專利名稱：色變換濾色器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及色變換濾色器、濾色器及其制造方法。本發(fā)明尤其涉及通過與發(fā)光元 件層合而形成顯示器的色變換濾色器、濾色器及其制造方法。
背景技術(shù)：
一種色變換方法是使用有機EL元件實現(xiàn)多色發(fā)光的一個方法。一種色變換方法 是其中將吸收由有機EL元件發(fā)出的光并發(fā)出具有與所吸收波長不同的波長分布的光的色 變換層設(shè)置在有機EL元件前側(cè)以表示多色的方法。在專利文獻(xiàn)1和其它地方披露了一種 樹脂分散式色變換層，其中螢光色素分布在聚合物樹脂中作為這種色變換層。在眾多色變 換方法中，可使用單色發(fā)光有機EL元件以利于制造。因此在積極探討將具有色變換層的有 機EL元件應(yīng)用于大屏幕顯示器。此外，這種顯示類型具有通過組合色變換層和濾色器獲得令人滿意的色再現(xiàn)性的 特征。然而，為了獲得來自這種樹脂分散式色變換層的充分效率，膜厚度必須將近IOym那 么厚。此外，需要特殊技術(shù)，例如為了在其上表面形成有機EL元件而使色變換層的粗糙度 平滑化的技術(shù)，以及遮擋從色變換層出現(xiàn)的水汽的技術(shù)，這些技術(shù)都會使顯示面板的成本 上升。作為解決上述問題的手段，已提出使用諸如蒸鍍沉積和濺射方法的干法工藝形成 具有色變換功能的層的方法。在這些方法中，可形成具有2μπι或更小膜厚的色變換層，然 而存在難以實現(xiàn)高精度布圖(例如150ppi或更高精度)的問題。已構(gòu)思出一種方法作為進(jìn)一步促成上述手段的方法，其中制備包含組成材料的油 墨，并使用油墨噴射方法來形成經(jīng)布圖的色變換層。油墨噴射方法的優(yōu)點是油墨利用率高 以及抑制色變換層制造成本的能力。然而，已知在進(jìn)行精確布圖時，需要抑制分散的油墨液滴碰撞位置的偏移，并抑制 在碰撞后凸顯在附近像素中。已提出若干種方法作為解決這些問題的手段，其中在基板側(cè) 形成提(專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3)。為了更有效地使用提制造高精度圖案，還提出一種方 法，其中根據(jù)提材料使用等離子處理或相似技術(shù)進(jìn)行表面處理，并形成具有不同材料的分 層結(jié)構(gòu)的提(見專利文獻(xiàn)3)。當(dāng)色變換濾色器用于具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機EL顯示器時，一般采用其中具有 多個發(fā)光部分的有機EL基板和色變換濾色器層合的配置。此時，如果基板和色變換濾色器 之間的間隙過大，則存在由發(fā)光部分發(fā)出的光凸顯在相鄰像素或子像素中的問題(串?dāng)_)。 另一方面，如果間隙過窄，則存在關(guān)于干涉效應(yīng)和/或與發(fā)光區(qū)域機械接觸的因素。尤其在 使用色變換方法的有機EL顯示器中，入射到色變換層的光量對變換效率有很大的作用，因 此使用間隔件控制間隙是重要的。專利文獻(xiàn)1 日本特開平8-286033號公報；專利文獻(xiàn)2 日本特開2005-203215號公報；專利文獻(xiàn)3 日本特開2000-353594號公報；
專利文獻(xiàn)4 日本特開2003-243154號公報；如專利文獻(xiàn)4中披露的那樣，已知在具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的有機EL顯示器中，通過 用環(huán)氧樹脂或其它樹脂填滿間隙并提高間隙中的折射率，就提高了光提取效率。然而，一般 環(huán)氧樹脂和其它樹脂具有高粘度，因而難以在層合過程中均勻地分散在間隙中。尤其在形 成提的色變換濾色器的情形下，當(dāng)使用單純滴落層合方法時，樹脂不擴散到外周密封材料 內(nèi)側(cè)的每個地方，因此即使在將近2-3英寸的面板測量中，樹脂沒有填滿屏幕的一部分，并 且發(fā)生亮度不均勻的問題。在圖2所示現(xiàn)有技術(shù)的色變換濾色器2000中，在提層260上制造間隔部分280， 因此根據(jù)所使用光刻方法的條件，間隔件280和提260的接合部的形狀可能形成銳角部分。 結(jié)果，在現(xiàn)有技術(shù)色變換濾色器2000中，阻擋層270不充分地覆蓋在間隔部分280和提層 260上，因而容易在阻擋層270接合部具有銳角的位置附近形成間隙。結(jié)果，當(dāng)色變換層220 對水和/或氧氣脆弱時，來自這些間隙的水汽或者通過與阻擋層270、間隔部分280和提層 260的界面或通過間隔部分280和提層260本身的吸濕到達(dá)色變換層220，從而顯著損害色 變換層220的壽命。因此，為了制造高精度、高效率有機EL元件，力求(1)防止油墨泄漏至子像素以 外的區(qū)域(尤其是泄漏至相鄰子像素)以在該規(guī)定子像素中形成理想的色變換層，以及(2) 精確控制在色變換濾色器與有機EL基板的層合中與基板的間隙，并用樹脂均勻填充間隙。此外，在圖2所示現(xiàn)有技術(shù)的色變換濾色器2000中，提層260相對于顯示部分以 10%-20%的比例不連續(xù)地存在于基板上。間隔部分280形成在提層上。隨著像素精細(xì)度 的提高，對于10-15 μ m的提層260寬度來說，間隔部分280的寬度也變得接近10 μ m，其大 小極為接近提層260的寬度。在這種情形下，形成在提層260上的間隔部分280往往由于 光掩模位置的偏移而凸出，并且在間隔部分280的高度上產(chǎn)生不均勻性。因此當(dāng)形成現(xiàn)有 技術(shù)的間隔部分280時，必須高精度地對齊光掩模。此外，當(dāng)形成提層260后將間隔部分280的材料層施加于提層260時，為了形成具 有要求膜厚且無不均勻的層，控制所涂敷和構(gòu)形的樹脂的粘度和/或固態(tài)比例并控制轉(zhuǎn)速 等是極為困難的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題而設(shè)計本發(fā)明，并提供一種色變換濾色器，該色變換濾色器沒有油 墨泄漏至相鄰子像素，并適于在基板層合時通過折射率調(diào)整用樹脂均勻填充，并提供以低 成本和高精細(xì)度制造這種色變換濾色器的方法。本發(fā)明涉及一種色變換濾色器，該色變換濾色器具有透明基板；至少兩種濾色 器層；形成在不同類型濾色器層之間的邊界上的多個提層；設(shè)置在相鄰提層之間的色變換 層；以及覆蓋濾色器層、提層和色變換層的阻擋層，其特征在于，多個提層中的至少一部分 具有形成自平緩的彎曲表面的多個突起。本發(fā)明包括一種色變換濾色器，其中提層包括由多個部分構(gòu)成的第一層以及覆蓋 該第一層的第二層，其中第一層存在于多個突起的位置處。本發(fā)明包括色變換濾色器，其中使用光固化樹脂或光固化/熱固化樹脂形成提層 的第二層色變換濾色器。
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本發(fā)明包括色變換濾色器，其中由相同材料形成提層的第一層和第二層。此外，本發(fā)明還涉及一種濾色器，其包括透明基板；至少兩種濾色器層；形成在 不同種類濾色器層之間的邊界上的多個提層；以及覆蓋濾色器層和提層的阻擋層，其特征 在于，多個提層中的至少一部分具有形成自平緩的彎曲表面的多個突起。本發(fā)明包括一種濾色器，其中提層包括由多個部分構(gòu)成的第一層以及覆蓋該第一 層的第二層，并且其中第一層存在于多個突起的位置處。本發(fā)明包括一種濾色器，其中使用光固化樹脂或光固化/熱固化樹脂形成提層的
弟·~ 層。本發(fā)明包括一種濾色器，其中提層的第一層和第二層形成自同一材料。此外，本發(fā)明包括制造上述色變換濾色器的方法。通過本發(fā)明，由于以高精度構(gòu)成色變換層的提層的一部分具有形成自平緩的彎曲 表面的多個突起，可提供具有下列優(yōu)點的色變換濾色器(1)可防止油墨泄漏至子像素以 外的區(qū)域(尤其是泄漏至附近子像素)，并形成在規(guī)定子像素中要求的色變換層；以及(2) 在色變換濾色器與有機EL基板的層合中精確控制與基板的間隙，并當(dāng)用樹脂填充間隙時 用樹脂均勻填充該間隙而不妨礙樹脂流動。此外，通過從平緩的彎曲表面形成多個突起，當(dāng)形成覆蓋濾色器層、色變換層、提 層的阻擋層時，阻擋層和提層之間的接合部的形狀不存在銳角，因而可防止與接合部附近 的阻擋層形成間隙。結(jié)果，可防止由于外部環(huán)境引起的本發(fā)明包含色變換層的有機EL元件
的劣化。
附圖簡述
圖IA是本發(fā)明的色變換濾色器1000的橫截面概略圖IB是沿圖IA的剖面線Ib-Ib的色變換濾色器1000的橫截面圖
圖IC是沿圖IA的剖面線Ic-Ic的色變換濾色器1000的橫截面圖
圖2是現(xiàn)有技術(shù)(比較例)的色變換濾色器2000的橫截面概略圖
圖3A是突起63的橫截面概略圖3B是突起63的橫截面概略圖；以及
圖3C是突起63的橫截面概略圖。
符號說明
10透明基板
20R紅色變換層
20G綠色變換層
30(R、G、B)濾色器層
40黑色基質(zhì)
50親液層
60提層
60A具有突起的提層
60B無突起的提層
61第一層
62第二層
5
63突起
64平整部分
70阻擋層
1000色變換濾色器
210透明基板
220R紅色變換層
220G綠色變換層
230(R、G、B)濾色器層
240黑色基質(zhì)
250親液層
260提層
270阻擋層
280間隔部分
2000色變換濾色器
發(fā)明的最佳實現(xiàn)樽式
下面參照附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。下面描述的實施例僅為本發(fā)
明的示例，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以作出多種適宜的設(shè)計修改。

圖1A-1C示出本發(fā)明的色變 換濾色器1000的例子。圖IA的色變換濾色器1000在充當(dāng)支承件的透明基板10上具有黑色基質(zhì)40 ；三 種濾色器層30 (R、G、B)；親液層50 ；設(shè)置在不同濾色器層30之間邊界位置的親液層50上 的提層60 ；設(shè)置在相鄰提層60之間的親液層50上的兩種色變換層20 ；以及形成為覆蓋親 液層50、提層60和色變換層20的阻擋層70。此外，提層60具有含由平緩的彎曲表面形成 的突起63的提層60A以及不具有這些突起63的提層60B。具有突起63的提層60A包括具 有多個突起63位置的第一層61以及覆蓋第一層61的第二層。沒有突起63的提層60B包 含第二層62而不包含第一層61。盡管不局限于這種配置，但在圖IA的色變換濾色器1000中，色變換層20僅為設(shè) 置在紅濾色器層30R的親液層50上的紅色變換層20R以及設(shè)置在綠濾色器層30G的親液 層50上的綠色變換層20G。即，在本實施例中，色變換層不設(shè)置在藍(lán)濾色器層30B上的親液 層50上。圖IB示出沿圖IA的剖面線Ib-Ib的色變換濾色器1000的橫截面圖。圖IB所示 提層60是具有由平緩的彎曲表面構(gòu)成的突起63的提層60A。在提層60A中，交替地沿提層 60A的長軸方向連續(xù)存在突起63和沒有突起的平整部分64。由在突起63的位置上的親液 層50上出現(xiàn)第二層62覆蓋的第一層61。另一方面，僅由第二層62形成平整部分64。圖IC示出沿圖IA的剖面線Ic-Ic的色變換濾色器1000的橫截面圖。圖IC所示 的提層60是沒有突起63的提層60B。提層60B不具有第一層61，并僅由第二層62形成。在本發(fā)明中，突起63可充當(dāng)間隔件以在有機EL基板和色變換濾色器層合過程中 精確地控制與基板的間隙。尤其，突起63離散地存在于色變換濾色器上，因此在層合過程 中不會妨礙填充樹脂沿垂直于提層60的方向擴散，此外可確保層合平面內(nèi)的均勻?qū)雍祥g 隙。
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由于由覆蓋第一層61的第二層62形成突起63，突起以平緩的彎曲表面隆起而不 具有階梯狀臺階部分。具體地說，形成突起63以致在彎曲表面的任意點的彎曲表面的導(dǎo)數(shù) 不會不連續(xù)。籍此，當(dāng)形成覆蓋濾色器層30、色變換層20和提層60的阻擋層70時，阻擋層 70和提層60接合部的形狀不存在銳角，由此容易形成均勻的阻擋層。此外，可防止與接合 部附近與阻擋層70產(chǎn)生間隙，并防止由于外部環(huán)境引起的元件的劣化。下面對本發(fā)明的較佳色變換濾色器1000的較佳制造方法進(jìn)行說明。(黑色基質(zhì)形成工藝)首先，將黑色基質(zhì)40形成在透明基板10上，盡管這是供選擇的工藝。黑色基質(zhì)40是用來遮蔽可見光并提高對比度的層?？墒褂闷胀ㄆ桨屣@示器中使 用的材料來形成黑色基質(zhì)40?？扇我獾卦O(shè)定黑色基質(zhì)40的膜厚，只要滿足前述功能?？赏ㄟ^使用旋涂法或其它廣泛使用的涂敷方法在透明電極整個表面上形成未硬 化材料層來制造黑色基質(zhì)40，隨后使用光刻工藝布圖，或使用絲網(wǎng)印方法或類似方法在圖 案形狀中形成圖案。黑色基質(zhì)40可包括沿第一方向延伸的多個長條形部分(狹縫圖案)。 或者，黑色基質(zhì)40可包括沿第一方向和第二方向(與第一方向垂直)延伸的長條形部分， 形成為具有多個開口部分的網(wǎng)眼狀(狹縫圖案)的整體層。黑色基質(zhì)40的開口部分是用 于形成子像素的位置。此外，用于本發(fā)明的透明基板10具有充裕的透明度，并進(jìn)一步能經(jīng)受如下黑色基 質(zhì)40、濾色器層30 (R、G、B)以及色變換層20以及有機EL元件(電極、有機發(fā)光層及類似 物)的形成條件(溶劑、溫度等)。此外較佳的是尺寸穩(wěn)定性極好。透明基板10的材料可 以是不致使多色發(fā)光顯示器性能降低的任意材料。透明基板10的材料的例子包括玻璃、各 種塑料以及各種膜及類似物。(濾色器層形成工藝)濾色器層30是用來在特定波長區(qū)內(nèi)透過可見光、使透過光具有要求色相并提高 透過光純度的層。濾色器層可使用液晶顯示器或其它平板顯示器中使用的材料形成濾色 器層30。在近年來，其中顏料散布在光刻膠中的顏料散布材料已用于濾色器層30。如圖 1A-1C所示，當(dāng)使用這三種類型的濾色器層時，理想的是分別使用透過波長為400nm-550nm 的藍(lán)濾色器層30B、透過波長為500nm-600nm的綠濾色器層30G以及透過波長為600nm和以 上的紅濾色器層30R。濾色器層可通過使用旋涂或其它涂敷方法在透明基板10整個表面上形成每個上 述濾色器層30，此后使用光刻或另一方法來執(zhí)行布圖?；蛘撸捎媒z網(wǎng)印方法或類似方法來 形成布圖。(親液層形成工藝)接著，盡管作為供選擇工藝，可將親液層50形成在濾色器層30上。當(dāng)如下文所述 將用于形成色變換層的油墨涂敷在濾色器層30上時，親液層50是提高濾色器層30表面上 的油墨濕潤性而形成的層。根據(jù)油墨極性確定親液層50?？捎糜谟H液層50的材料包括Si0x、SiNx和其它無 機氧化物以及無機氮化物。可通過噴濺方法、CVD方法或另一方法來形成親液層50。此外，當(dāng)不提供親液層50時，可使用等離子處理或類似處理來控制為形成色變換 層而涂敷油墨的表面的濕潤性。
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(油墨層形成工藝)接著，在不同類型濾色器層30之間的邊界處，在親液層50上形成提層60。提層 60包括具有形成自平緩的彎曲表面的突起63的提層60A以及不具有突起63的提層60B。在提層60A中，交替地連續(xù)存在突起63和沒有突起的平整部分64。在突起63的 位置處的親液層50上，存在由第二層62覆蓋的第一層61。另一方面，僅在平整部分64上 形成第二層62。提層60B不具有第一層61并僅由第二層62形成。可使用光固化或光固化/熱固化樹脂形成第一層61。例如，可通過涂敷光固化或 光固化/熱固化樹脂，然后執(zhí)行光和/或熱處理以產(chǎn)生基團(tuán)和離子，并引發(fā)聚合或橋接并使 樹脂不可溶而形成第一層61。此外，當(dāng)通過光學(xué)處理形成第一層61時，理想的是在硬化前 使光固化樹脂或光固化/熱固化樹脂可溶解或可分散在有機溶劑或堿溶劑中。可用于本發(fā)明的光固化或光固化/熱固化樹脂包括(1)包含具有多個丙烯?；鶊F(tuán)和丙烯甲基基團(tuán)以及熱聚合引物的丙烯多功能單 體或寡聚物的成分；(2)包含聚乙烯苯基丙氨酸酯和敏化劑的組合物；(3)包含鏈狀或環(huán)狀烯烴和二疊氮化物的成分；以及(4)具有環(huán)氧基團(tuán)和光酸發(fā)生體的單體的成分。特別是，在使用上述(1)光固化或光固化/熱固化樹脂的情形下，可將光學(xué)處理用 于高精度布圖。此外，(1)的材料具有耐溶劑性和耐熱性并且在其它方面也很可靠，因此是 較佳的?；蛘撸瑹崴軜渲驘峁袒瘶渲捎米鞯谝粚?1的材料。可使用的熱塑樹脂包括聚 碳酸酯(PC)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚醚砜、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯醚、聚酰胺、聚醚 酰亞胺、降冰片烯系樹脂、甲基丙烯酸樹脂、異丁烯順丁烯二酸酐共聚物樹脂、環(huán)形烯烴系 樹脂及類似物。可使用的熱固化樹脂包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯樹脂、乙烯 基酯樹脂、酰亞胺系樹脂、氨基甲酸乙酯系樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂及類似物?；蛘甙?括聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯或具有三官能性或四官能性的烷氧基硅烷的類似物的聚 合物混合體可用作第一層61的材料。第一層61的尺寸是寬度將近為10 μ m的圓形、矩形或類似形狀。第一層61的特 例包括當(dāng)垂直于基板剖切時具有矩形、倒錐形和圓形(包括半圓、半橢圓和類似形狀)的橫 截面的層，如圖3A-3C所示。希望使第一層61的高度接近1-3 μ m,以使從親液層50上表面 至突起63頂部的高度為10 μ m或更小。如果突起63的高度相比平整部分64過低，則妨礙 填充樹脂沿垂直于提方向擴散。另一方面，如果突起63的高度過大就會引起串?dāng)_，其中光 侵入相鄰像素或子像素。此外，在有機EL基板層合工藝中，為了確保層合平面中均一的層合間隙而不妨礙 填充樹脂沿垂直于提層60的方向擴散，希望使突起63離散地并較佳以等間隔存在于濾色 器層30上或濾色器層30的周緣上和/或在色變換層20的周緣上。為了形成上述突起63， 要求第一層61也離散地并較佳以等間隔形成于濾色器層30上或濾色器層30的周緣上和/ 或在色變換層20的周緣上。具體地說，希望使第一層61和/或突起63以大約每像素(每 三個子像素)一個的間隔形成。例如，它們可形成在具有狹縫圖案的黑色基質(zhì)40的條形部 分的交叉位置處。接著，將第二層62形成在親液層50和第一層61上。形成第二層62使之位于不同類型濾色器層30的邊界上方。同時，形成第二層62的一部分以覆蓋第一層61， 從而形成具有突起63的提層60A。另一方面，可直接在親液層50上形成第二層62。在這 種情形下，形成不具有提層60A的平整部分64或突起63的提層60B。作為第二層62的材料，可使用上述光固化或光固化/熱固化樹脂。或者，可將熱 塑樹脂或熱固樹脂用作第二層62的材料。第二層62的材料可具有與第一層61的材料相 同的特性，只要在涂敷時這種組合不會因為第一層61發(fā)生膜分散或膜剝離，或者材料可以 是不同的。優(yōu)選由與第一層61相同的材料形成第二層62?？赏ㄟ^使用旋涂或其它廣泛使用的涂敷方法在親液層50和第一層61的表面上形 成一層未硬化材料并隨后使用光學(xué)處理布圖來形成第二層62?；蛘撸墒褂媒z網(wǎng)印方法或 類似方法以圖案形狀形成第二層62。另外，第二層62的圖案形狀可包括沿第一方向延伸的 多個條形部分(狹縫圖案)。或者，第二層62可形成為包含沿第一方向和第二方向(與第 一方向垂直的方向)延伸的條形部分并具有多個開口部分的網(wǎng)眼圖案(狹縫圖案)。理想 地選用狹縫圖案以不妨礙填充樹脂的擴散，并防止色混入相鄰像素。當(dāng)在狹縫圖案中制造 第二層62時，在具有突起63的提層60A中，較佳地沿提層60A的長軸方向交替地連續(xù)存在 突起63和沒有突起的平整部分64。在本發(fā)明中，與在提層上部形成間隔部分的情形相反，通過用第二層62覆蓋第一 層61來形成突起63，以使突起63以平緩的彎曲表面突出，并可形成而沒有階梯式臺階部 分。此外，可比現(xiàn)有技術(shù)更為容易控制地用于在第一層61上形成第二層的樹脂的粘度和/ 或固態(tài)比例以及轉(zhuǎn)速等。此外，可形成多個突起63而不會發(fā)生高度的不均勻。(色變換層形成工藝)使用一種噴墨方法使油墨粘附，包括將色變換染料施加于相鄰提層60之間各個 位置的親液層50上，以形成至少一種類型的色變換層20。色變換層是具有吸收來自光源 的光并引發(fā)具有不同波長分布的螢光的功能的層。在圖IA中示出一個例子，其中形成兩種 類型的色變換層20，即紅色變換層20R和綠色變換層20G?？筛鶕?jù)需要僅提供紅色變換層 20R?；蛘撸思t色變換層20R和綠色變換層20G之外，可提供藍(lán)色變換層(未示出)。用來形成色變換層20的油墨包括至少一種類型的色變換染料和溶劑?？捎糜?本發(fā)明的色變換染料包括Alq3 (三-8-羥基喹啉鋁絡(luò)合物)和其他鋁螯合物體系染料； 3- (2-苯并噻唑基)-7- 二乙基氨基香豆素(香豆素6)、3- (2-苯并咪唑基)-7- 二乙基氨基 香豆素(香豆素7)、香豆素135和其他香豆素體系染料；溶劑黃43、溶劑黃44和其他萘酰 亞胺體系染料；和類似的低分子量有機熒光染料?；蛘吒叻肿恿繜晒馊玖?，其中的代表有聚 亞苯基、聚亞芳基和聚芴。根據(jù)需要可將兩種或更多種染料的混合物可用作色變換染料。當(dāng)將藍(lán)光轉(zhuǎn)換成紅 光時或波長偏移量很大的其它情形下，使用染料混合物是一種有效手段。染料混合物可以 是前述染料的混合物?；蛘?，混合物可以是包含下述染料的前述染料的混合物。(1)喹吖二酮衍生物，如二乙基喹吖二酮(DEQ)；(2)4-二氰基亞甲基-2-甲基_6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H_吡喃(DCM-1， (I) )、DCM-2 (II)、DCJTB (III)和其他花青染料；(3) 4，4- 二氟-1,3,5,7-四苯基 ~4~ 硼雜-3a, 4a- 二氮雜-s-indacene (IV)(4)路瑪近(Lumogen) F 紅
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(5)尼羅(Nile)紅(V)(6)若丹明B、若丹明6G和其他占噸體系染料；和(7)吡啶1和其他吡啶體系染料?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式1 作為用于本發(fā)明中色變換層的油墨的溶劑，可使用可用來溶解前述色變換染料的 任意溶劑。例如，甲苯和其它苯系無極性溶劑、氯仿、酒精、酮系和其它極性溶劑可用作油墨 的溶劑。油墨的溶劑可包含單種成分?；?，在調(diào)整粘滯性、汽化壓力、可溶解性、流動性和/ 或濕潤性幫助下，可將多種溶劑混合以制備油墨溶劑。此外，為使色變換層20的折射率與濾色器層30的相同，可通過將溶劑加至其中已 散布有前述色變換染料的熱固化樹脂組合物來制造用于形成色變換層的油墨。在該實施例中，可通過將至少一種類型的色變換染料混入溶劑而制造用于形成色 變換層的油墨。為了消除水和氧氣的效果，較佳地在惰性氣體(例如氮氣或例如氬氣的稀 有氣體)氛圍中制造油墨。為了在制造油墨前去除溶劑中的水和氧氣，可在溶劑預(yù)制中使 用業(yè)內(nèi)公知的任意手段，例如除氣處理、使用水吸附劑的處理、使用氧吸附劑的處理、稀釋 和類似手段。以要求分辨率施加油墨的能力作為條件，使用業(yè)內(nèi)公知的任意噴墨裝置和方 法，使制造出的油墨粘附在位于相鄰提層60之間的親液層50上。噴墨裝置和方法可采用 熱噴墨方法或可采用壓電噴墨方法?？赏ㄟ^在使惰性氣體或真空中的溶劑揮發(fā)的溫度或在熱固化樹脂成分硬化的溫 度下加熱而實現(xiàn)使使用噴墨方法造成粘附的油墨干燥。此時，要求設(shè)定加熱溫度使油墨中 的色變換染料不會發(fā)生劣化或熱分解。
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使用本發(fā)明的油墨制造出的色變換層具有2000ηπι(2μπι)或更小的膜厚，較佳在 100和2000nm之間，更佳地在100和IOOOnm之間。使用包含分散在樹脂成分中的色變換染 料的油墨制造出的色變換層具有較佳在100和2000nm之間的樹脂膜厚。(阻擋層形成工藝)最后，形成阻擋層70以覆蓋濾色器層30、提層60和色變換層20。當(dāng)經(jīng)布圖的色 變換層20采用由于水和/或氧氣的介入而劣化的材料時，阻擋層70在保證持續(xù)的穩(wěn)定性 能方面是有效的。作為阻擋層材料，可使用對于氣體和有機溶劑具有阻擋特性并在能見區(qū)具有高透 射性(在400-700nm的范圍內(nèi)具有50%或更高的透射率)的材料?？捎糜谧钃鯇拥牟牧习?括例如SiOx、SiNx, SiNxOy、AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx和其它無機氧化物和無機氮化物?？赏ㄟ^噴濺方法、CVD方法、真空蒸鍍沉積方法或其它方法來形成阻擋層。從避免 阻擋層成形期間色變換層20損壞的角度說，要求使用可在100°C或更低的低溫下進(jìn)行并且 用于薄膜沉積的粒子能量很低的CVD方法來形成阻擋層。在上述說明中給出一個例子，參照圖1A-1C，使用三種類型的濾色器層30。然而， 在用于形成高精密度的色變換層20的一部分提層60具有形成自平緩的彎曲表面的多個突 起63的條件下，顯然本發(fā)明的制造方法可應(yīng)用于采用兩種類型或四種或更多種類型的濾 色器層的色變換濾色器的制造。
實施例〈例1>下面，使用特例來解釋本發(fā)明和有利效果；然而，該例不旨在限制本發(fā)明的范圍。 下面的過程用來制造圖1A-1C的色變換濾色器1000。(黑色基質(zhì)40的形成)Color Mosaic CK-7001 (可從富氏膠卷公司購得)應(yīng)用于透明基板10 (由康寧公 司生產(chǎn)的1737玻璃，200mmX 200mmX0. 7mm厚)。接著，使用光刻方法來形成具有多個矩形 開口部分的黑色基質(zhì)40。黑色基質(zhì)40具有Ιμπι的膜厚。每個矩形開口部分(等同于子 像素)是垂直方向300μπιΧ水平方向ΙΟΟμπι。相鄰矩形開口部分之間的間隔是垂直方向 30ymX水平方向10 μ m。(濾色器層形成)Color Mosaic CK-7001 (可從富氏膠卷公司購得)施加于形成有黑色基質(zhì)的透 明基板10。接著，使用光刻方法來形成紅濾色器層30R，其包括沿垂直方向延伸的寬度為 106 μ m的多個條形部分。濾色器層的膜厚為1 μ m。接著，除了使用Color Mosaic CK-7001和CB-7001 (均可從富氏膠卷公司購得)， 用與紅濾色器層30R類似的過程形成綠濾色器層30G和藍(lán)濾色器層30B。兩膜的厚度hf為 1 μ m而濾色器層均具有寬度106 μ m的條形圖案。(親液層形成)接著，將等離子體CVD設(shè)備用于等離子體CVD方法，使用甲硅烷(SiH4)、氨(NH3) 和氮(N2)作為開始原料氣體，在形成濾色器層30的基板上沉積氮化硅(SiN)至300 μ m膜 厚，以形成親液層50。
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(提層形成)通過旋涂方法施加丙烯系樹脂V259PAP5(由日本鋼化學(xué)有限公司制造)以獲得從 濾色器層30表面開始3. 5μπι的膜厚。接著，使用光刻方法來形成第一層61。第一層61具 有為每個像素定位一個而以300 μ m間隔形成的、在紅濾色器層30R和藍(lán)濾色器層30B之間 的30 μ m寬度的黑色基質(zhì)上的、并沿垂直于濾色器層(30R、30B)的方向延伸的直徑7μπι的 點圖案。接著，丙烯系樹脂V259PAP5(由日本鋼化學(xué)有限公司制造)施加在具有通過旋涂 方法形成第一層61的基板表面上，以獲得從不形成有第一層61的部分的濾色器層30表面 開始5μπι的膜厚。然后，使用光刻方法來形成第二層62。第二層62具有位于不同濾色器 層30每個條形圖案的邊界處的寬度為10 μ m的條形圖案。此時，突起63不具有帶平整部 分64的階梯形臺階部分，但從濾色器層30的表面略為地伸出6. 5 μ m的高度并從平整部分 64的表面伸出1.5μπι的高度。形成突起63，使彎曲表面上的任意點處的彎曲表面的導(dǎo)數(shù) 沒有不連續(xù)。(表面處理)接著，使N2氣體以200SCCM流動的同時，在0. 5kW的施加功率下進(jìn)行120秒的等 離子體處理。接著，在上述處理后的一個小時內(nèi)形成色變換層20。(綠色變換層的形成)將1000份重量的甲苯和50份重量的豆香素6混合物作為第一染料并將DEQ作為 第二染料(摩爾比豆香素6 DEQ = 48 2)混合以制備油墨。使用噴墨裝置(由Litrex 公司制造的Litrex 120L)在氮氛圍中使用多噴嘴滴落制備的油墨。接著在1. 0X 10_3Pa的 真空下在100°C的溫度下使用真空干燥爐在不中斷氮氛圍下進(jìn)行油墨的晾干。所獲得的綠 色變換層20G具有500nm的膜厚。(紅色變換層的形成)將100份重量的甲苯和50份重量的豆香素6混合物作為第一染料并將DCM-2作為 第二染料(摩爾比豆香素6 DCM = 48 2)混合以制備油墨。使用噴墨裝置(由Litrex 公司制造的Litrex 120L)在氮氛圍中使用多噴嘴滴落制備的油墨。接著在1. 0X 10_3Pa的 真空下在100°C溫度下使用真空干燥爐在不中斷氮氛圍下進(jìn)行油墨的晾干。所獲得的紅色 變換層20R具有500nm的膜厚。(阻擋層形成)接著，在不阻斷真空的情況下，將如上所述而形成的具有綠色變換層20G和紅色 變換層20R的分層體傳遞至等離子體CVD裝置。使用等離子體CVD方法來形成含1 μ m膜厚 的氮化硅(SiN)的阻擋層70以獲得色變換濾色器。所使用的原材料氣體是甲硅烷(SiH4)、 氨(NH3)和氮(N2)。在形成阻擋層70期間，使分層體的溫度保持在100°C或更低。<比較例1>與上例1相同，將黑色基質(zhì)240形成在透明基板210上。接著形成濾色器層230 (R、 G、B)和親液層250。然后，通過旋涂方法施加丙烯系樹脂V259PAP5(由日本鋼化學(xué)有限公司制造)以 獲得從濾色器層230表面開始5μπι的膜厚。接著，用光刻方法來形成提層260。提層260 在不同種濾色器層230的每個條形圖案的邊界處具有寬10 μ m的條形狀。
接著，施加丙烯系樹脂V259PAP5(由日本鋼化學(xué)有限公司制造)以獲得從提層260 上部開始的1.5μπι的膜厚。然后，使用光刻方法在提層260的上部形成間隔部分280。間 隔部分280具有為了在每個像素上設(shè)置一個而以330 μ m的間隔形成的7 μ m直徑的點圖案。此外，類似于例1，執(zhí)行使用等離子體的表面處理。然后，形成綠色變換層220G和 紅色變換層220R以及阻擋層270，以制造色變換濾色器2000?！丛u價1>將例1和比較例1中形成的色變換濾色器(1000和2000)設(shè)置在層合裝置中，使 色變換濾色器的阻擋層(70或270)面朝上。使用分配器將環(huán)氧樹脂系紫外線硬化粘合劑 (由Nagase ChemteX公司制造的UVRESIN XNR5516)連續(xù)施加在基板的外周部分，并隨后將 300mPa-s的熱固環(huán)氧樹脂粘合劑滴入畫面的中央?yún)^(qū)。接著，代替有機EL基板，在下述工藝中將1737玻璃(由康寧公司制造， 200mm X 200mm X0. 7mm厚)敷設(shè)在色變換濾色器(1000或2000)中，并制造經(jīng)層合的基板 (1)首先，層合裝置的內(nèi)部被抽空至將近IOPa的壓力；(2)使1717玻璃的表面處于與色變 換濾色器的阻擋層(70或270)相對的狀態(tài)，這兩塊基板相距大約20 μ m,并確定像素位置； (3)在使裝置內(nèi)的壓力返回到大氣壓的同時，施加將近0. lkg/cm2的負(fù)載。接著，從濾色器基板側(cè)用紫外線僅輻射已涂敷環(huán)氧樹脂系紫外線硬化粘合劑的部 分，并使其硬化。然后將其放入加熱爐并在95°C下加熱1小時。接著在加熱爐中進(jìn)行30分 鐘的自然冷卻以獲得層合的基板。基于已確認(rèn)在層合基板中引入的空氣泡的數(shù)目對填充樹 脂在基板中的擴散度進(jìn)行評價。以上述方式密封根據(jù)例1和比較例1制造的各色變換濾色器(1000和2000)的12 塊面板，并觀察空氣泡的混入。結(jié)果，在每種情形下觀察一塊面板中的空氣泡混入。因此， 在例1和比較例1之間填充樹脂的擴散沒有差異的情形下，確認(rèn)例1色變換濾色器1000中 的突起63作為間隔件發(fā)揮十足的功能?！丛u價2>對于例1和比較例1，比較當(dāng)色變換濾色器(1000和2000)受光激勵時獲得的螢光強度。將恒定強度的激勵光源(峰值波長470nm)用來照射根據(jù)例1和比較例1制造的 色變換濾色器(1000和2000)，并將光譜輻射輝度計CS100 (由柯尼卡美能達(dá)制造)用來測 量螢光強度。接著，使每個色變換濾色器(1000和2000)的12塊面板在80°C高溫和90% 高濕度腔室內(nèi)保存1000小時。然后，執(zhí)行與前述內(nèi)容相同的螢光強度測量，并評價保存壽 命。表 1
比較例11. 05*例1的色變換濾色器的12塊面板的平均最初螢光強度取為1。表2 *例1的色變換濾色器的12塊面板的平均最初螢光強度取為1。**在保存處理后測得的具有每種螢光強度的色變換濾色器的12塊面板中的面板 數(shù)如表所示。如表2所示，對于根據(jù)例1制造的色變換濾色器(1000)，即使在高溫、高濕度保存 處理后也能使全部12塊面板保持充分的螢光強度。在另一方面，在比較1間隔部分280形 成在提層260上部的色變換濾色器(2000)中，在受到保存處理的12塊面板中，6塊面板的 螢光強度下降至最初螢光強度的0. 5-0. 7，而具有色變換濾色器的兩塊面板下降至最初螢 光強度的0. 5或更低。也就是說，在比較例1中，面板螢光強度顯著下降的發(fā)生率比例1高。 此外在比較例1中，甚至沒有一塊具有色變換濾色器的面板的螢光強度能達(dá)到最初螢光強 度的90%或更高。認(rèn)為在間隔部分280形成在提層260上部的例1中，由于存在間隔部分280和提層 260的接合部的形狀為銳角的部分，因此阻擋層270不充分地覆蓋住接合部的部分，以致在 靠近具有銳角的接合部的部分附近的阻擋層270中形成間隙。也就是說，由于這些間隙，使 發(fā)生了流過阻擋層和間隔部分和提層之間的界面的水，或由間隔部分和提層本身的吸濕， 并因此推斷色變換層220劣化并使色變換濾色器2000的壽命顯著縮短。另一方面，在例1中構(gòu)思使突起63不具有階梯狀臺階部分，但由平緩的彎曲表面 形成，以形成阻擋層70而沒有間隙，并可獲得充分覆蓋。如上所述，在本發(fā)明的示例中，通過噴墨方法制造色變換濾色器，有可能測量具有 更穩(wěn)定保存壽命同時具有與比較例等同的樹脂填充性能的色變換濾色器。如上所述，通過對一部分提層設(shè)置多個形成自平緩的彎曲表面的多個突起63以 形成具有高精度的色變換層，可提供具有下列優(yōu)點的色變換層1000 :(1)可防止油墨泄漏 至子像素外側(cè)的區(qū)域(尤其是泄漏至相鄰子像素)，并在規(guī)定子像素中形成要求的色變換 層20，⑵當(dāng)將色變換濾色器1000層合至有機EL基板時，可控制基板之間的間隙，此外，可 使用填充樹脂來均勻地填充間隙。此外，由于突起63以平緩的彎曲表面突起，并不具有階梯式臺階部分，當(dāng)形成覆 蓋濾色器層30、色變換層20和提層60的阻擋層70時，在阻擋層70和提層60之間接合部 的形狀中不存在銳角。因此，可防止在接合部附近的阻擋層70中產(chǎn)生間隙。籍此可防止因 外部環(huán)境導(dǎo)致元件的劣化，并可制造出具有穩(wěn)定保存壽命的色變換濾色器。通過本發(fā)明，以獲得具有良好生產(chǎn)率的、具有高可靠性的色變換濾色器，結(jié)果可降低使用色變換濾色器的 高精度平板顯示器的成本。
權(quán)利要求
一種色變換濾色器，包括透明基板；至少兩種類型的濾色器層；形成在不同類型的濾色器層之間的邊界上的多個堤層；位于相鄰堤層之間的色變換層；以及覆蓋所述濾色器層、所述堤層和所述色變換層的阻擋層；所述色變換濾色器的特征在于，所述多個堤層的至少一部分具有由平緩的彎曲表面形成的多個突起。
2.如權(quán)利要求1所述的色變換濾色器，其特征在于，所述提層包括含多個部分的第一 層以及覆蓋所述第一層的第二層，并且所述第一層存在于所述多個突起的位置處。
3.如權(quán)利要求2所述的色變換濾色器，其特征在于，所述提層的所述第二層是使用光 固化樹脂或光固化/熱固化樹脂形成的。
4.如權(quán)利要求2所述的色變換濾色器，其特征在于，所述提層的所述第一層和第二層 由相同材料形成。
5.一種濾色器，包括 透明基板；至少兩種類型的濾色器層；形成在不同類型的濾色器層之間的邊界上的多個提層；以及 覆蓋所述濾色器層和所述提層的阻擋層；所述濾色器的特征在于，所述多個提層的至少一部分具有由平緩的彎曲表面形成的多 個突起。
6.如權(quán)利要求5所述的濾色器，其特征在于，所述提層包括含多個部分的第一層以及 覆蓋所述第一層的第二層，并且所述第一層存在于所述多個突起的位置處。
7.如權(quán)利要求6所述的濾色器，其特征在于，所述提層的所述第二層是使用光固化樹 脂或光固化/熱固化樹脂形成的。
8.如權(quán)利要求6所述的濾色器，其特征在于，所述提層的所述第一層和第二層由相同 材料形成。
9.一種制造色變換濾色器的方法，所述方法包括(a)在透明基板上形成至少兩種類型的濾色器層的步驟；(b)在不同濾色器層之間的邊界上形成提層的步驟，所述提層的至少一部分具有由平 緩的彎曲表面形成的多個突起；(c)使用噴墨方法使包含色變換染料的油墨粘附在相鄰提之間并形成至少一種類型的 色變換層的步驟；(d)形成覆蓋所述濾色器層、所述提層和所述色變換層的阻擋層的步驟， 所述形成提層的步驟包括(b-Ι)形成包含多個部分的第一層的步驟，所述第一層形成在所述突起的位置處；以及(b-2)形成覆蓋所述第一層的第二層的步驟。
全文摘要
提供一種使用噴墨方法形成低成本高分辨率色變換層的方法，所述層具有一致的厚度并且不會泄漏至相鄰子像素。色變換層(1000)的特征在于，形成堤層(60)，所述堤層(60)包括含多個平緩的彎曲突起(63)的突起層(60A)，每個堤層(60)具有第一層(61)和第二層(62)，在基板上離散地存在所述突起(63)。
文檔編號G02B5/20GK101910885SQ200980102068
公開日2010年12月8日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者仲俁伸一, 金井直之 申請人:富士電機控股株式會社