黑矩阵基板的制作方法_4

文档序号:9308458阅读:来源:国知局
以举出例如双 锥形砂磨机(coballmill)、篮式砂磨机、销棒粉碎机或戴诺磨。作为珠磨机的珠子,优选 例如二氧化钛珠、二氧化错珠或错石珠。作为分散中使用的珠径,优选0. 01~5. 0_,更优 选0. 03~1. 0mm。当颜料的一次粒径或一次粒子凝聚形成的二次粒子的粒径小的情况下, 作为分散中使用的珠径,优选〇. 03~0. 10mm的微小的分散珠。这种情况下,优选使用具有 可以使微小的分散珠和分散液分离开的离心分离方式的分离器的珠磨机进行分散。另一方 面,在使含有亚微米程度粗大粒子的遮光材料或微粒分散的情况下,为了得到充分的粉碎 力,优选珠径0.10mm以上的分散珠。另外,也可以将遮光材料和微粒分别分散。这种情况 下,为了预防溶剂震荡引起的凝集,优选使用相同的溶剂。
[0126] 将如上所述的树脂组合物涂布于透明基板上得到的涂布膜,通过风干、加热干燥 或者真空干燥等干燥使其硬化,形成干燥被膜。为了抑制干燥不均或者输送不均,优选将涂 布了黑色树脂组合物的透明基板用具备加热装置的减压干燥机减压干燥后,加热使其半硬 化(半固化,semicure)〇
[0127] 然后,为了在上述的遮光层(A)的干燥膜上形成遮光层(B),涂布与遮光层(A)相 比0D/T变大那样的遮光层(B)用的黑色组合物并使其干燥。
[0128] 作为用于形成遮光层(B)的黑色组合物,优选使用含有遮光材料、树脂、溶剂、多 官能丙烯酸单体和光聚合引发剂的感光性黑色树脂组合物来形成。
[0129] 作为用于遮光层(B)的形成的感光性黑色树脂组合物含有的溶剂,可以结合分散 的遮光材料的分散稳定性和添加的树脂成分的溶解性,适当选择水或者有机溶剂。作为有 机溶剂,可以举出例如酯类、脂肪族醇类、(聚)烷撑二醇醚系溶剂、酮类、酰胺系极性溶剂 和内酯系极性溶剂。作为酯类,可举出例如乙酸苄基酯(沸点214°C)、苯甲酸乙酯(沸点 213°C)、苯甲酸甲酯(沸点200°C)、丙二酸二乙酯(沸点199°C)、乙酸2-乙基己酯(沸点 199°C)、乙酸2-丁氧基乙酯(沸点192°C)、乙酸3-甲氧基-3-甲基-丁基酯(沸点188°C)、 草酸二乙酯(沸点185°C)、乙酰乙酸乙酯(沸点181°C)、乙酸环己酯(沸点174°C)、乙酸 3-甲氧基-丁基酯(沸点173°C)、乙酰乙酸甲酯(沸点172°C)、3-乙氧基丙酸乙酯(沸 点170°C)、乙酸2-乙基丁基酯(沸点162°C)、丙酸异戊基酯(沸点160°C)、丙二醇单甲基 醚丙酸酯(沸点160°C)、丙二醇单乙基醚乙酸酯(沸点158°C)、乙酸戊酯(沸点150°C) 或丙二醇单甲基醚乙酸酯(沸点146°C)等。
[0130] 另外,作为上述以外的溶剂,可以举出例如乙二醇单甲基醚(沸点124°C)、乙二醇 单乙基醚(沸点135°C)、丙二醇单乙基醚(沸点133°C)、二甘醇单甲基醚(沸点193°C)、 单乙基醚(沸点135°C)、甲基卡必醇(沸点194°C)、乙基卡必醇(202°C)、丙二醇单甲基 醚(沸点120°C)、丙二醇单乙基醚(沸点133°C)、丙二醇叔丁基醚(沸点153°C)或者双 丙甘醇单甲基醚(沸点188°C)等(聚)烷撑二醇醚系溶剂,乙酸乙酯(沸点77°C)、乙酸 丁酯(沸点126°C)或乙酸异戊酯(沸点142°C)等脂肪族酯类,丁醇(沸点118°C)、3_甲 基-2-丁醇(沸点112°C)或3-甲基-3-甲氧基丁醇(沸点174°C)等脂肪族醇类,环戊 酮或环己酮等酮类,二甲苯(沸点144°C)、乙苯(沸点136°C)或溶剂油(石油馏分:沸点 165 ~178°C)。
[0131] 此外,随着透明基板的大型化,通过模涂布装置的涂布已经成为主流,因此为了实 现适度的挥发性和干燥性,优选含有沸点为150°C~200°C的溶剂30~75质量%的混合溶 剂。
[0132] 作为遮光层(B)的形成中能够使用的感光性树脂组合物的制造方法,可举出与遮 光层(A)同样的方法。
[0133] 如上所述,涂布为了形成遮光层(A)的树脂组合物、干燥,在其上涂布为了形成遮 光层(B)的感光性树脂组合物、干燥后,经由掩模,由曝光装置照射紫外线,使用例如碱性 的显影液进行显影。作为碱性显影液,可以使用氢氧化四甲铵水溶液、碱金属氢氧化物的水 溶液。可以将例如〇. 01~1质量%的非离子系表面活性剂等表面活性剂添加到显影液中。
[0134] 得到的图案之后经过加热处理而变成被图案化的树脂BM。层叠状态的图案的加 热处理优选例如在空气、氮气或者真空中,在150~300°C下连续或者阶段性进行0. 25~5 小时。此外,加热处理的温度更优选180~250°C。
[0135] 另外,上述树脂BM的图案形成方法也能适用于遮光层(A)不含折射率1. 4~1. 8 的微粒的情况。
[0136] 接下来,对树脂BM的优选形状进行说明。图1是表示本发明的黑矩阵基板的几 种实施方式的示意图。由0D/T小的遮光层(A)和0D/T大的遮光层(B)组成的树脂BM11 在透明基板10的上方进行图案形成。形成于本发明的黑矩阵基板的树脂BM,有必要如图 1 (a)~(e)表示的那样依次存在层,但如图1 (a)那样的垂直的图案、如图1 (b)那样的山型 的图案、如图2(c)那样的倒山型的图案、如图2(d)那样的遮光层(B)的图案与遮光层(A) 相比变小的图案、如图2(e)那样的遮光层(B)的图案比遮光层(A)大地配置的图案中的任 一个均可。其中,为了使树脂BM的线宽度缩小而提高像素的开口率,优选如图2(a)~(c) 表示的那样遮光层(A) 21和遮光层(B) 22具有大致相同程度的宽度,更优选如图1(b)表示 的那样层叠成山型。另外,如图2表示的那样,在将遮光层(A)21与透明基板11相接的地 方的线宽度设为L1,将遮光层(A) 21和遮光层(B) 22的边界部的线宽度设为L2,将遮光层 (B)22的顶部的线宽度设为L3的情况下,为了提高可见性,优选满足L1>L2>L3的关系。此 外,L1与L3的差优选3ym以下,更优选1ym以下,进一步优选0. 5ym以下。
[0137]〈〈黑矩阵基板的利用〉〉
[0138] 本发明的黑矩阵基板可以用于电子材料和各种显示器等。发挥本发明的黑矩阵基 板的高光密度且低光反射这样的特征,可以用于等离子体显示面板(PDP)的隔壁、电介质 图案、电极(导体电路)图案或者电子部件的配线图案等遮光图像等的制作。其中,为了提 高用于彩色液晶显示装置等的滤色器的显示特性,优选制成在着色图案的间隔部和周边部 分以及TFT的外光侧等设置有树脂BM的黑矩阵基板。
[0139]〈滤色器〉
[0140] 本发明公开的滤色器基板利用本发明的黑矩阵基板,在不存在作为遮光层的树脂 BM图案的部分,形成有红、绿、蓝等的着色了的像素。
[0141] 作为本发明的滤色器基板的制造方法,可举出例如在透明基板上形成树脂BM后, 形成具有红(R)、绿(G)或蓝(B)的颜色选择性的像素的方法。也可以根据需要在其上形成 外覆膜。作为外覆膜,可以列举出例如环氧膜、丙烯酸类环氧膜、丙烯酸类膜、硅氧烷聚合物 系的膜、聚酰亚胺膜、含硅的聚酰亚胺膜以及聚酰亚胺硅氧烷膜。在外覆膜上可以进一步形 成透明导电膜。作为透明导电膜,可举出例如ITO等的氧化物薄膜。作为膜厚0.1ym程度 的IT0膜的制作方法,可举出例如溅射法或真空蒸镀法。作为像素的材质,可举出例如以仅 透射任意光的方式控制了膜厚的无机膜,或者染色、染料分散或者颜料分散了的着色树脂 膜。
[0142] 作为分散到本发明的滤色器基板的像素中的颜料,优选耐光性、耐热性和耐化学 性优异的颜料。
[0143] 作为红色颜料,可以举出例如颜料红(下面称为"PR")9、PR48、PR97、PR122、 PR123、PR144、PR149、PR166、PR168、PR177、PR179、PR180、PR190、PR192、PR209、PR215、 PR216、PR217、PR220、PR223、PR224、PR226、PR227、PR228、PR240 和PR254。
[0144] 作为橙色颜料,可以举出例如颜料橙(下面称为"P0"。)13、P031、P036、P038、 P040、P042、P043、P051、P055、P059、P061、P064、P065 和P071。
[0145] 作为黄色颜料,可以举出例如颜料黄(下面称为"PY"。)PY12、PY13、PY14、PY17、 PY20、PY24、PY83、PY86、PY93、PY94、PY95、PY109、PY110、PY117、PY125、PY129、PY137、PY138、 PY139、PY147、PY148、PY150、PY153、PY154、PY166、PY168、PY173、PY180 或PY185。
[0146] 作为紫色颜料,可以举出例如颜料紫(下面称为"PV"。)19、PV23、PV29、PV30、 PV32、PV36、PV37、PV38、PV40 和PV50。
[0147] 作为蓝色颜料,可以举出例如颜料蓝(下面称为"PB"。)15、PB15:3、PB15:4、 PB15:6、PB22、PB60、PB64 和PB80。
[0148] 作为绿色颜料,可以举出例如颜料绿(下面称为"PG"。)7、PG10、PG36和PG58。
[0149] 这些颜料可以根据需要进行松香处理、酸性基处理或碱性处理等表面处理。而且 也可以作为分散剂添加颜料衍生物。
[0150]当本发明的滤色器基板的像素为颜料分散了的着色树脂膜的情况下,作为用于其 形成的粘结剂用树脂,可举出例如丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚酰胺和聚酰亚胺,从耐热性和 耐化学性的观点出发,优选聚酰亚胺。
[0151] 本发明的滤色器基板也可以形成固定的间隔物。所谓固定的间隔物是指,固定于 滤色器基板的特定位置,在制作液晶显示装置时与对置基板相接的物质。由此在滤色器基 板与对置基板之间保持一定的间隔,在该间隔之间填充液晶化合物。通过形成固定的间隔 物,可以在液晶显示装置的制造工序中省略散布球状间隔物的行程、在密封剂内混炼棒状 的间隔物的工序。
[0152]〈液晶显示装置、发光器件〉
[0153] 本发明的液晶显示装置依次具有上述滤色器基板、液晶化合物和对置基板。
[0154] 此外,本发明的发光器件的特征在于,是使本发明的滤色器基板和发光元件贴合 而得的。
[0155] 作为发光元件,优选有机EL元件。本发明的发光器件发挥黑矩阵基板高0D且低 反射这样的特征,有效遮挡黑显示中的从发光元件发出的多余的光,且抑制外光的反射,能 够得到衬度高、鲜明的显示。
[0156] 图3是表示发光器件的一种实施方式的截面示意图。
[0157] 图3表示的发光器件通过使本滤色器基板20和作为发光元件的有机EL元件40 通过封止剂34贴合而构成。
[0158] 滤色器基板20由通过本发明的制造方法制造的黑矩阵基板、在其开口部形成的 红、绿或者蓝的像素23~25、和外覆层26构成。这里滤色器基板20具备的黑矩阵基板由 基板10、层叠了遮光层(A) 21和遮光层(B) 22的树脂BM11构成。
[0159] 有机EL元件40由透明电极28、有机电致发光层(以下称为"有机EL层"。)29、 背面电极层30、绝缘膜31、基板32、和与外部电源连接的取出电极33构成。这里有机EL层 由空穴输送层、发光层和电子输送层构成。
[0160] 图3中,滤色器基板20和有机EL元件40之间形成空隙,但根据需要也可以存在 树脂或者干燥剂等。
[0161] 作为构成有机EL元件40的基板32的材质,可举出例如玻璃、膜和塑料等透明材 质,以及铝、铬或不锈钢或等陶瓷等不透明材质。
[0162] 绝缘膜31防止透明电极28与背面电极层30通电。作为绝缘膜31的材质,可举 出例如聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和硅树脂,通过使用感光性材料,从而可以通 过光刻法来形成。
[0163] 背面电极层30位于基板32和有机EL层29之间,是通过向其与透明电极28之间 施加电压,有机EL层发光的结构。作为背面电极层的材质,可举出例如镁、铝、铟、锂、银或 者氧化铝。背面电极层的膜厚通常为〇. 01~1ym,例如,可以通过蒸镀或溅射等使金属薄 膜成膜后,通过光刻法形成图案。
[0164] 有机EL层29的光优选白光。通过结合白光的波长分布,适当地改变滤色器基板 20的像素23~25的色调,可以实现具有所期望的颜色再现范围的发光器件。
[0165] 作为发光层的材质,可以举出例如具有甲环戊丙胺、四苯基丁二烯、三苯胺、巧恶.二 唑、吡唑喹啉、二苯乙烯基苯、二苯乙烯基芳撑、噻咯(sil〇le)、噻吩、吡啶、芘酮、茈、寡聚噻 吩和三富马酰胺(trifumanylamine)等骨架的有机化合物,以及綠:二唑二聚物、吡唑啉二 聚物等色素系材料。还可以举出羟基喹啉铝络合物、苯并羟基喹啉铍络合物、苯并W暴唑锌 络合物、苯并噻唑锌络合物、偶氮甲基锌络合物、扑啉锌络合物以及铕络合物。可以举出中 心金属具有Al、Zn、Be、Tb、Eu或者Dy等稀土金属,配体具有^悉二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯 基苯并咪唑或喹啉结构等的金属络合物等金属络合物系材料。可举出聚对苯撑乙烯撑衍生 物、聚噻吩衍生物、聚对苯撑衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物等、聚芴衍生物和聚乙烯 基咔唑衍生物等高分子系材料。发光层的膜厚通常为0. 05~5ym,可以通过例如蒸镀法、 旋涂法、印刷法或者喷墨法形成。
[0166] 为了使有机EL层29的发光光透射,透明电极28优选透射率为80~99 %,更优选 90~99%。作为透明电极的材质,可举出例如IT0、氧化铟、氧化锌或者氧化锡。透明电极 的膜厚通常为〇. 1~1ym,可以通过蒸镀法或溅射法等使金属氧化物的薄膜
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