TWI713718B - 可撓性彩色濾光片及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種藉由在一載體基板上實行程序而製備之可撓性彩色濾光片及其製備方法,其中在形成一黑色矩陣層之前形成一保護層且在該保護層上依次形成該黑色矩陣層及一著色劑層。
Description
本發明係關於一種可撓性彩色濾光片及其製備方法。特定言之,本發明係關於一種藉由在一載體基板上實行程序而製備之可撓性彩色濾光片及其製備方法。
隨著網際網路變得普遍且待傳遞之資訊量爆發性地增加,未來將產生可隨時隨地存取資訊之一「無處不在的顯示」環境。因此,可攜式顯示器,諸如筆記型電腦、電子記事簿及PDA發揮重要作用。為實現此一無處不在的顯示環境,需要顯示器係可攜式的,使得可在一所要時間及地點直接存取資訊,且亦需要用於顯示各種多媒體資訊之一大螢幕特性。因此,為同時滿足此可攜性及大螢幕特性,需要發展出一種能夠摺疊之顯示器,該顯示器在充當一顯示器時展開且在攜帶時被摺疊並儲存。 平板顯示裝置之代表性實例包含一液晶顯示器(LCD)及一有機發光二極體(OLED)顯示器。 與習知LCD相比,OLED具有諸如一極輕的且薄的螢幕、一廣色彩再現範圍、一快速回應時間及一高對比度之優點。另外,OLED係正蓬勃發展之最適合用於可撓性顯示器之顯示器。 特定言之,使用白光源之白色OLED顯示器正因其等高效率、高解析度及長壽命特性而被國內外研究人員廣泛研究,且正實現為大面積高品質顯示器以及一般照明之各種應用。 彩色濾光片用於白色OLED顯示器中之全彩實施。彩色濾光片包含紅色、綠色及藍色著色區且組合行進穿過其之光以表達色彩。通常,一黑色矩陣圖案經形成以阻擋光(惟像素區除外)且防止各著色劑層的邊界處之色彩混合,且藉由圖案化在其上形成一著色劑層。 此時,若黑色矩陣圖案之黏著不充分,則黑色矩陣圖案可能在重複圖案化以形成著色劑區時被損壞,藉此引起光洩漏現象或不良色彩再現性。 另外,此一問題妨礙彩色濾光片之一精細圖案之實施。 韓國專利註冊號10-0325119中揭示一種使用一緩衝層改良一膜之黏著之技術。所揭示之方法包含:在外塗層上形成一緩衝層,以改良用於保護液晶顯示裝置之彩色濾光片基板中之著色劑層且維持表面平滑度的外塗層與用於施加電壓以驅動液晶的透明導電膜層之黏著;及在其上形成一透明導電膜層。
[技術問題] 本發明之一目的係提供一種可撓性彩色濾光片,其藉由改良彩色濾光片之一黑色矩陣層與其下層或基底基板之間的黏著而具有增強的色彩再現性,及一種製備該可撓性彩色濾光片之方法。 本發明之另一目的係提供一種可撓性彩色濾光片,其藉由改良彩色濾光片之一黑色矩陣層與其下層或基底基板之間的黏著而具有獲得高解析度之精細圖案,及一種製備該可撓性彩色濾光片之方法。 [技術解決方案] 根據本發明之一個態樣,提供一種可撓性彩色濾光片,其包括:一分離層;一保護層,其形成於該分離層上;一黑色矩陣(BM)層,其形成於該保護層上;及一著色劑層,其形成於BM層中間,其中該BM層與其下層之分離負荷係2.5 N/mm2
或更大。 該保護層可經形成以覆蓋該分離層之一側表面。 該可撓性彩色濾光片可進一步包括安置於該分離層下方之一基底膜,且可進一步包括形成於該黑色矩陣層及該著色劑層上之一外塗層。 該保護層可包括一有機絕緣膜及一無機絕緣膜之至少一者。 根據本發明之另一態樣,提供一種可撓性顯示裝置,其包括上文描述之一可撓性彩色濾光片。 根據本發明之又一態樣,提供一種用於製備一可撓性彩色濾光片之方法,其包括以下步驟:藉由將用於形成分離層之一組合物施覆於一載體基板上而形成一分離層;在該分離層上形成一保護層;在該保護層上形成一黑色矩陣(BM)層且在該BM層中間形成一著色劑層;及移除該載體基板,其中該BM層與其下層之分離負荷係2.5 N/mm2
或更大。 可藉由施覆或沈積用於形成該保護層之一組合物而形成該保護層。 根據本發明之用於製備一可撓性彩色濾光片之方法可進一步包括在該BM層及該著色劑層上形成一外塗層之步驟。 另外,根據本發明之用於製備一可撓性彩色濾光片之方法可進一步包括在該移除該載體基板之後將一基底膜附接於自其移除該載體基板之一表面上之步驟。 [有利效應] 根據本發明之一可撓性彩色濾光片,一BM層與其下層或一基底基板之間的黏著由於在形成BM層之前形成一保護層而得以增強。 由於BM層之黏著增強,在後續處理中對BM層之損壞降低,此實現BM層及著色劑層之精細圖案且防止光洩漏。 因此,可獲得具有高解析度及極佳色彩再現性之一可撓性彩色濾光片以及包括該可撓性彩色濾光片之一可撓性顯示裝置。
在下文中,將參考隨附圖式詳細描述根據本發明之一可撓性彩色濾光片及其製備方法之較佳實施例。然而,隨附於本發明之圖式僅為用於描述本發明之實例,且本發明不受圖式之限制。再者,為更清楚表達,可在圖式中放大、案例比縮小或省略一些元件。 本發明提議一種可撓性彩色濾光片,其藉由在藉由在一載體基板上實行程序而製備之一彩色濾光片的BM層下方形成一保護層而具有一BM層之增強的黏著。 圖1係根據本發明之一項實施例之可撓性彩色濾光片之一橫截面視圖。 參考圖1,根據本發明之一項實施例之可撓性彩色濾光片包括一分離層120、一保護層130、圖案化於保護層130上之一黑色矩陣(BM)層140及形成於BM層140中間的像素區中之一著色劑層150。 分離層120係經形成以在本發明之製備方法中在完成彩色濾光片之後自一載體基板剝除之一層。因此,分離層120可藉由一實體力與載體基板分離,且在分離之後層壓於一基底膜上。 分離層120在其與載體基板分離時較佳具有1 N/25 mm或更小、更佳0.1 N/25 mm或更小之一剝離強度。即,分離層120較佳由可將在使分離層120與載體基板分離期間所施加之一實體力維持在1 N/25 mm內、尤其在0.1 N/25 mm內之一材料形成。 若分離層120之剝離強度超過1 N/25 mm,則難以將分離層與載體基板乾淨地分離,因此分離層120可殘留於載體基板上。再者,分離層120、保護層130、BM層140、著色劑層150及外塗層160之一或多者上可產生裂紋。 特定言之,分離層120之剝離強度較佳為0.1 N/25 mm或更小,此係因為此容許控制在與載體基板分離之後膜中之捲邊產生。 分離層120可由例如選自由以下各者組成的群組之至少一者之一聚合物材料製成:聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如,PMMA)、聚醯亞胺、聚醯胺、聚乙烯醇、聚醯胺酸、聚烯烴(例如,PE、PP)、聚苯乙烯、聚降冰片烯、苯基馬來醯亞胺共聚物、聚偶氮苯、聚伸苯基鄰苯二甲醯胺、聚酯(例如,PET、PBT)、聚芳酯、肉桂酸酯聚合物、香豆素聚合物、苄甲內醯胺聚合物、查耳酮(chalcone)聚合物及芳族乙炔聚合物。 分離層120較佳具有10 nm至1000 nm、更佳50 nm至500 nm之一厚度。若分離層120之厚度小於10 nm,則分離層可能不均勻地形成而誘發不均勻上方圖案之形成,分離層之剝離強度可能局部升高以引起斷裂,或捲邊控制可能在分離層與載體基板分離之後失效。若分離層之厚度大於1000 nm,則分離層之剝離強度可能無法再降低,且膜之可撓性可劣化。 分離層120在其自載體基板剝離之後較佳具有30 mN/m至70 mN/m之一表面能。再者,分離層120與載體基板之間之一表面能差較佳為10 mN/m或更大。分離層120應維持與載體基板之穩定黏著直至其與載體基板分離,且接著應容易分離而無彩色濾光片之斷裂或捲邊產生。當分離層120之表面能符合30 mN/m至70 mN/m之範圍時,其之剝離強度可受控制,可確保分離層120與相鄰保護層130之間的良好黏著以改良程序之效率。再者,當分離層120與載體基板之間之表面能差係10 mN/m或更大時,其可容易與載體基板分離以防止彩色濾光片之斷裂或裂紋產生。 保護層130形成於分離層120上且充當形成於保護層130上之BM層的一增強黏著層。 保護層130可由一有機絕緣膜或一無機絕緣膜形成。當保護層130由一有機層形成以保證一可撓性彩色濾光片之功能時,可使用上文關於分離層120描述之聚合物材料。保護層130可具有0.5 μm至5 μm之一厚度。 BM層140係用於屏蔽除像素區之外的區域中之光且防止各著色劑層之邊界上的色彩混合之一陰影層。因此,BM層140係由一不透明材料形成且經圖案化以包圍像素區。
BM層140形成於保護層130上以增強與下層之黏著。根據本發明之一項實施例,形成於保護層130上之BM層140之分離負荷係平均2.5N/mm2或更大。
著色劑層150用於實施全彩顯示,且通常將紅色、綠色及藍色色彩圖案化並配置於BM層140中間。然而,著色劑層不一定包含全部紅色、綠色及藍色圖案,亦不一定僅包含紅色、綠色及藍色圖案。實情係,可根據色彩模型而僅包含一些此等色彩之圖案,或可包含諸如白色之額外色彩圖案。
同時,當外部光到達各色彩之著色劑層時,僅具有各自波長之光透射且具有兩外兩個波長之光被吸收。因此,可有效地降低外部光之入射光量,此容許著色劑層充當一偏光板以防止外部光之反射。
BM層140及著色劑層150亦可由上文描述之聚合物材料形成。
雖未在圖式中展示,但圖1中所示之根據本發明之一項實施例之彩色濾光片可構成具有附接於分離層120下方的一可撓性基底膜之一可撓性彩色濾光片。
基底膜可為一透明膜或一偏光板。
若其具有良好透明度、機械強度及熱穩定性,則透明膜不受限制。透明膜之具體實例可包含:熱塑性樹脂,例如,聚酯樹脂,諸如聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丁二酯;纖維素樹脂,諸如二乙醯基纖維素及三乙醯基纖維素;聚碳酸酯樹脂;丙烯酸酯樹脂,諸如聚(甲基)丙烯酸甲酯及聚(甲基)丙烯酸乙酯;苯乙烯樹脂,諸如聚苯乙烯及丙烯腈-苯乙烯共聚物;聚烯烴樹脂,諸如聚乙烯、聚丙烯、具有一環狀或降冰片烯結構之聚烯烴及乙烯-丙烯共聚物;氯乙烯樹脂;醯胺樹脂,諸如尼龍及芳族聚醯胺;醯亞胺樹脂;聚醚碸樹脂;碸樹脂;聚二醚酮樹脂;聚苯硫醚樹脂;乙烯醇樹脂;偏二氯乙烯樹脂;乙烯醇縮丁醛樹脂;烯丙基樹脂;聚甲醛樹脂及環氧樹脂。再者,可使用由熱塑性樹脂之一摻合物構成之一膜。另外,可使用熱可固化或UV可固化樹脂,諸如(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、環氧樹脂及矽樹脂。 此一透明膜可具有一適合厚度。例如,考慮到強度及處理方面之可使用性或薄層性質,透明膜之厚度可在自1 μm至500 μm、較佳1 μm至300 μm、更佳5μm至200 μm之範圍內。 透明膜可含有至少一種適合添加劑。添加劑之實例可包含一UV吸收劑、一抗氧化劑、一潤滑劑、一塑化劑、一釋放劑、一防著色劑、一抗燃劑、一成核劑、一抗靜電劑、一顏料或一著色劑。透明膜可包括各種功能層,包含一硬塗佈層、一抗反射層及一氣體阻障層,但本發明不限於此。即,亦可取決於所要用途而包含其他功能層。 若需要,透明膜可經表面處理。例如,可藉由諸如電漿、電暈及底塗處理之乾燥方法或藉由諸如鹼處理(包含皂化反應)之化學方法而實行表面處理。 再者,透明膜可為一等向性膜、一阻滯膜或一保護膜。 在等向性膜之情況中,較佳滿足40 nm或更小、較佳15 nm或更小之一平面內阻滯(Ro)及-90 nm至+75 nm、較佳-80 nm至+60 nm、尤其-70 nm至+45 nm之一厚度阻滯(Rth),平面內阻滯(Ro)及厚度阻滯(Rth)由以下方程式表示。 Ro=[(nx-ny)×d] Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d 其中,nx及ny各自為一膜平面上之一主折射率,nz係膜之厚度方向上之一折射率,且d係膜之一厚度。 阻滯膜可藉由單軸拉伸或雙軸拉伸一聚合物膜(一聚合物塗層或一液晶塗層)而製備,且其通常用於改良或控制一顯示器之光學性質,例如,視角補償、色彩靈敏度改良、光洩漏防止或色彩控制。 阻滯膜可包含一半波(1/2)或四分之一波(1/4)板、一正C板、一負C板、一正A板、一負A板及一雙軸板。 保護膜可為在其之至少一個表面上包括一壓敏黏著(PSA)層之一聚合物樹脂膜,或諸如聚丙烯之一自黏膜。保護膜可用於保護彩色濾光片之表面且改良可加工性。 偏光板可為已知用於一顯示面板中之任一偏光板。 明確言之,可使用(但不限於)聚乙烯醇(PVA)、三醋酸纖維素(TAC)或環烯烴聚合物(COP)膜。 根據本發明之另一實施例,一外塗層可形成於BM層140及著色劑層150上以在彩色濾光片與基底膜之黏著期間保護圖案。 圖2係根據本發明之另一實施例之包括一外塗層之可撓性彩色濾光片之一橫截面視圖。 如圖2中所示,根據本發明之另一實施例之可撓性彩色濾光片包括一分離層120、一保護層130、圖案化於保護層130上之一BM層140及一著色劑層150,以及覆蓋BM層140及著色劑層150之一外塗層160。 外塗層160亦可由上文描述之聚合物材料形成。 現在,詳細描述根據本發明之一實施例之具有上文描述之結構的可撓性彩色濾光片之一製備方法。 圖3a至圖3g係示意性地展示根據本發明之可撓性彩色濾光片製備方法之一項實施例之程序之橫截面視圖。 首先,如圖3a中所示,製備一載體基板170,施覆用於形成一分離層之一組合物,且形成一分離層120。 載體基板170較佳為一玻璃基板,但其不限於此。即,可使用其他種類的材料(若其等係耐熱材料),該等材料可耐受電極形成之一處理溫度且在一高溫下維持平坦化而不變形。 用於形成一分離層之組合物可藉由此項技術中已知的一習知塗佈方法施覆。例如,可提及旋塗、模具塗佈、噴塗、輥塗、網版塗佈、狹縫塗佈、浸塗、凹版塗佈及類似者。或者,可使用一噴墨方法。 在塗佈之後,用於形成一分離層之組合物經受藉由熱固化或UV固化之固化以形成分離層120。熱固化及UV固化可單獨實行或組合實行。就熱固化而言,可使用一烘箱或熱板。加熱溫度及時間取決於組合物,且例如固化可在80℃至250℃下執行達10分鐘至120分鐘。 接著,如圖3b中所示,一保護層130形成於分離層120上。 可藉由施覆一有機絕緣膜或藉由沈積一無機絕緣膜而形成保護層130。當使用有機絕緣膜時,一熟知塗佈方法可用作一施覆方法。例如,可提及旋塗、模具塗佈、噴塗、輥塗、網版塗佈、狹縫塗佈、浸塗、凹版塗佈及類似者。或者,可使用一噴墨方法。 同時,由於分離層120可藉由一實體力剝除且剝離強度極弱(如上文描述),故保護層130較佳經形成以覆蓋分離層120之兩側。 接著,如圖3c中所示,一BM層140形成於保護層130上。可藉由圖案化一不透明有機材料而形成BM層140。 現在,如圖3d中所示,紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)色彩之一著色劑層150形成於BM層140之圖案中間。可任意選擇著色劑層150之色彩,且亦可任意選擇色彩之形成順序。 根據本發明之一實施例,BM層140及著色劑層150可經實施而具有精細圖案,且BM層140在形成著色劑層150期間之損壞歸因於BM層140之增強的黏著而最小化。 接著,如圖3e中所示,用於保護圖案之一外塗層160形成於BM層140及著色劑層150上。 隨後,如圖3f中所示,使載體基板170與分離層120分離。 載體基板170與分離層120之分離可在室溫下執行且可由一實體剝離實行,其中自分離層120剝除由例如玻璃製成之載體基板170。 剝離方法之實例可包含(但不限於)掀離及剝除。 此後,如圖3g中所示,將一基底膜110附接於自其移除載體基板170之分離層120之一表面上。 雖未在圖式中展示,但基底膜110可使用一黏著層(且可使用一光可固化黏著劑)黏著至分離層120。因為光可固化黏著劑在光固化之後無需一單獨乾燥程序,所以製程係簡單的。因此,生產率增大。在本發明中,可使用此項技術領域中可用之光可固化黏著劑而無特定限制。例如,可使用包括環氧化合物或丙烯酸單體之一組合物。 為固化黏著層,可使用:光,諸如遠紫外線、紫外線、近紫外線、紅外線;電磁波,諸如X射線、γ射線,且亦可使用電子束、質子束、中子束。然而,UV固化在固化速度、固化裝置可用性、成本等方面係有利的。 一高壓水銀燈、無電極燈、超高壓水銀燈、碳弧燈、氙氣燈、金屬鹵化物燈、化學燈、黑光及類似者可用作UV固化之一光源。 在下文中,描述經實行以找出其中保護層增強BM層之黏著之本發明的效應之一實例及一比較實例。然而,此係為了幫助理解本發明且並不意欲限制本發明。實例及比較實例 實例
製備5 x 5 cm (厚度:0.7 mm)之一玻璃基板,用乙醇及去離子水清潔且藉由吹氣而乾燥。 接著,藉由使用一微量吸移管以0.70 ml滴落物進行5x5旋塗且依450 rpm自旋達10秒而施覆用於形成一保護層之一組合物。 將其擱置於一水平位置上達約3分鐘,在100度下預固化達90秒,將其曝露且在230度下固化達20分鐘以形成1.15μm之一保護層。 此後,在保護層之頂部上形成一黑色矩陣層。 隨後,使其在室溫下熟化達4小時以上,以3 mm至4 mm之一直徑施覆已在-20度下保持冷凍之一密封劑,附接一上玻璃基板,且藉由重力施加一壓力達1分鐘以與一上玻璃基板組裝。 接著,其曝露於7000 mJ能量及18 mW照明,且在200度下固化達1小時以完成實例之一測試件。 因此獲得之測試件之結構展示於圖4a及圖4b中。圖4a及圖4b分別為完成的測試件之一橫截面視圖及一平面圖。 如圖4a中所示,測試件具有以一疊放(pile)堆疊一下玻璃基板710、一保護層720、一BM層730、一密封劑740及一上玻璃基板750之一結構,且如圖4b中所示,上玻璃基板750及下玻璃基板710經配置而彼此交叉。比較實例
比較實例藉由相同製程而具有與實例之測試件的結構相同之結構,惟一BM層形成於一玻璃基板上而無一保護層除外,且其之橫截面視圖展示於圖5中。 如圖5中所示,比較實例中不存在保護層,且僅以一疊放堆疊一下玻璃基板810、一BM層830、一密封劑840及一上玻璃基板850。 接著,使用一UTM測試機INSTRON 5567來量測黑色矩陣之黏著性。明確言之,藉由以10 mm/min之一速率分別上拉上玻璃基板且下拉下玻璃基板直至下玻璃基板與黑色矩陣分離而計算每密封劑面積之最大負荷值。 以下表1展示量測結果。 [表1]
如表1中所示,本發明之實例之平均負荷係2.61 N/mm2
,與無保護層之比較實例相比,其能夠承受0.52 N/mm2
之額外負荷。本發明之實例之最大負荷與最小負荷之間的變動範圍0.77及標準差0.22約係比較實例之變動範圍及標準差之一半,此展示極穩定的黏著效能。 儘管已展示且描述本發明之特定實施例及實例,然熟習此項技術者將瞭解,並不意欲將本發明限制於較佳實施例,且熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下進行各種改變及修改。 因此,本發明之範疇將由隨附申請專利範圍及其等效物定義。
110‧‧‧基底膜120‧‧‧分離層130‧‧‧保護層140‧‧‧黑色矩陣(BM)層150‧‧‧著色劑層160‧‧‧外塗層170‧‧‧載體基板710‧‧‧下玻璃基板720‧‧‧保護層730‧‧‧黑色矩陣(BM)層740‧‧‧密封劑750‧‧‧上玻璃基板810‧‧‧下玻璃基板830‧‧‧黑色矩陣(BM)層840‧‧‧密封劑850‧‧‧上玻璃基板
圖1係根據本發明之一項實施例之可撓性彩色濾光片之一橫截面視圖。 圖2係根據本發明之另一實施例之可撓性彩色濾光片之一橫截面視圖。 圖3a至圖3g係示意性地展示根據本發明的可撓性彩色濾光片製備方法之一項實施例之程序之橫截面視圖。 圖4a及圖4b分別為本發明之一實例之一測試件之一橫截面視圖及一平面圖。 圖5係一比較實例之一測試件之一橫截面視圖。
120‧‧‧分離層
130‧‧‧保護層
140‧‧‧黑色矩陣(BM)層
150‧‧‧著色劑層
Claims (10)
- 一種可撓性彩色濾光片,其包括:一分離層;一保護層,其形成於該分離層上;一黑色矩陣層,其形成於該保護層上;及一著色劑層,其形成於該黑色矩陣層中間,其中該黑色矩陣層與該著色劑層安置於相同平面上。
- 如請求項1之可撓性彩色濾光片,其中該保護層經形成以覆蓋該分離層之一側表面。
- 如請求項1之可撓性彩色濾光片,其進一步包括安置於該分離層下方之一基底膜。
- 如請求項1之可撓性彩色濾光片,其進一步包括形成於該黑色矩陣層及該著色劑層上之一外塗層。
- 如請求項1至4中任一項之可撓性彩色濾光片,其中該保護層包括一有機絕緣膜及一無機絕緣膜之至少一者。
- 一種可撓性顯示裝置包括如請求項1至4中任一項之一可撓性彩色濾光片。
- 一種用於製備一可撓性彩色濾光片之方法,其包括以下步驟:藉由將用於形成一分離層之一組合物施覆於一載體基板上而形成該分離層;在該分離層上形成一保護層;在該保護層上形成一黑色矩陣層且在該黑色矩陣層中間形成一著色劑層,其中該黑色矩陣層與該著色劑層安置於相同平面上;及移除該載體基板。
- 如請求項7之用於製備一可撓性彩色濾光片之方法,其中藉由施覆或沈積用於形成該保護層之一組合物而形成該保護層。
- 如請求項7之用於製備一可撓性彩色濾光片之方法,其進一步包括在該黑色矩陣層及該著色劑層上形成一外塗層之步驟。
- 如請求項7之用於製備一可撓性彩色濾光片之方法,其進一步包括在該移除該載體基板之後將一基底膜附接於自其移除該載體基板之一表面上之步驟。
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