胆甾型滤色器制造技术

本发明专利技术涉及设置有阻止氧气进入的涂层的胆甾型滤色器（ＣＣＦ）和用于制造这样的胆甾型滤色器的方法。本发明专利技术还涉及一种如液晶显示器（ＬＣＤ）的装置，其包括设置有这样的胆甾型滤色器的基板。顶涂层优选地是可由电磁辐射来固化的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种胆甾型滤色器、一种包含该滤色器的装置和一种制造这种滤色器的方法。液晶显示器(LCD)的市场份额在不断增加，这是以其它显示器技术为代价的。为了提供各种颜色，使用了滤色器。常规地，使用了吸光的滤色器，其中通过吸收三原色中的两种颜色来生成各种颜色。这样的滤色器披露在例如欧洲专利EP 0572089中。但是，特别是对在例如蜂窝式移动电话的便携应用和例如PDA(个人信息辅助装置)的需求严格的应用中使用的LCD，对显示器成像质量来说低成本和低功率是同样重要的。因此，近来已经开发了基于胆甾型滤色器的显示屏，并且形成了具有吸引力的吸光的滤色器的代替品。胆甾型滤色器可结合反射器功能、偏振器功能、和滤色器功能。然而，对某些应用也可应用透光的胆甾型滤色器。胆甾型滤色器一般比较简单并且生产成本比吸光的滤色器低。例如，在WO 00/34808中公开了用于可选择地反射具有特定波长的圆偏振光的胆甾型液晶层。但是，在试图制造包含这样的胆甾型滤色器的LCD时，胆甾型滤色器对于制造的条件明显地表现出不稳定性。由本专利技术人进行的实验是本专利技术的一基础部分，该实验表明，在将胆甾型滤色器加热到高于150℃时会造成胆甾型滤色器性能的显著变化。在附图说明图1的曲线中，示出了在不同的时间段内将胆甾型滤色器(CCF)加热到200℃的透射光谱。在图1中，最粗的最低曲线表示CCF在加热前的透射光谱，而较高和较细的曲线顺序地代表CCF分别加热1小时、2小时、4小时后的透射光谱。由于加热，反射光的波长改变到较低的波长并且反射光的强度也明显降低。但是，液晶显示器的制造包括许多这样的高温步骤，特别是在180和250℃之间。在颜色生成之后，通过聚合反应来稳定胆甾型层。虽然在聚合之后该系统的交联密度是相当高，这样的密度应该是耐高温的，但是这并不能防止在加热处理时胆甾型滤色器的变化。因此，本专利技术的一目的是提供更加稳定的胆甾型滤色器。通过使用由后附的权利要求书限定的装置和方法实现了该目的。本专利技术涉及设置有阻止氧气进入的涂层的胆甾型滤色器(CCF)。本专利技术是基于本专利技术的专利技术人所获得的认识，即，在加热时滤色器的可同分异构的掺杂物的氧化以及如GC-MS分析所证实的反应产物的蒸发导致了在加热过程中胆甾型滤色器波长的改变和反射强度的下降。因此，该层的结构和取向的变化导致波长的值改变和反射强度下降。所以，胆甾型滤色器的温度不稳定性是其所用的特殊材料的结果。但是，目前尚无这些材料的已知代替品。因此，本专利技术基于这样的结论，即，为了防止掺杂物氧化，在加热时该层应该与空气隔离。通过加入阻挡涂层防止氧气进入到胆甾型滤色器，来实现这一点。可以使用任何类型的阻挡涂层，只要它有能力阻止空气进入以达到这样的必需程度，即在温度为180-250℃加热几个小时的情况下以便防止滤色器变质。合适的涂层可以由在商业可获得的涂敷材料制成，如EP 572089中所披露的和所涉及的基于丙烯酸酯的材料。虽然可以采用热固涂敷组合物，但这样的组合物有缺点，其固化必须在升高的温度下进行，如在200℃温度左右或甚至更高。如上所述，将胆甾型滤色器(CCF)暴露在该温度下将损害CCF。解决这个问题的一个办法是在惰性气体的气氛中，如在氮气中进行固化。优选的是，为了避免施加阻挡层本身损害CCF，阻挡涂层是由电磁辐射固化的涂层。如果需要，可以进行辅助的加热步骤以便获得聚合反应的完全转化。虽然也可采用电磁辐射特别是UV(紫外)光来制备胆甾型滤色器，但在滤色器已经稳定之后辐射不会诱发滤色器中的变化。在本专利技术优选的实施例中，阻挡涂层是光固化的涂层，和UV光固化的涂层。胆甾型滤色器可以是反射式或者透射式的。另外，本专利技术涉及使用这样的胆甾型滤色器的滤色器、装置和显示器。本专利技术还涉及制造如上所述的胆甾型滤色器的相应方法，其包括如下步骤在基板上设置胆甾型滤色器；用可固化的涂敷材料覆盖该滤色器的至少一部分；和优选地用电磁辐射使该可固化的涂敷材料固化，以便形成涂层。从下面所给的详细描述中本专利技术的适用性的其它范围将变得很清楚。但是，应该理解，虽然给出的详细描述和特定实例指出了本专利技术的优选实施例，但它仅是为了说明，这是因为对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，从以下的详细描述中可发现，各种变化和变型很显然都在本专利技术的精神和范围内。为了说明性的目的，下面将参考在附图中示出的各实施例更加详细地描述本专利技术，在附图中图1是示出了由于加热使得现有技术的胆甾型滤色器的透射光谱的变化的曲线图；图2是包括本专利技术实施例的胆甾型滤色器的装置的示意剖面图；图3是包括本专利技术第二实施例的胆甾型滤色器的装置的示意剖面图；和图4是示出了由于加热使得本专利技术的胆甾型滤色器的透射光谱的变化的曲线图。图2是反射式液晶显示装置的一部分的示意剖面图，该装置包括具有超扭曲向列(STN)液晶层1的显示单元，液晶层基本上是夹在两个玻璃基板，即前基板2和后基板3之间。然而，液晶显示器(LCD)可以包括两种无源矩阵寻址式LCD和有源矩阵寻址式LCD。当LCD是无源矩阵寻址时液晶模式优选地是STN(超扭曲向列)，但对有源矩阵寻址式显示器可以使用许多除STN之外的液晶模式，如TN(扭曲向列)、ECB(场控双折射)和VAN(垂直取向向列)。另外，在所述高度扭曲向列的液晶层1和所述后基板3之间设置胆甾型滤色器4。该胆甾型滤色器通常地包括具有胆甾型序列的聚合物材料，并且最优选地包括可光致同分异构的手性征的化合物，该化合物能改变待聚合的胆甾型单体材料的间距(pitch)。因此，胆甾型层可包括可同分异构的手性掺杂物和向列化合物的聚合混合物。在上面讨论的应用中，胆甾型滤色器基本上结合了反射器功能、偏振器功能和滤色器功能。为了找出胆甾型滤色器不稳定的原因，进行了各种试验。因此，发现了在热处理时可同分异构的掺杂物本身会分解。例如，当在150℃下加热掺杂物一小时后出现显著的分解。在各种条件下还检验了由可同分异构的掺杂物和向列化合物的聚合混合物组成的胆甾型层的稳定性。不仅改变温度而且还改变大气条件。在空气中和在氮气中加热滤色器。很清楚地显示出，在氮气中滤色器的蓝移比在空气中小得多。波长的蓝移可能是该间距的长度改变的结果。间距的这种减小可能起因于该层的厚度减小。为了检验这种想法，在加热该层几小时之后测量该层的厚度。很显然，该层的厚度确实减小了，并且这种减小对应于反射波长的相对减小。从这些结果中可得出结论，在滤色器加热时，可同分异构的掺杂物被氧化，接着反应的产物蒸发。由于该层的结构和取向被改变，导致波长的值改变和反射强度的降低。为了缓解这个问题，用阻挡涂层5至少部分地覆盖胆甾型滤色器，该阻挡涂层是由电磁辐射来固化的。优选地，阻挡涂层是光固化的，和最优选地是紫外线固化的。因此，在将胆甾型滤色器设置在基板上之后，滤色器的至少一部分、最好是全部用涂敷组合物覆盖，接着用电磁辐射固化该涂敷组合物以便获得阻挡涂层5。阻挡涂层5阻止掺杂物的氧化，并在加热时保持胆甾型滤色器层与空气隔离。现在参考图3，反射式液晶显示装置的第二实施例包括显示单元，与前面讨论的实施例一样，其包括超扭曲向列(STN)的液晶层1和CCF(胆甾型滤色器)4，该层基本上夹在两个玻璃基板之间，即前基板2和后基板3之间。这个实施例涉及有源矩阵式LC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胆甾型滤色器，其包括用于阻止氧气进入的阻挡涂层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：C多恩坎普，RT维格，J卢布，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]