量子点的图案化方法、光学元件的制造方法、背光单元的制造方法及图像显示装置的制造方法与流程

专利2025-12-21  13


本发明涉及量子点的图案化方法、光学元件的制造方法、背光单元的制造方法及图像显示装置的制造方法。


背景技术:

1、粒径为纳米级的半导体晶体颗粒被称作量子点,由于通过光吸收而产生的激子会被限制在纳米级的区域中,因此半导体晶体颗粒的能级会变得离散,此外,其带隙因粒径而改变。根据这些效果,与通常的荧光体相比,量子点的荧光发光具有高亮度以及高效率,且其发光分布尖锐。

2、此外,由于带隙因粒径而改变这一特性,量子点具有能够控制发光波长这一特征,其作为固态照明或显示器的波长转换材料的应用受到期待。例如通过将量子点作为波长转换材料用于显示器,能够实现与以往的荧光体材料相比更宽的色域、更低的能耗。

3、作为将量子点用作波长转换材料的安装方法,提出了使量子点分散于树脂材料中,通过在透明膜上层压含有量子点的树脂材料,从而将其作为波长转换膜而安装到背光单元中的方法(专利文献1)。

4、此外,还提出了通过将量子点用作滤色片材料,从而使量子点吸收来自背光单元的蓝色单色光而发出红色或绿色的光,由此作为滤色片及波长转换材料发挥作用,进而适用于高效率化且颜色再现性优异的图像元件(专利文献2)

5、也有将含有量子点的荧光体层与蓝色led元件同用于显示器及固态照明的led芯片组合的方法(专利文献3)。

6、还提出了使微小的led元件在基板上形成led阵列,将量子点用作作为显示器的背光单元而使用的微型led显示器中的波长转换材料(专利文献4)。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1:日本特表2013-544018号公报

10、专利文献2:日本特开2017-21322号公报

11、专利文献3:日本特表2002-510866号公报

12、专利文献4:日本特表2020-516015号公报

13、专利文献5:国际公开第wo2018-225782号

14、专利文献6:日本特开2021-12383号公报


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、为了将量子点用作滤色片,需要在基板上形成红、绿及蓝中的两色或者三色的图案。例如当将紫外led用于光源时,通过将吸收光源的紫外光并分别发出红色、蓝色、绿色的光的量子点分别在基板上图案化并形成亚像素,可得到具有rgb三色的背光单元。另一方面,当将蓝色的led用作光源时,通过将吸收光源的蓝色光并分别发出红色、绿色的光的量子点分别在基板上图案化,使蓝色部分直接透射光源的蓝色并形成亚像素,可得到具有rgb三色的背光单元。

3、作为量子点的图案形成方法,例如可使用利用光致抗蚀剂的光刻或基于喷墨的方法等(专利文献5及6)。

4、在基于光刻的图案化中,经过烘烤、曝光、显影等多个工序而形成图案。在该工序中,存在量子点受到热·光等的影响而发生劣化并导致发光效率降低的问题。

5、在基于喷墨的图案化中,由于将由包含量子点的树脂溶液构成的量子点油墨从喷嘴直接喷到基板上而形成图案,因此工序少、能够将热·光等导致的量子点的劣化控制在最小限,故而可期待其作为量子点滤色片的形成方法是有用的手法。此外,基于喷墨的图案化仅对需要的部分喷出原料,因此在原料的利用效率以及成本方面是优异的。

6、然而,由于喷墨是从细喷嘴中喷出油墨,特别是为了形成微型led等用途中要求的100μm以下的精细图案,喷嘴直径也需变细,因此为了确保稳定的喷出及图案的再现性,会对油墨的特性产生大幅限制。例如有油墨的粘度、油墨的蒸发速度、还有油墨中所含的量子点的浓度或树脂溶液中的量子点的凝聚或沉降等,若这些特性不在与装置匹配的适当范围内,则会存在容易在喷嘴部分或油墨供应线发生堵塞等的问题,或在连续地喷出时产生喷出特性的变化或偏差,进而成为像素间的特性不均的原因。特别是在压电型喷墨装置中,油墨的粘度若为100mpa·s以上则难以喷出,因此为了形成稳定的图案,必须为低粘度的油墨。而包含树脂或颗粒的油墨的粘度通常多为100mpa·s以上,因此难以使用喷墨装置进行喷出。此外,还存在由基板与油墨的润湿性导致的图案故障、由咖啡环效应(coffee-ringeffect)导致的图案的厚度不均等问题。

7、由于这些问题,基于喷墨的图案化存在溶剂、树脂材料或量子点浓度等选项受到大幅限制,难以形成目标量子点图案的技术问题。

8、本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供量子点的图案化方法、以及包含这样的量子点的图案化方法的光学元件的制造方法、背光单元的制造方法及图像显示装置的制造方法,所述量子点的图案化方法能够稳定地形成目标量子点图案而不会受到起因于喷墨方式的限制,且能够抑制量子点的劣化。

9、解决技术问题的技术手段

10、为了解决上述技术问题,本发明提供一种量子点的图案化方法,其特征在于,其包含:

11、在基板上涂布含有量子点与固化性树脂的混合物从而得到树脂层的工序;

12、通过喷墨方式,在所述树脂层上将固化剂喷成图案状的工序;

13、使所述树脂层中喷有所述固化剂的部分固化的固化处理工序;及

14、使用溶剂去除所述树脂层中未固化的部分的工序。

15、若为这样的本发明的量子点的图案化方法,则能够稳定地形成量子点的图案而不会受到起因于喷墨方式的限制、例如喷墨工序中的油墨溶液的限制等,并能够抑制量子点的劣化。

16、能够将光固化性树脂用作所述固化性树脂。

17、由于容易控制反应,因此优选光固化性树脂。

18、例如,能够将选自由环氧树脂、有机硅树脂、酰亚胺树脂、丙烯酸树脂及乙烯树脂组成的组中的至少一种用作所述光固化性树脂。

19、所使用的光固化性树脂没有特别限定,例如能够使用以上列举出的光固化性树脂。

20、或者,能够将热固性树脂用作所述固化性树脂。

21、由于容易控制反应,因此优选热固性树脂。

22、例如,能够将选自由环氧树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂及氨基树脂组成的组中的至少一种用作所述热固性树脂。

23、所使用的热固性树脂没有特别限定,例如能够使用以上列举出的热固性树脂。

24、此外,本发明提供一种光学元件的制造方法,其特征在于,通过本发明的量子点的图案化方法,在基板上形成量子点的图案,得到具有作为滤色片的功能的波长转换材料。

25、若为这样的光学元件的制造方法,则能够稳定地制造包含被图案化为目标图案且抑制了劣化的量子点的光学元件。

26、此外,本发明提供一种背光单元的制造方法,其特征在于,其包含:

27、通过本发明的光学元件的制造方法制造光学元件的工序;及

28、组装安装有光源与所述光学元件的背光单元的工序。

29、若为这样的背光单元的制造方法,则能够稳定地制造包含被图案化为目标图案且抑制了劣化的量子点的背光单元。

30、能够将具有多个微型发光二极管像素的发光二极管阵列基板用作所述光源。

31、所使用的光源没有特别限定,例如能够使用具有多个微型发光二极管像素的发光二极管阵列基板。

32、此外,本发明提供一种图像显示装置的制造方法,其特征在于,其包含:

33、通过本发明的背光单元的制造方法制造背光单元的工序;及

34、制造安装有所述背光单元的图像显示装置的工序。

35、若为这样的图像显示装置的制造方法,则能够稳定地制造具备背光单元且该背光单元包含被图案化为目标图案且抑制了劣化的量子点的图像显示装置。

36、发明效果

37、如上所述,若为本发明的量子点的图案化方法,则能够稳定地形成量子点的图案而不会受到起因于喷墨方式的限制,且能够抑制量子点的劣化。

38、此外,若为本发明的光学元件的制造方法,则能够在抑制劣化的同时,稳定地制造包含被图案化为目标图案的量子点的光学元件。

39、进一步,若为本发明的背光单元的制造方法,则能够在抑制劣化的同时,稳定地制造包含被图案化为目标图案的量子点的背光单元。

40、并且,若为本发明的图像显示装置的制造方法,则能够在抑制劣化的同时,稳定地制造包含被图案化为目标图案的量子点的图像显示装置。


技术特征:

1.一种量子点的图案化方法,其特征在于,其包含:

2.根据权利要求1所述的量子点的图案化方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的量子点的图案化方法,其特征在于,

4.根据权利要求1所述的量子点的图案化方法,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的量子点的图案化方法,其特征在于,

6.一种光学元件的制造方法,其特征在于,

7.一种背光单元的制造方法,其特征在于,其包含:

8.根据权利要求7所述的背光单元的制造方法,其特征在于,

9.一种图像显示装置的制造方法,其特征在于,其包含:


技术总结
本发明为一种量子点的图案化方法,其特征在于,其包含:在基板上涂布含有量子点与固化性树脂的混合物从而得到树脂层的工序;通过喷墨方式,在所述树脂层上将固化剂喷成图案状的工序;使所述树脂层中喷有所述固化剂的部分固化的固化处理工序;及使用溶剂去除所述树脂层中未固化的部分的工序。由此,能够提供一种量子点的图案化方法,其能够稳定地形成量子点的图案而不会受到起因于喷墨方式的限制、且能够抑制量子点的劣化。

技术研发人员:野岛义弘,鸢岛一也,青木伸司
受保护的技术使用者:信越化学工业株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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