滤色片的制造方法、滤色片和液晶器件技术

提供一种使用喷墨方式的滤色片的制造方法、用该方法制造的滤色片以及使用该滤色片的液晶器件。在表面研磨过的透明无碱玻璃的基板（１）上，依次形成具有遮光性的黑色光刻胶层（２）、酚醛树脂系负光刻胶层（３），通过用光刻技术使负光刻胶（３）图形化以形成框体（２ａ、３ａ），形成墨水填充区（４），用喷墨喷头向该墨水填充区（４）内填充固形成分比率为２０重量％以上的红墨水Ｒ、绿墨水Ｇ或蓝墨水Ｂ，使墨水的溶剂蒸发，墨水中的固形成分被固化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可以在液晶显示面板中使用的滤色片、滤色片的制造方法和具备该滤色片的液晶器件。
技术介绍
近些年来，伴随着个人电脑的发展普及特别是便携式电脑的发展普及液晶显示器特别是彩色液晶显示器的需要日益增加。但是，为了进一步普及，就必须降低价格，特别是对在价格方面占比重大的滤色片的降价要求日益高涨。作为滤色片的主要的制造方法，有印刷法、电附着法、染色法或颜料分散法。以下说明每一种方法。首先，印刷法是一种通过反复印刷把颜料分散到热硬化性树脂中去的涂料，分开涂敷红(R)、绿(G)、蓝(B)这3种颜色，使本身为着色层的树脂加热硬化后形成三色的着色层的方法。若用印刷法，虽然工序简单，却存在着析象清晰性和平坦性差的缺点。其次，电附着法是这样一种方法在基板上使透明电极图形化，把它浸泡到含有颜料、树脂、电解液等的电附着涂敷液中，电附着第1色。反复三次进行该工序，形成R、G、B这三色的着色层，最后进行烧结。若用电附着法，尽管平坦性优良，但却存在着可以形成的图形受限制的缺点。其次，染色法是这样一种方法在玻璃基板上向作为染色用材料的水溶性高分子材料中填加感光剂使之感光化，用光刻工序使之图形化为所希望的形状之后，把所得到的图形浸泡到染色液内，得到着色图形，反复进行三次该工序，形成R、G、B这三色的着色层。若用染色法虽然色彩鲜艳，但耐气候性、耐光性、耐热性和吸湿性不好。其次，颜料分散法是这样一种方法首先，在基板上形成已使颜料分散的感光性树脂层，采用使之图形化的办法得到单色的图形，再采用反复进行三次该工序的办法形成R、G、B这3色的着色层。若用颜料分散法，由于所涂敷的材料的70％以上在图形化时被废弃，故具有材料浪费的课题。这些方法所共有的问题是，为了形成R、G、B这三色的着色层必须进行同一工序三次，因而必然造价增高，同时，工序越多则成品率就越低。为改善上述问题，在日本专利特开昭59-75205号公报、特开昭63-235901号公报、特开平1-217302号公报、特开平4-123005号公报、特开平7-146406号公报等中公开了用喷射方式制造滤色片的方法。这些方法与上所说的方法不同，用喷嘴把含有R、G、B各个色素的着色液(以下称为墨水)喷吐到滤色片基板上，使该墨水在滤色片基板上干燥形成着色层。倘采用该方法，由于可以一次地进行R、G、B各个着色层的形成，而且着色液的使用量也不会浪费，故可以期待大幅度的生产性的提高和价格下降等的效果。作为用喷墨法形成滤色片的方法，人们提出了用各种颜色的墨水直接对滤色片的着色部分进行着色的方法，和在形成了墨水受容层后再进行染色的方法。但是，这些现有的方法，存在着以下的课题。首先，在直接进行着色的方法中，在现有的喷墨法中一直使用的墨水，考虑到喷墨头的吐出稳定性使用的是粘度为1～3cps左右的低粘度的水性墨水。为此，墨水中的固形成分含量与色材究竟是染料还是颜料无关，只能含有百分之几～百分之几十的重量，故干燥后的墨水的厚度，即着色层的厚度将变成干燥前的几十分之一。即，为了得到满足滤色片的颜色特性的着色层的厚度，就必须填充对于着色层的体积数十倍的容量的墨水。因此，虽然必须使保持液态墨水的墨水填充区域的框体的高度作成着色层的数十倍，但是，由于在干燥后框体与着色层之间的台阶会变得过大，故得不到充分的平坦性，在后续工序的液晶器件制造工序中将成为问题。为解决上述问题，在例如日本专利特开平7-35915号公报、特开平7-84122号公报等中，公开了通过把框体作成为防墨水性，且保持凸状的墨水弯月面，向高度低的框体中填充必要量的墨水的方法。但是，在这些方法中，由于整个框体都具有防墨水性，故即便是在框体的侧面也不沾墨水，在使用现有的墨水的情况下，墨水就不能充分地浸透到侧壁部分内，有时候会发生掉色。此外在框体的图形化时，框体的形状和防墨水性的不均匀以及在被框体划分成区域的着色部分上易于产生防墨水剂的残余，特别是在大面积基板情况下的图形化将成为问题。此外，例如特开平9-127327号公报、特开平9-203803号公报中，为了向被框体划分成区域的着色部分均匀地填充墨水，公开了改善上述框体防墨水处理法的、把框体的上表面作成为防墨水性，把框体的侧壁和基板面作成为亲墨水性的方法。倘采用该方法，虽然防止掉色有了改善，但在，由于框体图形化时仍然会同样地发生框体的形状和防墨水性的不均匀以及在被框体划分成区域的着色部分上易于产生防墨水剂的残余，特别是在大面积基板情况下的图形化使的不均匀，故超过框体的高度的数倍的凸状的墨水弯月面，要在全部区域内都均匀地进行控制是一个大问题。此外，在对墨水的受容层进行染色的方法中，与直接染色法同样，虽然也考虑到喷头的喷吐稳定性使用的是低粘度的水性墨水，但墨水中的固形成分含量与色材究竟是染料还是颜料无关，只能含有百分之几～百分之几十的重量。此外，对该墨水受容层进行染色的方法，在耐光性等方面不好这一点上一般地说与染色法是一样的。在这里，在该方法中虽然可以考虑使用本身为耐光性强的色材的颜料，但是，由于颜料粒子不会浸透到受容层内的多孔质层中去，故颜料堆积在表面上，不能对受容层进行染色。此外，与直接着色的方法比较，由于需要形成受容层，故在工序数和材料费方面是不利的。此外，在该方式中，与直接着色法同样，也存在着因墨水充填时的受容层的膨润或渗润或者墨水干燥时的条件产生的着色部分的浓度不均匀的问题。此外，作为在现有的喷墨法中使用的喷头，代表性地说，有利用热能吐出液滴的喷头，即所谓的热喷墨喷头、利用压电器件的直接式变形吐出液滴的喷头，即所谓的直接式压电喷头。这些喷头在其构造上存在着以下的课题。热喷墨喷头，由于借助于用加热器加热墨水的办法产生的气泡的压力进行墨水的吐出，故显著地受墨水的物理性质的限制。特别是易于产生加热器部分的墨水的烧焦，使墨水中的固形成分含量不能增加。此外，由于必须产生急剧的沸腾，而不可能把墨水的沸点形成太高，故溶剂不能主要地使用水。其次，与热喷墨喷头比较，直接式压电喷头可以使用的墨水物性范围广。但是，在其构成上，需要采取抑制向与墨水喷吐方向相反方向流动的逆流防止对策，需要把墨水供给到墨水室的流路作成复杂的形状。由于这些情况，固形成分含量多的墨水即粘性高的墨水的吐出，有时候会发生墨水供给跟不上，使得吐出应答性降低或空气混入到墨水室内的现象。本专利技术就是为解决这些问题而提出的，其目的在于提供用来以简单的工序、良好的成品率制造没有混色或掉色、没有颜色不均匀的滤色片基板的技术。此外。目的还在于提供用该方法制造的没有混色或掉色，没有颜色不均匀的滤色片基板，和使用该滤色片基板的低价格且没有颜色不均匀的显示特性优良的液晶器件。专利技术概述本专利技术的第1方面的滤色片的制造方法，是包括在透明基板上形成由树脂组成物构成的遮光层的工序，在划分成多个墨水填充区的遮光框体上形成上述遮光层的工序，用墨水喷头向上述每一个墨水填充区内填充分光特性不同的规定的颜色的墨水的工序的滤色片的制造方法，其特征在于上述墨水中的固形成分比率为20重量％以上。倘采用本制造方法，由于可以使吐出时和干燥时的墨水体积变化比在现有的喷墨法中使用的墨水比显著地小，由于在向划分墨水填充区的遮光框体内填充墨水时形成的墨水弯月面的形状稳定，提高色层厚度的均匀性，故可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滤色片的制造方法，包括在透明基板上形成由树脂组成物构成的遮光层的工序、在划分成多个墨水填充区的遮光框体上形成上述遮光层的工序、以及用墨水喷头向上述每一个墨水填充区内填充分光特性不同的规定颜色的墨水的工序，其特征在于：上述墨水中的固形成分比率为２０重量％以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：板东克彦，曾根浩二，高桥毅，松崎直生，得能保典，河野巧，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]