滤色片的制造方法和喷墨头技术

提供可以使滤色片低价格化，且可以使滤色片的颜色浓度均一化的滤色片的制造方法和喷墨头。在使用喷墨头向滤色片基板上边的象素区内吐出墨水液滴以形成着色层的滤色片的制造方法中，同时且使得各个墨水液滴的体积和飞行速度等的特性变成为均一地，对一个象素区吐出多个墨水液滴。（*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的制造方法和喷墨头，特别是涉及用喷墨头吐出彩色墨水来制造滤色片的方法和实现该滤色片的制造方法的喷墨头的改良。
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比重大的滤色片的降价的要求日益高涨。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，印刷法是一种用反复印刷把颜料分散到热硬化性树脂中的涂料的办法分开涂敷红(以下叫做R)、绿(以下叫做G)、蓝(以下，叫做B)这3种颜色，使本身为着色层的树脂加热硬化后形成3色着色层的方法。这时，作为涂料使用使颜料分散的涂料。该印刷法，虽然工序简单，但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边使透明电极图形化，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3次进行该工序，形成R、G、B这3色的着色层，最后进行烧结。该电附着法，尽管滤色片的平坦性优良，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边向本身为染色用的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浴内，得到着色图形，反复进行3次该工序，形成R、G、B这3色的着色层。该染色法虽然色彩鲜艳，但存在着耐风性、耐光性、耐热性和吸湿性不好的缺点。最后，颜料分散法是这样一种方法首先，在基板上边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3次该工序的办法形成R、G、B这3色着色层。该颜料分散法，由于所涂敷的材料的70％以上在图形化时被废弃，故具有材料浪费的缺点。这4种方法的不论哪一个，一般都在着色层的上边形成保护层。此外，上述4种方法，不论哪一个由于都要形成R、G、B这3色的着色层故同一工序必须反复进行3次，因而必然存在着造价增高，同时，工序越多则成品率就越低的缺点。作为可以消除上述那些缺点的方法，人们已经提出了使用喷墨法的滤色片的制造方法，这些方法，例如，已在特开昭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。该喷墨法，用喷嘴把含有R、G、B各个色素的着色液(以下，叫做墨水)喷吐到滤色片基板上，使该墨水在要成为滤色片的透明基板上边干燥形成着色层。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。在该喷墨法中，有2种方法利用热能吐出液滴的热喷墨头(也叫气泡喷墨头)或利用压电器件的直接模式变形(压电陶瓷变形的性质)吐出液滴的压电喷头，用各色墨水直接使滤色片的着色部分着色的方法，和先用赛璐珞、丙烯酸树脂、明胶等的吸收液体的材料形成墨水相容层，用吐出它们的墨水进行染色的方法。首先，在直接使滤色片基板着色的方法，是向用滤色片基板上边的框体划分成区的象素区内吐出墨水液滴把规定的墨水量填充到象素区内，使该墨水干燥固化形成着色层的方法。这时，为了确保框体和着色层的平坦性，把框体的高度限制为墨水干燥固化时的高度。为此，墨水要估计好因干燥所引起的体积减少地填充超过框体的高度的量，还要采用使由感光性树脂构成的框体含有氟系材料，使得该量变成并稳定地保持凸状的弯月面的办法附加上防液特性。用图8说明用喷墨头把墨水吐出填充到该框体内的方法。图8的说明图示出了直接使滤色片基板着色的使用现有的喷墨法的滤色片的制造方法，示出的是向一个象素区内吐出4个墨水液滴的情况。图8(a)示出了最初的墨水液滴的到达前的样子，图8(b)示出了第2个墨水液滴的到达前的样子，图8(c)示出了第3个墨水液滴的到达前的样子，图8(d)示出了第4个墨水液滴的到达前的样子，图8(e)示出了第4个墨水液滴的到达后的样子。在该图8(a)中，81是在一个压力室82内设置一个喷嘴84的喷墨头，82是用由未画出来的墨水供给源供给的墨水填满了的压力室，84是吐出已填充到压力室82内的墨水的喷嘴，85是象素区，86是将要成为滤色片的透明基板(以下，叫做滤色片基板)，87是由黑色矩阵形成的框体，88a是对于象素区85最初吐出来的第1墨水液滴，88b是对于象素区85第2个吐出来的第2墨水液滴，88c是对于象素区85第3个吐出来的第3墨水液滴，88d是对于象素区85第4个吐出来的第4墨水液滴，89a、89b、89c、89d分别是墨水液滴88a、88b、88c、88d到达于象素区85内之后的填充墨水。在图8(a)中，压力室82已用墨水填满，喷墨头81从喷嘴84向着滤色片基板86的象素区85内吐出墨水液滴。当墨水液滴88a到达于滤色片基板86的表面上时，如图8(b)所示，将变成为到达于框体87间并扩展开来的填充墨水。这时，喷墨头81和滤色片基板86继续进行相对移动，使得墨水液滴不会到达于同一地点，按照图8(b)到图8(d)的顺序由喷墨头81吐出第2、第3、第4个墨水液滴88b、88c、88d，用填充墨水89c填满框体87。在完成了向框体87内填充进规定量的墨水之后，如图8(d)所示，填充墨水89d的高度变得比框体87的高度还高，形成凸状的弯月面。此外，用墨水使相容层着色的方法，是这样的方法采用预先形成用在滤色片基板上边的黑色矩阵膜划分成区的象素区上边的墨水相容层，用与直接使滤色片基板着色的情况同样的方法向该相容层吐出墨水液滴，并使象素区整个面都吸收到达墨水的办法，形成滤色片。现有的喷墨法象上述那样地构成，与用涂料印刷或化学性的工艺等形成滤色片的现有的方法不同，制造滤色片而不需要对各色的每一种颜色重复进行同样的工序，不会招致因工序反复进行而引起的成品率的降低或造价的上涨，此外，还不会浪费滤色片材料，是可以期待的。但是，使用现有的喷墨法的滤色片的制造方法，存在着以下要讲述的一些课题。以下，用图8和图9说明该现有技术的课题。图9的模式图示出了用现有的喷墨法制造的滤色片的着色层，图9(a)和图9(b)示出了直接使滤色片基板着色的情况，图9(c)示出了使滤色片基板上边的相容层着色的情况。在图中，与图8相同的标号表示同一或相当的构成部分，90是表示在象素区内墨水未填满的部分的掉色，91a、91b、91c、91d分别表示第1个墨水点、第2个墨水点、第3个墨水点、第4个墨水点，92是墨水点的重复部分，93是墨水点单一部分，94是超过了框体87的越界墨水，95a、95b、95c、95d、95e、95f、95g、95h、95i是着色层，99b、99e分别是着色层95b、95e的填充墨水。若使用该现有的喷墨法，在从喷墨头向框体87内填充规定的墨水液滴使滤色片基板直接着色的情况下，由于在最后的墨水液滴冲进到框体87内时将在框体87内形成大的凸状弯月面，故有时候将因该最后的墨水液滴进行碰撞的冲击将在填充墨水中产生冲击波，使溢出出来的墨水越过框体浸入相邻的框体内部而产生混色。图9(a)示出了这样的墨水填充区的墨水99b越过框体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用喷墨头向滤色片基板上边的象素区内吐出墨水液滴以形成着色层的滤色片的制造方法，其特征是：对于一个象素区同时吐出多个墨水液滴。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾根浩二，板东克彦，濑尾直之，松井昌朋，高山佳久，
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]