彩色过滤器、具有该彩色过滤器的液晶显示装置、电光学装置、电子仪器及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的彩色过滤器是在基板１１０上由堰１１２分隔形成的包围的开口部１１１内具有以油墨液滴１４０着色的油墨膜。堰１１２是在基板１１０上具有金属膜１２０和感光性有机薄膜１３０的叠层结构。油墨最好含有高沸点溶剂。另外，堰的底面周边位于所述遮光层周边内侧，并且该遮光层具有不重叠所述堰的露出面。由此，可提供没有着色斑点，且对比度良好的彩色过滤器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于液晶显示元件等的彩色过滤器，特别是适于使用微小液滴喷出法的喷墨彩色过滤器结构的，涉及具有所述彩色过滤器的液晶显示装置、电光学装置、电子仪器及其制造方法。现有技术最近，随着个人电脑的进步、尤其携带式个人电脑的进步，彩色显示器的需要激增。因此，物美价廉的显示器的供应是急需的工作。而且，近年来人们越来越重视环境保护，急需能减少环境负荷和对环境友善的显示器。以往有几种关于彩色过滤器的制造方法。例如，遮光材料使用铬薄膜，以光解和腐蚀使其成形形成黑色矩阵。然后，在其黑色矩阵的间隙中，用旋转法涂上红、绿、蓝色感光性树脂，用光解成形。由此可形成红、绿、蓝着色层的镶嵌彩色矩阵。但该制造方法必须重复进行红、绿、蓝每个颜色的光解工艺，而且在各颜色成形时，为去掉不需要的部分，而发生抗蚀剂材料的损失，因此该彩色过滤器是环境负荷高的高费用彩色过滤器。另外，特开昭59-75205号公报提出了应用喷墨法的方法。该方法是在透明基板上，用对油墨低湿润性材料，把油墨间隙涂抹形成矩阵状后，以喷墨法把非感光性色材涂在间隙上，形成着色层。该制造方法可减少光解工艺的复杂性，并且可减少色材的损失。因此，提出了多种以喷墨法涂抹非感光性色材的彩色过滤器的制造方法。例如，在玻璃基板上用溅射成膜法形成铬薄膜，把该薄膜在指定模型上腐蚀形成开口部(象素或光透过区域)，在开口中充填油墨滴，制造彩色过滤器。另外，遮光材料使用黑色感光性树脂组合物，用该组合物形成的堰把应涂色的部分隔成矩阵状。在黑色成形的堰表面提供疏油墨的性质，以防止在色材涂抹工艺中堰被过多涂抹而引起颜色混淆。例如，特开平4-195102号公报、特开平7-35915号公报、特开平7-35917号公报、特开平10-142418号公报提出的技术是根据形成黑色矩阵的树脂材料的选择和对被涂色的透明基板表面的表面处理，来确保堰和透明基板对油墨湿润性的区别。但在为形成堰以溅射成膜法形成铬薄膜时，膜厚度被限制为约0．2微米，不能形成充填油墨所需的充分高度(0．5微米至10微米)的堰。另外，用喷墨法使堰包围的开口部内充填墨滴时，为防止墨滴超过堰而溢出到旁边象素的情况，有必要使基板具有亲油墨性，使堰具有疏油墨性。为此，堰的表面最好由有机材料等容易处理的疏油墨性的材料构成。因此，为了解决所述问题，本专利技术提供通过以喷墨法等在堰包围的开口部内充填油墨制造彩色过滤器的方法，提供适宜的堰的彩色过滤器和液晶显示元件，并提供适于喷墨法的彩色过滤器的制造方法。另一方面，用感光性黑色树脂组合物为遮光材料，在形成黑色薄膜层时，很难达到光透过性和树脂硬度的平衡。实际上，在作为堰使用时由于黑色树脂所形成的膜厚度大，而不能避免膜厚度的差异。例如，使用负型抗蚀剂时，膜厚处的光解由于存在光不充分透过的部分，而残留未固化部分。如果存在这些未固化部分，黑色膜达不到充分的膜强度。另外，黑色膜的膜薄处为半透明，起不到充分的遮光的性能，引起光泄漏。近年，彩色过滤器日益高精度化，有必要使数10微米的微细的红、绿、蓝色象素的色彩密实性好，色调差异最小。以往技术中隔开象素的树脂堰的接触角度大，飞散到树脂成分周围，引起象素密实性差。为防止该密实性差，使用UV照射、等离子体腐蚀化、激光磨损等干腐蚀工艺组合的方法只对附着油墨的间隙部分做选择性处理，模型越微细处理越难。因此，结果是堰部分也同时被处理，而明显降低了接触角度。即，提供微细化象素的色彩的透明基板表面部分和区分这些的黑色树脂堰边的接触角度差更大，其技术难度高，效率低。进而，为极力限制微细象素中色调差异，形成均匀的色彩附着厚度是决定彩色过滤器质量的重要工序，以往技术没解决该问题。而且，以往技术没有解决这些微细象素的红、绿、蓝色的相邻配置，并且无油墨混杂和形成的方法。本专利技术为解决这些以往技术中的技术困难，提供了在遮光材料基质间隙中以喷墨法有效加入油墨色彩的方法。而且，提供使油墨膜厚度均匀且高密实性，没有象素缺陷和色调斑点，对比度高的彩色过滤器的制造方法。进而，提供含有这些彩色过滤器的液晶显示装置的制造方法。本专利技术还提供含有具有充分遮光性的遮光部分和没有颜色混杂的透过部分的。本专利技术的其他目的是提供具有所述彩色过滤器的电光学装置和电子仪器。专利技术的公开本专利技术的彩色过滤器是在基板上由分块形成的堰包围的开口部内具有油墨着色的油墨膜(着色层)的彩色过滤器，其堰是基板上具有金属膜和感光性有机薄膜的叠层结构。通过该叠层结构，可形成充分高度的堰，同时容易进行对油墨的基板表面处理(堰是疏油墨性，基板是亲油墨性处理)。为了腐蚀金属膜，感光性有机薄膜可以作为抗蚀剂使用。这样可减少金属膜腐蚀后，除去多余抗蚀剂的步骤，可简化彩色过滤器的制造工艺。感光性有机薄膜可使用聚亚酰胺膜、丙烯系树脂膜、聚羟基苯乙烯膜、酚醛清漆树脂膜、聚乙烯醇膜、系列树脂膜中的任何一种物质。感光性有机薄膜中含有氟系表面活性剂，可使感光性有机薄膜具有疏油墨性。氟系表面活性剂可使用含氟基团的例如，全氟烷基及其衍生物、氟代苯、二氟苯、三氟苯、全氟代苯、氟代苯酚及其衍生物。而且，感光性有机薄膜含有氟系聚合物，使感光性有机薄膜具有疏油墨性。氟系聚合物可使用硅酮橡胶、聚偏氟乙烯、氟化烯烃、乙烯醚系共聚物、三氟化乙烯、偏氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯树脂、全氟烷氧基树脂中的任何一种。通过调整这些氟系表面活性剂的添加量和氟系聚合物的配比，可调节堰和油墨的接触角度，即根据需要可调节堰的疏油墨性。感光性有机薄膜也可叠加多个感光性有机薄膜。而且，金属膜也可起黑色基质作用。此时，金属膜最好由铬、镍、钨、钽、铜、铝之中的物质组成。对具有覆盖堰和油墨的保护膜的彩色过滤器，保护膜的组成为满足所要求的耐热性、透明性、平滑性，最好是双酚A、双酚芴等。而且，最好是保护层的组成与有机薄膜的组成一致，可防止堰上形成的保护膜迸开和斑点，可提供对比度优良的液晶显示元件的彩色过滤器。关于基板的表面处理，将堰和油墨的组合设定到使堰和油墨的接触角达到30度以上60度以下。不到30度时，堰和油墨的亲和性高，附在堰的油墨量多，很容易产生基板脱色。另外，超过60度，由于堰的疏油墨性过大，容易产生堰附近基板的着色不良。基板和油墨的接触角最好是30度以下。基板要求为亲油墨性，如果考虑彩色过滤器的象素距离，该范围是适当的。本专利技术的液晶显示元件具有所述的彩色过滤器。由该彩色过滤器，可提供没有显示斑点、着色斑点的高精细液晶显示元件。本专利技术彩色过滤器的制造方法是在基板上由分块形成的堰包围的开口部内具有油墨膜的彩色过滤器制造方法，分为在基板上分块形成金属膜的第1步骤，通过在金属膜上形成感光性有机薄膜而形成堰的第2步骤，开口部内充填油墨形成油墨膜的第3步骤。把感光性有机薄膜作为腐蚀金属膜的抗蚀剂，可省略除去抗蚀剂工艺，可简化彩色过滤器的制造工艺。第2步骤中，通过在金属膜上叠层多个感光性有机薄膜，可形成堰。另外，第2步骤和第3步骤之间，也可具有氧气作为导入气体进行等离子化处理，使基板表掩膜有亲油墨性的步骤，和氟化物作为导入气体进行等离子化处理，使堰具有疏油墨性的步骤。通过该等离子化处理步骤，可得到堰的疏油墨性和基板的亲油墨性。作为导入气体使用的氟化物最好是从氟化碳气体、氟化氮气体、氟化硫气体中选择。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
彩色过滤器，其特征是在彩色过滤器的基板上由堰分隔围绕的开口部内具有油墨形成的着色的油墨膜，所述堰具有在基板上的金属膜和感光性有机薄膜的堆积叠层结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木口浩史，藤森南都夫，片上悟，清水政春，泷泽圭二，久野忠昭，
申请(专利权)人：精工爱普生股份株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]