CN1112376A - 滤色片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造滤色片的方法，包括如下步骤：在基片
上形成感光树脂薄膜，它具有下面的染色性：将
0.6μm厚的感光树脂薄膜在室温下，于分子量为
1000或更高的染料的4％水溶液中浸渍15分钟后，
薄膜在染料最大吸收波长下的透光率为5％或更小；
或者在将0.6μm厚的感光树脂薄膜在60℃下，于分
子量为1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸渍10
分钟后，薄膜在染料最大吸收波长下的透光率为5％
或更小；用能量射线辐射薄膜使其固化；然后利用喷
墨技术将染料溶液喷射到固化了的薄膜上的预定区
域，形成需要的彩色图案。
Description
本发明涉及滤色片的制造方法，该滤色片用于液晶显示装置和固体摄像装置。
为了将液晶显示装置或固体摄像装置制成彩色显示装置，使用一种将三原色即红、绿和蓝，或黄、品红和深蓝的滤色片结合起来的方法。有几种用来制造这些滤色片的方法，最基本的方法是所谓的染色法。该方法包括下面步骤：在基板上以镶嵌形式形成一种透明且可染色的树脂，用水清洗基板，再进行固着处理，然后再形成一层防染色膜，就完成了一种颜色的形成。将上述过程重复三次以形成一种带三原色的细微彩色图案的滤色片。
染色法的特征在于可以自由地形成很细的彩色图像。但是它包括许多复杂的生产步骤，如光刻步骤、染色步骤、清洗及固着步骤、以及防染色步骤，并且这些步骤的重复次数取决于树脂所染色的颜色数目，况且，由于生产过程中灰尘的粘附还会降低产量。此外，由于着色密度基本上与染色树脂膜的厚度成正比例，薄膜厚度的改变会产生色彩不均匀从而损坏产品的质量。同样地，根据染色的顺序，由于其它颜色的污染或转变，也会引起色彩不均匀。因此，液晶显示器生产者非常希望有一种能降低滤色片生产步骤、提高产量并降低成本的方法。
本发明人进行了许多研究以解决这些问题，最终发现通过下面的步骤可以制得具有高密度、高精度以及优良耐热性、耐化学侵蚀性、耐光性的彩色图案的滤色片：在基片上形成具有特定染色性的感光树脂膜，固化上述树脂膜，通过喷墨方法将预定的染料溶液喷射到固化的感光树脂膜的预定区域，形成需要的彩色图案，由此完成了本发明。
本发明涉及：
(1)一种制造滤色片的方法，其特征在于，在基片上形成具有在下面(a)或(b)中描述的染色性的感光树脂薄膜，通过能量射线的辐射使薄膜固化，通过喷墨方法将染料溶液喷射到固化的薄膜的预定区域上，形成需要的彩色图案。
(a)在将厚度0.6μm的感光树脂薄膜在室温下，于分子量为1000或更高的染料的4％水溶液中浸渍15分钟后，薄膜在染料最大吸收波长下的透光率为5％或更少，或
(b)在将厚度0.6μm的感光树脂薄膜在60℃下，于分子量为1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸渍10分钟后，薄膜在染料最大吸收波长下的透光率为5％或更少；
(2)一种根据上述第(1)项的制造滤色片的方法，其中上述第(1)项中所述的感光树脂薄膜是由一种感光树脂组合物制成的，该组合物包含一种阴离子染料可染色的聚合物和一种感光化合物；
(3)一种根据上述第(2)项的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的聚合物是从一种组合物中获得的，该组合物含有带三个氮原子或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体，以及除上述单体以外的亲水性单体；
(4)一种根据上述第(2)项的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的聚合物是从一种组合物获得的，该组合物包括20-70％(重量)的带三个氮原子或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体，10-60％(重量)的除上述单体以外的亲水性单体和10-50％(重量)的疏水性单体。
(5)一种根据上述第(4)项的制造滤色片的方法，其中带有三个氮原子或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体和疏水性单体均为(甲基)丙烯酸系单体；
(6)一种根据上述第(3)项或第(4)项的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的单体是3-(N，N-二甲氨基)-丙基丙烯酰胺或3-(N，N-二甲氨基)-丙基甲基丙烯酰胺；
(7)一种根据上述第(4)项的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的单体是3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺或3-(N，N-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺，除上述单体以外的亲水性单体是甲基丙烯酸2-羟基乙酯，乙烯基吡咯烷酮或二甲基氨基丙烯酰胺，而疏水性单体为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯；
(8)一种根据上述第(2)项的制造滤色片的方法，其中通过溶解感光树脂组合物得到的树脂溶液的水含量为1w/w％或更少；和
(9)一种根据上述第(2)项的制造滤色片的方法，其特征在于，将由单组分组成的染料溶于溶剂中得到的溶液用作染料溶液。
用于制造本发明滤色片的方法可以通过如下来实施。即：将高度可染色的感光性树脂溶于一种溶剂如甲基溶纤剂中，然后通过一种方法如旋涂法将感光树脂溶液涂覆在基片上，干燥后将其置于一种能量射线如紫外线的辐照下以固化感光树脂。在感光树脂薄膜的固化过程中，薄膜可以通过掩模(mask)暴露在光下以形成预定的图案，也可将整个表面暴露在光下而固化，这样就不会形成图案，或者可以通过一个黑色基体将其背面暴露在光下。当形成图案时，在有图案的位置可以形成隔板作为黑色基体。得到的光固化了的薄膜厚度通常约0.3-2μm，优选大约为0.3-1.5μm，更优选为约0.3-1μm。当使用黑色染料时，薄膜厚度优选大一些。如果需要，可将获得的光固化的薄膜在100°-160℃温度下加热处理。虽然热处理的时间不苛刻，但热处理进行约15-50分钟通常是足够的。热处理可以通过常规方法来进行，例如使用加热板、烘箱等。然后在室温至70℃下，优选在室温下，通过喷墨方法将预定容量的染料溶液附着在经过热处理或未经过热处理的感光树脂薄膜上的预定位置。喷墨方法是通过喷嘴喷射小墨滴使油墨附着在薄膜上的方法。通过这种方法实施染色(着色)可以一种接一种地，或者同时形成多种颜色。染色以后，通过使用热板或烘箱在70°-180℃下加热和干燥处理3-15分钟，这样就得到了滤色片。然后，如果需要，可在单宁酸和吐酒石的水溶液中进行固着处理，也可再进行清洗，以防止染料的溶解。此外，如果需要，可用一层透明保护层涂覆染色薄膜的整个表面，以便保护滤色片层。
本发明中使用的基片没有特别限制，只要它为无色、透明的板。可例举的板有例如：玻璃、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯以及聚醚砜。基片的厚度优选约0.5-1.5mm。
用于本发明的高度可染色的感光树脂优选为(a)该感光树脂具有这样的染色性：在将厚度为0.6μm的感光树脂薄膜在室温下、于分子量为1000或者更高的染料的4％水溶液中浸渍15分钟后，薄膜在染料的最大吸收波长下的透光率为5％或更少，或(b)该感光树脂具有这样的染色性：在将厚度为0.6μm的感光树脂薄膜于60℃下，在分子量为1000或更高的染料的0.2％的水溶液中浸渍10分钟后，薄膜在染料的最大吸收波长下的透光率为5％或更少。分子量为1000或更高的染料包括：例如PC绿FOP(Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)。
至于满足上面(a)或(b)所述条件的高度可染色的感光树脂，可以例举包括阴离子染料可染色的聚合物和感光化合物作为基本组分的树脂。阴离子染料可染色的聚合物是通过使用阴离子染料可染色的单体和除阴离子染料可染色的单体以外的亲水性单体(下文中仅称为“亲水性单体”)作为基本组分来得到的。阴离子染料可染色的聚合物可通过常规的溶液聚合方法来生产。
这里，阴离子染料可染色的单体是例如分子中有三个氮原子或四个氮原子的单体，它具有使阴离子染料对聚合物产生染色性的性质。阴离子染料可染色的单体的特殊实例有：(甲基)丙烯酸(N，N-二(C1-C4)烷氨基)(C1-C4)烷基酯如丙烯酸(N，N-二甲氨基)乙酯，甲基丙烯酸(N，N-二甲氨基)乙酯、丙烯酸(N，N-二乙氨基)乙酯，甲基丙烯酸(N，N-二乙氨基)乙酯，丙烯酸3-(N，N-二甲氨基)丙酯，甲基丙烯酸3-(N，N-二甲氨基)丙酯等；(N，N-二(C1-C4)烷氨基)(C1-C4)烷基(甲基)丙烯酰胺如3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺，3-(N，N-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺等；(N，N-二乙基氨基)乙基乙烯基醚；4-乙烯基吡啶；二芳基胺；2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵；和甲基烯酰氧乙基三甲基氯化铵。从稳定性等方面来考虑，(甲基)丙烯酰胺类型的单体是优选的。更具体地说，考虑对阴离子染料的可染色性，3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺和3-(N，N-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺是最优选的。上述阴离子染料可染色的单体可以单独使用或以两种或更多种单体的混合物使用。
亲水性单体包括，例如(甲基)丙烯酸羟基(C1-C4)烷基酯如丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯等；(甲基)丙烯酰胺，它可以连有一个或二个(C1-C4)烷基团，如丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，二甲氨基丙烯酰胺，甲氨基丙烯酰胺，等；以及乙烯基吡咯烷酮。这些亲水性单体可以单独使用或以两种或更多种单体的混合物使用。
阴离子染料可染色的单体和亲水性单体的混合比例如下：阴离子染料可染色的单体占25-85％(重量)，优选30-80％(重量)，而亲水性单体为15-75％(重量)，优选20-70％(重量)。
至于感光化合物，可以例举叠氮化合物，包括二叠氮基查耳酮，4，4’-二叠氮基芪-2，2’-二磺酸，4，4’-二叠氮基芪-2，2’-二磺酸钠，4，4’-二叠氮基芪-2，2’-二嗍(单或双(C1-C4)烷氧基(C1-C4)烷基)酰胺如4，4’-二叠氮基芪-2，2’-二嗍(双(甲氧基乙基))酰胺，4，4’-二叠氮基芪-2，2’-二嗍(双(乙氧基乙基))酰胺等；以及迄今为止众所周知的带有两个或更多官能团的丙烯酸系化合物。这些感光化合物可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。当使用叠氮化合物作为感光化合物时，其用量优选约2-15％(重量)，特别优选的是约3-8％(重量)，用量是基于阴离子染料可染色的聚合物重量而计算的。
除上述阴离子染料可染色的单体和亲水性单体以外，优选添加具有一个或更多个(甲基)丙烯酰基团的化合物，其添加量为每100重量份阴离子染料可染色的聚合物中加入0.1-10重量份，更具体地说，约0.5-6重量份，因为这种添加剂可增加固化速率。带有一个或更多个(甲基)丙烯酰基团的化合物有，例如，二丙烯酸螺乙二醇酯，[3，9-双(2-丙烯酰氧基-1，1-二甲基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5，5]十一烷]环己烷二羟甲基二丙烯酸酯，二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸二甘醇酯，二丙烯酸三甘醇酯，聚二丙烯酸乙二醇酯、聚二丙烯酸丙二醇酯，二丙烯酸丁二醇酯，二丙烯酸新戊二醇酯，二丙烯酸1，4-丁二醇酯，二丙烯酸1，6-己二醇酯，二丙烯酸季戊四醇酯，三丙烯酸季戊四醇酯，三丙烯酸三羟甲基丙酯，线性酚醛清漆型环氧丙烯酸酯，双酚A型环氧丙烯酸酯，二环氧丙烯酸亚烷基二醇酯，丙烯酸缩水甘油酯，聚酯型二丙烯酸酯，双酚A型二丙烯酸酯，尿烷型二丙酸酯，亚甲基二丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸二甘醇酯，二甲基丙烯酸三甘醇酯，聚二甲基丙烯酸乙二醇酯，二甲基丙烯酸丙二醇酯，二甲基丙烯酸丁二醇酯，二甲基丙烯酸新戊二醇酯，二甲基丙烯酸1，4-丁二醇酯，二甲基丙烯酸1，6-己二醇酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯，等等。
当使用迄今为止众所周知的带两个或更多个官能团的丙烯酸系化合物作为感光化合物时，其用量优选约10-40％(重量)，特别优选为15-35％(重量)，是基于阴离子染料可染色的聚合物的重量计算的。在这种情况下，可以同时使用感光剂。
如果阴离子染料可染色的聚合物的光固化的产物强度不够(该聚合物包括阴离子染料可染色的单体和亲水性单体的共聚物，则同时使用疏水性单体作为构成聚合物的单体会增加聚合物的强度。这种疏水性的单体包括，例如：(甲基)丙烯酸烷基酯，如丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸2-乙基己脂，甲基丙烯酸2-乙基己酯，等；苯乙烯；和对-甲基苯乙烯。阴离子染料可染色的单体，亲水性单体和疏水性单体的混合比例如下：阴离子染料可染色的单体占20-70％(重量)，优选25-60％(重量)；亲水性单体占10-60％(重量)，优选20-50％(重量)；而疏水性单体占10-50％(重量)，优选20-40％(重量)。这样制备的阴离子染料可染色的聚合物的分子量优选为5000-200000，更优选约10000-100000。
具有上述组成的感光树脂组合物通常在用一种有机溶剂等稀释以后使用。有机溶剂包括，例如，甲基溶纤剂，乙基溶纤剂，异丙氧基溶纤剂，乙二醇单乙醚乙酸酯，二甘醇二甲醚，二甘醇二乙醚，甲乙酮和甲氧基异丙基乙二醇。从涂覆性能等方面考虑，异丙氧基溶纤剂和二甘醇二甲醚是优选的。这些有机溶剂可以单独使用或者以两种或更多种溶剂的混合物使用。尽管这种有机溶剂在感光树脂溶液中的含量取决于他们在树脂溶液中的性质，因此不能明确确定，但其含量应优选调节为使树脂溶液的粘度适合涂覆于基板的表面。当一种叠氮化合物用作感光化合物时，感光树脂溶液中的水含量优选为1w/w％或更少，以避免叠氮化合物的分解和副反应。至于感光树脂溶液，可以例举CFR633DHP和CFR633L1(两者均为NipponKayaku Co.，Ltd.产品)。
用于喷墨的染料溶液中的染料优选为阴离子染料。这种阴离子染料包括，例如，酸性染料，直接染料和活性染料。更具体地说，作为黄色染料，可以例举C.I.酸性黄3，C.L.酸性黄17，C.L.酸性黄38，C.I.酸性黄40∶1，C.I.酸性黄42，C.I.酸性黄44∶1，C.I.酸性黄49，C.I.酸性黄61，C.I.酸性黄65，C.I.酸性黄67，C.I.酸性黄72，C.I.酸性黄79，C.I.酸性黄110，C.I.酸性黄114，C.I.酸性黄116，C.I.酸性黄117，C.I.酸性黄119，C.I.酸性黄121，C.I.酸性黄127，C.I.酸性黄129，C.I.酸性黄135，C.I.酸性黄141，C.I.酸性黄143，C.I.酸性黄155，C.I.酸性黄158，C.I.酸性黄161，C.I.酸性黄194，C.I.酸性黄204，C.I.酸性黄207，C.I.酸性黄220，C.I.酸性黄232，C.I.酸性黄235，C.I.酸性黄241；C.I.直接黄12，C.I.直接黄86，C.I.直接黄87，C.I.直接黄130和C.I.直接黄142；C.I.活性黄84，C.I.活性黄102等；以及PC黄42P，一种由Nippon Kayaku Co.，Ltd.制造的用于滤色片的染料。作为橙色染料，可以例举C.I.酸性橙10，C.I.酸性橙19，C.I.酸性橙33，C.I.酸性橙50，C.I.酸性橙56，C.I.酸性橙67，C.I.酸性橙80，C.I.酸性橙108，C.I.酸性橙122，C.I.酸性橙142，C.I.酸性橙166和C.I.酸性橙130；C.I.直接橙26和C.I.直接橙39；以及C.I.活性橙1和C.I.活性橙4。
作为红色染料，可以例举C.I.酸性红1，C.I.酸性红6，C.I.酸性红9，C.I.酸性红14，C.I.酸性红18，C.I.酸性红35，C.I.酸性红37，C.I.酸性红42，C.I.酸性红50，C.I.酸性红52，C.I.酸性红57，C.I.酸性红73，C.I.酸性红87，C.I.酸性红88，C.I.酸性红89，C.I.酸性红92，C.I.酸性红97，C.I.酸性红106，C.I.酸性红111，C.I.酸性红114，C.I.酸性红118，C.I.酸性红128，C.I.酸性红134，C.I.酸性红138，C.I.酸性红143，C.I.酸性红143∶1，C.I.酸性红145，C.I.酸性红158，C.I.酸性红183，C.I.酸性红186，C.I.酸性红211，C.I.酸性红214，C.I.酸性红215，C.I.酸性红217，C.I.酸性红219，C.I.酸性红225，C.I.酸性红226，C.I.酸性红249，C.I.酸性红254，C.I.酸性红256，C.I.酸性红257，C.I.酸性红259，C.I.酸性红260，C.I.酸性红261，C.I.酸性红263，C.I.酸性红266，C.I.酸性红274，C.I.酸性红276，C.I.酸性红278，C.I.酸性红289，C.I.酸性红299，C.I.酸性红301，C.I.酸性红303，C.I.酸性红307，C.I.酸性红315，C.I.酸性红316，C.I.酸性红317，C.I.酸性红336，C.I.酸性红337，C.I.酸性红341，C.I.酸性红355，C.I.酸性红357，C.I.酸性红359，C.I.酸性红362，C.I.酸性红366，C.I.酸性红383，C.I.酸性红399，C.I.酸性红405，C.I.酸性红407，C.I.酸性红414，C.I.酸性红416和C.I.酸性红426；C.I.直接红2，C.I.直接红23，C.I.直接红24，C.I.直接红31，C.I.直接红39，C.I.直接红54，C.I.直接红79，C.I.直接红83∶1，C.I.直接红89，C.I.直接红224，C.I.直接红225，C.I.直接红226，C.I.直接红227，C.I.直接红242和C.I.直接红243；C.I.活性红5，，C.I.活性红8，C.I.活性红43等；以及PC红21P，PC红136P，PC红137P和PC品红10P，这儿种都是由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料。至于红紫色染料，可以例举C.I.酸性紫21，C.I.酸性紫42，C.I.酸性紫43，C.I.酸性紫47，C.I.酸性紫48，C.I.酸性紫49，C.I.酸性紫54，C.I.酸性紫97和C.I.酸性紫102。
至于蓝色染料，可以例举C.I.酸性蓝7，C.I.酸性蓝9，C.I.酸性蓝15，C.I.酸性蓝22，C.I.酸性蓝23，C.I.酸性蓝25，C.I.酸性蓝40，C.I.酸性蓝45，C.I.酸性蓝47，C.I.酸性蓝59，C.I.酸性蓝61∶1，C.I.酸性蓝62，C.I.酸性蓝78，C.I.酸性蓝80，C.I.酸性蓝83，C.I.酸性蓝90，C.I.酸性蓝104，C.I.酸性蓝109，C.I.酸性蓝112，C.I.酸性蓝127，C.I.酸性蓝127∶1，C.I.酸性蓝129，C.I.酸性蓝138，C.I.酸性蓝140，C.I.酸性蓝203，C.I.酸性蓝204，C.I.酸性蓝207，C.I.酸性蓝227，C.I.酸性蓝228，C.I.酸性蓝232，C.I.酸性蓝247，C.I.酸性蓝260，C.I.酸性蓝264，C.I.酸性蓝277，C.I.酸性蓝278，C.I.酸性蓝280，C.I.酸性蓝283，C.I.酸性蓝290，C.I.酸性蓝333以入C.I.酸性蓝343；C.I.直接蓝106，C.I.直接蓝108等；以及由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料：PC蓝43P和PC深蓝2P。至于绿色染料，可以列举C.I.酸性绿3，C.I.酸性绿5，C.I.酸性绿22，C.I.酸性绿25，C.I.酸性绿27，C.I.酸性绿28，C.I.酸性绿41等，以及由Nip-pon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料：PC绿FOP和PC绿100P。
至少黑色染料，可以例举C.I.酸性黑1，C.I.酸性黑26，C.I.酸性黑31，C.I.酸性黑48，C.I.酸性黑50，C.I.酸性黑52，C.I.酸性黑52∶1，C.I.酸性黑58，C.I.酸性黑60，C.I.酸性黑63∶2，C.I.酸性黑64，C.I.酸性黑107，C.I.酸性黑109，C.I.酸性黑110，C.I.酸性黑112，C.I.酸性黑113，C.I.酸性黑118，C.I.酸性黑140，C.I.酸性黑155，C.I.酸性黑170，C.I.酸性黑172，C.I.酸性黑177，C.I.酸性黑187，C.I.酸性黑188，C.I.酸性黑194，C.I.酸性黑207和C.I.酸性黑222；C.I.直接黑17，C.I.直接黑19，C.I.直接黑22，C.I.直接黑51，C.I.直接黑62，C.I.直接黑91，C.I.直接黑112，C.I.直接黑117，C.1.直接黑118，C.I.直接黑122，C.I.直接黑132，C.I.直接黑146，C.I.直接黑154，C.I.直接黑159，C.I.直接黑169和C.I.直接黑173。
这些染料中，优选的是酸性染料和用于滤色片的染料。染料可以单独使用或以油墨形式的混合物使用。如果混合物容易引起颜色不均匀，优选使用由单组分单独组成的染料。至于用于制备油墨的溶剂，可以使用水或可与水混溶的有机溶剂的水溶液。有机溶剂包括甲醇，乙醇，丁醇，甲基溶纤剂，乙基溶纤剂，乙二醇，二甘醇，二甘醇单甲醚，二甘醇单乙醚，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮等。染料在油墨中的浓度优选为0.5-20％，特别优选的是3-10％。如果需要，可以将染料溶液先通过一个膜过滤器过滤以后再使用。
下面通过参比实施例和实施例对本发明进行更详细的说明。参比实施例：
本发明使用的可染色的、感光树脂溶液的制备：3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺 38份甲基丙烯酸2-羟乙酯 15份二甲氨基丙烯酰胺 10份乙烯基吡咯烷酮 7份甲基丙烯酸甲酯 8份丙烯酸甲酯 22份
根据上述配方，用常规的溶液聚合方法将单体聚合，并倒入大量的异丙基醚中以沉淀聚合物，然后将聚合物(平均分子量：90000)取出并干燥，直到水含量变成1w/w％或更少。
将100份干燥的聚合物与2份4，4’-二叠氮基查耳酮，6份4，4’-二叠氮基芪-2，2’-嗍(双(乙氧基乙基)酰胺，2份硅烷偶联剂KBM603(shin-Etsu chemical Co.，Ltd.)，450份异丙氧基溶纤剂和450份二甘醇二甲醚混合而稀释，得到一种可染色的感光树脂溶液，它的水含量为1w/w％或更少。
实施例1
将0.05份硅烷偶联剂KBM603(Shin-Etsu chemical Co.，Ltd.制造)和100份可染色的、感光树脂组合物类型的树脂溶液CFR633DHP混合，这种树脂溶液由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产，是将由一种阴离子染料可染色的单体、一种亲水性单体和一种疏水性单体和一种叠氮化合物共聚得到的阴离子染料可染色的聚合物溶于一种溶剂而得到的。通过旋涂工艺将得到的混合物涂覆在一块玻璃板上，在110℃下干燥3分钟，然后通过一个β输送机型的紫外辐射器来固化涂层，紫外光以辐照剂量为150mJ/cm2来辐射整个表面。固化后薄膜的厚度为0.6μm。用上述(a)中所述方法，使用FC绿FOP(一种分子量为1000或更高的染料)对固化后的薄膜进行染色，固化后的薄膜在染料的最大吸收波长(660nm)时的透光率为0.2％或更小。
将形成有这种要染色的薄膜的玻璃基板装在喷墨打印机中用光学方法精确定位的位置上。使PC蓝43P(一种由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料)的4％水溶液通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液用喷墨技术喷射，由此使染料附着在要染色的薄膜上希望被染成蓝色的区域。然后，使PC绿FOP(一种由NipponKayaku Co.，Ltd.生产的用于滤光片的染料)的4％水溶液通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液通过喷墨技术喷射到染色薄膜上，由此将染料附着在染色薄膜上希望染成绿色的区域。最后，将PC红21P(一种由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤光片的染料)在甲基溶纤剂水溶液中的4％溶液通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液通过喷墨技术喷射到染色薄膜上，由此将染料附着在染色薄膜上希望染成红色的区域。染色薄膜在加热至150℃的加热板上加热干燥10分钟。然后，进行下面的染料固着处理：将染色的玻璃等板浸入由3g单宁酸、1g吐洒石和3g醋酸溶于1升水中形成的溶液中，在70℃下处理7分钟。然后用水清洗染色的玻璃基片，并在130℃下干燥10分钟，获得了三色红·绿·蓝(R·G·B)滤色片。三色红·绿·蓝滤色片具有长和宽均约为150μm的图案，在质量上与用所谓的浸染法(dip dyeing method)生产的常规滤色片相同。实施例2
将0.05份硅烷偶联剂KBM603(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造)和100份可染色的、感光树脂组合物类型的树脂溶液CFR633L1混合，这种树脂溶液由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产，是通过将一种阴离子染料可染色的聚合物溶于一种溶剂而得到，这种聚合物是由一种阴离子染料可染色的单体、一种亲水性单体和一种疏水性单体、一种叠氮化合物、和一种除阴离子染料可染色的单体与亲水性单体以外的带有一个或多个(甲基)丙烯酰基团的化合物共聚而制得的。通过旋涂工艺将上述混合物涂覆在玻璃基片上(该玻璃基片上带有由其中分散有颜料的树脂制成的黑色条纹)，在110 ℃下干燥3分钟，然后将玻璃面的整个表面暴露在光下使树脂化。然后，将玻璃基片浸入2％的水相四甲基氢氧化铵中以进行显影，用水清洗之后，在150℃下干燥20分钟，得到在基片上带黑色条纹的高度可染色的树脂膜。这种固化了的薄膜厚度为0.6μm。当通过上述(b)中所述方法，使用PC绿FOP(一种分子量为1000或更高的染料)对固化的薄膜染色时，固化的薄膜在染料的最大吸收波长处(660nm)的透光率为0.4％或更低。
将玻璃基片装入喷墨打印机。将PC品红41P(一种由NipponKayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料)的2％水溶液通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液通过喷墨方法喷射，由此使染料附着在要染色的薄膜上希望染成品红色的区域。然后，将PC黄42P(一种由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料)通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液通过喷墨方法喷射到染色薄膜上，由此使染料附着在染色薄膜上希望染成黄色的区域。最后，将PC深蓝2P(一种由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料)通过0.20μm的膜过滤器，并作为染料溶液通过喷墨方法喷射到染色薄膜上，由此使染料附着在希望染成深蓝色的区域。然后，与实施例1相同的方式进行加热干燥和染料固着处理，得到三色Y.M.C(黄·品红·深蓝)滤色片。实施例3
将0.05份硅烷偶联剂KBM603(由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd生产)与100份CFR633 L1(由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)混合。使用旋涂器将得到的混合物旋涂在玻璃基片上形成1.5μm厚度，在90℃下干燥20分钟，通过一个掩模暴露在光下，然后显影形成条形图案：线宽20μm，线间距120μm。将这样得到的带条形图案的玻璃基片装入喷墨打印机中准确定位的位置。将PC黑181P(-一种Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产的用于滤色片的染料)在水相乙基溶纤剂溶液的4％溶液通过0.2μm的膜过滤器，作为染料溶液通过一种喷墨方法喷射，将条形图案染成黑色。将基片在150℃下干燥10分钟，再浸入由3g单宁酸，1g吐酒石和3g醋酸溶于1升水中形成的溶液中进行固着处理，然后干燥。接着，将CFR633 L1涂覆在带黑色条纹的基片上，并进行与实施例2所述相同的步骤，得到滤色片。
根据本发明，在常规染色法中进行的饰图、染色和固着处理不需要每步都进行3次，这明显简化了工艺。此外，以前在显影步骤和染色步骤中由于附着灰尘而引起的产量下降也变得很轻微了。利用喷墨技术将染料溶液喷射到的区域很容易得到控制，并且喷射区域的精度足够高，以满足用户需要。本发明中所用的高度可染色的、感光树脂薄膜对染料的亲和性很高，颜色很少在薄膜上流动。因此，可以获得具有高密度和高精确度的图案的滤色片。此外，通过本发明的方法可获得耐热性、耐化学侵蚀性，耐光性和颜色特性都好的滤色片。
Claims (9)
1.一种制造滤色片的方法，其特征在于，在基片上形成具有如下面(a)或(b)所述的染色性的感光树脂薄膜，用能量射线辐射使薄膜固化，然后用喷墨技术将染料溶液喷射到固化了的薄膜上的指定区域并形成需要的彩色图案：
(a)在将厚度0.6μm的感光树脂薄膜在室温下，于分子量为1000或更高的染料的4％水溶液中浸渍15分钟后，薄膜在染料最大吸收波长下的透光率为5％或更低，或
(b)在将厚度0.6μm的感光树脂薄膜在60℃下，于分子量为1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸渍10分钟后，薄膜在染料的最大吸收波长下的透光率为5％或更低。
2.一种根据权利要求1的制造滤色片的方法，其中所说的感光树脂薄膜是由一种感光树脂组合物制成的，该组合物含一种阴离子染料可染色的聚合物和一种感光化合物。
3.一种根据权利要求2的制造滤色片的方法，其中所说的阴离子染料可染色的聚合物是从一种组合物得到的聚合物，该组合物包含一种带有三个氮或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体，和一种除上述单体以外的亲水性单体。
4.一种根据权利要求2的制造滤色片的方法，其中所述的阴离子染料可染色的聚合物是从一种组合物获得的聚合物，该组合物包括20-70％(重量)的带三个氮原子或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体，10-60％(重量)的除上述单体以外的亲水性单体，和10-50％(重量)的疏水性单体。
5.一种根据权利要求4的制造滤色片的方法，其中带三个氮原子或四个氮原子的阴离子染料可染色的单体和疏水性单体都是(甲基)丙烯酸系单体。
6.一种根据权利要求3或4的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的单体是3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺或3-(N，N-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺。
7.一种根据权利要求4的制造滤色片的方法，其中阴离子染料可染色的单体是3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺或3-(N，N-二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺，除上述单体以外的亲水性单体是甲基丙烯酸2-羟乙酯，乙烯基吡咯烷酮或二甲氨基丙烯酰胺，而疏水性单体是甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯。
8.一种根据权利要求2的制造滤色片的方法，其中通过溶解感光树脂组合物得到的树脂溶液中的水含量为1w/w％或更小。
9.一种根据权利要求1的制造滤色片的方法，其特征在于，将由单组分组成的染料溶于一种溶剂中得到的溶液用作染料溶液。
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