DE3587215T2

DE3587215T2 - Farbfilter.

Info

Publication number: DE3587215T2
Application number: DE8585902165T
Authority: DE
Inventors: Co-Op Nomuraoike Masaki; Kozo Matsumura; Takao Sumi; - Takaochi
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2005-05-11
Also published as: EP0182914A1; EP0182914B1; WO1985005462A1; JPH0587802B2; DE3587215D1; US4744635A; JPS60254001A; EP0182914A4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung eines Farbfilters, der einen transparenten Träger mit einer porösen aktivierten Oxidfilmschicht, einen farbigen Bereich oder ein Muster aus dem in den winzigen Poren der aktivierten Filmoxidschicht fixierten Farbstoff und eine Deckschicht, die die oberen Bereiche der winzigen Poren der aktivierten Oxidfilmschicht abdichtet, umfaßt.
JP-A-53 099 822 beschreibt einen Multifarbfilter, der durch die Bildung einer Al-Oxidschicht auf einem transparenten Träger oder auf einer transparenten leitfähigen Schicht, die auf dem Träger gebildet ist, und dem Färben und Bedecken der Al-Oxidschicht mit einer Maskierungsschicht hergestellt wird. Die Al-Oxidschicht wird durch anodische Oxidation gebildet.
JP-A-53 110 379 beschreibt eine Photomaske, die einen transparenten Träger, einen Al-Film und ein Filmresist, das teilweise den Al-Film bedeckt, umfaßt. Diejenigen Teile des Al-Films, die nicht von dem Resistfilm bedeckt werden, werden mittels anodischer Oxidation in transparentes Al&sub2;O&sub3; - umgewandelt.
Die ältere, aber nachveröffentlichte EP-A-112 695 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines vielfarbigen Elements, wobei das Element einen transparenten Träger, einen metallischen Al-Film, der mittels verschiedener Verfahren porös gemacht wurde, z. B. mittels anodischer Oxidation, und eine Abdichtschicht umfaßt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Bildung eines Farbfilters zur Verfügung zu stellen, der eine überlegene Beständigkeit gegenüber Wärme, Wasser und ähnlichem aufweist und der ein Muster mit sich deutlich abzeichnenden Konturen liefern kann und die Darstellung einer Vielzahl an Farben ermöglicht. Ferner sollte das Verfahren relativ einfach und leicht bei der Herstellung sein.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bildung eines Farbfilters zur Verfügung gestellt, wobei eine Schicht aus kolloidalem Aluminiumoxid oder kolloidalem Siliziumdioxid oder eine Mischung davon auf einem transparenten Träger aufgebracht wird, danach wird die Schicht getrocknet und gesintert, um dadurch eine transparente aktivierte Filmschicht mit einer Anzahl winziger Poren darin auf dem Träger zu bilden, dann wird gleichmäßig oder in Form eines Musters Farbe auf die aktivierte Filmschicht aufgetragen und darauffolgend eine transparente Abdichtbeschichtung über die gefärbte aktivierte Filmschicht aufgetragen.
Die Erfindung wird vorteilhafterweise durch die in den im Unteranspruch erwähnten Maßnahmen entwickelt.
Fig. 1 ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Farbfilters.
Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels für ein Flüssigkristall-Anzeigefeld unter Verwendung eines durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Farbfilters.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend im Detail erläutert werden. Zur Klarheit der Erläuterung ist die Zeichnung nicht maßstabsgetreu, d. h. unter Vernachlässigung der relativen Dimensionen der Einzelteile, dargestellt.
Bezugnehmend auf Fig. 1, dort werden ein transparenter Träger 1, eine daraufgebildete aktivierte Filmschicht 2, ein farbiger Bereich oder Muster 5, gebildet aus dem in einer Vielzahl winziger Poren 3 der aktivierten Filmschicht 2 fixierten Farbstoff 4, und eine Deckschicht 6 auf der aktivierten Filmschicht 2 gezeigt.
Der transparente Träger 1 ist eine in Vorrichtungen für eine Flüssigkristallanzeige üblicherweise verwendete Platte. Normalerweise kann eine Glasplatte vorteilhaft verwendet werden.
Die auf dem transparenten Träger 1 gebildete aktivierte Filmschicht 2 ist aus aktiviertem Aluminiumoxid oder aktiviertem Siliziumdioxid oder einer Mischung dieser beiden Substanzen hergestellt. Um die aktivierte Filmschicht 2 zu bilden, wird kolloidales Aluminiumoxid oder kolloidales Siliziumdioxid oder eine Mischung davon zuerst auf die Oberfläche des transparenten Trägers aufgebracht und getrocknet und dann bei 350ºC bis 850ºC 10 Minuten bis 180 Minuten lang gesintert. Die auf diese Weise gebildete aktivierte Filmschicht 2 ist transparent mit einer Anzahl darin gebildeter winziger Poren 3, sie bildet eine anzufärbende Schicht. Die aktivierte Filmschicht 2 weist in Anbetracht der Transparenz, der Oberflächenhärte, der Aufnahmefähigkeit für Farben und anderer solcher Qualitäten wünschenswerterweise eine Dicke von 0,5 um bis 10 um, bevorzugt von 1,5 um bis 5 um, auf. Eine größere Dicke macht die aktivierte Filmschicht milchig und undurchsichtig, wohingegen eine geringere Dicke es unmöglich macht, eine geforderte Dichte der Färbung zu erhalten.
Der Farbstoff 4, der in den winzigen Poren 3 der aktivierten Filmschicht 2 fixiert ist, um einen gefärbten Bereich oder ein Muster 5 zu bilden, kann ein sublimierbarer Farbstoff und/oder ein thermodiffundierbarer oder verdampfbarer Farbstoff und ähnliches sein. In der Praxis werden Dispersionsfarbstoffe, öllösliche Farbstoffe, die kein Metall enthalten, Kationenfarbstoffe und ähnliches verwendet.
Das Anfärben mit den vorstehend erwähnten Farbstoffen kann mit einer Farbe ausgeführt werden, die einen Farbstoff enthält, bei einer Temperatur, die eine thermische Übertragung des Farbstoffes in die winzigen Poren veranlaßt, zum Beispiel bei 100 bis 250ºC, einige Minuten oder bis zu 60 Minuten lang. Die Temperatur schwankt mit den verschiedenen Arten von Farbstoffen.
Um den gefärbten Bereich oder das Muster 5 auf der aktivierten Filmschicht 2 zu bilden, kann jedes der nachfolgenden Verfahren angewendet werden.
(1) Verfahren, bei dem die aktivierte Filmschicht in eine Farbstofflösung getaucht wird.
(2) Verfahren, bei dem eine Farbstofflösung über die aktivierte Filmschicht gesprüht wird.
(3) Verfahren, bei dem - eine Farbstofflösung auf die aktivierte Filmschicht aufgebracht wird.
(4) Verfahren, bei dem eine Maske mit einem darin gebildeten Muster auf die obere Oberfläche der aktivierten Filmschicht plaziert wird und eine Folie aus mit Farbstoff bedrucktem Transfermaterial auf die Maske plaziert wird und erhitzt und gepreßt wird, um den darauf befindlichen Farbstoff zu veranlassen, durch die Maske auf die aktivierte Filmschicht übertragen zu werden.
(5) Verfahren, bei dem ein Farbstoff in die Farbnäpfchen einer Tiefdruckplatte eingebracht wird, die in engen Kontakt mit der Oberfläche der aktivierten Filmschicht gebracht und erhitzt wird, um die Farbe in den Farbnäpfchen auf die aktivierte Filmschicht zu übertragen.
(6) Verfahren, bei dem eine Folie aus Transfermaterial mit einem darauf aus Farbstoff gebildeten Muster in engem Kontakt mit der Oberfläche der aktivierten Filmschicht gebracht und erhitzt wird, um den Farbstoff auf der Schicht aus Transfermaterial auf die aktivierte Filmschicht zu übertragen.
(7) Verfahren, bei dem der erforderliche Bereich der aktivierten Filmschicht mittels Erhitzens gefärbt wird.
(8) Verfahren, bei dem ein Muster direkt auf die aktivierte Filmschicht aufgedruckt wird.
(9) Verfahren, bei dem der erforderliche Bereich der aktivierten Filmschicht unter Aufbringen eines Resist auf die anderen Bereiche gefärbt wird.
(10) Verfahren, bei dem die gesamte Oberfläche der aktivierten Filmschicht mit einer Farbstofflösung gefärbt wird und andere Bereiche als der erforderliche Schichtbereich entfärbt werden.
(11) Verfahren, bei dem die aktivierte Filmschicht selbst in Form eines Musters gebildet wird und die Schicht gefärbt wird.
(12) Verfahren, bei dem ein Muster mit der Hand auf der aktivierten Filmschicht dargestellt wird.
Von diesen Verfahren sind die Verfahren (1), (2) und (3) für die gleichmäßige Färbung der gesamten Oberfläche der aktivierten Filmschicht geeigneter, während die Verfahren (4), (5), (6) und (7) für die Färbung des Musters geeigneter sind. Das durch das Färben zu bildende Muster kann gemäß seiner Verwendung entworfen werden. Erfindungsgemäß können Punktmuster mit Leichtigkeit gebildet werden. In diesem Fall gibt es Muster mit mehr als zwei Farben, wobei das Muster jeder Farbe an einer Stelle gebildet wird, die genau mit einem entsprechenden Muster eines transparenten elektrisch leitenden Films zusammenfällt.
Die Deckschicht 6 wird auf dem oberen Bereich der winzigen Poren 3 der aktivierten Filmschicht 2 mit dem darin fixierten Farbstoff gebildet, um die Poren zu verschließen. Die Deckschicht 6 kann durch Aufbringen eines harten transparenten Harzes, wie ein Acryl-, Melamin-, Epoxid-, Silikon-, Polyimidharz und ähnliches, auf die vorstehend erwähnte aktivierte Filmschicht und einem Erhitzen bei solch einer Temperatur, die eine Härtung des Harzes veranlaßt, gebildet werden. Außer den vorstehend erwähnten Harzen kann die Deckschicht 6 durch Aufbringen und Erhitzen eines anorganischen Materials, wie Natriumsilikat, Lithiumsilikat und ähnliches gebildet werden. Die Deckschicht 6 ist eine Schicht, die verhindern soll, daß die in den winzigen Poren der aktivierten Filmschicht eingeschlossenen Farbstoffmoleküle wieder verdampft werden und die eingeschlossenen gefärbten Bereiche schmutzig werden.
Um einen transparenten, elektrisch leitenden Film mit einem gewünschten Muster auf der Deckschicht 6 des erfindungsgemäß erhaltenen Farbfilters zu bilden, wird es in einem späteren Schritt des Verfahrens bevorzugt, daß die Deckschicht aus einem Material mit guter Haftfähigkeit gegenüber dem Material, das den transparenten elektrisch leitenden Film bildet, hergestellt sein sollte.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Beispiel, bei dem ein Farbfilter mit vorstehend erwähnter Bauweise in einer Vorrichtung für eine Flüssigkristallanzeige verwendet wird. Auf der Oberfläche der transparenten Basisplatte 10 ist eine transparente Elektrode 11a gebildet und ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltener Farbfilter 14 ist so angeordnet, daß er der Oberfläche der Elektrode gegenüberliegt, vermittelt über einen Raum 13, der durch die Zwischenstücke 12 gebildet ist, wobei auf dem Farbfilter 14 eine transparente Elektrode 11b zur Verfügung gestellt wird und in dem Raum 13 ein Flüssigkristall eingeschlossen ist. Eine Polarisationsplatte 15 ist angrenzend an die äußere Oberfläche jeweils der Basisplatte 10 als auch des Farbfilters 14 angeordnet. Ein orientierter Film 16 bedeckt jeweils die transparenten Elektroden 11a und 11b.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Farbfilter weist die folgenden Vorteile auf. Da die aktivierte Filmschicht aus aktiviertem Aluminiumoxid oder aktiviertem Siliziumdioxid auf dem transparenten Träger gebildet ist, ist der Filter herkömmlichen Farbfiltern in Bezug auf die Beständigkeit gegenüber Wärme, Wasser, Chemikalien und Lösungsmitteln überlegen. Da der Farbstoff, der den gefärbten Bereich oder das Muster bildet, in den einzelnen unabhängigen Poren der vorstehend erwähnten aktivierten Filmschicht fixiert ist, kommt es nicht zum Problem des Ausblutens und sogar diejenigen Farbstoffe, die eine relativ hohe Temperatur und eine lange Zeit erfordern, können zur Färbung verwendet werden. Da es möglich ist jeden Farbstoff zu verwenden, der in den winzigen Poren der aktivierten Filmschicht fixiert werden kann, ist es möglich verschiedene Farben auszudrücken. Ferner ist das Verfahren der Färbung oder der Musterbildung einfach und leicht.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Farbfilter ist ganz ausgezeichnet in der Beständigkeit gegenüber Wärme, Wasser und Chemikalien und relativ einfach und leicht in der Herstellung, so daß er sehr wirkungsvoll als ein Farbfilter in Vorrichtungen für eine Flüssigkristallanzeige und anderen Anzeigegeräten verwendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Bildung eines Farbfilters, umfassend: Aufbringen einer Schicht aus kolloidalem Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid oder einer Mischung davon auf einem transparenten Träger,

anschließendes Trocknen und dann Sintern der Schicht unter Bildung einer transparenten, aktivierten Filmschicht mit einer Anzahl darin befindlicher winziger Poren auf dem Träger,

anschließendes Aufbringen, gleichmäßig oder in Form eines Musters, eines Farbstoffes auf die aktivierte Filmschicht, und darauffolgendes Aufbringen einer transparenten Abdichtbeschichtung über die gefärbte aktivierte Filmschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend:

Aufbringen von Farbstoff in Form von Mustern mit mindestens zwei Farben auf die aktivierte Filmschicht und

darüber Aufbringen eines transparenten, elektrisch leitenden Films mit jeder Farbstoff-Farbe entsprechenden Mustern darauf, wobei sich das Farbmuster mit dem Muster des elektrisch leitenden Films in Deckung befindet.