DE3881593T2

DE3881593T2 - Herstellung einer Farbanzeige.

Info

Publication number: DE3881593T2
Application number: DE88111402T
Authority: DE
Inventors: Katsukiyo Ishikawa; Akira Matsumura; Masashi Ohata
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2008-07-16
Also published as: EP0299508A1; EP0299508B1; JP2669826B2; US4902592A; KR890002700A; JPS6422379A; KR0131085B1; DE3881593D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Farbanzeige mit einer Farbschicht, die durch Elektroabscheidung und Übertragungsdruck gebildet wird.
Eine Farbanzeige wird als eine Anzeige für ein Flüssigkristall-Farbfernsehen und dergleichen verwendet. Im allgemeinen besteht sie aus einem transparenten Substrat und einer darauf angeordneten Farbschicht. Dei der Herstellung der Farbanzeige hat vor kurzem die Elektroabscheidung eine bemerkenswerte Bedeutung gewonnen.
Die japanische (ungeprüfte) Kokai-Veröffentlichung 114572/1984 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Farbanzeige, wobei eine transparente Elektrode auf einem Glassubstrat ausgebildet wird und dann in einem Elektroabscheidungsbad eingetaucht wird, während eine Spannung an einen Abschnitt der transparenten Elektrode gelegt wird, die beispielsweise Rot eingefärbt werden soll, um eine rote Farbschicht zu bilden, dann werden grüne und blaue Farbschichten auf jedem Abschnitt der Elektrode unter Zuführung von elektrischem Strom gebildet. Bei der Vorrichtung, die durch dieses Verfahren erzeugt wird, wird die transparente Elektrode nicht nur zur Elektroabscheidung einer Farbschicht verwendet, sondern auch zum Ansteuern eines Flüssigkristalls, wenn sie in eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zusammengebaut wird. Da die Farbschicht, die auf der Elektrode abgescheiden wurde, wiederum eine Isolationsschicht in der Vorrichtung wird, wird jedoch eine hohe Spannung benötigt, um den Flüssigkristall anzusteuern. Zur Verkleinerung der Ansteuerungsspannung wird eine zusätzliche transparente Elektrodenschicht, die zum Ansteuern des Flüssigkristalls vorgesehen ist, auf der Farbschicht gebildet. Die Bildung der zusätzlichen Elektrode ist zeit- und kostenaufwendig, weil es das Verfahren kompliziert und ein weiteres Ausbildungsverfahren erfordert. Da eine transparente Elektrode im allgemeinen eine Lichtdurchlässigkeit von 80 bis 85% besitzt, reduzieren zwei transparente Elektroden auch die Lichtdurchlässigkeit der Anzeige, wodurch die Eigenschaften der Farbanzeige verschlechtert werden.
Die gegenwärtigen Erfinder schlugen als eine Lösung der obigen Probleme vor, daß eine Farbschicht auf einem Übertragungsfeld gebildet wird und dann auf ein transparentes Substrat übertragen wird (japanisches Patent Ser. No. 102339/1987). Da in diesem Verfahren die Farbschicht auf eine ausgebildete elektroleitende Schicht Elektroden elektro-abgeschieden wird, um die elektroleitende Schicht abzudecken und zu umhüllen, bleiben Unregelmäßigkeiten aufgrund der elektroleitenden Schicht in der übertragenen Farbschicht, um eine Farbschattierung zu verursachen.
Es wurde gefunden, daß die obigen Defekte durch ein neues Verfahren vermieden werden können, bei dem eine Ausbildung einer elektroleitenden Schicht nicht ausgeführt wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Farbanzeige vorgesehen, das die folgenden Schritte umfaßt:
(a) Herstellen einer farblosen (bzw. nichtfarbigen, das heißt nichtgefärbten) Basisplatte umfassend eine Basisplatte, eine auf der Basisplatte gebildete elektroleitende Schicht und eine darauf gebildete photoempfindliche Harzschicht, wobei die photoempfindliche Harzschicht ausgebildet worden ist, indem sie Licht durch eine Maske ausgesetzt worden ist und indem sie entwickelt worden ist um zu bewirken, daß ein zu verbindender Abschnitt der elektroleitenden Schicht erscheint;
(b) Bilden einer Farbschicht umfassend ein filmbildendes, lichthärtbares oder wärmehärtbares, kationisches, anionisches oder amphoteres Harz, durch Elektroabscheidung auf dem zu färbenden Abschnitt der elektroleitenden Schicht der farblosen Basisplatte; und
(c) Übertragen und Fixieren der Farbschicht auf ein transparentes Substrat.
Wenn die Anzeige mit mehr als einer Farbe eingefärbt ist, umfaßt der Schritt (c) vorzugsweise ein Übertragen der Farbschicht auf eine Übertragungsplatte und außerdem ein Übertragen und Fixieren der Farbschicht auf das transparente Substrat von der Übertragungsplatte.
Außerdem werden die Schritte (a) bis (c) vorzugsweise für jede der Farben wiederholt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie selbige in die Praxis umgesetzt werden kann, wird im folgenden beispielhaft auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen
Fig. 1 ein Verfahrensschema ist, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Figuren 1(a) bis (i) sind Verfahrensabläufe, die geschnittene Ansichten zeigen und die Figuren 1(I) bis (V) sind Draufsichten von einigen der Figuren 1(d), (e), (g), (i) und ein fertiges Produkt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in die Herstellung einer farblosen Basisplatte, die in den Figuren 1(a) bis (d) gezeigt ist und die Herstellung der Farbanzeige durch das Übertragungsverfahren unter Verwendung der farblosen Basisplatte, die in den Figuren 1(e) bis (i) gezeigt ist, unterteilt werden.
Zunächst, wie in Figur 1(a) gezeigt, wird eine elektroleitende Schicht 2 auf der Basisplatte 1 gebildet. Die Basisplatte ist aus Glas, Plastik und dergleichen hergestellt. Die elektroleitende Schicht 2 kann aus einem elektroleitendem Metall gebildet werden, beispielsweise Kupfer, Silber und dergleichen, oder aus einem transparenten elektroleitendem Material, beispielsweise Indium-Zinnoxid, Gold, Platin, Nickel und dergleichen. Die Schicht 2 kann durch Sprühbeschichtung, Aufstäuben und dergleichen gebildet werden.
Als nächstes wird wie in Figur 1(b) gezeigt eine Schicht 3 aus einer photoempfindlichen Harzzusammensetzung eines negativen oder positiven Typs auf der elektroleitenden Schicht 2 durch Sprühbeschichtung, Eintauchen und dergleichen gebildet. Die photoempfindliche Harzzusammensetzung vom negativen Typ ist eine, die an einem nichtbelichteten Abschnitt mit einem Entwickler elluiert wird, beispielsweise eine Harzzusammensetzung umfassend ein Harz mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung und einem Photopolymerisations-Starter. Die photoempfindliche Harzzusammensetzung vom positiven Typ ist eine, die an einem belichteten Abschnitt mit einem Entwickler elluiert ist, beispielsweise eine Harzzusammensetzung umfassend ein Harz mit einer Chinon-Diazid-Gruppe. Wenn die photoempfindliche Harzzusammensetzung vom positiven Typ mit einer Chinon-Diazid-Gruppe gebildet wird, um basisch zu sein, werden polymerisierbare Monomere mit einer Hydroxygruppe mit alpha, beta-ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer basischen Gruppe copolymerisiert und oft ist eine Hydroxylgruppe dieses Copolymers mit einer Chinon-Diazid-Sulfonsäure verestert. Das veresterte Copolymer wird mit einer Säure an der basisichen Gruppe der alpha, beta-ethylenisch ungesättigten Verbindung neutralisiert und in Wasser dispergiert. Die photoempfindliche Harzzusammensetzung wird ausführlich in der japanischen Kokai-Veröffentlichung 206293/1986 und 165053/1985 diskutiert.
Eine negative oder positive Maske 4 wurde auf der photoempfindlichen Harzzusammensetzungsschicht 3 (Figur 1(c)) vom negativen oder positiven Typ plaziert, um Licht ausgesetzt zu werden. Das freigelegte Basisfeld 1 wird mit einem Entwickler entwickelt, um ein farbloses Basisfeld (Figur 1(d)) zu bilden. Die Technik einer Maske und Entwicklung ist im Stand der Technik bekannt. Nach der Entwicklung erscheint ein zu färbender Abschnitt der elektroleitenden Schicht 2 so wie in Figur 1(I) gezeigt.
Diese farblose Basisplatte kann wiederholt verwendet werden, sobald sie fertiggestellt ist, um das Herstellungsverfahren zu vereinfachen. Falls die Anzeige mit nur einer Farbe gefärbt wird, wird eine farblose Basisplatte genug sein. Falls die Anzeige jedoch mit mehr als einer Farbe gefärbt wird, müssen eine notwendige Anzahl von farblosen Basisplatten erstellt werden. Um es einfach zu machen, wird die Erklärung dafür durchgeführt, wenn die Anzeige mit drei Farben, das heißt Rot, Grün und Blau gefärbt wird.
Wie in Figur 1(e) gezeigt, wird eine Elektroabscheidung in einem roten Elektroabscheidungsbad durchgeführt, während eine Spannung an die elektroleitende Schicht 2 angelegt wird, um eine rote Farbschicht 5 zu bilden, dessen Draufsicht in Figur 1(II) gezeigt ist. Das Elektroabscheidungsbad enthält ein rotes Pigment und ein filmbildendes Harz, das kationisch, anionisch oder amphoter ist. Beispiele der filmbildenden Harze sind ein acrylisches Harz, ein Epoxyharz, ein Urethanharz, ein Polybutadienharz, eine Carboxylgruppen enthaltendes Polybutadien, eine Carboxylgruppen enthaltendes Alkyd-Harz enthält und dergleichen. Da die elektroleitende Schicht 2 durch die ionischen Typen des filmbildenden Harzes korrodiert werden kann, soll darauf hingewiesen werden, daß der Auswahl der ionischen Typs des Harzes Aufmerksamkeit geschenkt werden muß. Falls die elektroleitende Schicht beispielsweise Metall ist, kann ein anionisches Harz zu ihrer Korrosion führen und ist deswegen nicht geeignet. Umgekehrt, falls die elcktroleitende Schicht eine transparente ist, würde ein kationisches Harz ungeeignet sein. Das Elektroabscheidungsbad und die anderen Einzelheiten sind in der japanischen Kokai-Veröffentlichung 114592/1984 und der japanischen Patentanmeldung Ser. No. 46321/1986 im Namen der vorliegenden Erfinder beschrieben. Die Elektroüberzugszusammensetzung kann entweder lichthärtbar oder wärmehartbar sein.
Als nächstes wird wie in Figur 1(f) gezeigt eine Übertragungsplatte 6 auf die Farbschicht der Basisplatte l gedrückt und die Farbschicht wird auf die Übertragungsplatte bzw. Abziehplatte 6 übertragen, wie in in den Figuren 1(g) oder Figur 1(III) gezeigt. Die übrige Basisplatte, die die elektroleitende Schicht und die ausgebildete photoempfindliche Harzschicht darauf besitzt, wie in Figur 1(d) gezeigt, wird wieder als eine farblose Basisplatte verwendet. Die Übertragungsplatte 6 kann aus dem gleichen Material wie die Basisplatte hergestellt sein.
Vorzugsweise wird eine Flexible verwendet, um die Übertragung einfach zu machen. Beispiele der Übertragungsplatten sind eine Polyethylen-Terephthalat-Film, ein Cellulose-Triacetat-Film, ein Polystyrol-Film, ein Polycarbonat-Film oder ein polymerlaminiertes Papier oder Glas.
Die Übertragung kann durchgeführt werden, indem die Oberfläche der Farbschicht 5 mit der Oberfläche der Übertragungsplatte 6 in Berührung gebracht wird und durch eine mit Gummi beschichtete Walze gepreßt wird.
Der nächste Schritt ist wie in Figur 1(h) gezeigt, das Übertragen der Farbschicht 5 auf ein transparentes Substrat 7 von der Übertragungsplatte 6 (Figur 1(i) und (IV)).
Eine Übertragung kann durchgeführt werden ähnlich wie oben durch eine mit Gummi beschichtete Walze. Falls die Farbschicht lichthärtbar ist, kann die Übertragungsplatte 6 entfernt werden, nachdem die in Berührung gebrachten Platten Licht ausgesetzt wurden. Eine Belichtung wird im allgemeinen bei 200 mJ/cm² und bei Raumtemperatur in der Luft durchgeführt, aber falls die Farbschicht härter ist, kann eine Bestrahlung höher sein. Falls die Farbschicht wärmehärtbar ist, wird das Substrat 7 nach dem Entfernen der Übertragungsplatte 6 einer Wärmebehandlung ausgesetzt.
Die obigen Verfahrensschritte von Figur 1(f) bis (i) werden mit den anderen Farben wiederholt, um mit Grün und Blau gefärbt zu werden, um eine Farbanzeige der vorliegenden Erfindung (Figur 1(V)) zu bilden.
Auf der Farbanzeige ist eine transparente Elektrode im allgemeinen durch Aufdampf-Ablagerung, Aufstäuben und dergleichen gebildet, um eine Farbanzeigevorrichtung zu bilden.
Die obige Erklärung ist bezüglich der Herstellung von mehr als einer Farbe beschrieben, aber das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist auf eine Monofarbanzeige anwendbar. Auch ist in dem Fall der Monofarbanzeige die Übertragungsplatte 6 nicht immer notwendig, so daß die Farbschicht 5 direkt auf das transparente Substrat 7 der Basisplatte 1 übertragen werden kann. Der Grund, warum die Übertragungsplatte 6 verwendet wird, liegt darin, daß eine zweite Farbschicht nicht mit der Oberfläche des transparenten Substrats 7 aufgrund der Existenz einer ersten übertragenen Farbschicht in Kontakt gebracht wird.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele illustriert, die jedoch den Umfang der Erfindung nicht auf ihre Einzelheiten beschränkt.

Referenzbeispiel 1

Herstellung einer photoempfindlichen Harzzusammensetzung eines kationischen positiven Typs

Eine 500 ml trennbare Flasche wurde mit 80 Gew.-Teile von Ethylenglycolmonomethylether beschickt und auf 80ºC aufgewärmt. Eine Lösung, die 342 Gew.-Teile von Butylacrylat, 39,8 Gew.-& von Methylmethacrylat, 71,5 Gew.-Teile von 3-(o-Hydroxy-Benzoyloxy)-2-Hydroxypropyl- Methacrylat und 12,0 Gew.-Teile von 3-(2-Hydroxypropylamanio)-2-Hydroxypropylmethacrylat und enthielt eine weitere Lösung, die 2,0 Gew.-Teile von (2,2'-Azobis-(4-Methoxy-2,4-Dimethylvaleronitril)) in 80 Gew.-Teile von Dioxan enthielt, wurden über 3 Stunden zugegeben und über 2 Stunden gemischt, um eine Copolymerlösung zu erhalten.
Als nächstes wurde 3,3 Gew.-Teile von Essigsäure der Coplymerlösung hinzugefügt und dann wurden 50 Gew.-Teile von 1,2-Naphthochinon-2-Diazid-5-Sulfonsäure-Ester von 2,4-Dihydroxybenzophenon darin aufgelöst. 3500 Gew.-Teile von Wasser wurden langsam beim Mischen hinzugefügt, um ein Elektroabscheidungsbad zu erhalten.

Referenzbeispiel 2

Herstellung einer kationischen photoempfindlichen elektroabscheidbaren Harzzusammensetzung für eine Farbschicht

Ein organisches Polymer-Bindungsmittel mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 70000 wurde erhalten, indem N,N-Diethylaminoethylmethacrylat, Styrol, Ethylacrylat und ein Reaktionsprodukt mit einem Mol-Verhältnis von 1/1 aus p-Hydroxybenzoesäure und Glycidyl-Acrylat in einem molaren Verhältnis von 3:2:4:1 umgesetzt wurde. Eine kationische photohärtbare Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem 80 Gew.-Teile des oben erhaltenen organischen Polymer-Bindungsmittels, 0,5 Gew.-Teile von 2,2-Dimethoxy-2-Phenyl-Acetophenon und 14,5 Gew.-Teile von Trimethylolpropan-Triacrylat gemischt wurden, die mit Ethylenglycolmonobutylether auf einen flüchtigen Gehalt von 80 Gew.-Teile verdünnt wurde. Die erhaltene Lösung wurde mit 0,5 einer äquivalenten Essigsäure neutralisiert und wurde mit entionisiertem Wasser auf einen flüchtigen Gehalt von 10% eingestellt, um eine elektroabscheidbare Harzzusammensetzung zu bilden.
Die erhaltene Harzzusammensetzung wurde mit einem Pigment in einer folgenden Formulierung gemischt, um dreifarbige kationische Elektroabscheidungsbäder zu erhalten. Blau Grün Rot Kationische lichthärtbare Elektroabscheidungs-Beschichtungszusammensetzung Phthalocyanin-Blau Phthalocyanin-Grün Rotes Pigment aus Azometallsalz

Beispiel 1

Eine Anode wurde mit einem Feld aus einer Glasepoxybasis verbunden, die einen Kupferfilm darauf aufwies und eine Kathode wurde mit einem Metallbehälter des Elektroabscheidungsbads verbunden. Eine Gleichspannung von 20 Volt wurde an die Elektroden für 30 Sekunden angelegt, um eine Elektroabscheidung von 2,0 Mikrometer der photoempfindlichen Harzzusammensetzung vom kationischen positiven Typ auf dem Kupferfilm zu erreichen, welches getrocknet wurde, um eine photoempfindliche Harzzusammensetzungsschicht 3 vom positiven Typ zu bilden.
Als nächstes wurde eine positive Maske 4 mit einem Muster auf der Harzschicht 3 plaziert und einer Hochdruckquecksilberlampe ausgesetzt. Die ausgesetzte Basisplatte wurde mit einer Alkalilösung entwickelt und aufgelöst und der belichtete Abschnitt entfernt, um die Kupferschicht 2 freizulegen.
Die Basisplatte 1 wurde in ein rotes Elektroabscheidungsbad eingetaucht, das im Referenzbeispiel 2 erstellt wurde und eine Elektroabscheidung wurde bei 30 Volt Gleichspannung über eine Minute durchgeführt. Die Basisplatte 1 wurde danach aus dem Bad herausgenommen und mit Wasser gespült, welches von einem Trocknen gefolgt wurde, um eine transparente rote Farbschicht 5 wie in Figur 1(II) gezeigt zu bilden.
Dann wurde eine Übertragungsplatte 6 aus einem Polyehtylen-Terephthalat-Film mit der Farbschicht 5 in Berührung gebracht, die auf die Übertragungsplatte 6 übertragen wurde und dann wurde die Basisplatte 1 entfernt.
Als nächstes wurde die Farbschicht 5 auf der Übertragungsplatte mit einem transparenten Glassubstrat 7 in Kontakt gebracht und darauf übertragen. Das Substrat 7 wurde einer Quecksilberlampe bei 200 mJ/cm² ausgesetzt, um die Farbschicht 5 zu härten. Die so gehärtete Farbschicht besaß eine Dicke von 3 Mikrometern.
Die Verfahrensschritte von Figur 1(e) bis (i) wurden für Blau und Grün wiederholt.
Die Farbanzeige, die durch die vorliegende Erfindung erstellt wird, ist sehr genau, sogar wenn das Muster fein ist, wodurch eine hervorragende Farbanzeigevorrichtung erhalten wird. Entsprechend einem herkömmlichen Verfahren ist es erforderlich, daß eine elektroleitende Schicht für eine Elektroabscheidung ausgebildet wird, aber sobald ein Bruch des Musters auftritt, werden die nachfolgenden Verfahrensschritte unmöglich. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist kein Ausbildungsverfahren des Drahtes erforderlich, so daß derartige Defekte aufgrund von Bruch nicht auftreten. Durch die vorliegende Erfindung wird keine Elektrode zur Elektroabscheidung zwischen einem transparenten Substrat und einer Farbschicht zwischengelegt, um keine Herabsetzung der Ansteuerungsspannung und geringe Lichtdurchlässigkeit zu bewirken. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Farbschicht zwischen photoempfindlichen Harzschichten gebildet, um ihre Oberfläche glatt und gleichmäßig zu halten. Ebenso tritt keine Farbschattierung auf.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Farbanzeige umfassend die folgenden Schritte:

(a) Herstellen einer farblosen Basis umfassend eine Basisplatte (1), eine auf der Basisplatte (1) gebildete elektroleitende Schicht (2) und eine darauf gebildete photoempfindliche Harzschicht (3), wobei die photoempfindliche Harzschicht (3) ausgebildet worden ist, in dem sie durch eine Maske (4) Licht ausgesetzt wird und indem sie entwickelt wird, um einen zu färbenden Abschnitt der elektroleitenden Schicht freizulegen;

(b) Bilden einer Farbschicht (5) umfassend ein filmbildendes, lichthärtbares oder wärmehärtbares, kationisches, anionisches oder amphoteres Harz durch Elektroabscheidung auf dem zu färbenden Abschnitt der elektroleitenden Schicht (2) der farblosen Basisplatte, und

(c) Übertragen und Fixieren der Farbschicht auf einem transparenten Substrat (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (1) aus Glas oder Plastik hergestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektroleitende Schicht (2) aus Kupfer, Silber, Indium-Zinnoxid, Gold, Platin oder Nickel gebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Harzschicht (3) vom negativen oder positiven Typ ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Anzeige mit mehr als einer Farbe gefärbt wird, der Schritt (c) ein Übertragen der Farbschicht auf eine Übertragungsplatte (6) und außerdem ein Übertragen und Fixieren der Farbschicht (5) auf das transparente Substrat von der Übertragungsplatte (6) umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragen ausgeführt wird dadurch, daß die Oberfläche der Farbschicht mit der Oberfläche der Übertragungsplatte in Kontakt gebracht wird und durch eine Gummiplatte oder eine mit einem Gummi beschichtete Walze gepreßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsplatte ein Polyethylenterephthalatfilm, ein Cellulosetriacetatfilm, ein Polystyrolfilm, ein Polycarbonatfilm oder ein Polymer-laminiertes Papier oder Glas ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) bis (c) für jede der Farben wiederholt wird.