DE69529194T2

DE69529194T2 - Farbfilter, Herstellungsverfahren desselben, und damit ausgestattete Flüssigkristallanzeigetafel

Info

Publication number: DE69529194T2
Application number: DE69529194T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Eida; Takeshi Miyazaki; Katsuhiro Shirota
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2015-09-21
Also published as: EP0703471A3; JP3372724B2; EP0703471B1; US5811209A; JPH08146215A; DE69529194D1; KR100220137B1; EP0703471A2

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Farbfilter, das sich zur Verwendung in einer Farb-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung eignet, wie sie bei Farbfernsehgeräten, PCs und dergleichen eingesetzt werden, und betrifft insbesondere ein Herstellungsverfahren für ein Farbfilter unter Einsatz einer Tintenstrahl- Aufzeichnungsmethode, ein nach dem Herstellungsverfahren hergestelltes Farbfilter und eine ein solches Farbfilter beinhaltende Flüssigkristallanzeigetafel.

Einschlägiger Stand der Technik

Ein Farbfilter ist eine wichtige Komponente für eine Farb-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, und es besitzt einen Aufbau, bei dem zahlreiche Pixel, die getrennt aus drei Primärfarben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammengesetzt sind, wiederholt auf einer transparenten Basis angeordnet sind.
Mit der Fortentwicklung von PCs, insbesondere von tragbaren PCs in den vergangenen Jahren, hat der Bedarf an Flüssigkristallanzeigen, insbesondere an Farb- Flüssigkristallanzeigen zugenommen. Daher ist es notwendig, die Kosten von Farb- Flüssigkristallanzeigen zu senken, damit sie weitere Verbreitung finden. Es gibt einen zunehmenden Bedarf an einer Senkung der Kosten für Farbfilter, wobei besonderes Gewicht auf dem Kostenpunkt liegt.
Bislang wurden unterschiedliche Verfahren ausprobiert, um dem obigen Bedarf bei gleichzeitiger Erfüllung der Anforderungen an die Farbfilter gerecht zu werden. Allerdings hat sich unter diesen Umständen noch kein Verfahren durchgesetzt, das sämtliche geforderten Eigenschaften erfüllt.
Die typischen Fertigungsverfahren für Farbfilter werden im folgenden diskutiert.
Das erste, am häufigsten eingesetzte Verfahren ist ein Färbungsverfahren. Bei dem Färbungsverfahren wird einem wasserlöslichen Polymermaterial, bei dem es sich um das einzufärbende Material handelt, ein Sensibilisierungsmittel hinzugegeben, um das Polymermaterial empfindlich zu machen. Das so sensibilisierte Polymermaterial wird auf eine transparente Basis oder Unterlage aufgebracht, und der so gebildete Überzugfilm wird mit einem photolithographischen Verfahren mit einem Muster versehen. Anschließend wird die Basis, auf dem der Überzugfilm mit einem Muster versehen wurde, in ein Färbungsbad eingetaucht, um ein gefärbtes Muster zu gewinnen. Dieses Verfahren wird dreimal wiederholt, um ein Farbfilter zu erhalten, das sich aus gefärbten Mustern R, G und B zusammensetzt.
Ein zweites, häufiger eingesetztes Verfahren ist ein Pigmentdispersionsverfahren, welches in den vergangenen Jahren das Färbungsverfahren ersetzt hat. Bei diesem Verfahren wird zunächst auf einer Basis eine Schicht aus einem photoempfindlichen Harz gebildet, in welchem ein Pigment dispergiert wurde, anschließend wird die Schicht einer Musterbildung unterzogen, um dadurch ein einfarbiges Muster zu gewinnen. Dieses Verfahren wird dreimal wiederholt, um ein Farbfilter zu bilden, welches sich aus drei gefärbten Mustern R, G und B zusammensetzt.
Als drittes Verfahren gibt es ein Elektroniederschlagungsverfahren. Bei diesem Verfahren wird zunächst auf einer Basis eine transparente Elektrode mit einem Muster versehen. Die Basis wird dann in ein Elektroniederschlagungs-Beschichtungsfluid eingetaucht, das ein Pigment, Harz, elektrolytische Lösung und dergleichen enthält, um die erste Farbe elektrisch abzuscheiden. Dieses Verfahren wird dreimal wiederholt, um dadurch eine Farbfilterschicht zu erhalten, die sich aus drei gefärbten Mustern R, G und B zusammensetzt. Schließlich wird diese Farbfilterschicht kalziniert, um ein Farbfilter zu erhalten.
Als viertes Verfahren gibt es ein Druckverfahren, bei dem drei Beschichtungen der Farben R, G und B, jeweils ein hitzehärtbares Harz mit einem darin dispergierten Pigment enthaltend, separat durch wiederholtes Drucken aufgebracht, dann wird das Harzmaterial, welches zu der gefärbten Schicht werden soll, durch Wärme ausgehärtet, um eine gefärbte Schicht zu erhalten, wodurch ein Farbfilter gebildet wird.
Es ist allgemein üblich, bei jedem Verfahren eine Schutzschicht auf der gefärbten Schicht vorzusehen.
Das Erfordernis, ein und denselben Prozeß dreimal zu wiederholen, um die gefärbten Muster für R, G und B zu erhalten, ist all diesen Verfahren gemeinsam. Deshalb werden die Fertigungskosten notwendigerweise heraufgesetzt. Es ergibt sich auch ein Problem insofern, als sich die Ausbeute mit zunehmender Anzahl von Prozeßabläufen verringert.
Bei dem dritten Verfahren mit Hilfe von Elektroabscheidung sind außerdem die herstellbaren Muster begrenzt. Es ist also schwierig, dieses Verfahren anzuwenden bei einer TFT-Farb-Flüssigkristallanzeige im Rahmen der existierenden Methoden. Außerdem beinhaltet das vierte Verfahren insofern einen Nachteil, als die Auflösung und die Glätte gering sind, was der Ausbildung von Mustern mit feinen Zwischenabständen entgegensteht.
Um diese Nachteile auszuschalten, wurden Verfahren zum Herstellen eines Farbfilters unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems vorgeschlagen (vergleiche die japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschriften 59-75205, 63-235901, 1-217302 und 4-123005 etc.).
Diese Verfahren unterscheiden sich von den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren. Bei diesen Verfahren nämlich werden Farbgebungslösungen (im folgenden als Tinten bezeichnet), die getrennt Farbgebungsmaterial für die Farben R, G und B enthalten, aus zugehörigen Düsen auf eine Filterbasis ausgestoßen, und die Tinten werden auf der Filterbasis zur Herstellung von Pixeln getrocknet. Bei diesen Verfahren läßt sich die Ausbildung der individuellen gefärbten Muster für R, G und B in einem Zug ausführen, und darüber hinaus spart man an der Menge benötigter Tinte. Die Verfahren haben also die Wirkung, daß die Produktivität in hohem Maß gesteigert und die Kosten gesenkt werden.
Allerdings liefern diese herkömmlichen Verfahren zur Fertigung eines Farbfilters mit dem Tintenstrahlsystem kein Farbfilter, welches sämtliche der nachstehend angegebenen und geforderten Eigenschaften erfüllt, bedingt durch den Umstand, daß die verwendeten Färbungsstoffe nicht immer geeignet für das Tintenstrahlsystem und dergleichen sind:
a) Hohe Präzision des Auftreffens von Tintentröpfchen, wenn diese von einem Tintenstrahlkopf ausgestoßen werden;
b) Gute Transparenz der gefärbten Bereiche (Pixel);
c) Kein Auslaufen der gefärbten Bereiche (Pixel); und
d) Hohe Lichtbeständigkeit der gefärbten Bereiche (Pixel).
Es besteht folglich Bedarf an der Schaffung eines Verfahrens, das mit einem Schlag die oben beschriebenen Probleme löst.
Die EP-A-603 898 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Farbfilters mit einer Mehrzahl von gefärbten Pixeln auf einer Basis, in dem Tinten der Farben Rot, Blau und Gelb mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems auf die Basis aufgebracht werden, wobei die blaue Tinte C. I. Direct Blue 199 ist.
Die JP-A-05 288 913 offenbart ein Farbfilter mit einer Basis und einer darauf befindlichen Harzschicht, wobei die Harzschicht in Rot, Grün und Blau gefärbte Bereiche aufweist. Außerdem besitzt die Harzschicht einen gefärbten und einen nicht gefärbten Teil. Als Färbemittel wird C. I. Direct Blue 237 erwähnt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde also im Hinblick auf die Lösung der obigen Probleme gemacht, wobei es ihr Ziel ist, ein Farbfilter zu schaffen, das sämtliche oben angegebenen geforderten Eigenschaften erfüllt. Außerdem soll ein Fertigungsverfahren für das Farbfilter sowie eine Flüssigkristallanzeigetafel mit einem solchen Farbfilter geschaffen werden.
Das obige Ziel läßt sich durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreichen, ferner durch ein Farbfilter gemäß Anspruch 1 und eine Flüssigkristallanzeigetafel nach Anspruch 25. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird außerdem noch ein Informationsprozessor geschaffen, der mit der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigetafel bestückt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A bis 1E sind Prozeß-Skizzen, die ein Fertigungsverfahren für ein Farbfilter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Fertigungsvorrichtung für ein Farbfilter gemäß einem Tintenstrahlsystem veranschaulicht.
Fig. 3A bis 3E veranschaulichen das Verhalten einer Tinte auf einer Tintenaufnahmeschicht.
Fig. 4 ist eine Teil-Querschnittansicht, die einen beispielhaften Aufbau einer Farbtafel veranschaulicht.
Fig. 5A bis 5F zeigen ein Fertigungsverfahren für ein Farbfilter nach einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 6A bis 6F zeigen ein Herstellungsverfahren für ein Farbfilter nach einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau zeigt, bei dem eine Flüssigkristallanzeigetafel gemäß der Erfindung bei einem Informationsprozessor eingesetzt ist.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Informationsprozessors nach Fig. 7.
Fig. 9 ist eine typische Skizze, die einen beispielhaften Informationsprozessor zeigt.
Fig. 10 veranschaulicht einen Aufbau einer Herstellungsvorrichtung zum Herstellen eines Farbfilters.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Produktionssteuerung für die in Fig. 10 gezeigte Herstellungsvorrichtung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert.
Fig. 1A bis 1E zeigen ein Fertigungsverfahren für ein Farbfilter gemäß der Erfindung, und sie zeigen einen beispielhaften Aufbau eines Farbfilters für eine erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeige.
Erfindungsgemäß wird als Basis oder Unterlage im allgemeinen eine Glasunterlage verwendet. Allerdings ist die Basis nicht auf die Glasunterlage beschränkt, sofern sie Eigenschaften besitzt, die für das Farbfilter einer Flüssigkristallanzeige gefordert werden, so zum Beispiel Transparenz und mechanische Festigkeit; man kann also einen Harzfilm verwenden.
Fig. 1A zeigt eine Glasunterlage 1, auf der schwarze Matrizen 2 gebildet wurden. Als Beispiele für ein Verfahren zur Herstellung der schwarzen Matrizen läßt sich der Fall erwähnen, daß die schwarzen Matrizen direkt auf die Basis aufgebracht werden, ferner ein Verfahren, bei dem eine dünne Schicht eines Metalls auf der Basis durch Sputtern oder durch Niederschlagen im Vakuum gebildet und dieser Film dann mit einem photolithographischen Verfahren gemustert wird, oder man kann den Fall erwähnen, daß die schwarzen Matrizen auf einer Harzzusammensetzung gebildet werden, dazu ein Verfahren der Musterbildung durch einen üblichen photolithographischen Prozeß, ohne daß hier eine Beschränkung besteht.
Ein Material für die schwarzen Matrizen ist auch nicht auf Metalle beschränkt, man kann auch Harzmaterialien verwenden, soweit sie eine Funktion als schwarze Matrix erfüllen können. Die schwarzen Matrizen müssen nicht auf einer Unterlage oder Basis gebildet werden, auf der ein Farbfilter herzustellen ist, sie können auf einer Basis gebildet werden, die dem Farbfilter gegenüberliegt (die sogenannte Black matrix on Array).
Eine Schicht, die eine Harzzusammensetzung enthält, welche sich durch Licht und/oder Hitze aushärten läßt, wird auf der Basis gebildet, auf der die schwarzen Matrizen 2 gebildet worden sind, um dadurch auf der Basis 1 eine Tintenaufnah meschicht 3 zu bilden (Fig. 1B).
Als Material für die Tintenaufnahmeschicht 3 kann jedes bekannte Material eingesetzt werden. Berücksichtigt man zum Beispiel den Wärmewiderstand und dergleichen, so sind Acrylharze, Epoxyharze und Imidharze bevorzugt. Berücksichtigt man die Absorptionsfähigkeit von Tinte auf Wasserbasis, so werden solche bevorzugt, die ein wasserlösliches Cellulosepolymer enthalten, beispielsweise Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose oder Carboxymethylcellulose. Daneben lassen sich erwähnen: Polyvinylpyrrolidon. Polyvinylalkohol, Polyvinyl-acetal, Polyurethan, Carboxymethylcellulose, Polyester und natürliche Harze wie zum Beispiel Albumin, Gelatine, Casein, Stärke, kationische Stärke, Gummiarabicum und Natriumalginat.
Von diesen ist ein Gemisch aus Hydroxypropylcellulose und Methylolmelamin oder eine Verbindung, die mindestens ein Homopolymer eines wasserlöslichen Acryl- Monomers gemäß nachstehend angegebener Struktureinheit und/oder dessen Copolymer mit einem anderen Vinylpolymer enthält, dann besonders bevorzugt, wenn man die Transparenz und das Auslaufen der gefärbten Bereiche, die Lichtfestigkeit der Färbemittel und dergleichen gemäß obiger Erläuterung berücksichtigt, zusätzlich zu der Wärmebeständigkeit und der Tinten-Absorptionsfähigkeit.
wobei R&sub1; H oder CH&sub3; und R&sub2; H oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Die Tintenaufnahmeschicht 3 kann bei Bedarf verschiedene Additive enthalten. Spezielle Beispiele für die Additive umfassen verschiedene Arten von Oberflächenbehandlungsmitteln, Färbemittel-Fixiermitteln (Imprägnierungen), Antischäumungsmittel, Antioxidantien, optische Weißmacher, Ultraviolett-Absorber, Dispergiermittel, Viskositäts-Modifizierer, pH-Einsteller, Antimoderungsmittel und Plastifizierer. Diese Additive lassen sich frei aus herkömmlichen, bekannten Verbindungen auswählten, wie sie für den vorgesehenen Endanwendungszweck notwendig sind.
Ein Verfahren wie zum Beispiel das Spin-Coating, das heißt ein Aufschleuderverfahren, ein Walzenstreichen, ein Stabstreichen, eine Sprübeschichtung oder eine Tauchbeschichtung können zur Bildung der Tintenaufnahmeschicht verwendet werden.
Nachdem die so hergestellte Tintenaufnahmeschicht bedarfsweise vorgebacken ist, wird sie mit den jeweiligen Tinten der Farben R, G und B gefärbt, wobei die B- Tinte ein Färbungsmittel C. I. Direct Blue 199 und ein Färbungsmittel aus der Gruppe roter, magenta- und violetter Farbe in Kombination enthält, was mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems (Fig. 1C) geschieht. Wenn die Tinten bei der Färbung verwendet werden, können sowohl Färbungsmittel- als auch Pigmenttinten eingesetzt werden. Sowohl flüssige als auch Feststofftinten können ebenfalls eingesetzt werden. Insbesondere können Wasserbasis-Tinten im Rahmen der Erfindung verwendet werden. In Fig. 1C bezeichnen Bezugszeichen 4 und 5 einen Tintenstrahlkopf bzw. eine auf die Tintenaufnahmeschicht aufgetroffene Tinte.
Erfindungsgemäß enthält die B-Tinte ein Färbungsmittel C. I. Direct Blue 199, wodurch vorteilhafte Effekte erzielbar sind, die im folgenden beschrieben werden. Als Färbungsmittel für eine grüne Tinte wird vorzugsweise ein Gemisch des oben erwähnten Cyan-Färbemittels mit einem gelben Färbemittel verwendet. Beispiele für bevorzugte gelbe Farbstoffe beinhalten C. I. Acid Yellow 23 und C. I. Direct Yellow 86 und 142. Was den Farbstoff für eine blaue Tinte angeht, so wird ein Gemisch aus dem oben genannten blauen Farbstoff mit einem Farbstoff verwendet, der ausgewählt ist aus der Gruppe roter, magenta- und violetter Farbstoffe. Beispiele für die bevorzugten roten, magenta- und violetten Farbstoffe enthalten C. I. Acid Red 145, 157, 289 und 219 und C. I. Acid Violet 9 und 51. Als Färbungsmittel für eine rote Tinte werden C. I. Acid Red 158 und dergleichen verwendet. Im Fall einer grünen Tinte wird ein Mischungsverhältnis eines Cyan-Farbstoffs zu einem Gelb- Farbstoff von 2 : 8 bis 8 : 2 nach Gewicht, vorzugsweise von 2 : 8 bis 7 : 3 verwendet. Im Fall einer blauen Tinte beträgt ein Mischungsverhältnis eines Cyan-Farbstoffs zu einem roten, magenta- oder violetten Farbstoff von 6 : 4 zu 20 : 1 nach Gewicht, vorzugsweise von 6 : 4 bis 10 : 1.
Als Tintenstrahlsystem kann ein Blasen-Strahl-System unter Verwendung eines Elektrowärme-Wandlers als energieerzeugendes Element oder ein Piezo-Strahl-Typ unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements verwendet werden. Optional kann ein Färbungsbereich und ein Färbungsmuster voreingestellt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausstoßen der erfindungsgemäßen Tinten mit einem Tintenstrahlsystem zur Bildung von Pixeln wird im folgenden anhand der Fig. 2 erläutert.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung veranschaulicht, die zum Bedrucken gefärbter Bereiche eines Farbfilters mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems verwendet wird. In Fig. 2 ist eine CPU 21 über eine Kopftreiberschaltung 22 mit einem Tintenstrahlkopf 23 gekoppelt. Die Steuerprogramminformation in einem Programmspeicher 24 wird in die CPU 21 eingegeben. Die CPU 21 dient dazu, den Tintenstrahlkopf 23 zu einer vorbestimmten (nicht gezeigten) Stelle zu bewegen, um eine gewünschte Pixelstelle auf einer Glasunterlage 25 unter den Tintenstrahlkopf 23 zu bringen, wodurch Tröpfchen 26 einer Tinte der gewünschten Farbe an dieser Stelle zur Färbung der Unterlage ausgestoßen werden. Dieses Verfahren wird über der gesamten Pixelstelle ausgeführt, wodurch ein Farbfilter gebildet wird.
Die für diesen Zweck insbesondere geforderte Eigenschaft ist die Genauigkeit des Auftreffens von Tintentröpfchen, die von einer in dem Tintenstrahlkopf befindlichen Düse ausgestoßen werden. Wenn diese Genauigkeit des Tintentröpfchen- Aufpralls gering ist, weicht die Auftreffstelle des Tintentröpfchens von der Sollposition ab, es ergeben sich Probleme der Farbtonänderung aufgrund einer Farbvermischung mit benachbarten Pixeln (oder Tintentröpfchen), und es kommt zu einem Auftreten von freien Bereichen (Streuen von Licht durch den transparenten Bereich).
Als Ursache dafür, daß die Genauigkeit des Tintentröpfchen-Auftreffens schlechter wird, lassen sich folgende zwei Ursachen anführen:
a) eine ungleichmäßige Benetzung der Oberfläche einer Öffnung des Kopfs mit Tinte; und
b) das Verdickungsproblem von Tinte an der Öffnung einer Düse.
Was die erste Ursache a) angeht, so läßt sich auf den Umstand hinweisen, daß die Tinte ungleichmäßig an den Mündungen von in dem Ausstoßkopf angeordneten Düsen entweicht, wodurch die Ausstoßrichtung der Tinte sich unregelmäßig ändert.
Die Erfinder haben extensive Untersuchungen angestellt. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, daß wenn ein Farbstoff eine besonders hohe Adsorptivität auf der Oberfläche eines Feststoffs aufweist und als Farbgeber für eine Tinte eingesetzt wird, es häufig zu diesem Phänomen kommt, daß die Tinte die Mündungen ungleichmäßig benetzt, mit dem Ergebnis, daß sich die Genauigkeit des Tintentröpfchen-Auftreffens verringert. Im allgemeinen ist das Molekül eines Farbstoffs für ein Farbfilter derart ausgelegt, daß es auf der Oberfläche einer Unterlage rasch trocknet. Andererseits ist auch das Adsorptionsvermögen des Farbstoffs an den Mündungen groß. Deshalb verschlechtert sich häufig die Genauigkeit des Tintentröpfchen-Auftreffens in signifikantem Ausmaß.
Als zweite Ursache b) dafür, daß die Genauigkeit des Auftreffens des Tintentröpfchens geringer wird, läßt sich das Verdickungsphänomen von Tinte an der Mündung einer Düse anführen. Die Viskosität der Tinte nimmt mit dem Verdampfen von Wasser, eines Lösungsmittels mit niedrigem Siedepunkt und dergleichen an der Mündung der Düse zu. Diese Tendenz zeigen einige der Farbstoffe besonders deutlich. Wenn die Viskositätszunahme an der Mündung stattfindet, läßt sich die Tinte nicht ungehindert ausstoßen. Als Ergebnis verringert sich die Genauigkeit des Tintentröpfchen-Auftreffens ähnlich, wie es oben angegeben wurde. Deshalb ist eine solche Viskositätszunahme nicht bevorzugt. Die Tintenzusammensetzung, die den erfindungsgemäßen Farbstoff enthält, bewirkt keine Verringerung der Genauigkeit des Auftreffens von Tintentröpfchen und wird deshalb bevorzugt.
Um ein bevorzugtes Farbfilter herzustellen, ist es außerdem notwendig, folgende Eigenschaften (2) bis (4) gemäß obigen Angaben zu erfüllen. Hierauf bezieht sich die folgende Beschreibung.
Fig. 3A bis 3E veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines Pixels (eines gefärbten Bereichs) 7 mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems. Fig. 3A zeigt, daß ein Tintentröpfchen 5 gerade eine Unterlage erreicht. Was einen deutlichen Unterschied zu herkömmlichen Verfahren ausmacht, ist der Umstand, daß eine Tinte mit hoher Farbstoffkonzentration selektiv nur auf einen Pixelbildungsbereich auf der Oberfläche einer Unterlage für ein Farbfilter aufgebracht wird (Fig. 3B), und das Wasser sowie ein organisches Lösungsmittel in der Tinte anschließend verdampft werden (Fig. 3C), um ein Pixel 7 (Fig. 3D) zu bilden. Deshalb kristallisiert ein Farbstoff auf der Oberfläche der Unterlage im Zuge der Verdampfung von Wasser und Lösungsmittel, die in der Tinte enthalten sind, abhängig von dem verwendeten Farbstoff. Im Ergebnis kann in einigen Fällen aufgrund von Lichtstreuung (Fig. 3E) die Transparenz des Pixels verschlechtert werden. Wenn außerdem eine geringe Menge des Lösungsmittels, welches nicht verdampfen konnte, in dem Pixel verbleibt, kann es außerdem im Lauf der Zeit zu einem Ausströmen aufgrund der Migration des den Pixel bildenden Farbstoffs kommen. Das Vorhandensein des Lösungsmittels in dem Pixel kann auch Ursache sein für eine Verschlechterung der Lichtfestigkeit des Pixels unter dem Einfluß aktiven Sauerstoffs und dergleichen, bedingt durch die thermische Zersetzung des verwendeten Farbstoffs. Allerdings kann die Verwendung von Tinte, welche den erfindungsgemäßen Farbstoff enthält, in jeder Hinsicht gute Ergebnisse liefern.
Die Menge dieser in der Tinte enthaltenen Farbstoffe liegt in einem Bereich von 0,1 bis 15%, vorzugsweise von 1 bis 10% und noch mehr bevorzugt von 2 bis 8%.
Um das obige Ziel der Erfindung noch effizienter zu erreichen, ist es bevorzugt, organische Lösungsmittel zu verwenden, die folgende Merkmale als Lösungsmittel für erfindungsgemäße Tinten auf weisen. Demnach enthalten die Tinten:
vorzugsweise 5 bis 50% eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 150 bis 250ºC,
noch mehr bevorzugt 5 bis 50% eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 180 bis 230ºC, und
vorzugsweise nicht mehr als 30% eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 250ºC oder darüber,
noch mehr bevorzugt, nicht mehr als 20% eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 230ºC oder darüber.
In den Tabellen 1 bis 3 sind spezifische Beispiele für bevorzugte Lösungsmittel angegeben. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3
Tenside wie zum Beispiel nicht-ionische, anionische und kationische Tenside können ebenfalls in den Tinten eingesetzt werden. Außerdem können bei Bedarf Additive wie ein pH-Einsteller und ein Schimmelschutzmittel hinzugegeben werden.
Im folgenden wird erneut das Fertigungsverfahren des erfindungsgemäßen Farbfilters anhand der Fig. 1A bis 1E beschrieben. Nach dem Schritt gemäß Fig. 1C wird die Tintenaufnahmeschicht, die sich aus der härtbaren Zusammensetzung zusammensetzt, eingestellt (Fig. 1D). Als Aushärteverfahren wird üblicherweise von einer Heizvorrichtung Gebrauch gemacht.
Dann wird bei Bedarf eine Schutzschicht 6 gebildet (Fig. 1E). Als Schutzschicht kann man ein Harzmaterial verwenden, welches durch Bestrahlung mit Licht oder durch Wärmebehandlung aushärtbar ist, oder man kann durch Niederschlagen im Vakuum oder durch Aufsprühen einen anorganischen Film bilden. Man kann jedes Material verwenden, solange dieses ausreichende Transparenz besitzt, um in einem Farbfilter eingesetzt zu werden, und es dem späteren ITO-Erzeugungsprozeß, dem Orientierungsfilm-Erzeugungsverfahren und dergleichen widerstehen kann.
Das erfindungsgemäße Farbfilter 9 ist damit vervollständigt.
Fig. 4 veranschaulicht eine Querschnittansicht einer TFT-Farbflüssigkristall- Anzeigetafel, bei der das erfindungsgemäße Farbfilter angebracht wurde.
Die Farb-Flüssigkristall-Anzeigetafel wird gebildet durch Vereinen des Farbfilters 9 und einer Basis oder Unterlage 14 gegenüber dem Farbfilter 9, und durch Befüllen des dazwischen befindlichen Raums mit einer Flüssigkristallzusammensetzung 12. Es werden TFT (nicht dargestellt) und transparente Pixelelektroden 13 in Form einer Matrix im Inneren der Basis 14 der Flüssigkristallanzeigetafel gebildet. Das Farbfilter 9 ist an einer Stelle gegenüber den Pixelelektroden 13 im Inneren der anderen Basis 16 angeordnet. Eine transparente Gegen- (oder gemeinsame) Elektrode 10 wird über dem Farbfilter 9 ausgebildet. Weiterhin werden Orientierungsfilme 13 in den Oberflächen der beiden Basen ausgebildet. Flüssigkristallmoleküle können in einer fixen Richtung dadurch orientiert werden, daß man diese Filme einer Reibbehandlung unterzieht. Es werden polarisierende Platten 15 auf die Außenflächen der beiden Glasunterlagen aufgebracht. Die Flüssigkristallverbindung wird in einen Raum (mit einer Dicke von 2 bis 5 um) zwischen diesen Glasunterlagen eingefüllt. Für Hintergrundlicht 17 dient eine Kombination aus einer Fluoreszenzlampe und einer Streuplatte (beide nicht dargestellt). Die Flüssigkristallverbindung fungiert als Verschluß zum Ändern der Durchlässigkeit für Strahlen des Hintergrundlichts 17, wodurch eine Anzeige zustande kommt. Bezugszeichen 3 und 6 bezeichnen eine Farbaufnahmeschicht bzw. eine Schutzschicht. Bezugszeichen 1, 1 und 8 bedeuten Schwarz-Matrizen, gefärbte Bereiche bzw. ungefärbte Bereiche.
Fig. 5A bis 5F veranschaulichen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens.
Wie in Fig. 5A dargestellt ist, wird eine Zusammensetzung mit einer Absorptionsfähigkeit für Tinte auf Wasserbasis, die an den dem Licht ausgesetzten Bereichen durch Bestrahlung mit Licht oder durch Bestrahlung mit Licht in Verbindung mit einer Wärmebehandlung gesenkt wird, auf eine Basis oder Unterlage 1 aufgebracht, auf der die Schwarz-Matrizen 2 gebildet wurden, und bei Bedarf wird sie vorgebacken, um eine Tintenaufnahmeschicht 3 zu bilden, deren Tinten- Absorptionsfähigkeit an den dem Licht ausgesetzten Bereichen gesenkt wird durch Bestrahlung mit Licht oder durch Bestrahlung mit Licht in Verbindung mit einer Wärmbehandlung (Fig. 5B).
Anschließend wird die Tintenaufnahmeschicht 3 einer Musterbildungs-Belichtung in den Bereichen der Schwarz-Matrizen 2 unterzogen, bei denen es sich um Lichtabschirmbereiche handelt, wozu eine Photomaske 4 verwendet wird, um die Tinten- Absorptionsfähigkeit der Tintenaufnahmeschicht 3 an den Lichteinfallbereichen zu senken und dadurch die Nicht-Färbungsbereiche 8 zu bilden (Fig. 5C). Danach werden die nicht exponierten Bereiche der Tintenaufnahmeschicht getrennt mit Tinten der Farben R, G und B unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs 5 gefärbt (Fig. 5D). Die aufgebrachten Tinten werden bedarfsweise getrocknet. Die dem Licht exponierten Bereiche, die ungefärbten Bereiche 8, haben die Funktion einer Schutzwand zum Verhindern einer Farbvermischung.
Im Hinblick darauf, daß breitere Bereiche einzufärben sind als die Öffnungen, die durch die Schwarz-Matrizen gebildet werden, um das Auftreten eines freien oder leeren Bereichs des Farbfilters zu vermeiden, wird bevorzugt, eine Maske 4 mit Öffnungen zu bilden, die schmaler sind als die Lichtabschirmungsbereiche der Schwarz-Matrix.
Die auf diese Weise eingefärbte Farbzusammensetzungsschicht wird anschließend einer Bestrahlung und/oder einer Wärmebehandlung unterzogen, um sie auszuhärten (Fig. 5E), und auf der gefärbten Zusammensetzungsschicht wird bedarfsweise eine Schutzschicht 6 gebildet (Fig. 5F), wodurch ein Farbfilter erhalten wird. Als Schutzschicht kann man ein Harzmaterial vom Photo-Aushärtungs-Typ, vom Thermoaushärtungs-Typ oder vom Licht- und Wärme-Aushärtungstyp oder einen organischen Film verwenden, der durch Niederschlagen im Vakuum, durch Aufsprühen und dergleichen gebildet ist. Man kann jedes Material einsetzen, solange es ausreichend Transparenz besitzt, um in einem Farbfilter eingesetzt zu werden, und es dem anschließenden ITO-Bildungsverfahren, dem Orientierungsfilm- Bildungsverfahren und dergleichen widersteht.
Fig. 6A bis 6F veranschaulichen ein Fertigungsverfahren für ein Farbfilter, welches in einer Flüssigkristall-Anzeigetafel eingesetzt wird, in welcher Schwarz- Matrizen auf einer Unterlage gegenüber einer Farbfilterunterlage vorgesehen sind.
Ein Verfahren, mit dem die Schwarz-Matrizen auf der entgegengesetzten Unterlage ausgebildet werden, und nicht auf der Seite des Farbfilters, ist als Verfahren zum Verbessern des Apertur-Wirkungsgrads dienlich.
Eine Zusammensetzung, deren Tinten-Absorptionsfähigkeit an den dem Licht ausgesetzten Bereichen durch Bestrahlen mit Licht oder durch Lichtbestrahlung in Verbindung mit einer Wärmebehandlung gesenkt wurde, wird auf eine Glasunterlage 1 gemäß Fig. 6A aufgebracht und wird bedarfsweise vorgebacken, um eine Tintenaufnahmeschicht 3 zu bilden, deren Tinten-Absorptionsfähigkeit an den dem Licht ausgesetzten Bereichen gesenkt ist durch Bestrahlung mit Licht oder durch Lichtbestrahlung in Verbindung mit einer Wärmebehandlung (Fig. 6B).
Dann erfolgt eine Musterbildungs-Belichtung mit Hilfe einer Photomaske 4, um dadurch die Tinten-Absorptionsfähigkeit der Tintenaufnahmeschicht 3 an den Bereichen zu senken, die dem Licht ausgesetzt sind (Fig. 6C). Anschließend werden die nicht exponierten Bereiche der Tintenaufnahmeschicht mit individuellen Farbtinten für R, G und B unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs 5 (Fig. 6D) eingefärbt. Die aufgebrachten Tinten werden bedarfsweise getrocknet. Um zu verhindern, daß freie Bereiche zustande kommen, ist es wichtig, die Breite jedes ungefärbten Bereichs 8 schmaler zu machen als diejenige der (nicht gezeigten) Schwarz-Matrix, die auf der gegenüberliegenden Unterlage vorgesehen ist.
Die so eingefärbte Farb-Zusammensetzungsschicht wird anschließend einer Bestrahlung mit Licht und/oder einer Wärmebehandlung unterzogen, um sie auszuhärten (Fig. 6E), und bedarfsweise wird auf der Zusammensetzungsschicht eine Schutzschicht 6 gebildet (Fig. 6F), um ein Farbfilter zu erhalten. Für die Schutzschicht kann man das gleiche Material verwenden, das oben in Verbindung mit Fig. 5F beschrieben wurde.
Ein Ausführungsbeispiel, bei dem die oben beschriebene Flüssigkristall-Anzeigetafel bei einem Informationsprozessor eingesetzt wird, wird anhand der Fig. 7 bis 9 beschrieben.
In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1801 einen Steuerteil, der das gesamte Gerät steuert. Der Steuerteil 1801 ist mit einer CPU ausgestattet, beispielsweise einem Mikroprozessor, ferner mit verschiedenen E/A-Anschlüssen, und er gibt Steuersignale, Datensignale und dergleichen an individuelle Einheiten, und in ihn werden Steuersignale und Datensignale von den individuellen Einheiten eingegeben, wodurch eine Steuerung stattfinden kann. Bezugszeichen 1802 bedeutet einen Anzeigeteil. Verschiedene Menüs, Dokumenteninformation, von einem Bildlesegerät 1807 gelesene Bilddaten und dergleichen werden auf seinem Anzeigebildschirm dargestellt. Bezugszeichen 1803 bedeutet eine transparente Berührtafel vom druckempfindlichen Typ, die sich über der Anzeige 1802 befindet. Die Eingabe von Begriffen, die Eingabe von Koordinatenpositionen und dergleichen läßt sich dadurch auf der Anzeige 1802 bewerkstelligen, daß man mit den Fingern oder dergleichen auf die Oberfläche der Berührtafel 1803 drückt.
Bezugszeichen 1804 bedeutet einen FM-(Frequenzmodulations-)Schallquellenteil, in welchem von einem Musikeditor oder dergleichen aufbereitete Musikinformation in Form digitaler Daten in einem Speicherabschnitt 1810 und in einem externen Speicher 1812 gespeichert wird, um aus diesen Speichern zum Durchführen der FM- Modulation ausgelesen zu werden. Elektrische Signale von dem FM-Schallquellenteil 1804 werden von einem Lautsprecherteil 1805 in Audio-Schall umgewandelt. Ein Druckerteil 1806 dient als Ausgabeterminal für einen Wordprozessor, einen PC, eine Faksimile-Einheit und ein Kopiergerät.
Bezugszeichen 1807 bedeutet ein Bildlesegerät, das dazu dient, photoelektrisch Vorlagendaten zu lesen und sie einzugeben. Das Bildlesegerät 1807 befindet sich in der Transportbahn einer Vorlage und dient zum Lesen von Faksimileinformation, von kopiertem Material und anderen verschiedenen Vorlagen-Dokumenten.
Bezugszeichen 1808 bezeichnet einen Sendeempfängerteil des Faksimiles (FAX), der eine Faksimileübertragung der Vorlagen-Dokumentendaten, die von dem Bildlesegerät 1807 gelesen wurden, ausführt und gesendete Faksimilesignale empfängt und sie dekodiert. Der Sendeempfänger hat die Funktion einer externen Schnittstelle. Bezugszeichen 1809 bezeichnet ein Telefonteil mit verschiedenen Telefonfunktionen, beispielsweise einer üblichen Telefonfunktion und einer automatischen Anrufbeantworterfunktion.
Bezugszeichen 1810 bedeutet den Speicherteil, der Anwendungsprogramme enthält, beispielsweise ein Systemprogramm und ein Verwaltungsprogramm, einen ROM, der Zeichenvorräte, ein Wörterbuch etc., Anwendungsprogramme und Dokumenteninformation speichert, die von dem externen Speicher 1812 geladen wurden, ein Video-RAM etc.
Bezugszeichen 1811 bezeichnet einen Tastaturteil, der für die Eingabe von Dokumenteninformation, verschiedenen Befehlen und dergleichen dient.
Bezugszeichen 1812 bezeichnet den externen Speicher, der als Speichermedium Floppy-Disks und Festplatten verwendet. In diesem externen Speicher 1812 sind Dokumenteninformation, Musik- oder Audioinformation, Anwenderprogramme für Benutzer etc. gespeichert.
Fig. 8 ist eine typische Ansicht des in Fig. 7 dargestellten Informationsprozessors in perspektivischer Darstellung.
In Fig. 8 bezeichnet Bezugszeichen 1901 eine Flachbildanzeige, die sinnvollen Gebrauch von der oben beschriebenen Flüssigkristall-Anzeigetafel macht und dazu dient, verschiedene Menüs, Graphikinformation, Dokumenteninformation und dergleichen anzuzeigen. Eine Koordinateneingabe, eine Objektspezifikations-Eingabe und dergleichen läßt sich vornehmen, indem man mit dem Finger oder dergleichen auf die Oberfläche der Berührtafel 1803 oberhalb der Anzeige 1901 drückt. Bezugszeichen 1902 bezeichnet einen Handapparat, der verwendet wird, wenn der Prozessor als Telefon arbeitet. Eine Tastatur 1903 ist lösbar mit dem Hauptkörper über einen Code verbunden und dient für die Eingabe verschiedener Dokumentenfunktionen und verschiedener Daten. Verschiedene Funktionstasten 1904 und dergleichen befinden sich auf dieser Tastatur 1903. Bezugszeichen 1905 bezeichnet eine Einführöffnung für eine Floppy-Disk in den externen Speicher 1812.
Bezugszeichen 1906 bezeichnet eine Papierauflageplatte, auf der ein von dem Bildlesegerät 1807 zu lesendes Vorlagendokument plaziert wird. Das Vorlagendokument wird nach dem Lesen hinten aus dem Prozessor ausgetragen. Faksimileinformation oder dergleichen wird nach dem Empfang von einem Tintenstrahldrucker 1907 gedruckt.
Wenn der Informationsprozessor als Personal Computer oder Stationsprozessor arbeitet, werden verschiedene Arten von Information, die über die Tastatur 1811 eingegeben werden, in dem Steuerteil 1801 nach Maßgabe des vorgegebenen Programms verarbeitet und als Bilder über den Drucker 1806 ausgegeben.
Arbeitet der Informationsprozessor als Empfänger für einen Faksimileanschluß, so wird seitens des Sendeempfängers 1808 des FAX über eine Telekommunikationsleitung eingegebene Faksimileinformation für den Empfang im Steuerteil 1801 entsprechend dem vorbestimmten Programm verarbeitet und in Form von empfangenen Bildern an den Drucker 1806 ausgegeben.
Wenn der Informationsprozessor als Kopiergerät arbeitet, wird ein Vorlagendokument von dem Bildleseteil 1807 gelesen, und die Daten über das so gelesene Vorlagendokument werden als Kopierbilder über den Steuerteil 1801 an den Druckerteil 1806 ausgegeben. Wenn der Informationsprozessor als Sender für ein Faksimilegerät arbeitet, werden von dem Bildlesegerät 1807 gelesene Vorlagendaten zur Versendung in dem Steuerteil 1801 entsprechend dem vorbestimmten Programm verarbeitet und dann über den Sendeempfängerteil 1808 des FAX auf eine Telekommunikationsleitung gesendet.
Der Informationsprozessor kann ein integriertes Gerät mit in den Hauptkörper gemäß Fig. 9 eingebautem Tintenstrahldrucker sein. In diesem Fall verbessert sich die Transportierbarkeit weiter. In Fig. 9 sind ähnliche Bezugszeichen für Teile gleicher Funktion wie in Fig. 8 vorgesehen.
Fig. 10 veranschaulicht einen Aufbau einer Fertigungsvorrichtung zum Herstellen des in Fig. 1 gezeigten Farbfilters.
In Fig. 10 wird die Fertigungsvorrichtung 20 auf einem nicht dargestellten Gestell plaziert und mit einem XY-Tisch 22 ausgestattet, der in der Zeichnung in die Richtungen X und Y bewegbar ist, und an dem Gestell wird mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Trageelements über dem XY-Tisch 22 ein Tintenstrahlkopf (IJH) fixiert. An dem XY-Tisch 22 wird eine Glasunterlage 12 angebracht, auf der bereits Lichtabschirmungsgitter (Schwarz-Matrizen) 10b und zu färbende Teile ausgebildet wurden. Der Tintenstrahlkopf IJH ist mit einem Kopf 120a für rote Tinte, welcher rote Tinte ausstößt, einem Kopf 120b für grüne Tinte, der grüne Tinte ausstößt, und einem Kopf 120c für blaue Tinte, der blaue Tinte ausstößt, ausgestattet. Diese Köpfe 120a, 120b und 120c sind so aufgebaut, daß sie ihre zugehörigen Tinten unabhängig voneinander ausstoßen.
In der so aufgebauten Fertigungsvorrichtung 20 wird eine Tinte der Farbe R, G oder B innerhalb des Rahmens des gewünschten Lichtabschirmungsgitters 10b auf der Glasunterlage 12 ausgestoßen, während der XY-Tisch 22 in X- und Y- Richtungen bezüglich des Tintenstrahlkopfs IJH bewegt wird, wodurch die Glasunterlage in den einzelnen Rahmen auf den Lichtabschirmungsgittern 10b gefärbt wird, um ein Farbfilter herzustellen.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Fertigungssteuerung für die in Fig. 10 gezeigte Fertigungsvorrichtung 20 veranschaulicht.
In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein Anweisungsteil, bei der es sich um eine Eingabe-/Ausgabe-Einrichtung für die Fertigungssteuerung handelt, 32 einen Anzeigeteil, der Ergebnisse der Ausstoßinformation und dergleichen anzeigt, und 33 einen Einstellteil, in welchem Ausstoßbedingungen eingestellt werden, beispielsweise bezüglich eines Ausstoßmusters und dergleichen.
Bezugszeichen 34 bezeichnet eine Steuerung, die die Fertigungsvorrichtung 20 für das Farbfilter steuert, 35 eine Schnittstelle für den Transfer von Daten zu dem Anweisungsteil 31, 36 eine CPU, die dazu dient, die Bühnensteuerung und den Betrieb der Spurplanung für die Fertigungsvorrichtung 20 durchzuführen, 37 einen ROM, der ein Steuerprogramm für den Betrieb der CPU speichert, 38 einen RAM, der Daten wie beispielsweise Ausstoßbedingungen speichert, und 40 einen Ausstoßsteuerteil, der dazu dient, die Ausstoßmuster von Farbgebemitteln zu steuern, was ein besonders wichtiger Teil bei dieser Ausführungsform ist. Der Ausstoßsteuerteil wird gebildet durch einen Ausstoß-Zeitsteuerteil 43, der die Ausstoß- Startposition, das Ausstoßintervall und die Ausstoß-Zahl in einem Filterelement steuert, und einen Ausstoß-Mengensteuerteil 44, der die Größe eines Flecks in dem Filterelement steuert. Bezugszeichen 41 bedeutet einen Steuerteil für die Bühne 22 der Fertigungsvorrichtung 20. Bezugszeichen 20 bedeutet die Fertigungsvorrichtung, die an die Steuerung 34 angeschlossen und gemäß deren Befehlen arbeitet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen spezifischer erläutert. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese Beispiele beschränkt. Sämtliche Bezeichnungen "%" bezüglich einer Zusammensetzung bedeuten "Gewichtsprozent", wenn nichts anderes gesagt ist.

Beispiele A1 bis A8

Eine aushärtbare Harzzusammensetzung, bestehend aus N-Methylolacrylamid und Hydroxyethylmethacrylat (Molekularverhältnis = 1 : 1) wurde auf eine Tintenaufnahmeschicht durch Schleuderbeschichtung auf Glasunterlagen aufgebracht, die mit Schwarz-Matrizen einer Öffnung von 60 auf 150 um ausgestattet waren, um eine Beschichtungsdicke von 1,2 um zu erreichen, und die Anordnung wurde 20 Minuten lang bei 120ºC vorgebacken. Mit Hilfe eines Tintenstrahldruckers wurde dann die Tintenaufnahmeschicht mit ihren entsprechenden Tinten R, B und G, die unten erläutert werden, in Matrixmustern mit den Farben R, B und G versehen. Die so gebildeten gefärbten Bereiche wurden dann 50 Minuten lang bei 230ºC gebacken, um eine Aushärtungsreaktion zu beschleunigen. Nach dem Trocknen wurde ein Zweierpack-Typ eines bei Hitze aushärtenden Harzmaterials (Handelsbezeichnung: SS-7625, ein Produkt der Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) zusätzlich durch Aufschleudern auf die Schicht der Harzzusammensetzung aufgetragen, um einen Überzug mit einer Dicke von 1 um zu bilden. Der so gebildete Film wurde 20 Minuten lang zwecks Aushärtung bei 240ºC wärmebehandelt, um auf diese Weise Farbfilter für eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung herzustellen.

Farbstoff für eine R-Tinte

C. I. Acid Red 158.

Farbstoff für eine G-Tinte

*G-1: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Acid Yellow 23, Mischverhältnis 3 : 7;
*G-2: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Direct Yellow 86, Mischungsverhältnis 4 : 6;
*G-3: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Direct Yellow 142, Mischungsverhältnis 3 : 7;
*G-4: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 87 mit C. I. Direct Yellow 142, Mischungsverhältnis 3 : 7;
*G-5: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von von C. I. Direct Blue 87 mit C. I. Acid Yellow 23, Mischungsverhältnis 5 : 5;
*G-6: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Acid Yellow 23, Mischungsverhältnis 2 : 8;
*G-7: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Direct Yellow 86, Mischungsverhältnis 3 : 7;
*G-8: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Direct Yellow 142, Mischungsverhältnis 4 : 6

Farbstoff für eine B-Tinte

*B-1: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Acid Red 289, Mischungsverhältnis 9 : 1;
*B-2: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Acid Red 319, Mischungsverhältnis 8,5 : 1,5;
*B-3: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 86 mit C. I. Acid Violet 9, Mischungsverhältnis 9 : 1;
*B-4: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 87 mit C. I. Acid Violet 9, Mischungsverhältnis 9,5 : 0,5;
*B-5: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 87 mit C. I. Acid Red 145, Mischungsverhältnis 9 : 1;
B-6: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Acid Red 157, Mischungsverhältnis 8 : 2;
B-7: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Acid Violet 51, Mischungsverhältnis 9 : 1;
B-8: ein Farbstoff, erhalten durch Tönen von C. I. Direct Blue 199 mit C. I. Acid Red 289, Mischungsverhältnis 9,5 : 0,5.
* nicht zur Erfindung gehörig

Tintenrezeptur 1

Farbstoff 4,8%
N,N-Dimethylacetamid (Siedepunkt: 166,1ºC) 35,0%
Isopropylalkohol (Siedepunkt: 82ºC) 5,0%
Wasser 55,2%.

Auswerteverfahren

Auswertung 1 - Transparenz der gefärbten Bereiche

Jedes der oben erzeugten Farbfilter wurde dazu benutzt, eine Flüssigkristall- Anzeigetafel herzustellen, um dadurch aufgrund einer Sichtprüfung das Farbfilter bezüglich Transparenz auszuwerten, indem es in folgende drei Rubriken klassifiziert wurde:
A: gute Transparenz;
B: etwas schwach in der Transparenz; und
C: matter als die Güte gemäß A oder B.

Auswertung 2 - Genauigkeit der Auftreffstelle

Jede der obigen Tinten der G- oder B-Farbe wurde in einen Tintenstrahldrucker gefüllt, indem ein Aufzeichnungskopf eine Düsendichte von 360 dpi (Mittenabstand der Düsen: 70,4 um) bei 64 vorhandenen Düsen besaß. Sämtliche Düsen wurden gleichzeitig angesteuert, um eine aus 64 Punkten gebildete gerade Linie zu druk ken. Dieser Vorgang wurde 200-mal in einem Intervall von 0,5 Sekunden wiederholt, um auf diese Weise die Tinte bezüglich der Genauigkeit der Auftreffstelle auszuwerten, wobei der Rang sich in Prozent der Anzahl von Punkten ausdrückte, die um eine Strecke von mindestens einem Fleck gegenüber der geraden Linie abwichen, gemäß folgender Normung:
A: weniger als 0,1%;
B: nicht weniger als 0,1%, jedoch weniger als 0,5%; und
C: nicht weniger als 0,5%.

Auswertung 3 - Lichtfestigkeit

Unter Verwendung eines Atlas-Fade-O-Meters Ci35 wurde 50 Stunden lang Licht von einer Xenonlampe auf jedes der oben beschriebenen Farbfilter gegeben, um dadurch das Ausmaß der Farbänderung in den gefärbten Bereichen der Farben G und B in der Form ΔE gemäß CIE-Vorschrift zu berechnen und so das Farbfilter bezüglich Lichtfestigkeit auszuwerten, wobei sich der Rang gemäß folgender Normung bestimmte:
A: ΔE nicht größer als 10;
B: ΔE größer als 10, jedoch nicht größer als 20; und
C: ΔE größer als 20.

Auswertung 4 - Auslaufen der gefärbten Bereiche

Jedes der obigen Farbfilter wurde 48 Stunden lang auf 60ºC gehalten, um dadurch das Filter bezüglich des Ausmaßes des Ausfließens der gefärbten Muster von G und B auszuwerten (bezüglich der Zunahme der Fläche des gefärbten Bereichs), wobei die Rangeinteilung in einer prozentualen Zunahme der Fläche der gefärbten Bereiche gemäß folgender Normung erfolgte:
A: weniger als 5%;
B: nicht weniger als 5%, jedoch weniger als 10%; und
C: nicht weniger als 10%.
Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 angegeben.

Vergleichsbeispiele A1 und A2

Es wurden Farbfilter von Vergleichsbeispielen A1 und A2 unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel A1 produziert, nur daß die in Tabelle 4 dargestellten Farbstoffe anstelle der G- und B-Farbstoffe des Beispiels A1 verwendet wurden, wobei die gleiche Auswertung wie bei den Beispielen A1 bis A8 erfolgte. Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 dargestellt. Tabelle 4 Tabelle 5
* nicht zur Erfindung gehörig Tabelle 6
* nicht zur Erfindung gehörig

Beispiele B1 bis B8 und Vergleichsbeispiele B1 und B2

Es wurden Farbfilter für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß Beispielen B1 bis B8 und Vergleichsbeispielen B1 und B2 unter den gleichen Bedingungen wie bei den Beispielen A1 bis A8 produziert, nur daß die Tintenrezeptur 1 der Beispiele A1 bis A8 zu folgender Tintenrezeptur 2 geändert wurde. Diese Tinten und so hergestellten Farbfilter wurden der gleichen Auswertung unterzogen, wie sie oben beschrieben ist.

Tintenrezeptur 2

Farbstoff 4,5%
Diethylenglycolmonomethylether (Siedepunkt: 194,1ºC) 30,0%
1,3-Butandiol (Siedepunkt: 207,5ºC) 5,0%
Isopropylalkohol (Siedepunkt: 82ºC) 3,0%.
Wasser 57,5%.
Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 7 und 8 gezeigt. Tabelle 7
* nicht zur Erfindung gehörig Tabelle 8
* nicht zur Erfindung gehörig

Beispiele C1 bis C8 und Vergleichsbeispiele C1 und C2

Es wurden Farbfilter für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß Beispielen C1 bis C8 und Vergleichsbeispielen C1 und C2 unter den gleichen Bedingungen wie bei den Beispielen A1 bis A8 produziert, nur daß die Tintenrezeptur 1 der Beispiele A1 bis A8 zu folgender Tintenrezeptur 3 geändert wurde. Diese Tinten und so hergestellten Farbfilter wurden der gleichen Auswertung unterzogen, wie sie oben beschrieben ist.

Tintenrezeptur 3

Farbstoff 5,0%
Diethylenglycol (Siedepunkt: 245ºC) 35,0%
2, Pyrrolidon (Siedepunkt: 245ºC) 10,0%
Wasser 50,0%.
Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 9 und 10 gezeigt. Tabelle 9 Tabelle 10
* nicht zur Erfindung gehörig

Beispiele D1 bis D8 und Vergleichsbeispiele D1 und D2

Es wurden Farbfilter für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß Beispielen D1 bis D8 und Vergleichsbeispielen D1 und D2 unter den gleichen Bedingungen produziert wie den Beispielen B1 bis B8, nur daß eine Tintenaufnahmeschicht aus Hydroxypropylcellulose (Handelsbezeichnung: HPC-H, Produkt der Nippon Sode Co., Ltd.) und Methylolmelamin (Handelsbezeichnung: Sumitex M-3, ein Produkt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) anstelle der Tintenaufnahmeschicht der Beispiele B1 bis B8 verwendet wurde. Die Tinten und die so hergestellten Farbfilter wurden der gleichen Auswertung unterzogen, wie sie oben beschrieben ist. Die Auswertungsergebnisse sind in den Tabellen 11 und 12 dargestellt. Tabelle 11 Tabelle 12
* nicht zur Erfindung gehörig

Beispiel E

Auf einer Glasunterlage oder -Basis 1, auf der Schwarz-Matrizen 2 gemäß Fig. 5A gebildet waren, wurde eine photoaushärtbare Zusammensetzung durch Aufschleudern zu einer Beschichtungsdicke von 1 um aufgebracht, wobei die Zusammensetzung 10 Gewichtsteile eines Dreikomponenten-Copolymers aus N- Methylolacrylamid, Methylmethacrylat und Hydroxymethylmethacrylat und 0,5 Gewichtsteilen halogenisierter Triazin-Verbindung (TAZ-101, ein Produkt von Midori Kagaku K. K.) enthielt, und diese wurde 10 Minuten lang bei 50ºC vorgebacken, um eine mittels Licht aushärtbare Tintenaufnahmeschicht 3 zu bilden.
Dann wurden Bereiche der Tintenaufnahmeschicht 3 auf den Schwarz-Matrizen 2 einer Musterbildungs-Belichtung durch eine Photomaske mit Öffnungen, die schmaler als die Breite der Schwarz-Matrix 2 waren, unterzogen und dann ausgehärtet.
Mit Hilfe eines Tintenstrahldruckers wurde dann die Tintenaufnahmeschicht mit den gleichen R-, B- und G-Tinten wie im Beispiel A oder B in den Matrixmustern für R, B und G coloriert. Die so aufgebrachten Tinten wurden 5 Minuten lang bei 90ºC getrocknet. Die gesamte Oberfläche der Tintenaufnahmeschicht 3 wurde danach zwecks Aushärtung einer Belichtung unterzogen.
Eine photoaushärtbare Harzzusammensetzung, bestehend aus einem Epoxyacrylat und einem photoinduzierten Initiator, wurde zusätzlich durch Schleudern auf die colorierte Tintenaufnahmeschicht 3 aufgetragen, um eine Beschichtungsdicke von 1 um zu erhalten, und sie wurde 30 Minuten lang bei 90ºC vorgebacken, wodurch eine Schutzschicht 6 entstand. Die derart gebildete Schutzschicht 6 wurde insgesamt zwecks Aushärtung belichtet, um ein Farbfilter herzustellen.
Das so erhaltene Farbfilter besaß die gleichen Eigenschaften wie die der Beispiele A und B.
Erfindungsgemäß lassen sich Farbpanelen in einfacher Weise mit einem Tintenstrahlsystem herstellen, indem die oben beschriebenen Farbstoffe in den Tinten verwendet werden. Die den erfindungsgemäßen Farbstoff enthaltenden Tinten erhalten nämlich eine sehr hohe Genauigkeit beim Auftreffen der Tintentröpfchen, und sie erfüllen sämtliche Anforderungen hinsichtlich Transparenz, Zerfließen und Lichtfestigkeit bei den resultierenden Pixeln.
Während die Erfindung anhand dessen erläutert wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, so versteht sich doch, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil: die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Ausgestaltungen abdecken, die im Grundgedanken und Schutzumfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind. Der Umfang der beigefügten Ansprüche entspricht der breitestmöglichen Interpretation in der Weise, daß sämtliche derartigen Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen umfaßt sind.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Farbfilters, ausgebildet mit einer Mehrzahl von gefärbten Pixeln auf einer Basis, in dem Tinten roter, blauer und grüner Farbe mit Hilfe eines Tintenstrahl-Drucksystems auf die Basis aufgebracht werden, wobei die blaue Farbe einen Farbstoff C. I. Direct Blue 199 und einen Farbstoff aus der Gruppe Rot, Magenta und Violett in Kombination aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Farbstoff einer roten, magenta- oder violetten Farbe ausgewählt ist aus der Gruppe C. I. Acid Red 145, 157, 289 und 319 und C. I. Acid Violet 9 und 51.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Konzentration der Farbstoffe in der blauen Tinte von 0,1 bis 15 Gew.-% reicht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die blaue Tinte von 5 bis 50 Gew.-% eines Lösungsmittels enthält, das einen Siedepunkt von 150 bis 250ºC besitzt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die gefärbten Pixel in einer Harzschicht angeordnet sind, die sich auf einer optisch transparenten Basis befindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein die Harzschicht bildendes Material ein Polymer ist, das mindestens wasserlösliche Acrylmonomer-Einheiten enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein die Harzschicht bildendes Material ein wasserlösliches Zellulose-Polymer enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, weiterhin umfassend eine Schutzschicht auf der Harzschicht mit den gefärbten Pixeln.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Schutzschicht eine Harzzusammensetzung aufweist, die in der Lage ist, durch Licht-Exposition und/oder Erwärmung auszuhärten.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Schutzschicht eine anorganische Schicht aufweist, gebildet durch Niederschlagen unter Vakuum oder durch Sputtern.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basis lichtabschirmende Bereiche und lichtdurchlässige Bereiche aufweist und das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(1) Bereitstellen einer Harzschicht, die durch Licht-Exposition aushärtbar ist, woran sich optional ein Erwärmen anschließt, wobei die Harzschicht auf der Basis tintenaufnahmefähig ist;

(2) ein Teil der Harzschicht wird auf den lichtabschirmenden Bereichen einer Licht-Exposition unterzogen, woran sich optional eine Erwärmung anschließt;

(3) auf die nicht exponierten Teile der Harzschicht werden mit Hilfe des Tintenstrahl-Drucksystems Färbemittel aufgebracht; und

(4) die gefärbten Bereiche der Harzschicht werden durch Licht-Exposition ausgehärtet, woran sich optional eine Erwärmung anschließt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Breite der Harzschicht auf den lichtabschirmenden Bereichen, die im Schritt (2) exponiert wurden, schmaler ist als diejenige des lichtabschirmenden Bereichs.

13. Farbfilter mit einer Anordnung von in Rot, Grün und Blau gefärbten Pixeln, bei der in Blau gefärbte Pixel einen Farbstoff C. I. Direct Blue 199 und einen Farbstoff aus der Gruppe rote, magenta- und violette Farbe in Kombination enthalten.

14. Farbfilter nach Anspruch 13, bei dem der Farbstoff einer roten, magenta- oder violetten Farbe ausgewählt ist aus der Gruppe C. I. Acid Red 145, 157, 289 und 319 und C. I. Acid Violet 9 und 51.

15. Farbfilter nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die Pixel in einer Harzschicht angeordnet sind, die auf einer optisch transparenten Basis vorgesehen ist.

16. Farbfilter nach Anspruch 15, bei dem ein die Harzschicht bildendes Material ein Polymer ist, welches mindestens wasserlösliche Acryl-Monomer- Einheiten enthält.

17. Farbfilter nach Anspruch 15, bei dem ein die Harzschicht bildendes Material ein wasserlösliches Zellulose-Polymer aufweist.

18. Farbfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 17, enthaltend eine Schutzschicht auf der Harzschicht mit gefärbten Pixeln.

19. Farbfilter nach Anspruch 18, bei dem die Schutzschicht eine Harzzusammensetzung aufweist.

20. Farbfilter nach Anspruch 18, bei dem die Schutzschicht eine anorganische Schicht aufweist.

21. Farbfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem die Basis Lichtabschirmungsbereiche und lichtdurchlässige Bereiche aufweist, wobei die Harzschicht auf den lichtabschirmenden Bereichen einen gefärbten Teil und einen ungefärbten Teil besitzt.

22. Farbfilter nach Anspruch 21, bei dem die gefärbten Teile an die Lichtabschirmungsbereiche angrenzen.

23. Farbfilter nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Breite des ungefärbten Teils schmaler ist als diejenige des Lichtabschirmungsbereichs.

24. Farbfilter nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem die gefärbten Teile durch Tintenpunkte gebildet werden.

25. Flüssigkristall-Anzeigetafel, umfassend das Farbfilter nach einem der Ansprüche 13 bis 24, eine Tafelbasis, die gegenüber dem Farbfilter angeordnet ist, und eine Flüssigkristallzusammensetzung, die in einem Raum zwischen dem Farbfilter und der Tafelbasis eingeschlossen ist.

26. Informationsprozessor, ausgestattet mit der Flüssigkristall-Anzeigetafel nach Anspruch 25.