專利名稱：濾色片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾色片的制造方法，該濾色片用于液晶顯示裝置和固體攝像裝置。
為了將液晶顯示裝置或固體攝像裝置制成彩色顯示裝置，使用一種將三原色即紅、綠和藍，或黃、品紅和深藍的濾色片結(jié)合起來的方法。有幾種用來制造這些濾色片的方法，最基本的方法是所謂的染色法。該方法包括下面步驟在基板上以鑲嵌形式形成一種透明且可染色的樹脂，用水清洗基板，再進行固著處理，然后再形成一層防染色膜，就完成了一種顏色的形成。將上述過程重復三次以形成一種帶三原色的細微彩色圖案的濾色片。
染色法的特征在于可以自由地形成很細的彩色圖像。但是它包括許多復雜的生產(chǎn)步驟，如光刻步驟、染色步驟、清洗及固著步驟、以及防染色步驟，并且這些步驟的重復次數(shù)取決于樹脂所染色的顏色數(shù)目，況且，由于生產(chǎn)過程中灰塵的粘附還會降低產(chǎn)量。此外，由于著色密度基本上與染色樹脂膜的厚度成正比例，薄膜厚度的改變會產(chǎn)生色彩不均勻從而損壞產(chǎn)品的質(zhì)量。同樣地，根據(jù)染色的順序，由于其它顏色的污染或轉(zhuǎn)變，也會引起色彩不均勻。因此，液晶顯示器生產(chǎn)者非常希望有一種能降低濾色片生產(chǎn)步驟、提高產(chǎn)量并降低成本的方法。
本發(fā)明人進行了許多研究以解決這些問題，最終發(fā)現(xiàn)通過下面的步驟可以制得具有高密度、高精度以及優(yōu)良耐熱性、耐化學侵蝕性、耐光性的彩色圖案的濾色片在基片上形成具有特定染色性的感光樹脂膜，固化上述樹脂膜，通過噴墨方法將預定的染料溶液噴射到固化的感光樹脂膜的預定區(qū)域，形成需要的彩色圖案，由此完成了本發(fā)明。
本發(fā)明涉及(1)一種制造濾色片的方法，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樹脂薄膜，通過能量射線的輻射使薄膜固化，通過噴墨方法將染料溶液噴射到固化的薄膜的預定區(qū)域上，形成需要的彩色圖案。
(a)在將厚度0.6μm的感光樹脂薄膜在室溫下，于分子量為1000或更高的染料的4％水溶液中浸漬15分鐘后，薄膜在染料最大吸收波長下的透光率為5％或更少，或(b)在將厚度0.6μm的感光樹脂薄膜在60℃下，于分子量為1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸漬10分鐘后，薄膜在染料最大吸收波長下的透光率為5％或更少；(2)一種根據(jù)上述第(1)項的制造濾色片的方法，其中上述第(1)項中所述的感光樹脂薄膜是由一種感光樹脂組合物制成的，該組合物包含一種陰離子染料可染色的聚合物和一種感光化合物；(3)一種根據(jù)上述第(2)項的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的聚合物是從一種組合物中獲得的，該組合物含有帶三個氮原子或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體，以及除上述單體以外的親水性單體；(4)一種根據(jù)上述第(2)項的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的聚合物是從一種組合物獲得的，該組合物包括20-70％(重量)的帶三個氮原子或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體，10-60％(重量)的除上述單體以外的親水性單體和10-50％(重量)的疏水性單體。
(5)一種根據(jù)上述第(4)項的制造濾色片的方法，其中帶有三個氮原子或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體和疏水性單體均為(甲基)丙烯酸系單體；(6)一種根據(jù)上述第(3)項或第(4)項的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的單體是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)一種根據(jù)上述第(4)項的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的單體是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，除上述單體以外的親水性單體是甲基丙烯酸2-羥基乙酯，乙烯基吡咯烷酮或二甲基氨基丙烯酰胺，而疏水性單體為甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯；(8)一種根據(jù)上述第(2)項的制造濾色片的方法，其中通過溶解感光樹脂組合物得到的樹脂溶液的水含量為1w/w％或更少；和(9)一種根據(jù)上述第(2)項的制造濾色片的方法，其特征在于，將由單組分組成的染料溶于溶劑中得到的溶液用作染料溶液。
用于制造本發(fā)明濾色片的方法可以通過如下來實施。即將高度可染色的感光性樹脂溶于一種溶劑如甲基溶纖劑中，然后通過一種方法如旋涂法將感光樹脂溶液涂覆在基片上，干燥后將其置于一種能量射線如紫外線的輻照下以固化感光樹脂。在感光樹脂薄膜的固化過程中，薄膜可以通過掩模(mask)暴露在光下以形成預定的圖案，也可將整個表面暴露在光下而固化，這樣就不會形成圖案，或者可以通過一個黑色基體將其背面暴露在光下。當形成圖案時，在有圖案的位置可以形成隔板作為黑色基體。得到的光固化了的薄膜厚度通常約0.3-2μm，優(yōu)選大約為0.3-1.5μm，更優(yōu)選為約0.3-1μm。當使用黑色染料時，薄膜厚度優(yōu)選大一些。如果需要，可將獲得的光固化的薄膜在100°-160℃溫度下加熱處理。雖然熱處理的時間不苛刻，但熱處理進行約15-50分鐘通常是足夠的。熱處理可以通過常規(guī)方法來進行，例如使用加熱板、烘箱等。然后在室溫至70℃下，優(yōu)選在室溫下，通過噴墨方法將預定容量的染料溶液附著在經(jīng)過熱處理或未經(jīng)過熱處理的感光樹脂薄膜上的預定位置。噴墨方法是通過噴嘴噴射小墨滴使油墨附著在薄膜上的方法。通過這種方法實施染色(著色)可以一種接一種地，或者同時形成多種顏色。染色以后，通過使用熱板或烘箱在70°-180℃下加熱和干燥處理3-15分鐘，這樣就得到了濾色片。然后，如果需要，可在單寧酸和吐酒石的水溶液中進行固著處理，也可再進行清洗，以防止染料的溶解。此外，如果需要，可用一層透明保護層涂覆染色薄膜的整個表面，以便保護濾色片層。
本發(fā)明中使用的基片沒有特別限制，只要它為無色、透明的板。可例舉的板有例如玻璃、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯以及聚醚砜?；暮穸葍?yōu)選約0.5-1.5mm。
用于本發(fā)明的高度可染色的感光樹脂優(yōu)選為(a)該感光樹脂具有這樣的染色性在將厚度為0.6μm的感光樹脂薄膜在室溫下、于分子量為1000或者更高的染料的4％水溶液中浸漬15分鐘后，薄膜在染料的最大吸收波長下的透光率為5％或更少，或(b)該感光樹脂具有這樣的染色性在將厚度為0.6μm的感光樹脂薄膜于60℃下，在分子量為1000或更高的染料的0.2％的水溶液中浸漬10分鐘后，薄膜在染料的最大吸收波長下的透光率為5％或更少。分子量為1000或更高的染料包括例如PC綠FOP(Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn))。
至于滿足上面(a)或(b)所述條件的高度可染色的感光樹脂，可以例舉包括陰離子染料可染色的聚合物和感光化合物作為基本組分的樹脂。陰離子染料可染色的聚合物是通過使用陰離子染料可染色的單體和除陰離子染料可染色的單體以外的親水性單體(下文中僅稱為“親水性單體”)作為基本組分來得到的。陰離子染料可染色的聚合物可通過常規(guī)的溶液聚合方法來生產(chǎn)。
這里，陰離子染料可染色的單體是例如分子中有三個氮原子或四個氮原子的單體，它具有使陰離子染料對聚合物產(chǎn)生染色性的性質(zhì)。陰離子染料可染色的單體的特殊實例有(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-羥基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨；和甲基烯酰氧乙基三甲基氯化銨。從穩(wěn)定性等方面來考慮，(甲基)丙烯酰胺類型的單體是優(yōu)選的。更具體地說，考慮對陰離子染料的可染色性，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優(yōu)選的。上述陰離子染料可染色的單體可以單獨使用或以兩種或更多種單體的混合物使用。
親水性單體包括，例如(甲基)丙烯酸羥基(C1-C4)烷基酯如丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基乙酯等；(甲基)丙烯酰胺，它可以連有一個或二個(C1-C4)烷基團，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。這些親水性單體可以單獨使用或以兩種或更多種單體的混合物使用。
陰離子染料可染色的單體和親水性單體的混合比例如下陰離子染料可染色的單體占25-85％(重量)，優(yōu)選30-80％(重量)，而親水性單體為15-75％(重量)，優(yōu)選20-70％(重量)。
至于感光化合物，可以例舉疊氮化合物，包括二疊氮基查耳酮，4，4’-二疊氮基芪-2，2’-二磺酸，4，4’-二疊氮基芪-2，2’-二磺酸鈉，4，4’-二疊氮基芪-2，2’-二嗍(單或雙(C1-C4)烷氧基(C1-C4)烷基)酰胺如4，4’-二疊氮基芪-2，2’-二嗍(雙(甲氧基乙基))酰胺，4，4’-二疊氮基芪-2，2’-二嗍(雙(乙氧基乙基))酰胺等；以及迄今為止眾所周知的帶有兩個或更多官能團的丙烯酸系化合物。這些感光化合物可以單獨使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。當使用疊氮化合物作為感光化合物時，其用量優(yōu)選約2-15％(重量)，特別優(yōu)選的是約3-8％(重量)，用量是基于陰離子染料可染色的聚合物重量而計算的。
除上述陰離子染料可染色的單體和親水性單體以外，優(yōu)選添加具有一個或更多個(甲基)丙烯?；鶊F的化合物，其添加量為每100重量份陰離子染料可染色的聚合物中加入0.1-10重量份，更具體地說，約0.5-6重量份，因為這種添加劑可增加固化速率。帶有一個或更多個(甲基)丙烯酰基團的化合物有，例如，二丙烯酸螺乙二醇酯，[3，9-雙(2-丙烯酰氧基-1，1-二甲基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5，5]十一烷]環(huán)己烷二羥甲基二丙烯酸酯，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，三丙烯酸三羥甲基丙酯，線性酚醛清漆型環(huán)氧丙烯酸酯，雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯，二環(huán)氧丙烯酸亞烷基二醇酯，丙烯酸縮水甘油酯，聚酯型二丙烯酸酯，雙酚A型二丙烯酸酯，尿烷型二丙酸酯，亞甲基二丙烯酰胺，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，三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯，等等。
當使用迄今為止眾所周知的帶兩個或更多個官能團的丙烯酸系化合物作為感光化合物時，其用量優(yōu)選約10-40％(重量)，特別優(yōu)選為15-35％(重量)，是基于陰離子染料可染色的聚合物的重量計算的。在這種情況下，可以同時使用感光劑。
如果陰離子染料可染色的聚合物的光固化的產(chǎn)物強度不夠(該聚合物包括陰離子染料可染色的單體和親水性單體的共聚物，則同時使用疏水性單體作為構(gòu)成聚合物的單體會增加聚合物的強度。這種疏水性的單體包括，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；和對-甲基苯乙烯。陰離子染料可染色的單體，親水性單體和疏水性單體的混合比例如下陰離子染料可染色的單體占20-70％(重量)，優(yōu)選25-60％(重量)；親水性單體占10-60％(重量)，優(yōu)選20-50％(重量)；而疏水性單體占10-50％(重量)，優(yōu)選20-40％(重量)。這樣制備的陰離子染料可染色的聚合物的分子量優(yōu)選為5000-200000，更優(yōu)選約10000-100000。
具有上述組成的感光樹脂組合物通常在用一種有機溶劑等稀釋以后使用。有機溶劑包括，例如，甲基溶纖劑，乙基溶纖劑，異丙氧基溶纖劑，乙二醇單乙醚乙酸酯，二甘醇二甲醚，二甘醇二乙醚，甲乙酮和甲氧基異丙基乙二醇。從涂覆性能等方面考慮，異丙氧基溶纖劑和二甘醇二甲醚是優(yōu)選的。這些有機溶劑可以單獨使用或者以兩種或更多種溶劑的混合物使用。盡管這種有機溶劑在感光樹脂溶液中的含量取決于他們在樹脂溶液中的性質(zhì)，因此不能明確確定，但其含量應優(yōu)選調(diào)節(jié)為使樹脂溶液的粘度適合涂覆于基板的表面。當一種疊氮化合物用作感光化合物時，感光樹脂溶液中的水含量優(yōu)選為1w/w％或更少，以避免疊氮化合物的分解和副反應。至于感光樹脂溶液，可以例舉CFR633DHP和CFR633L1(兩者均為NipponKayaku Co.，Ltd.產(chǎn)品)。
用于噴墨的染料溶液中的染料優(yōu)選為陰離子染料。這種陰離子染料包括，例如，酸性染料，直接染料和活性染料。更具體地說，作為黃色染料，可以例舉C.I.酸性黃3，C.L.酸性黃17，C.L.酸性黃38，C.I.酸性黃40∶1，C.I.酸性黃42，C.I.酸性黃44∶1，C.I.酸性黃49，C.I.酸性黃61，C.I.酸性黃65，C.I.酸性黃67，C.I.酸性黃72，C.I.酸性黃79，C.I.酸性黃110，C.I.酸性黃114，C.I.酸性黃116，C.I.酸性黃117，C.I.酸性黃119，C.I.酸性黃121，C.I.酸性黃127，C.I.酸性黃129，C.I.酸性黃135，C.I.酸性黃141，C.I.酸性黃143，C.I.酸性黃155，C.I.酸性黃158，C.I.酸性黃161，C.I.酸性黃194，C.I.酸性黃204，C.I.酸性黃207，C.I.酸性黃220，C.I.酸性黃232，C.I.酸性黃235，C.I.酸性黃241；C.I.直接黃12，C.I.直接黃86，C.I.直接黃87，C.I.直接黃130和C.I.直接黃142；C.I.活性黃84，C.I.活性黃102等；以及PC黃42P，一種由Nippon Kayaku Co.，Ltd.制造的用于濾色片的染料。作為橙色染料，可以例舉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。
作為紅色染料，可以例舉C.I.酸性紅1，C.I.酸性紅6，C.I.酸性紅9，C.I.酸性紅14，C.I.酸性紅18，C.I.酸性紅35，C.I.酸性紅37，C.I.酸性紅42，C.I.酸性紅50，C.I.酸性紅52，C.I.酸性紅57，C.I.酸性紅73，C.I.酸性紅87，C.I.酸性紅88，C.I.酸性紅89，C.I.酸性紅92，C.I.酸性紅97，C.I.酸性紅106，C.I.酸性紅111，C.I.酸性紅114，C.I.酸性紅118，C.I.酸性紅128，C.I.酸性紅134，C.I.酸性紅138，C.I.酸性紅143，C.I.酸性紅143∶1，C.I.酸性紅145，C.I.酸性紅158，C.I.酸性紅183，C.I.酸性紅186，C.I.酸性紅211，C.I.酸性紅214，C.I.酸性紅215，C.I.酸性紅217，C.I.酸性紅219，C.I.酸性紅225，C.I.酸性紅226，C.I.酸性紅249，C.I.酸性紅254，C.I.酸性紅256，C.I.酸性紅257，C.I.酸性紅259，C.I.酸性紅260，C.I.酸性紅261，C.I.酸性紅263，C.I.酸性紅266，C.I.酸性紅274，C.I.酸性紅276，C.I.酸性紅278，C.I.酸性紅289，C.I.酸性紅299，C.I.酸性紅301，C.I.酸性紅303，C.I.酸性紅307，C.I.酸性紅315，C.I.酸性紅316，C.I.酸性紅317，C.I.酸性紅336，C.I.酸性紅337，C.I.酸性紅341，C.I.酸性紅355，C.I.酸性紅357，C.I.酸性紅359，C.I.酸性紅362，C.I.酸性紅366，C.I.酸性紅383，C.I.酸性紅399，C.I.酸性紅405，C.I.酸性紅407，C.I.酸性紅414，C.I.酸性紅416和C.I.酸性紅426；C.I.直接紅2，C.I.直接紅23，C.I.直接紅24，C.I.直接紅31，C.I.直接紅39，C.I.直接紅54，C.I.直接紅79，C.I.直接紅83∶1，C.I.直接紅89，C.I.直接紅224，C.I.直接紅225，C.I.直接紅226，C.I.直接紅227，C.I.直接紅242和C.I.直接紅243；C.I.活性紅5，，C.I.活性紅8，C.I.活性紅43等；以及PC紅21P，PC紅136P，PC紅137P和PC品紅10P，這兒種都是由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料。至于紅紫色染料，可以例舉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。
至于藍色染料，可以例舉C.I.酸性藍7，C.I.酸性藍9，C.I.酸性藍15，C.I.酸性藍22，C.I.酸性藍23，C.I.酸性藍25，C.I.酸性藍40，C.I.酸性藍45，C.I.酸性藍47，C.I.酸性藍59，C.I.酸性藍61∶1，C.I.酸性藍62，C.I.酸性藍78，C.I.酸性藍80，C.I.酸性藍83，C.I.酸性藍90，C.I.酸性藍104，C.I.酸性藍109，C.I.酸性藍112，C.I.酸性藍127，C.I.酸性藍127∶1，C.I.酸性藍129，C.I.酸性藍138，C.I.酸性藍140，C.I.酸性藍203，C.I.酸性藍204，C.I.酸性藍207，C.I.酸性藍227，C.I.酸性藍228，C.I.酸性藍232，C.I.酸性藍247，C.I.酸性藍260，C.I.酸性藍264，C.I.酸性藍277，C.I.酸性藍278，C.I.酸性藍280，C.I.酸性藍283，C.I.酸性藍290，C.I.酸性藍333以入C.I.酸性藍343；C.I.直接藍106，C.I.直接藍108等；以及由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料PC藍43P和PC深藍2P。至于綠色染料，可以列舉C.I.酸性綠3，C.I.酸性綠5，C.I.酸性綠22，C.I.酸性綠25，C.I.酸性綠27，C.I.酸性綠28，C.I.酸性綠41等，以及由Nip-pon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料PC綠FOP和PC綠100P。
至少黑色染料，可以例舉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。
這些染料中，優(yōu)選的是酸性染料和用于濾色片的染料。染料可以單獨使用或以油墨形式的混合物使用。如果混合物容易引起顏色不均勻，優(yōu)選使用由單組分單獨組成的染料。至于用于制備油墨的溶劑，可以使用水或可與水混溶的有機溶劑的水溶液。有機溶劑包括甲醇，乙醇，丁醇，甲基溶纖劑，乙基溶纖劑，乙二醇，二甘醇，二甘醇單甲醚，二甘醇單乙醚，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮等。染料在油墨中的濃度優(yōu)選為0.5-20％，特別優(yōu)選的是3-10％。如果需要，可以將染料溶液先通過一個膜過濾器過濾以后再使用。
下面通過參比實施例和實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明。參比實施例本發(fā)明使用的可染色的、感光樹脂溶液的制備3-(N，N-二甲氨基)丙基丙烯酰胺 38份甲基丙烯酸2-羥乙酯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份根據(jù)上述配方，用常規(guī)的溶液聚合方法將單體聚合，并倒入大量的異丙基醚中以沉淀聚合物，然后將聚合物(平均分子量90000)取出并干燥，直到水含量變成1w/w％或更少。
將100份干燥的聚合物與2份4，4’-二疊氮基查耳酮，6份4，4’-二疊氮基芪-2，2’-嗍(雙(乙氧基乙基)酰胺，2份硅烷偶聯(lián)劑KBM603(shin-Etsu chemical Co.，Ltd.)，450份異丙氧基溶纖劑和450份二甘醇二甲醚混合而稀釋，得到一種可染色的感光樹脂溶液，它的水含量為1w/w％或更少。
實施例1將0.05份硅烷偶聯(lián)劑KBM603(Shin-Etsu chemical Co.，Ltd.制造)和100份可染色的、感光樹脂組合物類型的樹脂溶液CFR633DHP混合，這種樹脂溶液由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)，是將由一種陰離子染料可染色的單體、一種親水性單體和一種疏水性單體和一種疊氮化合物共聚得到的陰離子染料可染色的聚合物溶于一種溶劑而得到的。通過旋涂工藝將得到的混合物涂覆在一塊玻璃板上，在110℃下干燥3分鐘，然后通過一個β輸送機型的紫外輻射器來固化涂層，紫外光以輻照劑量為150mJ/cm2來輻射整個表面。固化后薄膜的厚度為0.6μm。用上述(a)中所述方法，使用FC綠FOP(一種分子量為1000或更高的染料)對固化后的薄膜進行染色，固化后的薄膜在染料的最大吸收波長(660nm)時的透光率為0.2％或更小。
將形成有這種要染色的薄膜的玻璃基板裝在噴墨打印機中用光學方法精確定位的位置上。使PC藍43P(一種由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料)的4％水溶液通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液用噴墨技術(shù)噴射，由此使染料附著在要染色的薄膜上希望被染成藍色的區(qū)域。然后，使PC綠FOP(一種由NipponKayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾光片的染料)的4％水溶液通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液通過噴墨技術(shù)噴射到染色薄膜上，由此將染料附著在染色薄膜上希望染成綠色的區(qū)域。最后，將PC紅21P(一種由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾光片的染料)在甲基溶纖劑水溶液中的4％溶液通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液通過噴墨技術(shù)噴射到染色薄膜上，由此將染料附著在染色薄膜上希望染成紅色的區(qū)域。染色薄膜在加熱至150℃的加熱板上加熱干燥10分鐘。然后，進行下面的染料固著處理將染色的玻璃等板浸入由3g單寧酸、1g吐灑石和3g醋酸溶于1升水中形成的溶液中，在70℃下處理7分鐘。然后用水清洗染色的玻璃基片，并在130℃下干燥10分鐘，獲得了三色紅·綠·藍(R·G·B)濾色片。三色紅·綠·藍濾色片具有長和寬均約為150μm的圖案，在質(zhì)量上與用所謂的浸染法(dip dyeing method)生產(chǎn)的常規(guī)濾色片相同。實施例2將0.05份硅烷偶聯(lián)劑KBM603(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造)和100份可染色的、感光樹脂組合物類型的樹脂溶液CFR633L1混合，這種樹脂溶液由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)，是通過將一種陰離子染料可染色的聚合物溶于一種溶劑而得到，這種聚合物是由一種陰離子染料可染色的單體、一種親水性單體和一種疏水性單體、一種疊氮化合物、和一種除陰離子染料可染色的單體與親水性單體以外的帶有一個或多個(甲基)丙烯?；鶊F的化合物共聚而制得的。通過旋涂工藝將上述混合物涂覆在玻璃基片上(該玻璃基片上帶有由其中分散有顏料的樹脂制成的黑色條紋)，在110 ℃下干燥3分鐘，然后將玻璃面的整個表面暴露在光下使樹脂化。然后，將玻璃基片浸入2％的水相四甲基氫氧化銨中以進行顯影，用水清洗之后，在150℃下干燥20分鐘，得到在基片上帶黑色條紋的高度可染色的樹脂膜。這種固化了的薄膜厚度為0.6μm。當通過上述(b)中所述方法，使用PC綠FOP(一種分子量為1000或更高的染料)對固化的薄膜染色時，固化的薄膜在染料的最大吸收波長處(660nm)的透光率為0.4％或更低。
將玻璃基片裝入噴墨打印機。將PC品紅41P(一種由NipponKayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料)的2％水溶液通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液通過噴墨方法噴射，由此使染料附著在要染色的薄膜上希望染成品紅色的區(qū)域。然后，將PC黃42P(一種由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料)通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液通過噴墨方法噴射到染色薄膜上，由此使染料附著在染色薄膜上希望染成黃色的區(qū)域。最后，將PC深藍2P(一種由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料)通過0.20μm的膜過濾器，并作為染料溶液通過噴墨方法噴射到染色薄膜上，由此使染料附著在希望染成深藍色的區(qū)域。然后，與實施例1相同的方式進行加熱干燥和染料固著處理，得到三色Y.M.C(黃·品紅·深藍)濾色片。實施例3將0.05份硅烷偶聯(lián)劑KBM603(由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd生產(chǎn))與100份CFR633 L1(由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn))混合。使用旋涂器將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分鐘，通過一個掩模暴露在光下，然后顯影形成條形圖案線寬20μm，線間距120μm。將這樣得到的帶條形圖案的玻璃基片裝入噴墨打印機中準確定位的位置。將PC黑181P(-一種Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn)的用于濾色片的染料)在水相乙基溶纖劑溶液的4％溶液通過0.2μm的膜過濾器，作為染料溶液通過一種噴墨方法噴射，將條形圖案染成黑色。將基片在150℃下干燥10分鐘，再浸入由3g單寧酸，1g吐酒石和3g醋酸溶于1升水中形成的溶液中進行固著處理，然后干燥。接著，將CFR633 L1涂覆在帶黑色條紋的基片上，并進行與實施例2所述相同的步驟，得到濾色片。
根據(jù)本發(fā)明，在常規(guī)染色法中進行的飾圖、染色和固著處理不需要每步都進行3次，這明顯簡化了工藝。此外，以前在顯影步驟和染色步驟中由于附著灰塵而引起的產(chǎn)量下降也變得很輕微了。利用噴墨技術(shù)將染料溶液噴射到的區(qū)域很容易得到控制，并且噴射區(qū)域的精度足夠高，以滿足用戶需要。本發(fā)明中所用的高度可染色的、感光樹脂薄膜對染料的親和性很高，顏色很少在薄膜上流動。因此，可以獲得具有高密度和高精確度的圖案的濾色片。此外，通過本發(fā)明的方法可獲得耐熱性、耐化學侵蝕性，耐光性和顏色特性都好的濾色片。
權(quán)利要求
1.一種制造濾色片的方法，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樹脂薄膜，用能量射線輻射使薄膜固化，然后用噴墨技術(shù)將染料溶液噴射到固化了的薄膜上的指定區(qū)域并形成需要的彩色圖案(a)在將厚度0.6μm的感光樹脂薄膜在室溫下，于分子量為1000或更高的染料的4％水溶液中浸漬15分鐘后，薄膜在染料最大吸收波長下的透光率為5％或更低，或(b)在將厚度0.6μm的感光樹脂薄膜在60℃下，于分子量為1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸漬10分鐘后，薄膜在染料的最大吸收波長下的透光率為5％或更低。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的制造濾色片的方法，其中所說的感光樹脂薄膜是由一種感光樹脂組合物制成的，該組合物含一種陰離子染料可染色的聚合物和一種感光化合物。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2的制造濾色片的方法，其中所說的陰離子染料可染色的聚合物是從一種組合物得到的聚合物，該組合物包含一種帶有三個氮或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體，和一種除上述單體以外的親水性單體。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求2的制造濾色片的方法，其中所述的陰離子染料可染色的聚合物是從一種組合物獲得的聚合物，該組合物包括20-70％(重量)的帶三個氮原子或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體，10-60％(重量)的除上述單體以外的親水性單體，和10-50％(重量)的疏水性單體。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求4的制造濾色片的方法，其中帶三個氮原子或四個氮原子的陰離子染料可染色的單體和疏水性單體都是(甲基)丙烯酸系單體。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求3或4的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的單體是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。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求4的制造濾色片的方法，其中陰離子染料可染色的單體是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，除上述單體以外的親水性單體是甲基丙烯酸2-羥乙酯，乙烯基吡咯烷酮或二甲氨基丙烯酰胺，而疏水性單體是甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求2的制造濾色片的方法，其中通過溶解感光樹脂組合物得到的樹脂溶液中的水含量為1w/w％或更小。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1的制造濾色片的方法，其特征在于，將由單組分組成的染料溶于一種溶劑中得到的溶液用作染料溶液。
全文摘要
一種制造濾色片的方法，包括如下步驟在基片上形成感光樹脂薄膜，它具有下面的染色性將0.6μm厚的感光樹脂薄膜在室溫下，于分子量為1000或更高的染料的4％水溶液中浸漬15分鐘后，薄膜在染料最大吸收波長下的透光率為5％或更??；或者在將0.6μm厚的感光樹脂薄膜在60℃下，于分子量為1000或更高的染料的0.2％水溶液中浸漬10分鐘后，薄膜在染料最大吸收波長下的透光率為5％或更?。挥媚芰可渚€輻射薄膜使其固化；然后利用噴墨技術(shù)將染料溶液噴射到固化了的薄膜上的預定區(qū)域，形成需要的彩色圖案。
文檔編號G02B5/22GK1112376SQ94190500
公開日1995年11月22日 申請日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月15日
發(fā)明者松永代作, 澤木健二, 齊木由文, 梅田真理子 申請人:日本化藥株式會社