濾色片用噴墨墨液組合物、濾色片、濾色片的製造方法以及液晶顯示裝置的製作方法

2023-05-05 04:16:21

專利名稱：濾色片用噴墨墨液組合物、濾色片、濾色片的製造方法以及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於形成像素部之類的規定圖案的固化層的濾色片用噴墨墨液組合物、濾色片、使用了上述噴墨墨液組合物的濾色片的製造方法、以及、使用了上述濾色片或通過上述方法製造的濾色片的液晶顯示裝置。
背景技術：
近年來，伴隨著個人電腦的發展，特別是手提個人電腦的發展，對液晶顯示裝置， 特別是彩色液晶顯示裝置的需要日趨增加。但是，從這種彩色液晶顯示裝置的價格高來看， 對成本降低的要求正在提高，特別是對佔成本比重大的濾色片的成本降低的要求高。利用圖KA)以及圖I(B)說明液晶顯示裝置中所用的濾色片構造的代表例。一般的彩色液晶顯示裝置(101)如圖I(A)所示，其構造是將濾色片1與TFT基板等的電極基板2對置形成1 10 μ m左右的間隙部3，向該間隙部3內填入液晶化合物L，用密封材料4將其周圍密封。濾色片1的構造是在透明基板5上，從離透明基板近的一側依次層疊為使像素間的邊界部遮光而形成為規定圖案的遮光部6、為形成各種像素而將多種顏色(一般指R(紅)、G(綠)、B(藍)這3種原色)按規定順序排列的像素部7、保護膜8 和透明膜電極9。另外，在濾色片1以及與之對置的電極基板2的內面側設置有取向膜10。 進而，在間隙部3中，為使濾色片1與電極基板2之間維持一定且均勻的元件間隙，設置了間隔件。作為間隔件，分散具有一定粒徑的微粒11，或者，如圖I(B)所示將具有對應於元件間隙的高度的柱狀間隔件12形成在濾色片內側的與形成有遮光部6的位置相互重疊的區域。並且，可通過控制各個著色為各色的像素或者位於濾色片背後的液晶層的透光率來得到彩色圖像。作為目前使用的濾色片的製造方法有顏料分散法。該方法首先將顏料分散在基板上形成感光性樹脂層，並通過將其圖案化得到單色圖案。再通過反覆進行3次上述工序，形成R、G以及B的濾色片層。但是，該方法由於為進行R、G及B這3種顏色的著色，需要反覆進行3次同一工序，因此存在成本高以及反覆進行同一工序導致成品率降低的問題。作為解決這些問題的濾色片的製造方法，專利文獻1中記載有將含有熱固性樹脂的著色墨液以噴墨方式噴塗在基板上，通過加熱形成著色層(像素部)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平9-21910號公報

發明內容
為了以噴墨方式使墨液按照正確的圖案噴塗而形成像素，要求噴墨墨液具有從噴頭噴出的噴出性，甚至噴出時的直線前進性、穩定性。另外，通過以噴墨方式在基板上噴塗、 加熱而形成著色層(像素部)時，與使均勻形成的感光性樹脂層圖案化的情況不同，具有膜厚不均勻的特徵，在實現特定顏色的同時，要求亮度高且對比度高地形成良好的像素形狀。另外，近幾年，液晶顯示裝置的高對比度化要求增加，為了滿足這種要求，就要求顏料的微細化。因此，在濾色片用噴墨墨液組合物中的顏料表面積增大，為使顏料分散均勻而有必要增加所需要的顏料分散劑的添加量。通過增加顏料分散劑的添加量，可以保證顏料的均勻分散性，但是，由此產生了耐熱性變差，亮度降低這樣的問題。進而，若將顏料細微化，則存在比現有的墨液粘度升高的問題。若墨液的粘度升高，則由於會產生噴墨墨液的噴出不良，因此有必要降低墨液中的固體成分。但是，若將墨液中的固體成分降低，則為著色成所期望的顏色而有必要將單位面積中的墨液盛裝量(墨液堆積量)增大，但是墨液盛裝量一旦增大，則有可能會使在設置在基板上的墨液層形成部位堆積的墨液膜破裂，向周圍溢出，混合。本發明是鑑於上述實際狀況完成的，其第一個目的是提供一種濾色片用噴墨墨液組合物，其當從頭部噴墨時直線前進性和穩定性出色，有可能減少墨液盛裝量並抑制來自墨液層形成部位的破裂，並且通過噴墨方式噴塗在基板上而提供具有良好形狀且良好成膜性的固化層。而且，本發明的第二個目的在於提供一種生產率高的濾色片，其具有具有特定的顏色且亮度以及對比度良好的像素。而且，本發明的第三個目的在於提供一種使用了實現上述目的的墨液組合物的、 生產率高的濾色片的製造方法。而且，本發明的第四個目的在於提供一種使用了實現上述目的的濾色片的、可靠性高的液晶顯示裝置。本發明的濾色片用噴墨墨液組合物包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、(C)熱固性粘合劑以及(D)有機溶劑，上述C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％。根據本發明，通過包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23且上述 C. I.顏料紫23在全部顏料中含有8 30重量％的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、(C)熱固性粘合劑以及(D)有機溶劑，提供一種當從頭部噴墨時直線前進性和穩定性出色，有可能減少墨液盛裝量並抑制來自墨液層形成部位的破裂，並且通過噴墨方式噴塗在基板上而提供具有良好形狀且良好成膜性的固化層的濾色片用噴墨墨液組合物。在本發明的濾色片用噴墨墨液組合物中，從使固化層的耐熱性等膜物性良好的方面考慮，優選當以膜厚1. 9 μ m成膜且C光源下的y值為0. 105時的、墨液組合物的固體成分中的(B)顏料分散劑的含量為5 20重量％。在本發明的濾色片用噴墨墨液組合物中，從自頭部噴墨時的直線前進性、穩定性出色，有可能減少墨液盛裝量並抑制來自墨液層形成部位的破裂的方面考慮，優選當以膜厚1. 9 μ m成膜且C光源下的y值為0. 105時的、(A)顏料與除顏料以外的固體成分的配合重量比(顏料/除顏料以外的固體成分)為0. 1 0. 4。在本發明的濾色片用噴墨墨液組合物中，當用作能夠直接從噴頭噴出的墨液時，從自頭部噴墨時的直線前進性、穩定性出色的方面考慮，優選23°C時的粘度為5 IlmPa · S。在本發明的濾色片用噴墨墨液組合物中，從提高對比度方面考慮，優選(A)顏料的平均分散粒徑為10 lOOnm。在本發明的濾色片用噴墨墨液組合物中，從能夠將顏料/除顏料以外的固體成分的比值設定得低的方面考慮，優選在當墨液均勻成膜且C光源下的y值為0. 105時、將橫軸X設為膜厚、將縱軸Y設為顏料和除顏料以外的固體成分的配合重量比的情況下，在Y = aX"b 的關係中，0. 40 < a < 0. 64 以及-1. 27 < b < -1. 20。本發明的濾色片的特徵在於，至少具備透明基板和設置於該透明基板上的像素，該像素的厚度在該像素的區域內不均勻，而且，該像素中的至少一個是包含(A)含有 C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、 和(C』 )固化樹脂的藍色像素，在上述藍色像素中，C. I.顏料紫23相對於全部(A)顏料的
含量為8 30重量％。本發明的濾色片通過使像素的厚度在該像素的區域內不均勻，而且，使該像素中的至少一個包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、和(C』)固化樹脂的藍色像素，且使在上述藍色像素中C. I.顏料紫23相對於全部(A)顏料的含量為8 30重量％，能夠作成具備具有特定顏色且亮度以及對比度良好的像素的、生產率高的濾色片。在本發明的濾色片中，從藍色像素的耐熱性等膜物性良好的方面考慮，優選在上述藍色像素中，當膜厚為2. O μ m且C光源下的y值為0. 105時的、(B)顏料分散劑的含量
為5 20重量％。在本發明的濾色片中，從防止來自墨液層形成部位的破裂而抑制混色的方面考慮，優選在上述藍色像素中，當膜厚為2. O μ m且C光源下的y值為0. 105時的、(A)顏料與除顏料以外的固體成分的配合重量比(顏料/除顏料以外的固體成分)為0. 1 0. 4。在本發明的濾色片中，從提高對比度方面考慮，優選在上述藍色像素中的(A)顏料的平均分散粒徑為10 lOOnm。本發明提供一種濾色片的製造方法，其特徵在於，包含根據噴墨方式使上述本發明的濾色片用噴墨墨液組合物選擇性地附著而形成墨液層的工序、和使上述墨液層固化而形成像素的工序。另外，本發明提供一種液晶顯示裝置，其是使顯示側基板與液晶驅動側基板對置， 並在兩者之間封入液晶形成的，上述顯示側基板是根據上述本發明的濾色片或上述本發明的濾色片的製造方法製造出的濾色片。根據本發明，能夠得到當從頭部噴墨時直線前進性和穩定性出色，有可能減少墨液盛裝量並抑制來自墨液層形成部位的破裂，並且固化層的耐熱性等膜物性出色的濾色片用噴墨墨液組合物。另外，若使用本發明的濾色片用噴墨墨液組合物，則可以使通過噴墨方式形成的像素的形狀良好。另外，本發明的濾色片是具備具有特定顏色且亮度以及對比度良好的像素的、能夠實現成本的降低及成品率的提高的生產率高的濾色片。另外，根據本發明的濾色片的製造方法，墨液組合物的噴出方向或噴出量的穩定性出色，能夠正確形成精細的像素。得到的像素實現所期望的色度的同時，具有良好的耐熱性、密接性、耐溶劑性等膜物性。另外，由於是使用噴墨方式的製造方法，因此能夠實現成本的降低及成品率的提高。
另外，本發明由於使用上述濾色片或者利用濾色片的製造方法製造出的濾色片， 因此能夠提供高品質且高生產率的液晶顯示裝置。


圖1 (A)是關於液晶面板的一實例的模式剖面圖。圖1 (B)是關於液晶面板的另一實例的模式剖面圖。圖2是表示本發明的濾色片的一實例的模式縱剖面圖。圖3(A)是本發明的濾色片的像素的一實例的模式縱剖面圖。圖3(B)是本發明的濾色片的像素的一實例的模式縱剖面圖。圖4(A) 圖4(E)是說明使用本發明的噴墨墨液製造濾色片的方法的一實例的圖。圖5(A) 圖5(C)是表示使用噴墨墨液在所區分的像素形成部內形成像素實例的照片。圖6是表示在當C光源下的y值為0. 105時、將橫軸X設為膜厚、將縱軸Y設為顏料和除顏料以外的固體成分的配合重量比(Ρ/ν)的情況下的Y = aX~b的關係的實例的圖。
具體實施例方式下面，詳細地說明本發明。1.濾色片用噴墨墨液本發明的濾色片用噴墨墨液組合物包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、(C)熱固性粘合劑以及(D)有機溶劑，上述C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％。本發明在㈧含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料中，如上所述， C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％，與以往相比含有更多的 C. I.顏料紫23。如上所述，通過將C. I.顏料紫23設定為特定量，可以得到目標色度(y = 0. 075 0. 122)的同時，可以降低固體成分中的顏料總量。在可以降低顏料總量的情況下， 也可以減少顏料分散劑的量。其結果，伴隨著顏料分散劑的添加量的增加對膜物性的不良影響消失，存在使像素的耐熱性良好的優點。若耐熱性良好，則例如可以抑制在濾色片的製造工序中的、例如在以240°C加熱40分鐘這樣的後烘培工序後像素變色或亮度及對比度降低。另外，在可以減少顏料總量的情況下，有可能導致墨液組合物粘度降低且墨液中的固體成分增多。其結果，由於可以為了著色為所期望的顏色而降低單位面積的墨液盛裝量(墨液堆積量)，因此抑制在設置在基板上的墨液層形成部位堆積的墨液膜的破裂及向周圍的溢出，不會有混色的顧慮。另外，在本發明中，在(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料中組合使用(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑。在這種情況下，具有噴墨墨液組合物的粘度的穩定性良好，而且，很難在噴墨頭的噴嘴前端引起粘度的迅速提高或堵塞現象的優點。進一步，具有通過噴墨方式容易使附著並固化的像素的膜厚分布範圍窄，形成良好的像素形狀這樣的優點。若像素膜厚分布的範圍窄且像素形狀良好，則在實現特定的顏色時，有可能提高亮度以及對比度。下面，對本發明的噴墨墨液組合物所使用的成分進行說明。(㈧顏料)本發明的噴墨墨液組合物的特徵在於，作為顏料至少含有C. I.顏料藍15:6以及 C. I.顏料紫23，上述C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％。從所要求的顏色特性，具體而言，特別是從用C光源測定塗膜的顏色時在CIE的XYZ表色系中χ 坐標滿足0. 133 ^x^ 0. 145,y坐標滿足0. 075 ^ y ^ 0. 122的方面考慮，或者，從顏料分散性以及顏料分散穩定性方面考慮，上述C. I.顏料紫23優選相對於全部上述顏料的含量為30重量％以下，進一步優選相對於全部上述顏料的含量為13重量％以下。作為本發明的噴墨墨液中的顏料，雖然可以僅僅由上述兩種顏料構成，但是只要不損害本發明效果，也可以適當地使用其他顏料。作為其他顏料，可以從有機著色劑以及無機著色劑中任意選擇使用。作為有機著色劑，可以使用例如染料、有機顏料、天然色素等。另外，作為無機著色劑，可以使用例如 無機顏料、填充顏料等。其中，由於有機顏料顯色性高，耐熱性也高，因此優選使用。作為有機顏料，例如可以舉出色指數(C. I. ；The Society of Dyers and Colourists發行)中以顏料(Pigment)分類的化合物，具體而言，例如有帶有色指數(C. I.)編號的顏料。例如可以舉出，C. I.顏料藍15:1、C. I.顏料藍15:2、C. I.顏料藍15:3、C. I.顏料藍15:4、C. I.顏料藍15:5、C. I.顏料藍16、C. I.顏料藍17:1等藍色系顏料；C. I.顏料紫1、C. I.顏料紫 19、C. I.顏料紫29、C. I.顏料紫32、C. I.顏料紫36、C. I.顏料紫37、C. I.顏料紫38等紫色系顏料；進一步還有黃色系顏料；紅色系顏料；綠色系顏料等。另外，作為上述無機顏料或者填充顏料的具體例，可以舉出氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋅、硫酸鉛、黃色鉛、鋅黃、氧化鐵紅(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、昂伯(C. I.顏料棕 7)等。本發明中，其他顏料可以單獨使用也可以混合兩種以上使用。在噴墨墨液中，通常相對於噴墨墨液的全部固體成分，以1 60重量％配合顏料。 在本發明中，優選以1 35重量％的比例配合。在本發明中，作為顏料至少含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23，上述C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％，由此顏料自身的著色力高，因此為得到目標色度(例如，y = 0.075 0. 122)而可以減少固體成分中的顏料的總量。作為本發明所使用的顏料的平均粒徑，在作為濾色片的像素部的情況下，沒有特別的限定，只要可以產生所期望的顏色即可，優選在10 IOOnm的範圍內，更加優選在 30 60nm的範圍內。通過使該顏料的平均粒徑在上述範圍內，可以使利用本發明的濾色片用噴墨墨液組合物製成的液晶顯示裝置成為高對比度且高品質的產品。需要說明的是，上述顏料的平均粒徑是通過動態光散射法測定的，可以用雷射光散射粒度分布計(例如，日機裝公司製造，MICROTRAC UPA M0DEL9230)在23°C下測定。另外，此處的平均粒徑為體積基準中值徑。另外，在本發明的噴墨墨液組合物中，從兼顧墨液的噴出性能、防止墨液的破裂以及所得膜的膜物性方面考慮，優選使用旋塗法等方法，在以膜厚1. 9 μ m均勻成膜且C光源下的y值為0. 105時，上述顏料(P)與除顏料以外的固體成分(V)的配合重量比(P/V)為
80. 1 0.4，其中優選為0. 15 0.3。還有，上述噴墨墨液組合物中的膜厚1.9 μ m是指例如通過旋塗等形成的均勻膜厚的平均厚度為1. 9 μ m。若P/V比過低，則為了得到充分的著色力而必須增多在像素形成區域附著的墨液的液滴量，因此會引起墨液從像素形成區域破裂等問題。另一方面，若ρ/ν比過高，則會引起在噴頭出現堵塞或飛行偏轉等噴出性能降低，或膜表面裂開等問題。在本發明中，作為顏料至少含有C.I.顏料藍15:6以及C.I.顏料紫23，上述 C. I.顏料紫23相對於全部上述顏料的含量為8 30重量％，由此顏料自身的著色力高，因此在噴墨墨液中可以使上述P/V比減少。通過使P/V比減少，噴墨墨液的粘度下降，因此有可能提高噴墨墨液的固體成分濃度。其結果，能夠實現可噴出墨液、噴出穩定性高的粘度， 同時由於可以使墨液的盛裝量降低，因此有可能抑制來自墨液層形成部位的破裂。而且，用於使配合比例特定化的墨液組合物的固體成分包括除去溶劑後的全部成分，而且固體成分中也包含液體粘合劑成分等。((B)顏料分散劑)對於顏料分散劑而言，為了使顏料良好的分散而配合在墨液中。本發明所使用的顏料分散劑是含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑。在作為顏料分散劑使用聚烯丙基胺衍生物的情況下，具有噴墨墨液組合物的粘度穩定性變好，而且，很難在噴墨頭的噴嘴前端引起粘度迅速提高或堵塞這樣的優點。進一步，具有通過噴墨方式容易使附著並固化的像素的膜厚分布的範圍窄，形成良好的像素形狀這樣的優點。若像素的膜厚分布的範圍窄且像素形狀良好，則在實現特定的顏色時，可以提高亮度以及對比度。本發明的顏料分散劑所使用的聚烯丙基胺衍生物，優選下述通式(I )所示的聚烯丙基胺衍生物，例如是使聚烯丙基胺與選自含有游離的羧基的聚酯、聚醯胺或者酯與醯胺的共縮合物(聚酯醯胺)這三種化合物中的一種以上化合物進行反應而得到的。[化1]
X—(-CH2—CH-^-Y
CH2(I)
R1(式中，X與Y分別獨立地表示氫、聚合引發劑殘基或鏈轉移催化劑殘基中的任一種，R1表示游離的氨基、下述通式(II )或(III)所示的基團，η表示2 1，000的整數。其中，η個R1中，至少一個表示通式(III)所示的基團。)[化2]
NH3+~OCOR2(II)NHCOR2(III)(式中，R2表示從含有游離羧酸的聚酯、含有游離羧酸的聚醯胺或者含有游離羧酸的聚酯醯胺中的任一種物質中除去羧基得到的殘基。)本發明所使用的聚烯丙基胺衍生物更具體地說，例如可以將聚合度2 1，000的
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權利要求
1.一種濾色片用噴墨墨液組合物，其中，包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、(C)熱固性粘合劑以及(D)有機溶劑，所述C. I.顏料紫23相對於全部所述顏料的含量為8 30重量％。
2.根據權利要求1所述的濾色片用噴墨墨液組合物，其中，當以膜厚1. 9 μ m成膜且C光源下的y值為0. 105時的、墨液組合物的固體成分中的 (B)顏料分散劑的含量為5 20重量％。
3.根據權利要求1或2所述的濾色片用噴墨墨液組合物，其中，當以膜厚1. 9 μ m成膜且C光源下的y值為0. 105時的、(A)顏料與除顏料以外的固體成分的配合重量比即顏料/除顏料以外的固體成分為0. 1 0. 4。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的濾色片用噴墨墨液組合物，其中，23°C時的粘度為5 IlmPa · S。
5.根據權利要求1 4中任一項所述的濾色片用噴墨墨液組合物，其中，(A)顏料的平均分散粒徑為10 lOOnm。
6.根據權利要求1 5中任一項所述的濾色片用噴墨墨液組合物，其中，在當墨液均勻成膜且C光源下的y值為0. 105時、將橫軸X設為膜厚、將縱軸Y設為顏料和除顏料以外的固體成分的配合重量比的情況下，在Y = aX"b的關係中，0. 40 < a < 0. 64 以及-1. 27 < b < -1. 20。
7.一種濾色片，其特徵在於，至少具備透明基板和設置於該透明基板上的像素，所述像素的厚度在該像素的區域內不均勻，而且，該像素中的至少一個是包含(A)含有C. I.顏料藍15:6以及C. I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑和(C』 )固化樹脂的藍色像素，在所述藍色像素中，C. I.顏料紫23相對於全部㈧顏料的含量為8 30重量％。
8.根據權利要求7所述的濾色片，其中，在所述藍色像素中，當膜厚為2. 0 μ m且C光源下的y值為0. 105時的、(B)顏料分散劑的含量為5 20重量％。
9.根據權利要求7或8所述的濾色片，其中，在所述藍色像素中，當膜厚為2. 0 μ m且C光源下的y值為0. 105時的、(A)顏料與除顏料以外的固體成分的配合重量比即顏料/除顏料以外的固體成分為0. 1 0. 4。
10.根據權利要求7 9中任一項所述的濾色片，其中，在所述藍色像素中，顏料的平均分散粒徑為10 lOOnm。
11.一種濾色片的製造方法，其特徵在於，包含根據噴墨方式選擇性地使權利要求1 6中任一項所述的濾色片用噴墨墨液組合物附著而形成墨液層的工序；和使所述墨液層固化而形成像素的工序。
12.一種液晶顯示裝置，其特徵在於，所述液晶顯示裝置是使顯示側基板與液晶驅動側基板對置，並在兩者之間封入液晶而形成的，所述顯示側基板是權利要求7 10中任一項所述的濾色片或通過權利要求11所述的濾色片的製造方法製造的濾色片。
全文摘要
本發明提供一種濾色片用噴墨墨液組合物、使用該墨液組合物的濾色片、濾色片的製造方法、液晶顯示裝置，所述濾色片用噴墨墨液組合物當從頭部噴墨時直線前進性、穩定性出色，有可能減少墨液盛裝量並抑制來自墨液層形成部位的破裂，並且通過噴墨方式噴塗在基板上而提供具有良好形狀且良好的膜物性的固化層。本發明的濾色片用噴墨墨液組合物包含(A)含有C.I.顏料藍15:6以及C.I.顏料紫23的顏料、(B)含有聚烯丙基胺衍生物的顏料分散劑、(C)熱固性粘合劑以及(D)有機溶劑，所述C.I.顏料紫23相對於全部所述顏料的含量為8～30重量％。
文檔編號G02B5/22GK102165338SQ20098013848
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月25日 優先權日2008年9月30日
發明者手塚正人, 河原真紀子, 藤田玲美, 西田知則 申請人:大日本印刷株式會社