專利名稱：濾色器和設(shè)有濾色器的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面內(nèi)切換模式(in-plane switching mode)液晶裝置中采用的濾色器以及設(shè)有所述濾色器的平面內(nèi)切換模式液晶裝置。具體而言，本發(fā)明涉及一種濾色器，其中，構(gòu)成像素的彩色層的電特性不會對液晶的切換特性造成不利影響，并且有可能在無需在像素上設(shè)置保護層的情況下確保高可靠性，此外還涉及設(shè)有這樣的濾色器的平面內(nèi)切換模式液晶裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，彩色液晶顯示裝置正在迅猛發(fā)展，尤其是作為計算機終端顯示裝置或電視圖像顯示裝置。濾色器是使液晶顯示裝置顯示彩色圖像的不可缺少的重要部件。近年來，對于提高彩色液晶顯示裝置所顯示的圖像質(zhì)量存在強勁需求。為了滿足這一需求，已經(jīng)有人開發(fā)出了各種新型的具有寬視角或高響應(yīng)速度的液晶顯示裝置。其中，預(yù)計平面內(nèi)切換(IPS)模式液晶顯示裝置將在不遠的將來得到廣泛的發(fā)展，因為這一體系的液晶顯示裝置具有良好的顯示質(zhì)量，例如，視角、對比率等。
但是，與諸如扭轉(zhuǎn)向列(TN)體系和垂直配向(VA)體系的其他體系的液晶顯示裝置相比，平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置伴隨著這樣一個問題，即由于在像素與液晶之間沒有電極，并且在液晶的驅(qū)動電場內(nèi)存在濾色器的彩色層，因此，液晶分子將受到彩色層的材料的電特性的直接影響。
實際上，在采用制作彩色層的常規(guī)材料構(gòu)造平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的濾色器時，將會產(chǎn)生各種顯示故障，例如，由于彩色層材料的電特性導(dǎo)致的液晶的配向擾動，以及由于切換閾值的偏離導(dǎo)致的圖像暫留等。
這種用于彩色層的材料的電特性主要歸因于彩色層內(nèi)含有的作為色料(colorant)的色素的特性，因此難以從根本上解決這一問題。因此，如果在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)采用有常規(guī)彩色材料形成的濾色器，那么通常的做法是在像素上形成由透明樹脂構(gòu)成的保護層(涂覆層)，從而防止彩色層與液晶直接接觸。
但是，近年來液晶顯示裝置的價格持續(xù)走低的趨勢愈演愈烈，因此也要求被用作液晶顯示裝置的部件的濾色器的制造成本降低。如上所述，即使像素的彩色層采用常規(guī)材料，也有可能通過在像素上提供由透明樹脂構(gòu)成的涂覆層將這樣的濾色器結(jié)合到平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)。但是，即使在這種情況下，仍然可能引發(fā)各種形式的顯示故障(例如，參見日本專利公開文本(特開)No.2004-117537(2004))。
此外，盡管已經(jīng)對用于彩色層的材料以及用于涂覆層的材料進行了改進，使之與平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置協(xié)調(diào)一致，但是為了確保顯示裝置具有令人滿意的性能，可能要求在某些情況下形成厚度不小于2μm的厚涂覆層，這樣帶來的問題在于難以均勻地涂覆該涂覆層，這也是不利于降低制造成本的原因之一。
此外，材料成本的增加，以及由于制造步驟的增多而導(dǎo)致的成品率的下降也是不利于制造成本下降的一個因素。盡管希望開發(fā)出能夠在無需設(shè)置涂覆層的情況下應(yīng)用于平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)的濾色器，但是由于存在前述問題難以實現(xiàn)這樣的濾色器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的問題在于本發(fā)明是在考慮如何克服上述問題的背景下得到的，因此本發(fā)明的目的在于提供一種濾色器，其適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置中使用，并且能夠在無需設(shè)置由透明樹脂形成的保護層(涂覆層)的情況下確保高可靠性，而且其不存在由于構(gòu)成像素的彩色層的電特性而對液晶的切換特性造成不利影響的可能性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種設(shè)有前述濾色器的平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置。
解決問題的方式根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種濾色器，其適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)使用，在不在液晶和像素之間插置電極的情況下將所述濾色器結(jié)合到所述液晶顯示裝置內(nèi)，所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素包括表示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層，其中，不在所述像素上形成保護層，并且在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下將至少一個彩色層的介質(zhì)損耗角正切(tanδ)限制為不高于0.03。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種濾色器，其適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)使用，所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素包括顯示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層，其中，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將至少一個彩色層與液晶顯示裝置的液晶材料之間的介電損耗角正切(tanδ)的差值限定為不高于0.03。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置，其設(shè)有前述濾色器中的任何一種。


圖1是平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的示意性截面圖；圖2是示出了紅色層的材料的介電損耗角正切(dielectric losstangent)的頻率特性的曲線圖；圖3是示出了綠色層的材料的介電損耗角正切的頻率特性的曲線圖；圖4是示出了藍色層的材料的介電損耗角正切的頻率特性的曲線圖；圖5是示出了綠色素的濃度與綠色層的材料的介電損耗角正切之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的濾色器適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)使用，所述濾色器包括透明基板、像素和液晶配向膜，所述像素包括顯示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層，所述液晶配向膜形成于所述像素上，二者之間未插置保護膜；其中，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將所述彩色層中的至少一個彩色層的介電損耗角正切(tanδ)限定為不高于0.03。
如此構(gòu)造的濾色器，在將所述濾色器應(yīng)用于平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置中時，在無需保護層(涂覆層)的情況下，沒有對液晶的配向造成的擾動或者沒有切換閾值的偏離(deviation)。因此，所述濾色器不會對液晶顯示裝置的顯示性能造成不利影響。
有利地，當(dāng)所述像素包括綠色層時，即前述多種顏色由R、G和B構(gòu)成時，可以采用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的濾色器。在這種情況下，可以優(yōu)選在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下將所述綠色層的介電損耗角正切(tanδ)限制為不高于0.03。此外，所述像素可以包括紅色層和藍色層，其中，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將它們的介電損耗角正切(tanδ)限制為不高于0.03。
所述綠色層可以優(yōu)選在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率上具有不高于5.0的相對介電常數(shù)。即，在假設(shè)所述像素由三種顏色的層，即，紅色、綠色和藍色(R、G、B)層形成時，要想獲得具有良好的顯示性能的液晶顯示裝置，一種有效的手段在于，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將綠色層的相對介電常數(shù)限定為不高于5.0，其中，綠色層的介電損耗角正切值由于彩色色素的特性而易于變大。
可以優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的第一方面的濾色器構(gòu)造為使其表面階梯(step)高度限制為不超過0.3μm。如果將濾色器的表面階梯高度限定為不超過0.3μm，則有可能防止對液晶分子的取向造成擾動，從而有助于提高液晶顯示性能。
可以優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的第一方面的濾色器構(gòu)造為將其相對于表面水(surface water)的接觸角限制為不超過65°。在所述濾色器相對于表面水接觸角被限制為不超過65°時，濾色器與將要薄薄地淀積于所述濾色器上的薄聚酰亞胺配向膜的親和性將變得更好，由此能夠均勻地形成聚酰亞胺配向膜。因此，液晶分子的配向?qū)⒆兊镁鶆?，這樣有助于增強液晶顯示特性。
順便提及，顯示多種顏色的彩色層中的每一個可以含有表面活性劑，以提高向襯底涂覆液體的涂覆特性。但是，為了將濾色器相對于水的接觸角限制為不超過65°，表面活性劑的含量可以優(yōu)選被限制為不能過大，即，在用于形成彩色層的涂覆材料的重量的基礎(chǔ)上，處于0.001到0.2％的重量比率范圍內(nèi)。
所述綠色層可以優(yōu)選包括以全部固體物質(zhì)的重量為基礎(chǔ)占有不超過30％的重量比率的綠色色素。在基于全部固體物質(zhì)的重量將色素含量限制為不超過30％的重量比時，能夠在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率上將綠色層的介電損耗角正切(tanδ)控制為小于等于0.03。
此外，所述綠色層可以優(yōu)選含有這樣的綠色色素，其中，在純水中進行的3小時的洗脫(elution)試驗中，諸如Na+和K+的堿金屬離子以及諸如Cl-和Br-的鹵素離子的洗脫量分別被限制為不超過2ppm。當(dāng)在各種情況下將綠色色素的離子洗脫量限制為小于等于2ppm時，能夠在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下將綠色層的介電損耗角正切(tanδ)控制為小于等于0.03。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面的濾色器用于平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的制造，所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素包括顯示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層；其中，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將所述彩色層中的至少一個彩色層與液晶顯示裝置的液晶材料之間的介電損耗角正切(tanδ)的差值限定為不高于0.03。
有可能通過所述彩色層與液晶材料之間的介電損耗角正切(tanδ)的差值的最小化實現(xiàn)顯示裝置的良好的顯示特性。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面的液晶顯示裝置的特征在于配有任何一種前述濾色器。根據(jù)這種液晶顯示裝置，有可能由于提供了這些濾色器而實現(xiàn)顯示裝置的良好的顯示性能。
接下來，將詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器設(shè)有包括多個彩色層的像素，所述多個彩色層顏色不同，并且形成于透明基板的表面上。這些彩色層可以由紅色、綠色和藍色(RGB)的組合形成，或者由黃色、品紅和青色(YMC)的組合形成。尤其有利地，可以將根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器應(yīng)用于包括綠色層的濾色器(即RGB體系)中。
作為對濾色器的電特性與平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置中的顯示故障之間的關(guān)系的研究結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，液晶的缺陷配向的產(chǎn)生或者平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)的切換閾值的偏離可能主要歸因于彩色層的材料的電特性?？梢岳媒殡姄p耗角正切值對這一現(xiàn)象做具體解釋。即，通常認(rèn)為這一現(xiàn)象是由于下述原因而發(fā)生的。
介電損耗角正切(tanδ)是絕緣材料內(nèi)累積的電荷量與已經(jīng)消耗的電荷量之間的比率。在介電損耗角正切相對較小時，能夠保持絕緣材料內(nèi)累積的電荷。但是，當(dāng)介電損耗角正切相對較大時，電荷被消耗了，因而無法保持。
圖1示出了平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的示意性截面圖。將這一平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置20構(gòu)造為使其包括具有形成于透明基板1a上的彩色層2的濾色器10以及夾在透明基板1a和透明基板1b之間的液晶層7，此外，將像素電極4和公共電極5二者均布置于透明基板1b一側(cè)。順便提及，在透明基板1a和1b的外表面上設(shè)置偏振板3a和3b。
在圖1所示的平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)，以面向內(nèi)部的方式在一對基板1之間設(shè)置構(gòu)成濾色器10的像素的彩色層2，從而將彩色層2置于液晶驅(qū)動電場6內(nèi)。因此，在這一平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)，在增大彩色層2與該單元內(nèi)的其他構(gòu)件(液晶、配向膜等)之間的介電損耗角正切的差時，將引發(fā)液晶分子的電荷的保持狀態(tài)不均勻的現(xiàn)象。
當(dāng)電荷的保持狀態(tài)變?yōu)榉蔷鶆驎r，將導(dǎo)致在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)產(chǎn)生我們不希望看到的垂直方向的電場，從而導(dǎo)致液晶的缺陷配向的產(chǎn)生，或者由于電荷的冗余殘留而導(dǎo)致閾值發(fā)生偏離。因此，將導(dǎo)致諸如圖像畫面停留的缺陷顯示。因此，構(gòu)成濾色器10的像素的彩色層2的材料的介電損耗角正切是一項重要特征，其決定著平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的顯示特性。盡管介電損耗角正切值取決于測量頻率，但是由于驅(qū)動液晶的一幀為60Hz左右，因此應(yīng)當(dāng)注意周期(秒)或頻率為30Hz左右，或者處于接近10-100Hz的頻率處的介電損耗角正切值。
圖2、圖3和圖4示出了常規(guī)濾色器中采用的幾種彩色層材料的介電損耗角正切的測量結(jié)果。構(gòu)成常規(guī)濾色器的像素的每種顏色的彩色層的介電損耗角正切在10Hz到100Hz的頻率下落在大約0.006到0.2的范圍內(nèi)，盡管其將根據(jù)彩色層的材料的種類不同而變化。如圖3所示，有很多種材料具有高介電損耗角正切，尤其是綠色層材料的情況下。事實上，至少就綠色層而言，有很多種引發(fā)像素產(chǎn)生缺陷配向或者發(fā)生閾值偏離的可能性，除非在彩色層與液晶保持面(holdingplane)之間的界面處設(shè)置涂覆層。
本發(fā)明人對這一特征性的介電特性的改善進行了廣泛研究，其目的在于提供一種濾色器，其能夠克服像素閾值偏離和缺陷配向的問題，并且能夠在無需在濾色器的像素與液晶保持面之間設(shè)置涂覆層的情況下提高顯示質(zhì)量，所述濾色器將應(yīng)用于液晶顯示裝置當(dāng)中，具體而言其將應(yīng)用到在像素與液晶之間不插入電極的平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置當(dāng)中。
通常，用于液晶或配向膜的材料具有良好的電荷保持能力。即，用于液晶或配向膜的材料的介電損耗角正切相對較小，其值通常為0.005到0.02左右。因此，我們認(rèn)為，平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)采用的濾色器內(nèi)設(shè)置的彩色層的材料的介電損耗角正切值優(yōu)選與用于液晶或配向膜的材料的介電損耗角正切值可以幾乎相同。即，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在將構(gòu)成濾色器的像素的彩色層的介電損耗角正切限定為在10Hz到100Hz的頻率下不超過0.03，更優(yōu)選為不超過0.02時，也可能在無需在像素上設(shè)置涂覆層的情況下有效地防止諸如像素的缺陷配向或閾值偏離的顯示圖像的劣化。盡管彩色層的介電損耗角正切可以盡可能低，但是目前在考慮彩色層的材料特性的情況下，所述介電損耗角正切的下限為0.005-0.006左右。
此外，作為本發(fā)明人的廣泛研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，就根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器而言，優(yōu)選將彩色層的相對介電常數(shù)限定為在10Hz到100Hz的頻率下不超過5.0，更優(yōu)選不超過0.02。這一相對介電常數(shù)是介電體內(nèi)累積的電荷量的指示，因而在彩色層的相對介電常數(shù)值變得非常大時，將使彩色層與單元(cell)內(nèi)構(gòu)件(液晶、配向膜等)之間累積的電荷量的平衡極大劣化，從而導(dǎo)致缺陷顯示的產(chǎn)生，例如由于閾值偏離而導(dǎo)致的圖像畫面停留。因此，可以優(yōu)選將構(gòu)成濾色器的像素的彩色層的相對介電常數(shù)限制為在10Hz到100Hz的頻率下不超過5.0，更優(yōu)選不超過4.5。盡管彩色層的相對介電常數(shù)可以盡可能低，但是目前在考慮彩色層的材料特性的情況下，所述相對介電常數(shù)的下限為3.0左右。
就用于實現(xiàn)這些特征的有效手段而言，可以基于濾色器的彩色層的固體物質(zhì)，將介電損耗角正切相對較高的綠色色素的濃度限制為預(yù)定值，即在重量上不超過30％。
此外，提高色素的純度對于將色素自身的介電損耗角正切降至最小是有效的。就用于確定色素的純度的手段而言，可以采用離子洗脫試驗，其中，使色素在純水內(nèi)沸騰三個小時，以確定Na+、K+等堿金屬離子的洗脫量，以及Cl-、Br-等鹵族元素離子的洗脫量。在色素重量的基礎(chǔ)上，在10Hz到100Hz的頻率下將介電損耗角正切限定為不超過0.03的離子洗脫量的上限在各種情況下均為不超過2ppm。因此，可以優(yōu)選通過使用所述離子的洗脫量(純度)存在上述限制的色素來形成彩色層。
作為獲得彩色層的另一種手段，采用介電損耗角正切低的樹脂材料也是有效的，其中能夠?qū)⒔殡姄p耗角正切限定為在10Hz到100Hz的頻率下不超過0.03。
為了防止液晶分子的取向受到干擾，濾色器的彩色層的表面可以優(yōu)選是平的。就本發(fā)明而言，由于未在彩色層的表面上設(shè)置透明保護層，因而允許彩色層與液晶接觸，其間插置一個極薄的聚酰亞胺配向膜，因此彩色層的表面平坦度要重要得多。因此，優(yōu)選將濾色器的表面階梯高度限定為不超過0.3μm。
順便提及，就近年來的濾色器而言，在透明玻璃基板的第一表面上淀積具有點陣圖案，即黑矩陣層的光屏蔽層，之后在所述透明玻璃基板上分別形成具有各種顏色的彩色層。但是，在所述光屏蔽膜由含有樹脂和黑色素作為主要成分的樹脂性黑矩陣形成的情況下，這一光屏蔽膜具有處于大約1.0到1.5μm的范圍內(nèi)的厚度。另一方面，由于彩色層的厚度為1.0到3.0μm，因此光屏蔽膜與彩色層的疊加部分將變成具有相當(dāng)大的高度的凸起部分。
就用于使彩色層平坦的手段而言，可以建議將彩色層的材料設(shè)計為具有緩和傾斜的外圍部分，由此變得有可能抑制彩色層在樹脂黑矩陣層與彩色層的疊加部分處凸起。相對于樹脂黑矩陣層的厚度增大彩色層的厚度對于抑制凸起也是有效的。或者，使樹脂黑矩陣層與彩色層之間的疊加部分盡可能降至最低對于抑制凸出也是有效的。此外，也有可能通過拋光彩色層的表面而去除凸起，或者在形成彩色層之后清除凸起。就拋光手段而言，可能采用平面拋光機或oscar型拋光機實施機械拋光。
在將濾色器結(jié)合到液晶顯示裝置內(nèi)之際，在濾色器的表面上形成用于控制液晶的取向的配向膜薄膜。就配向膜的形成而言，可以主要采用聚酰亞胺樹脂，其中，使聚酰亞胺樹脂或其前體在適當(dāng)?shù)娜軇﹥?nèi)溶解，以獲得溶液，之后通常利用絲網(wǎng)印刷或膠版(flexographic)印刷將其涂覆在濾色器的表面上，進而使其干燥并熱固化，以形成配向膜。
就溶解聚酰亞胺樹脂或其前體的溶劑而言，通常有可能采用NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)或γ-丁內(nèi)酯。如果濾色器的表面對于這些溶劑不具有足夠的浸潤性，那么在向濾色器的表面上涂覆用于形成配向膜的涂覆溶液時，將產(chǎn)生其上局部未形成配向膜或完全沒有形成配向膜的區(qū)域，從而導(dǎo)致缺陷液晶顯示器的產(chǎn)生。
通常，當(dāng)在濾色器上淀積透明保護層，從而為平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的制造做準(zhǔn)備時，有可能通過透明保護層的存在確保相對于溶劑的浸潤性。但是，由于在本發(fā)明中省略了這樣的透明保護層，因而不可能期望這樣的效果。因此，要求為濾色器的彩色層提供相對于溶劑的令人滿意的浸潤性。
出于這一目的，彩色層的表面相對于水的接觸角優(yōu)選小于等于65°，從而確保彩色層的表面對于聚酰亞胺的溶劑具有令人滿意的浸潤性。更優(yōu)選地將前述接觸角控制為小于等于55°，最優(yōu)選為小于等于45°?？梢栽诖嬖谘鯕獾臈l件下對濾色器進行紫外線照射處理，從而使彩色層表面相對于水的接觸角小于等于65°?；蛘?，可以在將表面活性劑與用于形成彩色層的涂覆材料結(jié)合時，降低表面活性劑的混合比，從而使彩色層的表面相對于水的接觸角小于等于65°，添加表面活性劑的目的通常在于確保涂覆材料具有適宜的涂覆特性。具體而言，優(yōu)選將表面活性劑與用于形成彩色層的涂覆材料之間的混合比從重量上限定為0.001到0.2％，更優(yōu)選限定為在重量上處于0.005到0.1％的范圍內(nèi)。在下文中將針對各種類型的表面活性劑予以說明。
接下來，將對根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器的制造方法進行如下說明。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器包括由諸彩色層形成的諸像素，所述諸彩色層顏色不同，并形成于透明基板的表面上。這些顏色可以包括紅色、綠色和藍色(RGB)的組合或者黃、品紅和青色(YMC)的組合。尤其有利地，可以將根據(jù)本發(fā)明的濾色器應(yīng)用于包括綠色層的濾色器(即RGB體系)中。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器中，通過將像素的表面指向液晶側(cè)的方式，將所述濾色器結(jié)合到液晶顯示裝置中。如果需要，可以將配向膜淀積在像素上。就根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器而言，由于液晶的驅(qū)動電場沒有受到彩色層的電特性的不利影響，因而不再要求形成覆蓋彩色層的涂覆層，由此也可能提高成品率，降低制造成本。此外，由于能夠縮短液晶與像素之間的距離，因而能夠增大視角，由此有可能提供具有良好的精細(xì)度(fineness)的液晶顯示裝置。
如上所述，就根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器而言，不需要通過在像素的表面上淀積涂覆層來補償彩色層的電特性。但是，也可以出于使濾色器變平的目的或其他目的，包括補償彩色層的電特性的目的，而淀積樹脂層。在這種情況下，所述樹脂層的厚度可以不像常規(guī)涂覆層的厚度那樣厚。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的濾色器中采用的透明基板可以優(yōu)選具有某種程度的針對可見光的透射率，該透射率更優(yōu)選為大于等于80％?？梢詮耐ǔ?yīng)用于液晶顯示裝置中的透明基板中選擇所述透明基板。例如，所述透明基板可以是諸如PET的塑料基板或玻璃基板。通常，采用玻璃基板作為透明基板。如果要采用光屏蔽圖案，那么有可能采用由諸如鉻的金屬薄膜或光屏蔽樹脂構(gòu)成的、通過常規(guī)方法預(yù)先形成于透明基板上的圖案。
透明基板上的像素的形成方法可以任選自常規(guī)方法，例如，噴墨法、印刷法、光刻法和蝕刻法。但是，考慮到為了獲得提高的精細(xì)度、光譜特性的可控性和可再現(xiàn)性，優(yōu)選按照下述說明采用光刻法。即，使色素連同光引發(fā)劑和可聚合單體分散于適宜的溶劑中，并將其結(jié)合到透明樹脂中，以制備彩色光敏合成物。之后，將這一彩色光敏合成物涂覆于透明基板上，以形成彩色光敏合成物層，之后對其進行構(gòu)圖曝光和顯影處理，以形成單種顏色的彩色層。針對每種顏色重復(fù)這一步驟序列，以制備設(shè)有由具有不同顏色的多個彩色層形成的像素的濾色器。
接下來，將說明通過光刻形成像素的方法。
首先，將被用作色料的色素連同光引發(fā)劑和可聚合單體散布于適宜的溶劑內(nèi)，并將其結(jié)合到透明樹脂種，以制備彩色光敏合成物。就散布這些成分的方法而言，沒有特定的限制，因而有可能采用各種方法，例如磨料(mill base)、三輥磨、噴射磨等。
將通過其色度指數(shù)(color index number)對在彩色光敏合成物中被用作色料的有機顏料的具體例子進行例舉。
對于用于形成紅色濾色器段(segment)的紅色合成物的制造而言，有可能采用諸如C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、254、255、264、272、279等的紅色色素。這一紅色合成物可以包括黃色色素或橙色色素。
就黃色色素而言，有可能采用C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162m、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。就橙色色素而言，可以采用C.I.Pigment Orange 36、43、51、55、61、71、73等。
對于用于形成綠色濾色器段的綠色合成物的制造而言，有可能采用諸如C.I.Pigment Green 7、10、36、37等的綠色色素。與紅色成分的情況一樣，所述綠色成分可以包括黃色色素。
就用于形成藍色濾色器段的藍色合成物的制造而言，有可能采用諸如C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等的藍色色素，更優(yōu)選采用C.I.Pigment Blue 15:6這種藍色色素。此外，這一藍色成分可以包括諸如C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等的紫色色素，更優(yōu)選采用C.I.Pigment Violet 23這種紫色色素。
此外，為了確保所述彩色合成物具有良好的涂覆特性、靈敏性和顯影特性，同時在色度與輝度之間保持平衡，可以將上述有機色素與無機色素結(jié)合使用。就無機色素而言，有可能采用金屬氧化物粉末、金屬硫化物粉末、諸如氧化鉛(yellow lead)、鋅鉻、氧化鐵紅(III)、鎘紅、群青(ultramarine blue)、鈷綠等的金屬粉末。此外，為了確保均勻調(diào)色，可以將染料結(jié)合到所述彩色合成物中，其保持在不會劣化濾色器的耐熱性的比率之內(nèi)。
可以應(yīng)用于所述彩色合成物內(nèi)的透明樹脂可以優(yōu)選在可見光波段的400-700nm的總波長范圍內(nèi)具有不少于80％的穿透率，更優(yōu)選具有不少于95％的穿透率。就透明樹脂而言，有可能采用熱塑性樹脂、熱固性樹脂和感光樹脂。根據(jù)需要，可以利用能夠在輻照下通過其固化而形成透明樹脂的前體，即單體和低聚物配制透明樹脂。在這種情況下，可以單獨采用單體或低聚物，或者將兩種或更多種單體或低聚物結(jié)合使用。
就熱塑性樹脂而言，有可能采用，例如，丁縮醛樹脂、苯亞乙基—順丁烯二酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酰亞胺等。就熱固性樹脂而言，有可能采用環(huán)氧樹脂、苯代三聚氰胺樹脂、松香改性(rosin-modified)順丁烯二酸樹脂、松香改性反丁烯二酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚醛樹脂等。
就感光樹脂而言，有可能采用具有引入了諸如(甲基)丙烯?；?(metha)acryloyl group)、苯乙烯基等的可光固化的基團的線型大分子的樹脂，所述基團的引入是通過具有諸如羥基、羧基、氨基等的反應(yīng)取代基的線型大分子與具有諸如異氰酸酯基、醛基、環(huán)氧基等的反應(yīng)取代基的(甲基)丙烯脂化合物((metha)acrylic compound)或肉桂酸之間的反應(yīng)實現(xiàn)的。還有可能采用這樣的線型大分子(linearmacromolecule)，其含有諸如苯乙烯—順丁烯二酸酐共聚物或α-烯烴-順丁烯二酸酐共聚物的酸酐，并且通過諸如羥烷基(甲基)丙烯酸酯的具有羥基的(甲基)丙烯脂化合物受到半酯化。
就這種情況下能夠采用的可聚合單體和低聚物而言，其包括各種類型的丙烯酸酯和甲基丙酸烯酯，例如甲基(甲基)丙烯酸酯(methyl(metha)acrylaet)、乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、β-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙烯乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethyrolpropane tri(metha)acrylate)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二環(huán)氧甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二環(huán)氧甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二環(huán)氧甘油醚二(甲基)、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三環(huán)癸基(甲基)丙烯酸酯、酯化丙烯酸酯、羥甲基三聚氰胺(methyrolated melamine)的(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯等；(甲基)丙烯酸；苯乙烯；醋酸乙烯酯；羥乙基乙烯醚；乙二醇乙烯醚；季戊四醇三乙烯醚；(甲基)丙烯酰胺；N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺；N-乙烯基甲酰胺；丙烯腈等。
可以單獨采用這些化合物，也可以將其中的兩種或更多種混合使用。
如果希望通過射線的照射使彩色合成物固化，那么可以向彩色合成物內(nèi)添加光聚合引發(fā)劑。就在這種情況下采用的光聚合引發(fā)劑而言，有可能采用乙酰苯(acetophenone)化合物，例如4-苯氧基二氯乙酰苯、4-叔丁基-二氯乙酰苯、二乙氧基乙酰苯、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基-1-丙酮(1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one)、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-芐基-2-二氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-1-丁酮(2-benzyl-2-diamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one)；苯偶姻化合物，例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯甲基二甲基縮酮等；二苯甲酮化合物，例如二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸(benzoylbenzoic acid)、苯甲酰甲基苯甲酸酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化(acrylated)二苯甲酮、4-苯甲?；?4-甲基二苯硫化物、3，3′，4，4′-四(叔丁基過氧碳基)二苯甲酮等；噻噸酮化合物，例如噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2，4-二異丙基噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮等；三嗪化合物，例如2，4，6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-甲氧苯基)-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(p-甲苯基)-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-胡椒基-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(-1-萘甲酰基)-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪(2-(naphtha-1-yl)-4，6-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、2-(4-甲氧基-1-萘甲?；?-4、6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2，4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪、2，4-三氯甲基(4′-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等；肟酯(oximeester)化合物，例如1，2-辛二酮、l-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲酰肟)](1-[4-(phenylthio)-2-(O-benzoyl oxime)])、O-(乙?；?-N-(1-苯基-2-氧代-2-(4′-甲氧基-萘基)亞乙基)羥基胺(O-(acetyl)-N-(1-phenyl-2-oxo-2-(4′-methoxy-naphthyl)ethylidene)hydroxyl amine)等；膦化合物，例如雙(2，4，6-三甲基苯甲酰)苯基氧化膦、2，4，6-三甲基苯甲酰聯(lián)苯氧化膦等；醌化合物，例如9，10-菲醌、樟腦奎寧、乙基蒽醌(ethylanthraquinone)等；硼酸酯化合物；咔唑化合物；咪唑化合物；二茂鈦(titanocene)化合物等。
可以單獨采用這些光聚合引發(fā)劑，也可以將其中的兩種或更多種結(jié)合使用?？梢詢?yōu)選基于彩色合成物的固體物質(zhì)的總量將這些光聚合引發(fā)劑的混合比限定為在重量上處于0.5到50％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選限定為在重量上處于3到30％的范圍內(nèi)。
所述彩色合成物還可以包括敏化劑(sensitizer)，其例子包括基于胺的化合物，例如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三聚異丙醇胺、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基異苯甲酸戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙基(benzoic acid 2-dimethylaminoethyl)、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己基(4-dimethylamino bezoic acid2-ethylhexyl)、N，N-二甲基對甲苯胺、4，4′-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4，4′-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4，4′-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮等。
可以單獨采用這些敏化劑，也可以將其中的兩種或更多種結(jié)合使用。優(yōu)選將這些敏化劑的混合比基于光聚合引發(fā)劑和敏化劑的總量限定為在重量上處于0.5到60％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在重量上處于3到40％的范圍內(nèi)。
所述彩色合成物還可以包括能夠起到鏈轉(zhuǎn)移劑(chain-transferagent)的作用的多官能硫醇(polyfunctional thiol)。就這種鏈轉(zhuǎn)移劑而言，有可能采用具有兩個或更多硫醇基團的化合物。此類化合物的具體例子包括己二硫醇(hexane dithiol)、癸二硫醇、1，4-丁二醇雙硫代丙酸酯、1，4-丁二醇雙巰基乙酸酯、乙二醇雙巰基乙酸酯、乙二醇雙硫代丙酸酯、三羥甲基丙烷三巰基乙酸酯、三甲醇基丙烷三硫代丙酸酯(trimethylolpropane tristhiopropionate)、三甲醇基丙烷三(3-巰基丁基)、季戊四醇四聚硫代丙酸酯(pentaerythritoltetrakisthiopropionate)、三巰基丙酸酯三(2-羥乙基)異苯胺酯(trimercaptopropionate tris(2-hydroxyethyl)isocyanulate)、1，4-二甲基巰基苯、2，4，6-三巰基-s-三嗪、2-(N，N-二丁基胺基)-4、6-二巰基-s-三嗪等。
可以單獨采用這些多官能硫醇，也可以將其中的兩種或更多種結(jié)合使用?？梢詢?yōu)選將這些多官能硫醇的混合比基于彩色合成物的固體物質(zhì)的總量限定為在重量上處于0.1到30％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在重量上處于1到20％的范圍內(nèi)。如果這些多官能硫醇的混合比在重量上小于0.1％，那么將無法充分達到所述多官能硫醇的預(yù)期效果。另一方面，如果這些多官能硫醇的混合比在重量上超過了30％，那么彩色合成物的敏感性將變得過高，反而使溶液劣化。
如果需要，所述彩色合成物還可以包括有機溶劑。就這種有機溶劑而言，例如，有可能采用環(huán)己酮、乙基乙酸溶纖劑(ethyl cellosolveacetate)、丁基乙酸溶纖劑、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、二乙二醇二甲醚、苯乙烷、乙二醇二乙醚、二甲苯、乙基溶纖劑、甲基-n戊基甲酮、丙二醇一甲基醚甲苯、甲乙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁酮、石油溶劑等?？梢詥为毑捎眠@些有機溶劑，或者將其中的兩種或更多種結(jié)合使用。
如果需要，所述彩色合成物還可以包括表面活性劑。就這種表面活性劑而言，有可能采用陰離子表面活性劑，例如十二烷基硫酸鈉、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯(polyoxyethylenealkyl ether sulfate)、十二烷基苯磺酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物的堿金屬鹽、硬脂酸鈉、烷基萘磺酸鈉、烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉、單乙醇胺十二烷基硫酸酯、三羥乙基胺十二烷基硫酸酯、十二烷基硫酸銨、單乙醇胺硬酯酸鹽、硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、苯乙烯-丙烯酸共聚物的單乙醇胺(monoethanolamine)、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯(polyoxyethylene alkylether phosphate)等；非離子表面活性劑，例如聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯單硬脂酸山梨糖醇酐酯(polyoxyethylene sorbitan monostearate)、聚乙二醇單十二酸酯、聚醚改性二甲基聚硅氧烷、聚酯改性聚甲基烷基硅氧烷、聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷、芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷等；陽離子表面活性劑，例如烷基季銨鹽及其環(huán)氧乙烷加合物(adduct)等；以及兼性(amphoteric)表面活性劑，例如諸如甜菜堿烷基二甲基胺基醋酸酯的烷基甜菜堿、烷基咪唑啉(alkylimidazoline)等?？梢詥为毑捎眠@些表面活性劑，也可以將其中的兩種或更多種結(jié)合使用。
之后，將包括任何所述這些成分的彩色光敏合成物涂覆在透明基板的表面上，之后預(yù)烘焙。就涂覆所述彩色合成物的方法而言，盡管通常也可能采用旋涂法、浸漬涂覆法或模壓涂覆法，但是對方法并沒有具體限制，只要能夠在40-60平方厘米的基板面積內(nèi)形成具有均勻厚度的彩色合成物即可。優(yōu)選在50-120℃的溫度下執(zhí)行10-20分鐘的預(yù)烘焙。雖然可以任選涂覆膜的厚度，但是在將光譜透射率考慮在內(nèi)的情況下，在預(yù)烘焙之后，該厚度通常為2μm左右。
之后，通過構(gòu)圖掩模對形成于基板上的彩色光敏合成物層曝光。就光源而言，有可能采用普通的高壓汞燈。
接下來，對經(jīng)過這樣的曝光的彩色光敏合成物進行顯影處理。就顯影溶液而言，可以采用堿性水溶液。就堿性水溶液的例子而言，有可能采用碳酸鈉的水溶液、碳酸氫鈉的水溶液、這些材料的混合水溶液或額外含有適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┑倪@些水溶液中的任何一種。就顯影處理而言，用水沖洗經(jīng)過顯影的層，并使其干燥，以獲得預(yù)期的具有單一顏色的彩色層。
將上述步驟序列重復(fù)預(yù)定的次數(shù)，同時改變彩色光敏合成物的種類和掩模圖案，從而獲得根據(jù)需要適當(dāng)?shù)亟M合了各種顏色的彩色層的像素。
例子接下來，將參考具體例子詳細(xì)解釋本發(fā)明，其并非意在為本發(fā)明限定一個本發(fā)明的要旨不可偏離的范圍。順便提及，下面出現(xiàn)的所有組分的含量均以重量份為基礎(chǔ)。
根據(jù)下述程序制備紅色、藍色和綠色彩色合成物。
紅色合成物均勻攪拌包括下述成分的混合物(mixture)，使之混合在一起，以獲得混合物。之后，利用每者具有1mm的直徑的玻璃珠，將所述混合物散布在砂磨機內(nèi)研磨五小時，之后利用5μm過濾器對其進行過濾，以制備紅色色素分散體(dispersion)。
紅色色素C.I.Pigment Red 254(Irgarfor Red B-CF；Chiba Speciality Chemicals Co.Ltd.)-18份紅色色素C.I.Pigment Red 177(Chromophthal Red A2B；Ciba Speciality Chemicals Co.，Ltd.)-2份分散劑(dispersant)(Azispar PB821；Azinomoto Fine Techno Co.，Ltd.)-2份丙烯酸清漆(vanish)(固體物質(zhì)20％)-108份爾后，攪拌具有下述成分的混合物，使之混合，以形成勻質(zhì)混合物，之后采用5μm的過濾器對其過濾，以制備紅色合成物。
所獲得的上述分散劑-130份三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylol propane triacrylate)-13份(NK Ester ATMPT；Shin Nakamura Kagaku Co.，Ltd.)光引發(fā)劑(Irgar Cure 907；Ciba-Geigy Co.，Ltd.)-3份敏化劑(EAB-F；Hodogaya Chemicals Co.)-1份環(huán)己酮-253份表面活性劑(BYK-341；Big Chemie Co.，Ltd.)-0.02份藍色合成物均勻攪拌包括下述成分的混合物，使之混合在一起，以獲得混合物。之后，利用每者具有1mm的直徑的玻璃珠，將所述混合物散布在砂磨機內(nèi)研磨五小時，之后利用5μm過濾器對其進行過濾，以制備藍色色素分散體。
藍色色素C.I.Pigment Blue 15(Lionol Blue ES；Toyo Ink Manufacturing Co.，Ltd.)-50份紫色色素C.I.Pigment Violet 23(Paliogen Violet 5890；BASF Co.，Ltd.)-2份分散劑(Solsverse 20000；Zenega Co.，Ltd.)-6份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-200份爾后，攪拌具有下述成分的混合物，使之混合，以形成勻質(zhì)混合物，之后采用5μm的過濾器對其過濾，以制備藍色合成物。
所獲得的上述分散劑-268份三羥甲基丙烷三丙烯酸酯-19份(NK Ester ATMPT；Shin Nakamura Kagaku Co.，Ltd.)光引發(fā)劑(Irgar Cure 907；Ciba-Geigy Co.，Ltd.)-4份敏化劑(EAB-F；Hodogaya Chemicals Co.)-2份環(huán)己酮-214份表面活性劑(BYK-341；Big Chemie Co.，Ltd.)-0.035份綠色合成物1均勻攪拌包括下述成分的混合物，使之混合在一起，以獲得混合物。之后，利用每者具有1mm的直徑的玻璃珠，將所述混合物散布在砂磨機內(nèi)研磨五小時，之后利用5μm過濾器對其進行過濾，以制備綠色色素分散體。
綠色色素C.I.Pigment Green 36(Lionol Green 6YK；Toyo Ink Manufacturing Co.，Ltd.)-16份黃色色素C.I.Pigment Yellow 150(Fanchion Fast Yellow Y-5688；Bayer Co.，Ltd.)-8份分散劑(Disperbyk-163；Bickchemie Co.，Ltd.)-2份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-102份之后，利用128份上述分散劑，攪拌具有下述成分的混合物，使之混合，以形成勻質(zhì)混合物，之后采用5μm的過濾器對其過濾，以制備綠色合成物。
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯-14份(NK Ester ATMPT；Shin Nakamura Kagaku Co.，Ltd.)光引發(fā)劑(Irgar Cure 907；Ciba-Geigy Co.，Ltd.)-4份敏化劑(EAB-F；Hodogaya Chemicals Co.)-2份環(huán)己酮-257份表面活性劑(BYK-341；Big Chemie Co.，Ltd.)-0.028份綠色合成物2除了采用根據(jù)下述成分比制備的122份綠色色素分散劑之外，采用與制備綠色合成物l相同的方法制備綠色合成物2。
綠色色素C.I.Pigment Green 36-12份黃色色素C.I.Pigment Yellow 150-6份分散劑(Disperbyk-163；Bickchemie Co.，Ltd.)-2份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-102份綠色合成物3使一個重量比份的C.I.Pigment Green 36(Lionol Blue ES；ToyoInk Manufacturing Co.，Ltd.)分散在100個重量比份的純水中，并攪拌6小時。之后，過濾并清洗所得的混合物，以獲得綠色色素。除了采用根據(jù)下述配方制備的142份綠色色素分散劑之外，采用與制備綠色合成物1相同的方法制備綠色合成物3。
綠色色素C.I.Pigment Green 36-24份黃色色素C.I.Pigment Yellow 150-12份分散劑(Disperbyk-163；Bickchemie Co.，Ltd.)-4份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-102份綠色合成物4除了采用根據(jù)下述成分比制備的155份綠色色素分散劑之外，采用與制備綠色合成物1相同的方法制備綠色合成物4。
綠色色素C.I.Pigment Green 36-32份黃色色素C.I.Pigment Yellow 150-16份分散劑(Disperbyk-163；Bickchemie Co.，Ltd.)-5份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-102份綠色合成物5除了采用根據(jù)下述配制法制備的168份綠色色素分散劑之外，采用與制備綠色合成物1相同的方法制備綠色合成物5。
綠色色素C.I.Pigment Green 36-40份黃色色素C.I.Pigment Yellow 150-20份分散劑(Disperbyk-163；Bickchemie Co.，Ltd.)-6份丙烯酸清漆(固體物質(zhì)20％)-102份[濾色器的制備]采用所獲得的紅色合成物、藍色合成物和綠色合成物，根據(jù)下述程序制備濾色器。就綠色合成物而言，分別采用前述綠色合成物1到5制備實例1到3以及對比實例1和2的濾色器。
首先，利用旋涂將紅色合成物涂覆在玻璃基板的表面上，以獲得具有2μm的厚度的膜。在干燥之后，利用曝光機對該膜進行條形構(gòu)圖曝光，之后利用堿性顯影液對其進行90秒的顯影處理，由此在透明基板的表面上形成條形紅色層。順便提及，按照下述說明配制堿性顯影液。在下述實例和對比實例中，可以采用這一堿性顯影液執(zhí)行顯影。
碳酸鈉—占1.5％的重量碳酸氫鈉—占0.5％的重量陰離子表面活性劑—占8.0％的重量(Perilex NBL；Kao Corp.)水—占90％的重量接下來，采用與上述相同的方式，通過旋涂將綠色合成物涂覆到玻璃基板的表面上，以獲得具有2μm的厚度的膜。干燥之后，利用曝光機，對該膜進行條形構(gòu)圖曝光，其所在位置離開(displaced)形成紅色層的位置。之后，對該膜進行顯影處理，以形成與紅色層相鄰的條形綠色層。
此外，采用與紅色和綠色層完全相同的方式，涂覆藍色合成物，以形成具有2μm的厚度并且與紅色層和綠色層相鄰的藍色層。結(jié)果，有可能在透明基板上獲得具有由三種顏色(即紅色、綠色和藍色)的條狀彩色層構(gòu)成的像素的濾色器。
下面的表1示出了在彩色膜的制備當(dāng)中采用的綠色合成物1到5的組分。出于對比的目的，下面的表2示出了實例1到3以及對比實例1和2的濾色器中綠色色素相對于固體物質(zhì)的濃度。
表1

表2

在實例1中，綠色色素(Pigment Green 36)基于固體物質(zhì)的比率為24.1％；在實例2中，綠色色素的比率為19.9％；；在實例3中，綠色色素的比率為29.9％；在對比實例1中，綠色色素的比率為34.3％；在對比實例2中，綠色色素的比率為37.6％。
此外，使在實例3中采用的，并且經(jīng)過了預(yù)先的清洗(washing)處理的綠色色素(Pigment Green 36)在純水中沸騰3小時，以檢驗離子洗脫。類似地，使在實例1和實例2以及對比實例1和2中使用的未經(jīng)預(yù)先清洗處理的綠色色素(Pigment Green 36)在純水中沸騰3個小時，以檢驗離子洗脫。表3通過基于色素重量計算出的值示出了在每一所述沸騰試驗中洗脫出的離子的量。發(fā)現(xiàn)實例3中采用的經(jīng)過預(yù)先清洗處理的綠色色素(Pigment Green 36)得到了提高的純度。
表3

圖5示出了相對于彩色層的固體物質(zhì)中的綠色色素的濃度繪制的介電損耗角正切的曲線圖。所述介電損耗角正切值表示在作為典型值的20Hz的頻率處經(jīng)測量獲得的值。
如圖5的結(jié)果所示，介電損耗角正切值很大程度上取決于色素濃度。因而，在使未經(jīng)清洗處理的綠色色素的濃度提高到在重量上超過30％時，引起介電損耗角正切增大到遠遠超過0.03。在使綠色色素的濃度降低至在重量上大約為20％時，有可能將介電損耗角正切值限制為0.02左右。然而，就預(yù)先清洗了的綠色色素而言，即使將綠色色素的濃度提高到了30％的重量比左右，也有可能將介電損耗角正切限制為大約0.025。
通過結(jié)合實例1、2和3中的每一濾色器以及對比實例1和2中的濾色器分別制造各種類型的平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置。就結(jié)合了實例1、2和3中的濾色器的液晶顯示裝置而言，有可能獲得良好的顯示質(zhì)量，同時又不會伴生像素內(nèi)的液晶的缺陷取向，以及驅(qū)動電壓的閾值的偏移。但是，就結(jié)合了對比實例1和2的濾色器的液晶顯示裝置而言，在像素內(nèi)引起了液晶的缺陷取向的產(chǎn)生，或者在液晶顯示裝置內(nèi)引起了由于驅(qū)動電壓的閾值的偏離而導(dǎo)致的停滯現(xiàn)象，因而無法獲得良好的顯示質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種濾色器，其適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)使用，在不在液晶和像素之間插入電極的情況下將所述濾色器結(jié)合到所述液晶顯示裝置內(nèi)，并且所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素包括顯示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層，所述濾色器的特征在于，不在所述像素上形成保護層，并且在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下將至少一個彩色層的介質(zhì)損耗角正切(tanδ)限制為不高于0.03。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器，其特征在于，所述像素包括綠色層，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下所述綠色層的介電損耗角正切(tanδ)限制為0.03或更低。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾色器，其特征在于，所述像素包括紅色層和藍色層，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下將所述紅色層和藍色層的介電損耗角正切(tanδ)分別限制為0.03或更低。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的濾色器，其特征在于，所述綠色層在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下具有不高于5.0的相對介電常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的濾色器，其具有0.3μm或更小的表面階梯高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的濾色器，其表面的特征在于，與水的接觸角被限制為不超過65°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的濾色器，其特征在于，顯示多種顏色的所述彩色層中的每一個均包括基于用于形成彩色層的涂覆材料的重量占有0.001到0.2％的重量比的表面活性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾色器，其特征在于，所述綠色層包括基于全部固體物質(zhì)的重量占有不超過30％的重量比的綠色色素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濾色器，其特征在于，所述綠色層包括綠色色素，其中在純水中的3個小時的洗脫試驗中，Na+或K+的堿金屬離子的洗脫量以及Cl-或Br-的鹵素離子的洗脫量分別被限制為不高于2ppm。
10.一種濾色器，其適于在平面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置內(nèi)使用，所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素包括顯示多種顏色的、形成于所述透明基板上的彩色層，所述濾色器的特征在于，在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率下，將至少一個彩色層與液晶顯示裝置的液晶材料之間的介電損耗角正切(tanδ)的差值限定為不高于0.03。
11.一種平面內(nèi)切換體系的液晶顯示裝置，其設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的濾色器中的任何一種。
全文摘要
提供了一種用于橫向場方法的液晶顯示裝置中的濾色器，其內(nèi)置于液晶顯示裝置之內(nèi)，在液晶顯示裝置的液晶和像素之間未使用電極。所述濾色器包括透明基板和像素，所述像素設(shè)置于所述透明基板上的多種顏色的彩色層。不在所述像素上設(shè)置保護層。在處于10Hz到100Hz的范圍內(nèi)的頻率上至少一種顏色的彩色層具有不大于0.03的介質(zhì)損耗角正切(tanδ)。
文檔編號G02F1/1335GK101040200SQ200580034659
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者萩原英聰, 絲井健, 齋藤匠, 伊藤浩光 申請人:凸版印刷株式會社