專利名稱：：墨組合物、圖案的形成方法及濾色膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及墨組合物、圖案的形成方法及濾色膜，主要是涉及可用于由噴墨的方式形成圖案的墨的組成成分、使用該墨的組成成分的圖案形成方法、及由使用該墨的組成成分的圖案形成方法制造的濾色膜。由噴墨方式形成圖案的方法，是利用各種墨組合物的噴出方式，如用靜電吸引方式、用壓電元件使墨產(chǎn)生機誡振動或位移的方式、用加熱墨使其發(fā)泡利用其壓力的方式等，以使墨的成分向基材噴出，在基材上形成圖案。用噴墨方式形成圖案的方法有噪音少，可快速形成圖案，還可方便地形成多色圖案等優(yōu)點，所以在很多領(lǐng)域引起了人們的注意。過去，用于CRT、液晶顯示、等離子顯示等顯示裝置、或固體攝像元件等方面的濾色膜，是使用顏料懸浮法、染料懸浮法及染色法等各種方法制造的。如專利公報平成7-179711號記載的制造方法，是在面板內(nèi)面形成可固定圖案的光吸收層，然后涂抹顏料懸浮液及熒光液，通過膜片進行曝光及顯象，以制造帶濾色的熒光膜。專利公報昭和59-75205號記載的制造方法，是用噴墨的方式在基板上形成著色層來制造濾色膜。但專利公報平成7-179711號記載的帶濾色的熒光膜制造方法的問題是，熒光膜制造方法步驟多，且每種顏色必須涂抹顏料懸浮液及熒光液，必須通過膜片來進行曝光及顯象，所以制造成本高。而專利公報昭和59-75205號記載的制造方法的問題是，雖然由噴墨的方式在基板上形成著色層，但在玻璃基板上必須預(yù)先涂有防止圖案擴散或改善潤濕性的藥劑，所以增加了設(shè)備投資及步驟，從而使成本提高，同時合格率降低。本發(fā)明是鑒于以上方法中的問題而生產(chǎn)的，目的是提供一種不需要改善潤濕性的藥劑，用噴墨的方式就可直接在玻璃、陶瓷、或聚酯樹脂等表面形成纖細圖案的墨組合物。本發(fā)明另一個目的，是提供一種可以在玻璃基板等表面上方便、高效地形成纖細的圖案，步驟及設(shè)備投資少，所形成的圖案可信賴性及經(jīng)濟性均優(yōu)越的圖案形成方法。本發(fā)明進一步的目的，是提供一種耐光性和耐水性優(yōu)越的，在實用方面能夠形成可信性高的，非常經(jīng)濟的濾色膜。本發(fā)明涉及的墨的組成成分，是包括溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和前述顏料之間親和性的分散劑的一個系統(tǒng)(V)，該系統(tǒng)的體積，與其在和氣相之間產(chǎn)生的該系統(tǒng)的界面的表面積(S)之比(V/S)，通常被控制在最小值。另外，本發(fā)明涉及的墨組合物，在包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑的系統(tǒng)中，(1)該系統(tǒng)的表面張力在攝氏25度時為20.0dyn/cm-50.0dyn/cm，(2)該系統(tǒng)的粘度在攝氏25度時為1.5cp-20.0cp。再者，本發(fā)明涉及的墨組合物，包括溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑、及懸浮在前述溶媒中可控制界面自由能的添加劑。本發(fā)明涉及的圖案形成方法具備以下步驟，將由溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑組成的系統(tǒng)的體積，與其在和氣相之間產(chǎn)生的該系統(tǒng)的界面的表面積之比，通常被控制在最小值的墨組合物，用噴墨的方式由噴嘴以液滴狀噴出的步驟；使上述液滴粘附在基材表面的步驟；使上述液滴中的顏料附著在上述基材上的步驟。另外，本發(fā)明涉及的圖案形成方法還包含以下步驟，將在包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑組的系統(tǒng)中，(1)該系統(tǒng)的表面張力在攝氏25度時為20.0dyn/cm-50.0dyn/cm，(2)該系統(tǒng)的粘度在攝氏25度時為1.5cp-20.0cp的墨組合物，用噴墨的方式由噴嘴以液滴狀噴出的步驟；使上述液滴粘附在基材表面的步驟；使上述液滴中的顏料附著在上述基材上的步驟。再者，本發(fā)明涉及的圖案形成方法的步驟為，將包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和前述顏料之間親和性的分散劑的體系(V)，該系統(tǒng)與氣相的界面所產(chǎn)生的界面表面積(S)及其比(V/S)，被最大限度控制的墨組合物，用噴墨的方式由噴嘴以液滴狀噴出的步驟；使上述液滴粘附在基材表面的步驟；使上述液滴中的顏料附著在上述基材上的步驟。本發(fā)明涉及的濾色膜，包括基材、和由以噴墨式附著在上述基材表面的顏料形成的著色層。一般，在以噴墨式形成濾色膜的像素等圖案時，若基材的表面(被著色層)是由和紙等纖維不同的玻璃、陶瓷、或聚酯樹脂等組成的薄膜時，則過去的墨組合物，對基材的表面粘附不好，墨組合物在基材的表面常發(fā)生不粘附、滲潤等現(xiàn)象。由于色素材料對基板表面的附著力弱，所以色素材料易于從基材表面剝離，形成的圖案會立刻潰散。在這里所謂基材，包括了在色素材料附著的表面，具有被著色層的表面是由與紙等纖維不同的玻璃、陶瓷、聚酯樹脂等薄膜組成的這種結(jié)構(gòu)的所有材料。因此，屬于這一范疇的基材，可以舉出玻璃基板、陶瓷基板，聚酯樹脂、二醋酸酯樹脂、三醋酸酯樹脂、丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、賽璐玢或賽璐珞等各種薄膜材料，用聚酰胺或聚酯等有機高分子化合物涂覆表面的涂層紙等。圖2A及圖2B是表示墨組合物附著在玻璃基板、陶瓷基板等基材表面的過程，和溶媒從墨組合物的液滴中蒸發(fā)出來的過程的模式圖。即如圖2A所示，當(dāng)墨組合物203附著在基材201的表面202上時，墨組合物203與氣相接觸的界面204的表面積(S)，和墨組合物203的體積(V)之比(S/V)被保持在最小。換言之，墨組合物203的體積(V)與界面204表面積(S)之比(V/S)要保持最大。但如圖2B所示，當(dāng)溶媒從墨組合物中蒸發(fā)出來時，墨組合物203與氣相接觸的界面204的表面積，和墨組合物203的體積之比不能保持最小值，墨組合物203與氣相接觸的界面204的表面積，和其體積之比就會變高。具體情況如圖2B所示，粘附在基材201的表面202上的墨組合物203的中央部沉向基材201一側(cè)，墨組合物203與氣相接觸的界面204的表面積，和墨組合物203的體積之比變高。于是，墨組合物203含有的顏料205就集中在墨組合物203的一部分界面(周圍)206a及206b，在墨組合物203的內(nèi)部，顏料205失去了懸浮的均一性。因此，由顏料205附著在基材201的表面202上而形成的圖案，就會出現(xiàn)局部濃淡不一的變化，同時由于對基板表面的粘附力有局部差異，就很難穩(wěn)定地形成良好的圖案。本發(fā)明者們反復(fù)進行了種種實驗，選擇色素材料的顏料種類及粒徑、分散劑及溶媒，以回避上述問題，從而找到了能夠形成良好圖案的墨組合物。在實驗時，考慮到了表1所示的各步情況。表1</tables>從表1可知，要形成良好的圖案，在溶媒從粘附在基材表面的墨組合物中蒸發(fā)時，必須使基材表面墨組合物的液滴維持在能夠潤濕基材的狀態(tài)。而且，墨組合物所含的顏料必須對基材的附著面有親和力，且附著力強。為了滿足這一條件，對墨組合物的組成材料進行了種種實驗，所得結(jié)果如表2及表3所示。表2及表3中的○、△及×，分別表示良好、實用、不能滿足實用。表2</tables>表3</tables>表2是使過去的墨組合物粘附在玻璃基板上所得的結(jié)果，表3是使本發(fā)明的墨組合物粘附在同一玻璃基板上所得的結(jié)果。圖1B及圖1D是過去的墨組合物粘附在玻璃基板上狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片，圖1A及圖1C是本發(fā)明的墨組合物粘附在玻璃基板上狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。圖1A及圖1B是為了搞清本發(fā)明的墨組合物的效果，試驗性地擴大了液滴的間隔，圖1C及圖1D是連續(xù)擊打畫出的一條直線。從圖1A及圖1B可知，本發(fā)明的墨組合物所有的液滴幾乎都保持著同樣的形狀，整齊排列，而過去的墨組合物液滴形狀發(fā)生變化，液滴的分布發(fā)生混亂。另外，從圖1C及圖1D可知，過去的墨組合物，從(直線的)周圍到直線的中央出現(xiàn)了淡色。即從圖1A-圖1D、表2及表3可以理解，使用本發(fā)明的墨組合物，能夠在當(dāng)基材表面(被著色面)是與紙等纖維不同的玻璃基板上時，形成穩(wěn)定的、良好的圖案?；牡谋砻媸怯商沾苫寮熬埘渲冉M成的薄膜時，也可得到同樣的結(jié)果。下面就本發(fā)明的墨的組成成分進行詳細說明。本發(fā)明的墨組合物，包括溶媒、顏料、及可提高上述顏料在上述溶媒中懸浮性的分散劑。由于合理地控制了溶媒、顏料及分散劑的種類、量及成分之間的比例，當(dāng)墨組合物以液滴狀粘附在基材的表面后，在溶媒從液滴中蒸發(fā)出的過程中，液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)，和其體積(V)之間的比例(S/V)就會保持在最小值。換言之，該體積(V)及液滴與氣相接觸的表面積(S)之比(V/S)要保持最大。因此，在溶媒從液滴中蒸發(fā)的過程中，液滴所含的顏料在液滴內(nèi)部就會均勻地分散。另外，如果墨組合物表現(xiàn)出的物理性質(zhì)，是表面張力在攝氏25度時為20.0dyn/cm-50.0dyn/cm，粘度在攝氏25度時為1.5cp-20.0cp，那么墨組合物以液滴狀粘附在基材表面后，在溶媒從液滴中蒸發(fā)的過程中，液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)，和其體積(V)之間的比例(S/V)就會變?yōu)樽钚?，該體積(V)及液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)之比(V/S)要大，液滴所含的顏料在液滴內(nèi)部就會均勻地分散。再者，本發(fā)明的墨組合物，包括溶媒、顏料、及可提高上述顏料在上述溶媒中懸浮性的分散劑。使墨組合物以液滴狀粘附在基材表面后，在溶媒從液滴中蒸發(fā)的過程中，由于液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)和其體積(V)之間的比例(S/V)被控制在最小值，即該體積(V)及液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)之比(V/S)被保持最大。而且，墨組合物的物理性質(zhì)被控制在攝氏25度時表面張力為20.0dyn/cm-50.0dyn/cmd的范圍內(nèi)，所以，除溶媒、顏料及分散劑外，還可進一步加進添加劑。這時，可將墨組合物的物理性質(zhì)調(diào)整為攝氏25度時粘度在1.5cp-20.0cp之間。因此，使用本發(fā)明的墨組合物，不會發(fā)生局部顏色濃淡不一，局部顏料粘附力不同的問題，能夠穩(wěn)定地形成良好的圖案。本發(fā)明的墨組合物中，溶媒對基材表面的親和性及蒸發(fā)速度，大大左右著表1中A及B兩步。即為了使墨組合物固定到基材表面上的正確位置，溶媒必須對基材表面有親和性，以得到適度的潤濕性，同時必須有合適的蒸發(fā)速度。為了滿足這些條件，作為構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的溶媒，可以單獨或混合使用水及各種有機溶媒。作為有機溶媒，可以從以下物質(zhì)組成的組中適當(dāng)?shù)剡x擇至少一種物質(zhì)，如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、特丁醇、異丁醇等碳的數(shù)量為1-4的烷醇類；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺類；丙酮、雙丙酮醇等酮或酮醇類；四氫呋喃、二氧雜環(huán)己烷等醚類；聚乙二醇、聚丙二醇等聚二醇類；乙二醇、丙二醇、丁二醇、3乙二醇、1，2，6-己三醇、硫撐二乙醇、乙二醇、2乙二醇等二醇基含有2-6個碳原子的烷撐二醇類；乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、3乙二醇甲醚、3乙二醇乙醚等多價醇的低級烷醚類；醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯類。在混合使用多種溶媒時，可在不損傷上述墨組合物特性的范圍內(nèi)，決定溶媒的組成及混合比。作為溶媒，把僅使用水的墨組合物定義為水系統(tǒng)墨組合物，使用有機溶媒的墨組合物定義為溶劑系統(tǒng)墨組合物。另外，從構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的顏料不會發(fā)生局部顏色濃淡不一，局部顏料粘附力不同，能夠穩(wěn)定地形成良好的圖案的觀點來看，當(dāng)看重形成圖案的透明性時，應(yīng)將平均粒徑規(guī)定在0.001μm-0.30μm，最好為0.05μm-0.15μm，在重視確保如熒光體那樣的發(fā)光效率時，平均粒度在0.5μm-50μm，最好是在1μm-20μm。所謂平均粒徑的概念，表現(xiàn)的是具有同一表面積的最小的顆粒的直徑。作為構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的顏料，可按照其不同的用途單獨或組合使用各種不同的顏料，除可使用無機顏料外還可使用有機顏料。無機顏料如碳黑、石墨黑、鐵黑、Cu.Fe.Mn黑、Co·Fe·Cr黑、Cu·Cr·Mn黑、鈦黑、錳黑、鈷黑、群青、鈷藍、氧化鐵、鎘紅、鈷綠、硫化物熒光體、稀土類氧化物熒光體、稀土類氧硫化物熒光體等；有機顏料如偶氮類顏料、酞花青類顏料、靛藍類顏料、蒽醌類顏料、二萘嵌苯類顏料、非萘環(huán)類顏料、二噁嗪類顏料、喹吖酮類顏料、異吲哚滿酮類顏料，酞酮類顏料，次甲基·甲亞胺類顏料及聚合多環(huán)類顏料。另外，為了使有機顏料懸浮在溶劑系統(tǒng)的墨組合物中，應(yīng)選擇合適的有機溶媒和有機顏料之間的組合比例，以使有機顏料不溶解在有機溶媒中。在將本發(fā)明的墨組合物用于可用在LCD上的濾色膜時，可以適當(dāng)?shù)剡x用以下顏料，藍色可選用酞花青藍，紫色可選用二惡嗪紫，紅色可選用蒽醌紅、二萘嵌苯紅，黃色可選用異吲哚滿黃、聯(lián)苯胺黃，異吲哚滿酮黃，綠色可選用酞花青綠，黑色可選用碳黑、鐵黑、Cu·Fe·Mn黑、Co·Fe·Cr黑、Cu·Cr·Mn黑等。另外，在將本發(fā)明的墨組合物適用于可用在彩色顯象管/PDP上的濾色膜時，藍色顏料可適當(dāng)?shù)剡x用群青、鈷藍，紅色顏料選用氧化鐵、鎘紅，綠色選用鈷綠，黑色選用碳黑、鐵黑、石墨黑、鈦黑、錳黑、鈷黑等。進一步，為了使本發(fā)明的墨組合物適用于C-CRT/PDP上的熒光體像素，可適當(dāng)?shù)剡x用ZnSAg為藍色的熒光體，Y2O2SEu、Y2O3Eu為紅色的熒光體，ZnSCu、ZnSCu、Au為綠色的熒光體等。再者，為了使構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的分散劑，能夠吸附在顏料的表面，以防止顏料之間發(fā)生凝集，分散劑自然應(yīng)該懸浮在溶媒中，但同時也要求分散劑對玻璃基板有很強的親和力。正因為分散劑有吸附在墨組合物中的顏料表面，以使顏料均勻地懸浮在墨組合物中的作用，同時也具有使顏料牢固地附著在基材表面的作用，因此，分散劑雖然參與表1中的A，但主要對C有決定性作用。為了滿足這些條件，構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的分散劑，應(yīng)按照上述墨組合物的類型/顏料的組合來適當(dāng)決定。即在水/有機顏料組合時，分散劑可使用如丙烯樹脂、聚乙烯丙烯吡咯烷酮及聚乙烯烷基吡咯烷酮。同樣，分散劑在墨組合物的類型及與顏料的組合為水/無機顏料時，可適當(dāng)?shù)剡x用丙烯樹脂及聚乙烯丙烯吡咯烷酮等；在為溶劑系統(tǒng)/有機顏料時，可選用聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂、聚乙烯吡啶、聚酰胺樹脂、苯酚樹脂、聚乙烯丙烯吡咯烷酮、聚亞胺酯樹脂及聚酯樹脂等；在為溶劑系統(tǒng)/無機顏料時，可選用聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂、及聚乙烯丙烯吡咯烷酮等。另外，在本發(fā)明的墨組合物中，作為溶媒使用有機溶媒時，有機溶媒最好為醇類。有機溶媒使用醇類時，顏料為有機顏料則分散劑可適當(dāng)?shù)剡x用聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂、聚乙烯吡啶、聚酰胺樹脂、苯酚樹脂和聚乙烯丙烯吡咯烷酮；顏料為無機顏料則分散劑可適當(dāng)?shù)剡x用聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂和聚乙烯丙烯吡咯烷酮。進一步為了使本發(fā)明的墨組合物在以液滴狀附著在基材表面后，在溶媒從液滴中蒸發(fā)的過程中，液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)，和其體積(V)之比(S/V)保持在最小值，即該體積(V)及液滴與氣相接觸之比(V/S)保持最大?？墒褂锰砑觿┳鳛槟慕M成成分。由于使用了添加劑，就可將墨組合物的物理性質(zhì)控制在表面張力攝氏25度時為20.0dyn/cm-50.0dyn/cm的范圍內(nèi)。構(gòu)成本發(fā)明墨組合物的添加劑，可按照上述類別進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。即當(dāng)墨組合物為水系統(tǒng)時，添加劑可適當(dāng)?shù)貜挠啥榛腔《徕c、氟類表面活性劑及聚醚變性硅油組成的類別中至少選擇一種物質(zhì)。當(dāng)墨組合物為溶劑系統(tǒng)時，添加劑可適當(dāng)?shù)貜挠晒柰獦渲?、丙烯樹脂、變性聚硅氧烷共聚體、聚碳酸、聚碳酸酯及不飽和聚碳酸組成的類別中至少選擇一種物質(zhì)。另外，顏料占墨組合物的比例，在考慮到防止墨組合物在噴嘴內(nèi)堵塞的同時，還應(yīng)考慮到形成圖案的光學(xué)濃度(od)，應(yīng)規(guī)定溶媒每100重量份，顏料應(yīng)為1-30重量份，最好為3-15重量份。另一方面，分散劑及添加劑，應(yīng)為每100重量份的顏料，分散劑為1-100重量份，添加劑為1-30重量份；若每100重量份的顏料，分散劑為10-30重量份，添加劑為3-10重量份時則更好。當(dāng)顏料為100重量份而分散劑重量份比1少時，顏料的懸浮性低下，就很難得到顏料均勻懸浮的墨組合物。當(dāng)顏料100重量份而分散劑重量份比100多時，墨組合物的粘度變高，墨就不能以噴墨式從噴嘴中均勻地噴出，因此就很難形成良好的圖案。另外，當(dāng)顏料100重量份而添加劑重量份比1少，或比30多時，在墨組合物以液滴狀附著在基材表面后，在溶媒從液滴中蒸發(fā)的過程中，液滴與氣相接觸的界面的表面積(S)，和其體積(V)之比(V/S)就很難控制在最小值。再者，在不損害墨組合物特性的范圍內(nèi)，還可在本發(fā)明的墨組合物中適當(dāng)?shù)靥砑痈鞣N成分，如pH調(diào)整劑、防霉劑、螯合劑或還原劑等。本發(fā)明涉及的圖案形成方法，是利用上述的墨組合物，以噴墨的方式，在基材的表面形成圖案的。在本發(fā)明涉及的圖案形成方法中，使墨組合物噴出的噴墨方式，只要是能夠使墨組合物從噴嘴中很好地噴出，使墨組合物的液滴能夠附著在基材表面的方式，則任何方式都行。作為使墨組合物噴出的噴墨方式可以適當(dāng)?shù)剡x用以下方式，如給予噴嘴與置于該噴嘴前數(shù)mm的加速電極之間以強電場，使墨組合物離子化，從而從噴嘴中陸續(xù)導(dǎo)出，當(dāng)墨組合物在偏轉(zhuǎn)電極間噴過時，給予偏轉(zhuǎn)電極以信息信號而形成圖案的靜電吸引式；用小型泵給墨以高壓，用晶體振子等使噴嘴發(fā)生機械振動，從而強制性地使墨組合物的液滴噴出，在液滴噴出的同時按照信息信號使液滴帶電，在帶電的液滴通過偏轉(zhuǎn)電極板間時，使之按照其帶電量發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以形成圖案的方式；給壓電元件以電信號使其發(fā)生機誡位移，從而給墨組合物以壓力，使墨組合物的液滴從噴嘴中噴出的方式；或給墨組合物以熱能，利用其使墨組合物發(fā)生急劇的體積變化的作用，使墨組合物的液滴從噴嘴中噴出的方式。進一步，在形成濾色膜的像素等圖案時，應(yīng)控制圖案形成時附著在基材表面的墨組合物液滴的附著量。即當(dāng)附著在基材表面的墨組合物液滴的量少時，因為附著在基材表面的顏料量少，所以形成的圖案的光學(xué)濃度(OD)變低，很難得到所規(guī)定的光學(xué)特性。另外以解決這一問題為目的，也可考慮增加墨組合物所含的顏料量，以提高圖案的光學(xué)濃度(OD)。但是，這時不僅難以維持墨組合物的特性，而且墨組合物在噴嘴內(nèi)易于堵塞，所以在實用上這一問題尚無法回避。當(dāng)附著在基材表面的墨組合物液滴的附著量多時，即使減少了墨組合物所含的顏料的量，但在梅雨季節(jié)那樣的多濕和冬天那樣低溫的環(huán)境中，因為墨組合物中的溶媒蒸發(fā)變慢，所以顏料在基材表面的附著性變低，很難穩(wěn)定地形成良好的圖案。本發(fā)明的圖案形成方法，在使用水系統(tǒng)的墨組合物時，從控制作為溶媒的水的蒸發(fā)速度的觀點出發(fā)，墨組合物液滴附著在基材表面的溫度最好規(guī)定在攝氏20度-120度。本發(fā)明涉及的濾色膜，包括基材，和以噴墨式附著在上述基材表面上的顏料形成的著色層。作為該基材，可以使用上述各種基材。即作為基材，可使用玻璃基板和陶瓷基板，聚酯樹脂、二醋酸酯樹脂、三醋酸酯樹脂、丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、賽璐玢或賽璐珞等各種薄膜材料，用聚酰胺或聚酯等有機高分子化合物涂覆表面的涂層紙等，這些基材適用于LCD、CRT或PDP等顯示裝置，攝像管的感光面，組成CCD、BBD、CID或BASIS等固體攝像元件的晶片，用于薄膜半導(dǎo)體的密合性圖象傳感器等。作為構(gòu)成基材表面著色層的顏料，也可使用上述各種顏料。本發(fā)明涉及的濾色膜的著色層，是以噴墨的方式將上述墨組合物粘附在基材表面，使墨組合物含有的顏料附著在基材表面而形成的。濾色膜著色層的厚度，按照所需的分光特性來決定，但通常最好為0.01-5μm。另外，本發(fā)明濾色膜的著色層，雖然其本身就具有充分的耐久性，但為了在各種環(huán)境條件下都能保護著色層，可以在著色層的表面用旋涂或滾涂的方法和蒸鍍法，涂抹聚酰胺、聚酰亞胺、聚亞胺酯、聚碳酸酯或硅酮類等樹脂，和Si3N4、SiO2、SiO、Al2O3或Ta2O3等無機膜作為保護層。這時，對所涂抹的保護層做定向處理，就可以方便地適用于LCD。附圖簡要說明如下圖1A是本發(fā)明的墨組合物附著在玻璃基板上的狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。圖2B是過去的墨組合物附著在玻璃基板上的狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。圖1C是本發(fā)明的墨組合物附著在玻璃基板上的狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。圖2D是過去的墨組合物附著在玻璃基板上的狀態(tài)的光學(xué)顯微鏡照片。圖2A是描述墨組合物附著在玻璃基板和陶瓷基板等基材表面上的狀態(tài)的模式圖。圖2B是描述溶媒從墨組合物液滴中蒸發(fā)出來時狀態(tài)的模式圖。以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施情況。實施例1按照表4A-C所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物A-C。在墨組合物A-C中，顏料的平均粒徑分別約為0.1μm。墨組合物A-C在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示?；旌先軇〢P-4由日本專賣酒精公司銷售。接著，將用于LCD顯示部的玻璃基板(已制成黑色矩形)，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)，用墨組合物A-C制作濾色膜。這樣就可得到黑色矩形(BM)寬度為40μm左右，所形成的各著色層的圖案的寬度為140μm左右的良好的濾色膜。在該濾色膜上，形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性均與過去用染色法、顏料懸浮法、電沉積法或印刷法形成的濾色膜的著色層相同。著色層的化學(xué)特性也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本和形成過去的濾色膜的著色層的成本相比，只有約1/5。實施例2按照表4D-F所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物D-F。在墨組合物D-F中，顏料的平均粒徑分別約為0.1μm。墨組合物D-F在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將和實施例1一樣的玻璃基板，裝到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上，用墨組合物D-F制作濾色膜。這樣就可得到黑色矩形(BM)寬度為40μm左右，所形成的各著色層的圖案的寬度為140μm左右的良好的濾色膜。在該濾色膜上，形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。玻璃基板與各著色層之間的密合性和實施例1同樣良好，耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性均與過去用染色法、顏料懸浮法、電沉積法或印刷法形成的濾色膜的著色層相同。著色層的化學(xué)特性也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本和形成過去的濾色膜的著色層的成本相比，只有約1/5。實施例3按照表4G所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物G。在墨組合物G中，顏料的平均粒徑約為0.25μm。墨組合物G在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將和實施例1相同的玻璃基板(尚未制成BM)，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上，用墨組合物A-C及G制作濾色膜。這樣就可得到黑色矩形(BM)寬度為40μm左右，所形成的各著色層的圖案的寬度為140μm左右的良好的濾色膜。在該濾色膜上，形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性均與過去用染色法、顏料懸浮法、電沉積法或印刷法形成的濾色膜的著色層相同。著色層的化學(xué)特性也與過去的濾色膜的著色層相同。實施例4按照表4H-J所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物H-J。在墨組合物H-J中，顏料的平均粒徑分別約為0.023、約0.020及約0.021μm。墨組合物H-J在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將用于28型瓦特C-CRT的投影屏玻璃基板(日本電器硝子株式會社；已制成黑色矩形)，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上，用墨組合物H-G來形成濾色膜著色層的圖案。這樣就能得到可以在圖案寬度為150μm的黑色矩形片上形成著色層圖案的濾色膜。在該濾色膜上，所形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。另外，玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，各著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去用光電法形成的著色層相同。著色層的發(fā)光亮度等光學(xué)特性，也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/100。形成著色層所需材料的使用量，只有過去的約1/30。實施例5按照表4K-M所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物K-M。在墨組合物K-M中，顏料的平均粒徑分別約為0.023、約0.020及約0.021μm。墨組合物K-M在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將和實施例4一樣的投影屏玻璃基板，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上，用墨組合物K-M來形成濾色膜著色層的圖案。這樣就能得到可以在圖案寬度為150μm的黑色矩形片上形成各著色層圖案的濾色膜。在該濾色膜上，所形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。另外，玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，各著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去用光電法形成的著色層相同。著色層的發(fā)光亮度等光學(xué)特性，也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/100。形成著色層所需材料的使用量，只有過去的約1/30。實施例6以和實施例4同樣的方法調(diào)整墨組合物H-J。接著，將用于28型等離子顯示裝置的投影屏玻璃基板(旭硝子株式會社)，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)，用墨組合物H-J來形成濾色膜著色層的圖案。這樣就能得到可以在圖案寬度為150μm的矩形片上形成各著色層圖案的濾色膜。在該濾色膜上，所形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。另外，玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，各著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去用光電法形成的著色層相同。著色層的發(fā)光亮度等光學(xué)特性，也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/5。形成著色層所需材料的使用量，只有過去的約1/20。實施例7按照表4N-P所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物N-P。在墨組合物N-P中，顏料的平均粒徑分別約為0.023、約0.020及約0.021μm。墨組合物N-P在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將用于28型等離子顯示裝置的投影屏玻璃基板(旭硝子株式會社)，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上，用墨組合物N-P來形成濾色膜著色層的圖案。這樣就能得到可以在圖案寬度為150μm的矩形片上形成著色層圖案的濾色膜。在該濾色膜上，所形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。另外，玻璃基板與各著色層之間的密合性良好，各著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去用光電法形成的著色層相同。著色層的發(fā)光亮度等光學(xué)特性，也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/5。形成著色層所需材料的使用量，只有過去的約1/20。實施例8按照表4Q-S所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物Q-S。在墨組合物Q-S中，顏料的平均粒徑分別約為0.010μm。墨組合物Q-S在攝氏25度時粘度及表面張力如表5所示。接著，將形成CCD(ChargeCoupledDevice)的晶片，裝備壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上。然后用墨組合物Q-S來形成濾色膜著色層的圖案，使濾色膜的各著色層圖案配置與CCD各感光件相應(yīng)。這樣就得到了圖案寬度為150μm的，可形成各著色層圖案的濾色膜。在該濾色膜上，所形成的著色層的圖案的寬度之差，最大為10μm左右。另外，晶片與各著色層之間的密合性良好，各著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去用光電法形成的著色層相同。著色層的發(fā)光亮度等光學(xué)特性，也與過去的濾色膜的著色層相同。而且，形成著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/100。形成著色層所需材料的使用量，只有過去的約1/30。實施例9按照表4T所表示的組成情況，在將溫度調(diào)整在攝氏20度的攪拌槽中混合及攪拌各成分后，用孔徑為0.5μm的過濾器進行過濾，然后調(diào)整墨組合物T。在墨組合物T中，顏料的平均粒徑約為0.025μm。墨組合物T在攝氏25度時粘度、在攝氏25度時表面張力及密度如表5所示。接著，將聚酯類OHP薄膜，裝備到壓電式噴墨打印機(MJ-800C；精工EPSON公司；720dpi)上。再用墨組合物T在OHP薄膜上形成文字圖案。這樣就得到了圖案寬度為250μm的，可形成文字圖案的OHP薄膜。在該OHP薄膜上，所形成的文字圖案的寬度之差，最大為15μm左右。另外，OHP薄膜與構(gòu)成文字圖案的著色層之間的密合性良好，著色層耐熱、耐寒、耐化學(xué)藥品性等，均與過去OHP薄膜形成的著色層相同。OD等著色層的光學(xué)特性，也與過去的著色層相同。而且，形成構(gòu)成文字圖案的著色層的成本，含設(shè)備投資在內(nèi)，和形成過去的著色層的成本相比，只有約1/100。表4</tables>表5</tables>如以上說明所述，使用本發(fā)明的墨組合物，顏料通?？删鶆虻貞腋≡诟街诓ＡА⑻沾?、或聚酯類樹脂等基材表面的液滴內(nèi)部。因此，不形成被著色層等，能夠以噴墨式直接在玻璃、陶瓷、或聚酯類樹脂等表面上形成纖細的圖案。使用本發(fā)明圖案的形成方法，由于使用的是顏料通常可均勻地懸浮在附著于玻璃、陶瓷、或聚酯類樹脂等基材表面的液滴內(nèi)部的墨組合物，以噴墨的方式來形成圖案，所以能夠直接在玻璃、陶瓷、或聚酯類樹脂等基材表面形成纖細、且信賴性高的圖案。因此可以減少步驟及設(shè)備投資，可經(jīng)濟地在基材表面形成圖案。而且，使用本發(fā)明的濾色膜，由于在基材表面有由噴墨式附著的顏料形成的著色層，所以能夠在耐光性和耐水性等實用性方面，提高可信性及經(jīng)濟性。權(quán)利要求1.一種墨組合物，其特征在于其包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑的系統(tǒng)的體積，與其在和氣相臨界產(chǎn)生的該系統(tǒng)的界面的表面積之比，通常被控制在最小值。2.一種墨組合物，其特征在于在包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑的系統(tǒng)中，(1)該系統(tǒng)的表面張力在攝氏25度時為20.0dy懸浮在所述溶媒中的顏料；懸浮在所述溶媒中可提高所述溶媒和顏料之間親和性的分散劑；及懸浮在所述溶媒中能控制界面自由能的添加劑。4.如權(quán)利要求1-3之一所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是水，所述顏料是有機顏料，所述分散劑選自由丙烯樹脂、聚乙烯丙烯吡咯烷酮、及聚乙烯烷基吡咯烷酮組成的組中的至少一種。5.如權(quán)利要求4所述的墨組合物，其特征在于所述有機顏料選自由偶氮類顏料、酞花青類顏料、靛藍類顏料、蒽醌類顏料、二萘嵌苯類顏料、非萘環(huán)類顏料、二噁嗪類顏料、喹吖酮類顏料、異吲哚滿酮類顏料、酞酮類顏料、次甲基·甲亞胺類顏料、及聚合多環(huán)類顏料組成的組中的至少一種。6.如權(quán)利要求1-3之一所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是水，所述顏料是無機顏料，所述分散劑選自由丙烯樹脂及聚乙烯丙烯吡咯烷酮組成的組中的至少一種。7.如權(quán)利要求6所述的墨組合物，其特征在于所述無機顏料，選自由碳黑、石墨黑、鐵黑、Cu.Fe.Mn黑、Co.Fe.Cr黑、Cu.Cr.Mn黑、鈦黑、錳黑、鈷黑、群青、鈷藍、氧化鐵、鎘紅、鈷綠、硫化物熒光體、稀土類氧化物熒光體及稀土類氧硫化物熒光體組成的組中的至少一種。8.如權(quán)利要求1-3之一所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是有機溶媒或是所述有機溶媒與水的混合物，所述顏料是有機顏料，所述分散劑選自由聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂、聚乙烯吡啶、聚酰胺樹脂、苯酚樹脂、聚乙烯丙烯吡咯烷酮、聚亞胺酯樹脂及聚酯樹脂組成的組中的至少一種。9.如權(quán)利要求8所述的墨組合物，其特征在于所述有機溶媒選自由烷醇類、酰胺類、酮類、酮醇類、醚類、聚二醇類、烷撐二醇類、多價醇的低級烷醚類組成的組中的至少一種。10.如權(quán)利要求8所述的墨組合物，其特征在于所述有機顏料選自由偶氮類顏料、酞花青類顏料、靛藍類顏料、蒽醌類顏料、二萘嵌苯類顏料、非萘環(huán)類顏料、二噁嗪類顏料、喹吖酮類顏料、異吲哚滿酮類顏料、酞酮類顏料、次甲基·甲亞胺類顏料、及聚合多環(huán)類顏料組成的組中的至少一種。11.如權(quán)利要求1-3之一所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是有機溶媒或是所述有機溶媒與水的混合物，所述顏料是無機顏料，所述分散劑選自由聚乙烯醇縮丁醛、丙烯樹脂及聚乙烯丙烯吡咯烷酮組成的組中的至少一種。12.如權(quán)利要求11所述的墨組合物，其特征在于所述有機溶媒選自由烷醇類、酰胺類、酮類、酮醇類、醚類、聚二醇類、烷撐二醇類、多價醇的低級烷醚類組成的組中的至少一種。13.如權(quán)利要求11所述的墨組合物，其特征在于所述無機顏料，選自由碳黑、石墨黑、鐵黑、Cu.Fe.Mn黑、Co.Fe.Cr黑、Cu.Cr.Mn黑、鈦黑、錳黑、鈷黑、群青、鈷藍、氧化鐵、鎘紅、鈷綠、硫化物熒光體、稀土類氧化物熒光體及稀土類氧硫化物熒光體組成的組中的至少一種。14.如權(quán)利要求3所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是水，所述添加劑選自由二烷基磺基丁二酸鈉、氟類表面活性劑及聚醚變性硅油組成的組中的至少一種。15.如權(quán)利要求3所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒是有機溶媒或是所述有機溶媒與水的混合物，所述添加劑選自由硅酮樹脂、丙烯樹脂、變性聚硅氧烷共聚體、聚碳酸、聚碳酸酯及不飽和聚碳酸組成的組中的至少一種。16.如權(quán)利要求15所述的墨組合物，其特征在于所述有機溶媒選自由烷醇類、酰胺類、酮類、酮醇類、醚類、聚二醇類、烷撐二醇類、多價醇的低級烷醚類組成的組中的至少一種。17.如權(quán)利要求1或2所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒、所述顏料及所述分散劑的混合比，是每100重量份的所述溶媒，所述顏料為1-30重量份，而每100重量份的所述顏料，所述分散劑為1-100重量份。18.如權(quán)利要求3所述的墨組合物，其特征在于所述溶媒、所述顏料、所述分散劑及所述添加劑的混合比，是每100重量份的所述溶媒，所述顏料為1-30重量份，而每100重量份的所述顏料，所述分散劑為1-100重量份，每100重量份的所述顏料，所述添加劑為1-30重量份。19.一種形成圖案的方法，其特征在于包含如下步驟使包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑的系統(tǒng)的體積，與其在和氣相臨界產(chǎn)生的該系統(tǒng)的界面的表面積之比，通常被控制在最小值的墨組合物，用噴墨的方式以液滴狀從噴嘴噴出的步驟；使所述液滴附著在基材表面的步驟；使所述液滴中的顏料附著在所述基材上的步驟。20.一種形成圖案的方法，其特征在于包含如下步驟使在包含溶媒、懸浮在前述溶媒中的顏料、及懸浮在前述溶媒中可提高前述溶媒和顏料之間親和性的分散劑的系統(tǒng)中，(1)該系統(tǒng)的表面張力在攝氏25度時為20.0dyn/cm-50.0dyn/cm；(2)該系統(tǒng)的粘度在攝氏25度時為1.5cp-20.0cp的墨組合物，用噴墨的方式以液滴狀從噴嘴噴出的步驟；使所述液滴附著在基材表面的步驟；使所述液滴中的顏料附著在所述基材上的步驟。21.一種形成圖案的方法，其特征在于包含如下步驟將包含溶媒、懸浮在所述溶媒中的顏料、和懸浮在所述溶媒中可提高所述溶媒和顏料之間親和性的分散劑、及懸浮在所述溶媒中能控制界面自由能的添加劑的墨組合物，用噴墨的方式以液滴狀從噴嘴噴出的步驟；使所述液滴附著在基材表面的步驟；使所述液滴中的顏料附著在所述基材上的步驟。22.如權(quán)利要求19-21之一所述的形成圖案的方法，其特征在于粘附所述液滴的所述基材的表面，是玻璃、陶瓷、聚酯樹脂、二醋酸酯樹脂、三醋酸酯樹脂、丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺、賽璐玢或賽璐珞。23.一種濾色膜，包含如下構(gòu)成基材；由噴射的方式附著在所述基材表面的顏料形成的著色層。24.如權(quán)利要求23所述的形成圖案的方法，其特征在于所述基材的表面，是玻璃、陶瓷、聚酯樹脂、二醋酸酯樹脂、三醋酸酯樹脂、丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺、賽璐玢或賽璐珞。25.如權(quán)利要求23所述的濾色膜，其特征在于所述顏料，選自由偶氮類顏料、酞花青類顏料、靛藍類顏料、蒽醌類顏料、二萘嵌苯類顏料、非萘環(huán)類顏料、二噁嗪類顏料、喹吖酮類顏料、異吲哚滿酮類顏料、酞酮類顏料、次甲基.甲亞胺類顏料、聚合多環(huán)類顏料、碳黑、石墨黑、鐵黑、Cu.Fe.Mn黑、Co.Fe.Cr黑、Cu.Cr.Mn黑、鈦黑、錳黑、鈷黑、群青、鈷藍、氧化鐵、鎘紅、鈷綠、硫化物熒光體、稀土類氧化物熒光體及稀土類氧硫化物熒光體組成的組中的至少一種。26.如權(quán)利要求23所述的濾色膜，其特征在于所述基材是顯示裝置的顯示部分。27.如權(quán)利要求23所述的濾色膜，其特征在于所述基材是固體攝像元件。全文摘要使顏料在附著于玻璃、陶瓷或聚酯類樹脂等基材表面的液滴內(nèi)，通?？删鶆驊腋〉哪M合物，以噴墨的方式從噴嘴中噴出，直接在基材表面上形成濾色膜著色層等所確定的圖案。文檔編號H01J29/18GK1160736SQ9710034公開日1997年10月1日申請日期1997年1月9日優(yōu)先權(quán)日1997年1月9日發(fā)明者伊藤武夫,坂井和夫,中澄博行申請人:株式會社東芝,富士色素株式會社