专利名称：彩色滤光片的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色滤光片的制造方法，尤其涉及一种具有柔性衬底的彩色滤光 片的制造方法。
背景技术：
近年来，电子书受到越来越多的阅读者的青睐，电子书都是采用的反射式电子纸 显示器，反射式电子纸具有无需背光源、不伤害眼睛、稳态显示等优点。现有的反射式电子 纸包括有电泳式电子纸、胆固醇液晶电子纸、电润湿电子纸等。电泳式电子纸多采用微胶囊 结构，微胶囊里面包裹有电泳液，电泳液中悬浮着黑白两种颜色的带异性电荷的两种电泳 粒子，两种电泳粒子在电场的作用下在微胶囊的顶部与底部之间迁移，实现颜色的切换。若 将电泳式电子纸发展为彩色的电子纸，原则上有两种不同的方式来实现，第一种可以用彩 色粒子(RGB/YMC)来代替白粒子，然后通过彩色粒子混色原理进行混色，实现彩色显示；另 一种则是利用在黑白的电子纸上增加彩色滤光片结构来使电子纸进行全彩化显示。对于在电子纸上增加彩色滤光片结构的方法，近年来发展了一种利用喷墨印刷 (inkjet printing)形成彩色滤光片的方法。该方法首先在玻璃衬底上形成黑矩阵，以定 义出多个像素区域。然后，进行喷墨印刷工序将颜料墨水(红色、绿色、蓝色)注入到黑矩 阵所定义的像素区域中。随后进行热烘烤程序(thermal baking process)以将颜料固化。 在玻璃衬底上形成黑矩阵通常采用以下方法，将感光树脂涂布在基板上，预烘烤所述感光 树脂组合物以形成黑矩阵膜，再将黑矩阵膜进行选择性曝光和显影，然后进行烘烤。由于电子纸是软性的，因此将采用依此种方法所制得的玻璃衬底滤光片与电子纸 进行层叠时，会产生气泡等贴合不良的问题。上述利用喷墨印刷(inkjet printing)形成 彩色滤光片的方法并不适用于在柔性的塑料衬底上形成彩色滤光片，颜料的固化以及黑矩 阵的形成都需要进行热烘烤的程序，而柔性的塑料衬底一般不具备耐高温的特性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种柔性滤光片以及能够在柔性衬底上形成彩色滤光片的 方法。一种彩色滤光片的制造方法，该方法包括以下步骤提供一柔性的透明衬底，在该 透明衬底上形成一透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个像素区域，透明矩阵与 像素区域具有不同的表面润湿性，透明矩阵表现为疏水性，像素区域表现为亲水性。利用喷 墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水，固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。本发明无需在衬底上形成黑矩阵，而是采用直接在透明衬底上形成一透明矩阵， 使用该透明矩阵提升滤光片的透光率。本发明采用柔性透明衬底制造彩色滤光片可以和电 子纸很好的贴合，不会产生气泡等贴合不良的问题。颜料的固化不需要进行热烘烤的程序， 而采用低温热固化方式或者紫外线(UV)固化的方式来固化颜料墨水，不会对不具备耐热 性的柔性基板产生不良影响。
图1为本发明较佳实施方式中制造具有柔性衬底的彩色滤光片的方法流程图。图2是本发明第一实施方式中步骤S301的子流程图。图3是本发明第一实施方式中具有柔性衬底的彩色滤光片的制造过程示意图。图4为本发明第一实施方式中遮光罩结构示意图。图5是本发明第二实施方式中步骤S301的子流程图。图6是本发明第二实施方式中具有柔性衬底的彩色滤光片的制造过程示意图。图7是具有柔性滤光片的反射式电子纸结构示意图。主要元件符号说明
具体实施例方式请参阅图1，为本发明较佳实施方式中制造该具有柔性衬底的彩色滤光片的方法 流程图。该方法包括步骤步骤S301，在一透明衬底上形成一透明矩阵，该透明矩阵在透明 衬底上分割出多个像素区域，透明矩阵与像素区域具有不同的表面润湿性；步骤S302，利 用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水，其中具体为采用喷墨印刷的方式，利用喷 嘴将颜料墨水(红色颜料墨水、绿色颜料墨水、蓝色颜料墨水)定位涂布于像素区域内；步 骤S303，固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜，其中具体为将已经涂布好颜料墨水的透明 衬底暴露于紫外线光源。请一并参阅图2和图3，图2为本发明第一实施方式中步骤S301的子流程图，图3 是本发明第一实施方式中具有柔性衬底的彩色滤光片的制造过程示意图。在本发明第一实 施方式中，步骤S301包括步骤步骤S3011，将透明衬底10置于四氟化碳(CF4)气体中。请参考图3a，透明衬底11由具有高透光性的柔性塑料制成，可以是聚异戊二烯 (PI)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明塑料材 质，在本实施例中，该柔性塑料较佳地为聚碳酸酯(PC)材料。透明衬底11置于四氟化碳 (CF4)气体中。步骤S3012，利用遮光罩21对该透明衬底11进行曝光处理。请一并参考图4，遮 光罩21包括透光区211与阻光区212，透光区211形状为一矩阵图形，阻光区212为多个分 散的矩形区域。将遮光罩21置于透明衬底11之上，光线可以通过透光区211，在CF4气氛 中透明衬底11上未被遮光罩21遮蔽的表面受到光催化作用发生等离子渗透，该表面区域 经过等离子渗透，其表面能降低，疏水性增强。透明衬底11经过曝光处理后，透明衬底11 上未被遮光罩21遮蔽的表面形成一透明矩阵112，该透明矩阵112将透明衬底11分割成多个像素区域111。透明矩阵112与像素区域111具有不同的表面润湿性，在本实施方式中，透明矩阵 112表现为疏水性，像素区域111表现为亲水性。通常材料的亲水性和疏水性采用润湿角 来定义，润湿角润湿角<90°的材料为亲水性材料。润湿角>90°的材料为疏水性材料。 本发明中透明矩阵112与像素区域111的润湿角相差在10°以上，在本实施例中透明矩阵 112与像素区域111的润湿角选用相差在50°以上。
请参考图3b，在本实施方式中，步骤S302具体为采用喷墨印刷的方式，利用喷嘴 31将颜料墨水41 (红色颜料墨水411、绿色颜料墨水412、蓝色颜料墨水413)定位涂布于 像素区域111内。由于像素区域111表面为亲水性，像素区域111周围的透明矩阵112区 域为疏水性，颜料墨水41能够在像素区域111表面上均勻平坦分布。由于透明矩阵112的 分隔作用，不同像素区域111间的颜料墨水41不会溢出1产生颜料的共混问题。在本实施 例中颜料墨水41采用光致固化型墨水，该墨水主要成分包括用于提供颜色特性的颜料、树 脂粘合剂、具有乙烯基不饱和双键的多官能团单体、光致聚合引发剂、分散剂以及其它添加 齐IJ。用于为墨水提供颜色特性的红色颜料可以是萘酚红颜料，双偶氮缩合物颜料等，蓝色颜 料包括铜酞菁类颜料等，绿色颜料包括铜酞菁类颜料及其金属配合物等。请参考图3c，在本实施方式中，步骤S303具体为将已经涂布好颜料墨水41的透 明衬底11，暴露于紫外线光源51。由于透明衬底11选用的是聚碳酸酯(PC)材料，聚碳酸 酯的熔化温度在260 340°C之间，具有不耐高温的特性，因此在本实施例中颜料墨水41的 固化采用紫外线固化(UV固化)的方式。将已经涂布好颜料墨水41的透明衬底11，暴露于 紫外线光源51下，一般UV固化能量小于lOOOmj/cm2，在本实施例中UV固化能量采用小于 500mj/cm2。颜料墨水41经UV固化后，在透明衬底11上形成彩色滤光薄膜。一般在步骤S302 中对颜料墨水41的涂布量进行控制，使形成的彩色滤光薄膜厚度在0. 1 10微米之间。在 本实施方式中彩色滤光薄膜厚度在5微米左右的R、G、B三种颜色的滤光片薄膜。颜料墨水41也可以选用具有低温固化性能的热固化性墨水，该墨水主要成分包 括用于提供颜色特性的颜料、树脂粘合剂、具有乙烯基不饱和双键的多官能团单体、热聚合 引发剂、分散剂以及其它添加剂。使用低温固化性能的热固化性墨水，就可以采用热固化的 方式。由于透明衬底11是采用高透光性的柔性塑料，不具备耐热性，颜料墨水的固化温度 一般选用小于100°c。图5为本发明第二实施方式中步骤S301的子流程图。图6是本发明第二实施方 式中具有柔性衬底的彩色滤光片的制造过程示意图。在本发明第二实施方式中，步骤S301具体包括步骤步骤S3013，在透明衬底12上涂覆一层透明感光材料60。请参考图6a，与第一实施方式中相同，在第二实施方式中透明衬底12也采用具有 高透光性的柔性塑料，柔性衬底上涂覆有一层透明的感光材料60，在第二实施例中该感光 材料60为感光树脂组合物，感光树脂组合物包含有碱可溶性树脂粘合剂、光聚合引发剂以 及其它添加剂，添加剂包括有分散剂、粘合增进剂、抗氧化剂、紫外吸收剂和热聚合抑制剂。步骤S3014，利用遮光罩22对该透明衬底12进行曝光处理。请参考图6b，将遮光罩22置于透明衬底12之上，透明衬底12上未被遮光罩22遮蔽的表面受到光照发生光聚合反应，该表面区域的表面能降低，疏水性增强。透明衬底12 经过曝光处理后，透明衬底12上未被遮光罩22遮蔽的表面形成一透明矩阵122，该透明矩 阵122将透明衬底12分割成多个像素区域121。透明矩阵122与像素区域121具有不同的 表面润湿性，透明矩阵122表现为疏水性，像素区域121表现为亲水性。在第二实施例中透 明矩阵122与像素区域121的润湿角选用相差在30°以上。请参考图6c和图6d，在第二实施例中步骤302和步骤301与第一实施方式中相 同，采用喷墨印刷的方式，利用喷嘴32将颜料墨水42定位涂布于像素区域121内，然后将 已经涂布好颜料墨水42的透明衬底12，暴露于紫外线光源52下。在第二实施例中UV固 化 能量采用小于150mj/cm2。颜料墨水42经UV固化后，形成薄膜厚度在2微米左右的R、G、B 三种颜色的滤光片薄膜。在本发明的其他实施例中，步骤301还可以是采用喷砂、蚀刻等其他方法，在透明 衬底上形成一低表面能，疏水性的透明矩阵。图7是具有柔性滤光片的反射式电子纸结构示意图。电子纸70包括基板71、电子 纸本体72以及滤光片73，滤光片73为具有柔性衬底的彩色滤光薄膜，电子纸本体72包括 第一电极721、电泳层723以及第二电极722。具备柔性衬底的滤光片73与电子纸本体72 贴合，通过滤光片73可以使电子纸70实现全彩显示。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的 适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种彩色滤光片的制造方法，该方法包括以下步骤在一柔性透明衬底上形成一透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个像素区域，透明矩阵与像素区域具有不同的表面润湿性；利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水；固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述在该透明衬底上形 成一透明矩阵的方法包括将透明衬底置于四氟化碳气氛中；利用遮光罩对透明衬底未被遮光罩遮蔽区域表面进行等离子处理，以形成透明矩阵。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述在该透明衬底上形 成一透明矩阵的方法包括在透明衬底上涂覆一层透明感光材料；利用遮光罩对透明衬底未被遮光罩遮蔽区域表面进行曝光处理，以形成透明矩阵。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于透明矩阵与像素区域的 润湿角相差在10°以上。
5.如权利要求4所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于透明矩阵与像素区域的 润湿角相差在50°以上。
6.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述透明衬底是聚异戊 二烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二脂、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
7.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于固化颜料墨水的方式是 热固化方式或者紫外线固化方式。
8.如权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于颜料墨水采用热固化方 式，其热固化温度小于100°C。
9.如权利要求7所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于颜料墨水采用紫外线固 化方式，其紫外线固化能量小于500mj/cm2。
10.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于颜料墨水固化后形成的 彩色滤光薄膜厚度在0. 1 10微米之间。
全文摘要
一种彩色滤光片的制造方法，提供一柔性的透明衬底，在该透明衬底上形成一透明矩阵，该透明矩阵在透明衬底上分割出多个像素区域，透明矩阵与像素区域具有不同的表面润湿性，透明矩阵表现为疏水性，像素区域表现为亲水性。利用喷墨印刷法在多个像素区域内涂布颜料墨水，固化颜料墨水，形成多个彩色滤光薄膜。本发明无需在衬底上形成黑矩阵，而是采用直接在透明衬底上形成透明矩阵，可以提升滤光片的透光率。颜料墨水的固化不需要进行热烘烤的程序，而采用低温热固化方式或者UV固化的方式来固化颜料墨水，不会对不具备耐热性的柔性基板产生不良影响。
文档编号G02F1/167GK101840013SQ201010161089
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者余明峰, 林久雄, 王仲伟, 赖春足 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司