JP2007065582A - Color filter and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、簡易な工程で、かつ目的とする領域に高精細に形成されたスペーサ部を有するカラーフィルタ、およびその製造方法を提供することを主目的としている。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、基材と、前記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層と、前記着色層上および／または前記着色層どうしの境界領域上に形成され、スペーサ部を形成するために用いられるパターニング用層と、前記パターニング用層上に形成された前記スペーサ部とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。
【選択図】 図１
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter having a spacer portion formed with high definition in a target region by a simple process and a manufacturing method thereof.
In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, a colored layer formed in a pattern on the substrate, a plurality of the colored layers, the colored layers and / or the colored layers. There is provided a color filter comprising a patterning layer formed on a boundary region and used for forming a spacer portion, and the spacer portion formed on the patterning layer.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液晶表示装置に用いられる、スペーサ部を有するカラーフィルタ、およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a color filter having a spacer portion used in a liquid crystal display device and a method for manufacturing the color filter.
液晶表示装置は、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルタの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。 In a liquid crystal display device, a color filter and a liquid crystal driving side substrate are opposed to each other, a liquid crystal compound is sealed between them to form a thin liquid crystal layer, and the liquid crystal alignment in the liquid crystal layer is electrically controlled by the liquid crystal driving side substrate. Then, display is performed by selectively changing the amount of transmitted light or reflected light of the color filter.
このような液晶表示装置には、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとして、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に普及してきている。 Such a liquid crystal display device has various driving methods such as a static driving method, a simple matrix method, and an active matrix method. Recently, an active matrix method or a simple matrix method is used as a flat display for a personal computer or a portable information terminal. Color liquid crystal display devices using liquid crystal panels are rapidly spreading.
図４は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置パネルの一例である。液晶表示装置１０１は、カラーフィルタ１１と液晶駆動側基板であるＴＦＴアレイ基板１２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部１３を設け、この間隙部１３内に液晶Ｌを充填し、その周囲をシール材１４で密封した構造をとっている（例えば特許文献１等）。カラーフィルタ１１は、基材１５上に、着色層１７間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成された遮光部１６と、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所定順序に配列した着色層１７と、オーバーコート層１８と、透明電極膜１９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。
FIG. 4 shows an example of an active matrix liquid crystal display panel. In the liquid
一方、ＴＦＴアレイ基板１２は、透明基板上にＴＦＴ素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている（図示せず）。また、カラーフィルタ１１及びこれと対向するＴＦＴアレイ基板１２の内面側には配向膜２０が設けられる。そして、着色層の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。
On the other hand, the
ここで、間隙部１３の厚さ、すなわちセルギャップ（カラーフィルタと液晶駆動側基板の間隙距離）は液晶層の厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ均一に維持する必要がある。
Here, the thickness of the
セルギャップを維持する方法としては、例えば図４に示すように、間隙部１３内にスペーサとしてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子のビーズスペーサ２１を多数散在させ、カラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板１２とを貼り合わせ、液晶を注入する方法がある。この方法においては、ビーズスペーサの大きさをもってセルギャップが決定され、維持される。しかしながら、上記方法では、散布されたスペーサの密度に偏りが生じることがあり、この場合、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが難しいという問題があった。
As a method for maintaining the cell gap, for example, as shown in FIG. 4, a large number of spherical or rod-
また、例えば図５に示すように、カラーフィルタ１１の内面側であって遮光部１６上（非表示領域）に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサ２２を形成する方法も一般的に行われている（例えば特許文献２等）。このような柱状スペーサ２２は、カラーフィルタ上に光硬化性樹脂を均一な厚みに塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィーによってパターン露光して硬化させることにより形成される。しかしながら、この方法においては、工程が煩雑である等の問題があった。
For example, as shown in FIG. 5, a method of forming a
そこで、簡易な工程で、かつ目的とする領域に高精細に形成されたスペーサ部を有するカラーフィルタ、およびその製造方法の提供が望まれている。 Therefore, it is desired to provide a color filter having a spacer portion formed with high definition in a target region in a simple process and a method for manufacturing the color filter.
本発明は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層と、上記着色層上および／または上記着色層どうしの境界領域上に形成され、スペーサ部を形成するために用いられるパターニング用層と、上記パターニング用層上に形成された上記スペーサ部とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。 The present invention forms a spacer portion formed on a base material, a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material, and on the colored layer and / or a boundary region between the colored layers. There is provided a color filter comprising a patterning layer used for the purpose and the spacer portion formed on the patterning layer.
本発明によれば、上記パターニング用層が形成されていることから、上記スペーサ部が、上記パターニング用層の特性等を利用して、目的とする領域に高精細なパターン状かつ均一な高さに形成されたものとすることができる。 According to the present invention, since the patterning layer is formed, the spacer portion takes advantage of the characteristics of the patterning layer and the like to form a high-definition pattern and uniform height in the target region. Can be formed.
また上記発明においては、上記パターニング用層が、シラン化合物を含有しているものとしてもよく、上記パターニング用層が、フッ素を含有しているものとしてもよい。 In the above invention, the patterning layer may contain a silane compound, and the patterning layer may contain fluorine.
また、上記発明においては、上記スペーサ部がビーズを含有しているものとしてもよい。この場合、スペーサ部がより均一な高さで形成されたものとすることができるという利点を有している。 Moreover, in the said invention, the said spacer part is good also as what contains the bead. In this case, there is an advantage that the spacer portion can be formed with a more uniform height.
また本発明は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成するパターニング用層形成工程と、上記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を除去するパターニング用層除去工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。 The present invention also provides a liquid repellency on a surface of the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material on the side where the colored layer is formed. A patterning layer forming step for forming a patterning layer containing a material, a spacer portion forming step for forming a spacer portion on the patterning layer by an inkjet method, and the spacer portion forming after the spacer portion forming step. And a patterning layer removing step of removing the patterning layer in a region that has not been formed.
本発明においては、パターニング用層が撥液性材料を含有していることから、スペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液がパターニング用層上で濡れ広がってしまうことを防止することができる。これにより目的とする領域のみに、所定の量、スペーサ部形成用塗工液を塗布することが可能となり、均一な高さで高精細なパターン状にスペーサ部を形成することが可能となる。またさらに、本発明においては、上記パターニング用層除去工程を行うことから、上記スペーサ部が形成された領域以外の領域に、例えば配向膜等を均一に形成することが可能となる。またさらに、本発明によれば、上記スペーサ部をインクジェット法により形成することから、簡易な工程で効率よくカラーフィルタを製造することが可能であるという利点も有している。 In the present invention, since the patterning layer contains a liquid repellent material, the spacer portion forming coating liquid for forming the spacer portion is prevented from spreading on the patterning layer. Can do. As a result, a predetermined amount of the coating liquid for forming the spacer portion can be applied only to the target region, and the spacer portion can be formed in a high-definition pattern with a uniform height. Furthermore, in the present invention, since the patterning layer removing step is performed, for example, an alignment film or the like can be uniformly formed in a region other than the region where the spacer portion is formed. Furthermore, according to the present invention, since the spacer portion is formed by an ink jet method, there is an advantage that a color filter can be efficiently manufactured by a simple process.
またさらに、本発明は基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成するパターニング用層形成工程と、上記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を親液化するパターニング用層親液化工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。 Furthermore, the present invention provides a liquid repellent material on a surface of the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material, on the side where the colored layer is formed. A patterning layer forming step for forming a patterning layer containing a conductive material, a spacer portion forming step for forming a spacer portion on the patterning layer by an inkjet method, and after the spacer portion forming step, the spacer portion is A patterning layer lyophilic step for lyophilicizing the patterning layer in a region that is not formed is provided.
本発明によれば、パターニング用層が撥液性材料を含有していることから、スペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液がパターニング用層上で濡れ広がってしまうことを防止することができる。これにより目的とする領域のみに所定の量、スペーサ部形成用塗工液を塗布することが可能となり、均一な高さで高精細なパターン状にスペーサ部を形成することが可能となる。また本発明においては、上記パターニング用層親液化工程を行うことから、上記スペーサ部が形成された領域以外の領域に、例えば配向膜等を均一に形成することが可能となる。またさらに、本発明によれば、上記スペーサ部をインクジェット法により形成することから、簡易な工程で効率よくカラーフィルタを製造することが可能であるという利点も有している。 According to the present invention, since the patterning layer contains the liquid repellent material, the spacer portion forming coating liquid for forming the spacer portion is prevented from spreading on the patterning layer. be able to. As a result, a predetermined amount of the coating liquid for forming the spacer portion can be applied only to the target region, and the spacer portion can be formed in a high-definition pattern with a uniform height. In the present invention, since the patterning layer lyophilic step is performed, for example, an alignment film or the like can be uniformly formed in a region other than the region where the spacer portion is formed. Furthermore, according to the present invention, since the spacer portion is formed by an ink jet method, there is an advantage that a color filter can be efficiently manufactured by a simple process.
本発明によれば、上記スペーサ部が、上記パターニング用層の特性等を利用して、目的とする領域に、高精細なパターン状、かつ均一な高さに形成されたものとすることができるという効果を奏するものである。 According to the present invention, the spacer portion can be formed in a target region with a high-definition pattern and a uniform height using the characteristics of the patterning layer. This is an effect.
本発明は、液晶表示装置に用いられるスペーサ部を有するカラーフィルタ、およびその製造方法に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。 The present invention relates to a color filter having a spacer portion used in a liquid crystal display device and a method for manufacturing the color filter. Each will be described separately below.
Ａ．カラーフィルタ
まず、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層と、上記着色層上および／または上記着色層どうしの境界領域上に形成され、スペーサ部を形成するために用いられるパターニング用層と、上記パターニング用層上に形成された上記スペーサ部とを有することを特徴とするものである。
A. Color Filter First, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention is formed on a base material, a colored layer formed in a pattern on the base material, a plurality of colored layers, and / or a boundary region between the colored layers, and a spacer portion. And a spacer layer formed on the patterning layer. The patterning layer is used for forming the patterning layer.
本発明のカラーフィルタは、例えば図１に示すように、基材１と、上記基材１上にパターン状に形成された着色層２と、上記着色層２上（図中ａで示される領域）および／または上記着色層２どうしの境界領域（図中ｂで示される領域）に形成されたパターニング用層３と、上記パターニング用層３上に形成されたスペーサ部４とを有するものである。なお上記着色層どうしの境界領域とは、隣接する着色層と着色層との間隙、もしくは隣接する着色層どうしが重なる領域等、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、色表示に寄与しない、隣接する着色層と着色層との間の領域をいうこととする。上記境界領域ｂには、例えば図１に示すように、遮光部５が形成されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 1, the color filter of the present invention includes a base material 1, a
本発明によれば、上記パターニング用層が形成されていることから、上記スペーサ部が、上記パターニング用層の特性等を利用して、高精細なパターン状に、かつ均一な高さに形成されたものとすることができる。また、本発明によればスペーサ部が、上記パターニング層を利用して形成されるものであることから、目的とする領域のみに形成されたものとすることができる。したがって、スペーサ部の密度に偏り等が生じることなく、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能なスペーサ部を有するカラーフィルタとすることができるのである。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成ごとに詳しく説明する。
According to the present invention, since the patterning layer is formed, the spacer portion is formed in a high-definition pattern and at a uniform height using the characteristics of the patterning layer. Can be. Further, according to the present invention, since the spacer portion is formed using the patterning layer, it can be formed only in the target region. Therefore, it is possible to provide a color filter having a spacer portion that can keep the gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate constant without causing a deviation in the density of the spacer portion.
Hereinafter, each configuration of the color filter of the present invention will be described in detail.
１．パターニング用層
まず、本発明に用いられるパターニング用層について説明する。本発明に用いられるパターニング用層は、上記着色層上および／または上記着色層どうしの境界領域上に形成されているものであって、後述するスペーサ部の形成に用いられるものであれば、特に限定されるものではない。例えば上記着色層およびその境界領域を覆うように形成されているものであってもよく、また上記着色層上にのみ形成されているものであってもよい。またさらに上記着色層どうしの境界領域上にのみ形成されているものであってもよい。ここで上記着色層上のみ、もしくは上記着色層どうしの境界領域のみにパターニング用層が形成されている場合、パターニング用層は、全ての着色層上、もしくは全ての境界領域上に形成されているものであってもよく、一部の着色層上、もしくは一部の境界領域上にのみ形成されているものであってもよい。
1. Patterning Layer First, the patterning layer used in the present invention will be described. The patterning layer used in the present invention is formed on the colored layer and / or on the boundary region between the colored layers, and particularly if it is used for forming a spacer portion described later. It is not limited. For example, it may be formed so as to cover the colored layer and its boundary region, or may be formed only on the colored layer. Furthermore, it may be formed only on the boundary region between the colored layers. When the patterning layer is formed only on the colored layer or only on the boundary region between the colored layers, the patterning layer is formed on all the colored layers or on all the boundary regions. It may be a thing, and may be formed only on a part of coloring layer, or a part of boundary region.
本発明においては特に、少なくとも上記着色層どうしの境界領域上に、上記パターニング用層が形成されていることが好ましい。これにより、後述するスペーサ部を上記境界領域に形成することができ、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によって着色層の光の透過率を低下させることのないものとすることができるからである。 In the present invention, the patterning layer is preferably formed at least on the boundary region between the colored layers. Thereby, a spacer part to be described later can be formed in the boundary region, and when the color filter is used in the liquid crystal display device, the light transmittance of the colored layer is not lowered due to the presence of the spacer part. Because it can be done.
ここで、上記パターニング用層が上記スペーサ部の形成に用いられるとは、例えばパターニング用層の撥液性や形状、接着性等の特性を利用して、後述するスペーサ部が形成されることをいう。本発明においては特に、上記パターニング用層の撥液性を利用して上記スペーサ部が形成されるものであることが好ましい。これにより、スペーサ部を形成するスペーサ部形成用塗工液がパターニング用層上に塗布された際、パターニング用層の撥液性によって濡れ広がらないものとすることができ、目的とする領域上にのみ所定の量、スペーサ部形成用塗工液を塗布することが可能となる。したがって、形成されるスペーサ部の形状を容易に制御することが可能となり、スペーサ部を高精細なパターン状、かつ所定の高さで形成することが可能となるからである。 Here, the patterning layer is used for forming the spacer portion means that the spacer portion described later is formed by utilizing characteristics such as liquid repellency, shape, and adhesiveness of the patterning layer. Say. In the present invention, it is particularly preferable that the spacer portion is formed by utilizing the liquid repellency of the patterning layer. As a result, when the spacer portion forming coating liquid for forming the spacer portion is applied on the patterning layer, it can be prevented from being wet and spread by the liquid repellency of the patterning layer, and on the target region. Only a predetermined amount of the spacer portion forming coating liquid can be applied. Therefore, the shape of the spacer portion to be formed can be easily controlled, and the spacer portion can be formed with a high-definition pattern and a predetermined height.
ここで、撥液性を有するパターニング用層は、スペーサ部が形成された後にスペーサ部が形成されている領域以外の領域が分解除去される層、またはスペーサ部が形成された後にスペーサ部が形成されている領域以外の領域が親液化される層であることが好ましい。これにより、スペーサ部を形成した後、さらにカラーフィルタ上に配向膜や、液晶配向制御用突起状部材（リブ）等を形成する際に、上記パターニング用層がこれらの部材を形成するための機能性層形成用塗工液等をはじいてしまうこと等を防ぐことができ、安定してカラーフィルタ上に配向膜やリブ等の部材を形成することが可能となるからである。 Here, the patterning layer having liquid repellency is a layer in which a region other than the region where the spacer portion is formed after the spacer portion is formed is decomposed or removed, or the spacer portion is formed after the spacer portion is formed. It is preferable that a region other than the region that is formed is a layer to be lyophilic. Thus, after the spacer portion is formed, the patterning layer functions to form these members when forming an alignment film, a liquid crystal alignment control protrusion (rib), or the like on the color filter. This is because it is possible to prevent repelling the coating liquid for forming the property layer and the like, and it is possible to stably form members such as alignment films and ribs on the color filter.
上記スペーサ部を形成する際に撥液性を有し、スペーサ部形成後に分解除去される層の形成には、例えば紫外光の照射や、酸素プラズマの照射によって、分解除去される材料等を用いることができる。具体的には、一般的に撥液性の薄膜を形成する際に用いられる材料を用いることができ、これらを１種または２種以上混合して用いることができる。本発明においては、上記の中でもフッ素を含有する材料が用いられることが好ましく、撥液性の薄膜を形成する際に用いられるフッ化炭素等が用いられることが好ましい。これにより、パターニング用層の撥液性を高いものとすることができ、よりスペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液が濡れ広がらないものとすることが可能となるからである。なお、上記フッ素の存在は、Ｘ線光電子分光分析装置（XPS：ESCALAB 220i-XL）による分析において、着色層とスペーサ部との間に残存するパターニング用層より検出される全元素中のフッ素元素の割合を測定することにより確認することができる。 For forming a layer that has liquid repellency when forming the spacer portion and is decomposed and removed after the spacer portion is formed, for example, a material that is decomposed and removed by irradiation with ultraviolet light or oxygen plasma is used. be able to. Specifically, materials generally used when forming a liquid-repellent thin film can be used, and these can be used alone or in combination. In the present invention, among the above, a material containing fluorine is preferably used, and it is preferable to use fluorocarbon used for forming a liquid-repellent thin film. This is because the liquid repellency of the patterning layer can be increased, and the spacer portion forming coating liquid for forming the spacer portion can be prevented from getting wet and spreading. In addition, the presence of the above-mentioned fluorine is the elemental fluorine in all elements detected from the patterning layer remaining between the colored layer and the spacer portion in the analysis by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS: ESCALAB 220i-XL). This can be confirmed by measuring the ratio.
また、上記スペーサ部を形成する際に撥液性を有し、スペーサ部を形成した後に分解除去されるパターニング用層の膜厚としては、１μｍ以下とされることが好ましく中でも０．００１μｍ〜０．５００μｍ程度、特に０．００１μｍ〜０．１００μｍ程度とされることが好ましい。このような膜厚とすることにより、スペーサ部を形成した後に、上記パターニング用層が除去されるものとすることができるからである。なお、上記材料を用いてパターニング用層を形成する方法や、スペーサ部が形成された領域以外のパターニング用層を除去する方法等については、後述する「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の第１実施態様で詳しく説明するので、ここでの説明は省略する。 The film thickness of the patterning layer that has liquid repellency when forming the spacer portion and is decomposed and removed after forming the spacer portion is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.001 μm to 0 It is preferably about 500 μm, particularly about 0.001 μm to 0.100 μm. This is because the patterning layer can be removed after the spacer portion is formed by using such a film thickness. The method for forming the patterning layer using the above materials, the method for removing the patterning layer other than the region where the spacer portion is formed, etc., are described in “B. Color filter manufacturing method” described later. Since it explains in detail in an embodiment, explanation here is omitted.
また、上記スペーサ部を形成する際に撥液性を有し、スペーサ部形成後に親液化される層の形成には、例えば紫外光や酸素プラズマ等のエネルギー照射によって、表面の有機基が分解や変性等されて、親液化される材料等を用いることができ、例えばシラン化合物を含有する層等が挙げられる。具体的には、バインダの主骨格が上記エネルギーによって分解されないような高い結合エネルギーを有し、かつ上記エネルギー照射により分解されるような有機置換基を有するオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。 Further, when forming the spacer part, the layer having liquid repellency and lyophilic after formation of the spacer part is formed by decomposing the organic groups on the surface by irradiation with energy such as ultraviolet light or oxygen plasma. A material that is modified to be lyophilic can be used, and examples thereof include a layer containing a silane compound. Specifically, organopolysiloxane having a high binding energy such that the main skeleton of the binder is not decomposed by the energy and an organic substituent that is decomposed by the energy irradiation can be exemplified. As such an organopolysiloxane, for example, (1) an organopolysiloxane that exerts a high strength by hydrolyzing and polycondensing chloro or alkoxysilane by sol-gel reaction or the like, and (2) excellent in water repellency and oil repellency. And organopolysiloxane crosslinked with reactive silicone.
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、クロロアルキル基、イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＸで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、Ｙで示される有機基全体の炭素数は１〜２０の範囲内、中でも５〜１０の範囲内であることが好ましい。
In the case of (1) above, the general formula:
Y n SiX (4-n)
(Where Y is an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group, chloroalkyl group, isocyanate group, or epoxy group, or an organic group containing these, and X is an alkoxyl group, acetyl group, or Represents halogen, n is an integer from 0 to 3)
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the alkoxy group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. Moreover, it is preferable that the carbon number of the whole organic group shown by Y exists in the range of 1-20, especially in the range of 5-10.
このようなオルガノポリシロキサンをパターニング用層に用いることにより、オルガノポリシロキサンを構成するＹにより表面を撥液性とすることができる。また、紫外光やプラズマ等のエネルギー照射によって、そのＹが分解等され、親液性とすることが可能となる。 By using such an organopolysiloxane in the patterning layer, the surface can be made liquid repellent by Y constituting the organopolysiloxane. Further, Y can be decomposed and made lyophilic by irradiation with energy such as ultraviolet light or plasma.
また、特に上記オルガノポリシロキサンを構成するＹがフルオロアルキル基であるオルガノポリシロキサンを用いた場合には、エネルギー照射前のパターニング用層の撥液性を特に高いものとすることができることから、好ましい。このようなオルガノポリシロキサンとしては、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、例えば特開２００１−０７４９２８に記載されているようなものを用いることができる。 In particular, when an organopolysiloxane in which Y constituting the organopolysiloxane is a fluoroalkyl group is used, the liquid repellency of the patterning layer before energy irradiation can be made particularly high, which is preferable. . Examples of such an organopolysiloxane include one or two or more hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates which are generally known as fluorine-based silane coupling agents. For example, those described in JP-A-2001-074928 What is being used can be used.
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。 Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。 However, n is an integer of 2 or more, R 1, R 2 are each a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group, the total molar ratio of 40% or less Vinyl, phenyl and phenyl halide. Further, those in which R 1 and R 2 are methyl groups are preferable because the surface energy becomes the smallest, and the methyl groups are preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
ここで、上記スペーサ部を形成する際に撥液性を有し、スペーサ部を形成した後に親液化されるパターニング用層の膜厚としては、１μｍ以下、中でも０．００１μｍ〜０．５００μｍ程度、特に０．００１μｍ〜０．１００μｍ程度とされることが好ましい。これにより、上記パターニング用層が例えばＩＴＯ層上に形成されている場合であっても、対向電極とＩＴＯ層との導通を妨げることの少ないものとすることができ、高品質な色表示が可能なカラーフィルタとすることができるからである。なお、このような親液化可能な材料を用い、パターニング用層を形成する方法や、スペーサ部形成後にパターニング用層を親液化する方法等については、後述する「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の第２実施態様で詳しく説明するので、ここでの説明は省略する。 Here, the film thickness of the patterning layer that has liquid repellency when forming the spacer portion and is made lyophilic after forming the spacer portion is 1 μm or less, especially about 0.001 μm to 0.500 μm, In particular, the thickness is preferably about 0.001 μm to 0.100 μm. As a result, even when the patterning layer is formed on, for example, an ITO layer, it is possible to reduce the continuity between the counter electrode and the ITO layer, and high-quality color display is possible. It is because it can be set as a simple color filter. Note that a method for forming a patterning layer using such a lyophilic material, a method for making the patterning layer lyophilic after formation of the spacer portion, and the like are described later in “B. Color Filter Manufacturing Method”. Since it explains in detail in the 2nd embodiment, explanation here is omitted.
２．スペーサ部
次に、本発明に用いられるスペーサ部について説明する。本発明に用いられるスペーサ部は、上記パターニング用層上に形成されているものである。このようなスペーサ部は、本発明のカラーフィルタが液晶表示装置に用いられる際、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つための部材として用いられる。
2. Spacer part Next, the spacer part used for this invention is demonstrated. The spacer portion used in the present invention is formed on the patterning layer. Such a spacer portion is used as a member for keeping the gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate constant when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device.
上記スペーサ部が形成される領域としては、上記パターニング用層が形成されている領域により適宜選択され、例えば上記着色層上に形成されたパターニング用層上であってもよいが、本発明においては特に、上記着色層どうしの境界領域上に形成されたパターニング用層上に形成されていることが好ましい。これにより、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によって着色層の透過率を低下させることがなく、輝度が高いものとすることができるからである。 The region where the spacer portion is formed is appropriately selected depending on the region where the patterning layer is formed, and may be, for example, on the patterning layer formed on the colored layer. In particular, it is preferably formed on the patterning layer formed on the boundary region between the colored layers. Thereby, when the color filter is used in the liquid crystal display device, the transmittance of the colored layer is not reduced by the presence of the spacer portion, and the luminance can be increased.
また上記スペーサ部の大きさや形状等としては、カラーフィルタの種類等に応じて適宜選択されることとなるが、本発明においては、個々のスペーサ部の断面積が５００μｍ２〜８０００μｍ２程度、中でも７００μｍ２〜２８００μｍ２程度、特に１２５０μｍ２〜１６００μｍ２程度とされていることが好ましい。これにより、スペーサ部の存在によってカラーフィルタの輝度を低下させることの少ないものとすることができ、高輝度な液晶表示装置を形成可能なカラーフィルタとすることができるからである。 As the size and shape of the spacer portion, but it becomes to be suitably selected according to the type of color filters and the like, in the present invention, the 500μm 2 ~8000μm 2 about the cross-sectional area of each spacer portion, among them 700μm 2 ~2800μm 2 mm, it is preferable that there is a particular 1250μm 2 ~1600μm 2 about. This is because it is possible to reduce the luminance of the color filter due to the presence of the spacer portion, and to provide a color filter capable of forming a high-luminance liquid crystal display device.
また、上記スペーサ部の形状としては、特に限定されるものではないが、通常円柱状とされることが好ましい。また、本発明においては、１０００μｍ角に形成されるスペーサ部の断面積の合計が２０００μｍ２〜９６０００μｍ２程度、中でも５０００μｍ２〜１３０００μｍ２程度となるように、個数が調整されてスペーサ部が形成されていることが好ましい。このような密度でスペーサ部が形成されているものとすることにより、本発明のカラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能となるからである。 Further, the shape of the spacer portion is not particularly limited, but it is usually preferable that the spacer portion has a cylindrical shape. In the present invention, total 2000 .mu.m 2 ～96000Myuemu 2 about the cross-sectional area of the spacer portion formed 1000μm angle, among them 5000 .mu.m 2 ～13000Myuemu to be 2 mm, the number is adjusted spacer portion is formed It is preferable. By assuming that the spacer portion is formed with such a density, the gap between the color filter and the liquid crystal driving side substrate can be kept constant when the color filter of the present invention is used in a liquid crystal display device. Because it becomes.
また、上記スペーサ部の高さは、カラーフィルタの種類等により適宜選択されるが、通常１．０μｍ〜８μｍ程度、中でも２μｍ〜６μｍ程度とされることが好ましい。 The height of the spacer portion is appropriately selected depending on the type of color filter and the like, but is usually about 1.0 μm to 8 μm, and preferably about 2 μm to 6 μm.
ここで、上述したようなスペーサ部は、樹脂のみからなるものであってもよく、また樹脂中にビーズが含有されているもの等であってもよい。上記ビーズが含有されているものとすることにより、スペーサ部がより均一な高さで形成されたものとすることができるという利点を有する。 Here, the spacer portion as described above may be made of only resin, or may contain beads in the resin. The inclusion of the beads has the advantage that the spacer portion can be formed with a more uniform height.
上記樹脂としては、所定の硬度を有し、本発明のカラーフィルタと、対向して配置される液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば光硬化性樹脂であってもよく、また熱硬化性樹脂等であってもよい。このような硬化性樹脂に用いられる材料としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。 The resin is not particularly limited as long as it has a predetermined hardness and can maintain a constant gap between the color filter of the present invention and the liquid crystal driving side substrate disposed oppositely. For example, it may be a photocurable resin or a thermosetting resin. Examples of materials used for such curable resins include acrylic resins, epoxy resins, and melamine resins.
また、上記スペーサ部に用いられるビーズとしては、上記樹脂と相溶性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにビーズスペーサとして用いられるものと同様のものを用いることができる。例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3）などの無機化合物の多孔質体や非多孔質体、中空体等や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリル、ナイロン、シリコーン樹脂などのプラスチック類等を用いることができる。またこのようなビーズの表面は、上記樹脂との接着性を良好なものとするため、表面処理が施されたもの等であってもよい。 In addition, the beads used in the spacer portion are not particularly limited as long as they are compatible with the resin, and the same beads as those used as a bead spacer in a general color filter are used. be able to. For example, porous, non-porous and hollow bodies of inorganic compounds such as glass, silica and metal oxides (MgO, Al 2 O 3 ), polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester, polyacryl, nylon, silicone Plastics such as resin can be used. In addition, the surface of such a bead may be subjected to a surface treatment in order to improve the adhesion with the resin.
ここで上記ビーズの形状についても、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにビーズスペーサとして用いられるものと同様の形状を有するものを用いることができるが、特にスペーサ部の高さの制御の面から球状であることが好ましい。またこの際、粒子径は１．０μｍ〜８．０μｍ程度、中でも２．５μｍ〜５．５μｍ程度であることが好ましい。これにより、スペーサ部の高さを上述したような範囲とすることができるからである。 Here, the shape of the beads is not particularly limited, and those having a shape similar to that used as a bead spacer in a general color filter can be used. Spherical shape is preferable from the viewpoint of control. At this time, the particle size is preferably about 1.0 μm to 8.0 μm, and more preferably about 2.5 μm to 5.5 μm. This is because the height of the spacer portion can be set in the above-described range.
また、上記ビーズが、スペーサ部中に含有されている場合には、上記スペーサ部の固形分中に７５質量％〜９５質量％程度、中でも８５質量％〜９０質量％程度、樹脂が含有されていることが好ましい。これにより、上記ビーズが樹脂によって強固に固定されているものとすることができ、例えばカラーフィルタ上に形成された配向膜のラビングの際にスペーサ部が剥がれてしまうこと等のないものとすることができるからである。 Moreover, when the said bead is contained in a spacer part, resin is contained in about 75 mass%-about 95 mass% in the solid content of the said spacer part, especially about 85 mass%-90 mass%. Preferably it is. As a result, the beads can be firmly fixed with resin, for example, the spacer portion should not be peeled off when the alignment film formed on the color filter is rubbed. Because you can.
３．着色層
次に、本発明に用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、後述する基材上に、パターン状に、かつ複数形成されるものであれば特に限定されるものではない。隣り合う着色層と着色層との間には、間隙が設けられていてもよく、また隣接する着色層どうしが重なりあうように、形成されていてもよい。また上述したように、隣接する着色層どうしの間に、遮光部が設けられていてもよい。
3. Next, the colored layer used in the present invention will be described. The colored layer used in the present invention is not particularly limited as long as a plurality of colored layers are formed in a pattern on a substrate described later. A gap may be provided between the adjacent colored layers, or the adjacent colored layers may be formed so as to overlap each other. Further, as described above, a light shielding portion may be provided between the adjacent colored layers.
このような着色層は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。また上記着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。 Such a colored layer is usually formed of three colors of red (R), green (G), and blue (B). The colored pattern shape in the colored layer can be a known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, a four-pixel arrangement type, and the colored area can be arbitrarily set.
ここで、本発明に用いられる着色層については、公知のカラーフィルタの着色層に用いられる材料や形成方法等により、形成することが可能であるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Here, the colored layer used in the present invention can be formed by a material or a forming method used for a colored layer of a known color filter, and thus detailed description thereof is omitted here.
４．基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材としては、通常カラーフィルタに用いられるものであれば特に限定されるものではなく、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。
4). Next, the substrate used in the present invention will be described. The base material used in the present invention is not particularly limited as long as it is usually used for a color filter, and is not transparent such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate. A rigid material or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin plate can be used.
５．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上述した基材、着色層、パターニング用層、およびスペーサ部を有するものであれば、その構成は特に限定されるものではなく、カラーフィルタの種類等に応じて適宜選択される。
5. Next, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described base material, colored layer, patterning layer, and spacer portion, and is appropriately selected according to the type of color filter and the like. Is done.
例えば上述したように、上記着色層どうしの境界領域に、遮光部が形成されていてもよい。また上記カラーフィルタが、配向した液晶分子を透明基板に対して平行な方向に回転させるＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示装置に用いられる場合等には、上記着色層とパターニング用層との間に、保護層等を有していてもよい。 For example, as described above, a light shielding portion may be formed in a boundary region between the colored layers. When the color filter is used in an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display device that rotates aligned liquid crystal molecules in a direction parallel to the transparent substrate, the colored layer, the patterning layer, A protective layer or the like may be provided between them.
また、例えば上記カラーフィルタが、捩れ配向モード（ＴＮ方式）の液晶表示装置や、垂直配向モード（ＶＡ（Vertical Aligned）方式）の液晶表示装置等に用いられる場合には、上記着色層とパターニング用層との間にＩＴＯ層を有していてもよく、また保護層およびＩＴＯ層を有していてもよい。また上記カラーフィルタが視野角度改善モードの一つである複数配向分割型垂直配向モード、すなわちMulti-domain Vertical Aligned（ＭＶＡ）方式の液晶表示装置に用いられる場合、上記着色層とパターニング用層との間に液晶配向制御用突起状部材（リブ）等を有するものであってもよく、またパターニング用層上にリブを有するもの等であってもよい。 For example, when the color filter is used in a twist alignment mode (TN mode) liquid crystal display device or a vertical alignment mode (VA (Vertical Aligned) mode) liquid crystal display device, the color layer and the patterning layer are used. An ITO layer may be provided between the layers, and a protective layer and an ITO layer may be provided. When the color filter is used in a multi-domain vertical aligned (MVA) type liquid crystal display device that is one of viewing angle improvement modes, that is, a multi-domain vertical aligned (MVA) type liquid crystal display device, It may have a liquid crystal alignment control protrusion (rib) or the like in between, or may have a rib on the patterning layer.
またさらに、本発明のカラーフィルタには、上記着色層やパターニング用層等の上に配向膜が形成されているもの等であってもよい。ここで、本発明に用いられる上記遮光部や、保護層、ＩＴＯ層、液晶配向制御用突起状部材、配向膜等については、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Furthermore, the color filter of the present invention may be one in which an alignment film is formed on the colored layer or the patterning layer. Here, the light-shielding portion, protective layer, ITO layer, liquid crystal alignment control protrusion, alignment film, and the like used in the present invention can be the same as those used in general color filters. Detailed explanation here is omitted.
Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、２つの実施態様がある。それぞれについてわけて説明する。
B. Next, a method for producing a color filter of the present invention will be described. The color filter manufacturing method of the present invention has two embodiments. Each will be explained separately.
１．第１実施態様
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法の第１実施態様について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法の第１実施態様は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成するパターニング用層形成工程と、上記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を除去するパターニング用層除去工程とを有することを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the method for producing a color filter of the present invention will be described. In a first embodiment of the method for producing a color filter of the present invention, the color layer of the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material is formed. A patterning layer forming step for forming a patterning layer containing a liquid repellent material on the surface on which the spacer is formed, a spacer portion forming step for forming a spacer portion on the patterning layer by an inkjet method, and the spacer And a patterning layer removing step of removing the patterning layer in a region where the spacer portion is not formed after the portion forming step.
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、例えば図２に示すように、基材１と、その基材１上にパターン状に形成された着色層２とを有するカラーフィルタ用基板６の、着色層２側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層３を形成するパターン形成工程（図２（ａ））と、上記パターニング用層３上に、インクジェット法によりスペーサ部４を形成するスペーサ部形成工程（図２（ｂ））と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部４が形成されていない領域のパターニング用層３を除去するパターニング用層除去工程（図２（ｃ））とを有する方法である。
For example, as shown in FIG. 2, the color filter manufacturing method of the present embodiment is a method for coloring a
本実施態様によれば、撥液性を有するパターニング用層上に、スペーサ部がインクジェット法により形成されることから、スペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液が濡れ広がってしまうことを防止することができる。これにより目的とする領域上にのみ、所定の量、スペーサ部形成用塗工液を塗布することが可能となり、均一な高さで高精細なパターン状にスペーサ部を形成することが可能となる。またさらに、本実施態様においては、上記パターニング用層除去工程を行うことから、例えば本実施態様により製造されたカラーフィルタ上にさらに配向膜やリブ等の他の部材を形成する際、上記パターニング用層が、これらの機能性部を形成する機能性部形成用塗工液をはじいてしまうこと等を防ぐことができ、安定してこれらの部材を形成することが可能となるのである。またさらに、本実施態様においては、上記スペーサ部をインクジェット法により形成することができることから、特別な装置等を用いることなく、簡易な工程で効率よくカラーフィルタを製造することができるという利点も有している。
以下、本実施態様の各工程ごとに詳しく説明する。
According to this embodiment, since the spacer portion is formed by the ink jet method on the patterning layer having liquid repellency, the coating solution for forming the spacer portion wets and spreads. Can be prevented. This makes it possible to apply a predetermined amount of the coating liquid for forming the spacer portion only on the target region, and to form the spacer portion in a high-definition pattern with a uniform height. . Furthermore, in the present embodiment, since the patterning layer removing step is performed, for example, when another member such as an alignment film or a rib is formed on the color filter manufactured according to the present embodiment, the patterning layer is removed. It is possible to prevent the layer from repelling the functional part-forming coating liquid for forming these functional parts, and it becomes possible to stably form these members. Furthermore, in this embodiment, since the spacer portion can be formed by an ink jet method, there is an advantage that a color filter can be efficiently manufactured by a simple process without using a special apparatus or the like. is doing.
Hereinafter, each process of this embodiment will be described in detail.
（１）パターニング用層形成工程
まず、本実施態様におけるパターニング用層形成工程について説明する。本実施態様におけるパターニング用層形成工程は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成する工程である。
(1) Patterning Layer Formation Step First, the patterning layer formation step in this embodiment will be described. In the patterning layer forming step in the present embodiment, the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material is provided on the side where the colored layer is formed. In this step, a patterning layer containing a liquid repellent material is formed on the surface.
本実施態様においては、上記カラーフィルタ用基板の着色層側の面に、上記パターニング用層を形成可能であれば、パターニング用層の形成方法は特に限定されるものではない。例えば後述する材料を、適宜必要に応じて溶媒や添加剤等と混合したパターニング用層形成用組成物を、カラーフィルタ用基板上にスピンコート法やダイコート法等の塗布法により塗布してパターニング用層を形成する方法であってもよく、また例えば後述する材料を用いてプラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法等の化学気相蒸着法（ＣＶＤ）法により、上記パターニング用層を形成する方法であってもよい。また例えば上記パターニング用層形成用組成物中に、上記カラーフィルタ用基板を浸漬等させて、カラーフィルタ用基板表面にパターニング用層を自己組織化させる方法等であってもよい。なお本実施態様において、上記パターニング用層は、パターン状に形成されるものであってもよいが、通常、全面に形成されることとなる。 In this embodiment, the method for forming the patterning layer is not particularly limited as long as the patterning layer can be formed on the colored layer side surface of the color filter substrate. For example, a patterning layer forming composition obtained by appropriately mixing the materials described later with a solvent, an additive or the like as needed is applied to a color filter substrate by a coating method such as a spin coating method or a die coating method. The patterning layer may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method using a material described later. Also good. Further, for example, a method of immersing the color filter substrate in the patterning layer forming composition and self-organizing the patterning layer on the surface of the color filter substrate may be used. In the present embodiment, the patterning layer may be formed in a pattern, but is usually formed on the entire surface.
ここで、本実施態様において、パターニング用層の形成に用いられる撥液性材料としては、撥液性を有する材料であって、後述するパターニング用層除去工程で、除去可能なものであれば特に限定されるものではなく、パターニング用層の形成方法等により適宜選択される。このような撥液性材料としては、例えば「Ａ．カラーフィルタ」のパターニング用層の項で説明した分解除去可能な材料等が挙げられる。 Here, in the present embodiment, the liquid repellent material used for forming the patterning layer is a liquid repellent material and can be removed particularly in the patterning layer removing step described later. The method is not limited, and is appropriately selected depending on the patterning layer forming method and the like. Examples of such a liquid repellent material include materials that can be decomposed and removed as described in the section of the patterning layer of “A. Color filter”.
また本実施態様に用いられる上記パターニング用層は、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、５０°以上、中でも７０°以上である層であることが好ましい。またこの層の純水との接触角は９０°以上、中でも１００°以上であることが好ましい。これにより、後述するスペーサ部形成工程において、パターニング用層上にインクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成用塗工液を塗布する際、スペーサ部形成用塗工液が濡れ広がらないものとすることができ、目的とする領域にのみ、所定の量を塗布することが可能となる。したがって、高精細なパターン状に、均一な高さでスペーサ部を形成することが可能となるからである。なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体や純水との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得られるものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いる。 The patterning layer used in the present embodiment is preferably a layer having a contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m of 50 ° or more, particularly 70 ° or more. The contact angle of this layer with pure water is 90 ° or more, and preferably 100 ° or more. Thereby, in the spacer part formation process mentioned later, when apply | coating the spacer part formation coating liquid which forms a spacer part by the inkjet method on the patterning layer, the coating liquid for spacer part formation shall not wet and spread. It is possible to apply a predetermined amount only to a target region. Therefore, it is possible to form the spacer portion at a uniform height in a high-definition pattern. In addition, the contact angle with the liquid here is measured by using a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type) with a liquid having various surface tensions or pure water. 30 seconds after dropping a droplet from a syringe), and the result is obtained or graphed. In this measurement, as a liquid having various surface tensions, a wetting index standard solution manufactured by Pure Chemical Co., Ltd. is used.
また本工程に用いられるカラーフィルタ用基板は、基材および着色層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜他の部材が形成されていてもよい。例えば各着色層間に遮光部が形成されているもの等であってもよく、上記着色層上に保護層が形成されているものであってもよい。また上記着色層上にＩＴＯ層が設けられているものであってもよく、保護層およびＩＴＯ層が積層されているもの等であってもよい。またさらに必要に応じて、液晶配向制御用突起状部材等が形成されているものであってもよい。このようなカラーフィルタ用基板に用いられる基材や着色層、遮光部、ＩＴＯ層、保護層、および液晶配向制御用突起状部材等については、上述した「Ａ．カラーフィルタ」で説明したものと同様のものを用いることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Further, the color filter substrate used in this step is not particularly limited as long as it has a base material and a colored layer, and other members may be appropriately formed as necessary. For example, the light shielding part may be formed between the colored layers, or a protective layer may be formed on the colored layer. Further, an ITO layer may be provided on the colored layer, or a protective layer and an ITO layer may be laminated. Further, a liquid crystal alignment control projection-like member or the like may be formed as necessary. The base material, the colored layer, the light shielding portion, the ITO layer, the protective layer, and the liquid crystal alignment control protrusion member used for such a color filter substrate are the same as those described above in “A. Color filter”. Since the same thing can be used, detailed description here is abbreviate | omitted.
また本実施態様においては、本工程終了後に、パターニング用層表面に存在する未反応物や不純物等を除去する洗浄工程等を行ってもよい。これにより、より不純物の少ない高品質なカラーフィルタを製造することが可能となる。このような洗浄工程としては、例えばエアナイフによる洗浄や純水シャワーによる洗浄等が挙げられる。 Moreover, in this embodiment, after the completion of this step, a cleaning step for removing unreacted substances, impurities, etc. present on the surface of the patterning layer may be performed. This makes it possible to manufacture a high quality color filter with fewer impurities. Examples of such a cleaning step include cleaning with an air knife and cleaning with a pure water shower.
（２）スペーサ部形成工程
次に、本実施態様におけるスペーサ部形成工程について説明する。本実施態様におけるスペーサ部形成工程は、上記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成する工程である。
(2) Spacer part formation process Next, the spacer part formation process in this embodiment is demonstrated. The spacer part formation process in this embodiment is a process of forming a spacer part on the patterning layer by an ink jet method.
本工程において、上記スペーサ部が形成される領域としては、上記パターニング用層が形成されている領域であれば特に限定されるものではない。例えば着色層上に形成されたパターニング用層上にスペーサ部を形成してもよいが、本実施態様においては特に隣接する着色層どうしの境界領域、すなわちカラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、色表示に寄与しない、着色層と着色層との間の領域に形成されたパターニング用層上にスペーサ部形成することが好ましい。これにより、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によって、着色層の光の透過率を低下させることがないものとすることが可能となるからである。なお、上記スペーサ部の形成位置や形成密度等については、カラーフィルタの種類や、カラーフィルタと対向して配置されることとなる液晶駆動側基板の構造等により適宜選択され、例えば「Ａ．カラーフィルタ」で説明したものと同様とすることができる。 In this step, the region where the spacer portion is formed is not particularly limited as long as it is a region where the patterning layer is formed. For example, the spacer portion may be formed on the patterning layer formed on the colored layer. However, in this embodiment, the boundary region between adjacent colored layers, that is, when a color filter is used in the liquid crystal display device. The spacer portion is preferably formed on the patterning layer formed in a region between the colored layers that does not contribute to color display. Thereby, when the color filter is used in the liquid crystal display device, the light transmittance of the colored layer can be prevented from being lowered by the presence of the spacer portion. Note that the formation position, formation density, and the like of the spacer portion are appropriately selected depending on the type of color filter, the structure of the liquid crystal driving side substrate to be disposed facing the color filter, and the like, for example, “A. Color This may be the same as that described in “Filter”.
また、本工程において塗布されるスペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液としては、インクジェット法により塗布することが可能なものであって、硬化した後スペーサとして用いることが可能なものであれば特に限定されるものではない。例えば硬化性樹脂、溶媒、および適宜添加剤を含有するもの等とすることができる。また本実施態様においては、上記スペーサ部形成用塗工液中にビーズを含有するもの等としてもよい。スペーサ部形成用塗工液中にビーズが分散されている場合、形成されるスペーサ部の高さを、より均一なものとすることができるという利点を有する。 In addition, the spacer part forming coating liquid for forming the spacer part applied in this step can be applied by an ink jet method and can be used as a spacer after being cured. If it is, it will not specifically limit. For example, it may be one containing a curable resin, a solvent, and an appropriate additive. Moreover, in this embodiment, it is good also as what contains a bead in the said spacer part formation coating liquid. When beads are dispersed in the spacer portion forming coating solution, there is an advantage that the height of the formed spacer portion can be made more uniform.
上記スペーサ部形成用塗工液中に含有される硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂であってもよく、また光硬化性樹脂等であってもよく、このような硬化性樹脂としては例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。また上記スペーサ部形成用塗工液に用いることが可能なビーズとしては、例えば「Ａ．カラーフィルタ」で説明したものと同様とすることができる。また上記スペーサ部形成用塗工液に用いられる溶媒や、添加剤等としては、一般的なインクジェット用インクに用いられるものと同様とすることができ、硬化性樹脂の種類等に合わせて適宜選択されることとなる。 The curable resin contained in the spacer portion-forming coating solution may be a thermosetting resin or a photocurable resin. Examples of such a curable resin include: , Acrylic resins, epoxy resins, melamine resins and the like. The beads that can be used in the spacer portion-forming coating solution can be the same as those described in “A. Color filter”, for example. The solvent and additive used in the spacer portion forming coating solution can be the same as those used in general ink-jet inks, and are appropriately selected according to the type of curable resin. Will be.
なお、上記スペーサ部形成用塗工液中にビーズを含有させる場合、ビーズと上記硬化性樹脂との固形分比は、ビーズの含有量１に対して硬化性樹脂の含有量が３〜２０の範囲内、中でも６〜１０の範囲内とされることが好ましい。これにより、硬化性樹脂によってビーズを固定することが可能となり、カラーフィルタ上に形成された配向膜がラビングされる際等に、スペーサ部が剥がれてしまうこと等のないものとすることができるからである。 When the beads are included in the spacer portion forming coating solution, the solid content ratio between the beads and the curable resin is such that the content of the curable resin is 3 to 20 with respect to the content 1 of the beads. It is preferable to be within the range, especially within the range of 6 to 10. As a result, the beads can be fixed by the curable resin, and the spacer portion can be prevented from being peeled off when the alignment film formed on the color filter is rubbed. It is.
また本工程においては、上記インクジェット法によりスペーサ部形成用塗工液を塗布した後、上記硬化性樹脂の種類等に合わせて適宜硬化を行うこととなる。上記硬化方法としては、一般的な硬化性樹脂の硬化方法と同様とすることができる。 In this step, after applying the spacer portion-forming coating solution by the ink jet method, curing is appropriately performed according to the type of the curable resin. The curing method may be the same as a general curing method for curable resins.
（３）パターニング用層除去工程
次に、本実施態様におけるパターニング用層除去工程について説明する。本実施態様におけるパターニング用層除去工程は、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を除去する工程である。
(3) Patterning Layer Removal Step Next, the patterning layer removal step in this embodiment will be described. The patterning layer removal step in this embodiment is a step of removing the patterning layer in a region where the spacer portion is not formed after the spacer portion forming step.
本実施態様においては、上記スペーサ部が形成されていない領域のパターニング用層を除去することが可能な方法であれば、その除去方法は特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば紫外光や、酸素プラズマを、上記スペーサ部が形成されている側から全面に照射する方法等とすることができる。本実施態様においては、上記の中でも、パターニング用層の除去効率の面から１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内、特に１５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の真空紫外光を照射する方法、または酸素プラズマを照射する方法が用いられることが好ましい。 In this embodiment, the removal method is not particularly limited as long as the patterning layer in the region where the spacer portion is not formed can be removed. As such a method, for example, ultraviolet light or oxygen plasma can be applied to the entire surface from the side where the spacer portion is formed. In this embodiment, among the above, from the viewpoint of the removal efficiency of the patterning layer, there is a method of irradiating vacuum ultraviolet light within a range of 100 nm to 300 nm, particularly 150 nm to 200 nm, or a method of irradiating oxygen plasma. It is preferable to be used.
上記真空紫外光を照射可能な光源としては、例えばエキシマランプ、低圧水銀ランプ等を挙げることができる。また上記真空紫外光の照射量としては、上記パターニング用層が除去されるのに必要な量とされる。 Examples of the light source capable of irradiating the vacuum ultraviolet light include an excimer lamp and a low-pressure mercury lamp. The irradiation amount of the vacuum ultraviolet light is set to an amount necessary for removing the patterning layer.
また上記酸素プラズマを照射する方法としては、例えば真空中でプラズマ照射する方法であってもよく、また大気圧下でプラズマ照射する方法であってもよいが、本実施態様においては特に上記プラズマ照射が大気圧下で行われることが好ましい。これにより、減圧用の装置等が必要なく、コストや製造効率等の面から好ましいものとすることができるからである。このような大気圧プラズマの照射条件としては、以下のようなものとすることができる。例えば、電源出力としては、一般的な大気圧プラズマの照射装置に用いられるものと同様とすることができる。また、この際、照射されるプラズマの電極と、上記パターニング用層との距離は、０．２ｍｍ〜２０ｍｍ程度、中でも１ｍｍ〜５ｍｍ程度とされることが好ましい。また基板搬送速度は０．１ｍ／ｍｉｎ〜１０ｍ／ｍｉｎ程度、中でも０．５ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。 In addition, the method of irradiating the oxygen plasma may be, for example, a method of irradiating plasma in a vacuum, or a method of irradiating plasma under atmospheric pressure. Is preferably carried out under atmospheric pressure. This is because an apparatus for decompression or the like is not necessary, which can be preferable in terms of cost, manufacturing efficiency, and the like. The irradiation conditions of such atmospheric pressure plasma can be as follows. For example, the power output can be the same as that used in a general atmospheric pressure plasma irradiation apparatus. At this time, the distance between the irradiated plasma electrode and the patterning layer is preferably about 0.2 mm to 20 mm, and more preferably about 1 mm to 5 mm. The substrate transport speed is preferably about 0.1 m / min to 10 m / min, and more preferably about 0.5 m / min to 5 m / min.
（４）その他の工程
本実施態様においては、上記パターニング用層形成工程、上記スペーサ部形成工程、および上記パターニング用層除去工程以外に、例えばカラーフィルタ用基板を形成するカラーフィルタ用基板形成工程や、上記パターニング用層除去工程後に、配向膜を形成する配向膜形成工程等を有していていもよい。
(4) Other steps In this embodiment, in addition to the patterning layer forming step, the spacer portion forming step, and the patterning layer removing step, for example, a color filter substrate forming step for forming a color filter substrate, Further, after the patterning layer removing step, an alignment film forming step for forming an alignment film may be included.
これらのカラーフィルタ用基板形成工程や、配向膜形成工程等については、一般的なカラーフィルタの製造方法における各工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 The color filter substrate forming step, the alignment film forming step, and the like can be the same as the respective steps in a general color filter manufacturing method, and thus detailed description thereof is omitted here.
２．第２実施態様
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法の第２実施態様について説明する。本実施態様におけるカラーフィルタの製造方法は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成するパターニング用層形成工程と、上記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を親液化するパターニング用層親液化工程とを有する方法である。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the color filter manufacturing method of the present invention will be described. In the color filter manufacturing method according to this embodiment, the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material is provided on the side where the colored layer is formed. A patterning layer forming step for forming a patterning layer containing a liquid repellent material on the surface; a spacer portion forming step for forming a spacer portion on the patterning layer by an inkjet method; and after the spacer portion forming step And a patterning layer lyophilic step for lyophilicizing the patterning layer in the region where the spacer portion is not formed.
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、例えば図３に示すように、基材１と、その基材１上に形成された着色層２とを有するカラーフィルタ用基板６の着色層２が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層３を形成するパターニング用層形成工程（図３（ａ））と、上記パターニング用層３上にインクジェット法によりスペーサ部４を形成するスペーサ部形成工程（図３（ｂ））と、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部４が形成されていない領域の上記パターニング用層３を親液化するパターニング用層親液化工程（図３（ｃ））とを有する方法である。
For example, as shown in FIG. 3, the color filter manufacturing method of the present embodiment forms a
本実施態様によれば、撥液性を有するパターニング用層上に、スペーサ部がインクジェット法により形成されることから、スペーサ部を形成するためのスペーサ部形成用塗工液が濡れ広がってしまうことを防止することができ、形成されるスペーサ部の形状を容易に制御することが可能となる。したがって、目的とする領域のみに高精細なパターン状に、かつ均一な高さでスペーサ部を形成することができるという利点を有している。また本実施態様においては、上記パターニング用層親液化工程を行うことから、上記着色層等の上に、例えばリブや配向膜等、他の部材を形成する際、上記パターニング用層が、これらの機能性部を形成する機能性部形成用塗工液をはじいてしまうこと等を防ぐことができ、安定してこれらの部材を形成することが可能である。またさらに、本実施態様においては、上記スペーサ部をインクジェット法により形成することができることから、特別な装置等を必要とすることなく、簡易な工程で効率よくカラーフィルタを製造することができる。以下、本実施態様におけるパターニング用層形成工程およびパターニング用層親液化工程について説明する。なお、上記スペーサ部形成工程については、上述した第１実施態様で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 According to this embodiment, since the spacer portion is formed by the ink jet method on the patterning layer having liquid repellency, the coating solution for forming the spacer portion wets and spreads. Therefore, the shape of the spacer portion to be formed can be easily controlled. Accordingly, there is an advantage that the spacer portion can be formed in a high-definition pattern only in the target region and with a uniform height. Further, in this embodiment, since the patterning layer lyophilic step is performed, when the patterning layer is formed on the colored layer or the like, for example, other members such as ribs and alignment films are formed. It is possible to prevent repelling of the functional part forming coating liquid for forming the functional part, and it is possible to stably form these members. Furthermore, in the present embodiment, since the spacer portion can be formed by an ink jet method, a color filter can be efficiently manufactured by a simple process without requiring a special apparatus or the like. Hereinafter, the patterning layer forming step and the patterning layer lyophilic step in this embodiment will be described. In addition, since it can be made to be the same as that of what was demonstrated in the 1st embodiment mentioned above about the said spacer part formation process, detailed description here is abbreviate | omitted.
（１）パターニング用層形成工程
まず、本実施態様におけるパターニング用層形成工程について説明する。本実施態様におけるパターニング用層形成工程は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の、上記着色層が形成されている側の面に、撥液性材料を含有するパターニング用層を形成する工程である。
(1) Patterning Layer Formation Step First, the patterning layer formation step in this embodiment will be described. In the patterning layer forming step in the present embodiment, the color filter substrate having a base material and a plurality of colored layers formed in a pattern on the base material is provided on the side where the colored layer is formed. In this step, a patterning layer containing a liquid repellent material is formed on the surface.
本実施態様においては、上記カラーフィルタ用基板の着色層側の面に、上記パターニング用層を形成することが可能な方法であれば、パターニング用層の形成方法は特に限定されるものではない。例えば後述する材料を、適宜必要に応じて溶媒や添加剤等と混合したパターニング用層形成用組成物を、カラーフィルタ用基板上にスピンコート法やダイコート法等の塗布法により塗布してパターニング用層を形成する方法であってもよく、また例えばプラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法等の化学気相蒸着法（ＣＶＤ）法により、上記パターニング用層を形成する方法であってもよい。また例えば上記パターニング用層形成用組成物中に、上記カラーフィルタ用基板を浸漬等させて、カラーフィルタ用基板表面にパターニング用層を自己組織化させる方法等であってもよい。なお、上記パターニング用層はカラーフィルタ用基板上にパターン状に形成されるものであってもよいが、通常、全面に形成されることとなる。 In this embodiment, the patterning layer forming method is not particularly limited as long as the patterning layer can be formed on the colored layer side surface of the color filter substrate. For example, a patterning layer forming composition obtained by appropriately mixing the materials described later with a solvent, an additive or the like as needed is applied to a color filter substrate by a coating method such as a spin coating method or a die coating method. It may be a method of forming a layer, or may be a method of forming the patterning layer by a chemical vapor deposition (CVD) method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method. Further, for example, a method of immersing the color filter substrate in the patterning layer forming composition and self-organizing the patterning layer on the surface of the color filter substrate may be used. The patterning layer may be formed in a pattern on the color filter substrate, but is usually formed on the entire surface.
また本工程においてパターニング用層の形成に用いられる撥液性材料としては、撥液性を有する材料であって、後述するパターニング用層親液化工程で、親液化可能なものであれば特に限定されるものではない。このような撥液性材料としては、例えばオルガノポリシロキサン等が挙げられ、具体的には「Ａ．カラーフィルタ」のパターニング用層の項で説明した親液化可能な材料と同様とすることができる。 The liquid repellent material used for forming the patterning layer in this step is not particularly limited as long as it is a liquid repellent material and can be lyophilic in the patterning layer lyophilic step described later. It is not something. Examples of such a liquid repellent material include organopolysiloxane, and specifically, it can be the same as the lyophilic material described in the patterning layer section of “A. Color filter”. .
また本実施態様においても、上記パターニング用層は、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、５０°以上、中でも７０°以上である層であることが好ましい。またこの層の、純水との接触角は９０°以上、中でも１００°以上であることが好ましい。なお、上記接触角は上述した方法により測定される値である。これにより、上記スペーサ部形成工程において、パターニング用層上にインクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成用塗工液を塗布する際、スペーサ部形成用塗工液が濡れ広がらないものとすることができ、目的とする領域にのみ、所定の量を塗布することが可能となる。したがって、高精細なパターン状に、均一な高さでスペーサ部を形成することが可能となるからである。 Also in this embodiment, the patterning layer is preferably a layer having a contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m of 50 ° or more, particularly 70 ° or more. Further, the contact angle of this layer with pure water is 90 ° or more, preferably 100 ° or more. The contact angle is a value measured by the method described above. Thereby, in the said spacer part formation process, when apply | coating the spacer part forming coating liquid which forms a spacer part on the patterning layer by the inkjet method, the coating liquid for spacer part formation shall not get wet and spread. Thus, a predetermined amount can be applied only to a target region. Therefore, it is possible to form the spacer portion at a uniform height in a high-definition pattern.
また本実施態様に用いられるカラーフィルタ用基板は、基材および着色層を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜他の部材が形成されていてもよい。このようなカラーフィルタ用基板としては、上述した第１実施態様で説明したものと同様のものを用いることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Further, the color filter substrate used in the present embodiment is not particularly limited as long as it has a base material and a colored layer, and other members may be appropriately formed as necessary. As such a color filter substrate, a substrate similar to that described in the first embodiment can be used, and a detailed description thereof is omitted here.
また、本実施態様においても、本工程終了後に、パターニング用層表面に存在する未反応物や不純物等を除去する洗浄工程等を行ってもよい。このような洗浄工程としては、例えばエアナイフによる洗浄や純水シャワーによる洗浄等が挙げられる。 Also in this embodiment, after the completion of this step, a cleaning step for removing unreacted substances, impurities, etc. present on the surface of the patterning layer may be performed. Examples of such a cleaning step include cleaning with an air knife and cleaning with a pure water shower.
（２）パターニング用層親液化工程
本実施態様におけるパターニング用層親液化工程について説明する。本実施態様におけるパターニング用層親液化工程は、上記スペーサ部形成工程後、上記スペーサ部が形成されていない領域の上記パターニング用層を親液化する工程である。
(2) Patterning layer lyophilic step The patterning layer lyophilic step in this embodiment will be described. The patterning layer lyophilic step in this embodiment is a step of lyophilicizing the patterning layer in a region where the spacer portion is not formed after the spacer portion forming step.
本工程において、上記パターニング用層を親液化する方法としては、上記スペーサ部が形成されていない領域のパターニング用層を親液化可能な方法であれば、その方法は特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば紫外光や、酸素プラズマを、上記スペーサ部が形成されている側から全面に照射する方法等とすることができる。本実施態様においては、上記の中でも、パターニング用層の親液化する効率の面から１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内、特に１５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の真空紫外光を照射する方法、または酸素プラズマを照射する方法が用いられることが好ましい。上記真空紫外光や酸素プラズマの照射方法としては、上述した第１実施態様で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 In this step, the method for making the patterning layer lyophilic is not particularly limited as long as the patterning layer in the region where the spacer portion is not formed can be made lyophilic. As such a method, for example, ultraviolet light or oxygen plasma can be applied to the entire surface from the side where the spacer portion is formed. In the present embodiment, among the above, from the viewpoint of the lyophilic efficiency of the patterning layer, a method of irradiating vacuum ultraviolet light within the range of 100 nm to 300 nm, particularly 150 nm to 200 nm, or irradiating oxygen plasma. Preferably the method is used. The irradiation method of the vacuum ultraviolet light or oxygen plasma can be the same as that described in the first embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted here.
なお、本実施態様においては、上記パターニング用層の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、９°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるように親液化が行われることが好ましい。また、純水との接触角は２０°以下、中でも１０°以下となるように親液化が行われることが好ましい。上記スペーサ部以外の領域のパターニング用層の撥液性が高い場合には、例えば上記パターニング用層上に配向膜や液晶配向制御用突起状部材等の他の部材を形成する際に、パターニング用層の撥液性によって、これらの層を形成する機能性部形成用塗工液をはじいてしまう可能性があり、このような部材を均一に形成することが困難となる場合があるからである。 In this embodiment, the contact angle of the patterning layer with a liquid having a surface tension of 40 mN / m is 9 ° or less, and particularly the contact angle with a liquid having a surface tension of 60 mN / m is 10 ° or less. It is preferred that lyophilicity is performed. Further, it is preferable that the lyophilic treatment is performed so that the contact angle with pure water is 20 ° or less, particularly 10 ° or less. When the liquid repellency of the patterning layer in the region other than the spacer portion is high, for example, when forming another member such as an alignment film or a liquid crystal alignment control protrusion on the patterning layer, This is because, depending on the liquid repellency of the layers, there is a possibility that the functional part forming coating liquid for forming these layers may be repelled, and it may be difficult to form such a member uniformly. .
（３）その他の工程
また本実施態様においては、上記パターニング用層形成工程、上記スペーサ部形成工程、および上記パターニング用層除去工程以外に、例えばカラーフィルタ用基板を形成するカラーフィルタ用基板形成工程や、上記パターニング用層除去工程後に、配向膜を形成する配向膜形成工程等を有していていもよい。
(3) Other steps In this embodiment, in addition to the patterning layer forming step, the spacer portion forming step, and the patterning layer removing step, for example, a color filter substrate forming step for forming a color filter substrate. Alternatively, after the patterning layer removing step, an alignment film forming step for forming an alignment film may be included.
これらのカラーフィルタ用基板形成工程や、配向膜形成工程等については、一般的なカラーフィルタの製造方法における各工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 The color filter substrate forming step, the alignment film forming step, and the like can be the same as the respective steps in a general color filter manufacturing method, and thus detailed description thereof is omitted here.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
＜実施例１＞
（カラーフィルタ用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部に形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された透明導電膜とを有するカラーフィルタ用基板を準備した。
<Example 1>
(Preparation of color filter substrate)
A base material made of a glass substrate, a light-shielding part formed in a pattern on the base material, a colored layer formed in an opening section defined by the light-shielding part, and so as to cover the light-shielding part and the colored layer A color filter substrate having a formed transparent conductive film was prepared.
（パターニング用層形成工程）
テフロン（登録商標）ＡＦ１６００（デュポン社製）１ｇをフロリナートＦＣ−４３（住友３Ｍ（株）製）２００ｇに溶解させて、パターニング用層形成用塗工液とした。このパターニング用層形成用塗工液を、上記カラーフィルタ用基板の透明導電膜上にスピンコート法により塗布し、１００℃で６０分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ１０ｎｍのパターニング用層を得た。上記パターニング用層の純水との接触角は、１０５°であった。上記水との接触角は、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定した。
(Pattern forming step)
1 g of Teflon (registered trademark) AF1600 (manufactured by DuPont) was dissolved in 200 g of Fluorinert FC-43 (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) to obtain a patterning layer forming coating solution. The patterning layer forming coating solution is applied onto the transparent conductive film of the color filter substrate by a spin coating method, and dried at 100 ° C. for 60 minutes to form a patterning layer having a thickness of 10 nm. Obtained. The contact angle of the patterning layer with pure water was 105 °. The contact angle with water was measured by a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
（スペーサ部形成工程）
上記パターニング用層上に、下記の組成を有するスペーサ部形成用塗工液を、１滴（１５ｐｌ）ずつ、５１０μｍずつ間隙をあけて塗布した。その後、ホットプレートにて８０℃で１０分間乾燥させ、さらにオーブンで２３０℃で３０分間加熱した。その結果、直径４０μｍの円形状のドットが形成され、そのドットの中には平均５個のビーズが含有されているスペーサ部を得た。
［スペーサ部形成用塗工液の組成］
熱硬化性樹脂：アクリル樹脂（主成分グリシジルメタクリレート）…１８．５ｗｔ％
希釈溶剤：ブチルカルビトールアセテート …８０ｗｔ％
ビーズ：積水化学社製ミクロパール …１．５ｗｔ％
(Spacer formation process)
On the patterning layer, a coating solution for forming a spacer portion having the following composition was applied by one drop (15 pl) with a gap of 510 μm. Then, it was dried at 80 ° C. for 10 minutes on a hot plate, and further heated at 230 ° C. for 30 minutes in an oven. As a result, a circular dot having a diameter of 40 μm was formed, and a spacer portion containing an average of 5 beads in the dot was obtained.
[Composition of spacer part forming coating solution]
Thermosetting resin: Acrylic resin (main component glycidyl methacrylate) ... 18.5wt%
Diluting solvent: Butyl carbitol acetate ... 80wt%
Bead: Micropearl made by Sekisui Chemical Co., Ltd. 1.5wt%
（パターニング用層除去工程）
続いて、真空紫外光の下をコンベアにて、上記スペーサ部が形成されたカラーフィルタ用基板を搬送した。この際、１５Ｊ／ｃｍ２の露光量で波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、上記スペーサ部が形成されている領域以外のパターニング用層を分解除去した。その結果、上記スペーサ領域以外の領域、すなわち透明導電膜表面の純水との接触角を、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定したところ、１０°であった。
(Pattern removal process for patterning)
Then, the substrate for color filters in which the said spacer part was formed was conveyed with the conveyor under the vacuum ultraviolet light. At this time, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm was irradiated at an exposure amount of 15 J / cm 2 to decompose and remove the patterning layer other than the region where the spacer portion was formed. As a result, the contact angle with the pure water on the surface of the transparent conductive film, i.e., the surface of the transparent conductive film was measured with a contact angle measuring instrument (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). It was.
＜実施例２＞
（カラーフィルタ用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部に形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された保護層とを有するカラーフィルタ用基板を準備した。
<Example 2>
(Preparation of color filter substrate)
A base material made of a glass substrate, a light-shielding part formed in a pattern on the base material, a colored layer formed in an opening section defined by the light-shielding part, and so as to cover the light-shielding part and the colored layer A color filter substrate having a formed protective layer was prepared.
（パターニング用層形成工程）
下記の材料を２４時間常温にて攪拌し、加水分解共重合溶液を作製した。
・フルオロアルキルシラン（TSL8233 ＧＥ東芝シリコーン製）…１５．８ｗｔ％
・テトラメトキシシラン（TSL8114 ＧＥ東芝シリコーン製） …５２．８ｗｔ％
・０．１Ｎ塩酸 …３１．４ｗｔ％
次に、上記加水分解共重合溶液と、イソプロピルアルコールと、１，３−ブタンジオールを重量比１：１０：５で混合し、１０分間攪拌してパターニング用層形成用塗工液とした。このパターニング用層形成用塗工液を、上記カラーフィルタ用基板の保護層上にスピンコート法により塗布し、１５０℃で１０分間乾燥させた。これにより、厚さ１５ｎｍのパターニング用層を得た。上記パターニング用層の純水との接触角は、１０５°であった。上記水との接触角は、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定した。
(Pattern forming step)
The following materials were stirred at room temperature for 24 hours to prepare a hydrolysis copolymer solution.
・ Fluoroalkylsilane (TSL8233 GE manufactured by Toshiba Silicone) ... 15.8wt%
・ Tetramethoxysilane (TSL8114 GE manufactured by Toshiba Silicone)… 52.8wt%
・ 0.1N hydrochloric acid 31.4wt%
Next, the hydrolysis copolymerization solution, isopropyl alcohol, and 1,3-butanediol were mixed at a weight ratio of 1: 10: 5 and stirred for 10 minutes to obtain a patterning layer forming coating solution. This patterning layer forming coating solution was applied onto the protective layer of the color filter substrate by a spin coating method and dried at 150 ° C. for 10 minutes. Thereby, a patterning layer having a thickness of 15 nm was obtained. The contact angle of the patterning layer with pure water was 105 °. The contact angle with water was measured by a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
（スペーサ部形成工程）
上記パターニング用層上に、実施例１と同様のスペーサ部形成用塗工液を、１滴（１５ｐｌ）ずつ、５１０μｍずつ間隙をあけて塗布した。その後、ホットプレートにて８０℃で１０分間乾燥させ、さらにオーブンにて２３０℃で３０分間加熱した。その結果、直径４０μｍの円形状のドットが形成され、そのドットの中には平均５個のビーズが含有されているスペーサ部を得た。
(Spacer formation process)
On the patterning layer, the same spacer portion-forming coating solution as in Example 1 was applied by one drop (15 pl) with a gap of 510 μm. Then, it was dried at 80 ° C. for 10 minutes on a hot plate, and further heated at 230 ° C. for 30 minutes in an oven. As a result, a circular dot having a diameter of 40 μm was formed, and a spacer portion containing an average of 5 beads in the dot was obtained.
（パターニング用層親液化工程）
続いて、真空紫外光の下をコンベアにて、上記スペーサ部が形成されたカラーフィルタ用基板を搬送した。この際、１５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で波長１７２ｎｍの真空紫外光を照射し、上記パターニング用層の有機基を分解除去した。その結果、上記スペーサ領域以外の領域の純水との接触角を、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定したところ、１０°であった。
(Pattern lyophilic process for patterning)
Then, the substrate for color filters in which the said spacer part was formed was conveyed with the conveyor under the vacuum ultraviolet light. At this time, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm was irradiated at an exposure amount of 1500 mJ / cm 2 to decompose and remove organic groups of the patterning layer. As a result, the contact angle with pure water in a region other than the spacer region was measured by a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) and found to be 10 °.
１ …基材
２ …着色層
３ …パターニング用層
４ …スペーサ部
５ …遮光部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、
前記スペーサ部形成工程後、前記スペーサ部が形成されていない領域の前記パターニング用層を除去するパターニング用層除去工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 Patterning containing a liquid repellent material on the surface on which the colored layer is formed of a substrate for a color filter having a substrate and a plurality of colored layers formed in a pattern on the substrate. A patterning layer forming step of forming an application layer;
A spacer portion forming step of forming a spacer portion by an ink jet method on the patterning layer;
A patterning layer removing step of removing the patterning layer in a region where the spacer portion is not formed after the spacer portion forming step.
前記パターニング用層上に、インクジェット法によりスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、
前記スペーサ部形成工程後、前記スペーサ部が形成されていない領域の前記パターニング用層を親液化するパターニング用層親液化工程と
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 Patterning containing a liquid repellent material on the surface on which the colored layer is formed of a substrate for a color filter having a substrate and a plurality of colored layers formed in a pattern on the substrate. A patterning layer forming step of forming an application layer;
A spacer portion forming step of forming a spacer portion by an ink jet method on the patterning layer;
A patterning layer lyophilic step for lyophilicizing the patterning layer in a region where the spacer portion is not formed after the spacer portion forming step.
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- 2005-09-02 JP JP2005255042A patent/JP2007065582A/en active Pending
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