JP2008268970A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタの製造方法であって、電圧保持率が95%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.05V以下である液晶を準備し、樹脂部材として、この液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の液晶の電圧保持率が80%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.5V以下となるような樹脂部材を選択し、この樹脂部材を使用して樹脂着色層を形成する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、基板と、この基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタを製造するものである。このようなカラーフィルタが液晶表示装置に用いられる場合、樹脂部材としては、樹脂着色層が液晶に対して最近傍、あるいは、接触する位置となる。
(不純物抽出処理)
表面積が4cm2である樹脂部材を容量0.2mlの液晶中に浸漬し、105℃に5時間保持して抽出を行う。尚、使用する液晶は、不純物抽出処理前の状態において、下記の電圧保持率測定条件で測定した電圧保持率が95%以上であり、かつ、下記の残留DC(ΔE)測定条件で測定した残留DC(ΔE)が0.05V以下である液晶とする。
層構成として、基板/電極/配向層/液晶/配向層/電極/基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
・電極間距離 :5〜15μm
・印加電圧パルス振幅 :5V
・印加電圧パルス周波数:60Hz
・印加電圧パルス幅 :16.67msec
残留DC(ΔE)とは、図1に例示する電圧−静電容量ヒステリシスループにおいて、最大静電容量(Cs)と最小静電容量(C0)から式(C0+Cs)/2で規定される静電容量における電圧シフト量(図2に矢印で示す)のことである。測定は、層構成として、基板/電極/配向層/液晶/配向層/電極/基板からなる測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の条件で測定する。
・電極間距離 :5〜15μm
・使用液晶 :静電容量飽和電圧(図2のVs′)が10V
以下のもの
・電圧−静電容量ヒステリシスループ測定電圧範囲 :−10V〜+10V
尚、本発明のカラーフィルタの製造方法では、ブラックマトリックスを形成しなくてもよい。
<不純物抽出処理試験>
A.試料の作製
不純物抽出処理に供するために、以下のようにガラス基板(コーニング社製7059ガラス)上にカラー液晶表示装置に用いられる種々の材料を用いて塗膜を形成した。
(1)ブラックマトリックス用感光性塗料と着色層用感光性塗料
(ブラックマトリックス用感光性塗料)
・黒顔料 … 14.0重量部
(大日精化工業(株)製TMブラック#9550)
・分散剤(ビックケミー(株)製Disperbyk111)… 1.2重量部
・ポリマー(昭和高分子(株)製VR60) … 2.8重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 3.5重量部
・添加剤(綜研化学(株)製L−20) … 0.7重量部
・開始剤 … 1.6重量部
(2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノ
フェニル)−ブタノン−1)
・開始剤 … 0.3重量部
(4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン)
・開始剤(2,4−ジエチルチオキサントン) … 0.1重量部
・溶剤(エチレングリコールモノブチルエーテル) … 75.8重量部
・赤顔料 … 4.8重量部
(チバガイギー社製クロモフタールレッドA2B)
・黄顔料 … 1.2重量部
(BASF社製パリオトールイエローD1819)
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)… 3.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 4.0重量部
・ポリマー1 … 5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907) … 1.4重量部
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・緑顔料 … 4.2重量部
(ゼネカ(株)製モナストラルグリーン9Y−C)
・黄顔料 … 1.8重量部
(BASF社製パリオトールイエローD1819)
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)… 3.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 4.0重量部
・ポリマー1 … 5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907) … 1.4重量部
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・緑顔料 … 4.2重量部
(ゼネカ(株)製モナストラルグリーン6Y−CL)
・黄顔料 … 1.8重量部
(BASF社製パリオトールイエローD1819)
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)… 3.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 4.0重量部
・ポリマー1 … 5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907) … 1.4重量部
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・青顔料 … 6.0重量部
(BASF社製ヘリオゲンブルーL6700F)
・顔料誘導体 … 0.6重量部
(ゼネカ(株)製ソルスパース12000)
・分散剤(ゼネカ(株)製ソルスパース24000)… 2.4重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 4.0重量部
・ポリマー1 … 5.0重量部
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907) … 1.4重量部
・開始剤 … 0.6重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 80.0重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
下記組成の保護層用塗料を調製し、上記と同様にして塗膜付きのガラス基板を作製した。
(保護層用塗料)
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 7.1重量部
・ポリマー1 … 8.8重量部
・エポキシ樹脂 … 9.7重量部
(油化シェルエポキシ(株)製エピコート180S70)
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア907) … 1.4重量部
・開始剤 … 1.0重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤(ジメチルジグリコール) … 38.0重量部
・溶剤(酢酸−3−メトチキブチル) … 34.0重量部
下記組成の2種の柱状凸部用感光性塗料S1、S2を調製した。次いで、調製した各柱状凸部用感光性塗料をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、100℃、3分間の条件でプリベーク、全面露光、0.01%KOH水溶液を用いたスプレー現像を行った後、200℃、30分間ポストベークすることで、塗膜付きのガラス基板を作製した。
(柱状凸部用感光性塗料S1)
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 8.7重量部
・ポリマー1 … 10.9重量部
・エポキシ樹脂 … 12.1重量部
(油化シェルエポキシ(株)製エピコート180S70)
・界面活性剤 … 1.0重量部
(日本油化(株)製ノニオンHS−210)
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア369) … 1.2重量部
・開始剤 … 1.0重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 29.1重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・溶剤(酢酸−3−メトチキブチル) … 36.0重量部
・モノマー(サートマー(株)製SR399) … 8.7重量部
・ポリマー1 … 10.9重量部
・エポキシ樹脂 … 12.1重量部
(油化シェルエポキシ(株)製エピコート180S70)
・界面活性剤 … 2.0重量部
(日本油化(株)製ノニオンHS−210)
・開始剤(チバガイギー社製イルガキュア369) … 1.2重量部
・開始剤 … 1.0重量部
(2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−
テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール)
・溶剤 … 28.1重量部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・溶剤(酢酸−3−メトチキブチル) … 36.0重量部
上記のA.で作製した各種の塗膜付きガラス基板について、液晶(メルクジャパン社製MLC−6846−000)に対する不純物抽出処理を下記の方法で行い、その後、この液晶の電圧保持率、残留DC(ΔE)を下記に示す測定条件で測定し、結果を下記の表1に示した。
(不純物抽出処理方法)
表面積が4cm2である塗膜付きガラス基板を容量0.2mlの液晶中に
浸漬し、105℃に5時間保持して抽出を行う。
層構成として、基板/電極/配向層/液晶/配向層/電極/基板からな
る測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の
条件で測定する。
・電極間距離 :5〜15μm
・印加電圧パルス振幅 :5V
・印加電圧パルス周波数:60Hz
・印加電圧パルス幅 :16.67msec
層構成として、基板/電極/配向層/液晶/配向層/電極/基板からな
る測定用セルを準備し、不純物抽出処理を行った液晶を注入して下記の
条件で残留DC(ΔE)(電圧−静電容量ヒステリシスループにおいて、
最大静電容量(Cs)と最小静電容量(C0)から式(C0+Cs)/
2で規定される静電容量における電圧シフト量(図2に矢印で示す)の
こと)を測定する。
・電極間距離 :5〜15μm
・使用液晶 :静電容量飽和電圧(図2のVs′)が10V
以下のもの
・電圧−静電容量ヒステリシスループ測定電圧範囲:−10V〜+10V
(1)カラーフィルタ試料1
カラーフィルタ用の基板として、100mm×100mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製7059ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面に上記組成のブラックマトリックス用感光性塗料を塗布し、マスク露光、現像、ポストベークを行ってブラックマトリックス(厚み1.5μm)を形成した。
着色層用感光性塗料として、上記組成の3種の感光性塗料R1、G2、B1を用いた他は、上記の試料1と同様にしてカラーフィルタ(試料2)を作製した。
上記のカラーフィルタ(試料2)のブラックマトリックスおよび着色層を覆うように上記組成の保護層用塗料をスピンコート法により塗布し、乾燥して、厚みが1.5μmの保護層を形成してカラーフィルタ(試料3)を得た。
上記のカラーフィルタ(試料3)の保護層を覆うように上記組成の柱状凸部用感光性塗料S1をスピンコート法により塗布し、プレベーク(100℃、3分間)を行った。その後、所定の柱状凸部用フォトマスクを用いて露光し、現像液(0.01%KOH水溶液)にて現像を行い、次いで、ポストベーク(200℃、30分間)を行って、高さ5μmの柱状凸部を複数形成してカラーフィルタ(試料4)を得た。
柱状凸部用感光性塗料として、上記組成の感光性塗料S2を用いた他は、上記の試料4と同様にして、カラーフィルタ(試料5)とした。
上記の各カラーフィルタ(試料1〜5)上に酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明共通電極を形成した。
また、透明基板として100mm×100mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製7059ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板上の所定の複数の個所に薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、各TFTのドレイン電極に接続するように透明画素電極を酸化インジウムスズ(ITO)により形成して、対向電極基板を作製した。
次いで、これらのカラーフィルタと対向電極基板を用いて液晶表示装置(試料1〜5)を作製した。尚、液晶としてメルクジャパン社製MLC−6846−000を使用した。
作製した5種の液晶表示装置(試料1〜5)について、23℃、60%RHの条件下で72時間連続で画像表示を行い、下記の基準で表示品質を評価して結果を下記の表2に示した。
(表示品質の評価基準)
○:焼付き及び白ムラがなく表示品質が極めて良好
×:焼付き及び白ムラがみられ、表示不良現象が認められる
これに対し、試料2の液晶表示装置では、電圧保持率が80%未満で残留DC(ΔE)が0.5Vを超える着色層の緑色パターンが液晶層と直接に接触し、また、試料5の液晶表示装置では、電圧保持率が80%未満で残留DC(ΔE)が0.5Vを超える柱状凸部が液晶層と直接に接触するので、共に焼付き及び白ムラがみられ、表示不良現象が認められた。
Claims (2)
- 基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる樹脂着色層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、
電圧保持率が95%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.05V以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が80%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.5V以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂着色層を形成することを特徴としたカラーフィルタの製造方法。 - 基板と、該基板上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明な樹脂保護層とを備えるカラーフィルタの製造方法において、
電圧保持率が95%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.05V以下である液晶を準備し、樹脂部材として、該液晶中に浸漬して不純物抽出処理を行った後の前記液晶の電圧保持率が80%以上、かつ、残留DC(ΔE)が0.5V以下となるような樹脂部材を選択し、該樹脂部材を使用して前記樹脂保護層を形成することを特徴としたカラーフィルタの製造方法。
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