JP2009163143A - 高色濃度カラーフィルタ、およびその修正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材と、上記基材上に形成された画素部を画定する遮光部と、上記遮光部の開口部に形成された赤色着色層とを有する高色濃度カラーフィルタであって、上記赤色着色層は、製造時に修正された修正部と、修正されていない非修正部とからなり、上記修正部は、主顔料として赤色顔料を用い、調色用顔料として緑色顔料を用いた着色剤を含有する着色層であることを特徴とする高色濃度カラーフィルタを提供することにより、上記目的を達成する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、上記特許文献3に従って調製された修正用赤インキを用いて高色濃度カラーフィルタの赤色着色層の修正を行うと、輝点として目視で見いだされやすくなる。したがって、輝度が低い必要がある。そこで、色度を維持しつつ、輝度を下げるため、上記公報の修正用赤インキの顔料濃度を上げると、チキソトロピー性の影響が大きく欠陥部で濡れ広がらず、穴あき等を生じてしまう問題があり、また、輝度を下げるため、例えば従来から調色用顔料として用いられている黄色顔料を主顔料である赤色顔料に加えて所望の輝度まで下げると、粘度等の物性安定性が悪く欠陥修正に用いることができなくなるという問題が生じた。
また、修正にかかる時間を短くすることが可能となる。
まず、本発明の高色濃度カラーフィルタについて説明する。
本発明の高色濃度カラーフィルタは、基材と、上記基材上に形成された画素部を画定する遮光部と、上記遮光部の開口部に形成された赤色着色層とを有する高色濃度カラーフィルタであって、上記赤色着色層は、製造時に修正された修正部と、修正されていない非修正部とからなり、上記修正部は、主顔料として赤色顔料を用い、調色用顔料として緑色顔料を用いた着色剤を含有する着色層であることを特徴とする。
また、上記着色剤を用いることで、修正部形成の際、加工がしやすくなる。
1.赤色着色層
まず、本発明の高色濃度カラーフィルタの赤色着色層について説明する。
本発明に用いられる赤色着色層は、基材上に形成された遮光部の開口部上に形成され、製造時に修正された修正部と、修正されていない非修正部とからなるものである。
以下、修正部、および非修正部についてそれぞれ説明する。
本発明に用いられる赤色着色層の修正部は、主顔料として赤色顔料を用い、調色用顔料として緑色顔料を用いた着色剤を含有する着色層からなるものである。
本発明に用いられる修正部は、材料として着色剤の他に、通常、反応性官能基を有するモノマー、ポリマー、その他の添加剤等を用いて形成されるものである。
本発明に用いられる赤色着色層の修正部に使用される着色剤は、主顔料として赤色顔料を用い、調色用顔料として緑色顔料を用いたものである。
このような顔料としては、調整時に均一に混ざり、かつ、赤色着色層の非修正部に用いられるインキとの相溶性が良いものとすることができるのであれば、特に限定されるものではない。
赤色顔料としては、アンスラキノン系、もしくはジケトピロロピロール系顔料であることが好ましい。具体的には、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、すなわち、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。具体的には、C.I.ピグメントレッド254やC.I.ピグメントレッド177が挙げられ、中でもC.I.ピグメントレッド254を用いることが好ましい。C.I.ピグメントレッド254を用いることで、高輝度を維持した状態で高色度の色味を出すことが可能であるからである。
緑色顔料としては、ハロゲン化フタロシアニン系顔料、特に臭化フタロシアニン系顔料であることが好ましい。具体例には、C.I.ピグメントグリーン36が挙げられる。
上記黄色顔料としては、アゾ錯体系顔料等が好ましく、具体的には、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150等が挙げられる。
このような調色用顔料の含有量は後述する非修正部の色により適宜調整される。
本発明に用いられる修正部は、反応性官能基を有するモノマーを使用することができる。
本発明に用いられる修正部に使用できるポリマーとしては、特に限定されるものではなく、修正部形成時に使用する溶剤に溶解するものであるか、上述したモノマーに相溶するものであれば良い。修正部形成時に用いられるインキは、溶剤の配合量が制限されて少ないので、反応性官能基を有するモノマーに一部溶剤の代替機能を持たせる必要があるため、使用するモノマーに相溶性が高いものがより好ましい。
本工程に用いられる修正部は上述した着色剤、反応性官能基を有するモノマー、およびポリマー以外にも、例えば、重合禁止剤、顔料分散剤、重合開始剤、界面活性剤、架橋剤等を添加してもよい。これらが添加されていることにより、修正部を製造する際に使用する修正用赤インキの物性安定性が高くなるためである。
本発明に用いられる赤色着色層の修正部は、後述する非修正部に対して目視されにくい程度の色度および輝度となるように上述した着色剤等の材料を調整して形成される。
なお、この場合のY値は、後述する高色濃度カラーフィルタの赤色着色層の非修正部および上述した修正部のそれぞれのY値の測定方法によって求めた値である。
本発明に用いられる修正部の態様について説明する。図2および図3は本発明の高色濃度カラーフィルタの一例を示す模式図である。本発明に用いられる修正部は、赤色着色層の欠陥部を修正できるのであれば、その態様について特に限定されず、例えば図2(a)のように、赤色着色層3R中の欠陥部およびその周辺を除去して形成された打ち抜き部位6を形成し、図2(b)のように打ち抜き部位6内に形成されたものであっても良いし、図3(a)のように遮光部2で画定された画素部単位をすべて除去して打ち抜き部位6を形成し、図3(b)のように画素部単位全体に形成されたものであってもよいが、加工面から、修正部は画素部単位全体であることが好ましい。
赤色着色層の一画素部中に欠陥が複数個存在する場合、修正部を個々に対し形成すると、赤色着色層表面の平滑性が悪くなり、かつ工程に時間がかかるという問題が生じる。
これに対して、修正部の形成を画素部単位で行えば、工程は一度で済み、赤色着色層表面の平滑性も良好なものとすることが可能である。
なお、図2および図3において上記に記載していない構成については、図1と同様とすることができるのでここでの説明は省略する。
次に、本発明に用いられる非修正部について説明する。
本発明に用いられる非修正部は、後述する遮光部の開口部に形成され、製造時に修正されていない部分を示すものである。
本発明に用いられる非修正部は、顔料や染料等の着色剤を感光性樹脂中に分散または溶解させたものである。
本発明に用いられる非修正部に好適に使用される赤色顔料としては、アンスラキノン系、もしくはジケトピロロピロール系顔料であり、具体的には、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド177等が挙げられる。上述した顔料は1種のみで用いてもよいし、2種以上混ぜて用いてもよい。
また、調色用顔料としては、黄色顔料が用いられ、好適に使用される黄色顔料としては、アゾ錯体系顔料であり、具体的には、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150等が挙げられる。
本発明に用いられる赤色着色層の非修正部は、高色濃度カラーフィルタの赤色着色層として色度および輝度を調整して形成される。
なお、上記x値、y値、Y値の測定は、分光光度計:OSP−SP200(オリンパス製)を用いて行い、バックライトはC光源を使用した。
本発明において、上述したような非修正部の形成方法としては、特に限定されるものではなく、一般的な高色濃度カラーフィルタにおける着色層の形成方法、例えばフォトリソグラフィー法、インクジェット法、印刷法等を挙げることができる。
本発明に用いられる基材は、着色層、および遮光部を形成可能であり、可視光に対して透明な基材であれば特に限定されるものではなく、一般的な高色濃度カラーフィルタに用いられる基材と同様のものとすることができる。
本発明に用いられる遮光部は、上記基材上に形成され、画素を画定するものである。
本発明の高色濃度カラーフィルタは、上記赤色着色層、基材、遮光部以外にも、通常、複数色からなる着色層を有する。また例えば、オーバーコート層や透明電極層、更には配向膜や柱状スペーサ等が形成されたものであってもよい。
次に、本発明の高色濃度カラーフィルタの修正方法について説明する。
本発明の高色濃度カラーフィルタの修正方法は、ポストベーク処理後の高色濃度カラーフィルタの赤色着色層の欠陥部を打ち抜いて除去し、打ち抜き部位を形成する打ち抜き工程と、上記打ち抜き部位に修正用赤インキを塗布する修正用赤インキ塗布工程と、塗布した上記修正用赤インキを硬化させて、修正部を形成する硬化工程とを有する高色濃度カラーフィルタの修正方法であって、上記修正用赤インキが、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーと、ポリマーと、溶剤とを含有し、上記着色剤が、主顔料の赤色顔料に対し、調色用顔料として緑色顔料を用いたものであることを特徴とする方法である。
図4は本発明の高色濃度カラーフィルタの修正方法の一例を示す工程図である。図4に例示するように、本発明の高色濃度カラーフィルタの修正方法は、ポストベーク処理後の高色濃度カラーフィルタ11の赤色着色層3Rにおける欠陥部5(図4(a))を、例えばレーザー7で打ち抜いて除去し、打ち抜き部位6を形成する打ち抜き工程(図4(b))と、打ち抜き部位6に例えば針状物8を用いて修正用赤インキ4を塗布する修正用赤インキ塗布工程(図4(c))と、塗布した修正用赤インキ4を例えば光9で硬化させて修正部3dを形成する硬化工程(図4(d))とを有する方法である。
以下、各工程について説明する。
本工程は、ポストベーク処理後の高色濃度カラーフィルタの着色層の欠陥部を打ち抜いて除去し、打ち抜き部位を形成する工程である。
また、一つの画素部中に複数個の欠陥を有する場合、個々をレーザー等で打ち抜くよりも、工程に要する時間を短縮することができる。
本工程は、上記打ち抜き部位に修正用赤インキを塗布する工程である。
本工程に用いられる修正用赤インキは、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーと、ポリマーと、溶剤とを含有し、上記着色剤が、主顔料の赤色顔料に対し、調色用顔料として緑色顔料を用いたものである。
(i)着色剤
本工程に用いられる着色剤は主顔料の赤色顔料に対し、調色用顔料として緑色顔料を用いたものである。材料となる顔料、および着色剤中の緑色顔料の含有量等については「A.高色濃度カラーフィルタ」の項で詳しく説明したのでここでの記載は省略する。
本工程に用いられる修正用赤インキは反応性官能基を有するモノマーを使用することができる。
本工程に用いられる修正用赤インキは、バインダー成分として後述するポリマーと反応性官能基を有するモノマーとの両方を含有するため、従来ポリマーに求められていた粘度調整や塗布後の成膜性や硬化性、被塗工面に対する密着性等の機能を、反応性官能基を有するモノマーとポリマーとの両方で分けることができ、その結果、例えば必ずしもポリマーに硬化性を必要としない等、ポリマーの選択の自由度が高まり、修正用赤インキとしての設計の自由度が高まる。従って、反応性官能基を有するモノマーおよびポリマーの種類と量とを調節することによって、粘度等の塗布適性に関係する物性を適切な範囲に調整しながら、着色剤およびバインダー成分の量比も適切な範囲に調整して、充分な着色濃度と、基材に対する充分な密着性とが得られる。
本工程に用いられる修正用赤インキにおいて、ポリマーは、成膜性や被塗工面に対する密着性を付与するためのバインダー成分として、また、インキの状態のときにモノマーと比べて高粘度であることから、インキの粘度等物性を調整するための成分として配合される。
本工程に用いられる修正用赤インキに使用できる溶剤としては、特に限定されないが、着色剤の分散性や反応性官能基を有するモノマーやポリマーに対する溶解性又は分散性の良好な溶剤を用いることが好ましく、2種以上の溶剤を用いた混合溶剤であっても良い。
本工程に用いられる修正用赤インキは、上述した着色剤、反応性官能基を有するモノマー、およびポリマー以外にも、例えば、重合禁止剤、顔料分散剤、重合開始剤、界面活性剤、架橋剤等を添加してもよい。これらが添加されていることにより、修正用赤インキの物性安定性や加工性が高くなるためである。
次に、本工程に用いられる修正用赤インキの物性について説明する。
τ=KγL ・・・式(1)
(但し、0.081≦K≦0.111、0.881≦L≦0.954)
本工程に用いられる修正用赤インキのせん断速度γ値とせん断応力τ値は、レオメーター(粘弾性測定器)(例えば、レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー製、ARES100)により、粘弾性を求め、せん断速度γ値と、せん断応力τ値との関係を演算することができる。この関係を両対数プロットし、このプロットの近似式を算出し、式(1)の傾きを得ることができる。
静的表面張力が上記範囲にある場合には、インキを塗布後に塗布した位置からはみ出すことがなく、にじんで広がって混色欠陥を起こしたり、新たな突起を作るという問題が起き難いというメリットがある。
最後に、本工程に用いられる修正用赤インキの製造方法について説明する。
本工程において、修正用赤インキを塗布する方法としては、特に限定はないが、特開平8−182949号公報に開示されているように、針状の塗布媒体にインキを付着させ、続いて打ち抜き部位に塗布する方法が、微小な修正スポットに対応できるため好ましい。インキを付着させる側の針状部材の先端が平面状に加工されていると、針状部材の接触による打ち抜き部位周辺の着色層の損傷を防ぐことができるため、さらに好ましい。修正すべき欠陥の大きさに合わせて針状塗布媒体先端の径を変化させると、様々な大きさの欠陥に対応できるため、さらに好ましい。
本工程は、塗布した上記修正用赤インキを硬化させて、修正部を形成する工程である。
光を用いる方法は、上記修正用赤インキが光反応性官能基を有するモノマー又はポリマーを有する場合に、修正部の表面を瞬時に一次硬化させたり、又は修正部の全体を短時間に硬化させることができるため、好ましい。修正部の表面を瞬時に一次硬化させる場合には、インキの流動性を瞬時にとめることができ、修正部のインキ形状の安定化が図れるというメリットがあり、好ましい。また、加熱工程により短時間で硬化させようとする場合には、着色剤の昇華や欠陥部の熱破壊が生じる場合があるが、光照射する場合には、このようなデメリットは起こり難い。
次に、本発明の高色濃度カラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明の高色濃度カラーフィルタの製造方法は、ポストベーク処理後の高色濃度カラーフィルタの赤色着色層の欠陥部を打ち抜いて除去し、打ち抜き部位を形成する打ち抜き工程と、上記打ち抜き部位に修正用赤インキを塗布する修正用赤インキ塗布工程と、塗布した上記修正用赤インキを硬化させて、修正部を形成する硬化工程とを有し、上記修正用赤インキが、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーと、ポリマーと、溶剤とを含有し、上記着色剤が、主顔料の赤色顔料に対し、調色用顔料として緑色顔料を用いたものである高色濃度カラーフィルタの修正方法を用いた修正工程を少なくとも有することを特徴とする方法である。
本工程は基材上に着色層を形成する工程である。
本工程は、基材上に形成された着色層のポストベークを行う工程である。
高色濃度カラーフィルタの製造方法は、修正工程、着色層形成工程、ポストベーク工程以外にも必要な工程を適宜行うことができる。
例えば基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程や、上記着色層上に配向膜を形成する配向膜形成工程、透明電極層を形成する透明電極層形成工程等が挙げられる。このような各工程については、一般的なカラーフィルタの製造方法の際に行なわれる方法と同様とすることができる。
(製造例1〜2:顔料分散液の調製)
表1に示す配合量により、着色剤、顔料分散剤、溶媒を秤量し混合した。この混合液を、ジルコニアビーズ(0.3mmφ)(昭和シェル石油製、商品名:ミクロハイカZ Z300)を使用して、ペイントシェーカー(浅田鉄工製、商品名:PAINT SHAKER)にて、3時間分散し、顔料分散液を得た。
表2に示す配合量により、ポリマー、反応性官能基を有するモノマー、重合禁止剤を混合した。この混合液を、110℃まで加熱し、ポリマーを反応性官能基を有するモノマーに溶解させ、ワニス調整液を得た。
実施例1および比較例1の修正用赤インキを下記のように調整した。
なお、インキの粘度は、25℃において、B型粘度計(TOKMEC製、商品名:VISCOMETER TV−20)を用いて、BLアダプター、M1ローター、M2ローターを使用して、1分間測定し、その値を求めた。
得られた各微小着色パターン修正用赤インキの組成を表4に示す。
実施例1および比較例1で得られた修正用赤インキを用いて、80μm×280μmの画素サイズのカラーフィルタ、および、150μm×350μmの画素サイズのカラーフィルタの2種類についてそれぞれ修正サイズを変えて修正を行い、修正箇所を観察することにより合否を判断した。結果を表6に示す。なお、目視で修正個所がはっきりわかる場合は×とし、目視で修正箇所がわからない場合は○とした。
2 … 遮光部
3 … 着色層
3d … 修正部
3e … 非修正部
4 … 修正用赤インキ
5 … 欠陥部
6 … 打ち抜き部
7 … レーザー
8 … 針状物
9 … 光
11 … 高色濃度カラーフィルタ
Claims (9)
- 基材と、前記基材上に形成された画素部を画定する遮光部と、前記遮光部の開口部に形成された赤色着色層とを有する高色濃度カラーフィルタであって、
前記赤色着色層は、製造時に修正された修正部と、修正されていない非修正部とからなり、
前記修正部は、主顔料として赤色顔料を用い、調色用顔料として緑色顔料を用いた着色剤を含有する着色層であることを特徴とする高色濃度カラーフィルタ。 - 前記修正部でのx値、y値、Y値が、x:0.620〜0.670の範囲内、y:0.310〜0.340の範囲内、Y:10〜20の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の高色濃度カラーフィルタ。
- 前記修正部に含有される前記着色剤中の前記緑色顔料の含有量が、1重量%〜15重量%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高色濃度カラーフィルタ。
- 前記赤色顔料がジケトピロロピロール系顔料であり、前記緑色顔料がハロゲン化フタロシアニン系顔料であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の高色濃度カラーフィルタ。
- 前記非修正部と前記修正部とのY値の差が、5以下であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の高色濃度カラーフィルタ。
- 前記修正部が前記遮光部で画定された画素部単位であることを特徴とする請求項1から請求項5に記載の高色濃度カラーフィルタ。
- ポストベーク処理後の高色濃度カラーフィルタの赤色着色層の欠陥部を打ち抜いて除去し、打ち抜き部位を形成する打ち抜き工程と、
前記打ち抜き部位に修正用赤インキを塗布する修正用赤インキ塗布工程と、
塗布した前記修正用赤インキを硬化させて、修正部を形成する硬化工程とを有する高色濃度カラーフィルタの修正方法であって、
前記修正用赤インキが、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーと、ポリマーと、溶剤とを含有し、前記着色剤が、主顔料の赤色顔料に対し、調色用顔料として緑色顔料を用いたものであることを特徴とする高色濃度カラーフィルタの修正方法。 - 前記打ち抜き工程で、形成される打ち抜き部位が前記遮光部で画定された画素部単位であることを特徴とする請求項7に記載の高色濃度カラーフィルタの修正方法。
- 請求項7または請求項8に記載の高色濃度カラーフィルタの修正方法を用いた修正工程を有することを特徴とする高色濃度カラーフィルタの製造方法。
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