JP2010217927A - Method for producing color filter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a color filter in which the surface of each pixel part is flat and the thickness of each pixel part is uniform even when the pixel parts are formed by an inkjet method. <P>SOLUTION: The method for producing the color filter includes, at the least, a pixel part forming process of sticking inks onto a transparent substrate by the inkjet method to form a plurality of colored pixel parts according to a predetermined pattern. Each pixel part formed in the pixel part forming process includes a convex shape. A pixel part leveling process of leveling the convex pixel part is carried out after the pixel part forming process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画素部をインクジェット方式等の吐出法で形成した場合でも、平坦な画素部を得ることができる、カラー液晶表示装置に好適なカラーフィルタの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter suitable for a color liquid crystal display device, which can obtain a flat pixel portion even when the pixel portion is formed by an ink jet method or the like.

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。   In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing. However, since this color liquid crystal display is expensive, there is an increasing demand for cost reduction, and in particular, there is a high demand for cost reduction for a color filter having a high specific gravity.

このようなカラーフィルタにおいては、通常赤(R)、緑(G)、および青(B)の3原色の着色パターンを備え、R、G、およびBのそれぞれの画素に対応する電極をON、OFFさせることで液晶がシャッタとして作動し、R、G、およびBのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。   In such a color filter, it is usually provided with coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and electrodes corresponding to the respective pixels of R, G, and B are turned on, By turning it off, the liquid crystal operates as a shutter, and light passes through each of the R, G, and B pixels, and color display is performed.

このようなカラーフィルタの製造方法の中に、例えば濡れ性の異なるパターンが形成された基材上の親液性の領域にインクジェット方式によりインクを噴射して付着させることにより画素部を形成し、カラーフィルタを得る方法がある(特開平11−337726号)。このような方法は、上記通常赤(R)、緑(G)、および青(B)の3原色の着色パターンを同時に着色することができ、工程を簡略化することができるという利点があることから、カラーフィルタの製造方法としては有用である。   In such a color filter manufacturing method, for example, a pixel portion is formed by ejecting and adhering ink to an lyophilic region on a substrate on which a pattern having different wettability is formed by an inkjet method, There is a method for obtaining a color filter (Japanese Patent Laid-Open No. 11-337726). Such a method has the advantage that the three primary color patterns of normal red (R), green (G), and blue (B) can be colored simultaneously, and the process can be simplified. Therefore, it is useful as a method for producing a color filter.

しかしながら、このような方法では、親液性の領域にインクを濡れ性の差を利用して付着させることから、必然的に画素部の中心部分が凸状となる形状で形成される。このように凸状となっていると、画素部内での色むらが生じる可能性があるという問題がある。また、インクジェット方式等のインク吐出法により画素部を形成した場合、各色の吐出量に差がある可能性があり、画素部間で厚みが異なってしまう場合がある。このような場合は、画素部によって着色むらが生じることになり好ましくなく、さらにセルギャップが不均一になるという不具合も生じる。   However, in such a method, since the ink is attached to the lyophilic region using the difference in wettability, the central portion of the pixel portion is necessarily formed in a convex shape. If it is convex in this way, there is a problem that color unevenness may occur in the pixel portion. In addition, when the pixel portion is formed by an ink discharge method such as an ink jet method, there is a possibility that the discharge amount of each color is different, and the thickness may be different between the pixel portions. In such a case, uneven coloring occurs due to the pixel portion, which is not preferable, and also causes a problem that the cell gap becomes non-uniform.

特開平11−337726号公報JP 11-337726 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、画素部をインク吐出法により形成した場合であってもその表面が平坦であり、かつ各画素部の厚みが均一であるカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and even when the pixel portion is formed by an ink discharge method, the surface of the color filter is flat and the thickness of each pixel portion is uniform. The main purpose is to provide a method.

上記目的を達成するために、本発明は請求項1において吐出法によりインクを透明基板上に付着させて、複数色の画素部を所定のパターンで形成する画素部形成工程を少なくとも有し、かつ上記画素部形成工程で形成された画素部が凸状となるカラーフィルタの製造方法において、上記画素部形成工程の後に凸状である画素部を平坦化する画素部平坦化工程を行う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。   In order to achieve the above object, the present invention has at least a pixel portion forming step of forming a plurality of color pixel portions in a predetermined pattern by depositing ink on a transparent substrate by a discharge method according to claim 1. In the method of manufacturing a color filter in which the pixel portion formed in the pixel portion forming step has a convex shape, a pixel portion flattening step of flattening the convex pixel portion after the pixel portion forming step is performed. A method for producing a color filter is provided.

このように、本発明は、画素部形成工程の後に画素部平坦化工程を行うものであるので、吐出法により画素部を形成したカラーフィルタであっても、画素部表面が平坦であり、画素部内で色むらが生じることがない。また、画素部平坦化工程により各画素部の厚みを一定とすることが可能であるので、画素部による着色むらがなく、かつセルギャップを均一とすることが可能となる。   As described above, since the present invention performs the pixel portion flattening step after the pixel portion forming step, the surface of the pixel portion is flat even in the color filter in which the pixel portion is formed by the discharge method. Color unevenness does not occur in the part. Further, since the thickness of each pixel portion can be made constant by the pixel portion flattening step, there is no uneven coloring due to the pixel portion, and the cell gap can be made uniform.

上記請求項1に記載された発明においては、請求項2に記載するように、さらに、遮光部を形成する工程を有するものであってもよい。本発明のカラーフィルタの製造方法は、遮光部を有するカラーフィルタであっても、遮光部を有さないカラーフィルタであっても適用可能だからである。   In the invention described in claim 1, as described in claim 2, it may further include a step of forming a light shielding portion. This is because the color filter manufacturing method of the present invention can be applied to a color filter having a light shielding part or a color filter having no light shielding part.

上記請求項1または請求項2に記載された発明においては、請求項3に記載するように、上記凸状の画素部を半硬化状態とした後、上記画素部平坦化工程を行うことが好ましい。画素部が未硬化の状態もしくは硬化した状態では、精度良く画素部平坦化工程を行うことができないからである。   In the invention described in claim 1 or 2, it is preferable to perform the pixel portion flattening step after making the convex pixel portion semi-cured as described in claim 3. . This is because the pixel portion flattening process cannot be performed accurately when the pixel portion is uncured or cured.

さらに、上記請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項4に記載するように、上記画素部平坦化工程を、凸状の画素部を上方から圧力を加えて平坦化する工程とすることができる。この場合、請求項5に記載するように上記凸状の画素部を上方から圧力を加えて平坦化する工程が、円筒形状圧力ロールを用いた工程もしくは平面状プレスを用いた工程であることが好ましい。   Furthermore, in the invention described in any one of claims 1 to 3, as described in claim 4, the pixel portion flattening step is performed from above. It can be set as the process of applying pressure and planarizing. In this case, as described in claim 5, the step of flattening the convex pixel portion by applying pressure from above may be a step using a cylindrical pressure roll or a step using a planar press. preferable.

一方、上記請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項6に記載するように、上記画素部の平坦化工程が、凸状の画素部の上方を除去することにより平坦化する工程とすることもできる。この場合、請求項7に記載するように、上記凸状の画素部の上方を除去することにより平坦化する工程が、ドクターブレードを用いて画素部上方を掻き取る工程、もしくは請求項8に記載するように、上記凸状の画素部の上方を除去することにより平坦化する工程が、カッターを用いて画素部上方を切り取る工程であることが好ましい。   On the other hand, in the invention described in any one of claims 1 to 3, as described in claim 6, the flattening step of the pixel portion is performed above the convex pixel portion. It can also be set as the process planarized by removing. In this case, as described in claim 7, the step of flattening by removing the upper portion of the convex pixel portion scrapes the upper portion of the pixel portion using a doctor blade, or the eighth aspect of the invention. As described above, it is preferable that the step of flattening by removing the upper portion of the convex pixel portion is a step of cutting the upper portion of the pixel portion using a cutter.

上記請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載された発明は、請求項9に記載するように、上記吐出法が、インクジェット方式によるものであることが好ましい。インクジェット方式でインクを付着させるようにすれば、位置精度良くインクを付着させることが可能となり、得られるカラーフィルタの品質を向上させることができるからである。   In the invention described in any one of claims 1 to 8, it is preferable that the discharge method is an ink jet method as described in claim 9. This is because if ink is attached by an ink jet method, ink can be attached with high positional accuracy, and the quality of the obtained color filter can be improved.

上記請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項10に記載するように、上記画素部形成工程が、透明基板上に表面の濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層を形成し、この濡れ性可変層上の親インク性領域にインクを付着して形成する工程であることが好ましく、中でも請求項11に記載するように、上記濡れ性可変層が、少なくとも光触媒とバインダとからなる光触媒含有層であり、かつエネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。   In the invention described in any one of claims 1 to 9, as described in claim 10, the pixel portion forming step changes the wettability of the surface on the transparent substrate. It is preferable that the wettability variable layer is formed and ink is attached to the ink-philic region on the wettability variable layer, and the wettability as described in claim 11 is preferable. The variable layer is preferably a photocatalyst-containing layer composed of at least a photocatalyst and a binder, and is a layer whose wettability changes so that the contact angle with the liquid is reduced by energy irradiation.

このような層を形成することにより、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易にこの層の濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親インク性領域を形成とすることができ、例えば画素部が形成される部分のみ容易に親インク性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。   By forming such a layer, it is possible to easily change the wettability of this layer by performing pattern irradiation of energy, etc., and to form an ink-philic region with a small contact angle with the liquid, for example, Only the portion where the pixel portion is formed can be easily set as the ink-philic region. Therefore, a color filter can be manufactured efficiently, which is advantageous in terms of cost.

本発明に用いられる光触媒含有層は、上述したように少なくとも光触媒とバインダとからなるものであるが、このうち光触媒は、請求項12に記載するように酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi23)、および酸化鉄(Fe23)から選択される1種または2種以上の物質であることが好ましい。中でも請求項13に記載するように酸化チタン(TiO2)であることが好ましい。これは、酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。 As described above, the photocatalyst-containing layer used in the present invention is composed of at least a photocatalyst and a binder. Among these, the photocatalyst is composed of titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO) as described in claim 12. ), Tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ) It is preferable that the substance is a species or more. Of these, titanium oxide (TiO 2 ) is preferable as described in claim 13. This is because titanium oxide is effective as a photocatalyst because of its high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is readily available.

また、請求項11から請求項13までのいずれかの請求項に記載されたカラーフィルタにおいて、光触媒含有層を構成する他の成分であるバインダは、請求項14に記載するように、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、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシ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。 Further, in the color filter according to any one of claims 11 to 13, the binder which is another component constituting the photocatalyst-containing layer is Y n SiX as described in claim 14. (4-n) wherein Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group or a halogen. N is an integer from 0 to 3. It is preferably an organopolysiloxane which is one or two or more hydrolysis condensates or co-hydrolysis condensates of a silicon compound represented by:

上記請求項11から請求項14までのいずれかの請求項においては、請求項15に記載するように、上記光触媒含有層上における表面張力40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において10度以上であり、エネルギーが照射された部分において10度未満であることが好ましい。エネルギーが照射されていない部分は、撥インク性が要求される部分であることから、表面張力40mN/mの液体との接触角が10度未満である場合は、撥インク性が十分でなく、インクが残存する可能性が生じるため好ましくない。また、エネルギーが照射された部分の表面張力40mN/mの液体との接触角が10度以上である場合は、この部分でのインクの広がりが劣る可能性があり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。   In any one of claims 11 to 14, as described in claim 15, the contact angle with the liquid having a surface tension of 40 mN / m on the photocatalyst containing layer is irradiated with energy. It is preferably 10 degrees or more in the unexposed portion and less than 10 degrees in the irradiated portion. Since the portion not irradiated with energy is a portion that requires ink repellency, if the contact angle with a liquid having a surface tension of 40 mN / m is less than 10 degrees, the ink repellency is not sufficient, This is not preferable because there is a possibility that ink may remain. Further, when the contact angle with the liquid with the surface tension of 40 mN / m in the portion irradiated with energy is 10 degrees or more, there is a possibility that the spread of ink in this portion may be inferior, and color loss in the pixel portion, etc. This is because there is a possibility of occurrence.

本発明においては、請求項16に記載するように、上記請求項1から請求項15までのいずれかの請求項に記載の方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタを提供する。このようなカラーフィルタは、画素部表面が平坦であり、画素部内で色むらが生じることがない。また、各画素部の厚みを一定とすることが可能であるので、画素部による着色むらがなく、かつセルギャップを均一とすることが可能となる。   According to the present invention, there is provided a color filter manufactured by the method according to any one of claims 1 to 15 as described in claim 16. In such a color filter, the surface of the pixel portion is flat, and color unevenness does not occur in the pixel portion. Further, since the thickness of each pixel portion can be made constant, there is no uneven coloring due to the pixel portion, and the cell gap can be made uniform.

さらに本発明においては、請求項17に記載するように、透明基板と、この透明基板上に吐出法によりインクを付着させて、複数色が所定のパターンで形成されてなる画素部とを少なくとも有し、上記各画素部の厚みの差が、±0.5μmの範囲内であることを特徴とするカラーフィルタを提供する。本発明のカラーフィルタは、このように各画素部の厚みの差が小さいので、画素部による着色むらがなく、かつセルギャップが均一な液晶表示装置を提供することができるという利点を有する。   Furthermore, in the present invention, at least a transparent substrate and a pixel portion in which a plurality of colors are formed in a predetermined pattern by adhering ink onto the transparent substrate by a discharge method are provided. In addition, the present invention provides a color filter characterized in that the difference in thickness between the pixel portions is within a range of ± 0.5 μm. The color filter of the present invention has such an advantage that a liquid crystal display device can be provided in which the difference in thickness of each pixel portion is small and there is no uneven coloring due to the pixel portion and the cell gap is uniform.

このようなカラーフィルタは、請求項18に記載するように、遮光部を有するものであってもよし、また請求項19に記載するように、上述したようにインクジェット法により形成されたものであることが好ましい。   Such a color filter may have a light-shielding portion as described in claim 18 or may be formed by the ink jet method as described above. It is preferable.

さらに、上記請求項16から請求項19までに記載された発明においては、請求項20に記載するように、工程の簡便性より、上記画素部がUV硬化性インクにより形成されたことが好ましい。   Furthermore, in the inventions described in the sixteenth to nineteenth aspects, as described in the twentieth aspect, it is preferable that the pixel portion is formed of a UV curable ink because of the simplicity of the process.

本発明においては、請求項21に記載するように、請求項16から請求項20までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタと、これに対向する基板とを有し、両基板間に液晶化合物を封入してなることを特徴とするカラー液晶表示装置を提供する。このような、カラー液晶表示装置は、上述したようなカラーフィルタの利点、すなわち、画素部による着色むらがなく、かつセルギャップが均一であるという利点を有するものである。   In the present invention, as described in claim 21, the color filter according to any one of claims 16 to 20 and a substrate facing the color filter are provided, and a liquid crystal is provided between the substrates. Provided is a color liquid crystal display device comprising a compound encapsulated. Such a color liquid crystal display device has the advantages of the color filter as described above, that is, there is no color unevenness due to the pixel portion and the cell gap is uniform.

本発明は、画素部形成工程の後に画素部平坦化工程を有するものであるので、吐出法により画素部を形成したカラーフィルタであっても、画素部表面が平坦であり、画素部内で色むらが生じることがない。また、画素部平坦化工程により各画素部の厚みを一定とすることが可能であるので、画素部による着色むらがなく、かつセルギャップを均一とすることが可能となるという効果を奏する。   Since the present invention includes a pixel portion flattening step after the pixel portion forming step, even in the case of a color filter in which the pixel portion is formed by a discharge method, the surface of the pixel portion is flat and uneven color in the pixel portion. Will not occur. Further, since the thickness of each pixel portion can be made constant by the pixel portion flattening step, there is an effect that there is no uneven coloring due to the pixel portion and the cell gap can be made uniform.

本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of the color filter of this invention.

A.カラーフィルタの製造方法
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について詳細に説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、吐出法によりインクを透明基板上に付着させて、複数色の画素部を所定のパターンで形成する画素部形成工程を少なくとも有し、かつ上記画素部形成工程で形成された画素部が凸状となるカラーフィルタの製造方法において、上記画素部形成工程の後に凸状である画素部を平坦化する画素部平坦化工程を有することを特徴とするものである。
A. Hereinafter, a method for producing a color filter of the present invention will be described in detail. The color filter manufacturing method of the present invention includes at least a pixel portion forming step of forming a plurality of color pixel portions in a predetermined pattern by depositing ink on a transparent substrate by a discharge method, and the pixel portion forming step In the method for manufacturing a color filter in which the pixel portion formed in the convex shape has a convex shape, the pixel portion flattening step for flattening the pixel portion having the convex shape after the pixel portion forming step is provided. .

本発明は、上述したように画素部平坦化工程を有するものであるので、画素部内もしくは画素部間における着色むらを防止することができ、さらにセルギャップを一定に保つことができる。まず、この画素部平坦化工程について詳しく説明する。   Since the present invention includes the pixel portion flattening step as described above, uneven coloring in the pixel portion or between the pixel portions can be prevented, and the cell gap can be kept constant. First, this pixel portion flattening step will be described in detail.

1.画素部平坦化工程
本発明における画素部平坦化工程は、大きく分けて二つの方法により行うことができる。その内の第1の方法は凸状である画素部を上方から圧力を加えて平坦化する方法であり、第2の方法は凸状の画素部の上方を除去する方法である。
1. Pixel Part Flattening Step The pixel part flattening step in the present invention can be roughly divided into two methods. Among them, the first method is a method of flattening a pixel portion having a convex shape by applying pressure from above, and the second method is a method of removing the upper portion of the convex pixel portion.

上記第1の方法である上方から圧力を加える方法としては、線圧もしくは面圧により均一に凸状の画素部を押圧することが可能な方法であれば特に限定されるものではない。線圧により圧力を加える方法としては、例えば円筒状圧力ロールを用いる方法等を挙げることができる。また面圧により圧力を加える方法としては平面状のプレスを用いる方法等を挙げることができる。   The method for applying pressure from above, which is the first method, is not particularly limited as long as it is a method capable of pressing the convex pixel portion uniformly by linear pressure or surface pressure. Examples of the method for applying pressure by linear pressure include a method using a cylindrical pressure roll. Examples of the method of applying pressure by surface pressure include a method using a flat press.

これらの方法において、例えば円筒状圧力ロール表面もしくは平面状のプレス表面等の画素部と接触する部分については、接触した画素部が粘着しないような材料を用いることが好ましい。   In these methods, for example, a material that does not adhere to the contacted pixel portion is preferably used for a portion that contacts the pixel portion such as a cylindrical pressure roll surface or a planar press surface.

具体的には、ジメチルポリシロキサンと、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−イソシアネートエチル、あるいはメタクリレートから選ばれる少なくとも1種の共重合物、あるいはジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、またはメチルフロロポリシロキサン等を挙げることができる。これらの物質の分子量は重量平均分子量で100000ないし1000000であることが好ましい。   Specifically, dimethylpolysiloxane and at least one copolymer selected from butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butyl methacrylate, 2-isocyanatoethyl, or methacrylate, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, or And methyl fluoropolysiloxane. The molecular weight of these substances is preferably 100,000 to 1,000,000 in terms of weight average molecular weight.

そして、このようなシリコーン系共重合体においては、損失正接tanδが、0.01〜0.2であることが好ましく、また、複素弾性率が、106〜107dyne/cm2であることが好ましい。さらに、臨界表面張力は、17〜37dyne/cmであることが好ましく、20〜26dyne/cmであることがより好ましい。 In such a silicone copolymer, the loss tangent tan δ is preferably 0.01 to 0.2, and the complex elastic modulus is 10 6 to 10 7 dyne / cm 2. Is preferred. Furthermore, the critical surface tension is preferably 17 to 37 dyne / cm, and more preferably 20 to 26 dyne / cm.

また、円筒状圧力ロール表面もしくは平面状のプレス表面等の画素部と接触する部分に、フィルム等を介在させて画素部の凸部を押圧し、平坦化が終了した後フィルムを除去するような方法であってもよい。このような方法に用いることができるフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミド、芳香族ポリアミド等を挙げることができる。   In addition, a film or the like is interposed in a portion that comes into contact with the pixel portion such as a cylindrical pressure roll surface or a flat press surface, and the convex portion of the pixel portion is pressed to remove the film after flattening is completed. It may be a method. Examples of the film that can be used in such a method include polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyethylene naphthalate, polyvinyl chloride, polyethersulfone, polyamideimide, polyamide, and aromatic polyamide. it can.

一方、上記第2の方法である凸状の画素部の上方を除去する方法としては、具体的には、ドクターブレードを用いて画素部上方を掻き取る方法、カッターを用いて画素部上方を切り取る方法、さらには研磨により画素部上方を削り取る方法等を挙げることができる。   On the other hand, as a method for removing the upper portion of the convex pixel portion, which is the second method, specifically, a method of scraping the upper portion of the pixel portion using a doctor blade, or a portion of the upper portion of the pixel portion being cut using a cutter. Examples thereof include a method and a method of scraping the upper part of the pixel portion by polishing.

本発明における画素部平坦化工程においては、平坦化の方法によっても異なるものであるが、画素部を半硬化状態とした後、画素部平坦化工程を行うことが好ましい。具体的には、画素部のインクの粘度を、500cps〜300000cpsの範囲内とした後に、画素部平坦化工程を行うことが好ましい。   The pixel portion flattening step in the present invention varies depending on the flattening method, but it is preferable to perform the pixel portion flattening step after the pixel portion is in a semi-cured state. Specifically, it is preferable to perform the pixel portion flattening step after the viscosity of the ink in the pixel portion is set in the range of 500 cps to 300,000 cps.

特に、上記画素部平坦化工程が凸状である画素部を上方から圧力を加えて平坦化する第1の方法である場合は、画素部が半硬化状態であることがより好ましく、この場合の粘度としては、上記範囲の中でも1000cps〜20000cpsの範囲内であることが好ましい。   In particular, when the pixel portion flattening step is a first method of flattening the pixel portion having a convex shape by applying pressure from above, it is more preferable that the pixel portion is in a semi-cured state. The viscosity is preferably in the range of 1000 cps to 20000 cps within the above range.

この場合の半硬化状態のインクの粘度の測定方法は、半硬化状態としたインクをドクターブレードあるいはスクリーン印刷用スキージでかき集めて、R型粘度計(例えば、東機産業(株)製、RE500U)にて測定する方法が採られる。測定条件としては、ずり速度:10s-1で測定を行う。 In this case, the viscosity of the semi-cured ink is measured by collecting the semi-cured ink with a doctor blade or a screen printing squeegee and using an R-type viscometer (for example, RE500U manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) The method of measuring at is adopted. As a measurement condition, measurement is performed at a shear rate of 10 s −1 .

2.画素部形成工程
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上述した画素部平坦化工程を有する点に特徴を有するものであるが、その前提条件として、吐出法によりインクを透明基板上に付着させて、複数色の画素部を所定のパターンで形成する画素部形成工程を少なくとも有するカラーフィルタの製造方法であり、かつこの画素部形成工程で形成された画素部が凸状となるカラーフィルタの製造方法に適用される。
2. Pixel Part Forming Process The color filter manufacturing method of the present invention is characterized in that it has the above-described pixel part flattening process. As a precondition thereof, ink is deposited on a transparent substrate by a discharge method. A method for manufacturing a color filter having at least a pixel portion forming step for forming pixel portions of a plurality of colors in a predetermined pattern, and a method for manufacturing a color filter in which the pixel portion formed in the pixel portion forming step has a convex shape Applies to

(吐出法)
本発明でいう吐出法としては、例えばマイクロシリンジ、ディスペンサー、インクジェット、針先より画素部形成用インクを電界などの外部刺激により飛ばす方法、外部刺激により振動するピエゾ素子などの振動素子を用いて素子より画素部形成用インクを飛ばす方法、針先に付着させた画素部形成用インクを基材表面に付着させる方法等を挙げることができる。
(Discharge method)
Examples of the ejection method used in the present invention include a microsyringe, a dispenser, an ink jet, a method in which ink for forming a pixel portion is blown by an external stimulus such as an electric field, and a vibration element such as a piezo element that vibrates by an external stimulus. Examples thereof include a method of flying the pixel portion forming ink and a method of causing the pixel portion forming ink adhered to the needle tip to adhere to the substrate surface.

本発明では、上述した吐出法の中でも、塗布の正確性および迅速性等の観点からインクジェット方式で画素部を形成することが好ましい。この場合用いられるインクジェット装置としては、特に限定されるものではないが、帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることができる。   In the present invention, among the above-described ejection methods, it is preferable to form the pixel portion by an ink jet method from the viewpoint of application accuracy and rapidity. The ink jet device used in this case is not particularly limited, however, a method in which charged ink is continuously ejected and controlled by a magnetic field, a method in which ink is ejected intermittently using a piezoelectric element, and ink is heated. Ink jet devices using various methods such as a method of intermittently jetting using the foam can be used.

なお、本発明でいう「インクを透明基板上に付着させて、」とは、透明基板上に直にインクを付着させる場合のみならず、透明基板上に何らかの層が形成され、その上にインクを付着させる場合をも含む意味である。   In the present invention, “attaching ink onto a transparent substrate” means not only the case where ink is directly attached onto a transparent substrate, but also that some layer is formed on the transparent substrate, and the ink is formed thereon. This also includes the case of adhering.

(画素部)
このようにして、吐出法により形成される画素部は、通常、赤(R)、緑(G)、および青(B)の3色で形成される。この画素部における着色パターン、着色面積は任意に設定することができる。
(Pixel part)
In this manner, the pixel portion formed by the ejection method is usually formed with three colors of red (R), green (G), and blue (B). The coloring pattern and the coloring area in the pixel portion can be arbitrarily set.

このような画素部を形成する場合は、上述したように吐出法の中でもインクジェット方式によることが好ましいが、このインクジェット方式に用いられるインクとしては、大きく水性、油性に分類される。本発明においてはいずれのインクであっても用いることができるが、表面張力の関係から水をベースとした水性のインクが好ましい。   In the case of forming such a pixel portion, it is preferable to use an ink jet method among the discharge methods as described above, but the ink used in this ink jet method is largely classified into water-based and oil-based. In the present invention, any ink can be used, but a water-based ink based on water is preferable from the viewpoint of surface tension.

本発明で用いられる水性インクには、溶媒として、水単独または水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒を用いることがきる。一方、油性インクにはへッドのつまり等を防ぐために高沸点の溶媒をベースとしたものが好ましく用いられる。このようなインクジェット方式のインクに用いられる着色剤は、公知の顔料、染料が広く用いられる。また、分散性、定着性向上のために溶媒に可溶・不溶の樹脂類を含有させることもできる。その他、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤などの界面活性剤;防腐剤;防黴剤;pH調整剤;消泡剤;紫外線吸収剤;粘度調整剤:表面張力調整剤などを必要に応じて添加しても良い。   In the water-based ink used in the present invention, water alone or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent can be used as a solvent. On the other hand, an oil-based ink is preferably used based on a solvent having a high boiling point in order to prevent clogging of the head. Known colorants and dyes are widely used as colorants used in such ink jet inks. Further, in order to improve dispersibility and fixability, resins that are soluble or insoluble in a solvent can be contained. Other surfactants such as nonionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants; antiseptics; antifungal agents; pH adjusters; antifoaming agents; UV absorbers; viscosity modifiers: surface tension modifiers, etc. May be added as necessary.

また、通常のインクジェット方式のインクは適性粘度が低いためバインダ樹脂を多く含有できないが、インク中の着色剤粒子を樹脂で包むかたちで造粒させることで着色剤自身に定着能を持たせることができる。このようなインクも本発明においては用いることができる。さらに、所謂ホットメルトインクやUV硬化性インクを用いることもできる。   Ordinary ink jet inks cannot contain a large amount of binder resin due to their low suitable viscosity. However, the colorant itself can have fixing ability by granulating it in the form of wrapping the colorant particles in the ink. it can. Such an ink can also be used in the present invention. Furthermore, so-called hot melt inks and UV curable inks can also be used.

本発明においては、中でもUV硬化性インクを用いることが好ましい。UV硬化性インクを用いることにより、インクジェット方式により着色して画素部を形成後、UVを照射することにより、素早くインクを硬化させることができ、すぐに次の工程に送ることができる。したがって、効率よくカラーフィルタを製造することができるからである。   In the present invention, it is particularly preferable to use a UV curable ink. By using a UV curable ink, the ink can be colored by an ink jet method to form a pixel portion, and then irradiated with UV, whereby the ink can be quickly cured and immediately sent to the next step. Therefore, a color filter can be manufactured efficiently.

このようなUV硬化性インクは、プレポリマー、モノマー、光開始剤及び着色剤を主成分とするものである。プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、シリコンアクリレート等のプレポリマーのいずれかを特に限定することなく用いることができる。   Such a UV curable ink is mainly composed of a prepolymer, a monomer, a photoinitiator and a colorant. As the prepolymer, any of prepolymers such as polyester acrylate, polyurethane acrylate, epoxy acrylate, polyether acrylate, oligo acrylate, alkyd acrylate, polyol acrylate, and silicon acrylate can be used without any particular limitation.

モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル等のビニルモノマー;n−ヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー;ジエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピペリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリストールヘキサアクリレート等の多官能アクリルモノマーを用いることができる。上記プレポリマー及びモノマーは単独で用いても良いし、2種以上混含しても良い。   Monomers include vinyl monomers such as styrene and vinyl acetate; monofunctional acrylic monomers such as n-hexyl acrylate and phenoxyethyl acrylate; diethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, hydroxypiperic acid ester neopentyl glycol diacrylate Polyfunctional acrylic monomers such as trimethylolpropane triacrylate and dipentaerystol hexaacrylate can be used. The prepolymer and the monomer may be used alone or in combination of two or more.

光重合開始剤は、イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、1−フェニル−l,2−プロパジオン−2−オキシム、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾフェノン、クロロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2−メチルチオキサントン、塩素置換ベンゾフェノン、ハロゲン置換アルキル−アリルケトン等の中から所望の硬化特性、記録特性が得られるものを選択して用いることができる。その他必要に応じて脂肪族アミン、芳香族アミン等の光開始助剤;チオキサンソン等の光鋭感剤等を添加しても良い。   Photopolymerization initiators are isobutyl benzoin ether, isopropyl benzoin ether, benzoin ethyl ether, benzoin methyl ether, 1-phenyl-1,2-propadion-2-oxime, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, benzyl, hydroxy Cyclohexyl phenyl ketone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzophenone, chlorothioxanthone, 2-chlorothioxanthone, isopropylthioxanthone, 2-methylthioxanthone, chlorine-substituted benzophenone, halogen-substituted alkyl -From the allyl ketone etc., what can obtain desired hardening characteristics and recording characteristics can be selected and used. In addition, photoinitiators such as aliphatic amines and aromatic amines; and photosensitizers such as thioxanthone may be added as necessary.

(凸状の画素部について)
また、本発明は上記画素部形成工程で形成された上記画素部が凸状となる場合に適用される。ここで、画素部が凸状となるとは、画素部形成工程終了時の画素部の周囲の平均高さに比較して、内側の最も高い部位が少なくとも1μm以上、好ましくは2μm以上高い場合を示すものである。この程度の高さの差がなければ、上述した画素部平坦化工程を行う必要性があまり高くないからである。
(About convex pixel part)
In addition, the present invention is applied when the pixel portion formed in the pixel portion forming step has a convex shape. Here, the pixel portion having a convex shape means a case where the inner highest portion is at least 1 μm or more, preferably 2 μm or more, compared to the average height around the pixel portion at the end of the pixel portion formation process. Is. This is because the necessity of performing the above-described pixel portion flattening step is not so high unless there is such a height difference.

このように、吐出法によりインクを透明基板上に付着させて画素部を形成し、さらに形成された画素部が凸状となる画素部形成法としては種々のものがあり、本発明では特に特定の画素部形成方法に限定されるものではない。具体的な方法としては、例えば、画素部を形成する前に予め画素部が形成される画素部形成部周囲に凸部を形成し、この凸部により囲まれた画素部形成部内に吐出法によりインクを付着させる方法、透明基板上に外部刺激により濡れ性が変化する濡れ性可変層を形成し、外部刺激をパターン状に加えて濡れ性を変化させ、濡れ性の良好な部分に吐出法によりインクを付着させて画素部を形成する方法等を挙げることができる。   As described above, there are various pixel part forming methods in which a pixel portion is formed by depositing ink on a transparent substrate by an ejection method, and the formed pixel portion has a convex shape. However, the present invention is not limited to this pixel portion forming method. As a specific method, for example, a convex portion is formed around the pixel portion forming portion where the pixel portion is formed in advance before forming the pixel portion, and a discharge method is used in the pixel portion forming portion surrounded by the convex portion. A method of adhering ink, a wettability variable layer that changes wettability due to external stimuli on a transparent substrate, an external stimulus is added to the pattern to change the wettability, and a discharge method is applied to areas with good wettability Examples include a method of forming a pixel portion by attaching ink.

本発明においては、特に上述した外部刺激により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層を形成し、この上に画素部を形成する方法が好ましい。この方法によればパターン状に外部刺激を加えることにより、容易に濡れ性の異なるパターンを形成することが可能であり、この内の濡れ性の良好な部分に吐出法でインクを付着させるだけで効率的に画素部を形成することができるからである。   In the present invention, it is particularly preferable to form the wettability variable layer capable of changing the wettability by the external stimulus described above and form the pixel portion thereon. According to this method, by applying an external stimulus to the pattern, it is possible to easily form patterns with different wettability, and by simply applying ink to the portion with good wettability among these by an ejection method. This is because the pixel portion can be formed efficiently.

以下、このような濡れ性可変層について説明する。   Hereinafter, such a wettability variable layer will be described.

(濡れ性可変層)
本発明において用いられる濡れ性可変層は、その表面の濡れ性を、外からの刺激、例えば物理的刺激、化学的刺激等により変化させることができる層であれば特に限定されるものではない。例えば、酸またはアルカリ等により表面の粗さの状態が変化し、濡れ性が変化する層等であってもよいし、また紫外線や可視光、さらには熱等のエネルギーの照射により濡れ性可変層内の物質が変化して濡れ性が変化する層等であってもよい。
(Wettability variable layer)
The wettability variable layer used in the present invention is not particularly limited as long as the wettability of the surface can be changed by an external stimulus such as a physical stimulus or a chemical stimulus. For example, the surface roughness may be changed by acid or alkali, and the wettability may be changed. The wettability variable layer may be formed by irradiation with energy such as ultraviolet rays, visible light, or heat. It may be a layer or the like in which the wettability is changed by changing the substance inside.

また濡れ性の変化に関しては、刺激が加えられる前が液体との接触角が大きく、刺激が加えられた後に液体との接触角が小さくなるように変化するような濡れ性可変層であってもよいし、また逆に刺激が加えられる前が液体との接触角が小さく、刺激が加えられた後に液体との接触角が大きく変化するような濡れ性可変層であってもよい。   Regarding the change in wettability, even if the wettability variable layer changes so that the contact angle with the liquid is large before the stimulus is applied and the contact angle with the liquid is small after the stimulus is applied. Alternatively, it may be a wettability variable layer in which the contact angle with the liquid is small before the stimulus is applied and the contact angle with the liquid changes greatly after the stimulus is applied.

(光触媒含有層)
本発明においては、この濡れ性可変層が、エネルギーの照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層であることが好ましい。このように、露光(本発明においては、光が照射されたことのみならず、エネルギーが照射されたことをも意味するものとする。)により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を設けることにより、エネルギーのパターン照射等を行うことにより容易に濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親インク性領域とすることができ、例えば画素部が形成される部分のみ容易に親インク性領域とすることが可能となる。したがって、効率的にカラーフィルタが製造でき、コスト的に有利となるからである。なお、この場合のエネルギーとしては、通常紫外光を含む光が用いられる。
(Photocatalyst containing layer)
In the present invention, the wettability variable layer is preferably a photocatalyst-containing layer whose wettability changes so that the contact angle with the liquid is reduced by energy irradiation. In this way, the wettability is reduced so that the contact angle with the liquid is reduced by exposure (in the present invention, not only light is irradiated but also energy is applied). By providing a photocatalyst-containing layer that changes, wettability can be easily changed by performing pattern irradiation of energy, etc., and an ink-philic region having a small contact angle with the liquid can be formed. It is possible to easily make an ink-philic region only in the portion. Therefore, a color filter can be manufactured efficiently, which is advantageous in terms of cost. In this case, light containing ultraviolet light is usually used as energy.

ここで、親インク性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、吐出法によるインク等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥インク性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、吐出法によるインク等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。   Here, the ink-philic region is a region having a small contact angle with the liquid and means a region having good wettability with respect to ink or the like by the ejection method. In addition, the ink repellent region is a region having a large contact angle with the liquid and means a region having poor wettability with respect to ink or the like by the ejection method.

上記光触媒含有層は、露光していない部分においては、表面張力40mN/mの液体との接触角が10度以上、好ましくは表面張力30mN/mの液体との接触角が10度以上、特に表面張力20mN/mの液体との接触角が10度以上であることが好ましい。これは、露光していない部分は、本発明においては撥インク性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥インク性が十分でなく、インクが残存する可能性が生じるため好ましくないからである。   In the unexposed portion, the photocatalyst-containing layer has a contact angle with a liquid with a surface tension of 40 mN / m of 10 degrees or more, preferably a contact angle with a liquid with a surface tension of 30 mN / m of 10 degrees or more, particularly a surface The contact angle with a liquid having a tension of 20 mN / m is preferably 10 degrees or more. This is because the unexposed part is a part that requires ink repellency in the present invention, and therefore, when the contact angle with the liquid is small, the ink repellency is not sufficient and the ink may remain. This is because it is not preferable because of the occurrence of properties.

また、上記光触媒含有層は、露光すると液体との接触角が低下して、表面張力40mN/mの液体との接触角が10度未満、好ましくは表面張力50mN/mの液体との接触角が10度以下、特に表面張力60mN/mの液体との接触角が10度以下となるような層であることが好ましい。露光した部分の液体との接触角が高いと、この部分でのインクの広がりが劣る可能性があり、画素部での色抜け等が生じる可能性があるからである。   In addition, the photocatalyst-containing layer has a contact angle with a liquid that decreases when exposed to light, and a contact angle with a liquid with a surface tension of 40 mN / m is less than 10 degrees, preferably a liquid with a surface tension of 50 mN / m. It is preferable that the layer has a contact angle with a liquid of 10 degrees or less, particularly a surface tension of 60 mN / m, of 10 degrees or less. This is because if the contact angle between the exposed portion and the liquid is high, the spread of ink in this portion may be inferior, and color loss in the pixel portion may occur.

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たものである。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た。   In addition, the contact angle with the liquid here is measured using a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type) with a liquid having various surface tensions (from the microsyringe to the liquid. 30 seconds after dropping), and the result was obtained or the result was graphed. In this measurement, as a liquid having various surface tensions, a wetting index standard solution manufactured by Pure Chemical Co., Ltd. was used.

本発明の光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとから構成されていることが好ましい。このような層とすることにより、光照射によって光触媒の作用で臨界表面張力を高くすることが可能となり、液体との接触角を低くすることができる。   The photocatalyst-containing layer of the present invention is preferably composed of at least a photocatalyst and a binder. By using such a layer, the critical surface tension can be increased by the action of the photocatalyst by light irradiation, and the contact angle with the liquid can be decreased.

このような光触媒含有層における、後述するような酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。   In such a photocatalyst-containing layer, the mechanism of action of a photocatalyst represented by titanium oxide as described later is not necessarily clear, but carriers generated by light irradiation react directly with nearby compounds, or It is considered that the active oxygen species generated in the presence of oxygen and water change the chemical structure of organic matter.

本発明において濡れ性可変層として光触媒含有層を用いた場合、光触媒により、バインダの一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、露光部の濡れ性を変化させて親インク性とし、非露光部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、吐出法によるインクとの受容性(親インク性)および反撥性(撥インク性)を高めることによって、品質の良好でかつコスト的にも有利なカラーフィルタを得ることができる。   When a photocatalyst-containing layer is used as the wettability variable layer in the present invention, the photocatalyst is used to change the wettability of the exposed portion by using an action such as oxidation or decomposition of an organic group or additive that is part of the binder. It can be made ink-philic and can make a great difference in wettability with the non-exposed portion. Therefore, by improving the receptivity (ink affinity) and repellent property (ink repellency) with the ink by the ejection method, a color filter having good quality and advantageous in terms of cost can be obtained.

また、本発明においてこのような光触媒含有層を用いた場合、この光触媒含有層が少なくとも光触媒とフッ素とを含有し、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよい。   Further, when such a photocatalyst containing layer is used in the present invention, the photocatalyst containing layer contains at least a photocatalyst and fluorine, and the fluorine content on the surface of the photocatalyst containing layer irradiates the photocatalyst containing layer with energy. In this case, the photocatalyst-containing layer may be formed so as to be lower than that before energy irradiation due to the action of the photocatalyst.

このような特徴を有するカラーフィルタにおいては、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親インク性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥インク性域内に親インク性領域のパターンを形成することとなる。   In a color filter having such a feature, a pattern composed of a portion having a low fluorine content can be easily formed by irradiating energy with a pattern. Here, fluorine has an extremely low surface energy. Therefore, the surface of a substance containing a large amount of fluorine has a smaller critical surface tension. Therefore, the critical surface tension of the portion having a small fluorine content is larger than the critical surface tension of the surface of the portion having a large fluorine content. This means that the portion with a low fluorine content is an ink-philic region compared to the portion with a high fluorine content. Therefore, forming a pattern composed of a portion having a lower fluorine content than the surrounding surface forms a pattern of an ink-philic region in the ink repellent region.

したがって、このような光触媒含有層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥インク性領域内に親インク性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親インク性領域のみに画素部等を形成することが容易に可能となり、品質の良好なカラーフィルタとすることができる。   Therefore, when such a photocatalyst-containing layer is used, the pattern of the ink-repellent region can be easily formed in the ink-repellent region by irradiating the pattern with energy. Thus, it is possible to easily form a pixel portion or the like, and a color filter with good quality can be obtained.

上述したような、フッ素を含む光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量は、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親インク性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を100とした場合に10以下、好ましくは5以下、特に好ましくは1以下であることが好ましい。   As described above, the fluorine content contained in the fluorine-containing photocatalyst-containing layer is a portion where the fluorine content in the low ink content region formed by irradiation with energy is not irradiated with energy. When the fluorine content is 100, it is preferably 10 or less, preferably 5 or less, particularly preferably 1 or less.

このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親インク性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような光触媒含有層に画素部等を形成することにより、フッ素含有量が低下した親インク性領域のみに正確に画素部等を形成することが可能となり、精度良くカラーフィルタを得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。   By setting it within such a range, it is possible to make a great difference in the ink affinity between the energy irradiated portion and the unirradiated portion. Therefore, by forming a pixel portion or the like in such a photocatalyst-containing layer, it becomes possible to form the pixel portion or the like accurately only in the ink-philic region having a reduced fluorine content, and to obtain a color filter with high accuracy. Because you can. This rate of decrease is based on weight.

このような光触媒含有層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。)、蛍光X線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。   For the measurement of the fluorine content in the photocatalyst-containing layer, various commonly used methods can be used. For example, X-ray photoelectron spectroscopy (ES-ray photoelectron spectroscopy, ESCA) for Chemical Analysis)), and any method that can quantitatively measure the amount of fluorine on the surface, such as X-ray fluorescence analysis and mass spectrometry, is not particularly limited.

本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi23)、および酸化鉄(Fe23)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of photocatalysts used in the present invention include titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), which are known as optical semiconductors. Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) can be mentioned, and one or a mixture of two or more selected from these can be used.

本発明においては、特に酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。   In the present invention, titanium oxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium oxide includes anatase type and rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium oxide is preferable. Anatase type titanium oxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.

このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。   Examples of such anatase-type titanium oxide include hydrochloric acid peptizer-type anatase-type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (average particle size 12 nm)) and the like can be mentioned.

光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か50nm以下が好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が100nmを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥インク性が低下し、また露光部の親インク性の発現が不十分となるため好ましくない。   The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less. Further, the smaller the particle size of the photocatalyst, the smaller the surface roughness of the formed photocatalyst-containing layer, which is preferable. When the particle size of the photocatalyst exceeds 100 nm, the centerline average surface roughness of the photocatalyst-containing layer becomes coarse, and the photocatalyst This is not preferable because the ink repellency of the non-exposed portion of the containing layer is lowered and the ink affinity of the exposed portion becomes insufficient.

本発明のカラーフィルタは、上述したように光触媒含有層表面にフッ素を含有させ、この光触媒含有層表面にエネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素含有量を低下させ、これにより撥インク性領域中に親インク性領域のパターンを形成し、ここに画素部等を形成して得られるカラーフィルタであってもよい。この場合であっても、光触媒として上述したような二酸化チタンを用いることが好ましいが、このように二酸化チタンを用いた場合の、光触媒含有層中に含まれるフッ素の含有量としては、X線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン(Ti)元素を100とした場合に、フッ素(F)元素が500以上、このましくは800以上、特に好ましくは1200以上となる比率でフッ素(F)元素が光触媒含有層表面に含まれていることが好ましい。   The color filter of the present invention contains fluorine on the surface of the photocatalyst containing layer as described above, and reduces the fluorine content on the surface of the photocatalyst containing layer by pattern irradiating energy on the surface of the photocatalyst containing layer. Alternatively, a color filter obtained by forming a pattern of an ink-philic region in the color region and forming a pixel portion or the like therein may be used. Even in this case, it is preferable to use the titanium dioxide as described above as the photocatalyst. However, the content of fluorine contained in the photocatalyst containing layer in the case of using titanium dioxide in this way is X-ray photoelectron. When analyzed and quantified by spectroscopy, when the titanium (Ti) element is defined as 100, the fluorine (F) element is in a ratio of 500 or more, preferably 800 or more, particularly preferably 1200 or more. It is preferable that the element is contained on the surface of the photocatalyst containing layer.

フッ素(F)が光触媒含有層にこの程度含まれることにより、光触媒含有層上における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥インク性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親インク性領域との濡れ性の差異を大きくすることができ、最終的に得られるカラーフィルタの品質を向上させることができるからである。   By including fluorine (F) in the photocatalyst-containing layer to such an extent, the critical surface tension on the photocatalyst-containing layer can be sufficiently lowered, so that the ink repellency on the surface can be ensured, thereby irradiating the pattern with energy. This is because the difference in wettability with the ink-affinity region on the surface in the pattern portion where the fluorine content is reduced can be increased, and the quality of the color filter finally obtained can be improved.

さらに、このようなカラーフィルタにおいては、エネルギーをパターン照射して形成される親インク領域におけるフッ素含有量が、チタン(Ti)元素を100とした場合にフッ素(F)元素が50以下、好ましくは20以下、特に好ましくは10以下となる比率で含まれていることが好ましい。   Further, in such a color filter, the fluorine content in the parent ink region formed by pattern irradiation of energy is 50 or less when the titanium (Ti) element is 100, preferably It is preferably contained in a ratio of 20 or less, particularly preferably 10 or less.

光触媒含有層中のフッ素の含有率をこの程度低減することができれば、画素部等を形成するためには十分な親インク性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥インク性との濡れ性の差異により、画素部等を精度良く形成することが可能となり、品質の良好なカラーフィルタを得ることができる。   If the fluorine content in the photocatalyst-containing layer can be reduced to this extent, sufficient ink affinity can be obtained for forming the pixel portion and the like, and the ink repellency of the portion where the energy is not irradiated. Due to the difference in wettability, the pixel portion and the like can be formed with high accuracy, and a color filter with good quality can be obtained.

本発明において、光触媒含有層に使用するバインダは、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、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。   In the present invention, the binder used in the photocatalyst-containing layer preferably has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by the photoexcitation of the photocatalyst. For example, (1) chloro or alkoxysilane or the like by sol-gel reaction or the like. Examples include organopolysiloxanes that exhibit high strength by hydrolysis and polycondensation, and (2) organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones that are excellent in water repellency and oil repellency.

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、フェニル基またはエポキシ基を示し、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Yで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、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。 In the case of (1) above, the general formula: Y n SiX (4-n) (where Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, and X represents an alkoxyl group. , An acetyl group or a halogen, n is an integer of 0 to 3.) is an organopolysiloxane which is one or more hydrolytic condensates or cohydrolytic condensates of a silicon compound represented by It is preferable. Here, the number of carbon atoms of the group represented by Y is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by X is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. preferable.

具体的には、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン;エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシシラン;n−プロピルトリクロルシラン、n−プロピルトリブロムシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシラン;n−ヘキシルトリクロルシラン、n−へキシルトリブロムシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−へキシルトリイソプロポキシシラン、n−へキシルトリt−ブトキシシラン;n−デシルトリクロルシラン、n−デシルトリブロムシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、n−デシルトリイソプロポキシシラン、n−デシルトリt−ブトキシシラン;n−オクタデシルトリクロルシラン、n−オクタデシルトリブロムシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリイソプロポキシシラン、n−オクタデシルトリt−ブトキシシラン;フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリt−ブトキシシラン;テトラクロルシラン、テトラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン;ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン;ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン;フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン;トリクロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメトキシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイソプロポキシヒドロシラン、トリt−ブトキシヒドロシラン;ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリt−ブトキシシラン;トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリt−ブトキシシラン;γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラン;β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン;および、それらの部分加水分解物;および、それらの混合物を使用することができる。   Specifically, methyltrichlorosilane, methyltribromosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltri-t-butoxysilane; ethyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, Ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane; n-propyltrichlorosilane, n-propyltribromosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltriisopropoxy Silane, n-propyltri-t-butoxysilane; n-hexyltrichlorosilane, n-hexyltribromosilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n-hexyl Lutriisopropoxysilane, n-hexyltri-t-butoxysilane; n-decyltrichlorosilane, n-decyltribromosilane, n-decyltrimethoxysilane, n-decyltriethoxysilane, n-decyltriisopropoxysilane, n -Decyltri-t-butoxysilane; n-octadecyltrichlorosilane, n-octadecyltribromosilane, n-octadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-octadecyltriisopropoxysilane, n-octadecyltri-t-butoxysilane Phenyltrichlorosilane, phenyltribromosilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, phenyltri-t-butoxysilane; tetrachlorosilane Tetrabromosilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane; dimethyldichlorosilane, dimethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane; diphenyldichlorosilane, diphenyldibromosilane, Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane; phenylmethyldichlorosilane, phenylmethyldibromosilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane; trichlorohydrosilane, tribromohydrosilane, trimethoxyhydrosilane, triethoxyhydrosilane, triisopropoxy Hydrosilane, tri-t-butoxyhydrosilane; vinyltrichlorosilane, vinyltribromosilane, vinyltri Methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrit-butoxysilane; trifluoropropyltrichlorosilane, trifluoropropyltribromosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltriethoxysilane, trifluoropropyl Triisopropoxysilane, trifluoropropyltri-t-butoxysilane; γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxy Propyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriisopropoxysilane, γ-glycidoxypropyltri-t-butoxysilane; γ-methacryloxypropylmethyldimethyl Xysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriisopropoxysilane, γ-methacryloxypropyl Tri-t-butoxysilane; γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriisopropoxysilane, γ- Aminopropyltri-t-butoxysilane; γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrieth Xysilane, γ-mercaptopropyltriisopropoxysilane, γ-mercaptopropyltri-t-butoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane And partial hydrolysates thereof; and mixtures thereof can be used.

また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの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、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を使用することができる。   As the binder, polysiloxane containing a fluoroalkyl group can be particularly preferably used. Specifically, one or more of the following hydrocondensation condensates and cohydrolysis condensates of fluoroalkylsilanes can be used. And those generally known as fluorine-based silane coupling agents can be used.

CF3(CF23CH2CH2Si(OCH33;CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33;CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33;CF3(CF29CH2CH2Si(OCH33;(CF32CF(CF24CH2CH2Si(OCH33;(CF32CF(CF26CH2CH2Si(OCH33;(CF32CF(CF28CH2CH2Si(OCH33;CF3(C64)C24Si(OCH33;CF3(CF23(C64)C24Si(OCH33;CF3(CF25(C64)C24Si(OCH33;CF3(CF27(C64)C24Si(OCH33;CF3(CF23CH2CH2SiCH3(OCH32;CF3(CF25CH2CH2SiCH3(OCH32;CF3(CF27CH2CH2SiCH3(OCH32;CF3(CF29CH2CH2SiCH3(OCH32;(CF32CF(CF24CH2CH2SiCH3(OCH32;(CF32CF(CF26CH2CH2Si CH3(OCH32;(CF32CF(CF28CH2CH2Si CH3(OCH32;CF3(C64)C24SiCH3(OCH32;CF3(CF23(C64)C24SiCH3(OCH32;CF3(CF25(C64)C24SiCH3(OCH32;CF3(CF27(C64)C24SiCH3(OCH32;CF3(CF23CH2CH2Si(OCH2CH33;CF3(CF25CH2CH2Si(OCH2CH33;CF3(CF27CH2CH2Si(OCH2CH33;CF3(CF29CH2CH2Si(OCH2CH33;CF3(CF27SO2N(C25)C24CH2Si(OCH33 CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ; (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ; (CF 3 ) 2 CF (CF 2) 6 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3; (CF 3) 2 CF (CF 2) 8 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3; CF 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si (OCH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 Si ( OCH 3) 3; CF 3 ( CF 2) 7 (C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3; CF 3 (CF 2) 3 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2; CF 3 (C 2) 5 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2; CF 3 (CF 2) 7 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2; CF 3 (CF 2) 9 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3 ) 2; (CF 3) 2 CF (CF 2) 4 CH 2 CH 2 SiCH 3 (OCH 3) 2; (CF 3) 2 CF (CF 2) 6 CH 2 CH 2 Si CH 3 (OCH 3) 2; (CF 3) 2 CF (CF 2) 8 CH 2 CH 2 Si CH 3 (OCH 3) 2; CF 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2; CF 3 (CF 2) 3 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 ; CF 3 (CF 2 ) 5 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 ; CF 3 (CF 2 ) 7 (C 6 H 4 ) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3 ) 2 ; CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ; CF 3 (C F 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 2 CH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 9 CH 2 CH 2 Si ( OCH 2 CH 3 ) 3 ; CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 2 H 5 ) C 2 H 4 CH 2 Si (OCH 3 ) 3

上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、光触媒含有層の非露光部の撥インク性が大きく向上し、遮光部用塗料やインクジェット方式用インクの付着を妨げる機能を発現する。   By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the ink repellency of the non-exposed part of the photocatalyst-containing layer is greatly improved, and the function of preventing the adhesion of the light-shielding part paint or the ink for ink jet system. To express.

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.

Figure 2010217927
Figure 2010217927

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. In addition, it is preferable that R 1 and R 2 are methyl groups because the surface energy is the smallest, and it is preferable that the methyl groups are 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.

また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。   In addition to the above organopolysiloxane, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed in the binder.

本発明のカラーフィルタにおいては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々のバインダを光触媒含有層に用いることができる。本発明においては、上述したように、このようなバインダおよび光触媒を含む光触媒含有層にフッ素を含有させ、エネルギーをパターン照射することにより光触媒含有層表面のフッ素を低減させ、これにより撥インク性領域内に親インク性領域を形成するようにしてもよい。この際、光触媒含有層中にフッ素を含有させる必要があるが、このようなバインダを含む光触媒含有層にフッ素を含有させる方法としては、通常高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法、比較的弱い結合エネルギーで結合されたフッ素化合物を光触媒含有層に混入させる方法等を挙げることができる。このような方法でフッ素を導入することにより、エネルギーが照射された場合に、まず結合エネルギーが比較的小さいフッ素結合部位が分解され、これによりフッ素を光触媒含有層中から除去することができるからである。   In the color filter of the present invention, various binders such as organopolysiloxane can be used in the photocatalyst-containing layer. In the present invention, as described above, the photocatalyst-containing layer containing such a binder and the photocatalyst contains fluorine, and the pattern is irradiated with energy to reduce the fluorine on the surface of the photocatalyst-containing layer. An ink-philic region may be formed inside. At this time, it is necessary to contain fluorine in the photocatalyst-containing layer. As a method of incorporating fluorine into the photocatalyst-containing layer containing such a binder, a fluorine compound is relatively used for a binder having a high binding energy. Examples thereof include a method of bonding with weak binding energy and a method of mixing a fluorine compound bonded with relatively weak binding energy into the photocatalyst containing layer. By introducing fluorine by such a method, when energy is irradiated, a fluorine bonding site having a relatively low binding energy is first decomposed, and thus fluorine can be removed from the photocatalyst containing layer. is there.

上記第1の方法、すなわち、高い結合エネルギーを有するバインダに対し、フッ素化合物を比較的弱い結合エネルギーで結合させる方法としては、上記オルガノポリシロキサンにフルオロアルキル基を置換基として導入する方法等を挙げることができる。   Examples of the first method, that is, a method of bonding a fluorine compound with a relatively weak binding energy to a binder having a high binding energy include a method of introducing a fluoroalkyl group as a substituent into the organopolysiloxane. be able to.

例えば、オルガノポリシロキサンを得る方法として、上記(1)として記載したように、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を得ることができる。ここで、この方法においては、上述したように上記一般式: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、フェニル基またはエポキシ基を示し、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種以上を、加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この一般式において、置換基Yとしてフルオロアルキル基を有する珪素化合物を用いて合成することにより、フルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンを得ることができる。このようなフルオロアルキル基を置換基として有するオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、エネルギーが照射された際、光触媒含有層中の光触媒の作用により、フルオロアルキル基の炭素結合の部分が分解されることから、光触媒含有層表面にエネルギーを照射した部分のフッ素含有量を低減させることができる。
For example, as described in (1) above, as a method for obtaining an organopolysiloxane, an organopolysiloxane exhibiting high strength can be obtained by hydrolyzing and polycondensing chloro or alkoxysilane, etc. by sol-gel reaction or the like. . Here, in this method, as described above, the general formula: Y n SiX (4-n)
(Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group, an acetyl group or a halogen. N is an integer from 0 to 3. The organopolysiloxane is obtained by hydrolyzing or co-hydrolyzing and condensing one or two or more of the silicon compounds represented by), and in this general formula, the substituent Y has a fluoroalkyl group. By synthesizing using a silicon compound, an organopolysiloxane having a fluoroalkyl group as a substituent can be obtained. When an organopolysiloxane having such a fluoroalkyl group as a substituent is used as a binder, the carbon bond portion of the fluoroalkyl group is decomposed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer when irradiated with energy. Therefore, the fluorine content in the portion where the photocatalyst-containing layer surface is irradiated with energy can be reduced.

この際用いられるフルオロアルキル基を有する珪素化合物としては、フルオロアルキル基を有するものであれば特に限定されるものではないが、少なくとも1個のフルオロアルキル基を有し、このフルオロアルキル基の炭素数が4から30、好ましくは6から20、特に好ましくは6から16である珪素化合物が好適に用いられる。このような珪素化合物の具体例は上述した通りであるが、中でも炭素数が6から8であるフルオロアルキル基を有する上記珪素化合物、すなわちフルオロアルキルシランが好ましい。   The silicon compound having a fluoroalkyl group used at this time is not particularly limited as long as it has a fluoroalkyl group, but has at least one fluoroalkyl group, and the carbon number of the fluoroalkyl group A silicon compound in which is 4 to 30, preferably 6 to 20, particularly preferably 6 to 16, is preferably used. Specific examples of such a silicon compound are as described above, and among these, the above silicon compound having a fluoroalkyl group having 6 to 8 carbon atoms, that is, a fluoroalkylsilane is preferable.

本発明においては、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を上述したフルオロアルキル基を有さない珪素化合物と混合して用い、これらの共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよいし、このようなフルオロアルキル基を有する珪素化合物を1種または2種以上用い、これらの加水分解縮合物、共加水分解縮合物を上記オルガノポリシロキサンとして用いてもよい。   In the present invention, such a silicon compound having a fluoroalkyl group may be used in combination with the above-mentioned silicon compound having no fluoroalkyl group, and these cohydrolyzed condensates may be used as the organopolysiloxane. In addition, one or two or more silicon compounds having such a fluoroalkyl group may be used, and these hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates may be used as the organopolysiloxane.

このようにして得られるフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンにおいては、このオルガノポリシロキサンを構成する珪素化合物の内、上記フルオロアルキル基を有する珪素化合物が0.01モル%以上、好ましくは0.1モル%以上含まれていることが好ましい。   In the organopolysiloxane having a fluoroalkyl group thus obtained, among the silicon compounds constituting the organopolysiloxane, the silicon compound having the fluoroalkyl group is 0.01 mol% or more, preferably 0.1%. It is preferable that it is contained in mol% or more.

フルオロアルキル基がこの程度含まれることにより、光触媒含有層上の撥インク性を高くすることができ、エネルギーを照射して親インク性領域とした部分との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。   By including the fluoroalkyl group to such an extent, the ink repellency on the photocatalyst-containing layer can be increased, and the difference in wettability with the portion that is irradiated with energy to form the ink-philic region can be increased. Because.

また、上記(2)に示す方法では、撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋することによりオルガノポリシロキサンを得るのであるが、この場合も同様に、上述した一般式中のR1,R2のいずれかもしくは両方をフルオロアルキル基等のフッ素を含有する置換基とすることにより、光触媒含有層中にフッ素を含ませることが可能であり、またエネルギーが照射された場合に、シロキサン結合より結合エネルギーの小さいフルオロアルキル基の部分が分解されるため、エネルギー照射により光触媒含有層表面におけるフッ素の含有量を低下させることができる。 In the method shown in (2) above, organopolysiloxane is obtained by crosslinking reactive silicone having excellent water repellency and oil repellency. In this case as well, R in the above general formula is similarly used. By making either or both of R 1 and R 2 a substituent containing fluorine such as a fluoroalkyl group, it is possible to include fluorine in the photocatalyst containing layer, and when energy is irradiated, Since the portion of the fluoroalkyl group having a bond energy smaller than that of the siloxane bond is decomposed, the fluorine content on the surface of the photocatalyst containing layer can be reduced by energy irradiation.

一方、後者の例、すなわち、バインダの結合エネルギーより弱いエネルギーで結合したフッ素化合物を導入させる方法としては、例えば、低分子量のフッ素化合物を導入させる場合は、例えばフッ素系の界面活性剤を混入する方法等を挙げることができ、また高分子量のフッ素化合物を導入させる方法としては、バインダ樹脂との相溶性の高いフッ素樹脂を混合する等の方法を挙げることができる。   On the other hand, as a method for introducing a fluorine compound bonded with energy lower than the binding energy of the binder, for example, when introducing a low molecular weight fluorine compound, for example, a fluorine-based surfactant is mixed. Examples of the method of introducing a high molecular weight fluorine compound include a method of mixing a fluorine resin having high compatibility with the binder resin.

本発明において光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOLBL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。   In the present invention, the photocatalyst-containing layer can contain a surfactant in addition to the above-mentioned photocatalyst and binder. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOLBL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Ink Chemical industry Co., Ltd. MegaFuck F-141, 144, Neos Co., Ltd., Fategent F-200, F251, Daikin Industries Co., Ltd. Unidyne DS-401, 402, 3M Co., Ltd. Fluorado FC-170, Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176 can be mentioned, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.

また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。   In addition to the above surfactants, the photocatalyst-containing layer includes polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, etc. It can be included.

光触媒含有層中の光触媒の含有量は、5〜60重量%、好ましくは20〜40重量%の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。   The content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. The thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.

上記光触媒含有層は、光触媒とバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。   The photocatalyst-containing layer can be formed by dispersing a photocatalyst and a binder in a solvent together with other additives as necessary to prepare a coating solution, and applying the coating solution. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as the binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating ultraviolet rays and performing a curing treatment.

(透明基板)
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられる透明基板としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものであれば特に限定されるものではないが、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可とう性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可とう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。この中で特にコーニング社製7059ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、アクティブマトリックス方式によるカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。本発明において、透明基板は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、透明基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
(Transparent substrate)
The transparent substrate used in the method for producing a color filter of the present invention is not particularly limited as long as it is conventionally used in a color filter. For example, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic A transparent rigid material having no flexibility, such as a quartz plate, or a transparent flexible material having flexibility, such as a transparent resin film or an optical resin plate, can be used. Among them, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the active matrix. Suitable for color filters for color liquid crystal display devices. In the present invention, a transparent substrate is usually used, but a reflective substrate or a white substrate can also be used. Further, the transparent substrate may be subjected to surface treatment for preventing alkali elution, imparting a gas barrier property or other purposes as required.

3.その他
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、その他必要に応じて種々のカラーフィルタを構成する部材を製造する工程を有するものであってもよい。
3. Others The method for producing a color filter of the present invention may include a step of producing members constituting various color filters as necessary.

(遮光部形成工程)
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、遮光部(ブラックマトリックス)を形成する遮光部形成工程を有するものであってもよい。この遮光部形成工程は、上述した画素部形成工程より前に行われてもよいし、画素部形成工程が行われた後に行われてもよい。
(Shading part forming process)
In the manufacturing method of the color filter of this invention, you may have a light-shielding part formation process which forms a light-shielding part (black matrix). This light shielding portion forming step may be performed before the pixel portion forming step described above, or may be performed after the pixel portion forming step is performed.

このような遮光部形成工程としては、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成される方法であってもよく、このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。   Such a light shielding part forming step may be a method of forming a thin metal film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm by, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like, and patterning the thin film. As the patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.

また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた遮光部を形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。   Moreover, the method of forming the light-shielding part which contained light-shielding particles, such as carbon microparticles, a metal oxide, an inorganic pigment, and an organic pigment, in the resin binder may be used. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning the resin light-shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.

(保護層形成工程)
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、さらに画素部上に保護層を形成する保護層形成工程を行ってもよい。この保護層は、カラーフィルタを平坦化するとともに、画素部、あるいは、画素部と光触媒含有層に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられるものである。
(Protective layer forming step)
In the method for manufacturing a color filter of the present invention, a protective layer forming step of forming a protective layer on the pixel portion may be further performed. This protective layer is provided to flatten the color filter and to prevent elution of the components contained in the pixel portion or the pixel portion and the photocatalyst containing layer into the liquid crystal layer.

保護層の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタの表面状態等を考慮して設定することができ、例えば、0.1〜2.0μmの範囲で設定することができる。保護層は、例えば、公知の透明感光性樹脂、二液硬化型透明樹脂等の中から、透明保護層として要求される光透過率等を有するものを用いて形成することができる。   The thickness of the protective layer can be set in consideration of the light transmittance of the material used, the surface state of the color filter, and the like, and can be set, for example, in the range of 0.1 to 2.0 μm. The protective layer can be formed using, for example, a known transparent photosensitive resin, two-component curable transparent resin, or the like having a light transmittance required as a transparent protective layer.

4.製造方法の一例
以下、図1を用いて、本発明のカラーフィルタの製造方法の一例について説明する。
4). Hereinafter, an example of the manufacturing method of the color filter of the present invention will be described with reference to FIG.

この例においては、まず遮光部1が形成された透明基板2が準備される(図1A)。次いで、この透明基板2の遮光部1が形成された側の表面に光触媒含有層3が形成される。次いで、上記光触媒含有層3上の画素部が形成される位置である画素部形成部のみに露光されるように、マスク4を用いて露光を行う(図1B)。光触媒含有層3上の画素部形成部は、露光されて親インク性の画素部用露光部5とされる(図1C)。この画素部用露光部5上に吐出法によりインク6を付着させる(図1D)。ここで、インク6は必要に応じて半硬化状態とされる。そして、インク6は、この例では平面状のプレス7により押圧される(図1E)。最後にインク6の硬化処理を施すことにより、平坦な画素部8が形成される(図1F)。その後、必要に応じて透明電極層、保護層等が形成されてカラーフィルタとされる。   In this example, first, a transparent substrate 2 on which a light shielding portion 1 is formed is prepared (FIG. 1A). Next, the photocatalyst containing layer 3 is formed on the surface of the transparent substrate 2 on the side where the light shielding portion 1 is formed. Next, exposure is performed using the mask 4 so as to expose only the pixel portion forming portion where the pixel portion on the photocatalyst containing layer 3 is formed (FIG. 1B). The pixel part forming part on the photocatalyst containing layer 3 is exposed to be an ink-philic pixel part exposure part 5 (FIG. 1C). Ink 6 is deposited on the pixel portion exposure portion 5 by a discharge method (FIG. 1D). Here, the ink 6 is semi-cured as necessary. The ink 6 is pressed by a flat press 7 in this example (FIG. 1E). Finally, a flat pixel portion 8 is formed by performing a curing process of the ink 6 (FIG. 1F). Thereafter, a transparent electrode layer, a protective layer, and the like are formed as necessary to form a color filter.

B.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、透明基板と、この透明基板上に吐出法によりインクを付着させて、複数色が所定のパターンで形成されてなる画素部とを少なくとも有し、上記各画素部の厚みの差が±0.5μmの範囲内、好ましくは±0.3μmの範囲内、特に好ましくは±0.1μmの範囲内であることを特徴とする。
B. Next, the color filter of the present invention will be described. The color filter of the present invention has at least a transparent substrate and a pixel portion in which a plurality of colors are formed in a predetermined pattern by depositing ink on the transparent substrate by a discharge method, and the thickness of each pixel portion Is within the range of ± 0.5 μm, preferably within the range of ± 0.3 μm, particularly preferably within the range of ± 0.1 μm.

本発明のカラーフィルタは、特に各画素部の厚みの差が上述した範囲内であるので、カラー液晶表示装置とした場合にセルギャップを均一とすることが可能となり、また色むら等のない高品質なカラーフィルタとすることができる。   In the color filter of the present invention, since the difference in thickness of each pixel portion is in the above-described range, it is possible to make the cell gap uniform in the case of a color liquid crystal display device, and there is no high color unevenness. A quality color filter can be obtained.

このような各画素部の厚みの差が少ないカラーフィルタは、例えば上述したカラーフィルタの製造方法により製造することができる。   Such a color filter having a small difference in thickness of each pixel portion can be manufactured by, for example, the above-described color filter manufacturing method.

なお、本発明のカラーフィルタの透明基板、吐出法、および画素部等に関しては、上記カラーフィルタの製造方法で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、カラーフィルタの製造方法において説明したものと同様に、本発明のカラーフィルタにおいても遮光部(ブラックマトリックス)が形成されたものであってもよい。さらに、画素部が、インクジェット法により形成されていることが好ましい点、画素部がUV硬化性インクにより形成されていることが好ましい点等に関しても、上記カラーフィルタの製造方法で説明した通りである。   The transparent substrate, the discharge method, the pixel portion, and the like of the color filter of the present invention are the same as those described in the color filter manufacturing method, and thus the description thereof is omitted here. Similarly to the color filter manufacturing method described above, the color filter of the present invention may have a light shielding portion (black matrix) formed thereon. Further, the point that the pixel portion is preferably formed by an ink jet method, the point that the pixel portion is preferably formed by a UV curable ink, and the like are also as described in the method for manufacturing a color filter. .

C.カラー液晶表示装置について
上述したカラーフィルタと、このカラーフィルタに対向する対向基板とを組み合わせ、この間に液晶化合物を封入することによりカラー液晶表示装置が形成される。このようにして得られるカラー液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタが有する利点、すなわち、セルギャップを均一化することが可能であり、かつ色むら等の不具合を低減することができるという利点を有するものである。
C. Color liquid crystal display device A color liquid crystal display device is formed by combining the color filter described above and a counter substrate facing the color filter, and enclosing a liquid crystal compound therebetween. The color liquid crystal display device thus obtained has the advantage that the color filter of the present invention has, that is, the advantage that the cell gap can be made uniform and that defects such as color unevenness can be reduced. It is what you have.

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.

以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

1.光触媒含有層の形成
イソプロピルアルコール3gとフルオロアルキルシラン(トーケムプロダクツ(株)製、商品名:MF−160E、N−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]−N−エチルパーフルオロオクタンスルホンアミドのイソプロピルエーテル50重量%溶液)0.001g、酸化チタンゾル(石原産業(株)製、商品名:ST−K01)2gを混合し、100℃で20分間撹拌した。
1. Formation of Photocatalyst Containing Layer 3 g of isopropyl alcohol and fluoroalkylsilane (trade name: MF-160E, N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] -N-ethylperfluorooctanesulfonamide, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) Isopropyl ether 50 wt% solution) 0.001 g and titanium oxide sol (Ishihara Sangyo Co., Ltd., trade name: ST-K01) 2 g were mixed and stirred at 100 ° C. for 20 minutes.

この溶液を厚さ0.7mm、開口部が90μm×300μmで線幅30μmのクロム薄膜パターンからなるブラックマトリックス(遮光部)を有するソーダガラス製の透明基板上にスピンコーティングによりコートし、20分間150℃で加熱後、厚さ0.15μmの光触媒含有層を得た。   This solution is coated by spin coating on a transparent substrate made of soda glass having a black matrix (light-shielding portion) made of a chromium thin film pattern having a thickness of 0.7 mm, an opening of 90 μm × 300 μm, and a line width of 30 μm, and 150 minutes for 150 minutes. After heating at 0 ° C., a photocatalyst-containing layer having a thickness of 0.15 μm was obtained.

この光触媒含有層の40mN/mの濡れ指数標準液(純正化学株式会社製)に対する接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定した結果、70°であった。   As a result of measuring the contact angle of this photocatalyst-containing layer with a 40 mN / m wetting index standard solution (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) using a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 70 ° Met.

次いで、この光触媒含有層表面に超高圧水銀ランプにより20mW/cm2(365nm)の照度で紫外線照射を行った結果、40mN/mの濡れ指数標準液に対する接触角を0°になるまでに120秒要した。 Next, the surface of the photocatalyst-containing layer was irradiated with ultraviolet rays at an illuminance of 20 mW / cm 2 (365 nm) with an ultra-high pressure mercury lamp. As a result, the contact angle with respect to a 40 mN / m wetting index standard solution was 120 seconds. It cost.

2.画素部の形成
上記光触媒含有層が形成された透明基板を、赤色パターン、緑色パターン、および青色パターン用のマスクを介して水銀灯(波長365nm)により照射(70mW/cm2で50秒間)して、赤色パターン、緑色パターン、および青色パターンの照射部位を一括で親インク性領域(水の接触角に換算して10°以下)とした。
2. Formation of Pixel Part The transparent substrate on which the photocatalyst-containing layer is formed is irradiated with a mercury lamp (wavelength 365 nm) through a mask for red pattern, green pattern, and blue pattern (70 mW / cm 2 for 50 seconds), The irradiated portions of the red pattern, the green pattern, and the blue pattern were collectively set as an ink-philic region (10 ° or less in terms of water contact angle).

このマスク上の赤色パターン、緑色パターン、および青色パターンは隣接して形成されており、各色のパターン間隔はブラックマトリックス線幅以下で形成されている。   The red pattern, the green pattern, and the blue pattern on the mask are formed adjacent to each other, and the pattern interval of each color is formed with a black matrix line width or less.

一方、1gのC.I.ピグメントレッド168を、水系エマルジョンシリコーン(信越化学工業(株)製、商品名:K−768)を水で3倍に希釈した水溶液10gに混合し、得られた混合物を3本ロールで練肉分散した後、12000 r.p.m.で遠心分離を行い、その後、1μmのグラスフィルターで濾過した。得られた水性着色樹脂溶液に、硬化触媒としてCatalyst PM-6A : Catalyst PM-6B =4:6(信越化学工業(株)製)を0.1g添加して、赤色パターン用の塗布液(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。   On the other hand, 1 g of CI Pigment Red 168 was mixed with 10 g of an aqueous solution obtained by diluting an aqueous emulsion silicone (trade name: K-768, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with water three times. After the kneaded meat was dispersed with a roll, it was centrifuged at 12000 rpm, and then filtered through a 1 μm glass filter. 0.1 g of Catalyst PM-6A: Catalyst PM-6B = 4: 6 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to the resulting aqueous colored resin solution as a curing catalyst, and a red pattern coating solution (heat A curable resin composition) was prepared.

次に、上記赤色パターン用塗布液を吐出ノズルにより、光触媒含有層上の赤色パターンの親インク性領域に選択的に滴下した。その後、100℃、30秒間の加熱処理を施して赤色パターンを半硬化状態にした。   Next, the red pattern coating solution was selectively dropped onto the red ink-philic region of the red pattern on the photocatalyst containing layer by a discharge nozzle. Then, the red pattern was made into the semi-hardened state by heat-processing for 30 second at 100 degreeC.

次に、1gのC.I.ピグメントブルー60を、水系エマルジョンシリコーン(信越化学工業(株)製、商品名:K−768)を水で3倍に希釈した水溶液10gに混合し、上記赤色パターン用の塗布液と同様にして、青色パターン用の塗布液(熱硬化性樹脂組成物)を調製した。そして、上記青色パターン用塗布液を吐出ノズルにより、光触媒含有層上の青色パターンの親インク性領域に選択的に滴下した。その後、100℃、30秒間の加熱処理を施して青色パターンを半硬化状態にした。   Next, 1 g of CI Pigment Blue 60 was mixed with 10 g of an aqueous solution obtained by diluting water-based emulsion silicone (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: K-768) three times with water, and the coating for the red pattern was applied. In the same manner as the liquid, a blue pattern coating liquid (thermosetting resin composition) was prepared. And the said blue pattern coating liquid was selectively dripped at the ink affinity area | region of the blue pattern on a photocatalyst content layer with the discharge nozzle. Then, the blue pattern was made into the semi-hardened state by heat-processing for 30 second at 100 degreeC.

次に、1gのリオノールグリーン2Y−301(東洋インク製造(株)製)をポリビニルアルコール(平均重合度1750、ケン化度88モル%)の10重量%水溶液10gに混合し、得られた混合物を3本ロールで練肉分散した後、12000r.p.m.で遠心分離を行い、その後、1μmのグラスフィルターで濾過した。得られた水性着色樹脂溶液に、架橋剤として重クロム酸アンモニウムを1重量%添加して、緑色パターン用の塗布液(感光性樹脂組成物)を調製した。   Next, 1 g of Lionol Green 2Y-301 (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) was mixed with 10 g of a 10 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol (average polymerization degree 1750, saponification degree 88 mol%), and the resulting mixture was obtained. Was ground with three rolls, centrifuged at 12000 rpm, and then filtered through a 1 μm glass filter. To the obtained aqueous colored resin solution, 1% by weight of ammonium dichromate was added as a crosslinking agent to prepare a coating solution (photosensitive resin composition) for green pattern.

次に、上記緑色パターン用塗布液を吐出ノズルにより、光触媒含有層上の緑色パターンの親インク性領域に選択的に滴下した。その後、100℃、30秒間の加熱処理を行い、緑色パターンを半硬化状態にした。   Next, the coating liquid for green pattern was selectively dropped onto the ink-philic region of the green pattern on the photocatalyst containing layer by a discharge nozzle. Thereafter, heat treatment was performed at 100 ° C. for 30 seconds to make the green pattern semi-cured.

3.画素部平坦化工程
次いで、ガラス基板上における上記半硬化状態の3色パターンをロール圧:1kg/cm2、搬送速度:5m/min、ロール表面温度:23℃、の条件下のブランケットロール中を通過させ、均一な線圧をガラス基板全面に行き渡るように一定速度、一定圧力を加えて押し潰した。このブランケットロール表面の材質は、1mm厚のフェニル−メチルシリコーンゴムであり、ゴム表面粗度Ra 1μm以下、硬度50〜80°であった。上記着色パターンの押し潰し後に、180℃、20分間の硬化処理を行い、ガラス基板上に画素部を形成した。
3. Pixel part flattening step Next, the three-color pattern in the semi-cured state on the glass substrate is subjected to a blanket roll under the conditions of roll pressure: 1 kg / cm 2 , conveyance speed: 5 m / min, roll surface temperature: 23 ° C. It was passed and crushed by applying a constant speed and a constant pressure so as to spread a uniform linear pressure over the entire surface of the glass substrate. The blanket roll surface was made of 1-mm thick phenyl-methyl silicone rubber, and had a rubber surface roughness Ra of 1 μm or less and a hardness of 50-80 °. After crushing the colored pattern, a curing process was performed at 180 ° C. for 20 minutes to form a pixel portion on a glass substrate.

4.カラーフィルタの形成およびその評価
次に、保護層として二液混合型熱硬化剤(日本合成ゴム(株)製、商品名:SS7265)をスピンコーターにて着色層上に塗布し、200℃、30分間の硬化処理を施して保護層を形成し、本発明のカラーフィルタを得た。
4). Formation and Evaluation of Color Filter Next, as a protective layer, a two-component mixed thermosetting agent (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., trade name: SS7265) was applied onto the colored layer with a spin coater, and 200 ° C., 30 A protective layer was formed by performing a curing process for a minute, and the color filter of the present invention was obtained.

得られたカラーフィルタは、画素部の色むらのない高品質のものであった。また、各画素部間の厚みの差を測定したところ、0.2μm以内であり、平坦な表面を有するカラーフィルタであることが明らかとなった。   The obtained color filter was of high quality with no color unevenness in the pixel portion. Further, when the difference in thickness between the pixel portions was measured, it was found to be a color filter having a flat surface within 0.2 μm.

1…遮光部
2…透明基板
3…光触媒含有層
6…インク
7…プレス
8…画素部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light-shielding part 2 ... Transparent substrate 3 ... Photocatalyst containing layer 6 ... Ink 7 ... Press 8 ... Pixel part

Claims (1)

カラーフィルタの製造方法であって、
遮光部が形成された基板を準備する工程と、
前記遮光部上に前記遮光部の線幅以下の間隔があくように、前記基板上に複数の親インク性領域を形成する工程と、
前記親インク性領域に選択的にインクを付着させる工程と、
前記インクへ上方から圧力を加え、隣接する前記親インク性領域に付着したインク同士を接触させつつ、インクを平坦化させる工程と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A color filter manufacturing method comprising:
Preparing a substrate on which a light shielding portion is formed;
Forming a plurality of ink-philic regions on the substrate so that there is an interval equal to or smaller than the line width of the light shielding portion on the light shielding portion;
Selectively attaching ink to the ink-philic region;
Applying pressure from above to the ink and flattening the ink while contacting the ink adhering to the adjacent ink-philic regions; and
A method for producing a color filter, comprising:
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