JP2011002550A - Method for manufacturing color filter substrate with spacer - Google Patents

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雄一 松本
優一郎 ▲高▼島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for placing and forming a spacer having a predetermined height at a predetermined position on a color filter formed on a transparent substrate with high accuracy by using an inkjet method.SOLUTION: The method for manufacturing a color filter substrate includes steps of forming a light-shielding film pattern having voids in a predetermined period on a transparent substrate, ejecting spacer ink 7 containing at least spacer particles and a black pigment included in the light-shielding film to the voids by an inkjet method, and forming a color filter.

Description

本発明は、インクジェット法によってスペーサ粒子をカラーフィルタ基板の遮光部上に選択的に配置・固着する技術に関する。   The present invention relates to a technique for selectively arranging and fixing spacer particles on a light shielding portion of a color filter substrate by an inkjet method.

現在、液晶ディスプレイはパソコン、携帯電子機器等に広く用いられている。この液晶ディスプレイにおいて対向する基板間隙を一定の間隔に保ち、適正な液晶層の厚みを維持する役割を果たすのがスペーサである。   Currently, liquid crystal displays are widely used in personal computers, portable electronic devices, and the like. In this liquid crystal display, the spacer plays a role of maintaining a constant gap between the opposing substrates and maintaining an appropriate thickness of the liquid crystal layer.

従来の液晶ディスプレイの製造方法においては、画素電極が形成された基板上にスペーサを散布している。したがって、該スペーサの位置制御は不可能であってランダムな配置となるため、ディスプレイ表示部の画素電極上にもスペーサが配置されてしまうという問題があった。スペーサは一般的に合成樹脂やガラス等からなり、画素電極上にスペーサが配置されると消偏作用によりスペーサ部分が光り漏れを起こす。また、スペーサ近傍で液晶の配向が乱れることにより光り漏れが起こり、コントラストや色調が低下し表示品質が悪化する問題がある。   In a conventional method for manufacturing a liquid crystal display, spacers are dispersed on a substrate on which pixel electrodes are formed. Therefore, since the position control of the spacer is impossible and the arrangement is random, there is a problem that the spacer is also arranged on the pixel electrode of the display unit. The spacer is generally made of synthetic resin, glass, or the like, and when the spacer is disposed on the pixel electrode, the spacer portion leaks light due to the biasing action. Further, there is a problem that light leakage occurs due to disorder of the alignment of the liquid crystal in the vicinity of the spacer, and the display quality is deteriorated due to a decrease in contrast and color tone.

このようなスペーサのランダムな分布に伴う問題を解決するために、スペーサを遮光層部位に配置することが必要であり、このようにスペーサを特定の位置にのみ配置する方法としては、フォトリソ方式やインクジェット方式による形成方法が数多く提案されている。   In order to solve the problems associated with such a random distribution of the spacers, it is necessary to arrange the spacers in the light shielding layer part. As a method of arranging the spacers only at specific positions in this way, a photolithographic method, Many forming methods using an ink jet method have been proposed.

フォトリソ方式とは、カラーフィルタ基板における主流な製造方法であって、感光性レジストを基板上に全面塗布し、露光パターンを有するフォトマスクを介して露光、現像することでカラーフィルタを順次形成していく方法である。   The photolithographic method is a main manufacturing method for a color filter substrate, in which a photosensitive resist is coated on the entire surface, and exposed and developed through a photomask having an exposure pattern to sequentially form color filters. It is a way to go.

この方式はパターン精度や製造安定性に優れているため、数多くの特許出願がなされており、例えば特許文献1〜4においては、現像性の向上や変形量の低減などに対応した感光性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、そもそもフォトリソ方式は、フォトマスクを介して露光し、その後不要な部分を現像除去することによりパターンを形成する方式であり、パターン形成部分が1%にも満たないスペーサ形成に対しては、材料のロスが非常に大きいというデメリットがある。   Since this method is excellent in pattern accuracy and manufacturing stability, numerous patent applications have been filed. For example, in Patent Documents 1 to 4, a photosensitive resin composition corresponding to improvement in developability and reduction in deformation amount, etc. Things are disclosed. However, in the first place, the photolithography method is a method of forming a pattern by exposing through a photomask and then developing and removing unnecessary portions. For spacer formation in which the pattern forming portion is less than 1%, There is a demerit that material loss is very large.

一方、インクジェット方式とは、数十μm径の微小ノズルから所望の部位に必要な量のインキを付与することが可能な材料使用効率に優れた方法である。   On the other hand, the inkjet method is a method with excellent material use efficiency that can apply a necessary amount of ink to a desired portion from a micro nozzle having a diameter of several tens of μm.

この方式は、精密ステージとの組み合わせで、所望のマイクロパターンを基材上に直接形成することが可能であり、近年、液晶関連技術への展開が盛んである。例えば、特許文献5〜7にはスペーサを所望の位置に直接形成する方法が開示されている。しかしながら、数ミクロンのスペーサ粒子を含む液滴を吐出するにはインクジェットノズル径が大きいものを選択しなければならず、基板上で形成される液滴径は50μm程度の大きさとなる。インクジェット印刷で精度良く、遮光膜上に液滴を着弾させたとしても、液滴中に含まれたスペーサ粒子の液乾燥後の位置が制御不能であるため、線幅が10μm程度と狭い遮光膜を備えるモバイル用液晶ディスプレイに対しては、遮光膜上だけに選択的にスペーサを配置することは、困難であるという問題がある。   This method can form a desired micropattern directly on a substrate in combination with a precision stage, and has recently been actively developed in liquid crystal related technologies. For example, Patent Documents 5 to 7 disclose a method of directly forming a spacer at a desired position. However, in order to eject droplets containing spacer particles of several microns, one having a large inkjet nozzle diameter must be selected, and the droplet diameter formed on the substrate is about 50 μm. Even if droplets are landed on the light-shielding film with high accuracy by ink jet printing, the position of the spacer particles contained in the droplets after the liquid drying is uncontrollable, so the light-shielding film has a narrow line width of about 10 μm. However, it is difficult to selectively dispose spacers only on the light-shielding film.

この問題の解消手段としては、例えば特許文献7〜8においてインクジェット印刷を行
う領域と非印刷領域の表面状態を変化させる方法が提案されている。しかしながら、このために別途処理を行わなければならず、工程が煩雑になるため好ましくない。
As a means for solving this problem, for example, Patent Documents 7 to 8 propose a method of changing the surface state of a region where ink jet printing is performed and a non-printing region. However, a separate process must be performed for this purpose, which is not preferable because the process becomes complicated.

特開2007−206328号公報JP 2007-206328 A 特開2007−204588号公報JP 2007-204588 A 特開2007−65640号公報JP 2007-65640 A 特開2006−276496号公報JP 2006-276696 A 特開2001−83524号公報JP 2001-83524 A 特開2001−188235号公報JP 2001-188235 A 特開2004−021199号公報JP 2004-021199 A 特開2008−96515号公報JP 2008-96515 A

本発明は、インクジェット法を用いて、透明基板上に形成されたカラーフィルタ上の所定の位置に、所定の高さを有するスペーサを高精度で配置・形成する方法を提供するものである。   The present invention provides a method for accurately arranging and forming a spacer having a predetermined height at a predetermined position on a color filter formed on a transparent substrate by using an inkjet method.

本発明において上記課題を達成するために、まず請求項1の発明では、透明基板上に、所定の周期で空隙を有する遮光膜パターンを形成する工程と、
少なくとも、スペーサ粒子と遮光膜に含まれる黒色顔料とを有するスペーサインクをインクジェット法により、前記空隙に吐出する工程と、
着色画素を形成する工程と、を有することを特徴とするスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
In order to achieve the above object in the present invention, first, in the invention of claim 1, a step of forming a light-shielding film pattern having voids at a predetermined cycle on a transparent substrate;
Discharging a spacer ink having at least spacer particles and a black pigment contained in the light shielding film into the gap by an inkjet method;
Forming a colored pixel, and a manufacturing method of a color filter substrate with a spacer.

次に請求項2の発明では、前記空隙が、遮光膜パターン形成時に同時形成されることを特徴とする請求項1記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a color filter substrate with a spacer according to the first aspect, the gap is formed simultaneously with the formation of the light shielding film pattern.

次に請求項3の発明では、前記空隙が、円形状で直径が5μm以上の範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a color filter substrate with a spacer according to the first or second aspect, the gap is circular and has a diameter of 5 μm or more. is there.

次に請求項4の発明では、前記遮光膜がスペーサインクに対して接触角90°以上の撥液性を呈することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   Next, according to a fourth aspect of the present invention, the spacer according to any one of the first to third aspects, wherein the light-shielding film exhibits a liquid repellency with a contact angle of 90 ° or more with respect to the spacer ink. This is a method for manufacturing an attached color filter substrate.

次に請求項5の発明では、前記スペーサインクは、分散溶媒が沸点150℃以上の有機溶剤を主成分とし、粒子径1〜10μmの黒色スペーサ粒子を0.1〜10重量%、粒子径10〜500nmの黒色顔料を1〜30重量%含有し、当該スペーサインクの23℃条件下での粘度が30cps以下、表面張力が20〜50mN/mであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   Next, in the invention of claim 5, the spacer ink is mainly composed of an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, a black spacer particle having a particle diameter of 1 to 10 μm, 0.1 to 10% by weight, and a particle diameter of 10 The black pigment of ˜500 nm is contained in an amount of 1 to 30% by weight, the viscosity of the spacer ink at 23 ° C. is 30 cps or less, and the surface tension is 20 to 50 mN / m. 4. The method for producing a color filter substrate with a spacer according to any one of 4 above.

次に請求項6の発明では、前記スペーサインクは、接着成分を含み、該接着成分が熱硬化/またはエネルギー線硬化/または紫外線硬化することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   Next, according to a sixth aspect of the present invention, the spacer ink includes an adhesive component, and the adhesive component is thermally cured / energy ray cured / ultraviolet cured. The manufacturing method of the color filter substrate with a spacer described in item 1 is used.

次に請求項7の発明では、前記空隙に配置されたスペーサ粒子数密度が1000〜50000個/cmの範囲であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。 In the next seventh aspect, according to any one of claims 1 to 6 in which the spacer particle number density arranged in said gap, characterized in that in the range of 1,000 to 50,000 pieces / cm 2 This is a method for manufacturing a color filter substrate with a spacer.

次に請求項8の発明では、前記カラーフィルタの赤色、緑色、青色画素がいずれもインクジェット印刷法で形成され、上記スペーサを含めて一括で形成されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   Next, in the invention of claim 8, the red, green, and blue pixels of the color filter are all formed by an ink jet printing method and formed in a lump including the spacer. 7. The method for producing a color filter substrate with a spacer according to any one of 7 above.

本発明は以上の特徴を持つことから、下記に示す効果がある。   Since the present invention has the above features, the following effects are obtained.

即ち、請求項1に係る発明によれば、インクジェット印刷により、必要な位置に必要な量だけスペーサ材料を配置することが可能であるため、使用材料の低減と、併せて所定パターン位置へのスペーサ配置を実現することが可能となる。   That is, according to the first aspect of the present invention, the spacer material can be arranged in a necessary amount in a necessary position by ink jet printing. Arrangement can be realized.

即ち、請求項2に係る発明によれば、遮光膜形成プロセスでスペーサ配置用の空隙を同時に設けることが可能となるので、改めて空隙を作る必要がなく工程が合理化される。   That is, according to the second aspect of the present invention, it is possible to simultaneously provide the spacer-arrangement gap in the light shielding film forming process, so that it is not necessary to make a gap again and the process is rationalized.

即ち、請求項3に係る発明によれば、遮光膜の空隙が、円形状であり、その直径が5μm以上であることにより、インクジェット法によるスペーサインク滴をスムーズに定着させることが可能となる。   That is, according to the third aspect of the present invention, since the gap of the light shielding film is circular and the diameter thereof is 5 μm or more, it is possible to fix the spacer ink droplets by the ink jet method smoothly.

即ち、請求項4に係る発明によれば、遮光膜がスペーサインクに対して接触角90°以上の撥液性を有することにより、着弾したインク滴が多少の位置ズレを生じても、乾燥過程で凹部に相当する空隙内に物理的に移動させることが可能となる。   That is, according to the fourth aspect of the invention, the light-shielding film has a liquid repellency with a contact angle of 90 ° or more with respect to the spacer ink. Thus, it can be physically moved into the gap corresponding to the recess.

即ち、請求項5に係る発明によれば、23℃条件下での粘度が30cps以下、表面張力が20〜50mN/mのインクに調製することで、一般的なピエゾ方式インクジェットヘッドを用いた場合においても正確で、安定した吐出を行うことが可能となる。   That is, according to the invention according to claim 5, when a general piezo ink jet head is used by preparing an ink having a viscosity of 30 cps or less and a surface tension of 20 to 50 mN / m at 23 ° C. In this case, accurate and stable discharge can be performed.

即ち、請求項6に係る発明によれば、スペーサ粒子が空隙内に固着しているので、スペーサ粒子が後工程やパネル形成後でも空隙から脱離することがない。   That is, according to the invention of claim 6, since the spacer particles are fixed in the gap, the spacer particles are not detached from the gap even after the post-process or the panel formation.

即ち、請求項7に係る発明によれば、上記方式でカラーフィルタ基板の遮光膜パターンの空隙に選択的に配置されたスペーサ粒子数密度が1000〜50000個/cmであることにより、パネル化によるセル厚の不均一や、パネル化工程での配向膜や液晶の塗布の際に障害となることなく製品に用いることが可能となる。 That is, according to the seventh aspect of the present invention, the number of spacer particles arranged selectively in the gaps of the light-shielding film pattern of the color filter substrate by the above method is 1000 to 50000 / cm 2 . Therefore, it can be used in a product without any non-uniformity in cell thickness due to the above, and without any obstacle in the application of an alignment film or liquid crystal in the paneling process.

即ち、請求項8に係る発明によれば、上記カラーフィルタとしての赤色、緑色、青色画素がいずれもインクジェット印刷法で形成され、上記スペーサを含めて一括で形成されることにより、工程の大幅短縮が可能となる。   That is, according to the invention according to claim 8, the red, green, and blue pixels as the color filter are all formed by the ink jet printing method, and are formed in a lump including the spacer, thereby greatly reducing the process. Is possible.

本発明になるスペーサ形成過程の概念を説明する工程図。Process drawing explaining the concept of the spacer formation process which becomes this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.

本発明が係わる遮光膜の形成材料としては、黒色遮光材、感光性ポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を主成分とし、さらに分散剤等を配合した塗布組成物を使用することができる。材料特性として、遮光性に優れること、アルカリ現像性を有すること、露光時の感度に優れること、などの性能が要求される。   As a light-shielding film forming material according to the present invention, a coating composition containing a black light-shielding material, a photosensitive polymer, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator and a solvent as a main component, and further containing a dispersant and the like is used. Can do. As material properties, performance such as excellent light shielding properties, alkali developability, and excellent sensitivity at the time of exposure is required.

黒色遮光材としては、黒色顔料、黒色染料、及び無機材料などがあげられ、例えば黒色有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、及び鉄黒からなる群から選択される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 the black light shielding material include black pigments, black dyes, and inorganic materials. For example, one or two selected from the group consisting of black organic pigments, carbon black, aniline black, graphite, titanium oxide, and iron black. A mixture of seeds or more can be used.

感光性ポリマーとしては、感光性を付与するエチレン性不飽和二重結合、および現像性を付与するカルボキシキル基を有するアクリルポリマーが好適に用いられる。   As the photosensitive polymer, an acrylic polymer having an ethylenically unsaturated double bond imparting photosensitivity and a carboxyalkyl group imparting developability is suitably used.

光重合性モノマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を有する二官能以上のモノマー、オリゴマー、プレポリマー等を用いることが出来る。光重合性モノマーの具体例としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を挙げることが出来る。これらの化合物は、単独叉は2種以上を混合して用いることができる。   As the photopolymerizable monomer, a bifunctional or higher monomer having an ethylenically unsaturated double bond, an oligomer, a prepolymer, or the like can be used. Specific examples of the photopolymerizable monomer include, for example, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, and tripropylene glycol di (meth). ) Acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

光重合開始剤としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、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、2−メチル−1−{4−(メチルチオ)フェニル}−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン、1−{4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)}等を挙げることができる。これらの化合物は、単独叉は2種以上を混合して用いることができる。   As photopolymerization initiators, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzophenone, 2-methyl-1- {4- (methylthio) phenyl}- 2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, Examples include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, 1,2-octanedione, 1- {4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)} and the like. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

分散剤としては、非イオン性界面活性剤例えばポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤例えばアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、及びテトラアルキルアンモニウム塩など、その他、有機顔料誘導体、及びポリエステルなどが挙げられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。   Examples of the dispersant include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, and ionic surfactants such as sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salts, fatty acid salt alkyl phosphates, and tetraalkyl ammonium salts. Other examples include organic pigment derivatives and polyester. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used.

溶剤としては、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性などの点から、適宜選択して使用され、例えばトルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどが挙げられる。   The solvent is appropriately selected and used from the viewpoint of the coating property and dispersion stability of the black resin composition, and examples thereof include toluene, xylene, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, diclime, and cyclohexanone.

以上に記載の材料を所定量使用し定法により混合した感光性黒色樹脂組成物を塗布し、フォトリゾグラフィ技術によりパターニングすることで、遮光膜パターンを形成することが出来る。   A light-shielding film pattern can be formed by applying a photosensitive black resin composition in which a predetermined amount of the above-described materials are mixed by a conventional method and patterning by a photolithographic technique.

遮光膜の厚さは、好ましくは0.5μm〜3.0μmである。0.5μm未満であると十分な遮光性を得にくく、3.0μm以上ではカラーフィルタ形成時の表面平滑性が低下する傾向となる。   The thickness of the light shielding film is preferably 0.5 μm to 3.0 μm. When the thickness is less than 0.5 μm, it is difficult to obtain a sufficient light-shielding property.

本発明においては、遮光膜パターン形成時と同時にスペーサ配置用の空隙を当該遮光膜
パターン内の所定の位置に周期的に形成する。遮光膜パターンは、フォトマスクを介して露光して形成するため、スペーサ配置用の空隙はマスクパターンに組み込まれていれば、容易に形成が可能である。
In the present invention, at the same time when the light shielding film pattern is formed, the spacer arrangement gaps are periodically formed at predetermined positions in the light shielding film pattern. Since the light-shielding film pattern is formed by exposure through a photomask, if the space for spacer arrangement is incorporated in the mask pattern, it can be easily formed.

スペーサ配置用の空隙形状は円形が好ましく、これはインクジェット装置から吐出された液滴が、空隙内の隅々まで同じようにインクが拡がるからである。仮に四角形状の場合、四隅の角にインクが浸透しないと、白抜け欠陥となる恐れがある。しかしながら、空隙の配置に供される位置、大きさなどによっては必ずしも円形に限定されるものではない。   The gap shape for arranging the spacers is preferably circular, because the ink discharged from the ink jet apparatus spreads to the corners of the gap in the same way. In the case of a quadrangular shape, if the ink does not penetrate into the corners of the four corners, there may be a white defect. However, it is not necessarily limited to a circle depending on the position, size, etc., used for the arrangement of the gaps.

また、スペーサ配置用の空隙は、遮光膜パターン幅以下のサイズで、その直径が5μm以上であることが好ましい。5μm以下では総じて複数個含まれるスペーサ粒子をすべて版内に収めるのが困難になりセルギャップむらを生じる恐れがあるため好ましくない。   Moreover, it is preferable that the space | gap for spacer arrangement | positioning is the size below a light shielding film pattern width, and the diameter is 5 micrometers or more. When the thickness is 5 μm or less, it is difficult to fit all the spacer particles contained in the plate in the plate, which may cause uneven cell gap.

本発明における遮光膜はスペーサインクに対する撥液性を有する必要がある。遮光膜形成時の材料自体に予め撥液性を付与する方法、また、遮光膜形成後に別途、撥液性を付与する方法のいずれでも良いが、形成プロセスの効率から考えると前者が好ましい。   The light shielding film in the present invention needs to have liquid repellency with respect to the spacer ink. Either a method for imparting liquid repellency to the material itself at the time of forming the light shielding film or a method for imparting liquid repellency separately after the formation of the light shielding film may be used, but the former is preferable in view of the efficiency of the formation process.

撥液性を付与するために使用する材料としては、シリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を用いても良いし、あるいはシリコーンゴムを薄く設けてもをよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用され得るし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。   As a material used for imparting liquid repellency, a release agent represented by silicone oil or silicone varnish may be used, or a thin silicone rubber may be provided. For the same purpose, fluorine-based resins and fluorine-based rubbers may be used, or the fluororesin fine powder may be mixed with silicone rubber or ordinary rubber to obtain peelability.

具体的なシリコーンとしては、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いることができる。シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせなどが用いられ、その他ゴム硬度を調節するためのポリシロキサンが適宜用いられる。   Specific silicones include dimethylpolysiloxanes with various molecular weights, other methylhydropolysiloxanes, methylphenylsilicone oils, methylchlorinated phenylsilicone oils, or copolymers of these polysiloxanes with organic compounds. Can be used. Silicone rubber is a combination of two-component diorganopolysiloxane and a tri- or higher functional silane as a crosslinking agent, or a combination of siloxane and a curing catalyst, or one-component diorganopolysiloxane, acetone oxime, and various methoxys. Combinations of silane, methyltriacetoxysilane, and the like are used, and other polysiloxanes for adjusting rubber hardness are appropriately used.

本発明における遮光膜はスペーサインクに対して、接触角90°以上の撥液性を有することが好ましく、90°以下であると空隙内へのスペーサインクの集合性を発現するのが困難となり、高さむらを生じる恐れがあるため好ましくない。   The light-shielding film in the present invention preferably has a liquid repellency with a contact angle of 90 ° or more with respect to the spacer ink, and if it is 90 ° or less, it becomes difficult to express the gathering property of the spacer ink in the gap, This is not preferable because it may cause unevenness in height.

本発明のスペーサインクに用いる有機溶剤としては沸点150℃以上、好ましくは180℃以上のものが用いられ、1種または2種以上を混合して用いることができる。   As the organic solvent used in the spacer ink of the present invention, an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher is used, and one or a mixture of two or more can be used.

本発明に用いられる有機溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2,4−ブタントリオール、2,2‘−チオジエタノール等の高沸点低揮発性の多価アルコール類が用いられ、その他にN−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、モノエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン等の有機溶剤を添加することが出来る。   Examples of the organic solvent used in the present invention include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,2,4-butanetriol, 2 , 2'-thiodiethanol and other high-boiling and low-volatile polyhydric alcohols are used, and N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, monoethanolamine, N, N-dimethyl Organic solvents such as ethanolamine, N, N-diethylethanolamine, diethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, triisopropanolamine, and triethanolamine can be added.

また、本発明における沸点150℃以上の有機溶剤の添加量は50〜90%であることが好ましい。添加量が50%以下であるととスペーサインクの揮発性が高くなり、インク安定性を低下させ、また、90%以上であるとスペーサインクの粘度が上昇し、インクジ
ェット印刷時の吐出不良の原因となるため好ましくない。
Moreover, it is preferable that the addition amount of the organic solvent whose boiling point is 150 degreeC or more in this invention is 50 to 90%. If the added amount is 50% or less, the volatility of the spacer ink is increased and the ink stability is lowered, and if it is 90% or more, the viscosity of the spacer ink is increased, causing a discharge failure during inkjet printing. This is not preferable.

本発明のスペーサインクに用いるスペーサ粒子としては粒子自体に黒色顔料を分散して着色した粒子径1〜10μmの黒色球状粒子を、1種または2種以上を混合して用いることができる。   As the spacer particles used in the spacer ink of the present invention, black spherical particles having a particle diameter of 1 to 10 μm, which are colored by dispersing a black pigment in the particles themselves, can be used alone or in combination.

スペーサ粒子の材質としては特に限定されず、例えば、樹脂、有機物、無機物、これらの化合物や混合物等が挙げられる。上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等の線状又は架橋高分子重合体;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体等の架橋構造を有する樹脂等が挙げられる。また、無機物としてはシリカ等が挙げられる。   The material of the spacer particles is not particularly limited, and examples thereof include resins, organic substances, inorganic substances, compounds and mixtures thereof, and the like. The resin is not particularly limited. For example, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide, polyimide, polysulfone, polyphenylene oxide. Linear or cross-linked polymer such as polyacetal; epoxy resin, phenol resin, melamine resin, benzoguanamine resin, unsaturated polyester resin, divinylbenzene polymer, divinylbenzene-styrene copolymer, divinylbenzene-acrylic acid ester Examples thereof include resins having a crosslinked structure such as a polymer, diallyl phthalate polymer, and triallyl isocyanurate polymer. Moreover, silica etc. are mentioned as an inorganic substance.

本発明の係わるスペーサインク中におけるスペーサの固形分濃度は、特に限定されないが、例えばインク全体の0.1〜10%であることが好ましい。   The solid content concentration of the spacer in the spacer ink according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% of the total ink, for example.

スペーサインクにおけるスペーサ粒子の固形分濃度が0.1%未満であると、吐出された液滴中にスペーサ粒子が含まれなくなり易く、カラーフィルタ基板上のスペーサ粒子密度が低下し、また10%を超えると、スペーサ粒子同士が凝集し、インクジェットヘッドのノズルが詰まりったりするので好ましくない。また、液滴中に含まれるスペーサ粒子の平均個数が増加することで、空隙から溢れる粒子が発生し、結果、ギャップむらになるため好ましくない。   When the solid content concentration of the spacer particles in the spacer ink is less than 0.1%, the discharged droplets tend not to contain the spacer particles, the spacer particle density on the color filter substrate is lowered, and 10% Exceeding this is not preferable because the spacer particles are aggregated and the nozzles of the ink jet head are clogged. In addition, an increase in the average number of spacer particles contained in the droplets is undesirable because particles overflowing from the voids are generated, resulting in uneven gaps.

スペーサインクに用いる黒色顔料としては粒子径10〜500nmの黒色有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、及び鉄黒など選択される1種または2種以上を混合して用いることができる。但し、黒色顔料は遮光膜に使用する顔料と同一とする。   As the black pigment used in the spacer ink, one or more selected types such as black organic pigment having a particle diameter of 10 to 500 nm, carbon black, aniline black, graphite, titanium oxide, and iron black can be mixed and used. . However, the black pigment is the same as the pigment used for the light shielding film.

スペーサインク中における黒色顔料の固形分濃度は、特に限定されないが、例えば分散液全体の1〜30%であることが好ましい。   The solid content concentration of the black pigment in the spacer ink is not particularly limited, but is preferably 1 to 30% of the total dispersion, for example.

スペーサインクにおける黒色顔料の固形分濃度が1%未満であると、濃度が薄いため空隙内に配置しても遮光性が不足し、白抜けの原因となる恐れがあり、また30%を超えると、黒色顔料同士、あるいはスペーサ粒子との凝集が発生し、インクジェットヘッドのノズル詰まりの原因となる恐れがあるため好ましくない。   If the solid content concentration of the black pigment in the spacer ink is less than 1%, the concentration is low, so that even if it is placed in the gap, the light shielding property is insufficient, which may cause white spots, and if it exceeds 30%. In addition, the black pigments or the spacer particles are aggregated, which may cause nozzle clogging of the inkjet head, which is not preferable.

スペーサインク中の接着樹脂成分の例としては、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、ポリエチルアクリル酸エステル、スチレンーブタジエン共重合体、ブタジエン共重合体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、クロロプレン共重合体、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン、ベンゾグアナミン樹脂、フエノール樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリルアミド共重合体、n−イソブチルアクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミド、シリコーン樹脂、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ロジン系樹脂、ポリエチレン、ポリカーボネート、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、等が挙げられるがこれに限定されるものではない。   Examples of the adhesive resin component in the spacer ink include polyacrylate ester, polymethacrylate ester, polyethylacrylate ester, styrene-butadiene copolymer, butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, and chloroprene copolymer. Polymer, crosslinked acrylic resin, crosslinked styrene resin, fluororesin, vinylidene fluoride, benzoguanamine resin, phenol resin, polyolefin resin, cellulose, styrene-acrylate copolymer, styrene-methacrylate copolymer, polystyrene, Styrene-acrylamide copolymer, n-isobutyl acrylate, acrylonitrile, vinyl acetate, acrylamide, silicone resin, polyvinyl acetal, polyamide, rosin resin, polyethylene, polycarbonate , Vinylidene chloride resin, polyvinyl alcohol, cellulose resin, epoxy resin, vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl acetate-acrylic copolymer, vinyl chloride resin, polyurethane, etc. It is not something.

上記樹脂成分にアクリル基、カルボキシル基、イソシアネート基などの反応性部位を付与したもの、更にはこれらに必要に応じて架橋剤、光開始剤などを添加したものを硬化型樹脂として使用できる。これらは熱硬化、エネルギー線硬化、または紫外線硬化が可能であり、プロセスに応じ、適宜選択することができる。   A resin obtained by adding a reactive site such as an acrylic group, a carboxyl group, or an isocyanate group to the resin component, and further adding a crosslinking agent, a photoinitiator, or the like as necessary, can be used as the curable resin. These can be heat-cured, energy-ray cured, or ultraviolet-cured, and can be appropriately selected depending on the process.

また、本発明における接着樹脂成分の添加量はスペーサ粒子の添加量に準じて0.2〜20%であり、且つスペーサ粒子と同量以上であることが好ましい。添加量が0.2%以下であるとカラーフィルタ基板上での密着性が乏しくなり、また、20%以上であるとスペーサインクの粘度が著しく上昇し、インクヘッドがノズル詰まりを起こすため好ましくない。   Moreover, the addition amount of the adhesive resin component in this invention is 0.2-20% according to the addition amount of spacer particle | grains, and it is preferable that it is the same amount or more as spacer particle | grains. If the addition amount is 0.2% or less, the adhesion on the color filter substrate is poor, and if it is 20% or more, the viscosity of the spacer ink is remarkably increased, and the ink head causes nozzle clogging. .

また必要に応じ、カラーフィルタ基板およびインクジェットヘッドとスペーサインクとの濡れ性を制御する目的でアルコール類や界面活性剤を用いられ、1種または2種以上を混合して用いることができる。   If necessary, alcohols and surfactants are used for the purpose of controlling the wettability between the color filter substrate and the inkjet head and the spacer ink, and one or a mixture of two or more can be used.

アルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール等が使用でき、界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、両性、ノニオン性の界面活性剤を一種類または複数種を添加できる。   As alcohols, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, etc. can be used, and as the surfactant, one or more anionic, cationic, amphoteric and nonionic surfactants are used. Can be added.

本発明の係わるスペーサインクは、スペーサ粒子が単粒子状に分散していることが好ましく、その効果を阻害しない範囲で、各種添加剤、例えば、粘接着性付与剤、粘性調整剤、pH調整剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤が添加されていても良い。   In the spacer ink according to the present invention, it is preferable that the spacer particles are dispersed in the form of single particles, and various additives such as an adhesive imparting agent, a viscosity adjusting agent, and a pH adjuster as long as the effects thereof are not hindered. An agent, a surfactant, an antifoaming agent, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and a colorant may be added.

スペーサインクは、23℃条件下での粘度が30cps以下、表面張力が20〜50mN/mであることが好ましく、この範囲外の物性であるとインクジェットヘッドに対する吐出適性が著しく低下するため好ましくない。   The spacer ink preferably has a viscosity of 30 cps or less at 23 ° C. and a surface tension of 20 to 50 mN / m, and physical properties outside this range are not preferable because the discharge suitability for the ink jet head is remarkably lowered.

本発明ではスペーサ粒子をインクジェット方式で遮光膜に形成された空隙位置に配置する。インクジェット方式は、インク滴の生成原理により、連続ジェット(コンティヌアス)方式とドロップ・オン・デマンド方式の2方式に分類される。本発明では、いずれの方式も好ましく採用できる。   In the present invention, the spacer particles are arranged at the positions of the gaps formed in the light shielding film by the ink jet method. Inkjet systems are classified into two systems, a continuous jet system and a drop-on-demand system, depending on the principle of ink droplet generation. In the present invention, any method can be preferably employed.

連続ジェット方式は、インク滴を連続して生成させ、記録信号に応じてインク滴を選択して記録を行う方式であり、Sweet型、マイクロドット型、Herz型、IRIS型などがある。また、ドロップ・オン・デマンド方式は、記録信号に応じてインク滴を噴出させる方式であり、圧力パルス方式、サーマルジェット方式、ERF方式などがある。   The continuous jet method is a method in which ink droplets are continuously generated and ink droplets are selected according to a recording signal to perform recording, and there are a Sweet type, a microdot type, a Herz type, an IRIS type, and the like. The drop-on-demand method is a method for ejecting ink droplets according to a recording signal, and includes a pressure pulse method, a thermal jet method, and an ERF method.

基板上におけるスペーサ粒子の配置は、特に限定されるものではなく、ランダム配置であっても良いし、特定の位置にパターン化して配置したパターン配置であってもよい。スペーサ粒子に起因する光抜けなどの表示品質の低下を抑制するという観点からは、パネルの非表示部分にスペーサ粒子を配置することが好ましい。また、基板上におけるスペーサの粒子密度は、特に限定されるものではないが、通常1cm平方の領域に1000〜50000個であることが好ましい。   The arrangement of the spacer particles on the substrate is not particularly limited, and may be a random arrangement or a pattern arrangement in which a pattern is arranged at a specific position. From the viewpoint of suppressing display quality deterioration such as light leakage caused by the spacer particles, it is preferable to dispose the spacer particles in the non-display portion of the panel. Further, the particle density of the spacers on the substrate is not particularly limited, but it is usually preferably 1000 to 50000 in a 1 cm square region.

本発明の応用展開として、遮光膜パターン形成以後の赤色、緑色、青色画素の形成も含め、全てのプロセスをインクジェット方式で一括形成することが可能である。   As an application development of the present invention, all processes including the formation of red, green, and blue pixels after the formation of the light shielding film pattern can be collectively formed by an ink jet method.

本発明の対象となる基板としては、スペーサ粒子を配置して上下電極間の短絡を防止する必要のある基板、とりわけタッチパネル用の基板に適用可能であるが、基板の材質に関しては特に限定されるものではなく、ガラス板や樹脂板等を使用することができる。   The substrate that is the subject of the present invention can be applied to a substrate in which spacer particles are arranged to prevent a short circuit between the upper and lower electrodes, particularly a substrate for a touch panel, but the material of the substrate is particularly limited. Not a thing but a glass plate, a resin plate, etc. can be used.

以下、本発明を更に詳しく説明するため以下に実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
〜スペーサインクの調製〜
カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)85部、粒子径5μmの黒色スペーサ粒子(積水化学製、ミクロパールKB)1.5部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)1.5部を混合、超音波分散させ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12部で希釈してスペーサインクを得た。得られた分散液の粘度は9.4mPa・s(23℃)であった。
<Example 1>
-Preparation of spacer ink-
85 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), 1.5 parts of black spacer particles having a particle diameter of 5 μm (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Micropearl KB), photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) , Darocur TPO) 1.5 parts was mixed, ultrasonically dispersed, and diluted with 12 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a spacer ink. The viscosity of the obtained dispersion was 9.4 mPa · s (23 ° C.).

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)96部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部、フッ素系撥水処理剤(3M製、EGC−1720)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅20μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に10μm径の円形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
On a glass substrate, 96 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), 2 parts of photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO), fluorine-based water repellent treatment agent (manufactured by 3M) , EGC-1720) A coating solution in which 2 parts were mixed was applied by spin coating so that the film thickness was about 1 μm after drying, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 10 μm-diameter circular gap at the intersection of light-shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 20 μm, after exposure and development, the film is heat-cured at 180 ° C. for 30 minutes to form a pattern-shaped light shielding A film was formed.

〜遮光膜空隙部へのスペーサ形成〜
吐出量40plのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記スペーサインクを真空脱泡処理し充填、上記遮光膜パターンのアライメントを行った後、空隙に相当する位置にスペーサインク液滴を吐出した。80℃で5分間、プレ乾燥後、露光処理を行い、180℃で30分間、加熱硬化処理し、スペーサを形成した。
-Spacer formation in the light shielding film gap-
The spacer ink is vacuum defoamed and filled in an inkjet printing apparatus equipped with a piezo-type inkjet head having a discharge amount of 40 pl and a precision stage having an alignment mechanism, and after the alignment of the light shielding film pattern, it corresponds to a gap. Spacer ink droplets were discharged at the positions. After pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, exposure treatment was performed, and heat curing treatment was performed at 180 ° C. for 30 minutes to form a spacer.

〜着色インクの調製〜
メタクリル酸20部、メチルメタクリレート10部、ブチルメタクリレート55部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部を乳酸ブチル300gに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75部を加え70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が10%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈しアクリル共重合樹脂の希釈液とした。この希釈液80.1gに対し顔料19.0g、分散剤0.9gを添加して、3本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着色ワニスをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで顔料濃度が12〜15%、粘度が10mPa・s(23℃)になるように調整し赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色インクを得た。
~ Preparation of colored ink ~
20 parts of methacrylic acid, 10 parts of methyl methacrylate, 55 parts of butyl methacrylate and 15 parts of hydroxyethyl methacrylate are dissolved in 300 g of butyl lactate, and 0.75 part of azobisisobutylnitrile is added in a nitrogen atmosphere, and the reaction is carried out at 70 ° C. for 5 hours. As a result, an acrylic copolymer resin was obtained. The obtained acrylic copolymer resin was diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the resin concentration would be 10% to obtain a diluted solution of the acrylic copolymer resin. 19.0 g of pigment and 0.9 g of dispersant were added to 80.1 g of this diluted solution, and kneaded with three rolls to obtain red, green and blue colored varnishes. Each colored varnish is adjusted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the pigment concentration is 12 to 15% and the viscosity is 10 mPa · s (23 ° C.), and the colors are red (R), green (G), and blue (B). Ink was obtained.

〜カラーフィルタの形成〜
吐出量12plのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記着色インクを真空脱泡処理し充填、上記遮光膜パターンのアライメントを行った後、各色の開口部に前記の着色インクを吐出し、カラーフィルタを形成した。
~ Formation of color filter ~
The ink-jet printing apparatus equipped with a piezo-type ink-jet head having a discharge amount of 12 pl and a precision stage having an alignment mechanism is filled with the above-described colored ink by vacuum defoaming treatment, and the alignment of the light-shielding film pattern is performed. The color ink was discharged to form a color filter.

<実施例2>
実施例1のパターン状遮光膜の形成を下記の通り実施した以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 2>
Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the formation of the patterned light-shielding film was performed as follows.

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)96部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部、フッ素系撥水処理剤(3M製、EGC−1720)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1.5μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅30μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に20μm径の円形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
On a glass substrate, 96 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), 2 parts of photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO), fluorine-based water repellent treatment agent (manufactured by 3M) , EGC-1720) A coating solution in which 2 parts were mixed was applied by spin coating so that the film thickness was about 1.5 μm after drying, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 20 μm-diameter circular gap at the intersection of light-shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 30 μm, after exposure and development, heat-cured at 180 ° C. for 30 minutes to form a pattern-shaped light shielding A film was formed.

<実施例3>
実施例1のスペーサインクの調製を下記の通り実施した以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Example 3>
The spacer ink of Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was prepared as follows.

〜スペーサインクの調製〜
カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)86部、粒子径5μmの黒色スペーサ粒子(積水化学製、ミクロパールKB)0.5部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)1.5部を混合、超音波分散させ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート12部で希釈してスペーサインクを得た。得られた分散液の粘度は8.9mPa・s(23℃)であった。
-Preparation of spacer ink-
86 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), black spacer particles having a particle diameter of 5 μm (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Micropearl KB), photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) , Darocur TPO) 1.5 parts was mixed, ultrasonically dispersed, and diluted with 12 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain a spacer ink. The viscosity of the obtained dispersion was 8.9 mPa · s (23 ° C.).

<実施例4>
実施例3のパターン状遮光膜の形成を下記の通り実施した以外は実施例3と同様の方法で行った。
<Example 4>
Example 3 was performed in the same manner as in Example 3 except that the formation of the patterned light-shielding film was performed as follows.

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)96部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部、フッ素系撥水処理剤(3M製、EGC−1720)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1.5μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅30μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に20μm径の円形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
On a glass substrate, 96 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), 2 parts of photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO), fluorine-based water repellent treatment agent (manufactured by 3M) , EGC-1720) A coating solution in which 2 parts were mixed was applied by spin coating so that the film thickness was about 1.5 μm after drying, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 20 μm-diameter circular gap at the intersection of light-shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 30 μm, after exposure and development, heat-cured at 180 ° C. for 30 minutes to form a pattern-shaped light shielding A film was formed.

<比較例1>
実施例1のパターン状遮光膜の形成を下記の通り実施した以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Comparative Example 1>
Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the formation of the patterned light-shielding film was performed as follows.

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)96部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部、フッ素系撥水処理剤(3M製、EGC−1720)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅20μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に4μm径の円形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
On a glass substrate, 96 parts of black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK), 2 parts of photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO), fluorine-based water repellent treatment agent (manufactured by 3M) , EGC-1720) A coating solution in which 2 parts were mixed was applied by spin coating so that the film thickness was about 1 μm after drying, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 4 μm-diameter circular gap at the intersection of light-shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 20 μm, after exposure and development, the film is heat-cured at 180 ° C. for 30 minutes to form a pattern-shaped light shielding A film was formed.

<比較例2>
実施例1のパターン状遮光膜の形成を下記の通り実施した以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Comparative Example 2>
Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the formation of the patterned light-shielding film was performed as follows.

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)98部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅20μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に10μm径の円形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
A coating solution in which 98 parts of a black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK) and 2 parts of a photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO) is mixed on a glass substrate and dried by spin coating. The film was applied so that the post film thickness was about 1 μm, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 10 μm-diameter circular gap at the intersection of light-shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 20 μm, after exposure and development, the film is heat-cured at 180 ° C. for 30 minutes to form a pattern-shaped light shielding A film was formed.

<比較例3>
実施例1のパターン状遮光膜の形成を下記の通り実施した以外は実施例1と同様の方法で行った。
<Comparative Example 3>
Example 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the formation of the patterned light-shielding film was performed as follows.

〜パターン状遮光膜の形成〜
ガラス基板上に、カーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製、V−259BK)98部、光開始剤(チバスペシャリティケミカル製、ダロキュアTPO)2部を混合した塗液をスピンコートにより乾燥後膜厚が約1μmとなるように塗布し、80℃で5分間、プレ乾燥した。次に線幅20μmでマトリクス状に配置した遮光膜パターンの交点に10μmの正方形空隙を有するフォトマスクを介して、露光、現像処理後、180℃で30分間、加熱硬化処理し、パターン状遮光膜を形成した。
-Formation of patterned light-shielding film-
A coating solution in which 98 parts of a black resist containing carbon black (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V-259BK) and 2 parts of a photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Darocur TPO) is mixed on a glass substrate and dried by spin coating. The film was applied so that the post film thickness was about 1 μm, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Next, through a photomask having a 10 μm square gap at the intersection of light shielding film patterns arranged in a matrix with a line width of 20 μm, after exposure and development treatment, heat curing treatment is performed at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a patterned light shielding film Formed.

以上のようにして得られたスペーサ付カラーフィルタ基板における遮光部空隙へのスペーサ配置精度を顕微鏡観察により下記基準に基づいて評価した。
○;空隙内の存在率が90%以上
×;空隙内の存在率が90%未満
The spacer placement accuracy in the light-shielding part gap in the color filter substrate with spacers obtained as described above was evaluated based on the following criteria by microscopic observation.
○: Presence rate in voids is 90% or more ×; Presence rate in voids is less than 90%

また、得られたスペーサ付カラーフィルタ基板における遮光膜表面基準でのスペーサ上面高さを測定し、下記基準に基づいて評価した。
○;高さ平均が5.0μm以上、5.2μm未満
×;高さ平均が5.2μm以上
Further, the height of the spacer upper surface with respect to the surface of the light-shielding film in the obtained color filter substrate with a spacer was measured and evaluated based on the following criteria.
○: Height average is 5.0 μm or more and less than 5.2 μm ×; Height average is 5.2 μm or more

また、得られたスペーサ付カラーフィルタ基板における遮光部空隙内の白抜けの有無を顕微鏡観察により下記基準に基づいて評価した。
○;白抜けなし
×;白ぬけあり
Moreover, the presence or absence of white spots in the light shielding part gaps in the obtained color filter substrate with a spacer was evaluated based on the following criteria by microscopic observation.
○: No whiteout ×;

上記評価基準に基づく、実施例1〜4、比較例1〜3の評価結果一覧を下表に示す。   A list of evaluation results of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 based on the above evaluation criteria is shown in the following table.

本発明は、微細パターン上の所定の位置に、微小な突起状構造物を選択的に形成する工程を伴う製品、例えば各種表示素子やタッチパネル等の製品に適用可能であるが、特にガラス基材やフィルム基材を用いた液晶ディスプレイのスペーサ形成に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a product including a process of selectively forming a minute protruding structure at a predetermined position on a fine pattern, for example, a product such as various display elements or a touch panel. And can be used for forming a spacer of a liquid crystal display using a film substrate.

1 遮光膜パターン
2 遮光膜空隙
3 赤色画素領域
4 緑色画素領域
5 青色画素領域
6 インクジェットヘッド
7 スペーサインク
8 黒色スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light shielding film pattern 2 Light shielding film space | gap 3 Red pixel area 4 Green pixel area 5 Blue pixel area 6 Inkjet head 7 Spacer ink 8 Black spacer

Claims (8)

透明基板上に、所定の周期で空隙を有する遮光膜パターンを形成する工程と、
少なくとも、黒色スペーサ粒子と遮光膜に含まれる黒色顔料とを有するスペーサインクをインクジェット法により、前記空隙に吐出する工程と、
着色画素を形成する工程と、を有することを特徴とするスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。
Forming a light-shielding film pattern having voids at a predetermined period on a transparent substrate;
Discharging a spacer ink having at least black spacer particles and a black pigment contained in the light-shielding film into the gap by an inkjet method;
Forming a colored pixel, and a method of manufacturing a color filter substrate with a spacer.
前記空隙が、遮光膜パターン形成時に同時形成されることを特徴とする請求項1記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   2. The method for manufacturing a color filter substrate with a spacer according to claim 1, wherein the gap is formed simultaneously with the formation of the light shielding film pattern. 前記空隙が、円形状で直径が5μm以上の範囲であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   3. The method for manufacturing a color filter substrate with a spacer according to claim 1, wherein the gap is circular and has a diameter of 5 [mu] m or more. 前記遮光膜がスペーサインクに対して接触角90°以上の撥液性を呈することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   The method for producing a color filter substrate with a spacer according to any one of claims 1 to 3, wherein the light-shielding film exhibits a liquid repellency with a contact angle of 90 ° or more with respect to the spacer ink. 前記スペーサインクは、分散溶媒が沸点150℃以上の有機溶剤を主成分とし、粒子径1〜10μmの黒色スペーサ粒子を0.1〜10重量%、粒子径10〜500nmの黒色顔料を1〜30重量%含有し、当該スペーサインクの23℃条件下での粘度が30cps以下、表面張力が20〜50mN/mであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   The spacer ink is mainly composed of an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher as a dispersion solvent, 0.1 to 10% by weight of black spacer particles having a particle size of 1 to 10 μm, and 1 to 30 black pigments having a particle size of 10 to 500 nm. 5. The composition according to claim 1, wherein the spacer ink has a viscosity of 30 cps or less and a surface tension of 20 to 50 mN / m. Manufacturing method of color filter substrate with spacer. 前記スペーサインクは、接着成分を含み、該接着成分が熱硬化/またはエネルギー線硬化/または紫外線硬化することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   6. The color filter with a spacer according to claim 1, wherein the spacer ink includes an adhesive component, and the adhesive component is thermally cured / energy ray cured / or UV cured. A method for manufacturing a substrate. 前記空隙に配置されたスペーサ粒子数密度が1000〜50000個/cmの範囲であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。 Method for producing a spacer with a color filter substrate as claimed in any one of claims 6 to the spacer particle number density arranged in said gap, characterized in that in the range of 1,000 to 50,000 pieces / cm 2 . 前記カラーフィルタの赤色、緑色、青色画素がいずれもインクジェット印刷法で形成され、上記スペーサを含めて一括で形成されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のスペーサ付カラーフィルタ基板の製造方法。   The red, green, and blue pixels of the color filter are all formed by an ink jet printing method, and are formed in a lump including the spacers. Manufacturing method of color filter substrate with spacer.
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