JP2012208291A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂硬化物により形成され且つ支持基板10の面上を複数の領域30に区画する隔壁を形成する隔壁パターン20と、複数の領域30にそれぞれ形成された複数の画素を有する光学素子の製造方法であって、撥インク性を有する樹脂組成物により支持基板10の面上を複数の領域30に区画する領域区画工程と、領域区画工程で支持基板10の面上を複数の領域30に区画した樹脂組成物にマイクロ波を照射して、樹脂組成物の硬化を促進させるマイクロ波照射工程を含む。
【選択図】図1
Description
カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、カラー液晶表示装置等に不可欠な部材であり、液晶表示装置の画質を向上させたり、各画素にそれぞれの原色の色彩を与えたりする役割を有している。このようなカラーフィルタの製造方法としては、例えば、染色法や電着法、顔料分散法などが知られているが、信頼性の点で耐候性の高い、顔料分散法が広く利用されている。
蒸着方式は、真空下でメタルマスクを介して電極パターン上に低分子材料を蒸着して形成する方法であり、均一な膜厚の成膜が可能なため、安定した品質の有機EL表示装置を製造可能である半面、真空設備とメタルマスクの精度がネックとなって、大型基板への対応に難点があった。
以上の点で、隔壁を形成する材料に撥インク性成分を添加して隔壁パターン形成する事で撥インク性を付与できる撥インク成分内添方式は、最も好ましい方法と言える。
前記隔壁は、前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画し且つ撥インク性を有する樹脂組成物にマイクロ波を照射することにより前記樹脂組成物の硬化を促進させて形成されることを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項3に記載した発明は、請求項1または請求項2に従属する発明であって、前記照射マイクロ波は、パルス状に照射されることを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項5に記載した発明は、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に従属する発明であって、前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料は、フッ素系及びケイ素系の材料であることを特徴とするものである。
前記支持基板の面上は、前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成、露光、現像を、順に行うことにより、前記複数の領域に区画されることを特徴とするものである。
前記撥液材料は、少なくともフッ素系の材料を含有し、
前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記支持基板の面上は、少なくとも前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成を行うことにより前記複数の領域に区画され、
前記マイクロ波は、前記フッ素系の材料を前記感光性樹脂組成物による層の表面に偏在化させるように照射されることを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項9に記載した発明は、樹脂硬化物により形成され且つ支持基板の面上を複数の領域に区画する隔壁と、前記複数の領域にそれぞれ形成された複数の画素と、を有する光学素子の製造方法であって、
撥インク性を有する樹脂組成物により前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画する領域区画工程と、
前記領域区画工程で前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画した樹脂組成物にマイクロ波を照射して、前記樹脂組成物の硬化を促進させるマイクロ波照射工程と、を含むことを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項11に記載した発明は、請求項9または請求項10に従属する発明であって、前記照射マイクロ波を、パルス状に照射することを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項13に記載した発明は、請求項9から請求項12のうちいずれか1項に従属する発明であって、前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料を、フッ素系及びケイ素系の材料とすることを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項14に記載した発明は、請求項9から請求項13のうちいずれか1項に従属する発明であって、前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記領域区画工程では、前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成、露光、現像を、順に行うことを特徴とするものである。
前記撥液材料は、少なくともフッ素系の材料を含有し、
前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記領域区画工程では、少なくとも前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成を行い、
前記マイクロ波照射工程では、前記フッ素系の材料を前記感光性樹脂組成物による層の表面に偏在化させるように、前記マイクロ波を照射することを特徴とするものである。
次に、本発明のうち、請求項16に記載した発明は、請求項9から請求項15のうちいずれか1項に従属する発明であって、前記光学素子を、カラーフィルタ、有機EL表示素子、有機TFTアレイのうちいずれかに用いることを特徴とするものである。
以下、本発明の第一実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は本発明の一例であり、本発明を限定するものではない。
(構成)
まず、図1を用いて、本実施形態の光学素子の構成を説明する。
図1は、本実施形態における、光学素子を用いたカラーフィルタの概略構成を示す断面図である。
図1中に示すように、カラーフィルタを形成する光学素子は、樹脂硬化物により形成され且つ支持基板10の面上を複数の領域30に区画する隔壁(隔壁パターン20)と、複数の領域30にそれぞれ形成された複数の画素を有している。
ここで、複数の画素とは、例えば、図1中に示す、着色層40(B)、40(G)、40(R)である。
また、予め、上記のような基材に、シリコンナイトライドやポリイミドなどの絶縁膜を形成させた基板を用いることが可能である。この場合、特に、耐熱性の点から、ガラス板、ポリイミド等の耐熱性プラスチックが好ましい。
以下、図1を参照しつつ、図2から図5を用いて、光学素子の製造方法(以下、「製造方法」と記載する場合がある)について説明する。
光学素子の製造方法は、撥インク性を有する樹脂組成物により支持基板10の面上を複数の領域30に区画する領域区画工程と、領域区画工程で支持基板10の面上を複数の領域30に区画した樹脂組成物にマイクロ波を照射して、樹脂組成物の硬化を促進させるマイクロ波照射工程を含んでいる。
ここで、「撥インク性」とは、隔壁の間隙に付与する液体(インク)を弾く性質のことである。また、隔壁のインクとの接触角(インク接触角)は、20°以上が好ましく、35°以上がより好ましく、50°以上が最も好ましい。なお、所望の場所以外(隔壁の間隙部分など)が撥インク化されない限り、上記のインク接触角の上限は特に無い(接触角なので180°以下ではある)。
領域区画工程において、上述した隔壁パターン20を形成する方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法、転写法、インクジェット法、エッチング法等、特に限定されず、従来公知の手法を用いることが可能である。その中でも、精細なパターン形成が可能なフォトリソグラフィー法は、特に好ましい。
フォトリソグラフィー法で隔壁パターン20を形成する場合は、感光性樹脂組成物を支持基板10上へ均一に塗布して、所望パターンのフォトマスクを介して露光処理し、現像して不要部分を除去することで、隔壁パターン20を形成する。なお、支持基板10としては、例えば、透明な基板(透明基板)を用いる。
本実施形態のカラーフィルタに用いられる隔壁パターン20の高さとしては、0.5μm以上5μm以下の範囲内、より好ましくは、1μm以上3μm以下の範囲内である。ここで、隔壁パターン20の高さとは、支持基板10の表面から隔壁パターン20の最も高い部分までの距離である。
まず、支持基板10上に、黒色のネガ型感光性樹脂組成物を、スリットダイコーター、スピンコーター等、公知の塗工装置を用いて均一に塗工する。その後、塗工したネガ型感光性樹脂組成物が含有する溶剤成分を除去するため、必要に応じて、減圧乾燥処理やプリベーク処理を施すことが可能である。さらに、パターン露光(露光)、現像を順に行うことにより、所定のブラックマトリクスパターンを形成する。
ここで、上記のネガ型感光性樹脂組成物としては、例えば、その主成分が、バインダー樹脂、ラジカル重合性を有する化合物、光重合開始剤、撥インク剤、溶剤及び遮光性部材からなる材料を用いる。
また、上記の光重合開始剤は、露光によりラジカルを発生し、ラジカル重合性を有する化合物を通して、バインダー樹脂を架橋させるものである。
また、上記の撥インク剤としては、その成分が、隔壁パターン20上の表面21がインクをはじく性質をもつようになる化合物であれば特に制限はないが、フッ素を含む含フッ素化合物を用いると、特に高い撥インク性を付与できるため好ましい。このような含フッ素化合物としては、後述する含フッ素モノマーまたはフッ素樹脂のいずれを用いてもよく、これらを併用してもよい。また、含フッ素ポリマーからなる含フッ素ポリマーや、後述する含フッ素モノマーの1種以上を含み、非フッ素モノマーとの共重合物であっても構わない。
含フッ素モノマーとしては、例えば、CF3(CF2)7CH2CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)7CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)5CH2CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)7CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)5CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)3CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2、(CF3)2CF(CF2)6(CH2)2OCOCH=CH2、(CF3)2CF(CF2)4(CH2)2OCOCH=CH2、(CF3)2CF(CF2)2(CH2)2OCOCH=CH2、CF3CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)4CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、C7F15CON(C2H5)CH2OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)7SO2N(CH3)CH2CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)7SO2N(C3H7)CH2CH2OCOCH=CH2、C2F5SO2N(C3H7)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、(CF3)2CF(CF2)6(CH2)3OCOCH=CH2、(CF3)2CF(CF2)10(CH2)3OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)4CH(CH3)OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)4OCH2CH2OCOC(CH3)=CH2、C2F5CON(C2H5)CH2OCOCH=CH2、CF3(CF2)2CON(CH3)CH(CH3)CH2OCOCH=CH2、H(CF2)6CH(C2H5)OCOC(CH3)=CH2、H(CF2)8CH2OCOCH=CH2、H(CF2)4CH2OCOCH=CH2、H(CF2)CH2OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)7SO2N(CH3)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)10OCOCH=CH2、C2F5SO2N(C2H5)CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)4OCOCH=CH2、C2F5SO2N(C2H5)C(C2H5)HCH2OCOCH=CH2等のパーフルオロアルキルアクリレート、C3F7CH=CH2、C4F9CH=CH2、C10F21CH=CH2、C3F7OCF=CF2、C7F15OCF=CF2及びC8F17OCF=CF2等のフルオロアルキル化オレフィン、さらにはCH2=CHCOOCH2(CF2)3CH2OCOCH=CH2、CH2=CHCOOCH2CH(CH2C8F17)OCOCH=CH2、CF3CH2OCH2CH2OCOCH=CH2、C2F5(CH2CH2O)2CH2OCOCH=CH2、(CF3)2CFO(CH2)5OCOCH=CH2等が挙げられる。
ここで、溶剤の使用量は、支持基板10上に塗布した際に均質であり、ピンホール、塗りむらの無い塗布膜ができる塗布であることが望ましく、感光性樹脂組成物の全重量に対し、溶剤量が50〜97重量%になるよう調製することが好ましい。
上記の他に、隔壁パターン20の形成に用いるネガ型感光性樹脂組成物には、必要に応じて、相溶性のある添加剤、例えば、レベリング剤、連鎖移動剤、安定剤、増感色素、界面活性剤、カップリング剤等を加えることが可能である。
(基板上への感光性樹脂組成物からなる層の形成)
支持基板10上に撥インク剤を含む感光性樹脂組成物の層を形成するには、支持基板10に撥インク剤を含む感光性樹脂組成物、または、その組成物を含む塗布液を塗布する方法を用いる。こn場合、塗布の方法としては、スピンコート法、スプレー法、スリットコート法、ロールコート法、回転塗布法、バー塗布法などを用いることが可能である。
また、撥インク剤を含む感光性樹脂組成物の層の膜厚は、最終的に得られる隔壁の高さが設計した値となるような厚さ、例えば、設計した値の10倍程度に設定する。
上記の層を形成する際には、図2中に示すように、必要に応じて、図2中に示すように、支持基板10上に形成された撥インク剤を含む感光性樹脂組成物の層11を乾燥させることが好ましい。これは、この層11を乾燥することによって、感光性樹脂組成物に必要に応じて添加された希釈剤(溶剤)が揮発し、粘着性の少ない塗膜が得られるためである。なお、図2は、支持基板10上に、撥インク剤を含むネガ型感光性樹脂組成物の層11を塗布し、必要に応じて乾燥させた後の状態を示す断面図である。
なお、感光性樹脂組成物に、希釈剤として溶剤が添加されていない場合には、上記の乾燥は必要でない。
次に、感光性樹脂組成物の層11の一部に露光を行う。
この露光は、例えば、図3中に示すように、所定パターンのマスク12を介して行うことが好ましい。この場合、照射する光13としては、可視光;紫外線;遠紫外線;KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、Kr2エキシマレーザー、KrArエキシマレーザー、Ar2エキシマレーザー等のエキシマレーザー;X線;電子線等が挙げられる。また、照射する光13としては、波長100〜600nmの電磁波が好ましく、300〜500nmの範囲に分布を有する光線がより好ましく、i線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)が特に好ましい。なお、図3は、支持基板10上の、乾燥後のネガ型感光性樹脂組成物の層11に、所定パターンのマスク12を介して光13を照射し、マスク12により切られた所定パターン部分のみを、光13が透過して支持基板10上のネガ型感光性樹脂組成物の層11に到達し、その部分のみが感光硬化する露光工程を示す断面図である。
ここで、光13の照射装置としては、公知の超高圧水銀灯やディープUVランプ等を用いることが可能である。この場合、露光量は、好ましくは、5〜1000mJ/cm2の範囲内であり、より好ましくは、10〜200mJ/cm2の範囲内とする。
上記の露光を行った後、現像液により現像し、ネガ型においては未露光部分を除去し、ポジ型においては露光部分を除去する。現像液としては、例えば、無機アルカリ類、アミン類、アルコールアミン類、第4級アンモニウム塩等のアルカリ類を含むアルカリ水溶液を用いることが可能である。
上記のように露光を行った後、現像液を用いて現像を行うことにより、ネガ型感光性樹脂組成物においては、図3中に示されるように、露光された部分以外が除去される事により、隔壁の構成が得られる。
次に、図1から図5を参照しつつ、図6を用いて、マイクロ波照射工程について説明する。
本実施形態の領域区画工程は、上述したように行われるが、本実施形態の製造方法においては、領域区画後の樹脂組成物の硬化を、図5中に示すように、樹脂組成物へマイクロ波16を選択的に照射する事によって行う。
ここで、マイクロ波16を照射する事によって発生する反応は、従来のオーブン等外部からの加熱反応に変わる手法であり、マイクロ波16を照射すると、発生する振動電界によって樹脂組成物の内部から急速な加熱昇温を起こす事が可能であり、オーブン中の熱反応と比べて、低温・短時間で反応を進行させる事が可能である。
ここで、周波数可変マイクロ波硬化装置においては、マイクロ波がその周波数を変化させながらパルス状に照射されるので、定在波を防ぐことが可能となり、支持基板10の面を均一に加熱することが可能である点で好ましい。さらに、周波数可変マイクロ波を用いて加熱すると、オーブンに比べて、硬化温度を下げても硬化膜物性が低下しないので好ましい。
この理由は、加熱温度が高い(300℃を超える温度)と、支持基板10全体に熱が伝導しやすくなり、樹脂組成物のみでなく、開口部にも熱が伝わり、樹脂組成物のみを選択的に加熱する事が困難になるためである。一方、加熱温度が130℃未満である場合、隔壁を構成する樹脂組成物の硬化が十分に促進されないために、隔壁に十分な耐溶剤性等が得られないうえ、撥インク剤も十分に発現しない可能性があるためである。
また、撥インク剤が偏在する隔壁表面の上層部においても、樹脂組成物の硬化が不十分であることから起こる問題、例えば、インクによる隔壁の膨潤等により、撥インク性が十分に顕れず、インクが隔壁に乗り上げる事で、隣接する画素同士のインクが混色するという問題が発生するおそれがある。
なお、支持基板10の温度は、赤外線やGaAsなどの熱電対といった公知の方法で測定する。
また、パルス状のマイクロ波16を1回に照射する時間は、条件によって異なるが、概ね10秒以下である。
上記の条件で樹脂組成物にマイクロ波16を照射して、樹脂組成物の硬化及び撥インク成分の樹脂層表面への偏在化をさせることにより、オーブンやホットプレートでの熱硬化反応と物性の差が無い撥インク性樹脂膜を作製することが可能となる。これに加え、上述した開口部への撥インク性付与を、抑制することが可能となる。
また、本実施形態の製造方法によるマイクロ波16照射後の隔壁の上面は、後述するインクジェット(IJ)工程を円滑に行うために、水の接触角が90°以上であることが好ましく、95°以上がより好ましい。
なお、実際の光学素子の隔壁の幅は、通常100μm以下であり、隔壁の上面の接触角を測定することは困難である。この場合は、実際の光学素子の隔壁の形成方法と同様の方法によって、幅が5mm以上である膜を形成して、その上面の接触角を測定するとよい。
次に、図1から図6を参照しつつ、図7を用いて、マイクロ波照射工程について説明する。
本実施形態の製造方法においては、マイクロ波照射工程を終了した後、支持基板10上の隔壁で仕切られた領域(ドット)30に対し、インクジェット法によりインクを注入してインク層を形成するインクジェット(IJ)工程を行う。
IJ工程の一例では、図7中に示すように、支持基板10上の隔壁14に囲まれた領域であるドット15に、インクジェット装置(図示せず)のインク供給ノズル18からインク19を供給して、インク層を形成する。なお、図7は、本実施形態の製造方法におけるIJ工程の一例を、模式的に示す断面図である。
上記のようにして製造される光学素子においては、隔壁は、十分な耐溶剤性及び耐熱性を有し、インクジェット法によるインク注入時のインク同士の混色の発生もなく、ドット内のインクに対する良好な濡れ性を確保することで、均一なインク層が形成されている。
次に、図1から図7を参照して、カラーフィルタの製造について説明する。
上述した光学素子の製造方法が好ましく適用される光学素子としては、具体的に、カラーフィルタ(図1参照)、有機EL表示素子等が挙げられる。
以下、光学素子を用いたカラーフィルタの製造について説明する。
上記のカラーフィルタにおいて、形成される画素の形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、4画素配置型等の公知のいずれの配列とすることも可能である。
画素の形成に用いられるインクは、主に着色成分とバインダー樹脂成分と溶剤とを含む。着色成分としては、耐熱性、耐光性などに優れた顔料及び染料を用いることが好ましい。また、バインダー樹脂成分としては、透明で耐熱性に優れた樹脂が好ましく、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
そして、上記の画素を形成した後、必要に応じて、保護膜層を形成する。この保護膜層は、表面平坦性を上げる目的と隔壁や画素部のインクからの溶出物が液晶層に到達するのを遮断する目的で形成することが好ましい。
また、溶媒としては、水系及び有機溶剤系を利用することが可能であるが、多材料の溶解性に優れる有機溶剤系が好ましい。さらに、経時安定性、乾燥性を考慮して適宜選択される。また、数種類の混合溶媒を用いても構わない。
すなわち、アクリル酸、メタクリル酸、トリメリット酸、メチルアクリレート、カプロラクトン、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーを用いることが可能である。
一方、熱重合性官能基を有する樹脂をバインダー成分として用いる場合、例えば、次に示すような、エチレン性不飽和結合とエポキシ基を含有するモノマーの1種または2種以上を重合させた単独重合体または共重合体を用いることができる。
これらのラジカル重合性を有する化合物は、単独で用いても、2種類以上混合してもよい。また、ラジカル重合性を有する化合物の量は、バインダー成分100重量部に対して1〜200重量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは50〜150重量部である。
また、上記の分散剤は、顔料を良好に分散させるために、インキ組成物中に必要に応じて配合される。分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を用いることが可能である。また、界面活性剤の中でも、以下に例示するような高分子界面活性剤(高分子分散剤)が好ましい。
なお、本実施形態のカラーフィルタは、さらに、必要に応じて保護層を形成しても構わない。これに加え、必要に応じて、透明導電層や液晶配向分割突起やフォトスペーサー、配向膜層を順次積層せしめ、例えば、薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介して、液晶表示装置を構成することも可能である。
なお、本実施形態の製造方法において、支持基板10上に、樹脂組成物からなり上部の表面に撥インク性を有する隔壁を形成する方法としては、支持基板10上に上述した構成の隔壁(撥インク性隔壁)が得られる方法であれば、特に制限されるものではない。
以下、本発明の第二実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
図8は、本実施形態における、光学素子を用いた有機EL表示素子の概略構成を示す断面図である。
以下、図8を参照して、有機EL表示素子の製造について説明する。
まず、透明基板100の面上に、公知の成膜技術を用いて回路素子層を形成した後、回路素子層上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)からなる陽極110を形成する。
次に、回路素子層及び陽極110上に、絶縁層(画素分離膜)120を形成した後、絶縁層120上に隔壁パターン130を形成し、上述したマイクロ波16の照射を行う。
その後、正孔注入層の材料を含んだ機能液を、公知の塗工手段(例えば、インクジェット装置やノズルプリント装置等)により、撥インク性が付与された隔壁パターン130により囲まれた開口部140に塗工して、加熱処理を行い、溶剤を揮発、乾燥、固化させ、正孔注入層160を形成する。
ここで、本実施形態の透明基板100としては、透明性や、耐熱性、寸法安定性、機械的強度の特性が満足するものであれば、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフィン、及びポリアクリレート等のプラスチックシート及びプラスチックフィルムなどでも良いが、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れるガラス基板を用いることが好ましい。
また、本実施形態の絶縁層120は、例えば、シリコン酸化膜(SiO2)や、シリコン窒化膜(SiN)を含んだ絶縁層を、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により、回路素子層及び陽極上を覆うように形成し、フォトリソグラフィー方式及びエッチング方式を用いて、発光領域に対応する領域に開口部140を設けて形成する。
フォトリソグラフィー法で隔壁パターンを形成する場合は、公知の手法により、感光性樹脂組成物を、絶縁層120上及び陽極110上に塗布して、所望パターンのフォトマスクを介して露光処理し、現像して不要部分を除去することで形成する。
また、上記の感光性樹脂組成物としては、ポリイミド前駆体、アクリレート、メタクリレート、ノボラック樹脂、アクリル樹脂等と感光剤、増感剤、添加剤、溶剤等から調製されるものを用いることが可能である。これ以外にも、耐熱性、耐溶剤性、絶縁性を有し、発光材料の発光特性に悪影響を与えない材料であれば、特に限定されず、ネガ型、ポジ型いずれの感光性樹脂組成物でも利用することが可能である。
以下、図1から図8を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、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。
(カラーフィルタの実施例)
(隔壁作製工程)
透明ガラス基板(コーニング社製「1737」)上に、黒色のネガ型感光性樹脂組成物として、黒色のネガ型感光性樹脂組成物(新日鐵化学社製「V259−BK739P」)にフッ素化合物(大日本インキ化学工業社製「F179」)を固形分質量比で0.5%添加したものを用いたものを塗布し、100℃のホットプレート上で2分間プレベークした後、露光、現像を行った。硬化は、樹脂組成物に対して、選択的に、以下に記載する方法にてマイクロ波を照射する事で、膜厚約3μmの隔壁パターンを作製した。
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用いて、マイクロ波出力を20W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度180℃で、10分間加熱処理した。
(本発明例2)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用いて、マイクロ波出力を40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度180℃で、20分間加熱処理した。
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用いて、マイクロ波出力40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度200℃で、10分間加熱処理した。
(本発明例4)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用いて、マイクロ波出力を40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし 、温度230℃で、10分間加熱処理した。
(比較例1)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度230℃で、20分間加熱処理した。
(比較例2)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度230℃で、40分間加熱処理した。
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度200℃で、40分間加熱処理した。
(比較例4)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、温度200℃で、60分間加熱処理した。
(比較例5)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度180℃で、60分間加熱処理した。
そして、100℃のホットプレート上で3分間加熱してプレベークし、高圧水銀ランプにより3000mJ/cm2の紫外線照射処理を行った後、熱風式焼成炉内において、温度240℃で30分のポストベーク処理を行い、実施例1〜5及び比較例1〜5のカラーフィルタを製造した。
赤色顔料としては、C.I.PigmentRed254“イルガフォーレッドB−CF”(チバスペシャルティケミカル社製)を20重量部と、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを100重量部と、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部の共重合体)を23重量部と、メチル化メラミン樹脂“ニカラックMW−30”(三和ケミカル社製)を5重量部と、ペンタエリスリトールテトラアクリレート“アロニクスM−450”(東亞合成社製)を5重量部と、光重合開始剤“イルガキュア907”(チバスペシャリティケミカル社製)を1重量部用いた。
緑色顔料としては、C.I.PigmentGreen36“リオノールグリーン6YK”(東洋インキ製造社製)を20重量部と、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを100重量部と、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部の共重合体)を23重量部と、メチル化メラミン樹脂“ニカラックMW−30”(三和ケミカル社製)を5重量部と、ペンタエリスリトールテトラアクリレート“アロニクスM−450”(東亞合成社製)を5重量部と、光重合開始剤“イルガキュア907”(チバスペシャリティケミカル社製)を1重量部用いた。
青色顔料としては、C.I.PigmentBlue15:6“ヘリオゲンブルー”(BASF社製)を20重量部と、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを100重量部と、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部の共重合体)を23重量部と、メチル化メラミン樹脂“ニカラックMW−30”(三和ケミカル社製)を5重量部と、ペンタエリスリトールテトラアクリレート“アロニクスM−450”(東亞合成社製)を5重量部と、光重合開始剤“イルガキュア907”(チバスペシャリティケミカル社製)を1重量部用いた。
透明ガラス基板上に、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタと、その上方に形成された画素電極とを備えたアクティブマトリクス基板を用い、その上にシリコン窒化膜をCVD成膜してエッチング処理し、画素電極の端部を被覆する形で、格子状の絶縁層パターンを形成した。
さらに、ポジ型感光性樹脂組成物(日本ゼオン社製「ZWD6216−6」)フッ素化合物(大日本インキ化学工業社製「F179」)を固形分質量比で0.5%添加を塗布し、100℃のホットプレート上で2分間プレベークした後、露光、現像を行った。
(実施例5)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用いて、マイクロ波出力を20W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度180℃で、20分間加熱処理した。
(実施例6)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用い、マイクロ波出力40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度180℃で、30分間加熱処理した。
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用い、マイクロ波出力40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度200℃で、20分間加熱処理した。
(実施例8)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、マイクロ波炉を用い、マイクロ波出力40W/cm2とし、マイクロ周波数を2.45GHzとし、温度230℃で、20分間加熱処理した。
(比較例6)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度230℃で、30分間加熱処理した。
(比較例7)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度230℃で、60分間加熱処理した。
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度200℃で、60分間加熱処理した。
(比較例9)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度200℃で、120分間加熱処理した。
(比較例10)
上記のようにパターニングした樹脂組成物を、クリーンオーブンにて、温度180℃で、120分間加熱処理した。
その後、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度0.5%になるようにテトラリンに溶解させたインクを用い、上記と同様に、インクジェット方式にて塗工し、窒素雰囲気下にて200℃のホットプレート上で15分間加熱して、10nmの膜厚のインターレイヤーを形成した。
その後、電子注入層として、真空蒸着法でカルシウムを厚さ10nmで成膜し、さらに、対向電極として、アルミニウム膜を厚さ150nmで成膜した後、封止材として、ガラス板を、発光領域全てをカバーするように載せて、約90℃で1時間接着剤を熱硬化して封止を行い、有機ELを製造した。
さらに、上記の本発明例5〜8及び比較例6〜10の有機ELに対し、電極間に電圧を印加して、発光状態を評価した。
さらに、比較例6及び8は、隔壁部にて十分撥インク性が発現する為の熱量に達しておらず、隔壁部の撥インク性が不十分となった為、表2中に示すように、隔壁パターンから正孔注入層インク、インターレイヤーインク、発光層インクが溢れ出た画素にて発光色が変化したり、発光ムラが生じたりして、表示状態の悪化も同時に見られた。
これに対し、本発明例5〜8の有機ELは、表2中に示すように、いずれも、均一な発光が得られ、良好な表示状態であった。
2 白抜け
10 支持基盤
11 感光性樹脂組成物層
12 マスク
13 光
14 隔壁
15 領域
16 マイクロ波
17 撥インク
18 インク供給ノズル
19 インク
20 隔壁パターン(隔壁)
21 隔壁パターンの表面
22 隔壁パターンの側面
30 領域
40 着色層
100 透明基板
110 陽極
120 絶縁層
130 隔壁パターン
140 開口部
160 正孔注入層
170 発光層
180 陰極
190 封止
Claims (16)
- 樹脂硬化物により形成され且つ支持基板の面上を複数の領域に区画する隔壁と、前記複数の領域にそれぞれ形成された複数の画素と、を有する光学素子であって、
前記隔壁は、前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画し且つ撥インク性を有する樹脂組成物にマイクロ波を照射することにより前記樹脂組成物の硬化を促進させて形成されることを特徴とする光学素子。 - 前記照射マイクロ波の出力は、10W/cm2以上2000W/cm2以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載した光学素子。
- 前記照射マイクロ波は、パルス状に照射されることを特徴とする請求項1または2に記載した光学素子。
- 前記樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、感光剤及び撥液材料を含有していることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載した光学素子。
- 前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料は、フッ素系及びケイ素系の材料であることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載した光学素子。 - 前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記支持基板の面上は、前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成、露光、現像を、順に行うことにより、前記複数の領域に区画されることを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項に記載した光学素子。 - 前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料は、少なくともフッ素系の材料を含有し、
前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記支持基板の面上は、少なくとも前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成を行うことにより前記複数の領域に区画され、
前記マイクロ波は、前記フッ素系の材料を前記感光性樹脂組成物による層の表面に偏在化させるように照射されることを特徴とする請求項1から6のうちいずれか1項に記載した光学素子。 - 前記光学素子は、カラーフィルタ、有機EL表示素子、有機TFTアレイのうちいずれかに用いられることを特徴とする請求項1から7のうちいずれか1項に記載した光学素子。
- 樹脂硬化物により形成され且つ支持基板の面上を複数の領域に区画する隔壁と、前記複数の領域にそれぞれ形成された複数の画素と、を有する光学素子の製造方法であって、
撥インク性を有する樹脂組成物により前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画する領域区画工程と、
前記領域区画工程で前記支持基板の面上を前記複数の領域に区画した樹脂組成物にマイクロ波を照射して、前記樹脂組成物の硬化を促進させるマイクロ波照射工程と、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 前記照射マイクロ波の出力を、10W/cm2以上2000W/cm2以下の範囲内とすることを特徴とする請求項9に記載した光学素子の製造方法。
- 前記照射マイクロ波を、パルス状に照射することを特徴とする請求項9または10に記載した光学素子の製造方法。
- 前記樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂、感光剤及び撥液材料を含有することを特徴とする請求項9から11のうちいずれか1項に記載した光学素子の製造方法。
- 前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料を、フッ素系及びケイ素系の材料とすることを特徴とする請求項9から12のうちいずれか1項に記載した光学素子の製造方法。 - 前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記領域区画工程では、前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成、露光、現像を、順に行うことを特徴とする請求項9から13のうちいずれか1項に記載した光学素子の製造方法。 - 前記樹脂組成物は、少なくとも撥液材料を含有し、
前記撥液材料は、少なくともフッ素系の材料を含有し、
前記樹脂組成物は、感光性樹脂組成物であり、
前記領域区画工程では、少なくとも前記支持基板上への前記感光性樹脂組成物による層の形成を行い、
前記マイクロ波照射工程では、前記フッ素系の材料を前記感光性樹脂組成物による層の表面に偏在化させるように、前記マイクロ波を照射することを特徴とする請求項9から14のうちいずれか1項に記載した光学素子の製造方法。 - 前記光学素子を、カラーフィルタ、有機EL表示素子、有機TFTアレイのうちいずれかに用いることを特徴とする請求項9から15のうちいずれか1項に記載した光学素子の製造方法。
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CN111752107A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 三星显示有限公司 | 真空干燥器 |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2006030413A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd | マイクロ波硬化用ポジ型感光性樹脂組成物、及びこれを用いた電子部品 |
JP2007171616A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Able:Kk | カラーフィルタの製造方法およびこの方法に用いるカラーフィルタの製造システム |
WO2007148689A1 (ja) * | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Toppan Printing Co. , Ltd. | 隔壁パターン付き基板およびその製造方法 |
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- 2011-03-29 JP JP2011073531A patent/JP2012208291A/ja active Pending
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