JP4620139B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、スクリーン印刷法を用いた、フルカラーの液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタの製造方法に関するものである。
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。
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。
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを3回繰り返すことによりR、G、およびBのカラーフィルタ層を形成する。
また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を3回繰り返すことにより、R、G、およびBのカラーフィルタ層を形成する。
しかしながら、いずれの方法も、R、G、およびBの3色を着色するために、フォトリソグラフィー工程を3回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精細なカラーフィルタを低コストで製造することが可能な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。
上記目的を達成するために、本発明は、請求項1に記載するように、固形分比で24重量%〜95重量%の範囲内で顔料を含有する着色層形成用インク組成物を用い、スクリーン印刷法によりパターン状の着色層を形成するカラーフィルタの製造方法であって、上記スクリーン印刷法に用いられるスクリーン印刷用版が、紗と、紗の隙間に充填され紗の表面を平坦化させる平坦化層と、上記平坦化層の基板側の表面に形成されたバッククッション層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を提供する。本発明においては、スクリーン印刷法によりカラーフィルタを製造するものであることから、カラーフィルタの着色層形成用インク組成物に上述したような範囲内の高濃度で顔料を含有させることが可能となる。よって、発色性の良好なカラーフィルタを製造することが可能となる。
また、このようにバッククッション層を形成することにより、スクリーン印刷後にこのバッククッション層の反発性により、非常に良好な版離れがなされる。これにより着色層形成用のインクの裏回り付着といった不具合を防止することができることから、スクリーン印刷に際して非常に高い解像性を発揮することが可能であり、高精細な着色層パターンを形成することができる。
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、上記バッククッション層の硬度が、針侵入硬度で30〜65の範囲内であることが好ましい。このようにバッククッション層を上述した範囲内の硬度とすることにより、上記バッククッション層の反発性を最適値とすることができるからである。
上記請求項1または請求項2に記載の発明においては、請求項3に記載するように、上記バッククッション層と平坦化層との間に第1接着層を有し、上記第1接着層の硬度が、針侵入硬度で30未満であることが好ましい。上記バッククッション層は、所定の硬度を有する必要性があることから、紗に充填・形成されている平坦化層との密着性に乏しい場合がある。また、平坦化層の材料や物性等にも依存するものではあるが、バッククッション層はスクリーン印刷時の転写に際して、裏回り防止のためには基板に対して平行に密着する必要がある。このような必要性に対処するためには、上述した範囲の硬度を有する第1接着層を形成することが好ましいのである。
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、上記平坦化層の基板と逆側の表面に感光性高分子層が形成されていることが好ましい。このように、基板と逆側の表面に感光性高分子層を形成することにより、現像時の解像性を向上させることが可能となる。したがって、高精細な着色層パターンを有するカラーフィルタを製造することができる。
上記請求項1から請求項4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5に記載するように、上記バッククッション層に、ドライフィルムレジストを用いてもよい。バッククッション層は比較的膜厚が厚いことから、塗工液を塗布して形成するよりもこのようなドライフィルムを用いることが好ましい場合があるからである。
上記請求項1から請求項5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、上記スクリーン印刷用版に用いられているスクリーン印刷用紗における実印刷領域における紗バイアス角度が、31°以上45°未満であることが好ましい。本発明においては、従来23°〜24°であった紗バイアス角度を上述した範囲とすることにより、紗内へのインクの落としこみが良好となり、これにより高精細な着色層パターンの形成が可能となるからである。
上記請求項6に記載された発明においては、請求項7に記載するように、上記スクリーン印刷用紗のメッシュ開口幅が5μm〜85μmの範囲内であることが好ましい。高精細なカラーフィルタの着色層パターンを形成するためには上述したようなメッシュ開口幅を有する紗を用いることが好ましいからである。
上記請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載の発明においては請求項8に記載するように、上記紗がメタル紗であり、このメタル紗の基板側の面が、研削されて平坦化されていることが好ましい。上述したように、バッククッション層は印刷時に基板と平行に密着する必要がある。したがって、このように基板側の面を研削して平坦化することにより、その表面に形成されるバッククッション層が、基板に対して平行に密着することが可能であるので、着色層パターン形成時のインキの裏面回りを防止することが可能であり、より高精細な着色層パターンを形成することが可能となるからである。
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においては、請求項9に記載するように、上記着色層形成用インク組成物が、少なくともバインダ成分と、上記バインダ成分に分散された顔料とを含有するものであり、粘度測定法として回転粘度計測定法を用いた場合に、測定部の形状が円錐−円板型の試料容器を用い、温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値が、30,000MPa〜100,000MPaの範囲内であり、かつシェアレート20S−1での測定値が、2,000MPa〜7,000MPaの範囲内である着色層形成用インク組成物であることが好ましい。
このような着色層形成用インク組成物を用いることにより、スキージによりインクを落とし込む状態、すなわちシェアレート20S−1(高速状態)における粘度が上述したような比較的低い粘度の範囲内であるので、スクリーン印刷用版内に正確にインクを落とし込むことが可能となる。またスクリーン印刷用版から基板へとインクが転写される状態、すなわちシェアレート10S−1(低速状態)における粘度が上述したような比較的高い粘度の範囲であるので、転写時にインクがスクリーン印刷用版の裏に回る等の不具合がなく、正確な転写を行うことが可能となる。したがって、高精細な着色層のパターンを形成することが可能となるからである。
上記請求項9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、上記バインダ成分が、下記化学式(1)で示されるモノマー成分を5モル%〜95モル%の範囲内で有し、かつ下記化学式(2)で示されるモノマー成分を5モル%〜85モル%の範囲内で有し、さらにポリスチレン換算重量平均分子量が10,000〜1,000,000の範囲内であるアクリル共重合体であることが好ましい。
Figure 0004620139
(ここで、Rは、水素または炭素数1〜5のアルキル基を示す。Rは、芳香族もしくは脂環式化合物である。)
バインダとして、このようなアクリル共重合体を用いることにより、より高精細な着色層のパターニングが可能となるからである。
上記請求項10に記載された発明においては、請求項11に記載するように、上記着色層形成用インク組成物が、エポキシアクリレート樹脂組成物を固形分重量比で3重量%〜55重量%の範囲内で含有することが好ましい。このように、エポキシアクリレート樹脂組成物を含有させることにより、着色層形成用インク組成物の基材に対する密着性が向上するからである。
上記請求項10または請求項11に記載された発明においては、請求項12に記載するように、上記着色層形成用インク組成物が多官能アクリルアクリレートモノマーと光重合開始剤とを含有するものであることが好ましい。このような組成することにより、スクリーン印刷後に露光することで硬化させることが可能となり、工程面で有利となるからである。
上記請求項1から請求項12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13に記載するように、得られる着色層ラインの幅が、5μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。このような高精細な着色層パターンを形成するところに本発明の特徴があるからである。
本発明においては、スクリーン印刷法によりカラーフィルタを製造するものであることから、カラーフィルタの着色層形成用インク組成物に高濃度で顔料を含有させることが可能となる。よって、発色性の良好なカラーフィルタを製造することが可能となる。また、従来の顔料分散法と比較すると、フォトリソグラフィー工程が一切無いことから、原料の無駄や廃液の処理等の問題が生じない。さらに、得られる着色層の断面の形状が、テーパー形状となることからその上に透明電極層等を形成した場合に、断線等の可能性を低減することができる。さらにまた、得られるカラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合、フォトリソグラフィー工程を経ずに着色層が形成されていることから、アルカリ成分等の不純物が無く、したがって電圧保持率が高いといった利点を有するものである。
本発明は、上述したように、カラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタを含むものである。これらについて、項目を分けて説明する。
A.カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は、固形分比で24重量%〜95重量%の範囲内で顔料を含有する着色層形成用インク組成物を用い、スクリーン印刷法によりパターン状の着色層を形成することを特徴とするものである。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、このようにスクリーン印刷法により着色層パターンを形成するものであるので、着色層形成用インク組成物内の顔料の含有量を上述したような範囲内とすることが可能となる。これにより、高透明で且つ発色性に優れたカラーフィルタとすることができる。また、スクリーン印刷法により形成された着色層は、一般的には基板側の幅が広く、表面側にいくにしたがって徐々に幅が狭くなるようなテーパー状に形成される。したがって、この上に例えばITO電極等を形成した場合でも、断線の可能性を低くすることが可能となる。さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法により得られるカラーフィルタは、フォトリソグラフィー法による現像工程が不要であり、このため不純物を含有する可能性が極めて低いものである。したがって、液晶表示装置として用いた場合に、着色層として液晶層内の液晶材料に悪影響(例えば、電圧保持率の低下等)を与えるような不純物を含まないといった利点を有するものである。
1.着色層形成用インク組成物
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、カラーフィルタの製造に際してスクリーン印刷に好適な着色層形成用インク組成物を用いる。
(1)粘度
本発明に用いられる着色層形成用インク組成物の粘度は、特に限定されるものではないが、温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値としては、好ましくは30,000MPa〜100,000MPaの範囲内であり、特に60,000MPa〜80,000MPaの範囲内であることが好ましい。
この温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値は、カラーフィルタ製造に際してのスクリーン印刷時にスクリーン印刷用版内に着色層形成用インク組成物が既に落とし込まれた状態、すなわち低速状態での粘度に相当するものである。したがって、粘度が上記範囲より大きい場合は、スクリーン印刷版内に充填された着色層形成用インク組成物が転写時に抜け切れない可能性があることから好ましくない。また、粘度が上記範囲より小さい場合は、スクリーン印刷版内に充填された着色層形成用インク組成物がスクリーン印刷用版の裏に回り込む等の不具合が生じる可能性があることから好ましく無い。
さらに、本発明に用いられる着色層形成用インク組成物における温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート20S−1での測定値としては、特に限定されるものではないが、好ましくは2,000MPa〜7,000MPaの範囲内であり、特に3,000MPa〜5,000MPaの範囲内であることが好ましい。
上記温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート20S−1での測定値は、カラーフィルタ製造に際してのスクリーン印刷時にスキージにより着色層形成用インク組成物をスクリーン印刷用版内に落とし込む状態、すなわち高速状態での粘度にするものである。したがって、粘度が上記範囲より大きい場合は、スキージによるスクリーン印刷版内のすべての孔へのインクの落とし込みが完全に行われない可能性があるため好ましくなく、粘度が上記範囲より小さい場合は、スクリーン印刷用版とスキージとの間に着色層形成用インク組成物が入り込み、印刷抵抗を増加させる等の不具合が生じる可能性があることから好ましくない。
上記粘度測定法として、回転粘度計測定法において、測定部の形状が円錐−円板型の試料容器を用い、温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値およびシェアレート20S−1での測定値を所定の範囲として決定した。
具体的には、回転粘度計を用いる。回転粘度計は、測定部の形状に従って二重円筒型、円錐−円板型、平行円板型等に分類される。それぞれについて、せん断速度、せん断応力が求められるが、二重円筒型、平行円板型は試料容器内でせん断速度が一義的に求められないといった欠点がある。一方、せん断速度により粘度が異なるようなものの時、中心からの距離によりせん断速度が異なる平行円板型のようなものより、円錐−円板型の方が良い。詳細及び測定方法等に関しては、「化学者のためのレオロジー」(小野木重治著、化学同人、1982年)や、本測定方法は、学会準拠で公知であることから、例えば日本レオロジー学会誌(甘利武司、渡辺鋼市郎、10、147、(1982))を参照されたい。
(2)組成
本発明に用いられる着色層形成用インク組成物は、少なくとも顔料およびバインダ成分を有するものである。
a.顔料
この着色層形成用インク組成物は、固形分比で24重量%〜95重量%の範囲内で顔料が配合されており、好ましくは、25重量%〜93重量%の範囲内、特に27重量%〜90重量%の範囲内で配合されていることが好ましい。上記範囲より顔料の含有量が高い場合は、着色層形成用インク組成物の粘度が高すぎてスクリーン印刷に際して、スクリーン印刷用版の孔にインクを十分に充填できない可能性があることから好ましくない。一方、上記範囲より顔料の含有層中が低い場合は、高発色性を有するカラーフィルタとすることができないといった可能性があることから好ましくない。
本発明に用いられる顔料としては、好適には加工された顔料、例えばアクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、マレイン酸樹脂及びエチルセルロースからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂中に顔料を細かく分散することにより製造した粉体又は糊料生成物である。
赤色顔料は、例えば、アントラキノンタイプ顔料単独、ペリレンタイプ顔料単独、又はそれらの少なくとも1種からなる混合物、及びジアゾタイプ黄顔料又はイソインドリノンタイプ黄色顔料、特にC.I. Pigment Red 177単独、C.I. Pigment Red 155単独又はC.I. Pigment Red 177、C.I. Pigment Red 155及びC.I. Pigment Yellow 83又はC.I. Pigment Yellow 139(”C.I.”は、当業者に既知であり公然と入手し得るthe Color Indexを参照)の少なくとも1種からなる混合物を含む。
顔料の別の適切な例は、C.I. Pigment Red 105, 144, 149, 176, 177, 185, 202, 209, 214, 222, 242, 254, 255, 264, 272及びC.I. Pigment Yellow 24, 31, 53, 83, 93, 95, 109, 110, 128, 129, 138, 139, 166及びC.I. Pigment Orange 43である。
緑色顔料は、例えばハロゲン化フタロシアニンタイプの顔料単独、又はジアゾタイプ黄色顔料若しくはイソインドリノンタイプ黄色顔料との混合物、特にC.I.Pigment Green 7単独、C.I. Pigment Green 36単独、C.I. Pigment Green 37単独、又はC.I. Pigment Green 7、C.I. Pigment Green 36、C.I. Pigment Green37、 C.I. Pigment Green 136及びC.I. Pigment Yellow 83若しくはC. I. Pigment Yellow 139の少なくとも1種との混合物を含む。他の適切な緑色顔料は、C.I. Pigment Green 15及び25である。
青色顔料の適切な例は、単独、又はジオキサジンタイプ紫色顔料と組み合わせて用いられるフタロシアニンタイプ顔料であり、例えばC.I. Pigment Blue 15:3及びC.I. Pigment Violet 23の組み合わせである。青色顔料の別の例は、例えばC.I. Blue 15:3, 15:4, 15:6, 16及び60、すなわちフタロシアニンCI Pigment Blue 15:3又はフタロシアニンC.I. Pigment Blue 15:6である。他の適切な顔料は、例えばC.I. Pigment Blue 22, 28, C.I. Pigment Violet 14,19, 23, 29, 32,37, 177及びC.I. Orange 73である。
本発明においては、2種以上の顔料の組み合わせもまた用いることができる。カラーフィルタのために特に適切なものは、上記顔料を樹脂中に細かく分散することにより製造した粉体様加工された顔料である。
b.バインダ成分
本発明に用いられる着色層形成用インク組成物の他の必須成分として、バインダ成分を挙げることができる。
本発明におけるバインダ成分は、上記微粒子が分散されるものであれば特に限定されるものではないが、顔料が分散された後に上述したような粘度特性を有することができるものが好ましい。例えば、バインダとして溶剤中に溶解した高分子材料を用い、後工程で溶剤を除去するようにしてもよく、またバインダとしてモノマー成分を用い、後工程で硬化させるようにしてもよく、さらには、これらを組み合わせたものであってもよい。
(アクリル共重合体)
本発明において、好適に用いられるバインダ成分としては、アクリル共重合体が好適に用いられる。アクリル共重合体をバインダとして用いれば、後述するように光重合開始剤や多官能アクリレートモノマー等を用いることにより、容易に光重合性を付与することが可能となるからである。
本発明においては、中でも、下記化学式(1)に示されるモノマー成分を含有するものであることが好ましい。
Figure 0004620139
ここで、上記化学式(1)におけるR(化学式(2)も同様である。)は、水素、または炭素数1〜5のアルキル基であり、アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基等が例示される。
この化学式(1)で示されるモノマー成分を導入するために使用されるモノマー成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、2−カルボキシ−1−ブテン、2−カルボキシ−1−ペンテン、2−カルボキシ−1−ヘキセン、2−カルボキシ−1−ヘプテン等が例示される。この化学式(1)で示されるモノマー成分の含有量としては、5モル%〜95モル%の範囲内、特に10モル%〜85モル%の範囲内、中でも15モル%〜70モル%の範囲内とすることが好ましい。
また、本発明に用いられるアクリル共重合体は、少なくとも下記化学式(2)に示されるモノマー成分を含有するものであることが好ましい。
Figure 0004620139
ここで、上記化学式(2)中のRは、フェニル基、ナフチル基等の芳香族および脂環式化合物が例示される。この構造単位を導入するために使用される単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン等であり、また、芳香族環は塩素、臭素等のハロゲン原子、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基、ジアルキルアミノ基等のアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、スルフォン酸基、燐酸基等で置換されていてもよい。
この化学式(2)で示されるモノマー成分は、本発明に用いられるアクリル共重合体に硬度等の機械的な物性を向上させる成分である。
本発明において、化学式(2)で示されるモノマー成分の含有量は、スクリーン印刷により得られる印刷物が要求される物性等に応じて調整され、5モル%〜85モル%の範囲内、特に7モル%〜80モル%の範囲内、中でも10モル%〜75モル%の範囲内とすることが好ましい。
本発明に用いられるアクリル共重合体としては、少なくとも上記化学式(1)および化学式(2)で示されるモノマー成分を有するものであれば、他のモノマー成分が含まれていてもよい。例えばウレタンアクリレートで、脂肪族ウレタンアクリレート、芳香族ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、アルコキシアクリレートが用いられる。
上述したようなモノマー成分を重合させて得られるアクリル共重合体の分子量としては、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、単に「重量平均分子量」または「Mw」という。)で、10,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、特に20,000〜100,000の範囲のものとされることが好ましい。
重量平均分子量が上記範囲を外れる場合は、着色層形成用インク組成物とした場合に、粘度を上記範囲内とならない可能性があるからである。
(アクリル共重合体の製造方法)
上述した化学式(1)および(2)で示されるモノマー成分は、それぞれ例示したものを単独でも、また混合して使用してもよい。
このような化学式(1)および(2)で示されるモノマー成分、および必要に応じて加えられる他のモノマー成分を有する特定の重合体を製造するために用いられる重合用溶媒としては、水酸基、アミノ基等の活性水素を有しない溶媒が好ましく、例えばテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート等のセロソルブエステル類やプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸−3−メトキシブチル等が挙げられ、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類等も用いることができる。
また、重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものを使用することができ、その具体例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルオキシピバレート、1,1’−ビス−(tert−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物、および過酸化水素が挙げられる。ラジカル重合開始剤として過酸化物を使用する場合には、これと還元剤とを組み合わせてレドックス型重合開始剤として使用してもよい。
このようなアクリル共重合体の製造方法においては、重量平均分子量を調節するために、分子量調節剤を使用することができ、例えば、クロロホルム、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素類、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド等のキサントゲン類、ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
また、得られるアクリル共重合体は、上述した化学式(1)および(2)、さらには必要に応じて添加される他のモノマー成分のランダム共重合体およびブロック共重合体のいずれであってよい。
ランダム共重合体の場合には、各モノマー成分、触媒からなる配合組成物を、溶剤を入れた重合槽中に80〜110℃の温度条件で2〜5時間かけて滴下し、熟成させることにより重合させることができる。
(他のバインダ成分)
上記アクリル共重合体の例は、光硬化性とする場合に好ましい例であるが、本発明においては、光硬化性に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂組成物として、硬化後の膜強度が保持できるようなバインダ成分を用いることもできる。
例えば、ポリカーボネート、メチルフタレート単独重合体または共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、アクリロニトリル/スチレン共重合体、ポリ(−4−メチルペンテン−1)等を挙げることができる。
さらに、インキの弾性力や耐衝撃性を改善するために、変性エポキシ樹脂、例えばアクリロニトリル、ブタジエン共重合体(NBR)を結合させた変性エポキシ、クロロプレン系樹脂、接着力を改善するために、シアノアクリレート系樹脂、さらには水系用途の改善をするために、スチレン/ブタジエン乳化共重合体、エチレン/酢酸ビニル乳化共重合体、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、ブタジエン乳化共重合体等を使用しても良い。さらには、ポリウレタン樹脂、アルキッド樹脂、環化ゴム、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル樹脂等を添加しても良い。
c.その他の成分
本発明に用いられる着色層形成用インク組成物の他の成分としては、以下のものを挙げることができる。
(多官能アクリルアクリレートモノマー)
バインダ成分として、上記アクリル共重合体を用いた場合は、後述する光重合開始剤と共に多官能アクリレートモノマーを用いることにより光硬化性とすることが可能であることから好ましいといえる。これは、塗布された着色層形成用インク組成物に光重合性を付与することができるため、スクリーン印刷後の簡便な工程でカラーフィルタを製造することができるからである。また、このように露光により硬化を完了することができることから、熱硬化の場合等と比較して、基材の熱による劣化を防止することができる。特に樹脂製基材の場合等においては、好ましいといえる。
このような2官能以上の多官能光重合性アクリレートモノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETTA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)のエチレンオキシド3モル付加物、エチレンオキシド6モル付加物、プロピレンオキシド3モル付加物、プロピレンオキシド6モル付加物等を挙げることができる。
その他、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ステアリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート等も挙げることができる。
本発明においては、上記多官能アクリルアクリレートモノマーを添加する場合は、着色層形成用インク組成物中に固形分比3重量%〜50重量%、好ましくは5重量%〜20重量%の範囲内で含有される。
(光重合開始剤)
本発明においては、上記多官能アクリレートモノマーと共に光重合開始剤を用いることが、上記多官能アクリレートモノマーにおいて説明したものと同様の理由により好ましいといえる。
具体的には、ハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、紫外線により光重合性モノマーの重合性基を重合させるラジカルを発生させることができる化合物であり、単独または複数組み合わせて使用される。
このような光重合開始剤としては、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ノン−1、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、2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール、2,4−ジエチルチオキサントン、4,4−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等を挙げることができる。このような重合開始剤は、着色層形成用インク組成物中に固形分比0.1重量%〜20重量%の範囲で含有されることが好ましい。
さらに、上記重合性化合物を光照射により速やかに反応させる為には、別の光重合開始剤や増感剤あるいは色素を添加することが一般的である。この様な光重合開始剤は上記重合性化合物に溶解あるいは相溶し、均一に混合される事が好ましい。この様な光重合性開始剤としてはベンゾフェノン、ベンゾインアルキルエーテル、ミヒラーズケトン、ベンジル、ベンジルジアルキルエーテル、ターシャルブチルアントラキノン等のアントラキノン類、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン誘導体等が挙げられる。さらに、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等の光重合促進剤を混合しても良い。これらは、ベンゾフェノン系やチオキサントン系を用いた場合の重合硬化速度を速める上で効果的である。上記光重合性開始剤は、エチレン性不飽和基を有する化合物100重量部に対して、一般に1〜10重量部の割合で配合される。
(エポキシアクリレート樹脂組成物)
本発明においては、その他に基材との密着性を向上させるためにエポキシアクリレート樹脂組成物を添加してもよい。
本発明において用いることができるエポキシアクリレート樹脂組成物としては、オルソクレゾールノボラック型、ビスフェノールAノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールA型のエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂等を挙げることができる。
このようなエポキシアクリレート樹脂組成物は、着色層形成用インク組成物中に固形分比1重量%〜20重量%、好ましくは3重量%〜15重量%で含有されることが好ましい。エポキシアクリレート樹脂組成物の含有量が上記範囲より少ない場合は、着色層と基板との間に十分な密着性を付与することができず、一方、エポキシアクリレート樹脂組成物の含有量が上記範囲を越えると、着色層形成用インク組成物の保存安定性、現像適性が低下するので好ましくない。
また、エポキシアクリレート樹脂組成物は、着色層形成用インク組成物の乾燥塗膜のタックを除去するためにも有効であり、添加量3重量%程度で十分な効果が発現する。
本発明においては、上記エポキシアクリレート樹脂組成物に替えて、もしくは上記エポキシアクリレート樹脂組成物と共に用いることにより、基材との密着性を向上させる下記化学式(3)で示される成分を添加することが好ましい。
Figure 0004620139
(ここで、Xはメチル基もしくは水素原子を示し、Rはアルキル基もしくはヒドロキシアルキル基を示す。)
このような化合物としては、具体的には、カチオン併用可能である部分エポキシ変性アクリレートEB3605(UVAC 1561,ダイセルUCB(株)製)、金属への密着性の向上が可能であるリン酸エポキシアクリレートのRDX63182(ダイセル工業(株)製)、酸含有メタクリル化合物であるEbecryl 168(ダイセル工業(株)製)が挙げられ、ノボラックエポキシアクリレートと多官能アクリレートモノマーの組み合わせの例として、EB629、30%TMPTAおよび5%HEMAによるもの、EB1629、40%TMPTAおよび28%HEMAによるもの、EB3603および20%トリプロピレングリコールジアクリレート(TPRGDA)によるもの等を挙げることができる。
上記化学式(3)で示される成分は、着色層形成用インク組成物中に固形分比1重量%〜65重量%、好ましくは5重量%〜55重量%の範囲内で含有されることが好ましい。添加量が上記範囲より少ない場合は、エポキシ基に基づく基板密着性及びインキ弾性力が低く、版離れやインキ転移効率の低下となるからである。また、添加量が上記範囲より多い場合には、インキ膜硬化度が高すぎるため、パターン形成後のUVおよび/または熱による乾燥により、部分的なひび割れや、応力によるそりが生じる結果となる。また、エポキシ含有量が高まると透明性が損なわれ、淡黄色に着色することから、正確な着色を得ることができない可能性があるからである。
(分散剤)
本発明においては、比較的多量の顔料をバインダ成分に分散させること好ましいことから、分散剤が好適に用いられる。具体的には、スチレン/ブチルスチレン共重合物、長鎖ポリアミノアマイド燐酸塩、ポリアマイド、高分子量ポリカルボン酸塩、酢酸オレイルアミン、テトラアルキルアンモニウム塩、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸アミノオレエート、リン酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等を挙げることができる。このような分散剤は、微粒子100重量部に対して30〜100重量部の範囲で含有させることができる。
(溶剤)
また、上記着色層形成用インク組成物に用いられる溶剤としては、所望により配合される添加剤成分を分散または溶解し、かつこれらの成分と反応せず、適度の揮発性を有するものである限り、適宜に選択して使用することができる。
このような溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン等のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、4−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸i−プロピル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸n−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のカルボン酸アミド類等を挙げることができる。これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
さらに、前記溶剤とともに、ベンジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート等の高沸点溶剤を併用することもできる。これらの高沸点溶剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
前記溶剤のうち、溶解性、顔料分散性、塗布性等の観点から、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、ぎ酸n−アミル、酢酸i−アミル、プロピオン酸n−ブチル、酪酸i−プロピル、酪酸エチル、酪酸n−ブチル、ピルビン酸エチル等が好ましく、また高沸点溶剤としてはミネラルスピリット、石油ナフサS−100、石油ナフサS−150、テトラリン、テレピン油、γ−ブチロラクトン等が好ましい。溶剤の使用量は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常、100〜10,000重量部、好ましくは500〜5,000重量部である。
(その他)
本発明に用いられる着色層形成用インク組成物は、さらにこの種の感光性樹脂組成物に通常含まれる添加剤成分を任意に添加することができる。この様な任意の添加剤成分として、他の印刷インキと同様、耐摩擦性、耐ブロッキング性など、機械的性能を付与するための添加剤や消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤等を添加することができる。スクリーンインキで最も特徴的な補助剤は、レオロジー改質のための揺変性(チキソトロピー)付与剤である。揺変剤には塗料に用いられる植物油系、界面活性剤、ワックス膨潤体、体質顔料等が利用される。また、被印刷面から刷版が離れる際に生じる発泡を抑制ないし消泡し、速やかに平滑な印刷表面を与えるための表面成分が必須成分である。その他には、艶消剤、スリップ剤、紫外線吸収剤、可塑剤、効果促進剤等が一部のインキに使用されている。またUV硬化型インキには、光重合開始材(増感剤)や重合禁止剤が使用される。
2.スクリーン印刷法
本発明のカラーフィルタの製造方法の特徴は、上述したような着色層形成用インク組成物を用い、これをスクリーン印刷法により基材上に印刷することによりカラーフィルタを製造した点にある。以下、本発明に用いられるスクリーン印刷法について説明する。
a.スクリーン印刷用紗
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられるスクリーン印刷用紗は、実印刷領域における紗バイアス角度が、従来用いられてきた紗の有する角度より大きい所定の角度を有するものであることが好ましい。
本発明においては、このように実印刷領域における紗バイアス角度を大きくとることにより、高精細な着色層パターンを形成することが可能となるからである。
以下、このようなスクリーン印刷用紗について詳細に説明する。
(紗バイアス角度)
本発明おいては、スクリーン印刷用紗の紗バイアス角度が31°以上45°未満であることが好ましく、中でも33°〜39°の範囲内とすることが特に好ましい。
ここで、紗バイアス角度とは、紗の線材により形成される平行四辺形の向かい合う角のうち、鋭角側の角度の半分の角度を示すものである。この紗バイアス角について図1を用いて説明する。図1は、従来の紗を示す平面図であり、線材31により紗32が構成され、この紗32上にはパターン状で形成された乳剤33が設けられている。スクリーン印刷においては、この乳剤33の形成されていない部分においてインクが落としこまれて基板上に印刷が行われる。本発明における紗バイアス角度とは、この線材31により構成される平行四辺形αの向かい合う角の内、鋭角側の角度の半分の角度βを示すものである。本発明においては、この紗バイアス角度βを従来より大きい所定の角度とすることにより、スクリーン印刷法により高精細なパターン形成を可能としたものである。
また、本発明において、上記紗バイアス角度は、実印刷領域内における角度を示すものである。ここで、実印刷領域とは、紗のうちの実際にパターン形成に供されている部分を示すものであり、具体的には紗の枠の近傍のパターン形成に直接関係の無い領域を除く旨である。
このように、本発明においては、紗バイアス角度を上述したような範囲とすることにより高精細なパターンを形成することが可能となるのであるが、この理由は明確ではないが、以下のような理由であると推定される。
すなわち、紗角度を広角側へ変化させることで、インキの落とし込みが良好となり、インキ充填時の目開きが起こりにくくなった事で、結果として、高精細パターンを形成するためのインキ量を通過抑制するための紗開口率が確保された結果と推定する。
(紗の材質)
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、非常に高精細なパターンを形成する必要があるので、紗の材質としてはメタル紗、ポリエステル紗、さらにはコンビネーション紗が好適に用いられる。
(紗のテンション)
本発明における、スクリーン印刷用紗のテンションとしては、1000N/mm2〜3500mm2の範囲内が好ましく、特に1500N/mm2〜3000mm2の範囲内が好ましい。上述したような紗バイアス角度を有する紗を上記範囲内のテンションを加えて張った紗を用いることにより、より高精細なパターンの形成が可能となるからである。
また、スクリーンメッシュが、150メッシュ〜800メッシュ、特に250メッシュ〜650メッシュであることが好ましい。
(紗の開口幅)
本発明においては、上述したように非常に高精細な着色層パターンを基材上に形成する必要があることから、用いられるスクリーン印刷用紗の開口幅もこの目的に添った幅であることが好ましい。具体的には、1μm〜150μmの範囲内、特に3μm〜100μmの範囲内とすることが好ましい。
b.スクリーン印刷用版
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられるスクリーン印刷用版について説明する。本発明に用いられるスクリーン印刷用版は、紗と、上記紗の隙間に充填され紗の表面を平坦化させる平坦化層と、上記平坦化層の基板側の表面に形成されたバッククッション層とを有し、上記バッククッション層が所定の硬度を有することを特徴とするものである。
本発明においては、所定の硬度を有するバッククッション層を平坦化層の基板側の表面に形成したものであるので、印刷時にバッククッション層の弾性を利用して良好な版離れを実現することができる。したがって、良好な版離れを実現することができ、スクリーン印刷による極めて高精細な着色層パターンの形成を可能とする。
図2は、このようなスクリーン印刷用版の一例を示すものである。メタル製の紗1の周囲にはこのメタル紗1の隙間を充填する平坦化層2が形成されている。この平坦化層2の基材側の表面には、第1接着層3を介してバッククッション層4が形成されている。一方、上記平坦化層2の基材と反対側の表面には、第2接着層5を介して感光性高分子層6が形成されている。
上記平坦化層2、第1接着層3、バッククッション層4、第2接着層5、および感光性高分子層6のいずれもが、同一のパターンでパターニングされ、貫通孔7が形成されており、印刷時にはこの貫通孔7に着色層形成用インク組成物が充填されて基材表面に転写されることにより、カラーフィルタが製造される。
以下、このような本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられるスクリーン印刷用版について、各構成毎に詳細に説明する。
(バッククッション層)
上述したように、本発明に用いられるスクリーン印刷用版の第1の特徴は、紗の基材側の面にバッククッション層が形成されている点にある。
本発明においては、このバッククッション層の硬度が、針侵入硬度で、30〜65の範囲内、特に33〜60の範囲内、中でも35〜55の範囲内であることが好ましい。硬度が上記範囲より小さい場合は、版離れが悪くなり、インクの裏回りが生じる可能性が生じることから好ましくない。一方、硬度が上記範囲より高い場合は、バッククッション層が紗の動きに追従することができずにクラック等が生じる可能性があることから好ましくない。
また、このバッククッション層の膜厚としては、1μm〜150μmの範囲内、特に3μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲より膜厚が薄い場合は、バッククッション層としての機能を発揮することができず版離れが悪くなり、インクの裏回り等が生じる可能性があることから好ましくない。一方上記範囲より膜厚が厚い場合は、フォトリソグラフィー法によるパターン形成時にパターン精度を維持することが困難となり、結果的に高精細なパターンを形成することができなくなる可能性があることから好ましくない。
このようなバッククッション層の形状は、図2に示す例でも明らかなように、平坦化層と同様のパターンで貫通孔が形成され、同一にパターニングがなされたものである。この際、平坦化層の基材側と反対側の表面に感光性高分子層が形成されている場合は、この感光性高分子層とも同一にパターニングがなされたものである。
また、バッククッション層は表面が平滑であることが好ましい。表面に凹凸がある場合は、転写時に凹部にインクがにじみ出てしまう可能性があり、好ましくないからである。
さらに、本発明においては、バッククッション層は、基材に密着した際に、基材表面とバッククッション層表面とが平行になるように形成されていることが好ましい。転写時に平行とならない場合は、隙間が生じるということであり、その隙間に着色層形成用インク組成物が滲み出て、高精細なパターンを形成することができなくなる可能性があるからである。
このようなバッククッション層を形成するための材料としては、例えばポリヒドロキシスチレンとの共重合体(日立化成(株))、ポジ型半導体レジストとして、OFPRシリーズ、OFPR−800(東京応化(株))、AZシリーズ(ヘキスト(株))、NR−ポリマー(三菱レーヨン(株))、カチオン硬化樹脂、エポリードPB,セロキサイド2021P(以上、いずれもダイセルUCB(株))を使用したUV1530、UV1534、UV1533、Uvacure1561、1562、1502、1591等を挙げることができる。
また、本発明におけるバッククッション層は、ドライフィルムレジストを用いて形成することも可能である。このバッククッション層は所定の膜厚を有するものであることから、工程面で有利なドライフィルムレジストを用いることが好ましいのである。
(スクリーン印刷用紗)
本発明に用いられるスクリーン印刷用紗としては、上記「a.スクリーン印刷用紗」の欄で説明したものを好適に用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
本発明においては、バッククッション層の平坦性の観点から、紗を平坦化することが好ましい場合がある。この点について以下に説明する。
本発明において、メタル紗が用いられた場合は、紗の基板側の面を研削して平坦化することが好ましい。すなわち、例えば図3に示すようにメタル紗21の一方の表面側を、例えばカレンダー平滑処理を施す等の方法により平坦化するのである。
このように平坦化された面が基板側となるようにして紗を配置し、平坦化層を形成してその上にバッククッション層を設けることにより、バッククッション層表面を平滑とすることが可能となるからである。
このような紗の平滑処理は、メッシュ間距離に依存するが、メタル紗のワイヤの直径の3分の1程度までであれば研削して平坦化することが可能である。
(平坦化層)
本発明においては、上記紗には、その隙間に充填された平坦化層が形成されている。この平坦化層は、従来のスクリーン印刷用版に用いられていた乳剤と同様のものであってもよいが、これに限定されるものではなく、紗の凹凸をなるべく平滑化することができるような材料および膜厚で形成されていることが好ましい。
このような平坦化層の膜厚は、紗構成の線径や、紗の膜厚にもよるが、14μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。
また、このような平坦化層を形成する材料は、上述したように従来のスクリーン印刷で用いられている乳剤、具体的には、水系エマルジョン感剤、例えばポリエステル−アクリル水系エマルジョン、水系エポキシ樹脂にゴム弾性乳化共重合体を硬化剤と共に配合したエポキシ樹脂水系乳剤、エポキシ樹脂に高ニトリルのアクリロニトリル・ブタジエン共重合体を結合させた変性エポキシ乳化重合体系乳剤、を用いることができるが、これに限定されるものではなく、その他、スチレン・ブタジエン乳化共重合系、エチレン・酢酸ビニル乳化共重合体系、アクリル酸エステル、またはメタクリル酸エステル・ブタジエン乳化共重合体系の乳剤等を用いることができる。
(第1接着層)
本発明においては、上記平坦化層とバッククッション層との間に第1接着層を形成してもよい。このように第1接着層を形成することにより、バッククッション層と平坦化層との密着性を向上させることができるからである。さらに、第1接着層を後述するように低硬度の材料で形成することにより、転写時にバッククッション層のクッションとしての役割を果たすことが可能となり、バッククッション層の版離れをより良好とすることが可能であり、かつ転写時におけるバッククッション層と基材とを隙間なく密着させることができるといった効果を奏する。
このような第1接着層の硬度は、上述したように比較的低い方が好ましく、具体的には針侵入硬度で30未満、好ましくは10〜28の範囲内、特に15〜25の範囲内であることが好ましい。上記範囲より硬度が高い場合は、上述したようなバッククッション層のクッションとしての役割を果たすことができないことから好ましくなく、上記範囲より硬度が低い場合は、強度面で問題が生じる可能性があるから好ましくない。
本発明における第1接着層の膜厚は、1μm〜100μmの範囲内、特に3μm〜70μmの範囲内とすることが好ましい。また、この第1接着層も当然のことながら上記バッククッション層および平坦化層と同一のパターンでパターニングされ貫通孔が形成されていることが好ましい。
また、上記平坦化層が上記第1接着層と同一の材料で形成されていてもよい。具体的には、上記平坦化層の膜厚を厚く形成し、用いる材料を選択することにより、適当な硬度範囲であり、かつバッククッション層との密着性が良好な材料で形成されるのであれば、上記第1接着層と平坦化層とは同一であってもよいのである。
本発明においては、上記第1接着層を形成する材料としては、上述したように、バッククッション層と平坦化層との密着性が良好であり、かつ所定の硬度範囲とすることができる材料であれば特に限定されるものではないが、具体的には、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、シリコンアクリレート等のアクリル型、および不飽和ポリエステル・スチレン系、ポリエン・スチレン系等の非アクリル系が挙げられるが、中でもUV硬化速度、物性の選択幅の広さから、アクリル型が好ましい。さらには、弾性力の面から、オリゴマーのような適度な分子量のもの、質量平均分子量(Mw)が5000〜15000程度のものが良好である。
(感光性高分子層)
本発明においては、上記平坦化層の基板側と逆側の表面に、感光性高分子層を形成してもよい。このように感光性高分子層を形成することにより、従来のスクリーン印刷版と比較して、格段にスクリーン印刷版を高精細に形成することが可能となるからである。また、感光性高分子層の材料を選択することにより、耐溶剤性を向上させ、さらに耐刷性を向上させることができるので、スクリーン印刷版の寿命を大幅に向上させることが可能となる。
このような感光性高分子層を形成する材料としては、現像性が良好であり、かつ耐刷性、耐溶剤性の良好な材料であれば特に限定されるものはない。
3.カラーフィルタ
このような本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、極めて高精細な着色パターンであってもスクリーン印刷法により基材上に形成することができ、高品質なカラーフィルタとすることができる。
このような着色層のパターンとしては、好ましくは着色層ラインの幅が、5μm〜100μmの範囲内、特に7μm〜85μmの範囲内、中でも10μm〜35μmの範囲内であることが好ましい。このような高精細な着色層パターンをスクリーン印刷法により形成した点に本発明の特徴があるからである。
本発明における着色層の膜厚は、スクリーン印刷法により形成されるものであることから、非常に広範囲とすることが可能であり、具体的には、1μm〜30μmの範囲内、好ましくは1μm〜10μmの範囲内、中でも2μm〜7μmの範囲内、特に3μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられる基材としては、透明な基材であれば特に限定されるものではなく、ガラス等の可撓性を有さない基材であっても、透明樹脂製フィルム等の可撓性を有する基材であっても用いることができる。しかしながら、今後の用途展開の広さ等の観点から、可撓性を有する透明な基材を用いることが好ましい。
具体的には、熱可塑性エラストマー、二軸延伸ポリエステルフィルム(PET)、二軸延伸ナイロンフィルム(ONY)、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)、無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)、無延伸ナイロンフィルム(CNY)などが好適に用いられ、そのほか、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリエチレンフィルム、エチレン共重合体フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリスルホンフィルム、セルロース系フィルムをはじめとする種々の透明なフィルムが用いられる。なお、ガラス板やプラスチック板などを用いてもよい。
基材は、通常は単層とするが、複層であっても差し支えない。また、基材の厚みに特に制限はないが、通常は6〜300μm 程度、一般には12〜160μm のものを用いることが多い。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、上述したような基材上にスクリーン印刷法を用いて上述したような着色層形成用インク組成物をパターン状に印刷する。通常カラーフィルタは赤、緑および青の三原色から構成されるものであり、本発明においても上記三色の着色層形成用インク組成物を用いて3回スクリーン印刷を行うことにより、カラーフィルタを形成する。
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としては、基材上に着色層がパターン状に形成されてなるカラーフィルタであって、上記着色層のライン幅が5μm〜100μmの範囲内であり、上記着色層の顔料濃度が30重量%〜95重量%の範囲内であることを特徴とするもの(第1実施態様)、および基材上に着色層がパターン状に形成されてなるカラーフィルタであって、上記着色層がスクリーン印刷法により形成されたものであり、かつ上記着色層のライン幅が5μm〜100μmの範囲内であることを特徴とするもの(第2実施態様)の二つの態様がある。
第1実施態様においては、基材上に高精細な着色層のパターンが形成されており、この着色層の顔料濃度が極めて高い点に特徴を有するものである。このように着色層に含有される顔料の濃度が極めて高いことから、カラーフィルタとして極めて高い発色性を有するものとすることができる。
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、特に限定されるものではないが、上述したスクリーン印刷法により製造することが可能である。
一方、第2実施態様においては、基材上に高精細な着色層パターンをスクリーン印刷法により形成した点に特徴を有するものである。したがって、従来の顔料分散法等により製造されたものと比較して、材料の無駄がなく、また製造時の廃液処理等の問題がない等の利点を有するものである。さらに、上述したように、形状がテーパー状であることから、その上に透明電極層が形成された場合にも断線の恐れがない。また、フォトリソグラフィー工程を経ずに着色層を形成することができることから、カラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合は、電圧保持率が良好であるといった利点を有するものである。
この第2実施態様のカラーフィルタにおいても、上記着色層の顔料濃度が30重量%〜95重量%の範囲内であることが好ましい。この範囲内とすることにより、極めて発色性が良好であり、かつ高精細なパターンを形成することが可能となるからである。
上記第1実施態様および第2実施態様のカラーフィルタの着色層は、NTSC比60%以上特に65%以上となるように調製されることが好ましい。この範囲内とすることにより、カラー表示装置として用いた場合、実用性を発揮することができるからである。
ここでNTSC比とは、NTSC(NationalTelevisionSystem Committee;米国)が定める3原色の色三角形の面積に対する、ある色に対する座標比較として、色三角形の面積の割合(%)をいう。このNTSC比が大きいほど色再現範囲が広いことを意味する。
近年におけるカラー撮像管素子、カラー液晶表示装置等の高品質化および用途の拡大を反映して、表示パネルは高輝度化が強く求められている。表示パネルの輝度は、ホワイトバランスの刺激値(Y)により評価されるが、この刺激値(Y)はまた、表示可能な色調範囲の指標となる色再現範囲とも相関する。即ち、色再現範囲を広げようとすると顔料濃度を高くしなければならないが、そうするとホワイトバランスの刺激値(Y)が小さくなるのである。そこで表示パネルの高輝度化を達成するに当たっては、NTSC比を低下させることなくホワイトバランスの刺激値(Y)を可及的に高くすることが大きな課題となっており、例えばNTSC比が44%のカラーフィルタを作製する場合、そのホワイトバランスの刺激値(Y)を37以上とすることが求められている。そのため、青色、赤色あるいは緑色の各感放射線性組成物について、ホワイトバランスの刺激値(Y)を高くするための検討が種々なされているが、赤色および緑色の各感放射線性組成物ではCIE表色系における刺激値(Y)を大きくすることができても、青色の感放射線性組成物の場合、そのCIE表色系における刺激値(Y)を、ホワイトバランスの刺激値(Y)を十分高くしうるだけ大きくすることが困難であり、従来の表示パネルに用いられるカラーフィルタでは、NTSC比が44%の場合、ホワイトバランスの刺激値(Y)が高々約35止まりであった。そこで、赤色および緑色以上に、特に青色の画素を与える着色インク組成物について、高輝度で十分な色再現範囲を有する表示パネルをもたらしうる材料が強く求められている。
デスクトップモニタ用液晶表示装置の色再現性はNTSC(National Television System Committee)比50%〜65%程度であるのに対し、液晶テレビではNTSC比60%〜75%という、より広い色再現性が要求される。また、液晶テレビでは、色再現性の拡大が要求されるだけでなく、赤、緑、青それぞれの色調を従来のCRTテレビに合わせることが望ましいとされている。従来のCRTテレビの色特性は、赤、緑、青、各色のXYZ表色系色度図における色度座標(x、y)がそれぞれ赤(0.640,0.330)、緑(0.290,0.600)、青(0.150,0.060)であるEBU(European Broadcasting Union)規格にほぼ等しい。また、従来のCRTテレビの白表示での色温度は、約9000K〜10000Kに設定されており、デスクトップモニタ用液晶表示装置の白表示での色温度6000K〜7500Kに比べて、高くなっている。液晶テレビにおいても白色表示での高い色温度が必要とされる。なお、図4に、赤、緑、青、各色のXYZ表色系色度図における色度座標(x、y)および白表示での色温度をグラフに示した。
液晶表示装置は、通常3波長型のバックライト光源とカラーフィルタを組み合わせてカラー表示を行うが、従来のバックライト光源とカラーフィルタの組み合わせでは、液晶テレビに要求される色再現性、色調、白表示での色温度を満たすものは得られなかった。具体的には、(1)色再現範囲が狭い、(2)各画素の色度がEBU規格の色度から大きくずれている、(3)白表示での色温度が低いなどの問題があった。
一方、白表示での色温度を向上させるために高い色温度(10000K程度)を持つバックライト光源を使用し、従来のデスクトップモニタ用のカラーフィルタと組み合わせて液晶表示装置を作製した場合には、全体的に色が青みに引きずられ、色調が悪化する。特に赤色の色度がデスクトップモニタ用の光源を用いた場合に比べ、大きく青みにずれる。例えば、従来のデスクトップモニタ用カラーフィルタを高い色温度を持つバックライト光源と組み合わせた場合は、赤色の色度、特にx値が0.590〜0.615と小さくなり、テレビの標準色であるEBU規格の赤色色度(0.640,0.330)から大きくずれ、色再現性の高い表示を行うことができなくなる。
また、従来のデスクトップモニタ用のバックライト光源を用いて、EBU規格の色度を満たすカラーフィルタを作成するには、青画素の膜厚を厚く、または顔料濃度を増加させ、色純度を向上させることが必要である。しかし、その場合は青色画素の透過率が大幅に低下してしまい、白の表示は黄色みを帯び、表示特性が著しく悪くなる。また白色の色温度も低く、液晶テレビの要求特性を満たすことができない。
上記のように従来のバックライト、カラーフィルタの組み合わせでは色再現範囲の広い液晶表示装置、特に液晶テレビに要求される色特性(色再現性、色調、白表示での色温度)を共に満足させることは困難であった。
以上からも、顔料含有率の高い、すなわち高着色力でかつ高透明性のカラーフィルタ用途着色インキ組成物の実現が求められている。
また、同様にカラーフィルタの着色層の膜厚が、好ましくは1μm〜10μmの範囲内、中でも2μm〜7μmの範囲内、特に3μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。
本発明のカラーフィルタ、特に第2実施態様のカラーフィルタは、スクリーン印刷法により形成されたものであることから、上記着色層の膜厚の調整、着色層形成用インク組成物内への顔料の含有量の調整等の自由度が極めて高いものである。したがって、上述したNTSC比60%以上といった着色性に関する特性を容易に得ることが可能となるのである。
本発明のカラーフィルタにおけるその他の事項、例えば好ましい顔料濃度の範囲、好ましい着色層の線幅、基材の材料等に関しましては、上記「A.カラーフィルタの製造方法」の欄において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。
C.その他
以上のように、本発明においては、以下の発明を提供することができる。
1.固形分比で24重量%〜95重量%の範囲内で顔料を含有する着色層形成用インク組成物を用い、スクリーン印刷法によりパターン状の着色層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2.前記着色層形成用インク組成物が、少なくともバインダ成分と、前記バインダ成分に分散された前記顔料とを含有するものであり、
粘度測定法として回転粘度計測定法を用いた場合に、測定部の形状が円錐−円板型の試料容器を用い、温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値が、30,000MPa〜100,000MPaの範囲内であり、かつシェアレート20S−1での測定値が、2,000MPa〜7,000MPaの範囲内である着色層形成用インク組成物であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
3.前記バインダ成分が、上記化学式(1)で示されるモノマー成分を5モル%〜95モル%の範囲内で有し、かつ上記化学式(2)で示されるモノマー成分を5モル%〜85モル%の範囲内で有し、さらにポリスチレン換算重量平均分子量が10,000〜1,000,000の範囲内であるアクリル共重合体であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4.前記着色層形成用インク組成物が、エポキシアクリレート樹脂組成物を固形分重量比で3重量%〜55重量%の範囲内で含有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5.前記着色層形成用インク組成物が、上記化学式(3)で示される化合物を固形分重量比で1重量%〜65重量%の範囲内で含有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
6.前記着色層形成用インク組成物が、多官能アクリルアクリレートモノマーと光重合開始剤とを含有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
7.前記スクリーン印刷法に用いられるスクリーン印刷用版が、紗と、紗の隙間に充填され紗の表面を平坦化させる平坦化層と、前記平坦化層の基板側の表面に形成されたバッククッション層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。
8.前記バッククッション層の硬度が、針侵入硬度で30〜65の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
9.前記バッククッション層と平坦化層との間に第1接着層を有し、前記第1接着層の硬度が、針侵入硬度で30未満であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
10.前記平坦化層の基板と逆側の表面に感光性高分子層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
11.前記バッククッション層に、ドライフィルムレジストを用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
12.前記スクリーン印刷用版に用いられているスクリーン印刷用紗が、実印刷領域における紗バイアス角度が、31°以上45°未満であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
13.前記スクリーン印刷用紗のメッシュ開口幅が5μm〜85μmの範囲内であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
14.前記紗がメタル紗であり、このメタル紗の基板側の面が、研削されて平坦化されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
15.得られる着色層ラインの幅が、5μm〜100μmの範囲内であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
16.基材上に着色層がパターン状に形成されてなるカラーフィルタであって、前記着色層のライン幅が5μm〜100μmの範囲内であり、前記着色層の顔料濃度が30重量%〜95重量%の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタ。
17.基材上に着色層がパターン状に形成されてなるカラーフィルタであって、前記着色層がスクリーン印刷法により形成されたものであり、かつ前記着色層のライン幅が5μm〜100μmの範囲内であることを特徴とするカラーフィルタ。
18.前記着色層の顔料濃度が30重量%〜95重量%の範囲内であることを特徴とするカラーフィルタ。
19.前記着色層が、NTSC比60%以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
20.前記着色層の膜厚が、1μm〜10μmの範囲内であることを特徴とするカラーフィルタ。
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。
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
[実験例:バインダー成分の調整]
1.共重合樹脂(1)の合成
組成
・ベンジルメタクリレート 264g(15モル%)
・スチレン 385g(37モル%)
・アクリル酸 216g(30モル%)
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート 234g(18モル%)
上記組成の混合物をアゾビスイソブチロニトリル5gと共に650gの酢酸−3−メトキシブチルに溶解した溶液を、酢酸−3−メトキシブチル1000gを入れた重合槽中に、100℃で、6時間かけて滴下し、重合させ重合体溶液を得た。
この重合体溶液の固形分は40重量%、粘度は1050mPa・s(30℃、B型粘度計)であり、重合体の酸価は152mgKOH/g、水酸基価は90mgKOH/g、重量平均分子量はポリスチレン換算で37,000であった。
得られた共重合体は、スチレン単位15モル%、ベンジルメタクリレート単位37モル%、アクリル酸単位30モル%、2−ヒドロキシエチルメタクリレート単位18モル%からなるものである。
次に、得られた重合体溶液に、
・2−メタクロイルエチルイソシアネート 270g
・ラウリン酸ジブチル錫 1g
・酢酸−3−メトキシブチル 2230g
という組成の混合物を5時間かけて滴下した。
反応の進行はIR(赤外線吸収スペクトル)によりモニターしつつ、2200cm-1のイソシアネート基によるピークが消失した時点とした。
得られた反応溶液の固形分は26重量%、粘度は500mPa・s(30℃、B型粘度計)であり、重合体は、酸価は120mgKOH/g、水酸基価は5mgKOH/g、重量平均分子量はポリスチレン換算で45,000であり、また(メタ)アクリロイル基を17モル%含有していた。
2.共重合樹脂(2)の合成
組成
・スチレン 540g(52モル%)
・アクリル酸 216g(30モル%)
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート 234g(18モル%)
上記組成の混合物をアゾビスイソブチロニトリル5gと共に650gの酢酸−3−メトキシブチルに溶解した溶液を、酢酸−3−メトキシブチル1000gを入れた重合槽中に、100℃で、6時間かけて滴下し、重合させ重合体溶液を得た。
この重合体溶液の固形分は40重量%、粘度は950mPa・s(30℃、B型粘度計)であり、重合体の酸価は150mgKOH/g、水酸基価は90mgKOH/g、重量平均分子量はポリスチレン換算で38,000であった。
得られた共重合体は、スチレン単位52モル%、アクリル酸単位30モル%、2−ヒドロキシエチルメタクリレート単位18モル%からなるものである。
次に、得られた重合体溶液に、
・2−メタクロイルエチルイソシアネート 270g
・ラウリン酸ジブチル錫 1g
・酢酸−3−メトキシブチル 2230g
という組成の混合物を5時間かけて滴下した。
反応の進行はIR(赤外線吸収スペクトル)によりモニターしつつ、2200cm-1のイソシアネート基によるピークが消失した時点とした。
得られた反応溶液の固形分は25重量%、粘度は490mPa・s(30℃、B型粘度計)であり、重合体は、酸価は120mgKOH/g、水酸基価は5mgKOH/g、重量平均分子量はポリスチレン換算で45,000であり、また(メタ)アクリロイル基を14.5モル%含有していた。
A.スクリーン印刷用版
〔実施例1〕
(感光性樹脂組成物の製造)
厚み1.1mmのガラス基板(旭硝子(株)製AL材)上に、下記の組成の感光性樹脂をスピンコーティング法により塗布(塗布厚み1.5μm)し、その後、70℃のオーブン中で30分間乾燥した。次いで、所定のパターンのフォトマスクを介して塗布面に水銀ランプを用いて露光を行い、水によるスプレー現像を1分間行って、形成硬化画素を形成すべき領域にスクリーン評価用パターンを形成した。さらに、その後、150℃で30分間加熱して硬化処理を施した。
次に、下記の組成の感光性樹脂を用いて、上記パターン形成と同様の工程で、スクリーン評価用パターンを形成した。
組成
・上記で合成した共重合樹脂(1)(固形分25%) 46.8重量部
・(サートマー社製、SR399) 9.1重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(油化シェルエポキシ社製、エピコート180S70) 5.2重量部
・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ノン−1 1.8重量部
・2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール 1.3重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル 29.6重量部
・3−メトキシブチルアセテート 6.2重量部
上記組成の混合物を室温で攪拌・混合し、本発明の感光性樹脂組成物を調製した。
(露光・現像工程)
感光性樹脂組成物の塗布膜から100μmの距離にフォトマスクを配置してプロキシミティアライナにより2.0kWの超高圧水銀ランプを用いてスクリーン樹脂層のパターン形成領域に相当する領域にのみ紫外線を10秒間照射した。次いで、0.05%炭酸水素ナトリウム水溶液(液温23℃)中に2分間浸漬して水溶液現像し、感光性樹脂組成物の塗布膜の未硬化部分のみを除去した。
その後、基板を180℃の雰囲気中に30分間放置することにより加熱処理を施して保護膜を形成し、本発明の版およびスクリーン評価用パターンを得た。さらに上述配合の感光性樹脂組成物100gに対して、ブロックイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製コロネート2513)35g混合し、ホモミキサーで10分間攪拌したところ、薄い黄色の乳白色の液体(感光性樹脂組成物)が得られた。この液状の感光性樹脂組成物を用い、スクリーン印刷用版作成の常法に従いステンレスメッシュST590CALH 320□590メッシュ(紗厚28μm、線径13μm、空間率49%)に感光性樹脂溶液14μmの厚さに塗布し、テストパターンを描画したポジフィルムを密着して、2kw超高圧水銀灯で距離1Mで露光し、スプレーガンで水をスプレーして未露光部を洗い流したところ、硬化した感光膜で形成されたテストパターン画像が得られた。次に、この画像(版)を熱風オーブンに入れ、180℃、90分の加熱処理を行った。得られたスクリーン印刷用版の評価を下記の方法に従い実施した。その結果を表1に示す。
〔実施例2〕
実施例1における感光性樹脂組成物に代えて、下記で調製した感光性樹脂組成物を同様に使用した以外は同様にして版およびスクリーン評価用パターンを作成した。
(感光性樹脂組成物の調製)
組成
・上記で合成した共重合樹脂(2)(固形分25%) 43.0重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(サートマー社製、SR399)
9.1重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(油化シェルエポキシ社製、エピ コート180S70) 9.1重量部
・DPHA(サートマ社製) 2.8重量部
・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ノン−1 1.8重量部
・2,2′−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4′,5′−テトラフェニル−1,2′−ビイミダゾール 1.3重量部
・イルガキュアー907(チバガイギー製) 1.0重量部
・ジエチレングリコールジメチルエーテル 29.6重量部
・3−メトキシブチルアセテート 6.2重量部
上記組成の混合物を室温で攪拌・混合し、本発明の感光性樹脂組成物を調製した。
上述した感光性樹脂100gに、ブロックイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製コロネート2513)35g、酢酸ビニルエマルジョン(ヘキスト合成(株)製 MA−206)240gを混合して液状の感光性樹脂組成物を作成し、実施例1同様にスクリーン印刷用版を作成し、評価した。その結果を表1に示す。
(耐アルカリ性、保護膜の表面状態、ダイナミック硬度)
1%水酸化ナトリウム水溶液(液温23℃)中に試料を24時間浸漬した後、引き上げ、保護膜の硬度をダイナミック硬度計(島津ダイナミック超微小硬度計DUH−201S、押し込み荷重一定試験:三角圧子:115°、荷重:5mN、負荷速度定数:6、保持時間:5sec)で測定し、また外観を下記の評価基準で評価した。なお、ダイナミック硬度とは、針侵入硬度を示すものである。
○:硬化保護膜に変化がみられない
△:硬化保護膜の表面に荒れ、気泡を生じる
×:硬化保護膜の一部乃至全部が剥離する
(現像性、エッジ形状)
0.05%水酸化カリウム水溶液(23℃)に1分間浸漬して未露光部分を完全に除去したときの保護膜パターンの外周形状を下記の基準で評価した。
○:外周形状が直線性を保ち、うねり、しわ等がみられない
×:外周形状に直線性がみられず、うねり、しわ等が生じている
(タック性)
露光、現像処理後の表面のタックを見て、下記の基準で評価した。
○:タックがない。
×:タックがある。
(レベリング性)
乾燥塗布後の表面状態を観測し、下記の基準で評価した。
○:平坦になっている。
×:平坦性に欠け、表面が柚子肌状になっている。
(密着性)
クロスカット後に、粘着テープ(3M製、No.610)にて引き剥がし試験を行ない、下記の基準で評価した。
○:正方形の各目に剥がれがない。
×:正方形の各目に剥がれが生じた。
(感光液の安定性試験)
恒温槽にて感光液を25℃にし、B型粘度計を使用し、粘度測定を行った。その感光液をポリエチレン製瓶に詰め、温度30℃、湿度70%の環境試験機に入れ、10日後に取り出し、B型粘度計を使用し、25℃の時の粘度を測定した。
(グレースケール感度)
スクリーン版作成の常法に従いステンレスメッシュST590CALH 320□590メッシュ(紗厚28μm、線径13μm、空間率49%)に感光性樹脂層を14μmの厚さに塗布し、大日本印刷(株)製の解像力チャートとKodak Photographic Step Tablet No.2フィルム(以下グレースケールと称する)を真空密着して、2kw超高圧水銀灯で波長300nm以上の光を500mJ/cmの光量で露光を行った。露光後、スプレー現像機で水をスプレーして未露光部を洗い流したところ、硬化した感光膜で形成されたテストパターン画像が得られた。この画像のパターン部分を観察し、レジスト感度はグレースケールの残りが4.5段(以下グレースケール感度を2段上げるには露光量が2倍必要である。)と高感度であった。
(解像度試験)
グレースケール感度評価に使用した版を利用し、適正露光時間でのパターンの解像可能な最小の線幅を観察し、ライン線幅を解像度として決定した。
(保存安定性試験)
スクリーン版作成の常法に従いステンレスメッシュST590CALH 320□590メッシュ(紗厚28μm、線径13μm、空間率49%)に感光性樹脂層14μmの厚さに塗布した。この版を、温度40℃、湿度70%の環境試験機に入れ、5日後に取り出し、上述グレースケール感度変化をみた。テストパターンを描画したポジフィルムを密着して、2kw超高圧水銀灯で距離1mで、露光時間を変化させて露光し、スプレーガンで水をスプレーして未露光部を洗い流したところ、硬化した感光膜で形成されたテストパターン画像が得られた。この画像のパターン部分を観察し、適正露光時間でのパターンの抜け性を下記の基準で評価した。
○・・・解像可能な最小の線幅が同じであった。
△・・・解像可能な最小の線幅が15μm未満で増した。
×・・・解像可能な最小の線幅が15μm以上増した。
〔実施例3〕
実施例1の感光性樹脂溶液100gに、ブロックイソシアネート(日本ポリウレタン工業製コロネート2513)35g、酢酸ビニルエマルジョン(ヘキスト合成 MA−206)85g、光重合開始剤ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)製KAYACURE DETX)0.2gと重合促進剤としてアミン化合物(日本化薬(株)製KAYACURE−EPA)0.1gを溶解混合したアクリレートオリゴマー(新中村化学(株)製TMPTA)を7g混合して液状の感光性樹脂組成物を作成し、実施例1同様にスクリーン印刷用版を作成し、評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例4〕
実施例1の感光性樹脂溶液100gにブロックイソシアネート(日本ポリウレタン工業製コロネート2513)35g、酢酸ビニルエマルジョン(ヘキスト合成(株)製MA−206)240g、10%ジアゾ水溶液5gを混合して液状の感光性樹脂組成物を作成し、実施例1同様にスクリーン印刷用版を作成し、評価した。その結果を表1に示す。
〔実施例5〕
実施例1の感光性樹脂溶液100gに、ブロックイソシアネート(日本ポリウレタン工業製コロネート2513)35g混合し、ホモミキサーで10分間攪拌したところ、薄い黄色の乳白色の液体(感光性樹脂組成物)が得られた。この液状の感光性樹脂組成物を用い、スクリーン印刷用版作成の常法に従いステンレスメッシュST590CALH 320□590メッシュ(紗厚28μm、線径13μm、空間率49%)に感光性樹脂層14μmの厚さに塗布した。テストパターンを描画したポジフィルムを密着して、真空密着して、2kw超高圧水銀灯で波長300nm以上の光を500mJ/cmの光量で露光を行った。露光後、スプレーガンで水をスプレーして未露光部を洗い流したところ、硬化した感光膜で形成されたテストパターン画像が得られた。この画像(版)を熱風オーブンに入れ、180℃、90分の加熱処理を行った。加熱処理後のスクリーン印刷用版の評価を行い、その結果を表1に示す。
〔比較例1〕
実施例1における感光性樹脂組成物に代えて、下記で調製した感光性樹脂組成物を同様に使用した以外は同様にして製版した。
(感光性樹脂組成物の調製)
組成
・o−クレゾールノボラックエポキシアクリレート(水酸基の50%を無水フタル酸と反応したもの) 8.8重量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 8.8重量部
・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂 2.0重量部
・開始剤(イルガキュア−369) 0.4重量部
・酢酸−3−メトキシブチルアルコール 80重量部
上記組成の混合物を室温で攪拌・混合し、感光性樹脂組成物を調製した。
得られた各スクリーン版用の硬化保護膜について、下記の条件で、タック性、レベリング性、耐アルカリ性、密着性、現像性、エッジ形状、表面状態、ダイナミック硬度を評価した。
〔比較例2〕
実施例1の感光性樹脂溶液100gに、光重合開始剤ジエチルチオキサントン(日本化薬(株)製KAYACURE DETX)0.2gと重合促進剤としてアミン化合物(日本化薬(株)製KAYACUREEPA)0.1gを溶解混合したアクリレートオリゴマー(新中村化学(株)製TMPTA)を7g乳化・混合して 評価した。その結果を表1に示す。
〔比較例3〕
実施例1の感光性樹脂溶液100gに、酢酸ビニルエマルジョン(ヘキスト合成(株)製MA−206)240g、10%ジアゾ水溶液10gを混合して感光液を作成し、実施例1同様にスクリーン印刷用版を作成し、評価した。その結果を表1に示す。
〔比較例4〕
実施例2において、感光液として重クロム酸塩型の感光液を用いて実施した以外は実施例2と同様に実施した。その結果を表1に示す。
Figure 0004620139
B.カラーフィルタ作製用高精細スクリーン印刷版の作製
〔実施例〕
方形SUS404型枠320□の紗張り面枠上にシリコーン薄膜1.5mm厚さを敷設した。紗張り機を利用して紗張力を高め、2000−2300N/mmとなるように固定した。スクリーン紗は、ステンレスメッシュST590CALH 320□590メッシュ(東京プロセスサービス(株)製、紗厚28μm、線径13μm、空間率49%)、スクリーン角度35.1度、アルミナ微細粉研磨によりバックポリッシング処理済みあるいは、または両面1/3研磨(紗織り交点止め済み。平均線径7μm、空間率68%(計算値))品に対してカレンダー処理して使用した。これらの紗の1枚に接着能力のある感光性樹脂層を紗両面塗布した。感光性樹脂(接着層1)として、次のものを使用した。
・アクリル可溶性樹脂 サイクロマ−P(ダイセル工業(株)製) 30重量部
・多官能アクリレートモノマー
TMPTA+DPHA(混合比1:3) 20重量部
・光重合開始剤 イルガキュアー907(チバガイギー製)
+PAI−01(混合比1:0.01) 0.4重量部
・増感剤混合品 ESACURE KTO46(日本シーベルヘグナー製)
0.6重量部
・PGMIA+シクロヘキサノン+トルエン(混合比7:2:1) 49重量部
上記組成の混合物を乾燥膜厚で5μmとなるように塗布し、目止め処理を行った。乾燥機により70℃で10分乾燥させタック性を除いた後、ストライプパターンやアライメントマーク等の必要なパターンを施したクロムマスクを使用し、大日本スクリーン製大型UVアライナー(DNP仕様機)にて両面一括で超高圧水銀露光を行った。露光後、イソプロピルアルコール3%添加した1%テトラメチルヒドロキシアンモニウム(TMAH)を感光性樹脂面にスプレー現像した。必要に応じてブラッシングしパターン以外の余分な感剤残膜のないように現像を行った。
次にインキ搭載面側には、感光性樹脂層として上述実施例1の感光性樹脂組成物を乾燥膜厚10μmになるように塗布し、上記と同様に露光、現像処理を行った。顕微鏡にて紗開口部を観察し、最小オープニング幅が8μmに解像されていることを確認した。
さらに、もう一方の裏面には、感光性樹脂層として上述実施例2の感光性樹脂組成物を乾燥膜厚3μmになるように塗布し、タックがなくなる程度に70℃15分程度乾燥した。さらに、感光性樹脂(接着層1)を乾燥膜厚5μmとなるように塗布し、タックがなくなる程度に70℃15分程度乾燥した。さらに感光性樹脂として上述実施例1の感光性樹脂組成物を乾燥膜厚3μmになるように塗布し、タックがなくなる程度に70℃15分程度乾燥した。上述同様の現像、露光により必要なパターンに追従するバッククッション層を設けた。顕微鏡にて紗開口部を観察し、最小オープニング幅が8μmに解像されていることを確認した。
さらに、全体パターン形成後は、版感剤の完全硬化をさせるために、乾燥機にてさらに120℃、5時間乾燥を行った。
なお、各感光性樹脂組成物は、透明性が高く、本工程を個別に露光現像しなくても良く、版両面に必要な感光性樹脂を順次塗布、タック性がない程度に乾燥、感光性樹脂積層を繰り返した後、両面一括同時露光を行い、一括現像して版形成が可能であることを確認している。さらには、バッククッション層の材料を下記のものにして接着層1の上面に敷設しても効果があることを確認している。
(バッククッション層用感光性樹脂組成物の合成)
・感光性エポキシアクリレートDCR−43(日本触媒(株)製) 25重量部
・DPHA(ダイセル工業(株)製) 20重量部
・レベリング剤 9038+937(ミノ(株)製、混合比4:1) 3重量部
・消泡剤9011(ミノ(株)製) 1重量部
・イルガキュアー907(チバガイギー製) 2重量部
・増感剤混合品ESACURE KTO46(日本シーベルヘグナー製)1重量部
・PGMIA+シクロヘキサノン+トルエン(混合比7:2:1) 48重量部
上記組成の混合物を室温で攪拌・混合し、本発明の感光性樹脂組成物を調製した。
C.着色インキ組成物
〔実施例1:樹脂BM用CFインキ〕
透明基板としては、PET185μm(東洋紡績(株)製)を中性洗剤による洗浄、水洗、脱脂、オゾン処理及び光洗浄したものを使用した。黒色感光性顔料組成物(樹脂BM)として以下に示すものを用いた。下記アルカリ可溶性樹脂中に、顔料を加えてこれらを混合し、2本ロール等で混練分散し、更にPGMEA希釈溶剤を加え、ペイントシェーカー、ビーズミル等で分散して顔料分散液Aとした。分散後のカーボンブラックの粒径(d50)は0.051μmであった。
顔料分散液A組成
・顔料(カーボンブラック、三菱化学製MA−8) 23.0重量部
・ベンジルメタクリレート−スチレン−アクリル酸共重合体物
(共重合比率1:1:1、分子量約3万、分子量分布Mw/Mn=1.7)
7.0重量部
・DPHA(ダイセル工業(株)製) 5.0重量部
・分散剤:Disperbyk161(ビックケミー社製) 3.0重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
55.0重量部
・イソホロン 7.0重量部
このインキ粘度測定は、BH型25℃、No.7号使用、mPa単位で10S−1で91000かつ20S−1で6400のチクソトロピー性の高いレオロジーを示した。
上記印刷機および印刷条件により、30μmL&Sの樹脂BMパターンを形成することができた。
さらに、本インキでアスペクト比を求めたところ30μm孤立ラインに対して4段分(アスペクト比3)、すなわち120μmの樹脂BM壁をうねりや泳ぎがなくストレート状に作製できた。
さらに、印刷条件として、アライメントマークを利用し、横幅方向に対してつなぎ印刷をすることで2m幅の大型BMストライプを作製することができた。これは、レンチキュラーレンズのBMとして横方向の光漏れを防ぐことができ、かつ視認性を損なうことなく利用できることを確認した。
〔実施例2〕
下記アルカリ可溶性樹脂中に、顔料を加えてこれらを混合し、2本ロール等で混練分散し、更にPGMEA希釈溶剤を加え、ペイントシェーカー、ビーズミル等で分散して顔料分散液Bとした。分散後のカーボンブラックの粒径(d50)は0.13μmであった。
顔料分散液B組成
・顔料(カーボンブラック、Degussa製、SpecialBlack250)10.0重量部
・ベンジルメタクリレート−スチレン−アクリル酸共重合体物
(共重合比率1:1:1、分子量約3万、分子量分布Mw/Mn=1.7)
5.0重量部
・分散剤:Disperbyk 161(ビックケミー社製) 1.0重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
20.0重量部
・イソホロン 2.0重量部
このインキ粘度測定は、BH型25℃、No.7号使用、mPa単位で10s−1で63000かつ20s−1で5500のチクソトロピー性の高いレオロジーを示した。
上記印刷機および印刷条件により、実施例1同様に30μmL&Sの樹脂BMパターンを形成することができた。
〔比較例1〕
下記感光性樹脂中に、顔料分散液A及びBを下記配合に従って混合し、それにエチルセルソルブアセテート等の希釈溶剤を加え、それぞれをペイントシェーカー、ビーズミル等で分散して本発明の樹脂BMを調製した。下記樹脂BM中の分散顔料の平均粒子径はd50で0.06μm以下になるように、それぞれ顔料分散液A及びBをそれらの配合比率を変化させて分散した。粒子径並びに粒度分布の確認は日機装(株)社製マイクロトラックUPA粒度分析計で行った。
黒色感光性樹脂組成物の組成
・顔料分散液A及びB
(分散液Aが30〜90%、分散液Bが10〜70%) 84.0重量部
・ベンジルメタクリレート−スチレン−アクリル酸共重合体物
(共重合比率1:1:1、分子量約3万、分子量分布Mw/Mn=1.7)
固形分40%(3ーメトキシブチルアセテート溶液) 5.0重量部
・トリメチロールプロパントリアクリレート(日本化薬製) 9.0重量部
・イルガキュアー369(チバガイギー社製) 3.0重量部
・エチルセロソルブアセテート 15.0重量部
上記組成物インキをガラス基板上にスピンコーティング法によって1.0μmになるように塗布した。膜厚は触針式法によるデックタック装置で計測した。塗布後、CR乾燥機にて120℃で3分間プリベークを行い、続けて細線パターンを施したマスクを介して、アライナーによって400から2000mJ/cm2まで露光量を変化させてそれぞれパターンを焼き付けた。
現像は、自動現像装置を使用してアルカリ水溶液によって未硬化の黒色樹脂膜を溶解させた後水洗した。パターン細線を顕微鏡により確認後、ポストベーク200℃で60分間行った。パターン細線は2.5μm以下でラインアンドスペースのパターンが解像されていた。更にポストベーク後の膜減率は10%以下であることを確認した。得られた樹脂BMパターン部(膜厚1μm、P/V=0.6)によるO.D値の変化を図5に示した。この結果より、顔料分散液A及びBをそれぞれ単独で用いるよりも、配合して用いた方が遮光効果は高く、A液対B液の配合比35:65でのブラックマトリックスのパターン(膜厚1μm、PV=0.6)によるO.D値は3.22であった。
〔比較例2〕
顔料分散液として分散液Aのみを用い、他は実施例1と同様にして得られたパターン部(膜厚1μm、P/V=0.6)によるO.D値は3.02であった。また、顔料分散液として分散液Bのみを用い、他は実施例1と同様にして得られたパターン部(膜厚1μm、P/V=0.6)によるO.D値は3.12であった。
〔比較例3〕
黒色感光性樹脂組成物のカーボンブラックをRaven5000(Degussa製、pH値2.8、BET表面積430m2/g)10部とした他は、実施例1と同様にして黒色感光性樹脂組成物を調製した。本品を調製した後にパターン作製を行った。樹脂BMパターン形成に必要な露光エネルギー量(感度)は800mJ/cm2以上であった。現像特性は膨潤剥離性を示した。又、ガラス基板およびPETに対する密着性が低く完全なパターンが得られなかった。
〔比較例4〕
樹脂BMのカーボンブラックをMA−600(三菱化成製、pH値7.5、BET比表面積153m2/g)10部とした他は、実施例1と同様にして黒色感光性樹脂組成物を調製した。黒色感光性樹脂組成物の室温保存適性はなく、約1ヶ月経過したものは凝集・沈殿してしまった。樹脂BMを調製した後に樹脂BMパターン部のパターン作製を行ったが、現像特性は膨潤剥離性を示した。又、ガラス基板およびPETに対する密着性が低く画線パターンができなかった。更に遮光性は著しく劣るものであった(1μm膜厚でのO.D値は2.51)。
〔比較例5〕
黒色感光性樹脂組成物を疑似黒色有機顔料(R+G+B混合顔料)10部のみとした他は、実施例1と同様にして黒色感光性樹脂組成物を調製し、樹脂BMパターン部のパターン作製を行った。しかし溶解性、高解像度は確保されるものの、画線パターン泳ぎが発生し、更に、遮光性は著しく劣るものであった(1μm膜厚でのO.D値は2.3)。
D.RGB着色インキ組成物
〔実施例1〕
(A)成分としてC.I.ピグメントブルー15:6を120重量部、(B)成分として共重合樹脂1(共重合重量比=25/65/10、Mw=70,000)40重量部、(C)成分としてジペンタエリスリトールペンタアクリレート50重量部、(D)成分としてイルガキュアー907(チバガイギー製)+PAI−01(混合比1:0.01) 5重量部+増感剤混合品 ESACURE KTO46(日本シーベルヘグナー製)10重量部、および溶剤としてエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート400重量部を混合して、ニーダならびにビーズミルを併用し機械分散によりカラーフィルタ用着色インキを調製した。
インキ粘度測定は、BH型25℃、No.7号使用、mPa単位で10S−1で42000かつ20S−1で7000のチクソトロピー性の高いレオロジーを示した。
この着色インキで上述版を使用してCFパターンを作製した。185μmPETフィルム上に印刷し、20μmの独立細線を形成、ガラス基板上では25μmの独立細線を形成できた。印刷機は、日本ニューロング(株)製DNP改造機(回転ステージ機構、CCD読み取りおよび版OFF制御機構搭載)1.1mm厚さ液晶用ガラス300×400mm対応上にカラーフィルタを作製した。印刷条件は、スキージ速度250mm/S、クリアランスを1.0mm、スキージ圧を20Kgfとした。クリアランスおよび版OFF制御を最適化することで、15μmの独立細線を実現させた。さらに、高精細パターンのためカラーフィルタの位置合わせのため(3色並べ状態)に図に示したように特殊アライメントおよび、外周にはそれぞれの単色配置が検査し易いようにバーニアを配置した構成とした。本アライメントを使用して、CCD読み取り方式による印刷制御として、回転ステージを併用使用して、連続印刷を高速で行えるようにした。
(下記に示す式により、アライメント処理の流れとして一度平行移動し重心が原点になるようにする。重心回りで回転し、もとの平行移動をおこなうことで早い処理系となる。これについて図6に示す。)
X=xcosα−ysinα
Y=xsinα+ycosα
さらに、各色得られたカラーフィルタの断面SEM写真(顔料濃度56重量%)を図7に示す。高濃度に顔料が含有されているにも関らず、高着色力でかつ高透明性のカラーフィルタが得られた。なお、図8に顔料濃度12重量%、図9に顔料濃度35重量%のカラーフィルタの断面SEM写真を示した。
得られた各印刷パターンを風乾したのち、さらに180℃で30分間ポストベークを行なって、青色の画素パターンを作製した。得られた画素について、カラーアナライザー(東京電色(株)製TC−1800M)を用い、C光源、2度視野にて、CIE表色系における色度座標値(x,y)および刺激値(Y)を測定したところ、(x,y,Y)=(0.145,0.055,23.9)であった。また、C.I.ピグメントブルー15:6に代えて、C.I.ピグメントレッド254とC.I.ピグメントレッド177とC.I.ピグメントイエロー139との混合物(混合比85/10/5)を用い、またC.I.ピグメントグリーン36とC.I.ピグメントイエロー150との混合物(混合比70/30)を用いた以外は、それぞれ前記と同様にして調製した感放射線性組成物の液状組成物を用い、前記青色の画素アレイを形成した基板上に、赤色の画素アレイおよび緑色の画素アレイを順次形成して、青色、赤色または緑色の各画素アレイが同一基板上に配置されたカラーフィルタを得た。ここで用いた赤色画素および緑色画素の色度座標値は、それぞれ(x,y,Y)=(0.667,0.345,23.5)および(0.311,0.683,36.9)である。また、このカラーフィルタは、NTSC比64%で、ホワイトバランスの刺激値(Y)が36.5であった。
さらに顔料成分として、C.I.ピグメントブルー15:6とC.I.ピグメントバイオレット23との混合物(混合比80/20)を用い、上記実施例例1と同様に処理して、青色の画素パターンが形成された。但し、その膜厚は、CIE表色系における色度(x,y)が実施例1と同じになるように調整した。得られた画素について、CIE表色系における色度座標値(x,y)および刺激値(Y)を測定したところ、(x,y,Y)=(0.139,0.155,21.9)であった。
E.比較用液晶パネル対応CF塗膜の作成と評価
まず、黒色樹脂BM(DNP試作品)を塗布し、110℃で5分乾燥した。クロム製のフォトマスクを介して、強度60mJ/cm2、波長365nmの紫外線により露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの2.25%の水溶液からなる現像液でスピン現像した。
次にガラス基板上スピンナーで青色感光性組成物を塗布、110℃で5分乾燥した。該青色塗膜を上記と同様に現像および熱処理し、青色画素を得た。同様に、赤着色感光性組成物、緑着色感光性組成物を塗布、露光、現像、熱処理することで赤色画素および緑色画素を得た。このようにして得られたカラーフィルタ上にJSR(株)製オーバーコート剤オプトマーを1μm製膜し、さらにその上にITO膜を膜厚0.14μmとなるようにスパッタリングした。ガラス基板上にC光源を通したときの色度(x、y)は、それぞれ赤(0.651、0.322)、緑(0.295、0.591)、青(0.136、0.102)であった。別途、無アルカリガラス上にTFT素子、画素電極等を形成した基板を対向基板として用意し、前記のカラーペースト塗布した基板(着色層基板)と対向基板とに配向膜を印刷しラビングして配向させた。これら2つの基板の一方にマイクロビーズを練り込んだシール剤を印刷し、5μmの厚さのスペーサーを確保して接着し借り止め後、UV硬化接着して、2つの基板を貼り合わせた。次に、4V駆動対応のTN液晶(屈折率異方性Δn〜0.1)を注入して液晶注入口を封口剤で塞いだ。液晶を注入した液晶セルを、直交した偏光フィルムで挟み、評価用の液晶セルを作製した。該液晶セルにICドライバー等を実装することにより、液晶表示装置が完成する。
作製した液晶セルの下にXYZ表色系色度図における色度座標(x、y)が(0.280,0.272)である3波長型バックライト光源を置き、色度を測定したところ、赤(0.640,0.320)、緑(0.294,0.597)、青(0.145,0.061)とEBU規格同等の色鮮やかな表示を得た。また、カラーフィルタを備えた液晶セルでの白の色調は青白く、色バランスの良好な表示を示した。白色表示での色温度は8500Kであり、液晶テレビに要求される色特性を示した。
比較例として赤顔料をC.I Pigment Red254およびC.I Pigment Yellow150を90/10の割合で含むものに変え、青顔料をC.I Pigment Blue15:3が100%からなるものに変えた以外は実施例1と同様にし、評価用の液晶セルを作製した。C光源を用いて測定した色度は、赤(0.630、0.335)、緑(0.298、0.593)、青(0.138、0.125)であった。特にBlueは黄色味を帯びており色調ずれを生じた。作製した液晶セルの下にXYZ表色系色度図における色度座標(x、y)が(0.280,0.270)である3波長型バックライト光源を置き、色度を測定したところ、赤(0.612,0.337)、緑(0.294,0.605)、青(0.147,0.085)と特に赤がEBU規格から大きくずれ、色鮮やかな表示を得ることができなかった。
紗の構造を説明するための平面図である。 本発明に用いられるスクリーン印刷版の一例を示す概略断面図である。 本発明のスクリーン印刷版に用いられるメタル紗の一例を示す概略断面図である。 XYZ表色系色度図における色度座標(x、y)および白表示での色温度を示すグラフである。 本発明のO.D値の変化を示す図である。 本発明におけるアライメント処理の流れを示す図である。 本発明の実施により得られたカラーフィルタの断面のSEM写真である(顔料濃度56重量%)。 カラーフィルタの断面のSEM写真である(顔料濃度12重量%)。 カラーフィルタの断面のSEM写真である(顔料濃度35重量%)。
符号の説明
1 …… 紗
2 …… 平坦化層
3 …… 第1接着層
4 …… バッククッション層
5 …… 第2接着層
6 …… 感光性高分子層

Claims (13)

  1. 固形分比で24重量%〜95重量%の範囲内で顔料を含有する着色層形成用インク組成物を用い、スクリーン印刷法によりパターン状の着色層を形成するカラーフィルタの製造方法であって、
    前記スクリーン印刷法に用いられるスクリーン印刷用版が、紗と、紗の隙間に充填され紗の表面を平坦化させる平坦化層と、前記平坦化層の基板側の表面に形成されたバッククッション層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。
  2. 前記バッククッション層の硬度が、針侵入硬度で30〜65の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。
  3. 前記バッククッション層と平坦化層との間に第1接着層を有し、前記第1接着層の硬度が、針侵入硬度で30未満であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法。
  4. 前記平坦化層の基板と逆側の表面に感光性高分子層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  5. 前記バッククッション層に、ドライフィルムレジストを用いることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  6. 前記スクリーン印刷用版に用いられているスクリーン印刷用紗が、実印刷領域における紗バイアス角度が、31°以上45°未満であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  7. 前記スクリーン印刷用紗のメッシュ開口幅が5μm〜85μmの範囲内であることを特徴とする請求項6記載のカラーフィルタの製造方法。
  8. 前記紗がメタル紗であり、このメタル紗の基板側の面が、研削されて平坦化されていることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  9. 前記着色層形成用インク組成物が、少なくともバインダ成分と、前記バインダ成分に分散された前記顔料とを含有するものであり、粘度測定法として回転粘度計測定法を用いた場合に、測定部の形状が円錐−円板型の試料容器を用い、温度条件23℃で測定した粘度のシェアレート10S−1での測定値が、30,000MPa〜100,000MPaの範囲内であり、かつシェアレート20S−1での測定値が、2,000MPa〜7,000MPaの範囲内である着色層形成用インク組成物であることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  10. 前記バインダ成分が、下記化学式(1)で示されるモノマー成分を5モル%〜95モル%の範囲内で有し、かつ下記化学式(2)で示されるモノマー成分を5モル%〜85モル%の範囲内で有し、さらにポリスチレン換算重量平均分子量が10,000〜1,000,000の範囲内であるアクリル共重合体であることを特徴とする請求項9に記載のカラーフィルタの製造方法。
    Figure 0004620139
    (ここで、Rは、水素または炭素数1〜5のアルキル基を示す。Rは、芳香族もしくは脂環式化合物である。)
  11. 前記着色層形成用インク組成物が、エポキシアクリレート樹脂組成物を固形分重量比で3重量%〜55重量%の範囲内で含有することを特徴とする請求項10に記載のカラーフィルタの製造方法。
  12. 前記着色層形成用インク組成物が、多官能アクリルアクリレートモノマーと光重合開始剤とを含有することを特徴とする請求項10または請求項11までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
  13. 得られる着色層ラインの幅が、5μm〜100μmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれかの請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。
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