JP4839607B2 - Color filter substrate and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、カラー表示装置などに用いられるカラーフィルタ基板、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter substrate used for a color display device and the like, and a manufacturing method thereof.
近年、カラー液晶ディスプレイの普及に伴い、カラーフィルタの低コスト化への要求が高まってきている。現状、カラーフィルタ製造の主流となっているフォトリソグラフィー方式では、ブラックマトリックスだけではなく着色層の形成工程においても大量の顔料等の材料を現像時に廃棄することとなる。さらに、製造に必要な工程数も多いことにより、低コスト化には限界がある。一方、インクジェット方式はＲ、Ｇ、Ｂの各着色層の形成を一度に行うことができ、顔料等の材料の無駄もほとんど発生せず、大幅なコストダウンが期待できる。 In recent years, with the widespread use of color liquid crystal displays, there has been an increasing demand for cost reduction of color filters. At present, in the photolithography method which is the mainstream of color filter manufacturing, not only the black matrix but also a large amount of materials such as pigments are discarded in the development process of the colored layer. Furthermore, there are limits to cost reduction due to the large number of processes required for manufacturing. On the other hand, the R, G, and B colored layers can be formed at one time by the ink jet method, and there is little waste of materials such as pigments, and a significant cost reduction can be expected.
インクジェット方式を用いたカラーフィルタ基板の製造方法としては、例えば、特許文献１、２、３等に記載されている方法が提案されている。
特許文献１には、硝子基板上の所望する着色層領域外へのインクの広がりを防止するため、予め、ブラックマトリックスにフッ酸系撥水・撥油剤を含有させてパターンを形成することによって、着色層領域内のみにインクを定着させることが記載されている。
また、特許文献２、特許文献３には、含フッ素化合物及び／または含ケイ素化合物を含有する黒色樹脂層を、着色層の形成におけるインクにじみ、混色を防止するための仕切り壁とすることが記載されている。
As a method for manufacturing a color filter substrate using an ink jet method, for example, methods described in
In
これらの方法においては、カラーインクを充填させる際のインクの溢れによる混色を防止するために、ブラックマトリックスの高さ（膜厚）を高く（厚く）する必要がある。したがって、着色層の形成後はブラックマトリックスと着色層での膜厚段差が生じ、ブラックマトリックスが着色層に比べて高くなる。
平坦化させるために保護層の形成が必要となるが、ブラックマトリックスに撥インク剤が添加されている場合は保護層の塗布時にハジキが発生してしまい、膜面ムラが生じることが多い。
In these methods, it is necessary to increase (thicken) the height (film thickness) of the black matrix in order to prevent color mixing due to overflow of ink when filling with color ink. Therefore, after the colored layer is formed, a difference in film thickness occurs between the black matrix and the colored layer, and the black matrix becomes higher than the colored layer.
In order to planarize, it is necessary to form a protective layer. However, when an ink repellent agent is added to the black matrix, repelling occurs when the protective layer is applied, and film surface unevenness often occurs.
また、着色層をインクジェット方式で形成する場合には、インクジェット方式の特性により着色層に添加できる樹脂が制限され、その結果としてフォトリソグラフィー法に比べて着色層の耐性が弱いという欠点がある。その為に保護層の形成が必須であるが、膜面ムラの生じ難い樹脂等で形成した場合は、耐性が不充分であるとの問題点があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、インクジェット方式により着色層を形成する場合に、撥インク剤を含有したブラックマトリックスであっても、膜面ムラのない、平滑性に優れ、且つ耐候性に優れた保護層を有するカラーフィルタ基板を提供することを課題とするものである。また、上記カラーフィルタ基板の製造方法を提供することを
課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and when a colored layer is formed by an ink jet method, even a black matrix containing an ink repellent agent has no film surface unevenness and excellent smoothness. It is another object of the present invention to provide a color filter substrate having a protective layer having excellent weather resistance. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing the color filter substrate.
本発明は、透明基板上に、開口部を有するブラックマトリックス、該ブラックマトリックスの開口部内にカラーインクを充填した着色層、該ブラックマトリクス上及び該着色層上の保護層、をこの順に形成したカラーフィルタ基板であって、該ブラックマトリックスは撥インク剤としてシリコーン系オリゴマーを含有したブラックマトリックスであり、該保護層は１−エトキシエチルメタクリレートとグリシジルメタクリレートを加熱による架橋で形成した保護層であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
In the present invention, on a transparent substrate , a black matrix having an opening, a colored layer filled with color ink in the opening of the black matrix, a protective layer on the black matrix and the colored layer are formed in this order . The black matrix is a black matrix containing a silicone oligomer as an ink repellent agent, and the protective layer is a protective layer formed by crosslinking 1-ethoxyethyl methacrylate and glycidyl methacrylate by heating. This is a color filter substrate.
また、本発明は、請求項１に記載のカラーフィルタ基板において、前記カラーインクの充填をインクジェット方式で行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法である。
The present invention is the color filter substrate manufacturing method according to
本発明によると、透明基板上に先ずブラックマトリックスを形成させ、該ブラックマトリックスの開口部にカラーインクを充填して着色層を設けたカラーフィルタ基板であって、該ブラックマトリックスは撥インク剤を含有し、さらにブラックマトリックスと着色層の上には、カルボキシル基を有する化合物とエポキシ基を有する化合物を加熱による架橋で形成した保護層を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板であるので、パターニング精度と平滑性が両立されたカラーフィルタ基板を得ることができる。 According to the present invention, there is provided a color filter substrate in which a black matrix is first formed on a transparent substrate and a colored layer is provided by filling a color ink in an opening of the black matrix, the black matrix containing an ink repellent agent. Furthermore, since the color filter substrate is provided with a protective layer formed by crosslinking a compound having a carboxyl group and a compound having an epoxy group by heating on the black matrix and the colored layer, patterning accuracy And a smooth color filter substrate can be obtained.
一般的には、ブラックマトリックスに撥インク剤を含有させることにより保護層の形成がハジキ等により困難になる。また、保護層に低分子量の樹脂材料を用いると、平滑性には効果があったが、耐性には弱く、一方高分子量の樹脂材料を用いると、耐性には効果が見られたが、平滑性に劣っていた。そこで検討の結果、カルボキシル基を有する化合物とエポキシ基を有する化合物による熱架橋性材料で保護層を形成させた場合、平滑性、耐性、ブラックマトリックスおよび着色層への濡れ性ともに優れる保護層が得られることを見出した。 In general, when a black matrix contains an ink repellent agent, it becomes difficult to form a protective layer due to repelling or the like. In addition, when a low molecular weight resin material was used for the protective layer, the smoothness was effective, but the resistance was weak. On the other hand, when a high molecular weight resin material was used, the resistance was effective, but the smoothness was smooth. It was inferior. As a result, when a protective layer is formed from a thermally crosslinkable material comprising a compound having a carboxyl group and a compound having an epoxy group, a protective layer having excellent smoothness, resistance, wettability to the black matrix and the colored layer is obtained. I found out that
また、カルボキシル基を有する化合物は、アクリルビニルエーテルをブロック剤としてブロックされたブロックカルボン酸であると、保護層を塗布するときの塗液の安定性に優れ、工程上でも好ましい。
さらに、エポキシ基を有する化合物がアクリル樹脂であると、透明性、平滑性、耐性により優れるカラーフィルタ基板を得ることができるため好ましい。
前記カラーインクの充填はインクジェット方式で行うことより、簡易性、コスト性に優れるカラーフィルタ基板を得ることが出来る。
Moreover, the compound which has a carboxyl group is excellent in stability of the coating liquid at the time of apply | coating a protective layer as the block carboxylic acid blocked using acryl vinyl ether as a blocking agent, and it is preferable also on a process.
Furthermore, it is preferable that the compound having an epoxy group is an acrylic resin because a color filter substrate which is excellent in transparency, smoothness and resistance can be obtained.
By filling the color ink by an ink jet method, a color filter substrate having excellent simplicity and cost can be obtained.
以下に、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明によるカラーフィルタ基板の一実施例の断面図である。図１に示すカラーフィルタ基板は、透明基板１上にブラックマトリックス２を形成し、次に、ブラックマトリックス２の開口部に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーインクにより着色層３を形成し、更に、本発明における保護層４を設けたものである。この際、インクジェッ
ト方式によりＲ、Ｇ、Ｂを形成することにより、安価かつ簡易に着色層を形成することができる。また、保護層４を設けることにより、平滑性と各種耐性に優れたカラーフィルタ基板を得ることが出来る。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a color filter substrate according to the present invention. The color filter substrate shown in FIG. 1 forms a
本発明の透明基板１には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等が使用できる。中でも硝子基板を用いた場合、透明性に優れるだけでなく、強度、耐熱性、耐候性に優れるカラーフィルタ基板を得ることができる。
As the
本発明のブラックマトリックス２は撥インク剤を含有するが、その他黒色顔料、樹脂、光開始剤、添加剤等からなる。これらは溶剤によりインク化したものを透明基板上に塗布し、フォトリソグラフィー法もしくは印刷法より形成させることが望ましい。これにより遮光性の優れるカラーフィルタ基板を得ることができる。また、撥インク剤の添加により隣接する異なる色の画素へのカラーインクの流出を防ぐことができ、混色を防止することができる。
The
本発明で述べる撥インク剤とは、カラーインク充填時にカラーインクをはじき隣接画素へのカラーインクの侵入を防止する役割を持つものである。材料は特に限定されないが、シリコーン系、フッ素系の材料を用いることで撥インク効果が顕著に現れるので、これらが好ましい。撥インク剤の具体的な例としては、主鎖または側鎖に有機シリコーンやアルキルフルオロ基を有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他にはフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体等のフッ素樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The ink repellent agent described in the present invention has a role of repelling color ink when filled with color ink and preventing entry of color ink into adjacent pixels. The material is not particularly limited, but an ink repellent effect is remarkably exhibited by using a silicone-based or fluorine-based material, and these are preferable. Specific examples of the ink repellent agent include those having an organic silicone or alkyl fluoro group in the main chain or side chain, and a silicone resin or silicone rubber containing a siloxane component, in addition to vinylidene fluoride, vinyl fluoride, Examples thereof include, but are not limited to, ethylene trifluoride and the like, and fluororesins such as copolymers thereof.
撥インキ剤を用いることにより、製造工程における加熱時にブリードアウトする場合がある。撥インク剤のブリードアウトにより、開口部の透明基板上に撥インク剤が付着し、カラーインクの充填時に色抜け等が発生してしまう。ブリードアウトを防止するために、撥インキ剤としては特にフッ素含有化合物を用いることが好ましい。さらに低分子量のものより、オリゴマータイプのものを用いることにより、より効果的に防ぐことが出来る。 By using an ink repellent agent, bleeding may occur during heating in the production process. Due to the bleed-out of the ink repellent agent, the ink repellent agent adheres to the transparent substrate in the opening, and color loss or the like occurs when the color ink is filled. In order to prevent bleeding out, it is particularly preferable to use a fluorine-containing compound as the ink repellent agent. Furthermore, it can prevent more effectively by using an oligomer type thing rather than a low molecular weight thing.
また、黒色顔料は有機黒色顔料、無機黒色顔料の一般的な顔料を用いることができる。例えば、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、鉄黒などを単体あるいは混合して用いられるものである。 As the black pigment, a general pigment such as an organic black pigment or an inorganic black pigment can be used. For example, organic pigments, carbon black, aniline black, graphite, titanium oxide, iron black and the like can be used alone or in combination.
着色層３に用いるカラーインクの材料は、着色剤、樹脂、分散剤、溶媒などで構成される。着色剤としては顔料、染料ともに用いることができるが、耐候性に優れる点から顔料を用いることが好ましい。ここで着色剤として使用する顔料の具体例を挙げると、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３、などであるが、これらに限定されるものではない。 The material of the color ink used for the colored layer 3 includes a colorant, a resin, a dispersant, a solvent, and the like. Although both pigments and dyes can be used as the colorant, it is preferable to use a pigment from the viewpoint of excellent weather resistance. Here, specific examples of the pigment used as the colorant include PigmentRed 9, 19, 38, 43, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 215, 216, 208. 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, PigmentBlue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, PigmentGreen 7, 36, PigmentRed 20, 24, 86, 81, 83, 93 , 108, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 153, 154, 166, 168, 185, Pigment Orange 36, Pigment Violet 23, etc., but are not limited thereto.
さらに、これらは要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。また樹脂の例としてはカゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択される。耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましい。 Further, these may be used in combination of two or more in order to obtain the desired hue. Examples of the resin include casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, melanin resin, and the like, which are appropriately selected in relation to the pigment. An acrylic resin is preferred when heat resistance and light resistance are required.
樹脂への着色剤の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、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としては、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、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。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。 In order to improve the dispersion of the colorant in the resin, a dispersant may be used. As the dispersant, as the nonionic surfactant, for example, polyoxyethylene alkyl ether and the like, and ionic surfactant Examples thereof include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salt, fatty acid salt alkyl phosphate, tetraalkyl ammonium salt, and other organic pigment derivatives and polyesters. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used.
本発明における着色層３の形成には、インクジェット方式が最適である。使用するインクジェット装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は５〜１００ｋＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。また必要に応じて乾燥やＵＶ硬化を行うこともできる。 An ink jet method is optimal for forming the colored layer 3 in the present invention. As the ink jet device to be used, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on the ink discharge method, and the piezo conversion method is particularly preferable. A device in which the ink particleization frequency is about 5 to 100 kHz, the nozzle diameter is about 5 to 80 μm, three heads are arranged, and 60 to 500 nozzles are incorporated in one head is suitable. Moreover, drying and UV hardening can also be performed as needed.
カラーインクはインクジェット方式における適性の表面張力範囲３５ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上に調整することが好ましい。表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であるとインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が１３０℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。 The color ink is preferably adjusted to have an appropriate surface tension range of 35 mN / m or less in an ink jet system and a boiling point of 130 ° C. or higher. When the surface tension is 35 mN / m or more, the dot shape stability at the time of ink jet discharge is significantly adversely affected. When the boiling point is 130 ° C. or less, the drying property in the vicinity of the nozzle is remarkably increased. This is not preferable because it causes clogging and other defects.
表面張力、沸点は、溶媒にて調整可能であり、用いられる溶媒の具体的な例としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わないが、溶解性も考慮し適宜選択される。 The surface tension and boiling point can be adjusted with a solvent. Specific examples of the solvent used include 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, and 2-butoxyethyl. Acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl ether, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2- Examples include butoxyethoxy) ethyl acetate, 2-phenoxyethanol, diethylene glycol dimethyl ether, and the like, but are not limited thereto. Further, two or more kinds of solvents may be mixed and used as necessary, but are appropriately selected in consideration of solubility.
保護層４は、透明な樹脂膜であり、これにより表面の平滑性、耐候性が向上する。本発明で述べるカルボキシル基を有する化合物とは、エポキシ基含有化合物と加熱により架橋反応を行うことができる化合物であり、特に限定されない。カルボキシル基とエポキシ基は反応性が高いので、製造工程においては混合後の安定性に問題がある。このために、カルボキシル基はアルキルビニルエーテルによりブロックされたものを用いることが望ましい。 The protective layer 4 is a transparent resin film, which improves surface smoothness and weather resistance. The compound having a carboxyl group described in the present invention is a compound that can undergo a crosslinking reaction with an epoxy group-containing compound by heating, and is not particularly limited. Since the carboxyl group and the epoxy group are highly reactive, there is a problem in stability after mixing in the production process. For this purpose, it is desirable to use a carboxyl group blocked with an alkyl vinyl ether.
このようなブロックされたカルボキシル基を有する化合物とは、例えば、１−イソプロポキシエチル（メタ）アクリレート、１−エトキシエチル（メタ）アクリレート、１−ｔ−ブトキシエチル（メタ）アクリレート、１−（１−メチルヘキシロキシ）エチル（メタ）アクリレート、１−（１，１−ジメチルプロポキシ)エチル（メタ）アクリレート、１−イソプロポキシエチル（メタ）アクリルアミド、１−エトキシエチル（メタ）アクリルアミド、１−ｔ−ブトキシエチル（メタ）アクリルアミド、１−（１−メチルヘキシロキシ）エチル（メタ）アクリルアミド、１−（１，１−ジメチルプロポキシ）エチル（メタ）アクリルアミド、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸−２，４−ビス（プロポキシエチル）−１−（（メタ）アクリロキシエチル）エステル等の単量体もしくは共重合体が挙げられる。 Examples of such a compound having a blocked carboxyl group include 1-isopropoxyethyl (meth) acrylate, 1-ethoxyethyl (meth) acrylate, 1-t-butoxyethyl (meth) acrylate, 1- (1 -Methylhexyloxy) ethyl (meth) acrylate, 1- (1,1-dimethylpropoxy) ethyl (meth) acrylate, 1-isopropoxyethyl (meth) acrylamide, 1-ethoxyethyl (meth) acrylamide, 1-t- Butoxyethyl (meth) acrylamide, 1- (1-methylhexyloxy) ethyl (meth) acrylamide, 1- (1,1-dimethylpropoxy) ethyl (meth) acrylamide, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid-2, 4-Bis (propoxyethyl) -1-((meth) acrylo And monomers or copolymers such as xylethyl) ester.
本発明で述べるエポキシ基を含有する化合物とは、例として、グリシジル(メタ)アクリ
レート、グリシジルイタコネート、グリシジルフマレート、３，４−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の単量体あるいは共重合体が挙げられるが、これに限定されない。中でもアクリル樹脂を用いた場合、透明性、耐性に優れる保護層を得ることが出来るために好ましい。
Examples of the compound containing an epoxy group described in the present invention include monomers or copolymers such as glycidyl (meth) acrylate, glycidyl itaconate, glycidyl fumarate, and 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate. Although it is mentioned, it is not limited to this. Among these, when an acrylic resin is used, it is preferable because a protective layer having excellent transparency and resistance can be obtained.
保護層は、これらのカルボキシル基を有する化合物とエポキシ基を有する化合物を溶媒等に溶解したものを、スピンコート法やダイコート法等の適切な塗工方法を用いてコーティングした後、加熱による架橋で形成する。その際、反応を促進させるための触媒等を用いても良い。 The protective layer is prepared by coating a compound having a carboxyl group and a compound having an epoxy group dissolved in a solvent using an appropriate coating method such as a spin coating method or a die coating method, and then crosslinking by heating. Form. At that time, a catalyst or the like for promoting the reaction may be used.
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
（ブラックマトリックスの作成）
ポリイミド前駆体（東レ（株）製：セミコファインＳＰ−５１０）１０重量部、カーボンブラック７．５重量部、ＮＭＰ１３０重量部、分散剤（銅フタロシアニン誘導体）５重量部、開始剤トリアジンの５重量部、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー０．１重量部をビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散させ、ブラックマトリックス組成物を調製した。このブラックマトリックス組成物をスピンコータによって、無アルカリガラス基板（コーニング社製、品番１７１３）上に約１．５μｍの塗膜に形成した。１００℃で２０分間の加熱硬化によりブラックマトリックスを形成した。
Examples of the present invention will be specifically described below.
(Create black matrix)
10 parts by weight of a polyimide precursor (manufactured by Toray Industries, Inc .: Semicofine SP-510), 7.5 parts by weight of carbon black, 130 parts by weight of NMP, 5 parts by weight of a dispersant (copper phthalocyanine derivative), 5 parts by weight of triazine initiator Then, 0.1 part by weight of perfluoroalkyl group-containing oligomer was dispersed for 3 hours while cooling with a bead mill disperser to prepare a black matrix composition. This black matrix composition was formed on a non-alkali glass substrate (product number 1713, manufactured by Corning) using a spin coater to form a coating film having a thickness of about 1.5 μm. A black matrix was formed by heat curing at 100 ° C. for 20 minutes.
（カラーインクの調製）
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１５ｃｐｓになるように調整しＲ，Ｇ，Ｂのカラーインクを得た。
(Preparation of color 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 was adjusted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the pigment concentration was 12 to 15% and the viscosity was 15 cps to obtain R, G and B color inks.
（保護層塗液の調製）
１−エトキシエチルメタクリレートの単量体５重量部、グリシジルメタクリレートの単量体３重量部、酸触媒０．５重量部を溶媒に溶解させた。
(Preparation of protective layer coating solution)
5 parts by weight of 1-ethoxyethyl methacrylate monomer, 3 parts by weight of glycidyl methacrylate monomer, and 0.5 part by weight of an acid catalyst were dissolved in a solvent.
（カラーフィルタ基板の作製）
前記ガラス基板上のブラックマトリックスの開口部に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のカラーインクを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッド（セイコーインスツルメンツ社製）を搭載したインクジェット印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々のパターン状着色層３を形成した。
さらに、保護層塗液をブラックマトリックス上での乾燥膜厚が１μｍとなるようにスピンコート法にて塗布し、９０℃のホットプレートで３分、２３０℃のオーブンで３０分乾燥、熱硬化させ、保護層４を形成させた。
(Production of color filter substrate)
A red (R), green color is produced by an inkjet printing apparatus using a color ink of each color of R, G, B, and a 12 pl, 180 dpi head (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the opening of the black matrix on the glass substrate. The patterned colored layers 3 for (G) and blue (B) were formed.
Furthermore, the protective layer coating solution is applied by spin coating so that the dry film thickness on the black matrix is 1 μm, dried for 3 minutes on a hot plate at 90 ° C., and dried for 30 minutes in an oven at 230 ° C. and thermally cured. A protective layer 4 was formed.
このようにして得られたカラーフィルタ基板は、混色も無く、濃度バランスに優れ、また表面平滑性に優れ、耐溶剤性にも優れるカラーフィルタ基板であった。 The color filter substrate thus obtained was a color filter substrate having no color mixing, excellent density balance, excellent surface smoothness, and excellent solvent resistance.
（ブラックマトリックスの作成）
パーフルオロアルキル基含有オリゴマー０．１重量部の代わりにシリコーン系オリゴマーを０．１重量部用いた他は、実施例１と同様にブラックマトリックスを得た。
（カラーインクの調製）
実施例１と同様に調整を行った。
（保護層塗液の調製）
実施例１と同様に調整を行った。
(Create black matrix)
A black matrix was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.1 part by weight of the silicone-based oligomer was used instead of 0.1 part by weight of the perfluoroalkyl group-containing oligomer.
(Preparation of color ink)
Adjustments were made in the same manner as in Example 1.
(Preparation of protective layer coating solution)
Adjustments were made in the same manner as in Example 1.
（カラーフィルタ基板の作製）
前記ガラス基板上のブラックマトリックスの開口部に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のカラーインクを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッド（セイコーインスツルメンツ社製）を搭載したインクジェット印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々のパターン状着色層３を形成した。
さらに、保護層塗液をブラックマトリックス上での乾燥膜厚が１μｍとなるようにスピンコート法にて塗布し、９０℃のホットプレートで３分、２３０℃のオーブンで３０分乾燥、熱硬化させ、保護層４を形成させた。
(Production of color filter substrate)
A red (R), green color is produced by an inkjet printing apparatus using a color ink of each color of R, G, B, and a 12 pl, 180 dpi head (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the opening of the black matrix on the glass substrate. The patterned colored layers 3 for (G) and blue (B) were formed.
Furthermore, the protective layer coating solution is applied by spin coating so that the dry film thickness on the black matrix is 1 μm, dried for 3 minutes on a hot plate at 90 ° C., and dried for 30 minutes in an oven at 230 ° C. and thermally cured. A protective layer 4 was formed.
このようにして得られたカラーフィルタ基板は、混色も無く、濃度バランスに優れ、また表面平滑性に優れ、耐溶剤性にも優れるカラーフィルタ基板であった。 The color filter substrate thus obtained was a color filter substrate having no color mixing, excellent density balance, excellent surface smoothness, and excellent solvent resistance.
＜比較例１＞
（ブラックマトリックスの作成）
実施例１と同様に作成した。
（カラーインクの調製）
実施例１と同様に調整を行った。
（保護層塗液の調製）
メタクリル酸メチルを溶媒に溶解させた。
<Comparative Example 1>
(Create black matrix)
Prepared in the same manner as in Example 1.
(Preparation of color ink)
Adjustments were made in the same manner as in Example 1.
(Preparation of protective layer coating solution)
Methyl methacrylate was dissolved in the solvent.
（カラーフィルタ基板の作製）
前記ガラス基板上のブラックマトリックスの開口部に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のカラーインクを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッド（セイコーインスツルメンツ社製）を搭載したインクジェット印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々のパターン状着色層３を形成した。
さらに、保護層塗液をブラックマトリックス上での乾燥膜厚が１μｍとなるようにスピンコート法にて塗布し、９０℃のホットプレートで２０分乾燥させ、保護層４を形成させた。
(Production of color filter substrate)
A red (R), green color is produced by an inkjet printing apparatus using a color ink of each color of R, G, B, and a 12 pl, 180 dpi head (manufactured by Seiko Instruments Inc.) at the opening of the black matrix on the glass substrate. The patterned colored layers 3 for (G) and blue (B) were formed.
Further, the protective layer coating solution was applied by spin coating so that the dry film thickness on the black matrix was 1 μm, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 20 minutes to form the protective layer 4.
このようにして得られたカラーフィルタ基板は、混色も無く、濃度バランスに優れていたが、表面平滑性には劣り、耐溶剤性には劣るものであった。 The color filter substrate thus obtained had no color mixing and excellent density balance, but was inferior in surface smoothness and poor in solvent resistance.
本発明で得られたカラーフィルタ基板の活用例としては、液晶ディスプレイや電子ペーパー、あるいは白色ＥＬ向けのカラーフィルタ基板として用いることができる。本発明でのカラーフィルタ基板の製造は安価に、かつ簡易に行うことができ、小ロットにも対応可能なカラーフィルタ基板となる。 As an application example of the color filter substrate obtained in the present invention, it can be used as a color filter substrate for liquid crystal display, electronic paper, or white EL. The production of the color filter substrate according to the present invention can be performed inexpensively and easily, and the color filter substrate can be used for a small lot.
１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリックス
３・・・着色層
４・・・保護層
DESCRIPTION OF
Claims (2)
A color filter substrate in which a black matrix having openings on a transparent substrate, a colored layer filled with color ink in the openings of the black matrix, and a protective layer on the black matrix and the colored layer are formed in this order. The black matrix is a black matrix containing a silicone oligomer as an ink repellent agent, and the protective layer is a protective layer formed by crosslinking 1-ethoxyethyl methacrylate and glycidyl methacrylate by heating. Color filter substrate.
The color filter substrate according to claim 1 , wherein the color ink is filled by an ink jet method.
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