JP4935409B2 - 透明樹脂層形成用塗工液 - Google Patents
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またこの方法によれば、製造の過程で、透明樹脂層上に塗布された着色層形成用塗工液が膜減りすることにより、反射光用領域に形成される着色層の膜厚を、透過光用領域に形成される着色層の膜厚より薄いものとすることができ、透過光用領域および反射光用領域の色特性を近似させることも可能となる。
そこで、上記透明樹脂層の膜厚をより厚くすることにより、透明樹脂層上に塗布された着色層形成用塗工液の膜減りを促進し、反射光用領域における着色層の膜厚をより薄く形成する方法が考えられる。しかしながら、通常、透明樹脂層の膜厚は、ギャップaがギャップbの1/2となるように決定されることから、反射光用領域における着色層を所望の膜厚に形成することを目的として、透明樹脂層の膜厚を設計することはできず、その結果、反射光用領域における着色層の膜厚をさらに薄く形成することは困難であるといった問題があった。
まず、本発明の透明樹脂層形成用塗工液について説明する。本発明の透明樹脂層形成用塗工液は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおける上記透明樹脂層の形成に用いられる透明樹脂層形成用塗工液であって、上記着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液の上記透明樹脂層に対する接触角が、上記着色層形成用塗工液の上記透明基板に対する接触角よりも5°以上大きくなるような含有量で、上記透明樹脂層形成用塗工液中に界面活性剤が含有されることを特徴とするものである。
以下、透明樹脂層形成用塗工液および接触角の測定について、それぞれ詳しく説明する。
本発明の透明樹脂層形成用塗工液は、透明樹脂層形成用塗工液を用いて形成された透明樹脂層に対する着色層形成用塗工液の接触角が、透明基板に対する着色層形成用塗工液の接触角よりも所定の値以上大きくなるような量の界面活性剤を含有するものである。
中でも5°〜10°の範囲内とすることが好ましい。
本発明においては、着色層形成用塗工液の透明樹脂層に対する接触角と、着色層形成用塗工液の透明基板に対する接触角とが測定される。
(1)洗剤中に透明基板を入れ、10分〜20分超音波洗浄を行う。
(2)流水で、洗剤を洗い流す。
(3)水で10分〜20分超音波洗浄を行う。
(4)105℃〜110℃の乾燥機に入れて、1時間以上乾燥させる。
本発明の透明樹脂層形成用塗工液が用いられる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの構成としては、本発明の透明樹脂層形成用塗工液を用いて形成された透明樹脂層、透明基板および着色層以外の他の部材を有する構成としてもよい。他の部材としては、後述する「B.半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ」に記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記透明樹脂層が、上述した透明樹脂層形成用塗工液を用いて形成されたものであることを特徴とするものである。
以下、本発明のカラーフィルタの各部材について詳しく説明する。
まず、本発明における透明樹脂層について説明する。本発明における透明樹脂層は、後述する透明基板の反射光用領域上のみにパターン状に形成されるものであり、上述した透明樹脂層形成用塗工液を用いて形成されるものである。
なお、透明樹脂層形成用塗工液については、上記「A.透明樹脂層形成用塗工液」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
次に、本発明における着色層について説明する。本発明における着色層は、後述する透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成されるものであり、図2に示すように反射光用領域rおよび透過光用領域tの各領域にわたって形成されている。
成することができる。このような顔料分散法による着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液としては、一般的にカラーフィルタにおける着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液と同様とすることができる。
本発明に用いられる透明基板は、上記透明樹脂層および上記着色層を形成可能であり、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
なお、上記透明基板については、上述した「A.透明樹脂層形成用塗工液」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明における半透過型液晶表示装置用カラーフィルタは、上記透明基板と、透明樹脂層と、着色層とを有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば遮光部や保護層、透明電極層、配向膜等を、必要に応じて適宜有するものであってもよい。
次に、本発明の透明樹脂層形成用塗工液の選択方法について説明する。本発明の透明樹脂層形成用塗工液の選択方法は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおける上記透明樹脂層の形成に用いられる透明樹脂層形成用塗工液の選択方法であって、上記着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液の上記透明樹脂層に対する接触角が、上記着色層形成用塗工液の上記透明基板に対する接触角よりも大きくなるような上記透明樹脂層形成用塗工液を選択することを特徴とするものである。
次に、本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、工程の違いにより2つの実施態様がある。以下、それぞれの実施態様について説明する。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の第1実施態様は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記記載の透明樹脂層形成用塗工液の選択方法を用いて透明樹脂層形成用塗工液を選択する選択工程と、上記選択工程により選択された透明樹脂層形成用塗工液を用いて上記透明基板上に透明樹脂層をパターン状に形成する透明樹脂層形成工程と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とするものである。
以下、本実施態様のカラーフィルタの製造方法における各工程について説明する。
なお、上記選択工程で用いられる透明樹脂層形成用塗工液の選択方法は、上述した「C.透明樹脂層形成用塗工液の選択方法」の項で説明したものと同様とすることができるので、選択工程についての説明は省略する。
本実施態様における透明樹脂層形成工程は、上記選択工程により選択された透明樹脂層形成用塗工液を用いて透明基板上に透明樹脂層をパターン状に形成する工程である。
なお、本工程において用いられる透明基板は、上述した「A.透明樹脂層形成用塗工液」の項で説明したものを用いることができる。
本実施態様における着色層形成工程は、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する工程である。
なお、本工程において用いられる着色層形成用塗工液は、上述した「B.半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ」の項で説明したものを用いることができる。
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上記選択工程および透明樹脂層形成工程の前後に必要に応じて他の工程を有していてもよい。
このような各工程については、一般的な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造におけるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法の第2実施態様は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、上記透明基板と上記透明樹脂層と上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記記載の透明樹脂層形成用塗工液を用いて、上記透明樹脂層を形成する透明樹脂層形成工程と、上記透明基板および上記透明樹脂層を覆うように着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とするものである。
(透明樹脂層形成用塗工液の調製)
下記組成の透明樹脂層形成用塗工液を調製した。
<透明樹脂層形成用塗工液>
・メタクリル酸−スチレン−メタクリル酸共重合体 42.0重量部
・ペンタエリスリトールペンタアクリレート 32.0重量部
・エピコート(三菱油化シェル(株)製) 18.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 7.0重量部
・フッ素系界面活性剤(大日本インキ(株)製 F475) 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 300重量部
下記組成の着色層形成用塗工液を調製した。
<赤色着色層形成用塗工液>
・赤色顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B)
24.0重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 6.0重量部
・分散材(ビックケミー社製 ディスパービック161) 15.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 20.0重量部
・ポリマーI 25.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 6.8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) 2.9重量部
・フッ素系界面活性剤(大日本インキ(株)製 F475) 0.3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 400重量部
*なお、ポリマーIはベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
<緑色着色層形成用塗工液>
・緑色顔料(アビシア社製 モナストラルグリーンθY−C) 21.0重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 9.0重量部
・分散材(ビックケミー社製 ディスパービック161) 15.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 20.0重量部
・ポリマーI 25.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 6.8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) 2.9重量部
・フッ素系界面活性剤(大日本インキ(株)製 F475) 0.3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 400重量部
<青色着色層形成用塗工液>
・青色顔料(BASF社製 ヘイオゲンブルーL6700F) 30.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース6000) 3.0重量部
・分散材(ビックケミー社製 ディスパービック161) 12.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 20.0重量部
・ポリマーI 25.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 6.8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) 2.9重量部
・フッ素系界面活性剤(大日本インキ(株)製 F475) 0.3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 400重量部
透明基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。
このガラス基板に、下記の手順に従って、表面処理を施した。
(1)洗剤中に透明基板を入れ、10分〜20分超音波洗浄を行う。
(2)流水で、洗剤を洗い流す。
(3)水で10分〜20分超音波洗浄を行う。
(4)105℃〜110℃の乾燥機に入れて、1時間以上乾燥させる。
次いで、このガラス基板上に透明樹脂層形成用塗工液を塗布し、乾燥させて膜厚3.0μmの透明樹脂層を形成した。
その後、上記透明基板上および上記透明樹脂層上に、上記着色層形成用塗工液の液滴をマイクロシリンジから滴下して20秒後に、接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて、接触角の測定を行った。結果を下記表1に示す。
透明樹脂層形成用塗工液および着色層形成用塗工液中の界面活性剤の含有量を下記表1に示すとおりとしたこと以外は、実施例1と同様にして、接触角の測定まで行った。
実施例1〜5および比較例1〜2でそれぞれ使用した透明基板、透明樹脂層形成用塗工液および着色層形成用塗工液を用いて、下記の方法に従って、カラーフィルタを作製した。
(カラーフィルタの作製)
表面処理済みの透明基板上に、透明樹脂層形成用塗工液を塗布し、所定のフォトマスクを介して露光、現像、焼成を行い、膜厚3μmの透明樹脂層をパターン状に形成した。
次いで、透明基板および透明樹脂層を覆うようにして、各色の着色層形成用塗工液を塗布し、乾燥させ、透明樹脂層上である反射光用領域および透明基板上である透過光用領域にそれぞれ着色層を形成した。この時の各領域における着色層の膜厚を膜厚計を用いて測定した結果を、下記表1に示す。
2…透明樹脂層
3…着色層
20…着色層形成用塗工液
r…反射光用領域
t…透過光用領域
Claims (10)
- 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおける前記透明樹脂層の形成に用いられる透明樹脂層形成用塗工液であって、
前記着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液の前記透明樹脂層に対する接触角が、前記着色層形成用塗工液の前記透明基板に対する接触角よりも5°以上大きくなるような含有量で、前記透明樹脂層形成用塗工液中に界面活性剤が含有されることを特徴とする透明樹脂層形成用塗工液。 - 前記界面活性剤の含有量が、前記透明樹脂層形成用塗工液の固形分中、0.3質量%〜5質量%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の透明樹脂層形成用塗工液。
- 前記透明基板が、ガラス基板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の透明樹脂層形成用塗工液。
- 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記透明樹脂層が、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透明樹脂層形成用塗工液を用いて形成されたものであることを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液の基準透明樹脂層に対する接触角が、前記着色層形成用塗工液の前記透明基板に対する接触角よりも5°以上大きくなるような含有量で、前記着色層形成用塗工液中に界面活性剤が含有されることを特徴とする請求項4に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記着色層形成用塗工液中に含有させる前記界面活性剤の含有量が、前記着色層形成用塗工液の固形分中、0.01質量%〜0.25質量%の範囲内であることを特徴とする請求項5に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記透明基板が、ガラス基板であることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかの請求項に記載の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタにおける前記透明樹脂層の形成に用いられる透明樹脂層形成用塗工液の選択方法であって、
前記着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液の前記透明樹脂層に対する接触角が、前記着色層形成用塗工液の前記透明基板に対する接触角よりも大きくなるような含有量で、前記透明樹脂層形成用塗工液中に界面活性剤が含有された前記透明樹脂層形成用塗工液を選択することを特徴とする透明樹脂層形成用塗工液選択方法。 - 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
請求項8に記載の透明樹脂層形成用塗工液の選択方法を用いて透明樹脂層形成用塗工液を選択する選択工程と、
前記選択工程により選択された透明樹脂層形成用塗工液を用いて前記透明基板上に透明樹脂層をパターン状に形成する透明樹脂層形成工程と、
前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する着色層形成工程と、を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。 - 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された透明樹脂層と、前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように形成された着色層とを有し、前記透明基板と前記透明樹脂層と前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
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透明樹脂層形成用塗工液を用いて、前記透明樹脂層を形成する透明樹脂層形成工程と、
前記透明基板および前記透明樹脂層を覆うように着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する着色層形成工程と、を有することを特徴とする半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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