JP5151610B2 - スペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
盛んである。例えば特許文献5〜7において、スペーサーを任意の位置に直接配置する方法が提案されている。しかしながら、数ミクロンのスペーサー粒子を吐出するにはインクジェットノズル径が大きいものを選択しなければならず、基板上で形成される液滴径は50μm程度の大きさとなる。スペーサー粒子をインクジェット印刷で精度良く、遮光膜上に配置したとしても、液滴中のスペーサー粒子の乾燥後の位置を制御することが難しい。遮光部(ブラックマトリクス)の線幅が10μm程度と狭いモバイル用途では、選択的に遮光部上にスペーサー粒子を配置することは、困難である。
(1)スペーサー粒子を少なくとも溶媒中に分散したスペーサーインクを調製する工程。
(2)上記所定位置に対応する位置に凹部を形成し、さらに上記スペーサーインクが供給されたとき、インクの乾燥過程において凹部へスペーサー粒子が集合する現象を発現する表面加工として前記スペーサーインクよりも表面張力が低い低表面張力層を形成した凹版を作成する工程。
(3)凹版の凹部へインクジェット印刷で選択的にスペーサーインクを供給し、乾燥する工程。
(4)凹版、カラーフィルタ基板双方のアライメントマークにより位置合わせを行い、次に凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写し、固着する工程。
徴とする請求項1〜4に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
できる。
ル、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、等が挙げられるがこれに限定されるものではない。これら樹脂成分にアクリル基、カルボキシル基、イソシアネート基などの反応性部位を付与したもの、更にはこれらに必要に応じて架橋剤、光開始剤などを添加したものを硬化型樹脂として使用できる。
(スペーサーインクの調製)
ポリビニルアセタール樹脂(積水化学製、KW−1、固形分20質量%)を攪拌しながら、エポキシ化合物(ナガセケムテックス製、デナコールEX−521)を固形分比で5質量%となる添加量で少量ずつ添加し、熱硬化型ポリマー液を調製した。次いでスペーサー粒子(積水化学製、ミクロパールEX004、粒子径4μm)、前記熱硬化型ポリマー液、エチレングリコール/ブチルセルソルブ/水=65/5/30(質量比)の混合溶媒を、スペーサー粒子/ポリマー液/混合溶媒=0.2/5/94.8(質量比)となるように混合、超音波分散させ、目開き10μmのステンレスメッシュで濾過し、実施例1のスペーサーインクを得た。得られた分散液の粘度は13.4mPa・s(23℃)であった。
無アルカリガラス(コーニング社、1737ガラス、300mm角、1.1mm厚)にポジ型レジスト(シプレイ製、S1813)をスピンコート法で塗布し、遮光部幅10〜30μmの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上に配置できるように開口部幅10〜30μmのパターンをデザインしたマスクを介して露光し、アルカリ現像液(シプレイ製、MFCD−26)で現像処理を行うことでパターンを形成した。このパターンの開口部分をフッ酸により、版深0.5μmとなるようにエッチング処理をし、レジスト剥膜剤(シプレイ製、リムーバ1165)により、レジストを剥膜してガラス凹版を得た。このガラス凹版上にフッ素系撥水処理剤(3M製、EGC−1720)をディップコーティング、80℃で30分間乾燥処理することにより表面処理層を設けた。
吐出量40pl、ノズル径42μmのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記スペーサーインクを真空脱泡処理した後、充填し、上記ガラス凹版のアライメントを行った後、凹部に
相当する位置にスペーサーインク液滴を供給し、80℃のホットプレート上で1分間乾燥を行った。この版を上下基板のアライメント機構を有する転写装置に搭載し、カラーフィルタ基板、ガラス凹版の位置合わせを行った後、ガラス版側に100℃の熱を加えながらローラー加圧した後引きはがして、転写処理を行った。このスペーサーを形成したカラーフィルタ基板を120℃で30分間硬化処理を行い、スペーサー付カラーフィルタ基板を得た。
ガラス板を基板とする凹版を実施例1と異なる下記の条件で作成した以外は、実施例1と同様の方法で行った。
まず、アルカリ可溶性樹脂として、アクリレート樹脂(ダイセル化学工業(株)社製:商品名「サイクロマーP−ACA200M」)100質量部、光重合性モノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亜合成(株)社製:商品名:M400)30質量部、光重合開始剤として、イルガキュア369(チバスペシャルケミカル社製)6質量部、希釈溶剤として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質量部を、撹拌して希釈することにより、ネガレジスト組成物を調製した。
ガラス凹版を下記の条件で作成した以外は、実施例1と同様の方法で行った。
無アルカリガラス(コーニング社、1737ガラス、300mm角、1.1mm厚)にポジ型レジスト(シプレイ製、S1813)をスピンコート法で塗布し、遮光部幅10〜30μmの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上にスペーサーを配置できるように開口部幅10〜30μmのパターンをデザインしたマスクを介して露光し、アルカリ現像液(シプレイ製、MFCD−26)で現像処理を行うことでパターンを形成した。このパターンの開口部分をフッ酸により、版深0.5μmとなるようにエッチング処理をし、レジスト剥膜剤(シプレイ製、リムーバ1165)により、レジストを剥膜してガラス凹版を得た。
ガラス板を基板とする凹版を下記の条件で作成した以外は実施例1と同様の方法で行った。
まず、アルカリ可溶性樹脂として、アクリレート樹脂(ダイセル化学工業(株)社製:商品名「サイクロマーP−ACA200M」)100質量部、光重合性モノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(東亜合成(株)社製:商品名:M400)30質量部、光重合開始剤として、イルガキュア369(チバスペシャルケミカル社製)6質量部、希釈溶剤として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質量部を、撹拌して希釈することにより、ネガレジスト組成物を調製した。
実施例1と同様の方法で調整したスペーサーインクを吐出量40pl、ノズル径42μmのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記スペーサーインクを真空脱泡処理した後、充填し、カラーフィルタ基板のアライメントを行った後、遮光部上の任意位置にスペーサーインク液滴を直接、所定の位置に噴射し、次に80℃のホットプレート上で1分間乾燥を行った。このスペーサーを形成したカラーフィルタ基板を120℃で30分間硬化処理を行い、スペーサー付カラーフィルタ基板を得た。
△;画素部上の存在率が10%以上、50%未満
×;画素部上の存在率が50%以上
また、形成したスペーサーのカラーフィルタ基板上への固着性をエアブラシにより水を流体とし、0.25MPa、30secの条件下で下記基準に基づいて評価した。
△;剥離箇所が10%以上、30%未満
×;剥離箇所が30%以上
上記評価基準に基づく、実施例1〜4、比較例1の評価結果一覧を表1に示す。
Claims (11)
- 透明基板上に形成されたカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の所定位置にスペーサー粒子を固着してなるスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも以下の工程を有することを特徴とするスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
(1)スペーサー粒子を少なくとも溶媒中に分散したスペーサーインクを調製する工程。
(2)上記所定位置に対応する位置に凹部を形成し、さらに上記スペーサーインクが供給されたとき、インクの乾燥過程において凹部へスペーサー粒子が集合する現象を発現する表面加工として前記スペーサーインクよりも表面張力が低い低表面張力層を形成した凹版を作成する工程。
(3)凹版の凹部へインクジェット印刷で選択的にスペーサーインクを供給し、乾燥する工程。
(4)凹版、カラーフィルタ基板双方のアライメントマークにより位置合わせを行い、次に凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写し、固着する工程。 - 凹版の凹部の深さがスペーサーの粒子径の1/2以下であることを特徴とする請求項1に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- カラーフィルタ基板が遮光膜を有し、かつ凹版の凹部の径がカラーフィルタ基板上の遮光膜幅の30〜100%であることを特徴とする請求項1または2に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 凹版表面におけるスペーサーインクの分散溶媒の接触角が、100度以上となるように表面処理を施した事を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 表面に熱接着性樹脂を被覆したスペーサー粒子を使用することを特徴とする請求項1〜4に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 凹版の基板がガラス基板からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写する際に、凹版側、カラーフィルタ基板側の少なくとも一方を加熱することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記スペーサーインクは、分散溶媒主成分が沸点150℃以上の水溶性有機溶剤であり、またスペーサー粒子の粒子径が3〜6μmであって、その含有量が1.0質量%以下であり、さらに23℃での粘度が20mPa・s以下、さらに表面張力が40mN/m以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記スペーサーインクは、熱、光、電子線のうちの少なくとも1つ以上のエネルギーで硬化する樹脂を主成分とする接着成分を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- カラーフィルタ基板の所定位置に固着されたスペーサー粒子の個数密度が1000〜20000個/cm2であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
- 長尺のフレキシブル基材を用いたカラーフィルタ基版を間欠的に繰り出しながら、スペーサーを凹版からカラーフィルタ基板へ順次転写することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
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