JPH07301708A - Substrate with color filter, its production and liquid crystal display element using the same - Google Patents

Substrate with color filter, its production and liquid crystal display element using the same

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JPH07301708A
JPH07301708A JP11368694A JP11368694A JPH07301708A JP H07301708 A JPH07301708 A JP H07301708A JP 11368694 A JP11368694 A JP 11368694A JP 11368694 A JP11368694 A JP 11368694A JP H07301708 A JPH07301708 A JP H07301708A
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JP
Japan
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substrate
color filter
resin
liquid crystal
porous layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP11368694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuko Tanaka
和子 田中
Keiichi Kawakami
圭一 川上
Kazunari Watanabe
一成 渡辺
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an inexpensive color filter having high reliability. CONSTITUTION:A porous layer essentially comprising inorg. particles and a binder resin is formed on a substrate and colored to form a specified pattern. In this substrate having the color filter, the binder resin in the porous layer essentially consists of at least one kind of resin selected from polyvinylacetal, amino resin, acryl resin and modified resin of them. Thereby, the obtd. filter has good adhesion property and heat resistance so that it is suitable for a liquid crystal display element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルター付き基
板に関し、特に、耐熱性に優れた、カラーフィルター付
き基板及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate with a color filter, and more particularly to a substrate with a color filter having excellent heat resistance and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カラーフィルターが、液晶表示装
置のカラー表示を可能とするデバイスとして注目されて
いる。これは、ガラス等の透明基板上に赤、青、緑の三
原色の着色層が、ストライプ状等の特定のパターンで形
成されたものである。従来、この着色層を形成するため
の方法として、電着法、フォトリソグラフィー法、印刷
法等の様々な手法が用いられてきた。しかしながら、こ
れらの方法は、着色層形成工程の他に、各色のパターン
形成後の洗浄工程が必要であり煩雑であった。また、こ
のような多数の工程を経るために、製品の歩留りが低下
する上、製造には複雑なラインや大型の装置が必要であ
り、それによっても製造コストが増大するという欠点が
あった。
2. Description of the Related Art In recent years, a color filter has attracted attention as a device capable of color display of a liquid crystal display device. This is one in which colored layers of three primary colors of red, blue and green are formed on a transparent substrate such as glass in a specific pattern such as a stripe pattern. Conventionally, various methods such as an electrodeposition method, a photolithography method, and a printing method have been used as a method for forming this colored layer. However, these methods are complicated because they require a washing step after pattern formation for each color in addition to the colored layer forming step. Further, since such a large number of steps are performed, the yield of products is lowered, and complicated lines and large-sized equipment are required for manufacturing, which also increases manufacturing cost.

【0003】一方、着色層を形成するための別の方法と
して、無機質の多孔膜をインク受容層とする方法が提案
されている(特開昭62−69004号公報、特開平1
−271704号公報等)。この方法は、Al2 3
の無機質多孔膜層を直接に着色するか、有機媒染剤を多
孔膜中に充填した後、該媒染剤を着色するものである。
しかしながら、この方法によって得られた着色層はもろ
く、基板のたわみによって脱落し易いという欠点があっ
た。
On the other hand, as another method for forming a colored layer, a method of using an inorganic porous film as an ink receiving layer has been proposed (JP-A-62-69004, JP-A-1).
-271704 publication). In this method, the inorganic porous membrane layer such as Al 2 O 3 is directly colored, or an organic mordant is filled in the porous membrane and then the mordant is colored.
However, the colored layer obtained by this method is fragile and has a drawback that it is easily removed due to the bending of the substrate.

【0004】上記の欠点は、カラーフィルターの着色層
を多孔質の無機粒子とバインダー樹脂とからなる多孔質
層で形成させることにより改善された(特開平3−11
6002号公報)。この場合のカラーフィルターには、
例えば、擬ベーマイトゾルと水溶性樹脂との混合物から
なる多孔質層をインク受容層として用いることができ
る。水溶性樹脂の代表例としては、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシセルローズ、S
BRラテックス、NBRラテックス等がある。
The above-mentioned drawbacks have been ameliorated by forming the colored layer of the color filter with a porous layer composed of porous inorganic particles and a binder resin (JP-A-3-11).
No. 6002). In this case, the color filter
For example, a porous layer made of a mixture of pseudo-boehmite sol and a water-soluble resin can be used as the ink receiving layer. Typical examples of the water-soluble resin are polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, hydroxycellulose, S
Examples include BR latex and NBR latex.

【0005】このような膜は無機質のみの多孔膜の場合
と異なり、低温での製膜が可能であるために、工程が簡
便であり、また、高温で製膜するために生じる寸法安定
性の低下を避けることもできるという利点もある。そし
て、軽量化を目的として現在開発が進められているプラ
スチック液晶ディスプレイ用のカラーフィルターとして
も有望であるというものである。
Unlike such a porous film made of only an inorganic material, such a film can be formed at a low temperature, so that the process is simple, and the dimensional stability caused by the film formation at a high temperature is improved. There is also an advantage that the decrease can be avoided. It is also promising as a color filter for plastic liquid crystal displays, which is currently being developed for the purpose of weight reduction.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、特開平3
−116002号公報に記載された多孔質層は、カラー
フィルターのインク受容層として有望なものである。し
かしながら、耐水性及び液晶用カラーフィルター製造時
に要求される耐熱性等の点で不十分であるという欠点の
あることが判明した。即ち、高湿下で多孔質層の剥離が
生じ易く、高温下で色変化を生じ易い等の欠点である。
これらの欠点は、カラーフィルターを液晶表示素子に組
み込むことを困難にし、表示安定性を低下させる。
As described above, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
The porous layer described in JP-A-111002 is promising as an ink receiving layer of a color filter. However, it has been found that there is a drawback that the water resistance and the heat resistance required at the time of manufacturing a color filter for liquid crystal are insufficient. That is, it is a defect that the porous layer is easily peeled off under high humidity and the color is easily changed under high temperature.
These drawbacks make it difficult to incorporate a color filter into a liquid crystal display device and reduce display stability.

【0007】従って本発明の第1の目的は、解像力及び
透明性に優れると共に、高湿下でも剥離し難い着色層を
有するカラーフィルター付き基板を提供することにあ
る。本発明の第2の目的は、液晶用カラーフイルターと
するのに好適な耐熱性を有するカラーフィルター付き基
板を提供することにある。本発明の第3の目的は、高性
能の液晶用カラーフィルターに好適な、カラーフィルタ
ー付き基板の製造方法を提供することにある。更に本発
明の第4の目的は、高精度で耐久性に優れた液晶表示素
子を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a substrate with a color filter having a colored layer which is excellent in resolution and transparency and which is difficult to peel off even under high humidity. A second object of the present invention is to provide a substrate with a color filter having heat resistance suitable for a color filter for liquid crystal. A third object of the present invention is to provide a method for producing a substrate with a color filter, which is suitable for a high-performance color filter for liquid crystal. Further, a fourth object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high accuracy and excellent durability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、基板上に、主として無機粒子とバインダー樹脂から
なる多孔質層を設け、これに着色して特定のパターンを
形成させてなるカラーフィルター付き基板において、前
記多孔質層に含有されるバインダー樹脂が、ポリビニル
アセタール、アミノ樹脂、アクリル樹脂及びこれらの変
性物から成る群の中から選択された少なくとも1種を主
成分とすることを特徴とするカラーフィルター付き基板
及びその製造方法、並びにそれを用いた液晶表示素子に
よって達成された。
The above-mentioned various objects of the present invention include a color obtained by providing a porous layer composed mainly of inorganic particles and a binder resin on a substrate and coloring it to form a specific pattern. In the substrate with a filter, the binder resin contained in the porous layer is mainly composed of at least one selected from the group consisting of polyvinyl acetal, amino resin, acrylic resin and modified products thereof. And a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same.

【0009】本発明で使用する基板は、ポリエステルフ
ィルム、ポリイミドフィルム等の高分子材料や、ガラス
板等、公知の基板の中から適宜選択することができる。
本発明で使用する無機粒子は、アルミナ、シリカ等の公
知の透明性に優れた無機酸化物粒子の中から適宜選択す
ることができるが、通常、着色剤として酸性染料を使用
するので、その染着性に優れた擬ベーマイト構造のアル
ミナ水和物を使用することが好ましい。
The substrate used in the present invention can be appropriately selected from known substrates such as polymeric materials such as polyester films and polyimide films, glass plates and the like.
The inorganic particles used in the present invention can be appropriately selected from known inorganic oxide particles having excellent transparency such as alumina and silica, but usually, since an acid dye is used as a coloring agent, its dyeing It is preferable to use an alumina hydrate having a pseudo-boehmite structure which is excellent in adhesion.

【0010】また、カラーフィルターとするための、特
定パターンを印刷するに際する印刷適性を良好とする観
点から、無機粒子の粒子径は約2μm以下であることが
好ましく、特に1μm以下のものを使用することが好ま
しい。本発明においては、上記の如き無機粒子とバイン
ダー樹脂とを含有する塗液を基板上に塗布し、均一で印
刷適性に優れた多孔質層を設ける必要があるが、そのた
めには、前記無機粒子がバインダー樹脂に対して良好な
分散性を有することが必要である。
From the viewpoint of improving the printability in printing a specific pattern for forming a color filter, the particle size of the inorganic particles is preferably about 2 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less. Preference is given to using. In the present invention, it is necessary to apply a coating liquid containing the above-mentioned inorganic particles and a binder resin on a substrate to provide a porous layer that is uniform and has excellent printability. Must have good dispersibility in the binder resin.

【0011】かかる観点からすれば、大量の分散剤やホ
モジナイザー等の各種の攪拌機を必要とする非水溶性の
バインダー樹脂ではなく、水溶性のバインダー樹脂又は
モノマー若しくはオリゴマーを用い、水系塗布液として
使用することが好ましい。本発明における多孔質層に使
用するバインダー樹脂は、従来使用されているポリビニ
ルアルコール等に代えて、ポリビニルアセタール樹脂、
アミノ樹脂、アクリル樹脂、及びこれらの変性物からな
る群の中から選択される。これらのバインダー樹脂は単
独で使用されても、2種以上が混合して使用されても良
い。
From this point of view, a water-soluble binder resin or a monomer or oligomer is used instead of a non-water-soluble binder resin which requires a large amount of various stirrers such as a dispersant and a homogenizer, and is used as an aqueous coating solution. Preferably. The binder resin used in the porous layer in the present invention is a polyvinyl acetal resin, instead of the conventionally used polyvinyl alcohol or the like.
It is selected from the group consisting of amino resins, acrylic resins, and modified products thereof. These binder resins may be used alone or in combination of two or more.

【0012】本発明で使用するポリビニルアセタール
は、特に下記化2で表されるものであることが好まし
い。
The polyvinyl acetal used in the present invention is preferably represented by the following chemical formula 2.

【化2】 但し、化2中のRはCn 2n+1であり、nの平均値は
0.3〜4.5であることが好ましい。
[Chemical 2] However, R in Formula 2 is C n H 2n + 1, the average value of n is preferably from 0.3 to 4.5.

【0013】ポリビニルアセタールは、ポリビニルアル
コール中に、各種のアルデヒドを添加し、公知の方法に
よって縮合させることにより容易に得ることができる。
この場合に使用するポリビニルアルコールの重合度は3
00〜5,000であることが好ましく、特に700〜
3,000であることが好ましい。重合度が300未満
では多孔質層の強度が不十分であり、5,000を越え
ると水溶解性が乏しくなり、また、塗布液の粘性増加に
よる塗布性悪化が生じるので好ましくない。
The polyvinyl acetal can be easily obtained by adding various aldehydes to polyvinyl alcohol and condensing it by a known method.
The degree of polymerization of polyvinyl alcohol used in this case is 3
It is preferably from 00 to 5,000, and particularly from 700 to
It is preferably 3,000. If the degree of polymerization is less than 300, the strength of the porous layer will be insufficient, and if it exceeds 5,000, the water solubility will be poor, and the coating property will deteriorate due to an increase in the viscosity of the coating solution, which is not preferable.

【0014】また、アルデヒドとしては、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、プロパナール、ブタナール等
の汎用のアルデヒドの中から適宜選択して用いることが
できる。ポリビニルアセタールのアセタール化度は3%
〜25%であることが好ましく、特に5〜10%である
ことが好ましい。アセタール化度が3%未満では耐水性
に劣り、25%を越えると水溶性に劣る。
The aldehyde can be appropriately selected and used from general-purpose aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propanal and butanal. Degree of acetalization of polyvinyl acetal is 3%
-25% is preferable, and 5-10% is particularly preferable. If the degree of acetalization is less than 3%, the water resistance is poor, and if it exceeds 25%, the water solubility is poor.

【0015】前記した化2中のnの平均値が0.3より
小さいと耐水性に劣り、4.5より大きいと水溶性に劣
る。上記したような好ましいポリビニルアセタールは、
50℃〜150℃、好ましくは80℃〜130℃という
乾燥時の加熱によって、水分を十分放出して透明基板に
強固に接着し、耐水性の高い塗布膜を形成することがで
きる。
If the average value of n in the above chemical formula 2 is smaller than 0.3, the water resistance is poor, and if it is larger than 4.5, the water solubility is poor. Preferred polyvinyl acetals as described above are
By heating at 50 ° C. to 150 ° C., preferably 80 ° C. to 130 ° C. during drying, moisture is sufficiently released to firmly adhere to the transparent substrate and a coating film having high water resistance can be formed.

【0016】アミノ樹脂は、対応する水溶性のマノマー
又はオリゴマーを塗布し、これを縮合させることによ
り、耐水性が高く染料溶解性の高い樹脂とすることがで
きる。とくにメラミン樹脂は耐熱性が高いので好適であ
る。塗布後の乾燥は、80℃〜200℃で行い、特に1
00℃〜150℃で行うことが好ましい。この乾燥によ
って、縮合が進行し、耐水性及び耐熱性に優れた樹脂と
なる。
The amino resin can be made into a resin having high water resistance and high dye solubility by coating a corresponding water-soluble manomer or oligomer and condensing it. Melamine resin is particularly preferable because it has high heat resistance. Drying after coating is performed at 80 ° C to 200 ° C, especially 1
It is preferably carried out at 00 ° C to 150 ° C. By this drying, condensation proceeds and a resin having excellent water resistance and heat resistance is obtained.

【0017】アクリル樹脂としては、特に、水溶性モノ
マー又はオリゴマーを光硬化させて用いることが好まし
い。このような水溶性モノマーとしては、例えば、ヒド
ロキシメタクリレート、アクリル酸等のモノアクリレー
ト、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエ
チレングリコールジアクリレート等のジアクリレート等
を挙げることができる。本発明においては、これらのモ
ノマーまたはオリゴマーを単独で或いは任意の比率で混
合し、前記無機物質と共に必要に応じて適当な硬化剤を
混合した後、光硬化させれば良い。
As the acrylic resin, it is particularly preferable to use a water-soluble monomer or oligomer after photocuring. Examples of such water-soluble monomers include monoacrylates such as hydroxymethacrylate and acrylic acid, and diacrylates such as tetraethylene glycol diacrylate and triethylene glycol diacrylate. In the present invention, these monomers or oligomers may be mixed alone or in an arbitrary ratio, and a suitable curing agent may be mixed with the above-mentioned inorganic substance, if necessary, and then photocured.

【0018】耐熱性の観点から、製膜後のアミノ樹脂及
びアクリル樹脂の重合度は100〜2,000であるこ
とが好ましい。また、バインダー樹脂の導入官能基とし
ては、親水性を増すための水酸基、カルボキシル基、ス
ルホン基等;染料の吸着性を増すためのアミノ基等の
他、耐熱性を増すためのニトロ基等を必要に応じ導入す
ることができる。更に、製膜性を向上させるために、必
要に応じ、助剤としてグリセリン等の可塑剤、塗布時の
レベリング剤(バインダー樹脂に対して約10重量%以
下の範囲)、を添加しても良い。また、塗布液として乳
化分散液を使用する場合には、非イオン系界面活性剤を
約3重量%以下の範囲で使用しても良い。
From the viewpoint of heat resistance, the degree of polymerization of the amino resin and the acrylic resin after film formation is preferably 100 to 2,000. In addition, as the functional groups introduced into the binder resin, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfone group, etc. for increasing hydrophilicity; an amino group, etc. for increasing the adsorptivity of the dye, and a nitro group, etc. for increasing heat resistance It can be introduced as needed. Further, in order to improve the film-forming property, a plasticizer such as glycerin as an auxiliary agent and a leveling agent at the time of application (in the range of about 10% by weight or less with respect to the binder resin) may be added, if necessary. . Further, when the emulsified dispersion liquid is used as the coating liquid, the nonionic surfactant may be used in a range of about 3% by weight or less.

【0019】無機粒子とバインダー樹脂との混合割合
は、無機粒子100重量部に対してバインダー樹脂が1
重量部〜30重量部であることが好ましく、特に5重量
部〜10重量部であることが好ましい。樹脂分が1重量
部より少ないと、膜の強度が低くなる傾向があり、樹脂
分が30重量部より多いと製膜後の細孔容積が小さくな
り、染料の保持量が少なくなる傾向がある。
The mixing ratio of the inorganic particles and the binder resin is 1 part by weight of the binder resin with respect to 100 parts by weight of the inorganic particles.
It is preferably from 30 to 30 parts by weight, and particularly preferably from 5 to 10 parts by weight. If the resin content is less than 1 part by weight, the strength of the film tends to be low, and if the resin content is more than 30 parts by weight, the pore volume after film formation tends to be small and the dye retention amount tends to be small. .

【0020】多孔質層の厚みは、0.1μm〜30μm
であることが好ましく、特に、0.5μm〜4.0μm
であることが好ましい。0.1μmより薄いと、染料を
十分に保持するだけの細孔量が得られず、30μmより
厚いと、クラックが発生し易くなる。本発明において
は、無機粒子とバインダー樹脂等の有機化合物を、適当
な方法を用いて混合し、水溶性の液を調製し、ブレード
コート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、ス
プレー法、ロールコート法等の公知の薄膜形成方法を用
いて透明基板上に塗布し、多孔質層を設けることができ
る。
The thickness of the porous layer is 0.1 μm to 30 μm.
Is preferable, and particularly 0.5 μm to 4.0 μm
Is preferred. If it is thinner than 0.1 μm, the amount of pores enough to hold the dye cannot be obtained, and if it is thicker than 30 μm, cracks are likely to occur. In the present invention, inorganic particles and an organic compound such as a binder resin are mixed by a suitable method to prepare a water-soluble liquid, and a blade coating method, an air knife coating method, a spin coating method, a spray method, a roll method. The porous layer can be provided by coating on a transparent substrate using a known thin film forming method such as a coating method.

【0021】この場合の塗布液には、メタノール等のア
ルコール系溶剤、アセトン等の無極性溶剤、N−メチル
ピロリドン等の極性溶剤等の水溶性有機溶媒を、分散性
を阻害しない範囲で適宜添加することができる。また、
前記した如く必要に応じてグリセリン等の水溶性可塑剤
や、界面活性剤、分散剤、安定剤、ゲル化剤等を添加す
ることができる。塗布液の粘度は、塗布時の平坦性を上
げる観点から300cp以下、より好ましくは100c
p以下である。粘度は溶剤を適宜添加することによって
調整することができる。
In this case, a water-soluble organic solvent such as an alcohol solvent such as methanol, a nonpolar solvent such as acetone, a polar solvent such as N-methylpyrrolidone or the like is appropriately added to the coating liquid within a range not impairing the dispersibility. can do. Also,
As described above, if necessary, a water-soluble plasticizer such as glycerin, a surfactant, a dispersant, a stabilizer, a gelling agent, etc. can be added. The viscosity of the coating liquid is 300 cp or less, more preferably 100 c, from the viewpoint of improving the flatness during coating.
p or less. The viscosity can be adjusted by appropriately adding a solvent.

【0022】多孔質層の染色は、従来の印刷法の他に、
インクジェットプリンター等のノンインパクトプリンタ
ーを用いて行うこともできる。多孔質層は、染料を溶解
したインクを吸収するのに十分な空孔を有しており、イ
ンクを吸収して着色層となった後も染料が着色層上に析
出する現象が見られず、着色前と同じ平滑性を保ことが
できる。
Dyeing of the porous layer is carried out by the conventional printing method,
It can also be performed using a non-impact printer such as an inkjet printer. The porous layer has pores sufficient to absorb the ink in which the dye is dissolved, and no phenomenon in which the dye deposits on the colored layer is observed even after the ink is absorbed to form the colored layer. The same smoothness as before coloring can be maintained.

【0023】インクを吸収した着色層の耐熱性の評価と
しては、加熱前後の色差を測定し、その変化量の測定を
行うことが一般的である。上記色差は、400nm〜8
00nmまでの可視光領域の透過率を耐熱性試験前後で
測定し、透過後の色差を計算する。例えば、液晶表示装
置用途のカラーフィルターとして使用する場合には、2
00℃の雰囲気下において1時間放置したときの色差Δ
abを測定すれば良い。本発明においては、この色差が
3以下であることが好ましい。3以下の色差は、人間の
目にはほとんど感じられない程度であるからである。
In order to evaluate the heat resistance of the colored layer that has absorbed the ink, it is general to measure the color difference before and after heating and measure the amount of change. The color difference is 400 nm to 8
The transmittance in the visible light region up to 00 nm is measured before and after the heat resistance test, and the color difference after transmission is calculated. For example, when it is used as a color filter for liquid crystal display devices, 2
Color difference Δ when left for 1 hour in an atmosphere of 00 ° C
It is sufficient to measure E ab . In the present invention, this color difference is preferably 3 or less. This is because a color difference of 3 or less is almost invisible to the human eye.

【0024】また、着色が終わった多孔層中には、染料
により埋まりきっていないボアが生じる。このため、残
っている吸着孔を埋めるために透明物質を表面保護層と
して塗布することが好ましい。特に、エポキシモノマー
またはエポキシオリゴマーを用い、硬化反応を行わせる
場合には、染料の滲みがない状態で塗布することができ
るので好ましい。
Further, in the porous layer which has been colored, there are bores which are not completely filled with the dye. Therefore, it is preferable to apply a transparent substance as a surface protective layer in order to fill the remaining adsorption holes. In particular, when an epoxy monomer or epoxy oligomer is used to carry out a curing reaction, it is preferable because the dye can be applied without bleeding.

【0025】表面保護層は比較的固さの少ない着色層を
強化する他、表面に平滑性を付与し、また、酸素遮断膜
として作用し、着色層中のバインダー樹脂が、その後、
透明電導膜を製膜する際にさらされる高温雰囲気におい
ても酸化されることを防止し、着色層の変色や劣化を防
ぐ働きがある。表面保護層の塗布厚みは、塗布後の厚み
で2.0μmより薄いことが好ましい。2.0μmより
厚いと、クラックやうねりが発生しやすくなり、屈折率
等に影響を与える。
The surface protective layer strengthens the coloring layer having a relatively low hardness, imparts smoothness to the surface, and also acts as an oxygen barrier film.
It has a function of preventing oxidation even in a high temperature atmosphere which is exposed when forming the transparent conductive film, and preventing discoloration or deterioration of the colored layer. The coating thickness of the surface protective layer is preferably thinner than 2.0 μm after coating. If it is thicker than 2.0 μm, cracks and undulations are likely to occur, which affects the refractive index and the like.

【0026】上記表面保護層の上に、公知の方法によっ
て、ITO等の透明電極及び配向膜を順次積層し、電極
と配向膜を有する他の基板と間に液晶を注入することに
より、容易に本発明の液晶表示素子を得ることができ
る。また、本発明のカラーフィルター付き基板は、液晶
表示素子以外にも、各種カラーCRTや、印刷用フィル
ター等として使用することも可能である。
A transparent electrode such as ITO and an alignment film are sequentially laminated on the surface protective layer by a known method, and a liquid crystal is injected between the electrode and another substrate having the alignment film to facilitate the process. The liquid crystal display element of the present invention can be obtained. In addition to the liquid crystal display device, the substrate with a color filter of the present invention can be used as various color CRTs, filters for printing, and the like.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明のカラーフィルター付き基板にお
ける、インク受容層である多孔質層に使用するバインダ
ーは、塗布時には塗布性の高い水溶性溶媒に溶かして用
いることができる一方、乾燥・硬化後は非常に耐湿性の
高いものであり、高湿下でも多孔質層の剥離をほとんど
生じない。従って、多孔質層の製膜性をほとんど損なう
ことなく、カラーフィルター付き基板全体の耐久性を顕
著に向上させることができる。
The binder used in the porous layer which is the ink receiving layer in the substrate with a color filter of the present invention can be dissolved in a water-soluble solvent having a high coatability at the time of coating, but after drying and curing. Has extremely high humidity resistance, and peeling of the porous layer hardly occurs even under high humidity. Therefore, the durability of the entire substrate with a color filter can be remarkably improved without substantially impairing the film forming property of the porous layer.

【0028】また、本発明のカラーフィルター付き基
板、はインク受容層である多孔質層に使用するバインダ
ーの耐熱性が高い。即ち、液晶表示素子の製造工程にお
ける、シール層形成や配向膜形成等の高温工程を経て
も、色差の変化が極めて小さい。よって、液晶表示素子
基板として色鮮明度の高いカラーフィルター付き基板を
得ることができる。更に、本発明のカラーフィルター付
き基板においては、インク受容層である多孔質層形成後
に残存する水分が従来に比べて少ない。従って、カラー
フィルター付き基板に有機樹脂の保護層を設けた場合に
も、保護層の光透過率を落とすおそれがないという利点
もある。
Further, in the substrate with a color filter of the present invention, the binder used for the porous layer which is the ink receiving layer has high heat resistance. That is, in the manufacturing process of the liquid crystal display element, the change in color difference is extremely small even after a high temperature process such as formation of a seal layer or an alignment film. Therefore, a substrate with a color filter having high color definition can be obtained as a liquid crystal display device substrate. Further, in the substrate with a color filter of the present invention, the amount of water remaining after forming the porous layer which is the ink receiving layer is smaller than that in the conventional case. Therefore, even when the organic resin protective layer is provided on the substrate with the color filter, there is an advantage that the light transmittance of the protective layer is not lowered.

【0029】以上より、本発明のカラーフィルター付き
基板を、液晶表示素子の基板として用いると、液晶表示
素子の解像度、鮮明度、耐久性等が、従来のものより著
しく改善される。更に、本発明のカラーフィルター付き
基板における基板材料としてプラスチックを使用した場
合には、軽量かつコンパクトなプラスチック性カラー液
晶表示装置とすることができる。
From the above, when the substrate with a color filter of the present invention is used as a substrate of a liquid crystal display device, the resolution, sharpness, durability and the like of the liquid crystal display device are remarkably improved as compared with the conventional ones. Furthermore, when plastic is used as the substrate material in the substrate with a color filter of the present invention, a lightweight and compact plastic color liquid crystal display device can be obtained.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。 実施例1〜3及び比較例1並びに2 擬ベーマイト100重量部に対して表1に示す樹脂6部
を混合し、スピンコートによって、乾燥後の膜厚が3.
5μmとなるようにガラス基板に塗布し、150℃で3
0分間乾燥して固着させ、多孔質層とした。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 6 parts of the resin shown in Table 1 was mixed with 100 parts by weight of pseudo-boehmite, and the film thickness after drying was 3. by spin coating.
Apply it to a glass substrate so that it has a thickness of 5 μm.
It was dried for 0 minutes and fixed to form a porous layer.

【0031】次に、スクリーン印刷によって赤、青、緑
の3色からなるストライプパターンを上記多孔質層に形
成して着色層とした後、エポキシ樹脂(エピコート10
01:油化シェルエポキシ株式会社製の商品名)を主成
分とする塗布液を、スピンコートして150℃で1時間
加熱し、硬化させて表面保護層を設けた。得られた、各
カラーフィルター付き基板について、予め可視光領域
(400nm〜800nm)の透過率を測定した後、2
00℃のオーブン中に1時間投入し、取り出して可視光
領域の透過率を測定し、色差ΔEabを求めた結果は表1
に示した通りである。
Next, a stripe pattern consisting of three colors of red, blue and green is formed on the porous layer by screen printing to form a colored layer, and then an epoxy resin (Epicoat 10 is used).
01: A coating liquid containing as a main component a trade name of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) was spin-coated, heated at 150 ° C. for 1 hour, and cured to form a surface protective layer. For each of the obtained substrates with color filters, the transmittance in the visible light region (400 nm to 800 nm) was measured in advance, and then 2
The result obtained by placing in an oven at 00 ° C. for 1 hour, taking out, measuring the transmittance in the visible light region, and obtaining the color difference ΔE ab is shown in Table 1.
As shown in.

【0032】[0032]

【表1】 表1の結果から、耐熱性のある樹脂を用いた本発明の基
板では、色差が3以下に抑えられたのに対し、耐熱性の
劣る樹脂を用いた場合には、色差が大きく変化すること
が確認された。尚、表1中の部は重量部を表す。
[Table 1] From the results of Table 1, in the substrate of the present invention using the heat resistant resin, the color difference was suppressed to 3 or less, whereas in the case of using the resin having poor heat resistance, the color difference significantly changed. Was confirmed. The parts in Table 1 are parts by weight.

【0033】実施例4〜7及び比較例3〜5.表2に示
す種々のアセタールを用いて、実施例1と同様に試料を
作製し、色差、耐水性及び製膜性について評価した結果
は表2に示した通りである。尚、表2中の、耐水性、製
膜性及びアセタール化度は、各々下記のようにして測定
した。
Examples 4-7 and Comparative Examples 3-5. Samples were prepared in the same manner as in Example 1 using the various acetals shown in Table 2, and the results of evaluation of color difference, water resistance and film-forming property are shown in Table 2. The water resistance, film-forming property and degree of acetalization in Table 2 were measured as follows.

【0034】耐水性評価 水中に1日浸漬後、JIS K5400に従った碁盤目
テープ試験を行って下記基準で評価した。 一部剥離したもの:×、剥離しなかっもの:○製膜性評価 乾燥時のクラックの発生の有無を目視によって観察し、
下記基準で評価した。 ○:クラック無し、×:クラック有り
Water resistance evaluation After dipping in water for 1 day, a cross-cut tape test according to JIS K5400 was performed and evaluated according to the following criteria. Partly peeled off: ×, not peeled off: ○ Film formability evaluation Visually observing the presence or absence of cracks during drying,
The following criteria evaluated. ○: no crack, ×: crack

【0035】アセタール化度 試料約5gを正確に三角フラスコに量り取り、水10m
l、イソプロパノール10ml及びn−ブチルアルコー
ル10mlを各々加え、振り混ぜて試料を溶かした。試
料が完全に溶解した後、N−塩酸ヒドロキシルアミン溶
液10mlを正確に加え、溢流冷却器を取り付け、電熱
器上で60分間加熱し反応させた。得られた反応液を冷
却した後、指示薬としてブロムフェノールブルーを2〜
3滴加え、溶液の色が淡青色に変わるまで、10規定の
水酸化ナトリウム溶液を滴下し、下記の式によってアセ
タール化度を求めた。
Accurately sample about 5 g of the acetalization degree sample into an Erlenmeyer flask and add 10 m of water.
1, 10 ml of isopropanol and 10 ml of n-butyl alcohol were added to each and shaken to dissolve the sample. After the sample was completely dissolved, 10 ml of N-hydroxylamine hydrochloride solution was added accurately, an overflow condenser was attached, and the mixture was heated on an electric heater for 60 minutes for reaction. After cooling the obtained reaction solution, bromphenol blue was added as an indicator to
Three drops were added, and 10N sodium hydroxide solution was added dropwise until the color of the solution changed to pale blue, and the degree of acetalization was determined by the following formula.

【0036】 A=〔1.42×(a−b)×f〕×100/S×P アセタール化度(モル%)=A×51.52×2/14
2 上記式中、Aは、ビニルアセタール量(重量%)、Sは
試料採取量(g)、Pは試料の固形分(%)、aは要し
た10規定の水酸化ナトリウム溶液の量(ml)、bは
空試験に要した10規定の水酸化ナトリウム溶液の量
(ml)、fは10規定の水酸化ナトリウム溶液の力価
を各々示す。
A = [1.42 × (ab) × f] × 100 / S × P Degree of acetalization (mol%) = A × 51.52 × 2/14
2 In the above formula, A is the amount of vinyl acetal (% by weight), S is the sampled amount (g), P is the solid content (%) of the sample, and a is the amount of the required 10N sodium hydroxide solution (ml). ) And b indicate the amount (ml) of the 10N sodium hydroxide solution required for the blank test, and f indicates the titer of the 10N sodium hydroxide solution.

【0037】[0037]

【表2】 表2の結果から、Rの平均値とアセタール化度によっ
て、性能が大きく左右されることが確認された。
[Table 2] From the results in Table 2, it was confirmed that the performance greatly depends on the average value of R and the degree of acetalization.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に、主として無機粒子とバインダー
樹脂からなる多孔質層を設け、これに着色して特定のパ
ターンを形成させてなるカラーフィルター付き基板にお
いて、前記多孔質層に含有されるバインダー樹脂が、ポ
リビニルアセタール、アミノ樹脂、アクリル樹脂及びこ
れらの変性物から成る群の中から選択された少なくとも
1種を主成分とすることを特徴とするカラーフィルター
付き基板。
1. A color filter-provided substrate comprising a substrate on which a porous layer mainly composed of inorganic particles and a binder resin is provided, and a specific pattern is formed by coloring the porous layer, which is contained in the porous layer. A substrate with a color filter, characterized in that the binder resin contains, as a main component, at least one selected from the group consisting of polyvinyl acetal, amino resin, acrylic resin and modified products thereof.
【請求項2】ポリビニルアセタールの重合度が300〜
5,000、アミノ樹脂及びアクリル樹脂の重合度が1
00〜2,000である、請求項1に記載のカラーフィ
ルター付き基板。
2. The degree of polymerization of polyvinyl acetal is 300 to.
5,000, the degree of polymerization of amino resin and acrylic resin is 1
The color filter-attached substrate according to claim 1, which is from 00 to 2,000.
【請求項3】バインダー樹脂が、下記化1で表されるポ
リビニルアセタールである、請求項1に記載のカラーフ
ィルター付き基板; 【化1】 但し、化1中のRはCn 2n+1であり、nの平均値は
0.3〜4.5である。
3. The substrate with a color filter according to claim 1, wherein the binder resin is a polyvinyl acetal represented by the following chemical formula 1. However, R in formula 1 is C n H 2n + 1, the average value of n is 0.3 to 4.5.
【請求項4】主として、無機粒子、及び、ポリビニルア
セタール、縮合性のアミノモノマー及びオリゴマー、並
びにアクリルモノマー及びオリゴマーからなる群の中か
ら選択される少なくとも1種の有機化合物とからなる水
系塗液を透明基板上に塗布した後、前記有機化合物が耐
熱性の樹脂となるように乾燥又は硬化させ、次いで着色
して特定のパターンを形成させることを特徴とする、カ
ラーフィルター付き基板の製造方法。
4. A water-based coating liquid mainly composed of inorganic particles and at least one organic compound selected from the group consisting of polyvinyl acetal, condensable amino monomers and oligomers, and acrylic monomers and oligomers. A method for producing a substrate with a color filter, which comprises coating on a transparent substrate, drying or curing the organic compound so that it becomes a heat resistant resin, and then coloring it to form a specific pattern.
【請求項5】請求項1〜3に記載されたカラーフィルタ
ー付き基板に、保護層、透明電極並び配向膜を積層して
なるカラーフィルター付き電極基板と、基板の上に順次
透明電極及び配向膜を設けた他方の電極基板との間に、
液晶層を挟持してなる素子であって、前記電極基板の少
なくとも一方が透明電極基板であることを特徴とする液
晶表示素子。
5. An electrode substrate with a color filter, which is formed by laminating a protective layer, a transparent electrode and an alignment film on the substrate with a color filter according to claim 1, and a transparent electrode and an alignment film on the substrate in order. Between the other electrode substrate provided with
A liquid crystal display element, which is an element sandwiching a liquid crystal layer, wherein at least one of the electrode substrates is a transparent electrode substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006195479A (en) * 2006-01-23 2006-07-27 Toppan Printing Co Ltd Color filter for display device, and the display device
WO2022181760A1 (en) * 2021-02-26 2022-09-01 積水化学工業株式会社 Light-adjusting material, light-adjusting film, and light-adjusting device

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