KR101900518B1 - Method for producing color filter, display element, and color filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고휘도화에 유용한 컬러 필터의 제조 방법, 표시 특성이 우수한 표시 소자 및 고휘도화에 유용한 컬러 필터를 제공한다. 컬러 필터(10)의 제조 방법은 기판(5) 상에 착색 조성물을 사용하여 착색 패턴(6)을 형성하는 공정과, 착색 패턴(6)의 표면에 요철을 형성하는 공정을 갖는다. 요철은 에칭법, 나노임프린트법 또는 연마법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 요철이 형성된 착색 패턴(6) 상에 보호막(8)을 형성하는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.The present invention provides a method of manufacturing a color filter useful for increasing brightness, a display device having excellent display characteristics, and a color filter useful for increasing brightness. The method of manufacturing the color filter 10 includes a step of forming a coloring pattern 6 on a substrate 5 using a coloring composition and a step of forming irregularities on the surface of the coloring pattern 6. [ It is preferable that the irregularities are formed by an etching method, a nanoimprint method, or a polishing method. It is preferable to further include the step of forming the protective film 8 on the colored pattern 6 in which the unevenness is formed.
Description
본 발명은 컬러 필터의 제조 방법, 표시 소자 및 컬러 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a color filter, a display element and a color filter.
컬러 필터는 가시광 중 특정한 파장 영역의 광을 투과시켜, 착색한 투과광을 생성한다. 액정을 사용한 액정 표시 소자는 그 자체로 발색할 수는 없지만, 컬러 필터를 사용함으로써 컬러 액정 표시 소자로서 기능할 수 있다. 또한, 컬러 필터는 백색 발광층을 사용한 유기 EL(전계 발광; Electro Luminescence) 소자나, 전자 페이퍼 등의 컬러 표시에도 이용된다. 또한, 컬러 필터를 이용하면, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자의 컬러 촬영이 가능하게 된다.The color filter transmits light in a specific wavelength region out of visible light to generate colored transmitted light. A liquid crystal display element using a liquid crystal can not develop color by itself, but can function as a color liquid crystal display element by using a color filter. The color filter is also used for color display of an organic EL (Electro Luminescence) element using a white light emitting layer or an electronic paper. In addition, when the color filter is used, color imaging of solid-state image pickup devices such as CCD image sensors and CMOS image sensors becomes possible.
일반적으로, 컬러 필터는 유리 등의 투명 기판과, 적색, 녹색 및 청색 안료 또는 염료를 포함하는 미소한 착색 패턴에 의해 구성된다. 착색 패턴은 투명 기판 상에 형성되고, 격자상 등의 규칙적인 형상을 취하여 배열된다.Generally, a color filter is composed of a transparent substrate such as glass and a minute coloring pattern including red, green and blue pigments or dyes. The coloring pattern is formed on a transparent substrate and arranged in a regular shape such as a lattice shape.
컬러 필터의 제조 방법으로서는, 다음과 같은 것이 알려져 있다. 예를 들어, 투명 기판 상 또는 원하는 패턴의 차광층이 형성된 투명 기판 상에, 적당한 조사선에 감응하는 착색 조성물로서, 착색 감방사선성 조성물을 도포한다. 계속해서, 도막을 건조한 후, 마스크를 개재하여 건조 도막에 방사선을 조사(이하, 「노광」이라고 칭한다)하여, 현상 처리를 실시한다. 이에 의해, 착색 패턴을 얻는 방법이다(예를 들어, 특허문헌 1 또는 2 참조). 또한, 착색 열경화성 수지 조성물을 사용하여, 잉크젯 방식에 의해 각 색의 패턴을 얻는 방법 등도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).As a method for manufacturing a color filter, the following is known. For example, the coloring and radiation-sensitive composition is applied as a coloring composition sensitive to a suitable irradiation line on a transparent substrate or on a transparent substrate having a light-shielding layer of a desired pattern formed thereon. Subsequently, after drying the coated film, the dried coating film is irradiated with radiation (hereinafter referred to as " exposure ") via a mask, and development processing is performed. Thereby, a method of obtaining a colored pattern (see, for example,
최근, 표시 소자에 대한 고화질화 및 고휘도화의 요구는 점점 높아지고 있다. 이로 인해, 컬러 필터에 대해서도 이러한 성능의 향상을 가능하게 하는 특성이 요구되고 있다. 구체적으로는, CIE 표색계에 있어서의 밝기의 자극값 (Y)가 높은 컬러 필터가 요구되고 있다.In recent years, demands for higher image quality and higher luminance for a display element are increasing. As a result, a characteristic that enables such performance improvement for a color filter is also required. Specifically, a color filter having a high stimulus value (Y) of brightness in the CIE colorimetric system is required.
이러한 요구에 대하여, 예를 들어 착색제로서, 폴리할로겐화아연프탈로시아닌과 같은 새로운 안료를 사용하는 것(특허문헌 4 참조)이나, 염료를 사용하는 것(특허문헌 5 참조) 등이 제안되어 있다.As to this demand, for example, there have been proposed to use a new pigment such as polyhalogenated zinc phthalocyanine as a coloring agent (see Patent Document 4), and to use a dye (see Patent Document 5).
그러나, 안료 분산형의 착색 조성물의 경우, 안료나 조성의 개선에 의해 컬러 필터의 Y값을 향상시켜 휘도를 높이는 방법으로는, 기술적인 한계가 있다.However, in the case of the pigment-dispersed coloring composition, there is a technical limitation in the method of improving the Y value of the color filter and improving the brightness by improving the pigment and the composition.
한편, 염료를 포함하는 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색 패턴에는, 안료를 포함하는 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색 패턴에 비하여, 내열성이나 내용제성이 현저하게 떨어진다고 하는 문제가 있다. 따라서, 염료를 포함하는 착색 조성물을 사용하여 컬러 필터를 양산하는 데 있어서는, 휘도의 향상 외에 내열성 및 내용제성의 향상이라는 새로운 성능의 향상이 필요해진다.On the other hand, there is a problem in that the coloring pattern formed by using the coloring composition containing a dye is remarkably deteriorated in heat resistance and solvent resistance as compared with a coloring pattern formed by using a coloring composition containing a pigment. Therefore, in mass production of a color filter using a coloring composition containing a dye, it is necessary to improve a new performance such as improvement in heat resistance and solvent resistance in addition to improvement in luminance.
본 발명은 이상과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 고휘도화에 유용한 컬러 필터의 제조 방법과, 표시 특성이 우수한 표시 소자와, 고휘도화에 유용한 컬러 필터를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a color filter useful for high luminance, a display element having excellent display characteristics, and a color filter useful for high luminance.
본 발명의 제1 형태는, 기판 상에 착색 패턴을 형성하는 공정과,According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light-
착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다.And a step of forming irregularities on the surface of the colored pattern.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 요철은 에칭법, 나노임프린트법 또는 연마법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.In the first aspect of the present invention, it is preferable that the irregularities are formed by an etching method, a nanoimprint method, or a polishing method.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 공정은, 착색 패턴 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴으로부터 노출되는 착색 패턴에 에칭 처리를 실시하여 요철을 형성하는 공정으로 할 수 있다.In the first aspect of the present invention, the step of forming the irregularities on the surface of the colored pattern may be a step of forming a resist pattern on the colored pattern and etching the colored pattern exposed from the resist pattern to form irregularities .
본 발명의 제1 형태에 있어서, 요철은 볼록부의 높이를 10nm 이상으로, 볼록부의 저변의 폭을 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하다.In the first aspect of the present invention, it is preferable that the height of the convex portion is 10 nm or more and the width of the bottom portion of the convex portion is 10 nm or more.
본 발명의 제1 형태에 있어서, 착색 패턴은 적색의 착색 패턴 및 녹색의 착색 패턴 중 적어도 한 쪽을 포함하고, 적색의 착색 패턴 및 녹색의 착색 패턴 중 적어도 한 쪽의 표면에 요철을 형성할 수 있다.In the first aspect of the present invention, the coloring pattern may include at least one of a red coloring pattern and a green coloring pattern, and may form a concavo-convex pattern on at least one of a red coloring pattern and a green coloring pattern have.
본 발명의 제1 형태는, 요철이 형성된 착색 패턴 상에 보호막을 형성하는 공정을 더 갖는 것이 바람직하다.In a first aspect of the present invention, it is preferable to further include a step of forming a protective film on the colored pattern on which the unevenness is formed.
본 발명의 제2 형태는, 본 발명의 제1 형태에 의해 제조된 컬러 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 소자에 관한 것이다.A second aspect of the present invention relates to a display element having a color filter manufactured by the first aspect of the present invention.
본 발명의 제3 형태는, 기판 상에 복수색의 착색 패턴을 갖는 컬러 필터이며, A third aspect of the present invention is a color filter having a plurality of colored patterns on a substrate,
복수색의 착색 패턴 중 적어도 1색의 착색 패턴의 표면에 요철이 형성되어 있고, 그 요철의 볼록부의 높이가 10nm 이상이고, 볼록부의 저변의 폭이 10nm 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.Characterized in that irregularities are formed on the surface of the colored pattern of at least one of the plurality of colored patterns, the height of the convex portion of the irregularities is 10 nm or more, and the width of the base of the convex portion is 10 nm or more.
본 발명의 제1 형태에 의하면, 고휘도화에 유용한 컬러 필터의 제조 방법이 제공된다.According to the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color filter useful for increasing brightness.
본 발명의 제2 형태에 의하면, 표시 특성이 우수한 표시 소자가 제공된다.According to the second aspect of the present invention, a display element having excellent display characteristics is provided.
본 발명의 제3 형태에 의하면, 고휘도화에 유용한 컬러 필터가 제공된다.According to the third aspect of the present invention, there is provided a color filter useful for high luminance.
도 1은 본 실시 형태의 컬러 필터를 구비한 컬러 액정 표시 소자의 모식적인 단면도이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 얻어진 적색 경화막의 표면 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 얻어진 적색 경화막의 단면 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 얻어진 녹색 경화막의 표면 SEM 사진이다.
도 5는 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 얻어진 녹색 경화막의 단면 SEM 사진이다.
도 6은 실시예 7, 실시예 8 및 비교예 3에 의해 얻어진 청색 경화막의 표면 SEM 사진이다.
도 7은 실시예 7, 실시예 8 및 비교예 3에 의해 얻어진 청색 경화막의 단면 SEM 사진이다.1 is a schematic cross-sectional view of a color liquid crystal display element having a color filter according to the present embodiment.
2 is a SEM photograph of the surface of the red cured film obtained by Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.
3 is a cross-sectional SEM photograph of the red cured film obtained by Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.
4 is a SEM photograph of the surface of the green cured film obtained by Examples 4 to 6 and Comparative Example 2. Fig.
5 is a cross-sectional SEM photograph of the green cured film obtained by Examples 4 to 6 and Comparative Example 2. Fig.
6 is a SEM photograph of the surface of the blue cured film obtained in Example 7, Example 8 and Comparative Example 3. Fig.
7 is a cross-sectional SEM photograph of the blue cured film obtained by Example 7, Example 8 and Comparative Example 3. Fig.
본 발명자는 예의 검토한 결과, 컬러 필터를 구성하는 각 색의 착색 패턴의 표면에 요철을 형성함으로써, 상기한 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the aforementioned problems can be solved by forming irregularities on the surface of the colored patterns of the respective colors constituting the color filter, and have completed the present invention.
이하, 본 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail.
<컬러 필터의 제조 방법> <Manufacturing Method of Color Filter>
본 발명자는 착색 패턴의 표면에 요철을 형성함으로써, 착색 패턴을 투과하는 광의 취출 효율이 높아지는 것을 발견했다. 이로 인해, 본 실시 형태의 컬러 필터의 제조 방법은 적어도 하기 (1) 및 (2)의 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The inventors of the present invention have found that the efficiency of taking out the light passing through the colored pattern is increased by forming the unevenness on the surface of the colored pattern. Therefore, the manufacturing method of the color filter of this embodiment includes at least the following processes (1) and (2).
(1) 기판 상에 착색 패턴을 형성하는 공정 (1) a step of forming a colored pattern on a substrate
(2) 착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 공정(2) Step of forming irregularities on the surface of the colored pattern
이하에서는, (1) 및 (2)의 각 공정에 대해, 구체예를 들어 상세하게 설명한다.Hereinafter, each step of (1) and (2) will be described in detail with specific examples.
(1) 기판 상에 착색 패턴을 형성하는 공정 (1) a step of forming a colored pattern on a substrate
우선, 기판을 준비한다. 기판으로서는, 예를 들어 붕규산 유리, 알루미노 붕규산 유리, 무알칼리 유리, 석영 유리, 합성 석영 유리, 소다석회 유리, 화이트 사파이어 등의 투명한 유리 기판을 사용할 수 있다. 또한, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 트리아세틸셀룰로오스, 신디오택틱·폴리스티렌, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 불소 수지, 폴리에테르니트릴, 폴리카르보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리시클로헥센, 폴리노르보르넨계 수지, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드 또는 열가소성 폴리이미드 등의 투명 수지 필름을 사용할 수도 있다. 특히, 무알칼리 유리는 열팽창율이 작은 소재이며, 치수 안정성 및 고온 가열 처리에 있어서의 특성이 우수한 점에서 바람직하게 사용된다.First, a substrate is prepared. As the substrate, for example, a transparent glass substrate such as borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, synthetic quartz glass, soda lime glass, white sapphire or the like can be used. In addition, it is also possible to use a polymer such as acrylic, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, Polyether ether ketone, fluorine resin, polyether nitrile, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, A transparent resin film such as a polyimide or a thermoplastic polyimide may be used. In particular, alkali-free glass is preferably used because it is a material having a small thermal expansion rate and is excellent in dimensional stability and high temperature heating treatment.
또한, 이들 기판에는, 필요에 따라, 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리나 플라즈마 처리 외에, 이온 플레이팅법, 스퍼터링법, 기상 반응법 또는 진공 증착법 등에 의한 이산화규소막의 성막 등의 적당한 전처리를 실시해 둘 수도 있다.If necessary, these substrates may be subjected to appropriate pretreatment such as film formation of a silicon dioxide film by ion plating, sputtering, vapor phase reaction, vacuum deposition or the like in addition to chemical treatment or plasma treatment with a silane coupling agent or the like .
이어서, 기판 상에, 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 차광층(블랙 매트릭스)을 형성한다. 예를 들어, 스퍼터링이나 증착에 의해 성막한 크롬 등의 금속 박막을, 포토리소그래피법을 이용하여 원하는 패턴으로 가공한다. 또는, 흑색의 착색제를 함유하는 착색 조성물을 기판 상에 도포하고, 포토리소그래피법에 의해 원하는 패턴으로 가공할 수도 있다. 금속 박막을 포함하는 차광층의 막 두께는 통상 0.1㎛ 내지 0.2㎛로 하는 것이 바람직하다. 한편, 흑색의 착색 조성물을 사용하여 형성된 차광막의 막 두께는 1㎛ 전후로 하는 것이 바람직하다.Subsequently, a light-shielding layer (black matrix) is formed on the substrate so as to partition the portion forming the pixel. For example, a metal thin film such as chromium film formed by sputtering or vapor deposition is processed into a desired pattern by photolithography. Alternatively, a coloring composition containing a black colorant may be coated on a substrate and processed into a desired pattern by photolithography. The thickness of the light-shielding layer including the metal thin film is preferably set to 0.1 to 0.2 mu m. On the other hand, it is preferable that the thickness of the light-shielding film formed using the black coloring composition is about 1 탆.
또한, 차광층은 불필요해지는 경우도 있는데, 그 경우 차광층 형성의 공정은 생략할 수 있다.In addition, the light shielding layer may be unnecessary. In this case, the step of forming the light shielding layer may be omitted.
이어서, 상기한 기판 상에, 예를 들어 적색의 착색제를 함유하는, 네가티브형의 감방사선성의 착색 감방사선성 조성물을 도포한다. 계속해서, 프리베이킹을 행하여 용제를 증발시켜 도막을 형성한다. 그 후, 포토마스크를 개재하여 도막을 노광한 후, 알칼리 현상액으로 현상하고, 도막의 미노광부를 용해시켜 제거한다. 그 후, 바람직하게는 포스트베이킹하여, 적색의 착색 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 형성한다.Next, a negative radiation-sensitive coloring and radiation-sensitive composition containing, for example, a red coloring agent is applied on the substrate. Subsequently, prebaking is performed to evaporate the solvent to form a coating film. Thereafter, the coated film is exposed through a photomask and developed with an alkaline developer to dissolve and remove the unexposed portion of the coated film. Thereafter, preferably, post baking is performed to form a pixel array in which red coloring patterns are arranged in a predetermined arrangement.
이어서, 적색의 착색 패턴이 형성된 기판 상에, 녹색의 착색제를 함유하는, 네가티브형의 감방사선성의 착색 감방사선성 조성물을 도포하고, 상기와 마찬가지로 하여, 녹색의 착색 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 형성한다.Next, a negative-type radiation-sensitive coloring and radiation-sensitive composition containing a green coloring agent is applied on a substrate having a red coloring pattern formed thereon, and a green coloring pattern is arranged in a predetermined arrangement Thereby forming a pixel array.
또한, 적색과 녹색의 각 착색 패턴이 형성된 기판 상에, 청색의 착색제를 함유하는, 네가티브형의 감방사선성의 착색 감방사선성 조성물을 도포하고, 상기와 마찬가지로 하여, 청색의 착색 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 형성한다.Further, a negative-type radiation-sensitive coloring and radiation-sensitive composition containing a blue coloring agent is applied on a substrate on which respective coloring patterns of red and green are formed, and a blue coloring pattern is formed in a predetermined arrangement Thereby forming a pixel array.
이상과 같이 하여, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소 어레이가 기판 상에 배치된 컬러 필터가 얻어진다. 단, 본 실시 형태에 있어서는, 각 색의 착색 패턴을 기판 상에 형성하는 순서는, 상술한 예에 한정되지 않는다. 각 색의 형성 순서는 적절히 변경하는 것이 가능하다.As described above, a color filter in which pixel arrays of three primary colors of red, green, and blue are arranged on a substrate is obtained. In the present embodiment, however, the order of forming the coloring patterns of the respective colors on the substrate is not limited to the above example. The order of formation of each color can be appropriately changed.
착색 감방사선성 조성물을 기판에 도포할 때에는, 스프레이법, 롤 코팅법, 회전 도포법(스핀 코팅법), 슬릿 다이 도포법 또는 바 코팅법 등을 적절히 선택할 수 있다. 균일한 막 두께의 도막이 얻어지는 점에서는, 스핀 코팅법 또는 슬릿 다이 도포법을 채용하는 것이 바람직하다.When the coloring and radiation-sensitive composition is applied to a substrate, a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method or a bar coating method can be appropriately selected. From the viewpoint of obtaining a coating film having a uniform film thickness, it is preferable to adopt a spin coating method or a slit die coating method.
프리베이킹은 통상 감압 건조와 가열 건조를 조합하여 행해진다. 감압 건조는 통상 50Pa 내지 200Pa에 도달할 때까지 행한다. 또한, 가열 건조의 조건은 통상 핫 플레이트를 사용하여, 70℃ 내지 110℃의 온도 하에서 1분간 내지 10분간 정도이다. 또한, 도포되는 도막의 두께는, 건조 후의 막 두께로서 통상 0.6㎛ 내지 8.0㎛, 바람직하게는 1.2㎛ 내지 5.0㎛이다.Prebaking is usually carried out in combination with reduced pressure drying and heat drying. The reduced-pressure drying is usually carried out until the pressure reaches 50 Pa to 200 Pa. The conditions for heating and drying are usually about 1 minute to about 10 minutes at a temperature of from 70 캜 to 110 캜 using a hot plate. The thickness of the coating film to be applied is usually 0.6 to 8.0 탆, preferably 1.2 to 5.0 탆, as a film thickness after drying.
노광에 사용되는 방사선의 광원으로서는, 예를 들어 크세논 램프, 할로겐 램프, 텅스텐 램프, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 중압 수은등, 저압 수은등 등의 램프 광원이나, 아르곤 이온 레이저, YAG 레이저, XeCl 엑시머 레이저, 질소 레이저 등의 레이저 광원 등을 들 수 있다. 일반적으로, 방사되는 파장이 190nm 내지 450nm의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 방사선의 노광량은 일반적으로는 10J/㎡ 내지 10,000J/㎡가 바람직하다.Examples of the light source of radiation used for exposure include a lamp light source such as a xenon lamp, a halogen lamp, a tungsten lamp, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a medium pressure mercury lamp or a low pressure mercury lamp or a lamp light source such as argon ion laser, YAG laser, XeCl And a laser light source such as an excimer laser or a nitrogen laser. Generally, it is preferable that the wavelength to be emitted is in the range of 190 nm to 450 nm. The exposure dose of the radiation is generally preferably 10 J /
알칼리 현상액으로서는, 예를 들어 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄히드록시드, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하게 사용된다. 알칼리 현상액에는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용제나, 계면 활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 알칼리 현상 처리 후에는 통상 수세를 행한다.Examples of the alkali developing solution include sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, choline, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -7- undecene, 1,5-diazabicyclo - [4.3.0] -5-nonene and the like are preferably used. To the alkali developing solution, a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant may be added in an appropriate amount. After the alkali developing treatment, washing with water is usually carried out.
현상 처리법으로서는, 예를 들어 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥(침지) 현상법 또는 퍼들(액고임) 현상법 등을 적용할 수 있다. 현상 조건은, 예를 들어 상온에서 5초간 내지 300초간으로 할 수 있다.As the development processing method, for example, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, or a puddle (liquid immersion) development method can be applied. The development conditions can be, for example, from room temperature to 5 seconds to 300 seconds.
포스트베이킹의 조건은, 온풍 가열로를 사용한 경우, 예를 들어 180℃ 내지 280℃에서 20분간 내지 40분간 정도로 할 수 있다.The post-baking conditions can be, for example, from 180 to 280 DEG C for about 20 minutes to 40 minutes in the case of using a hot air furnace.
이상과 같이 하여 형성된 착색 패턴의 막 두께는 통상 0.5㎛ 내지 5.0㎛, 바람직하게는 1.0㎛ 내지 3.0㎛이다.The film thickness of the colored pattern formed as described above is usually 0.5 탆 to 5.0 탆, preferably 1.0 탆 to 3.0 탆.
또한, 기판 상에 착색 패턴을 형성하는 다른 예로서, 일본 특허 공개 (평)7-318723호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-310706호 공보 등에 개시되어 있는, 잉크젯 방식에 의해 각 색의 화소를 얻는 방법도 들 수 있다.As another example of forming a coloring pattern on a substrate, there are a method of obtaining pixels of each color by the inkjet method disclosed in JP-A-7-318723 and JP-A-2000-310706 Method.
이 방법에 있어서는, 우선, 기판의 표면 상에, 차광 기능도 겸한 격벽을 형성한다. 계속해서, 이 격벽 내에, 예를 들어 적색의 착색제를 함유하는 착색 열경화성 조성물을 잉크젯 장치에 의해 토출시킨다. 그 후, 프리베이킹을 행하여 용매를 증발시킨다. 계속해서, 이 도막을 필요에 따라 노광한 후, 포스트베이킹함으로써 경화시켜 적색의 화소 패턴을 형성한다.In this method, first, a partition wall serving also as a light shielding function is formed on the surface of the substrate. Subsequently, the colored thermosetting composition containing, for example, a red coloring agent is discharged into the partition wall by an ink jet apparatus. Thereafter, prebaking is performed to evaporate the solvent. Subsequently, this coating film is exposed as necessary, and then post-baked to form a red pixel pattern.
이어서, 적색의 착색 패턴이 형성된 기판 상에, 녹색의 착색제를 함유하는 착색 열경화성 조성물을 잉크젯 장치에 의해 토출시키고, 상기와 마찬가지로 하여 녹색의 화소 패턴을 형성한다.Subsequently, a colored thermosetting composition containing a green coloring agent is discharged onto a substrate having a red colored pattern formed thereon by an inkjet apparatus, and a green pixel pattern is formed in the same manner as described above.
또한, 적색과 녹색의 각 착색 패턴이 형성된 기판 상에, 청색의 착색제를 함유하는 착색 열경화성 조성물을 잉크젯 장치에 의해 토출시키고, 상기와 마찬가지로 하여 청색의 화소 패턴을 형성한다.Further, a colored thermosetting composition containing a blue coloring agent is discharged onto a substrate on which respective coloring patterns of red and green are formed by an inkjet apparatus, and a blue pixel pattern is formed in the same manner as described above.
이상과 같이 하여, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 착색 패턴이 기판 상에 배치된 컬러 필터가 얻어진다. 단, 본 실시 형태에 있어서는, 각 색의 착색 패턴을 형성하는 순서는 상기한 예에 한정되지 않는다. 각 색의 형성 순서는 적절히 변경하는 것이 가능하다.As described above, a color filter in which the three primary colors of red, green, and blue are arranged on the substrate is obtained. However, in this embodiment, the order of forming the coloring patterns of the respective colors is not limited to the above example. The order of formation of each color can be appropriately changed.
또한, 상술한 격벽은 차광 기능뿐만 아니라, 구획 내에 토출된 각 색의 착색 조성물이 혼색되지 않기 위한 기능도 있다. 그로 인해, 상기한 제1 예에서 사용되는 차광층(블랙 매트릭스)에 비하여 막 두께가 두껍다. 격벽은 통상 흑색의 조성물을 사용하여 형성된다.In addition, the above-mentioned barrier ribs have a function of preventing not only the light shielding function but also the coloring composition of each color discharged in the compartment from being mixed. As a result, the film thickness is thicker than the light-shielding layer (black matrix) used in the first example. The barrier ribs are usually formed using a black composition.
컬러 필터를 형성할 때에 사용되는 기판이나 방사선의 광원, 및 프리베이킹이나 포스트베이킹의 방법이나 조건은, 상기한 제1 예와 마찬가지이다. 잉크젯 방식에 의해 형성된 착색 패턴의 막 두께는, 격벽의 높이와 동일한 정도이다.The substrate and the light source of radiation used for forming the color filter, and the method and conditions of prebaking and postbaking are the same as those of the first example described above. The film thickness of the colored pattern formed by the inkjet method is about the same as the height of the partition wall.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 컬러 필터를 구성하는 착색 패턴은 적색, 녹색 및 청색에 한정되는 것은 아니고, 황색, 마젠타색 및 시안색을 삼원색으로 하는 착색 패턴일 수도 있다. 또한, 삼원색의 화소에 대응하는 착색 패턴 외에, 제4나 제5 착색 패턴을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 일본 특허 공표 제2005-523465호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소에 대응하는 착색 패턴 외에, 표색 범위를 넓히기 위한 제4 화소(황색 화소)나 제5 화소(시안 화소)를 배치할 수 있다.In the present embodiment, the coloring pattern constituting the color filter is not limited to red, green, and blue, and may be a coloring pattern having three primary colors of yellow, magenta, and cyan. In addition to the coloring pattern corresponding to the pixels of the three primary colors, the fourth or fifth coloring pattern may be formed. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-523465 and the like, in addition to a coloring pattern corresponding to three primary colors of red, green and blue, a fourth pixel (yellow pixel) for widening the coloring range, Five pixels (cyan pixels) can be arranged.
착색 패턴은 통상 감방사선성 또는 열경화성의 착색 조성물을 사용하여 형성된다. 착색 패턴을 형성하는 공정에서 사용되는 착색 조성물은 적어도 착색제, 바인더 수지 및 가교제를 함유한다. 또한, 필요에 따라, 착색 조성물에 감방사선성을 부여하는 것을 목적으로 하여 광중합 개시제를 함유할 수도 있다. 착색 조성물은 통상 용매를 배합하여 액상 조성물로 사용된다. 이하, 각 성분에 대하여 설명한다.The coloring pattern is usually formed using a radiation-sensitive or thermosetting coloring composition. The coloring composition used in the step of forming the coloring pattern contains at least a coloring agent, a binder resin and a crosslinking agent. If necessary, a photopolymerization initiator may be contained for the purpose of imparting radiation-sensitive properties to the coloring composition. The coloring composition is usually used as a liquid composition by blending a solvent. Hereinafter, each component will be described.
착색제는 착색성을 가지면 특별히 한정되는 것은 아니며, 컬러 필터의 용도에 따라 색채나 재질을 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 안료, 염료 및 천연 색소의 어느 것이든 착색제로서 사용할 수 있다. 컬러 필터에는, 높은 색순도, 휘도 및 콘트라스트 등이 요구되는 점에서, 안료, 염료 또는 그들의 혼합물이 바람직하게 사용된다.The coloring agent is not particularly limited as long as it has coloring property, and the color and the material can be appropriately selected depending on the use of the color filter. Specifically, any of pigments, dyes and natural pigments can be used as a coloring agent. A pigment, a dye, or a mixture thereof is preferably used for the color filter in that high color purity, brightness, contrast, and the like are required.
안료는 유기 안료 및 무기 안료의 어느 것도 사용이 가능하다.The pigment can be either an organic pigment or an inorganic pigment.
유기 안료로서는, 예를 들어 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)에 있어서, 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 부여되어 있는 것을 들 수 있다.As the organic pigment, for example, a compound classified by pigment in the color index (CI .; published by The Society of Dyers and Colourists) can be mentioned. Preferably, the color index (C.I.) name is given as follows.
C.I.피그먼트 옐로우 83, C.I.피그먼트 옐로우 138, C.I.피그먼트 옐로우 139, C.I.피그먼트 옐로우 150, C.I.피그먼트 옐로우 180, C.I.피그먼트 옐로우 211;CI Pigment Yellow 83, CI Pigment Yellow 138, CI Pigment Yellow 139, CI Pigment Yellow 150, CI Pigment Yellow 180, CI Pigment Yellow 211;
C.I.피그먼트 오렌지 38; C.I. Pigment Orange 38;
C.I.피그먼트 레드 166, C.I.피그먼트 레드 177, C.I.피그먼트 레드 224, C.I.피그먼트 레드 242, C.I.피그먼트 레드 254; CI Pigment Red 166, CI Pigment Red 177, CI Pigment Red 224, CI Pigment Red 242, CI Pigment Red 254;
C.I.피그먼트 바이올렛 23; C.I. Pigment Violet 23;
C.I.피그먼트 블루 1, C.I.피그먼트 블루 15:6, C.I.피그먼트 블루 80;
C.I.피그먼트 그린 7, C.I.피그먼트 그린 36, C.I.피그먼트 그린 58;C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Green 36, C.I. Pigment Green 58;
C.I.피그먼트 브라운 23, C.I.피그먼트 브라운 25;CI Pigment Brown 23, CI Pigment Brown 25;
C.I.피그먼트 블랙 1, C.I.피그먼트 블랙 7.C.I.
무기 안료로서는, 예를 들어 산화티타늄, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화아연, 황산납, 황색납, 아연황, 벵갈라(적색 산화철 (III)), 카드뮴적, 군청, 감청, 산화크롬녹, 코발트녹, 앰버, 티타늄 블랙, 합성철흑 또는 카본 블랙 등을 들 수 있다.Examples of the inorganic pigments include inorganic pigments such as titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc oxide, lead sulfate, yellow lead, zinc sulfur, spinach (red iron oxide (III)), cadmium, , Amber, titanium black, synthetic iron black or carbon black.
본 실시 형태에 있어서, 유기 안료는 소위 솔트 밀링(salt milling)에 의해 1차 입자를 미세화시켜 사용하는 것이 바람직하다. 솔트 밀링의 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)8-179111호 공보에 개시되어 있는 방법을 채용할 수 있다.In the present embodiment, it is preferable that the organic pigment is used by finely grinding primary particles by so-called salt milling. As a method of the salt milling, for example, a method disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 8-179111 can be adopted.
염료는 각종 유용성 염료, 직접 염료, 산성 염료 및 금속 착체 염료 등 중에서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 부여되어 있는 것을 들 수 있다.The dyes can be appropriately selected from among various kinds of oil-soluble dyes, direct dyes, acid dyes and metal complex dyes. For example, the following color index (C.I.) name is given.
C.I.솔벤트 옐로우 4, C.I.솔벤트 옐로우 14, C.I.솔벤트 옐로우 15, C.I.솔벤트 옐로우 24, C.I.솔벤트 옐로우 82, C.I.솔벤트 옐로우 88, C.I.솔벤트 옐로우 94, C.I.솔벤트 옐로우 98, C.I.솔벤트 옐로우 162, C.I.솔벤트 옐로우 179;CI Solvent Yellow 4,
C.I.솔벤트 레드 45, C.I.솔벤트 레드 49;C.I. Solvent Red 45, C.I. Solvent Red 49;
C.I.솔벤트 오렌지 2, C.I.솔벤트 오렌지 7, C.I.솔벤트 오렌지 11, C.I.솔벤트 오렌지 15, C.I.솔벤트 오렌지 26, C.I.솔벤트 오렌지 56;C.I.
C.I.솔벤트 블루 35, C.I.솔벤트 블루 37, C.I.솔벤트 블루 59, C.I.솔벤트 블루 67;C.I. Solvent Blue 35, C.I. Solvent Blue 37, C.I. Solvent Blue 59, C.I. Solvent Blue 67;
C.I.애시드 옐로우 17, C.I.애시드 옐로우 29, C.I.애시드 옐로우 40, C.I.애시드 옐로우 76;C.I.
C.I.애시드 레드 91, C.I.애시드 레드 92, C.I.애시드 레드 97, C.I.애시드 레드 114, C.I.애시드 레드 138, C.I.애시드 레드 151;C. I. Acid Red 91, C. I. Acid Red 92, C. I. Acid Red 97, C. I. Acid Red 114, C. I. Acid Red 138, C. I. Acid Red 151;
C.I.애시드 오렌지 51, C.I.애시드 오렌지 63; C.I. Acid Orange 51, C.I. Acid Orange 63;
C.I.애시드 블루 80, C.I.애시드 블루 83, C.I.애시드 블루 90; C. I. Acid Blue 80, C. I. Acid Blue 83, C. I. Acid Blue 90;
C.I.애시드 그린 9, C.I.애시드 그린 16, C.I.애시드 그린 25, C.I.애시드 그린 27.C. I. Acid Green 9, C. I.
본 실시 형태에 있어서, 착색제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In the present embodiment, the coloring agents may be used alone or in combination of two or more.
착색 조성물에 사용되는 바인더 수지는 특별히 한정되는 것은 아니나, 산성 관능기를 갖는 중합체를 함유하는 것이 바람직하다. 산성 관능기로서는, 예를 들어 카르복실기, 페놀성 수산기, 이미드산기, 술포기, 술피노기 또는 술페노기 등을 들 수 있다. 이들 중, 카르복실기가 바람직하게 사용된다.The binder resin used in the coloring composition is not particularly limited, but preferably contains a polymer having an acidic functional group. Examples of the acidic functional group include a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, an imidic acid group, a sulfo group, a sulfino group or a sulfo group. Of these, a carboxyl group is preferably used.
카르복실기를 갖는 중합체로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)5-19467호 공보, 일본 특허 공개 (평)6-230212호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-140654호 공보, 일본 특허 공개 (평)7-207211호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-259876호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-325494호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-31308호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-300922호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-140144호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-174224호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-231523호 공보, 일본 특허 공개 (평)11-258415호 공보, 일본 특허 공개 제2000-56118호 공보, 일본 특허 공개 제2002-296778호 공보, 일본 특허 공개 제2004-101728호 공보 및 일본 특허 공개 제2008-181095호 공보 등에 개시되어 있는 중합체를 들 수 있다.Examples of the polymer having a carboxyl group include those described in JP-A-5-19467, JP-A-6-230212, JP-A-7-140654, JP-A-7-207211, JP-A-8-259876, JP-A-9-325494, JP-A-10-31308, JP- Japanese Patent Laid-Open Publication No. 11-241523, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-241523, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-258415 Polymers disclosed in JP-A-2000-56118, JP-A-2002-296778, JP-A-2004-101728, and JP-A-2008-181095 have.
본 실시 형태에 있어서, 바인더 수지는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In the present embodiment, the binder resins may be used alone or in combination of two or more.
착색 조성물에 사용되는 가교제는, 2개 이상의 중합 가능한 기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 중합 가능한 기로서는, 예를 들어 에틸렌성 불포화기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 또는 N-알콕시메틸아미노기 등을 들 수 있다.The crosslinking agent used in the coloring composition is not particularly limited as long as it is a compound having two or more polymerizable groups. Examples of the polymerizable group include an ethylenic unsaturated group, an oxiranyl group, an oxetanyl group, and an N-alkoxymethylamino group.
본 실시 형태에 있어서, 가교제로서는, 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물 또는 2개 이상의 N-알콕시메틸아미노기를 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다.In the present embodiment, as the crosslinking agent, a compound having two or more (meth) acryloyl groups or a compound having two or more N-alkoxymethylamino groups is preferably used.
특히 바람직한 가교제로서는, 예를 들어 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜 얻어지는 화합물, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 무수 숙신산을 반응시켜 얻어지는 화합물, 일본 특허 공개 (평)11-44955호 공보의 단락 〔0015〕 내지 단락 〔0018〕에 기재되어 있는 카프로락톤 변성된 다관능 (메트)아크릴레이트, N,N, N',N',N",N"-헥사(알콕시메틸)멜라민 또는 N,N,N',N'-테트라(알콕시메틸)벤조구아나민 등을 들 수 있다.Particularly preferred crosslinking agents include, for example, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol triacrylate and succinic anhydride The obtained compound, a compound obtained by reacting dipentaerythritol pentaacrylate with succinic anhydride, a compound obtained by reacting caprolactone denatured polyfunctional compound described in paragraphs [0015] to [0018] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-44955 (Meth) acrylate, N, N, N ', N', N '', N '' - hexa (alkoxymethyl) .
본 실시 형태에 있어서, 가교제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In the present embodiment, the crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
착색 조성물에 사용되는 광중합 개시제는, 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선 또는 X선 등의 방사선의 노광에 의해, 상술한 가교제의 경화 반응을 개시할 수 있는 활성종을 발생할 수 있는 화합물이다.The photopolymerization initiator used in the coloring composition is a compound capable of generating an active species capable of initiating the curing reaction of the crosslinking agent by exposure to radiation such as visible light, ultraviolet light, deep ultraviolet light, electron beam or X-ray.
바람직한 광중합 개시제로서는, 예를 들어 티오크산톤계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 디아조계 화합물 또는 이미드술포네이트계 화합물 등을 들 수 있다.Preferred examples of the photopolymerization initiator include a thioxanone compound, an acetophenone compound, a nonimidazole compound, a triazine compound, an O-acyloxime compound, an onium salt compound, a benzoin compound, a benzophenone compound, -Diketone compounds, polynuclear quinone compounds, diazo compounds or imidosulfonate compounds.
본 실시 형태에 있어서, 광중합 개시제는 공지의 증감제나 수소 공여체와 병용될 수 있다. 또한, 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In the present embodiment, the photopolymerization initiator may be used in combination with a known sensitizer or a hydrogen donor. The photopolymerization initiator may be used singly or in combination of two or more.
착색 조성물에 사용되는 용매는 착색 조성물을 구성하는 각 성분을 분산 또는 용해시키고, 또한 이들 성분과 반응하지 않고, 알맞은 휘발성을 갖는 것이 바람직하다.The solvent used in the coloring composition preferably disperses or dissolves each component constituting the coloring composition, does not react with these components, and has appropriate volatility.
본 실시 형태에 있어서, 바람직한 용매로서는, 예를 들어 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 1,6-헥산디올디아세테이트, 락트산에틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 아세트산n-부틸, 아세트산i-부틸, 포름산n-아밀, 아세트산i-아밀, 프로피온산n-부틸, 부티르산에틸, 부티르산i-프로필, 부티르산n-부틸 또는 피루브산에틸 등을 들 수 있다.In the present embodiment, preferred examples of the solvent include propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, diethylene glycol Diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 1,3-butylene glycol diacetate, 1,6-hexanediol diacetate, ethyl lactate, 3-methoxy Propyl methacrylate, ethyl propionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, n-butyl acetate, Ethyl propionate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, i-propyl butyrate, n-butyl butyrate or ethyl pyruvate.
본 실시 형태에 있어서, 용매는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In the present embodiment, the solvents may be used alone or in combination of two or more.
본 실시 형태의 착색 조성물은, 필요에 따라 그 밖의 성분을 더 함유할 수도 있다. 예를 들어, 그 밖의 성분으로서, 아크릴계 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌이민 및 폴리아릴아민 등의 안료 분산제; 불소계 계면 활성제 및 실리콘계 계면 활성제 등의 계면 활성제; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 및 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 밀착 촉진제 등을 들 수 있다.The coloring composition of the present embodiment may further contain other components as necessary. For example, as other components, a pigment dispersant such as an acrylic copolymer, a polyurethane, a polyester, a polyethyleneimine and a polyarylamine; Surfactants such as fluorine-based surfactants and silicone-based surfactants; Vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3- Butyloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and the like, and the like.
(2) 착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 공정 (2) Step of forming irregularities on the surface of the colored pattern
상기 공정에 의해 형성된 착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 에칭법, 나노임프린트법 또는 산화세륨 입자 등을 사용한 연마법 등을 들 수 있다.The method of forming the irregularities on the surface of the colored pattern formed by the above process is not particularly limited, and examples thereof include an etching method, a nanoimprint method, a polishing method using cerium oxide particles, and the like.
에칭법으로서는, 건식 에칭 및 습식 에칭의 어느 방법도 적용이 가능하다. 건식 에칭은 반응성의 기체(에칭 가스)나 이온, 라디칼에 의해 재료를 에칭하는 방법이다. 이에 대해, 습식 에칭은 액체에 의해 재료의 에칭을 행하는 방법이다.As the etching method, any of dry etching and wet etching can be applied. Dry etching is a method of etching a material by a reactive gas (etching gas), ions, or radicals. On the other hand, wet etching is a method of performing etching of a material by a liquid.
제조 비용을 고려한 경우, 산 또는 알칼리에 의한 습식 에칭이 바람직하다. 한편, 요철 형성의 재현성을 고려한 경우에는, 미세 가공에 적합한 건식 에칭이 바람직하다.In consideration of the manufacturing cost, wet etching by acid or alkali is preferable. On the other hand, in consideration of the reproducibility of the unevenness formation, dry etching suitable for microfabrication is preferable.
건식 에칭에는, 반응 가스 중에 재료를 노출시키는 방법(반응성 가스 에칭)이나, 플라즈마에 의해 가스를 이온화·라디칼화하여 에칭하는 반응성 이온 에칭 등이 있다.Dry etching includes a method of exposing a material in a reactive gas (reactive gas etching), reactive ion etching in which a gas is ionized and radicalized by etching, and the like.
반응성 이온 에칭에 의한 건식 에칭 장치로서는, 다양한 방식의 것을 들 수 있다. 어느 방식에 있어서든, 장치 구성은 대략 마찬가지이다. 즉, 필요한 진공압으로 유지한 챔버 내에서, 에칭 가스에 전자파 등을 부여하여, 가스를 플라즈마화한다. 또한, 동시에, 챔버 내에서 시료 기판이 적재되는 음극에 고주파 전압을 인가한다. 이에 의해, 플라즈마 중의 이온종이나 라디칼종을 시료 방향으로 가속시켜 충돌시키고, 이온에 의한 스퍼터링과, 에칭 가스의 화학 반응을 동시에 일으켜, 시료의 미세 가공을 행한다.As the dry etching apparatus by reactive ion etching, various types of dry etching apparatuses may be mentioned. Either way, the device configuration is substantially the same. That is, an electromagnetic wave or the like is applied to the etching gas in the chamber maintained at the required vacuum pressure to convert the gas into plasma. At the same time, a high-frequency voltage is applied to the cathode on which the sample substrate is placed in the chamber. Thereby, the ion species and the radical species in the plasma are accelerated in the direction of the sample to collide, and the sputtering by the ions and the chemical reaction of the etching gas are simultaneously caused to perform the fine processing of the sample.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 공정에 의해 착색 패턴을 형성한 후, 착색 패턴에 대하여, 그대로 직접 에칭 처리를 행하는 것이 가능하다. 또한, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 착색 패턴 상에 마스크가 되는 레지스트 패턴을 형성한 후, 거기에서 노출되는 착색 패턴 부분에 에칭 처리를 실시할 수도 있다. 이 방법에 의하면, 복수색의 착색 패턴 중에서 원하는 색의 착색 패턴을 선택하여 요철을 형성하는 것이 가능하고, 또한 원하는 개소에 원하는 정도의 요철을 형성하는 것이 가능하다.In the present embodiment, it is possible to perform a direct etching treatment on a colored pattern as it is after forming a colored pattern by the above-described process. In addition, a resist pattern to be a mask may be formed on a colored pattern by using a photolithography technique, and then an etching process may be performed on the colored pattern portion exposed therefrom. According to this method, irregularities can be formed by selecting a coloring pattern of a desired color from a plurality of coloring patterns, and it is possible to form a desired degree of irregularity at a desired position.
또한, 나노임프린트법에서는, 미리 전자선 리소그래피 등에 의해 수십 내지 수백nm의 요철 패턴을 형성한 원반을, 착색 패턴이 형성된 기판에 가압하여, 원반의 요철을 착색 패턴에 전사한다. 보다 구체적으로는, 미국 특허 제5772905호 명세서, 문헌 [S.Y.Chou et al, Appl. Phys. Lett. 76,3114(1995)] 등을 참고로 할 수 있다. 나노임프린트법에 의해서도, 복수색의 착색 패턴 중에서 원하는 색의 착색 패턴을 선택하여 요철을 형성하는 것이 가능하고, 또한 원하는 개소에 원하는 정도의 요철을 형성하는 것이 가능하다.Further, in the nanoimprint method, a master on which a concave-convex pattern of several tens to several hundreds of nm is formed by electron beam lithography or the like in advance is pressed against a substrate on which a colored pattern is formed, and the concavities and convexities of the master are transferred to a coloring pattern. More specifically, US Pat. No. 5,772,905, S. Y. Chou et al., Appl. Phys. Lett. 76, 3141 (1995)). Also by the nanoimprint method, irregularities can be formed by selecting a coloring pattern of a desired color from among a plurality of coloring patterns, and it is possible to form a desired degree of irregularity at a desired position.
상기와 같이, 착색 조성물을 사용하여 형성된 착색 패턴의 표면에 요철을 형성함으로써, 착색 패턴을 투과하는 광의 취출 효율을 높일 수 있다. 이러한 효과는, 특히 적색의 착색 패턴과 녹색의 착색 패턴에서 현저하다. 따라서, 적색 및 녹색의 착색 패턴 중 적어도 한 쪽을 선택하고, 그 표면에 요철을 부여할 수도 있다.As described above, by forming the unevenness on the surface of the colored pattern formed by using the colored composition, it is possible to increase the extraction efficiency of light transmitted through the colored pattern. This effect is remarkable especially in the red coloring pattern and the green coloring pattern. Accordingly, it is also possible to select at least one of the red and green coloring patterns, and to impart unevenness to the surface thereof.
착색 패턴의 표면에 형성되는 요철의 크기에 대해서는, 원하는 값으로 조정하는 것이 가능하지만, 바람직하게는 볼록부의 높이는 10nm 이상이고, 볼록부의 저변의 폭은 10nm 이상이다. 본 실시 형태에 있어서는, 볼록부의 높이는 50nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 50nm 내지 200nm의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 80nm 내지 200nm의 범위인 것이 특히 바람직하다. 한편, 볼록부의 폭은 20nm 이상인 것이 바람직하고, 20nm 내지 200nm의 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한, 착색 패턴의 표면에 형성되는 요철의 크기는, SEM 사진을 화상 해석함으로써 측정한 것이다. 또한, 컬러 필터의 Y값을 향상시키는 것을 목적으로 하는 경우, 요철을 형성하고자 하는 착색 패턴의 총 화소 면적 중 30% 이상의 표면에 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그 경우, 요철이 형성된 영역이, 컬러 필터 전체에 있어서도, 그리고 임의의 1화소 내에서도, 일부분에 치우치지 않고 전체적으로 균일하게 분산되도록 구성되는 것이 바람직하다.The size of the irregularities formed on the surface of the colored pattern can be adjusted to a desired value, but preferably the height of the convex portion is 10 nm or more and the width of the convex portion is 10 nm or more. In the present embodiment, the height of the convex portion is more preferably 50 nm or more, more preferably 50 nm to 200 nm, and particularly preferably 80 nm to 200 nm. On the other hand, the width of the convex portion is preferably 20 nm or more, more preferably 20 nm to 200 nm. The size of the irregularities formed on the surface of the colored pattern was measured by image analysis of an SEM photograph. In addition, when it is intended to improve the Y value of the color filter, it is preferable that irregularities are formed on the surface of 30% or more of the total pixel area of the coloring pattern to be formed with irregularities. In this case, it is preferable that the regions where the irregularities are formed are uniformly dispersed throughout the entire color filter, and even within one arbitrary pixel, without being deviated to a part.
이와 같이 하여 요철이 형성된 착색 패턴 상에 보호막을 더 형성함으로써, 표시 소자의 표시 특성을 높일 수 있다. 보호막으로서는, 경화성 조성물로 형성되는 유기막 또는 유기 무기 하이브리드막, 또는 SiNx막 및 SiOx막 등의 무기막을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 경화성 조성물을 사용하여 보호막을 형성하는 것이 바람직하다.By further forming a protective film on the colored pattern in which the unevenness is formed in this manner, the display characteristics of the display element can be enhanced. As the protective film, an organic film or an organic-inorganic hybrid film formed of a curable composition, or an inorganic film such as a SiNx film and a SiOx film can be given. In the present embodiment, it is preferable to form a protective film by using a curable composition.
경화성 수지 조성물을 사용하여 보호막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 일본 특허 공개 (평)4-53879호 공보 또는 일본 특허 공개 (평)6-192389호 공보 등에 개시되어 있는 방법을 채용할 수 있다. 이 방법에 의하면, 우선, 경화성 수지 조성물을 착색 패턴이 형성된 기판 표면에 도포하고, 프리베이킹에 의해 용매를 제거하여 도막으로 한다. 이 도막을, 필요에 따라 노광·현상함으로써 원하는 패턴으로 한 후, 포스트베이킹함으로써 보호막을 형성한다.As a method for forming a protective film using a curable resin composition, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-53879 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-192389 can be adopted . According to this method, first, the curable resin composition is coated on the surface of a substrate having a colored pattern formed thereon, and the solvent is removed by pre-baking to form a coated film. This coating film is exposed and developed as necessary to obtain a desired pattern, and then the protective film is formed by post-baking.
보호막을 형성할 때에 사용되는 방사선의 광원, 및 프리베이킹이나 포스트베이킹의 방법이나 조건은, 상술한 (1) 기판 상에 착색 조성물을 사용하여 착색 패턴을 형성하는 공정에서의 착색 패턴을 형성하는 방법과 마찬가지이다. 이와 같이 하여, 형성된 보호막의 막 두께는 통상 0.1㎛ 내지 8.0㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 6.0㎛이다.The light source of the radiation used for forming the protective film, and the method and conditions of prebaking or postbaking are the same as the above-described (1) method of forming the coloring pattern in the step of forming the coloring pattern on the substrate using the coloring composition . The film thickness of the protective film thus formed is usually 0.1 to 8.0 탆, preferably 0.1 to 6.0 탆.
보호막의 형성에 사용되는 경화성 수지 조성물로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)3-188153호 공보 또는 일본 특허 공개 (평)4-53879호 공보 등에 개시되어 있는 열경화성 수지 조성물, 일본 특허 공개 (평)6-192389호 공보 또는 일본 특허 공개 (평)8-183819호 공보 등에 개시되어 있는 감방사선성 수지 조성물, 일본 특허 공개 제2006-195420호 공보 또는 일본 특허 공개 제2008-208342호 공보 등에 개시되어 있는 폴리오르가노실록산을 함유하는 경화성 조성물 등을 들 수 있다.Examples of the curable resin composition used for forming the protective film include thermosetting resin compositions disclosed in JP-A-3-188153 and JP-A-4-53879, ) 6-192389 or Japanese Patent Application Laid-open No. 8-183819, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-195420 or Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2008-208342 And a curing composition containing a polyorganosiloxane.
본 실시 형태의 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, CIE 표색계에 있어서의 밝기의 자극값 (Y)가 높은 컬러 필터가 얻어진다. 따라서, 본 실시 형태의 컬러 필터를 사용함으로써, 휘도가 높은 표시 소자로 하는 것이 가능하다. 본 실시 형태의 컬러 필터는, 예를 들어 컬러 액정 표시 소자용 컬러 필터, 고체 촬상 소자의 색 분해용 컬러 필터, 유기 EL 표시 소자용 컬러 필터, 전자 페이퍼용 컬러 필터를 비롯한 각종 컬러 필터로서 적합하다.According to the method for producing a color filter of the present embodiment, a color filter having a high stimulus value Y of brightness in a CIE colorimetric system is obtained. Therefore, by using the color filter of this embodiment, it is possible to provide a display element with high luminance. The color filter of the present embodiment is suitable as various color filters including, for example, a color filter for a color liquid crystal display element, a color filter for color separation of a solid-state image pickup element, a color filter for an organic EL display element, .
<컬러 필터> <Color filter>
본 실시 형태의 컬러 필터는, 상술한 본 실시 형태의 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터이다.The color filter of this embodiment is a color filter manufactured by the above-described method of manufacturing a color filter of this embodiment.
구체적으로는, 본 실시 형태의 컬러 필터에서는, 상술한 안료나 염료 등을 포함하는, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 착색 패턴이 소정의 배열로 배치되어 화소 어레이를 갖고, 이 화소 어레이가 기판 상에 배치되어 구성된다. 또한, 컬러 필터를 구성하는 착색 패턴은 황색, 마젠타색 및 시안색을 삼원색으로 하는 착색 패턴일 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 화소에 대응하는 착색 패턴 외에, 표색 범위를 넓히기 위한 제4 화소(황색 화소)나 제5 화소(시안 화소)가 배치되도록 제4 및 제5 착색 패턴을 형성할 수도 있다.Specifically, in the color filter of the present embodiment, the coloring patterns of the three primary colors of red, green, and blue, including the above-mentioned pigment and dye, are arranged in a predetermined arrangement to have a pixel array, Respectively. The coloring pattern constituting the color filter may be a coloring pattern having three primary colors of yellow, magenta, and cyan. As described above, in addition to the coloring pattern corresponding to the pixels of the three primary colors of red, green, and blue, a fourth pixel (yellow pixel) or a fifth pixel (cyan pixel) 5 coloring patterns may be formed.
또한, 본 실시 형태의 컬러 필터에서는, 기판 상에, 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 차광층(블랙 매트릭스)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 차광층을 갖지 않는 것도 가능하다.Further, in the color filter of the present embodiment, it is preferable that the substrate has a light-shielding layer (black matrix) so as to partition a portion for forming a pixel on the substrate. It is also possible to have no light shielding layer.
본 실시 형태의 컬러 필터에서는, 착색 패턴의 표면에, 상술한 에칭법, 나노임프린트법 또는 연마법 등에 의해 형성된 미세한 요철이 형성된다. 요철의 크기는 원하는 값으로 조정하는 것이 가능하지만, 볼록부의 높이를 10nm 이상으로, 볼록부의 저변의 폭을 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 볼록부의 높이는 50nm 이상인 것이 바람직하고, 50nm 내지 200nm의 범위인 것이 보다 바람직하고, 80nm 내지 200nm의 범위인 것이 특히 바람직하다. 한편, 볼록부의 폭은 20nm 이상인 것이 바람직하고, 20nm 내지 200nm의 범위인 것이 보다 바람직하다.In the color filter of this embodiment, fine irregularities formed by the above-mentioned etching method, nanoimprint method, softening or the like are formed on the surface of the colored pattern. Although it is possible to adjust the size of the irregularities to a desired value, it is preferable that the height of the convex portion is 10 nm or more and the width of the bottom portion of the convex portion is 10 nm or more. The height of the convex portion is preferably 50 nm or more, more preferably 50 nm to 200 nm, and particularly preferably 80 nm to 200 nm. On the other hand, the width of the convex portion is preferably 20 nm or more, more preferably 20 nm to 200 nm.
또한, 컬러 필터의 Y값을 향상시키는 것을 목적으로 하는 경우, 요철을 형성하고자 하는 착색 패턴의 총 화소 면적 중 30% 이상의 표면에 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그 경우, 상술한 바와 같이, 착색 패턴의 표면에 요철이 형성된 영역이, 컬러 필터 전체에 있어서도, 그리고 임의의 1화소 내에서도, 일부 영역에 치우치지 않고 전체적으로 균일하게 분산되도록 구성되는 것이 바람직하다.In addition, when it is intended to improve the Y value of the color filter, it is preferable that irregularities are formed on the surface of 30% or more of the total pixel area of the coloring pattern to be formed with irregularities. In this case, as described above, it is preferable that the regions where the irregularities are formed on the surface of the color pattern are uniformly dispersed throughout the entire color filter and in any one pixel without being shifted to some regions.
본 실시 형태의 컬러 필터는, 요철이 형성된 착색 패턴 상에 보호막을 갖는 것이 바람직하다. 보호막을 가짐으로써, 표시 소자의 제조 공정에 있어서의 컬러 필터의 프로세스 내성을 높일 수 있다. 보호막으로서는, 상술한 바와 같이, 경화성 조성물로 형성되는 유기막 또는 유기 무기 하이브리드막, 또는 SiNx막 및 SiOx막 등의 무기막을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 경화성 조성물을 사용하여 보호막을 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the color filter of the present embodiment has a protective film on a colored pattern in which unevenness is formed. By providing a protective film, the process resistance of the color filter in the manufacturing process of the display element can be enhanced. As the protective film, an organic film or an organic-inorganic hybrid film formed of a curable composition, or an inorganic film such as a SiNx film and a SiOx film can be mentioned as described above. In the present embodiment, it is preferable to form a protective film by using a curable composition.
본 실시 형태의 컬러 필터는, 상기 구성을 가짐으로써, CIE 표색계에 있어서의 밝기의 자극값 (Y)가 높은 것으로 된다. 따라서, 이 컬러 필터는, 예를 들어 컬러 액정 표시 소자용 컬러 필터, 고체 촬상 소자의 색 분해용 컬러 필터, 유기 EL 표시 소자용 컬러 필터 및 전자 페이퍼용 컬러 필터를 비롯한 각종 컬러 필터로서 유용하다.The color filter of the present embodiment has the above configuration, so that the stimulus value Y of the brightness in the CIE colorimetric system is high. Therefore, this color filter is useful as various color filters, including color filters for color liquid crystal display elements, color filters for color separation of solid-state image pickup devices, color filters for organic EL display devices, and color filters for electronic papers.
<표시 소자> <Display element>
본 실시 형태의 표시 소자는 상술한 본 실시 형태의 컬러 필터를 갖는 것이다. 표시 소자의 구체예로서는, 컬러 액정 표시 소자, 유기 EL 표시 소자 또는 전자 페이퍼 등을 들 수 있다.The display element of the present embodiment has the color filter of the present embodiment described above. Specific examples of the display element include a color liquid crystal display element, an organic EL display element, and an electronic paper.
본 실시 형태의 컬러 액정 표시 소자는 이하의 구조로 할 수 있다.The color liquid crystal display element of the present embodiment can have the following structure.
컬러 액정 표시 소자는, 예를 들어 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)가 배치된 구동용 기판과, 본 실시 형태의 컬러 필터가 설치된 다른 기판이, 액정층을 개재하여 대향하는 구조로 할 수 있다. 또는, 컬러 액정 표시 소자는, 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판의 표면 상에 본 실시 형태의 컬러 필터가 형성된 기판과, ITO(Indium Tin Oxide: 주석을 도핑한 산화인듐) 전극이 형성된 기판이, 액정층을 개재하여 대향한 구조로 할 수도 있다. 후자의 구조는 개구율을 각별히 향상시킬 수 있어, 밝고 고정밀한 액정 표시 소자가 얻어진다는 이점을 갖는다.The color liquid crystal display element may have a structure in which, for example, a driving substrate on which a thin film transistor (TFT) is disposed and another substrate on which the color filter of this embodiment is mounted face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween . Alternatively, the color liquid crystal display element may be formed by forming a substrate on which a color filter of the present embodiment is formed on a surface of a driving substrate on which a thin film transistor (TFT) is disposed and a substrate on which a color filter of ITO (Indium Tin Oxide The substrate may have a structure in which the substrate faces the liquid crystal layer. The latter structure can remarkably improve the aperture ratio and has an advantage that a bright and high-definition liquid crystal display element can be obtained.
도 1은 본 실시 형태의 컬러 필터를 갖는 컬러 액정 표시 소자의 모식적인 단면도이다.1 is a schematic sectional view of a color liquid crystal display element having a color filter according to the present embodiment.
도 1에 도시하는 액정 표시 소자(1)는, 본 실시 형태의 컬러 액정 표시 소자의 일례이며, TFT 구동에 의한 TN(Twisted Nematic)형 액정 모드의 표시 소자이다. 이 컬러 액정 표시 소자는, 상기한 구동용 기판과 컬러 필터를 형성한 기판이, TN 액정의 층을 개재하여 대향한 구조를 갖는다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(2)의 액정(13)에 접하는 측에는, TFT(도시되지 않음)와 투명한 화소 전극(3)이 격자상으로 배치되고, 구동용 기판을 구성하고 있다. 또한, 투명한 기판(5)의 액정(13)에 접하는 측에는, 화소 전극(3)에 대향하는 위치에, 적색, 녹색 및 청색의 착색 패턴(6)과, 블랙 매트릭스(7)와, 착색 패턴(6) 상에 형성된 보호막(8)을 갖는 컬러 필터(10)가 배치되어 있다. 여기서, 착색 패턴(6)의 표면에는, 상술한 미세한 요철이 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(10) 위에는, 투명한 공통 전극(11)이 설치되어 있다.The liquid
기판(2)과 기판(5)에는, 각각 배향막(12)이 형성되어 있다. 배향막(12)을 러빙 처리함으로써, 양 기판(2, 5) 사이에 협지 액정(13)의 균일한 배향을 실현할 수 있다.An
기판(2)과 기판(5)에 있어서, 액정(13)에 접하는 측과 반대측에는, 각각 편광판(14)이 배치되어 있다. 기판(2)과 기판(5)의 간격은 통상 2㎛ 내지 10㎛이며, 이들은 주변부에 설치된 시일재(16)에 의해 서로 고정되어 있다.In the
도 1에 있어서, 부호 17은 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 액정(13)을 향하여 조사된 백라이트 광이다. 백라이트 유닛으로서는, 예를 들어 냉음극 형광관(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 형광관과, 산란판이 조합된 구조의 것을 사용할 수 있다. 또한, 백색 LED를 광원으로 하는 백라이트 유닛을 사용할 수도 있다. 백색 LED로서는, 예를 들어 적색 LED와 녹색 LED와 청색 LED를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 적색 LED와 녹색 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 적색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 YAG계 형광체의 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 청색 LED와 주황색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED, 자외선 LED와 적색 발광 형광체와 녹색 발광 형광체와 청색 발광 형광체를 조합하여 혼색에 의해 백색광을 얻는 백색 LED 등을 들 수 있다.1,
본 실시 형태의 컬러 액정 표시 소자에는, 상술한 TN형 외에, STN(Super Twisted Nematic)형, IPS(In-Planes Switching)형, VA(Vertical Alignment)형 또는 OCB(Optically Compensated Birefringence)형 등의 액정 모드로 할 수도 있다.The color liquid crystal display device of this embodiment may be applied to liquid crystal display devices such as STN (Super Twisted Nematic) type, IPS (In-Planes Switching) type, VA (Vertical Alignment) type, OCB (Optically Compensated Birefringence) Mode.
본 실시 형태의 컬러 필터를 갖는 유기 EL 표시 소자는, 적당한 구조를 채용하는 것이 가능하며, 예를 들어 일본 특허 공개 (평)11-307242호 공보에 개시되어 있는 구조를 들 수 있다.The organic EL display device having the color filter of this embodiment can adopt a suitable structure, and includes a structure disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-307242.
본 실시 형태의 컬러 필터를 갖는 전자 페이퍼는 적당한 구조를 채용하는 것이 가능하며, 예를 들어 일본 특허 공개 제2007-41169호 공보에 개시되어 있는 구조를 들 수 있다.The electronic paper having the color filter of this embodiment can adopt a suitable structure, and for example, a structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-41169 can be cited.
이상, 본 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
[실시예][Example]
이하, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
〔착색제 분산액의 제조〕 [Preparation of colorant dispersion]
제조예 1 Production Example 1
착색제로서, C.I.피그먼트 레드 254를 2.3질량부, C.I.피그먼트 레드 177을 11.4질량부, C.I.피그먼트 옐로우 150을 1.3질량부, 분산제로서 BYK(등록 상표)-21324(빅케미(BYK)사제)를 8질량부(고형분 농도=40질량%), 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/프로필렌글리콜모노에틸에테르=90/10(질량비) 혼합 용매를 고형분 농도가 20%로 되도록 사용하여, 비즈 밀에 의해 12시간 혼합·분산시켜, 안료 분산액 (M-1)을 제조했다.2.3 parts by mass of CI Pigment Red 254, 11.4 parts by mass of CI Pigment Red 177, 1.3 parts by mass of CI Pigment Yellow 150 and BYK (registered trademark) -21324 (manufactured by BYK) as a dispersing agent, (Solid content concentration = 40 mass%) as a solvent and a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate / propylene glycol monoethyl ether = 90/10 (mass ratio) as a solvent so that the solid content concentration became 20% And the mixture was mixed and dispersed for 12 hours to prepare a pigment dispersion (M-1).
제조예 2 Production Example 2
착색제로서, C.I.피그먼트 그린 58을 9.7질량부, C.I.피그먼트 옐로우 150을 5.3질량부, 분산제로서 BYK(등록 상표)-21324(빅케미(BYK)사제)를 8질량부(고형분 농도=40질량%), 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/프로필렌글리콜모노에틸에테르=90/10(질량비) 혼합 용매를 고형분 농도가 20%로 되도록 사용하여, 비즈 밀에 의해 12시간 혼합·분산시켜, 안료 분산액 (M-2)를 제조했다.9.7 parts by mass of CI Pigment Green 58, 5.3 parts by mass of CI Pigment Yellow 150, and 8 parts by mass of BYK (registered trademark) -21324 (manufactured by BYK) as a dispersant (solids concentration = 40 mass %) As a solvent and a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether at a ratio of 90/10 (by mass) were mixed and dispersed for 12 hours using a bead mill so that the solid content became 20% (M-2).
제조예 3 Production Example 3
착색제로서, C.I.피그먼트 블루 15:6을 9.3질량부, C.I.피그먼트 바이올렛을 5.7질량부, 분산제로서 BYK(등록 상표)-21324(빅케미(BYK)사제)을 8질량부(고형분 농도=40질량%), 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트/프로필렌글리콜모노에틸에테르=90/10(질량비) 혼합 용매를 고형분 농도가 20%로 되도록 사용하여, 비즈 밀에 의해 12시간 혼합·분산시켜, 안료 분산액 (M-3)을 제조했다.9.3 parts by mass of CI Pigment Blue 15: 6, 5.7 parts by mass of CI Pigment Violet, and 8 parts by mass of BYK (registered trademark) -21324 (manufactured by BYK) as a dispersant (solids concentration = 40 And a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether = 90/10 (mass ratio) as a solvent were mixed and dispersed for 12 hours using a bead mill so that the solid content became 20% To thereby prepare a dispersion (M-3).
〔바인더 수지의 합성〕 [Synthesis of binder resin]
합성예 1 Synthesis Example 1
냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 2질량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200질량부를 투입하고, 계속하여 메타크릴산 15질량부, N-페닐말레이미드 20질량부, 벤질메타크릴레이트 55질량부, 스티렌 10질량부 및 분자량 조절제로서 2,4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(니찌유(주)제 상품명: 노프머(등록 상표) MSD) 3질량부를 투입하고, 질소 치환했다. 그 후 완만하게 교반하여, 반응 용액의 온도를 80℃로 상승시키고, 이 온도를 5시간 유지하여 중합함으로써, 수지 용액(고형분 농도=33질량%)을 얻었다. 얻어진 수지는, Mw=16,000, Mn=7,000이었다. 이 수지 용액을 「바인더 수지 용액 (P1)」로 한다.2 parts by mass of 2,2'-azobisisobutyronitrile and 200 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate were fed into a flask equipped with a thermometer, a cooling tube and a stirrer. Subsequently, 15 parts by mass of methacrylic acid, 20 parts by mass of benzyl methacrylate, 55 parts by mass of benzyl methacrylate, 10 parts by mass of styrene and 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene (trade name: Nopmer (registered trademark) MSD), and the mixture was purged with nitrogen. Thereafter, the mixture was gently stirred, the temperature of the reaction solution was raised to 80 DEG C, and the temperature was maintained for 5 hours to polymerize to obtain a resin solution (solid content concentration = 33 mass%). The obtained resin had Mw = 16,000 and Mn = 7,000. This resin solution is referred to as " binder resin solution (P1) ".
〔착색 감방사선성 조성물의 제조〕 [Preparation of coloring and radiation-sensitive composition]
제조예 4 Production Example 4
안료 분산액 (M-1) 100질량부, 바인더 수지로서 바인더 수지 용액 (P1) 30질량부(고형분 농도=33질량%), 가교제로서 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 15질량부, 광중합 개시제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 4질량부와 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 1질량부, 불소계 계면 활성제로서 DIC가부시끼가이샤제 메가페이스(등록 상표) F-554를 0.1질량부 및 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 혼합하여, 고형분 농도 22%의 적색 감방사선성 조성물 (CR-1)을 제조했다., 30 parts by mass (solid content concentration = 33% by mass) of a binder resin solution (P1) as a binder resin, 15 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate as a cross-linking agent, and 100 parts by mass of a pigment dispersion (M- 4 parts by mass of benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one and 1 part by mass of 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone as a fluorine- 0.1 part by mass of Megaface (registered trademark) F-554 available from Kao Corporation and propylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent were mixed to prepare a red radiation radiation-curable composition (CR-1) having a solid content concentration of 22%.
제조예 5 Production Example 5
제조예 4에 있어서, 안료 분산액 (M-1) 대신 안료 분산액 (M-2)를 사용한 것 이외는, 제조예 4와 마찬가지로 하여 녹색 감방사선성 조성물 (CR-2)를 제조했다.A green radiation-sensitive composition (CR-2) was prepared in the same manner as in Production Example 4, except that the pigment dispersion (M-2) was used instead of the pigment dispersion (M-1) in Production Example 4.
제조예 6 Production Example 6
제조예 4에 있어서, 안료 분산액 (M-1) 대신 안료 분산액 (M-3)을 사용한 것 이외는, 제조예 4와 마찬가지로 하여 청색 감방사선성 조성물 (CR-3)을 제조했다.A blue radiation-sensitive composition (CR-3) was prepared in the same manner as in Production Example 4, except that the pigment dispersion (M-3) was used instead of the pigment dispersion (M-1) in Production Example 4.
이하, 본 실시예의 적색 감방사선성 조성물 (CR-1), 녹색 감방사선성 조성물 (CR-2) 및 청색 감방사선성 조성물 (CR-3)을 사용한 착색 패턴의 형성과, 그 착색 패턴에 대한 요철 형성의 실시예를 설명한다. 또한, 이하에서는, 착색 패턴을 착색 경화막이라고 칭한다.Hereinafter, the formation of a coloring pattern using the red radiation-emitting composition (CR-1), the green radiation-emitting composition (CR-2) and the blue radiation- An embodiment of the unevenness formation will be described. In the following, the colored pattern is referred to as a colored cured film.
실시예 1 Example 1
<적색 경화막의 형성 및 요철의 형성> <Formation of Red Cured Film and Formation of Unevenness>
적색 감방사선성 조성물 (CR-1)을 소다유리 기판 상에, 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 80℃의 클린 오븐 내에서 10분간 프리베이킹을 행하여, 도막을 형성했다.The red radiation-sensitive composition (CR-1) was coated on a soda glass substrate using a spin coater and prebaked in a clean oven at 80 캜 for 10 minutes to form a coating film.
계속해서, 도막이 형성된 기판을 실온으로 냉각한 후, 고압 수은 램프를 사용하고, 포토마스크를 개재하여, 도막에 365nm, 405nm 및 436nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 400J/㎡의 노광량으로 노광했다. 그 후, 이들 기판에 대하여, 23℃의 0.04질량% 수산화칼륨 수용액을 포함하는 현상액을, 현상압 1kgf/㎠(노즐 직경 1mm)로 토출함으로써, 1분간의 샤워 현상을 행했다. 그 후, 이들 기판을 초순수로 세정하고, 풍건한 후, 재차 230℃의 클린 오븐 내에서 30분간 포스트베이킹을 행함으로써, 기판 상에 적색의 경화막을 형성했다.Subsequently, the substrate on which the coated film was formed was cooled to room temperature, and then the coated film was exposed to radiation containing wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an exposure dose of 400 J /
얻어진 경화막에 대하여, 신코 세이끼사제 플라즈마 에칭 장치 EXAM을 사용하여, 건식 에칭 처리를 행하여, 경화막의 표면 전체에 요철을 형성했다. 이때, RF 파워는 400W이었다. 표 1에 건식 에칭 처리 조건을 나타낸다.The obtained cured film was subjected to dry etching treatment using a plasma etching apparatus EXAM manufactured by Shinko Seiki to form irregularities on the entire surface of the cured film. At this time, the RF power was 400 W. Table 1 shows dry etching treatment conditions.
실시예 2 및 실시예 3 Examples 2 and 3
<적색 경화막의 형성 및 요철의 형성> <Formation of Red Cured Film and Formation of Unevenness>
실시예 1과 마찬가지로 하여 적색 경화막을 형성함과 동시에, 건식 에칭 처리 시간을 표 1에 나타내는 시간으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 요철의 형성을 행했다.Unevenness was formed in the same manner as in Example 1 except that a red cured film was formed in the same manner as in Example 1 and the dry etching treatment time was set to the time shown in Table 1. [
비교예 1 Comparative Example 1
<적색 경화막의 형성> ≪ Formation of red cured film &
실시예 1과 마찬가지로 하여, 적색 경화막을 형성했다. 그러나, 실시예 1에 의해 행한 건식 에칭 처리에 의한 요철의 형성은 행하지 않았다.A red cured film was formed in the same manner as in Example 1. However, the formation of irregularities by the dry etching treatment performed in Example 1 was not carried out.
실시예 4 Example 4
<녹색 경화막의 형성 및 요철의 형성> ≪ Formation of Green Cured Film and Formation of Unevenness >
녹색 감방사선성 조성물 (CR-2)를 소다유리 기판 상에, 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 80℃의 클린 오븐 내에서 10분간 프리베이킹을 행하여, 도막을 형성했다.The green radiation-sensitive composition (CR-2) was coated on a soda glass substrate using a spin coater and then pre-baked in a clean oven at 80 캜 for 10 minutes to form a coating film.
계속해서, 도막이 형성된 기판을 실온으로 냉각한 후, 고압 수은 램프를 사용하고, 포토마스크를 개재하여, 도막에 365nm, 405nm 및 436nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 400J/㎡의 노광량으로 노광했다. 그 후, 이들 기판에 대하여, 23℃의 0.04질량% 수산화칼륨 수용액을 포함하는 현상액을, 현상압 1kgf/㎠(노즐 직경 1mm)로 토출함으로써, 1분간의 샤워 현상을 행했다. 그 후, 이들 기판을 초순수로 세정하고, 풍건한 후, 재차 230℃의 클린 오븐 내에서 30분간 포스트베이킹을 행함으로써, 기판 상에 녹색의 경화막을 형성했다.Subsequently, the substrate on which the coated film was formed was cooled to room temperature, and then the coated film was exposed to radiation containing wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an exposure dose of 400 J /
얻어진 경화막에 대하여, 신코 세이끼사제 플라즈마 에칭 장치 EXAM을 사용하여, 건식 에칭 처리를 행하여, 경화막의 표면 전체에 요철을 형성했다. 이때, RF 파워는 400W이었다. 표 1에 건식 에칭 처리 조건을 나타낸다.The obtained cured film was subjected to dry etching treatment using a plasma etching apparatus EXAM manufactured by Shinko Seiki to form irregularities on the entire surface of the cured film. At this time, the RF power was 400 W. Table 1 shows dry etching treatment conditions.
실시예 5 및 실시예 6 Examples 5 and 6
<녹색 경화막의 형성 및 요철의 형성> ≪ Formation of Green Cured Film and Formation of Unevenness >
실시예 4와 마찬가지로 하여 녹색 경화막을 형성함과 동시에, 건식 에칭 처리 시간을 표 1에 나타내는 시간으로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 하여 요철의 형성을 행했다.Unevenness was formed in the same manner as in Example 4 except that a green cured film was formed in the same manner as in Example 4 and the dry etching treatment time was set to the time shown in Table 1. [
비교예 2 Comparative Example 2
<녹색 경화막의 형성> ≪ Formation of green cured film &
실시예 4와 마찬가지로 하여 녹색 경화막을 형성했다. 그러나, 실시예 4에서 행한 건식 에칭 처리에 의한 요철의 형성은 행하지 않았다.A green cured film was formed in the same manner as in Example 4. However, the formation of irregularities by the dry etching treatment performed in Example 4 was not carried out.
실시예 7 Example 7
<청색 경화막의 형성 및 요철의 형성> ≪ Formation of blue cured film and formation of unevenness &
청색 감방사선성 조성물 (CR-3)을 소다유리 기판 상에, 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 80℃의 클린 오븐 내에서 10분간 프리베이킹을 행하여, 도막을 형성했다.The blue radiation-sensitive composition (CR-3) was coated on a soda glass substrate using a spin coater and then pre-baked in a clean oven at 80 캜 for 10 minutes to form a coating film.
계속해서, 도막이 형성된 기판을 실온으로 냉각한 후, 고압 수은 램프를 사용하고, 포토마스크를 개재하여, 도막에 365nm, 405nm 및 436nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 400J/㎡의 노광량으로 노광했다. 그 후, 이들 기판에 대하여, 23℃의 0.04질량% 수산화칼륨 수용액을 포함하는 현상액을, 현상압 1kgf/㎠(노즐 직경 1mm)로 토출함으로써, 1분간 샤워 현상을 행했다. 그 후, 이들 기판을 초순수로 세정하고, 풍건한 후, 재차 230℃의 클린 오븐 내에서 30분간 포스트베이킹을 행함으로써, 기판 상에 청색의 경화막을 형성했다.Subsequently, the substrate on which the coated film was formed was cooled to room temperature, and then the coated film was exposed to radiation containing wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an exposure dose of 400 J /
얻어진 경화막에 대하여, 신코 세이끼사제 플라즈마 에칭 장치 EXAM을 사용하여, 건식 에칭 처리를 행하여, 경화막의 표면 전체에 요철을 형성했다. 이때, RF 파워는 400W이었다. 표 1에 건식 에칭 처리 조건을 나타낸다.The obtained cured film was subjected to dry etching treatment using a plasma etching apparatus EXAM manufactured by Shinko Seiki to form irregularities on the entire surface of the cured film. At this time, the RF power was 400 W. Table 1 shows dry etching treatment conditions.
실시예 8 Example 8
<청색 경화막의 형성 및 요철의 형성> ≪ Formation of blue cured film and formation of unevenness &
실시예 7과 마찬가지로 하여 청색 경화막을 형성함과 동시에, 건식 에칭 처리 시간을 표 1에 나타내는 시간으로 한 것 이외는, 실시예 7과 마찬가지로 하여 요철의 형성을 행했다.Unevenness was formed in the same manner as in Example 7 except that a blue cured film was formed in the same manner as in Example 7 and the dry etching treatment time was set to the time shown in Table 1. [
비교예 3 Comparative Example 3
<청색 경화막의 형성> ≪ Formation of blue cured film &
실시예 7과 마찬가지로 하여 청색 경화막을 형성했다. 그러나, 실시예 7에서 행한 건식 에칭 처리에 의한 요철의 형성은 행하지 않았다.A blue cured film was formed in the same manner as in Example 7. However, the formation of the unevenness by the dry etching treatment performed in Example 7 was not carried out.
상기한 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의 건식 에칭 처리 조건을 표 1에 나타낸다.Table 1 shows dry etching treatment conditions in each of the above Examples and Comparative Examples.
실시예 9 Example 9
<SEM상 평가> <SEM evaluation>
실시예 1 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 3에 있어서 얻어진, 요철이 형성된 각 색 경화막에 대해서, 각각 40000배의 배율로 SEM 사진을 촬영하여, 각 경화막의 표면에 형성된 요철의 상태를 평가했다.SEM photographs were taken at the magnifications of 40000 times for each of the concavo-convex color-cured films obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, and the state of concavity and convexity formed on the surface of each cured film .
도 2는 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 얻어진 적색 경화막의 표면 SEM 사진이다.2 is a SEM photograph of the surface of the red cured film obtained by Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.
도 3은 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 의해 얻어진 적색 경화막의 단면 SEM 사진이다.3 is a cross-sectional SEM photograph of the red cured film obtained by Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Fig.
도 4는 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 얻어진 녹색 경화막의 표면 SEM 사진이다.4 is a SEM photograph of the surface of the green cured film obtained by Examples 4 to 6 and Comparative Example 2. Fig.
도 5는 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2에 의해 얻어진 녹색 경화막의 단면 SEM 사진이다.5 is a cross-sectional SEM photograph of the green cured film obtained by Examples 4 to 6 and Comparative Example 2. Fig.
도 6은 실시예 7, 실시예 8 및 비교예 3에 의해 얻어진 청색 경화막의 표면 SEM 사진이다.6 is a SEM photograph of the surface of the blue cured film obtained in Example 7, Example 8 and Comparative Example 3. Fig.
도 7은 실시예 7, 실시예 8 및 비교예 3에 의해 얻어진 청색 경화막의 단면 SEM 사진이다.7 is a cross-sectional SEM photograph of the blue cured film obtained by Example 7, Example 8 and Comparative Example 3. Fig.
도 2 내지 도 7에 도시하는 각 색 경화막에 관한 SEM 사진 평가의 결과로부터, 각 색 경화막의 표면에 형성되는 요철의 크기에 대해서는, 높이가 80nm 내지 200nm, 폭이 20nm 내지 200nm의 범위인 것을 알았다. 그리고, 건식 에칭 처리 시간을 길게 할수록, 각 색 경화막에 형성되는 요철의 크기는 커지는 경향이 있는 것도 알았다.From the results of the SEM photograph evaluation of the respective color cured films shown in Figs. 2 to 7, the size of the unevenness formed on the surface of each color cured film was found to be in the range of 80 nm to 200 nm in height and 20 nm to 200 nm in width okay. It was also found that the longer the dry etching treatment time, the greater the size of the irregularities formed in each color cured film.
실시예 10 Example 10
<색도 특성의 평가> ≪ Evaluation of chromaticity characteristics &
실시예 1 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 3에 있어서 얻어진, 요철이 형성된 각 색 경화막에 대해서, 컬러 애널라이저(오츠카 덴시(주)제 MCPD(등록 상표)2000)를 사용하여, C 광원, 2도 시야로, CIE 표색계에 있어서의 색도 좌표값(x, y) 및 자극값 (Y)를 측정했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다.(MCPD (registered trademark) 2000 manufactured by Otsuka Denshi Co., Ltd.) was used for each of the color cured films formed in the unevenness obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, (X, y) and a magnetic pole value (Y) in a CIE colorimetric system were measured with a light source and a 2-degree field of view. The evaluation results are shown in Table 2.
실시예 1 내지 실시예 8에 있어서 얻어진, 요철이 형성된 각 색 경화막은, 대응하는 비교예에서 얻어진 경화막에 대하여, 모두 높은 Y값을 나타냈다. 특히, 실시예 1 내지 실시예 6에 있어서 얻어진, 요철이 형성된 적색 경화막 및 녹색 경화막에 있어서, 그 효과가 컸다.The respective color cured films obtained in Examples 1 to 8 with irregularities exhibited a high Y value for the cured films obtained in the corresponding Comparative Examples. Particularly, the effects of the red cured film and the green cured film, which were obtained in Examples 1 to 6, were large.
실시예 11 Example 11
<컬러 필터의 제조와 평가> ≪ Preparation and evaluation of color filter &
적색 감방사선성 조성물 (CR-1)을, 블랙 매트릭스가 형성된 유리 기판 상에, 슬릿 앤드 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 90℃의 핫 플레이트에서 3분간 프리베이킹을 행하여, 도막을 형성했다.The red radiation-sensitive composition (CR-1) was applied to a glass substrate on which a black matrix was formed by using a slit-and-spin coater, and then pre-baked on a hot plate at 90 ° C for 3 minutes to form a coating film.
계속해서, 도막이 형성된 기판을 실온으로 냉각한 후, 고압 수은 램프를 사용하고, 스트라이프상 포토마스크를 개재하여, 도막에 365nm, 405nm 및 436nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 1,000J/㎡의 노광량으로 노광했다. 그 후, 얻어진 기판에 대하여, 23℃의 0.04질량% 수산화칼륨 수용액을 포함하는 현상액을, 현상압 1kgf/㎠(노즐 직경 1mm)로 토출하여 샤워 현상을 행한 후, 초순수로 세정하고, 재차 230℃의 클린 오븐 내에서 20분간 포스트베이킹을 행했다. 이에 의해, 기판 상에, 상기 실시예 1과 동등한 색도 좌표값(x, y)을 나타내는 적색의 스트라이프상 착색 패턴을 형성했다.Subsequently, the substrate on which the coated film was formed was cooled to room temperature, and then a high-pressure mercury lamp was used and the coated film was irradiated with radiation having wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an exposure amount of 1,000 J / Exposed. Thereafter, a developing solution containing 0.04 mass% potassium hydroxide aqueous solution at 23 占 폚 was ejected at a developing pressure of 1 kgf / cm2 (nozzle diameter: 1 mm) on the obtained substrate to perform shower phenomenon, followed by cleaning with ultrapure water, Post-baking for 20 minutes in a clean oven. Thus, a red stripe-like coloring pattern showing the chromaticity coordinate value (x, y) equivalent to that of Example 1 was formed on the substrate.
계속해서, 마찬가지의 방법에 의해, 녹색 감방사선성 조성물 (CR-2)를 사용하여, 적색의 스트라이프상 착색 패턴 옆에, 상기 실시예 4와 동등한 색도 좌표값(x, y)을 나타내는 녹색의 스트라이프상 착색 패턴을 형성했다.Subsequently, by using the green radiation-emitting composition (CR-2), a green color having a chromaticity coordinate value (x, y) equivalent to the chromaticity coordinate value (x, y) Thereby forming a stripe-like colored pattern.
계속해서, 마찬가지의 방법에 의해, 청색 감방사선성 조성물 (CR-3)을 사용하여, 녹색의 스트라이프상 착색 패턴 옆에, 상기 실시예 7과 동등한 색도 좌표값(x, y)을 나타내는 청색의 스트라이프상 착색 패턴을 형성함으로써, 적색, 녹색 및 청색의 스트라이프상 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터를 제조했다.Subsequently, the blue radiation-sensitive composition (CR-3) was used in the same manner as in Example 7, and a blue color indicating the chromaticity coordinate value (x, y) By forming a stripe-like colored pattern, a color filter including red, green and blue stripe-colored patterns was produced.
각 색 착색 패턴 형성 후, 신코 세이끼사제 플라즈마 에칭 장치 EXAM(RF 파워: 400W/가스종(유량): 산소(20ml/분)+아르곤(5ml/분))을 사용하여, 40초간 건식 에칭 처리를 행했다.After each coloring pattern formation, dry etching treatment was performed for 40 seconds using a plasma etching apparatus EXAM (RF power: 400 W / gas species (flow rate): oxygen (20 ml / min) + argon .
얻어진 컬러 필터에 대해서, 냉음극 형광관을 백라이트 광원으로 했을 때의, 백색 표시에서의 자극값 (Y)를 측정했다. 그 결과, 백색 표시에서의 자극값 (Y)는, 후술하는 비교예 4에 비하여, 0.6포인트 향상했다.For the obtained color filter, the stimulus value (Y) in the white display when the cold-cathode fluorescent tube was used as the backlight source was measured. As a result, the stimulus value Y in the white display was improved by 0.6 points as compared with Comparative Example 4 described later.
비교예 4 Comparative Example 4
<컬러 필터의 제조와 평가> ≪ Preparation and evaluation of color filter &
실시예 10과 마찬가지로 하여, 적색, 녹색 및 청색의 스트라이프상 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터를 제조했다. 그러나, 실시예 10에서 행한 건식 에칭 처리에 의한 요철의 형성은 행하지 않았다. 얻어진 컬러 필터에 대해서, 냉음극 형광관을 백라이트 광원으로 했을 때의, 백색 표시에서의 자극값 (Y)를 측정하여, 실시예 10에 의해 얻어진 컬러 필터의 Y값과 비교했다.In the same manner as in Example 10, a color filter including red, green, and blue stripe-based coloring patterns was produced. However, formation of irregularities by the dry etching treatment performed in Example 10 was not carried out. For the obtained color filter, the stimulus value (Y) in the white display when the cold-cathode fluorescent tube was used as the backlight source was measured and compared with the Y value of the color filter obtained in Example 10.
실시예 12 Example 12
<컬러 필터의 액정 표시 소자에 대한 적용> ≪ Application of color filter to liquid crystal display element >
실시예 11에 의해 얻어진, 적색, 녹색 및 청색의 스트라이프상 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터를 사용하여, 착색 패턴 위에 후술하는 조성을 포함하는 열경화성 수지 조성물을, 슬릿 앤드 스핀 코터를 사용하여 도포했다. 80℃의 핫 플레이트에서 2분간 프리베이킹을 행하여 도막을 형성하고, 재차 230℃의 클린 오븐 내에서 60분간 포스트베이킹을 행함으로써, 막 두께 1.5㎛의 보호막을 형성했다.A thermosetting resin composition containing a composition described below was applied on a coloring pattern using a slit-and-spin coater using a color filter including a stripe-based coloring pattern of red, green, and blue obtained in Example 11. Baked on a hot plate at 80 DEG C for 2 minutes to form a coating film and post-baked again in a clean oven at 230 DEG C for 60 minutes to form a protective film having a thickness of 1.5 mu m.
계속해서, 이 컬러 필터를 사용하여 액정 표시 소자를 제조했다. 액정 표시 소자는, 상술한 도 1에 도시하는 컬러 액정 표시 소자와 마찬가지의 구조를 갖는다. 얻어진 컬러 액정 표시 소자는, 우수한 전기 특성과 표시 특성을 나타냈다.Subsequently, a liquid crystal display element was manufactured using this color filter. The liquid crystal display element has a structure similar to that of the color liquid crystal display element shown in Fig. The obtained color liquid crystal display element exhibited excellent electric characteristics and display characteristics.
이어서, 컬러 필터의 보호막으로서 사용한 열경화성 수지 조성물에 대하여 설명한다.Next, the thermosetting resin composition used as a protective film of the color filter will be described.
열경화성 수지 조성물은, 메타크릴산글리시딜/스티렌/메타크릴산t-부틸/메타크릴산디시클로펜타닐=40/10/30/20(질량비) 공중합체(수 평균 분자량 Mn=6,000, 분자량 분포(Mw/Mn)=2.0)를 100질량부, 노볼락형 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진(주)제, 상품명 「에피코트 152」)를 40질량부, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 20질량부, 계면 활성제 FTX-218((주) 네오스제)을 0.2질량부 함유한다. 용제로서는, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르를 사용했다. 열경화성 수지 조성물의 고형분 농도는 15질량%이었다.The thermosetting resin composition was a copolymer of glycidyl methacrylate / styrene / t-butyl methacrylate / dicyclopentanyl methacrylate = 40/10/30/20 (weight ratio) (number average molecular weight Mn = 6,000, molecular weight distribution 40 parts by mass of a novolak type epoxy resin (trade name: "Epikote 152", manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 20 parts by mass of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane And 0.2 parts by mass of a surfactant FTX-218 (manufactured by NEOS). As the solvent, diethylene glycol methyl ethyl ether was used. The solid content concentration of the thermosetting resin composition was 15 mass%.
1: 액정 표시 소자
2, 5: 기판
3: 화소 전극
6: 착색 패턴
7: 블랙 매트릭스
8: 보호막
10: 컬러 필터
11: 공통 전극
12: 배향막
13: 액정
14: 편광판
16: 시일재
17: 백라이트 광 1: liquid crystal display element
2, 5: substrate
3: pixel electrode
6: Coloring pattern
7: Black Matrix
8: Shield
10: Color filter
11: common electrode
12: Orientation film
13: liquid crystal
14: polarizer
16: Seal material
17: backlight light
Claims (9)
상기 착색 패턴의 표면에 요철을 형성하는 공정을 갖고,
상기 요철의 볼록부의 저변의 폭이 20nm 내지 200nm의 범위인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.A step of forming a colored pattern on a substrate,
A step of forming irregularities on the surface of the colored pattern,
Wherein a width of a bottom side of the convex portion of the concavities and convexities is in the range of 20 nm to 200 nm.
상기 복수색의 착색 패턴 중 적어도 1색의 상기 착색 패턴의 표면에 요철이 형성되어 있고, 상기 요철의 볼록부의 높이가 10nm 이상이고, 볼록부의 저변의 폭이 20nm 내지 200nm의 범위인 것을 특징으로 하는 컬러 필터.1. A color filter having a plurality of colored patterns on a substrate,
Characterized in that concavities and convexities are formed on the surface of the coloring pattern of at least one of the plurality of coloring patterns of the plurality of colors, the height of the convexity of the concavities and convexities is 10 nm or more and the width of the base of the convexity is 20 nm to 200 nm Color filter.
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