KR20080074104A

KR20080074104A - 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20080074104A
Application number: KR20087009518A
Authority: KR
Inventors: 미노루 마에다; 쇼지로 사노; 토시유키 마쿠타
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-08-12
Also published as: JP2007148041A; CN101317108A; TW200730891A; WO2007060857A1

Abstract

본 발명은 위치 정밀도 좋고, 혼색 등이 없는 화소를 형성하고, 표시 장치에 탑재했을 때에 표시 불균일이 없고, 또한 저비용 및 고효율로 컬러 필터를 제조할 수 있는 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다. 기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 분사해서 오목부에 상기 R, G, 및 B 잉크를 퇴적시켜서 착색층을 형성하고, 각 색의 잉크를 이용한 착색층의 형성 후에 활성 에너지선에 의한 착색층의 경화를 행하고, 전채색의 착색층의 경화 후에 열에 의한 착색층의 경화를 더 행하는 컬러 필터의 제조 방법으로서, 상기 각 잉크가 착색제와, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 함유하고, 실질적으로 용제를 함유하지 않는 중합성 잉크로 이루어지는 컬러 필터의 제조 방법이다.

컬러 필터

Description

컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터 및 표시 장치{METHOD FOR MANUFACTURE OF COLOR FILTER, COLOR FILTER, AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 컬러 필터 및 그 제조 방법 및 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치용 컬러 필터는 유리 등의 기판 상에 적색, 녹색, 청색의 도트상 화상을 각각 매트릭스상으로 배치하고, 그 경계를 블랙 매트릭스 등의 농색 화소 분리벽에 의해 구분한 구조를 갖는다. 이러한 컬러 필터의 제조 방법으로서는 종래, 지지체로서 유리 등의 기판을 이용해서 1) 염색법, 2) 인쇄법, 3) 착색된 감광성 수지액의 도포와 노광 및 현상의 반복에 의한 착색 감광성 수지액법(착색 레지스트법, 예를 들면, 일본 특허공개 소63-298304호 공보 참조.), 4) 임시 지지체 상에 형성한 화상을 순차적으로 최종 또는 임시 지지체 상에 전사하는 방법(예를 들면, 일본 특허공개 소61-99103호 공보 참조.), 5) 미리 착색된 감광성 수지액을 임시 지지체 상에 도포함으로써 착색층을 형성하고, 순차적으로 직접 기판 상에 이 감광성 착색층을 전사하고, 노광해서 현상하는 것을 색의 수만큼 반복하는 방법 등에 의해 다색 화상을 형성하는 방법(전사 방식)이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허공개 소61-99102호 공보 참조.). 또한 잉크젯법을 이용하는 방법(예를 들면, 일본 특허공개 평8-227012호 공보 참조.)도 알려져 있다.

이들 방법 중, 착색 레지스트법은 위치 정밀도가 높게 컬러 필터를 제작할 수 있지만, 감광층 수지액의 도포에 로스가 많아 비용적으로는 유리하다고는 할 수 없다. 한편, 잉크젯법은 수지액의 로스가 적어 비용적으로 유리하지만 화소의 위치 정밀도가 나쁘다는 문제가 있다. 이들을 극복하기 위해서 블랙 매트릭스를 착색 레지스트법에 의해 형성하고, RGB 화소를 잉크젯법에 의해 제작하는 컬러 필터의 제조 방법도 제안되고 있다. 그러나, 이 제조 방법에 의해 형성된 블랙 매트릭스의 단면 형상을 관찰하면 상단이나 그 에지가 둥글게 되어 있고, 후에 타적(打滴)된 각 색잉크가 블랙 매트릭스를 넘기 쉽기 때문에 번짐, 스머지(smudge), 인접 화소와의 혼색 및 백발 등이 일어날 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서 블랙 매트릭스와 잉크에 서로를 튀기는 성질을 갖게 하거나 블랙 매트릭스 간극부의 잉크의 습윤성을 높이는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개 평6-347637호 공보, 일본 특허공개 평7-35915호 공보, 일본 특허공개 평10-142418호 공보 참조). 그러나 이들 방법에서는 블랙 매트릭스용 착색 레지스트나 잉크에 특수한 소재가 필요하거나 블랙 매트릭스 간극부의 표면 에너지를 높이는 공정(표면 개질 처리)이 필요하여 비용적인 문제가 여전히 남아 있다. 또한, 단관능 모노머와 다관능 모노머를 이용해서 부착 후 즉시 활성 광선에 의해 경화되는 잉크를 이용해서 생산성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개 2002-371216호 공보 참조). 그러나 이 잉크의 특성은 충분하지는 않고, 표시 장치에 탑재했을 때에 표시 불균일 등이 보여진다는 문제가 남아 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터 및 표시 장치를 제공한다.

이러한 실정을 감안해서 본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 행했다. 그 결과, 무용제형의 중합성 잉크를 이용해서 잉크젯 방식에 의해 화소를 형성함으로써 각 색잉크의 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량을 방지할 수 있고, 표시 불균일이 없는 양호한 컬러 필터를 얻을 수 있는 것을 본 발명자는 발견하여 본 발명을 완성했다.

즉, 본 발명은 다음 방법 등을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 관점은, 기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 분사해서 상기 오목부에 상기 R, G, 및 B 잉크를 퇴적시켜서 착색층을 형성하고, 각 잉크를 사용한 착색층의 형성 후에 활성 에너지선에 의한 착색층의 경화를 행하고, 전체색의 착색층의 경화 후에 열에 의한 착색층의 경화를 더 행하는 컬러 필터의 제조 방법으로서, 상기 각 잉크는 착색제와, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 함유하고, 잉크 중의 용제량은 50중량% 이하인 중합성 잉크인 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 관점은 잉크 중의 용제량이 50중량% 이하인 중합성 잉크는 라디칼 중합성 조성물인 제 1 관점에 기재된 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 관점은 잉크 중의 용제량이 50중량% 이하인 중합성 잉크는 양이온 중합성 조성물인 제 1 관점에 기재된 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4 관점은 기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 착색제와, 중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하는 감광성 조성물을 이용해서 형성하는 제 1~제 3 관점 중 어느 하나에 기재된 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 5 관점은 차광성을 갖는 격벽의 높이가 1~20㎛인 제 4 관점에 기재된 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 6 관점은 제 1~제 5 관점 중 어느 하나에 기재된 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 7 관점은 제 6 관점에 기재된 컬러 필터를 탑재한 표시 장치를 제공하는 것이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 위치 정밀도 좋고, 혼색 등이 없는 화소를 형성할 수 있고, 또한, 저비용 및 고효율로 컬러 필터를 제조할 수 있는 컬러 필터의 제조 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 위치 정밀도 좋고, 혼색 등이 없는 화소를 갖고, 표시 장치에 탑재했을 때에 표시 불균일이 없는 컬러 필터를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 표시 불균일이 없는 표시 장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은 기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 분사해서 상기 오목부에 상기 R, G, 및 B 잉크를 퇴적시켜서 착색층을 형성하고, 각 잉크를 사용한 착색층의 형성 후에 활성 에너지선에 의한 착색층의 경화를 행하고, 전체색의 착색층의 경화 후에 열에 의한 착색층의 경화를 더 행하는 컬러 필터의 제조 방법으로서, 상기 각 잉크가 착색제와, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 함유하고, 실질적으로 용제를 함유하지 않는 중합성 잉크인 제조 방법이다.

본 발명에 있어서, 각 중합성 잉크는 기록 후의 UV 경화에 의해 정착을 행하기 때문에 휘발 성분이 적고, 또한 경화 후 체적 수축이 작기 때문에 화소의 유효 범위 내에서 막두께가 균일하여 색의 균일성, 액정층의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.

한편, 희석 잉크를 사용하는 계에서는 RGB 화소의 필요한 광학 농도를 내기 위해서 많은 잉크를 타적할 필요가 있고, 혼색을 방지하기 위해서 격벽에 충분한 발(撥)잉크성을 부여할 필요가 있다. 그러나, 본 발명에 있어서는 무용제형의 중합성 잉크를 사용하고 있어 타적량을 감소시킬 수 있기 때문에 과도한 발잉크성을 부여할 필요가 없어 제작 공정의 단축화 및 비용 다운을 달성할 수 있다.

또한, 활성 에너지선에 의한 경화 공정과 열경화 공정을 병용함으로써 컬러 필터의 제조 효율과 특성을 양립시킬 수 있다.

이하에 우선, 중합성 잉크에 대해서 설명한다.

[중합성 잉크]

본 발명에 이용되는 중합성 잉크는 착색제, 중합성 화합물 및 중합 개시제를 함유하고, 활성 에너지선에 의해 중합 반응이 생기되어 경화되는 중합성 착색 조성물로 이루어진다.

(착색제)

상기 착색 수지 조성물에는 공지의 착색제(염료, 안료)를 첨가할 수 있다. 상기 공지의 착색제 중 안료를 이용하는 경우에는 안료는 착색 수지 조성물 중에 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하고, 그 때문에 안료의 입경은 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.08㎛ 이하이다.

상기 공지의 염료 내지 안료의 예는 빅토리아 퓨어 블루BO(C.I.42595), 아우라민(C.I.41000), 팻 블랙HB(C.I.26150), C.I.피그먼트 옐로우1, C.I.피그먼트 옐로우3, C.I.피그먼트 옐로우12, C.I.피그먼트 옐로우13, C.I.피그먼트 옐로우14, C.I.피그먼트 옐로우5, C.I.피그먼트 옐로우16, C.I.피그먼트 옐로우17, C.I.피그먼트 옐로우20, C.I.피그먼트 옐로우24, C.I.피그먼트 옐로우31, C.I.피그먼트 옐로우55, C.I.피그먼트 옐로우60, C.I.피그먼트 옐로우61, C.I.피그먼트 옐로우65, C.I.피그먼트 옐로우71, C.I.피그먼트 옐로우73, C.I.피그먼트 옐로우74, C.I.피그먼트 옐로우81, C.I.피그먼트 옐로우83, C.I.피그먼트 옐로우93, C.I.피그먼트 옐로우95, C.I.피그먼트 옐로우97, C.I.피그먼트 옐로우98, C.I.피그먼트 옐로우100, C.I.피그먼트 옐로우101, C.I.피그먼트 옐로우104, C.I.피그먼트 옐로우106, C.I.피그먼트 옐로우108, C.I.피그먼트 옐로우109, C.I.피그먼트 옐로우110, C.I.피그 먼트 옐로우113, C.I.피그먼트 옐로우114, C.I.피그먼트 옐로우116, C.I.피그먼트 옐로우117, C.I.피그먼트 옐로우119, C.I.피그먼트 옐로우120, C.I.피그먼트 옐로우126, C.I.피그먼트 옐로우127, C.I.피그먼트 옐로우128, C.I.피그먼트 옐로우129, C.I.피그먼트 옐로우138, C.I.피그먼트 옐로우139, C.I.피그먼트 옐로우150, C.I.피그먼트 옐로우151, C.I.피그먼트 옐로우152, C.I.피그먼트 옐로우153, C.I.피그먼트 옐로우154, C.I.피그먼트 옐로우155, C.I.피그먼트 옐로우156, C.I.피그먼트 옐로우166, C.I.피그먼트 옐로우168, C.I.피그먼트 옐로우175, C.I.피그먼트 옐로우180, C.I.피그먼트 옐로우185;

C.I.피그먼트 오렌지1, C.I.피그먼트 오렌지5, C.I.피그먼트 오렌지13, C.I.피그먼트 오렌지14, C.I.피그먼트 오렌지16, C.I.피그먼트 오렌지17, C.I.피그먼트 오렌지24, C.I.피그먼트 오렌지34, C.I.피그먼트 오렌지36, C.I.피그먼트 오렌지38, C.I.피그먼트 오렌지40, C.I.피그먼트 오렌지43, C.I.피그먼트 오렌지46, C.I.피그먼트 오렌지49, C.I.피그먼트 오렌지51, C.I.피그먼트 오렌지61, C.I.피그먼트 오렌지63, C.I.피그먼트 오렌지64, C.I.피그먼트 오렌지71, C.I.피그먼트 오렌지73; C.I.피그먼트 바이올렛1, C.I.피그먼트 바이올렛19, C.I.피그먼트 바이올렛23, C.I.피그먼트 바이올렛29, C.I.피그먼트 바이올렛32, C.I.피그먼트 바이올렛36, C.I.피그먼트 바이올렛38;

C.I.피그먼트 레드1, C.I.피그먼트 레드2, C.I.피그먼트 레드3, C.I.피그먼트 레드4, C.I.피그먼트 레드5, C.I.피그먼트 레드6, C.I.피그먼트 레드7, C.I.피그먼트 레드8, C.I.피그먼트 레드9, C.I.피그먼트 레드10, C.I.피그먼트 레드11, C.I.피그먼트 레드12, C.I.피그먼트 레드14, C.I.피그먼트 레드15, C.I.피그먼트 레드16, C.I.피그먼트 레드17, C.I.피그먼트 레드18, C.I.피그먼트 레드19, C.I.피그먼트 레드21, C.I.피그먼트 레드22, C.I.피그먼트 레드23, C.I.피그먼트 레드30, C.I.피그먼트 레드31, C.I.피그먼트 레드32, C.I.피그먼트 레드37, C.I.피그먼트 레드38, C.I.피그먼트 레드40, C.I.피그먼트 레드41, C.I.피그먼트 레드42, C.I.피그먼트 레드48:1, C.I.피그먼트 레드48:2, C.I.피그먼트 레드48:3, C.I.피그먼트 레드48:4, C.I.피그먼트 레드49:1, C.I.피그먼트 레드49:2, C.I.피그먼트 레드50:1, C.I.피그먼트 레드52:1, C.I.피그먼트 레드53:1, C.I.피그먼트 레드57, C.I.피그먼트 레드57:1, C.I.피그먼트 레드57:2, C.I.피그먼트 레드58:2, C.I.피그먼트 레드58:4, C.I.피그먼트 레드60:1, C.I.피그먼트 레드63:1, C.I.피그먼트 레드63:2, C.I.피그먼트 레드64:1, C.I.피그먼트 레드81:1, C.I.피그먼트 레드83, C.I.피그먼트 레드88, C.I.피그먼트 레드90:1, C.I.피그먼트 레드97, C.I.피그먼트 레드101, C.I.피그먼트 레드102, C.I.피그먼트 레드104, C.I.피그먼트 레드105, C.I.피그먼트 레드106, C.I.피그먼트 레드108, C.I.피그먼트 레드112, C.I.피그먼트 레드113, C.I.피그먼트 레드114, C.I.피그먼트 레드122, C.I.피그먼트 레드123, C.I.피그먼트 레드144, C.I.피그먼트 레드146, C.I.피그먼트 레드149, C.I.피그먼트 레드150, C.I.피그먼트 레드151, C.I.피그먼트 레드166, C.I.피그먼트 레드168, C.I.피그먼트 레드170, C.I.피그먼트 레드171, C.I.피그먼트 레드172, C.I.피그먼트 레드174, C.I.피그먼트 레드175, C.I.피그먼트 레드176, C.I.피그먼트 레드177, C.I.피그먼트 레드178, C.I.피그먼트 레드179, C.I.피그먼트 레드180, C.I.피그먼트 레 드185, C.I.피그먼트 레드187, C.I.피그먼트 레드188, C.I.피그먼트 레드190, C.I.피그먼트 레드193, C.I.피그먼트 레드194, C.I.피그먼트 레드202, C.I.피그먼트 레드206, C.I.피그먼트 레드207, C.I.피그먼트 레드208, C.I.피그먼트 레드209, C.I.피그먼트 레드215, C.I.피그먼트 레드216, C.I.피그먼트 레드220, C.I.피그먼트 레드224, C.I.피그먼트 레드226, C.I.피그먼트 레드242, C.I.피그먼트 레드243, C.I.피그먼트 레드245, C.I.피그먼트 레드254, C.I.피그먼트 레드255, C.I.피그먼트 레드264, C.I.피그먼트 레드265;

C.I.피그먼트 블루15, C.I.피그먼트 블루15:3, C.I.피그먼트 블루15:4, C.I.피그먼트 블루15:6, C.I.피그먼트 블루60

C.I.피그먼트 그린7, C.I.피그먼트 그린36

C.I.피그먼트 브라운23, C.I.피그먼트 브라운25

C.I.피그먼트 블랙1, C.I.피그먼트 블랙7 등을 포함한다.

본 발명에 있어서의 착색제로서는 상기 착색제 중에서도 (i) R(레드)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.피그먼트 레드254가, (ii) G(그린)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.피그먼트 그린36이, (iii) B(블루)의 착색 수지 조성물에 있어서는 C.I.피그먼트 블루15:6이 바람직하다. 상기 안료 몇개를 더 조합해서 이용해도 좋다.

본 발명에 있어서, 병용하는 것이 바람직한 상기에 기재된 안료의 조합은 C.I.피그먼트 레드254에서는 C.I.피그먼트 레드177, C.I.피그먼트 레드224, C.I.피그먼트 옐로우139 또는 C.I.피그먼트 바이올렛23과의 조합을 들 수 있고, C.I.피그 먼트 그린36에서는 C.I.피그먼트 옐로우150, C.I.피그먼트 옐로우139, C.I.피그먼트 옐로우185, C.I.피그먼트 옐로우138 또는 C.I.피그먼트 옐로우180과의 조합을 들 수 있고, C.I.피그먼트 블루15:6에서는 C.I.피그먼트 바이올렛23 또는 C.I.피그먼트 블루60과의 조합을 들 수 있다.

이렇게 다른 착색제와 병용되는 경우의 안료 중의 C.I.피그먼트 레드254의 함유량은 80질량% 이상이 바람직하고, 특히 90질량% 이상이 바람직하다. 다른 착색제와 병용되는 경우의 안료 중의 C.I.피그먼트 그린36의 함유량은 50질량% 이상이 바람직하고, 특히 60질량% 이상이 바람직하다. 다른 착색제와 병용되는 경우의 안료 중의 C.I.피그먼트 블루15:6의 함유량은 80질량% 이상이 바람직하고, 특히 90질량% 이상이 바람직하다.

상기 안료는 분산액의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 이 분산액은 상기 안료와 안료 분산제를 혼합해서 얻어지는 조성물을 후술하는 중합성 화합물에 첨가해서 분산시킴으로써 조제할 수 있다. 상기 안료를 분산시킬 때에 사용하는 분산기로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들면 아사쿠라 쿠니조저, 「안료의 사전」, 제 1 판, 아사쿠라 서점, 2000년, 438쪽에 기재되어 있는 니더, 롤밀, 아토 라이더, 슈퍼밀, 디졸버, 호모 믹서, 샌드밀 등의 공지의 분산기를 들 수 있다. 또한, 상기 문헌 310쪽에 기재된 기계적 마쇄에 의해 마찰력을 이용해서 미분쇄해도 좋다.

본 발명에서 이용하는 착색제(안료)는 수평균 입경 0.001~0.1㎛인 것이 바람직하고, 0.01~0.08㎛인 것이 더욱 바람직하다. 안료의 수평균 입경이 0.001㎛ 미만이면 입자의 표면 에너지가 커지기 때문에 응집되기 쉬워져 안료 분산이 어려워짐 과 아울러, 분산 상태를 안정적으로 유지하는 것도 어려워져 바람직하지 않다. 또한, 안료의 수평균 입경이 0.1㎛를 초과하면 안료에 의한 편광의 해소가 발생되고, 콘트라스트가 저하되어 바람직하지 않다. 또한, 여기에서 말하는 「입경」이란, 입자의 전자 현미경 사진 화상과 동 면적의 원의 직경을 말하고, 또한 「수평균 입경」이란, 100개의 입자에 대해서 구해진 입경의 평균값을 말한다.

착색 화소의 콘트라스트는 분산되어 있는 안료의 입경을 작게 함으로써 향상시킬 수 있다. 입경을 작게 하기 위해서는 안료 분산물의 분산 시간을 조절하면 좋다. 분산에는 상기 기재된 공지의 분산기를 사용할 수 있다. 분산 시간은 바람직하게는 10~30시간이며, 더욱 바람직하게는 18~30시간, 가장 바람직하게는 24~30시간이다. 분산 시간이 10시간 미만이면 안료 입경이 크고, 안료에 의한 편광의 해소가 발생되고, 콘트라스트가 저하되는 일이 있다. 한편, 분산 시간이 30시간을 초과하면 분산액의 점도가 상승되어 잉크젯 헤드로부터의 토출이 곤란해지는 일이 있다. 또한, 2색 이상의 착색 화소의 콘트라스트의 차를 600이내로 하기 위해서는 안료 입경을 조절하여 원하는 콘트라스트로 하면 좋다.

상기 중합성 잉크로 형성되는 컬러 필터의 각 착색 화소의 콘트라스트는 2000이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2800이상, 더욱 바람직하게는 3000이상이며, 가장 바람직하게는 3400이상이다. 컬러 필터를 구성하는 각 착색 화소의 콘트라스트가 2000이하이면 이것을 갖는 액정 표시 장치의 화상을 관찰하면 전체적으로 흰 인상으로 되어 보기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 각 착색 화소의 콘트라스트의 차는 바람직하게는 600이내이며, 보다 바람직하게는 410이내이며, 더욱 바 람직하게는 350이내, 가장 바람직하게는 200이내이다. 각 착색 화소의 콘트라스트의 차가 600이내이면 흑색 표시시에 있어서의 각 착색 화소부로부터의 광누설량이 크게 상위하지 않으므로 흑색 표시의 색 밸런스가 좋기 때문에 바람직하다.

본 명세서에 있어서 「착색 화소의 콘트라스트」란, 컬러 필터를 구성하는 R, G, B에 대해서 색마다 개별적으로 평가되는 콘트라스트를 의미한다. 콘트라스트의 측정 방법은 다음과 같다. 피측정물의 양측에 편광판을 겹치고, 편광판의 편광 방향을 서로 평행하게 한 상태에서 한쪽의 편광판의 측으로부터 백라이트를 조사해서 다른쪽의 편광판을 통과한 광의 휘도 Y1을 측정한다. 다음에 편광판을 서로 직교시킨 상태에서 한쪽의 편광판의 측으로부터 백라이트를 조사해서 다른쪽의 편광판을 통과한 광의 휘도 Y2를 측정한다. 얻어진 측정값을 이용해서 콘트라스트는 Y1/Y2로 산출된다. 또한, 콘트라스트 측정에 이용하는 편광판은 상기 컬러 필터를 사용하는 액정 표시 장치에 이용하는 편광판과 동일한 것으로 한다.

(중합성 화합물)

본 발명에 이용되는 중합성 화합물은 예를 들면, 라디칼 활성종에 의한 중합 반응에 의해 경화되는 라디칼 중합성 화합물 또는 양이온 활성종에 의한 양이온 중합 반응에 의해 경화되는 양이온 중합성 화합물이다.

(라디칼 중합성 화합물)

본 발명에 이용되는 라디칼 중합성 화합물의 구체적 화합물 예는 이하에 나타내는 화합물을 포함하지만 이들에 한정되는 일은 없다.

본 발명에 이용되는 에틸렌성 불포화 이중 결합을 1개 갖는 단관능 모노머의 예는 부탄디올모노아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, N-비닐카프로락탐, N-비닐피롤리돈, 아크릴로일모르폴린, N-비닐포름아미드, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 디시클로펜타닐메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 페녹시메타크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 3-메톡시부틸아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메틸페녹시에틸아크릴레이트, 디프로필렌글리콜아크릴레이트 등을 포함한다.

본 발명에 사용하는 잉크의 또 하나의 경화 성분인 2관능 이상의 모노머, 올리고머의 예는 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올디아크릴레이트, 디메티롤트리시클로데칸디아크릴레이트, 히드록시피발린산 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 프로폭시화 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올디(메타)아크릴레이트, 디메티롤디시클로펜탄디아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 프로폭시화 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 테트라메티롤프로판트리아크릴레이트, 테트라메티롤메탄트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에톡시화 이소시아눌산 트리아크릴레이트, 트리(2-히드록시에틸이소시아누레이트)트리아크릴레이트, 프로폭시레이트글리세릴트리아크릴레이트, 테트라메티롤메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 네오펜틸글리콜올리고아크릴레이트, 1,4-부탄디올올리고아크릴레이트, 1,6-헥산디올올리고아크릴레이트, 트리메티롤프로판올리고아크릴레이트, 펜타에리스리톨올리고아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트 등을 포함한다.

이들 화합물은 1종 또는 필요에 따라서 2종 이상 이용해도 좋다.

(양이온 중합성 화합물)

본 발명에 이용되는 양이온 중합성 화합물은 광중합 개시제로부터 발생되는 양이온 활성종에 의해 중합 반응을 생기시켜 경화되는 화합물이다.

양이온 중합성 화합물로서는 광 양이온 중합성 모노머로서 알려지는 각종 공 지의 양이온 중합성의 모노머를 사용할 수 있다. 양이온 중합성 모노머로서는 예를 들면, 일본 특허공개 평6-9714호, 일본 특허공개 2001-31892, 동 2001-40068, 동 2001-55507, 동 2001-310938, 동 2001-310937, 동 2001-220526 등의 각 공보에 기재되어 있는 비닐에테르 화합물, 옥세탄 화합물, 옥시란 화합물 등을 들 수 있다.

비닐에테르를 관능기에 갖는 양이온 중합성 화합물의 구체예로서는 우레탄계 비닐에테르(비닐에테르우레탄), 에스테르계 비닐에테르 등을 들 수 있다. 이들 올리고머는 단독으로 또는 혼합해서 사용할 수 있다.

방향족 에폭시 수지의 구체예로서는 적어도 1개의 방향족환을 갖는 다가 페놀 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르, 예를 들면, 비스페놀A, 비스페놀F, 또한 이들에 알킬렌옥사이드를 더 부가시킨 화합물의 글리시딜에테르, 에폭시노볼락 수지, 비스페놀A노볼락디글리시딜에테르, 비스페놀F노볼락디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

또한, 지환식 에폭시 수지의 구체예로서는 적어도 1개의 지환식환을 갖는 다가 알코올의 폴리글리시딜에테르 또는 시클로헥센, 시클로펜텐환 함유 화합물을 산화제에 의해 에폭시화함으로써 얻어지는 시클로헥센옥사이드 구조 함유 화합물 또는 시클로펜텐옥사이드 구조 함유 화합물 또는 비닐시클로헥산 구조를 갖는 화합물을 산화제에 의해 에폭시화함으로써 얻어지는 비닐시클로헥산옥사이드 구조 함유 화합물을 들 수 있다. 예를 들면, 수소 첨가 비스페놀A디글리시딜에테르, 3,4-에폭 시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥실카르복시레이트, 3,4-에폭시-1-메틸시클로헥실-3,4-에폭시-1-메틸시클로헥산카르복시레이트, 6-메틸-3,4-에폭시시클로헥실 메틸-6-메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복시레이트, 3,4-에폭시-3-메틸시클로헥실 메틸-3,4-에폭시-3-메틸시클로헥산카르복시레이트, 3,4-에폭시-5-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-5-메틸시클로헥산카르복시레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타디옥산, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비닐시클로헥센디옥사이드, 4-비닐에폭시시클로헥산, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실카르복시레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산), 디시클로펜타디엔디에폭사이드, 에틸렌글리콜디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복시레이트), 에폭시헥사히드로프탈산 디옥틸, 에폭시헥사히드로프탈산 디-2-에틸헥실 등을 들 수 있다.

지방족 에폭시 수지의 구체예로서는 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르, 지방족 장쇄 다염기산의 폴리글리시딜에스테르, 지방족 장쇄 불포화 탄화수소를 산화제에 의해 산화함으로써 얻어지는 에폭시 함유 화합물, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 호모 폴리머, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트의 코폴리머 등을 들 수 있다. 대표적인 화합물로서 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 글리세린의 트리글리시딜에테르, 트리메티롤프로판의 트리글리시딜에테르, 펜타에리스리톨의 테트라글리시딜에테르, 소르비톨의 테트라글리시딜에테르, 디펜타 에리스리톨의 헥사글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르 등의 다가 알코올의 글리시딜에테르, 또한 프로필렌글리콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르, 지방족 장쇄 2염기산의 디글리시딜에스테르를 들 수 있다. 지방족 고급 알코올의 모노글리시딜에테르나 페놀, 크레졸, 부틸페놀, 또한 이들에 알킬렌옥사이드를 더 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르알코올의 모노글리시딜에테르, 고급 지방산의 글리시딜에스테르, 에폭시화 콩기름, 에폭시스테아린산 옥틸, 에폭시스테아린산 부틸, 에폭시화 아마인유 등을 들 수 있다.

이들 활성 에너지선의 조사에 의해 경화성을 갖는 성분이 전체 잉크량의 50질량% 이하가 되면 일반적인 활성 에너지선의 강도에서는 경화성이 부족해진다. 그 때문에 조사 시간을 길게 하는 등의 대응이 필요해진다. 이상의 것으로부터 경화성을 갖는 성분량은 전체 잉크의 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상을 갖는 것이 바람직하다.

(중합 개시제)

본 발명에 이용되는 중합 개시제로서는 활성 에너지선의 조사에 의해 라디칼 활성종을 발생시키고, 라디칼 중합성 화합물의 중합을 개시하는 라디칼 중합 개시제 및 양이온 활성종을 발생시키고, 양이온 중합성 화합물의 중합을 개시하는 양이온 중합 개시제 중 어느 하나를 중합성 화합물에 맞춰 이용할 수 있다.

-라디칼 중합 개시제-

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 광중합 개시제는 이하의 것을 들 수 있다. 벤조페논계로서, 벤조페논, 벤조일안식향산, 4-페닐벤조페논, 4,4-디에틸아미노벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드 등이 티옥산톤계로서 티옥산톤, 2-클로로옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 이소프로필크산톤 등이 아세토페논계로서 2-메틸-1-(4-메틸티오)페닐-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메틸-2-히드록시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 4-페녹시디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등이 벤조인계로서 벤조인메틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤질메틸케탈 등이 아실포스핀옥사이드계로서 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)아실포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.

-양이온 중합 개시제-

양이온 중합 개시제로서는 디아조늄염, 요오드늄염, 술포늄염, 철 아렌 착체 및 유기 폴리할로겐 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 디아조늄염, 요오드늄염 및 술포늄염으로서는 일본 특허공고 소54-14277호, 일본 특허공고 소54-14278호, 일본 특허공개 소51-56885호, 미국 특허 제 3,708,296호, 동 제 3,853,002호 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.

광 양이온 중합 개시제로서는 예를 들면, 방향족 디아조늄염, 방향족 술포늄염, 방향족 요오드늄염, 메탈로센 화합물, 규소 화합물/알루미늄 착체 등이 예시된 다.

(용제)

본 발명에서 말하는 용제란, 물, 알코올류, 케톤류 등, 「신판 용제 포켓북(유기 합성 과학 협회편, 오무사 발행)」에 기재된 용제를 가리키고, 잉크 중의 중량이 50% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이하가 보다 바람직하다.

(잉크젯 기록 방식)

본 발명에 있어서 잉크젯 기록 방식은 잉크젯 헤드에 의해 잉크를 차광성을 갖는 격벽(이하, 「차광성 격벽」이라고 부르는 경우가 있음.)에 의해 구획된 기판 상의 오목부에 사출해서 착색층을 형성하고, 이어서 자외선 등의 활성 에너지선을 조사해서 잉크를 경화시키는 방식이다.

잉크의 사출 조건으로서는 잉크를 40~70℃로 가열해서 잉크 점도를 낮춰서 사출하는 것이 사출 안정성의 점에서 바람직하다. 중합성 잉크는 대체로 수성 잉크보다 점도가 높기 때문에 온도 변동에 의한 점도 변동폭이 크다. 점도 변동은 그대로 액적 사이즈, 액적 사출 속도에 크게 영향을 주고, 화질 열화를 일으키기 때문에 잉크 온도를 가능한 한 일정하게 유지하는 것이 필요하다.

본 발명에 이용되는 잉크젯 헤드(이하, 간단히 헤드라고도 함)는 공지의 것을 사용할 수 있고, 콘티니어스 타입, 도트온디맨드 타입이 사용 가능하다. 도트온디맨드 타입 중, 사멀 헤드에서는 토출을 위해서 일본 특허공개 평9-323420호에 기재되어 있는 바와 같은 가동 밸브를 갖는 타입이 바람직하다. 피에조 헤드에서는 예를 들면, 유럽 특허 A277,703호, 유럽 특허 A278,590호 등에 기재되어 있는 헤드 를 사용할 수 있다. 헤드는 잉크의 온도를 관리할 수 있도록 온도 조절 기능을 갖는 것이 바람직하다. 사출시의 점도가 5~25mPa·s로 되도록 사출 온도를 설정하고, 점도의 변동폭이 ±5% 이내가 되도록 잉크 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 또한 구동 주파수는 1~500kHz가 바람직하다.

(잉크의 경화)

R, G, B 각 색잉크의 경화에 있어서는 중합성 잉크가 갖는 감응 파장에 대응하는 파장 영역의 활성 에너지선을 발하는 에너지원을 이용해서 중합 경화를 촉진하는 노광 처리를 행한다. 에너지원으로서는 예를 들면, 200~450㎚의 자외선, 원자외선, g선, h선, i선, KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광, 전자선, X선, 분자선 또는 이온빔 등 중합 개시제가 감응하는 것을 적당히 선택해서 사용할 수 있다. 구체적으로는 250~450㎚, 바람직하게는 365±20㎚의 파장 영역에 속하는 활성 광선을 발하는 광원, 예를 들면, LD, LED(발광 다이오드), 형광등, 저압 수은등, 고압 수은등, 메탈할라이드 램프, 카본아크등, 크세논 램프, 케미컬 램프 등을 이용해서 노광 처리를 바람직하게 행할 수 있다. 바람직한 광원에는 LED, 고압 수은등, 메탈할라이드 램프를 들 수 있다.

활성 에너지선의 조사 시간은 중합성 화합물과 중합 개시제의 조합에 따라 적당히 설정할 수 있지만 예를 들면, 조도 20mW/㎠로 노광하는 경우에는 노광 시간은 1~30초로 할 수 있다.

[차광성 격벽 제작용 감광성 조성물(농색 조성물)]

각 화소의 차광성 격벽은 착색제를 함유하는 감광성 조성물(이하, 「농색 조 성물」이라고도 함.)로 형성된다. 여기에서, 농색 조성물이란, 높은 광학 농도를 갖는 조성물이며, 그 값은 2.0~10.0이다. 농색 조성물의 광학 농도는 바람직하게는 2.5~6.0이며, 특히 바람직하게는 3.0~5.0이다. 또한, 이 농색 조성물은 후술하는 바와 같이 바람직하게는 광개시계에 의해 경화시키기 때문에 노광 파장(일반적으로는 자외 영역)에 대한 광학 농도도 중요하다. 즉, 그 값은 2.0~10.0이며, 바람직하게는 2.5~6.0, 가장 바람직한 것은 3.0~5.0이다. 2.0미만에서는 격벽 형상이 원하는 것으로 되지 않을 우려가 있고, 10.0을 초과하면 중합을 개시할 수 없어 격벽 그 자체를 만드는 것이 곤란해진다. 이러한 성질을 갖기만 하면 조성물 중의 착색제(농색체)는 유기물(염료, 안료 등의 각종 색소)이어도, 또한 각 형태의 탄소이어도, 이들의 조합으로 이루어지는 것이어도 좋다.

(착색제)

상기 농색 조성물에 사용하는 착색제에 대해서 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 농색 조성물에는 유기 안료, 무기 안료, 염료 등을 바람직하게 사용할 수 있고, 카본블랙, 산화티탄, 4산화철 등의 금속 산화물분, 금속 황화물분, 금속분이라는 차광제 외에 적색, 청색, 녹색 등의 안료의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 농색 조성물 중에는 공지의 착색제(염료, 안료)를 사용할 수 있다. 상기 공지의 착색제 중 안료를 사용하는 경우에는 농색 조성물 중에 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하다.

상기 농색 조성물의 고형분 중의 착색제의 비율은 현상 시간을 단축하는 관점에서 30~70질량%인 것이 바람직하고, 40~60질량%인 것이 보다 바람직하고, 50~55 질량%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 공지의 염료 내지 안료로서는 구체적으로는 일본 특허공개 2005-17716호 공보 [0038]~[0040]에 기재된 색재나 일본 특허공개 2005-361447호 공보 [0068]~[0072]에 기재된 안료나 일본 특허공개 2005-17521호 공보 [0080]~[0088]에 기재된 착색제를 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 착색제 중에서도 흑색 착색제인 것이 바람직하다. 흑색 착색제로서 더 예시하면 카본블랙, 티탄카본, 산화철, 산화티탄, 흑연 등을 들 수 있고, 그 중에서도 카본블랙이 바람직하다.

상기 안료는 분산액의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 이 분산액은 상기 안료와 안료 분산제를 혼합해서 얻어지는 조성물을 후술하는 유기 용매(또는 비이클)에 첨가해서 분산시킴으로써 조제할 수 있다. 상기 비이클이란 도료가 액체 상태로 있을 때에 안료를 분산시키고 있는 매질의 부분을 말하고, 액상이며 상기 안료와 결합되어 도막을 굳히는 부분(바인더)과, 이것을 용해 희석하는 성분(유기 용매)을 포함한다. 상기 안료를 분산시킬 때에 사용하는 분산기로서는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 아사쿠라 쿠니조저, 「안료의 사전」, 제 1 판, 아사쿠라 서점, 2000년, 438쪽에 기재되어 있는 니더, 롤밀, 아토 라이더, 슈퍼밀, 디졸버, 호모 믹서, 샌드밀 등의 공지의 분산기를 들 수 있다. 또한 상기 문헌 310쪽에 기재된 기계적 마쇄에 의해 마찰력을 이용해서 미분쇄해도 좋다.

본 발명에서 사용하는 착색제(안료)는 분산 안정성의 관점에서 수평균 입경 0.001~0.1㎛인 것이 바람직하고, 0.01~0.08㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 여기 에서 말하는 「입경」이란, 입자의 전자 현미경 사진 화상과 동 면적의 원의 직경을 말하고, 또한 「수평균 입경」이란, 100개의 입자에 대해서 구해진 입경의 평균값을 말한다.

농색 조성물은 이러한 착색제(농색체) 이외에 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 적어도 함유한다. 또한, 필요에 따라 공지의 첨가제, 예를 들면 가소제, 충전제, 안정화제, 중합 금지제, 계면활성제, 용제, 밀착 촉진제 등을 더 함유해도 좋다. 또한, 농색 조성물은 적어도 150℃ 이하의 온도에서 연화 또는 점착성으로 되는 것이 바람직하고, 열가소성인 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 상용성의 가소제를 첨가해서 농색 조성물을 개질해도 좋다.

농색 조성물을 경화시키는 방법으로서는 광개시계를 사용한다. 여기에서 사용하는 광중합 개시제는 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등의 방사선의 조사(노광이라고도 함)에 의해 후술의 다관능성 모노머의 중합을 개시하는 활성종을 발생시킬 수 있는 화합물이며, 공지의 광중합 개시제 또는 광중합 개시계 중에서 적당히 선택할 수 있다.

광중합제의 예는 트리할로메틸기 함유 화합물, 아크리딘계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 크산톤계 화합물, 디아조계 화합물 등을 포함한다.

광중합제의 구체적인 것은 일본 특허공개 2001-117230 공보에 기재된 트리할로메틸기가 치환된 트리할로메틸옥사졸 유도체 또는 s-트리아진 유도체, 미국 특허 제 4239850호 명세서에 기재된 트리할로메틸-s-트리아진 화합물, 미국 특허 제 4212976호 명세서에 기재된 트리할로메틸옥사디아졸 화합물 등의 트리할로메틸기 함유 화합물;

9-페닐아크리딘, 9-피리딜아크리딘, 9-피라지닐아크리딘, 1,2-비스(9-아크리디닐)에탄, 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판, 1,4-비스(9-아크리디닐)부탄, 1,5-비스(9-아크리디닐)펜탄, 1,6-비스(9-아크리디닐)헥산, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,8-비스(9-아크리디닐)옥탄, 1,9-비스(9-아크리디닐)노난, 1,10-비스(9-아크리디닐)데칸, 1,11-비스(9-아크리디닐)운데칸, 1,12-비스(9-아크리디닐)도데칸 등의 비스(9-아크리디닐)알칸 등의 아크리딘계 화합물;

6-(p-메톡시페닐)-2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 6-〔p-(N,N-비스(에톡시카르보닐메틸)아미노)페닐〕-2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 트리아진계 화합물; 기타, 9,10-디메틸벤즈페나진, 미힐러케톤, 벤조페논/미힐러케톤, 헥사아릴비이미다졸/메르캅토벤즈이미다졸, 벤질디메틸케탈, 티옥산톤/아민, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸을 포함한다.

상기 중, 트리할로메틸기 함유 화합물, 아크리딘계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 특히, 트리할로메틸기 함유 화합물 및 아크리딘계 화합물로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 트리할로메틸기 함유 화합물, 아크리딘계 화합물은 범용성이며 또한 저렴한 점에서도 유용하다.

특히 바람직한 것은 트리할로메틸기 함유 화합물로서는 2-트리클로로메틸-5- (p-스티릴스티릴)-1,3,4-옥사디아졸이며, 아크리딘계 화합물로서는 9-페닐아크리딘이며, 또한, 6-〔p-(N,N-비스(에톡시카르보닐메틸)아미노)페닐〕-2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-부톡시스티릴)-5-트리클로로메틸-1,3,4-옥사디아졸 등의 트리할로메틸기 함유 화합물 및 미힐러케톤, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이다.

상기 광중합 개시제는 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 상기 광중합 개시제의 농색 조성물에 있어서의 총량으로서는 농색 조성물의 전체 고형분(질량)의 0.1~20질량%가 바람직하고, 0.5~10질량%가 특히 바람직하다. 상기 총량이 0.1질량% 미만이면 조성물의 광경화의 효율이 낮아 노광에 장시간을 요하는 일이 있고, 20질량%를 초과하면 현상할 때에 형성된 화상 패턴이 결락되거나 패턴 표면에 거칠어짐이 발생되기 쉬워지는 일이 있다.

상기 광중합 개시제 중에서는 수소 공여체를 병용해도 좋다. 상기 수소 공여체로서는 감도를 보다 양호화할 수 있는 점에서 이하에서 정의하는 메르캅탄계 화합물, 아민계 화합물 등이 바람직하다. 여기에서의 「수소 공여체」란, 노광에 의해 상기 광중합 개시제로부터 발생된 라디칼에 대해서 수소 원자를 공여할 수 있는 화합물을 말한다.

상기 메르캅탄계 화합물은 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 그 모핵에 직접 결합된 메르캅토기를 1개 이상, 바람직하게는 1~3개, 더욱 바람직하게는 1~2개 갖는 화합물(이하, 「메르캅탄계 수소 공여체」라고 함)이다. 또한, 상기 아민계 화합물은 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 그 모핵에 직접 결합된 아미노 기를 1개 이상, 바람직하게는 1~3개, 더욱 바람직하게는 1~2개 갖는 화합물(이하, 「아민계 수소 공여체」라고 함)이다. 또한, 이들 수소 공여체는 메르캅토기와 아미노기를 동시에 갖고 있어도 좋다.

상기 메르캅탄계 수소 공여체의 구체예로서는 2-메르캅토벤조티아졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-메르캅토-2,5-디메틸아미노피리딘 등을 들 수 있다. 이들 중, 2-메르캅토벤조티아졸, 2-메르캅토벤조옥사졸이 바람직하고, 특히 2-메르캅토벤조티아졸이 바람직하다.

상기 아민계 수소 공여체의 구체예로서는 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 4-디메틸아미노안식향산, 4-디메틸아미노벤조니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하고, 특히 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.

상기 수소 공여체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있고, 형성된 화상이 현상시에 영구 지지체 상으로부터 탈락되기 어렵고, 또한 강도 및 감도도 향상시킬 수 있는 점에서 1종 이상의 메르캅탄계 수소 공여체와 1종 이상의 아민계 수소 공여체를 조합해서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 메르캅탄계 수소 공여체와 아민계 수소 공여체의 조합의 구체예로서는 2-메르캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 2-메르캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-메르캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디메틸아미 노)벤조페논, 2-메르캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다. 보다 바람직한 조합은 2-메르캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-메르캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디에틸아미노벤조페논이며, 특히 바람직한 조합은 2-메르캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이다.

상기 메르캅탄계 수소 공여체와 아민계 수소 공여체를 조합한 경우의 메르캅탄계 수소 공여체(M)와 아민계 수소 공여체(A)의 질량비(M:A)는 통상 1:1~1:4가 바람직하고, 1:1~1:3이 보다 바람직하다. 상기 수소 공여체의 농색 조성물에 있어서의 총량으로서는 농색 조성물의 전체 고형분(질량)의 0.1~20질량%가 바람직하고, 0.5~10질량%가 특히 바람직하다.

농색 조성물의 다관능성 모노머(중합성 화합물)로서는 하기 화합물을 단독 또는 다른 모노머와 조합해서 사용할 수 있다. 구체적으로는 t-부틸(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 2-에틸-2-부틸-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 폴리옥시에틸화 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 1,4-디이소프로페닐벤젠, 1,4-디히드록시벤젠디(메타)아크릴레이트, 데카메틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 스티렌, 디알릴푸마레이트, 트리멜리트산 트리알릴, 라우릴(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, 크실렌비스(메타)아크릴아미 드 등을 들 수 있다.

또한, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 히드록실기를 갖는 화합물과 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트와의 반응물도 사용할 수 있다.

이들 중, 특히 바람직한 것은 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트이다.

다관능성 모노머의 농색 조성물에 있어서의 함유량으로서는 농색 조성물의 전체 고형분(질량)에 대해서 5~80질량%가 바람직하고, 10~70질량%가 특히 바람직하다. 상기 함유량이 5질량% 미만이면 조성물의 노광부에서의 알칼리 현상액에의 내성이 뒤떨어지는 일이 있고, 80질량%를 초과하면 농색 조성물로 했을 때의 점착성(tackiness)이 증가되어 버려 취급성이 뒤떨어지는 일이 있다.

(차광성 격벽)

각 화소의 차광성 격벽은 상기 농색 조성물로 형성된다. 차광성 격벽은 2이상의 화소군을 화소 분리하는 것이며, 일반적으로는 검은 것이 많지만, 검정에 한정되는 것은 아니다. 차광성 격벽은 농색 광중합성 조성물을 빈산소 분위기하에서 노광하고, 그 후 현상함으로써 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 농색 조성물을 광경화시킬 때의 빈산소 분위기하란, 불활성 가스하, 감압하, 산소를 차단할 수 있는 보호층하를 가리키고 있고, 이들은 상세하게는 이 하와 같다.

불활성 가스란, N₂, H₂, CO₂ 등의 일반적인 기체나 He, Ne, Ar 등의 희가스류를 말한다. 이 중에서도 안전성이나 입수의 용이함, 비용의 문제에서 N₂가 바람직하게 이용된다.

감압하란, 500hPa 이하, 바람직하게는 100hPa 이하의 상태를 가리킨다.

산소를 차단할 수 있는 보호층이란, 예를 들면, 일본 특허공개 소46-2121호나 일본 특허공고 소56-40824호의 각 공보에 기재된 폴리비닐에테르/무수 말레인 산 중합체, 카르복시알킬셀룰로오스의 수용성염, 수용성 셀룰로오스에테르류, 카르복시알킬전분의 수용성염, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 각종 폴리아크릴아미드류, 각종 수용성 폴리아미드, 폴리아크릴산의 수용성염, 젤라틴, 에틸렌옥사이드 중합체, 각종 전분 및 그 유사물로 이루어지는 군의 수용성염, 스티렌/말레인산의 공중합체, 말레이네이트 수지, 및 이들의 2종 이상의 조합 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 바람직한 것은 폴리비닐알코올과 폴리비닐피롤리돈의 조합이다. 폴리비닐알코올은 비누화율이 80%이상인 것이 바람직하고, 폴리비닐피롤리돈의 함유량은 알칼리 가용의 수지층 고형분의 1~75질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~50질량%, 더욱 바람직하게는 10~40질량%이다.

이렇게 해서 제작된 산소를 차단할 수 있는 보호층의 산소 투과 계수는 75㎤/㎡·day·1000hPa 이하가 바람직하고, 50㎤/㎡·day·1000hPa 이하가 보다 바람직하고, 25㎤/㎡·day·1000hPa 이하가 가장 바람직하다. 산소 투과 계수가 75㎤/㎡ ·day·1000hPa보다 많은 경우에는 효율적으로 산소를 차단할 수 없기 때문에 차광성 격벽을 원하는 형상으로 하는 것이 곤란해진다.

이상의 차광성 격벽의 높이는 혼색을 방지한다는 관점에서 1~20㎛로 하는 것이 바람직하고, 1.5~10㎛로 하는 것이 보다 바람직하고, 2~5㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(감광성 전사 재료)

이러한 차광성 격벽을 용이하고 또한 저비용으로 실현하는 것으로서 임시 지지체 상에 적어도 감광성 농색 조성물로 이루어지는 층과, 산소 차단층을 이 순으로 가지고 이루어지는 감광성 전사 재료를 사용한다는 방법이 있다. 이러한 재료를 사용한 경우, 감광성 농색 조성물로 이루어지는 층은 산소 차단층에 보호되기 때문에 자동적으로 빈산소 분위기하로 된다. 그 때문에 노광 공정을 불활성 가스하나 감압하에서 행할 필요가 없기 때문에 현상황의 공정을 그대로 이용할 수 있는 이점이 있다.

상기 감광성 전사 재료는 필요에 따라 열가소성 수지층을 갖고 있어도 좋다. 이러한 열가소성 수지층이란, 알칼리 가용성이며, 적어도 수지 성분을 함유해서 구성되고, 상기 수지 성분으로서는 실질적인 연화점이 80℃ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 열가소성 수지층이 형성됨으로써 후술하는 차광성 격벽 형성 방법에 있어서 영구 지지체와의 양호한 밀착성을 발휘할 수 있다.

연화점이 80℃ 이하인 알칼리 가용성의 열가소성 수지로서는 에틸렌과 아크릴산 에스테르 공중합체의 비누화물, 스티렌과 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 의 비누화물, 비닐톨루엔과 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 비누화물, 폴리(메타)아크릴산 에스테르, (메타)아크릴산 부틸과 초산 비닐 등의 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 등의 비누화물 등을 들 수 있다.

열가소성 수지층에는 상기 열가소성 수지의 적어도 1종을 적당히 선택해서 사용할 수 있고, 또한, 「플라스틱 성능 편람」(일본 플라스틱 공업 연맹, 전일본 플라스틱 성형 공업 연합회 편저, 공업 조사회 발행, 1968년 10월 25일 발행)에 의한 연화점이 약 80℃ 이하인 유기 고분자 중 알카리 수용액에 가용인 것을 사용할 수 있다.

또한, 연화점이 80℃ 이상인 유기 고분자 물질에 대해서도 그 유기 고분자 물질 중에 상기 고분자 물질과 상용성이 있는 각종 가소제를 첨가함으로써 실질적인 연화점을 80℃ 이하로 낮춰서 사용할 수도 있다. 또한. 이들 유기 고분자 물질에는 임시 지지체와의 접착력을 조절하는 목적으로 실질적인 연화점이 80℃를 초과하지 않는 범위에서 각종 폴리머나 과냉각 물질, 밀착 개량제 또는 계면활성제, 이형제 등을 첨가할 수도 있다.

바람직한 가소제의 구체예로서는 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디옥틸프탈레이트, 디헵틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트비페닐, 디페닐포스페이트를 들 수 있다.

상기 감광성 전사 재료에 있어서의 임시 지지체로서는 화학적 및 열적으로 안정되며, 가요성의 물질에 의해 구성되는 것으로부터 적당히 선택할 수 있다. 구체적으로는 테프론(등록 상표), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌 등, 얇은 시트 또는 이들의 적층체가 바람직하다. 상기 임시 지지체의 두께로서는 5~300㎛가 적당하며, 바람직하게는 20~150㎛이다.

(기판)

컬러 필터를 구성하는 기판(영구 지지체)으로서는 금속성 지지체, 금속 접합 지지체, 유리, 세라믹, 합성 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는 투명성이고, 치수 사이즈 안정성이 양호한 유리나 합성 수지 필름을 들 수 있다.

(차광성 격벽의 형성)

이하, 감광성 전사 재료를 이용해서 차광성 격벽을 형성하는 경우를 설명한다. 임시 지지체 상에 감광성 농색 조성물층, 산소 차단층, 그 산소 차단층 상에 커버 시트가 더 형성된 감광성 전사 재료를 준비한다. 우선, 커버 시트를 박리 제거한 후, 노출된 산소 차단층의 표면을 영구 지지체(기판) 상에 부착하고, 라미네이터 등을 통해 가열, 가압해서 적층한다(적층체). 라미네이터에는 종래 공지의 라미네이터, 진공 라미네이터 등 중에서 적당히 선택한 것을 사용할 수 있고, 보다 생산성을 높이기 위해서는 오토 컷팅 라미네이터도 사용할 수 있다.

이어서, 임시 지지체와 감광성 수지층 사이에서 박리해서 임시 지지체를 제거한다. 계속해서, 임시 지지체 제거 후의 제거면의 상방에 원하는 포토마스크를 배치해서 광원으로부터 자외선을 조사하고, 조사 후 소정의 처리액을 이용해서 현상 처리한다. 현상 처리에 사용하는 현상액으로서는 알칼리성 물질의 희박 수용액이 이용되지만, 물과 혼화성의 유기 용제를 소량 더 첨가한 것이라도 좋다. 광조사에 이용하는 광원으로서는 중압~초고압 수은등, 크세논 램프, 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다.

적당한 알칼리성 물질로서는 알칼리 금속 수산화물류(예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨), 알칼리 금속 탄산염류(예를 들면, 탄산나트륨, 탄산칼륨), 알칼리 금속 중탄산염류(예를 들면, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨), 알칼리 금속 규산염류(예를 들면, 규산나트륨, 규산칼륨), 알칼리 금속 메타규산염류(예를 들면, 메타규산나트륨, 메타규산칼륨), 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 모노에탄올아민, 모르폴린, 테트라알킬암모늄히드록시드류(예를 들면, 테트라메틸암모늄히드록시드), 인산3나트륨 등을 들 수 있다. 알칼리성 물질의 농도는 0.01~30질량%가 바람직하고, pH는 8~14가 바람직하다.

상기 「물과 혼화성의 유기 용제」로서는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 부탄올, 디아세톤알코올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노n-부틸에테르, 벤질알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, ε-카프로락톤, γ-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 헥사메틸포스포르아미드, 유산 에틸, 유산 메틸, ε-카프로락탐, N-메틸피롤리돈 등을 바람직하게 들 수 있다. 물과 혼화성의 유기 용제의 농도는 0.1~30질량%가 바람직하다. 또한, 공지의 계면활성제를 첨가할 수도 있고, 상기 계면활성제의 농도로서는 0.01~10질량%가 바람직하다.

상기 현상액은 욕액(浴液)으로서도 또는 분무액으로서도 사용할 수 있다. 감광성 수지층의 미경화 부분을 제거하는 경우, 현상액 중에서 회전 브러시나 습윤 스펀지로 문지르는 등의 방법을 조합할 수 있다. 현상액의 액 온도는 통상 실온 부 근~40℃가 바람직하다. 현상 시간은 감광성 수지층의 조성, 현상액의 알칼리성이나 온도, 유기 용제를 첨가하는 경우에는 그 종류와 농도 등에 의하지만 통상 10초~2분 정도이다. 너무 짧으면 비노광부의 현상이 불충분해짐과 동시에 자외선의 흡광도도 불충분해지는 일이 있고, 너무 길면 노광부도 에칭되는 일이 있다. 어느 경우에나 차광성 격벽 형상을 바람직한 것으로 하는 것이 곤란해진다. 현상 처리 후에 수세 공정을 넣는 것도 가능하다. 이 현상 공정에 의해 차광성 격벽 형상은 상술한 바와 같이 형성된다.

이어서, 상기 현상 공정에서 형성된 차광성 격벽의 공극에 대해서 RGB 각 화소를 형성하기 위한 착색 액체 조성물을 그 공극에 침입시키지만 각 화소를 형성하기 전에 차광성 격벽의 형상을 고정화시켜도 좋고, 그 수단은 특별히 한정되지 않지만 이하와 같은 것을 들 수 있다. 즉, 1) 현상 후, 재노광을 행하고(포스트 노광이라고 부르는 일이 있음), 2) 현상 후, 비교적 낮은 온도에서 가열 처리를 행하는 등이다. 여기에서 말하는 가열 처리란, 차광성 격벽을 갖는 기판을 전기로, 건조기 등의 안에서 가열하거나 또는 적외선 램프를 조사한다는 것을 가리킨다.

여기에서, 상기 1)을 행하는 경우의 노광량은 대기하이면 500~3000mJ/㎠, 바람직하게는 1000~2000mJ/㎠이며, 빈산소 분위기하인 경우에는 그보다 낮은 노광량으로 노광하는 것도 가능하다. 또한, 마찬가지로 2)를 행하는 경우의 가열 온도는 50~120℃, 바람직하게는 70~100℃ 정도이며, 그 가열 시간은 10~40분 정도이다. 온도가 50℃보다 낮은 경우에는 차광성 격벽의 경화가 진행되지 않을 우려가 있고, 120℃보다 큰 경우에는 차광성 격벽 형상이 붕괴되어 버릴 우려가 있다.

(각 화소의 형성)

각 화소 형성을 위해서 사용하는 잉크젯 방식에 관해서는 상술한 공지의 방법을 사용할 수 있다.

바람직하게는 각 화소를 형성한 후, 가열 처리(소위 베이킹 처리)하는 가열 공정을 설비해서 열에 의한 경화를 행한다. 즉, 광조사에 의해 광중합된 층을 갖는 기판을 전기로, 건조기 등의 안에서 가열하거나 또는 적외선 램프를 조사한다. 가열의 온도 및 시간은 감광성 조성물의 조성이나 형성된 층의 두께에 의존하지만 일반적으로 충분한 내용제성, 내알칼리성 및 자외선 흡광도를 획득하는 관점에서 약 120℃~약 250℃에서 약 10분~약 120분간 가열하는 것이 바람직하다.

이렇게 해서 형성된 컬러 필터의 패턴 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 블랙 매트릭스 형상인 스트라이프상이어도, 격자상이어도, 또한 델타 배열상이어도 좋다.

[표시 장치]

본 발명의 표시 장치로서는 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 표시 장치, EL 표시 장치, CRT 표시 장치 등의 표시 장치 등을 말한다. 표시 장치의 정의나 각 표시 장치의 설명은 예를 들면, 「전자 디스플레이 디바이스{사사키 아키오저, (주)공업 조사회 1990년 발행}」, 「디스플레이 디바이스{이부키 노리아키저, 산업 도서(주) 1989년 발행}」등에 기재되어 있다.

본 발명의 표시 장치 중, 액정 표시 장치가 특히 바람직하다. 액정 표시 장치에 대해서는 예를 들면, 「차세대 액정 디스플레이 기술{우치다 타츠오 편집, (주)공업 조사회 1994년 발행}」에 기재되어 있다. 본 발명을 적용할 수 있는 액정 표시 장치에 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 상기 「차세대 액정 디스플레이 기술」에 기재되어 있는 여러가지 방식의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 본 발명은 이들 중에서 특히 컬러 TFT 방식의 액정 표시 장치에 대해서 유효하다. 컬러 TFT 방식의 액정 표시 장치에 대해서는 예를 들면, 「컬러 TFT 액정 디스플레이{공립 출판(주) 1996년 발행}」에 기재되어 있다. 또한, 본 발명은 물론 IPS 등의 횡전계 구동 방식, MVA 등의 화소 분할 방식 등의 시야각이 확대된 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다. 이들 방식에 대해서는 예를 들면, 「EL, PDP, LCD 디스플레이-기술과 시장의 최신 동향(도레이 리서치 센터 조사 연구 부문 2001년 발행)」의 43페이지에 기재되어 있다.

액정 표시 장치는 컬러 필터 이외에 전극 기판, 편광 필름, 위상차 필름, 백라이트, 스페이서, 시야각 보장 필름 등 여러가지의 부재로 구성된다. 본 발명의 블랙 매트릭스는 이들 공지의 부재에 의해 구성되는 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 이들 부재에 대해서는 예를 들면, 「'94 액정 디스플레이 주변 재료·케미컬즈의 시장{시마 켄타로 (주)씨엠씨 1994년 발행}」, 「2003 액정 관련 시장의 현상황과 장래 전망(하권){오모테 료키치 (주)후지키메라 종합 연구소 2003년 발행}」에 기재되어 있다.

[대상 용도]

본 발명의 컬러 필터는 텔레비전, PC, 액정 프로젝터, 게임기, 휴대 전화 등의 휴대 단말, 디지털 카메라, 카내비게이션 등의 용도에 특별히 제한 없이 적용할 수 있다.

일본 출원 2005-342904의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.

이하에 본 발명의 예시적 실시 형태를 기재한다.

<1>

기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 분사해서 상기 오목부에 상기 R, G, 및 B 잉크를 퇴적시켜서 착색층을 형성하고, 각 잉크를 사용한 착색층의 형성 후에 활성 에너지선에 의한 착색층의 경화를 행하고, 전체색의 착색층의 경화 후에 열에 의한 착색층의 경화를 더 행하는 컬러 필터의 제조 방법에 있어서,

상기 각 잉크는 착색제와, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 함유하고, 잉크 중의 용제량은 50중량% 이하인 중합성 잉크로 이루어지는 컬러 필터의 제조 방법.

<2>

중합성 잉크는 라디칼 중합성 조성물인 <1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<3>

중합성 잉크는 양이온 중합성 조성물인 <1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<4>

상기 양이온 중합성 조성물은 비닐에테르 화합물, 옥세탄 화합물, 옥시란 화 합물로부터 선택되는 화합물을 함유하는 <3>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<5>

중합성 잉크 중의 경화성을 갖는 성분은 50질량% 이상인 <1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<6>

상기 활성 에너지선은 250~450㎚의 파장을 갖는 <1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<7>

상기 활성 에너지선은 365±20㎚의 파장을 갖는 <6>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<8>

상기 열에 의한 착색층의 경화는 120℃~250℃에서 10분~120분 행해지는 <6>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<9>

상기 격벽을 착색제, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하는 감광성 조성물로 형성하고, 상기 감광성 조성물의 광학 농도는 2.5~6.0인 <1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<10>

상기 감광성 조성물은 메르캅탄계 수소 공여체 또는 아민계 수소 공여체를 더 함유하는 <9>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<11>

상기 광중합 개시제의 감광성 조성물 중의 양은 0.5~10질량%인 <9>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<12>

상기 격벽은 상기 감광성 조성물을 산소를 차단할 수 있는 보호층하에서 광에 의해 경화시킴으로써 형성하는 <9>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<13>

차광성을 갖는 격벽의 높이는 1~20㎛인 <9>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법.

<14>

<1>에 기재된 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조된 컬러 필터.

<15>

<14>에 기재된 컬러 필터를 탑재한 표시 장치.

(실시예)

이하에 실시예를 예로 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 비율, 기기, 조작 등은 본 발명으로부터 일탈되지 않는 한 적당히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 특별히 언급하지 않는 한 「%」및 「부」는 「질량%」 및 「질량부」를 나타내고, 분자량이란, 중량 평균 분자량을 나타낸다.

[실시예1]

(격벽 제작용 흑색 감광성 조성물의 제법)

흑색 감광성 조성물 K1은 우선 표 1에 기재된 양의 K안료 분산물1, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 측정해서 온도 24℃(±2℃)에서 혼합해서 150RPM, 10분간 교반하고, 이어서, 표 1에 기재된 양의 메틸에틸케톤, 바인더2, 하이드로퀴논모노메틸에테르, DPHA액, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[4'-(N,N-디에톡시카르보닐메틸아미노)-3'-브로모페닐]-s-트리아진, 계면활성제1을 측정해서 온도 25℃(±2℃)에서 이 순으로 첨가해서 온도 40℃(±2℃)에서 150RPM 30분간 교반함으로써 얻어진다. 또한, 표 1에 기재된 양은 질량부이며, 상세하게는 이하의 조성으로 되어 있다.

<K안료 분산물1>

·카본블랙(데굿사사제 Nipex35) 13.1%

·분산제(하기 화합물1) 0.65%

·폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산=72/28 몰비의 랜덤 공중합물, 분자량 3.7만) 6.72%

·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 79.53%

<바인더2>

·폴리머(벤질메타크릴레이트/메타크릴산=78/22 몰비의 랜덤 공중합물, 분자량 3.8만) 27%

·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 73%

<DPHA액>

·디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(중합 금지제 MEHQ 500ppm 함유, 니폰카야쿠(주)제, 상품명: KAYARAD DPHA) 76%

·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 24%

<계면활성제1>

·하기 구조물1 30%

·메틸에틸케톤 70%

(차광성 격벽의 형성)

무알칼리 유리 기판을 UV 세정 장치에 의해 세정한 후, 세제를 이용해서 브러시 세정하고, 다시 초순수에 의해 초음파 세정했다. 기판을 120℃ 3분 열처리해서 표면 상태를 안정화시켰다.

기판을 냉각해서 23℃로 온도 조절한 후, 슬릿상 노즐을 갖는 유리 기판용 코터(에프에이에스아시아사제, 상품명: MH-1600)에 의해 상기 표 1에 기재된 조성으로 이루어지는 흑색 감광성 조성물 K1을 도포했다. 계속해서, VCD{진공 건조 장치, 도쿄오카코교(주)제}에 의해 30초간, 용매의 일부를 건조시켜서 도포층의 유동성을 없앤 후, 120℃ 3분간 프리베이킹해서 막두께 10㎛의 흑색 감광층 K1을 얻었다.

초고압 수은등을 갖는 프록시미티형 노광기(히타치 하이테크 전자 엔지니어링 가부시키가이샤제)에 의해 기판과 마스크(화상 패턴을 갖는 석영 노광 마스크)를 수직으로 세운 상태에서 노광 마스크면과 흑색 감광층 K1 사이의 거리를 200㎛로 설정하고, 질소 분위기하에서 노광량 300mJ/㎠로 패턴 노광했다.

다음에 순수를 샤워 노즐에 의해 분무해서 흑색 감광층 K1의 표면을 균일하게 적신 후, KOH계 현상액{KOH, 비이온 계면활성제 함유, 상품명: CDK-1, 후지필름일렉트로닉스머테리얼즈(주)제}에 의해 23℃ 80초, 플랫 노즐 압력 0.04MPa로 샤워 현상해서 패터닝 화상을 얻었다. 계속해서, 초순수를 초고압 세정 노즐에 의해 9.8MPa의 압력으로 분사해서 잔사 제거를 행하고, 대기하에서 노광량 2000mJ/㎠로 포스트 노광을 행해서 광학 농도 3.9의 흑색 격벽을 얻었다.

(라디칼 중합성 잉크의 조제)

·안료 분산액의 조제

하기의 표 2의 조성물을 혼합하고, 1시간 스터러(stirrer)에 의해 교반했다. 교반 후의 혼합물을 아이거 밀(eiger mill)에 의해 분산시켜 R, G, B의 안료 분산물을 얻었다. 분산 조건은 직경 0.65㎜의 지르코니아 비즈를 70%의 충전율로 충전하고, 주속을 9m/s로 하고, 분산 시간 1시간으로 행했다.

·잉크액의 조제

R, G, B의 각 안료 분산액을 표 3의 조성으로 혼합하고, 1시간 스터러에 의해 교반하여 R 잉크1, G 잉크1, B 잉크1을 얻었다.

(라디칼 중합성 잉크에 의한 RGB 화소의 기록 방법)

상기에서 얻어진 R 잉크1, G 잉크1, B 잉크1을 피에조 방식의 헤드를 이용해서 차광성 격벽에 둘러싸인 오목부에 이하와 같이 타적을 행했다.

헤드는 25.4㎜당 150의 노즐 밀도로 318노즐을 갖고 있고, 이것을 2개 노즐 열방향으로 노즐 간격의 1/2 변위시켜서 고정함으로써 기판 상에는 노즐 배열 방향으로 25.4㎜당 300방울 타적된다. 헤드 및 잉크는 헤드 내에 온수를 순환시킴으로써 토출 부분 부근이 50±0.5℃로 되도록 제어되어 있다.

헤드로부터의 잉크 토출은 헤드에 부여되는 피에조 구동 신호에 의해 제어되어 한방울당 6~42pl의 토출이 가능하며, 본 실시예에서는 헤드하 1㎜의 위치에서 유리 기판이 반송되면서 헤드로부터 타적된다. 반송 속도는 50~200㎜/s의 범위에서 설정 가능하다. 또한, 피에조 구동 주파수는 최대 4.6KHz까지가 가능하며, 이들 설정에 의해 타적량을 제어할 수 있다.

본 실시예에서는 R, G, B 각각 안료의 도포량이 1.1, 1.8, 0.75g/㎡로 되도록 반송 속도, 구동 주파수를 제어하여 원하는 R, G, B에 대응하는 오목부에 R, G, B의 잉크를 타적했다.

타적된 잉크는 노광부로 반송되고, 자외 발광 다이오드(UV-LED)에 의해 노광된다. 본 실시예에서는 UV-LED는 니치아카가쿠제 NCCU033을 사용했다. 본 LED는 한 칩으로부터 파장 365㎚의 자외광을 출력하는 것이며, 약 500mA의 전류를 통전함으로써 칩으로부터 약 100mW의 광이 발광된다. 이것을 7㎜ 간격으로 복수개 배열하여 표면에서 0.3W/㎠의 파워가 얻어진다. 타적된 후 노광될 때까지의 시간 및 노광 시간은 미디어의 반송 속도 및 헤드와 LED의 반송 방향의 거리에 따라 변경 가능하다. 본 실시예에서는 착탄 후, 약 0.5초 후에 노광된다.

거리 및 반송 속도의 설정에 따라 미디어 상의 노광 에너지를 0.01~15J/㎠ 사이에서 조정할 수 있다. 본 실시예에서는 반송 속도에 따라 노광 에너지를 조정했다.

이들 노광 파워, 노광 에너지의 측정에는 우시오덴키제 스펙트로라디오메타 URS-40D를 사용해서 파장 220㎚~400㎚ 사이를 적분한 값을 사용했다.

타적 후의 유리 기판을 230℃ 오븐 안에서 30분 베이킹함으로써 차광성 격벽, 각 화소 모두 완전히 경화시켰다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 차광성 격벽 간극에 정확히 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량은 보여지지 않았다.

(ITO 전극의 형성)

상기 컬러 필터가 형성된 유리 기판을 스퍼터 장치에 넣고, 100℃에서 1300Å 두께의 ITO(인듐 주석 산화물)를 전면 진공 증착한 후, 240℃에서 90분간 어닐해서 ITO를 결정화하여 ITO 투명 전극을 형성했다.

컬러 필터의 ITO 저항을 측정한{미츠비시카가쿠(주)제 「로레스타」; 4탐침법에 의해 시트 저항을 측정} 결과, 12Ω/□라는 매우 낮은 값을 나타냈다. 이것은 본 발명을 사용함으로써 예기치 않게 컬러 필터 표면의 평탄성이 높아졌기 때문이라고 생각된다.

[실시예2]

(차광성 격벽의 제작)

실시예1과 동일한 방법으로 차광성 격벽을 제작했다.

(양이온 중합성 잉크의 조제)

·안료 분산액의 조제

우선, 하기 표 4에 나타내는 안료, 모노머 및 분산제를 볼밀에 넣고, 직경 0.6㎜의 지르콘 비즈를 사용해서 16시간 분산해서 안료 분산액을 얻었다.

·잉크액의 조제

하기 표 5에 나타내는 성분을 교반 혼합하고, 5.0㎛의 멤브레인 필터(membrane filter)에 의해 여과해서 RGB의 잉크를 얻었다.

[양이온 중합성 잉크에 의한 RGB 화소의 기록 방법]

실시예1의 라디칼 중합성 잉크를 상기 양이온 중합성 잉크로 바꾼 것 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 컬러 필터를 제작하고, ITO 투명 전극을 형성했다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 흑색 격벽 간극에 정확히 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량은 발견되지 않았다. 또한, 컬러 필터의 ITO 저항을 측정한{미츠비시카가쿠(주)제 「로레스타」; 4탐침법에 의해 시트 저항을 측정} 결과, 11Ω/□라는 매우 낮은 값을 나타냈다. 이것은, 본 발명을 사용함으로써 예기치 않게 컬러 필터 표면의 평탄성이 높아졌기 때문이라고 생각된다.

[실시예3]

(흑색 감광성 전사 재료의 제법)

두께 75㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 임시 지지체 상에 슬릿상 노즐 을 이용해서 하기 처방 H1로 이루어지는 열가소성 수지층용 도포액을 도포, 건조시켰다. 다음에, 하기 처방 P1로 이루어지는 중간층용 도포액을 도포, 건조시켰다. 또한, 표 6의 흑색 감광성 조성물 K2를 도포, 건조시켰다. 이렇게 해서 임시 지지체 상에 건조막 두께가 14.6㎛인 열가소성 수지층과, 건조막 두께가 1.6㎛인 중간층과, 건조막 두께가 5㎛인 흑색 감광층을 형성하고, 마지막에 보호 필름(두께 12㎛ 폴리프로필렌 필름)을 압착했다.

이렇게 해서 임시 지지체와 열가소성 수지층과 중간층(산소 차단막)과 블랙(K)의 흑색 감광층이 일체로 된 흑색 감광성 전사 재료를 제작했다.

<열가소성 수지층용 도포액: 처방 H1>

·메탄올 11.1부

·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 6.36부

·메틸에틸케톤 52.4부

·메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴 산 공중합체{공중합 조성비(몰비)= 55/11.7/4.5/28.8, 분자량= 10만, Tg≒ 70℃} 5.83부

·스티렌/아크릴산 공중합체{공중합 조성비(몰비)= 63/37, 분자량= 1만, Tg≒100℃} 13.6부

·2,2-비스[4-(메타크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판{신나카무라카가쿠코교(주)제} 9. 1부

·불소계 폴리머

·계면활성제1 0.54부

<중간층용 도포액: 처방 P1>

·PVA205(폴리비닐알코올, (주)크라레제, 비누화도=88%, 중합도 550) 32.2부

·폴리비닐피롤리돈(아이에스피재팬사제, K-30) 14.9부

·증류수 524부

·메탄올 429부

무알칼리 유리 기판을 25℃로 조정한 유리 세정제액을 샤워에 의해 20초간 분사하면서 나일론모를 갖는 회전 브러시에 의해 세정하고, 순수 샤워 세정한 후, 실란 커플링액(N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란 0.3질량% 수용액, 상품명: KBM603, 신에츠카가쿠쿠교)을 샤워에 의해 20초간 분사해서 순수 샤워 세정했다. 이 기판을 기판 예비 가열 장치에 의해 100℃ 2분 가열했다.

얻어진 실란 커플링 처리 유리 기판에 상기 제법에 의해 제작된 흑색 감광성 전사 재료로부터 커버 필름을 제거하고, 제거 후에 노출된 농색 감광층의 표면과 상기 실란 커플링 처리 유리 기판의 표면이 접하도록 겹치고, 라미네이터{가부시키가이샤 히타치인더스트리즈제(LamicII형)}를 이용해서 상기 100℃에서 2분간 가열한 기판에 고무 롤러 온도 130℃, 선압 100N/㎝, 반송 속도 2.2m/분으로 라미네이팅했다. 계속해서 폴리에틸렌테레프탈레이트의 임시 지지체를 열가소성 수지층과의 계면에서 박리하여 임시 지지체를 제거했다. 임시 지지체를 박리한 후, 초고압 수은등을 갖는 프록시미티형 노광기(히타치 하이테크 덴시 엔지니어링 가부시키가이샤제)에 의해 기판과 마스크(화상 패턴을 갖는 석영 노광 마스크)를 수직으로 세운 상태에서 노광 마스크면과 상기 농색 감광성 수지 조성물층 사이의 거리를 200㎛로 설정하고, 노광량 70mJ/㎠로 패턴 노광했다.

다음에, 트리에탄올아민계 현상액(2.5%의 트리에탄올아민 함유, 비이온성 계면활성제 함유, 폴리프로필렌계 소포제 함유, 상품명: T-PD1, 후지샤신필름제)에 의해 30℃ 50초, 플랫 노즐 압력 0.04MPa로 샤워 현상해서 열가소성 수지층과 산소 차단층을 제거했다.

계속해서 탄산 Na계 현상액(0.06mol/ℓ의 탄산수소나트륨, 동 농도의 탄산나트륨, 1%의 디부틸나프탈렌술폰산 나트륨, 음이온성 계면활성제, 소포제, 안정제 함유, 상품명: T-CD1, 후지샤신필름제)을 사용해서 29℃ 30초, 콘형 노즐 압력 0.15MPa로 샤워 현상하고, 농색 감광성 수지 조성물층을 현상해서 패터닝 화소를 얻었다.

계속해서 세정제(인산염·규산염·비이온 계면활성제·소포제·안정제 함유, 상품명 「T-SD1(후지샤신필름제)」를 사용해서 33℃ 20초, 콘형 노즐 압력 0.02MPa로 샤워와 나일론모를 갖는 회전 브러시에 의해 잔사 제거를 행하여 블랙(K) 화상을 얻었다.

그 후, 또한 상기 기판에 대해서 상기 농색 감광성 수지 조성물층의 측으로부터 초고압 수은등에 의해 500mJ/㎠의 광으로 포스트 노광한 후, 220℃, 15분 열처리하여 차광성 격벽을 얻었다.

[라디칼 중합성 잉크의 조제]

안료 분산액 및 잉크의 조성을 하기 표 7, 8로 바꾼 것 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 라디칼 중합성 잉크를 조제했다.

상기에서 얻어진 RGB 잉크를 실시예1과 마찬가지로, 피에조 방식의 헤드를 이용해서 차광성 격벽에 둘러싸인 오목부에 타적을 행하고, 컬러 필터를 제작하고, ITO 투명 전극을 형성했다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 흑색 격벽 간극에 정확히 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량은 발견되지 않았다. 또한, 컬러 필터의 ITO 저항을 측정한{미츠비시카가쿠(주)제 「로레스타」; 4탐침법에 의해 시트 저항을 측정} 결과, 11Ω/□라는 매우 낮은 값을 나타냈다. 이것은 본 발명을 사용함으로써 예기치 않게 컬러 필터 표면의 평탄성이 높아졌기 때문이라고 생각된다.

[실시예4]

(차광성 격벽의 제작)

실시예3의 흑색 감광성 수지 조성물 K2를 하기 표 9에 나타내는 조성의 흑색 감광성 수지 조성물 K3으로 변경하고, 건조막 두께가 7㎛인 흑색 감광층을 형성한 것 이외는 실시예3과 마찬가지로 해서 차광성 격벽을 제작했다.

(라디칼 중합성 잉크의 조제)

안료 분산액 및 잉크의 조성을 하기 표 10으로 변경한 것 이외는 실시예3과 동일한 방법으로 라디칼 중합성 잉크를 조제했다.

상기에서 얻어진 RGB 잉크를 실시예1과 마찬가지로, 피에조 방식의 헤드를 이용해서 차광성 격벽에 둘러싸인 오목부에 타적을 행하고, 컬러 필터를 제작하고, ITO 전극을 형성했다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 흑색 격벽 간극에 정확히 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량은 발견되지 않았다. 또한, 컬러 필터의 ITO 저항을 측정한{미츠비시카가쿠(주)제 「로레스타」; 4탐침법에 의해 시트 저항을 측정} 결과, 12Ω/□라는 매우 낮은 값을 나타냈다. 이것은 본 발명을 사용함으로써 예기치 않게 컬러 필터 표면의 평탄성이 높아졌기 때문이라고 생각된다.

[실시예5]

(차광성 격벽의 제작)

실시예3의 흑색 감광성 수지 조성물 K2를 하기 표 11에 나타내는 조성의 흑색 감광성 수지 조성물 K4로 변경하고, 건조막 두께가 10㎛인 흑색 감광층을 형성한 것 이외는 실시예3과 마찬가지로 해서 차광성 격벽을 제작했다.

(라디칼 중합성 잉크)

안료 분산액 및 잉크의 조성을 하기 표 12로 바꾼 것 이외는 실시예3과 동일한 방법으로 라디칼 중합성 잉크를 조제했다.

[비교예1]

하기 표 13의 조성의 잉크를 조제하고, 실시예1의 차광성 격벽을 갖는 유리 기판의 오목부에 잉크젯법에 의해 R, G, B 패턴에 대응한 잉크를 안료의 도포량이 실시예1과 동일하게 되도록 타적했다.

타적 후, 30분 자연 건조를 행하고, 150℃에서 더 건조시켰다. 그 후, 실시예1과 마찬가지로 베이킹을 행하여 컬러 필터를 얻었다.

얻어진 컬러 필터를 관찰한 결과, R, G, B의 각 화소는 차광성 격벽을 넘은 타색의 잉크의 안료가 혼재되어 있어 혼색이 보여져 원하는 색상이 얻어지지 않았다.

[비교예2]

차광성을 갖는 격벽을 구비한 유리 기판에 플라즈마 처리 장치를 이용해서 이하의 조건으로 플라즈마 처리를 행한 이외는 비교예1과 마찬가지로 잉크젯법에 의해 R, G, B 패턴을 타적하고, 열경화하여 컬러 필터를 제작했다.

(플라즈마 발수화 처리)

하기 방법에 의해 플라즈마 발수화 처리를 행했다.

차광성 격벽을 형성한 상기 기판에 캐소드 커플링 방식 평행 평판형 플라즈마 처리 장치를 이용해서 이하의 조건으로 플라즈마 발수화 처리를 행했다.

사용 가스: CF₄

가스류량: 80sccm

압력: 40Pa

RF파워: 50W

처리 시간: 30sec

플라즈마처리를 행하여 격벽을 발수화해서 제작한 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 차광성 격벽 간극에 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 등의 결함은 없었지만 격벽과의 경계에서 농도 저하나 미소한 백발 등의 결함이 되는 불량이 발견되었다.

[비교예3]

R, G, B 잉크를 타적한 후, 230℃ 오븐 안에서의 베이킹을 행하지 않은 것 이외는 실시예1과 마찬가지로 컬러 필터를 제작하고, ITO 투명 전극을 형성했다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터의 각 화소를 구성하는 잉크는 흑색 격벽 간극에 정확히 수용되어 번짐, 스머지, 인접 화소와의 혼색 및 백발 등의 결함이 되는 불량은 발견되지 않았다. 그러나, 컬러 필터의 ITO 저항을 측정한{미츠비시카가쿠(주)제 「로레스타」; 4탐침법에 의해 시트 저항을 측정} 결과, 200Ω/□라는 매우 높은 값을 나타냈다.

[실시예6]

실시예1~5, 비교예3에서 얻어진 컬러 필터를 이용해서 하기와 같이 해서 액정 표시 장치를 제작했다.

(스페이서의 형성)

일본 특허공개 2004-240335호 공보의 [실시예1]에 기재된 스페이서 형성 방법과 동일한 방법으로 상기에서 제작한 ITO 투명 전극 상에 스페이서를 형성했다.

(액정 배향 제어용 돌기의 형성)

하기의 포지티브형 감광성 수지층용 도포액을 이용해서 상기 스페이서를 형성한 ITO 투명 전극 상에 액정 배향 제어용 돌기를 형성했다.

단, 노광, 현상, 및 베이킹 공정은 이하의 방법을 이용했다.

소정의 포토마스크가 감광성 수지층의 표면으로부터 100㎛의 거리로 되도록 프록시미티 노광기(히타치 하이테크 덴시 엔지니어링 가부시키가이샤제)를 배치하고, 상기 포토마스크를 통해 초고압 수은등에 의해 조사 에너지 150mJ/㎠로 프록시미티 노광했다.

계속해서, 2.38% 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액을 샤워식 현상 장치에의해 33℃에서 30초간 기판에 분무하면서 현상했다. 이렇게 해서 감광성 수지층의 불필요부(노광부)를 현상 제거함으로써 컬러 필터측 기판 상에 원하는 형상으로 패터닝된 감광성 수지층으로 이루어지는 액정 배향 제어용 돌기가 형성된 액정 표시 장치용 기판을 얻었다.

이어서, 상기 액정 배향 제어용 돌기가 형성된 액정 표시 장치용 기판을 230℃하에서 30분 베이킹함으로써 액정 표시 장치용 기판 상에 경화된 액정 배향 제어용 돌기를 형성했다.

<포지티브형 감광성 수지층용 도포액 처방>

·포지티브형 레지스트액{후지필름일렉트로닉스머테리얼즈(주)제 FH-2413F} 53.3부

·메틸에틸케톤 46.7부

·메가팩 F-780F{다이니폰잉크카가쿠코교(주)제} 0.04부

(액정 표시 장치의 제작)

상기에서 얻어진 액정 표시 장치용 기판 상에 폴리이미드로 이루어지는 배향막을 더 형성했다.

그 후, 컬러 필터의 화소군을 둘러싸도록 주위에 형성된 블랙 매트릭스 외부 프레임에 상당하는 위치에 에폭시 수지의 시일제를 인쇄함과 아울러, MVA 모드용 액정을 적하하여 대향 기판과 부착한 후, 부착된 기판을 열처리해서 시일제를 경화시켰다. 이렇게 해서 얻은 액정셀의 양면에 (주)산리츠제의 편광판 HLC2-2518을 부착했다. 이어서, 3파장 냉음극관 광원{도시바라이테크(주)제 FWL18EX-N}의 백라이트를 구성하고, 상기 편광판이 설치된 액정셀의 배면이 되는 측에 배치하여 액정 표시 장치로 했다.

(평가)

얻어진 액정 표시 장치1~4를 백색 표시한 경우 및 흑색 표시한 경우의 표시 품위를 육안에 의해 관찰했다. 결과를 표 14에 나타냈다.

표 14로부터 본 발명에 따른 실시예1~5의 컬러 필터를 사용한 액정 표시 장치1~5는 불균일이 없었던 것에 대해 비교예3의 컬러 필터를 사용한 액정 표시 장치는 불균일이 확인된 것을 알 수 있다.

본 발명에 의하면 위치 정밀도 좋고, 혼색 등이 없는 화소를 형성할 수 있고, 또한 저비용 및 고효율로 컬러 필터를 제조할 수 있는 컬러 필터의 제조 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면 위치 정밀도 좋고, 혼색 등이 없는 화소를 갖고, 표시 장치에 탑재했을 때에 표시 불균일이 없는 컬러 필터가 제공된다.

본 발명에 의하면 또한, 표시 불균일이 없는 표시 장치가 제공된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은 각각의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적으로 또한 각각에 기재된 경우와 동일한 정도로 본 명세서 중에 참조에 의해 도입된다.

Claims

기판 상에 차광성을 갖는 격벽을 형성하고, 그 격벽에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식에 의해 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 잉크를 분사해서 상기 오목부에 상기 R, G, 및 B 잉크를 퇴적시켜서 착색층을 형성하고, 각 잉크를 사용한 착색층의 형성 후에 활성 에너지선에 의한 착색층의 경화를 행하고, 전체색의 착색층의 경화 후에 열에 의한 착색층의 경화를 더 행하는 컬러 필터의 제조 방법에 있어서:

상기 각 잉크는 착색제와, 중합성 화합물과, 중합 개시제를 함유하고, 잉크 중의 용제량은 50중량% 이하인 중합성 잉크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 중합성 잉크는 라디칼 중합성 조성물인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 중합성 잉크는 양이온 중합성 조성물인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 양이온 중합성 조성물은 비닐에테르 화합물, 옥세탄 화합물, 옥시란 화합물로부터 선택되는 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 중합성 잉크 중의 경화성을 갖는 성분은 50질량% 이상인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 활성 에너지선은 250~450㎚의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 활성 에너지선은 365±20㎚의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 열에 의한 착색층의 경화는 120℃~250℃에서 10분~120분 행해지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 격벽을 착색제, 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하는 감광성 조성물로 형성하고, 상기 감광성 조성물의 광학 농도는 2.5~6.0인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 감광성 조성물은 메르캅탄계 수소 공여체 또는 아민계 수소 공여체를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 광중합 개시제의 감광성 조성물 중의 양은 0.5~10질량%인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 감광성 조성물을 산소를 차단할 수 있는 보호층하에서 광에 의해 경화시킴으로써 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 차광성을 갖는 격벽의 높이는 1~20㎛인 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제 1 항에 기재된 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는컬러 필터.
제 14 항에 기재된 컬러 필터를 탑재한 것을 특징으로 하는 표시 장치.