JP2006251433A - Method for manufacturing substrate with black matrix, and color filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー表示装置等に用いられるカラーフィルタに関し、特に、カラーフィルタのブラックマトリックス付き基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a color filter used in a color display device and the like, and more particularly to a method for manufacturing a substrate with a black matrix of a color filter.
近年、カラー液晶ディスプレイ等のカラー表示装置に使用されるカラーフィルタの作製方法として、インクジェット方式が提案されている。 In recent years, an inkjet method has been proposed as a method for producing a color filter used in a color display device such as a color liquid crystal display.
インクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法としては、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等に記載されている方法が挙げられる。 Examples of a method for manufacturing a color filter using an inkjet method include methods described in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and the like.
特許文献１には、ガラス基板上の所望する着色領域外への着色インクの広がりを防止するため、予め遮光パターン（ブラックマトリクス）にフッ素系撥水・撥油剤を含有させてパターン形成することによって、着色領域内のみに着色インクを定着させることが記載されている。また、特許文献２、特許文献３には、含フッ素化合物及び／または含ケイ素化合物を含有するブラックマトリクスを、着色工程におけるインクにじみ、混色を防止するための仕切り壁とすることが記載されている。
なお、本明細書において、ブラックマトリックスという用語を、遮光パターンという意味で使っている。すなわち、ブラックマトリックスという用語を、格子形状に限定して用いておらず、ストライプ形状や、ミアンダ形状も含めて使用している。
In Patent Document 1, in order to prevent spreading of colored ink outside a desired colored region on a glass substrate, a pattern is formed by previously containing a fluorine-based water / oil repellent in a light shielding pattern (black matrix). In addition, it is described that colored ink is fixed only in a colored region. Patent Documents 2 and 3 describe that a black matrix containing a fluorine-containing compound and / or a silicon-containing compound is used as a partition wall for bleeding in ink in a coloring process and preventing color mixing. .
In this specification, the term black matrix is used to mean a light shielding pattern. In other words, the term black matrix is not limited to the lattice shape, but includes the stripe shape and the meander shape.
しかしながら、これらの方法では、ブラックマトリクス面と着色インク面との表面エネルギーの違いによって、パターン断面形状が凸形状、あるいは凹形状になりやすく、画素平滑化することは非常に困難となる。特に、カラーフィルタの場合、画素膜厚により分光特性が変化し、画素膜厚が不均一になると、色ムラ及色抜け（白抜け）が発生し、表示品質が劣化するという問題点があった。 However, in these methods, the pattern cross-sectional shape tends to be a convex shape or a concave shape due to the difference in surface energy between the black matrix surface and the colored ink surface, and pixel smoothing is very difficult. In particular, in the case of a color filter, when the spectral characteristics change depending on the pixel film thickness, and the pixel film thickness becomes non-uniform, there is a problem that color unevenness and color loss (white loss) occur and display quality deteriorates. .
またブラックマトリクス面の表面エネルギーを減少させて画素膜厚を均一化するために、ブラックマトリクスへの含撥インク剤量を減少させても、ブラックマトリクス上頂部の撥インク性が充分に保たれず、インクの溢れによる混色が生じるという問題点があった。
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、ブラックマトリックス基板の製造方法およびカラーフィルタにおいて、画素の平滑性に優れ、且つ色ムラ及び色抜け（白抜け）やインクの溢れによる混色を防止するために、ブラックマトリクス面において所望の撥インク性を得るための有効な制御方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of these problems. In the black matrix substrate manufacturing method and color filter, the present invention is excellent in pixel smoothness and color mixing due to color unevenness and color loss (white loss) or ink overflow. Therefore, it is an object of the present invention to provide an effective control method for obtaining desired ink repellency on the black matrix surface.
請求項１に記載の発明は、
透明基板上に作製した、撥インク剤を含有したブラックマトリクス付き基板の製造方法において、
前記ブラックマトリクスの熱硬化温度、および／または、熱硬化時間を制御することにより、前記ブラックマトリクスの上頂部の着色インクに対する接触角を30°〜60°に制御することを特徴とするブラックマトリクス付き基板の製造方法である。
The invention described in claim 1
In the method for producing a substrate with a black matrix containing an ink repellent agent produced on a transparent substrate,
With the black matrix, the contact angle with respect to the colored ink on the top of the black matrix is controlled to 30 ° to 60 ° by controlling the heat curing temperature and / or the heat curing time of the black matrix. A method for manufacturing a substrate.
請求項２に記載の発明は、
前記ブラックマトリクスの熱硬化温度が150℃以上230℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクス付き基板の製造方法である。
The invention described in claim 2
2. The method for producing a substrate with a black matrix according to claim 1, wherein a heat curing temperature of the black matrix is 150 ° C. or higher and 230 ° C. or lower.
請求項３に記載の発明は、
前記ブラックマトリクスの熱硬化時間が1分以上1時間以下であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載のブラックマトリクス付き基板の製造方法である。
The invention according to claim 3
The method for producing a substrate with a black matrix according to claim 1 or 2, wherein a heat curing time of the black matrix is 1 minute or more and 1 hour or less.
請求項４に記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された方法で製造された前記ブラックマトリクス付き基板と、
前記ブラックマトリックスの開口部に、インクジェット法により着色インクを吐出することにより形成された着色層と
を有することを特徴とするカラーフィルタである。
The invention according to claim 4
The substrate with a black matrix manufactured by the method according to any one of claims 1 to 3,
A color filter having a colored layer formed by discharging colored ink by an ink jet method at an opening of the black matrix.
本発明のブラックマトリクス付き基板及びそれを用いたカラーフィルタは、ブラックマトリクスが１層で遮光機能と撥インク性機能の両方の機能を有し、さらに本発明の製造方法を用いると、ブラックマトリクス上頂部の撥インク性をコントロールできる。そのため、ブラックマトリクスパターン間に着色層を設けた際の、インクの溢れによる混色や白抜け及び色ムラ等の不具合を、前記撥インク性のコントロールによって防止でき、結果としてカラーフィルタとしての要求特性に優れ、特に平滑性が良く、色特性に優れたカラーフィルタを提供できる。 The substrate with a black matrix of the present invention and the color filter using the same have a black matrix having both a light shielding function and an ink repellency function. Further, when the production method of the present invention is used, The ink repellency at the top can be controlled. Therefore, problems such as color mixing due to overflow of ink, white spots and color unevenness when a colored layer is provided between black matrix patterns can be prevented by controlling the ink repellency, resulting in required characteristics as a color filter. A color filter that is excellent, particularly smooth, and excellent in color characteristics can be provided.
本発明の実施の形態を、図面を用いて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。図１に本発明によるカラーフィルタの製造方法の一実施例を図示した。図１のカラーフィルタでは、透明基板１上にブラックマトリクス２が形成される。ブラックマトリクス２の上頂部２４の撥インク性はブラックマトリクス２の上頂部以外の部分２５の撥インク性よりも大きい。さらにブラックマトリクス２間の開口部にインクジェット法により赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の着色インク５を吐出した後、先ず溶剤を蒸発させ、次にインクを硬化させることにより、着色パターン５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）を形成する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 shows an embodiment of a color filter manufacturing method according to the present invention. In the color filter of FIG. 1, a black matrix 2 is formed on a transparent substrate 1. The ink repellency of the upper top portion 24 of the black matrix 2 is greater than the ink repellency of the portion 25 other than the upper top portion of the black matrix 2. Furthermore, after discharging the red (R), green (G), and blue (B) colored inks 5 to the openings between the black matrices 2 by the ink jet method, the solvent is first evaporated, and then the ink is cured, A colored pattern 5 (5R, 5G, 5B) is formed.
本発明の透明基板１には、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等が使用できる。 As the transparent substrate 1 of the present invention, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, or the like can be used.
本発明におけるブラックマトリクス２の材料には、黒色遮光材、光開始剤、分散剤、樹脂、溶媒、撥インク剤を主成分とする黒色樹脂組成物が用いられる。 As the material of the black matrix 2 in the present invention, a black resin composition mainly composed of a black light shielding material, a photoinitiator, a dispersant, a resin, a solvent, and an ink repellent agent is used.
本発明におけるブラックマトリクス２の材料の黒色遮光材としては、黒色顔料、黒色染料、無機材料などであり、有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、鉄黒などを混合して用いられるものである。 Examples of the black light shielding material of the black matrix 2 in the present invention include black pigments, black dyes, inorganic materials, etc., and organic pigments, carbon black, aniline black, graphite, titanium oxide, iron black and the like are used in combination. Is.
本発明におけるブラックマトリクス２の材料の樹脂には、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが適宜選択される。また、フォトリソ法を採用するので、感光性樹脂を使用する。 Casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, melanin resin, and the like are appropriately selected as the resin of the black matrix 2 material in the present invention. In addition, since a photolithography method is employed, a photosensitive resin is used.
本発明におけるブラックマトリクス２の材料の分散剤としては、非イオン性界面活性剤では、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤では、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。 Examples of the dispersant for the material of the black matrix 2 in the present invention include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, and ionic surfactants such as sodium alkylbenzene sulfonate and poly fatty acid salts. In addition, fatty acid salt alkyl phosphates, tetraalkylammonium salts, and the like, organic pigment derivatives, polyesters, and the like. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used.
本発明におけるブラックマトリクス２の材料の溶媒としては、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性などの点から、適宜選択して使用されるものであり、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどがあげられる。 The solvent for the material of the black matrix 2 in the present invention is appropriately selected and used from the viewpoints of the coating property and dispersion stability of the black resin composition, and includes toluene, xylene, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate. , Diclime, cyclohexanone and the like.
本発明における撥インク剤には、ブラックマトリクス２の材料に含まれる樹脂と親和性の少ないケイ素または/およびフッ素の原子を含む材料が好ましい。撥インク剤の具体的な例としては、主鎖または側鎖に有機シリコーンを有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他にはフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体等のフッ素樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The ink repellent agent in the present invention is preferably a material containing silicon or / and fluorine atoms having a low affinity with the resin contained in the black matrix 2 material. Specific examples of the ink repellent agent include those having an organic silicone in the main chain or side chain, and a silicone resin or silicone rubber containing a siloxane component, in addition to vinylidene fluoride, vinyl fluoride, ethylene trifluoride. And fluororesins such as these copolymers, but are not limited thereto.
ブラックマトリクス２の形成は、フォトリソグラフィ法によるものである。具体的な工程としては、先ずブラックマトリクス２の材料を透明基板１上に均一の膜厚で塗布し、所定温度で加熱（プリベーク）する。この塗膜透明基板１上に塗布されたブラックマトリクス材料の塗膜２１に対して、遮光マスク３を介してパターンを露光する。次に、現像すると、ブラックマトリクス材料のパターン２２が形成され、最後に熱硬化（ポストベーク）することによってブラックマトリクス２が形成される。 The black matrix 2 is formed by photolithography. As a specific process, first, the material of the black matrix 2 is applied on the transparent substrate 1 with a uniform film thickness and heated (pre-baked) at a predetermined temperature. A pattern is exposed to the coating film 21 of the black matrix material applied on the coating transparent substrate 1 through the light shielding mask 3. Next, when developed, a pattern 22 of black matrix material is formed, and finally black matrix 2 is formed by thermosetting (post-baking).
ブラックマトリクス２間へ着色インクを注入した際に、隣接する着色パターン５への混色を減少させ、かつ着色パターン５表面の平滑性を向上させ、着色パターン５の白抜け及び色ムラを減少させる為には、以下のようなブラックマトリクスを形成する。 When colored ink is injected between the black matrixes 2, the color mixture of adjacent colored patterns 5 is reduced, the smoothness of the colored pattern 5 surface is improved, and white spots and color unevenness of the colored pattern 5 are reduced. The following black matrix is formed.
すなわち、ブラックマトリクス２の上頂部２３に対して、表面張力が50ｍN/ｍ以下の着色インクの接触角をAとすると、30°≦A≦60°であるようにすることが好ましい。A＜30°の場合、隣接する着色パターン５への混色が起こりやすくなり、歩留まり減少の原因となる。A＞60°の場合、着色パターン５が凸状になり、着色パターン５の白抜けあるいは色ムラが発生する。 That is, when the contact angle of the colored ink having a surface tension of 50 mN / m or less with respect to the top 23 of the black matrix 2 is A, it is preferable that 30 ° ≦ A ≦ 60 °. In the case of A <30 °, color mixing to the adjacent colored pattern 5 is likely to occur, which causes a decrease in yield. When A> 60 °, the colored pattern 5 has a convex shape, and white spots or color unevenness of the colored pattern 5 occurs.
ブラックマトリクスの上頂部２３に対する、表面張力が50mN/m以下の着色インクの接触角Aを30°≦A≦60°にする方法は、前記熱硬化(ポストベーク)の工程における温度制御、または／かつ、時間制御によって行うことができる。 The method of setting the contact angle A of the colored ink having a surface tension of 50 mN / m or less to the top portion 23 of the black matrix to 30 ° ≦ A ≦ 60 ° is temperature control in the thermosetting (post-bake) step, or / And it can carry out by time control.
すなわち、ブラックマトリクス２を熱硬化の工程において加熱した際、ブラックマトリクス２に含まれる樹脂と親和性の少ない撥インク剤が、樹脂から相分離を起こし、撥インク剤はブラックマトリクスの上頂部２３に偏在する。この、撥インク剤の偏在の度合を加熱温度制御、または／かつ加熱時間制御によって操作することができる。そして、前記加熱温度を好ましくは150℃〜230℃の範囲で変化、または／かつ、前記加熱時間を好ましくは1分〜1時間に変化させることによって、ブラックマトリクスの上頂部２３に対する、表面張力が50mN/m以下の着色インクの接触角Aを30°≦A≦60°にすることができる。 That is, when the black matrix 2 is heated in the thermosetting process, an ink repellent agent having a low affinity with the resin contained in the black matrix 2 causes phase separation from the resin, and the ink repellent agent is formed on the top portion 23 of the black matrix. It is unevenly distributed. The degree of uneven distribution of the ink repellent agent can be controlled by heating temperature control and / or heating time control. And, by changing the heating temperature preferably in the range of 150 ° C. to 230 ° C. and / or changing the heating time to preferably 1 minute to 1 hour, the surface tension with respect to the upper top portion 23 of the black matrix is increased. The contact angle A of colored ink of 50 mN / m or less can be set to 30 ° ≦ A ≦ 60 °.
前記加熱温度が150℃未満の場合は、ブラックマトリクス２が熱硬化しなくなり、また前記加熱温度230℃より大きい場合はブラックマトリクス２が融解してしまうため、ブラックマトリクス２の成型ができなくなる。 When the heating temperature is lower than 150 ° C., the black matrix 2 is not thermally cured, and when the heating temperature is higher than 230 ° C., the black matrix 2 is melted, so that the black matrix 2 cannot be molded.
前記加熱時間が1分未満の場合は、ブラックマトリクス２の熱硬化が不十分となるのでブラックマトリクス２の成型ができなくなり、また前記加熱時間が1時間より長い場合はタクトタイムが長すぎるので、加熱時間としては不適切である。 If the heating time is less than 1 minute, the black matrix 2 will not be sufficiently cured, and the black matrix 2 cannot be molded. If the heating time is longer than 1 hour, the tact time is too long. The heating time is inappropriate.
本発明の着色インクの材料は、着色顔料、樹脂、分散剤、溶媒などで構成される。
着色剤として使用する顔料の具体例としては、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ １５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ７、３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ３６、 Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ２３などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらは要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。
The material of the colored ink of the present invention includes a color pigment, a resin, a dispersant, a solvent, and the like.
Specific examples of the pigment used as the colorant include Pigment Red 9, 19, 38, 43, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 215, 216, 208, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, Pigment Blue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, Pigment Green 7, 36, Pigment Red 20, 24, 86, 81, 83, 93, 108, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 153, 154, 166, 168, 185, Pigment Orange 36, Pigment Violet 23, and the like. Not something Yes. Further, these may be used in combination of two or more in order to obtain the desired hue.
着色インクに使用する溶剤種としてはインクジェット方式における適性の表面張力範囲50ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が130℃以上のものが好ましい。表面張力が50ｍＮ／ｍ以上であるとインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が130℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。具体的には、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。 As the solvent species used for the colored ink, those having an appropriate surface tension range of 50 mN / m or less in the ink jet system and a boiling point of 130 ° C. or more are preferable. When the surface tension is 50 mN / m or more, the dot shape stability during ink jet ejection is significantly adversely affected. When the boiling point is 130 ° C. or less, the drying property in the vicinity of the nozzle is remarkably increased. This is not preferable because it causes clogging and other defects. Specifically, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl ether, 2- (2-ethoxy Ethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, 2-phenoxyethanol, diethylene glycol dimethyl ether, etc. The solvent is not limited to these, and any solvent that satisfies the above requirements can be used. Moreover, you may mix and use 2 or more types of solvents as needed.
本発明の着色インク５の樹脂には、カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択される。耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましい。 For the resin of the colored ink 5 of the present invention, casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, melanin resin and the like are used, and are appropriately selected in relation to the pigment. An acrylic resin is preferred when heat resistance and light resistance are required.
樹脂への色素の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。溶媒としては溶解性の他に経時安定性、乾燥性などが要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択される。 In order to improve the dispersion of the dye in the resin, a dispersant may be used. As the dispersant, as the nonionic surfactant, for example, polyoxyethylene alkyl ether, etc., and as the ionic surfactant Examples thereof include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salt, fatty acid salt alkyl phosphate, tetraalkyl ammonium salt, and other organic pigment derivatives and polyester. One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used. The solvent is required to have stability over time, drying property, etc. in addition to solubility, and is appropriately selected in relation to the dye and the resin.
着色パターン５の形成には、インクジェット法を用いる。使用するインクジェット装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は5〜100ＫＨｚ程度、ノズル径としては5〜80μｍ程度，ヘッドを３個配置し、１ヘッドにノズルを60〜500個組み込んだ装置が好適である。 An ink jet method is used to form the colored pattern 5. As the ink jet device to be used, there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on the ink discharge method, and the piezo conversion method is particularly preferable. A device in which the ink particleization frequency is about 5 to 100 KHz, the nozzle diameter is about 5 to 80 μm, three heads are arranged, and 60 to 500 nozzles are incorporated in one head is suitable.
インク吐出後、溶剤を蒸発させた。次いでインク中の樹脂を硬化させ、カラーフィルタとする。 After ink discharge, the solvent was evaporated. Next, the resin in the ink is cured to form a color filter.
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。 Examples of the present invention will be specifically described below.
まず、ブラックマトリクス２を作成した。
（撥インク性ブラックマトリクスの作製）
アクリル前駆体10重量部、カーボンブラック7.5重量部、ＮＭＰ130重量部、分散剤（銅フタロシアニン誘導体）5重量部、開始剤5重量部及び撥インク剤（ポリアルキルシロキサン）0.5重量部をビーズミル分散機で冷却しながら3時間分散しブラックマトリクス組成物を調製した。
First, the black matrix 2 was created.
(Preparation of ink repellent black matrix)
10 parts by weight of acrylic precursor, 7.5 parts by weight of carbon black, 130 parts by weight of NMP, 5 parts by weight of dispersant (copper phthalocyanine derivative), 5 parts by weight of initiator and 0.5 parts by weight of ink repellent agent (polyalkylsiloxane) by bead mill disperser A black matrix composition was prepared by dispersing for 3 hours while cooling.
ブラックマトリクス組成物を無アルカリガラス（コーニング社製、品番1737）上にスピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で90℃2分プリベークを行った。次いで、露光・現像を行った後に、オーブン230℃15分で熱硬化を行い、ブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスの膜厚は2.0μmであった。 The black matrix composition was applied on an alkali-free glass (Corning, product number 1737) by spin coating, and then prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes. Next, after exposure and development, heat curing was performed in an oven at 230 ° C. for 15 minutes to form a black matrix. The film thickness of the black matrix was 2.0 μm.
前記ブラックマトリクス上頂部の着色インク（表面張力３０ｍＮ／ｍ）に対する接触角を測定したところ、4５°であり、前記ブラックマトリクス上頂部が着色インクに対して、撥インク性が有ることを確認した。また前記ブラックマトリクス開口部のガラス表面の着色インクに対する表面張力を測定したところ、着色インクが濡れ、着色インクに対して、親インク性であることを確認した。 The contact angle of the top of the black matrix with the colored ink (surface tension 30 mN / m) was measured and found to be 45 °. It was confirmed that the top of the black matrix had ink repellency with respect to the colored ink. Further, when the surface tension of the black matrix opening with respect to the colored ink on the glass surface was measured, it was confirmed that the colored ink was wet and was ink-philic to the colored ink.
（着色インクの調製）
メタクリル酸20重量部（６０ｇ）、メチルメタクリレート10重量部（３０ｇ）、ブチルメタクリレート55重量部（１６５ｇ）、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部（４５ｇ）を乳酸ブチル300ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75重量部（２．２５ｇ）を加え70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が10％になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、アクリル共重合樹脂の希釈液とした。この希釈液80.1ｇに対し顔料19.0ｇ、分散剤0.9ｇを添加して、3本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着色ワニスをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで顔料濃度が12〜15％、粘度が15ｃｐｓになるように調整しＲ，Ｇ，Ｂ着色インクを得た。
(Preparation of colored ink)
20 parts by weight (60 g) of methacrylic acid, 10 parts by weight of methyl methacrylate (30 g), 55 parts by weight of butyl methacrylate (165 g) and 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate (45 g) are dissolved in 300 g of butyl lactate and azobis is added under a nitrogen atmosphere. An acrylic copolymer resin was obtained by adding 0.75 parts by weight (2.25 g) of isobutylnitrile and reacting at 70 ° C. for 5 hours. The obtained acrylic copolymer resin was diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the resin concentration would be 10% to obtain a diluted solution of the acrylic copolymer resin. 19.0 g of pigment and 0.9 g of dispersant were added to 80.1 g of this diluted solution, and kneaded with three rolls to obtain red, green and blue colored varnishes. Each colored varnish was adjusted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the pigment concentration was 12 to 15% and the viscosity was 15 cps to obtain R, G and B colored inks.
（カラーフィルタの作製）
前記ブラックマトリクスの開口部に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の着色インクを使用し、12ｐｌ，180ｄｐｉヘッドを搭載したインクジェット印刷装置により、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々の着色パターン５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）を形成した。
(Production of color filter)
Each of the R, G, and B colored inks is used for the opening of the black matrix, and each of red (R), green (G), and blue (B) is printed by an inkjet printing apparatus equipped with a 12 pl and 180 dpi head. A colored pattern 5 (5R, 5G, 5B) was formed.
着色インクを吐出した後、先ずホットプレートで150℃1分加熱して溶剤を蒸発させた。次にオーブンで230℃１時間加熱してインクを硬化させることにより、着色パターン５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）を形成した。 After discharging the colored ink, the solvent was first evaporated by heating at 150 ° C. for 1 minute on a hot plate. Next, the colored pattern 5 (5R, 5G, 5B) was formed by heating the ink at 230 ° C. for 1 hour to cure the ink.
このようにして得られたカラーフィルタは、平滑性が良く、画素内の△Eab＜１と色ムラの少ない良好なカラーフィルタであった。 The color filter thus obtained was a good color filter with good smoothness and less ΔEab <1 in the pixel and less color unevenness.
熱硬化温度を150℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 150 ° C. and the time was 60 minutes.
熱硬化温度を200℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 200 ° C. and the time was 60 minutes.
熱硬化温度を230℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 230 ° C. and the time was 60 minutes.
上記実施例２〜４の様に、熱硬化時間を一定にして熱硬化温度を変化させた場合の、ブラックマトリクス上頂部の着色インク（表面張力３０ｍＮ／ｍ）に対する接触角を表１に示す。 Table 1 shows the contact angle with respect to the colored ink (surface tension 30 mN / m) on the top of the black matrix when the thermosetting temperature is changed while keeping the thermosetting time constant as in Examples 2 to 4 above.
熱硬化温度を230℃、時間を1分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 230 ° C. and the time was 1 minute.
熱硬化温度を230℃、時間を35分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 230 ° C. and the time was 35 minutes.
熱硬化温度を230℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した。 A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 230 ° C. and the time was 60 minutes.
上記実施例１、５〜７の様に、熱硬化温度を一定にして熱硬化時間を変化させた場合の、ブラックマトリクス上頂部の着色インク（表面張力３０ｍＮ／ｍ）に対する接触角を表２に示す。 Table 2 shows the contact angle with respect to the colored ink (surface tension 30 mN / m) on the top of the black matrix when the thermosetting temperature is changed and the thermosetting time is changed as in Examples 1 and 5 to 7 above. Show.
表１、２に示すように、前記ブラックマトリクス上頂部の着色インク（表面張力３０ｍＮ／ｍ）に対する接触角は、ブラックマトリクスの熱硬化における温度と時間によって制御することができた。 As shown in Tables 1 and 2, the contact angle with respect to the colored ink (surface tension 30 mN / m) at the top of the black matrix could be controlled by the temperature and time in the thermal curing of the black matrix.
上述した結果は、種々の表面張力を持つ着色インクに対して、ブラックマトリクスの接触角を所望の大きさに制御できることを示しており、この制御方法を用いることによって、平滑性が良く、白抜け及び色ムラやインクの溢れによる混色のないカラーフィルタを作製することが可能となる。 The above results show that the contact angle of the black matrix can be controlled to a desired size for colored inks having various surface tensions. By using this control method, smoothness is improved and white spots are eliminated. In addition, it is possible to produce a color filter free from color mixture due to color unevenness or ink overflow.
＜比較例１＞
熱硬化温度を120℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製したところ、ブラックマトリクスが熱硬化しなくなり、また熱硬化温度を270℃、時間を60分にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製した場合はブラックマトリクスが融解してしまい、ブラックマトリクスの成型ができなかった。
<Comparative Example 1>
A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat curing temperature was 120 ° C. and the time was 60 minutes. The black matrix was not thermally cured, and the heat curing temperature was 270 ° C. and the time was 60 minutes. When the black matrix was produced by the same method as in Example 1 except that the black matrix was melted, the black matrix was melted and the black matrix could not be molded.
＜比較例２＞
熱硬化温度を230℃、時間を15秒にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製したところ、ブラックマトリクスの熱硬化が不十分でブラックマトリクスの成型ができなくなった。
<Comparative example 2>
A black matrix was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat curing temperature was 230 ° C. and the time was 15 seconds. As a result, the black matrix was not sufficiently cured and the black matrix could not be molded.
＜比較例３＞
熱硬化温度を230℃、時間を2時間にした以外は実施例１と同様の方法でブラックマトリクスを作製したところ、ブラックマトリクス上頂部の着色インク（表面張力３０ｍＮ／ｍ）に対する接触角は65°になり、実施例１と同様の方法でカラーフィルタを作製すると、平滑性が悪く、画素内の△Eab＞１と色ムラの多いカラーフィルタとなった。
<Comparative Example 3>
A black matrix was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting temperature was 230 ° C. and the time was 2 hours. The contact angle with respect to the colored ink (surface tension 30 mN / m) on the top of the black matrix was 65 °. Thus, when a color filter was produced by the same method as in Example 1, the smoothness was poor, and a color filter having a large color unevenness with ΔEab> 1 in the pixel was obtained.
１…透明基板
２…ブラックマトリクス
３…遮光マスク
４…インクジェット装置
５…着色パターン
５R…着色パターン（赤）
５G…着色パターン（緑）
５B…着色パターン（青）
２１…透明基板上に塗布されたブラックマトリクス材料の塗膜
２２…ブラックマトリクス材料のパターン
２３…ブラックマトリクスの上頂部
２４…ブラックマトリクスの下部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Black matrix 3 ... Shading mask 4 ... Inkjet apparatus 5 ... Coloring pattern 5R ... Coloring pattern (red)
5G ... Coloring pattern (green)
5B ... Coloring pattern (blue)
21 ... Black matrix material coating 22 applied on transparent substrate ... Black matrix material pattern 23 ... Black matrix top 24 ... Black matrix bottom
Claims (4)
前記ブラックマトリクスの熱硬化温度、および／または、熱硬化時間を制御することにより、前記ブラックマトリクスの上頂部の着色インクに対する接触角を30°〜60°に制御することを特徴とするブラックマトリクス付き基板の製造方法。 In the method for producing a substrate with a black matrix containing an ink repellent agent produced on a transparent substrate,
With the black matrix, the contact angle with respect to the colored ink on the top of the black matrix is controlled to 30 ° to 60 ° by controlling the heat curing temperature and / or the heat curing time of the black matrix. A method for manufacturing a substrate.
前記ブラックマトリックスの開口部に、インクジェット法により着色インクを吐出することにより形成された着色層と
を有することを特徴とするカラーフィルタ。 The substrate with a black matrix manufactured by the method according to any one of claims 1 to 3,
A color filter comprising: a colored layer formed by discharging a colored ink by an ink jet method at an opening of the black matrix.
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008242004A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of ink-jet color filter and ink-jet color filter |
| JP2008257096A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and manufacturing method therefor |
| JP2009096897A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Inkjet ink |
| JP2009175501A (en) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Dainippon Printing Co Ltd | Manufacturing method for color filter |
| US7599024B2 (en) | 2007-08-24 | 2009-10-06 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate provided with bank and substrate provided with color pattern |
| JP2010517110A (en) * | 2007-02-02 | 2010-05-20 | エルジー・ケム・リミテッド | Color filter and method of manufacturing color filter |
| JP2010524030A (en) * | 2007-04-05 | 2010-07-15 | エルジー・ケム・リミテッド | Color filter manufacturing method and color filter manufactured thereby |
| US7768598B2 (en) | 2007-03-06 | 2010-08-03 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate having pattern, color filter, liquid crystal display and method of manufacturing color filter |
| US7897306B2 (en) | 2007-08-24 | 2011-03-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate provided with bank and substrate provided with color pattern |
| US8120731B2 (en) | 2007-09-11 | 2012-02-21 | Toppan Printing Co., Ltd. | Color filter |
| US8349392B2 (en) | 2007-10-09 | 2013-01-08 | Toppan Printing Co., Ltd. | Printed material and manufacturing method thereof |
| TWI464219B (en) * | 2007-10-17 | 2014-12-11 | Toyo Ink Mfg Co | Inkjet inkjet |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002341128A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Toray Ind Inc | Method for manufacturing color filter and liquid crystal display element |
| JP2004325735A (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and its manufacturing method |
| JP2004333971A (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter base plate, color filter and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-03-11 JP JP2005068612A patent/JP2006251433A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002341128A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Toray Ind Inc | Method for manufacturing color filter and liquid crystal display element |
| JP2004325735A (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and its manufacturing method |
| JP2004333971A (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter base plate, color filter and its manufacturing method |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517110A (en) * | 2007-02-02 | 2010-05-20 | エルジー・ケム・リミテッド | Color filter and method of manufacturing color filter |
| US7768598B2 (en) | 2007-03-06 | 2010-08-03 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate having pattern, color filter, liquid crystal display and method of manufacturing color filter |
| JP2008242004A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of ink-jet color filter and ink-jet color filter |
| US8597861B2 (en) | 2007-04-05 | 2013-12-03 | Lg Chem, Ltd. | Method for manufacturing color filter and color filter manufactured by using the same |
| JP2010524030A (en) * | 2007-04-05 | 2010-07-15 | エルジー・ケム・リミテッド | Color filter manufacturing method and color filter manufactured thereby |
| JP2008257096A (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and manufacturing method therefor |
| US7897306B2 (en) | 2007-08-24 | 2011-03-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate provided with bank and substrate provided with color pattern |
| US7599024B2 (en) | 2007-08-24 | 2009-10-06 | Toppan Printing Co., Ltd. | Substrate provided with bank and substrate provided with color pattern |
| US8120731B2 (en) | 2007-09-11 | 2012-02-21 | Toppan Printing Co., Ltd. | Color filter |
| US8349392B2 (en) | 2007-10-09 | 2013-01-08 | Toppan Printing Co., Ltd. | Printed material and manufacturing method thereof |
| JP2009096897A (en) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Inkjet ink |
| TWI464219B (en) * | 2007-10-17 | 2014-12-11 | Toyo Ink Mfg Co | Inkjet inkjet |
| JP2009175501A (en) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Dainippon Printing Co Ltd | Manufacturing method for color filter |
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