JP2003004935A - Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same - Google Patents
Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the sameInfo
- Publication number
- JP2003004935A JP2003004935A JP2001190595A JP2001190595A JP2003004935A JP 2003004935 A JP2003004935 A JP 2003004935A JP 2001190595 A JP2001190595 A JP 2001190595A JP 2001190595 A JP2001190595 A JP 2001190595A JP 2003004935 A JP2003004935 A JP 2003004935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent conductive
- color filter
- conductive film
- layer
- resin composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊技台等に使用されて
いるカラー液晶ディスプレイの構成部材であるカラーフ
ィルタとその製造方法に関し、さらには、該カラーフィ
ルタを用いた液晶素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter which is a constituent member of a color liquid crystal display used in a color television, a personal computer, a pachinko game table and the like, and a manufacturing method thereof, and further, to use the color filter. The liquid crystal device that was used.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイは薄型、低重
量、低消費電力の利点を生かし、ノート型パーソナルコ
ンピュータやカーナビゲーションシステムなど種々の分
野において利用されるようになってきた。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal displays have come to be used in various fields such as notebook personal computers and car navigation systems, taking advantage of their thinness, low weight and low power consumption.
【0003】カラー液晶ディスプレイに用いられるカラ
ーフィルタは、ガラスなどの透明基板上に顔料分散法、
染色法、電着法、印刷法、インクジェット法等によっ
て、R(赤)、G(緑)、B(青)の三原色を所定の形
状とした着色層を形成し、さらに、該着色層を保護する
目的で保護層を形成し、次いで該保護層の上に液晶を駆
動するための透明電極が形成されている。Color filters used in color liquid crystal displays are manufactured by a pigment dispersion method on a transparent substrate such as glass.
By a dyeing method, an electrodeposition method, a printing method, an inkjet method or the like, a colored layer having a predetermined shape of the three primary colors of R (red), G (green) and B (blue) is formed, and the colored layer is further protected. For this purpose, a protective layer is formed, and then a transparent electrode for driving liquid crystal is formed on the protective layer.
【0004】現在、一般的に用いられている液晶素子
は、電極を有する2枚のガラス基板を対向させ、その間
隙に液晶を挟持している。この2枚の基板間の距離を一
定に保つためのスペーサとして、粒径の均一なプラスチ
ックビーズ等を基板間に散在させている。At present, in a commonly used liquid crystal element, two glass substrates having electrodes are opposed to each other, and a liquid crystal is sandwiched between the two glass substrates. As spacers for keeping the distance between the two substrates constant, plastic beads or the like having a uniform particle diameter are scattered between the substrates.
【0005】また、アクティブマトリクス駆動型のカラ
ー液晶ディスプレイにおいては、スイッチング素子、例
えばTFT(薄膜トランジスタ)とそれに接続された画
素電極、該TFTをマトリクス配線するゲート線とソー
ス線とが形成されたTFTアレイ基板と、対向電極とカ
ラーフィルタとを形成した対向基板とを対向させ、電極
転移材(トランスファー)として銀ペースト等を画面周
辺部に配置し、この電極転移材を介して2枚の基板を電
気的に接続し、この2枚の基板間隙に液晶を挟持した構
成を有している。Further, in an active matrix driving type color liquid crystal display, a switching element, for example, a TFT (thin film transistor) and a pixel electrode connected thereto, a TFT array in which a gate line and a source line for matrix wiring the TFT are formed. The substrate and the counter substrate on which the counter electrode and the color filter are formed are opposed to each other, and silver paste or the like as an electrode transfer material (transfer) is arranged in the peripheral portion of the screen, and the two substrates are electrically connected via the electrode transfer material. And the liquid crystal is sandwiched between the two substrates.
【0006】これら液晶素子においては、2枚の基板間
距離を均一にするために該基板間に散在させたスペーサ
周辺の液晶の配向が乱れ、スペーサ周辺部から光が漏れ
てコントラストが低下する傾向がある。また、スペーサ
を均一に分散させることは困難であり、スペーサを基板
上に散在させる工程でスペーサが不均一に配置される
と、表示不良を引き起こし、製品の歩留りの低下を招
く。その対策として、表示領域外の位置にフォトレジス
ト等で柱状にスペーサを形成したり、カラーフィルタの
着色層を重ねてスペーサとする方法が提案されている。In these liquid crystal elements, the orientation of the liquid crystal around the spacers scattered between the substrates in order to make the distance between the two substrates uniform is disturbed, and light tends to leak from the peripheral portions of the spacers to lower the contrast. There is. Further, it is difficult to disperse the spacers uniformly, and if the spacers are non-uniformly arranged in the process of scattering the spacers on the substrate, display defects are caused and the yield of products is reduced. As measures against this, there has been proposed a method in which a spacer is formed in a columnar shape with a photoresist or the like at a position outside the display region, or a colored layer of a color filter is overlapped to form a spacer.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記したフォトレジス
トを用いたスペーサは、通常カラーフィルタ側基板に形
成される。即ち、カラーフィルタの着色層の上に必要に
応じて保護層を形成し、さらに電極となる透明導電膜を
形成し、必要に応じて配向膜(配向制御膜)を形成した
後に、基板周囲或いは隣接する着色画素間を遮光するブ
ラックマトリクス或いはブラックストライプ上にスペー
サを形成する。このようなスペーサ付きのカラーフィル
タを製造する場合、従来のカラーフィルタの製造に比較
して、スペーサの工程として少なくとも下記の工程が加
わり、非常に大きな製造上の負荷となっていた。
・フォトレジスト溶液を透明導電膜(或いは配向膜)上
に塗布する工程
・フォトレジスト層より溶剤を除去する乾燥工程
・フォトレジスト層にマスクを介して紫外線を照射する
露光工程
・フォトレジスト層の紫外線未照射領域を溶解除去する
現像工程
・パターニングされたフォトレジスト層を熱硬化させる
加熱工程The spacer using the above photoresist is usually formed on the color filter side substrate. That is, if necessary, a protective layer is formed on the colored layer of the color filter, a transparent conductive film to be an electrode is further formed, and an alignment film (alignment control film) is formed if necessary. Spacers are formed on a black matrix or a black stripe that shields adjacent colored pixels from light. In the case of manufacturing such a color filter with a spacer, at least the following steps are added as a step of the spacer in comparison with the manufacturing of the conventional color filter, which is a very large manufacturing load.・ The step of applying the photoresist solution on the transparent conductive film (or the alignment film) ・ The drying step of removing the solvent from the photoresist layer ・ The exposure step of irradiating the photoresist layer with ultraviolet rays through a mask ・ The ultraviolet rays of the photoresist layer Development process to dissolve and remove the unirradiated area ・ Heating process to heat the patterned photoresist layer
【0008】一方、昨今カラーフィルタに対するコスト
ダウンの要求が高まり、カラーフィルタの製造プロセス
をトータルで簡略化することによって、コストダウンを
図っていくことを余儀なくされている。On the other hand, recently, there is an increasing demand for cost reduction of color filters, and it is inevitable to reduce the cost by totally simplifying the manufacturing process of the color filters.
【0009】また、柱状スペーサの機械的強度を確保す
るためには、フォトレジストの硬化は加熱処理によるこ
とが重要な要件となっている。しかしながら、カラーフ
ィルタの着色層は、有機材料で構成されることから、熱
プロセスが増えることによって、着色層の色調変化や剥
離などが懸念される。Further, in order to secure the mechanical strength of the columnar spacer, it is an important requirement that the photoresist be cured by heat treatment. However, since the color layer of the color filter is made of an organic material, there is a concern that the color layer may change in color or peel due to an increase in the number of thermal processes.
【0010】一方、液晶素子においては、透明導電膜上
に配向膜が設けられることが多いが、かかる配向膜は上
述した透明導電膜表面の凹凸によって特性が不均一とな
り、結果的に液晶配向状態を均一に制御できないといっ
た問題を生じることがある。より具体的には、配向膜と
しては有機膜にラビング処理を施した水平配向膜が広く
用いられているが、該有機膜の表面が平坦でない場合に
はこのラビング処理をミクロン単位で基板全面に均一に
施すことが困難になる。このような問題は、配向膜の膜
厚がより薄い場合に特に顕著である。On the other hand, in a liquid crystal element, an alignment film is often provided on a transparent conductive film, but such alignment film has uneven characteristics due to the unevenness of the surface of the transparent conductive film, resulting in a liquid crystal alignment state. May not be uniformly controlled. More specifically, a horizontal alignment film obtained by rubbing an organic film is widely used as the alignment film. However, when the surface of the organic film is not flat, the rubbing process is performed on the entire surface of the substrate in micron units. It becomes difficult to apply it uniformly. Such a problem is particularly remarkable when the thickness of the alignment film is thinner.
【0011】本発明の目的は、着色層への熱プロセスを
低減し、且つ、全体の工程数を削減して製造上の負荷を
削減したカラーフィルタの製造方法を提供し、低抵抗
で、透明性が高く、表面平坦性に優れた透明導電膜と、
表示への影響の少ない柱状スペーサとを備えたカラーフ
ィルタを実現し、さらに該カラーフィルタを用いて液晶
素子を構成することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a color filter in which the heat process for the colored layer is reduced, and the total number of steps is reduced to reduce the manufacturing load. And a transparent conductive film with high surface flatness,
Another object is to realize a color filter provided with a columnar spacer that has little influence on display, and to configure a liquid crystal element using the color filter.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、基板上
に複数の開口部を有する遮光層と、複数色の着色部を色
毎に複数個備えた着色層と、透明導電膜と、上記遮光層
に重なる領域内に形成された柱状スペーサと、を少なく
とも有するカラーフィルタの製造方法であって、上記透
明導電膜上に熱硬化型樹脂組成物からなるスペーサパタ
ーンを形成し、該スペーサパターンに加熱処理を施して
硬化させ、スペーサを形成する工程において、上記透明
導電膜の成膜温度より高い温度で上記スペーサパターン
の加熱硬化処理を行うことにより、上記透明導電膜のア
ニール処理を同時に行うことを特徴とするカラーフィル
タの製造方法である。The first aspect of the present invention is to provide a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color, and a transparent conductive film. A method of manufacturing a color filter having at least a columnar spacer formed in a region overlapping the light shielding layer, wherein a spacer pattern made of a thermosetting resin composition is formed on the transparent conductive film, and the spacer is formed. In the step of heating and curing the pattern to form the spacer, the annealing treatment of the transparent conductive film is simultaneously performed by performing the heat curing treatment of the spacer pattern at a temperature higher than the film forming temperature of the transparent conductive film. A method of manufacturing a color filter, which is characterized in that
【0013】上記本発明のカラーフィルタの製造方法に
おいては、下記の構成を好ましい態様として含む。上記
透明導電膜の成膜時の基板温度が150℃以下である。
上記スペーサパターンの加熱硬化温度が180〜250
℃である。上記熱硬化型樹脂組成物が感光性を有し、該
熱硬化型樹脂組成物層をパターン露光、現像してスペー
サパターンを形成する。上記熱硬化型樹脂組成物層の形
成工程において、熱硬化型樹脂組成物の塗布膜を形成し
た後、該塗布膜を60〜150℃で加熱乾燥させる。上
記熱硬化型樹脂組成物が感光性であり、スペーサパター
ンの形成工程が60〜150℃での乾燥処理を含む。上
記スペーサパターンの加熱硬化処理をホットプレートで
行う。透明導電膜がIn2O3を主成分とする透明導電材
からなる。上記着色層をインクジェット方式により形成
する。In the method for manufacturing a color filter of the present invention, the following constitution is included as a preferable aspect. The substrate temperature during film formation of the transparent conductive film is 150 ° C. or lower.
The heat curing temperature of the spacer pattern is 180 to 250.
℃. The thermosetting resin composition has photosensitivity, and the thermosetting resin composition layer is subjected to pattern exposure and development to form a spacer pattern. In the step of forming the thermosetting resin composition layer, after forming a coating film of the thermosetting resin composition, the coating film is heated and dried at 60 to 150 ° C. The thermosetting resin composition is photosensitive, and the step of forming the spacer pattern includes a drying treatment at 60 to 150 ° C. The heat curing treatment of the spacer pattern is performed with a hot plate. The transparent conductive film is made of a transparent conductive material containing In 2 O 3 as a main component. The colored layer is formed by an inkjet method.
【0014】本発明の第二は、基板上に複数の開口部を
有する遮光層と、複数色の着色部を色毎に複数個備えた
着色層と、透明導電膜と、上記遮光層に重なる領域内に
形成された柱状スペーサとを少なくとも備えたカラーフ
ィルタであって、上記透明導電膜の比抵抗が2.5×1
0-4Ωcm以下であり、上記本発明のカラーフィルタの
製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィ
ルタである。In a second aspect of the present invention, a light shielding layer having a plurality of openings on a substrate, a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color, a transparent conductive film, and the light shielding layer are overlapped. A color filter having at least a columnar spacer formed in a region, wherein the transparent conductive film has a specific resistance of 2.5 × 1.
The color filter has a value of 0 −4 Ωcm or less and is manufactured by the color filter manufacturing method of the present invention.
【0015】上記本発明のカラーフィルタにおいては、
上記着色層と透明導電膜との間に保護層を有することが
好ましい。In the color filter of the present invention,
It is preferable to have a protective layer between the colored layer and the transparent conductive film.
【0016】また、本発明の第三は、一対の基板間に液
晶を挟持してなり、一方の基板が、上記本発明のカラー
フィルタを用いて構成されたことを特徴とする液晶素子
である。Further, a third aspect of the present invention is a liquid crystal device characterized in that a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and one of the substrates is constructed by using the color filter of the present invention. .
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタの製造方
法は、熱硬化型樹脂組成物を用いたスペーサの形成工程
における、該樹脂組成物の加熱硬化処理が透明導電膜の
アニール処理を兼ねることに特徴を有する。よって、ト
ータルな工程数を減らしてカラーフィルタのコストダウ
ンを図ることができる。さらに、上記加熱硬化処理にお
ける加熱硬化温度や透明導電膜の成膜時の基板温度、上
記熱硬化型樹脂組成物層の加熱乾燥温度を適宜設定する
ことによって、透明導電膜の比抵抗、表面平坦性、透明
性、応力を制御すると同時に、着色層の熱プロセスによ
る劣化を防止することができる。以下に、本発明のカラ
ーフィルタ及び製造方法について実施形態を挙げて説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the method for producing a color filter of the present invention, the heat curing treatment of the resin composition in the step of forming the spacer using the thermosetting resin composition also serves as the annealing treatment of the transparent conductive film. It is characterized by Therefore, it is possible to reduce the total number of steps and reduce the cost of the color filter. Furthermore, by appropriately setting the heat curing temperature in the heat curing treatment, the substrate temperature at the time of forming the transparent conductive film, and the heat drying temperature of the thermosetting resin composition layer, the specific resistance of the transparent conductive film and the surface flatness can be improved. It is possible to control the properties, transparency, and stress, and at the same time prevent deterioration of the colored layer due to a thermal process. Hereinafter, the color filter and the manufacturing method of the present invention will be described with reference to embodiments.
【0018】本発明のカラーフィルタは、基本構成とし
て、基板上に複数の開口部を有する遮光層と、複数色の
着色部を色毎に複数個備えた着色層と、透明導電膜と、
上記遮光層に重なる領域内に形成された柱状スペーサと
を有し、必要に応じて、着色層と透明導電膜の間に保護
層を有する。The color filter of the present invention has, as a basic configuration, a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color, and a transparent conductive film.
A columnar spacer is formed in a region overlapping the light shielding layer, and a protective layer is provided between the colored layer and the transparent conductive film, if necessary.
【0019】本発明において、着色層の形成方法として
は、従来のカラーフィルタの製造方法、即ち、前記した
染色法や顔料分散法、印刷法などを用いることができる
が、特に、表面凹凸の少ない平坦な着色層を形成するこ
とが可能な、インクジェット方式が好ましく用いられ
る。In the present invention, as a method for forming a colored layer, a conventional color filter manufacturing method, that is, the above-mentioned dyeing method, pigment dispersion method, printing method or the like can be used, but in particular, the surface unevenness is small. An inkjet method capable of forming a flat colored layer is preferably used.
【0020】図1、図2に、着色層をインクジェット方
式によって形成する、本発明の製造方法の好ましい一実
施形態の工程を模式的に示す。図中、1は支持基板、2
はブラックマトリクス、3はインク受容層、4はフォト
マスク、5は非着色部、6は被着色部、7はインク、9
は着色部、10は保護層、21は透明導電膜、22は熱
硬化型樹脂組成物層、23はフォトマスク、24はスペ
ーサである。FIG. 1 and FIG. 2 schematically show the steps of a preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention in which the colored layer is formed by an ink jet method. In the figure, 1 is a support substrate, 2
Is a black matrix, 3 is an ink receiving layer, 4 is a photomask, 5 is a non-colored portion, 6 is a colored portion, 7 is ink, 9 is
Is a colored portion, 10 is a protective layer, 21 is a transparent conductive film, 22 is a thermosetting resin composition layer, 23 is a photomask, and 24 is a spacer.
【0021】図1、図2の工程によって得られた本発明
のカラーフィルタのスペーサ24とブラックマトリクス
2との関係を図3に平面図によって模式的に示す。尚、
図1の工程は図3のA−A’断面、図2の工程は図3の
B−B’断面に相当する。以下、図1、図2に沿って各
工程を詳細に説明するが、図1(a)〜(d)、図2
(e)〜(g)の各工程は以下の工程(a)〜(g)の
各工程に相当する断面模式図である。The relationship between the spacers 24 of the color filter of the present invention and the black matrix 2 obtained by the steps of FIGS. 1 and 2 is schematically shown in FIG. 3 in a plan view. still,
The process of FIG. 1 corresponds to the AA ′ cross section of FIG. 3, and the process of FIG. 2 corresponds to the BB ′ cross section of FIG. Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and FIGS. 1 (a) to 1 (d) and FIG.
Each step of (e) to (g) is a schematic sectional view corresponding to each step of the following steps (a) to (g).
【0022】工程(a)
支持基板1上に複数の開口部を有する遮光層、次いでイ
ンク受容層3を形成する。本実施形態は遮光層としてブ
ラックマトリクス2を形成した例であり、遮光層として
はブラックストライプでも良い。Step (a) A light-shielding layer having a plurality of openings and then an ink receiving layer 3 are formed on the supporting substrate 1. This embodiment is an example in which the black matrix 2 is formed as the light shielding layer, and the light shielding layer may be a black stripe.
【0023】本発明に用いられる支持基板1としては、
一般にガラス基板が用いられるが、カラーフィルタとし
ての透明性、機械的強度等の必要特性を有するものであ
れば、ガラス基板に限定されるものではなく、プラスチ
ック基板なども用いることができる。また、ブラックマ
トリクス2としては、通常Cr金属膜或いはCr−Cr
Oxの積層膜が用いられるが、必要に応じてカーボンブ
ラック等の黒色顔料を樹脂中に分散したいわゆる樹脂ブ
ラックマトリクスを用いても良い。As the supporting substrate 1 used in the present invention,
Generally, a glass substrate is used, but the substrate is not limited to the glass substrate as long as it has necessary properties such as transparency and mechanical strength as a color filter, and a plastic substrate or the like can be used. The black matrix 2 is usually a Cr metal film or Cr-Cr.
Although a laminated film of O x is used, a so-called resin black matrix in which a black pigment such as carbon black is dispersed in a resin may be used if necessary.
【0024】インク受容層3は、後述する工程において
着色して着色部9を形成するための着色媒体であり、好
ましくは、光照射或いは光照射と熱処理によってインク
受容能が変化する感光性樹脂組成物で形成し、次工程に
おいてパターン露光して混色防止のための非着色部5を
形成する。感光性としては、ネガ型、ポジ型のいずれで
も良く、具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、シリコーン樹脂、ヒドロキシプロピルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体或いは
その変性物、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリス
チレン系樹脂などが必要に応じて光開始剤(架橋剤)と
併せて用いられる。光開始剤としては、重クロム酸塩、
ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始
剤、アニオン系開始剤等が使用可能であり、さらには、
これらの光開始剤を混合して、或いは他の増感剤と組み
合わせて使用することができる。さらに、オニウム塩な
どの光酸発生剤を架橋剤として使用することも可能であ
る。本実施形態は、光照射によりインク受容能を消失
(或いは低減)する、ネガ型の樹脂組成物を用いた例を
示す。The ink receiving layer 3 is a coloring medium for forming the colored portion 9 by coloring in the step described later, and is preferably a photosensitive resin composition whose ink receiving ability is changed by light irradiation or light irradiation and heat treatment. Then, in the next step, pattern exposure is performed to form the non-colored portion 5 for preventing color mixture. The photosensitivity may be either negative type or positive type, and specifically, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, hydroxypropyl cellulose,
Cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose or modified products thereof, amide resins, phenol resins, polystyrene resins and the like are used in combination with a photoinitiator (crosslinking agent) as required. As the photoinitiator, dichromate,
Bisazide compounds, radical initiators, cationic initiators, anionic initiators, etc. can be used.
These photoinitiators can be used as a mixture or in combination with other sensitizers. Furthermore, it is also possible to use a photoacid generator such as an onium salt as a crosslinking agent. The present embodiment shows an example using a negative resin composition that loses (or reduces) the ink receiving ability by light irradiation.
【0025】上記感光性樹脂組成物は、スピンコート、
ロールコート、バーコート、スプレーコート、ディップ
コート等の方法により透明基板1上に塗布し、必要に応
じてプリベークしてインク受容層3とする。インク受容
層3の厚さは、通常0.3〜3.0μm程度である。The above-mentioned photosensitive resin composition is spin coated,
It is applied on the transparent substrate 1 by a method such as roll coating, bar coating, spray coating, or dip coating, and if necessary, prebaked to form the ink receiving layer 3. The thickness of the ink receiving layer 3 is usually about 0.3 to 3.0 μm.
【0026】工程(b)
インク受容層3を感光性樹脂組成物で形成した場合に
は、フォトマスク4を用いて、インク受容層3をパター
ン露光し、露光部分のインク受容能を消失(或いは低
減)せしめて非着色部5を形成する。当該工程において
露光されなかった領域は被着色部6となる。非着色部5
はブラックマトリクス2に重なる位置に形成され、特
に、ブラックマトリクス2の開口部境界における白抜け
を防止する観点から、ブラックマトリクス2の幅よりも
非着色部5が狭くなるように形成することが好ましい。
さらに、インクジェットヘッドの走査方向に対しては同
じ色の着色画素(ブラックマトリクス2の開口部内の着
色部領域)が配置するため、走査方向に沿ってドット状
に配置したブラックマトリクス2の開口部行に対して、
非着色部5を該開口部行を挟んで平行なストライプ状に
形成することで、走査方向に平行なストライプ状の被着
色部6が形成され、着色時にインク7を該被着色部6に
連続して吐出できるため、好ましい。Step (b) When the ink receiving layer 3 is formed of a photosensitive resin composition, the ink receiving layer 3 is pattern-exposed using the photomask 4 to eliminate the ink receiving ability of the exposed portion (or At least, the non-colored portion 5 is formed. The area that has not been exposed in this step becomes the colored portion 6. Non-colored part 5
Is formed at a position overlapping the black matrix 2, and in particular, from the viewpoint of preventing white voids at the opening boundary of the black matrix 2, it is preferable that the non-colored portion 5 be narrower than the width of the black matrix 2. .
Further, since the colored pixels of the same color (the colored portion regions in the openings of the black matrix 2) are arranged in the scanning direction of the inkjet head, the opening rows of the black matrix 2 arranged in dots along the scanning direction. Against
By forming the non-colored portions 5 in a stripe shape parallel to each other across the opening row, stripe-shaped colored portions 6 parallel to the scanning direction are formed, and the ink 7 is continuously applied to the colored portions 6 during coloring. It is preferable because it can be discharged.
【0027】また、混色防止効果を高める上で、非着色
部5が撥インク性を発現するような成分をインク受容層
3に付与しておくことも好ましく適用される。また、露
光によりインク受容能が発現(或いは増加)するポジ型
の樹脂組成物を用いた場合には、逆のパターンで露光す
ればよい。Further, in order to enhance the effect of preventing color mixture, it is also preferably applied to the ink receiving layer 3 that the non-colored portion 5 develops ink repellency. When a positive resin composition that exhibits (or increases) the ink receiving ability by exposure is used, the exposure may be performed in the reverse pattern.
【0028】工程(c)
インクジェットヘッド(不図示)より、所定の着色パタ
ーンに沿って、所定の色のインク7を被着色部6に吐出
し、着色する。Step (c) An ink-jet head (not shown) ejects ink 7 of a predetermined color onto the portion 6 to be colored along a predetermined coloring pattern for coloring.
【0029】本発明において用いられるインクジェット
方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体
を用いたバブルジェット(登録商標)タイプ、或いは、
圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能で
あり、着色面積及び着色パターンは任意に設定すること
ができる。The ink jet method used in the present invention is a bubble jet (registered trademark) type using an electrothermal converter as an energy generating element, or
A piezo jet type using a piezoelectric element or the like can be used, and the coloring area and coloring pattern can be set arbitrarily.
【0030】また、インク受容層3の着色に用いられる
インク7は、染料或いは顔料等着色剤を含有し、吐出時
に液状であるものであれば、いずれでも好ましく用いら
れる。The ink 7 used for coloring the ink receiving layer 3 is preferably any ink as long as it contains a coloring agent such as a dye or a pigment and is liquid at the time of ejection.
【0031】工程(d)
熱処理或いは光照射等必要な処理を施してインク受容層
全体を硬化させ、非着色部5と着色部9からなる着色層
を形成する。Step (d) A necessary treatment such as heat treatment or light irradiation is carried out to cure the entire ink receiving layer to form a colored layer consisting of the non-colored portion 5 and the colored portion 9.
【0032】さらに、必要に応じて着色層上に保護層1
0を形成する。保護層10は光硬化型、熱硬化型、或い
は熱・光併用硬化型の樹脂組成物層、或いは蒸着、スパ
ッタ等によって形成された無機膜等を用いることができ
る。いずれの場合もカラーフィルタとしての透明性を有
し、その後の透明導電膜形成工程、配向膜形成工程等に
耐えるものであれば使用することができる。Further, if necessary, a protective layer 1 may be provided on the colored layer.
Form 0. As the protective layer 10, a photocurable type, a thermosetting type, or a combination of heat and light curing type resin composition layer, or an inorganic film formed by vapor deposition, sputtering or the like can be used. In any case, any material can be used as long as it has transparency as a color filter and can withstand the subsequent transparent conductive film forming step, alignment film forming step and the like.
【0033】工程(e)
着色層或いは保護層10上に、透明導電膜21を形成
し、さらにその上にスペーサ形成材である、熱硬化型樹
脂組成物層22を形成する。Step (e) A transparent conductive film 21 is formed on the colored layer or the protective layer 10, and a thermosetting resin composition layer 22 as a spacer forming material is further formed thereon.
【0034】本発明において、透明導電膜21を形成す
る透明導電材としては、酸化インジウムスズ(IT
O)、酸化亜鉛、酸化スズ、及びその合金等を用いるこ
とができる。特に、In2O3を主体とする透明導電材は
化学的に安定であり、且つ、抵抗値が低く、透明性が高
く、カラー表示特性を損なわないため、好ましい。この
ような透明導電膜21の厚さとしては、通常0.01〜
1μm、好ましくは0.03〜0.5μmである。本発
明においては、透明導電膜21の成膜時の基板温度を1
50℃以下の、透明導電材の結晶化温度より低い温度に
設定することが望ましい。より好ましくは100℃以下
で成膜することで、リーフ状のグレインが形成されない
ため、非常に表面が平滑な透明導電膜21が得られる。
また、低温で成膜することによって、透明導電膜21の
応力が低く、後述する透明導電膜21のアニール処理温
度を高くした場合であっても、透明導電膜21と着色層
或いは保護層10との線膨張係数の違いによるしわやク
ラックの発生が防止される。In the present invention, as the transparent conductive material forming the transparent conductive film 21, indium tin oxide (IT
O), zinc oxide, tin oxide, and alloys thereof can be used. In particular, a transparent conductive material mainly composed of In 2 O 3 is preferable because it is chemically stable, has a low resistance value, high transparency, and does not impair the color display characteristics. The thickness of such a transparent conductive film 21 is usually 0.01 to
It is 1 μm, preferably 0.03 to 0.5 μm. In the present invention, the substrate temperature during film formation of the transparent conductive film 21 is set to 1
It is desirable to set the temperature to 50 ° C. or lower, which is lower than the crystallization temperature of the transparent conductive material. More preferably, by forming the film at 100 ° C. or lower, leaf-shaped grains are not formed, so that the transparent conductive film 21 having a very smooth surface can be obtained.
Even when the stress of the transparent conductive film 21 is low and the annealing temperature of the transparent conductive film 21 described later is increased by forming the film at a low temperature, the transparent conductive film 21 and the colored layer or the protective layer 10 are Wrinkles and cracks due to the difference in linear expansion coefficient between the two are prevented.
【0035】また、本発明において用いられる熱硬化型
樹脂組成物としては、好ましくは感光性であり、市販の
紫外線硬化型レジストを好ましく用いることができる。
本実施形態はこのようなレジストを用いた例であり、厚
さ1〜10μmの範囲で透明導電膜21上に全面に塗布
する。塗布方法としては、ディップ法、ロールコータ
法、スピンナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバー
による方法などが好適に用いられ、この後、オーブンや
ホットプレートを用いて加熱乾燥させる。The thermosetting resin composition used in the present invention is preferably photosensitive and a commercially available ultraviolet curable resist can be preferably used.
The present embodiment is an example using such a resist, and is applied over the entire surface of the transparent conductive film 21 in a thickness range of 1 to 10 μm. As a coating method, a dipping method, a roll coater method, a spinner method, a die coating method, a method using a wire bar, or the like is preferably used, and thereafter, it is dried by heating using an oven or a hot plate.
【0036】熱硬化型樹脂組成物層22を形成した状態
で、透明導電膜21は樹脂層に挟まれた状態となり、且
つ、完全に結晶化していないため、内部に結晶学的な欠
陥を多く含有する。この状態で、上記熱硬化型樹脂組成
物層22の加熱乾燥工程として、透明導電膜21の成膜
温度より高く且つ結晶化温度より低い温度で長時間の加
熱が行われると、樹脂層からの脱ガスによるコンタミネ
ーションや透明導電膜21内の結晶格子間に存在する酸
素や酸素空乏が表面に拡散することによって、後述す
る、加熱硬化処理工程を兼ねたアニール処理において、
アニール時間が長くなる、透明導電膜21の比抵抗が下
がらない、透明性が低下するなどの影響を及ぼす。With the thermosetting resin composition layer 22 formed, the transparent conductive film 21 is sandwiched between the resin layers and is not completely crystallized, so that many crystallographic defects are present inside. contains. In this state, when the thermosetting resin composition layer 22 is heated and dried at a temperature higher than the film formation temperature of the transparent conductive film 21 and lower than the crystallization temperature for a long time, the resin layer is removed from the resin layer. In contamination due to degassing or diffusion of oxygen and oxygen depletion existing between crystal lattices in the transparent conductive film 21 to the surface, in an annealing treatment which also serves as a heat curing treatment step, which will be described later,
This has the effects of increasing the annealing time, preventing the specific resistance of the transparent conductive film 21 from decreasing, and decreasing the transparency.
【0037】図5に、熱硬化型樹脂組成物層22の加熱
乾燥温度を60℃〜180℃に変えて行った際の、アニ
ール処理における加熱時間による透明導電膜21(IT
O)の比抵抗低下の様子を示す。図5に示したように、
乾燥温度が60℃〜120℃では透明導電膜21の結晶
化が速やかに進行し、3分程度で比抵抗が低くなるのに
対して、乾燥温度が160℃の場合には、同じ3分間の
アニール処理では、60℃〜120℃と同程度の比抵抗
まで低下しない。実用上、比抵抗は2.5×10-4Ωc
m以下であれば、問題が無い。よって、熱硬化型樹脂組
成物層22の乾燥条件は、使用する樹脂、溶媒、塗布量
により異なるが、60℃〜150℃で1〜30分とする
のが好ましい。より望ましくは、工程を簡略化するた
め、60℃〜100℃で1〜10分程度とする。FIG. 5 shows the transparent conductive film 21 (IT) depending on the heating time in the annealing treatment when the heating and drying temperature of the thermosetting resin composition layer 22 is changed from 60 ° C. to 180 ° C.
The state of the decrease in the specific resistance of O) is shown. As shown in FIG.
When the drying temperature is 60 ° C. to 120 ° C., the crystallization of the transparent conductive film 21 progresses rapidly and the specific resistance is lowered in about 3 minutes, whereas when the drying temperature is 160 ° C., the same 3 minutes is required. The annealing treatment does not reduce the resistivity to the same level as 60 ° C to 120 ° C. Practically, the specific resistance is 2.5 × 10 -4 Ωc
If it is m or less, there is no problem. Therefore, the drying condition of the thermosetting resin composition layer 22 varies depending on the resin used, the solvent, and the coating amount, but it is preferably 1 to 30 minutes at 60 to 150 ° C. More preferably, in order to simplify the process, the temperature is set to 60 ° C. to 100 ° C. for about 1 to 10 minutes.
【0038】工程(f)
熱硬化型樹脂組成物層22が感光性の場合には、スペー
サを形成する位置に開口部を有するフォトマスク23を
介して、ブラックマトリクス2に重なる位置(本実施形
態では、ブラックマトリクス2の交差部)に光を照射す
る。熱硬化型樹脂組成物が紫外線硬化型の場合、用いる
紫外線の波長は当該樹脂組成物の感度に合わせて設定さ
れるが、一般的には365nmである。その後、アルカ
リ現像液にて現像した後、柱状スペーサパターンを形成
する。本発明においては、該パターンの形状は円柱、四
角柱のいずれでも良く、また円錐、角錐であっても構わ
ない。Step (f) When the thermosetting resin composition layer 22 is photosensitive, a position overlapping the black matrix 2 via a photomask 23 having an opening at a position for forming a spacer (this embodiment). Then, light is applied to the intersection of the black matrix 2). When the thermosetting resin composition is an ultraviolet curable resin, the wavelength of the ultraviolet ray used is set according to the sensitivity of the resin composition, but is generally 365 nm. Then, after developing with an alkaline developer, a columnar spacer pattern is formed. In the present invention, the shape of the pattern may be either a cylinder or a quadratic prism, and may be a cone or a pyramid.
【0039】工程(g)
柱状スペーサパターンに所定の加熱硬化処理(ポストベ
ーク)を施して硬化させ、柱状スペーサ24を形成す
る。本発明においては、当該加熱硬化処理が透明導電膜
21のアニール処理を兼ね、当該処理によって透明導電
膜21は結晶化して比抵抗が低く、透明性の高い透明導
電膜21が得られる。Step (g) The columnar spacer pattern is subjected to a predetermined heat curing treatment (post-baking) to be cured, thereby forming the columnar spacer 24. In the present invention, the heat curing treatment also serves as the annealing treatment of the transparent conductive film 21, and the transparent conductive film 21 is crystallized by the treatment to have a low specific resistance and high transparency.
【0040】本発明において、本加熱硬化処理における
加熱硬化温度が低い場合には、透明導電膜21の比抵
抗、透明性が改善されず、当該カラーフィルタを用いて
液晶素子を構成した際の輝度が低くなる等の問題を生じ
る。また、柱状スペーサ24の硬度や付着力等、機械的
強度が不十分になり、スペーサ24の剥がれ、変形等が
起こりやすい。その結果、液晶素子の信頼性が低下する
という不具合が生じる。In the present invention, when the heat curing temperature in the main heat curing treatment is low, the specific resistance and transparency of the transparent conductive film 21 are not improved, and the brightness when a liquid crystal element is constructed by using the color filter. Results in problems such as low. Further, the mechanical strength such as hardness and adhesion of the columnar spacer 24 becomes insufficient, so that the spacer 24 is likely to be peeled off or deformed. As a result, there arises a problem that the reliability of the liquid crystal element is lowered.
【0041】一方、加熱硬化温度が高すぎた場合には、
着色層の劣化を引き起こす恐れがある。図6に当該加熱
硬化温度による透明導電膜21(ITO)の比抵抗を、
図7にR、G、Bの各着色部9の加熱硬化処理前後での
色差ΔE* abを示す。On the other hand, if the heat curing temperature is too high,
This may cause deterioration of the colored layer. FIG. 6 shows the specific resistance of the transparent conductive film 21 (ITO) depending on the heat curing temperature.
FIG. 7 shows the color difference ΔE * ab before and after the heat curing treatment of each of the R, G, and B colored portions 9.
【0042】図7から明らかなように、加熱温度が25
0℃以上でBの着色部はΔE* abが3以上となり、好ま
しくない。また、Gに至っては230℃以上でΔE* ab
が3以上となってしまう。このように、着色層は有機材
料で形成されていることから耐熱性には限界があり、用
いる有機材料の種類によっても異なるが、230℃以上
での加熱は少なからず劣化を生じる。従来は、特に、透
明導電膜21のアニール処理と、スペーサパターンの加
熱硬化処理の2回の加熱処理が行われていたため、着色
層のダメージが大きかった。これに対して本発明は、加
熱処理が1回ですむため着色層のダメージは大幅に低減
するが、上記したように、加熱温度が高すぎた場合に
は、着色層の劣化は避けられなくなる。また、高温で処
理を行った場合には、透明導電膜21と着色層或いは保
護層10との線膨張係数の違いによりしわやクラックが
生じるという問題があるが、前記したように、透明導電
膜21を低温で成膜しておけば、透明導電膜21の応力
が低いことからしわやクラックの発生は防止される。よ
って、本願発明において、スペーサパターンの加熱硬化
処理を兼ねた透明導電膜21のアニール処理における加
熱硬化温度は180〜250℃が好ましく、より好まし
くは190℃〜230℃である。As is apparent from FIG. 7, the heating temperature is 25
At 0 ° C. or higher, the colored portion of B has ΔE * ab of 3 or more, which is not preferable. In addition, G reaches ΔE * ab above 230 ° C.
Will be 3 or more. As described above, since the colored layer is formed of an organic material, there is a limit to heat resistance, and heating at 230 ° C. or higher causes deterioration not a little, though it varies depending on the type of organic material used. Conventionally, since the heat treatment of the transparent conductive film 21 and the heat curing treatment of the spacer pattern are performed twice, the damage to the colored layer is large. On the other hand, in the present invention, since the heat treatment is performed only once, the damage of the coloring layer is significantly reduced, but as described above, when the heating temperature is too high, the deterioration of the coloring layer cannot be avoided. . Further, when the treatment is performed at a high temperature, there is a problem that wrinkles and cracks occur due to the difference in linear expansion coefficient between the transparent conductive film 21 and the colored layer or the protective layer 10. If 21 is formed at a low temperature, the stress of the transparent conductive film 21 is low, so that generation of wrinkles and cracks is prevented. Therefore, in the present invention, the heat curing temperature in the annealing treatment of the transparent conductive film 21 which also serves as the heat curing treatment for the spacer pattern is preferably 180 to 250 ° C, more preferably 190 ° C to 230 ° C.
【0043】尚、当該加熱硬化処理の方法としては、ホ
ットプレート加熱、オーブン加熱などが一般的である
が、リードタイムの観点、また、パーティクルの観点か
らホットプレートを用いる方が望ましい。As the method of the heat curing treatment, hot plate heating, oven heating, etc. are generally used, but it is preferable to use the hot plate from the viewpoint of lead time and particles.
【0044】図8に、ホットプレートとオーブンでの基
板の昇温特性の違いを示す。図中、実線はホットプレー
ト、破線はオーブンを示す。図8に示したように、オー
ブンを用いた場合に比べて、ホットプレートでは急激に
基板温度が上昇し、目標温度に達するまでの時間が短
い。これは処理時間の低減のみならず、透明導電膜のア
ニール処理に対しても影響を与える。即ち、透明導電膜
のアニール処理においては、短時間で高温を与えた方が
より結晶化しやすく、高温で成膜した場合との成膜時の
最適な酸素分圧条件の差が小さくなるため、酸素流量の
制御も容易となる。従って、本発明ではホットプレート
を用いて加熱硬化処理を行うことが望ましい。FIG. 8 shows the difference in the temperature rising characteristics of the substrate between the hot plate and the oven. In the figure, the solid line indicates the hot plate and the broken line indicates the oven. As shown in FIG. 8, in the hot plate, the substrate temperature rises sharply and the time to reach the target temperature is shorter than in the case where an oven is used. This not only reduces the processing time but also affects the annealing process of the transparent conductive film. That is, in the annealing treatment of the transparent conductive film, it is easier to crystallize when a high temperature is applied for a short time, and the difference between the optimum oxygen partial pressure conditions at the time of film formation at the time of film formation becomes small. Control of the oxygen flow rate becomes easy. Therefore, in the present invention, it is desirable to perform heat curing treatment using a hot plate.
【0045】尚、ホットプレートを用いた加熱方法とし
ては、密着タイプとプロキシタイプとがあるが、プロキ
シであってもホットプレートに基板をできるだけ近接さ
せることによって急速に加熱することが可能であるた
め、本発明ではいずれの方法も好ましく用いることがで
きる。As a heating method using a hot plate, there are a contact type and a proxy type. However, even with a proxy, it is possible to heat rapidly by bringing the substrate as close as possible to the hot plate. In the present invention, either method can be preferably used.
【0046】図4に、図1〜図2の工程で得られたカラ
ーフィルタを用いて構成した液晶素子の一実施形態の断
面模式図を示す。図中、41は対向基板、42は画素電
極、43,44は配向膜、45は液晶であり、図1、図
2と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
尚、図4は、図3のA−A’に相当する位置での断面図
である。FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of a liquid crystal element constituted by using the color filter obtained in the steps of FIGS. In the figure, reference numeral 41 is a counter substrate, 42 is a pixel electrode, 43 and 44 are alignment films, and 45 is a liquid crystal. The same members as those in FIGS.
Incidentally, FIG. 4 is a sectional view at a position corresponding to AA ′ in FIG.
【0047】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
タ側の基板1と対向基板41とを合わせ込み、液晶45
を封入することにより形成される。液晶素子の一方の基
板41の内側に、TFT(不図示)と画素電極42がマ
トリクス状に形成されている。また、カラーフィルタ側
の基板1の内側には、画素電極42に対向する位置に、
R、G、Bが配列するように、カラーフィルタの着色部
9が形成され、その上に透明導電膜21が形成される。
さらに、両基板の面内には配向膜43、44が形成され
ており、液晶分子を一定方向に配列させている。これら
の基板は、図2のスペーサ24によって所定の距離を置
いて対向配置され、シール材(不図示)によって貼り合
わされ、その間隙に液晶45が充填される。In the color liquid crystal element, generally, the substrate 1 on the color filter side and the counter substrate 41 are put together to form a liquid crystal 45.
Is formed by encapsulating. TFTs (not shown) and pixel electrodes 42 are formed in a matrix on the inside of one substrate 41 of the liquid crystal element. Further, inside the substrate 1 on the color filter side, at a position facing the pixel electrode 42,
The colored portion 9 of the color filter is formed so that R, G, and B are arranged, and the transparent conductive film 21 is formed thereon.
Further, alignment films 43 and 44 are formed on the surfaces of both substrates, and liquid crystal molecules are arranged in a fixed direction. These substrates are arranged to face each other with a predetermined distance by the spacer 24 of FIG. 2, are bonded by a sealing material (not shown), and the liquid crystal 45 is filled in the gap.
【0048】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
41及び画素電極42を透明素材で形成し、それぞれの
基板の外側に偏光板を接着し、一般的に蛍光灯と散乱板
を組み合わせたバックライトを用い、液晶化合物をバッ
クライトの光の透過率を変化させる光シャッターとして
機能させることにより表示を行う。また、反射型の場合
には、基板41或いは画素電極42を反射機能を備えた
素材で形成するか、或いは、基板41上に反射層を設
け、透明基板1の外側に偏光板を設け、カラーフィルタ
側から入射した光を反射して表示を行う。In the case of a transmissive liquid crystal device, the substrate 41 and the pixel electrode 42 are formed of a transparent material, a polarizing plate is adhered to the outside of each substrate, and generally a fluorescent lamp and a scattering plate are combined. The display is performed by using a backlight and causing the liquid crystal compound to function as an optical shutter that changes the light transmittance of the backlight. In the case of a reflective type, the substrate 41 or the pixel electrode 42 is formed of a material having a reflection function, or a reflective layer is provided on the substrate 41 and a polarizing plate is provided outside the transparent substrate 1, The display is performed by reflecting the light incident from the filter side.
【0049】また、本発明の液晶素子においては、本発
明のカラーフィルタを用いて構成されていれば、他の部
材については従来の技術をそのまま用いることができる
ことは言うまでもない。Further, in the liquid crystal element of the present invention, it goes without saying that, as long as it is configured using the color filter of the present invention, conventional techniques can be used as it is for other members.
【0050】[0050]
【実施例】〔着色層の形成〕ブラックマトリクスの形成
されたガラス基板上に、下記の組成からなる樹脂組成物
をエチルセロソルブに溶解して膜厚2μmとなるように
スピンコートし、90℃で20分間のプリベークを行っ
て樹脂組成物層(インク受容層)を形成した。Example [Formation of Colored Layer] On a glass substrate having a black matrix formed thereon, a resin composition having the following composition was dissolved in ethyl cellosolve and spin-coated so as to have a film thickness of 2 μm, and then at 90 ° C. Prebaking was performed for 20 minutes to form a resin composition layer (ink receiving layer).
【0051】 ・樹脂組成物の組成 アクリル系共重合体 97重量部 メチルメタクリレート 50重量部 ヒドロキシエチルメタクリレート 30重量部 N−メチロールアクリルアミド 20重量部 トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート 3重量部[0051] ・ Composition of resin composition Acrylic copolymer 97 parts by weight Methyl methacrylate 50 parts by weight Hydroxyethyl methacrylate 30 parts by weight N-methylol acrylamide 20 parts by weight Triphenylsulfonium hexafluoroantimonate 3 parts by weight
【0052】次いで、上記ブラックマトリクスの幅より
も狭いストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介
してブラックマトリクス上の上記樹脂組成物層をストラ
イプ状にパターン露光し、さらに120℃のホットプレ
ート上で1分間の熱処理を施した。次いで、未露光部に
対して、インクジェット記録装置を用いて、R、G、B
の染料インクを付与し、連続するドットでストライプ状
のパターンを着色した後、90℃で5分間のインク乾燥
を行い、引き続き200℃で60分間の熱処理を行って
樹脂組成物層を硬化させ、着色層を形成した。Next, the resin composition layer on the black matrix is pattern-wise exposed in a stripe pattern through a photomask having a stripe-shaped opening narrower than the width of the black matrix, and further on a hot plate at 120 ° C. Heat treatment was performed for 1 minute. Then, for the unexposed portion, R, G, B are used by using an inkjet recording device.
Dye ink is applied and the stripe pattern is colored with continuous dots, then the ink is dried at 90 ° C. for 5 minutes, and then heat treated at 200 ° C. for 60 minutes to cure the resin composition layer, A colored layer was formed.
【0053】次いで、上記着色層上に、二液型の熱硬化
型樹脂組成物(日本合成ゴム社製「オプトマーSS66
99G」)を膜厚1μmとなるようにスピンコートし、
90℃で30分間のプリベークを行った後、230℃で
60分間の熱処理を行って保護層を形成した。Then, a two-component thermosetting resin composition ("Optomer SS66" manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. was formed on the colored layer.
99G ") is spin-coated to a film thickness of 1 μm,
After prebaking at 90 ° C. for 30 minutes, heat treatment was performed at 230 ° C. for 60 minutes to form a protective layer.
【0054】〔透明導電膜の成膜〕上記保護層上にスパ
ッタリングにより透明導電膜を成膜した。成膜領域を制
限するマスクにはFe−Ni合金(42アロイ)材を用
い、マスクの厚さは0.2mmとし、マスクの開口形状
はフォトリソによるエッチングによって形成した。基板
に対する位置出しは、上記マスクをガラス基板に被せ、
専用のステージ上で、ガラス基板、マスクともに基準面
となる2辺を専用ステージ上に設けられた基準ピンに突
き当てることによって行った。次いで、マスクと基板を
固定するためにクリップ状の治具を用いて仮固定した。[Film Formation of Transparent Conductive Film] A transparent conductive film was formed on the protective layer by sputtering. A Fe-Ni alloy (42 alloy) material was used for the mask that limits the film formation region, the thickness of the mask was 0.2 mm, and the opening shape of the mask was formed by etching by photolithography. For positioning with respect to the substrate, cover the glass substrate with the mask,
On the dedicated stage, the two sides, which are the reference surfaces of both the glass substrate and the mask, were abutted against the reference pins provided on the dedicated stage. Then, the mask and the substrate were temporarily fixed by using a clip-shaped jig.
【0055】以上のようにしてマスクを固定した基板
を、外部カセットから枚葉式スパッタ装置に投入し、加
熱室において表1に示す成膜温度に加熱した後、スパッ
タ室へ搬送し、透明導電膜の成膜を行った。その際、ス
パッタ室でも基板を所定の成膜温度に保たれるように裏
面から加熱を行った。スパッタリング用ターゲットはI
n2O3にSnO2を10重量%含有させた焼結体ターゲ
ットで、純度:99.99%、相対密度:98%以上の
ものを用いた。また、クライオポンプにより5×10-5
Pa以下に排気された状態で、Ar流量:180scc
m、O2流量:2.5sccmとし、スパッタ圧力:
0.6PaにてITOの成膜を行った。成膜時はターゲ
ットの後ろに配置されたカソードマグネットを揺動させ
ることによって、面内で膜厚が均一になるように制御を
行った。カソードに投入するパワーは2.3kWとし、
膜厚は135nmとなるように成膜を行った。The substrate on which the mask is fixed as described above is put into the single-wafer sputtering apparatus from the external cassette, heated to the film forming temperature shown in Table 1 in the heating chamber, and then transferred to the sputtering chamber to obtain a transparent conductive film. A film was formed. At that time, heating was performed from the back surface so that the substrate was kept at a predetermined film forming temperature even in the sputtering chamber. The sputtering target is I
A sintered compact target containing 10 wt% SnO 2 in n 2 O 3 and having a purity of 99.99% and a relative density of 98% or more was used. Also, 5 × 10 -5 by cryopump
Ar flow rate: 180 scc when exhausted below Pa
m, O 2 flow rate: 2.5 sccm, sputtering pressure:
The ITO film was formed at 0.6 Pa. During film formation, the cathode magnet placed behind the target was swung to control the film thickness to be uniform in the plane. The power applied to the cathode is 2.3 kW,
The film was formed to have a film thickness of 135 nm.
【0056】尚、成膜室内ではマスクが基板とより密着
するように均熱板内にはSm−Co系マグネットをマス
クの形状に合わせて配置し、基板が該マグネットによっ
てマスクに挟み込まれるような形のまま、成膜を行っ
た。成膜の終了した基板は搬入・搬出室の専用カセット
に回収された後、大気開放して、外部カセットに取り出
した。その後、治具で固定されたマスクを取り除き、成
膜を完了した。In the film forming chamber, an Sm-Co magnet is arranged in the heat equalizing plate in conformity with the shape of the mask so that the mask is more closely attached to the substrate, and the substrate is sandwiched by the magnet. The film was formed in the shape. The substrate on which the film formation was completed was collected in a dedicated cassette in the loading / unloading chamber, then opened to the atmosphere, and taken out to an external cassette. Then, the mask fixed by the jig was removed, and the film formation was completed.
【0057】尚、表1のNo.7、8については、透明
導電膜の成膜後、スペーサ形成前に従来と同様のアニー
ル処理を8分間行った。In Table 1, No. For Nos. 7 and 8, after the transparent conductive film was formed, the same annealing treatment as the conventional one was performed for 8 minutes before the spacer formation.
【0058】〔スペーサの形成〕上記の工程で透明導電
膜を形成した基板に、顔料の入っていないスペーサ材料
(日本合成ゴム社製「オプトマーNN−700」)をス
ピンナーにて全面塗布後、ホットプレートで5分間、表
1の温度にて加熱乾燥した。次に、スペーサを形成した
いブラックマトリクス上の所望の位置に開口部を有する
フォトマスクを介して365nmの波長の紫外線を照射
し、アルカリ水溶液で60秒間現像し、表1に示す温度
でホットプレート上で8分間、加熱硬化処理を施し、ス
ペーサを形成した。[Formation of Spacer] A spacer material (“Optomer NN-700” manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) containing no pigment is applied on the entire surface of the substrate on which the transparent conductive film is formed in the above step by a spinner and then hot. The plate was heated and dried at the temperature shown in Table 1 for 5 minutes. Next, ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm are irradiated through a photomask having an opening at a desired position on a black matrix where a spacer is to be formed, development is performed for 60 seconds with an alkaline aqueous solution, and the temperature is shown in Table 1 on a hot plate. Was heat-cured for 8 minutes to form spacers.
【0059】〔評価〕
透明導電膜の比抵抗:四端針法で測定した表面抵抗から
計算により求めた。
保護膜形成後とスペーサ形成後の工程間での着色部の色
差ΔE* ab:保護膜形成後に予め、R、G、Bの各着色
部の分光透過率をオリンパス社製「OSP−2000」
を用い、波長400〜700nmの可視領域において、
ガラスを100%とするリファレンスにおいて測定し
た。以後、スペーサ形成後にも同様に、同じ着色部につ
いて、着色部の存在しない透明導電膜上の領域を100
%のリファレンスとして測定を行い、各着色部につい
て、L* ab表色系における色差ΔE* abを透明導電膜とス
ペーサ形成前後での各着色部について測定した。ΔE*
abが3.0以下では人間の目には色差が判別できないと
されている。[Evaluation] Specific resistance of the transparent conductive film: Calculated from the surface resistance measured by the four-point probe method. Color difference ΔE * ab of the colored portion between the steps after the formation of the protective film and the spacer: The spectral transmittance of each of the colored portions of R, G and B was previously measured by the Olympus “OSP-2000” after the formation of the protective film.
In the visible region of wavelength 400-700 nm,
It was measured in a reference with 100% glass. Thereafter, after the spacer is formed, similarly, for the same colored portion, the region on the transparent conductive film where the colored portion does not exist is 100 times.
%, And the color difference ΔE * ab in the L * ab color system was measured for each colored part before and after the formation of the transparent conductive film and the spacer. ΔE *
It is said that the color difference cannot be discriminated by human eyes when ab is 3.0 or less.
【0060】耐久試験:
カラーフィルタを沸騰水に1時間浸漬した後、顕微鏡
観察を行い、透明導電膜表面のクラックの発生の有無を
確認した。
温度125℃、湿度85%に保たれたチャンバ内にお
いて各カラーフィルタを12時間放置した後、250℃
のホットプレートで5分間加熱した後、微分干渉顕微鏡
によりしわの状態を観察した。その結果を、A:全く確
認されない、B:表面が若干粒状に変化している、C:
しわ発生、の3段階に分類した。Durability test: After immersing the color filter in boiling water for 1 hour, it was observed with a microscope to confirm whether or not cracks were generated on the surface of the transparent conductive film. After leaving each color filter for 12 hours in a chamber kept at a temperature of 125 ° C and a humidity of 85%, 250 ° C
After heating for 5 minutes on the hot plate of No. 3, the wrinkle state was observed by a differential interference microscope. The results are as follows: A: not confirmed at all, B: surface is slightly changed into particles, C:
It was classified into three stages: wrinkle occurrence.
【0061】表面平坦性:カラーフィルタの着色部の表
面をSEM(走査電子顕微鏡)で35000倍で観察を
行った。表面にリーフ状のグレインが観察される場合に
は「×」、観察されない場合には表面が平滑であり、良
好と見なし、「○」と評価した。Surface flatness: The surface of the colored portion of the color filter was observed with a SEM (scanning electron microscope) at a magnification of 35,000. When leaf-shaped grains were observed on the surface, "x" was observed, and when not observed, the surface was smooth and regarded as good, and evaluated as "○".
【0062】上記カラーフィルタ製造上の条件及び結果
を表1に示す。Table 1 shows conditions and results for manufacturing the color filter.
【0063】[0063]
【表1】 [Table 1]
【0064】表1に示されたNo.1〜6のカラーフィ
ルタについて、スペーサ100箇所の透明導電膜からの
高さを測定したところ、平均高さは4.0μm、バラツ
キは1.0μm以下であった。また、No.11〜13
のカラーフィルタについても同様にスペーサの高さを測
定したところ、平均高さが4.2μm、バラツキが1.
8μmであった。No. shown in Table 1 When the heights of the 100 color spacers from the transparent conductive film were measured for the color filters 1 to 6, the average height was 4.0 μm and the variation was 1.0 μm or less. In addition, No. 11-13
When the height of the spacer was similarly measured for the color filter of No. 1, the average height was 4.2 μm and the variation was 1.
It was 8 μm.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のレジストを用いてスペーサを形成するカラーフィ
ルタの製造方法に比較して、工程数が低減されるため、
製造コストが削減される。As described above, according to the present invention,
Compared to the conventional color filter manufacturing method that forms a spacer using a resist, the number of steps is reduced,
Manufacturing costs are reduced.
【0066】また、透明導電膜の成膜温度、スペーサ形
成工程における熱硬化型樹脂組成物層の加熱乾燥温度、
加熱硬化温度を適宜設定することによって、着色層への
影響を抑制すると同時に、透明導電膜のアニール処理効
果を高め、透明性が良好で比抵抗が低く、しわやクラッ
クの発生しない表面平坦な透明導電膜と、加熱処理によ
る劣化のない着色層を備えたカラーフィルタが得られ、
該カラーフィルタを用いて、信頼性が高く、カラー表示
特性に優れた液晶素子をより安価に提供することが可能
となる。Further, the film forming temperature of the transparent conductive film, the heat drying temperature of the thermosetting resin composition layer in the spacer forming step,
By setting the heat-curing temperature appropriately, it suppresses the influence on the colored layer and at the same time enhances the annealing treatment effect of the transparent conductive film, has good transparency and low specific resistance, and has a flat surface with no wrinkles or cracks. A color filter including a conductive film and a colored layer that is not deteriorated by heat treatment is obtained,
By using the color filter, a liquid crystal element having high reliability and excellent color display characteristics can be provided at a lower cost.
【図1】本発明のカラーフィルタの製造方法の好ましい
一実施形態の工程を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a step of a preferred embodiment of a method for manufacturing a color filter of the present invention.
【図2】本発明のカラーフィルタの製造方法の好ましい
一実施形態の工程を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a step of a preferred embodiment of the method for manufacturing a color filter of the present invention.
【図3】本発明のカラーフィルタの一実施形態のブラッ
クマトリクスとスペーサの関係を示す平面模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic plan view showing a relationship between a black matrix and a spacer of an embodiment of a color filter of the present invention.
【図4】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。FIG. 4 is a schematic sectional view of an embodiment of a liquid crystal element of the present invention.
【図5】透明導電膜の比抵抗の、スペーサ形成工程にお
ける加熱乾燥温度依存性を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the heating and drying temperature dependency of the specific resistance of the transparent conductive film in the spacer forming step.
【図6】透明導電膜の比抵抗の、スペーサ形成工程にお
けるスペーサパターンの加熱硬化処理温度依存性を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing the temperature dependence of the specific resistance of the transparent conductive film on the heat curing treatment temperature of the spacer pattern in the spacer forming step.
【図7】スペーサ形成工程におけるスペーサパターンの
加熱硬化処理前後における各着色部の色差の加熱硬化処
理温度依存性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the heat curing treatment temperature dependency of the color difference of each colored portion before and after the heat curing treatment of the spacer pattern in the spacer forming step.
【図8】ホットプレートとオーブンでの基板の昇温特性
の違いを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a difference in temperature rising characteristics of a substrate between a hot plate and an oven.
1 支持基板 2 ブラックマトリクス 3 インク受容層 4 フォトマスク 5 非着色部 6 被着色部 7 インク 9 着色部 10 保護層 21 透明導電膜 22 熱硬化型樹脂組成物層 23 フォトマスク 24 スペーサ 41 対向基板 42 画素電極 43、44 配向膜 45 液晶 1 Support substrate 2 Black matrix 3 Ink receiving layer 4 photo mask 5 Non-colored part 6 Colored part 7 ink 9 Coloring part 10 Protective layer 21 Transparent conductive film 22 Thermosetting Resin Composition Layer 23 Photomask 24 spacer 41 Counter substrate 42 pixel electrode 43,44 Alignment film 45 LCD
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/30 320 G09F 9/30 320 349 349B 349C 9/35 9/35 Fターム(参考) 2H048 BA11 BA64 BB01 BB08 BB37 BB44 2H089 LA07 LA09 QA12 QA16 TA01 TA09 TA12 2H091 FA02Y FA35Y GA01 GA13 LA12 LA30 5C094 AA43 AA44 AA45 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EC03 ED03 ED15 5G435 AA17 BB12 CC09 CC12 FF13 GG12 KK05 KK07 KK09 KK10─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G09F 9/30 320 G09F 9/30 320 349 349B 349C 9/35 9/35 F term (reference) 2H048 BA11 BA64 BB01 BB08 BB37 BB44 2H089 LA07 LA09 QA12 QA16 TA01 TA09 TA12 2H091 FA02Y FA35Y GA01 GA13 LA12 LA30 5C094 AA43 AA44 AA45 BA43 CA19 CA24 EA04 EA05 EA07 EC03 ED03 ED15 5G435 AA12 KK05 CC09 CC09 KK13 CC12 CCBB
Claims (11)
と、複数色の着色部を色毎に複数個備えた着色層と、透
明導電膜と、上記遮光層に重なる領域内に形成された柱
状スペーサと、を少なくとも有するカラーフィルタの製
造方法であって、上記透明導電膜上に熱硬化型樹脂組成
物からなるスペーサパターンを形成し、該スペーサパタ
ーンに加熱処理を施して硬化させ、スペーサを形成する
工程において、上記透明導電膜の成膜温度より高い温度
で上記スペーサパターンの加熱硬化処理を行うことによ
り、上記透明導電膜のアニール処理を同時に行うことを
特徴とするカラーフィルタの製造方法。1. A light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color, a transparent conductive film, and a region formed in a region overlapping the light-shielding layer. A columnar spacer, and a spacer pattern made of a thermosetting resin composition is formed on the transparent conductive film, and the spacer pattern is heated to cure the spacer pattern. In the step of forming a film, a method for manufacturing a color filter, characterized in that the transparent conductive film is annealed at the same time by performing a heat curing process on the spacer pattern at a temperature higher than the film forming temperature of the transparent conductive film. .
50℃以下である請求項1に記載のカラーフィルタの製
造方法。2. The substrate temperature during the formation of the transparent conductive film is 1
The method for producing a color filter according to claim 1, which is 50 ° C. or lower.
180〜250℃である請求項1または2に記載のカラ
ーフィルタの製造方法。3. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the heat curing temperature of the spacer pattern is 180 to 250 ° C.
し、該熱硬化型樹脂組成物層をパターン露光、現像して
スペーサパターンを形成する請求項1〜3のいずれかに
記載のカラーフィルタの製造方法。4. The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the thermosetting resin composition has photosensitivity, and the thermosetting resin composition layer is subjected to pattern exposure and development to form a spacer pattern. Color filter manufacturing method.
おいて、熱硬化型樹脂組成物の塗布膜を形成した後、該
塗布膜を60〜150℃で加熱乾燥させる請求項4に記
載のカラーフィルタの製造方法。5. The method according to claim 4, wherein in the step of forming the thermosetting resin composition layer, after forming a coating film of the thermosetting resin composition, the coating film is dried by heating at 60 to 150 ° C. Color filter manufacturing method.
ホットプレートで行う請求項1〜5のいずれかに記載の
カラーフィルタの製造方法。6. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the heat curing treatment of the spacer pattern is performed with a hot plate.
明導電材からなる請求項1〜6のいずれかに記載のカラ
ーフィルタの製造方法。7. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the transparent conductive film is made of a transparent conductive material containing In 2 O 3 as a main component.
形成する請求項1〜7のいずれかに記載のカラーフィル
タの製造方法。8. The method for manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the colored layer is formed by an inkjet method.
と、複数色の着色部を色毎に複数個備えた着色層と、透
明導電膜と、上記遮光層に重なる領域内に形成された柱
状スペーサとを少なくとも備えたカラーフィルタであっ
て、上記透明導電膜の比抵抗が2.5×10-4Ωcm以
下であり、請求項1〜8のいずれかに記載のカラーフィ
ルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラ
ーフィルタ。9. A light shielding layer having a plurality of openings on a substrate, a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color, a transparent conductive film, and a region formed in a region overlapping the light shielding layer. 9. A method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the transparent conductive film has a specific resistance of 2.5 × 10 −4 Ωcm or less. A color filter manufactured by.
層を有する請求項9に記載のカラーフィルタ。10. The color filter according to claim 9, further comprising a protective layer between the colored layer and the transparent conductive film.
一方の基板が、請求項9または10に記載のカラーフィ
ルタを用いて構成されたことを特徴とする液晶素子。11. A liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates,
A liquid crystal device, wherein one of the substrates is formed by using the color filter according to claim 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001190595A JP2003004935A (en) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001190595A JP2003004935A (en) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003004935A true JP2003004935A (en) | 2003-01-08 |
Family
ID=19029344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001190595A Withdrawn JP2003004935A (en) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003004935A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005181670A (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Ulvac Japan Ltd | Manufacturing method of ultra-thin ito film |
JP2013068843A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Jsr Corp | Color filter, liquid crystal display element, and manufacturing method of color filter |
JP2017138994A (en) * | 2016-01-20 | 2017-08-10 | 東洋紡株式会社 | Transparent conductive film |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001190595A patent/JP2003004935A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005181670A (en) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Ulvac Japan Ltd | Manufacturing method of ultra-thin ito film |
JP2013068843A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Jsr Corp | Color filter, liquid crystal display element, and manufacturing method of color filter |
JP2017138994A (en) * | 2016-01-20 | 2017-08-10 | 東洋紡株式会社 | Transparent conductive film |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7923080B2 (en) | Liquid crystal display and manufacturing method of same | |
JP3638346B2 (en) | Liquid crystal display element | |
JP5094010B2 (en) | Color filter substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
JPH04318816A (en) | Liquid crystal display device and its manufacture | |
WO2000037972A1 (en) | Color filter and method of manufacture thereof | |
JP2004061539A (en) | Color filter for liquid crystal and method for manufacturing same | |
JP2003066218A (en) | Method for repairing defect in color filter | |
JP5212206B2 (en) | Color filter manufacturing method and color filter | |
JP2001183513A (en) | Color filter, its manufacturing method, and color liquid crystal display device | |
JP3894261B2 (en) | COLOR FILTER AND ITS MANUFACTURING METHOD, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRONIC DEVICE | |
JP4208356B2 (en) | Color filter with spacer and manufacturing method thereof | |
JP4445053B2 (en) | Color filter and manufacturing method thereof | |
JPH11109372A (en) | Production of substrate for liquid crystal display element, production of liquid crystal display element, substrate for liquid crystal display element and liquid crystal display element | |
JP2003004935A (en) | Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same | |
JP2001042338A (en) | Liquid crystal element and its manufacture and substrate having spacer | |
JPH0895024A (en) | Color filter, its manufacture, and liquid crystal display panel with built-in this color filter | |
JP2003029019A (en) | Method for manufacturing color filter | |
JPH10282333A (en) | Color filter and its manufacture | |
JP2001083525A (en) | Color filter with spacer, its production and liquid crystal device using that color filter | |
JP4810713B2 (en) | Manufacturing method of color filter | |
JPH10282327A (en) | Color filter | |
JP2003057429A (en) | Color filter and liquid crystal element using the same | |
JP2001183517A (en) | Color filter and its manufacturing method, liquid crystal element using the color filter | |
JP2000329921A (en) | Color filter, liquid crystal device using the same and production thereof | |
JP4050623B2 (en) | Manufacturing method of substrate for monochrome liquid crystal display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |