JP2006010883A - Color filter and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、着色層を吐出方式で着色することにより得られる、画像表示素子に好適なカラーフィルタおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a color filter suitable for an image display element obtained by coloring a colored layer by a discharge method and a method for producing the same.
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。 In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing. However, since this color liquid crystal display is expensive, there is an increasing demand for cost reduction, and in particular, there is a high demand for cost reduction for a color filter having a high specific gravity.
このようなカラーフィルタにおいては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われるものである。 In such a color filter, it is usually provided with coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and electrodes corresponding to the respective pixels of R, G, and B are turned on, By turning it off, the liquid crystal operates as a shutter, and light passes through each of the R, G, and B pixels, and color display is performed.
従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法が挙げられる。この染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。 As a conventional method for producing a color filter, for example, a staining method can be mentioned. In this dyeing method, first, a water-soluble polymer material, which is a dyeing material, is formed on a glass substrate, patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To get a colored pattern. By repeating this three times, R, G, and B color filter layers are formed.
また、他の方法としては顔料分散法がある。この方法は、まず基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることにより単色のパターンを得る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、およびＢのカラーフィルタ層を形成する。
さらに他の方法としては、電着法や、熱硬化樹脂に顔料を分散させてＲ、Ｇ、およびＢの３回印刷を行った後、樹脂を熱硬化させる方法等を挙げることができる。しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、およびＢの３色を着色するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。
Another method is a pigment dispersion method. In this method, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is first formed on a substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic pattern. Further, this process is repeated three times to form R, G, and B color filter layers.
Still other methods include an electrodeposition method, a method in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, R, G, and B are printed three times, and then the resin is thermoset. However, in any method, it is necessary to repeat the same process three times in order to color the three colors of R, G, and B, and there is a problem that the cost is high, and the yield decreases because the process is repeated. There's a problem.
そこで、基材上に、光触媒と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により特性が変化する材料とを含有する特性変化パターン形成用塗工液を用いて光触媒含有層を形成し、パターン状に露光することにより、特性が変化したパターンを形成し、着色層を形成するカラーフィルタの製造方法等が検討されてきた（特許文献１）。この方法によれば、上記光触媒含有層の特性を利用して、容易に着色層を形成することができる。 Therefore, a photocatalyst-containing layer is formed on the base material using a coating solution for property change pattern formation containing a photocatalyst and a material whose properties change due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, and is exposed in a pattern. Thus, a method of manufacturing a color filter that forms a pattern with changed characteristics and forms a colored layer has been studied (Patent Document 1). According to this method, a colored layer can be easily formed using the characteristics of the photocatalyst-containing layer.
しかしながら、上述した方法によれば、通常着色層は着色層形成用塗工液をインクジェット法により滴下して形成されるものであることから、着色層が形成される領域の形状によっては、例えば矩形状の着色層の場合は、その角部において十分に着色層形成用塗工液が濡れ広がることができず、結果的に白抜け等の不具合が生じる可能性があった。 However, according to the above-described method, the colored layer is usually formed by dripping the colored layer forming coating solution by the ink jet method, and therefore, depending on the shape of the region where the colored layer is formed, for example, rectangular. In the case of a colored layer having a shape, the colored layer-forming coating solution cannot be sufficiently spread at the corners, resulting in problems such as white spots.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インクジェット法等により着色層が形成される場合であっても、着色層の白抜け等の不具合の生じ難いカラーフィルタおよびその製造方法を提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a color filter that is less likely to cause defects such as white spots in a colored layer and a method for manufacturing the same even when the colored layer is formed by an inkjet method or the like. The main purpose is to provide.
本発明は、上記課題を解決するために、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、上記遮光部で区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening section defined by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion. It is a color filter having at least one of corners in the opening section defined by the light-shielding section, which is formed in a curved shape.
また、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、上記遮光部で区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、上記角部の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
これらのカラーフィルタは、着色層が形成される領域である遮光物で区画された開口部における角部の形状が上述したような形状であることから、例えば着色層が、着色層形成用塗工液をインクジェット法により滴下して形成されたような場合であっても、着色層形成用塗工液が開口部の角部にまで濡れ広がることができ、白抜け等の不具合が生じることを防止することができる。
Further, a color filter having a base material, a light shielding part formed on the base material, an opening sectioned by the light shielding part, and a colored layer formed in the opening part, the light shielding part The color filter is characterized in that at least one of the corners of the opening section defined in (1) is formed in a shape in which the top end of the corner is cut off by a straight line.
In these color filters, since the shape of the corner portion in the opening section partitioned by the light shielding material, which is the region where the colored layer is formed, is the shape as described above, for example, the colored layer is coated for forming the colored layer. Even when it is formed by dripping the liquid by the ink jet method, the coating liquid for forming the colored layer can spread evenly to the corners of the opening to prevent the occurrence of defects such as white spots. can do.
また、本発明は、 基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、上記遮光部で区画された開口部の端部における断面形状が、基材表面に対して鋭角とされていることを特徴とするカラーフィルタを提供する。
このようなカラーフィルタは、上記遮光部で区画された開口部の端部における断面形状が上述したような形状であることから、例えば着色層が、着色層形成用塗工液をインクジェット法により滴下して形成されたような場合であっても、着色層形成用塗工液が開口部の境界を越えて遮光部側まで容易に濡れ広がることができるので、白抜けが生じる等の不具合を防止することができる。
上記発明においては、上記開口部内に、親液層が形成されていることが好ましい。親液層が形成されていることにより、着色層形成用塗工液が開口部の角部まで濡れ広がり易くなり、白抜け等の不具合を防止することができるからである。
Further, the present invention is a color filter having a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening sectioned by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion. The color filter is characterized in that the cross-sectional shape at the end of the opening section defined by the light shielding section is an acute angle with respect to the substrate surface.
In such a color filter, since the cross-sectional shape at the end portion of the opening section defined by the light-shielding portion is the shape described above, for example, the colored layer is dropped by using an inkjet method. Even if it is formed as such, the coating liquid for forming the colored layer can easily spread over the boundary of the opening to the light-shielding part side, so that problems such as white spots are prevented. can do.
In the said invention, it is preferable that the lyophilic layer is formed in the said opening part. This is because the formation of the lyophilic layer makes it easy for the colored layer forming coating liquid to spread to the corners of the opening, thereby preventing problems such as white spots.
さらに、本発明は、基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程により形成される遮光部は、上記遮光部により区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されており、上記曲線のＲは、上記インクジェット法により上記基材表面に上記着色層形成用塗工液を滴下した際に濡れ広がった後の円形状の直径に基づいて調整されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
Furthermore, the present invention provides a coating solution for forming a colored layer by an ink jet method in a light shielding part forming step for forming a light shielding part on a substrate and an opening partitioned by the light shielding part formed in the light shielding part forming step. A colored layer forming step of forming a colored layer by dropping
In the light shielding part formed by the light shielding part forming step, at least one of the corners in the opening defined by the light shielding part is formed in a curved shape, and R of the curve is determined by the inkjet method. Provided is a method for producing a color filter, characterized in that the color filter is adjusted based on a circular diameter after spreading when the colored layer forming coating solution is dropped on the surface of the substrate.
本発明によれば、遮光部で区画された開口部の角部の形状が、上述したような方法により決定されるものであることから、上述した着色層形成工程において、着色層形成用塗工液が濡れ広がらずに、白抜けが生じることを最大限に防止できる形状とすることができ、得られるカラーフィルタの不具合を最小限とすることができる。
また、本発明は、基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程では、上記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置に基づいて、上記遮光部で区画された開口部の形状が決定されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
According to the present invention, since the shape of the corner of the opening section defined by the light-shielding section is determined by the method described above, in the above-described colored layer forming step, the coating for forming the colored layer is performed. The liquid can be prevented from getting wet and spreading, and a shape that can prevent white spots from occurring to the maximum extent can be obtained, so that problems of the obtained color filter can be minimized.
Further, the present invention provides a coating solution for forming a colored layer by an ink jet method in a light shielding part forming step for forming a light shielding part on a base material and an opening partitioned by the light shielding part formed in the light shielding part forming step. A colored layer forming step of forming a colored layer by dropping
In the light shielding part forming step, the shape of the opening section defined by the light shielding part is determined based on a dropping position of the coating liquid for forming the colored layer by the ink jet method in the colored layer forming process. A method for manufacturing a color filter is provided.
本発明によれば、着色層形成用塗工液の滴下位置に基づいて遮光部で区画された開口部が決定されることから、着色層形成用塗工液の濡れ広がりの程度に応じた遮光部の形状とすることができるので、種々の着色層形成用塗工液を用いた場合であっても、白抜け等の不具合が生じる可能性を低下させることができる。
さらに、上記発明においては、上記遮光部形成工程が遮光部形成用フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法によるものであり、上記遮光部形成用フォトマスクを作製する際に用いられたインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置データが、上記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下に際して用いられることが好ましい。このようにすることにより、効率よく白抜け等の不具合の無いカラーフィルタを製造することができるからである。
本発明は、さらに、上述したようなカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示素子を提供する。このような液晶表示素子は、上述したようなカラーフィルタを用いているので、高品質なものとすることができる。
According to the present invention, since the opening section defined by the light shielding portion is determined based on the dropping position of the coloring layer forming coating liquid, the light shielding according to the degree of wetting and spreading of the coloring layer forming coating liquid. Therefore, even when various colored layer forming coating liquids are used, the possibility of occurrence of defects such as white spots can be reduced.
Furthermore, in the said invention, the said light-shielding part formation process is based on the photolithographic method using the photomask for light-shielding part formation, The colored layer by the inkjet method used when producing the said photomask for light-shielding part formation It is preferable that the dropping position data of the forming coating liquid is used when the coloring layer forming coating liquid is dropped by the inkjet method in the colored layer forming step. By doing so, it is possible to efficiently manufacture a color filter free from defects such as white spots.
The present invention further provides a liquid crystal display element using the color filter as described above. Since such a liquid crystal display element uses the color filter as described above, it can be of high quality.
本発明によれば、インクジェット法等の吐出法により着色層が形成された場合であっても、白抜け等の不具合の無いカラーフィルタとすることができるといった効果を奏するものである。 According to the present invention, even when a colored layer is formed by a discharge method such as an ink jet method, an effect is obtained in which a color filter free from defects such as white spots can be obtained.
本発明は、カラーフィルタ、およびこのカラーフィルタを用いた液晶表示素子、さらにはカラーフィルタの製造方法を含むものである。以下、それぞれについて詳細に説明する。 The present invention includes a color filter, a liquid crystal display element using the color filter, and a method for manufacturing the color filter. Hereinafter, each will be described in detail.
Ａ．カラーフィルタ。
本発明のカラーフィルタは、その形状により３つの実施態様に分けることができる。これら３つの実施態様について説明する。
A. Color filter.
The color filter of the present invention can be divided into three embodiments according to its shape. These three embodiments will be described.
１．第１実施態様
本発明のカラーフィルタの第１実施態様は、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、上記遮光部で区画された開口部（以下、「遮光部の開口部」もしくは「遮光部における開口部」とする場合がある。）における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されていることを特徴とするものである。
図１は、本実施態様の一例を示すものであり、カラーフィルタの遮光部の開口部１の形状を示すものである。図１（ａ）は従来の形状を示し、（ｂ）は本実施態様の形状を示すものである。
1. 1st embodiment 1st embodiment of the color filter of this invention was formed in the said base material, the light shielding part formed on the said base material, the opening part divided by the said light shielding part, and the said opening part A color filter having a colored layer, wherein a corner portion of an opening section (hereinafter, referred to as “opening portion of a light shielding portion” or “opening portion of a light shielding portion”) partitioned by the light shielding portion is provided. At least one of the above is formed in a curved shape.
FIG. 1 shows an example of this embodiment, and shows the shape of the
一方、図２は、本実施態様の他の例を示すものであり、屈曲した形状のカラーフィルタ（例えばＩＰＳ用のカラーフィルタ）の遮光部の開口部１の形状を示すものである。この例においても、図２（ａ）が従来の形状を、（ｂ）が本実施態様の形状を示すものである。
いずれの例においても、（ａ）では直線により角部２が形成されているが、（ｂ）では角部２は曲線状に形成されている。
本実施態様においては、このように遮光部の開口部における角部の少なくとも一つを曲線状に形成することにより、着色層を形成する際にインクジェット法等の着色層形成用塗工液を滴下する方法が用いられた場合でも、角部の頂端部まで着色層形成用塗工液が濡れ広がることから、白抜け等の不具合の無い、高品質なカラーフィルタとすることができる。
On the other hand, FIG. 2 shows another example of the present embodiment, and shows the shape of the
In either example, the
In this embodiment, by forming at least one of the corners in the opening of the light shielding portion in a curved shape as described above, a colored layer forming coating solution such as an ink jet method is dropped when forming the colored layer. Even when this method is used, since the colored layer forming coating solution spreads wet to the top end of the corner, a high-quality color filter free from defects such as white spots can be obtained.
本実施態様における遮光部の開口部における角部とは、２本の平行でない直線で形成された部分であれば特に限定されるものでなく、例えば図１（ａ）中にＡで示されるように、開口部の凸部であっても、Ｂで示される開口部の凹部であってもよく、図２（ａ）中Ｃで示されるように鋭角であっても、Ｄで示されるように鈍角であってもよい。 The corner portion in the opening of the light shielding portion in this embodiment is not particularly limited as long as it is a portion formed by two non-parallel straight lines. For example, as indicated by A in FIG. Furthermore, it may be a convex part of the opening part or a concave part of the opening part shown by B, and even if it is an acute angle as shown by C in FIG. It may be obtuse.
また、曲線状に形成されるとは、上記角部の頂端部が所定のＲを有する曲線で形成されていることを示すものである。ここで、この曲線部分のＲは、開口部の大きさ等により大幅に異なるものではあるが、開口部の幅の半分以下で、可能な限り小さい方が好ましい。 Further, being formed in a curved shape means that the top end portion of the corner portion is formed with a curve having a predetermined R. Here, R of the curved portion varies greatly depending on the size of the opening and the like, but is preferably less than half of the width of the opening and as small as possible.
本実施態様における好ましいＲとしては、後述する「Ｃ．カラーフィルタの製造方法」の項で説明するように、用いる着色層形成用塗工液を用いるインクジェット装置のヘッドで基材表面に滴下し、その際に最終的に濡れ広がった円形状が示すＲを挙げることができる。曲線部をこのようなＲとすることにより、白抜けが無く、かつ効率的に着色層を形成することができるからである。 As preferable R in this embodiment, as described later in the section “C. Method for producing color filter”, it is dropped on the surface of the substrate with the head of an ink jet apparatus using the colored layer forming coating liquid to be used, In this case, R can be given by the circular shape finally spreading wet. This is because by setting the curved portion to such R, there is no white spot and the colored layer can be formed efficiently.
本実施態様においては、このような遮光部の開口部における角部の少なくとも一つが曲線状に形成されていればよいが、少なくとも開口部側の角度が直角およびそれ以下の角度（角部が開口部として凹部となる場合は、２７０°およびそれ以上の角度）を有する角部がＲ形状とされていることが好ましく、特に全ての角部がＲ形状とされていることが好ましい。
さらに、本実施態様においては、上記開口部内に親液層が形成されていることが好ましい。開口部内に親液層が形成されていることにより、例えばインクジェット法等の吐出法により着色層形成用塗工液が開口部に滴下され際、液滴は親液層表面に滴下されることになることから、濡れ広がりやすく、角部等における白抜け等の不具合を防止することがでるからである。
In this embodiment, it is sufficient that at least one of the corners in the opening of the light shielding portion is formed in a curved shape, but at least the angle on the opening side is a right angle and an angle smaller than that (the corner is an opening). When the portion is a concave portion, the corner portion having an angle of 270 ° or more is preferably R-shaped, and it is particularly preferable that all corner portions are R-shaped.
Furthermore, in this embodiment, it is preferable that a lyophilic layer is formed in the opening. Since the lyophilic layer is formed in the opening, for example, when the coloring layer forming coating liquid is dropped onto the opening by a discharge method such as an ink jet method, the droplet is dropped on the surface of the lyophilic layer. This is because it is easy to spread and prevent problems such as white spots at corners and the like.
このような親液層としては、特に限定されるものではないが、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層であることが好ましい。このような光触媒含有層は紫外線等のエネルギーを照射することにより表面の特性を撥液性領域から親液性領域に変化させることが可能であり、これにより容易に遮光部で区画された開口部内部のみ親液性領域、すなわち親液層とすることができるからである。
また、このような光触媒含有層を有するカラーフィルタは、光触媒含有層表面に着色層を形成したものであるので、例えば光触媒含有層上に紫外線をパターン状に照射することにより濡れ性を変化させ、撥液性領域に囲まれた親液性領域内にインクジェット法を用いて着色層形成用塗工液を塗布することにより、容易に高精細な着色層を形成することができるといった利点を有する。
Such a lyophilic layer is not particularly limited, but is preferably a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst and an organopolysiloxane. Such a photocatalyst-containing layer can change the surface characteristics from a liquid-repellent region to a lyophilic region by irradiating energy such as ultraviolet rays. This is because only the inside can be a lyophilic region, that is, a lyophilic layer.
In addition, since the color filter having such a photocatalyst-containing layer is formed by forming a colored layer on the surface of the photocatalyst-containing layer, for example, by changing the wettability by irradiating the photocatalyst-containing layer with ultraviolet rays in a pattern, There is an advantage that a high-definition colored layer can be easily formed by applying a colored layer-forming coating solution to the lyophilic region surrounded by the liquid-repellent region using an inkjet method.
このように光触媒含有層を親液層として用いた場合、遮光層は基材上に形成されたものであっても、基材上に形成された光触媒含有層上に形成されたものであってもよいが、パターニングの容易性等の観点から、基材上に遮光部を形成し、この基材と遮光部とを覆うように光触媒含有層を形成し、さらに光触媒含有層上に着色層が形成されている態様であることが好ましい。
以下、本実施態様について、各構成毎に詳細に説明する。
Thus, when the photocatalyst containing layer is used as a lyophilic layer, the light shielding layer is formed on the photocatalyst containing layer formed on the substrate, even if it is formed on the substrate. However, from the viewpoint of easiness of patterning and the like, a light shielding portion is formed on the base material, a photocatalyst containing layer is formed so as to cover the base material and the light shielding portion, and a colored layer is further formed on the photocatalyst containing layer. It is preferable that it is the aspect currently formed.
Hereinafter, this embodiment will be described in detail for each configuration.
（１）光触媒含有層
まず、本実施態様に用いられる光触媒含有層について説明する。本実施態様に用いられる光触媒含有層は、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有するものであり、また後述する基材、および必要に応じて遮光部を覆うように形成され、基材および遮光部に対して接着性が良好なものであれば特に限定されるものではない。
(1) Photocatalyst containing layer First, the photocatalyst containing layer used for this embodiment is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in this embodiment contains a photocatalyst and an organopolysiloxane, and is formed so as to cover the base material to be described later and, if necessary, the light-shielding part. The adhesive is not particularly limited as long as it has good adhesiveness.
ここで上記光触媒含有層には、オルガノポリシロキサンが含有されていることから、エネルギー照射された際に、光触媒の作用によって表面の濡れ性を変化させることができ、エネルギー照射された領域を親液性領域、エネルギー照射されていない領域を撥液性領域とすることができる。 Here, since the photocatalyst-containing layer contains an organopolysiloxane, the wettability of the surface can be changed by the action of the photocatalyst when irradiated with energy. The water-repellent region and the region not irradiated with energy can be used as the liquid repellent region.
本実施態様においては、エネルギー照射されていない部分、すなわち撥液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、中でも表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、エネルギー照射されていない部分が、撥液性が要求される部分であることから、上記液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、例えば後述する着色層を形成する着色層形成用塗工液をインクジェット方式等により塗布し、硬化させて形成する場合等に、撥液性領域にも着色層形成用塗工液が付着する可能性があることから、高精細に着色層を形成することが困難となるからである。 In the present embodiment, the contact angle with a liquid having a surface tension of 30 mN / m is 10 ° or more, particularly the contact angle with a liquid having a surface tension of 30 mN / m is 10 ° or more in a non-energy-irradiated portion, that is, a liquid repellent region. It is preferable that the contact angle with a liquid having a surface tension of 20 mN / m is 10 ° or more. This is because the part that is not irradiated with energy is a part that requires liquid repellency, so when the contact angle with the liquid is small, the liquid repellency is not sufficient. For example, a colored layer described later is formed. When the colored layer forming coating liquid is applied by an inkjet method and cured, the colored layer forming coating liquid may adhere to the liquid-repellent region. This is because it becomes difficult to form a colored layer.
また、上記光触媒含有層は、エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層であることが好ましい。エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、例えば着色層を形成する着色層形成用塗工液を、親液性領域においてもはじいてしまう可能性があり、例えばインクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布した際等に、着色層形成用塗工液が十分に塗れ広がらず、着色層を形成することが難しくなる可能性があるからである。 The photocatalyst-containing layer has a contact angle with a liquid of 40 mN / m of less than 9 °, preferably a liquid with a surface tension of 50 mN / m, in a portion irradiated with energy, that is, a lyophilic region. The layer is preferably such that the contact angle with a liquid having a surface tension of 10 ° or less, particularly 60 mN / m, is 10 ° or less. When the contact angle with the liquid in the energy irradiated part, that is, the lyophilic region is high, for example, the colored layer forming coating liquid for forming the colored layer may be repelled in the lyophilic region. This is because, for example, when the coating liquid for forming a colored layer is applied by an ink jet method, the coating liquid for forming a colored layer is not sufficiently spread and spread, and it may be difficult to form a colored layer.
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。 In addition, the contact angle with the liquid here is measured using a contact angle measuring instrument (Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type) with a liquid having various surface tensions (from the microsyringe to the liquid. 30 seconds after dropping), and the result was obtained or the result was graphed. In this measurement, as a liquid having various surface tensions, a wetting index standard solution manufactured by Pure Chemical Co., Ltd. was used.
本実施態様に用いられる光触媒含有層は、この光触媒含有層中にフッ素が含有され、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよく、またエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより光触媒含有層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を含むように形成されていてもよい。 The photocatalyst-containing layer used in the present embodiment contains fluorine in the photocatalyst-containing layer, and further, when the fluorine content on the surface of the photocatalyst-containing layer is irradiated with energy to the photocatalyst-containing layer, The photocatalyst-containing layer may be formed so as to be lower than that before energy irradiation, and can be decomposed by the action of the photocatalyst by energy irradiation, thereby changing the wettability on the photocatalyst-containing layer. You may form so that a decomposition | disassembly substance may be included.
以下、このような光触媒含有層を構成する、光触媒、オルガノポリシロキサン、およびその他の成分について説明する。 Hereinafter, the photocatalyst, organopolysiloxane, and other components constituting such a photocatalyst-containing layer will be described.
ａ．光触媒
まず、本実施態様に用いられる光触媒について説明する。本実施態様に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
a. Photocatalyst First, the photocatalyst used in this embodiment will be described. Examples of the photocatalyst used in the present embodiment include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), and tungsten oxide (WO 3 ), which are known as optical semiconductors. , Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ) can be used, and one or two or more can be selected and mixed.
本実施態様においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本実施態様ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。 In this embodiment, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes anatase type and rutile type, and both can be used in this embodiment, but anatase type titanium dioxide is preferable. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
Examples of such anatase type titanium dioxide include hydrochloric acid peptizer type anatase type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (
また光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。 The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst of 20 nm or less.
本実施態様に用いられる光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。これにより、後述するＩＴＯ層と接着性を良好なものとすることができるからである。 The content of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer used in this embodiment can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. This is because the adhesiveness to the ITO layer described later can be improved.
ｂ．オルガノポリシロキサン
次に、本実施態様に用いられるオルガノポリシロキサンについて説明する。本実施態様に用いられるオルガノポリシロキサンは、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、光触媒含有層表面の濡れ性を変化させることが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、特に主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような有機置換基を有するものが好ましい。具体的には、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
b. Organopolysiloxane Next, the organopolysiloxane used in this embodiment will be described. The organopolysiloxane used in the present embodiment is not particularly limited as long as it can change the wettability of the surface of the photocatalyst containing layer by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. However, those having a high binding energy that is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst and having an organic substituent that is decomposed by the action of the photocatalyst are preferable. Specifically, (1) an organopolysiloxane that exhibits high strength by hydrolyzing and polycondensing chloro or alkoxysilane by sol-gel reaction or the like, and (2) a reactive silicone having excellent water repellency and oil repellency. Cross-linked organopolysiloxanes can be mentioned.
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、クロロアルキル基、イソシアネート基、もしくはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＸで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、Ｙで示される有機基全体の炭素数は１〜２０の範囲内、中でも５〜１０の範囲内であることが好ましい。
In the case of (1) above, the general formula:
Y n SiX (4-n)
(Where Y is an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group, chloroalkyl group, isocyanate group, or epoxy group, or an organic group containing these, and X is an alkoxyl group, acetyl group, or Represents halogen, n is an integer from 0 to 3)
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the alkoxy group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. Moreover, it is preferable that the carbon number of the whole organic group shown by Y exists in the range of 1-20, especially in the range of 5-10.
これにより、上記光触媒含有層を形成した際に、オルガノポリシロキサンを構成するＹにより表面を撥液性とすることができ、またエネルギー照射に伴う光触媒の作用により、そのＹが分解等されることによって、親液性とすることが可能となるからである。 Thus, when the photocatalyst-containing layer is formed, the surface can be made liquid-repellent by Y constituting the organopolysiloxane, and the Y is decomposed by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. This is because it can be made lyophilic.
また、特に上記オルガノポリシロキサンを構成するＹがフルオロアルキル基であるオルガノポリシロキサンを用いた場合には、エネルギー照射前の光触媒含有層を、特に撥液性の高いものとすることができることから、高い撥液性が要求される場合等には、これらのフルオロアルキル基を有するオルガノポリシロキサンを用いることが好ましい。 In particular, when an organopolysiloxane in which Y constituting the organopolysiloxane is a fluoroalkyl group is used, the photocatalyst-containing layer before energy irradiation can be made particularly high in liquid repellency. When high liquid repellency is required, it is preferable to use an organopolysiloxane having these fluoroalkyl groups.
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。 Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。 However, n is an integer of 2 or more, R 1, R 2 are each a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group, the total molar ratio of 40% or less Vinyl, phenyl and phenyl halide. Further, those in which R 1 and R 2 are methyl groups are preferable because the surface energy becomes the smallest, and the methyl groups are preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
上記オルガノポリシロキサンは、光触媒含有層中に、５重量％〜９０重量％、中でも３０重量％〜６０重量％程度含有されることが好ましい。 The organopolysiloxane is preferably contained in the photocatalyst-containing layer in an amount of 5 to 90% by weight, especially about 30 to 60% by weight.
ｃ．その他の物質
また、本実施態様に用いられる光触媒含有層中には、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。またさらに、バインダとして、主骨格が上記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有する、有機置換基を有しない、もしくは有機置換基を有するポリシロキサンを挙げることができ、具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分解、重縮合したものを含有させてもよい。
c. Other Substances In the photocatalyst-containing layer used in the present embodiment, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed with a binder together with the organopolysiloxane. Furthermore, examples of the binder include polysiloxanes having a high binding energy that does not cause the main skeleton to be decomposed by photoexcitation of the photocatalyst, or that do not have an organic substituent, or have an organic substituent. You may contain what hydrolyzed and polycondensed methoxysilane, tetraethoxysilane, etc.
またさらに、上記オルガノポリシロキサンの濡れ性を変化させる機能を補助するため等に、エネルギー照射に伴い、分解される分解物質を含有させてもよい。このような分解物質としては、光触媒の作用により分解し、かつ分解されることにより光触媒含有層表面の濡れ性を変化させる機能を有する界面活性剤を挙げることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。 Furthermore, in order to assist the function of changing the wettability of the organopolysiloxane, a decomposition substance that is decomposed by energy irradiation may be included. Examples of such a decomposing substance include a surfactant having a function of decomposing by the action of a photocatalyst and changing the wettability of the photocatalyst-containing layer surface by decomposing. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Dainippon Megafac F-141, 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Footgent F-200, F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401, 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., Fluorard FC-170 manufactured by 3M Co., Ltd. Fluorine-based or silicone-based nonionic surfactants such as 176, and cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants can also be used.
また、界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を挙げることができる。 Besides surfactants, polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide Styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, nylon, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, oligomers, polymers, and the like.
ｄ．光触媒含有層の形成方法
上述したような光触媒含有層の形成方法としては、上記光触媒とオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、光触媒含有層を形成することができる。この際、光触媒含有層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内とされることが好ましい。上記範囲より薄い場合には、光触媒含有層の表面の濡れ性変化等の機能性が低くなることから好ましくなく、また上記範囲より厚い場合には、後述する遮光部と着色層との間の距離が離れるため、カラーフィルタを液晶表示装置に用いた場合、バックライトの光漏れ等の問題が生じる可能性があるため、好ましくないといえる。
d. Method for Forming Photocatalyst-Containing Layer As a method for forming the photocatalyst-containing layer as described above, the above photocatalyst and organopolysiloxane are dispersed in a solvent together with other additives as necessary to prepare a coating solution. It can form by apply | coating a liquid on a base material. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The application can be performed by a known application method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by performing a curing treatment by irradiating ultraviolet rays. At this time, the thickness of the photocatalyst-containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm. If it is thinner than the above range, it is not preferable because the functionality such as wettability change of the surface of the photocatalyst-containing layer is lowered, and if it is thicker than the above range, the distance between the light-shielding part and the colored layer to be described later Therefore, when a color filter is used in a liquid crystal display device, there is a possibility that problems such as light leakage of a backlight may occur, which is not preferable.
（２）遮光部
次に、本実施態様に用いられる遮光部について説明する。本実施態様に用いられる遮光部は、後述する基材上もしくは上記光触媒含有層上に形成されるものであり、かつ開口部の角部が上述した形状を示し、さらにバックライトを遮光する効果を有するものであれば、特に限定されるものではない。
このような遮光部は、上述したように光触媒含有層上に形成されたものであってもよい。この場合は通常下記の樹脂製遮光部等が用いられる。しかしながら、通常は基材上に遮光部が形成され、基材と遮光部とを覆うように光触媒含有層が形成される構成が採られる。
本実施態様に用いられる遮光部の材料は、製法の容易性等を基準として適宜選択されて用いられる。
(2) Light-shielding part Next, the light-shielding part used for this embodiment is demonstrated. The light-shielding part used in this embodiment is formed on a base material to be described later or on the photocatalyst-containing layer, and the corners of the opening show the shape described above, and further has an effect of shielding the backlight. If it has, it will not specifically limit.
Such a light shielding part may be formed on the photocatalyst containing layer as described above. In this case, the following resin light-shielding portions are usually used. However, usually, a configuration is adopted in which a light shielding part is formed on a base material and a photocatalyst containing layer is formed so as to cover the base material and the light shielding part.
The material of the light shielding part used in this embodiment is appropriately selected and used based on the ease of manufacturing and the like.
例えば、クロム等の金属薄膜により形成されたものであってもよく、この場合スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成される。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。 For example, it may be formed of a metal thin film such as chromium. In this case, it is formed by forming a metal thin film having a thickness of about 1000 to 2000 mm by sputtering, vacuum vapor deposition or the like, and patterning this thin film. . As this patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.
また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成した樹脂製遮光部であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。 Further, it may be a resin light-shielding portion in which a layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments in a resin binder is formed in a pattern. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning such a resin light shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.
またさらに本実施態様においては、遮光部が熱転写法により形成されたものであってもよい。遮光部を形成する熱転写法とは、通常、透明なフィルム基材の片面に光熱変換層と遮光部転写層を設けた熱転写シートを基材上に配置し、遮光部を形成する領域にエネルギーを照射することによって、遮光部転写層が基材上に転写されて遮光部が形成されることとなるものである。このような熱転写法により形成される遮光部の膜厚としては、通常０．５μｍ〜１０．０μｍ、特に０．８μｍ〜５．０μｍ程度とすることができる。 Furthermore, in this embodiment, the light shielding part may be formed by a thermal transfer method. The thermal transfer method for forming a light-shielding part is usually a thermal transfer sheet having a light-to-heat conversion layer and a light-shielding part transfer layer provided on one side of a transparent film base material, and energy is applied to the area where the light-shielding part is formed. By irradiating, the light shielding part transfer layer is transferred onto the substrate to form the light shielding part. The thickness of the light-shielding portion formed by such a thermal transfer method can usually be about 0.5 μm to 10.0 μm, particularly about 0.8 μm to 5.0 μm.
熱転写法により転写される遮光部は、通常、遮光材料と結着剤により構成されるものであり、遮光性材料としては、カーボンブラック、チタンブラック等の無機粒子等を用いることができる。このような遮光性材料の粒子径としては、０．０１μｍ〜１．０μｍ、中でも０．０３μｍ〜０．３μｍの範囲内であることが好ましい。 The light shielding part transferred by the thermal transfer method is usually composed of a light shielding material and a binder, and inorganic particles such as carbon black and titanium black can be used as the light shielding material. The particle diameter of such a light-shielding material is preferably 0.01 μm to 1.0 μm, and more preferably 0.03 μm to 0.3 μm.
また、結着剤としては、熱可塑性と熱硬化性とを有する樹脂組成とすることが好ましく、熱硬化性官能基を有し、かつ軟化点が５０℃〜１５０℃の範囲内、中でも６０℃〜１２０℃の範囲内である樹脂材料および硬化剤等により構成されることが好ましい。このような材料として具体的には、１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物またはエポキシ樹脂とその潜在性硬化剤との組み合わせ等が挙げられる。またエポキシ樹脂の潜在性硬化剤としては、ある一定の温度まではエポキシ基との反応性を有さないが、加熱により活性化温度に達するとエポキシ基との反応性を有する分子構造に変化する硬化剤を用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂との反応性を有する酸性または塩基性化合物の中性塩や錯体、ブロック化合物、高融点体、マイクロカプセル封入物が挙げられる。また、上記遮光部中に、上記の材料の他に、離型剤、接着補助剤、酸化防止剤、分散剤等を含有させることもできる。 Further, the binder is preferably a resin composition having thermoplasticity and thermosetting properties, has a thermosetting functional group, and has a softening point in the range of 50 ° C to 150 ° C, particularly 60 ° C. It is preferable to be comprised by the resin material which exists in the range of -120 degreeC, a hardening | curing agent, etc. Specific examples of such a material include a combination of an epoxy compound or epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and a latent curing agent thereof. As a latent curing agent for epoxy resins, it does not have reactivity with epoxy groups up to a certain temperature, but when it reaches the activation temperature by heating, it changes to a molecular structure with reactivity with epoxy groups. A curing agent can be used. Specific examples include neutral salts and complexes of acidic or basic compounds having reactivity with epoxy resins, block compounds, high melting point bodies, and microcapsules. In addition to the above materials, the light-shielding part may contain a release agent, an adhesion assistant, an antioxidant, a dispersant, and the like.
また、本実施態様においては、上記光触媒含有層と遮光部との間にプライマー層を形成してもよい。このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、プライマー層を形成することにより、光触媒含有層の上記濡れ性変化を阻害する要因となる遮光部および遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で光触媒含有層の濡れ性を変化させることができ、その結果、高解像度のパターンを得ることが可能となるのである。 In this embodiment, a primer layer may be formed between the photocatalyst containing layer and the light shielding part. Although the action and function of this primer layer are not necessarily clear, by forming the primer layer, it becomes a factor that inhibits the above-mentioned wettability change of the photocatalyst-containing layer from the light-shielding part and the opening existing between the light-shielding parts. This is considered to exhibit a function of preventing diffusion of impurities, particularly residues generated when the light shielding portion is patterned, and impurities. Therefore, by forming the primer layer, the wettability of the photocatalyst containing layer can be changed with high sensitivity, and as a result, a high resolution pattern can be obtained.
なお、本実施態様においてプライマー層は、遮光部のみならず遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。 In this embodiment, the primer layer prevents impurities present in the openings formed between the light shielding portions as well as the light shielding portions from affecting the action of the photocatalyst. It is preferable that it is formed over the entire light shielding part.
本実施態様におけるプライマー層は、上記遮光部と上記光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。 The primer layer in this embodiment is not particularly limited as long as the primer layer is formed so that the light shielding part and the photocatalyst containing layer do not come into contact with each other.
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式ＳｉＸ４で示され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。 The material constituting the primer layer is not particularly limited, but an inorganic material that is not easily decomposed by the action of the photocatalyst is preferable. Specific examples include amorphous silica. When such amorphous silica is used, the precursor of the amorphous silica is represented by the general formula SiX 4 and X is a silicon compound such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetyl group, Silanol which is a hydrolyzate thereof or polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less is preferable.
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍから１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍから０．１μｍの範囲内であることが好ましい。 The thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.001 μm to 0.1 μm.
（３）着色層
次に、本実施態様に用いられる着色層について説明する。本実施態様に用いられる着色層は、上述したように遮光部で区画された開口部内に形成されるものであり、好ましくは上述した親液層上、特に好ましくは光触媒含有層上であって露光により親液性領域とされた領域上に形成されるものであり、
このような着色層は、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成される。この着色層における着色パターン形状は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。
本実施態様において、この着色層を着色する方法としても特に限定されるものではなく、例えば、公知の塗料をスプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の方法で塗布する塗布方式や、真空薄膜形式等を挙げることができるが、本実施態様においては、インクジェット方式により着色されることが好ましい。これにより、上記遮光部の角部を曲線形状とした効果を十分に発揮することができるからである。
(3) Colored layer Next, the colored layer used for this embodiment is demonstrated. The colored layer used in this embodiment is formed in the opening section defined by the light-shielding portion as described above, preferably on the above-described lyophilic layer, particularly preferably on the photocatalyst-containing layer and exposure. It is formed on the area that is made lyophilic by
Such a colored layer is usually formed of three colors of red (R), green (G), and blue (B). The colored pattern shape in the colored layer can be a known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type, and the colored area can be arbitrarily set.
In the present embodiment, the method for coloring the colored layer is not particularly limited. For example, a coating method in which a known paint is applied by a known method such as spray coating, dip coating, roll coating, or bead coating, In this embodiment, it is preferably colored by an ink jet method. This is because the effect of making the corner portion of the light shielding portion into a curved shape can be sufficiently exhibited.
ここで、このような着色層の形成に用いられる着色層形成用塗工液等としては、一般的なカラーフィルタの着色層に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Here, since the coating liquid for forming a colored layer used for forming such a colored layer can be the same as that used for the colored layer of a general color filter, detailed description here Is omitted.
（４）基材
次に、本実施態様に用いられる基材について説明する。本実施態様に用いられる基材としては、上記遮光部および必要に応じて形成される光触媒含有層が形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく従来よりカラーフィルタに用いられているもの等を用いることができる。具体的には石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を挙げることができる。本実施態様において、基材は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に着色した基板でも用いることは可能である。また、基材は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いてもよい。
(4) Base Material Next, the base material used in this embodiment will be described. The substrate used in the present embodiment is not particularly limited as long as the light shielding part and the photocatalyst-containing layer formed as necessary can be formed, and conventionally used for color filters. A thing etc. can be used. Specifically, transparent flexible materials such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, and synthetic quartz plates, or flexible flexible materials such as transparent resin films and optical resin plates, etc. Can be mentioned. In this embodiment, a transparent substrate is usually used, but a reflective substrate or a white colored substrate can also be used. Further, the substrate may be subjected to surface treatment for preventing alkali elution, imparting a gas barrier property or other purposes as required.
（５）その他の層
本実施態様においては、上述した層の他、ＩＴＯ層やオーバーコート層等が必要に応じて形成される。
例えば、ＩＴＯ層としては、一般的なカラーフィルタに用いられるＩＴＯ層と同様のものを用いることが可能であり、このようなＩＴＯ層の形成方法としては、例えばインライン低温スパッタ法や、インライン高温スパッタ法、バッチ式低温スパッタ法、バッチ式高温スパッタ法、真空蒸着法、およびプラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
(5) Other layers In this embodiment, in addition to the above-described layers, an ITO layer, an overcoat layer, and the like are formed as necessary.
For example, as the ITO layer, it is possible to use the same ITO layer as that used in a general color filter. As a method for forming such an ITO layer, for example, in-line low-temperature sputtering or in-line high-temperature sputtering is used. Method, batch type low temperature sputtering method, batch type high temperature sputtering method, vacuum deposition method, plasma CVD method and the like.
２．第２実施態様
次に、本発明のカラーフィルタの第２実施態様について説明する。本発明のカラーフィルタの第２実施態様は、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
上記遮光部で区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、上記角部の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されていることを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the color filter of the present invention will be described. According to a second embodiment of the color filter of the present invention, a base material, a light shielding part formed on the base material, an opening section defined by the light shielding part, and a colored layer formed in the opening part are provided. A color filter comprising:
At least one of the corner portions in the opening section defined by the light shielding portion is formed in a shape in which the top end portion of the corner portion is cut out by a straight line.
図３は、本実施態様の一例を示すものであり、カラーフィルタの遮光部の開口部１の形状を示すものである。図３（ａ）は従来の形状を示し、（ｂ）は本実施態様の形状を示すものである。
一方、図４は、本実施態様の他の例を示すものであり、屈曲した形状のカラーフィルタ（例えばＩＰＳ用のカラーフィルタ）の遮光部の開口部１の形状を示すものである。この例においても、図４（ａ）が従来の形状を、（ｂ）が本実施態様の形状を示すものである。
いずれの例においても、（ａ）で角部２が形成されている位置において、（ｂ）ではその角部２の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されている。
FIG. 3 shows an example of this embodiment, and shows the shape of the
On the other hand, FIG. 4 shows another example of this embodiment, and shows the shape of the
In any example, at the position where the
本実施態様においては、このように遮光部の開口部における角部の少なくとも一つが角部の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されていることにより、着色層を形成する際にインクジェット法等の着色層形成用塗工液を滴下する方法が用いられた場合でも、角部全体に着色層形成用塗工液が濡れ広がることから、白抜け等の不具合の無い高品質なカラーフィルタとすることができる。
本実施態様における遮光部の開口部における角部の定義は、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, at least one of the corners in the opening of the light-shielding part is formed in a shape in which the top end of the corner is cut out with a straight line, so that the inkjet method is used when forming the colored layer. Even when the method of dropping the colored layer forming coating solution is used, the colored layer forming coating solution is wet and spreads over the entire corner portion, so that a high-quality color filter free from defects such as white spots and the like can do.
Since the definition of the corner portion in the opening of the light shielding portion in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted here.
また、角部の頂端部を直線で切り取られた形状とは、角部の頂端部から角部を構成する二つの直線上に所定の距離Ｘを有する二つの位置をとり、この間に直線を引くことにより、その頂端部と逆側に形成された形状を示すものである。ここで、この所定の距離Ｘは、開口部の大きさ等により大幅に異なるものではあるが、通常開口部の幅の半分以下で可能な限り小さい方が好ましい。また、角部を構成する二つの直線上においては、この所定の距離Ｘは同一の値を採ることが好ましい。 The shape obtained by cutting the top end of the corner with a straight line means that two positions having a predetermined distance X are taken on the two straight lines constituting the corner from the top end of the corner, and a straight line is drawn between them. Thus, the shape formed on the side opposite to the top end portion is shown. Here, the predetermined distance X varies greatly depending on the size of the opening or the like, but it is usually preferable to be as small as possible within half the width of the opening. Further, it is preferable that the predetermined distance X has the same value on the two straight lines constituting the corner.
本実施態様においては、このような遮光部の開口部における角部の少なくとも一つが上述した角部の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されていればよいが、少なくとも開口部側の角度が直角およびそれ以下の角度（角部が開口部として凹部となる場合は、２７０°およびそれ以上の角度）を有する角部が上述した形状とされていることが好ましく、特に全ての角部が上述した形状とされていることが好ましい。
なお、本発明においては、上記第１実施態様の曲線状の角部と本実施態様の頂端部を直線で切り取られた形状の角部とが混在するものであってもよい。
本実施態様における他の構成、すなわち親液層、光触媒含有層、遮光層、着色層、基材等に関しては、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, at least one of the corners in the opening of such a light-shielding part may be formed in a shape in which the top end of the above-mentioned corner is cut out by a straight line, but at least the angle on the opening side It is preferable that the corners having a right angle and less than that (when the corner becomes a recess as an opening, an angle of 270 ° or more) have the shape described above, and in particular, all the corners The shape described above is preferable.
In the present invention, the curved corner portion of the first embodiment may be mixed with the corner portion having a shape obtained by cutting the top end portion of the present embodiment with a straight line.
Other configurations in the present embodiment, that is, a lyophilic layer, a photocatalyst-containing layer, a light shielding layer, a colored layer, a base material, and the like are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
３．第３実施態様
次に、本発明のカラーフィルタの第３実施態様について説明する。本発明のカラーフィルタの第３実施態様は、基材と、上記基材上に形成された遮光部と、上記遮光部で区画された開口部と、上記開口部に形成された着色層とを有するカラーフィルタであって、
上記遮光部で区画された開口部の端部（以下、開口部端とする場合がある。）における断面形状が、基材表面に対して鋭角とされていることを特徴とするものである。
図５は、本実施態様の一例を示すものであり、カラーフィルタの遮光部の開口部端の形状を示すものである。図５（ａ）は従来の形状を示し、（ｂ）は本実施態様の形状を示すものである。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the color filter of the present invention will be described. A third embodiment of the color filter of the present invention includes a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening section defined by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion. A color filter comprising:
The cross-sectional shape at the end of the opening section defined by the light-shielding section (hereinafter sometimes referred to as opening section end) is an acute angle with respect to the substrate surface.
FIG. 5 shows an example of this embodiment, and shows the shape of the opening end of the light shielding portion of the color filter. FIG. 5A shows a conventional shape, and FIG. 5B shows the shape of this embodiment.
図５（ｂ）に示すように、基材３上に形成された遮光部４の開口部端５における断面形状が、基材３の表面に対して鋭角に形成されている。このように基材表面に対して鋭角とすることにより、開口部内に着色層６を例えばインクジェット法により形成する際に、インクジェット装置のヘッドから吐出された着色層形成用塗工液が遮光部４の開口部端５上まで濡れ広がり易くなる。このため、白抜け等の不具合が生じ難い。一方、図５（ａ）に示す従来の形状では、着色層形成用塗工液は、開口部端５で遮光部４上に濡れ広がらないことから、白抜け等の不具合が生じる可能性が高くなっている。
As shown in FIG. 5B, the cross-sectional shape at the opening
本実施態様においては、このように遮光部の開口部端における断面形状が基材表面に対して鋭角とされているので、着色層をインクジェット法等の吐出法により着色層形成用塗工液を滴下して製造するような場合は、着色層の形成に際して着色層形成用塗工液が遮光部上に濡れ広がることが可能となり、遮光部と着色層との境界における白抜け等の不具合を防止することができ、高品質なカラーフィルタとすることができる。また、光触媒含有層を用いた場合は、高精細なパターンを有する着色層を効率的に得ることができるといった利点を有する。
本実施態様における遮光部の開口端部とは、着色層を形成するために遮光部に形成された開口部側の端部を示すものである。本実施態様においては、その断面形状が、基材表面に対して鋭角である点に特徴を有するのである。
In this embodiment, since the cross-sectional shape at the opening end of the light-shielding portion is an acute angle with respect to the substrate surface in this way, the colored layer forming coating liquid is applied by a discharge method such as an inkjet method. In the case of manufacturing by dripping, the colored layer forming coating solution can spread on the light shielding part during the formation of the colored layer, preventing problems such as white spots at the boundary between the light shielding part and the colored layer. And a high-quality color filter can be obtained. Moreover, when a photocatalyst containing layer is used, it has the advantage that the colored layer which has a high-definition pattern can be obtained efficiently.
The opening end portion of the light shielding portion in the present embodiment indicates an end portion on the opening portion side formed in the light shielding portion in order to form the colored layer. In this embodiment, the cross-sectional shape is characterized by an acute angle with respect to the substrate surface.
本実施態様においては、このような遮光部の開口部端の断面形状が、遮光部の開口部端の少なくとも一部に形成されていればよいが、好ましくは全ての遮光部の開口部端が上述した断面形状であることが好ましい。
なお、本発明においては、上記第１実施態様の曲線状の角部および上記第２実施態様の頂端部を直線で切り取られた形状の角部と、本実施態様とを併用したものであってもよい。
本実施態様における他の構成、すなわち親液層、光触媒含有層、遮光層、着色層、基材等に関しては、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, it is sufficient that the cross-sectional shape of the opening end of the light shielding portion is formed at least at a part of the opening end of the light shielding portion, but preferably the opening ends of all the light shielding portions are The cross-sectional shape described above is preferable.
In the present invention, the curved corner portion of the first embodiment and the top end portion of the second embodiment are combined with the corner portion of the shape cut off by a straight line, and the present embodiment. Also good.
Other configurations in the present embodiment, that is, a lyophilic layer, a photocatalyst-containing layer, a light shielding layer, a colored layer, a base material, and the like are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
Ｂ．液晶表示素子
次に、本発明の液晶表示素子について説明する。本発明の液晶表示素子は、上述したカラーフィルタを用いたことを特徴とするものである。すなわち、上述したカラーフィルタと、このカラーフィルタに対向する対向基板とを組み合わせ、この間に液晶化合物を封入することにより形成されたものである。
このような液晶表示素子は、本発明のカラーフィルタが有する利点、すなわち、白抜け等の不具合の無い高品質なものであるという利点を有するものである。
B. Next, the liquid crystal display element of the present invention will be described. The liquid crystal display element of the present invention is characterized by using the color filter described above. That is, it is formed by combining the above-described color filter and a counter substrate facing the color filter, and enclosing a liquid crystal compound therebetween.
Such a liquid crystal display element has the advantage that the color filter of the present invention has, that is, the high-quality one that is free from defects such as white spots.
Ｃ．カラーフィルタの製造方法
最後に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、二つの実施態様に分けることができる。以下、それぞれについて詳細に説明する。
C. Color Filter Manufacturing Method Finally, the color filter manufacturing method of the present invention will be described. The color filter manufacturing method of the present invention can be divided into two embodiments. Hereinafter, each will be described in detail.
１．第４実施態様
本発明のカラーフィルタの製造方法の第４実施態様は、基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程と
を有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程により形成される遮光部は、上記遮光部により区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されており、
上記曲線のＲは、上記インクジェット法により上記基材表面に上記着色層形成用塗工液を滴下した際に濡れ広がった後の円形状の直径に基づいて調整されていることを特徴とするものである。
1. Fourth Embodiment A fourth embodiment of the method for producing a color filter of the present invention includes a light shielding portion forming step for forming a light shielding portion on a substrate, and an opening partitioned by the light shielding portion formed in the light shielding portion forming step. A colored layer forming step of forming a colored layer by dropping a colored layer forming coating solution by an inkjet method on a part,
The light-shielding part formed by the light-shielding part forming step is formed in a curved shape at least one of the corners in the opening defined by the light-shielding part,
R of the curve is adjusted based on a circular diameter after spreading wet when the colored layer forming coating solution is dropped onto the substrate surface by the inkjet method. It is.
図６は、遮光部の開口部１内にインクジェット法により着色層形成用塗工液７を滴下した状態を模式的に示したものである。この際、開口部１の角部２においては、着色層形成用塗工液の濡れ広がりが十分で無い場合は、図６に示すように白抜けが生じる可能性がある。本実施態様においては、このような開口部１の角部２における白抜けを防止するために、角部２を曲線状に形成するに際して、その曲線のＲを最適化することができる点に利点を有するものである。
FIG. 6 schematically shows a state in which the colored layer forming
すなわち、例えば、着色層を形成する際に用いるインクジェット装置、同様に露光された光触媒含有層が形成された基材、さらには同じ着色層形成用塗工液を用い、基材上の光触媒含有層表面に実際の着色層形成時と同様の条件で上記着色層形成用塗工液を滴下し、これが濡れ広がるまで待つ。そして、最終的に濡れ広がった状態の着色層形成用塗工液の円形状を測定し、その直径を参考にして上記角部２に形成する曲線のＲを決定するのである。
本実施態様においては、このように遮光部における開口部の角部の曲線形状を最適化することができるので、白抜けの無いカラーフィルタを効率的に製造することができる。
That is, for example, an ink jet device used for forming a colored layer, a substrate on which a photocatalyst-containing layer that has been similarly exposed is formed, and a photocatalyst-containing layer on the substrate using the same colored layer-forming coating solution The colored layer forming coating solution is dropped on the surface under the same conditions as in the actual formation of the colored layer, and waits until it spreads wet. Then, the circular shape of the colored layer forming coating solution finally wetted and spread is measured, and the R of the curve formed at the
In this embodiment, the curved shape of the corner of the opening in the light shielding portion can be optimized in this way, so that a color filter without white spots can be efficiently manufactured.
本実施態様においては、特に、遮光部形成工程の後に、基材および遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する光触媒含有層形成工程、および上記光触媒含有層上の着色層形成領域に対してエネルギーを照射することにより、上記着色層形成領域を親液性領域とするエネルギー照射工程を行うことが好ましい。このような工程を行うことにより、光触媒含有層を着色層のパターニングに用いることが可能となり、着色層を容易にかつ高精細にパターニングすることが可能となるからである。
以下、本実施態様のカラーフィルタの製造方法について、工程毎に具体的に説明する。
In this embodiment, in particular, the photocatalyst-containing layer forming step of forming a photocatalyst and a photocatalyst-containing layer containing an organopolysiloxane so as to cover the base material and the light-shielding portion after the light-shielding portion forming step, and the photocatalyst-containing layer It is preferable to perform an energy irradiation process in which the colored layer forming region is made a lyophilic region by irradiating the upper colored layer forming region with energy. By performing such a process, the photocatalyst-containing layer can be used for patterning of the colored layer, and the colored layer can be easily and precisely patterned.
Hereinafter, the manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated concretely for every process.
（１）遮光部形成工程
本実施態様においては、まず基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程が行われる。本実施態様では、この遮光部形成工程により形成される遮光部において、遮光部の開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されており、上記曲線のＲは、上記インクジェット法により基材、特に光触媒含有層が形成されている場合は光触媒含有層における親液性領域に着色層形成用塗工液を滴下した際に濡れ広がった後の円形状の直径に基づいて調整されている点に特徴を有する。
まず、インクジェット法により基材表面もしくは親液性領域に着色層形成用塗工液を滴下した際に濡れ広がった後の円形状の直径の測定方法について説明する。
(1) Shading part formation process In this embodiment, the shading part formation process which forms a shading part on a base material first is performed. In the present embodiment, in the light shielding part formed by the light shielding part forming step, at least one of the corners in the opening of the light shielding part is formed in a curved shape, and R of the curve represents the ink jet method. When a base material, particularly a photocatalyst-containing layer is formed, is adjusted based on the circular diameter after spreading when the colored layer forming coating solution is dropped onto the lyophilic region in the photocatalyst-containing layer. It has a feature in that.
First, a method of measuring a circular diameter after wetting and spreading when a coloring layer forming coating solution is dropped onto a substrate surface or a lyophilic region by an ink jet method will be described.
この直径の測定は、実際の着色層形成工程において、インクジェット法により吐出された着色層形成用塗工液が親液性領域上で振舞うであろう挙動と同等の挙動を示す条件下で行われるものであれば特に限定されるものではない。しかしながら、正確性の観点から、同一のインクジェット装置、同一の着色層形成用塗工液、および同様に調製された基板表面もしくは親液性領域を用い、直径を測定することが好ましい。 The measurement of the diameter is performed under the condition that the colored layer forming coating liquid discharged by the ink jet method exhibits a behavior equivalent to the behavior that would behave on the lyophilic region in the actual colored layer forming step. If it is a thing, it will not specifically limit. However, from the viewpoint of accuracy, it is preferable to measure the diameter using the same inkjet device, the same colored layer forming coating solution, and the similarly prepared substrate surface or lyophilic region.
本実施態様においては、このようにして測定した直径に基づいて遮光部の開口部における角部に形成される曲線のＲを調整し、最適化する。ここで、基づいてとは、必ずしも同一の直径を用いることを意味するのではなく、この直径から推定して角部に形成する曲線のＲを調整し、最適化することを意味するのである。すなわち、実際の製造に際しては、単独の液滴のみで開口部の角部が充填されるものではなく、状況によっては周囲の液滴の影響を受ける場合もある。したがって、本実施態様においては、このような種々の要因を勘案しつつ、上記測定した直径に基づき、最適化した角部に形成される曲線のＲを得るのである。なお、条件によっては、上記測定した直径と同一のＲを有する曲線で角部を形成してもよい。 In this embodiment, the curve R formed at the corner of the opening of the light-shielding part is adjusted and optimized based on the diameter measured in this way. Here, based does not necessarily mean that the same diameter is used, but means that the curve R formed at the corner estimated from this diameter is adjusted and optimized. That is, in actual manufacturing, the corners of the opening are not filled with only a single droplet, and depending on the situation, there may be the influence of surrounding droplets. Therefore, in the present embodiment, the curve R formed at the optimized corner is obtained based on the measured diameter while taking into account such various factors. Depending on the conditions, the corner may be formed by a curve having the same R as the measured diameter.
このようにして、最適化された形状を有する遮光部は、その材料等に応じた種々の形成方法により、基材上に形成される。
なお、この遮光部形成工程における形成方法および材料等に関しては、上記「Ａ．カラーフィルタ」において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this way, the light-shielding portion having the optimized shape is formed on the base material by various forming methods depending on the material and the like.
The formation method, materials, and the like in this light shielding portion forming step are the same as those described in the above “A. Color filter”, and thus description thereof is omitted here.
（２）光触媒含有層形成工程
本実施態様においては、必要に応じて光触媒含有層形成工程が行われる。このような光触媒含有層形成工程は、基材および遮光部を覆うように、光触媒およびオルガノポリシロキサンを含有する光触媒含有層を形成する工程である。本実施態様においては、上記光触媒含有層形成工程において用いる材料および層の形成方法のいずれもが、上記「Ａ．カラーフィルタ」において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(2) Photocatalyst containing layer formation process In this embodiment, a photocatalyst content layer formation process is performed as needed. Such a photocatalyst-containing layer forming step is a step of forming a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst and an organopolysiloxane so as to cover the base material and the light shielding portion. In this embodiment, since the material and the layer forming method used in the photocatalyst-containing layer forming step are the same as those described in the above “A. Color filter”, description thereof is omitted here.
（３）エネルギー照射工程
本実施態様において、上記光触媒含有層形成工程を行った場合は、エネルギー照射工程が行われる。このようなエネルギー照射工程は、上記光触媒含有層上の着色層形成領域に対してエネルギーを照射することにより、上記着色層形成領域を親液性領域とする工程である。本実施態様においては、上述したように光触媒含有層中のオルガノポリシロキサンがエネルギー照射に伴う光触媒の作用によって濡れ性が変化する。したがって、例えば図７に示すように、基材３上に形成された光触媒含有層８にフォトマスク９等を用いてエネルギー１０を照射することによって（図３（ａ））、光触媒含有層８上に濡れ性の変化した濡れ性変化パターン（着色層形成用領域）１１が形成されるのである（図３（ｂ））。光触媒含有層上に濡れ性変化パターン（着色層形成用領域）が形成されていることにより、後述する着色層を形成する着色層形成用塗工液をインクジェット法によって塗布した際、エネルギーが照射されていない領域にはインクが付着せず、濡れ性が変化した濡れ性変化パターン（着色層形成用領域）１１上にのみ、高精細に着色層形成用塗工液を付着させることができ、高精細な着色層を形成することができるのである。
(3) Energy irradiation process In this embodiment, when the said photocatalyst content layer formation process is performed, an energy irradiation process is performed. Such an energy irradiation step is a step of making the colored layer forming region a lyophilic region by irradiating energy to the colored layer forming region on the photocatalyst containing layer. In this embodiment, as described above, the wettability of the organopolysiloxane in the photocatalyst-containing layer changes due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. Therefore, for example, as shown in FIG. 7, by irradiating the photocatalyst containing layer 8 formed on the
ここで、上記光触媒含有層に照射されるエネルギーとしては、上記光触媒含有層の濡れ性を変化させることが可能なエネルギーを照射する方法であれば、その方法は特に限定されるものではない。本実施態様でいうエネルギー照射（露光）とは、光触媒含有層表面の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。 Here, the energy irradiated to the photocatalyst containing layer is not particularly limited as long as it is a method of irradiating energy capable of changing the wettability of the photocatalyst containing layer. The energy irradiation (exposure) in the present embodiment is a concept including irradiation of any energy ray capable of changing the wettability of the surface of the photocatalyst containing layer, and is not limited to visible light irradiation. .
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは１５０ｎｍ〜３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。 Usually, the wavelength of light used for such energy irradiation is set in a range of 400 nm or less, preferably in a range of 150 nm to 380 nm or less. This is because, as described above, the preferred photocatalyst used in the photocatalyst-containing layer is titanium dioxide, and light having the above-described wavelength is preferable as the energy for activating the photocatalytic action by the titanium dioxide.
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。また、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。 Examples of light sources that can be used for such energy irradiation include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lamps, and various other light sources. In addition to the method of performing pattern irradiation using a light mask using a light source as described above, it is also possible to use a method of drawing and irradiating in a pattern using a laser such as excimer or YAG.
なお、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒含有層中の光触媒の作用により光触媒含有層表面の濡れ性の変化が行われるのに必要な照射量とする。 In addition, the irradiation amount of energy at the time of energy irradiation is set to an irradiation amount necessary for changing the wettability of the surface of the photocatalyst containing layer by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer.
この際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、より感度を上昇させることが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。 At this time, it is preferable in that the sensitivity can be further increased by irradiating energy while heating the photocatalyst-containing layer, and the wettability can be changed efficiently. Specifically, it is preferable to heat within a range of 30 ° C to 80 ° C.
本実施態様におけるエネルギー照射方向は、後述する基材が透明である場合は、基材側および光触媒含有層側のいずれの方向からフォトマスクを介したパターンエネルギー照射もしくはレーザの描画照射を行っても良い。なお、本実施態様においては、基材上に上述したように遮光部が形成されていることから、基材側からエネルギーを全面に照射した場合には、遮光部が形成された領域上の光触媒含有層の濡れ性が変化せず、遮光部の開口部のみの濡れ性を変化させることができる。したがって、フォトマスク等の位置合わせ等の工程が必要なく、効率よく上記濡れ性変化パターンを形成することができる、という利点も有する。一方、基材が不透明な場合は、光触媒含有層側からエネルギー照射を行なう必要がある。 The energy irradiation direction in the present embodiment may be the pattern energy irradiation or the laser drawing irradiation through the photomask from any direction on the substrate side and the photocatalyst containing layer side when the substrate described later is transparent. good. In this embodiment, since the light shielding portion is formed on the base material as described above, when the entire surface is irradiated with energy from the base material side, the photocatalyst on the region where the light shielding portion is formed. The wettability of the containing layer is not changed, and the wettability of only the opening of the light shielding part can be changed. Therefore, there is an advantage that the wettability change pattern can be efficiently formed without requiring a step of alignment of a photomask or the like. On the other hand, when the substrate is opaque, it is necessary to irradiate energy from the photocatalyst containing layer side.
（４）着色層形成工程
本実施態様における着色層形成工程は、基板表面もしくは上記親液性領域とされた着色層形成領域に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する工程である。
本実施態様に用いられる着色層形成用塗工液は、通常インクジェット法により用いられるものを用いることができ、特に限定されるものではない。また、本実施態様に用いられるインクジェット装置としては、特に限定されるものではないが、帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることができ、中でも、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法を用いた装置が好適に用いられる。
(4) Colored layer forming step In the colored layer forming step in this embodiment, the colored layer forming coating solution is dropped onto the colored surface forming region which is the substrate surface or the lyophilic region by an ink jet method. Is a step of forming.
The colored layer forming coating solution used in this embodiment may be one that is usually used by an ink jet method, and is not particularly limited. In addition, the ink jet apparatus used in the present embodiment is not particularly limited, but a method in which charged ink is continuously ejected and controlled by a magnetic field, and a method in which ink is intermittently ejected using a piezoelectric element. Inkjet devices using various methods such as a method of heating ink and intermittently using the foaming can be used, and among these, a method of intermittently ejecting ink using a piezoelectric element is used. The apparatus which was used is used suitably.
（５）その他
本実施態様においては、必要に応じてオーバーコート層形成工程やＩＴＯ層形成工程等の他の工程が行われてもよい。
本実施態様により得られたカラーフィルタは、上記「Ａ．カラーフィルタ」の「第１実施態様」で説明したカラーフィルタと同様の利点を有するものであり、歩留まりがよく白抜け等の不具合の無い、高品質なものである。
(5) Others In this embodiment, other steps such as an overcoat layer forming step and an ITO layer forming step may be performed as necessary.
The color filter obtained according to the present embodiment has the same advantages as the color filter described in the “first embodiment” of the above “A. Color filter”, and has a high yield and no defects such as white spots. Is of high quality.
２．第５実施態様
最後に、本発明のカラーフィルタの製造方法における第５実施態様について説明する。本実施態様は、基材上に遮光部を形成する遮光部形成工程と、上記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
上記遮光部形成工程では、上記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置に基づいて、上記遮光部で区画された開口部の形状が決定されることを特徴とするものである。
2. Fifth Embodiment Finally, a fifth embodiment in the color filter manufacturing method of the present invention will be described. In this embodiment, a coloring layer forming coating liquid is applied to the opening portion partitioned by the light shielding portion forming step for forming the light shielding portion on the substrate and the light shielding portion formed in the light shielding portion forming step by an inkjet method. A method for producing a color filter having a colored layer forming step of dropping to form a colored layer,
In the light shielding part forming step, the shape of the opening section defined by the light shielding part is determined based on a dropping position of the coating liquid for forming the colored layer by the ink jet method in the colored layer forming process. Is.
図８は、本実施態様に用いられる遮光部の形状の一例を示すものである。この例では、まず、インクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置１２を厳密に測定し、その位置からの濡れ広がりの大きさを考慮することにより、遮光部４の開口部２の形状を決定したものである。
本実施態様においては、このようにインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置を測定し、これに基づいて遮光部の形状を決定するものであることから、着色層形成用塗工液が濡れ広がらずに白抜けとなることが無いばかりか、液滴量に応じた開口部の大きさおよび形状とすることができるので、滴下した着色層形成用塗工液が溢れる等の問題がなく、均一な膜厚で着色層を形成することができ、色むら等の発生を防止することができる。
FIG. 8 shows an example of the shape of the light shielding part used in this embodiment. In this example, first, the dripping
In this embodiment, the color layer-forming coating solution is measured by measuring the dropping position of the coating solution for forming the colored layer by the ink jet method and determining the shape of the light-shielding portion based on this position. As a result, the size and shape of the opening according to the amount of liquid droplets can be made, so that there is a problem that the colored layer forming coating liquid overflows. In addition, the colored layer can be formed with a uniform film thickness, and color unevenness can be prevented.
上記図８に示した例では、着色層形成用塗工液の液滴を一列ずつで着色層を形成しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、複数列の着色層形成用塗工液で着色層を形成するように、遮光部の開口部を形成してもよい。
また、遮光部における開口部の形状は、図８に示すように一つの着色層形成用塗工液の液滴と他の液滴とがあまり重複しないような形状であってもよいが、より重複するような形状であってもよい。
In the example shown in FIG. 8 above, the colored layer is formed by one row of droplets of the colored layer forming coating liquid. However, in the present invention, the present invention is not limited to this. You may form the opening part of a light-shielding part so that a colored layer may be formed with the layer formation coating liquid.
Further, the shape of the opening in the light-shielding portion may be such that the droplets of one colored layer forming coating liquid and other droplets do not overlap so much as shown in FIG. The shape may overlap.
本実施態様においては、さらに上記遮光部形成工程が遮光部形成用フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法によるものであり、上記遮光部形成用フォトマスクを作製する際に用いられたインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置データが、上記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下に際して用いられることが好ましい。このようにすることにより、着色層形成用塗工液をインクジェット装置で滴下する際に、再度位置あわせ等の手間が生じることがなく、効率よくカラーフィルタの製造を行うことができるからである。
なお、本実施態様における各工程は、上記第４実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, the light shielding part forming step is performed by a photolithography method using a light shielding part forming photomask, and a colored layer formed by an ink jet method used when the light shielding part forming photomask is manufactured. It is preferable that the dropping position data of the forming coating liquid is used when the coloring layer forming coating liquid is dropped by the inkjet method in the colored layer forming step. This is because, when the colored layer forming coating solution is dropped with an ink jet apparatus, troubles such as positioning again do not occur, and the color filter can be efficiently manufactured.
In addition, since each process in this embodiment is the same as that of the said 4th embodiment, description here is abbreviate | omitted.
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、上記カラーフィルタおよびその製造方法においては、インクジェット法により形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の吐出法を用いた場合も本発明に含まれるものである。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
For example, the case where the color filter and the manufacturing method thereof are formed by the ink jet method has been described, but the present invention is not limited to this, and the case where other discharge methods are used is also included in the present invention. Is.
１ … 開口部
２ … 角部
３ … 基材
４ … 遮光部
５ … 開口部端
６ … 着色層
８ … 光触媒含有層
１１ … 親液性領域
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記遮光部で区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter having a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening section defined by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion,
The color filter according to claim 1, wherein at least one of the corners of the opening section defined by the light shielding section is formed in a curved shape.
前記遮光部で区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、前記角部の頂端部を直線で切り取られた形状に形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter having a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening section defined by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion,
The color filter according to claim 1, wherein at least one of the corner portions of the opening section defined by the light shielding portion is formed in a shape in which a top end portion of the corner portion is cut off by a straight line.
前記遮光部で区画された開口部の端部における断面形状が、基材表面に対して鋭角とされていることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter having a base material, a light shielding portion formed on the base material, an opening section defined by the light shielding portion, and a colored layer formed in the opening portion,
A color filter, wherein a cross-sectional shape at an end portion of the opening section defined by the light-shielding portion is an acute angle with respect to the substrate surface.
前記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程と
を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記遮光部形成工程により形成される遮光部は、前記遮光部により区画された開口部における角部の内の少なくとも一つが、曲線状に形成されており、
前記曲線のＲは、上記インクジェット法により前記基材表面に前記着色層形成用塗工液を滴下した際に濡れ広がった後の円形状の直径に基づいて調整されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A light shielding part forming step of forming a light shielding part on the substrate;
A method for producing a color filter comprising: a colored layer forming step of forming a colored layer by dropping a colored layer forming coating solution by an ink jet method into an opening defined by the light shielding portion formed in the light shielding portion forming step Because
The light-shielding part formed by the light-shielding part forming step is formed in a curved shape at least one of the corners in the opening defined by the light-shielding part,
The color R is adjusted based on a circular diameter after spreading wet when the colored layer forming coating solution is dropped onto the substrate surface by the inkjet method. A method for manufacturing a filter.
前記遮光部形成工程において形成された遮光部で区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を滴下して着色層を形成する着色層形成工程と
を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記遮光部形成工程では、前記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置に基づいて、前記遮光部で区画された開口部の形状が決定されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 A light shielding part forming step of forming a light shielding part on the substrate;
A method for producing a color filter comprising: a colored layer forming step of forming a colored layer by dropping a colored layer forming coating solution into an opening defined by the light shielding portion formed in the light shielding portion forming step by an inkjet method Because
In the light shielding part forming step, the shape of the opening section defined by the light shielding part is determined based on a dropping position of the coating liquid for forming the colored layer by the ink jet method in the colored layer forming process. A method for producing a color filter.
前記遮光部形成用フォトマスクを作製する際に用いられたインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下位置データが、前記着色層形成工程におけるインクジェット法による着色層形成用塗工液の滴下に際して用いられることを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタの製造方法。 The light shielding part forming step is based on a photolithography method using a light shielding part forming photomask,
The dripping position data of the coating liquid for forming the colored layer by the ink jet method used when the photomask for forming the light-shielding portion is produced is the result of dropping the coating liquid for forming the colored layer by the ink jet method in the colored layer forming step. The method for producing a color filter according to claim 6, wherein the color filter is used.
A liquid crystal display element using the color filter according to any one of claims 1 to 4.
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