JP2006162882A - 表示装置用基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、(1)上記バンクは、組成が共通でインク溶媒に対する接触角が異なる樹脂層が積層された構造を有し、かつ上層側のインク溶媒に対する接触角が相対的に高い表示装置用基板、(2)上記バンクは、組成が共通でドライエッチング速度が異なる樹脂層が積層された構造を有し、かつ上層側のドライエッチング速度が相対的に遅い表示装置用基板、及び、(3)上記バンクは、組成が共通で重量平均重合度が異なる樹脂層が積層された構造を有し、かつ上層側の重量平均重合度が相対的に大きい表示装置用基板のいずれか、又は、(1)〜(3)の形態を組み合わせたものである。
【選択図】 図1
Description
このように従来においては、バンク側面の濡れ性を簡便な方法により効果的に制御することが可能な技術が求められていた。
なお、上記(1)の形態の表示装置用基板は、上記(2)及び/又は(3)の形態の表示装置用基板に対してCF4等のフッ素系ガスを用いたプラズマ処理を行うことにより得ることができるものである。
上記(1)の形態において、上層側のインク溶媒に対する接触角は、50°以上であることが好ましく、下層側のインク溶媒に対する接触角は、40°以下であることが好ましい。上層側と下層側とのインク溶媒に対する接触角の差は、10°以上であることが好ましい。また、上記(2)の形態において、上層側に対する下層側のドライエッチング速度の比(下本発明において、バンク(土手)は、複数の機能膜形成領域同士を隔てる構造物(凸部)であれば特に限定されるものではない。また、上記(1)の形態におけるインク溶媒としては、アルコール系の溶媒、例えばカルビトール系の溶媒が好適に用いられる。更に、上記(2)の形態におけるドライエッチング速度層側/上層側)は、1.5以上であることが好ましい。更に、上記(3)の形態において、下層側に対する上層側の重量平均重合度の比(上層側/下層側)は、1.3以上であることが好ましい。
なお、上記(4)の形態の表示装置用基板は、上記(5)及び/又は(6)の形態の表示装置用基板に対してCF4等のフッ素系ガスを用いたプラズマ処理を行うことにより得ることができるものである。
また、上記バンクは、遮光性を有することが好ましい。この場合、バンクを遮光部材として利用することが可能であり、例えば、液晶表示装置等で用いられるカラーフィルタ基板のブラックマトリクスとしてバンクを利用することができる。
本発明は更に、基板上にバンクが形成された表示装置用基板の製造方法であって、上記表示装置用基板の製造方法は、少なくとも、光硬化性を有するバンク樹脂材料の隅部以外の部分の硬化度が隅部の硬化度よりも大きくなるように光照射量を変化させて露光する工程(半硬化工程)と、バンク樹脂材料を本硬化させる工程と、バンク表面に撥水性及び/又は親水性を付与する表面処理を施す工程とを含む表示装置用基板の製造方法でもある。このような本発明の表示装置用基板の製造方法は、上記(4)〜(6)の形態の本発明の表示装置用基板を製造するのに好適である。
なお、上記半硬化とは、バンク材料樹脂のバンクパターンに対応する部分のうち一部(上層側や隅部)のみを部分的に硬化させる硬化処理のことをいい、上記本硬化とは、バンク樹脂材料のバンクパターンに対応する部分を全体的に硬化させる硬化処理、又は、バンク樹脂材料のバンクパターンに対応する部分のうちで、半硬化されなかった部分を半硬化された部分よりも小さい硬化度で硬化させる硬化処理のことをいう。
これらの本発明の表示装置用基板の製造方法によれば、バンクを構成する樹脂材料(バンク樹脂材料)の半硬化及び本硬化を行った部分と本硬化のみを行った部分とでは、重量平均重合度及びドライエッチング速度等の特性に差が生じ、表面処理を行うことで、親撥水性(接触角)に差が生じることとなる。その結果、液状の機能膜材料がバンクを乗り越えて混合することを防止しつつ、バンク内の隅部等に未充填領域が発生することを抑制することが可能な表示装置用基板を製造することができる。また、本発明の表示装置用基板の製造方法では、半硬化工程、本硬化工程及び表面処理工程が連続する工程でなくてもよく、一般的には、半硬化工程と本硬化工程との間に実際のバンクパターンを形成するための工程(現像工程)が含まれる。
更に、本発明の表示装置用基板の製造方法は、インクジェット装置を用いてバンク内にインク材料を塗布する工程を有することが好ましい。これにより、本発明の作用効果を充分に奏することが可能である。
図1(a)〜(f)は、実施形態1のカラーフィルタ(CF)基板の製造フローを示す断面模式図である。本実施形態では、フィルムタイプの感光性/遮光性樹脂を用いてブラックマトリクス(BM)を形成した場合について説明する。
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためのシランカップリング剤を塗布し、略200℃でベークを行った。続いて、UV(紫外)硬化性及び熱硬化性の両特性を有し、かつ遮光性を有する樹脂フィルム(膜厚:略1500〜2000nm)を100℃前後に昇温しながらラミネートし、樹脂層11をガラス基板10上に転写した(図1(a))。続いて、所望のBMパターンに対応する開口部を備えたフォトマスク12を用いて、波長365nmの光を含むUV光を樹脂層11側(表側)から略70mJ/cm2(検出波長:365nm)照射し(図1(b))、現像を行った(図1(c))。続いて、膜剥がれ防止のために、樹脂層11側及びガラス基板10側の両側からUV光を照射(ポスト露光)した後(図1(d))、220℃で1時間のベークを行うことにより、BMパターン形成基板(表示装置用基板)を得た(図1(e))。このように作製したBMパターン形成基板によれば、BM(バンク)11は、図3(a)に示すように、樹脂の重量平均重合度が上層11a>下層11bの関係を満たす2層構造となっている。なお、図3(a)は、図1(e)に示すBMパターン形成基板の丸(点線)で囲んだ部分を拡大して示す断面模式図である。
BM上層11aとBM下層11bとの樹脂の重量平均重合度の差を調べるために、(1−1)で得たBMパターン形成基板を用いて、アッシング速度試験を行った。その試験結果を表1及び図5に示す。なお、表中のアッシング量は、各層のアッシング最大量を採用した。また、アッシング速度は、30秒アッシング後のアッシング量と60秒アッシング後のアッシング量との差に基づいて算出した。
次に、BM11の表面全体に撥液性を付与するために、(1−1)で得たBMパターン形成基板に対し、図4(a)に示すような真空排気系のドライエッチング装置を用いてフッ素プラズマ処理(CF4/He=150〜300sccm/0〜500sccm、50〜150mTorr、200〜300W、60〜120sec、温度40℃)を行った。なお、フッ素プラズマ処理後のBM11は、上層11aよりも下層11bの方が粗い表面であった。
BM11表面の撥液性(接触角の大きさ)を調べるために、(1−1)で得たBMパターン形成基板に対し、(1−3)と同様にフッ素プラズマ処理を施し、接触角試験を行った。その試験結果を表2及び図6に示す。なお、接触角の測定は、フッ素プラズマ処理を15秒行った状態のBM11及び120秒行った状態のBM11のそれぞれに対して行った。
(1−3)でBM11表面にフッ素プラズマ処理を施したBMパターン形成基板に対し、インクジェット(IJ)装置を用いて、BM11間の絵素領域にインクを塗布した。このとき、BM上層11aの表面で発現される強い撥液性により、インクがBM11を乗り越えて隣のインクと混色することを防止することができた。また、BM下層11bの表面で発現される撥液性は若干弱いことから、BM11の隅部におけるインクの未充填領域の発生を抑制することができた。インクの着色後、乾燥や焼成等を経て、CF基板を完成させた(図1(f))。これにより、図3(c)に示すような、混色不良及び絵素領域の隅部からの光抜けが抑制された高表示品位のCF基板を得ることができた。
図2(a)〜(e)は、実施形態2のカラーフィルタ(CF)基板の製造フローを示す断面模式図である。本実施形態では、液状の感光性/遮光性樹脂を用いてブラックマトリクス(BM)を形成した場合について説明する。
まず、ガラス基板10上に密着性を上げるためのシランカップリング材を塗布し、略200℃でベークを行った。続いて、UV(紫外)硬化性及び熱硬化性の両特性を有し、かつ遮光性を有する液状の樹脂材料をスピンコート、ダイコート又はノズルコート等の手法を用いて、膜厚が略1100〜1500nmとなるように成膜した後、120℃で略5分間のベークを行った(図2(a))。続いて、所望のBMパターンに対応する開口部を備えたフォトマスク12を用いて、樹脂層11側(表側)から365nmの光を含むUV光を略200mJ/cm2(検出波長:365nm)程度照射し(図2(b))、現像を行った(図2(c))。続いて、220℃で1時間のベークを行うことにより、BMパターン形成基板(表示装置用基板)を得た(図2(d))。このようにして作製したBMパターン形成基板によれば、BM(バンク)11は、図3(a)に示すように、樹脂の重量平均重合度が上層11a>下層11bの関係を満たす2層構造となっている。なお、図3(a)は、図2(d)に示すBMパターン形成基板の丸(点線)で囲んだ部分を拡大して示す断面模式図である。
(2−1)で得たBMパターン形成基板を用いて、アッシング速度試験を行った。その試験結果を表3及び図5に示す。なお、アッシング量やアッシング速度の算出方法については、表1と同様である。
(2−1)で得たBMパターン形成基板に対し、(1−3)と同様の方法でフッ素プラズマ処理を行った。
(2−4)接触角試験
(2−1)で得たBMパターン形成基板に対し、(1−3)と同様にフッ素プラズマ処理を施し、接触角試験を行った。その試験結果を表4及び図6に示す。なお、接触角の測定条件等については、(1−4)と同様である。
(2−3)でBM11表面にフッ素プラズマ処理を施したBMパターン形成基板に対し、インクジェット(IJ)装置を用いて、BM11間の絵素領域にインクを塗布し、着色層13を形成した(図2(e))。本実施形態においても実施形態1と同様の作用効果を得ることができた。
11:樹脂層(ブラックマトリクス;BM)
11a:BM上層(高重合度の樹脂層)
11b:BM下層(低重合度の樹脂層)
12:フォトマスク
13:着色層
13a:第1色層
13b:第2色層
13c:第3色層
20:高周波電源
21:真空チャンバ
22a:上(左)部電極
22b:下(右)部電極
23:被エッチング(プラズマ処理)部材
24:排気ポンプ
25:試料台(ステージ)
31:バンク
Claims (17)
- 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通でインク溶媒に対する接触角が異なる樹脂層が積層された構造を有するものであり、かつ上層側のインク溶媒に対する接触角が相対的に高い
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通でドライエッチング速度が異なる樹脂層が積層された構造を有するものであり、かつ上層側のドライエッチング速度が相対的に遅い
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通で重量平均重合度が異なる樹脂層が積層された構造を有するものであり、かつ上層側の重量平均重合度が相対的に大きい
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通でインク溶媒に対する接触角が異なる樹脂領域を有するものであり、かつバンク隅部のインク溶媒に対する接触角が相対的に低い
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通でドライエッチング速度が異なる樹脂領域を有するものであり、かつバンク隅部のドライエッチング速度が相対的に高い
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板であって、
該バンクは、組成が共通で重量平均重合度が異なる樹脂領域を有するものであり、かつバンク隅部の重量平均重合度が相対的に小さい
ことを特徴とする表示装置用基板。 - 前記バンクは、光硬化性及び熱硬化性を有する樹脂により形成されたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記バンクは、遮光性を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記表示装置用基板は、更にインク固化物により構成される機能膜がバンク内に設けられたものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 前記表示装置用基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の表示装置用基板。
- 基板上にバンクが形成された表示装置用基板の製造方法であって、
該表示装置用基板の製造方法は、少なくとも、バンク樹脂材料の表面を半硬化させる工程と、バンク樹脂材料を本硬化させる工程と、バンク表面に撥水性及び/又は親水性を付与する表面処理を施す工程とを含むことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。 - 基板上にバンクが形成された表示装置用基板の製造方法であって、
該表示装置用基板の製造方法は、少なくとも、光硬化性を有するバンク樹脂材料の隅部以外の部分の硬化度が隅部の硬化度よりも大きくなるように光照射量を変化させて露光する工程と、バンク樹脂材料を本硬化させる工程と、バンク表面に撥水性及び/又は親水性を付与する表面処理を施す工程とを含むことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。 - 前記半硬化工程は、マスク越しの光照射によりバンク樹脂材料を半硬化させるものであり、
前記本硬化工程は、基板両面からの光照射又は焼成によりバンク樹脂材料を本硬化させるものである
ことを特徴とする請求項11又は12記載の表示装置用基板の製造方法。 - 前記表面処理工程は、酸素分圧を20%以下にしたフッ素系ガスを用いたプラズマ処理により行われるものであることを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法。
- 前記表示装置用基板の製造方法は、インクジェット装置を用いてバンク内にインク材料を塗布する工程を有することを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用基板、又は、請求項11〜15のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の表示装置用基板、又は、請求項11〜15のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備えてなることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
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