JP2007148005A - Substrate for display device with spacer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置や、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬともいう。）素子、電子ペーパー等、種々の表示装置の形成に用いられるスペーサ付表示装置用基板、およびそのスペーサ付表示装置用基板を用いたカラーフィルタに関するものである。 The present invention relates to a substrate for a display device with a spacer used for forming various display devices such as a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (hereinafter also referred to as organic EL) element, electronic paper, and the like, and a display device with the spacer. The present invention relates to a color filter using a substrate.
近年、液晶表示装置や有機ＥＬ素子、電子ペーパーなどのフラットパネルディスプレイは、薄型省スペースの表示装置として広く用いられている。これらの表示装置のうち、カラー表示を行うものの多くは、ガラス基材上に形成されたＲＧＢ３原色の着色層等を有するカラーフィルタによってカラー化が行われており、例えばこのカラーフィルタとＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の液晶を駆動するための駆動回路が形成された対向基板とを、所定のセルギャップを設けて対向させ、これらの間に液晶を挟むことにより液晶表示装置とすることができる。 In recent years, flat panel displays such as liquid crystal display devices, organic EL elements, and electronic paper have been widely used as thin and space-saving display devices. Among these display devices, most of those that perform color display are colored by a color filter having a colored layer of RGB three primary colors formed on a glass substrate. For example, the color filter and TFT (Thin A counter substrate on which a driving circuit for driving a liquid crystal such as a film transistor is formed so as to be opposed to each other with a predetermined cell gap, and a liquid crystal is sandwiched between them to form a liquid crystal display device.
また液晶表示装置以外の表示装置においても、所定のセルギャップをあけて２枚の基板を対向させて配置することが必要とされている。そこで、このような一定間隔のセルギャップを維持する方法として、例えば２枚の基板間にスペーサビーズを散布する方法や、パターンスペーサを基板上の所定位置に形成する方法が一般的に用いられている。なお、表示装置に外部からセルギャップが狭くなる方向に力が加えられた場合には、上記スペーサがセルギャップの狭まる方向に大きく収縮し、その後、力を除去した場合には、力が加えられる前のセルギャップに近い状態まで、スペーサの高さが元に戻ることが求められている。しかしながら、用いられる基材やスペーサの種類、またこれらの組み合わせによっては、力が加えられた際に、基材やスペーサが不可逆的に変形してしまい、力を除去した場合であってもスペーサの高さが元に戻らず（以下、この現象を不可逆変位ともいう。）、セルギャップが不安定になる、という問題があった。 Also in display devices other than liquid crystal display devices, it is necessary to dispose two substrates facing each other with a predetermined cell gap. Therefore, as a method for maintaining such a cell gap at a constant interval, for example, a method of dispersing spacer beads between two substrates or a method of forming pattern spacers at predetermined positions on a substrate are generally used. Yes. In addition, when a force is applied to the display device from the outside in a direction in which the cell gap is narrowed, the spacer is greatly contracted in a direction in which the cell gap is narrowed. After that, when the force is removed, the force is applied. There is a demand for the spacer height to return to a level close to the previous cell gap. However, depending on the types of base materials and spacers used, and combinations thereof, when a force is applied, the base materials and spacers are irreversibly deformed, and even if the force is removed, the spacer There was a problem that the cell gap became unstable because the height did not return (hereinafter, this phenomenon is also referred to as irreversible displacement).
また近年、特に携帯電話等の携帯機器用等の表示装置において、更なる薄型・軽量化や、フレキシブル化が求められている。なお、本発明に関する先行文献は発見されていない。 In recent years, there has been a demand for further reduction in thickness, weight, and flexibility in display devices for mobile devices such as mobile phones. In addition, the prior literature regarding this invention has not been discovered.
そこで、荷重に対して変位量が大きく、かつ不可逆変位量の少ない、フレキシブル性の高いスペーサ付表示装置用基板の提供が望まれている。 Accordingly, it is desired to provide a highly flexible substrate for a display device with a spacer that has a large displacement with respect to a load and a small irreversible displacement.
本発明は、樹脂製基材と、上記樹脂製基材上の所定の位置に形成されたパターンスペーサとを有するスペーサ付表示装置用基板であって、上記パターンスペーサの垂直方向から上記スペーサ付表示装置用基板に荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の変位量より大きく、かつ上記スペーサ付表示装置用基板に上記荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の不可逆変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の不可逆変位量より小さいことを特徴とするスペーサ付表示装置基板を提供する。 The present invention is a substrate for a display device with a spacer having a resin base material and a pattern spacer formed at a predetermined position on the resin base material, wherein the display with a spacer from the vertical direction of the pattern spacer. The displacement amount of the display device substrate with a spacer when a load is applied to the device substrate is larger than the displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer, and the load is applied to the display device substrate with a spacer. There is provided a display device substrate with a spacer, wherein the irreversible displacement amount of the spacer-equipped display device substrate when applied is smaller than the irreversible displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer.
本発明においては、樹脂製基材が用いられていることから、フレキシブル性の高いスペーサ付表示装置用基板とすることができる。また荷重をかけた際のスペーサ付表示装置用基板全体の変位量が、スペーサのみに荷重をかけた場合と比較して大きく、またスペーサ付表示装置用基板全体の不可逆変位量がスペーサのみに荷重をかけた場合と比較して小さいものとされている。したがって、フレキシブル性のない基材を用いたスペーサ付表示装置用基板を表示装置に用いた場合と比較して、本発明のスペーサ付表示装置用基板が用いられた表示装置は、外側から強い力が加えられた場合であっても、表示装置がその力に追従して変形することが可能であり、かつその荷重から解放された際に、荷重がかけられる前のセルギャップに近い状態に戻るものとすることができる。そのため、本発明によれば、種々のフレキシブル性の高い表示装置に用いることが可能であり、かつ対向基板とのセルギャップを安定して保持することが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることができるのである。 In this invention, since the resin-made base materials are used, it can be set as the board | substrate for display apparatuses with a spacer with high flexibility. In addition, the displacement amount of the entire display device substrate with a spacer when a load is applied is larger than when the load is applied only to the spacer, and the irreversible displacement amount of the entire display device substrate with a spacer is applied only to the spacer. It is supposed to be small compared to the case of applying. Therefore, the display device using the display device substrate with a spacer of the present invention has a strong force from the outside as compared with the case where the display device substrate with spacer using a non-flexible base material is used for the display device. The display device can be deformed by following the force even when the load is applied, and when released from the load, the display device returns to a state close to the cell gap before the load is applied. Can be. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a display device substrate with a spacer that can be used for various highly flexible display devices and can stably maintain a cell gap with a counter substrate. Can do it.
上記発明においては、上記樹脂製基材の硬度を１としたときに、上記パターンスペーサの硬度が０．０７〜２０の範囲内であることが好ましい。パターンスペーサと上記樹脂製基材との硬度比を上記範囲内とすることにより、より荷重に対する変位量が大きく、かつ不可逆変位量の少ないものとすることができるからである。 In the said invention, when the hardness of the said resin-made base materials is set to 1, it is preferable that the hardness of the said pattern spacer exists in the range of 0.07-20. This is because by setting the hardness ratio between the pattern spacer and the resin base material within the above range, the displacement amount with respect to the load can be increased and the irreversible displacement amount can be reduced.
また上記発明においては、上記樹脂製基材の硬度が５０Ｎ／ｍｍ２〜１０００Ｎ／ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。樹脂製基材の硬度を上記範囲内とすることにより、樹脂製基材をよりフレキシブル性の高いものとすることができるからである。 Also in the above-mentioned invention, it is preferable that the hardness of the resin substrate is in the range of 50N / mm 2 ~1000N / mm 2 . It is because the resin base material can be made more flexible by setting the hardness of the resin base material within the above range.
またさらに、上記発明においては、（上記スペーサ付表示装置用基板の上記不可逆変位量／上記スペーサ付表示装置用基板の上記変位量）が０〜０．５の範囲内であることが好ましい。これにより、可逆変位量が大きく、かつ不可逆変位量の少ない、安定してセルギャップを保持することが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることが可能となるからである。 Furthermore, in the above-mentioned invention, it is preferable that (the irreversible displacement amount of the spacer-equipped display device substrate / the displacement amount of the spacer-equipped display device substrate) is in a range of 0 to 0.5. This is because it is possible to obtain a substrate for a display device with a spacer that has a large amount of reversible displacement and a small amount of irreversible displacement and that can stably hold the cell gap.
また上記発明においては、上記パターンスペーサの上記樹脂製基材との接触面の面積が２５μｍ２〜１００００μｍ２の範囲内であることが好ましい。これにより、荷重がかけられた際に、パターンスペーサと樹脂製基材との間の応力によって、いずれかが不可逆的に変形してしまうことの少ないものとすることができ、より上記不可逆変位量が少ないものとすることができるからである。 Also in the above-mentioned invention, it is preferable area of the contact surface between the resin substrate of the pattern spacer is in the range of 25μm 2 ~10000μm 2. As a result, when a load is applied, any of the irreversible displacement amounts can be reduced because either one of the pattern spacers and the resin base material is less likely to be irreversibly deformed. This is because it can be reduced.
また、上記発明においては、５００μｍ×５００μｍのエリア内に形成されている上記パターンスペーサの上記樹脂製基材との接触面の面積の合計が、４００μｍ２〜２２５００μｍ２の範囲内であることが好ましい。これにより、より安定してセルギャップを保持することが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることができるからである。 In the above invention, it is preferable that the total area of the contact surface between the resin substrate of the pattern spacer formed in a 500 [mu] m × 500 [mu] m area is in the range of 400μm 2 ~22500μm 2 . This is because a substrate for a display device with a spacer capable of holding the cell gap more stably can be obtained.
上記発明においては、上記樹脂製基材が長尺であることが好ましい。これにより、上記スペーサ付表示装置用基板がロール・ツー・ロール方式により形成されたものとすることができ、製造効率等の面で好ましいものとすることができるからである。 In the said invention, it is preferable that the said resin-made base materials are elongate. This is because the display device substrate with a spacer can be formed by a roll-to-roll method, which is preferable in terms of manufacturing efficiency.
また、上記発明においては、上記樹脂製基材が、架橋性樹脂と無機材料とを含有することが好ましい。これにより、樹脂製基材が寸法安定性に優れたものとすることができるからである。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the said resin-made base materials contain crosslinkable resin and an inorganic material. This is because the resin base material can be excellent in dimensional stability.
本発明は、上述したスペーサ付表示装置用基板の上記樹脂製基材上に着色層が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。本発明によれば、上述したスペーサ付表示装置用基板が用いられることから、対向して配置される対向基板とのセルギャップを安定して保持することが可能であり、かつフレキシブル性の高いカラーフィルタとすることができる。 The present invention provides a color filter, wherein a colored layer is formed on the resin base material of the substrate for a display device with a spacer described above. According to the present invention, since the above-described substrate for a display device with a spacer is used, it is possible to stably hold a cell gap with a counter substrate disposed to face the color substrate, and a highly flexible color. It can be a filter.
本発明は、種々のフレキシブル性の高い表示装置に用いることが可能であり、かつ対向基板とのセルギャップを安定して保持することが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることができるという効果を奏するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for various highly flexible display devices, and can be used as a display device substrate with a spacer that can stably hold a cell gap with a counter substrate. It plays.
本発明は、液晶表示装置や、有機ＥＬ素子、電子ペーパー等、種々の表示装置の形成に用いられるスペーサ付表示装置用基板、およびそのスペーサ付表示装置用基板を用いたカラーフィルタに関するものである。以下、それぞれについて説明する。 The present invention relates to a display device substrate with a spacer used for forming various display devices such as a liquid crystal display device, an organic EL element, and electronic paper, and a color filter using the display device substrate with a spacer. . Each will be described below.
Ａ．スペーサ付表示装置用基板
まず、本発明のスペーサ付表示装置用基板について説明する。本発明のスペーサ付表示装置用基板は、樹脂製基材と、上記樹脂製基材上の所定の位置に形成されたパターンスペーサとを有するスペーサ付表示装置用基板であって、上記パターンスペーサの垂直方向から上記スペーサ付表示装置用基板に荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の変位量より大きく、かつ上記スペーサ付表示装置用基板に上記荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の不可逆変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の不可逆変位量より小さいことを特徴とするものである。
A. First, a substrate for a display device with a spacer according to the present invention will be described. The substrate for a display device with a spacer of the present invention is a substrate for a display device with a spacer having a resin base material and a pattern spacer formed at a predetermined position on the resin base material. The displacement amount of the display device substrate with a spacer when a load is applied to the display device substrate with a spacer from the vertical direction is larger than the displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer, and with the spacer. The irreversible displacement amount of the spacer-equipped display device substrate when the load is applied to the display device substrate is smaller than the irreversible displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer. .
本発明のスペーサ付表示装置用基板は、例えば図１に示すように、樹脂製基材１と、その樹脂製基材１上にパターン状に形成されたパターンスペーサ２とを有するものである。またこのスペーサ付表示装置用基板は、通常の状態のスペーサ付表示装置用基板１１（図２（ａ））に、パターンスペーサ２の垂直方向から荷重Ａをかけた際（図２（ｂ））の変位量ｃ（＝荷重をかける前の樹脂製基材１底面からパターンスペーサ２の上面までの高さａ−荷重をかけた後の樹脂製基材１底面からパターンスペーサ２の上面までの高さｂ）が、パターンスペーサ２にのみ荷重をかけた際のパターンスペーサ２の変位量と比較して大きなものとされる。またさらに、荷重を除去した際（図２（ｃ））の不可逆変位量ｅ（＝荷重をかける前の樹脂製基材１底面からパターンスペーサ２の上面までの高さａ−荷重を除去した後の樹脂製基材１底面からパターンスペーサ２の上面までの高さｄ）が、パターンスペーサ２のみに荷重をかけ、荷重を除去した際の不可逆変位量と比較して小さなものとされる。なお、本発明でいうパターンスペーサとは、例えば柱状や壁状等、所定の位置に、所定の形状に形成されたスペーサをいうこととする。
As shown in FIG. 1, for example, the substrate for a display device with a spacer of the present invention has a resin base material 1 and a
本発明においては、樹脂製基材が用いられていることから、スペーサ付表示装置用基板がフレキシブル性を有するものとすることができる。またさらに、上記パターンスペーサの垂直方向から上記スペーサ付表示装置用基板に荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の変位量より大きく、かつ上記スペーサ付表示装置用基板に上記荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の不可逆変位量が、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の不可逆変位量より小さいものとされている。したがって、フレキシブル性のない基材を用いたスペーサ付表示装置用基板を表示装置に用いた場合と比較して、本発明のスペーサ付表示装置用基板が用いられた表示装置は、外側から強い力が加えられた場合であっても、表示装置がその力に追従して変形することが可能であり、かつその荷重から解放された際に、荷重がかけられる前のセルギャップに近い状態に戻るものとすることができるのである。そのため、本発明のスペーサ付表示装置用基板は、種々のフレキシブル性の高い表示装置に用いることが可能であり、かつ対向基板とのセルギャップを安定して保持することが可能なものとすることができるのである。 In this invention, since the resin-made base materials are used, the board | substrate for display apparatuses with a spacer shall have flexibility. Furthermore, when the load is applied to the display device substrate with a spacer from the vertical direction of the pattern spacer, the displacement amount of the display device substrate with the spacer is the displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer. The irreversible displacement amount of the display device substrate with spacer when the load is applied to the display device substrate with spacer is smaller than the irreversible displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer. It is said that. Therefore, the display device using the display device substrate with a spacer of the present invention has a strong force from the outside as compared with the case where the display device substrate with spacer using a non-flexible base material is used for the display device. The display device can be deformed by following the force even when the load is applied, and when released from the load, the display device returns to a state close to the cell gap before the load is applied. It can be. Therefore, the substrate for a display device with a spacer of the present invention can be used for various highly flexible display devices, and can stably hold a cell gap with the counter substrate. Can do it.
ここで、本発明においては、上記パターンスペーサの垂直方向から上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の変位量を１とした場合、上記スペーサ付表示装置用基板に同様に荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の変位量が、１．１〜１０の範囲内、特に１．２〜６．０の範囲内とされていることが好ましい。また、上記パターンスペーサのみに上記荷重をかけた際の不可逆変位量を１とした場合、上記スペーサ付表示装置用基板に同様に上記荷重をかけた際の上記スペーサ付表示装置用基板の不可逆変位量が、
０〜０．９の範囲内、特に０〜０．７の範囲内とされていることが好ましい。これにより、フレキシブル性の高い表示装置に用いられた場合にも、セルギャップを安定して保つことが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることができるからである。なお、上記変位量および不可逆変位量は、後述する樹脂製基材上に、後述するパターンスペーサを、断面積が１４４μｍ2（１２μｍ×１２μｍ）、高さが５．５μｍとなるように形成し、このパターンスペーサ上面（樹脂製基材とパターンスペーサとが接している面と反対側の面）から、２０ｍＮ/１０secの押し込み圧をかけ、５秒間保持した場合の変位量、および上記荷重を除去した後の不可逆変位量を測定したものである。また上記値は、（株）フィッシャーインストルメンツ製フィッシャースコープＨ−１００超微少硬度計を用いて測定される。またさらに、測定に用いられる針は、平面圧子タイプである。なお、上記断面積とは、樹脂製基材とパターンスペーサとの接触面積をいうこととする。
Here, in the present invention, when the displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer from the vertical direction of the pattern spacer is 1, the load is similarly applied to the spacer display device substrate. It is preferable that the displacement amount of the spacer-equipped display device substrate is in the range of 1.1 to 10, particularly in the range of 1.2 to 6.0. Further, when the irreversible displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer is 1, the irreversible displacement of the display device substrate with the spacer when the load is similarly applied to the display device substrate with the spacer. Amount
It is preferable to be in the range of 0 to 0.9, particularly in the range of 0 to 0.7. Thereby, even when used in a highly flexible display device, a substrate for a display device with a spacer capable of stably maintaining a cell gap can be obtained. The displacement amount and the irreversible displacement amount are formed on a resin base material, which will be described later, with a pattern spacer, which will be described later, having a cross-sectional area of 144 μm 2 (12 μm × 12 μm) and a height of 5.5 μm, From this pattern spacer upper surface (surface opposite to the surface where the resin base material and the pattern spacer are in contact), a 20 mN / 10 sec indentation pressure was applied, and the displacement amount and the above load were removed when held for 5 seconds. The amount of subsequent irreversible displacement was measured. Moreover, the said value is measured using the Fischer Scope H-100 super micro hardness meter by Corporation | KK Fisher Instruments. Furthermore, the needle used for the measurement is a planar indenter type. In addition, the said cross-sectional area shall mean the contact area of resin-made base materials and a pattern spacer.
また本発明においては、（上記スペーサ付表示装置用基板の上記不可逆変位量／上記スペーサ付表示装置用基板の上記変位量）が０〜０．５の範囲内、中でも０〜０．４の範囲内、特に０〜０．３３の範囲内であることが好ましい。これにより、可逆変位量が大きく、かつ不可逆変位量の少ないものとすることができ、よりフレキシブル性の高い表示装置に用いられた場合にも、セルギャップを安定して保つことが可能なスペーサ付表示装置用基板とすることができるからである。以下、本発明のスペーサ付表示装置用基板について各構成ごとに詳しく説明する。 In the present invention, (the irreversible displacement amount of the display device substrate with a spacer / the displacement amount of the display device substrate with a spacer) is in the range of 0 to 0.5, particularly in the range of 0 to 0.4. Of these, it is particularly preferable to be in the range of 0 to 0.33. As a result, the amount of reversible displacement is large and the amount of irreversible displacement is small, and even when used in a display device with higher flexibility, a spacer with a spacer that can keep the cell gap stable is provided. This is because a substrate for a display device can be obtained. Hereinafter, the substrate for a display device with a spacer of the present invention will be described in detail for each configuration.
１．樹脂製基材
まず、本発明に用いられる樹脂製基材について説明する。本発明に用いられる樹脂製基材は、少なくとも樹脂を含有するものであり、かつ後述するパターンスペーサを形成可能なものであればその種類等は特に限定されるものではない。
1. Resin Base Material First, the resin base material used in the present invention will be described. The resin substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it contains at least a resin and can form a pattern spacer described later.
本発明においては特に、硬度が５０Ｎ／ｍｍ2〜１０００Ｎ／ｍｍ2の範囲内、中でも５０Ｎ／ｍｍ2〜７００Ｎ／ｍｍ2の範囲内、特に７０Ｎ／ｍｍ2〜５００Ｎ／ｍｍ2の範囲内であるものが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板のフレキシブル性を高いものとすることができ、種々の表示装置の形成に用いることが可能となるからである。 In the present invention particularly is in the range hardness of 50N / mm 2 ~1000N / mm 2 , among others 50N / mm 2 ~700N / mm 2 in the range, in particular in the range of from 70N / mm 2 ~500N / mm 2 Those are preferred. This is because the flexibility of the display device substrate with a spacer can be increased, and it can be used for forming various display devices.
またさらに、本発明においては、樹脂製基材の硬度と、後述するパターンスペーサの硬度との比が所定の範囲内とされていることが好ましい。具体的には、樹脂製基材の硬度を１としたときに、上記パターンスペーサの硬度が０．０７〜２０の範囲内、中でも０．１〜１０の範囲内、特に０．２〜５．０の範囲内とされていることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板に荷重がかけられた際に、パターンスペーサとともに樹脂性基材が変形して、上記変位量を大きいものとすることができる。またこの際、上記パターンスペーサにかかる荷重を樹脂製基材が緩和し、不可逆変位量を小さいものとすることができるからである。なお、上記範囲外である場合には、スペーサ付表示装置用基板に荷重がかけられた際に、樹脂製基材とパターンスペーサとの間での応力によって、樹脂製基材またはパターンスペーサのいずれかが、例えば潰れてしまう等、不可逆的に変化してしまい、不可逆変位量が大きくなってしまう恐れがある。上記樹脂製基材の硬度の測定は、ビッカース硬度試験機（（株）フィッシャーインストルメンツ製 フィッシャースコープＨ−１００ 超微少硬度計）によって行うことができる。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that the ratio between the hardness of the resin substrate and the hardness of the pattern spacer described later is within a predetermined range. Specifically, when the hardness of the resin base material is 1, the hardness of the pattern spacer is in the range of 0.07 to 20, particularly in the range of 0.1 to 10, particularly 0.2 to 5. It is preferable to be within the range of 0. Thereby, when a load is applied to the substrate for a display device with a spacer, the resinous base material is deformed together with the pattern spacer, and the amount of displacement can be increased. Also, at this time, the load applied to the pattern spacer is relaxed by the resin base material, and the amount of irreversible displacement can be reduced. In addition, when it is outside the above range, when a load is applied to the substrate for a display device with a spacer, either the resin substrate or the pattern spacer is caused by the stress between the resin substrate and the pattern spacer. However, it may change irreversibly, for example, it may be crushed, and the amount of irreversible displacement may increase. The measurement of the hardness of the resin base material can be performed with a Vickers hardness tester (Fischer Scope H-100 ultra-small hardness meter manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.).
ここで本発明においては、上記樹脂製基材は、例えば樹脂のみからなるものであってもよく、また例えば樹脂中に無機材料からなる粒子あるいは板状の無機材料が含有されているものや、樹脂中に無機材料からなる繊維が含有されているもの等であってもよい。また樹脂が薄い無機材料からなるシートによって覆われているものであってもよく、またさらに繊維状の無機材料が織り込まれたクロス状シートが樹脂によって覆われているもの等であってもよい。 Here, in the present invention, the resin base material may be made of, for example, only a resin, and for example, a resin containing particles made of an inorganic material or a plate-like inorganic material, What contains the fiber which consists of inorganic materials in resin, etc. may be sufficient. Further, the resin may be covered with a sheet made of a thin inorganic material, or a cloth-like sheet woven with a fibrous inorganic material may be covered with resin.
上記樹脂製基材が樹脂のみからなる場合には、例えば熱可塑性樹脂、架橋性樹脂、およびそれらの多層フィルム等とすることができ、本発明においては特に寸法安定性等の面から架橋性樹脂が用いられることが好ましい。 In the case where the resin base material is made only of a resin, for example, a thermoplastic resin, a crosslinkable resin, and a multilayer film thereof can be used. Is preferably used.
上記架橋性樹脂としては、光架橋性樹脂および熱架橋性樹脂が挙げられる。本発明においては、上記光架橋性樹脂の中でも、多官能アクリレート樹脂やアクリル樹脂等が用いられることが好ましい。また、上記熱架橋性樹脂としてはエポキシ樹脂が用いられることが好ましい。これらの樹脂は、加工性や樹脂特性の面で優れているからである。 Examples of the crosslinkable resin include a photocrosslinkable resin and a heat crosslinkable resin. In the present invention, among the photocrosslinkable resins, it is preferable to use a polyfunctional acrylate resin, an acrylic resin, or the like. Moreover, it is preferable that an epoxy resin is used as the thermal crosslinkable resin. This is because these resins are excellent in processability and resin characteristics.
本発明においては特に、樹脂製基材中に無機材料が含有されていることが好ましい。これにより、樹脂製基板がより寸法安定性に優れたものとすることができ、スペーサ付表示装置用基板と対向基板とを貼りあわせる際に、例えば画素領域の位置ずれ等が生じてしまうこと等を防止することが可能となるからである。なお、樹脂製基材に無機材料が含有されている場合には、上記樹脂製基材の硬度とは、樹脂製基材中の樹脂の硬度のみを測定した際の値をいうこととする。 In the present invention, it is particularly preferable that an inorganic material is contained in the resin base material. As a result, the resin substrate can be made more excellent in dimensional stability, and when the display device substrate with a spacer and the counter substrate are bonded together, for example, a displacement of the pixel region or the like occurs. It is because it becomes possible to prevent. When an inorganic material is contained in the resin base material, the hardness of the resin base material refers to a value when only the hardness of the resin in the resin base material is measured.
このような無機材料を含有する樹脂製基材に用いられる樹脂としては、所定の強度を有し、かつ層状に成型可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば熱可塑性樹脂や架橋性樹脂等を用いることができるが、本発明においては、特に架橋性樹脂を用いることが好ましい。これにより、樹脂製基材の寸法安定性をより良好なものとすることができるからである。なお、上記架橋性樹脂としては、上述した樹脂のみからなる樹脂製基材に好適に用いられるものと同様のものを用いることができる。 The resin used for the resin base material containing such an inorganic material is not particularly limited as long as it has a predetermined strength and can be molded into a layer. For example, a thermoplastic resin or a cross-linked resin is used. In the present invention, it is particularly preferable to use a crosslinkable resin. This is because the dimensional stability of the resin base material can be made better. In addition, as said crosslinkable resin, the thing similar to what is used suitably for the resin-made base materials which consist only of resin mentioned above can be used.
また上記樹脂製基材に用いられる無機材料としては、例えばシリカやガラス等の二酸化珪素を主成分とするものや、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物などが挙げられる。本発明においては、特に二酸化珪素を主成分とするものが用いられることが好ましい。これにより、上記樹脂と無機材料との屈折率差を小さいものとすることができ、良好な透明性を有する樹脂製基材とすることが可能となるからである。なお、上記無機材料の表面は、アクリルシラン等によって処理されていてもよい。 Moreover, as an inorganic material used for the said resin-made base materials, metal oxides, such as what has silicon dioxide as a main component, such as a silica and glass, an alumina, a zirconia, a titania, etc. are mentioned, for example. In the present invention, it is particularly preferable to use a material mainly composed of silicon dioxide. Thereby, the difference in refractive index between the resin and the inorganic material can be made small, and a resin substrate having good transparency can be obtained. Note that the surface of the inorganic material may be treated with acrylic silane or the like.
本発明において、上記樹脂製基材中には、無機材料が５質量％〜９５質量％程度、中でも２０質量％〜７０質量％程度、特に３０質量％〜６０質量％程度含有されていることが好ましい。これにより、樹脂製基材が寸法安定性に優れ、かつフレキシブル性を有するものとすることができるからである。 In the present invention, the resin base material contains an inorganic material of about 5% by mass to 95% by mass, especially about 20% by mass to 70% by mass, particularly about 30% by mass to 60% by mass. preferable. This is because the resin base material can be excellent in dimensional stability and flexible.
また上記樹脂製基材の形状や大きさは特に限定されるものではないが、本発明においては特に、上記樹脂製基材が長尺であることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板がロール・ツー・ロール方式により形成されたものとすることが可能となり、製造効率等の面で好ましいものとすることができるからである。 Further, the shape and size of the resin base material are not particularly limited, but in the present invention, the resin base material is preferably long. This is because the display device substrate with spacers can be formed by a roll-to-roll method, which is preferable in terms of manufacturing efficiency.
また本発明に用いられる樹脂製基材は、３０℃から１５０℃における線膨張係数が０ｐｐｍ／℃〜４０ｐｐｍ／℃の範囲内であることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板のパターニングプロセス時の温度バラツキによる寸法ズレを小さく抑えることができるからである。なお、上記線膨張係数は、ＴＭＡ（Thermal Mechanical Analyzer）を用いて３０〜１５０℃の範囲を測定することにより得られる値である。 Moreover, it is preferable that the resin-made base material used for this invention has the linear expansion coefficient in 30 to 150 degreeC in the range of 0 ppm / degrees C-40 ppm / degrees C. This is because a dimensional deviation due to temperature variations during the patterning process of the display device substrate with spacers can be suppressed to a small value. In addition, the said linear expansion coefficient is a value obtained by measuring the range of 30-150 degreeC using TMA (Thermal Mechanical Analyzer).
また、上記樹脂製基材の透明性は、スペーサ付表示装置用基板の種類等に応じて適宜選択されるものであるが、本発明においては上記樹脂製基材が可視光に対して透明性を有するものが好ましく、具体的には全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。これにより、上記スペーサ付表示装置用基板を、種々の表示装置に用いることが可能となるからである。なお、上記樹脂製基材中に上記無機材料が含有されている場合に、樹脂製基材を可視光に対して透明性を有するものとする方法としては、樹脂製基材に含有される上記無機材料の粒径を１００ｎｍ以下とする方法や、上記無機材料と樹脂との屈折率の差を±０．００５以内とする方法等が挙げられる。なお、上記全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）により測定することができる。 In addition, the transparency of the resin base material is appropriately selected according to the type of the display device substrate with spacers, etc., but in the present invention, the resin base material is transparent to visible light. In particular, the total light transmittance is preferably 80% or more. This is because the display device substrate with a spacer can be used for various display devices. In addition, when the said inorganic material is contained in the said resin-made base material, as a method of making a resin-made base material transparent with respect to visible light, the said contained in the resin-made base material is mentioned above. Examples thereof include a method in which the particle size of the inorganic material is 100 nm or less, a method in which the difference in refractive index between the inorganic material and the resin is within ± 0.005. The total light transmittance can be measured according to JIS K7361-1 (Testing method for total light transmittance of plastic transparent material).
また、上記樹脂製基材は、ガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましい。これにより、本発明のスペーサ付表示装置用基板上に例えば着色層等を形成する際、熱によって樹脂製基材が変形してしまうこと等のないものとすることができるからである。 Moreover, it is preferable that the said resin-made base materials are 200 degreeC or more in glass transition temperature. Thereby, when forming a colored layer etc. on the display apparatus substrate with a spacer of the present invention, it is possible to prevent the resin base material from being deformed by heat.
なお、本発明においては、上記樹脂製基材表面にアンダーコート層等が形成されていてもよい。これにより、上記樹脂製基材とパターンスペーサとの密着性を良好なものとすることができるからである。このようなアンダーコート層としては、例えばアクリル系架橋性樹脂やエポキシ系架橋性樹脂等を含有する層が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。 In the present invention, an undercoat layer or the like may be formed on the surface of the resin base material. This is because the adhesiveness between the resin base material and the pattern spacer can be improved. Examples of such an undercoat layer include a layer containing an acrylic crosslinkable resin, an epoxy crosslinkable resin, or the like, but is not particularly limited thereto.
２．パターンスペーサ
次に、本発明に用いられるパターンスペーサについて説明する。本発明に用いられるパターンスペーサは、上記樹脂製基材上にパターン状に複数形成されるものである。
2. Next, the pattern spacer used in the present invention will be described. A plurality of pattern spacers used in the present invention are formed in a pattern on the resin base material.
本発明においては、上述したように、上記パターンスペーサの硬度が、上記樹脂製基材の硬度に対して所定の範囲内とされることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板が表示装置に用いられ、外部から荷重がかけられた際、スペーサ付表示装置用基板の変位量が大きく、かつ不可逆変位量が小さいものとすることが可能となるからである。 In the present invention, as described above, it is preferable that the hardness of the pattern spacer is within a predetermined range with respect to the hardness of the resin substrate. As a result, the display device substrate with spacer is used in the display device, and when a load is applied from the outside, the displacement amount of the display device substrate with spacer can be large and the irreversible displacement amount can be small. Because it becomes.
本発明に用いられる上記パターンスペーサは、中でも５０Ｎ／ｍｍ２〜１０００Ｎ／ｍｍ２の範囲内、特に５０Ｎ／ｍｍ２〜７００Ｎ／ｍｍ２の範囲内、さらに５０Ｎ／ｍｍ２〜５００Ｎ／ｍｍ２の範囲内とされていることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板と対向基板とを貼りあわせる際、パターンスペーサと接触したり擦り合わせられた対向基板のダメージを低いものとすることができるからである。なお、上記硬度の測定方法は、上述した樹脂製基材の硬度の測定方法と同様とすることができる。
The pattern spacer used in the present invention include, among others 50N / mm 2 ~1000N /
また、上記パターンスペーサの形成されているパターンとしては、特に限定されるものではなく、スペーサ付表示装置用基板の種類や用途に合わせて適宜選択される。また、上記パターンスペーサの形状としても、スペーサ付表示装置用基板が表示装置に用いられた際、対向基板とスペーサ付表示装置用基板とのセルギャップを一定に保つことが可能な形状であれば特に限定されるものではなく、例えば円柱状や角柱状のもの、頂部が切断された円錐状や角錐状のもの、あるいは土手形状、各画素の表示部周辺を連続的なスペーサが覆っている格子形状、円柱状あるいは角柱状の中心がくり貫かれている様なカルデラ形状、土手形状の中心がくり貫かれている様な２重土手形状、あるいは円柱状や角柱状、円錐状、角錐状、土手形状等が複数集合して形成される複合形状等とすることができる。 The pattern on which the pattern spacer is formed is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and application of the substrate for a display device with a spacer. Further, the shape of the pattern spacer may be a shape that can maintain a constant cell gap between the counter substrate and the display device substrate with a spacer when the display device substrate with spacer is used in the display device. There is no particular limitation, for example, a columnar or prismatic shape, a cone or pyramid with a truncated top, a bank shape, or a grid in which continuous spacers cover the display area of each pixel Shape, a caldera shape in which the center of a columnar shape or a prismatic shape is hollowed out, a double bank shape in which the center of a bank shape is hollowed out, or a cylindrical shape, a prismatic shape, a cone shape, a pyramid shape, It can be a composite shape formed by a plurality of bank shapes or the like.
本発明においては、特にパターンスペーサと樹脂製基材とが接触する面の面積が２５μｍ２〜１００００μｍ２の範囲内、中でも２５μｍ２〜５０００μｍ２の範囲内、特に２５μｍ２〜３０００μｍ２の範囲内となるようにパターンスペーサが形成されていることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板に荷重がかけられた際、パターンスペーサと樹脂製基材との間にかかる単位面積あたりの応力を少ないものとすることができ、パターンスペーサまたは樹脂製基材が不可逆的に変形してしまうことの少ないものとすることができるからである。 In the present invention, in particular in the range area of the surface where the pattern spacer and the resin base material are in contact with the 25 [mu] m 2 ～10000Myuemu 2, among them 25 [mu] m 2 ～5000Myuemu the range of 2, in particular from 25 [mu] m 2 ～3000Myuemu 2 It is preferable that a pattern spacer is formed so as to be. Thereby, when a load is applied to the display device substrate with a spacer, the stress per unit area applied between the pattern spacer and the resin base material can be reduced, and the pattern spacer or the resin base material can be reduced. This is because it is possible to reduce irreversible deformation.
また本発明において、パターンスペーサが複数形成されている場合、隣接するパターンスペーサどうしの間隔は、スペーサ付表示装置用基板の種類や用途等により適宜選択されるものであるが、２０μｍ〜５００μｍの範囲内、中でも２０μｍ〜４００μｍの範囲内、特に２０μｍ〜３００μｍの範囲内とされていることが好ましい。これにより、スペーサ付表示装置用基板と対向基板とのギャップをより良好に保持することが可能となるからである。 In the present invention, when a plurality of pattern spacers are formed, the interval between adjacent pattern spacers is appropriately selected depending on the type and use of the substrate for a display device with a spacer, but in the range of 20 μm to 500 μm. In particular, it is preferable that the thickness is in the range of 20 μm to 400 μm, particularly in the range of 20 μm to 300 μm. This is because the gap between the display device substrate with a spacer and the counter substrate can be better maintained.
また、上記パターンスペーサの形成される密度は、スペーサ付表示装置用基板の種類や用途、各パターンスペーサの形状等によって適宜選択されるものであるが、通常、５００μｍ×５００μｍのエリア内に形成されるパターンスペーサの上記樹脂製基材との接触面の面積の合計が２５μｍ２〜６００００μｍ２程度、中でも４００μｍ２〜７５００μｍ２程度となるように、個数が調整されていることが好ましい。 The density at which the pattern spacers are formed is appropriately selected according to the type and application of the display device substrate with spacers, the shape of each pattern spacer, etc., but is usually formed in an area of 500 μm × 500 μm. total 25μm 2 ~60000μm 2 about the area of the contact surface between the resin substrate pattern spacers that, as inter alia a 400μm 2 ~7500μm 2 mm, it is preferable that the number is adjusted.
また上記パターンスペーサの形成方法としては、一般的な表示装置のパターンスペーサの形成方法と同様とすることができる。例えばアクリル樹脂等のネガ型の感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングすることにより、形成することができる。この感光性樹脂層の形成は、公知のネガ型の感光性樹脂組成物を、粘度の最適化を行った上で、スピンコータ、ロールコータ、ダイコーター、インキジェット等の公知の手段により上記樹脂製基材を覆うように塗布、乾燥して形成することができる。この際、感光性樹脂層の厚みは、パターンスペーサに要求される高さに応じて適宜設定することができる。また、感光性樹脂層のパターニングは、パターンスペーサ形成用のフォトマスクを介して露光することにより行うことができる。使用されるフォトマスクとしては、パターンスペーサ形成のため、所定の位置に開口部を備えているもの等とすることができる。その後、現像液により感光性樹脂層の現像を行うことによって、パターンスペーサを形成する領域の感光性樹脂層は溶解されずにパターンスペーサが形成されることとなる。また本発明においては、例えばノボラック樹脂等のポジ型感光性樹脂を用いて同様にパターンスペーサの形成を行ってもよい。 Further, the method for forming the pattern spacer can be the same as the method for forming the pattern spacer of a general display device. For example, it can be formed by forming a negative photosensitive resin layer such as an acrylic resin and patterning the photosensitive resin layer. The photosensitive resin layer is formed by optimizing the viscosity of a known negative photosensitive resin composition, and using the above-mentioned resin product by a known means such as a spin coater, a roll coater, a die coater, or an ink jet. It can be formed by coating and drying so as to cover the substrate. At this time, the thickness of the photosensitive resin layer can be appropriately set according to the height required for the pattern spacer. The patterning of the photosensitive resin layer can be performed by exposing through a photomask for forming a pattern spacer. The photomask used may be one having an opening at a predetermined position for forming a pattern spacer. Thereafter, by developing the photosensitive resin layer with a developer, the pattern spacer is formed without dissolving the photosensitive resin layer in the region where the pattern spacer is to be formed. In the present invention, pattern spacers may be similarly formed using a positive photosensitive resin such as a novolac resin.
また本発明においては、例えばＰＥＴ等のプラスチックフィルム上に上記ネガ型の感光性樹脂層やポジ型の感光性樹脂層を全面に形成し、プリベーク処理した後、上記感光性樹脂層と上記樹脂製基材とを対向させた状態で積層して加圧加熱し、目的とする部分のみ露光することにより、パターンスペーサを転写する方法等としてもよい。 In the present invention, for example, the negative photosensitive resin layer or the positive photosensitive resin layer is formed on the entire surface of a plastic film such as PET and prebaked, and then the photosensitive resin layer and the resin It is good also as the method of transferring a pattern spacer etc. by laminating | stacking in the state which opposes the base material, pressurizing and heating, and exposing only the target part.
上述したようなパターンスペーサの高さとしては、スペーサ付表示装置用基板の用途や種類等によって適宜選択されるものであるが、通常、０．５μｍ〜１００μｍ程度、中でも１μｍ〜１０μｍ程度とされる。 The height of the pattern spacer as described above is appropriately selected depending on the use and type of the substrate for a display device with a spacer, and is usually about 0.5 μm to 100 μm, and more preferably about 1 μm to 10 μm. .
３．スペーサ付表示装置用基板
次に、本発明のスペーサ付表示装置用基板について説明する。本発明のスペーサ付表示装置用基板は、上記樹脂製基材およびパターンスペーサを有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて、例えば上記樹脂製基材とパターンスペーサとの間にガスバリア層やオーバーコート層等が形成されているものであってもよい。また、例えば上記樹脂製基材上にブラックマトリクス層等が形成されているものであってもよい。なお、このようなガスバリア層やオーバーコート層、ブラックマトリクス層等については、一般的な表示装置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。
3. Next, the substrate for a display device with a spacer of the present invention will be described. The substrate for a display device with a spacer of the present invention is not particularly limited as long as it has the resin base material and the pattern spacer, and, for example, if necessary, between the resin base material and the pattern spacer. In addition, a gas barrier layer, an overcoat layer, or the like may be formed. For example, a black matrix layer or the like may be formed on the resin base material. Note that the gas barrier layer, the overcoat layer, the black matrix layer, and the like can be the same as those used in a general display device, and thus detailed description thereof is omitted here.
また、本発明のスペーサ付表示装置用基板は、上記樹脂製基材上に、例えば着色層や有機ＥＬ層等、各種の機能層が形成されて、例えば液晶表示装置や、有機ＥＬ素子、電子ペーパー等の表示装置に用いられることとなる。 Moreover, the substrate for a display device with a spacer of the present invention has various functional layers such as a colored layer and an organic EL layer formed on the resin base material, for example, a liquid crystal display device, an organic EL element, an electronic It will be used for display devices such as paper.
また、本発明のスペーサ付表示装置用基板を用いて表示装置とする際、上記スペーサ付表示装置用基板と対向して配置される対向基板としては、例えば基板上に対向電極が形成されたもの等とすることができる。なお、上記対向基板に用いられる基板としては、上記スペーサ付表示装置用基板と所定のセルギャップで対向可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば樹脂製基板であってもよいが、ガラス基板や、金属基板、セラミックス基板等も用いることが可能である。 Further, when the display device substrate with a spacer according to the present invention is used as a display device, as the counter substrate disposed to face the display device substrate with a spacer, for example, a counter electrode formed on the substrate Etc. The substrate used for the counter substrate is not particularly limited as long as it can be opposed to the display device substrate with a spacer with a predetermined cell gap. For example, a resin substrate may be used. A glass substrate, a metal substrate, a ceramic substrate, or the like can also be used.
Ｂ．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上述したスペーサ付表示装置用基板の樹脂製基材上に着色層が形成されているものである。本発明のカラーフィルタは、例えば図３に示すように、樹脂製基材１と、その樹脂製基材１上に形成された着色層３と、上記樹脂製基材１上に形成されたパターンスペーサ２とを有するものである。なお、上記樹脂製基材１とパターンスペーサ２との間にブラックマトリクス４等が形成されていてもよい。また、例えば上記着色層を覆うように透明電極層が形成されており、上記パターンスペーサが上記透明電極層上に形成されているもの等であってもよい。
B. Next, the color filter of the present invention will be described. In the color filter of the present invention, a colored layer is formed on the resin base material of the above-described substrate for a display device with a spacer. For example, as shown in FIG. 3, the color filter of the present invention includes a resin base material 1, a
本発明によれば、上述したスペーサ付表示装置用基板が用いられていることから、カラーフィルタを用いて液晶表示装置とした際に、外部から荷重が加えられた場合であっても、セルギャップの変位量が大きいものとすることができ、フレキシブル性の高いものとすることができる。また荷重による不可逆変位量が小さいことから、荷重が除去された場合には、荷重が加えられる前のセルギャップに近い状態に容易に戻ることが可能となり、セルギャップが安定した、高品質な表示装置を形成可能なカラーフィルタとすることができるのである。 According to the present invention, since the above-described substrate for a display device with a spacer is used, even when a load is applied from the outside when a liquid crystal display device is formed using a color filter, the cell gap The displacement amount can be large, and the flexibility can be high. In addition, since the amount of irreversible displacement due to the load is small, when the load is removed, it is possible to easily return to a state close to the cell gap before the load is applied, and the cell gap is stable and high quality display. The color filter can form a device.
なお、上記着色層は例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色の着色層が、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に形成されたもの等とすることができ、着色面積は任意に設定することができる。ここで上記着色層の形成に用いられる材料や、上記着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタの形成に用いられるものと同様とすることができる。例えば上記着色層は感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィー法や印刷法等により形成されたもの等であってもよく、また例えば予め着色層形成用組成物を、プラスチックフィルム上に形成しておき、このプラスチックフィルムと上記樹脂製基材とを積層させた状態で、加圧加熱後、露光し、目的部分のみ形成されたもの等であってもよい。 The colored layer is formed in a known arrangement such as a stripe type, a mosaic type, a triangle type, or a four-pixel arrangement type, for example, three colored layers of red (R), green (G), and blue (B). The colored area can be arbitrarily set. Here, the material used for forming the colored layer and the method for forming the colored layer can be the same as those used for forming a general color filter. For example, the colored layer may be formed using a photosensitive resin composition by a photolithography method, a printing method, or the like. For example, a colored layer forming composition is previously formed on a plastic film. In addition, in a state where the plastic film and the resin base material are laminated, exposure may be performed after pressurization and heating, and only a target portion may be formed.
なお、本発明のカラーフィルタに用いることが可能なブラックマトリクスや透明電極層等についても、一般的なカラーフィルタ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。 Note that a black matrix, a transparent electrode layer, and the like that can be used in the color filter of the present invention can be the same as those used in a general color filter, and thus detailed description thereof is omitted here.
また、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。 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.
＜実施例＞
［樹脂製基材の形成］
多官能アクリレート樹脂をガラス繊維に含浸した後に紫外線硬化装置により連続的に硬化し、樹脂６０重量％、ガラス繊維４０重量％、幅３０ｃｍ、長さ１００ｍ、厚さ１００μｍの樹脂製基材（１)を得た。この樹脂製基材(１)の３０℃から１５０℃における線膨張係数は、１８ｐｐｍであった。この樹脂製基材(１)のガラス転移温度をｔａｎδｍａｘで評価したところ３００℃以上であった。またこの樹脂製基材(１)の全光線透過率は９０％であった。なお、線膨張係数はＴＭＡ（Thermal Mechanical Analyzer）を用いて３０〜１５０℃の範囲を測定することにより得られた値である。ガラス転移温度はＤＭＡ（Dynamic Mechanical Analyzer）を用いて測定した。また全光線透過率はＪＩＳ Ｋ７３６１−１（プラスチックー透明材料の全光透過率の試験方法）に従って測定した。
<Example>
[Formation of resin base material]
A glass substrate is impregnated with a polyfunctional acrylate resin, and then continuously cured by an ultraviolet curing device. Resin base material (1) having 60% by weight of resin, 40% by weight of glass fiber, 30 cm in width, 100 m in length, and 100 μm in thickness Got. The linear expansion coefficient of this resinous substrate (1) at 30 ° C. to 150 ° C. was 18 ppm. When the glass transition temperature of this resin substrate (1) was evaluated by tan δmax, it was 300 ° C. or higher. Further, the total light transmittance of this resinous substrate (1) was 90%. The linear expansion coefficient is a value obtained by measuring a range of 30 to 150 ° C. using TMA (Thermal Mechanical Analyzer). The glass transition temperature was measured using DMA (Dynamic Mechanical Analyzer). The total light transmittance was measured according to JIS K7361-1 (Testing method for total light transmittance of plastic transparent material).
［第一のバリア層の形成］
この樹脂製基材(１)を、スパッタロールコート装置に装填し、ＤＣマグネトロンスパッタにより、酸素を反応性ガスに用いた反応性スパッタでＳｉをターゲットとして用いて、樹脂製基材(１)上に膜厚６０ｎｍのＳｉＯｘ(ｘ＝１．８，ＸＰＳによる)の成膜を行って、これを第一のバリア層とした。
[Formation of first barrier layer]
This resin base material (1) is loaded on a sputter roll coater, and DC magnetron sputtering is performed on the resin base material (1) using Si as a target by reactive sputtering using oxygen as a reactive gas. A film of SiOx (x = 1.8, based on XPS) having a film thickness of 60 nm was formed as a first barrier layer.
［オーバーコート層の形成］
上記で形成した第一のバリア層に、ロール巻き出し装置、マイクログラビアコーター、乾燥炉、ＵＶ照射装置、ロール巻取り装置を備える連続塗工機にて、エポキシアクリレートプレポリマー１００重量部、ジエチレングリコール２００重量部、酢酸エチル１００重量部、ベンゼンエチルエーテル２重量部、およびシランカップリング剤１重量部の均一混合溶液を、連続塗工機のマイクログラビアコーターで塗布し、１２０℃の乾燥ゾーンを通過させた後、紫外線を照射して、５μｍの厚さのオーバーコート層を形成した。
[Formation of overcoat layer]
In a continuous coating machine provided with a roll unwinding device, a micro gravure coater, a drying furnace, a UV irradiation device, and a roll winding device on the first barrier layer formed above, 100 parts by weight of an epoxy acrylate prepolymer, 200 diethylene glycol 200 A homogeneous mixed solution of parts by weight, 100 parts by weight of ethyl acetate, 2 parts by weight of benzene ethyl ether, and 1 part by weight of silane coupling agent is applied with a micro gravure coater of a continuous coater and allowed to pass through a 120 ° C. drying zone. After that, ultraviolet rays were irradiated to form an overcoat layer having a thickness of 5 μm.
［第二のバリア層の形成］
オーバーコート層を形成した樹脂製基材(１)を、リワインダーで巻き返し、つづいて、このオーバーコート層と反対面に第二のバリア層を成膜するために、スパッタロールコート装置に装填し、ＤＣマグネトロンスパッタにより、酸素を反応性ガスに用いた反応性スパッタでＳｉをターゲットとして用いて、第一のバリア層の対面に膜厚６０ｎｍのＳｉＯｘ（ｘ＝１．８，ＸＰＳによる）の成膜を行って、これを第二のバリア層とした。
上記のように第二のバリア層まで形成した樹脂製基材(１)をＪＩＳ Ｋ ７１２９Ｂに規定される測定法に基づき４０℃９０％ＲＨ時の水蒸気透過率を測定したところ、０．０１ｇ／(ｍ２・２４ｈｒ)以下であった。
[Formation of second barrier layer]
The resin base material (1) on which the overcoat layer is formed is rewound with a rewinder, and then loaded into a sputter roll coater to form a second barrier layer on the opposite side of the overcoat layer. Using DC magnetron sputtering, reactive sputtering using oxygen as a reactive gas and using Si as a target, a 60 nm-thick SiOx film (x = 1.8, using XPS) is formed on the opposite side of the first barrier layer. This was used as the second barrier layer.
When the water vapor transmission rate at 40 ° C. and 90% RH was measured for the resin base material (1) formed up to the second barrier layer as described above based on the measurement method specified in JIS K 7129B, 0.01 g / (m2 · 24 hr) or less.
［ブラックマトリックスの形成］
上記の第一および第二のバリア層を成膜した樹脂製基材の第二のバリア層上に、下記の組成のブラックマトリックス形成用組成物を、ウェット状態で厚み；１０μｍになるようダイコーターを用いて塗布し、乾燥後、温度；９０℃の条件で２分間プリベークして２μｍの厚みのブラックマトリックス層を形成した。
[Formation of black matrix]
On the second barrier layer of the resin base material on which the first and second barrier layers are formed, a black matrix forming composition having the following composition is a die coater having a thickness in a wet state of 10 μm. And dried, and prebaked for 2 minutes at a temperature of 90 ° C. to form a black matrix layer having a thickness of 2 μm.
（ブラックマトリックス形成用塗料組成物）
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（モル比＝７３／２７） １５０部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ８０部
・カーボンブラック分散液 １５０部
・光重合開始剤（２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１） ２．５部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ６００部
※部数はいずれも質量基準
(Black matrix forming coating composition)
Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (molar ratio = 73/27) 150 parts Dipentaerythritol hexaacrylate 80 parts Carbon black dispersion 150 parts Photopolymerization initiator (2-benzyl-2-dimethylamino-1 -(4-morpholinophenyl) butanone-1) 2.5 parts propylene glycol monomethyl ether acetate 600 parts * All parts are based on mass
その後、上流側に巻き出し装置、下流側に巻き取り装置を備えた露光装置に、上記で得られたブラックマトリックス層付き樹脂製基材を通し、露光装置の入口側および出口側に設置されたニップローラ対を駆動して、連続状の樹脂製基材を搬送した。この搬送状態において、樹脂製基材にかかるテンションは、２ｋｇ／３００ｍｍ幅であった。
露光装置の本体の温度は２３℃±０．１℃になるよう、また、相対湿度は６０％±１％になるよう、それぞれ調整した。
Then, the resin substrate with the black matrix layer obtained above was passed through the exposure apparatus provided with the unwinding device on the upstream side and the winding device on the downstream side, and installed on the inlet side and the outlet side of the exposure device. The nip roller pair was driven to convey a continuous resin base material. In this transport state, the tension applied to the resin base material was 2 kg / 300 mm width.
The temperature of the main body of the exposure apparatus was adjusted to 23 ° C. ± 0.1 ° C., and the relative humidity was adjusted to 60% ± 1%.
上記樹脂製基材を露光台上に吸着固定した後、樹脂製基材の塗膜表面とパターン（フォトマスク）との間隔（ギャップ）が１００μｍになるよう自動調整した。また樹脂製基材の露光位置は、樹脂製基材の端面からの距離を自動検出して、樹脂製基材からフォトマスクパターン位置が一定距離になるよう自動調整後に露光を行った。光源としては、高圧水銀ランプを用いて、露光エリアを２００ｍｍ×２００ｍｍとして、Ｉ線（波長；３６５ｎｍ）を用い、１５ｍｗ／ｃｍ２の照度で２０秒間露光し、３００ｍＪ／ｃｍ２の露光量とした。 After adsorbing and fixing the resin substrate on the exposure table, the resin substrate was automatically adjusted so that the gap (gap) between the surface of the resin substrate and the pattern (photomask) was 100 μm. The exposure position of the resin substrate was automatically detected after detecting the distance from the end surface of the resin substrate, and exposure was performed after automatic adjustment so that the photomask pattern position was a fixed distance from the resin substrate. As a light source, a high-pressure mercury lamp was used, an exposure area was set to 200 mm × 200 mm, I-line (wavelength: 365 nm) was used, and exposure was performed at an illuminance of 15 mw / cm 2 for 20 seconds to obtain an exposure amount of 300 mJ / cm 2 . .
現像処理は、露光機の下流側に現像装置を設置して行った。露光処理後の樹脂製基材を４００ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で搬送し、第二のバリア層を成膜した樹脂製基材上に所定のパターンのブラックマトリックスが積層されたブラックマトリクス付き樹脂製基材を得た。 The development processing was performed by installing a developing device downstream of the exposure machine. A resin base with a black matrix in which a black matrix of a predetermined pattern is laminated on a resin base material on which a second barrier layer is formed by transporting the resin base material after exposure processing at a constant speed of 400 mm / min. The material was obtained.
ブラックマトリックスで形成されたアライメントマークを寸法測定機（ニコン製ＮＥＸＩＶ ＶＭＲ−６５５５）で温度；２３℃±０．１℃、相対湿度；６０％±１％の条件で搬送方向（ＭＤ）、搬送方向に垂直な方向（ＴＤ）での寸法変化を測定した結果、フォトマスクの寸法値ＭＤ：１００．０００ｍｍ、ＴＤ：１００．０００ｍｍに対して、実際に樹脂製基材上に形成されたパターンの寸法は、ＭＤ：９９．９９８ｍｍ、ＴＤ：１００．００１ｍｍ であった。
その後、ベーク炉にて２００℃、３０分のポストベークを行いブラックマトリックスを熱キュアした。得られたブラックマトリックスを、前記同条件（温度；２３℃±０．１℃、相対湿度；６０％±１％）で測定したところ、樹脂製基材上に形成されたパターンの寸法は、ＭＤ：９９．９９８ｍｍ、ＴＤ：１００．００１ｍｍであった。
The alignment mark formed of black matrix is measured with a dimension measuring machine (NEXIV VMR-6555 manufactured by Nikon) at a temperature of 23 ° C. ± 0.1 ° C. and a relative humidity of 60% ± 1%. As a result of measuring the dimensional change in the direction perpendicular to (TD), the dimension of the pattern actually formed on the resin substrate with respect to the photomask dimension value MD: 100.000 mm, TD: 100.000 mm Were MD: 99.998 mm and TD: 100.001 mm.
Then, the black matrix was thermally cured by post-baking at 200 ° C. for 30 minutes in a baking furnace. When the obtained black matrix was measured under the same conditions (temperature; 23 ° C. ± 0.1 ° C., relative humidity; 60% ± 1%), the dimension of the pattern formed on the resin base material was MD. : 99.998 mm, TD: 100.001 mm.
［ＲＧＢ着色層の形成］
前記ブラックマトリックスが形成された樹脂製基材の上に、下記の組成の着色パターン形成用組成物を、ウェット状態で厚み；１０μｍになるようダイコーターを用いて塗布し、乾燥後、温度；９０℃の条件で２分間プリベークして２μｍの厚みの着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材を得た。
[Formation of RGB colored layer]
On the resin base material on which the black matrix is formed, a colored pattern forming composition having the following composition is applied using a die coater so as to have a thickness of 10 μm in a wet state, and after drying, a temperature of 90 Pre-baking was performed for 2 minutes under the condition of ° C. to obtain a resin substrate with a colored pattern forming composition having a thickness of 2 μm.
以下に、赤色の着色パターン形成用組成物の組成を示すが、赤色顔料を任意の緑色顔料にするとＧＲＥＥＮの着色パターン形成用組成物が得られ、青色顔料にするとＢＬＵＥの着色パターン形成用組成物が得られる。 The composition of the red colored pattern forming composition is shown below. When the red pigment is an arbitrary green pigment, a green colored pattern forming composition is obtained. When the red pigment is used, a blue colored pattern forming composition is obtained. Is obtained.
（着色パターン形成用組成物）
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（モル比＝７３／２７） ５０部
・トリメチロールプロパントリアクリレート ４０部
・赤色顔料（C.I.Pigment Red 177） ９０部
・光重合開始剤（２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン−１） １．５部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ６００部
※部数はいずれも質量基準
(Coloring pattern forming composition)
Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (molar ratio = 73/27) 50 parts Trimethylolpropane triacrylate 40 parts Red pigment (CIPigment Red 177) 90 parts Photopolymerization initiator (2-methyl-1- [ 4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1) 1.5 parts, propylene glycol monomethyl ether acetate 600 parts * All parts are based on mass
上流側に巻き出し装置、下流側に巻き取り装置を備えた露光装置に、上記で得られた着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材を通し、露光装置の入口側および出口側に設置されたニップローラ対を駆動して、連続状の着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材を搬送した。この搬送状態において、着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材にかかるテンションは、２ｋｇ／３００ｍｍ幅であった。
露光装置の本体の温度は２３℃±０．１℃になるよう、また、相対湿度は６０％±１％になるよう、それぞれ調整した。
着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材を露光台上に吸着固定した後、着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材の塗膜表面とパターン（フォトマスク）との間隔（ギャップ）が１００μｍになるよう自動調整した。また着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材の露光位置は、着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材の端面からの距離を自動検出して、着色パターン形成用組成物付き樹脂製基材からフォトマスクパターン位置が一定距離になるよう自動調整後、前記ブラックマトリックス形成時に同時形成したアライメントマークを用いてＲＥＤ用フォトマスクとアライメントを行った後、露光を行った。光源としては、高圧水銀ランプを用いて、露光エリアを２００ｍｍ×２００ｍｍとして、Ｉ線（波長；３６５ｎｍ）を用い、１５ｍｗ／ｃｍ２の照度で２０秒間露光し、１００ｍＪ／ｃｍ２の露光量とした。
The resin substrate with the colored pattern forming composition obtained above is passed through an exposure apparatus equipped with an unwinding device on the upstream side and a winding device on the downstream side, and installed on the inlet side and the outlet side of the exposure device. The pair of nip rollers was driven to convey a continuous resinous substrate with a colored pattern forming composition. In this transport state, the tension applied to the resin substrate with the colored pattern forming composition was 2 kg / 300 mm width.
The temperature of the main body of the exposure apparatus was adjusted to 23 ° C. ± 0.1 ° C., and the relative humidity was adjusted to 60% ± 1%.
After adsorbing and fixing the resinous substrate with the colored pattern forming composition on the exposure table, the distance (gap) between the coating film surface of the resinous substrate with the colored pattern forming composition and the pattern (photomask) is 100 μm. Automatically adjusted to Moreover, the exposure position of the resinous substrate with the colored pattern forming composition automatically detects the distance from the end surface of the resinous substrate with the colored pattern forming composition, and the resinous substrate with the colored pattern forming composition. The photomask pattern position was automatically adjusted so as to be a fixed distance, and after alignment with the RED photomask using the alignment marks formed simultaneously with the formation of the black matrix, exposure was performed. As a light source, a high-pressure mercury lamp was used, the exposure area was 200 mm × 200 mm, I-line (wavelength: 365 nm) was used, and exposure was performed at an illuminance of 15 mw / cm 2 for 20 seconds to obtain an exposure amount of 100 mJ / cm 2 . .
現像は、露光機の下流側に現像装置を設置して行った。露光処理後の樹脂製基材を４００ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で搬送し、樹脂製基材上のブラックマトリックスの開口部の所定位置にＲＥＤ着色層が積層された樹脂製基材を得た。その後、ベーク炉にて２００℃、３０分のポストベークを行いＲＥＤ着色層を熱キュアした。 Development was performed by installing a developing device downstream of the exposure machine. The resin substrate after the exposure treatment was conveyed at a constant speed of 400 mm / min to obtain a resin substrate in which a RED colored layer was laminated at a predetermined position of the opening of the black matrix on the resin substrate. Thereafter, post-baking was performed at 200 ° C. for 30 minutes in a baking furnace to heat cure the RED colored layer.
上記ＲＥＤと同様の方法で繰り返しＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの着色層形成を行い、第二のバリア層を成膜した樹脂製基材上にブラックマトリックスおよびＲＧＢの着色層が形成されたカラーフィルタが得られた。 GREEN and BLUE colored layers were repeatedly formed in the same manner as in the above RED, and a color filter in which a black matrix and RGB colored layers were formed on a resin substrate on which a second barrier layer was formed was obtained. .
なお、ＢＬＵＥ着色層のポストベーク処理後に、ブラックマトリックスを、前記と同じ条件（温度；２３℃±０．１℃、相対湿度；６０％±１％）で測定したところ、プラスチックフィルム上に形成されたパターンの寸法は、ＭＤ：９９．９９９ｍｍ、ＴＤ：１００．００２ｍｍであった。 In addition, when the black matrix was measured under the same conditions as described above (temperature: 23 ° C. ± 0.1 ° C., relative humidity: 60% ± 1%) after the post-baking treatment of the BLUE colored layer, it was formed on the plastic film. The dimensions of the pattern were MD: 99.999 mm and TD: 100.002 mm.
ブラックマトリックスの寸法変化は１層目（ブラックマトリックス層）の現像後から４層目（ＢＬＵＥ層）のポストベーク後までの製造工程において１０ｐｐｍであり、これにより樹脂製基材上に４インチサイズで解像度が２００ｐｐｉ（ＢＭ線幅７μｍ、ピッチ４２μｍ）にて、画素ズレを生じさせずにカラーフィルタを形成することができた。 The dimensional change of the black matrix is 10 ppm in the manufacturing process from the development of the first layer (black matrix layer) to the post-baking of the fourth layer (BLUE layer). At a resolution of 200 ppi (BM line width 7 μm, pitch 42 μm), a color filter could be formed without causing pixel shift.
［ＩＴＯ電極層の形成］
続いて、このカラーフィルタをスパッタロールコート装置に装填し、ＤＣスパッタにより酸素を反応ガスに用いた反応性スパッタでＩＴＯ(indium tin oxide)をターゲットとして用い、ブラックマトリックスおよびＲＧＢの着色層上に膜厚１５０ｎｍのＩＴＯの成膜を行い、これをＩＴＯ電極層とした。
[Formation of ITO electrode layer]
Subsequently, this color filter is loaded into a sputter roll coater, and the film is formed on the black matrix and the RGB colored layer by using ITO (indium tin oxide) as a target by reactive sputtering using oxygen as a reactive gas by DC sputtering. An ITO film having a thickness of 150 nm was formed and used as an ITO electrode layer.
［パターンスペーサの形成］
（ドライフィルムの準備）
パターンスペーサ形成用のドライフィルムとして、厚み；２５μｍのＰＥＴベースフィルム上に、ネガ型感光性樹脂からなるパターンスペーサ形成用組成物を、ウェット状態で厚み；２０μｍになるようダイコーターを用いて塗布し、乾燥後、温度；９０℃の条件で２分間プリベークして５μｍの厚みとした。その後、その上に、厚み２５μｍのＰＥＴカバーフィルムをラミネートし、パターンスペーサ形成用ドライフィルムとした。
[Formation of pattern spacer]
(Preparation of dry film)
As a dry film for forming a pattern spacer, a pattern spacer forming composition made of a negative photosensitive resin is applied on a PET base film having a thickness of 25 μm using a die coater so that the thickness becomes 20 μm in a wet state. After drying, the temperature was prebaked for 2 minutes under the condition of 90 ° C. to a thickness of 5 μm. Thereafter, a PET cover film having a thickness of 25 μm was laminated thereon to obtain a dry film for forming a pattern spacer.
（積層原反の作成）
上記で得られたブラックマトリックス、ＲＧＢ着色層、およびＩＴＯ電極層が形成された樹脂製基材の上に、カバーフィルムを予め剥離したパターンスペーサ形成用ドライフィルムをパターンスペーサ形成用組成物がＩＴＯ電極層と向かい合うように積層して、パターンスペーサ形成用組成物層を、ローラ圧；５ｋｇ／ｃｍ２、ローラ表面温度；１２０℃、および速度；８００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて、連続的に転写した。この際、ベースフィルムは剥離せず、パターンスペーサ形成用組成物上に付いた状態で次の露光工程へと進めた。
(Creation of laminated raw material)
On the resin base material on which the black matrix, the RGB colored layer, and the ITO electrode layer obtained above are formed, the pattern spacer forming composition is the ITO electrode. The composition layer for pattern spacer formation was continuously transferred under conditions of roller pressure: 5 kg / cm 2 , roller surface temperature: 120 ° C., and speed: 800 mm / min. At this time, the base film was not peeled off, and proceeded to the next exposure step in a state of being attached on the pattern spacer forming composition.
（露光処理工程）
上流側に巻き出し装置、下流側に巻き取り装置を備えた露光装置に、上記で得られた積層原反を通し、露光装置の入口側および出口側に設置されたニップローラ対を駆動して、連続状の積層原反を搬送した。この搬送状態において、積層原反にかかるテンションは、２ｋｇ／３００ｍｍ幅であった。
露光装置の本体の温度は２３℃±０．１℃になるよう、また、相対湿度は６０％±１％になるよう、それぞれ調整した。
積層原反を露光台上に吸着固定した後、積層原反のベースフィルムとパターン（フォトマスク）との間隔（ギャップ）を３０μｍになるよう自動調整した。また積層原反のパターンの露光位置は、積層原反の端面からの距離を自動検出して、この検出結果にしたがって積層原反からフォトマスクパターン位置が一定距離になるよう自動調整後、前記ブラックマトリックス形成時に同時形成したアライメントマークを用いてパターンスペーサ用フォトマスクとアライメントを行った後、露光を行った。光源としては、高圧水銀ランプを用いて、露光エリアを２００ｍｍ×２００ｍｍとして、Ｉ線（波長；３６５ｎｍ）を用い、１５ｍＷ／ｃｍ２の照度で２０秒間露光し、３００ｍＪ／ｃｍ２の露光量とした。
(Exposure process)
Through the unwinding device on the upstream side and the exposure device provided with the winding device on the downstream side, the laminated raw material obtained above is passed, and the nip roller pair installed on the entrance side and the exit side of the exposure device is driven, A continuous laminated raw material was conveyed. In this conveying state, the tension applied to the laminated original fabric was 2 kg / 300 mm width.
The temperature of the main body of the exposure apparatus was adjusted to 23 ° C. ± 0.1 ° C., and the relative humidity was adjusted to 60% ± 1%.
After the laminated original fabric was adsorbed and fixed on the exposure table, the gap (gap) between the base film of the laminated original fabric and the pattern (photomask) was automatically adjusted to be 30 μm. In addition, the exposure position of the pattern of the laminated original fabric is automatically detected by detecting the distance from the end surface of the laminated original fabric, and automatically adjusting the position of the photomask pattern from the laminated original fabric to a certain distance according to the detection result. After aligning with the photomask for pattern spacers using the alignment mark formed simultaneously with the matrix formation, exposure was performed. As a light source, a high-pressure mercury lamp was used, the exposure area was 200 mm × 200 mm, I-line (wavelength: 365 nm) was used, and exposure was performed at an illuminance of 15 mW / cm 2 for 20 seconds to obtain an exposure amount of 300 mJ / cm 2 . .
（現像処理・ポストベーク処理工程）
現像処理は、露光機の下流側に現像装置を設置し、この現像装置内で露光後の積層原反のベースフィルムを剥離しながら、４００ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で搬送しながら行って、前記ブラックマトリックス、ＲＧＢ着色層、およびＩＴＯ電極層が形成された樹脂製基材のブラックマトリックスの格子パターン部の所定位置にパターンスペーサが形成されたカラーフィルタを得た。その後、ベーク炉にて２００℃、３０分のポストベーク処理を行って、パターンスペーサを熱キュアした。
(Development and post-baking process)
The development process is performed by installing a developing device on the downstream side of the exposure machine, peeling the base film of the laminated raw material after exposure in the developing device, and transporting it at a constant speed of 400 mm / min. A color filter having a pattern spacer formed at a predetermined position of a lattice pattern portion of a black matrix of a resin base material on which a matrix, an RGB colored layer, and an ITO electrode layer were formed was obtained. Thereafter, post-baking treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes in a baking furnace, and the pattern spacers were thermally cured.
このようにして、樹脂製基材（１）上にブラックマトリックス、ＲＧＢ着色層、ＩＴＯ電極層、およびパターンスペーサが形成されたスペーサ付表示装置用基板が得られた。 In this way, a substrate for a display device with a spacer in which a black matrix, an RGB colored layer, an ITO electrode layer, and a pattern spacer were formed on the resin base material (1) was obtained.
［評価］
微小硬度計を用いて前記スペーサ付表示装置用基板の変位量および不可逆変位量を測定した結果、パターンスペーサ面積１４４μｍ２（１２μｍ×１２μｍ）、高さ５．５μｍ、押し込み圧２０ｍＮ/１０sec、保持時間（クリープ時間）５秒において、変位量は１．８μｍであり、不可逆変位量は、０．３μｍ、可逆変位量は１．５μｍであった。
なお上記パターンスペーサを同条件によりガラス基板上（ＮＨテクノグラス社製 ＮＡ３５ ０．７ｍｍ厚）に作製し、可逆変位量および不可逆変位量を求めた場合には、変位量は１．３μｍであり、不可逆変位量は０．７μｍ、可逆変位量は０．６μμｍであった。
したがって、上記スペーサ付液晶表示装置用基板の変位量は、パターンスペーサのみの変位量より大きく、また不可逆変位量は、パターンスペーサのみの不可逆変位量より小さいものであった。
[Evaluation]
As a result of measuring the amount of displacement and the amount of irreversible displacement of the display device substrate with a spacer using a micro hardness tester, the pattern spacer area was 144 μm 2 (12 μm × 12 μm), the height was 5.5 μm, the indentation pressure was 20 mN / 10 sec, the holding time. (Creep time) At 5 seconds, the displacement was 1.8 μm, the irreversible displacement was 0.3 μm, and the reversible displacement was 1.5 μm.
In addition, when the pattern spacer was produced on a glass substrate under the same conditions (NA35 0.7 mm thickness manufactured by NH Techno Glass) and the reversible displacement amount and the irreversible displacement amount were determined, the displacement amount was 1.3 μm, The irreversible displacement amount was 0.7 μm, and the reversible displacement amount was 0.6 μm.
Therefore, the displacement amount of the substrate for a liquid crystal display device with a spacer is larger than the displacement amount of only the pattern spacer, and the irreversible displacement amount is smaller than the irreversible displacement amount of only the pattern spacer.
また上記樹脂製基材（１）の１００μ厚の硬度は樹脂のビッカース硬度が１４７Ｎ／ｍｍ２であり、無機材料のビッカース硬度が３７７３Ｎ／ｍｍ２であった。またパターンスペーサのビッカース硬度は２５４Ｎ／ｍｍ２であった。
本発明の樹脂製基材の熱膨張係数は、樹脂および無機材料の特性により熱膨張係数（ＣＴＥ）が１２ｐｐｍと非常に小さく、パターンスペーサの位置精度も良好であった。また、対向基板との貼り合せも、位置ズレを発生することなく表示装置を形成することができた。
The resin substrate (1) had a thickness of 100 μm and the resin had a Vickers hardness of 147 N / mm 2 and the inorganic material had a Vickers hardness of 3773 N / mm 2 . The pattern spacer had a Vickers hardness of 254 N / mm 2 .
The coefficient of thermal expansion of the resin base material of the present invention was as very small as 12 ppm due to the characteristics of the resin and the inorganic material, and the positional accuracy of the pattern spacer was also good. In addition, the display device can be formed without causing a positional shift even when the substrate is bonded to the counter substrate.
＜比較例＞
ガラス基板（ＮＨテクノグラス社製 ＮＡ３５ ０．７ｍｍ厚）を用いた以外は、実施例と同様に、スペーサ付表示装置用基板を作製した。微小硬度計を用いて上記スペーサ付表示装置用基板の変位量および不可逆変位量を測定した結果、パターンスペーサ面積１４４μｍ２（１２μｍ×１２μｍ）、高さ５．５μｍ、押し込み圧２０ｍＮ/１０sec、保持時間（クリープ時間）５秒において、変位量は１．３μｍであり、不可逆変位量は、０．７μｍ、可逆変位量は０．６μｍであった。
なお上記パターンスペーサを同条件によりガラス基板上（ＮＨテクノグラス社製 ＮＡ３５ ０．７ｍｍ厚）に作製し、可逆変位量および不可逆変位量を求めた場合には、変位量は１．３μｍであり、不可逆変位量は０．７μｍ、可逆変位量は０．６μｍであった。
また上記ガラス基板の１００μ厚のビッカース硬度は３７９０Ｎ／ｍｍ２であった。またパターンスペーサのビッカース硬度は２５４Ｎ／ｍｍ２であった。
<Comparative example>
A substrate for a display device with a spacer was prepared in the same manner as in Example except that a glass substrate (NA35 0.7 mm thickness, manufactured by NH Techno Glass) was used. As a result of measuring the amount of displacement and the amount of irreversible displacement of the substrate for a display device with a spacer using a micro hardness meter, the pattern spacer area is 144 μm 2 (12 μm × 12 μm), the height is 5.5 μm, the indentation pressure is 20 mN / 10 sec, the holding time. (Creep time) At 5 seconds, the displacement was 1.3 μm, the irreversible displacement was 0.7 μm, and the reversible displacement was 0.6 μm.
In addition, when the pattern spacer was produced on a glass substrate under the same conditions (NA35 0.7 mm thickness manufactured by NH Techno Glass) and the reversible displacement amount and the irreversible displacement amount were determined, the displacement amount was 1.3 μm, The irreversible displacement amount was 0.7 μm, and the reversible displacement amount was 0.6 μm.
Further, the Vickers hardness of the glass substrate having a thickness of 100 μm was 3790 N / mm 2 . The pattern spacer had a Vickers hardness of 254 N / mm 2 .
１ …樹脂製基材
２ …パターンスペーサ
３ …着色層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
前記パターンスペーサの垂直方向から前記スペーサ付表示装置用基板に荷重をかけた際の前記スペーサ付表示装置用基板の変位量が、前記パターンスペーサのみに前記荷重をかけた際の変位量より大きく、かつ前記スペーサ付表示装置用基板に前記荷重をかけた際の前記スペーサ付表示装置用基板の不可逆変位量が、前記パターンスペーサのみに前記荷重をかけた際の不可逆変位量より小さいことを特徴とするスペーサ付表示装置基板。 A substrate for a display device with a spacer having a resin substrate and a pattern spacer formed at a predetermined position on the resin substrate,
The displacement amount of the display device substrate with a spacer when a load is applied to the display device substrate with a spacer from the vertical direction of the pattern spacer is larger than the displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer, The irreversible displacement amount of the spacer display device substrate when the load is applied to the spacer display device substrate is smaller than the irreversible displacement amount when the load is applied only to the pattern spacer. Display device substrate with spacer.
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