(57)【要約】【課題】液晶滴下法で使用するカラーフィルタ基板であって、シール材硬化用にＵＶ照射を行っても、オーバーコート層から発生するガス成分が少ないカラーフィルタ基板の提供とした。【解決手段】液晶滴下法が適用され、ＵＶ照射が行われるカラーフィルタ基板であって、該カラーフィルタ基板は、着色層の上に透明微粒子を含有するオーバーコート層を備えることを特徴とするカラーフィルタ基板であって、前記透明微粒子の含有量はオーバーコート層の樹脂成分の２５重量％以下であることを特徴とするカラーフィルタ基板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶滴下法が適用され、ＵＶ照射が行われるカラーフィルタ基板であって、該カラーフィルタ基板は、着色層の上に透明微粒子を含有するオーバーコート層を備えることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記透明微粒子の含有量はオーバーコート層の樹脂成分の２５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶封入方法として滴下法が適用される液晶セルの製造に使用するカラーフィルタ基板の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタ基板は、基板上に顔料、染料などで着色したポジ型またはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した非感光性樹脂の上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー法によって所望の着色パターンを形成する方法、あるいは着色顔料をインクジェット装置により基板上に直接堆積するなどの方法により製造されている。さらに着色層の上には、図２に示すように着色層ごとの厚さの違いを補償して表面平坦性を向上させるために、オーバーコート層が形成される（特許文献１参照)。
【０００３】
液晶は、カラーフィルタ基板とＴＦＴ素子が形成された基板を、ある微小距離だけ隔てて対向させることで形成される空間に保持される。従来液晶は、上記一対の基板を貼り合わせて空間を形成した後に表面張力と外部からの圧力を利用して空間内に浸透されてきた。
【０００４】
ところで昨今、液晶は、浸透によらず滴下法により基板間隙に封じられることが多くなってきた。この方が、大きな注入面積に対しては従来法よりも効率的に液晶を基板間隙に封じることができるからである。この滴下法は、少なくとも次の工程をほぼその順序で含んでいる（特許文献２参照）。
（１)ガラス基板を洗浄する。
（２)配向膜を印刷して硬化させる。
（３)必要により、配向膜に配向性を付与するためにラビング処理を施す。
（４)ガラス基板周辺部にシール材を枠状に印刷する。
（５)液晶を枠内に適量滴下する。
（６)対向基板と真空状態で貼り合わせる。
（７)シール材をＵＶ照射して硬化させる。
（８)多面付けされた基板を個片に割断する。
【０００５】
上記工程中、対向する一対の基板を枠状に印刷されたシール材をＵＶ照射することで硬化させて、基板周辺部で接着させてパネル化するときに、カラーフィルタやオーバコート層の樹脂成分がＵＶ照射によって分解し、生成したガスが気泡となって液晶中に滞留するという不具合が生じており、特に、顔料成分が含まれず樹脂成分がほとんどのオーバーコート層からのガス発生が顕著である（図２を参照のこと）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１４４２１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題を、液晶滴下法で使用するカラーフィルタ基板であって、シール材硬化用にＵＶ照射を行っても、オーバーコート層から発生するガス成分が少ないカラーフィルタ基板を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するための請求項１に記載の発明は、液晶滴下法が適用され、ＵＶ照射が行われるカラーフィルタ基板であって、該カラーフィルタ基板は、着色層の上に透明微粒子を含有するオーバーコート層を備えることを特徴とするカラーフィルタ基板としたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記透明微粒子の含有量はオーバーコート層の樹脂成分の２５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、化学的に安定な微小粒子を樹脂中に適量添加することで、ＵＶ照射によって分子結合が切断される樹脂の絶対量が低減する。その結果、脱離ガスとして表面に現れるＣＯ、ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等の量が低減する。したがって、液晶中に溶解するガス成分量が減るので液晶中の気泡ムラの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明になる微粒子含有オーバーコート層を備えるカラーフィルタ基板の断面視の図である。
【図２】従来構成のカラーフィルタ基板の断面視の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、ガス発生の原因がオーバーコート材料の存在であるという認識に基づく。というのはカラーフィルタだけが形成されたカラーフィルタ基板から製造した液晶パネルとカラーフィルタ上にオーバーコート層を備えるパネルとで気泡発生を比較すると後者だけに気泡発生が観察されるからである。
【００１３】
したがって、気泡発生を抑制するにはオーバーコート層の厚みを一定に保持してその量を低減する必要がある。本発明は、化学的に安定な増量剤をオーバーコート層中に添加するものである。
【００１４】
＜オーバーコート層用樹脂組成物＞
オーバーコート用樹脂組成物に用いることのできる樹脂組成物としては１つには、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物を含有するものが挙げられる。
また、２つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ジヒドロキシビフェニル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシなどが挙げられる。
【００１５】
樹脂組成物にエポキシ化合物を含有させる場合は、公知のエポキシ硬化剤を配合することがよく、エポキシ硬化剤としてはカルボン酸類、フェノール類、アミン類などがあるが、好ましくは多価カルボン酸類、多価フェノール類やその酸無水物、カルボン酸をキャップしたブロック酸などがあり、具体的にはトリメリット酸、ピロメリット酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸類、テトラヒドロフタル酸等の脂環族多価カルボン酸類、アジピン酸、こはく酸、ブタンテトラカルボン酸等の脂肪族多価カルボン酸類、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和脂肪族多価カルボン酸類などが挙げられる。
【００１６】
オーバーコート用樹脂組成物に用いることのできる樹脂組成物の二つ目は、多価不飽和二重結合を有するアクリルモノマーを固形分に対し５０〜７０％含み、かつバインダ樹脂、硬化開始剤を含む樹脂組成物である。
【００１７】
樹脂としては、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ノボラック系樹脂、マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂などがあげられる。
【００１８】
重合性モノマーとしては、例えば、以下に示すようなモノマーを混合して、又は単独で使用することができる。例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類、あるいは、ペンタエリストールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレートなどがあげられる。
【００１９】
ラジカル重合性モノマーの重合反応を開始させる活性種を発生するラジカル発生材としては熱重合開始剤のほか、一般的な光重合開始剤と呼ばれるものにおいても熱によりラジカルを発生するため、本発明に使用することができる。具体例は省略する。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明を実施例に基づいて、図１を用いて具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においてこれに限定されるものではない。
【００２１】
＜ブラックマトリックス用感光性組成物の調製＞
下記組成の混合物を混合攪拌し、カーボンブラック分散体を調製した
・カーボンブラック分散液：ＴＰＢＫ−２０１６（御国色素社製）  ２８．５重量部
・樹脂：Ｖ２５９−ＭＥ（新日鐵化学社製）                      １０．３重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                          ２．５８重量部
・開始剤：ＯＸＥ−０２（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）０．８６重量部
・溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート      ９２．０重量部
エチル−３−エトキシプロピオネート                      ４．３重量部
・レベリング剤：ＢＹＫ−３３０（ビックケミー社製）              １．３重量部
【００２２】
＜ブラックマトリックス層形成＞
ガラス基板1に、上記ブラックマトリックス形成用感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、１００℃で３分間乾燥の後、膜厚１．６μｍの黒色感光層を作製した。 得られた黒色感光層に所定パターンのフォトマスクを通して高圧水銀灯の光を２００ｍＪ／ｃｍ２照射し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液にて３０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃６０分焼成することで、ガラス基板1の所定位置に線幅６μｍのブラックマトリックス2を形成した。
【００２３】
＜赤色感光性組成物の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ２５４                １８重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ-ＣＦ」）
・赤色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  １７７                  ２重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド Ａ２Ｂ」）
・分散剤（味の素ファインテクノ社製「アジスパーＰＢ８２１」）        ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                                  ５０重量部
【００２４】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して赤色感光性組成物を得た。
・上記分散体                                                      ７２重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                    ２８重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                              １２重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７                                    ３重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                            １重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                        ２５３重量部
【００２５】
＜赤色層形成＞
ブラックマトリックス2が形成されたガラス基板1に、上記赤色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μｍの赤色感光層を作製した。 得られた赤色感光層に赤層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の赤色層3を形成した。赤色層3は識別マークを被覆するように形成した。
【００２６】
アルカリ現像液は、下記の組成のものを使用した。
・炭酸ナトリウム                                                １．５重量部
・炭酸水素ナトリウム                                            ０．５重量部
・陰イオン系界面活性剤（花王・ペリレックスＮＢＬ）              ８．０重量部
・水                                                              ９０重量部
【００２７】
＜緑色感光性組成物の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色顔料の分散体を作製した。
・緑色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ  ３６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン  ６ＹＫ」）          １６重量部
・黄色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  １５０
（バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー  Ｙ−５６８８」）    ８重量部
・分散剤（ビックケミー社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６３」）          ２重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                                １０２重量部
【００２８】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して緑色感光性組成物１を得た。
・上記分散体                                                    １２８重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                    ２９重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                              １４重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７                                    ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                            ２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                        ２５７重量部
【００２９】
＜緑色層形成＞
ブラックマトリックス2および赤色層3が形成されたガラス基板1に、上記緑色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μｍの緑色感光層を作製した（特に図示せず）。 得られた緑色感光層に緑層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の緑色層4を形成した。該緑色層は識別マーク上にも形成した。アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。
【００３０】
＜青色感光性組成物の調整＞
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径１ｍｍのガラスビースを用いて、サンドミルで５時間分散した後、５μｍのフィルタで濾過して青色顔料の分散体を作製した。
・青色顔料：Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ  １５：６
（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」）              ３．６重量部
・分散剤（ゼネカ社製「ソルスバーズ２００００」）                ０．６重量部
・アクリルワニス（固形分２０％）                              ２２．１重量部
【００３１】
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、５μｍのフィルタで濾過して青色感光性組成物１を得た。
・上記分散体                                                  ２８．３重量部
・樹脂：熱可塑性アクリル系樹脂                                  ９．４重量部
・モノマー：ＤＰＨＡ（日本化薬社製）                            ４．７重量部
・開始剤：Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
１．４重量部
・増感剤：ＥＡＢ−Ｆ（保土ヶ谷化学社製）                        ０．２重量部
・溶剤：シクロヘキサノン                                          ２６重量部
２−アセトキシ−１−メトキシプロパン                      １１重量部
酢酸イソペンチル                                          ２０重量部
【００３２】
＜青色層形成＞
ブラックマトリックス2、赤色層3、および緑色層4が形成されたガラス基板1に、上記青色感光性組成物をスピンコートにより塗膜を形成し、９０℃で５分間乾燥の後、膜厚３．２μｍの青色感光層を作製した（特に図示せず）。得られた青色感光層に青層形成用のストライプ状フォトマスクを通して高圧水銀灯の光を３００ｍＪ／ｃｍ２ 照射し、アルカリ現像液にて６０秒間現像、現像後水洗、乾燥させた後、パターンを定着させるため２３０℃３０分焼成することで、ストライプ形状の青色層5を形成した。
アルカリ現像液は、上記赤色層と同じ組成のものを使用した。
【００３３】
以上の工程で、ガラス基板1上にブラックマトリックス2、赤色層3、緑色層4および青色層5からなる着色層とが形成された（図２参照）。
【００３４】
＜オーバーコート層用感光性組成物＞
オーバーコート層形成用樹脂組成物の例を以下に示す。
サンプル瓶（２００ｍｌ）に回転子を入れ、マグネチックスターラーに設置した。シクロヘキサノン３７ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル５２ｇをサンプル瓶に入れた。攪拌しながら、エポキシ樹脂；ＥＳＦ−３００（新日鐡化学(株)製：ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂でエポキシ当量２３１g/eq）６ｇ、エポキシ樹脂；ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル化学工業(株)製：脂環式固形エポキシ樹脂で、分子中のエポキシ基数9個、エポキシ当量１７０g/eq）２ｇ、エポキシ樹脂；ＥＯＣＮ−１０２０（日本化薬(株)製オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２００g/eq）１４ｇを加え、
完全に溶解させた。引き続き、硬化剤として無水トリメリット酸を２０ｇ加え、十分に攪拌溶解した後、硬化促進剤としてジメチルシクロヘキシルアミンを０．１０ｇ加えた。更に、シランカップリング剤（チッソ社製Ｓ−１５０）３．０ｇ、界面活性剤（住友スリーエム社製；フロラードＦＣ−４３０）０．１２ｇを加えて十分に攪拌、溶解後、これをろ過してオーバーコート層形成用樹脂組成物を得た。
【００３５】
上記の樹脂組成物に添加する透明微粒子6としては、透明であること、２３０℃程度の耐熱性があること、球状で粒径（５０ｎｍ〜４００ｎｍ程度）の均一性が高いことが望ましく、ＳｉＯ２のフィラー（日産化学製ＰＭＡ−ＳＡＴオルガノシリカゾル）を、硬化後の樹脂量に対して２５重量％になるように添加して使用した。この他に、無機材料ではアルミナフィラー、有機材料ではアクリレート樹脂フィラー等を使用できる。
透明微粒子6の含有量は過剰であると流動性が低下して表面の荒れにつながり、少ないとガス発生抑止効果がない。また、オーバーコート材と微小粒子の屈折率は、散乱を少なくさせるために略一致させるのが好ましい。
【００３６】
ガラス基板上にブラックマトリクス、着色層を形成したカラーフィルタ基板に前記オーバーコート層形成用樹脂組成物を塗布し、２３０℃で４０分１２０間焼成してオーバーコート層7を形成した。
添加物の表面平坦性を測定したところＲａ＝１００Å程度で、添加したことによる平坦性への影響は無視できた。
【００３７】
上記のカラーフィルタ基板にシール用の枠をエポキシ樹脂を用いて印刷してから、滴下法で液晶を散布した。その後対抗基板を対向させてから全面をＵＶ照射してシール部を硬化させて液晶パネルを得た。オーバーコート層のないパネル、微粒子を添加したオーバーコート層を有するパネル、従来の微粒子を含有しないオーバーコート層を備えたパネルで気泡の発生を比較したところ、前２者には気泡の発生が見られなかった。
【符号の説明】
【００３８】
１，透明基板、
２、ブラックマトリックス
３、赤色着色層
４、緑色着色層
５、青着色画層
６、微粒子（フィラー）
７、オーバーコート層
８、ガス成分
【図１】
2011248050.tif 000003
【図２】
2011248050.tif 000004