JP3128161B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents

Manufacturing method of color filter

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JP3128161B2
JP3128161B2 JP7675492A JP7675492A JP3128161B2 JP 3128161 B2 JP3128161 B2 JP 3128161B2 JP 7675492 A JP7675492 A JP 7675492A JP 7675492 A JP7675492 A JP 7675492A JP 3128161 B2 JP3128161 B2 JP 3128161B2
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protective film
color filter
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silane coupling
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修 長崎
章夫 曽根原
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置等
に使用されるカラーフィルターに関し、とくに保護膜の
密着強度の大きなカラーフィルターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used for a color liquid crystal display device and the like, and more particularly to a color filter having a high adhesion strength of a protective film.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、透明電極を設けたガラ
ス等の透明な基板を1ないし10μm程度のギャップを
設けてその間に液晶物質を封入し、電極間に印加した電
圧によって液晶を一定の方向に配向させることによって
形成される透明部分と不透明部分によって画像を表示し
ている。カラー液晶表示装置はいずれかの透明電極基板
上に光の三原色に対応する赤(R)、緑(G)、青
(B)の三色のカラーフィルターを設けており、液晶の
シャッター作用によって3原色を加色して所望の色を表
示している。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device, a transparent substrate such as glass provided with a transparent electrode is provided with a gap of about 1 to 10 .mu.m, a liquid crystal substance is sealed between the gaps, and a liquid crystal is fixed by a voltage applied between the electrodes. An image is displayed by a transparent portion and an opaque portion formed by orienting in the direction. The color liquid crystal display device has three color filters of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the three primary colors of light on any one of the transparent electrode substrates. A desired color is displayed by adding the primary colors.

【0003】カラー液晶表示装置用のカラーフィルター
は、透明基板、着色層、保護膜、透明導電膜という順に
積層されており、RGBの三原色の位置に対向する電極
あるいは薄膜トランジスタを形成した透明基板とを1な
いし10μmの間隔を保持し液晶物質を封入して液晶表
示装置を形成している。
A color filter for a color liquid crystal display device is formed by laminating a transparent substrate, a colored layer, a protective film, and a transparent conductive film in this order, and comprises a transparent substrate formed with electrodes or thin film transistors opposed to the three primary colors of RGB. A liquid crystal display device is formed by enclosing a liquid crystal material while maintaining an interval of 1 to 10 μm.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルターは図
4に断面図を示すようにガラス基板41などの透明基板
上に顔料分散法、染色法、電着法、印刷法等によって
R、G、Bの三原色を所定の形状とした着色層42を形
成し、着色層上には着色層を保護する目的で保護膜43
を形成し、更に保護膜の上には、液晶を駆動するための
透明電極44が形成されている。
As shown in the sectional view of FIG. 4, a color filter is formed on a transparent substrate such as a glass substrate 41 by R, G, B by a pigment dispersion method, a dyeing method, an electrodeposition method, a printing method or the like. A colored layer 42 having a predetermined shape of the three primary colors is formed, and a protective film 43 is formed on the colored layer for the purpose of protecting the colored layer.
Is formed, and a transparent electrode 44 for driving liquid crystal is formed on the protective film.

【0005】カラー液晶表示装置には、液晶の駆動方法
によって単純マトリックス方式とアクティブマトリック
ス方式があるが、最近ではパーソナルコンピュータなど
の表示装置用には画質に優れ、それぞれの画素を確実に
制御することが可能であり、また動作速度も速いアクテ
ィブマトリックス方式の採用が進められている。
There are two types of color liquid crystal display devices, a simple matrix type and an active matrix type, depending on the driving method of the liquid crystal. Recently, a display device such as a personal computer has an excellent image quality, and each pixel must be controlled reliably. And an active matrix system having a high operation speed is being adopted.

【0006】アクティブマトリックス方式の液晶表示装
置では各画素毎に薄膜トランジスタ(TFT)素子をガ
ラス基板上に形成し、各素子のスイッチング作用によっ
て各画素の液晶のシャッター作用を制御している。これ
らの素子の対極には一様な透明電極が形成されている。
In an active matrix type liquid crystal display device, a thin film transistor (TFT) element is formed for each pixel on a glass substrate, and the switching action of each element controls the liquid crystal shutter action of each pixel. A uniform transparent electrode is formed at a counter electrode of these elements.

【0007】透明電極には、酸化錫、酸化インジウムお
よびITOと称するこれらの複合酸化物が使用されてい
る。透明電極の成膜方法には、蒸着、イオンプレーティ
ング、スパッタリング等の各種の方法があるが、カラー
フィルターの透明電極の基体となる保護膜は合成樹脂で
形成されているので保護膜の耐熱性の面から比較的低温
での成膜が可能な方法が求められている。このためにカ
ラーフィルター用の透明電極の製造にはスパッタリング
が広く用いられている。
For the transparent electrode, a composite oxide of tin oxide, indium oxide and ITO is used. There are various methods for forming a transparent electrode, such as vapor deposition, ion plating, and sputtering. However, since the protective film serving as the base of the transparent electrode of the color filter is formed of a synthetic resin, the heat resistance of the protective film is high. In view of the above, there is a demand for a method capable of forming a film at a relatively low temperature. For this reason, sputtering is widely used in the production of transparent electrodes for color filters.

【0008】保護膜上にスパッタリングによって形成さ
れた透明導電膜に発生する応力は厚みの増大とともに大
きくなるが、電気抵抗が低い膜厚が大きな透明導電膜を
形成すると保護膜と着色層との密着性が小さいと保護膜
あるいは透明電極膜にしわあるいはひび割れが生じ、液
晶表示装置の品質にも悪影響を及ぼすことが起こるの
で、保護膜と着色層との間の密着性を大きくすることが
求められる。そこで、着色層と保護膜との密着性を高め
るために、着色層と保護膜との間にシランカップリング
剤からなる層を形成することを見いだしたが、シランカ
ップリング剤の溶液を着色層上に滴下しスピンナー等に
よって均一な被膜とした後に、シランカップリング剤を
乾燥し、シランカップリング剤の被覆層を形成した場合
には、次に行われる保護膜の形成工程以前にシランカッ
プリング剤の活性が低下することがある。
The stress generated in the transparent conductive film formed by sputtering on the protective film increases as the thickness increases. However, when a transparent conductive film having a low electric resistance and a large thickness is formed, the adhesion between the protective film and the colored layer is increased. If the property is low, wrinkles or cracks occur in the protective film or the transparent electrode film, which adversely affects the quality of the liquid crystal display device. Therefore, it is required to increase the adhesion between the protective film and the colored layer. . Therefore, in order to enhance the adhesion between the colored layer and the protective film, it was found that a layer composed of a silane coupling agent was formed between the colored layer and the protective film. After the silane coupling agent is dried after forming a uniform coating with a spinner or the like and dropped to form a coating layer of the silane coupling agent, the silane coupling agent is formed before the next protective film forming step. The activity of the agent may decrease.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した問
題点を解決する手段を検討した結果、着色層と保護膜と
の密着性を高めるために、シランカップリング剤の溶液
を着色層上に滴下しスピンナー等によって均一な被膜と
し、シランカップリング剤を乾燥した後に、シランカッ
プリング剤の被覆層に水蒸気と酸素を含有する雰囲気に
おいて紫外線を照射しシランカップリング剤の活性を安
定化することにより、保護膜の密着性が優れたカラーフ
ィルターが得られることを見いだしたものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied means for solving the above-mentioned problems, and as a result, in order to enhance the adhesion between the colored layer and the protective film, a solution of a silane coupling agent was applied to the colored layer. After the silane coupling agent is dried, the coating layer of the silane coupling agent is irradiated with ultraviolet rays in an atmosphere containing water vapor and oxygen to stabilize the activity of the silane coupling agent. By doing so, it has been found that a color filter having excellent protective film adhesion can be obtained.

【0010】本発明のカラーフィルターにおいて保護膜
としては各種の樹脂を使用することができるが、感光性
樹脂を利用すればカラーフィルターの所望の箇所に保護
膜を形成することが容易であるので紫外線硬化性樹脂を
利用することが好ましい。紫外線硬化樹脂としては光重
合性アクリレートオリゴマーと多官能光重合性アクリレ
ートモノマーからなるものを用いることができる。光重
合性アクリレートオリゴマーとしては、分子量1000
〜2000程度のものが好ましく、分子量1000〜2
000程度のものが好ましく、ポリエステルアクリレー
トまたは、フェノールノボラックエポキシアクリレー
ト、o−クレゾールノボラックエポキシアクリレート等
のエポキシアクリレートあるいは、ポリウレタンアクリ
レート、ポリエーテルアクリレート、オリゴマアクリレ
ート、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレー
ト、メラミンアクリレート等をあげることができ、多官
能光重合性アクリレートモノマーとしては、1,4ブタ
ンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジア
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等が挙げられる。
Various resins can be used as the protective film in the color filter of the present invention. However, if a photosensitive resin is used, it is easy to form the protective film at a desired portion of the color filter. It is preferable to use a curable resin. As the ultraviolet curable resin, a resin composed of a photopolymerizable acrylate oligomer and a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer can be used. The photopolymerizable acrylate oligomer has a molecular weight of 1,000.
About 2000, and a molecular weight of 1000-2.
About 000 are preferable, and examples thereof include polyester acrylate, epoxy acrylate such as phenol novolak epoxy acrylate, o-cresol novolak epoxy acrylate, and polyurethane acrylate, polyether acrylate, oligomer acrylate, alkyd acrylate, polyol acrylate, melamine acrylate, and the like. And polyfunctional photopolymerizable acrylate monomers include 1,4 butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate,
Examples include pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and the like.

【0011】さらに、上記のような光重合性アクリレー
トオリゴマーに多官能光重合性アクリレートモノマーを
添加した光重合性の樹脂に比べて光重合性アクリレート
オリゴマーとエポキシ樹脂との混合物に一つの分子内に
複数の官能基を有する多官能光重合性アクリレートモノ
マーを添加した感光性アクリル樹脂を用いることによ
り、樹脂の橋かけ度を高めて剛直で硬度が大きい膜質と
することができ保護膜上に厚い透明電極を形成してもク
ラックやしわが発生しないだけでなく着色層の隣接する
R、G、B間に形成される凹部およびR、G、Bの部分
に高さの違いが生じていても、保護膜の表面の凹凸がき
わめて少ない平坦性の良好な保護膜が得られる。
Furthermore, compared to the photopolymerizable resin obtained by adding a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer to the above photopolymerizable acrylate oligomer, the mixture of the photopolymerizable acrylate oligomer and the epoxy resin has one molecule per molecule. By using a photosensitive acrylic resin to which a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer having multiple functional groups is added, it is possible to increase the degree of crosslinking of the resin to obtain a rigid and high-hardness film, and a thick transparent film on the protective film Even if an electrode is formed, not only cracks and wrinkles do not occur, but also a difference in height occurs between a concave portion formed between adjacent R, G, B of the colored layer and a portion of R, G, B, A protective film having good flatness with very few irregularities on the surface of the protective film can be obtained.

【0012】このような目的で使用可能な光重合性アク
リレートオリゴマーとしては、分子量1000〜200
0程度のものが好ましく、ポリエステルアクリレートま
たは、フェノールノボラックエポキシアクリレート、o
−クレゾールノボラックエポキシアクリレート等のエポ
キシアクリレートあるいは、ポリウレタンアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレート、オリゴマアクリレー
ト、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、
メラミンアクリレート等をあげることができる。エポキ
シ樹脂としては以下に化学構造式を示すフェノールノボ
ラック型のエポキシ樹脂あるいはクレゾールノボラック
型のエポキシ樹脂をあげることができる。
The photopolymerizable acrylate oligomer usable for this purpose includes a molecular weight of 1,000 to 200.
0 is preferable, polyester acrylate or phenol novolak epoxy acrylate, o
-Epoxy acrylates such as cresol novolak epoxy acrylate or polyurethane acrylate, polyether acrylate, oligomer acrylate, alkyd acrylate, polyol acrylate,
Melamine acrylate and the like can be mentioned. Examples of the epoxy resin include a phenol novolak type epoxy resin and a cresol novolak type epoxy resin having the following chemical structural formula.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】また、多官能光重合性アクリレートモノマ
ーとしては、1,4ブタンジオールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリ
コールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアク
リレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、
ペンタエリスリトールアクリレート、ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート等が挙げられる。
The polyfunctional photopolymerizable acrylate monomers include 1,4 butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate,
Pentaerythritol acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like can be mentioned.

【0015】保護膜の形成方法は透明基板上に設けた着
色層上に、光重合性アクリレートオリゴマー、フェノー
ルノボラック型のエポキシ樹脂、多官能光重合性アクリ
レートモノマーに重合開始剤、エポキシ硬化剤を添加し
た感光性樹脂をスピンナー法、ロール法、スプレイ法、
スクリーン印刷法などの任意の塗布方法によって塗布し
た後に所定の電気的接続部のパターンが描かれたマスク
を載置して紫外線を照射して必要な箇所を硬化し、紫外
線が照射されなかった部分の未硬化の感光性樹脂を溶剤
で溶解除去することによって所定の領域のみに橋かけ度
を高めた剛直で硬度が大きい膜質とした樹脂の保護膜を
形成することができる。
The protective film is formed by adding a polymerization initiator and an epoxy curing agent to a photopolymerizable acrylate oligomer, a phenol novolak type epoxy resin, and a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer on a colored layer provided on a transparent substrate. Spinner method, roll method, spray method,
After applying by a coating method such as a screen printing method, a mask on which a pattern of a predetermined electrical connection portion is drawn is placed, and ultraviolet light is applied to cure a necessary portion, and a portion where the ultraviolet light is not applied By dissolving and removing the uncured photosensitive resin with a solvent, it is possible to form a rigid and high-hardness resin protective film having a high degree of crosslinking only in a predetermined region.

【0016】次いで、保護膜上にシランカップリング剤
の溶液を塗布してシランカップリング剤の層を形成する
が、シランカップリング剤としては、信越シリコーン
(株)製KBP−40、KBP−41、KBP−43、
KBM−603、KBE−903(いずれも商品名)、
デュポン社製VM−651(商品名)等のアミノ系、エ
ポキシ系、アクリル系、ビニル系のシランカップリング
剤を用いることができる。また、シランカップリング剤
の塗布量は、0.01%ないし0.5%の溶液を1m2
当たり10〜20gとすることが適当であり、シランカ
ップリング剤の塗布は、シランカップリング剤を滴下し
た後にスピンナーによって500回転/分ないし200
0回転/分として一様な塗布層を形成することができ
る。
Next, a solution of a silane coupling agent is applied on the protective film to form a layer of the silane coupling agent. As the silane coupling agent, KBP-40 and KBP-41 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. , KBP-43,
KBM-603, KBE-903 (both trade names),
An amino-based, epoxy-based, acrylic-based, or vinyl-based silane coupling agent such as DuPont's VM-651 (trade name) can be used. The amount of the silane coupling agent applied is 0.01% to 0.5% of a solution of 1 m 2.
The amount of the silane coupling agent is preferably from 500 to 200 g / min by a spinner after dropping the silane coupling agent.
A uniform coating layer can be formed at 0 revolutions / minute.

【0017】紫外線の照射は、酸素を励起してオゾンを
生成する波長である184.9nmと、このオゾンを分
解し酸素ラジカルを発生する253.7nmの紫外線を
多く発生する合成石英を管球の材料に用いた低圧水銀灯
を使用することが好ましい。低圧水銀灯と処理されるカ
ラーフィルター面との距離は20mmないし50mmと
することが好ましく、低圧水銀灯の出力は余り大きいと
有機物質で構成された着色層等に悪影響を及ぼすので3
00Wないし500W程度が適当である。紫外線の照射
時間は5〜10秒とし、最大でも5分以内とすることが
好ましく、照射時間が長くなると着色層を劣化させる可
能性がある。また、紫外線の照射はシランカップリング
剤の塗布工程から保護膜の形成工程へとカラーフィルタ
ーの基板がベルトコンベア等の搬送手段で搬送される製
造ライン中に低圧水銀灯を設置することによって処理を
効率的に進めることが可能となり、シランカップリング
剤の表面の活性が十分に保持された状態で保護膜の組成
物を塗布することができる。
Irradiation of ultraviolet rays is performed by using 184.9 nm, which is a wavelength at which oxygen is excited to generate ozone, and synthetic quartz, which generates a large amount of 253.7 nm ultraviolet rays, which decompose this ozone and generate oxygen radicals, in the tube. It is preferable to use the low-pressure mercury lamp used for the material. The distance between the low-pressure mercury lamp and the surface of the color filter to be treated is preferably 20 mm to 50 mm. If the output of the low-pressure mercury lamp is too large, it will adversely affect the colored layer made of an organic substance.
About 00W to 500W is appropriate. The irradiation time of the ultraviolet rays is set to 5 to 10 seconds, preferably at most 5 minutes. If the irradiation time is long, the colored layer may be deteriorated. In addition, the irradiation of ultraviolet rays improves the efficiency by installing a low-pressure mercury lamp in a production line where the substrate of the color filter is transported by a transport means such as a belt conveyor from the step of applying the silane coupling agent to the step of forming the protective film. The composition of the protective film can be applied in a state where the activity of the surface of the silane coupling agent is sufficiently maintained.

【0018】また、紫外線照射を行う装置内の雰囲気を
酸素を含有することが必要であるが、空気であっても良
い。さらに、雰囲気の湿度を60〜90%RHと高くす
ることにより着色層の劣化が防止できる。しかし、あま
り湿度を高くしすぎるとシランカップリング剤の塗布層
表面に水の膜が形成されるために60〜80%RHとす
ることが好ましい。
The atmosphere in the apparatus for irradiating ultraviolet rays must contain oxygen, but may be air. Further, by increasing the humidity of the atmosphere to 60 to 90% RH, deterioration of the colored layer can be prevented. However, if the humidity is too high, a water film is formed on the surface of the coating layer of the silane coupling agent.

【0019】[0019]

【作用】カラーフィルターに形成した着色層上にシラン
カップリング剤の塗布層を形成した後に、酸素と水蒸気
を含有する雰囲気において紫外線を照射して紫外線とオ
ゾンおよび酸素ラジカルによってシランカップリング剤
の表面の活性を高めた後に保護膜の組成物を塗布して硬
化処理をしたことによって着色層と保護膜との密着性を
高めることができ、その結果保護膜上に形成するITO
膜からなる透明電極も特性の良好なものを得ることがで
きる。以下に本発明の実施例を示し、更に詳細に説明す
る。
After forming a coating layer of a silane coupling agent on a colored layer formed on a color filter, the surface of the silane coupling agent is irradiated with ultraviolet rays, ozone and oxygen radicals in an atmosphere containing oxygen and water vapor. After the activity of the protective film is increased, the composition of the protective film is applied and cured to improve the adhesion between the colored layer and the protective film. As a result, the ITO formed on the protective film is formed.
A transparent electrode made of a film can also have good characteristics. Hereinafter, examples of the present invention will be shown and described in more detail.

【0020】[0020]

【実施例】本発明のカラーフィルターを図面を参照して
説明する。図1は、本発明のカラーフィルターの部分断
面図である。カラーフィルター1はガラス基板2上に金
属クロムなどからなるブラックマトリックス3が形成さ
れており、ブラックマトリックスを境界にしてR
(赤)、G(緑)、B(青)の3原色からなる着色層4
が形成されており、着色層を形成した後に着色層上にシ
ランカップリング剤層5を形成している。そして、シラ
ンカップリング剤層5の上には、着色層を保護する透明
な合成樹脂からなる保護膜6が形成されている。保護膜
上にはITO膜7が設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A color filter according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view of the color filter of the present invention. In the color filter 1, a black matrix 3 made of metal chromium or the like is formed on a glass substrate 2, and R
Colored layer 4 composed of three primary colors (red), G (green), and B (blue)
Are formed, and after the colored layer is formed, the silane coupling agent layer 5 is formed on the colored layer. Then, on the silane coupling agent layer 5, a protective film 6 made of a transparent synthetic resin for protecting the coloring layer is formed. An ITO film 7 is provided on the protective film.

【0021】図2には、塗布したシランカップリング剤
層を活性化するために使用する活性化装置の一例を示す
が、活性化装置21には紫外線照射部22を有してお
り、紫外線照射部には低圧水銀灯23が取り付けられて
いる。紫外線照射部の前後には紫外線漏洩防止カバー2
4が取り付けられており、紫外線およびオゾンで処理す
べきカラーフィルター基板25が搬送装置26によって
照射部に送られて紫外線および雰囲気の酸素が紫外線で
励起されて発生したオゾンと、これがさらに分解して生
成した酸素ラジカルによってシランカップリング剤の塗
布層27が活性化される。また、活性化装置の排気口2
8にはオゾン分解装置29が結合されており、排気中の
オゾンを完全に分解して外部へ放出している。
FIG. 2 shows an example of an activating device used for activating the applied silane coupling agent layer. A low-pressure mercury lamp 23 is attached to the section. UV protection cover 2 before and after the UV irradiator
4 is attached, and the color filter substrate 25 to be treated with ultraviolet rays and ozone is sent to the irradiation unit by the transport device 26, and the ultraviolet rays and the oxygen in the atmosphere are excited by the ultraviolet rays, and the generated ozone is further decomposed. The coating layer 27 of the silane coupling agent is activated by the generated oxygen radicals. Also, the exhaust port 2 of the activation device
An ozone decomposing device 29 is connected to 8 to completely decompose ozone in exhaust gas and discharge it to the outside.

【0022】保護膜の組成物としては多くのものを用い
ることが可能であり、光重合性アクリレートオリゴマー
に多官能光重合性アクリレートモノマーを添加した感光
性樹脂は、硬化後の特性に優れているので好ましい。
As the composition of the protective film, many compositions can be used, and a photosensitive resin obtained by adding a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer to a photopolymerizable acrylate oligomer has excellent properties after curing. It is preferred.

【0023】光重合性アクリレートオリゴマーとして
は、ポリエステルアクリレートまたは、フェノールノボ
ラックエポキシアクリレート、o−クレゾールノボラッ
クエポキシアクリレート等のエポキシアクリレートある
いは、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリ
レート、オリゴマアクリレート、アルキドアクリレー
ト、ポリオールアクリレート、メラミンアクリレート等
をあげることができ、多官能光重合性アクリレートモノ
マーとしてはモノマーとしては、1,4ブタンジオール
ジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等があ
げられる。さらに光重合性樹脂中に開始剤としてベンゾ
フェノンあるいは、イルガキュアー184、イルガキュ
アー907、イルガキャアー651(いずれもチバガイ
ギー社商品名)、ダロキュアー(メルク社商品名)など
を固形分比1〜3%程度添加してもよい。
Examples of the photopolymerizable acrylate oligomer include polyester acrylate, epoxy acrylate such as phenol novolak epoxy acrylate, o-cresol novolak epoxy acrylate, polyurethane acrylate, polyether acrylate, oligomer acrylate, alkyd acrylate, polyol acrylate, and melamine acrylate. Examples of the polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer include 1,4 butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and pentane. Erythritol acrylate, dipentaerythritol Le hexaacrylate, and the like. Further, benzophenone or Irgacure 184, Irgacure 907, Irgacir 651 (all trade names of Ciba-Geigy), Darocure (trade name of Merck), etc. are added to the photopolymerizable resin as an initiator at a solid content ratio of about 1 to 3%. May be.

【0024】とくに好適な光重合性アクリレートオリゴ
マーと多官能性光重合性モノマーの配合比(重量%)は 配合例1 フェノールノボラックエポキシアクリレート …60% トリメチロールプロパントリアクリレート …17% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …20% イルガキュアー184 … 3% 配合例2 O−クレゾールノボラックエポキシアクリレート…60% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …38% イルガキュアー184 … 2% 配合例3 ポリウレタンアクリレート …50% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …48% イルガキュアー651 … 2% 配合例4 メラミンアクリレート …70% トリメチロールプロパントリアクリレート …27% イルガキュアー184 … 3% 等をあげることができる。
Particularly preferred compounding ratio (weight%) of the photopolymerizable acrylate oligomer and the polyfunctional photopolymerizable monomer is as follows: Formulation Example 1 Phenol novolak epoxy acrylate: 60% Trimethylolpropane triacrylate: 17% Dipentaerythritol hexaacrylate 20% Irgacure 184 3% Formulation 2 O-cresol novolac epoxy acrylate 60% Dipentaerythritol hexaacrylate 38% Irgacure 184 2% Formulation 3 Polyurethane acrylate 50% Dipentaerythritol hexaacrylate 48 % Irgacure 651 2% Formulation Example 4 Melamine acrylate 70% Trimethylolpropane triacrylate 27% Irgacure 184 3% Can be.

【0025】さらに、光重合性アクリレートオリゴマー
と多官能性光重合性モノマーにエポキシ樹脂を含有する
組成物の配合比(重量%)は、 配合比5 フェノールノボラックエポキシアクリレート …40% フェノールノボラック型エポキシ樹脂 …18% トリメチロールプロパントリアクリレート …17% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …20% イルガキュアー184 … 3% UVE1014(GE社製) … 2% 配合比6 o−クレゾールノボラックエポキシアクリレート…40% クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 …18% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …38% イルガキュアー184 … 2% UVE1014(GE社製) … 2% 配合比7 ポリウレタンアクリレート …35% フェノールノボラック型エポキシ樹脂 …13% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …48% UVE1014(GE社製) … 2% イルガキュアー651 … 2% 配合比8 メラミンアクリレート …49% フェノールノボラック型エポキシ樹脂 …20% トリメチロールプロパントリアクリレート …27% UVE1014(GE社製) … 2% イルガキュアー184 … 2% 等をあげることができる。
Further, the compounding ratio (% by weight) of the composition containing the photopolymerizable acrylate oligomer and the polyfunctional photopolymerizable monomer to the epoxy resin is as follows: Compounding ratio: 5 Phenol novolak epoxy acrylate: 40% Phenol novolak type epoxy resin ... 18% trimethylolpropane triacrylate ... 17% dipentaerythritol hexaacrylate ... 20% Irgacure 184 ... 3% UVE1014 (manufactured by GE) ... 2% Compounding ratio 6 o-cresol novolak epoxy acrylate ... 40% cresol novolac epoxy Resin: 18% Dipentaerythritol hexaacrylate: 38% Irgacure 184: 2% UVE1014 (manufactured by GE): 2% Compounding ratio: 7 Polyurethane acrylate: 35% Phenol novolak Type epoxy resin ... 13% Dipentaerythritol hexaacrylate ... 48% UVE1014 (manufactured by GE) ... 2% Irgacure 651 ... 2% Compounding ratio 8 Melamine acrylate ... 49% Phenol novolak type epoxy resin ... 20% Trimethylolpropane triacrylate ... 27% UVE1014 (manufactured by GE) ... 2% Irgacure 184 ... 2%.

【0026】実施例1 赤色、緑色及び青色の顔料を、それぞれ下記に示したよ
うな組成割合で感光性樹脂に分散させて、赤色、緑色及
び青色の着色感光性樹脂を作製する。 (1)赤色感光性樹脂 ピラゾロンレッド(赤色顔料) …10 ポリビニルアルコール/5%スチルバ ゾリウムキノリウム(感光性樹脂) … 5 水 …85 (2)緑色感光性樹脂 リオノールグリーン 2Y−301(緑色顔料) … 9 ポリビニルアルコール/5%スチルバ ゾリウムキノリウム(感光性樹脂) … 5 水 …86 (3)青色感光性樹脂 ファストドゲンブルー(青色顔料) … 3 ポリビニルアルコール/5%スチルバ ゾリウムキノリウム(感光性樹脂) … 5 水 …92 基板には、厚さ1.1mmのガラス基板(旭硝子(株)
製AL材)を充分に洗浄して用い、ガラス基板には金属
クロムからなる厚み100nm、開口率50%、各画素
の大きさ20μm×40μmのブラックマトリックスを
スパッタリングによって形成した。
Example 1 Red, green, and blue pigments are dispersed in a photosensitive resin in the composition ratios shown below, respectively, to produce red, green, and blue colored photosensitive resins. (1) Red photosensitive resin Pyrazolone red (red pigment) ... 10 Polyvinyl alcohol / 5% stilbazolium quinolium (Photosensitive resin) ... 5 Water ... 85 (2) Green photosensitive resin Lionol Green 2Y-301 (Green) Pigment) ... 9 Polyvinyl alcohol / 5% stilbazolium quinolium (photosensitive resin) ... 5 Water ... 86 (3) Blue photosensitive resin fast dogen blue (blue pigment) ... 3 Polyvinyl alcohol / 5% stilbazolium quinolium Lithium (photosensitive resin) 5 Water 92 The substrate is a 1.1 mm thick glass substrate (Asahi Glass Co., Ltd.)
AL material) was sufficiently washed and used, and a black matrix of metal chromium having a thickness of 100 nm, an aperture ratio of 50%, and the size of each pixel of 20 μm × 40 μm was formed on the glass substrate by sputtering.

【0027】その上に、赤色感光性樹脂を1.2μmの
膜厚になるように塗布し、その後温度70℃で30分間
オ−ブン中で乾燥させ、水銀ランプを用いて露光し、水
によるスプレー現像を1分間行い、赤色画素を形成すべ
き領域に赤色のレリーフ画像を形成し、さらに150℃
で30分間、加熱硬化させた。
On top of this, a red photosensitive resin was applied to a thickness of 1.2 μm, dried in an oven at a temperature of 70 ° C. for 30 minutes, exposed with a mercury lamp, and exposed to water. Spray development is performed for 1 minute to form a red relief image in a region where a red pixel is to be formed.
For 30 minutes.

【0028】同様の工程を繰り返して、緑色画素を形成
すべき領域に緑色のレリーフ画素を形成し、青色画素を
形成すべき領域に青色のレリーフ画素を形成して着色層
を形成した。
By repeating the same process, a green relief pixel was formed in a region where a green pixel was to be formed, and a blue relief pixel was formed in a region where a blue pixel was to be formed, thereby forming a colored layer.

【0029】次いで、シランカップリング剤として信越
シリコーン(株)製KBP−41(商品名)の5重量%
酢酸ブチル溶液を10mg/m2 の塗布量となるように
塗布した後に乾燥をして溶媒を除去してシランカップリ
ング剤の塗布膜を形成した。続いて、このシランカップ
リング剤の塗布層を形成した基板に、図2に示す活性化
装置中を紫外線の照射時間が5秒になる速度で通過させ
た。この時の活性化装置内の雰囲気は空気とし、湿度は
80%RHに設定した。その後、光硬化性アクリレート
オリゴマーとして、o−クレゾールノボラックエポキシ
アクリレート(分子量1500〜2000)を50重量
部、多官能重合性モノマーとして、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート(日本化薬(株)製DPHA)
を50重量部混合し、さらに重合開始剤としてイルガキ
ュアー(チバガイギー社製)2重量部を混合した配合物
を、エチルセルソルブアセテート200重量部中に溶解
させ、その溶液10gを用いてスピンコーターで前記着
色層上に2.0μmの厚さに塗布した。
Next, 5% by weight of KBP-41 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. was used as a silane coupling agent.
A butyl acetate solution was applied to a coating amount of 10 mg / m 2 and then dried to remove the solvent to form a coating film of a silane coupling agent. Subsequently, the substrate on which the coating layer of the silane coupling agent was formed was passed through the activation device shown in FIG. 2 at a speed at which the irradiation time of the ultraviolet light became 5 seconds. At this time, the atmosphere in the activation device was air, and the humidity was set to 80% RH. Thereafter, 50 parts by weight of o-cresol novolak epoxy acrylate (molecular weight 1500 to 2000) as a photocurable acrylate oligomer and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a polyfunctional polymerizable monomer.
Was mixed with 200 parts by weight of ethylcellosolve acetate, and a mixture obtained by mixing 2 parts by weight of Irgacure (manufactured by Ciba Geigy) as a polymerization initiator was dissolved in the mixture. It was applied to a thickness of 2.0 μm on the colored layer.

【0030】所定のフォトマスクを配置したプロキシミ
ティーアライナーによって、2.0kWの超高圧水銀ラ
ンプによって紫外線を10秒間照射した。 続いて温度
25℃の1,1,2,2−テトラクロロエタンからなる
現像液中に1分間浸漬して、塗布膜の未硬化部分のみを
除去した。
Ultraviolet rays were irradiated for 10 seconds by a 2.0 kW ultra-high pressure mercury lamp using a proximity aligner on which a predetermined photomask was arranged. Subsequently, the film was immersed in a developer consisting of 1,1,2,2-tetrachloroethane at a temperature of 25 ° C. for 1 minute to remove only the uncured portion of the coating film.

【0031】次に、保護膜を形成した基板の保護膜の密
着強度は図3に示す方法によって測定した。(A)およ
び(D)は平面図を示し、(B)、(C)および(E)
は断面図を示す。まず厚さ12μmのポリエチレンテレ
フタレート製のフィルム31に縦0.5mm、横5mm
の開口部32を設けてフィルターに使用するガラス基板
と同一の大きさのガラス面33に開口部の中央が端部か
ら5mmとなるように貼り合わせた(A)。次にエポキ
シ樹脂としてチバガイギー社製アラルダイトラピッド
(商品名)を開口部に塗り付け、スクリーン印刷用のス
キージ34によって開口部にポリエチレンテレフタレー
トのフィルムの厚さに相当する一様な厚さの塗布膜35
を形成し(B)、ポリエチレンテレフタレートのフィル
ムを取り除いてエポキシ樹脂をプリベークした後に密着
力を測定すべき保護膜36を形成したカラーフィルター
37と両者の重ね合わせ部分が10mmとなるようにし
て重ね合わせてクリップによって接着面を固定した
(C)。次いで、エポキシ樹脂の塗布部分の面積が圧縮
される結果、接着部分38の面積が増加するので接着部
分を実体顕微鏡で写真撮影し、面積測定機によって接着
部の面積を測定した(D)。次いで、測定すべきカラー
フィルター37を補強用ガラス39と接合して接合部が
破断するまでカラーフィルターの端部40を引張り、破
断する場合の強度を記録した(E)。その結果破断部分
の強度は20〜22kg/m2 であった。また、クロム
層上と着色層上での密着強度の差は見られなかった。
Next, the adhesion strength of the protective film on the substrate on which the protective film was formed was measured by the method shown in FIG. (A) and (D) show plan views, and (B), (C) and (E)
Shows a sectional view. First, the film 31 made of polyethylene terephthalate having a thickness of 12 μm is 0.5 mm long and 5 mm wide.
(A) was attached to a glass surface 33 having the same size as the glass substrate used for the filter so that the center of the opening was 5 mm from the end. Next, as an epoxy resin, Aral Ditrapid (trade name) manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd. is applied to the opening, and a coating film 35 having a uniform thickness corresponding to the thickness of the polyethylene terephthalate film is applied to the opening by a squeegee 34 for screen printing.
(B), the polyethylene terephthalate film is removed, the epoxy resin is pre-baked, and then the color filter 37 on which the protective film 36 to be measured for the adhesion is formed is overlapped so that the overlapping portion of both becomes 10 mm. The adhesive surface was fixed with a clip (C). Next, the area of the adhesive portion 38 is increased as a result of the area of the epoxy resin application portion being compressed, so the adhesive portion was photographed with a stereoscopic microscope, and the area of the adhesive portion was measured by an area measuring machine (D). Next, the color filter 37 to be measured was joined to the reinforcing glass 39, and the end portion 40 of the color filter was pulled until the joint was broken, and the strength at the time of breaking was recorded (E). As a result, the strength of the broken portion was 20 to 22 kg / m 2 . Further, no difference was observed in the adhesion strength between the chromium layer and the colored layer.

【0032】比較例1 着色層上にシランカップリング剤の塗布層を形成した
後、活性化装置により紫外線照射をしなかった点を除い
ては実施例1と同様の方法によって保護膜を形成し、実
施例1と同様に保護膜の密着強度を測定したところ、着
色層上では6〜16kg/m2 とばらつきが大きく、ク
ロム層上では6kg/m2 と密着性が低くなっていた。
Comparative Example 1 After forming a coating layer of a silane coupling agent on a colored layer, a protective film was formed in the same manner as in Example 1 except that ultraviolet light was not irradiated by an activating device. was measured the adhesion strength of the protective film in the same manner as in example 1, the colored layer 6~16kg / m 2 and vary widely, the adhesion and 6 kg / m 2 is on the chromium layer is lowered.

【0033】[0033]

【発明の効果】カラーフィルターの着色層上に、シラン
カップリング剤の層を形成し、次いで水蒸気と酸素を含
有する雰囲気において紫外線を照射した後に保護膜用の
組成物を塗布し、保護膜を硬化したので着色層と保護膜
との密着性が良好であり、保護膜上にITO膜からなる
透明導電膜を成膜した場合には透明導電膜にはひびやし
わが生じることなく品質の優れた透明導電膜を形成する
ことができる。
According to the present invention, a layer of a silane coupling agent is formed on a colored layer of a color filter, and then irradiated with ultraviolet rays in an atmosphere containing water vapor and oxygen, and then a composition for a protective film is applied. The cured film has good adhesion between the colored layer and the protective film, and when a transparent conductive film made of an ITO film is formed on the protective film, the transparent conductive film has excellent quality without cracks and wrinkles. Transparent conductive film can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法によって製造したカラーフィルタ
ーの一部の断面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of a color filter manufactured by a method of the present invention.

【図2】本発明の方法によるカラーフィルターの製造工
程を示す図である。
FIG. 2 is a view illustrating a process of manufacturing a color filter according to the method of the present invention.

【図3】密着強度の測定方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method for measuring adhesion strength.

【図4】従来のカラーフィルターの1例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional color filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カラーフィルター、2…ガラス基板、3…ブラック
マトリックス、4…着色層、5…シランカップリング剤
層、6…保護膜、7…ITO膜、21…活性化装置、2
2…紫外線照射部、23…低圧水銀灯、24…紫外線漏
洩防止カバー、25…カラーフィルター基板、26…搬
送装置、27…シランカップリング剤の塗布層、28…
排気口、29…オゾン分解装置、31…フィルム、32
…開口部、33…ガラス面、34…スキージ、35…塗
布膜、36…保護膜、37…カラーフィルター、38…
接着部分、39…補強用ガラス、40…カラーフィルタ
ーの端部、41…ガラス基板、42…着色層、43…保
護膜、44…透明電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color filter, 2 ... Glass substrate, 3 ... Black matrix, 4 ... Coloring layer, 5 ... Silane coupling agent layer, 6 ... Protective film, 7 ... ITO film, 21 ... Activator, 2
2 ... UV irradiation part, 23 ... Low pressure mercury lamp, 24 ... UV leakage prevention cover, 25 ... Color filter substrate, 26 ... Conveying device, 27 ... Coating layer of silane coupling agent, 28 ...
Exhaust port, 29: Ozone decomposer, 31: Film, 32
... opening, 33 ... glass surface, 34 ... squeegee, 35 ... coating film, 36 ... protective film, 37 ... color filter, 38 ...
Adhesive part, 39: reinforcing glass, 40: end of color filter, 41: glass substrate, 42: colored layer, 43: protective film, 44: transparent electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明基板上に形成した着色層上にシラン
カップリング剤を塗布した後に、酸素を含有する湿度6
0〜80%RHの雰囲気において紫外線照射した後、多
官能光重合性アクリレートモノマーを含有する保護膜用
の組成物を塗布して保護膜を硬化することを特徴とする
カラーフィルターの製造方法。
1. After applying a silane coupling agent on a colored layer formed on a transparent substrate, the oxygen-containing
A method for producing a color filter, comprising irradiating an ultraviolet ray in an atmosphere of 0 to 80% RH, applying a protective film composition containing a polyfunctional photopolymerizable acrylate monomer, and curing the protective film.
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