JP2001154010A - Color paste composition for baking and heat-resistant color filter using the same - Google Patents
Color paste composition for baking and heat-resistant color filter using the sameInfo
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- JP2001154010A JP2001154010A JP33599699A JP33599699A JP2001154010A JP 2001154010 A JP2001154010 A JP 2001154010A JP 33599699 A JP33599699 A JP 33599699A JP 33599699 A JP33599699 A JP 33599699A JP 2001154010 A JP2001154010 A JP 2001154010A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、色材である無機着
色顔料を含む着色層を焼成により形成するための焼成用
着色ペースト組成物に関するものである。また、電界放
射型ディスプレイ、蛍光表示装置、放電表示パネル及び
カラー液晶ディスプレイ等の表示装置や固体撮像素子に
適用される耐熱性カラーフィルタに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a firing paste composition for forming a coloring layer containing an inorganic coloring pigment as a coloring material by firing. The present invention also relates to a heat-resistant color filter applied to a display device such as a field emission display, a fluorescent display device, a discharge display panel, and a color liquid crystal display, or a solid-state imaging device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイにおいては、カ
ラー画像の表示を行うために所望色光の色特性を有する
カラーフィルタが用いられ、これらは、染色法、顔料分
散法、及び印刷法等により、有機顔料や有機染料で着色
された樹脂層をカラーフィルタとして用いるものであ
る。(M.Tani,et al:"LCD Color Filters:Characterist
ics and Future Issues",SID 95 SEMINAR LECTURE(199
5)等参照) 又、陰極線管表示装置(CRT)、低速電子線蛍光表示
パネル、放電表示パネル等においても、画像を表示した
際の反射率の低減、色特性制御のためにカラーフィルタ
を用いることが提案されている。(T.Ito,et al:"Micro
filterTM"ColorCRT,SID 95 Digest,p.25(1995)等参照) このように、表示装置や固体撮像素子等において、反射
率の低減、色特性制御の目的でカラーフィルタを用いる
ことは、カラーの表示画質を向上させる目的で有効な手
段となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a liquid crystal display, a color filter having a color characteristic of a desired color light is used for displaying a color image. These color filters are formed by a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, or the like. A resin layer colored with a pigment or an organic dye is used as a color filter. (M.Tani, et al: "LCD Color Filters: Characterist
ics and Future Issues ", SID 95 SEMINAR LECTURE (199
In addition, in a cathode ray tube display (CRT), a low-speed electron beam fluorescent display panel, a discharge display panel, etc., a color filter is used to reduce the reflectance when displaying an image and to control color characteristics. It has been proposed. (T.Ito, et al: "Micro
filterTM "ColorCRT, SID 95 Digest, p.25 (1995), etc.) As described above, in a display device, a solid-state image sensor, or the like, using a color filter for the purpose of reducing reflectance and controlling color characteristics is not sufficient for color. This is an effective means for improving the display image quality.
【0003】ところで、電界放射型ディスプレイや放電
表示パネルの場合、その作製プロセスにおいては約45
0℃の温度で低融点ガラスを溶融し、2枚のガラス基板
を封着するプロセスが用いられている。そのため、これ
らのカラーフィルタとして液晶ディスプレイ用カラーフ
ィルタを用いた場合には、これを構成する有機成分が作
製プロセス中の高熱によって、燃焼、分解等の反応を起
こすため、カラーフィルタとしての特性を得ることが出
来ない。[0003] In the case of a field emission display or a discharge display panel, about 45 minutes are required in the manufacturing process.
A process of melting low-melting glass at a temperature of 0 ° C. and sealing two glass substrates is used. Therefore, when a color filter for a liquid crystal display is used as the color filter, the organic component constituting the color filter causes a reaction such as combustion and decomposition due to high heat during the manufacturing process, so that characteristics as a color filter are obtained. I can't do that.
【0004】この問題の解決方法として、低融点ガラス
中に色材として無機着色顔料を分散させたカラーフィル
タを用いることが提案されている。(坂井他:“超低反
射率カラー表示放電パネル(III)”テレビジョン学会
技術報告、ED993、IPD113-8(1986-11)他参照) 前記カラーフィルタのパターン形成方法としては、無機
着色顔料と低融点ガラス粉末、そしてこれらをガラス基
板上に一時的に固定する有機樹脂成分から成るペースト
を用いガラス基板上の画素部位にスクリーン印刷により
着色パターン層を形成させる。この印刷された着色パタ
ーン層を約600℃で焼成して有機樹脂成分等を焼失さ
せるとともにガラス粉末を溶融させ、無機着色顔料をガ
ラス基板に固着させることにより前記カラーフィルタを
得ている。この場合、この着色パターン層は全て無機材
料により構成されているため、作製に関わる高温プロセ
スに対する耐久性を備えている。As a solution to this problem, it has been proposed to use a color filter in which an inorganic coloring pigment is dispersed as a coloring material in a low-melting glass. (See Sakai et al .: “Ultra-low reflectivity color display discharge panel (III)” Television Society Technical Report, ED993, IPD113-8 (1986-11), etc.) A colored pattern layer is formed by screen printing on pixel portions on the glass substrate using low-melting glass powder and a paste made of an organic resin component for temporarily fixing these on a glass substrate. The color filter is obtained by baking the printed colored pattern layer at about 600 ° C. to burn off the organic resin component and the like, melt the glass powder, and fix the inorganic colored pigment to the glass substrate. In this case, since all of the colored pattern layers are made of an inorganic material, the colored pattern layers have durability against a high-temperature process involved in manufacturing.
【0005】しかしながら、低融点ガラス粉末は比較的
高価であると共に、一般にガラス基板の耐え得る約60
0℃の温度では、粉末状であった低融点ガラスが完全に
溶融するわけではないため、有機樹脂成分等の焼失によ
り形成された空孔を、低融点ガラスが均一に埋めること
ができないと共に、十分な透明性を呈することができな
い。即ち、基板の取り扱い時の着色パターン層の剥がれ
防止等、製造プロセス上必要とされる着色パターン層の
固着の強度が不十分であり、無機着色顔料と空気の屈折
率差による入射光の散乱を十分に抑制することができな
いと同時に着色パターン層が白化し色特性が低下すると
いう問題があった。[0005] However, low melting glass powder is relatively expensive, and generally has a glass powder that can withstand about 60%.
At a temperature of 0 ° C., the powdery low-melting glass does not completely melt, so that the low-melting glass cannot uniformly fill the pores formed by burning out the organic resin component and the like. It cannot exhibit sufficient transparency. That is, the strength of fixing of the colored pattern layer required in the manufacturing process, such as prevention of peeling of the colored pattern layer at the time of handling the substrate, is insufficient, and scattering of incident light due to a difference in refractive index between the inorganic colored pigment and air is prevented. At the same time, there is a problem that the color pattern layer is whitened and the color characteristics are deteriorated at the same time that the color pattern layer cannot be sufficiently suppressed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたものであり、その課題
とするところは、透明基板への固着強度が十分な着色ペ
ースト組成物と、電界放射型ディスプレイ、蛍光表示装
置、放電表示パネル及びカラー液晶ディスプレイ等の表
示装置や固体撮像素子に適した、色特性に優れた耐熱性
カラーフィルタを提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a colored paste composition having a sufficient fixing strength to a transparent substrate. Another object of the present invention is to provide a heat-resistant color filter having excellent color characteristics, which is suitable for a display device such as a field emission display, a fluorescent display device, a discharge display panel, and a color liquid crystal display, and a solid-state imaging device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
(A)無機または有機燐化合物、(B)無機着色顔料、
(C)樹脂を主成分とする焼成用着色ペースト組成物で
ある。Means for Solving the Problems A first invention of the present invention is:
(A) an inorganic or organic phosphorus compound, (B) an inorganic color pigment,
(C) A colored paste composition for firing containing a resin as a main component.
【0008】本発明の第2の発明は、透明基板上に形成
される着色パターン層に、燐酸塩ガラスと無機着色顔料
とを含有することを特徴とする耐熱性カラーフィルタで
ある。A second invention of the present invention is a heat-resistant color filter, characterized in that the color pattern layer formed on the transparent substrate contains a phosphate glass and an inorganic color pigment.
【0009】本発明の第3の発明は、上記燐酸塩ガラス
が無機着色顔料に対し、0.1から50重量%含まれる
ことを特徴とする請求項2記載の耐熱性カラーフィルタ
である。A third invention of the present invention is the heat-resistant color filter according to claim 2, wherein said phosphate glass is contained in an amount of 0.1 to 50% by weight based on the weight of said inorganic coloring pigment.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明における(A)無機または有機燐化
合物は、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸等の燐酸を用
いることができる。また、燐酸の他に種々の燐酸塩や燐
酸エステル等も好適に使用することができる。(A)の
配合量については、焼成して生じる燐酸塩ガラスが無機
着色顔料に対し、0.1重量%から50重量%、好まし
くは1重量%から30重量%となるように(A)の量を
決める。Embodiments of the present invention will be described below. As the inorganic or organic phosphorus compound (A) in the present invention, phosphoric acid such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid and pyrophosphoric acid can be used. In addition to phosphoric acid, various phosphates, phosphates, and the like can also be suitably used. The amount of (A) is such that the content of the phosphate glass produced by firing is from 0.1% by weight to 50% by weight, preferably from 1% by weight to 30% by weight, based on the inorganic color pigment. Decide the amount.
【0011】本発明における(B)無機着色顔料は、色
材の役割をする。これには熱に耐性のある無機化合物を
好適に用いることができる。例えば、赤色酸化鉄、コバ
ルトグリーン、コバルトブルー、モリブデートオレン
ジ、チタンイエロー、コバルト紫と呼ばれる種々の色を
呈する無機酸化物を用いることが出来る。また、これら
を複数種混合し色味の調整も適宜可能である。The (B) inorganic coloring pigment in the present invention functions as a coloring material. For this, an inorganic compound having heat resistance can be suitably used. For example, inorganic oxides exhibiting various colors called red iron oxide, cobalt green, cobalt blue, molybdate orange, titanium yellow, and cobalt purple can be used. It is also possible to appropriately adjust the color by mixing a plurality of these.
【0012】本発明における(C)樹脂は、色材を一時
的に基板上に固定するために必要となる。これには例え
ば、酢酸ビニル樹脂、エチルセルロース、ビニルブチラ
ール樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ニトロセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ビニルホルマール樹脂、セ
ラック、ロジン、ポリエチレン、アクリル樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、フタル酸樹
脂、フェノール樹脂、ポリスチレン、塩化ビニリデン樹
脂等を用いることができ、単独または2種以上の混合物
として好適に使用することが出来る。但し、耐熱性カラ
ーフィルタにおいては、焼成時、有機成分中の炭素が炭
状で残ることは色特性に影響を及ぼすため、好ましくな
いことから有機成分においては、炭素鎖の短い化合物で
あることが望ましい。この樹脂は、色材である(B)無
機着色顔料100重量部に対し、1〜500重量部が望
ましく、さらに好ましくは、5〜300重量部である。The resin (C) in the present invention is necessary for temporarily fixing the coloring material on the substrate. For example, vinyl acetate resin, ethyl cellulose, vinyl butyral resin, methyl methacrylate resin, nitrocellulose, polyvinyl alcohol, vinyl formal resin, shellac, rosin, polyethylene, acrylic resin, vinyl chloride resin, polyester resin, urea resin, phthalate An acid resin, a phenol resin, a polystyrene, a vinylidene chloride resin and the like can be used, and they can be suitably used alone or as a mixture of two or more kinds. However, in the heat-resistant color filter, it is not preferable that carbon in the organic component remains in a carbon-like state at the time of sintering, which affects color characteristics. Therefore, the organic component may be a compound having a short carbon chain. desirable. This resin is preferably used in an amount of 1 to 500 parts by weight, more preferably 5 to 300 parts by weight, based on 100 parts by weight of the colorant (B) inorganic coloring pigment.
【0013】また、必要に応じて溶媒成分を好適に配合
する事ができる。溶媒としては、樹脂成分等との相溶性
や色材との親和性、パターン形成方法等に応じて、任意
に使用することができ、シクロヘキサノン、ヘキサン、
トルエン、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール等
を好適に用いることができる。配合量は樹脂成分100
重量部に対し、5〜400重量部、さらに好ましくは1
0〜200重量部である。[0013] Further, a solvent component can be suitably blended as required. As the solvent, it can be used arbitrarily according to the compatibility with the resin component and the like, the affinity with the coloring material, the pattern forming method, etc., and cyclohexanone, hexane,
Toluene, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol and the like can be suitably used. The amount is 100 resin components
5 to 400 parts by weight, more preferably 1 to 100 parts by weight,
0 to 200 parts by weight.
【0014】さらに、必要に応じて透明基板に用いるガ
ラス基板との固着をより確かなものにするために、オル
ト珪酸、メソ珪酸、メソ二珪酸、メソ三珪酸、メソ四珪
酸等の珪酸を用いることができる。また、珪酸の他に種
々のシリカや珪酸塩、ポリシロキサンやアルコキシシラ
ン等も好適に使用することができる。配合量は、(A)
無機または有機燐化合物100重量部に対し、1〜10
0重量部、さらに好ましくは10〜50重量部である。
これらの材料をディスパーミキサー、サンドミル等の公
知の分散混合方法により着色ペーストに調合する。Further, if necessary, a silica such as ortho-silicic acid, meso-silicic acid, meso-di-silicic acid, meso-tri-silicic acid, meso-tetra-silicic acid or the like is used in order to more securely adhere to the glass substrate used as the transparent substrate. be able to. In addition to silica, various silicas, silicates, polysiloxanes, alkoxysilanes, and the like can be suitably used. The blending amount is (A)
1 to 10 with respect to 100 parts by weight of the inorganic or organic phosphorus compound
0 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight.
These materials are mixed into a colored paste by a known dispersion mixing method such as a disper mixer or a sand mill.
【0015】次に、本発明の第2及び第3の発明である
請求項2及び3に記載の耐熱性カラーフィルタについて
図面を用いて説明する。図1は、その一実施形態である
請求項2に記載の耐熱性カラーフィルタの断面図であ
る。図1に示すように耐熱性カラーフィルタ1は、透明
基板2上に青色色材5、緑色色材6、赤色色材7が燐酸
塩ガラス4に分散された状態で成り、着色パターン層3
がストライプ状あるいはモザイク状等の画素状に形成さ
れている。透明基板2としては、透明性が高く、耐熱性
や耐候性といった諸特性に優れた任意のものを使用でき
るが、一般にはガラス基板が用いられている。燐酸塩ガ
ラス4は、請求項1記載の焼成用着色ペースト組成物を
400℃以上で反応させることにより得ることができ
る。Next, a heat-resistant color filter according to the second and third aspects of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat-resistant color filter according to claim 2, which is one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heat-resistant color filter 1 has a state in which a blue color material 5, a green color material 6, and a red color material 7 are dispersed in a phosphate glass 4 on a transparent substrate 2.
Are formed in a pixel shape such as a stripe shape or a mosaic shape. As the transparent substrate 2, any substrate having high transparency and excellent in various properties such as heat resistance and weather resistance can be used, but a glass substrate is generally used. The phosphate glass 4 can be obtained by reacting the colored paste composition for firing described in claim 1 at 400 ° C. or higher.
【0016】ここで、透明基板2上に形成された着色パ
ターン層3に含有される燐酸塩ガラス4は各色材5〜7
に対しそれぞれ0.1重量%から50重量%含まれるこ
とが望ましい。さらに好ましくは1重量%から30重量
%である。燐酸塩ガラスが色材に対し0.1重量%未満
であると色材からなる着色パターン層が十分に固着され
ず、十分な強度を得られないとともに、焼失した有機成
分により形成された色材間の空孔が十分に埋められず、
入射光の散乱を抑えることができない。また50重量%
を越えると、十分有機成分焼失時の色材間の空孔を埋
め、固着による強度を付与するがその層厚が大きくなる
ことにより亀裂(クラック)が生じ易くなり、表面の荒
れとともに色特性を低下させる。Here, the phosphate glass 4 contained in the colored pattern layer 3 formed on the transparent substrate 2 is made up of the respective color materials 5 to 7.
Is desirably contained in an amount of 0.1% by weight to 50% by weight. More preferably, it is 1% by weight to 30% by weight. When the content of the phosphate glass is less than 0.1% by weight with respect to the coloring material, the coloring pattern layer made of the coloring material is not sufficiently fixed to obtain a sufficient strength, and the coloring material formed by the burned-out organic component. The voids between them are not filled enough,
The scattering of incident light cannot be suppressed. 50% by weight
When the thickness exceeds the threshold value, the pores between the coloring materials when the organic component is burned out are sufficiently filled, and the strength due to the fixation is given. However, as the thickness of the layer increases, cracks are easily generated, and the color characteristics as well as the surface roughness are increased. Lower.
【0017】次に、着色パターン層3の形成方法として
は、色材である無機着色顔料をそれぞれディスパーミキ
サー、サンドミル等の公知の分散方法により樹脂に分散
し、この分散時若しくは分散後に、無機あるいは有機燐
化合物を混合する。十分に混合された着色ペーストを透
明基板2上へパターニングし、400℃を越える高温で
焼成処理することで形成することができる。Next, as a method for forming the colored pattern layer 3, an inorganic coloring pigment, which is a coloring material, is dispersed in a resin by a known dispersion method such as a disper mixer or a sand mill. The organic phosphorus compound is mixed. It can be formed by patterning a sufficiently mixed colored paste on the transparent substrate 2 and performing a baking treatment at a high temperature exceeding 400 ° C.
【0018】パターニング方法は任意であるが、生産段
階では印刷法、フォトリソグラフィー法、電子写真法、
電着法、転写法等によるのが一般的であり、いづれの方
法も用いることが可能である。ここでは、フォトリソグ
ラフィー法の一方法であるアルカリ現像法を用いる場合
について説明する。アルカリ現像法はカルボキシル基等
の酸性官能基を有する樹脂に、感光性モノマーや光重合
開始剤等を好適に配合し、光重合及び光架橋反応を利用
してパターンを形成することが出来る。The patterning method is optional, but in the production stage, printing, photolithography, electrophotography,
Generally, an electrodeposition method, a transfer method, or the like is used, and any method can be used. Here, a case where an alkali developing method which is one of the photolithography methods is used will be described. In the alkali development method, a photosensitive monomer, a photopolymerization initiator, and the like are suitably mixed with a resin having an acidic functional group such as a carboxyl group, and a pattern can be formed by utilizing photopolymerization and photocrosslinking reaction.
【0019】感光性モノマーとしては例えばN−ビニル
ピロリドン、エチルアクリレート及びプロピルアクリレ
ート等のアクリル酸エステル類、エチルメタクリレー
ト、プロピルメタクリレート等のメタクリル酸エステル
類、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、及びその
カプロラクトン変成物などの誘導体、スチレン、α−メ
チルスチレン、アクリル酸等及びそれらの混合物等の例
が挙げられる。使用量は、前記樹脂成分100重量部に
対して1〜100重量部が望ましく、さらに好ましくは
5〜80部である。Examples of the photosensitive monomer include acrylates such as N-vinylpyrrolidone, ethyl acrylate and propyl acrylate, methacrylates such as ethyl methacrylate and propyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, and modified caprolactone thereof. Examples include derivatives, styrene, α-methylstyrene, acrylic acid, and the like, and mixtures thereof. The amount is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 80 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin component.
【0020】光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベン
ゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルなど
のベンゾインとそのアルキルエーテル類;アセトフェノ
ン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン
などのアセトフェノン類;メチルアントラキノン、2−
エチルアントラキノンなどのアントラキノン類;チオキ
サントン、2,4−ジエチルチオキサントンなどのチオ
キサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベン
ジルジメチルケタールなどのケタール類;ベンゾフェノ
ン、4,4−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベ
ンゾフェノン類及びアゾ化合物、トリアジン化合物など
を単独または2種以上の混合物として好適に使用するこ
とが出来る。使用量は、感光性モノマー100重量部に
対して1〜50重量部が望ましく、さらに好ましくは5
〜30重量部である。Examples of the photopolymerization initiator include benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, and benzoin ethyl ether and alkyl ethers thereof; acetophenones such as acetophenone and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone; methylanthraquinone;
Anthraquinones such as ethylanthraquinone; thioxanthones such as thioxanthone and 2,4-diethylthioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; benzophenones such as benzophenone and 4,4-bismethylaminobenzophenone and azo compounds; Triazine compounds and the like can be suitably used alone or as a mixture of two or more. The amount used is preferably from 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the photosensitive monomer.
-30 parts by weight.
【0021】また、必要に応じて、溶媒成分を好適に配
合する事ができる。溶媒としては、樹脂成分等との相溶
性や色材との親和性、パターン形成方法等に応じて、任
意に使用することができ、配合量は樹脂成分100重量
部に対し、5〜400重量部、さらに好ましくは10〜
200重量部である。さらに、必要に応じて公知の一般
的な添加剤やフィラーの他、各種配合成分を好適に配合
することができる。例えば、色材の樹脂成分や溶媒への
濡れ性向上及び分散安定性を付与する湿潤剤及び分散
剤、着色ペーストを塗膜化した際の平滑性を付与するレ
ベリング剤、着色ペーストの粘度を調整するレオロジー
コントロール剤等を好適に配合する事ができる。湿潤剤
及び分散剤などの配合量は、色材100重量部に対し、
0.1〜30重量部が望ましく、さらに好ましくは0.
5〜20重量部である。レベリング剤やレオロジーコン
トロール剤などの配合量は、樹脂成分100重量部に対
し、0.1〜30重量部が望ましく、さらに好ましくは
0.5〜20重量部である。Further, a solvent component can be suitably blended as required. The solvent can be used arbitrarily according to the compatibility with the resin component and the like, the affinity with the coloring material, the pattern forming method, and the like, and the compounding amount is 5 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component. Parts, more preferably 10
200 parts by weight. Furthermore, various compounding components can be suitably compounded as needed in addition to known general additives and fillers. For example, a wetting agent and a dispersant for improving the wettability of the coloring material to a resin component and a solvent and for imparting dispersion stability, a leveling agent for imparting smoothness when a colored paste is formed into a film, and adjusting the viscosity of the colored paste. A rheology control agent or the like can be suitably blended. The compounding amount of the wetting agent and the dispersant is based on 100 parts by weight of the coloring material.
0.1 to 30 parts by weight is desirable, and more preferably 0.1 to 30 parts by weight.
5 to 20 parts by weight. The amount of the leveling agent or the rheology control agent is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component.
【0022】ここで、前述の着色ペースト組成物に上記
感光性モノマーと光重合開始材を混合したものを透明基
板上にスクリーン印刷する。そして、フォトマスクを用
いて露光硬化させた後、アルカリ現像液で未露光部を除
去し、乾燥させて、着色パターン層を形成する。基板上
にパターニングされた着色パターン層の膜厚としては、
0.5〜30μmが望ましい。さらに好ましくは1〜2
0μmである。Here, a mixture of the above-mentioned colored paste composition and the above-mentioned photosensitive monomer and photopolymerization initiator is screen-printed on a transparent substrate. Then, after being exposed and cured using a photomask, the unexposed portions are removed with an alkali developing solution and dried to form a colored pattern layer. The thickness of the colored pattern layer patterned on the substrate,
0.5 to 30 μm is desirable. More preferably 1-2
0 μm.
【0023】以上のように形成された各色パターンを4
00℃を越える高温で大気若しくは不活性ガス雰囲気下
で焼成処理して、カラーフィルタを得る。焼成後の着色
パターン層の膜厚としては0.1〜20μmが望まし
く、さらに好ましくは1〜10μmである。Each color pattern formed as described above is
A baking treatment is performed at a high temperature exceeding 00 ° C. in the atmosphere or an inert gas atmosphere to obtain a color filter. The thickness of the colored pattern layer after firing is desirably 0.1 to 20 μm, and more desirably 1 to 10 μm.
【0024】[0024]
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明につ
いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。尚、「部」および「%」の表記
は特に断わりのない限りいずれも重量基準である。 <実施例1>まず、メタクリル酸ブチル50部、メタク
リル酸メチル20部、アクリル酸メチル30部を2−
(2−エトキシエトキシ)エタノールを溶媒として共重
合させ、アクリル樹脂を作る。このアクリル樹脂40部
に対し溶媒が60部の比率になるようにアクリル樹脂溶
液を調整した。そして、このアクリル樹脂溶液20部に
対し、燐化合物としてオルト燐酸3.1部、色材として
青色顔料(アサヒ化成工業株式会社製:スーパーブルー
CR2)32部、溶剤として2−(2−エトキシエトキ
シ)エタノール43部、珪素化合物としてオルト珪酸
1.5部をディスパーでプレ分散した後、ビーズミル
(アイガー・ジャパン社製アイガーミルminimill mote
r)で1時間分散した。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, notation of "part" and "%" is based on weight unless otherwise specified. <Example 1> First, 50 parts of butyl methacrylate, 20 parts of methyl methacrylate, and 30 parts of methyl acrylate
Copolymerization is performed using (2-ethoxyethoxy) ethanol as a solvent to produce an acrylic resin. The acrylic resin solution was adjusted so that the solvent had a ratio of 60 parts to 40 parts of the acrylic resin. Then, based on 20 parts of this acrylic resin solution, 3.1 parts of orthophosphoric acid as a phosphorus compound, 32 parts of a blue pigment (Super Blue CR2 manufactured by Asahi Chemical Industry Co., Ltd.) as a coloring material, and 2- (2-ethoxyethoxy) as a solvent. ) 43 parts of ethanol and 1.5 parts of orthosilicic acid as a silicon compound were pre-dispersed with a disper, and then bead mill (Eiger miniminimill mote manufactured by Eiger Japan)
Dispersed for 1 hour in r).
【0025】次に感光性モノマーとしてジペンタエリス
リトール2部及びヘキサアクリレート2部、光重合開始
剤ピペロニルトリクロロメチルS−トリアジン1部をデ
ィスパーにて混合した。この青色ペーストを透明ガラス
基板上に325メッシュ、版厚80μmのステンレス製
スクリーン版を使用してスクリーン印刷し、常温で10
分間放置して膜表面を平滑化した後、70℃、20分間
乾燥させた。Next, 2 parts of dipentaerythritol and 2 parts of hexaacrylate as photosensitive monomers and 1 part of a photopolymerization initiator piperonyltrichloromethyl S-triazine were mixed by a disper. This blue paste was screen-printed on a transparent glass substrate using a stainless steel screen plate having a thickness of 325 mesh and a thickness of 80 μm.
After leaving the film surface smooth by leaving it to stand for 70 minutes, it was dried at 70 ° C. for 20 minutes.
【0026】次に縦200mm×横210μmのストラ
イプパターンがピッチ450μmで繰り返し形成された
遮光膜を有するフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯
により、露光量150mJ/cm2の条件で密着露光し
た。露光後、温度20℃のアルカリ現像液を噴出圧力1
kg/cm2でスプレー現像を90秒行い、未露光部位
を除去してガラス基板を露出させた。現像処理後の基板
を乾燥した後、230℃で1時間加熱し、硬膜処理をし
た。硬膜後の青色パターン層の厚みは4.1μmであっ
た。Next, a photomask having a light-shielding film in which a stripe pattern having a length of 200 mm and a width of 210 μm was repeatedly formed at a pitch of 450 μm was brought into close contact with each other, and was subjected to close contact exposure with an ultrahigh pressure mercury lamp at an exposure amount of 150 mJ / cm 2 . After exposure, an alkaline developing solution at a temperature of 20 ° C. is ejected at a pressure of 1
Spray development was performed at kg / cm 2 for 90 seconds to remove an unexposed portion to expose the glass substrate. After drying the substrate after the development treatment, the substrate was heated at 230 ° C. for 1 hour to perform a hardening treatment. The thickness of the blue pattern layer after hardening was 4.1 μm.
【0027】この青色パターン層が形成された基板に、
色材として緑色顔料(大日精化工業株式会社製:TM
GREEN #3340)を用い前記同様の組成で緑色
ペーストを作製した後、前記同様の条件で塗布した。次
に、前記同様のフォトマスクを用い、露光量400mJ
/cm2の条件で密着露光した。露光後、温度20℃の
アルカリ現像液を噴出圧力1kg/cm2でスプレー現
像を60秒行い、未露光部位を除去してガラス基板を露
出させた。現像処理後の基板を乾燥した後、230℃で
1時間加熱し、硬膜処理をした。硬膜後の緑色パターン
層の厚みは5.2μmであった。On the substrate on which the blue pattern layer is formed,
Green pigment as a color material (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .: TM
A green paste having the same composition as described above was prepared using GREEN # 3340) and then applied under the same conditions as described above. Next, using a photomask similar to the above, an exposure amount of 400 mJ
/ Cm 2 for contact exposure. After exposure, an alkali developing solution at a temperature of 20 ° C. was spray-developed for 60 seconds at a jetting pressure of 1 kg / cm 2 to remove unexposed portions and expose the glass substrate. After drying the substrate after the development treatment, the substrate was heated at 230 ° C. for 1 hour to perform a hardening treatment. The thickness of the green pattern layer after hardening was 5.2 μm.
【0028】上記青色、緑色パターン層の形成と同様に
して、色材として赤色顔料(大日精化工業株式会社製:
TOR)を用い赤色ペーストを調整、パターンを形成さ
せた。この時の赤色パターンの膜厚は2.3μmであっ
た。そして、この基板を毎分4℃の昇温速度で大気雰囲
気下で加熱し、温度440℃で60分間焼成した後、連
続して600℃まで更に加熱し、600℃の温度で45
分間焼成後、毎分4℃の降温速度で基板を冷却したとこ
ろ、各色パターン層の有機樹脂成分が燃焼除去されると
ともに、含有されていた燐酸と珪酸が反応しSiO2・
P2O5が形成され、各色の色材からなるパターンを基板
に固着すると共に、そのパターンを被覆した(図1参
照)。尚、SiO2・P2O5は電子線アナライザー及び
X線回折によって確認できた。焼成後の青色、緑色、赤
色のパターン層の膜厚はそれぞれ、3.7μm、4.7
μm、2.0μmであった。In the same manner as in the formation of the blue and green pattern layers, a red pigment (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) is used as a coloring material.
(TOR) to adjust the red paste to form a pattern. At this time, the thickness of the red pattern was 2.3 μm. Then, the substrate is heated at a temperature rising rate of 4 ° C. per minute in the air atmosphere, baked at a temperature of 440 ° C. for 60 minutes, and further continuously heated up to 600 ° C.
After baking for 2 minutes, when the substrate was cooled at a temperature lowering rate of 4 ° C. per minute, the organic resin component of each color pattern layer was burned off, and the phosphoric acid and silicic acid contained therein reacted to react with SiO 2.
P 2 O 5 was formed, and a pattern composed of each color material was fixed to the substrate, and the pattern was covered (see FIG. 1). Note that SiO 2 · P 2 O 5 could be confirmed by an electron beam analyzer and X-ray diffraction. The thicknesses of the blue, green, and red pattern layers after firing are 3.7 μm and 4.7, respectively.
μm and 2.0 μm.
【0029】<実施例2>次に、燐酸トリブチル8.5
部を用いて実施例1と同組成で青色ペーストを調整、上
記同様の条件でパターン形成し、加熱硬膜処理後の膜厚
が4.3μmの青色パターン層を形成した。次に、この
基板上に上記青色パターン層と同様に緑色及び赤色のパ
ターン層を順次を形成した。緑色パターンの硬膜処理後
の膜厚は5.7μm、赤色パターンの膜厚は2.7μm
であった。この基板を、上記同様毎分4℃の昇温速度で
大気雰囲気下で加熱し、連続して600℃まで更に加熱
し、600℃の温度で45分間焼成後、温度440℃で
60分間焼成した後、毎分4℃の降温速度で基板を冷却
し、各色パターンの有機樹脂成分が燃焼除去されるとと
もに、SiO2・P2O5が形成され、色材からなるパタ
ーンを基板に固着すると共に、そのパターンを被覆した
(図1参照)。この時もSiO2・P2O5は電子線アナ
ライザー及びX線回折によって確認できた。焼成後の青
色、緑色、赤色のパターン層の膜厚はそれぞれ、3.9
μm、5.1μm、2.2μmであった。<Example 2> Next, tributyl phosphate 8.5 was used.
A blue paste having the same composition as in Example 1 was prepared using the parts, and a pattern was formed under the same conditions as described above to form a blue pattern layer having a thickness of 4.3 μm after the heat hardening treatment. Next, green and red pattern layers were sequentially formed on the substrate in the same manner as the blue pattern layer. The thickness of the green pattern after the hardening treatment is 5.7 μm, and the thickness of the red pattern is 2.7 μm.
Met. This substrate was heated in the air atmosphere at a temperature rising rate of 4 ° C. per minute in the same manner as described above, continuously further heated to 600 ° C., baked at a temperature of 600 ° C. for 45 minutes, and baked at a temperature of 440 ° C. for 60 minutes. Thereafter, the substrate is cooled at a temperature lowering rate of 4 ° C. per minute, and the organic resin component of each color pattern is burned and removed, and SiO 2 · P 2 O 5 is formed. And the pattern was covered (see FIG. 1). Also at this time, SiO 2 · P 2 O 5 could be confirmed by an electron beam analyzer and X-ray diffraction. The thickness of each of the blue, green, and red pattern layers after firing is 3.9.
μm, 5.1 μm, and 2.2 μm.
【0030】<比較例1>実施例1及び実施例2で作製
された耐熱性カラーフィルタの色特性を比較する為、低
融点ガラス粉末(日本電気硝子(株)製:GA−9)中
に色材として実施例1及び実施例2と同じ無機顔料を用
いた組成の各色ペーストで同様な耐熱性カラーフィルタ
を作製した。パターニング後の青色、緑色、赤色のパタ
ーン層の膜厚は4.4μm、5.3μm、2.1μmで
あった。焼成後の膜厚はそれぞれ3.6μm、4.8μ
m、1.7μmであった。<Comparative Example 1> In order to compare the color characteristics of the heat-resistant color filters produced in Example 1 and Example 2, low-melting glass powder (GA-9, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) was used. A similar heat-resistant color filter was produced using each color paste having a composition using the same inorganic pigment as in Examples 1 and 2 as a coloring material. The thicknesses of the blue, green, and red pattern layers after patterning were 4.4 μm, 5.3 μm, and 2.1 μm. The film thickness after firing is 3.6 μm and 4.8 μm, respectively.
m, 1.7 μm.
【0031】<評価>実施例1、実施例2及び比較例1
の各色パターンの透過スペクトルを分光光度計(島津製
作所(株)製分光光度計,UV3100)にて測定した
結果をそれぞれ図2、図3、図4に示す。図2、図3、
図4の結果から実施例1及び実施例2で得られた耐熱性
カラーフィルタは、いづれの色に関しても、可視域にお
ける透過率曲線の最大値と最小値の差が比較例1よりも
大きくなっており、高コントラストを得られ、色特性が
向上していることが解った。また、実施例1及び2のカ
ラーフィルタには、この取り扱い時にも着色パターン層
の剥がれは全く、無かった。<Evaluation> Examples 1, 2 and Comparative Example 1
2, 3 and 4 show the results of measuring the transmission spectrum of each color pattern using a spectrophotometer (spectrophotometer UV3100 manufactured by Shimadzu Corporation). 2, 3,
In the heat-resistant color filters obtained in Example 1 and Example 2 from the results in FIG. 4, the difference between the maximum value and the minimum value of the transmittance curve in the visible range is larger than that of Comparative Example 1 for any color. It was found that high contrast was obtained and the color characteristics were improved. In addition, the color filters of Examples 1 and 2 did not have any peeling of the colored pattern layer during this handling.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の焼成用着色ペースト組成物をカ
ラーフィルタの着色パターン層に用いれば、着色パター
ン層が透明基板上に十分な強さで固着すると共に、燐酸
塩ガラスが焼失した有機成分により形成された色材間の
空孔を埋め、そのパターンを被覆することにより、入射
光の散乱が抑えられ色特性が向上した耐熱性カラーフィ
ルタを得ることができる。When the colored paste composition for firing of the present invention is used for a colored pattern layer of a color filter, the colored pattern layer is fixed on the transparent substrate with sufficient strength, and the organic component from which the phosphate glass has been burned off. By filling the voids between the color materials formed by the above and covering the pattern, it is possible to obtain a heat-resistant color filter in which scattering of incident light is suppressed and color characteristics are improved.
【0033】[0033]
【図1】本発明の一実施例を示す耐熱性カラーフィルタ
の断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat-resistant color filter showing one embodiment of the present invention.
【図2】実施例1によって作製された耐熱性カラーフィ
ルタの分光透過率曲線FIG. 2 shows a spectral transmittance curve of a heat-resistant color filter manufactured according to Example 1.
【図3】実施例2によって作製された耐熱性カラーフィ
ルタの分光透過率曲線FIG. 3 shows a spectral transmittance curve of a heat-resistant color filter manufactured in Example 2.
【図4】比較例1によって作製された耐熱性カラーフィ
ルタの分光透過率曲線FIG. 4 is a spectral transmittance curve of a heat-resistant color filter manufactured according to Comparative Example 1.
1・・・耐熱性カラーフィルタ 2・・・透明基板 3・・・着色パターン層 4・・・燐酸塩ガラス 5・・・青色色材 6・・・緑色色材 7・・・赤色色材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat resistant color filter 2 ... Transparent substrate 3 ... Colored pattern layer 4 ... Phosphate glass 5 ... Blue color material 6 ... Green color material 7 ... Red color material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA10 AB13 BC85 CA02 CA03 CA04 CA09 CA11 CA23 2H048 BA45 BA47 BA48 BB14 BB32 4J037 AA08 AA15 AA21 CA22 CA25 CC02 CC12 CC13 CC14 CC15 CC16 CC22 CC24 DD19 DD23 EE08 EE12 EE26 EE28 FF13 FF30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2H025 AA10 AB13 BC85 CA02 CA03 CA04 CA09 CA11 CA23 2H048 BA45 BA47 BA48 BB14 BB32 4J037 AA08 AA15 AA21 CA22 CA25 CC02 CC12 CC13 CC14 CC15 CC16 CC22 CC24 DD19 DD23 EE08 EE30 FF13
Claims (3)
機着色顔料、(C)樹脂を主成分とする焼成用着色ペー
スト組成物。1. A firing paste composition comprising (A) an inorganic or organic phosphorus compound, (B) an inorganic color pigment, and (C) a resin as main components.
に、燐酸塩ガラスと無機着色顔料とを含有することを特
徴とする耐熱性カラーフィルタ。2. A heat-resistant color filter, wherein the color pattern layer formed on the transparent substrate contains a phosphate glass and an inorganic color pigment.
0.1から50重量%含まれることを特徴とする請求項
2記載の耐熱性カラーフィルタ。3. The method according to claim 1, wherein the phosphate glass is based on an inorganic color pigment.
The heat resistant color filter according to claim 2, wherein the color filter is contained in an amount of 0.1 to 50% by weight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33599699A JP4465757B2 (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Manufacturing method of heat-resistant color filter |
Applications Claiming Priority (1)
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JP33599699A JP4465757B2 (en) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | Manufacturing method of heat-resistant color filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001154010A true JP2001154010A (en) | 2001-06-08 |
JP4465757B2 JP4465757B2 (en) | 2010-05-19 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003057813A (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-28 | Jsr Corp | Radiation sensitive composition for color filter, color filter and color liquid crystal display element |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP33599699A patent/JP4465757B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003057813A (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-28 | Jsr Corp | Radiation sensitive composition for color filter, color filter and color liquid crystal display element |
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