JP2004325617A - Color filter base plate and color filter - Google Patents

Color filter base plate and color filter Download PDF

Info

Publication number
JP2004325617A
JP2004325617A JP2003117976A JP2003117976A JP2004325617A JP 2004325617 A JP2004325617 A JP 2004325617A JP 2003117976 A JP2003117976 A JP 2003117976A JP 2003117976 A JP2003117976 A JP 2003117976A JP 2004325617 A JP2004325617 A JP 2004325617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
black matrix
color filter
ink
partition
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003117976A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaya Sugano
真哉 菅野
Yuichi Matsumoto
雄一 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2003117976A priority Critical patent/JP2004325617A/en
Publication of JP2004325617A publication Critical patent/JP2004325617A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable optical device with good yield by solving a peculiar problem such as color mixture, void and irregular color in inexpensively manufacturing a color filter in simple process utilizing an ink jet system. <P>SOLUTION: The color filter which has at least a black matrix 2 on a light transmissive base plate 1, and where colored parts 4 and 5 are formed on the aperture part of a black matrix by an ink jet method has a partition 3 whose width is smaller than the black matrix on the black matrix. It is desirable that relation between the line width (x) of the black matrix and the width (y) of the partition on the black matrix satisfies 0.2x≤y≤0.8x and the partition is made ink repellent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放射型表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ(PDP)及び液晶表示装置などの表示装置用のカラーフィルタ基板及びカラーフィルタに関し、特にインキジェット方式を利用した製造方法に用いられるカラーフィルタ基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、主としてコストダウンを目的として、インキジェット方式を利用したカラーフィルタの製造方法が検討されている。しかしながら、インキジェット方式によりカラーフィルタを作成する際には、特に「混色」、「白抜け」、「色ムラ」といったインキジェット方式特有の問題がある。
【0003】
ブラックマトリクスを隔壁として、該ブラックマトリクスの開口部にインキを付与して着色部を形成するカラーフィルタの製造方法においては、ブラックマトリクスの開口部の容積に対して、数倍〜数十倍の体積を有するインキを付与する必要がある。仮にインキ中に含まれる着色剤や硬化成分等の固形分濃度が高い場合、即ち付与するインキの体積が比較的少ない場合においては、ブラックマトリクスが十分に隔壁として機能し、該ブラックマトリクスの開口部内にインキを保持することができる。よって付与されたインキがブラックマトリクスを乗り越えて、隣接する異なる色の着色部にまで到達することはない。
【0004】
しかしながら、インキをインキジェットヘッドノズルより安定して吐出させるためには、粘度を低くする必要があり、即ちインキ中の固形分濃度を低くせざるを得ない。この場合、画素を形成するには多量のインキを付与する必要がある。この時、隔壁となるブラックマトリクスを越えてインキがあふれてしまうため、隣接する着色部間で「混色」が発生してしまう。
【0005】
そこで、カラーフィルタ間における混色防止方法として、ブラックマトリクス上にブラックマトリクスとほぼ同じ大きさの撥インキ性の大きなシリコーンゴムパターンを形成し、インキジェット法あるいは印刷法における混色を防止するという方法がある(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
しかしながら、シリコーンゴムのパターンを形成する方法としては、感光性樹脂層上にシリコーンゴム層を形成した後にフォトリソグラフィによってシリコーンゴム層あるいはシリコーンゴム層と感光性樹脂層を除去するため、2回の塗布工程が必要であり、製造工程が増えてしまう。
【0007】
そこで、より簡便な方法で表面が撥インキ性(場合により撥水性又は撥油性)を有するブラックマトリクスを得る方法として、ブラックマトリクス形成用の部材上に、シリコーン微粒子を含有する光透過性の感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をフォトリソ工程によりパターニングした後、パターニングされた該感光性樹脂層をマスクとしてブラックマトリクス形成用部材を加工する方法がある(例えば、特許文献2参照)。
【0008】
しかしながら、該提案は、感光性樹脂中に微粒子状態でシリコーンを含有するため、シリコーン微粒子が現像残さとなり、これがブラックマトリクス形成用部材に転写されてブラックマトリクスの欠陥が発生するシリコーン微粒子の添加量を多くすると解像性が低下するため、微細パターンの形成には不向きであるシリコーン微粒子の添加量が限定されるため、高い撥インキ性を得ることが困難である等の問題がある。
【0009】
また近年、TFT型液晶素子用のカラーフィルタにおいては、TFTを外光から保護する目的で、或いは、開口率を大きくして明るい表示を得る目的で、ブラックマトリクスの開口部形状が複雑になってきている。そのため、複数のコーナー部を有することになり、該コーナー部に対してインキが十分に拡散しないという問題が発生する。また、ブラックマトリクスを形成する際には、一般的にレジストを用いたフォトリソグラフィ工程が使用されている。該レジストに含まれる種々の成分により透明基板の表面に汚染物が付着して、インキの拡散の妨げとなる場合もある。
【0010】
これが「白抜け」と呼ばれる問題である。該白抜けは色ムラやコントラストの低下といった表示不良の原因となる。
【0011】
また、透明基板の表面に比べて、ブラックマトリクスの側面の撥インキ性が極端に高い場合、ブラックマトリクスの側面でインキがはじかれてしまうため、領域内でインキが十分に拡散せず、その結果インキとブラックマトリクスが接する部分で色が薄くなるという問題が発生する場合もある。
【0012】
【特許文献1】
特開平4−123005号公報
【特許文献2】
特開平7−35916号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、カラーフィルタをインキジェット方式を利用して簡易なプロセスで安価に製造するに際して、上記問題を解決し、信頼性の高い光学素子を歩留まり良く提供することにある。具体的には、隔壁で囲まれた領域内にインキを付与する際に、隣接する画素間での混色を防止し、且つ、該領域内で白抜け、色ムラのない画素を形成することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、少なくとも光透過性基板上にブラックマトリクスを有するカラーフィルタ基板において、上記ブラックマトリクス上にブラックマトリクスよりも幅の狭い隔壁を有することを特徴とするカラーフィルタ基板である。
請求項2に記載の発明は、上記ブラックマトリクスの線幅xとブラックマトリクス上の隔壁の幅yとの関係が、0.2x≦y≦0.8xを満たすことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板である。
請求項3に記載の発明は、上記隔壁が撥インキ性を有することを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載のカラーフィルタ基板である。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3記載のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスの開口部に、インキジェット法により形成した着色部を有することを特徴とするカラーフィルタである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に係わるカラーフィルタ基板及びカラーフィルタの断面図である。
【0016】
図1に示すようにカラーフィルタ基板は、光透過性基板上にブラックマトリクス(マトリクス状の遮光層)が形成され、ブラックマトリクス上に、ブラックマトリクスの幅よりも幅の狭い隔壁が形成され、上記ブラックマトリクスと隔壁の間の開口部には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各々のパターン状着色層が形成されている。なお、ブラックマトリクスの平面形状は、ストライプ型、デルタ型等、特に限定されるものではない。
【0017】
本発明に用いる光透過性基板(図1中1)としては、一般にガラス基板が用いられるが、液晶表示装置等、最終的な用途に必要な特性、例えば透明性、機械的強度等を満足し、後工程に耐えるものであればガラス基板に限定されるものではなく、PET、PES、PEN等のプラスチック基板なども用いることができる。
【0018】
また本発明におけるブラックマトリクス(図1中2)の上部に位置する隔壁(図1中3)は、ブラックマトリクスの幅よりも狭い幅で形成することが特徴である。インキジェット方式により、隔壁で囲まれた部分に形成した画素は、インキ表面がかまぼこ状に盛り上がり、結果、その濃度のバラツキが問題とされる。しかし隔壁をブラックマトリクスの幅よりも狭く形成することにより、光を透過した際に、インキ表面のかまぼこ状の端部(図1中5)に通るはずだった光はブラックマトリクスにより遮断される為、インキが平坦な部分(図1中4)にしか光が透過せず、濃度のバラツキがほとんどないカラーフィルタが得られるものとなる。この時、特に隔壁の幅yがブラックマトリクスの幅xに対して、0.2x≦y≦0.8xを満たすことが望ましい。yの値がこの数値以外の時は、隣接画素との混色や色ムラ等の問題を引き起こす可能性がある。
【0019】
本発明におけるブラックマトリクス(図1中2)の材料は、樹脂、遮光材、分散剤、溶媒などを主成分として構成する黒色樹脂組成物である。この黒色樹脂組成物を構成する材料としての遮光材にはカーボンブラックを用いることが好ましい。カーボンブラックを用いることで遮光性が非常に良いブラックマトリクスを得ることができる。
【0020】
本発明における黒色樹脂組成物には、光重合性モノマー、光重合開始剤などを含有することができる。これにより、黒色樹脂組成物に感光性を付与することができ、ブラックマトリクスを形成する際にパターニングの為のレジストが不要となる。
【0021】
また、本発明におけるブラックマトリクス(図1中2)の材料として、例えば、Cr,Mo,Taなどの金属を用いることも可能である。
【0022】
本発明における隔壁(図1中3)の材料は、光重合性モノマー、光重合開始剤などを含有した、感光性樹脂組成物が好ましい。
【0023】
また、隔壁材料に感光性シリコン化合物等を添加して撥インキ性を高めておくことが好ましい。
【0024】
さらに、インキの混色を完全に防止するためには、隔壁自身の撥インキ性を高めるだけでなく、隔壁の厚みを増加させることも有効である。そのため、隔壁の厚みとしては、1μm以上あった方が望ましい。
【0025】
本発明における着色インキの材料としては、色素と樹脂と溶媒を主成分としたものである。色素としては染料や顔料などが用いられる。樹脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択されるものである。耐熱性や耐光性が要求される際には、アクリル樹脂が好ましい。
【0026】
樹脂への色素の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。溶媒としては溶解性の他に経時安定性、乾燥性などが要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択されるものである。
【0027】
図2に本発明からなるカラーフィルタ基板及びカラーフィルタの製造工程を示す。
【0028】
図2(a)は、光透過性基板1に遮光部であるブラックマトリクス2が形成された図を示したものである。まず、ブラックマトリクス2の形成された基板1上に、撥インキ剤を添加した感光性樹脂を塗布し、プリベークを行って、感光性樹脂層6を形成する(図2(b))。次いでブラックマトリクス2の幅よりも幅の狭いフォトマスク7を介して露光を行い(図2(c))、現像処理を行ってブラックマトリクス上に撥インキ性を示す隔壁パターンを形成する(図2(d))。次いで、インキジェットヘッド8を用いてR、G、Bの各色を着色部9を形成し(図2(e))、必要に応じてインキ乾燥を行う。
【0029】
【実施例】
(ブラックマトリクスの形成)
光透過性基板であるガラス基板(コーニング社製、品番7059)上にカーボンブラックを含有する黒色レジスト(新日鐵化学製「V−259BKレジスト」)をスピンコータによって、約1.0μmの塗膜に形成した。所定の露光、現像、ベーク処理を行って、線幅20μm(=x)、100μm×100μmの正方形の開口部を有するブラックマトリクスパターンを作製した。
【0030】
(隔壁の形成)
次いで、ブラックマトリクスパターンを形成したガラス基板上にアクリル樹脂が主成分の感光性樹脂に撥インキ性を出す為にシリコン系の添加剤を添加したものをスピンコータによって、約1.0μmの塗膜に形成した。ブラックマトリクスよりも幅の狭い線幅10μm(=y)のフォトマスクを介して、パターン露光し、現像、ベーク処理を行うことによって、ブラックマトリクス上にそれよりも幅の狭い隔壁が形成された基板を得た。
【0031】
(着色インキの調製)
赤インキについては、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部を、エチルセロソルブ300重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル0.75重量部を加えて、70℃、5時間反応させ得られたアクリル樹脂)を、樹脂濃度20重量%になるようにエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂90.1gと、赤色顔料クロモフタルレッドA2B(C,I,Pig Red177 65300:チバガイキー社製)6.95g、黄色顔料パリオトールイエローL1820(C,I,Pig Yellow 139:BASF社製)2.05gと分散剤0.9gを添加して、ビーズミル分散機で冷却しなから3時間分散した。溶剤としてエチルセロソルブを用い、粘度が5cp以下になるように希釈し、よく攪拌して赤インキを調製した。
【0032】
緑インキについては、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部を、エチルセロソルブ300重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル0.75重量部を加えて、70℃、5時間反応させ得られたアクリル樹脂)を、樹脂濃度20重量%になるようにエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂90.1gと、緑色顔料リオノールグリーン2YS(C,I,Pig Green 36:東洋インキ製造社製)7.55g、黄色顔料パリオトールイエローL1820(C,I,Pig Yellow 139:BASF社製)1.45gと分散剤0.9gを添加して、ビーズミル分散機で冷却しなから3時間分散した。溶剤としてエチルセロソルプで粘度が5cp以下になるように希釈し、よく攪拌して緑インキを調製した。
【0033】
青インキについては、アクリル樹脂(メタクリル酸20重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート15重量部、メチルメタクリレート10重量部、ブチルメタクリレート55重量部を、エチルセロソルブ300重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル0.75重量部を加えて、70℃、5時間反応させ得られたアクリル樹脂)を、樹脂濃度20重量%になるようにエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂91gと、青色顔料ヘリオゲンブルーL6700F(BASF社製)0.8g、紫色顔料リオノゲンバイオレットRL(東洋インキ製造社製)0.1gと分散剤0.9gを添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら3時間分散した。溶剤としてエチルセロソルブで粘度が5cp以下になるように希釈し、よく攪拌して青インキを調製した。
【0034】
次いでピエゾ方式、ノズル解像度180dpiのヘッドを搭載したインキジェット記録装置を用いて、ガラス基板上のマトリクス状隔壁の開口部に上記に示す方法で調製したR、G、Bの顔料分散インキを付与した。次いで、230℃で1時間の熱処理を行って該インキを硬化し、R、G、Bの着色部からなるカラーフィルタを形成した。
【0035】
このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、混色は確認されなかった。また、各画素とも有効領域内では平坦であり、色差が3以下と良好で、信頼性の高いカラーフィルタが作製できた。
【0036】
(比較例)
実施例と同様にしてガラス基板上にブラックマトリクス用レジストを塗布した。続いてその上から撥インキ性添加剤を加えた感光性樹脂を塗布し、フォトマスクを介して露光、その後、現像、ベーク処理を行い、ブラックマトリクス上にブラックマトリクスと同じ幅の隔壁が形成された基板を作成した。次いで、実施例1と同様のインキを開口部に対して付与し着色部を形成、カラーフィルタを作成した。
【0037】
このようにして作成されたカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、各画素において混色は見られなかったが、各画素が平坦にならず、濃度のバラツキが目立ち、色差は10以上あった。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わるカラーフィルタ基板及びカラーフィルタによれば、インキジェット方式により簡易なプロセスによって着色部を設けることにより、画素間で混色や色抜けのない、また有効画素領域内で濃度ムラのないカラーフィルタを歩留まり良く提供することができる。
【0039】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の断面図である。
【図2】本発明に係わるカラーフィルタ基板及びカラーフィルタの製造方法の一実施形態の説明図である。
【符号の説明】
1 光透過性基板
2 ブラックマトリクス
3 隔壁
4 光が透過する着色部
5 ブラックマトリクスにより光が透過しない着色部
6 感光性樹脂層
7 フォトマスク
8 インキジェットヘッド
9 着色部
x ブラックマトリクスの幅
y 隔壁の幅
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter substrate and a color filter for a display device such as a field emission display device, a fluorescent display device, a plasma display (PDP) and a liquid crystal display device, and more particularly to a color used in a manufacturing method using an ink jet method. It relates to a filter substrate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a color filter manufacturing method using an ink jet method has been studied mainly for the purpose of cost reduction. However, when a color filter is created by the ink jet system, there are problems specific to the ink jet system, such as “mixed colors”, “white spots”, and “color unevenness”.
[0003]
In a method of manufacturing a color filter in which a black matrix is used as a partition and a colored portion is formed by applying ink to an opening of the black matrix, the volume of the black matrix is several times to several tens times the volume of the opening of the black matrix. Need to be applied. If the solid content concentration of the coloring agent and the curing component contained in the ink is high, that is, if the volume of the ink to be applied is relatively small, the black matrix sufficiently functions as a partition, and the inside of the opening of the black matrix Can hold ink. Therefore, the applied ink does not cross the black matrix and reach the adjacent colored portions of different colors.
[0004]
However, in order to discharge the ink more stably from the ink jet head nozzle, it is necessary to lower the viscosity, that is, it is necessary to lower the solid content concentration in the ink. In this case, it is necessary to apply a large amount of ink to form pixels. At this time, since the ink overflows beyond the black matrix serving as a partition, "color mixing" occurs between adjacent colored portions.
[0005]
Therefore, as a method of preventing color mixture between color filters, there is a method of forming a silicone rubber pattern having a large ink repellency having substantially the same size as the black matrix on the black matrix to prevent color mixture in the ink jet method or the printing method. (For example, see Patent Document 1).
[0006]
However, as a method of forming a silicone rubber pattern, the silicone rubber layer is formed on the photosensitive resin layer, and then the silicone rubber layer or the silicone rubber layer and the photosensitive resin layer are removed by photolithography. A process is required, and the number of manufacturing processes increases.
[0007]
Therefore, as a method for obtaining a black matrix having an ink-repellent (water-repellent or oil-repellent in some cases) surface by a simpler method, a light-transmitting photosensitive material containing silicone fine particles is formed on a black matrix forming member. There is a method of forming a resin layer, patterning the photosensitive resin layer by a photolithography process, and then processing a black matrix forming member using the patterned photosensitive resin layer as a mask (for example, see Patent Document 2).
[0008]
However, in this proposal, since silicone is contained in the photosensitive resin in the form of fine particles, the fine particles of silicone are left undeveloped, and this is transferred to the black matrix forming member, and the amount of the fine silicone particles that generate defects in the black matrix is reduced. If the content is increased, the resolution is reduced, and the amount of the silicone fine particles that are not suitable for forming a fine pattern is limited. Therefore, it is difficult to obtain high ink repellency.
[0009]
In recent years, in color filters for TFT-type liquid crystal elements, the opening shape of the black matrix has become complicated for the purpose of protecting the TFT from external light or for obtaining a bright display by increasing the aperture ratio. ing. Therefore, a plurality of corners are provided, and there is a problem that the ink is not sufficiently diffused into the corners. In forming a black matrix, a photolithography process using a resist is generally used. Contaminants may adhere to the surface of the transparent substrate due to various components contained in the resist, and may hinder the diffusion of the ink.
[0010]
This is a problem called “white spots”. The white spots cause display defects such as color unevenness and reduced contrast.
[0011]
Also, if the ink repellency of the side of the black matrix is extremely high compared to the surface of the transparent substrate, the ink is repelled on the side of the black matrix, and the ink is not sufficiently diffused in the area. In some cases, a problem occurs in that the color becomes lighter at a portion where the ink and the black matrix are in contact with each other.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-4-123005 [Patent Document 2]
JP-A-7-35916
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a highly reliable optical element with a high yield when a color filter is manufactured at low cost by a simple process using an ink jet method. Specifically, when applying ink to the area surrounded by the partition walls, it is necessary to prevent color mixture between adjacent pixels, and to form pixels in the area without white spots and color unevenness. is there.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a color filter substrate having a black matrix on at least a light-transmitting substrate, wherein the color filter substrate has a partition wall narrower than the black matrix on the black matrix. .
According to a second aspect of the present invention, the relationship between the line width x of the black matrix and the width y of the partition on the black matrix satisfies 0.2x ≦ y ≦ 0.8x. Color filter substrate.
The invention according to claim 3 is the color filter substrate according to any one of claims 1 to 2, wherein the partition walls have ink repellency.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a color filter having a color portion formed by an ink jet method in an opening of a black matrix of a color filter substrate according to the first to third aspects.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a color filter substrate and a color filter according to the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, in the color filter substrate, a black matrix (a matrix-shaped light-shielding layer) is formed on a light-transmitting substrate, and a partition wall narrower than the width of the black matrix is formed on the black matrix. Red (R), green (G), and blue (B) patterned coloring layers are formed in openings between the black matrix and the partition walls. The planar shape of the black matrix is not particularly limited, such as a stripe type and a delta type.
[0017]
A glass substrate is generally used as the light-transmitting substrate (1 in FIG. 1) used in the present invention. The substrate is not limited to a glass substrate as long as it can withstand a post-process, and a plastic substrate such as PET, PES, or PEN can be used.
[0018]
Further, the partition (3 in FIG. 1) located above the black matrix (2 in FIG. 1) according to the present invention is characterized by being formed with a width smaller than the width of the black matrix. In the pixels formed in the portion surrounded by the partition walls by the ink jet method, the surface of the ink rises in a semi-cylindrical shape, and as a result, there is a problem of unevenness in the density. However, by forming the partition walls narrower than the width of the black matrix, when light is transmitted, the light that would have passed through the end of the ink surface (5 in FIG. 1) is blocked by the black matrix. Thus, a color filter is obtained in which light is transmitted only to a portion where ink is flat (4 in FIG. 1) and there is almost no variation in density. At this time, it is particularly desirable that the width y of the partition wall satisfies 0.2x ≦ y ≦ 0.8x with respect to the width x of the black matrix. If the value of y is other than this value, problems such as color mixing with adjacent pixels and color unevenness may occur.
[0019]
The material of the black matrix (2 in FIG. 1) in the present invention is a black resin composition mainly composed of a resin, a light shielding material, a dispersant, a solvent and the like. It is preferable to use carbon black as a light shielding material as a material constituting the black resin composition. By using carbon black, it is possible to obtain a black matrix having very good light-shielding properties.
[0020]
The black resin composition in the present invention can contain a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and the like. This makes it possible to impart photosensitivity to the black resin composition and eliminates the need for a resist for patterning when forming a black matrix.
[0021]
Further, as a material of the black matrix (2 in FIG. 1) in the present invention, for example, a metal such as Cr, Mo, and Ta can be used.
[0022]
The material of the partition walls (3 in FIG. 1) in the present invention is preferably a photosensitive resin composition containing a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and the like.
[0023]
Further, it is preferable to add a photosensitive silicon compound or the like to the partition wall material to enhance the ink repellency.
[0024]
Further, in order to completely prevent color mixing of ink, it is effective to increase not only the ink repellency of the partition walls themselves but also the thickness of the partition walls. Therefore, it is preferable that the thickness of the partition wall be 1 μm or more.
[0025]
The material of the colored ink in the present invention is a material containing a pigment, a resin and a solvent as main components. Dyes and pigments are used as the pigment. As the resin, casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, melanin resin and the like are used, and are appropriately selected in relation to the pigment. When heat resistance and light resistance are required, acrylic resin is preferred.
[0026]
In order to improve the dispersion of the dye in the resin, a dispersant may be used, and as the dispersant, as a nonionic surfactant, for example, polyoxyethylene alkyl ether, etc., or as an ionic surfactant Examples thereof include sodium alkylbenzene sulfonate, polyfatty acid salts, fatty acid salt alkyl phosphates, tetraalkylammonium salts, and the like, as well as organic pigment derivatives, polyesters, and the like. One type of dispersant may be used alone, or two or more types may be used in combination. The solvent is required to have stability over time and dryness in addition to solubility, and is appropriately selected in relation to the dye and the resin.
[0027]
FIG. 2 shows a process for manufacturing a color filter substrate and a color filter according to the present invention.
[0028]
FIG. 2A shows a diagram in which a black matrix 2 serving as a light shielding portion is formed on a light transmitting substrate 1. First, a photosensitive resin to which an ink repellent is added is applied on the substrate 1 on which the black matrix 2 is formed, and prebaked to form a photosensitive resin layer 6 (FIG. 2B). Next, exposure is performed through a photomask 7 having a width smaller than the width of the black matrix 2 (FIG. 2C), and a developing process is performed to form a partition pattern showing ink repellency on the black matrix (FIG. 2). (D)). Next, using the ink jet head 8, R, G, and B colored portions 9 are formed (FIG. 2E), and ink drying is performed as necessary.
[0029]
【Example】
(Formation of black matrix)
A black resist containing carbon black (“V-259BK resist” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is coated on a glass substrate (product number 7059, manufactured by Corning Incorporated) using a spin coater to form a coating film of about 1.0 μm. Formed. By performing predetermined exposure, development, and baking treatment, a black matrix pattern having a square opening having a line width of 20 μm (= x) and 100 μm × 100 μm was prepared.
[0030]
(Formation of partition)
Next, on a glass substrate on which a black matrix pattern was formed, a photosensitive resin containing acrylic resin as a main component and a silicon-based additive added to give ink repellency to a coating film of about 1.0 μm by a spin coater. Formed. A substrate on which a narrower partition is formed on a black matrix by performing pattern exposure, development, and baking through a photomask having a line width of 10 μm (= y) narrower than the black matrix. Got.
[0031]
(Preparation of colored ink)
For the red ink, an acrylic resin (20 parts by weight of methacrylic acid, 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, 55 parts by weight of butyl methacrylate) is dissolved in 300 parts by weight of ethyl cellosolve, and the azobis 0.75 parts by weight of nitrile was added, and an acrylic resin obtained by reacting at 70 ° C. for 5 hours was diluted with ethyl cellosolve to a resin concentration of 20% by weight. 90.1 g of this diluted resin, 6.95 g of red pigment Chromophthal Red A2B (C, I, Pig Red 177 65300: manufactured by Ciba-Gaiky), and yellow pigment Paliotor Yellow L1820 (C, I, Pig Yellow 139: manufactured by BASF) 2.05 g and 0.9 g of a dispersant were added, and dispersed for 3 hours while cooling with a bead mill disperser. Ethyl cellosolve was used as a solvent, diluted to a viscosity of 5 cp or less, and stirred well to prepare a red ink.
[0032]
For the green ink, an acrylic resin (20 parts by weight of methacrylic acid, 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, and 55 parts by weight of butyl methacrylate) is dissolved in 300 parts by weight of ethyl cellosolve, and the azobis 0.75 parts by weight of nitrile was added, and an acrylic resin obtained by reacting at 70 ° C. for 5 hours was diluted with ethyl cellosolve to a resin concentration of 20% by weight. 90.1 g of this diluted resin, 7.55 g of green pigment Lionol Green 2YS (C, I, Pig Green 36: manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.), and yellow pigment Paliotor Yellow L1820 (C, I, Pig Yellow 139: BASF) 1.45 g and 0.9 g of a dispersant were added and dispersed for 3 hours while cooling with a bead mill disperser. The mixture was diluted with ethyl cellosolve as a solvent so that the viscosity became 5 cp or less, and stirred well to prepare a green ink.
[0033]
For blue ink, an acrylic resin (20 parts by weight of methacrylic acid, 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, 55 parts by weight of butyl methacrylate) is dissolved in 300 parts by weight of ethyl cellosolve, and azobis 0.75 parts by weight of nitrile was added, and an acrylic resin obtained by reacting at 70 ° C. for 5 hours was diluted with ethyl cellosolve to a resin concentration of 20% by weight. 91 g of this diluted resin, 0.8 g of blue pigment Heliogen Blue L6700F (manufactured by BASF), 0.1 g of violet pigment Rionogen Violet RL (manufactured by Toyo Ink Mfg.), And 0.9 g of dispersant were added, and a bead mill was added. The mixture was dispersed for 3 hours while cooling with a disperser. The mixture was diluted with ethyl cellosolve as a solvent so that the viscosity became 5 cp or less, and stirred well to prepare a blue ink.
[0034]
Next, using an ink jet recording apparatus equipped with a piezo-type head having a nozzle resolution of 180 dpi, R, G, and B pigment-dispersed inks prepared by the method described above were applied to the openings of the matrix-shaped partition walls on the glass substrate. . Next, a heat treatment was performed at 230 ° C. for 1 hour to cure the ink, thereby forming a color filter including R, G, and B colored portions.
[0035]
When the color filter thus produced was observed with an optical microscope, no color mixture was observed. In addition, each pixel was flat in the effective area, the color difference was good at 3 or less, and a highly reliable color filter could be manufactured.
[0036]
(Comparative example)
A black matrix resist was applied on a glass substrate in the same manner as in the example. Subsequently, a photosensitive resin to which an ink repellent additive was added was applied from above, exposed through a photomask, and then developed and baked to form a partition having the same width as the black matrix on the black matrix. A substrate was prepared. Next, the same ink as in Example 1 was applied to the opening to form a colored portion, thereby producing a color filter.
[0037]
When the color filter thus prepared was observed with an optical microscope, no color mixture was observed in each pixel. However, each pixel was not flat, a density variation was conspicuous, and a color difference was 10 or more.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the color filter substrate and the color filter according to the present invention, by providing a colored portion by a simple process using an ink jet method, there is no color mixing or color omission between pixels, and the effective pixel area Thus, a color filter free from density unevenness can be provided with good yield.
[0039]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of one embodiment of a color filter substrate and a method of manufacturing a color filter according to the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 light-transmitting substrate 2 black matrix 3 partition 4 colored portion 5 transmitting light 5 colored portion not transmitting light by black matrix 6 photosensitive resin layer 7 photomask 8 ink jet head 9 colored portion x width of black matrix y width of partition width

Claims (4)

少なくとも光透過性基板上にブラックマトリクスを有するカラーフィルタ基板において、上記ブラックマトリクス上にブラックマトリクスよりも幅の狭い隔壁を有することを特徴とするカラーフィルタ基板。What is claimed is: 1. A color filter substrate having a black matrix on at least a light-transmitting substrate, wherein the color filter substrate has a partition wall narrower than the black matrix on the black matrix. 上記ブラックマトリクスの線幅xとブラックマトリクス上の隔壁の幅yとの関係が、0.2x≦y≦0.8xを満たすことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ基板。2. The color filter substrate according to claim 1, wherein the relationship between the line width x of the black matrix and the width y of the partition on the black matrix satisfies 0.2x≤y≤0.8x. 上記隔壁が撥インキ性を有することを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載のカラーフィルタ基板。The color filter substrate according to claim 1, wherein the partition has ink repellency. 請求項1〜3記載のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスの開口部に、インキジェット法により形成した着色部を有することを特徴とするカラーフィルタ。4. A color filter comprising a color portion formed by an ink jet method at an opening of a black matrix of the color filter substrate according to claim 1.
JP2003117976A 2003-04-23 2003-04-23 Color filter base plate and color filter Pending JP2004325617A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003117976A JP2004325617A (en) 2003-04-23 2003-04-23 Color filter base plate and color filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003117976A JP2004325617A (en) 2003-04-23 2003-04-23 Color filter base plate and color filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004325617A true JP2004325617A (en) 2004-11-18

Family

ID=33497659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003117976A Pending JP2004325617A (en) 2003-04-23 2003-04-23 Color filter base plate and color filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004325617A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189511A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Dainippon Printing Co Ltd Color filter and production method therefor
JP2008026696A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Method for manufacturing substrate with black matrix pattern
JP2008076651A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Fujifilm Corp Ink repellent partition wall and its manufacturing method, color filter and its manufacturing method, and display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006189511A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Dainippon Printing Co Ltd Color filter and production method therefor
JP4555070B2 (en) * 2004-12-28 2010-09-29 大日本印刷株式会社 Color filter and manufacturing method thereof
JP2008026696A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Method for manufacturing substrate with black matrix pattern
JP2008076651A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Fujifilm Corp Ink repellent partition wall and its manufacturing method, color filter and its manufacturing method, and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5948577A (en) Color filter substrate, liquid crystal display device using the same and method of manufacturing color filter substrate
KR100868398B1 (en) Method for manufacturing color filter
TW200903158A (en) Color composition, color filter and method for producing the same
TWI546573B (en) Method for producing color filter, display element and color filter
JPS62106407A (en) Production of color filter for liquid crystal display
JP5228594B2 (en) Color filter forming substrate and color filter manufacturing method
JP2004325617A (en) Color filter base plate and color filter
JP2007094307A (en) Color filter and its manufacturing method
JP4604559B2 (en) Color filter and manufacturing method thereof
JPH10268126A (en) Color filter substrate, its manufacture, and liquid crystal element using the substrate
JPH10221522A (en) Forming method for black matrix
JP2007256805A (en) Color filter and method of manufacturing same
JP2004212851A (en) Colored photosensitive resin composition for color filter
JP2004198540A (en) Color filter manufacturing method and color filter
JP4270211B2 (en) Color filter for display device and manufacturing method thereof
JP2005173324A (en) Method of manufacturing color filter
JP2004325736A (en) Color filter, its manufacturing method and liquid crystal element using color filter
JP2006195479A (en) Color filter for display device, and the display device
JP4507286B2 (en) Color filter for display device and reflection type display device
JP2006017980A (en) Method for manufacturing color filter
JP2007279081A (en) Method for manufacturing color filter
JP2000121827A (en) Color filter for display device and its production and display device
JP2008170523A (en) Color filter and its manufacturing method
JP2005195842A (en) Color filter
JP4569283B2 (en) Manufacturing method of color filter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060320

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090708

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090901