JP3134549B2 - Color filter and method of manufacturing the same - Google Patents

Color filter and method of manufacturing the same

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JP3134549B2
JP3134549B2 JP28313092A JP28313092A JP3134549B2 JP 3134549 B2 JP3134549 B2 JP 3134549B2 JP 28313092 A JP28313092 A JP 28313092A JP 28313092 A JP28313092 A JP 28313092A JP 3134549 B2 JP3134549 B2 JP 3134549B2
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light
color filter
shielding portion
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forming
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隆夫 北川
文雄 冨田
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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テレビ、コン
ピュータ用カラー液晶ディスプレイ等のカラー液晶表示
装置に好適なカラーフィルタおよびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter suitable for a color liquid crystal display device such as a color liquid crystal television and a color liquid crystal display for a computer, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラー液晶表示装置用のカラーフィルタ
は、染色法、印刷法、フォトリソ法、電着法などによっ
て製造する方法が実用化されており、性能も極めて精度
良く鮮やかな色調のものが得られている。この際、画素
の表示品質を向上するために各画素間に遮光部を形成す
る方法が考案されている。遮光部を設けることによっ
て、透明電極間に電圧がかけられていない部分、すなわ
ち表示に寄与しない部分の光の漏れを防ぎ、カラーコン
トラストを高くすることができるものである。更にアク
ティブマトリックス方式の場合は、スイッチング素子の
光による誤動作を防ぐ効果もある。
2. Description of the Related Art As a color filter for a color liquid crystal display device, a method of manufacturing by a dyeing method, a printing method, a photolithographic method, an electrodeposition method, and the like has been put into practical use. Have been obtained. At this time, in order to improve the display quality of the pixels, a method of forming a light shielding portion between the pixels has been devised. By providing the light-shielding portion, light leakage in a portion where no voltage is applied between the transparent electrodes, that is, a portion that does not contribute to display can be prevented, and color contrast can be increased. Further, in the case of the active matrix system, there is also an effect of preventing a malfunction due to light of the switching element.

【0003】従来、この遮光部を形成する方法は種々提
案されている。第一は、ガラス基板上にクロムの蒸着膜
やスパッタリング膜を形成し、エッチング加工によりパ
ターン化する方法である。この場合、クロム膜を均一か
つピンホール等の欠陥が無く作製することが必須であ
り、パターン化には、レジスト塗布、露光、現像、ベー
キング、エッチング、レジスト剥離などの多数の加工が
必要である。
Conventionally, various methods for forming the light-shielding portion have been proposed. The first is a method in which a chromium vapor deposition film or a sputtering film is formed on a glass substrate and patterned by etching. In this case, it is essential to produce a chromium film uniformly and without defects such as pinholes, and for patterning, multiple processes such as resist coating, exposure, development, baking, etching, and resist peeling are required. .

【0004】第二は、黒色顔料で着色したインキ、ペー
ストを用いて印刷機、スピンナ、ロールコータ等で塗
布、マスク露光によってパターニングする方法である
が、十分な遮光性、寸法精度、平坦性を実現することは
難しい。
[0004] The second method is a method of applying an ink or paste colored with a black pigment using a printing machine, a spinner, a roll coater, or the like, and performing patterning by mask exposure. However, sufficient light shielding properties, dimensional accuracy, and flatness are required. It is difficult to realize.

【0005】これらの従来の方法に比べて、裏面露光方
式は寸法精度や平坦性が優れていると考えられるので有
望である(例えば、特開平1−138530号公報、特
開平3−209203号公報、特開平3−284704
号公報など)。すなわち、裏面露光方式とは、あらかじ
め透明基板上に画素を形成しておき、その上に遮光性顔
料を分散したネガタイプ感光性着色ペーストを全面塗布
し、次に各画素をマスクとし、透明基板側(裏側)から
露光することによって各画素間の間隙に遮光部を形成す
る方法である。このとき、画素および遮光部からなる着
色パターン部の外側に隣接して額縁遮光部(遮光性の額
縁)を形成するため、額縁加工用マスクを使用すること
もできる。額縁加工用マスクとは、中央部にのみ光を透
過させるマスクであり、すなわち、中央の着色パターン
部分およびその外側の所定幅の額縁部分にのみ光を透過
させるようなマスクである。
[0005] Compared to these conventional methods, the backside exposure method is considered to be superior in dimensional accuracy and flatness, and is therefore promising (for example, JP-A-1-138530 and JP-A-3-209203). JP-A-3-284704
Issue publication). In other words, the backside exposure method is to form pixels on a transparent substrate in advance, apply a negative-type photosensitive coloring paste in which a light-shielding pigment is dispersed, and then apply each pixel as a mask to the transparent substrate side. This is a method of forming a light shielding portion in a gap between pixels by exposing from the (back side). At this time, since a frame light-shielding portion (light-shielding frame) is formed adjacent to the outside of the colored pattern portion including the pixels and the light-shielding portion, a frame processing mask can be used. The frame processing mask is a mask that transmits light only to a central portion, that is, a mask that transmits light only to a central colored pattern portion and a frame portion having a predetermined width outside the central colored pattern portion.

【0006】しかし、このような方法で遮光性、露光感
度、平坦性などの特性を同時に全て満足させるような遮
光部は従来得られていない。すなわち遮光性を十分にす
るためには、塗布膜を厚くする、あるいはペースト中の
着色成分を増加しなければならず、いずれの方法でも露
光感度が低下し、必要とする膜厚、遮光性の遮光部を形
成することはできない。すなわち、たとえ長時間露光を
行っても、膜厚が不十分で表面凹凸が激しく平坦性の悪
いものになってしまう。また同様に遮光性を高くしよう
としても、着色成分によって紫外線が減衰するために、
遮光性にも限界があった。
However, a light-shielding portion which simultaneously satisfies all characteristics such as light-shielding property, exposure sensitivity, and flatness by such a method has not been obtained. That is, in order to provide sufficient light-shielding properties, it is necessary to increase the thickness of the coating film or increase the amount of the coloring component in the paste. A light-shielding portion cannot be formed. That is, even if the exposure is performed for a long time, the film thickness is insufficient, the surface irregularities are severe, and the flatness is poor. Similarly, even if you try to increase the light-shielding properties, since the ultraviolet rays are attenuated by the coloring components,
There was a limit in light-shielding properties.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の諸欠点に鑑み創案されたもので、その目的とすると
ころは、遮光性、露光感度、平坦性を相互に関係なく同
時に全てを満足する遮光部を有するカラーフィルタおよ
びその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to simultaneously satisfy all requirements for light-shielding properties, exposure sensitivity, and flatness independently of each other. A color filter having a light shielding portion and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
以下の構成をとることにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is as follows.
This is achieved by the following configuration.

【0009】(1)少なくとも透明基板と、該透明基板
上の中央側所定位置に形成された複数色の画素および該
画素間に形成された遮光部とをそなえた着色パターン部
とを有するカラーフィルタにおいて、該遮光部が着色成
分、アルカリ現像液に可溶な感光性組成物、アルカリ現
像液不溶性ポリマおよび溶剤を主成分とする感光性ペー
ストの硬化物からなることを特徴とするカラーフィル
タ。
(1) A color filter having at least a transparent substrate and a colored pattern portion having pixels of a plurality of colors formed at predetermined positions on the center side of the transparent substrate and a light shielding portion formed between the pixels. 3. The color filter according to claim 1, wherein the light-shielding portion comprises a coloring component, a photosensitive composition soluble in an alkali developer, a polymer insoluble in an alkali developer, and a cured product of a photosensitive paste containing a solvent as a main component.

【0010】(2)次の(A)〜(D)の工程を含むこ
とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(2) A method of manufacturing a color filter, comprising the following steps (A) to (D).

【0011】(A)透明基板上の中央側所定位置に、複
数色の画素と遮光部形成用間隙とをそなえた着色パター
ン部を形成する工程、(B)上記透明基板上に、着色成
分、アルカリ現像液に可溶な感光性組成物、アルカリ現
像液不溶性ポリマおよび溶剤を主成分とする感光性ペー
ストを塗布、乾燥する工程、(C)上記透明基板の裏面
側から露光して、遮光部形成用間隙部分の塗膜を硬化す
る工程、(D)上記画素上の塗膜をアルカリ現像液を作
用させ膨潤させ除去する工程。
(A) a step of forming a colored pattern portion having pixels of a plurality of colors and a gap for forming a light shielding portion at a predetermined position on the center of the transparent substrate; (B) forming a colored component on the transparent substrate; A step of applying and drying a photosensitive composition soluble in an alkali developing solution, a photosensitive paste containing an alkali developing solution-insoluble polymer and a solvent as main components, and (C) exposing from the back side of the transparent substrate to form a light-shielding portion. Curing the coating film in the gap portion for forming; (D) forming an alkaline developing solution on the coating film on the pixel;
Swelling and removing.

【0012】(3)感光性ペースト中の着色成分が有機
顔料または無機顔料であり、かつアルカリ現像液不溶性
ポリマがビニル系ポリマであることを特徴とする前記
(1) 記載のカラーフィルタ。
(3) The coloring component in the photosensitive paste is an organic pigment or an inorganic pigment, and the polymer insoluble in an alkali developing solution is a vinyl polymer.
(1) The color filter as described above.

【0013】(4)感光性ペースト中の着色成分が有機
顔料または無機顔料であり、かつアルカリ現像液不溶性
ポリマがビニル系ポリマであることを特徴とする前記
(2) 記載のカラーフィルタの製造方法。
(4) The coloring component in the photosensitive paste is an organic pigment or an inorganic pigment, and the alkaline developer insoluble polymer is a vinyl polymer.
(2) The method for producing a color filter as described above.

【0014】以下、本発明について詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0015】本発明における透明基板としては、特に限
定されないが、ガラスまたは透明プラスチックなどが好
ましく使用される。
The transparent substrate in the present invention is not particularly limited, but glass or transparent plastic is preferably used.

【0016】本発明におけるカラーフィルタは、上記透
明基板上の中央側所定位置に複数色の画素および遮光部
からなる着色パターンを有する。各画素の色は通常、
赤、青、緑であり、各画素の形状としては、特に限定さ
れないが、ストライプ状、モザイク状などの形状が一般
的である。また、各画素間には、通常、それぞれ、10
〜20μm程度のスペースが設けられており、この部分
に遮光部が形成されている。
The color filter of the present invention has a colored pattern composed of pixels of a plurality of colors and a light-shielding portion at a predetermined position on the center of the transparent substrate. The color of each pixel is usually
Red, blue, and green, and the shape of each pixel is not particularly limited, but is generally a stripe shape, a mosaic shape, or the like. In addition, there is usually 10 pixels between each pixel.
A space of about 20 μm is provided, and a light shielding portion is formed in this space.

【0017】本発明において、遮光部の形成に使用され
る感光性ペーストは、着色成分、アルカリ現像液に可溶
感光性組成物、アルカリ現像液不溶性ポリマおよび溶
剤を主成分とする。
In the present invention, the photosensitive paste used for forming the light-shielding portion is soluble in a coloring component and an alkali developing solution.
The main components are a photosensitive composition, an insoluble polymer in an alkaline developer and a solvent.

【0018】感光性ペーストに使用される着色成分とし
ては、カーボンブラック、フタロシアニン系、アジレー
キ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン
系、ペリノン系、ペリレン系の有機顔料や、群青、紺
青、コバルトブルーのような無機顔料などを用いること
ができる。これらの顔料は単独であるいは二種以上混合
して用いることができる。
The coloring components used in the photosensitive paste include organic pigments of carbon black, phthalocyanine, azilake, condensed azo, quinacridone, anthraquinone, perinone, perylene, ultramarine, navy blue and cobalt blue. And the like inorganic pigments. These pigments can be used alone or in combination of two or more.

【0019】感光性ペースト中の着色成分の割合は、1
〜30重量%が好ましく、更に好ましくは3〜10重量
%である。1重量%未満では光学濃度が不十分で遮光部
としての機能が小さい。一方30重量%を越えるとペー
ストの流動性が悪くなり、ガラス基板に均一な塗膜を形
成することができにくくなる。
The ratio of the coloring component in the photosensitive paste is 1
The content is preferably from 30 to 30% by weight, more preferably from 3 to 10% by weight. If it is less than 1% by weight, the optical density is insufficient and the function as a light shielding portion is small. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the fluidity of the paste becomes poor, and it becomes difficult to form a uniform coating film on the glass substrate.

【0020】感光性ペーストに使用されるアルカリ現像
液に可溶な感光性組成物としては、紫外線露光によって
硬化し、現像することによって未露光部が除去され、パ
ターン画像を形成することができるものが使用される
このようなアルカリ現像液に可溶な感光性組成物として
は、ケイ皮酸系などの感光基を有する樹脂、またはセル
ロース系、アクリル系、ビニル系、ウレタン系などでカ
ルボキシル基などの酸基をもった樹脂、エチレン性不飽
和基をもつモノマまたはオリゴマ、および光開始剤など
を主成分とするものなどが使用できる。これらの中で特
に好ましいものとしては、アクリル共重合成分としてア
クリル酸を含む樹脂、あるいはアクリル共重合成分のア
クリル酸の一部が、グリシジル基が導入されることによ
りエチレン性不飽和基となっている樹脂などの樹脂に、
トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの多官
能モノマ、およびエポキシ系ジアクリレートなどの官能
性オリゴマ、および“イルガキュア”907、“イルガ
キュア”369(チバガイギー社製)などの光開始剤を
含む混合物などを挙げることができる。
Alkaline development used for photosensitive paste
As the photosensitive composition soluble in the liquid, one that can be cured by exposure to ultraviolet light and removed from unexposed portions by development to form a pattern image is used .
Examples of such a photosensitive composition soluble in an alkali developer include a resin having a photosensitive group such as cinnamic acid, or an acid group such as a carboxyl group in cellulose, acrylic, vinyl, or urethane. Resin, monomers or oligomers having an ethylenically unsaturated group, and those containing a photoinitiator as a main component can be used. Among these, a resin containing acrylic acid as an acrylic copolymer component, or a part of acrylic acid in the acrylic copolymer component, becomes an ethylenically unsaturated group by introducing a glycidyl group. Resin, such as
Mixtures containing a polyfunctional monomer such as trimethylolpropane trimethacrylate, and a functional oligomer such as an epoxy diacrylate, and a photoinitiator such as "Irgacure" 907 and "Irgacure" 369 (manufactured by Ciba-Geigy). it can.

【0021】感光性ペースト中のアルカリ現像液に可溶
感光性組成物の割合としては、1〜50重量%が好ま
しく、更に好ましくは5〜20重量%である。1重量%
未満では露光感度が低くなり、パターン化ができにく
い。一方50重量%を越えると、他の成分が少なくなる
ため、光学濃度不足や流動性不良をおこしやすくなる。
Soluble in alkaline developer in photosensitive paste
The proportion of Do photosensitive composition, preferably from 1 to 50 wt%, more preferably from 5 to 20 wt%. 1% by weight
If it is less than 1, the exposure sensitivity is low, and it is difficult to pattern. On the other hand, when the content exceeds 50% by weight, other components are reduced, so that insufficient optical density and poor fluidity are likely to occur.

【0022】感光性ペーストに使用されるアルカリ現像
液不溶性ポリマとしては、炭酸ナトリウム、苛性ソー
ダ、苛性カリ、エタノールアミン等の水溶液からなる現
像液に溶解しない性質を有し、かつ着色成分と親和性を
持った非感応性ポリマが好ましい。このようなアルカリ
現像液不溶性ポリマとしては、ポリ酢酸ビニル、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル系
ポリマまたはこれらの各種変性物などを挙げることがで
きる。これらの中で特に好ましいものとしては、ポリビ
ニルブチラールを挙げることができる。
The insoluble polymer in the alkali developing solution used in the photosensitive paste has a property that it is insoluble in a developing solution composed of an aqueous solution of sodium carbonate, caustic soda, caustic potash, ethanolamine and the like, and has an affinity for a coloring component. Non-sensitive polymers are preferred. Examples of such an alkali developer insoluble polymer include vinyl polymers such as polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, and various modified products thereof. Among them, polyvinyl butyral is particularly preferable.

【0023】アルカリ現像液不溶性ポリマの配合割合と
しては、着色成分に対して0.05〜1.0重量倍が好
ましく、より好ましくは0.1〜0.8重量倍である。
着色成分に対して、0.05重量倍未満では目的とする
膜厚や光学濃度を同時に達成することはできない場合が
ある。一方、1.0重量倍を越えると現像しにくくな
る。
The compounding ratio of the insoluble polymer in the alkali developing solution is preferably 0.05 to 1.0 times by weight, more preferably 0.1 to 0.8 times by weight, relative to the coloring component.
If the weight of the coloring component is less than 0.05 times, the desired film thickness and optical density may not be achieved at the same time. On the other hand, if it exceeds 1.0 weight times, development becomes difficult.

【0024】感光性ペーストに使用される溶剤として
は、公知の一般的な有機溶剤を使用することができ、ア
ルコール系、エステル系、ケトン系、エーテル系などが
挙げられる。アルカリ現像液に可溶な感光性組成物また
は感光性ペーストの塗布方法などによって、適宜好まし
い溶剤を選択することができる。
As the solvent used for the photosensitive paste, known general organic solvents can be used, and examples thereof include alcohols, esters, ketones and ethers. A suitable solvent can be appropriately selected depending on a method of applying a photosensitive composition or a photosensitive paste soluble in an alkali developer .

【0025】本発明にかかる遮光部形成用感光性ペース
トは、上記の各成分の混合物に、必要に応じて顔料分散
剤などを添加し、3本ロール、ボールミル、ペイントシ
ェーカ、ホモジナイザなどで顔料の分散を行うことによ
り調整することができる。
The photosensitive paste for forming a light-shielding portion according to the present invention is prepared by adding a pigment dispersant or the like to a mixture of the above-described components, if necessary, and adding a pigment to the mixture using a three-roll, ball mill, paint shaker, homogenizer, or the like. It can be adjusted by performing dispersion.

【0026】以下に本発明にかかるカラーフィルタの製
造方法について詳細に説明するが、本発明はこれに限定
されない。
Hereinafter, the method for producing a color filter according to the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

【0027】まず、透明基板上の中央側所定位置に赤、
緑、青の三色の画素と遮光部形成用間隙をそなえた着色
パターン部を、フォトリソ法、感光性ペースト法、印刷
法、電着法、染色法などの公知の方法により形成する。
遮光部形成用の間隙は通常画素間に形成される。
First, at a predetermined position on the center side of the transparent substrate, red,
A colored pattern portion having three color pixels of green and blue and a gap for forming a light shielding portion is formed by a known method such as a photolithography method, a photosensitive paste method, a printing method, an electrodeposition method, and a dyeing method.
The gap for forming the light shielding portion is usually formed between the pixels.

【0028】次に、所定の着色パターンの形成された透
明基板上に、スピンナ、ロールコータ、ダイコータなど
を用いて上記感光性ペーストを全面に塗布した後、熱風
式オーブンやホットプレートなどで乾燥する。乾燥条件
としては、通常、80〜100℃、5〜10分間の範囲
である。このとき、遮光部の乾燥後の膜厚を画素部の膜
厚に揃えることが好ましい。
Next, the above-mentioned photosensitive paste is applied to the entire surface of the transparent substrate on which a predetermined colored pattern is formed using a spinner, a roll coater, a die coater or the like, and then dried in a hot-air oven or a hot plate. . Drying conditions are usually in the range of 80 to 100 ° C. for 5 to 10 minutes. At this time, it is preferable to make the thickness of the light-shielding portion after drying equal to the thickness of the pixel portion.

【0029】つづいて透明基板の裏面側から、超高圧水
銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯などで全面露光を行う。
このとき、着色パターンは、一種のマスクとして作用す
る。すなわち、画素上の感光性樹脂塗膜は、光が透過し
ないので硬化せず、画素間の間隙部分の感光性樹脂塗膜
が光硬化する。
Subsequently, the entire surface is exposed from the back side of the transparent substrate using an ultra-high pressure mercury lamp, a chemical lamp, a high pressure mercury lamp, or the like.
At this time, the coloring pattern acts as a kind of mask. That is, the photosensitive resin coating film on the pixel is not cured because light does not pass through, and the photosensitive resin coating film in the gap between the pixels is photocured.

【0030】露光終了後、つづいて所定の現像を行う。
現像することによって、画素上の未露光部が膨潤すると
ともに、画素間の間隙の遮光部形成用樹脂塗膜からなる
硬化物が透明基板上に残り、各画素間に所定の遮光部が
形成される。現像後、水などでスプレーリンスを行なう
ことにより未露光部は剥離除去される。現像は、現像液
をスプレーする、現像液中に浸漬する、あるいは現像液
中に浸漬しながら超音波をかけるなどの方法により行な
うことができる。現像液中に浸漬する場合、約1分程度
浸漬することによって行うことができる。現像液として
は、炭酸ナトリウム、苛性ソーダ、苛性カリ、エタノー
ルアミンなどのアルカリ水溶液が主成分であるものを好
ましく使用することができる。
After the exposure, predetermined development is performed.
By performing the development, the unexposed portions on the pixels swell, and the cured product formed of the resin coating film for forming the light shielding portion in the gap between the pixels remains on the transparent substrate, and a predetermined light shielding portion is formed between the pixels. You. After the development, unexposed portions are removed by spray rinsing with water or the like. The development can be carried out by spraying the developer, immersing in the developer, or applying ultrasonic waves while immersing in the developer. When immersed in a developer, it can be carried out by immersion for about 1 minute. As the developing solution, those mainly containing an aqueous alkali solution such as sodium carbonate, caustic soda, caustic potash, and ethanolamine can be preferably used.

【0031】本発明においては、遮光部形成用の感光性
ペースト中にアルカリ現像液不溶性ポリマを含有するの
で、遮光部は現像前後において、膜厚変化や光学濃度の
変化が少ないという特徴を有する。すなわち、遮光部形
成用感光性ペーストの乾燥後の膜厚を、画素部の膜厚に
揃えておくことにより、平坦性の良いカラーフィルタを
得ることができる。
In the present invention, since the photosensitive paste for forming the light-shielding portion contains an alkali developer-insoluble polymer, the light-shielding portion is characterized in that the change in film thickness and the change in optical density before and after development are small. That is, a color filter with good flatness can be obtained by making the thickness of the photosensitive paste for forming a light-shielding portion after drying equal to the thickness of the pixel portion.

【0032】現像およびスプレーリンス終了後、ポスト
ベークを行なった後、必要に応じ、トップコート、IT
O成膜等を行うことができる。
After the development and spray rinsing, post-baking is performed, and if necessary, top coat, IT
O film formation or the like can be performed.

【0033】また、着色パターン部の周縁側に額縁遮光
部を形成することができる。なお、額縁遮光部の外側の
部分には遮光部を形成しない場合、額縁加工用のマスク
を使用して形成することが好ましい。すなわち、中央の
着色パターン部およびその外側の所定幅の額縁形成部分
にのみ光を透過させ、それよりも外側の部分には光を透
過させないようなマスクを用いることができる。
Further, a frame light-shielding portion can be formed on the periphery of the colored pattern portion. In the case where no light-shielding portion is formed outside the frame light-shielding portion, it is preferable that the light-shielding portion is formed using a frame processing mask. That is, it is possible to use a mask that transmits light only to the central colored pattern portion and a frame forming portion having a predetermined width outside the central colored pattern portion, and does not transmit light to portions outside the central colored pattern portion.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0035】なお、触針型表面計で平坦性および塗膜の
厚さを測定し、光学濃度は可視光の透過率から計算で求
めた。
The flatness and the thickness of the coating film were measured with a stylus-type profilometer, and the optical density was calculated from the transmittance of visible light.

【0036】実施例1 ポリアミック酸のN−メチルピロリドン溶液(25wt
%)に赤、緑、青の有機顔料をそれぞれ分散した着色ペ
ーストを調整した。これらの着色ペーストを、それぞれ
スピンナでガラス基板上に塗布し、ポジ型レジストを用
いるエッチング法を用いてパターン形成を行った。この
ようにしてガラス基板上中央部に膜厚が各々1.5μm
の、赤、緑、青の画素および遮光部用間隙からなる所定
の着色パターン部が形成された。
Example 1 A solution of polyamic acid in N-methylpyrrolidone (25 wt.
%) To prepare colored pastes in which red, green, and blue organic pigments are dispersed. Each of these colored pastes was applied on a glass substrate by a spinner, and a pattern was formed by an etching method using a positive resist. In this way, the film thickness is 1.5 μm each at the center on the glass substrate.
A predetermined colored pattern portion composed of red, green, and blue pixels and a light-shielding portion gap was formed.

【0037】一方、アクリル酸とスチレン、メチルメタ
クリレートを等量共重合したアクリルポリマ5重量%と
トリメチロールプロパントリアクリレートを3重量%、
カーボンブラック6重量%、ポリビニルブチラール5重
量%、α−アミノアセトフェノンを1重量%、メチルセ
ロソルブ80重量%を添加し、ビーズミル分散して遮光
部形成用感光性ペーストを調整した。このペーストを着
色パターンを形成した基板のパターン形成面にスピンナ
で全面塗布し、80℃で5分乾燥した。このときの膜厚
は、1.5μmであった。
On the other hand, 5% by weight of an acrylic polymer obtained by copolymerizing acrylic acid, styrene and methyl methacrylate in the same amount, and 3% by weight of trimethylolpropane triacrylate,
Carbon black (6% by weight), polyvinyl butyral (5% by weight), α-aminoacetophenone (1% by weight) and methyl cellosolve (80% by weight) were added, and the mixture was dispersed in a bead mill to prepare a light-shielding portion-forming photosensitive paste. This paste was applied to the entire surface of the substrate on which the colored pattern was formed, using a spinner, and dried at 80 ° C. for 5 minutes. The film thickness at this time was 1.5 μm.

【0038】次に、基板のガラス面側(裏側)からケミ
カル灯で100mJ/cm2 の光量で露光した。このと
き、着色パターン部の周縁部に額縁遮光部を形成するた
めに、着色パターン部およびその外側の5mm幅の部分
にのみ光が透過するようなマスクを用いて、露光を行っ
た。露光することによって、画素間の間隙および額縁部
の感光性ペーストが硬化した。
Next, the substrate was exposed from the glass surface side (back side) with a chemical lamp at a light amount of 100 mJ / cm 2 . At this time, in order to form a frame light-shielding portion at the periphery of the colored pattern portion, exposure was performed using a mask that allows light to pass only through the colored pattern portion and a portion having a width of 5 mm outside the colored pattern portion. Exposure hardened the photosensitive paste in the gaps between pixels and in the frame.

【0039】次に、炭酸ソーダの2%水溶液を現像液と
して1分、浸漬現像を行い、画素上の未露光の感光性ペ
ーストを除去した。このとき、感光性ペースト中にアル
カリ現像液不溶性ポリマを含有しているので、硬化して
いる部分は、現像によって溶解しなかった。
Next, immersion development was performed for 1 minute using a 2% aqueous solution of sodium carbonate as a developing solution to remove unexposed photosensitive paste on the pixels. At this time, since the photosensitive paste contained an insoluble polymer in the alkaline developer, the cured portion was not dissolved by the development.

【0040】つづいて、200℃で1時間、ポストベー
クを行い、カラーフィルタを得た。着色パターン部の外
側の額縁遮光部で、現像前後の光学濃度と膜厚を測定し
たところ、表1に示した通り、いずれも現像前後で変化
が無く、画素と遮光部の膜厚の揃った平坦性の良い、か
つ遮光性が十分のカラーフィルタであった。
Subsequently, post baking was performed at 200 ° C. for 1 hour to obtain a color filter. When the optical density and the film thickness before and after the development were measured at the frame light-shielding portion outside the colored pattern portion, as shown in Table 1, there was no change before and after the development, and the film thickness of the pixel and the light-shielding portion were uniform. The color filter had good flatness and sufficient light shielding properties.

【0041】比較例1 実施例1で、遮光部用感光性ペーストにポリビニルブチ
ラールを含まない他は全く同様にして遮光部を形成し、
現像前後の光学濃度と膜厚を測定した。その結果、表1
に示すように膜厚が現像後に大きく減少して画素部分よ
り薄くなり、また光学濃度も現像前と比べて大幅に低下
し、平坦性、遮光性の劣った品質の悪いカラーフィルタ
となった。
Comparative Example 1 A light-shielding portion was formed in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive paste for the light-shielding portion did not contain polyvinyl butyral.
The optical density and film thickness before and after development were measured. As a result, Table 1
As shown in (1), the film thickness was greatly reduced after the development and became thinner than the pixel portion, and the optical density was also significantly reduced as compared with that before the development, resulting in a poor quality color filter having poor flatness and light shielding properties.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明にかかるカラーフィルタは、遮光
部にアルカリ現像液不溶性ポリマが含まれているため
に、遮光部の現像前後の膜厚変化や、光学濃度の低下が
少ない。そのため、遮光部の膜厚を初期塗布膜厚によっ
て決めることができるので、遮光部の膜厚を画素部の膜
厚に揃えることが可能で、極めて、平坦性の優れたカラ
ーフィルタを得ることができる。また、遮光部の光学濃
度を感光性ペーストの顔料濃度によって任意に決めるこ
とができるので、目的とする光学濃度を容易に達成する
ことができる。
According to the color filter of the present invention, since the light-shielding portion contains an insoluble polymer of an alkali developing solution, a change in the film thickness of the light-shielding portion before and after development and a decrease in the optical density are small. Therefore, since the thickness of the light-shielding portion can be determined by the initial coating film thickness, the thickness of the light-shielding portion can be made equal to the thickness of the pixel portion, and a color filter having extremely excellent flatness can be obtained. it can. Further, since the optical density of the light-shielding portion can be arbitrarily determined according to the pigment concentration of the photosensitive paste, a target optical density can be easily achieved.

【0044】また、従来の遮光部は、露光部が光硬化
し、未露光部が現像時に溶解除去されるものであった
が、本発明にかかるカラーフィルタの遮光部は、露光部
が光硬化するだけでなく、未露光部は現像時に膨潤する
という特徴を有するので、剥離除去される。したがっ
て、露光部において透明基板との界面さえ硬化していれ
ば、たとえ全部硬化していなくとも、未露光部との膨潤
の差があるので、リンスによってパターン形成を行なう
ことができる。すなわち、露光には、感光性ペースト層
と透明基板とが接着するだけの光量があれば十分なの
で、極めて少量の光量で優れた露光感度をうることがで
きる。
In the conventional light-shielding portion, the exposed portion is light-cured and the unexposed portion is dissolved and removed at the time of development. However, the light-shielding portion of the color filter according to the present invention has a light-cured exposed portion. In addition, the unexposed portions have the characteristic of swelling during development, and thus are removed and removed. Therefore, if even the interface with the transparent substrate is hardened in the exposed portion, even if it is not completely hardened, there is a difference in swelling from the unexposed portion, so that the pattern can be formed by rinsing. That is, in the exposure, an amount of light sufficient for bonding the photosensitive paste layer and the transparent substrate is sufficient, so that excellent exposure sensitivity can be obtained with an extremely small amount of light.

【0045】すなわち、本発明によると、遮光性、露光
感度、平坦性を相互に関係なく同時に全てを満足する遮
光部を有するカラーフィルタを得ることができる。
That is, according to the present invention, it is possible to obtain a color filter having a light-shielding portion that simultaneously satisfies all of the light-shielding properties, exposure sensitivity, and flatness independently of each other.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−297502(JP,A) 特開 平3−15025(JP,A) 特開 平2−287303(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-297502 (JP, A) JP-A-3-15025 (JP, A) JP-A-2-287303 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも透明基板と、該透明基板上の中
央側所定位置に形成された複数色の画素および該画素間
に形成された遮光部とをそなえた着色パターン部とを有
するカラーフィルタにおいて、該遮光部が着色成分、
ルカリ現像液に可溶な感光性組成物、アルカリ現像液不
溶性ポリマおよび溶剤を主成分とする感光性ペーストの
硬化物からなることを特徴とするカラーフィルタ。
1. A color filter having at least a transparent substrate and a colored pattern portion having a plurality of color pixels formed at predetermined positions on the center side of the transparent substrate and a light shielding portion formed between the pixels. , the light shield unit is coloring components, A
What is claimed is: 1. A color filter comprising a photosensitive composition soluble in a alkaline developer, an insoluble polymer in an alkaline developer, and a cured product of a photosensitive paste containing a solvent as a main component.
【請求項2】次の(A)〜(D)の工程を含むことを特
徴とするカラーフィルタの製造方法。 (A)透明基板上の中央側所定位置に、複数色の画素と
遮光部形成用間隙とをそなえた着色パターン部を形成す
る工程、(B)上記透明基板上に、着色成分、アルカリ
現像液に可溶な感光性組成物、アルカリ現像液不溶性ポ
リマおよび溶剤を主成分とする感光性ペーストを塗布、
乾燥する工程、(C)上記透明基板の裏面側から露光し
て、遮光部形成用間隙部分の塗膜を硬化する工程、
(D)上記画素上の塗膜をアルカリ現像液を作用させ膨
潤させ除去する工程。
2. A method for manufacturing a color filter, comprising the following steps (A) to (D). (A) a step of forming a colored pattern portion having pixels of a plurality of colors and a gap for forming a light shielding portion at a predetermined position on the center side of the transparent substrate; and (B) forming a colored component, an alkali on the transparent substrate.
A photosensitive composition soluble in the developer, an alkaline developer insoluble polymer and a photosensitive paste containing a solvent as a main component are applied,
A step of drying, (C) a step of exposing from the back side of the transparent substrate and curing the coating film in the gap portion for forming the light shielding portion;
(D) swelling of the coating film on the pixel by the action of an alkali developing solution;
A step of moisturizing and removing.
【請求項3】感光性ペースト中の着色成分が有機顔料ま
たは無機顔料であり、かつアルカリ現像液不溶性ポリマ
がビニル系ポリマであることを特徴とする請求項1記載
のカラーフィルタ。
3. The color filter according to claim 1, wherein the coloring component in the photosensitive paste is an organic pigment or an inorganic pigment, and the polymer insoluble in the alkali developing solution is a vinyl polymer.
【請求項4】感光性ペースト中の着色成分が有機顔料ま
たは無機顔料であり、かつアルカリ現像液不溶性ポリマ
がビニル系ポリマであることを特徴とする請求項2記載
のカラーフィルタの製造方法。
4. The method for producing a color filter according to claim 2, wherein the coloring component in the photosensitive paste is an organic pigment or an inorganic pigment, and the alkali developer insoluble polymer is a vinyl polymer.
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