JPH02166404A

JPH02166404A - カラーフィルター

Info

Publication number: JPH02166404A
Application number: JP63321512A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Muto; 勉武藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、透明基板上に着色インキ被膜層を形成して液
晶表示装置をカラー表示化するためのカラーフィルター
に関するものである。

〈従来技術およびその問題点〉液晶表示装置用カラーフィルターのブラックマトリクス
パタンは、液晶パネルのコントラスト比を上昇させるた
め、及び駆動方式にアクティブマトリクス方式を使う場
合のスイッチング素子の保護のために必要なものである
。そして、要求される項目として、可視光に対する高い
吸収率及び低い表面反射率を示し、各画素の面積が同一
となる高いパタン精度があげられる。

従来、液晶表示装置用カラーフィルターを印刷方式で造
る場合、カラーフィルターの青色、緑色、赤色等の色パ
タンにおいては可能であるものの、ブラックマトリクス
パタンは、線巾が微細なため、現状では不可能である。

従って下記■、■のような方法がとられている。

０色パタンの画線端部どうしを重ね合せる。

■クロム薄膜層を設け、フォトリソグラフィー方式で所
定のブラックマトリクスパタンを得る。

しかしながら、上記■の場合、青色と緑色又は緑色と赤
色、又は赤色と青色のいづれかの２色の重ね合せとなる
ため、可視光に対し高い吸収率が得られに（い、また、
■の場合、金属を使うため表面反射率を抑えきれない、
さらにクロム薄膜層を設けるために、蒸着法を使わねば
ならず生産コストが高くなるという短所をそれぞれ持つ
、また、液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法と
して他に、ゼラチン層等の染色性の良好な樹脂と染料を
用いてフォトリソグラフィー方式でパタン化する方法が
あるが、この場合、染料を用いるため、耐熱性や耐光性
に問題があり、そのうえ、この方法では、コスト的に低
廉な印刷方式を組み合わせて用いることはできないとい
う短所があった。

また、フォトリソグラフィ方式を用いるブラックマトリ
クス形式法は、耐性面に問題のある染色法をのぞいては
、比較的不良率の高い印刷前に実施しなければならない
ので、後工程で不良品が発生し、コスト高を招くという
短所があった。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明は、液晶表示装置用カラーフィルターの色パタン
を高分子樹脂と透明性顔料を主体としたインキを用いて
印刷方式で形成する場合、可視光に対して、高い吸収率
及び低い表面反射率を示し、高いパタン精度、耐熱性、
耐光性を満たすブラックマトリクスパタンを持ったカラ
ーフィルターを低コストで得ようとするものである。

また、ブラックマトリクスパタンを色パタン上に形成す
るためには、スピンコード方式又はロールコート方式で
は全面コーティングのため位置合わせが困難であるとい
う問題を生じる。

く課題を解決するための手段〉すなわち本発明は、液晶表示装置用カラーフィルターで
あワて、透明基板上に、印刷方式によって設けられた色
パタンとその境界部上方にフォトリソグラフィー方式に
よりパタン化された黒インキ層のブラックマトリクスパ
タンとからなる液晶表示装置用カラーフィルターである
。

〈発明の詳述・作用〉以下、さらに説明すると、本発明のカラーフィルターの
一大特徴は、ブラックマトリクスパタンが、色パタンの
上方に存在することである。このために、本発明では、
まずカラーフィルターの色パターンを基板上に形成し、
そのあとで、ブラックマトリクスパタンを各色パタンの
境界部の上に形成することになる。

ブラックマトリクスパタン、は、黒インキ層、であるが
、それ自体光硬化性で、部分的に光を照射することによ
って、その部分だけが硬化するものが良い６部分露光の
あと、適当な溶剤（例えば水）によって未露光したがっ
て未硬化の部分を溶解除去することでマトリクス状にパ
ターン化できるものである。

また、黒インキ層をカラーフィルターの色パタンの上に
施す際は、フレキソ印刷法や転写法を用いて、位置合わ
せマークを覆わない状態で施すのが良い。

さらに言えば、色パタンの上に、ブラックマトリクスパ
タンとなる黒インキ層と同様な溶剤溶解性を有する中間
層を、形成してから、黒インキ層を施すのも、好ましい
実施例である。こうすれば、黒インキ層を部分露光した
あと溶解により未露光部を除去する時、未露光部の下に
ある中間層も溶解するので、現像残渣が残らない、すな
わち現像性が良好となる。

次にカラーフィルターの分光特性を担う色パタンについ
て述べると、色パタンは、赤、緑、青の三原色をマトリ
クス状、ストライプ状等にパターン化して透明基板に設
けられる。形成手段は、スクリーン印刷法やオフセット
印刷法が良く、その理由は、被印刷体がガラス板等の硬
質体であるからである。また、オフセット印刷の場合、
凹版オフセット印刷法が、印刷精度の点で平版オフセッ
ト印刷法より勝る０色パタンは、高分子樹脂のバインダ
ーと透明性顔料を主成分とするインキを用いて形成する
。

フォトグラフィ一方式によりパタン化されたブラックマ
トリクスパタンを印刷法により設けられたカラーフィル
ターと組み合わせることにより、高度のパタン精度を保
つことができる。また印刷により設けられた色パタン上
にブラックマトリクスパタンを形成するため、フォトリ
ソグラフィー工程が最終工程になる。このためコスト面
に大きく作用するフォトグラフィー工程後の不良率が低
下し低コストのカラーフィルターを提供することができ
る。また黒インキ層を転写方式又はフレキソ印刷方式に
より設けることによって、パタン化された黒インキ層が
透明基板上に形成され、これによりｎ光時の位置合わせ
が容易になる。

〈発明の効果〉本発明の結果得られた、液晶表示装置用カラーフィルタ
ーは、液晶駆動回路のアクティブクトリクス方式にも対
応できる高いパタン精度を有し、液晶パネルのコントラ
スト比も上昇させられる表示品質の良いカラーフィルタ
ーを提供できる。またロールコート方式、スピンコード
方式に比べ、転写方式又はフレキソ印刷方式はパターニ
ングが可能であるため、ブラックマトリクスパタンを最
終工程で設けられ、これにより低価格カラーフィルター
を提供できる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面を用いて示すが、第１図は
黒色イキン層（３）を有する転写箔の構成を、第２図（
ａ）〜Φ）はカラーフィルターの形成手順を示す説明図
である。

透明基板（５）上にオフセット方式により青色（Ｂ）緑
色（Ｇ）、赤色（Ｒ）の色パタン（４）を印刷し、２０
部℃で４時間乾燥する。

（第１図（ａ）参照）ンバイオレットＲＬ　（東洋インキ製造■製Ｃ０１，ピ
グメントバイオレット２３）２０部との混合物■分散助
剤下記の銅フタロシアニン誘導体ここで体質顔料はアエロジルＲ−９７２（日本アエロジ
ル■）、溶剤はジエチレングリコールモツプチルエーテ
ルとエチレングリコールモツプチルエーテルを６：４（
重量比）で混合したものをそれぞれ用いた。

また各色の透明性顔料および分散助剤の組成を以下に示
す、なお透明性顔料および分散助剤に関しては実施例２
も同じものを用いた。

青色インキ ■顔料リオノールブルーＥＳ　（東洋インキ製造■製Ｃ０１、
ピグメントブルー１５：６）８０部とりオノーゲｎ　　
＝２．０緑色インキリオノールグリーンＹＳ　（東洋インキ製造■製Ｃ１！
、ピグメントグリーン３６）７５部とりオノーゲンイエ
ロー３Ｇ　（東洋インキ製造■製Ｃ６１，ピ　グメント
イエロー１５４）２５部との混合物■分散助剤下記の低塩素化銅フタロシアニン誘導体／山ＣｕＰＣ［５ＯｘＮ（Ｃ４Ｈ＊）ｘ］　ｎｎ　−１，７赤色インキ ■顔料リオノールレッドＧＯ（東洋インキ製造■製Ｃ１■、ピ
グメントレッド１６８）７０部とりオノーゲンオレンジ
Ｒ（東洋インキ製造■製Ｃ，１，ピグメントオレンジ３
６）　３０部との混合物 ■分散助剤下記構造式の化合物続いて、第１図（ロ）に示すように、印刷手段により設
けられた色パタン（４）上に、スピンコード法あるいは
フレキソ印刷法を用いて、アルカリ可溶性のアクリル樹
脂を中間層（ｂ）として塗布する。（第１図（ｂ）参照
）この中間層（６）を８０°Ｃで３０分間乾燥させた後
、黒色顔料を含有する感光性樹脂層を転写法により、位
置合わせマークの頭載を避けて、中間層（６）の上に設
けて黒色インキ層（３）とした、（第１図（。（２）参
照）ここで、黒色インキ層（３）を施すための転写シートに
ついて述べると、第２図に示すように、ポリエステルフ
ィルムをベースフィルム（１）上に、ポリビニルアルコ
ールの水溶液をグラビアコーターにより５ｐｍ厚に塗布
し、６０’Ｃで１０分間乾燥させ、ＰＶＡ層（２）を設
ける。このＰＶＡ層（２）は、転写された状態では、黒
色インキ層（３）の上に載置された形となり、露光時の
酸素遮断膜となる。このＰＶＡ　Ｊｉ　（２）の上に黒
色顔料と感光性樹脂からなる黒色フォトレジスト液をグ
ラビアコートし、８０℃で３分間乾燥して黒色インキ層
（３）とする、こうして転写箔が完成する。

第１図（。（２）に示すように、露光用マスク（７）を
介して色パタン（４）の境界部に相当するところを部分
露光する。露光強度は３０＋ｗＪ／ｃｊであった。水を
用いてＰＶＡ層（２）を溶解し、次いで炭酸ナトリウム
５％水溶液を用い、黒色インキＪｉ　（３）を現像処理
してパターン化した。さらに２００℃で１時間乾燥する
ことにより、充分な強度を有するブランクマトリクスを
得た。（第１図（ｄ）参照）なお、黒色インキ層（３）
に用いた光硬化性の黒色フォトレジストは、フジハント
社製のアクリル樹脂系フォトレジスト、商品名「カラー
モザイク」を用いた。このフォトレジストに件、黒色顔
料のカーボンブラック２７重量％含まれている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｂ）は、本発明のカラーフィルターの
製造方法の一例を工程順に示す説明図であり、第２図は
本発明のカラーフィルターの製造に用いる転写シートの
一例を示す説明図である。（１）・・・ベースシート　　　（２）・・・ＰＶＡ層
（３）・・・黒色インキ層　　　（４）・・・色パタン
（５）・・・透明基板　　　　　（６）・・・中間層（
７）・・・マスク第１図（ａン第１口出特　　許　　出　　願　　人凸版印刷株式会社代表者　鈴木和夫第１図（。（２）第１図ｔｄ＞第２図手続補正書（方式）％式％事件の表示／昭和６３年特許願第３２１５１２号２゜発明の名称カラーフィルター３゜補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液晶表示装置用カラーフィルターであって、透明
基板上に印刷方式により設けられた色パタンと、該色パ
タンの境界部上方にフォトリソグラフィー方式によりパ
タン化された黒インキ層のブラックマトリクスパタンと
からなることを特徴とするカラーフィルター。
（２）黒インキ層のブラックマトクリスパタンが、黒色
顔料分散の光硬化層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ー。
（３）黒インキ層のブラックマトクリスパタンが、色パ
タン形成後に設けられることを特徴とする請求項（１）
記載のカラーフィルター。
（４）黒インキ層が転写方式又はフレキソ印刷法により
設けられることを特徴とする請求項（１）記載のカラー
フィルター。
（５）色パタンと黒インキ層のブラックマトリクスパタ
ンの間に、黒インキ層と同様な溶解性を有する中間層が
存在することを特徴とする請求項（１）記載のカラーフ
ィルター。
（６）色パタンが高分子樹脂のバインダーと透明性顔料
を主成分とすることを特徴とする請求項（１）記載のカ
ラーフィルター。
（７）色パタンがスクリーン印刷又はオフセット印刷方
式によって設けられることを特徴とする請求項（１）記
載のカラーフィルター。