JPH02173602A - Production of color filter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明はカラーフィルターの製造方法に係り、特に透明
基体に複数色、例えば赤、青、緑の３原色（以下、Ｒ，
Ｇ、Ｂと称する）フィルターを設置するにあたって、微
細に分割された各画素に対応するフィルターの各ドツト
間又は列間の各色の接合部での光の漏れと、混色を防止
するためマトリックス、またはストライプ状に設置する
遮蔽材（以下、ブラックマトリックスと称する）を用い
るカラーフィルターの製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a method for manufacturing a color filter, and in particular, a transparent substrate is coated with a plurality of colors, for example, three primary colors of red, blue, and green (hereinafter referred to as R,
When installing filters (referred to as G and B), a matrix or The present invention relates to a method of manufacturing a color filter using a shielding material (hereinafter referred to as a black matrix) arranged in stripes.
本発明のカラーフィルターの製造方法は液晶表示装置に
好適に用いられる。The color filter manufacturing method of the present invention is suitably used for liquid crystal display devices.
（従来の技術と問題点）
カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルターは、
上下電極基体によりＸ−Ｙマトリックスによって構成さ
れる液晶表示８置の各々の画素に対応して形成され、液
晶表示装置がシャッターとして動作するとき、表示装置
後方からの光によって、Ｒ，Ｇ、Ｂに対応したカラー表
示を行うものである。液晶表示装置の電極は、単純マト
リックス型では上下で直交するストライプ状に電極が構
成され、又、トランジスタ、ダイオード等を組み込んだ
アクティブマトリックス型では一方の電極は格子状に他
方はストライプ又は全面の共通電極として形成されてい
る。単純マトリックス型では各゛逝極間に５〜２０ｐｍ
程度の非導電部が有り。(Conventional technology and problems) Color filters used in color liquid crystal display devices are
The upper and lower electrode substrates are formed corresponding to each of the eight pixels of the liquid crystal display constituted by an X-Y matrix, and when the liquid crystal display device operates as a shutter, R, G, B It provides color display corresponding to In the case of a simple matrix type, the electrodes of a liquid crystal display device are configured in the form of vertically intersecting stripes, and in the case of an active matrix type incorporating transistors, diodes, etc., one electrode is configured in a lattice pattern and the other is configured in stripes or a common area on the entire surface. It is formed as an electrode. For simple matrix type, 5 to 20 pm between each pole.
There are some non-conductive parts.
アクティブマトリックス型では各画素間の１０〜５０ｇ
ｍ幅の部分に共通電極（バスバー）が組み込まれている
。何れも表示器として使用する時。10-50g between each pixel for active matrix type
A common electrode (bus bar) is incorporated in the m-wide portion. When using either as a display device.
これらの部分は非動作部になる。しかるに、この部分を
無視してＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルターを形成すると、
後部照明からの光が漏れ色調が著しく損なわれ実用に供
さない、従ってこれらの非動作部は、黒色のマスク（ブ
ラックマトリックス）で隠蔽するのが一般的である。These parts become non-operating parts. However, if we ignore this part and form R, G, and B color filters,
Light from the rear illumination leaks and the color tone is significantly impaired, making it unusable.Therefore, these non-operating parts are generally hidden with a black mask (black matrix).
一方、非動作部の形状１寸法は、上記の動作方式９表示
装置の画面サイズ、用途等によって大きく変わるが、今
、対角１０インチ、６４０Ｘ４００画素のアクティブマ
トリックス型表示装置を考えた時、画素のピッチは縦×
横で約０．１１ｍｍＸ０．３３■■程度であり、およそ
縦横４０ｐｍずつのバスバー及びアクティブ素子エリア
が必要になり、この部分が隠蔽を要するエリアとなる。On the other hand, the shape and dimensions of the non-operating part vary greatly depending on the screen size, application, etc. of the above-mentioned operation method 9 display device, but when considering an active matrix display device with a diagonal of 10 inches and 640 x 400 pixels, the pixel The pitch is vertical x
The width is approximately 0.11 mm x 0.33 mm, and a bus bar and active element area of approximately 40 pm in length and width are required, and this portion becomes an area that requires concealment.
かかるエリアにブラックマトリックスを形成する方法は
以下の方法が公知である。The following method is known as a method for forming a black matrix in such an area.
すなわち、ブラックマトリックスを直接透明基体上に形
成する方法としては、各種の印刷法が有り、−船釣には
スクリーン印刷法、オフセット印刷法等が利用されてき
た。しかしながら、これらの印刷法では１０〜５０ｇｍ
程度の細線パターンを、収串良く形成することは困難で
あり、且つ印刷法ではパターンエツジにズレが生じ遮蔽
性の上から好ましくない。That is, there are various printing methods for directly forming a black matrix on a transparent substrate, and screen printing methods, offset printing methods, etc. have been used for boat fishing. However, with these printing methods, 10-50gm
It is difficult to form such a thin line pattern in a well-coordinated manner, and the printing method causes deviations in the pattern edges, which is not preferable from the viewpoint of shielding properties.
また、透明基体上に各色に相当する樹脂のパターンを一
色毎に形成し、染色する工程を３回鰻り返し、この繰り
返しにより生ずるズレを利用し３色の染料を混合し、ズ
レの部分をブラックマトリックス化する方法が有るが、
この方法を用いた場合は、ホトレジスト等を用いて非染
色部をマスクしながら各色毎に染色することになるため
、染色時に染料がマスクの下から横方向へ浸透し、この
部分の調整が非常に困難となり、表示装置として要求さ
れる前記寸法精度を確保し難く、また色調としても好ま
しくない。In addition, a pattern of resin corresponding to each color is formed on a transparent substrate for each color, and the dyeing process is repeated three times, and the three colors of dye are mixed using the misalignment caused by this repetition to remove the misaligned areas. There is a way to create a black matrix, but
When using this method, each color is dyed while masking the undyed areas using photoresist, etc., so the dye permeates laterally from below the mask during dyeing, making it difficult to adjust these areas. This makes it difficult to maintain the dimensional accuracy required for a display device, and the color tone is also undesirable.
また、透明な樹脂層を紫外線による露光硬化法を用いて
パターン化し、マトリックス形状の樹脂層を形成した後
、染色黒化し更に３色のフィルターを形成する方法が知
られているが、染色工程が増すため、工程が複雑化する
問題点があった。Another method is known in which a transparent resin layer is patterned using an exposure curing method using ultraviolet rays to form a matrix-shaped resin layer, and then dyed black to form three-color filters. As a result, there was a problem that the process became complicated.
（発明の目的）
本発明は、紫外線による露光硬化、エツチング法と黒色
インクの組合せにより、カラーフィルターのブラックマ
トリックス遮蔽部の製造工程の簡略化と、品質の向上を
計るものである。(Objective of the Invention) The present invention aims to simplify the manufacturing process and improve the quality of the black matrix shielding portion of a color filter by combining ultraviolet light exposure curing, etching, and black ink.
（発明の構ＩＪｔ、）
本発明のカラーフィルターの製造方法は、透明基体りに
マトリックス状、またはストライプ状に配置される複数
色のカラーフィルター間に設けられた遮蔽材が、紫外線
硬化型黒色インクによって形成されていることを特徴と
する。(Structure of the Invention IJt) In the method for manufacturing a color filter of the present invention, the shielding material provided between the color filters of a plurality of colors arranged in a matrix or stripe shape on a transparent substrate is a UV-curable black ink. It is characterized by being formed by.
また１本発明のカラーフィルターの製造方法は、紫外線
硬化型黒色インクの硬化にあたって、上下に各々が整合
した一対のマスク体を設置し、と下より紫外線を照射し
露光硬化することを特徴とする。In addition, the method for producing a color filter of the present invention is characterized in that, in curing the ultraviolet curable black ink, a pair of mask bodies that are aligned above and below are installed, and ultraviolet rays are irradiated from below for exposure and curing. .
以下、本発明のカラーフィルターの製造方法の実施態様
について説明する。Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing a color filter of the present invention will be described.
まず、ガラス、プラスチック等の透明基体又は透明導電
基体の何れか−・方に、ブラックマトリックスを形成す
る。なお、、！ｔ！体とブラックマトリックス層の層間
には、相互の付着力を改善する目的で１ｇｍ以下のＲＡ
膜を基板全面に形成させておくことも出来る。First, a black matrix is formed on either a transparent substrate such as glass or plastic or a transparent conductive substrate. In addition,,! T! Between the body and the black matrix layer, RA of 1 gm or less is added for the purpose of improving mutual adhesion.
It is also possible to form the film over the entire surface of the substrate.
良く洗浄された基体上に、紫外線硬化型の黒色インクを
スピンコード法、ロールコート法、又はカーテンフロー
コート法等の方法により、ｌ−１０ｇｍの膜厚で均一に
塗布する。その後、パターンとして残す部分が透光性で
ある１対のマスク板を、上記基体の表裏の所定位鐙に整
合設置し、膜面密着で黒色インク材料の光吸収特性（約
３８０ｎｍ）に合わせた、３６５〜４１７ ｎｍにピー
クを有する紫外線ランプ等を光源として、表裏から２つ
の光源を用いて１〜６０秒間露光し硬化させる。On a well-cleaned substrate, an ultraviolet curable black ink is uniformly applied to a film thickness of 1-10 gm by a method such as a spin code method, a roll coating method, or a curtain flow coating method. After that, a pair of mask plates whose portions to be left as patterns are translucent were aligned and installed in the stirrup at predetermined positions on the front and back sides of the above substrate, and the film surface was closely attached to match the light absorption characteristics (approximately 380 nm) of the black ink material. , using an ultraviolet lamp having a peak at 365 to 417 nm as a light source, and using two light sources from the front and back for curing by exposing for 1 to 60 seconds.
この時１両方からの露光を行うことにより黒色インク内
での光の減衰を補うと共に基体と黒色インクの接合部近
傍でのインクの未硬化、残留を防止し、マスクパターン
の切れを良くし、ハミ出しと、へこみを無くすることが
出来る。但し、表面（黒色インク）側のマスクはソフト
コンタクトでも良い、光重合が行われず未硬化の黒色イ
ンクは、キシレン、セルソルブ等の溶剤で、スプレー法
、シャワー法、又はディビイフグ法等で洗浄除去する。At this time, by performing exposure from both sides, the attenuation of light within the black ink is compensated for, and the ink is prevented from uncured or remaining near the junction between the substrate and the black ink, and the mask pattern is sharply cut. You can eliminate bulges and dents. However, the mask on the surface (black ink) side may be a soft contact; uncured black ink that has not undergone photopolymerization should be cleaned and removed using a solvent such as xylene or cellosolve using a spray method, shower method, or diviifug method. .
なお、本発明において使用される紫外線硬化型黒色イン
クは、従来から通常知られているインクが特に制限なく
利用できる。すなわち、該インクは紫外線硬化型樹脂も
しくはオリゴマ、反応性希訳剤、黒色染顔料及び光反応
開始剤からなり、さらに必要に応じ非反応性希釈剤、添
加剤等を配合したものからなるものである。As the ultraviolet curable black ink used in the present invention, conventionally known inks can be used without any particular limitations. That is, the ink consists of an ultraviolet curable resin or oligomer, a reactive diluent, a black dye and pigment, and a photoreaction initiator, and further contains non-reactive diluents, additives, etc. as necessary. be.
次に、印刷法、電着法等により赤、青、緑の３原色フィ
ルターをブラックマトリックスの所定の位置に付設する
とカラーフィルターが形成される。Next, a color filter is formed by attaching three primary color filters of red, blue, and green to predetermined positions of the black matrix by a printing method, an electrodeposition method, or the like.
（発明の効果）
以上説明した本発明のカラーフィルターの製造方法は、
ブラックマトリックスの作製に紫外線硬化型黒色インク
を用いるために、微細パターン化が容易で品質を向上さ
せることができるとともに、染色工程を省くことができ
るために、工程が簡単で収率良く生産できる０本発明は
例えば、カラー液晶表示装置のカラーフィルターに好適
に用いることができ、解像度の高い表示性の優れた装置
を作製することが可能となる。(Effects of the Invention) The method for manufacturing a color filter of the present invention described above is as follows:
Since UV-curable black ink is used to create the black matrix, fine patterning is easy and quality can be improved, and the dyeing process can be omitted, making the process simple and producing high yields. The present invention can be suitably used, for example, in a color filter of a color liquid crystal display device, and it becomes possible to produce a device with high resolution and excellent display performance.
（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、実施例として、カラー液晶表示装置のカラーフィ
ルターについて取り上げたが、かかる実施例に限定され
るものではない。Although a color filter for a color liquid crystal display device has been taken up as an example, the present invention is not limited to this example.
第１図（Ａ）（Ｂ）はカラー液晶表示装置に使用される
カラーフィルター設置側の電極基板の断面図及び平面図
である。FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view and a plan view of an electrode substrate on the color filter installation side used in a color liquid crystal display device.
両図において、ガラス基板７上には、ＩＴＯ等の透明導
電膜６が配列形成されており、さらに、ガラス基板７と
ブラックマトリックス１との付着力を向上させる酸化珪
素下地膜５が形成される。In both figures, a transparent conductive film 6 such as ITO is formed in an array on a glass substrate 7, and a silicon oxide base film 5 is further formed to improve the adhesion between the glass substrate 7 and the black matrix 1. .
下地膜５上にはマトリクス状にブラックマトリックスｌ
が形成され、ブラックマトリックスｌの間には、Ｒ，Ｇ
、Ｈのカラーフィルター２．３．４がマトリクスの行方
向と列方向とについて、順にＲ，Ｇ、Ｂとなるように配
列される。A black matrix l is formed in a matrix on the base film 5.
is formed, and between the black matrix l, R, G
, H color filters 2.3.4 are arranged in order of R, G, and B in the row and column directions of the matrix.
上記電極基板は次のような製造工程で作製される。The electrode substrate described above is manufactured through the following manufacturing process.
ストライプ状にパターン化された透明電極を有するガラ
ス基板をエトキシシラン溶液ｒ ０ＣＤ−８００００」
（東京応化工業社製）に浸漬し、電極取り出し部を除
いて、ｔｏｏｏ人の厚さに５ｔｏ２膜を形成する０次に
下記配合例１に示す紫外線硬化型黒色インクをスピンコ
ード法により５０００ｒｐｍの回転で塗布し、８０℃で
１時間乾燥し、２ＩＬｍの厚さの均一な黒色感光性膜を
得る。更に第２図に示す構成からなる両面に所定のマス
クを接地した、（株）オーク製作所製両面同時露光ｌｌ
ＨＭＷ−２０１ＡＬ型にＬ記基板をセットし約１０秒間
紫外線を照射しブラックマスク部のみを反応硬化させた
後、基板を８０℃で３０分間ポストベークを行う６次に
キシレン、エチルセルンルブ（２：ｌ）の混合溶液を黒
色膜面にスプレーし未硬化の膜を洗浄除去した後、乾燥
しブラックマトリクスを得た。A glass substrate with transparent electrodes patterned into stripes was coated with ethoxysilane solution 0CD-80000.
(manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to form a 5 to 2 film with a thickness of too much, excluding the electrode extraction part. Next, apply the ultraviolet curable black ink shown in Formulation Example 1 below at 5000 rpm using a spin code method. It is coated by rotation and dried at 80° C. for 1 hour to obtain a uniform black photosensitive film with a thickness of 2 ILm. Further, a double-sided simultaneous exposure ll manufactured by Oak Seisakusho Co., Ltd., having a configuration shown in FIG. 2 and having prescribed masks grounded on both sides.
Set the board L in the HMW-201AL model, irradiate it with ultraviolet rays for about 10 seconds to reaction harden only the black mask part, and then post-bake the board at 80°C for 30 minutes. ) was sprayed onto the black film surface, the uncured film was washed and removed, and then dried to obtain a black matrix.
しかして後、下記配合例２に示す樹脂液を上記マトリッ
クスの空間部を充填するように塗布し、紫外線を照射し
硬化成膜後、Ｒ，Ｇ、Ｂ各色のパターンに相当するマス
クを用いながら、各色ごとに染色し、カラーフィルター
を備えたマトリックス型液晶表示器の基板を得た。この
ようにして形成されたカラーフィルターはマスクパター
ンの切れが良く鮮明であり、隣接するドツトとの間でも
混色は認められず、色純度の高い良好なフィルターを得
ることができた。After that, the resin liquid shown in Formulation Example 2 below is applied so as to fill the spaces in the matrix, and after being cured and formed into a film by irradiating it with ultraviolet rays, using a mask corresponding to each color pattern of R, G, and B, , a matrix-type liquid crystal display substrate equipped with a color filter was obtained by dyeing each color. The color filter thus formed had a well-cut and clear mask pattern, and no color mixing was observed between adjacent dots, making it possible to obtain a good filter with high color purity.
（配合例１）
ウレタンアクリレート樹脂：３０．０部トリメチロール
プロパン
トリアクリレート＝ ３．６部
２．２−ジェトキシ
アセトフェノン＝ ２．１部
ジアミノシラン
カップリング剤＝ ０．７部
オレオゾール
ファーストブラックＲＬ： ３．６部キシレン
：２０．０部エチルセルソルブ ：１
０．０部（配合例２）
ビスフェノール・
エポキシ変性アクリレ−）：８３．０部トリメチロール
プロパン
トリアクリレート：ｉｏ、ｏ部
２．２−ジェトキシ
アセトフェノン＝ ４．６部
ジアミノシラン
カップリング剤： ２．４部
なお、第２図（Ａ） （Ｂ）は前記ブラックマトリック
スの形成方法を示す説明図であり、第２図（Ａ）は紫外
線の照射状態を示す説明図、ｐｊＳｚ図（Ｂ）は形成さ
れたブラックマトリックスの断面図を示すものである（
透明導′Ｆｊ、膜６の図示は簡易化のために省略しであ
る）。(Formulation Example 1) Urethane acrylate resin: 30.0 parts Trimethylolpropane triacrylate = 3.6 parts 2.2-jetoxyacetophenone = 2.1 parts Diaminosilane coupling agent = 0.7 parts Oleosole Fast Black RL : 3.6 parts xylene
: 20.0 parts Ethyl cellosolve : 1
0.0 part (formulation example 2) Bisphenol/epoxy modified acrylate): 83.0 parts Trimethylolpropane triacrylate: io, o parts 2.2-jetoxyacetophenone = 4.6 parts Diaminosilane coupling agent: 2 .4 Parts FIGS. 2(A) and 2(B) are explanatory diagrams showing the method of forming the black matrix, FIG. 2(A) is an explanatory diagram showing the state of ultraviolet irradiation, and pjSz diagram (B) is This shows a cross-sectional view of the formed black matrix (
The illustration of the transparent conductor Fj and membrane 6 is omitted for the sake of simplicity).
第２図（Ａ）に示すように、ガラス基板７および下地膜
５には、紫外線硬化型黒色インク膜１ａが塗布され、紫
外線硬化型黒色インクＷｌｔ ａ側にマスク体８および
ガラス基板７側にマスク体９が整合配置される。マスク
体８からは、コリメーションレンズｌＯを通して紫外線
ランプ１２から紫外線Ｌ１が照射され、マスク体９から
は、コリ、メーシ厘ンレンズ１１を通して紫外線ランプ
１３から紫外線Ｌ２が照射される。As shown in FIG. 2(A), an ultraviolet curable black ink film 1a is applied to the glass substrate 7 and the base film 5, and the ultraviolet curable black ink Wlt a is applied to the mask body 8 and the glass substrate 7 side. Mask bodies 9 are aligned and arranged. The mask body 8 is irradiated with ultraviolet light L1 from the ultraviolet lamp 12 through the collimation lens 10, and the mask body 9 is irradiated with ultraviolet light L2 from the ultraviolet lamp 13 through the lens 11.
紫外線Ｌｌ、Ｌ２が照射された領域以外を除去すること
により、第２図（Ｂ）に示すようなブラックマトリック
ス１が形成される。By removing areas other than those irradiated with ultraviolet rays Ll and L2, a black matrix 1 as shown in FIG. 2(B) is formed.
第１図（Ａ） （Ｂ）はカラー液晶表示？ｅＭに使用さ
れるカラーフィルター設置側の電極基板の断面図及び平
面図である。
第２図（Ａ） （Ｂ）はブラックマトリックスの形成方
法を示す説明図である。
ｌニブラックマトリックス、ｌａ：黒色インク膜、２：
赤色フィルター、３：緑色フィルター４：青色フィルタ
ー、５：下地膜、６：透明導電膜、７：ガラス基板、８
．９：マスク体、１０゜１１：コリメションレンズ、１
２，１３：紫外１１ランプ。
第１図
代理人 弁理士 山 下 積 平
第
図
（Ａ）
１日）Are Figure 1 (A) and (B) color LCD displays? FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view of an electrode substrate on the color filter installation side used in eM. FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams showing a method of forming a black matrix. l black matrix, la: black ink film, 2:
Red filter, 3: Green filter, 4: Blue filter, 5: Base film, 6: Transparent conductive film, 7: Glass substrate, 8
．． 9: Mask body, 10° 11: Collimation lens, 1
2, 13: Ultraviolet 11 lamp. Figure 1 Agent Patent Attorney Seki Yamashita Figure (A) 1st)
Claims (2)
状に配置される複数色のカラーフィルター間に設けられ
た遮蔽材が、紫外線硬化型黒色インクによって形成され
ていることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。(1) Manufacture of a color filter characterized in that the shielding material provided between the color filters of multiple colors arranged in a matrix shape or stripe shape on a transparent substrate is formed of ultraviolet curable black ink. Method.
にあたって、上下に各々が整合した一対のマスク体を設
置し、上下より紫外線を照射し露光硬化することを特徴
とするカラーフィルターの製造方法。(2) When curing the ultraviolet curable black ink described in item 1 above, a pair of matching mask bodies are installed above and below, and ultraviolet rays are irradiated from above and below to cure the color filter by exposure. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327958A JPH02173602A (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Production of color filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327958A JPH02173602A (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Production of color filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173602A true JPH02173602A (en) | 1990-07-05 |
Family
ID=18204915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63327958A Pending JPH02173602A (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Production of color filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173602A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6646702B1 (en) | 1999-03-31 | 2003-11-11 | Kyocera Corporation | Liquid crystal display device having a semi-transmissive dielectric film |
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-
1988
- 1988-12-27 JP JP63327958A patent/JPH02173602A/en active Pending
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