JPH07120610A - Manufacture of color filter - Google Patents
Manufacture of color filterInfo
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- JPH07120610A JPH07120610A JP26369893A JP26369893A JPH07120610A JP H07120610 A JPH07120610 A JP H07120610A JP 26369893 A JP26369893 A JP 26369893A JP 26369893 A JP26369893 A JP 26369893A JP H07120610 A JPH07120610 A JP H07120610A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶カラーディスプレ
ー等に使用するカラーフィルターの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used for a liquid crystal color display or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶用カラーフィルターは、ガラス等の
透明基板上に赤色、緑色及び青色のドット状画像をそれ
ぞれマトリックス状に配置し、それぞれの境界をブラッ
クマトリックスで区分した構造である。カラーフィルタ
ーの製造方法としては、染色法、印刷法、着色感光性樹
脂の塗布、露光、現像の繰り返しによる着色レジスト
法、予め着色した感光性樹脂液を仮支持体上に塗布する
ことにより着色層を形成し、順次直接、透明基板上にこ
の感光性着色樹脂層を転写し、露光、現像を繰り返す方
法（ラミネート法）等が知られている。2. Description of the Related Art A liquid crystal color filter has a structure in which red, green and blue dot-shaped images are arranged in a matrix on a transparent substrate such as glass and the boundaries thereof are divided by a black matrix. The method for producing a color filter includes a dyeing method, a printing method, a colored resist method by repeating application of a colored photosensitive resin, exposure, and development, and a colored layer formed by applying a pre-colored photosensitive resin liquid onto a temporary support. There is known a method (lamination method) in which the photosensitive colored resin layer is sequentially transferred directly onto the transparent substrate, and the exposure and development are repeated.
【０００３】また、ブラックマトリックスを形成する方
法としては金属薄膜を用いる方法や黒色感光性樹脂を用
いる方法等が知られている。As a method for forming a black matrix, a method using a metal thin film and a method using a black photosensitive resin are known.
【０００４】金属薄膜を用いる場合は、赤色、緑色、青
色の各色画素形成に先立って、透明基板上にスパッタリ
ング等の手段によってＣｒ等の金属薄膜を設け、その後
フォトリソ工程によりパターニングを行うが、この方法
は高価な真空成膜設備やレジスト塗布設備、フォトリソ
設備、更にエッチング設備も必要とするため製造コスト
が極めて高くなるという欠点、また、ディスプレーにし
た時に、金属膜特有の反射のため見にくいという欠点を
有する。When a metal thin film is used, a metal thin film of Cr or the like is provided on a transparent substrate by means of sputtering or the like prior to the formation of red, green, and blue color pixels, and then patterning is performed by a photolithography process. The method requires expensive vacuum film forming equipment, resist coating equipment, photolithography equipment, and etching equipment, resulting in extremely high manufacturing costs, and it is difficult to see because of the reflection peculiar to the metal film when it is displayed. Have.
【０００５】一方黒色感光性樹脂を用いる方法は、赤
色、緑色、青色の各色画素形成後、その上に黒色感光性
樹脂層を設け、マスク露光、現像のフォトリソ工程によ
り形成する。黒色感光性樹脂層を設ける方法としては、
スピンコート法、ロールコート法、及び前述したラミネ
ート法等が適宜使用できる。この方法は、金属薄膜を用
いる方法に比べ、コスト的にも、また低反射率であると
いう点でも有利である。On the other hand, in the method using the black photosensitive resin, after the pixels of each color of red, green and blue are formed, a black photosensitive resin layer is provided thereon, and a photolithography process of mask exposure and development is used. As a method of providing the black photosensitive resin layer,
The spin coating method, the roll coating method, the laminating method described above, and the like can be appropriately used. This method is advantageous in cost and low reflectance as compared with the method using a metal thin film.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒色感
光性樹脂層側からのマスク露光、現像によりブラックマ
トリックスを形成する場合、図１（ａ）に示すように、
既形成画素の存在によって黒色感光性樹脂５の膜厚が段
階的に厚くなる部分６が生じ、更に各画素の位置ずれに
よる光漏れを防止する目的で各画素と黒色樹脂とを一部
重ねるため（図１（ｂ））、図１（ｃ）に示すようにカ
ラーフィルター表面に大きな突起９を形成してしまうと
いう問題がある。カラーフィルター表面に大きな段差が
あると、その上に形成される透明電極の断線や液晶の配
向乱れの原因になるため、研磨により突起を削り取った
り、平滑化層を設ける等の手段が用いられるが、コスト
アップや歩留り低下につながったりするため好ましくな
い。However, when a black matrix is formed by mask exposure and development from the black photosensitive resin layer side, as shown in FIG. 1 (a),
Due to the presence of the pre-formed pixels, a portion 6 where the film thickness of the black photosensitive resin 5 is gradually increased, and each pixel and the black resin are partially overlapped with each other for the purpose of preventing light leakage due to displacement of each pixel. (FIG. 1 (b)) and as shown in FIG. 1 (c), there is a problem that large projections 9 are formed on the color filter surface. If there is a large step on the color filter surface, it may cause a disconnection of the transparent electrode formed on the color filter or an alignment disorder of the liquid crystal. Therefore, a means such as scraping off the protrusion by polishing or providing a smoothing layer is used. However, it is not preferable because it leads to an increase in cost and a decrease in yield.
【０００７】一方、着色画素に光吸収剤を添加する等の
方法により光吸収性を付与し、黒色感光性樹脂層形成面
の反対側からのフォトマスクを介さない露光によりブラ
ックマトリックスを形成する、いわゆるセルフアライメ
ント方式も提案されている。しかし、セルフアライメン
ト方式の場合、黒色感光性樹脂層の濃度を高くした時、
黒色感光性樹脂層自体の遮光性により、樹脂表面まで硬
化させることが困難になるため、現像により表面側から
樹脂が溶出し、結果として光学濃度の低いブラックマト
リックスしか形成出来ないという問題がある。On the other hand, a light absorbing property is imparted to a colored pixel by a method such as adding a light absorbing agent, and a black matrix is formed by exposure from the side opposite to the black photosensitive resin layer forming surface without passing through a photomask, A so-called self-alignment method has also been proposed. However, in the case of the self-alignment method, when the concentration of the black photosensitive resin layer is increased,
Due to the light-shielding property of the black photosensitive resin layer itself, it is difficult to cure the resin surface as well, so that the resin is eluted from the surface side by development, resulting in the problem that only a black matrix having a low optical density can be formed.
【０００８】本発明の目的は、黒色感光性樹脂を用い
て、光学濃度が高く、表面凹凸の小さなブラックマトリ
ックスを有するカラーフィルターを製造する方法を提供
することにある。An object of the present invention is to provide a method for producing a color filter having a black matrix having a high optical density and small surface irregularities by using a black photosensitive resin.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、透明基
板上に複数色の着色画素パターンを形成し、その後、該
着色画素パターン以外の部分に黒色の遮光性膜を設けて
なるカラーフィルターの製造方法において、該着色画素
パターンを覆って該透明基板全面に黒色感光性樹脂層を
設ける工程、該黒色感光性樹脂層側からフォトマスクを
介して各着色画素の間隔よりも狭い幅で露光する工程、
該透明基板を通して全面露光する工程、該黒色感光性樹
脂層を現像してブラックマトリックスを形成する工程、
を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法に
より達成された。An object of the present invention is to provide a color filter in which a colored pixel pattern of a plurality of colors is formed on a transparent substrate, and then a black light-shielding film is provided on a portion other than the colored pixel pattern. In the manufacturing method of, a step of providing a black photosensitive resin layer on the entire surface of the transparent substrate so as to cover the colored pixel pattern, and exposing from the black photosensitive resin layer side through a photomask with a width narrower than an interval of each colored pixel. Process,
Exposing the entire surface through the transparent substrate, developing the black photosensitive resin layer to form a black matrix,
It was achieved by the manufacturing method of the color filter characterized by including.
【００１０】更に、該着色画素に該黒色感光性樹脂の感
光波長域に対する光吸収性が良好な化合物を含有させ、
好ましくは、該黒色感光性樹脂層の感光波長域における
該着色画素の光透過率が２％以下とする方法により、或
いは、該透明基板を通して、該黒色感光性樹脂層の感光
波長域にあって、該着色画素の光透過率が２％以下であ
る波長を有する光を照射する方法により、光学濃度が高
いブラックマトリックスを形成せしめることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。Further, the colored pixel is made to contain a compound having a good light absorbing property for the photosensitive wavelength region of the black photosensitive resin,
Preferably, the light transmittance of the colored pixel in the photosensitive wavelength region of the black photosensitive resin layer is 2% or less, or in the photosensitive wavelength region of the black photosensitive resin layer through the transparent substrate. A black matrix having a high optical density can be formed by a method of irradiating with light having a wavelength in which the light transmittance of the colored pixel is 2% or less.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【００１１】先ず、透明基板上に赤色、緑色、青色等
の、目的に合わせた着色画素を形成する。透明基板上に
赤色、緑色、青色等の着色画素を形成する方法として
は、前述した染色法、印刷法、または着色感光性樹脂液
をスピンコーター等で塗布後、フォトリソ工程でパター
ニングする着色レジスト法、さらにはラミネート法等が
適宜利用できる。First, colored pixels, such as red, green, and blue, are formed on a transparent substrate according to the purpose. As a method of forming colored pixels of red, green, blue, etc. on a transparent substrate, a dyeing method described above, a printing method, or a colored resist method of applying a colored photosensitive resin liquid by a spin coater or the like and then patterning it in a photolithography process Furthermore, a laminating method or the like can be appropriately used.
【００１２】黒色感光性樹脂を用いてブラックマトリク
スを形成する場合は、上記着色画素を形成した後にする
のが好ましい。最初にブラックマトリクスを形成する
と、光学濃度の高い黒色感光性樹脂では、樹脂表面しか
硬化しないため、次いで行われる現像処理、特に着色画
素を形成するため繰り返し行う現像処理により未硬化の
樹脂が溶け出し（サイドエッチと称する）、極端な場合
には形成されたマトリクスが剥がれてしまうこともある
からである。When the black matrix is formed by using the black photosensitive resin, it is preferable to form it after forming the colored pixels. When the black matrix is first formed, the black photosensitive resin with high optical density cures only the resin surface, so the uncured resin is melted out by the subsequent development process, especially the repeated development process for forming colored pixels. This is because the formed matrix may peel off (called side etching) in an extreme case.
【００１３】これに対し、ブラックマトリクスを最後に
形成すれば、ブラックマトリクスの周囲は着色画素で囲
まれていて、断面からは現像液が浸透しにくいため、サ
イドエッチが起こりにくく、光学濃度の高いブラックマ
トリクスを形成できるという大きな利点がある。On the other hand, when the black matrix is formed last, the periphery of the black matrix is surrounded by the colored pixels, and since the developer does not easily penetrate from the cross section, side etching hardly occurs and the optical density is high. There is a great advantage that a black matrix can be formed.
【００１４】更に、着色画素形成用の着色層の形成をラ
ミネート法で行う場合は、先にブラックマトリクスを形
成すると、着色画素が形成されるべき場所がブラックマ
トリクスでほぼ格子状に閉じられているため、ラミネー
ト時に気泡を巻き込み易いという問題がある。Further, when the colored layer for forming the colored pixels is formed by the laminating method, if the black matrix is formed first, the positions where the colored pixels are to be formed are closed by the black matrix in a substantially lattice pattern. Therefore, there is a problem in that bubbles are likely to be caught during lamination.
【００１５】黒色感光性樹脂の感光波長域に対する着色
画素の光透過率が２％を超える場合は、予め着色画素の
中に光吸収剤等を加え、その透過率を２％以下にするこ
とが好ましい。この際使用する光吸収剤としては公知の
種々の化合物を用いることが出来る。例えば、ベンゾフ
ェノン誘導体（ミヒラーズケトン等）、メロシアニン系
化合物、金属酸化物、ベンゾトリアゾール系化合物、ク
マリン系化合物等を挙げることが出来る。その中でも、
光吸収性が良好で、かつ２００℃以上の熱処理の後でも
２５％以上の光吸収性能を保持するものが好ましく、具
体的には酸化チタン、酸化亜鉛、ベンゾトリアゾール系
化合物、クマリン系化合物が挙げられる。これらの中で
は、クマリン系化合物が耐熱性、光吸収性の両観点から
特に好ましい。尚、上述の２００℃以上の熱処理は、各
画素を形成後、一層硬化させるために行われるものであ
る。When the light transmittance of the colored pixel with respect to the photosensitive wavelength range of the black photosensitive resin exceeds 2%, a light absorber or the like may be added in advance to the colored pixel to reduce the transmittance to 2% or less. preferable. As the light absorber used at this time, various known compounds can be used. Examples thereof include benzophenone derivatives (Michler's ketone, etc.), merocyanine compounds, metal oxides, benzotriazole compounds, coumarin compounds, and the like. Among them,
It is preferable that the material has good light absorption and retains 25% or more of light absorption performance even after heat treatment at 200 ° C. or higher, and specific examples thereof include titanium oxide, zinc oxide, benzotriazole compounds, and coumarin compounds. To be Among these, coumarin compounds are particularly preferable from the viewpoint of both heat resistance and light absorption. The above-mentioned heat treatment at 200 ° C. or more is performed for further hardening after forming each pixel.
【００１６】次に画素パターンを覆って透明基板全面に
黒色感光性樹脂層を設けるが、これも黒色感光性樹脂液
をスピンコーターやロールコーターで塗布する方法、ま
た、予め黒色感光性樹脂液を仮支持体上に塗布すること
により画像形成材料を作成し、画素パターン上にこの黒
色感光性樹脂層を転写する方法等が利用できる。Next, a black photosensitive resin layer is provided on the entire surface of the transparent substrate so as to cover the pixel pattern. This is also a method in which a black photosensitive resin liquid is applied by a spin coater or a roll coater, or the black photosensitive resin liquid is previously applied. It is possible to use a method in which an image forming material is prepared by coating on a temporary support and the black photosensitive resin layer is transferred onto the pixel pattern.
【００１７】次に、フォトマスクを介して黒色感光性樹
脂層側から露光し、着色画素が存在しない遮光部（ブラ
ックマトリックス）の黒色感光性樹脂層を硬化させる。
着色画素は、露光機のアライメント誤差や基板の熱膨張
の影響を受けて多少の位置ずれがあったり、画素自体の
太りや細りがあって、設計寸法通りの間隔や大きさで配
置されてはいないのが普通である。特に大サイズの基板
ではこの傾向が強くなる。したがって、設計画素間隔通
りのフォトマスクで露光した場合、ブラックマトリック
スが画素と重なる部分や、逆に画素との間に隙間が出来
る部分が発生する。重なった部分は突起になり、隙間が
出来た部分は光漏れになるので何れも好ましくない。Next, the black photosensitive resin layer side is exposed through a photomask to cure the black photosensitive resin layer of the light-shielding portion (black matrix) where no colored pixel exists.
Colored pixels may be slightly misaligned due to the alignment error of the exposure machine and the thermal expansion of the substrate, and the pixels themselves may be thick or thin, and should not be arranged at the intervals and sizes as designed. It is normal not to. This tendency becomes stronger especially for large-sized substrates. Therefore, when exposure is performed with a photomask having the designed pixel spacing, a portion where the black matrix overlaps the pixel, or conversely, a portion where a gap is formed between the pixel, occurs. The overlapped portions become protrusions, and the gapped portions cause light leakage, which is not preferable.
【００１８】そこで、本発明では黒色感光性樹脂層側か
らは図２（ｂ）に示すように、各着色画素の間隔よりも
狭い幅で露光をする。どの程度狭くするかは、ブラック
マトリックスの幅、或いはアライメント精度や黒色感光
性樹脂の感度等で決まる。ブラックマトリクスの幅は通
常１０〜５０μｍ程度であり、露光幅の目安としてはブ
ラックマトリクスの幅が１０μｍの場合で５〜８μｍ、
３０μｍの場合で１５〜２８μｍ、５０μｍの場合で３
０〜４８μｍ程度である。つまり、位置ずれが少々あっ
ても、画素とブラックマトリックスが重ならない、最大
幅で露光するということになる。そして、図２（ｃ）に
示すように透明基板を通して全面露光する。この際、後
述する通り、着色画素部の上には黒色感光性樹脂の感度
がある光は実質的に到達しないので、黒色感光性樹脂側
からの露光で硬化しなかった基板近傍の黒色感光性樹脂
（図２（ｂ）１０）と、隙間の部分（図２（ｂ）１１）
だけが硬化される。ブラックマトリクスを形成したくな
い部分（通常、基板上には着色画素も、ブラックマトリ
クスも形成しない部分を作る）がある場合には、金属板
等でできた露光枠（露光部のみ開口を設けた板）を光源
と透明基板間、好ましくは透明基板に密着させて設置す
ればよい。次いで現像処理により未硬化部の黒色感光性
樹脂を除去し、カラーフィルターを完成させる（図２
（ｄ））。Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2 (b), the black photosensitive resin layer side is exposed with a width narrower than the interval between the colored pixels. How narrow it is depends on the width of the black matrix, the alignment accuracy, the sensitivity of the black photosensitive resin, and the like. The width of the black matrix is usually about 10 to 50 μm, and as a guideline for the exposure width, it is 5 to 8 μm when the width of the black matrix is 10 μm.
15-28 μm for 30 μm, 3 for 50 μm
It is about 0 to 48 μm. In other words, even if there is a slight misalignment, the pixels and the black matrix do not overlap and the exposure is performed with the maximum width. Then, as shown in FIG. 2C, the entire surface is exposed through the transparent substrate. At this time, as described later, since the light having the sensitivity of the black photosensitive resin does not substantially reach the colored pixel portion, the black photosensitive resin near the substrate which is not cured by the exposure from the black photosensitive resin side. Resin (Fig. 2 (b) 10) and gap (Fig. 2 (b) 11)
Only is cured. When there is a portion where a black matrix is not desired (usually, a colored pixel and a portion where neither the black matrix is formed are formed on the substrate), an exposure frame made of a metal plate or the like (opening is provided only in the exposure portion) The plate) may be placed between the light source and the transparent substrate, preferably in close contact with the transparent substrate. Then, the black photosensitive resin in the uncured portion is removed by a development process to complete the color filter (see FIG. 2).
(D)).
【００１９】この時、黒色感光性樹脂層の感光波長域に
対する赤色、緑色、青色等の着色画素の光透過率が２％
を超える場合は、着色画素上に光硬化した黒色感光性樹
脂膜が残留して、カラーフィルターとしては使用困難と
なるので、この場合は、前述したように、予め着色画素
中に光吸収剤を加えるか、或いは別の方法として、光学
フィルターを用いて、着色画素の光透過率が２％以下で
あって、黒色感光性樹脂を硬化しうる所望の波長領域の
みを選択的に取り出してもよい。また両者を組み合わせ
てもよい。この方法により、着色画素上に設けられた黒
色感光性樹脂層は、透明基板を通して露光した際に、実
質的に硬化せず、引き続く現像処理により除去すること
が可能になる。At this time, the light transmittance of the colored pixels of red, green, blue, etc. is 2% with respect to the photosensitive wavelength range of the black photosensitive resin layer.
If it exceeds, the photo-cured black photosensitive resin film remains on the colored pixels, which makes it difficult to use as a color filter. In this case, as described above, a light absorber is previously added to the colored pixels. Alternatively, or as an alternative method, an optical filter may be used to selectively extract only a desired wavelength region in which the light transmittance of the colored pixel is 2% or less and the black photosensitive resin can be cured. . Also, both may be combined. By this method, the black photosensitive resin layer provided on the colored pixels is not substantially cured when exposed through the transparent substrate, and can be removed by the subsequent development process.
【００２０】上述の説明では、黒色感光性樹脂層側から
のマスクを介しての露光を先に、透明基板を通しての全
面露光を後としたが、順序は逆としても良い。以下、本
発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。In the above description, the exposure from the black photosensitive resin layer side through the mask is first and the entire surface exposure through the transparent substrate is second, but the order may be reversed. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
【００２１】[0021]
実施例１ 赤色、緑色、青色の各色画素形成及び、黒色樹脂による
ブラックマトリックス形成は、種々の方法が利用できる
が、本実施例ではラミネート法による形成を例に挙げて
具体的に説明する。先ず、ラミネート用画像形成材料を
以下のようにして用意した。厚さ７５μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム支持体上に下記の処方Ａから
なる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱
可塑性樹脂層を設けた。この層は、複数色の画素を順次
ラミネートにより形成する際、既形成画素の存在に起因
する気泡の混入を防止する機能を有する。Example 1 Various methods can be used for forming pixels of each color of red, green, and blue and forming a black matrix with a black resin. In this example, formation by a laminating method will be specifically described as an example. First, an image forming material for laminating was prepared as follows. On a polyethylene terephthalate film support having a thickness of 75 μm, a coating solution having the following formulation A was applied and dried to provide a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 20 μm. This layer has a function of preventing air bubbles from entering due to the presence of pre-formed pixels when pixels of a plurality of colors are sequentially laminated.
【００２２】 熱可塑性樹脂層処方Ａ： ・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリ レート／メタクリル酸共重合体〔共重合組成比（モル比） ＝５５／１１．７／４．５／２８．８、重量平均分子量＝８００００〕 ４．５重量部 ・スチレン／アクリル酸共重合体〔共重合組成比（重量比） ＝７／３、重量平均分子量＝８０００〕 １０．５重量部 ・ＢＰＥ−５００（新中村化学社製） ７重量部 ・Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ社製界面活性剤） ０．２６重量部 ・メチルエチルケトン １８．６重量部 ・メタノール ３０．６重量部 ・１−メトキシ−２−プロパノール ９．３重量部Thermoplastic resin layer formulation A: -Methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer [copolymerization composition ratio (molar ratio) = 55 / 11.7 / 4.5 / 28. 8, weight average molecular weight = 80000] 4.5 parts by weight Styrene / acrylic acid copolymer [copolymerization composition ratio (weight ratio) = 7/3, weight average molecular weight = 8000] 10.5 parts by weight BPE-500 (Manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 7 parts by weight F177P (Surfactant manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) 0.26 parts by weight Methyl ethyl ketone 18.6 parts by weight Methanol 30.6 parts by weight 1-Methoxy-2-propanol 9 .3 parts by weight
【００２３】次に上記熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂか
らなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が１．６μｍ
の中間層を設けた。この層は、次にこの層上に形成する
着色感光性樹脂層と先に形成した熱可塑性樹脂層が混じ
り合わないようにするためのバリアー層として働くもの
である。Next, a coating solution having the following formulation B is applied onto the thermoplastic resin layer and dried to give a dry film thickness of 1.6 μm.
Was provided. This layer functions as a barrier layer for preventing the colored photosensitive resin layer formed on this layer and the thermoplastic resin layer formed previously from being mixed with each other.
【００２４】 中間層処方Ｂ： ・ポリビニルアルコール（クラレ社製ＰＶＡ２０５） １３重量部 ・ポリビニルピロリドン（五協産業社製ＰＶＰ−Ｋ３０） ６重量部 ・メタノール １７３重量部 ・水 ２１１．４重量部Intermediate layer formulation B: • Polyvinyl alcohol (PVA205 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 13 parts by weight • Polyvinylpyrrolidone (PVP-K30 manufactured by Gokyo Sangyo Co., Ltd.) 6 parts by weight • Methanol 173 parts by weight • Water 211.4 parts by weight
【００２５】上記中間層上に、それぞれ表１の処方を有
する、赤色（Ｒ層用）、緑色（Ｇ層用）、青色（Ｂ層
用）及び黒色（ブラックマトリックス用）の４色の感光
性溶液を塗布乾燥させ、乾燥膜厚が２μｍの着色感光性
樹脂層を形成した。但し、赤色着色層のｉ線（３６５ｎ
ｍ）透過率が２％以下となるように、７−（（４−クロ
ロ−６−（ジエチルアミノ）−ｓ−トリアジン−２−イ
ル）アミノ）−３−フェニルクマリンを対固形分で１０
％添加した。さらに上記感光性樹脂層の上にポリプロピ
レン（厚さ１２μｍ）の被覆シートを圧着し、赤色、緑
色、青色及び黒色の画像形成材料を作成した。On the above-mentioned intermediate layer, four colors of photosensitivity of red (for the R layer), green (for the G layer), blue (for the B layer) and black (for the black matrix) having the formulations shown in Table 1 are used. The solution was applied and dried to form a colored photosensitive resin layer having a dry film thickness of 2 μm. However, i-line (365n
m) 7-((4-chloro-6- (diethylamino) -s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin at 10% solids, so that the transmittance is 2% or less.
% Added. Further, a polypropylene (12 μm thick) covering sheet was pressure-bonded onto the photosensitive resin layer to prepare red, green, blue and black image forming materials.
【００２６】また、表１に示す黒（黒色感光性樹脂層）
の感光波長は３５０ｎｍ〜４２０ｎｍであり、光源に超
高圧水銀灯を用いた場合の主感光波長は３６５ｎｍ（ｉ
線）と４０５ｎｍ（ｈ線）である。Black (black photosensitive resin layer) shown in Table 1
Has a wavelength of 350 nm to 420 nm, and the main wavelength of light when an ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source is 365 nm (i
Line) and 405 nm (h line).
【００２７】 表１：着色感光層用塗布液の組成 赤 緑 青 黒 （ｇ） （ｇ） （ｇ） （ｇ） ──────────────────────────────────── ベンジルメタクリレート／ メタクリル酸共重合体 25.7 33.5 39.9 40.6 （モル比＝72/28,分子量＝30000） ──────────────────────────────────── ジペンタエリスリトールヘキサアクリ 27.0 25.2 31.9 30.5 レート（日本化薬製 ＤＰＨＡ） ──────────────────────────────────── Ｆ１７７Ｐ（大日本インキ製 フッ素 0.17 0.19 0.19 0.30 系界面活性剤） ──────────────────────────────────── ２，４−ビス（トリクロロメチル）− ６−〔４−（Ｎ，Ｎ−ジエトキシカル 1.31 0 1.52 1.47 ボニルメチル）−３−ブロモフェニル〕 −ｓ−トリアジン ──────────────────────────────────── ２−トリクロロメチル−５−（Ｐ−スチ リルスチリル）−１，３，４−オキサ 0 1.20 0 0 ジアゾール ──────────────────────────────────── フェノチアジン 0.022 0.020 0.026 0.015 ──────────────────────────────────── クロモフタルレッドＡ２Ｂ 27.0 0 0 0 ──────────────────────────────────── パリオトールイエローＬＹ−１８２０ 9.3 7.98 0 0 ──────────────────────────────────── モナストラルグリーン６Ｙ 0 31.92 0 0 ──────────────────────────────────── ヘリオーゲンブルーＬ６７００Ｆ 0 0 25.6 0 ──────────────────────────────────── リオノーゲンバイオレットＶＲＬ 0 0 0.8 0 ──────────────────────────────────── カーボンブラック 0 0 0 27.1 ──────────────────────────────────── メトキシプロピレングリコール 310 310 310 310 ──────────────────────────────────── メチルエチルケトン 460 460 460 460 ────────────────────────────────────Table 1: Composition of coating liquid for colored photosensitive layer Red Green Blue Black (g) (g) (g) (g) ───────────────────── ──────────────── Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer 25.7 33.5 39.9 40.6 (molar ratio = 72/28, molecular weight = 30000) ────────── ────────────────────────── Dipentaerythritol hexaacry 27.0 25.2 31.9 30.5 Rate (DPHA manufactured by Nippon Kayaku) ─────── ───────────────────────────── F177P (Fluorine 0.17 0.19 0.19 0.30 surfactant made by Dainippon Ink & Chemicals Co., Ltd.) ───── ─────────────────────────────── 2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N -Diethoxycar 1 .31 0 1.52 1.47 Bonylmethyl) -3-bromophenyl] -s-triazine ────────────────────────────────── ─── 2-trichloromethyl-5- (P-styrylstyryl) -1,3,4-oxa 0 1.20 0 0 diazole ───────────────────── ─────────────── Phenothiazine 0.022 0.020 0.026 0.015 ────────────────────────────── ────── Chromophthal red A2B 27.0 0 0 0 ───────────────────────────────────── Pariotor Yellow LY-1820 9.3 7.98 0 0 ──────────────────────────────────── Monastral Green 6Y 0 31.92 0 0 ───── ────────────────────────────── Heliogen Blue L6700F 0 0 25.6 0 ─────────── ─────────────────────────Rionogen Violet VRL 0 0 0.8 0 ───────────────── ─────────────────── Carbon black 0 0 0 27.1 ────────────────────────── ─────────── Methoxypropylene glycol 310 310 310 310 ──────────────────────────────── ──── Methyl ethyl ketone 460 460 460 460 ─────────────────────────────────────
【００２８】この画像形成材料を用いて、以下の方法で
カラーフィルターを作成した。先ず、洗浄した厚さ１．
１ｍｍ、４００ｍｍ×３００ｍｍの透明ガラス基板（コ
ーニング社製＃７０５９）を用意した。次に、Ｒ画像形
成材料の被覆シートを剥離し、感光性樹脂層面を透明ガ
ラス基板にラミネーター（ソマール社製オートカットラ
ミネーターＡＳＬ−２４）を用いて加圧（１０kg／c
m）、加熱して貼り合わせ、続いて支持体と熱可塑性樹
脂層との界面で剥離し、支持体を除去した。次に所定の
フォトマスクを介して露光、現像後、コンベクションオ
ーブンでベークし、透明ガラス基板上にＲ画素パターン
を形成した。続いて、Ｒ画素パターンが形成されたガラ
ス基板上にＧ画像形成材料を上記と同様にして貼り合わ
せ、支持体剥離、露光、現像、ベークを行い、緑色画素
パターンを形成した。Using this image forming material, a color filter was prepared by the following method. First, washed thickness 1.
A 1 mm, 400 mm × 300 mm transparent glass substrate (# 7059 manufactured by Corning Incorporated) was prepared. Next, the covering sheet of the R image forming material was peeled off, and the photosensitive resin layer surface was pressed (10 kg / c) on the transparent glass substrate using a laminator (Auto Cut Laminator ASL-24 manufactured by Somar).
m), heating and pasting, followed by peeling at the interface between the support and the thermoplastic resin layer to remove the support. Next, after exposure through a predetermined photomask and development, baking was performed in a convection oven to form an R pixel pattern on the transparent glass substrate. Subsequently, the G image forming material was laminated on the glass substrate on which the R pixel pattern was formed in the same manner as above, and the support was peeled off, exposed, developed and baked to form a green pixel pattern.
【００２９】同様な工程をＢでも繰り返した。ここで、
Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の間隔はほぼ２０μｍであった。得ら
れた、各着色画素のｉ線及びｈ線の透過率は表２の通り
であった。The same process was repeated for B. here,
The distance between the R, G, and B pixels was approximately 20 μm. Table 2 shows the obtained i-line and h-line transmittances of each colored pixel.
【００３０】 [0030]
【００３１】次に、黒色画像形成材料の被覆シートを剥
離し、感光性樹脂層面を着色画素パターン面にラミネー
ター（ソマール社製オートカットラミネーターＡＳＬ−
２４）を用いて加圧（１０kg／cm）、加熱して貼り合わ
せ、続いて支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、
支持体を除去した。Next, the cover sheet of the black image-forming material is peeled off, and the photosensitive resin layer surface is used as a colored pixel pattern surface to form a laminator (Auto Cut Laminator ASL-manufactured by Somar Corporation).
24) using pressure (10 kg / cm), heating to bond them together, and then peeling at the interface between the support and the thermoplastic resin layer,
The support was removed.
【００３２】次に、黒色感光性樹脂層側から各着色画素
の間隔よりも１０μｍ（片側５μｍ）狭い幅の透光部を
有するフォトマスクを介して、１００ｍｊ／ｃｍ2 （ｈ
線測定）露光した。次に、透明ガラス基板を通して、超
高圧水銀灯を用いて全面露光を行ったが、この場合、表
２に示したように、Ｂ画素のｈ線の透過率が２％を超え
ているので、光源とガラス基板の間に、東芝ガラスフィ
ルター（ＵＶＤ３６ｃ）を設置した。露光量は６０ｍｊ
／ｃｍ2（ｉ線測定）とした。その後、現像して非硬化
部を除去し、両面から１０００ｍｊ／ｃｍ2 （ｉ線）の
ポスト露光を実施した後、ポストベークし、Ｒ、Ｇ、Ｂ
各画素の間隙にブラックマトリックスが形成されたカラ
ーフィルターを完成させた。出来上がったカラーフィル
ターは、ＲＧＢ画素とブラックマトリックスとの重なり
も隙間もなく、表面凹凸を表面粗さ計（東京精密社製
サーフコム１５０６Ａ）で測定したところ０．２μｍ以
下と、平滑性に優れ、さらに、ＲＧＢ画素上には、実質
的に黒色感光性樹脂の残留は無かった。また、ブラック
マトリックス部の光学濃度は３．０であり、遮光膜とし
て十分の濃度であった。転写、露光等の条件は表３に示
す通りであった。Next, 100 mj / cm 2 (h) is applied through a photomask having a light-transmitting portion whose width is 10 μm (5 μm on each side) narrower than the distance between each colored pixel from the black photosensitive resin layer side.
Line measurement) Exposed. Next, the whole surface was exposed through a transparent glass substrate using an ultra-high pressure mercury lamp. In this case, as shown in Table 2, since the h-line transmittance of the B pixel exceeds 2%, the light source The Toshiba glass filter (UVD36c) was installed between the glass substrate and the glass substrate. Exposure amount is 60 mj
/ Cm 2 (i-line measurement). After that, development is performed to remove the non-cured portion, post exposure is performed at 1000 mj / cm 2 (i line) from both sides, and post baking is performed to perform R, G, and B.
A color filter in which a black matrix was formed in the spaces between the pixels was completed. The finished color filter has no overlap between RGB pixels and the black matrix and no gaps, and the surface roughness is measured by a surface roughness meter (Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).
When measured with a surfcom 1506A), the smoothness was 0.2 μm or less, which was excellent, and there was substantially no residual black photosensitive resin on the RGB pixels. The optical density of the black matrix portion was 3.0, which was a sufficient density for the light-shielding film. The conditions such as transfer and exposure were as shown in Table 3.
【００３３】 表３：転写・露光・現像等の条件 ───────────────────────────────── 転写 転写 露光 現像１ 現像２ ベーク ベーク 色 温度 速度 (405nm) 温度 時間 ℃ ｍ／分 mj/cm2 秒 秒 ℃ 分 ───────────────────────────────── 赤 １３０ ０．５ ２０ ５０ ７０ ２２０ １０ ───────────────────────────────── 緑 １４０ ０．５ ２０ ５０ ２５ ２２０ １０ ───────────────────────────────── 青 １５０ ０．５ ２０ ５０ ４０ ２２０ １０ ───────────────────────────────── 黒 １３０ ０．５ 前述 ５０ ２５ ２２０ ６０ ─────────────────────────────────Table 3: Conditions of transfer, exposure, development, etc. ────────────────────────────────── Transfer Transfer Exposure Development 1 Development 2 Bake Bake Color Temperature Speed (405nm) Temperature Time ℃ m / min mj / cm 2 seconds ℃ min ───────────────────────── ───────── Red 130 0.5 20 50 50 70 220 10 ─────────────────────────────── ── Green 140 0.5 20 50 50 25 220 10 ────────────────────────────────── Blue 150 0.5 20 50 40 220 10 ───────────────────────────────── Black 130 0.5 The aforementioned 50 25 25 220 60 ── ────────────── ────────────────
【００３４】その他の条件、表３の補足説明は次の通
り。 １．現像１は、熱可塑性樹脂層、中間層を溶解除去する
ための現像で、現像液としてトリエタノールアミン１％
水溶液を用い、３３℃でシャワー現像した。 ２．現像２では、着色感光性樹脂層を現像し、現像液と
してカラーモザイク現像液ＣＤ（富士ハントエレクトロ
ニクステクノロジー社製）の１／１０希釈水溶液を用
い、３３℃でシャワー現像した。 ３．ベーク時間は、オーブン中で基板が設定時間（２２
０℃）に達してからの時間を示す。Other conditions and supplementary explanation of Table 3 are as follows. 1. Development 1 is development for dissolving and removing the thermoplastic resin layer and the intermediate layer, and triethanolamine 1% is used as a developing solution.
Shower development was performed at 33 ° C. using an aqueous solution. 2. In Development 2, the colored photosensitive resin layer was developed, and shower development was performed at 33 ° C. using a 1/10 diluted aqueous solution of Color Mosaic Developer CD (manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd.) as a developer. 3. The baking time is the time (22
(0 ° C.) indicates the time after reaching 0 ° C.
【００３５】比較例１ 透明基板を通しての露光時、東芝ガラスフィルター（Ｕ
ＶＤ３６ｃ）を設置しなかった以外は、実施例１と同じ
方法でカラーフィルターを形成した。この場合Ｂの画素
上に黒色感光性樹脂層が残留し、カラーフィルターとし
ての使用は困難であった。Comparative Example 1 During exposure through a transparent substrate, Toshiba glass filter (U
A color filter was formed in the same manner as in Example 1 except that VD36c) was not installed. In this case, the black photosensitive resin layer remained on the B pixel, and it was difficult to use it as a color filter.
【００３６】比較例２ 実施例１の表１に示した組成の、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）の画像形成材料を用いて、透明ガラス基板上に
Ｒ、Ｇ、Ｂ画素パターンを形成した。実施例１との違い
はＲ層中に７−（（４−クロロ−６−（ジエチルアミ
ノ）−ｓ−トリアジン−２−イル）アミノ）−３−フェ
ニルクマリンを含まないことのみである。この場合のｉ
線及びｈ線の透過率は表４のようになった。Comparative Example 2 R (red), G (green), of the composition shown in Table 1 of Example 1,
The B (blue) image forming material was used to form R, G, and B pixel patterns on a transparent glass substrate. The difference from Example 1 is only that the R layer does not contain 7-((4-chloro-6- (diethylamino) -s-triazin-2-yl) amino) -3-phenylcoumarin. I in this case
The transmittances of the line and the h-line are shown in Table 4.
【００３７】 [0037]
【００３８】実施例１と同様に黒色画像形成材料を用い
て、上記画素パターン上に黒色感光性樹脂層を設け、ブ
ラックマトリックスを形成した。この場合、Ｒ層のｉ線
透過率が２％を超えているため、Ｒの画素上に黒色感光
性樹脂層が残留し、カラーフィルターとしての使用は困
難であった。A black image forming material was used in the same manner as in Example 1 to form a black photosensitive resin layer on the pixel pattern to form a black matrix. In this case, since the i-ray transmittance of the R layer exceeded 2%, the black photosensitive resin layer remained on the R pixel, and it was difficult to use it as a color filter.
【００３９】比較例３ 黒色感光性樹脂層側からのマスク露光をしないほかは実
施例１と同じ方法でカラーフィルターを形成した。この
場合、黒色感光性樹脂層の表面まで十分に硬化していな
いため、現像工程で表面が溶出し、膜減りしてしまっ
た。したがって、光学濃度も１．５程度であった。Comparative Example 3 A color filter was formed in the same manner as in Example 1 except that mask exposure was not performed from the black photosensitive resin layer side. In this case, since the surface of the black photosensitive resin layer was not sufficiently cured, the surface was eluted during the developing process and the film was reduced. Therefore, the optical density was about 1.5.
【００４０】比較例４ 透明基板を通しての全面露光をしないほかは実施例１と
同じ方法でカラーフィルターを形成した。この場合、
Ｒ，Ｇ，Ｂの着色画素とブラックマトリックスとに僅か
な間隙が出来て光漏れを生じ、カラーフィルターとして
の使用は困難であった。Comparative Example 4 A color filter was formed in the same manner as in Example 1 except that the entire surface was not exposed through the transparent substrate. in this case,
A slight gap was formed between the R, G, and B colored pixels and the black matrix to cause light leakage, which made it difficult to use as a color filter.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、光学濃度が高く、表面
凹凸が小さなブラックマトリックスを有するカラーフィ
ルターを製造することが可能になる。したがって、本発
明の方法で製造したカラーフィルターを使用することに
より、透明電極の断線も、配向乱れもない液晶ディスプ
レーを得ることが出来る。According to the present invention, it is possible to manufacture a color filter having a black matrix with high optical density and small surface irregularities. Therefore, by using the color filter manufactured by the method of the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display free from disconnection of the transparent electrode and disordered alignment.
【図１】 従来のカラーフィルターの製造方法の一例を
示す工程図である。FIG. 1 is a process drawing showing an example of a conventional color filter manufacturing method.
【図２】 本発明のカラーフィルターの製造方法の一例
を示す工程図である。FIG. 2 is a process drawing showing an example of a method for manufacturing a color filter of the present invention.
【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ 赤色画素 ３ 緑色画素 ４ 青色画素 ５ 黒色感光性樹脂層 ６ 膜厚変化部 ７ 黒色感光性樹脂マスク露光部 ８ フォトマスク ９ 突起 １０ マスク露光で硬化しない基板近傍 １１ マスク露光で硬化しない間隙[Explanation of reference numerals] 1 glass substrate 2 red pixel 3 green pixel 4 blue pixel 5 black photosensitive resin layer 6 film thickness changing portion 7 black photosensitive resin mask exposure portion 8 photomask 9 protrusion 10 substrate vicinity not cured by mask exposure 11 Gap that is not cured by mask exposure
Claims (4)
を形成し、その後、該着色画素パターン以外の部分に黒
色の遮光性膜を設けてなるカラーフィルターの製造方法
において、該画素パターンを覆って該透明基板全面に黒
色感光性樹脂層を設ける工程、該黒色感光性樹脂層側か
らフォトマスクを介して各着色画素の間隔よりも狭い幅
で露光する工程、該透明基板を通して全面露光する工
程、該黒色感光性樹脂層を現像してブラックマトリック
スを形成する工程、を含むことを特徴とするカラーフィ
ルターの製造方法。1. A method of manufacturing a color filter comprising forming a colored pixel pattern of a plurality of colors on a transparent substrate, and then providing a black light-shielding film on a portion other than the colored pixel pattern to cover the pixel pattern. A step of providing a black photosensitive resin layer on the entire surface of the transparent substrate, a step of exposing from the black photosensitive resin layer side through a photomask with a width narrower than the interval of each colored pixel, and a step of exposing the entire surface through the transparent substrate. And a step of developing the black photosensitive resin layer to form a black matrix, the method for producing a color filter.
波長域に対する光吸収性が良好な化合物を含有すること
を特徴とする請求項１に記載のカラーフィルターの製造
方法。2. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the colored pixel contains a compound having a good light absorption property with respect to a photosensitive wavelength region of the black photosensitive resin.
る該着色画素の光透過率が２％以下であることを特徴と
する請求項２に記載のカラーフィルターの製造方法。3. The method for producing a color filter according to claim 2, wherein the light transmittance of the colored pixel in the photosensitive wavelength region of the black photosensitive resin layer is 2% or less.
層の感光波長域にあって、該着色画素の光透過率が２％
以下である波長を有する光を照射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の製造方法。4. The light transmittance of the colored pixel is 2% in the photosensitive wavelength range of the black photosensitive resin layer through the transparent substrate.
The method for producing a color filter according to claim 1, wherein light having the following wavelengths is irradiated.
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| JP26369893A JP3234691B2 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Manufacturing method of color filter |
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