JPH08106005A - Production of color filter - Google Patents

Production of color filter

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JPH08106005A
JPH08106005A JP26316294A JP26316294A JPH08106005A JP H08106005 A JPH08106005 A JP H08106005A JP 26316294 A JP26316294 A JP 26316294A JP 26316294 A JP26316294 A JP 26316294A JP H08106005 A JPH08106005 A JP H08106005A
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JP
Japan
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pattern
heating
ink
color
heating step
Prior art date
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Pending
Application number
JP26316294A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Shimamura
正義 島村
Tatsuhiko Murai
達彦 村井
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Kyodo Printing Co Ltd
Original Assignee
Kyodo Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyodo Printing Co Ltd filed Critical Kyodo Printing Co Ltd
Priority to JP26316294A priority Critical patent/JPH08106005A/en
Publication of JPH08106005A publication Critical patent/JPH08106005A/en
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Abstract

PURPOSE: To reduce processes by simplifying a flow process for leveling and a next hardening process and to increase the uniformity of film thickness by decreasing the ruggedness of the surface. CONSTITUTION: This producing method of a color filter is provided with a 1st process for patterning a divided pattern 14 forming an almost closed internal region in a plane on one flat surface of a substrate 10, a 2nd process for forming a color pattern 16 with an ink composed of a mixed solution containing at least a thermoplastic resin solution, a catalyst and a coloring agent for coloring on the part of the internal region 12 surrounded by the divided pattern 14 on one surface of the substrate 10, a 1st heating process for leveling the ink for forming the color pattern 16 by heating to let flow and a 2nd heating process for hardening the ink by heating further after the 1st heating process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、液晶ディスプレイあ
るいは撮像素子などに用いられるカラーフィルタの製造
方法に関し、より詳しくは、基板の平坦な一面に、ブラ
ックストライプやブラックマトリックス等の区画パター
ンをパターニングした後、この区画パターンが囲む内部
領域の部分に、印刷等によって平坦性の高い色パターン
を形成するのに有効に利用することができる技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used in a liquid crystal display, an image pickup device or the like, and more specifically, a flat surface of a substrate is patterned with a partition pattern such as a black stripe or a black matrix. After that, the present invention relates to a technique that can be effectively used for forming a highly flat color pattern by printing or the like in the portion of the internal region surrounded by this partition pattern.

【0002】[0002]

【発明の背景】従来、カラーフィルタの製造方法とし
て、フォトリソグラフィ技術を利用する方法、および印
刷技術を利用する方法が知られている。しかし、それら
には、各々、一長一短がある。前者では、パターンの寸
法精度および色純度が優れている反面、工程数が多く、
しかも材料が高価であるため、コスト高となり、また大
画面化が難しい。後者では、コストおよび大画面化の面
では有利であるものの、パターンの寸法精度、膜厚の均
一性、表面状態の各点に難点があり、画質に不安があ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, as a method of manufacturing a color filter, a method using a photolithography technique and a method using a printing technique are known. However, each of them has advantages and disadvantages. The former has excellent pattern dimensional accuracy and color purity, but has a large number of steps,
Moreover, since the material is expensive, the cost is high and it is difficult to increase the screen size. The latter is advantageous in terms of cost and large screen, but has drawbacks in each of the dimensional accuracy of the pattern, the uniformity of the film thickness, and the surface condition, which makes the image quality uneasy.

【0003】一方、フォトリソグラフィおよび印刷の両
技術を組み合わせることによって、各々の利点を生かす
ようにした方法も知られている。例えば、透明基板上
に、フォトリソグラフィ技術によって、画素領域を区画
するためのブラックストライプあるいはブラックマトリ
ックス等の区画パターンを形成し、この区画パターンが
囲む内部領域、即ち、画素領域の部分に印刷技術によっ
て色パターンを形成するものである。この方法によれ
ば、表面精度および寸法精度に優れた高精度な区画パタ
ーンが得られるため、それに応じて色パターンの寸法精
度も良好なものが得られ、さらに印刷技術のもつ利点で
あるコストおよび大画面化の点でも有利に展開すること
ができる。しかし、その反面、印刷法では良好な表面状
態を得にくいため、表面に凹凸が生じやすく、このた
め、色パターンの膜厚の均一性をより向上させるための
対策が必要であった。
On the other hand, there is also known a method in which the advantages of each of them are utilized by combining the techniques of photolithography and printing. For example, a partition pattern such as a black stripe or a black matrix for partitioning a pixel region is formed on a transparent substrate by a photolithography technique, and an internal region surrounded by the partition pattern, that is, a portion of the pixel region is printed by a printing technique. It forms a color pattern. According to this method, a highly accurate division pattern having excellent surface accuracy and dimensional accuracy can be obtained, and accordingly, dimensional accuracy of the color pattern can be also obtained, and the cost and cost which are advantages of the printing technology can be obtained. It can be advantageously developed in terms of large screen. However, on the other hand, since it is difficult to obtain a good surface condition by the printing method, unevenness is likely to occur on the surface. Therefore, it is necessary to take measures to further improve the uniformity of the color pattern film thickness.

【0004】そこで、近年においては、色パターンの表
面を平坦にして膜厚を均一にするためにレベリングする
技術が開発されている。これは、例えば特開平4ー14
3703号公報に示すように、ブラックストライプある
いはブラックマトリックス等の区画パターンを有する基
板に対し、その区画パターンで囲まれた内部領域にカラ
ーインキを印刷し、このインキの構成材料自体の流動特
性を利用して、領域内において拡散させた後、インキ材
料を硬化させるものである。ここで、流動特性を利用す
るためのカラーインキ材料が、光硬化性材料や紫外線硬
化型のUVインキ等の場合、印刷後に一定時間放置して
自然流動させることによりレベリングするものであり、
また、熱可塑性のインキ材料の場合、積極的に加熱を行
って溶解させて流動させることによりレベリングするも
のである。
Therefore, in recent years, a leveling technique has been developed to flatten the surface of the color pattern and make the film thickness uniform. This is, for example, in JP-A-4-14.
As shown in Japanese Patent No. 3703, a substrate having a partition pattern such as a black stripe or a black matrix is printed with a color ink in an internal region surrounded by the partition pattern, and the flow characteristics of the constituent material of the ink itself are used. Then, after being diffused in the region, the ink material is cured. Here, when the color ink material for utilizing the flow characteristics is a photocurable material or an ultraviolet curable UV ink, the leveling is performed by allowing the color ink material to stand for a certain period of time after printing and allowing it to flow naturally.
Further, in the case of a thermoplastic ink material, the leveling is performed by actively heating, melting and flowing.

【0005】また、別の特開平2ー7001号公報に示
す技術では、基板の平坦な一面に、フォトリソグラフィ
技術によって障壁機能を有する程度に比較的膜厚の厚い
区画パターンを形成し、この区画パターンが囲む内部領
域の部分に、流動性のあるパターン材料によって、その
内部領域の大きさよりも一回り小さい部分パターンを形
成し、そしてこの部分パターンをレベリングすることに
よって、その周縁部を区画パターンの内側面に接するよ
うにするものである。この場合、流動性のあるパターン
材料として、ポリアミド、ポリイミド等の熱硬化性樹脂
材料に着色剤を混入し、さらに表面張力の低い溶剤で希
釈して低粘度の流動性のある溶液としたものを用い、こ
れを自然流動によりレベリングするものである。
According to another technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-7001, a partition pattern having a relatively large film thickness having a barrier function is formed on a flat surface of a substrate by a photolithography technique, and the partition pattern is formed. In the portion of the inner region surrounded by the pattern, a partial pattern slightly smaller than the size of the inner region is formed by the fluid pattern material, and the peripheral portion is leveled by leveling the partial pattern. It is designed to be in contact with the inner surface. In this case, as a fluid pattern material, a colorant is mixed with a thermosetting resin material such as polyamide or polyimide, and further diluted with a solvent having a low surface tension to obtain a fluid solution having a low viscosity. It is used and leveled by natural flow.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、フォトリ
ソグラフィおよび印刷の両技術を組み合わせ、その際に
色パターンの表面を平坦にして膜厚を均一にするために
レベリングする技術に興味をもち、種々検討した。その
結果、次のようなことが分かった。前記した特開平4ー
143703号公報に記載された技術において、UVイ
ンキ等を用いて自然流動させる方法では、印刷直後にお
けるインキ自体の固化前の流動性を利用しての単なる自
然流動によりレベリングさせる方法であるため、レベリ
ングさせるのに時間がかかり、しかもインキの表面張力
が高い場合やインキの粘性が高い場合には十分にレベリ
ングしないという難点がある。なお、溶剤を多く用いて
粘性を低くすることもできるが、溶剤を多量に含ませた
場合、紫外線照射による硬化が充分に行われなくなる場
合があり、また、硬化しても時間がかかる上に、逆に溶
剤の悪影響により、UVインキのもつ優れた特性が損な
われるという問題が生じる。
The present inventor is interested in a technique of combining both techniques of photolithography and printing, in which the leveling is performed to flatten the surface of the color pattern and make the film thickness uniform. , Variously examined. As a result, the following was found. In the technique described in JP-A-4-143703 mentioned above, in the method of causing natural flow using UV ink or the like, leveling is performed by mere natural flow utilizing the fluidity of the ink itself immediately after printing before solidification. Since this is a method, it takes time to perform leveling, and there is a problem in that leveling is not sufficiently performed when the surface tension of the ink is high or the viscosity of the ink is high. Although it is possible to reduce the viscosity by using a large amount of a solvent, when a large amount of the solvent is included, curing by ultraviolet irradiation may not be sufficiently performed, and it takes time even if the curing is performed. Conversely, the adverse effect of the solvent causes a problem that the excellent characteristics of the UV ink are impaired.

【0007】これに対し、熱可塑性インキを用いる方法
では、積極的に加熱し溶解させることにより流動させて
レベリングするので、比較的容易に平坦性の高いパター
ンが得られる利点がある。しかしその反面、加熱により
流動させているので、硬化のための冷却に時間がかか
り、しかもその間、インキが少なくとも半硬化するまで
は製造ラインにおいて基板そのものを動かすことができ
ず、したがって、工程短縮を図るのが難しいという問題
がある。この点の解決手段として、強制冷却する方法も
考えられるが、急激な冷却となるために、色パターン自
体に歪みや微細な亀裂が生じる恐れがあり、好ましくな
い。また、この方法では、製造ラインにおいて加熱工程
から冷却工程へと基板を移動させる必要があるため、加
熱により流動させて得たインキのレベリング状態が、基
板の移動時に変動する問題がある。
On the other hand, the method using a thermoplastic ink has an advantage that a pattern having a high flatness can be obtained relatively easily because the ink is fluidized and leveled by being positively heated and melted. On the other hand, on the other hand, since it is made to flow by heating, it takes time to cool it for curing, and during that time, the substrate itself cannot be moved in the manufacturing line until the ink is at least semi-cured, thus shortening the process. There is a problem that it is difficult to plan. Although a method of forced cooling can be considered as a means for solving this point, it is not preferable because the color pattern itself may be distorted or have fine cracks because of rapid cooling. Further, in this method, since it is necessary to move the substrate from the heating process to the cooling process in the manufacturing line, there is a problem that the leveling state of the ink obtained by flowing by heating changes when the substrate is moved.

【0008】一方、特開平2ー7001号公報に示す技
術では、流動性のあるパターン材料として、着色剤を混
入した熱硬化性樹脂材料を溶剤で希釈して低粘度の溶液
としたものを用いていることから、確かに充分な流動性
が得られるものの、これを熱硬化させるのに、基板その
ものを加熱工程へと移動させなければならず、このた
め、基板移動時において、やはり前記と同様の不具合い
が生じてしまう問題がある。また、特にポリイミド系樹
脂を主成分とするパターン材料の場合、乾燥しにくいの
で、硬化に時間がかかるという難点もある。なお、区画
パターンで囲まれる内部領域に印刷法により色パターン
を形成した場合、色パターンのインキが区画パターンの
内側面へ一度付着しても、区画パターン自体に若干イン
キをはじく性質が見られるため、インキ自体が内部領域
の中央部へ押し戻され、表面中央部が膨らみ、カマボコ
形となるような現象が生じることもあり、この点もパタ
ーンの平坦性を悪くする原因の一つとなっていた。
On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 2-7001, a thermosetting resin material mixed with a colorant is diluted with a solvent to form a low-viscosity solution as a fluid pattern material. Therefore, although it is possible to obtain sufficient fluidity, it is necessary to move the substrate itself to the heating process in order to heat-cure it. There is a problem that the problem of occurs. In addition, especially in the case of a pattern material containing a polyimide resin as a main component, it is difficult to dry, so that it takes a long time to cure. When a color pattern is formed in the inner area surrounded by the partition pattern by a printing method, even if the ink of the color pattern once adheres to the inner surface of the partition pattern, the partition pattern itself has a property of repelling ink slightly. In some cases, the ink itself is pushed back to the center of the inner area, and the center of the surface swells to form a lumpy shape, which is one of the causes of poor pattern flatness.

【0009】[0009]

【発明の目的】この発明は、以上の検討結果を考慮して
なされたものであり、レベリングのための流動工程、お
よびその後の硬化工程を簡便にして工程の短縮を図り、
しかも表面の凹凸を少なくして膜厚の均一性を高めるこ
とができるカラーフィルタの製造方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned examination results, and simplifies the flow process for leveling and the subsequent curing process to shorten the process,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter that can reduce unevenness on the surface and enhance the uniformity of film thickness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明では、基板の平
坦な一面に、平面的にほぼ閉じた内部領域を形成する区
画パターンをパターニングする第1の工程と、前記基板
の一面の、区画パターンが囲む内部領域の部分に、熱可
塑性樹脂溶液、熱硬化触媒、および着色のための着色剤
を少なくとも含む混合液からなるインキを用いて色パタ
ーンを形成する第2の工程と、前記色パターンを形成す
るインキを加熱し、流動化させることによってレベリン
グする第1の加熱工程と、この第1の加熱工程後に、前
記インキをさらに加熱して熱硬化させる第2の加熱工程
とを備える。
According to the present invention, there is provided a first step of patterning a partition pattern for forming a planarly closed internal region on a flat surface of a substrate, and a partition pattern on the one surface of the substrate. A second step of forming a color pattern using an ink composed of a mixed solution containing at least a thermoplastic resin solution, a thermosetting catalyst, and a coloring agent for coloring in a portion of an inner region surrounded by the color pattern; A first heating step of leveling the ink to be formed by heating and fluidizing it is provided, and a second heating step of further heating the ink to heat-cure the ink after the first heating step.

【0011】前記色パターンを形成するインキとして
は、加熱により溶融させて流動させ、さらに加熱するこ
とにより硬化させることができる特性を備えた混合液か
らなるインキが用いられる。例えば、アクリル系の熱可
塑性樹脂溶液に、熱硬化触媒および着色剤を添加し、溶
剤量によりインキとして必要な粘度調整をしたものであ
り、加熱により流動状態にある熱可塑性樹脂が、或る一
定温度以上加熱すると熱硬化触媒が働き、熱硬化する特
性を持つものである。この特性は、いわゆる加熱温度雰
囲気中においてのみ流動し、その後に硬化する特性であ
るから、この特性を利用することにより、インキを流動
させてレベリングする工程および硬化させる工程の両工
程を加熱工程のみによって行うものである。
As the ink for forming the color pattern, there is used an ink composed of a mixed liquid having a characteristic that it can be melted and flowed by heating and can be cured by further heating. For example, a thermosetting catalyst and a colorant are added to an acrylic thermoplastic resin solution, and the viscosity required for the ink is adjusted by the amount of the solvent. When heated above the temperature, the thermosetting catalyst works and has the property of being thermoset. This characteristic is a characteristic that it flows only in a so-called heating temperature atmosphere and then cures. Therefore, by utilizing this characteristic, both the step of flowing and leveling the ink and the step of curing are performed only by the heating step. Is done by.

【0012】ここで、前記第2の加熱工程における加熱
温度は、前記第1の加熱工程における加熱温度よりも高
く設定される。その場合、第1の加熱工程を、第2の加
熱工程で必要な加熱温度雰囲気下、特に、第2の加熱工
程で必要な温度ではあるが、第1の加熱工程に必要な温
度域に近い温度で行うことにより、第1の加熱工程と第
2の加熱工程とを同時に行うようにしても良い。
Here, the heating temperature in the second heating step is set higher than the heating temperature in the first heating step. In that case, the first heating step is performed under an atmosphere of a heating temperature necessary for the second heating step, particularly at a temperature required for the second heating step, but close to a temperature range required for the first heating step. By performing at the temperature, the first heating step and the second heating step may be performed at the same time.

【0013】[0013]

【作用】区画パターンが囲む内部領域の部分に形成され
た色パターンは、第1の加熱工程により流動化すること
によってレベリングする。このレベリングは、インキ材
料の主成分である熱可塑性樹脂が溶融して流動化するこ
とによりレベリングするものであるから、インキ自体の
自然流動に比べて高いレベリング作用が生じ、これによ
り平坦性が向上する。そして、第2の加熱工程により、
熱硬化触媒が働き、インキがレベリングした状態で熱硬
化し、これにより平坦性の高い色パターンが得られる。
レベリングのための第1の加熱工程と、硬化のための第
2の加熱工程は、共に加熱工程であるので、レベリング
から硬化までの工程中に基板自体を移動させることなく
実施可能になる。したがって、加熱により流動させて得
たインキの良好なレベリング状態を維持したまま硬化さ
せることができる。
The color pattern formed in the inner region surrounded by the partition pattern is leveled by being fluidized in the first heating step. This leveling is performed by melting and fluidizing the thermoplastic resin, which is the main component of the ink material, so that a higher leveling action occurs than the natural flow of the ink itself, which improves the flatness. To do. Then, by the second heating step,
The thermosetting catalyst works and the ink is thermoset in the leveled state, whereby a highly flat color pattern is obtained.
Since the first heating step for leveling and the second heating step for curing are both heating steps, they can be performed without moving the substrate itself during the steps from leveling to curing. Therefore, the ink obtained by flowing by heating can be cured while maintaining a good leveling state.

【0014】また、第2の加熱工程での加熱温度が、第
1の加熱工程での加熱温度よりも高い場合、インキの硬
化時間がその分、短くなるが、第1の加熱工程を、第2
の加熱工程で必要な加熱温度雰囲気化で行うことによ
り、一回の加熱工程で、レベリングと硬化の両工程を併
せて行うことができる。そうした場合、レベリングおよ
び硬化のそれぞれに要する時間の何れも短くすることが
可能になる。これらのことから、工程が簡便になって生
産性がよく、しかも表面状態が良好で、より均一な膜厚
の色パターンを有するカラーフィルタが得られる。
When the heating temperature in the second heating step is higher than the heating temperature in the first heating step, the curing time of the ink is shortened accordingly, but the first heating step is Two
By performing the heating step in the heating temperature atmosphere required in step 1, both the leveling step and the curing step can be performed in a single heating step. In such a case, both the time required for leveling and the time required for curing can be shortened. From these, a color filter having a color pattern with a more uniform film thickness, which has a simple process, good productivity, a good surface condition, and the like can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、この発明を適用したカラーフィルタ
の製造方法のプロセスを示すものである。まず、図1A
に示すように、互いに平行かつ平坦な面10a、10b
をもつガラス基板10を用意し、その一面10aに、た
とえばカーボンブラックを混入した黒色ポリイミド樹脂
材料を用いて黒色ポリイミド樹脂層20を形成する。こ
の層20の厚さは、この実施例では、例えば1〜4 m
程度の比較的に厚く、後で述べる障壁機能を生じるよう
な値に設定する。層20の形成には、スピンコート、ロ
ールコートあるいは印刷などの手段が適用できるが、で
きるだけ均一な塗布層を得るため、レベリングを付加す
るのも良い。そして、良く知られたフォトグラフィ技術
によって、層20をパターニングし、図1Bに示すよう
にマトリックス状の区画パターン(遮光パターン)14
を形成する。区画パターン14は平面的にみて閉じてお
り、その内側に、例えば正方形状の内部領域12を形成
している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a process of a color filter manufacturing method to which the invention is applied. First, FIG. 1A
As shown in FIG.
A glass substrate 10 having the above is prepared, and a black polyimide resin layer 20 is formed on one surface 10a of the glass substrate 10 using a black polyimide resin material mixed with carbon black, for example. The layer 20 has a thickness of, for example, 1 to 4 m in this embodiment.
It is set to a value that is relatively thick and causes the barrier function described later. A method such as spin coating, roll coating, or printing can be applied to form the layer 20, but leveling may be added to obtain a coating layer as uniform as possible. Then, the layer 20 is patterned by a well-known photography technique, and as shown in FIG. 1B, a matrix-shaped partition pattern (light-shielding pattern) 14 is formed.
To form. The partition pattern 14 is closed when seen in a plan view, and has a square inner region 12, for example, formed therein.

【0016】なお、パターニング後、この区画パターン
14は熱処理することによって、充分な耐溶剤性を与え
る。また、必要に応じ、この区画パターン14に対し
て、後述の色パターンを形成するインキとの親和性を高
めるための表面処理を施しておく。この親和性を高める
ための表面処理としては、たとえば、コロナ放電による
表面イオン処理として知られるいわゆるコロナ処理、あ
るいはシランカップリング剤による処理などの表面処理
方法を用いることができる。こうして得た区画パターン
14は、フォトリソグラフィ技術によるため、高い寸法
精度をもつ。
After the patterning, the partition pattern 14 is heat-treated to provide sufficient solvent resistance. Further, if necessary, the partition pattern 14 is subjected to a surface treatment for enhancing the affinity with the ink forming the color pattern described later. As the surface treatment for increasing the affinity, for example, a so-called corona treatment known as surface ion treatment by corona discharge, or a surface treatment method such as a treatment with a silane coupling agent can be used. The partition pattern 14 thus obtained has high dimensional accuracy because it is based on the photolithography technique.

【0017】次に、区画パターン14が囲む内部領域1
2の部分に、熱可塑性樹脂、熱硬化触媒、着色剤、およ
び溶剤を含む混合液からなるインキを用いて、たとえば
スクリーン印刷により色パターン16を形成する。この
色パターン16の形成に際しては、印刷のしやすさや、
その後にレベリングさせる点を考慮して、図1Cに示す
ように、内部領域12の部分に、内部領域12よりも小
さな部分パターン16aが形成されるように一定量のイ
ンキを印刷する。この色パターン16を形成するための
部分パターン16aは、赤、緑、青の三原色に対応して
各色ごとに行われる。
Next, the internal region 1 surrounded by the partition pattern 14
The color pattern 16 is formed on the second portion by, for example, screen printing using an ink made of a mixed liquid containing a thermoplastic resin, a thermosetting catalyst, a colorant, and a solvent. When forming the color pattern 16, the ease of printing,
In consideration of the subsequent leveling, as shown in FIG. 1C, a certain amount of ink is printed so that a partial pattern 16a smaller than the internal region 12 is formed in the internal region 12. The partial pattern 16a for forming the color pattern 16 is performed for each color corresponding to the three primary colors of red, green and blue.

【0018】色パターン16のインキ材料としては、加
熱により溶融させて流動させ、さらに加熱することによ
り硬化させることができる特性を備えた混合液からなる
インキが用いられる。例えば、アクリル系の熱可塑性樹
脂溶液に、熱硬化触媒および着色剤を添加し、溶剤量に
よりインキとして必要な粘性調整をしたものであり、加
熱により流動状態にあるものが、或る一定温度以上加熱
すると熱硬化触媒が働き、熱硬化する特性を持つもので
ある。
As the ink material for the color pattern 16, an ink composed of a mixed liquid having a characteristic that it can be melted and flowed by heating and then cured by heating is used. For example, a thermosetting catalyst and a colorant are added to an acrylic thermoplastic resin solution to adjust the viscosity required for the ink by the amount of solvent, and those that are in a fluidized state by heating have a certain temperature or higher. When heated, a thermosetting catalyst works and has the property of being thermoset.

【0019】この実施例においては、前記樹脂材料とし
て、熱硬化オーバーコート材料として知られている、熱
可塑性樹脂に熱硬化触媒を添加したアクリル系樹脂(東
ソー(株) 商品名:MOCー001)を用い、これに
着色剤としての染料、および溶剤としてのジエチレング
リコールジメチルエーテルを添加してカラーインキとな
る混合液を作成した。このカラーインキとなる混合液に
ついては、赤、緑、青の三種類用意されるが、その各色
の配合例としては、例えば、赤色インキの場合、前記ア
クリル系樹脂(MOCー001)120.0重量部(固
形分70wt%)に対して、赤色染料26.8重量部、
溶剤30.0重量部とした。また、緑色インキの場合、
アクリル系樹脂(MOCー001)120.0重量部
(固形分70wt%)に対して、緑色染料29.4重量
部、溶剤30.0重量部とした。また、青色インキの場
合、アクリル系樹脂(MOCー001)120.0重量
部(固形分70wt%)に対して、青色染料14重量
部、溶剤30.0重量部とした。なお、各色のインキに
は、さらに基板と色画素との接着性を高めるためのシラ
ンカップリング剤などの密着剤を適量加えた。
In this embodiment, as the resin material, an acrylic resin known as a thermosetting overcoat material, in which a thermosetting catalyst is added to a thermoplastic resin (TOC Co., Ltd., trade name: MOC-001), is used. Was used, and a dye as a colorant and diethylene glycol dimethyl ether as a solvent were added thereto to prepare a mixed solution to be a color ink. Three types of mixed liquids for the color inks, red, green and blue, are prepared. For example, in the case of red ink, the acrylic resin (MOC-001) 120.0 26.8 parts by weight of red dye, based on parts by weight (solid content 70 wt%),
The solvent was 30.0 parts by weight. In the case of green ink,
29.4 parts by weight of the green dye and 30.0 parts by weight of the solvent were used with respect to 120.0 parts by weight of the acrylic resin (MOC-001) (solid content 70 wt%). In the case of blue ink, 14 parts by weight of blue dye and 30.0 parts by weight of solvent were used with respect to 120.0 parts by weight of acrylic resin (MOC-001) (solid content 70 wt%). In addition, an appropriate amount of an adhesive agent such as a silane coupling agent for enhancing the adhesiveness between the substrate and the color pixels was added to each color ink.

【0020】前記熱硬化オーバーコート材料(MOCー
001)は、それ自体では加熱により溶融した後に熱硬
化する性質をもつので、通常、150℃前後からそれ以
上の加熱温度雰囲気下において硬化するものである。ま
た、着色のための前記染料としては、アゾ、アントラキ
ノン、フタロシアニン、カルボニウム、キノンイトミ
ン、メチン、ベンゾキノンおよびナフトキノンなど種々
の系の染料を用いることができる。各染料は各色パター
ンに対して1種あるいは2、3種のものを混合して用い
ることもできる。さらに、着色剤として、上記染料の他
に種々の顔料も用いることができる。また、溶剤につい
ては、染料等の着色剤を溶解することができるもので、
ジエチレングリコールジメチルエーテルの他に、例えば
メチルセロソルブおよびエチルセロソルブなども用いる
ことができる。
The thermosetting overcoat material (MOC-001) itself has a property of being thermally cured after being melted by heating, and therefore it is usually cured in an atmosphere at a heating temperature of about 150 ° C. or higher. is there. As the dye for coloring, various types of dyes such as azo, anthraquinone, phthalocyanine, carbonium, quinone itomine, methine, benzoquinone and naphthoquinone can be used. Each dye may be used alone or in combination of a few dyes for each color pattern. Further, as the colorant, various pigments can be used in addition to the above dyes. As for the solvent, those capable of dissolving colorants such as dyes,
Besides diethylene glycol dimethyl ether, for example, methyl cellosolve and ethyl cellosolve can be used.

【0021】部分パターン16aの形成方法として、他
の印刷方法あるいはインキジェット法などの印刷に準じ
る方法をも適用することができる。これら印刷あるいは
それに準じる方法によれば、フォトリソグラフィ技術の
ような面倒なプロセスを経ることなく、パターンを得る
ために必要なインキを基板上に直接付着させることがで
きる。
As a method of forming the partial pattern 16a, another printing method or a printing method such as an ink jet method can be applied. According to these printing methods or their equivalents, the ink necessary for obtaining the pattern can be directly deposited on the substrate without a troublesome process such as photolithography.

【0022】このようにして、部分パターン16aを形
成したら、次いで、この部分パターン16aを例えば1
50℃以上の温度で加熱し、部分パターン16aを形成
するインキを溶融させて流動状態にすることで、図1D
に示すように平坦にレベリングさせる。そして、加熱工
程をさらに続けることにより、インキに含まれる熱硬化
触媒が働き、熱硬化する。これにより、レベリングして
表面が平坦化し、その状態で硬化した膜厚の均一な色パ
ターン16が得られる。ここで、この加熱工程では、ク
リーンオープン、ホットプレートを用いる方法、あるい
は加熱室等の加熱温度雰囲気下において加熱する方法な
どが採られる。
After the partial pattern 16a is formed in this manner, the partial pattern 16a is then removed by, for example, 1
By heating at a temperature of 50 ° C. or higher to melt the ink forming the partial pattern 16a and bring it into a fluid state, FIG.
Level as shown in. Then, by further continuing the heating step, the thermosetting catalyst contained in the ink works to cause thermosetting. As a result, the surface is leveled and the surface is flattened, and in this state, the color pattern 16 having a uniform film thickness is obtained. Here, in this heating step, a clean open method, a method using a hot plate, a method of heating in a heating temperature atmosphere in a heating chamber, or the like is adopted.

【0023】図1Dはレベリングを終えて硬化した状態
を示しているが、それから分かるように、レベリング
時、区画パターン14は部分パターン16aの拡がりを
妨げる障壁として機能する。したがって、部分パターン
16aのインキの量は、レベリング後、区画パターン1
4と平坦化した部分パターンとの高さがほぼ同じになる
ように設定するのがよい。こうして得た各色パターン1
6は、区画パターン14の内側面に接し、したがって、
その寸法精度が区画パターン14のそれと同等になる。
FIG. 1D shows a state where the leveling is completed and the layer is hardened. As can be seen from this, at the time of leveling, the partition pattern 14 functions as a barrier that prevents the partial pattern 16a from spreading. Therefore, the amount of ink in the partial pattern 16a is determined by the amount of ink in the partition pattern 1 after leveling.
4 and the flattened partial pattern are preferably set to have substantially the same height. Each color pattern 1 obtained in this way
6 contacts the inner surface of the partition pattern 14, and therefore
The dimensional accuracy is the same as that of the partition pattern 14.

【0024】なお、実施例の配合によるインキによれ
ば、150℃以下ではレベリングが余りせずに硬化を始
めるが、150℃以上に加熱することにより、段階的
に、レベリング→硬化、の反応が生じた。したがって、
この配合例では、150℃以上に加熱し、好ましくは1
80℃以上、さらに好ましくは200℃以上で加熱する
のが望ましい。また、レベリング時の加熱工程におい
て、150℃以上の温度で加熱した場合、レベリングも
硬化も行わせることができるので、例えば180〜20
0℃程度の同一の温度雰囲気下において、レベリング工
程と硬化工程とを同時に行うことができる。なお、レベ
リング時間、および硬化時間を早める場合には、加熱温
度を高く設定すればよい。200度以上の高温で加熱す
ると、特に硬化時間を早めることができるが、レベリン
グに必要な時間や着色剤の耐熱性などを考慮して加熱温
度を決定するのが良い。硬化時間としては、クリーンオ
ープン150℃で約一時間、180℃で30分、200
℃で10分程度であった。
According to the inks of the formulations of the examples, the curing starts with less leveling at 150 ° C. or lower, but by heating to 150 ° C. or higher, the reaction of leveling → curing gradually occurs. occured. Therefore,
In this formulation example, heating to 150 ° C. or higher, preferably 1
It is desirable to heat at 80 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher. In addition, in the heating step during leveling, when heating is performed at a temperature of 150 ° C. or higher, leveling and curing can be performed.
The leveling step and the curing step can be performed at the same time under the same temperature atmosphere of about 0 ° C. In addition, when the leveling time and the curing time are shortened, the heating temperature may be set high. When heating at a high temperature of 200 ° C. or higher, the curing time can be particularly shortened, but it is preferable to determine the heating temperature in consideration of the time required for leveling and the heat resistance of the colorant. Curing time: clean open, 150 ° C for about 1 hour, 180 ° C for 30 minutes, 200
It was about 10 minutes at ° C.

【0025】[0025]

【発明の効果】この発明によれば、区画パターンが囲む
内部領域の部分に色パターンを形成する際に、熱可塑性
樹脂溶液、熱硬化触媒、および着色のための着色剤を少
なくとも含む混合液からなるインキを用いて色パターン
を形成するもので、加熱温度雰囲気中において溶融して
流動し、しかもその加熱温度雰囲気中において硬化する
特性を利用して色パターンを形成するのものである。即
ち、この発明で用いるインキは、加熱により流動状態に
あるものが、或る一定温度以上加熱すると熱硬化触媒が
働き、熱硬化する特性を持つものである。この特性は、
いわゆる加熱温度雰囲気中においてのみ流動し、その後
に硬化する特性であるから、この特性を利用することに
より、インキを流動させてレベリングする工程および硬
化させる工程の両工程を加熱工程のみによって行うこと
ができる。したがって、従来のカラーフィルタの製造工
程に比べて簡便にすることができ、その分、生産性の向
上を図ることができる。
According to the present invention, when a color pattern is formed in a portion of an inner region surrounded by a partition pattern, a mixed solution containing at least a thermoplastic resin solution, a thermosetting catalyst, and a coloring agent for coloring is used. A color pattern is formed by using the ink, and the color pattern is formed by utilizing the characteristic that it melts and flows in a heating temperature atmosphere and is cured in the heating temperature atmosphere. That is, the ink used in the present invention has a property that it is in a fluid state by heating, but when it is heated to a certain temperature or more, the thermosetting catalyst works and heat cures. This characteristic is
Since it has the property of flowing only in a so-called heating temperature atmosphere and then hardening, by utilizing this property, both the steps of flowing and leveling the ink and hardening can be performed only by the heating step. it can. Therefore, the manufacturing process can be simplified as compared with the conventional color filter manufacturing process, and the productivity can be improved accordingly.

【0026】しかもインキのレベリングは、インキ材料
の主成分である熱可塑性樹脂が溶融して流動化すること
によりレベリングするものであるから、インキ自体の自
然流動に比べて高いレベリング作用が生じ、これにより
平坦性の高い色パターンを得ることができる。また、レ
ベリングのための第1の加熱工程と、硬化のための第2
の加熱工程は、共に加熱工程であるので、レベリングか
ら硬化までの工程中において基板自体を移動させること
なく実施可能になる。したがって、加熱により流動させ
て得たインキの良好なレベリング状態を維持したまま硬
化させることができる。
Moreover, the leveling of the ink is performed by melting and fluidizing the thermoplastic resin which is the main component of the ink material, so that a leveling action higher than the natural flow of the ink itself occurs. Thus, a color pattern with high flatness can be obtained. In addition, a first heating step for leveling and a second heating step for curing
Since both heating steps are heating steps, they can be performed without moving the substrate itself during the steps from leveling to curing. Therefore, the ink obtained by flowing by heating can be cured while maintaining a good leveling state.

【0027】また、第2の加熱工程での加熱温度を、第
1の加熱工程での加熱温度よりも高くすれば、インキの
硬化時間もその分、短くすることができるが、第1の加
熱工程を、第2の加熱工程で必要な加熱温度雰囲気化で
行うことにより、一回の加熱工程で、レベリングと硬化
の両工程を併せて行うことができる。このようにする
と、レベリングおよび硬化のそれぞれに要する時間の何
れも短くすることができる。以上のことから、工程が簡
便になって生産性がよく、しかも表面状態が良好で、よ
り均一な膜厚の色パターンを有するカラーフィルタの製
造方法を提供することができる。
If the heating temperature in the second heating step is set higher than the heating temperature in the first heating step, the curing time of the ink can be shortened accordingly, but the first heating By performing the process in the atmosphere of the heating temperature required in the second heating process, both the leveling process and the curing process can be performed in one heating process. In this way, both the time required for leveling and the time required for curing can be shortened. From the above, it is possible to provide a method for manufacturing a color filter having a simple process, good productivity, a good surface condition, and a color pattern with a more uniform film thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるプロセスの概要を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a process according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 12 内部領域 14 区画パターン 16 色パターン 16a 部分パターン 10 Substrate 12 Internal Area 14 Partition Pattern 16 Color Pattern 16a Partial Pattern

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の平坦な一面に、平面的にほぼ閉じ
た内部領域を形成する区画パターンと、この区画パター
ンが囲む内部領域の部分を占める色パターンとを形成す
るカラーフィルタの製造方法であって、次の(A)〜
(D)の各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)基板の平坦な一面に、前記区画パターンをパター
ニングする第1の工程。 (B)前記基板の一面の、区画パターンが囲む内部領域
の部分に、熱可塑性樹脂溶液、熱硬化触媒、および着色
のための着色剤を少なくとも含む混合液からなるインキ
を用いて前記色パターンを形成する第2の工程。 (C)前記色パターンを形成するインキを加熱し、流動
化させることによってレベリングする第1の加熱工程。 (D)前記第1の加熱工程後に、前記インキをさらに加
熱して熱硬化させる第2の加熱工程。
1. A method of manufacturing a color filter, comprising: a flat pattern on a flat surface of a substrate; a partition pattern forming a substantially closed inner region in a plane; and a color pattern occupying a portion of the inner region surrounded by the partition pattern. Then, next (A) ~
A method of manufacturing a color filter, comprising the steps (D). (A) A first step of patterning the partition pattern on one flat surface of the substrate. (B) The color pattern is formed on an inner region of the one surface of the substrate surrounded by the partition pattern using an ink composed of a mixed solution containing at least a thermoplastic resin solution, a thermosetting catalyst, and a coloring agent for coloring. Second step of forming. (C) A first heating step in which the ink forming the color pattern is heated and fluidized to be leveled. (D) A second heating step of further heating and thermosetting the ink after the first heating step.
【請求項2】 前記第2の加熱工程における加熱温度
が、前記第1の加熱工程における加熱温度よりも高い、
請求項1のカラーフィルタの製造方法。
2. The heating temperature in the second heating step is higher than the heating temperature in the first heating step,
The method for manufacturing a color filter according to claim 1.
【請求項3】 前記第1の加熱工程を、前記第2の加熱
工程で必要な加熱温度雰囲気下で行う、請求項1のカラ
ーフィルタの製造方法。
3. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the first heating step is performed in an atmosphere of a heating temperature required in the second heating step.
【請求項4】 前記第1の加熱工程と前記第2の加熱工
程とを同時に行う、請求項3のカラーフィルタの製造方
法。
4. The method for manufacturing a color filter according to claim 3, wherein the first heating step and the second heating step are performed simultaneously.
【請求項5】 前記色パターンを形成する第2の工程の
前に、前記区画パターンに対して、前記インキとの親和
性を与えるためのコロナ処理を施しておく、請求項1の
カラーフィルタの製造方法。
5. The color filter according to claim 1, wherein the partition pattern is subjected to a corona treatment for giving affinity to the ink before the second step of forming the color pattern. Production method.
【請求項6】 前記第2の工程を印刷あるいはそれに準
じる方法で行う、請求項1のカラーフィルタの製造方
法。
6. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the second step is performed by printing or a method similar thereto.
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