JPH08136725A - カラーフィルター遮光膜 - Google Patents
カラーフィルター遮光膜Info
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- JPH08136725A JPH08136725A JP29893594A JP29893594A JPH08136725A JP H08136725 A JPH08136725 A JP H08136725A JP 29893594 A JP29893594 A JP 29893594A JP 29893594 A JP29893594 A JP 29893594A JP H08136725 A JPH08136725 A JP H08136725A
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- Japan
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- hydrogen atom
- photosensitive resin
- light
- color filter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】液晶表示素子用カラーフィルターにおいて、製
造工程が簡略で、低コストで、遮光性、解像性に優れた
遮光膜を提供する。 【構成】カラーフィルター遮光膜において感光性樹脂と
黒色染料からなる遮光膜であって、黒色染料が下記一般
式で表されることを特徴とするカラーフィルター遮光
膜。 【化１】 （式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは置換基を有していてもよいベ
ンゼン環、Ｘは水素原子またはアルカリ金属を表す。）
造工程が簡略で、低コストで、遮光性、解像性に優れた
遮光膜を提供する。 【構成】カラーフィルター遮光膜において感光性樹脂と
黒色染料からなる遮光膜であって、黒色染料が下記一般
式で表されることを特徴とするカラーフィルター遮光
膜。 【化１】 （式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは置換基を有していてもよいベ
ンゼン環、Ｘは水素原子またはアルカリ金属を表す。）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶カラーディスプレ
イ等に用いられるカラーフィルターの遮光膜に関する。
イ等に用いられるカラーフィルターの遮光膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶カラーディスプレイ等に用いられる
カラーフィルターは、赤、緑、青の三原色に着色された
画素とその画素間に光を遮断する目的で遮光膜が形成さ
れている。この遮光膜の効果は、ＴＦＴ特性の光劣化を
防ぐ、ＳＴＮ方式の隣り合う電極間からの漏れ光を防
ぐ、視覚的に鮮明度を向上させる、等が挙げられる。
カラーフィルターは、赤、緑、青の三原色に着色された
画素とその画素間に光を遮断する目的で遮光膜が形成さ
れている。この遮光膜の効果は、ＴＦＴ特性の光劣化を
防ぐ、ＳＴＮ方式の隣り合う電極間からの漏れ光を防
ぐ、視覚的に鮮明度を向上させる、等が挙げられる。
【０００３】一般にこの遮光膜にはガラス基板上のＣ
ｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属薄膜が使用されている。この金
属薄膜は通常フォトリソグラフィ法により形成される。
具体的にはガラス基板上にＣｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属薄
膜をスパッタ法、蒸着法等により成膜する。次いで金属
薄膜のついた基板にフォトレジストを塗布、乾燥し、フ
ォトマスクを通して露光、現像し、レジストパターンを
得る。さらに金属薄膜のエッチング、レジスト剥離工程
を経て、得られる。
ｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属薄膜が使用されている。この金
属薄膜は通常フォトリソグラフィ法により形成される。
具体的にはガラス基板上にＣｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属薄
膜をスパッタ法、蒸着法等により成膜する。次いで金属
薄膜のついた基板にフォトレジストを塗布、乾燥し、フ
ォトマスクを通して露光、現像し、レジストパターンを
得る。さらに金属薄膜のエッチング、レジスト剥離工程
を経て、得られる。
【０００４】しかし上記工程で形成される遮光膜は工程
の煩雑さ、及びスパッタ法等による成膜工程の製造コス
トが高いため、これを使用したカラーフィルターのコス
トが高くなる。また、金属薄膜をカラーフィルター遮光
膜として使用する場合、金属表面の反射率が高いため、
表示画質を低下させるという問題点も持っている。一
方、金属薄膜の表面反射率の問題点を改善すべく種々の
方法が検討されている。従来のＣｒをＣｒ／ＣｒＯｘに
変更することにより表面反射率を低減することが可能で
あるが、Ｃｒ同様、製造コストが高いという問題点があ
る。
の煩雑さ、及びスパッタ法等による成膜工程の製造コス
トが高いため、これを使用したカラーフィルターのコス
トが高くなる。また、金属薄膜をカラーフィルター遮光
膜として使用する場合、金属表面の反射率が高いため、
表示画質を低下させるという問題点も持っている。一
方、金属薄膜の表面反射率の問題点を改善すべく種々の
方法が検討されている。従来のＣｒをＣｒ／ＣｒＯｘに
変更することにより表面反射率を低減することが可能で
あるが、Ｃｒ同様、製造コストが高いという問題点があ
る。
【０００５】また、黒色顔料を分散した感光性樹脂、黒
色顔料を分散したポリイミド樹脂等エッチング可能な樹
脂を利用した遮光膜も種々報告されている。黒色顔料と
してはカーボンブラックや、その他の有機顔料が使用で
きるが、充分な遮光性を得るためにはカーボンブラック
を使用する必要がある。しかしながらカーボンブラック
は導電性を有しているため、カラーフィルター上のＩＴ
Ｏの短絡の可能性があり、使用上好ましくない。またカ
ーボンブラックを分散した感光性樹脂の場合、パターニ
ングに必要な紫外線をカーボンブラックが吸収してしま
う恐れがあり、パターン形状、解像性に問題点がある。
黒色顔料を分散したポリイミド樹脂等エッチング可能な
樹脂の場合、フォトレジストの塗布、パターニング工程
が必要であり、製造工程が煩雑である。
色顔料を分散したポリイミド樹脂等エッチング可能な樹
脂を利用した遮光膜も種々報告されている。黒色顔料と
してはカーボンブラックや、その他の有機顔料が使用で
きるが、充分な遮光性を得るためにはカーボンブラック
を使用する必要がある。しかしながらカーボンブラック
は導電性を有しているため、カラーフィルター上のＩＴ
Ｏの短絡の可能性があり、使用上好ましくない。またカ
ーボンブラックを分散した感光性樹脂の場合、パターニ
ングに必要な紫外線をカーボンブラックが吸収してしま
う恐れがあり、パターン形状、解像性に問題点がある。
黒色顔料を分散したポリイミド樹脂等エッチング可能な
樹脂の場合、フォトレジストの塗布、パターニング工程
が必要であり、製造工程が煩雑である。
【０００６】これらの問題点を解決するための注目すべ
き技術として、特開昭６３−２２０２０３、特開平１−
２１７３０２、特開平１−２４１５２２、特開平２−２
８６０１、特開平２−５９７０１および特開平２−７７
０１４に開示されている黒色染料を用いる遮光膜が挙げ
られる。これらの事例の中で、これらの事例の中で、黒
色染料として日本化薬（株）製の「ブラック１８１」を
用いることが特開平１−２１７３０２、特開平２−２８
６０１および特開平２−５９７０１に開示されている
他、それ以外の黒色染料として最適なものを検討した事
例は、ビスアゾ系またはトリスアゾ系の非対称な構造を
持つ色素についての記載がある特開昭６３−２２０２０
３のみである。特開平１−２４１５２２、特開平２−７
７０１４については、具体的な染料に関する記載は一切
無い。
き技術として、特開昭６３−２２０２０３、特開平１−
２１７３０２、特開平１−２４１５２２、特開平２−２
８６０１、特開平２−５９７０１および特開平２−７７
０１４に開示されている黒色染料を用いる遮光膜が挙げ
られる。これらの事例の中で、これらの事例の中で、黒
色染料として日本化薬（株）製の「ブラック１８１」を
用いることが特開平１−２１７３０２、特開平２−２８
６０１および特開平２−５９７０１に開示されている
他、それ以外の黒色染料として最適なものを検討した事
例は、ビスアゾ系またはトリスアゾ系の非対称な構造を
持つ色素についての記載がある特開昭６３−２２０２０
３のみである。特開平１−２４１５２２、特開平２−７
７０１４については、具体的な染料に関する記載は一切
無い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】黒色染料を利用するカ
ラーフィルターの遮光膜において、その製造工程が簡略
かつ低コストで、染色性、遮光性、解像度のさらに優れ
た遮光膜の開発が望まれている。
ラーフィルターの遮光膜において、その製造工程が簡略
かつ低コストで、染色性、遮光性、解像度のさらに優れ
た遮光膜の開発が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、カラーフ
ィルター用遮光膜において様々な黒色染料を用いること
を検討した結果、従来知られていた遮光膜に比べて、テ
トラキスアゾ系黒色染料を用いたものが、製造工程が簡
略で染色性が良好であり、しかも遮光性、解像度におい
てに優れていることを見い出した。
ィルター用遮光膜において様々な黒色染料を用いること
を検討した結果、従来知られていた遮光膜に比べて、テ
トラキスアゾ系黒色染料を用いたものが、製造工程が簡
略で染色性が良好であり、しかも遮光性、解像度におい
てに優れていることを見い出した。
【０００９】すなわち、本発明の第一は感光性樹脂とテ
トラキスアゾ系黒色染料からなる遮光膜であって、黒色
染料が下記一般式Ｉで表されることを特徴とするカラー
フィルター遮光膜である。
トラキスアゾ系黒色染料からなる遮光膜であって、黒色
染料が下記一般式Ｉで表されることを特徴とするカラー
フィルター遮光膜である。
【化３】 （式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは置換基を有していてもよいベ
ンゼン環、Ｘは水素原子またはアルカリ金属を表す。）
ンゼン環、Ｘは水素原子またはアルカリ金属を表す。）
【００１０】本発明の第一において好ましい態様は、黒
色染料として下記の一般式式Ｉａで表されるものを用い
たカラーフィルター遮光膜である。
色染料として下記の一般式式Ｉａで表されるものを用い
たカラーフィルター遮光膜である。
【化４】 （式中、Ｘは水素原子またはアルカリ金属、Ｙは水素原
子、メチル基、メトキシ基、ハロゲン原子、Ｚは水素原
子またはメチル基を表す。） 本発明の第二は、本発明の第一に記載した遮光膜を用い
たカラーフィルターである。本発明の第三は、本発明の
第二に記載したカラーフィルターを用いた液晶表示素子
である。
子、メチル基、メトキシ基、ハロゲン原子、Ｚは水素原
子またはメチル基を表す。） 本発明の第二は、本発明の第一に記載した遮光膜を用い
たカラーフィルターである。本発明の第三は、本発明の
第二に記載したカラーフィルターを用いた液晶表示素子
である。
【００１１】本発明のカラーフィルター遮光膜を以下に
詳述する。本発明に使用する一般式Ｉで表される黒色染
料の具体例としては、表１に示したものが挙げられる。
詳述する。本発明に使用する一般式Ｉで表される黒色染
料の具体例としては、表１に示したものが挙げられる。
【００１２】
【表１】
【００１３】本発明に使用する感光性樹脂としては、上
記黒色染料で着色できるものであれば特に制限はない
が、好ましくは染色性基を有するカラーフィルターに使
用される感光性樹脂を挙げることができる。この感光性
樹脂の具体例としては従来から使用されているゼラチ
ン、カゼイン、フィッシュグルー等の天然高分子、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の合成高分
子に重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、重ク
ロム酸アンモニウム等の重クロム酸塩を加えたもの、
４’５−メタクロイロキシカルコンと共重合可能な不飽
和結合を有する第３級アミンとの共重合体を主成分とす
る感光性樹脂（特開昭５９−４８７５８）、２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、３−ジメチルアミノプロピ
ルメタクリレート、アクリルアミドからなる３元共重合
体とジアゾ化合物の光架橋剤とを主成分とする感光性樹
脂（特開昭５８−１９９３４２）、Ｎ−ビニル−２−ピ
ロリジノンと４級アミンの構造を有し、かつ重合可能な
不飽和結合を有する単量体、およびアルキルアクリレー
トの３元共重合体にジアジド化合物を架橋剤として添加
してなる感光性樹脂（特開昭５９−１５５４１２）、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−（３−ジメチ
ルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−メタ
クリロキシプロピル）ピロリジノンからなる３元共重合
体にジアジド化合物およびそのスルホン酸塩を架橋剤と
して添加してなる感光性樹脂（特開平１−１２８０６
４）等を挙げることができる。通常、上記の感光性樹脂
は適当な溶媒に溶解し、感光液として使用される。
記黒色染料で着色できるものであれば特に制限はない
が、好ましくは染色性基を有するカラーフィルターに使
用される感光性樹脂を挙げることができる。この感光性
樹脂の具体例としては従来から使用されているゼラチ
ン、カゼイン、フィッシュグルー等の天然高分子、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の合成高分
子に重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、重ク
ロム酸アンモニウム等の重クロム酸塩を加えたもの、
４’５−メタクロイロキシカルコンと共重合可能な不飽
和結合を有する第３級アミンとの共重合体を主成分とす
る感光性樹脂（特開昭５９−４８７５８）、２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、３−ジメチルアミノプロピ
ルメタクリレート、アクリルアミドからなる３元共重合
体とジアゾ化合物の光架橋剤とを主成分とする感光性樹
脂（特開昭５８−１９９３４２）、Ｎ−ビニル−２−ピ
ロリジノンと４級アミンの構造を有し、かつ重合可能な
不飽和結合を有する単量体、およびアルキルアクリレー
トの３元共重合体にジアジド化合物を架橋剤として添加
してなる感光性樹脂（特開昭５９−１５５４１２）、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−（３−ジメチ
ルアミノプロピル）メタクリルアミド、Ｎ−（３−メタ
クリロキシプロピル）ピロリジノンからなる３元共重合
体にジアジド化合物およびそのスルホン酸塩を架橋剤と
して添加してなる感光性樹脂（特開平１−１２８０６
４）等を挙げることができる。通常、上記の感光性樹脂
は適当な溶媒に溶解し、感光液として使用される。
【００１４】また黒色染料を使用して感光性樹脂を着色
し、遮光膜を形成する方法としては、次のような方法を
用いることができる。 （ａ）感光性樹脂を適当な溶媒に溶解し、この感光液に
黒色染料を直接分散、あるいは溶解して、フォトリソグ
ラフィー法で遮光膜を形成する方法。 （ｂ）感光性樹脂を適当な溶媒に溶解し、フォトリソグ
ラフィー法で感光性樹脂パターンを形成し、このパター
ンを黒色染料水溶液で染色し遮光膜を形成する方法。
し、遮光膜を形成する方法としては、次のような方法を
用いることができる。 （ａ）感光性樹脂を適当な溶媒に溶解し、この感光液に
黒色染料を直接分散、あるいは溶解して、フォトリソグ
ラフィー法で遮光膜を形成する方法。 （ｂ）感光性樹脂を適当な溶媒に溶解し、フォトリソグ
ラフィー法で感光性樹脂パターンを形成し、このパター
ンを黒色染料水溶液で染色し遮光膜を形成する方法。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく述べ
るが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
るが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。
【００１６】（感光液調製例１）ゼラチン２０ｇと重ク
ロム酸アンモニウム２ｇを水１００ｍｌとアルコール６
ｍｌに混合、溶解した。 （感光液調製例２）２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト５ｇ、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリ
ルアミド３０ｇ、Ｎ−（３−メタクリロキシプロピル）
ピロリジノン２０ｇ、アゾビスイソブチロニトリル０．
１５ｇ、イソプロピルセロソルブ１００ｍｌなる組成の
混合物を攪拌装置をつけたフラスコに入れ、窒素ガスを
１時間通じた後、７０℃で４時間加熱攪拌を続け、重合
反応を行った。終了後、反応混合物を多量の酢酸エチル
に投入して、生成物を析出させた。反応液を含む酢酸エ
チルをデカンテーションにより除き、反応生成物を減圧
下に乾燥し、重合物２５ｇを得た。次に重合物１０ｇ
と、４，４’−ジアジドスチルベン−２，２’−ジスル
フォン酸ソーダ０．５ｇをイソプロピルセロソルブ１０
０ｍｌと、ジメチルアセトアミド１０ｍｌに混合、溶解
した。
ロム酸アンモニウム２ｇを水１００ｍｌとアルコール６
ｍｌに混合、溶解した。 （感光液調製例２）２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト５ｇ、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）メタクリ
ルアミド３０ｇ、Ｎ−（３−メタクリロキシプロピル）
ピロリジノン２０ｇ、アゾビスイソブチロニトリル０．
１５ｇ、イソプロピルセロソルブ１００ｍｌなる組成の
混合物を攪拌装置をつけたフラスコに入れ、窒素ガスを
１時間通じた後、７０℃で４時間加熱攪拌を続け、重合
反応を行った。終了後、反応混合物を多量の酢酸エチル
に投入して、生成物を析出させた。反応液を含む酢酸エ
チルをデカンテーションにより除き、反応生成物を減圧
下に乾燥し、重合物２５ｇを得た。次に重合物１０ｇ
と、４，４’−ジアジドスチルベン−２，２’−ジスル
フォン酸ソーダ０．５ｇをイソプロピルセロソルブ１０
０ｍｌと、ジメチルアセトアミド１０ｍｌに混合、溶解
した。
【００１７】（実施例１）感光液調製例１で調製した感
光液をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、８０
℃、１０分間加熱した後、面照度１２ｍＷ／ｃｍ2 の紫
外線で１５秒間露光した。次いで４０℃の温水で３０秒
間現像した。１００℃、５分間乾燥後の膜厚は０．７μ
ｍであり、解像度は５μｍであった。このパターン部を
第１表Ｎｏ２の黒色染料１重量％を含む水溶液に６５
℃、１０分間浸漬し、染色した。次いでこの染色パター
ンをタンニン酸１重量％を含む水溶液に６０℃、１分
間、続いて吐酒石１重量％ほ含む水溶液に６０℃、１分
間浸漬して、黒色染料の固定化処理を行った。処理後の
膜厚は１．０μｍであり、光学濃度２．３で、可視光全
領域での遮光性は良好であった。
光液をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、８０
℃、１０分間加熱した後、面照度１２ｍＷ／ｃｍ2 の紫
外線で１５秒間露光した。次いで４０℃の温水で３０秒
間現像した。１００℃、５分間乾燥後の膜厚は０．７μ
ｍであり、解像度は５μｍであった。このパターン部を
第１表Ｎｏ２の黒色染料１重量％を含む水溶液に６５
℃、１０分間浸漬し、染色した。次いでこの染色パター
ンをタンニン酸１重量％を含む水溶液に６０℃、１分
間、続いて吐酒石１重量％ほ含む水溶液に６０℃、１分
間浸漬して、黒色染料の固定化処理を行った。処理後の
膜厚は１．０μｍであり、光学濃度２．３で、可視光全
領域での遮光性は良好であった。
【００１８】（実施例２）感光液調製例２で調製した感
光液をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、１２０
℃、１０分間加熱した後、面照度１２ｍＷ／ｃｍ2 の紫
外線で２５秒間露光した。次いで２７℃の温水で３０秒
間現像した。１６０℃、３０分間加熱した。膜厚は０．
８５μｍであり、解像度は１０μｍであった。このパタ
ーン部を第１表Ｎｏ１の黒色染料１重量％を含む水溶液
に７０℃、１０分間浸漬し、染色した。次いでこの染色
パターンをタンニン酸０．５重量％を含む水溶液に７０
℃、５分間、続いて吐酒石０．３重量％ほ含む水溶液に
７０℃、３分間浸漬して、黒色染料の固定化処理を行っ
た。処理後の膜厚は１．５μｍであり、光学濃度２．５
で、可視全領域での遮光性は良好であった。
光液をガラス基板上にスピンコート法で塗布し、１２０
℃、１０分間加熱した後、面照度１２ｍＷ／ｃｍ2 の紫
外線で２５秒間露光した。次いで２７℃の温水で３０秒
間現像した。１６０℃、３０分間加熱した。膜厚は０．
８５μｍであり、解像度は１０μｍであった。このパタ
ーン部を第１表Ｎｏ１の黒色染料１重量％を含む水溶液
に７０℃、１０分間浸漬し、染色した。次いでこの染色
パターンをタンニン酸０．５重量％を含む水溶液に７０
℃、５分間、続いて吐酒石０．３重量％ほ含む水溶液に
７０℃、３分間浸漬して、黒色染料の固定化処理を行っ
た。処理後の膜厚は１．５μｍであり、光学濃度２．５
で、可視全領域での遮光性は良好であった。
【００１９】
【発明の効果】以上、実施例で詳しく説明したように、
本発明の遮光膜を使用すると、製造工程が簡略で、低コ
ストで、染色性、遮光性、解像度に優れた遮光膜を得る
ことが可能になり、その結果、低コストのカラーフィル
ターを提供することが可能になる。
本発明の遮光膜を使用すると、製造工程が簡略で、低コ
ストで、染色性、遮光性、解像度に優れた遮光膜を得る
ことが可能になり、その結果、低コストのカラーフィル
ターを提供することが可能になる。
Claims (4)
- 【請求項１】感光性樹脂と黒色染料からなる遮光膜であ
って、黒色染料が下記一般式Ｉで表されることを特徴と
するカラーフィルター遮光膜。 【化１】 （式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは置換基を有していてもよいベ
ンゼン環、Ｘは水素原子またはアルカリ金属を表す。） - 【請求項２】黒色染料が下記一般式Ｉａで表されること
を特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター遮光
膜。 【化２】 （式中Ｘは水素原子またはアルカリ金属、Ｙは水素原
子、メチル基、メトキシ基、ハロゲン原子、Ｚは水素原
子またはメチル基を表す。） - 【請求項３】請求項１または２に記載の遮光膜を利用す
るカラーフィルター。 - 【請求項４】請求項３に記載のカラーフィルターを利用
する液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29893594A JPH08136725A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | カラーフィルター遮光膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29893594A JPH08136725A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | カラーフィルター遮光膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136725A true JPH08136725A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17866098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29893594A Pending JPH08136725A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | カラーフィルター遮光膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08136725A (ja) |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP29893594A patent/JPH08136725A/ja active Pending
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