JPH08262219A - Color filter - Google Patents

Color filter

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JPH08262219A
JPH08262219A JP6985995A JP6985995A JPH08262219A JP H08262219 A JPH08262219 A JP H08262219A JP 6985995 A JP6985995 A JP 6985995A JP 6985995 A JP6985995 A JP 6985995A JP H08262219 A JPH08262219 A JP H08262219A
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JP
Japan
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oxide
color filter
resin
film
black matrix
Prior art date
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Application number
JP6985995A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruyuki Midorikawa
輝行 緑川
Daisuke Miyazaki
大輔 宮崎
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08262219A publication Critical patent/JPH08262219A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a color filter with a light shielding layer having satisfactory light shielding property and less liable to peel. CONSTITUTION: Black matrices 12 as a latticed light shielding layer consisting of graphite, acrylic resin and silicon oxide are formed on a transparent substrate 11 and a protective film 13 consisting of silicon oxide and epoxy resin, epoxy acrylate resin, polyimide resin or acrylic resin is formed on the substrate 11 with the black matrices 12. A colored layer 14 is then formed on the protective film 13 by arranging colored cells 14R, 14G, 14B on the gaps each between the black matrices 12 so that the adjacent cells are made different from each other in color. A transparent electrode 15 of ITO is disposed on the colored layer 14, and the surface of the electrode 15 in contact with a liq. crystal is oriented by rubbing to form an oriented film.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、着色層および黒鉛の遮
光層を有するカラーフィルタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter having a colored layer and a light shielding layer made of graphite.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、カラー表示を行なう液晶表示装
置に用いられるカラーフィルタは、絶縁性の透明基板上
に、たとえば赤(R)、緑(G)あるいは青(B)の3
原色の着色セルが交互に配列された着色層と、この着色
層の個々の着色セルの間隙部分にいわゆるブラックマト
リクスといわれる遮光層とを配設して形成されている。
2. Description of the Related Art Generally, a color filter used in a liquid crystal display device for color display has, for example, red (R), green (G) or blue (B) on an insulating transparent substrate.
It is formed by arranging a colored layer in which colored cells of primary colors are alternately arranged and a light-shielding layer called a so-called black matrix in a gap portion between the colored cells of the colored layer.

【0003】そして、遮光層であるブラックマトリクス
は、着色セル間の見た目の色を分離してカラー画像表示
品質を向上させるとともに、動画像表示のコントラスト
比を向上させている。また、薄膜トランジスタ(TF
T)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示素子の
場合は、光電流による薄膜トランジスタの誤動作を防ぐ
ために外部からの薄膜トランジスタへ照射される光を遮
断するためなどの目的で設けられ、通常、光遮断性が良
く、かつ見た目の色が黒色に近い材料が用いられる。
The black matrix, which is a light-shielding layer, separates the apparent colors between the colored cells to improve the color image display quality and the moving image display contrast ratio. In addition, a thin film transistor (TF
In the case of an active matrix type liquid crystal display device using T), it is provided for the purpose of blocking the light radiated to the thin film transistor from the outside in order to prevent malfunction of the thin film transistor due to photocurrent. A material having good appearance and a color close to black is used.

【0004】そして、従来のカラーフィルタとしては、
たとえば図3に示す構成が知られている。
As a conventional color filter,
For example, the configuration shown in FIG. 3 is known.

【0005】図3に示すように、絶縁性の透明基板1上
に金属クロム(Cr)からなる遮光層としてのブラック
マトリクス2が配設され、このブラックマトリクス2同
士の間隙にたとえばR、G、Bの各色の着色セル3R,3
G,3Bが隣接する着色セル3R,3G,3B同士の色が異なる
ように配置されて、着色層3が形成されている。そし
て、着色層3の上にたとえばITO(Indium Tin Oxid
e)からなる透明電極4が配設され、この透明電極4が
液晶と接する面をラビング配向処理した配向膜が形成さ
れている。
As shown in FIG. 3, a black matrix 2 as a light-shielding layer made of metallic chromium (Cr) is provided on an insulating transparent substrate 1, and R, G, and B colored cells 3R, 3
The colored layer 3 is formed by arranging G and 3B so that the adjacent colored cells 3R, 3G and 3B have different colors. Then, for example, ITO (Indium Tin Oxid) is formed on the colored layer 3.
A transparent electrode 4 composed of e) is provided, and an alignment film is formed by subjecting the surface of the transparent electrode 4 in contact with the liquid crystal to rubbing alignment treatment.

【0006】また、カラーフィルタの製造方法は、透明
基板1上に、まず、一般的なスパッタリングや蒸着法な
どにより0.1μm程度の厚さの金属クロム(Cr)の
薄膜を成膜し、一般的なフォトエッチングによりパター
ニングして、遮光層としてのブラックマトリクス2を形
成する。
In the method of manufacturing a color filter, first, a thin film of metallic chromium (Cr) having a thickness of about 0.1 μm is formed on the transparent substrate 1 by a general sputtering or vapor deposition method. The black matrix 2 as a light-shielding layer is formed by patterning by general photo-etching.

【0007】次に、染色法、顔料分散法あるいは印刷法
などにより着色層3を形成した後に、ITOからなる透
明電極4を成膜する。
Next, after forming the colored layer 3 by a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, or the like, a transparent electrode 4 made of ITO is formed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、金属クロム(Cr)の薄膜を用いた従来のカラ
ーフィルタのブラックマトリクス2は、光の遮断特性で
は極めて優れているものの、金属クロム(Cr)の薄膜
を形成する真空成膜装置が必要で、製造は煩雑で時間も
かかり、製造コストが高くなる。
However, as described above, although the black matrix 2 of the conventional color filter using the thin film of metallic chromium (Cr) is extremely excellent in the light blocking property, the metallic chromium ( A vacuum film forming apparatus for forming a Cr) thin film is required, and the manufacturing is complicated and time-consuming, and the manufacturing cost is high.

【0009】また、材質が金属クロム(Cr)の薄膜で
あるために、表示パネルとなる液晶表示素子にカラーフ
ィルタが組み込まれたときに、この金属クロム(Cr)
のブラックマトリクス2が外部から表示パネル全面に照
射された光を反射して、表示パネルの画像品質を低下さ
せる。
Further, since the material is a thin film of metallic chromium (Cr), when the color filter is incorporated in the liquid crystal display element which becomes the display panel, the metallic chromium (Cr) is formed.
The black matrix 2 reflects the light radiated from the outside onto the entire surface of the display panel, and deteriorates the image quality of the display panel.

【0010】そこで、ブラックマトリクス2の材質とし
ては、上記のような真空成膜装置を必要とせず、また、
照射された光を反射するような金属クロム(Cr)では
なく、黒色のカラーレジストを用いることが考えられて
いる。
Therefore, the material of the black matrix 2 does not require the above vacuum film forming apparatus, and
It has been considered to use a black color resist instead of metallic chromium (Cr) that reflects the irradiated light.

【0011】そして、たとえば黒色のカラーレジストと
しては、富士ハントテクノロジー社製の黒色レジストB
K2000を用い、この黒色レジストをスピンナ、いわ
ゆるスピンコータまたはロールコータを用いて絶縁性の
透明基板1上に塗布し、このカラーレジスト上に酸素遮
断膜を形成した後に、露光および現像して所定のパター
ン形成を行なってブラックマトリクス2を形成してい
る。
As a black color resist, for example, a black resist B manufactured by Fuji Hunt Technology Co., Ltd.
Using K2000, this black resist is coated on an insulative transparent substrate 1 using a spinner, a so-called spin coater or roll coater, and an oxygen barrier film is formed on this color resist, which is then exposed and developed to form a predetermined pattern. The formation is performed to form the black matrix 2.

【0012】このように黒色のカラーレジストを用いた
ブラックマトリクス2は、真空成膜装置のような煩雑な
装置を必要とせずに、一般的なスピンナなどの簡易なレ
ジスト塗布装置や現像装置などで成膜を行なうことがで
きるので、製造方法は簡易で時間もかからず、製造コス
トが大幅に低減できるという長所を有するものの、光遮
断性が十分でなく、膜厚を厚くする必要が生じる。そし
て、このように膜厚を厚くした上に着色セル3R,3G,3B
をオーバラップさせた上に透明電極や配向膜などを配設
すると、配向膜の表面は凹凸が顕著になり、この凹凸が
原因で配向膜に配向処理を施したときに配向欠陥が生じ
たり、液晶を封入するギャップの距離が不均一になる。
As described above, the black matrix 2 using the black color resist does not require a complicated device such as a vacuum film forming device, and can be used by a simple resist coating device such as a general spinner or a developing device. Since the film can be formed, the manufacturing method is simple and does not take time, and the manufacturing cost can be significantly reduced, but the light blocking property is not sufficient and the film thickness needs to be increased. Then, in addition to increasing the film thickness in this way, coloring cells 3R, 3G, 3B
If a transparent electrode or an alignment film is disposed on top of the above, the surface of the alignment film will have conspicuous unevenness, and this unevenness will cause alignment defects when the alignment film is subjected to an alignment treatment. The distance of the gap for enclosing the liquid crystal becomes uneven.

【0013】また、安価で光遮断性が高い物質として
は、たとえば特開平6−11613号公報に記載のよう
に、黒鉛などアスペクト比(粒子の厚さと幅寸法の比)
が1:10以上の層状粒子構造をしたものが知られてい
る。そして、たとえば黒鉛の場合、黒鉛の層間における
炭素原子間距離は3.40オングストロームで、van
der Waals結合のみで結合しているため、層間
の結合力が弱く、強いへき開性(cleavage p
roperty)を示すため、ブラックマトリクス2に
用いた場合、膜強度が弱く、着色層形成前に行なうブラ
シ洗浄、超音波洗浄および高圧ジェット洗浄などの洗浄
工程での物理的応力に耐えられない。また、着色層の平
滑性を向上させるために研磨を行なう場合があるが、研
磨工程にて削れてしまうという問題と、液晶表示装置の
部品として組み立てられた際に、マトリクスアレイ基板
および対向基板間に液晶を封止するためのシール剤が直
接ブラックマトリクス2に接触する場合が多く、透明基
板へのブラックマトリクスの付着が弱いためマトリクス
アレイ基板および対向基板間の付着強度が低くなる問題
を有している。
Further, as a substance that is inexpensive and has a high light blocking property, for example, as described in JP-A-6-11613, graphite or the like has an aspect ratio (ratio between particle thickness and width).
Are known to have a layered particle structure of 1:10 or more. For example, in the case of graphite, the distance between carbon atoms between graphite layers is 3.40 angstroms, and van
Since they are bonded only by the der Waals bond, the bond strength between layers is weak, and the strong cleavage (cleavage p
Therefore, when used for the black matrix 2, the film strength is weak and it cannot withstand the physical stress in the cleaning process such as brush cleaning, ultrasonic cleaning and high pressure jet cleaning performed before the formation of the colored layer. In addition, polishing may be performed to improve the smoothness of the colored layer, but the problem that the colored layer is scraped in the polishing process and that when the matrix layer substrate and the counter substrate are assembled together as a component of a liquid crystal display device, In many cases, the sealant for sealing the liquid crystal directly contacts the black matrix 2, and the adhesion of the black matrix to the transparent substrate is weak, so that the adhesion strength between the matrix array substrate and the counter substrate is low. ing.

【0014】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、光遮断性が良くかつ剥離しにくい遮光層を有するカ
ラーフィルタを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a color filter having a light-shielding layer which has a good light-shielding property and is hard to peel off.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のカラーフ
ィルタは、透明基板と、この透明基板上に形成された遮
光層および着色層とを有するカラーフィルタにおいて、
前記遮光層は、黒鉛と、有機結合剤および無機結合剤の
少なくともいずれか一方の結合剤とからなるものであ
る。
A color filter according to claim 1 is a color filter having a transparent substrate and a light-shielding layer and a coloring layer formed on the transparent substrate.
The light shielding layer is made of graphite and at least one of an organic binder and an inorganic binder.

【0016】請求項2記載のカラーフィルタは、請求項
1記載のカラーフィルタにおいて、有機結合剤は、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、
ポリイミド樹脂およびナイロン樹脂のうち少なくともい
ずれか1つを含むものである。
A color filter according to a second aspect is the color filter according to the first aspect, wherein the organic binder is an acrylic resin, an epoxy resin, an epoxy acrylate resin,
It contains at least one of a polyimide resin and a nylon resin.

【0017】請求項3記載のカラーフィルタは、請求項
1記載のカラーフィルタにおいて、無機結合剤は、酸化
珪素、酸化アルミニウム、酸化硼素、酸化バリウム、酸
化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニッケ
ルおよび酸化チタンのうち少なくともいずれか1つを含
むものである。
The color filter according to claim 3 is the color filter according to claim 1, wherein the inorganic binder is silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide, barium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, iron oxide, nickel oxide and It contains at least one of titanium oxides.

【0018】[0018]

【作用】本発明のカラーフィルタは、遮光層を黒鉛と、
有機結合剤および無機結合剤の少なくともいずれか一方
の結合剤とから構成したため、黒鉛により遮光性を良く
することができるとともに、有機結合剤および無機結合
剤の少なくともいずれか一方の結合剤により剥離を防止
する。
In the color filter of the present invention, the light shielding layer is made of graphite,
Since it is composed of at least one of the organic binder and the inorganic binder, it is possible to improve the light-shielding property by graphite, and at the same time, peeling by the binder of at least one of the organic binder and the inorganic binder. To prevent.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明のカラーフィルタの一実施例を
図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the color filter of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1において、11は透明基板で、この透明
基板11はたとえばガラス、あるいは、光学用樹脂(ポリ
カーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエ
ステル、ポリアリレート、ポリスルホンポリエーテルイ
ミド、または、ポリエーテルスルホン他)などからな
り、この透明基板11上には黒鉛、アクリル樹脂および珪
素酸化物からなる格子状の遮光層としてのブラックマト
リクス12が形成され、このブラックマトリクス12を介し
た透明基板11上には、物酸化珪素、エポキシ樹脂、エポ
キシアクリレート樹脂、ポリイミド樹脂あるいはアクリ
ル樹脂からなる保護膜13が形成されている。
In FIG. 1, 11 is a transparent substrate, and this transparent substrate 11 is, for example, glass or an optical resin (polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene, polyester, polyarylate, polysulfone polyetherimide, Alternatively, a black matrix 12 as a lattice-shaped light-shielding layer made of graphite, acrylic resin and silicon oxide is formed on the transparent substrate 11 and is transparent through the black matrix 12. A protective film 13 made of silicon oxide, epoxy resin, epoxy acrylate resin, polyimide resin or acrylic resin is formed on the substrate 11.

【0021】また、この保護膜13のブラックマトリクス
12同士の間隙には、たとえばR、G、Bの各色の着色セ
ル14R ,14G ,14B が隣接する着色セル14R ,14G ,14
B 同士の色が異なるように配置されて、着色層14が形成
されている。そして、着色層14の上にたとえばITO
(Indium Tin Oxide)からなる透明電極15が配設され、
この透明電極15が液晶と接する面をラビング配向処理し
た配向膜が形成されている。
Further, the black matrix of this protective film 13
Colored cells 14R, 14G, and 14B of the respective colors R, G, and B are adjacent to each other in the gap between the colored cells 14R, 14G, and 14B.
The colored layers 14 are formed by arranging so that the colors of B are different from each other. Then, for example, ITO is formed on the colored layer 14.
A transparent electrode 15 made of (Indium Tin Oxide) is provided,
An alignment film is formed by rubbing the surface of the transparent electrode 15 in contact with the liquid crystal.

【0022】ここで、ブラックマトリクス12の形成方法
について説明する。
Here, a method for forming the black matrix 12 will be described.

【0023】まず、透明基板11上に水溶性ネガ型レジス
ト(NONCRON−900 東京応化工業株式会社
製)をスピンナを用いて所定の膜厚に塗布し、フォトリ
ソグラフィ工程を経てブラックマトリクス12を形成しな
い部分にレジストが残るようにパターニングする。そし
て、その際、レジストの断面形状は、基板と接している
辺が短い逆テーパ形状が望ましい。また、レジストパタ
ーンを形成した透明基板11上に、黒鉛を4重量%、水溶
性アクリル樹脂を0.9重量%、コロイダルシリカ(酸
化珪素)を0.8重量%、酸化鉄を0.1重量%、界面
活性剤を0.6重量%、濃度28重量%のアンモニア水
を1重量%、および、残部を水とした遮光層形成水溶液
を、スピンナを用いて所定の膜厚にコーティングする。
この後、70℃、30分大気中で乾燥することにより、
黒鉛膜が得られる。次に、スルファミン酸飽和水溶液を
用いて未露光部分のレジストを分解除去する。その後、
透明基板11と接していない部分の黒鉛膜とレジストとを
高圧水流にて除去し、200℃、1時間大気中にて焼成
することにより、ブラックマトリクス12を形成する。
First, a water-soluble negative resist (NONCRON-900 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied on the transparent substrate 11 to a predetermined thickness using a spinner, and the black matrix 12 is not formed through a photolithography process. Patterning is performed so that the resist remains on the portion. At that time, the cross-sectional shape of the resist is preferably an inverse taper shape in which the side in contact with the substrate is short. Further, on the transparent substrate 11 on which the resist pattern is formed, 4% by weight of graphite, 0.9% by weight of water-soluble acrylic resin, 0.8% by weight of colloidal silica (silicon oxide) and 0.1% by weight of iron oxide. %, 0.6% by weight of a surfactant, 1% by weight of ammonia water having a concentration of 28% by weight, and the rest being water to form a light-shielding layer-forming aqueous solution with a spinner to a predetermined film thickness.
After that, by drying in air at 70 ° C for 30 minutes,
A graphite film is obtained. Next, the unexposed portion of the resist is decomposed and removed using a saturated aqueous solution of sulfamic acid. afterwards,
The black matrix 12 is formed by removing the graphite film and the resist which are not in contact with the transparent substrate 11 with a high-pressure water stream, and baking them in the air at 200 ° C. for 1 hour.

【0024】この後、酸化珪素皮膜形成塗布液(OCD
−1500−T、東京応化工業株式会社製)をスピンナ
を用いて所定の膜厚にコーティングし、500℃、30
分大気中にて焼成し、珪素酸化物に酸化させて保護膜13
を形成する。
After this, a silicon oxide film forming coating solution (OCD
-1500-T, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to a predetermined film thickness using a spinner, and 500 ° C., 30
Protective film 13
To form.

【0025】また、実験によれば、表1に示すように、
従来の黒レジストは光学濃度が2.0のときに膜厚が
1.3μm、光学濃度が3.5のときに膜厚が2.2μ
mであったのに対し、上記実施例のブラックマトリクス
12は、光学濃度が2.0のときに膜厚が0.4μm、光
学濃度が3.5のときに膜厚が0.7μmというよう
に、1.0μm以下の膜厚で高い光学濃度が得られて十
分な光遮断性を実現しており、従来例の膜厚の約1/3
以下になる。さらに、金属クロム(Cr)の場合と異な
り、真空成膜装置のような煩雑な装置を用いないため低
価格で成膜できる。
According to the experiment, as shown in Table 1,
The conventional black resist has a film thickness of 1.3 μm when the optical density is 2.0, and a film thickness of 2.2 μ when the optical density is 3.5.
m, the black matrix of the above embodiment
12 has a high optical density of 1.0 μm or less, such as a film thickness of 0.4 μm when the optical density is 2.0 and a film thickness of 0.7 μm when the optical density is 3.5. As a result, a sufficient light blocking property is realized, which is about 1/3 of the film thickness of the conventional example.
It becomes the following. Further, unlike the case of metallic chromium (Cr), since a complicated device such as a vacuum film forming device is not used, the film can be formed at a low cost.

【0026】[0026]

【表1】 次に、他の実施例を図2を参照して説明する。[Table 1] Next, another embodiment will be described with reference to FIG.

【0027】図2に示す実施例は、図1に示す実施例に
おいて、保護膜13を有さないものである。
The embodiment shown in FIG. 2 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the protective film 13 is not provided.

【0028】ここで、この図2に示すブラックマトリク
ス12の形成方法について説明する。
Now, a method of forming the black matrix 12 shown in FIG. 2 will be described.

【0029】まず、透明基板11上にポジ型レジスト(O
FPR−800 東京応化工業株式会社製)をスピンナ
を用いて所定の膜厚に塗布し、フォトリソグラフィの工
程を経てブラックマトリクス12を形成しない部分にレジ
ストが残るようにパターニングする。そして、レジスト
パターンを形成した透明基板11上に黒鉛を6重量%、水
溶性アクリル樹脂を1.5重量%、コロイダルシリカ
(酸化珪素)を1重量%、酸化ニッケルを0.1重量
%、界面活性剤を0.8重量%、濃度28重量%のアン
モニア水を1重量%、残部を水とした遮光層形成水溶液
を、スピンナを用いて所定の膜厚にコーティングする。
この後70℃、30分大気中で乾燥することにより、黒
鉛膜が得らる。次に、2重量%の水酸化ナトリウム水溶
液を用いて未露光部分のレジストを分解除去する。その
後、透明基板11と接していない部分の黒鉛膜とレジスト
を高圧水流にて除去し、180℃、1時間大気中にて焼
成することにより、ブラックマトリクス12を形成する。
First, a positive resist (O
FPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied to a predetermined film thickness by using a spinner, and is patterned through a photolithography process so that the resist remains in a portion where the black matrix 12 is not formed. Then, 6% by weight of graphite, 1.5% by weight of water-soluble acrylic resin, 1% by weight of colloidal silica (silicon oxide), 0.1% by weight of nickel oxide, and 0.1% by weight of interface on the transparent substrate 11 on which the resist pattern is formed. An aqueous solution for forming a light-shielding layer containing 0.8% by weight of an activator, 1% by weight of ammonia water having a concentration of 28% by weight, and the balance being water is coated with a spinner to a predetermined film thickness.
After that, a graphite film is obtained by drying in air at 70 ° C. for 30 minutes. Next, the resist in the unexposed portion is decomposed and removed using a 2 wt% sodium hydroxide aqueous solution. After that, the graphite film and the resist in the portion not in contact with the transparent substrate 11 are removed by a high-pressure water flow, and the black matrix 12 is formed by baking in the air at 180 ° C. for 1 hour.

【0030】また、実験によれば、上述の表1に示すよ
うに、従来の黒色レジストは光学濃度が2.0のときに
膜厚が1.3μm、光学濃度が3.5のときに膜厚が
2.2μmであったのに対し、上記実施例のブラックマ
トリクス12は、光学濃度が2.0のときに膜厚が0.5
μm、光学濃度が3.5のときに膜厚が0.9μmとい
うように、1.0μm以下の膜厚で高い光学濃度が得ら
れて十分な光遮断性を実現しており、従来例の膜厚の約
1/2以下になる。さらに、金属クロム(Cr)の場合
と異なり、真空成膜装置のような煩雑な装置を用いない
ため低価格で成膜できる。
According to the experiment, as shown in Table 1 above, the conventional black resist has a film thickness of 1.3 μm when the optical density is 2.0 and a film thickness when the optical density is 3.5. In contrast to the thickness of 2.2 μm, the black matrix 12 of the above embodiment has a thickness of 0.5 when the optical density is 2.0.
When the optical density is 3.5 μm and the optical density is 3.5, the film thickness is 0.9 μm, so that a high optical density can be obtained with a film thickness of 1.0 μm or less and sufficient light blocking property is realized. It is about 1/2 or less of the film thickness. Further, unlike the case of metallic chromium (Cr), since a complicated device such as a vacuum film forming device is not used, the film can be formed at a low cost.

【0031】なお、いずれの実施例でも、ブラックマト
リクス12を所定のパターンにパターニングする方法とし
て、フォトリソグラフィ技術を用いたが、印刷転写に適
した溶媒とともに用いるなどして印刷法、または、他の
方法によりパターン形成してもよい。
In each of the embodiments, the photolithography technique was used as a method for patterning the black matrix 12 into a predetermined pattern. However, a printing method such as a method using a solvent suitable for print transfer, or another method is used. You may form a pattern by the method.

【0032】また、ブラックマトリクス12の上面の保護
膜13の塗布法として、スピンナを用いたが、ディッピン
グ、吹き付けなど他の方法により形成してもよい。
Although the spinner is used as the coating method of the protective film 13 on the upper surface of the black matrix 12, it may be formed by another method such as dipping or spraying.

【0033】さらに、透明基板11として安価なアルカリ
ガラスを用いた場合、一般には、液晶層へのアルカリイ
オンのマイグレーション防止膜として二酸化硅素をアル
カリガラス表面に薄膜塗設するが、上記実施例のカラー
フィルタでは、ブラックマトリクス12の上面の保護膜13
として酸化珪素などを使用することにより、アルカリガ
ラス表面の二酸化硅素膜をなくすことができる。
Furthermore, when inexpensive alkali glass is used as the transparent substrate 11, silicon dioxide is generally applied as a thin film on the surface of the alkali glass as a film for preventing migration of alkali ions to the liquid crystal layer. In the filter, the protective film 13 on the upper surface of the black matrix 12
By using silicon oxide or the like as the material, the silicon dioxide film on the surface of the alkali glass can be eliminated.

【0034】また、ブラックマトリクス12の結合剤は、
上述のものに限らず、有機結合剤であるアクリル樹脂、
エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリイミド
樹脂もしくはナイロン樹脂、および、無機結合剤である
酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化硼素、酸化バリウ
ム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化
ニッケルもしくは酸化チタンのうち少なくともいずれか
1つを含むものでも同様の効果を得ることができる。
The binder of the black matrix 12 is
Not limited to the above, acrylic resin that is an organic binder,
Epoxy resin, epoxy acrylate resin, polyimide resin or nylon resin, and at least one of inorganic binders such as silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide, barium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, iron oxide, nickel oxide and titanium oxide. The same effect can be obtained even with one of them.

【0035】そして、無機結合剤が入っているか否かに
かかわらず、有機結合剤の含有率は1〜30重量%が好
ましく、含有率が1重量%より少ないとブラックマトリ
クス12の膜強度が得られず、含有率が30重量%より多
いと塗布しにくく、パターニング性が悪い。
The content of the organic binder is preferably 1 to 30% by weight, regardless of whether or not the inorganic binder is contained. When the content is less than 1% by weight, the film strength of the black matrix 12 is obtained. If the content is more than 30% by weight, coating is difficult and the patterning property is poor.

【0036】また、上記いずれの実施例でも、黒鉛を用
いることによりコントラストを向上させることができる
とともに、薄い膜厚にて十分な光学濃度を得ることがで
きるため配向膜に配向欠陥などが発生することなく、ブ
ラックマトリクス12として十分な膜強度を有し、洗浄工
程においてブラックマトリクス12が傷ついたり剥がれた
りすることがなく、液晶表示装置を形成してもシール剥
がれといった問題が生じない。
Further, in any of the above-mentioned examples, the use of graphite can improve the contrast, and since a sufficient optical density can be obtained with a thin film thickness, an alignment defect or the like occurs in the alignment film. Without having a sufficient film strength as the black matrix 12, the black matrix 12 is not damaged or peeled off in the cleaning step, and the problem of peeling the seal does not occur even when the liquid crystal display device is formed.

【0037】また、ブラックマトリクス12上に保護膜13
を配設した場合には、研磨工程においてブラックマトリ
クス12が傷ついたり剥がれたりしない。
A protective film 13 is formed on the black matrix 12.
When the black matrix 12 is provided, the black matrix 12 is not damaged or peeled off in the polishing process.

【0038】さらに、黒色レジストに比べ材料費も低価
格であり、かつ、黒色レジストと同様に金属クロム(C
r)に比べ光の反射率が低いため、たとえば表示パネル
を構成した場合、ブラックマトリクス12が外部から表示
パネル前面に照射された光を反射して表示パネルの画像
品質を低下させることもない。
Further, the material cost is lower than that of the black resist, and metal chromium (C
Since the reflectance of light is lower than that of r), when the display panel is constructed, for example, the black matrix 12 does not reflect the light radiated from the outside to the front surface of the display panel to deteriorate the image quality of the display panel.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のカラーフィルタによれば、遮光
層を黒鉛と、有機結合剤および無機結合剤の少なくとも
いずれか一方の結合剤とから構成したため、黒鉛により
遮光性を良くすることができるとともに、有機結合剤お
よび無機結合剤の少なくともいずれか一方の結合剤によ
り剥離を防止でき、低価格で耐久性を向上できる。
According to the color filter of the present invention, since the light-shielding layer is composed of graphite and at least one of the organic binder and the inorganic binder, the graphite can improve the light-shielding property. At the same time, peeling can be prevented by at least one of the organic binder and the inorganic binder, and the durability can be improved at a low cost.

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

【図1】本発明のカラーフィルタの一実施例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a color filter of the present invention.

【図2】同上実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the same.

【図3】従来例のカラーフィルタを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional color filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 透明基板 12 遮光層としてのブラックマトリクス 14 着色層 11 Transparent substrate 12 Black matrix as a light shielding layer 14 Colored layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板と、この透明基板上に形成され
た遮光層および着色層とを有するカラーフィルタにおい
て、 前記遮光層は、黒鉛と、有機結合剤および無機結合剤の
少なくともいずれか一方の結合剤とからなることを特徴
とするカラーフィルタ。
1. A color filter having a transparent substrate and a light-shielding layer and a colored layer formed on the transparent substrate, wherein the light-shielding layer is made of graphite and at least one of an organic binder and an inorganic binder. A color filter comprising a binder.
【請求項2】 有機結合剤は、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリイミド樹脂およ
びナイロン樹脂のうち少なくともいずれか1つを含むこ
とを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ。
2. The color filter according to claim 1, wherein the organic binder contains at least one of acrylic resin, epoxy resin, epoxy acrylate resin, polyimide resin and nylon resin.
【請求項3】 無機結合剤は、酸化珪素、酸化アルミニ
ウム、酸化硼素、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸
化カルシウム、酸化鉄、酸化ニッケルおよび酸化チタン
のうち少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする
請求項1記載のカラーフィルタ。
3. The inorganic binder contains at least one of silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide, barium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, iron oxide, nickel oxide and titanium oxide. The color filter according to claim 1.
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