JPH09197115A - Color filter and its production - Google Patents

Color filter and its production

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Publication number
JPH09197115A
JPH09197115A JP562296A JP562296A JPH09197115A JP H09197115 A JPH09197115 A JP H09197115A JP 562296 A JP562296 A JP 562296A JP 562296 A JP562296 A JP 562296A JP H09197115 A JPH09197115 A JP H09197115A
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JP
Japan
Prior art keywords
black
color filter
resin layer
black matrix
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP562296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shima
康裕 島
Takao Taguchi
貴雄 田口
Akira Tamura
章 田村
Nobumi Takemura
信美 竹村
Tsunero Oki
恒郎 大木
Shinichi Kita
真一 喜多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
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Publication of JPH09197115A publication Critical patent/JPH09197115A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a color filter with a light shielding film having a sufficiently high concn. to shield light and high thin line precision so as to keep the brightness of the whole of a picture and to obtain a high precision picture. SOLUTION: Picture elements 1 having plural colors are formed on a transparent substrate 3 and a black resin compsn. contg. 10-40wt.% (expressed in term of solid) resin material which is cured by an acid, 5-20wt.% crosslinking agent, 3-10wt.% optical acid generating agent and 20-65wt.% black pigment is applied and dried to form a black resin layer 2. This black resin layer 2 is converted into a black matrix by exposure using the picture elements 1 as a mask from the substrate side, heating, exposure with 40-60mJ/cm<2> UV from the surface and development to obtain the objective color filter having the picture elements 1 and the black matrix on the substrate 3.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイ装
置等に用いるカラーフィルタ、特にコントラストを得る
ためブラックマトリクスを設けたカラーフィルタ及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device or the like, and more particularly to a color filter provided with a black matrix for obtaining contrast and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カラーフィルタは液晶ディス
プレイ装置の分野にて広く用いられるようになってきて
いる。このカラーフィルタは、通常赤、緑、青等の複数
色画素を透明基板上に配列したものである。さらにコン
トラストの良好な画像を得るためには、これらの画素間
に黒色のブラックマトリクスを形成する必要がある。さ
らに、アクティブ型表示装置においては、このブラック
マトリクスを用いることにより不要な光を除去すること
が可能であり、スイッチング素子の誤動作を低減する効
果を有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, color filters have been widely used in the field of liquid crystal display devices. This color filter usually has a plurality of color pixels such as red, green and blue arranged on a transparent substrate. In order to obtain an image with better contrast, it is necessary to form a black black matrix between these pixels. Further, in the active display device, it is possible to remove unnecessary light by using this black matrix, which has an effect of reducing malfunction of the switching element.

【0003】このカラーフィルタに用いるブラックマト
リクスの形成方法としては、(1)可染性の合成樹脂を
パターンニングして、黒色染料で染色する染色法、
(2)ラジカル重合型のブラックレジストを用いて、コ
ート、露光、現像工程を経てパターンニングするフォト
リソ法、(3)黒色インキを凹版を用いて転写する印刷
法、(4)透明基板上に金属膜を蒸着させエッチング法
にてブラックマトリクスを形成する蒸着法、等が知られ
ている。
As a method of forming a black matrix used for this color filter, (1) a dyeing method of patterning a dyeable synthetic resin and dyeing with a black dye,
(2) A photolithography method in which a radical polymerization type black resist is used for patterning through coating, exposure and development steps, (3) a printing method in which black ink is transferred using an intaglio plate, (4) a metal on a transparent substrate. A vapor deposition method in which a film is vapor deposited and a black matrix is formed by an etching method is known.

【0004】しかし、前記従来技術には以下のような問
題点がある。(1)の染色法においては、製造工程が複
雑であり且つ、充分な濃度が得られにくく、耐光性や耐
熱性等のパネル特性を得ることが困難である。(2)の
フォトリソ法においては、感度特性が低いため、露光に
時間がかかりかつ解像性が悪く細線の精度を得ることが
困難である。(3)の印刷法においては、(1)や
(2)と比較して工程数が少なく簡便ではあるが、細線
の精度や位置精度が悪く、また、ブラックマトリクスの
平坦性を得ることが不可能である。(4)の蒸着法にお
いては、非常にコストがかかり問題である。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. In the dyeing method (1), the manufacturing process is complicated, it is difficult to obtain a sufficient density, and it is difficult to obtain panel characteristics such as light resistance and heat resistance. In the photolithography method of (2), since the sensitivity characteristic is low, it takes a long time to expose and the resolution is poor, and it is difficult to obtain the precision of a fine line. The printing method (3) has a smaller number of steps and is simpler than those of (1) and (2), but the accuracy of fine lines and the positional accuracy are poor, and it is not possible to obtain the flatness of the black matrix. It is possible. The vapor deposition method of (4) is very costly and a problem.

【0005】また、前記(1)〜(4)までの共通の問
題点として、複数色画素形成後にブラックマトリクスを
形成するため、複数色画素とブラックマトリクスとが重
なり、その部分に突起が形成され、カラーフィルタの平
坦性を損ねてしまう。
Further, as a common problem of the above (1) to (4), since the black matrix is formed after the formation of the plural color pixels, the plural color pixels and the black matrix are overlapped with each other, and the protrusion is formed in that portion. However, the flatness of the color filter is impaired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものであり、その課題と
するところは、光を遮断するのに充分な濃度を持ち、か
つ細線精度の高いブラックマトリクスを形成したカラー
フィルタ及びその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to have a sufficient density to block light and to obtain fine line accuracy. To provide a color filter having a high black matrix and a method for manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するため、まず請求項1においては、透明基板上に複数
色画素とブラックマトリクスとを有するカラーフィルタ
において、複数色画素上へのブラックマトリクスの重な
りがないことを特徴とするカラーフィルタを提供する。
In order to solve this problem, the present invention provides a color filter having a plurality of color pixels and a black matrix on a transparent substrate. Provided is a color filter having no matrix overlap.

【0008】また、請求項2においては、前記ブラック
マトリクス材料として、固形分比として酸により硬化す
る樹脂系材料10〜40重量%、架橋剤5〜20重量
%、光酸発生剤3〜10重量%、黒色顔料20〜65重
量%を含む黒色樹脂組成物を用いることを特徴とするカ
ラーフィルタを提供する。
Further, in the present invention, as the black matrix material, 10 to 40% by weight of a resin material which is cured by an acid as a solid content ratio, 5 to 20% by weight of a crosslinking agent, and 3 to 10% by weight of a photoacid generator. %, And a black resin composition containing 20 to 65% by weight of a black pigment.

【0009】また、請求項3においては、透明基板上に
複数色画素とブラックマトリクスとを有するカラーフィ
ルタの製造方法において、複数色画素を形成した後、黒
色樹脂組成物を塗布、乾燥して黒色樹脂層を形成する工
程、黒色樹脂層を複数色画素をマスクとして透明基板側
から露光する工程、黒色樹脂層を加熱する工程、黒色樹
脂層を現像しブラックマトリクスとする工程、からなる
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供す
る。
According to a third aspect of the present invention, in a method of manufacturing a color filter having a plurality of color pixels and a black matrix on a transparent substrate, after forming the plurality of color pixels, a black resin composition is applied and dried to obtain a black color. A step of forming a resin layer, a step of exposing the black resin layer from the transparent substrate side using a plurality of color pixels as a mask, a step of heating the black resin layer, and a step of developing the black resin layer into a black matrix A method of manufacturing a color filter is provided.

【0010】また、請求項4においては、前記露光を行
った後、加熱をする前に、前記黒色樹脂層側から40〜
60mJ/cm2 の紫外線により露光することを特徴と
する請求項3記載のカラーフィルタの製造方法を提供す
る。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, after the exposure is performed and before the heating, 40 to 40% from the black resin layer side is applied.
The method for producing a color filter according to claim 3, wherein the exposure is performed with an ultraviolet ray of 60 mJ / cm 2 .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態につき説明
する。ブラックマトリクスとなる黒色樹脂組成物は、酸
により硬化する樹脂系材料と架橋剤と光酸発生剤と架橋
剤と黒色顔料とからなる黒色樹脂組成物を用いる。
Embodiments of the present invention will be described below. The black resin composition used as the black matrix is a black resin composition comprising an acid-curable resin material, a cross-linking agent, a photo-acid generator, a cross-linking agent, and a black pigment.

【0012】酸により硬化する樹脂系材料としては、フ
ェノールノボラック樹脂、p−ヒドロキシスチレンのホ
モポリマー、p−ヒドロキシスチレン構造を持つ共重合
体としては、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モ
ノマー、スチレン、マレイン酸、フマル酸、フェニルマ
レイミドなどのモノマーを1種以上含むp−ヒドロキシ
スチレンとの共重合体が使用可能であり、この共重合成
分としてのアクリル酸系モノマーとしては、アクリル
酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸
ベンジルなどが使用可能であり、メタクリル酸系モノマ
ーとしては、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2
−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ベンジルなどが使用
可能である。
The resin material which is cured by an acid is a phenol novolac resin, a homopolymer of p-hydroxystyrene, and the copolymer having a p-hydroxystyrene structure is an acrylic acid monomer, a methacrylic acid monomer, styrene, A copolymer with p-hydroxystyrene containing at least one monomer such as maleic acid, fumaric acid and phenylmaleimide can be used. The acrylic acid-based monomer as the copolymerization component can be acrylic acid or methyl acrylate. , Ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, benzyl acrylate and the like can be used. Methacrylic acid-based monomers include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, methacrylic acid. Two
-Hydroxyethyl, benzyl methacrylate and the like can be used.

【0013】架橋剤としては、メチロール化尿素、尿素
樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、
メチロール化グアナミンあるいはこれらの化合物のアル
キルエーテルを用いることが可能である。熱安定性が優
れている点からアルキルエーテル化物がより好ましい。
このアルキルエーテルのアルキル基としては炭素数1〜
5のアルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテ
ル化合物としては感度の点で優れてるヘキサメチロール
メラミンのアルキルエーテル化物がより好ましい。
As the cross-linking agent, methylolated urea, urea resin, methylolated melamine, butyrolized melamine,
It is possible to use methylolated guanamine or alkyl ethers of these compounds. Alkyl ether compounds are more preferable in terms of excellent thermal stability.
The alkyl group of this alkyl ether has 1 to 1 carbon atoms.
An alkyl group of 5 is preferred. Particularly, as the alkyl ether compound, an alkyl ether compound of hexamethylolmelamine, which is excellent in sensitivity, is more preferable.

【0014】光酸発生剤としては、トリハロメチル基含
有トリアジン誘導体が好ましく用いられ、たとえば2,
4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジ
ン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−s−トリアジン、2−フェニル−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリク
ロロメチル)−s−トリアジン、2−(p−クロロフェ
ニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリ
アジン、2−(4’−メトキシ−1’−ナフチル)−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−(p−メチルチオフェニル)−4,6−ビス(トリ
クロロメチル)−s−トリアジンなどを用いることがで
きる。
As the photoacid generator, a trihalomethyl group-containing triazine derivative is preferably used.
4,6-Tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-
4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine,
2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4 '-Methoxy-1'-naphthyl)-
4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine,
2- (p-methylthiophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine and the like can be used.

【0015】これらのトリハロメチル基含有トリアジン
誘導体は、300〜400nmの波長近傍に吸収端を持
ち、従来使用しているオニウム塩に比べてより長波長の
領域の光で酸を発生するため、黒色樹脂層を透明基板側
より露光してパターン形成する場合でも、十分な感度で
パターン形成が可能である。
These trihalomethyl group-containing triazine derivatives have an absorption edge near the wavelength of 300 to 400 nm and generate an acid in the light of a longer wavelength region than the conventionally used onium salt, so that they are black. Even when the resin layer is exposed from the transparent substrate side to form a pattern, the pattern can be formed with sufficient sensitivity.

【0016】これらのトリハロメチル基含有トリアジン
誘導体は、単独で、あるいは、混合して使用しても良
く、その添加量は、酸により硬化する樹脂系100重量
部に対して、0.5重量部から40重量部が好ましい。
これは、40重量部を越えて添加した場合は、酸発生量
が多すぎパターン露光後の加熱によって未露光部にも酸
が拡散し架橋反応を起こし、解像性が低下してしまう原
因となる。また、添加量が0.5重量部より少ない場合
においては、酸発生量が乏しく、架橋反応が十分進行せ
ず、パターンが形成できない。
These trihalomethyl group-containing triazine derivatives may be used alone or as a mixture, and the addition amount thereof is 0.5 part by weight based on 100 parts by weight of the acid-curable resin system. To 40 parts by weight are preferred.
This is because when added in excess of 40 parts by weight, the amount of acid generated is too large and the acid diffuses into the unexposed part due to heating after the pattern exposure to cause a crosslinking reaction, which lowers the resolution. Become. When the amount added is less than 0.5 part by weight, the amount of acid generated is insufficient, the crosslinking reaction does not proceed sufficiently, and a pattern cannot be formed.

【0017】黒色顔料としては、カーボンブラック、酸
化チタン、鉄黒、アニリンブラック、有機顔料の混合品
が使用可能である。更に必要に応じて顔料の分散性を向
上させるため、分散媒として、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂等を加えることも可能である。また、分散剤と
して高分子系分散剤や有機色素の誘導体等を加えてもよ
い。
As the black pigment, a mixture of carbon black, titanium oxide, iron black, aniline black and an organic pigment can be used. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the pigment, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like can be added as a dispersion medium, if necessary. Further, a polymer dispersant, a derivative of an organic dye, or the like may be added as a dispersant.

【0018】更に分散時の作業性を向上させるため希釈
溶剤として、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセ
テート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテー
ト、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテー
ト、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘ
キサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
乳酸エステル類等の有機溶剤を用いてもよい。
Further, as a diluting solvent for improving workability during dispersion, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether,
Propylene glycol monomethyl ether acetate,
You may use organic solvents, such as a lactate ester.

【0019】これらの材料を、2本ロールミル、3本ロ
ールミル、サンドミル、ペイントコンディシャナー等の
分散機を用いて十分に混練し、黒色樹脂組成物とする。
前記組成の割合は、固形分比で酸により硬化する樹脂系
材料10〜40重量%、架橋剤5〜20重量%、光酸発
生剤3〜10重量%、黒色顔料20〜65重量%を含
む。前記酸により添加する樹脂系材料が10重量%より
も少ないと感度が得られずパターン形成ができない。ま
た40重量%よりも多い場合は、パターンの解像性を得
ることができない。前記架橋剤が5重量%よりも少ない
と架橋反応が進行せずパターン形成ができない。また2
0重量%よりも多い場合は、パターンの解像性を得るこ
とができない。前記光酸発生剤の添加量が3重量%より
も少ないと酸発生量が乏しく、架橋反応が進行せずパタ
ーン形成ができない。また、10重量%よりも多い場合
は、酸発生量が多すぎパターン露光後の加熱によって未
露光部にも酸が拡散して架橋反応を起こし解像性が低下
してしまう。前記黒色顔料の添加量が20重量%よりも
少ないと十分な遮光性を得ることができない。また、6
5重量%よりも多い場合はパターン形成ができない。
These materials are sufficiently kneaded using a disperser such as a two-roll mill, a three-roll mill, a sand mill and a paint conditioner to give a black resin composition.
The composition ratio includes 10 to 40% by weight of a resin material which is cured by an acid in a solid content ratio, 5 to 20% by weight of a crosslinking agent, 3 to 10% by weight of a photoacid generator, and 20 to 65% by weight of a black pigment. . If the amount of the resin material added by the acid is less than 10% by weight, the sensitivity cannot be obtained and the pattern cannot be formed. If it is more than 40% by weight, the resolution of the pattern cannot be obtained. If the amount of the cross-linking agent is less than 5% by weight, the cross-linking reaction does not proceed and pattern formation cannot be performed. Also 2
If it is more than 0% by weight, the resolution of the pattern cannot be obtained. When the amount of the photo-acid generator added is less than 3% by weight, the amount of acid generated is poor, and the crosslinking reaction does not proceed to form a pattern. On the other hand, when the amount is more than 10% by weight, the amount of generated acid is too large and the acid diffuses into the unexposed portion due to the heating after the pattern exposure to cause a crosslinking reaction to lower the resolution. If the amount of the black pigment added is less than 20% by weight, sufficient light blocking effect cannot be obtained. Also, 6
If it exceeds 5% by weight, pattern formation cannot be performed.

【0020】以下、本発明の製造方法の工程の一例を図
面に基づき説明する。図1に示すように、本発明の黒色
樹脂組成物を複数色画素1上にスピナー法、バーコート
法、ロールコート法、カーテンコート法等を用いて均一
に塗布して黒色樹脂層2を形成する。
An example of the steps of the manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the black resin composition of the present invention is uniformly applied onto a plurality of color pixels 1 by a spinner method, a bar coating method, a roll coating method, a curtain coating method or the like to form a black resin layer 2. To do.

【0021】複数色画素1の形成方法については、従来
技術である染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等の現
在実用化されているいずれの方法を用いても良く、ま
た、黒色樹脂層2と透明基板3を密着させる場合には、
70℃〜100℃程度の熱を加えてもかまわない。
As the method of forming the multi-color pixels 1, any of the currently practiced methods such as the conventional dyeing method, pigment dispersion method, printing method and electrodeposition method may be used. When the resin layer 2 and the transparent substrate 3 are closely attached,
You may add heat of about 70 to 100 ° C.

【0022】次に図2に示す様に、透明基板3の裏面か
ら紫外線を照射し露光を行い、複数色画素1間隙部の黒
色樹脂2aにのみ酸を発生させる。露光に用いる光源と
しては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等を用いるが、可視
域の波長には出力のないものが望ましく、また、露光時
に可視光カットフィルターを用いてもかまわない。
Next, as shown in FIG. 2, exposure is performed by irradiating ultraviolet rays from the rear surface of the transparent substrate 3 to generate an acid only in the black resin 2a in the gap portion of the pixels 1 of the plural color pixels. As a light source used for exposure, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, or the like is used, but it is preferable that the light source has no output in the visible wavelength range, and a visible light cut filter may be used during exposure.

【0023】さらに好ましくは黒色樹脂層2側から40
〜60mJ/cm2 程度の低露光量の紫外線を照射し、
黒色樹脂層の表面のみを硬化(架橋)させる。これによ
り黒色樹脂層の現像後の遮光層の表面の平坦性が得られ
る。露光量が40mJ/cm 2 より低いと効果がなく、
60mJ/cm2 より多いと複数色画素1上に黒色樹脂
層が残ってしまう。
More preferably, it is 40 from the black resin layer 2 side.
~ 60 mJ / cmTwoIrradiate with a low exposure amount of ultraviolet rays,
Only the surface of the black resin layer is cured (crosslinked). This
The flatness of the surface of the light-shielding layer is obtained after the development of the black resin layer.
You. Exposure dose is 40 mJ / cm TwoThe lower it has no effect,
60 mJ / cmTwoBlack resin on the multi-color pixel 1 if more
The layer remains.

【0024】次に図4に示すように、加熱温度90℃〜
150℃にて酸の触媒反応を利用して黒色樹脂2aの部
分の架橋反応を起こさせ、硬化させる。
Next, as shown in FIG. 4, the heating temperature is 90.degree.
At 150 ° C., a catalytic reaction of acid is used to cause a cross-linking reaction of the portion of the black resin 2a to cure it.

【0025】最後にアルカリ現像液を用いて、複数色画
素1上の未架橋部の黒色樹脂2bを除去して、図5に示
すようなブラックマトリクスを形成する。
Finally, an alkaline developer is used to remove the uncrosslinked black resin 2b on the plural color pixels 1 to form a black matrix as shown in FIG.

【0026】以上に示すように、本発明においては、ブ
ラックマトリクス材料として示された重量%の材料を用
い、裏露光法を用いてブラックマトリクスを形成するこ
とにより、複数色画素上とブラックマトリクス上の重な
りがなくなる作用が発現し、かつ、裏露光直後に黒色樹
脂層側から40〜60mJ/cm2 の紫外線を露光する
ことによりブラックマトリクス上が平坦となる作用が発
現する。これら全ての作用により従来の透明基板裏側か
らの露光方法のように多量の紫外線で黒色樹脂層の内部
まで硬化させる必要がなく、複数色画素の紫外域の吸
収、黒色樹脂層の光学濃度によらす、透明基板裏側から
少量の紫外線による露光によって、複数色画素上へのブ
ラックマトリクスの重なりがないカラーフィルタを形成
することが可能となる。
As described above, in the present invention, a black matrix is formed by using the back exposure method by using the material of the weight% shown as the black matrix material, thereby forming a black matrix on a plurality of color pixels and a black matrix. And the effect of making the black matrix flat by exposing the black resin layer side to ultraviolet rays of 40 to 60 mJ / cm 2 immediately after the back exposure. Due to all of these effects, it is not necessary to cure the inside of the black resin layer with a large amount of ultraviolet rays as in the conventional exposure method from the back side of the transparent substrate, and the absorption in the ultraviolet region of multiple color pixels and the optical density of the black resin layer By exposing the back side of the transparent substrate with a small amount of ultraviolet rays, it is possible to form a color filter in which the black matrix does not overlap the pixels of a plurality of colors.

【0027】[0027]

【実施例】透明基板3として厚さ1mmのガラス板を用
い、この表面に、予め着色したポリイミド系の樹脂によ
る赤パターンR、緑パターンG、及び青パターンBを順
次形成した。これらの複数色画素1の膜厚は1.5μm
であった。この上に設ける黒色樹脂層の組成を以下に示
す。
EXAMPLE A glass plate having a thickness of 1 mm was used as the transparent substrate 3, and a red pattern R, a green pattern G, and a blue pattern B made of a preliminarily colored polyimide resin were sequentially formed on this surface. The film thickness of these multi-color pixels 1 is 1.5 μm
Met. The composition of the black resin layer provided thereon is shown below.

【0028】 <黒色樹脂層の組成> 黒色顔料:三菱化学(株)製「#20ブラック」 10g 酸により硬化する樹脂: 住友ベークライト(株)製:「フェノールノボラック樹脂」 5g 分散剤:ゼネカ(株)製:「ソルスパース」の 「24000GR」と「5000」を1:1で配合 1g 架橋剤:三和ケミカル(株)製:「ニカラックMW−30M」 3g 光酸発生剤:みどり化学(株)製:「TAZ−104」 1.9g これらの黒色樹脂組成物中の固形分の濃度が20重量%
になるように溶剤を加えた。
<Composition of Black Resin Layer> Black pigment: “# 20 Black” manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. 10 g Acid-curable resin: Sumitomo Bakelite Co., Ltd .: “Phenol novolac resin” 5 g Dispersant: Zeneca (stock) ): "Solspers""24000GR" and "5000" are mixed in a ratio of 1: 1 1g Crosslinking agent: Sanwa Chemical Co., Ltd .: "Nikarac MW-30M" 3g Photo acid generator: Midori Kagaku Co., Ltd. : "TAZ-104" 1.9 g The solid content of these black resin compositions is 20% by weight.
The solvent was added so that

【0029】これをスピンナーにより940rpm、5
秒で塗布し、70℃で20分間オーブン中にて加熱し
た。その後、100mJ/cm2 の紫外線にて前記複数
色画素1をマスクとして透明基材側より露光して、黒色
樹脂層を形成した。その後、黒色樹脂層側より50mJ
/cm2 の紫外線にて露光を行なった。その後、ホット
プレートを用いて110℃で1分間加熱し、0.5%水
酸化ナトリウム水溶液に微量のカチオン系界面活性剤を
添加したものを用いて現像を行った。最後にオーブン中
にて230℃で1時間加熱しカラーフィルタを得た。
This was spun at 940 rpm for 5
It was applied in seconds and heated in an oven at 70 ° C. for 20 minutes. Then, the transparent substrate side was exposed with 100 mJ / cm 2 of ultraviolet rays using the plural-color pixels 1 as a mask to form a black resin layer. After that, 50mJ from the black resin layer side
Exposure was carried out with ultraviolet rays of / cm 2 . Then, it was heated at 110 ° C. for 1 minute using a hot plate, and development was performed using a 0.5% sodium hydroxide aqueous solution to which a slight amount of a cationic surfactant was added. Finally, it was heated in an oven at 230 ° C. for 1 hour to obtain a color filter.

【0030】以上によって完成したカラーフィルタにお
いては、図5に示すように、各色パターン群の表面の平
坦性がきわめて良好であった。
In the color filter completed as described above, as shown in FIG. 5, the flatness of the surface of each color pattern group was extremely good.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上に示したように、本発明のブラック
マトリクスに用いる黒色樹脂組成物それ自体が高感度な
レジストのため、マスクとして用いる赤、緑、青等の複
数色画素中に紫外線吸収剤や蛍光増白剤などの添加剤を
添加する必要がない。これにより、透明基材の裏側から
の露光であっても十分な現像度を示し、各複数色画素間
を埋め、かつ従来のように各複数色画素上にブラックマ
トリクスが重なることがない。
As described above, since the black resin composition itself used for the black matrix of the present invention is a highly sensitive resist, it is possible to absorb ultraviolet rays in a plurality of color pixels such as red, green and blue used as a mask. It is not necessary to add additives such as agents and optical brighteners. As a result, even if the light is exposed from the back side of the transparent substrate, a sufficient degree of development is exhibited, the spaces between the plural color pixels are filled, and the black matrix does not overlap the plural color pixels unlike in the conventional case.

【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製造方法の一実施例
の工程を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a process of an embodiment of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【図2】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例
の工程を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the steps of an embodiment of the color filter manufacturing method of the present invention.

【図3】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例
の工程を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a process of an embodiment of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【図4】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例
の工程を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a process of an embodiment of the color filter manufacturing method of the present invention.

【図5】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例
の工程を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing the steps of an embodiment of the color filter manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…複数色画素 2…黒色樹脂層 3…透明基板 4…
ホットプレート
1 ... Multi-color pixel 2 ... Black resin layer 3 ... Transparent substrate 4 ...
Hot plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 信美 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 大木 恒郎 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 喜多 真一 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Nobumi Takemura 1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Inside Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inoue Tsuneo Ooki 1-1-5 Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inventor Shinichi Kita 1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Tokyo Toppan Printing Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板上に複数色画素とブラックマトリ
クスとを有するカラーフィルタにおいて、複数色画素上
へのブラックマトリクスの重なりがないことを特徴とす
るカラーフィルタ。
1. A color filter having a plurality of color pixels and a black matrix on a transparent substrate, wherein the black matrix does not overlap the plurality of color pixels.
【請求項2】前記ブラックマトリクス材料として、固形
分比として酸により硬化する樹脂系材料10〜40重量
%、架橋剤5〜20重量%、光酸発生剤3〜10重量
%、黒色顔料20〜65重量%を含む黒色樹脂組成物を
用いることを特徴とする請求項1記載のカラーフィル
タ。
2. As the black matrix material, 10 to 40% by weight of a resin material which is cured by an acid as a solid content ratio, 5 to 20% by weight of a crosslinking agent, 3 to 10% by weight of a photoacid generator, and 20 to 20% of a black pigment. The color filter according to claim 1, wherein a black resin composition containing 65% by weight is used.
【請求項3】透明基板上に複数色画素とブラックマトリ
クスとを有するカラーフィルタの製造方法において、複
数色画素を形成した後、 1)黒色樹脂組成物を塗布、乾燥して黒色樹脂層を形成
する工程、 2)黒色樹脂層を複数色画素をマスクとして透明基板側
から露光する工程、 3)黒色樹脂層を加熱する工程、 4)黒色樹脂層を現像し、ブラックマトリクスとする工
程 からなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
3. A method of manufacturing a color filter having a plurality of color pixels and a black matrix on a transparent substrate, after forming the plurality of color pixels, 1) applying a black resin composition and drying to form a black resin layer. The step of 2) exposing the black resin layer from the transparent substrate side using the pixels of a plurality of colors as a mask, 3) heating the black resin layer, 4) developing the black resin layer to form a black matrix. And a method for manufacturing a color filter.
【請求項4】前記露光を行った後、加熱をする前に、前
記黒色樹脂層側から40〜60mJ/cm2 の紫外線に
より露光することを特徴とする請求項3記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
4. The method for producing a color filter according to claim 3, wherein after the exposure, before the heating, the exposure is performed by ultraviolet rays of 40 to 60 mJ / cm 2 from the black resin layer side. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171733B1 (en) * 1998-07-24 2001-01-09 Fujifilm Olin Co., Ltd. Material for forming black matrix for color liquid crystal display and method for forming black matrix
JP2009229838A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Dainippon Printing Co Ltd Method of manufacturing color filter, and color filter

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