JPH09222509A - フィルターパターンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルターパターンを従来に比べ簡単な工程
で製造するとともに、混色を防止することができる。 【解決手段】 基板１上に第１乃至第３の顔料層３，
６，８を形成する工程を有するフィルターパターン及び
その製造方法において、緑色の第３の顔料層８を形成す
る工程での露光工程を不要にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば２層構造を
有するフィルター付き蛍光体層におけるフィルターパタ
ーン及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管やカラー受像機のフェースプレ
ート内面には赤、青、緑色をしたドット状やストライプ
状等の蛍光体層が形成されている。この蛍光体層に電子
ビームが衝突することにより、蛍光体層が発光して画像
表示がなされる。コントラストや色純度等の画像表示特
性を向上させるために、従来より蛍光体層の改善がなさ
れている。例えば、フェースプレートと蛍光体層との間
に、蛍光体層の発光色と同色の体色を持つ顔料層を設け
るフィルター付き蛍光体層がある。このフィルター付き
蛍光体層は、入射した外光のうち赤色顔料は緑や青成分
の光を、青色顔料は緑や赤成分の光を、緑色顔料は青や
赤成分の光を、選択的にそれぞれ吸収するためコントラ
ストや色純度が向上する。

【０００３】このフィルター付き蛍光体層の製造方法
は、例えば特開平５−２７５００８号公報に示されてい
る。この従来例は、レジストを塗布・所定位置以外を露
光しレジストのパターンをつけ、その上に顔料液を塗布
した後、酸分解によりレジストとその上の顔料層を剥離
して所定位置に顔料パターンを得る方法を利用して、各
色の顔料層を得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来例には、レジストのパターンを各色の顔料層を得るご
とに形成する必要があり、工程数が多く、より簡単にフ
ィルターパターンを製造することが望まれる。

【０００５】また、顔料層を形成する方法として例えば
特開平５−２７５００７号公報に示されているように、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリド
ン（ＰＶＰ）等の水溶性高分子と重クロム酸アンモニウ
ム（ＡＤＣ）、ジアゾニウム塩等の架橋剤とを混ぜた顔
料分散液を塗布し、露光及び温水による現像を行って所
定パターンの顔料層を得ることも考えられる。

【０００６】しかしながら、この方法も、各色の顔料層
を得るごとに、所定のパターンでの露光・現像を繰り返
すことになるため、前述の従来例と同様の問題をかかえ
ていた。この発明はこのような課題に対処するためにな
されたもので、より簡単な工程によるフィルターパター
ン及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明はフィルターパ
ターンの製造方法に関し、基板上に第１の顔料粒子を含
む溶液を塗布乾燥した後にこの上にフォトレジスト液を
塗布乾燥して第１のレジスト層と第１の顔料層からなる
第１の積層構造を形成する工程と、第１の積層構造を所
定のパターンに露光して硬化させた後に現像して第１の
積層パターンを形成する工程と、基板上に第２の顔料粒
子を含む溶液を塗布乾燥した後にこの上にフォトレジス
ト液を塗布乾燥して第２のレジスト層と第２の顔料層か
らなる第２の積層構造を形成する工程と、第２の積層構
造を所定のパターンに露光して硬化させた後に現像して
第２の積層パターンを形成する工程と、第３の顔料粒子
を含む溶液を基板及び第１及び第２の積層パターン上に
塗布乾燥した後に剥離剤を適用して第１及び第２のレジ
スト層をその上の第３の顔料層とともに剥離することに
より、第１乃至第３の顔料層を形成する工程とを備えて
おり、第１及び第２の顔料粒子の一方は青色、他方は赤
色で且つ第３の顔料粒子は緑色である この発明に係わる顔料は、無機系及び有機系のいずれの
顔料も使用することができる。特に、フィルター層中に
均一に分散でき、光の散乱を起こすことなくフィルター
層が充分な透明性を有することのできる顔料が好まし
い。

【０００８】具体的な例として以下の顔料を例示するこ
とができる。無機系では、赤の顔料として、酸化第二鉄
系である商品名シコトランスレッドＬ−２８１７（粒子
径０．０１〜０．０２μｍ、ＢＡＳＦ社製）、アンスラ
キノン系である商品名クロモファータルレッドＡ２Ｂ
（粒子径０．０１μｍ、チバガイギー社製）、青の顔料
として、アルミン酸コバルト（Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＣｏＯ）系
である商品名コバルトブルーＸ（粒子径０．０１〜０．
０２μｍ、東洋顔料社製）、群青系である商品名群青Ｎ
ｏ．８０００（粒子径０．３μｍ、第一化成社製）、フ
タロシアニンブルー系である商品名リオノールブルーＦ
Ｇ−７３７０（粒子径０．０１μｍ、東洋インキ社
製）、緑の顔料として、ＴｉＯ₂ −ＮｉＯ−ＣｏＯ−Ｚ
ｎＯ系である商品名ダイピロキサイドＴＭ−グリーン＃
３３２０（粒子径０．０１〜０．０２μｍ、大日精化社
製）、ＣｏＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｃｒ₂ Ｏ₃−ＴｉＯ₂ 系で
ある商品名ダイピロキサイドＴＭ−グリーン＃３３４０
（粒子径０．０１〜０．０２μｍ、大日精化社製）、Ｃ
ｏＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｃｒ₂ Ｏ₃ 系である商品名ダイピロ
キサイドＴＭ−グリーン＃３４２０（粒子径０．０１〜
０．０２μｍ、大日精化社製）、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 系である商
品名ＮＤ−８０１（粒子径０．３５μｍ、日本電工社
製）、塩素化フタロシアニングリーン系である商品名フ
ァーストゲングリーンＳ（粒子径０．０１μｍ、大日本
インキ社製）、臭素化フタロシアニングリーン系である
商品名ファーストゲングリーン２ＹＫ（粒子径０．０１
μｍ、大日本インキ社製）を例示することができる。

【０００９】有機系では、赤の顔料として、アゾレーキ
系である商品名レーキレッドＣ（大日精化社製）、青の
顔料として、銅フタロシアニン系である商品名ファスト
ゲンプルーＧＮＰＳ（大日本インキ社製）、緑の顔料と
して、塩素臭素化銅フタロシアニン系である商品名リオ
ノールグリーン２Ｙ−３０１（東洋インキ社製）を例示
することができる。

【００１０】この顔料を、これを分散させるための分散
剤及び純水とともに混合撹拌することにより、顔料層を
形成する分散液が得られる。なお、純水中に１０重量％
以下であれば、水溶性の有機溶媒例えばアルコール等を
含ませることができる。

【００１１】分散剤の例として、アニオン系ナトリウム
塩分散剤、アニオン系アンモニウム塩分散剤及びノニオ
ン系分散剤等がある。アニオン系ナトリウム塩分散剤と
しては、アクリル系、アクリル−スチレン系、アクリル
共重合物、ポリカルボン酸型、ナフタレンスルホン酸ホ
ルマリン縮合物等がある。具体例としては、アクリル系
として、ディスペックＮ−４０（アライド・コロイド社
製）、高分子ポリカルボン酸型として、デモールＥＰ
（花王社製）、ポイズ５２０（花王社製）、ナフタレン
スルホン酸ホルマリン縮合物として、デモールＮ（花王
社製）、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物とし
て、デモールＭＳ（花王社製）、オクチルフォスフェー
トモノエタノールアミノ塩として、エレノンＮｏ．１９
Ｍが挙げられる。アニオン系アンモニウム塩分散剤とし
ては、アクリル系、アクリル−スチレン系、アクリル共
重合物、ポリカルボン酸型、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルサルフェート等がある。具体例としては、ア
クリル系として、ディスペックＡ−４０（アライド・コ
ロイド社製）、高分子ポリカルボン酸型として、ディス
コートＮ−１４（第一工業製薬社製）、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩と
してハイテノール０８（第一工業製薬社製）、縮合ナフ
タレンスルホン酸として、Ｌｏｍｅｒ ＰＷＡ（サンノ
ブコ社製）が挙げられる。ノニオン系分散剤として、ポ
リオキシエチレンラウリエーテル、ポリオキシエチレン
誘導体、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリ
オキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート等が挙げられる。具体
例としては、ノイゲンＥＡ−１４０（第一工業製薬社
製）、エマルゲン１０６（花王社製）、レオドールＴＷ
−Ｌ１２０（花王社製）がある。

【００１２】分散剤に分散させる顔料濃度は、０．１重
量％〜５０重量％、好ましくは１重量％〜５０重量％の
範囲である。顔料濃度が０．１重量％未満であると、顔
料層の着色が認められなくなる。１重量％を超えると、
より明瞭に着色が認められる。また、５０重量％を超え
ると、分散液の粘度が急激に増加してしまうため、均一
な膜が塗布できなくなる。

【００１３】この発明の製造方法は、例えばカラーブラ
ウン管パネルにフィルター付き蛍光体層を形成する場
合、以下のような手順でなされる。まず、第１の顔料分
散液をフェースプレート内面に塗布し乾燥する。塗布方
法としては、フェースプレート内面を上向き、横向き、
下向き等にて塗布する。顔料分散液の固形分、粘度、塗
り方等のパラメーターをコントロールし均一な塗布が行
えるように選択することができる。塗布方法はスピンコ
ート法以外に浸漬法、フローコート法等を用いることが
できる。均一で所定の膜厚を得るために、スピンコート
法が特に好ましい。乾燥方法としては、例えば振り切り
による乾燥、ヒーターによる乾燥、熱風による乾燥、ド
ライエアーによる乾燥、室温における長時間の乾燥等は
これらの組合せにより顔料層を形成することができる。
なお、顔料層の形成前にフェースプレート内面にパター
ニングされた光吸収層を形成しておくこともできる。続
いて、フォトレジスト液を顔料分散液と同様に塗布・乾
燥して、レジスト層と顔料層の積層構造を形成した後、
シャドウマスクを介して所望のパターンに、例えば高圧
水銀灯等を利用して露光する。その後、フェースプレー
ト内面に現像を行い、不要部を剥離する。以上の操作を
次の第２の顔料分散液の場合にも行う。次に、第３の顔
料分散液をフェースプレート内面に塗布し乾燥した後、
所定の剥離剤処理によりレジスト層を剥離することによ
り、最終的に第１乃至第３の顔料層が完成する。そし
て、蛍光体層を更に形成するには、顔料層の場合と同様
の方法で、顔料分散液に代えて蛍光体分散液を用いれば
よい。

【００１４】また、この発明におけるフォトレジスト液
は、フォトレジストと、アクリルエマルジョンや界面活
性剤等の添加物を純水とともに混合撹拌することにより
得られる。フォトレジストとしては、重クロム酸アンモ
ニウム（ＡＤＣ）／ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、
重クロム酸ナトリウム（ＳＤＣ）／ＰＶＡ、ジアゾニウ
ム塩等／ＰＶＡ、ＡＤＣ／カゼイン等の水溶性フォトレ
ジスト各種を使用できる。

【００１５】更に、この発明における剥離剤は、２種類
の混合液である。第１はスルファミン酸、硫酸、硝酸等
の酸類であり、第２は過マンガン酸カリウム、過ヨウ素
酸カリウム、過酸化水素等の過酸化物であることに特徴
がある。後者は、レジスト層や顔料層を分解する働きが
あり、前者は顔料層中の特にアニオン系分散剤に作用し
て硬化し、後者の分解作用を阻止する働きを有してい
る。これら両者の働きにより、レジストパターン及びそ
の上の顔料層のみが分解され、パターンを完成すること
ができる。濃度は前者が０．１〜１０％、後者が０．０
１〜１％の範囲にあることが望ましい。前者の濃度が薄
すぎたり、後者の濃度が高すぎると、すべての顔料層を
剥離してしまいパターンができず、後者の濃度が薄いと
レジストが剥離せず混色不良となる。混合液で一度に処
理するのではなく、まず、前者の液のみを塗布し硬化し
ておいた後、後者の剥離液で処理するセパレート法でも
同様の効果がある。なお、分散剤とレジスト分解剤の好
ましい組合せとしては、例えばアニオン系高分子分散剤
と上述したレジスト分解剤である。

【００１６】この発明では、第３の顔料粒子を含む溶液
を基板上に塗布乾燥した後は、特に、この塗布膜を所定
のパターンに露光することを行わなくても、剥離剤でレ
ジスト層を剥離することにより、第１乃至第３の顔料層
を完成することが可能となる。また、各々の色の顔料粒
子を含む溶液を塗布する際には、他の色の顔料層はレジ
スト層により保護され、最終的にはレジストとともにこ
れら混色成分も除去するので、異なる色の間での混色を
防止することができるが、これらの方式で欠点なく、第
１乃至第３の顔料層を完成させることは困難である。例
えば、製造工程中のごみ等に起因して、第１及び第２の
顔料層上に第１及び第２のレジスト層が完全に形成され
ないことがある。この場合、第１及び第２の顔料層と第
３の顔料層が混じり合うが、この発明では、第３の顔料
粒子が青色フィルター及び赤色フィルターと共通の透過
波長を有する緑色であるため、第１及び第２の顔料層の
色自体に与える影響は小さくて済む。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図面を
参照して説明する。図１乃至図３はこの発明の一実施例
を示す工程図である。まず、図１（ａ）に示すように、
例えばガラスからなる基板１上に所定パターンの光吸収
層２を形成する。

【００１８】次に、青、緑、赤のフィルターを形成する
ための顔料分散液及びフォトレジスト液として、次の組
成のものを準備した。 ＜青顔料分散液＞ 青顔料粒子：アルミン酸コバルト ３０重量％ （商品名コバルトブルーＸ（粒子径０．０１〜０．０２μｍ、東洋顔料社製） 分散剤：ポリアクリル酸共重合体のアンモニウム塩 ０．７重量％ （ディスペックＧＡ−４０（アライド・コロイド社製）） それぞれ純水中に分散 ＜赤顔料分散液＞ 赤顔料粒子：Ｆｅ₂ Ｏ₃ の微粒子 ２０重量％ （粒子径０．０１〜０．０２μｍ） 分散剤：ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩 （ハイテノール０８（第一工業製薬社製）） ０．７重量％ それぞれ純水中に分散 ＜フォトレジスト液＞ ポリビニルアルコール ３重量％ 重クロム酸アンモニウム ０．２０重量％ 界面活性剤 ０．０１重量％ それぞれ純水中に分散 ＜緑顔料分散液＞ 緑顔料粒子：ＴｉＯ₂ −ＮｉＯ−ＣｏＯ−ＺｎＯ ３０重量％ （商品名ダイピロキサイドＴＭ−グリーン＃３３２０（粒子径０．０１〜０．０ ２μｍ、大日精化社製） 分散剤：アクリル酸のナトリウム塩 ０．７重量％ （ディスペックＮ−４０） それぞれ純水中に分散 次に、基板１を温度３０℃に保持して、図１（ｂ）に示
すように、例えば第１の顔料層３の青顔料分散液を塗布
した。基板１を１００〜３００ｒｐｍで回転させ、過剰
の顔料分散液を振り切った。ヒーター温度１２０℃にて
３〜４分間乾燥した。続いて、フォトレジスト液を塗布
・乾燥し、図１（ｃ）に示すように、第１のレジスト層
４と第１の顔料層３の第１の積層構造を形成した。そし
て、例えば色選別電極５を介して、高圧水銀灯を用いて
図１（ｄ）に示すように、所定のパターンに露光した。
続いて、霧状にした例えば水を液圧２〜１０ｋｇ／ｃｍ
^２でスプレーすることにより、図１（ｅ）に示すよう
に、第１のレジスト層４と第１の顔料層３の第１の積層
パターンを形成した。

【００１９】次に、基板１を温度３０℃に保持して、図
２（ａ）に示すように、第２の顔料層６の赤顔料分散液
を塗布した。基板１を１００〜３００ｒｐｍで回転さ
せ、過剰の顔料分散液を振り切った。ヒーター温度１２
０℃にて３〜４分間乾燥した。続いて、フォトレジスト
液を塗布・乾燥し、図２（ｂ）に示すように、第２のレ
ジスト層７と第２の顔料層６の第２の積層構造を形成し
た。そして、例えば色選別電極５を介して、高圧水銀灯
を用いて図２（ｃ）に示すように、所定のパターンに露
光した。続いて、霧状にした例えば水を液圧２〜１０ｋ
ｇ／ｃｍ^２ でスプレーすることにより、図２（ｄ）に
示すように、第２のレジスト層７と第２の顔料層６の第
２の積層パターンを形成した。

【００２０】次に、基板１を温度３０℃に保持して、図
３（ａ）に示すように、基板１及び第１及び第２の積層
パターン上に第３の顔料層８の緑顔料分散液を塗布し
た。基板１を１００〜３００ｒｐｍで回転させ、過剰の
顔料分散液を振り切った。ヒーター温度１２０℃にて３
〜４分間乾燥した。そして、例えばスルファミン酸５
％、過ヨウ素酸カリウム０．５％からなる剥離液を塗布
し水圧２〜１０ｋｇ／ｃｍ² で、第１及び第２のレジス
ト層４，７をその上の第３の顔料層８とともに剥離する
ことにより、図３（ｂ）に示すように、基板１上に第１
乃至第３の顔料層３，６，８からなる顔料層を得た。

【００２１】この実施例では、剥離処理により第１及び
第２の顔料層３，６上の第３の顔料層８は除去され、図
４に示すように、基板１上の第１及び第２の顔料層３，
６が位置している部分以外は第３の顔料層８で覆われ
る。この結果、従来から必要であった第３の顔料層８の
形成の際の露光工程が不要になり、フィルターの製造工
程を簡略化することができた。また、第２の顔料層６の
赤顔料分散液を塗布する際には第１の顔料層３上を第１
のレジスト層４が覆い、第３の顔料層８の緑顔料分散液
を塗布する際には第１及び第２の顔料層３，６上を第１
及び第２のレジスト層４，７が覆うとともに、最終的に
第１及び第２のレジスト層４，７は除去されることにな
るので、青色、赤色及び緑色の間での混色を防止するこ
とができる。また、第１及び第２の顔料層３，６上に第
１及び第２のレジスト層４，７が完全に形成されていな
かったときでも、第１及び第２の顔料粒子はそれぞれ青
色、赤色で且つ第３の顔料粒子は青色、赤色と共通の透
過波長を合わせ持つ緑色であるので、視感では欠点を発
見しにくく、第３の顔料粒子を緑色以外にした場合に比
べ大幅に歩留りが向上した。

【００２２】次に、通常の方法により、図３（ｃ）に示
すように青色蛍光体層９、赤色蛍光体層１０及び緑色蛍
光体層１１をそれぞれ第１乃至第３の顔料層３，６，８
と対応するように形成した。

【００２３】こうして、基板１上に顔料層及び蛍光体層
を有する所望のフィルター付き蛍光体層が得られ、これ
を用いてカラーブラウン管はコントラストや色純度が優
れたものとなる。また、フィルターパターンが所定の位
置、例えば青蛍光体層が形成されるべき位置に対応して
青フィルターを形成し、他色の位置には青フィルターの
顔料が残渣として残ることがなく、混色がなく色純度特
性の優れたフィルターとなる。

【００２４】なお、この実施例において、第１及び第２
のレジスト層４，７の剥離工程をスルファミン酸３％で
塗布した後、過ヨウ素酸カリウム０．３％を塗布するこ
とにより行っても、同様の結果が得られる。

【００２５】また、今までの実施例では、顔料層におけ
る第１の顔料層３を青色顔料層、第２の顔料層６を赤色
顔料層としていたが、逆であってもよいことは言うまで
もない。また、この発明は、例えば液晶表示素子用のカ
ラーフィルター等にも適用できる。更に、各顔料層のパ
ターニングに際し、霧状にした水をスプレーする前に、
基板を例えばアルカリ現像液に浸漬することにより、各
顔料層の不要部の剥離をより確実に行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、基板上に第１の顔料粒子を
含む溶液を塗布乾燥した後にこの上にフォトレジスト液
を塗布乾燥して第１のレジスト層と第１の顔料層からな
る第１の積層構造を形成する工程と、第１の積層構造を
所定のパターンに露光して硬化させた後に現像して第１
の積層パターンを形成する工程と、基板上に第２の顔料
粒子を含む溶液を塗布乾燥した後にこの上にフォトレジ
スト液を塗布乾燥して第２のレジスト層と第２の顔料層
からなる第２の積層構造を形成する工程と、第２の積層
構造を所定のパターンに露光して硬化させた後に現像し
て第２の積層パターンを形成する工程と、第３の顔料粒
子を含む溶液を基板及び第１及び第２の積層パターン上
に塗布乾燥した後に剥離剤を適用して第１及び第２のレ
ジスト層をその上の第３の顔料層とともに剥離すること
により、第１乃至第３の顔料層を形成する工程とを備え
ており、第１及び第２の顔料粒子の一方は青色、他方は
赤色で且つ第３の顔料粒子は緑色であるので、従来に比
べ簡単な工程で確実に顔料層の所定パターンを得ること
ができるとともに、異なる色の顔料層の間での混色によ
る影響を最低限にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における第１の顔料層の形
成工程を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施例における第２の顔料層の形
成工程を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施例における第３の顔料層の形
成工程を示す断面図である。

【図４】この発明の一実施例における第１乃至第３の顔
料層の形成後の構造を示す平面図である。

【符号の説明】

１……基板 ３……第１の顔料層 ４……第１のレジスト層 ６……第２の顔料層 ７……第２のレジスト層 ８……第３の顔料層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 秀三 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷電子工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に第１の顔料粒子を含む溶液を塗
   布乾燥した後にこの上にフォトレジスト液を塗布乾燥し
   て第１のレジスト層と第１の顔料層からなる第１の積層
   構造を形成する工程と、前記第１の積層構造を所定のパ
   ターンに露光して硬化させた後に現像して第１の積層パ
   ターンを形成する工程と、基板上に第２の顔料粒子を含
   む溶液を塗布乾燥した後にこの上にフォトレジスト液を
   塗布乾燥して第２のレジスト層と第２の顔料層からなる
   第２の積層構造を形成する工程と、前記第２の積層構造
   を所定のパターンに露光して硬化させた後に現像して第
   ２の積層パターンを形成する工程と、第３の顔料粒子を
   含む溶液を前記基板及び前記第１及び第２の積層パター
   ン上に塗布乾燥した後に剥離剤を適用して前記第１及び
   第２のレジスト層をその上の第３の顔料層とともに剥離
   することにより、前記第１乃至第３の顔料層を形成する
   工程とを備えており、前記第１及び第２の顔料粒子の一
   方は青色、他方は赤色で且つ前記第３の顔料粒子は緑色
   であることを特徴とするフィルターパターンの製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフィルターパターンの製
   造方法において、前記剥離剤は酸類と過酸化物の混合液
   であることを特徴とするフィルターパターンの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のフィルターパターンの製
   造方法において、前記剥離剤は酸類の液と過酸化物の液
   からなり、前記酸類の液を用いた後、前記過酸化物の液
   を用いることを特徴とするフィルターパターンの製造方
   法。