JPH11218605A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

カラーフィルタおよびその製造方法

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JPH11218605A
JPH11218605A JP1978498A JP1978498A JPH11218605A JP H11218605 A JPH11218605 A JP H11218605A JP 1978498 A JP1978498 A JP 1978498A JP 1978498 A JP1978498 A JP 1978498A JP H11218605 A JPH11218605 A JP H11218605A
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章 田村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマディスプレイ等に使用する無機顔料と
ガラスからなるパターンとする高温プロセスに耐え得る
カラーフィルタの製造において、無機顔料と低融点ガラ
スのバインダー樹脂を燃焼させる工程で、このバインダ
ー樹脂が炭化反応を起こすことなく容易に気化させ、実
施例1の如く透過率の高いカラーフィルタの製造方法を
提供することにある。 【解決手段】無機顔料、低融点ガラスおよび有機高分子
材料(バインダー樹脂)からなる組成物を透明基板上に
パターンを形成した後、高温で加熱して前記有機高分子
材料を燃焼させて、無機顔料とガラスとでなる着色パタ
ーンとしたカラーフィルタを製造する方法において、前
記パターン形成工程と加熱工程との間に、照射量が10
Mrad以上の電子線を照射する工程を付加することを
特徴とするカラーフィルタの製造方法としたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイ、電界放射型ディスプレイ、エレクトロルミネセン
スディスプレイなどの各種表示装置や固体撮像素子に設
けられ、色分解、反射率低減、色合成などのために用い
られる耐侯性の非常に優れたカラーフィルタおよびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶ディスプレイでは、カラ
ー表示を行うためにカラーフィルタが必要であり、この
ために、染料法や顔料分散法、印刷法あるいは電着法等
で作成されたカラーフィルタが知られている。これは、
有機染料や有機顔料を用いて樹脂層を着色してカラーフ
ィルタとするものであり、液晶ディスプレイの製造工程
上、カラーフィルタの耐熱性としては、180℃以上が
要求されている。
【0003】プラズマディスプレイにおいても、画像を
表示した際のコントラスト向上のためにカラーフィルタ
を用いることが提案されている(和邇、日経エレクトロ
ニクス、1993年11月8日号(No.594,p
p.215)等)。このように、いくつかのディスプレ
イデバイスではカラー表示や画質向上のためにはカラー
フィルタが必要不可欠であるが、プラズマディスプレイ
の場合、その作製プロセスには約600℃で焼成するプ
ロセスが含まれている。そのため、液晶ディスプレイ用
カラーフィルタをプラズマディスプレイ用カラーフィル
タとして、そのまま用いると、このカラーフィルタを構
成する材料には有機材料が含まれているため、プラズマ
ディスプレイ製造プロセスにおいて、燃焼あるいは分解
等の反応が起こり、カラーフィルタとしての特性が得ら
れない。
【0004】この問題の解決方法として、低融点ガラス
中に無機顔料を分散させ、カラーフィルタとして用いる
ことが提案されている(坂井他 テレビジョン学会技術
報告ED993IPD113−8(1986)等)。こ
れは、低融点ガラスおよび無機顔料を適当なバインダー
樹脂および溶剤と練り合わせたペーストを、これを所定
の基板にフォトリソグラフィー法やスクリーン印刷等の
方法でパターニングし、しかる後に焼成することによ
り、バインダー樹脂および溶剤を除去し、低融点ガラス
中に無機顔料が分散したフィルタを得るものである。こ
の場合、このカラーフィルタは全て無機材料により構成
されているため、プラズマディスプレイ作製に係わる高
温プロセスに耐えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造方法では、バインダー樹脂が完全に燃焼して気化する
ことが必要であるが、加熱工程中にバインダー樹脂が架
橋反応を起こす場合や酸素の導入が不十分な場合、バイ
ンダー樹脂の気化が完全に進行せずに炭化反応が起こ
り、この炭化反応が起こると、カラーフィルタの透過率
が低下して、分光特性を悪化させるという問題があっ
た。
【0006】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するものであり、その課題とするところは、無機顔料と
ガラスからなるパターンとする高温プロセスに耐え得る
カラーフィルタの製造において、無機顔料と低融点ガラ
スのバインダー樹脂を燃焼させる工程で、このバインダ
ー樹脂が炭化反応を起こすことなく容易に気化させるこ
とによって、透過率の高いカラーフィルタおよびその製
造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明では、無機顔
料、低融点ガラスおよび有機高分子材料(バインダー樹
脂)からなる組成物を透明基板上にパターンを形成した
後、高温で加熱して前記有機高分子材料を燃焼させて、
無機顔料とガラスとでなる着色パターンとしたカラーフ
ィルタを製造する方法において、前記パターン形成工程
と加熱工程との間に、電子線を照射する工程を付加する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法としたもの
である。
【0008】また、請求項2の発明では、前記電子線を
照射する工程において、電子線の照射量が10Mrad
以上であることを特徴とする請求項1記載のカラーフィ
ルタの製造方法としたものである。
【0009】また、請求項3の発明では、前期請求項1
または2に記載のカラーフィルタの製造方法により製造
されてなることを特徴とするカラーフィルタとしたもの
である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本発明のカラーフィルタは、図1に示すように、透
明基板(10)上に無機顔料と低融点ガラスからなる赤
色パターン(20R)、緑色パターン(20G)、青色
パターン(20B)が形成されたカラーフィルタ(1)
であり、コントラストの良好な画像を得るために金属薄
膜等の黒色ブラックマトリックス(20BM)が各色パ
ターン(20R、20G、20B)間に形成される場合
もある。本発明はこのカラーフィルタの製造方法を提供
することにある。
【0011】その製造工程は、まず低融点ガラスおよび
無機顔料を適当な有機高分子材料(バインダー樹脂)と
溶剤とを練り合わせたペーストを作製する。この無機顔
料としては、例えば赤色顔料としてはFe2 3 、緑色
顔料としてはTiO2-CoO- NiO- ZnO、青色顔
料としてはCoO- Al2 3 等を用いることができる
が、これらに限定されるものではない。また、用途によ
っては、上記以外の他の色の無機顔料を用いることもで
きる。
【0012】また、低融点ガラスとしては、例えばホウ
ケイ酸鉛ガラス等を用いることができるが、特にこれに
限定されるものではない。
【0013】また、バインダー樹脂としては、例えばエ
チルセルロースやアクリル樹脂等の有機高分子材料が適
用されるが、これらに限定されるものではない。以上上
記低融点ガラス、無機顔料、バインダー樹脂、溶剤をサ
ンドミル、ボールミル、アトライター、三本ロールミル
等の分散機により練り合わせてペーストを作製する。
【0014】次に、本発明における透明基板(10)上
に各色パターン(20R、20G、20B)を形成する
が、そのパターニング方法としては、印刷法ではスクリ
ーン印刷法や平版または凹版オフセット印刷法等を用い
ることができるが、これらに限定されるものではない。
【0015】また、フォトリソグラフィー法では無機顔
料と低融点ガラスとを適当な感光性樹脂と混練したペー
ストを透明基板(10)上に塗布し、これを所定のフォ
トマスクを介して露光を行った後、現像してパターニン
グする方法や、上記で得られた無機顔料、低融点ガラ
ス、バインダー樹脂、溶剤からなるペーストを透明基板
(10)上に塗布した後、この塗膜上に感光性樹脂を塗
布し、さらに所定のフォトマスクを介して露光、現像お
よびエッチングを行い各色パターン(20R、20G、
20B)を形成する方法等を用いることができるが、こ
れらに限定されるものではない。
【0016】続いて、上記パターン上に電子線照射を行
うが、本発明で用いられる電子線照射方法としては、カ
ーテン型、スキャン型、プラズマ放電型等、いずれも使
用可能である。この電子線照射量としては10Mrad
以上とすることにより、効率的にバインダー樹脂が分解
されるもので、これより低いとバインダー樹脂の分解に
対する効果が現れない。さらに照射雰囲気の酸素濃度を
多くする(約100ppm以上)と、電子線によりバイ
ンダー樹脂がより効率的に分解される。
【0017】以上のカラーフィルタを製造するにあた
り、加熱工程において、加熱処理だけではバインダー樹
脂は完全に気化しにくい。特に水酸基やカルボキシル基
を有する樹脂では、主鎖の切断反応が起こる前に、熱に
より脱水架橋が起こり、分子間架橋により分子量が増加
してしまう。本発明によると、加熱処理前に、電子線を
照射し、バインダー樹脂を予め分解させ、低分子量化さ
せておくことにより、加熱処理工程で、気化しやすくな
り、バインダー樹脂の炭化が抑制され、透過率の高いカ
ラーフィルタを製造することができる。
【0018】
【実施例】次に本発明を実施例により、さらに具体的に
説明する。 〈実施例1〉 〔ペーストの作製〕青色無機顔料アサヒスーパーブルー
CR(アサヒ化成社製)5部、ホウケイ酸鉛ガラスGA
−9(日本電気硝子社製)50部、エチルセルロース
(関東化学社製)5部、溶剤α−テルピネオール(関東
化学社製)50部を三本ロールミルで練り合わせて青色
顔料ペーストを作製した。
【0019】〔パターニング〕上記で得られた青色顔料
ペーストを透明ガラス基板上に、300メッシュのスク
リーン印刷版を用いて、幅100μm、長さ4mmのパ
ターンを形成した。
【0020】〔電子線照射および加熱処理〕次に、上記
で得られた青色パターン上に、エリア型電子線照射装置
キュアトロン(日新ハイボルテージ社製)を用いて、酸
素濃度200ppmで、加速電圧200kVにて、照射
量50Mradの電子線を照射した後、空気中580℃
で10分間焼成することにより、青色の無機カラーフィ
ルタを作製した。
【0021】上記で得られたカラーフィルタの分光透過
率の測定結果を図2に示した。この図より、450nm
における透過率は、97.0%であった。
【0022】〈比較例1〉実施例1と同様にして、青色
無機顔料ペーストをスクリーン印刷法にて、透明ガラス
基板上にパターンを形成した後、電子線を照射せずに、
空気中580℃で10分間焼成した。
【0023】上記で得られたカラーフィルタの分光透過
率の測定結果を図2に示した。この図より450nmに
おける透過率は、92.3%であり、実施例1の如く電
子線を照射した場合に比較して、透過率が低下した。こ
のように透過率が低下した原因としはては、樹脂の分解
が進みにくいため、炭化反応が副反応として起こってい
るものと推定される。
【0024】〈実施例2〉 〔ペーストの作製〕青色無機顔料アサヒスーパーブルー
CR(アサヒ化成社製)5部、ホウケイ酸鉛ガラスGA
−9(日本電気硝子社製)50部、ヒドロキシプロピル
セルロース(和光純薬社製)5部、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート:アニロックスM−400(東
亜合成社製)5部、2−(2−エトキシ)エタノール
(関東化学社製)50部を三本ロールミルで練り合わた
後、光反応開始剤としてベンジルメチルケタール:アロ
ニックスC−101(東亜合成社製)を1部加えて、感
光性ペーストを作製した。
【0025】〔パターニング〕上記で得られた感光性ペ
ーストを透明ガラス基板上に、5μmの塗布膜厚になる
ようにスピンコートした。続いて、フォトマスクを介し
て、超高圧水銀灯を用いて200mJ/cm2 の紫外線
を照射した。紫外線照射後、水により現像処理を行い、
青色パターンを形成した。
【0026】〔電子線照射および加熱処理〕次に、上記
で得られた青色パターン上に、エリア型電子線照射装置
キュアトロン(日新ハイボルテージ社製)を用いて、酸
素濃度1000ppmで、加速電圧200kVにて、照
射量100Mradの電子線を照射した後、空気中58
0℃で10分間焼成することにより、青色の無機カラー
フィルタを作製した。
【0027】上記で得られたカラーフィルタの450n
mにおける透過率は、96.2%であった。
【0028】〈比較例2〉実施例2と同様にして、感光
性青色無機顔料ペーストを用いて、透明ガラス基板上に
パターンを形成した後、電子線を照射せずに、空気中5
80℃で10分間焼成することにより、青色の無機カラ
ーフィルタを作製した。
【0029】上記で得られたカラーフィルタの450n
mにおける透過率は、90.5%であり、実施例2の如
く電子線を照射した場合に比較して、透過率が低下した
ものであった。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、無機顔料、低融点ガラスお
よび有機高分子材料(バインダー樹脂)からなる組成物
を透明基板上にパターンを形成した後、高温で加熱して
前記有機高分子材料を燃焼させて、高温プロセスに耐え
うる無機顔料とガラスからなる着色パターンが形成され
たカラーフィルタの製造方法において、前記パターン形
成工程と加熱工程との間に、照射量10Mrad以上の
電子線を照射する工程を付加することによって、バイン
ダー樹脂の分解が容易になり、透過率の高いカラーフィ
ルタの製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す無機顔料からなる
カラーフィルタを側断面で表した説明図である。
【図2】本発明の一実施の形態を示すカラーフィルタの
青色パターンの分光透過率をグラフで表した説明図であ
る。
【符号の説明】
1‥‥カラーフィルタ 10‥‥透明基板 20R‥‥赤色パターン 20G‥‥緑色パターン 20B‥‥青色パターン 20BM‥‥ブラックマトリックス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機顔料、低融点ガラスおよび有機高分子
    材料からなる組成物を透明基板上にパターンを形成した
    後、高温で加熱して前記有機高分子材料を燃焼させて、
    無機顔料とガラスとでなる着色パターンとするカラーフ
    ィルタの製造において、前記パターン形成工程と加熱工
    程との間に、電子線を照射する工程を付加することを特
    徴とするカラーフィルタの製造方法。
  2. 【請求項2】前記電子線を照射する工程において、電子
    線の照射量が10Mrad以上であることを特徴とする
    請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。
  3. 【請求項3】前記請求項1または2記載のカラーフィル
    タの製造方法により製造されてなることを特徴とするカ
    ラーフィルタ。
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CN113881354A (zh) * 2021-09-29 2022-01-04 湖北瑞宇空天高新技术有限公司 一种碳纤维增强碳基复合材料粘接修复方法及所使用的粘接剂及其制备方法

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