JPH11305027A - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板１０と、基板上に形成されたオーバーコー
ト層１２間に色素層１１が規則的に配置されたカラーフ
ィルタであって、高温焼成や透明電極の配線などの一連
のパネル製造プロセスに於いても、色素層へのピンホー
ル、剥がれ、変色等の欠陥が生じない、上面平滑で高い
密着性を有する信頼性の優れたカラーフィルタ及びその
製造方法を提供する． 【解決手段】基板と、基板上に形成されたオーバーコー
ト層間に色素層が規則的に配置されたカラーフィルタで
あって、該色素層が無機顔料とＰｂＯ５０乃至６５％、
ＳｉＯ₂ ２５乃至３５％を基本組成とした低融点ガラス
で構成され、また該オーバーコート層がＰｂＯ５０乃至
６５％、ＳｉＯ₂ ２５乃至３５％を基本組成とした低融
点ガラスで構成されていることを特徴とするカラーフィ
ルタ。

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
イやエレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィール
ドエミッションディスプレイ、液晶ディスプレイなどの
各種表示装置や固体撮像素子に用いられ、反射率低減、
色合成あるいは色分解などのためのカラーフィルタ及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラー液晶ディスプレイでは、
カラー表示を行うためのカラーフィルタが必要であり、
公知の染色法や顔料分散法等の方法で製造されたカラー
フィルタが用いられている。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
ある。また、プラズマディスプレイにおいても、映像を
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。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
めにカラーフィルタが不可欠となっている。

【０００３】ところで、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。もし、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に流用する
と、これを構成する有機染料、有機顔料、樹脂バインダ
ーが、こうした製造プロセスにおいて燃焼あるいは分解
反応が生じ、カラーフィルタとしての特性が得られなく
なってしまう。

【０００４】この問題の解決方法として、耐熱性の無機
顔料を基板上へ形成したものをカラーフィルタとして用
いることが提案されている。これは、無機顔料を適当な
バインダ樹脂および溶剤と混合したペーストを、所定の
基板にスクリーン印刷等の方法でパターニングし、しか
るのち焼成することによりバインダ樹脂及び溶剤の除去
を行い、無機顔料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無機材料であることから、プ
ラズマディスプレイ作製にかかわる高温プロセスに耐え
ることが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
やエレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールド
エミッションディスプレイなどにカラーフィルタ用いる
場合、パネル構造上からカラーフィルタ上部あるいは下
部に透明電極が配線される。透明電極は、断線やピンホ
ールを防ぐことが極めて肝要であり、そのためにフィル
タ層には、耐熱性はもとより、電極パターン配線工程に
於ける耐薬品性、密着性、表面平滑性が要求される。

【０００６】これまでの方法によって製造されるカラー
フィルタは、基板上へフィルタ層を所定の位置にパター
ン形成していることから、フィルタ層の形成されていな
い基板露出部とで表面の凹凸が生じるものとなってい
る。

【０００７】こうした表面構造に起因して欠陥、不良な
どを発生させずに、透明電極の性能を確保するために、
ガラスのオーバーコート層を形成することや、フィルタ
層自身にガラス成分を導入することが提案されている。
しかしながら、フィルター層段差に対して平滑性が不十
分であったり、オーバーコート層自身のピンホールの発
生、失透による分光透過率の低下、電極配線工程での耐
薬品性の低下、フィルタ層やオーバーコート層の剥離と
いった問題が生じていた。

【０００８】また、色分解用にボトム透過率を十分吸収
するようにフィルタ層の膜厚を厚くすると、各色で１０
乃至５０μｍに及び表面平滑性の低下や、焼成でバイン
ダー除去を行うと顔料間の付着力だけでは密着力を保持
できずに、オーバーコート層ごと剥離してしまう問題が
生じていた。

【０００９】さらに、使用する基板と導入したガラス成
分の熱膨張係数が合わなければ、基板のそり、歪み、フ
ィルタ層やオーバーコート層自身のクラックの発生とい
った問題が生じていた。基板側の熱膨張係数がオーバー
コートガラスの熱膨張係数より大きい場合は熱膨張係数
差は２０×１０^-7程度でも問題は生じなかったが、特に
基板側の熱膨張係数が小さい場合には、前記現象が生じ
てしまい熱膨張係数差は５×１０^-7以内でなければなら
なかった。

【００１０】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、上面平滑でピンホールのなく、また
透明で高い密着性を有するカラーフィルタ及びその製造
方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明においては、基板と、
基板上に形成されたオーバーコート層間に色素層が規則
的に配置されたカラーフィルタであって、該色素層は無
機顔料を含み、又色素層及びオーバーコート層はＰｂＯ
５０〜６５％、ＳｉＯ₂ ２５〜３５％を含有する低融点
ガラスで構成されていることを特徴とするカラーフィル
タ、としたものである。

【００１２】また請求項２記載の発明においては、前記
色素層中の低融点ガラスの割合が無機顔料に対して、３
０〜４００重量％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、としたものである。

【００１３】また請求項３記載の発明においては、請求
項１又は２に記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、色素層が、無機顔料、粒径１０μｍ以下の低融点ガ
ラスフリット、バインダー樹脂、溶剤から構成される色
素ペーストを用いて規則的に基板上の所定の位置に形成
し、次いで、焼成を行い有機成分の除去と低融点ガラス
フリットの軟化を行い、基板と色素層とをシーリングさ
せ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。

【００１４】また請求項４記載の発明においては、請求
項１又は２に記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、焼成を行い基板上へシーリングした色素層上へ、粒
径１０μｍ以下の低融点ガラスフリット、バインダー樹
脂、溶剤から構成されるオーバーコートペーストを用い
て、色素層上と基板上の全面を覆うようにオーバーコー
ト層を形成し、次いで焼成を行って、オーバーコートペ
ーストの有機成分の除去と低融点ガラスフリットの軟化
を行い、色素層とオーバーコート層と基板間とを相互に
シーリングし、且つ上面平滑と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。

【００１５】また請求項５記載の発明においては、請求
項１又は２に記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、色素層を無機顔料、粒径１０μｍ以下の低融点ガラ
スフリット、バインダー樹脂、溶剤から構成される色素
ペーストを用いて規則的に基板上の所定の位置に形成
し、次いで、粒径１０μｍ以下の低融点ガラスフリッ
ト、バインダー樹脂、溶剤から構成されるオーバーコー
トペーストを用いて、色素層上と基板上の全面を覆うよ
うにオーバーコート層を形成し、この後焼成を行って、
色素層とオーバーコート層の有機成分の除去と低融点ガ
ラスフリットの軟化を一括して行い、色素層、オーバー
コート層及び基板間とを相互にシーリングし、且つ上面
平滑と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。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳説する。本発
明のカラーフィルタは、図１に示されるように、基板１
０と所定位置にパターニングされて規則的に配置された
色素層１１と、これを覆うオーバーコート層１２を具備
する。

【００１７】基板は、通常カラーフィルタに使用される
ものが適用でき、ソーダライムガラスやまた、ホウケイ
酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス等の耐熱性の無アル
カリ板ガラスなどを用いることができる。

【００１８】基板上の所定の位置に規則的に形成される
色素層１１は無機顔料とＰｂＯ−ＳｉＯ₂ を基本組成と
した低融点ガラスで構成される。

【００１９】無機顔料としては、例えば赤色顔料として
Ｆｅ₂ Ｏ₃ を、緑色顔料としてはＴｉＯ₂ −ＣｏＯ−Ｎ
ｉＯ−ＺｎＯ、ＣｏＯ−ＣｒＯ−ＴｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃
を、青色顔料とてはＣｏＯ−Ａｌ₂ Ｏ_3-ＣｒＯ、ＣｏＯ
−Ａｌ₂ Ｏ₃ 等を用いることができ、この他用途によっ
て、黄色、ブラウン、ブラック等の顔料が用いられる。

【００２０】低融点ガラスとしては、その成分がＰｂＯ
５０〜６５％、ＳｉＯ₂ ２５〜３５％を基本構成として
含有しているものを用いる。ＰｂＯ５０％以下であると
ガラスの軟化点が高くなり、高い焼成温度工程が必要と
なる。このため用いる基板によっては、歪みや変形が生
じてしまい、選定できる基板に制約を受けてしまう。ま
た、ＰｂＯ６５％以上では、ガラス化が困難になる傾向
が認められる。

【００２１】一方、ＳｉＯ₂ ２５％以下では、強度や耐
酸性が低下する傾向があり、特に電極配線のエッチング
工程で耐薬品性の低下や剥離が生じやすくなる。また、
ＳｉＯ₂ ３５％以上ではガラスフリットの軟化点が高く
なり、失透やピンホールが残りや易くなる傾向が認めら
れる。

【００２２】こうした、ＰｂＯとＳｉＯ₂ の基本成分の
他にＢａＯ、ＺｎＯ、Ｂ₂ Ｏ₃ 、Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂ Ｏ或い
はＦ₂ を加えた組成で、ガラスフリットの軟化点、熱膨
張係数を適宜コントロールして用いることができる。

【００２３】また、色素層中の低融点ガラスの割合は無
機顔料に対して、３０〜４００重量％の範囲で構成して
いることが好ましい。３０重量部より少ないと色素層の
密着力が得られなくなる傾向があり、有機成分除去のた
めの焼成工程や電極配線のためのエッチング工程で、パ
ターンの剥離が生じる傾向がある。一方、４００重量部
より多いと膜厚当たりの吸光度が低下してしまい所望の
分光特性を得るのが困難になるためである。

【００２４】基板上に規則的に色素層を形成するため
に、無機顔料、粒径１０μｍ以下の低融点ガラスフリッ
ト、バインダー樹脂、溶剤から構成される色素ペースト
を用いて、印刷法、フォトリソグラフィー法等によって
行うことができる。

【００２５】印刷法の場合、無機顔料と低融点ガラスフ
リットを適当なバインダー樹脂に混練した色素ペースト
を所定の形状で開口したスクリーンメッシュを介して押
圧塗布し、パターン形成するスクリーン印刷法が挙げら
れる。この他、平版オフセット印刷法等など各種印刷法
式で行うことも可能である。

【００２６】また、フォトリソグラフィー法では、無機
顔料、低融点ガラスフリットを適当な感光性樹脂に混練
を行い、得られた色素ペーストを基板上に塗布し、これ
を所定のフォトマスクを用いて露光し、しかる後現像し
てパターニングできる。

【００２７】色素層が形成された基板上にオーバーコー
ト層を形成するために、粒径１０μｍ以下の低融点ガラ
スフリット、バインダー樹脂、溶剤から構成されるオー
バーコートペーストを用いてスクリーン印刷法やディッ
プコーティング法、スピンコーティング法等により塗布
することができる。

【００２８】色素ペースト、オーバーコートペーストに
用いる低融点ガラスフリットは粒径１０μｍ以下である
ことが好ましい。１０μｍ以上になると、色素ペースト
に於いては解像性が低下する傾向が認められ、オーバー
コートペーストに於いては焼成工程による軟化を行って
も表面平滑性が得られ難くなる傾向があるからである。

【００２９】以上のようにして色素層、オーバーコート
層の形成毎或いは色素層からオーバーコート層まで形成
した後、焼成して有機成分の除去と低融点ガラスの軟化
を行う。後者に於ける方法で一括して有機成分の除去と
低融点ガラスの軟化を行う場合、焼成工程が少ないの
で、製造工程が簡略化され、製造時間の短縮や製造コス
トの削減を図ることが可能となる。

【００３０】

【実施例】以下に本発明のカラーフィルタとカラーフィ
ルタの製造方法について、一実施例について各段階の状
態を模式的に示す図面を参照しながら説明する。説明に
於ける使用材料、および温度、時間などの材料処理条件
は好適な一例を示したもので、説明に用いた図面は本発
明を各構成成分の大きさ、形状、配置関係を概略して示
した。

【００３１】＜実施例１＞はじめに低融点ガラスフリッ
トを以下の手順で作製した。ガラス原料としてＰｂＯ６
２％、ＳｉＯ₂ ２８％、Ｂ₂ Ｏ₃ ５％、Ｎａ₂ Ｏ２. ５
％、Ｆ₂ ２. ５％の比率でルツボを用い、１３００℃で
泡がなくなるまで溶融を行った。こうして溶融が終了し
た後、純水中への投入を行い適当な粒度のガラス粉末を
得た。更に適当な電解質のミル添加剤を加え、水と混合
してボールミルで粉砕を行った。こうして粒径７〜３μ
ｍの粒度分布を有し軟化点５６０℃、熱膨張係数６１×
１０ ^-7の低融点ガラスフリットを作製した。

【００３２】次に、青色顔料としてアサヒ化成製「アサ
ヒスーパーブルーＣＲ」１００重量部と上記の低融点ガ
ラスフリット１００重量部を、バインダー樹脂としてエ
チルセルロース（関東化学製）５重量部、α−テルピネ
オール（関東化学製）４０重量部を混合してビーズミル
分散した青色ペーストを調整した。

【００３３】この青色ペーストをストライプ状に開口し
たポリエステル３００メッシュのスクリーン版を用いて
印刷を行い、ソーダライムガラス基板１０上（熱膨張係
数８０×１０^ー7）に線幅１５０μｍ、ピッチ２２０μ
ｍ、膜厚８μｍの青色のストライプパターン１１Ｂを印
刷した（図２）。

【００３４】以下同様に、緑色顔料として大日精化製
「ＴＭカラー ＃３３３０」を用い、また赤色顔料とし
て大日精化製「ＴＭカラー ＴＯＲ」を用いて何れも同
じ配合組成比でペースト化し、スクリーン版の位置あわ
せを行って、所定の位置に緑色のストライプパターン１
１Ｇと赤色のストライプパターン１１Ｒを印刷した（図
３）。共に線幅１５０μｍ、膜厚８μｍであった。

【００３５】この後、大気中４２０℃で６０分間と６０
０℃で３０分の連続した工程で、焼成し、ペースト中の
有機成分であるα−テルピネオール及びエチルセルロー
スを蒸発且つ燃焼させて除去し、更に低融点ガラスフリ
ットの軟化を行った。こうして青、緑、赤各色無機顔料
と低融点ガラスからなる色素層１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒ
をガラス基板１０上に形成した。

【００３６】また、同様に上記の低融点ガラスフリット
１００重量部をエチルセルロース（関東化学製）２. ５
重量部、２- （２−エトキシエトキシ）エタノール２０
重量部に加え、これを３本ロールミルで分散したオーバ
ーコートペーストを調整した。

【００３７】この後図４に示すように、所定の位置に
青、緑、赤色ストライプパターンの色素層１１が形成さ
れたガラス基板１０上に、このオーバーコートペースト
１２Ｐをポリエステル３００メッシュのスクリーン版を
用いて、パターン全域を含むようにベタで塗布した。塗
布膜厚は２０μｍであった。

【００３８】次いで、大気中４２０℃で６０分間と６０
０℃で３０分間の連続した工程で焼成し、オーバーコー
トペースト中の有機成分であるエチルセルロース及び２
- （２−エトキシエトキシ）エタノールを蒸発かつ燃焼
させて除去し、更に低融点ガラスフリットを軟化させ、
ガラス基板１０上に青、緑、赤色の色素層１１Ｂ、１１
Ｇ、１１Ｒとオーバーコート層１２が順次積層した構造
のカラーフィルタを製造した（図１）。

【００３９】以上の工程により、基板と各色の色素層と
オーバーコート層とが相互にシーリングされ且つ上面が
平滑なカラーフィルタが製造された。

【００４０】このカラーフィルタは、その表面凹凸が１
μｍ以内の平坦性に優れるものであった。さらに、カラ
ーフィルタ基板上面に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ法によって成膜し、任意のレ
ジストパターンをマスクとして塩化第二鉄と塩酸を混合
したエッチング液で透明電極を配線した。

【００４１】こうして得られたカラーフィルタ基板は、
配線電極にピンホールや断線などの欠陥がなくまた、色
素層の剥離、変色、クラックなどの問題のない良好なカ
ラーフィルタ基板を得ることができた。このカラーフィ
ルタの分光透過率の測定結果を図５に示す。

【００４２】＜実施例２＞次の感光性樹脂組成物を以下
の手順で合成した。メタクリル酸４０重量部、メチルメ
タクリレート４０重量部、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート２０重量部を混合してジエチレングリコールモ
ノエチルエーテルを溶媒にして、常法に従って共重合を
行った。固形分比は４０％ｓｏｌｎ. とし重合開始剤に
はアゾビスイソブチロニトリルを使用した。

【００４３】上記共重合体をバインダー樹脂とし固形分
１００重量部に対し、青色顔料としてアサヒ化成製：
「アサヒスーパーブルーＣＲ」５００重量部、実施例１
で作製した低融点ガラスフリット３００重量部、ジペン
タエリスリトールヘキサアクリレート（東亞合成製：多
官能アクリルモノマーＭ４００）８０重量部、光重合開
始剤（東京化成製：２、２−ジメトキシ−２−フェニル
アセトフェノン）３０重量部の比率で混合し、青色の感
光性ペーストを得た。

【００４４】上記感光性ペーストを、ポリエステル３０
０メッシュのスクリーン版を用いてソーダライムガラス
基板１０（熱膨張係数８０×１０^-7) 上へ全面にベタで
塗布し乾燥（７０℃、２０分）を行い（図６）、ストラ
イプパターンのクロム蒸着石英マスク１３を介して紫外
線１４で露光（４００ｍＪ／ｃｍ² ）し（図７）、スプ
レー現像（０. １％Ｎａ₂ ＣＯ₃ 水溶液）を行い、遮光
領域を除去し線幅１５０μｍ、ピッチ２２０μｍ、膜厚
１０μｍの青色のストライプパターン１１Ｂを形成し
た。

【００４５】続いて、青色顔料の代わりに緑色顔料とし
て大日精化製「ＴＭカラー ＃３３３０」を、また赤色
顔料として大日精化製「ＴＭカラー ＴＯＲ」を用いた
こと以外は全て同じ条件で緑色及び赤色の感光性ペース
トをそれぞれ作製した。

【００４６】こうして得たペーストを、ポリエステル３
００メッシュのスクリーン版を用いて青色のストライプ
パターンが形成されたガラス基板１０上へ全面にベタで
塗布し乾燥を行い、クロム蒸着石英マスク１３の位置あ
わせを行って紫外線１４で露光し現像を行った。こうし
て緑色ストライプパターン１１Ｇを形成した。同様にし
て、この工程を繰り返して、赤色ストライプパターン１
１Ｒを形成した（図９）。

【００４７】また、実施例１で用いたオーバーコートペ
ーストをパターン全域を含むようにベタで塗布しオーバ
ーコート層を形成した。こうしてオーバーコート層まで
形成した後に、大気中４２０℃で６０分間と６００℃で
３０分間の連続した工程で焼成し、色素層とオーバーコ
ート層中の有機成分を蒸発かつ燃焼させて除去し、更に
低融点ガラスフリットを軟化させ、ガラス基板１０上に
青、緑、赤色の色素層とオーバーコート層とが順次積層
した構造のカラーフィルタを製造した（図１）。

【００４８】以上の工程により、基板１０と各色の色素
層とオーバーコート層とが相互にシーリングされ且つそ
の表面凹凸が１μｍ以内の平坦性に優れるカラーフィル
タが製造された。このカラーフィルタ基板上面に透明電
極を配線した結果、ピンホールや断線などの欠陥がなく
また、色素層の剥離、変色、クラックなどの問題のない
良好なカラーフィルタ基板を得ることができた。

【００４９】＜実施例３＞ガラス原料としてＰｂＯ５５
％、ＳｉＯ₂ ３５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ５％、Ｎａ₂ Ｏ２. ５
％、Ｆ₂ ２. ５％の比率で同様にルツボで溶融し、次い
で冷却を行って適当な粒度のガラス粉末を得た後、ボー
ルミルで粉砕を行って平均粒径７〜３μｍの低融点ガラ
スフリットを得た。こうして作製したガラスフリットの
軟化点は６２０℃、熱膨張係数は５３×１０^-7であっ
た。

【００５０】次に、実施例１と同様な手法で青、緑、赤
の各顔料と上記低融点ガラスフリット、エチルセルロー
ス、α−テルピネオールをビーズミルで分散して青、
緑、赤の各色ペーストを調整した。

【００５１】同様にストライプ状に開口したポリエステ
ル３００メッシュのスクリーン版を用いて、低膨張無ア
ルカリガラス（日本電気硝子製：ＯＡ−２、熱膨張係数
４８×１０^-7) 基板１０上に線幅１５０μｍ、ピッチ２
００μｍ、膜厚３０μｍの青、緑、赤の各色ストライプ
パターン１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒをそれぞれ印刷し形成
した。

【００５２】また、上記の低融点ガラスフリット１００
重量部をエチルセルロース（関東化学製）２. ５重量
部、２- （２−エトキシエトキシ）エタノール２０重量
部に加え、これを３本ロールミルで分散したオーバーコ
ートペーストを調整した。

【００５３】この後、所定の位置に青、緑、赤色ストラ
イプパターンの色素層１１が形成されたガラス基板１０
上に、このオーバーコートペーストをポリエステル３０
０メッシュのスクリーン版を用いて、パターン全域を含
むようにベタで膜厚２０μｍを塗布した。

【００５４】次いで、大気中４２０℃で６０分間と６４
０℃で３０分間の連続した工程で焼成し、色素層とオー
バーコート層の有機成分を蒸発かつ燃焼させて除去し、
低融点ガラスフリットを軟化させ、ガラス基板１０上に
青、緑、赤色の色素層とオーバーコート層が順次積層し
た構造のカラーフィルタを製造した（図１）。

【００５５】以上の工程により、基板１０と各色の色素
層とオーバーコート層とが相互にシーリングされ顔料の
密着力が強く上面が平滑なカラーフィルタが製造され
た。この表面凹凸を測定した結果１μｍ以内の平坦性に
優れるものであった。また、ガラス基板１０の熱膨張係
数が４８×１０^-7で小さかったが、低融点ガラスフリッ
トとの熱膨張係数差が３×１０^-7でマッチングができて
おり、各色色素層やオーバーコート層自身のクラックの
発生といった問題は発生しておらず良好なカラーフィル
タ基板を製造することができた。

【００５６】＜実施例４＞ガラス原料としてＰｂＯ５５
％、ＳｉＯ₂ ３５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ５％、Ｎａ₂ Ｏ２. ５
％、Ｆ₂ ２. ５％の比率の平均粒径７〜３μｍの低融点
ガラスフリット（軟化点６２０℃、熱膨張係数は５３×
１０^-7）と、実施例２で得られた共重合体樹脂（メタク
リル酸４０／メチルメタクリレート４０／２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート２０）の固形分１００重量部に
対し、各色の顔料を５００重量部、上記低融点ガラスフ
リット３００重量部、ジペンタエリスリトールヘキサア
クリレート（東亞合成製：多官能アクリルモノマーＭ４
００）８０重量部、光重合開始剤（東京化成製：２、２
−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン）３０重量
部の比率で混合し、青、緑、赤の各色の感光性ペースト
をそれぞれ調整した。

【００５７】上記感光性ペーストをベタでＯＡ−ガラス
基板１０上へ塗布し、露光、現像を繰り返し行い青、
緑、赤の各色ストライプパターン１１Ｂ、１１Ｇ、１１
Ｒを形成した。次いで上記の低融点ガラスフリットを用
いたオーバーコートペーストを用いて、パターン全域を
含むようにベタで塗布した。こうしてオーバーコート層
まで形成した後に、大気中４２０℃で６０分間と６４０
℃で３０分間の連続した工程で焼成し、色素層とオーバ
ーコート層中の有機成分を蒸発かつ燃焼させて除去し、
更に低融点ガラスフリットを溶融させ、ガラス基板１０
上に青、緑、赤の各色の色素層とオーバーコート層とが
順次積層した構造のカラーフィルタを製造した（図
１）。

【００５８】以上の工程により、ガラス基板１０と各色
の色素層とオーバーコート層とが相互にシーリングされ
且つ表面凹凸が１μｍ以内で、またクラックや基板のそ
りが生じていない優れたカラーフィルタであった。この
カラーフィルタ基板上面に透明電極を配線した結果、ピ
ンホールや断線などの欠陥がなくまた、色素層の剥離、
変色、クラックなど発生しないものであった。

【００５９】＜比較例１＞低融点ガラスフリット（岩城
ガラス製：「ＴＯ７２」軟化点５２１℃、熱膨張係数６
８×１０^ー7）１００重量部、アサヒ化成製青色顔料１０
０重量部、エチルセルロース（関東化学製）５重量部、
α−テルピネオール（関東化学製）４０重量を混合して
ビーズミル分散した青色ペーストを調整した。

【００６０】このペーストをソーダライムガラス基板１
０上に、３００メッシュのスクリーン印刷版を用いて印
刷し、青色ストライプパターンを形成した。以下同様に
繰り返し緑色、赤色ストライプパターンを形成した。

【００６１】次にこれを大気中５８０℃で３０分間焼成
することにより、色素層が顔料と低融点ガラスから構成
されたカラーフィルタを得た。このカラーフィルタ表面
凹凸は深さが約１０μｍのあって、透明電極の配線を行
った結果、配線電極にピンホールや断線が生じ、また色
素層においも剥離、変色、クラックといった欠陥が発生
した。

【００６２】＜比較例２＞青色顔料としてアサヒ化成製
「アサヒスーパーブルーＣＲ」を、緑色顔料として大日
精化製「ＴＭカラー ＃３３３０」を、また赤色顔料と
して大日精化製「ＴＭカラー ＴＯＲ」を用いて、それ
ぞれの顔料１００重量部のみを、媒体であるエチルセル
ロース（関東化学製）３重量部、α−テルピネオール
（関東化学製）２０重量部を混合してビーズミル分散し
青、緑、赤の各色ペーストを調製した。そして、この各
色ペーストをソーダライムガラス基板１０上に、３００
メッシュのスクリーン印刷版を用いてそれぞれストライ
プパターン状に膜厚８μｍで形成した。

【００６３】次に、これを空気中４２０℃で６０分間の
工程で焼成し、ペースト中の媒体であるα−テルピネオ
ール及びエチルセルロースを蒸発且つ燃焼させて除去
し、青、緑、赤色の色素層１１をガラス基板１０上に形
成した。

【００６４】また、低融点ガラスフリット（岩城ガラス
製：「ＴＯ７２」）１００重量部、エチルセルロース
（関東化学製）３重量部、α−テルピネオール（関東化
学製）２０重量を混合してビーズミル分散したオーバー
コートペーストを調整した。

【００６５】次いで、所定の位置に色素層１１が形成さ
れたガラス基板１０上に、このオーバーコートガラスペ
ーストを３００メッシュのスクリーン印刷版を用いて、
パターン全域を含むようにベタで膜厚２０μｍになるよ
うに塗布した。

【００６６】そして、これを空気中４２０℃で６０分間
と５８０℃で３０分間の連続した工程で焼成し、ガラス
ペーストペースト中のエチルセルロース及びα−テルプ
ネオールを蒸発且つ燃焼させて除去し、更に低融点ガラ
スフリットを溶融させた。

【００６７】こうして製造したカラーフィルタは色素層
層自身に密着力がないために、焼成後にフィルター層が
浮き上がったり又は色素層が欠けるといった不良が所々
に生じていた。また表面平滑性を測定したところ、色素
層の存在しない部位と色素層上との凹凸差が３乃至６μ
ｍ、色素層上面内で１乃至３μｍとなっており、電極を
配線した結果ピンホール、断線が確認された。

【００６８】＜比較例３＞実施例２で得られた共重合体
樹脂（メタクリル酸４０／メチルメタクリレート４０／
２−ヒドロキシエチルメタクリレート２０）の固形分１
００重量部に対し、各色の顔料を５００重量部、低融点
ガラスフリット（岩城ガラス製：「ＴＯ７２」軟化点５
２１℃、熱膨張係数６８×１０^ー7）３００重量部、ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亞合成製：
多官能アクリルモノマーＭ４００）８０重量部、光重合
開始剤（東京化成製：２、２−ジメトキシ−２−フェニ
ルアセトフェノン）３０重量部の比率で混合し、青、
緑、赤の各色の感光性ペーストをそれぞれ調整した。

【００６９】上記感光性ペーストをベタでＯＡ−ガラス
基板１０（熱膨張係数６８×１０^ー7）上へ塗布し、露
光、現像を繰り返し行い青、緑、赤の各色ストライプパ
ターン１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｒを形成した。次いで上記
の低融点ガラスフリットを用いたオーバーコートペース
トを用いて、パターン全域を含むようにベタで塗布し
た。こうしてオーバーコート層まで形成した後に、大気
中４２０℃で６０分間と５８０℃で３０分間の連続した
工程で焼成し、色素層とオーバーコート層中の有機成分
を蒸発かつ燃焼させて除去し、更に低融点ガラスフリッ
トを溶融させ、ガラス基板１０上に青、緑、赤の各色の
色素層とオーバーコート層とが順次積層した構造のカラ
ーフィルタを製造した。

【００７０】以上の工程により、ガラス基板１０と各色
の色素層とオーバーコート層とが相互にシーリングされ
たカラーフィルタが製造されたが、この場合基板の熱膨
張係数の方が小さいために熱膨張係数差をマッチングさ
せることができなく、各色色素層やオーバーコート層自
身へのクラック、ガラス基板のそり、配線した電極には
ピンホール、断線などの欠陥、色素層の変色が多数発生
していた。このカラーフィルタの分光透過率の測定結果
を図１０に示す。

【００７１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタおよびそのカラ
ーフィルタを製造し得る本発明の製造方法によれば、ガ
ラス基板上対して分光特性を低下させることなく色素層
をクラックや歪みがなく密着させることが可能で、また
表面平滑性に優れたカラーフィルタを得ることができ
る。このため、後工程で形成される電極あるいは誘電体
層の断線やピンホール、この工程に於ける色素層への変
色、クラック、剥離を抑制することができ、ディスプレ
イとしての信頼性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの断面図である。

【図２】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図３】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図４】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図５】本発明の一実施例であるカラーフィルタの分光
透過率測定結果を示すグラフである。

【図６】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図７】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図８】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図９】本発明の一実施例であるカラーフィルタの製造
を示す過程図である。

【図１０】従来の一実施例であるカラーフィルタの分光
透過率測定結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０‥‥基板 １１‥‥色素層 １２‥‥オーバーコート層 １２Ｐ‥‥オーバーコートペースト １３‥‥マスク １４‥‥紫外線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板と、基板上に形成されたオーバーコー
   ト層間に色素層が規則的に配置されたカラーフィルタで
   あって、該色素層は無機顔料を含み、又色素層及びオー
   バーコート層はＰｂＯ５０〜６５％、ＳｉＯ₂ ２５〜３
   ５％を含有する低融点ガラスで構成されていることを特
   徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】前記色素層中の低融点ガラスの割合が無機
   顔料に対して、３０〜４００重量％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。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載のカラーフィルタの
   製造方法において、色素層が、無機顔料、粒径１０μｍ
   以下の低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶剤か
   ら構成される色素ペーストを用いて規則的に基板上の所
   定の位置に形成し、次いで、焼成を行い有機成分の除去
   と低融点ガラスフリットの軟化を行い、基板と色素層と
   をシーリングさせることを特徴とするカラーフィルタの
   製造方法。
4. 【請求項４】請求項１又は２に記載のカラーフィルタの
   製造方法において、焼成を行い基板上へシーリングした
   色素層上へ、粒径１０μｍ以下の低融点ガラスフリッ
   ト、バインダー樹脂、溶剤から構成されるオーバーコー
   トペーストを用いて、色素層上と基板上の全面を覆うよ
   うにオーバーコート層を形成し、次いで焼成を行って、
   オーバーコートペーストの有機成分の除去と低融点ガラ
   スフリットの軟化を行い、色素層とオーバーコート層と
   基板間とを相互にシーリングし、且つ上面平滑とするこ
   とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5. 【請求項５】請求項１又は２に記載のカラーフィルタの
   製造方法において、色素層を無機顔料、粒径１０μｍ以
   下の低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶剤から
   構成される色素ペーストを用いて規則的に基板上の所定
   の位置に形成し、次いで、粒径１０μｍ以下の低融点ガ
   ラスフリット、バインダー樹脂、溶剤から構成されるオ
   ーバーコートペーストを用いて、色素層上と基板上の全
   面を覆うようにオーバーコート層を形成し、この後焼成
   を行って、色素層とオーバーコート層の有機成分の除去
   と低融点ガラスフリットの軟化を一括して行い、色素
   層、オーバーコート層及び基板間とを相互にシーリング
   し、且つ上面平滑とすることを特徴とするカラーフィル
   タの製造方法。