JP2000214581A - Photosensitive coloring composition and heat-resistant color filter using the same - Google Patents
Photosensitive coloring composition and heat-resistant color filter using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】保存安定性が良好な、平坦性の優れた耐熱性カ
ラーフィルタの製造を可能とする感光性着色組成物を提
供すること。また、優れた平坦性を有し駆動電極等に断
線を生じさせない、且つ、電界の低下、電荷の隣接画素
への漏洩などを生じさせない耐熱性カラーフィルタを提
供すること。
【解決手段】透明な不活性層7に被覆された無機顔料1
3、14、15、16を含む感光性着色組成物。また、
透明基板1上にブラックマトリックス層BK及び着色パ
ターン層R、G、Bが形成された耐熱性カラーフィルタ
であって、ブラックマトリックス層及び着色パターン層
は、その少なくとも一部が上記感光性着色組成物を用い
て形成されること。
(57) [Problem] To provide a photosensitive coloring composition capable of producing a heat-resistant color filter having good storage stability and excellent flatness. Another object of the present invention is to provide a heat-resistant color filter that has excellent flatness and does not cause disconnection of a drive electrode or the like, and does not cause a decrease in an electric field, leakage of electric charges to an adjacent pixel, or the like. An inorganic pigment coated on a transparent inert layer is provided.
A photosensitive coloring composition comprising 3, 14, 15, and 16. Also,
A heat-resistant color filter in which a black matrix layer BK and coloring pattern layers R, G, and B are formed on a transparent substrate 1. At least a part of the black matrix layer and the coloring pattern layer is the photosensitive coloring composition. Be formed using.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放射型ディス
プレイ、プラズマ放電表示パネル、蛍光表示装置及びカ
ラー液晶ディスプレイ等の表示装置や固体撮像素子に用
いられるカラーフィルタに関するものであり、特に、反
射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御のため
に用いられる耐熱性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 used for a display device such as a field emission display, a plasma discharge display panel, a fluorescent display device and a color liquid crystal display and a solid-state image pickup device, and particularly to a reflectance. The present invention relates to a heat-resistant color filter used for reduction of contrast, improvement of contrast, and control of spectral characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】上記カラー液晶ディスプレイでは、カラ
ー画像表示を行うために多くの場合、所望色の分光特性
を有するカラーフィルタが用いられ、染色法や顔料分散
法、または印刷法等により、有機顔料を含有した或いは
有機染料で着色された樹脂層がカラーフィルタとして用
いられている。(M.Tani,et al:”LCD
Color Filters:Characteris
tics and Future Issues”,S
ID 95 SEMINAR LECTURE(199
5 )等)2. Description of the Related Art In the above color liquid crystal display, a color filter having a spectral characteristic of a desired color is often used for displaying a color image, and an organic pigment is formed by a dyeing method, a pigment dispersion method, a printing method, or the like. Or a resin layer colored with an organic dye is used as a color filter. (M. Tani, et al: “LCD
Color Filters: Characteris
tics and Future Issues ”, S
ID 95 SEMINAR LECTURE (199
5) etc.)
【0003】また、陰極線管表示装置(CRT)、低速
電子線蛍光表示パネル等でも表示画質向上の有用な手段
として、表示画像の反射率低減、コントラスト向上にカ
ラーフィルタを用いることが提案されている。(T.I
to,et al:” MicrofilterTM”
Color CRT,SID 95 Digest,
p.25(1995)等)Further, as a useful means for improving the display image quality of a cathode ray tube display (CRT), a low-speed electron beam fluorescent display panel, and the like, it has been proposed to use a color filter for reducing the reflectance of the displayed image and improving the contrast. . (TI
to, et al: "MicrofilterTM"
Color CRT, SID 95 Digest,
p. 25 (1995) etc.)
【0004】ところで、プラズマ放電表示パネルや電界
放射型ディスプレイでは、低融点ガラスを溶融して2枚
のガラス基板を封着する400℃以上の加熱プロセスが
製作時に必要なので、カラー液晶ディスプレイ用のカラ
ーフィルタを流用した場合は、構成している有機材料が
高温加熱プロセスで燃焼、分解等を生じ、反射率低減、
コントラスト改善、分光特性制御といったカラーフィル
タの特性を発揮させることが出来ないものとなる。[0004] By the way, a plasma discharge display panel or a field emission display requires a heating process at 400 ° C or higher for melting a low-melting glass and sealing two glass substrates at the time of manufacture. If a filter is used, the constituent organic materials will burn, decompose, etc. in the high-temperature heating process, reducing the reflectance,
Color filter characteristics such as contrast improvement and spectral characteristic control cannot be exhibited.
【0005】この問題解決の1つの方法として、低融点
ガラス中に無機顔料を分散させた着色材料を用いること
で、高温の製造プロセスに対応させたカラーフィルタが
提案されている。(坂井他:”超低反射率カラー表示放
電パネル(3)”テレビジョン学会技術 報告、ED9
93、IPD113−8(1986−11)等)As one method of solving this problem, there has been proposed a color filter adapted to a high-temperature manufacturing process by using a coloring material in which an inorganic pigment is dispersed in a low-melting glass. (Sakai et al .: "Ultra-low reflectivity color display discharge panel (3)" Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, ED9
93, IPD113-8 (1986-11), etc.)
【0006】この提案は、低融点ガラス粉末、無機顔
料、並びにこれらの材料を透明基板に一時的に固定する
樹脂バインダ等からなるペーストを、透明基板上の画素
部位にスクリーン印刷し、印刷された画素パターンを約
600℃で焼成して、樹脂バインダ等の有機成分を焼失
させ、同時、低融点ガラス粉末を溶融させて無機顔料を
透明基板に被覆固着させ着色パターン層を形成するの
で、無機材料のみで構成される着色パターン層は高温加
熱プロセスへの耐久性を備えたものとなる。In this proposal, a paste consisting of a low-melting glass powder, an inorganic pigment, and a resin binder for temporarily fixing these materials to a transparent substrate is screen-printed on pixel portions on the transparent substrate and printed. The pixel pattern is fired at about 600 ° C. to burn off organic components such as a resin binder, and at the same time, melt the low-melting glass powder to coat and fix the inorganic pigment on the transparent substrate to form a colored pattern layer. The colored pattern layer composed only of the layer has durability to a high-temperature heating process.
【0007】しかし、上記提案において採用されている
スクリーン印刷法は、一般に印刷機周囲温度、湿度、ス
キージ圧力やスキージの移動速度等の条件でスクリーン
版が伸縮し、印刷されるパターンが歪みやすく、また、
スクリーン版メッシュ開口の限界から、精細パターンの
印刷は困難であるという欠点がある。However, in the screen printing method adopted in the above proposal, the screen plate generally expands and contracts under conditions such as the ambient temperature of the printing press, humidity, squeegee pressure and squeegee moving speed, and the pattern to be printed tends to be distorted. Also,
There is a disadvantage that it is difficult to print a fine pattern due to the limitation of the screen mesh opening.
【0008】更に、カラーフィルターの分光特性を満足
させるには、上記着色パターン層を構成する低融点ガラ
ス及び顔料の厚さが10μm程度となるので、透明基板
上に着色パターン層の厚さ分の段差が生じ、後にプラズ
マ放電表示パネルや電界放射型ディスプレイとして必要
となる駆動電極等を形成する際に断線が発生し易いもの
となる。そして、着色パターン層の解像力や寸法精度の
問題に加えて表示欠陥などの画像品質にも問題が生じる
ことになる。Further, in order to satisfy the spectral characteristics of the color filter, the thickness of the low melting point glass and the pigment constituting the colored pattern layer is about 10 μm. A step is generated, and disconnection is likely to occur when a drive electrode or the like required later as a plasma discharge display panel or a field emission display is formed. Then, in addition to the problem of the resolution and the dimensional accuracy of the colored pattern layer, a problem also occurs in image quality such as a display defect.
【0009】上記スクリーン印刷法に於けるこれらの問
題点を解決する方法として、フォトリソグラフィ法を用
いたパターン形成、引き続く平坦化処理が提案されてい
る。すなわち、アクリル樹脂、多官能アクリルモノマ
ー、光重合開始剤、着色顔料を構成成分とする感光性着
色組成物を塗布、パターン露光等を必要色数分繰り返し
た後に加熱焼成し、透明基板上に着色顔料のみを所定形
状の着色パターン層に形成した後、着色パターン層とし
て形成された顔料及びその周辺部に光透過性を有するオ
ーバーコート層を設けて平坦化する方法である。(特願
平7−298200号公報)As a method of solving these problems in the screen printing method, a pattern formation using a photolithography method and a subsequent flattening process have been proposed. In other words, after applying a photosensitive coloring composition containing acrylic resin, polyfunctional acrylic monomer, photopolymerization initiator, and coloring pigment as constituents, repeating pattern exposure and the like for the required number of times, heating and firing, and coloring on a transparent substrate This is a method of forming only a pigment on a colored pattern layer having a predetermined shape, and then providing an overcoat layer having a light transmitting property on the pigment formed as the colored pattern layer and a peripheral portion thereof to flatten the surface. (Japanese Patent Application No. 7-298200)
【0010】このフォトリソグラフィ法を用いて作られ
るカラーフィルタは、フォトリソグラフィ法の特徴であ
る良好な解像力で顔料がブラックマトリックス層及び着
色パターン層として形成されるので、上記スクリーン印
刷法に於ける解像力や寸法精度の問題が解決されたカラ
ーフィルタとなる。[0010] In the color filter produced by using this photolithography method, the pigment is formed as a black matrix layer and a colored pattern layer with a good resolution characteristic of the photolithography method. And a color filter in which the problem of dimensional accuracy has been solved.
【0011】また、ブラックマトリックス層及び着色パ
ターン層形成後の透明なオーバーコート層による平坦化
処理によって、着色顔料の着色力差に起因するブラック
マトリックス層及び着色パターン層毎の数μm程度の膜
厚差は平坦化され、上記スクリーン印刷法に於ける駆動
電極等の断線の問題が解決されたカラーフィルタとな
る。In addition, the flattening process using the transparent overcoat layer after the formation of the black matrix layer and the colored pattern layer results in a thickness of about several μm for each of the black matrix layer and the colored pattern layer caused by the difference in coloring power of the colored pigment. The difference is flattened to provide a color filter in which the problem of disconnection of the drive electrode or the like in the screen printing method is solved.
【0012】また、例えば、カラーフィルタの下に電極
を形成する構成のディスプレイ用のカラーフィルタであ
っても、駆動電極等によって生じる凹凸はオーバーコー
ト層によって平坦化されるので、カラーフィルタ上の凹
凸によって発生するディスプレイの表示欠陥は低減され
たものとなる。Further, for example, even in the case of a display color filter in which an electrode is formed below the color filter, the unevenness caused by the drive electrode and the like is flattened by the overcoat layer, so that the unevenness on the color filter is reduced. The display defects caused by the display are reduced.
【0013】図2は、このような方法で作られたカラー
フィルタの一例の断面を模式的に示した図である。図2
において、このカラーフィルタは透明基板(1)上のブ
ラックマトリックス層(BK)、着色パターン層(R、
G、B)及びオーバーコート層(12)で構成されてい
る。R、G、Bは、各々着色パターン層の赤色パターン
層、緑色パターン層、青色パターン層を示し、各々その
膜厚を異にしている。これは、着色顔料の着色力が高い
着色顔料においてはその量を少なくし、着色力が低い着
色顔料においてはその量を多くし、各々を所望する着色
を有する着色パターン層としているためである。そし
て、その膜厚差をhにて、膜厚差を平坦化するのに要し
たオーバーコート層(12)の膜厚をHで示している。FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of an example of a color filter produced by such a method. FIG.
In the color filter, the black matrix layer (BK) on the transparent substrate (1), the colored pattern layer (R,
G, B) and an overcoat layer (12). R, G, and B represent a red pattern layer, a green pattern layer, and a blue pattern layer of the colored pattern layers, respectively, and have different thicknesses. This is because the amount of a coloring pigment having a high coloring power is reduced, and the amount of a coloring pigment having a low coloring power is increased, thereby forming a colored pattern layer having desired coloring. The thickness difference is represented by h, and the film thickness of the overcoat layer (12) required for flattening the thickness difference is represented by H.
【0014】図2において、3、4、5、及び6は黒色
顔料、赤色顔料、緑色顔料、及び青色顔料を示し、各々
の量を模式的に示している。各々の着色顔料の黒点の数
は、各々の着色顔料の分量比を示すもので、黒点1ケが
1単位量を示している。また、8は低融点ガラスを示し
ている。例えば、ブラックマトリックス層(BK)にお
いては、黒色顔料(3)の着色力が高いため、所望する
着色を得るために4単位量であるが、青色顔料(6)、
赤色顔料(4)、緑色顔料(5)においては、各々の着
色力に対応し6、8、9単位量となっている。In FIG. 2, 3, 4, 5, and 6 denote a black pigment, a red pigment, a green pigment, and a blue pigment, respectively, and each amount is schematically shown. The number of black points of each color pigment indicates the quantitative ratio of each color pigment, and one black point indicates one unit amount. Reference numeral 8 denotes a low melting point glass. For example, in the black matrix layer (BK), since the coloring power of the black pigment (3) is high, the amount is 4 units to obtain the desired coloring.
For the red pigment (4) and the green pigment (5), the amounts are 6, 8, and 9 units corresponding to the respective coloring powers.
【0015】従って、ブラックマトリックス層(B
K)、及び各々の着色パターン層(R、G、B)は、そ
の膜厚が異ったものとなり膜厚差(h)をもたらすもの
となる。この膜厚差は、上記のようにオーバーコート層
(12)による平坦化処理によって解消されるものであ
る。Therefore, the black matrix layer (B
K) and the respective colored pattern layers (R, G, B) have different film thicknesses, resulting in a film thickness difference (h). This difference in film thickness is eliminated by the flattening process using the overcoat layer (12) as described above.
【0016】しかし、この平坦化処理の材料として低融
点ガラスを主剤とする誘電体などを用いる際に、オーバ
ーコート層(12)の膜厚(H)が着色パターン層の数
倍以上の約10μmを越えるような厚さであると、カラ
ーフィルタ上の凹凸は軽減されるが、低融点ガラスによ
る光吸収でディスプレイの明るさが低減されると言う問
題がある。However, when a dielectric material or the like whose main component is low-melting glass is used as a material for the planarization treatment, the thickness (H) of the overcoat layer (12) is about 10 μm, which is several times or more of the color pattern layer. When the thickness exceeds the range, unevenness on the color filter is reduced, but there is a problem that the brightness of the display is reduced by light absorption by the low melting point glass.
【0017】また図3は、図2に示すブラックマトリッ
クス層(BK)、着色パターン層(R、G、B)が形成
された透明基板(1)上に、低融点ガラスを用いてオー
バーコート層を形成する代わりに、金属酸化物を用いて
オーバーコート層(22)を形成するカラーフィルタの
一例を示すものである。珪素やチタンなどの金属アルコ
キシドを材料としてゾルゲル法で金属酸化物のオーバー
コート層を形成する際に、オーバーコート層の厚みが約
2μm以上であるとヒビ割れ(図示せず)が発生し、オ
ーバーコート層の膜厚(H’)が約1μm以下であると
ヒビ割れは発生しないが、図3に示すように着色パター
ン層間の膜厚差はほとんどそのまま残ってしまう。FIG. 3 shows an overcoat layer using a low melting glass on a transparent substrate (1) on which a black matrix layer (BK) and a colored pattern layer (R, G, B) shown in FIG. 2 are formed. This shows an example of a color filter in which an overcoat layer (22) is formed using a metal oxide instead of forming a color filter. When forming an overcoat layer of a metal oxide by a sol-gel method using a metal alkoxide such as silicon or titanium as a material, if the thickness of the overcoat layer is about 2 μm or more, cracks (not shown) occur, and When the film thickness (H ′) of the coat layer is about 1 μm or less, no cracking occurs, but as shown in FIG. 3, the difference in film thickness between the colored pattern layers remains almost as it is.
【0018】また、オーバーコート層を低融点ガラスと
金属酸化物の二層にした場合でも、例えば、低融点ガラ
スによるオーバーコート層を薄く、金属酸化物によるオ
ーバーコート層を厚くすると、オーバーコート層にヒビ
割れが発生したものとなる。Even when the overcoat layer is made of two layers of a low-melting glass and a metal oxide, for example, if the overcoat layer of the low-melting glass is made thin and the overcoat layer of the metal oxide is made thick, Cracks have occurred.
【0019】一方、ブラックマトリックス層及び着色パ
ターン層、及びその上にオーバーコート層が形成された
構成の耐熱性カラーフィルタを使用し、プラズマ放電表
示パネルや電界放射型ディスプレイを製作した場合に
は、電界の低下や不均一性、電荷の隣接画素への漏洩な
どを原因とする点灯ムラや画素間の表示滲みが生じて、
ディスプレイの表示品質を低下させることがある。これ
は、ブラックマトリックス層及び着色パターン層に用い
られる無機顔料の抵抗値が低いことが主な原因となって
いるものである。On the other hand, when a plasma discharge display panel or a field emission display is manufactured by using a heat-resistant color filter having a structure in which a black matrix layer, a colored pattern layer, and an overcoat layer are formed thereon, Lighting unevenness and display bleeding between pixels occur due to a decrease in electric field and non-uniformity, leakage of electric charges to adjacent pixels,
The display quality of the display may be reduced. This is mainly due to the low resistance value of the inorganic pigment used in the black matrix layer and the colored pattern layer.
【0020】また一方、例えば、感光性着色組成物にお
いては、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、光重合開
始剤、無機顔料などを主成分とする系では、無機顔料が
微細な粒子状で感光性着色組成物中に分散している感光
性着色組成物の分散系としての平衡状態が保存中の時間
経過とともに崩れ、感光性着色組成物の粘度が増加する
傾向がある。このため、感光性着色組成物の保存性を悪
化させたり、塗工性などの性能を悪化させるといった問
題がある。On the other hand, for example, in a photosensitive coloring composition, in a system containing an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inorganic pigment or the like as a main component, the inorganic pigment is finely divided into fine particles. The equilibrium state of the photosensitive coloring composition dispersed in the coloring composition as a dispersion system is destroyed with the lapse of time during storage, and the viscosity of the photosensitive coloring composition tends to increase. For this reason, there is a problem that storage stability of the photosensitive coloring composition is deteriorated and performance such as coatability is deteriorated.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、感光性着色組成物中の無機顔料の分散性を向上
させた保存安定性、塗工適性が良好な、且つ、平坦性の
優れた耐熱性カラーフィルタの製造を可能とする感光性
着色組成物を提供することにある。また、本発明の課題
とするところは、薄い膜厚のオーバーコート層で優れた
平坦性を有し、後に形成される駆動電極等に断線を生じ
させない、且つ、ディスプレイに使用した際、電界の低
下や不均一性、電荷の隣接画素への漏洩などによる点灯
ムラや画素間の表示滲みなどを生じさせない、従って、
ディスプレイの表示品質を低下させることのない耐熱性
カラーフィルタを提供することにある。The object of the present invention is to improve the dispersibility of the inorganic pigment in the photosensitive coloring composition, to improve the storage stability, the coating suitability, and the flatness. An object of the present invention is to provide a photosensitive coloring composition that enables production of an excellent heat-resistant color filter. Another object of the present invention is to provide an overcoat layer having a small thickness, which has excellent flatness, does not cause breakage in a drive electrode or the like to be formed later, and has an electric field when used in a display. It does not cause lighting unevenness or display bleeding between pixels due to reduction, non-uniformity, leakage of charges to adjacent pixels, etc.,
An object of the present invention is to provide a heat-resistant color filter that does not deteriorate display quality of a display.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明における第一の発
明は、透明な不活性層に被覆された無機顔料を含む感光
性着色組成物である。The first invention of the present invention is a photosensitive coloring composition containing an inorganic pigment coated on a transparent inert layer.
【0023】また、上記発明による感光性着色組成物に
おいて、前記不活性層の材料が、二酸化珪素、酸化チタ
ン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化セシウ
ムなどであり、前記無機顔料100重量%に対し2〜1
00重量%の不活性層の材料で無機顔料が被覆されるこ
とを特徴とする感光性着色組成物である。In the photosensitive coloring composition according to the present invention, the material of the inactive layer is silicon dioxide, titanium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, cesium oxide or the like. ~ 1
A photosensitive coloring composition characterized in that the inorganic pigment is coated with 00% by weight of an inert layer material.
【0024】本発明における第二の発明は、透明基板上
にブラックマトリックス層及び着色パターン層が形成さ
れた耐熱性カラーフィルタであって、該ブラックマトリ
ックス層及び着色パターン層は、その少なくとも一部が
上記第一の発明の感光性着色組成物を用いて形成される
ことを特徴とする耐熱性カラーフィルタである。A second invention according to the present invention is a heat-resistant color filter having a black matrix layer and a colored pattern layer formed on a transparent substrate, wherein the black matrix layer and the colored pattern layer have at least a part thereof. A heat-resistant color filter formed using the photosensitive coloring composition of the first invention.
【0025】また、上記発明による耐熱性カラーフィル
タにおいて、前記ブラックマトリックス層及び着色パタ
ーン層上に、光透過性を有する低融点ガラス又は金属ア
ルコキシドを焼成した金属酸化物のオーバーコート層を
有することを特徴とする耐熱性カラーフィルタである。In the heat resistant color filter according to the present invention, the black matrix layer and the colored pattern layer may have an overcoat layer of a light-transmitting low-melting glass or a metal oxide obtained by firing a metal alkoxide. It is a heat-resistant color filter that is a feature.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下に本発明による感光性着色組
成物及びそれを用いた耐熱性カラーフィルタを、その一
実施形態に基づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a photosensitive coloring composition according to the present invention and a heat-resistant color filter using the same will be described in detail based on one embodiment.
【0027】感光性着色組成物においては、例えば、ア
ルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、光重合開始剤、無機
顔料などを主成分とする系では、無機顔料が微細な粒子
状で感光性着色組成物中に分散している分散系としての
平衡状態が保存中の時間経過とともに崩れ、感光性着色
組成物の粘度が増加するといった傾向がある。このた
め、感光性着色組成物の保存性や塗工性などの性能を悪
化させるといった問題がある。本発明においては、無機
顔料を透明な不活性層にて被覆し、無機顔料の表面活性
を低下させることで、この感光性着色組成物の分散系と
しての平衡状態の崩れを防ぐものである。In the photosensitive coloring composition, for example, in a system containing an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inorganic pigment, or the like as a main component, the inorganic coloring matter is fine particles. There is a tendency that the equilibrium state as a dispersion system dispersed therein collapses with the lapse of time during storage, and the viscosity of the photosensitive coloring composition increases. For this reason, there is a problem that performance such as storability and coatability of the photosensitive coloring composition is deteriorated. In the present invention, the inorganic pigment is coated with a transparent inert layer to reduce the surface activity of the inorganic pigment, thereby preventing the dispersion of the equilibrium state of the photosensitive coloring composition as a dispersion system.
【0028】また、本発明においては、透明な不活性層
にて無機顔料を被覆するものであるが、その被覆量は各
々の無機顔料の着色力に対応して被覆するものである。
例えば、黒色顔料のように着色力が高い無機顔料におい
ては、透明な不活性層の被覆量を多くし、また、緑色顔
料のように着色力が低い無機顔料においては、透明な不
活性層の被覆量を少なくする。そして、形成されたブラ
ックマトリックス層、及び各々の着色パターン層が所望
する着色を有し、且つ、各々の膜厚が略同一の膜厚にな
るようにするものである。これにより、平坦性の良好な
耐熱性カラーフィルタを得ることになる。Further, in the present invention, the inorganic pigment is coated with a transparent inert layer, and the coating amount is such that the inorganic pigment is coated in accordance with the coloring power of each inorganic pigment.
For example, in the case of an inorganic pigment having a high coloring power such as a black pigment, the coating amount of the transparent inactive layer is increased, and in the case of an inorganic pigment having a low coloring power such as a green pigment, the transparent inactive layer Reduce the amount of coating. Then, the formed black matrix layer and the respective colored pattern layers have a desired coloring, and the thicknesses of the respective layers are substantially the same. Thereby, a heat-resistant color filter having good flatness can be obtained.
【0029】更にまた、本発明においては、透明な不活
性層にて無機顔料を被覆するのであるが、その不活性層
の材料として、例えば、二酸化珪素を用いるものであ
る。これにより、不活性層にて被覆された無機顔料は抵
抗値の高い状態となり、このような高抵抗値の無機顔料
を用いた耐熱性カラーフィルタをディスプレイに使用す
れば、電界の低下や不均一性、電荷の隣接画素への漏洩
などによる点灯ムラや画素間の表示滲みなどを生じさせ
ない耐熱性カラーフィルタとなるものである。Further, in the present invention, the inorganic pigment is coated with a transparent inactive layer. For example, silicon dioxide is used as the material of the inactive layer. As a result, the inorganic pigment coated with the inactive layer has a high resistance value, and if a heat-resistant color filter using such a high-resistance inorganic pigment is used for a display, a reduction in electric field and unevenness may occur. This is a heat-resistant color filter that does not cause unevenness in lighting, display bleeding between pixels, or the like due to leakage of charge to adjacent pixels.
【0030】本発明に使用される不活性層の材料として
は、二酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化
アルミニウム、酸化セシウムなどがあげられ、無機顔料
100重量%に対し2〜100重量%の不活性層の材料
で無機顔料が被覆されることが好ましいものである。Examples of the material of the inert layer used in the present invention include silicon dioxide, titanium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, cesium oxide and the like. It is preferred that the inorganic pigment is coated with the material of the active layer.
【0031】本発明における感光性着色組成物として
は、例えば、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物、光重
合開始剤、無機顔料などを主成分とする感光性着色組成
物である。The photosensitive coloring composition of the present invention is, for example, a photosensitive coloring composition containing as a main component an alkali-soluble resin, a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inorganic pigment and the like.
【0032】本発明に使用される無機顔料としては、赤
色、緑色、青色、黒色各々の無機顔料を適宜使用する。
赤色無機顔料としては、Fe2 O3 、Pb3 O4 、2S
b2 S・Sb2 O3 、Sb2 S3 ・Sb2 O3 などが、
緑色無機顔料としては、Cr2 O3 、Cr2 O( O
H)4、Cu( CH3 CO2 )2・3CuO( AsO2 )2、
CoO・ZnO・MgOなどが、青色無機顔料として
は、3NaAl・SiO4 ・Na2 S2 、2(Na2 O
・Al2 O3 ・2SiO2 ) ・Na2 S2 、Fe4 〔F
e( CN)6〕3nH2 O、CoO・nAl2 O3 、( 以
上n=2〜3) 、CoO・nSnO2 ・mMgO(n=
1.5〜3.5、m=2〜6)などが、黒色無機顔料と
しては、CuO・Cr2 O3 、CuO・Cr2 O3 ・M
nO2 、CuO・Fe2 O3 ・Cr2 O3 、などが使用
可能な着色顔料として挙げられる。As the inorganic pigment used in the present invention, each of red, green, blue and black inorganic pigments is appropriately used.
Red inorganic pigments include Fe 2 O 3 , Pb 3 O 4 and 2S
such as b 2 S · Sb 2 O 3 , Sb 2 S 3 · Sb 2 O 3 is,
Green inorganic pigments include Cr 2 O 3 , Cr 2 O (O
H) 4, Cu (CH 3 CO 2) 2 · 3CuO (AsO 2) 2,
Such as CoO · ZnO · MgO is, as the blue inorganic pigments, 3NaAl · SiO 4 · Na 2 S 2, 2 (Na 2 O
・ Al 2 O 3 .2SiO 2 ) ・ Na 2 S 2 , Fe 4 [F
e (CN) 6] 3nH 2 O, CoO · nAl 2 O 3, ( or n = 2~3), CoO · nSnO 2 · mMgO (n =
1.5 to 3.5, m = 2 to 6), etc., as the inorganic black pigment, CuO · Cr 2 O 3, CuO · Cr 2 O 3 · M
nO 2, CuO · Fe 2 O 3 · Cr 2 O 3, and the like as a coloring pigment usable.
【0033】これらの無機顔料の内、黒色を除く各色顔
料は、カラーフィルタ用顔料として必要な分光特性で、
適切な透明度と着色力を有し、耐熱性などの耐久性を兼
ね備えていることが望ましく、また、感光性着色組成物
としても、適切な粘度特性や塗工適性などが発現するよ
う樹脂分等との相性を考慮して選定するものである。Of these inorganic pigments, each of the color pigments except black has the spectral characteristics required as a color filter pigment,
It is desirable to have appropriate transparency and coloring power, and also to have durability such as heat resistance, and also, as a photosensitive coloring composition, a resin component or the like so that appropriate viscosity characteristics and coating suitability are exhibited. It is selected in consideration of compatibility with
【0034】図1は、本発明による耐熱性カラーフィル
タの一実施例の断面を模式的に示した図である。図1に
おいて、この耐熱性カラーフィルタは透明基板(1)上
のブラックマトリックス層(BK)、着色パターン層
(R、G、B)及びオーバーコート層(2)で構成され
ている。R、G、Bは、各々着色パターン層の赤色パタ
ーン層、緑色パターン層、青色パターン層を示し、各々
の膜厚は略同一の膜厚となっており膜厚差(h’)は小
さく平坦性は良好なものである。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of an embodiment of a heat-resistant color filter according to the present invention. In FIG. 1, the heat-resistant color filter includes a black matrix layer (BK), a colored pattern layer (R, G, B) and an overcoat layer (2) on a transparent substrate (1). R, G, and B denote a red pattern layer, a green pattern layer, and a blue pattern layer, respectively, of the colored pattern layers, each of which has substantially the same film thickness, and a small difference in film thickness (h '). The properties are good.
【0035】図1において、13、14、15、及び1
6は黒色無機顔料、赤色無機顔料、緑色無機顔料、及び
青色無機顔料を示し、各々の量を模式的に示している。
また、7は不活性層を示している。各々の無機顔料の黒
点の数は、各々の無機顔料の分量比を示すもので、黒点
1ケが1単位量を示している。例えば、ブラックマトリ
ックス層(BK)においては、黒色無機顔料(13)の
着色力が高いため、所望する着色を得るために4単位量
であるが、青色無機顔料(16)、赤色無機顔料(1
4)、緑色無機顔料(15)においては、各々の着色力
に対応し6、8、9単位量となっている。In FIG. 1, 13, 14, 15, and 1
Reference numeral 6 denotes a black inorganic pigment, a red inorganic pigment, a green inorganic pigment, and a blue inorganic pigment, and the respective amounts are schematically shown.
Reference numeral 7 denotes an inactive layer. The number of black spots of each inorganic pigment indicates the quantitative ratio of each inorganic pigment, and one black spot indicates one unit amount. For example, in the black matrix layer (BK), since the coloring power of the black inorganic pigment (13) is high, the amount is 4 units in order to obtain a desired coloring. However, the blue inorganic pigment (16) and the red inorganic pigment (1) are used.
4) In the green inorganic pigment (15), the amount is 6, 8, and 9 units corresponding to each coloring power.
【0036】そして、図1に示すように、本発明におい
ては、透明な不活性層(7)にて各々の無機顔料(1
3、14、15、16)を被覆するものであるが、その
被覆量は各々の無機顔料の着色力に対応して被覆するも
のである。例えば、黒色無機顔料(13)のように着色
力が高い無機顔料においては、透明な不活性層の被覆量
を多くし、また、緑色無機顔料(15)のように着色力
が低い無機顔料においては、透明な不活性層(7)の被
覆量を少なくする。Then, as shown in FIG. 1, in the present invention, each of the inorganic pigments (1) is contained in a transparent inert layer (7).
3, 14, 15 and 16), and the amount of coating corresponds to the coloring power of each inorganic pigment. For example, in the case of an inorganic pigment having a high coloring power such as a black inorganic pigment (13), the coating amount of the transparent inert layer is increased, and in the case of an inorganic pigment having a low coloring power such as a green inorganic pigment (15). Reduces the coverage of the transparent inert layer (7).
【0037】図1において、点線にて示す領域が各々の
無機顔料の1単位量を被覆する透明な不活性層(7)の
被覆量を表している。従って、形成されたブラックマト
リックス層(BK)、各々の着色パターン層が所望する
着色を有し、且つ、各々の膜厚が略同一の膜厚になる。
これにより、平坦性の良好な耐熱性カラーフィルタを得
ることになる。In FIG. 1, the area shown by the dotted line represents the amount of the transparent inert layer (7) covering one unit amount of each inorganic pigment. Therefore, the formed black matrix layer (BK) and the respective colored pattern layers have a desired coloring, and the respective film thicknesses are substantially the same.
Thereby, a heat-resistant color filter having good flatness can be obtained.
【0038】また、図1に示すように、本発明による耐
熱性カラーフィルタは膜厚差(h’)の小さな平坦性の
良好な耐熱性カラーフィルタであるが、この耐熱性カラ
ーフィルタ上に更にオーバーコート層(2)を設けるこ
とにより、平坦性の優れた耐熱性カラーフィルタとな
る。そして、この際のオーバーコート層(2)の膜厚
(H’’)は薄い膜厚で十分に平坦性の優れたものとな
る。As shown in FIG. 1, the heat-resistant color filter according to the present invention is a heat-resistant color filter having a small difference in film thickness (h ') and good flatness. By providing the overcoat layer (2), a heat-resistant color filter having excellent flatness is obtained. In this case, the thickness (H ″) of the overcoat layer (2) is sufficiently thin and excellent in flatness.
【0039】無機顔料を透明な不活性層で被覆する方法
としては、上記無機顔料を凝集しないよう水中に投入し
た後、分散機や乳化機によって均一に分散させながら、
液温を約60℃に加熱して、金属塩が加水分解をするP
H範囲になるように薬剤を添加して調整しながら金属塩
溶液を添加する方法が一般的である。金属塩としては、
例えば、珪酸ナトリウムなどの無機塩、正珪酸塩エチル
などの有機珪酸塩が用いられる。珪酸塩溶液の投入量
は、無機顔料表面の透明な不活性層の厚さを考慮し無機
顔料100重量%に対して、5〜100重量%となるよ
うにする。また、添加する薬剤としては、HCl、H2
SO4 、HNO3 などの酸や、NaOH、KOH、Na
2 CO3 、K2 CO3 などの塩基が挙げられる。As a method of coating the inorganic pigment with a transparent inert layer, the inorganic pigment is poured into water so as not to aggregate, and then uniformly dispersed by a disperser or an emulsifier.
The solution is heated to about 60 ° C, and the metal salt hydrolyzes P
A general method is to add a metal salt solution while adding and adjusting a drug so as to be in the H range. As metal salts,
For example, inorganic salts such as sodium silicate, and organic silicates such as ethyl orthosilicate are used. Considering the thickness of the transparent inert layer on the surface of the inorganic pigment, the input amount of the silicate solution is set to 5 to 100% by weight based on 100% by weight of the inorganic pigment. Further, the added chemicals include HCl and H 2.
Acids such as SO 4 and HNO 3 , NaOH, KOH, Na
Bases such as 2 CO 3 and K 2 CO 3 are mentioned.
【0040】本発明に使用される、例えば、アルカリ可
溶性樹脂としては、(メタ)アクリル酸を含む(メタ)
アクリル系樹脂、ロジン系樹脂あるいはマレイン酸系樹
脂などが用いられる。(メタ)アクリル樹脂は、アクリ
ル酸とメタクリル酸およびそれらのエステルのモノマー
の単体あるいは混合物の共重合体で、60モル%以下の
スチレン、酢酸ビニル、無水マレイン酸等のラジカル重
合性のモノマーとの共重合体も用いられる。しかし、多
官能モノマーとの共重合体のように,三次元架橋された
ポリマーは溶解性が劣るため、本発明には適さない。The alkali-soluble resin used in the present invention includes, for example, (meth) acrylic acid containing (meth) acrylic acid.
Acrylic resin, rosin resin or maleic acid resin is used. (Meth) acrylic resin is a copolymer of monomers of acrylic acid and methacrylic acid and their esters, or a mixture of monomers thereof, and is a copolymer of 60 mol% or less of radically polymerizable monomers such as styrene, vinyl acetate, and maleic anhydride. Copolymers are also used. However, a three-dimensionally crosslinked polymer, such as a copolymer with a polyfunctional monomer, has poor solubility and is not suitable for the present invention.
【0041】上記マレイン酸樹脂としては、酸価40〜
160のものが用いられるが、酸価80以上のものが感
光性着色組成物としたときのアルカリ現像適性から好ま
しい。また、例えば、アルカリ不溶性樹脂でも、感光性
着色組成物の不揮発分中の10重量%以下、好ましくは
5重量%以下であれば用いることができる。The maleic acid resin has an acid value of 40 to 40.
Although 160 compounds are used, those having an acid value of 80 or more are preferable from the viewpoint of alkali developing suitability when the photosensitive coloring composition is used. Further, for example, even an alkali-insoluble resin can be used as long as it is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less in the nonvolatile components of the photosensitive coloring composition.
【0042】本発明に使用される光重合性化合物は、フ
リーラジカル付加重合が可能な、または架橋可能なエチ
レン性不飽和基を有する化合物であって、1以上のエチ
レン性不飽和基、例えば、ビニル基またはアリル基を有
するモノマー、オリゴマー、または、末端または側鎖に
エチレン性不飽和基を有するポリマーである。その例と
しては、アクリル酸及びその塩、アクリル酸エステル
類、アクリルアミド類、メタクリル酸及びその塩、メタ
クリル酸エステル類、メタクリルアミド類、無水マレイ
ン酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸エステル類、
スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、N
−ビニル複素環類、アリルエーテル類、アリルエステル
類、及びこれらの誘導体をあげることができる。The photopolymerizable compound used in the present invention is a compound having a free-radical addition-polymerizable or crosslinkable ethylenically unsaturated group, and may have one or more ethylenically unsaturated groups, for example, It is a monomer or oligomer having a vinyl group or an allyl group, or a polymer having an ethylenically unsaturated group at a terminal or a side chain. Examples thereof include acrylic acid and its salts, acrylic esters, acrylamides, methacrylic acid and its salts, methacrylic esters, methacrylamides, maleic anhydride, maleic esters, itaconic esters,
Styrenes, vinyl ethers, vinyl esters, N
-Vinyl heterocycles, allyl ethers, allyl esters, and derivatives thereof.
【0043】好ましい多官能アクリルモノマーやオリゴ
マーとして、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
ト、(メタ)アクリルアミド、ビニルアセテート、N-ヒ
ドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ポリエチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ(メタ)アクリレート、スチレン、酢酸ビニ
ル、各種アクリルビニル酸エステル、各種メタクリル酸
エステル、アクリロニトリル、ジペンタエリスリトール
ヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メ
タ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メ
タ)アクリレートのカプロラクトン付加物のヘキサ(メ
タ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、エ
ポキシ(メタ)アクリレートプレポリマーなどが挙げら
れる。Preferred polyfunctional acrylic monomers and oligomers include (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, vinyl acetate, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, polyethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, styrene, vinyl acetate, various acrylic vinyl esters, various methacrylic esters, acrylonitrile, dipentaerythritol hexa (meth) Acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, hexa (meth) acrylate of caprolactone adduct of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, Lamin (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate prepolymer can be mentioned.
【0044】本発明に使用される光重合開始剤として
は、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−t−
ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフ
ェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロパン−1オン、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、2−ベンジル−2−ジ
メチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブ
タン−1−オン等のアセトフェノン系光開始剤、ベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエ
ーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジ
メチルケタール等のベンゾイン系、ベンゾフェノン系光
開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾ
イル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒ
ドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、
4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド
等のベンゾフェノン系光開始剤、チオキサンソン、2−
クロルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、イ
ソプロピルチオキサンソン、2,4−ジイソプロピルチ
オキサンソン等のチオキサンソン系光開始剤、2,4,
6−トリクロロ−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−トリル)−4,
6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−
ピペニル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−ト
リアジン、2,4−−ビス(トリクロロメチル)−6−
スチリルs−トリアジン,2−(ナフト−1−イル)−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−(4−メトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビ
ス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ト
リクロロメチル−(ピペロニル)−6−トリアジン、
2,4−トリクロロメチル(4’−メトキシスチリル)
−6−トリアジンなどのトリアジン系光開始剤およびカ
ルバゾール系光開始剤、イミダゾール系光開始剤等の化
合物などを用いることが可能である。The photopolymerization initiator used in the present invention includes 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-
Butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1one, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4 Acetophenone-based photoinitiators such as -morpholinophenyl) -butan-1-one; benzoin-based, benzophenone-based photoinitiators such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzyl dimethyl ketal; benzophenone; benzoyl Benzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone,
Benzophenone-based photoinitiators such as 4-benzoyl-4′-methyldiphenylsulfide, thioxanthone,
Thioxanthone-based photoinitiators such as chlorthioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, and 2,4-diisopropylthioxanthone;
6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,
6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
(P-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,
6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
Pipenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6
Styryl s-triazine, 2- (naphth-1-yl)-
4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine,
2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine,
2,4-trichloromethyl (4'-methoxystyryl)
It is possible to use a compound such as a triazine-based photoinitiator such as -6-triazine, a carbazole-based photoinitiator, and an imidazole-based photoinitiator.
【0045】上記光開始剤は単独あるいは2種以上混合
して用いるが、増感剤として,α−アシロキシムエステ
ル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグ
リオキシレート、ベンジル、9,10−フェナンスレン
キノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、
4,4’−ジエチルイソフタロフェノン、3,3’,
4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)
ベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェ
ノン等の化合物も用いることができる。The photoinitiators may be used alone or as a mixture of two or more. As sensitizers, α-acyloxime ester, acylphosphine oxide, methylphenylglyoxylate, benzyl, 9,10-phenanthrene Quinone, camphorquinone, ethylanthraquinone,
4,4′-diethylisophthalophenone, 3,3 ′,
4,4'-tetra (t-butylperoxycarbonyl)
Compounds such as benzophenone and 4,4'-diethylaminobenzophenone can also be used.
【0046】感光性着色組成物を製造する際に、透明な
不活性層で被覆された無機顔料を、アルカリ可溶性樹脂
および、多官能アクリルモノマーに分散する手段として
は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニ
ーダー等の各種分散手段を使用できる。また、これらの
分散を良好とするために、適宜、各種界面活性剤、無機
顔料の誘導体等の分散助剤を添加しても良い。分散助剤
は、無機顔料の分散に優れ、分散後の無機顔料の再凝集
を防止する効果が大きいので透明性に優れたカラーフィ
ルタが得られるが、焼成後の分光特性や、感光性着色組
成物の保存安定性への障害とならないものを選択して用
いる。In producing the photosensitive coloring composition, as a means for dispersing the inorganic pigment coated with the transparent inert layer into an alkali-soluble resin and a polyfunctional acrylic monomer, a three-roll mill or a two-roll mill may be used. , A sand mill, a kneader and the like can be used. Further, in order to improve the dispersion, various surfactants and a dispersing aid such as a derivative of an inorganic pigment may be appropriately added. The dispersing aid is excellent in dispersing the inorganic pigment and has a large effect of preventing the re-aggregation of the inorganic pigment after the dispersion, so that a color filter having excellent transparency can be obtained. Select and use those that do not hinder the storage stability of the product.
【0047】感光性着色組成物を透明基板上に塗工する
方法としては、製造された感光性着色組成物の粘度に適
した方法を選択すれば良く、高粘度の場合はスクリーン
印刷やダイコート法などで、低粘度の場合には、スピン
コート法やスプレーコート法、ロールコート法などの方
法から、塗工平坦性が良好な方法を選択して用いれば良
い。As a method of applying the photosensitive coloring composition on the transparent substrate, a method suitable for the viscosity of the manufactured photosensitive coloring composition may be selected. In the case of a high viscosity, screen printing or a die coating method is used. For example, in the case of low viscosity, a method having good coating flatness may be selected from methods such as spin coating, spray coating, and roll coating.
【0048】また、感光性着色組成物に於ける無機顔料
の分散性を向上させるため、及び、透明基板への塗工膜
厚を調整するために、溶剤を加えて粘度を調整しても良
い。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセ
ロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1
−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレング
リコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソル
ブ、メチル−nアミルケトン、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコ
ール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が
挙げられ、単独もしくは混合して用いられる。Further, in order to improve the dispersibility of the inorganic pigment in the photosensitive coloring composition and to adjust the coating thickness on the transparent substrate, the viscosity may be adjusted by adding a solvent. . Examples of the solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate,
-Methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone And petroleum solvents and the like, and these are used alone or as a mixture.
【0049】[0049]
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0050】<実施例1> (無機顔料の不活性化処理) 無機顔料として以下のものを用いた。 ・黒色顔料15(大日精化工業(株)製:「TMブラッ
ク3510」) ・赤色顔料12(大日精化工業(株)製:「TRANS
OXIDE RED」) ・緑色顔料14(大日精化工業(株)製:「TMグリー
ン3320」) ・青色顔料13(大日精化工業(株)製:「TMブルー
3450」)<Example 1> (Inactivation treatment of inorganic pigment) The following were used as the inorganic pigment. -Black pigment 15 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo: "TM Black 3510")-Red pigment 12 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo: "TRANS"
OXIDE RED ")-Green pigment 14 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .:" TM Green 3320 ")-Blue pigment 13 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd .:" TM blue 3450 ")
【0051】上記黒色顔料の10重量部を、150重量
部の純水中に投入して、超音波分散と撹拌を行いながら
80℃まで加熱した。次に5%NaOH溶液を添加して
PH9に調整した後、珪酸ナトリウム水溶液(純水73
重量部中珪酸ナトリウム27部)30重量部を時間をか
けて滴下した。この時、溶液をPH9に維持するために
5%HCl溶液を適宜滴下して1時間反応させた。次
に、5%HCl溶液をPH6になるまで添加し、さらに
15分間保持した。得られた沈殿物に遠心濾過、純水洗
浄と十分な加熱乾燥を行い、不活性層として表面に珪酸
塩が形成された黒色の無機顔料を製作した。10 parts by weight of the above black pigment was put into 150 parts by weight of pure water, and heated to 80 ° C. while performing ultrasonic dispersion and stirring. Next, after adjusting the pH to 9 by adding a 5% NaOH solution, a sodium silicate aqueous solution (pure water 73
30 parts by weight of sodium silicate in parts by weight) were added dropwise over time. At this time, in order to maintain the solution at pH 9, a 5% HCl solution was appropriately added dropwise and reacted for 1 hour. Next, a 5% HCl solution was added until the pH became 6, and the mixture was kept for another 15 minutes. The obtained precipitate was subjected to centrifugal filtration, washing with pure water, and sufficient heating and drying to produce a black inorganic pigment having a silicate formed on the surface as an inert layer.
【0052】上記赤色顔料、緑色顔料、青色顔料の各々
10重量部を、各々150重量部の純水中に投入して、
超音波分散と撹拌を行いながら80℃まで加熱した。次
に5%NaOH溶液を添加してPH9に調整した後、珪
酸ナトリウム水溶液(純水73重量部中珪酸ナトリウム
27部)5重量部を時間をかけて滴下した。この時、溶
液をPH9に維持するために5%HCl溶液を適宜滴下
して1時間反応させた。次に、5%HCl溶液をPH6
になるまで添加し、さらに15分間保持した。得られた
沈殿物に遠心濾過、純水洗浄と十分な加熱乾燥を行い、
不活性層として表面に珪酸塩が形成された赤色、緑色、
青色の無機顔料を製作した。10 parts by weight of each of the above red pigment, green pigment and blue pigment were put into 150 parts by weight of pure water,
It heated to 80 degreeC, performing ultrasonic dispersion and stirring. Next, after adjusting the pH to 9 by adding a 5% NaOH solution, 5 parts by weight of an aqueous sodium silicate solution (27 parts by weight of sodium silicate in 73 parts by weight of pure water) was added dropwise over time. At this time, in order to maintain the solution at pH 9, a 5% HCl solution was appropriately added dropwise and reacted for 1 hour. Next, a 5% HCl solution is
And kept for a further 15 minutes. The obtained precipitate is subjected to centrifugal filtration, pure water washing and sufficient heat drying,
Red, green, silicate formed on the surface as an inert layer,
A blue inorganic pigment was produced.
【0053】(アルカリ可溶性アクリル樹脂の調製)メ
タクリル酸ブチル55重量部、メタクリル酸メチル20
重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート15重量
部、アクリル酸メチル10重量部を2−(2−エトキシ
エトキシ)エタノールを溶媒として共重合させ、アクリ
ル樹脂が40重量部、溶媒が60重量部の比率になるよ
う調製した。(Preparation of alkali-soluble acrylic resin) 55 parts by weight of butyl methacrylate, 20 parts of methyl methacrylate
Parts by weight, 15 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 10 parts by weight of methyl acrylate are copolymerized using 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol as a solvent, to give a ratio of 40 parts by weight of acrylic resin and 60 parts by weight of solvent. It was prepared as follows.
【0054】(感光性着色組成物の調製)上記、不活性
化処理済み無機顔料を使用して以下の配合比率で感光性
着色組成物を調製した。(Preparation of photosensitive coloring composition) A photosensitive coloring composition was prepared using the above-mentioned inactivated inorganic pigment in the following compounding ratio.
【0055】 (感光性黒色組成物) ・アクリル樹脂 8.2重量% ・多官能オリゴエステルアクリレート 4.9重量% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・光重合開始剤 1.0重量% トリクロロメチルS−トリアジン ・希釈溶剤 56.4重量% 2−(2−エトキシエトキシ)エタノール ・着色顔料 29.5重量% 黒色顔料(不活性化処理済み「TMブラック3510」)(Photosensitive black composition) ・ Acrylic resin 8.2% by weight ・ Polyfunctional oligoester acrylate 4.9% by weight Dipentaerythritol hexaacrylate ・ Photopolymerization initiator 1.0% by weight Trichloromethyl S-triazine ・Diluent solvent 56.4% by weight 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol ・ Coloring pigment 29.5% by weight Black pigment (inactivated “TM Black 3510”)
【0056】 (感光性赤色組成物) ・アクリル樹脂 8.2重量% ・多官能オリゴエステルアクリレート 4.9重量% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・光重合開始剤 1.0重量% ピペロニルトリクロロメチルS−トリアジン ・希釈溶剤 56.4重量% 2−(2−エトキシエトキシ)エタノール ・着色顔料 29.5重量% 赤色顔料(不活性化処理済み「TRANS OXIDE RED」)(Photosensitive red composition) ・ Acrylic resin 8.2% by weight ・ Polyfunctional oligoester acrylate 4.9% by weight Dipentaerythritol hexaacrylate ・ Photopolymerization initiator 1.0% by weight Piperonyl trichloromethyl S -Triazine -Diluent 56.4% by weight 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol -Coloring pigment 29.5% by weight Red pigment (inactivated "TRANS OXIDE RED")
【0057】 (感光性緑色組成物) ・アクリル樹脂 8.2重量% ・多官能オリゴエステルアクリレート 4.9重量% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・光重合開始剤 1.0重量% ピペロニルトリクロロメチルS−トリアジン ・希釈溶剤 56.4重量% 2−(2−エトキシエトキシ)エタノール ・着色顔料 29.5重量% 緑色顔料(不活性化処理済み「TMグリーン3320」)(Photosensitive green composition) ・ Acrylic resin 8.2% by weight ・ Polyfunctional oligoester acrylate 4.9% by weight Dipentaerythritol hexaacrylate ・ Photopolymerization initiator 1.0% by weight Piperonyl trichloromethyl S -Triazine -Diluent 56.4% by weight 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol -Coloring pigment 29.5% by weight Green pigment (inactivated "TM Green 3320")
【0058】 (感光性青色組成物) ・アクリル樹脂 8.2重量% ・多官能オリゴエステルアクリレート 4.9重量% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・光重合開始剤 1.0重量% ピペロニルトリクロロメチルS−トリアジン ・希釈溶剤 56.4重量% 2−(2−エトキシエトキシ)エタノール ・着色顔料 29.5重量% 青色顔料(不活性化処理済み「TMブルー3450」)(Photosensitive Blue Composition) ・ Acrylic resin 8.2% by weight ・ Polyfunctional oligoester acrylate 4.9% by weight Dipentaerythritol hexaacrylate ・ Photopolymerization initiator 1.0% by weight Piperonyl trichloromethyl S -Triazine -Diluent 56.4% by weight 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol -Coloring pigment 29.5% by weight Blue pigment (inactivated "TM Blue 3450")
【0059】(耐熱性カラーフィルタの作製)上記感光
性黒色組成物を、透明基板上に、350メッシュ、版厚
80μmのステンレス製スクリーン版を使用してスクリ
ーン印刷し、常温で5分間放置して膜表面が乾燥した
後、70℃、20分間乾燥し感光性黒色成物層を形成し
た。得られた感光性黒色組成物層の厚みは約2.7μm
で全面一様な膜厚を有し表面状態は平滑であった。(Preparation of Heat-Resistant Color Filter) The photosensitive black composition was screen-printed on a transparent substrate using a stainless steel screen plate having a thickness of 350 μm and a plate thickness of 80 μm, and left at room temperature for 5 minutes. After the film surface was dried, it was dried at 70 ° C. for 20 minutes to form a photosensitive black composition layer. The thickness of the obtained photosensitive black composition layer is about 2.7 μm.
And the surface state was smooth.
【0060】次に、縦200mm×幅150μmの開口
分と線幅10μmの遮光部のブラックマトリクス層とな
るよう遮光膜を形成したフォトマスクを、上記感光性黒
色組成物層に密着し超高圧水銀灯により、露光量400
mJ/cm2 の条件で密着露光した。露光後、温度20
℃のアルカリ現像液を噴出圧力1kg/cm2 でスプレ
ー現像を50秒行い、未露光部の感光性黒色組成物層を
除去した。現像処理後の基板を乾燥した後、230℃で
1時間の加熱硬膜処理をした。硬膜後のパターン化され
たブラックマトリクス層の厚みは約2.5μmであっ
た。Next, a photomask in which a light-shielding film is formed so as to form a black matrix layer of a light-shielding portion having a length of 200 mm × width of 150 μm and a line width of 10 μm is brought into close contact with the photosensitive black composition layer and an ultra-high pressure mercury lamp. The exposure amount is 400
Contact exposure was performed under the condition of mJ / cm 2 . After exposure, temperature 20
Spray development was performed for 50 seconds at a blowing pressure of 1 kg / cm 2 with an alkali developing solution at a temperature of 0 ° C. to remove unexposed portions of the photosensitive black composition layer. After drying the substrate after the development processing, a heat hardening treatment was performed at 230 ° C. for 1 hour. The thickness of the patterned black matrix layer after hardening was about 2.5 μm.
【0061】続いて、上記感光性赤色組成物を、上記ブ
ラックマトリクス層が形成された透明基板に、330メ
ッシュ、版厚80μmのステンレス製スクリーン版を使
用してスクリーン印刷し、常温で5分間放置して膜表面
が乾燥した後、70℃、20分間乾燥して、感光性赤色
組成物層を形成した。得られた感光性赤色組成物層の厚
みは約3.0μmで全面一様な膜厚を有し、表面状態は
平滑であった。Subsequently, the photosensitive red composition was screen-printed on a transparent substrate on which the black matrix layer was formed using a 330-mesh, 80-μm-thick stainless steel screen plate, and left at room temperature for 5 minutes. Then, the film surface was dried, and then dried at 70 ° C. for 20 minutes to form a photosensitive red composition layer. The obtained photosensitive red composition layer had a thickness of about 3.0 μm, had a uniform thickness over the entire surface, and had a smooth surface state.
【0062】次に、縦200mm×幅150μmのスト
ライプパターンがピッチ480μmで繰り返し形成され
た遮光膜を有するフォトマスクを、ブラックマトリクス
層の開口部と合致するよう上記感光性赤色組成物層に密
着し超高圧水銀灯により、露光量350mJ/cm2 の
条件で密着露光した。露光後、温度20℃のアルカリ現
像液を噴出圧力1kg/cm2 でスプレー現像を50秒
行い、未露光部の感光性赤色組成物層を除去した。現像
処理した基板を乾燥した後、230℃で1時間の加熱硬
膜処理をした。硬膜後のパターン化された赤色パターン
層の厚みは約2.8μmであった。Next, a photomask having a light-shielding film in which a stripe pattern having a length of 200 mm and a width of 150 μm is repeatedly formed at a pitch of 480 μm is brought into close contact with the photosensitive red composition layer so as to match the opening of the black matrix layer. Contact exposure was performed with an ultrahigh pressure mercury lamp under the conditions of an exposure amount of 350 mJ / cm 2 . After the exposure, spray development was performed for 50 seconds at an ejection pressure of 1 kg / cm 2 with an alkali developing solution at a temperature of 20 ° C. to remove the unexposed portions of the photosensitive red composition layer. After the developed substrate was dried, it was heated and hardened at 230 ° C. for 1 hour. The thickness of the patterned red pattern layer after hardening was about 2.8 μm.
【0063】続いて、このパターン化されたブラックマ
トリクス層及び赤色パターン層が形成された透明基板
に、上記感光性緑色組成物を前記同様の条件で膜厚3.
5μm塗布し、前記同様のフォトマスクを感光性緑色組
成物層に密着し、超高圧水銀灯により、露光量300m
J/cm2 の条件で密着露光した。露光後、温度20℃
のアルカリ現像液を噴出圧力1kg/cm2 でスプレー
現像を60秒行い、未露光部の感光性緑色組成物層を除
去してガラス基板を露出させた。現像処理した基板を乾
燥した後、230℃で1時間の硬膜処理をした。硬膜後
のパターン化された緑色パターン層の厚みは約3.3μ
mであった。Subsequently, the photosensitive green composition was coated on the transparent substrate on which the patterned black matrix layer and red pattern layer were formed under the same conditions as described above.
5 μm coating, the same photomask as above was adhered to the photosensitive green composition layer, and the exposure amount was 300 m with an ultra-high pressure mercury lamp.
Contact exposure was performed under the condition of J / cm 2 . After exposure, temperature 20 ℃
Was spray-developed at an ejection pressure of 1 kg / cm 2 for 60 seconds to remove the unexposed portions of the photosensitive green composition layer, thereby exposing the glass substrate. After drying the developed substrate, a hardening treatment was performed at 230 ° C. for 1 hour. The thickness of the patterned green pattern layer after hardening is about 3.3μ.
m.
【0064】同様の工程を上記感光性青色組成物を用い
繰り返して行い、透明基板上に、ブラックマトリクス
層、赤色パターン層、緑色パターン層、及び青色パター
ン層を形成した。The same steps were repeated using the above photosensitive blue composition to form a black matrix layer, a red pattern layer, a green pattern layer, and a blue pattern layer on a transparent substrate.
【0065】次に焼成処理を行った。各層が形成された
透明基板を4℃/分の昇温速度で大気雰囲気下で加熱
し、温度430℃で60分間焼成した後、連続して58
0℃まで更に加熱し、580℃の温度で30分間焼成
後、4℃/分の降温速度で基板を室温まで冷却すること
で、感光性着色組成物層の有機樹脂成分が燃焼して除去
した。これにより、膜厚約1.9μmの黒色顔料のブラ
ックマトリクス層、膜厚約2.0μmの赤色顔料の赤色
パターン層、膜厚約2.3μmの緑色顔料の緑色パター
ン層、膜厚約2.3μmの青色顔料の青色パターン層が
形成された耐熱性カラーフィルタを得た。珪酸化合物に
よる被覆量の差が、膜厚を増加させていることが判っ
た。Next, a baking treatment was performed. The transparent substrate on which each layer is formed is heated in an air atmosphere at a temperature rising rate of 4 ° C./min, and baked at a temperature of 430 ° C. for 60 minutes.
After further heating to 0 ° C. and baking at a temperature of 580 ° C. for 30 minutes, the substrate was cooled to room temperature at a temperature lowering rate of 4 ° C./min, so that the organic resin component of the photosensitive coloring composition layer was burned and removed. . Thus, a black matrix layer of a black pigment having a thickness of about 1.9 μm, a red pattern layer of a red pigment having a thickness of about 2.0 μm, a green pattern layer of a green pigment having a thickness of about 2.3 μm, and a film thickness of about 2. A heat-resistant color filter on which a blue pattern layer of a 3 μm blue pigment was formed was obtained. It was found that the difference in the coating amount by the silicate compound increased the film thickness.
【0066】得られた耐熱性カラーフィルタのブラック
マトリクス層、各着色パターン層の膜厚差は、約0.4
μmといった小さなものであり、耐熱性カラーフィルタ
として平坦性は良好なものであった。また、この時の、
ブラックマトリクス層の500nmに於ける光学濃度は
1.5であった。The difference in film thickness between the black matrix layer and each colored pattern layer of the obtained heat resistant color filter was about 0.4.
μm and good flatness as a heat-resistant color filter. Also, at this time,
The optical density at 500 nm of the black matrix layer was 1.5.
【0067】続いて、この耐熱性カラーフィルタ上に、
オーバーコート層を設けた。325メッシュ版厚80μ
mのステンレス製スクリーン版を使用して低融点ガラス
ペースト(日本電気硝子株式会社製 LF−01)をス
クリーン印刷し、常温で10分間放置して膜表面が乾燥
した後、更にもう一度印刷を繰り返して、90℃15分
間乾燥後、低融点ガラスペースト層を形成した。Subsequently, on this heat resistant color filter,
An overcoat layer was provided. 325 mesh plate thickness 80μ
A low-melting glass paste (LF-01, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) was screen-printed using a stainless steel screen plate, and left at room temperature for 10 minutes to dry the film surface. After drying at 90 ° C. for 15 minutes, a low-melting glass paste layer was formed.
【0068】そして、上記同様に焼成処理を行った。4
℃/分の昇温速度で大気雰囲気下で加熱、温度420℃
で60分間焼成した後、連続して580℃まで更に加熱
し、580℃の温度で30分間焼成後、4℃/分の降温
速度で基板を室温まで冷却した。この条件での焼成処理
で、低融点ガラスは光透過性を有するオーバーコート層
となり、ブラックマトリクス層と各着色パターン層の無
機顔料が低融点ガラスで被覆された耐熱性カラーフィル
タに形成された。Then, a firing treatment was performed in the same manner as described above. 4
Heating in air atmosphere at a heating rate of ° C / min, temperature 420 ° C
Then, the substrate was further heated to 580 ° C. continuously, baked at a temperature of 580 ° C. for 30 minutes, and then cooled at room temperature at a rate of 4 ° C./min. By the firing treatment under these conditions, the low-melting glass became an overcoat layer having a light-transmitting property, and the black matrix layer and the inorganic pigment of each colored pattern layer were formed into a heat-resistant color filter coated with the low-melting glass.
【0069】この際のオーバーコート層の膜厚は、約2
μmであり、薄い膜厚のオーバーコート層で十分に優れ
た平坦性のものが得られた。また、この耐熱性カラーフ
ィルタのパターン形状、形成位置は、共にフォトマスク
の遮光膜パターンを正確に反映したものであり、耐熱性
カラーフィルタの分光透過率は所望の値を示した。At this time, the thickness of the overcoat layer is about 2
μm, and a sufficiently excellent flatness was obtained with an overcoat layer having a small film thickness. Further, the pattern shape and the formation position of this heat-resistant color filter both accurately reflect the light-shielding film pattern of the photomask, and the spectral transmittance of the heat-resistant color filter showed a desired value.
【0070】<実施例2>実施例1で作製した耐熱性カ
ラーフィルタ、すなわち、ブラックマトリクス層、各着
色パターン層の膜厚差が約0.4μmといった小さな、
平坦性の良好な耐熱性カラーフィルタの上にオーバーコ
ート層を設けた。使用した材料として低融点ガラスペー
ストに代わり金属アルコキシドを用いた。<Example 2> The heat-resistant color filter produced in Example 1, that is, the difference in film thickness between the black matrix layer and each colored pattern layer was as small as about 0.4 μm.
An overcoat layer was provided on a heat-resistant color filter having good flatness. A metal alkoxide was used instead of the low-melting glass paste as the material used.
【0071】この耐熱性カラーフィルター上に、325
メッシュ版厚80μmのステンレス製スクリーン版を使
用して、顔料の着色パターン層を固着させるために、金
属アルコキシド(日本曹達株式会社製:アトロンNSi
−500)をスクリーン印刷し、常温で10分間放置し
て膜表面が乾燥した後、90℃、15分間乾燥後、金属
アルコキシドのゾル膜を形成した。On this heat resistant color filter, 325
A metal alkoxide (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd .: Atron NSi) was used to fix the pigmented colored pattern layer using a stainless steel screen plate having a mesh plate thickness of 80 μm.
-500) was screen-printed and left at room temperature for 10 minutes to dry the film surface. After drying at 90 ° C. for 15 minutes, a metal alkoxide sol film was formed.
【0072】次に、実施例1と同様に4℃/分の昇温速
度で大気雰囲気下で加熱、温度420℃で60分間焼成
した後、連続して580℃まで更に加熱し、580℃の
温度で30分間焼成後、4℃/分の降温速度で基板を冷
却した。この条件で焼成処理することにより、金属アル
コキシドのゾル膜の脱水反応と脱アルコール反応による
縮重合反応が促進されて、ゲル化した金属酸化膜が形成
された。このゲル化した金属酸化膜のオーバーコート層
によって、黒色顔料のブラックマトリクス層と各着色パ
ターン層が透明基板上に焼成固着された耐熱性カラーフ
ィルタを得た。Next, as in Example 1, heating was performed in an air atmosphere at a heating rate of 4 ° C./min, and calcination was performed at a temperature of 420 ° C. for 60 minutes. After firing at the temperature for 30 minutes, the substrate was cooled at a temperature lowering rate of 4 ° C./min. By performing the baking treatment under these conditions, the condensation polymerization reaction by the dehydration reaction and the dealcoholization reaction of the metal alkoxide sol film was promoted, and a gelled metal oxide film was formed. With this gelled metal oxide film overcoat layer, a heat-resistant color filter in which a black matrix layer of a black pigment and each colored pattern layer were fixed by firing on a transparent substrate was obtained.
【0073】得られた耐熱性カラーフィルタのパターン
形状、形成位置は、共にフォトマスクの遮光膜パターン
を正確に反映したものであり、耐熱性カラーフィルタの
分光透過率は所望の値を示し、各色間の膜厚差は約0.
3μmと優れたものであった。The pattern shape and the formation position of the obtained heat-resistant color filter both accurately reflect the light-shielding film pattern of the photomask, and the spectral transmittance of the heat-resistant color filter shows a desired value. The film thickness difference between
It was excellent at 3 μm.
【0074】<比較例1>不活性処理を行わない上記無
機顔料を用いた。各々の感光性着色組成物の配合比率は
以下のものである。<Comparative Example 1> The above-mentioned inorganic pigment which was not subjected to the deactivation treatment was used. The mixing ratio of each photosensitive coloring composition is as follows.
【0075】 (感光性着色組成物) ・アクリル樹脂 8.2重量% ・多官能オリゴエステルアクリレート 4.9重量% ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ・光重合開始剤 1.0重量% トリクロロメチルS−トリアジン ・希釈溶剤 56.4重量% 2−(2−エトキシエトキシ)エタノール ・着色顔料 29.5重量% 黒色顔料(不活性化未処理)(Photosensitive coloring composition) ・ Acrylic resin 8.2% by weight ・ Polyfunctional oligoester acrylate 4.9% by weight Dipentaerythritol hexaacrylate ・ Photopolymerization initiator 1.0% by weight Trichloromethyl S-triazine ・Diluent solvent 56.4% by weight 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol • Color pigment 29.5% by weight Black pigment (untreated, untreated)
【0076】(耐熱性カラーフィルタの作製)耐熱性カ
ラーフィルタの作製は、実施例1と同様に行い、実施例
2と同様のオーバーコート層を形成した。得られた耐熱
性カラーフィルタの各色間の膜厚差は約0.8μmと大
きくなっていた。(Preparation of Heat-Resistant Color Filter) A heat-resistant color filter was prepared in the same manner as in Example 1, and an overcoat layer was formed in the same manner as in Example 2. The thickness difference between the colors of the obtained heat resistant color filter was as large as about 0.8 μm.
【0077】<比較結果> (感光性着色組成物の粘度増加)実施例1、及び実施例
2の感光性赤色組成物は、室温での1ヶ月保存でも大き
な粘度変化は見られなかったが、比較例1の感光性赤色
組成物は室温での1ヶ月保存でゲル化し、平坦で均一な
塗膜をスクリーン印刷で形成することが困難であった。<Comparative Results> (Increase in Viscosity of Photosensitive Colored Composition) The photosensitive red compositions of Examples 1 and 2 did not show a large change in viscosity even after storage at room temperature for one month. The photosensitive red composition of Comparative Example 1 gelled after storage at room temperature for one month, and it was difficult to form a flat and uniform coating film by screen printing.
【0078】(電界放射型ディスプレイの作製)実施例
1、実施例2、及び比較例1の耐熱性カラーフィルタの
上に、各色着色パターン層に対応する透明電極パターン
を、真空スパッタ法による成膜と感光性レジストを用い
たエッチングとで形成し、耐熱性カラーフィルタ上にア
ノード電極を形成した。そして、各々の着色パターン層
に対応して、各々の分光特性を有する蛍光体をスクリー
ン印刷法で形成して焼成し、その上にアルミニウム薄膜
を真空蒸着法で形成してメタルバック層としたアノード
基板を作製した。(Production of Field Emission Display) On the heat-resistant color filters of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, transparent electrode patterns corresponding to the respective colored pattern layers were formed by vacuum sputtering. And an etching using a photosensitive resist to form an anode electrode on the heat-resistant color filter. Then, corresponding to each colored pattern layer, a phosphor having each spectral characteristic is formed by a screen printing method and baked, and an aluminum thin film is formed thereon by a vacuum deposition method to form an anode as a metal back layer. A substrate was prepared.
【0079】次に、対向するカソード基板を作製した。
ガラス基板上に膜厚約0.2μmエミッタ配線層をフォ
トリソグラフィー法で形成し、その上にプラズマCVD
法でリンドープ水素化アモルファスシリコン層を約1μ
m厚に成膜し、酸化シリコンをエッチングマスクパター
ン層として反応性蒸着法で成膜し、直径約1.2μmの
円形マスク形状にパターニングした後、RIE(反応性
イオンエッチング)によりリンドープ水素化アモルファ
スシリコン層をエッチングして円錐台型に加工した。Next, an opposing cathode substrate was manufactured.
An emitter wiring layer having a thickness of about 0.2 μm is formed on a glass substrate by photolithography, and plasma CVD is performed thereon.
About 1μ of phosphorus-doped hydrogenated amorphous silicon layer
m thickness, silicon oxide is formed as an etching mask pattern layer by reactive evaporation, patterned into a circular mask shape of about 1.2 μm in diameter, and then phosphorus-doped hydrogenated amorphous by RIE (reactive ion etching). The silicon layer was etched and processed into a truncated cone shape.
【0080】続いて、絶縁層として約0.7μm厚のシ
リコン酸化膜を蒸着し、さらに、その上にゲート電極用
材料のNbを約0.3μm厚で蒸着した。これにより、
エミッタの周囲に位置する絶縁層とゲート電極とは、エ
ミッタに接触することなく、一定の間隙をもって自己整
合的な形成が可能となる。Subsequently, a silicon oxide film having a thickness of about 0.7 μm was deposited as an insulating layer, and Nb as a gate electrode material was deposited thereon with a thickness of about 0.3 μm. This allows
The insulating layer and the gate electrode located around the emitter can be formed in a self-aligned manner with a certain gap without contacting the emitter.
【0081】これを、室温の緩衝フッ酸溶液に2分間浸
漬してエッチングマスクパターン層をリフトオフし、そ
の上に積層されていた絶縁材料層及びゲート電極材料層
の積層体を剥落した後、ゲート電極のNb膜をフォトリ
ソグラフィー法により電極形状にパターニングすること
により電子放出素子としたカソード基板を得た。得られ
たカソード基板のエミッタ電極−ゲート電極間の距離は
約0.7μmとした構造のもので、多数の電子放出素子
アレイが形成されたカソード基板である。This was immersed in a buffered hydrofluoric acid solution at room temperature for 2 minutes to lift off the etching mask pattern layer. After the insulating material layer and the gate electrode material layer laminated thereon were peeled off, the gate was removed. A cathode substrate as an electron-emitting device was obtained by patterning the Nb film of the electrode into an electrode shape by photolithography. The obtained cathode substrate had a structure in which the distance between the emitter electrode and the gate electrode was about 0.7 μm, and was a cathode substrate on which a large number of electron-emitting device arrays were formed.
【0082】上記耐熱性カラーフィルタが形成されたア
ノード基板と上記カソード基板とを距離30mmで対向
させ、各基板周辺を低融点ガラスで融着した後、十分な
真空度まで排気を行った。800Vの印加をしつつエミ
ッタ電極−ゲート電極間にゲート電極側が正となる極性
で電圧を印加し、各色の蛍光体パターンを発光させた。The anode substrate on which the heat-resistant color filter was formed and the cathode substrate were opposed at a distance of 30 mm, and the periphery of each substrate was fused with low-melting glass, followed by evacuation to a sufficient degree of vacuum. A voltage was applied between the emitter electrode and the gate electrode with a polarity having a positive polarity on the gate electrode side while applying 800 V to emit a phosphor pattern of each color.
【0083】この時、実施例1、実施例2の耐熱性カラ
ーフィルタを装着した電界放射型ディスプレイでは、電
子線の照射された蛍光体部分のみが発光し耐熱性カラー
フィルタを通して分光特性のよい放射光が得られたが、
比較例1の耐熱性カラーフィルタを装着した電界放射型
ディスプレイでは、電子線照射部のみならず周辺部の画
素まで発光する現象が見られた。さらに、比較例1に於
いては、アノード基板−カソード基板間の印可電圧を増
加させると、アノード基板の隣の駆動電極に電位が発生
するクロストークが見られた。At this time, in the field emission display equipped with the heat-resistant color filters of the first and second embodiments, only the phosphor portion irradiated with the electron beam emits light, and emission with good spectral characteristics is performed through the heat-resistant color filter. Light was obtained,
In the field emission display equipped with the heat-resistant color filter of Comparative Example 1, a phenomenon in which light was emitted not only to the electron beam irradiating portion but also to peripheral pixels was observed. Further, in Comparative Example 1, when the applied voltage between the anode substrate and the cathode substrate was increased, crosstalk in which a potential was generated at the drive electrode adjacent to the anode substrate was observed.
【0084】そこで、上記実施例1、実施例2、及び比
較例1に於けるブラックマトリスク層の絶縁抵抗を比較
するべく、各例での焼成後黒色顔料と同じ膜厚となるよ
う基板上に黒色顔料層を形成し、この基板をJIS規格
(C2103−1991)の体積抵抗率試験に準じた方
法で抵抗を測定した。下記に示すように、絶縁抵抗値に
大きな差が見られ、抵抗値が小さい場合には、電界放射
型ディスプレイで表示品質に問題を生じ易いことが示さ
れた。 不活性層被覆 絶縁抵抗値 実施例1 有り >103 MΩcm 実施例2 有り >103 MΩcm 比較例1 無し 〜101 MΩcmTherefore, in order to compare the insulation resistance of the black matrix layer in Examples 1, 2 and Comparative Example 1, the substrate was so formed as to have the same thickness as the black pigment after firing in each example. A black pigment layer was formed on the substrate, and the resistance of the substrate was measured by a method according to a volume resistivity test of JIS standard (C2103-1991). As shown below, a large difference was observed in the insulation resistance value, and it was shown that when the resistance value was small, a problem was likely to occur in the display quality of the field emission display. Inactive layer coating Insulation resistance Example 1 Yes> 10 3 MΩcm Example 2 Yes> 10 3 MΩcm Comparative Example 1 None 10 1 MΩcm
【0085】また、プラズマ放電表示パネルでも、プラ
ズマ放電による画像表示を行うために、前面基板にはバ
ス電極付きの透明電極が設けてあり、これらの電極は、
プラズマ放電実施の一連の動作である電荷蓄積や電圧印
可に不可欠な要素である。このことから、カラーフィル
タを前面基板の透明電極の下、若しくは上に設ける場合
でも、プラズマ放電実施の一連の動作が良好に行えるこ
とが、良好な画像表示に不可欠であるため、カラーフィ
ルタ内に抵抗値の低い部分を含むことは、良好なプラズ
マ放電動作、画像表示に好ましいこととは言えない。In the plasma discharge display panel, a transparent electrode with a bus electrode is provided on the front substrate in order to display an image by plasma discharge.
This is an indispensable element for charge accumulation and voltage application, which are a series of operations for performing plasma discharge. Therefore, even when the color filter is provided below or above the transparent electrode on the front substrate, it is essential for a good image display that a series of operations for performing the plasma discharge can be performed satisfactorily. Including a portion having a low resistance value is not preferable for good plasma discharge operation and image display.
【0086】[0086]
【発明の効果】本発明は、透明な不活性層に被覆された
無機顔料を含む感光性着色組成物であるので、無機顔料
の表面活性を低下させ、感光性着色組成物の分散系とし
ての平衡状態の崩れを防ぐものとなり、保存安定性、塗
工適性が良好な感光性着色組成物となる。また、本発明
は、透明な不活性層の被覆量は各々の無機顔料の着色力
に対応して被覆するので、形成されたブラックマトリッ
クス層、及び各々の着色パターン層が所望する着色を有
し、且つ、各々の膜厚が略同一の膜厚になった平坦性の
良好な耐熱性カラーフィルタ、また、光透過性を有する
低融点ガラス又は金属アルコキシドを焼成した金属酸化
物のオーバーコート層を設けることにより平坦性の優れ
た耐熱性カラーフィルタを得ることができる感光性着色
組成物となる。Since the present invention is a photosensitive coloring composition containing an inorganic pigment coated on a transparent inert layer, the surface activity of the inorganic pigment is reduced, and the dispersion as a dispersion system of the photosensitive coloring composition is reduced. This will prevent the collapse of the equilibrium state, resulting in a photosensitive coloring composition having good storage stability and coating suitability. Further, in the present invention, since the coating amount of the transparent inactive layer is coated in accordance with the coloring power of each inorganic pigment, the formed black matrix layer, and each colored pattern layer has a desired coloring. And, a heat-resistant color filter having good flatness, each film thickness of which is substantially the same, and an overcoat layer of a light-transmitting low-melting glass or a metal oxide obtained by firing a metal alkoxide. By providing this, a photosensitive coloring composition from which a heat-resistant color filter having excellent flatness can be obtained is obtained.
【0087】本発明は、透明基板上にブラックマトリッ
クス層及び着色パターン層が形成された耐熱性カラーフ
ィルタであって、ブラックマトリックス層及び着色パタ
ーン層は、その少なくとも一部が上記発明の感光性着色
組成物を用いて形成されるので、後に形成される駆動電
極等に断線を生じさせない平坦性の良好な耐熱性カラー
フィルタとなる。また、光透過性を有する低融点ガラス
又は金属アルコキシドを焼成した金属酸化物のオーバー
コート層を設けることにより平坦性の優れた耐熱性カラ
ーフィルタとなる。The present invention relates to a heat-resistant color filter having a black matrix layer and a colored pattern layer formed on a transparent substrate, wherein at least a part of the black matrix layer and the colored pattern layer is the photosensitive colored layer of the invention described above. Since the color filter is formed using the composition, a heat-resistant color filter having good flatness without causing disconnection in a drive electrode or the like to be formed later is obtained. Further, a heat-resistant color filter having excellent flatness can be obtained by providing an overcoat layer of a light-transmitting low-melting glass or a metal oxide obtained by firing a metal alkoxide.
【0088】更に、不活性層の材料として、二酸化珪
素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ム、酸化セシウムなどを用いるので、無機顔料は抵抗値
の低い状態のものとなり、この無機顔料を用いた耐熱性
カラーフィルタにおいては、ディスプレイに使用した
際、電界の低下や不均一性、電荷の隣接画素への漏洩な
どによる点灯ムラや画素間の表示滲みなどを生じさせる
ことのない耐熱性カラーフィルタとなる。Further, since silicon dioxide, titanium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, cesium oxide, and the like are used as the material of the inert layer, the inorganic pigment has a low resistance value. When used in a display, a heat-resistant color filter which does not cause unevenness in lighting due to a decrease in electric field, non-uniformity, leakage of electric charges to adjacent pixels, or display blur between pixels. .
【図1】本発明による耐熱性カラーフィルタの一実施例
の断面を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of one embodiment of a heat-resistant color filter according to the present invention.
【図2】従来法で作られたカラーフィルタの一例の断面
を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cross section of an example of a color filter manufactured by a conventional method.
【図3】金属酸化物を用いてオーバーコート層を形成す
るカラーフィルタの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a color filter in which an overcoat layer is formed using a metal oxide.
1・・・透明基板 2、12・・・オーバーコート層 3、13・・・黒色無機顔料 4、14・・・赤色無機顔料 5、15・・・緑色無機顔料 6、16・・・青色無機顔料 7・・・不活性層 8・・・低融点ガラス h、h’・・・膜厚差 H、H’、H’’・・・オーバーコート層の膜厚 R・・・着色パターン(赤色) G・・・着色パターン(緑色) B・・・着色パターン(青色) BK・・・ブラックマトリクス層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2, 12 ... Overcoat layer 3, 13 ... Black inorganic pigment 4, 14 ... Red inorganic pigment 5, 15 ... Green inorganic pigment 6, 16 ... Blue inorganic Pigment 7 ... Inactive layer 8 ... Low melting point glass h, h '... Film thickness difference H, H', H "... Overcoat layer film thickness R ... Colored pattern (red G: colored pattern (green) B: colored pattern (blue) BK: black matrix layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1335 505 G09F 9/00 349A G09F 9/00 349 C08L 101/00 (72)発明者 北沢 一茂 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 糸井 健 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/1335 505 G09F 9/00 349A G09F 9/00 349 C08L 101/00 (72) Inventor Kazushige Kitazawa Tokyo Inside Letterpress Printing Co., Ltd., 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo (72) Inventor Ken Ken Itoi, Letterpress Printing Co., Ltd., 1-1-1, Taito, Taito-ku, Tokyo
Claims (4)
む感光性着色組成物。1. A photosensitive coloring composition comprising an inorganic pigment coated on a transparent inert layer.
チタン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化セ
シウムなどであり、前記無機顔料100重量%に対し2
〜100重量%の不活性層の材料で無機顔料が被覆され
ることを特徴とする請求項1記載の感光性着色組成物。2. The material of said inert layer is silicon dioxide, titanium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, cesium oxide or the like.
The photosensitive coloring composition according to claim 1, wherein the inorganic pigment is coated with the material of the inert layer in an amount of from 100 to 100% by weight.
着色パターン層が形成された耐熱性カラーフィルタであ
って、該ブラックマトリックス層及び着色パターン層
は、その少なくとも一部が請求項1又は請求項2記載の
感光性着色組成物を用いて形成されることを特徴とする
耐熱性カラーフィルタ。3. A heat-resistant color filter having a black matrix layer and a colored pattern layer formed on a transparent substrate, wherein at least a part of the black matrix layer and the colored pattern layer are at least partly formed. A heat-resistant color filter formed using the photosensitive coloring composition according to any one of the preceding claims.
ーン層上に、光透過性を有する低融点ガラス又は金属ア
ルコキシドを焼成した金属酸化物のオーバーコート層を
有することを特徴とする請求項3記載の耐熱性カラーフ
ィルタ。4. The heat-resistant material according to claim 3, further comprising an overcoat layer of a light-transmitting low-melting glass or a metal oxide obtained by firing a metal alkoxide on the black matrix layer and the colored pattern layer. Color filter.
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---|---|---|---|
JP1187199A JP2000214581A (en) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Photosensitive coloring composition and heat-resistant color filter using the same |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000214581A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001183511A (en) * | 1999-12-22 | 2001-07-06 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and its manufacturing method |
JP2003114445A (en) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display |
JP2007293347A (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Icf Technology Co Ltd | Black-matrix bank material and method for manufacturing black-matrix bank |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP1187199A patent/JP2000214581A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001183511A (en) * | 1999-12-22 | 2001-07-06 | Toppan Printing Co Ltd | Color filter and its manufacturing method |
JP2003114445A (en) * | 2001-07-31 | 2003-04-18 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display |
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