JPH0812290B2 - Color filter and manufacturing method thereof - Google Patents
Color filter and manufacturing method thereofInfo
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- JPH0812290B2 JPH0812290B2 JP1020157A JP2015789A JPH0812290B2 JP H0812290 B2 JPH0812290 B2 JP H0812290B2 JP 1020157 A JP1020157 A JP 1020157A JP 2015789 A JP2015789 A JP 2015789A JP H0812290 B2 JPH0812290 B2 JP H0812290B2
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、カラー液晶表示装置の液晶セル内に設ける
ことにより好適なカラーフィルターをすることができ、
更に詳しくはTN(ツイステッド・ネマチック)型液晶表
示、GH(ゲスト・ホスト)型液晶表示、STN(スーパー
・ツイステッド・ネマチック)液晶表示およびFLC(強
誘導性液晶)表示装置に適する色分解用カラーフィルタ
ーおよびその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention can provide a suitable color filter by providing it in a liquid crystal cell of a color liquid crystal display device.
More specifically, color filters for color separation suitable for TN (twisted nematic) liquid crystal display, GH (guest host) liquid crystal display, STN (super twisted nematic) liquid crystal display, and FLC (strong induction liquid crystal) display device. And a manufacturing method thereof.
<発明の目的> アクリル系樹脂は耐熱性、透明性および耐薬品性が優
れており、また一方顔料は染料に比較して耐熱性、耐光
性に優れてするのでアクリル樹脂に顔料を高度の良い液
晶表示用のカラーフィルターを作成することができた。
この特性の優れたカラーフィルターを提供することを目
的とする。<Purpose of the invention> Acrylic resins have excellent heat resistance, transparency, and chemical resistance, while pigments are superior in heat resistance and light resistance to dyes. We were able to create a color filter for liquid crystal display.
It is an object of the present invention to provide a color filter excellent in this characteristic.
<従来技術> 従来、カラーフィルターは、染色可能な有機天然(ゼ
ラチン、カゼイン等)を精製して、低分子(1万〜5
万)に分解したものを用いている。この有機物は、水に
可溶であるため、水溶液をコーティング、パターニング
染色およびベーキングを各着色ごとにくり返してカラー
フィルターを作製していた。しかしながら被染色体が天
然物であるため耐熱性に弱いことと、染料を用いるため
耐光性にも弱いと言う難点があった。また一方、耐熱性
耐光性を向上させるために顔料の使用について種々検討
されているが顔料の分散性に問題があり均一性が良く透
明度の高い、実用的なカラーフィルターを作製すること
は難しかった。またカラーフィルターに液晶を動作させ
るための透明電極の蒸着と液晶を配向させるためのポリ
イミド系樹脂のコーティングおよび焼成が必要であり耐
熱性についても問題があった。<Prior Art> Conventionally, a color filter has been produced by purifying a dyeable organic natural substance (gelatin, casein, etc.) to obtain a low molecular weight (10,000 to 5).
It is disassembled into 10,000). Since this organic substance is soluble in water, the coating of the aqueous solution, patterning dyeing, and baking were repeated for each coloring to produce a color filter. However, there is a drawback that the chromosome is a natural product, so that it is weak in heat resistance, and because it uses a dye, it is also weak in light resistance. On the other hand, various studies have been conducted on the use of pigments for improving heat resistance and light resistance, but there is a problem with the dispersibility of the pigments, and it is difficult to produce a practical color filter having good uniformity and high transparency. . Further, vapor deposition of a transparent electrode for operating the liquid crystal on the color filter, coating of a polyimide resin for orienting the liquid crystal, and baking are required, and there is a problem in heat resistance.
また一方、耐光性は野外及び車載用に使用する場合に
直接太陽光を受ける可能性があり、高い耐光性が望まれ
ていた。On the other hand, the light resistance may be directly exposed to sunlight when used for outdoor and vehicle use, and high light resistance has been desired.
<発明が解決しようとする課題> 従来技術で述べたごとくゼラチン、ガゼインを用いる
染色タイプのカラーフィルターは耐熱性、耐光性に若干
の問題があった。又顔料を使用して耐光性を向上させる
ことは検討されているが、顔料の分散性に問題があり、
透明性と均一性を良くすることが難かしかった。しかし
ながら、顔料の分散剤として顔料の誘導体を用いること
により、均一性と透明性の良いカラーフィルターを作製
することが可能となった。<Problems to be Solved by the Invention> As described in the prior art, dye-type color filters using gelatin and casein have some problems in heat resistance and light resistance. Further, it has been studied to improve light resistance by using a pigment, but there is a problem in dispersibility of the pigment,
It was difficult to improve transparency and uniformity. However, by using a pigment derivative as a pigment dispersant, it has become possible to produce a color filter having good uniformity and transparency.
<課題を解決するための手段> 次に本発明であるカラーフィルターについて図を参照
しながら説明する。第1図はカラーフィルターを使用し
た液晶表示装置の1例を示す。光源(1)として螢光燈
等を発した白色光は、偏光板(2)、透明基板(3)を
通して、画像電極(4)と配向膜(5)を通り液晶
(6)に進み、さらに配向膜(8)、透明電極(9)を
通りカラーフィルター(10)で三原色に分解される。さ
らに透明基板(11)を通り偏光板(12)を通り視感によ
り色として認識される。この様な素子において、液晶
(6)は、配向膜(5)および(8)と封止材(7)に
接して封入され、画素電極(4)と透明電極(11)の間
に印加された電気信号に応じ配向を変える。この時、偏
光板(2)と(12)の作用により光シャッターとして作
用し、カラーフィルターを通った光は情報化される。カ
ラーフィルター(10)の各色の大きさは、画素電極
(4)と同一であり、大型ディスプレイの場合は数ミリ
メートル角、ハンデー型ディスプレイの場合は数十ミク
ロンないし数百ミクロンメートル角であり、カラーフィ
ルター(10)は、微細加工の可能な素材から構成されな
ければならない。<Means for Solving the Problems> Next, the color filter of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a liquid crystal display device using a color filter. White light emitted from a fluorescent lamp or the like as the light source (1) proceeds to the liquid crystal (6) through the polarizing plate (2) and the transparent substrate (3), the image electrode (4) and the alignment film (5), and further. It passes through the alignment film (8) and the transparent electrode (9) and is separated into three primary colors by the color filter (10). Further, it passes through the transparent substrate (11), passes through the polarizing plate (12), and is visually recognized as a color. In such a device, the liquid crystal (6) is sealed in contact with the alignment films (5) and (8) and the sealing material (7), and is applied between the pixel electrode (4) and the transparent electrode (11). The orientation is changed according to the electric signal. At this time, the polarizing plates (2) and (12) act as an optical shutter, and the light passing through the color filter is converted into information. The size of each color of the color filter (10) is the same as that of the pixel electrode (4), and is several millimeters square for a large display, and tens of microns to hundreds of microns square for a handheld display. The filter (10) must be composed of a material that can be microfabricated.
次に本発明のカラーフィルターの構成について以下説
明する。第1図に示す様に透明基板(11)としては、ガ
ラス基板透明樹脂板、透明樹脂フィルム等が適用でき
る。Next, the structure of the color filter of the present invention will be described below. As the transparent substrate (11) as shown in FIG. 1, a glass substrate transparent resin plate, a transparent resin film or the like can be applied.
カラーフィルター(10)は、通常該透明基板(11)上
に位置し、更に該カラーフィルター(10)上に透明電極
(9)が設けられるのが一般的である。しかし場合によ
っては、透明基板(11)上に透明電極を設け、その上に
カラーフィルターが位置することもある。カラーフィル
ター(10)は第1図で示したように、例えば赤色フィル
ター層(R)、緑色フィルター層(G)、青色フィルタ
ー層(B)からなる。また場合によっては、黒色もしく
は、不透明の遮光層または、無着色層が(R)、
(G)、(B)の間に介在して設けられることもある。
赤色フィルター層(R)はアクリル系樹脂、赤色顔料、
分散剤を主成分とし構成される。以下同様に、緑色フィ
ルター層(G)、青色フィルター層(B)もアクリル系
樹脂・顔料・分散剤から成る。アクリル系樹脂の役割は
透明基板(11)上に各色顔料を固定せしめ、又必要に応
じて任意の形状でパターンを可能ならしめ、更に、カラ
ーフィルター(10)上に、透明電極(9)を形成する場
合の基材となる。各色の顔料は白色光を分解する役割を
担うため、透明性・耐光性・耐熱性が秀れていなければ
ならない。該顔料の一次粒子径は、0.3μm以下好まし
くは0.1μm以下であって可視光の波長に対して十分小
さくする。さらに言えば透明性の秀れた顔料として有機
顔料が望ましい。分散剤としては、顔料の凝集を防ぎ、
アクリル系樹脂中に該顔料を均一に分散させるために添
加される。従って該分散剤も又耐熱性を有し、カラーフ
ィルター(10)の諸特性を阻害してはならない。この目
的に合致する分散剤として、顔料または染料の有機色素
誘導体が極めて有効であることが判明した。分散剤とし
ては、勿論、該顔料の誘導体に限定する必要はなく、陽
イオン活性剤、陰イオン活性剤、非イオン活性剤等も適
用できる。The color filter (10) is usually located on the transparent substrate (11), and a transparent electrode (9) is generally provided on the color filter (10). However, in some cases, a transparent electrode may be provided on the transparent substrate (11), and the color filter may be located thereon. As shown in FIG. 1, the color filter (10) is composed of, for example, a red filter layer (R), a green filter layer (G) and a blue filter layer (B). In some cases, a black or opaque light-shielding layer or a non-colored layer is (R),
It may be provided between (G) and (B).
The red filter layer (R) is acrylic resin, red pigment,
It is composed mainly of a dispersant. Similarly, the green filter layer (G) and the blue filter layer (B) are also made of acrylic resin, pigment and dispersant. The role of the acrylic resin is to fix each color pigment on the transparent substrate (11) and to make a pattern in any shape as needed, and further to mount the transparent electrode (9) on the color filter (10). It becomes the base material when it is formed. Since each color pigment plays a role of decomposing white light, it must have excellent transparency, light resistance, and heat resistance. The primary particle diameter of the pigment is 0.3 μm or less, preferably 0.1 μm or less, which is sufficiently small for the wavelength of visible light. Furthermore, organic pigments are desirable as highly transparent pigments. As a dispersant, prevent the aggregation of pigments,
It is added to uniformly disperse the pigment in the acrylic resin. Therefore, the dispersant also has heat resistance and must not interfere with the properties of the color filter (10). Organic dispersants of pigments or dyes have been found to be extremely effective as dispersants for this purpose. The dispersant is not limited to the derivative of the pigment, of course, and a cationic activator, an anionic activator, a nonionic activator and the like can be applied.
アクリル系樹脂に対する顔料の重量比は、通常0.25な
いし3の範囲が好ましい。顔料の比率を下げるとフィル
ターとしての特性は向上するが、所定の光学濃度を得る
ためには、膜厚を大きくする必要があり、微細加工が困
難になる。顔料の比率を上げると、顔料の分散性および
塗布性が著しく劣化する。顔料に対する分散剤の重量比
は0.01ないし0.2が好ましいが、かならずしもこの値に
限定する必要はない。上記配合によるカラーフィルター
の膜厚は0.75μmないし3.0μmであった。この様にし
て作成されたカラーフィルターの代表的な分光特性を第
2図に示した。The weight ratio of the pigment to the acrylic resin is usually preferably in the range of 0.25 to 3. When the ratio of the pigment is reduced, the characteristics as a filter are improved, but in order to obtain a predetermined optical density, it is necessary to increase the film thickness, which makes microfabrication difficult. When the ratio of the pigment is increased, the dispersibility of the pigment and the coating property are significantly deteriorated. The weight ratio of the dispersant to the pigment is preferably 0.01 to 0.2, but it is not always limited to this value. The thickness of the color filter having the above composition was 0.75 μm to 3.0 μm. The typical spectral characteristics of the color filter thus produced are shown in FIG.
本発明に用いることのできるアクリル樹脂を構成させ
るためのアクリル系モノマーとしては、一般式、 (R1=HまたはCH3、R2=アルキル、分枝アルキル、あ
るいは、フェニル、シクロヘキシル基を示す)アクリレ
ート、メタクリレートがあるが、本発明に主に使用でき
るモノマーの具体的な例としては、 (ただしR=HまたはCH3、n、m=0〜6の整数)で
ある。しかしながら、上記の化合物以外に例えば、 等を(b)(c)に代えて用いることができる。これら
の中から必要に応じ選ばれる数種類のモノマーより合成
される樹脂を用いることができる。The acrylic monomer for constituting the acrylic resin that can be used in the present invention has a general formula, There are acrylate and methacrylate (representing R 1 = H or CH 3 , R 2 = alkyl, branched alkyl, or phenyl or cyclohexyl group), and specific examples of the monomer mainly usable in the present invention are: (However, R = H or CH 3 , n, and m = 0 to 6 are integers). However, in addition to the above compounds, for example, Etc. can be used in place of (b) and (c). It is possible to use a resin synthesized from several kinds of monomers selected as necessary from these.
モノマー(a)(b)(c)の適当な組成比は、
(a)5〜30重量部、(b)20〜40重量部、(c)40〜
60重量部をあげることができる。A suitable composition ratio of the monomers (a) (b) (c) is
(A) 5 to 30 parts by weight, (b) 20 to 40 parts by weight, (c) 40 to
60 parts by weight can be raised.
樹脂を合成する時に用いる溶剤としては、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ、シクロヘキサノン、キシレ
ン等がある。またこれらの溶剤の混合物でも良いが、特
に溶解性、コーティング性からエチルセロソルブが望ま
しい。Examples of the solvent used when synthesizing the resin include methyl cellosolve, ethyl cellosolve, cyclohexanone and xylene. Further, a mixture of these solvents may be used, but ethyl cellosolve is particularly preferable from the viewpoint of solubility and coating property.
本発明に用いることができる色素としては、染料や顔
料が有るが、耐熱性、耐光性の面から顔料が望ましい。Examples of the dye that can be used in the present invention include dyes and pigments, and pigments are preferable in terms of heat resistance and light resistance.
顔料としては、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛酸化チ
タン、黄色鉛、ベンガラ、群青、紺青、酸化クロム、カ
ーボンブラックなどの無機顔料、ベンチジンイエロー
G、ベンチジンイエローGR、リソールファーストオレン
ジ3GL、バルカンファーストオレンジGC、ピグメントス
カーレット3B、チオクンジゴマルーン、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニングリーン、インダンスレンブル
ー、グリーンゴールド、マカライトガリーンレーキなど
であるが、具体的にカラーインデックス(C.I.)ナンバ
ーで示す。As pigments, inorganic pigments such as barium sulfate, zinc white, lead sulfate titanium oxide, yellow lead, red iron oxide, ultramarine blue, navy blue, chromium oxide, carbon black, benzine yellow G, benzine yellow GR, resor fast orange 3GL, vulcan First Orange GC, Pigment Scarlet 3B, Thiokundigo Maroon, Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Green, Indanthrene Blue, Green Gold, Macalite Galeen Lake, etc., but are specifically shown by color index (CI) number.
C.I.黄色顔料 20,24,86,93,109,110,117,125,137,138,147,148,153,15
4,166,168 C.I.オレンジ顔料 36,43,51,55,59,61, C.I.赤色顔料 9,97,122,123,149,168,177,180,192,215,216,又は217,2
20,223,224,226,227,228,240 C.I.バイオレット顔料 19,23,29,30,37,40,50 C.I.青色顔料 15,15:6,22,60,64 C.I.緑色顔料 7,36 C.I.ブラウン顔料 23,25,26 C.I.黒色顔料 7 本発明に係わる分散剤は有機色素の誘導体であり、母
体となる有機色素としてはアゾ系、フタロシアニン系、
キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリ
ノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、イソインド
リノン系、キノフタロン系、トリフェニルメタン系、金
属錯塩系などである。これらの有機色素に置換基を有
し、色素の分散に有効な誘導体が用いられる。置換基と
しては、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、カル
ボンアミド基、スルホンアミド基、あるいは下記一般式
で示されるいずれかの置換基である。これらの置換基か
ら選ばれる少なくとも1種の置換基を有する誘導体が用
いられる。CI yellow pigment 20,24,86,93,109,110,117,125,137,138,147,148,153,15
4,166,168 CI orange pigment 36,43,51,55,59,61, CI red pigment 9,97,122,123,149,168,177,180,192,215,216, or 217,2
20,223,224,226,227,228,240 CI violet pigment 19,23,29,30,37,40,50 CI blue pigment 15,15: 6,22,60,64 CI green pigment 7,36 CI brown pigment 23,25,26 CI black pigment 7 pcs The dispersant according to the invention is a derivative of an organic dye, and as the organic dye which is a base, an azo type, a phthalocyanine type,
Examples include quinacridone type, anthraquinone type, perylene type, perinone type, thioindico type, dioxazine type, isoindolinone type, quinophthalone type, triphenylmethane type and metal complex salt type. A derivative having a substituent in these organic dyes and effective in dispersing the dye is used. The substituent is a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a carbonamide group, a sulfonamide group, or any substituent represented by the following general formula. A derivative having at least one kind of substituent selected from these substituents is used.
一般式 −CH2−X−A (X:酸素またはイオウ原子、A:アリール基) (X:アルキレン基、R1、R2:水素原子またはアルキル
基、あるいはR1、R2とで少なくとも窒素原子を含む複素
環) (R1:水素原子、アルキル基またはアリール基、R2:アル
キル基またはアリール基、あるいはRとRとで少なくと
も窒素原子を含む複素環) (R1:水素原子またはアルキル基、A:アルキレン基、R2:
アルキル基、アルコキシアルキル基またはシクロアルキ
ル基、R3:水素原子シクロアルキル基、あるいはR2とR3
とで少なくとも窒素原子を含む複素環) なお、色素と、分散剤の母体有機色素とは、通常色相
の関係から同一のものが組合せられるが、必ずしも一致
している必要はない。General formula —CH 2 —X—A (X: oxygen or sulfur atom, A: aryl group) (X: alkylene group, R 1 , R 2 : hydrogen atom or alkyl group, or R 1 and R 2 and a heterocycle containing at least a nitrogen atom) (R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, R 2 is an alkyl group or an aryl group, or R and R are heterocycles containing at least a nitrogen atom) (R 1 : hydrogen atom or alkyl group, A: alkylene group, R 2 :
Alkyl group, alkoxyalkyl group or cycloalkyl group, R 3 : hydrogen atom cycloalkyl group, or R 2 and R 3
A heterocycle containing at least a nitrogen atom in and) The dye and the base organic dye of the dispersant are usually the same in combination in terms of hue, but they do not necessarily match.
本発明の組成物において、組成割合は、特に限定はな
いが、通常アクリル樹脂が組成物に対し、10〜50重量%
程度であり、色素の割合はアクリル樹脂の種類や色素の
種類によって異なるが、アクリル樹脂に対し、1〜30重
量%程度であり、また、分散剤は色素の種類などによっ
て異なるが、色素に対し0.1〜30重量%程度である。さ
らに色素の含有率の高いカラーコンセントレイトとして
も、本発明の着色組成物を使用することもできる。な
お、必要に応じて添加剤を配合することもできる。In the composition of the present invention, the composition ratio is not particularly limited, but usually 10 to 50% by weight of the acrylic resin relative to the composition.
The proportion of the pigment varies depending on the type of the acrylic resin and the type of the pigment, but is about 1 to 30% by weight with respect to the acrylic resin, and the dispersant varies depending on the type of the pigment and the like. It is about 0.1 to 30% by weight. Furthermore, the coloring composition of the present invention can also be used as a color concentrate having a high dye content. It should be noted that additives can be blended if necessary.
本発明に基づき着色組成物など作るには、アクリル樹
脂、溶剤、色素、分散剤をロールミル、ボールミル、サ
ンドミル、アトライター、その他の分散、混合装置によ
って分散、混合する。またアクリル樹脂、色素、分散剤
をロールミルなどで予め分散させ、次に溶剤あるいはア
クリル樹脂および溶剤のワニスで希釈することにより作
ることもできる。また、色素および分散剤を混合し、次
にワニス等と混合、分散させることもできる。なお、混
合、分散の順序はこれだけに限るものではなく、適宜行
うことができる。In order to prepare a coloring composition or the like based on the present invention, an acrylic resin, a solvent, a dye and a dispersant are dispersed and mixed by a roll mill, a ball mill, a sand mill, an attritor, and other dispersing and mixing devices. It can also be prepared by previously dispersing an acrylic resin, a dye and a dispersant with a roll mill or the like, and then diluting with a solvent or an acrylic resin and a varnish of the solvent. It is also possible to mix the pigment and the dispersant, and then mix and disperse with a varnish or the like. Note that the order of mixing and dispersing is not limited to this and can be appropriately performed.
本発明の着色組成物を重合法として用いる場合、加え
られるモノマー及び重合開始剤を種々用いることができ
るが、モノマーとしては、二官能、3官能モノマーがあ
り、2官能モノマーとして、1.6−ヘキサンジオールジ
アクリレート、エチレングリコールジアクリレリート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、ビス(アクリロキシエトキ
シ)ビスフェノールA、3−メチルペンタンジオールジ
アクリレート等があり、3官能モノマーとしてトリメチ
ロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)
イソシアネート等があり、これらのモノマーは、昭和高
分子(株)、東亜合成(株)、セラニーズケミカル
(株)等の市販品がある。また光重合開始剤としては、
アセトフェノン、ベンゾフェノンベンジルジメチルケタ
ール、ベンゾイルパーオキサイド、2−クロロチオキサ
ントン等があり、大東化学工業所(株)、新日曹化工
(株)、チバガイギー、大阪有機(株)等から市販品が
ある。又基板を組成物との接着性を向上させるために市
販の各種プライマーを組成物に添加するか、または、あ
らかじめ基板上にコートして乾燥させた後、組成物をコ
ートしても良い。When the colored composition of the present invention is used as a polymerization method, various monomers and polymerization initiators to be added can be used. As the monomer, there are bifunctional and trifunctional monomers, and as the bifunctional monomer, 1.6-hexanediol is used. Diacrylate, ethylene glycol diacrylate,
There are neopentyl glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, bis (acryloxyethoxy) bisphenol A, 3-methylpentanediol diacrylate, and the like, and trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, tris (2 -Hydroxyethyl)
There are isocyanates and the like, and these monomers are commercially available products such as Showa High Polymer Co., Ltd., Toagosei Co., Ltd., and Celanese Chemical Co., Ltd. Further, as the photopolymerization initiator,
There are acetophenone, benzophenone benzyl dimethyl ketal, benzoyl peroxide, 2-chlorothioxanthone and the like, and commercially available products from Daito Chemical Industry Co., Ltd., Shin Nisso Kako Co., Ltd., Ciba Geigy, Osaka Organic Co., Ltd., etc. In addition, various commercially available primers may be added to the composition in order to improve the adhesion of the substrate to the composition, or the composition may be coated after the substrate is previously coated and dried.
本発明になるカラーフィルターの製造方法は(1)該
アクリル樹脂に顔料及び分散剤を添加して、三本ロール
等の撹拌機で十分混練し各色着色組成物を作る工程、
(2)この組成物に重合開始剤およびアクリルモノマー
を加える工程、(3)該着色組成物を透明基板に塗布後
パターン化、またはパターン条に塗布して加熱縮合し、
アクリル樹脂、顔料及び分散剤から成る着色フィルター
層を形成し、必要に応じて更に上記工程を繰り返して2
色以上の色相の組合せになるカラーフィルターを形成す
る工程から成る。ここでアクリル樹脂は顔料の分散媒で
あり、分散剤はアクリル樹脂中に顔料を均一に分散させ
るための補助剤である。該顔料及び分散剤をアクリル樹
脂に添加し三本ロール等で十分混練して各色着色ワニス
を製造する。次に透明基板(11)上に該着色ワニス例え
ば赤色ワニスをスピンナー、ロールコーター等で塗布す
る。次に230℃以下の温度で溶剤を除き該着色ワニスの
乾燥皮膜即ち着色フィルター層(13)を形成する。The method for producing a color filter according to the present invention includes (1) a step of adding a pigment and a dispersant to the acrylic resin, and sufficiently kneading the mixture with a stirrer such as a three-roll to produce a coloring composition of each color,
(2) a step of adding a polymerization initiator and an acrylic monomer to the composition, (3) applying the coloring composition to a transparent substrate and then patterning it, or applying it to a pattern line to heat-condense,
A colored filter layer composed of an acrylic resin, a pigment and a dispersant is formed, and the above steps are further repeated if necessary to
The process comprises the steps of forming a color filter having a combination of hues of more than color. Here, the acrylic resin is a dispersion medium for the pigment, and the dispersant is an auxiliary agent for uniformly dispersing the pigment in the acrylic resin. The pigment and dispersant are added to an acrylic resin and sufficiently kneaded with a three-roll mill or the like to produce a colored varnish of each color. Next, the colored varnish, for example, a red varnish, is applied onto the transparent substrate (11) with a spinner, a roll coater or the like. Next, the solvent is removed at a temperature of 230 ° C. or lower to form a dry film of the colored varnish, that is, a colored filter layer (13).
次に超高圧水銀燈等を用いて、マスク露光し、現像し
て、着色フィルター層のレリーフパターンを形成する。
この操作を、さらに2回くり返して、R、G、B(赤、
緑、青)を形成したのが第3図である。第4図は、各着
色パターンの間にすき間を設けて、その間に黒の着色組
成物を用いてコート後、バック露光後現像、焼成し、各
着色パターン(15)の間に黒色ストライプまたは、格子
のパターン状遮光膜(16)を付けたものである。Next, using a super high pressure mercury lamp or the like, mask exposure and development are performed to form a relief pattern of the colored filter layer.
This operation is repeated two more times, and R, G, B (red,
FIG. 3 shows the formation of green and blue). FIG. 4 shows that a gap is provided between each colored pattern, a black coloring composition is used for coating between the colored patterns, back exposure, development and baking are performed, and a black stripe or a black stripe is formed between the colored patterns (15). It is provided with a grid pattern light-shielding film (16).
以下に本発明の実施例を述べる。なお配合比は全て重
量比である。Examples of the present invention will be described below. All mixing ratios are weight ratios.
<実施例> アクリル樹脂(メタクリル酸20部、ブチルアクリレー
ト30部、ブチルメタクリレート50部をエチルセロソルブ
300部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチロニ
トリル0.75部を加えて70℃、5時間反応より得られたア
クリル樹脂)を樹脂濃度10%になる様にエチルセロソル
ブで希釈した。<Example> Acrylic resin (methacrylic acid 20 parts, butyl acrylate 30 parts, butyl methacrylate 50 parts with ethyl cellosolve
It was dissolved in 300 parts, 0.75 parts of azobisisobutyronitrile was added under a nitrogen atmosphere, and the acrylic resin obtained by the reaction at 70 ° C. for 5 hours was diluted with ethyl cellosolve so that the resin concentration became 10%.
この希釈樹脂90.1gに対し顔料9.0g、分散剤0.9gを添
加して、3本ロールで十分混練して赤、緑、青色のワニ
スを作成した。以下、顔料および分散剤を示す。A pigment (9.0 g) and a dispersant (0.9 g) were added to the diluted resin (90.1 g), and the mixture was sufficiently kneaded with a three-roll mill to prepare red, green and blue varnishes. The pigments and dispersants are shown below.
(赤色フィルタ用) 顔料 リオトゲンレッドGD(東洋インキ製造(株)製C.I.ピ
グメントレッド168)6.75gとリオノーゲンオレンジR
(東洋インキ製造(株)製C.I.ピグメントオレンジ36)
2.25gとの混合物 分散剤 下記構造式の化合物 (緑色フィルター用) 顔料 リオノールグリーン2YS(東洋インキ製造(株)製C.
I.ピグメントグリーン36)6.75gとリオノーゲンエロー3
G(東洋インキ製造(株)製C.I.ピグメントエロー154)
2.25gとの混合物 分散剤 下記の銅フタロシアニン誘導体 CuPC[SO2N(C18H37)2]2 (青色フィルター用) 顔料 リオノールブルーES(東洋インキ製造(株)製C.I.ピ
グメントブルー15:6)7.2gとリオノーゲンバイオレット
HR(東洋インキ製造(株)製C.I.ピグメントバイオレッ
ト23)1.8gとの混合物 分散剤 下記の銅フタロシアニン誘導体 各着色樹脂100gに対しトリメチロールプロパントリア
クリレート(モノマー)4.0gベンジルジメチルケタール
0.8gを加えて、良く撹拌して、着色組成物とした。(For red filters) Pigment Riotogen Red GD (CI Pigment Red 168 manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) 6.75g and Lionogen Orange R
(CI Pigment Orange 36 manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
Mixture with 2.25g Dispersant Compound of the following structural formula (For green filters) Pigment Lionol Green 2YS (C. by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
I. Pigment Green 36) 6.75g and Rionogen Yellow 3
G (CI Pigment Yellow 154 manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.)
Mixture with 2.25g Dispersant Copper phthalocyanine derivative CuPC [SO 2 N (C 18 H 37 ) 2 ] 2 (for blue filter) Pigment Rionol Blue ES (Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. CI Pigment Blue 15: 6) ) 7.2g with Rionogen Violet
HR (CI Pigment Violet 23 manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) 1.8g mixture Dispersant Copper phthalocyanine derivative below Trimethylolpropane triacrylate (monomer) 4.0g benzyl dimethyl ketal for 100g of each colored resin
0.8 g was added and well stirred to give a colored composition.
まず、基板上に、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシランをスピンコートして、良くスピン乾燥さ
せた。青色組成物をスピンコート(1100r.p.m、40秒
間)し乾燥させた。70℃で20分間プリベーク後、ポリビ
ニルアルコール5%溶液をコートした。70℃、20乾燥
後、画素サイズ30μm×100μmのマスクを用いて露光
(1.500mj/cm2)した。2.5%炭酸ナトリウム溶液で現像
後良く水洗した。基板に顔料が付着しているので、軟ら
かいスポンジでこすり顔料を除去した。さらに水洗後、
スピン乾燥後230℃で1時間ベークしてパターンを定着
させた。緑、赤色についても各組成物を用いて同様に定
着させカラーフィルターを完成した。First, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane was spin-coated on a substrate and spin-dried well. The blue composition was spin-coated (1100 rpm, 40 seconds) and dried. After prebaking at 70 ° C. for 20 minutes, a 5% solution of polyvinyl alcohol was coated. After drying at 70 ° C. for 20 minutes, exposure (1.500 mj / cm 2 ) was performed using a mask having a pixel size of 30 μm × 100 μm. After development with a 2.5% sodium carbonate solution, the product was thoroughly washed with water. Since the pigment was attached to the substrate, the rubbing pigment was removed with a soft sponge. After further washing with water,
After spin drying, the pattern was fixed by baking at 230 ° C. for 1 hour. The green and red colors were similarly fixed using each composition to complete a color filter.
このカラーフィルターの上に5%メラミン・エポキシ
樹脂(東洋インキ(株)製)をコートし、230℃で120分
ベークしてオーバーコートを付けた。A 5% melamine epoxy resin (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) was coated on this color filter, and baked at 230 ° C. for 120 minutes to give an overcoat.
<発明の効果> 従来、アクリル系樹脂と顔料とでは、分散性が良く透
明度高い組成物を得ることはできなかった。しかしなが
ら顔料の誘導体を分散剤として用いることにより、透明
度が良い組成物を得ることができた。本発明によれば、
顔料とアクリル樹脂を用いることにより、耐熱性、耐光
性に優れた高精細なカラーフィルターを作成することが
できる。このカラーフィルターを液晶表示装置に用いる
ことにより、明るく優れた色特性を示す。また、液晶表
示装置の作成工程中に必要な熱処理にも十分耐えうるな
ど、本発明は実用上極めて優れている。<Effects of the Invention> Conventionally, it was not possible to obtain a composition having good dispersibility and high transparency with an acrylic resin and a pigment. However, by using a pigment derivative as a dispersant, a composition having good transparency could be obtained. According to the present invention,
By using the pigment and the acrylic resin, a high-definition color filter having excellent heat resistance and light resistance can be prepared. By using this color filter in a liquid crystal display device, it exhibits bright and excellent color characteristics. Further, the present invention is extremely excellent in practical use because it can sufficiently withstand the heat treatment required during the manufacturing process of the liquid crystal display device.
第1図は、一般的な液晶表示装置の一例を示す断面図で
あり、第2図は、本発明の実施例で作成したカラーフィ
ルターの分光特性を示すグラフ図であり、第3図(A)
〜(C)は、本発明のカラーフィルターの製造方法の一
実施例を工程順に示す説明図であり、第4図は、遮光膜
を設けた本発明のカラーフィルターの一実施例を示す説
明図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a general liquid crystal display device, FIG. 2 is a graph showing the spectral characteristics of a color filter prepared in an example of the present invention, and FIG. )
(C) is an explanatory view showing an embodiment of the method for manufacturing the color filter of the present invention in the order of steps, and FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment of the color filter of the present invention provided with a light shielding film. Is.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 猛雄 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 審査官 小橋 立昌 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeo Sugiura 1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd.
Claims (5)
剤および溶剤を主成分とする着色樹脂組成物をコーティ
ングして、任意の色数で所望のパターン形状に各色別に
設けることを特徴とするカラーフィルターであって、上
記アクリル樹脂のモノマーの主成分が、一般式: (ただしR=HまたはCH3、n、m=0〜6の整数)で
あり、その組成比が(a)5〜30重量部、(b)20〜40
重量部、(c)40〜60重量部である共重合体のアクリル
樹脂を用いることを特徴とするカラーフィルター。1. A substrate is coated with a colored resin composition containing an acrylic resin, an organic dye, a dispersant, and a solvent as main components, and the colored resin composition is provided in a desired pattern shape with an arbitrary number of colors for each color. In the color filter, the main component of the acrylic resin monomer has the general formula: (However, R = H or CH 3 , n, m = 0, an integer of 0 to 6), and the composition ratio thereof is (a) 5 to 30 parts by weight, (b) 20 to 40.
A color filter, characterized in that (c) 40 to 60 parts by weight of a copolymer acrylic resin is used.
(1)記載のカラーフィルター。2. The color filter according to claim 1, wherein the dispersant is an organic dye derivative.
をもうけたことを特徴とする請求項(1)記載のカラー
フィルター。3. The color filter according to claim 1, wherein an overcoat layer is provided on the color filter.
剤および溶剤を主成分とする光硬化性の着色組成を各色
別に、コーティング、露光により・現像により所望のパ
ターン状に繰返し施し、加熱焼成して着色層としてなる
カラーフィルターの製造方法であって、上記アクリル樹
脂のモノマーの主成分が、一般式: (ただしR=HまたはCH3、n、m=0〜6の整数)で
あり、その組成比が(a)5〜30重量部、(b)20〜40
重量部、(c)40〜60重量部である共重合体のアクリル
樹脂を用いることを特徴とするカラーフィルターの製造
方法。4. A substrate is coated with a photo-curable coloring composition containing an acrylic resin, an organic dye, a dispersant and a solvent as a main component for each color, and the composition is repeatedly coated, exposed and developed in a desired pattern, and heated. A method for producing a color filter by firing to form a colored layer, wherein the main component of the acrylic resin monomer is represented by the general formula: (However, R = H or CH 3 , n, m = 0, an integer of 0 to 6), and the composition ratio thereof is (a) 5 to 30 parts by weight, (b) 20 to 40.
A method for producing a color filter, characterized in that (c) 40 to 60 parts by weight of a copolymer acrylic resin is used.
とする請求項(4)記載のカラーフィルターの製造方
法。5. The method for producing a color filter according to claim 4, wherein the dispersant is an organic dye derivative.
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