JPH01277802A - カラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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素子に使用されるカラーフィル
ターに関するものである。 〔従来の技術） カラーフィルターは、擾像管や固体邊像素子との組み合
せでカラービデオカメラへ応用される一方、カラー表示
素子への応用もされてきている。 カラーフィルターは、ガラス等の透明基板上に三原色を
着色したカラーモザイクやカラーストライプを所定のパ
ターンに基づいて配置したものである。 カラーフィルターは、例えば、印刷カラーフィルターの
場合透明基板としてガラス基板上に、アクリル樹脂や、
ゼラチン等の透明有機樹脂層を形成し、その上に所定の
色パターンに基づいて、赤、緑、青の３原色の染料で染
色して作られる。 しかし、使用目的によって、単色あるいは二色の色パタ
ーンの場合もある。 平版、凸版、凹版、グラビア、スクリーン、フレキソ等
の印刷技術によって、赤、緑、青の３原色のインキを所
定のパターンに形成したものである。 カラーフィルターの各色画素の形状、位置精度は、使用
されるデイスプレィの大きさによって異なる０例えば、
ハンディークイブ（画面サイズが５インチ前後）のカラ
ー液晶ＴＶの場合、必要とされる各色の形状、位置精度
は±Ｌｏｕｍ以内、望ましくは±５μｍ以内である。 又、印刷カラーフィルターの各色画素のインキ厚みは、
２〜３μｍは必要である。この理由は、インキは顔料分
散タイプのものであり、ある厚み以上ないと十分濃い色
にならず、カラー液晶ＴＶのカラーフィルターとして不
適当だからである。

【発明が解決しようとする課題】

ガラス上にインキを印刷する場合、紙の上と比較して、
インキの転写性が極めて悪い、この結果ｌ）画素が所定
の形状にならない。 ２）画素のインキ厚みにムラが生じる。 という課題があった。

【課題を解決するための手段】

本発明は、かかる課題を解決するために、ガラスからな
る基体の表面に、有機金属化合物（構造式がＭ　（ＯＲ
）ｎＲ′ｍ−ｎでＭは金属を示し、Ｒは有機鎖で、Ｒ′
はＯＲと同一かもしくは水素を含む有機鎖でｍ、ｎは整
数でかつｍは金属の価数である）の脱水縮合反応による
膜を形成後、ドライエツチングによって該膜中の有機成
分を選択的にエツチングしたことにより、膜を多孔質化
しインキの転写性を良くしたことを特徴としている。 有機金属化合物において１Ｍはシリコン、チタンタンタ
ル、ジルコニウム専有る。 Ｒはメチル基、エチル基を持つものが一般的であり、水
素を含む有機鎖Ｒ″はやはりメチル基。 エチル基をはじめとして様々な基があるが特に限定はな
い。 有機金属化合物は単独で用いても良いが、シリカゾルな
どを混合して用いても良い。 塗布方法としては、スピンコード法、スプレー法、ロー
ルコータ−法、スクリーン印刷法等がある。 塗布後は焼成により、脱水縮合させ、硬質化する。焼成
温度は１５０℃焼後が好ましく、後に印刷したインキを
焼きつける温度と同等以上が好ましい。 膜厚は、０．０５μｍ〜５ｕｍが好ましい。 ０．０５μｍ以下の膜厚であると１次の工程のドライエ
ツチングで膜がなくなってしまう場合もあり、又、５μ
ｍ以上あっても、インキの転写性は変わらず、むしろ膜
の内部応力によりクラックが生じやすくなる。 次の工程のドライエツチングは、本式が大きく分けて２
つある。プラズマエツチング法とイオンエツチング法で
あるが１本発明の目的は膜のエツチングよりむしろ、ｍ
中の有機物を灰化選択エツチングすることにより、多孔
質膜とするものである。 どちらのエツチング法を用いてもよいが１反応性ガスと
しては、０８．あるいは０．にＡｒ、ＣＦ４、Ｓ　ｉ　
Ｆ　ｓ、ＣＨ−、Ｃ＊　Ｈｚ、Ｃｓ　Ｈ４、Ｃ，Ｈ−の
どれかを混合したもの、Ｈ８あるいはＨｘに０２あるい
はＮ２を混合したもの、ＡｒとＣＨ４を混合したもの等
が適している。

【イ乍　用】

ガラスの印刷適正の悪さは１紙と比較して、ガラス表面
に細孔がないということに由来する。 インキは、チキントロピー流体であり、ずり応力が増し
たり、応力のかかる時間がたつにつれて粘度は低下する
。 通常の印刷の場合、胴についたインキの層の中で、胴と
被印刷基体に近い部分がすり速度が大きく、粘度が低く
なる。胴についたインキ層は、インキ粘度の低いところ
で切れ、被印刷体に転写される。 ここでガラスのような細孔のない基板の場合、被印刷基
体に近い部分が、粘度が一番低いため、転写性が悪くな
る。 一方、紙のような被印刷基体であると、表面に微細孔が
あり、インキの印刷圧を受けた瞬間に、ビヒクルの一部
が顔料から分かれて１紙の多孔性表面に吸収、濾過され
る。このため、紙に近い部分の顔料濃度が高くなり、し
たがって、粘度が高くなる。 このため、単純化して言えばインキは胴に近い粘度の低
いところで切れるため、転写性が良くなる。 ガラス表面に多孔質膜を形成した場合にも同様のことが
いえる。 本発明で用いる有機金属化合物からの膜は、微細な孔を
持っているが、成膜後ドライエツチングをすることによ
って、細孔数や細孔径を変えることができ、より印刷転
写性の高い多孔質層を形成することができる。 こうして得られた多孔質層の上に所定のパターンを持っ
た一色以上°のインキ層を形成することにより、画素形
状の良い、インキ厚みにムラのない印刷カラーフィルタ
ーが得られる。 次に実施例を用いて詳細に説明する。 〔比　較　例］ 鏡面のホウケイ酸ガラスに、オフセット印刷法によって
１辺が２００　ｕ　ｍの画素を印刷した。 使用したインキは東洋インキ■製ＴＫマークＶ藍りであ
った。使用した２３版の画素形状と比較して１画素の平
均的形状は、±３０μｍ以上の形状のばらつきがあった
。また、図２には、インキの転写性を示すために、任意
に選んだガラス上の画素のインキ厚みを画素断面にそっ
て測定した。 第２図かられかるように、画素内でインキの厚みバラツ
キがあり、はなはだしい部分はインキが転写しておらず
、カラーフィルターとしては使用できない。 ［実施例１］ 鏡面のホウケイ酸ガラス上に、 φメチルトリメトキシシラン　　　１０８重量部・イソ
プロパツール分散　　　　　　２１重量部コロイダルシ
リカ （触媒化成工業製、０ＳＣＡＬ−１４３２）０イソプロ
パツール　　　　　　　４３９重量部・０．０５Ｎ塩酸
　　　　　　　　　５２重量部・フローロントロール剤
　　　　　　　微量（日本ユニカー製Ｌ−７６０４） からなる有機金属化合物溶液をスピンコードにて塗布、
乾燥後、１７０℃で焼成した。膜厚は２．５μｍであっ
た。 この基板を、東京応化製、プラズマアッシング装置（Ｏ
ＰＭ−ＥＭＩ　０００）で３分間表面エツチングを行っ
た０反応ガスとして０２とＮ２の混合ガスを用いた。 続いてこの基板上に比較例と同様の方法で１辺が２００
μｍの画素をオフセット印刷法により所定のパターンに
印刷した。インキは比較例で用いた青インキを用いた。 使用した２３版の画素形状と比較して、印刷画素の平均
形状は、±ＬＯｕｍ以下の形状のばらつきであった。ま
た、第１図にインキの転写性を示すために比較例１と同
様の厚み測定を行った。 画素にインキは均一に転写されており、画素形状精度、
インキ厚みともにカラーフィルターとして使用可能な範
囲にあった。このあと、赤、緑のインキを同様に所定の
パターンに印刷した０画素形状、インキ厚みともに青の
場合と同等であり、カラーフィルターとして使用可能な
ものとなった。

【実施例２】 鏡面のホウケイ酸ガラスに有機金属化合物と１゜で、テ
トラメトキシシラン（日本曹達製）をスピンコードによ
り塗布した。 テトラメトキシシランは、イソプロピルアルコールによ
り１％に希釈したものを用いた。この後乾燥、１７０℃
で焼成した。　Ｉ！厚は０．１５ｕｍであった。 この後、実施例１と同様にドライエツチングを行い、オ
フセット印刷機を用いて、青、赤、緑のインキを所定の
パターンに印刷し、カラーフィルターを作製した。イン
キで形成された画素の形状精度及びインキの厚みの均一
性は実施例１と同様であり、インキの転写性が改善され
ており、カラーフィルターとして使用可能なものとなっ
た。 〔実施例３１ 鏡面のホウケイ酸ガラスに有機金属化合物としてテトラ
ブトキシチタン（日本曹達製）の１０％イソプロピルア
ルコール液をディッピング法によって塗布した。乾燥後
、１７０℃で焼成し膜厚を測定したところ、０．３１ｔ
ｍであった。実施例１と同様にドライエツチングを行い
、オフセット印刷機を用いて青、赤、緑のインキを所定
のパターンに印刷し、カラーフィルターを作製した。イ
ンキで形成された画素の形状精度及びインキの厚みの均
一性は実施例１と同様であり、インキの転写性が改善さ
れており、カラーフィルターとして使用可能なものとな
った。 ［発明の効果１ 以上の実施例でわかるように１本法で作ったカラーフィ
ルターは、インキの転写性が良いため、画素形状の精度
はアップし、又インキ膜厚は均一となった。これにより
印刷カラーフィルターが安定して精度のよいものができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で形成されたカラーフィルターのインキ
画素の膜厚を示した図。 第２図は従来法で形成されたカラーフィルターのインキ
画素の膜厚を示した図。 ａ）・・・インキ膜厚の測定部位 ｂ）・・・インキ膜厚の分布 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ガラス基板の表面に有機金属化合物（構造式がＭ（Ｏ
   Ｒ）＿ｎＲ′＿ｍ＿−＿ｎでＭは金属を示し、Ｒは有機
   鎖で、Ｒ′はＯＲと同一かもしくは水素を含む有機鎖で
   ｍ、ｎは整数でかつｍは金属の価数である）の脱水縮合
   反応による膜を形成後、ドライエッチングによって該膜
   中の有機成分を選択的にエッチングした後、該基板上に
   所定のパターンに１色以上のインキ層を印刷によって形
   成したことを特徴とするカラーフィルター。