JPH10274709A - Coloring composition for color filter, color filter, and method for producing the same - Google Patents
Coloring composition for color filter, color filter, and method for producing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザー加工法により、分光特性、コントラ
スト、耐熱性に優れ、しかも肩ダレが極めて小さな着色
画素を有し、表示品質に優れたカラーフィルタを提供す
ること。
【解決手段】 着色剤、バインダー、及び溶媒を必須成
分として含有するカラーフィルタ用着色組成物におい
て、着色剤が染料であり、かつ、バインダーが200℃
以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダーであること
を特徴とするカラーフィルタ用着色組成物、当該着色組
成物からなる着色画素が形成されカラーフィルタ、及び
当該着色組成物を用いたレーザー加工法によるカラーフ
ィルタの製造方法。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color filter which is excellent in display quality by using a laser processing method, which has excellent spectral characteristics, contrast, heat resistance, has colored pixels with extremely small shoulder sag. SOLUTION: In a coloring composition for a color filter containing a coloring agent, a binder, and a solvent as essential components, the coloring agent is a dye, and the binder is at 200 ° C.
A coloring composition for a color filter, which is a thermosetting binder having the above curing temperature, a color filter in which a colored pixel formed of the coloring composition is formed, and a laser processing method using the coloring composition. Manufacturing method of color filter.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置に用いられるカラーフィルタ用の着色組成物、該着色
組成物を用いて形成した着色塗膜を有するカラーフィル
タ、及び該着色組成物を用いたカラーフィルタの製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coloring composition for a color filter used in a color liquid crystal display device, a color filter having a colored coating film formed by using the coloring composition, and a method for using the coloring composition. And a method for manufacturing a color filter.
【0002】[0002]
【従来の技術】カラー液晶表示装置には、透明基板上
に、色相の異なる2種または3種以上の着色画素がパタ
ーン状に形成されたカラーフィルタが装着されている。
着色画素の色相としては、一般に、赤、青、緑の3原色
が使用されている。所望により、第4色目以上の色相の
画素やブラックマトリクスが形成されていてもよい。従
来、カラーフィルタの製造方法としては、例えば、有機
染料を含有する紫外線硬化型樹脂を用いた方法が提案さ
れている(特開昭58−7608号公報)。この方法で
は、基板上にポジレジストを塗布する工程、該ポジ
レジストをマスクパターンを介して露光、現像すること
により、所定のパターンに形成する工程、このポジレ
ジストパターンを形成した基板上に、有機染料を含有す
る紫外線硬化型樹脂を全面塗布する工程、紫外線を全
面露光して、紫外線硬化型樹脂を硬化すると共に、ポジ
レジストパターンを露光する工程、露光したポジレジ
ストパターンをその上の紫外線硬化型樹脂と共に剥離除
去して残る紫外線硬化型樹脂からなるフィルタパターン
を形成する工程の各工程を繰り返すことにより、各色の
着色画素を形成している。2. Description of the Related Art A color liquid crystal display device is provided with a color filter in which two or three or more types of colored pixels having different hues are formed in a pattern on a transparent substrate.
Generally, three primary colors of red, blue, and green are used as the hues of the colored pixels. If desired, pixels of the fourth color or higher and a black matrix may be formed. Conventionally, as a method for manufacturing a color filter, for example, a method using an ultraviolet curable resin containing an organic dye has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-7608). In this method, a step of applying a positive resist on a substrate, a step of exposing and developing the positive resist through a mask pattern to form a predetermined pattern, and forming an organic resist on the substrate on which the positive resist pattern is formed. A step of applying a UV-curable resin containing a dye on the entire surface, a step of exposing the entire surface to UV light to cure the UV-curable resin and exposing a positive resist pattern, and a step of exposing the exposed positive resist pattern to the UV-curable Colored pixels of each color are formed by repeating the respective steps of forming a filter pattern made of an ultraviolet curable resin that is removed by being removed together with the resin.
【0003】また、顔料を分散した着色画像(着色画
素)の透明性を大きくするために、粒径1μm以上の粒
子が全粒子の10重量%以下であるような粒径分布を有
する顔料を透明感光性樹脂中に分散した樹脂組成物を用
いて、複数色のパターン化された透明着色画像を支持体
上に形成するカラーフィルタの製造方法が提案されてい
る(特公平4−39041号公報)。この方法では、基
板上に、第1の色相の顔料を分散させた感光性樹脂組成
物の塗膜を形成し、該塗膜上からマスクパターンを介し
て露光し、現像することにより、第1のパターン状の着
色画素を形成し、さらに、その上に同様の工程を繰り返
すことにより、第2、第3の色相の着色画素を形成して
いる。In order to increase the transparency of a colored image (colored pixel) in which a pigment is dispersed, a pigment having a particle size distribution such that particles having a particle size of 1 μm or more account for 10% by weight or less of all particles is used. There has been proposed a method for producing a color filter for forming a patterned transparent colored image of a plurality of colors on a support using a resin composition dispersed in a photosensitive resin (Japanese Patent Publication No. 4-39041). . In this method, a coating film of a photosensitive resin composition in which a pigment of a first hue is dispersed is formed on a substrate, the coating film is exposed to light through a mask pattern, and developed to form a first coating. Is formed, and the same steps are repeated thereon to form colored pixels of the second and third hues.
【0004】これらの従来法は、フォトリソグラフ法で
あって、いずれも露光後に水または有機溶媒などの現像
液を用いて現像することにより、現像液に溶解する露光
部または非露光部を除去して、着色画素を得ている。こ
のような方法では、現像液の廃液処理が必要であり、し
かも着色画素中に現像液からの未溶解物、ダスト等の混
入があり、画素欠陥の原因となる。また、着色感光性樹
脂を用いる方法では、感光性成分や樹脂成分の性能、あ
るいは着色剤(染料や顔料)の光吸収特性に応じて、感
度及び解像度に差異が生じる。そこで、所望の感度と解
像度を得るためには、着色感光性樹脂組成物の各成分を
選択する必要がある。そのため、着色感光性樹脂組成物
が高価にならざるを得なかった。しかも、この方法で
は、着色画素を得るための工程数が多く、歩留の低下を
引き起こし、製造コストが高くなってしまう。[0004] These conventional methods are photolithographic methods, and in each case, after exposure, development is performed using a developing solution such as water or an organic solvent to remove exposed or unexposed portions that are dissolved in the developing solution. Thus, a colored pixel is obtained. In such a method, waste liquid treatment of the developing solution is necessary, and furthermore, undissolved substances, dust, and the like from the developing solution are mixed in the colored pixels, which causes pixel defects. Further, in the method using a colored photosensitive resin, there is a difference in sensitivity and resolution depending on the performance of the photosensitive component and the resin component, or the light absorption characteristics of the coloring agent (dye or pigment). Therefore, in order to obtain desired sensitivity and resolution, it is necessary to select each component of the colored photosensitive resin composition. Therefore, the colored photosensitive resin composition had to be expensive. In addition, in this method, the number of steps for obtaining a colored pixel is large, causing a decrease in yield and an increase in manufacturing cost.
【0005】感光性成分や樹脂成分の含有量を調整し
て、感度及び解像度の調整を行うと、各色相の着色画素
の膜厚が異なってしまい、段差が生じてしまう。各着色
画素間に段差が生じると、カラーフィルタの平坦性が損
なわれ、実装時、電極間に電圧をかけると、かかる電圧
に差を生じて、表示不良を引き起こす。液晶ディスプレ
イでは、液晶に電圧を加えて、液晶分子を配向させる
が、セルギャップにより、コントラストを最大にする電
圧が変化する。カラーフィルタの各着色画素の膜厚が異
なると、セルギャップが変わり、色ごとに最適な電圧が
変わってしまう。そのために、コントラストの低下やオ
フ時の色バランスが崩れるという問題を生じる。さら
に、カラーフィルタの着色画素間に段差があると、配向
膜の表面を一定方向にラビングして液晶分子同士をラビ
ング方向に配列させるラビング処理時に、画素境界部分
がラビングされずに、液晶に配向不良を生じ、コントラ
ストが低下する。When the sensitivity and the resolution are adjusted by adjusting the contents of the photosensitive component and the resin component, the thickness of the colored pixel of each hue is different, and a step is generated. If a step occurs between the colored pixels, the flatness of the color filter is impaired. If a voltage is applied between the electrodes during mounting, a difference occurs in the voltage, causing display failure. In a liquid crystal display, a voltage is applied to the liquid crystal to align the liquid crystal molecules, but the voltage that maximizes the contrast changes depending on the cell gap. If the thickness of each colored pixel of the color filter is different, the cell gap changes, and the optimal voltage changes for each color. Therefore, there arises a problem that the contrast is lowered and the color balance at the time of off is lost. Furthermore, if there is a step between the colored pixels of the color filter, the rubbing process in which the surface of the alignment film is rubbed in a certain direction and the liquid crystal molecules are arranged in the rubbing direction does not rub the pixel boundary portion, and the liquid crystal is aligned with the liquid crystal. Failure occurs and the contrast is reduced.
【0006】最近、本発明者らは、基板上に形成した着
色塗膜を、その画素となる部分を残して、レーザー光の
照射により蒸散させて取り去ることにより、カラーフィ
ルタを製造する方法に想到した。この方法では、基板上
に第1色目の着色塗膜を形成し、第1色目の画素となる
領域以外の部分にレーザー光を照射して被照射部分のみ
を蒸散させることにより、第1色目の着色画素を形成
し、次いで、第2色目の着色塗膜を第1色目の着色画素
の上から基板全面に形成し、レーザー光を第2色目の着
色画素となる領域以外の部分に照射して、被照射部分の
塗膜を蒸散させ、その際、レーザー光の出力(照射エネ
ルギー量)を制御(パルス光のショット数の制御を含
む)して、第1色目の着色画素を残して、その上に被覆
された第2色目の塗膜を蒸散させることにより、第2色
目の画素を形成し、以下同様にして第3色目の画素を形
成している。Recently, the present inventors have conceived a method of manufacturing a color filter by removing a colored coating film formed on a substrate by irradiating it with a laser beam while leaving a portion serving as a pixel. did. In this method, a colored coating film of a first color is formed on a substrate, and a portion other than a region serving as a pixel of the first color is irradiated with a laser beam to evaporate only a portion to be irradiated. A colored pixel is formed, and then a colored coating film of the second color is formed on the entire surface of the substrate from above the colored pixel of the first color, and a laser beam is applied to a portion other than a region to be the colored pixel of the second color. Evaporating the coating film on the irradiated portion, and controlling the output of the laser light (the amount of irradiation energy) (including the control of the number of shots of the pulsed light) to leave the colored pixel of the first color. The second color pixel is formed by evaporating the second color coating film coated thereon, and the third color pixel is formed in the same manner.
【0007】このレーザー加工法を採用すれば、感光性
樹脂を使用することに伴う前記の如き問題点は解消さ
れ、しかも高精細なカラーフィルタを製造することがで
きる。しかしながら、このレーザー加工法には、以下に
述べるような問題点があった。すなわち、レーザー加工
法では、通常、有機顔料、バインダー、及び溶媒を必須
成分として含有する着色組成物を用いて着色塗膜及び着
色画素を形成している。ところが、着色剤として有機顔
料を用いると、分光特性やコントラストが染料を用いた
場合に比べて劣る。一方、着色剤として染料を用いる
と、耐熱性が有機顔料を用いた場合に比べて劣る。ま
た、レーザー加工法により着色画素を形成した場合、そ
の断面形状が図1に示すように肩ダレ(着色塗膜の蒸散
部端部に形成された斜面)aを生じ易く、着色画素の周
辺部分での表示品質が低下する。By employing this laser processing method, the above-mentioned problems associated with the use of a photosensitive resin can be solved, and a high-definition color filter can be manufactured. However, this laser processing method has the following problems. That is, in the laser processing method, a colored coating film and a colored pixel are usually formed using a colored composition containing an organic pigment, a binder, and a solvent as essential components. However, when an organic pigment is used as a coloring agent, spectral characteristics and contrast are inferior to those when a dye is used. On the other hand, when a dye is used as a colorant, heat resistance is inferior to a case where an organic pigment is used. In addition, when the colored pixel is formed by the laser processing method, the cross-sectional shape is liable to cause a shoulder sag (a slope formed at the end of the evaporated portion of the colored coating film) a as shown in FIG. Display quality on the LCD is reduced.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レー
ザー加工法により、分光特性、コントラスト、耐熱性に
優れ、しかも肩ダレが極めて小さな着色画素を有し、表
示品質に優れたカラーフィルタを提供することにある。
本発明の他の目的は、このような諸特性に優れたカラー
フィルタを与えることができるカラーフィルタ用着色組
成物、及びレーザー加工法によるカラーフィルタの製造
方法を提供することにある。本発明者らは、従来技術の
問題点を克服するために鋭意研究した結果、カラーフィ
ルタ用着色組成物の着色剤として染料を使用すると共
に、バインダーとして200℃以上の硬化温度を有する
熱硬化性バインダーを使用することにより、前記目的を
達成できることを見いだした。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a color filter which is excellent in spectral characteristics, contrast and heat resistance, has colored pixels with extremely small shoulder sag, and is excellent in display quality by a laser processing method. To provide.
Another object of the present invention is to provide a coloring composition for a color filter which can provide a color filter having such excellent characteristics, and a method for producing a color filter by a laser processing method. The present inventors have conducted intensive studies to overcome the problems of the prior art. As a result, while using a dye as a coloring agent of a coloring composition for a color filter, a thermosetting resin having a curing temperature of 200 ° C. or more as a binder was used. It has been found that the above objects can be achieved by using a binder.
【0009】着色剤として染料を用いると、分光特性及
びコントラストに優れたカラーフィルタを得ることがで
きる。一方、染料の耐熱性の不足については、バインダ
ーとして200℃以上の硬化温度を有する熱硬化性バイ
ンダーを使用することにより補うことができ、かつ、レ
ーザー加工法による着色画素の形成の際に、肩ダレを極
めて小さくすることが可能となる。レーザー加工法によ
れば、フォトリソグラフ法に比べて、着色画素形成工
程がドライプロセスであるため、廃液処理を必要としな
い、ウエットプロセスにおける不純物の混入がなく、
画素欠陥を少なくすることが可能となる、カラーフィ
ルタの歩留まりを向上させることが可能となる、感光
性が不要なので廉価である、などの利点がある。本発明
は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものであ
る。When a dye is used as a coloring agent, a color filter having excellent spectral characteristics and contrast can be obtained. On the other hand, the lack of heat resistance of the dye can be compensated for by using a thermosetting binder having a curing temperature of 200 ° C. or more as a binder, and when forming a colored pixel by a laser processing method, a shoulder is formed. It becomes possible to make dripping extremely small. According to the laser processing method, compared to the photolithographic method, since the colored pixel forming step is a dry process, there is no need for waste liquid treatment, there is no contamination in the wet process,
There are advantages in that pixel defects can be reduced, the yield of color filters can be improved, and photosensitivity is unnecessary, so that the cost is low. The present invention has been completed based on these findings.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、着色
剤、バインダー、及び溶媒を必須成分として含有するカ
ラーフィルタ用着色組成物において、着色剤が染料であ
り、かつ、バインダーが200℃以上の硬化温度を有す
る熱硬化性バインダーであることを特徴とするカラーフ
ィルタ用着色組成物が提供される。また、本発明によれ
ば、透明基板上に、色相の異なる複数の着色塗膜がパタ
ーン状に形成されているカラーフィルタにおいて、各着
色塗膜が、染料、200℃以上の硬化温度を有する熱硬
化性バインダー、及び溶媒を必須成分として含有する着
色組成物を用いて形成されたものであることを特徴とす
るカラーフィルタが提供される。According to the present invention, in a coloring composition for a color filter containing a colorant, a binder, and a solvent as essential components, the colorant is a dye, and the binder is at 200 ° C. or higher. A coloring composition for a color filter, which is a thermosetting binder having a curing temperature of Further, according to the present invention, in a color filter in which a plurality of colored coating films having different hues are formed in a pattern on a transparent substrate, each colored coating film is a dye, a heat having a curing temperature of 200 ° C. or more. There is provided a color filter formed using a coloring composition containing a curable binder and a solvent as essential components.
【0011】さらに本発明によれば、(A)透明基板上
に、第1色目の着色組成物からなる塗膜を形成し、次い
で、レーザー光を第1色目の着色画素となる領域以外の
部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散させることに
より、第1色目の着色画素を形成する工程、(B)第1
色目の着色画素を含む基板全面に、第2色目の着色組成
物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第2色
目の着色画素となる領域以外の部分に照射して、被照射
部分の塗膜を蒸散させることにより、第2色目の着色画
素を形成し、その際、レーザー光の出力を制御して、第
1色目の着色画素を残して、その上に被覆された第2色
目の塗膜を蒸散させる工程、及び(C)必要に応じて、
前記工程(B)と同様の工程により、第3色目以降の必
要色数の着色画素を形成する工程の各工程を含む、少な
くとも2色の着色画素がパターン状に形成されたカラー
フィルタの製造方法において、各色の着色組成物とし
て、染料、200℃以上の硬化温度を有する熱硬化性バ
インダー、及び溶媒を必須成分として含有する着色組成
物を用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法
が提供される。Further, according to the present invention, (A) a coating film made of the first-colored composition is formed on the transparent substrate, and then a laser beam is applied to a portion other than the region to be the first-colored pixel. Forming a colored pixel of the first color by irradiating the film to be irradiated and evaporating the coating film in the irradiated portion;
A coating film made of the second color composition is formed on the entire surface of the substrate including the color pixel, and then a laser beam is applied to a portion other than the region where the second color pixel is formed, so as to be irradiated. The second color pixel is formed by evaporating the coating film of the second color. At this time, the output of the laser beam is controlled to leave the first color pixel and the second color pixel coated thereon. Evaporating the coating film of (C) and, if necessary,
A method for manufacturing a color filter in which at least two colored pixels are formed in a pattern, including the steps of forming colored pixels of the required number of colors after the third color by the same steps as the step (B). In the above, there is provided a method for producing a color filter, wherein a coloring composition containing a dye, a thermosetting binder having a curing temperature of 200 ° C. or more, and a solvent as essential components is used as a coloring composition for each color. You.
【0012】[0012]
(着色組成物)本発明の着色組成物は、染料、200℃
以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダー、及び溶媒
を必須成分として含有するものである。 1.染料 本発明で使用する染料は、特に限定されないが、有機溶
剤溶解染料、及び酸性染料が好ましい。所望の色に調整
するために、複数の染料をブレンドすることもある。染
料の色相を調整して、通常、赤、緑、青の3原色を得
る。以下に、本発明で使用する代表的な染料を例示す
る。数値表示は、色指数(カラー・インデックス)であ
る。ソルベント・レッド(7、8、46、68、90、
91、92、109、111、118、119、12
2、125、127、130、132、207)、ソル
ベント・イエロー(21、25、33、42、56、6
3、79、82、83、88、89、138、146、
163)、ソルベント・オレンジ(11、23、59、
62)、ソルベント・グリーン(3、25)、ソルベン
ト・ブルー(4、5、14、25、35、37、38、
44、45、48、49、67、70)、アジド・ブル
ー(9、40)、ソルベント・バイオレット(13、1
4、23、24)、アジド・バイオレット(17、4
9)。(Coloring composition) The coloring composition of the present invention is a dye, 200 ° C
It contains a thermosetting binder having the above curing temperature and a solvent as essential components. 1. Dye The dye used in the present invention is not particularly limited, but an organic solvent-soluble dye and an acid dye are preferable. Multiple dyes may be blended to achieve the desired color. The primary hues of red, green and blue are usually obtained by adjusting the hue of the dye. Hereinafter, typical dyes used in the present invention will be exemplified. The numerical display is a color index. Solvent Red (7, 8, 46, 68, 90,
91, 92, 109, 111, 118, 119, 12
2, 125, 127, 130, 132, 207), Solvent Yellow (21, 25, 33, 42, 56, 6)
3, 79, 82, 83, 88, 89, 138, 146,
163), Solvent Orange (11, 23, 59,
62), Solvent Green (3, 25), Solvent Blue (4, 5, 14, 25, 35, 37, 38,
44, 45, 48, 49, 67, 70), azide blue (9, 40), solvent violet (13, 1
4, 23, 24), azide violet (17, 4
9).
【0013】2.バインダー 本発明で使用するバインダーは、染料の耐熱性を補うた
めに、高耐熱性のバインダーを使用する。この目的のた
めに、硬化温度が200℃以上の熱硬化性バインダーを
用いる。硬化温度は、好ましくは230℃以上である。
このような高耐熱性のバインダー材料としては、例え
ば、ポリイミド、ポリブタジエン、芳香族ポリアミド、
ポリベンゾイミダゾールのような高耐熱性高分子(前駆
体を含む)が挙げられる。無機材料としては、金属アル
コキシドによるゾル−ゲルガラスが挙げられる。有機・
無機ハイブリッド材料としては、シリコーンなどがあ
る。一般に、上記のような高耐熱性バインダーは、室温
付近の温度における硬さも備えているので、レーザー光
照射による蒸散時の爆発的衝撃力に充分に耐えることが
でき、着色画素の肩ダレが抑制される。また、このよう
な高耐熱性バインダーは、分子間の結合エネルギーが高
く、元来、レーザー光の照射により蒸散されにくいが、
レーザー光吸収源である染料を含有させることにより、
蒸散され易くなる。2. Binder As the binder used in the present invention, a binder having high heat resistance is used in order to supplement the heat resistance of the dye. For this purpose, a thermosetting binder having a curing temperature of 200 ° C. or higher is used. The curing temperature is preferably 230 ° C. or higher.
Examples of such a high heat-resistant binder material include polyimide, polybutadiene, aromatic polyamide,
Highly heat-resistant polymers (including precursors) such as polybenzimidazole are mentioned. As the inorganic material, a sol-gel glass made of a metal alkoxide may be used. Organic /
Examples of the inorganic hybrid material include silicone. In general, the high heat-resistant binder as described above also has hardness at a temperature near room temperature, so that it can sufficiently withstand the explosive impact force at the time of evaporation due to laser beam irradiation, and suppresses shoulder dripping of colored pixels. Is done. In addition, such a high heat-resistant binder has a high binding energy between molecules, and is originally difficult to evaporate by irradiation with laser light,
By containing a dye that is a laser light absorption source,
Easily transpired.
【0014】3.溶媒 溶媒は、染料及びバインダーとの相溶性が良いものを適
宜選択する。単一溶媒のみならず、混合溶媒も用いるこ
とができる。好ましい溶媒としては、例えば、N−メチ
ル−2−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテルなどが挙げられる。本発明の着色組成物には、必
要に応じて、レベリング剤、消泡剤、流動性改善剤、分
散剤などの各種添加剤を加えてもよい。3. Solvent As the solvent, a solvent having good compatibility with the dye and the binder is appropriately selected. Not only a single solvent but also a mixed solvent can be used. Preferred solvents include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, diethylene glycol dimethyl ether and the like. If necessary, various additives such as a leveling agent, an antifoaming agent, a fluidity improving agent, and a dispersant may be added to the coloring composition of the present invention.
【0015】(カラーフィルタの製造方法)本発明の着
色組成物を用いてカラーフィルタを製造する方法につい
て、図2を参照しながら説明する。 (A)第1工程 図2(a)に示すように、基板1上に第1色目の着色塗
膜2を形成する。基板は、通常、透明であり、ガラス基
板、フィルム等の樹脂基板などが使用される。基板とし
て、その上にブラックマトリクスが形成されているもの
も使用できる。ブラックマトリクスとは、各着色画素の
隙間を遮光性物質で埋め、あるいは被覆して、カラーフ
ィルタのコントラストを向上させる役割を持つものであ
る。ブラックマトリクスの材質としては、例えば、クロ
ム、酸化クロム、カーボンブラック、黒鉛、遮光性物質
を混入した樹脂組成物等がある。また、基板として透明
な基板を用い、ブラックマトリクスを2色以上の画素を
重ね合わせて形成してもよい。ここで言う、第1色目と
は、カラーフィルタに必要な3原色の1つで、以降第2
色目、第3色目は、各々残りの色である。通常は、3原
色として、赤、緑、青(略号、それぞれR、G、B)が
用いられる。(Method for Producing a Color Filter) A method for producing a color filter using the coloring composition of the present invention will be described with reference to FIG. (A) First Step As shown in FIG. 2A, a first color coating film 2 is formed on a substrate 1. The substrate is usually transparent, and a glass substrate, a resin substrate such as a film, or the like is used. A substrate on which a black matrix is formed can also be used as the substrate. The black matrix fills or covers the gaps between the colored pixels with a light-shielding substance to improve the contrast of the color filter. Examples of the material of the black matrix include chromium, chromium oxide, carbon black, graphite, and a resin composition mixed with a light-shielding substance. Alternatively, a black matrix may be formed by overlapping pixels of two or more colors by using a transparent substrate. Here, the first color is one of the three primary colors required for the color filter, and the second color is hereinafter referred to as the second color.
The eye color and the third color are the remaining colors, respectively. Usually, red, green, and blue (abbreviations, R, G, and B, respectively) are used as the three primary colors.
【0016】着色塗膜の形成は、着色組成物を基板に塗
布し、乾燥することにより行う。塗膜形成方法として、
スピンコート、ロールコート、バーコート、ディッピン
グ等がある。塗膜の膜厚としては、染料の濃度によって
も異なるが、通常0.5〜2μmである。塗布後、塗膜
を乾燥させ、硬化させる。通常、乾燥、硬化ともベーク
にて行う。その方法の例として、ホットプレート上に置
くか、またはオーブン中に入れる方法等が挙げられる。
ベーク条件としては、乾燥時は溶媒の蒸気圧、硬化時は
バインダーの耐熱性により適宜選択されるが、乾燥の温
度としては、常温以上200℃以下、硬化の温度として
は、200℃から300℃の範囲が好適である。こうし
て得られた着色塗膜2に、図2(b)及び(c)に示す
ように、第1色目の着色画素5が形成される領域以外の
部分にレーザー光3を照射し、レーザー光が照射された
部分が蒸散することにより、第1色目の着色画素5を形
成する。ここで形成される着色画素の大きさは、およそ
100×300μmであり、画素間隔はおよそ30μm
である。ただし、これに限定されない。The formation of the colored coating film is carried out by applying the coloring composition to a substrate and drying it. As a coating film forming method,
Examples include spin coating, roll coating, bar coating, and dipping. The thickness of the coating film varies depending on the concentration of the dye, but is usually 0.5 to 2 μm. After application, the coating is dried and cured. Usually, both drying and curing are performed by baking. As an example of the method, there is a method of placing on a hot plate or placing in an oven.
The baking conditions are appropriately selected depending on the vapor pressure of the solvent during drying and the heat resistance of the binder during curing, but the drying temperature is from room temperature to 200 ° C., and the curing temperature is from 200 ° C. to 300 ° C. Is suitable. As shown in FIGS. 2B and 2C, the colored film 2 thus obtained is irradiated with a laser beam 3 on a portion other than the region where the first colored pixel 5 is formed. The illuminated portion evaporates to form the first colored pixel 5. The size of the colored pixel formed here is about 100 × 300 μm, and the pixel interval is about 30 μm.
It is. However, it is not limited to this.
【0017】ここで使用するレーザーとして、レーザー
光が塗膜に照射されて、蒸散を起こすように、充分短い
波長でなければならない。したがって、波長が紫外領域
にあるエキシマレーザーが好適である。使用されるエキ
シマレーザーとして、XeCl、KrF、ArFがあ
る。しかし、CO2、YAGレーザーのように波長が赤
外光であっても、非線形光学材料を用い、第2、第3高
調波により、その波長を得ることも可能である。この場
合、レーザー光が充分なエネルギー密度を持っていなけ
ればならない。レーザー光のエネルギー密度は、通常
0.2〜3J/cm2で、0.5〜2J/cm2が特に好
適である。エネルギー密度が大きすぎると、塗膜だけで
なく、下にある基板まで蒸散してしまう。エネルギー密
度が小さすぎると、塗膜が蒸散を起こさない。レーザー
光は、第2色目以降の画素の形成のために、レーザー光
の出力を制御することが必要である。このときレーザー
光がパルス光であることが望ましい。パルス光のショッ
ト数により塗膜の深さ方向の加工制御が可能となる。し
たがって、本発明において、レーザー光の出力の制御に
は、照射エネルギーの制御のみならず、パルス光のショ
ット数(照射パルス回数)の制御も含まれる。The laser used here must have a sufficiently short wavelength so that the coating film is irradiated with a laser beam and evaporates. Therefore, an excimer laser having a wavelength in the ultraviolet region is preferable. Excimer lasers used include XeCl, KrF and ArF. However, even if the wavelength is infrared light such as a CO 2 or YAG laser, it is possible to obtain the wavelength by using the second and third harmonics by using a nonlinear optical material. In this case, the laser light must have a sufficient energy density. The energy density of the laser beam is usually 0.2 to 3 J / cm 2 , and particularly preferably 0.5 to 2 J / cm 2 . If the energy density is too high, not only the coating film but also the underlying substrate will evaporate. If the energy density is too low, the coating will not evaporate. It is necessary to control the output of the laser light to form pixels of the second color and thereafter. At this time, it is desirable that the laser light is pulsed light. Processing control in the depth direction of the coating film becomes possible by the number of shots of the pulse light. Therefore, in the present invention, the control of the output of the laser beam includes not only the control of the irradiation energy but also the control of the number of shots of the pulse light (the number of irradiation pulses).
【0018】レーザー光を照射し、パターン状の着色画
素を得るのに2つの方法がある。1つは、図1(b)に
示すようにフォトマスク4を介し、面露光3によりある
領域にレーザー光を照射し、一括で画素を形成し、XY
ステージ等により、基板を移動し、再度レーザー光を照
射し、画素を形成する。この工程を繰り返すことによ
り、基板1の全面に着色画素を形成することができる。
この場合、露光面積は、できる限り大面積の方が加工時
間が短くなり有利だが、面積を広げすぎると、照射エネ
ルギー密度が小さくなり、蒸散を起こさなくなってしま
う。最低限蒸散するようなエネルギー密度で、レーザー
光の照射領域を広げるのが好ましい。この方法では、1
回に画素を形成する領域が広いために、全体の加工時間
を短くすることができる。もう1つの方法では、レーザ
ー光を小さく絞り込み、走査することにより着色画素を
形成する。レーザー光のスポットの大きさは、スポット
の縦、横のどちらかが少なくとも30μm以下にするこ
とが好ましい。レーザー光を走査する方法としては、X
Yステージ等により基板自体を移動するか、またはレー
ザー光を光学系により走査する方法がある。この方法で
は、フォトマスクは不要であり、微細加工には有利であ
る。光源としてエキシマレーザーを用いる場合には、そ
の面光源的な特性を活かすために、フォトマスクを用い
る方式の方が有利である。以上のようにして、第1色目
の着色画素5を形成する。There are two methods for irradiating a laser beam to obtain colored pixels in a pattern. One is to irradiate a certain area with laser light by surface exposure 3 through a photomask 4 as shown in FIG.
The substrate is moved by a stage or the like and irradiated with laser light again to form pixels. By repeating this process, colored pixels can be formed on the entire surface of the substrate 1.
In this case, the exposure area is preferably as large as possible because the processing time is shortened and shortened. However, if the area is increased too much, the irradiation energy density becomes small and transpiration does not occur. It is preferable to widen the irradiation area of the laser beam with an energy density at which the evaporation occurs at a minimum. In this method, 1
Since a region where a pixel is formed at a time is large, the entire processing time can be shortened. In another method, a colored pixel is formed by narrowing down a laser beam and scanning it. It is preferable that the size of the spot of the laser beam is at least 30 μm or less in either the vertical or horizontal direction of the spot. As a method of scanning with a laser beam, X
There is a method in which the substrate itself is moved by a Y stage or the like, or laser light is scanned by an optical system. This method does not require a photomask, and is advantageous for fine processing. When an excimer laser is used as a light source, a method using a photomask is more advantageous in order to take advantage of its surface light source characteristics. As described above, the first colored pixel 5 is formed.
【0019】(B)第2工程 図1(d)に示すように、第2色目の着色組成物を第1
色目の画素5が形成された基板の全面に塗布し、乾燥さ
せて第2色目の塗膜6を形成する。このとき、塗液の流
動性から、第1色目の画素5上の第2色目の塗膜61の
厚さは、通常、凹部である基板上の第2色目の塗膜6の
厚さより薄くなる。この場合、第2色目の基板上での塗
膜厚さd2を第1色目の塗膜厚さd1より若干薄くした方
が画素厚さを揃えやすいのであるが、工程管理の容易さ
を考え、塗液の粘度を揃えて同一条件で塗布されること
もある。その場合、第1色目と第2色目の塗膜厚さが等
しくなることが多い。(B) Second Step As shown in FIG. 1D, the coloring composition of the second color is applied to the first color.
It is applied to the entire surface of the substrate on which the color pixels 5 are formed and dried to form a second color coating film 6. At this time, due to the fluidity of the coating liquid, the thickness of the second color coating film 61 on the first color pixel 5 is usually smaller than the thickness of the second color coating film 6 on the substrate which is a concave portion. . In this case, the better to the coating film thickness d 2 on the substrate of the second color and slightly thinner than the coating thickness d 1 of the first color is easy to align the pixel thickness, the ease of process control Considering that the viscosity of the coating liquid is uniform, the coating may be performed under the same conditions. In this case, the first color and the second color often have the same thickness.
【0020】次に、第1色目の着色画素を形成したとき
と同様にして、図2(e)と(f)に示すように、レー
ザー光3を第2色目の着色画素を形成させる領域以外の
ところに照射し、第2色目の着色画素7を形成する。こ
こで、レーザーのパルス1ショット当たりの第2色目塗
膜の蒸散の深さ、すなわちエッチレートr2を予め測定
しておき、第2色目の塗膜の膜厚d2を測定することに
より、基板上の第2色目の塗膜6を蒸散させるのに必要
なショット数nを(式1) n=d2/r2 (式1) から求め、そのショット数だけレーザー光パルスを照射
し、基板上の不要な第2色目の塗膜を蒸散させる。Next, as shown in FIGS. 2 (e) and 2 (f), the laser beam 3 is applied to a region other than the region where the second color pixel is formed, in the same manner as when the first color pixel is formed. To form colored pixels 7 of the second color. Here, the depth of evaporation of the second color coating per one shot of the laser pulse, that is, the etch rate r 2 is measured in advance, and the film thickness d 2 of the second color coating is measured. The number n of shots required to evaporate the second color coating film 6 on the substrate is obtained from (Equation 1) n = d 2 / r 2 (Equation 1), and laser light pulses are irradiated by the number of shots. Unnecessary second color coating on the substrate is evaporated.
【0021】この際、第1色目の画素5の上の第2色目
の塗膜61の厚さd2’は、通常、基板上の第2色目の
塗膜6の厚さd2よりも薄いため、レーザー光パルスが
全ショット照射される前に第1色目の画素5が露出す
る。そこで、第1色目の着色塗膜のレーザー光に対する
蒸散速度r1を、第2色目の着色塗膜の蒸散速度r2より
充分小さくすることにより、第1色目の画素5の蒸散量
を最小限にすることができ、結果として、第1色目と第
2色目の画素の厚みを揃えることができる。このときの
画素の厚みは、第2色目がd2、第1色目は(式2)で
表されるd1’となり、d1より若干小さくなる。 d1’=d1−(d2−d2’)・(r1/r2) (式2)At this time, the thickness d 2 ′ of the second color coating 61 on the first color pixel 5 is usually smaller than the thickness d 2 of the second color coating 6 on the substrate. Therefore, the pixel 5 of the first color is exposed before the laser light pulse is irradiated for all shots. Therefore, the evaporation rate r 1 of the first color coating film with respect to the laser beam is made sufficiently smaller than the evaporation rate r 2 of the second color coating film to minimize the amount of evaporation of the first color pixels 5. As a result, the thicknesses of the pixels of the first color and the second color can be made uniform. At this time, the thickness of the pixel is d 2 for the second color and d 1 ′ represented by (Equation 2) for the first color, which is slightly smaller than d 1 . d 1 ′ = d 1 − (d 2 −d 2 ′) · (r 1 / r 2 ) (Equation 2)
【0022】この式2より、第1色目の着色塗膜のレー
ザー光に対する蒸散速度r1を、第2色目の着色塗膜の
蒸散速度r2より充分小さくすることにより、第1色目
と第2色目の塗膜厚さを等しくした場合の第1色目の画
素の目減り量を最小限にすることができることがわか
る。この場合、第1色目の着色塗膜のレーザー光に対す
る蒸散速度は、第2色目の着色塗膜の蒸散速度の10分
の1以上10分の6以下が好適であり、特に5分の1以
上3分の1以下がより好適である。10分の6より大き
いと露出した第1色目の画素の蒸散量が大きく、第1色
目と第2色目の画素の段差が大きくなってしまう。ま
た、10分の1より小さいと第1色目と第2色目の画素
の段差は充分小さくなるが、第1工程で第1色目の画素
を形成するときに蒸散させにくく、多大なレーザー照射
量を要する。From the equation (2), the transpiration rate r 1 of the first color coating film with respect to the laser beam is made sufficiently smaller than the transpiration rate r 2 of the second color coating film to obtain the first color and the second color coating film. It can be seen that the amount of reduction in the pixels of the first color when the coating thickness of the color is equal can be minimized. In this case, the evaporation rate of the first color coating film with respect to the laser beam is preferably one-tenth or more and six tenths or less, particularly one-fifth or more of the evaporation rate of the second color coating film. Less than one third is more preferred. If it is larger than 6/10, the amount of transpiration of the exposed first color pixel is large, and the step between the first color and the second color pixel becomes large. If the ratio is smaller than 1/10, the level difference between the pixels of the first color and the second color is sufficiently small. However, when forming the pixels of the first color in the first step, it is difficult to evaporate. It costs.
【0023】一方、加工後の第1色目と第2色目の画素
の厚さを揃えるには、(式2)において、d1’=d2と
代入すればよく、第1色目の塗膜厚さd1を(式3) d1=d1+(d2−d2’)・(r1/r2) (式3) のように設定すればよい。この場合も、第1色目の着色
塗膜のレーザー光に対する蒸散速度r1を、第2色目の
着色塗膜の蒸散速度r2より充分小さくすることによ
り、第1色目の塗膜厚さを最低限に抑えられることか
ら、材料コストを低減することができる。On the other hand, in order to make the pixel thicknesses of the first color and the second color after processing uniform, it is sufficient to substitute d 1 ′ = d 2 in (Equation 2). Then, d 1 may be set as (Equation 3) d 1 = d 1 + (d 2 −d 2 ′) · (r 1 / r 2 ) (Equation 3). Also in this case, the evaporation rate r 1 of the first color coating film with respect to the laser beam is made sufficiently smaller than the evaporation rate r 2 of the second color coating film so that the thickness of the first color coating film becomes minimum. Material cost can be reduced.
【0024】(C)第3工程 次に、図2(g)に示すように、第3色目の着色塗膜8
を第1、第2色目着色塗膜と同様にして形成する。図2
(h)及び(i)に示すように、第2色目着色画素を形
成したときと同様にして、レーザー光3を第3色目の着
色画素を形成させる領域以外のところに照射し、第3色
目の着色画素9を形成する。この工程では、蒸散させる
のは、第1色目、第2色目の着色画素の上の第3色目の
着色塗膜81のみであり、その厚みd3’は、塗液の流
動性から第3色目の基板上の塗膜厚さd3よりも小さく
なる。したがって、d3を第1色目や第2色目の着色画
素の厚みに合わせることにより、容易に3色の画素の厚
みを揃えることができる。そのためには、レーザーのパ
ルス1ショット当たりの蒸散の深さ、すなわちエッチレ
ートを予め測定しておき、第3色目の塗膜の膜厚を測定
することにより、3色の画素厚みを揃えるのに必要なシ
ョット数を求め、そのショット数だけパルスを照射し、
第1色目、第2色目の上にある第3色目の着色塗膜の
み、あるいは場合によっては第1色目、第2色目の着色
画素を蒸散させる。上記のようにして、各着色画素の厚
みがほぼd3に揃った3色の着色画素を基板上に形成す
ることができ、それによって、図2(i)に示すよう
に、平坦性に優れたカラーフィルタを容易に得ることが
できる。(C) Third Step Next, as shown in FIG.
Is formed in the same manner as the first and second color coating films. FIG.
As shown in (h) and (i), in the same manner as when forming the second color pixel, the laser light 3 is irradiated to the area other than the area where the third color pixel is formed, and Is formed. In this step, only the third color coating film 81 on the first and second color pixels is evaporated, and the thickness d 3 ′ of the third color film is determined based on the fluidity of the coating liquid. It is smaller than the coating thickness d 3 on the substrate. Therefore, by adjusting d 3 to the thickness of the colored pixels of the first color and the second color, the thicknesses of the pixels of the three colors can be easily made uniform. For this purpose, the depth of transpiration per laser pulse shot, that is, the etch rate is measured in advance, and the film thickness of the third color coating film is measured to make the pixel thicknesses of the three colors uniform. Find the required number of shots, irradiate pulses for that number of shots,
Only the color coating film of the third color on the first color and the second color, or in some cases, the color pixels of the first color and the second color are evaporated. As described above, three colored pixels in which the thickness of each colored pixel is substantially equal to d 3 can be formed on the substrate, and as a result, as shown in FIG. Color filters can be easily obtained.
【0025】(作用)本発明によれば、着色剤として染
料を用いているので、着色画素を形成したときの分光特
性とコントラストが、顔料を用いた場合に比べ格段に優
れている。また、バインダーとして耐熱性に優れた材料
を用いており、さらに染料をその中に分散しているの
で、200℃以上の高温で塗膜を硬化させても、染料の
褪色がない。しかも、硬化時に200℃以上の高温を経
ているので、更なる熱サイクルを受けても、着色画素と
しての耐熱性を保持することができる。同時にバインダ
ーは硬さも備えているので、蒸散のときの爆発的衝撃力
に耐え、各着色画素の肩ダレを極めて小さくすることが
できる。(Function) According to the present invention, since a dye is used as a colorant, the spectral characteristics and contrast when a colored pixel is formed are remarkably superior to those using a pigment. Further, since a material having excellent heat resistance is used as the binder and the dye is dispersed therein, the dye does not fade even when the coating film is cured at a high temperature of 200 ° C. or higher. In addition, since the composition has passed a high temperature of 200 ° C. or more during curing, the heat resistance as a colored pixel can be maintained even if it is subjected to a further thermal cycle. At the same time, since the binder also has hardness, it can withstand an explosive impact force at the time of evaporation and the shoulder droop of each colored pixel can be made extremely small.
【0026】[0026]
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の
好ましい実施形態についてより具体的に説明する。 [実施例1] (1)着色組成物の調製 レッド(R) ・ソルベント・レッド132 6重量% ・ソルベント・イエロー89 7重量% ・ポリアミック酸(ピロメリット酸二無水物とオキシ ジアニリンを反応させたもの) 17重量% ・N−メチル−2−ピロリドン(NMP) 40重量% ・ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム) 30重量% グリーン(G) ・ソルベント・ブルー38 10重量% ・ソルベント・イエロー146 8重量% ・ポリアミック酸(ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と 16重量% 4−アミノフェニルスルホンを反応させたもの) ・N−メチル−2−ピロリドン 37重量% ・ジエチレングリコールジメチルエーテル 29重量% ブルー(B) ・ソルベント・ブルー38 2重量% ・ソルベント・ブルー49 6重量% ・ポリアミック酸(ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と 14重量% 4−アミノフェニルスルホンを反応させたもの) ・N−メチル−2−ピロリドン 32重量% ・ジエチレングリコールジメチルエーテル 46重量% 上記各色の混合物を、それぞれ数時間撹拌することによ
って、均一に溶解させた。溶解しない材料は、フィルタ
に通して除去した。EXAMPLES Preferred embodiments of the present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples. [Example 1] (1) Preparation of coloring composition Red (R) Solvent Red 132 6% by weight Solvent Yellow 897% by weight Polyamic acid (pyromellitic dianhydride and oxydianiline were reacted) 17% by weight-N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 40% by weight-Diethylene glycol dimethyl ether (diglyme) 30% by weight Green (G)-Solvent Blue 38 10% by weight-Solvent Yellow 146 8% by weight-Polyamic Acid (a reaction of benzophenonetetracarboxylic dianhydride with 16% by weight of 4-aminophenylsulfone) N-methyl-2-pyrrolidone 37% by weight Diethylene glycol dimethyl ether 29% by weight Blue (B) Solvent Blue 38 2% by weight・ Blue 496% by weight ・ Polyamic acid (reacted benzophenonetetracarboxylic dianhydride with 14% by weight 4-aminophenylsulfone) ・ N-methyl-2-pyrrolidone 32% by weight ・ Diethylene glycol dimethyl ether 46% by weight The mixture of each color was uniformly dissolved by stirring for several hours. Undissolved material was removed by passing through a filter.
【0027】(2)着色塗膜の作製 上記の各着色組成物をそれぞれガラス基板上にスピンコ
ートし、厚さ1μmの塗膜を形成した。各塗膜をホット
プレート上で100℃において90秒間ベークした。次
いで、各塗膜を対流オーブンで250℃において1時間
ベークした。ポリアミック酸は、ポリイミド前駆体であ
り、ベークによりイミド化する。(2) Preparation of Colored Coating Film Each of the above coloring compositions was spin-coated on a glass substrate to form a coating film having a thickness of 1 μm. Each coating was baked on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds. Each coating was then baked in a convection oven at 250 ° C. for 1 hour. Polyamic acid is a polyimide precursor and is imidized by baking.
【0028】(3)膜の評価 分光特性:ミクロカラーアナライザ(東京電色(株)
製TC−1800M)を用いて、CIEの色座標x、
y、及び三刺激値のYを測定した。 コントラスト:着色塗膜付きガラス基板を2枚の偏光
板で挟み、ライトボックス上に置いた。正面輝度を輝度
計(ミノルタ(株)製LS−110)で測定したとき、
輝度(偏光板の偏光方向平行)/輝度(偏光板の偏光方
向直交)をコントラストと定義した。 耐熱性:対流オーブンで230℃で1時間ベークした
とき、その前後の色特性をミクロカラーアナラザで測定
し、色差ΔE(u,v)を計算した。ΔE<3ならば、
合格である。 レーザー加工性:厚さ1μmの着色塗膜をKrFエキ
シマレーザー(縮小倍率10倍、照射強度1J/c
m2)で100μm×300μmのパターンに加工した
ときの肩ダレの大きさを図1のaのように定義する。塗
膜の断面形状は、触針式の表面粗さ計(Sloan社製
DEKTAK)で測定した。結果を表1に示す。(3) Evaluation of film Spectral characteristics: Micro color analyzer (Tokyo Denshoku Co., Ltd.)
TC-1800M), CIE color coordinates x,
y and the tristimulus value Y were measured. Contrast: A glass substrate with a colored coating film was sandwiched between two polarizing plates and placed on a light box. When the front luminance was measured with a luminance meter (LS-110 manufactured by Minolta Co., Ltd.),
Luminance (parallel to the polarization direction of the polarizer) / luminance (perpendicular to the polarization direction of the polarizer) was defined as contrast. Heat resistance: After baking at 230 ° C. for 1 hour in a convection oven, color characteristics before and after the baking were measured by a micro color analyzer, and a color difference ΔE (u, v) was calculated. If ΔE <3,
Passed. Laser workability: A 1 μm thick colored coating film is coated with a KrF excimer laser (reduction magnification 10 times, irradiation intensity 1 J / c)
m 2 ), the size of the shoulder sag when processed into a pattern of 100 μm × 300 μm is defined as shown in FIG. 1A. The cross-sectional shape of the coating film was measured with a stylus type surface roughness meter (DEKTAK manufactured by Sloan). Table 1 shows the results.
【0029】[0029]
【表1】 [Table 1]
【0030】 [実施例2] (1)着色組成物の調製 レッド(R) ・ソルベント・レッド132 6重量% ・ソルベント・イエロー82 7重量% ・テトラエトキシシラン 17重量% ・塩酸水溶液(0.036wt%) 8重量% ・1−ブタノール 62重量% グリーン(G) ・ソルベント・ブルー44 9重量% ・ソルベント・イエロー146 9重量% ・テトラエトキシシラン 16重量% ・塩酸水溶液(0.036wt%) 7重量% ・1−ブタノール 59重量% ブルー(B) ・ソルベント・ブルー44 2重量% ・ソルベント・ブルー49 6重量% ・テトラエトキシシラン 14重量% ・塩酸水溶液(0.036wt%) 7重量% ・1−ブタノール 71重量% 上記各色の混合物を、それぞれ数時間撹拌することによ
って、均一に溶解させた。溶解しない材料は、フィルタ
に通して除去した。Example 2 (1) Preparation of Coloring Composition Red (R) • Solvent Red 132 6% by weight • Solvent Yellow 82 7% by weight • Tetraethoxysilane 17% by weight • Hydrochloric acid aqueous solution (0.036 wt.) 8% by weight ・ 62% by weight of 1-butanol Green (G) ・ Solvent Blue 449% by weight ・ Solvent Yellow 146 9% by weight ・ Tetraethoxysilane 16% by weight ・ Hydrochloric acid aqueous solution (0.036% by weight) 7% -1-butanol 59% by weight Blue (B)-Solvent Blue 44 2% by weight-Solvent Blue 496 6% by weight-Tetraethoxysilane 14% by weight-Hydrochloric acid aqueous solution (0.036wt%) 7% by weight-1- Butanol 71% by weight The mixture of each color described above is stirred for several hours to dissolve uniformly. It was. Undissolved material was removed by passing through a filter.
【0031】(2)着色塗膜の作製 上記の各着色組成物をそれぞれゾル−ゲル法によりガラ
ス化した。すなわち、各着色組成物をそれぞれガラス基
板の上にスピンコートし、厚さ1μmの塗膜を形成し
た。各塗膜をホットプレート上で100℃において90
秒間ベークした。次いで、各塗膜を対流オーブンで24
0℃において1時間ベークすることにより焼成硬化し
た。膜の評価結果を表2に示す。(2) Preparation of Colored Film Each of the above colored compositions was vitrified by a sol-gel method. That is, each coloring composition was spin-coated on a glass substrate to form a coating film having a thickness of 1 μm. Each coating was placed on a hot plate at 100 ° C for 90
Bake for 2 seconds. Each coating was then placed in a convection oven for 24 hours.
It was baked and hardened by baking at 0 ° C. for 1 hour. Table 2 shows the evaluation results of the films.
【0032】[0032]
【表2】 [Table 2]
【0033】[実施例3] (1)カラーフィルターの作製 10cm角の無アルカリガラス基板上に、第1色目とし
て実施例1の着色組成物Bを用いて、塗膜を形成した。
このとき、乾燥塗膜の膜厚は、1.01μmであった。
得られたBの着色塗膜に、KrFのエキシマレーザー
〔L5837:浜松ホトニクス(株)〕を着色画素とな
る領域以外の部分に照射し、被照射部分を蒸散させ、B
の着色画素を形成した。このとき、レーザー光のフォト
マスクのパターンを縮小光学系により10分の1に縮小
し、XYステージにより基板を移動させながらレーザー
光を照射することにより、Bの100×300μmの画
素を形成した。このときのレーザーのエネルギー密度
は、1J/cm2であった。次に、実施例1の着色組成
物GをこのBの画素が形成されている基板の上からBよ
りも薄くなるような塗布条件で塗布し、Gの塗膜を得
た。このとき、Gの塗膜厚さは、基板上では0.8μm
で、Bの画素上では0.5μmであった。すなわち、B
とGの2層の膜厚が1.51μmであることが分かっ
た。予め、基板上のGの塗膜を1ショットで蒸散する強
さのレーザーパワーにおけるBの塗膜の単位パルス当た
りの蒸散する深さ、すなわちエッチレートを測定したと
ころ、Gは0.8μm/パルスであるのに対し、Bは
0.56μm/パルスであった。1ショットで基板上の
不要なGを蒸散させるようにレーザー光の強度を調節し
て、XYステージを移動しながら、Gの画素が形成され
る領域以外の部分に1ショットずつ照射し、基板全体に
Gの100×300μmの画素を形成した。このとき画
素の厚みは、G、Bともに0.8μmであった。Example 3 (1) Production of Color Filter A coating film was formed on a 10 cm square alkali-free glass substrate using the coloring composition B of Example 1 as a first color.
At this time, the thickness of the dried coating film was 1.01 μm.
The obtained colored coating film of B is irradiated with a KrF excimer laser [L5837: Hamamatsu Photonics Co., Ltd.] to a portion other than the region to be a colored pixel, and the irradiated portion evaporates.
Of colored pixels were formed. At this time, a 100 × 300 μm B pixel was formed by reducing the pattern of the photomask of laser light to one-tenth by the reduction optical system and irradiating the laser light while moving the substrate by the XY stage. The energy density of the laser at this time was 1 J / cm 2 . Next, the coloring composition G of Example 1 was applied from above the substrate on which the pixels of B were formed under application conditions such that the thickness was smaller than that of B, thereby obtaining a coating film of G. At this time, the film thickness of G was 0.8 μm on the substrate.
Thus, it was 0.5 μm on the B pixel. That is, B
And G were found to have a thickness of 1.51 μm. The vaporization depth per unit pulse of the coating film of B at a laser power of the intensity to evaporate the coating film of G on the substrate in one shot, that is, the etch rate was previously measured, and G was 0.8 μm / pulse. B was 0.56 μm / pulse. Adjusting the intensity of the laser beam so that unnecessary G on the substrate evaporates in one shot, and moving the XY stage, irradiate one shot at a time to a part other than the area where the G pixels are formed, and Then, a 100 × 300 μm G pixel was formed. At this time, the thickness of the pixel was 0.8 μm for both G and B.
【0034】最後に、実施例1の着色組成物RをGと同
様の条件で形成した。このとき、Rの塗膜厚さは、基板
上では0.8μmで、B及びGの塗膜上ではいずれも
0.5μmであった。すなわち、BとRの2層およびG
とRの2層ともに1.3μmであることが分かった。1
ショットで不要なRを蒸散させるようにレーザー光の強
度を調節して、XYステージを移動しながら、Rの画素
が形成される領域以外の部分に1ショットずつ照射し、
基板全体にRの100×300μmの画素を形成した。
このようにして作製したカラーフィルタの各画素厚み
は、R、G、Bともに、0.8μmであった。このと
き、着色画素の肩ダレも小さく、表示品質に影響は無か
った。Finally, the coloring composition R of Example 1 was formed under the same conditions as for G. At this time, the thickness of the R coating film was 0.8 μm on the substrate, and 0.5 μm on both the B and G coating films. That is, two layers of B and R and G
And R were both 1.3 μm. 1
By adjusting the intensity of the laser beam so as to evaporate unnecessary R in the shot, and moving the XY stage, irradiate one shot at a time to a portion other than the region where the R pixel is formed,
R 100 × 300 μm pixels were formed on the entire substrate.
The thickness of each pixel of the color filter thus manufactured was 0.8 μm for each of R, G, and B. At this time, the shoulder droop of the colored pixel was small, and the display quality was not affected.
【0035】[比較例1] (1)膜の評価 従来公知の市販の着色組成物〔積水ファインケミカル
(株)製RW−301(R、G、B)〕の各色をそれぞ
れガラス基板の上にスピンコートし、厚さ1μmの塗膜
を形成した。各塗膜をホットプレート上で80℃におい
て60秒間ベークした。次いで、各塗膜を対流オーブン
で150℃において30分ベークすることにより硬化し
た。膜の評価結果を表3に示す。Comparative Example 1 (1) Evaluation of Film Each color of a conventionally known commercially available colored composition [RW-301 (R, G, B) manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.] was spun on a glass substrate. Coating was performed to form a coating film having a thickness of 1 μm. Each coating was baked on a hot plate at 80 ° C. for 60 seconds. Each coating was then cured by baking in a convection oven at 150 ° C. for 30 minutes. Table 3 shows the evaluation results of the films.
【0036】[0036]
【表3】 [Table 3]
【0037】(2)カラーフィルタの作製 上記の各着色組成物を用いて、実施例3と同様にしてカ
ラーフィルタを作製したが、各着色画素の肩ダレのた
め、画面全体での表示コントラストが低下した。すなわ
ち、画面を明るくすると全体が白っぽく、暗くすると全
体が黒っぽくなった。(2) Production of Color Filter A color filter was produced in the same manner as in Example 3 using each of the coloring compositions described above. Dropped. That is, when the screen was made brighter, the whole became whitish, and when it became darker, the whole became blackish.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果を奏することができる。 (1)着色画素形成工程がドライプロセスであるため、
フォトレジスト法のように廃液処理を必要としない。ま
た、ウェットプロセスにおける不純物の混入もなく、画
素欠陥を少なくすることが可能となる。その結果、カラ
ーフィルタの歩留まりを向上することができる。 (2)着色組成物に感光性が不要なので、廉価である。 (3)分光特性、コントラスト、耐熱性に優れたカラー
フィルタを作製することができ、さらには、レーザー加
工による着色画素の肩ダレを極めて小さくすることが可
能なことから、表示品質の良い液晶表示装置を提供する
ことができる。According to the present invention, the following remarkable effects can be obtained. (1) Since the colored pixel forming process is a dry process,
No waste liquid treatment is required unlike the photoresist method. In addition, it is possible to reduce pixel defects without mixing impurities in the wet process. As a result, the yield of the color filters can be improved. (2) The coloring composition is inexpensive because it does not require photosensitivity. (3) A color filter having excellent spectral characteristics, contrast, and heat resistance can be manufactured, and furthermore, shoulder droop of colored pixels due to laser processing can be extremely reduced, so that a liquid crystal display with good display quality can be obtained. An apparatus can be provided.
【図1】レーザー加工法により形成された着色画素の形
状を表した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a shape of a colored pixel formed by a laser processing method.
【図2】レーザー加工法によるカラーフィルタの製造工
程の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a color filter manufacturing process by a laser processing method.
a:着色画素の肩ダレの大きさ 1:基板 2:第1色目着色塗膜 3:レーザー光 4:フォトマスク 5:第1色目画素 6:第2色目着色塗膜(基板上) 61:第2色目着色塗膜(画素上) 7:第2色目画素 8:第3色目着色塗膜(基板上) 81:第3色目着色塗膜(画素上) 9:第3色目画素 a: Size of shoulder dripping of colored pixel 1: Substrate 2: First color coloring film 3: Laser light 4: Photomask 5: First color pixel 6: Second color coloring film (on substrate) 61: First color Second color paint film (on pixel) 7: Second color pixel 8: Third color paint film (on substrate) 81: Third color paint film (on pixel) 9: Third color pixel
Claims (3)
分として含有するカラーフィルタ用着色組成物におい
て、着色剤が染料であり、かつ、バインダーが200℃
以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダーであること
を特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。1. A color filter coloring composition containing a colorant, a binder and a solvent as essential components, wherein the colorant is a dye and the binder is at 200 ° C.
A coloring composition for a color filter, which is a thermosetting binder having the above curing temperature.
塗膜がパターン状に形成されているカラーフィルタにお
いて、各着色塗膜が、染料、200℃以上の硬化温度を
有する熱硬化性バインダー、及び溶媒を必須成分として
含有する着色組成物を用いて形成されたものであること
を特徴とするカラーフィルタ。2. A color filter in which a plurality of colored films having different hues are formed in a pattern on a transparent substrate, wherein each of the colored films is a dye, a thermosetting binder having a curing temperature of 200 ° C. or more. And a color filter formed using a coloring composition containing a solvent as an essential component.
成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第1
色目の着色画素となる領域以外の部分に照射して、被照
射部分の塗膜を蒸散させることにより、第1色目の着色
画素を形成する工程、(B)第1色目の着色画素を含む
基板全面に、第2色目の着色組成物からなる塗膜を形成
し、次いで、レーザー光を第2色目の着色画素となる領
域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散させ
ることにより、第2色目の着色画素を形成し、その際、
レーザー光の出力を制御して、第1色目の着色画素を残
して、その上に被覆された第2色目の塗膜を蒸散させる
工程、及び(C)必要に応じて、前記工程(B)と同様
の工程により、第3色目以降の必要色数の着色画素を形
成する工程の各工程を含む、少なくとも2色の着色画素
がパターン状に形成されたカラーフィルタの製造方法に
おいて、各色の着色組成物として、染料、200℃以上
の硬化温度を有する熱硬化性バインダー、及び溶媒を必
須成分として含有する着色組成物を用いることを特徴と
するカラーフィルタの製造方法。(A) forming a coating film comprising a first-colored composition on a transparent substrate;
A step of forming a first color pixel by irradiating a portion other than a region to be a color pixel to evaporate a coating film of a portion to be irradiated, and (B) a substrate including the first color pixel Forming a coating film of the second color composition on the entire surface, and then irradiating the laser light to a portion other than the region serving as the second color pixel to evaporate the coating film of the irradiated portion. Thereby, a colored pixel of the second color is formed.
A step of controlling the output of the laser beam to evaporate the coating film of the second color coated thereon while leaving the colored pixel of the first color; and (C) optionally, the step (B) In the method for manufacturing a color filter in which at least two colored pixels are formed in a pattern, the method includes the steps of forming colored pixels of a required number of colors from the third color onward by the same steps as described above. A method for producing a color filter, comprising using a coloring composition containing a dye, a thermosetting binder having a curing temperature of 200 ° C. or higher, and a solvent as essential components.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032997A JPH10274709A (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Coloring composition for color filter, color filter, and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8032997A JPH10274709A (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Coloring composition for color filter, color filter, and method for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10274709A true JPH10274709A (en) | 1998-10-13 |
Family
ID=13715225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8032997A Pending JPH10274709A (en) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | Coloring composition for color filter, color filter, and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10274709A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011093955A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Toppan Printing Co Ltd | Dye-containing coloring composition for color filter, color filter and method for producing the same, liquid crystal display device and organic el display equipped with the same |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8032997A patent/JPH10274709A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011093955A (en) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Toppan Printing Co Ltd | Dye-containing coloring composition for color filter, color filter and method for producing the same, liquid crystal display device and organic el display equipped with the same |
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