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JPH06100685B2 - Color filter and manufacturing method thereof - Google Patents
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JPH06100685B2 - Color filter and manufacturing method thereof - Google Patents

Color filter and manufacturing method thereof

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JPH06100685B2
JPH06100685B2 JP19117788A JP19117788A JPH06100685B2 JP H06100685 B2 JPH06100685 B2 JP H06100685B2 JP 19117788 A JP19117788 A JP 19117788A JP 19117788 A JP19117788 A JP 19117788A JP H06100685 B2 JPH06100685 B2 JP H06100685B2
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JP
Japan
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film layer
inorganic active
polymer material
color filter
active film
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JP19117788A
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典理 礒田
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Nissha Printing Co Ltd
Original Assignee
Nissha Printing Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、液晶表示装置などの各種表示装置に用いら
れるカラーフィルターとその製造方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、表面強度と平滑性が高く、精度の
優れたカラーフィルターとそれを効率よくかつ経済的に
製造する方法に関するものである。
The present invention relates to a color filter used in various display devices such as a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more specifically, a color filter having high surface strength and smoothness, excellent accuracy, and an efficient method thereof. It relates to an economical manufacturing method.

【従来の技術】[Prior art]

従来のカラーフィルターとその製造方法として、次のよ
うなものがあった。 (a)透明基板上に設けられた染色性に優れた高分子膜
を、フォトリソグラフィー法により高分子膜をパターン
化して残し、それを染色したもの。 (b)透明基板上に設けられた染色性に優れた同一の高
分子膜を部分的に色分け染色したもの。 (c)透明基板上に設けられた無機活性膜層をフォトリ
ソグラフィー法により部分的に色分け染色したもの。 ここで言うフォトリソグラフィー法とは所要画像を持つ
加工用原板をつくり、この原板とフォトレジストおよび
光を用いて被加工物上にレジスト画像を形成させる方法
である。
The conventional color filter and its manufacturing method are as follows. (A) A polymer film, which is provided on a transparent substrate and has excellent dyeability, is patterned by a photolithography method and left, and then dyed. (B) The same polymer film provided on a transparent substrate and having excellent dyeability, which is partially color-coded and dyed. (C) An inorganic active film layer provided on a transparent substrate, which is partially color-coded and dyed by a photolithography method. The photolithography method here is a method of forming a processing original plate having a required image and forming a resist image on a workpiece by using the original plate, photoresist, and light.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

しかし、上記したカラーフィルターとその製造方法に
は、それぞれ次のような課題があった。 つまり、(a)におけるカラーフィルターは、表面がパ
ターン化された高分子の膜であるため膜の厚み分だけの
凹凸が生じ、また高分子の物性上、硬度の優れた無機活
性膜に比べると強度がはるかに劣る。 また、(b)においては色分け染色したカラーフィルタ
ーは平滑性には優れるものの染料が高分子膜の厚み方向
だけでなく、横方向にも浸透しやすいのでブリード(に
じみ)やマイグレイションが発生する。また、(a)と
同様に高分子の物性上、強度が劣る。 また、(c)においては、フォトリソグラフィー法を行
う工程においてフォトレジストが活性膜層の微細孔中に
含浸してしまい、不要なレジストの除去に手間がかか
り、除去の仕方があまいとフォトレジストの残留分が不
純物となって色純度の低下や濃度不足や染色ムラのある
カラーフィルターとなる。 そこで、この発明では、上記の課題を解決することを目
的としている。
However, the above-mentioned color filter and the manufacturing method thereof have the following problems, respectively. That is, since the color filter in (a) is a polymer film having a patterned surface, unevenness corresponding to the thickness of the film is generated, and in comparison with an inorganic active film having excellent hardness due to the physical properties of the polymer. Much less strong. Further, in (b), although the color filter dyed by color is excellent in smoothness, the dye easily penetrates not only in the thickness direction of the polymer film but also in the lateral direction, so that bleeding and migration occur. Further, as in the case of (a), the strength of the polymer is poor due to its physical properties. Further, in (c), the photoresist is impregnated into the fine pores of the active film layer in the step of performing the photolithography method, and it takes time and effort to remove unnecessary resist. The residual component becomes an impurity, resulting in a color filter with reduced color purity, insufficient density, and uneven dyeing. Then, this invention aims at solving the said subject.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この発明は、以上の目的を達成するために、次のように
構成した。すなわち、この発明のカラーフィルターは、
透明基板上に、微細孔に高分子材料を含浸させた無機活
性膜層が設けられ、その高分子材料と無機活性膜層の両
方もしくは高分子材料のみがフォトリソグラフィー法に
より所望のパターン形状に染色されたものであることを
特徴としている。 また、そのカラーフィルターを製造する方法は次の工程
を有することを特徴としている。 (a)透明基板上に無機活性膜層を形成する工程。 (b)前記無機活性膜層の微細孔中に染色性に優れた高
分子材料を含浸させる工程。 (c)前記高分子材料と無機活性膜層の両方もしくは高
分子材料のみをフォトリソグラフィー法を用いて、パタ
ーン形状に染色し、最後にフォトリソグラフィー法によ
って生じたレジスト画像を剥離除去する工程。 以下、この発明を図面を参照しながら詳細に説明する。 この発明のカラーフィルターの一実施例を示す模式的な
断面図を第1図、第2図に示してある。つまり透明基板
1と、その上に形成された無機活性膜層2と、この無機
活性膜層2の多数の微細孔内に含有されパターン形状に
染色された高分子材料3と、パターン形状に染色された
カラーパターンとカラーパターンとの間隙を遮光するた
めのブラックマスク4と、無機活性膜層2上のオーバー
コート層5が示されている。 つぎに、この発明のカラーフィルターの製造方法を示し
ていく。 まず、透明基板1上に無機活性膜層2を形成する(第3
図(a)参照)。 透明基板1は、液晶ディスプレイなどの各種表示装置に
用いられるものでよく、その表面に無機活性膜層2が形
成可能な耐熱性の材料を用いる。たとえば、ガラス板ま
たは合成樹脂板や合成樹脂フィルムなどが用いられる
が、ソーダライムガラス、ボロンシリケートガラス、バ
リウムホウケイ酸ガラスなどのガラス板が好適である。 次に、前記透明基板1上に、活性アルミナや活性シリカ
あるいは両者の混合物などの金属無機酸化物よりなる多
数の微細孔を有する透明な無機活性膜層2を形成する。 この透明基板1上に、無機活性膜層2を形成する方法と
しては、以下に示すゾルゲル法の利用が適している。す
なわち、一般式M(OR1)m(OR2)nXpYq…I(ただ
し、I式中、Mはマグネシウム・カルシウム・ジルコニ
ウム・チタニウム・ハフニウム・ゲルマニウム・イット
リウム・アルミニウム・ガリウム・スズ・ケイ素からな
る群より選ばれた少なくとも一つの元素を示す。R1およ
びR2はそれぞれ水素原子・アルキル基・アシル基を示
し、それらは同一であっても異なっていてもよい。X・
Yはそれぞれ水素原子・塩素原子または水酸基を示し、
それらは同一であっても異なっていてもよい。m・n・
p・qは0〜8の整数でありかつm+n+p+qはMの
原子価に等しい。)で表わされる化合物の水性液を加水
分解し、さらに解膠して得たゾルを透明基板1に塗布
し、焼成することにより得られるものである。一般式I
で示される化合物の例としては、テトラエチルシリケー
ト・アルミニウムトリイソプロポキシド・チタンテトラ
ブトキシド・ジルコニウムテトラブトキシドあるいはこ
れらの部分加水分解物などがある。また、水性液は必要
量の水、および塩酸・硫酸・硝酸・酢酸などの加水分解
の触媒、およびアルコールを含むものである。このゾル
を透明基板1上に塗布する方法には、バーコーティング
法・ロールコーティング法・スピンナーコーティング法
・ディッピング法などの方法がある。上記したようなゾ
ルを透明基板1上に塗布したのち乾燥し、300〜600℃の
温度で焼成することにより無機活性膜層2を得ることが
できる。無機活性膜層2の厚さは、1〜20μm程度とす
るとよい。 また、スパッタリング法や蒸着法により、透明基板上に
設けたアルミニウム薄膜を陽極酸化することにより得ら
れる酸化アルミニウムを使用することも可能である。 このようにしてできた無機活性膜層2は表面に多数の微
細孔を有しており、この微細孔中に染色性に優れた高分
子材料3を含浸させる(第3図(b)参照)。 この高分子材料3としては、ゼラチン、グリュー、カゼ
イン、ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドンなどの染色性に優れた高分子材料3を用いる。 この高分子材料3を無機活性膜層2の微細孔中に含浸さ
せる方法としては、印刷法、スプレー法、ディッピング
法、手描き法、インキジェット法、スピナー法、ロール
コート法等により無機活性膜上に膜状に設け、その後、
表面を洗浄し、微細孔中にのみ高分子材料3を含浸さ
せ、その後、乾燥する。 このようにして、高分子材料3がその微細孔中に含有さ
れた無機活性膜層2を得て、それを以下に示すフォトリ
ソグラフィー法によって設けられるレジスト画像により
パターン形状に染色する(第3図(c)参照)。 まず、カラーフィルターの用途に応じて設計された所要
の画像パターンをもつ加工用原板を作る。高分子材料3
が含有された無機活性膜層2上にフォトレジストをディ
ッピング法、スプレー法、ロールコート法などにより全
面コーティングし、乾燥させてから、前記加工用原板を
用いてカラーフィルターのパターンを露光し現像するこ
とによりフォトレジストをパターン化し、レジスト画像
を形成する。 次に、前記レジスト画像でマスクされていない部分をデ
ィッピング法、スプレー法、印刷法、塗布法など適宜の
方法により、酸性染料、酸性媒染染料、アルミニウム用
染料、直接染料または油溶性染料でまず一色目の染色を
した後、マスクとなっていたレジスト画像を剥離除去す
る。 二色目以後もこのようにフォトレジストのパターン化、
染色、フォトレジスト除去の工程を必要回数行なえば、
赤,緑,青など多色よりなるカラーフィルターとなる。 パターン形状染色部を得る方法として、上記した以外に
次に示すように、高分子材料3を含浸させた無機活性膜
層2上ににまず全面に一色目を染色し(第4図(c)参
照)、その色が必要な部分上にレジスト画像を形成し、
不要な部分を硝酸や硫酸または次亜鉛素酸ナトリウムな
どの脱色剤で脱色し(第4図(d)参照)、その脱色し
た部分全面に二色目を染色し、その色が必要な部分上に
レジスト画像形成し(第4図(e)参照)、脱色の各工
程を必要回数繰り返した後最後にレジスト画像を除去す
る方法もある(第4図参照)。 上記した方法により得られたパターン形状に染色された
無機活性膜層2上にさらに、必要に応じて、カラーフィ
ルターとしてのコントラストをあげるためのブラックマ
スク4をカラーパターンとカラーパターンとの間隙等必
要な部分に設ける(第3図(d)参照)。 その形成方法としては、無電解メッキ法あるいはPVD法
(蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
等)により金属膜を設けてエッチングする方法等により
設けるか(第1図参照)、あるいは、フォトリソグラフ
ィー法によりパターン化して染色して黒色部を設けてそ
れをブラックマスク4とする方法もある(第2図参
照)。 なお、このブラックマスク4は、無機活性膜層2に高分
子材料3を含浸させる前にカラーパターンを必要としな
い部分に設けもよいし、あるいは、無機活性膜層2の微
細孔中に高分子材料3を含浸させた後、カラーパターン
の染色を行なう前にカラーパターンを必要としない部分
に設けてもよい。 また、染料の飛散、散逸、湿度による退色等を防止する
ために、カラーパターンが染色された無機活性膜層2上
に、必要によりオーバーコート層5を設けることもでき
る。 オーバーコート層5の材料としては、アクリル系樹脂、
メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、不
飽和ポリエステル系樹脂、イソシアネート系樹脂、ポリ
イミド、ポリシロキサンまたは、紫外線硬化性樹脂など
の硬質で透明性に優れた樹脂を用いることができる。ま
た、ケイ酸リチウムやケイ酸ナトリウムなどの無機材料
をコートしてもよい。
The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, the color filter of the present invention is
An inorganic active film layer with fine pores impregnated with a polymer material is provided on a transparent substrate, and both the polymer material and the inorganic active film layer or only the polymer material is dyed into a desired pattern shape by photolithography. It is characterized by being The method for producing the color filter is characterized by having the following steps. (A) A step of forming an inorganic active film layer on a transparent substrate. (B) A step of impregnating the fine pores of the inorganic active film layer with a polymer material having excellent dyeability. (C) A step of dyeing both the polymer material and the inorganic active film layer or only the polymer material into a pattern shape using a photolithography method, and finally peeling and removing a resist image generated by the photolithography method. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A schematic sectional view showing an embodiment of the color filter of the present invention is shown in FIGS. That is, the transparent substrate 1, the inorganic active film layer 2 formed thereon, the polymeric material 3 contained in a large number of fine pores of the inorganic active film layer 2 and dyed in a pattern shape, and the dyed in a pattern shape. The black mask 4 for shielding the gap between the formed color patterns and the color pattern and the overcoat layer 5 on the inorganic active film layer 2 are shown. Next, a method for manufacturing the color filter of the present invention will be described. First, the inorganic active film layer 2 is formed on the transparent substrate 1 (third embodiment).
(See FIG. (A)). The transparent substrate 1 may be used in various display devices such as a liquid crystal display, and is made of a heat resistant material capable of forming the inorganic active film layer 2 on the surface thereof. For example, a glass plate, a synthetic resin plate, a synthetic resin film, or the like is used, but a glass plate such as soda lime glass, boron silicate glass, or barium borosilicate glass is preferable. Next, on the transparent substrate 1, a transparent inorganic active film layer 2 having a large number of fine pores made of a metal inorganic oxide such as activated alumina, activated silica or a mixture of both is formed. As a method of forming the inorganic active film layer 2 on the transparent substrate 1, the use of the sol-gel method shown below is suitable. That is, the general formula M (OR1) m (OR2) nXpYq ... I (wherein M is selected from the group consisting of magnesium, calcium, zirconium, titanium, hafnium, germanium, yttrium, aluminum, gallium, tin, and silicon) R1 and R2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group, which may be the same or different.
Y represents a hydrogen atom, a chlorine atom or a hydroxyl group,
They may be the same or different. m ・ n ・
p · q is an integer of 0 to 8 and m + n + p + q is equal to the valence of M. ) Is obtained by hydrolyzing an aqueous solution of the compound represented by the formula (1) and then peptizing the obtained sol, and applying the sol to the transparent substrate 1 and baking. General formula I
Examples of the compound represented by are: tetraethyl silicate / aluminum triisopropoxide / titanium tetrabutoxide / zirconium tetrabutoxide or a partial hydrolyzate thereof. The aqueous liquid contains a necessary amount of water, a hydrolysis catalyst such as hydrochloric acid / sulfuric acid / nitric acid / acetic acid, and an alcohol. As a method of applying this sol on the transparent substrate 1, there are methods such as a bar coating method, a roll coating method, a spinner coating method and a dipping method. The inorganic active film layer 2 can be obtained by applying the sol as described above on the transparent substrate 1, drying it, and baking it at a temperature of 300 to 600 ° C. The thickness of the inorganic active film layer 2 is preferably about 1 to 20 μm. Further, it is also possible to use aluminum oxide obtained by anodizing an aluminum thin film provided on a transparent substrate by a sputtering method or a vapor deposition method. The inorganic active membrane layer 2 thus formed has a large number of fine pores on its surface, and the fine pores are impregnated with the polymer material 3 having excellent dyeability (see FIG. 3 (b)). . As the polymer material 3, a polymer material 3 having excellent dyeability such as gelatin, glue, casein, nylon, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone is used. As a method for impregnating the fine pores of the inorganic active film layer 2 with the polymer material 3, a printing method, a spray method, a dipping method, a hand-drawing method, an ink jet method, a spinner method, a roll coating method, or the like can be used. In a film on the
The surface is washed, and the polymer material 3 is impregnated only in the fine pores, and then dried. In this way, the inorganic active film layer 2 in which the polymer material 3 is contained in the micropores is obtained, and the inorganic active film layer 2 is dyed into a pattern shape by a resist image provided by the photolithography method shown below (FIG. 3). (See (c)). First, a processing original plate having a required image pattern designed according to the use of the color filter is made. Polymer material 3
A photoresist is coated on the whole surface of the inorganic active film layer 2 in which is contained by a dipping method, a spray method, a roll coating method or the like and dried, and then a pattern of a color filter is exposed and developed using the processing original plate. This patterns the photoresist and forms a resist image. Next, the unmasked portion of the resist image is firstly treated with an acid dye, an acid mordant dye, a dye for aluminum, a direct dye or an oil-soluble dye by an appropriate method such as a dipping method, a spray method, a printing method or a coating method. After dyeing the color, the resist image that has been the mask is peeled off. Even after the second color, patterning the photoresist like this,
If you perform the steps of dyeing and photoresist removal as many times as necessary,
The color filter consists of multiple colors such as red, green, and blue. As a method for obtaining the pattern-shaped dyed portion, as described below in addition to the above, first, the first surface is dyed on the entire surface of the inorganic active film layer 2 impregnated with the polymer material 3 (FIG. 4 (c)). Form a resist image on the area where the color is required,
Unnecessary parts are decolorized with a decolorizing agent such as nitric acid, sulfuric acid, or sodium hypozincate (see FIG. 4 (d)), and a second color is dyed on the entire surface of the decolorized parts. There is also a method of forming a resist image (see FIG. 4 (e)), repeating each step of decolorization a required number of times, and finally removing the resist image (see FIG. 4). On the inorganic active film layer 2 dyed in the pattern shape obtained by the above method, a black mask 4 for increasing the contrast as a color filter may be provided, if necessary, such as a gap between the color patterns. It is provided at a different portion (see FIG. 3 (d)). The formation method is as follows: electroless plating method or PVD method (evaporation method, sputtering method, ion plating method, etc.) and a method of forming a metal film and etching (see FIG. 1), or photolithography. There is also a method of patterning and dyeing by a method to form a black portion and using it as the black mask 4 (see FIG. 2). The black mask 4 may be provided in a portion where a color pattern is not required before the inorganic active film layer 2 is impregnated with the polymer material 3, or the polymer may be provided in the fine pores of the inorganic active film layer 2. After impregnating the material 3, before the dyeing of the color pattern, the color pattern may be provided in a portion where the color pattern is not required. Further, an overcoat layer 5 may be provided on the inorganic active film layer 2 dyed with a color pattern, if necessary, in order to prevent the dye from scattering, dissipating, and fading due to humidity. The material of the overcoat layer 5 is an acrylic resin,
A hard and highly transparent resin such as a melamine resin, an epoxy resin, a silicon resin, an unsaturated polyester resin, an isocyanate resin, a polyimide, a polysiloxane, or an ultraviolet curable resin can be used. Further, an inorganic material such as lithium silicate or sodium silicate may be coated.

【実施例】【Example】

まず、厚さ1.1mmの透明なガラス基板上に、ゾルゲル法
により厚さ5〜10μmの活性アルミナ膜層を形成する。 次に、染色性に優れた高分子材料の10%−ゼラチン水溶
液中に活性アルミナ膜層を有するガラス基板を10分間浸
漬した後、水洗し80℃の雰囲気中で30分間乾燥して、ゼ
ラチンを活性アルミナ膜層中の微細孔中に含浸させた。 次いで、フォトレジストOMR−85(東京応化社製)を活
性アルミナ膜層全面に設け、その上に青色のパターンの
加工用原板を重ね合わせ、上から露光し青色パターンの
ネガパターンのレジスト画像を形成する。そして、青色
染料Sanodal Blue G(サンド社製)浴に浴温約60℃にて
約10分間浸漬し、高分子材料が含浸された活性アルミナ
膜層のレジスト画像でおおわれていない部分を染色し、
水洗後乾燥した。次いでフォトレジストをレジストをト
リクレンで剥離した。 続いて、フォトレジストOMR−85をアルミナ膜層上に全
面に設け、上記青色パターンを設けたときと同様に緑色
のパターンの加工用原板を用意し、フォトレジストをパ
ターン化し、緑色染料Aluminium Green LWN(サンド社
製)浴に浴温約40℃にて約10分間浸漬し、高分子材料が
含浸されたアルミナ膜層のレジスト画像で覆われていな
い部分を染色し、水洗後乾燥した。次いでフォトレジス
トをトリクレンで剥離した。 続いて、上記同様フォトリソグラフィー法により赤色パ
ターンのネガパターンレジスト画像を形成し赤色染料Al
uminium Red GWN(サンド社製)浴に浴温約40℃にて約1
0分間浸漬し、高分子材料が含浸されたアルミナ膜層の
レジスト画像でおおわれていない部分を染色し、水洗後
乾燥した。次いでフォトレジストをトリクレンで剥離し
た。 次にR,G,Bの必要な部分にレジストが残るように設計さ
れたフォトマスクを用いてレジストをパターン化した
後、黒色染料TacBlack−SLH(奥野製薬工業社製)中に
浴温40℃にて約30分間浸漬し、レジスト画像で覆われて
いない部分を黒色に染色した後水洗、乾燥した。次い
で、レジスト画像をトリクレンで剥離除去した そして、熱硬化性メラミン樹脂を厚さ0.5〜1.0μmでコ
ーティングしてオーバーコート層を形成してカラーフィ
ルターを完成した。 実施例2 厚さ1.1mmの透明ガラス基板上に、ゾルゲル法により厚
さ5〜10μmのアルミナ膜層を形成した。 次に、染色性に優れた高分子材料の10%−ゼラチン水溶
液中にアルミナ膜層を有するガラス基板を10分間浸漬し
た後、水洗し80℃の雰囲気中で30分間乾燥して、ゼラチ
ンをアルミナ膜層中の微細孔中に含浸させた。 この高分子材料が含浸されたアルミナ膜層を有するガラ
ス基板を青色染料Sanodal Blue G(サンド社製)浴に浴
温約60℃にて約10分間浸漬し、アルミナ膜層の全面を青
色に染色し、水洗後乾燥した。 次いで、フォトレジストOMR−85(東京応化社製)をア
ルミナ膜層上に全面に設け、その上に青色のパターンの
加工用原板を重ね合わせ、上から露光し青色パターンの
ポジパターンのレジスト画像を形成する。 次いで、30%硝酸に室温で30秒浸漬し、アルミナ膜層の
レジスト画像で覆われていない部分の青色染料を脱色し
た。 続いて、緑色染料Aluminium Green LWN(サンド社製)
浴に浴温約40℃にて約10分間浸漬し、アルミナ膜層の脱
色した部分を緑色に染色し、水洗・乾燥した。 次いで、レジスト画像を赤色に染色する部分以外に形成
し、30%硝酸に室温で30秒浸漬し、アルミナ膜層のレジ
スト画像で覆われていない部分の緑色染料を脱色した。 続いて、赤色染料Aluminium Red GWN(サンド社製)浴
に浴温約約40℃にて約10分間浸漬し、アルミナ膜層の脱
色した部分を赤色に染色し、水洗後乾燥した。 次いで、残っていたフォトレジストをトリクレンで剥離
した後、熱硬化性メラミン樹脂を厚さ0.5〜1.0μmでコ
ーティングしてオーバーコート層を形成してカラーフィ
ルターを完成した。
First, an active alumina film layer having a thickness of 5 to 10 μm is formed by a sol-gel method on a transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm. Next, after immersing the glass substrate having the activated alumina film layer in a 10% gelatin aqueous solution of a polymer material excellent in dyeability for 10 minutes, washing it with water and drying it in an atmosphere of 80 ° C for 30 minutes to remove gelatin. It was impregnated into the micropores in the activated alumina membrane layer. Next, a photoresist OMR-85 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is provided on the entire surface of the activated alumina film layer, a processing original plate having a blue pattern is superposed thereon, and exposed from above to form a resist image having a negative pattern of a blue pattern. To do. Then, it is immersed in a blue dye Sanodal Blue G (manufactured by Sand Co.) for about 10 minutes at a bath temperature of about 60 ° C. to stain a portion of the activated alumina film layer impregnated with the polymer material, which is not covered with the resist image,
It was washed with water and dried. Then, the photoresist was stripped with trichlene. Subsequently, a photoresist OMR-85 is provided on the entire surface of the alumina film layer, and a processing original plate having a green pattern is prepared in the same manner as when the blue pattern is provided, the photoresist is patterned, and the green dye Aluminum Green LWN A bath (manufactured by Sand Co.) was immersed in a bath at a bath temperature of about 40 ° C. for about 10 minutes to dye a portion of the alumina film layer impregnated with the polymer material, which was not covered with the resist image, washed with water and dried. The photoresist was then stripped with trichlene. Then, a negative pattern resist image of a red pattern is formed by the photolithography method in the same manner as above, and a red dye Al is formed.
uminium Red GWN (manufactured by Sando Co.) bath at a bath temperature of approximately 40 ° C approximately 1
After soaking for 0 minute, a portion of the alumina film layer impregnated with the polymer material, which was not covered with the resist image, was dyed, washed with water and dried. The photoresist was then stripped with trichlene. Next, after patterning the resist using a photomask designed so that the resist remains in the required portions of R, G, B, the bath temperature was 40 ° C in black dye TacBlack-SLH (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.). Was soaked for about 30 minutes, and the portion not covered with the resist image was dyed black, washed with water and dried. Then, the resist image was peeled off and removed with trichlene, and a thermosetting melamine resin was coated to a thickness of 0.5 to 1.0 μm to form an overcoat layer, thereby completing a color filter. Example 2 An alumina film layer having a thickness of 5 to 10 μm was formed by a sol-gel method on a transparent glass substrate having a thickness of 1.1 mm. Next, a glass substrate having an alumina film layer was immersed in a 10% gelatin aqueous solution of a polymer material excellent in dyeability for 10 minutes, washed with water, and dried in an atmosphere of 80 ° C for 30 minutes to convert gelatin into alumina. The micropores in the membrane layer were impregnated. A glass substrate having an alumina film layer impregnated with this polymer material is immersed in a blue dye Sanodal Blue G (manufactured by Sand Co.) for about 10 minutes at a bath temperature of about 60 ° C to dye the entire surface of the alumina film layer blue. It was washed with water and dried. Next, a photoresist OMR-85 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is provided on the entire surface of the alumina film layer, a processing original plate of a blue pattern is superposed on it, and exposed from above to form a resist image of a positive pattern of a blue pattern. Form. Then, it was immersed in 30% nitric acid at room temperature for 30 seconds to decolorize the blue dye in the part of the alumina film layer not covered with the resist image. Then, the green dye Aluminum Green LWN (Sand)
It was immersed in a bath at a bath temperature of about 40 ° C. for about 10 minutes, the decolorized portion of the alumina film layer was dyed green, washed with water and dried. Next, a resist image was formed on a portion other than the portion to be dyed red, and was immersed in 30% nitric acid at room temperature for 30 seconds to decolorize the green dye in the portion of the alumina film layer not covered with the resist image. Then, it was immersed in a red dye Aluminum Red GWN (manufactured by Sand Co.) for about 10 minutes at a bath temperature of about 40 ° C., the decolorized portion of the alumina membrane layer was dyed red, washed with water and dried. Then, the remaining photoresist was stripped off with trichlene, and then a thermosetting melamine resin was coated to a thickness of 0.5 to 1.0 μm to form an overcoat layer to complete a color filter.

【発明の効果】【The invention's effect】

この発明のカラーフィルターは、透明基板上に、高分子
材料を含浸させた無機活性膜層が設けられ、その高分子
材料と無機活性膜層の両方もしくは高分子材料のみがフ
ォトリソグラフィー法によりパターン染色されたもので
あることを特徴としている。 つまり、無機活性膜層の微細孔中に予め、染色性に優れ
た高分子材料を含浸させて、それを染色するのであるか
ら、染色された高分子材料が無機酸化物からなる物性に
優れた無機活性膜によって守られるので表面の平滑性に
優れ、強度は無機活性膜層と同様の高強度が再現でき
る。また、染料は無機活性膜層中の各々独立した微細孔
中に含浸されるので、染着後の染料のブリードやマイグ
レイションが発生せず精度の優れたパターンが得られ
る。 また、このカラーフィルターの製造方法を用いれば、無
機活性膜層の微細孔中には高分子材料が含浸されるの
で、従来のようにフォトリソグラフィー法に用いるフォ
トレジストが直接活性膜層中に浸入することがないの
で、無機活性膜層からのフォトレジストの除去が容易に
完全にできる。したがって、工程的にも、簡略化され、
製品としても染色ムラや、濃度不足などのないカラーフ
ィルターが得られる。
In the color filter of the present invention, an inorganic active film layer impregnated with a polymer material is provided on a transparent substrate, and both the polymer material and the inorganic active film layer or only the polymer material is pattern dyed by a photolithography method. It is characterized by being That is, since the polymer material having excellent dyeability is impregnated into the fine pores of the inorganic active membrane layer in advance, and the dye is applied, the dyed polymer material has excellent physical properties made of an inorganic oxide. Since it is protected by the inorganic active film, the surface is excellent in smoothness and the strength as high as that of the inorganic active film layer can be reproduced. Further, since the dye is impregnated into each independent fine pore in the inorganic active film layer, a bleeding or migration of the dye after dyeing does not occur and a highly accurate pattern can be obtained. In addition, since the polymer material is impregnated in the fine pores of the inorganic active film layer when this color filter manufacturing method is used, the photoresist used in the photolithography method directly penetrates into the active film layer as in the conventional method. Therefore, the photoresist can be easily and completely removed from the inorganic active film layer. Therefore, the process is simplified,
As a product, it is possible to obtain a color filter without uneven dyeing or lack of density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図はこの発明のカラーフィルターの一
実施例を示す模式的な断面図、第3図(a)から(d)
はこの発明によって得られるカラーフィルターの製造工
程の一例を示す断面図である。第4図(a)から(f)
はこの発明によって得られるカラーフィルターの製造工
程の他の例を示す断面図である。 1…透明基板、2…無機活性膜層、3…高分子材料、4
…ブラックマスク、5…オーバーコート層。
1 and 2 are schematic sectional views showing an embodiment of the color filter of the present invention, and FIGS. 3 (a) to 3 (d).
FIG. 3A is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing process of a color filter obtained by the present invention. 4 (a) to (f)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the manufacturing process of the color filter obtained by the present invention. 1 ... Transparent substrate, 2 ... Inorganic active film layer, 3 ... Polymer material, 4
... black mask, 5 ... overcoat layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板(1)上に、微細孔に高分子材料
(3)を含浸させた無機活性膜層(2)が設けられ、そ
の高分子材料(3)と無機活性膜層(2)の両方もしく
は高分子材料(3)のみがフォトリソグラフィー法によ
り所望のパターン形状に染色されることを特徴とするカ
ラーフィルター。
1. An inorganic active membrane layer (2) having fine pores impregnated with a polymeric material (3) is provided on a transparent substrate (1), and the polymeric material (3) and the inorganic active membrane layer (2) are provided. A color filter, wherein both of 2) or only the polymer material (3) is dyed into a desired pattern shape by a photolithography method.
【請求項2】次の各工程を順次行なうことを特徴とする
カラーフィルターの製造方法。 (a)透明基板(1)上に無機活性膜層(2)を形成す
る工程。 (b)前記無機活性膜層(2)の微細孔に染色性に優れ
た高分子材料(3)を含浸させる工程。 (c)前記高分子材料(3)と無機活性膜層(2)の両
方もしくは高分子材料(3)のみをフォトリソグラフィ
ー法を用いてパターン形状に染色し、最後にフォトリソ
グラフィー法によって生じたレジスト画像を除去する工
程。
2. A method of manufacturing a color filter, which comprises sequentially performing the following steps. (A) A step of forming an inorganic active film layer (2) on the transparent substrate (1). (B) A step of impregnating the fine pores of the inorganic active film layer (2) with a polymer material (3) having excellent dyeability. (C) A resist formed by dyeing both the polymer material (3) and the inorganic active film layer (2) or only the polymer material (3) into a pattern shape by using a photolithography method, and finally by a photolithography method. The process of removing an image.
【請求項3】前記無機活性膜層(2)が、一般式 M(OR1)m(OR2)nXpYq…I (ただし、I式中、Mはマグネシウム・カルシウム・ジ
ルコニウム・チタニウム・ハフニウム・ゲルマニウム・
イットリウム・アルミニウム・ガリウム・スズ・ケイ素
からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素を示す。
R1およびR2はそれぞれ水素原子・アルキル基・アシル基
を示し、それらは同一であっても異なっていてもよい。
X・Yはそれぞれ水素原子・塩素原子または水酸基を示
し、それらは同一であっても異なっていてもよい。m・
n・p・qは0〜8の整数でありかつm+n+p+qは
Mの原子価に等しい。)で表わされる化合物の水性液を
加水分解し、さらに解膠して得たゾルを透明基板1上に
塗布し、焼成することにより得られるものであることを
特徴とする請求項2に記載のカラーフィルターの製造方
法。
3. The inorganic active film layer (2) has the general formula M (OR1) m (OR2) nXpYq ... I (wherein, M is magnesium, calcium, zirconium, titanium, hafnium, germanium.
At least one element selected from the group consisting of yttrium, aluminum, gallium, tin, and silicon is shown.
R1 and R2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an acyl group, and they may be the same or different.
X and Y each represent a hydrogen atom, a chlorine atom or a hydroxyl group, which may be the same or different. m
n · p · q is an integer of 0 to 8 and m + n + p + q is equal to the valence of M. 3. A compound obtained by hydrolyzing an aqueous solution of the compound represented by the formula (1) and then deflocculating the sol, and applying the sol to the transparent substrate 1 and baking the sol. Color filter manufacturing method.
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