JP2002022919A

JP2002022919A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JP2002022919A
Application number: JP2000202058A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirayama; 茂平山; Masayuki Kawashima; 正行川島; Hironobu Suda; 廣伸須田; Toyoji Nishimoto; 豊司西本
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】転写シート上に形成される剥離層及び着色層の
膜厚を設計値どうりに形成させ、転写後に得られるカラ
ーフィルタの品質を均質なものにする転写方式によるカ
ラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条
件を制御して塗布層の膜厚を一定なものとし、設計値ど
うりの膜厚の剥離層２、着色層７を形成する転写シート
１０形成工程を具備すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（以
下ＬＣＤという）に使用されるカラーフィルタ（以下Ｃ
Ｆという）の製造方法に関わり、さらに詳細には、設計
値どうりの膜厚を有する均質な着色層を転写法によって
透明基材上に形成するカラーフィルターの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記ＬＣＤでカラー画像表示を行うため
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の三原色の分光
特性を有するカラーフィルタを用いる方法が広く採用さ
れており、そのカラーフィルタとしては、染色法や顔料
分散法、または印刷法等によって、有機顔料や有機染料
で着色された樹脂層を、ストライプ状やマトリックス状
に微細配列して、透明基材上に設けたものが用いられて
いる。（Ｍ．Ｔａｎｉ，ｅｔａｌ：”ＬＣＤＣｏｌ
ｏｒＦｉｌｔｅｒｓ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ｓａｎｄＦｕｔｕｒｅＩｓｓｕｅｓ”，ＳＩＤ
９５ＳＥＭＩＮＡＲＬＥＣＴＵＲＥ（１９９５）等
参照）しかし、染色法のカラーフィルターは、可染性の樹脂膜
のパターン化工程と染色工程を別工程で行う必要があ
り、各色の染色後に次色染色用の防染処理も必要となる
ため、工程が煩瑣となり、自動化しにくいという欠点が
あった。

【０００３】近年、着色層となる樹脂自体に顔料等の着
色材を混入分散し、その樹脂自体も感光性樹脂化して、
カラーフィルタの作成工程を簡略化することが行われて
いる。この方法では、着色材を混合分散した感光性着色
組成物をガラス等の透明基材に均一な厚さに塗布し、露
光装置でパターン露光することで露光部分と非露光部分
との溶媒に対する溶解性に差異をもたせ後、現像と言わ
れている選択的溶解によって、所望パターン状の着色層
を形成する方法である。この方法によれば、染色法に比
べて工程が簡便であり、自動化した生産ラインでカラー
フィルタを作製し易いと言う利点がある。しかし、この
方法も、ガラス等の透明基材の一枚毎に赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）等の所定色数の着色層を繰り返し形成
することでカラーフィルタを作製していることには変わ
りはなく、まだ工程が煩瑣である。

【０００４】上記の煩瑣な工程から脱却し、生産効率よ
くカラーフィルタを製造する方法として、ガラス等の透
明基材とほぼ同じ値の熱膨張係数を有する金属シート等
を転写シート基材とするロール状の連続した中間転写媒
体（以下転写シートと言う）を用いて、塗布工程の効率
化や、ガラス等の透明基材の大型化（多面付け）に伴う
製造設備の大型化を避けることが可能となる転写方式に
よるカラーフィルタの製造方法が提案されている。（特
開平７−２９４７１７号公報他）

【０００５】この転写方式の製造方法によれば、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の所定色数を繰り返し形
成する工程は、ガラス等の透明基材の一枚毎に対してで
はなく、ロール状の連続した転写シート基材に対して、
連続して各工程の操作を行えることから、生産効率を向
上させることが可能となる。また、必要なサイズ（例え
ば、モニタ用途の２０インチサイズ）の着色層を転写シ
ートとして形成後、必要とされる大型サイズ（例えば、
モニタ用途の２０インチサイズを多面付けしたサイズ）
の透明基材に多面付け転写して、カラーフィルタを製造
することにより、着色層のパターン化に関連する設備の
小型化を図れることから、設備費の低減や、露光時の困
難さの低減（マスク−基材間アライメント精度の維持、
露光量均一性の維持等）が可能である。

【０００６】一方、従来のＬＣＤの製造におけるよう
に、複数の駆動電極板（例えば、モニタ用途の２０イン
チサイズ）を多面付けした大型サイズの透明基材（大型
ガラス基材）に対応して、着色層（２０インチサイズ）
を多面付けした大型ガラス基材を作製し、この両大型ガ
ラス基材を貼り合わせてＬＣＤを製造する方法をとる際
に、大型ガラス基材への着色層の形成を大型ガラス基材
上へ直接に形成するとなると、その製造装置である感光
性着色組成物を大型ガラス基材に均一厚に塗布するコー
ター装置、マスクから所用のパターン形状を露光する露
光装置、未露光部を除去する現像装置などのパターニン
グ設備も必然的に大型となる。

【０００７】また、大型ガラス基材の使用に伴い、搬送
及び取り扱い装置の大型化や複雑化、工程中破損時の損
害の大きさ等、その他の問題も付随して発生する。これ
らに起因するカラーフィルタの歩留まりの低下が、相乗
的にＬＣＤの収率を悪化させ、高コスト化の原因となり
うる。

【０００８】更に、大型ガラス基材上の駆動電極と、大
型ガラス基材上の着色層とは、貼り合わせ時に高い対向
位置合わせの精度が要求されるので、着色層の形成には
高い位置精度が要求される。大型ガラス基材に着色層や
遮光層を多面付けして形成する場合には、多面の着色層
毎に高い位置精度を維持して形成することが不可欠であ
るが、基材の温度膨張による寸法変化や不均一な変動な
どによる位置精度への影響があることから、位置精度の
達成には困難が伴う。

【０００９】この問題に対して、前述のように、連続し
た転写シート上に必要なサイズ（例えば、モニタ用途の
２０インチサイズ）の着色層を形成するには、必要なサ
イズに適応するコーター装置、露光装置、現像装置など
小型のパターニング設備で十分であり、転写シートの取
り扱いが容易となるので良好な歩留まりを維持すること
にも効果的である。

【００１０】さらに、小型の露光装置は、露光範囲内で
の均一光量の保持と、露光時間短縮のための高照度化と
を両立することが比較的容易である。また、露光時に、
カラーフィルタを構成する各色に対応する露光マスク
と、転写シートとの相互の位置調整を行う際、ＣＣＤカ
メラ等で双方の基材のアライメントマークを読み取り、
見当合わせを行う自動調整機構も小型なもので十分であ
り、その位置精度の維持が容易となる利点を持つ。

【００１１】しかし、これら利点の一方で，転写シート
を用いたカラーフィルタの製造では、連続する金属シー
トなどの不透明な基材上に、順次、連続的な工程で各層
を塗布・形成して、転写シート上に着色層を形成するこ
とから、従来の顔料分散方式の様に製造ラインからガラ
ス基板を抜き取って、ガラス基板上の感光性着色組成物
の塗布層の膜厚測定を行うことや、透明フィルム上への
塗布の様に、透明フィルムを途中で切断して接触式、或
いは非接触の膜厚測定を行うことが困難である。

【００１２】特に、金属シートを使用した場合には、塗
布途中での切断と再接続が難しいことから、抜き取りで
の測定は困難であると言った欠点がある。さらに、使用
する膜厚測定装置は、不透明な基材上の各層を透過し、
下方の基材表面で反射された反射光を利用して測定す
る、すなわち、塗布面側だけから測定するといった制約
がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
転写シートとして形成した連続したシート状基材上の着
色層を、大型ガラス基材との間に接着剤層を介して、加
圧密着、光照射し、接着剤層を硬化させシート状基材を
剥離して着色層を大型ガラス基材に形成させる転写方法
によるカラーフィルタの製造方法は、従来の大型ガラス
基材の一枚毎に着色層を形成させるカラーフィルタの製
造方法よりも、生産効率が高く、転写までの設備が小型
で済む等の利点はあるが、一方で、シート状基材上への
感光性着色組成物の塗布層や、転写される前の着色層を
抜き取りで膜厚測定することは困難であると言った欠点
がある。

【００１４】しかし、転写シート上に形成される着色層
の膜厚が各色毎に設計値と違う場合には、要求される色
特性を満たさない欠陥品となることや、時間での膜厚変
動を生じた場合には、品質バラツキや欠陥品となって製
造収率の低下を招くので、塗布される各層の膜厚は，設
計値通りに形成されることが重要である。そのために
は、例えば、塗布直後に各層の膜厚測定を行い、その測
定値に基づき塗布条件を制御し膜厚を一定に維持するこ
とが好ましいものとなる。

【００１５】そこで、本発明の課題とするところは、転
写方式によるカラーフィルタの製造方法の利点である生
産効率の高さ、小型のカラーフィルタ製造設備による設
備費の低さ、及びこれらが相乗した低コスト性を生か
し、且つ、転写シート上に形成される剥離層の膜厚、及
び各色の着色層の膜厚を設計値どうりに形成させ、転写
後に得られるカラーフィルタの品質を均質なものにする
ことの出来る転写方式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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、１）ａ）連続
したシート状基材上に剥離層塗液を連続塗布して塗布層
を設け、該塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条件
を制御して該塗布層の膜厚を一定なものとして乾燥し、
設計値どうりの膜厚の剥離層を形成し、ｂ）該剥離層上に感光性着色組成物を連続塗布して塗布
層を設け、該塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条
件を制御して該塗布層の膜厚を一定なものとして乾燥
し、設計値どうりの膜厚の着色層を形成し、着色層を所
定のパターンに形成する露光、現像処理を行い、ｃ）ｂ）を所望する回数繰り返し行い、複数色からなる
着色層を形成する、転写シート形成工程と、２）該転写シートの複数色からなる着色層上に接着剤層
を形成する接着剤層形成工程と、３）該転写シートの該接着剤層側に透明基材を重ねる工
程と、４）該接着剤層が任意の厚さになるよう加圧密着する工
程と、５）該接剤着層を光照射させる工程と、６）該連続したシート状基材を剥離する工程と、７）未硬化部分の該接着剤層をアルカリ現像除去する工
程、を具備し、設計値どうりの膜厚の複数色からなる着色層
を透明基材に転写することを特徴とするカラーフィルタ
の製造方法である。

【００１７】また、本発明は、上記発明によるカラーフ
ィルタの製造方法において、前記複数色からなる着色層
の内の黒色着色層が所定のパターンに形成された後に、
該黒色着色層上に連続塗布される黒色以外の色の感光性
着色組成物の塗布層の膜厚測定が、該黒色着色層上に塗
布された部分の非接触測定であることを特徴とするカラ
ーフィルタの製造方法である。

【００１８】また、本発明は、上記発明によるカラーフ
ィルタの製造方法において、前記複数色からなる着色層
の形成に用いる感光性着色組成物の内の、黒色の感光性
着色組成物の塗布層の膜厚測定と、黒色以外の色の感光
性着色組成物の塗布層の膜厚測定とが異なる波長領域を
用いた非接触測定であることを特徴とするカラーフィル
タの製造方法である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明は，連続的にカラーフィルタが製造
される工程の内、シート状基材上への剥離層の形成工程
及び着色層の形成工程で、剥離層塗液の塗布層及び感光
性着色組成物の塗布層の膜厚を製造中に連続的に測定し
て塗布条件を制御し、剥離層及び着色層の膜厚を設計値
どうりの膜厚にすることを特徴とする。

【００２０】上記膜厚測定は，転写シート上に形成され
る各色の着色層の膜厚を設計値どりに形成する目的で行
われるものである。塗布された各色の感光性着色組成物
の塗布層の膜厚を測定し、その値から塗布条件を適切に
制御することで各色毎に膜厚が設計値と異なる場合に生
じる色バランス不良や色再現性不良等を防ぐことがで
き、均質な品質のカラーフィルタを安定して製造するこ
とが可能となる。

【００２１】さらに、塗布中に膜厚の変動を生じた場合
に生じるロット内の品質バラツキを防止して、均質なカ
ラーフィルタ製造を可能にする。また、着色層の下に形
成される剥離層の膜厚が設計値と異なる場合は、着色層
を透明基材に転写する際に剥離条件が変動したり、金属
等の転写シートの基材の表面粗さの影響を受けて剥離層
表面が荒れ易くなる。後者の場合は、剥離層上に形成さ
れた後、透明基材に転写される着色層表面が荒れること
になるので、カラーフィルタの品質面から望ましくな
い。

【００２２】また、本発明は、黒色着色層上に連続塗布
される黒色以外の色の感光性着色組成物の塗布層の膜厚
測定が、黒色着色層上に塗布された部分の非接触測定で
あることを特徴とする。図３は、黒色着色層が形成され
た後に塗布された、黒色以外の色の感光性着色組成物の
塗布層を示す説明図である。図３に示すように、黒色着
色層（黒色パターン）（６）は、シート状基材（１）の
略中央部（Ａ）に形成され、黒色着色層の周囲、すなわ
ち余白部（Ｂ）には形成されていない。

【００２３】続いて塗布される、黒色以外の色の感光性
着色組成物の塗布層（３３）は、シート状基材（１）の
全面に形成される。そして、黒色以外の色の感光性着色
組成物の塗布層（３３）の膜厚は、既に形成された黒色
着色層上の塗布層（３３Ａ）の膜厚と、黒色着色層の余
白部（Ｂ）上の塗布層（３３Ｂ）の膜厚とでは異なった
膜厚となるものである。

【００２４】従って、本発明による方法によれば、実際
にカラーフィルタとして製造される着色層の膜厚を精度
良く製造することが出来る。さらに、測定時に着色層と
なる部分に接触することが無いので、出来上がった着色
層に傷などの欠陥を生じさせる危険性を低減することが
可能である。しかし、上記膜厚測定を行うには、着色層
の部分（各色パターン）を測定できる３００μｍ×１０
０μｍ程度の測定プローブを有する膜厚測定装置を用い
ることが必須である。

【００２５】また、本発明は、黒色の感光性着色組成物
の塗布層の膜厚測定と、黒色以外の色の感光性着色組成
物の塗布層の膜厚測定とが異なる波長領域を用いた非接
触測定であることを特徴とする。塗布された黒色の感光
性着色組成物は、その用途から可視光領域での光吸収が
大きいため可視光領域を測定媒体とする測定装置では測
定が難しく、一定レベル以上の光透過率となる赤外光領
域を測定媒体とする測定が必要である。また、黒色以外
の色の感光性着色組成物は、微細な着色層の部分（各色
パターン）の膜厚を測定する際、微少領域まで測定光を
絞り込んでＣＣＤセンサなどで測定するため可視光もし
くは近い赤外光での測定が望ましい．

【００２６】剥離層塗液の塗布層の膜厚測定は、赤外光
測定、可視光測定のいずれでも可能であり使用される剥
離層の光学特性を考慮して選択する。以上から得られた
各層の膜厚情報を塗布装置に伝達し，塗布条件を制御す
ることで均質な光学特性の着色層を形成することが可能
となる。その後透明基材に転写した後も、均質なカラー
フィルタを製造することが可能となる。

【００２７】図１は、本発明における転写シートの一実
施例を示す断面図である。図１に示すように、転写シー
ト（１０）は、連続したシート状基材（１）上に下引き
層（１２）、剥離層（２）、及び着色層（７）が順次形
成されたものである。（３）、（４）、（５）、（６）
は、各々、着色層（７）を構成する赤色着色層（赤色パ
ターン）、緑色着色層（緑色パターン）、青色着色層
（青色パターン）、黒色着色層（黒色パターン）を示し
ている。

【００２８】本発明におけるシート状基材（１）は、高
い効率でカラーフィルタの製造を行うため、転写を連続
して行えるようにロール状の形態のものを用いている。
また、シート状基材は、剥離層（２）の形成や、感光性
着色組成物の塗布、ベークや転写等のカラーフィルタ製
造工程に耐久性を有すると共に、形成した着色層（７）
を透明基材へ転写する工程に於いて、転写時の寸法精度
を維持する上から、透明基材と近似した熱膨張率である
ことが望ましい。さらに、着色層の転写後は、剥離層の
除去、洗浄等の再生工程によって再利用できることがコ
スト面から望ましい。

【００２９】上記の条件を満足するシート状基材として
は、ＬＣＤ用のガラス透明基材が熱膨張率４０×１０^-7
／℃程度の低膨張率ガラスであることから、ほぼ同等の
熱膨張率（４０×１０^-7／℃程度）を有する金属である
鉄〜ニッケル合金、例えば、４２合金（ニッケル４２重
量％、残部鉄）、アンバー（ニッケル３６重量％、マン
ガン微量、残部鉄）等の不透明な金属基材が適当であ
る。これらの金属板または金属箔は、各工程内での取り
扱い性から、板厚は０．１５ｍｍ以下、望ましくは０．
０６ｍｍ〜０．０９ｍｍである。さらに、鉄〜ニッケル
合金は、空気中で錆びにくく、保存性が良い点からも繰
り返し使用に適当である。

【００３０】シート状基材（１）を光沢化する手段とし
ては、基材の材質にもよるが、例えば、上記の不透明な
金属基材を用いた場合には、基材上にニッケルやクロ
ム、銀等の金属光沢を有する金属を、電解、若しくは無
電解メッキする方法や、バフ研磨やラップ研磨、電解研
磨等を施す方法が挙げられ、これらの方法を単独で若し
くは組み合わせて行うことで不透明な金属基材の表面の
光沢化が可能である。後に設ける剥離層の測定を赤外線
による膜厚測定装置で行う場合は、光沢を有する基板の
方が安定に測定できる場合がある。

【００３１】下引き層（１２）は、必要に応じて設ける
ものであり、転写シートの基材と良好な密着性を有する
と共に、剥離層とも良好な密着性を有することが必要な
ので、剥離層と近似した樹脂系を使用することが望まし
く、水溶性樹脂のカゼイン、ポリビニルアルコール、ヒ
ドロキシエチルセルロース等、溶剤可溶性樹脂のアクリ
ル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙
げられる。また，下引き層に酸化亜鉛、酸化チタン、酸
化アルミニウム、硫酸バリウム等の白色顔料や、硫化亜
鉛等の灰色系顔料を混合して分散するか、染料によって
着色して用いても良い。この時、顔料の混合や染料の染
色は剥離層、及び転写シート基材と密着性を阻害しない
範囲で着色層の欠陥検査に十分な光学濃度が得られる混
合量や染色条件で行うことが必要である。

【００３２】剥離層（２）は、着色層（７）の形成に用
いる感光性着色組成物の有機溶剤に耐性を有する高分子
膜であり、シート状基材（１）或いは下引き層（１２）
との良好な密着性を有すると共に、着色層の形成工程に
於いて着色層を剥離させない密着性と、シート状基材を
剥離する工程に於いては、着色層との密着力が転写され
る接着剤層へ接着力よりも低く設定されることが必要で
ある。また、転写シート（１０）の表面平滑化効果、及
び転写に際してガラス等の透明基材と転写シートとの密
着性維持のために弾性と柔軟性を有することが転写適性
から望ましい。また、剥離層としては表面が不活性で膜
硬度は高いことが望ましい。

【００３３】具体的には水溶性樹脂として、カゼイン、
ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース等
が挙げられる。また、溶剤可溶性樹脂としては、着色層
の形成に用いる感光性着色組成物の溶剤と異なる溶剤系
で使用されるアクリル系樹脂や、酢酸ビニル系樹脂、ま
た弾性のある樹脂としてポリウレタン樹脂、各種ゴム系
樹脂が挙げられるが、これらの樹脂に限定されるもので
はない。さらに、剥離性を向上させる目的でシリコーン
系、フッ素系界面活性剤を添加することも有効であり、
さらに、剥離層の機能を強化させる目的で、剥離性を強
化する硬化剤や、転写シート基材との密着性と柔軟性を
向上させる低融点の各種樹脂等を添加させても良い。剥
離層の膜厚としては、１０μｍ以上１００μｍ以下が好
ましい。

【００３４】剥離層を連続したシート状基材上に塗工す
る手段として、また、感光性着色組成物を剥離層上に塗
工する手段としては、混合／分散された各々の塗工液の
粘度特性に合致する塗工方法を選択して行えば良く、高
粘度の場合はロールコート法、リップコータ法等で、低
粘度の場合にはスプレーコート法、ダイコート法、グラ
ビアコート法等、塗工平坦性が良好な方法を適宜選択し
て用いれば良い。

【００３５】また、必要ならば感光性着色組成物に於け
る着色顔料の分散性を向上させるため、及び、塗工膜厚
を調整するため溶剤を加えて粘度を調整しても良い。溶
剤としては感光性着色組成物の溶剤成分、若しくは固形
成分と相溶性のあるものを単独もしくは混合して用いら
れる。

【００３６】複数色からなる着色層としては、例えば、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黒（ＢＬ）の４色から
なるものがあげられ、黒色着色層（黒色パターン）は、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各着色層の間に形成さ
れる。着色層を形成する感光性着色組成物は、必要な複
数色の顔料若しくは染料、アルカリ可溶性樹脂、エチレ
ン性不飽和基を有する光重合性化合物、光重合開始剤を
その構成成分としている。

【００３７】着色剤として使用される顔料若しくは染料
は、カラーフィルタとして必要な各色、赤色、緑色、青
色、黒色各々の色調を有する物を適宜選定し、アルカリ
可溶性樹脂及び、光重合性化合物と混合して用いる。各
色の顔料や染料の分光特性を補正し、要求される分光特
性に近似させるため、必要に応じて、青色顔料に紫色顔
料を混合したり、緑色顔料に黄色顔料を混合することで
分光特性を調整する。一般に、染料の方が、カラーフィ
ルタとして要求される分光特性と近似した分光特性を有
するが、着色材としての要求される耐光性や耐薬品性等
の耐久性を考慮すると顔料の使用が望ましい。

【００３８】青色顔料としてはフタロシアニン系顔料
が、緑色顔料としてはグリーン化させたフタロシアニン
系顔料が、赤色顔料としてはアントラキノン系顔料が、
黒色顔料としてはカーボンブラックが一般に用いられ
る。これらは顔料便覧等に記載された公知の顔料が使用
可能である。これらは、カラーフィルタ用顔料として必
要な分光特性内で、適切な透明度と着色力を有し、耐熱
性などの耐久性を兼ね備えていることが望ましく、ま
た、感光性着色組成物としても、適切な粘度特性や塗布
適性などが発現するよう、樹脂分等との相性を考慮して
選定する。

【００３９】本発明に使用可能なアルカリ可溶性樹脂と
しては、（メタ）アクリル酸を含む（メタ）アクリル系
樹脂、ロジン系樹脂あるいはマレイン酸系樹脂などが用
いられる。ただし、アルカリ不溶性の樹脂でも、感光性
着色組成物の不揮発分中の１０重量％以下、好ましくは
５重量％以下となるように処理量を制限すれば、現像性
への影響は少ない。（メタ）アクリル樹脂は、アクリル
酸とメタクリル酸及びそれらのエステルのモノマーの単
体あるいは混合物の共重合体で、６０モル％以下のスチ
レン、酢酸ビニル、無水マレイン酸等のラジカル重合性
のモノマーとの共重合体も含まれる。しかし、多官能モ
ノマーとの共重合体のように、三次元架橋されたポリマ
ーは溶解性が劣るため本発明には適さない。

【００４０】アルカリ現像に際しては、現像液として炭
酸ソーダ、苛性ソーダ等の水溶液が使用され、ジメチル
ベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカ
リを用いることもできる。また、消泡剤や界面活性剤を
添加しても良い。

【００４１】本発明に使用される光重合性化合物は、フ
リーラジカル付加重合が可能な、または架橋可能なエチ
レン性不飽和基を有する化合物であって、１以上のエチ
レン性不飽和基、例えば、ビニル基またはアリル基を有
するモノマー、オリゴマー、または末端または側鎖にエ
チレン性不飽和基を有するポリマーである。その例とし
ては、アクリル酸及びその塩、アクリル酸エステル類、
アクリルアミド類、メタクリル酸及びその塩、メタクリ
ル酸エステル類、メタクリルアミド類、無水マレイン
酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸エステル類、ス
チレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、Ｎ−
ビニル複素環類、アリルエーテル類、アリルエステル類
及びこれらの誘導体をあげることができる。

【００４２】本発明に使用される光重合開始剤として
は、アセトフェノン系光開始剤、ベンゾイン系、ベンゾ
フェノン系光開始剤、チオキサンソン系光開始剤、トリ
アジン系光開始剤及びカルバゾール系光開始剤、イミダ
ゾール系光開始剤等の公知の化合物等を用いることが可
能である。

【００４３】上述、顔料若しくは染料の着色剤、アルカ
リ可溶性樹脂、重合性化合物、光重合開始剤を構成成分
としている感光性着色組成物は、使用する着色剤の光学
特性、混合比率、分散状態にもよるが、要求される光学
特性に合致するように１〜１０μｍ程度に形成される。
この時、カラーフィルタ表面の平坦性を向上させるため
に、各色の膜厚が近似した値になるよう設定する事が望
ましい。

【００４４】感光性着色組成物を製造する際、着色顔料
をアルカリ可溶性樹脂、及び多官能アクリルモノマーに
分散する手段としては、三本ロールミル、二本ロールミ
ル、サンドミル、ニーダー等の各種分散手段を使用でき
る。また、これらの分散を良好とするために、適宜、各
種界面活性剤、顔料の誘導体等の分散助剤を添加しても
良い。分散助剤は、顔料の分散に優れ、分散後の顔料の
再凝集を防止する効果が大きいので透明性に優れたカラ
ーフィルタが得られる。一般的に顔料分散剤と称される
化合物、例えば、界面活性剤、顔料誘導体、樹脂型分散
剤などが使用可能である。

【００４５】図２は、本発明によるカラーフィルタの一
実施例を示す断面図である。図２に示すように、カラー
フィルタ（２０）は、透明基材（９）上に接着剤層
（８）、及び着色層（７）が形成されたものである。図
１に示す転写シート（１０）上に形成された着色層
（７）を、透明基材（９）上に転写する際に使用する接
着剤層（８）の材料となる接着剤は、無溶剤型接着剤が
好ましく、例えば、重合に必要なエチレン性不飽和基
と、アルカリ現像に必要なカルボキシル基を有するアル
カリ可溶性樹脂と、希釈モノマー、光増感剤及び添加剤
から構成されるものがあげられる。接着剤は、透明基材
への接着性と、着色層を転写シートから転写させる接着
力とを両立させる接着力特性と、未硬化部分がアルカリ
現像可能な特性を有していることが必要である。

【００４６】一連の連続するカラーフィルタ製造工程
で、剥離層塗液、及び各色の感光性着色組成物をシート
状基材上に順次塗布する各塗布工程に於ける塗布層の膜
厚測定は、塗布ユニットからシート状基材が出てきた塗
布直後、若しくは乾燥後に行う。前者ならば、溶剤揮発
による膜厚変化があるのでシート状基材が塗布工程で移
動している最中に、選定された測定ポイントで迅速に測
定する。後者ならば、膜厚変化がほぼ終了しているの
で、シート状基材の移動を一定時間停止させるアキュム
レーターを設けて膜厚測定を行うことが好ましい。

【００４７】上記膜厚測定で，膜厚測定装置に許容され
る光学的な測定範囲（測定スポット径）は、シート状基
材上に最初に塗布される剥離層では特に制約が無く、任
意の大きさを有する装置の使用が可能である。黒色着色
層（黒色パターン）を形成する黒色の感光性着色組成物
でも，剥離層の測定と同様の測定スポット径を有する測
定装置で測定が可能である。しかし，前述したように、
可視光域の光吸収が大きいため、赤外光域で測定する膜
厚測定装置の使用が望ましい。剥離層上に形成された黒
色パターン上に塗布される各色の感光性着色組成物の膜
厚測定を、黒色パターン内で行う場合には、１００μｍ
以下の測定スポット径を有する膜厚測定装置が必要とな
る。

【００４８】膜厚の測定装置は、上記の条件を満たす測
定装置で、各種の測定原理を有する装置の使用が可能で
ある。偏光光で膜厚、光学常数を測定するエリプソメー
タや、レーザ光の焦点位置を膜厚方向に変位させて測定
するレーザフォーカス変位計や、表面反射と裏面反射の
分光干渉から測定する分光干渉計、入射角度による反射
光量から測定する変角反射率測定法と、これを変形させ
たビームプロファイル反射率測定法、赤外光吸収測定法
等から適切な方式のものを選定して用いれば良い。

【００４９】上記膜厚測定装置は、転写シート上の任意
の位置で測定可能なように、移動ステージ上や移動ステ
ージと共に移動するフレーム上に設置しても良い。剥離
層塗液の塗布層や黒色の感光性着色組成物の塗布層の膜
厚測定は、大きめのスポット径で任意位置での測定が可
能なため、測定毎に測定位置が変わるように自動的に移
動させても良い。一方、黒色以外の色の感光性着色組成
物は，既に形成されている黒色パターン内で塗布膜厚を
測定するため、移動ステージと微動ステージを組み合わ
せて微少な移動も可能とすると共に、測定スポットが黒
色パターン内のどこを測定しているかをモニターできる
ＣＣＤカメラ等の撮像装置を備えていることが望まし
い。

【００５０】図４は、膜厚測定装置の一例を示す説明図
であるが、この膜厚測定装置は黒色の感光性着色組成物
の塗布層を測定するものである。図４に示すように、黒
色の感光性着色組成物が塗布された転写シート（１０）
を移動させながら、光源（２５）からの反射光を受光装
置（２１）で受光し計測器（２２）で膜厚を算出し、塗
布条件の制御へと伝達するようになっている。

【００５１】図５は、膜厚測定装置の他の例を示す説明
図であるが、この膜厚測定装置は黒色以外の色の感光性
着色組成物の塗布層を測定するものである。図５に示す
ように、移動ステージ（２６）上に設けられた膜厚測定
装置を移動させながら、光源（２５）からの反射光を受
光装置（２１）で受光し計測器（２２）で膜厚を算出
し、塗布条件の制御へと伝達するようになっている。

【００５２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて詳細に説明
する。＜実施例１＞（工程１）連続したシート状基材として、０．１１ｍｍ
の圧延４２合金（ニッケル４２重量％、残部鉄）板を選
定し、硫酸ニッケル、塩化ニッケルと硼酸からなるワッ
ト浴に浸漬し、２Ａ／ｄｍ²の条件で５分間のニッケル
メッキを行い、約２μｍのニッケル層を表面に形成し
た。下記組成からなる剥離層塗液を三本ロールで混練し
て調製し、ダイコータで塗布後、温風乾燥して層厚９０
μｍの剥離層が形成された転写シート製作した。＜剥離層塗液の組成＞デスモヘン６５１（バイエル社製）１．２重量部デスモジュールＮ−７５（バイエル社製）１．０重量部フッ素系界面活性剤フロラードＦＣ−１７０（住友スリーエム（株）製）０．００５重量部

【００５３】この剥離層の形成は、シート状基材を跨ぐ
フレーム上の移動ステージに設けたフィルメトリクス社
製のＦ２０膜厚測定装置を移動させながら順次測定し、
測定された膜厚値からダイコータの塗布条件を制御し，
膜厚変動のない剥離層を形成した。

【００５４】（工程２）＜アルカリ可溶性樹脂の調製＞メタクリル酸ブチル５５重量部メタクリル酸メチル２０重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部アクリル酸メチル１０重量部を、シクロヘキサノンを溶媒として共重合させ、アルカ
リ可溶性樹脂が４０重量部、溶媒が６０重量部の比率に
なるよう調製した。

【００５５】＜感光性着色組成物の調製＞アルカリ可溶性樹脂１０重量部多官能オリゴエステルアクリレートジペンタエリスリトールヘキサアクリレート５重量部光重合開始剤トリクロロメチルＳ−トリアジン０．５重量部希釈溶剤シクロヘサキノン４５重量部着色顔料（各色）５重量部各色顔料は、以下のカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナ
ンバーで示されたものを使用する。赤色：Ｃ．Ｉ．赤色顔料１７７緑色：Ｃ．Ｉ．緑色顔料３６及びＣ．Ｉ．黄色顔料１３
９（９重量部：１重量部）青色：Ｃ．Ｉ．青色顔料１５黒色：Ｃ．Ｉ．黒色顔料７上記の各組成物を混合した後、ビーズミル分散機で練肉
して、顔料が十分に分散された良好な分光特性を有する
各色の感光性着色組成物を調製した。

【００５６】（工程３）まず、黒色の感光性着色組成物
を、剥離層が形成された連続するシート状（ロール状に
巻き取った物）の４２合金板を巻き出し、均一な膜面と
なるようにダイコータで塗布した後、７０℃２０分間相
当の静置乾燥となるよう調整された乾燥炉を通過させ、
黒色の感光性着色組成物層を形成した。

【００５７】塗布直後に、事前に黒色の感光性着色組成
物の膜厚−透過率で校正してあるクラボウ社製ＫＧ−１
１０を使用し、剥離層の影響を受けない赤外線波長域を
選定して測定した。前記剥離層塗液の塗布層の膜厚測定
と同様に、膜厚測定装置を移動ステージ上に設けて移動
させながら測定し、測定値をダイコータの塗布条件の制
御に使用した。得られた黒色の感光性着色組成物の塗布
層の厚みは約１．５μｍで全面一様な膜厚を有し、表面
状態は平滑であった。

【００５８】次に、縦２４０μｍ×幅８０μｍの開口部
と線幅６μｍの枠部分の繰り返しパターンが、黒色パタ
ーン（ブラックマトリクス）となるよう形成されたマス
クを、上記感光性着色組成物層に近接させ、超高圧水銀
灯により露光量４００ｍＪ／ｃｍ²の条件で露光した。
露光後、温度２０℃のアルカリ現像液を噴出圧力４．９
×１０⁵Ｐａでスプレー現像を３０秒行い、未露光部位
の感光性着色組成物層を除去した。現像処理後の転写シ
ートを水切り、乾燥させた後、１５０℃２０分間相当の
加熱硬膜処理をした。硬膜後のパターン化された感光性
着色組成物層の厚みは約１．３μｍであった。

【００５９】同様にして製作された赤色、緑色、青色の
各色感光性着色組成物を、順次、ブラックマトリクスが
形成されたシート状基材上へ、塗布、乾燥、露光、加熱
の各処理を行い着色層を形成した。この時、各色の乾燥
後の膜厚を光ビームを集光させたフィルメトリックス社
製のＦ２０膜厚測定装置で測定し、塗布条件を制御して
設計値の膜厚を得た。

【００６０】（工程４）シート状基材上に形成された着
色層を、ライン状の細い照明光となるよう形成されてい
る光ファイバを通したキセノンランプ光で照明し、ＣＣ
Ｄラインセンサからなる画像検出装置で、色毎に順次着
色層を取り込んで欠陥検査を行い、各着色層（各色パタ
ーン）毎の比較処理と、ムラ検出処理を行って着色層の
異物欠陥、表面形状異常による欠陥、部分的な色濃度ム
ラを検出した。検出された欠陥の位置情報を記録し、欠
陥のある着色層は次の転写工程で転写されないよう処置
した。

【００６１】（工程５）ブチルメタクリレート３重量部アロニックスＭ−３０５（東亞合成化学工業（株）製）２重量部アロニックスＭ−４００（東亞合成化学工業（株）製）５重量部光重合開始剤イルガギュアー９０７（チバガイギー社製）０．２重量部を混合して製作された光硬化型接着剤を、上記着色層が
形成されたシート状基材上に、ロールコーターで３μｍ
の厚さに塗布し、無溶剤型接着剤層を形成した。

【００６２】（工程６）転写装置にて、上記着色層の上
に無溶剤型接着剤層が形成された転写シートの内、欠陥
の無いを着色層をガラス基材（米国コーニング社製１７
３７（商品名））の所定の位置と貼り合わせ、加圧ロー
ラで加圧し無溶剤型接着剤層を１μｍの厚さにした後、
露光装置で着色パターン１ｃｍ周囲まで、金属マスクを
介在させて紫外光で６００ｍＪ／ｃｍ²の露光を行い無
溶剤型接着剤層を光硬化させた。さらに、剥離部でシー
ト状基材を剥離させ、着色層を剥離層の部分から剥離さ
せて光硬化させた接着剤層に転写させた。その後、ガラ
ス基材を高圧スプレーでアルカリ溶液で現像し、未硬化
の無溶剤型接着剤層を除去して、表面が平滑で異物やム
ラ欠陥の無い良好なカラーフィルタを得た。

【００６３】＜実施例２＞工程は実施例１と同様に行
い、剥離層の膜厚測定装置をキーエンス社製のＬＴ−８
０１０レーザフォーカス変位計に変え，剥離層を４０μ
ｍに厚さ設定して、均一な膜厚の剥離層を形成した。実
施例１と同様の膜厚測定装置を使用して、着色層が形成
された転写シートを製作し、転写工程を経て平坦性及び
色特性の仕様を満たした良好なカラーフィルタを得た。

【００６４】

【発明の効果】本発明は、本発明は、１）連続したシ
ート状基材上に剥離層塗液を連続塗布して塗布層を設
け、該塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条件を制
御して該塗布層の膜厚を一定なものとし、また、該剥離
層上に感光性着色組成物を連続塗布して塗布層を設け、
該塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条件を制御し
て該塗布層の膜厚を一定なものとし、乾燥後に設計値ど
うりの膜厚の剥離層及び着色層を形成する、転写シート
形成工程と、２）接着剤層形成工程、透明基材を重ねる工程、加圧密
着する工程、光照射させる工程、シート状基材を剥離す
る工程、接着剤層をアルカリ現像除去する工程を具備す
るカラーフィルタの製造方法であるので、転写方式によ
るカラーフィルタの製造方法の利点である生産効率の高
さ、小型のカラーフィルタ製造設備による設備費の低
さ、及びこれらが相乗した低コスト性を生かし、転写後
に得られるカラーフィルタの品質を均質なものにするこ
との出来る転写方式によるカラーフィルタの製造方法と
なる。

【００６５】また、本発明は、上記カラーフィルタの製
造方法において、黒色以外の色の感光性着色組成物の塗
布層の膜厚測定が、該黒色着色層上に塗布された部分の
非接触測定であるので、実際にカラーフィルタとして製
造される着色層の膜厚を精度良く製造することが出来、
また、測定時に着色層となる部分に接触することが無い
ので、出来上がった着色層に傷などの欠陥を生じさせる
危険性を低減することが可能である。

【００６６】また、本発明は、上記カラーフィルタの製
造方法において、黒色の感光性着色組成物の塗布層の膜
厚測定と、黒色以外の色の感光性着色組成物の塗布層の
膜厚測定とが異なる波長領域を用いた非接触測定である
ので、各塗布層が精度良く測定でき、カラーフィルタの
各着色層の膜厚を精度良く製造することが出来る転写方
式によるカラーフィルタの製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における転写シートの一実施例を示す断
面図である。

【図２】本発明によるカラーフィルタの一実施例を示す
断面図である。

【図３】黒色以外の色の感光性着色組成物の塗布層を示
す説明図である

【図４】膜厚測定装置の一例を示す説明図である。

【図５】膜厚測定装置の他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・シート状基材２・・・剥離層３・・・赤色着色層（赤色パターン）４・・・緑色着色層（緑色パターン）５・・・青色着色層（青色パターン）６・・・黒色着色層（黒色パターン）７・・・着色層８・・・接着剤層９・・・透明基材１０・・転写シート１２・・下引き層２０・・カラーフィルタ２１・・受光装置２２・・計測器２５・・光源２６・・移動ステージＡ・・・中央部Ｂ・・・余白部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西本豊司東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2H025 AA04 AB11 AB13 AC01 AD01 EA04 EA08 EA10 FA17 2H048 BA02 BA11 BA16 BA17 BA28 BA29 BA64 BB02 BB14 BB28 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FC10 FC23 FC30 FD04 FD14 LA12 LA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１）ａ）連続したシート状基材上に剥離層
塗液を連続塗布して塗布層を設け、該塗布層の連続した
膜厚測定に基づき塗布条件を制御して該塗布層の膜厚を
一定なものとして乾燥し、設計値どうりの膜厚の剥離層
を形成し、ｂ）該剥離層上に感光性着色組成物を連続塗布して塗布
層を設け、該塗布層の連続した膜厚測定に基づき塗布条
件を制御して該塗布層の膜厚を一定なものとして乾燥
し、設計値どうりの膜厚の着色層を形成し、着色層を所
定のパターンに形成する露光、現像処理を行い、ｃ）ｂ）を所望する回数繰り返し行い、複数色からなる
着色層を形成する、転写シート形成工程と、２）該転写シートの複数色からなる着色層上に接着剤層
を形成する接着剤層形成工程と、３）該転写シートの該接着剤層側に透明基材を重ねる工
程と、４）該接着剤層が任意の厚さになるよう加圧密着する工
程と、５）該接剤着層を光照射させる工程と、６）該連続したシート状基材を剥離する工程と、７）未硬化部分の該接着剤層をアルカリ現像除去する工
程、を具備し、設計値どうりの膜厚の複数色からなる着色層
を透明基材に転写することを特徴とするカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項２】前記複数色からなる着色層の内の黒色着色
層が所定のパターンに形成された後に、該黒色着色層上
に連続塗布される黒色以外の色の感光性着色組成物の塗
布層の膜厚測定が、該黒色着色層上に塗布された部分の
非接触測定であることを特徴とする請求項１記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項３】前記複数色からなる着色層の形成に用いる
感光性着色組成物の内の、黒色の感光性着色組成物の塗
布層の膜厚測定と、黒色以外の色の感光性着色組成物の
塗布層の膜厚測定とが異なる波長領域を用いた非接触測
定であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィル
タの製造方法。