JP2005181618A - 転写シート - Google Patents

Abstract

【課題】所望の光学基材上に、遮光性の良好な遮光層を解像度の高い転写パターンで転写することができる転写シートを提供することである。
【解決手段】転写シート１０は、転写基材１１と、この転写基材１１上に形成された離型層１２と、離型層１２上に剥離可能に形成され、光熱変換作用により加熱されて溶融し、所定のパターン状の遮光層１３Ｂを転写する光熱変換転写層１３とを備えている。光熱変換転写層１３は、光熱変換作用を有する遮光性材料である粒子１３−１と、遮光層１３Ｂと光学基材２１との接着性を保持するための接着剤１３−２とを含み、その厚み方向において、粒子１３−１の密度が変化し、特に、光熱変換転写層１３の転写面Ａ側では、接着剤１３−２の密度が小さくなり、粒子１３−１の密度が大きくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザー光熱転写法などにより所望の光学基材上に遮光層を転写するための転写シートに関するものである。

特許文献１は、フッ素系撥水・撥油剤を含有する遮光層（ブラックマトリックス）の間隙に、カラーパターンを印刷する方法として、特定の表面張力を有するインクを用いてインクジェット記録方式で印刷を行うことを開示している。

特許文献２は、レーザー光熱転写法を使用したカラーフィルタ要素の作製方法であって、レーザー光による熱転写を利用して、フッ素系界面活性剤を含有した黒色ドナーシートから着色剤をカラーフィルタ要素の基板上に転写して、所望のパターンでブラックマトリックス（遮光層）を形成することを開示している。

一方、特許文献３は、所望の光学基板（ここでは、ＴＦＴが設けられたＴＦＴ基板に対向する対向基板）上に、ストライプ状の遮光層を形成することを開示している。

特開平６−３４７６３７号公報 米国特許第５，５２１，０３５号 特開平９−２５８２６８号公報（第６図）

本件出願人は、レーザー光熱転写法により、所定のパターン状の遮光層を光学基材上に密着させて転写し、その光学基材上の遮光層の間にインクジェット記録方式で複数色の画素部を形成するカラーフィルタを開発しようとしている。
ここで、レーザー光熱転写法により光学基材上に転写された遮光層は、十分な遮光性を有しており、さらに、解像度の高い転写パターン（すなわち、ストライプ状等の所定のパターン）で光学基材上に転写される必要がある。
ところが、上述した従来の技術では、遮光層の組成成分の不均一性を考慮していないために、遮光層の遮光性が低下してしまうことが想定された。
また、遮光層は、光学基材上に転写されるときに、転写パターンの膜切断性が低い場合には、所定のパターンで転写されない場合が想定された。
その結果、この遮光層付き光学シートを適用したカラーフィルタを用いた液晶表示装置を、観察した場合に、各画素部の示す複数色（例えば、ＲＧＢ）の鮮明度が低下して、映像のコントラストが低下する、という問題があった。

本発明の課題は、所望の光学基材上に、遮光性の良好な遮光層を解像度の高い転写パターンで転写することができる転写シートを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、転写基材（１１）と、前記転写基材上に形成された離型層（１２）と、前記離型層上に剥離可能に形成され、光熱変換作用により加熱されて溶融し、所定のパターン状の遮光層（１３Ｂ）を転写する転写層（１３）と、を備え、前記転写層は、光熱変換作用を有する遮光性材料である第１粒子（１３−１）と、前記遮光層と所望の光学基材との接着性を保持するための接着剤（１３−２）とを含み、その厚み方向において、前記第１粒子の密度が変化し、前記転写層の転写面側の前記第１粒子の密度が、前記転写層の転写基材側の前記第１粒子の密度に比べて大きいこと、を特徴とする転写シートである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の転写シートにおいて、前記接着剤の質量は、前記第１粒子の質量と異なること、を特徴とする転写シートである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の転写シートにおいて、前記第１粒子は、カーボンブラックであること、を特徴とする転写シートである。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された転写シートにおいて、前記接着剤は、エポキシ樹脂であること、を特徴とする転写シートである。

本発明の転写シートは、（１）離型層上に剥離可能に形成され、光熱変換作用により加熱されて溶融し、所定のパターン状の遮光層を転写する転写層を備え、この転写層は、光熱変換作用を有する遮光性材料である第１粒子と、遮光層と所望の光学基材との接着性を保持するための接着剤とを含み、その厚み方向において、第１粒子の密度が変化し、転写層の転写面側の第１粒子の密度が、転写層の転写基材側の第１粒子の密度に比べて大きいので、転写面における遮光層の遮光性を高めることができ、その結果、遮光性の良好な遮光層を所定のパターン状に転写することができる。
また、転写層の転写面側では、接着剤の密度が小さくなり、第１粒子の密度が大きくなるようにしたので、転写面における転写膜強度が低下し、溶融転写時の転写パターンの膜切断性が向上し、その結果、解像度の高い転写パターンを得ることができる。

（２）接着剤の質量は、第１粒子の質量と異なるので、転写層中において、接着剤と第１粒子とが不均一に分布し、特に、接着剤の質量が第１粒子の質量よりも小さく、さらに、乾燥前の転写シートを、転写層の転写面が下側になるように配置した場合には、第１粒子が転写面側に移動すると共に、接着剤が離型層側に移動する。これにより、転写層の転写面側では、第１粒子の密度が大きくなり、その結果、遮光層を良好な遮光性を有する状態とし、この状態で光学基材に密着させることができる。

（３）第１粒子は、光熱変換作用を有する遮光性材料であるカーボンブラックであるので、レーザー光等の光を熱エネルギーに変換すると共に、遮光層の遮光性を高めることができる。

（４）接着剤は、遮光層と所望の光学基材との接着性を保持するためのエポキシ樹脂であるので、遮光層を光学基材に密着させることができる。

本発明は、所望の光学基材上に、遮光性の良好な遮光層を解像度の高い転写パターンで転写するという目的を、転写層に含まれる遮光性材料である粒子の密度を、その厚さ方向で変化させ、特に、転写層の転写面側の粒子の密度を大きくすることによって実現する。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例による転写シート１０を示す図である。

転写シート１０は、レーザー光熱転写法により、所定のパターンを、光学基材２１に転写するためのシート（ドナーシート）であって、転写基材１１と、離型層１２と、光熱変換転写層１３などとを備えている。

転写基材１１は、光熱変換転写層１３の担体となるものであって、遮光層の転写のために、レーザー光を照射して加熱が行われるので、レーザー光の透過性、耐熱性などが必要であると共に、後述する光学基材２１（図３参照）に貼り合わせて使用されかつ使用後には剥離されるので、適度の柔軟性、軽さ、取り扱い性、機械的強度などが必要である。
この転写基材１１は、ポリエステル樹脂などの各種のプラスチック材料を挙げることができ、その厚さは、通常、約２５〜１００μｍの範囲が好適であり、この実施例では、１００μｍのＰＥＴフィルムを用いた。

離型層１２は、転写基材１１から光熱変換転写層１３を剥離するための層である。この離型層１２は、所定の剥離成分を有するＵＶ硬化性のアクリレート樹脂組成物を、例えば、スピンコート法、グラビア印刷法、ダイコーティング法等の常用の塗布方法に従って、転写基材１１の表面に塗布し、ＵＶ硬化させることによって形成することができる。この離型層１２の厚さは、通常、約０．５〜２μｍの範囲が好適であり、この実施例では、１μｍとした。

光熱変換転写層１３は、レーザー光の照射を受けて、その光エネルギーを熱エネルギーに変換し、遮光層に転写される画像成分を溶融させ、光学基材２１の表面に転写及び固着させるための層である。
この光熱変換転写層１３は、光熱変換性を付与するために、カーボンブラック等の光吸収性材料、又は、そのような光吸収性材料を分散して含有する必要があり、硬化目的のため、熱硬化性の成分を含有しているのが好ましく、例えば、カーボンブラック、熱硬化性モノマー又はオリゴマー、硬化剤等をバインダ樹脂中に分散させた層とすることができる。

また、光熱変換転写層１３は、転写性を付与するために、光熱変換作用により加熱されて溶融し、光学基材２１にパターン状に転写される画像成分を含む必要があり、その画像成分をレーザー熱転写法に従って、光学基材２１の表面に高コントラストで転写し、転写された画像パターンとして固着させることができ、使用後の転写シート１０を光学基材２１から剥離する際に剥離残渣を生じることがない限り、任意の組成で形成することができる。

光熱変換転写層１３の画像成分は、例えば、液晶表示装置のブラックマトリックス上でセパレーションリブとして、又は、ブラックマトリックス兼セパレーションリブとして使用されるので、遮光性と転写性とを考慮に入れた組成にする。ここで、遮光性の向上のためには、一般的に、黒色顔料（カーボンブラック等）やその他の有色顔料を高められた量で添加することや、金属粉などを添加することが挙げられる。

この実施例では、以下の組成のものを使用した。
カーボンブラック １２部
変成アクリル樹脂 １０部
エポキシ樹脂 ４部
硬化剤 ５部
メチルエチルケトン／トルエン ７０部

この光熱変換転写層１３は、通常、所定の組成を有する樹脂組成物を、例えばスピンコート法、グラビア印刷法、ダイコーティング法等の常用の塗布方法に従って、離型層１２の表面に塗布し、乾燥させることによって形成することができる。光熱変換転写層１３の厚さは、通常、０．１〜２μｍの範囲が好ましく、この実施例では、１．３μｍとした。

なお、転写シート１０としては、転写基材１１及び／又は光熱変換転写層１３に剥離性がある場合には、上述した離型層１２を省略してもよい。
さらに、転写シート１０としては、光熱変換転写層１３の光熱変換作用により発生する熱が不足する場合には、転写基材１１と光熱変換転写層１３との間に、レーザー光を吸収して熱に変換する光熱変換層をさらに設けてもよい。

ここで、光熱変換転写層１３の組成成分の分布について説明する。
図２は、本実施例による転写シート１０の光熱変換転写層１３の組成成分の分布を示した図である。
光熱変換転写層１３は、例えば、光熱変換作用を有する遮光性材料である粒子（カーボンブラック等）１３−１と、後述する遮光層１３Ｂと光学基材２１（図３参照）との接着性を保持するための接着剤１３−２（エポキシ樹脂等）１３−２とを含む。

この接着剤１３−２の質量は、粒子１３−１の質量と異なる。このため、光熱変換転写層１３中において、接着剤１３−２と粒子１３−１とが不均一に分布する場合が想定される。
具体的には、接着剤１３−２の質量が粒子１３−１の質量よりも小さく、さらに、乾燥前の転写シート１０を、光熱変換転写層１３の転写面Ａ（後述する光学基材２１と密着する面）が、図示のように、下側になるように配置して、不図示の乾燥炉等により乾燥させた場合には、粒子１３−１は、転写面Ａ側に移動し、接着剤は、離型層１２側に移動する。

このため、粒子１３−１と接着剤１３−２との密度は、転写シート１０の厚み方向に沿って変化し、光熱変換転写層１３の転写面Ａ側の粒子１３−１の密度が、光熱変換転写層１３の転写基材１１側の粒子１３−１の密度に比べて大きくなる。その結果、光熱変換転写層１３の転写面Ａ側では、接着剤１３−２の密度が小さくなり、粒子１３−１の密度が大きくなる。

図３は、図２に示した転写シート１０の遮光層の光学基材への転写工程を示した断面図である。
図３（ａ）に示すように、図２に示した転写シート１０を用意し、これを、その光熱変換転写層１３が光学基材２１に密着するようにして重ね合わせる。この光学基材２１は、この実施例では、無アルカリガラス（厚さ：０．７ｍｍ）とした。
ここで、光熱変換転写層１３は、図示のように、転写面Ａ側では接着剤１３−２の密度が小さくなり、粒子１３−１の密度が大きくなっている。

次いで、得られた積層体の転写シート１０に対して、転写基材１１の側から、レーザー光Ｌを所定のパターンで照射する。ここで、レーザー光Ｌのパターンは、光学基材２１に転写しようとしている遮光層１３Ｂ（後述）に対応する。なお、レーザー光Ｌは、ＹＡＧレーザー（波長１０８４ｎｍ、スポット径２０μｍ、出力３０ｍＷ）であって、遮光層１３Ｂ上を１００ｍｍ／ｓｅｃで移動する。

レーザー光Ｌのパターン照射の結果、転写シート１０の光熱変換転写層１３の光熱変換作用により、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、図３（ｂ）に示すように、光熱変換転写層１３の内部に含まれる画像成分１３Ａがパターン状に加熱されて溶融し、光学基材２１に転写され、これに固着される。
なお、画像成分１３Ａが光学基材２１に転写された後、転写シート１０が光学基材２１から剥離される。この剥離条件は、この実施例では、ロール径１００ｍｍ、圧力０として、このロールを１００ｍｍ／ｓｅｃで駆動した。

ここで、光熱変換転写層１３の転写面Ａ側には、上述したように、粒子１３−１が多く含まれているので、画像成分１３Ａは、良好な遮光性を有する状態となっている。このため、画像成分１３Ａは、転写シート１０が光学基材２１から剥離された場合に、光学基材２１上に、遮光性の良好な遮光層１３Ｂ（後述）として所定のパターン状に転写される。
さらに、転写シート１０が剥離された光学基材２１の画像成分１３Ａを熱硬化させるために、この実施例では、２５０℃雰囲気中に３０分間さらすベーク工程に通した。これにより、画像成分１３Ａは、後述する遮光層１３Ｂとなる。

図３（ｃ）は、上述したようにして、光学基材２１の上に転写された遮光層１３Ｂを示しており、遮光層付き光学シート２０は、例えば、この遮光層１３Ｂと、光学基材２１とを備えている。なお、この遮光層１３Ｂは、上述したベーク工程により、光学基材２１に対して強い力で密着していると共に、粒子１３−１と接着剤１３−２との不均一性により（ここでは、粒子１３−１が転写面Ａ側に多く含まれている状態である）、良好な遮光性を有している。
また、遮光層１３Ｂは、粒子１３−１が転写面Ａ側に多く含まれている状態であるので、例えば、転写面Ａにおける転写膜強度が低下し、溶融転写時の転写パターンの膜切断性が向上する。このため、遮光層１３Ｂは、光学基材２１上に解像度の高い転写パターンで転写されることになる。

したがって、本実施例の転写シート１０によれば、光学基材２１上に、遮光性の良好な遮光層１３Ｂを解像度の高い転写パターンで転写することができる。
また、この遮光層付き光学シート２０を、後述するカラーフィルタ３０に使用した場合には、コントラストの良好な鮮明な画像を得ることができる。

図４は、本実施例による転写シート１０を用いて形成された遮光層付き光学シート２０を適用したカラーフィルタを模式的に示した断面図である。なお、以下では、カラーフィルタの製造方法の説明に従い、各部材等についても説明する。
まず、カラーフィルタ３０に用いられる遮光層付き光学シート２０は、上述したように、光学基材２１と、この光学基材２１上に転写された遮光層１３Ｂとを備えている。この遮光層１３Ｂは、上述した転写工程（ここでは、転写フィルムを光学基材２１から剥離するまでの工程となる：図３参照）と、上述したベーク工程とにより、光学基材２１上に転写される。

図５は、遮光層付き光学シート上に、濡れ性変化層を塗布する濡れ性変化層塗布工程を示す図である。
図６は、光学基材２１側からエネルギーを照射するバック露光工程を示す図である。
次に、この遮光層付き光学シート２０上に、濡れ性変化層３２を塗布した後（図５参照）、光学基材２１側からエネルギー３５を照射する（図６参照）。
この濡れ性変化層３２は、エネルギー３５の照射により、濡れ性が変化する層であって、例えば、光触媒作用を有する二酸化チタン等を含む。
ここで、濡れ性とは、濡れ性変化層３２表面における水との接触角をいい、この実施例による濡れ性変化層３２では、エネルギー３５の照射により接触角が小さい親水性領域３２Ａを形成する。また、エネルギー３５の照射前は、濡れ性変化層３２は、水との接触角が大きい疎水性領域３２Ｂを形成している。なお、後述するインクＲ，Ｇ，Ｂは、水性インクであるために、親水性領域３２Ａは親インク性となり、同じく、疎水性領域３２Ｂは撥インク性となる。

また、光学基材２１側からエネルギー３５を照射する場合には、遮光層１３Ｂの凸部上面には、エネルギー３５が照射されないので、この凸部上面に塗布された濡れ性変化層３２は、疎水性領域３２Ｂとなっている。これに対して、遮光層１３Ｂの凸部上面以外（すなわち、遮光層１３Ｂの間であって、以下、開口部という）には、エネルギー３５が照射されるので、この開口部に塗布された濡れ性変化層３２は、親水性領域３２Ａとなっている。

図７は、遮光層１３Ｂの間に、インクＲ，Ｇ，Ｂを吐出する着色工程を示す図である。
次に、赤色、緑色、青色を示すインクＲ，Ｇ，Ｂをインクジェット記録方式により、遮光層１３Ｂの間に形成されたストライプ状の開口部に吐出して、開口部を着色した。これにより、複数色（ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂ）の画素部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂを開口部に形成することにより（図中（ａ）参照）、カラーフィルタ３０を製造する。

さらに、遮光層１３Ｂ上に、所望の層（例えば、保護層であるオーバーコート層３４：図４参照）を形成する場合には、画素部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ側からエネルギー３５Ａを照射することにより（図中（ｂ）参照）、濡れ性変化層３２の疎水性領域３２Ｂを親水性領域３２Ａに変化させる。
これにより、カラーフィルタ３０の表面にオーバーコート層３４等の所望の層を形成する場合に、このオーバーコート層３４との密着性を高めることができる（図４参照）。

このように、このカラーフィルタ３０は、本実施例の転写シート１０を用いて形成された遮光層付き光学シート２０と、この遮光層付き光学シート２０上に形成された濡れ性変化層３２と、濡れ性変化層３２上にインクジェット記録方式により形成された複数色の画素部３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂと、を備えたので、良好なコントラスト及び高い解像度を発揮でき、表示品位のより高い表示装置が実現される。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）遮光層付き光学シート２０の遮光層１３Ｂは、カラーフィルタのセパレーションリブや、液晶表示装置のブラックマトリックス（又はブラックストライプ）を例に説明したが、有機ＥＬ素子の隔壁（バンク）に利用してもよい。
（２）光熱変換転写層１３に含まれる粒子１３−１及び接着剤１３−２は、光熱変換転写層１３の厚さ方向に沿って、その分布が不均一となり、遮光層１３Ｂの遮光性を良好にすると共に、この遮光層１３Ｂを解像度の高い転写パターンで転写することができれば、その質量、性質等を考慮して適宜の組合せとしてもよい。

本発明の実施例による転写シート１０を示す図。 本実施例による転写シート１０の光熱変換転写層１３の組成成分の分布を示した図。 図２に示した転写シート１０の遮光層の光学基材への転写工程を示した断面図。 本実施例による転写シート１０を用いて形成された遮光層付き光学シート２０を適用したカラーフィルタを模式的に示した断面図。 遮光層付き光学シート２０上に、濡れ性変化層を塗布する濡れ性変化層塗布工程を示す図。 光学基材２１側からエネルギーを照射するバック露光工程を示す図。 遮光層の間に、インクＲ，Ｇ，Ｂを吐出する着色工程を示す図。

符号の説明

１０ 転写シート
１１ 転写基材
１２ 離型層
１３ 光熱変換転写層
１３−１ 粒子
１３−２ 接着剤
１３Ａ 画像成分
１３Ｂ 遮光層
２０ 遮光層付き光学シート
２１ 光学基材
３０ カラーフィルタ
３２ 濡れ性変化層
３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ 画素部
Ｌ レーザー光

Claims (4)

1. 転写基材と、
   前記転写基材に剥離可能に形成され、光熱変換作用により加熱されて溶融し、所定のパターン状の遮光層を転写する転写層と、
   を備え、
   前記転写層は、
   光熱変換作用を有する遮光性材料である第１粒子と、前記遮光層と所望の光学基材との接着性を保持するための接着剤とを含み、
   その厚み方向において、前記第１粒子の密度が変化し、
   前記転写層の転写面側の前記第１粒子の密度が、前記転写層の転写基材側の前記第１粒子の密度に比べて大きいこと、
   を特徴とする転写シート。
2. 請求項１に記載の転写シートにおいて、
   前記接着剤の質量は、前記第１粒子の質量と異なること、
   を特徴とする転写シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載の転写シートにおいて、
   前記第１粒子は、カーボンブラックであること、
   を特徴とする転写シート。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された転写シートにおいて、
   前記接着剤は、エポキシ樹脂であること、
   を特徴とする転写シート。
   

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