JP2006084907A - カラーフィルターの製造方法およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】転写によりカラーフィルター各層を形成する際に抱き込む気泡に基づいて、密着不良やピンホールが生じる欠点を解消し、工程数や時間の増加を伴なわないカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターを提供することを課題とする。
【解決手段】転写シート２Ａを用い、シート状基材１上に転写層２２Ａを転写しておき、電離放射線６をパターン状に照射し、その後、現像する電離放射線プロセスにより、カラーフィルター層７Ａを形成することを繰り返し行ない、必要に応じブラックマトリックスを形成してカラーフィルターを得る。アライメントマークは最初のカラーフィルター層７Ａの形成の際に設けるとよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透明なシート状基材上にカラーフィルター層を構成する各層を形成するカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターに関するものである。

近年、パーソナルコンピュータ、特に携帯可能なパーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけ、カラー液晶ディスプレイの需要が増加しており、一層の軽量化や耐衝撃性の向上が望まれている。このため、カラーフィルターも従来のガラス板等の剛性のあるものを基材とするものから、プラスチックシート等のフレキシブルなものを基材とするものが望まれるようになってきている。

従来、ガラス板を基材とするカラーフィルターを製造する方法として、ブラックマトリックスやカラーフィルター層を構成する赤色、緑色、および青色の三色のカラーフィルター層を、着色された感光性樹脂組成物の層の積層、パターン状の露光、および現像により行なう方法がある。（特許文献１。）。
また、基材上にブラックマトリックスを形成する際に、カラーフィルター層を形成してから、黒色の感光性樹脂層を適用し、適用後に加熱して基材に接するよう移行させる方法が提案されている。（特許文献２。）。
特開２００４−１４４８７０ 特開平０８−１９４１０５

特許文献１記載の方法によると、最初に形成したブラックマトリックスが突条の壁を作るので、感光性樹脂組成物の層を転写する際に、ブラックマトリックスが作る壁の付近で気泡を抱き込みやすく、この気泡により、転写された層と基材との間の密着不良が生じたり、白色状に見えるピンホールが生じる欠点がある。このため、転写の諸条件を変更したり、ブラックマトリックスの高さを低くする等の対策も試みられたが、欠点を解消するには至っていない。
また、特許文献２記載の方法によると、カラーフィルター層上に適用された黒色の感光性樹脂層を加熱して、黒色の感光性樹脂層を基材側に移行させるための移行工程が必要となり、そのための設備と時間を要することが避けられない。

本発明においては、上記の従来の方法における転写の際に抱き込む気泡に基づいて、密着不良やピンホールが生じる欠点を解消し、しかも、改善のための工程数、設備、および要する時間の増加を伴なわないカラーフィルターの製造方法およびカラーフィルターを提供することを課題とするものである。

発明者の検討によれば、着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物を適用して、電離放射線をパターン状に照射し、現像することにより、カラーフィルター層を形成した後に、ブラックマトリックスを形成することにより、上記の課題を解決することができ、本発明に到達することができた。

第１の発明は、シート状基材上に着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物を適用し、適用された電離放射線硬化性樹脂組成物に電離放射線をパターン状に照射した後、現像することによって、前記着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物が硬化した着色樹脂組成物で構成された互いに離間した微細領域の集合からなるカラーフィルター層を形成することを、前記着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物の色の異なるものを使用して繰り返して行ない、色の異なる前記微細領域を並べて形成した後、前記微細領域の境界にブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法に関するものである。

第２の発明は、前記のブラックマトリックスを形成することも、前記の着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物を適用し、適用された電離放射線硬化性樹脂組成物に電離放射線をパターン状に照射した後、現像することによって行なうことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製造方法に関するものである。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記複数種類のカラーフィルター層のうち、先に形成する方のカラーフィルター層を形成する際に、アライメントマークを形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法に関するものである。

第４の発明は、シート状基材上に、硬化した着色樹脂組成物で構成された互いに離間した微細領域の集合からなるカラーフィルター層どうしが、前記微細領域の色の異なるものが並んで積層されており、さらに前記微細領域の境界にブラックマトリックスが積層されていることを特徴とするカラーフィルターに関するものである。

第１の発明によれば、ブラックマトリックスの形成を電離放射線プロセスによる各色のカラーフィルター層の形成の後に行なうので、ブラックマトリックスの存在に起因する気泡の抱き込みや気泡に基づく欠点を解消可能とし、そのための工程数、設備、および要する時間の増加を伴なわないカラーフィルターの製造方法を提供することができる。

第２の発明によれば、第１の発明の効果に加えて、ブラックマトリックスを形成することも電離放射線プロセスによって行なうので、カラーフィルター層の形成条件とブラックマトリックスの形成条件との相違がないカラーフィルターの製造方法を提供することができる。

第３の発明によれば、第１または第２の発明の効果に加えて、先に形成する方のカラーフィルター層の形成の際にアライメントマークの形成も行なうので、アライメントマークの形成を別工程にする必要がなく効率的なカラーフィルターの製造方法を提供することができる。

第４の発明によれば、硬化した着色樹脂組成物で構成されたカラーフィルター層の境界にブラックマトリックスが位置するので、製造の際に、ブラックマトリックスとカラーフィルター層との間に気泡の抱き込みがないカラーフィルターを提供することができる。

図１は、本発明のカラーフィルターの製造方法における１色目のカラーフィルター層を形成する方法を例示する図である。図１（ａ）に示すように、まず、シート状基材１を準備し、その上に転写シート２Ａを重ね、ローラ３等で加圧し、転写シート２Ａの転写層２２Ａをシート状基材１と接着させ、その後、転写シート２Ａの転写シート基材２１を剥離して転写を行ない、重ね合せ体４Ａとする。

シート状基材１は、最終的にはカラーフィルターの基材となるものであり、透明性の高いものであることが好ましく、通常はプラスチックシートである。シート状基材１は、カラーフィルター製造時には、連続状の長尺のものであることが好ましいが、長尺のものを断裁して得られた個別のものであってもよい。転写シート２Ａは、例えば、シート状基材１から遠い側より、転写シート基材２１、および着色された電離放射線硬化性樹脂組成物からなる転写層２２Ａが順に積層された積層構造からなるものである。なお、転写シートおよび転写層、並びに以降の各色のカラーフィルター層の符号におけるＡ、Ｂ、およびＣは、カラーフィルター層の吸収特性の違い、外観的に言えば色相の相違を示す。

次に、図１（ｂ）に示すように、シート状基材１上に転写層２２Ａが重ねられた重ね合せ体４Ａの転写層２２Ａ側から、電離放射線６を、マスクパターン５Ａを介する等により、パターン状に照射して露光する。露光により、転写層２２Ａの所定の箇所が架橋し硬化して、硬化部２２Ａ’と硬化部以外の未硬化部とが区画されて形成される。この説明では、転写層２２Ａが、ネガ型であることを想定しているが、ポジ型であってもよく、以降についても同様である。なお、マスクパターン５Ａ等を介して行なう露光以外に、電離放射線のビームを走査して行なうことによって、電離放射線をパターン状に照射してもよく、以降においても同様である。

露光後の転写層２２Ａを、転写層２２Ａを構成する素材に合わせた現像法により現像することにより、未硬化部を除去して硬化部２２Ａ’を残留させ、以上のようにしてシート状基材１上に、硬化部２２Ａ’が残留した微細領域７Ａの集合からなる１色目のカラーフィルター層を形成する（図１（ｃ））。微細領域７Ａの集合からなる１色目のカラーフィルター層は、これにこだわるものではないが、例えば、青色のものであり、転写シート２Ａの転写層２２Ａ中の着色剤としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー６０を用いる。なお、電離放射線硬化性樹脂組成物を適用し、適用された電離放射線硬化性樹脂組成物に電離放射線をパターン状に照射した後、現像することからなるプロセスを簡単のため、電離放射線プロセスと言うことがある。

微細領域７Ａの集合からなる１色目のカラーフィルター層が形成されたシート状基材１に対し、別の転写シートを用いて、上記の１色目のカラーフィルター層を形成するのに用いたのとは異なる色相の転写層２２Ｂを転写し、重ね合せ体４Ｂとし、転写層２２Ｂ側から、電離放射線６をマスクパターン５Ｂを介する等により、パターン状に照射して露光する（図２（ａ））。ここで用いるマスクパターン５Ｂとしては、先に用いたマスクパターン５ａとは異なる位置が露光を受けるよう構成したものを用いることが好ましい。

上記の１色目のカラーフィルター層を形成する際と同様、露光後の現像を行なうことにより、図２（ｂ）に示すように、例えば、先に形成された１色目のカラーフィルター層を構成する微細領域７Ａに隣接する部分における転写層２２Ｂの所定の部分が硬化した硬化部２２Ｂ’を残留させ、この硬化部２２Ｂ’が残留した微細領域７Ｂの集合からなる２色目のカラーフィルター層を形成する。２色目のカラーフィルター層は、先の１色目のカラーフィルター層が青色のものであれば、例えば、赤色のものであり、転写シートの転写層中の着色剤としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１６８を用いる。

続いて、さらに別の転写シートを使用して、上記と同様の操作を行なって、図３に示すように、さらに別の色の微細領域７Ｃの集合からなる３色目のカラーフィルタ層を形成する。３色目のカラーフィルター層は、先の１色目のカラーフィルター層、および２色目のカラーフィルター層がそれぞれ青色、赤色のものであれば、例えば、緑色のものであり、転写シートの転写層中の着色剤としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントグリーンＧ−７を用いる。

以上のようにして、３色のカラーフィルター層を形成した後、これら３色のカラーフィルター層の微細領域の境界に、ブラックマトリックス８を形成し、図３（ｂ）に示すように、カラーフィルター１０を得ることができる。即ち、カラーフィルター１０は、シート状基材１上に、硬化した着色樹脂組成物で構成された微細領域７Ａの集合からなるカラーフィルター層、同じく７Ｂからなるカラーフィルター層、および同じく７Ｃからなるカラーフィルター層の三つのカラーフィルター層が、各カラーフィルター層の微細領域７Ａ、７Ｂ、および７Ｃどうしが並んで積層され、さらにカラーフィルター層の微細領域の境界にブラックマトリックスが積層されたものである。ここで、ブラックマトリックス８がカラーフィルター層の微細領域の境界に積層されている状態とは、図３（ｂ）中の左右方向で言えば、例えば、微細領域７Ａと７Ｂの境界を含む、ブラックマトリックス８に許容される幅の範囲にある状態を指し、また、図３（ｂ）中の上下方向で言えば、ブラックマトリックス８がカラーフィルター層上に積層している、ブラックマトリックス８の下部の一部がカラーフィルター層内に埋め込まれている、もしくはブラックマトリックスの上面がカラーフィルター層の上面と同一面をなすよう埋め込まれている状態を指す。図３（ｂ）に示すような断面がくさび形状（縦長の逆三角形状）のブラックマトリックス８の場合、下方の先端がシート状基材１に接していてもよいが、ブラックマトリックス８の上面がカラーフィルター層で被覆されている場合を除く。なお、カラーフィルターは、通常、赤色、青色、および緑色の三種類のカラーフィルター層から構成されることが多いが、用途により、一種類や二種類、あるいは４種類や５種類、もしくはそれ以上の種類から構成されることもあり得る。ブラックマトリックス８の形成は、上記した各カラーフィルター層の形成と同様、転写シートを用い、パターン状に露光することによって行なえ、この場合、ブラックマトリックス８の形成とカラーフィルター層の各層の形成が本質的に同じ条件で行なえる利点がある。もちろん、ブラックマトリックス８の形成は、後に述べるように、他の手法によってもよい。

各色のカラーフィルター層を構成する微細領域は、種々の様式により密に配列されるべきものであるので、色ごとに位置合わせ（アライメント）を行なう必要がある。位置合わせは、シート状基材１の端面を基準にする等、種々の方法によって行なうことが可能であるが、確実な方法は、アライメントマークを基準に行なう方法である。アライメントマークは、好ましくはシート状基材１の余白部分に形成される。このアライメントマークは、カラーフィルターを液晶パネル等の観察面に組み合わせる際にも利用することができる。

図４は、長尺で連続状のシート状基材１上に形成されたアライメントマーク９を例示する部分的な図であり、シート状基材１上に、ある色のカラーフィルター層７０Ａが図の左右方向に一定ピッチで間隔をあけて形成されており、カラーフィルター層７０Ａの図中の上辺および下辺の両端の近傍に、即ちカラーフィルター層１つに４箇所のアライメントマーク９が形成されている。

アライメントマーク９は、肉眼的な観察、もしくは機械的な検出によってアライメントに利用されるか、あるいは肉眼的な観察および機械的な検出の両方によって利用され、それぞれに適した材料により、所定の形状で形成される。肉眼的な観察用と機械的な検出用のアライメントマークを分けて別々に形成してもよいし、両者を兼ねて形成してもよい。アライメントマーク９の形状、配置、１つのカラーフィルターあたりの個数は、図４を引用して説明した上記の例に限定されることはなく、想定されるアライメントの工程、要求される精度、作業効率を考慮して、任意に決めることができる。

カラーフィルターの製造において、アライメントマーク９を形成するのを効率的に行なえる方法は、カラーフィルターを構成する各カラーフィルター層のいずれかを形成するのとアライメントマーク９を形成するのとを兼ねるか、もしくはブラックマトリックス８を形成するのとアライメントマーク９を形成するのとを兼ねる方法である。単にアライメントマークを形成する観点からは、いずれでも差し支えないが、アライメントマーク９は、その技術的な意味合いから、最初に形成することが好ましい。アライメントマーク９の形成を、ブラックマトリックス８の形成と兼ねて行なうと、必然的にブラックマトリックス８の形成が先になり、背景技術の項で述べたように、その後の各色のカラーフィルター層を形成する際に、気泡の抱きこみが避けられないので、いずれかの色のカラーフィルター層の形成の際に、好ましくは、最も先に形成するカラーフィルター層の形成と兼ねて行なうことが好ましい。この場合、アライメントマーク９は、カラーフィルター層７０Ａを構成するのと同じ材料によって構成されることになる。なお、最も先に形成するカラーフィルター層の形成と兼ねてアライメントマーク９を形成する場合、どの色のカラーフィルター層を最初に形成するかは任意に選択できる。

電離放射線の照射により、アライメントマーク９をカラーフィルター層の形成と兼ねて行なうには、用いるマスクパターンに、カラーフィルター層を形成するためのパターンに加え、アライメントマークのパターンを有するものを用いるとよく、あるいは、電子線を走査してパターン状に照射する場合には、電子線による描画パターンとして、カラーフィルター層を形成するための描画パターンに加えて、アライメントマークの描画パターンを有するものを用いる。

上記のようにして、１色目のカラーフィルター層７０Ａおよびアライメントマーク９を形成した後、形成されたアライメントマーク９を基準にアライメントを行ない、２色目のカラーフィルター層を形成し、さらに同様にして３色目のカラーフィルター層を形成する。

１色目のカラーフィルター層７０Ａおよびアライメントマーク９を形成する際には、転写シート２Ａの幅は、カラーフィルター層７０Ａの幅に加え、アライメントマーク９を形成する部分をカバーし得るものである。２色目以降の転写シート、例えば２Ｂについては、所定のカラーフィルター層の幅をカバーし得るものであれば足りるが、カラーフィルター７Ａの幅より狭いと、転写シート２Ｂとシート状基材１との位置合せの精度によっては、十分な幅のカラーフィルター層が形成されない恐れがあるが、幅が広過ぎると、アライメントマーク９上を覆う可能性があり、アライメントマーク上を覆ってしまうと、アライメントマークの機械検出が難しくなる。そこで、実際には、図５に示すように、最初に形成したカラーフィルター層７０Ａの幅以上であって、アライメントマーク９に触れない程度の幅（図中、両端に矢のついた矢印と符号２Ｂで例示する幅）であることが好ましく、所定の幅になるよう加工した転写シート２Ｂを所定の位置において、加圧ローラでラミネートおよび真空密着させることが好ましい。なお、転写シート２Ｂの幅の調整の代わりに、転写シートの転写層の幅を転写シート基材よりも狭める調製によって行なうこともできる。

ブラックマトリックス８を、カラーフィルター層の形成の際と同様の転写によって形成する場合の転写シートの幅についても上記と同様である。

カラーフィルターの基材となるシート状基材１としては、フレキシブルで、透明性を有するものを用い、好ましくは、連続状の長尺のものを用い、カラーフィルターを製造した後の適当なタイミングで断裁し、１枚ずつのシート状のカラーフィルターとする。連続状の長尺のものを用いるときは、通常、巻取ったロールを巻き出し装置に取付けて、巻取りの外側から巻き出して加工機の加工部分に送り、加工後、引き出すことにより、加工機の加工部分への供給および加工後の排出が容易であり、また、ロールを交換する手間を少なくする意味で、ロールを構成するシート状基材１は、出来るだけ長いものであることが好ましい。ロールを構成するシート状基材１の長さは、例えば、幅に対して、１００倍〜１００００倍程度であることが好ましい。

透明な連続シート状基材１の素材としては、ポリエチレンテレフタレート（略称；ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミド、もしくは芳香族ポリアミド等の合成樹脂を挙げることができ、中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、もしくはポリエーテルスルホンが好適に用いられる。合成樹脂以外にも、金属箔やごく薄いシート状のガラスも素材として使用できる。透明な連続シート状基材１の厚みは、用途にもよるが、５μｍ〜４００μｍが好ましく、さらには、１０μｍ〜２００μｍがより好ましい。

転写シート基材２１としては、特に制限されないが、紫外線もしくは電子線等の電離放射線を転写シート基材４側から照射するため、これらの電離放射線の透過性のよい、実際には透明性の高い基材を用いることが好ましい。転写シート基材４の好ましい具体例としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、トリアセチルセルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリエチレンサルファイド（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、塩化ゴム、アイオノマー等のような、比較的耐熱性の良いプラスチックシートのほか、コンデンサー紙、パラフィン紙等の紙類、もしくは不織布等があり、またはこれらを任意に複合した複合体を挙げることができる。転写シート基材２１の厚みは、強度および熱伝導性の観点から選択でき、好ましくは２μｍ〜１８０μｍであり、より好ましくは５０μｍ〜１２５μｍである。転写層との間の剥離性が不十分な場合、シリコーンもしくはワックス等の剥離剤を配合した剥離性塗料を塗布して剥離性を付与して用いてもよい。

転写層２２は、基本的には、着色剤と電離放射線硬化性樹脂とからなる電離放射線硬化性樹脂組成物で構成され、電離放射線の照射により架橋して硬化し、転写層の露光部と未露光部における特定の溶剤に対する溶解性の差を生じさせるものである。

転写層２２を構成する着色剤としては、十分な着色濃度を有し、光、熱、温度等により変褪色しないものが好ましい。例えば無機顔料もしくは有機顔料等の顔料、又は染料を挙げることができる。顔料のうち無機顔料としては、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化亜鉛、プルシアンブルー、硫化カドミウム、酸化鉄、または種々のクロム酸塩を挙げることができる。クロム酸塩としては、例えば、鉛、亜鉛、バリウムもしくはカルシウムのクロム酸塩を挙げることができる。また、有機顔料としては、アゾ系、チオインジゴ系、アントラキノン系、アントアンスロン系、もしくはトリフェンジオキサジン系の顔料、バット染料顔料、フタロシアニン顔料（例えば銅フタロシアニン）及びその誘導体、又はキナクリドン顔料等を挙げることができる。染料としては、酸性染料、直接染料、分散染料、油溶性染料、含金属油溶性染料もしくは昇華性色素等の有機染料を挙げることができる。また、要求される色調に応じて、カーボンブラック、有機顔料、無機顔料、又は各種染料から適当なものを選択して用いることが出来る。

電離放射線硬化性樹脂組成物は、上記の着色剤に加えて、ラジカル重合性不飽和モノマー、オリゴマー、もしくはポリマーを含有し、必要に応じて、ラジカル重合性ではない通常の樹脂、光重合開始剤、溶剤もしくは希釈剤、またはその他の添加剤を含有するものである。

ラジカル重合性不飽和モノマーとしては、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、もしくはジエチレングリコールジアクリレート等のアクリレートモノマーを挙げることができる。また、これらのアクリレートモノマーのアクリレート基をメタクリレート基に置換したメタクリレートモノマーも挙げられる。これらアクリレートモノマーもしくはメタクリレートモノマーが重合したラジカル重合性オリゴマーまたはラジカル重合性ポリマーも用いることができる。

また、ラジカル重合性オリゴマーとしては、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、もしくはポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー等が、また、ラジカル重合性ポリマーとしては、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、もしくはアクリレート基を有するポリエステルアクリレート等を挙げることができる。

ラジカル重合性不飽和モノマー、オリゴマー、もしくはポリマーに必要に応じて配合されるラジカル重合性ではない樹脂としては、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／塩化ビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、もしくはナイロン１２等）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ゼラチン、カゼイン、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、もしくはユリア樹脂を挙げることができる。

光重合開始剤としては、アセトフェノン類、α−アルキルアミノフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、２，３−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、チウラム化合物、もしくはフルオロアミン化合物等を用いることができる。

溶剤もしくは希釈剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、もしくはエチレングリコール等のアルコール類、アセトン、もしくはメチルエチルケトン等のケトン類、トルエン、もしくはキシレン等の芳香族炭化水素、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、もしくはプロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、もしくはカルビトールアセテート等の酢酸エステル等を挙げることができる。

転写層２２を構成するための電離放射線硬化性樹脂組成物は、着色剤に加えて、ラジカル重合性不飽和モノマー、オリゴマー、もしくはポリマー、必要に応じて、ラジカル重合性ではない通常の樹脂、光重合開始剤、溶剤もしくは希釈剤、またはその他の添加剤を配合したものであり、電離放射線硬化性を有し、電離放射線の照射により硬化部と未硬化部とを区画できるようにするため、ラジカル重合性モノマー、オリゴマー、もしくはポリマーは、電離放射線硬化性樹脂組成物から溶剤および希釈剤を除いた残りの各成分の質量和中、１５〜２５％（質量基準）であることが好ましい。また、ラジカル重合性ではない樹脂は、電離放射線硬化性樹脂組成物から溶剤および希釈剤を除いた残りの各成分の質量和中、３０〜５０％（質量基準）であることが好ましい。

転写シート基材２１への電離放射線硬化性樹脂組成物の塗布を行なうには、グラビアコーティング、ロールコーティング、ダイコーティング、もしくはコンマコーティング等の公知のコーティング方法により行なえばよく、塗布の後、乾燥を行ない、必要に応じて、乾燥後、プリベークを行なう。なお、転写シート２は、基本的には以上の構成からなるものであり、転写に際しては、電離放射線硬化性樹脂組成物からなる転写層自体の接着性（特に熱接着性）を利用するものであるが、必要に応じ、さらに感熱接着剤層を、電離放射線硬化性樹脂組成物の転写層上に積層しておいて利用してもよい。

転写シート２の転写層２２をシート状基材１上に転写するには、例えば、走行するシート状基材１上に設置された転写装置が用いられる。転写装置は、例えば、巻取り供給用の巻き出し部、熱ローラおよびバックアップローラからなる転写部、並びに転写後の転写シート基材を巻き上げる巻き上げ部を有する転写ユニット等からなる。この転写装置を用いて、転写シート２を転写層２２がシート状基材１側を向くようシート状基材１上に供給し、転写部の熱ローラおよびバックアップローラの間で、転写シート２およびシート状基材１を連続的に加熱および加圧して、転写層２２をシート状基材１上に熱圧着し、その後、転写シート基材２１を剥離して、シート状基材１上に転写層２２を転写積層するものである。

電離放射線硬化性樹脂組成物の層を積層するには、シート状基材１上に直接に塗布する方法によってもよいが、このように、予め準備した転写シートを用いる転写法によって、電離放射線硬化性樹脂組成物の層を積層すると、塗布して積層するのにくらべ、積層をドライプロセスで行なうことができるので、積層がより効率的であり、塗布後の乾燥時間を取るための設備の増加、もしくは単位時間あたりの処理量の低下を伴なわず、塗布装置にくらべてはるかにコンパクトな転写装置を用いて積層を行なえる利点が生じる。

また、転写法によるときは、電離放射線硬化性樹脂組成物中に含まれる成分、例えば、有機溶剤、アルカリ系溶剤、水、モノマー等の液体による基材への影響が少なく、従ってシート状基材１の吸湿による寸法変化、もしくは表面粗さの変化等が抑制される利点も生じる。

本発明のカラーフィルターの製造方法において、電離放射線をパターン状に照射した後の現像は、湿式現像で行なっても、剥離現像で行なってもよい。カラーフィルター層の形成以外にも、ブラックマトリックスを電離放射線プロセスで形成する場合も同様である。湿式現像は、露光部と未露光部の電離放射線硬化性樹脂組成物の、現像液に対する溶解性の差を利用して行なうものである。また、剥離現像は、積層された電離放射線硬化性樹脂組成物の層が露光部と未露光部とで、転写シート基材との接着性と、被転写体であるシート状基材１との接着性との差を利用して行なうものである。前者の湿式現像の利点は汎用性がある点であり、後者の剥離現像の利点は、液体を用いずに処理が行なえる点である。

ブラックマトリックス８の形成は、上記したカラーフィルター層の各層を形成するのと同様、転写シートを用い、ブラックマトリックス形成用の電離放射線硬化性樹脂組成物を転写し、電離放射線をパターン状に照射した後、現像することからなる電離放射線プロセスにより行なってもよいし、他の方法によってもよい。例えば、ブラックマトリックス８の形成は、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法により遮光性物質からなる薄膜を形成し、形成された薄膜に対し、フォトレジスト層の積層、パターン状の露光、および現像を行なって、薄膜をパターン化することによって行なってもよく、この方法により、クロム等の金属の薄膜からなるブラックマトリックスを形成することができる。あるいは、ブラックマトリックス８は、黒色等のインクの固化物等からなる、従って印刷法により形成されたものであってもよい。なお、ブラックマトリックス８は遮光性物質からなるものであるため、パターン化に先立って、遮光性物質の層を形成する際、アライメントマーク９上を避けて層を形成することが好ましい。アライメントマーク８を被覆してしまうと、その露光の際のアライメントが困難になるからである。

各カラーフィルター層、並びにブラックマトリックス８の形成を、各々の寸法精度、および相互の相対的な位置合せを厳密に制御するため、シート状基材１を移動させる際にシート状基材１にかかる張力を、露光時には解放することが好ましい。

本発明のカラーフィルター１０は、以上に述べたように、カラーフィルター層が複数種類配置されて積層され、好ましくは、さらにカラーフィルター層上の微細領域間にブラックマトリックスが積層されたものである。図４および図５を引用した説明においては、シート状基材１の幅方向には、カラーフィルター層７Ａが一つのものを念頭に説明しており、この場合、幅方向には一つのカラーフィルターを得ることができるが、幅方向に二つ以上の複数のカラーフィルターを並べて形成してもよい。また、電離放射線の露光を行なう際に、幅方向または／および流れ方向に複数のカラーフィルター層の領域を、一度に露光してもよく、露光の効率を上げることができる。

本発明のカラーフィルター１０は、必要に応じ、種々の層を付加して、耐久性が向上したもの、もしくは機能が向上したものであってもよい。
例えば、上記のカラーフィルター１０のカラーフィルター層やブラックマトリックスが形成された側の表面には、保護層が積層されていてもよい。保護層の積層により、物理的もしくは化学的な耐久性を付与すると共に、表面の平滑性を付与することができる。保護層は、透明な樹脂の被膜として形成することが好ましく、適宜な透明樹脂を樹脂成分とする塗料の塗布もしくは印刷によって形成するほか、保護層を形成する透明な樹脂被膜を転写し得る、保護層転写シートを用いて転写することにより形成してもよい。保護層を形成する範囲は、少なくともカラーフィルター層を設けた全域であるが、それより広くてもよい。保護層をある範囲にのみ形成するには、印刷法によるほか、感光性樹脂組成物の層を積層し、パターン状の露光および現像によって行なってもよく、感光性樹脂組成物の層の積層は、上記したカラーフィルター層やブラックマトリックスにおけるのと同様な転写シートを用いた転写によって行なってもよい。

また、カラーフィルター１０のカラーフィルター層やブラックマトリックスが形成された側の表面には、スペーサまたは／およびリブが適宜な位置に積層されていてもよい。このスペーサは、液晶パネルにカラーフィルター１０を適用したときの、カラーフィルター１０と対向電極基板との間隔を規制するもので、例えば柱状のものである。スペーサを設けておくと、封止される液晶層の厚みを一定に保つことができる。スペーサはビーズで代用することもできるが、カラーフィルター層上に設けるスペーサの場合には、形成する位置も決めることができるので、カラーフィルター１０と対向電極基板との間隔を全域に渡って一定化できる利点がある。また、リブは、液晶の配向を制御するための土手状の凸パターンであり、このリブにより液晶の配向を多方向化することが出来、視野角が広がる利点がある。

スペーサおよびリブの積層は印刷法によっても行なえるが、スパーサおよびリブを形成するための感光性樹脂組成物の層を転写し得る転写シートを用いて転写し、パターン状レーザ描画、あるいは露光および現像によっても形成し得る。なお、カラーフィルター１４が保護層を伴なうときは、スペーサおよびリブは保護層を形成した後に形成してもよいし、保護層を形成する前に形成してもよい。

１色目のカラーフィルター層を転写する方法の概略を示す図である。 ２色目のカラーフィルター層を転写する方法の概略を示す図である。 ３色のカラーフィルター層およびブラックマトリックスを示す図でである。 １色目のカラーフィルター層とアライメントマークを示す図である。 ２色目のカラーフィルタ層を転写する転写シートの幅を示す図である。

符号の説明

１……シート状基材
２……転写シート（２１；転写シート基材、２２；転写層）
３……ローラ
４……重ね合せ体
６……電離放射線
７……微細領域（カラーフィルター層）
８……ブラックマトリックス
９……アライメントマーク
１０……カラーフィルター

Claims (4)

1. シート状基材上に着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物を適用し、適用された電離放射線硬化性樹脂組成物に電離放射線をパターン状に照射した後、現像することによって、前記着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物が硬化した着色樹脂組成物で構成された微細領域の集合からなるカラーフィルター層を形成することを、前記着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物の色の異なるものを使用して繰り返して行ない、色の異なる前記微細領域を並べて形成した後、前記微細領域の境界にブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
2. 前記のブラックマトリックスを形成することも、前記の着色剤を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物を適用し、適用された電離放射線硬化性樹脂組成物に電離放射線をパターン状に照射した後、現像することによって行なうことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
3. 前記複数種類のカラーフィルター層のうち、先に形成する方のカラーフィルター層を形成する際に、アライメントマークを形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラーフィルターの製造方法。
4. シート状基材上に、硬化した着色樹脂組成物で構成された微細領域の集合からなるカラーフィルター層どうしが、前記微細領域の色の異なるものが並んで積層されており、さらに前記微細領域の境界にブラックマトリックスが積層されていることを特徴とするカラーフィルター。
   

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