JP2006084908A - 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上にパターン状に熱転写する熱転写法により、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、熱溶融性樹脂等に着色材を分散させる等により構成した転写層を有する転写シートを用い、好ましくはレーザー光を用いてパターン状に加熱して熱転写することにより、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、着色樹脂組成物の層を転写可能に積層した転写シートを用いてパターン状に熱転写して、前記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、前記転写シートの前記着色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、第１の発明において、前記のブラックマトリックスを形成することも、前記着色樹脂組成物の層を転写可能に積層した転写シートを用いてパターン状に熱転写して行なう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３の発明は、第１または第２の発明において、前記熱転写する際にレーザー光を用いた加熱によって行なう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、第１〜第３いずれかの発明において、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５の発明は、シート状基材上に、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、熱転写すること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熱転写すること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、熱転写することをレーザー光を用いた加熱によって行なうので、レーザー光の制御により、転写するパターンを変更可能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、第１〜第３いずれか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５の発明によれば、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の概略を示す図である。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を重ねた重ね合せ体３Ａとする。この重ね合せ体３Ａにおいては、シート状基材１と転写シート２Ａとは弱い接着力で接着していてもよい。

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２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４、光熱変換層５、および着色樹脂組成物からなる転写層６Ａ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上に転写シート２Ａが重ねられた重ね合せ体３Ａの転写シート基材４側から、レーザー光７の走査により、所定のパターン状に加熱を行ない、熱転写を行なう。加熱は、例えば、一定の間隔ごとに設定された同じ形状の微細領域内に対して行ない、転写層６Ａの加熱された部分６Ａ’をシート状基材１に接着させるものである。その後、転写シート基材４を剥離することにより、転写層６Ａの加熱された部分６Ａ’をパターン状にシート状基材１上に残し、転写層６Ａの加熱されなかった部分を転写シート基材４および光熱変換層５ごと剥離して除去し、以上により、転写層６Ａの加熱された部分６Ａ’がシート状基材１上に残って積層された微細領域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６Ａ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。

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、図２（ａ）に示すように、別の転写シート２Ｂを重ねて、重ね合せ体３Ｂとし、上記におけるのと同様にして、重ね合せ体３Ｂの転写シート基材４側から、レーザー光７の走査により、所定のパターン状に加熱を行ない、先に加熱された部分６Ａ’とは異なる部分において熱転写を行なって、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に隣接する位置の加熱された部分６Ｂ’ が転写して形成された微細領域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。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２Ｂの転写層６Ｂ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、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。微細領域７Ｂの集合からなる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、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、レーザー光の走査によって行なえ、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、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、各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。

レーザー光の走査により、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、レーザー光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、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７０Ａ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、２色目以降の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４としては、特に制限されないが、レーザー光を転写シート基材４側から照射するため、レーザー光の透過性のよい、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４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。

光熱変換層５は、転写シート基材４側から照射されたレーザー光を熱に変換して転写層に伝える層であり、近赤外線吸収材料が分散もしくは溶解された樹脂組成物からなるものである。

近赤外線吸収材料は、光を吸収し効率良く熱に変換する物質であり、例えば半導体レーザーを光源として使用する場合、具体的にはカーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、酸化鉄、複合金属酸化物、フタロシアニン系色素、スクアリウム系色素、ニトロソ化合物及びその金属錯塩、ポリメチン系色素、チオールニッケル塩、トリアリールメタン系色素、インモニウム系色素、ナフトキノン系色素、もしくはアントラセン系色素等を用いることができる。中でも、粒子状の材料であるカーボンブラックを用いると、適度な
密着性があり、それにより前記光熱変換層と転写層との界面での剥離強度が制御しやすく、また高感度化が可能であり、好ましい。

近赤外線吸収材料を分散もしくは溶解して樹脂組成物を構成するバインダー樹脂としては、架橋した樹脂を主体とすることが好ましく、具体的には、不飽和結合を有するモノマーもしくはオリゴマー等の電子線照射による硬化物もしくは紫外線（ＵＶ）による硬化物、または樹脂中に反応性基を有する熱可塑性樹脂とポリイソシアネート等との反応硬化物を挙げることができる。

樹脂中に反応性基を有する熱可塑性樹脂としては、公知の樹脂、例えばポリエステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレンアクリレート系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂やポリビニルアルコール樹脂等のビニル系樹脂、セルロース樹脂やヒドロキシエチルセルロース樹脂、酢酸セルロース樹脂等のセルロース系樹脂、ポリビニルアセトアセタール樹脂やポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂、シリコーン変性樹脂、もしくは長鎖アルキル変性樹脂等を挙げることができる。

ポリイソシアネート等のイソシアネート硬化剤としては、種々のものを用いることができるが、中でも芳香族系イソシアネートのアダクト体を使用することが望ましい。具体的には、タケネート（武田薬品工業株式会社製）、バーノック（大日本インキ化学工業株式会社製）、コロネート（日本ポリウレタン工業株式会社製）、デュラネート（旭化成工業株式会社製）、ディスモジュール（バイエル社製）などの商品名で入手し得る。ポリイソシアネートの添加量は、光熱変換層５を構成する素材中、バインダー樹脂１００部に対し、５〜２００部（いずれも質量基準）が適当である。−ＮＣＯ／−ＯＨの比では、０．６〜２．０程度が好ましい。ポリイソシアネートの添加量が不足すると架橋密度が低くなって、耐熱性が不充分となり、ポリイソシアネートの添加量が多いと、硬化時間の長期化、未反応の−ＮＣＯ基が大気中の水分と反応する等の不都合があり、また、形成された光熱変換層５の収縮を抑制できない。

光熱変換層５を構成するバインダー樹脂としては、架橋した樹脂で構成することが好ましいが、非架橋性の（=非硬化性の）樹脂を加えることもでき、架橋した樹脂の含有量は、光熱変換層５の総固形分に対して２０〜８０％（質量基準）であることが好ましい。

光熱変換層５中に配合し得る非架橋性の樹脂としては、併用される架橋した樹脂との相溶性、熱に対する黄変性等の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルローストリアセテート等を使用することが好ましい。中でも、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、もしくはエポキシ樹脂、またはこれらの変性物を使用することができる。このような非架橋性の樹脂の含有量は、光熱変換層５の総固形分に対して５〜５０重量％の範囲が好ましい。

光熱変換層５の形成は、上記の材料、および必要に応じて光重合開始剤等を配合して得た塗布用の組成物を、公知の方法で転写シート基材４上に適用し、硬化させることに行なうことができる。光熱変換層５の膜厚は、乾燥時で０．１〜５μｍ程度が好ましく、光熱変換層５における近赤外線吸収材料の含有量は、通常、画像記録に用いる光源の波長での吸光度が０．３〜３．０になるように決めることができる。一般的には吸光度が０．４〜１．５程度あればよい。

転写層６は、基本的には、着色剤と、樹脂もしくはワックス等とからなる着色樹脂組成物からなるもので、転写層６は加熱により、シート状基材１との接着力が、光熱変換層５との接着力より大きくなって、シート状基材１側に転写される性質を持つものである。

転写層６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。

転写層６を構成する樹脂としては、具体的には、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエンゴム等の熱可塑性エラストマーを挙げることができる。特に、従来より感熱接着剤として使用されている比較的低軟化点、例えば、５０〜１５０℃の軟化点を有する樹脂が好ましい。

ワックスとしては、例えば、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス等がある。更に、フィッシャートロプシュワックス、各種の低分子量ポリエチレン、木ロウ、ミツロウ、鯨ロウ、イボタロウ、羊毛ロウ、セラックワックス、キャンデリラワックス、ペトロラクタム、ポリエステルワックス、一部変性ワックス、脂肪酸エステル、もしくは脂肪酸アミド等を挙げることができる。

ワックスは単独でも使用できるが、一般的には、樹脂に対して、耐熱性等を阻害しない範囲で添加して使用することが好ましく、ワックスの融点としては５０〜８５℃であることが好ましい。５０℃以下であると、保存性の問題が生じ、また、８５℃以上であると印字の感度が向上しないからである。

転写層６中における着色材の含有率は特に限定されないが、通常５％〜７０％の範囲内にあり、好ましくは１０〜６０％である。いずれも質量基準である。

転写層６の形成は、上記のような着色材、樹脂もしくはワックスと、必要に応じて加える分散剤、もしくは帯電防止剤等の添加剤、並びに、やはり必要に応じて加える水、有機溶剤等の溶媒もしくは分散剤とを配合して調製した転写層形成用塗工液を用い、公知の塗布方法、即ち、ホットメルトコート、ホットラッカーコート、グラビアダイレクトコート、グラビアリバースコート、ダイコート、マイクログラビアコート、スライドコート、スリットリバースコート、カーテンコート、ナイフコート、エアコート、もしくはロールコート等のコート方法により、乾燥状態での厚みが０．０５μｍ〜５μｍ、好ましくは０．２μｍ〜１．５μｍになるよう設ける。乾燥状態での厚みが０．０５μｍ未満である場合、均一な転写層が得られず、転写後の転写物の擦過性低下の原因になる。また、乾燥状態での厚みが５μｍを越えた場合、転写の際に、高いエネルギーが必要となり、即ち、感度不足を招く。

上記の転写シート２を被転写体であるシート状基材１と、転写シート２の転写層６側がシート状基材１を向くようにして互いに接触させ、転写シート２の転写シート基材４側よりレーザー光７を走査露光して、パターン状に照射することにより、シート状基材１上に、照射時のパターンに応じた転写を行なう。

レーザー光７による走査露光が行なわれる際、シート状基材１と転写シート２とは互いに密着していることが好ましいので、例えば、真空吸引用の吸引孔が表面に設けられた吸引板上に真空吸引することによりシート状基材１を密着させて保持し、また、シート状基材１上に転写シート２を密着させることが好ましい。

走査露光は、レーザー光７をＸ、Ｙ方向に走査して行なわれ、照射するレーザー光７としては、通常、波長が６８０ｎｍ〜１１００ｎｍの近赤外光を発振する半導体レーザー光源から発光されるものを用い、ビーム径を５〜１００μｍ程度に集光したビームスポットとして用いることが好ましい。レーザー光７の光量や照射面積を変化させることにより、与えるエネルギーを変化させることができる。

なお、レーザー光７の照射は、上記のように転写シート２の転写シート基材４側から行なってもよいが、シート状基材１側から行なうこともできる。転写シート基材４側もしくはシート状基材１側のいずれの側からレーザー光７を照射するにせよ、転写シート２の光熱変換層５において、レーザー光７が熱に変換する光熱変換が有効に行なわれるよう、レーザー光７が入射してから光熱変換層５に到達するまでの間に、レーザー光を吸収する吸収材料が含有されていないことが好ましい。例えば、レーザ光を転写シート基材４から照射する場合には、転写シート基材４はレーザー光の吸収材料を含有しないことが好ましく、また、レーザ光をシート状基材１側から照射する場合には、シート状基材１および転写層６は、レーザー光の吸収材料を含有しないことが好ましい。

レーザー光を用いた熱転写法は、走行するシート状基材１上に設置された転写装置を用いて行なわれる。転写装置は、例えば、巻取り供給用の巻き出し部、真空密着ステージ（例えば、吸引板である。）およびレーザー走査露光装置等からなる転写部、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。

このように、予め準備した転写シートを用い、レーザー光を走査露光することによって、シート状基材１上に転写を行なうと、シート状基材１上に直接、塗布する等にくらべ、積層およびパターニングを、ドライプロセスで行なうことができるので、積層およびパターニング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および露光現像す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、塗布装置および露光現像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。また感光性樹脂組成物を使う際に、観光性樹脂組成物中に含まれる有機溶剤、アルカリ系溶剤、水、モノマー等の液体による基材への化学的変化の影響が少なくそのため吸湿による寸法変化、表面粗度変化等に対して安定する効果も有する。なお、転写に際しては、転写層６自体の接着性（特に熱接着性）を利用するが、予め転写層６の表面に感熱接着剤層を積層しておけば、転写層６そのものの接着性が乏しくても支障が無く、転写層６そのものの接着性が無くても済む。

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、パターン状に熱転写する熱転写法により行なってもよいし、他の方法によってもよい。熱転写法以外の方法としては、
光反応性の塗布用組成物を塗布し、形成された塗膜に対して露光および現像を行なうことにより、ブラックマトリックス８を得ることができる。ブラックマトリックス８形成用の光反応性の塗布用組成物としては、遮光性のある材料としてのカーボンブラックまたは／および酸化チタン等の無機顔料、遮光性有機顔料、または遮光性染料等を、感光性樹脂、モノマー、希釈用溶剤等を用いて調製したものを用いる。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、さらにブラックマトリックスが積層されたものであるが、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現像によっても形成し得る。なお、カラーフィルター１０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
３……重ね合せ体
４……転写シート基材
５……光熱変換層
６……転写層
７……レーザー光
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 (5)

1. シート状基材上に、着色樹脂組成物の層を転写可能に積層した転写シートを用いてパターン状に熱転写して、前記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、前記転写シートの前記着色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、前記着色樹脂組成物の層を転写可能に積層した転写シートを用いてパターン状に熱転写し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. 前記熱転写する際にレーザー光を用いた加熱によって行なう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. 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〜請求項３いずれか記載のカラーフィルターの製造方法。
5. シート状基材上に、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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