JP2010225853A - Method of forming pattern on flexible board - Google Patents

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Yosuke Takeuchi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming a pattern which can improve dimensional stability when a color filter and a TFT are pattern-formed on a flexible board. <P>SOLUTION: The method of forming the pattern includes a temporary joint step A of temporarily joining a flexible board 3 to a dimensionally stable hard board 1 using a temporary joint agent, an anneal processing step B of anneal-treating the flexible board 3 at a temperature equal to or higher than a glass transition temperature of the temporary joint agent and a temperature equal to or lower than a glass transition temperature of a polymer constituting the flexible board 3, a pattern forming step C of forming a pattern on the flexible board 3 by photolithography, and a lifting step D of lifting the pattern-formed flexible board 3 from the hard board 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、フレキシブル基板上にカラーフィルタやTFTをパターン形成する際の寸法安定性を向上させることができるフレキシブル基板へのパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a pattern on a flexible substrate, which can improve dimensional stability when a color filter or TFT is formed on the flexible substrate.

液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置などのフラットパネルディスプレイは、薄型省スペースの表示装置として広く用いられている。これらの表示装置のうち、カラー表示を行うものの多く(特に液晶表示装置のほとんど)は、ガラス基板を用いて形成された画素に対応したRGB3原色のカラーフィルタによりカラー化が行われており、この3原色パターンを形成した基板を一般にカラーフィルタと呼んでいる。   Flat panel displays such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence (organic EL) display devices are widely used as thin and space-saving display devices. Among these display devices, most of those that perform color display (particularly most of liquid crystal display devices) are colored by RGB color filters corresponding to pixels formed using a glass substrate. A substrate on which three primary color patterns are formed is generally called a color filter.

近年、特に携帯電話等の携帯機器用の表示装置において、更なる薄型及び軽量化のためにガラスに換えてプラスチックフィルムを基板に用いることが試みられている。前記プラスチックフィルムの種類としては、ポリエチレンレテフタレート,ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性プラスチックフィルムの他、エポキシ樹脂等の架橋性樹脂も提案されている。   In recent years, an attempt has been made to use a plastic film instead of glass for a substrate in order to further reduce the thickness and weight of a display device for a portable device such as a mobile phone. As the kind of the plastic film, in addition to thermoplastic films such as polyethylene terephthalate, polycarbonate and polyethersulfone, crosslinkable resins such as epoxy resins have been proposed.

ところで、プラスチックフィルムを用いてカラーフィルタを製造する際に着色レジストを使用する場合、フォトリソグラフィーによりパターニングし、200℃程度の熱処理工程を必要としている。この工程を赤、緑、青の着色部ごとに3回又はこれら着色部に加えて着色部の間に樹脂ブラックマトリックスを形成する場合には少なくとも4回の熱処理工程が必要となる。プラスチックフィルムを基板に用いる場合には上記の熱処理工程により複数回の熱履歴を受けることになる。例えば、熱可塑性樹脂の場合工程中で例えば搬送時にテンションなどの外力がかかった場合に変形が生じることがあり、特に延伸フィルムの場合には緩和による収縮が起こる。また架橋性樹脂の場合であっても熱履歴により硬化収縮が起こる。熱処理工程を繰り返すために、これらのような変形が原因による寸法変化が生じてしまい、ガラス基板を使用した時より寸法精度が設計値を逸脱してしまうという問題がある。   By the way, when using a colored resist when manufacturing a color filter using a plastic film, patterning is performed by photolithography and a heat treatment step of about 200 ° C. is required. When this step is performed three times for each of the red, green, and blue colored portions, or when a resin black matrix is formed between the colored portions, at least four heat treatment steps are required. When a plastic film is used for the substrate, the heat treatment process is repeated a plurality of times. For example, in the case of a thermoplastic resin, deformation may occur in the process when, for example, an external force such as a tension is applied during transportation, and particularly in the case of a stretched film, shrinkage due to relaxation occurs. Even in the case of a crosslinkable resin, curing shrinkage occurs due to thermal history. Since the heat treatment process is repeated, a dimensional change due to such deformations occurs, and there is a problem that the dimensional accuracy deviates from the design value when a glass substrate is used.

前記問題点を解決するため、例えば特許文献1では、透明プラスチックフィルムの一面側に透明セラミック層を設けて基板を形成した後、前記透明プラスチックフィルム材料のガラス転移温度より高い温度で熱処理することが提案されている。しかし、この提案では、透明セラミック層を設けることにより、透明プラスチックフィルムのフレキシビリティが損われてしまうという問題がある。
また、特許文献2では、プラスチックフィルム上に熱処理してなるカラーフィルタ層を有する表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタ層の形成よりも先にカラーフィルタ層形成時の熱処理温度以上の温度で、前記プラスチックフィルムが加熱されてなる表示装置用カラーフィルタが提案されている。しかし、この提案のようにフレキシブル基板のみでは、カラーフィルタ作製時の加熱処理により、基板に微妙な反り等が生じ、寸法安定性が低下してしまうおそれがある。
In order to solve the above problem, for example, in Patent Document 1, after forming a substrate by providing a transparent ceramic layer on one side of the transparent plastic film, heat treatment may be performed at a temperature higher than the glass transition temperature of the transparent plastic film material. Proposed. However, in this proposal, there is a problem that the flexibility of the transparent plastic film is impaired by providing the transparent ceramic layer.
Further, in Patent Document 2, in a color filter for a display device having a color filter layer formed by heat treatment on a plastic film, the temperature is equal to or higher than the heat treatment temperature at the time of forming the color filter layer before the formation of the color filter layer. A color filter for a display device in which a plastic film is heated has been proposed. However, if only the flexible substrate is used as in this proposal, the substrate may be slightly warped due to the heat treatment at the time of manufacturing the color filter, and the dimensional stability may be lowered.

特開2003−292657号公報JP 2003-292657 A 特開2006−99016号公報JP 2006-99016 A

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、フレキシブル基板上へのパターン形成の際の寸法安定性を向上させることができ、フレキシブル基板上にカラーフィルタパターンやTFTパターンを寸法安定精度良く形成することができるフレキシブル基板へのパターン形成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention can improve the dimensional stability during pattern formation on a flexible substrate, and can be applied to a flexible substrate that can form a color filter pattern and a TFT pattern on the flexible substrate with high dimensional stability. An object is to provide a pattern forming method.

前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、温度による寸法変化の少ないハード基板にフレキシブル基板を仮留剤で仮留することで、フレキシブル基板上にパターン形成する際の寸法安定性を向上させることができる。また、フレキシブル基板を仮留剤でハード基板に仮留した後に、該仮留剤のガラス転移温度以上、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度でアニール処理を行うことにより、ハード基板から剥離した後のフレキシブル基板の寸法安定性も向上し、平滑なまま基板に貼付することができ、作業性も向上することを知見した。   As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, the dimensions when forming a pattern on a flexible substrate by temporarily retaining the flexible substrate with a temporary anchoring agent on a hard substrate with little dimensional change due to temperature Stability can be improved. In addition, after temporarily fixing the flexible substrate on the hard substrate with a temporary fixative, annealing is performed at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary fixative and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate. It has been found that the dimensional stability of the flexible substrate after peeling from the substrate is improved, the flexible substrate can be stuck on the substrate while being smooth, and the workability is improved.

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> フレキシブル基板を寸法安定なハード基板に仮留剤で仮留めする仮留工程と、
前記仮留剤のガラス転移温度以上、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度で前記フレキシブル基板をアニール処理するアニール処理工程と、
前記フレキシブル基板上にフォトリソグラフィーによりパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターン形成したフレキシブル基板を前記ハード基板から剥離する剥離工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法である。
<2> 剥離工程において、パターン形成されたフレキシブル基板とハード基板の積層体を熱水中に浸漬することにより、パターン形成したフレキシブル基板をハード基板から剥離する前記<1>に記載のパターン形成方法である。
<3> 形成されるパターンが、カラーフィルタ及びTFTのいずれかである前記<1>から<2>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
<4> フレキシブル基板を構成するポリマーが、ポリエチレンナフタレート(PEN)である前記<1>から<3>のいずれかに記載のパターン形成方法である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A temporary holding step of temporarily fixing a flexible substrate to a dimensionally stable hard substrate with a temporary holding agent;
An annealing treatment step of annealing the flexible substrate at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary binder and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate;
A pattern forming step of forming a pattern by photolithography on the flexible substrate;
And a peeling step of peeling the patterned flexible substrate from the hard substrate.
<2> The pattern forming method according to <1>, wherein in the peeling step, the patterned flexible substrate is peeled from the hard substrate by immersing the laminate of the patterned flexible substrate and the hard substrate in hot water. It is.
<3> The pattern forming method according to any one of <1> to <2>, wherein the pattern to be formed is any one of a color filter and a TFT.
<4> The pattern forming method according to any one of <1> to <3>, wherein the polymer constituting the flexible substrate is polyethylene naphthalate (PEN).

本発明によると、従来における問題を解決することができ、フレキシブル基板上へのパターン形成の際の寸法安定性を向上させることができ、フレキシブル基板上にカラーフィルタパターンやTFTパターンを寸法安定精度良く形成することができるフレキシブル基板へのパターン形成方法を提供することができるフレキシブル基板へのパターン形成方法を提供することができる。   According to the present invention, conventional problems can be solved, dimensional stability in pattern formation on a flexible substrate can be improved, and color filter patterns and TFT patterns can be formed on a flexible substrate with high dimensional stability accuracy. The pattern formation method to the flexible substrate which can provide the pattern formation method to the flexible substrate which can be formed can be provided.

図1は、本発明のフレキシブル基板上へのパターン形成方法(カラーフィルタの作製)を示す工程図である。FIG. 1 is a process diagram showing a pattern forming method (production of a color filter) on a flexible substrate of the present invention. 図2は、ブラックマトリックスパターンが形成されたフレキシブル基板(プラスチックフィルム)の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a flexible substrate (plastic film) on which a black matrix pattern is formed. 図3は、ブラックマトリックスパターン及びREDの着色パターンが形成されたフレキシブル基板(プラスチックフィルム)の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a flexible substrate (plastic film) on which a black matrix pattern and a RED coloring pattern are formed. 図4は、カラーフィルタの一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a color filter.

本発明のフレキシブル基板へのパターン形成方法は、仮留工程と、アニール処理工程と、パターン形成工程と、剥離工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。   The pattern forming method on the flexible substrate of the present invention includes a temporary holding process, an annealing process, a pattern forming process, and a peeling process, and further includes other processes as necessary.

<仮留工程>
前記仮留工程は、フレキシブル基板を寸法安定なハード基板に仮留剤で仮留めする工程である。
<Temporary distillation process>
The temporary anchoring step is a step of temporarily fixing the flexible substrate to a dimensionally stable hard substrate with a temporary anchoring agent.

前記フレキシブル基板としては、フレキシブル性を有する限り、形状、材料、大きさ、形状、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、シート状、フィルム状などが挙げられ、前記構造としては、単層構造、積層構造などが挙げられる。
前記材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリルニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、三酢酸セルロース(TAC)、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、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、透明性が高く光学材料に適している点、加熱冷却過程による熱収縮が少ない点からポリエチレンナフタレート(PEN)が特に好ましい。
前記フレキシブル基板の厚みは、0.1mm〜0.5mmであることが好ましい。
As long as the flexible substrate has flexibility, the shape, material, size, shape, structure and the like are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the structure include a single layer structure and a laminated structure.
Examples of the material include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, polyester, polyolefin, polyacrylonitrile, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), cellulose triacetate (TAC), polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyimide. , Polyvinyl chloride, polyethersulfone, polyamideimide, polyamide, polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, polyethylene naphthalate (PEN) is particularly preferable because it is highly transparent and suitable for an optical material, and heat shrinkage due to a heating and cooling process is small.
The flexible substrate preferably has a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm.

前記寸法安定なハード基板としては、熱処理による寸法変化が小さいものである限り材料、大きさ、形状、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばガラス基板、石英板、サファイア板、アルミニウム板、鉄板、ジュラルミン板などが挙げられる。これらの中でも、廉価である点、薬品に侵されず安定である点でガラス基板が特に好ましい。   The dimensionally stable hard substrate is not particularly limited as to the material, size, shape, structure, etc. as long as the dimensional change due to heat treatment is small, and can be appropriately selected according to the purpose, for example, a glass substrate, A quartz plate, a sapphire plate, an aluminum plate, an iron plate, a duralumin plate, etc. are mentioned. Among these, a glass substrate is particularly preferable in that it is inexpensive and is stable without being affected by chemicals.

前記仮留剤としては、フレキシブル基板とハード基板を仮留でき、両者を剥離工程で剥離できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばアクリル酸系ポリマー、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル系ポリマー、澱粉糊、などが挙げられる。
前記仮留剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えばPhoto Bond 800(サンライズMSI株式会社製)、Photo Bond 810(サンライズMSI株式会社製)、Photo Bond 830(サンライズMSI株式会社製)、Photo Bond 840(サンライズMSI株式会社製)、PVA−103(株式会社クラレ製)、PVA−105(株式会社クラレ製)、PVA−107(株式会社クラレ製),PVA−117(株式会社クラレ製)、PVA−203(株式会社クラレ製)、PVA−205(株式会社クラレ製)、PVA−210(株式会社クラレ製)、PVA−403(株式会社クラレ製)、PVA−405(株式会社クラレ製)、PVA−420(株式会社クラレ製)、などが挙げられる。
The temporary entraining agent is not particularly limited as long as it can temporarily hold a flexible substrate and a hard substrate and both can be peeled in the peeling step, and can be appropriately selected according to the purpose, for example, an acrylic polymer, Examples include polyvinyl alcohol, vinyl acetate polymer, starch paste, and the like.
As the temporary retention agent, a suitably synthesized product or a commercially available product may be used. Examples of the commercially available products include Photo Bond 800 (manufactured by Sunrise MSI Co., Ltd.), Photo Bond 810 (manufactured by Sunrise MSI Co., Ltd.), Photo Bond 830 (manufactured by Sunrise MSI Co., Ltd.), and Photo Bond 840 (manufactured by Sunrise MSI Co., Ltd.). PVA-103 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-105 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-107 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-117 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-203 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) , PVA-205 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-210 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-403 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-405 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), PVA-420 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) , Etc.

前記フレキシブル基板を寸法安定なハード基板に仮留剤で仮留めする方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(1)ハード基板上に仮留剤を塗布し、該仮留剤層上にフレキシブル基板を重ね合わせ、紫外線を照射して硬化させる方法、(2)ハード基板上に仮留剤を塗布し、該仮留剤層上にフレキシブル基板を重ね合わせ、加熱して硬化させる方法、(3)ハード基板上に仮留剤を塗布し、該仮留剤層上にフレキシブル基板を重ね合わせ、圧着させる方法などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a method of temporarily fixing the flexible substrate to a dimensionally stable hard substrate, and it can be appropriately selected according to the purpose. For example, (1) applying a temporary agent on the hard substrate (2) A temporary substrate is applied on the hard substrate, and the flexible substrate is stacked on the temporary agent layer. And a method of curing by heating, (3) a method of applying a temporary binder on a hard substrate, overlaying a flexible substrate on the temporary binder layer, and press-bonding.

<アニール処理工程>
前記アニール処理工程は、前記仮留剤のガラス転移温度以上、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度で前記フレキシブル基板をアニール処理する工程である。フレキシブル基板をアニール処理することで通常は内部応力がおさまり熱安定の状態となる。
<Annealing process>
The annealing treatment step is a step of annealing the flexible substrate at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary retention agent and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate. By annealing the flexible substrate, the internal stress is usually reduced and the heat-stable state is obtained.

前記アニール処理の温度は、前記仮留剤のガラス転移温度以上、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度であり、40℃〜200℃であることが好ましい。前記アニール処理の温度が、前記仮留剤のガラス転移温度未満であると、アニールの効果が顕著に見られず寸法安定性の向上が見られないことがあり、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度を超えると、フレキシブル基板が軟化して形状を保持することが困難となることがある。
前記仮留剤のガラス転移温度は、40℃〜100℃であることが好ましい。
前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度は、50℃〜200℃であることが好ましい。
前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度は、前記仮留剤のガラス転移温度より高いことが好ましい。
The temperature of the annealing treatment is not lower than the glass transition temperature of the temporary retention agent and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate, and is preferably 40 ° C to 200 ° C. If the temperature of the annealing treatment is lower than the glass transition temperature of the temporary retention agent, the effect of annealing may not be noticeable and dimensional stability may not be improved, and the polymer constituting the flexible substrate may not be seen. When the glass transition temperature is exceeded, the flexible substrate may be softened and it may be difficult to maintain the shape.
It is preferable that the temporary transition agent has a glass transition temperature of 40 ° C to 100 ° C.
It is preferable that the glass transition temperature of the polymer which comprises the said flexible substrate is 50 to 200 degreeC.
The glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate is preferably higher than the glass transition temperature of the temporary retention agent.

前記アニール処理方法としては、フレキシブル基板を仮留剤のガラス転移温度以上、フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度で熱処理できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばオーブン内での加熱及び空冷、ホットプレートによる加熱及び空冷、赤外線加熱による加熱及び空冷などが挙げられる。   The annealing treatment method is not particularly limited as long as the flexible substrate can be heat-treated at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary holding agent and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, heating and air cooling in an oven, heating and air cooling using a hot plate, heating and air cooling using infrared heating, and the like can be given.

<パターン形成工程>
前記パターン形成工程は、フレキシブル基板上にフォトリソグラフィーによりパターンを形成する工程である。本発明においては、寸法安定性の高い仮留状態のままでパターン形成を行うことにより、作業性が向上する。
<Pattern formation process>
The pattern forming step is a step of forming a pattern on the flexible substrate by photolithography. In this invention, workability | operativity improves by performing pattern formation in the temporary holding state with high dimensional stability.

前記パターン形成工程において形成されるパターンとしては、カラーフィルタ及びTFTのいずれかであることが好ましい。   The pattern formed in the pattern forming step is preferably either a color filter or a TFT.

以下、ガラス基板上に仮留され、アニール処理されたフレキシブル基板(プラスチックフィルム)の表面にブラックマトリックス及びRGBの着色剤による着色パターンからなるカラーフィルタの形成方法について説明する。   Hereinafter, a method of forming a color filter composed of a black matrix and a coloring pattern using RGB colorants on the surface of a flexible substrate (plastic film) temporarily retained on a glass substrate and annealed will be described.

ブラックマトリクス及びRGBの着色パターンは、フォトリソグラフィーにより形成することができ、枚葉(カットシート状)で行うこともロール・ツー・ロールの連続工程で行うこともできる。特に、ロール・ツー・ロールの連続工程で行う場合には、生産性が高く好ましい。   The black matrix and the RGB coloring pattern can be formed by photolithography, and can be performed in a single sheet (cut sheet form) or in a continuous roll-to-roll process. In particular, when it is carried out in a roll-to-roll continuous process, productivity is high.

ここで、ブラックマトリックス及び着色剤は、感光性組成物であるブラックマトリックス形成用組成物及び着色パターン形成用組成物を、それぞれプラスチックフィルム上に直接塗布してパターニングし熱キュアするか、予め別途これらの感光性組成物をベースフィルム上に塗布して乾燥することによりドライフィルム化し、これを基板となるプラスチックフィルムにラミネートして転写しパターニングし、熱キュアすることで形成することができる。   Here, the black matrix and the colorant are either a photosensitive composition for forming a black matrix and a composition for forming a colored pattern, which are directly coated on a plastic film and patterned and heat cured, or separately. This photosensitive composition is applied onto a base film and dried to form a dry film, which is laminated on a plastic film as a substrate, transferred, patterned, and thermally cured.

前記感光性組成物としては、(A)着色剤、(B)アルカリ可溶性樹脂、(C)多官能性単量体、及び(D)光重合開始剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記着色剤(A)とは、カラーフィルタへの透過光照射の際に各着色パターンを色表示するあるいはブラックマトリックスパターンを遮光するための材料であり、例えば、着色剤料としては赤色有機顔料、緑色有機顔料、青色有機顔料、遮光材料としてはカーボンブラック顔料等が挙げられる。
前記アルカリ可溶性樹脂(B)とは、現像の際に溶解して感光性組成物からなる層を除去するための材料であり例えば、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体が挙げられる。
前記多官能性単量体(C)とは、露光の際に感光性組成物からなる層を重合して、現像時に非溶解性のパターンを形成するための材料であり、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。
前記光重合開始剤(D)とは、露光の際に多官能性単量体を重合させるための材料であり、例えば2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリオフェニル)ブタノン−1などが挙げられる。
このような感光性組成物を用いることで、ロール・ツー・ロール上に高解像度の着色パターン及びブラックマトリックスパターンを形成でき、なおかつプラスチックフィルムの屈曲性に追従する柔軟なパターンが形成できる。
The photosensitive composition contains (A) a colorant, (B) an alkali-soluble resin, (C) a polyfunctional monomer, and (D) a photopolymerization initiator. Contains ingredients.
The colorant (A) is a material for color-displaying each colored pattern or shielding a black matrix pattern when the color filter is irradiated with transmitted light. For example, a red organic pigment, Examples of the green organic pigment, the blue organic pigment, and the light shielding material include carbon black pigment.
The alkali-soluble resin (B) is a material for dissolving the layer during development and removing the layer made of the photosensitive composition, and examples thereof include benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer.
The polyfunctional monomer (C) is a material for polymerizing a layer made of a photosensitive composition during exposure to form an insoluble pattern during development. For example, dipentaerythritol Examples include hexaacrylate.
The photopolymerization initiator (D) is a material for polymerizing a polyfunctional monomer during exposure, such as 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-monofoliophenyl) butanone. -1 or the like.
By using such a photosensitive composition, a high-resolution colored pattern and a black matrix pattern can be formed on a roll-to-roll, and a flexible pattern following the flexibility of the plastic film can be formed.

ここでは、ドライフィルムからブラックマトリックスをプラスチックフィルムにラミネートする形態について説明する。ここで使用するブラックマトリックス用のドライフィルムは、ベースフィルム上にブラックマトリックス形成用組成物をウェット状態でダイコートを用いて塗布し、乾燥させて感光性組成物からなる層を形成後にカバーフィルムをラミネートして得ることができる。   Here, a mode in which a black matrix is laminated on a plastic film from a dry film will be described. The dry film for black matrix used here is a base film formed by applying the black matrix-forming composition in a wet state using a die coat and drying to form a layer comprising the photosensitive composition, and then laminating the cover film. Can be obtained.

感光性組成物の塗布方式としては、ダイコート以外に、グラビアコート、グラビアリバースコート、スリットリバースコート、マイクログラビアコート、コンマコート、スライドコート、スプレーコート、カーテンコートなどがある。   As a coating method of the photosensitive composition, there are gravure coating, gravure reverse coating, slit reverse coating, micro gravure coating, comma coating, slide coating, spray coating, curtain coating and the like in addition to die coating.

このようなベースフィルムの厚みは2.5μm〜100μmが好ましく、更にはフィルムの搬送性を良好にするためには6μm以上が好ましく、被転写基材の凹凸への追従性が増すには50μm以下がより好ましい。   The thickness of such a base film is preferably 2.5 μm to 100 μm, more preferably 6 μm or more in order to improve the transportability of the film, and 50 μm or less in order to increase the followability to the unevenness of the substrate to be transferred. Is more preferable.

このようにして得られるドライフィルムからカバーフィルムを予め剥離し、感光性組成物からなる層が基材となるプラスチックフィルム上のガスバリア層と向かい合うようにベースフィルムを積層して、ブラックマトリックス形成用の感光性組成物からなる層を加圧加熱ローラにより加熱加圧処理して連続的に転写し、積層原反を作製する。   The cover film is previously peeled from the dry film thus obtained, and the base film is laminated so that the layer made of the photosensitive composition faces the gas barrier layer on the plastic film as the base material. A layer composed of the photosensitive composition is subjected to heat and pressure treatment with a pressure and heating roller, and continuously transferred to prepare a laminated original fabric.

ここで、加熱加圧処理には、一般的な加圧加熱ローラを用いることができ、具体的には上下2本のロールでフィルムを挟むことができて1本のロールで加熱し他方のロールで圧力を受ける構造を有するものである。材質は主に表面が耐熱ゴムで覆われたものを一方のロールに用い、他方にはクロムめっき処理された金属ロールが用いられる。このように、一方をゴムロールにして他方を金属ロールにすることにより、加圧を均一にすることができる。   Here, for the heat and pressure treatment, a general pressure and heat roller can be used. Specifically, the film can be sandwiched between two upper and lower rolls, and the other roll is heated by one roll. It has a structure that receives pressure. A material whose surface is mainly covered with heat-resistant rubber is used for one roll, and a chromium roll-treated metal roll is used for the other. Thus, pressurization can be made uniform by using one as a rubber roll and the other as a metal roll.

また、加圧加熱処理の条件を、ローラ圧が0.5kg/cm〜10kg/cm、加熱温度が50℃〜150℃、また搬送速度が100mm/min〜2,000mm/minとすることで、転写品質を良好にすることができる。この理由として、ローラ圧及び加熱温度が低いと転写層と被転写基材との密着性が不十分となり転写に欠陥が発生しやすくなり、逆に高いと転写層、非転写基材及びベースフィルムへの熱圧の影響により、変形等が発生し、転写品質が低下することが挙げられる。また搬送速度が遅いとスループット低下と熱圧による転写品質の劣化が発生し、また早いと、転写の際に熱圧が不足し、転写が正確に行われない。 The conditions of the pressure heat treatment are such that the roller pressure is 0.5 kg / cm 2 to 10 kg / cm 2 , the heating temperature is 50 ° C. to 150 ° C., and the conveyance speed is 100 mm / min to 2,000 mm / min. Thus, the transfer quality can be improved. The reason for this is that if the roller pressure and heating temperature are low, the adhesion between the transfer layer and the substrate to be transferred becomes insufficient and defects in the transfer are likely to occur, and conversely if it is high, the transfer layer, the non-transfer substrate and the base film For example, deformation or the like may occur due to the influence of heat pressure on the toner, resulting in a decrease in transfer quality. If the conveying speed is low, the throughput is lowered and the transfer quality is deteriorated due to heat pressure. If it is fast, the heat pressure is insufficient at the time of transfer, and the transfer is not performed accurately.

次に、加熱加圧処理された積層原反に対して、必要に応じてベースフィルムを剥離した状態で、感光性組成物の層上から露光処理する。   Next, an exposure treatment is performed on the layer of the photosensitive composition with the base film peeled off as necessary with respect to the heated and pressure-treated laminated original fabric.

また、ブラックマトリックス形成用組成物を、プラスチックフィルム上に直接塗布する場合、上記工程をすべて省略するか、塗布後にベースフィルムをラミネートして積層原反を作製し、この積層原反にベースフィルムを感光性組成物からなる層上に付けた状態で露光処理を行ってもよい。   When the black matrix forming composition is applied directly on a plastic film, all the above steps are omitted, or after application, a base film is laminated to produce a laminated original, and the base film is applied to the laminated original. You may perform an exposure process in the state attached on the layer which consists of a photosensitive composition.

この感光性組成物に露光する工程では、後述する光源からの光を露光させる露光台を備える露光部と、この露光部に感光性組成物を導入するために上流側に巻き出し装置,下流側に巻き取り装置、更に入口側及び出口側にニップロール対とを備えた露光装置に、上記で得られた積層原反を通し、ニップロール対を駆動させて連続状の積層原反を露光部に搬送し、露光部で積層原反を露光台上に吸着固定させてプロキシ露光によって積層原反を露光する。   In the step of exposing to the photosensitive composition, an exposure unit having an exposure stage for exposing light from a light source to be described later, an unwinding device on the upstream side, and a downstream side for introducing the photosensitive composition into the exposure unit In addition, the lamination raw material obtained above is passed through an exposure apparatus equipped with a winding device and a pair of nip rolls on the inlet side and the outlet side, and the nip roll pair is driven to convey the continuous laminated raw material to the exposure unit. Then, the laminated raw material is sucked and fixed on the exposure table by the exposure unit, and the laminated raw material is exposed by proxy exposure.

積層原反を露光台上に吸着固定している間は、ニップローラの駆動を止めることが好ましい。また、搬送時の原反にかかるテンションに関しては、弱いと搬送不良により原反の蛇行が発生しやすく、またテンションが強いと原反の伸びの影響があるという観点から、0.5〜5kg/300mm幅にすることが好ましい。   It is preferable that the driving of the nip roller is stopped while the laminated raw material is adsorbed and fixed on the exposure table. In addition, with respect to the tension applied to the original fabric during conveyance, from the viewpoint that if the strength is weak, the meandering of the original fabric is likely to occur due to poor conveyance, and if the tension is strong, the elongation of the original fabric is affected. The width is preferably 300 mm.

なお、上述での原反搬送形態は、ブラックマトリックスの塗布又はベースフィルムを用いたパターニングを行う処理を行う装置、露光・現像処理を行う装置、及び後述のベーク装置が別装置となっているため、巻き出し及び巻き取り装置が必要であるが、連続の装置構成である場合は、各装置での巻き取りの考えは必ずしも必要ではない。   In the above-described raw material conveyance mode, the apparatus for performing the black matrix coating or the patterning process using the base film, the apparatus for performing the exposure / development process, and the baking apparatus described later are separate apparatuses. The unwinding and winding device is necessary, but in the case of a continuous device configuration, the idea of winding in each device is not necessarily required.

ここで、露光装置の露光部の温度は、装置の露光時の温度、湿度条件の変動範囲である気温、湿度の雰囲気安定性を考慮して、20℃±0.1℃〜25℃±0.1℃であり、一方湿度が50%±1%〜65%±1%であることが、この温度による各材料の安定性と材料の吸湿性を考慮すると好ましい。   Here, the temperature of the exposure unit of the exposure apparatus is set to 20 ° C. ± 0.1 ° C. to 25 ° C. ± 0 in consideration of the temperature during exposure of the apparatus, the air temperature that is the fluctuation range of the humidity condition, and the atmospheric stability of the humidity. It is preferable that the humidity is 50% ± 1% to 65% ± 1% in consideration of the stability of each material and the hygroscopicity of the material at this temperature.

また、積層原反のベースフィルム又はブラックマトリックス形成用感光性組成物からなる層とパターン(フォトマスク)との間隔(ギャップ)に関しては絶えず一定になるよう毎回自動調整する。この場合のギャップ量は形成パターンの解像度を考慮し、即ちギャップ量が大きすぎると解像度が低下し、また逆に近づけると解像度は向上すること、及びフォトマスクへのゴミ及び汚れ等の付着が増加することから、5μm〜200μmが好ましい。   In addition, the gap (gap) between the layer made of the base film of the laminated film or the photosensitive composition for forming the black matrix and the pattern (photomask) is automatically adjusted every time so as to be constantly constant. In this case, the gap amount takes into account the resolution of the pattern to be formed. That is, if the gap amount is too large, the resolution is lowered, and if it is closer, the resolution is improved, and adhesion of dust and dirt to the photomask increases. Therefore, 5 μm to 200 μm is preferable.

また積層原反のパターンの露光位置は、積層原反の端面からの距離を自動検出して、この検出結果にしたがって積層原反からフォトマスクパターン位置が一定距離になるよう自動調整後に露光を行う。このとき、後述するRGBの各色の着色パターン形成時の露光位置合わせのためのアライメントマークを作製しておくのが好ましい。   In addition, the exposure position of the pattern of the laminated film is automatically detected from the distance from the end surface of the laminated film, and exposure is performed after automatic adjustment so that the photomask pattern position is a fixed distance from the laminated film according to the detection result. . At this time, it is preferable to prepare an alignment mark for aligning an exposure position when forming a colored pattern of each color of RGB described later.

露光処理の際に用いられる光源としては、高圧水銀ランプ、DEEP UVランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等が挙げられるが、前述したブラックマトリックス形成用感光性組成物を用いた場合には、特に波長350〜450nmを用いて露光することが感度及び解像度の点から好ましい。   Examples of the light source used in the exposure process include a high-pressure mercury lamp, a DEEP UV lamp, a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp, and a halogen lamp. When the above-described photosensitive composition for forming a black matrix is used. In particular, exposure using a wavelength of 350 to 450 nm is preferable from the viewpoint of sensitivity and resolution.

続いて現像処理及びポストベーク処理を行う。現像処理は、露光機の下流側に設置した現像装置にて行い、具体的には露光後の積層原反を一定速度で搬送するとともにベースフィルムを剥離しながら、剥離後のプラスチックフィルム表面に現像液を室温にてスプレイ状に吐出して行うことで、プラスチックフィルム上に所定のパターンのブラックマトリックスが積層された複合フィルムを得ることができる。また、ベースフィルムを付けた状態で露光を行った場合は、ベースフィルムを剥離した後に現像液を塗布して現像を行う。その後、この複合フィルムを、連続ベーク炉にて一定速度で搬送しながらベーク炉中を通過させて、ベーク処理を行うことで、ブラックマトリックスの樹脂パターンを熱キュアすることができる。ここで、ベークの温度は、低温すぎると熱キュアが不十分であり、また高温であると樹脂の黄変等が発生することから、120℃〜250℃が好ましい。   Subsequently, development processing and post-baking processing are performed. The development process is performed by a developing device installed on the downstream side of the exposure machine. Specifically, the layered film after exposure is conveyed at a constant speed and the base film is peeled off while developing on the surface of the peeled plastic film. By discharging the liquid in a spray form at room temperature, a composite film in which a black matrix having a predetermined pattern is laminated on a plastic film can be obtained. In addition, when the exposure is performed with the base film attached, the developer is applied after the base film is peeled off and developed. Thereafter, the composite film is passed through a baking furnace while being conveyed at a constant speed in a continuous baking furnace, and subjected to baking treatment, whereby the resin pattern of the black matrix can be thermally cured. Here, the baking temperature is preferably 120 ° C. to 250 ° C., if the temperature is too low, heat curing is insufficient, and if the temperature is high, the resin is yellowed.

図2は、このようにして得られるブラックマトリックスパターンが形成されたプラスチックフィルムの平面図である。
図2によれば、ブラックマトリックスパターン5がプラスチックフィルム上に格子状に形成されている。
FIG. 2 is a plan view of the plastic film on which the black matrix pattern thus obtained is formed.
According to FIG. 2, the black matrix pattern 5 is formed in a lattice shape on the plastic film.

続いて、ブラックマトリックスパターンを形成した後、RGBの着色パターンを形成する。RGBの着色パターンを上述のようにドライフィルムを用いて転写する場合、このRGBの各色の対応する着色剤のドライフィルムも、前述したブラックマトリックスの場合と同様にして作製することができる。   Subsequently, after forming a black matrix pattern, an RGB coloring pattern is formed. When the RGB color pattern is transferred using a dry film as described above, the corresponding colorant dry film of each RGB color can also be produced in the same manner as in the case of the black matrix described above.

例えば、ブラックマトリックス内に赤色(RED)をパターニングするには、ブラックマトリックス形成済みのプラスチックフィルムを作製後、その上にカバーフィルムを予め剥離したREDのドライフィルムを塗料組成物層がプラスチックフィルム側と向かい合うように積層して、REDに対応する着色パターン形成用の感光性組成物の層を加圧加熱ローラにより連続的に転写し積層原反を作製することができる。この加圧加熱ローラによる着色パターンの転写処理は、前述したブラックマトリックス形成と同様の装置や条件で行うことができる。   For example, in order to pattern red (RED) in a black matrix, a plastic film having a black matrix formed thereon is prepared, and then a RED dry film having a cover film previously peeled off is applied to the coating composition layer on the plastic film side. It is possible to produce a laminated original fabric by laminating so as to face each other and continuously transferring a layer of a photosensitive composition for forming a colored pattern corresponding to RED by a pressure heating roller. The transfer process of the colored pattern by the pressure heating roller can be performed by the same apparatus and conditions as the black matrix formation described above.

次に、転写されたREDの着色パターンに対する露光工程では、ブラックマトリックスと同時にパターニングされたアライメントマークを用いて位置合せを行う。以下ブラックマトリックスの場合と同様にして露光処理、現像処理、ポストベーク処理を行い、ブラックマトリックスが形成されたプラスチックフィルム上に、熱キュアされた着色パターンを形成することができる。   Next, in the exposure process for the transferred RED coloring pattern, alignment is performed using an alignment mark patterned simultaneously with the black matrix. Thereafter, an exposure process, a development process, and a post-bake process are performed in the same manner as in the case of the black matrix, and a heat-cured colored pattern can be formed on the plastic film on which the black matrix is formed.

なお、前記ブラックマトリックス形成済みのプラスチックフィルムの上に着色パターン形成用の感光性組成物を直接塗布して着色パターンを形成することもブラックマトリックス形成の場合と同様にして行うことができる。   In addition, it can carry out similarly to the case of black matrix formation also by apply | coating the photosensitive composition for coloring pattern formation directly on the plastic film in which the black matrix was formed.

図3は、このようにして得られるブラックマトリックスパターン及びREDの着色パターンが形成されたプラスチックフィルムの平面図である。
図3によれば、格子状に形成されたブラックマトリックスパターン5により囲まれるマス目の領域に所定間隔でREDの着色パターンである赤色パターン4が形成されている。
FIG. 3 is a plan view of the plastic film on which the black matrix pattern and the RED coloring pattern thus obtained are formed.
According to FIG. 3, red patterns 4 that are RED coloring patterns are formed at predetermined intervals in a square area surrounded by a black matrix pattern 5 formed in a lattice shape.

更に、ブラックマトリックスとREDを形成したプラスチックフィルム上に、同様にしてGREEN、BLUEを形成することができる。また、これらの層の上に透明なオーバーコート層を設けてもかまわない。更には、ブラックマトリックス及びRGBの着色剤の形成の順番は任意に決めることができる。また、2層以上が1回の巻き出し、成膜、巻き取りのロール・ツー・ロールの工程中で連続成膜されていてもよい。   Furthermore, GREEN and BLUE can be formed in the same manner on a plastic film on which a black matrix and RED are formed. A transparent overcoat layer may be provided on these layers. Furthermore, the order of forming the black matrix and the RGB colorant can be arbitrarily determined. Two or more layers may be continuously formed in a roll-to-roll process of unwinding, film formation, and winding.

図4は、このようにして得られるブラックマトリックスパターン及びREDの各色の着色パターンが形成されたプラスチックフィルムの要部の断面図である。
図4によれば、格子状に形成されたブラックマトリックスパターン5により囲まれるマス目の各領域に、赤色パターン4、緑色パターン6、青色パターン7の順に周期的に形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the plastic film on which the black matrix pattern and the colored pattern of each color of RED thus obtained are formed.
According to FIG. 4, the red pattern 4, the green pattern 6, and the blue pattern 7 are periodically formed in each square area surrounded by the black matrix pattern 5 formed in a lattice shape.

更に、プラスチックフィルム3上に形成されたブラックマトリックスパターン5及びRGBの着色パターン4、6、7の上に、透明導電層やカラムスペーサを設けてもよい。
前記透明導電層は、例えばロール・ツー・ロール方式のスパッタリングや蒸着などにより形成される。透明導電層としては、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム亜鉛(IZO)等の薄膜で形成される薄膜が挙げられるが、材質はこれに限定されるものではない。
Further, a transparent conductive layer or a column spacer may be provided on the black matrix pattern 5 and the RGB colored patterns 4, 6, 7 formed on the plastic film 3.
The transparent conductive layer is formed by, for example, roll-to-roll sputtering or vapor deposition. Examples of the transparent conductive layer include thin films formed of thin films such as indium tin oxide (ITO), zinc oxide, tin oxide, and indium zinc oxide (IZO), but the material is not limited thereto.

<剥離工程>
前記剥離工程は、パターン形成されたフレキシブル基板をハード基板から剥離する工程である。
<Peeling process>
The peeling step is a step of peeling the patterned flexible substrate from the hard substrate.

前記剥離工程において、パターン形成されたフレキシブル基板とハード基板からなる積層体を熱水中に浸漬することにより、熱膨張係数の違いが生じて仮留剤層が歪んで、パターン形成されたフレキシブル基板をハード基板から容易に剥離することができる。前記熱水の温度は、50℃〜100℃であることが好ましい。
この剥離工程により、パターン形成されたフレキシブル基板が得られる。
In the peeling step, by immersing a laminate composed of a patterned flexible substrate and a hard substrate in hot water, a difference in thermal expansion coefficient occurs, and the temporary adhesive layer is distorted, thereby forming a patterned flexible substrate. Can be easily peeled from the hard substrate. The temperature of the hot water is preferably 50 ° C to 100 ° C.
By this peeling step, a patterned flexible substrate is obtained.

ここで、図1(A)〜(D)は、本発明のフレキシブル基板へのパターン形成方法(カラーフィルタの作製)を示す工程図である。
図1(A)に示すように、ハード基板1上に、仮留剤を塗布し該仮留剤層2を形成し、該仮留剤層2上に、フレキシブル基板(プラスチックフィルム)3を重ね合わせて、紫外線照射することにより、ハード基板(ガラス基板)1とフレキシブル基板3を仮留する。
次に、図1(B)に示すように、ハード基板1上に仮留されたフレキシブル基板3を、仮留剤のガラス転移温度以上フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度でアニール処理する。
次に、図1(C)に示すように、フレキシブル基板3上に、フォトリソグラフィーによりブラックマトリクス(BM)パターン5、RGBパターン4、6、7を形成する。
次に、パターン形成されたフレキシブル基板とハード基板の積層体を熱水中に浸漬することにより、パターン形成されたフレキシブル基板とハード基板から剥離した。以上により、フレキシブルなカラーフィルタが作製できる。
Here, FIGS. 1A to 1D are process diagrams showing a pattern forming method (production of a color filter) on a flexible substrate of the present invention.
As shown in FIG. 1 (A), a temporary suspension is applied on the hard substrate 1 to form the temporary retention agent layer 2, and a flexible substrate (plastic film) 3 is stacked on the temporary retention agent layer 2. In addition, the hard substrate (glass substrate) 1 and the flexible substrate 3 are temporarily held by being irradiated with ultraviolet rays.
Next, as shown in FIG. 1B, the flexible substrate 3 temporarily retained on the hard substrate 1 is annealed at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary retention agent and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate. Process.
Next, as shown in FIG. 1C, a black matrix (BM) pattern 5 and RGB patterns 4, 6, and 7 are formed on the flexible substrate 3 by photolithography.
Next, the laminated body of the patterned flexible substrate and the hard substrate was immersed in hot water to peel from the patterned flexible substrate and the hard substrate. As described above, a flexible color filter can be produced.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
厚み0.7mmのガラス基板上に、仮留剤(Photo Bond 830、サンライズMSI株式会社製にアクリル酸を1質量%添加した溶液、硬化後ガラス転移温度=98℃)を塗布し、該仮留剤層上に、厚み0.1μmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム(テオネックス(登録商標)、帝人デュポン株式会社製、ガラス転移温度=156℃)を重ね合わせて、紫外線照射することにより、ガラス基板とポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを仮留した。
次に、ガラス基板上に仮留されたポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを、オーブン(クリーンオーブンDT410、ヤマト科学株式会社製)を用いて、150℃で30分間アニール処理した。
Example 1
On a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, a temporary holding agent (Photo Bond 830, a solution obtained by adding 1% by mass of acrylic acid to Sunrise MSI Co., Ltd., glass transition temperature after curing = 98 ° C.) was applied. A glass substrate is obtained by overlaying a polyethylene naphthalate (PEN) film (Teonex (registered trademark), manufactured by Teijin DuPont Co., Ltd., glass transition temperature = 156 ° C.) with a thickness of 0.1 μm on the agent layer and irradiating with ultraviolet rays. And a polyethylene naphthalate (PEN) film were temporarily fixed.
Next, the polyethylene naphthalate (PEN) film temporarily retained on the glass substrate was annealed at 150 ° C. for 30 minutes using an oven (clean oven DT410, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.).

次に、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に、以下のようにしてフォトリソグラフィーによりブラックマトリクス(BM)パターンを形成した。
黒色レジスト液(CK−8400、富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)をガラス基板上にスピンコーターを用いて乾燥膜厚が1.0μmとなるように塗布し、120℃で2分間乾燥させて、黒色の塗膜を形成した。
Next, a black matrix (BM) pattern was formed on the polyethylene naphthalate (PEN) film by photolithography as follows.
A black resist solution (CK-8400, manufactured by Fuji Film Electromaterials Co., Ltd.) was applied on a glass substrate using a spin coater so that the dry film thickness was 1.0 μm, and dried at 120 ° C. for 2 minutes. A black coating was formed.

次に、露光装置を使用して、塗膜に365nmの波長で100μmのマスクを通して200mJ/cmの露光量で照射した。照射後、1.0%のCDK−1(富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)現像液を使用して、26℃で100秒間現像した。引き続き、流水で20秒間リンスした後、エアナイフで乾燥させ、180℃で30分間熱処理を行って黒色のパターン像(BMマトリックス)を形成した。 Next, using an exposure apparatus, the coating film was irradiated with an exposure dose of 200 mJ / cm 2 through a 100 μm mask at a wavelength of 365 nm. After the irradiation, development was performed at 26 ° C. for 100 seconds using a 1.0% CDK-1 (manufactured by Fuji Film Electromaterials) developer. Subsequently, after rinsing with running water for 20 seconds, drying was performed with an air knife, and heat treatment was performed at 180 ° C. for 30 minutes to form a black pattern image (BM matrix).

次に、以下のようにして、フォトリソグラフィーによりRGBパターンを形成した。
緑色レジスト液(CGX−2420、富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)をガラス基板の上にスピンコーターを用いて塗布し、100℃で2分間乾燥させて緑色の塗膜を形成した。
次に、露光装置を使用して、塗膜に365nmの波長で100μmのマスクを通して60mJ/cmの露光量で照射した。照射後、1.0%のCDK−1(富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)現像液を使用して、26℃で100秒間現像した。引き続き、流水で20秒間リンスした後、エアナイフで乾燥させ、熱処理を行って緑色のパターン像(緑色画素)を形成した。
この操作を赤色レジスト液(CRX−2420、富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)と青色レジスト液(CBX−2420、富士フイルムエレクトロマテリアルズ株式会社製)についても同様に、同一のガラス基板に対して行い、順次赤色のパターン像(赤色画素)、及び青色のパターン像(青色画素)を形成し、カラーフィルタを作製した。
Next, an RGB pattern was formed by photolithography as follows.
A green resist solution (CGX-2420, manufactured by Fuji Film Electromaterials Co., Ltd.) was applied on a glass substrate using a spin coater and dried at 100 ° C. for 2 minutes to form a green coating film.
Next, using an exposure apparatus, the coating film was irradiated with an exposure dose of 60 mJ / cm 2 through a 100 μm mask at a wavelength of 365 nm. After the irradiation, development was performed at 26 ° C. for 100 seconds using a 1.0% CDK-1 (manufactured by Fuji Film Electromaterials) developer. Subsequently, after rinsing with running water for 20 seconds, it was dried with an air knife and heat-treated to form a green pattern image (green pixel).
This operation is similarly applied to the same glass substrate for the red resist solution (CRX-2420, manufactured by Fujifilm Electromaterials Co., Ltd.) and the blue resist solution (CBX-2420, manufactured by Fujifilm Electromaterials Co., Ltd.). Then, a red pattern image (red pixel) and a blue pattern image (blue pixel) were sequentially formed to produce a color filter.

次に、カラーフィルタとガラス基板の積層体を熱水(70℃)中に3分間及び冷水(23℃)中に5分間浸漬することを3回繰り返すことにより、カラーフィルタをガラス基板から剥離した。以上により、実施例1のフレキシブルなカラーフィルタを作製した。   Next, the color filter was peeled from the glass substrate by repeating the immersion of the laminate of the color filter and the glass substrate in hot water (70 ° C.) for 3 minutes and in cold water (23 ° C.) for 3 minutes three times. . The flexible color filter of Example 1 was produced by the above.

(実施例2)
実施例1において、アニール処理温度を150℃から100℃に変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2のフレキシブルなカラーフィルタを作製した。
(Example 2)
A flexible color filter of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the annealing temperature was changed from 150 ° C. to 100 ° C. in Example 1.

(比較例1)
実施例1において、仮留剤による仮留を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1のフレキシブルなカラーフィルタを作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a flexible color filter of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that temporary retention with a temporary retention agent was not performed.

(比較例2)
実施例1において、アニール処理温度を150℃から27℃に変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例2のフレキシブルなカラーフィルタを作製した。
(Comparative Example 2)
A flexible color filter of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the annealing temperature was changed from 150 ° C. to 27 ° C. in Example 1.

(比較例3)
実施例1において、アニール処理温度を150℃から70℃に変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例3のフレキシブルなカラーフィルタを作製した。
(Comparative Example 3)
A flexible color filter of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the annealing temperature was changed from 150 ° C. to 70 ° C. in Example 1.

次に、作製した各フレキシブルなカラーフィルタについて、以下のようにして、剥離後の長さ変化率、及び反り量を測定した。結果を表1に示す。   Next, for each of the produced flexible color filters, the length change rate after peeling and the amount of warpage were measured as follows. The results are shown in Table 1.

<剥離工程後の長さ変化率の測定>
露光に用いたマスクの所定の2点間の距離の設計値A(100mm)を基準として、作製したフレキシブルなカラーフィルタにおける該2点間の距離Bを測定し、前記設計値に対する変化率(%)〔(B−A)/A×100〕を算出した。
<Measurement of length change rate after peeling process>
Using the design value A (100 mm) of the distance between two predetermined points of the mask used for exposure as a reference, the distance B between the two points in the produced flexible color filter is measured, and the rate of change (% ) [(BA) / A × 100] was calculated.

<反り量の測定>
基板の中央に作製したフレキシブルなカラーフィルタを水平面に置き、該カラーフィルタの上面に100mm角で厚さ0.7mmの白板ガラスを載せた。該白板ガラスの4隅のうち1つの隅を水平面上に固定し、他の3隅の水平面からの高さを測定し、最も水平面から距離が大きい値からガラスの厚みを引いた値を反り量(単位:mm)とした。
<Measurement of warpage>
A flexible color filter produced in the center of the substrate was placed on a horizontal plane, and a white plate glass having a 100 mm square and a thickness of 0.7 mm was placed on the upper surface of the color filter. One of the four corners of the white plate glass is fixed on a horizontal plane, the height of the other three corners from the horizontal plane is measured, and the value obtained by subtracting the thickness of the glass from the largest distance from the horizontal plane is the amount of warpage. (Unit: mm).

本発明のパターン形成方法は、フレキシブル基板上へのパターン形成の際の寸法安定性を向上させることができるので、例えばフレキシブルなカラーフィルタ及びTFT等の機能性フレキシブル基板を形成するのに好適である。   Since the pattern formation method of the present invention can improve the dimensional stability during pattern formation on a flexible substrate, it is suitable for forming a functional flexible substrate such as a flexible color filter and TFT. .

1 ガラス基板
2 仮留剤層
3 フレキシブル基板
4 赤色パターン
5 ブラックマトリックスパターン
6 緑色パターン
7 青色パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Tempering agent layer 3 Flexible substrate 4 Red pattern 5 Black matrix pattern 6 Green pattern 7 Blue pattern

Claims (4)

フレキシブル基板を寸法安定なハード基板に仮留剤で仮留めする仮留工程と、
前記仮留剤のガラス転移温度以上、前記フレキシブル基板を構成するポリマーのガラス転移温度以下の温度で前記フレキシブル基板をアニール処理するアニール処理工程と、
前記フレキシブル基板上にフォトリソグラフィーによりパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターン形成したフレキシブル基板を前記ハード基板から剥離する剥離工程と、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
A temporary fixing process in which a flexible substrate is temporarily fixed to a dimensionally stable hard substrate with a temporary fixing agent;
An annealing treatment step of annealing the flexible substrate at a temperature not lower than the glass transition temperature of the temporary binder and not higher than the glass transition temperature of the polymer constituting the flexible substrate;
A pattern forming step of forming a pattern by photolithography on the flexible substrate;
And a peeling step of peeling the patterned flexible substrate from the hard substrate.
剥離工程において、パターン形成されたフレキシブル基板とハード基板の積層体を熱水中に浸漬することにより、パターン形成したフレキシブル基板をハード基板から剥離する請求項1に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein, in the peeling step, the patterned flexible substrate is peeled from the hard substrate by immersing the laminated body of the patterned flexible substrate and the hard substrate in hot water. 形成されるパターンが、カラーフィルタ及びTFTのいずれかである請求項1から2のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the pattern to be formed is any one of a color filter and a TFT. フレキシブル基板を構成するポリマーが、ポリエチレンナフタレート(PEN)である請求項1から3のいずれかに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the polymer constituting the flexible substrate is polyethylene naphthalate (PEN).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017026796A (en) * 2015-07-22 2017-02-02 凸版印刷株式会社 Method for manufacturing color filter for organic el display device, color filter for organic el display device, and organic el display device

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