JP3088048B2 - カラーフィルターの製造法 - Google Patents

カラーフィルターの製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルターの製造
法に関し、特にカラー液晶表示装置用等として好適なカ
ラーフィルターの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、一般に使用されているカラーフィ
ルターの製造法としては、透明基板を染料や顔料を含ん
だバインダーによって着色する染色法、印刷法、顔料分
散法等がある。
【0003】しかしながら、前記染色法は、基板上の樹
脂薄膜を色素で選択染色する方法であるので、色替えの
度に防染およびフォトリソグラフィー工程を行なう必要
があり、また前記印刷法では防染の必要はないが、色パ
ターンの微細化に限界が生じ、多色化が進むほど印刷位
置の精度が悪くなるという問題がある。更に前記顔料分
散法では微細パターンは可能であるものの、色替えの度
に高精度のフォトリソグラフィー工程を経ねばならず工
程がきわめて複雑化するという欠点がある。
【0004】一方、これらの欠点を解消するために、特
開昭59−114572号公報において、電着塗装法に
よるカラーフィルターの製造法が提案されている。該方
法では、まず基板上に形成された透明導電膜をパターニ
ングして透明電極を形成し、該パターン化透明電極の同
じ色に着色される箇所にのみ電圧を印加し、着色電着浴
中で電着して着色層を形成する。次に別の色に着色され
る箇所にのみ電圧を印加し電着処理して別の着色層を形
成する。しかしこの方法は、まず高精度を必要とする透
明電極のパターニングを最初に行なわなければならず、
後工程での取扱いに多大の注意が必要であり、微細パタ
ーンの一部でも断線すると以後の着色工程が困難となる
ため製造上好ましくない。さらにパターン化透明電極
は、微細部分であってもすべて電気的に連続していなけ
ればならず、パターン形状の自由度に制約がある。
【0005】また特開昭63−210901号公報にお
いて、ポジ型感光性樹脂組成物を用いて同じ色に着色さ
れる箇所のみのパターンを有するマスクを介して露光、
現像し電着によって着色層を形成し、その後この露光・
現像・電着の工程を所望回数繰り返すという方法が提案
されているが、この方法は、工程が複雑であり十分に簡
略化されているとは言い難く、また未露光部のキノンジ
アジド化合物も現像時にアルカリ水溶液に曝すと、変質
して感光性が著しく変化し、以後の露光・現像が困難に
なるという欠点がある。
【0006】これらの電着法においては、着色層形成の
ための透明電極が、液晶駆動用の電極としても使用され
ることになるが、透明電極上に形成される着色層は絶縁
体であるため、液晶の駆動電圧が非常に高くなる。そこ
で現在前記方法に基づいて形成される着色層上には、更
に液晶駆動用の透明電極を設けて駆動電圧を低下させて
いるのが現状である。また前記方法において使用されて
いる透明電極は、光透過率が80〜85%であるため、
透明電極を2層設けることは、光透過率を低下させ、着
色表示基板としての性能が劣るという問題が生じる。こ
のような問題を解決するために、特開平1−22379
号公報において、原板上に着色層を形成し、これを透明
基板上に転写する方法が提案されているが、該方法では
各色毎に転写を行なうため、転写の度に高精度のアライ
メントが必要であり、製造法が煩雑となる。
【0007】一方、カラーフィルターを有するデバイス
の高性能化への要望から、コントラストの向上や色純度
の低下防止が望まれ、その解決策として一般に、カラー
フィルターの各画素間部分に非透光性膜を形成する方法
が知られている。該非透光性膜の形成方法としては、例
えば、予め非透光性膜パターンが形成された基板上にア
ライメントしながら画素を形成していく方法又は予め画
素パターンの形成された基板上にアライメントしながら
非透光性膜パターンを形成していく方法等が用いられて
いる。
【0008】しかしながら、これらの方法では、いずれ
も画素パターンと、非透光性膜パターンとの間にアライ
メント操作を行なう必要があるため、この精度により画
素パターン間に透光部のない一致したサイズの非透光性
膜パターンを形成することは困難である。更にこれらの
重なり部分が生じる場合には、カラーフィルター上に段
差が生じ、構造的に要求の強い平坦性に優れるカラーフ
ィルターを製造することは困難である。
【0009】また上述の方法はいずれもアラインメント
のために高精度の加工技術が要求され、ワークサイズの
大型化の要求、すなわち画面寸法の大型化や多面付によ
るコストダウンの要求に対しての対応が困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、高度な微細加工技術を必要とせず、着色層のパター
ン形状の自由度が大きく、カラーフィルター画素間に間
隙なく遮光層を配置でき、しかも大型化への対処も容易
であり、且つ大量生産が容易で簡便な、カラーフィルタ
ーの製造法を提供することにある。
【0011】本発明の別の目的は、光透過率の低下もな
く、改めて透明電極の形成工程を必要としないカラーフ
ィルターの製造法を提供することにある。
【0012】本発明の他の目的は、高精度にパターン化
された遮光層を有するカラーフィルターを簡便に製造で
きるカラーフィルターの製造法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、着色層の
パターン形状の自由度が大きく、大型化にも対処可能な
カラーフィルターの製造法について研究した結果、予め
遮光層を形成した基板を使用し、ポジ型又はネガ型感光
性塗膜を形成した後に特定のパタ−ンを有するマスクを
介して露光し、順次、現像・電着を繰り返すという簡便
な工程により優れたカラーフィルターが得られることを
見いだした。
【0014】すなわち、本発明によれば、(A−1)最
外表面に遮光層及び透明導電層を有する基板の少なくと
も透明導電層上にポジ型感光性塗膜を形成し、特定のパ
ターンを有するマスクを介して露光を行い、次いで該マ
スクを少なくとも1回移動し、異なる光照射量にて露光
する工程と、(B−1)該パターン部分のポジ型感光性
塗膜を現像除去し、透明導電層を露出させ、露出した該
導電層上に着色塗料を電着塗装し着色層を形成する操作
を、光照射量が多い露光部から順次繰り返すことにより
着色層を形成する工程とを含み、且つ前記最外表面に遮
光層及び透明導電層を有する基板が、(C)最外表面に
透明導電層を有する基板の透明導電層上に遮光層を形成
する工程により得られることを特徴とするカラーフィル
ターの製造法が提供される。
【0015】また本発明によれば、(A−2)最外表面
に遮光層及び透明導電層を有する基板の少なくとも透明
導電層上にネガ型感光性塗膜を形成し、特定のパターン
を有するマスクを介して露光を行い、次いで該マスクを
少なくとも1回移動し、異なる光照射量にて露光する工
程と、(B−2)該パターン部分のネガ型感光性塗膜を
現像除去し、透明導電層を露出させ、露出した該導電層
上に着色塗料を電着塗装し着色層を形成する操作を、光
照射量が少ない露光部から順次繰り返すことにより着色
層を形成する工程とを含み、且つ前記最外表面に遮光層
及び透明導電層を有する基板が、(C)最外表面に透明
導電層を有する基板の透明導電層上に遮光層を形成する
工程により得られることを特徴とするカラーフィルター
の製造法が提供される。
【0016】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0017】本発明においては、先ず最外表面に透明導
電層及び遮光層を有する基板又は最外表面に遮光層を形
成し、次いで該遮光層上に透明導電層を形成した基板の
少なくとも透明導電層上にポジ型又はネガ型感光性塗膜
を形成し、次いで特定のパターンを有するマスクを介し
て露光する工程(以下、ポジ型感光性塗膜を用いる場合
を(A−1)工程、またネガ型感光性塗膜を用いる場合
を(A−2)工程という)(また(A−1)工程および
(A−2)工程を総称して(A)工程という)を行な
う。
【0018】本発明において使用する基板は、最外表面
に透明導電層及び遮光層を有する基板又は最外表面に遮
光層を形成し、次いで該遮光層上に透明導電層を形成し
た基板であって、該最外表面に透明導電層及び遮光層を
有する基板は、透明な基板上の最外表面に遮光層及び透
明導電層の両方が露出した状態で形成された板状のもの
であれば、例えば、基板材料の最外表面に透明導電層と
遮光層とを別々に形成したもの、透明導電層上の一部に
遮光層が形成されたもの、遮光層上の一部に透明導電層
が形成されたもの等のいずれであっても良いが、目的と
するカラーフィルターの平滑性を向上させるためには、
透明導電層上の一部に遮光層が形成された基板を用いる
のが望ましい。
【0019】前記基板の材料としては、例えばガラス、
各種の積層板類、各種のプラスチック類板、その他の板
状絶縁物の表面に、前述のように透明導電層及び遮光層
を形成した基板等が挙げられる。基板の表面はカラーフ
ィルターの性能上、平滑であることが望ましく、必要に
よっては表面を研磨して使用することもできる。
【0020】前記基板上に形成する透明導電層として
は、例えば、酸化スズ、酸化インジウムまたは酸化アン
チモン等を成分とする材料が挙げられ、膜厚は通常20
〜300nmであるのが好ましい。また該透明導電層の
形成方法は特に制限されず、例えばスプレー法、CVD
法、スパッタリング法、真空蒸着法等の公知の方法が挙
げられる。該透明導電層は、カラーフィルターの性能
上、できる限り透明度の高いものを用いることが望まし
い。
【0021】前記基板上に形成する遮光層の材料及びそ
の形成方法は特に限定されるものではなく、例えばクロ
ム、酸化クロム若しくは染料、顔料、カーボンブラック
等の光遮蔽材を樹脂中に分散してなる樹脂分散物等の通
常使用される公知の遮光層材料及び形成方法により形成
することができる。この際、遮光層が透明導電層上の一
部に形成され、且つ遮光層材料の導電性が低い場合に、
極めて平滑性に優れたカラーフィルターを容易に得るこ
とができる。
【0022】前記遮光層の形成方法としては、例えばC
r−フォトリソ法、黒色有機感光性材料法、黒色インキ
印刷法、染色法、電着法等を挙げることができる。
【0023】前記Cr−フォトリソ法としては、例えば
ガラス基板上にクロム単独又はクロムと酸化クロムとを
蒸着又はスパッタ等により成膜し、これを感光性レジス
トを用いてフォトリソグラフィによりパターニングする
方法等が挙げられる。
【0024】前記黒色有機感光性材料法としては、例え
ば染料、顔料、カーボンブラック等の光遮蔽材を感光性
樹脂に分散して黒色有機感光性材料を作製し、該黒色有
機感光性材料を用いてパターニングされた遮光層を形成
する方法等が挙げられる。
【0025】前記黒色インキ印刷法としては、例えば染
料、顔料、カーボンブラック等の光遮蔽材を、インキの
基材である油、溶剤、樹脂、ワックス、可塑剤等を含む
ビヒクルに分散させて黒色インキを作製し、該黒色イン
キをオフセット、凹版、スクリーン等の方式で印刷して
パターニングされた遮光層を形成する方法が挙げられ
る。
【0026】前記染色法としては、例えば着色ベースで
あるゼラチン、カゼイン、PVA、PVA−PVP(ビ
ニルアルコール−ビニルピロリドン共重合体)等を黒色
の酸性染料又は反応性染料によりマスキング層を介して
染色することによりパターニングされた遮光層を形成す
る方法等が挙げられる。
【0027】前記電着法としては、例えば透明導電層の
表面上にポジ型感光性塗膜を形成する場合には、遮光層
に相当する部分のポジ型感光性塗膜が露光されるような
マスクを介して露光し、露光された部分(すなわち遮光
層に相当する部分)のポジ型感光性塗膜を、アルカリ水
溶液等で除去して遮光層に相当する部分の透明導電層を
露出させ、更に黒色で且つ硬化後にアルカリ耐性を有す
る電着塗料を、露出した透明導電層上に電着して乾燥・
硬化し、次いで全面に露光し、残余のポジ型感光性塗膜
をアルカリ水溶液等で除去し、得られた黒色塗膜を必要
に応じて更に加熱処理する方法等が挙げられる。一方、
例えば透明導電層の表面上にネガ型感光性塗膜を形成す
る場合には、遮光層に相当する部分のネガ型感光性塗膜
が露光されないようなマスクを介して露光し、露光され
ない部分(すなわち遮光層に相当する部分)のネガ型感
光性塗膜を、現像液で除去して遮光層に相当する部分の
透明導電層を露出させ、更に黒色で且つ硬化後に除去液
に耐性を有する電着塗料を、露出した透明導電層上に電
着して乾燥・硬化し、次いで残余のネガ型感光性塗膜を
除去液で除去し、得られた黒色塗膜を必要に応じて更に
加熱処理する方法等が挙げられる。この際ポジ型又はネ
ガ型感光性塗膜としては、後述のポジ型又はネガ型感光
性塗膜を用いることができる。また黒色の電着塗料とし
ては、例えば後述する着色塗料に対し、顔料又は染料の
代わりにカーボンブラック等の黒色顔料若しくは染料を
混合した塗料を好ましく用いることができる。特に得ら
れる黒色塗膜に対し、通常80〜140℃で、10〜3
0分程度の乾燥工程を行うと、カーボンブラックを使用
した遮光層であっても導電性を実用上差し支えない程度
に低減させることができ好ましい。
【0028】
【0029】前記ポジ型又はネガ型感光性塗膜を形成す
る方法は、特に限定されないが、公知の方法、例えば電
着法、吹き付け法、浸漬塗装法、ロールコート法、スク
リーン印刷法、スピンコーターで塗装する方法等で、透
明導電層上に塗布することにより形成することができ
る。
【0030】本発明における(A−1)工程に用いる前
記ポジ型感光性塗膜を形成するためのポジ型感光性塗料
としては、塗膜形成能と感光性とを有する樹脂(以下、
ポジ型感光性塗料用樹脂という)、更に必要により染料
及び/又は顔料等を有機溶媒や水などに分散あるいは溶
解した塗料等を挙げることができる。該ポジ型感光性塗
料は、染料及び/又は顔料等を含んでいても、含んでい
なくとも良い。
【0031】本発明において好ましく使用されるポジ型
感光性塗料用樹脂としては、露光部分が現像液によって
溶出されるものであれば特に限定されるものではなく、
例えばキノンジアジド基を有する樹脂、ジアゾメルドラ
ム酸又はニトロベンジルエステル等を有する樹脂若しく
はこれらの樹脂を有する樹脂組成物等を好ましく挙げる
ことができ、具体的には例えばアクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂等に、アミノ
基、アンモニウム、スルホニウム等のオニウム基と水酸
基とを導入し、更にキノンジアジドスルホン酸化合物を
エステル化反応により付加した樹脂で、蟻酸、酢酸、プ
ロピオン酸、乳酸などの酸あるいは酸性物質で水に可溶
化及び/又は分散される樹脂等のキノジアジド基を有す
るカチオン性の樹脂組成物;アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、マレイン化油樹脂、ポリブタジエン樹脂、エポ
キシ樹脂等にカルボキシル基等と水酸基とを導入し、更
にキノンジアジドスルホン酸化合物をエステル化反応に
より付加した樹脂で、トリエチルアミン、ジエチルアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、アンモニア等の塩基性
物質で水に可溶化及び/又は分散される樹脂等のキノン
ジアジド基を有するアニオン性の樹脂組成物;造膜機能
を有する樹脂及びヒドロキシル基を有する化合物と、キ
ノンジアジドスルホン酸誘導体またはイソシアナ−ト基
含有キノンジアジド化合物とを反応させて得られる樹脂
を適宜混合した組成物等を挙げることができ、特に工程
簡略化や公害防止の点から、水に可溶化及び/又は分散
しうる樹脂の使用が好ましい。また前記組成物における
混合割合は、露光条件や現像条件によって任意選択する
ことができる。
【0032】本発明における(A−2)工程に用いる前
記ネガ型感光性塗膜を形成するためのネガ型感光性塗料
としては、塗膜形成能と感光性とを有する樹脂(以下、
ネガ型感光性塗料用樹脂という)、光重合開始剤及び必
要により染料及び/又は顔料等とを有機溶媒や水などに
分散あるいは溶解した塗料等を挙げることができる。
【0033】該ネガ型感光性塗料は、染料及び/又は顔
料を含んでいても、含んでいなくとも良い。
【0034】前記ネガ型感光性塗料用樹脂としては、光
によって架橋しうるエチレン性二重結合が導入されたも
のが挙げられ、具体的にはアクリロイル基、メタクリロ
イル基等の(メタ)アクリロイル基及び/又はシンナモ
イル基等の感光性基を分子中に有する、一般に分子量5
00〜10000程度のプレポリマ−又は樹脂等を好ま
しく挙げることができる。該プレポリマ−または樹脂と
しては、例えば、エポキシ(メタ)アクリレ−ト、ウレ
タン(メタ)アクリレ−ト、ポリエステル(メタ)アク
リレ−ト等のプレポリマ−;アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂等にアミノ基、
アンモニウム、スルホニウム等のオニウム基と前記感光
性基とを導入した樹脂で、有機溶媒に溶解及び/又は分
散するか、または蟻酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸等の
酸あるいは酸性物質で水に可溶化及び/又は分散される
カチオン性の樹脂;アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、
マレイン化油樹脂、ポリブタジエン樹脂、エポキシ樹脂
等でカルボキシル基等と前記感光性基とを導入した樹脂
を、有機溶媒に溶解及び/又は分散するか、またはトリ
エチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノ−ルア
ミン、アンモニア等の塩基性物質で水に可溶化及び/又
は分散されるアニオン性の樹脂等を挙げることができ、
特に工程簡略化や公害防止の点から、水に可溶化及び/
又は分散しうるプレポリマー又は樹脂の使用が好まし
い。
【0035】また前記ネガ型感光性塗料用樹脂には、ネ
ガ型感光性塗膜の感光性や粘度等を調整するために低分
子量の(メタ)アクリレート類を添加してもよく、具体
的には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェ
ノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、トリシ
クロデカン(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリス
(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等が例
示され、これらは混合物として使用してもよい。これら
の(メタ)アクリレート類の配合割合は、ネガ型感光性
塗料用樹脂100重量部に対して0〜50重量部、好ま
しくは0〜30重量部である。(メタ)アクリレート類
の配合割合が50重量部を越えると塗膜に粘着性が出や
すくなり好ましくない。
【0036】前記光重合開始剤は公知のものでよく、例
えばベンゾインおよびそのエーテル類、ベンジルアルキ
ルケタール類、ベンゾフェノン誘導体、アントラキノン
誘導体、チオキサントン誘導体等が挙げられ、さらに必
要によって増感剤を添加してもよい。光重合開始剤の添
加量は、前記ネガ型感光性塗料用樹脂100重量部に対
し、好ましくは0.1〜30重量部、特に好ましくは
0.5〜20重量部の範囲である。光重合開始剤の添加
量が0.1重量部未満の場合には、光硬化性が不足し、
また30重量部を越えると硬化が進みすぎて塗膜強度が
低下し、かつ不経済であるため好ましくない。
【0037】前記ポジ型又はネガ型感光性塗料に用いる
プレポリマー又は樹脂等の各成分を分散または溶解する
ために使用する、有機溶媒としては、前記プレポリマ−
または樹脂を分散又は溶解しうるものであればよく、各
種のグリコールエーテル類、例えば、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシ
ルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピ
レングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメ
チルエーテル等;ケトン類、例えば、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン、イソホロン、N−メチルピロリドン等;エーテル
類、例えば、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒ
ドロフラン等;アルコール類、例えば、メトキシブタノ
ール、ジアセトンアルコール、ブタノール、オクタノ−
ル、イソプロパノール等;炭化水素類、例えば、トルエ
ン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン等;エステル
類、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸2−メトキ
シエチル、酢酸2−メトキシプロピル、安息香酸エチル
等;酸アミド類、例えば、ジメチルホルムアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を
挙げることができ、使用に際しては単独若しくは混合物
として用いることができる。
【0038】また前記有機溶媒は、可溶化や分散を容易
にし、浴安定性の向上、平滑塗膜を得る等のために、前
記カチオン性の樹脂またはアニオン性の樹脂を水に可溶
化及び/又は分散させる際に添加することもできる。
【0039】必要により前記ポジ型又はネガ型感光性塗
料に配合される染料及び/又は顔料の色相は、目的に応
じ適宜選択でき、例えば感光性塗料の解像度を改善する
ためには、露光時に回析の大きい長波長の光線を除去す
る目的で400〜500nmの波長の光を吸収する染
料、例えばオイルイエロー若しくは紫外線吸収剤、例え
ばトリヒドロキシベンゾフェノン等を配合することが望
ましい。また、目的とする色相に応じ、前記染料及び/
又は顔料をその特性を損なわないかぎりにおいて、2種
以上混合して用いることもできる。
【0040】該染料及び/又は顔料には、塗料の安定
性、必要により電着特性、塗膜の耐久性等を損なわない
ものを選択することが望ましい。この点から染料として
は油溶性あるいは分散性染料が好ましく、具体的には例
えばアゾ系、アントラキノン系、ベンゾジフラノン系、
縮合メチン系等が挙げられる。また顔料としては、例え
ばアゾレーキ系、キナクリドン系、フタロシアニン系、
イソインドリノン系、アントラキノン系、チオインジゴ
系等の有機顔料、黄鉛、酸化鉄、クロムバーミリオン、
クロムグリーン、群青、紺青、コバルトブルー、コバル
トグリーン、エメラルドグリーン、チタンホワイト、カ
ーボンブラック等の無機顔料を挙げることができる。な
お、染料及び/又は顔料については適宜「COLOUR
INDEX」等を参照すればよい。
【0041】該染料及び/又は顔料の使用割合は、目
的、色相、使用する染料及び/又は顔料の種類、ポジ型
又はネガ型感光性塗料の乾燥時の膜厚等により適宜選択
され、好ましくはポジ型又はネガ型感光性塗料全体に対
して、0.1〜10重量%、特に0.5〜5.0重量%
程度が好ましい。
【0042】前記ポジ型感光性塗料の調製は、ポジ型感
光性塗料用樹脂、有機溶媒及び/又は水、必要に応じて
染料及び/又は顔料、酸性物質または塩基性物質、染料
あるいは顔料の分散助剤、塗膜の平滑性をよくするレベ
リング剤、粘度調整剤、消泡剤等の各種助剤類等を混合
し、一般的に使用されるサンドミル、ロールミル、アト
ライター等の分散機を用いて充分に分散させ所望の濃度
に希釈する方法等により得ることができる。また前記ネ
ガ型感光性塗料の調製は、ネガ型感光性塗料用樹脂、光
重合開始剤、有機溶媒及び/又は水、必要に応じて染料
及び/又は顔料、酸性物質または塩基性物質、染料ある
いは顔料の分散助剤、塗膜の平滑性をよくするレベリン
グ剤、粘度調整剤、消泡剤等の各種助剤類等を混合し、
前記ポジ型感光性塗料と同様に分散させ、所望の濃度に
希釈して得ることができる。
【0043】このようにして得られるポジ型又はネガ型
感光性塗料により形成される感光性塗膜の膜厚は特に制
限されず、カラーフィルターに要求される性能等に応じ
て適宜選択できるが、乾燥時に通常0.3〜20μm、
好ましくは1〜15μm程度であればよい。該膜厚を調
整するには、例えば、電着法で形成する場合、電流、電
圧、電着時間、液温等の電着条件を調整することにより
制御できるが、通常は後述の着色塗料の電着塗装と同様
の条件で行うことができる。またネガ型感光性塗膜を用
いる場合には、膜厚を通常5〜15μm程度に厚くする
か、若しくはネガ型感光性塗膜を通常0.3〜10μm
程度の膜厚で形成した後にポリビニルアルコール等の酸
素遮断膜を形成すると、酸素による硬化阻害作用の軽
減、マスクの汚染防止、ピンホ−ルの生成防止等の点で
好ましい。
【0044】本発明において、前記感光性塗膜を露光す
るには、特定のパターンを有するマスクを介し露光を行
い、次いで該マスクを少なくとも1回移動し、移動前の
光照射量とは異なる光照射量にて露光する。この際、移
動が2回以上あっても、それぞれの光照射量が異なるよ
うに露光を行う。ここで移動とは、マスクと基板との相
対位置変化させることであって、例えば基板を固定して
マスクを移動させる、マスクを固定して基板を移動させ
る、若しくは基板とマスクとの両者を移動させる等のい
ずれでも良い。
【0045】各露光は、マスクの光が通過する部分の一
区画(以下、単一パターンブロックという)と、基板上
の遮光層を有さず、且つ遮光層に囲まれた一区画(以
下、単一画素という)同志が一致し、単一画素全体が同
一の光照射量で露光されるものとする。
【0046】従って、前記移動の距離は、少なくとも
[(移動方向についての画素一つあたりの幅)+(移動
方向についての遮光層一つあたりの幅)]の整数倍とな
る。
【0047】本発明において用いる特定のパターンを有
するマスクは、光が通過する部分(以下、パターンブロ
ックという)と遮光部分から成り、単一パターンブロッ
クの寸法は、基板の遮光層を有さない部分(以下、画素
という)の単一の寸法と完全一致若しくはわずかに大き
いことが必要である。
【0048】また、パターンブロックは各露光時におい
て、一部の画素と略一致若しくは画素を覆い、且つ隣の
画素には影響を与えない必要がある。さらにまたブロッ
クのパターンは、露光工程を全て終えた時点で全ての画
素部分が露光されるパターンであるのが好ましい。前記
マスクについて、図を参照して更に詳細に説明する。
【0049】まず図5に示されるパターンを有するマス
クを用いて最初の露光を行い、次いで図6に示されるよ
うに横に移動させて、先に露光させなかった部分を最初
の露光時とは異なる光照射量にて露光する。次いで更に
図7に示すようにマスクを再度横に移動させ、前2回と
は異なる光照射量にて露光を行う。この際、各露光時に
おけるパターンブロックが重ならないので、かかる操作
にて未露光部分を含めると4段階に異なる露光状態を細
密に形成することができる。
【0050】本発明においてマスクの移動方向には、特
に制限は無く、同一平面上であれば、左右前後いずれで
も良く、また該マスクのパターンブロックの位置及び相
対距離は、画素の寸法、移動回数、移動方向、移動距離
等により決定することができる。
【0051】本発明においては、マスクの移動は、少な
くとも1回行い、目的とする着色層の数及び必要により
形成される遮光層の数により任意である。例えば1回の
移動では、未露光部を含めて、3段階に異なる露光状態
が形成され、同様に2回の移動では、4段階、3回の移
動では5段階に異なる露光状態が形成される。
【0052】本発明において、露光は、マスクの移動毎
にそれ以前に行われた光照射とはそれぞれ異なる光照射
量にて露光する。かかる光照射量を変える手段として
は、特に制限は無く、例えば、露光時間を変化させる方
法、光源の距離を変化させる方法、光源の出力を変化さ
せる方法等の各種方法を用いることができる。
【0053】この際、光照射量が異なるように露光する
際の光照射量の差は、露光条件、後述する現像条件に応
じて適宜選択することができるが、一般に光照射量の相
対的な差が大きい方が、現像液に対する溶解性の差が大
きくなり好ましいので、最も光照射量が大きい部分の光
照射量を大きくして、かつ最も光照射量の小さい部分の
光照射量を少なくすることが望ましい。光照射量の相対
的な差は特に限定されないが、通常5%以上の有意差を
有することが好ましい。
【0054】前記露光は、通常紫外線を多量に発生でき
る装置を用いて行うことができ、例えば、高圧水銀灯、
超高圧水銀灯、メタルハライドランプ等を光源として用
いることができ、必要によっては紫外線以外の他の放射
線源を使用してもよい。露光条件は、用いるポジ型又は
ネガ型感光性塗料、露光装置、前記マスク等に応じて適
宜選択できる。
【0055】本発明の製造法では、前記(A−1)工程
に次いで、該パターン部分のポジ型感光性塗膜を現像除
去し、露出した透明導電層上に着色塗料を電着塗装し着
色層を形成する操作を、光照射量の多い露光部分から順
次繰り返すことにより着色層を形成する工程(以下、
(B−1)工程という)、または前記(A−2)工程に
次いで、該パターン部分のネガ型感光性塗膜を現像除去
し、露出した透明導電層上に着色塗料を電着塗装し着色
層を形成する操作を、光照射量の少ない露光部分から順
次繰り返すことにより着色層を形成する工程(以下、
(B−2)工程という)を行う(前記(B−1)工程及
び(B−2)工程を総称して(B)工程という)。
【0056】即ち該(B−1)工程では、まず光照射量
が最大である露光部分のポジ型感光性塗膜を選択的に現
像除去し、露出した透明導電層上に着色塗料を電着塗装
して着色層を形成し、次いで光照射量が次に多い露光部
分のポジ型感光性塗膜のみを選択的に現像除去し、露出
した透明導電層上に着色層を形成するという工程を順次
繰り返すことにより着色層を形成することができる。ま
た(B−2)工程では、まず光照射量が最小である露光
に対応する部分のネガ型感光性塗膜を選択的に現像除去
し、露出した透明導電層上に着色塗料を電着塗装して着
色層を形成し、次いで光照射量が次に少ない露光部分の
ネガ型感光性塗膜のみを選択的に現像除去し、露出した
透明導電層上に着色層を形成するという工程を順次繰り
返すことにより着色層を形成することができる。
【0057】前記ポジ型又はネガ型感光性塗膜を選択的
に現像除去する条件は、選択的に除去すべき部分の露光
量、使用するポジ型又はネガ型感光性塗膜の現像液に対
する溶解性、現像液の種類や濃度、さらには現像温度、
現像時間等によって変わりうるものであり、感光性塗料
の調製に使用する樹脂等に適した条件を適宜選択すれば
よい。
【0058】前記現像液としては、具体的には例えば、
前記ネガ型感光性塗料の成分にカチオン性の樹脂を使用
する場合、酸性物質を溶解した水溶液等を使用すること
ができる。該酸性物質としては、蟻酸、酢酸、プロピオ
ン酸、乳酸等の有機酸や、塩酸、リン酸等の無機酸を挙
げることができ、例えば乳酸水溶液を現像液に使用する
場合は、乳酸濃度は通常0.01〜50重量%、好まし
くは0.05〜25重量%、温度は通常10〜70℃、
好ましくは15〜50℃、現像時間は通常2〜600
秒、好ましくは30〜300秒等の範囲から適宜選択す
れば良い。また前記ネガ型感光性塗料の成分にアニオン
性の樹脂を使用する場合の現像液としては塩基性物質を
溶解した水溶液等を使用することができる。該塩基性物
質としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、メ
タ珪酸ナトリウム、テトラアルキルアンモニウムヒドロ
キシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を挙げる
ことができ、例えば炭酸ナトリウム水溶液を現像液に使
用する場合、炭酸ナトリウム濃度は通常0.01〜25
重量%、好ましくは0.05〜20重量%、温度は通常
10〜70℃、好ましくは15〜50℃、現像時間は通
常2〜600秒、好ましくは30〜300秒等の範囲か
ら適宜選択すれば良い。
【0059】前記ポジ型感光性塗料を使用した場合の現
像液としては、通常塩基性物質を溶解した水溶液等を使
用することができる。該塩基性物質としては、炭酸ナト
リウム、炭酸水素ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、テ
トラアルキルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等を挙げることができ、例えばメ
タ珪酸ナトリウム水溶液を現像液に使用する場合、メタ
珪酸ナトリウム濃度は通常0.01〜25重量%、好ま
しくは0.05〜20重量%、温度は通常10〜70
℃、好ましくは15〜50℃、現像時間は通常2〜60
0秒、好ましくは30〜300秒等の範囲から適宜選択
すれば良い。
【0060】さらに前記ポジ型又はネガ型感光性塗料の
現像液として、アルコール類、グリコールエーテル類、
ケトン類、塩素化炭化水素類等の有機溶媒を使用するこ
ともできる。またこれらの現像液には濡れ性改良や消泡
のために界面活性剤や消泡剤を添加してもよく、特に毒
性や作業環境性等の点で水溶液系の現像液を使用するの
が好ましい。
【0061】またネガ型感光性塗膜上に酸素遮断膜を形
成した場合、前記現像に先立って該酸素遮断膜を除去す
る必要がある。該除去法は特に制限されず、使用した酸
素遮断膜の種類に応じて適宜の方法を選択することがで
きる。具体的には例えば、酸素遮断膜にポリビニルアル
コールを使用した場合には、除去液としては脱イオン水
或いは脱イオン水に界面活性剤を添加した水溶液等を用
いることができる。この際、除去工程を迅速に行うため
に、30〜60℃に加温して前記除去液で除去すること
もできる。
【0062】次に(B)工程においては、前記現像後、
露出した透明導電層上に、着色塗料を電着塗装し、着色
層を形成する。
【0063】該着色塗料は、例えば樹脂成分としてカチ
オン性またはアニオン性の樹脂を使用し、着色成分とし
て染料および/または顔料を加え、更に酸性または塩基
性物質を使用して水に溶解および/または分散させた塗
料等を用いることができ、更にまた着色塗料における樹
脂の溶解および/または分散を容易ならしめるため、浴
安定性の向上のため又は平滑塗膜を得る等のために有機
溶媒等を添加してもよい。
【0064】前記着色塗料の樹脂成分として用いるカチ
オン性の樹脂としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリアミド
樹脂等に、アミノ基、アンモニウム、スルホニウム等の
オニウム基を導入した樹脂で、蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、乳酸等の酸あるいは酸性物質で水に可溶化または分
散される樹脂等を挙げることができる。
【0065】また、前記着色塗料の樹脂成分として用い
るアニオン性の樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、マレイン化油樹脂、ポリブタジエン樹
脂、エポキシ樹脂等にカルボキシル基等を導入した樹脂
で、トリエチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタ
ノールアミン、アンモニア等の塩基性物質で水に可溶化
または分散される樹脂等を挙げることができる。更にま
た、着色塗料の造膜成分は感光性を有するものであって
もよく、前記(A−2)工程におけるネガ型感光性塗膜
に使用するプレポリマーや樹脂の中で電着に適するもの
を用いることもでき、光重合開始剤を併用してもよい。
更には、着色塗料の樹脂成分には、熱硬化性の強い電着
樹脂、例えばアクリル樹脂とメラミン樹脂を混合したも
のを用いても良い。
【0066】(B)工程において用いる着色塗料は、光
照射量が異なる部分ごとに種類、色相、色濃度、色明暗
の異なるものを使用することが望ましいが、重複して同
じものを用いることもできる。
【0067】着色塗料の色相は、目的に応じ適宜選択す
ることができる。例えば(A)工程において使用する感
光性塗料と(B)工程において使用する着色塗料、さら
には(B)工程において着色塗料を電着塗装する工程を
複数回行う場合に使用する各々の着色塗料には色相の異
なるものを用いることができる。
【0068】前記着色塗料に使用する染料および/また
は顔料は、目的とする色相に応じ選択されるが、得られ
る塗膜の透明性、塗料の安定性、電着特性、塗膜の耐久
性等について問題の生じないものを選択することが望ま
しく、具体的には、前述の感光性塗料に所望により配合
される染料及び/又は顔料として具体的に列挙した染料
または顔料を好ましく挙げることができる。また目的と
する色相に応じ、上記染料および/または顔料を、その
性状を損なわない限りにおいて、2種類以上混合して用
いることもできる。
【0069】前記着色塗料の調製は、樹脂、染料および
/または顔料、酸性物質または塩基性物質および必要に
より有機溶剤や、染料あるいは顔料の分散助剤、塗膜の
平滑性をよくするレベリング剤、粘度調整剤、消泡剤等
の各種助剤類等を混合し、一般的に使用されるサンドミ
ル、ロールミル、アトライター等の分散機を用いて充分
に分散させ、その後、水で所定の濃度、好ましくは固形
分含量約4〜25重量%、特に好ましくは7〜20重量
%に希釈して電着に適する塗料とする方法等により行な
うことができる。このようにして得られる着色塗料は、
透明導電層上に電着塗装することによって着色層を形成
させる。該着色層の膜厚は特に制限されず、カラーフィ
ルターに要求される性能に応じて適宜選択できるが、乾
燥時に通常0.3〜5μm、好ましくは1〜3μm程度
であればよい。
【0070】前記電着塗装の条件は、使用する着色塗料
の種類、目的とする着色層の膜厚に応じて適宜選択され
るが、電圧は通常5〜500V、好ましくは10〜30
0Vの直流であるのが好ましく、電着時間は通常5〜3
00秒、好ましくは10〜200秒、液温は通常10〜
35℃、好ましくは15〜30℃であるのが望ましい。
この際所望の膜厚を得る電着時間が経過したところで通
電を停止し、基板を浴から取り出し、余剰に付着した浴
液を水等でよく洗浄し乾燥することにより着色層を形成
することができる。
【0071】該乾燥条件は、後工程の条件等により適宜
選択できるが、通常は表面の水分が乾燥し得る条件であ
れば良く、例えば150℃以下、好ましくは60℃〜1
20℃で、通常30秒〜1時間、好ましくは5〜30分
程度乾燥させるのが望ましい。ここで乾燥温度が150
℃よりも高いと未現像の感光性塗膜が熱により硬化する
ことがあり、後の現像作業が困難となるために好ましく
ない。
【0072】以上の(A)工程及び(B)工程により目
的とするカラーフィルターを製造することができるが、
必要に応じて更に加熱・硬化又は光硬化等を行い、耐候
性や耐薬品性等をより向上させることもできる。該加熱
・硬化を行う場合には、例えば温度を通常100〜25
0℃、好ましくは150〜250℃とし、5分〜1時
間、好ましくは15〜40分間の条件で行えば良い。
【0073】以下、図1、図2、図3、図4、図5、図
6及び図7を参照して本発明の工程を説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
【0074】図1は、本発明の一実施態様を示す工程図
であり、図2は、前記図1に示す「遮光層及び透明導電
層を有する透明基板」を製造する工程の一実施態様を示
す工程図であって、これらの工程等に沿って実施するこ
とができる。また図3は本発明に用いる基板において、
透明導電層の一部に遮光層を形成する工程に用いる、遮
光層作製用のマスクの一例の拡大模式図を示し、図4
は、前記図3に示すマスクを介して露光した本発明に用
いる基板の一実施態様を示す。更に図5は本発明に用い
るマスクの実施態様のうち2回まで移動を行うことがで
きるマスクの拡大模式図であって、5は光透過率が実質
的に0%の部分、6はパターンブロック(光透過率が実
質的に100%の部分)を示す。また図6は、図5のマ
スクを横に1回移動した状態を示す模式図であり、7は
2回目の光照射で露光される部分を示す。更にまた図7
は、図6の状態のマスクを更に横に移動した状態を示す
模式図であり、8は3回目の光照射で露光される部分を
示す。
【0075】まず表面に透明導電層を有する透明基板上
にポジ型感光性塗膜を形成し、乾燥した基板上(図4の
基板の原板)に、図3に示す遮光層作製用のマスク(遮
光層に相当する部分1に対応する部分のポジ型感光性塗
膜を露光させ、透明導電層のパターンに相当する部分2
に対応する部分の感光性塗膜を露光させないマスク)を
介して露光を行い、露光された部分のポジ型感光性塗膜
(図4に示す4の部分)を現像除去して、遮光層に相当
する部分1に対応する透明導電層を露出させる。次いで
黒色且つ現像液に溶解しない電着塗料を基板に電着して
乾燥し、更に全面に露光して現像し、更に電着膜を加熱
処理することにより、図4に示される透明導電層上の一
部に黒色の遮光層4を設けた基板(以下基板1という)
を得る。
【0076】次に基板1上にネガ型またはポジ型感光性
塗膜を形成し、乾燥した基板を、例えば図5に示され
るマスクを介して例えば400mJの光を照射して1回
目の露光を行い、次いでマスクを例えば図6に示される
ように横に移動させ例えば50mJの光を照射して2回
目の露光を行い、更にマスクを例えば図7に示すように
横に移動し、例えば100mJの光を照射して3回目の
露光を行う。
【0077】次いで第1回目の現像を行い、ネガ型感光
性塗膜を使用した場合には最も露光量の少なかった部分
を、またはポジ型感光性塗膜を使用した場合には最も露
光量の大きい部分を現像除去して導電層を露出させ、第
1の色の着色塗料を電着塗装した着色層の形成を行い、
水洗する。
【0078】また第2回目の現像(第1回目の現像とは
条件が異なる)を行い、ネガ型感光性塗膜を使用した場
合には2番目に露光量の少なかった部分を、またはポジ
型感光性塗膜を使用した場合には2番目に露光量の大き
い部分を現像除去して導電層を露出させ、第2の色の着
色塗料電着塗装した着色層の形成を行い、水洗する。
【0079】更に第3回目の現像(第1回目及び第2回
目の現像とは条件が異なる)を行い、ネガ型感光性塗膜
を使用した場合には3番目に露光量の少なかった部分
を、またはポジ型感光性塗膜を使用した場合には3番目
に露光量の大きい部分を現像除去して導電層を露出さ
せ、第3の色の着色塗料電着塗装した着色層の形成を
行い、水洗する。
【0080】更にまた第4回目の現像(第1回目、第2
回目及び第3回目の現像とは条件が異なる)を行い、ネ
ガ型感光性塗膜を使用した場合には最も露光量の大きい
部分を、またはポジ型感光性塗膜を使用した場合には最
も露光量の少ない部分を現像除去して水洗することによ
って、本発明のカラ−フィルタ−を得ることができる。
【0081】
【発明の効果】本発明のカラーフィルターの製造法は、
高度な微細加工技術を必要とせず、着色層のパターン形
状の自由度を大きくすることができ、大型化への対処も
容易である。また光透過率の低下の少ないカラーフィル
ターを、簡便に、しかも大量生産することができるので
工業的にも極めて有用である。更にまた、本発明の製造
法によれば、非常に精度の良い遮光層を有するカラーフ
ィルターを製造することができる。
【0082】
【実施例】以下に本発明を合成例および実施例によって
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。尚、以下例中において部は重量部を示す。
【0083】
【合成例1】カチオン性ポジ型感光性塗料(X−1)の
合成 不飽和化合物(x−1)の合成 グリシド−ル148部、ジブチル錫ジラウリレ−ト0.
8部、ヒドロキノンモノメチルエ−テル0.2部及び2
−エトキシエチルアセテ−ト82部を、温度計、撹拌装
置、還流冷却管、ガス導入管及び滴下漏斗が装着された
1リットルのセパラブルフラスコに仕込み、50℃に昇
温した。次いで系内に空気を吹き込みながらメタクリロ
イルオキシエチルイソシアナ−ト319部を1時間かけ
て滴下し、赤外線吸収スペクトルでイソシアナ−ト基の
吸収がほとんど無くなるまで反応を行った後、4−ヒド
ロキシ安息香酸276部を追加し、110℃に昇温し
た。酸価が5以下、エポキシ当量が11000以上であ
ることを確認して反応を終了し、不飽和化合物(x−
1)を得た。
【0084】カチオン性ポジ型感光性樹脂(x−2)の
合成 温度計、撹拌装置、還流冷却管および滴下漏斗の付いた
1リットルのセパラブルフラスコに、ジエチレングリコ
−ルモノエチルエ−テル238部を仕込み、130℃に
昇温した。次いでこれに、前記(x−1)145部、イ
ソブチルメタクリレ−ト83部、エチルアクリレ−ト1
67部、エチルメタクリレ−ト78部、ジメチルアミノ
エチルメタクリレ−ト41部及びt−ブチルペルオキシ
−2−エチルヘキサノエ−ト12部を混合した溶液を3
時間かけて滴下し、30分経過した後ジエチレングリコ
−ルモノエチルエーテル25部とt−ブチルペルオキシ
−2−エチルヘキサノエ−ト2部との混合溶液を30分
かけて滴下した。次いで同温度にて2時間保持して、反
応を終了した。得られたアクリル樹脂系溶液500部を
温度計、撹拌装置、還流冷却管、窒素導入管および滴下
漏斗を備えた3リットルのセパラブルフラスコに取り、
更にアセトン1570部及び1,2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホニルクロリド60.1部を加えて室温
でよく撹拌した後、トリエチルアミン26.7部を1時
間かけて滴下し、更に2時間反応させた。得られた溶液
を濾過して不純物を除去した後、約20倍量のよく撹拌
された水に約1時間かけて滴下し、析出した樹脂を回収
し、減圧下にて水分を除去して、茶褐色のカチオン性ポ
ジ型感光性樹脂(x−2)を得た。
【0085】カチオン性ポジ型感光性塗料(X−1)の
合成 カチオン性ポジ型感光性樹脂(x−2)500gをメチ
ルエチルケトン333.3gに溶解し、中和剤として酢
酸11.7gを加えて十分に撹拌し、均一化した後、脱
イオン水をゆっくりと加えながら高速ミキサーで激しく
かき混ぜながら水分散させてカチオン性ポジ型感光性塗
料(X−1)水溶液(カチオン電着型)を調製した。
【0086】
【合成例2】アニオン性ポジ型感光性塗料(X−2)の
合成 アニオン性樹脂(x−3)の合成 「日石ポリブタジエンB−1000」(日本石油化学
(株)製、商品名、数平均分子量1,000、沃素価4
30、1,2−結合65%)1,000g、無水マレイ
ン酸751g、キシレン10gおよびトリメチルハイド
ロキノン5.0gを、温度計、撹拌装置、還流冷却管お
よび窒素吹き込み管を付けた3リットルのセパラブルフ
ラスコに仕込み、窒素下にて190℃で5時間反応させ
た。次いで未反応無水マレイン酸およびキシレンを留去
させ、全酸価480mgKOH/gのマレイン化ポリブタ
ジエンを得た。
【0087】次に還流冷却管を付けた2リットルのセパ
ラブルフラスコに、前記マレイン化ポリブタジエン50
0g、フェノキシエタノ−ル218g及びジエチレング
リコ−ルジメチルエ−テル205gを仕込み、均一に溶
解させてから、窒素気流下で130℃にて3時間反応さ
せた。次いで同温にてベンジルアミン61gを30分か
けて滴下した後、165℃に昇温し、同温にて7時間反
応を行い、半エステル基およびイミド基を有するアニオ
ン性樹脂(x−3)溶液を得た。
【0088】感光性樹脂(x−4)の合成 「日石ポリブタジエンB−1000」(日本石油化学
(株)製、商品名、数平均分子量1,000、沃素価4
30、1,2−結合65%)1,000g、無水マレイ
ン酸388g、キシレン10gおよびトリメチルハイド
ロキノン3.0gを、温度計、撹拌装置、還流冷却管お
よび窒素吹き込み管を付けた3リットルのセパラブルフ
ラスコに仕込み、窒素下にて190℃で5時間反応させ
た。次いで未反応無水マレイン酸およびキシレンを留去
させ、全酸価320mgKOH/gのマレイン化ポリブタ
ジエンを得た。
【0089】次に温度計、撹拌装置、還流冷却管及び窒
素吹き込み管を付けた2リットルのセパラブルフラスコ
に、前記マレイン化ポリブタジエン500g、フェノキ
シエタノ−ル300gを仕込み、均一に溶解させてか
ら、窒素気流下で130℃にて3時間反応させた。次い
で室温まで冷却した後、2−(2−アミノエチル)アミ
ノエタノ−ル149gを1時間かけて滴下した後、12
5℃に昇温し、同温にて4時間反応を行い、イミド基を
有するポリアミン樹脂溶液を得た。
【0090】別に還流冷却管を付けた5リットルのセパ
ラブルフラスコに、1,2−ナフトキノンジアジドスル
ホニルクロリド269g、ジオキサン1900g及び
「キョ−ワ−ド1000」(協和化学工業(株)社、商
品名)300gを仕込み、前記ポリアミン樹脂溶液64
5gを30℃にて2時間かけて滴下し、同温にて更に5
時間反応を行い、得られた溶液を濾過した後、フェノキ
シエタノ−ル440gを加え、減圧下にてジオキサンを
除去し、感光性樹脂(x−4)を得た。
【0091】得られた樹脂(x−4)溶液は、溶液10
0gあたり150mg当量のナフトキノンジアジド基を
含有し、不揮発分は60.0重量%であった。
【0092】アニオン性ポジ型感光性樹脂(x−5)の
合成 前記(x−3)樹脂溶液750g及び感光性樹脂(x−
4)溶液670gを十分に混合した後、トリエチルアミ
ン60gを加えて十分に中和し、アニオン性ポジ型感光
性樹脂(x−5)溶液を得た。
【0093】アニオン性ポジ型感光性塗料(X−2)の
合成 アニオン性ポジ型感光性樹脂(x−5)溶液500g
に、脱イオン水をゆっくりと加えながら高速ミキサーで
激しくかき混ぜながら水分散させてアニオン性ポジ型感
光性塗料(X−2)水溶液(アニオン電着型)を調製し
た。
【0094】
【合成例3】カチオン性ネガ型感光性塗料(X−3)の
合成 アミン付加エポキシ化ポリブタジエン(x−6)の合成 エポキシ化液状ポリブタジエン(日本石油化学(株)
製、商品名「E−1000−8」、数平均分子量1,0
00、オキシラン酸素量8%)1,000gを、温度
計、撹拌装置および還流冷却管が装着された2リットル
のセパラブルフラスコに仕込み、系内を窒素置換した
後、メチルエタノールアミン231.2gを加え、17
0℃で5時間反応させた。次に減圧下に未反応のメチル
エタノールアミンを留去し、アミン価が230.4mmol
/100gのアミン付加エポキシ化ポリブタジエン(x
−6)を得た。
【0095】不飽和基含有イソシアネート(x−7)化
合物の合成 温度計、撹拌装置、還流冷却管および滴下漏斗の付いた
加熱および冷却可能な2リットルの丸底フラスコに、
2,4−トリレンジイソシアナート435.5gおよび
ジエチレングリコールジメチルエーテル266.1gを
仕込み、40℃に加熱した後、2−ヒドロキシエチルア
クリレート362.8gを滴下漏斗から滴下した。この
際200ppmのパラベンゾキノンも添加した。2−ヒド
ロキシエチルアクリレートの滴下により発熱が見られる
が、必要に応じて冷却し同温度に保った。2−ヒドロキ
シエチルアクリレートの滴下終了後、70℃まで昇温
し、同温度で3時間反応させ、赤外線吸収スペクトル分
析によりイソシアナート基の吸収強度が反応開始前のほ
ぼ1/2になったことを確認後、冷却し不飽和基含有イ
ソシアナート化合物(x−7)を得た。
【0096】カチオン性樹脂(x−8)の合成 2リットルのセパラブルフラスコ中で、(x−6)50
0gをジエチレングリコールジメチルエーテル166.
7gに溶解し、(x−7)713.4g((x−6)中
のヒドロキシル基1当量に対してイソシアナート基0.
8当量)を40℃で滴下し、さらに同温度で1時間反応
させて、赤外線吸収スペクトル分析によりイソシアナー
ト基が消失したことを確認し、(x−6)に(x−7)
を付加したカチオン性樹脂(x−8)を得た。
【0097】カチオン性ネガ型感光性塗料(X−3)の
合成 カチオン性樹脂(x−8)溶液500gに光重合開始剤
として、商品名「Irgacure907」(チバ−ガ
イギー社製)27.0g及び商品名「KAYACURE
DETX」(日本化薬株式会社)3.0g及び商品名
「カーボンブラック#5B」(三菱化成工業株式会社
製)37.5gを撹拌下に加えて混合後、中和剤として
酢酸16.7gを加えて十分に撹拌し、再度均一化した
後、脱イオン水をゆっくりと加えながら高速ミキサーで
激しくかき混ぜながら水分散させてカチオン性ネガ型感
光性塗料(X−3)水溶液(カチオン電着型)を調製し
た。
【0098】
【合成例4】アニオン性ネガ型感光性塗料(X−4)の
合成 半エステル化物(x−9)溶液の合成 「日石ポリブタジエンB−1000」(日本石油化学
(株)製、商品名、数平均分子量1,000、沃素価4
30、1,2−結合65%)1,000g、無水マレイ
ン酸554g、キシレン10gおよびトリメチルハイド
ロキノン3.0gを、温度計、撹拌装置、還流冷却管お
よび窒素吹き込み管を付けた3リットルのセパラブルフ
ラスコに仕込み、窒素下にて190℃で5時間反応させ
た。次いで未反応無水マレイン酸およびキシレンを留去
させ、全酸価400mgKOH/gのマレイン化ポリブタ
ジエンを得た。
【0099】得られたマレイン化ポリブタジエン400
g、ジエチレングリコールジメチルエーテル188.5
gおよびハイドロキノン0.4gを還流冷却管の付いた
2リットルのセパラブルフラスコに仕込み、80℃に昇
温し撹拌し均一にした。次いで2−ヒドロキシエチルア
クリレート165.6gおよびトリエチルアミン20g
を加え、同温度で2時間反応させ、マレイン化ポリブタ
ジエンの半エステル化物(x−9)溶液を得た。得られ
た半エステル化物(x−9)溶液の全酸価は105mgK
OH/gであり、不揮発分は75.0重量%であった。
【0100】アニオン性ネガ型感光性塗料(X−4)の
合成 得られた半エステル化物(x−9)溶液500gに光重
合開始剤として、商品名「Irgacure907」
(チバ−ガイギー社製)27.0g及び商品名「KAY
ACURE DETX」(日本化薬株式会社)3.0g
及び商品名「カーボンブラック#5B」(三菱化成工業
株式会社製)37.5gを撹拌下に加えて混合後、中和
剤としてトリエチルアミン33.7gを加えて十分に撹
拌し、均一化した後、脱イオン水をゆっくりと加えなが
ら高速ミキサーで激しくかき混ぜて水分散させてアニオ
ン性ネガ型感光性塗料(X−4)水溶液(アニオン電着
型)を調製した。
【0101】
【合成例5】着色塗料(Y−1,Y−2,Y−3)の調
カチオン性樹脂(x−8)溶液、光重合開始剤および顔
料を撹拌下に混合し、実験室用三本ロールミル(小平製
作所製)にて、顔料粒径が0.2μm以下となるまで分
散した。粒径の測定はコールターカウンターN4(コー
ルターカウンター社製)を用いた。得られた分散混合物
に、中和剤である酢酸を加えて充分に撹拌し、再度均一
化した後、脱イオン水をゆっくりと加えながら高速ミキ
サーで激しくかき混ぜながら水分散させて、固形分濃度
10重量%の着色塗料(Y−1,Y−2,Y−3)を調
製した。得られた3色の着色塗料(カチオン電着型)水
溶液の組成を表1に示す(表1中の数値はいずれも重量
部である)。
【0102】
【表1】
【0103】
【合成例6】着色塗料(Y−4,Y−5,Y−6)の調
半エステル化物(x−9)溶液および顔料を撹拌下に混
合し、実験室用三本ロールミル(小平製作所製)にて、
顔料粒径が0.2μm以下となるまで分散した。粒径の
測定は、コールターカウンターN4(コールターカウン
ター社製)を用いた。次いで得られた分散混合物に、中
和剤であるトリエチルアミンを加えて充分に撹拌し再度
均一化した後、脱イオン水をゆっくりと加えながら高速
ミキサーで激しくかき混ぜながら水分散させて固形分濃
度10重量%の着色塗料(Y−4,Y−5,Y−6)を
調製した。得られた3色の着色塗料(アニオン電着型)
水溶液の組成を表2に示す(表2中の数値はいずれも重
量部である)。
【0104】
【表2】
【0105】
【合成例7】着色塗料(Y−7)の調製 カチオン性樹脂(x−8)溶液500gに、光重合開始
剤として商品名「Irgacure 907」(チバー
ガイギー社製)27.0g、商品名「KAYACURE
DETX」(日本化薬(株)製)3.0gおよび商品
名「カーボンブラック#5B」(三菱化成工業(株)
製)37.5gを撹拌下に加えて混合後、実験室用三本
ロールミル(小平製作所製)にて、カーボンブラック粒
径が0.2μm以下となるまで分散した。粒径の測定
は、コールターカウンターN4(コールターカウンター
社製)を用いた。得られた分散混合物に、中和剤である
酢酸16.7gを加えて充分に撹拌し、再度均一化した
後、脱イオン水をゆっくりと加えながら高速ミキサーで
激しくかき混ぜて水分散させ、固形分濃度15重量%の
着色塗料(Y−7)を調製した。
【0106】
【合成例8】黒色塗料(Y−8)の調製 半エステル化物(x−9)溶液500gに、光重合開始
剤として商品名「Irgacure 907」(チバー
ガイギー社製)27.0g、商品名「KAYACURE
DETX」(日本化薬(株)製)3.0gおよび商品
名「カーボンブラック#5B」(三菱化成工業(株)
製)37.5gを撹拌下に加えて混合後、実験室用三本
ロールミル(小平製作所製)にて、カーボンブラック粒
径が0.2μm以下となるまで分散した。粒径の測定
は、コールターカウンターN4(コールターカウンター
社製)を用いた。得られた分散混合物に、中和剤である
トリエチルアミン33.7gを加えて充分に撹拌し、再
度均一化した後、脱イオン水をゆっくりと加えながら高
速ミキサーで激しくかき混ぜて水分散させ、固形分濃度
15重量%の着色塗料(Y−8)を調製した。
【0107】
【合成例9】遮光層を有する基板(P−1)の作製 膜厚80nmのITO(インジウム−錫酸化物)膜を表
面に有する厚さ1.1mmのパイレックスガラス基板
(以下、「原板(G−1)」という。)上に、カチオン
性ポジ型感光性塗料(X−1)をスピンコート法で塗布
し、80℃で5分間乾燥、冷却したところ粘着性のない
膜厚約3.0μmのポジ型感光性塗膜が形成された。
【0108】次いで図3に示す遮光層作製用のマスク
(遮光層に相当する部分1に対応する部分のポジ型感光
性塗膜を露光させるマスク)を介し、高圧水銀ランプを
有するUV露光装置((株)オーク製作所製、商品名
「JL−3300」)を使用して、500mJ/cm2
の紫外線を照射した。次に濃度0.3重量%のメタ珪酸
ナトリウム水溶液で現像したところ、遮光膜に相当する
部分1に対応する部分(図4における4に相当する部
分)のポジ型感光性塗膜が除去され、透明導電層が露出
した。水洗、乾燥後、原板(G−1)を陰極とし、カチ
オン電着性を有する黒色塗料(Y−7)を入れたステン
レススチール製ビーカーを陽極として、直流電圧25V
を25℃で3分間印加し、電着した。原板(G−1)を
イオン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥した。
さらに原板(G−1)全体に500mJ/cm2の紫外
線を照射し、次に全体を150℃で10分間加熱処理
し、濃度0.3重量%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現
像したところ、残存するポジ型感光性塗膜が全て除去さ
れ、常温で粘着性を示さない膜厚2μmの黒色の遮光層
4が残存し、また原板(G−1)の表面で遮光層のない
部分は、透明導電層3が露出し、以上の工程により透明
導電層上の一部に黒色の遮光層4を有する基板(P−
1)(図4)が得られた。
【0109】
【合成例10】遮光層を有する基板(P−2)の作製 膜厚80nmのITO(インジウム−錫酸化物)膜を表
面に有する厚さ1.1mmのパイレックスガラス基板
(以下、「原板(G−2)」という。)を陰極とし、カ
チオン性ネガ型感光性塗料(X−3)を入れたステンレ
ススチール製ビーカーを陽極として、直流電圧25Vを
25℃で3分間印加し、電着した。原板(G−2)をイ
オン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥し、80
℃で5分間乾燥、冷却したところ粘着性のない膜厚約
3.0μmのネガ型感光性塗膜が形成された。
【0110】次いで図示しない遮光層作製用のマスク
(遮光層に相当する部分のネガ型感光性塗膜を露光させ
ないマスク)を介し、高圧水銀ランプを有するUV露光
装置((株)オーク製作所製、商品名「JL−330
0」)を使用して、500mJ/cm2の紫外線を照射
した。次に濃度0.25重量%の乳酸水溶液で現像した
ところ、遮光層に相当する部分9に対応する部分のネガ
型感光性塗膜が除去され、透明導電層が露出した。水
洗、乾燥後、原板(G−2)を陽極とし、アニオン電着
性を有する黒色塗料(Y−8)を入れたステンレススチ
ール製ビーカーを陰極として、直流電圧25Vを25℃
で3分間印加し、電着した。原板(G−2)をイオン交
換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥した。次に濃度
5.0重量%の乳酸水溶液で、残存するネガ型感光性塗
膜を全て除去し、基板全体を150℃で10分加熱処理
したところ、常温で粘着性を示さない膜厚2μmの黒色
の遮光層が残存し、また原板(G−2)の表面で遮光層
のない部分は、透明導電層が露出し、以上の工程により
透明導電層上の一部に黒色の遮光層を有する基板(P−
2)が得られた。
【0111】
【合成例11】黒色塗料(Y−9)および着色塗料(Y
−10,Y−11,Y−12)の調製 アクリル樹脂(東亜合成化学(株)製、商品名「アロン
S−4030」)をトリチルアミンでpHが約8とな
るまで中和し、これに脱イオン水を加えた樹脂水溶液
(S)を作成した。
【0112】次に、樹脂水溶液(S)に、撹拌下でカー
ボンブラック、アゾ金属塩赤顔料、フタロシアニングリ
ーン、フタロシアニンブルーをそれぞれ加え、黒色、赤
色、緑色および青の顔料分散液を各々作成した。
【0113】さらにこれとは別に、上記アクリル樹脂に
メラミン樹脂(住友化学(株)製、商品名「M−66
B」)を混合したものを、トリチルアミンでpHが約
8となるまで中和し、これに脱イオン水を加えた樹脂水
溶液(T)を作成した。
【0114】上記各色の顔料分散液に対して、樹脂水溶
液(T)を加えることにより、表3に示される組成の、
黒色塗料(Y−9)および着色塗料(Y−10,Y−1
1,Y−12)を得た。なお、得られた黒色塗料(Y−
9)および着色塗料(Y−10,Y−11,Y−12)
は、熱硬化性であり、かつアニオン型の電着性を有する
ものである。
【0015】
【表3】
【0116】
【実施例1】合成例9で得られた基板(P−1)を原板
として用い(以下、「原板1」という)、該原板1を陰
極とし、カチオン性ポジ型感光性塗料(X−1)水溶液
を入れたステンレススチール製ビーカーを陽極として、
直流電圧40V、25℃の条件で60秒間電着した。原
板1をイオン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾
燥、冷却したところ原板1の透明導電層上に粘着性のな
い膜厚2μmのポジ型感光性塗膜を形成した。
【0117】次いで図5に示すマスクを該塗膜上に密着
し、高圧水銀ランプを有するUV露光装置((株)オー
ク製作所製、商品名「JL−3300」)を使用して5
00mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで該マスクを
図6に示される位置まで横に移動し、該塗膜上に密着さ
せて50mJ/cm2の紫外線を照射し、更にマスクを図
7に示される位置にまで移動し、該塗膜上に密着し、1
00mJ/cm2の紫外線を照射した。
【0118】次に濃度0.3重量%のメタ珪酸ナトリウ
ム水溶液で現像したところ、カチオン性ポジ型感光性塗
料の塗膜のうち光照射量が最大の部分のみが選択的に除
去され、ITO面が露出された。水洗、乾燥後、原板1
を陰極とし、着色塗料(Y−1)を入れたステンレスス
チール製ビーカーを陽極として、直流電圧25Vを25
℃で3分間印加し、電着した。原板1をイオン交換水で
洗浄した後、80℃で5分間乾燥し、常温で粘着性を示
さない膜厚2μmの赤色の着色層6を形成した。
【0119】次いで1.3重量%のメタ珪酸ナトリウム
水溶液で現像したところ、赤色の着色層6には何の変化
も認められず、光照射量が2番目に多い部分のポジ型感
光性塗料のみが選択的に除去された。水洗、乾燥後、着
色塗料(Y−1)の電着と同様にして、着色塗料(Y−
2)を、直流電圧25V、25℃の条件で3分間電着し
た後、イオン交換水で洗浄したところ、先に形成した赤
色の着色層には全く変化が見られず、緑色の着色層8が
形成された。80℃で5分間乾燥し、次いで3.0重量
%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像したところ、赤色
および緑色の着色層に変化は認められず、光照射量が3
番目に多い部分のポジ型感光性塗料のみが選択的に除去
された。次いで水洗、乾燥後、着色塗料(Y−1)の電
着と同様にして、着色塗料(Y−)を、直流電圧25
V、25℃の条件で3分間電着した。原板1をイオン交
換水で洗浄したところ、先に形成した赤色、緑色の着色
層には全く変化が見られず、青色の着色層7が形成され
た。更に80℃で5分間乾燥し、5.0重量%の水酸化
ナトリウム水溶液で現像したところ、着色層には変化が
認められず、残存するカチオン性ポジ型感光性塗料即ち
光照射量が最も少ない部分の感光性塗膜のみが選択的に
除去された。
【0120】次いで着色層の硬化を完全に行なわせるた
め、175℃で30分間焼付けた。硬化後の各着色層お
よび遮光層の膜厚はいずれも2μmであり、透明性に優
れた均一な着色層と遮光層とを有するカラーフィルター
が得られた。
【0121】
【実施例2】合成例9で得られた基板(P−1)を原板
として用い(以下原板2という)、該原板2を陽極と
し、アニオン性ポジ型感光性塗料(X−2)水溶液を入
れたステンレススチール製ビーカーを陽極として、直流
電圧45V、25℃の条件で2分間電着した。原板2を
イオン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥、冷却
したところ粘着性のない膜厚2μmの均一塗膜が形成さ
れた。
【0122】次いで図5に示すマスクを該塗膜上に密着
し、高圧水銀ランプを有するUV露光装置((株)オー
ク製作所製、商品名「JL−3300」)を使用して5
00mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで該マスクを
図6に示される位置まで横に移動し、該塗膜上に密着さ
せて50mJ/cm2の紫外線を照射し、更にマスクを図
7に示される位置にまで移動し、該塗膜上に密着し、1
00mJ/cm2の紫外線を照射した。
【0123】次に濃度0.5重量%のメタ珪酸ナトリウ
ム水溶液で現像したところ、アニオン性ポジ型感光性塗
料の塗膜、即ち光照射量が最大の部分のみが選択的に除
去され、透明導電層が露出された。水洗、乾燥後、原板
2を陰極とし、着色塗料(Y−1)を入れたステンレス
スチール製ビーカーを陰極として、直流電圧25Vを3
0℃で3分間印加し、電着した。原板2をイオン交換水
で洗浄した後、80℃で5分間乾燥し、常温で粘着性を
示さない膜厚2μmの赤色の着色層6を形成した。
【0124】次いで1.5重量%のメタ珪酸ナトリウム
水溶液で現像したところ、赤色の着色層には何の変化
は認められず、光照射量が2番目に多い部分のポジ型感
光性塗料のみが選択的に除去された。次に水洗、乾燥
後、着色塗料(Y−1)の電着と同様にして、着色塗料
(Y−2)を、直流電圧30V、25℃の条件で3分間
電着した後、イオン交換水で洗浄したところ、先に形成
した赤色の着色層6には全く変化が見られず、緑色の着
色層8が形成された。80℃で5分間乾燥し、次いで
4.0重量%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像したと
ころ、赤色および緑色の着色層に変化は認められず、光
照射量が3番目に多い部分のポジ型感光性塗料のみが選
択的に除去された。次いで水洗、乾燥後、着色塗料(Y
−1)の電着と同様にして、着色塗料(Y−3)を、直
流電圧30V、25℃の条件で3分間電着した。原板2
をイオン交換水で洗浄したところ、先に形成した赤色、
緑色の着色層には全く変化が見られず、青色の着色層7
が形成された。
【0125】次いで80℃で5分間乾燥し、7.0重量
%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像したところ、着色
層には変化が認められず、残存するカチオン性ポジ型感
光性塗料即ち光照射量が最も少ない部分の感光性塗膜の
みが選択的に除去された。イオン交換水で洗浄して、8
0℃で5分間乾燥し、冷却したところ、赤色、緑色、青
色の着色層及び遮光層を有する原板2を得た。
【0126】次いで硬化を完全に行なわせるため、17
5℃で30分間焼付けた。硬化後の各着色層の膜厚はい
ずれも2.0μmであり、透明性に優れた均一な着色層
及び遮光層を有するカラーフィルターが得られた。
【0127】
【実施例3】合成例10で得られた基板(P−2)を原
板として用い(以下原板3という)、該原板3を陰極と
し、カチオン性ネガ型感光性塗料(X−3)水溶液を入
れたステンレススチール製ビーカーを陽極として、直流
電圧30V、25℃の条件で3分間電着した。原板3を
イオン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥、冷却
したところ粘着性のない膜厚2μmの均一塗膜が形成さ
れた。
【0128】次いで図5に示すマスクを該塗膜上に密着
し、高圧水銀ランプを有するUV露光装置((株)オー
ク製作所製、商品名「JL−3300」)を使用して5
00mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで該マスクを
図6に示される位置まで横に移動し、該塗膜上に密着さ
せて50mJ/cm2の紫外線を照射し、更にマスクを図
7に示される位置にまで移動し、該塗膜上に密着し、1
00mJ/cm2の紫外線を照射した。
【0129】次に濃度0.1重量%の乳酸水溶液で現像
したところ、カチオン性ネガ型感光性塗料の塗膜、即ち
光照射量が最小の部分即ち目的としない余剰の感光性塗
料のみが選択的に除去され、次いで0.5重量%の乳酸
水溶液で現像したところ、黒色の着色層5には何の変化
も認められず、光照射量が2番目に少い部分のネガ型感
光性塗料のみが選択的に除去された。次に水洗、乾燥
後、原板3を陽極とし、着色塗料(Y−4)を入れたス
テンレスビーカーを陰極として直流電圧25Vを着色塗
料(Y−8)の電着と同様にして、着色塗料(Y−4)
を、直流電圧25V、25℃の条件で3分間印加し電着
した。原板3をイオン交換水で洗浄したところ、赤色の
着色層7が形成された。80℃で5分間乾燥し、次いで
3.0重量%の乳酸水溶液で現像したところ、赤色の着
色層に変化は認められず、光照射量が3番目に少ない部
分のネガ型感光性塗料のみが選択的に除去された。次い
で水洗、乾燥後、着色塗料(Y−4)の電着と同様にし
て、着色塗料(Y−5)を、直流電圧25V、25℃の
条件で3分間電着した。原板3をイオン交換水で洗浄し
たところ、先に形成した赤色の着色層には全く変化が見
られず、緑色の着色層8が形成された。
【0130】次いで80℃で5分間乾燥し、7.0重量
%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像したところ、着色
層には変化が認められず、残存するカチオン性ポジ型感
光性塗料即ち光照射量が最も少ない部分の感光性塗膜の
みが選択的に除去された。イオン交換水で洗浄して、8
0℃で5分間乾燥し、冷却したところ、赤色、緑色、青
色の着色層及び遮光層を有する原板2を得た。
【0131】次いで硬化を完全に行なわせるため、17
5℃で30分間焼付けた。硬化後の各着色層の膜厚はい
ずれも1.9μmであり、透明性に優れた均一な着色層
及び遮光層を有するカラーフィルターが得られた。
【0132】
【実施例4】合成例10で得られた基板(P−2)を基
板として用い(以下原板4という)、該基板4を陽極と
し、アニオン性ネガ型感光性塗料(X−4)水溶液を入
れたステンレススチール製ビーカーを陰極として、直流
電圧25V、25℃の条件で3分間電着した。原板4を
イオン交換水で洗浄した後、80℃で5分間乾燥、冷却
したところ粘着性のない膜厚1.8μmの均一塗膜が形
成された。
【0133】次いで図5に示すマスクを該塗膜上に密着
し、高圧水銀ランプを有するUV露光装置((株)オー
ク製作所製、商品名「JL−3300」)を使用して6
00mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで該マスクを
図6に示される位置まで横に移動し、該塗膜上に密着さ
せて50mJ/cm2の紫外線を照射し、更にマスクを図
7に示される位置にまで移動し、該塗膜上に密着し、1
00mJ/cm2の紫外線を照射した。
【0134】次に濃度0.1重量%の炭酸ナトリウム水
溶液で現像したところ、アニオン性ネガ型感光性塗料の
塗膜、即ち光照射量が最小の部分、即ち、目的としない
余剰の感光性塗料のみが選択的に除去された。
【0135】次いで0.75重量%の炭酸ナトリウム水
溶液で現像したところ、遮光層には何の変化も認められ
ず、光照射量が2番目に少い部分のネガ型感光性塗料の
みが選択的に除去された。
【0136】次に水洗、乾燥後、原板4を陰極とし、着
色塗料(Y−2)を入れたステンレス製ビーカを陽極と
して直流電圧25Vを25℃の条件で3分間印加し、電
着した。原板4をイオン交換水で洗浄したところ、緑色
の着色層7が形成された。80℃で5分間乾燥し、次い
で5.0重量%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像した
ところ、緑色の着色層に変化は認められず、光照射量が
3番目に少ない部分のネガ型感光性塗料のみが選択的に
除去された。次いで水洗、乾燥後、着色塗料(Y−2)
の電着と同様にして、着色塗料(Y−3)を、直流電圧
30V、25℃の条件で3分間電着した。原板4をイオ
ン交換水で洗浄したところ、先に形成した緑色の着色層
には全く変化が見られず、青色の着色層8が形成され
た。
【0137】次いで80℃で5分間乾燥し、9.0重量
%のメタ珪酸ナトリウム水溶液で現像したところ、着色
層に変化は認められず、残存するアニオン性ネガ型感光
性塗料、即ち光照射量が最も多い部分の感光性塗膜のみ
が選択的に除去された。次いで水洗、乾燥後、着色塗料
(Y−2)の電着と同様にして、着色塗料(Y−1)
を、直流電圧30V、25℃の条件で3分間電着した。
原板4をイオン交換水で洗浄したところ、赤色の着色層
6が形成され、緑色、青色及び赤色の着色層を有する原
板4を得た。
【0138】次いで硬化を完全に行なわせるため、17
5℃で30分間焼付けた。硬化後の各着色層の膜厚はい
ずれも1.9μmであり、透明性に優れた均一な着色層
及び遮光層を有するカラーフィルターが得られた。
【0139】
【実施例5】膜厚100nmのITO膜を表面に有する
厚さ0.7mmのパイレックスガラス基板にポジ型フォ
トレジスト(東京応化製、OFPR−800)をスピン
コーターで塗布し、80℃で10分間乾燥し膜厚2.5
μmの感光性塗膜を形成した(以下、「原板5」とい
う)。
【0140】図3に示す遮光層作製用のマスク(遮光層
に相当する部分1に対応する部分のポジ型感光性塗膜を
露光させるマスク)を介し、高圧水銀ランプを有するU
V露光装置((株)オーク製作所製、商品名「JL−3
300」)を使用して、75mJ/cm2の紫外線を照
射した後、濃度2.4wt%のテトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液で現像したところ、遮光層に相当
する部分1に対応する部分のポジ型感光性塗膜が除去さ
れ、透明導電層(ITO膜)が露出した。水洗、乾燥
後、原板5を陽極とし、アニオン電着性を有する黒色塗
料(Y−9)を入れたステンレススチール製ビーカーを
陰極として、直流電圧40Vを25℃で11秒間印加
し、電着した。原板5をイオン交換水で洗浄した後、1
20℃で10分間乾燥・一部硬化した。さらに原板5全
体に75mJ/cm2の紫外線を照射し、次に全体を1
50℃で10分加熱処理し、濃度2.4wt%のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像したとこ
ろ、残存するポジ型感光性塗膜が全て除去され、常温で
粘着性を示さない膜厚2μmの黒色の遮光層が残存し、
また原板5の表面で遮光層のない部分は、透明導電層が
露出した。さらに原板5を180℃で30分間加熱し
て、黒色の遮光層を硬化させることにより、透明導電層
上の一部に黒色の遮光層を有する基板5が得られた。
【0141】基板5の透明導電層上および黒色の遮光層
を有する面に、ポジ型フォトレジスト(東京応化製、O
FPR−800)をスピンコーターで塗布し、80℃で
10分間乾燥し膜厚2.5μmの感光性塗膜を形成し
た。
【0142】次いで図5に示すマスクを該塗膜上に密着
し、高圧水銀ランプを有するUV露光装置((株)オー
ク製作所製、商品名「JL−3300])を使用して7
0mJ/cm2の紫外線を照射した。次いで該マスクを
図6に示される位置まで横に移動し、該塗膜上に密着さ
せて20J/cm2の紫外線を照射した。
【0143】次に濃度2.4重量%のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、光照射
量が最も多い部分の感光性塗膜が選択的に除去され、I
TO膜が露出された。水洗、乾燥後、原板5を陽極と
し、着色塗料(Y−10)を入れたステンレススチール
製ビーカーを陰極として、直流電圧28V、25℃の条
件で20秒間電着した。原板5をイオン交換水で洗浄し
た後、120℃で10分間乾燥・一部硬化し、赤色の着
色層を形成した。
【0144】次いで3.5重量%のテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液で現像したところ、赤色の着
色層、光照射量が最も少ない部分のポジ型感光性塗膜部
分には何ら変化は認められず、光照射量が2番目に多い
部分のポジ型感光性塗膜が選択的に除去された。次に水
洗、乾燥後、着色塗料(Y−10)の電着と同様にし
て、着色塗料(Y−11)を、直流電圧25V、25℃
の条件で40秒間電着した後、原板5をイオン交換水で
洗浄したところ、先に形成した赤色の着色層、光照射量
が最も少ない部分のポジ型感光性塗膜部分には何ら変化
は認められず、緑色の着色層が形成された。120℃で
10分間乾燥・一部硬化し、次いで原板5の全面に75
mJ/cm2の紫外線を照射後、濃度2.4重量%のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像した
ところ、赤色および緑色の着色層に変化は認められず、
光照射量が最も少ない部分のポジ型感光性塗料が選択的
に除去された。次いで水洗、乾燥後、着色塗料(Y−1
0)の電着と同様にして、着色塗料(Y−12)を、直
流電圧22V、25℃の条件で20秒間電着した。原板
5をイオン交換水で洗浄したところ、先に形成した赤
色、緑色の着色層には全く変化が見られず、青色の着色
層が形成された。180℃で30分間加熱し、赤色、緑
色および青色の着色層を硬化させたところ、常温で粘着
性を示さない膜厚2μm±0.1μmの、黒色の遮光層
および着色層を有する、均一で透明性に優れたカラーフ
ィルターが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施態様を示す工程図であ
る。
【図2】図2は本発明に用いる基板を製造する工程の一
実施態様を示す工程図である。
【図3】図3は遮光層作製用マスクの一例の拡大模式図
である。
【図4】図4は本発明に用いる基板の一実施態様を示す
拡大模式図である。
【図5】図5は本発明の実施例で使用したマスクの拡大
模式図である。
【図6】図6は本発明の実施例で、マスクを1回横に移
動した状態を示す拡大模式図である。
【図7】図7は本発明の実施例に用いるマスクを2回横
に移動した状態を示す拡大模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大月 裕 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日本 石油株式会社中央技術研究所内 (56)参考文献 特許2717736(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/20 - 5/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A−1)最外表面に遮光層及び透明導
    電層を有する基板の少なくとも透明導電層上にポジ型感
    光性塗膜を形成し、特定のパターンを有するマスクを介
    して露光を行い、次いで該マスクを少なくとも1回移動
    し、異なる光照射量にて露光する工程と、 (B−1)該パターン部分のポジ型感光性塗膜を現像除
    去し、透明導電層を露出させ、露出した該導電層上に着
    色塗料を電着塗装し着色層を形成する操作を、光照射量
    が多い露光部から順次繰り返すことにより着色層を形成
    する工程とを含み、且つ前記最外表面に遮光層及び透明
    導電層を有する基板が、(C)最外表面に透明導電層を
    有する基板の透明導電層上に遮光層を形成する工程によ
    り得られることを特徴とするカラーフィルターの製造
    法。
  2. 【請求項2】 (A−2)最外表面に遮光層及び透明導
    電層を有する基板の少なくとも透明導電層上にネガ型感
    光性塗膜を形成し、特定のパターンを有するマスクを介
    して露光を行い、次いで該マスクを少なくとも1回移動
    し、異なる光照射量にて露光する工程と、 (B−2)該パターン部分のネガ型感光性塗膜を現像除
    去し、透明導電層を露出させ、露出した該導電層上に着
    色塗料を電着塗装し着色層を形成する操作を、光照射量
    が少ない露光部から順次繰り返すことにより着色層を形
    成する工程とを含み、且つ前記最外表面に遮光層及び透
    明導電層を有する基板が、(C)最外表面に透明導電層
    を有する基板の透明導電層上に遮光層を形成する工程に
    より得られることを特徴とするカラーフィルターの製造
    法。
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