JP4021958B2

JP4021958B2 - Manufacturing method of color filter

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Publication number: JP4021958B2
Application number: JP26672796A
Authority: JP
Inventors: 政典鳥井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JPH1090514A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はカラーフィルタの製造方法に係り、特に液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）においては、近年のカラー化の要請に対応するために、アクティブマトリックス方式および単純マトリックス方式のいずれの方式においてもカラーフィルタが用いられている。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、カラーフィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備え、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素を光が透過してカラー表示が行われる。そして、色混合は２色以上の画素に対応する液晶シャッタを開いて混色し別の色に見せる加色混合の原理により網膜上で視覚的に行われる。
【０００３】
上記のカラーフィルタの製造方法の１種として、従来から着色感材法が用いられている。この着色感材法では、透明な感光性樹脂に着色剤として染料、無機顔料、有機顔料等を分散した感光性組成物をスピンコート法等により透明基板上に塗布して感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層を所定のフォトマスクを介して露光し、未露光部分の感光性樹脂層を溶解する現像液を使用して湿式現像して着色パターンを形成する操作をＲ，Ｇ，Ｂの３回行って各色の着色パターンを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の着色感材法では、透明基板への感光性樹脂組成物のスピンコート法等による塗布工程における材料ロスが避けられず、また、各色の着色パターン形成ごとに湿式現像工程と洗浄工程が必要であり、材料使用効率の向上や工程の簡略化が困難で製造コスト低減に支障を来していた。
【０００５】
このような着色感材法における問題を解消するために、フィルム上に予め形成した所定色の感光性樹脂層を所定のフォトマスクを介して露光・現像し、その後、透明基板に転写することにより、塗布工程をなくして材料の使用効率を高めたカラーフィルタの製造方法が開発されている（特開昭６１−９９１０２号）。しかしながら、このカラーフィルタの製造方法では、確かに材料の使用効率は向上するものの、湿式の現像工程および洗浄工程は、従来の着色感材法と同様に必要であり、製造コストの低減は不十分なものであった。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、材料の使用効率に優れ、かつ、湿式の現像工程および洗浄工程を含まず工程が簡便なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は転写基材シートと剥離フィルムの間に着色剤を含有した感光性樹脂層を形成する第１の工程と、前記感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で、所定のフォトマスクを介して前記剥離フィルム側から前記感光性樹脂層を露光し、その後、前記剥離フィルムを剥離することにより、前記転写基材シート上に前記感光性樹脂層の未露光部を残して感光性樹脂パターンを形成する第２の工程と、前記転写基材シート上に形成された前記感光性樹脂パターンに、カラーフィルタ用の透明基板を重ね、前記感光性樹脂パターンを完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で、前記透明基板側から前記感光性樹脂パターンを露光し、その後、前記転写基材シートを剥離することにより、前記透明基板上に前記感光性樹脂パターンを転写して着色パターンを形成する第３の工程と、を必要な色数分繰り返すことにより、所望の色数の着色パターンを前記透明基板上に形成するような構成とした。
【０００８】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記転写基材シートおよび前記剥離フィルムを長尺体とするような構成とした。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、第１の工程で形成する感光性樹脂層の厚みを、必要な色数分繰り返すごとに前回の操作での感光性樹脂層の厚み以上とし、かつ、厚みの差を２％以下とするような構成とした。
【０００９】
このような本発明では、所定のフォトマスクを介して剥離フィルム側から感光性樹脂層を露光し、この露光が感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われるので、露光部では感光性樹脂層が厚み方向に剥離フィルム側から所定の厚みまで硬化されて剥離フィルムに固着され、剥離フィルムを剥離したときに感光性樹脂層の露光部は剥離フィルムとともに転写基材シートから除去され、この結果、感光性樹脂層の未露光部が感光性樹脂パターンとして転写基材シート上に残り、次に、透明基板側から感光性樹脂パターンを露光し、この露光が感光性樹脂パターンを完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われるので、感光性樹脂パターンが透明基板側から所定の厚みまで硬化されて透明基板に固着され、転写基材シートを剥離したときに感光性樹脂パターンは透明基板上に固着した状態で残って着色パターンを形成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１乃至図３は本発明のカラーフィルタの製造方法の実施形態を説明するための工程図である。本発明は第１の工程乃至第３の工程からなる着色パターンの形成操作を必要な色数分繰り返すことにより、透明基板上に所望の色数の着色パターンを備えたカラーフィルタを製造するものである。ここでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備えたカラーフィルタを例にして本発明を説明する。
（１）赤色の着色パターン形成
第１の工程
まず、第１の工程として、図１（Ａ）に示されるように、転写基材シート１２と剥離フィルム１３の間に赤色の着色剤を含有した感光性樹脂層１４Ｒを設けて複合体１１Ｒを形成する。感光性樹脂層１４Ｒは、例えば、転写基材シート１２上にダイレクトグラビアコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法等の公知の塗布手段により感光性樹脂組成物を塗布、乾燥し、この塗布膜上に剥離フィルム１３を重ねて圧着することにより形成することができる。また、剥離フィルム１３上に感光性樹脂組成物を塗布して乾燥し、この塗布膜上に転写基材シート１２を重ねて圧着してもよい。尚、上記の複合体１１Ｒ形成時の圧着は、加熱圧着でもよく、この場合、加熱温度は感光性樹脂層１４Ｒの熱的物性に応じて適宜設定することができる。
【００１２】
上記の感光性樹脂層１４Ｒを形成するための感光性樹脂組成物は、染料、無機顔料、有機顔料等の赤色着色剤を含有した公知の種々の感光性樹脂組成物から適宜選択して使用することができる。上記の感光性樹脂組成物としては、後述するようにバインダー、重合開始剤、着色剤等を配合したものを使用できる。形成される感光性樹脂層１４Ｒの厚みは０．５〜５．０μｍ程度、好ましくは１．０〜３．０μｍ程度の範囲で設定することができる。そして、赤色の着色パターン、緑色の着色パターン、青色の着色パターンの順序で透明基板上に着色パターンを形成する本実施形態では、感光性樹脂層１４Ｒの厚みＡ１および後述の感光性樹脂層１４Ｇの厚みＡ２、感光性樹脂層１４Ｂの厚みＡ３を、Ａ１≦Ａ２≦Ａ３の関係を満足するように設定する必要がある。これは、後述の緑色の着色パターン形成、青色の着色パターン形成において、既に透明基板上に形成されている他の色の着色パターンの谷間にはめ込むように着色パターンを転写形成する必要があるためである。尚、Ａ１とＡ２、あるいはＡ２とＡ３が等しくない場合、カラーフィルタに要求される表面平滑性を考慮して、その差は小さいことが好ましく、例えば、（Ａ２−Ａ１）がＡ１の２％以下、（Ａ３−Ａ２）がＡ２の２％以下となるように設定することが好ましい。
【００１３】
ここで使用する転写基材シート１２は、後述するように柔軟性を有し、かつ、張力もしくは圧力で著しい変形を生じない材料を使用する必要がある。転写基材シート１２は、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４（上記の感光性樹脂層１４Ｒおよび後述の感光性樹脂層１４Ｇ、１４Ｂを含む）の特性を考慮して選定することができる。すなわち、感光性樹脂層１４に対する転写基材シート１２の密着力が、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４との密着力よりも強くなるような転写基材シート１２を使用する。このような転写基材シート１２の厚みは０．０２〜２ｍｍ程度に設定することができる。尚、転写基材シート１２には、感光性樹脂層１４との密着力を高めるために、後述するようなプライマー層を形成してもよい。
【００１４】
また、剥離フィルム１３は、後述するように柔軟性を有し、かつ、張力もしくは圧力で著しい変形を生じず、さらに、感光性樹脂層１４Ｒに所望の露光量での露光行うための光が透過する材料を使用する必要がある。この剥離フィルム１３は、上述のように、感光性樹脂層１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）の特性を考慮して転写基材シート１２との関係から適宜選定することができる。
【００１５】
尚、上述の転写基材シート１２および剥離フィルム１３は、枚葉タイプでもよく、また、長尺体であってもよい。転写基材シート１２および剥離フィルム１３を長尺体とすることにより、複合体１１Ｒをロール状に巻き回して保管し、随時必要量を送り出してカラーフィルタの製造に供することができる。
第２の工程
次に、赤色の着色パターン用のフォトマスク２１Ｒを介して、複合体１１Ｒの感光性樹脂層１４Ｒを露光する（図１（Ｂ））。本発明では、この露光を剥離フィルム１３側から行うこと、および、感光性樹脂層１４Ｒの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行うことを特徴とする。露光量が最小露光量の２％未満であると、転写基材シート１２と感光性樹脂層１４Ｒの未露光部との接着力に対して、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４Ｒとの露光による接着力上昇が不十分となり、下記の剥離現像が良好に行えないことになる。また、６０％を超えると、転写基材シート１２と感光性樹脂層１４Ｒの露光部との接着力が大きくなりすぎて、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４Ｒの露光部との接着力に対して、その差が不十分となり、やはり、下記の剥離現像が良好に行えない。
【００１６】
上記のような露光量で剥離フィルム１３側から感光性樹脂層１４Ｒを露光することにより、感光性樹脂層１４Ｒの露光部では厚み方向で照射光到達量が剥離フィルム１３側から徐々に減少し、感光性樹脂層１４Ｒの転写基材シート１２側は未露光（未硬化）状態となる。すなわち、感光性樹脂層１４Ｒの露光部は、剥離フィルム１３側から硬化が優先的に進行して剥離フィルム１３に対する接着力が大幅に増大し、一方、転写基材シート１２側では当初の接着力のままで感光性樹脂層１４Ｒと転写基材シート１２とが接着された状態である。したがって、剥離フィルム１３を剥離することにより感光性樹脂層１４Ｒの露光部は剥離フィルム１３とともに転写基材シート１２から除去される。この結果、感光性樹脂層１４Ｒの未露光部の少なくとも一部が感光性樹脂パターン１５Ｒとして転写基材シート１２上に残る剥離現像が良好な膜切れ性で行われる（図１（Ｃ））。この感光性樹脂パターン１５Ｒは、上述の感光性樹脂層１４Ｒの露光部と未露光部との膜切れ性が良好なため、パターン形状が良好なものとなる。
【００１７】
尚、感光性樹脂層１４Ｒの未露光部の全部が感光性樹脂パターン１５Ｒとして転写基材シート１２上に残るか、その厚み方向の一部が感光性樹脂パターン１５Ｒとして残るかは、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４Ｒとの密着力と、感光性樹脂層１４Ｒの凝集力との関係で決定されるものである。このため、感光性樹脂パターン１５Ｒに必要とされる厚みに応じて、剥離フィルム１３の材質、感光性樹脂層１４Ｒの構成材料、感光性樹脂層１４Ｒの層厚等を適宜設定する必要がある。
【００１８】
ここで、上述の感光性樹脂層１４の光硬化反応進行率は、ゲル分率で規定することができる。すなわち、一定面積の感光性樹脂層が形成されたサンプルＡを準備し、このサンプルＡにおける感光性樹脂層の重量ａを測定する。次に、サンプルＡをテトラヒドロフランで定法にしたがって加熱還流させて可溶成分を抽出除去し、不溶成分を分離した後乾燥させて得たサンプルＢの重量ｂを測定する。次に、サンプルＡに任意の露光量の紫外線を照射したサンプルＣの重量ｃを測定し、サンプルＡと同様にテトラヒドロフランで抽出した後の溶剤不溶成分Ｄの乾燥重量ｄを測定する。次に、下記の式（１）によってサンプルＣに含まれる感光性樹脂組成物含有量ｅを算出する。
【００１９】
ｅ＝ｄ−ｃ×ｂ÷ａ式（１）
さらに、下記の式（２）によってサンプルＣの全重量に対する感光性樹脂組成物含有率、すなわち、ゲル分率ｆ（％）を算出する。
【００２０】
ｆ＝（ｄ−ｃ×ｂ÷ａ）÷ｃ×１００式（２）
サンプルＣに対する紫外線の露光量を変えながら各々のゲル分率ｆを測定し、露光量を増大してもゲル分率ｆが変化しなくなったときのゲル分率ｆの値を最終感光性樹脂組成物含有率ｇ、あるいは、最終ゲル分率ｇとし、ｇを与える最小露光量を光硬化反応完結露光量とする。また、露光量の異なる各サンプルのゲル分率ｆを算出し、下記の式（３）から各露光量に対する光硬化反応進行率ｈが算出される。
【００２１】
ｈ＝ｆ÷ｇ×１００式（３）
第３の工程
上述の第２の工程において転写基材シート１２上に形成された感光性樹脂パターン１５Ｒに、カラーフィルタ用の透明基板２を重ね、感光性樹脂パターン１５Ｒを露光する（図１（Ｄ））。本発明では、この露光を透明基板２側から行うこと、および、感光性樹脂パターン１５Ｒの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行うことを特徴とする。露光量が最小露光量の２％未満であると、透明基板２と感光性樹脂パターン１５Ｒとの露光による接着力上昇が不十分となり、透明基板２への着色パターン形成が良好に行えない。また、６０％を超えると、転写基材シート１２と感光性樹脂パターン１５Ｒとの接着力が大きくなりすぎて、透明基板２と感光性樹脂パターン１５Ｒとの接着力に対して、その差が不十分となり、やはり、透明基板２への着色パターン形成が良好に行えない。ここで、感光性樹脂パターン１５Ｒの光硬化反応進行率は、上述のゲル分率で規定することができる。
【００２２】
透明基板２側から上記のような露光量で露光することにより、感光性樹脂パターン１５Ｒは厚み方向で照射光到達量が透明基板２側から徐々に減少し、感光性樹脂パターン１５Ｒの転写基材シート１２側は未露光（未硬化）状態となる。すなわち、感光性樹脂パターン１５Ｒは、透明基板２側で硬化が優先的に進行して透明基板２に対する接着力が大幅に増大し、一方、転写基材シート１２側では当初の接着力のままで感光性樹脂パターン１５Ｒと転写基材シート１２とが接着された状態である。したがって、転写基材シート１２を剥離することによって、感光性樹脂パターン１５Ｒは透明基板２上に転写され、赤色の着色パターン３Ｒを形成する（図１（Ｅ））。この転写基材シート１２の剥離は、転写基材シート１２を加熱しながら行ってもよい。その後、透明基板２上の着色パターン３Ｒを露光して硬化反応を完結させることにより、透明基板２上への赤色の着色パターンの形成が完了する。
（２）緑色の着色パターン形成
第１の工程
上述の赤色の着色パターン形成と同様に、転写基材シート１２と剥離フィルム１３の間に緑色の着色剤を含有した感光性樹脂層１４Ｇを設けて複合体１１Ｇを形成する（図２（Ａ））。
【００２３】
尚、使用する転写基材シート１２および剥離フィルム１３は、上述の赤色の着色パターン形成と同様とすることができる。
第２の工程
次に、緑色の着色パターン用のフォトマスク２１Ｇを介して、剥離フィルム１３側から複合体１１Ｇの感光性樹脂層１４Ｇを露光する（図２（Ｂ））。この露光も、感光性樹脂層１４Ｇの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われる。このような露光量で剥離フィルム１３側から感光性樹脂層１４Ｇを露光することにより、上述の赤色の着色パターン形成と同様に、剥離フィルム１３を剥離することにより感光性樹脂層１４Ｇの露光部は剥離フィルム１３とともに転写基材シート１２から除去され、感光性樹脂層１４Ｇの未露光部の少なくとも一部が感光性樹脂パターン１５Ｇとして転写基材シート１２上に残ることになる（図２（Ｃ））。感光性樹脂層１４Ｇの未露光部の全部が感光性樹脂パターン１５Ｇとして転写基材シート１２上に残るか、その一部が感光性樹脂パターン１５Ｇとして残るかは、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４Ｇとの密着力と、感光性樹脂層１４Ｇの凝集力との関係で決定されるものである。このため、感光性樹脂パターン１５Ｇに必要とされる厚みに応じて、剥離フィルム１３の材質、感光性樹脂層１４Ｇの構成材料、感光性樹脂層１４Ｇの層厚等を適宜設定する必要がある。
第３の工程
上述の第２の工程において転写基材シート１２上に形成された感光性樹脂パターン１５Ｇに、既に赤色の着色パターン３Ｒが形成されているカラーフィルタ用の透明基板２を位置合わせして重ね、感光性樹脂パターン１５Ｇを露光する（図２（Ｄ））。この露光も、透明基板２側から行い、かつ、感光性樹脂パターン１５Ｇの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われる。透明基板２側から上記のような露光量で露光することにより、転写基材シート１２を剥離したときに感光性樹脂パターン１５Ｇは透明基板２上に転写され、緑色の着色パターン３Ｇが形成される（図２（Ｅ））。その後、透明基板２上の着色パターン３Ｇを露光して硬化反応を完結させることにより、透明基板２上への緑色の着色パターンの形成が完了する。
（３）青色の着色パターン形成
第１の工程
上述の赤色の着色パターン形成と同様に、転写基材シート１２と剥離フィルム１３の間に青色の着色剤を含有した感光性樹脂層１４Ｂを設けて複合体１１Ｂを形成する（図３（Ａ））。
【００２４】
尚、使用する転写基材シート１２および剥離フィルム１３は、上述の赤色の着色パターン形成と同様とすることができる。
第２の工程
次に、青色の着色パターン用のフォトマスク２１Ｂを介して、剥離フィルム１３側から複合体１１Ｂの感光性樹脂層１４Ｂを露光する（図３（Ｂ））。この露光も、感光性樹脂層１４Ｂの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われる。このような露光量で剥離フィルム１３側から感光性樹脂層１４Ｂを露光することにより、上述の赤色の着色パターン形成と同様に、剥離フィルム１３を剥離することにより感光性樹脂層１４Ｂの露光部は剥離フィルム１３とともに転写基材シート１２から除去され、感光性樹脂層１４Ｂの未露光部の少なくとも一部が感光性樹脂パターン１５Ｂとして転写基材シート１２上に残ることになる（図３（Ｃ））。感光性樹脂層１４Ｂの未露光部の全部が感光性樹脂パターン１５Ｂとして転写基材シート１２上に残るか、その一部が感光性樹脂パターン１５Ｂとして残るかは、剥離フィルム１３と感光性樹脂層１４Ｂとの密着力と、感光性樹脂層１４Ｂの凝集力との関係で決定されるものである。このため、感光性樹脂パターン１５Ｂに必要とされる厚みに応じて、剥離フィルム１３の材質、感光性樹脂層１４Ｂの構成材料、感光性樹脂層１４Ｂの層厚等を適宜設定する必要がある。
第３の工程
上述の第２の工程において転写基材シート１２上に形成された感光性樹脂パターン１５Ｂに、既に赤色の着色パターン３Ｒおよび緑色の着色パターン３Ｇが形成されているカラーフィルタ用の透明基板２を位置合わせして重ね、感光性樹脂パターン１５Ｂを露光する（図３（Ｄ））。この露光も、透明基板２側から行い、かつ、感光性樹脂パターン１５Ｂの光硬化反応が完全に進行するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われる。透明基板２側から上記のような露光量で露光することにより、転写基材シート１２を剥離したときに感光性樹脂パターン１５Ｂは透明基板２上に転写され、青色の着色パターン３Ｂが形成される（図３（Ｅ））。その後、透明基板２上の着色パターン３Ｂを露光して硬化反応を完結させることにより、透明基板２上への青色の着色パターンの形成が完了する。
【００２５】
上述の（１）から（３）のように、第１の工程から第３の工程を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色分繰り返すことにより、赤色の着色パターン３Ｒ、緑色の着色パターン３Ｇ、青色の着色パターン３Ｂを透明基板２上に備えたカラーフィルタ１を製造することができる。
【００２６】
このような本発明では、第１の工程から第３の工程のいずれも、スピンコート等の塗布工程での材料ロスがなく、かつ、湿式現像工程や洗浄工程は不要であり、材料の使用効率が高く、工程が簡便なものとなる。
【００２７】
尚、本発明の第２の工程および第３の工程における露光は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、レーザー等の公知の露光手段を使用することができる。
【００２８】
また、上述のカラーフィルタの製造方法では、各色の着色パターンを透明基板２上に形成するごとに露光して硬化反応を完結させているが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のすべての着色パターンを形成した後に、露光あるいは加熱により硬化反応を完結させてもよい。
【００２９】
また、上述のカラーフィルタの製造方法では、各色の着色パターン用のフォトマスク２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを使用しているが、共通の着色パターン用のフォトマスクを使用してもよい。
【００３０】
さらに、カラーフィルタ用の透明基板２には、予めブラックマトリックスを形成し、このブラックマトリックスの非形成部に各色の着色パターンを形成できることは勿論である。
【００３１】
次に、本発明において使用する材料について詳細に説明する。
転写基材シート
まず、本発明で使用する転写基材シート１２について説明する。転写基材シート１２は、柔軟性を有し、かつ、張力もしくは圧力で著しい変形を生じない材料を使用する必要がある。
【００３２】
転写基材シート１２に用いる材料としては、まず、樹脂フィルムを挙げることができる。樹脂フィルムの具体例としては、ポリエチレンフィルム、エチレンー酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン- ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメタクリル酸フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルブチラールフィルム、ナイロンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリサルフォンフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルフィルム、ポリビニルフルオライドフィルム、テトラフルオロエチレン−エチレンフィルム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンフィルム、ポリクロロトリフルオロエチレンフィルム、ポリビニリデンフルオライドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、これらの樹脂材料にフィラーを配合したフィルム、これらの樹脂材料を用いたフィルムを１軸延伸もしくは２軸延伸したもの、これらの樹脂材料を用いて流れ方向より幅方向の延伸倍率を高めた２軸延伸フィルム、これらの樹脂材料を用いて幅方向より流れ方向の延伸倍率を高めた２軸延伸フィルム、これらのフィルムのうちの同種または異種のフィルムを貼り合わせたもの、および、これらのフィルムに用いられる原料樹脂から選ばれる同種または異種の樹脂を共押し出しすることによって作成される複合フィルム等を挙げることができる。
【００３３】
また、転写基材シート１２として金属箔や金属鋼帯を用いることもできる。このような金属箔や金属鋼帯の具体例として、銅箔、銅鋼帯、アルミニウム箔、アルミニウム鋼帯、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４２０Ｊ２およびＳＵＳ６３１等のステンレス鋼帯、ベリリウム鋼帯等を挙げることができる。このなかで、熱膨張率がカラーフィルタ用のガラス基板の熱膨張率に近いという点で、好ましくはステンレス鋼帯、特に好ましくはＳＵＳ４３０のステンレス鋼帯を用いることができる。
【００３４】
さらに、転写基材シート１２に用いる材料として、上述の金属箔あるいは金属鋼帯を上述の樹脂フィルムに貼り合わせたものを使用することもできる。金属箔や金属鋼帯を樹脂フィルムと比較した場合、単位厚み当たりの張力に対する抵抗力は金属箔や金属鋼帯の方が勝るものが多い一方、単位厚み当たりの価格は樹脂フィルムの方が安価であるものが多い。さらに、樹脂フィルムは金属箔や金属鋼帯に比べ表面平滑性に優れたものが多く、カラーフィルタ画素パターンである着色パターン３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを転写形成するための転写基材シート１２として好ましく用いることができる。従って、金属鋼帯や金属箔に樹脂フィルムを適宜貼り合わせて転写基材シート１２とすることにより、単位厚み当たりの張力に対する抵抗力と表面平滑性と材料価格の低さにバランスのとれた転写基材シート１２を得ることが可能となる。
プライマー層
パターン露光前の感光性樹脂層１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）と転写基材シート１２との接着力が不足している場合、もしくはパターン露光後の感光性樹脂層１４と転写基材シート１２間の接着力が高すぎる場合、両者間の接着力を適度な値に調節するために、上記転写基材シート１２に予めプライマー層を設けてもよい。また、このようなプライマー層を設けることにより、転写基材シート１２の表面が感光性樹脂層１４を形成するために必要な表面平滑性を備えていない場合であっても、プライマー層材料を極めて平滑になるよう精密にコートすることで、必要とされる表面平滑性を転写基材シート１２に与えることも可能である。
【００３５】
ここで、第２の工程において転写基材シート１２から感光性樹脂層１４の露光部を剥離フィルム１３に硬化接着させて除去する際、感光性樹脂層１４に接するプライマー層を共に剥離除去するためには、露光部と未露光部の境界に沿ってプライマー層を切断する必要がある。したがって、プライマー層の材料には切断が容易に行えるような層内凝集力の低い材料を選択する必要がある。しかし、このようなプライマー層を形成した場合は、剥離現像によって転写基材シート１２上に形成された感光性樹脂パターン１５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を第３の工程でカラーフィルタ用の透明基板２に転写する際、プライマー層内部の凝集力が低いため、転写基材シート１２を剥離除去することにより透明基板２上に転写形成された着色パターンの表面にプライマー層が付着してしまうという不都合が生じる。従って、このような不都合を防止するためには、転写基材シート１２から感光性樹脂層１４の露光部を剥離フィルム１３に硬化接着させて除去する際、プライマー層を全て転写基材シート１２に保持しておくことが望ましい。
【００３６】
このような性能を有するプライマー層を設ける場合、転写基材シート１２とプライマー層間の接着力は、露光前後の感光性樹脂層１４とプライマー層との接着力、露光前後の感光性樹脂層１４と剥離フィルム１３との接着力、露光前後の感光性樹脂層１４の凝集力、露光前後のプライマー層の凝集力、のいずれに対しても高いことが必要とされる。
【００３７】
このようなプライマー層に用いることのできる材料としては、エチエレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、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、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロール、カルボキシメチルエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、メラミン樹脂等を挙げることができる。
【００３８】
また、後述するように感光性樹脂層１４のバインダーにアクリレートモノマー類の様な光硬化性低分子量体が配合されている場合、プライマー層にはアクリレートモノマー等が拡散しないような材料を用いることが好ましい。これはアクリレートモノマー等がプライマー層に徐々に拡散した場合、プライマー材料の軟化温度や粘着性や凝集力、あるいは、感光性樹脂層１４との接着力、あるいは、転写基材シート１２との接着力がこれに伴って徐々に変化してしまう可能性が高まるためである。従って、アクリレートモノマー類のような光硬化性低分子量体が拡散し難い材料を選定することが好ましい。このような材料の一例として、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロール、カルボキシメチルエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等の水溶性樹脂を挙げることができる。また、これらの水溶性樹脂を複数種類混ぜ合わせて使用することも可能である。
【００３９】
また、イソシアネート系架橋剤やキレート系架橋剤等の架橋剤によって上記の樹脂を架橋したプライマー層としてもよい。架橋剤は、架橋させる樹脂の反応性官能基に応じて適宜選択することができ、公知のものから任意に選ぶことができる。架橋剤の一例として、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート水添体、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、前記のジイソシアネートをトリメチロールプロパンに付加させたアダクト体、前記のジイソシアネートのビウレット体、前記のジイソシアネートのトリマー体、エポキシ基やアジリジン基やオキザゾリン基を有する架橋剤、アルミニウム・亜鉛・チタン・ジルコニウム等の金属原子を有するキレート化剤等を挙げることができる。
【００４０】
上述のようにプライマー層を架橋させる場合、配合される架橋剤に応じて公知の触媒を添加することができる。例えば、イソシアネートを架橋剤に用いた場合には、ジ−ｎ−ブチル錫ジラウレート、ジ−ｎ−オクチル錫ジラウレート、テトラメチルブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、１，４−ジアザ−ビシクロ〔２，２，２〕オクタン等を用いることができる。
【００４１】
プライマー層を転写基材シート１２に形成するには、転写基材シート１２の一方の面に、上記のような樹脂に必要に応じて架橋剤や架橋反応促進触媒等の必要な添加剤を加えたものを、適当な有機溶剤または水に溶解したり、有機溶剤と水の混合溶剤に溶解したり、あるいは有機溶剤や水に分散させた分散体を、例えばグラビアダイレクトコーティング法、グラビアリバースコーティング法、リバースロールコーティング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコーティング法等の手段により塗布・乾燥することができる。また、スライドダイコーティング法を用いる場合、プライマー層と感光性樹脂層１４を同時に塗布及び乾燥させることも可能である。
【００４２】
形成するプライマー層の厚みは０．０５〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍの範囲で設定することができる。プライマー層の厚みが０．０５μｍ未満である場合は、プライマー層として必要とされる塗膜強度が得られない。また、５μｍを超えると、塗膜の表面の均一性を高めることが困難になるという問題点を生じる。
【００４３】
プライマー層を転写基材シート１２上に設けた場合であっても、感光性樹脂層１４をプライマー層が設けられた転写基材シート１２に塗布形成した後に剥離フィルム１３を加熱または加熱圧着することも可能であり、あるいは剥離フィルム１３に感光性樹脂層１４を塗布塗布した後に、プライマー層を設けた転写基材シート１２を圧着または加熱圧着することもできる。
剥離シート
次に、本発明で使用する剥離シート１３について説明する。剥離シート１３は、柔軟性を有し、かつ、張力もしくは圧力で著しい変形を生じず、さらに、感光性樹脂層１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）に所望の露光量での露光行うための光が透過する材料を使用する必要がある。
【００４４】
剥離フィルム１３の具体例としては、ポリエチレンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリメタクリル酸フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルブチラールフィルム、ナイロンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリサルフォンフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルフィルム、ポリビニルフルオライドフィルム、テトラフルオロエチレン−エチレンフィルム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンフィルム、ポリクロロトリフルオロエチレンフィルム、ポリビニリデンフルオライドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、これらの樹脂材料にフィラーを配合したフィルム、これらの樹脂材料を用いたフィルムを１軸延伸もしくは２軸延伸したもの、これらの樹脂材料を用いて流れ方向より幅方向の延伸倍率を高めた２軸延伸フィルム、これらの樹脂材料を用いて幅方向より流れ方向の延伸倍率を高めた２軸延伸フィルム、これらのフィルムのうちの同種または異種のフィルムを貼り合わせたもの、および、これらのフィルムに用いられる原料樹脂から選ばれる同種または異種の樹脂を共押し出しすることによって作成される複合フィルム等を挙げることができる。これらのフィルムのうちで、特に２軸延伸ポリエステルフィルムを使用することが好ましい。
感光性樹脂組成物
次に、本発明において感光性樹脂層１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）を形成するための感光性樹脂組成物を説明する。本発明で使用する感光性樹脂組成物は、硬化性バインダー、非硬化性バインダー、重合開始剤、着色剤等を配合したものを使用できる。
【００４５】
(i)硬化性バインダー
硬化性バインダーの具体例としては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレ−ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレ−ト、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェ−ト、テトラヒドロフルフリ−ルアクリレ−ト、ジシクロペンテニルアクリレ−ト、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ−ト、１，３−ブタンジオ−ルジアクリレ−ト、１，４−ブタンジオ−ルジアクリレ−ト、１，６−ヘキサンジオ−ルジアクリレ−ト、ジエチレングリコ−ルジアクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ルジアクリレ−ト、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコ−ルジアクリレ−ト、トリプロピレングリコ−ルジアクリレ−ト、トリメチロ−ルプロパントリアクリレ−ト、ペンタエリスリト−ルトリアクリレ−ト、ジペンタエリスリト−ルヘキサアクリレ−ト、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、あるいは、これらの化学構造のアクリレート基をメタクリレート基に置換したしたもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、メタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等を挙げることができる。これらは使用することのできる硬化性バインダーの一例であり、これらに限定されるものではない。
【００４６】
(ii) 非硬化性バインダー
非硬化性バインダーの具体例としては、エチエレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、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、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等を挙げることができる。
【００４７】
好ましくは、合わせて使用する硬化性バインダー材料との相溶性や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、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できる。
【００４８】
また、特に好ましくは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、および、これらの変性物を用いることができる。
【００４９】
(iii)光重合開始剤
光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、Ｎ，Ｎ´テトラメチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４´−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４´−ジエチルアミノベンゾフェノン、２−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−フェニルイミダゾール２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾ−ル２量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾ−ル２量体、２−（ｏ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾ−ル２量体、２，４，５−トリアリ−ルイミダゾ−ル２量体、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾ−ル、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾ−ル、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾ−ル等のハロメチルチアゾ−ル系化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３ブタジエニル）−Ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−Ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビストリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−Ｓ−トリアジン等のハロメチル−Ｓ−トリアジン系化合物、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパノン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、イルガキュアー３６９（チバガイギー社製）、イルガキュアー６５１（チバガイギー社製）、イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）等が挙げられる。
【００５０】
また、光硬化反応速度を高めるために、これらの光重合開始剤を複数種混合して使用することも可能である。
【００５１】
光重合開始剤の添加量は、感光性樹脂組成物の総固形分に対して０．１〜１０．０重量％の範囲が望ましい。光重合開始剤の添加量が０．１重量％に満たない場合は、光重合開始剤の種類によらず、光重合開始剤としての効果を発現させることが非常に困難となる。また、１０．０重量％を超える場合は、光重合の反応速度が非常に速くなる一方で、光重合開始剤が感光性樹脂層の黄変を引き起こす度合いが大きくなり、カラーフィルターとしての耐光性が低下してしまうという問題が生じる。
【００５２】
(iv) 着色顔料
感光性樹脂組成物に含有させる着色剤としては、公知の顔料あるいは染料を用いることができる。顔料を用いる場合は粒子の平均粒径が０．４μｍ以下であることが望ましい。平均粒径が０．４μｍを超えると、形成した着色パターンの可視光透過率が極めて低くなり、カラーフィルタとしての実用性に支障を来すようになる。
【００５３】
着色剤として使用できる好ましい染料および顔料の例としては、ビクトリア・ピュアブルーＢＯ（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラックＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧＴ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１２）、パーマネント・エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パーマネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６）、ホスターパームレッドＥＳＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９）、パーマネント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１１）、ファステル・ピンクＢスブラ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１）、モナストラル・ファスト・ブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・ファースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１）、イルカジンレッドＢＰＴ、銅フタロシアニン（緑）、フタロシアニンブルー（青）、および、カーボン等を挙げることができる。
【００５４】
さらに、カラーフィルタを形成するために好ましい顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレト２３等を挙げることができる。
【００５５】
また特開平５−１１９２１３号公報に記載の反応性染料をバインダーポリマーに反応させた系や、特開平６−１０７６６３号公報に記載の含フッ素フタロシアニン化合物は、消偏性等の特性に優れた系として用いることができる。
【００５６】
尚、感光性樹脂組成物に着色剤を含有させる場合、着色剤の分散性を向上させるために公知の分散剤を適宜配合することができる。
【００５７】
感光性樹脂組成物に対する着色剤の含有割合は、５〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。また、この感光性樹脂組成物には、添加剤として増感剤、重合停止剤、連鎖移動剤、レベリング剤、可塑剤、安定剤等が必要に応じて用いられる。
カラーフィルタ用の透明基板
上述の本発明のカラーフィルタの製造方法において使用できるカラーフィルタ用の透明基板２には特に制限はなく、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板、石英ガラス基板、シリコン基板等を使用することができる。
【００５８】
また、感光性樹脂パターン（着色パターン）の接着性を向上させるために、カラーフィルタ用の透明基板表面に表面処理を行うことができる。このような目的のための表面処理には、従来公知の種々の手法を用いることが可能である。その一例として、シランカップリング剤を挙げることができる。使用するシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジクロロシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
【００５９】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
【００６０】
下記の組成の赤色着色パターン用の感光性樹脂組成物を調製した。

次に、転写基材シートとして厚み１００μｍの長尺状の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを準備し、この転写基材シート上に、上述の赤色の感光性樹脂組成物をグラビアリバースコーティング法により塗布し乾燥して感光性樹脂層（厚み２．０μｍ）を形成し、この感光性樹脂層に厚み１２μｍの剥離フィルム（２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム）を重ねて、直径１００ｍｍのロール２本で圧着して赤色の複合体を作製した。（以上、第１の工程）
次に、赤色の複合体の剥離フィルム側から、２７０μｍ×８０μｍのドット形状の開口部を所定のパターンで備えたフォトマスクを介して赤色の感光性樹脂層を露光した。この露光は超高圧水銀灯を使用し、露光量は赤色の感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量２００００ｍＪの１％、２％、３５％、６０％、７５％の５種とした。尚、上記のフォトマスク（縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ）は、下記のガラス基板が備える位置合わせ見当印と同一の寸法精度で見当印形成用の遮光部が４隅および周辺部に設けられたものを使用した。
【００６１】
次いで、上記複合体を水平に保持しながら剥離フィルムを剥離して、感光性樹脂層の露光部を剥離フィルムとともに除去し、感光性樹脂層の未露光部を転写基材シート上に残す剥離現像を行い、転写基材シート上に感光性樹脂パターンおよび位置合わせ見当印を形成した。（以上、第２の工程）
次に、クロム蒸着とパターンエッチングにより形成したマトリックス状のブラックマトリックス（開口部２５０μｍ×６０μｍ）および位置合わせ見当印を備えるカラーフィルタ用のガラス基板（ホウケイ酸ガラス製、厚み１ｍｍ、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍ）を準備した。そして、このガラス基板の位置合わせ見当印と上記の転写基材シートの位置合わせ見当印とを用いて位置合わせを行い、転写基材シートにしわが入らないために必要な最小限の張力をかけながら転写基材シート上の感光性樹脂パターンとガラス基板とを重ね、直径１００ｍｍのロール２本で圧着した。次いで、ガラス基板側から超高圧水銀灯を用いた紫外線を照射する露光を行った。この露光における露光量は、赤色の感光性樹脂パターンを完全に硬化するのに必要な最小露光量２００００ｍＪの１％、２％、３５％、６０％、７５％の５種とした。
【００６２】
その後、転写基材シートを剥離してガラス基板上に赤色の感光性樹脂パターンを転写し、この感光性樹脂パターン側から超高圧水銀灯を用いた紫外線を照射する露光を行って光硬化反応を完結させ、赤色の着色パターンとした。この露光での露光量は、赤色着色パターンのテトラヒドロフランに対する耐溶剤性がもはや変化しなくなるのに必要な露光量とした。（以上、第３の工程）
上述の第１の工程から第３の工程により、下記の表１に示される２５種の赤色の着色パターン（試料１〜２５）を作成した。
【００６３】
また、比較として、上記の第２の工程における赤色の感光性樹脂層の露光を転写基材シート側から行った他は、試料１３と同様にして赤色の着色パターン（試料２６）を作成した。
【００６４】
さらに、比較として、上記の第３の工程における赤色の感光性樹脂パターンの露光を転写基材シート側から行った他は、試料１３と同様にして赤色の着色パターン（試料２７）を作成した。
【００６５】
上述のように作成した赤色の着色パターン（試料１〜２７）について、第２工程および第３工程におけるパターンのエッジ精度（直線性）を下記のように評価して、結果を下記の表１に示した。
第２の工程におけるエッジ精度の評価基準
Ａ：エッジの振れ幅は１μｍ以下であり、極めて良好な直線性を示した。
【００６６】
カラーフィルタとして使用するために十分なエッジ精度を有していた。
【００６７】
Ｂ：エッジの振れ幅は３μｍ以下であり、良好な直線性を示した。カラーフィルタとして使用するために十分なエッジ精度を有していた。
【００６８】
Ｃ：エッジの振れ幅は５μｍ以下であり、必要最低限以上の直線性を示した。カラーフィルタとして使用するために必要なエッジ精度を有していた。
【００６９】
Ｄ：エッジの振れ幅は５μｍより大きく、必要最低限の直線性は得られなかった。カラーフィルタとして使用するために必要なエッジ精度を有していなかった。
【００７０】
Ｚ：露光された感光性樹脂層の全部または大部分が剥離フィルムによって剥離除去されず、転写基材シート上に感光性樹脂パターンが形成されなかった。
第３の工程におけるエッジ精度の評価基準
Ａ：第２工程で形成された感光性樹脂パターンが、欠落することなくガラス基板に完全に転写した。
【００７１】
Ｂ：第２工程で形成された感光性樹脂パターンのエッジ部が一部転写されずに転写基材シートに残ったが、ガラス基板に転写されたカラーフィルタパターンのエッジの振れ幅は５μｍ以下であり、必要最低限度以上の直線性を示した。
【００７２】
Ｃ：エッジの振れ幅は５μｍより大きく、必要最低限の直線性は得られなかった。カラーフィルタとして使用するために必要なエッジ精度を有していなかった。
【００７３】
Ｚ：転写基材シート上に形成されていた感光性樹脂パターンがガラス基板に全く転写しなかった。
【００７４】
Ｘ：第２工程で感光性樹脂パターンが形成できなかったため、ガラス基板に対するエッジ精度の評価ができなかった。
【００７５】
【表１】

表１に示されるように、第２の工程における露光は、剥離フィルム側から赤色の感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量による露光であり、かつ、第３の工程における露光が、ガラス基板側から赤色の感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行われた着色パターン（試料７〜９、１２〜１４、１７〜１９）は、いずれも良好なエッジ精度を備えるものであった。
【００７６】
これに対して、第２の工程における露光、第３の工程における露光が、上述の露光量の範囲外であるような露光であった着色パターン（試料１〜５、６、１０、１１、１５、１６、２０、２１〜２５）は、いずれもエッジ精度が低く、カラーフィルタ用の着色パターンとして実用に供し得ないものであった。
【００７７】
さらに、第２の工程における赤色の感光性樹脂層の露光を転写基材シート側から行った試料２６は、剥離現像による転写基材シート上への感光性樹脂パターンの形成が不可能であり、また、第３の工程における赤色の感光性樹脂パターンの露光を転写基材シート側から行った試料２７は、エッジ精度が低くカラーフィルタ用の着色パターンとして実用に供し得ないものであった。
【００７８】
尚、赤色着色剤（イルカジンレッドＢＰＴ）の代わりに緑色着色剤（銅フタロシアニン）を添加して調製した緑色着色パターン用の感光性樹脂組成物を使用して、上述の第１の工程から第３の工程による赤色の着色パターン形成と同様に、緑色の着色パターンを同一のガラス基板上に形成し、この着色パターンについて、上述のようにパターンのエッジ精度（剥離現像での膜切れ性）を評価したところ、同様の結果が得られた。
【００７９】
また、赤色着色剤（イルカジンレッドＢＰＴ）の代わりに青色着色剤（フタロシアニンブルー）を添加して調製した青色着色パターン用の感光性樹脂組成物を使用して、上述の第１の工程から第３の工程による赤色の着色パターン形成と同様に、青の着色パターンを同一のガラス基板上に形成し、この着色パターンについて、上述のようにパターンのエッジ精度（剥離現像での膜切れ性）を評価したところ、同様の結果が得られた。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば第１の工程で、転写基材シートと剥離フィルムの間に着色剤を含有した感光性樹脂層を形成し、第２の工程で、所定のフォトマスクを介して剥離フィルム側から感光性樹脂層を露光し、この露光を感光性樹脂層を完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行い、これにより、露光部では厚み方向で照射光到達量が剥離フィルム側から徐々に減少し、感光性樹脂層の転写基材シート側は未露光（未硬化）状態となり、感光性樹脂層の露光部は、剥離フィルム側で硬化が優先的に進行して剥離フィルムに対する接着力が大幅に増大することになり、剥離フィルムを剥離したときに感光性樹脂層の露光部は剥離フィルムとともに転写基材シートから除去されて、転写基材シート上に感光性樹脂層の未露光部が感光性樹脂パターンとして残る剥離現像が良好な膜切れ性で行われ、次に、第３の工程で、転写基材シート上の感光性樹脂パターンに重ねられたカラーフィルタ用の透明基板側から感光性樹脂パターンを露光し、この露光を感光性樹脂パターンを完全に硬化するのに必要な最小露光量の２〜６０％の範囲の露光量で行い、これにより、感光性樹脂パターンは厚み方向で照射光到達量が透明基板側から徐々に減少し、感光性樹脂パターンの転写基材シート側は未露光（未硬化）状態となり、感光性樹脂パターンは透明基板側で硬化が優先的に進行して透明基板に対する接着力が大幅に増大し、転写基材シートを剥離したときに感光性樹脂パターンが透明基板上に転写されて着色パターンが形成され、この着色パターンは形状が良好で位置精度が高く、また、上記の第１の工程から第３の工程のいずれも、カラーフィルタ用の透明基板へのスピンコート等による塗布工程がないので材料ロスが極めて少なく、かつ、湿式現像工程や洗浄工程は不要であり、このような第１の工程から第３の工程を必要な色数分繰り返して、所望の色数の着色パターンを透明基板上に形成することによってカラーフィルタを製造するので、材料の使用効率が高く、工程が簡便なものとなり、したがって、製造コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図２】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタ
２…透明基板
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…着色パターン
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…複合体
１２…転写基材シート
１３…剥離フィルム
１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）…感光性樹脂層
１５（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）…感光性樹脂パターン
２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…フォトマスク[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for manufacturing a color filter, and more particularly to a method for manufacturing a color filter used for a liquid crystal display or the like.
[0002]
[Prior art]
In a liquid crystal display (LCD), color filters are used in both the active matrix method and the simple matrix method in order to meet the recent demand for colorization. For example, in an active matrix type liquid crystal display using thin film transistors (TFTs), a color filter has coloring patterns of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and each of R, G, and B By turning on and off the electrodes corresponding to the pixels, the liquid crystal operates as a shutter, and light is transmitted through the R, G, and B pixels to perform color display. Color mixing is visually performed on the retina according to the principle of additive color mixing in which liquid crystal shutters corresponding to pixels of two or more colors are opened and mixed to show different colors.
[0003]
As one type of manufacturing method of the above color filter, a colored light-sensitive material method has been conventionally used. In this colored photosensitive material method, a photosensitive composition in which a dye, an inorganic pigment, an organic pigment or the like is dispersed as a colorant in a transparent photosensitive resin is applied onto a transparent substrate by a spin coating method or the like to form a photosensitive resin layer. Then, the photosensitive resin layer is exposed through a predetermined photomask, and wet developing using a developer that dissolves the unexposed portion of the photosensitive resin layer to form a colored pattern is performed by R, G, Perform B three times to form a colored pattern of each color.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional colored light-sensitive material method, material loss is unavoidable in the coating process by the spin coating method of the photosensitive resin composition on the transparent substrate, and the wet development process and the cleaning process for each colored pattern formation Therefore, it is difficult to improve the material use efficiency and simplify the process, which hinders the reduction of the manufacturing cost.
[0005]
In order to eliminate such problems in the color sensitive material method, a photosensitive resin layer of a predetermined color formed on a film is exposed and developed through a predetermined photomask, and then transferred to a transparent substrate. A color filter manufacturing method has been developed that eliminates the coating process and increases the material use efficiency (Japanese Patent Laid-Open No. 61-99102). However, in this color filter manufacturing method, the material use efficiency is certainly improved, but the wet development process and the cleaning process are necessary as in the conventional colored photosensitive material method, and the reduction in manufacturing cost is insufficient. It was something.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for producing a color filter that is excellent in material use efficiency and does not include a wet development process and a washing process and is simple in process. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention provides a first step of forming a photosensitive resin layer containing a colorant between a transfer substrate sheet and a release film, and completely curing the photosensitive resin layer. Exposing the photosensitive resin layer from the side of the release film through a predetermined photomask at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount required to perform, and then peeling the release film A second step of forming a photosensitive resin pattern leaving an unexposed portion of the photosensitive resin layer on the transfer base sheet, and the photosensitive resin pattern formed on the transfer base sheet. The photosensitive resin pattern is applied from the transparent substrate side with an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the photosensitive resin pattern by overlapping the transparent substrate for the color filter. Before exposure then By peeling the transfer base sheet, the third step of transferring the photosensitive resin pattern onto the transparent substrate to form a colored pattern is repeated for the required number of colors. It was set as the structure which forms a coloring pattern on the said transparent substrate.
[0008]
Moreover, the manufacturing method of the color filter of this invention was set as the structure which makes the said transfer base material sheet and the said peeling film a long body.
The color filter manufacturing method of the present invention is such that the thickness of the photosensitive resin layer formed in the first step is equal to or greater than the thickness of the photosensitive resin layer in the previous operation every time the required number of colors is repeated, and The thickness difference is 2% or less..
[0009]
In the present invention, the photosensitive resin layer is exposed from the release film side through a predetermined photomask, and this exposure is 2 to 60% of the minimum exposure amount required to completely cure the photosensitive resin layer. In the exposed area, the photosensitive resin layer is cured from the release film side to a predetermined thickness in the thickness direction and fixed to the release film. When the release film is peeled off, the photosensitive resin layer The exposed portion is removed from the transfer substrate sheet together with the release film, and as a result, the unexposed portion of the photosensitive resin layer remains on the transfer substrate sheet as a photosensitive resin pattern, and then the photosensitive resin pattern from the transparent substrate side. This exposure is performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the photosensitive resin pattern, so that the photosensitive resin pattern has a predetermined thickness from the transparent substrate side. In being cured is fixed to the transparent substrate, a photosensitive resin pattern when peeling the transfer substrate sheet to form a colored pattern remains in a state of being adhered on a transparent substrate.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
1 to 3 are process diagrams for explaining an embodiment of a method for producing a color filter of the present invention. The present invention manufactures a color filter having a color pattern of a desired number of colors on a transparent substrate by repeating the operation of forming a color pattern consisting of the first to third steps for the required number of colors. is there. Here, the present invention will be described using a color filter having a coloring pattern of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) as an example.
(1) Red colored pattern formation
First step
First, as a first step, as shown in FIG. 1A, a photosensitive resin layer 14R containing a red colorant is provided between the transfer base sheet 12 and the release film 13 to form the composite 11R. Form. The photosensitive resin layer 14R is formed on the transfer base sheet 12 by a known application means such as a direct gravure coating method, a gravure reverse coating method, a reverse roll coating method, a slide die coating method, or a slit die coating method. It can be formed by applying and drying the composition, and overlaying and pressing the release film 13 on the coating film. Alternatively, the photosensitive resin composition may be applied on the release film 13 and dried, and the transfer base sheet 12 may be stacked and pressure-bonded on the coating film. Note that the pressure bonding at the time of forming the composite 11R may be a heat pressure bonding. In this case, the heating temperature can be appropriately set according to the thermal physical properties of the photosensitive resin layer 14R.
[0012]
The photosensitive resin composition for forming the photosensitive resin layer 14R is appropriately selected from various known photosensitive resin compositions containing a red colorant such as a dye, an inorganic pigment, and an organic pigment. be able to. As said photosensitive resin composition, what mix | blended the binder, the polymerization initiator, the coloring agent, etc. can be used so that it may mention later. The thickness of the formed photosensitive resin layer 14R can be set in the range of about 0.5 to 5.0 μm, preferably about 1.0 to 3.0 μm. And in this embodiment which forms a colored pattern on a transparent substrate in order of a red colored pattern, a green colored pattern, and a blue colored pattern, the thickness A1 of the photosensitive resin layer 14R and the photosensitive resin layer 14G described later It is necessary to set the thickness A2 and the thickness A3 of the photosensitive resin layer 14B so as to satisfy the relationship of A1 ≦ A2 ≦ A3. This is because it is necessary to transfer and form a colored pattern so as to fit in the valleys of other colored patterns already formed on the transparent substrate in forming a green colored pattern and a blue colored pattern described later. is there. When A1 and A2 or A2 and A3 are not equal, the difference is preferably small in consideration of the surface smoothness required for the color filter. For example, (A2-A1) is 2% or less of A1. , (A3-A2) is preferably set to be 2% or less of A2.
[0013]
The transfer base sheet 12 used here needs to be made of a material that has flexibility and does not cause significant deformation under tension or pressure, as will be described later. The transfer base sheet 12 can be selected in consideration of the characteristics of the release film 13 and the photosensitive resin layer 14 (including the photosensitive resin layer 14R and the

photosensitive resin layers

14G and 14B described later). That is, the transfer substrate sheet 12 is used such that the adhesion force of the transfer substrate sheet 12 to the photosensitive resin layer 14 is stronger than the adhesion force of the release film 13 and the photosensitive resin layer 14. The thickness of such a transfer substrate sheet 12 can be set to about 0.02 to 2 mm. In addition, in order to improve the adhesive force with the photosensitive resin layer 14, you may form the primer layer which is mentioned later on the transfer base material sheet 12. FIG.
[0014]
Further, the release film 13 has flexibility as will be described later, and does not undergo significant deformation due to tension or pressure. Further, light for performing exposure at a desired exposure amount is transmitted through the photosensitive resin layer 14R. It is necessary to use materials to do. As described above, the release film 13 can be appropriately selected from the relationship with the transfer base sheet 12 in consideration of the characteristics of the photosensitive resin layer 14 (14R, 14G, 14B).
[0015]
The transfer base sheet 12 and the release film 13 described above may be a single wafer type or a long body. By making the transfer substrate sheet 12 and the release film 13 into a long body, the composite body 11R can be wound and stored in a roll shape, and a necessary amount can be sent out as needed to be used for manufacturing a color filter.
Second step
Next, the photosensitive resin layer 14R of the composite 11R is exposed through the photomask 21R for red coloring pattern (FIG. 1B). In the present invention, this exposure is performed from the release film 13 side, and the exposure amount is in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary for the photocuring reaction of the photosensitive resin layer 14R to proceed completely. It is characterized by that. When the exposure amount is less than 2% of the minimum exposure amount, the adhesive force between the transfer base sheet 12 and the unexposed portion of the photosensitive resin layer 14R is due to the exposure of the release film 13 and the photosensitive resin layer 14R. The increase in adhesive strength is insufficient, and the following peeling development cannot be performed satisfactorily. On the other hand, if it exceeds 60%, the adhesive strength between the transfer base sheet 12 and the exposed portion of the photosensitive resin layer 14R becomes too large, and the adhesive strength between the release film 13 and the exposed portion of the photosensitive resin layer 14R is too large. Thus, the difference becomes insufficient, and the following peeling development cannot be performed satisfactorily.
[0016]
By exposing the photosensitive resin layer 14R from the release film 13 side with the exposure amount as described above, the irradiation light arrival amount gradually decreases from the release film 13 side in the thickness direction in the exposed portion of the photosensitive resin layer 14R, The transfer substrate sheet 12 side of the photosensitive resin layer 14R is in an unexposed (uncured) state. That is, in the exposed portion of the photosensitive resin layer 14R, the curing progresses preferentially from the release film 13 side, and the adhesive strength to the release film 13 is greatly increased, while the initial adhesive strength is increased on the transfer substrate sheet 12 side. In this state, the photosensitive resin layer 14R and the transfer base sheet 12 are bonded. Accordingly, the exposed portion of the photosensitive resin layer 14 </ b> R is removed from the transfer substrate sheet 12 together with the release film 13 by peeling the release film 13. As a result, at least a part of the unexposed portion of the photosensitive resin layer 14R remains on the transfer substrate sheet 12 as the photosensitive resin pattern 15R, and the release development is performed with a good film cutting property (FIG. 1C). The photosensitive resin pattern 15R has a good pattern shape because the film cutting property between the exposed portion and the unexposed portion of the photosensitive resin layer 14R is good.
[0017]
Note that whether the entire unexposed portion of the photosensitive resin layer 14R remains on the transfer base sheet 12 as the photosensitive resin pattern 15R or whether a part in the thickness direction remains as the photosensitive resin pattern 15R. Is determined by the relationship between the adhesive force between the photosensitive resin layer 14R and the cohesive force of the photosensitive resin layer 14R. For this reason, according to the thickness required for the photosensitive resin pattern 15R, it is necessary to appropriately set the material of the release film 13, the constituent material of the photosensitive resin layer 14R, the layer thickness of the photosensitive resin layer 14R, and the like.
[0018]
Here, the photocuring reaction progress rate of the above-mentioned photosensitive resin layer 14 can be prescribed | regulated by a gel fraction. That is, a sample A on which a photosensitive resin layer having a certain area is formed is prepared, and the weight a of the photosensitive resin layer in the sample A is measured. Next, sample A is heated and refluxed with tetrahydrofuran according to a conventional method to extract and remove soluble components, insoluble components are separated and dried, and the weight b of sample B obtained is measured. Next, the weight c of the sample C irradiated with the ultraviolet ray having an arbitrary exposure amount is measured, and the dry weight d of the solvent-insoluble component D after extraction with tetrahydrofuran is measured in the same manner as the sample A. Next, the photosensitive resin composition content e contained in the sample C is calculated by the following formula (1).
[0019]
e = d−c × b ÷ a Equation (1)
Furthermore, the photosensitive resin composition content with respect to the total weight of the sample C, that is, the gel fraction f (%) is calculated by the following formula (2).
[0020]
f = (d−c × b ÷ a) ÷ c × 100 Formula (2)
Each of the gel fractions f was measured while changing the exposure amount of the ultraviolet rays for the sample C, and the value of the gel fraction f when the gel fraction f did not change even when the exposure amount was increased was determined as the final photosensitive resin composition. The product content g or the final gel fraction g is used, and the minimum exposure amount giving g is the photocuring reaction complete exposure amount. Moreover, the gel fraction f of each sample from which exposure amount differs is calculated, and the photocuring reaction progress rate h with respect to each exposure amount is calculated from following formula (3).
[0021]
h = f ÷ g × 100 Formula (3)
Third step
The transparent substrate 2 for color filters is superimposed on the photosensitive resin pattern 15R formed on the transfer base sheet 12 in the second step described above, and the photosensitive resin pattern 15R is exposed (FIG. 1D). In the present invention, this exposure is performed from the transparent substrate 2 side, and is performed with an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary for the photocuring reaction of the photosensitive resin pattern 15R to completely proceed. It is characterized by that. When the exposure amount is less than 2% of the minimum exposure amount, an increase in adhesive force due to exposure between the transparent substrate 2 and the photosensitive resin pattern 15R becomes insufficient, and a colored pattern cannot be formed satisfactorily on the transparent substrate 2. On the other hand, if it exceeds 60%, the adhesive force between the transfer base sheet 12 and the photosensitive resin pattern 15R becomes too large, and the difference between the transparent substrate 2 and the photosensitive resin pattern 15R is not different. As a result, the colored pattern cannot be satisfactorily formed on the transparent substrate 2. Here, the photocuring reaction progress rate of the photosensitive resin pattern 15R can be defined by the above-described gel fraction.
[0022]
By exposing the photosensitive resin pattern 15R from the transparent substrate 2 side with the exposure amount as described above, the amount of irradiated light reaching the photosensitive resin pattern 15R gradually decreases from the transparent substrate 2 side in the thickness direction. The sheet 12 side is in an unexposed (uncured) state. That is, the photosensitive resin pattern 15R is preferentially cured on the transparent substrate 2 side, and the adhesive force to the transparent substrate 2 is greatly increased, while the original adhesive force is maintained on the transfer base sheet 12 side. In this state, the photosensitive resin pattern 15R and the transfer base sheet 12 are adhered. Therefore, by peeling the transfer base sheet 12, the photosensitive resin pattern 15R is transferred onto the transparent substrate 2 to form a red colored pattern 3R (FIG. 1 (E)). The transfer substrate sheet 12 may be peeled while the transfer substrate sheet 12 is heated. Thereafter, the colored pattern 3R on the transparent substrate 2 is exposed to complete the curing reaction, whereby the formation of the red colored pattern on the transparent substrate 2 is completed.
(2) Green colored pattern formation
First step
Similarly to the above-described red coloring pattern formation, a photosensitive resin layer 14G containing a green colorant is provided between the transfer substrate sheet 12 and the release film 13 to form a composite 11G (FIG. 2A). ).
[0023]
In addition, the transfer base material sheet 12 and the peeling film 13 to be used can be the same as that of the above-mentioned red coloring pattern formation.
Second step
Next, the photosensitive resin layer 14G of the composite 11G is exposed from the release film 13 side through the green colored pattern photomask 21G (FIG. 2B). This exposure is also performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary for the photocuring reaction of the photosensitive resin layer 14G to completely proceed. By exposing the photosensitive resin layer 14G from the release film 13 side with such an exposure amount, the exposed portion of the photosensitive resin layer 14G is peeled off by peeling the release film 13 in the same manner as the above-described red coloring pattern formation. It is removed from the transfer substrate sheet 12 together with the release film 13, and at least a part of the unexposed portion of the photosensitive resin layer 14G remains on the transfer substrate sheet 12 as a photosensitive resin pattern 15G (FIG. 2C). ). Whether the entire unexposed portion of the photosensitive resin layer 14G remains on the transfer substrate sheet 12 as the photosensitive resin pattern 15G or whether a part thereof remains as the photosensitive resin pattern 15G depends on whether the release film 13 or the photosensitive resin layer It is determined by the relationship between the adhesion strength with 14G and the cohesive strength of the photosensitive resin layer 14G. For this reason, according to the thickness required for the photosensitive resin pattern 15G, it is necessary to appropriately set the material of the release film 13, the constituent material of the photosensitive resin layer 14G, the layer thickness of the photosensitive resin layer 14G, and the like.
Third step
The transparent substrate 2 for the color filter on which the red coloring pattern 3R has already been formed is aligned and superimposed on the photosensitive resin pattern 15G formed on the transfer base sheet 12 in the second step described above, and the The photosensitive resin pattern 15G is exposed (FIG. 2D). This exposure is also performed from the transparent substrate 2 side and at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary for the photocuring reaction of the photosensitive resin pattern 15G to completely proceed. By exposing with the above exposure amount from the transparent substrate 2 side, when the transfer base sheet 12 is peeled off, the photosensitive resin pattern 15G is transferred onto the transparent substrate 2 to form a green colored pattern 3G. (FIG. 2 (E)). Thereafter, the colored pattern 3G on the transparent substrate 2 is exposed to complete the curing reaction, whereby the formation of the green colored pattern on the transparent substrate 2 is completed.
(3) Blue colored pattern formation
First step
Similar to the above-described red coloring pattern formation, a photosensitive resin layer 14B containing a blue colorant is provided between the transfer substrate sheet 12 and the release film 13 to form a composite 11B (FIG. 3A). ).
[0024]
In addition, the transfer base material sheet 12 and the peeling film 13 to be used can be the same as that of the above-mentioned red coloring pattern formation.
Second step
Next, the photosensitive resin layer 14B of the composite 11B is exposed from the release film 13 side through the photomask 21B for a blue coloring pattern (FIG. 3B). This exposure is also performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary for the photocuring reaction of the photosensitive resin layer 14B to proceed completely. By exposing the photosensitive resin layer 14B from the side of the release film 13 with such an exposure amount, the exposed portion of the photosensitive resin layer 14B is released by peeling the release film 13 in the same manner as the above-described red coloring pattern formation. It is removed from the transfer substrate sheet 12 together with the release film 13, and at least a part of the unexposed portion of the photosensitive resin layer 14B remains on the transfer substrate sheet 12 as a photosensitive resin pattern 15B (FIG. 3C). ). Whether the entire unexposed portion of the photosensitive resin layer 14B remains on the transfer substrate sheet 12 as the photosensitive resin pattern 15B or whether a part thereof remains as the photosensitive resin pattern 15B depends on whether the release film 13 or the photosensitive resin layer It is determined by the relationship between the adhesive strength with 14B and the cohesive strength of the photosensitive resin layer 14B. For this reason, according to the thickness required for the photosensitive resin pattern 15B, it is necessary to appropriately set the material of the release film 13, the constituent material of the photosensitive resin layer 14B, the layer thickness of the photosensitive resin layer 14B, and the like.
Third step
Position the transparent substrate 2 for the color filter in which the red colored pattern 3R and the green colored pattern 3G are already formed on the photosensitive resin pattern 15B formed on the transfer base sheet 12 in the second step described above. Then, the photosensitive resin pattern 15B is exposed (FIG. 3D). This exposure is also performed from the transparent substrate 2 side and at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount required for the photocuring reaction of the photosensitive resin pattern 15B to proceed completely. By exposing from the transparent substrate 2 side with the above exposure amount, the photosensitive resin pattern 15B is transferred onto the transparent substrate 2 when the transfer base sheet 12 is peeled off, and a blue colored pattern 3B is formed. (FIG. 3E). Thereafter, the colored pattern 3B on the transparent substrate 2 is exposed to complete the curing reaction, whereby the formation of the blue colored pattern on the transparent substrate 2 is completed.
[0025]
As described in (1) to (3) above, the red coloring pattern 3R is obtained by repeating the first to third steps for three colors of red (R), green (G), and blue (B). The color filter 1 provided with the green coloring pattern 3G and the blue coloring pattern 3B on the transparent substrate 2 can be manufactured.
[0026]
In the present invention, in any of the first to third steps, there is no material loss in the coating step such as spin coating, and the wet development step and the cleaning step are unnecessary, and the material use efficiency Is high and the process becomes simple.
[0027]
The exposure in the second step and the third step of the present invention can use known exposure means such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, and a laser.
[0028]
In the above-described method for producing a color filter, each time a colored pattern of each color is formed on the transparent substrate 2 is exposed to complete the curing reaction, but red (R), green (G), blue (B After all the colored patterns are formed, the curing reaction may be completed by exposure or heating.
[0029]
In the above-described color filter manufacturing method, the

photomasks

21R, 21G, and 21B for the colored patterns for each color are used. However, a photomask for a common colored pattern may be used.
[0030]
Furthermore, it is a matter of course that a black matrix can be formed in advance on the transparent substrate 2 for the color filter, and a colored pattern of each color can be formed on the non-formed portion of the black matrix.
[0031]
Next, materials used in the present invention will be described in detail.
Transfer base sheet
First, the transfer base sheet 12 used in the present invention will be described. The transfer base sheet 12 needs to use a material that is flexible and does not cause significant deformation under tension or pressure.
[0032]
As a material used for the transfer base sheet 12, first, a resin film can be mentioned. Specific examples of the resin film include polyethylene film, ethylene-vinyl acetate copolymer film, ethylene-vinyl alcohol copolymer film, polypropylene film, polystyrene film, polymethacrylic acid film, polyvinyl chloride film, polyvinyl alcohol film, polyvinyl butyral. Film, nylon film, polyether ether ketone film, polysulfone film, polyether sulfone film, polytetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether film, polyvinyl fluoride film, tetrafluoroethylene-ethylene film, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene Film, Polychlorotrifluoroethylene film, Polyvinylidenefluora Film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polyester film, cellulose triacetate film, polycarbonate film, polyurethane film, polyimide film, polyetherimide film, films containing these resin materials and fillers, and these resin materials A biaxially stretched film obtained by uniaxially stretching or biaxially stretching the used film, a biaxially stretched film in which the stretching ratio in the width direction is increased from the flow direction using these resin materials, and the flow direction from the width direction using these resin materials. A biaxially stretched film with an increased stretch ratio, a laminate of the same or different types of these films, and the same or different types of resins selected from the raw resin used in these films are coextruded. In Composite film or the like that is created I can be mentioned.
[0033]
Further, a metal foil or a metal steel strip can be used as the transfer base sheet 12. Specific examples of such metal foil and metal steel strip include copper foil, copper steel strip, aluminum foil, aluminum steel strip, stainless steel strip such as SUS430, SUS301, SUS304, SUS420J2 and SUS631, beryllium steel strip, etc. Can do. Among them, a stainless steel strip, preferably a SUS430 stainless steel strip, can be preferably used in that the thermal expansion coefficient is close to the thermal expansion coefficient of the color filter glass substrate.
[0034]
Furthermore, as a material used for the transfer base sheet 12, a material obtained by bonding the above-described metal foil or metal steel strip to the above-described resin film can also be used. When comparing metal foil or metal steel strip with resin film, resistance to tension per unit thickness is often superior to that of metal foil or metal steel strip, but the price per unit thickness is lower for resin film. There are many things that are. Further, many resin films have excellent surface smoothness compared to metal foils and metal steel strips, and are preferably used as a transfer base sheet 12 for transferring and forming

colored patterns

3R, 3G, 3B, which are color filter pixel patterns. be able to. Therefore, by transferring a resin film appropriately to a metal steel strip or metal foil to obtain a transfer base sheet 12, transfer balanced with resistance to tension per unit thickness, surface smoothness, and low material cost. The base sheet 12 can be obtained.
Primer layer
When the adhesive force between the photosensitive resin layer 14 (14R, 14G, 14B) before pattern exposure and the transfer base sheet 12 is insufficient, or between the photosensitive resin layer 14 after pattern exposure and the transfer base sheet 12 In the case where the adhesive strength is too high, a primer layer may be provided in advance on the transfer base sheet 12 in order to adjust the adhesive strength between the two to an appropriate value. In addition, by providing such a primer layer, the primer layer material can be used even when the surface of the transfer base sheet 12 does not have the surface smoothness necessary for forming the photosensitive resin layer 14. It is also possible to give the transfer substrate sheet 12 the required surface smoothness by coating precisely so as to be smooth.
[0035]
Here, in the second step, when the exposed portion of the photosensitive resin layer 14 is removed from the transfer substrate sheet 12 by being cured and bonded to the release film 13, the primer layer in contact with the photosensitive resin layer 14 is peeled and removed together. It is necessary to cut the primer layer along the boundary between the exposed part and the unexposed part. Therefore, it is necessary to select a material with a low cohesive strength in the layer that can be easily cut as the material of the primer layer. However, when such a primer layer is formed, the photosensitive resin pattern 15 (15R, 15G, 15B) formed on the transfer base sheet 12 by peeling development is used as a transparent substrate for a color filter in the third step. When transferring to 2, the cohesive force inside the primer layer is low, so that the primer layer adheres to the surface of the colored pattern transferred and formed on the transparent substrate 2 by peeling off the transfer substrate sheet 12 Occurs. Therefore, in order to prevent such an inconvenience, when the exposed portion of the photosensitive resin layer 14 is removed from the transfer base sheet 12 by being cured and bonded to the release film 13, the primer layer is entirely attached to the transfer base sheet 12. It is desirable to keep it.
[0036]
When the primer layer having such performance is provided, the adhesive force between the transfer substrate sheet 12 and the primer layer is the adhesive force between the photosensitive resin layer 14 before and after exposure and the primer layer, and the photosensitive resin layer 14 before and after exposure. It is required that the adhesive strength with the release film 13, the cohesive force of the photosensitive resin layer 14 before and after exposure, and the cohesive force of the primer layer before and after exposure are high.
[0037]
Examples of materials that can be used for such a primer layer include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin, polymethacrylate. Acid resin, ethylene methacrylate resin, polyvinyl chloride resin, chlorinated vinyl chloride resin, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate , Polyvinyl acetal, polyether ether ketone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyvinyl butyral, epoxy resin, phenoxy resin Polyimide resin, polyamideimide resin, polyamic acid resin, polyetherimide resin, phenol resin, urea resin, polyvinyl formal, polyvinylpyrrolidone, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, ethyl Examples thereof include hydroxyethyl cellulose, bisphenol A type epoxy resin, orthocresol novolac type epoxy resin, and melamine resin.
[0038]
Further, as described later, when a photocurable low molecular weight material such as acrylate monomers is blended in the binder of the photosensitive resin layer 14, a material that does not diffuse the acrylate monomer or the like is used for the primer layer. preferable. This is because when the acrylate monomer or the like gradually diffuses into the primer layer, the softening temperature, tackiness and cohesion of the primer material, or the adhesive strength with the photosensitive resin layer 14 or the adhesive strength with the transfer substrate sheet 12 This is because there is a higher possibility that the change will gradually occur along with this. Therefore, it is preferable to select a material that does not easily diffuse a photocurable low molecular weight substance such as acrylate monomers. Examples of such materials are water-soluble such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, etc. Resins can be mentioned. It is also possible to use a mixture of a plurality of these water-soluble resins.
[0039]
Moreover, it is good also as a primer layer which bridge | crosslinked said resin with crosslinking agents, such as an isocyanate type crosslinking agent and a chelate type crosslinking agent. The crosslinking agent can be appropriately selected according to the reactive functional group of the resin to be crosslinked, and can be arbitrarily selected from known ones. As an example of a cross-linking agent, isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, an adduct obtained by adding the above diisocyanate to trimethylolpropane , Biurets of the above diisocyanates, trimers of the above diisocyanates, crosslinking agents having epoxy groups, aziridine groups and oxazoline groups, chelating agents having metal atoms such as aluminum, zinc, titanium and zirconium, etc. .
[0040]
When the primer layer is crosslinked as described above, a known catalyst can be added depending on the crosslinking agent to be blended. For example, when isocyanate is used as a crosslinking agent, di-n-butyltin dilaurate, di-n-octyltin dilaurate, tetramethylbutanediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3 -Butanediamine, 1,4-diaza-bicyclo [2,2,2] octane and the like can be used.
[0041]
In order to form the primer layer on the transfer substrate sheet 12, a necessary additive such as a crosslinking agent or a crosslinking reaction promoting catalyst is added to one surface of the transfer substrate sheet 12 as necessary. Dispersed in a suitable organic solvent or water, dissolved in a mixed solvent of organic solvent and water, or dispersed in an organic solvent or water, for example, gravure direct coating method, gravure reverse coating method It can be applied and dried by means of reverse roll coating, slide die coating, slit die coating and the like. Further, when the slide die coating method is used, the primer layer and the photosensitive resin layer 14 can be simultaneously applied and dried.
[0042]
The thickness of the primer layer to be formed can be set in the range of 0.05 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm. When the thickness of the primer layer is less than 0.05 μm, the coating film strength required for the primer layer cannot be obtained. Moreover, when exceeding 5 micrometers, the problem that it becomes difficult to improve the uniformity of the surface of a coating film will arise.
[0043]
Even when the primer layer is provided on the transfer substrate sheet 12, the release film 13 is heated or thermocompression bonded after the photosensitive resin layer 14 is applied and formed on the transfer substrate sheet 12 provided with the primer layer. Alternatively, after the photosensitive resin layer 14 is applied and applied to the release film 13, the transfer substrate sheet 12 provided with the primer layer can be pressure-bonded or heat-bonded.
Release sheet
Next, the release sheet 13 used in the present invention will be described. The release sheet 13 has flexibility and does not undergo significant deformation due to tension or pressure. Further, the photosensitive resin layer 14 (14R, 14G, 14B) is exposed to light for exposure with a desired exposure amount. It is necessary to use a permeable material.
[0044]
Specific examples of the release film 13 include polyethylene film, ethylene-vinyl acetate copolymer film, ethylene-vinyl alcohol copolymer film, polypropylene film, polystyrene film, polymethacrylic acid film, polyvinyl chloride film, polyvinyl alcohol film, Polyvinyl butyral film, nylon film, polyether ether ketone film, polysulfone film, polyether sulfone film, polytetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether film, polyvinyl fluoride film, tetrafluoroethylene-ethylene film, tetrafluoroethylene-hexa Fluoropropylene film, Polychlorotrifluoroethylene film, Polyvinylidene full Ride film, Polyethylene terephthalate film, Polyethylene naphthalate film, Polyester film, Cellulose triacetate film, Polycarbonate film, Polyurethane film, Polyimide film, Polyetherimide film, These resin materials are blended with filler, These resin materials A biaxially stretched film obtained by uniaxially stretching or biaxially stretching the used film, a biaxially stretched film in which the stretching ratio in the width direction is increased from the flow direction using these resin materials, and the flow direction from the width direction using these resin materials. A biaxially stretched film with an increased stretch ratio, a laminate of the same or different types of these films, and the same or different types of resins selected from the raw resin used in these films are coextruded. It can be mentioned composite films created by. Among these films, it is particularly preferable to use a biaxially stretched polyester film.
Photosensitive resin composition
Next, the photosensitive resin composition for forming the photosensitive resin layer 14 (14R, 14G, 14B) in this invention is demonstrated. As the photosensitive resin composition used in the present invention, those containing a curable binder, a non-curable binder, a polymerization initiator, a colorant and the like can be used.
[0045]
(i) curable binder
Specific examples of the curable binder include 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl acryloyl phosphate, tetrahydrofurfuryl acrylate, Cyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate -Neopentyl glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hydroxypivalate ester neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, trimethylol propane triacrylate Pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, phenol-ethylene oxide modified acrylate, phenol-propylene oxide modified acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, bisphenol A-ethylene oxide modified diacrylate, penta Erythritol diacrylate monostearate, tetraethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified triacrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified triacrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified triacrylate, pentaerythritol pentaacrylate, penta Erythritol hexaacrylate, pentae Acrylate monomers such as sitolitol tetraacrylate, those obtained by substituting acrylate groups of these chemical structures with methacrylate groups, urethane acrylate oligomers in which an acrylate group is bonded to an oligomer having a polyurethane structure, acrylates to oligomers having a polyester structure Polyester acrylate oligomers with bonded groups, epoxy acrylate oligomers with acrylate groups bonded to oligomers with epoxy groups, urethane methacrylate oligomers with methacrylate groups bonded to oligomers with polyurethane structures, and methacrylate groups to oligomers with polyester structures Bonding methacrylate groups to bonded polyester methacrylate oligomers and oligomers with epoxy groups Epoxy methacrylate oligomer, polyurethane acrylate having acrylate group, polyester acrylate having acrylate group, epoxy acrylate resin having acrylate group, polyurethane methacrylate having methacrylate group, polyester methacrylate having methacrylate group, epoxy methacrylate resin having methacrylate group, etc. Can be mentioned. These are examples of curable binders that can be used and are not limited to these.
[0046]
(ii) Non-curable binder
Specific examples of the non-curable binder include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene vinyl copolymer, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin, polymethacrylic acid resin, ethylene. Methacrylic acid resin, polyvinyl chloride resin, chlorinated vinyl chloride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, nylon 6, nylon 66, nylon 12, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyvinyl acetal, poly Ether ether ketone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyvinyl butyral, epoxy resin, phenoxy resin, polyimide resin, poly Midoimido resin, polyamic acid resin, polyether imide resin, phenol resin, and urea resin.
[0047]
Preferably, polymethyl methacrylate resin, polyethyl methacrylate resin, polymethyl methacrylate resin and polyethyl methacrylate resin are used from the viewpoint of compatibility with the curable binder material used together and yellowing against heat. Polymers, phenoxy resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, ethyl hydroxyethyl cellulose, cellulose triacetate, and the like can be used.
[0048]
Particularly preferably, polymethyl methacrylate resin, polyethyl methacrylate resin, copolymer of polymethyl methacrylate resin and polyethyl methacrylate resin, phenoxy resin, epoxy resin, and modified products thereof can be used. .
[0049]
(iii) Photopolymerization initiator
Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, Michler ketone, N, N′tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzophenone, 4,4′-diethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone. , Aromatic ketones such as phenanthrene, benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin phenyl ether, benzoin such as methyl benzoin and ethyl benzoin, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylimidazole 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2 -(O-methoxyphenyl) -4,5 Diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 2-trichloromethyl-5 -Styryl-1,3,4-oxadiazol, 2-trichloromethyl-5- (p-cyanostyryl) -1,3,4-oxadiazol, 2-trichloromethyl-5- (p-methoxystyryl) Halomethylthiazole compounds such as -1,3,4-oxadiazol, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-S-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6 -(1-p-dimethylaminophenyl-1,3butadienyl) -S-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyryl-S-tri Azine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bistrichloromethyl-S-triazine, 2- (4-ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine Halomethyl-S-triazine compounds such as 2- (4-butoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane- 1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1, 2-benzyl-2-dimethylamino-1 (4-morpholinophenyl) -butanone-1, -Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, Irgacure 369 (Ciba Geigy), Irgacure 651 (Ciba Geigy), Irgacure 907 ( Bagaigi Co., Ltd.), and the like.
[0050]
In order to increase the photocuring reaction rate, it is also possible to use a mixture of these photopolymerization initiators.
[0051]
The addition amount of the photopolymerization initiator is desirably in the range of 0.1 to 10.0% by weight with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. When the addition amount of the photopolymerization initiator is less than 0.1% by weight, it is very difficult to develop the effect as a photopolymerization initiator regardless of the type of the photopolymerization initiator. On the other hand, if it exceeds 10.0% by weight, the reaction rate of photopolymerization becomes very fast, while the degree of photopolymerization initiator causing yellowing of the photosensitive resin layer increases, resulting in light resistance as a color filter. This causes a problem of lowering.
[0052]
(iv) Color pigment
A known pigment or dye can be used as a colorant to be contained in the photosensitive resin composition. When a pigment is used, it is desirable that the average particle size of the particles is 0.4 μm or less. When the average particle size exceeds 0.4 μm, the visible light transmittance of the formed colored pattern becomes extremely low, which impedes practicality as a color filter.
[0053]
Examples of preferred dyes and pigments that can be used as colorants include Victoria Pure Blue BO (C.I. 42595), Auramin (C.I. 41000), Fat Black HB (C.I. 26150), Monolite -Yellow GT (CI Pigment Yellow 12), Permanent Yellow GR (CI Pigment Yellow 17), Permanent Yellow HR (CI Pigment Yellow 83), Permanent Carmine FBB (C Pigment Red 146), Hoster Palm Red ESB (C.I. Pigment Violet 19), Permanent Ruby FBH (C.I. Pigment Red 11), Fastel Pink B. Subra (C.I. Pigment. Red 81), Monastral Fast Blue (CI Pi Mento Blue 15), Monolite First Black B (CI Pigment Black 1), Dolphin Red BPT, Copper Phthalocyanine (Green), Phthalocyanine Blue (Blue), Carbon, etc. .
[0054]
Furthermore, as a preferable pigment for forming a color filter, C.I. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. Pigment green 36, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 64, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. And CI Pigment Biolet 23.
[0055]
Further, a system in which a reactive dye described in JP-A-5-119213 is reacted with a binder polymer, and a fluorine-containing phthalocyanine compound described in JP-A-6-107663 is a system excellent in characteristics such as depolarization. Can be used as
[0056]
In addition, when making a photosensitive resin composition contain a coloring agent, in order to improve the dispersibility of a coloring agent, a well-known dispersing agent can be mix | blended suitably.
[0057]
The content ratio of the colorant to the photosensitive resin composition is preferably in the range of 5 to 30% by weight. In addition, a sensitizer, a polymerization terminator, a chain transfer agent, a leveling agent, a plasticizer, a stabilizer, and the like are used as necessary in the photosensitive resin composition.
Transparent substrate for color filter
The transparent substrate 2 for color filter that can be used in the above-described method for producing a color filter of the present invention is not particularly limited. For example, soda lime glass, alkali-free glass substrate, borosilicate glass substrate, quartz glass substrate, silicon substrate, etc. Can be used.
[0058]
Moreover, in order to improve the adhesiveness of the photosensitive resin pattern (colored pattern), the surface treatment can be performed on the transparent substrate surface for the color filter. For the surface treatment for such a purpose, various conventionally known methods can be used. An example thereof is a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent used include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldichlorosilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, and γ-chloropropylmethyldisilane. Ethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltri Methoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxyp Pills methyldimethoxysilane, mention may be made of vinyl tris (beta-methoxyethoxy) silane, beta-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, an N- phenyl--γ- aminopropyltrimethoxysilane.
[0059]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[0060]
A photosensitive resin composition for a red coloring pattern having the following composition was prepared.

Next, a long biaxially stretched polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm is prepared as a transfer substrate sheet, and the above-described red photosensitive resin composition is applied onto the transfer substrate sheet by a gravure reverse coating method. A photosensitive resin layer (thickness 2.0 μm) is formed by drying, a 12 μm-thick release film (biaxially stretched polyethylene terephthalate film) is layered on the photosensitive resin layer, and pressure-bonded with two rolls having a diameter of 100 mm. A red composite was produced. (End of the first step)
Next, from the release film side of the red composite, the red photosensitive resin layer was exposed through a photomask provided with 270 μm × 80 μm dot-shaped openings in a predetermined pattern. This exposure uses an ultra-high pressure mercury lamp, and the exposure amount is 5% of 1%, 2%, 35%, 60% and 75% of the minimum exposure amount of 20000 mJ required to completely cure the red photosensitive resin layer. It was. The photomask (length 300 mm × width 400 mm) is one in which light-shielding portions for forming register marks are provided at the four corners and the peripheral part with the same dimensional accuracy as the alignment register marks provided in the following glass substrate. used.
[0061]
Next, the release film is peeled off while holding the composite horizontally, the exposed portion of the photosensitive resin layer is removed together with the release film, and the peel development is performed in which the unexposed portion of the photosensitive resin layer is left on the transfer substrate sheet. The photosensitive resin pattern and the alignment register mark were formed on the transfer substrate sheet. (End of second step)
Next, a glass substrate for color filter (made of borosilicate glass, thickness 1 mm, length 300 mm × width 400 mm) having a matrix-like black matrix (opening 250 μm × 60 μm) formed by chromium vapor deposition and pattern etching and an alignment register. ) Was prepared. Then, alignment is performed using the alignment registration mark of the glass substrate and the alignment registration mark of the transfer base sheet, while applying the minimum tension necessary for preventing the transfer base sheet from wrinkling. The photosensitive resin pattern on the transfer substrate sheet and the glass substrate were overlapped and pressure-bonded with two rolls having a diameter of 100 mm. Next, exposure was performed by irradiating ultraviolet rays using an ultrahigh pressure mercury lamp from the glass substrate side. The exposure amount in this exposure was 5 types of 1%, 2%, 35%, 60% and 75% of the minimum exposure amount of 20000 mJ necessary for completely curing the red photosensitive resin pattern.
[0062]
After that, the transfer substrate sheet is peeled off, the red photosensitive resin pattern is transferred onto the glass substrate, and the photocuring reaction is completed by performing exposure by irradiating ultraviolet rays using an ultrahigh pressure mercury lamp from the photosensitive resin pattern side. To give a red colored pattern. The exposure amount in this exposure was set to an exposure amount necessary for the solvent resistance of the red colored pattern to tetrahydrofuran to no longer change. (End of step 3)
25 kinds of red coloring patterns (samples 1 to 25) shown in Table 1 below were created by the first to third steps described above.
[0063]
For comparison, a red colored pattern (Sample 26) was prepared in the same manner as Sample 13, except that the red photosensitive resin layer in the second step was exposed from the transfer base sheet side.
[0064]
For comparison, a red colored pattern (sample 27) was prepared in the same manner as sample 13 except that the red photosensitive resin pattern in the third step was exposed from the transfer base sheet side.
[0065]
About the red coloring pattern (samples 1-27) created as described above, the edge accuracy (linearity) of the pattern in the second step and the third step was evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 below. Indicated.
Evaluation criteria for edge accuracy in the second step
A: The edge fluctuation width was 1 μm or less, and extremely good linearity was shown.
[0066]
It had sufficient edge accuracy for use as a color filter.
[0067]
B: The fluctuation width of the edge was 3 μm or less, and good linearity was shown. It had sufficient edge accuracy for use as a color filter.
[0068]
C: The edge swing width was 5 μm or less, and the linearity was more than the necessary minimum. It had the edge accuracy required for use as a color filter.
[0069]
D: The edge fluctuation width was larger than 5 μm, and the necessary minimum linearity was not obtained. The edge accuracy required for use as a color filter was not obtained.
[0070]
Z: All or most of the exposed photosensitive resin layer was not peeled and removed by the release film, and no photosensitive resin pattern was formed on the transfer substrate sheet.
Evaluation criteria for edge accuracy in the third step
A: The photosensitive resin pattern formed in the second step was completely transferred to the glass substrate without missing.
[0071]
B: The edge portion of the photosensitive resin pattern formed in the second step remains on the transfer base sheet without being partially transferred, but the edge swing width of the color filter pattern transferred to the glass substrate is 5 μm or less. Yes, the linearity was more than the necessary minimum.
[0072]
C: The edge swing width was larger than 5 μm, and the necessary minimum linearity was not obtained. The edge accuracy required for use as a color filter was not obtained.
[0073]
Z: The photosensitive resin pattern formed on the transfer base sheet was not transferred to the glass substrate at all.
[0074]
X: Since the photosensitive resin pattern could not be formed in the second step, the edge accuracy for the glass substrate could not be evaluated.
[0075]
[Table 1]

As shown in Table 1, the exposure in the second step is an exposure with an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount required to completely cure the red photosensitive resin layer from the release film side. And the exposure in the third step was performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the red photosensitive resin layer from the glass substrate side. All the patterns (samples 7 to 9, 12 to 14, and 17 to 19) had good edge accuracy.
[0076]
On the other hand, the colored patterns (samples 1 to 5, 6, 10, 11, 15) in which the exposure in the second step and the exposure in the third step were exposures outside the above-described exposure amount range. 16, 20, 21 to 25) have low edge accuracy and cannot be practically used as a coloring pattern for a color filter.
[0077]
Furthermore, the sample 26 in which the exposure of the red photosensitive resin layer in the second step was performed from the transfer substrate sheet side is impossible to form a photosensitive resin pattern on the transfer substrate sheet by peeling development, Further, the sample 27 in which the exposure of the red photosensitive resin pattern in the third step was performed from the transfer substrate sheet side had a low edge accuracy and could not be put to practical use as a color pattern for a color filter.
[0078]
The photosensitive resin composition for a green color pattern prepared by adding a green colorant (copper phthalocyanine) in place of the red colorant (Irukadin Red BPT) is used for the first step from the first step described above. Similarly to the formation of the red colored pattern in the step 3, a green colored pattern is formed on the same glass substrate, and the edge accuracy of the pattern (film breakability in the peeling development) is as described above for this colored pattern. When evaluated, similar results were obtained.
[0079]
In addition, the photosensitive resin composition for a blue coloring pattern prepared by adding a blue coloring agent (phthalocyanine blue) in place of the red coloring agent (Irukadin Red BPT) is used for the first step to the first step. In the same manner as the formation of the red colored pattern by the step 3, a blue colored pattern is formed on the same glass substrate, and the edge accuracy of the pattern (film breakability in peeling development) is applied to the colored pattern as described above. When evaluated, similar results were obtained.
[0080]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in the first step, a photosensitive resin layer containing a colorant is formed between the transfer base sheet and the release film, and in the second step, a predetermined photo is formed. The photosensitive resin layer is exposed from the release film side through the mask, and this exposure is performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the photosensitive resin layer, thereby In the exposed portion, the amount of irradiated light gradually decreases in the thickness direction from the release film side, the transfer substrate sheet side of the photosensitive resin layer is in an unexposed (uncured) state, and the exposed portion of the photosensitive resin layer is Curing preferentially proceeds on the release film side, and the adhesive force to the release film is greatly increased. When the release film is peeled off, the exposed portion of the photosensitive resin layer is removed together with the release film from the transfer substrate sheet. Sense on the transfer substrate sheet The unexposed part of the photosensitive resin layer is left as a photosensitive resin pattern, and the development is performed with good film breakage. Next, in the third step, the color superimposed on the photosensitive resin pattern on the transfer substrate sheet The photosensitive resin pattern is exposed from the transparent substrate side for the filter, and this exposure is performed at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the photosensitive resin pattern. In the photosensitive resin pattern, the amount of irradiated light gradually decreases from the transparent substrate side in the thickness direction, the transfer substrate sheet side of the photosensitive resin pattern becomes unexposed (uncured), and the photosensitive resin pattern is on the transparent substrate side. Curing preferentially proceeds and adhesion to the transparent substrate is greatly increased. When the transfer base sheet is peeled off, the photosensitive resin pattern is transferred onto the transparent substrate to form a colored pattern. Is The shape is good and the positional accuracy is high. In addition, since any of the above first to third steps has no application step by spin coating or the like to the transparent substrate for the color filter, the material loss is extremely small, and The wet development process and the cleaning process are unnecessary, and the first process to the third process are repeated for the required number of colors to form a color pattern with a desired number of colors on the transparent substrate. Since the filter is manufactured, the use efficiency of the material is high and the process becomes simple, and thus the manufacturing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a color filter according to the present invention.
FIG. 2 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a color filter according to the present invention.
FIG. 3 is a process diagram for explaining a color filter manufacturing method according to the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ... Color filter
2 ... Transparent substrate
3R, 3G, 3B ... coloring pattern
11R, 11G, 11B ... complex
12 ... Transfer base sheet
13 ... Release film
14 (14R, 14G, 14B) ... photosensitive resin layer
15 (15R, 15G, 15B) ... photosensitive resin pattern
21R, 21G, 21B ... Photomask

Claims

A first step of forming a photosensitive resin layer containing a colorant between the transfer substrate sheet and the release film;
Exposing the photosensitive resin layer from the release film side through a predetermined photomask at an exposure amount in the range of 2 to 60% of the minimum exposure amount necessary to completely cure the photosensitive resin layer, Then, a second step of forming a photosensitive resin pattern leaving the unexposed portion of the photosensitive resin layer on the transfer substrate sheet by peeling the release film,
A range of 2 to 60% of the minimum exposure required to completely cure the photosensitive resin pattern by overlaying a transparent substrate for a color filter on the photosensitive resin pattern formed on the transfer base sheet. The photosensitive resin pattern is exposed from the transparent substrate side at an exposure amount of, and then the photosensitive resin pattern is transferred onto the transparent substrate to form a colored pattern by peeling off the transfer base sheet. A third step of
Is repeated for the required number of colors to form a colored pattern with a desired number of colors on the transparent substrate.

The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the transfer base sheet and the release film are long bodies.

The thickness of the photosensitive resin layer formed in the first step is set to be equal to or greater than the thickness of the photosensitive resin layer in the previous operation every time the necessary number of colors are repeated, and the difference in thickness is set to 2% or less. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the color filter is produced .