JPH03111802A - カラーフィルタの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー液晶表示装置、家庭用ＶＴＲの固体撮
像素子等に用いられるカラーフィルタの製法に関する。

〔従来の技術〕

近年、液晶テレビやビデオカメラの普及に伴い、カラー
フィルターによるフルカラー画像を要望する傾向が強ま
りつつある。

カラーフィルタは、一般にガラス基板やシリコンウエハ
ー等にドツト又はストライブ状に赤、青、緑の３原色を
規則正しく配列したものであり、用途上、各色の透過分
光特性、耐熱性、耐光性等の性能が要求される。

カラーフィルタの製造方法としては、染色法、印刷法、
電着法、蒸着法、分散法など多数の方法が知られており
、なかでも染色法と印刷法が多用されている。

染′色法は、ガラス等の基板上に染色基質となるフォト
レジストを塗布して、露光、現像してマトリックスパタ
ーンを形成し、これを第１の染料で染色し、ついでこの
第１の着色層に染色防止層を塗布し、その上に上記と同
様な方法で第２のパターンを染色し、以後同様にし第３
の着色パターンを形成するといった方法で得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来の方法は、フォトレジストコー
ティング−露光・現像−染色−染色防止層形成といった
工程を繰り返すために工数が多くなり、歩留まりが著し
く悪く、高価なものにならざるを得ない。

さらには、カラーフィルタを用いた表示装置は、表示面
内部の至近距離からカラーフィルタに光を照射すること
によって、表示画像の明るさを確保しているが、従来の
カラーフィルタは着色層に染料を用いているために、長
時間光に曝されていることにより着色画像が褪色して色
が抜けてしまったり、半導体基板を用いる場合には染料
中に含まれるアルカリ金属が半導体に悪影響を及ぼした
り、染色可能な色素の耐熱性が１５０℃と比較的低いた
めにデバイスを作成する工程において熱処理できない等
の欠点を有している。

これらの問題を解決する方法として、フォトレジストを
着色しておき、コーティング−露光・現像を繰り返すと
いう方法が提案されている。この方法は、前者に比較し
て染色工程がないこと、染色部のマスク形成が不要であ
るため、工程は簡略化される。しかしながら各色フォト
レジスト層をそれぞれスピンコード等の方法で凹凸状平
面上に塗布形成することになり、各色の厚みのバラツキ
が大きくなってしまい、精度の高いパターン配列ができ
なく、カラーマトリックスの表面平滑性が極めて不満足
なものとなる等の欠点を有している。

一方、印刷方式は、工程は簡便なものの、印刷インキへ
のホコリの付着を防止するために、作業をクリーンルー
ム内で行わなければならない、印刷機をはじめとする装
置の設計製作にも特別の考慮を必要とする等、作業環境
のクリーン度を保持する″が煩わしく、さらには細かい
パターンを作成できない、パターンエツジが汚い、膜面
平滑性が悪い、寸法精度が悪い等の欠点を有している。

本発明の目的は、従来のものと比べ比較的簡単な作成工
程で解像度の高いカラーマトリックスを作成でき、かつ
耐熱性、耐光性等にも優れた性能を発揮するカラーフィ
ルタの製法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、支持体上に顔料
にて着色した光硬化性組成物を用いて光硬化性画像形成
層を有する画像形成シートを作成し、上記光硬化性画像
形成層をマスクを介して画像露光した後、現像して着色
画像を形成した着色画像パターンシートを得る工程を繰
り返して複数色のそれぞれの着色画像パターンシートを
形成する画像形成工程（Ａ）と、上記支持体とは別の支
持体に光硬化性組成物を用いて光硬化性画像転写層を形
成した受像シートを作成し、上記光硬化性画像転写層に
上記複数色のそれぞれの着色画像を整合させて転写して
多色着色画像シートを得る多色カラーパターン配置工程
（Ｂ）と、この多色着色画像シートの画像側とカラーフ
ィルタ基板とを透明光硬化型接着剤を介して貼り合わせ
た後、上記光硬化性画像転写層及び透明光硬化型接着剤
に光を照射して硬化させる工程（Ｃ）と、上記多色着色
画像シートの支持体を上記着色画像及び硬化した透明接
着剤層から剥離しこれらの着色画像及び透明接着剤層を
露出する工程（Ｄ）を有することを特徴とするカラーフ
ィルタを提供するものである。この際、現像は金属イオ
ンを含まない水系現像液により現像することが好ましく
、また、露出した着色画像及び透明接着剤層表面に透明
導電績を形成しても良い。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明において用いられる画像形成シートは、支持体上
に光硬化性画像形成層を有するが、支持体としては、プ
ラスチックシートが好ましく、例えばポリスチレン、ポ
リサルホン、セルロースアセテート、ポリビニブチラー
ル、ポリスチレン、ＰＶＡ等が挙げられるが、耐熱性、
寸法安定性、価格面からポリエステルフィルムが好適で
ある。

また、上記支持体の上に設ける光硬化性画像形成層に用
いられる光硬化性組成物としては、公知の光架橋型樹脂
、光重合型樹脂、光二量化樹脂等が挙げられ、具体的に
はジアゾ系感光剤やアジド系感光剤あるいはキノンジア
ジド系感光剤とフェノールノボラック樹脂のごときバイ
ンダー樹脂をブレンドした組成物、アクリル系紫外線硬
化樹脂とミヒラーケトンのごとき光開始剤をブレンドし
た組成物、フェニレンジアクリレート基及び／又はケイ
皮酸基を含有する重合体とケトクマリンのごとき光増感
剤をブレンドした組成物等が溶剤その他必要に応じて助
剤を混合して用いられる。

また、本発明で用いられる顔料としては、透明性が良く
、且つ耐熱性及び耐溶剤性に優れたものが好ましく、そ
の例としてはアゾレーキ系、縮合アゾ系、フタロシアニ
ン系、ベンゾイミダゾロン系、キナクリドン系、イソイ
ンドリノン系、アンスラピリミジン系、フラバンスロン
系、ペリレン系、ペリノン系、キノフタロン系、チオイ
ンジゴ系、ジオキサジン系、アントラキノン系等の有機
顔料を挙げることができる。これらは一種又は二Ｎ以上
を適宜選択して用いられる。

これらの赤、緑、青光等のそれぞれの顔料と上記光硬化
性組成物を混合して感光液溶液を調合し、バーコード法
、ロールコート法等の方法で支持体上に塗布した後、乾
燥することによりそれぞれの色の画像形成シートが得ら
れる。最終的な塗布層、すなわち感光層の膜厚は色バラ
ンス、解像度等の観点から１〜１０μｍが好ましい。

さらにこれらの各画像形成シートは通常の方法によりネ
ガマスクを介して露光された後、現像によって未露光部
の光硬化性層が取り除かれてドツト又はストライプ状の
着色パターン像を有する着色画像パターンシートが作成
される。

その際、本発明で使用する現像液組成としては、水系現
像液が環境衛住上好ましく、さらには金属イオンを含有
しない組成物であることが好ましい。具体的には、モノ
、ジ又はトリメチルアミン、七゛ノ、ジ又はトリエチル
アミン、モノ又はジイソプロピルアミン、ｎ−ブチルア
ミン、モノ、ジ又はトリエタノールアミン、モノ、ジ又
はトリイソプロパツールアミン、エチレンイミン、エチ
レンジイミン等の有機アミン化合物を主成分とする水性
アルカリ現像液が好適である。

本発明で用いられる受像シートは、支持体と光硬化性画
像転写層を有するが、支持体としては、前述のプラスチ
ックシートが好ましく、耐熱性、寸法安定性、価格面か
らポリエステルフィルムが好適である。

また、この支持体上に設ける光硬化性画像転写層を形成
するには、前述の光硬化性組成物を使用することができ
、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー等をバインダー樹
脂として併用することにより、着色画像の熱転写性を向
上させる上で好適である。その際、光硬化性画像転写層
のコーティング膜厚は５〜２０μｍにすることが好まし
い。

上記着色画像パターンシートと受像シートは貼り合わさ
れるが、まず、受像シートと第１色の着色画像を有する
着色画像パターンシートとをラミネーターで熱圧着し、
室温に冷却した後、着色画像パターンシートの支持体を
剥離することにより第１色の着色画像のパターンが光硬
化性画像転写層に転写される０次に、第２色の着色画像
を有する着色画像パターンシートの着色画像を整合させ
て光硬化性画像転写層にラミネーターで熱圧着し、室温
に冷却後、着色画像パターンシートの支持体を剥離する
ことにより、第２色の着色画像パターンが第１色の着色
画像パターンとともに同一受像シート上に形成される。

同様にして第３色の着色画像パターンも形成されること
により、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色マトリッ
クスを受像シートの光硬化性画像転写層に形成した多色
着色画像シートを得る。なお、この際さらに必要により
、ブラックマトリックスとして第４の着色画像パターン
を整合させて形成することもできる。

得られた多色着色画像シートの着色画像側と、フィルタ
基板とを、透明光硬化型接着剤を介して貼り合わせた後
、紫外線を照射する。その際、フィル゛り基板がガラス
板等のように透明な場合には基板側から光照射すること
ができ、シリコンウェハー等のように光透過性のない基
板の場合には受像シートの支持体として透明プラスチッ
クシートを用いることによりこの支持体側から光照射す
ることができる。

紫外線照射後、受像シートの支持体のみを剥離すること
により、着色画像が光硬化した透明接着剤層中に埋め込
まれた受像層がフィルタ基板上に形成される。

本発明のカラーフィルタはこのままの状態でカラーフィ
ルタの機能を有するが、必要により各表面にスパッタ法
等の常法により透明導電績を形成して使用することもで
きる。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ （画像形成シートの作成） ペンタエリストールテトラアクリレート４０．０ｇ、ス
チレンアクリル樹脂６０．０ｇ　、及びセロソルブアセ
テート６０．０ｇに赤色顔料としてファストゲンスーパ
ーレッド７０６１Ｂ（大日本インキ化学工業特製）１５
．０ｇを加え、三本ロールで混練した後、セロソＪＬ／
７’アセテート４２０．ＯｇＳ重合開始剤としてミヒラ
ーズケトン２．０ｇ及び重合禁止剤としてｔ−ブチルハ
イドロキノン０．０５ｇを加え、感光液溶液を調合した
。

この感光液溶液を１２５μ閣厚さのポリエステルフィル
ムに乾燥膜厚が４μ−になるようにバーコーターで塗布
し、１００℃で１ｏ分間乾燥して表面粘着性のない赤色
画像形成シートを作成した。

また、赤色顔料ファストゲンスーパーレッドこ７０６１
　Ｂの代わりにファストゲングリーンＳ（大日本ンキ化
学工業■製）を用いた以外は上記の赤色画像形成シート
を作成したと同様にして緑色画像形成シートを作成した
。

また、赤色顔料ファストゲンスーパーレッド７０６１Ｂ
の代わりに青色顔料としてファストゲンプル−ＴＧＲ−
Ｌ（大日本インキ化学工業特製）を用いた以外は上記の
赤色画像形成シートを作成したと同様にし′て青色画像
形成シートを作成した。

（受像シートの作成） ペンタエリスリトールテトラアクリレ−）３０．０ｇ１
　トリメチロールプロパントリアクリレート３０．０ｇ
　、ポリメタアクリル酸樹脂８５．０ｇ　、塩化ビニル
−酢酸ビニルコポリマー樹脂８．０ｇＧメチルエチルケ
トン４４０．０ｇに溶解し、重合開始剤としてミヒラー
ズケトン３．０ｇ、重合禁止剤としてｔ−ブチルハイド
ロキノンｏ、　ｔｇを加え、受像層コーティング溶液を
調製した。

この受像層コーティング溶液を１２５　μ膜厚さのポリ
エステルフィルムに乾燥膜厚が１０μｍ厚さになるよう
にバーコータで塗布し、１００℃で１０分間乾燥して表
面粘着性のない受像シートを作成した。

（カラーフィルタの作成） 前記画像形成シートを所定形状のマスクを介してメタル
ハライドランプで密着露光した。

次いで下記組成の水系現像液を用いて未露光部の感光層
を現像し、水洗、乾燥することにより、赤、緑、青のそ
れぞれの所定パターン画像を有する赤色画像パターン記
録シート、緑色画像パターン記録シート、及び青色画像
パターン記録シートの３枚の別々の画像パターン記録シ
ートを得た。

（水系現像液組成） トリエタノールアミン　　１．５ｇ モノエタノールアミン　　０．５ｇ ベンジルアルコール　　　１．０ｇ 水　　　　　　　　　　　９７．０ｇ １００．０ｇ 次いで、上記赤色画像パターン記録シートと前記受像シ
ートとをラミネーターで加熱、加圧下うミネートし、室
温に放置した後、画像形成シートの支持体であるポリエ
ステルフィルムを剥離することにより、赤色画像パター
ンを受像シートに転写した。得られたものは第１図に示
されており、図中１は受像シート、２は支持体、３は光
硬化性転写層、Ｒは赤色画像パターンである。

次いで該赤色画像の形成された受像シート上に上記緑色
画像パターン記録シートを整合させて、ラミ゛ネーター
で加熱、加圧下ラミネートし、室温に放置した。線色画
像形成シートの支持体であるポエステルフィルムを剥離
することにより、受像シート上の赤色画像の形成されて
いない部分で、かつ赤色画像に隣接する位置に緑色画像
が転写した。第２図中、Ｇは緑色画像パターンである。

さらに、該赤色及び緑色画像の形成された受像シートに
前記青色画像パターン記録シートを整合させ、ラミネー
タで加熱、加圧下ラミネートし、室温に放置した。青色
画像形成シートの支持体であるポリエステルフィルムを
剥離することにより、受像シート上の赤色及、び緑色画
像の形成されていない部分で且つ赤色及び緑色画像に隣
接する位置に青色画像を転写させ、光硬化性画像転写層
平面上に３色の着色画像を配した１枚のカラー層記録受
像シートである多色着色画像シートを得る。

第３図中、Ｂは青色画像パターンである。

次いで該多色着色画像シートと、フィルタ基板であるガ
ラス基板とを着色画像層を内側にして透明性光硬化形接
着剤であるソニーボンド［ＩＶ１００３（ソニーケミカ
ル社製）を介してローラ圧着した。次いで、ガラス基板
側からメタルハライドランプで光照射し、光硬化性ｍ像
転写層と光硬化型接着剤層を硬化させた後、受像シート
の支持体であるポリエステルフィルムを剥離することに
より、光硬化性画像転写層を硬化させた光硬化画像転写
層に３原色の着色画像パターンを埋込んで表面を平滑に
した受像層を有する、ガラス基板上に３原色の着色画像
を配したカラーフィルタを得た。第４図中、４はフィル
タ基板、５は光硬化型接着剤層を硬化させて得られた光
硬化接着剤層、３゛は光硬化画像転写層でをる。

さらに、このカラーフィルタ表面にスパッタ法によりＩ
ＴＯ膜を形成し、常法を用いてＩＴＯ膜のパターン加工
を行なったところ、線幅１０μ−のり一ド線パターンも
再現良く形成できた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光硬化性組成物層を露光・現像する方
法で各着色画像を形成するため、精度の高い細かいパタ
ーン作成を可能とすると同時に、各着゛色画像を別々に
作成してこれを受像シートに転写するため、各着色画像
の厚みのバラツキが小さく、寸法精度に優れたカラーフ
ィルタを容易に作成することができる。また、得られた
カラーフィルタは、その表面が支持体を剥離することに
より露出された光硬化層からなるため、平滑性に優れ、
導電膜形成等の後処理も容易に行える。また、工程数も
少ない、このように、製造上及び性能上工業的に意義の
高いカラーフィルタの製法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例の各工程で得ら
れるカラーフィルタ中間材の断面図、第４図はその完成
品の断面図である。 図中、Ｉは受像シート、２は支持体、３は光硬化性画像
転写層、３゛は光硬化画像転写層、４はフィルタ基板、
５は光硬化接着剤層、Ｒは赤色画像パターン、Ｇは緑色
画像パターン、Ｂは青色画像パターンである。 平成１年９月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体上に顔料にて着色した光硬化性組成物を用い
   て光硬化性画像形成層を有する画像形成シートを作成し
   、上記光硬化性画像形成層をマスクを介して画像露光し
   た後、現像して着色画像を形成した着色画像パターンシ
   ートを得る工程を繰り返して複数色のそれぞれの着色画
   像パターンシートを形成する画像形成工程（Ａ）と、上
   記支持体とは別の支持体に光硬化性組成物を用いて光硬
   化性画像転写層を形成した受像シートを作成し、上記光
   硬化性画像転写層に上記複数色のそれぞれの着色画像を
   整合させて転写して多色着色画像シートを得る多色カラ
   ーパターン配置工程（Ｂ）と、この多色着色画像シート
   の画像側とカラーフィルタ基板とを透明光硬化型接着剤
   を介して貼り合わせた後、上記光硬化性画像転写層及び
   透明光硬化型接着剤に光を照射して硬化させる工程（Ｃ
   ）と、上記多色着色画像シートの支持体を上記着色画像
   及び硬化した透明接着剤層から剥離しこれらの着色画像
   及び透明接着剤層を露出する工程（Ｄ）を有することを
   特徴とするカラーフィルタの製法。 ２、現像は金属イオンを含まない水系現像液により行な
   うことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製
   法。 ３、露出した着色画像及び透明接着剤層表面に透明導電
   績を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のカ
   ラーフィルタの製法。