JPH04317008A

JPH04317008A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH04317008A
Application number: JP3084256A
Authority: JP
Inventors: ▲檀▼上　耕太郎; Kotaro Danjo
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1992-11-09

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造方
法に係り、特に、例えば液晶ディスプレイ等のフラット
ディスプレイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラ
ーセンサ等に用いられるカラーフィルタを高精度で、か
つ効率よく得ることのできるカラーフィルタの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラービデオカメラの撮像管に
は、複数色の微細なストライプが透明基板上に形成され
たカラーフィルタが装着されている。また、液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）においても、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原色が用いられ、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれ
の画素に対応する電極をオン、オフ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き混色して別
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】上述のようにして用いられるカラーフィル
タは、従来、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等の
手段を用いて製造されていた。ここで、染色法によるカ
ラーフィルタの製造は、ゼラチン、カゼイン、ポリビニ
ルアルコール等の親水性樹脂に重クロム酸塩等の感光剤
を添加した塗布液を、スピンコート塗布法等により透明
ガラス基板上に塗布し、次いで、所定パターンのマスク
を用いて露光・現像を行い、その後、染料により染色し
て第一着色層を形成する。その後、この第一着色層上に
二度染め防止のために防染層を設けてから第二着色層お
よび第三着色層をそれぞれ第一着色層の形成と同様にし
て形成する。これにより、透明ガラス基板上にＲ，Ｇ，
Ｂの各着色層を備えたカラーフィルタを得ることができ
る。

【０００４】また、顔料分散法を用いたカラーフィルタ
の製造は、透明感光性樹脂に有機顔料、無機顔料等の着
色剤を分散した感光液を透明ガラス基板上に塗布して感
光性樹脂層を形成する。次に、この感光性樹脂層上に所
定形状の開口パターンを有するマスクを載置し、露光・
現像を行い第一着色層を形成する。同様にして第二着色
層、第三着色層を形成してＲ，Ｇ，Ｂの各着色層を備え
たカラーフィルタを得ることができる。

【０００５】また、印刷法を用いたカラーフィルタの製
造は、平版オフセット印刷、凹版オフセット印刷等のオ
フセット方式、スクリーン印刷方式、フレキソ印刷方式
等の印刷工程のみで着色層を形成するものである。さら
に、電着法を用いたカラーフィルタの製造は、基板に予
め酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜をフォトリソグラフ
ィーで形成しておき、電着槽中で電気泳動法により所定
の領域に着色層を形成するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、染色法
においては、色調が豊富で解像性に優れるカラーフィル
タが得られる反面、染色の際に既に着色された部分が二
度染めされないように防染対策を施す必要がある等の点
から工程が煩雑であり製造コストが高くなるという問題
があった。また、被染体に水溶性高分子材料を用いてい
るため耐熱性、耐薬品性、耐光性等が劣るという問題も
あった。

【０００７】また、顔料分散法においては、微細なパタ
ーンを形成することが可能である反面、色変えの度にフ
ォトリソグラフィー工程の処理を行う必要があり工程が
煩雑であるとともに、１５インチ以上の大型パネルを製
造する場合の設備費がかかり、製造コスト低減が困難で
あるという問題があった。また、印刷法は、低コスト化
と量産化を同時に可能にするとともに、大画面化も可能
なカラーフィルタの製造方法であるが、寸法精度は±１
０μｍ程度と低く、またピンホール、色ムラが発生し易
くパターン品質が不充分であるという問題があった。

【０００８】さらに、電着法は、寸法精度、パターン品
質とも顔料分散法と同レベルにあり、工程数も減少する
が、高価なＣｒパターンブラックマトリックス形成工程
およびＩＴＯパターン形成工程を含み、製造コストが高
くなるという問題があった。また、１５インチ以上の大
型パネルを製造する場合、設備費の増大という問題もあ
った。

【０００９】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディスプ
レイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ
等に用いられるカラーフィルタを高精度で、かつ効率よ
く得ることのできる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。

【００１０】

【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、本発明は複数色の着色パターンからなる着色
層を備えるカラーフィルタの製造方法において、所定の
着色パターン用の溝部が形成された透明な母型の該溝部
に着色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、そ
の後、透明基板上に透明接着物質を介して前記母型を積
層して接着し、前記透明基板側および前記母型側の少な
くとも一方から電離放射線を照射して前記溝部内の電離
放射線硬化樹脂を硬化させて前記透明基板上に着色パタ
ーンを形成する工程、を必要色数分繰り返して前記透明
基板上に着色層を形成するような構成とした。

【００１１】

【作用】着色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂は透明
な母型に形成された所定の着色パターン用の溝部に充填
され、この母型は透明接着物質を介して透明基板上に積
層して接着され、透明基板側および母型側の少なくとも
一方から電離放射線が照射されて溝部内の電離放射線硬
化樹脂が硬化されて透明基板上に着色パターンが形成さ
れ、これを繰り返すことにより必要とする複数色の着色
パターンからなる着色層を備えるカラーフィルタが得ら
れる。これにより、耐熱性、耐光性等を有しパターン寸
法精度が良好なカラーフィルタの製造が可能になるとと
もに、カラーフィルタの工程の簡略化がなされて製造コ
ストの低減が可能である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたカラーフ
ィルタを用いたアクティブマトリックス方式による液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図であり、図
２は同じく概略断面図である。図１および図２において
、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラス基板２０
とをシール材３０を介して対向させ、その間に捩れネマ
ティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１０μｍ程度
の液晶層４０を形成し、さらに、カラーフィルタ１０と
透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５１が配設さ
れて構成されている。

【００１３】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図であり、カラーフィルタ１０は透明基板１２と、この
透明基板１２上に第１透明接着物質１３ａを介して積層
された母型４Ｒに形成された赤色パターン１４Ｒ、第２
透明接着物質１３ｂを介して積層された母型４Ｇに形成
された緑色パターン１４Ｇ、第３透明接着物質１３ｃを
介して積層された母型４Ｂに形成された青色パターン１
４Ｂとからなる着色層１４，および第４透明接着物質１
３ｄを介して積層された母型４ＢＭに形成されたブラッ
クマトリックス１６と、この着色層１４およびブラック
マトリックス１６とを覆うように設けられた保護層１８
と透明共通電極１９とを備えている。このカラーフィル
タ１０は透明共通電極１９が液晶層４０側に位置するよ
うに配設されている。そして、着色層１４を構成する赤
色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇ、青色パターン
１４Ｂの各着色パターンの配列は、図１に示されるよう
にモザイク配列となっている。尚、着色パターンの配列
はこれに限定されるものではなく、三角配列、ストライ
プ配列等としてもよい。

【００１４】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１３に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。

【００１５】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、着色パターン１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ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。ここで
、本発明によるカラーフィルタ製造の一例を図４を参照
して説明する。先ず、母型４Ｒの赤色パターン用の溝部
６Ｒが形成された面に、赤色顔料を含有する電離放射線
硬化樹脂を滴下し、ドクターにて余分な電離放射線硬化
樹脂を除去して溝部６Ｒにのみ電離放射線硬化樹脂８Ｒ
を充填する（図４（Ａ））。次に、母型４Ｒ上に透明接
着物質である電離放射線硬化透明樹脂１３ａを滴下し、
透明基板１２を母型４Ｒ上に重ねることにより電離放射
線硬化透明樹脂１３ａを介して溝部６Ｒに充填されてい
る電離放射線硬化樹脂８Ｒと透明基板１２とを密着させ
、この状態で透明基板１２側から電離放射線を照射する
（図４（Ｂ））。これにより電離放射線硬化透明樹脂１
３ａは硬化して第１透明接着物質層１３ａになるととも
に、この第１透明接着物質層１３ａを介して硬化された
電離放射線硬化樹脂８Ｒとともに母型４Ｒが透明基板１
２に接着され、赤色パターン１４Ｒが形成された透明基
板１２が得られる。次に、緑色パターン用の溝部６Ｇが
形成された母型４Ｇに、緑色顔料を含有する電離放射線
硬化樹脂を滴下し、ドクターにて余分な電離放射線硬化
樹脂を除去して溝部６Ｇにのみ電離放射線硬化樹脂８Ｇ
を充填する。次に、母型４Ｇ上に透明接着物質である電
離放射線硬化透明樹脂１３ｂを滴下し、溝部６Ｇに充填
された電離放射線硬化樹脂８Ｇが透明基板１２上の赤色
パターン１４Ｒが形成されていない所定領域と密着する
ように透明基板１２と母型４Ｇとを重ね、透明基板１２
側から電離放射線を照射する。これにより電離放射線硬
化透明樹脂１３ｂは硬化して第２透明接着物質層１３ｂ
になるとともに、この第２透明接着物質層１３ｂを介し
て硬化された電離放射線硬化樹脂８Ｇとともに母型４Ｇ
が透明基板１２上の母型４Ｒに接着され、緑色パターン
１４Ｇが形成された透明基板１２が得られる（図４（Ｃ
））。同様に、青色パターン用の溝部６Ｂが形成された
母型４Ｂに、青色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂を
滴下し、ドクターにて余分な電離放射線硬化樹脂を除去
して溝部６Ｂにのみ電離放射線硬化樹脂８Ｂを充填する
。次に、母型４Ｂ上に透明接着物質である電離放射線硬
化透明樹脂１３ｃを滴下し、溝部６Ｂに充填された電離
放射線硬化樹脂８Ｂが透明基板１２上の赤色パターン１
４Ｒおよび緑色パターン１４Ｇが形成されていない所定
領域に溝部６Ｂ内の電離放射線硬化樹脂８Ｂが位置する
ように電離放射線硬化透明樹脂１３ｃを介して透明基板
１２と母型６Ｂとを重ね、透明基板１２側から電離放射
線を照射する。これにより電離放射線硬化透明樹脂１３
ｃは硬化して第３透明接着物質層１３ｃになるとともに
、この第３透明接着物質層１３ｃを介して硬化された電
離放射線硬化樹脂８Ｂとともに母型４Ｂが透明基板１２
上の母型４Ｇに接着され、青色パターン１４Ｂが形成さ
れた透明基板１２が得られる（図４（Ｄ））。このよう
にして、透明基板１２上には第１透明接着物質層１３ａ
、第２透明接着物質層１３ｂおよび第３透明接着物質層
１３ｃを介して赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４
Ｇおよび青色パターン１４Ｂを備えた透明な母型４Ｒ，
４Ｇ，４Ｂが積層されて着色層１４が形成される。この着色層１４の各着色パターン間には所定の間隙が残
されており、次に、この間隙部分にブラックマトリック
スが形成される。すなわち、ブラックマトリックス用の
溝部６ＢＭが形成された母型４ＢＭを用い、光非透過性
物質を含有する電離放射線硬化樹脂８ＢＭをこの溝部６
ＢＭに充填する。次に、母型４ＢＭ上に透明接着物質で
ある電離放射線硬化透明樹脂１３ｄを滴下し、溝部６Ｂ
Ｍに充填された電離放射線硬化樹脂８ＢＭが透明基板１
２上の着色層１４の各着色パターン間隙に位置するよう
に透明基板１２と母型４ＢＭとを重ねる。そして、透明
基板１２側から電離放射線を照射することにより電離放
射線硬化透明樹脂１３ｄは硬化して第４透明接着物質層
１３ｄになるとともに、この第４透明接着物質層１３ｄ
を介して硬化された電離放射線硬化樹脂８ＢＭとともに
母型４ＢＭが透明基板１２上の母型４Ｂに接着され、ブ
ラックマトリックス１６が形成される（図４（Ｅ））。

【００１６】このように、母型を透明基板に積層するこ
とにより、物性の安定した母型が最表面に出ることにな
り、色別の段差に全く影響されない保護層を着色層ある
いはブラックマトリックスの形成と同時に形成すること
ができる。上述の例では着色層１４の各着色パターン間
に残された間隙部分にブラックマトリックス１６が形成
されるが、間隙を残すことなく着色層１４を形成し、ブ
ラックマトリックス１６を各着色パターンの境界上に形
成するようにしてもよい。また、ブラックマトリックス
形成工程を削除することにより、ブラックマトリックス
のないカラーフィルタを製造することができる。

【００１７】また、母型の溝部への電離放射線硬化樹脂
の充填は、上述のようにドクターにより余分の電離放射
線硬化樹脂を除去する１回の操作で行ってもよく、また
、このようにして一度充填を行った後、電離放射線を照
射して硬化させ、その後、再度充填操作を行って溝部へ
の充填率を向上させてもよい。さらに、透明接着物質と
して電離放射線硬化透明樹脂は後述の電離放射線硬化透
明樹脂を使用することができ、また、透明接着物質とし
てはウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、ナイロ
ン系樹脂、さらにはガラス転移点、軟化点が常温より高
い感熱接着剤等の接着剤、ゴム系、アクリル系、シリコ
ン系、酢酸ビニル系樹脂等の粘着剤を用いてもよい。そして、透明接着物質として接着剤、粘着剤を用いる場
合、予め透明基板に塗布して接着層、粘着層を形成して
おいてもよい。

【００１８】図５は本発明の他の態様を説明するための
図であり、図５において母型４Ｒは溝部６Ｒ形成側と反
対側に母型用の基材５を密着して備えている。この場合
、基材５上に後述のようにして母型４Ｒを形成してもよ
く、また、予め形成しておいた母型と基材５とを透明接
着物質等により積層してもよい。そして、上述と同様に
して母型４Ｒの溝部６Ｒにのみ電離放射線硬化樹脂８Ｒ
を充填する（図５（Ａ））。次に、母型４Ｒ上に透明接
着物質である電離放射線硬化透明樹脂１３ａを滴下し、
透明基板１２を母型４Ｒ上に重ねることにより電離放射
線硬化透明樹脂１３ａを介して溝部６Ｒに充填されてい
る電離放射線硬化樹脂８Ｒと透明基板１２とを密着させ
、この状態で透明基板１２側から電離放射線を照射する
（図５（Ｂ））。これにより電離放射線硬化透明樹脂１
３ａは硬化して第１透明接着物質層１３ａになるととも
に、この第１透明接着物質層１３ａを介して硬化された
電離放射線硬化樹脂８Ｒとともに母型４Ｒが透明基板１
２に接着される。そして、母型用の基材５を母型４Ｒか
ら剥離することにより赤色パターン１４Ｒが形成された
透明基板１２が得られる（図５（Ｃ））。以下、他の着
色パターンについても同様の操作を行えばよい。このよ
うに、母型の溝部形成側と反対側に母型用の基材を密着
して備え、母型を積層した後に剥離して除去することに
より、カラーフィルタ表面の平滑性が極めて良好となる
。尚、母型と基材５との間に転写性を向上させるための
種々の離型処理を行ってもよい。

【００１９】本発明にて使用することのできる母型の厚
さは０．５〜５０μｍ程度が好ましく、また母型の大き
さ、溝部形状は、目的とするカラーフィルタに対応して
適宜決定される。例えばスーパーツイストネマティック
（ＳＴＮ）単純マトリックス方式用のカラーフィルタに
対応する場合、着色パターン用母型は幅１１０μｍ、深
さ３μｍ、長さ２００ｍｍ程度の溝が３９０μｍピッチ
で４８０本並んだものとすることができる。また、ブラ
ックマトリックス用母型は幅２０μｍ、深さ３μｍ、長
さ２００ｍｍ程度の溝が１３０μｍピッチで１４４１本
並んだものとすることができる。そして、着色パターン
用母型を用いて図４に示されるように透明基板上に幅１
１０μｍの赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇお
よび青色パターン１４Ｂ（計１４４０本）を２０μｍ間
隔で順に形成し、ブラックマトリックス用母型を用いて
各着色パターン間にブラックマトリックスを形成するこ
とができる。

【００２０】また、母型の溝部の断面形状は、図６（Ａ
）に示されるように底部に対して側面が垂直であるよう
な矩形状、図６（Ｂ）に示されるように底部に対して側
面がテーパーθを有する形状、図６（Ｃ）に示されるよ
うに側面が階段状であるもの等とすることがでいる。特
に、溝部の断面形状を図６（Ｂ），（Ｃ）に示される断
面形状とすることにより、母型と電離放射線硬化樹脂と
の剥離性が向上する。この場合、テーパーθは９０°〜
１０°、好ましくは６０°〜４０°程度である。また、溝部の底部の平面性および溝部の深さ精度は、そ
れぞれ±１０μｍ以内であることが好ましい。母型の材
料は、透明性、寸法安定性、低熱膨脹率、耐面内変形性
に優れ、電離放射線に対する耐性および電離放射線硬化
樹脂に対する耐性を有するとともに、余分な電離放射線
硬化樹脂をドクター等により除去する際の耐磨耗性を有
することが要求される。このような材料としては、無ア
ルカリガラス、アルカリガラス、表面研磨ガラス、低熱
膨脹ガラス等のガラス；　　塩化ビニル酢酸ビニル共重
合体、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリスチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂
等の樹脂あるいはフィラー含有樹脂等；あるいは上記の
複合体等を用いることができる。

【００２１】上述のような材料を用いた母型形成は、機
械切削、ウエットエッチング、ドライエッチング、放射
線加工（レーザー、電子ビーム等）、薄膜形成、メッキ
等の一般的加工方法に従って行うことができる。また、
母型は図７（Ａ）に示されるように溝部６を画定する凸
部４ａと基部４ｂとが同一材料で一体的に形成されたも
の、あるいは図７（Ｂ）に示されるように溝部６を画定
する凸部４ａと基部４ｂとを別の材料で形成されたもの
であってよい。さらに、図７（Ｃ）に示されるように溝
部６を画定する凸部４ａと基部４ｂとを同一材料で一体
的に形成し、凸部４ａ上に金属層４ｃを形成して耐磨耗
性を向上したもの、図７（Ｄ）に示されるように溝部６
を画定する凸部４ａと基部４ｂとを別の材料で形成し、
凸部４ａ上に金属層４ｃを形成して耐磨耗性を向上した
もの等とすることができる。

【００２２】カラーフィルタ１０の透明基板１２として
は、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の
柔軟性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、
光学用樹脂板等の柔軟性を有するフレキシブル材等を用
いることができる。このなかで、特にコーニング社製７
０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定
性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガ
ラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであ
るため、アクティブマトリックス方式によるＬＣＤ用の
カラーフィルタに適している。

【００２３】電離放射線硬化樹脂は公知のものを用いる
ことができ、例えば、エポキシアクリレート、ウレタン
アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテ
ルアクリレート、シリコンアクリレート、メラミンアク
リレート、不飽和ポリエステル、ポリエン／チオール等
の光重合性オリゴマー、単官能アクリレート、多官能ア
クリレート等の光重合性モノマー、ベンゾイン系、アセ
トフェノン系、チオキサンリン系、パーオキシド系等の
光重合開始剤、アミン系、キノン系等の光重合開始助剤
等からなるものを用いることができる。また、電離放射
線硬化樹脂には充填材、接着付与剤、可塑剤、非反応性
ポリマー、およびユリア樹脂、アミド樹脂、フェノール
／ホルマリン樹脂等の樹脂を添加してもよい。特に、こ
のような電離放射線硬化樹脂は後述するような着色顔料
を含有するため、照射された電離放射線が深く浸透する
ようにアセトフェノン構造の光重合開始剤に比べて感応
波長が長いチオキサンリン構造の光重合開始剤を用いる
ことが好ましい。また、アリレートと混合した場合に、
長波長増感効果のあるα−アミノアセトフェノン等の光
重合開始剤の使用が好ましい。また、電離放射線硬化樹
脂は電離放射線照射により硬化した際の収縮率が小さい
ものが好ましい。

【００２４】このような電離放射線硬化樹脂に含有され
る着色顔料は、有機顔料、無機顔料いずれでもよく、要
求される分光特性に応じて種々選定することができる。有機顔料としては、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、
縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、無金属フタロシ
アニン顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン、ペノリ
ン、ジオキサジン等の縮合多環顔料、および酸性または
塩基性染料のレーキ、あるいはこれらの混合物等を用い
ることができる。また、無機顔料としては、チタン白等
の白色顔料、炭酸カルシウム等の体質顔料、カーボンブ
ラック等の黒色顔料、カドミウムレッド等の赤色顔料、
チタンイエロー等の黄色顔料、チタンコバルトグリーン
等の緑色顔料、コバルトブルー等の青色顔料、マンガン
バイオレット等の紫色顔料等を用いることができる。特
に、変色温度が１５０℃以上、好ましくは２５０℃以上
であるような耐熱性の高い顔料が好ましい。また、ブラ
ックマトリックス用の光不透過物質としては、カーボン
ブラック、グラファイト、黒色酸化鉄、鉄黒、銅酸化物
、マンガン酸化物などの金属酸化物等を用いることがで
きる。このような顔料の平均粒子径は数μｍ以下が好ま
しく、特に５μｍ以上の粒子を含まない顔料が好ましい
。

【００２５】上記の顔料に対して表面処理を行うことに
より耐熱性等を向上させることができる。表面処理とし
ては、ロジン変性処理、アミン・カチオン活性剤処理、
脂肪酸・アニオン活性剤処理、ノニオン活性剤処理、ポ
リマー樹脂処理、顔料誘導体による処理、部分酸化等の
トポケミカルな方法による処理、溶剤処理等、あるいは
これらの併用が可能である。また、耐熱性を向上させる
ために、顔料結晶にわずかに異なった構造の誘導体を組
み込むことも好適であり、例えば銅フタロシアニン顔料
に部分塩素化銅フタロシアニンやフタルイミドメチル銅
フタロシアニン等を少量併用することで変色温度の上昇
がみられる。さらに、顔料成分にカルバモイル基（−Ｃ
ＯＮＨ２　）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入す
ることによっても変色温度の上昇がみられる。

【００２６】尚、無機顔料は有機顔料に比べて紫外線を
透過し難いため、無機顔料を使用する場合は光重合開始
剤の含有率を５〜２０重量％に高めるか、あるいは顔料
の表面処理を行う必要がある。但し、電離放射線として
電子線を用いる場合は、このような対応をとる必要はな
い。着色顔料を含有した電離放射線硬化樹脂の粘度は、
１００００ｃｐｓ以下が好ましく、特に、表面平坦性お
よび気泡混入防止に点から５００ｃｐｓ以下が好ましい
。

【００２７】電離放射線の照射源としては、低圧水銀ラ
ンプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ、パルスキセノンランプ、無電極放電ランプ
等の紫外線照射装置を用いることができ、照射量は１０
〜５００Ｗ／ｃｍ程度が好ましい。また、コールドミラ
ーを用いて赤外光を取り除き、被照射物の昇温を防止す
るようにしてもよい。尚、平板状の母型を用いる場合、
透明基板と母型とで電離放射線硬化樹脂を挟んだ際に電
離放射線硬化樹脂のうち酸素に触れる部分の硬化不良が
発生し易いため、窒素雰囲気中で硬化を行うことが好ま
しい。また、電離放射線の照射源として線状フィラメン
ト型、走査型等の電子線発生装置を用いることもできる
。この場合、照射エネルギーは１００〜５００ｋＶで１
〜１０Ｍｒａｄ程度が好ましい。

【００２８】カラーフィルタ１０の着色層１６を覆うよ
うに設けられる保護層１８は、カラーフィルタ１０の表
面平滑化、信頼性の向上、および液晶層４０への汚染防
止等を目的とするものであり、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂、あるいは二
酸化ケイ素（ＳｉＯ２　）等の透明無機化合物等を用い
て形成することができる。保護層の厚さは０．５〜５０
μｍ程度が好ましい。尚、このような保護層は形成され
なくてもよい。

【００２９】透明共通電極１９としては、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴＯ膜は
蒸着法、スパッタ法等の公知の方法により形成すること
ができ、厚さは２００〜２０００Å程度が好ましい。次
に、実験例を示して本発明を更に詳細に説明する。（実験例１）表面研磨した無アルカリガラス（厚さ２ｍ
ｍ）を４枚準備し、スパッタリング法により各ガラスの
表面に厚さ３００００Åのクロム（Ｃｒ）膜を形成し、
このＣｒ膜上にフォトレジストを厚さ２μｍで塗布した
。次に、幅３９０μｍ、長さ２００ｍｍの開口部分が１
１０μｍピッチで４８１本並んだストライプ状のフォト
マスク（ネガタイプ）Ｎｏ．１〜３と、幅１３０μｍ、
長さ２００ｍｍの開口部分が２０μｍピッチで１４４２
本並んだストライプ状のフォトマスク（ネガタイプ）Ｎ
ｏ．４とを準備した。そして、これらのフォトマスクを
用いて上記の各ガラスのＣｒ膜側から露光・現像エッチ
ングを行った。これにより、フォトマスクＮｏ．１〜３
を用いたガラスは、それぞれ幅１１０μｍ、高さ３μｍ
、長さ２００ｍｍの凸部が３９０μｍピッチで４８０本
並んだベース母型Ｎｏ．１〜３とされ、また、フォトマ
スクＮｏ．４を用いたガラスは、幅２０μｍ、高さ３μ
ｍ、長さ２００ｍｍの凸部が１３０μｍピッチで１４４
１本並んだブラックマトリックス用のベース母型Ｎｏ．
４とされた。

【００３０】また、母型用基材として表面にシリコーン
樹脂による離型処理を行った厚さ２ｍｍのガラス板を４
枚準備し、各ガラス板上に下記の紫外線硬化樹脂を滴下
した後、上記の各ベース母型を押圧した。これによりガ
ラス板と母型との間に厚さ１０μｍの紫外線硬化樹脂塗
布膜が形成され、ガラス板側から紫外線を照射（照射量
は２００ｍＪ／ｃｍ２　）して紫外線硬化樹脂塗布膜を
硬化し、ベース母型を剥離して母型Ｎｏ．１〜３および
母型Ｎｏ．４を形成した。この母型Ｎｏ．１〜４は厚さ
２ｍｍのガラス基材上に厚さ１０μｍの透明な樹脂母型
を備え、各樹脂母型Ｎｏ．１〜３は幅１１０μｍ、深さ
３μｍ、長さ２００ｍｍの溝部を３９０μｍピッチで４
８０本有し、また樹脂母型Ｎｏ．４は幅２０μｍ、深さ
３μｍ、長さ２００ｍｍの溝部を１３０μｍピッチで１
４４１本有している。（紫外線硬化樹脂）　　・オリゴエステルアクリレート　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−７１００，東亜合
成（株）製）　　　　　　　　　　…５０重量部　　・
ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート
　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−１１１，東亜合成
（株）製）　　　　　　　　　　　　…２０重量部　　
・Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（粘度２ｃｐｓ）　　　
　　　　　　　　　…２０重量部　　・光重合開始剤　
　１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン　　　
　　　　　　　　　　　（日本チバガイギー製イルガキ
ュア１８４）　　　　…３重量部次に、下記の青色顔料
、緑色顔料および赤色顔料を準備し、各着色顔料をシラ
ンカップリング処理した後、上記の紫外線硬化樹脂１０
０重量部に対して青色顔料は１２重量部、緑色顔料は２
０重量部、赤色顔料は２０重量部を、それぞれ混合分散
して青色、緑色、赤色の各着色紫外線硬化樹脂とした。（青色顔料）　　・リオノールブルーＥＳ　　東洋インキ製造（株）
製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｂ
ｌｕｅ１５．６　　　　　　　　…９重量部　　・リオ
ノゲンバイオレットＲＬ　　東洋インキ製造（株）製　
　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｖｉｏ
ｌｅｔ２３　　　　　　　　…３重量部（緑色顔料）　　・リオノールグリーン２ＹＳ　　東洋インキ製造（
株）製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　
　Ｇｒｅｅｎ３６　　　　　　　　　　…１５重量部　
　・セイカファーストイエロー２７００　　大日精化工
業（株）製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔ　　Ｙｅｌｌｏｗ８３　　　　　　　　…４重量部（
赤色顔料）　　・リオトゲンレッドＧＤ　　東洋インキ製造（株）
製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｒ
ｅｄ１６８　　　　　　　　　　　　…２３重量部　　
・リオノーゲンレッドＲＬ　　東洋インキ製造（株）製
　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｏｒ
ｅｎｇｅ３６　　　　　　　　…８重量部さらに、カー
ボンブラック５重量部を上記の紫外線硬化樹脂１００重
量部に混合分散して、ブラックマトリックス用の黒色紫
外線硬化樹脂とした。

【００３１】また、表面研磨しシランカップリング処理
した無アルカリガラス（コーニング７０５９、厚さ１．
１ｍｍ）を透明基板として準備した。つぎに、母型Ｎｏ
．１の全面に青色紫外線硬化樹脂を流し、母型Ｎｏ．１
上にドクターを摺動させることにより余分な青色紫外線
硬化樹脂を除去して母型Ｎｏ．１の溝部にのみ青色紫外
線硬化樹脂を充填した。同様にして、母型Ｎｏ．２の溝
部に緑色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ．３の溝部
に赤色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ．４の溝部に
ブラックマトリックス用の黒色紫外線硬化樹脂を充填し
た。

【００３２】その後、透明接着物質として上記の紫外線
硬化樹脂を母型Ｎｏ．１上に滴下し、透明基板を母型Ｎ
ｏ．１上に重ねた。これにより、紫外線硬化樹脂（膜厚
約７μｍ）を介して透明基板と母型Ｎｏ．１とが積層さ
れた状態とした。この状態で透明基板側から紫外線を照
射した。照射量は２００ｍＪ／ｃｍ２　とした。この紫
外線照射により、母型Ｎｏ．１の溝部の青色紫外線硬化
樹脂が硬化されるととも紫外線硬化樹脂は硬化して透明
な紫外線硬化樹脂層（透明接着物質層）が形成され、母
型Ｎｏ．１は紫外線硬化樹脂層を介して透明基板に接着
された。その後、母型Ｎｏ．１から母型用のガラス板を
剥離して透明基板上に青色パターンを形成した。

【００３３】次に、上記と同様に透明接着物質として紫
外線硬化樹脂を母型Ｎｏ．２上に滴下し、透明基板の青
色パターンが形成されていない領域のうち青色パターン
から２０μｍ離れた領域に緑色紫外線硬化樹脂が位置す
るように母型Ｎｏ．１を介して透明基板を母型Ｎｏ．２
上に重ね、透明基板側から紫外線を照射した。そして、
既に透明基板に積層されている母型Ｎｏ．１上に紫外線
硬化樹脂層を介して母型Ｎｏ．２を接着し、母型用のガ
ラス板を剥離して透明基板上に緑色パターンを形成した
。さらに、上記と同様に紫外線硬化樹脂を母型Ｎｏ．３
上に滴下し、透明基板の青色パターンおよび緑色パター
ンの形成領域に挟まれた領域（幅１５０μｍの）中央に
赤色紫外線硬化樹脂が位置するように母型Ｎｏ．１およ
び母型Ｎｏ．２を介して透明基板を母型Ｎｏ．３上に重
ね、透明基板側から紫外線を照射した。そして、既に透
明基板に積層されている母型Ｎｏ．１、母型Ｎｏ．２上
に紫外線硬化樹脂層を介して母型Ｎｏ．３を接着し、母
型用のガラス板を剥離して透明基板上に赤色パターンを
形成した。これにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の着色パターンを有する着色層が形成された。

【００３４】次に、上記と同様に紫外線硬化樹脂を母型
Ｎｏ．４上に滴下し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
各着色パターンの境界部分（幅２０μｍ）に黒色紫外線
硬化樹脂が密着するように母型Ｎｏ．１〜３を介して透
明基板を母型Ｎｏ．４上に重ね、透明基板側から紫外線
を照射することにより、母型Ｎｏ．１〜３上に紫外線硬
化樹脂層を介して母型Ｎｏ．４を接着し、母型用のガラ
ス板を剥離して透明基板上にブラックマトリックスを形
成した。

【００３５】次に、このような着色層を覆うように保護
層を形成した。この保護層は日本合成ゴム社製オプトマ
ーＳＳを用いてスピンコート法により形成され、厚さは
約２５μｍであった。さらに、この保護層上にスパッタ
リング法により厚さ約２２０Åの透明共通電極（ＩＴＯ
膜）を形成してカラーフィルタを得た。このようなカラ
ーフィルタの寸法精度は±１μｍであった。（実験例２）紫外線硬化樹脂の替りに下記の電子線硬化
樹脂を用い、また透明基板として厚さ１００μｍのポリ
エチレンテルフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用い、電子線
照射（照射量は１０Ｍｒａｄ）により硬化させた他は実
験例１と同様にしてカラーフィルタを得た。

【００３６】このようなカラーフィルタの寸法精度は±
５μｍであり、またＰＥＴ樹脂基板の大きな変形はみら
れなかった。（電子線硬化樹脂）　　・ウレタンアクリレート（Ｃ−９５０１　　サート
マー製）　　　　　　…５０重量部　　・ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−東
亜合成製）　　　　　　　　　　…１５重量部　　・テ
トラヒドロフルフリルメタクリレート（粘度２．５ｃｐ
ｓ）…３０重量部（実験例３）表面研磨した無アルカリ
ガラス（厚さ５０μｍ）を４枚準備し、スパッタリング
法により各ガラスの表面に厚さ３００００Åのクロム（
Ｃｒ）膜を形成し、このＣｒ膜上にフォトレジストを厚
さ３μｍで塗布した。次に、幅１１０μｍ、長さ２００
ｍｍの開口部分が３９０μｍピッチで４８０本並んだス
トライプ状のフォトマスク（ネガタイプ）Ｎｏ．１〜３
と、幅２０μｍ、長さ２００ｍｍの開口部分が１３０μ
ｍピッチで１４４０本並んだストライプ状のフォトマス
ク（ネガタイプ）Ｎｏ．４とを準備した。そして、これ
らのフォトマスクを用いて上記の各ガラスのＣｒ膜側か
ら露光・現像エッチングを行った。これにより、フォト
マスクＮｏ．１〜３を用いたガラスは、それぞれ幅１１
０μｍ、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍの溝が３９０μｍ
ピッチで４８０本並んだ母型Ｎｏ．１〜３とされ、また
、フォトマスクＮｏ．４を用いたガラスは、幅２０μｍ
、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍの溝が１３０μｍピッチ
で１４４１本並んだブラックマトリックス用の母型Ｎｏ
．４とされた。

【００３７】次に、上記の各母型を用いて実験例１と同
様にして透明基板に順次積層（但し、母型用の基材は使
用していないため、この基材を剥離する工程はない）し
てカラーフィルタを形成した。とした他は実験例１と同
様にしてカラーフィルタを得た。このようなカラーフィ
ルタの寸法精度は±１μｍであった。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば着
色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂は透明な母型に形
成された所定の着色パターン用の溝部に充填され、この
母型は透明接着物質を介して透明基板上に積層して接着
され、透明基板側および母型側の少なくとも一方から電
離放射線が照射されて溝部内の電離放射線硬化樹脂が硬
化されて透明基板上に着色パターンが形成され、これを
繰り返すことにより必要とする複数色の着色パターンか
らなる着色層を備えるカラーフィルタが得られ、これに
より、耐熱性、耐光性等を有しパターン寸法精度が良好
なカラーフィルタの製造が可能になるとともに、カラー
フィルタの工程の簡略化がなされ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】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。

【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。

【図４】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５】本発明によるカラーフィルタの他の製造方法を
説明するための工程図である。

【図６】母型の断面形状を示す断面図である。

【図７】母型の構成例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

４…母型５…母型用基材６…溝部１０…カラーフィルタ１２…透明基板１３…透明接着物質１４…着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…着色パターン１６…ブラック
マトリックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　複数色の着色パターンからなる着色層
を備えるカラーフィルタの製造方法において、所定の着
色パターン用の溝部が形成された透明な母型の該溝部に
着色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、その
後、透明基板上に透明接着物質を介して前記母型を積層
して接着し、前記透明基板側および前記母型側の少なく
とも一方から電離放射線を照射して前記溝部内の電離放
射線硬化樹脂を硬化させて前記透明基板上に着色パター
ンを形成する工程、を必要色数分繰り返して前記透明基
板上に着色層を形成することを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。
【請求項２】　　着色層を形成した後、ブラックマトリ
ックス用の溝部が形成された透明な母型の該溝部に光不
透過物質を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、その
後、前記透明基板上に積層された母型上に透明接着物質
を介して前記母型を積層して接着し、前記透明基板側お
よび前記母型側の少なくとも一方から電離放射線を照射
して前記溝部内の電離放射線硬化樹脂を硬化させて前記
透明基板上にブラックマトリックスを形成することを特
徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】　　ブラックマトリックス用の溝部が形成
された透明な母型の該溝部に光不透過物質を含有する電
離放射線硬化樹脂を充填し、その後、透明基板上に透明
接着物質を介して前記母型を積層して接着し、前記透明
基板側および前記母型側の少なくとも一方から電離放射
線を照射して前記溝部内の電離放射線硬化樹脂を硬化さ
せてブラックマトリックスを予め形成した透明基板を用
いることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの
製造方法。
【請求項４】　　前記母型は前記溝部形成側と反対側に
母型用基材を有し、電離放射線照射により前記溝部内の
電離放射線硬化樹脂を硬化した後に前記母型用基材は前
記母型から剥離除去されることを特徴とする請求項１な
いし３記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】　　透明接着物質は接着剤、粘着剤および
電離放射線硬化樹脂のいずれかであることを特徴とする
請求項１ないし４記載のカラーフィルタの製造方法。