JPH04332688A - カラーフィルターアレイ素子及び該素子の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイなどに
用いられるカラーフィルターアレイ素子及び該素子の製
造方法に関し、更に詳しくは感熱転写により形成される
カラーフィルターアレイ素子及び感熱転写を用いる該素
子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】液晶ディスプレイのカラー化の為に、カラ
ーフィルターアレイ素子を装置中に組み込む試みがなさ
れている。このカラーフィルターアレイ素子は、写真平
板法により製造されるのが一般的であるが、この方法は
露光、現像を３回繰り返し青、緑、赤のモザイクパター
ンを製造するものであり、製造工程が複雑で長時間を要
し、コストが高いという欠点を有している。

【０００３】この欠点を解決する方法として、特開平２
−２９５７９０号に感熱転写を用いてカラーフィルター
アレイ素子を得る方法が開示されている。しかしながら
、カラーフィルターアレイ素子を用いたディスプレイ装
置の製造工程においては苛酷な加熱処理工程が含まれて
おり、熱転写により形成されたカラーフィルターアレイ
素子は熱処理工程で色の滲みや退色が生じる欠点を有し
ていた。

【０００４】又、特開昭５９−７８８９３号、同５９−
１０９３４９号、同６０−２３９８号には、キレート化
可能な色素を用いた感熱転写材料及び画像記録方法が開
示されている。しかし、これらの感熱転写材料を用いて
カラーフィルターアレイ素子を作成することは全く記載
されていない。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、従来品より製造が容易
で、低コストで製造可能なカラーフィルターアレイ素子
及び該素子の製造方法を提供することにある。本発明の
別の目的は、熱安定性や耐光性に優れ、鮮明で色純度の
良いカラーフィルターアレイ素子及び該素子の製造方法
の提供にある。

【０００６】

【発明の構成】本発明の上記目的は、透明な支持体上の
受像層中に染料の繰り返しモザイクパターンを有する熱
転写画像を有するカラーフィルターアレイ素子において
、該熱転写画像がキレート色素による画像であるカラー
フィルターアレイ素子、及びキレート化可能な色素及び
バインダーからなる感熱転写材料の色素含有層と透明な
支持体上の受像層とを重ね合わせて加熱し、前記色素の
金属イオン供給化合物との反応により形成されるキレー
ト色素による繰り返しモザイクパターンを前記受像層中
に形成させるカラーフィルターアレイ素子の製造方法に
より達成される。本発明は感熱転写方法を用いて製造す
ることにより、容易かつ安価にカラーフィルターアレイ
を製造することができ、又、キレート色素によりカラー
フィルターを形成する為に熱安定性や耐光性に優れ、鮮
明で色純度の高いカラーフィルターアレイを作成するこ
とができる。

【０００７】以下、本発明について更に詳述する。

【０００８】本発明のモザイクパターンを有する熱転写
画像は、青、緑、赤の色素画像を与える３種の感熱転写
材料を任意の順で順次転写して青、緑、赤のモザイクパ
ターンを形成するか、又はイエロー、マゼンタ、シアン
の色素画像が与える３種の感熱転写材料を任意の順で順
次転写して受像層中で青、緑、赤の色素画像を形成させ
ることが好ましいが、位置合わせを容易にする為には青
、緑、赤の色素画像を与える感熱転写材料を用いること
が特に好ましい。

【０００９】青、緑、赤の色素画像は通常、青はマゼン
タとシアン、緑はシアンとイエロー、赤はマゼンタとイ
エローの各々少なくとも２種の色素から形成される。

【００１０】本発明のカラーフィルターのモザイクパタ
ーンは、青、緑、赤の加法混色の原色のパターンが上下
及び左右に繰り返されているが、ディスプレイ上での色
再現を改良する目的で各モザイクパターンが黒のストラ
イプで分離されていることが好ましい。この黒のストラ
イプも本発明に用いられる方法により色素を混合して形
成してもよい。

【００１１】本発明のモザイクの大きさは、用いられる
ディスプレイのサイズに依存するため限定的ではないが
、各ピクセルのサイズは３０〜３００μｍであることが
好ましい。　　本発明に用いられる色素は少なくとも２
座のキレートを形成することができる色素であるが、好
ましくは下記一般式（１）で表される色素である。

【００１２】

【化１】

【００１３】式中、Ｘ１は少なくとも一つの環が５〜７
個の原子から構成される芳香族炭素環又は芳香族複素環
を形成するに必要な原子群を表し、かつアゾ結合に結合
する炭素原子の隣接位の少なくとも一つが窒素原子又は
キレート化基で置換された炭素原子であり、Ｘ２は少な
くとも一つの環が５〜７個の原子から構成される芳香族
複素環又は芳香族炭素環を形成するに必要な原子群を表
し、Ｇはキレート化基を表す。

【００１４】本発明で用いられる色素の具体例は、特開
昭５９−７８８９３号、同５９−１０９３４９号、特願
平２−２１３３０３号、同２−２１４７１９号、同２−
２０３７４２号等に記載されている。

【００１５】モザイクパターンが形成される受像層はポ
リ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチ
レン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、及び
これらの混合物が用いられる。

【００１６】受像層を担持する透明の支持体としては、
耐熱性に優れたポリエチレンテレフタレート、ポリスル
ホン、ポリカーボネート、ポリイミド等のポリマーやガ
ラス、石英及びサファイア等を用いることができる。こ
の支持体の厚さは通常１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、特
に０．２〜２ｍｍの厚さが好ましい。

【００１７】本発明においては、受像層中に金属イオン
供給化合物（以下メタルソースと記す）が含有される。 メタルソースは金属イオンの無機又は有機の塩及び金属
錯体が挙げられ、中でも有機酸の塩及び錯体が好ましい
。金属としては、周期律表の第Ｉ〜ＶＩＩＩ族に属する
１価及び多価の金属が挙げられるが、中でもＡｌ，Ｃｏ
，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｓｎ，
Ｔｉ及びＺｎが好ましく、特にＮｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ
及びＺｎが好ましい。メタルソースの具体例としては、
Ｎｉ２＋，Ｃｕ２＋，Ｃｒ２＋，Ｃｏ２＋及びＺｎ２＋
と酢酸やステアリン酸等の脂肪族カルボン酸の塩、或い
は安息香酸、サルチル酸等の芳香族カルボン酸の塩等が
挙げられる。又、下記一般式で表される錯体が受像層中
に安定かつ添加でき、かつ実質的に無色でありフィルタ
ーの透過率を低下させない為に特に好ましく用いること
ができる。

【００１８】［Ｍ（Ｑ１）ｘ（Ｑ２）ｙ（Ｑ３）ｚ］Ｐ
＋（Ｙ−）Ｐただし、上記式中、Ｍは金属イオン、好ま
しくはＮｉ２＋，Ｃｕ２＋，Ｃｒ２＋，Ｃｏ２＋，Ｚｎ
２＋を表す。Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は各々Ｍで表される金属
イオンと配位結合可能な配位化合物を表し、互いに同じ
であっても異なっていてもよい。これらの配位化合物と
しては、例えばキレート科学（５）（南江堂）に記載さ
れている配位化合物から選択することができる。Ｙは有
機アニオン基を表し、具体的にはテトラフェニル硼素ア
ニオンやアルキルベンゼンスルホン酸アニオン等を挙げ
ることができる。ｘは１、２又は３の整数を表し、ｙは
１、２又は０を表し、ｚは１又は０を表すが、これらは
前記一般式で表される錯体が４座配位か、６座配位かに
よって決定されるか、或いはＱ１，Ｑ２，Ｑ３の配位子
の数によって決定される。ｐは１又は２を表す。この種
のメタルソースの具体例は米国特許４，９８７，０４９
号に記載されている。

【００１９】メタルソースの添加量は、通常、受像材料
又は熱溶融性層に対し、０．５〜２０ｇ／ｍ２が好まし
く、１〜１５ｇ／ｍ２がより好ましい。

【００２０】本発明に用いられる感熱転写材料は、基本
的には支持体上に前記キレート可能な色素及びバインダ
ーからなる色材層から構成される。

【００２１】色素の含有量は、支持体１ｍ２当たり０．
０５〜１０ｇが好ましい。色材層の厚さは乾燥膜厚で０
．１〜１０μｍが好ましい。

【００２２】バインダーとしてはアクリル樹脂、メタク
リル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルブチラール、
ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ニトロ
セルロース、エチルセルロース等の溶剤可溶性ポリマー
が好ましい。バインダーの使用量は、支持体１ｍ２当た
り０．１〜２０ｇが好ましい。

【００２３】支持体としては、寸法安定性がよく、記録
の際の加熱に耐えるものであれば特に制約されないが、
コンデンサー紙、グラシン紙のような薄葉紙、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネートの
ような耐熱性のプラスチックフィルムが好ましく用いら
れる。支持体の厚さは記録方法により異なるが、３〜２
００μｍが好ましい。又、支持体には、バインダーとの
接着性の改良や色素の支持体への転写、染着を防止する
目的で選択されたポリマーからなる下引層を有すること
が好ましい。更に支持体の裏面（感熱転写層と反対側）
には、ヘッドが支持体に粘着するのを防止する目的でス
リッピング層を有してもよい。

【００２４】又、記録方法としてレーザー等の光エネル
ギーをヒートモードとして用いる場合には、感熱転写材
料の一部、例えば支持体や色材層、或いは下引層や支持
体の裏面に赤外光吸収物質を添加することが好ましく、
特に感度の点で色材層に添加することが好ましい。赤外
光吸収物質としてはカーボンブラック、赤外染料又は顔
料が挙げられる。

【００２５】本発明のカラーフィルターアレイ素子の作
成方法としては、前記感熱転写材料と前記受像層を有す
る材料（以下受像材料と記す）を重ね合わせて加熱し受
像層中に任意の一色（例えば青）の画像パターンを形成
させ、続いて青のパターンが形成された受像材料と青以
外の色（例えば緑）の画像を形成することができる転写
材料を重ね合わせ、青のパターンとずらして緑のパター
ン画像を形成させ、同様に赤のパターン画像を形成させ
る方法が用いられる。別の方法としては、イエロー、マ
ゼンタ、シアンの色素画像を形成する転写材料を用いて
、イエローとマゼンタ、イエローとシアン、マゼンタと
シアンの組合せでモザイクパターンを形成してもよい。 加熱方法としては感熱ヘッドで加熱する方法やレーザー
で加熱する方法を用いることができるが、パターンの精
度を上げる為にはレーザーで加熱することが好ましい。

【００２６】

【実施例】次に、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。

【００２７】実施例−１ （感熱転写材料の作成）下記の原料を混合して本発明に
係る熱拡散性色素を含有する均一な溶液のインク−１を
得た。

【００２８】 　　熱拡散性色素Ｍ−１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４ｇ　
　熱拡散性色素Ｙ−１　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４ｇ　　
赤外色素ＩＲ−１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１ｇ　　
ポリビニルブチラール樹脂（ＢＬ−１，積水化学工業製
）　　８ｇ　　メチルエチルケトン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２５０ｍｌ 　　上記インクを、厚さ１５０μｍのポリエチレンテレ
フタレートベース上にワイヤーバーを用いて乾燥後の塗
布量が１．５ｇ／ｍ２になるように塗布乾燥し、色材層
を形成させ赤色の色素画像を形成する為の感熱転写材料
−１を作成した。

【００２９】上記感熱転写材料−１の熱拡散性色素Ｙ−
１を熱拡散性色素Ｃ−１に代えた以外は感熱転写材料−
１と同じ構成の青色の色素画像を形成する為の感熱転写
材料−２、及び感熱転写材料−１の熱拡散性色素Ｍ−１
を熱拡散性色素Ｃ−１に代えた以外は感熱転写材料−１
と同じ構成の緑色の色素画像を形成する為の感熱転写材
料−３を作成した。

【００３０】（フィルターの作成）下引層を施した厚さ
１．１ｍｍの透明な硼珪ガラス上にメタルソースＭＳ−
１を含む厚さ４μｍのポリカーボネート層からなる受像
層を塗設した。感熱転写材料−１と前記受像層塗布面を
重ねてＨｅ−Ｎｅガスレーザーをインクシートの色材層
に照射し、硼珪ガラス上に赤色のストライプを形成した
。次に、順次感熱転写材料−２を用いて同様の操作で青
色のストライプを、更に感熱転写材料−３を用いて同様
の操作で緑色のストライプを形成し、キレート色素によ
るカラーフィルターアレイ−１を作成した。

【００３１】 ＭＳ−１　　［Ｎｉ＋２（ＮＨ２ＣＨ２ＣＯＮＨ２）３
］［（Ｃ６Ｈ５）４Ｂ−］２比較例−１ 熱拡散性色素Ｙ−１，Ｍ−１，Ｃ−１を、それぞれ比較
色素Ｙ−２，Ｍ−２，Ｃ−２に代えた以外は実施例−１
と同じ構成の赤色、青色及び緑色の感熱転写材料−４、
５、６を作成し実施例−１と同様の方法でキレート化さ
れていない色素によるカラーフィルターアレイ−２を作
成した。

【００３２】尚、カラーフィルターアレイ−２の作成に
用いたポリカーボネート層にはメタルソースは含有して
いない。

【００３３】（材料評価）上記のカラーフィルターアレ
イ−１，２を１３０℃で２０分間加熱した後、更に２０
０℃で２時間保存したところ、カラーフィルターアレイ
−２では色素の拡散による色の滲みが認められ、滲みに
伴う色の混色を生じたが、カラーフィルターアレイ−１
では滲みは全く認められなかった。又、濃度の減少も認
められなかった。

【００３４】又、カラーフィルターアレイ−１，２をキ
セノンフェードメーターで４日間光照射し、各々の色素
画像濃度の保存前後での残存率を測定した。

【００３５】表−１に示す通り、本発明では耐光性も優
れている。即ち本発明に従えば、耐光性や耐熱性に優れ
、色滲みのないカラーフィルターアレイを簡易な方法で
得ることができる。

【００３６】

【化２】

【００３７】

【化３】

【００３８】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　表−１　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　青濃度　　　　　　　
　緑濃度　　　　　　　　赤濃度　　フィルターアレイ
−１　　　　　　　　　９５％　　　　　　　　　　９
６％　　　　　　　　　　９３％　　フィルターアレイ
−２　　　　　　　　　７６％　　　　　　　　　　６
１％　　　　　　　　　　８２％実施例−２ 実施例−１で作成した感熱転写材料−１と受像層を重ね
、カラーフィルター作成用の光非透過性部と透過性部と
が繰り返された構成である図１に示すフィルターを重ね
、フラシュランプを用いて露光した（ａ）。この作業を
感熱転写材料−２、３を用いて同様に行い（ｂ），（ｃ
）、カラーフィルターアレイを作成した。尚、青、赤、
緑の各画像単位は、それぞれＹ−１，Ｍ−１，Ｃ−１か
らなる黒色のストライプで周囲が囲まれており、それら
のブラックストライプも３回の露光時に形成した。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、耐光性や耐熱性に優れ
、色滲みのないカラーフィルターアレイ素子を簡易な方
法で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図１（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は本発明のカラーフィル
ターアレイ素子の製造方法の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…露光ランプ　　　　　　　　　　２…光透過性部３
…光不透過性部　　　　　　　　４…断熱層５…フィル
ター　　　　　　　　　　６…支持体７ａ…色材層（赤
色画像形成用） ７ｂ…色材層（青色画像形成用） ７ｃ…色材層（緑色画像形成用） ８…感熱転写材料　　　　　　　　９…受像層１０…ガ
ラス基板　　　　　　　　　　１１…フィルターアレイ
１２…赤色画像　　　　　　　　　　　　１３…赤青混
合色１４…青色画像　　　　　　　　　　　　１５…赤
青緑混合色（黒色）１６…緑色画像

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な支持体上の受像層中に色素の繰り返
   しモザイクパターンを有する熱転写画像を有するカラー
   フィルターアレイ素子において、該熱転写画像がキレー
   ト色素による画像であることを特徴とするカラーフィル
   ターアレイ素子。
2. 【請求項２】キレート化可能な色素及びバインダーから
   なる感熱転写材料の色素含有層と透明な支持体上の金属
   イオン供給化合物を含有する受像層とを重ね合わせて加
   熱し、前記色素の前記金属イオン供給化合物との反応に
   より形成されるキレート色素による繰り返しモザイクパ
   ターンを前記受像層中に形成させることを特徴とするカ
   ラーフィルターアレイ素子の製造方法。
3. 【請求項３】加熱手段がレーザーによることを特徴とす
   る請求項２記載のカラーフィルターアレイ素子の製造方
   法。