JPH04349401A

JPH04349401A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH04349401A
Application number: JP3123341A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Danjo; 耕太郎檀上
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1991-05-28
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 1992-12-03

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ｎ（ｎは自然数）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、着色パターン用の溝部が形成された母型に第ｋ（
ｋはｎ以下の自然数）色用の着色顔料を含有する電離放
射線硬化樹脂を供給して第（ｋ−１）色用までの溝部を
除く前記溝部に充填し、前記溝部のうち第（ｋ＋１）色
用から第ｎ色用までの溝部に対応する凸部を有するドク
ターを用いて前記母型上から第ｋ色用の電離放射線硬化
樹脂を除去して第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ色用の電離放
射線硬化樹脂を充填する操作をｎ回繰り返して前記母型
の全ての溝部にｎ色の電離放射線硬化樹脂を充填し、そ
の後、透明基板を直接、透明粘着層を介して、および電
離放射線硬化透明樹脂を介してのいずれかにより前記母
型に密着させ、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るとともに前記透明基板に接
着させることにより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】また、ｎ（ｎは自然数）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、着色パターン用の溝部が形成された母型に第ｋ（
ｋはｎ以下の自然数）色用の着色顔料を含有する電離放
射線硬化樹脂を供給して第（ｋ−１）色用までの溝部を
除く前記溝部に充填し、前記溝部のうち第（ｋ＋１）色
用から第ｎ色用までの溝部に対応する凸部を有するドク
ターを用いて前記母型上から第ｋ色用の電離放射線硬化
樹脂を除去して第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ色用の電離放
射線硬化樹脂を充填する操作をｎ回繰り返して前記母型
の全ての溝部にｎ色の電離放射線硬化樹脂を充填し、そ
の後、透明基板を透明粘着物質を介して前記母型を積層
して接着することにより前記透明基板上に着色層を形成
するような構成とした。

【００１２】

【作用】第ｋ（ｋはｎ以下の自然数）色用の着色顔料を
含有する電離放射線硬化樹脂は着色パターン用の溝部が
形成された母型に供給されて第（ｋ−１）色用までの溝
部を除く前記溝部を充填し、その後、この第ｋ色用の電
離放射線硬化樹脂は前記溝部のうち第（ｋ＋１）色用か
ら第ｎ色用までの溝部に対応する凸部を有するドクター
により母型上から除去されて第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ
色用の電離放射線硬化樹脂が残存して充填され、このよ
うな操作がｎ回繰り返されて母型の全ての溝部にｎ色の
電離放射線硬化樹脂が充填され、その後、母型には透明
基板が直接、透明粘着層を介して、および電離放射線硬
化透明樹脂を介してのいずれかにより密着され、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透明基
板に接着されることによりｎ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。

【００１３】また、全ての溝部にｎ色の電離放射線硬化
樹脂が充填された上記の母型に透明基板が透明粘着物質
を介して積層して接着されることによりｎ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。

【００１４】

【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
ィルタの部分断面図であり、カラーフィルタ１０は透明
基板１２と、この透明基板１２上に形成された着色層１
４および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と透明電極１９とを備えている。そして
、着色層１４は赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４
Ｇ、青色パターン１４Ｂからなり、各着色パターンはス
トライプ状に配列されている。

【００１５】ここで、本発明によるカラーフィルタ製造
の一例を図２および図３を参照して説明する。先ず、赤
色パターン用の溝部６Ｒ、緑色パターン用の溝部６Ｇお
よび青色パターン用の溝部６Ｂがストライプ状に形成さ
れた母型４を準備する（図２（Ａ））。次に、この母型
４上に赤色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂８Ｒを滴
下し、各溝部に電離放射線硬化樹脂８Ｒを充填する（図
２（Ｂ））。そして、緑色パターン用の溝部６Ｇおよび
青色パターン用の溝部６Ｂに対応する位置に設けられた
複数の凸部７ａを備えたドクター７Ｒにより母型４上の
余分な電離放射線硬化樹脂８Ｒを除去（図２（Ｃ））し
て溝部６Ｒにのみ電離放射線硬化樹脂８Ｒを充填する（
図２（Ｄ））。次に、母型４上に緑色顔料を含有する電
離放射線硬化樹脂８Ｇを滴下し、緑色パターン用の溝部
６Ｇおよび青色パターン用の溝部６Ｂに電離放射線硬化
樹脂８Ｇを充填し、青色パターン用の溝部６Ｂに対応す
る位置に設けられた複数の凸部７ａを備えたドクター７
Ｇにより母型４上の余分な電離放射線硬化樹脂８Ｇを除
去する（図２（Ｅ））これにより、溝部６Ｇにのみ電離
放射線硬化樹脂８Ｇが充填される（図２（Ｆ））。同様
に、母型４上に青色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂
８Ｂを滴下し、青色パターン用の溝部６Ｂに電離放射線
硬化樹脂８Ｇを充填し、凸部７ａが備えていないドクタ
ー７Ｂにより母型４上の余分な電離放射線硬化樹脂８Ｂ
を除去する（図２（Ｇ））これにより、溝部６Ｂにのみ
電離放射線硬化樹脂８Ｂが充填される（図２（Ｈ））。

【００１６】次に、透明基板１２と各溝部に充填されて
いる電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂとを密着する
ように透明基板１２と母型とを重ね、透明基板１２側か
ら電離放射線を照射する（図３（Ａ））。その後、母型
と透明基板１２とを分離することにより赤色パターン１
４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂか
らなる着色層１４が形成され透明基板１２が得られる（
図３（Ｂ））。

【００１７】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
クストライプが形成される。すなわち、ブラックストラ
イプ用の溝部６ＢＳが形成された母型４ＢＳを用い、光
非透過性物質を含有する電離放射線硬化樹脂８ＢＳをこ
の溝部に充填する（図３（Ｃ））。次に、溝部に充填さ
れた電離放射線硬化樹脂が透明基板１２上の各着色パタ
ーン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４とを重ねる。そして、透明基板１２側
から電離放射線を照射した後、母型と透明基板１２とを
分離することにより透明基板１２上にブラックストライ
プ１６が形成される（図３（Ｄ））。

【００１８】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
成されているが、ブラックストライプ形成工程を削除す
ることによりブラックストライプのないカラーフィルタ
を製造することができる。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。

【００１９】また、カラーフィルタの使用目的上、透過
照明で見た場合、ストライプ状の各着色パターンの両側
端はブラックストライプに隠れるため、この部分におい
て混色が生じても問題はない。このため、溝部の幅を必
要とする着色パターンのストライプ幅よりも１〜１０μ
ｍ程度広くしてもよい。また、上記のドクター７Ｒ，７
Ｇの凸部７ａの幅を溝部の幅よりも０．１〜５μｍ程度
狭くしてもよい。

【００２０】上述の例では、透明基板１２と各溝部に電
離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂが充填されている母
型４を重ね、透明基板１２側から電離放射線を照射して
電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを硬化させること
により透明基板１２に接着させて着色層１４を形成して
いるが、本発明はこれに限定されるものではない。すな
わち、図４に示されるように予め透明粘着層１３が形成
された透明基板１２を母型４に重ね、透明基板１２側か
ら電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ
，８Ｂを硬化させ（図４（Ａ））、その後、母型４と透
明基板１２とを分離することにより赤色パターン１４Ｒ
、緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂからな
る着色層１４が形成され透明基板１２を得ることができ
る（図４（Ｂ））。

【００２１】あるいは、図５に示されるように、母型４
上に電離放射線硬化透明樹脂２３を供給し（図５（Ａ）
）、透明基板１２を母型４上に重ねることにより電離放
射線硬化透明樹脂２３を介して各溝部に充填されている
電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと透明基板１２と
を密着させ、透明基板１２側から電離放射線を照射して
電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂおよび電離放射線
硬化透明樹脂２３を硬化させる（図５（Ｂ））。その後、母型４と透明基板１２とを分離することにより
赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇおよび青色パ
ターン１４Ｂからなる着色層１４が形成され透明基板１
２を得ることができる（図５（Ｃ））。

【００２２】さらに、母型４上に透明粘着物質３３を供
給し（図６（Ａ））、透明基板１２を母型４上に重ねる
ことにより透明粘着物質３３を介して母型４と透明基板
１２とを接着させ、透明基板１２側から電離放射線を照
射して電離放射線硬化樹脂８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを硬化させ
る（図６（Ｂ））。これにより、赤色パターン１４Ｒ、
緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂを備えた
母型４が透明基板１２に積層されて着色層１４が形成さ
れる。この場合、母型４は透明材料により形成される必
要がある。

【００２３】本発明にて使用することのできる母型の大
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２０μｍピッチ
で１４４０本並んだものとすることができる。また、ブ
ラックストライプ用母型は幅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３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
隔で形成し、ブラックストライプ用母型を用いて各着色
パターン間にブラックストライプを形成することができ
る。

【００２４】尚、図６に示されるように透明基板１２に
母型４を積層する場合、母型４の厚さは１〜１００μｍ
程度が好ましい。また、母型の溝部の断面形状は、図７
（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７（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７（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７（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、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、セラミックス；　　アルミニウム、クロム
、銅、ニッケル等の金属あるいは金属化合物；　　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。また、母型と電離放射線硬化樹脂との剥離性を向上させ
るために、シリコーンオイル散布、金属表面のクロマイ
ト処理等の表面処理、樹脂中への離型成分の導入、離型
剤の添加等を行ってもよい。

【００２５】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８（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８（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８（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８（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。

【００２６】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。

【００２７】また、母型側から電離放射線を照射する場
合は、母型の材料を透明なものとする必要がある。本発
明に使用するドクター７の材質は通常のドクターに用い
られる一般的な材質であってよいが、ドクタリング効果
を向上させるために、厚さは３〜３０ｍｍ程度とするこ
とが好ましい。

【００２８】粘着層１３は、例えば塩化酢酸ビニル系、
天然ゴム系、合成ゴム系、各種アクリレート系、シリコ
ーン系、ポリオレフィン系、エポキシ系等の汎用粘着剤
；熱可塑性の感熱接着剤等を透明基板１２上に塗布して
形成することができる。そして、粘着層１３の厚さは０
．１〜５０μｍ程度が好ましい。電離放射線硬化透明樹
脂２３は、後述のような電離放射線硬化透明樹脂を使用
することができる。

【００２９】透明接着物質３３としては、エポキシ系、
変性アクリル系、フェノール系等の硬化型接着剤、及び
シアノアクリレート系等の嫌気性接着剤、その他、ウレ
タン系、シリコーン系等の接着剤、さらには、上記粘着
層１３に使用され得る粘着剤を用いてもよく、また、後
述のような電離放射線硬化透明樹脂を使用することもで
る。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。

【００３０】電離放射線硬化樹脂および電離放射線硬化
透明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。

【００３１】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、チタンコベルトグリーン
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
。

【００３２】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。

【００３３】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
。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】透明電極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１１０μｍ、長さ２００ｍｍの開口部分が２
０μｍ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．１と、幅２０μｍ、長さ２
００ｍｍの開口部分が１３０μｍピッチで１４４１本並
んだストライプ状のフォトマスク（ネガタイプ）Ｎｏ．
２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を用いた
ガラスは、幅１１０μｍ、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍ
の溝が２０μｍピッチで１４４０本並んだ母型Ｎｏ．１
とされ、また、フォトマスクＮｏ．２を用いたガラスは
、幅２０μｍ、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍの溝が１３
０μｍピッチで１４４１本並んだブラックストライプ用
の母型Ｎｏ．２とされた。

【００３７】次に、下記の青色顔料、緑色顔料、赤色顔
料および紫外線硬化樹脂を準備し、各着色顔料をシラン
カップリング処理した後、紫外線硬化樹脂１００重量部
に対して青色顔料は１２重量部、緑色顔料は２０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（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。

【００３８】つぎに、母型Ｎｏ．１の全面に赤色紫外線
硬化樹脂を流し、図２（Ｂ）に示されるように緑色パタ
ーン用の溝部および青色パターン用の溝部に対応する位
置に設けられた複数の凸部７ａ（幅１０５μｍ、長さ１
００μｍ）を備えたドクターを母型Ｎｏ．１上に摺動さ
せることにより余分な赤色紫外線硬化樹脂を除去して母
型Ｎｏ．１の溝部のうち２つおきに計４８０の溝部に赤
色紫外線硬化樹脂を充填した。同様にして、母型Ｎｏ．
１の全面に緑色紫外線硬化樹脂を流し、図２（Ｅ）に示
されるように青色パターン用の溝部に対応する位置に設
けられた複数の凸部７ａ（幅１０５μｍ、長さ１００μ
ｍ）を備えたドクターを母型Ｎｏ．１上に摺動させるこ
とにより余分な緑色紫外線硬化樹脂を除去して母型Ｎｏ
．１の溝部のうち赤色紫外線硬化樹脂が充填された溝部
の片側の溝部（２つおきに計４８０）に緑色紫外線硬化
樹脂を充填した。さらに、母型Ｎｏ．１の全面に青色紫
外線硬化樹脂を流し、図２（Ｇ）に示されるようにドク
ターを母型Ｎｏ．１上に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の溝部のうち
赤色紫外線硬化樹脂が充填された溝部と緑色紫外線硬化
樹脂が充填された溝部に挟まれた溝部（２つおきに計４
８０）に青色紫外線硬化樹脂を充填した。

【００３９】また、母型Ｎｏ．２の溝部にブラックスト
ライプ用の黒色紫外線硬化樹脂を充填した。そして、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、母型Ｎｏ．１上に重ねて着色紫外線硬化樹脂と密着
させた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
、着色紫外線硬化樹脂は硬化するとともに透明基板に接
着し、その後、母型Ｎｏ．１から透明基板を剥離したと
ころ透明基板上に赤（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。

【００４０】次に、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することにより透明基
板上にブラックストライプを形成した。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３μｍ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
の透明電極（ＩＴＯ膜）を形成してカラーフィルタを得
た。

【００４１】このようなカラーフィルタの寸法精度は±
３μｍ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。

【００４２】このようなカラーフィルタの寸法精度は±
６μｍ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）実験例１と同様にして母
型Ｎｏ．１に各着色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ
．２にブラックストライプ用の黒色紫外線硬化樹脂を充
填した。また、実験例１にて用いたのと同じ透明基板の
片面にアクリル系粘着剤をスピンコート法より塗布して
粘着層（厚さ５μｍ）を形成した。そして、透明基板を
母型Ｎｏ．１上に重ねて粘着層と着色紫外線硬化樹脂と
を密着させた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、着色紫外線硬化樹脂は硬化するとともに粘着層
に接着し、その後、母型Ｎｏ．１から透明基板を剥離し
たところ透明基板上に赤（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。つぎに、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の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
透明基板を母型Ｎｏ．２上に重ね、透明基板側から紫外
線を照射することにより粘着層を介して透明基板上にブ
ラックストライプを形成した。その後、実験例１と同様
にしてカラーフィルタを得た。（実験例４）実験例１と同様にして母型Ｎｏ．１に各着
色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ．２にブラックス
トライプ用の黒色紫外線硬化樹脂を充填した。そして、
各母型に紫外線を照射（照射量は２００ｍＪ／ｃｍ２　
）して、それぞれ溝部内の紫外線硬化樹脂を硬化させた
。その後、母型Ｎｏ．１上に上記の紫外線硬化樹脂を滴
下し、実験例１にて用いたのと同じ透明基板を重ねた。これにより、紫外線硬化樹脂（膜厚約５μｍ）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２
００ｍＪ／ｃｍ２　とした。この紫外線照射により、紫
外線硬化樹脂は硬化して透明な紫外線硬化樹脂層が形成
され、この紫外線硬化樹脂層に着色紫外線硬化樹脂が接
着し、その後、母型Ｎｏ．１から透明基板を剥離したと
ころ透明基板上に赤（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。つぎに、上記と
同様に母型Ｎｏ．２上に紫外線硬化樹脂を滴下し、赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の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
を照射することにより紫外線硬化樹脂層を介して透明基
板上にブラックストライプを形成した。その後、実験例
１と同様にしてカラーフィルタを得た。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば第
ｋ（ｋはｎ以下の自然数）色用の着色顔料を含有する電
離放射線硬化樹脂は着色パターン用の溝部が形成された
母型に供給されて第（ｋ−１）色用までの溝部を除く前
記溝部を充填し、その後、この第ｋ色用の電離放射線硬
化樹脂は前記溝部のうち第（ｋ＋１）色用から第ｎ色用
までの溝部に対応する凸部を有するドクターにより母型
上から除去されて第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ色用の電離
放射線硬化樹脂が残存して充填され、このような操作が
ｎ回繰り返されて母型の全ての溝部にｎ色の電離放射線
硬化樹脂が充填され、その後、母型には透明基板が直接
、透明粘着層を介して、および電離放射線硬化透明樹脂
を介してのいずれかにより密着され、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透明基板に接着さ
れることによりｎ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、また、全ての溝部にｎ色
の電離放射線硬化樹脂が充填された上記の母型に透明基
板が透明粘着物質を介して積層して接着されることによ
りｎ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の一例
を示す部分断面図である。

【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。

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

【図６】本発明によるカラーフィルタの製造方法の他の
態様を説明するための工程図である。

【図７】母型の断面形状を示す断面図である。

【図８】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６…溝部７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…ドクター７ａ…凸部１０…カラーフィルタ１２…透明基板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】　　ｎ（ｎは自然数）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、着色パターン用の溝部が形成された母型に第ｋ（ｋ
はｎ以下の自然数）色用の着色顔料を含有する電離放射
線硬化樹脂を供給して第（ｋ−１）色用までの溝部を除
く前記溝部に充填し、前記溝部のうち第（ｋ＋１）色用
から第ｎ色用までの溝部に対応する凸部を有するドクタ
ーを用いて前記母型上から第ｋ色用の電離放射線硬化樹
脂を除去して第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ色用の電離放射
線硬化樹脂を充填する操作をｎ回繰り返して前記母型の
全ての溝部にｎ色の電離放射線硬化樹脂を充填し、その
後、透明基板を直接、透明粘着層を介して、および電離
放射線硬化透明樹脂を介してのいずれかにより前記母型
に密着させ、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るとともに前記透明基板に接着
させることにより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】　　ｎ（ｎは自然数）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、着色パターン用の溝部が形成された母型に第ｋ（ｋ
はｎ以下の自然数）色用の着色顔料を含有する電離放射
線硬化樹脂を供給して第（ｋ−１）色用までの溝部を除
く前記溝部に充填し、前記溝部のうち第（ｋ＋１）色用
から第ｎ色用までの溝部に対応する凸部を有するドクタ
ーを用いて前記母型上から第ｋ色用の電離放射線硬化樹
脂を除去して第ｋ色用の溝部にのみ第ｋ色用の電離放射
線硬化樹脂を充填する操作をｎ回繰り返して前記母型の
全ての溝部にｎ色の電離放射線硬化樹脂を充填し、その
後、透明基板を透明粘着物質を介して前記母型を積層し
て接着することにより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。