JPH05127016A - カラーフイルターの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は，カラーテレビ，液晶カラーディスプ
レー等に使用される光学的カラーフィルターを簡単な操
作によって形成することを目的とするもので従来技術の
欠点を解決し，簡易な操作で，安価にかつ高品質なカラ
ーフィルターの製造法を提供するものである 【構成】着色剤を含む感光性樹脂層を透明支持シートの
一面に設けた積層シートを透明なフィルター基板に，感
光性樹脂層が接するようにして積層する工程，前記積層
した基板に所定のパターンを有するポジまたはネガのフ
ィルムを密着し，紫外線露光を行う工程，支持シートを
剥離する工程，透明なフィルター基板に転写した感光性
樹脂層の未露光部を現像液にて除去する工程を同一のフ
ィルター基板に対し繰り返すことからなるカラーフィル
ターの製造法である。 【効果】ガラスのような一枚の固定された基板上にて位
置合わせができるため，絶対精度を必要とする大型のカ
ラーフィルターを提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，カラーテレビ，液晶カ
ラーディスプレー，カメラ等に使用される光学的カラー
フィルターの製造法に関する。さらに詳しくは，一般的
にストライプフィルターまたは，マトリックスフィルタ
ーと称されるパターンを簡単な操作によって形成するこ
とができる高品質のカラーフィルターの製造法に関す
る。

【従来の技術】

【０００２】カラーフィルターは，ガラス等の透明な基
板の表面に３種以上の異なる色相の微細な帯状（ストラ
イプ）を平行または交差して配置したもの，あるいは，
微細な画素を縦横一定の配列に配置したものからなって
いる。ストライプの幅は，数ミクロン，マトリックスの
画素は数１００〜２００ミクロンという微細な形状であ
り，しかも色相毎に所定の順序で整然と配列される。こ
のため，カラーフィルターの製造法については，従来か
ら種々の方法が提案されているが，生産性で劣っていた
り，品質が不充分であったりし，充分満足できる方法に
は到っていない。

【０００３】微細なストライプパターンを印刷により形
成する方法は，原理的にインキの凝集破壊による転写で
あるため各色フィルター層の表面に微小な凹凸が形成さ
れ，平滑性に劣っている。。また，このような欠点を解
決する方法として，まず被染色性の感光性物質をガラス
等の基板に塗布し，続いて一つのフィルター色のパター
ン露光を行い，ついで未露光部を現像工程で洗い取り，
残ったパターン部を該フィルター色の染料で染色すると
いった操作を全フィルター色について順次繰り返す方法
も提案されている。しかし，この方法は，手間がかかり
生産性に劣るといった欠点がある。また，染料を使用す
るため，耐光性，耐熱性に難があった。

【０００４】また，あらかじめ各フィルター色に着色し
た感光性物質をポリエチレンテレフタレートフィルム等
の透明支持シートに塗布した着色シートを作り，各シー
ト毎に所定のパターン露光を行い，ついで未露光部を洗
いとり，えられた各色のパターンをガラス等の基板に所
定の配列となるように順次転写してカラーフィルターを
製造する方法も提案されている。しかしながら，この方
法も，感光性物質を塗工したポリエチレンテレフタレー
トフィルムが，紫外線の露光部，未露光部の違いによる
収縮，あるいは，現像ないしその後の乾燥工程によるポ
リエチレンテレフタレートフィルムの伸び縮み，さらに
は，薄いフィルムのために取扱が不便であり，見当合わ
せがやりにくいといった問題が生じた。また，フィルム
の伸び縮みにより，大画面のフィルターにては，先端部
と後部とにて大きな位置のずれが生じやすかった。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】本発明は，上記した従来技術の欠点を解決
し，簡易な操作で，安価にかつ高品質なカラーフィルタ
ーの製造法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，すなわち着色
剤を含む感光性樹脂層を透明支持シートの一面に設けた
積層シートを透明なフィルター基板に，感光性樹脂層が
接するようにして積層する工程，前記積層した基板に所
定のパターンを有するポジまたはネガのフィルムを密着
し，紫外線露光を行う工程，支持シートを剥離する工
程，透明なフィルター基板に転写した感光性樹脂層の未
露光部を現像液にて除去する工程を同一のフィルター基
板に対し順次繰り返すことを特徴とするカラーフィルタ
ーの製造法である。

【０００７】本発明にて用いる着色剤は，光の３原色と
呼ばれる赤，緑，青と，ブラックマトリックス部の黒の
４色である。着色剤としては，染料および顔料の何れで
も用いることができるが，耐熱性，耐光性の点からは，
顔料が優位である。このような顔料としては，Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド ９７，１２２，１４９，１６８，１
７７，１８０，１９２，２１５等が例示できる。

【０００８】また，Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン ７，
３６，Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５，１５：１，１
５：４，１５：６，２２，６０，６４，Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントブラック ７ 等が例示できる。

【０００９】本発明で用いる感光性樹脂は，紫外線照射
により生ずる重合，架橋反応等により硬化し，ガラス等
のカラーフィルター基板に接着するものである。また，
光硬化した部分は，現像液に対して非溶解性のものであ
る。

【００１０】感光性の樹脂としては，重合性二重結合を
有するラジカル重合タイプとエポキシ基を有するカチオ
ン重合タイプの二種類がある。ラジカル重合タイプの感
光性樹脂の例としては，樹脂構造の一部にＯＨ基，ＣＯ
ＯＨ基または，その無水物，ＮＨ₂ 基, エポキシ基等の
反応性基を一種以上有するベースポリマーと, これらの
基と反応性を有する不飽和化合物, 例えば,(メタ）アク
リル酸, 桂皮酸Ｎ−メチロール，アクリルアミド，２−
ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート，ヒドロキシプ
ロピル（メタ）アクリレート，イソシアネートエチル
（メタ）アクリレート，グリシジル（メタ）アクリレー
ト等を反応させて得たものを挙げることができる。

【００１１】ベースポリマーとしては，アルキッド樹
脂，塩酢ビコポリマーのけん化物，ポリビニルアルコー
ル，ウレタンポリマー，塩酢ビーマレイン酸コポリマ
ー，アミノ樹脂，ポリアミド，エポキシ樹脂，アクリル
共重合物，セルロース誘導体，マレイン化ポリブタジエ
ン等を例示できる。この他，樹脂骨格に不飽和二重結合
を有するジアリル（イソ）フタレートポリマー等も好適
に使用できる。

【００１２】さらにこれらの感光性樹脂の架橋反応性を
高める重合性不飽和モノマー，オリゴマーを混合して用
いてもよい。このようなモノマー，オリゴマーとして
は，ポリオール，ポリ（メタ）アクリレート，エポキシ
アクリレート，フタル酸，ピロメリット酸，リン酸およ
びトリイソシアヌル酸等のポリアシッドとヒドロキシ
（メタ）アクリレートとの反応物，トリアリルイソシア
ヌレート，ジアリル（イソ）フタレート等のアリール化
合物等が使用できる。

【００１３】感光性樹脂を紫外線により重合ないし架橋
反応させるには，光重合開始剤および増感剤を加える。
光重合開始剤としては，ベンゾフェノン，オルトベンゾ
イル安息香酸メチル，２，４ジエチルチオキサントン，
２−メチル−１−〔４−メ（チルチオ）フェニル〕−２
−モルホリノプロパノン−１，テトラ（ｔ−ブチルパー
オキシカルボニル）ベンゾフェノン，ベンジル，２−ヒ
ドロキシ−２−メチル−１−フェニループロパンー１ー
オン，４，４ービスジエチルアミノベンゾフェノン等が
使用できる。

【００１４】この他，貯蔵安定性を考慮する場合は，重
合禁止剤を少々加えてもよい。

【００１５】エポキシ基を有するカチオン重合タイプの
感光性樹脂の例としては，ビスフェノール型エポキシ樹
脂，ノボラック型エポキシ樹脂，脂環式エポキシ樹脂，
不飽和樹脂を過酢酸等でエポキシ化したもの，グリシジ
ル（メタ）アクリレートと他のビニルモノマーとの共重
合物等，種々のエポキシ化合物を挙げることができる。
また，これらの他に，ビニルシクロヘキセンジオキサイ
ド，ビス（３，４ーエポキシシクロヘキシル）アジペー
ト，ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル，フ
ェニルグリシジルエーテル，ソルビトールグリシジルエ
ーテル，グリシジル（イソ）フタレート，１，３−ジグ
リシジル−５，５−ジメチルヒダントイン，トリグリシ
ジルイソシアヌレート，グリシジルフタルイミド，ハイ
ドロキノンジグリシジルエーテル，ビスフェノールＳジ
グリシジルエーテル等の液状または固体状の低分子量エ
ポキシ化合物，エポキシ基と反応する化合物，例えば，
アルコールや，アミノ化合物を併用することができる。
エポキシ化合物の重合用開始剤としては，

【００１６】

【００１７】（式中，Ｚは，フェニル基ないしは，フェ
ニレン基を，Ｘは，ＰＦ₆, Ｓｂ₆,ＢＦ₆ を示す。）の
化合物を触媒として使用できる。また，前記のラジカル
重合タイプおよびカチオン重合タイプの感光性樹脂を混
合して用いることもできる。

【００１８】顔料および染料の感光性樹脂への分散に
は，三本ロールミル，二本ロールミル，サンドミル，ニ
ーダー等の各種分散手段を使用できる。また，これらの
分散を良好とするために，適宜分散助剤を添加できる。
このような分散助剤としては，各種界面活性剤，顔料あ
るいは，染料の誘導体が使用できる。このような，分散
助剤は，顔料の分散に優れ，分散後の顔料の再凝集を防
止する効果が大きいので透明性に優れたカラーフィルタ
ーが得られる。

【００１９】着色剤を含む感光性樹脂の支持シートへの
塗布は，感光性樹脂液をグラビアリバースコーター，リ
ップコーター，ナイフコーター，マイクログラビアコー
ター等で行うことができる。乾燥後の感光性樹脂層の膜
厚は，０．５〜４ミクロン，好ましくは，１〜２ミクロ
ンである。

【００２０】支持シートは，厚さ３．５〜１００ミクロ
ンのプラスチック製フィルムが好ましく，例えば，ポリ
エチレンテレフタレート，トリアセテート，高密度ポリ
エチレン等のフィルムが使用できる。

【００２１】感光性樹脂の塗工面を保護するために保護
シートを設ける場合は，厚さが，５〜１００ミクロンの
ポリエチレン，ポリプロピレン，離型剤で処理したポリ
エチレンテレフタレート等のフィルムが好ましい。な
お，この保護シートと感光性樹脂層との接着力が，前記
支持シートよりも弱くなるように調節して用いなければ
ならない。

【００２２】カラーフィルターの基板としては，ガラス
が一般的に用いられる。その他に，透明なプラスチック
材料を用いることができる。ガラス等の基板の表面は，
感光性の樹脂が良く接着するようにするため，カップリ
ング剤等の処理を施しても良い。着色剤を含む感光性樹
脂を支持シートの一面に設けた積層シートを透明なカラ
ーフィルターの基板に積層するには，ラミネーターによ
り行う。積層においては，約６０℃程度の熱をかけるこ
とがよく，気泡や皺が入らないように均一に行う。

【００２３】前記積層した基板には，所定のパターンを
有するポジまたはネガのフィルムを密着し，紫外線露光
を行う。紫外線の露光を行ったら，フィルター基板より
支持シートを剥離する。着色剤を含む感光性樹脂の付着
したフィルター基板を現像液に浸漬して，未硬化部を除
去する。現像の方法としては，感光性樹脂の種類により
適宜選択でき，アルカリ現像液，活性剤現像液，溶剤現
像液等を用いて行う。

【００２４】このように現像を行ったフィルター基板に
は，第２色目の着色剤を含む感光性樹脂を支持シートの
一面に設けた積層シートにて以下同様の操作を繰り返
す。なお，所定のパターンのうちの１つが，光の３原色
で構成される各パターンの境界線を覆う形状のパターン
を形成してもよく，この場合，このパターンは黒色等光
を透過しないパターンとする。また，このパターンは光
の３原色のパターンの位置を指定する目安とするため
に，第１色目に設けることもできる。

【００２５】赤，緑，青，そして各画素の縁取りを終了
したフィルター基板は，さらに感光性樹脂の重合を促進
するため，加熱を施すことも必要に応じ行える。

【００２６】

【実施例】以下実施例に基づいて本発明を説明する。例
中部は，重量部を示す。 実施例１ 感光性樹脂液の調整（赤塗工液） エピコート１００１（シェル化学製） １８部 エピクロンＮ−６ （大日本インキ化学製） ２７部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ３０部 イルガキュア─９０７ ３．８部 ジエチルチオキサントン １．９部 メチルエチルケトン １６０部 トルエン １６０部 リオノーゲンレッドＧＤ （東洋インキ製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントレッド１６８） １３．１部 リオノーゲンオレンジＲ （東洋インキ製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントオレンジ３６） ５．６部 上記処方で配合した感光性樹脂液を良く分散し塗工液と
した。厚さ１２ミクロンのポリエチレンテレフタレート
（以下，ＰＥＴと略す）フィルムに乾燥後の膜厚が２ミ
クロンとなるようにマイクログラビアコーターで塗工
し，６０℃の温風にて乾燥後，離型処理した５０ミクロ
ンのＰＥＴフィルム（保護シート）をラミネートした。

【００２７】 感光性樹脂液の調整（緑塗工液） エピコート１００１（シェル化学製） １８部 エピクロンＮ−６ （大日本インキ化学製） ２７部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ３０部 イルガキュア─９０７ ３．８部 ジエチルチオキサントン １．９部 メチルエチルケトン １７０部 トルエン １７０部 リオノールグリーン２ＹＳ （東洋インキ製造製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントグリーン３６） １２．８部 リオノーゲンイエロー３Ｇ （東洋インキ製造製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントイエロー１５４） ４．３部 上記処方で配合した感光性樹脂液を良く分散し塗工液と
した。

【００２８】 感光性樹脂液の調整（青塗工液） エピコート１００１（シェル化学製） １８部 エピクロンＮ−６ （大日本インキ化学製） ２７部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ３０部 イルガキュア─９０７ ３．８部 ジエチルチオキサントン １．９部 メチルエチルケトン １７０部 トルエン １７０部 リオノールブルーＥＳ （東洋インキ製造製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントブルー１５：６） １３．６部 リオノーゲンバイオレットＲＬ （東洋インキ製造製造（株）製 Ｃ．Ｉピグメントバイオレット２３） ３．４部 上記処方で配合した感光性樹脂液を良く分散し塗工液と
した。

【００２９】 感光性樹脂液の調整（黒塗工液） エピコート１００１（シェル化学製） ２８部 リポキシＳＰ−１５１９（昭和高分子製） ３５部 アロニックスＭ−３０５（東亜合成化学製） １５部 ハイドロキノン ０．０５部 ジエチルチオキサントン ３部 イルガキュア─９０７ ３部 メチルエチルケトン １６０部 トルエン １６０部 三菱カーボンＭＡ−７（三菱化成製） １３．６部 上記処方で配合した感光性樹脂液を良く分散し塗工液と
した。塗工液それぞれについて厚さ１２ミクロンのＰＥ
Ｔフィルムに乾燥後の膜厚が２ミクロンとなるようにマ
イクログラビアコーターで塗工し，６０℃の温風にて乾
燥後，離型処理した５０ミクロンのＰＥＴフィルム（保
護シート）をラミネートした。

【００３０】保護シートを剥離した黒の感光性樹脂塗工
面とシランカップリング剤処理したガラス基板とを６０
℃に加温したラミネーターにて積層した。支持シート
（１２ミクロンＰＥＴ）上に，縁取り（ブラックストラ
イプ）パターンのネガフィルムを密着し，２００ｍｊの
紫外線露光を行った。露光後，支持シートをガラス基板
より剥離し，現像液に浸漬して未露光部の感光性樹脂部
分を除去した。

【００３１】保護シートを剥離した赤の感光性樹脂塗工
面とブラックマトリクスのついたガラス基板とを６０℃
のラミネーターにて積層した。支持シート（１２ミクロ
ンＰＥＴ）上に，赤パターンのネガフィルムを密着し，
１００ｍｊの紫外線露光を行った。露光後，支持シート
をガラス基板より剥離し，現像液に浸漬して未露光部の
感光性樹脂部分を除去した。

【００３２】以下同様の方法にて，緑，青のパターンを
形成し，カラーフィルターを製造した。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば，感光性物質を塗工した
薄いＰＥＴフィルムの伸び縮みによるパターンの位置ず
れがなくなる。また，薄いフィルムを用いて行うときの
見当合わせの難しさもなくなる。ガラスのような一枚の
固定された基板上にて予め位置精度の確定したネガフィ
ルムにより，パターンの重合わせができる。したがっ
て，位置合わせの絶対精度をたもち，大型のカラーフィ
ルターを提供することができる。また，顔料を用いるこ
とができるので，耐光性および耐熱性にもすぐれる。ま
た，パターン部分は，予めシートに塗工されていた部分
が転写して形成されるため，膜厚の均一で，平滑な塗工
面が形成される。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

図１〜８は，本発明にかかわるカラーフィルターの製造
法をしめす概略図である。

【００３５】

【図１】図１は，積層シートの断面をしめす図である。

【００３６】

【図２】図２は，積層シートより保護シートを剥離し，
ガラス基板と密着したのちにネガフィルムをとうして紫
外線露光を行いパターンの形成をしめす図である。

【００３７】

【図３】図３は，露光後，透明支持シートを剥離した図
である。

【００３８】

【図４】図４は，現像して一色目を形成した図である。

【００３９】

【図５】図５は，二色目の積層シートより保護シートを
剥離し，ガラス基板と密着した図である。

【００４０】

【図６】図６は，ネガフィルムをとうして紫外線露光を
行い二色目のパターンの形成をしめす図である

【００４１】

【図７】図７は，露光後，透明支持シートを剥離した図
である

【００４２】

【図８】図８は，現像して二色目を形成した図である。

【００４３】

【符号の説明】

１ 透明支持シート ２ 感光性樹脂層 ３ 保護シート ４ 積層シート ５ ネガフィルム ６ ガラス基板 １１ 透明支持シート １２ 感光性樹脂層 １５ ネガフィルム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤を含む感光性樹脂層を透明支持シ
   ートの一面に設けた積層シートを透明なフィルター基板
   に，感光性樹脂層が接するようにして積層する工程，前
   記積層した基板に所定のパターンを有するポジまたはネ
   ガのフィルムを密着し，紫外線露光を行う工程，支持シ
   ートを剥離する工程，透明なフィルター基板に転写した
   感光性樹脂層の未露光部を現像液にて除去する工程を同
   一のフィルター基板に対し順次繰り返すことを特徴とす
   るカラーフィルターの製造法。
2. 【請求項２】 所定のパターンの一つが，光の３原色で
   構成された各パターンの境界線を覆う形状のパターンで
   ある請求項１記載の方法。