JPH08179116A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 品質に優れたカラーフィルタを簡易な工程に
よって製造する。 【構成】 プリズム６の一面に透明基板１密着させる。
透明基板１上にインクリボン４を載置し、色画素の形状
を成す突起部５'を有する凸版５をインクリボン４に押
し付けて凸版５とインクリボン４との間を排気し、突起
部５'の部分のインクリボン４のみを透明基板１に密着
させる。そして、上記透明基板１の裏面から全反射の条
件を満たす入射角度で赤外線８を照射して、上記透明基
板１とインクリボン４とが密着している突起部５'の箇
所からインクリボン４内に入射される赤外線８で、突起
部５'に位置するインク２のみを選択的に透明基板１に
転写/固着させる。こうして、従来のＲＧＢの各色を別
々に印刷する印刷法と同等の工程,設備で、従来のフィ
ルムレジスト法と同等の特性を有するカラーフィルタを
簡単に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、品質に優れたカラー
フィルタを簡易な工程によって製造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】カラー液晶表示装置に用いられるカラー
フィルタは、透明基板上におけるＲＧＢ(赤,緑,青)の各
画素に対応する部分に夫々の色を着色した構造を有して
いる。ここで、従来から行われているカラーフィルタの
製造方法として、 (１) 透明基板上に感光性膜をフォトリソグラフィの技
法によって画素の形状に形成し、この形成された感光性
膜を染料によって染めて着色する所謂染色法 (２) 予め顔料で着色されたフィルムを透明基板上に貼
り付け、この貼り付けられたフィルムを露光して現像す
ることによって色画素を形成するフィルムレジスト法 (３) インクを直接透明基板上に印刷して画素を形成す
る印刷法 (４) 透明基板上に画素の形状に薄膜を形成し、その薄
膜の厚さによる干渉色によって色画素を得る干渉膜法 等の方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
カラーフィルタの製造方法には、夫々以下のような問題
がある。(１)の染色法および(２)のフィルムレジスト法
においては、何れもフォトリソグラフィの技法を用いて
いるために高精細なパターンを形成することができる。
しかしながら、膜形成,露光,現像等の煩雑な操作をＲＧ
Ｂの各色毎に繰り返す必要があり、工程が複雑長大とな
る。また、それに伴って、歩留りが低下するという問題
が発生する。また、大型でパターンが比較的精細ではな
いカラーフィルタの場合には価格的に高価となる等の問
題がある。

【０００４】(３)の印刷法においては、インクを直接透
明基板上に印刷するために工程が単純であり、場合によ
ってはＲＧＢの各色を一括して形成できる等の利点があ
る。しかしながら、印刷技術上、印刷像の歪による画素
ずれ,マクロな色斑,画素内での色斑,インク厚さの斑等
が発生する問題がある。

【０００５】(４)の干渉膜法においては、本質的に色純
度が高いために光や熱によって変色が発生せず、フィル
タ部の平滑性が良い等の利点がある。しかしながら、製
造にあたって薄膜の膜厚管理に正確さが要求される。ま
た、発色の原理上視野角が極端に制限されるために主に
投射用パネルに使用され、直視用に使われることはな
い。

【０００６】総じて、上記フォトリソグラフィの技法を
用いる場合にはその工程の複雑さとコストに関する問題
を抱える一方、印刷法による場合には形成されるフィル
タ自体の品質に関する問題を抱えている。

【０００７】そこで、この発明の目的は、品質に優れた
カラーフィルタを簡易な工程によって製造できるカラー
フィルタの製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明のカラーフィルタの製造方法に
おいては、熱転写性着色層を少なくとも含む層を屈折率
ｎの透明基板上に載置して所定形状の突起部を有する凸
版によって押圧し、上記透明基板表面の法線に対する角
度θがsinθ＞１/ｎなる関係を満たすように上記透明基
板の裏面側から赤外線を照射して、上記熱転写性着色層
における上記透明基板に密着した部分を選択的に加熱し
て上記透明基板上に上記凸版の突起部が与える形状に上
記熱転写性着色層を転写することを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に係る発明のカラーフィル
タの製造方法は、感光性着色層を少なくとも含む層を屈
折率ｎの透明基板上に載置して所定形状の突起部を有す
る凸版によって押圧し、上記透明基板表面の法線に対す
る角度θがsinθ＞１/ｎなる関係を満たすように上記透
明基板の裏面側から光を照射して、上記感光性着色層に
おける上記透明基板に密着した部分を選択的に露光して
上記透明基板上に上記凸版の突起部が与える形状に感光
性着色層を転写することを特徴としている。

【００１０】また、請求項３に係る発明は、請求項１あ
るいは請求項２に係る発明のカラーフィルタの製造方法
において、上記透明基板上に載置されて上記凸版によっ
て押圧されている着色層と上記凸版との間を真空吸引す
ることを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明では、熱転写性着色層を少
なくとも含む層が屈折率ｎの透明基板上に載置され、所
定形状の突起部を有する凸版によって押圧される。そし
て、上記透明基板表面の法線に対する角度θがsinθ＞
１/ｎなる関係を満たすように、上記透明基板の裏面側
から赤外線が照射される。その結果、上記熱転写性着色
層における上記透明基板に密着した部分が選択的に加熱
されて、上記透明基板上に上記凸版の突起部が与える形
状に熱転写性着色層が転写される。こうして、従来の印
刷法並の簡単な方法によって、従来のフィルムレジスト
法と同等の特性を有するカラーフィルタが得られる。

【００１２】また、請求項２に係る発明では、感光性着
色層を少なくとも含む層が屈折率ｎの透明基板上に載置
され、請求項１と同じ関係を満たす角度θで上記透明基
板の裏面から光が照射される。その結果、上記感光性着
色層における上記透明基板に密着した部分が選択的に露
光されて、上記透明基板上に上記凸版の突起部が与える
形状に感光性着色層が転写される。

【００１３】また、請求項３に係る発明では、上記透明
基板上に載置されて上記凸版によって押圧されている着
色層と上記凸版との間が真空吸引される。その結果、上
記着色層における上記凸版の突起部間が上記透明基板か
ら強制的に剥離される。こうして、上記着色層における
上記凸版の突起部間が上記透明基板に密着されて、上記
透明基板に上記凸版の突起部が与える形状以外の形状に
着色層が転写されることが防止される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図１は本実施例のカラーフィルタの製造方法
における説明図である。図１において、１は透明基板、
２は熱転写性着色膜，３は熱転写性着色膜２のキャリア
フィルム、５は色画素の形状を成す突起部５'を有する
凸版、６は導光用のプリズム、７は加熱用光源である。

【００１５】図１におけるカラーフィルタの製造方法に
おいては、熱を加えると軟化して時間が経過すると硬化
する熱硬化性を有する熱転写性着色膜(以下、インクと
呼ぶ)２をロールコータによってコーティングしたキャ
リアフィルム３(以下、キャリアフィルム３とこのキャ
リアフィルム３上にコーティングされたインク２とを総
称してインクリボン４と呼ぶ)を使用して、色画素を透
明基板上に形成する方法である。以下、図１に従って、
本実施例におけるカラーフィルタの製造方法について説
明する。

【００１６】先ず、上記導光用のプリズム６上に透明基
板１を載置し、真空吸着によって密着させる。次に、上
記凸版５にインクリボン４を接触させる。そして、各突
起部５'間のインクリボン４が透明基板１に接触してそ
の部分のインク２が透明基板１の表面に転写されてしま
うことを防止するために、凸版５とインクリボン４との
間を真空吸引して凸版５の断面形状に沿ってインクリボ
ン４を屈曲させる。そして、上記凸版５を透明基板１上
に押し付けて突起部５'の箇所のインクリボン４と透明
基板１とを密着させる。

【００１７】そうした後、上記プリズム６を通して、透
明基板１の裏面から、加熱用光源７によって全反射の条
件を満たす入射角度で赤外線８を照射する。こうして、
透明基板１に密着した部分のみのインク２を加熱して軟
化させ、透明基板１に接着させた後硬化させる。

【００１８】次いで、上記透明基板１からインクリボン
４を剥がして、不要な部分を除去する。以上の工程によ
って、上記透明基板１上における凸版５の突起部５'に
押圧された部分のみにインク２が転写されるのである。
その後、ベーキング処理によってインク２のレベリング
および完全硬化行って透明基板１上に色画素が形成され
る。

【００１９】以上の工程をＲＧＢの３色毎に繰り返すこ
とによってカラーフィルタを形成するのである。

【００２０】ここで、上述のように、上記加熱用光源７
によって全反射の条件を満たす入射角度で透明基板１を
照射すると、透明基板１に密着した部分のみのインク２
が加熱されるのは、以下の理由による。

【００２１】真空あるいは屈折率が大略１である気体中
において、屈折率ｎの均一な透明体の内部の光軸とその
光軸が通る部分の透明体表面の法線との角度が透明体の
屈折率より定まる角度θ(sinθ＝１/ｎ)より大きくなっ
た場合、その光は界面で全反射されて透明体の外部には
出てこない。この全反射の状態にある光線と透明体との
関係において、ｎ'＞１とすると、透明体表面における
物体が密着した部分のみは全反射が起こらず、透明体の
内部から物体に向かう光線はそのまま上記透明体から上
記物体に入ることができる。

【００２２】図２は、図１における凸版５とインクリボ
ン４との接触部分の拡大図である。本実施例において
は、上述のように、凸版５とインクリボン４との間を排
気して真空吸着した状態にしている。したがって、図２
に示すように、凸版５の各突起部５'間においては真空
吸引によってインクリボン４が透明基板１から剥離され
て、透明基板１とインクリボン４とは密着していない。
そのために、凸版５の各突起部５'間に向かって透明基
板１の法線に対して上記θの角度で入射される赤外線９
は上述の全反射の条件を満たすことになり、赤外線９は
全反射される。その結果、上記凸版５の各突起部５'間
に位置するインクリボン４は赤外線９によって加熱され
ることがないのである。

【００２３】これに対して、上記凸版５の突起部５'は
透明基板１に対して押し付けられている。したがって、
突起部５'の箇所に位置するインクリボン４と透明基板
１とは密着している。そのために、凸版５の突起部５'
に向かって透明基板１の法線に対して上記θ'の角度で
入射される赤外線１０は上述の透過の条件を満たすこと
になり、赤外線１０はインクリボン４に入射される。そ
の結果、上記凸版５の突起部５'に位置するインクリボ
ン４は赤外線１０によって加熱されて、透明基板１に突
起部５'の形状に付着するのである。

【００２４】上述のように、本実施例においては、プリ
ズム６の一面に密着された透明基板１上にインクリボン
４を載置し、ＲＧＢの各色画素の形状を成す突起部５'
を有する凸版５をインクリボン４に押し付けて凸版５と
インクリボン４との間を真空吸引する。こうして、各突
起部５'間におけるインクリボン４が透明基板１に密着
せずに、突起部５'の部分のインクリボン４のみが透明
基板１に密着するようにする。そして、上記透明基板１
の裏面から全反射の条件を満たす入射角度で赤外線８を
照射するようにしている。

【００２５】したがって、上記透明基板１とインクリボ
ン４とが密着している突起部５'の箇所に入射される赤
外線１０のみが上述の透過の条件を満たし、突起部５'
に位置するインク２のみが選択的に透明基板１に突起部
５'の形状に転写されて固着するのである。

【００２６】その結果、上記実施例においては、以下の
ような効果を奏する。 (１) 上記インク２は、従来のフィルムレジスト法と大
略同等の方法で製造できる。したがって、本実施例によ
って形成されるカラーフィルタの全体および個々の画素
での色の均一さにおいて、フィルムレジスト法と同等の
特性を有するカラーフィルタを得ることができる。

【００２７】(２) 色画素の形成はＲＧＢの着色膜を転
写する工程のみとなる。したがって、ＲＧＢ各色を別々
に印刷する従来の印刷法と同等の工程,設備での製造が
可能である。

【００２８】(３) フォトリソグラフィの技法を用いて
いないために、従来の染色法やフィルムレジスト法と比
較して、現像や水洗/乾燥の工程を省略できる。したが
って、現像液等の薬液や洗浄用の水等が不要となる。ま
た、フォトマスクを使用しないためにマスクの傷や異物
による不良発生を無くすことができ、歩留りを安定させ
ることができる。

【００２９】(４) 上記インク２を転写するに際して、
凸版５および透明基板１を加熱する必要がない。したが
って、温度変化による凸版５や透明基板１の寸法変化お
よび加圧歪による凸版５や透明基板１の変形がなく、転
写精度の低下を考慮する必要がない。

【００３０】尚、上記実施例においては、上記インク２
として熱硬化性の熱転写性着色膜を用いているが感光性
の着色膜を用いても差し支えない。その際には、用いる
着色膜の感光特性に応じた光を照射する必要がある。ま
た、上記実施例においては、上記インク２をキャリアフ
ィルム３にコーティングして成るインクリボン４を用い
ている。しかしながら、この発明はこれに限定されるも
のではなく、熱転写性あるいは感光性を有する着色層を
単独で用いても何ら差し支えない。

【００３１】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明のカラーフィルタの製造方法においては、熱転写
性着色層を少なくとも含む層を透明基板上に載置して凸
版で押圧し、全反射する条件で上記透明基板の裏面側か
ら赤外線を照射し、上記透明基板上に凸版の突起部が与
える形状に熱転写性着色層を転写するので、ＲＧＢの着
色膜を転写する工程のみでカラーフィルタを形成でき
る。したがって、従来のＲＧＢの各色を別々に印刷する
印刷法と同等の工程と設備で、容易にカラーフィルタを
製造できる。

【００３２】また、請求項２に係る発明のカラーフィル
タの製造方法は、感光性着色層を少なくとも含む層を透
明基板上に載置して、請求項１と同様の条件で光を照射
して上記感光性着色層における上記透明基板に密着した
部分を選択的に露光し、上記透明基板上に凸版の突起部
が与える形状に感光性着色層を転写するので、ＲＧＢの
着色膜を転写する工程のみでカラーフィルタを形成で
き、従来のＲＧＢの各色を別々に印刷する印刷法と同等
の工程と設備で容易にカラーフィルタを製造できる。

【００３３】さらに、上記請求項１および請求項２に係
る発明においては、フォトリソグラフィの技法を用いな
いので、現像や水洗/乾燥の工程を省略でき、薬液や水
を節約できる。また、フォトマスクの傷や異物による不
良発生を無くして歩留りを安定させることができる。さ
らに、上記凸版および透明基板を加熱する必要がないの
で、凸版や透明基板の寸法変化、および、加圧歪による
凸版や透明基板の変形がなく、転写精度の低下がない。

【００３４】また、請求項３に係る発明のカラーフィル
タの製造方法は、上記凸版によって押圧されている着色
層と上記凸版との間を真空吸引するので、上記着色層に
おける上記突起部間が上記透明基板から強制的に剥離さ
れる。したがって、この発明によれば、上記透明基板上
に上記凸版の突起部が与える形状以外に着色層が転写さ
れるのを確実に防止でき、カラーフィルタ全体および個
々の画素における色の均一さにおいて従来のフィルムレ
ジスト法と同等の特性を有するカラーフィルタを製造で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカラーフィルタの製造方法における
説明図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【符号の説明】 １…透明基板、 ２…熱転写性着色
膜、３…キャリアフィルム、 ４…インクリ
ボン、５…凸版、 ５'…突起
部、６…プリズム、 ７…加熱用光
源。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱転写性着色層を少なくとも含む層を屈
   折率ｎの透明基板上に載置して、所定形状の突起部を有
   する凸版によって押圧し、 上記透明基板表面の法線に対する角度θがsinθ＞１/ｎ
   なる関係を満たすように上記透明基板の裏面側から赤外
   線を照射して、 上記熱転写性着色層における上記透明基板に密着した部
   分を選択的に加熱して上記透明基板上に上記凸版の突起
   部が与える形状に上記熱転写性着色層を転写することを
   特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 感光性着色層を少なくとも含む層を屈折
   率ｎの透明基板上に載置して、所定形状の突起部を有す
   る凸版によって押圧し、 上記透明基板表面の法線に対する角度θがsinθ＞１/ｎ
   なる関係を満たすように上記透明基板の裏面側から光を
   照射して、 上記感光性着色層における上記透明基板に密着した部分
   を選択的に露光して上記透明基板上に上記凸版の突起部
   が与える形状に感光性着色層を転写することを特徴とす
   るカラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載のカラ
   ーフィルタの製造方法において、 上記透明基板上に載置されて上記凸版によって押圧され
   ている着色層と上記凸版との間を真空吸引することを特
   徴とするカラーフィルタの製造方法。