JPH08320409A - カラーフイルタの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー画素の重ね合わせにより、ブラックマ
トリックスの作成が可能になり、工程が簡略化でき、感
光性フイルムの追随性、作業性よく基板上に均一な厚さ
の高精度の多色の微細パターンの形成された優れた耐熱
性を有するカラーフイルタを製造することができる。カ
ラーフイルタの製造法を提供する。 【構成】 透明基板上に、ベースフイルムと一色に着色
された感光性樹脂層とからなる感光性フイルムを、
（１）着色された感光性樹脂層が前記基板に面するよう
に貼り合わせる工程、（２）パターン状に露光する工程
及び（３）現像工程を少なくとも含む工程を繰り返し、
二色目以降の着色された感光性樹脂層が前記基板に面す
るように、画素間に空間を形成して貼り合わせる工程を
行い、二色目以降の着色された感光性樹脂層のベースフ
イルムから画素間の空間への移行工程を行うことにより
多色パターンを形成させるカラーフイルタの製造法にお
いて、二色以上の画素を重ねてブラックマトリックスを
形成することを特徴とするカラーフイルタの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフイルタの製造
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、ガラス等の光学的に
透明基板の表面に２種以上の色相を異にする極めて微細
なストライプ状又モザイク状のパターンを一定の間隔を
開けて、平行又は交差して並べた物である。これらのパ
ターンは色相を所定の順序に所定の間隔をおいて整然と
配置し、しかも厚さムラの少ない均一な層とする必要が
あり、種々のカラーフイルタの製造法が提案されてお
り、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法、染色法
等がある。

【０００３】ベースフイルム及び感光性樹脂層から成る
感光性フイルムを使用した多色の微細なストライプ状又
はモザイク状のパターンを簡単に高精度で形成できるカ
ラーフイルタの製造法が知られている。

【０００４】感光性フイルムを用いて、カラーフイルタ
を作成する方法としては、一色に着色された感光性樹脂
層をベースフイルムに塗布乾燥した感光性フイルムの感
光性樹脂層を透明な基板の上に転写して、所定のパター
ンのマスクを介して露光、現像してパターンを形成する
方法（特開昭６１−９９１０２号公報、特開平３−１６
０４５４号公報、特開平３−１１１８０２号公報、特開
平２−１５１８０５号公報、特開平４−２１２１６１号
公報、特開平４−３０１６０２号公報、特開平５−２１
０７号公報等）が知られている。

【０００５】感光性フイルムに関しては、追従性を向上
させて、精度の高いパターンを得ようとする試みが行わ
れてきた。基板に段差があってもその基板を正確に微細
加工できることを特徴とする三層レジスト法がベル研究
所の研究者によって開発されている（例えば、J.Vac.Sc
i.Tecnol.,16巻1620頁 1968年発行）。露光工程の後加
熱することが一般に行われていて、アフタベークといわ
れている。例えば、顔料分散フォトポリマーを用いたカ
ラーフイルタ（J.Photopolym.Sci.Technol.,Vol.2,No.
2,1989年 244頁〜248頁）では、光開始剤のラジカルに
より誘起したモノマーラジカルの発生とその重合連鎖反
応を促進し、スピンナーを用いて感光性レジスト層を塗
布するが、溶剤除去のためプリベーク（例えば、８５℃
で５分間）を行うことも一般的である。一方、フイルム
法ではフイルム形成時に溶剤除去を行うので、一般には
このようなプリベークは行わない。また、現像前で、露
光後に感光性レジスト層を５０〜１５０℃、３０秒〜６
０秒の条件で加熱して、ＵＶ光が十分に当たらない下層
部分の反応を促進させること（特開平３−１９６５９６
号公報）も行われている。

【０００６】特開平２−２９８９１６号公報は液晶表示
装置に関するものであって、液晶層の層厚を均一化する
ために支柱を表示性能に影響なく形成する方法が開示さ
れており、ブラツクストライプ部分に支柱を立て、支柱
のサイズを１０μｍ角として、赤２．５４μｍ、緑２．
４８μｍ、青２．８３μｍとしたときに支柱の高さは
７．５１μｍとなり、液晶層厚４．３μｍが得られる。
赤２．４５μｍ、緑２．４１μｍ、青２．６８μｍとし
たときに支柱の高さは７．０４μｍとなり、液晶層厚
６．２μｍとなり、この結果液晶層の層厚を均一化でき
る。しかし、支柱の回りが持ち上がり、周辺の画素に段
差が生ずるという副作用があった。液晶膜厚均一化のた
めギャップ材散布方式では画素内部にギャップ材がばら
まかれるため配向乱れ、光漏れがあり、良好な液晶画像
が得られない。

【０００７】従来のカラーフイルタの製造法、例えば、
染色法、顔料分散液状レジスト法、印刷法、ロールコー
タ法、顔料分散フイルムレジスト法などでは、二色目以
降の層を形成する際に、既に形成された着色層上の二色
目以降の着色層と前記基板上に直接接触する着色層との
間に段差が生ずる。この段差は、最大で１．０μｍを超
える。そのために、この上に直接ＩＴＯをスパッタリン
グするとＩＴＯの断線や液晶を挾む電極間の距離が不均
一になり、良好なカラーデスプレイが得られない。その
ために一般には、保護膜又はオーバコート膜と称する２
〜５μｍの膜を形成し表面を均一化することが行われて
いる。フイルム法では、この段差は既に形成された着色
層の厚さ（１〜５μｍ）によって決まる。この段差があ
るために新着色層が下地（透明ガラス）に接触せず、ま
た不十分な接着圧力の為、接着力が不十分となり、着色
層が下地に密着せず、ベースフイルムを剥離すると、ベ
ースフイルムとともに剥離されて、下地に着色層が付着
しない部分が生ずる。またそのまま、露光現像すると、
着色像が存在しない部分を露光する等の不都合が生じ、
所望のカラーフイルタが得られない欠点がある。

【０００８】また、二色目以降の画素上では、一色目の
画素上に乗っていた着色感光性樹脂層の一部が流れ込ん
できて、二色目では、一色目の画素に近い端が持ち上が
り、画素表面が斜めになり、その断面はいわゆるＪ状、
ｎ状になる。三色目の画素は両隣の画素からの着色感光
性樹脂層の流れ込みがあるため画素の両端が持ち上が
り、いわゆるＭ状の断面となる。図２にＪ状、ｎ状及び
Ｍ状の画素の断面の模式図を示す。Ｊ状やＭ状の持ち上
がりがあると、三色の画素の表面の不均一を招き、所望
の平坦性が得られず、持ち上がった端が対極と接触し
て、画像不良を生じ、さらには色ムラを発生させるなど
の欠点があった。そのため、画素の重ね合わせによるブ
ラックマトリックスの作成は段差が発生するために不可
能であった。基板を加熱後、前記の感光性フイルムの保
護フイルムを剥がしながら、着色感光性樹脂層を基板と
接着させて加圧ロールを通す（ラミネートする）だけで
は、フイルム追随性は改善できない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の欠点
を無くし、ガラス板等の透明基板上に作業性が良く、し
かも高精度で多色の微細パターンを形成することができ
るカラーフイルタの製造法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上
に、ベースフイルムと一色に着色された感光性樹脂層と
からなる感光性フイルムを、（１）着色された感光性樹
脂層が前記基板に面するように貼り合わせる工程、
（２）所定のパターン状に露光する工程及び（３）現像
工程を少なくとも含む工程を繰り返し、二色目以降の着
色された感光性樹脂層が前記基板に面するように、画素
間に空間を形成して貼り合わせる工程を行い、二色目以
降の着色された感光性樹脂層のベースフイルムから画素
間の空間への移行工程を行うことにより多色パターンを
形成させるカラーフイルタの製造法において、二色以上
の画素を重ねてブラックマトリックスを形成することを
特徴とするカラーフイルタの製造法に関する。

【００１１】前記（１）と（３）の工程の間で、二色目
以降の感光性樹脂層をベースフイルムから基板表面上の
空間に移行させる移行工程の態様について図１を用いて
説明する。図１は本発明の製造法を示すフイルム及びフ
イルタの断面図であって、ベースフイルム１がＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレートフイルム）で、着色感光
性樹脂層は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の順に形成していく場合
を例にとって説明する。また、最終の画素を青とし青以
外の色の画素と重なるものをブラックマトリックスとし
たときの場合を説明する。

【００１２】図１（ａ）はベースフイルム１（ＰＥＴ
ポリエチレンテレフタレートフイルム）と着色感光性樹
脂層（緑）２からなる感光性フイルムの着色感光性樹脂
層と前置画素（赤）３が整然と配列されている透明基板
４が面している状態を示す。図１（ｂ）は感光性フイル
ムの着色感光性樹脂層と一色の前置画素が整然と配列さ
れている基板との画素間に空間を形成した貼り合わせを
示している。この時、着色感光性樹脂層は前置画素及び
基板に追随している必要はなく、完全に平坦なままで、
前置の画素表面に接触していることが好ましい。ここ
で、空間と表示してある部分は緑着色感光性樹脂層も赤
着色感光性樹脂層も存在していない空間の部分であっ
て、真空中でラミネートした場合は真空の部分、窒素気
流中でラミネートしたときは窒素が充満した部分、空気
中でラミネートしたときは空気が充満した部分になる。

【００１３】図１（ｃ）は本発明の移行工程が終了した
状態を示す。移行工程は、上記の（１）〜（３）の工程
の間に入り、着色感光性樹脂層（緑）２と空間５を置換
する工程である。着色感光性樹脂層（緑）２の空間部分
への移行は加熱によって行う。（ｂ）の状態で貼り合わ
せ直後は緑の着色感光性樹脂層はベースフイルムに密着
しているが、加熱により、流動性が増大し、基板表面上
の空間内に移行を始める。緑の着色感光性樹脂層はベー
スフイルムよりも基板に対する密着力が大きい、即ち緑
の着色感光性樹脂層の接触角がＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）の接触角よりも基板に対して大きいの
で、赤の前置画素の壁を伝って流れ落ちる場合、ベース
フイルム面で液滴を作って増大し基板と接触した後、基
板上に広がって移行を終了する場合がある。移行工程が
終了すると緑の着色感光性樹脂層は基板表面上の空間に
移行を完了し、その表面上に空間が出現し、着色感光性
樹脂層と空間が入れ替わる。このとき、着色感光性樹脂
層はその表面張力によって均一化しているので、表面の
平坦性は優れたものであり、現像後の画素は一色目とほ
とんど同一の断面形状を持つ。以上に一色目が赤、二色
目が緑の場合を例として説明したが、色の順序はこれに
限定されない。赤、緑及び青の順序以外に、青、緑及び
赤、赤、青及び緑等本発明ではどのような色順序も可能
である。

【００１４】着色感光性樹脂層２（緑）の空間部分への
移行は加熱によって行うが、加熱は室温以上で、着色感
光性樹脂層が熱硬化反応を開始する温度以下で行う。低
温では長時間、高温では短時間で移行は終了し、移行し
た着色感光性樹脂層表面は高度の平坦性を有する。加熱
には、熱板加熱、オーブン加熱、超音波加熱、赤外線加
熱、電磁誘導加熱、温水浸漬、摩擦熱加熱、圧力オーブ
ン内での加温、真空容器中での加温などがあり、これら
に限定されない。本発明の移行工程は上記の（１）〜
（３）の工程の間で実施され、（２）の露光工程の前で
も後でも良く、露光工程の前と後の二回実施しても良
く、また、露光工程において行うことも可能である。移
行工程は上記ではベースフイルムが存在する状態での移
行工程を説明したがベースフイルムの剥離後に前記移行
工程を実施することができる。すなわち、ベースフイル
ムの存在が無くても着色感光性樹脂層の画素間の空間へ
の移動は可能で、基板表面に最終的に密着させることが
できる。

【００１５】図１（ｄ）は２色目の着色感光性樹脂層
（緑）２の露光、現像後に同様の工程を３色目の青につ
いて行い、さらにこの３色目の青のときブラックマトリ
ックス部分の露光を同時に行い、同様に現像したあとの
赤、緑及び青並びにブラックマトリックスの形成された
カラーフイルタの断面図である。青は赤、緑及び青の画
素の上に重なって存在している。ベースフイルムの剥離
は、露光工程後現像工程前又は露光工程前に行われる。

【００１６】本発明では、赤、緑及び青等のうち二色を
重ね合わせてブラックマトリックスとする。重ね合わせ
部分と単一の着色感光性樹脂層との境界は段差の発生は
なく、その切れも鋭く良好となる。本発明では、ブラッ
クマトリックスを作製する工程を不要とし、さらには、
液晶層の層厚の均一化を可能とできる。

【００１７】以下に、本発明の製造法により製造できる
カラーフイルタについて説明する。ブラックマトリック
スが赤、緑及び青の少なくとも二個の画素の積み重ねで
あるカラーフイルタを得ることができる。ブラックマト
リックスが赤、緑及び青の少なくとも二個の画素の積み
重ねであり、ストライプに平行なブラックマトリックス
を形成した液晶表示装置用カラーフイルタを得ることが
できる。ブラックマトリックスが赤、緑及び青の少なく
とも二個の画素の積み重ねであり、ストライプに平行な
ブラックマトリックスを形成した、ストライプ状の一層
の画素の上に液晶制御用の透明電極を設けたカラーフイ
ルタを得ることができる。

【００１８】ブラックマトリックスが赤、緑及び青の少
なくとも二個の画素の積み重ねであり、 （ａ）ストライプに平行なブラックマトリックスの形成
された （ｂ）ストライプ状の一層の画素の上に液晶制御用の透
明電極が設けられた （ｃ）ストライプに直交する透明電極は対向電極として
カラーフイルタとは反対側の基板上に形成されたカラー
フイルタを得ることができる。ブラックマトリックスが
赤、緑及び青の少なくとも二個の画素の積み重ねであ
り、 （ａ）ストライプに平行なブラックマトリックスが形成
された （ｂ）ストライプ状の一層の画素の上に液晶制御用が透
明電極を設けられた （ｃ）ストライプに直交するブラックマトリックスが金
属薄膜であるカラーフイルタを得ることができる。上記
透明電極がＩＴＯであるカラーフイルタを得ることがで
きる。

【００１９】一色に着色された感光性樹脂層は、エチレ
ン性不飽和化合物（ａ）、カルボキシル基含有フイルム
性付与ポリマ（ｂ）、光重合開始剤（ｃ）及び顔料又は
染料（ｄ）を含有することが好ましく、層の厚さは０．
５〜１５μｍであることが好ましい。

【００２０】エチレン性不飽和化合物（ａ）としては、
例えば、多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を
付加して得られる化合物（トリメチロールプロパンジア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリス
リトールヘキサアクリレート等）、グリシジル基含有化
合物にα，β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化
合物（トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル
トリアクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエー
テルジアクリレート等）、多価カルボン酸（無水フタル
酸等）と水酸基及びエチレン性不飽和基を有する化合物
（β−ヒドロキシエチルアクリレート等）とのエステル
化物、トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートとジ
アルコールとヒドロキシアルキルアクリレートとを反応
させて得られるウレタンジアクリレート化合物などが挙
げられる。これらの化合物は単独で又は２種以上を組み
合わせて用いられる。（ａ）成分の配合量は、（ａ）成
分及び（ｂ）成分の総量を１００重量部として、９０〜
５０重量部とすることが好ましい。

【００２１】カルボキシル基含有フイルム性付与ポリマ
（ｂ）としては、例えば、アクリル酸アルキルエステル
又はメタクリル酸アルキルエステルとアクリル酸又はメ
タクリル酸との共重合体、アクリル酸アルキルエステル
若しくはメタクリル酸アルキルエステル又はアクリル酸
若しくはメタクリル酸とこれらと共重合し得るビニルモ
ノマーとの共重合体等が挙げられる。

【００２２】アクリル酸アルキルエステルとしては、例
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等が挙げられ
る。メタクリル酸アルキルエステルとしては、前記アク
リル酸アルキルエステルに対応するものが挙げられる。
また、アクリル酸アルキルエステル若しくはメタクリル
酸アルキルエステル又はアクリル酸又はメタクリル酸と
共重合し得るビニルモノマーとしては、テトラヒドロフ
ルフリルアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチ
ルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロ
ピルアクリレート、これらに対応するメタクリレート、
アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、スチレ
ン、ビニルトルエン等が挙げられる。（ｂ）成分にポリ
エステル、ブタジエンとアクリロニトリルとの共重合
体、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチ
レート、メチルセルロース、エチルセルロース等を添加
することもできる。

【００２３】カルボキシル基含有フイルム性付与ポリマ
（ｂ）の具体的な例を以下に示す。 （１）メタクリル酸メチル／メタクリル酸／アクリル酸
ブチル／２−エチルヘキシルアクリレート／スチレン
（２６／４８／１３／５／８(重量比)）の共重合体 重量平均分子量 ３４，０００ 数平均分子量 １５，０００ （２）スチレン／メタクリル酸メチル／エチルアクリレ
ート／メタクリル酸（５０／２０／１０／２０(重量
比)）の共重合体 重量平均分子量 ３８，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６０℃ （３）メタクリル酸メチル／メタクリル酸／アクリル酸
／メタクリル酸ｎ−ブチル（５１／２３／２０／６(重
量比)）の共重合体 重量平均分子量 １０，１００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６３℃

【００２４】（４）メタクリル酸／メタクリル酸メチル
／アクリル酸エチル／メタクリル酸メチル（２２／４６
／２６／６(重量比)）の共重合体 重量平均分子量 ９８，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ７０℃ （５）メタクリル酸／メタクリル酸メチル／アクリル酸
エチル／アクリル酸（４５／２３／３０／６(重量比)）
の共重合体 重量平均分子量 ９８，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６４℃ （６）スチレン／モノブチルマレエートエチルアクリレ
ート／メタクリル酸（３０／６５／５(重量比)）の共重
合体 数平均分子量 ４１，０００ （７）メタクリル酸メチル／メタクリル酸／アクリル酸
エチル／スチレン（３０／２４／３７／９(重量比)）の
共重合体 重量平均分子量 ４４，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６０℃

【００２５】（８）メタクリル酸メチル／メタクリル酸
／アクリル酸／メタクリル酸ｎ−ブチル（５１／２３／
２０／６(重量比)）の共重合体 重量平均分子量 １０，１００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６３℃ （９）メタクリル酸／メタクリル酸メチル／アクリル酸
エチル／メタクリル酸メチル（２２／４６／２６／６
(重量比)）の共重合体 重量平均分子量 ９８，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ７０℃ （１０）メタクリル酸／メタクリル酸メチル／アクリル
酸エチル／アクリル酸（４５／２３／３０／６(重量
比)）の共重合体 重量平均分子量 ９８，０００ ガラス転移温度 Ｔｇ ６４℃

【００２６】（ｂ）成分の使用によって、塗膜性や硬化
物の膜特性が向上し、その配合量は、（ａ）成分及び
（ｂ）成分の総量を１００重量部として、１０〜５０重
量部であることが好ましい。この配合量が、１０重量部
未満では、エチレン性不飽和化合物が多くなるため光感
度が低下する傾向があり、５０重量部を超えると、光硬
化物が脆くなる傾向がある。また、（ｂ）成分の重量平
均分子量（ＧＰＣ測定し、標準ポリスチレンによる検量
線を使用して換算したもの）は、前記塗膜性や膜強度の
点から１０，０００以上が好ましい。

【００２７】光重合開始剤（ｃ）としては、例えば、芳
香族ケトン（ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチル
−４，４′−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーのケト
ン）、Ｎ，Ｎ′−テトラメチル−４，４′−ジアミノベ
ンゾフェノン、４−メトキシ−４′−ジメチルアミノベ
ンゾフェノン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノ
ン、２−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン
等）、ベンゾインエーテル（ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエ
ーテル等）、ベンゾイン（メチルベンゾイン、エチルベ
ンゾイン等のベンゾイン）、イミダゾール二量体（２−
（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾ
ール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ
（ｍ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダ
ゾール二量体、２−（ｏ−フルオロフェニル）−４，５
−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−メトキシ
フェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、
２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイ
ミダゾール二量体、２，４−ジ（ｐ−メトキシフェニ
ル）−５−フェニルイミダゾール二量体、２−（２，４
−ジメトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾ
ール二量体、２−（ｐ−メチルメルカプトフェニル）−
４，５−ジフェニルイミダゾール二量体等）、１，７−
ビス（９−アクリニジル）ヘプタンなどが用いられる。

【００２８】（ｃ）成分の配合量は、（ａ）成分及び
（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、０．１〜１０
重量部であることが好ましい。この配合量が、０．１重
量部未満では、光感度が不十分となり、１０重量部を超
えると、露光の際に組成物の表面での光吸収が増大し、
内部の光硬化が不十分となる傾向がある。

【００２９】前記顔料又は染料（ｄ）としては、一般に
知られている着色剤が使用でき、感光性樹脂層、特にエ
チレン性不飽和化合物またはカルボキシル基含有フイル
ム性付与ポリマーに対する相溶性、目標とする色相、光
透過性等を考慮して選択される。カラーフイルタに使用
できる顔料は各種の化合物が使用でき、例えば、硫酸バ
リウム、酸化亜鉛、硫酸鉛、酸化チタン、ベンガラ、カ
ーボンブラック、グラファイト、酸化クロムなどの無機
顔料、下記の有機顔料（カラーインデックス番号）など
がある。

【００３０】黄色顔料：C.I.ピグメントイエロー２０、
２４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１
２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５
３、１５４、１６６、１６８ オレンジ顔料：C.I.ピグメントオレンジ３６、４３、５
１、５５、５９、６１ 赤色顔料：C.I.ピグメントレッド９、９７、１２２、１
２３、１４９、１６８、１７７、１８０、０９２、２１
５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２
６、２２７、２２８、２４０、４８：１ バイオレット顔料：C.I.ピグメントバイオレット１９、
２３、２９、３０、３７、４０、５０ 青色顔料：C.I.ピグメントブルー１５、１５：６、２
２、６０、６４ 緑色顔料：C.I.ピグメントグリーン７、３６ 黒色顔料：C.I.ピグメントブラック７

【００３１】（ｄ）成分の配合量は、（ａ）成分及び
（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、１〜５０重量
部とすることが好ましい。この配合量が、１重量部未満
では、着色が不十分となる傾向があり、５０重量部を超
えると、光透過率が低下する傾向がある。

【００３２】前記着色感光性樹脂層には、加熱硬化性を
高めるためにカルボキシル基含有フイルム性付与ポリマ
のカルボキシル基と熱反応するメラミン樹脂及び／又は
エポキシ樹脂を、（ａ）成分及び（ｂ）成分の総量１０
０重量部に対して、１〜２０重量部添加することが好ま
しい。これらを添加して１３０〜２００℃で３０〜６０
分加熱することによって着色層の架橋密度、耐熱性を著
しく向上することができる。

【００３３】本発明においてはカラーフイルタは、例え
ば、次のようにして製造される。まず、透明基板上に感
光性フイルムに形成された着色感光性樹脂が貼り合わさ
れ、この着色感光性樹脂層表面のベースフイルム上に所
定パターンのネガマスクを乗せて露光したあと、ベース
フイルムが除去される。ついで未露光部分が現像液で現
像され、着色パターンが形成される。この着色パターン
形成工程を、色の異なる感光性フイルムを用いて所定回
数繰り返し行い、多色のパターンを形成せさてカラーフ
イルタが得られる。透明基板上に貼付られた着色感光性
樹脂層で細線を形成する場合は、現像液に耐えうる最少
の露光量で露光するため、現像後の着色層が柔軟なこと
があり、現像後にさらに紫外線照射か熱処理によって、
また電子線照射によって完全に着色層を硬化させて強度
及び耐熱性を付与する。

【００３４】本発明においては特に、二色目以降の着色
された感光性樹脂層が前記基板に面するように、画素間
に空間を形成して貼り合わせる工程を行い、前記（１）
と（３）の工程の間に、加熱による二色目以降の感光性
樹脂層のベースフイルムから画素間の空間への移行工程
が行われる。また、例えば、パターン状に露光する工程
を調節すること等により、二色以上の画素を重ねてブラ
ックマトリクスとする。

【００３５】

【実施例】

実施例１ （１）着色感光性樹脂層用塗工液 表１の材料を均一に溶解した溶液２００重量部に表２の
いずれかの顔料ペースト１３５重量部、メラミン樹脂５
重量部及びシランカップリング剤５重量部をそれぞれ添
加し、溶解分散して着色感光性樹脂層用塗工液を得た。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】メラミン樹脂 サイメル３００（ヘキサメトキシメチルメラミンの商品
名、三井東圧化学(株)製） シランカップリング剤 ＫＢＭ５０３（信越化学工業(株)製） 塗工液の調整 塗工液はそれぞれの材料を超音波で２．５時間分散して
調整した。

【００３９】（２）感光性フイルムの製造 得られた塗工液を、厚さ６μｍのポリエチレンテレフタ
レートフイルム（テイジン社製テトロンフイルムＳ６）
上に均一な厚さにキスタッチリバース方式の塗工機を用
いて塗布し、１００℃の乾燥機で２分間乾燥した。保護
フイルムとして厚さ３０μｍのポリエチレンフイルムを
貼り合わせて感光性フイルムを得た。乾燥後の感光性樹
脂層の厚さは、赤、青及び緑共に２．０μｍであった。

【００４０】（３）カラーフイルタの製造 （ａ）基板加熱工程 前記カラーフイルタ用の下地基板を８０℃で１０分間加
熱した。 （ｂ）貼り合わせ工程 前記感光性フイルムの保護フイルムを剥がしながら、着
色感光性樹脂層を前記カラーフイルタ用の下地基板上に
下記条件でラミネートした。 ロール温度 ６０℃ ロール圧 １．０kgf/cm² 速度 ２．５ｍ／分 （ｃ）露光工程 所定のパターン（通常のストライプ状のパターンで、９
５μｍ（白）／２０５μｍ（黒）で長さ１５０mmのスト
ライプ状、ブラックストライプは赤緑青の画素の間に幅
３０μｍで形成したもの）のネガマスクを通して露光機
ＨＭＷ−２０１Ｂ（３kW、超高圧水銀灯、オーク製作所
製）で露光した。最終の青については正常のストライプ
状のパターンとブラックストライプのパターンを重ねて
露光した。

【００４１】（ｄ）剥離工程 室温でポリエチレンテレフタレートフイルムを除去し
た。自動剥離装置（自家製試作品、両面テープを貼り合
わせたロールでポリエチレンテレフタレートフイルムを
剥離する装置）で剥離した。 （ｅ）移行工程 二色目と三色目の画素形成時には、剥離工程の後に６０
℃で１５分間加熱を行い、空間を介していた着色感光性
樹脂層を赤の画素のある基板表面に移行させた。 （ｆ）現像工程 ３０℃で０．０８重量％のＮａ₂ＣＯ₃水溶液で１５秒ス
プレー現像をして未露光部を除去し、現像後水洗し、オ
ーブン加熱乾燥し、着色パターンを形成した。

【００４２】この（ａ）から（ｆ）の着色パターンの形
成工程を、赤、緑及び青の順に各色の感光性フイルムを
用いて繰り返し行った。二色目の緑のラミネートの時に
フイルムの送り方向を前置画素の赤のストライプ状のパ
ターンに直交させてフイルムを送った。得られた青フイ
ルム付きの基板の表面は平坦であり、斜めに透かしても
光の散乱はなく平坦であった。表面の粗さを測定したと
ころフイルム表面の平坦性は貼り合わせを行う前と同一
で、前置画素による変形は認められなかった。三色目の
青についても同様とし、多色のパターンを形成した。こ
の際の露光量は赤、青、緑色の感光性樹脂層に対しては
５０mJ/cm²とした。使用したマスクのパターンはストラ
イプが画素ごとに独立した長方形を形成しストライプの
長手方向に隙間を設けたものである。得られた多色パタ
ーンに紫外線照射機（ランプＨ５６００Ｌ／２、東芝電
材社製）を用いて３J/cm²で照射した後、１５０℃で４
５分間加熱してカラーフイルタを得た。

【００４３】得られたカラーフイルタは赤、青及び緑色
のパターン（ストライプ状のパターン）が整然と並んで
いた。さらに青と他の一色と重ね合わせによる壁状のブ
ラックストライプのパターンが形成され、赤と緑の画素
の端に１０μｍの幅で重なっており、色は青の上に重な
った青の部分を除いて黒であり、追随性は良好であり、
また、画素の段差はなく、画素の断面ではＭ状もＪ状も
認められなかった。

【００４４】実施例２ 表１の材料に換えて表３の材料とし、青及び緑について
は（ｂ）の貼り合わせ工程を下記とした以外は実施例１
と同様に行った。 本実施例の貼り合わせ工程 前記カラーフイルタ用の感光性フイルムの保護フイルム
を剥がしながら、着色感光性樹脂層を前記カラーフイル
タ用の下地基板上に下記条件でラミネートした。 ロール温度 ８０℃ ロール圧 ４．０kgf/cm² 速度 １．５ｍ／分

【００４５】

【表３】

【００４６】得られた青フイルム付きの基板の表面は平
坦であり、斜めに透かしても光の散乱はなく平坦であっ
た。表面の粗さを測定したところフイルム表面の平坦性
は貼り合わせを行う前と同一で、実施例１と同様に前置
画素による変形は認められなかった。得られたカラーフ
イルタは赤、青及び緑色のパターンが整然と並んでい
た。追随性は良好であり、画素の段差はなく、画素の断
面ではＭ状もＪ状も認められなかった。得られたカラー
フイルタは赤、青及び緑色のパターン（ストライプ状の
パターン）が整然と並んでいた。さらに青と青以外の一
色と重ね合わせによる壁状のブラックストライプのパタ
ーンが形成されており、赤と緑の画素の端に１０μｍの
幅で重なっており、色は青の上に重なった青の部分を除
いて黒であり、青のブラックストライプの部分も実施例
１と同様に良好な結果が得られた。

【００４７】実施例３ 実施例１において、（ｃ）露光工程を下記とした以外は
実施例１と同様に行った。所定のパターン（通常のスト
ライプ状のパターンで、１２０μｍ（白）／１８０μｍ
（黒）で長さ１５０mmのストライプ状、ブラックストラ
イプは赤緑青の画素のストライプに直交する方向に２７
０μｍ（黒）／３０μｍ（白）で形成したもの）のネガ
マスクを通して露光機ＨＭＷ−２０１Ｂ（３kW、超高圧
水銀灯、オーク製作所製）で露光した。最終の青につい
ては正常のストライプ状のパターンとブラックストライ
プのパターンを重ねて露光した。画素を重ねた壁状のブ
ラックマトリックスが、赤、緑及び青の少なくとも二個
の画素の積み重ねである高精度なカラーフイルタを得
た。

【００４８】実施例４ 実施例１において、（ｃ）露光工程を下記とした以外は
実施例と同様に行った。所定のパターン（通常のストラ
イプ状のパターンで、１２０μｍ（白）／１８０μｍ
（黒）で長さ１５０mmのストライプ状で、三色を重ね合
わせると各色が２０μｍ幅で重なりあって壁状になるパ
ターンである）のネガマスクを通して露光機ＨＭＷ−２
０１Ｂ（３kW、超高圧水銀灯、(株)オーク製作所製）で
露光した。最終の青については正常のストライプ状のパ
ターンとブラックストライプのパターンを重ねて露光
し、画素を重ねた壁状のブラックマトリックスが、赤、
緑及び青の少なくとも二個以上の画素の積み重ねであ
り、ストライプに平行なブラックマトリックスの形成さ
れた高精度なカラーフイルタを得ることが出来た。

【００４９】実施例５ 実施例４で得たカラーフイルタの赤緑青のストライプの
重ね合わせのない部分（幅８０μｍ）にＩＴＯの電極を
通常のスパッタリング装置で作成したところ、電極の断
線短絡はなかった。得られたカラーフイルタは画素を重
ねた壁状のブラックマトリックスが、赤、緑及び青の少
なくとも二個以上の画素の積み重ねであり、ストライプ
に平行なブラックマトリックスが形成され、ストライプ
状の一層の画素の上に液晶制御用の透明電極の設けられ
た高精度なカラーフイルタを得ることができた。

【００５０】実施例６ 実施例４で得たカラーフイルタの、赤、緑及び青のスト
ライプの重ね合わせのない部分（幅８０μｍ）にＩＴＯ
の電極を通常のスパッタリング装置で作成したところ、
画素を重ねた壁状のブラックマトリックスが、赤、緑及
び青の少なくとも二個の画素の積み重ねでありストライ
プに平行なブラックマトリックスが形成されており、ス
トライプ状の一層の画素の上に液晶制御用の透明電極が
設けられており、ストライプに直交する透明電極は対向
電極としてカラーフイルタとは反対側の基板上に形成さ
れている高精度なカラーフイルタを得ることができた。

【００５１】比較例１ 実施例４と同様にして、赤、青及び緑の順に各色の感光
性フイルムを用いて繰り返し行ったが、移行工程を行わ
なかった。得られた青フイルム付きの基板の表面は平坦
でなく、斜めに透かしたところ光の散乱が発生している
ことが観察出来た。表面の粗さを測定したところフイル
ム表面には前置画素の周期に対応した１．５〜２．０μ
ｍの山を持つ凹凸が発生しており、これらは貼り合わせ
を行う前のフイルム表面には見られなかった凹凸であ
り、前置画素による変形と認められた。フイルムの追随
性が不十分で、青緑ともに画素に欠けが一部発生し、追
随性が不良となった。さらに画素の表面は青ではその断
面はＪ状になり緑ではその断面はＭ状となり二色の重な
り部分はその端が傾斜を持ち、カラーフイルタとして使
用に耐え得ないものであった。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、カラー画素の重ね合わ
せにより、ブラックマトリックスの作成が可能になって
工程が簡略化でき、感光性フイルムの追随性、作業性よ
く基板上に均一な厚さの高精度の多色の微細パターンの
形成された優れた耐熱性を有するカラーフイルタを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造法を示す略図である。

【図２】従来のカラーフイルタの画素の断面の模式図で
ある。

【符号の説明】

１ ベースフイルム（ＰＥＴ） ２ 着色感光性樹脂（緑） ３ 前置画素（赤） ４ 透明基板 ５ 空間 ６ 一色目の画素 ７ 二色目の画素 ８ 三色目の画素 ９ 三色目の画素（２色の重なりによるブラックマトリ
ックス）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、ベースフイルムと一色に
   着色された感光性樹脂層とからなる感光性フイルムを、
   （１）着色された感光性樹脂層が前記基板に面するよう
   に貼り合わせる工程、（２）パターン状に露光する工程
   及び（３）現像工程を少なくとも含む工程を繰り返し、
   二色目以降の着色された感光性樹脂層が前記基板に面す
   るように、画素間に空間を形成して貼り合わせる工程を
   行い、二色目以降の着色された感光性樹脂層のベースフ
   イルムから画素間の空間への移行工程を行うことにより
   多色パターンを形成させるカラーフイルタの製造法にお
   いて、二色以上の画素を重ねてブラックマトリックスを
   形成することを特徴とするカラーフイルタの製造法。