JPH09113716A

JPH09113716A - カラーフイルタの製造法

Info

Publication number: JPH09113716A
Application number: JP26703395A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Mori; 靖樹森
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】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。【解決手段】（Ａ）三原色の画素形成の前に仮の感光
性樹脂層が基板に面するように、貼り合わせ、ブラック
マトリックス以外の場所及び一色目の画素の形成される
以外の場所に仮の画素を形成する。（Ｂ）一色目の着色
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、加熱による感光性樹脂層
の前記基板表面への移行工程を行い、一色目の着色され
た画素を形成する。（Ｃ）形成された仮の画素を除去
し、（Ｄ）二色目以降の着色された感光性樹脂層が基板
に面するように、画素間に空間を形成して貼り合わせ、
加熱による感光性樹脂層の前記基板表面への移行工程を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】カラーフイルタは、ガラスなどの光学的
に透明な基板の表面に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
いる。例えばスクリーン印刷法では低コストのカラーフ
イルタの形成が可能である。またフォトリソグラフィ技
術を用いる方法、すなわち、カラーフイルタ用基板上に
形成された透明膜に、所定のネガマスクを通して紫外線
照射し、未露光部を除去したのち、防染層を形成しなが
ら染色する方法がある。

【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。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、着色された感光性樹脂層が基板に
面するように貼り合わせる工程、露光して所定のパター
ンを形成させる工程および前記ベースフイルムを剥がし
て現像する工程を繰り返して多色パターンを形成させて
カラーフイルタが製造される。感光性フイルムは公知で
あり、基本的な組成及び構成とその作用は特公昭４５−
２５２３１号公報に詳細が公開されている。

【０００４】例えば、一つの色相の着色剤を含む感光性
樹脂の層を支持体に塗布乾燥した感光性フイルムの感光
性樹脂の層を透明な板の上に転写して、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）、アルカリ現像を
行う方法（特開平２−２３９２０５号公報）、水溶性ベ
ースフイルムを用いる方法（特開平２−２７１３０１号
公報）、このフイルムを透明な板の上に加熱圧着して、
所定のパターンのマスクを介して露光して、ベースフイ
ルムを剥離し、現像して透明着色の画像パターンを形成
する方法（特開昭６３−１８７２０３号公報、特開平２
−２４４００５号公報等）が知られている。さらには、
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、特開平３−１６０４５４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４−３０１
６０２号公報、特開平５−２１０７号公報等が知られて
いる。

【０００５】また、良好なパターンを得るために感光性
フイルムの追従性を向上させる提案が種々なされてい
る。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.Sci.Tech
nol.,16巻1620頁 1968年発行）。また、プリント回路版
の基板凹凸追随性についても詳細な研究が行われてい
て、実用化されている。感光性フイルムは半固体状のた
め、追随性向上には液体に近い（液状レジストに近い）
状態を作るためにラミネート（熱圧着）が重要とされて
いる。凹凸に追随するには充分低粘度になるラミネート
の温度設定が必要とされている。流動性が大きいと室温
の保存安定性が劣る傾向があり、コールドフローを起こ
すので、あまり低粘度には出来ないとされている。凹部
を埋め込むには膜厚は厚いほうが有利とされている（た
とえば、ソリッド・ステート・テクノロジイ（Solid St
ate Technology）29巻6号153頁 1986年発行、プリント
回路学会学術講演大会講演論文集 83頁 1989年）。

【０００６】従来カラーフイルムの製造法では、二色目
以降の層を形成する際に、既に形成された着色層（前置
画素）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。

【０００７】さらに詳しく説明すると、特に、カラーフ
イルタがストライプ状の三原色（赤、緑、青）の画素か
ら構成されている場合には一色目のストライプ状の画素
が例えば厚さ２．０μｍ、幅７０μｍ、間隔３００μｍ
で透明基板上に構成されている上に二色目の着色層を貼
り合わせると、前置画素により、２．０μｍ前後の凹凸
があるため、透明基板と着色層の間に接触不十分の部分
が生じ、二色目の着色層がこの凹凸に十分に追随しない
欠点があった。

【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、Ｍ状の画素の断面
の模式図を示す。Ｊ状等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。図２に
おいて、３は透明基板、５は赤の画素（一色目の画
素）、６は緑の画素（二色目の画素）及び７は青の画素
（三色目の画素）を示す。

【０００９】画素の欠点があるため、特にブラックマト
リックスはその厚さが制限されて、クロム蒸着膜では
０．１〜０．２μｍ、グラファイトやカーボンブラック
を含む感光性樹脂膜では０．２〜０．６μｍが限界とな
り、膜を厚くすることが出来なかった。図３にブラック
マトリックス４がある場合の画素の表面の模式図を示す
が、赤の画素（一色目の画素）５の両端のブラックマト
リックス４の重なり部分は膜厚の増大が生じ、グラファ
イトやカーボンブラツクを含む感光性樹脂膜では０．２
〜０．６μｍが限界となり、膜を厚くすることが出来な
かった。そのため、グラフアイトやカーボンブラックを
含む感光性樹脂膜では顔料の占める割合が大きく、膜の
強度、感光特性に欠点が生じ、実用上その改善が望まれ
ていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、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。

【００１１】

【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）パターン状に露光する工程及び（３）現像工程を
含む工程を繰り返して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、（Ａ）三原色の画素形成の
前に仮の感光性樹脂層が前記基板に面するように、貼り
合わせる工程を行い、ブラックマトリックス以外の場所
及び一色目の画素の形成される以外の場所に仮の画素を
形成する工程（Ｂ）一色目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、加熱による感光性樹脂層の前記基板表面への移行工
程を行い、一色目の着色された画素を形成し、（Ｃ）前
記仮の感光性樹脂層から形成された前記仮の画素を除去
する工程を行い、（Ｄ）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、加熱による感光性樹脂層の前記基板表面への
移行工程を行うことを特徴とするカラーフイルタの製造
法に関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の製造法を示す略図
であり、ブラックマトリックスとその他の画素の膜厚の
比が２：３の例である。ブラックマトリックスは、金属
蒸着法、黒色樹脂組成物によるフォト法等の公知の方法
により形成できる。図１の（ａ）は、ブラックマトリッ
クス４を形成した透明基板３に、感光性フィルム（ベー
スフイルム１に支持された仮の感光性樹脂層２′）をラ
ミネートしようとしている様子を表している。隣あって
いるブラックマトリックス４同士の間に仮の感光性樹脂
層２′が入り込まないようにラミネートすることが好ま
しい。次いで、（ここでは後に緑の画素が形成される部
分）に露光し、加熱により仮の感光性樹脂層２′を透明
基板３の表面状に移行させ、ベースフィルム１を剥離し
て現像し、仮の画素２が形成される。図１の（ｂ）は、
このようにして、仮の画素２が形成された透明基板を表
している。

【００１３】図１の（ｃ）は、前記仮の画素２が形成さ
れた透明基板に赤の感光性フィルム（ベースフィルム１
に支持された赤の感光性樹脂層５′）をラミネートした
後の様子を表している。この後、パターン状に露光し、
加熱により、赤の感光性樹脂層５′を透明基板３の表面
上（画素間の空間）に移行させ、ベースフィルム１を剥
離して、現像し、赤の画素５が形成される。この赤の画
素５が形成された直後の様子を表したものが、図１の
（ｄ）である。次いで、必要により、図１の（ｄ）の状
態の基板を加熱して、赤の画素５を熱硬化させ、この
後、熱硬化していない仮の画素２を除去（例えば、高濃
度の現像液をスプレーする）する。この直後の様子を表
したものが、図１の（ｅ）である。

【００１４】次いで、この図１の（ｅ）の状態の基板に
緑の感光性フィルムをラミネートし、パターン状に露光
し、加熱により、緑の感光性樹脂層を透明基板３の表面
上（画素間の空間）に移行させ、ベースフィルム１を剥
離して、現像し、必要により加熱し、緑の画素６を形成
した様子を表したものが、図１の（ｆ）である。次い
で、この図１の（ｆ）の状態の基板に青の感光性フィル
ムをラミネートし、パターン状に露光し、加熱により、
青の感光性樹脂層を透明基板３の表面上（画素間の空
間）に移行させ、ベースフィルム１を剥離して、現像
し、必要により加熱し、青の画素７を形成した様子を表
したものが、図１の（ｇ）である。図１（ａ）〜（ｇ）
における一連の工程で、加熱による感光性樹脂層の透明
基板表面への移行は、パターン状の露光の前に行っても
よく、またベースフィルム１の剥離後に行ってもよい。

【００１５】三原色の画素の膜厚は、画素精度等の点か
ら、ブラックマトリックスの膜厚以上とすることが好ま
しい。ブラックマトリックスの膜厚と三原色の画素の膜
厚の比は、１：１〜１：２の範囲とすることが好まし
い。例えば、三原色の画素の膜厚が２．０μｍのとき
は、ブラックマトリックスの膜厚は、１．０μｍ〜２．
０μｍが良い。１．０μｍ未満では、黒顔料の比率が高
くなり、感度低下をきたす傾向があり、２．０μｍを超
えると、カラーフイルタの表面平坦性が劣る傾向があ
る。より好ましい膜厚は、三原色の画素膜厚より、ブラ
ックマトリックスの膜厚が、０．２〜０．４μｍ小さい
ときであり、ブラックマトリックスの上に三色の画素が
重なり洩れ光が完全に遮蔽され、位置合わせの精度も緩
くできる効果がある。

【００１６】着色感光性樹脂層の基板表面（空間部分）
への移行は、加熱によって行う。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。通常、加熱条件は、４０〜１８
０℃の温度で、１〜３００分間とされる。

【００１７】本発明に用いられる感光性フイルムは、透
明なベースフイルム、例えば、ポリエチレンテレフタレ
ート等のフイルム上に、一色に着色された感光性樹脂組
成物を塗布し、乾燥させて一色に着色された感光性樹脂
層を形成させたものである。この着色感光性樹脂層は未
硬化であり、柔軟で、粘着性を有するため、この上にさ
らにポリエチレンフイルムなどの保護フイルムを貼り合
わせて外部からの損傷、異物の付着等を防止することが
望ましい。感光性フイルムに形成された着色感光性樹脂
層は、保護フイルムを剥がしながら透明基板上に貼り合
わされ、また、着色感光性樹脂層表面のベースフイルム
は、所定パターンのネガマスクを通じて露光した後に除
去される。

【００１８】一色に着色された感光性樹脂組成物は、エ
チレン性不飽和化合物（ａ）、カルボキシル基含有フイ
ルム性付与ポリマー（ｂ）、光重合開始剤（ｃ）及び顔
料又は染料（ｄ）を含有するのが好ましく、層の厚さは
０．５〜１５μｍであることが好ましい。

【００１９】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ジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロー
ルメタントリアクリレート、テトラメチロールメタント
リメタアクリレート、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ペンタメタクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等）、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、ビスフェノールＡ
ジグリシジルエーテルジメタクリレート等）、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、β−ヒドロキシエチルメタクリレート等）のエステ
ル化物、アクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステ
ル（アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸２−エチルヘキシル等）、トリメチルヘキサ
メチレンジイソシアナートと２価アルコールと２価のア
クリル酸モノエステル又はメタクリル酸モノエステルと
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２種以上用いても良
い。

【００２０】（ａ）成分の配合量は、（ａ）成分と
（ｂ）成分の総量を１００重量部として、好ましくは９
０〜５０重量部とされる。

【００２１】カルボキシル基含有フイルム性付与ポリマ
ー（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。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しては、例え
ば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メ
タクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸２−エチルヘキシル等が挙げられる。

【００２２】また、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、アクリル酸又はメタクリ
ル酸及びこれらと共重合し得るビニルモノマーとして
は、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジ
メチルアミノエチル、アクリル酸テトラヒドロフルフリ
ル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸
ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエ
チル、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、
２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，
２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、
２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレー
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。

【００２３】（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も併用することができる。
（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）成分と（ｂ）成分の総量
を１００重量部として、好ましくは１０〜５０重量部で
ある。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は、前記塗膜
性や膜強度の点から１０，０００以上が好ましい。

【００２４】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）、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）、２，４，５−トリアリール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）、
アクリジン化合物（１，７−ビス（９−アクリジニル）
ヘプタン等）などが用いられる。

【００２５】（ｃ）成分の配合量は、（ａ）成分と
（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、好ましくは
０．１〜１０重量部である。この配合量が０．１重量部
未満では、光感度が不十分となる傾向があり、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。

【００２６】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
ン性不飽和化合物又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、酸化クロム等の無機顔料、
下記の有機顔料（カラーインデックス番号）などがあ
る。

【００２７】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

【００２８】（ｄ）成分の配合量は、（ａ）成分と
（ｂ）成分の総量１００重量部に対して、好ましくは１
〜５０重量部である。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。

【００２９】着色感光性樹脂組成物には、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
ー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）成分と（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望ま
しい。これらを添加して１３０〜２００℃で、３０〜６
０分加熱することによって着色層の架橋密度を向上さ
せ、耐熱性を向上できる。

【００３０】仮の感光性樹脂層に用いる仮の感光性樹脂
組成物の基本的な組成は、前記着色感光性樹脂組成物と
同様のものを使用できるが、仮の画素形成後、溶解除去
できる組成であることが必須条件であるから、本発明に
おいては、カルボキシル基含有フイルム性付与ポリマー
のカルボキシル基と熱反応するメラミン樹脂及び／又は
エポキシ樹脂を添加しないことが望ましい。仮の画素
は、二色目の画素形成時に除去される。具体的には、二
色目の画素形成の際の現像時に、高濃度のアルカリ現像
液で溶解除去する。仮の画素を、二色目の画素形成の際
の現像時に溶解除去するための現像液は通常の現像液よ
り高濃度とすることが好ましく、例えば、Ｎａ₂ＣＯ₃水
溶液の現像液では、その濃度を３〜１０倍とすることが
好ましい。

【００３１】

【実施例】

実施例１（１）着色感光性樹脂層用の塗工液及び仮の感光性樹脂
層用の塗工液の製造表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。
仮の感光性樹脂層用塗工液には、顔料ペーストとメラミ
ン樹脂を添加しなかった。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】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使用直前に超音波で２．５時
間分散して調整した。

【００３５】（２）感光性フイルムの製造得られた塗工液を、厚さ２３μｍのポリエチレンテレフ
タレートフイルム（テイジン(株)製テトロンフイルムＦ
２３）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
あり、黒は１．５μｍであった。仮の感光性樹脂層の厚
さは２．０μｍであった。

【００３６】（３）カラーフイルタの製造〔黒の画素の形成〕（ａ）基板加熱工程カラーフイルタ用の下地基板（パイレックスガラス厚
さ１．１mm）を８０℃で１０分間加熱した。（ｂ）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、黒の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

【００３７】（ｃ）露光工程所定のブラックストライプパターン（８０μｍ（白）／
２２０μｍ（黒）で長さ１５０mmのストライプ状で形成
されるパターンの反転のパターンで形成される三原色の
赤緑青の画素の間を埋めるブラックマトリックスパター
ンである）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（３００mJ
/cm²）。（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。（ｆ）現像工程３０℃で０．０８重量％のＮａ₂ＣＯ₃水溶液で１５秒間
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、ブラックスマトリクスを形成し
た。

【００３８】〔仮の画素の形成〕（ａ）基板加熱工程前記したようにブラックマトリクスを形成したカラーフ
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、仮の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）露光工程所定のストライプパターン（８０μｍ（白）／２２０μ
ｍ（黒）で長さ１５０mmのストライプ状で緑の画素のス
トライプに相当する位置のパターン）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（５０mJ/cm²）。

【００３９】（ｄ）移行工程６０℃で３０分間加熱して、感光性樹脂層を基板表面へ
移行させた。（ｅ）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）により剥離した。（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、仮の画素を形成した。

【００４０】〔赤の画素の形成〕（ａ）基板加熱工程前記のようにして仮の画素を形成したカラーフイルタ用
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、赤の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）露光工程所定のストライプパターン（８０μｍ（白）／２２０μ
ｍ（黒）で長さ１５０mmのストライプ状）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。

【００４１】（ｄ）移行工程６０℃で３０分間加熱して、感光性樹脂層を基板表面へ
移行させた。（ｅ）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）により剥離した。（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、赤の画素（パターン）を形成した。（ｇ）加熱硬化工程１５０℃で、１時間の加熱を行い、赤の画素をさらに熱
硬化させた。

【００４２】〔仮の画素の溶解除去〕赤の画素の熱硬化
後に仮の画素を、３０℃で１．０重量％のＮａ₂ＣＯ₃水
溶液を１５秒間スプレーして溶解除去し、水洗し、オー
ブン加熱乾燥した。

【００４３】青及び緑の画素（パターン）の形成工程
を、赤の画素の形成工程と同様に行い多色のパターンを
形成した。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４５分間加熱してカラーフイ
ルタを得た。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。追随性は良好であった。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。ブ
ラックストライプと三色の画素の重なり部分の膜厚の増
加もなく画素の断面は平坦でり、消偏コントラストは１
２５０であった。

【００４４】実施例２（１）着色感光性樹脂層塗工液の製造表３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１４５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塗工液を得た。仮
の感光性樹脂層塗工液は実施例１と同一とした。

【００４５】

【表３】

【００４６】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Ｋ３Ｍ５０３（信越化学工業(株)製）塗工液の調整塗工液は、上記の材料を顔料ペーストに徐々に添加しな
がら通常の方法でボールミルで８時間混練分散して調整
した。

【００４７】（２）感光性フイルムの製造得られた塗工液を、厚さ２３μｍ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Ｓ
６）上にキスタッチリバースロールコータを用いて塗工
した。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
厚さは黒は１．０μｍ、赤、青及び緑共に２．０μｍで
あった。

【００４８】実施例１と同様の着色パターンの形成工程
を、黒、仮の樹脂、赤、青、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ところ、実施例１と同様に
良好な効果が得られた。

【００４９】実施例３下記の表４の材料を表１の材料に置き換えた以外は実施
例１と同様に実施したところ、実施例１と同様に良好な
効果が得られた。

【００５０】

【表４】

【００５１】実施例４下記の膜厚の組合せに置き換えた以外は実施例１と同様
に実施したところ、実施例１と同様に良好な効果が得ら
れた。黒の着色感光性樹脂層の膜厚は１．２μｍ、赤は
２．３μｍ、緑は２．３μｍ、青は２．３μｍであっ
た。

【００５２】実施例５下記の膜厚の組合せに置き換えた以外は実施例１と同様
に実施したところ、実施例１と同様に良好な効果が得ら
れた。黒の着色感光性樹脂層の膜厚は１．８μｍ、赤は
２．３μｍ、緑は２．３μｍ、青は２．３μｍであっ
た。

【００５３】実施例６下記の膜厚の組合せに置き換えた以外は実施例１と同様
に実施したところ、実施例１と同様に良好な効果が得ら
れた。黒の着色感光性樹脂層の膜厚は１．２μｍ、赤は
２．０μｍ、緑は２．０μｍ、青は２．０μｍであっ
た。

【００５４】実施例７下記の膜厚の組合せに置き換えた以外は実施例１と同様
に実施したところ、実施例１と同様に良好な効果が得ら
れた。黒の着色感光性樹脂層の膜厚は１．７μｍ、赤は
１．９μｍ、緑は１．９μｍ、青は１．９μｍであっ
た。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の製造法によれば、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。また、
ブラックマトリックスはその厚さが制限されることもな
く、従来のようにクロム蒸着膜では０．１〜０．２μ
ｍ、グラファイトやカーボンブラックを含む感光性樹脂
層では０．２〜０．６μｍが限界となることはなく、膜
を必要に応じて厚くすることが出来る。そのため、グラ
ファイトやカーボンブラックを含む感光性樹脂層では顔
料の占める割合（ピグメント／バインダ比）を少なく出
来て、膜の強度、感光特性の優れたレジストや感光性フ
イルムを設計することができる。また、感光性フィルム
中の感光性樹脂層の欠陥（ピンホール、厚さムラ等）が
画素に直接反映せず、歩留りを著しく向上できる。

【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。

【図３】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２′仮の感光性樹脂層２仮の画素３透明基板４ブラックマトリックス５′赤の感光性樹脂層５赤の画素６緑の画素７青の画素

Claims

【特許請求の範囲】

【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）現像工程を含む工程を繰り返して多色パター
ンを形成させるカラーフイルタの製造法において、
（Ａ）三原色の画素形成の前に仮の感光性樹脂層が前記
基板に面するように、貼り合わせる工程を行い、ブラッ
クマトリックス以外の場所及び一色目の画素の形成され
る以外の場所に仮の画素を形成する工程（Ｂ）一色目の
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、加熱による感光性樹脂層
の前記基板表面への移行工程を行い、一色目の着色され
た画素を形成し、（Ｃ）前記仮の感光性樹脂層から形成
された前記仮の画素を除去する工程を行い、（Ｄ）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、加熱による感光
性樹脂層の前記基板表面への移行工程を行うことを特徴
とするカラーフイルタの製造法。