JPH09292512A

JPH09292512A - カラーフイルタの製造法

Info

Publication number: JPH09292512A
Application number: JP10586296A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Mori; 靖樹森
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】請求項１記載の発明は、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。【解決手段】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、二色目以降の前記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、（Ａ）溶融した着色された感光性樹脂層の
表面張力（γ₁）と前記透明基板の表面張力（γ₂）とベ
ースフイルムの表面張力（γ₃）が、γ₃＜γ₂かつγ₁＜
γ₂となるように、前記透明基板の表面を前処理するこ
とにより、前記（１）の工程と同時に二色目以降の感光
性樹脂層をベースフイルムから画素間空間へ移行させる
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】

【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。スクリーン印刷法、またフォトリソグラフィ技術を
用いる方法、染色する方法がある。電子写真技術を利用
する方法、インクジェット方式、熱転写方式、フォトク
ロミック技術を利用する方式などがある。

【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。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】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３−１
６０４５４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５−２
１０７号公報等が知られている。

【０００５】感光性フイルムの追従性に関しては、良い
パターンを得るためにはその解決が必要で、良い感光性
フイルムの追従性を得る工夫が古くから行われてきた。
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.Sci.Tecno
l.,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。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〜６０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】ガラス基板と感光性樹脂層の密着性を改良
するために基板上にシランカップリング剤の層を設ける
技術が知られている。特開昭６３−２３７００２号公報
は印刷法に関するものである。特開平２−２３９２０５
号にはフイルムの転写法において、シランカップリング
剤の層中への添加やガラス基板への下塗がガラス基板と
感光性樹脂層の密着性向上に効果があることが記載され
ている。また、アミノシランカップリング剤の層を水溶
液中に浸漬してその後水洗いして乾燥することを特徴と
する例（特開平４−３１７００１号公報）がある。

【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の断線や液晶を挟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、保護膜また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。例えば、特開平２−１２１０３号公報特開平
２−７９００２号公報に開示されている。また、染色法
による画素内段差であるＭ状、Ｊ状の開示もある。図２
と同様である。

【０００８】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、また不充分な接着圧力の為、接着力が不充分とな
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。

【０００９】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。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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、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。

【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、二色目以降の
前記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、（Ａ）溶融し
た着色された感光性樹脂層の表面張力（γ₁）と前記透
明基板の表面張力（γ₂）とベースフイルムの表面張力
（γ₃）が、γ₃＜γ₂かつγ₁＜γ₂となるように、前記
透明基板の表面を前処理することにより、前記（１）の
工程と同時に二色目以降の感光性樹脂層をベースフイル
ムから画素間空間へ移行させる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】二色目以降のカラーフイルタの画
素の表面を平坦化するために前記（１）の工程と同時に
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さらに
詳細に図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。

【００１３】（ａ）はベースフイルム（ＰＥＴポリエ
チレンテレフタレートフイルム）１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
（緑）２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。ここで、溶融した着
色された感光性樹脂層の表面張力（γ₁）と前記透明基
板の表面張力（γ₂）とベースフイルムの表面張力
（γ₃）が、γ₃＜γ₂かつγ₁＜γ₂となるように、前記
透明基板４の表面を前処理する。（ｂ）は感光性フイル
ムの着色感光性樹脂層（緑）２とすくなくとも一色の前
置画素（赤）３が整然と配列されている透明基板４との
画素間に空間５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（緑）２は前置画素（赤）３及
び透明基板４に追随している必要はなく、完全に平坦な
ままで、前置画素（赤）３の表面に接触していることが
肝要である。

【００１４】（ｂ）では、着色感光性樹脂層（緑）２が
前置画素（赤）３に密着した様子を示したものである。
ここで、空間５と表示してある部分は、着色感光性樹脂
層（緑）２も前置画素（赤）３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。

【００１５】（ｃ）は本発明の移行工程が終了した様子
を示し、移行工程は、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５部分への移行は加熱によって行うが、上記の
（１）の工程で着色感光性樹脂層（緑）２は溶融軟化す
るので、（ｂ）の状態で貼り合わせ直後は、着色感光性
樹脂層（緑）２はベースフイルム（ＰＥＴ）１に密着し
ているが、貼付時の加熱により、流動性が増大し、表面
張力の働き及び／又は重力によって基板表面上の空間内
に移行を始める。着色感光性樹脂層（緑）２はベースフ
イルム（ＰＥＴ）１よりも透明基板４に対する密着力が
大きい、即ち、着色感光性樹脂層（緑）２の接触角がベ
ースフイルム（ＰＥＴ）１の接触角よりも透明基板４に
対して大きいと推察できるので、前置画素（赤）３の壁
を伝って流れ落ちる場合、ベースフイルム（ＰＥＴ）１
面で液滴を作って増大し、透明基板４と接触した後、透
明基板４上に広がって移行を終了する場合がある。

【００１６】（ｃ）の移行工程が終了すると、着色感光
性樹脂層（緑）２は透明基板４の表面上の空間５に移行
を完了し、その表面上に空間５が出現し、着色感光性樹
脂層（緑）２と空間５が入れ替わる。このとき、着色感
光性樹脂層（緑）２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、青及び黒の順
序以外に、黒、青、緑及び赤、黒、赤、青及び緑など本
発明ではどのような色順序も可能である。

【００１７】着色感光性樹脂層（緑）２の空間５の部分
への移行は貼付時の加熱によって行われる。加熱は室温
以上で、着色感光性樹脂層（緑）２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（緑）２の
表面は高度の平坦性を有する。

【００１８】移行工程は、着色感光性樹脂層（緑）２が
表面張力により透明基板４の表面に密着する現象である
から、着色感光性樹脂層（緑）２が溶融軟化するまで高
温に保つのが望ましい。一般に表面張力は高温ほど低い
値を示すので、着色感光性樹脂層（緑）２の表面は濡れ
やすくなり、より透明基板４表面に移行密着する。

【００１９】透明基板４とベースフイルム（ＰＥＴ）１
の表面の表面張力は、純水との接触角の測定によって求
めることが出来る。また、前記着色感光性樹脂層（緑）
２の表面の表面張力は純水との接触角によって求めるこ
とが出来る。また、透明基板４とベースフイルム（ＰＥ
Ｔ）１の表面に前記着色感光性樹脂層（緑）２を溶融し
て接触させて、その時の前記着色感光性樹脂層（緑）２
の接触角によって求めることが出来る。

【００２０】前記着色感光性樹脂層（緑）２のベースフ
イルム（ＰＥＴ）１の表面から、透明基板４の表面への
移行の態様を説明すると、ベースフイルム（ＰＥＴ）１
の表面張力（γ₃）よりも透明基板４の表面張力（γ₂）
の方が大きいので、前記着色感光性樹脂層（緑）２はベ
ースフイルム（ＰＥＴ）１の表面から透明基板４の表面
に移行する。即ち、前記着色感光性樹脂層（緑）２はベ
ースフイルム（ＰＥＴ）１の表面からはじかれるので、
また、透明基板４の表面に濡れるので、ベースフイルム
（ＰＥＴ）１の表面から透明基板４の表面に移行する。
濡れる濡れないは着色感光性樹脂層（緑）２の表面張力
（γ₁）によってきまる。γ₁＜γ₃のときは、着色感光
性樹脂層（緑）２はベースフイルム（ＰＥＴ）１に濡れ
る。γ₁＜γ₂のときは、着色感光性樹脂層（緑）２は透
明基板４の表面に濡れる。着色感光性樹脂層（緑）２が
ベースフイルム（ＰＥＴ）１の表面からはじかれて透明
基板４の表面に濡れていく即ち透明基板４の表面に移行
していく。

【００２１】例としてベースフイルム（ＰＥＴ）１にポ
リエチレンテレフタレートフイルムと透明基板４として
石英ガラスを用いた場合、ＰＥＴの表面張力は、４１〜
４３dyn/cmである。ガラスは通常の使用状態ではその表
面張力は、５０〜６０dyn/cmである。本発明ではガラス
はその表面張力が、４０dyn/cm以上であれば本発明の移
行工程が良好に行われる。着色感光性樹脂層（緑）２
は、その主成分がアクリル系のポリマであり、これにま
た顔料を含むので、３５〜４５dyn/cmの表面張力を示
す。この場合の表面張力の大小関係を式で表すと、γ₁
＜γ₃、γ₁＜γ₂、γ₃＜γ₂となり、これは本発明の移
行工程が良好に作動する条件である。

【００２２】加熱による二色目以降の着色感光性樹脂層
（緑）２のベースフイルム（ＰＥＴ）１から空間５への
移行工程を含むカラーフイルタの製造法においては、加
熱により溶融した着色感光性樹脂層（緑）２の表面張力
（γ₁）と前記透明基板４の表面張力（γ₂）とベースフ
イルム（ＰＥＴ）１の表面張力（γ₃）の関係によっ
て、着色感光性樹脂層（緑）２のベースフイルム（ＰＥ
Ｔ）１から空間５への移行が容易に行われる場合と、移
行が困難な場合があることを本発明の発明者は見出し
た。深くその原因を調査実験解析した結果、着色感光性
樹脂層（緑）２のベースフイルム（ＰＥＴ）１から空間
５への移行が容易に行われる場合は下記の条件を満足す
る着色感光性樹脂層（緑）２の特性とベースフイルム
（ＰＥＴ）１の特性と透明基板４の特性が必須であるこ
とを見出した。

【００２３】即ち、γ₂（透明基板４の表面張力）とγ₃
（ベースフイルム（ＰＥＴ）１の表面張力）の大きさ
が、

【数１】である時に、着色感光性樹脂層（緑）２のベースフイル
ム（ＰＥＴ）１から空間５への移行が容易に行われる。
この式は、加熱により溶融した前記着色感光性樹脂層
（緑）２が透明基板４に濡れて密着し、加熱により溶融
した前記着色感光性樹脂層（緑）２がベースフイルム
（ＰＥＴ）１から、剥離することを表している。

【００２４】透明基板４の表面張力の例としてガラスを
とると、ガラスは通常の使用状態ではその表面張力は、
５０〜６０dyn/cmであるが、本発明の場合は、多数回の
繰り返し、すなわち、工程を繰り返して多色パターンを
形成させるので、また、最初の基板の表面の来歴が種々
雑多なので、加熱により溶融した着色感光性樹脂層
（緑）２の表面張力（γ₁）と前記透明基板４の表面張
力（γ₂）が、γ₁＜γ₂とならないのが通常である。こ
れは、前記透明基板４の表面張力（γ₂）が種々の汚染
により、下がっていることが多い。そのため、前記透明
基板４の表面をあらかじめ処理することが必要である。

【００２５】即ち、

【数２】であってなおかつ

【数３】となるγ₂を得るために透明基板４の表面の処理をしな
ければならない。γ₂（透明基板４の表面張力）を高く
して、前記の条件を満足する範囲に入れるには、いわゆ
る透明基板４の前処理が必要である。

【００２６】本発明のもう一つの要点は、二色目以降の
前記着色感光性樹脂層（緑）２が前記透明基板４に面す
るように、画素間に空間５を形成して貼り合わせ、前記
（１）の工程と同時に二色目以降の着色感光性樹脂層
（緑）２をベースフイルム（ＰＥＴ）１から空間５へ移
行させることを特徴とすることであり、このための前記
透明基板４の表面を前処理することである。

【００２７】前記透明基板４の表面を前処理する太陽に
ついて具体例を以下に示す。シランカップリング剤、界
面活性剤による前処理が効果がある。シランカップリン
グ剤がビニルトリエトキシシラン（γｃ＝２５dyn/c
m）、ビニルトリス（−メトキシエトキシシラン）（γ
ｃ＝２５dyn/cm）、ビニルトリアセトキシシラン（γｃ
＝２５dyn/cm）、γ−メタクリルオキシプロピルトリメ
トキシシラン（γｃ＝２８dyn/cm）、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン（γｃ＝３５dyn/cm）、γ−（ア
ミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン（γｃ
＝３３．５dyn/cm）、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン（γｃ＝３５dyn/cm）、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン（γｃ＝４１dyn/cm）、β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン（γｃ＝３５dyn/cm）、γ−クロロプロピルト
リメトキシシラン（γｃ＝４０．５dyn/cm）等の場合に
特に効果がある。

【００２８】γｃはそれぞれの化合物の臨界表面張力で
あり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
１の臨界表面張力は４３dyn/cmである。シランカップリ
ング剤の層中への添加の程度により、着色感光性樹脂層
（緑）２の表面張力は連続的に変化することが知られて
いて、表面張力の制御が出来る。また、ガラス基板への
下塗においても、その表面張力は上記のシランカップリ
ング剤の選択とその塗布量の制御により、所望の表面張
力を得ることが出来る。また、二種以上のシランカップ
リング剤の選択とその塗布量の制御により、所望の表面
張力を得ることが出来る。これらのシランカップリング
剤の透明基板４への下塗には、そのまま又は溶剤に溶解
して、噴霧法、塗布法がある。透明基板４の浸漬時間は
１秒以上必要とされる。本発明では、二色目以降の着色
感光性樹脂層（緑）２をベースフイルム（ＰＥＴ）１か
ら空間５へ移行させることを必須としているので、その
ための効果を大きくするには、二色目以降の着色感光性
樹脂層（緑）２の貼付の工程の前に前置画素（赤）３の
ある透明基板４に下塗を施すことも優れた効果を示す。

【００２９】界面活性剤の例としては、カチオン性、ア
ニオン性、両性の界面活性剤が効果がある。その使用方
法はシランカップリング剤の場合と同様である。

【００３０】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等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、該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パターンを通じて露光した後に
除去される。

【００３１】感光性樹脂組成物としては、特に制限なく
公知のものを使用できるが、例えば、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付与性ポリ
マ（ｂ）、光重合開始剤（ｃ）及び顔料又は染料（ｄ）
を含むものが好ましい。

【００３２】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、アクリル酸のアルキルエステル（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）、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、これらに対応するメタクリレートなどが挙
げられる。これらの化合物は単独で又は２種類以上を組
み合わせて使用される。光感度、現像性の点から、
（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９０〜５０重量部とされることが好
ましい。

【００３３】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。

【００３４】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。また、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。共重合し得るビニルモノマーとしては、例えば、
アクリル酸ジメチルアミノエチルアクリレート、テトラ
ヒドロフルフリルアクリレート、アミノエチルアクリレ
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、メタ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。

【００３５】（ｂ）カルボキシル基含有フイルム性付与
ポリマーとして、例えば、テレフタル酸、イソフタル
酸、セバシン酸等を用いたポリエステル、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）成分及び（ｂ）成分の総
量を１００重量部として、１０〜５０重量部が好まし
い。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１０，０００〜５００，０００であることが
好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミェーシ
ョンクロマトグラフィ測定により、ポリスチレン換算し
た値である。

【００３６】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）、アクリジン誘導体（１，７−ビス（９−アクリジ
ニル）ヘプタン等）などが用いられる。これらの化合物
は単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

【００３７】（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、光感度が不充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、
内部の光硬化が不充分となる傾向がある。

【００３８】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
きる顔料としては、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。

【００３９】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

【００４０】（ｄ）成分の配合量は、（ａ）成分及び
（ｂ）及びの総量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、着色が不充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。

【００４１】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
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重量部添加し、加熱するこ
とが好ましい。加熱温度は、１３０〜２００℃とするこ
とが好ましく、加熱時間は、３０〜６０分とすることが
着色層の架橋密度向上、耐熱性向上等の点から好まし
い。

【００４２】

【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。実施例１（１）着色感光性樹脂層塗工液の製造表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塗工液を得た。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】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（γ−メタクロイルオキシプロピルトリメ
トキシシランの商品名、信越化学工業(株)製）塗工液の調整塗工液の調整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。

【００４６】（２）感光性フイルムの製造得られた溶液を、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Ｆ２３
臨界表面張力４３dyn/cm）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３０
μｍのポリエチレンフイルム（臨界表面張力３１dyn/
cm）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、青及び緑は２．０μｍ、黒は
１．５μｍであった。

【００４７】（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（パイレックスガラス
厚さ１．１mm 臨界表面張力５９dyn/cm）をシラン
カップリング剤ＫＢＭ５０３（γ−メタクロイルオキシ
プロピルトリメトキシシラン）を１重量％含むエタノー
ル溶液に２分間浸漬し、水洗いして、８０℃で１０分間
加熱乾燥した。（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、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

【００４８】（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、８
０μｍ（白）／２２０μｍ（黒）で長さ１５０mmのスト
ライプ状、黒にたいしてはこ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）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。（ｄ）移行工程黒以外の三色の画素形成時には、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
脂層を赤の基板表面に移行させる。

【００４９】（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。

【００５０】この（ａ）から（ｆ）の着色パターンの形
成工程を黒、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。多色のパターンを形成した。
この際の露光量は赤、青及び緑色の着色感光性樹脂層に
対しては、５０mJ/cm²とした。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。緑の形成工程が最終であるため、緑の
画素には他の色の形成工程時の影響による画素の欠陥は
なかった。着色感光性樹脂層の移行は良好に行われた。
赤、緑及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６
０℃）での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞ
れ、３６dyn/cm、３３dyn/cm及び３３dyn/cmであった。
消偏コントラストは１２５０であった。

【００５１】実施例２表３の材料とした以外は実施例１と同様に行った。

【表３】

【００５２】表３の材料と、本実施例の（ｂ）の貼り合
わせ工程のラミネート条件の組合せにより、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。着色感光性樹脂層の移行は良好に行われ
た。赤、緑及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度
（６０℃）での表面張力は赤、緑及び青についてそれぞ
れ３６dyn/cm、３３dyn/cm及び３３dyn/cmであった。

【００５３】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と同様に行った。

【表４】

【００５４】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。緑
の形成工程が最終であるため、緑の画素には他の色の形
成工程時の影響による画素の欠陥はなかった。赤、緑及
び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６０℃）で
の表面張力は赤、緑及び青についてそれぞれ、３６dyn/
cm、３３dyn/cm及び３３dyn/cmであった。

【００５５】実施例４基板をシランカップリング剤ＫＢＭ５０３（γ−メタク
ロイルオキシプロピルトリメトキシシラン：信越化学社
製）を１０重量％含むエタノール溶液に２分間浸漬し、
水洗して、８０℃で１０分間加熱乾燥した。シランカッ
プリング剤ＫＢＭ５０３（信越化学社製）の塗液への添
加量を３重量部とした以外は実施例１と同様に行った。
赤、緑及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６
０℃）での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞ
れ、３７dyn/cm、３３dyn/cm及び３３dyn/cmであった。

【００５６】実施例５シランカップリング剤ＫＢＭ５０３の塗液への添加量を
１重量部とした以外は実施例２と同様に行った。赤、緑
及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６０℃）
での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞれ、３７
dyn/cm、３４dyn/cm及び３４dyn/cmであった。

【００５７】実施例６シランカップリング剤ＫＢＭ５０３の塗液への添加量を
１重量部とした以外は実施例３と同様に行った。赤、緑
及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６０℃）
での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞれ、３７
dyn/cm、３４dyn/cm及び３３dyn/cmであった。

【００５８】実施例７シランカップリング剤ＫＢＭ５０３の塗液への添加量を
０．５重量部とした以外は実施例１と同様に行った。
赤、緑及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６
０℃）での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞ
れ、３９dyn/cm、３６dyn/cm及び３６dyn/cmであった。

【００５９】実施例８シランカップリング剤ＫＢＭ５０３の塗液への添加量を
３重量部とした以外は実施例３と同様に行った。赤、緑
及び青の着色感光性樹脂層の移行工程の温度（６０℃）
での表面張力は、赤、緑及び青についてそれぞれ、３６
dyn/cm、３３dyn/cm及び３３dyn/cmであった。

【００６０】実施例９下記の表５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。

【表５】

【００６１】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。緑
の形成工程が最終であるため、緑の画素には他の色の形
成工程時の影響による画素の欠陥はなかった。

【００６２】実施例１０下記の表６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。

【表６】

【００６３】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。緑
の形成工程が最終であるため、緑の画素には他の色の形
成工程時の影響による画素の欠陥はなかった。

【００６４】実施例１１下記の表７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。

【表７】

【００６５】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。

【００６６】実施例１２下記の表８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。

【表８】

【００６７】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。

【００６８】実施例１３基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにビニルトリス（−
メトキシエトキシシラン）を用いた以外は実施例１と同
様に実施した。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。基
板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイル
ムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離すること
がなかった。

【００６９】実施例１４基板の前処理に用いるシランカップリング剤
をγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン
（ＫＢＭ５０３：信越化学工業(株)製）の替わりにビニ
ルトリアセトキシシランを用いた以外は実施例１と同様
に実施した。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。基
板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイル
ムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離すること
がなかった。

【００７０】実施例１５基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにγ−アミノプロピ
ルトリエトキシシランを用いた以外は実施例１と同様に
実施した。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。基板と
着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイルムの
剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離することがな
かった。

【００７１】実施例１６基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにγ−（アミノエチ
ル）アミノプロピルトリエトキシシラン（ＫＢＭ６０
３：信越化学工業(株)製）を用いた以外は実施例１と同
様に実施した。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。基
板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイル
ムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離すること
がなかった。

【００７２】実施例１７基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランを用いた以外は実施例１と
同様に実施した。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。
基板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイ
ルムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離するこ
とがなかった。

【００７３】実施例１８基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにγ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシランを用いた以外は実施例１と同
様に実施した。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。基
板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベースフイル
ムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離すること
がなかった。

【００７４】実施例１９基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにβ−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（Ｋ
ＢＭ３０３：信越化学工業(株)製）を用いた以外は実施
例１と同様に実施した。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。基板と着色感光性樹脂層との密着は良好で、ベー
スフイルムの剥離時に部分的に着色感光性樹脂層が剥離
することがなかった。

【００７５】実施例２０基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにγ−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン（ＫＢＭ７０３：信越化学工業
(株)製）を用いた以外は実施例１と同様に実施した。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。基板と着色感光性樹
脂層との密着は良好で、ベースフイルムの剥離時に部分
的に着色感光性樹脂層が剥離することがなかった。

【００７６】実施例２１基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにビニルトリエトキ
シシランとγ−（アミノエチル）アミノプロピルトリエ
トキシシラン（ＫＢＭ６０３：信越化学工業(株)製）を
用いた以外は実施例１と同様に実施した。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。基板と着色感光性樹脂層との密
着は良好で、ベースフイルムの剥離時に部分的に着色感
光性樹脂層が剥離することがなかった。

【００７７】実施例２２基板の前処理に用いるシランカップリング剤をγ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ５０
３：信越化学工業(株)製）の替わりにビニルトリエトキ
シシランを用いた以外は実施例１と同様に実施した。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。基板と着色感光性樹
脂層との密着は良好で、ベースフイルムの剥離時に部分
的に着色感光性樹脂層が剥離することがなかった。

【００７８】比較例１実施例１と同様にして行ったが、塗液にシランカップリ
ング剤を添加しなかった。又、基板の前処理の時に、シ
ランカップリング剤を入れた溶液で浸漬しなかった。ベ
ースフイルムの剥離時に密着不良の個所が発生した。現
像の時に画素の一部が流れだした。現像後の水洗いの時
に現像液が除去される前に画素の一部が剥離した。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載のカラーフイルタの製造法
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。

【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摸式図で
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

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、二色目以降の前記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、（Ａ）溶融した着色された感光性樹脂層の
表面張力（γ₁）と前記透明基板の表面張力（γ₂）とベ
ースフイルムの表面張力（γ₃）が、γ₃＜γ₂かつγ₁＜
γ₂となるように、前記透明基板の表面を前処理するこ
とにより、前記（１）の工程と同時に二色目以降の感光
性樹脂層をベースフイルムから画素間空間へ移行させる
ことを特徴とするカラーフイルタの製造法。