JPH10213703A - カラーフイルタの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラックマトリクスによる画素の重ね合わせ
の段差などを無くし、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】 （１）透明基板上に、ベースフイルムと
感光性樹脂層とを有する感光性フイルムを、感光性樹脂
層が基板に面するようにして基板上に貼り合わせる工
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）非
着色の感光性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた
非着色パターンの形成工程、この工程の後の黒色の感光
性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた黒の画素の
形成工程を含み、（Ｂ）前記黒の画素の形成工程におい
て黒色の感光性樹脂層を透明基板に面するように、非着
色パターン間に空間を形成して貼り合わせ、黒の感光性
樹脂層を非着色パターン間の空間へ移行させる工程を含
む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。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。

【０００３】従来のカラーフイルタの製造法では、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（透明基板）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。

【０００４】さらに詳しく説明すると、特に、１μｍの
膜厚の黒の画素（ブラックマトリクス）を形成した基板
にストライプ状の三原色（赤、緑、青）の画素を構成し
ているカラーフイルタの場合にはストライプ状の三原色
はブラックマトリクスと重なる部分を設けることが漏れ
光を防止するために必要で、一色目のストライプ状の画
素が例えば厚さ２．０μｍ、幅９０μｍ、間隔３００μ
ｍで透明基板上に構成されている場合はその両端が１μ
ｍだけ高くなり、画素はＭ状の形になり、表面が平坦に
ならない。さらに一色目のストライプ状の画素が例えば
厚さ２．０μｍ、幅９０μｍ、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、ブラックマトリクスと前置画素により、３．０μ
ｍ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。

【０００５】また、ストライプ状のブラックマトリクス
を形成した基板上に形成したストライプ状の三原色
（赤、緑、青）の画素上では、ブラックマトリクス上に
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３にＪ状、ｎ状や、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３に
おいて、４は透明基板、６は一色目の画素、７は二色目
の画素及び８は三色目の画素を示す。

【０００６】このような画素の欠点があるため、特にブ
ラックマトリ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。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
膜では、遮光性を上げる点から、顔料の占める割合を大
きくするために、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。この改善の方法として、
下地層を設ける方法が開示されている。例えば、特開平
６−３１３８０４号公報、特開平６−３２４２０８号公
報、特開平７−２８７１１２号公報、特開平７−２９４
７２３号公報などがある。これらの方法には、感光性樹
脂を使用する下地層、表面の平坦化のため透明樹脂層を
厚く塗布して画素を埋没させる方法、ブラックマトリク
スに透明樹脂層を塗布して段差を解消するために、バフ
研磨を全面に施して平坦化する方法などが開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
は、ブラックマトリクスに起因する段差を無くし、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）透明基
板上に、ベースフイルムと感光性樹脂層とを有する感光
性フイルムを、感光性樹脂層が基板に面するようにして
基板上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）非
着色の感光性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた
非着色パターンの形成工程、この工程の後の黒色の感光
性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた黒の画素の
形成工程を含み、（Ｂ）前記黒の画素の形成工程におい
て黒色の感光性樹脂層を透明基板に面するように、非着
色パターン間に空間を形成して貼り合わせ、黒の感光性
樹脂層を非着色パターン間の空間へ移行させる工程を含
むことを特徴とするカラーフイルタの製造法に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の製造法の一例を示
す略図である。図１の（ａ）は上にパターン形状に非着
色パターン３を形成した透明基板４に、黒色の感光性樹
脂層２を貼り付ける直前の様子を示している。１はベー
スフイルムである。なお、非着色パターン３の形成法と
しては、例えば、非着色の感光性樹脂層を有する感光性
フイルムをラミネート法により透明基板４に適用する方
法、非着色の感光性の液状レジストをスピンコート法、
ロッドバー法、ランドコータ法、伝着法、印刷法、電子
写真法、インクジェット法、熱転写法等により透明基板
４に適用する方法などが挙げられる。

【００１０】図１の（ｂ）に黒の感光性樹脂層２の非着
色パターン３の間に空間５を形成しての貼り合わせを示
すが、非着色パターン３同士の間に黒色の感光性樹脂層
２が入り込まないように黒色の感光性樹脂層２を非着色
パターン３の表面に接触させて貼り付けることが肝要で
ある。この時、非着色パターン３同士の間に黒色の感光
性樹脂層２が入り込むと、透明基板４と黒色の感光性樹
脂層２が接触して黒色の感光性樹脂層２に段差、傷、気
泡、ピンホール、スジ、突起等の欠陥が発生し、この欠
陥が最終的にブラックマトリクスとなった時まで引き継
がれ、ブラックマトリクスの機能を果たさなくなる。黒
色の感光性樹脂層２の露光はブラックマトリクスのパタ
ーンのマスクを介し基板と反対側から露光を行うことが
好ましい。

【００１１】黒の感光性樹脂層２の非着色パターン３の
間の空間５への移行は、ベースフイルム１を剥離してか
ら加熱することにより行うことができる。また、ベース
フイルムを剥離しないで加熱することにより行うことも
できる（図１（ｃ））。図１（ｃ）は非着色パターン３
間の空間を介して位置していた黒色の感光性樹脂層２が
非着色パターン３間の空間５と入れ替わって透明基板４
の表面に移行した状態を示し、図１（ｄ）は図１（ｃ）
の状態でベースフイルム１を剥離した後の状態を示して
いて、この後、未露光部（未硬化部）を現像により除去
し、結果として、図１（ｅ）に示す平坦な表面を持つブ
ラックマトリクスを有する基板ができる。ブラックマト
リクス２′同士の間の非着色パターン３によってブラッ
クマトリクス２′による凹凸が消滅して、平坦な表面と
なる。

【００１２】つぎに通常の方法で、平坦化したブラック
マトリクスの上に赤、緑、青の着色画素を形成した様子
を図１（ｆ）に示した。上記において黒色の感光性樹脂
層２の厚さ（通常０．５〜５μｍ）は、非着色の感光性
樹脂層の厚さ（通常０．５〜５μｍ）の±０．３μｍの
厚さとすることが好ましい。±０．３μｍの範囲内の厚
さとすることによって非着色パターン３とブラックマト
リクス２′の厚さを揃えやすくなり、平坦性の優れたブ
ラックマトリクスを有する基板を得ることができる。±
０．３μｍの範囲外の厚さであると平坦性が劣る傾向が
ある。

【００１３】以下、図１（ｅ）から図１（ｆ）にいたる
工程について図２にその詳細を示す。図２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。

【００１４】図２（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）７′からなる感光性フイルムの着色感光性
樹脂層（緑）７′と、前置画素（赤）６′が整然と配列
されている表面が平坦なブラックマトリクス基板４′が
面している状態を示す。

【００１５】図２（ｂ′）は感光性フイルムの着色感光
性樹脂層（緑）７′と前置画素（赤）６′が整然と配列
されている表面が平坦なブラックマトリクス基板４′と
の前置画素（赤）６′の間に空間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）７′
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、前置画素（赤）６′の表面に接触してい
ることが好ましい。平坦な表面を持つブラックマトリク
ス基板４′と感光性樹脂層（緑）７′が接触すると、感
光性樹脂層（緑）７′に段差、傷、気泡、ピンホール、
スジ、突起等の欠陥が発生し画素欠陥が多発して使用に
耐ええないカラーフイルタとなる恐れがある。図２
（ｂ′）では着色感光性樹脂層（緑）７′が前置画素
（赤）６′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）７′も着色感光性樹脂層も存在していない空間の
部分である。

【００１６】図２（ｃ′）は移行工程が終了した様子を
示している。移行工程は、着色感光性樹脂層（緑）７′
と空間を置換する工程である。着色感光性樹脂層（緑）
７′の空間部分への移行は加熱によって行える。図２
（ｂ′）の状態で貼り合わせ直後は着色感光性樹脂層
（緑）７′はベースフイルム１に密着しているが、加熱
により、流動性が増大し、重力によって、平坦な表面を
持つブラックマトリクス基板４表面上の空間５の内に移
行を始める。着色感光性樹脂層（緑）７′はベースフイ
ルムよりも平坦な表面を持つブラックマトリクス基板
４′の非着色パターン表面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）の接触角よりも平坦な表面を持つブ
ラックマトリクス基板４′の非着色パターン表面に対し
て小さいと推察できるので、前置画素（赤）６′の壁を
伝って流れ落ちる場合、ベースフイルム１の面で液滴を
作って増大し平坦な表面を持つブラックマトリクス基板
４′と接触した後、平坦な表面を持つブラックマトリク
ス基板４′の上に広がって移行を終了する場合がある。

【００１７】移行工程が終了すると着色感光性樹脂層
（緑）７′は基板表面上の空間に移行を終了し、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、青の順序以外に、青緑赤、赤青緑など本発明ではど
のような色順序も可能である。

【００１８】着色感光性樹脂層（緑）７′の空間部分へ
の移行は加熱によって行うことができる。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。移行工程は上記露光工
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、露光工程中に行うことも可能である。

【００１９】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、平坦な表面を持つブ
ラックマトリクス基板４′表面に最終的に密着させるこ
とができる。ベースフイルムの剥離工程は移行工程の前
でも後でも良く、露光工程の前でも後でも良い。

【００２０】図２（ｄ′）は着色感光性樹脂層（緑）２
を所定のパターン状に露光した後に現像して未露光部
（未硬化部）を除去した後のカラーフイルタの画素の断
面の形状を示す。

【００２１】本発明における基板としては、例えば、ガ
ラス板、プラスチック板等が挙げられる。基板の厚さ
は、通常、０．４〜４mmである。感光性樹脂層が透明基
板に面するように貼り合わせる工程で、貼り合わせを行
う方法としては、特に制限はないが、例えば、加熱可能
なロールを備えたラミネーターを用いる方法等が挙げら
れる。通常、ラミネート時の、温度は、６０〜１５０℃
であり、圧力は、１〜１０kgf/cm²であり、送り速度
は、０．１〜１０ｍ／分である。なお、非着色パターン
間又は前置画素間に空間を形成して貼り合わせる方法
も、特に制限はないが、上記と同じラミネーターを用い
ることができ、この場合の圧力は０．０１〜５kgf/cm²
とすることが好ましく、温度は、２５〜８０℃、送り速
度は０．１〜１０ｍ／分とすることが好ましい。

【００２２】パターン状に露光する方法としては、特に
制限はないが、例えば、ベースフイルム上（ベースフイ
ルムが剥離されている場合は感光性樹脂層上）に所定の
パターンのネガマスクを載せ、このネガマスク上から超
高圧水銀ランプ等の光源を用いて活性光線を照射する方
法、レーザーを用いるＣＡＤによる活性光線をパターン
状に描画して照射する方法等が挙げられる。

【００２３】現像工程において、現像とは、感光性樹脂
層からパターンとしたい部分以外の部分（不要部）を除
去することを言う。現像の方法としては、特に制限はな
いが、例えば、露光により生じた感光性樹脂層の露光部
と未露光部の現像液に対する溶解度差を利用するウエツ
ト現像法、露光部と未露光部の接着力差を利用するドラ
イ現像法等が挙げられる。解像度の点からはウエツト現
像法が好ましく、その現像液としては、特に制限はない
が、例えば、１，１，１，−トリクロロエタン等の有機
溶剤、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液等が挙
げられる。ウエツト現像法では、これらの現像液を露光
した後の感光層に接触させ、露光部及び未露光部のどち
らか一方を溶解又は剥離して除去する。現像後、基板上
にパターンが形成される。

【００２４】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（通常、厚さ３〜５０μｍ）、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（通常、厚さが０．５〜
１５μｍ）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、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。

【００２５】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）及び必要により使用され
る顔料又は染料（ｄ）を含むものが好ましい。

【００２６】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、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド
（エチレンオキシド、プロピレンオキシド等）の付加物
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
（２，２−ビス〔（４−アクリロキシペンタエトキシ）
フェニル〕プロパン）、γ−クロロ−β−ヒドロキシプ
ロピル−β′−アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレ
ート、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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】（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、標準ポリスチレン換
算した値である。

【００３１】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。

【００３２】（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。

【００３３】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。

【００３４】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

【００３５】（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。

【００３６】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。本発明の方法でカラーフイルタを形成すると、着色
感光性樹脂層からなる赤緑青の画素と平坦な表面を持つ
ブラックマトリクス基板４′が良好に接触するので漏れ
光もない。表面の平坦性は良好で保護膜がなくてもカラ
ーフイルタ機能は充分である。図１（ｆ）の画素の表面
は平坦で従来のようなＭ状やＪ状の表面変形は生じな
い。ブラックマトリクスの上に三色の画素が重なり洩れ
光が完全に遮断され、位置合わせの精度も緩くできる特
長もある。

【００３７】

【実施例】

実施例１ （１）着色感光性樹脂層塗工液 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。透明感光性樹脂層塗工液には表２の顔
料ペーストを含めなかった。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】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） 塗液の調整 塗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。

【００４１】（２）感光性フイルムの塗工 得られた溶液を、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Ｍ５Ｒ）
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、非着色（透明）、赤、青、緑及び黒の各
々について２．０μｍであった。

【００４２】（３）カラーフイルタの製造 （ａ）基板加熱工程 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、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

【００４３】（ｃ）露光工程 非着色（透明）は所定のブラックマトリクスパターン
（通常のストライプ状のパターンで、幅９０μｍで長さ
２９０μｍの長方形が、縦横１０μｍの間隔を開けて整
然と配列し遮光しているブラックマトリクスパターン）
のポジ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。黒は所定
のブラックマトリクスパターン（通常のストライプ状の
パターンで、幅９０μｍで長さ２９０μｍの長方形が、
縦横１０μｍの間隔を開けて整然と配列し遮光している
ブラックマトリクスパターン）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。赤緑青は所定のパターン（通常の
ストライプ状のパターンで、幅９５μｍで長さ１５０μ
ｍ、間隔が３００μｍ周期のストライプ状のパターン）
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。

【００４４】（ｄ）剥離工程 ポリエチレンテレフタレートフイルムを除去した。 （ｅ）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一色の着色パターン
を形成した。

【００４５】〔非着色パターンの製造〕前記の（ａ）か
ら（ｅ）の非着色パターンの形成工程を非着色の感光性
樹脂層を有する感光性フイルムを用いて行った。膜厚２
μｍの均一な非着色パターン（透明画素）が基板の表面
に形成された。

【００４６】〔ブラックマトリクス（黒）の製造〕前記
の（ａ）から（ｅ）の黒色パターンの形成工程を行っ
た。ラミネートの時にフイルムの送り方向を前置画素の
透明画素の反転ブラックマトリクス状のパターンの長手
方向に直交させてフイルムを送った。得られた黒フイル
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。画素間空
間を介して貼り付けていることが確認できた。（ｄ）の
剥離工程の後に６０℃で１５分間加熱を行い（移行工程
であり、空間を介していた感光性樹脂層が基板表面に移
行する工程である）黒の感光性樹脂層を基板表面に移行
させた。現像後の基板の表面は透明樹脂層の膜厚は２．
０μｍであり膜厚２μｍの均一なブラックマトリクス
（黒）との間に段差はなかった。表面は平坦でその凹凸
は０．１μｍ以内であり、平坦なブラックマトリクス基
板を得ることができた。

【００４７】〔赤、緑及び青のストライプ状のパターン
を有するカラーフイルタの製造〕前記の（ａ）から
（ｅ）の着色パターンの形成工程を、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。二色目
の青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。二色目の青については（ｄ）の剥離工程
の後に６０℃で１５分間加熱を行い（移行工程であり、
空間を介していた着色感光性樹脂層が赤の基板表面に移
行する工程である）、三色目の緑については（ｃ）の露
光工程の後に６０℃で１５分間加熱を行い（移行工程で
あり、空間を介していた着色感光性樹脂層が基板表面上
の空間に移行する工程である）、多色のパターンを形成
した。

【００４８】この際の露光量は赤、青、緑色の感光性樹
脂層に対しては１５０mJ/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Ｈ５６０
０Ｌ／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、青および緑色のパタ
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。ブラックマ
トリクス（黒）画素の膜厚は２．０μｍであり、赤緑青
の画素と良好に密着し、各色間の段差は０．１μｍ以下
であり、漏れ光、しろ抜けはなかった。

【００４９】比較例１ 実施例１と同様に行うが通常のラミネート（移行工程な
し）を黒の樹脂層について行った。画素間空間を介して
貼り付けたのではないので黒の樹脂層に段差が発生し
た。ブラックマトリクスを有する基板の表面の段差は
０．６μｍあり、不良であった。

【００５０】実施例２ 通常の液状レジストによる赤緑青のカラーフイルタに本
発明の実施例１の平坦ブラックマトリクス基板を使用し
たところ、膜厚は赤緑青共に１．８μｍであり、段差は
０．１μｍ以下となった。

【００５１】実施例３ 通常の電着法による赤緑青のカラーフイルタに本発明の
実施例１の平坦ブラックマトリクス基板を使用したとこ
ろ、膜厚は赤緑青共に１．１μｍであり、段差は０．１
μｍ以下となった。

【００５２】実施例４ 通常の染色法による赤緑青のカラーフイルタに本発明の
実施例１のブラックマトリクス（黒）基板を使用したと
ころ、膜厚は赤緑青共に１．４μｍであり、段差は０．
１μｍ以下となった。

【００５３】実施例５ 着色感光性樹脂層塗工液として表３の材料を用いた以外
は実施例１と同様に行ったところ、実施例１と同様に良
好な結果が得られた。

【００５４】

【表３】

【００５５】実施例６ 着色感光性樹脂層塗工液として表４の材料を用いた以外
は実施例１と同様に行ったところ、実施例１と同様に良
好な結果が得られた。

【００５６】

【表４】

【００５７】実施例７ 着色感光性樹脂層塗工液として表５の材料を用いた以外
は実施例１と同様に行ったところ、実施例１と同様に良
好な結果が得られた。

【００５８】

【表５】

【００５９】実施例８ 着色感光性樹脂層塗工液として表６の材料を用いた以外
は実施例１と同様に行ったところ、実施例１と同様に良
好な結果が得られた。

【００６０】

【表６】

【００６１】実施例９ 着色感光性樹脂層塗工液として表７の材料を用いた以外
は実施例１と同様に行ったところ、実施例１と同様に良
好な結果が得られた。

【００６２】

【表７】

【００６３】

【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、段差のない表面平坦な樹脂カーボンのブラッ
クマトリクス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】本発明の製造法を示す略図である

【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 黒色の感光性樹脂層 ２′ブラックマトリクス ３ 非着色パターン ４ 透明基板 ４′平坦なブラックマトリクス基板 ５ 空間 ６ 一色目の画素 ６′前置画素（赤） ７ 二色目の画素 ７′着色感光性樹脂層（緑） ８ 三色目の画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）透明基板上に、ベースフイルムと
   感光性樹脂層とを有する感光性フイルムを、感光性樹脂
   層が基板に面するようにして基板上に貼り合わせる工
   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）非
   着色の感光性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた
   非着色パターンの形成工程、この工程の後の黒色の感光
   性樹脂層を使用した感光性フイルムを用いた黒の画素の
   形成工程を含み、（Ｂ）前記黒の画素の形成工程におい
   て黒色の感光性樹脂層を透明基板に面するように、非着
   色パターン間に空間を形成して貼り合わせ、黒の感光性
   樹脂層を非着色パターン間の空間へ移行させる工程を含
   むことを特徴とするカラーフイルタの製造法。