JPH07134206A

JPH07134206A - カラーフィルタ用感光性フィルム

Info

Publication number: JPH07134206A
Application number: JP27998793A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 宏山崎; Manabu Saito; 学斎藤; Yasuki Mori; 靖樹森
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】画素表面の平滑なカラーフィルタを得ること
のできるカラーフィルタ用感光性フィルム。【構成】（ａ）透明支持体フィルム、（ｂ）着色され
た感光性樹脂層及び（ｃ）保護フィルムの順に積層され
たカラーフィルタ用感光性フィルムにおいて、（ａ）透
明支持体フィルムの（ｂ）着色された感光性樹脂層と接
触する面の平均表面粗さを０．０２μｍ以下としたこと
を特徴とするカラーフィルタ用感光性フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶ディスプレ
イ等に用いられるカラーフィルタ用感光性フィルム、詳
しくは表面平滑なカラーフィルタの得られるカラーフイ
ルター用感光性フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、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、種々のカラーフィ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
ィ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、カラーフィルタ用基板上に
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】前記の方法の改良法として、基板上に着色
した溶液状感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥したのち、
露光、現像して一色のパターンを形成させ、該工程を他
の色についても同様に繰り返し行ってカラーフィルタを
形成する方法がある。また、現在プリント配線板製造時
のエッチングレジスト、めっきレジスト、ソルダレジス
ト等に一般に使用されている、透明支持体フィルム及び
感光性樹脂層から成る感光性フィ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ィルタの製造法が知られて
いる。

【０００４】透明基板上に支持体フィルムと一色に着色
された感光性樹脂層とからなる感光性フィルムを、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及び前
記支持体フィ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ィルタが製造され
る。

【０００５】例えば、一つの色相着色剤を含む感光性樹
脂の層を透明支持体フィルムに塗布乾燥した感光性フィ
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）が知ら
れている。また、このフィルムに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したのちに、
透明な板の上に転写してカラーフィルタのパターンを形
成する方法（特開昭６１−９９１０３号公報）及びこの
フィ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、支持体フィルムを剥離
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）が知られている。
また、着色感光性樹脂の上にポリ酢酸ビニル共重合体の
接着体を構成した感光性フィルムを用いて特開昭６３−
１８７２０３号公報と同様の方法でカラーフィルタのパ
ターンを形成する方法（特開平２−２４６２４号公報）
が知られている。

【０００６】しかしながら、プリント配線板製造用の従
来の平均表面粗さが０．０５μｍである透明支持体フィ
ルムを使用し、カラーフィルタ用の感光性フィルムを作
製し、更にそれを用いてカラーフィルタを製造すると、
その表面に多数の凹凸が出来てしまい、後工程の透明樹
脂からなるオーバーコート層の塗工むらやその後のスパ
ッタリングによるＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂系の電極形成のむ
らが発生する問題が有る。また、大きな凹凸は、直接に
画像欠陥としてあらわれる（画像欠陥の表われるカラー
フィルターの表面平均粗さは０．０５μｍである）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、表面が平滑で画像欠陥のないカラーフィル
タを製造できるカラーフィルタ用感光性フィルムを提供
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）透明支
持体フィルム、（ｂ）着色された感光性樹脂層及び
（ｃ）保護フィルムの順に積層されたカラーフィルタ用
感光性フィルムにおいて、（ａ）透明支持体フィルムの
（ｂ）着色された感光性樹脂層と接触する面の平均表面
粗さを０．０２μｍ以下としたことを特徴とするカラー
フィルタ用感光性フィルムに関する。

【０００９】本発明における（ａ）透明支持体フィルム
は、（ｂ）着色された感光性樹脂層と接触する面の平均
表面粗さを０．０２μｍ以下とすることが必要である。
なお、透明支持体フィルムの他の面も平均表面粗さが
０．０２μｍ以下であってもよい。平均表面粗さは、例
えば針の直接接触型やレーザー測定式等の表面粗さ計で
容易に測定できる。

【００１０】これら、平均表面粗さが０．０２μｍ以下
の透明支持体フィルムとしては、例えば、帝人社製テト
ロンフィルムＧＳシリーズやＭ５Ｒシリーズのポリエス
テルフィルムや、デュポン社製マイラーフィルムＤシリ
ーズのポリエステルフィルム等が挙げられる。

【００１１】透明支持体フィルムの膜厚は、２〜１０μ
ｍであることが好ましい。２μｍ未満では感光性フィル
ムの製造が困難となる傾向があり、１０μｍを超える
と、カラーフィルタの製造時に、すでに形成された画
素、つまり赤、青及び緑の場合の１色目や２色目に対し
て追随性が悪く画素欠陥となる傾向がある。

【００１２】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ィルム性付与
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０．５〜５
μｍとすることが好ましい。

【００１３】エチレン性不飽和化合物（（Ａ）成分）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、例えばトリメチロール
プロパンジ（メタ）アクリレート（メタアクリレートま
たはアクリレートを意味する、以下同じ）、トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）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（メタ）アクリレート、ジペンタエリス
リトールヘキサ（メタ）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、例えば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（メタ）アクリレート等；多価カル
ボン酸、例えば無水フタル酸等と水酸基およびエチレン
性不飽和基を有する化合物、例えばβ−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート等とのエステル化物；（メタ）
アクリル酸（メタアクリル酸またはアクリル酸を意味す
る、以下同じ）のアルキルエステル、例えば（メタ）ア
クリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）
アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキ
シル等が挙げられ、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（メタ）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
レート化合物なども用いられる。これらの化合物は２種
以上用いても良い。（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９０
〜５０重量部である。

【００１４】カルボキシル基含有フィルム性付与ポリマ
ー（（Ｂ）成分）としては、例えば（メタ）アクリル酸
アルキルエステルと（メタ）アクリル酸との共重合体：
（メタ）アクリル酸アルキルエステルと（メタ）アクリ
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
体が挙げられる。（メタ）アクリル酸アルキルエステル
としては、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）
アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メ
タ）アクリル酸２−エチルヘキシル等が挙げられる。ま
た、（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）ア
クリル酸とこれらと共重合し得るビニルモノマーとして
は、（メタ）アクリル酸ジメチルエチル、（メタ）アク
リル酸テトラヒドロフルフリル、（メタ）アクリル酸ジ
エチル、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アク
リレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル
（メタ）アクリレート、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。さらに（メタ）アクリル酸を共重合成分として含む
テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸等のポリエス
テル、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体、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用いることが
出来る。

【００１５】（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。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し、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。

【００１６】前記の光重合開始剤（（Ｃ）成分）として
は、例えばベンゾフェノン、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
等の芳香族ケトン；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の
ベンゾインエーテル、メチルベンゾイン、エチルベンゾ
イン等のベンゾイン；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
ゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾー
ル二量体等が用いられる。

【００１７】（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０．１〜１
０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。

【００１８】前記顔料又は染料（（Ｄ）成分）として
は、公知の着色剤が使用でき、感光性樹脂層の成分、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
ィ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。（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。

【００１９】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ィルム性付与ポリマー
（Ｂ）のカルボキシル基と熱反応するメラミン樹脂およ
び／またはエポキシ樹脂を、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の
総量１００重量部に対して１〜２０重量部添加含有させ
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架橋密度が向上
し、耐熱性が著しく向上する。

【００２０】本発明における保護フィルム（Ｃ）として
は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフ
ィルム等が用いられるが、価格、柔軟性、強度、硬度等
の面から、ポリオレフィンフィルム、中でもポリエチレ
ンフィルムが好ましい。また、その厚みは、１．０〜４
０μｍであることが好ましく、１０μｍ未満では取扱い
性が劣る傾向があり、４０μｍを超えると、コストアッ
プになる傾向がある。

【００２１】本発明においてカラーフィルタは、次のよ
うにして製造される。まず、透明基板上に保護フィルム
をはがしながら着色された感光性樹脂層をラミネート
（貼り合わせ）、着色された感光性樹脂層の表面の透明
支持体フィ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、透明支持体フィルムが除去される。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
性フィルムを用いて所定回数繰り返し行い、他色のパタ
ーンを形成させてカラーフィルタが得られる。

【００２２】ラミネート工程は、一般にホットロールと
呼ばれる加熱可能なロール又はヒートシューと呼ばれる
加熱用ジャケットとラミネートロールと呼ばれるロール
により、感光性樹脂層を加熱し軟化しながら行う。

【００２３】露光工程は、一般に専用の露光機があり、
接触又は非接触型のものを用いて行う。ランプとして
は、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドラン
プ、キセノンランプ灯等の紫外線を有効に放射するもの
を用いることができる。

【００２４】現像方法は、デイップ法、スプレー法等が
あげられ、高解像度化には高圧スプレー法が最適であ
る。現像液は、溶剤現像型とアルカリ現像型で大きく異
なり、溶剤現像型では１，１，１−トリクロロエタン、
アルカリ現像型では、１重量％の炭酸ナトリウムを用い
るのが一般的である。

【００２５】本発明のカラーフィルタ用感光性フィルム
を用いれば、その透明支持体フィルムが平均表面粗さが
０．０２μｍ以下のため、転写された着色された感光性
樹脂層の表面もまた平均表面粗さが０．０２μｍ以下の
平滑な表面が得られ、続いての工程の不具合を大巾に低
減でき、画像欠陥もなくすことができる。

【００２６】

【実施例】次に、本発明を実施例により詳しく説明す
る。

【００２７】実施例１、２及び比較例１、２表１の材料を均一に溶解した溶液２１１重量部に表２の
いずれかの顔料３５重量部を添加し、溶解して着色され
た感光性樹脂層用塗工溶液を得た。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】次いで、この溶液を表３に示す各種のポリ
エチレンテレフタレートフィルム（透明支持体フィルム
（ａ））上に均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥
機で約１０分間乾燥して着色された感光性樹脂層（ｂ）
を形成した後、３０μｍ厚のポリエチレンフィルムを保
護フィルム（ｃ）として積層しカラーフィルター用感光
性フィルムを得た。着色された感光性樹脂層の乾燥後の
膜厚は、１．８μｍであった。

【００３１】つぎに、カラーフィルタ用の下地基板を１
５０℃で１０分間加熱後、カラーフィルタ用感光性フィ
ルムの保護フィルムを剥がしながら、着色された感光性
樹脂層をロール温度１５０℃、ロール圧６kg/cm²、速度
１．０m/分でラミネートした。次いで、所定のパターン
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）で露光した後、ポリエ
チレンテレフタレートフィルムを除去し、３０℃で０．
０５重量％のＮａ₂ＣＯ₃水溶液で１０〜２０秒スプレー
現像をして未露光部を除去し、１色の着色パターンを形
成した。この着色パターンの形成工程を、赤、青及び緑
の順に各色の感光性フィルムを用いて３回繰り返し行
い、図１に示す多色のパターンを形成した。

【００３２】この際の露光量は、２００mJ/cm²とした。
得られた多色パターンに１５０℃で４５分間加熱してカ
ラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタの外観を
目視で観察し、欠陥の有無を調べた。また、透明支持体
フィルム及びカラーフィルタの平均表面粗さを測定（表
面粗さ計として小坂製作所製、商品名サーフコーダー３
０Ｄを用い、倍率１００００倍で測定）し、その結果を
表３にあわせて示した。平均表面粗さ０．０２μｍ以下
の支持体フィルムを用いたものは、カラーフィルタの画
素の平均表面粗さも０．０２μｍ以下と良い値を示し
た。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタ用感光性フィル
ムを使用すれば、表面が平滑で画像欠陥等のない優れた
品質のカラーフィルタを容易に作業性良く製造すること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）透明支持体フィルム、（ｂ）着色
された感光性樹脂層及び（ｃ）保護フィルムの順に積層
されたカラーフィルタ用感光性フィルムにおいて、
（ａ）透明支持体フィルムの（ｂ）着色された感光性樹
脂層と接触する面の平均表面粗さを０．０２μｍ以下と
したことを特徴とするカラーフィルタ用感光性フィル
ム。
【請求項２】（ａ）透明支持体フィルムの厚みを２〜
１０μｍとした請求項１記載のカラーフィルタ用感光性
フィルム。