JPH08136724A - カラーフィルタの製造法及びカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白抜け欠陥等の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の製造法及びカラーフィ
ルタを提供する。 【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を、カラーフィルタ
用基板上に（ｃ）保護フィルムを剥がしながら貼り合わ
せた後、露光し、現像するカラーフィルタの製造法にお
いて、貼り合わせを直径が６０mm以上で最外層をショア
硬度が５０°以下のゴム層としたロールを用いて加熱し
ながら行うことを特徴とするカラーフィルタの製造法及
び前記製造法を用いて製造されたカラーフィルタ。

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の製造法及びカラーフ
ィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、光学的に透明なガラ
ス等のカラーフィルタ用基板の表面に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はモザイク状のパ
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後、
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、乾燥した後、露
光、現像して一色のパターンを形成させる工程を、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着
色された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】この製造法によれば、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
脂組成物を透明支持体フィルムに塗布、乾燥して得られ
る感光性フィルムの感光性樹脂層を、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
した後に、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、着色感光性樹脂層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２−２４６２
４号公報）が知られている。

【０００６】しかし、２色目のパターンを形成するため
の感光性フィルム及び３色目のパターンを形成するため
の感光性フィルムの貼り合わせのときに、気泡の巻き込
みが起こり、白抜け欠陥等が発生し微細な画像が得られ
ず、高品位のカラーフィルタが得られない問題がある。
そこで、貼り合わせる圧力を高くすることや温度を１６
０℃以上で行うこと等が試みられているが、貼り合わせ
に用いるラミネータの寿命を短くしてしまっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題点を解決し、白抜け欠陥等の画像欠陥の
ないカラーフィルタを製造できるカラーフィルタの製造
法及びカラーフィルタ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
感光性フィルムを、カラーフィルタ用基板上に（ｃ）保
護フィルムを剥がしながら貼り合わせた後、露光し、現
像するカラーフィルタの製造法において、貼り合わせを
直径が６０mm以上で最外層をショア硬度が５０°以下の
ゴム層としたロールを用いて加熱しながら行うことを特
徴とするカラーフィルタの製造法及び前記製造法を用い
て製造されたカラーフィルタに関する。

【０００９】本発明における（ａ）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、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。透明支持体フィルムの膜厚は、２
〜１０μｍであることが好ましい。２μｍ未満ではカラ
ーフィルタ用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、
すでに形成されたパターン（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。

【００１０】（ｂ）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）を含有することが好ましく、厚さは０．５
〜５μｍとすることが好ましい。

【００１１】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
又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）と水酸基及び
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）、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。
（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、５０〜９０重量部とすることが好
ましい。この配合量が５０重量部未満では、光硬化物が
脆くなる傾向があり、９０重量部を超えると光感度が不
充分となる傾向がある。

【００１２】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
体等が挙げられる。（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。また、（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を
（Ｂ）成分に添加して用いることができる。

【００１３】（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１０〜５０重量部とす
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不充分
となる傾向があり、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以上と
することが好ましい。

【００１４】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。

【００１５】（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０．１〜１０重量部と
することが好ましい。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。

【００１６】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、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。

【００１７】着色された感光性樹脂層には、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
及び／又はエポキシ樹脂を、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の
総量１００重量部に対して１〜２０重量部添加して含有
させることが好ましい。これらを添加し、加熱すること
により、架橋密度を向上させることができ、耐熱性を向
上させることができる。この時の加熱温度は１３０〜２
００℃とすることが好ましい。また、加熱時間は３０〜
６０分とすることが好ましい。

【００１８】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が好ましく、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、
１．０〜４０μｍであることが好ましくい。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。

【００１９】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、カラーフィルタ用基板上に
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）し、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後、透明支持体フィルムが除去さ
れる。次いで、着色された感光性樹脂層の未露光部分が
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、多色のパターンを形成させ
てカラーフィルタが得られる。

【００２０】貼り合わせは、通常、ホットロールと呼ば
れる加熱可能なロールにより、着色された感光性樹脂層
を加熱しながら圧着し行う。この工程では、直径が６０
mm以上で、最外層をショア硬度が５０°以下のゴム層と
したロールを用いることが必要である。直径が６０mm未
満であったり、ショア硬度が５０°を超える場合は、２
色目、３色目のパターンを形成する際に、着色された感
光性樹脂層のカラーフィルタ用基板への追従性が劣り、
気泡の巻き込みが起こり、白抜け欠陥等が発生し微細な
画像が得られず、高品位のカラーフィルタが得られな
い。なお、ロールの直径の上限は、通常、１５０mmであ
り、ショア硬度の下限は、通常、３０°である。ゴムの
材質は、耐熱性があれば特に限定されないが、通常、シ
リコンゴムが使用される。加熱温度に特に制限はない
が、加熱温度は１００〜１６０℃とすることが好まし
い。１００℃未満では、着色された感光性樹脂層が充分
に軟化せず気泡の巻き込みが起こりやすい傾向があり、
１６０℃を超えると、着色された感光性樹脂層からの発
煙や、望まない熱重合が起こりやすく、また、ラミネー
ターの寿命を縮める傾向がある。

【００２１】また、貼り合わせるときのロールの押し付
ける圧力は、３kg/cm²以上とすることが好ましい。この
圧力が３kg/cm²未満であると、貼り合わせが不充分とな
る傾向がある。貼り合わせるスピードは、０．５〜２．
０ｍ／分とすることが好ましい。貼り合わせるスピード
が０．５ｍ／分未満では、生産性が悪くなる傾向があ
り、２．０ｍ／分を超えると、充分な加熱ができず気泡
の巻き込みか起こりやすい傾向がある。

【００２２】露光は、専用の露光機等で、接触又は非接
触型のものを用いて行うことができる。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。

【００２３】現像は、デイップ法、スプレー法等によっ
て行うことができ、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
タンを用いるのが一般的であり、アルカリ現像型では、
１重量％の炭酸ナトリウム水溶液を用いるのが一般的で
ある。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 実施例１ 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。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】次いで、この溶液を帝人製ＧＳタイプ６μ
ｍ厚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。

【００２８】次に、カラーフィルタ用基板を１５０℃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、直径が７０mmで、最外層を
ショア硬度が４０°のゴム層であるロールを用いて感光
性樹脂層を貼り合わせた。この時のロール温度は１４０
℃、ロール圧力は５kg/cm²、速度は１．０ｍ／分とし
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）で露光量が２００mJ/cm²となるように露光した
後、ポリエチレンテレフタレートフィルムを除去し、３
０℃で０．０５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、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、多色のパターンを形成した。

【００２９】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たところ、画像欠陥はなかっ
た。

【００３０】比較例１ 貼り合わせの工程で、直径が５０mmで、最外層をショア
硬度が７０°のゴム層であるロールを用いることとした
以外は、実施例１と同様に行った。得られたカラーフィ
ルタの外観を目視で観察したところ、気泡巻き込みによ
る白抜け欠陥が多数確認された。

【００３１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタの製造法によれ
ば、軟らかいゴムを広い面積で押し付けることになり、
２色目と３色目での気泡の巻き込みによる画像欠陥を防
止でき、高品質のカラーフィルタを製造することができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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を、カラーフィ
   ルタ用基板上に（ｃ）保護フィルムを剥がしながら貼り
   合わせた後、露光し、現像するカラーフィルタの製造法
   において、貼り合わせを直径が６０mm以上で最外層をシ
   ョア硬度が５０°以下のゴム層としたロールを用いて加
   熱しながら行うことを特徴とするカラーフィルタの製造
   法。
2. 【請求項２】 貼りあわせの加熱温度が１００℃以上で
   ある請求項１記載のカラーフィルタの製造法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のカラーフィルタの
   製造法を用いて製造されたカラーフィルタ。