JPH0829612A

JPH0829612A - カラーフイルタの製造法

Info

Publication number: JPH0829612A
Application number: JP16674494A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Mori; 靖樹森
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】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の製造法を提供
する。【構成】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、
（ｉ）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、（ii）露光して所定のパターンを
形成させる工程および（iii）現像工程を少なくとも含
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、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（ｉ）と（iii）
の工程の間に、温水による加熱によって二色目以降の感
光性樹脂層のベースフイルムから画素間空間への移行工
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】

【産業上の利用分野】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、ガラスなどの工学的
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。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号公報に示されている。

【０００４】例えば、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）、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４−３０１６０
２号公報、特開平５−２１０７号公報等が知られてい
る。

【０００５】感光性フイルムの追随性に関しては、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.Tecnol.,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
性の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 State
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）。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.,Vo
l.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〜６
０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】

【発明が解決しようとする課題】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。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３００μ
ｍ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。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状お
よび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４は透明基板、６は一色
目の画素、７は二色目の画素、８は三色目の画素であ
る。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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の欠点を
無くし、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。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、（ｉ）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、（ii）露光して所定のパターンを形成させる
工程および（iii）現像工程を少なくとも含む工程を繰
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、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（ｉ）と（iii）の工程の間
に、温水による加熱によって二色目以降の感光性樹脂層
のベースフイルムから画素間の空間への移行工程を含む
カラーフイルタの製造法に関する。

【０００８】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
トなどのフイルム上に、一色に着色された感光性樹脂組
成物を塗布し、乾燥させて着色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、該着色感光性樹脂層表面のベースフイルムは、所定
パターンのネガマスクを通じて露光した後に除去され
る。

【０００９】本発明の製造法によれば、画素による凹凸
に二色目以降の感光性フイルムが良好に追随される。即
ち、二色目以降の感光性樹脂層をベースフイルムから基
板表面に移行させる移行工程により、前記欠点である画
素表面の凹凸が減少する。これは感光性フイルムを前置
画素を表面に有する透明基板に貼り合わせてから、二色
目以降の着色された感光性樹脂層をベースフイルムから
基板表面に移行させると、前記の欠点である画素表面の
凹凸が減少する。従来の方法では前置画素上の感光性樹
脂層が広がって、二色目および三色目の画素の上に乗っ
て来ることで画素表面に凹凸が発生する現象が生じた
が、本発明の製造法により凹凸のない画素表面が製造さ
れる。画素表面の凹凸をなくすには二色目以降の着色感
光性樹脂層を前置画素上に貼り合わせる際に前置画素の
ない部分に空間を残して平坦に貼り合わせる必要があ
る。即ち、前置画素のない部分を前置画素の膜厚と同じ
高さに保つことが必要である。基板表面から一色目の画
素の膜厚と同じ高さだけ浮かすことになり、二色目の着
色感光性樹脂層は基板とは接触しない。二色目以降の着
色感光性樹脂層を基板に接触させるには（ｉ）〜（ii
i）の工程の間で、着色感光性樹脂層の空間部分への移
行を温水で加熱することにより前記の移行工程を良好に
行い得る。本発明における温水による加熱によって、温
水の中で着色感光性樹脂層は軟化溶融して流動性を発現
させ、空間を介して基板と相対している着色感光性樹脂
層を流動により基板表面上に移行される。

【００１０】本発明においては、着色感光性樹脂層の空
間部分への移行を温水で加熱することによって行うこと
により前記の移行工程を良好に行い得る。温水による加
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。前記移行工程を温水による加熱で
行う方法の実施の態様をさらに詳しく説明する。ラミネ
ート終了後または露光工程の後、移行工程を実施する場
合は、温水中に感光性フイルムをラミネートした前置画
素を有するカラーフイルタ基板をベースフイルムを剥離
後またはベースフイルムを剥離せずに浸漬して、着色感
光性樹脂層と空間部分を置換させ、着色感光性樹脂層を
空間部分に移行させる。低温では長時間、高温では短時
間で移行は完了し、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。

【００１１】二色目以降のカラーフイルタの画素断面形
状を平坦な長方形（例えば、高さ２μｍ幅７５μｍな
ど）とするために前記（ｉ）と（iii）の工程の間で、
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
面に移行させる工程で温水による加熱を行う態様につい
てさらに詳細に図１を用いて説明する。図１は本発明の
製造法を示す略図であって、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
性樹脂層を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）の順に形成していく場合
を例にとって説明する。

【００１２】（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）２からなる感光性フイルムの着色感光性樹脂層と
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。（ｂ）は感光性フイルムの着色
感光性樹脂層とすくなくとも一色の前置画素が整然と配
列されている基板との画素間に空間を形成した貼り合わ
せを示している。この時、着色感光性樹脂層は前置画素
および基板に追随させるとしわやすじが生じるため、追
随させず完全に平坦なままで、前置の画素表面に接触し
ていることが肝要である。従来の感光性フイルムのラミ
ネート技術では、着色感光性樹脂層が前置画素および基
板に追随しない本発明の貼り合わせ法は想起し得ないも
のである。（ｂ）では緑（Ｇ）の着色感光性樹脂層が前
置画素である赤（Ｒ）に密着した様子を示したものであ
る。ここで、空間と表示してある部分は緑着色感光性樹
脂層も赤着色感光性樹脂層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。

【００１３】（ｃ）は本発明の移行工程後の状態を示す
図であって、移行工程は上記の（ｉ）〜（iii）の工程
の（ｉ）〜（iii）の間に入り、着色感光性樹脂層
（Ｇ）と空間を置換せしめる工程である。着色感光性樹
脂層（Ｇ）の空間部分への移行は温水による加熱によっ
て行う。（ｂ）の状態で貼り合わせ直後は緑の着色感光
性樹脂層はベースフイルムに密着しているが、加熱によ
り流動性が増大し、重力によって基板表面上の空間内に
移行を始める。緑の着色感光性樹脂層はベースフイルム
よりも基板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）の接触角よりも基板に対して大きいと推察できるの
で、赤の前置画素の壁を伝って流れ落ちる場合、ベース
フイルム面で液滴を作って増大し基板と接触した後、基
板上に広がって移行を完了する場合がある。（ｃ）の移
行工程が完了すると緑の着色感光性樹脂層は基板表面上
の空間に移行を完了し、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
序はこれに制限されない。赤、緑、青、黒の順序以外
に、黒青緑赤、黒赤青緑など本発明ではどのような色順
序も可能である。着色感光性樹脂層２（Ｇ）の空間部分
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完了し、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、温水によって行われる。

【００１４】本発明の移行工程は上記の（ｉ）〜（ii
i）の間で実施され、（ii）の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、
露光工程において行うことも可能である。また、露光と
同時の温水による加熱も可能である。現像前にベースフ
イルムを剥離するが、剥離後、移行工程を温水による加
熱によって行ってもよい。この場合剥離直後は移行工程
を実施していないので、着色感光性樹脂層は基板に接触
しておらず図１の（ｂ）に示すように空間部分が着色感
光性樹脂層と基板の間に介在している。この場合ベース
フイルムは剥離されていてもよい。この状態の基板を静
水にゆっくり浸漬し、ゆっくり加温すると着色感光性樹
脂層に均一な力がかかるため、着色感光性樹脂層に表れ
やすい欠陥が生じなくなる。例えば、スジ、皺、捩れ等
の不均一な外力による画素の欠陥が吸収されてなくな
る。静水にゆっくり浸漬し、ゆっくり加温するのは、こ
れらの欠陥を除去するばかりでなく、着色感光性樹脂層
が軟化溶融して、水圧によって押されて基板に均一に密
着を始める効果が発生し、着色感光性樹脂層内部の空間
の空気はこもることなく、さらに、毛細管現象による水
の侵入はなく、空気又は窒素ガスは水の中から離脱す
る。（ｄ）は着色感光性樹脂層（緑）の露光後に現像し
た後のカラーフイルタの画素の断面の形状を示す。ベー
スフイルムの剥離は、露光工程後現像工程前または露光
工程前に行われる。

【００１５】一色に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イルム
性付与ポリマー（ｂ）、光重合開始剤または光重合開始
剤系化合物（ｃ）および顔料または染料（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。

【００１６】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、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
量部とされる。

【００１７】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（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、（メタ）アクリル酸
および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。
さらにコポリエステル、例えばテレフタル酸、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用いることが出来る。（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。該配合量
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。

【００１８】光重合開始剤または光重合開始剤系化合物
（ｃ）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
ラーのケトン）、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。（ｃ）の配合量は
（ａ）と（ｂ）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。

【００１９】顔料または染料（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また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。黄色顔料：C.I.ピグメントイエロー２０、２４、８３、
８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１３
７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５
４、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、１２３、１４９、１６８、１７７、
１８０、０９２、２１５、２１６、２１７、２２０、２
２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、４
８：１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（ｄ）の配合量は、（ａ）と（ｂ）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であり、５０重量部を
超えると光透過率が低下する傾向がある。

【００２０】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および／また
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３０〜６０分
加熱することによって着色層の架橋密度が向上し、耐熱
性が著しく向上する。

【００２１】本発明においてはカラーフイルタは、次の
ようにして製造される。まず、透明基板上に感光性フイ
ルムに形成された着色感光性樹脂が貼り合わされ、該着
色感光性樹脂層表面のベースフイ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、ベースフイルムが
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イ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イルタが
得られる。透明基板上に貼付られた着色感光性樹脂層で
細線を形成する場合は、現像液に耐えうる最少の露光量
で露光するため、現像後の着色層が柔軟なことがあり、
現像後にさらに紫外線照射か熱処理によって、また電子
線照射によって完全に着色層を硬化させて強度及び耐熱
性を付与する。本発明においては特に、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、前記の
（ｉ）と（iii）の工程の間に、加温静水方式による加
熱によって二色目以降の感光性樹脂層のベースフイルム
から画素間の空間への移行工程が行われる。

【００２２】

【実施例】

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
重量部およ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。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】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、三井東圧社製）シランカップリング剤Ｋ３Ｍ５０３（信越化学社製）塗工液の調整塗工液を使用直前に超音波で２．５時間分散して使用し
た。

【００２６】（２）感光性フイルムの製造得られた塗工液を、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Ｓ６）
上に均一な厚さに塗布し、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２．０１μｍであった。

【００２７】（３）フイルタの製造（ａ）基板加熱カラーフイルタ用ガラス基板（コーニング７０７４コ
ーニング社製）を８０℃で１０分間加熱した。（ｂ）貼り合わせ工程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上記の条件で加熱されたカラーフイ
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８０℃ ロール圧１．０kg/cm² 速度１．５ｍ/分（ｃ）露光工程所定のパターン（ストライプ状のパターンで３０μｍの
間隔で幅７０μｍ長さ１５０mmの画素が仕上がりで赤緑
青の順に繰り返しているように３００μｍ周期で設計さ
れたもの）のネガマスクを通して露光機ＨＭＷ−２０１
Ｂ（３kW、超高圧水銀灯、オーク製作所製）で露光し
た。（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）温水加熱工程恒温水槽（ウオータバス、温調精度±０．０１℃ ＡＴ
ＯＯＢ２２２型井内盛栄堂製）で、温水加熱した。青
は５５℃の温水に静かに浸漬し、水温を６５℃まで１５
分間かけて上昇させ１０分間保持した。緑は６５℃の温
水に静かに浸漬し、水温を一定に保ちながら１５分間保
持した。カラーフイルタ上の水圧は０．１８kg/cm²で一
定であった。水中から引き上げてから、水きりを行い、
８０℃のオーブンで５分間乾燥した。（ｆ）現像工程３０℃で０．０８重量％のＮａ₂ＣＯ₃水溶液で１０〜２
０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（ａ）から（ｆ）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。ただし赤については（ｅ）
の工程は行わなかった。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。三色目の緑につ
いても同様に行い、多色のパターンを形成した。この際
の露光量は赤、青、緑色の感光性樹脂層に対しては５０
mJ/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
方向に隙間を設けているものである。得られた多色パタ
ーンに紫外線照射機（ランプＨ５６００Ｌ／２、東芝電
材社製）を用いて３J/cm²で照射した後、１５０℃で４
５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が整然と並び、
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。

【００２８】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
重量部およ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。

【００２９】

【表３】

【００３０】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、三井東圧社製）シランカップリング剤Ｋ３Ｍ５０３（信越化学社製）塗工液の調整塗工液の調整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。

【００３１】（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１．９５μｍであった。

【００３２】（３）フイルタの製造（ａ）基板加熱実施例１で用い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上記の条件で加熱されたカラーフイ
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８０℃ ロール圧１．０kg/cm² 速度２．５ｍ/分（ｃ）露光工程所定のパターン（ストライプ状の画素からなる通常のカ
ラーフイルタ用のもの）のネガマスクを通して露光機Ｈ
ＭＷ−２０１Ｂ（３kW、超高圧水銀灯、オーク製作所
製）を用いて所定の露光量で露光した。（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）温水加熱工程緑は５５℃の温水に静かに浸漬し、水温を一定に保ちな
がら１５分間保持した。青は５５℃の温水に静かに浸漬
し、水温を６５℃まで１５分間かけて上昇させ１０分間
保持した。フイルタ上の水圧は１．０kg/cm²で一定であ
った。水中から引き上げてから、水きりを行い、８０℃
のオーブンで５分間乾燥した。（ｆ）現像工程３０℃で０．０８重量％のＮａ₂ＣＯ₃水溶液で１０〜２
０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。

【００３３】この（ａ）から（ｆ）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。但し、赤については（ｅ）の工程
は行わなかった。二色目の緑と三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。多色のパ
ターンを形成した。この際の露光量は赤、青、緑色の感
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、青および緑色のパターンが整然と並
び、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。

【００３４】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。

【表４】得られたカラーフイルタは赤、青および緑色のパターン
が整然と並び、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。

【００３５】実施例４温水加熱の工程を下記とした以外は実施例１と同様に実
施した。温水加熱の工程を貼り合わせ工程後で露光工程
前に実施した。緑は５５℃の温水に静かに浸漬し、水温
を一定に保ちながら１５分間保持した。青は５５℃の温
水に静かに浸漬し、水温を６５℃まで１５分間かけて上
昇させ１０分間保持した。基板上の着色感光性樹脂層の
表面の水圧は１．０kg/cm²で一定であった。水中から引
き上げてから、水きりを行い、８０℃のオーブンで５分
間乾燥した。表面を観察したところ前記着色感光性樹脂
層は緑、青ともに基板表面への移行が完了し、前置画素
の形状に応じた凹凸が表れ、前置画素の壁面からの反射
光が観察出来た。実施例１と同様に露光、現像を行い、
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）が整然と並び、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。

【００３６】実施例５温水加熱の工程を下記とした以外は実施例１と同様に実
施した。温水加熱の工程を露光後ベースフイルムを剥離
してから実施した。緑は５５℃の温水に静かに浸漬し、
水温を一定に保ちながら１５分間保持した。青は５５℃
の温水に静かに浸漬し、水温を６５℃まで１５分間かけ
て上昇させ１０分間保持した。基板上の着色感光性樹脂
層の表面の水圧は１．０kg/cm²で一定であった。水中か
ら引き上げてから、水きりを行い、８０℃のオーブンで
５分間乾燥した。表面を観察したところ前記着色感光性
樹脂層は緑、青ともに基板表面への移行が完了し、前置
画素の形状に応じた凹凸が表れ、前置画素の壁面からの
反射光が観察出来た。実施例１と同様に現像後得られた
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）が整然と並び、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。

【００３７】実施例６温水加熱の工程を下記とした以外は実施例１と同様に実
施した。温水加熱の工程を貼り合わせ工程後で露光工程
前に実施した。緑は４０℃の温水に静かに浸漬し、水温
を一定に保ちながら１５分間保持した。青は４０℃の温
水に静かに浸漬し、水温を６５℃まで１５分間かけて上
昇させ１０分間保持した。基板上の着色感光性樹脂層の
表面の水圧は２．０kg/cm²で一定であった。水中から引
き上げてから、水きりを行い、８０℃のオーブンで５分
間乾燥した。表面を観察したところ前記着色感光性樹脂
層は緑、青ともに基板表面への移行が完了し、前置画素
の形状に応じた凹凸が表れ、前置画素の壁面からの反射
光が観察出来た。実施例と同様に現像後得られたカラー
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）が整然と並び、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。

【００３８】実施例７温水加熱の工程を下記とした以外は実施例１と同様に実
施した。温水加熱の工程を露光後でベースフイルム剥離
後現像前に実施した。緑は４０℃の温水に静かに浸漬
し、水温を一定に保ちながら１５分間保持した。青は４
０℃の温水に静かに浸漬し、水温を６５℃まで１５分間
かけて上昇させ１０分間保持した。基板上の着色感光性
樹脂層の表面の水圧は２．０kg/cm²で一定であった。水
中から引き上げてから、室温まで冷却し実施例１と同様
に現像工程を実施した。水中から引き上げてから、室温
まで冷却する間に表面を観察したところ前記着色感光性
樹脂層は緑、青ともに基板表面への移行が完了し、前置
画素の形状に応じた凹凸が表れて、前置画素の壁面から
の反射光が観察出来た。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
整然と並び、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。

【００３９】比較例１実施例１と同様にして赤色の着色パターンを形成し、つ
いで、このパターンの形成工程を実施例１と同様に青、
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
が、（ｅ）の温水加熱工程を行わなかった。この際、ス
トライプパターンは幅７０μｍで長さ１５０mmで間隔が
３００μｍ周期のストライプ状であった。フイルムの追
随性が不十分で、フイルムにしわが一部発生し、追随性
が不均一となった。さらに画素の表面は青ではその断面
はＪ状になり両端の膜厚の差は０．３μｍあった。緑で
はその断面はＭ状となり、両端と中央では０．５μｍの
膜厚の差が生じていた。

【００４０】

【発明の効果】従来の方法では前置画素上の感光性樹脂
層が広がって、二色目および三色目の画素の上に乗って
来ることで画素表面に凹凸が発生したが、本発明の製法
によれば、画素による凹凸に二色目以降の感光性フイル
ムが良好に追随され、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工程によ
り、前記欠点である画素の表面の凹凸が減少する。本発
明の製造法によれば、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模式図で
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、
（ｉ）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、（ii）露光して所定のパターンを
形成させる工程および（iii）現像工程を少なくとも含
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、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（ｉ）と（iii）
の工程の間に、温水による加熱によって二色目以降の感
光性樹脂層のベースフイルムから画素間空間への移行工
程を含むことを特徴とするカラーフイルタの製造法。
【請求項２】（ｉ）と（ii）の工程の間に、移行工程
を行う請求項１記載のカラーフイルタの製造法。
【請求項３】（ii）と（iii）の工程の間に、移行工
程を行う請求項１記載のカラーフイルタの製造法。