(57)【要約】【課題】顔料分散法にてプラスチック基材上に形成された着色画素パターンを電子線照射により硬化させる際、必要な部分にのみ電子線を照射することで、過度の電子線照射によるプラスチック基材及び着色画素パターンの劣化を防止することを目的とする。【解決手段】顔料分散法でプラスチック基材上に所定色の着色画素パターンを形成した後、電子線照射マスクを介して所定色の着色画素パターンにのみ適正量の電子線照射行う工程を所定の色数繰り返すことにより、プラスチック基材上に所定色数の着色画素パターンを有するカラーフィルターを得る。【選択図】図１
2004012843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の工程を備えていることを特徴とするプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法。
（ａ）プラスチック基材上に所定色の着色感光性樹脂層を形成する工程。
（ｂ）前記着色感光性樹脂層をパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行ってプラスチック基材上に所定色の着色画素パターンを形成する工程。
（ｃ）前記所定色の着色画素パターンに電子線照射マスクを介して電子線を照射し、着色画素パターンの未反応モノマーを硬化させる工程。
（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の工程を必要回数繰り返して、プラスチック基材上に所定色数の着色画素パターンを形成する工程。
【請求項２】
請求項１の記載の方法により製造されたことを特徴とするプラスチックを基材とするカラーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種カラー表示装置に用いられるプラスチックを基材とするカラーフィルター及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーフィルターは、通常、透明ガラス基板上に赤、緑、青の着色画素パターンを配置して形成されている。この着色画素パターンを形成する方法としては、高精細で耐性のある着色画素パターンが得られることから、顔料分散法が広く用いられている。
【０００３】
顔料分散法では、バインダー樹脂、多官能アクリレートモノマー、光ラジカル発生剤等からなる感光性樹脂に各色の顔料を分散させ、顔料分散レジストを作製した後、この顔料分散レジストを基板に塗布し、フォトマスクを介してパターン露光、現像等のパターニング処理を３回繰り返すことにより、赤、緑、青の着色画素パターンを形成する。ここで、着色画素パターンの耐薬品性を向上させるために、各色毎に２００℃以上の温度で加熱処理を行い、着色画素パターン中の未反応多官能アクリレートモノマーの架橋・硬化反応を促進させる処理を行っている。
【０００４】
一方、近年、表示装置の薄膜化、軽量化などの点からプラスチックを基材として用いたカラーフィルターが注目されているが、従来の顔料分散法により着色画素パターンを形成する場合には、上述したとおり、２００℃以上の高温プロセスを必要とするので、耐熱性が低いプラスチック基材では基材の寸法変動、変形などの問題が生じるため、使用できる基材の種類が限定されてしまう。
【０００５】
そこで、プラスチックを基材とするカラーフィルターの製造において、加熱処理に代わる方法として、特願平２００１−３５０４０３公報に開示したように、電子線を照射することにより未反応多官能アクリレートモノマーの架橋・硬化反応を促進させる手法を提案し、耐熱性が低いプラスチック基材に対しても、基材の変形等を生じることなく顔料分散法による着色画素パターンの形成を可能としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記電子線を照射して未反応多官能アクリレートモノマーの架橋・硬化反応を促進させる手法は、各色の着色画素パターン毎に電子線を照射するために、既に電子線を照射して硬化した着色画素パターンや、着色画素パターンが形成されていないプラスチック基材表面に電子線が照射される。このように、過度に電子線が照射されると、プラスチック基材及び着色画素パターンは、耐薬品性及び機械的強度が劣化するという問題を有する。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、顔料分散法にてプラスチック基材上に形成された着色画素パターンを電子線照射により硬化させる際、必要な部分にのみ電子線を照射することで、過度の電子線照射によるプラスチック基材及び着色画素パターンの劣化を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を解決するために、まず、請求項１では、少なくとも以下の工程を備えていることを特徴とするプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法としたものである。
（ａ）プラスチック基材上に所定色の着色感光性樹脂層を形成する工程。
（ｂ）前記着色感光性樹脂層をパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行ってプラスチック基材上に所定色の着色画素パターンを形成する工程。
（ｃ）前記所定色の着色画素パターンにマスクを介して電子線を照射し、着色画素パターンの未反応モノマーを硬化させる工程。
（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の工程を必要回数繰り返して、プラスチック基材上に所定色数の着色画素パターンを形成する工程。
【０００９】
また、請求項２においては、請求項１の記載の方法により製造されたことを特徴とするプラスチックを基材とするカラーフィルターとしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係るプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法は、顔料分散法でプラスチック基材上に所定色の着色画素パターンを形成した後、電子線照射マスクを介して所定色の着色画素パターンにのみ電子線照射行う工程を所定の色数繰り返すことにより、プラスチック基材上に所定色数の着色画素パターンを有するカラーフィルターを形成するもので、電子線照射マスクを介して所定色の着色画素パターンにのみ電子線照射行うことにより、着色画素パターンの未反応モノマーの適正な重合・硬化を行うことができ、過度の電子線照射によるプラスチック基材及び着色画素パターンの劣化を防止することができる。
【００１１】
以下プラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｆ）及び図３（ｇ）〜（ｊ）に、本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法の一実施例を工程順に示す模式構成断面図を示す。
まず、ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムと称す）等からなるプラスチック基材１１を所定厚のガラス基板２１上にテープ等で固定する（図２（ａ）参照）。
【００１２】
次に、プラスチック基材１１上に、赤色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる赤色感光性樹脂組成物をスピンコート等により塗布し、所定厚の赤色感光性樹脂層３１を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００１３】
次に、赤色感光性樹脂層３１をパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、プラスチック基材１１上の所定位置に赤色着色画素パターン３１Ｒを形成する（図２（ｃ）参照）。
【００１４】
次に、別途作製した電子線照射マスク６１Ｒを用いて、電子線照射マスク６１Ｒの貫通孔と赤色着色画素パターン３１Ｒとの位置合わせを行って赤色着色画素パターン３１Ｒに所定量の電子線照射を行い、赤色着色画素パターン３１Ｒに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒを形成する（図２（ｄ）参照）。
ここで、電子線照射量は予め各着色画素パターン毎に設定される。
また、電子線照射マスク６１Ｒは、ニッケル、鉄及びそれらの合金からなる板材をフォトエッチング加工等で孔明け加工して所定（赤色着色画素パターン３１Ｒ）サイズの貫通孔を形成したものが用いられ、電子線を効率よくトラップできて、加工適性に優れた板材であれば他の材料でも使用可能である。電子線照射マスク６１Ｒと赤色着色画素パターン３１Ｒとの位置合わせはパターン露光装置等に用いられているアライメント機構が使用でき、電子線照射マスク６１Ｒと赤色着色画素パターン３１Ｒとの間隔（ギャップ）は数十〜数百μｍの間で適宜設定する。
【００１５】
次に、完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒが形成されたプラスチック基材１１上に、緑色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる緑色感光性樹脂組成物をスピンコート等により塗布し、所定厚の緑色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、プラスチック基材１１上の所定位置に緑色着色画素パターン４１Ｇを形成する（図２（ｅ）参照）。
【００１６】
次に、別途作製した電子線照射マスク６１Ｇを用いて、電子線照射マスク６１Ｇの貫通孔と緑色着色画素パターン４１Ｇとの位置合わせを行って緑色着色画素パターン４１Ｇに所定量の電子線照射を行い、緑色着色画素パターン４１Ｇに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した緑色着色画素パターン４１Ｇを形成する（図２（ｆ）参照）。
【００１７】
次に、完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒ及び緑色着色画素パターン４１Ｇが形成されたプラスチック基材１１上に、青色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる青色感光性樹脂組成物をスピンコート等により塗布し、所定厚の青色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、プラスチック基材１１上の所定位置に青色着色画素パターン５１Ｂを形成する（図３（ｇ）参照）。
【００１８】
次に、別途作製した電子線照射マスク６１Ｂを用いて、電子線照射マスク６１Ｂの貫通孔と青色着色画素パターン５１Ｂとの位置合わせを行って青色着色画素パターン５１Ｂに所定量の電子線照射を行い（図３（ｈ）参照）、青色着色画素パターン５１Ｂに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した青色着色画素パターン５１Ｂを形成する（図３（ｉ）参照）。
【００１９】
最後に、プラスチック基材１１をガラス基板２１より剥離して、プラスチック基材１１上に未反応モノマーを重合・硬化させた赤色着色画素パターン３１Ｒ、緑色着色画素パターン４１Ｇ及び青色着色画素パターン５１Ｂからなる本発明のカラーフィルター１００を得る（図３（ｊ）参照）。
【００２０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
まず、１００μｍ厚のＰＥＴフィルムからなるプラスチック基材１１を１．１ｍｍ厚のガラス板上にテープで固定した（図２（ａ）参照）。
次に、プラスチック基材１１上に、赤色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる赤色感光性樹脂組成物をスピンコータにて塗布し、１．１μｍ厚の赤色感光性樹脂層３１を形成した（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
次に、赤色感光性樹脂層３１に超高圧水銀灯を用いて、２００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線露光量でパターン露光を行い、炭酸ナトリウム水溶液で現像し、次いでイオン交換水で３０秒水洗し、赤色画素パターン３１Ｒを形成した（図２（ｃ）参照）。
【００２２】
次に、０．５ｍｍ厚のアンバー材を別途フォとエッチング加工にて作製した電子線照射マスク６１Ｒを用いて、電子線照射マスク６１Ｒと赤色着色画素パターン３１Ｒとの間隔を２００μｍにした状態で、電子線照射マスク６１Ｒの貫通孔と赤色着色画素パターン３１Ｒとの位置合わせを行って、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ４００８：岩崎電気（株）製）を用いて、加速電圧１２０ｋＶで１０Ｍｒａｄ（電流値：５．０ｍＡ、ライン速度：２．０ｍ／ｍｉｎ）の照射量で赤色着色画素パターン３１Ｒに電子線照射を行い、赤色着色画素パターン３１Ｒに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒを形成した（図２（ｄ）参照）。
【００２３】
次に、完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒが形成されたプラスチック基材１１上に、緑色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる緑色感光性樹脂組成物をスピンコート等により塗布し、１．１μｍ厚の緑色感光性樹脂層４１を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、プラスチック基材１１上の所定位置に緑色着色画素パターン４１Ｇを形成した（図２（ｅ）参照）。
【００２４】
次に、０．５ｍｍ厚のアンバー材を別途フォとエッチング加工にて作製した電子線照射マスク６１Ｇを用いて、電子線照射マスク６１Ｇと緑色着色画素パターン４１Ｇとの間隔を２００μｍにした状態で、電子線照射マスク６１Ｇの貫通孔と緑色着色画素パターン４１Ｇとの位置合わせを行い、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ４００８：岩崎電気（株）製）を用いて、加速電圧１２０ｋＶで１０Ｍｒａｄ（電流値：５．０ｍＡ、ライン速度：２．０ｍ／ｍｉｎ）の照射量で緑色着色画素パターン４１Ｇに電子線照射を行い、緑色着色画素パターン４１Ｇに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した緑色着色画素パターン４１Ｇを形成した（図２（ｆ）参照）。
【００２５】
次に、完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒ及び緑色着色画素パターン４１Ｇが形成されたプラスチック基材１１上に、青色顔料、多管能アクリレートモノマー、光重合開始剤及びバインダポリマーからなる青色感光性樹脂組成物をスピンコート等により塗布し、１．１μｍ厚の青色感光性樹脂層５１を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、プラスチック基材１１上の所定位置に青色着色画素パターン５１Ｂを形成した（図３（ｇ）参照）。
【００２６】
次に、０．５ｍｍ厚のアンバー材を別途フォとエッチング加工にて作製した電子線照射マスク６１Ｂを用いて、電子線照射マスク６１Ｂと緑色着色画素パターン５１Ｂとの間隔を２００μｍにした状態で、電子線照射マスク６１Ｂの貫通孔と緑色着色画素パターン５１Ｂとの位置合わせを行い、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ４００８：岩崎電気（株）製）を用いて、加速電圧１２０ｋＶで１０Ｍｒａｄ（電流値：５．０ｍＡ、ライン速度：２．０ｍ／ｍｉｎ）の照射量で青色着色画素パターン５１Ｂに電子線照射を行い（図３（ｈ）参照）、青色着色画素パターン５１Ｂに含まれる未反応モノマーを重合・硬化させ、プラスチック基材１１上に完全に重合・硬化した赤色着色画素パターン３１Ｒ、緑色着色画素パターン４１Ｇ青色着色画素パターン５１Ｂを形成した（図３（ｉ）参照）。
【００２７】
最後に、プラスチック基材１１をガラス基板２１より剥離して、プラスチック基材１１上に未反応モノマーを重合・硬化させた赤色着色画素パターン３１Ｒ、緑色着色画素パターン４１Ｇ及び青色着色画素パターン５１Ｂからなる本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルター１００を得た（図３（ｊ）参照）。
【００２８】
プラスチック基材１１には直接電子線が照射されないため、電子線による着色は殆ど認められなかった。また、赤色着色画素パターン３１Ｒ、緑色着色画素パターン４１Ｇ及び青色着色画素パターン５１Ｂには適正量の電子線が照射されているため、赤色着色画素パターン３１Ｒ、緑色着色画素パターン４１Ｇ及び青色着色画素パターン５１Ｂの耐溶剤性の低下及び機械的強度の劣化はほとんど認められなかった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法では、各着色画素パターンを形成した後、電子線照射マスクを用いて各着色画素パターンのみに適正量の電子線を照射して未反応のモノマーを重合・硬化させるため、耐薬品性及び機械的強度に優れたプラスチック基材及びカラーフィルターを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルターの一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図３】（ｇ）〜（ｊ）は、本発明のプラスチックを基材とするカラーフィルターの製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
１１……プラスチック基材
２１……ガラス基板
３１……赤色感光性樹脂層
３１Ｒ……赤色着色画素パターン
４１Ｇ……緑色着色画素パターン
５１Ｂ……青色着色画素パターン
６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ……電子線照射マスク
１００……カラーフィルター
【図１】
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【図２】
2004012843.tif 000004
【図３】
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