(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）転写ベースに離型層を設ける工程、
（２）該離型層上に、透明樹脂、顔料、分散剤、光重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を含む感光性着色樹脂層を設け、マスクを用いて露光・現像し所望の形状の着色パターンを設ける工程、
（３）該着色パターンに電子線を照射し硬化する工程、
（４）（２）〜（３）を必要とする色数繰り返し、転写ベース上に多色着色パターンを形成する工程、
（５）該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、
を具備するカラーフィルタの製造方法であって、
前記（５）該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、の次に、（６）該透明基板に転写した多色着色パターンを加熱し、さらに前記多色着色パターン硬化させて耐性を向上させる工程、を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー液晶表示装置に使用されるカラーフィルタの製造方法に関わり、さらに詳細には着色パターンを転写法を用いて任意の基板に形成するカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーフィルタの製造方法としては、ガラス等の透明基板上に染色法、顔料分散法、電着法、印刷法などを用いて着色パターンを形成する方法が公知であり、各製造方法を用いてカラーフィルタの製造がなされている。
しかしながら、近年の液晶表示装置の大型化に伴い、カラーフィルタを製造する際の基板サイズも大きくなり、ハンドリング、着色パターンの均一性、パターン位置精度といった点で製造工程上の問題が頻出し、新規の製造方法が検討されてきた。
【０００３】
その中の、転写法を用いたカラーフィルタの製造方法は、フィルム、金属板、金属箔などの転写ベース上に着色パターンを形成し、この着色パターンを接着剤を介して、透明基板などの上に転写してカラーフィルタを製造する方法である。この転写法の利点は、例えば、１３インチ多面付けのカラーフィルタを製造する場合、転写ベースには１３インチ１面のカラーフィルタを形成し、このカラーフィルタを順次、１３インチのカラーフィルタが多面付け転写されうる基板サイズの透明基板上に転写していくことにより、多面付けの大型サイズのカラーフィルタを得ることができることである。
【０００４】
そのため、コーター、露光機、現像機などのバターニング設備を大型化する必要が無く、また、大型サイズの透明基板を取り扱う頻度が少なくなるため、工程中の破損その他の問題も発生しにくくなる。さらに、例えば、転写ベース上に形成した着色パターンのうち良品のみを転写することで歩留まりの向上も見込まれる。また、例えば、転写ベースの材料として、帯状の材料を用いることにより、連続処理することも可能であり、生産効率の向上も期待されるものである。
【０００５】
このように様々な利点が期待される転写法であるが、以下に述べるような解決すべき問題点がある。すなわち、転写ベース上の着色パターンの形成方法としては、そのパターン精度、転写後の耐性などから顔料分散法を用いることが好ましいが、顔料分散法では、色重ね工程の際に、次色の溶剤又は現像液で変質しないように、色毎に着色パターンを例えば、２００℃近辺の高温で焼成する必要がある。そのため、転写ベースであるフィルム基材、又は転写性を良好にするために転写ベース上に設ける離型層として、この焼成によって変質しない材料を選定する必要がある。離型層は焼成によって離型層と着色パターンの密着性が強くなり、転写性に問題が生じる場合もある。このため、全く新規な耐熱性材料を開発する必要があると考えられている。
【０００６】
また、この問題点を回避するために、着色パターンを１色ずつ順次透明基板に転写し、最後に透明基板を焼成する方法も提案されているが、この方法では転写時に高度な位置合わせ技術が必要であり、また、転写工程を所望する色数繰り返す必要があり、生産効率の向上は期待されるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決すべくされたものであり、転写法によるカラーフィルタ製造において、着色パターンを高温で焼成する必要がなく、また、新規な耐熱性材料を開発する必要がなく、転写ベース、離型層の材質選定の幅を広げ、転写方式により容易に安価にカラーフィルタを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）転写ベースに離型層を設ける工程、
（２）該離型層上に、透明樹脂、顔料、分散剤、光重合性モノマー、光重合開始剤及び溶剤を含む感光性着色樹脂層を設け、マスクを用いて露光・現像し所望の形状の着色パターンを設ける工程、
（３）該着色パターンに電子線を照射し硬化する工程、
（４）（２）〜（３）を必要とする色数繰り返し、転写ベース上に多色着色パターンを形成する工程、
（５）該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、
を具備するカラーフィルタの製造方法であって、
前記（５）該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、の次に、（６）該透明基板に転写した多色着色パターンを加熱し、さらに前記多色着色パターン硬化させて耐性を向上させる工程、を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明のカラーフィルタの製造方法であって、前記（５）該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、の次に、（６）該透明基板に転写した多色着色パターンを加熱焼成する工程、を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明によるカラーフィルタの製造方法を、その一実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明におけるカラーフィルタの製造方法の一部を説明する断面図である。図１は、離型層（５）を設けた転写ベース（２）上に着色パターン（３）が形成され、その着色パターン（３）が形成された転写ベース（２）を、接着剤（４）を介して透明基板（１）に貼り合わせた状態を示しているものである。
【００１１】
先ず、図１における、転写ベース（２）に離型層（５）を設けるが、この時の転写ベース（２）としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等のフィルム状プラスチック材料、鋼、鉄、ニッケル、アルミ及びそれらの合金からなる金属板、金属箔を用いることが可能である。離型層としては有機溶剤に耐性を有する高分子膜で、転写ベースの表面平滑化の効果、及び転写に際して透明基板（１）と転写ベース（２）との密着性を均一に保つための弾性を与えるものである。
【００１２】
具体的には耐溶剤性のある水溶性樹脂でカゼイン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロースなど、また、弾性を持つ樹脂として、ポリウレタン、各種ゴムなどがあげられるが、これらの樹脂に限定されるものではない。従来の転写技術では、これら材料のうちから、プロセス温度に耐性を持つ材料を選定する必要が有ったが、本発明によれば、耐熱性を考慮することなく自由に材料を選定することができるものである。
【００１３】
続いてこの離型層上に感光性着色樹脂層を設け、露光・現像して着色パターン（３）を形成する。感光性着色樹脂は、透明樹脂、顔料、分散剤、光重合牲モノマー、光重合開始剤、及び溶剤、などからなり、透明樹脂としては、カラーフィルタ形成後に耐性をもたせる必要から、モノマーの一般式が化学式（１）、（２）、（３）で表されるモノマーを少なくとも一種づつ含み、化学式（１）のモノマー１０〜２５重量部、化学式（２）のモノマー１０〜３０重量部、化学式（３）のモノマー４０〜８０重量部の共重合体であるアクリル樹脂が用いられる。
また、耐熱性、耐薬品性、密着性その他の特性を考慮してエボキシ系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂その他と混合して使用することも可能である。
【００１４】
【化１】
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【００１５】
顔料としては、例えば、赤色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ９、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１８０、１９２、２１５など、緑色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．７、３６など、青色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ１５、２２、６０、６４など、黄色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ２０、２４、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１３９、１５３など、紫色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ１９、２３、２９、３０、４０、５０など、黒色顔料として、Ｃ．Ｉ．Ｎｏ７などが一般的に用いられる。
【００１６】
分散剤としては界面活性剤、顔料の中間体、染料の中間体、ソルスパースなどの広範囲のものが使用される。好ましくは、有機色素の誘導体であり、母体となる有機色素としてはアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ベリレン系、チオインジコ系、ジオキサン系、金属錯塩系である。
これらの有機色素に置換基を有した色素の分散に有効な誘導体が用いられる。置換基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホン基、カルボンアミド基、スルホンアミド基等があり、これらの置換基から選ばれる少なくとも１種の置換基を有する誘導体が用いられる。
【００１７】
溶剤としては、エチルセロソルプ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエトキシプロピオネート、イソプロピルセロソルプ、酢酸イソアミル、２−ヘプタノン、メチルーｎ−アミルケトン、乳酸エステル類等の有機溶剤を用いることができる。
【００１８】
光重合性モノマーとしては、２官能、３官能、多官能モノマーがあり、２官能モノマーとして、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート等があり、３官能モノマーとして、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタユリスリトールトリアクリレート等があり、多官能モノマーとして、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等の光重合性モノマー、または、オリゴマーが用いられる。
【００１９】
光重合開始剤としては、（１）２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、（２）２−（ｐ−メトキシスチリル）４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、（３）２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）ーｓ−トリアジン、（４）２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、（５）２−（ｐ−クロロフェニル）４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、（６）２−（４’−メトキシー１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等のトリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物等が単独で、もしくは、これらの化合物が２種以上混合して使用される。
【００２０】
この感光性着色樹脂を離型層上にロールコート、バーコート、スピンコート法等を用いて塗布し、乾燥させる。続いて、所望のパターンのマスクを介して露光・現像して着色パターンを形成する。
従来の方法では、この後、着色パターンを焼成して、パターンの耐性をあげる方法であるが、本発明では高温での焼成は行わず、着色パターンに電子線を照射して着色パターンを硬化せしめるものである。
【００２１】
照射する電子線は、加速電圧３０〜３００ＫＶであり、その照射量は５〜１００Ｍｒａｄ程度であるが、好ましくは用いる感光性樹脂の有する二重結合の量などから適正な条件を設定する必要がある。
続いて、必要とする色数のパターン形成工程を繰り返し、離型層上に多色の着色パターンを形成する。
【００２２】
続いて、上記着色パターンを接着剤（４）を介して透明基板に転写するが、この時の透明基板としては、ガラス基板、樹脂フィルム、プラスチック基板、また、スイッチング素子形成基板などを用いることができる。
接着剤としては、ホットメルト樹脂、光硬化性接着剤、嫌気性硬化反応接着剤、熱硬化型接着剤などが利用できる。
【００２３】
転写の方法は図１に示すように、透明基板（１）と転写ベース（２）を、着色パターン（２）形成側を内側として接着剤（４）を介して貼り合わせる。この時接着剤を均一に展開するために加熱、加圧することも可能である。さらに、接着剤の機能に応じて、加熱又は紫外線の照射を行い接着剤を硬化させる。
その後、転写ベース及び離型層を透明基板から剥離して、着色パターンを透明基板に転写する。このとき、着色パターンを硬化のための高温での焼成は行っていないので、離型層と着色パターンの剥離性がよく、転写不良が発生しにくいものとなる。
また、着色パターンの透明基板ヘの転写後に、この透明基板を焼成して着色パターン、及び、接着剤層の耐性を向上させることも可能である。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
＜実施例１＞
厚さ０．１５ｍｍの４２材（ニッケル４２重量％、残部鉄）上に、重合度８００のポリビニルアルコールの１５％水溶液１００ｇに重クロム酸アンモニウムを１ｇ加えた塗液をロールコータを用いて１０μｍの厚みで塗布し、クリーンオープンを用いて１００℃で１０分間乾燥した後、起高圧水銀灯で２０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、４重量％の無水クロム酸水溶液に６０秒間浸漬し、１５０℃で３０分間加熱乾燥して離型層の形成された転写ベースとした。
【００２５】
この離型層上に、富士フィルムオーリン（株）社製カラーモザイクＣＲ７０００をロールコート法で膜厚が１．２μｍになるようにコートした。９０℃で３０分の乾燥の後、マスクと基板とのギャップを１００μｍあけ、露光量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光を行った後、現像を行い１色目の着色パターン（赤色）を得た。
この赤色パターンに、加速電圧１５０ＫＶの電子線を５０Ｍｒａｄ照射して硬膜した。
【００２６】
次に、同社のＣＧ７０００を用いて所望のパターン形成位置の膜厚が１．２μｍとなるようにスピンコートし、乾燥後、１色目と同様に露光、現像、電子線照射を行って２色目の緑色パターンを得た。さらにＣＢ７０００を用い、３色目の青色パターンを形成した。
【００２７】
続いて着色パターンの形成された転写ベース上に無溶剤型接着剤（タイマツクスコーポレーション製「マルチキュア」）を滴下し、被転写体である透明基板（コーニング社製ガラス「１７３７」）を重ね、ロールプレス機で４Ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて圧着し、接着剤を均一に展開した。
続いて透明基板側から超高圧水銀灯を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ２  露光し、接着剤を硬化した。次いで転写ベースである４２材を離型層と共に透明基板から剥離して着色パターンを透明基板へ転写した。さらに、着色パターンの転写された透明基板を２００℃で１時間焼成して転写法によるカラーフィルタを得た。
得られたカラーフィルタの性能は良好なものであった。
【００２８】
＜比較例１＞
厚さ０．１５ｍｍの４２材（ニッケル４２重量％、残部鉄）上に、重合度８００のポリビニルアルコールの１５％水溶液１００ｇに重クロム酸アンモニウムを１ｇ加えた塗液をロールコータを用いて１０μｍの厚みで塗布し、クリーンオープンを用いて１００℃で１０分間乾燥した後、起高圧水銀灯で２０００ｍＪ／ｃｍ２露光した。さらに、４重量％の無水クロム酸水溶液に６０秒間浸漬し、１５０℃で３０分間加熱乾燥して離型層の形成された転写ベースとした。
【００２９】
この離型層上に、富士フィルムオーリン（株）社製カラーモザイクＣＲ７０００をロールコート法で膜厚が１．２μｍになるようにコートした。９０℃で３０分の乾燥の後、マスクと基板とのギャップを１００μｍあけ、露光量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光を行った後、現像を行い１色目の着色パターン（赤色）を得た。
この赤色パターンを２００℃で１時間焼成して硬膜した。
【００３０】
次に、同社のＣＧ７０００を用いて所望のパターン形成位置の膜厚が１．２μｍとなるようにスピンコートし、乾燥後、１色目と同様に露光、現像、焼成を行って２色目の緑色パターンを得た。さらにＣＢ７０００を用い、３色目の青色パターンを形成した。この時、離型層であるポリビニルアルコール層が焼成の影響で着色していた。
【００３１】
続いて着色パターンの形成された転写ベース上に無溶剤型接着剤（タイマツクスコーポレーション製「マルチキュア」）を滴下し、被転写体である透明基板（コーニング社製ガラス「１７３７」）を重ね、ロールプレス機で４Ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけて圧着し、接着剤を均一に展開した。
続いて透明基板側から超高圧水銀灯を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ２露光し、接着剤を硬化した。次いで転写ベースである４２材を透明基板から剥離したが離型層が着色パターンと共に透明基板へ転写されてしまい、良好なカラーフィルタは得られなかった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、転写ベースに離型層を設ける工程、該離型層上に感光性着色樹脂層を設け、露光・現像し所望の形状の着色パターンを設ける工程、該着色パターンに電子線を照射し硬化する工程、上記工程を必要とする色数繰り返し、転写ベース上に多色着色パターンを形成する工程、該多色着色パターンを接着剤を介して透明基板に転写する工程、を具備するカラーフィルタの製造方法であるので、転写法によりカラーフィルタを製造する際に、着色パターンを高温で焼成する必要がなく、転写ベース、離型層の材質選定の幅を広げ、転写方式により容易に安価に良好なカラーフィルタを製造する方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明におけるカラーフィルタの製造方法の一部を説明する断面図である。
【符号の説明】
１…透明基板
２…転写ベース
３…着色パターン
４…接着剤
５…離型層
【図１】
0004379926.tif 000003