(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの製造方法において、熱線透過性フィルム上に、加熱による気体の発生で発泡して接着力を消失する発泡層を有し、発泡層上には加熱によっては硬化しない未硬化の着色樹脂層を有する転写フィルムの着色樹脂面をカラーフィルタ基板に対向させて積層し、次いで転写フィルムをマスクパターンを用いて熱線を照射した後に、転写フィルムを剥離し、熱線が照射された部分の着色樹脂層をカラーフィルタ基板へ転写し、更に転写した着色樹脂層を硬化処理することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
着色樹脂層が紫外線硬化性組成物からなることを特徴とする請求項１記載の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、その他のカラー表示装置等に使用されるカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示装置は、例えば、ガラス等の透明基板上にブラックマトリックス、着色画素、透明電極をこの順に形成したカラーフィルタ基板の透明電極上に配向膜を形成した基板と、ＴＦＴ等のスイッチング素子、透明電極等を配置した基板上に配向膜を形成してなる対向基板を、それぞれの配向膜面を対向させ、その間にスペーサを介して貼り合わせたセル中に液晶を封入したものを２枚の偏光板に挟んだ構造からなるものである。
カラーフィルタは、ブラックマトリックスを形成した透明基板上に、赤、緑、青等の着色画素をモザイク状、ストライプ状等に配置しており、ブラックマトリックや着色画素を覆う透明保護層を有し、さらにＩＴＯ等の透明導電層を形成したものである。
【０００３】
ブラックマトリックスを形成した透明基板上に、着色画素を形成する方法には、染色による方法、顔料を分散した感光性樹脂の塗布、露光、現像を繰り返し行う着色感材法、感光性着色層を形成したフィルム状感光性材料を用い、感光性着色層を基板上に積層して露光、現像を繰り返す方法等が知られている。
【０００４】
染色による方法は、耐光性等に問題があり、また着色感材法は、耐光性等の物性面で優れた顔料を着色剤として用いることができるが、着色感光性樹脂層の塗布、露光、現像の工程を繰り返し行わねばならず、また、フィルム状感光性材料を用いる方法も、着色感光性樹脂層の塗布の代わりにフィルム状感光性材料を積層して同様に処理する方法であり、現像液等の薬剤を多量に用いて、露光、リンス、乾燥等の工程を行うことが必要であり、また現像液等の薬剤として有機溶剤の使用を避けるために用いられているアルカリ性水溶液に対する着色画素の耐食性が要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、多量の薬剤を用いる必要がない乾式の簡単な方法で着色画素をからフィルタ基板に形成することからなるカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カラーフィルタの製造方法において、熱線透過性フィルム上に、加熱による気体の発生で発泡して接着力を消失する発泡層を有し、発泡層上には加熱によっては硬化しない未硬化の着色樹脂層を有する転写フィルムの着色樹脂面をカラーフィルタ基板に対向させて積層し、次いで転写フィルムをマスクパターンを用いて熱線を照射した後に、転写フィルムを剥離し、熱線が照射された部分の発泡層の接着力の低下によって、熱線が照射された部分の着色樹脂層をカラーフィルタ基板へ転写し、更に転写した着色樹脂層を硬化処理するカラーフィルタの製造方法である。
また、着色樹脂層が紫外線硬化性組成物からなる前記のカラーフィルタの製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の方法によるカラーフィルタの製造方法を説明する断面図である。
図１（Ａ）は、転写フィルム１を、ガラス等からなるカラーフィルタ基板５に積層した図を示している。転写フィルム１は、熱線透過性フィルム２上に、熱によって発泡する発泡性物質と接着剤からなる発泡層３を有しており、発泡層上には、着色画素の形成用の顔料を含有した未硬化の着色樹脂層４を有している。
【０００８】
カラーフィルタ基板５の着色画像の形成面に転写フィルムの着色樹脂層４を密着する。密着は、カラーフィルタ基板５と転写フィルムの着色樹脂層面を対向すさせて両者を重ね合わせ、二本のロール間を通して両者を接着する。または、接着時に発泡層が発泡しない程度に加熱しても良い。
【０００９】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、転写フィルム上に、形成すべき着色画素のパターンを有する露光マスク６を載置して、熱線発生源７から熱線８を照射する。熱線は、フォトマスクのパターンに応じて転写フィルムの発泡層３を加熱する。その結果、発泡層の熱線照射部９の着色樹脂層４との接着力が、発泡層の熱線照射部９と熱線透過性フィルムとの接着力よりも小さくなり、着色樹脂層と発泡層の間は剥離しやすい状態となる。
【００１０】
次いで、図１（Ｃ）に示すように、転写フィルムを透明基板から剥がすと、パターン化した着色樹脂層１０が透明基板上に形成される。
得られたパターンに図１（Ｄ）に示すように、紫外線１１を照射して硬化処理する。
以上の転写工程を、カラーフィルタに形成する各着色画素に対応して行うことによってカラーフィルタを形成する。着色樹脂層の硬化工程は、透明基板上に各着画素に応じた着色樹脂層を転写する毎に行っても、あるいはすべての着色樹脂層を転写した後に、硬化処理を行っても良い。
【００１１】
本発明の転写方法に用いる転写フィルムの熱透過性フィルムには、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド等の合成樹脂製フィルムを用いることができる。また、熱透過性フィルムの厚さは、２〜１００μｍが好ましい。
【００１２】
また、発泡層は、ブロック共重合体と粘着付与樹脂を含む接着性物質に発泡剤を分散した組成物を塗布することによって形成することができる。ブロック共重合体としては、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体などが挙げられる。
【００１３】
また、粘着付与樹脂としては、ロジンおよびその誘導体、ポリテルペン類、石油系樹脂、シクロペンタジエン系石油樹脂類、スチレン系石油樹脂類、クマロンインデン系樹脂類などを用いることができる。粘着付与樹脂は、ブロック共重合体１００重量部あたり４０〜２００重量部が好ましく、４０重量部未満では接着力が乏しくなり、２００重量部を超えると剥離性が得られなくなる。
【００１４】
発泡剤としては、無機化合物および有機化合物の、加熱によって発泡あるいは膨張する物質を用いることができ、無機系発泡剤としては、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、金属アジド等を挙げることができる。有機系発泡剤としては、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、パラトルエンスルホニルヒドラジド等のヒドラジン化合物、セミカルバジド化合物、トリアゾール化合物、Ｎ−ニトロソ化合物などが挙げられる。これらの発泡剤は、直接に分散しても、あるいはマイクロカプセルに封入したものを分散しても良い。
【００１５】
発泡剤は、ブロック共重合体１００重量部あたり、１０〜１００重量部が好ましい。その配合量が１０重量部未満では、加熱時の発泡による接着力の低下が十分ではなく、剥離特性が好ましくない。また、１００重量部を超えると接着力が乏しくなる。
また、発泡層を加熱する熱線の強度は、波長１５μｍにおいて、１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2 とすることが好ましく、５００〜８００ｍＪ／ｃｍ2 とすることが好ましい。
【００１６】
本発明に用いる着色樹脂層は、熱によって硬化をしない光硬化性樹脂を用いることが好ましく、例えば単官能、多官能の（メタ）アクリル酸エステルモノマーと（メタ）アクリル酸エステルや（メタ）アクリル酸との共重合物に光重合開始剤等を組み合わせる組成物からなる光重合性組成物を用いることができる。なお、本発明において、（メタ）アクリルは、アクリルおよびメタクリルの両者の化合物を意味する。
単官能、多官能（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては（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、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テロメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テロメチロールメタンテトラ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、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、β−ヒドロキシルエチル（メタ）アクリル酸のアルキルエステル、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートと２価アルコールと２価アルコールの（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とである。（メタ）アクリル酸エステルや（メタ）アクリル酸との共重合物の例としては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合体や（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の他に、（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。
【００１７】
（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（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。
【００１８】
また、（メタ）アクリル酸アルキルエステルと（メタ）アクリル酸と共重合し得るビニルモノマーとしては（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル、（メタ）アクリル酸ジメチルエチル、（メタ）アクリル酸ジエチル（メタ）アクリル酸グリシジル、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。
【００１９】
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できる。
【００２０】
また、重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、Ｎ，Ｎ−テトラメチル−４，４′一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ペンゾインエル類、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２量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール２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２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２量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール２量体の他、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノンや、２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−シアノスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール系化合物、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（１−ｐ−ジメチルアミノフェニル−１，３−ブタンジエニル）−ｓ−トリアジン、２−トリクロロメチル−４−アミノ−６−ｐ−メトキシスチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビストリクロロメチル−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−ｓ−トリアジン、２−（４−ブトキシ−ナフト−1−イル）−４，６−ビス−トリクロロメチル−ｓ−トリアジン等のハロメチル−ｓ−トリアジン系化合物が挙げられる。
【００２１】
光重合性組成物に混合する樹脂に添加する着色剤としては、染料あるいは顔料を用いることができるが、耐光性等の面で顔料を用いることが好ましく、粒径が０．４μｍ以下のものを用いることが好ましい。
好ましい顔料としては、ビクトリア・ピュアブルーＢＯ（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラックＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧＴ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１２）、パーマネント・エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パーマネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６）、ホスターパームレッドＥＳＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９）、パーマネント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１１）、ファステル・ピンクＢスプラ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１）、モナストラル・ファスト・ブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・ファースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１）およびカーボン等をあげることができる。
【００２２】
さらに適当な顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６４等を挙げることができる。
【００２３】
これらの光重合性組成物と着色剤に界面活性剤をはじめとする添加剤を添加して、光重合性組成物を調製し、熱線透過性フィルム上に形成した発泡層上に、ロールコート、グラビアコート、エアナイフコート、ディップコート、その他の塗布方法によって感光性樹脂からなる厚さ０．５〜３．０μｍの着色樹脂層を形成する。
また、透明基板と転写フィルムと接着する際に、基板の表面、あるいは転写フィルムの表面にあらかじめ粘着剤を塗布して粘着剤層を形成することができる。このような目的で用いることが可能な粘着剤としては、樹脂をビヒクルとする粘着剤組成物を使用することができる。
透明基板としては、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、シリコン等からなる基板を用いることができる。
【００２４】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示し、本発明について説明する。
実施例１
スチレン単位の含有量がスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体１００重量部をトルエン２００重量部に溶解した溶液に、軟化点が８６℃の炭化水素樹脂６０重量部と、軟化点が１１５℃の脂環式飽和炭化水素樹脂６０重量部をトルエン１００重量部に溶解させた溶液を混合し、これにナフテン系軟化剤５重量部と老化防止剤２重量部とを加えて混合し、熱膨張性微粒子（松本油脂社製  マイクロスフェア  Ｆ−３０１Ｄ）４０重量部を混合して剥離性感圧接着剤のトルエン溶液を調製し、その溶液を厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗布し、６０℃で５分間乾燥処理して発泡層を形成した。
次いで、発泡層上に、乾燥後の膜厚が２μｍとなるように下記の赤色の光重合性組成物を塗布し、着色樹脂層を形成して転写フィルムを作製した。
【００２５】
（赤色光重合性組成物）
ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（モル比７３／２７）
６０重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート                    ４３重量部
２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−ｓ−トリアジン                                                      ２．５重量部
イルカジンレッドＢＰＴ                                    ２０重量部
メチルセロソルブアセテート                              ５６０重量部
メチルエチルケトン                                      ２８０重量部
得られた転写フィルムをブラックマトリックスを形成した縦横３００ｍｍ×４００ｍｍの厚さ１．１ｍｍのガラス基板に、着色樹脂層形成面を密着して積層し、室温下で、線圧１０ｋｇ／ｃｍのロールで加圧した。
得られた転写フィルムを積層したカラーフィルタ基板の熱線透過性フィルム上に赤色パターン形成用フォトマスクを載置して、波長１５μｍの熱線を１０００ｍＪ／ｃｍ2 の強度で照射した後に、転写フィルムを剥離した。
【００２６】
次いで、発泡層を形成した熱線透過性フィルム上に光重合性組成物として、下記の緑色の光重合性組成物を同様に塗布して緑色転写用フィルムを作製した。（緑色光重合性組成物）
ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（モル比７３／２７）
６０重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート                    ４３重量部
２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−ｓ−トリアジン                                                      ２．５重量部
銅フタロシアニン                                          ２０重量部
メチルセロソルブアセテート                              ５６０重量部
メチルエチルケトン                                      ２８０重量部
得られた緑色の転写フィルムを赤色の転写フィルムと同様に、赤色の着色樹脂層を形成したカラーフィルタ基板に密着し、熱線透過性フィルム上に緑色パターン形成用フォトマスクを載置して熱線を照射した後に、転写フィルムを剥離した。
【００２７】
さらに、発泡層を形成した熱線透過性フィルム上に光重合性組成物として、下記の青色光重合性組成物を同様に塗布して緑色転写用フィルムを作製した。
（青色光重合性組成物）
ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（モル比７３／２７）
６０重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート                    ４３重量部
２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ｐ−メトキシスチリル−ｓ−トリアジン                                                      ２．５重量部
フタロシアニンブルー                                      ２０重量部
メチルセロソルブアセテート                              ５６０重量部
メチルエチルケトン                                      ２８０重量部
得られた青色の転写フィルムを赤色の転写フィルムと同様に、赤色および緑色の着色樹脂層を形成したカラーフィルタ基板に密着し、熱線透過性フィルム上に青色パターン形成用フォトマスクを載置して熱線を照射した後に、転写フィルムを剥離した。
【００２８】
透明基板の着色樹脂層に、波長３６５ｎｍの５００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線を照射して着色樹脂層を硬化して、着色画素を有するカラーフィルタが得られた。
【００２９】
得られたカラーフィルタは、画素の欠落やムラもなく、また画素の精度も良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、熱透過性フィルム上に、熱で剥離することが可能な発泡層、紫外線硬化性の着色樹脂層の順に形成した転写フィルムを透明基板に密着してフォトマスクを載置して熱線を照射した後に、転写フィルムを剥離することにより着色樹脂層を転写した後に、紫外線を照射して光硬化して着色画素を形成する方法であるので、現像剤等を用いる必要がなく、乾式で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…転写フィルム、２…熱線透過性フィルム、３…発泡層、４…着色樹脂層、５…カラーフィルタ基板、６…露光マスク、７…熱線発生源、８…熱線、９…熱線照射部、１０…パターン化した着色樹脂層、１１…紫外線
【図１】
0003859812.tif 000002