JPH02176708A - 光のフラッシュを用いてカラーフィルター配列を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ゆ− 本発明は、熱転写によってカラーフィルター配列部材を
作る方法に関するものである。

近年、熱転写システムが開発されてカラービデオカメラ
から電子的に生じた画像よりプリントが得られるように
なった。そのようなプリントを得る１つの方法は、電子
画像をまずカラーフィルタで色分解するものである。色
分解したそれぞれの像を電気信号に変える。これらの信
号を操作してシアン、マゼンタおよびイエロー電気信号
を得る。次に、これらの信号を熱プリンターに送る。

プリントを得るにはシアン、マゼンタまたはイエロー染
料供与体部材を染料受容部材と面を合わせて置く。これ
らの２つを、熱プリントヘッドとプラテンローラーとの
間に挿入する。ラインタイプ熱プリントヘッドを用いて
熱を染料供与体シートの裏から加える。熱プリントヘッ
ドは多数の発熱体を有し、シアン、マゼンタおよびイエ
ロー信号に答えて順次加熱する。このプロセスを他の２
つの色について繰り返す。スクリーン上に見られたオリ
ジナル画像に相当するカラーハードコピーはこのように
して得られる。この方法およびこれを実施するための装
置に関する詳細は、ブラウンスタインの「熱プリンター
装置およびその制御方法」と題する１９８６年１１月４
日発行の米国特許第４．６２１．２７１号に記載されて
いる。

液晶デイスプレー装置は、電子計算器、時計、家庭電化
製品、オーディオ装置等におけるデジタル表示として知
られている。そのような単色デイスプレー装置、特に光
電管デイスプレー、固定エレクトロニクスデイスプレー
またはＴＶ画像デイスプレーを含めた各種装置を使用す
る周辺端末のような機器にカラーデイスプレー機能を組
み込むことが望まれてきた。カラーフィルター配列部材
を使用するカラーデイスプレーをこれらの装置に組み込
む様々な試みが行なわれてきた。しかしながら、これま
で提案された液晶デイスプレー装置用のカラー配列部材
のどれも、ユーザーの要望を全て満たすものではなかっ
た。

カラーデイスプレー機能のために液晶デイスプレーに使
用されてきたカラーフィルター配列部材の商業的に利用
しつる１つのタイプは、写真平板法を使って得たモザイ
クパターン状の赤、緑および責の前原色を有する染料を
含むゼラチン層を上に持つ透明な支持体である。そのよ
うなカラフィルタ−配列部材を製造するためには、ゼラ
チン層を増感させ、モザイクパターンの色の中の１つに
対するマスクに対して露光し、現像して露光領域のゼラ
チンを硬化し、洗浄し非露光（非架橋）ゼラチンを除き
、このようにして得たゼラチンのパターンを好ましい色
の染料で染色する。次に、この部材を再塗布し、そして
上記の工程を繰り返して他の２つの色を得る。この方法
は労働が強化される工程を多く含み、配列を注意深く行
なう必要があり、時間がかかり、そして大変コストが高
いものである。この方法についての詳細は米国特許第４
．０８１．２７７号に記載されている。

さらに、液晶デイスプレー装置に使用されるカラーフィ
ルター配列部材は、製造中、厳しい加熱および処理工程
を受けなければならないことがある。例えば、インジウ
ム錫酸化物のような透明な電極層を通常、カラーフィル
ター配列部材上に真空スパッターする。これは、２００
℃もの高い温度で、１時間以上になることもある時間待
なわれ一 る。この後、ポリイミドのような液晶のための薄い調整
層を塗布する。使用する調整層には関係なく、液晶と接
するこの層の表面仕上げは非常に重要であり、こすった
り、あるいは数時間高温で硬化する必要があったりする
ことがある。これらの処理工程は多くのカラーフィルタ
ー配列部材、特にゼラチンマトリックスを有するものに
は大変有害である。

【釆豊韮遣 液晶デイスプレー装置用のカラーフィルター配列部材を
得る別の方法は、ＪＰ６１１０７２２０３に記載されて
いる。これには、熱転写装置の染料受容層中に導電性微
粉末を含むものおよび染料供与体層中にフレーク状粉末
と球状粉末との混合導電性微粉末を含むものを使用する
ことによって、カラーフィルター配列部材を作ることが
記載されている。

しかしながら、液晶デイスプレー装置に上記従来フィル
ター配列部材を使用することには、フィー　４〜 ルウ−配列部材自体の染料が液晶材料と直接液している
という点で問題がある。そのような装置における染料は
、液晶材料と混ざって目視像の色の損失を招く傾向があ
る。

本発明の目的は、鮮鋭度のすぐれた、そして簡単にかつ
従来のものより安価に得ることのできる高品質カラーフ
ィルター配列部材を作る方法を提供するものである。

。　　　　　　　゛ これらのおよび他の目的は、以下の方法よりなる本発明
によって達成される。その方法は、（ａ）　　それぞれ
が、輻射線吸収性材料および各々異なる色の昇華性染料
よりなる、複数の供与体材料、および （ｂ）　　上に染料受容層を有する支持体よりなる受容
体部材、 を使って、支持体上に担持された着色剤の繰り返しモザ
イクパターンの配列を作る方法であって、各供与体材料
を順番に受容体と面を合わせて接触させ、パターンを強
力光源に曝して染料の希望のパターンを受容体層に転写
するものである。

本発明の好ましい具体例では、モザイクバタンは赤、緑
および青の原色の一組よりなる。

本発明の別の好ましい具体例では、原色の各領域と原色
の各組を不透明領域、例えば、黒の格子線で互いに分け
る。こうすることによって、色の再現性が改良され、そ
してデイスプレー像におけるフレアが減じることが分か
った。

モザイクの一組の大きさは、視距離によって変わるので
、限定されない。一般に、−組の個々のビクセル（モザ
イク部材）は約５０〜約６００μｍである。これらは同
じ大きさのものでなくてもよい。

本発明の好ましい具体例では、カラーフィルタ配列部材
を形成する染料の繰り返しモザイクパターンは、１つの
色が以下のように斜めに置換されている均一で、正方形
の、直線的な繰り返し領域よりなる： ００μｍである。

上記のように、本発明のカラーフィルター配列部材は、
液晶デイスプレー装置のような様々なデイスプレー装置
に使用される。そのような液晶デイスプレー装置につい
ては、例えば英国特許第２、１５４．３５５号、２．１
３０．７８１号、２．１６２．６７４号および２，１６
１，９７１号に記載がある。

供与体材料は、輻射線吸収性材料および任意の結合剤を
含む染料層を担持する支持体よりなるのが好ましい。

供与体シートの輻射線吸収性材料は粒子、例えば光吸収
性粒子の形、特にカーボンブラック粒子であるのが好ま
しい。パターン化したマスクを通して強力光源に曝すと
、粒子は輻射線を吸収して染料層を局部的に加熱し、従
って昇華性染料をパターン通りに加熱する。

強力光源は、供与体シートの染料を受容体に転写するの
に十分な力を持つ電子フラッシュでもよい。

供与体シートを強力光源に曝すとき、どのようなマスク
も用いてもよいが、特に好ましい具体例では、反射マス
クを用いる。この場合、強力光源に面するマスク面は反
射を行なって、転写に不必要な光を光源に再び向ける。

さらに、光源がそのまわりに反射器を有する場合、未使
用の光は再循環される。別の利点は、光を像のない領域
から反射させて、その領域で望ましくない加熱が行なわ
れる可能性を減じることである。

反射マスクは、フォトレジスト層を直接、銀鏡層上に塗
布し、これをパターン通りに曝し、そして現像すること
によって作り得る。その後、好ましくない銀は塩化第二
鉄腐食溶液中で除くことができる。形成されたハロゲン
化銀は写真定着液中で除くことができる。

受容体は、支持体および受容体層からなる。そのような
層は多孔質シリカ含有層からなるもので一 あってもよいが、高分子結合剤よりなるものが好ましい
。

受容層中に用いられる高分子結合剤は、例えば、ポリカ
ーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリ（カプロラクトン）またはこれらの共重合体の
混合物よりなる。

高分子結合剤は、目的に対して効果のあるいがなる量で
存在させてもよい。一般に、約０．２５〜約５ｇ／ｒｒ
ｆの濃度で良好な結果が得られた。

別の好ましい具体例では、フィルター配列像の転写の後
に、受容層中に用いた高分子結合剤を架橋する。これに
よって、カラーフィルターデイスプレーは、液晶デイス
プレー装置の形成に一般に必要な幾分厳しい加熱および
腐食処理工程に対してより耐えるものとなる。そのよう
な架橋性高分子結合剤には、層中に存在するまたは層に
加えた他の物質との反応によって架橋しつる重合体、例
えばエポシキ樹脂（例えばアミンと反応する）、不飽和
ポリエステル（例えば有機過酸化物を使用する）、フェ
ノール樹脂（例えばアルデヒドと反応する）またはポリ
ウレタン（例えばジイソシアネートと反応する）、そし
て光重合開始剤または光増感剤の存在下で光に曝すと架
橋しつるポリマー系等がある。そのような架橋性高分子
結合剤のさらに詳しいことについては、本発明と同日に
出願した「熱転写カラーフィルター配列部材」と題する
シモンズの米国特許出願に記載がある。

カラーフィルター配列のための支持体は、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンテレフタレート、酢酸セルロース、
ポリスチレン等のようなどのような透明材料でもよい。

好ましい具体例では、支持体はガラスである。

カラーフィルター配列部材を形成するための本発明の方
法で使用する染料−供与体部材は、上に染料層を有する
支持体よりなる。本発明のカラー配列部材の染料像受容
層を熱の作用によって転写しうるものであれば、どのよ
うな染料または染料混合物もそのような層に使用するこ
とができる。

以下のような昇華性染料： （マゼンタ） （イエロ （シアン） または米国特許筒４．５４１．８３０号に記載のいずれ
かの染料で特に良好な結果が得られた。上記染料を様々
な組合せで用いて、希望の赤、青および緑の加原色を得
ることができる。染料は染料層内に混合してもよく、あ
るいは別々の染料層に塗布して、順次転写してもよい。

染料は約０．０５〜約１ｇ／ボの量で使用し得る。

染料−供与体部材中の染料は、セルロース誘導体例えば
酢酸水素フタル酸セルロース、酢酸セルロース、酢酸プ
ロピオン酸セルロース、酢酪酸セルロース、トリアセチ
ルセルロース；ポリカーボネート；スチレンとアクリロ
ニトリルとの共重合体、ポリ（スルホン）またはポリ（
フェニレンオキシド）のような高分子結合剤中に分散さ
せるのが好ましい。結合剤は約０．１〜約５　ｇ　／　
ｒｒｆの量で使用し得る。

染料−供与体部材の染料層は支持体に塗布してもあるい
はその上にグラビア法のような印刷法でプリントしても
よい。

熱プリント工程の熱に対して寸法安定性でありそして耐
えうるものであれば、どのような材料も、染料−供与体
部材の支持体として使用し得る。そのような材料には、
ポリ（エチレンテレフタレート）のようなポリエステル
；ポリアミド；ポリカーボネート；グラシン紙；コンデ
ンサー紙；セルロースエステル；弗素重合体；ポリエー
テル；ポリアセタール；ポリオレフィン：およびポリイ
ミドがある。支持体は一般に約２〜約３０μｍの厚さで
ある。必要ならば、下塗り層を塗布してもよい。

本発明に用いる染料−供与体部材は、シートの形でまた
は連続ロールまたはリボンの形で使用し得る。

染料を受容体に転写した後、像を安定化するために染料
が染料−受容層中にさらに拡散するように像を処理する
。これは、輻射熱または溶媒蒸気によって、あるいは加
熱ロールに接触させることによって行いつる。溶融工程
は光に曝したときの退色および像の表面磨耗を妨げ、そ
してまた染料の結晶化を妨げる傾向がある。溶媒蒸気溶
融もまた熱溶融の代わりに使用しつる。

本発明を説明するために、以下の実施例を示す。

実施例１ この実施例では、繰り返しモザイクパターンの染料供与
体から受容体へ染料を転写する手段を提供するために、
パターン化した鏡を準備した。

ジメチルホルムアミドとシクロヘキサノン（３１）の混
合物で９５℃にて１５分間処理することによって、市販
の銀を塗ったガラスの鏡の裏からラッカーを除くことに
よって、パターン化したガラスの鏡を作った。次にむき
だしになった金属表面をいくらかのコダック・マイクロ
・レジスト７４７（商標）で塗布し、薄いフィルムが残
るように過剰量を流し去った。これを乾燥し、希望のパ
ターンのマスクを通して曝し、約２分間コダック・マイ
クロ・レジスト現像液中で現像し、１５分間コダック・
マイクロ・レジスト（商標）リンス中ですすぎ、そして
Ｆ　ｅ　Ｃｌ　３　・６Ｈ２０の４００　ｇ　／　１の
溶液中で腐食させて、反射面の領域を除き、縁の長さが
３００μｍの透明な正方形の配列を得た。各正方形は配
列の１つの斜線に添って次の正方形の角に接しており、
配列の垂直軸に添って隣接する透明な正方形から横方向
に６００μｍだけ離れている。

染料供与体シートは以下のようにして製造した。

良棗立盈１ 以下の組成物を２日間ボールミルした二カーボンブラッ
ク［リーガル３００ （商標）−キャボット社］　　　　　　　　２．４ｇエ
チルセルロース　　　　　　　　　　　０．９ｇブタノ
ン　　　　　　　　　　　　　　　６０ｍ１ハ　　　　
　　　シー 溶液を次のように製造した： 下記イエロー染料−２０，０２５ｇ 上記マゼンタ染料　　　　　　　０．０２０ｇエチルセ
ルロース　　　　　　　　０．０４０ｇブタノン　　　
　　　　　　　　　　　　　８ｍｌ炭素分散体　　　　
　　　　　　　　　　２ｍｌポリジメチルシロキサンの
トルエン２％溶液２滴を加え、フィルムの上７５μｍに
セットした塗布ブレードを使用して、組成物を１６μｍ
ポリ（工チレンテレフタレート）支持体上に塗布した。

ン一 溶液を以下のように製造した： 下記イエロー染料−２０，０２５ｇ 上記シアン染料　　　　　　　　　０．０３５ｇエチル
セルロース　　　　　　　　ｏ、０６０ｇブタノン　　
　　　　　　　　　　　　　　８ｍｌ炭素分散体　　　
　　　　　　　　　　　　３ｍｌこの組成物を上記のよ
うに赤色供与体シートに塗布した。

ぐ− 溶液を以下のように製造した： 上記マゼンタ染料　　　　　　　　０．０２０ｇ上記シ
アン染料　　　　　　　　　０．０３５ｇエチルセルロ
ース　　　　　　　　０．０８０ｇブタノン　　　　　
　　　　　　　　　　　　７ｍｌ炭素分散体　　　　　
　　　　　　　　　　３ｎ＋１この組成物を上記のよう
に赤色供与体シートに塗布した。

ガラス板にゲオン４２７（商標）（ビー・エフロ ・グツドリッチ社）塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体（
８６／１４）の薄い層を塗布することにより、染料受容
体を製造した。溶液をガラス板上に注ぎ、均一に広げ、
そして過剰量を流し去った。

得られた薄い層を乾燥し、厚さ約３μｍの透明で乾燥し
たフィルムを得た。

赤色供与体シートを受容体上に、塗布面が塩化ビニル／
酢酸ビニル共重合体に面するように置いた。パターン化
したガラスの鏡を供与体部材のポリ（エチレンテレフタ
レート）支持体上に置き、鏡のパターン化した面を支持
体と接触させた。このアセンブリーを真空フレーム内に
置いて、真空フレームカバーシートをアセンブリーにか
ぶせた。真空にしてアセンブリーを密着させた。次にア
センブリーを下記のようにフラッシュに曝した。ミラー
の透明な窓の領域では、強力な光が染料供与体に向かっ
て通過した。染料供与体内の炭素は、強力光エネルギー
を熱エネルギーに変えて、染料を選択的に転写した。

メカブリッツ（Ｍｅｃａｂｌｉｔｚ）　（商標）モデル
４５（メッツ社）の７．５　　Ｘ　　４．５ｃｍの窓を
長さ６ｃｍのミラーボックスに取り付けて、出口を４゜
５Ｘ４．５ｃｍに減じた。フラッシュ装置を、パターン
化したガラスミラーに対してミラーボックスの窓に取り
付け、フラッシュは十分な強度でたいた。アセンブリー
を分離すると、赤色を形成する染料が、ミラーの透明領
域に相当する正方形配列パターン状に、ガラス板の塗布
面に転写されたのが見られた。

この工程を緑および青染料供与体シートについて、ガラ
スミラーを各回横方向に３００μｍシフトさせて連続的
に繰り返した。最終的には、縁の長さが約３００μｍの
赤、緑および青の正方形のバッチよりなるカラーフィル
ター配列が得られた。

エロー　　−２ Ｎ　　（ＣＨ３）　　２ 実施例２ ６μｍポリ（エチレンテレフタレート）支持体上に、ブ
タノン溶媒を用いて製造した以下の組成物を塗布して記
載の塗布物を得ることによって、シアン、マゼンタおよ
びイエロー供与体シートを製造した。炭素はボールミル
して、実施例１のような分散体にした。

血互且二１Ｌｌ 上記イエロー染料　　　　　　　０．２５ｇ／ボカーボ
ンブラック分散体　　　　０．７６ｇ／ｒｒｆ酢酸プロ
ピオン酸セルロース　　０．３８ｇ／ｒｙｆマゼン 上記マゼンタ染料　　　　　　　０．２０ｇ／ポカーボ
ンブラック分散体　　　　０．５８ｇ／ｒｒｆ酢酸プロ
ピオン酸セルロース　　０．３０ｇ／ｒｒｆ乞Ｗ 上記シアン染料　　　　　　　　０．３９ｇ／ボカーボ
ンブラック分散体　　　　１．１７ｇ／ｒｒｆ酢酸プロ
ピオン酸セルロース　　０．５８ｇ／ｒｒｆイエロー供
与体を受容体上に、実施例１のように塗布面が受容層と
面するように置いた。次に実施例１に記載のパターン化
ミラーを実施例１のように供与体シートの上に置き、供
与体シートを実施例１のようにフラッシュガンからのフ
ラッシュに曝した。

この工程をマゼンタおよびシアン染料供与体について、
パターン化ガラスミラーを横方向に各回３００μｍシフ
トさせて繰り返した。次に、１５０℃に保った金属熱板
を使用する全体加熱工程によって、染料を受容層内によ
り深く追い込んだ。

顕微鏡検査から、プレートは、縁の長さが約３００μｍ
（７）イエロー、マゼンタおよびシアン正方形バッチの
配列を有していることが分かった。このプロセスを、シ
フトさせたパターン化ミラーについて繰り返して、２つ
の転写染料を重ね、モザイクパターンのそれぞれの加色
を得た。すなわち、イエローとシアン正方形を重ねた場
合、緑のフィルターバッチが観察され、マゼンタとシア
ン正方形を重ねた場合、青が、そしてマゼンタとイエロ
正方形を重ねた場合、赤が観察された。

実施例３ 受容層ガラス板に架橋することができる重合体を塗布す
る他は、実施例２のようにイエロー、マゼンタおよびシ
アン染料バッチのカラーフィルタ配列を製造し、処理し
た。２つの例を準備した。１つは、架橋剤なしのもので
、もう１つは、光を照射すると架橋させるクロムカルボ
ニル剤を用いるものである。

友夏±又１１ これは、プレートにメチルメタクリレート／メタクリル
酸共重合体（重量比８８／１２）のアセトン／メタノー
ル（９：１）３％溶液を塗布しすることによって、製造
した。過剰量を流し去り、乾燥して、厚さ約３μｍの乾
燥フィルムを得た。

硬ゴＬ受１１体 これは、光を照射すると架橋を招くベンゼンクロムトリ
カルボニル０．１％を重合体溶液に添加する他は、上記
のように製造した。

処理後、１５０℃に保った金属熱板を使用する全体加熱
工程によって、染料を受容層内により深く追い込んだ。

染料を受容ガラスプレートに転写した後、これらを１７
０℃で３０分間加熱し、フィルターバタンを顕微鏡で調
べた。

未硬化受容体における転写染料フィルターパタンは、加
熱工程の後、染料の拡散により、フィルターの正方形の
縁が軟化していることが観察された。

染料を硬化受容体へ転写した後、層を日光に曝し、１０
ａｎの間隔を保った８ワツトの蛍光紫外線灯に１５分曝
すことによって援助して光分解を行ない架橋すなわち硬
化させた。上記の１７０℃熱処理の後、フィルターの正
方形の縁は、未硬化の比較例のものと比べて有為により
シャープであることが観察された。

層の硬化は、層をメタノールに浸したティッシュで拭く
ことによって確認した。硬化層はこの処置を行なっても
除去されないが、未硬化層は拭き取られた。

ｌ訓豊激１ 本発明は、すぐれた鮮鋭度を有し、そして簡単にかつ従
来のものよりも安価に得られる高品質カラーフィルター
配列部材を作る方法を提供する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）それぞれが、輻射線吸収性材料および各々異なる
   色の昇華性染料よりなる、複数の供体与材料、および （ｂ）染料受容層を上に有する支持体よりなる受容体部
   材、 を使つて、支持体上に担持された着色剤の繰り返しモザ
   イクパターンの配列を作る方法であつて、各供与体材料
   を順番に受容体と面を合わせて接触させ、パターンを強
   力光源に曝して染料の希望のパターンを受容体層に転写
   する、上記の方法。