JPH02239205A

JPH02239205A - カラーフイルタの製造方法

Info

Publication number: JPH02239205A
Application number: JP1060129A
Authority: JP
Inventors: Eiji Fujita; 藤田　瑛二; Hiroshi Yamazaki; 宏山崎; Noboru Monma; 門馬　登; Daisuke Makino; 大輔牧野
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1990-09-21

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラーフィルタの製造方法に関し、さらに詳
しくは作業性がよく、高精度の多色の微細パターンを形
成することができるカラーフィルタの製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

カラーフィルタは、ガラス等の光学的に透明な基板の表
面に、２種以上の色相を異にする極めて微細なストライ
プ状またはモザイク状のパターンを一定の間隔をあけて
、平行または交差して並べたものである。

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、種々のカラーフィルタの製造方法が
提案がなされている．しかし、実用上安価で、高品質の
カラーフィルタを形成する方法はまだ開発されていない
。

例えばスクリーン印刷法では、低コストのカラーフィル
タの形成が可能であるが、パターンの位置ずれ、樹脂の
しみ出し、膜厚の不均一等が生じる欠点がある。またフ
ォトリゾグラフィー技術を用いる方法、すなわち、カラ
ーフィ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後、
防染層を形成しながら染色する方法では、微細なパター
ンは形成できるが、着色層の他に防染層の形成工程が必
要であり、工程が煩雑となり、製造に長時間を要し、コ
スト高となる等の欠点がある．前記方法の改良法として
、基板上に着色した溶液状感光性樹脂組成物を塗布し、
乾燥した後、露光、現像して一色のパターンを形成させ
、該工程を他の色についても同様に繰返し行ってカラー
フィルタを形成する方法がある。しかし、この方法は、
微細パターンの形成は可能であるが、溶液状感光性樹脂
組成物を塗布して乾燥する際に溶剤等が渾散するという
作業環境上の問題があり、特別の装置を必要とするなど
作業性が悪い欠点がある．また２色目の層を形成する際
に、既に形成された着色層上の新着色層が現像しにくく
、完全除去が難しいなどの欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の欠点をなくし、作業性
がよく、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ィルタの製造方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、現在プリント配線板製造時のエッチング
レジスト、めっきレジスト、ソルダーレジスト等に一般
的に使用されている、ベースフイルムおよび感光性樹脂
層からなる感光性フイルムを使用すると、多色の微細な
ストライブ状またはモザイク状のパターンを簡単に高精
度で形成することができ、しかも得られるカラーフィル
タは耐熱性に優れることを見出し、本発明に到達した．
すなわち、本発明は、透明基板上に、ベースフィルムと
一色に着色された感光性樹脂層とからなる感光性フィル
ムを、前記着色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、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ィ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ることを特徴と
するカラーフィルタの製造方法に関する．本発明に用いられる感光性フイルムは、透明な剥離性ベ
ースフィルム、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層組成物
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．該感光性樹脂層は未硬化状であり、柔軟で、
粘着性を有するため、該感光性樹脂層の上にさらにポリ
エチレンフィルムなどの保護フィ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好ましい
．感光性フィルムに形成された着色感光性樹脂層は、保
護フィ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ィルムは、所定
パターンのネガマスクを通して露光した後に除去される
。

前記の一色に着色された感光性樹脂層としては、（ａ）
エチレン性不飽和化合物を（ａ）と（ｂ）の総量１００
重量部として９０〜５０重量部、（２）カルボキシル基
含有フィルム性付与ポリマーを（ａ）と（２）の総量１
００重量部として１０〜５０重量部、（ｃ）光重合開始
剤または光重合開始剤系化合物を（ａ）と（２）総量１
００重量部に対して０．　１〜１０重量部および（ｄ）
顔料または染料を（ａ）と（２）の総量１００重量部に
対して１〜２０重量部を含有するのが好ましく、また層
の厚さは、０．５〜１５μｍであることが好ましい。

前記エチレン性不飽和化合物（（ａ）成分）としては、
例えば多価アルコールにα，β一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ブロバン
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、テトラメチロールメタントリ　
（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ
（メタ）アクリレート、ジベンタエリスリトールベンタ
（メタ）アクリレート、ジベ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一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ブロバ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
する物質、例えばβ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート等とのエステル化物；（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−エチルへキシル等が挙げられ
、トリメチルへ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
ート化合物なども用いられる．これらの化合物は２種以
上用いてもよい．前記カルボキシル基含有フィルム性付与ボリマ−（（２
）成分）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七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や（メタ）アクリル
酸と共重合し得るビニル七ノマーとしては、例えば（メ
タ）アクリル酸テトラヒド口フルフリル、（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、
メタクリル酸グリシジル、２．２．２−｝リフルオロエ
チル（メタ）アクリレート、２．２，３．３−テトラフ
ルオ口プロビル（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で
きる．（ロ）成分の使用によって塗膜性や硬化物の膜強
度が向上し、その配合量は、（ａ）成分と（ロ）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
飽和化合物量が多《なるため光惑度が低下し、５０重量
部を超えると、光硬化物がもろくなる傾向がある。また
（２）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。

前記光重合開始剤または光重合開始剤系化合物（（ｃ）
成分）としては、例えばペンゾフエノン、Ｎ，Ｎ１−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−４．４１−
ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４１−ジメチ
ルアミノベンゾフエノン、４．４’−ジエチルアミノベ
ンゾフエノン、２−エチルアントラキノン、フエナント
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、ペンゾインフエニルエ
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−’）ロロフ
エニル）　−４．　　５　−シフェニルイミダゾールニ
量体、２−（０−クロロフエニル）−４．５−ジ（ｍ−
メトキシフェニル）イミダゾールニＩＬ２−（ｏ−フル
オロフェニル）−４．５−ジフェニルイミダゾールニ量
体、２　−　（ｏ　−メトキシフェニル）−４．５−ジ
フエニルイミダソールニｉｔＬ２−（ｐ−メトキシフェ
ニル）＝４，５−ジフェニルイミダゾールニ量体、２．
４一ジ（ｐ−メトキシフエニル）−５−フエニルイミダ
ゾールニ量体、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ニ量体、２−（ｐ−メ
チルメルカブトフエニル）−４．５−ジフエニルイミダ
ヅールニ量体等の２、４，５−トリアリールイミダゾー
ルニ量体などが用いられる。

（ｃ）成分の配合量は、（ａ）成分と（２）成分の総量
１００重量部に対して好ましくは０．１−１０！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
充分となり、１０ｍ！１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、内部の光硬化が不充分とな
る傾向がある。

前記顔料または染料（（ｄ）成分）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ィルム
性付与ポリマーに対ずる相溶性、目標とする色相、光透
過性等を考慮して選択される。

（ｄ）成分の配合量は、（ａｌ成分と［有］）成分の総
量１００重量部に対して好ましくは１〜２０重量部であ
る。この配合量が１重量部未満では着色が不充分であり
、２０重量部を超えると光透過率が低下する１頃向があ
る。

前記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ィ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１００重量部
に対して１〜２０重量部添加含有させることが好ましい
。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。

カラーフィルタを形成する基板がガラス板の場合は、着
色感光性樹脂層とガラス板との密着性を向上させるため
、あらかじめシランカップリング剤で処理したガラス板
を用いることが好ましい。

また前記着色感光性樹脂層にシランカップリング剤を含
脊させ、感光性樹脂層とガラス板との密着性を向上させ
ることもできる。この場合のシランカップリングの添加
量は、（ａ．）成分と（＋））成分の総量１０Ｏ重量部
に対して１〜３０重量部であることが好ましい。

本発明におけるカラーフィルタは、次のようにして製造
される．まず透明基板上に感光性フィルムに形成された
着色怒光性樹脂層が貼り合わされ、該着色感光性樹脂層
表面のベースフィルム上に所定パターンのネガマスクを
のせて露光した後、ベースフィルムが除去される．次い
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ィル
ムを用いて所定回数繰返し行い、多色のパターンを形成
させてカラーフィルタが得られる。

透明基板上に貼り付けられた着色感光性樹脂層で細線を
形成する場合は、現像液に耐え得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および加熱処理によって、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および耐
熱性を付与することが好ましい。

露光後の感光性樹脂層の現像は、１、１．１＝トリクロ
口エタン等の溶剤やアルカリ水溶液で現像する方法があ
るが、作業環境汚染、大気汚染などの問題や、着色層が
膨潤し易く、ガラス板上のシランカップリング剤を洗い
落としてしまうなどノ問題のないアルカリ水溶液で現像
することが好ましい。

〔実施例〕

実施例１〜４トリメチルー・キサメチレンジイソシアナート／１，４
−シクロヘキサンジメタノール／２−ヒドロキシエチル
アクリレート（１６：５：８当量比）の反応物５５重量部メタクリル酸メチル／メタクリル酸／２−エチルへキシ
ルアクリレー｝（６０：２０：２０）重量比）の共重合
物４５重量部ベンゾフエノンと４，４′−ジエチルアミノベンゾフェ
ノン（２０：１重量比）との混合物６重量部メチルエチルケトン　　　　　　　７０重量部プロピレ
ングリコールモノメチルエーテノレ３０重量部上記成分を均一に溶解して溶液Ａを得た。

この溶液Ａ２　０　６　ｇに顔料、メラミン樹脂および
シランカップリング剤をそれぞれ第１表に示す配合量（
重量部）で添加し、溶解して惑光性樹脂層塗工溶液を得
た．該溶液を、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート
フィルム上に均一な厚さに塗布し、１００′Ｃの乾燥機
で２分間乾燥し、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ィルムを得
た。乾燥後の感光性樹脂層の厚さは２μｍであった。

次に厚さｌｍのガラス板を８０゜Ｃで１０分加熱後、こ
のガラス板上に前記の感光性フイノレムの保護フィルム
を剥がしながら、着色感光性樹脂層をロール温度１２０
゜Ｃ、ロール圧４　ｋｇ　／　ｃｄ、速度１．５ｍ／分
でラミネートした。この際、実施例１および２のガラス
板は、あらかじめシランカップリング剤Ｋ３Ｍ５０３　
（信越化学工業社製）による処理を行った．次いで所定のパターンのネガマスクを通して露光機ＨＭ
Ｗ−２　０　１　Ｂ　（３　ＫＷ、超高圧水銀灯、オー
ク製作所製）で露光した後、ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを除去し、３０゜Ｃで２重景％のＮａ，Ｃｏ
，水溶液で１０〜２０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．この着色パタ
ーンの形成工程を、赤、青、緑、黒の順に各色の感光性
フィルムを用いて４回繰返し行い、第１図に示す多色の
パターンを形成した．この際の露光量は赤、青、緑色の
怒光性樹脂層に対してはＬ５０ｍＪ／ｃ＋ａ、黒色の感
光性樹脂層に対しては３００ｍＪ／ｃシであった。

得られた多色パターンに紫外線照射機（ランブＨ５　６
　０　０　Ｌ／２、東芝電材社製）を用いて３Ｊ／ｃ＋
ｄで照射した後、１５０゜Ｃで４５分間加熱してカラー
フィルタを得た．得られたカラーフィルタは赤、青およ
び緑色のパターンが整然と並び、それぞれの間隔は黒色
で埋められていた．得られたカラーフィルタの着色感光性樹脂層を常温と２
００゜Ｃで１時間加熱した後、密着性を調べ、その結果
を第１表に示した。なお、密着性の評価は、クロスカッ
トテストでおこなった．クロスカットテストは、カラー
フィルタのパターン上にカッターナイフでｌｍ角の正方
形のきすをつけた後、この上に粘着テープ（日バン製ポ
リエステル粘着テープ）を貼り、粘着テープをはがした
時のパターンのはがれ具合を調べた。◎は、はがれなし
、○は、９５％以上はがれなしとして第１表に示した．〔発明の効果〕本発明の方法によれば、従来の溶液状の怒光性樹脂組成
物を用いる方法に比べ、溶工および乾燥が不要であり、
作業性がよく基板上に均一な厚さの感光性樹脂層を形成
でき、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、また優れた耐熱性を有するカラーフィルタを
製造することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で得たカラーフィルタのパタ
ーンを示す図面である。１・・・赤色、２・・・青色、３・・・緑色、４・・・
黒色。／−−一寺色，？−１　ｅ！３一殊色

Claims

【特許請求の範囲】１、透明基板上に、ベースフィ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ィルムを、前記着色感
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
、露光して所定のパターンを形成させる工程および前記
ベースフィ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ることを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。２、請求項１記載の一色に着色された感光性樹脂層が、
（ａ）エチレン性不飽和化合物を（ａ）と（２）の総量
１００重量部として９０〜５０重量部、（ｂ）カルボキ
シル基含有フィルム性付与ポリマーを（ａ）と（ｂ）の
総量１００重量部として１０〜５０重量部、（ｃ）光重
合開始剤または光重合開始剤系化合物を（ａ）と（ｂ）
の総量１００重量部に対して０．１〜１０重量部および
（ｄ）顔料または染料を（ａ）と（ｂ）の総量１００重
量部に対して１〜２０重量部を含有することを特徴とす
るカラーフィルタの製造方法。３、請求項２記載の一色に着色された感光性樹脂層が、
メラミン樹脂および／またはエポキシ樹脂を含有するこ
とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。４、請求項２または３記載の一色に着色された感光性樹
脂層が、シランカップリング剤を含有することを特徴と
するカラーフィルタの製造方法。５、請求項１記載の基板を、予めシランカップリング剤
で処理することを特徴とするカラーフィルタの製造方法
。