JPH02293703A - ポリカーボネート受容層を有するカラーフィルターアレイ素子 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶ディスプレイ等の様々な装置に適用するこ
とができる熱転写カラーフィルターアレイ素子の受容層
に関する。

近年、カラービデオカメラで電気的につくり出される画
像をプリントすることを目的とする熱転写系が開発され
た。開発された方法の一つによれば、まず色フィルター
によって電気的な画像の色を分けて、それぞれの色の画
像を電気信号に変換する。その後これらの電気信号から
シアン、マゼンタおよびイエローの電気信号をつくり出
して電気信号を熱転写器へ送る。熱転写器において、シ
アン、マゼンタおよびイエローの染料供与素子はプリン
トするために染料受容素子に近接して設置されている。

線形熱転写ヘッドが染料供与シートの裏面から熱を与え
るように、これら二つの素子を熱転写ヘッドと熱盤ロー
ラーとの間に挿入する。

線形熱転写ヘッドは加熱素子を数多く有しており、シア
ン、マゼンタおよびイエローの電気信号に応じて各々継
続的に加熱される。このようにして、画面上の画像に対
応したカラーハードコピーが得られる。この工程および
この工程を実施するための装置はブラウンスタイン（Ｂ
ｒｏｗｎｓｔｅｉｎ）の「熱プリント装置操縦法および
そのための装置」と題する米国特許第４，６２１，２７
１号（１９８６年１１月４日付）にさらに詳しく記載さ
れている。

上記の電気信号を使用したプリントを熱的手段によって
得る他の方法は、熱プリントヘッドの代わりにレーザー
を用いる方法である。この方法では、供与体シートはレ
ーザーの波長で強力な吸収を示す物質を含有する。供与
体を照射したとき、この吸収物質は光エネルギーを熱エ
ネルギーに変換し、近接する染料を蒸発温度に加熱する
ことによって転写する。層中において吸収物質は染料の
下に存在させても、染料と混合して使用してもよい。レ
ーザービームは、原像の形と色を表す電気信号によって
変調し、受容体に転写が必要とされる場所のみ染料を加
熱し転写する。この工程の詳細は英国特許２，０８３，
７２６Ａに記載されている。

電子計算機、時計、家庭電化製品、オーディオ装置など
におけるディジタル表示用として液晶表示装置が知られ
ている。この種の単色表示装置、特に光電管表示、固定
式電子表示またはＴＶ画像表示を伴う各種装置を用いる
周辺端末機などの用途にカラー表示性を取り入れること
が要望されている。カラーフィルターアレイ素子を用い
てこれらの装置にカラー表示を取り入れる各種の試みが
なされてきた。しかし、これまで提示された液晶表示用
力ラーアレイ素子はいずれも、利用者の要望をすべてみ
たすことには成功していない。

（先行技術） カラー表示用液晶表示装置に用いられている市販のカラ
ー７ィルターアレイ素子の１つは、写真平板法により得
られるモザイクパターン状の加法混色用原色である赤、
緑および青を有する染料を含むゼラチン層を保有する透
明な支持体である。

この種のカラーフィルターアレイ素子を形成するために
は、ゼラチン層を増感し、モザイクパターンの色のうち
の１種についてのマスクに対し露光し、現像して露光領
域のゼラチンを硬化させ、そして非露光（非架橋）ゼラ
チンを洗浄除去する。

こうしてゼラチンのパターンが得られ、次いでこれを目
的の色をもつ染料で着色する。次いでこの素子を再被覆
し、上記の工程を反復して他の２色を得る。この方法は
多数の労働集約型工程を含み、慎重な整合を必要とし、
時間を要し、かつ著しく経費がかかる。

さらに、液晶表示装置に用いるカラー７ィルタアレイ素
子は製造中にかなり過酷な加熱および＝４ 処理工程を経る可能性がある。たとえば透明な電極層、
たとえばインジウムスズ酸化物は通常はカラーフィルタ
ーアレイ素子上に真空スバッターされる。これは２００
℃といった温度で１時間まで行われるであろう。これに
続いて液晶用の整合層、たとえばポリイミドで被覆する
。この操作には、高温で数時間処理することが必要とさ
れる。従って、この工程はゼタチンマトリックスに代表
される多くのカラーフフィルターアレーイを損なう危険
性が大きい。

（発明が解決使用とする課題） 本発明は、良質で鮮明度が高く、従来品よりも製造し易
くて安価で供給可能なカラーフィルターアレイ素子を提
供することを目的とする。また、本発明は、とくにイン
キュベーションによって横芳香への像の移動や像の汚れ
を軽減することをも目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記に代表される目的は本発明によって達成された。本
発明によって、２００℃より高いＴｇを有するポリカー
ボネート結合剤中に色素の繰り返しモザイクパターンを
有する熱転写像を表面に有する透明な支持体を有する熱
転写カラー７ィルターアレイ素子が提供される。

概して、本発明で有用な２００゜Ｃより高いＴｇを有す
るポリカーボネートは、架橋炭素またはフェノール上に
かさ高い中心原子団を有する。本発明の好ましい実施態
様においては、ポリカーポネトはジフェニルメタン部分
を有するビスフェノール成分から合成される。本発明で
有効に使用されるポリカーボネートとして以下のものを
挙げることができる。

ポリカーボネート１：４．４″−（ヘキサヒド口４．７
−メタノインデン−５−イリデン）ビスフェノール由来
のポリカーボネート Ｔｇ＝２６０℃１ ｎ＃１００，０００ ポリカーボネート２：２，２″，６．６’−テトラク口
口ビスフェノールーＡ由来のポリカーボネートポリカー
ボネート５：フェノールフタレイン由来のポリカーボネ
ート Ｔｇ＝２２０℃：ｎ＃１００，０００ ポリカーボネート３　：　４，４’−　（２−ノルポル
ニリデン）ビスフェノール由来のポリカーボネートｎ＃
１００，０００ ポリカーボネート６：９，９ ビス（４−ヒドロ キシフェニル）フルオレン Ｔｇ＝２２４℃：ｎ＃１００，０００ ポリカーボネート４：ビス（４−ヒドロキシフェニル）
ジ７エニルメタン由来のポリカーボネートｎ：１００，
０００ ｎ＃１００，０００ 本発明の好ましい実施態様においては、熱転写工程によ
って得られるモザイクパターンは、レッド、グリーンお
よびブルーの加法混色の原色からなる。

本発明の別の好ましい実施態様においては、各原色や複
数の原色のセットは、黒イグリッドラインなどの不透明
領域によって分離される。この系は、色の再生を改善し
て、ディスプレイされた像のフレアを減ずる。

モザイクセットの大きさは、視点距離に依存するため普
通は限定的ではない。概して、セットの個々のピクセル
は５０〜３００μｍである。しかし、すべてが同し大き
さでなくてはならないことはない。

上述のように、本発明のカラーフィルターアレイ素子は
、液晶ディスプレイなどの様々なディスプレイに使用さ
れる。このような液晶ディスプレイは、例えば英国特許
第２，１５４，３５５号、第２，１３０，７８１号、第
２，１６２，６７４号および第２，１６１，９７１号に
記載されている。

本発明のカラー７ィルターアレイ素子はａ）表面に染料
層を有する支持体からなる染料供与素子を像の形に加熱
し； ｂ）上記の２　０　０　’Ｃより高いＴｇを有する透明
なポリカーボネート結合剤からなる染料受容素子へ染料
を転写する ことによって製造することができる。像の形の加熱は、
染料の繰り返しモザイクパターンを作りカラーフィルタ
ーアレイ素子を形成するように行う。

本発明のカラー７ィルターアレイを形成するために行う
、染料供与体から透明な支持体への染料の転写には、様
々な方法を使用することができる。

例えば、カーポンブラックなどの工不ルギー吸収体を有
する染料供与体に対する高密度光閃光技術がある。この
方法はＥＰＡ８９　　３１０　　４９４．３号に記載さ
れている。

染料を染料供与体から透明な支持体へ転写して本発明の
カラーフィルターアレイを形成する方法は、この他にＥ
ＰＡ８９　　３１０　　４８８．５号に詳しく記載され
る加熱エンポッシングローラーを使用する方法もある。

本発明の好ましい実施態様においては、染料供与体から
受容体へ染料を転写するのにレーザーを使用する。

本発明のカラーフィルターアレイを形成するのに使用す
る染料供与素子は、その表面に染料層を有する支持体か
らなる。像形成用染料は、熱によって本発明のカラー７
ィルターアレイ素子の染料像受容層へ転写しうるもので
あれば、染料層に使用することができる。とくに、以下
のような昇華性染料を使用すれば良好な結果が得られる
。

また、米国特許第４，５４１，８３０号に記載されるい
ずれの染料を用いても良好な結果が得られる。

上記のシアン、マエンタおよびイエローの減色染料を様
々な組み合わせで使用することができる。

これらは、染料供与体そのものに存在させ、染料像受容
素子に転写することによって所望のレッド、ブルーおよ
びグリーンの加法原色を得て白無彩色をつくりだすこと
もできる。レッド、グリーンおよびブルー染料は、像受
容素子に転写するために染料供与体に存在させることも
できる。染料の被覆量０．０５〜１　ｇ／ｍ２とするこ
とができる。好ましいのは、疎水性のものを使用する場
合である。

染料を染料供与体から受容体へ転写するのにレーザーを
使用する場合は、吸収物質を染料供与体中に存在させて
おく。レーザーエ不ルギーを吸収することができる物質
であればいかなる物質でも使用することができる。例え
ば、カーポンブラック、非揮発性赤外線吸収染料や当業
者に周知の顔料を使用することができる。ＥＰＡ８Ｂ　
　１２１２９８．９号に記載されるように赤外線ダイオ
ドレーザーとともにシアニン赤外線吸収染料も使ＩＩ 用することができる。

染料や赤外線吸収物質は染料供与素子の高分子結合剤中
に分散させる。高分子結合剤としては、例えば、セルロ
ースアセテートヒドロゲンフタレート、セルロースアセ
テート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロ
ースアセテートブチレート、セルローストリアセテート
といったセルロース誘導体；ポリカーボネート；ボリ（
スチレンーコーアクリロニトリル）、ポリスルホンまた
はポリ（フェニレンオキシド）などが挙げられる。

これらの結合剤の被覆量は、０．１〜５　ｇ／ｍ２とす
ることができる。

本発明の染料供与素子はシート状であっても連続ロール
またリボンであってもよい。連続ロール染料のみを使用
しても、昇華性シアンおよび／またはマゼンタおよび／
またはイエローおよにまたはブランクなどの様々な染料
を入れ代わり使用してもよい。このような染料は、米国
特許第４，５４　１　．８　３　０号、第４，６９８，
６５１号、第４，６９５，２８７号、第４　，７　０　
１　，４　３　９号、第４．７５７，０４６号、第４，
７４３，５８２号、第４，７６９．３６０号または第４
，７　５　３，９　２　２号に開示されている。

本発明のカラー７ィルターアレイ素子または染料受容素
子の支持体には、ポリカーポ不一ト、ポリ（エチレンテ
レフタレート）セルロースアセテート、ポリスチレンな
どの透明物質を使用することができる。好ましい実施態
様では、支持体はガラスである。

染料が受容体に転写した後は、輻射加熱、溶媒蒸気像や
加熱ローラーと接触するなどして、熱的に像を溶融して
安定化してもよい。溶融工程は光にさらされることによ
る像の退色や像表面の摩耗を防止し、かつ染料が結晶化
することを防止する。

溶媒蒸気の溶融も、熱溶融の代わりに使用しうる。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発
明の範囲はかかる実施例によって制限されるものではな
い。

実施例ｌ：ポリカーポネー１・１の合成撹拌機、温度計
、内径の大きなガス導入管とガス排出管備えた５００ｍ
ｌの３つ口フラスコに、４．４’−　（ヘキサヒドロ−
４．７−メタノイリデン−５−イリデン）ビスフェノー
ル（３２．０ｇ，０．１モル）、ビリジン（３２ｇ）お
よび塩化メチレン（２５０＋ｎｌ）を入れた。気体状の
ホスゲンを、水浴で２５〜３０℃に維持した高速撹拌し
ている反応混合物中に通した。２５分後にピリジン塩酸
塩か反応混合物から分離し始め、約１５分後には結晶化
が本質的に完了して粘度が２〜３分で急速に増加した。

フラスコの内容物を窒素を使用してホスゲントラップに
流出させ、水（７００ｍｌ）と塩化メチレン（１００ｍ
ｌ）を直ちに添加した。

この混合物を１時間撹拌し、希塩酸（２％、２００　ｍ
ｌ）で中和して水（５　ｘ　２　０　０ｍｌ）で洗浄し
た。

ポリマー溶液はアセトン５００ｍｌを添加して激しく撹
拌することにより柔らかい粒子として沈澱させた。この
粒子は、メタノール（１リットル）で硬化し、濾過して
メタノールで洗浄した。その後、水で洗浄して７０゜Ｃ
で真空乾燥した。ポリマーの収率は６７％でＴｇは２　
６　０　’Ｏであった。

実施例２ １００μｍポリ（エチレンテレフタレート）支持体上に
、セルロースアセテートプロピオ不−ト（２．５％アセ
チル、４５％プロピオニル）結合剤（０．　２　７　ｇ
’／ｍ２）中の上記のマゼンタ染料（０．３８ｇ／ｍ２
）を含有する染料をブタノンとシクロヘキサンの混合溶
媒から被覆することによって、マゼンタ染料供与体を調
製した。染料層はまた下記のシアミン赤外線吸収染料０
　．１　４　ｇ／ｍ２を含有する。

この乾燥層に、水性溶媒からポリエチレンヒーズ（平均
直径８μｍ）を被覆した。

厚さ１７５μｍのポリ（エチレンテレ７タレート）支持
体上に被覆したポリ（アクリロニトリルーコービニリデ
ンク口リドーコーアクリル酸）（重量比１４：７９：７
）下塗り層を被覆することにより、染料受容体を調製し
た。この層の上には第１表のポリカーポ不−ト（２．９
ｇ／つとＤＣ−５１０Ｒシリコンフルイド（ダウコーニ
ング社）（０．ｏ　ｉ　ｇ／ｍ２）を、塩化メチレンと
トリクロロエチレンとの混合溶媒から被覆した。

染料受容層と染料供与層をドラム上に設置し、表面のビ
ーズの変形が観察される程度の張力でとめた。ｌ　８　
０　ｒｐｍで回転するドラムに向けて、Ｓｐｅｃｔｒｏ
ｄｉｏｄｅ　Ｌａｂｓ　Ｌａｓｅｒ　Ｍｏｄｅｌ　ＳＤ
Ｌ−２４２００−１１２から直径５０μｍの８３０ｎｍ
レザービームを照射した。このとき、染料供与層から染
料受容層への転写のための照射時間は５マイクロ秒であ
った。電力は８６ミリワットであり、照射エネルギーは
４４マイクロワット／平方ミクロンとした。間に輻５０
、１００、１５０μｍの濃度Ｏのラインを挟んで、幅３
０μｍの平行ラインを描かせた。

描かれた像を２２℃で５分間塩化メチレンで飽和した空
気流で処理し、染料を受容層中へ浸透させた。

転写後、一連のマゼンタ染料ラインを５０倍の顕微鏡で
検査したところ、盪度Ｏの鮮明な無像ラインとの境界が
はっきりと観察された。その後、像を転写した受容層を
２００℃のオーブン中で１時間加熱して、側面の染料拡
散と像の不鮮明化の程度を調べた。検査の評価は以下の
基準にのつ七って行った。

なし：化合後、３０μｍの３本の平行ラインと、その間
にはさまれた５０、１００、１５０μｍの無像ラインと
の境界ははっきりと観察される。無像ラインへの染料の
拡散はまったく観察されない。

微小：加熱後、すべての境界が識別しうる。しかし、染
料の一部が５０μｍの無像ラインへ拡散していることが
観察される。

顕著：加熱後、すべてのラインが識別できる。

しかし、５０および１００μｍの無像ラインへ染料の拡
散が観察される。

受容体ポリマーへの初期転写像の最大濃度は約１．２で
あった。

結果は以下に示す通りであった。

第１表 受容体ポリマー　　　　　　　　　　不鮮明化ビスフェ
ノールーＡ誘導体（対照１）　顕著スチレンーアクリロ
ニトリル （対照２）　　顕著 スチレンーアクリロニトリル （対照３）　　顕著 塩化ビニリデンーアクリロニトリル （対照４）　　顕著 ポリカーボネート１　　　　　　　　　なしポリカーボ
ネート２　　　　　　　　　なしポリカーボネート３　
　　　　　　　　微少（重量比８０：２０） 発明の効果 上記の結果は、従来の熱染料転写系におけるいくつかの
典型的な像受容層に比較して、本発明のボリマーが染料
受容層として効果的であり、しかモ高温インキュベーシ
ョンによって不鮮明化を引き起こさないことを示してい
る。

対照１：バイヤーＡＧマクロロン５７０５Ｒビスフェノ
ールーＡポリカーボネート 対照２：ポリ（スチレンーコーアクリ口ニトリル）（重
量比６０：４０） 対照３：ポリ（スチレンーコーアクリ口ニトリル）（重
量比７０：３０）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２００℃より高いＴｇを有するポリカーボネート結合剤
   中に色素の繰り返しモザイクパターンを有する熱転写像
   を表面に有する透明な支持体からなる熱転写カラーフィ
   ルターアレイ素子。