JPH0429202A - カラーフィルターの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーフィルターの製造方法に関し、詳しくは
、カラー液晶デイスプレーへの使用に適したカラーフィ
ルターの製造方法に関する。

〔発明の背景〕

カラーフィルターの製造方法として、特公昭６１−５１
２８６号等に記載のように基板上にセラチン、グリユー
なとの天熱高分子化合物、ボリヒニルアルコールなとの
合成高分子化合物から成る媒染層を設け、該媒染層を露
光、処理等によりパターニング後、そのレリーフ像を色
素で染色して着色層を形成する染色フィルター製造法か
知られている。

このような方法では、使用可能な染料か多く、フィルタ
ーとして要求される色特性への対〔か比較的容易である
か、各色毎に媒染層の１ノリーフ形成の都度、露光、処
理を要する上、場合によっては防染用の中間層を設ける
といった複雑な工程を要するため、歩留り、平滑性に問
題があると共にコスト高になる。

又、同し染色カラーフィルターでも特公昭５２１７３７
６号等に記載のように、媒染層のレリーフ形成を行わず
、媒染層上に各色画素を形成する毎に、パターニングさ
れたレジストを利用して染色してカラーフィルターを作
成するという方法もあるか、この方法にしても、各色毎
にレジストの塗布、露光、処理、剥離の工程かあり、容
易な方法とは言い難い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、製造プロセスが容易で平滑性に優れた
カラーフィルターの製造方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の上記目的は、光透過性基板上に分光特性の異な
る少なくとも２色の画素を有するカラフィルタ−の製造
方法において、 ａ）被染色層を塗布する工程 ｂ）該被染色層上にポジ型レジストを塗布する工程 Ｃ）前記ポジ型レジストを設けた基板に像様露光後、現
像し該レジストの露光部を除去した後、染色により第１
の色画素を作成し、固着処理する工程 ｄ）前記画素とは異なる個所に像様露光後、前記と同様
に現像した後、染色により第２の色画素を作成し、固着
処理する工程 ｅ）必要に応じて、前記２色の画素とは異なる分光特性
を有する画素を、前記と同様にして必要な色数だけ作成
する工程 ｆ）前記基板上に残存しているレジストかあれば、これ
を除去する工程 を含むカラーフィルターの製造方法によって達成される
。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明に使用される媒染層として利用できる可染性高分
子化合物としては、通常、染色工程において、水あるい
は親水性溶媒（例えばメタノール、エタノールのような
アルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブのよ
うなセロソロブ、エチレングリコール、プロピレングリ
コールのようなグリコール、以下同様）なとが用いられ
ることを考慮して、これらに膨潤性を有する樹脂が好ま
しい。

このよっな可染性高分子化合物の中、天、然高分子化合
物としては、セラチン、カゼイノ及びグツニー等の天体
高分子蛋白質か挙げられる。又、ポリビニルアルコール
、可染性官能基を含有するアクリル系合成樹脂、水溶性
ナイロン・ポバール・スチルハゾール樹脂等の合成高分
子化合物も好ましく使用される。

本発明においては、被染色層中に媒染剤を含むことか好
ましく、媒染剤は前記可染性高分子化合物に対し、重量
比で１／１０−１０の範囲を含むことが更に好ましい。

好ましい媒染剤の種類としては、下記一般式（１）〜（
ＩＶ）に示すものか挙げられるか、これらに限定される
ものではない。

般式（１） ％式％ 式中、Ａは少なくとも２個のエチレン状不飽和基を含有
るすモノマー単位、Ｂはα、β−エチレン状不飽和モノ
マー単位、Ｒは水素原子、メチル基又はエチル基を表す
。Ｘ、Ｙ、Ｚはモル比を示すもので、Ｘは０〜５モル０
゜、ｙは０〜９０モル０゜、２は１０〜１００モル％で
ある。

般式（Ｉ［） イ ＋Ａ＋Ｘ　＋Ｂ＋ｙ　＋ｃＨ２−ｃＨ＋ｚ式中、Ａ及び
Ｂは一般式（１）におけるＡ及びＢとそれぞれ同義であ
り、Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ｒ３及びＲ７は各々
、低級アルキル基、Ｒ４はアルキル基、アラルキル基、
ンクロアルキル基又はノクロアルキルアルキル基、ｘＱ
はアニオンを表し、Ｘは０．５〜６．０、ｙはＱ−７９
，５，２は２０〜９９５である。

一般式（ＩＩ［） ＋　Ａ　＋Ｘ　＋　Ｂ　−＋’ｔ　＋ＣＨ２−ＣＨ＋ｚ
式中、Ａ及びＢは一般式（１）におけるＡ及びＢとそれ
ぞれ同義であり、Ｑは窒素原子又は燐原子を表し、Ｒｌ
　、　Ｒ２及びＲ３は各々、炭素環基及びアルキル基か
らなる群から選ばれた基を表す。

Ｍ９はアニオンを表し、Ｘは約０．２５〜約５モル％、
ｙは約０〜約９０モル％、Ｚは約１０〜約９９モル％で
ある。

一般式　（ＩＶ） 式中、単位Ａは１個以上のα、β−エチレン系不飽和モ
ノマーから誘導され、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜
６の置換もしくは非置換アルキル基、Ｑは置換又は非置
換アルキレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン
基又は−ＣＯＯＲ３−もしくは−ＣＯＮＩＩＲ３−基（
式中、Ｒ３は置換又は非置換アルキレン基、アリーレン
基又はアリーレンアルキレン基）を表す。Ｒ１は水素原
子、置換もしくは非置換アルキル基又はアリール基であ
るか、あるいはＱと一緒になって を形成し、各Ｘは求核剤により離脱可能な離脱基、各Ｙ
は水素原子、不活性（非離脱）基又は−（ＮＨ）ｐＱ−
に結合される結合手、Ｅ及びＦは各々、単結合又は−緒
になって５〜７員へテロ環を完成するのに必要な原子群
を表し、ｎは０，１又は２、ｍは１２又は３、ｎ＋ｍの
合計は３以下であり、ｐはＯ又は１である。Ｘは重合体
の０〜９０重量％、ｙは重合体の１０〜１００重量％で
ある。

一般式（Ｖ） →ＣＨ，−Ｃ＋Ｘ　　−＋　Ｍ＋ｙ　　−＋Ｖ＋　ｚＸ
　　　　　　　Ｒ’ 式中、Ｑは窒素又は燐原子を表し、Ｒｌ　、　Ｒ２及び
Ｒ８は各々、炭素環状基又はアルキル基を表し、Ｒ４は
水素又はアルキル基を表す。Ｘｏはアニオン、■は少な
くとも二つの重合性エチレン系不飽和残基を含むモノマ
ーの残基、Ｍは重合性エチレン系不飽和残基を含むモノ
マーの残基を表し、Ｘｙ及びＺはポリマー中の個々のコ
モノマーの各比率を特性付ける数字、Ｘは１０〜９９モ
ル％、ｙは０〜９０モル９６、Ｚは０〜５モル％を表す
。

又、本発明に使用される水溶性染料としては、水あるい
は親水性溶媒あるいは両者の混合溶媒に溶解しうる酸性
染ｔ４、直接染料、反応性染料、カチオン染料か用いら
れ、市販の染料をそのまま、あるいは好ましくは精製し
た上で使用される。これらのうち酸性染料の使用か殊に
好ましい。

具体的には、酸性染料としてスミノール・ファーストレ
ットＧ（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　Ｒｅｄｌ１８、住友化学工
業社製）、カヤノール・ミーリング・レノｔ”Ｒ５（Ｃ
［八ｃｉｄ　Ｒｅｄｌ１４、日本化薬社製）、タイアノ
ノド・ファースト・レット３ＢＬ　（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ
　Ｒｅｄ１５８、三菱化成工業社製）、カヤノール・１
′二ローＮＧＳ　（ＣＡｃｉｄ　ＹｅｌｌｏｗｌｌＯ１
日本化薬社製）、スミノル・ファーストイエｏ　−Ｇ（
Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　Ｙｅｌｌｏｗ６１、住友化学工業社
製）、アルサリングリーン（Ｃ，１，Ａｃ１ｄＧｒｅｅ
ｎ９、東京化成工業社製）、フＩＪ　ＩＪアント・イン
ド・ブルー５Ｃ（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　ＢＩｕｅ１０３、
ヘトスト社製）、カヤノール・サイアニン６Ｂ（ＣＡｃ
ｉｄ　Ｂｌｕｅ８３、日本化薬社製）、アンノド・シア
ニン７ＢＦＨ（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　ＢｌｕｅｌＯＯ１保
土ケ谷化学工業社製）、レット１３６Ｐ、レット１３７
Ｐ、ブルー５Ｐ、ブルー４３Ｐ１　　グリーンＣＦＧ−
１１１ＳＰＣシアン２Ｐ、　ＰＣシアン＋６（ＪＪ上、
日本仕草社製）ブラック００６Ｐ、ブラック＋８ＩＰな
と、又、反応性染料としては、プロン　　ン　　・　　
ブ　　リ　　リ　　ア　　ン　　ト　　イ　　エ　　ロ
　　−　　Ｈ−５Ｇ（Ｃ，１，Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｙｅ
ｌｌｏｗ２、日本仕草社製）、ダイア　　　ミ　　　ラ
　　　・　　　ブ　　リ　　　リ　　　ア　　　ン　　
　ト　　　・　　　し　　　ッ　　　ト　　　　　ＧＤ
（Ｃ，１，Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｒｅｄ６３、三菱化成工
業社製）、ミカノオングリーン２ＢＳ　（Ｃ，１，Ｒｅ
ａｃｔｉｖｅ　Ｇｒｅｅｎ７、日本仕草社製）、スミフ
ィックスネービーブルーＲ（Ｃ，１，ＲｅａｃＬｉｖｅ
　Ｂｌｕｅ２０、住友化学工業社製）なと、直接染料と
してはダイレクト・ファースト・イｘ　ｏ　−ＧＮ　（
Ｃ，１，Ｄｉｒｅｃｔ　Ｙｅｌｌｏｗ８５、日本仕草社
製）、スミライト・レット４Ｂ　（Ｃ，１，Ｄｉｒｅｃ
ｔ　Ｒｅｄ８１、住友化学工業社製）、カヤラス・スプ
ラ・ブルーＢＷＬ（Ｃ，１，ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ２３
７　、日本仕草社製）、アイゼン・グリーンＧＸ　（Ｃ
，１，Ｄｉｒｅｃｔ　Ｇｒｅｅｎ８、住友化学工業社製
）などの１種又は２種以上か適用できる。

染色方法としては、前記の染料を水に対して０、０１〜
５％、好ましくは００５〜２９ｏの１度となるように溶
解した染浴に、被染色層及びレノストパターンの設けら
れた基材を４０〜９０°Ｃて１〜３０分間浸漬すればよ
い。

本発明に係るポジ型しンストとしては、ＦＢＭ１２０　
　ＦＢＭ−１１０、ＦＰＭ　（以上、ダイキン製）、０
ＥＢＲ−１０１３、ＣＦ２　（以上、東京応化型）、Ｅ
ＢＲ−１、ＥＢＲ−９（以上、東し製）、ＦＭＲＥ１０
２　（富士薬品型）、ＭＣＰ−１４００、ｌｌｌ５−１
９　（以上、シプレファー・イースト製）等か挙げられ
る。

本発明に使用される光透過性基板は、光透過性を有して
いれば、透明であってもよいし、半透明であってもよい
。更に、透明電極の蒸着工程なとにおいてカラーフィル
ターか高温に曝されることかあるので、基板の素材とし
ては、良好な１執性を有するものか好ましい。

このような光透過性基板を構成する素材の例としては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテル
スルホン、ポリビニルアルコール及び酢酸セルロースな
との高分子化合物、ソーダガラス、硼珪酸ガラスなとの
ガラス、石英及びサファイアなとの無機物質なとを挙げ
ることかてきる。

光透過性基板は、上記の素材を用いて、板状、ノート状
あるいはフィルム状なとの形態で使用することかできる
。

光透過性基板の厚みは、用途及び材質に合わせて適宜に
設定することかできるか、通常は、０５μｍ〜１０ｍｍ
の範囲内にある。特に、液晶カラーデイスプレー用の光
透過性基板として例えばガラスを用いる場合には、厚み
か０３〜２＋ａｍの範囲内にあることか好ましい。

〔実施例〕

次に実施例を示し、本発明について更に具体的に説明す
る。尚、実施例における９℃表示は、特に断わりない限
り重量％を表す。

実施例１ ゼラチン１ｇ当たり、硬膜剤として下記化合物Ｈ−１及
びＨ２を各々、４０ｍｇ、　　５　ｍｇ含み、媒染剤と
して下記化合物Ｍ−１を１ｇ含む３９ｏのセラチン水溶
液を、厚さ１．１ｍｍの透明な硼珪カラス基板　（１０
ｃｍｘ　ｌｏｃｍ）上に乾燥膜厚かＩｇｍになるよつに
スピンナーにて塗布して被染色層を形成した。

次に、前記被染色層を形成済みの基板に、ボ／型し／ス
ト（ンプレー・ファー・イースト製ＭＣＰ−１４００）
を塗布厚か１５μｍになるようにスピンナーにて塗布Ｌ
、レンスト層を形成した。

ＣＨ＋　　　ＣＨＣＨ２０（Ｃ）Ｉｚ）＋５ｉ（ＯＣＨ
＋）＋Ｈ−２ ［（ＣＨ２＝　ＣＨ３０＋ＣＬ）ｓＣＣＬＳｏｌＣＨ２
ＣＨ２ＥＩＮＣＨＩＣＨ２ＳＯ＋ｈＣＨ。

次に、第１図に示すようなり（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤
）の３色のモザイクパターンを有するカラーフィルター
の作製法について以下に説明する。

尚、各画素のサイズは１５０μｚｘ１５０μｍである。

前記のポジ型レジスト層を有するカラス基板（基板Ａと
略す）上に、１辺か１５０μｍの正方形開口部を有する
カラーフィルター用クロムマスクを重ね、水銀灯を利用
して第１回目の露光を行った。露光は、第１図において
Ｂ部分に相当する位置に行った。

露光された基板Ａをレジスト現像してレジストをパター
ニングした後、０２５％の青色染料Ｂｌｕｅ５Ｐ　（日
本仕草社製）を含み、５６％の酢酸水溶液によりｐＨを
５にした４０℃の青色染料水溶液に８分間浸漬した後、
タンニン酸、吐酒石の各１％水溶液に５０℃、１分間浸
漬して固着処理を行い、青色光透過画素を作成した。

次に、上記処理後の基板Ａ上に、露光部か第１図におけ
るＧ部分となるように、別のカラーフィルター用クロム
マスクを配置して同様に露光し、レジスト現像した後、
０．５４’６の緑色染料ＣＦＧ−Ｉｌｌ（日本仕草社製
）を含み５６％の酢酸水溶液によりｐＨを５にした４０
°Ｃの緑色染料水溶液に４分間浸漬した後、同様にして
固着処理を行い、緑色光透過画素を作成した。

次に、上記処理後の基板Ａ上に全面露光し、レジスト現
象した後、０３％の赤色染料Ｒｅ＋ｌｌ３７Ｐ（日本仕
草社製）を含み、５６％の酢酸水溶液によりｐｌを５に
した６０°Ｃの赤色染料水溶液に２０分間浸漬すること
により赤色光透過画素を作成した。このようにして作成
したカラーフィルターを試料ＣＦｌとした。

比較例１ 特公昭６１−５１２８６号の実施例に従い、各色画素毎
に被染色層のバターニングを行う染色方法を用いてカラ
ーフィルターを作成し、試料ＣＦ−２とした。

比較例２ 特公昭５２−１７３７６号の実施例に従い、各色画素に
染色する毎にレジストの塗布、パターニングを行う方法
を行いカラーフィルターを作成し、試料ＣＦ−３とした
。

実施例２ このようにして得られたカラーフィルターの試料ＣＦ−
１及び２のカラーフィルター表面の平滑性レベルを（掬
ランク・テーラ−・ホブソン製タリ・ステップにより求
めた。１画素において（他画素との境界部も含む）凹凸
の差を、Ｂ、Ｇ、Ｒ各画素について、各々３０ケ所測定
し、計９０ケ所の平均を求めｔ：ところ、ＣＦ−１は０
．０８μｍであるのに対して、ＣＦ−２は０．４１μｍ
あった。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法に基つくカラーフィルターは、被染色
層及びレノストの塗布、バターニングの回数か、他の染
色法によるカラーフィルターより少なく、製造工程か容
易で低コストであると共に、表面平滑性にも優れている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により得られるカラーフィル
ターの一例を示す断面図であり、第２図は本発明の製造
方法により得られるカラーフィルターを用いた液晶カラ
ーデイスプレーの一例を示す断面説明図である。 １１　　光透過性基板　　１２−有色部２４　　カラー
フィルタ ２５ａ、　２５ｂ　　偏光板　　２６　　液晶２７ａ、
２７ｂ−電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光透過性基板上に分光特性の異なる少なくとも２色の画
   素を有するカラーフィルターの製造方法において、 ａ）光透過性基板上に被染色層を塗布する工程ｂ）該被
   染色層上にポジ型レジストを塗布する工程 ｃ）前記ポジ型レジストを設けた基板に像様露光後、現
   像し該レジストの露光部を除去した後、染色により第１
   の色画素を作成し、固着処理する工程 ｄ）前記画素とは異なる個所に像様露光後、前記と同様
   に現像した後、染色により第２の色画素を作成し、固着
   処理する工程 ｅ）必要に応じて、前記２色の画素とは異なる分光特性
   を有する画素を、前記と同様にして必要な色数だけ作成
   する工程 ｆ）前記基板上に残存しているレジストがあれば、これ
   を除去する工程 を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法。