JPH07117662B2 - 微細な透明導電性回路パタ−ン上およびその間隙に機能性薄膜を形成する方法 - Google Patents

微細な透明導電性回路パタ−ン上およびその間隙に機能性薄膜を形成する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細な透明導電性回路パターンを有する透明基
板の上記回路パターン上およびその間隙にそれぞれ機能
性を有する薄膜を形成する方法に関するものである。特
に本発明は液晶デイスプレーのカラー化に使用されるカ
ラーフイルターとして機能する薄膜を上記微細な透明導
電性回路パターン上に形成し、そしてカラーストライプ
を構成する上記回路パターンの間隙を充填せしめて、不
要光の遮光およびカラーフィルターとしての特性を向上
させる機能性薄膜を形成するのに有用な方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
従来の液晶デイスプレーのカラー化に使用されるカラー
フイルターにおいては、不要光の遮光やその他の特性を
向上させるため、カラーフイルターのストライプ間隙を
遮光性薄膜で充填せしめているが、その薄膜およびカラ
ーフイルターを構成する微細な透明導電性回路パターン
上の薄膜の形成に有用な方法としてはシルクスクリーン
法あるいはオフセツト法などの印刷技術による方法およ
び極めて複雑な工程を必要とするフオトリソグラフイー
法による方法等が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらこれらの従来の方法において、印刷による
方法は約100μ程度の回路パターンおよびその間隙程度
までの粗い精度のものしか出来ず、またフオトリソグラ
フイーによる方法は、精度は上記印刷法による方法より
も向上するが、その工程が極めて複雑なるが故に、特に
経済性の面から実用化への制限が大きい。従つて本発明
の目的は上述した従来の欠点を克服した精度良好で経済
的な方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等はかかる従来の技術を研究するに当り、透明
基板上の透明導電性回路パターン上に予め遮光性を有
し、かつカラーフイルターとしての機能を有する薄膜を
形成し、その薄膜を利用してその上に被覆した光硬化性
材料の薄膜の光による反応を阻害させ、他の部分即ち回
路パターンの間隙では光による硬化反応によつて機能性
薄膜、例えば遮光性薄膜を形成させるというユニークな
着想により本発明を完成させたものである。
即ち本発明は透明基板上の微細な透明導電性回路パター
ン上およびその間隙にそれぞれ機能性を有する薄膜を形
成するに際し、予め上記回路パターン上にのみカラーフ
ィルターとして機能性を有すると共に、後述する光硬化
性遮光性薄膜を硬化させるための光に対し遮光性を有す
る薄膜（以下ブレコートと称することがある）を任意の
方法で形成せしめ、これを硬化させた後、上記ブレコー
トを含み透明基板上に光硬化性を有し、遮光性薄膜を形
成しうる材料を任意適当な方法で被覆する。次に場合に
より必要あれば適当な方法と条件でこの薄膜（以下第二
コートと称することがある）をプリベークした後、透明
基板の背面、即ち基板の導電性回路パターンを有しない
側より光を照射して上記光硬化性材料の薄膜を硬化させ
る。この際上記プレコートが形成されている部分は遮光
性を有するために光が遮られてその上に被覆されてい
る。光硬化性材料は硬化しない。このため上記プレコー
トが形成されていない導電性回路パターンの間隙のみの
光硬化性材料の光硬化が進行する。
次に適当な薬剤を用いて上記プレコート上の硬化されて
いない光硬化性材料の薄膜（第二コート）を除去せしめ
ると、導電性回路パターンの間隙にのみ機能性薄膜が残
存する。これを必要あれば後焼付けあるいは更に光照射
する。かくすることによつて導電性回路パターン上にも
また回路パターンの間隙にもそれぞれの機能を有する薄
膜を精度良く形成することができる。
本発明は構成は上述したとおりであるが、以下にそれぞ
れの構成について詳細に説明する。
第一の工程は、透明基板上の透明導電性回路パターンの
上に目的とするカラーフィルターとして機能し、かつ遮
光性を有する薄膜（プレコート）を形成する工程であ
る。
本発明方法において使用される透明基板としてはガラス
あるいはプラスチツクスの板があり、この基板に形成さ
れている透明導電性回路パターンはITO膜（錫をドープ
した酸化インジウム膜）あるいはネサ膜（アンチモンを
ドープした酸化錫膜）から作られる。これらは従来より
当業者に良く知られているのでここに詳述するのを省略
する。
上述した透明導電性回路パターン上に遮光性およびカラ
ーフィルターとしての機能性を有する薄膜即ちプレコー
トを形成する方法には、オフセット、シルクスクリーン
等の印刷による方法、フオトリソグラフイーによる方
法、更には高分子電着法による方法等が使用できる。こ
れらの中高分子電着法が透明導電性回路パターン上に忠
実に精度良く薄膜（プレコート）を形成することができ
るため有用である。この高分子電着法は一般に電着塗装
として知られており、公知の方法である。この電着塗装
にはアニオン系電着塗装とカチオン系電着塗装があり、
何れの方法も使用できる。
上記プレコートに使用しうる材料としては、マレイン化
油系、アクリル系、ポリエステル系、ポリブタジエン
系、ポリオレフイン系等の樹脂材料がある。これらの樹
脂材料はそれぞれ単独であるいは混合して使用できる。
上記プレコートに遮光性を与えるため、上記樹脂材料に
顔料またはその他の遮光性材料を混合する。これら遮光
性材料のプレコート中への混合割合は、プレコートを形
成したとき、透明基板、透明導電性回路パターンおよび
プレコートの３層よりなる積層部分の遮光率が、後述す
第二工程で被覆する光硬化性薄膜（第二コート）を光硬
化させる露光用の波長の光に対して70％以上になるよう
に配合する。
本発明の上記第一の工程で形成したプレコートがカラー
フイルターとして有用である薄膜であるためには、可視
光域では透光性を有し、後述する第二の工程で被覆した
薄膜を硬化させるのに使用する波長の光、例えばUV光に
対しては遮光性を有する赤、緑、青等の顔料を使用する
とよい。かかる顔料としては透明性の高いベンガラ、ア
ゾ系赤色顔料、キナクリドン系赤色顔料、ペリレン系赤
色顔料、フナロシアニン系緑色願料、フタロシアニン系
青色顔料等が使用しうる。
上述したプレコートは後述する第二の工程での光硬化性
薄膜の塗布およびそれに続く除去（現像処理）に支障の
ないような強度、即ち除去、剥離されない強度を有する
薄膜でなければならない。このため、本発明によれば上
記プレコードは通常の方法例えば焼付け等の方法により
硬化させる。
次に本発明による第二の工程は、上述した第一の工程で
形成した薄膜を含む透明基板上に光硬化性を有し、かつ
遮光性を有する薄膜（第二コート）を形成する工程であ
る。
この第二の工程の第二コート塗布方法には、スピンコー
ト、ロールコート、オフセツト印刷、浸漬コート等の比
較的薄膜を均質に得られる既知の方法で行なう。光硬化
性を有し、かつ遮光性を有する材料としてUV領域の光線
で硬化反応する所謂UV硬化型の材料がその使用の容易な
ことから好ましい。かかる材料の主成分としてはアクリ
ル系、ウレタン系、エポキシ系、合成ゴム系、ポリビニ
ルアルコール系等の各種樹脂あるいはゴムまたはゼラチ
ンがあり、それぞれ単独であるいは混合して使用するこ
とができる。これらは、光硬化型塗料あるいはネガ型レ
ジストとして市販されている。これらに光硬化性を与え
るため反応性希釈剤、光反応開始剤、光増感剤等を適宜
加える。また求められる機能により必要な添加剤を加え
る。遮光のために適当な顔料またはその他の遮光材料を
添加する。遮光性材料としては例えばカーボンブラツ
ク、酸化鉄、チタン白、フタロシアニン系顔料、スレン
系顔料、アニリンブラツク等が使用できる。
第二コートを塗布するに当つては、塗布作業性をよくす
るために、有機溶剤希釈型の材料では炭化水素、エステ
ル、ケトン等の適当な有機溶剤で、また水稀釈型の材料
では水で適当な粘度あるいは固形分にまで希釈して使用
する。上述した如くして塗布した第二コートは次の第三
の工程に入る前に、希釈剤を揮散しある程度の強度を出
すため必要によりプリベークしてもよい。
本発明による第三の工程は、透明基板の背面より露光す
る工程である。
この第三の工程での露光は第二コートの種類により種々
の範囲の光を使用できるが、一般にUV領域が望ましく、
光源として超高圧水銀灯、メタルハライドランプ等を使
用した装置を用いることが出来る。露光条件は使用する
光量および第二コートに使用した材料の種類により異な
るが通常は0.1秒〜60秒程度である。露光された部分は
架橋反応が進行して不溶性となる。この時前述したプレ
コートの上の第二コート部分はプレコートの遮光性のた
め、光硬化は生じない。
本発明による第四の工程は、上述したプレコート上の未
硬化の第二コート部分を剥離もしくは除去させる工程で
ある。
この未硬化第二コート部分の除去には適当な溶解力を有
する薬剤例えばいわゆる現像液に接触させることによつ
て行なうとよい。かかる薬剤（現像液）は上記第二工程
で塗布した第二コートの種類によつて種々選択される
が、通常は苛性ソーダ、炭酸ナトリウム等のアルカリ性
水溶液、あるいはエステル、ケトン、アルコール、芳香
族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素等の有機
溶剤を適宜選択使用する。除去を実施するに当つては浸
漬あるいはシヤワーなどにより10秒ないし５分程度行な
えばよい。この工程により上述したプレコート上の未硬
化第二コートは除去され、最終的に透明導電性回路パタ
ーンの間隙を充填した機能性薄膜および透明導電性回路
パターン上の機能性薄膜例えばカラーフイルター用薄膜
が残される。その後に水、有機溶剤等でよく洗浄を行な
い、次に必要あれば後焼付けをしてもよい。
〔作 用〕
上述した本発明方法によれば、微細な透明導電性回路パ
ターン上にカラーフイルターとして有用な薄膜を形成し
うると共に、上記回路パターン間に遮光性のすぐれた薄
膜を精度良く形成できるので、例えば液晶デイスプレー
のカラー表示を鮮明にすることができる。
〔実施例〕
以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
実施例 １ （１）微細な透明導電性回路パターンを有する透明基
板： 厚さ1.1mmのガラス基板上に幅200μのITO（60Ω／平
方）回路を40μの間隙を置いて（240μピツチ）、平行
直線に形成した。
（２）透明導電性回路パターン上に形成された薄膜： 下記配合の青色、緑色および赤色塗料を用いてそれぞれ
電着法により上記（１）の透明導電性回路パターン上に
薄膜を形成せしめ、次いで175℃で30分焼付けしてそれ
ぞれ青、緑および赤の厚さ1.5μのカラーフイルター薄
膜を形成した。
上記各カラーフイルター薄膜を形成した後、ガラス基
板、透明導電性回路パターンおよびそれぞれのカラーフ
イルター薄膜からなる３層の313nmの光に対する遮光率
は赤色で90％、緑色で98％、青色で99％であつた。また
365nmの光に対する遮光率は赤色で75％、緑色で95％、
青色で87％であつた。
（３）光硬化性遮光性薄膜： 上記（２）で製造した基板上全体にアクリル系光硬化性
樹脂〔富士薬品社製（FVR）〕10重量％固形分含有アノ
ン液100重量部に、アニリンブラツク染料２重量部を溶
解させた液をスピンナーで塗布した。塗布条件は1000rp
mで塗布後、100℃で10分プリベークを行なつた、形成さ
れた膜の厚さは1.2μで可視光域での遮光率は90％であ
つた。
（４）光硬化性遮光性薄膜の露光硬化： 上記（３）で作つた製品のそれぞれについてガラス基板
背面から10cmの距離で80W/cmのUV光を２秒間照射した。
この時の主波長は313および365nmであつた。
（５）現像および洗浄： 上記（４）で作つたもののそれぞれを次いでFVR現像液
（富士薬品社製）に２分浸漬して上記各カラーフイルタ
ー薄膜上の未露光の即ち硬化されなかつた光硬化性薄膜
を除去した。次にFVR洗浄液（富士薬品社製）で30秒浸
漬洗浄した。次いで150℃で30分加熱して後硬化させ
た。
上述した如くして作つたものは導電性回路パターンの間
隙が精度良く充填された遮光膜を有する３色カラーフイ
ルターとして極めてすぐれた特性を有していた。
実施例 ２ 実施例１の（１）で作つた微細な透明導電性回路パター
ンを有する透明ガラス基板を使用し、実施例１の（２）
で使用した緑色塗料を用いて、スクリーン印刷法で上記
透明導電性回路パターン上にカラーフイルター用薄膜を
形成し、これを175℃で30分焼付けた。形成されたこの
薄膜の厚さは2.5μで形成された３層構造での313nmの光
に対する遮光率は98％であり、365nmの光に対する遮光
率は93％であつた。
上述した如くして緑色カラーフイルター薄膜を形成した
基板全体に、アクリル系光硬化性樹脂（東亜合成化学社
製アロニツクスUV＃3351）にイルガキユア＃907を２重
量％（対固形分比）含有する固形分15重量％とキシロー
ル液をスピンナーで塗布した。塗布条件は800rpmで塗布
後70℃で10分間プリベークを行なつた。形成された膜の
厚さは2.0μであつた。
次に基板の背面から10cmの距離で80W/cmのUV光を10秒間
照射した。この時の主波長は313および365nmであつた。
次に上記基板をキシロール中で10分間超音波処理してカ
ラーフイルター薄膜上の未硬化の光硬化性薄膜を除去し
た。
次に上記基板を100℃で30分加熱して後硬化させた。
かくして得られた基板は鮮明な緑色ストライプの間に厚
さ2.0μの遮光性薄膜が精度良く形成された。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば透明基板上の透明導電性回路パター
ン上のみならず、上記回路パターンの間隙にも、高精度
の機能性塗膜を形成することができる。このため例えば
液晶デイスプレー用３色カラーフイルターの色ストライ
プを鮮明にし、光学特性の極めてすぐれたカラーフイル
ターを作ることができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】微細な透明導電性回路パターンを有する透
    明基板の上記透明導電性回路パターン上およびその間隙
    にそれぞれ機能性を有する薄膜を形成するに際し、 （１） 上記透明電動回路パターン上に、下記（２）の
    工程で塗布する光硬化性遮光性薄膜を硬化させるための
    露光用の波長の光に対し遮光性を有し、かつカラーフィ
    ルター用として機能する薄膜を高分子電着法で形成した
    後硬化させる工程、 （２） 上記（１）で形成した薄膜を含み透明基板上に
    光硬化性を有する遮光性薄膜を塗布する工程、 （３） 透明基板の背面より露光する工程、 （４） 上記（１）の工程により形成された薄膜上の上
    記（２）の工程で塗布された光硬化性薄膜の未硬化部分
    を除去する工程、 を上記の順に行うことを特徴とする微細な透明導電性回
    路パターン上およびその間隙に機能性薄膜を形成する方
    法。
  2. 【請求項２】透明基板、透明導電性回路パターンおよび
    上記（１）の工程でその上に形成したカラーフィルター
    用として機能する薄膜の３層よりなる積層部分の遮光率
    が、上記（２）の工程で塗布した薄膜を光硬化させる露
    光用の波長の光に対し70％以上である特許請求の範囲第
    １項記載の方法。
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