JPH07261017A - カラーフィルターおよび液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

カラーフィルターおよび液晶表示装置の製造方法

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JPH07261017A
JPH07261017A JP7385594A JP7385594A JPH07261017A JP H07261017 A JPH07261017 A JP H07261017A JP 7385594 A JP7385594 A JP 7385594A JP 7385594 A JP7385594 A JP 7385594A JP H07261017 A JPH07261017 A JP H07261017A
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electrodeposition
photocurable
color filter
colored
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Tameyuki Suzuki
為之 鈴木
Akira Kubo
晟 久保
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Shinto Paint Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 着色塗膜とその間隙を埋める遮光性塗膜が精
度よく形成され、光リークがよく防止されており、着色
が鮮明で光学特性が優れ、且つ平坦性のよいカラーフィ
ルターを工業的有利に製造し、高画質の液晶表示装置を
製造する。 【構成】 光硬化性材料を用いて電着により着色塗膜を
形成する工程と光硬化性の塗膜形成材料を用いて背面露
光により機能性塗膜を形成する工程を含む方法によって
着色塗膜とその間隙に機能性塗膜とを有するカラーフィ
ルターを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターおよ
び液晶表示装置の製造方法に関する。更に詳しくは、本
発明は、着色層およびその間隙に遮光性塗膜を有するカ
ラーフィルターの新規な製造方法およびそのカラーフィ
ルターを用いて液晶表示装置を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、液
晶を利用したＬＣＤは、いわゆるポケットテレビ等に使
われてきたが、近年大型化、大画面化が急速に進められ
ている。画質もＴＮ液晶からＳＴＮ液晶やＴＦＴに代表
されるアクティブ駆動素子の開発でＣＲＴに迫るものが
商品化されている。カラー表示装置の画質向上と生産性
の改善については、様々な検討が行われているが、その
重要な問題として、光リーク防止および画質向上（見か
けのコントラスト）のためのブラックマトリックスと呼
ばれる遮光膜の形成方法が挙げられる。ＬＣＤのカラー
化に使用されるカラーフィルターの着色層の間隙を埋め
る、遮光性などを有する機能性塗膜の形成方法として、
従来、シルクスクリーン法、オフセット法などの印刷技
術による方法が知られている。
【０００３】また、基板上に形成された複数の平行なス
トライプ状の導電性回路上に遮光性プレコート塗膜を形
成し、次いで機能性塗膜を与えるネガ型フォトレジスト
を全面に塗布し、前記プレコート塗膜をマスク代わりに
して基板背面から露光して、ストライプ状の着色膜の間
隙にブラックマトリックスとしての機能性塗膜を形成
し、未露光部分および前記プレコート塗膜を除去後、電
着法により着色層を形成する方法（特開昭６２−１６０
４２１号公報）、あるいは電着法による着色層の形成を
先に行い、ネガ型フォトレジストを全面に塗布し、その
塗膜を形成し該着色層をマスク代わりにして基板背面か
ら露光して機能性塗膜を形成する方法（特開昭６２−２
４７３３１号公報）など、電着および背面露光それぞれ
によって着色層および機能性膜を形成する方法が知られ
ている。
【０００４】しかしながら、従来の印刷による方法で
は、格子間が約１００μｍ程度の粗いパターンのものし
かできず、更に、着色層と機能性塗膜の平坦性、寸法性
に難点があった。本発明者らは、前記した電着と背面露
光法とを組み合わせる方法が着色層を極めて精度よく導
電回路上にのみ選択的に塗着することができ、平坦性、
寸法性においても従来の印刷による方法よりも優れるこ
とに着目し、特に平坦性がより優れたカラーフィルター
を工業的有利に製造する方法につい鋭意検討した結果、
電着を光硬化性材料を用いて行うことにより目的が達成
されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電着法によっ
て着色塗膜を形成する工程および光硬化性の塗膜形成材
料を用い背面露光によって機能性塗膜を形成する工程を
含むカラーフィルターの製造方法にして、電着を光硬化
性材料を用いて行うことを特徴とする着色層を有しその
間隙に機能性塗膜を有するカラーフィルターの製造方
法、およびその方法で製造されたカラーフィルターを用
いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供す
る。
【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
方法によってカラーフィルターを製造するに当たって、
着色塗膜を有し、その間隙に機能性塗膜を有する基板
は、電着による着色塗膜の形成工程と背面露光による機
能性塗膜の形成工程を含むかぎり、どのような方法によ
っても製造することができる。例えば、前記の特開昭６
２−１６０４２１号公報に記載されているように、導電
性回路を有する透明基板を用い、（ｉ）該導電性回路上
に遮光性を有する薬剤可溶性のコート剤を電着コートし
て遮光性プレコート塗膜を形成し、（ii）該プレコート
塗膜を含み透明基板全体に光硬化性を有する機能性材料
を塗布して機能性を有する光硬化性塗膜を形成し、（ii
i ）透明基板の背面から露光し、（iv）（ii）の光硬化
性塗膜の未露光部分および（ｉ）の遮光性プレコート塗
膜を除去し、次いで（ｖ）電着により着色塗膜を形成す
ることによって所望の基板を製造することができる。ま
た、前記特開昭６２−２４７３３１号公報、特にその実
施例に記載されているように、導電性回路を有する透明
基板を用い、（ｉ）該導電性回路上に電着により着色塗
膜を形成し、（ii）該着色塗膜を含み透明基板全体に光
硬化性を有する機能性材料を用いてその塗膜を形成し、
（iii ）透明基板の背面から露光し、次いで（iv）
（ｉ）の着色塗膜上にある（ii）で形成された機能性塗
膜（未露光部分）を除去することによっても所望の基板
を製造することができる。本発明は、例えば上記の方法
における電着による着色塗膜の形成を下記の方法によっ
て行うものである。
【０００７】本発明における電着による着色塗膜の形成
は電着塗装法により行う。電着塗装法には、アニオン系
とカチオン系の塗装法が知られている。本発明において
はいずれの方法でも使用可能であるが、回路への影響が
少ないことなどから好ましくはアニオン系塗装法によっ
て行う。本発明の電着は光硬化性材料を用いて行う。光
硬化性材料としては、光硬化性であり、且つ、電着にお
いてバインダーとして機能するポリマー、およびバイン
ダーとして機能するポリマーに光硬化性を有する化合物
を配合してなる組成物などが挙げられる。光硬化性であ
り、且つ、バインダーとして機能するポリマーは既によ
く知られており、例えば、アマニ油、ポリブタジエン等
に、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート等の（メタ）アクリロイル基を
有する水酸基含有モノマーを半エステル付加させて得ら
れるポリマー、エポキシ基含有ポリマーに（メタ）アク
リル酸等を付加させ、次いで２塩基酸、３塩基等の多塩
基酸をエステル付加させて得られるポリマー（ここで、
多塩基酸としては、無水コハク酸、無水トリメリット酸
などの無水多塩基酸が工業的有利に使用される。）、高
酸価ポリマーに、グリシジル（メタ）アクリレート等を
作用させて得られるポリマー、および水溶性ポリエステ
ル樹脂にジイソシアネートの存在下、ヒドロキシエチル
アクリレート等の水酸基含有モノマーを付加させて得ら
れるポリマーなどが例示される。
【０００８】また、バインダーとして機能するポリマー
としては、カルボキシル基含有のマレイン化油系、アク
リル系、ポリエステル系、ポリブタジエン系、ポリオレ
フィン系、エポキシ系などのポリマーが例示され、共用
される光硬化性を有する化合物としては、例えば、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリ
メチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレートなどの
多官能（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリ
レート、ポリエステル（メタ）アクリレートなどのオリ
ゴマーが挙げられる。これらの光硬化性材料は、好まし
くは１５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価および好ましく
は０．１〜０．５モル／ｋｇの二重結合量（不飽和度）
を有することが望ましい。電着液の調製に当たっては、
好ましくはベンゾイン系、アントラキノン系などの公知
の光開始剤が、光硬化性材料に対して好ましくは０．１
〜１０重量％用いられる。光開始剤としては非水溶性の
ものが望ましい。
【０００９】また、水希釈性、電気泳動性、流展性など
の向上を目的としてアルコール系、セロソルブ系、エス
テル系、炭化水素系などの有機溶剤を用いることもでき
る。その他、消泡剤、塗膜流展剤など公知の助剤を適宜
使用することができる。電着液は、光硬化性材料、染
料、顔料などの着色用色素、必要に応じ上記の各種材料
を混合し、電着をアニオン系塗装法によって行う場合に
は有機アミン類によって中和後、脱イオン水で希釈して
調製される。有機アミンとしてはトリエチルアミンなど
のアルキルアミン類、ジエタノールアミンなどのアルカ
ノールアミン類が好ましく、その使用量は光硬化性材料
中のカルボキシル基に対して好ましくは０．３〜２モ
ル、更に好ましくは０．５〜１．２モルである。電着
は、このようにして調製した電着液の入った浴中に所定
の基板を入れ、アニオン電着塗装法の場合は、その導電
性回路を正極とし、非腐蝕性の導電材料（ステンレスな
ど）を対極として入れて直流電圧を印加することによっ
て行う。その結果、導電性回路の上に選択的に電着塗膜
が形成される。
【００１０】電着塗膜の膜厚は、電着条件により制御す
ることができる。電着条件は、通常１０〜３００Ｖで１
秒から３分程度である。電着塗膜は、塗膜形成後よく洗
浄して不要物質を除去することが望ましい。必要によ
り、好ましくは、１００〜２８０℃、１０〜１２０分間
の条件で加熱処理することによって塗膜強度を高めるこ
とができる。本発明の方法において、背面露光による機
能性塗膜の形成を上記の電着による着色塗膜の形成に先
立って行っている場合には、電着塗膜をよく洗浄後、例
えば３０〜１５０℃、１〜３０分の条件で水分を除去し
た後、好ましくは、基板の背面から露光、現像すること
によって、電着により機能性塗膜上に形成されることが
ある着色塗膜を除去する。この場合の背面露光および現
像は一般的な光硬化型樹脂に用いられる方法でもよく、
例えば、下記する機能性塗膜の形成条件を採用してもよ
い。
【００１１】本発明における背面露光による機能性塗膜
の形成はそれ自身公知の方法によって、例えば、次のと
おり行うことができる。先ず、光硬化性の塗膜形成材料
として、遮光性などの機能性を付与するネガ型フォトレ
ジスト組成物を所定の基板上の全面に塗布してネガ型レ
ジスト層を形成する。使用されるネガ型フォトレジスト
組成物は未露光部分が現像により溶出除去できるもので
あればよく、例えば、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の
樹脂あるいは、ゴムまたはゼラチン、およびベンゾフェ
ノン系またはアントラキノン系の光重合開始剤などから
なる組成物が挙げられる。また、ＯＭＲ−８３（東京応
化工業社製）などの市販品、または光硬化型塗料または
インキとして市販されているものから適宜選択して使用
することもできる。
【００１２】塗膜の機能性は、例えば、このようなネガ
型フォトレジスト組成物に金属酸化物系黒色顔料、カー
ボンブラック、硫化ビスマス、黒色染料などの黒色色素
を混合して、遮光性が付与される。ネガ型フォトレジス
ト組成物は、所望により反応性希釈剤、反応開始剤、光
増感剤、接着向上剤、粘度調整のための有機溶剤や水な
どを含有することができる。塗布は、スピンコート法、
ロールコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷
法、浸漬コート法などの方法によって行うことができ、
このようにして均質なネガ型レジスト層を形成すること
ができる。
【００１３】次いで、所定の基板の裏面から露光、現像
し、現像後に残存するネガ型レジスト層を硬化する。露
光は、ネガ型フォトレジスト組成物の種類により種々の
範囲の波長の光が使用できるが、一般には、ＵＶ領域の
波長光が好ましく、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て行うことができ
る。露光条件は、使用する光源およびネガ型フォトレジ
スト組成物の種類により異なるが、通常の露光量は１０
０〜４０００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光された部分は、
架橋反応が進行し不溶性となり硬化する。露光の際の空
気中の酸素による硬化阻害を防止するために、窒素ガス
雰囲下に露光を行ってもよく、あるいはポリビニルアル
コールを主成分とする酸素遮断膜を設けて露光を行って
もよい。
【００１４】現像は、ネガ型レジスト層の未露光部分を
溶出、除去するために行う。この除去は、適当な溶解力
を有する薬剤（現像液）に接触させ、溶出することによ
り行われる。このような薬剤は、ネガ型フォトレジスト
組成物の種類により選択されるが、通常はカ性ソーダ、
炭酸ソーダ、４級アンモニウム塩又は有機アミン等を水
に溶かしたアルカリ水溶液、あるいはエステル、ケト
ン、アルコール、塩素化炭化水素等の有機溶剤などから
適宜選択される。溶出は浸漬あるいはシャワーなどによ
り３０秒ないし５分程度行えばよい。その後に、水、有
機溶剤などを使用してよく洗浄することが望ましい。ま
た、硬化は常法によって容易に行うことができ、例え
ば、温度１００〜２８０℃で１０〜１２０分間加熱処理
することによって行うことができる。
【００１５】このようにして着色層を有しその間隙に遮
光性塗膜を有する寸法性、平坦性など諸特性に優れる基
板を製造することができる。本発明の方法によって製造
された基板はそのままカラーフィルターとして用いるこ
とができるが、常法に従って、例えば上記のとおり形成
された着色塗膜および遮光性塗膜の上にオーバーコート
膜（保護膜）を形成し、必要によりその上に液晶駆動用
の透明導電膜を形成し、必要に応じて回路パターンを形
成してカラーフィルターを製造することができる。本発
明によれば、とりわけ平坦性が優れる基板が製造できる
のでオーバーコート膜の形成は省略することができる。
本発明の方法によって製造されたカラーフィルターを用
い、公知の方法にしたがって液晶表示装置を製造するこ
とができる。
【００１６】このようにして着色塗膜とその間隙を埋め
る遮光性塗膜が精度よく形成され、光リークがよく防止
されており、着色が鮮明で光学特性が優れ、且つ平坦性
のよいカラーフィルターを工業的有利に製造することが
でき、それを用いて高画質の液晶表示装置を製造するこ
とができる。次に実施例により本発明の方法をさらに詳
しく説明するが、本発明はそれらに限定されるものでは
ない。
【００１７】
【実施例】
Ａ 使用した各材料は次のとおりである。 １ 透明回路基板：１．1mm 厚のガラス基板上に２００
μｍ幅のＩＴＯ膜（６０Ω／平方）回路を４０μｍの間
隙を置いて（２４０μｍピッチ）、平行直線に形成し
た。 ２ 遮光性を有する薬剤可溶性プレコート剤：マレイン
化油系ポリエステル樹脂の水溶液にチタン白、カーボン
ブラックを分散させた液（神東塗料製：エスビアＴＳ＃
５０００）。固形分１２％（重量）。 ３ 光硬化性機能性材料（ブラックマスク用材料）：カ
ーボン含有の感光性の遮光性樹脂（富士ハントテクノロ
ジー製ＣＫ−２０００） ４ 光硬化性着色（赤青緑色）用を電着塗料 （ａ）光硬化性樹脂の合成 ポリブタジエン樹脂（１−２結合８３％） ２５０重量部 （沃素化＝３９０、数平均分子量分子量＝１０００） アマニ油（沃素化＝１８５） ５００重量部 無水マレイン酸 ２５０重量部 キシレン １０重量部 トリメチルハイドロキノン ２重量部 ３リットル４ツ口フラスコ（温度計、攪拌装置、還流冷
却装置、Ｎ2 ガス吹き込み装置付き）に仕込み窒素ガス
雰囲気下に１９０〜２００℃で５時間反応させた。次に
未反応マレイン酸及びキシレンを留去した。全酸価＝２
８０ｍｇＫＯＨ／ｇのマレイン化混合油を得た。
【００１８】次に５０℃に冷却し空気を吹き込み、空気
に置換し、以下を投入した。 ジエチレングリコールジメチルエーテル ３２０重量部 ２−ヒドロキシエチルアクリレート ２９０重量部 ハイドロキノン １重量部 次いで、トリエチルアミン３重量部を投入し、８０℃に
昇温し、半エステル化反応を実施した。２時間後に固形
分＝７９．５％、酸化＝７８ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合
量＝１．９ｍｍｏｌ／ｇの粘性のある樹脂液を得た。 （ｂ）−１ 光硬化型赤色（Ｒ）電着塗料浴の作製 （ｂ）−２ 光硬化型緑色（Ｇ）電着塗料浴の作製 （ｂ）−３ 光硬化型青色（Ｂ）電着塗料浴の作製
【００１９】
【表１】
【００２０】上記、各々の着色液にガラスビーズを投入
し、１８００ｒｐｍで２時間分散し、光開始剤イルガキ
ュア９０７（チバガイギー社製）５重量部を各々に添加
し、更に１５分間ビーズ分散して後、各々を脱イオン水
にて希釈して、固形分８％の光硬化型のＲ、Ｇ、Ｂ色の
電着塗料を得た。
【００２１】Ｂ カラーフィルターの作製 （ｉ）遮光製プレコート塗膜の形成：基板の回路状にプ
レコート剤を用いて電着コートにより塗膜を形成させ
た。よく水洗した後７０℃で１０分プリベークした。形
成された塗膜は膜厚２０μｍ、遮光率９８％であった。
電着条件は３０℃で５０Ｖ、１０秒であった。 （ｉｉ）光硬化性機能性塗膜（ブラックマスク用材料）
の形成：（ｉ）の工程を経た基板上にスピンナーで上記
３で調製した光硬化性機能性材料（ブラックマスク用材
料）を２．５ミクロンの膜厚になるよう塗布した。露光
は日本電池株式会社製超高圧水銀ランプを用い、光量１
００ｍＪ／ｃｍ2 でガラス基板背面より行った。現像及
びポストベーク後の前記遮光性樹脂膜厚は２．０ミクロ
ンであった。（ｉ）のプレコート膜は現像工程で溶出
し、よく、イソプロピルアルコール及び脱イオン水で洗
浄した後、ポストベーク２３０℃×３０分を実施した。
２．０μｍ厚、遮光率が９０％の機能性塗膜及び、ＩＴ
Ｏ面が回路通りきれいに露出した基板を得た。
【００２２】（ｉｉｉ）着色膜の形成 （ｉｉｉ）−（ｉ）電着 前記（ｂ）−１、（ｂ）−２、（ｂ）−３を用いて順次
常法により赤、緑、青の１．８μｍの塗膜がえられる
様、該基板を陽極として、電着した。（ｂ）−１の電着
後は常法により水洗後９０℃×１５分間プリベークし、
しかる後、（ｂ）−２を電着し、同様にプリベーク後、
（ｂ）−３を電着し、同様にプリベークした。
【００２３】（ｉｉｉ）−（ｉｉ）背面露光 （ｉｉｉ）−（ｉ）で得られた基板の背面より、日本電
池製高圧水銀ランプにより、８００ｍＪで露光し、カセ
イソーダの３％水で、洗浄した。引き続き脱イオン水に
て洗浄液の液化抵抗値が５０万Ω・ｃｍ／２５℃になる
まで洗浄した。
【００２４】（ｉｉｉ）−（ｉｉｉ）焼付 付着水を８０℃×５分で、蒸散させた後、２００℃で３
０分焼付乾燥して、平坦性の優れた９９％の遮光率を有
する塗膜及び、所定のＩＴＯ回路上にそれぞれ鮮明な
赤、緑、青色が精度よく配置されたカラーフィルターを
得た。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年４月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 カラーフィルターおよび液晶表示装置
の製造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターおよ
び液晶表示装置の製造方法に関する。更に詳しくは、本
発明は、着色塗膜およびその間隙に遮光性塗膜を有する
カラーフィルターの新規な製造方法およびそのカラーフ
ィルターを用いて液晶表示装置を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、液
晶を利用したＬＣＤは、いわゆるポケットテレビ等に使
われてきたが、近年大型化、大画面化が急速に進められ
ている。画質もＴＮ液晶からＳＴＮ液晶やＴＦＴに代表
されるアクティブ駆動素子の開発でＣＲＴに迫るものが
商品化されている。カラー表示装置の画質向上と生産性
の改善については、様々な検討が行われているが、その
重要な問題として、光リーク防止および画質向上（見か
けのコントラスト）のためのブラックマトリックスと呼
ばれる遮光膜の形成方法が挙げられる。ＬＣＤのカラー
化に使用されるカラーフィルターの着色塗膜の間隙を埋
める、遮光性などを有する機能性塗膜の形成方法とし
て、従来、シルクスクリーン法、オフセット法などの印
刷技術による方法が知られている。
【０００３】また、基板上に形成された複数の平行なス
トライプ状の導電性回路上に遮光性プレコート塗膜を形
成し、次いで機能性塗膜を与えるネガ型フォトレジスト
を全面に塗布し、前記プレコート塗膜をマスク代わりに
して基板背面から露光して、ストライプ状の着色塗膜の
間隙にブラックマトリックスとしての機能性塗膜を形成
し、未露光部分および前記プレコート塗膜を除去後、電
着法により着色塗膜を形成する方法（特開昭６２−１６
０４２１号公報）、あるいは電着法による着色塗膜の形
成を先に行い、ネガ型フォトレジストを全面に塗布し、
その塗膜を形成し該着色塗膜をマスク代わりにして基板
背面から露光して機能性塗膜を形成する方法（特開昭６
２−２４７３３１号公報）など、電着および背面露光そ
れぞれによって着色塗膜および機能性塗膜を形成する方
法が知られている。
【０００４】しかしながら、従来の印刷による方法で
は、格子間が約１００μｍ程度の粗いパターンのものし
かできず、更に、着色塗膜と機能性塗膜の平坦性、寸法
性に難点があった。本発明者らは、前記した電着法と背
面露光法とを組み合わせる方法が着色塗膜を極めて精度
よく導電性回路上にのみ選択的に塗着することができ、
平坦性、寸法性においても従来の印刷による方法よりも
優れることに着目し、特に平坦性がより優れたカラーフ
ィルターを工業的有利に製造する方法につい鋭意検討し
た結果、電着を光硬化性材料を用いて行うことにより目
的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電着によって
着色塗膜を形成する工程および光硬化性の塗膜形成材料
を用い背面露光によって機能性塗膜を形成する工程を含
むカラーフィルターの製造方法にして、電着を光硬化性
材料を用いて行うことを特徴とする着色塗膜を有しその
間隙に機能性塗膜を有するカラーフィルターの製造方
法、およびその方法で製造されたカラーフィルターを用
いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供す
る。
【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
方法によってカラーフィルターを製造するに当たって、
着色塗膜を有し、その間隙に機能性塗膜を有する基板
は、電着による着色塗膜の形成工程と背面露光による機
能性塗膜の形成工程を含むかぎり、どのような方法によ
っても製造することができる。例えば、前記の特開昭６
２−１６０４２１号公報に記載されているように、導電
性回路を有する透明基板を用い、（ｉ）該導電性回路上
に遮光性を有する薬剤可溶性のコート剤を電着コートし
て遮光性プレコート塗膜を形成し、（ii）該プレコート
塗膜を含み透明基板全体に光硬化性を有する機能性材料
を塗布して機能性を有する光硬化性塗膜を形成し、（ii
i ）透明基板の背面から露光し、（iv）（ii）の光硬化
性塗膜の未露光部分および（ｉ）の遮光性プレコート塗
膜を除去し、次いで（ｖ）電着により着色塗膜を形成す
ることによって所望の基板を製造することができる。ま
た、前記特開昭６２−２４７３３１号公報、特にその実
施例に記載されているように、導電性回路を有する透明
基板を用い、（ｉ）該導電性回路上に電着により着色塗
膜を形成し、（ii）該着色塗膜を含み透明基板全体に光
硬化性を有する機能性材料を用いてその塗膜を形成し、
（iii ）透明基板の背面から露光し、次いで（iv）
（ｉ）の着色塗膜上にある（ii）で形成された機能性塗
膜（未露光部分）を除去することによっても所望の基板
を製造することができる。本発明は、例えば上記の方法
における電着による着色塗膜の形成を下記の方法によっ
て行うものである。
【０００７】本発明における電着による着色塗膜の形成
は電着塗装法により行う。電着塗装法には、アニオン系
とカチオン系の塗装法が知られている。本発明において
はいずれの方法でも使用可能であるが、回路への影響が
少ないことなどから好ましくはアニオン系塗装法によっ
て行う。本発明の電着は光硬化性材料を用いて行う。光
硬化性材料としては、光硬化性であり、且つ、電着にお
いてバインダーとして機能するポリマー、およびバイン
ダーとして機能するポリマーに光硬化性を有する化合物
を配合してなる組成物などが挙げられる。光硬化性であ
り、且つ、バインダーとして機能するポリマーは既によ
く知られており、例えば、マレイン化されたアマニ油、
ポリブタジエン等に、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート等の（メタ）
アクリロイル基を有する水酸基含有モノマーを半エステ
ル付加させて得られるポリマー、エポキシ基含有ポリマ
ーに（メタ）アクリル酸等を付加させ、次いで２塩基
酸、３塩基等の多塩基酸をエステル付加させて得られる
ポリマー（ここで、多塩基酸としては、無水コハク酸、
無水トリメリット酸などの無水多塩基酸が工業的有利に
使用される。）、高酸価ポリマーに、グリシジル（メ
タ）アクリレート等を作用させて得られるポリマー、お
よび水溶性ポリエステル樹脂にジイソシアネートの存在
下、ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基含有モノ
マーを付加させて得られるポリマーなどが例示される。
【０００８】また、バインダーとして機能するポリマー
としては、カルボキシル基含有のマレイン化油系、アク
リル系、ポリエステル系、ポリブタジエン系、ポリオレ
フィン系、エポキシ系などのポリマーが例示され、共用
される光硬化性を有する化合物としては、例えば、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリ
メチロールプロパンヘキサ（メタ）アクリレートなどの
多官能（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリ
レート、ポリエステル（メタ）アクリレートなどのオリ
ゴマーが挙げられる。これらの光硬化性材料は、好まし
くは１５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価および好ましく
は０．１〜５モル／ｋｇの二重結合量（不飽和度）を有
することが望ましい。電着液の調製に当たっては、好ま
しくはベンゾイン系、アントラキノン系などの公知の光
開始剤が、光硬化性材料に対して好ましくは０．１〜１
０重量％用いられる。光開始剤としては非水溶性のもの
が望ましい。
【０００９】また、水希釈性、電気泳動性、流展性など
の向上を目的としてアルコール系、セロソルブ系、エス
テル系、炭化水素系などの有機溶剤を用いることもでき
る。その他、消泡剤、塗膜流展剤など公知の助剤を適宜
使用することができる。電着液は、光硬化性材料、染
料、顔料などの着色用色素、必要に応じ上記の各種材料
を混合し、電着をアニオン系塗装法によって行う場合に
は有機アミン類によって中和後、脱イオン水で希釈して
調製される。有機アミンとしてはトリエチルアミンなど
のアルキルアミン類、ジエタノールアミンなどのアルカ
ノールアミン類が好ましく、その使用量は光硬化性材料
中のカルボキシル基に対して好ましくは０．３〜２モ
ル、更に好ましくは０．５〜１．２モルである。電着
は、このようにして調製した電着液の入った浴中に所定
の基板を入れ、アニオン電着塗装法の場合は、その導電
性回路を正極とし、非腐蝕性の導電材料（ステンレスな
ど）を対極として入れて直流電圧を印加することによっ
て行う。その結果、導電性回路の上に選択的に着色塗膜
が形成される。
【００１０】着色塗膜の膜厚は、電着条件により制御す
ることができる。電着条件は、通常１０〜３００Ｖで１
秒から３分程度である。着色塗膜は、塗膜形成後よく洗
浄して不要物質を除去することが望ましい。必要によ
り、好ましくは、１００〜２８０℃、１０〜１２０分間
の条件で加熱処理することによって塗膜強度を高めるこ
とができる。本発明の方法において、背面露光による機
能性塗膜の形成を上記の電着による着色塗膜の形成に先
立って行っている場合には、着色塗膜をよく洗浄後、例
えば３０〜１５０℃、１〜３０分の条件で水分を除去し
た後、好ましくは、基板の背面から露光、現像すること
によって、電着により機能性塗膜上に形成されることが
ある着色塗膜を除去する。この場合の背面露光および現
像は一般的な光硬化型樹脂に用いられる方法でもよく、
例えば、下記する機能性塗膜の形成条件を採用してもよ
い。
【００１１】本発明における背面露光による機能性塗膜
の形成はそれ自身公知の方法によって、例えば、次のと
おり行うことができる。先ず、光硬化性の塗膜形成材料
として、遮光性などの機能性を付与するネガ型フォトレ
ジスト組成物を所定の基板上の全面に塗布してネガ型レ
ジスト層を形成する。使用されるネガ型フォトレジスト
組成物は未露光部分が現像により溶出除去できるもので
あればよく、例えば、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の
樹脂あるいは、ゴムまたはゼラチン、およびベンゾフェ
ノン系またはアントラキノン系の光重合開始剤などから
なる組成物が挙げられる。また、ＯＭＲ−８３（東京応
化工業社製）などの市販品、または光硬化型塗料または
インキとして市販されているものから適宜選択して使用
することもできる。
【００１２】塗膜の機能性は、例えば、このようなネガ
型フォトレジスト組成物に金属酸化物系黒色顔料、カー
ボンブラック、硫化ビスマス、黒色染料などの黒色色素
を混合して、遮光性が付与される。ネガ型フォトレジス
ト組成物は、所望により反応性希釈剤、反応開始剤、光
増感剤、接着向上剤、粘度調整のための有機溶剤や水な
どを含有することができる。塗布は、スピンコート法、
ロールコート法、スクリーン印刷法、オフセット印刷
法、浸漬コート法などの方法によって行うことができ、
このようにして均質なネガ型レジスト層を形成すること
ができる。
【００１３】次いで、所定の基板の裏面から露光、現像
し、現像後に残存するネガ型レジスト層を硬化する。露
光は、ネガ型フォトレジスト組成物の種類により種々の
範囲の波長の光が使用できるが、一般には、ＵＶ領域の
波長光が好ましく、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て行うことができ
る。露光条件は、使用する光源およびネガ型フォトレジ
スト組成物の種類により異なるが、通常の露光量は１０
０〜４０００ｍＪ／ｃｍ2 である。露光された部分は、
架橋反応が進行し不溶性となり硬化する。露光の際の空
気中の酸素による硬化阻害を防止するために、窒素ガス
雰囲下に露光を行ってもよく、あるいはポリビニルアル
コールを主成分とする酸素遮断膜を設けて露光を行って
もよい。
【００１４】現像は、ネガ型レジスト層の未露光部分を
溶出、除去するために行う。この除去は、適当な溶解力
を有する薬剤（現像液）に接触させ、溶出することによ
り行われる。このような薬剤は、ネガ型フォトレジスト
組成物の種類により選択されるが、通常はカ性ソーダ、
炭酸ソーダ、４級アンモニウム塩又は有機アミン等を水
に溶かしたアルカリ水溶液、あるいはエステル、ケト
ン、アルコール、塩素化炭化水素等の有機溶剤などから
適宜選択される。溶出は浸漬あるいはシャワーなどによ
り３０秒ないし５分程度行えばよい。その後に、水、有
機溶剤などを使用してよく洗浄することが望ましい。ま
た、硬化は常法によって容易に行うことができ、例え
ば、温度１００〜２８０℃で１０〜１２０分間加熱処理
することによって行うことができる。
【００１５】このようにして着色塗膜を有しその間隙に
遮光性塗膜を有する寸法性、平坦性など諸特性に優れる
基板を製造することができる。本発明の方法によって製
造された基板はそのままカラーフィルターとして用いる
ことができるが、常法に従って、例えば上記のとおり形
成された着色塗膜および遮光性塗膜の上にオーバーコー
ト膜（保護膜）を形成し、必要によりその上に液晶駆動
用の透明導電膜を形成し、必要に応じて回路パターンを
形成してカラーフィルターを製造することができる。本
発明によれば、とりわけ平坦性が優れる基板が製造でき
るのでオーバーコート膜の形成は省略することができ
る。本発明の方法によって製造されたカラーフィルター
を用い、公知の方法にしたがって液晶表示装置を製造す
ることができる。
【００１６】このようにして着色塗膜とその間隙を埋め
る遮光性塗膜が精度よく形成され、光リークがよく防止
されており、着色が鮮明で光学特性が優れ、且つ平坦性
のよいカラーフィルターを工業的有利に製造することが
でき、それを用いて高画質の液晶表示装置を製造するこ
とができる。次に実施例により本発明の方法をさらに詳
しく説明するが、本発明はそれらに限定されるものでは
ない。
【００１７】
【実施例】 〔Ａ〕使用した各材料は次のとおりである。 １ 透明回路基板：１．１ｍｍ厚のガラス基板上に２０
０μｍ幅のＩＴＯ膜（６０Ω／平方）回路を４０μｍの
間隙を置いて（２４０μｍピッチ）、平行直線に形成し
た。 ２ 遮光性を有する薬剤可溶性プレコート剤：マレイン
化油系ポリエステル樹脂の水溶液にチタン白、カーボン
ブラックを分散させた液（神東塗料製：エスビアＴＳ＃
５０００）。固形分１２％（重量）。 ３ 光硬化性機能性材料（ブラックマスク用材料）：カ
ーボン含有の感光性の遮光性樹脂（富士ハントテクノロ
ジー製ＣＫ−２０００） ４ 光硬化性電着塗料： （ａ）光硬化性樹脂の合成 ポリブタジエン樹脂（１−２結合８３％） ２５０重量部 （沃素価＝３９０、数平均分子量＝１０００） アマニ油（沃素価＝１８５） ５００重量部 無水マレイン酸 ２５０重量部 キシレン １０重量部 トリメチルハイドロキノン ２重量部を ３リットル４ツ口フラスコ（温度計、攪拌装置、還流冷
却装置、Ｎ2 ガス吹き込み装置付き）に仕込み窒素ガス
雰囲気下に１９０〜２００℃で５時間反応させた。次に
未反応マレイン酸及びキシレンを留去した。全酸価＝２
８０ｍｇＫＯＨ／ｇのマレイン化混合油を得た。
【００１８】次に５０℃に冷却し空気を吹き込み、空気
に置換し、以下を投入した。 ジエチレングリコールジメチルエーテル ３２０重量部 ２−ヒドロキシエチルアクリレート ２９０重量部 ハイドロキノン １重量部 次いで、トリエチルアミン３重量部を投入し、８０℃に
昇温し、半エステル化反応を実施した。２時間後に固形
分＝７９．５重量％、酸価＝７８ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重
結合量＝１．９ｍｏｌ／ｇの粘性のある樹脂液を得た。 （ｂ）−１ 光硬化型青色（Ｂ）電着塗料浴の作製 （ｂ）−２ 光硬化型緑色（Ｇ）電着塗料浴の作製 （ｂ）−３ 光硬化型赤色（Ｒ）電着塗料浴の作製
【００１９】
【表１】
【００２０】上記、各々の混合着色液にガラスビーズを
投入し、１８００ｒｐｍで２時間分散し、光開始剤イル
ガキュア９０７（チバガイギー社製）５重量部を各々に
添加し、更に１５分間ビーズ分散して後、各々を脱イオ
ン水にて希釈して、固形分８％の光硬化型のＲ、Ｇ、Ｂ
色の電着塗料浴を得た。
【００２１】〔Ｂ〕カラーフィルターの作製 （ｉ）遮光製プレコート塗膜の形成：基板の回路上にプ
レコート剤を用いて電着コートにより塗膜を形成させ
た。よく水洗した後７０℃で１０分プリベークした。形
成された塗膜は膜厚２μｍ、遮光率９８％であった。電
着条件は３０℃で５０Ｖ、１０秒であった。 （ｉｉ）光硬化性機能性塗膜（ブラックマスク）の形
成：（ｉ）の工程を経た基板上にスピンナーで上記３で
調製した光硬化性機能性材料（ブラックマスク用材料）
を２．５μｍの膜厚になるよう塗布した。露光は日本電
池株式会社製超高圧水銀ランプを用い、光量１００ｍＪ
／ｃｍ2 でガラス基板背面より行った。現像及びポスト
ベーク後の前記遮光性樹脂膜厚は２．０μｍであった。
（ｉ）のプレコート膜は現像工程で溶出し、よく、イソ
プロピルアルコール及び脱イオン水で洗浄した後、ポス
トベーク２３０℃×３０分を実施した。膜厚が２．０μ
ｍ、遮光率が９９％の機能性塗膜及び、ＩＴＯ面が回路
通りきれいに露出した基板を得た。
【００２２】（ｉｉｉ）着色塗膜の形成 （ｉｉｉ）−（ｉ）電着 前記（ｂ）−３、（ｂ）−２、（ｂ）−１を用いて順次
常法により赤、緑、青の１．８μｍの塗膜がえられる
様、該基板を陽極として、電着した。（ｂ）−３の電着
後は常法により水洗後９０℃×１５分間プリベークし、
しかる後、（ｂ）−２を電着し、同様に水洗、プリベー
ク後、（ｂ）−１を電着し、同様にプリベークした。
【００２３】（ｉｉｉ）−（ｉｉ）背面露光 （ｉｉｉ）−（ｉ）で得られた基板の背面より、日本電
池製高圧水銀ランプにより、８００ｍＪ／ｃｍ2 で露光
し、３重量％カセイソーダ水で、洗浄した。引き続き脱
イオン水にて洗浄液の液比抵抗値が５０万Ω・ｃｍ／２
５℃になるまで洗浄した。
【００２４】（ｉｉｉ）−（ｉｉｉ）焼付 付着水を８０℃×５分で、蒸散させた後、２００℃で３
０分焼付乾燥して、平坦性の優れた９９％の遮光率を有
する塗膜及び、所定のＩＴＯ回路上にそれぞれ鮮明な
赤、緑、青色が精度よく配置されたカラーフィルターを
得た。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電着によって着色塗膜を形成する工程お
    よび光硬化性の塗膜形成樹脂を用い背面露光によって機
    能性塗膜を形成する工程を含むカラーフィルターの製造
    方法にして、電着を光硬化性材料を用いて行うことを特
    徴とする着色塗膜を有しその間隙に機能性塗膜を有する
    カラーフィルターの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の方法によって製造されたカラ
    ーフィルターを用いることを特徴とする液晶表示装置の
    製造方法。
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