JPH08194106A

JPH08194106A - カラーフイルターの製造方法

Info

Publication number: JPH08194106A
Application number: JP2326895A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Otake; 清文大竹; Seiji Take; 誠司武
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-07-30
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP3576241B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、簡略な製造工程でフイルター画素
位置精度が良好で、色の均一性に優れたカラーフイルタ
ーの製造方法を提供することを目的とする。【構成】基材上に色材層を設けた熱転写媒体と、カラ
ーフイルター用の透明基板とを重ね合わせた後、透明基
板の重ね合わせ面の反対側から、エネルギービームを照
射して色材層を透明基板上へ移行させてカラーフイルタ
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、カラーフイルターの製
造方法に関し、特に斜光束制限用カラープレート、ブラ
ウン管表示用カラーフェースプレート、複写用光電変換
素子用プレート、単管式カラーテレビ用撮像管などに使
用するカラーフイルターの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーフイルターの製造方法は、
種々試みられ、その内の一つには染色法と呼ばれる、透
明感光性樹脂を利用し、感光、現像および染色を繰り返
してカラーフイルターを製造する方法がある。また、電
着法と呼ばれている、透明ガラス基板上に常法により並
列的に多数のストライプ状の透明電極を形成した後、上
記透明ガラス基板を着色樹脂溶液の電着浴に漬けて通電
し、着色樹脂を電着する操作を繰り返してカラーフイル
ターを製造する方法がある。さらに、特開昭56-11421号
には、エネルギービームを基板上に形成されている色素
材層に照射して色素材を融解または昇華させることによ
り、支持体上に色素材を選択的に付着させて色要素層を
形成して、カラーフィルターを製造する方法が提供され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、染色法
による方法は、数多くの製造工程を経なければならず、
極めて生産能率の低い製法であり、電着法も、複雑かつ
面倒な工程を必要とする問題があった。また、特開昭56
-11421号に開示されている方法は、エネルギービームの
照射により、カラーフィルターの画素を形成するので、
製造工程が簡略されるという利点を有するものである
が、この方法によれば色素材層と支持体との密着が良好
に行われない場合があり、色素材により形成される画素
の位置精度不良や、色濃度が不揃になるという色の均一
性に問題があった。また、色素材層と支持体との密着を
良好にする為、真空状態にする等の密着方式があるが、
工程として増えるものであり処理時間もかかり、生産効
率が下がるし、設備が高価なものとなる。本発明は、簡
略な製造工程でフイルター画素位置精度が良好で、色の
均一性に優れたカラーフィルターの製造方法を提供する
ことを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフイルタ
ーの製造方法は、基材上に、少なくとも１色の熱溶融性
色材層もしくは昇華性染料を含む色材層を繰り返しに設
けた熱転写媒体と、カラーフィルター基板用の透明基板
とを、色材層と透明基板とが対向するように重ね合わせ
て、熱転写媒体の背面より加圧手段により両者を加圧す
ると共に、透明基板の重ね合わせ面の反対面側から、エ
ネルギービームを照射して色材層もしくは昇華性染料
を、透明基板上へ移行させることをによりフィルター画
素を形成することを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の方法は、エネルギービームの照射を行
う時に、カラーフィルター基板用の透明基板と熱転写媒
体の色材層とを、加圧手段により加圧しているので、色
材層が透明基板と十分に密着され、エネルギービームの
散乱、焦点ずれがなく、色材層もしくは昇華染料が透明
基板の所定の位置に精度良く移行される。また、色材層
と透明基板との間に不規則な間隙が生じないので、色材
層もしくは昇華性染料が均一に移行され、フィルター画
素の色濃度が一定になる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。第１図は本
発明の１実施例を表す概略図であり、図を基に本発明を
方法を以下に説明する。ポリエステルフィルムの基材１
上にカラーフィルターの赤色画素、緑色画素、青色画素
を形成するための昇華性色素を樹脂バインダーに含有さ
せてなる３つの色材層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのユニットで繰
り返し形成されてなる熱転写媒体３が、加圧手段のシリ
コンゴム製の加圧平板５により、色材層２Ｒと透明基板
４とが充分に密着するように加圧されている。また、透
明基板４は開口を有する支持台１０上にレーザービーム
６が照射されるように設置されている。この状態で、透
明基板４側に設けられたレーザー６から、形成されるべ
きカラーフィルターの赤色画素のピッチに合わせてレー
ザービーム７が操作照射されて、透明基板４を透過し色
材層２Ｒを照射したレーザービームの熱により、色材層
２Ｒの昇華性色素が透明基板４に移行し、ストライプ状
の赤色画素が形成される。次に、レーザーを初期の位置
に戻して、透明基盤上に形成されたストライプ状の赤色
画素に対して、垂直に所定のピッチ分だけ移動させた
後、前述の照射操作を行って次のストライプ状の赤色画
素を形成する。この操作をカラーフィルターとして必要
な画素数だけ行い透明基板上に一定のピッチでストライ
プ状のフィルター赤色画素が形成される。次に、巻き上
げロール８で供給ロール７に巻き取られている熱転写媒
体３を巻取り、色材層２Ｇが透明基板４上に来るように
熱転写媒体３を搬送する。レーザを初期位置に戻すと共
に、照射位置を最初に形成されたストライプ状の赤色画
素に隣接するようにして移動し、色材層２Ｒに行ったと
同様のピッチで照射を繰り返すことにより、赤色画素の
隣にストライプ状のフィルター緑色画素を形成する。同
様の操作を色材層２Ｂに対しても行い、赤色画素、緑色
画素、青色画素の３色のストライプ状のフィルター画素
からなるカラーフィルターを得る。

【０００７】エネルギビームとしては、エレクトロンビ
ーム、Ｘ線、γ線，等が利用できるが、操作の面からレ
ーザービームの使用が好ましい。レーザービームは、カ
ラーフィルターに形成する画素の形状により、照射方法
を変えることができ、例えば、上述のようにストライプ
状のフィルター画素を形成するには、熱転写媒体に沿っ
て照射操作を行えばよい。また、市松模様のフィルター
画素を形成するには、まず熱転写媒体の特定色材層、例
えば色材層２Ｒに対して画素のピッチに合わせてレーザ
ーを移動させながら照射を行い、透明基板に特定ピッチ
の赤色画素を形成する。次に順次、熱転写媒体を巻取、
色材層２Ｇ，２Ｂに対して同様のレーザービームの照射
を行い、３色の市松模様のフィルター画素を形成するこ
とができる。また、熱転写媒体に掛けるテンションは巻
取ロールと供給ロールにより調整することができるが、
これらロールの間にテンションコントール用のロールを
設けて、それにより調整を行う方が微調整が効き好まし
い。レーザーは、市販のレーザー装置を利用することが
でき、例えば、ＹＡＧレーザが簡便に用いられる。照射
するレーザーエネルギーの出力は、透明基板の材質、厚
み、また熱転写媒体の色材層の融点あるいは昇華染料の
熱移行効率により変化させる必要があるが、数拾からせ
いぜい数百ミリワットである。

【０００８】加圧手段としては、ロール加圧、平板加圧
の両者を用いることができる。ロール加圧は線圧によ
り、熱転写媒体と透明基板との密着を十分に行うことが
できるが、レーザービームの照射にあわせてロールを移
動させる必要がある。圧板による平圧は、色材層へのレ
ーザーの照射が終了するまで、加圧の状態で保持できる
のでその点で効率が良い。これら加圧手段は、ある程度
の弾性がありレーザービームの熱により変形等を起こさ
ない材質で構成され、例えば、シリコーンゴムのロー
ラ、シリコーンゴムで覆われた金属板等が用いられる。
また、熱転写媒体に加える圧力は、加圧ロールによる場
合は、線圧５ｇ／ｃｍ〜５０ｋｇ／ｃｍ程度であり、圧
板による加圧の場合は１０ｇ／ｃｍ²〜１００ｋｇ／ｃ
ｍ²である。これ以上低いと十分な密着が得られず、こ
れを越えると一旦透明基板に移行した色材あるいは染料
が熱転写媒体に逆転写してしまうことがあり、好ましく
ない。

【０００９】本発明で用いる熱転写媒体は、昇華染料を
樹脂バインダーに含有させた色材層を有する熱昇華型転
写媒体に限られず、無機或いは有機顔料を熱溶融性のワ
ックス、樹脂等のバインダーに含有させて色材層とした
熱溶融型転写媒体も用いることができる。この場合は、
レーザービームで照射されると、顔料を含むバインダー
が熱により溶融して透明基板に移行し各色の画素を形成
する。熱転写媒体の基材としては、加圧手段の加圧によ
り裂けたり、しわがよったりすることがない様、通常の
感熱記録に用いられるものに比べて強度のある厚手のプ
ラスチックフィルムが用いられ、特に厚み１０〜１００
μｍのポリエステルフィルムが好適に使用される。

【００１０】本発明で用いられるフィルター画素形成用
の昇華染料として代表的なものを例示すると、（１）赤色色素セリトンスカーレットＢ（バディッシュ製）、カヤロン
レッドＲ（日本化薬製）、スミカロンレッドＥーＦＢＬ
（住友化学製）、ダイアセリトンファストピンクＲ（三
菱化成製）、アイゼンカチロンピンクＦＧＨ（保土谷化
学製）、レゾリンレッドＦＢ（バイエルーＡＧ製）、テ
ラシルプリリアントピンク４ＢＮ（チバガイギー製）な
ど、その他の常用の赤色色素が挙げられる。これらの色
素は単独もしくは適宜に混合して使用する。（２）緑色色素アイゼンマラカイトグリーン（保土谷化学製）、アイゼ
ンダイヤモンドグリーン（保土谷化学製）、ブリリアン
トグリーン（デュポン製）、ファストグリーンＪＪＯ
（チバガイギー製）ビクトリアグリーン（デュポン
製）、シナクリルグリーンＧ（アイシーアイ製）など、
その他の常用の緑色色素が挙げられる。これらの色素は
単独もしくは適宜に混合して使用する。また、緑色は青
色の色素と黄色の色素とを組合わせることによっても可
能である。（３）青色色素カヤロンファストブルーＦＮ（日本化薬製）、ミケトン
ファストブルーエクストラ（三井東圧化学製）、スミフ
ニンブルーＥーＢＰ（住友化学製）、アイゼンカテロン
ブルーＧＬＨ（保土谷化学製）、アイゼンブリリアント
ベーシックサイアニン６ＧＨ（保土谷化学製）、テラシ
ルブルー２Ｒ（チバガイギー製）、バラニルブルーＲ
（バデッシュ製）、チバセットブルーＦ３Ｒ（チバガイ
ギー製）、ダイアセリトンファストブリリアントブルー
Ｂ（三菱化成製）、デスパゾールブルーＢＮ（アイシー
アイ製）、レゾリンブルーＦＢＬ（バイヤーＡＧ製）、
ラチルブルーＦＲＮ（デュポン製）、セブロンブルーＥ
Ｒ（デュポン製）、ダイアクリルブリリアントブルーＨ
２ＲーＮ（三菱化成製）などが挙げられる。上記の各色素は、それぞれの色の代表的な色素であっ
て、この他の色素も使用することができる。

【００１１】色材層に使用するバインダーは、感熱転写
記録方法において常用されているものが用いられ、昇華
染料を移行させる熱転写媒体では、感熱転写記録方法に
おいて常用されているものが用いられ、具体的にはメチ
ルセルローズ、エチルセルローズ、ポリアミド、ポリビ
ニルアセタール、ポリビニルブチラール等の合成樹脂が
挙げられる。また、色材層の熱溶融による熱転写媒体で
は、パラフィンワックス、カルバナワックス等のワック
ス類、エチレン酢酸ビニル共重合体等である。

【００１２】また、レーザービームの照射エネルギーを
熱に効率良く変換するために、色材層に光熱変換剤を含
有することができる。この光熱変換剤は、レーザービー
ムを吸収して熱を発生するものであり、種々の無機顔料
が使用できるが、好ましくはカーボンブラックである。
光熱変換剤は色材層のバインダーに対して、０．１〜３
０重量部で添加することができる。０．１重量部以下で
は熱発生の効果がなく、３０重量部以上では色の彩度が
無くなってしまう。さらに、別の態様として熱転写媒体
のベースフィルムと色材層の間に、光熱変換剤を樹脂に
添加させてなる光熱変換剤層を形成することもできる。
こうすることにより、レーザービームにより光熱変換剤
層で発生した熱を、昇華染料等の移行の熱源として利用
することができる。

【００１３】透明基板としては、ガラス基板、樹脂板特
に透明性の良いアクリル樹脂板、ポリカーボネート樹脂
板を使用することができる。特にガラス基板には、熱転
写媒体から熱溶融で移行してくる色材層成分の樹脂バイ
ンダーを強固に付着させるために、透明基板表面をシラ
ンカップリング処理することが好ましい。また、昇華染
料の熱移行を行う熱転写媒体を用いる場合には、透明基
板上に昇華染料の染着を良くするために、樹脂からなる
染料受容層を形成することができる。この樹脂として
は、染着性の良く透明度があるものが好ましく、ポリエ
ステル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
アセタール樹脂、およびこれらの混合物が用いられる。
この染料受容層は前期の樹脂を溶媒に溶解しグラビアコ
ート法等のコーティングにより透明基板上に形成され、
その厚みは透明性と染着性を考慮し、０．３〜１０μで
ある。これ以上厚いと透明性が落ち、少なくすぎると染
料の染着が悪くなる。

【００１４】（具体例１）下記の組成物Ａを、９０〜１
１０℃に加熱した三本ロールで３６時間混練し、赤色色
材層用の塗布液を作成した。次に、組成物Ａにおけるピ
ラゾロレッドをフタロシアニングリーンとして緑色色材
層用の塗布液を作成した。次に、組成物Ａにおけるピラ
ゾロレッドをフタロシアニンブルーとして青色色材層用
の塗布液を作成した。これらの液を、６μのポリエステ
ルフィルム（東レ製・ルミラーＴ６０）にホットメルト
コーターでそれぞれ幅１０ｃｍ・長さ１０ｃｍの領域で
塗布、乾燥し、３．５μｍ厚の赤色色材層、緑色色材
層、青色色材層が面順次に形成されている熱転写媒体を
形成した。組成物Ａピラゾロンレッド１重量部カルナバワックス３重量部（東洋ペトロライト製、１号パウダー）パラフィンワックス５重量部（日本製蝋製パラフィンワックス１３５°Ｆ）エチレンー酢酸ビニル共重合体２重量部（三井ポリケミカル製、エバフレックス３１０）次に、厚み３μｍの１１ｃｍ×１１ｃｍガラス板にシラ
ンカップリング処理を行い、透明基板を作成した。ま
ず、この透明基板のシランカップリング処理面と熱転写
媒体の赤色色材層面とを対向させ、熱転写媒体側からゴ
ムローラ（シリコンゴム製、硬度４０度）を押圧し、こ
の密着状態の下で透明基板側から変調したＹＡＧレーザ
（出力１００μＷ、スポット径２０μｍ）の発振光を９
ｃｍ走査照射した。尚、ゴムローラはこの走査に合わせ
て移動させた。照射された部位の色材層は加熱・溶融し
て、透明基板に移行し、ストライプ幅２０μｍの赤色画
素を形成した。この操作を２０μｍのピッチで１５００
回繰り返し、ストライプ幅２０μｍのフィルター赤色画
素を形成した。ついで、ＹＡＧレーザの照射位置をスト
ライプ幅分だけずらし、熱転写媒体を搬送して緑色色材
層にレーザを照射し、ストライプの赤色画素の横に同幅
の緑色画素を形成し、ストライプ幅２０μｍのフィルタ
ー緑色画素を形成した。さらに、青色画素に対しても同
様に行い、同幅のフィルター青色画像を形成し、９ｃｍ
×９ｃｍのカラーフィルターを得た。得られたカラーフ
ィルターは画素の色濃度が一定で、ストライプのエッジ
がシャープなものであった。

【００１５】〔具体例２〕下記組成物Ｂをサンドミル法
により３６時間分散して、光熱変換層用の塗布液Ｂを作
成した。この液を、６μｍ厚のポリエステルフィルム
（東レ製・ルミラーＴ６０）にバーコート法で塗布し、
１００℃、５分間乾燥して、０．６μｍの光熱変換層を
形成した。組成物Ｂカーボンプラック１重量部エチレンー酢酸ビニル共重合体２重量部（三井ポリケミカル製、エバフレックス３１０）メチルエチルケトン５０重量部トルエン５０重量部次にこの光熱変換層上に、具体例１と同様にして、各色
材層を形成して熱転写媒体を作成した。得られた熱転写
媒体を用いて具体例１と同様にカラーフィルターを作成
した。得られたカラーフィルターは画素の色濃度が一定
で、ストライプのエッジがシャープなものであった。

【００１６】（具体例３）下記式１の染料３重量部と下
記式２の染料１重量部をポリビニルアセタール４重量部
とメチルエチルケトン４６重量部とトルエン４６重量部
に溶解させて赤色色材層用の塗布液を作成した。

【化１】

【化２】次に、下記式３の染料３重量部と下記式４の染料２重量
部をポリビニルアセタール４重量部とメチルエチルケト
ン４６重量部とトルエン４５重量部に溶解させて緑色色
材層用の塗布液を作成した。

【化３】

【化４】次に、下記式５の染料３重量部と下記式６の染料２重量
部をポリビニルアセタール４重量部とメチルエチルケト
ン４５重量部とトルエン４５重量部に溶解させて青色色
材層用の塗布液を作成した。

【化５】

【化６】次に、これらの液を、６μのポリエステルフィルム（東
レ製・ルミラーＴ６０）にグラビアコーターでそれぞれ
幅１０ｃｍ・長さ１０ｃｍの領域で塗布、８０度で乾燥
し、１μｍ厚の赤色色材層、緑色色材層、青色色材層が
面順次に形成されている熱転写媒体を形成した。次に、
表面をシランカップリング処理した、厚み３μｍの１１
ｃｍ×１１ｃｍガラス板に下記塗布液Ｄをバーコーター
で塗布し、１００度５分間の乾燥を行い、３μ厚みの受
容層を透明基板上に形成した。〔塗布液Ｄ〕ポリエステル樹脂（東洋紡バイロン２００）１部メチルエチルケトン５部トルエン５部まず、この透明基板の受容層面と熱転写媒体の赤色色材
層面とを対向させ、熱転写媒体側からゴム板（シリコン
ゴム製、硬度５０度）を押圧し、この密着状態の下で透
明基板側から変調したＹＡＧレーザ（出力１００μＷ、
スポット径２０μｍ）の発振光を９ｃｍ走査照射した。
照射された部位の色材層は加熱し、含有されていた昇華
性染料が透明基板に移行し、ストライプ幅２０μｍの赤
色画素を形成した。この操作を２０μｍのピッチで１５
００回繰り返し、ストライプ幅２０μｍのフィルター赤
色画素を形成した。ついで、ＹＡＧレーザの照射位置を
ストライプ幅分だけずらし、熱転写媒体を搬送して緑色
色材層にレーザを照射し、ストライプの赤色画素の横に
同幅の緑色画素を形成し、ストライプ幅２０μｍのフィ
ルター緑色画素を形成した。さらに、青色画素に対して
も同様に行い、同幅のフィルター青色画像を形成し、９
ｃｍ×９ｃｍのカラーフィルターを得た。得られたカラ
ーフィルターは画素の色濃度が一定で、ストライプのエ
ッジがシャープなものであった。

【００１７】（具体例４）具体例１おける各色材層に光
熱変換材として、カーボンプラックを２重量部加えた以
外は、具体例３と同様にして熱転写媒体作成した。この
熱転写媒体を用い、具体例３と同様にしてカラーフィル
ターを作成した。得られたカラーフィルターは画素は染
料の染着が一定しており色濃度が均一で、ストライプの
エッジがシャープなものであった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、フィルター画素
の位置精度が良好で、かつ画素の濃度が一定で画素の端
部がシャープな赤色画素、青色画素、緑色画素を有す
る、高精密のカラーフィルターを容易に製造することが
できる。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を表す概略図

【符号の説明】

１：熱転写媒体の基材２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ：熱転写媒体の色材層３：熱転写媒体４：透明基板５：加圧手段７：レーザービーム１０：支持台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に、少なくとも１色の熱溶融性色
材層もしくは昇華性染料を含む色材層を繰り返しに設け
た熱転写媒体と、カラーフィルター基板用の透明基板と
を、色材層と透明基板とが対向するように重ね合わせ
て、熱転写媒体の背面より加圧手段により両者を加圧す
ると共に、透明基板の重ね合わせ面の反対面側から、エ
ネルギービームを照射して色材層もしくは昇華性染料
を、透明基板上へ移行させることによりフィルター画素
を形成することを特徴とするカラーフイルターの製造方
法。
【請求項２】前記色材層が光熱変換剤を含有している
ことを特徴とする請求項１記載のカラーフイルターの製
造方法。
【請求項３】前記熱転写媒体において、基材と色材層
の間に光熱変換剤を含有する層が設けられたものである
ことを特徴とする請求項１記載のカラーフイルターの製
造方法。
【請求項４】前記光熱変換剤が、カーボンブラックか
らなることを特徴とする請求項２、３記載のカラーフイ
ルターの製造方法。
【請求項５】前記透明基板の、色材層と対向させる方
の面が、シランカップリング剤処理されたものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のカラーフイルターの製造
方法。
【請求項６】前記加熱手段がロール又は圧板であるこ
とを特徴とする請求項１記載のカラーフイルターの製造
方法