JPH08194108A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで容易に、高品質なカラーフィルタ
ーを製造する。 【構成】 透明基板上にブラックマトリックスを形成し
た後、光重合性組成物の塗布、乾燥、露光、現像、熱硬
化処理を赤，緑，青の各色毎に繰り返してカラーフィル
ターを製造する方法において、最後の一色の色材画素画
像の形成における露光を非塗布面側からの全面露光とす
る。 【効果】 既に形成された画素画像をフォトマスクとし
て利用して、赤，緑，青のうちの最後の１色の色材画素
画像形成における露光を全面露光とするため、マスク露
光作業数が軽減され、生産効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーテレビ、液晶表示
素子、カメラ等に使用される光学的カラーフィルターの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルターは、通常、ブラックマ
トリックスを設けたガラス、プラスチックシート等の透
明基板の表面に、赤，緑，青の３種の異なる色相によ
り、１０〜５０μｍ幅のストライプ状、モザイク状等の
色パターンを数μｍの精度で形成して製造される。

【０００３】カラーフィルターの代表的な製造方法とし
ては、染色法、印刷法、顔料分散法、電着法等がある。
しかし、これらの方法では、耐熱性が悪い、パターンの
位置精度が悪い、生産コストが高い、生産性が悪い等、
いずれも一長一短があり、用途に応じて各方式等が使い
分けられている。これらの製造方法のうち、色材料を含
有する光重合性組成物を、ブラックマトリックスを設け
た透明基板上に塗布し、画像露光、現像、熱硬化処理を
繰り返すことでカラーフィルター画像を形成する顔料分
散法は、カラーフィルター画素の位置、膜厚等の精度が
高く、寿命が長く、ピンホール等の欠陥が少ない方法で
あるため、従来、広く採用されている。

【０００４】しかし、顔料分散法においては、透明基板
上に設けるクロム等のブラックマトリックスの形成コス
トが高いという問題がある。

【０００５】このような問題を解決するものとして、透
明基板上に、黒色材料を含有する光重合性組成物を塗布
し、フォトマスクを介して露光、現像、熱硬化処理を行
うことでブラックマトリックスを形成後、赤、緑、青の
色材料を含有する光重合性組成物を塗布し、フォトマス
クを介して露光、現像、熱硬化処理することでカラーフ
ィルター画素を形成することが提案されている（特開平
２−９０２号公報）。

【０００６】しかし、特開平２−９０２号公報記載の方
法でも、各工程でフォトマスクを介して露光するため、
合計４回の位置合わせとフォトマスク露光が必要とな
り、工程が煩雑で設備が大型となる欠点があった。

【０００７】従って、本発明の第一の目的は、上記従来
のカラーフィルターの製造方法をより簡略化した製造方
法を提供することにある。

【０００８】本発明の第二の目的は、透明基板との接着
性に優れた高画質のカラーフィルターを製造する方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
ーの製造方法は、透明基板上に、黒色材料を含有した光
重合性組成物を塗布、乾燥、露光、現像及び熱硬化して
ブラックマトリックスを形成する第１の工程、該透明基
板のブラックマトリックス形成面に、赤、緑及び青のう
ちの１色目の色材料を含有した光重合性組成物を塗布、
乾燥、露光、現像、熱硬化して該１色目の画素画像を形
成する第２の工程、該透明基板のブラックマトリックス
形成面に、赤、緑及び青のうちの２色目の色材料を含有
した光重合性組成物を塗布、乾燥、露光、現像、熱硬化
して該２色目の画素画像を形成する第３の工程、及び該
透明基板のブラックマトリックス形成面に、赤、緑及び
青のうちの３色目の色材料を含有した光重合性組成物を
塗布、乾燥、露光、現像、熱硬化して該３色目の画素画
像を形成する第４の工程を経てカラーフィルターを製造
する方法において、前記第４の工程における露光が、透
明基板の光重合性組成物非塗布面側からの全面露光であ
ることを特徴とする。

【００１０】即ち、本発明者らは、上記目的を達成する
べく鋭意検討の結果、最終露光時には形成済みのカラー
フィルター画素が、フォトマスクの役割を果たすことを
見出し、本発明に到達した。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明で使用されるカラーフィルターの透
明基板としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステルやポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレ
フィン等のプラスチックシート、或いは、各種ガラス板
等を挙げることができる。

【００１３】このような透明基板には、表面の接着性等
の物性を改良するために、必要に応じて、コロナ放電処
理、オゾン処理、シランカップリング剤やウレタンポリ
マー等の各種ポリマーの薄膜形成処理等を行うことがで
きる。

【００１４】なお、透明基板の板厚は、０．０５〜１０
ｍｍ、特に０．１〜７ｍｍの範囲であることが好まし
い。また、各種ポリマーの薄膜形成処理を行う場合に
は、その膜厚は０．０１〜１０μｍ、特に０．０５〜５
μｍの範囲であることが好ましい。

【００１５】次に本発明に使用される赤，緑，青，黒の
色材料を含有する光重合性組成物について説明する。

【００１６】本発明に使用される色材料としては、赤
色，緑色，青色及び黒色の各色調の染顔料が用いられる
が、この他、必要に応じて金属粉、白色顔料、蛍光顔料
なども用いることができる。

【００１７】染顔料の具体例としては、ビクトリアピュ
アブルー（４２５９５）、オーラミンＯ（４１００
０）、カチロンブリリアントフラビン（ベーシック１
３）、ローダミン６ＧＣＰ（４５１６０）、ローダミン
Ｂ（４５１７０）、サフラニンＯＫ７０：１００（５０
２４０）、エリオグラウシンＸ（４２０８０）、Ｎｏ．
１２０／リオノールイエロー（２１０９０）、リオノー
ルイエローＧＲＯ（２１０９０）、シムラーファースト
イエロー８ＧＦ（２１１０５）、ベンジジンイエロー４
Ｔ−５６４Ｄ（２１０９５）、シムラーファーストレッ
ド４０１５（１２３５５）、リオノールレッド７Ｂ４４
０１（１５８５０）、ファーストゲンブルーＴＧＲ−Ｌ
（７４１６０）、リオノールブルーＳＭ（２６１５
０）、三菱カーボンブラックＭ１０００、三菱カーボン
ブラックＭＡ−１００、三菱カーボンブラック＃４０、
リオノールブルーＥＳ（ピグメントブルー１５：６、ピ
グメントブルー１５３６）、リオノーゲンレッドＧＤ
（ピグメントレッド１６８、ピグメントレッド１０
８）、リオノールグリーン２ＹＳ（ピグメントグリーン
３６）等が挙げられる（上記の（ ）内の数字は、カラ
ーインデックス（Ｃ．Ｉ．）を意味する）。

【００１８】本発明で使用される光重合性組成物は、一
般に、上記色材料の他、光を吸収してラジカルを発生す
る光重合開始系と、該ラジカルにより重合が誘起される
付加重合性のエチレン性不飽和二重結合を少なくとも１
個有する化合物（以下、「エチレン性化合物」と称
す。）を含有し、更に好ましくは、相溶性、皮膜形成
性、現像性、接着性等の光重合性層の改善のために、結
合剤としての有機高分子物質を含有させたものである。

【００１９】このような光重合性組成物中に含有される
前記色材料の含有量は、全固形分に対し、好ましくは１
０〜５０重量％、より好ましくは２０〜４０重量％の範
囲であり、本発明に係る光重合性組成物は、このような
高い色材料含有率の状態で、前述の耐溶剤性，透明基板
との接着性が高く、高画質な色材画素画像を与える機能
が要求される。

【００２０】光重合性組成物の構成材料のうち、光重合
開始系としては、次のようなものが挙げられる。

【００２１】即ち、黒の光重合性層はパターンマスクを
介して、光重合性層上より画像露光されるため、黒の光
重合性組成物に使用される光重合開始系としては、紫外
から可視に感度を有するものを適宜用い、画像露光に際
しては、それに相当する露光光源を用いる。

【００２２】一方、赤，緑，青の光重合性層では、黒の
マトリックスパターンの上に塗設され、該黒のマトリッ
クスパターンをマスクとし、試料の非塗布面側（背面）
より各色の色材画素パターンマスクを介した露光、又
は、非塗布面側から全面露光により、前記ブラックマト
リックスパターン間に、赤，緑，青の画素画像パターン
を形成させるものであるため、非塗布面側からマスク露
光する赤，緑又は青の色材光重合性層に使用される光重
合開始系は、ブラックマトリックスパターンが大きい吸
収を有する領域の波長に分光感度を有するものが用いら
れる。具体的には、前記の紫外から可視に感度を有する
ものが用いられる。特に、前記第４の工程において、非
塗布面側からの全面露光を行う赤，緑又は青の色光重合
性層に使用される光重合開始系は、ブラックマトリック
スパターン及び先に形成した色材画素画像が大きい吸収
を有する領域の波長に分光感度を有するものが用いら
れ、具体的には前記の紫外から可視に感度を有するも
の、好ましくは４５０ｎｍ以下、より好ましくは４００
ｎｍ以下の波長に分光感度を有するものが用いられる。

【００２３】本発明において、上記４００ｎｍ未満の波
長の紫外光を吸収してラジカルを発生する光重合開始系
としては、例えば、ファインケミカル，１９９１年，３
月１日号Vol ２０，No. ４，Ｐ．１６〜Ｐ．２６に記載
のジアルキルアセトフェノン系，ベンジルジアルキルケ
タール系，ベンゾイン，ベンゾインアルキルエーテル
系，チオキサントン誘導体，アシルホスフィンオキサイ
ド系等、その他、特開昭５８−４０３０２号公報，特公
昭４５−３７３７７号公報に記載のヘキサアリールビイ
ミダゾール系，ｓ−トリハロメチルトリアジン系等を用
いることができる。

【００２４】一方、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下
の可視光に感応する光重合開始系としては、例えば、ヘ
キサアリールビイミダゾールとラジカル発生剤及び染料
の系（特公昭４５−３７３７７号公報）、ヘキサアリー
ルビイミダゾールと（ｐ−ジアルキルアミノベンジリデ
ン）ケトンの系（特開昭４７−２５２８号、特開昭５４
−１５５２９２号各公報）、環状シス−α−ジカルボニ
ル化合物と染料の系（特開昭４８−８４１８３号公
報）、置換トリアジンとメロシアニン色素の系（特開昭
５４−１５１０２４号公報）、ケトクマリンと活性剤の
系（特開昭５２−１１２６８１号、特開昭５８−１５５
０３号、特開昭６０−８８００５号各公報）、置換トリ
アジンと増感剤の系（特開昭５８−２９８０３号、特開
昭５８−４０３０２号各公報）、ビイミダゾール、スチ
レン誘導体、チオールの系（特開昭５９−５６４０３号
公報）、ジアルキルアミノフェニル基を含有する増感剤
とビイミダゾール（特開平２−６９号、特開昭５７−１
６８０８８号、特開平５−１０７７６１号、特開平５−
２１０２４０号、特開平４−２８８８１８号各公報）、
有機過酸化物と色素の系（特開昭５９−１４０２０３
号、特開昭５９−１８９３４０号各公報）、チタノセン
の（特開昭５９−１５２３９６号、特開昭６１−１５１
１９７号、特開昭６３−１０６０２号、特開昭６３−４
１４８４号、特開平２−２９１号、特開平３−１２４０
３号、特開平３−２０２９３号、特開平３−２７３９３
号、特開平３−５２０５０号各公報）、チタノセンとキ
サンテン色素さらにアミノ基或はウレタン基を有する付
加重合可能なエチレン性飽和二重結合含有化合物を組合
せた系（特開平４−２２１９５８号、特開平４−２１９
７５６号各公報）等が挙げられる。

【００２５】波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光に
感応する光重合開始系の好適例としては、波長４００〜
５００ｎｍに吸収を有する増感色素と、２，２’−ビス
（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラ
フェニルビイミダゾール（以下、「化合物Ｒ−１」と称
す。）、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，
４’，５，５’−テトラ（ｐ−カルボエトキシフェニ
ル）ビイミダゾール（以下、「化合物Ｒ−２」と称
す。）、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，
４’，５，５’−テトラ（ｐ−ブロモフェニル）ビイミ
ダゾール、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−
４，４’，５，５’−テトラ（ｏ，ｐ−ジクロロフェニ
ル）ビイミダゾール（以下、「化合物Ｒ−３」と称
す。）等のヘキサアリールビイミダゾール、及び、２−
メルカプトベンズチアゾール、２−メルカプトベンズオ
キサゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール等の有
機チオール化合物からなる複合光重合開始剤、或いは、
波長４００〜５００ｎｍに吸収を有する増感色素とジシ
クロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジフルオロ
−３−（ピロール−１−イル）−フェニル−１−イル、
ジシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，５，６
−テトラフルオロフェニル−１−イル、ジ−シクロペン
タジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタ
フルオロフェニル−１−イル等のチタノセン化合物、更
に、ｐ−ジエチルアミノ安息香酸エチル、ミヒラーズケ
トン等のジアルキルアミノフェニル化合物からなる複合
光重合開始剤が挙げられる。

【００２６】なお、上記のヘキサビイミダゾールを増感
する色素としては、例えば特開平２−６９号公報，特開
昭５７−１６８０８８号公報，特開平５−１０７７６１
号公報，特開平５−２１０２４０号公報，特開平４−２
８８８１８号公報に記載の増感色素を挙げることができ
る。

【００２７】また、チタノセンを増感する色素として
は、例えば特願平５−８３５８８号，特願平５−８４８
１７号，特開平５−８３５８７号公報，特願平６−１２
９４９号，特願平６−７４７４３号，特願平６−１４１
５８８号に記載の増感色素を挙げることができる。

【００２８】本発明に係る光重合性組成物に使用される
エチレン性化合物としては、単量体又は、側鎖もしくは
主鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する重合体のいず
れでも良い。なお、本発明における単量体の意味すると
ころは、所謂高分子物質に相対する概念であり、従っ
て、狭義の単量体以外に二量体、三量体、オリゴマーを
も包含するものである。

【００２９】エチレン性化合物としては、例えば、不飽
和カルボン酸、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カ
ルボン酸とのエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と
不飽和カルボン酸とのエステル、不飽和カルボン酸と多
価カルボン酸及び脂肪族ポリヒドロキシ化合物、芳香族
ポリヒドロキシ化合物等の多価ヒドロキシ化合物とのエ
ステル化反応により得られるエステル等が挙げられる。

【００３０】これらのうち、脂肪族ポリヒドロキシ化合
物と不飽和カルボン酸とのエステルとしては具体的に
は、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレー
ト、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリ
スリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアク
リレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、グリ
セロールアクリレート等のアクリル酸エステル、これら
例示化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたメ
タクリル酸エステル、同様にイタコネートに代えたイタ
コン酸エステル、クロトネートに代えたクロトン酸エス
テルもしくはマレエートに代えたマレイン酸エステル等
が挙げられる。

【００３１】芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カル
ボン酸とのエステルとしては、ハイドロキノンジアクリ
レート、ハイドロキノンジメタクリレート、レゾルシン
ジアクリレート、レゾルシンジメタクリレート、ピロガ
ロールトリアクリレート等が挙げられる。

【００３２】不飽和カルボン酸と多価カルボン酸及び多
価ヒドロキシ化合物とのエステル化反応により得られる
エステルとしては必ずしも単一物では無いが代表的な具
体例としては、アクリル酸、フタル酸及びエチレングリ
コールの縮合物、アクリル酸、マレイン酸及びジエチレ
ングリコールの縮合物、メタクリル酸、テレフタル酸及
びペンタエリスリトールの縮合物、アクリル酸、アジピ
ン酸、ブタンジオール及びグリセリンの縮合物等が挙げ
られる。

【００３３】本発明に用いられるその他のエチレン性化
合物の例としては、エチレンビスアクリルアミド等のア
クリルアミド類、フタル酸ジアリル等のアリルエステル
類、ジビニルフタレート等のビニル基含有化合物などが
有用である。

【００３４】前記した主鎖にエチレン性不飽和結合を有
する重合体には、例えば、不飽和二価カルボン酸とジヒ
ドロキシ化合物との重縮合反応により得られるポリエス
テル、不飽和二価カルボン酸とジアミンとの重縮合反応
により得られるポリアミド等がある。

【００３５】側鎖にエチレン性不飽和結合を有する重合
体には、側鎖に不飽和結合をもつ二価カルボン酸、例え
ばイタコン酸、プロピリデンコハク酸、エチリデンマロ
ン酸等とジヒドロキシ又はジアミン化合物との縮合重合
体がある。また側鎖にヒドロキシ基やハロゲン化メチル
基の如き反応活性を有する官能基を有する重合体、例え
ば、ポリビニルアルコール、ポリ（２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート）、ポリエピクロルヒドリン等とアク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン
酸との高分子反応により得られるポリマーも好適に使用
し得る。

【００３６】本発明においては、以上記載したエチレン
性化合物のうち、アクリル酸エステル又はメタクリル酸
エステルの単量体が特に好適に使用される。

【００３７】本発明において、光重合性組成物の結合剤
として使用される有機高分子物質としては、メチル（メ
タ）アクリル酸、エチル（メタ）アクリル酸、プロピル
（メタ）アクリル酸、ブチル（メタ）アクリル酸、２−
エチルヘキシル（メタ）アクリル酸、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリル酸、ヒドロキシプロピル（メタ）アク
リル酸、ベンジル（メタ）アクリル酸等の（メタ）アク
リル酸のアルキルエステル；ヒドロキシフェニル（メ
タ）アクリル酸、メトキシフェニル（メタ）アクリル酸
等の（メタ）アクリル酸の置換基を有していても良いフ
ェニルエステル；アクリロニトリル；酢酸ビニル、バー
サチック酸ビニル、プロピオン酸ビニル、桂皮酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニル等の酸ビニル；スチレン、α−メ
チル−スチレン等の共重合体、エピクロロヒドリンとビ
スフェノールＡとのポリエーテル、可溶性ナイロン、ポ
リビニルアルキルエーテル、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリエチレンテレフタレートイソフタレート、アセ
チルセルロース及びポリビニルホルマール、ポリビニル
ブチラール等が挙げられる。なお、本明細書において、
「（メタ）アクリル」とは「アクリル又はメタクリル」
を示す。「（メタ）アクリレート」についても同様であ
る。

【００３８】本発明においては、得られる塗膜の皮膜強
度、耐塗布溶剤性、基板接着性を高める目的で、上記有
機高分子物質のうち、カルボン酸基を有するものの、カ
ルボン酸基の一部又は全部を、グリシジル（メタ）アク
リレート、下記［Ｔ−１］又は［Ｔ−２］の構造のエポ
キシ（メタ）アクリレートと反応させて、光重合性の有
機高分子物質とすることもできる。

【００３９】

【化１】

【００４０】本発明において、特に好ましい有機高分子
物質としては、基板への接着性を高める目的で、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ベンジル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシフェニル（メタ）アクリル酸、メトキシ
フェニル（メタ）アクリル酸、ヒドロキシフェニル（メ
タ）アクリルアミド、ヒドロキシフェニル（メタ）アク
リルスルホアミド等のフェニル基を有する共重合モノマ
ーを１０〜８０モル％、好ましくは２０〜７０モル％、
より好ましくは３０〜６０モル％の割合で含有し、その
他（メタ）アクリル酸を２〜５０重量％、好ましくは５
〜４０重量％、より好ましくは５〜３０重量％の割合で
含有する共重合体、或いは、全共重合モノマーに対して
２〜５０モル％、好ましくは５〜４０モル％、より好ま
しくは１０〜３０モル％のエポキシ（メタ）アクリレー
トが付加された反応物が望ましい。

【００４１】このような有機高分子物質の分子量として
は、重量平均分子量（Ｍｗ）で１，０００〜１０００，
０００、好ましくは２，０００〜５００，０００、より
好ましくは３，０００〜２００，０００の範囲である。
有機高分子物質のＭｗがこの範囲より著しく低いと、現
像時に画線部分の膜ベリが生じ、逆に有機高分子物質の
Ｍｗが著しく高いと現像時に非画線部の抜け性不良を生
じる。

【００４２】上述の各成分の好適な配合量は、色材料以
外の光重合性組成物の固形分全量に対して光重合性開始
系が０．１〜４０重量％、特に０．２〜３０重量％、と
りわけ０．５〜２０重量％であり、エチレン性化合物が
２０〜９０重量％、特に３０〜８０重量％であり、有機
高分子物質が１０〜８０重量％、特に２０〜６０重量％
である。

【００４３】このような光重合性組成物は、適当な溶剤
を用いて調液された塗布液として塗布される。

【００４４】本発明において、光重合性組成物の塗布に
用いられる溶剤としては、メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート（以下「ＰＧＭＡｃ」と略記す
る。）、メチルエチルケトン（以下「ＭＥＫ」と略記す
る。）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、
トルエン、クロロホルム、ジクロロメチン、酢酸エチ
ル、乳酸メチル、乳酸エチル、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、テトラハイドロフラン
等が挙げられる。

【００４５】なお、カラーフィルターの製造に当り、光
重合性層の露光の際に、酸素による光重合性層の感度低
下を防止する目的で、色材光重合性層の上に、ポリビニ
ルアルコール層等の酸素遮断層を塗設する場合がある
が、本発明においては、このような酸素遮断層を塗設す
ることなく、光重合性層を露光、現像して画像形成する
ことが、工程数の大幅な減少の面から好ましい。酸素遮
断層を設けない場合、色材光重合性組成物中に、前記の
芳香族水素基を有するモノマーを共重合モノマー成分と
して５〜５０モル％，好ましくは１０〜３０モル％の割
合で有する有機高分子物質を使用したり、特開平４−２
１８０４８号公報，特開平５−１９４５３号公報等に記
載のジアゾ化合物を１〜２０重量％，好ましくは２〜１
０重量％含有させたりする。これにより、酸素による感
度低下を低く抑えることができ、酸素遮断層を不要とす
ることができる。

【００４６】次に、本発明のカラーフィルターの製造方
法について説明する。

【００４７】本発明においては、まず、前述のようにし
て調液された黒の光重合性組成物の塗布液を透明基板上
にスピナー，ワイヤーバー，フローコーター，ダイコー
ター，ロールコーター，スプレー等の塗布装置により塗
布した後、５０〜１５０℃、好ましくは７０〜１３０℃
の温度で１５秒〜１０分間、好ましくは３０秒〜５分間
乾燥して黒の色材光重合性層を形成させる。なお、ここ
で、光重合性組成物の塗布液を塗布、乾燥して得られる
光重合性層の膜厚は、好ましくは０．５〜３μｍ、より
好ましくは１〜２μｍである。

【００４８】次に、この黒の色材光重合性層上にネガの
マトリックスマスクパターンを置き、該マスクパターン
を介して、紫外又は可視の光源を用いて画像露光する。
この際、必要に応じて酸素による光重合性層の感度の低
下を防ぐため、光重合性層上にポリビニルアルコール層
等の酸素遮断層を塗設した後、露光を行っても良い。

【００４９】続いて、アルカリ現像液により現像処理を
行い透明基板上にブラックマトリックスパターンを形成
させる。なお、必要に応じてこの現像処理の前に、光重
合層の感度或いはγ値（階調）を高くする目的で露光試
料を７０〜２００℃で１５秒〜２０分間、好ましくは８
０〜１５０℃で３０秒〜１０分間の熱処理を施すことが
できる。

【００５０】現像に使用されるアルカリ現像液として
は、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナト
リウム、珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等の無機のアルカリ剤、或いはジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、水酸化テトラアルキルアン
モニウム塩等の有機のアルカリ剤を含有し、必要に応
じ、画質向上、現像時間の短縮等の目的で界面活性剤、
水溶性の有機溶剤、水酸基又はカルボン酸基を有する低
分子化合物等を含有させた水溶液を用いることができ
る。

【００５１】現像液の界面活性剤としては、ナフタレン
スルホン酸ナトリウム基、ベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム基を有するアニオン性界面活性剤、ポリアルキレンオ
キシ基を有するノニオン性界面活性剤、テトラアルキル
アンモニウム基を有するカチオン性界面活性剤等を挙げ
ることができ、また、水溶性の有機溶剤としては、エタ
ノール、プロピオンアルコール、ブタノール、メチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、フェニルセロソルブ、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレン
グリコール、テトラプロピレングリコール、プロピレン
グリコールモノメチルエーテル等を挙げることができ
る。

【００５２】また、水酸基又はカルボキシ基を有する低
分子化合物としては、１−ナフトール、２−ナフトー
ル、ピロガロール、安息香酸、コハク酸、グルタル酸等
を挙げることができる。

【００５３】また、上記の現像処理は、通常、２０〜４
０℃、好ましくは２５〜３５℃の現像温度で、浸漬現
像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法に
より行われる。

【００５４】現像処理後は、１００〜２００℃で５〜６
０分間の熱硬化処理を行い、ブラックマトリックス画像
の形成を終了する。

【００５５】次いで、透明基板のブラックマトリックス
形成面に、赤，緑，青の画素画像を形成するために、該
試料上に、赤，緑，青の中の１色の光重合性組成物を前
記と同様に全面塗布、乾燥して、色材光重合性層を形成
させる。そして、該試料の非塗布面側より前記と同様に
画素画像パターンマスクを介して露光し、次いで同様に
アルカリ現像、熱硬化処理を行い、ブラックマトリック
ス画像の間に、１色目の色材画素画像を形成させる。

【００５６】ここで、非塗布面側からのマスク露光にお
いては、透明基板を介してマスク露光するため、マスク
を透過した光が該透明基板を通過する間に分散或いは回
折を起こし、露光パターンの細線の線幅が増加する現象
（画像のボケ）が生じるため、その程度に応じて、マス
クパターンの細線画像の線幅を１００〜７０％、好まし
くは１００〜８０％、より好ましくは１００〜９０％以
下の範囲の倍率にしたマスクパターンを使用することも
できる。

【００５７】次いで、該試料の上に前記と同様に赤，
緑，青のうちの２色目の光重合性組成物を塗布、乾燥
し、同様に非塗布面側より画素パターンマスクを介して
露光し、現像、熱硬化処理を行い、ブラックマトリック
ス画像間に２色目の画素画像を形成させる。

【００５８】更に、該試料の上に、赤，緑，青のうちの
最後の１色の光重合性組成物を前記と同様に塗布、乾燥
した後、非塗布面側より露光するが、本発明において
は、この露光を全面露光で行う。その後は同様に現像処
理、熱硬化処理を行い、ブラックマトリックス画像の間
に３色目の画素画像を形成させる。

【００５９】なお、この全面露光において、最後の１色
が青の場合は４５０ｎｍ以下の光を発光する光源で全面
露光し、また、その他の色の場合は４００ｎｍ以下の光
を発光する光源で全面露光させる。

【００６０】このようにして透明基板上に黒，赤，緑，
青からなるカラーフィルター画像を形成させて作製され
たカラーフィルターは、このままの状態で、上にＩＴＯ
（透明電極）が形成され、カラーディスプレーの部品の
一部として使用されるが、更にカラーフィルターの表面
平滑性、或いは耐久性を高める目的でポリアミド、ポリ
イミド等のトップコート層を設けることもできる。

【００６１】なお、本発明において画像露光に使用され
る光源としては、キセノンランプ，ハロゲンランプ，タ
ングステンランプ，高圧水銀灯，メタルハライドラン
プ，中圧水銀灯，低圧水銀灯等のランプ光源、及びアル
ゴンイオンレーザー，ＹＡＧレーザー，エキシマーレー
ザー，窒素レーザー等のレーザー光源が挙げられる。こ
れらの光源には、必要とされる照射光の波長領域に応じ
て、適宜光学フィルターを使用することもできる。

【００６２】

【作用】本発明のカラーフィルターの製造方法において
は、既に形成された画素画像をフォトマスクとして利用
して、赤，緑，青のうちの最後の１色の色材画素画像形
成における露光を全面露光とするため、マスク露光作業
数が軽減され、生産性が高められる。

【００６３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。

【００６４】なお、光重合性組成物の塗布液の調製に当
り、光重合開始系としては下記Ｉ〜IVの種類及び配合を
採用した。また、有機高分子物質としては下記〜を
用い、エチレン性化合物としてはジペンタエリスリトー
ルヘキサアクリレートを、塗布溶剤としてはＰＧＭＡｃ
及びＭＥＫを用いた。また、色材料としては、下記赤，
緑，青，黒の色材料を用いた。

【００６５】しかして、光重合性組成物の塗布液の光重
合開始系以外の配合は、色毎に、下記表１に示す配合と
した。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【化２】

【００６８】

【化３】

【００６９】

【化４】

【００７０】

【化５】

【００７１】（色材料） 赤：リオノーゲンレッドＧＤ（東洋インキ社製Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド１０８） 緑：リオノールグリーン２ＹＳ（東洋インキ社製Ｃ．
Ｉ．ピグメントグリーン３６） 青：リオノールブルーＥＳ（東洋インキ社製Ｃ．Ｉ．ピ
グメントブルー１５３６） 黒：カーボンブラック（三菱化学社製ＭＡ−１００） 実施例の方法において、塗布面側からの露光時の適正露
光量とは、色材光重合層上にウグラテストチャートを置
き、該テストチャートを介して露光量を変化させながら
光照射し、次いで現像処理を行い、得られるテストチャ
ートの色材画像より、テストチャート画像中のネガとポ
ジの細線画像の最も細い細線の線幅が同じになる時の露
光量をさす。

【００７２】また、非塗布面側からの露光時の適正露光
量とは、透明基板上に前記と同様に色材光重合性層を塗
設した後、該試料の非塗布面側より露光量を変えて全面
露光し、現像した際に、色材光硬化画像を与える最小の
露光量をさす。

【００７３】実施例１〜１７ ガラス基板（コーニング社Ｎｏ．７０５９）に、黒色の
光重合性組成物の塗布液（この塗布液、及び、以下の塗
布液について、光重合開始系の種類及び配合量及び有機
高分子物質の種類は表２に示す通り。その他の配合は表
１に示す通り。）を乾燥膜厚が１．５μｍになるように
ワイヤーバーコーターにより塗布して乾燥した後、塗布
面側より、幅３０μｍ，縦３３０μｍ，横１１０μｍピ
ッチのネガのマトリックスパターンマスクを介して、２
ＫＷ高圧水銀灯により表２に示す適正露光量で露光した
後、０．５重量％の炭酸ナトリウムと１重量％アニオン
性界面活性剤（花王社製ペレックスＮＢＬ）を含有する
水溶液に２５℃で３０秒〜３分間浸漬し、スポンジで５
回コスリ現像処理を行い、次いで２００℃で２０分間熱
硬化処理を行って、ブラックマトリックス画像を形成さ
せた。

【００７４】次に、該試料の上に赤の光重合性組成物塗
布液を上記黒の光重合性組成物塗布液と同様に塗布、乾
燥した後、縦３００μｍ，横８０μｍの画素が縦３３０
μｍピッチ，横３３０μｍピッチで繰り返されるネガの
画素画像パターンマスクを、該試料の非塗布面上に置
き、このマスクを介して表２に示す非塗布面側露光時の
適正露光量で露光した後、前記と同様の現像及び熱硬化
処理を行い、赤色の画素画像を形成させた。

【００７５】次に、該試料の上に、緑の光重合性組成物
の塗布溶液を前記と同様に塗布、乾燥した後、前記の画
素画像マスクを横方向に１１０μｍずらして該試料の非
塗布面側に置き、このマスクを介して表２に示す非塗布
面側からの適正露光量で露光した。その後、前記と同様
に現像、熱硬化処理を行い、赤色画素画像の隣りに３０
μｍ間隔をおいて緑色の画素画像を形成した。

【００７６】続いて、該試料上に青色の光重合性組成物
の塗布液を赤色の光重合性組成物塗布液と同様に塗布、
乾燥した後、表２に示す非塗布面側からの適正露光量で
全面露光した。その後、前記と同様に現像、熱硬化処理
を行い、赤色と緑色の画素画像の間に青色の画素画像を
形成して、カラーフィルターを作製した。

【００７７】このようにして作製されたカラーフィルタ
ーについて、ガラス基板への接着性（接着性），カラー
フィルター画素画像とブラックマトリックス画像の界目
の画質（画質）について下記方法により評価を行い、結
果を表２に示した。

【００７８】［接着性］ガラス基板上に得られたカラー
フィルター画像上に、カッターで２ｍｍピッチでマトリ
ックス状に切り傷をつくり、その上にセロテープを貼り
つけた後、該セロテープを剥離した際に生じる画素画像
の欠落を目視で評価した。 Ａ：セロテープ剥離による画像のガラス基板からの剥離
が全くなかった。 Ｂ：１〜２％の画像がセロテープ剥離により剥離した。 Ｃ：２〜５％の画像がセロテープ剥離により剥離した。 Ｄ：５％以上の画像がセロテープ剥離により剥離した。

【００７９】［画質］ガラス基板上に形成された赤，
緑，青の色材画素画像とブラックマトリックス画像の界
目を倍率４００の顕微鏡で観測し、ブラックマトリック
ス画像のエッヂ部分上残留形成された赤，緑又は青の色
材画素画像の有無（エッヂの重なり）を目視で観測し、
画質の評価を行った。

【００８０】Ａ：ブラックマトリックス画像エッヂ部分
上に赤，緑又は青の色材画素画像の残留が全くなかっ
た。 Ｂ：１〜５％のブラックマトリックス画像エッヂ部分上
に赤，緑又は青の色材画素画像の残留が認められた。 Ｃ：５〜１０％のブラックマトリックス画像エッヂ部分
上に赤，緑又は青の色材画素画像の残留が認められた。 Ｄ：１０％以上のブラックマトリックス画像エッヂ部分
上に赤，緑又は青の色材画素画像の残留が認められた。

【００８１】

【表２】

【００８２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のカラーフィ
ルターの製造方法によれば、マスク露光工程数を低減し
て、低コストで容易に、高品質なカラーフィルターを生
産性良く製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、黒色材料を含有した光重
   合性組成物を塗布、乾燥、露光、現像及び熱硬化してブ
   ラックマトリックスを形成する第１の工程、 該透明基板のブラックマトリックス形成面に、赤、緑及
   び青のうちの１色目の色材料を含有した光重合性組成物
   を塗布、乾燥、露光、現像、熱硬化して該１色目の画素
   画像を形成する第２の工程、 該透明基板のブラックマトリックス形成面に、赤、緑及
   び青のうちの２色目の色材料を含有した光重合性組成物
   を塗布、乾燥、露光、現像、熱硬化して該２色目の画素
   画像を形成する第３の工程、及び該透明基板のブラック
   マトリックス形成面に、赤、緑及び青のうちの３色目の
   色材料を含有した光重合性組成物を塗布、乾燥、露光、
   現像、熱硬化して該３色目の画素画像を形成する第４の
   工程を経てカラーフィルターを製造する方法において、
   前記第４の工程における露光が、透明基板の光重合性組
   成物非塗布面側からの全面露光であることを特徴とする
   カラーフィルターの製造方法。