JPH08194109A - 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】 第１〜４の工程で光重合性組成物を塗布、乾
燥、露光、現像して各色の画像を形成することにより、
第１の工程でブラックマトリックスを形成した後、第
２，３，４の工程で赤色，緑色及び青色の色材画素画像
を形成するに当り、第１，２，３の工程のうちの少なく
とも一工程後は、熱処理を行うことなく、次の工程の光
重合性組成物の塗布を行う。 【効果】 熱硬化処理工程数を低減して、低コストで容
易に、高品質なカラーフィルターを製造することができ
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、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
合性組成物を各々塗布し、各々露光、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方法が提案
されている（特開平２−９０２号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平２−９
０２号公報記載の方法でも、各色に対応する各画素形成
後の次の塗布工程での耐溶剤性を向上させるために、画
素部形成毎に熱硬化処理を行う必要があり、ブラックマ
トリックスの形成とあわせて合計４回の熱処理が必要と
なることから、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、耐溶剤性に優れ、
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】請求項１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、乾燥した後、露光、現像して、
ブラックマトリックスを形成する第１の工程、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、乾燥した後、露光、現像して該１色目の画素画
像を形成する第２の工程、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、乾燥した
後、露光、現像して該２色目の画素画像を形成する第３
の工程、及び赤、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、乾燥した後、露光、現像
して該３色目の画素画像を形成する第４の工程を順次経
た後、熱処理してカラーフィルターを製造する方法にお
いて、前記第１，第２及び第３の工程のうちの少なくと
も１以上の工程においては、現像後熱処理を行うことな
く、次の工程の光重合性組成物の塗布を行うことを特徴
とする。

【００１０】請求項２のカラーフィルターの製造方法
は、請求項１の方法において、該光重合性組成物は、色
材料を除く光重合性組成物を前記透明基板に乾燥膜厚２
μｍになるように塗布、乾燥し、適正露光量で全面露光
して、２５℃のプロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテートに５分間浸漬したときの溶出率が５０重量
％以下であることを特徴とする。

【００１１】請求項３のカラーフィルターの製造方法
は、請求項２の方法において、該光重合性組成物がエポ
キシ（メタ）アクリレートを２〜５０モル％付加させた
共重合体を含有することを特徴とする。

【００１２】請求項４のカラーフィルターの製造方法
は、請求項３の方法において、該共重合体が１０〜８０
モル％のフェニル基を含有するモノマーを使用したもの
であることを特徴とする。

【００１３】請求項５のカラーフィルターの製造方法
は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法にお
いて、前記第４の工程における露光が、前記透明基板の
非塗布面側からの全面露光であることを特徴とする。

【００１４】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、特定の光重合性組成物を使用する
ことで耐溶剤性が改良され、それにより現像処理後の熱
硬化処理を省略できることを見出し、本発明に到達し
た。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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）。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、これら
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。

【００２６】一方、赤，緑，青の光重合性層は、ブラッ
クマトリックスパターンの上に塗設され、ブラックマト
リックスパターンをマスクとし、試料の非塗布面（背
面）側より色材画素パターンマスクを介して露光するこ
と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ため、赤，緑，
青の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、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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】

【化１】

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】本発明で用いる塗布液は、これらの溶剤を
用いて、光重合性組成物濃度が５〜５０重量％、好まし
くは１０〜３０重量％の範囲となるように調液される。

【００５０】本発明において、用いる光重合性組成物
は、後述の如く、カラーフィルターの製造工程におい
て、通常行われる色材画像形成後の熱硬化処理の一部を
省略し、製造工程を大幅に短縮させる機能をを発現させ
るために、色材料を除く光重合性組成物を、透明基板上
に乾燥膜厚２μｍになるように塗布，乾燥し、これを適
正露光量で全面露光したものを２５℃のＰＧＭＡｃ溶媒
に５分間浸漬した際の該光重合性層の溶出率（以下、
「ＰＧＭＡｃ溶出率」と称す。）が５０重量％以下であ
るものが好ましい。この溶出率が５０重量％を超える場
合には、熱硬化処理を一部省略することができない。溶
出率は特に３０重量％以下であることが好ましい。

【００５１】なお、本明細書において、適正露光量（塗
付面側の適正露光量）とは、色材光重合性層上に、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っ
て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言う。

【００５２】また、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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】次に、この黒の色材光重合性層上にのネガ
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。

【００５６】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画像を形成させ
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８０〜
１５０℃で３０秒〜１０分間の熱処理を施すことができ
る。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】次に、赤，緑，青色の画素画像を形成する
ために、ブラックマトリックス画像を形成した透明基板
上に、赤，緑，青の中の１色の色材料を含有する光重合
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、その後、透明基板の非塗布面側より
画素画像パターンマスクを介して露光し、アルカリ現像
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。

【００６２】この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されるため、マスクを
透過した光が透明基板を通過する間に、分散或いは回析
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％、さらに好ましくは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。

【００６３】その後、２色目の光重合性組成物の塗布液
についても同様に、第１色目の色材画素画像を形成した
透明基板上に、光重合性組成物の塗布液を塗布，乾燥
し、次いで、透明基板の非塗布面側より画素パターンマ
スクを介して露光し、現像処理を行いブラックマトリッ
クスパターンの間に２色目の色材画素画像を形成させ
る。

【００６４】次に、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、透明基
板の非塗布面側より、画素パターンフォトマスクを介し
て露光、またはフォトマスクを用いずに全面露光し、現
像処理を行い、黒のマトリックスパターンの間に３色目
の色材画素画像を形成させる。

【００６５】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した後、更にこ
れらの画像と透明基板との接着性を高めるために、１０
０〜２００℃で５〜６０分間熱硬化処理する。

【００６６】このようにし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。

【００６７】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。

【００６８】本発明においては、前述の黒，赤，緑，青
の色材画素画像を形成する４工程のうち、最終工程を除
く３工程のうちの少なくとも一工程において、現像後得
られた色材画素画像の熱硬化処理を省略し、無処理、或
いは、設備費の安い露光装備による光硬化程度の処理と
する。具体的には、従来、下記(1) 〜(12)の手順で行わ
れていたカラーフィルターの製造において、下記(3),
(6), (9) の熱硬化処理のうち、少なくとも１つの熱硬
化処理を省略し、そのまま無処理とするか、或いは、簡
易な光硬化処理を行う。

【００６９】(1) 光重合性組成物の塗布、乾燥による
黒の光重合性層の形成 (2) 黒の光重合性層の塗布面側からの露光、現像によ
る黒のマトリックス画像の形成 (3) 黒のマトリックス画像の熱硬化処理 (4) 光重合性組成物の塗布、乾燥による第１色目の色
材光重合性層の形成 (5) 第１色目の色材光重合性層の非塗布面側からの露
光、現像による第１色目の色材画素画像の形成 (6) 第１色目の色材画素画像の熱硬化処理 (7) 光重合性組成物の塗布、乾燥による第２色目の色
材光重合性層の形成 (8) 第２色目の色材光重合性層の非塗布面側からの露
光、現像による第２色目の色材画素画像の形成 (9) 第２色目の色材画素画像の熱硬化処理 (10) 光重合性組成物の塗布、乾燥による第３色目の色
材光重合性層の形成 (11) 第３色目の色材光重合性層の非塗布面側からの露
光、現像による第３色目の色材画素画像の形成 (12) 第３色目の色材画素画像の熱硬化処理 即ち、本発明では前述の如く、特定条件におけるＰＧＭ
Ａｃ溶出率が５０重量％以下の、耐塗布溶剤性に優れた
光重合性組成物を用いることにより、熱硬化処理を行う
ことなく、その後の少なくとも１回以上の光重合性組成
物の塗布に対して十分に耐久性を有する色材画素画像を
形成することができる。

【００７０】なお、熱硬化処理に代えて、露光による光
硬化を行う場合、その露光処理は、１〜５ＫＷの高圧水
銀灯により適正露光量の１〜１０倍程度の全面露光とす
るのが好ましい。

【００７１】

【作用】本発明のカラーフィルターの製造方法において
は、少なくとも１つの画素画像形成後の熱硬化処理を省
略することができるため、全体の熱硬化処理工程数が低
減され、カラーフィルターを低コストで容易かつ効率的
に製造することができる。

【００７２】請求項２によれば、耐塗布溶剤性に優れる
ため、色材画素画像形成後の熱硬化処理を省略しても、
光重合性組成物の塗布に対して十分な耐久性を有する画
素画像を形成することができる。

【００７３】請求項３、特に請求項４によれば、画素画
像の基板接着性がより一層高められる。

【００７４】請求項５によれば、第４の工程において、
既に形成された画素画像をマスクとして利用することに
より、マスク露光を行うことなく全面露光できるため、
生産性が高められる。

【００７５】

【実施例】以下に実施例及び比較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。

【００７６】なお、光重合性組成物の塗布液の調製に
は、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。

【００７７】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。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【化２】

【００８０】

【化３】

【００８１】

【化４】

【００８２】

【化５】

【００８３】（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１〜２１、比較例１〜３ ガラス基板（コーニング社Ｎｏ．７０５９）に、黒の光
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、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のマスクを介して、２Ｋ
Ｗ高圧水銀灯により表２〜４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って、ブラックマトリックス画
像を形成させた。

【００８４】次に、該試料に表２〜４に示す硬化を行い
（又は硬化を行わず）、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
３３０μｍ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の上
に置き、このマスクを介して非塗布面露光時の適正露光
量で非塗布面側より露光した。その後、前記と同様の現
像処理を行ない、赤色の画素画像を形成した。

【００８５】なお、非塗布面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の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
量を言う。

【００８６】次に、該試料に表２〜４に示す硬化を行い
（又は硬化を行わず）、該試料の上に緑の光重合性組成
物塗布液を上記赤色の光重合性組成物塗布液と同様に塗
布、乾燥した後、前記の画素画像マスクを横方向に、１
１０μｍずらして該試料の非塗布面上に置き、このマス
クを介して表２〜４に示す非塗布面露光時の適正露光量
で非塗布面側より露光した。その後、前記と同様に現像
を行い、赤色画素画像の隣りに３０μｍ間隔をおいて緑
色の画素画像を形成した。

【００８７】続いて、該試料に表２〜４に示す硬化を行
い（或いは硬化を行わず）、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、前記の画素画像マスクを試料の非塗
布面上に、緑の画素画像形成時よりさらに横に１１０μ
ｍずらして置き、このマスクを介して表２〜４に示す非
塗布面露光時の適正露光量で非塗布面側より露光した。
その後、前記と同様に現像を行い、赤色と緑色の画素画
像の間に青色の画素画像を形成した。

【００８８】最後に、該４色のカラーフィルター画像を
ガラス基板に強く接着，固定するために、該試料に２０
０℃で２０分間の熱硬化処理を施し、カラーフィルター
を作製した。

【００８９】このようにして作製されたカラーフィルタ
ーの品質、特に、塗布溶剤によるカラーフィルター画素
画像の部分的な膨潤，溶解（塗布溶剤ヤラレ）、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２〜４に示し
た。

【００９０】また、用いた光重合性組成物のＰＧＭＡｃ
溶出率についても下記方法により測定を行い、結果を表
２〜４に示した。

【００９１】なお、表２〜４中、硬化処理の詳細は次の
通りである。 無：硬化処理を行わない。 熱：２００℃，１０分間の熱硬化を行う。 光：２ＫＷ高圧水銀灯により適正露光量の２倍の全面露
光を行う。

【００９２】［塗布溶剤ヤラレ］ガラス基板上に形成さ
れた赤，緑，青の画素画像表面を目視で観察し、塗布溶
剤による画素画像表面の膨潤、溶剤等による変形を下記
基準で評価した。 Ａ：全く塗布溶剤による変形が認められなかった。 Ｂ：１〜５％の画素が変形していた。 Ｃ：５〜１０％の画素が変形していた。 Ｂ：１０％以上の画素が変形していた。

【００９３】［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。

【００９４】［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，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。

【００９５】Ａ：ブラックマトリックス画像エッヂ部分
上に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のエッヂ部
分上に色材画素画像の残留が認められた。

【００９６】［ＰＧＭＡｃ溶出率］ガラス基板（コーニ
ング社Ｎｏ．７０５９）上に色材料を除いた光重合性組
成物を乾燥膜厚が２μｍになるようにワイヤーバーにて
塗布し、８０℃で２分間乾燥して光重合性層を形成させ
た後、該試料を２ＫＷ高圧水銀灯により表２〜４に示す
適正露光量で全面露光を行い、続いて、該試料をＰＧＭ
Ａｃ溶媒中に２５℃で５分間浸漬処理を行い、該浸漬処
理で該試料の１００ｃｍ² 当りの溶出した光重合性層の
量を重量方法で測定し、この値を浸漬前の試料の光重合
性層の重さで割り、溶出率を求めた。

【００９７】Ａ：溶出率５重量％以下 Ｂ：５〜１５重量％ Ｃ：１５〜５０重量％ Ｄ：５０重量％以上

【００９８】

【表２】

【００９９】

【表３】

【０１００】

【表４】

【０１０１】なお、上記実施例の方法において、各々、
最後の青色の画素画像の形成に当り、マスクを用いるこ
となく、非塗布面側からの全面露光を行ったところ、同
様に高品質なカラーフィルターを得ることができた。

【０１０２】

【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、熱硬化処理工程数を低減し
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 (5)

【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、乾燥した
   後、露光、現像して、ブラックマトリックスを形成する
   第１の工程、 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、乾燥した後、露光、現像して該１色目
   の画素画像を形成する第２の工程、 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、乾燥した後、露光、現像して該２色目
   の画素画像を形成する第３の工程、及び赤、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、乾燥した後、露光、現像して該３色目の画素画像を
   形成する第４の工程を順次経た後、熱処理してカラーフ
   ィルターを製造する方法において、 前記第１，第２及び第３の工程のうちの少なくとも１以
   上の工程においては、現像後熱処理を行うことなく、次
   の工程の光重合性組成物の塗布を行うことを特徴とする
   カラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、該光重合性組
   成物は、色材料を除く光重合性組成物を前記透明基板に
   乾燥膜厚２μｍになるように塗布、乾燥し、適正露光量
   で全面露光して、２５℃のプロピレングリコールモノメ
   チルエーテルアセテートに５分間浸漬したときの溶出率
   が５０重量％以下であることを特徴とするカラーフィル
   ターの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２の方法において、該光重合性組
   成物がエポキシ（メタ）アクリレートを２〜５０モル％
   付加させた共重合体を含有することを特徴とするカラー
   フィルターの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３の方法において、該共重合体が
   １０〜８０モル％のフェニル基を含有するモノマーを使
   用したものであることを特徴とするカラーフィルターの
   製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の方法において、前記第４の工程における露光が、前記
   透明基板の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。