JPH11142633A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法

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JPH11142633A
JPH11142633A JP30262997A JP30262997A JPH11142633A JP H11142633 A JPH11142633 A JP H11142633A JP 30262997 A JP30262997 A JP 30262997A JP 30262997 A JP30262997 A JP 30262997A JP H11142633 A JPH11142633 A JP H11142633A
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JP
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color
layer
color ink
ink layer
glass substrate
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JP30262997A
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English (en)
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Naoki Takeshita
直樹 竹下
Ko Ikeda
香 池田
Yuzo Hayashi
祐三 林
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のカラーフィルタの製造方法では、ガラ
ス基板上にカラーフィルタを確実且つきれいに形成する
ことができなかった。 【解決手段】 ベースフィルム3に、光熱変換層4、剥
離層5およびカラーインク層2を順次積層する。これを
ガラス基板1に密着させ、レーザー光Lを局所的に照射
することにより、カラーインク層2が加熱、溶融され
る。この加熱時に、剥離層5が発泡し、その発泡部5b
が表面5aに露出し、カラーインク層2と剥離層5との
境界面の接触面積が減少することにより、ガラス基板1
上に良好に転写することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置に使用されるガラス基板上に、シート状のカラーフィ
ルムを用いてカラーフィルタを形成する製造方法に関
し、特にカラーフィルタのガラス基板への転写性を向上
させたカラーフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6(A)および(B)は、従来より使
用されているカラーフィルムシートを用いたカラーフィ
ルタの製造方法を示す断面図である。図6(A)に示す
カラーフィルムシート40は、ベースフィルム3に光熱
変換層4およびカラーインク層2を順に積層してなるも
のであり、また図6(B)に示すカラーフィルムシート
50は、ベースフィルム3の一面にカラーインク層2、
他面に光熱変換層4を積層してなるものである。
【0003】前記ベースフィルム3は、PET(ポリエ
チレンテレフタレート)などからなる樹脂を延伸したも
のが使用される。また、カラーインク層2は樹脂製のバ
インダに顔料を混ぜたものが使用され、R(赤)、G
(緑)、B(青)の3種類の色のいずれかである。ひと
つのカラーフィルムシート40または50には1つの色
のカラーインク層2が形成される。また、光熱変換層4
は、樹脂製のバインダにカーボン粉を混入させたものが
使用され、光を吸収して発熱する性質を有している。
【0004】図6(A)および(B)に示されているよ
うに、ガラス基板1上に、R(赤)、G(緑)、B
(青)のいずれかのカラーインク層2を有するカラーフ
ィルムシート40または50が設置されて転写が行われ
る。このカラーフィルムシート40または50の上方か
らレーザー光などの光エネルギーが局所的に照射される
と、前記光熱変換層4が発熱する。この熱によりカラー
インク層2が溶融してガラス基板1に付着する。その後
にカラーフィルムシート40または50を引き剥がすこ
とにより、ガラス基板1上にカラーインク層2の転写層
が形成される。前記カラーフィルムシート40または5
0を用いて、R、G、Bの各色のインク層2を順番に転
写することにより、図5に示すように、ガラス基板1上
に各色が順番に配置されたカラーフィルタが形成され
る。
【0005】図6(A)に示すカラーフィルムシート4
0では、照射されたレーザー光がベースフィルム3を透
過し、光熱変換層4に対して局所的に照射が行われ、光
熱変換層4にレーザー光が吸収される。そして、この照
射された部分のみに発熱が起こり、カラーインク層2が
溶融され、ガラス基板1へ転写される。また、図6
(B)に示すカラーフィルムシート50では、先に光熱
変換層4がレーザー光を吸収して発熱が起こり、その熱
がベースフィルム3内を伝わって、カラーインク層2に
伝達される。そこで、カラーインク層2が加熱、溶融さ
れてガラス基板1上に転写される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラーフィルムシート40または50を使用し、レ
ーザー光の熱エネルギーで転写を行なった場合、図6
(A)で示されるカラーフィルムシート40では、この
シート40を剥がす際に光熱変換層4がカラーインク層
2と一緒にガラス基板1に転写されてしまうという問題
があった。また、図6(B)で示されるカラーフィルム
シート50を使用した場合には、カラーフィルムシート
50の剥離時にカラーインク層2がベースフィルム3か
ら確実に剥離せず、その一部分がベースフィルム3側に
残って、完全にガラス基板1に転写されないという問題
があった。その結果、図5に示すように製造されたカラ
ーフィルタでは、各色のインク転写層の表面に黒い光熱
変換層が部分的に残ったり、またはインク転写層がきれ
いなパターンで転写されない。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ガラス基板へのカラーフィルタ形成時に、
カラーフィルムシートに設けられたカラーインク層をガ
ラス基板へ確実に転写することができるカラーフィルタ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
の製造方法は、熱溶融性のカラーインク層を有するカラ
ーフィルムシートを被着色支持体に密着させ、前記カラ
ーフィルムシートを加熱して被着色支持体に前記カラー
インク層を転写するカラーフィルタの製造方法におい
て、前記カラーフィルムシートが、カラーインク層と、
光熱変換層と、ベースフィルムとを積層してなり、前記
ベースフィルムとカラーインク層との間に剥離層を介在
させたことを特徴とするものである。
【0009】上記手段は、ベースフィルムとカラーイン
ク層との間に剥離層を設けたことを特徴とており、これ
によってカラーインク層がベースフィルムから剥がれや
すくなって、カラーインク層がガラス基板へ良好に転写
されるようになる。
【0010】また、上記手段においては、前記剥離層が
加熱によりガスを発生する発泡剤を含有することが好ま
しい。
【0011】すなわち、前記剥離層に発泡剤を混入させ
た場合、レーザー光などを使用した局所的な加熱によ
り、加熱された部分のみにおいて剥離層内部の発泡剤が
発泡する。よって、剥離層の加熱部分のみの表面に発泡
部が露出し始める。その後、剥離層の表面に凹凸が形成
され、平坦面でなくなることによって、剥離層表面とカ
ラーインク層との接触面積が減少し、カラーインク層は
確実に且つきれいに剥離する。したがって、ガラス基板
側に転写されなければならないカラーインク層の部分が
ベースフィルム側に残ってしまうことが防止される。さ
らに、加熱されなかった部分の剥離層は発泡が起こら
ず、この発泡が生じなかったカラーインク層と光熱変換
層との境界面の接触面積は減少しないため、カラーフィ
ルムシートを剥すときに、転写しない部分のカラーイン
ク層がベースフィルム側に確実に残る。よってガラス基
板にはきれいにパターン化されたカラーフィルタが形成
される。
【0012】また、前記発泡剤は無機化合物又は有機化
合物から形成されることが好ましく、特に無機化合物か
らなることが好ましい。発泡剤を無機化合物により形成
することにより、低温で発泡させることができると共に
発泡温度を安定して得ることができる。
【0013】また、カラーインク層が転写される部分
は、ガラス基板の表面に直接であってもよいが、例えば
ガラス基板に透明電極や透明な保護層などが形成され、
これら透明電極上や保護層の上にカラーインク層が転写
されるものであってもよい。
【0014】また、本発明の製造方法により製造された
カラーフィルターを有するガラス基板は、他方のガラス
基板と微小ギャップを介して平行に配置され、そのギャ
ップ内に液晶材料が封入されて液晶セルを構成する。こ
の液晶セルが、液晶表示装置に搭載される。
【0015】上記手段により、ガラス基板上にカラーフ
ィルタを形成する際の工程を簡略化することができ、且
つガラス基板にカラーインク層を確実且つきれいに転写
することができることによって、不良率を減らすことが
でき、コストの削減につながる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明のカラーフィルタの
製造方法について、図面を参照して説明する。図1およ
び図2は、それぞれ本発明の製造方法において使用され
るカラーフィルムシート10,20がガラス基板1に配
置された状態を断面図で示している。図1に示すカラー
フィルムシート10は、ベースフィルム3に、光熱変換
層4、剥離層5およびカラーインク層2が順に積層され
ている。
【0017】前記ベースフィルム3は、PET等からな
る樹脂を延伸したものを熱処理して応力を緩和したもの
が使用される。カラーインク層2は、エポキシ系樹脂等
のバインダにインクや顔料(シアンなど)を添加したも
のが使用される。前記のように各カラーフィルムシート
10毎に、R、G、Bの各色のカラーインク層2が形成
されている。光熱変換層4は、エポキシ系樹脂等にカー
ボン粉を添加したものが使用され、光を吸収して熱エネ
ルギーに変換する機能を有している。
【0018】前記剥離層5は、発泡性を有する材料から
なる。この発泡性を有する材料としては、隣接する光熱
変換層4の発熱によりガス(特に炭酸ガス)を発生する
ものが使用され、さらにはレーザー光の照射部分のみ発
泡しやすいように、熱伝導率があまり高くないものが使
用される。上記発泡剤としては、無機系の材料あるいは
有機系の材料のどちらでも使用することができるが、有
機系材料では発泡温度にばらつきが生じることが多いた
め無機系材料の方が発泡温度が一定である点が好まし
い。また、無機系の発泡剤を使用する場合には、無機系
材料は粉状であることが多いため、この無機系の発泡剤
を樹脂などのバインダ中に分散させて使用される。
【0019】また、加熱により発泡性を示す材料として
は、無機の炭酸塩類を挙げることができ、具体的には炭
酸水素ナトリウム(NaHCO3,発泡温度270
℃)、炭酸アンモニウム((NH4)CO3・H2O,発
泡温度58℃)、炭酸水素アンモニウム(NH4HC
3,発泡温度36〜60℃)、炭酸亜鉛(ZnCO3
発泡温度300℃)を使用することが好ましい。なお、
有機系の材料の場合でも、50〜300℃程度の比較的
低温領域で発泡性を示すものであれば利用することがで
きる。
【0020】前記発泡温度は、光熱変換層4がレーザー
光を吸収して発熱したときの温度よりも十分に低く、且
つベースフィルム3のガラス転移点温度(通常は120
℃程度)よりも低いことが好ましい。光熱変換層4の発
熱温度およびベースフィルム3のガラス転移点温度より
も低い温度で発泡できるものでは、カラーインク層2の
剥離を早め、短時間でカラーインク層の転写が可能にな
る。このような発泡剤が含有された剥離層5は、ガラス
基板1に対してインクの転写性を有効に生ぜしめるため
に前記ベースフィルム3とカラーインク層2との間に塗
布または成膜されて形成される。
【0021】上記のような剥離層5を有するカラーフィ
ルムシート10を、ガラス基板1の表面(またはガラス
基板の表面に形成された透明電極層や透明な保護層の表
面)に対し、カラーインク層2が密着するように配置
し、ベースフィルム3の上方からレーザー照射装置7
(図3参照)を使用してレーザー光を局所的に照射す
る。
【0022】図3はレーザー照射装置7による加熱を行
なった場合のカラーフィルムシート10内部の状態を示
している。図3に示すように、カラーフィルムシート1
0にレーザー光を局所的に照射すると、レーザー光Lが
ベースフィルム3を透過して光熱変換層4に吸収され
る。そしてこの光熱変換層4の発熱作用により、その熱
が剥離層5へ伝達される。このとき、剥離層5はレーザ
ー光Lの照射部分のみ発泡し、その発泡部5bが剥離層
5の表面5aすなわちカラーインク層2との境界面へ移
動して露出する。このような状態変化によって、図3に
示されているように剥離層5の表面5aが凸凹形状にな
り、剥離層5とカラーインク層2との接触面積が減少す
る。またカラーインク層2の加熱部分2aも加熱されて
溶融状態となりガラス基板1の表面に接着される。
【0023】図4は、カラーインク層2がガラス基板1
に転写された後の状態を示している。カラーインク層2
の加熱部分2aはガラス基板1に接着されるが、この加
熱部分2aではカラーインク層2と発泡状態の剥離層5
との接触面積が狭く、この部分のカラーインク層2は剥
離層5から剥がれやすくなっている。一方、加熱部分2
a以外のカラーインク層2は、その上に位置する剥離層
5が発泡状態でないため、カラーインク層2と剥離層5
とが剥がれにくい。また加熱部分2a以外のカラーイン
ク層2は熱で溶融されていないため、ガラス基板1へ接
着されていない。よってベースフィルム3をガラス基板
1から剥がすとき、加熱部分2aのカラーインク層2が
非加熱部分2bのカラーインク層2からきれいに分離さ
れて、ガラス基板1に転写される。よって図4に示すよ
うに、加熱部分2aのカラーインク層はガラス基板1に
きれに残り、また非加熱部分2bのカラーインク層はベ
ースフィルム3側に残り両部分のエッジがきれいに切断
される。
【0024】なお、前記のレーザー照射装置7は、半導
体素子を備えたものを使用することが、制御の点、取扱
いの点および光熱変換層4のレーザー光の吸収性の点に
おいて好ましい。このレーザー照射装置7としては、例
えば半導体素子から発射されたレーザー光をミラーで反
射させながら照射点まで導く方法、あるいは複数の半導
体素子を用いてこれらと照射点とを光ファイバでつない
だものを使用する方法などを挙げることができる。ま
た、照射点ではレーザー光が集光レンズにより集光され
てカラーフィルムシート10に照射される。
【0025】なお、前記剥離層5の粘着性が低いと、ガ
ラス基板1側に転写されるカラーインク層上に剥離層5
が残ったり、または非加熱部分2bで、溶融していない
カラーインク層が剥離層5から剥がれ、ガラス基板1側
に残るおそれがある。したがって、剥離層5は光熱変換
層4とカラーインク層2の双方への接着力が強い方がよ
い。よって剥離層5のバインダ中に粘着剤を含有しても
よい。または光熱変換層4のバインダに粘着剤を含ま
せ、剥離層5がガラス基板1側に残らないようにしても
よい。
【0026】また、前記光熱変換層4は、ベースフィル
ム3と剥離層5との間に配設されることが好ましいが、
剥離層5中の発泡剤が低温で発泡するものを使用すれ
ば、図2に示されているように、ベースフィルム3の表
面側に光熱変換層4を設けても差し支えない。この場合
でも、レーザー光Lによる熱がベースフィルム3を介し
て剥離層5に伝達され、カラーインク層2のガラス基板
1への剥離効果を期待することができる。
【0027】以上説明した方法により、赤(R)、緑
(G)、青(B)の3種類のカラーフィルムシート10
のカラーインク層が順番にガラス基板1上に転写され
る。その結果、図5に示すようにR、G、Bが所定のパ
ターンで配列されたカラーフィルタを有するガラス基板
を得ることができる。また、本発明の液晶表示装置は、
カラーフィルタを形成する準備段階として、ガラス基板
1表面にブラックマトリクスが形成される。
【0028】図5に示すように、ガラス基板1上に各色
のカラーフィルターが形成された後に、色と色との隙間
を遮光するするためのブラックマトリクスBLが形成さ
れる。このブラックマトリクスBLは、クロム薄膜を成
膜し、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニング
することにより形成することができる。このようにして
カラーフィルタが形成されたガラス基板と、他のガラス
基板とが貼り合わされ、両ガラス基板のギャップ内に液
晶材料が封入されて液晶セルが構成される。
【0029】
【発明の効果】本発明のカラーフィルタの製造方法は、
ガラス基板にカラーインク層を形成する際にカラーイン
ク層の転写部に転写パターンの異常があったりすること
がなく、確実且つきれいにガラス基板にカラーインク層
を転写してカラーフィルタを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルムシートの積層構造を示す断面
図、
【図2】他のカラーフィルムシートの積層構造を示す断
面図、
【図3】カラーインク層の発泡状態を示す説明図、
【図4】転写後のガラス基板の状態図、
【図5】カラーインク層により構成されたカラーフィル
タの配列を示す平面図、
【図6】(A)(B)は、従来のカラーフィルムシート
の積層構造を示す断面図、
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 カラーインク層 2a 加熱部分 2b 非加熱部分 3 ベースフィルム 4 光熱変換層 5 剥離層 5b 発泡部 7 レーザー照射装置 10,20 カラーフィルムシート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱溶融性のカラーインク層を有するカラ
    ーフィルムシートを被着色支持体に密着させ、前記カラ
    ーフィルムシートを加熱して被着色支持体に前記カラー
    インク層を転写するカラーフィルタの製造方法におい
    て、 前記カラーフィルムシートが、カラーインク層と、光熱
    変換層と、ベースフィルムとを積層してなり、前記ベー
    スフィルムとカラーインク層との間に剥離層を介在させ
    たことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記剥離層が加熱によりガスを発生する
    発泡剤を含有してなる請求項1記載のカラーフィルタの
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記発泡剤が有機化合物又は無機化合物
    からなる請求項2記載のカラーフィルタの製造方法。
  4. 【請求項4】 カラーフィルムシートをレーザー光のエ
    ネルギーで加熱する請求項1ないし3のいずれかに記載
    のカラーフィルタの製造方法。
JP30262997A 1997-11-05 1997-11-05 カラーフィルタの製造方法 Withdrawn JPH11142633A (ja)

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US09/177,732 US6083649A (en) 1997-11-05 1998-10-23 Method of making color filter

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