JPS62247331A - 微細な透明導電性回路パタ−ン上およびその間隙に機能性薄膜を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の詳細な説明導電性回路パターンを有する透明基
板の上記回路パターン上およびその間隙にそれぞれ機能
性を有する薄膜を形成する方法に関するものである。特
に本発明は液晶ディスプレーのカラー化に使用されるカ
ラーフィルターとして機能する薄膜を上記微細な透明導
電性回路パターン上に形成し、そしてカラーストライプ
を構成する上記回路パターンの間隙を充填せしめて、不
要光の遮光やその他の特性を向上させる機能性薄膜を形
成するのに有用な方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の液晶ディスプレーのカラー化に使用されるカラー
フィルターにおいては、不要光の遮光やその他の特性を
向上させるため、カラーフィルターのストライブ間隙を
遮光性薄膜で充填せしめているが、その薄膜およびカラ
ーフィルターを構成する微細な透明導電性回路パターン
上の薄膜の形成に有用な方法としてはシルクスクリーン
法あるいはオフセット法などの印刷技術による方法およ
び極めて複雑な工程を必要とするフォトリソグラフィー
法番こよる方法等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこれらの従来の方法において、印刷による
方法は約１００μ程度の回路パターンおよびその間隙程
度までの粗い精度のものしか出来ず、またフォトリソグ
ラフィーによる方法は、精度は上記印刷法による方法よ
りも向上するが、その工程が極めて複雑なるが故に、特
に経済性の面から実用化への制限が大きい。従って本発
明の目的は上述した従来の欠点を克服した精度良好で経
済的な方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等はかかる従来の技術を研究するに当り、透明
基板上の透明導電性回路パターン上に予め遮光性を有し
、かつ機能性例えばカラーフィルターとしての機能を有
する薄膜を形成し、その薄膜を利用してその上に被覆し
た光硬化性材料の薄膜の光による反応を阻害させ、他の
部分即ち回路パターンの間隙では光による硬化反応によ
って機能性薄膜、例えば遮光性および／または接着性薄
膜を形成させるというユニークな着想により本発明を完
成させたものである。

即ち本発明は透明基板上の微細な透明導電性回路パター
ン上およびその間隙にそれぞれ機能性を有する薄膜を形
成するに際Ｌ１予め上記回路パターン上にのみ機能性を
有すると共に遮光性を有する薄ｍ（以下プレコートと称
することがある）を任意の方法で形成せしめ、これを硬
化させた後、上記プレコートを含み透明基板上に光硬化
性を有し１機能性薄膜を形成しうる材料を任意適当な方
法で被覆する。次に場合により必要あれば適当な方法と
条件でこの薄膜（以下第二コートと称することがある）
をプリベークした後、透明基板の背面、即ち基板の導電
性回路パターンを有しない側よゆ光を照射して上記光硬
化性材料の薄膜を硬化させる。この際上記プレコートが
形成されている部分は遮光性を有するために光が遮られ
てその上に被覆されている光硬化性材料は硬化しない。

このため上記プレコートが形成されていない導電性回路
パターンの間隙のみの光硬化性材料の光硬化が進行する
。

次に適当な薬剤を用いて上記プレコート上の硬化されて
いない光硬化性材料の薄膜（第二コート）を除去せしめ
ると、導電性回路パターンの間隙にのみ機能性薄膜が残
存する。これを必要あれば後焼付けあるいは更に光照射
する。かくすることによって導電性回路パターン上にも
また回路パターンの間隙にもそれぞれの機能を有する薄
膜を精度良く形成することができる。

本発明の構成は上述したとおりであるが、以下にそれぞ
れの構成について詳細に説明する。

第一の工程は、透明基板上の透明導電性回路パターン上
用に目的とする機能性を有し、かつ遮光性を有する薄膜
（プレコート）を形成する工程である。

本発明方法において使用される透明基板としてはガラス
あるいはプラスチックスの板があり、この基板に形成さ
れている透明導電性回路パターンはＩＴＯ膜（錫をドー
プした酸化インジウム膜）あるいはネサ膜（アンチモン
をドープした酸化錫膜）から作られる。これらは従来よ
り当業者に良く知られているのでここに詳述するのを省
略する。

上述した透明導電性回路パターン上に遮光性を有する薄
膜即ちプレコートを形成する方法には、オフセット、シ
ルクスクリーン等の印刷による方法、フォトリソグラフ
ィーによる方法、更には高分子電着法による方法等が使
用できる。

これらの中高分子電着法が透明導電性回路パターン上に
忠実に精度良く薄膜（プレコート）を形成することがで
きるため有用である。この高分子電着法は一般に電着塗
装として知られておゆ、公知の方法である。この電着塗
装にはアニオン系電着塗装とカチオン系電着塗装があり
、何れの方法も使用できる。

上記プレコートに使用しうる材料としては、マレイン化
部系、アクリル系、ポリエステル系、ポリブタジェン系
、ポリオレフィン系等の樹脂材料がある。これらの樹脂
材料はそれぞれ単独であるいは混合して使用できる。

上記プレコートに遮光性を与えるため、上記樹脂材料に
顔料またはその他の遮光性材料を混合する。これら遮光
性材料のプレコート中への混合割合は、プレコートを形
成したとき、透明基板、透明導電性回路パターンおよび
プレコートの３ＷＡよりなる積属部分の遮光率が、後述
する第二工程で被覆する光硬化性薄膜（第二コート）を
光硬化させる露光用の波長の光に対して７０％以上にな
るように配合する。

本発明の上記第一の工程で形成したプレコートが特にカ
ラーフィルターとして有用である薄膜である場合、可視
光域では透光性を有し、後述する第二の工程で被覆した
薄膜を硬化させるのに使用する波長の光、例えばυＶ光
に対しては遮光性を有する赤、緑、青等の顔料を使用す
るとよい。かかる顔料としては透明性の高いベンガラ、
アゾ系赤色顔料、キナクリドン系赤色顔料、ペリレン系
赤色顔料、フタロシアニン系緑色顔料、フタロシアニン
系青色顔料等が使用しうる。またカラーフィルターとし
ての機能を有せず、単に遮光性のみを与える材料として
はカーボンブラック、酸化チタン等を使用できる。

上述したプレコートは後述する第二の工程での光硬化性
薄膜の塗布およびそれに続く除去（現像処理）に支障の
ないような強度、即ち除去、剥離されない強度を有する
薄膜でなければならない。このため、本発明によれば上
記プレコートは通常の方法例えば焼付は等の方法により
硬化させる。

次に本発明による第二の工程は、上述した第一の工程で
形成した薄膜を含む透明基板上に光硬化性を有し、かつ
機能性例えば遮光性および／または接着性を有する薄膜
（第二コート）を形成する工程である。

この第二の工程の第二コート塗布方法には、スピンコー
ド、ロールコート、オフセット印刷、浸漬コート等の比
較的薄膜を均質に得られる既知の方法で行なう。光硬化
性を有し、かつり、能性を有する材料としてＵＶ領域の
光線で硬化反応する所１ｕｖ硬化型の材料がその使用の
容易なことから好ましい。かかる材料の主成分としては
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樹脂あるいはゴムまたは
ゼラチンがあり、それぞれ単独であるいは混合して使用
することができる。

これらは、光硬化型塗料あるいはネガ型レジストとして
市販されている。これらに光硬化性を与えるため反応性
稀釈剤、光反応開始剤、光増感剤等を適宜加える。また
求められる機能により必要な添加剤を加える。例えば遮
光のため壷こ使用する場合には適当な顔料またはその他
の遮光材料を、また接着の機能が求められる場合には、
適当な接着力を向上させる材料を添加する。

遮光性材料としては例えばカーボンブラック、酸化鉄、
チタン白、フタロシアニン系顔料、スレン系顔料、アニ
リンブラック等が使用できる。

第二コートを塗布するに当っては、塗布作業性をよくす
るために、有機溶剤稀釈型の材料では炭化水素、エステ
ル、ケトン等の適当な有機溶剤で、また水稀釈型の材料
では水で適当な粘度あるいは固形分にまで稀釈して使用
する。上述した如くして塗布した第二コートは次の第三
の工程に入る前に、稀釈剤を揮散しある程度の強度を出
すため必要によりプリベークしてもよい。

本発明による第三の工程は、透明基板の背面より露光す
る工程である。

この第三の工程での露光は第二コートの種類により種々
の範囲の光を使用できるが、一般にＵＶ領域が望ましく
、光源として超高圧水以灯、メタルハライドランプ等を
使用した装置を用いることが出来る。露光条件は使用す
る光量および第二コートに使用した材料の種類により異
なるが通常は０．１秒〜６０秒程度である。露光された
部分は架橋反応が進行して不溶性となる。

この時前述したプレーートの上の第二コート部分はプレ
コートの遮光性のため、光硬化は生じない。

本発明による第四の工程は、上述したプレコート上の未
硬化の第二コート部分を剥離もしくは除去させる工程で
ある。

この未硬化第二コート部分の除去には適当な溶解力を有
する薬剤例えばいわゆる現像液に接触させることによっ
て行なうとよい。かかる薬剤（現像液）は上記第二工程
で塗布した第二コートの種類によって種々選択されるが
、通常は苛性ソーダ、炭酸ナトリウム等のアルカリ性水
溶液、あるいはエステル、ケトン、　１１１Ｊコール、
芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素等の
有機溶剤を適宜選択使用する。除去を実施するに当って
は浸漬あるいはシャワーなどにより１０秒ないし５分程
度行なえばよい。この工程により上述したプレコート上
の未硬化第二コートは除去され、最終的に透明導電性回
路パターンの間隙を充填した機能性薄膜および透明導電
性回路パターン上の機能性薄膜例えばカラーフィルター
用薄膜が残される。その後に水、有機溶剤等でよく洗浄
を行ない、次に必要あれば後焼付けをしてもよい。

〔作　用〕

上述した本発明方法によれば、微細な透明導電性回路パ
ターン上に機能性薄膜、例えばカラーフイ′ルターとし
て有用な薄膜を形成しうると共に、上記回路パターン間
に遮光性のすぐれた薄膜を精度良く形成できるので、例
えば液晶ディスプレーのカラー表示を鮮明にすることが
できる。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

実施例　１ （１）微細な透明導電性回路パターンを有する透明基板
： 厚さ１．１　ｍのガラス基板上に幅２００μのＩＴＯ（
６０Ω／平方）回路を４０μの間隙を置いて（２４０μ
ピツチ）、平行直線に形成した。

（２）透明導電性回路パターン上に形成させた薄膜：下
記配合の青色、緑色および赤色塗料を用いてそれぞれ電
着法により上記（１）の透明導電性回路パターン上に薄
膜を形成せしめ、次いで１７５℃で３０分焼付けしてそ
れぞれ青、緑および赤の厚さ１．５μのカラーフィルタ
ー薄膜を形成した。

電着塗料 エチルセロソルブ　　　　　　１８　　　　１８　　　
　１８イソプロピルアルコール　　　　３　　　　３　
　　　３酢酸（中和剤）　　　　　　　　　　１．２　
　　　１．２　　　　１．２イオン交換水　　　　　　
　　９１７．８　　９１７．８　　９１７．８１０００
．０部　１０００．０部１０００．０部上記各カラーフ
ィルター薄膜を形成した後、ガラス基板、透明導電性回
路パターンおよびそれぞれのカラーフィルター薄膜から
なる３Ｍの３１３ｎｍの光に対する遮光率は赤色で９０
％、緑色で９８％、青色で９９％であった。また３６５
ｎｍの光に対する遮光率は赤色で７５％、緑色で９５％
、青色で８７％であった。

（３）光硬化性遮光性薄膜： 上記（２）で製造した基板上全体にアクリル系光硬化性
樹脂〔富士薬品社製（ＦＶＲ））１０重皿％固形分含有
アノン液１００３ｉ量部に、アニリンブラック染料２重
量部を溶解させた液をスピンナーで塗布した。塗布条件
は１０００　ｒｐａ＋で塗布後、１００℃で１０分ブリ
ベータを行なった、形成された膜の厚さは１．２μで可
視光域での遮光率は９０％であった。

（４）光硬化性遮光性薄膜の露光硬化：上記（３）で作
った製品のそれぞれについてガラス基板背面から１０Ｃ
ＩＩＬの距離で８０Ｗ／ｃｓｔのＵＶ光を２秒間照射し
た。この時の主波長は３１３および３６５ｎｍであった
。

（５）現像および洗浄： 上記（４）で作ったもののそれぞれを次いでＦＶＲ現像
液（富士薬品社製）に２分浸漬して上記各カラーフィル
ター薄膜上の未露光の即ち硬化されなかった光硬化性薄
膜を除去した。次にＦＶＲ洗浄液（富士薬品社製）で３
０秒浸漬洗浄した。

次いで１５０℃で３０分加熱して後硬化させた。

上述した如くして作ったものは導電性回路パターンの間
隙が精度良く充填された遮光膜を有する３色カラーフィ
ルターとして極めてすぐれた特性を有していた。

実施例　２ 実施例１の（１）で作った微細な透明導電性回路パター
ンを有する透明ガラス基板を使用し、実施例１の（２）
で使用した緑色塗料を用いて、スクリーン印刷法で上記
透明導電性回路パターン上にカラーフィルター用薄膜を
形成し、これを１７５℃で３０分焼付けた。形成された
この薄膜の厚さは２．５μで形成された３層構造での３
１３ｎｍの光に対する遮光率は９８％雫あり、３６５ｎ
ａ＋の光に対する遮光率は９３％であった。

上述した如くして緑色カラーフィルター薄膜を形成した
基板全体に、アクリル系光硬化性樹脂（東亜合成化学社
製７０ニツクスＵＶ＃３３５１）にイルガキュア＃９０
７を２１！ｉ％（対固形分比）含有する固形分１５重量
％のキジロール液をスピンナーで塗布した。塗布条件は
８００　ｒｐｍ＋で塗布後７０℃で１０分間プリベーク
を行なった。

形成された膜の厚さは２．０μであった。

次に基板の背面から１０ｃＩＬの距離で８０　Ｗ／ｃＩ
ＬのＵＶ光を１０秒間照射した。この時の主波長は３１
３および３６５ｎｍであった。

次に上記基板をキジロール中で１０分間超音波処理して
カラーフィルター薄膜上の未硬化の光硬化性薄膜を除去
した。

次に上記基板を１００℃で３０分加熱して後硬化させた
。

かくして得られた基板は鮮明な緑色ストライプの間に厚
さ２．０μの遮光性薄膜が精度良く形成された。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば透明基板上の透明導電性回路パター
ン上のみならず、上記回路パターンの間隙にも、高精度
の機能性塗膜を形成することができる。このため例えば
液晶ディスプレー用３色カラーフィルターの色ストライ
プを鮮明にＬ１光学特性の極めてすぐれたカラーフィル
ターを作ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微細な透明導電性回路パターンを有する透明基板の
   上記透明導電性回路パターン上およびその間隙にそれぞ
   れ機能性を有する薄膜を形成するに際し、 （１）上記透明導電性回路パターン上に遮光性を有し、
   かつ機能性を有する薄膜を形成した後硬化させる工程、 （２）上記（１）で形成した薄膜を含み透明基板上に光
   硬化性を有する機能性薄膜を塗布する工程、（３）透明
   基板の背面より露光する工程、 （４）上記（１）の工程により形成された薄膜上の上記
   （２）の工程で塗布された光硬化性薄膜の未硬化部分を
   除去する工程、 を上記の順に行なうことを特徴とする微細な透明導電性
   回路パターン上およびその間隙に機能性薄膜を形成する
   方法。 ２、上記（１）の工程で透明導電性回路パターン上に形
   成した機能性薄膜が、カラーフィルター用として機能す
   る薄膜である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、上記（１）の工程を高分子電着法で行なう特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、透明基板、透明導電性回路パターンおよび上記（１
   ）の工程でその上に形成した機能性薄膜の３層よりなる
   積層部分の遮光率が、上記（２）の工程で塗布した薄膜
   を光硬化させる露光用の波長の光に対し７０％以上であ
   る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の方
   法。 ５、上記（２）および（３）の工程で形成された光硬化
   した透明電極回路パターンの間隙の機能性薄膜が遮光性
   薄膜である特許請求の範囲第１項記載の方法。