JP3579951B2 - カラーフィルタの製造方法、及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピューター用ディスプレィ、カラーテレビ、あるいはその他の各種のカラーモニター用としてカラー液晶表示装置に搭載されるカラーフィルタ、あるいはカラービデオカメラなどの固体撮像素子に設けて使用可能なカラーフィルタに関し、特には安価でむらの少ないものカラーフィルタを提供出来るもの、あるいは安価でむらの少ないカラー画像を得られる新規な画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前記カラー液晶表示装置や固体撮像素子などに用いられるカラーフィルタの製造方法には、これまでに数多くの技術が提案されてきており、しかもそのうちのいくつかの方式は既に実用化もなされている。そして、その製造方法の代表的なものとしては染色法、顔料分散法、電着法あるいは印刷法が有名である。
【０００３】
例えば、透明基板上に易染性の透明な感光性樹脂層を設け常法に従って所望のパターンを形成し、該パターンを例えば赤色に染色、以下同様にして緑色、青色のパターンを形成してカラーフィルタを製造する、染色法がある。
このほかには、顔料あるいは染料等の色素を分散させた感光性樹脂液を透明基板上に塗布して、常法に従って赤色、緑色、青色等の所望の着色パターンを順次形成する染色分散法や顔料分散法、透明基板上に透明導電体層からなる所望のパターンを形成したのち、着色すべきパターンにのみ通電しながら電着して着色パターンを形成する電着法、さらにはオフセット印刷等によってカラーフィルタを製造する印刷法などが提案されている。
しかし、既に実用化されている前記の製造方法による場合、カラーフィルタ製造工程や製造品質に関して、それらの問題点が顕在化してきている。
【０００４】
まず、染色法あるいは顔料分散法については次に述べる。
通常、感光性着色樹脂液等の塗布、ソフトベーク、「露光」、現像、染色（染色は染色法の場合に行われる。）そしてハードベークの各工程を、順次３回ないし４回繰り返すことにより、必要とする色（例えば、赤色、緑色、青色あるいはさらに黒色である。）を持ち各色が複数個の繰り返しパターンとして配置されたカラーフィルタを製造する。
【０００５】
しかし、これら染色法および顔料分散法によると、感光性着色樹脂液等の塗布、あるいはそのソフトベークやハードベークに費やす時間が比較的長時間を要し、結果的にもカラーフィルタ製造工程に要する時間も長くなってしまう。
また、現像液等を用いる湿式現像工程を含む為に、環境保護の観点からどうしても廃液等の処理設備が必要となり、総じて現状を上回る生産性の向上や低コスト化さらには、製品であるカラーフィルタの低価格化がもはや困難になってきている。
さらに、将来的に予想されるカラーフィルタ基板の大型化に対して、例えば感光性着色樹脂液を塗布する場合に、これまでのように小さい基板上に塗布する状況とは異なり、広い基板上にまでも均一に塗布しようとすることは、現実的には決して容易に出来るものではない。
尚、以下では赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、あるいは電子線、等の放射線のうちのいずれか１つ又は複数の放射線を照射することを「露光」と称することにする。
【０００６】
次に、電着法について述べる。
電着法は、まず透明基板上に透明導電体を成膜して透明導電体層を形成し、各色パターンにあわせて微細加工した後、各色ごとに透明導電体層に通電しておきそこへ色材を電着させる。
ところが、このために透明導電体層は、同色のパターンの間では端子部で導通をとるために画素同士が接続していなければならず、且つ異なる色のパターン同志では画素は導通してはならないことから、画素形状や画素配列について必然的に制約が生じる為に、パターンの形状・配置をあまり自由には設計できず、しかもそのうえ透明導電体層のパターン化（特には高精度の微細パターン化）には非常に高度な微細加工技術が要求される。
ちなみに、透明導電体層の材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）が最も多用されている一例として挙げられる。
【０００７】
それから、印刷法について次に述べる。
印刷法の場合には、感光性着色樹脂液の塗布、露光、現像といったフォトリソグラフィー技術が不要なために製造工程が短いという大きな長所を持っている。
しかし、その一方で印刷法は、パターンの寸法・形状や位置精度を高品質に維持することは難しく、また形成されたパターンの各画素の断面形状に着目すると、断面が山型になってしまう為に全体として各画素の厚みが一定にならず、その結果、色むらを生じ易い等の表示性能に関わる品質面で問題点を有している。
【０００８】
また、この他にも一般に「転写法」と総称される製造方法がいくつか提案されている。
例えば特開平５−３４１１１４号公報に記載があるように、あらかじめ着色されてある感光性樹脂液を仮支持体上にいったん塗布することによって着色層を形成しておき、次いである色の着色層を透明基板上に直接に転写した後に、所定のパターン状に選択的に露光し、しかる後に現像を行うことによりある色の着色層を選択的に除去してしまい着色層からなるパターンを形成し、これを色毎に順次繰り返し、これによって所望のパターンを形成するものもある。
さて、感光性着色樹脂液等を支持体表面上に塗布する際に最も多用される例の一つであるスピンコート法を使用する際には、供給される（あらかじめ着色されてある）感光性樹脂液のうちの殆どの量が廃液となってしまい、画像形成の為に実際に使用されるのはほんの僅かの量でしかない。
【０００９】
ところがこの転写法によると、前記スピンコート法による場合とは状況が異なり、塗布の為に供給される（あらかじめ着色されてある）感光性樹脂液のうち実際に使用されないまま廃液となって捨て去られるものが基本的に存在しないことから、前記感光性樹脂液の無駄が大変に少なく、生産コストを低くすることが出来る為に、カラーフィルタの低価格化にも貢献できることになる。
但し、カラーフィルタの製造を転写法による場合、着色層の転写後には、顔料分散法として広く知られる製造方法と同様に、露光、現像、硬化などの工程を繰りかえすことから、工程が複雑で生産性の向上が困難な点は変わらず、価格低減化の効果は小さい。
【００１０】
また、特開平５−２５７０１２号公報に記載されている方法では、仮支持体上に感光性着色樹脂液を塗布しておき、これを露光、現像して単色のパターンを３色別々に形成し、透明基板上に順次転写を繰り返している。
この方法による場合も、感光性着色樹脂液の無駄が少ないことから、材料費の低減が期待できるが、しかし、転写させるの為に仮支持体を透明基板に密着させる際に（仮支持体の変形の為に）形成される画素のピッチに変化が生じる等、アライメントが非常に困難になる。
【００１１】
さらにまた、特開平２−２６２１０８号公報や特開平４−７５００４号公報に記載されている方法では、「着色した放射線硬化樹脂層」を２枚の透明支持シート間に設けたものをパターン状に露光して、次いでその支持シートを剥離して、露光部の樹脂層を除去することによって現像を行ない、残った未露光部のパターン状樹脂層は別に用意しておいた透明基板上に、加熱・加圧などによって転写し、これを繰りかえすことによりカラーフィルタを作製している。
この方法による場合の長所としては、着色樹脂液の無駄が少なく生産コストを低減出来ることから、得られたカラーフィルタの価格の低減を期待することができ、さらには現像液等を使用しないドライ現像であることから、設備上の面および生産性の面においても非常に有利であるといえる。
しかしながら、パターンを設けた支持シートを透明基板に加圧により接着する際に、加圧により発生する応力や熱により発生する応力の為に支持シートが変形してしまい、その結果、パターンの位置が所望する箇所からずれてしまったりあるいはパターンのピッチが変わってしまったりする為に、アライメントが非常に困難になってしまうという重大な問題点がある。
【００１２】
またその他の例として、特開平４−３１７００６号公報に記載されている方法では、母型に形成されたパターン用の溝部に「着色した電離放射線硬化樹脂」を充填し、粘着層を設けた透明基板を密着させて電離放射線を照射して接着させ、剥離とともにパターン状の樹脂を透明基板上に転写することを繰りかえしている。
この方法の長所は、必要量の着色樹脂を充填するため材料的に無駄が少なく、パターンの形成に現像液等を用いないため設備的・生産性に有利である点があるといえる。
しかしながら、溝部へ着色樹脂を充填することによって光学的に均質なパターンを形成するということは、現実のうえでは技術的に非常に困難であり、また、既に形成されたパターンが存在していることによって、２色目以降の母型と透明基板の密着が困難になるなどの問題を抱えている。
【００１３】
つまるところ、一般に「転写法」等と称される前述のいくつかの方法によると、カラーフィルタの他の製造方法と比較して、材料を使用するうえで無駄が少ないという点や、仮支持体上でのパターンの形成方法が簡便といった点が共通の長所としてみられるものの、一方では、透明基板へパターンを密着転写する際に良品質、高生産性、低コストを達成しようとすると、技術的に甚だ困難な点が見られる。
これを工程の順序で検討してみた場合には、着色転写層を密着・剥離により仮支持体から透明基板へ転写する工程とパターンの形成工程においては、例えば特開平５−３４１１１４号公報に開示された技術では、まず転写工程、次にパターンの形成工程の順に問題点は多くはないといえる。但し、同公報に開示された技術では、それと同時に、その技術の持つ長所やその方法により得られる効果の面については、効果の程度は少ないといえる。
一方、特開平５−２５７０１２号公報、特開平２−２６２１０８号公報、特開平４−７５００４号公報、あるいは特開平４−３１７００６号公報に開示された技術では、仮支持体上でのパターンの形成工程、透明基板への転写工程の順で問題点は多くはないといえるし、また長所や効果についてもある程度のところまでであれば期待もできるといえる。但し、これらの公報に開示された技術では、それと同時に、主に転写工程において問題が生じてしまうといえる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、色むらが少なく（すなわち高い表示品質を保ちつつ）、工程数が少なく、各工程で要する時間が短く、生産性が高く、溶液供給や廃液処理の設備が不要であり、且つ得られるカラーフィルタの低価格化が可能であること、以上を満たすカラーフィルタの製造方法を提供すること、そして、色むらが少なく（すなわち高い表示品質を保ちつつ）、溶液供給や廃液処理の設備が不要であり、且つカラー画像の新規な形成方法を提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に記載されているように、基板上に接着剤層を設ける被転写体の前処理段階と、そして、放射線の露光により基材との密着性が低下する感光性着色転写層を支持体上に設けた転写体を、感光性着色転写層と該接着剤層とが接するように重ねる重ね合わせ工程、次いで、形成しようとする着色パターンに対応する領域にある該感光性着色転写層を選択的に放射線で露光する露光工程、しかる後に、該感光性着色転写層のうちの露光部分を
該被転写体上に残して該転写体を剥離する剥離工程とからなる着色パターン形成段階とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００２１】
さらに好ましくは、請求項２に記載されているように、感光性着色転写層が、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、及び顔料を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２３】
あるいは請求項３に記載されているように、遮光パターンとして、少なくとも黒色樹脂、金属薄膜、あるいは酸化金属薄膜のうちのいずれかを使用することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２４】
また好ましくは請求項４に記載されているように、基板上に接着剤層を設けた被転写体の上に、放射線の露光により基材との密着性が低下する感光性着色転写層を支持体上に設けた転写体を、感光性着色転写層と該接着剤層とが接するように重ね、次いで形成しようとする画像パターンに対応する領域にある該感光性着色転写層を選択的に放射線で露光し、しかる後に該感光性着色転写層のうち露光した部分を該被転写体上に残して該転写体を剥離することにより、該感光性着色転写層からなる画像パターンを該被転写体上に形成することを特徴とする画像形成方法である。
【００２５】
さらに好ましくは請求項５に記載されているように、感光性着色転写層が、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、及び顔料を主成分とすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法である。
【００２６】
以下では本発明をもう少し詳細に説明する。
まず、本発明では前記課題を解決するために、接触している物体（基材等）との密着力が放射線の露光によって変化する感光性着色樹脂層を使用している。そして、この感光性着色樹脂層を選択的にパターン状に露光することにより、露光された部分の感光性着色樹脂層の性質を強い密着力から弱い密着力に変化（例えば、「接着」から「粘着」への変化、あるいは「強接着力」から「弱接着力」への変化）させて感光性着色樹脂層の形状を選択的にパターン状にして透明支持体上に設けるようにしたものである。
【００２７】
すなわち本発明に係るカラーフィルタの製造方法では、まず感光性着色組成物を一時的に固定する（仮固定する）ことが出来、且つその後の処置により強固に且つ高い信頼性をもって固定・接着出来る透明な接着剤層を透明基板上に形成して被転写体を用意しておき、しかも感光性着色組成物としては放射線の露光によって支持体との密着力が低下する性質を有している材料を使用する。
【００２８】
また、本発明に係る画像形成方法としては、接着剤層や基板が必ずしも透明である必要が無いことを除いては、前記カラーフィルタの製造方法と同様といえる。また、形成した画像品質への下地の影響を低減するべく、接着剤層は透明な材料を且つ基板には白色の材料を使用するとか、あるいは接着剤層自体に白色を呈する材料（例えば、微小な白色顔料（酸化チタン粉末等）を含有させた接着剤）を使用する等々の態様も可能である。
なお、接着剤層自体に白色を呈する材料を使用する場合に、さらに好ましくは、接着剤層と基板との間に基板の色を隠蔽する層を設けるとか、接着剤層と基板との間に白色を呈する層を設けるとか、接着剤層と基板の両方にそれぞれ白色を呈する材料を使用するとかの手段を適宜講じてよく、これにより着色パターンからなる画像の品質を高めることも出来る。
【００２９】
設ける色の種類や色数は必要により適宜に設けてよく、例えば、ＲＧＢの３色であれば、赤色画素の繰り返し配置、緑色画素の繰り返し配置、青色画素の繰り返し配置してよい。またこれ以外にも、２つ以上の種類の色の各着色層パターンの組み合わせで適宜にカラーフィルタを形成するのもよい。
尚、遮光パターン用として、黒色のパターンの繰り返し配置を設けるのも一般に好ましい。
【００３０】
以下、図面に基づき本発明をさらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるカラーフィルタの画像形成の概念の一例を示したものである。あらかじめブラックマトリックス１０が設けられた透明な基板６の上に、均一に接着剤層５が塗布・乾燥され、被転写体４が構成されている。そして、薄く透明な基材２の上に均一に感光性着色転写層３を設けた転写体１の感光性着色転写層側を転写体４の接着剤層５に密着させ、さらにマスク７が密着して／又は僅かな隙間を隔てて設置させてある。そしてこれを放射線８で露光している。
図２は、本発明における画像形成の、密着（ａ）、露光（ｂ）、剥離による現像（ｃ）の各工程を示したものである。図３は、本発明におけるカラーフィルタ製造方法の各工程を示した図である。
【００３１】
接着剤層５が粘着性を発現している状態であり、感光性着色転写層を露光する前のとき、転写体１の基材２と感光性着色転写層３との密着力をＦ１とし、感光性着色転写層３と被転写体４上の接着剤層５との密着力をＦ２とすると、これら２つの密着力の関係は、
Ｆ１ ＞ Ｆ２
となっている。
このＦ１やＦ２は、剥離の時に感光性着色転写層３や接着剤層５が凝集破壊したり、基材２や基板６が材料破壊しない程度の適度な密着力である。
【００３２】
さて次に、露光後の基材２と感光性着色転写層３との密着力をＦ１’とする。ここで前記のような露光を行うと、感光性着色転写層３のうちの露光された部分は、基材２との密着力が低下する。尚、この密着力の低下の理由は、感光性樹脂の硬化・凝集に伴う化学結合、水素結合、分子間力による二次結合といった結合状態の変化、あるいは体積収縮や密着界面での樹脂の表面形状の変化といった物理的な変化などの結果によるものと判断される。
またここで、感光性着色転写層３と被転写体４上の接着剤層５との密着力Ｆ２に関しては、露光後であっても基本的に変化は生じないか、あるいは変化が少ないといえる。
その結果、前記のＦ１’とＦ２との間の密着力の大小関係は、
Ｆ１’＜ Ｆ２
となる。
つまり、露光された部分では基材２と感光性着色転写層３との密着力Ｆ１が小さくなってしまう結果、「（転写体の）基材と感光性着色転写層との間の密着力」と「（被転写体の）接着剤層と感光性着色転写層との間の密着力」との大小関係が前記の露光の前後で逆転する。
【００３３】
従って、図２（ｂ）に示したようにマスク７を用いて露光した時、露光部では基材２と感光性着色転写層３との密着力（Ｆ１’）の方が弱くなり、その一方でマスクパターン７ａの部分は未露光部となる為に感光性着色転写層３と接着層５との密着力（Ｆ２）に変化はない。
この状態で基材２を剥離すると、図２（ｃ）に示したように露光された感光性着色転写層部分９ａは接着剤層５に密着して基材２から剥離し、未露光の感光性着色転写層部分９ｂは基材２に密着したままで接着剤層５と界面で剥離し、マスクに対してネガ型の画素パターンが形成される。
本発明は以上のような、露光前の基材−感光性着色転写層間と感光性着色転写層−接着剤層間の各密着力の大小関係に対して、露光後には基材−感光性着色転写層間の密着力が低下する為に前記の大小関係が変化することを利用したものである。
【００３４】
上記の工程を図３（ａ）〜（ｃ）に示したように着色層の色を変えて複数回繰り返すことにより非常に短い工程でカラー画素のパターンが形成可能である。なお２色目以降は接着剤層がクッションの役割をするため、接着剤層５上に他色の画素が存在し平坦な面ではなくなっても、転写体のラミネート時の密着性は保たれる。またマスクのパターンを若干大きくすることにより、ブラックマトリックス１０とエッジが重なるため、パターンの不良はなくなる。ブラックマトリックス１０は図中ではあらかじめ基板６上に形成されているが、すべてのカラー画素パターンが形成された後、形成してもよい。
すべてのカラー画素のパターンおよびブラックマトリックス形成後、放射線の照射やポストベークなどの硬化処理を行なって、パターンを構成する着色層および接着剤層を完全に硬化・接着させ、その後図３（ｄ）に示すように保護層１２を平坦に塗布し、硬化させ、さらに図３（ｅ）に示すように電極１３を作製する。
なお、保護層を塗布せず、感光性着色転写層上に電極１３を直接作製することも可能である。
【００３５】
本発明のように、密着力の大小関係や露光による変化を示す基材、感光性着色転写層、接着剤層や基板等の材料や、その組み合わせは多々存在すると考えられるが、最終的に、色再生の為の液晶表示装置等や、色分解の為の固体画像素子、等々に用いるカラーフィルタとして、高品質、低価格、さらに製造に際して人体や環境に有害とならない材料を選択すると、これに適当なものはある程度までに限られてくると考えられる。
【００３６】
以下では、本発明に好適な材料の例について詳細に説明する。
転写体１を構成する感光性着色転写層３と基材２のうち、まず感光性着色転写層３としては、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、顔料、および、溶剤を主成分としており、放射線の照射により生ずる重合、架橋、二量体化等の反応により硬化し、基材１との密着力が低下するように配合されたもので、放射線硬化性樹脂を主体とする組成物である。
【００３７】
尚、エポキシアクリレート系樹脂としては、例えばビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレート樹脂に酸無水物を付加反応させたものが挙げられる。
これの具体例としては、
エポキシアクリレート化合物では、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−フルオロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）フルオレン、あるいは９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）フルオレンなどが挙げられ、
また、酸無水物では、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水クロレンド酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、あるいはビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
なお、反応性や、生成物の純度、あるいは無色透明性の高低（あるいは善し悪し）という観点からすると、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンのエポキシアクリレート化合物と、テトラヒドロ無水フタル酸もしくはメチルテトラヒドロ無水フタル酸の組合せ等が好ましい。
【００３８】
またさらに、上記のビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレート樹脂中のフルオレンの代わり、メタン、プロパン、エーテル、ケトン、スルホン、ヘキサフルオロプロパン、ジメチルシランを含むエポキシアクリレート樹脂なども挙げられる。
そして、より好ましくはこれらの内から１種類以上のモノマーを用いて、分子量５，０００〜１，０００，０００程度に合成した樹脂を用いる。
【００３９】
それから、エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、ジグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルイソシアヌレート、アリルグリシジルエーテル、あるいはグリシジルメタクリレートなどが挙げられる。
【００４０】
光重合性モノマーとしては、単官能、２官能、３官能、多官能モノマー、あるいはオリゴマーなどがあり、その具体例としては、
２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシヘキシルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ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、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、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ヘキサアクリレート、グリセロールアクリレート、あるいは上記化合物のアクリレートをメタクリレートに置き換えたものなどがある。
なお、重合膜の表面硬度の向上を望むとかアルカリ現像性の維持を望むとかの観点からすると、例えばペンタエリスリトールトリアクリレートに酸無水物を付加させた化合物などが好ましい。
【００４１】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、チオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２−イソプロピルチオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、アゾビスイソブチルニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキサイド、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、あるいは２−メルカプトベンゾチアゾール等を使用することができ、また、これらの中から複数種を混合して用いることも好ましい。
【００４２】
また、光反応を促進させるために光重合開始助剤を用いてもよい。
一般にはアミン類が用いられ、例えばトリエタノールアミンなどの第三級アミンや、４，４−ジメチルアミノベンゾフェノン、あるいは４−ジメチルアミノ安息香酸エチルなどが挙げられる。
【００４３】
基材や接着剤層との密着性を制御するため、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤を少量添加してもよい。
例えば、ビニルトリクロロシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、あるいはイソプロピルトリイソステアリルチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、あるいはイソプロピルイソステロイルジアクリルチタネートなどが挙げられる。
なお、母体となる樹脂との反応性が良いものを望むという観点からすると、例えばアクリロイル基やメタクリル基を有するもの（例えばイソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネートや３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなど）が好ましい。
【００４４】
この他、樹脂の耐熱性を向上させるために、酸化防止剤や熱安定剤を少量添加することも有効である。
例えば、２，６−ジ−ｔブチル−ｐークレゾール、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）プロピオネート、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、チオビス（β−ナフトール）、テトラメチルチウラムジサルファイド、ジステアリルチオジプロピオネート、トリフェニルホスファイト、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、あるいはトリラウリルトリチオホスファイトなどが挙げられる。
【００４５】
顔料としては、
まず有機顔料では、アゾレーキ系、不溶性アゾ系、フタロシアニン系、キナクドリン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、ベリノン系、アントラキノン系、ペリレン系、およびこれらの混合物など、
また無機顔料では、ミロリブルー、酸化鉄、コバルト系、マンガン系、群青、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、ピリジアン、エメラルドグリーン、コバルトグリーン、あるいはこれらの混合物などが、好適に使用可能である。
なお、顔料の粒子径については（本発明は顔料の粒子径を特に限定するものではないが）、粒子径が４００ｎｍを越えるものでも使用可能ではあるが、着色力の点では可視光波長域の下限にあたる波長以下の程度（約４００ｎｍ以下程度）の大きさの粒子径がより好ましく、また粒子径が２００〜３００ｎｍ程度であればさらに好ましい性能を発揮することになる。また、さらなる透明度の向上や光散乱の低減化を望むという観点からすると、１０〜２００ｎｍ程度にあり使用する各色の顔料に合った平均粒子径に分散されることが好ましい。
【００４６】
溶剤としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテートなどが用いられるが、樹脂のモノマー組成、光重合性モノマー、あるいは光重合開始剤などによって良い相性が異なるので、単一または複数の溶剤組成の溶剤を適宜に選択して使用するのが良い。
【００４７】
上記放射線硬化性樹脂を主体とする組成物の組成比は、酸無水物を付加反応させたエポキシアクリレート系樹脂１００重量部に対して、エポキシ系樹脂５〜５０重量部、光重合性モノマー５０重量部以下、光重合開始剤０．１〜３０重量部、顔料１０〜２００重量部、またその他の成分は少量とする。
そして塗布方法に合わせて、上記組成物を適量の溶剤に溶解・分散させて使用する。
【００４８】
なお、上記感光性樹脂組成物および着色の為のカラーフィルタ用インクとしては、特開平５−７０５２８号公報公報において開示されている感光性樹脂および感光性樹脂組成物、特開平６−１９３８号公報公報において開示されている感光性カラーフィルタ用インクなどが有効である。
【００４９】
感光性着色転写層３を構成すべく顔料を分散した感光性着色樹脂液を基材２へ塗布するには、例えばグラビアコーター、グラビアオフセットコーター、グラビアリバースコーター、バーコーター、リップコーター、ナイフコーター、スピンナー、シルクスクリーン、あるいはロールコーター等を用いるのが、好適に使用可能な例として挙げられるので、これらを適宜選択して使用してよい。
塗工時に溶液中に含まれる不揮発成分やその量は、目的とする層厚やコーターの種類により適宜選択すればよく本発明で限定するところではないが、特には乾燥後の層厚は０．３〜３μｍであるとより好ましく、また０．５〜２．２μｍ程度であればより一層好ましい。
なお、上記の層厚の下限側の値は、塗膜の着色力と感光性着色樹脂液中での顔料組成の上限にあたる値に由来し、一方の層厚の上限側の値は、感光性着色樹脂液の塗工性や露光時の光散乱の程度などに由来して考慮したものである。
さらに補足説明すると、使用する色、あるいはカラーフィルタの製品品質によって、必要とする分光特性や光透過率等の特性がそれぞれ異なる為に、それに応じて層厚の適切な値が多少異なることもありえる。
【００５０】
それから基材２は、熱、化学薬品、光（可視光線、紫外線、電磁波、等）等に安定であり、同時に放射線を透過する材料が好適である。というのは、これらは製造が良好に行なえる条件や、完成品が特にカラーフィルタである場合に要求される耐性につながるからである。
材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、トリアセテート、セルロースアセテート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、あるいはポリイミド等のフィルムまたはシートである。なかでもポリエステルフィルムやポリプロピレンフィルム（二軸延伸したもの）は、透明性、熱安定性、強度や寸法安定性に優れ、感光性着色転写層３と適度な密着力を持つことから、特に好例といえる。
これらのシートはそのまま使用しても好適に使用可能であるが、より好ましい密着力を実現させるべく、適宜選定しておいたプライマー処理、コロナ放電処理、低温プラズマ処理、あるいは剥離処理等をこれらのシートに施し、密着力の制御を行ってもよい。尚、基材の厚みとしては５μｍ〜１００μｍ程度のものが好ましく用いられる。
【００５１】
次に、被転写体４について説明する。
被転写体４は接着剤層５および基板６から構成される。
まず、接着剤層５については、常時あるいは感熱や感圧によって粘着性を呈し、感光性着色転写層３とこの接着剤層５との間に力関係の条件を満たすだけの必要十分なものである。
ここでいう条件とは、感光性着色転写層３と接着剤層５との間の密着力が、「転写体１における基材２と感光性着色転写層３との間の密着力のうち〔露光前の密着力の大きさ〕と〔露光後の密着力の大きさ〕との間に相当する大きさ」の密着力を有することである。つまり、Ｆ１’＜Ｆ２＜Ｆ１を満たす関係である。
さらに、熱可塑性や放射線硬化性を有し、硬化後はカラーフィルタの表示品質を妨げないだけの無色透明性を持ち、耐熱性、耐光性、耐薬品性等のカラーフィルタとして要求される諸条件を満たすものである。
【００５２】
これらの条件を満たす好ましい接着剤層としては、熱可塑性樹脂、可塑剤、放射線硬化性樹脂、あるいは粘着付与剤などを適宜混合したものが挙げられる。
【００５３】
まず熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、あるいはセルロース樹脂等があげられる。
なお、より良い耐熱性とか透明性、あるいは低コスト性を望むという観点からは、例えばアクリル樹脂などは好適といえる。
【００５４】
また可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコール、あるいはポリプロピレングリコールなどが挙げられる。
なお、これらの可塑剤は、加える熱処理の程度や混合する樹脂との相性の善し悪しなどの観点から適宜選択する必要があるが、アクリル系の樹脂などではジシクロヘキシルフタレート、ジヘプチルフタレートなどが前記のなかでも好適な例である。
【００５５】
そして放射線硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、あるいはアクリル酸ジエステルなどが挙げられる。
【００５６】
なお、粘着付与剤については、例えば、ポリテルペン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、芳香族石油系樹脂、アルキルフェノール樹脂、ロジン誘導体などの中から適宜選択することにより、好適に使用できる。
【００５７】
基板６については、光透過性と十分な強度を有し、同時に接着剤層５と十分な密着力を持つものが使用できる。
例えば、通常カラーフィルタ基板として用いられている透明なガラス、あるいはプラスチックなどがあげられる。これらの材料は、接着剤層５との密着力を強化するため、プライマー処理を施してもよい。プライマー処理としては、例えばガラス表面のシランカップリング剤等による処理があげられる。
本発明では、基板６と接着剤層５との密着力は、露光前および露光後の転写体１における基材２と感光性着色転写層３との密着力よりは十分強いことが必要であり、この条件を満たす材料やプライマー処理を選ぶ必要がある。
【００５８】
接着剤層５の基板６への塗布については、例えば、スピンナーコート、スプレイコート、ロールコート、グラビアコート、ブレードコートなどの公知のコーティング法を用いてよい。また必要により接着剤層５の粘度を調製するため溶剤や希釈剤で希釈してもよい。接着剤層５は塗工後乾燥して形成され、この時の層厚は０．１から５０μｍ程度で、なかでも１μｍから２０μｍが必要十分な密着力を持ち、同時にカラーフィルタの透明性に与える影響も少ないので好ましい。
【００５９】
転写体１の被転写体４への積層には公知のラミネーターにより行う。通常のラミネート、熱ラミネートあるいは真空ラミネートなどを用いてよく、気泡やしわが入らないように行う必要がある。
【００６０】
【作用】
本発明では、基材上に均一に塗布し、乾燥された感光性着色転写層がそのままパターン状に被転写体上に転写されるため、印刷法のように転写後の画素の断面形状が表示品質に影響を及ぼすことがない。転写体は、基材としてロール状のフィルムなど用い、連続的に感光性着色樹脂液を塗布することで、非常に高い生産性が得られ、また感光性着色樹脂液の無駄がほとんど無い。
【００６１】
パターンの形成においては、転写体と被転写体の密着、露光、剥離（現像）がほぼ連続的に行え、接着剤層の硬化処理も複数色の画像形成後に一括して行えるため、時間のかかる工程がほとんど無い。さらに、現像工程は転写体の剥離によって行うため、現像液などの液体類を一切使用せず、従って溶液供給、廃液処理施設が一切不要である。
【００６２】
また本発明では、転写体と被転写体の密着が露光前に行われるため、他の転写法に見られる転写体と被転写体のアライメントに関する問題、例えば密着時の転写体の変形にともなう画素のピッチの変化といった障害などは起こらない。本発明での露光時のアライメントはマスクと被転写体の間でのみ必要で、これは従来技術をそのまま利用することが出来、特殊なアライメントおよび露光装置を別途用意しなければならないという必要はない。
【００６３】
【実施例】
被転写体の接着剤層として感熱性粘接着剤（東洋インキ製造（株）製、商品名：Ｎｏ．２８−１８−３）を透明なガラス基板上にスピンナーにて塗布し、４０℃にて乾燥を行ない、被転写体を作製した。接着剤層の厚さは２０μｍとした。次に、厚さ２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、感光性着色転写層として赤色フィルタ用顔料分散レジスト（新日鐵化学（株）製、商品名：Ｖ−２５９−Ｒ）をワイヤーバーコーターにて塗布し、７０℃にて乾燥を行ない、赤色フィルタ用転写体を作製した。乾燥後の厚さは１．０μｍであった。同様に、緑色フィルタ用顔料分散レジスト（新日鐵化学（株）製、商品名：Ｖ−２５９−Ｇ）、青色フィルタ用顔料分散レジスト（新日鐵化学（株）製、商品名：Ｖ−２５９−Ｂ）を用いて、それぞれ緑色フィルタ用転写体、青色フィルタ用転写体を作製した。
【００６４】
その後、前記被転写体を１００℃にて加熱し接着剤層表面に粘着性を発現させた後、接着剤層表面に前記赤色フィルタ用転写体の感光性着色転写層を、皺や気泡が入らないように密着させ、さらに転写体の基材面側より、ガラス基板にカラーフィルタ用パターンを形成したクロムマスクを重ねあわせた。転写体の基材側から紫外線露光装置（オーク製作所（株）製、商品名：ＵＶ−３３０ＡＰ１）により３００ｍＪ／ｃｍ^２ の露光を行い、マスクパターン開口部の感光性着色転写層と基材との密着力を弱めた。非露光部の感光性着色転写層を基材とともにひき剥がし、露光部の感光性着色転写層を接着剤層表面に残留させることによって、カラーフィルタの赤色パターンを形成した。
【００６５】
続いて、前記の赤色パターンを形成した被転写体の接着剤層に、緑色フィルタ用転写体の感光性着色転写層を密着させ、転写体基材面から緑色フィルタパターンのクロムマスクを重ね、前述同様に露光、剥離現像を行い緑色パターンを形成した。
さらに、前記の赤色および緑色パターンを形成した被転写体の接着剤層に、青色フィルタ用転写体の感光性着色転写層を密着させ、転写体基材面から青色フィルタパターンのクロムマスクを重ね、前述同様に露光、剥離現像を行い青色パターンを形成した。
次に、２３０℃で６０分間のポストベークによって、赤、緑、青の３色のパターンを形成する感光性着色転写層および接着剤層の硬化処理を行ない、赤、緑、青の３色のパターンを有するカラーフィルタを作製した。
【００６６】
こうして得られたカラーフィルタは、色むらが少なく高品質のものであった。また、この製造方法は、他の製造方法と比較して、工程数が少なく、各工程に要する時間が短く、生産性が高いものであり、また溶液供給や廃液処理の設備も不要であった。しかも、低コストでカラーフィルタを製造することが出来ることから、結果的に低価格のカラーフィルタとして提供することが可能であった。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば従来の顔料分散法や染色法などに比べ画像形成工程が大幅に減少でき、これにより生産性が向上する。例えば、顔料分散法における１色の画像形成に要する工程は、感光性着色樹脂溶液の塗布、ソフトベーク、露光、現像、水洗、乾燥、ハードベークなどであり、さらにこれに各色毎に酸素遮断膜の塗布と乾燥工程が加わる場合もある。これに対し、本発明における画像形成工程は、転写体の非転写体への密着、露光、剥離現像、そして３色画像形成後のハードベークである。
【００６８】
また顔料分散法における感光性着色樹脂液の塗布は従来スピンナーによって行われているが、供給された感光性着色樹脂液のうち着色層として利用されるのは数パーセントにすぎず、実に９割以上の感光性着色樹脂液が廃棄されていることになる。本発明ではあらかじめ別の工程で均一にかつ無駄なく感光性着色樹脂液を塗布し乾燥させた転写体を用いるため、樹脂の利用効率は十数倍となり、その分材料費を抑えることができる。
【００６９】
さらに現像工程においては、本発明では現像液を使用しない剥離現像、すなわち乾式現像であるため溶液供給、廃液処理設備等を必要とせず、設備費の点でも有利である。そして、以上から本発明によって得られるカラーフィルタの価格は非常に安価なものにできる。
【００７０】
さらに、均一に塗布し形成された感光性着色転写層をそのまま転写させパターンを形成するため、色むらのない高い表示品質が得られる。
【００７１】
総じて、本発明によると、色むらが少なく（すなわち高い表示品質を保ちつつ）、工程数が少なく、各工程で要する時間が短く、生産性が高く、溶液供給や廃液処理の設備が不要であり、且つ得られるカラーフィルタの低価格化が可能であること、以上を満たすカラーフィルタの製造方法を提供することが出来、また、色むらが少なく（すなわち高い表示品質を保ちつつ）、溶液供給や廃液処理の設備が不要であり、且つカラー画像の新規な形成方法を提供することも出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成法（カラーフィルタの製造方法）に係わる一実施例について、概念的に示す説明図である。
【図２】本発明の画像形成法（カラーフィルタの製造方法）に係わる一実施例について、工程順に沿って概念的に示す説明図である。（主にパターン形成について）
【図３】本発明の画像形成法（カラーフィルタの製造方法）に係わる一実施例について、工程順に沿って概念的に示す説明図である。（主に複数色のパターン形成に係わる工程について）
【符合の説明】
１………転写体
２………基材
３………感光性着色転写層
４………被転写体
５………接着剤層
６………基板
７………クロムマスク
７ａ……クロムマスクのパターン
８………放射線（赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線、等の電磁波）
９ａ……感光性着色転写層部分（露光部）
９ｂ……感光性着色転写層部分（未露光部）
１０……ブラックマトリックス
１１ａ…赤色カラーフィルタパターン
１１ｂ…緑色カラーフィルタパターン
１１ｃ…青色カラーフィルタパターン
１２……保護層
１３……電極

Claims (5)

1. 基板上に接着剤層を設ける被転写体の前処理段階と、そして、放射線の露光により基材との密着性が低下する感光性着色転写層を支持体上に設けた転写体を、感光性着色転写層と該接着剤層とが接するように重ねる重ね合わせ工程、次いで、形成しようとする着色パターンに対応する領域にある該感光性着色転写層を選択的に放射線で露光する露光工程、しかる後に、該感光性着色転写層のうちの露光部分を該被転写体上に残して該転写体を剥離する剥離工程とからなる着色パターン形成段階とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 感光性着色転写層が、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、及び顔料を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 遮光パターンとして、少なくとも黒色樹脂、金属薄膜、あるいは酸化金属薄膜のうちのいずれかを使用することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
4. 基板上に接着剤層を設けた被転写体の上に、放射線の露光により基材との密着性が低下する感光性着色転写層を支持体上に設けた転写体を、感光性着色転写層と該接着剤層とが接するように重ね、
   次いで形成しようとする画像パターンに対応する領域にある該感光性着色転写層を選択的に放射線で露光し、
   しかる後に該感光性着色転写層のうち露光した部分を該被転写体上に残して該転写体を剥離することにより、該感光性着色転写層からなる画像パターンを該被転写体上に形成することを特徴とする画像形成方法。
5. 感光性着色転写層が、エポキシアクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、光重合性モノマー、光重合開始剤、及び顔料を主成分とすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。

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