JPH01145603A - カラーフィルターの製造方法 - 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〉 本発明はカラー液晶表示装置の液晶セルにもちいると好
適なカラーフィルターの製造方法に係わり、更に詳細に
は、アルカリ可溶透明樹脂中に顔料を分散させた色分解
用カラーフィルターの製造方法に関する。

〈従来技術〉 フルカラー液晶表示装置は、スタテック方式、単純マト
リックス方式、アクティブマトリックス方式等が実用化
されている。いずれの方式も液晶素子に対応して微細な
色分解用カラーフィルターが使用されている。ここで使
用されるカラーフィルターは、透明性・耐光性・耐熱性
・耐薬品性等が要求されている。現在実用化されている
染色型カラーフィルターは、ポリペプチド樹脂・アクリ
ル樹脂等を染色した着色膜が用いられている。染色型カ
ラーフィルターは、パターン加工精度が高く、分光特性
がすぐれる等の長所を有し現在実用化している液晶用カ
ラーフィルターの主流になっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 染色型カラーフィルターは、耐熱性・耐光性が十分満足
されず、又染色性の良好な樹脂は一般的に吸水性に冨み
、耐水性や耐薬品性が十分満足できていない。この欠点
を解決するために、染料以外の着色剤をもちいたカラー
フィルターが提案されている０例えば、ポリイミド前駆
体に顔料を分散した着色ワニスをもちいたカラーフィル
ターの製造方法が提案されている。（特開昭６０−２３
７４０３号公報）この方式は、透明基体上に着色ワニス
を塗布乾燥し、フォトレジストを積層して、該フォトレ
ジストをパターン化し、更にアルカリ溶液によって開口
部の着色ワニスをエツチングして第一色目のカラーフィ
ルターを形成し、次に不要になったフォトレジストを剥
膜し、以下同様に二色目、三色目を同一基体上に順次形
成する。しかしこのカラーフィルターは極めて高い耐久
性と耐薬品性を有するにも抱ず実用化されていない、そ
の理由は第１に工程が長いためにコストが高い点にあり
、第２に、フォトレジストの剥膜工程で着色ワニスの乾
燥被膜に欠陥が生じ易い等の工程の不安定性が挙げられ
る。

く問題点を解決するための手段〉 本発明はアルカリ可溶性樹脂中に顔料を分散させた着色
ワニスを基体上に塗布乾燥し、着色塗膜を形成する０次
に透明フォトレジストを積層してから活性光を照射して
任意形状のパターンを形成し、フォトレジストの開口部
に設けられた該着色塗膜をアルカリ溶液で溶解除去する
。その後透明フォトレジストを剥離しないままに残存し
たカラーフィルター素子を加熱焼成することにより工程
を短縮することが可能になり、また、フォトレジストを
剥離しないので着色フィルター層に欠陥の入る危険性が
減じた。

〈発明の詳細な 説明について図を参照しながら更に詳細に説明する。

第１図（Ａ）に於て、透明基体（１）上にアルカリ可溶
性の透明樹脂（３）中に顔料（２）を分散させた着色ワ
ニスを均一に塗布して着色塗膜（４）を設け、その上に
フォトレジスト（５）を積層する。ここで透明基体（１
）は通常、青板ガラス、無アルカリガラスがもちいられ
る。アルカリ可溶な透明樹脂（３）として、ポリマーの
主鎖に遊離の酸性官能基を導入することにより容易に入
手できる。例えばアルカリ可溶なポリイミド前駆体は、
テトラカルボン酸２無水物と、芳香族ジアミンを重合し
て得られる。また無水マイレン酸と不飽和乾性油との反
応で得られる変性油や、メタクリル酸、アクリル酸、イ
タコン酸等とビニルモノマー、アクリルモノマー等の共
重合物も容易にアルカリ水溶液に可溶であり本発明に適
用できる。顔料（３）としては主として耐久性の優れた
高級顔料がもちいられる。液晶用カラーフィルターの色
調として赤、緑、青の３色以外に、遮光層形成のために
黒色又は不透明色顔料も使用する。フォトレジスト（５
）は、可視域で透明であるか、あるいは加熱処理、薬品
処理で、透明にすることの可能な材料でなければならな
い、具体的にはｄｅｅｐＵＶ用フォトレジストや、不活
性ガス、窒素気流中又は真空中で２００　’Ｃ以上に加
熱すると透明になるネガ型レジストが使用できる。通常
ポリイミド前駆体のパタニングに使用されるポジ型レジ
ストは、極めて強く着色しているために使用することは
できない。第１図（Ｂ）では、フォトレジスト（５）に
活性光を照射して後、所定の現像液で現像して、フォト
レジスト（５）のレリーフ像を形成する。活性光はフォ
トレジストの分光感度に合せてｄｅｅｐＵＶから可視光
までのいずれの波長でもよい。

第１図（Ｃ）では、フォトレジスト（５）の開口部にあ
る着色塗膜（４）をアルカリ水溶液でエツチングする。

アルカリ溶液はノンメタルが望ましい、この工程は着色
塗膜（４）を任意形状にパターン化するのであるから、
エツチング方式として、スプレ一方式が好ましい０着色
塗膜（４）をパターン化することによりカラーフィルタ
ー素子（４）°が実現した後で、これを不溶化するため
加熱焼成する。アルカリ可溶透明樹脂では１５０°Ｃが
ら２７０　’Ｃを必要とする。

加熱焼成するとき、フォトレジスト及びアルカリ可溶透
明樹脂の酸化による着色を防ぐぐために、不活性ガスや
窒素気流中又は真空中で加熱すると効果的である。第１
（Ｄ）では以上の工程を他の色相の着色ワニスを用意し
て同様に順次形成することによって３色あるいは黒色層
を加えた４色から成るカラーフィルター（６）を形成す
ることができる。

〈実施例１〉 東し株式会社製“セミコファイン５Ｐ−９１０”　９０
．１ｇに対し顔料及び分散剤をそれぞれ９．０ｇ、　０
．９ｇ添加して三本ロールで十分混合して、赤・緑・青
色ワニスを作った。ａ料の一例を下記に示す。

赤色フィルター用；リオトゲンレッドＧＯ（東洋インキ
製造■製） 緑色フィルター用；リオノールグリーン２ＹＳ（東洋イ
ンキ製造■製） 青色フィルター用；リオノールプルーＥＳ（東洋インキ
製造■製） 次に赤色ワニス１０ｇに対しＮ−メチル−２ピロリジノ
ン（以下ＮＭＰと記す）を５ｇ添加して、十分撹拌し、
コーニング社製７０５９ガラス仮にスピンナーを用イ”
ｉ：１２５０ｒｐｍ　６０秒間回転塗布し、６０’Ｃ１
５分間及ヒ引キ続いて１３０°Ｃ３０分間加熱し赤色フ
ィルター層を形成した。次に該赤色フィルター層上に日
本合成コム■製″ＪＳＲ−ＣＢＲ−Ｍ９０１°°ネガレ
ジストを２０００ｒｐ−でスピンコードし８０″Ｃ３０
分間のブレベーク後パターン露光して専用現像剤で現像
した０次に１５０　’Ｃ３０分間ボストベーク後マイク
ロポジット現像剤ＭＰ−３１２（シブレイ・ファーイー
スト■）を純水で１：ｌに稀釈したアルカリ溶液で該赤
色被膜の開口部をエツチング除去した０次に窒素気流中
で２５０℃６０分間加熱した結果、上記ネガレジストは
透明になった。以下、前記の緑色ワニス及び青色ワニス
をもちいて順次同様の工程で着色フィルター層を形成し
た。

〈実施例２〉 実施例１で使用した赤・緑・青色ワニスを用意した。先
ず青色ワニス１０．に対しＮＭＰ及びメチルセロソルブ
を各２ｇ添加して十分混合した。

次に７０５９ガラス板にスピンナー１１０００ｒｐで３
０秒間回転塗布した。６０°Ｃ１５分間及び１３０°Ｃ
６０分間のプレベータ後、透明樹脂ＦＶＲ（富士薬品■
製画品名）を３００Ｏｒｐｍ　で積層し、９０″ＣＩ５
分間ソフトベークした後、露光現像し、以下実施例１と
同様にして青色フィルター層をエツチング除去した６次
にホットプレートをもちいて２３０℃１５分加熱して、
１色目の着色フィルター層を形成した。以下同様にして
緑色、赤色フィルター層を形成し、最後に窒素気流中で
２５０°Ｃ６０分の加熱焼成をしてカラーフィルターを
形成した。

〈実施例３〉 アルカリ可溶性透明樹脂として、１．メタクリル酸４０
部、２．メタクリル酸メチル３５部、３．シクロヘキシ
ルアクリレート２５部からなる共重合体ワニス（不揮発
分；３０％、溶媒；エチルカルピトール）を用意した。

不揮発分重量１に対し顔料０．５の割合で添加して、三
本ロールで十分混合して着色ワニスを作った。使用した
顔料は実施例１と同様である。青色ワニス１０ｇに対し
メチルセロソルブを５ｇ添加して混合撹拌した０次に７
０５９ガラス基板上に滴下し１１０００ｒｐ　３０秒間
回転塗布し、６０°Ｃ１５分の乾燥後９０°Ｃ３０分ブ
レベークして着色フィルター層を形成した０次に、東京
応化■製、ｄｅｅρＵν感光材“０ＤＯＲ−１０１３”
を３００Ｏｒｐｍで回転塗布して９０°Ｃ２０分間ソフ
トベークした。次にｄｅｅｐＵＶ光をもちいて露光・現
像してパタニングした０次に１５０°Ｃ３０分ポストベ
ークして後、実施例１と同様にしてアルカリ水溶液によ
って該着色フィルター層をエツチング除去した０次に２
５０°Ｃで３０分真空オーブン中で加熱焼成した。以下
同様にして緑色、赤色フィルター層を順次形成し、カラ
ーフィルターを製造した。

〈発明の効果〉 アルカリ可溶透明樹脂中に顔料を分散させたカラーフィ
ルターは、極めて秀れた耐久性を示し、信韻性が向上し
た。従来フォトレジストによるパタニングの後、剥膜し
ていた工程が省略できたために、着色フィルター層に対
する欠陥の危険率が減少し、更に保護膜の役割もするた
めに、二重の効果がみられた。即ち、剥膜時に使用する
剥離液によって着色フィルター層に亀裂の入るのを防ぐ
ことができ又、２色目移行の工程でみられる着色ワニス
中の例えばＮＭＰによって１色目の着色フィルター層に
亀裂の入る危険性がなくなり工程が安定化し、大巾なコ
スト低減が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は工程を示すための説明図である
。 １、・・・透明基体　　　２．・・・顔料３、・・・ア
ルカリ可溶透明樹脂 ４、・・・着色塗膜　　　４゛・・・カラーフィルター
素子５、・・・フォトレジスト６、・・・カラーフィル
ター特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルカリ可溶性の透明樹脂中に顔料を分散した着
   色ワニスを透明基体上に塗布して着色塗膜を形成し、該
   着色塗膜上に透明フォトレジストを塗布した後、任意形
   状に露光・現像し、該透明フォトレジストの開口部にあ
   る着色塗膜をアルカリ溶液で溶解して、第一色目のカラ
   ーフィルター素子を形成し、以下同様にして二色目、三
   色目のカラーフィルター素子を順次形成したカラーフィ
   ルターの製造工程に於て、アルカリ溶液で溶解しなかっ
   たカラーフィルター素子を加熱して不溶化し、かつ該透
   明レジストを剥膜しないことを特徴とするカラーフィル
   ターの製造方法。
2. （２）カラーフィルター素子を加熱して不溶化する工程
   に於て、窒素ガス、不活性ガス、あるいは真空中で加熱
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した
   カラーフィルターの製造方法。