JPH03140902A - カラーフィルターアレイの製造方法 - 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） 本発明はカラーフィルターアレイの製造方法に関する。

さらに詳しくは、ＬＣＤ（液晶デイスプレィ）、ＥＣＤ
（エレクトロ・クロミック・デイスプレィ）、ＥＬＤ（
エレクトロ・ルミネッセンス・デイスプレィ）、ＣＲＴ
（陰極線管）デイスプレィ、蛍光表示管、ＬＥＤ（発光
ダイオード・デイスプレィ）などの画像表示素子、撮像
管、固体撮像素子（ＣＣＤ：チャージ・カップルド・デ
バイス）などの画像入力素子などに用いられるカラーフ
ィルターアレイの製造方法に関する。

（従来の技術） 白黒表示が可能な画像表示素子の各画素に、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを
重ねることによりカラー画像表示が実現されている。ま
た光の強弱を感知可能な素子をマトリクス状に配置した
画像入力素子において、マトリクスの各素子に赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを重ねることにより
カラー画像入力が実現されている。これら、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の微細なフィル
ターが各画素に対応するように、モザイク状あるいはス
トライプ状に配置されたものをカラーフィルターアレイ
と称し、各種のカラー画像表示素子、カラー画像入力素
子に広く用いられている。

従来、カラーフィルターアレイは印刷法、染色法、電気
泳動着色法等により作製されてきた。印刷法は、基材上
に顔料を分散したインク（光の三原色すなわち赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ））を、例えばオフセット印刷など
を用いて直接印刷する方法である。

染色法は、基材上に塗布した感光性アクリル樹脂やゼラ
チンを、フォトリソグラフを用いて所定の形状に加工し
、染料を用いて染色・固着、これを各色（すなわち光の
三原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））ごとに繰り返
す方法である。

電気泳動着色法は、あらかじめ所定の形状にフォトリソ
グラフによりパターニングされた透明電極を基材上に設
け、電気泳動性の染料を用いた電着法により赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）に着色し分ける方法である。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、カラーフィルターアレイは微細なカラ
ーフィルターであり、各画素のうちのたとえ一個の画素
に欠点が生じてもその商品品位は著しく損なわれる。従
来の印刷法には微細加工性に問題があり、高品位のカラ
ーフィルターアレイを歩留まりよく得ることは困難であ
る。染色法、電気泳動着色法では、高品位のカラーフィ
ルターアレイを作製可能であるが、フォトリングラフを
用いるために量産性に劣り、大面積のものを容易に得る
ととができないという欠点がある。本発明者はかかる状
況に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、次なる発明に到達し
た。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記従来のカラーフィルターアレイの製法
における課題を解決せんとするものである。。すなわち
本発明は、透明基板の片面に反射膜を形成し、該基板の
反射膜形成面とは異なる面に、透明フォトメジスト膜を
形成し、カラーフィルターアレイのＲＧＢパターンに対
応する位置に配されたＲＧＢ対応の光ファイバーを介し
て、ＲＧＢ相当の光を、透明フォトレジスト膜面側から
入射し、露光した後に、反射膜を除去することを特徴と
するカラーフィルターアレイの製造方法である。

本発明における透明フォトレジストは、特に限定するも
のではないが、エポキシ系、アクリレート系、ポリブタ
ジェン等を用いることができる。

本発明におけるカラーフィルターアレイのパターンのマ
スクの開口部に入射せしめるＲＧＢ相当の光とは特に厳
密に規定するものではないが、それぞれの波長はＲが３
００−３５０ナノメータ、Ｇが２５０−３００ナノメー
タ、Ｂが２００−２５０ナノメータが好ましい。また、
入射レーザー光は直線偏光レーザーを用い電場ベクトル
は露光の際には入射面と直交する方向とする。

反射膜を除去する方法としては、特に限定しないが酸等
の薬品を用いるのが好ましい。また、本発明において、
カラーフィルターアレイの上に保護層を設けてもよく、
また、基板をとり除くことをしてもよい。またフィルタ
一部以外に、染色、着色を施すか、反射膜を設ける等の
マスク処理を施すことが好ましい。

本発明によれば、透明フォトレジストの硬化による屈折
率変化を利用し、多層膜干渉フィルターを形成するため
、カラーフィルターパターン形状をコントロールするこ
とが可能であり、光の直進性を利用するためカラーフィ
ルターパターンエツジ形状をシャープにすることができ
る。また透明フォトレジスト内に露光によって形成され
る多層膜の層数、屈折率をコントロールすることにより
任意の透過波長半値幅、透過率を簡単に得る事ができる
。

透明フォトレジストに入射したレーザー光は反射膜で反
射され、その２光束は定在波を生じる。

定在波の腹は入射光波長の半波長ごとに存在し、フォト
レジストを硬化させる。しかし、定在波の節の部分にお
いてはフォトレジストにエネルギーを与えない。従って
、屈折率の異なる２種類の履が、厚み方向に分布する事
となり、その光学的厚み分布は、入射光の波長・光量及
び照射時間で任意にコントロール可能である。

透明フォトレジスト表面、あるいは透明基板と透明フォ
トレジストの接合面において透明フォトレジストはその
性格上微細な凹凸を有し光は散乱５− ６− されやすくなる。この作用により、本発明によるカラー
フィルターアレイを、斜め方向からの視認性に劣る表示
素子、例えばＬＣＤ　（液晶デイスプレィ）等に用いた
場合、その視認性を大幅に改善できる。

本発明によるカラーフィルターアレイは、その構成から
明かなように、大面積化、量産化に優れ、また光干渉を
用いるため透過光半値幅、透過率の自由度が高いため鮮
やかな色合いを容易に実現できる、耐環境性能すぐれる
透明フォトレジストを使用することが可能であるなどの
優れた特性を有する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらになんら限定されるものではない。

（実施例） 以下に、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において透明基板として、通常のガラス基板を用
い、その上に反射膜を形成する（＾）。

本実施例においてはアルミを５０００オングストローム
の厚さにスパッタリングした。

反射膜裏面に透明フォトレジスト膜を形成する（盆）。

本実施例においてはフォトレジストを５ミクロンの厚み
にスピンコードシタ。

次に、カラーフィルター用にパターニングしたマスクの
それぞれの開口部に光の三原色すなわち赤（Ｒ）、緑（
Ｇ）、青（Ｂ）相当の波長を有する光を光ファイバーを
介して入射せしめる装置機構１）　を用いて、透明フォ
トレジストにマスクからの光を入射し、露光を行なう（
猛）。

本実施例においては、光ファイバーと光源にシングルモ
ード光ファイバーと白色レーザーをそれぞれ使用した。

最後に酸を用いてアルミの金属膜を除去する。

本実施例においては硝酸を用いた。

以上の過程を経て幅７０μｍ１長さ７０μｍの透過光半
値幅１００ナノメーター、透過率９５％の赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のドツトパターンにより構成される横
２００１、縦２００　ｍ−のカラーフィルターアレイを
得た。

得られたカラーフィルターを液晶表示素子に使用した結
果、良好なカラー画像を得た。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明におけるカラーフィルターア
レイは、目詰まりなどによる画素の欠落の無い優れた品
位を有し、良好鮮明なカラー画像表示を可能ならしめ、
かつ大面積化が容易で、量産性に優れるなど、優れた特
性を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例に示されたカラーフィルターアレイの製
造工程の概略図である。 早　ＩＩ！１ （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板の片面に反射膜を形成し、該基板の反射
   膜形成面と異なる面に透明フォトレジスト膜を形成し、
   カラーフィルターアレイのパターンに対応する位置に配
   置されたＲＧＢに対応する光ファイバーを介して、ＲＧ
   Ｂ相当の光を、透明フォトレジスト膜面側から入射し、
   露光した後に、反射膜を除去することを特徴とするカラ
   ーフィルターアレイの製造方法。