JPH03140903A - カラーフィルターアレイ - 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
争ルミネッセンス・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、カラーフィルターは微細なフィルター
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ことができな
いという欠点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記従来技術の問題点を解決すべく検討し
本発明に到達した。すなわち本発明は、感光性樹脂組成
物の膜からなり、該膜の厚み方向に屈折率が周期的に変
化し、光の三原色（ＲＧＢ）に対応する特定波長域の光
線が各々に透過するいわゆる干渉フィルターが、モザイ
ク状またはストライブ状に多数配置されたことを特徴と
するカラーフィルターアレイである。

本発明における感光性樹脂組成物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
ン等の感光性樹脂を用いる組成物である。

本発明におけるカラーフィルターアレイ製造時のパター
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３００−３５０ナノメーター、Ｇが２６０−３００
ナノメータ、Ｂが２００−２５０ナノメータが好ましい
。また、入射光は直線偏光レーザーを用い電場ベクトル
は露光時には入射面と直交する方向が望ましい。製造時
に用い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。

本発明における感光性樹脂組成物は、前記した感光性樹
脂組成物でよいが、好ましくは、透明な組成物となる感
光性樹脂組成物である。本発明に詔いて膜に形成された
、モザイク状、あるいはストライブ状の各々多数の干渉
フィルタ一部（ＲＧＢ各々に対応した３種）以外のマス
ク部は、好ましくは黒色に染色しまたは着色するか、ま
たは反射性膜を配したものである。

本発明によれば、透明感光性樹脂組成物（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スルと七が可能であり、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
射されなどして、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詔いては
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種類の層が、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。

本発明のカラーフィルターアレイには、必要に応じて保
護カバーを施すこと、また、フィルター性能を損わない
かぎりにおいて、全体の７オトレジストを均一または不
均一の麩理を施すこと等は実行されてよい。

透明フォトレジスト表面、あるいは透明基板と５− 一〇− 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α 板を用い、その上に反射膜を形成する（１）。

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し １）。

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
にスピンコードした。

次に、カラーフィルターアレイ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）の波長の１７２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。

最後に酸を用いて反射膜である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
２００ｍ＋ａ１縦２００　ｍｍ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アレイ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作成
の工程の概略図である。 第２図は実施例によって作製されたカラーフィルターア
レイの概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光性樹脂組成物の膜からなり、屈折率が該膜の
   厚み方向に周期的に変化し、光の三原色（ＲＧＢ）に対
   応する特定波長域の光線が各々に透過するいわゆる干渉
   フィルターがモザイク状またはストライプ状に多数配置
   されたことを特徴とするカラーフィルターアレイ。