JPH0432802A - 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〕 本発明はカラーフィルターの製造方法に関し、詳しくは
、カラー液晶デイスプレーへの使用に適したカラーフィ
ルターの製造方法に関する。

〔発明の背景〕

カラーフィルターの製造方法として、特公昭６１−５１
２８６号等に記載のように基板上にゼラチン、グリユー
なとの天然高分子化合物、ポリビニルアルコールなとの
合成高分子化合物から成る媒染層を設け、該媒染層を露
光、処理等によりパターニング後、そのレリーフ像を色
素で染色して着色層を形成する染色フィルター製造法か
知られている。

このような方法では、使用可能な染料か多く、フィルタ
ーとして要求される色特性への対応か比較的容易である
が、各色毎に媒染層のレリーフ形成の都度、露光、処理
を要する上、場合によっては防染用の中間層を設けると
いった複雑な工程を要するため、歩留り、平滑性に問題
があると共にコスト高になる。

又、同じ染色カラーフィルターでも特公昭５２−１７３
７６号等に記載のように、媒染層のレリーフ形成を行わ
ず、媒染層上に各色画素を形成する毎に、パターニング
されたレジストを利用して染色してカラーフィルターを
作成するという方法もあるが、この方法にしても、各色
毎にレジストの塗布、露光、処理、剥離の工程があり、
容易な方法とは言い難い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、製造プロセスが容易で、異画素間の色
濁りがなく良好な色再現性を与えるカラーフィルターの
製造方法を提供することにある。

〔発明の構成〕 本発明の上記目的は、光透過性基板上に、遮光枠と分光
特性の異なる少なくとも２色の画素を有するカラーフィ
ルターの製造方法において、ａ）光透過性基板にフォト
リソ法又は蒸着又は銀塩の還元により遮光枠を設ける工
程 ｂ）前記遮光枠を設けた基板に被染色層を設ける工程 Ｃ）前記被染色層を設けた基板にポジ型レジストを塗布
する工程 ｄ）前記ポジ型レジストを設けた基板を像様露光後、現
像し該レジストの露光部を除去した後、染色により第１
の色画素を作成し、固着処理する工程 ｅ）前記画素とは異なる個所に像様露光後、前記と同様
に現像した後、染色により第２の色画素を作成し、固着
処理する工程 ｆ）必要に応じて、前記２色の画素とは異なる分光特性
を有する画素を、前記と同様にして必要な色数だけ作成
する工程 を含むカラーフィルターの製造方法によって達成される
。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明において、遮光枠（ＢＭと略す）はフォトリソ法
又は蒸着又は銀塩の還元により作成する。

例えば、黒色顔料を分散しであるレジスト又は黒色染料
を含むレジストを光透過性基板に塗布した後、マスク等
を利用して露光、現像してＢＭを作成する。

又、感光性被染色層を光透過性基板に塗布した後、同様
に露光、現像して被染色層のパターニングをする。その
後、黒色染料により被染色層を染色してＢＭを形成する
。

又、ニッケル、アルミニウム、クロム、チタン、銅、鉄
、銀、金等から選択される金属、又は、これらの窒化物
、酸化物、炭化物等を真空蒸着法、スハッタリング法又
はイオンブレーティング法によりＢＭを形成することも
できる。

銀塩の還元によりＢＭを形成する方法としては、例えば
光透過性基板にハロゲン化銀乳剤（例えば臭化銀乳剤）
を塗布した後、マスク等の利用により後にＢＭになる部
分に露光する。そして、現像、定着することによりＢＭ
部に還元銀を残す方法がある。又、銀錯塩拡散転写法等
を利用する方法もある。

本発明に使用される媒染層として利用できる可染性高分
子化合物としては、通常、染色工程において、水あるい
は親水性溶媒（例えばメタノール、エタノールのような
アルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブのよ
うなセロソロブ、エチレングリコール、プロピレングリ
コールのようなグリコール、以下同様）などが用いられ
ることを考慮して、これらに膨潤性を有する樹脂が好ま
しい。

このような可染性高分子化合物の中、天然高分子化合物
としては、ゼラチン、カゼイン及びグリユー等の天然高
分子蛋白質が挙げられる。又、ポリビニルアルコール、
可染性官能基を含有するアクリル系合成樹脂、水溶性ナ
イロン・ポバール・スチルバゾール樹脂等の合成高分子
化合物も好ましく使用される。

本発明においては、被染色層中に媒染剤を含むことが好
ましく、媒染剤は前記可染性高分子化合物に対し、重量
比で１／１０〜ｌＯの範囲を含むことが更に好ましい。

好ましい媒染剤の種類としては、下記一般式（Ｉ）〜（
ｍに示すものが挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。

一般式（１） 式中、Ａは少なくとも２個のエチレン状不飽和基を含有
るすモノマー単位、Ｂはα、β−エチレン状不飽和モノ
マー単位、Ｒは水素原子、メチル基又はエチル基を表す
。ｘ、ｙ、ｚはモル比を示すもので、Ｘは０〜５モル％
、ｙは０〜９０モル％、２は１０〜１００モル％である
。

一般式（ＩＩ） 式中、Ａ及びＢは一般式（１）におけるＡ及びＢとそれ
ぞれ同義であり、Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ｒ１及
びＲ３は各々、低級アルキル基、Ｒ１はアルキル基、ア
ラルキル基、シクロアルキル基又はシクロアルキルアル
キル基、ｘｅはアニオンを表し、Ｘは０．５〜Ｂ、０、
ｙはＯ〜７９．５．２は２０〜９９．５である。

一般式（Ｉ［Ｉ） ÷Ａ　＋Ｘ　＋Ｂ−＋ｙ　＋ＣＨｔ　−ＣＨ−＋Ｚ式中
、Ａ及びＢは一般式（１）におけるＡ及びＢとそれぞれ
同義であり、Ｑは窒素原子又は燐原子を表し、ＲＩ　、
　Ｒ！及びＲ１は各々、炭素環基及びアルキル基からな
る群から選ばれた基を表す。

Ｍｏはアニオンを表し、Ｘは約０．２５〜約５モル％、
ｙは約０〜約９０モル％、２は約０〜約９９モル％で一
般式　（ＩＶ） ！ 式中、単位Ａは１個以上のα、β−エチレン系不飽和モ
ノマーから誘導され、Ｒは水素原子又は炭素原子数１〜
６の置換もしくは非置換アルキル基、Ｑは置換又は非置
換アルキレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン
基又は−〇〇〇Ｒ″−もしくは−ＣＯＮＨＲ″−基（式
中、Ｒ１は置換又は非置換アルキレン基、アリーレン基
又はアリーレンアルキレン基）を表す。Ｒ１は水素原子
、置換もしくは非置換アルキル基又はアリール基である
か、あるいはＱと一緒になって を形成し、各Ｘは求核剤により離脱可能な離脱基、各Ｙ
は水素原子、不活性（非離脱）基又は−（ＮＨ）　ｐ−
Ｑ−に結合される結合手、Ｅ及びＦは各々、単結合又は
−緒になって５〜７員へテロ環を完成するのに必要な原
子群を表し、ｎは０．１又は２、ｍは１．２又は３、ｎ
＋ｍの合計は３以下であり、ｐはＯ又は１である。Ｘは
重合体の０〜９０重量％、ｙは重合体の１０〜１００重
量％である。

一般式　（Ｖ） ■ Ｘ　　　　　　　Ｒ’ 式中、Ｑは窒素又は燐原子を表し、Ｒｌ　、　Ｒ２及び
Ｒｓは各々、炭素環状基又はアルキル基を表し、Ｒ′は
水素又はアルキル基を表す。Ｘ＠はアニオン、■は少な
くとも二つの重合性エチレン系不飽和残基を含むモノマ
ーの残基、Ｍは重合性エチレン系不飽和残基を含むモノ
マーの残基を表し、Ｘ。

ｙ及び２はポリマー中の個々のフモノマーの各比率を特
性付ける数字、Ｘは１０〜９９モル％、ｙは０〜９０モ
ル％、２は０〜５モル％を表す。

又、本発明に使用される水溶性染料としては、水あるい
は親水性溶媒あるいは両者の混合溶媒に溶解しつる酸性
染料、直接染料、反応性染料、カチオン染料が用いられ
、市販の染料をそのまま、あるいは好ましくは精製した
上で使用される。これらのうち酸性染料の使用が殊に好
ましい。

具体的には、酸性染料としてスミノール・ファーストレ
ッドＧ（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　Ｒｅｄｌ１８、住友化学工
業社製）、カヤノール・ミーリング・レッドＲ３（ＣＩ
、八〇ｉｄ　Ｒｅｄｌ１４、日本代用社製）、ダイアジ
ッド・ファースト・レッド３ＢＬ　（Ｃ，１，Ａｃ１ｄ
　Ｒｅｄ１５Ｂ、三菱化成工業社製）、カヤノール・イ
エローＮＧＳ　（Ｃ。

１、　Ａｃ１ｄ　ＹｅｌｌｏｗｌｌＯ１日本化薬社製）
、ス日本化用社製ァーストイエｏ　−Ｇ（Ｃ，１，Ａｃ
１ｄ　Ｙｅｌｌｏｗ６１、住友化学工業社製）、アルザ
リングリーン（Ｃ，１，Ａｃ　１ｄＧｒｅｅｎ９、東京
化成工業社製）、ブリリアント・インド・ブルー５Ｃ（
Ｃ，１，Ａｃ１ｄ　Ｂｌｕｅ１０３、ヘトスト社製）、
カヤノール・サイアニン６Ｂ（ＣＡｃｉｄ　ＢＩｕｅ８
３、日本代用社製）、アンット・ノア＝　７７ＢＦＨ（
Ｃ，ｉ、Ａｃ１ｄ　ＢｌｕｅｌＯＯ１保土ケ谷化学工業
社製）、レット１３６Ｐ、レッド１３７Ｐ、ブルー５Ｐ
、ブルー４３Ｐ１　グリーンＣＦＧ−１１１、ＰＣシア
ン２ＰＳＰＣンアン１６（以上、日本代用社製）ブラッ
ク００８Ｐ、ブラック１ＢＩＰなど、又、反応性染料と
しては、プロシ　　ン　　・　　ブ　　リ　　リ　　ア
　　ン　　ト　　イ　　エ　　ロ　　−　　Ｈ−５Ｇ（
Ｃ，１，Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｙｅｌｌｏｗ２、日本代用
社製）、ダイア　　　ミ　　　ラ　　　・　　　ブ　　
リ　　　リ　　　ア　　ン　　　ト　　　・　　　し　
　ッ　　　ド　　　　ＧＤ（Ｃ，１，Ｒｅａｃ口ｖｅ　
Ｒｅｄ６３、三菱化成工業社製）、ミカシオングリーン
２ＢＳ　（仁１．Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｇｒｅｅｎ７、日
本代用社製）、スミフィックスネービーブルーＲ（Ｃ，
１，ＲｅａｃＬｉｖｅ　Ｂｌｕｅ２０、住友化学工業社
製）など、直接染料としてはダイレクト・ファースト・
イエロー　ＧＮ　（Ｃ，１，Ｄｉｒｅｃｔ　Ｙｅｌｌｏ
ｗ８５、日本代用社製）、スミライト・レッド４Ｂ　（
Ｃ，１，Ｄｉｒｅｃｔ　Ｒｅｄ８１、住友化学工業社製
）、カヤラス・スプラ・ブルーＢＷＬ（Ｃ，１，Ｄｉｒ
ｅｃｔＢｌｕｅ２３７　、日本代用社製）、アイゼン・
グリーンＧＸ　（Ｃ，１，ＤｉｒｅｃＬ　Ｇｒｅｅｎ８
、住友化学工業社製）などの１種又は２種以上か適用で
きる。

染色方法としては、前記の染料を水に対して００１〜５
％、好ましくは０．０５〜２％の濃度となるように溶解
した染浴に、被染色層及びレジストパターンの設けられ
た基材を４０〜９０℃で１〜３０分間浸漬すればよい。

本発明に係るポジ型レジストとしては、ＦＢＭ１２０　
　ＦＢＭ−１１０、ＦＰＭ　（以上、ダイキン製）、０
ＥＢＲ−１０１３、ＣＦ２　（以上、東京応化源）、Ｅ
ＢＲ−１、ＥＢＲ−９（以上、東し製）、ＦＭＲＥ１０
２　Ｃ富士薬品製）、ＭＣＰ−１４００、ｌｌｌ５−１
９　（以上、ノプレー・ファー・イースト類）等が挙げ
られる。

本発明に使用される光透過性基板は、光透過性を有して
いれば、透明であってもよいし、半透明であってもよい
。更に、透明電極の蒸着工程なとにおいてカラーフィル
ターか高温に曝されることかあるので、基板の素材とし
ては、良好な耐粘性ををするものＤ・好ましい。

このような光透過性基板を構成する素材の例としては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリスチレン、ポリカーボ不−１・、ポリエーテ
ルスルホン、ポリビニルアルコール及び酢酸セルロース
などの高分子化合物、ソーダガラス、硼珪酸ガラスなど
のガラス、石英及びサファイアなどの無機物質などを挙
げることができる。

光透過性基板は、上記の素材を用いて、板状、シート状
あるいはフィルム状などの形態で使用することかできる
。

光透過性基板の厚みは、用途及び材質に合わせて適宜に
設定することかできるが、通常は、０．５μｍ〜１．Ｏ
ｍｍの範囲内にある。特に、液晶カラーデイスプレー用
の光透過性基板として例えばガラスを用いる場合には、
厚みか０３〜２ｍｍの範囲内にあることか好ましい。

（実施例） 次に実施例を示し、本発明について更に具体的に説明す
る。尚、実施例における％表示は、特に断わりない限り
重量％を表す。

実施例１ 厚さ１．１ｍｍの透明な硼珪ガラス基板（Ｉ　Ｏｃ　ｍ
Ｘ１０ｃｍ）に黒色顔料の入ったレジスト材（以下、黒
色レジストと略す、富士ハントエレクトロニクステクノ
ロジー社製カラーモザイクＫ）をスピンナーで約１μ輸
の厚さになるように塗布し、ホットプレートで乾燥させ
た。その後、露光部が第１図のＢＭ部になるようにカラ
ーフィルター用のクロムマスクを配置し、水銀灯で露光
した。次に、１％炭酸ナトリウム水溶液で現像、純水で
洗浄した後、オーブンで加熱硬化し、基板上にＢＭ部を
得た。

ＢＭ部を形成した試料に、重クロム酸アンモニウムを１
％含むゼラチン水溶液（低分子量ゼラチン７％を含有）
を乾燥膜厚が約１μｍこなるように塗布した。６０℃、
１時間のベーキングの後、ガラス基板裏面より水銀灯に
より露光、現像し、前記ＢＭの間隙に被染色層を設けた
。

被染色層形成後の試料全面に、ポジ型レジストＭＣＰ−
１４００（＠シプレー・ファー・イースト製）を厚さが
約１．５μｍになるように、スピンナーにて塗布してポ
ジ型レジスト層を形成した。その後、第１図において、
露光部がＢ部になるようにカラーフィルター用クロムマ
スクを配置して水銀灯で露光した。

露光された基板（Ａと称す）をレジスト現像してレジス
トをバターニングした後、０．２５％の青色染料Ｂｌｕ
ｅ　５Ｐ　（日本代用社製）を含み、５６％の酢酸水溶
液によりｐＨを５にした４０℃の青色染料水溶液に８分
間浸漬した後、タンニン酸、吐酒石の各１％水溶液に５
０℃、１分間浸漬して固着処理を行い、青色光透過画素
を作成した。

次に、上記処理後の基板Ａ上に、露光部が第１図におけ
るＧ部分となるように、別のカラーフィルター用クロム
マスクを配置して同様に露光し、レジスト現像した後、
０．５％の緑色染料ＣＦＧ−１１１（日本代用社製）を
含み５６％の酢酸水溶液によりｐＨを５にした４０℃の
緑色染料水溶液に４分間浸漬した後、同様にして固着処
理を行い、緑色光透過画素を作成した。

次に、上記処理後の基板Ａ上に全面露光し７、レジスト
現象した後、０．３％の赤色染料Ｒｅｄ１３７Ｐ（日本
代用社製）を含み、５６％の酢酸水溶液により＋１）１
第１図 手続補正書（方式） １、事件の表示 平成　２年特許願第１３９１４１号 ２　発明の名称 カラーフィルターの製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号連絡先 〒１９１　　東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会
社　　（電話０４２５−８３−１５２１　）特　　許　
　部 ４　補正命令の日付 ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄及び「図面の簡単な
説明」の欄。

補正の内容 明細書の第１７頁と１８頁を追加して補正する。

を５にした６０℃の赤色染料水溶液に２０分間浸漬する
ことにより赤色光透過画素を作成した。このようにして
作成したカラーフィルターを試料ＣＦ−１とした。

比較例１ 特公昭５２−１７３７６号の実施例を参考に、先ずレジ
ストの波布、パターニングを行う方法でＢＭを染色によ
り形成した後、各色画素についても、染色する毎に同様
にレジストのパターニングを行う方法を行いカラーフィ
ルターを作成し、試料ＣＦ−２とした。

このようにして得られたカラーフィルター試料ＣＦ−１
及び２の各色画素について、■ト・ノブコーン製ＳＲ−
１を用いて、分光透過率を測定し、最高透過率を各々求
めたところ、ＣＦ−１はＣＦ−２に対し、各色画素とも
最高透過率の値が３〜８％高く、良好な分光特性を示し
た。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法に基づくカラーフィルターは色特性か
良好である。又、前記ＣＦ−２のカラーフィルターの製
造方法に較べ、レジストの塗布、パターニングの工程が
少なく、特公昭６１−５１２８６号に開示の被染色層の
パターニングを各色画素毎に行い染色する方法に較べ、
被染色層の塗布、パターニングの工程が少ないので、製
造コストも低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により得られるカラーフィル
ターの一例を示す断面図であり、第２図は本発明の製造
方法により得られるカラーフィルターを用いた液晶カラ
ーデイスプレーの一例を示す断面説明図である。 １１・・光透過性基板　　１２・・・有色部１３・・・
遮光枠 ２４・カラーフィルター ２５ａ、　２５ｂ・・偏光板　　２６・・液晶２７ａ、
　２７ｂ・　電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光透過性基板上に、遮光枠と分光特性の異なる少なくと
   も２色の画素を有するカラーフィルターの製造方法にお
   いて、 ａ）光透過性基板にフォトリソ法又は蒸着又は銀塩の還
   元により遮光枠を設ける工程 ｂ）前記遮光枠を設けた基板に被染色層を設ける工程 ｃ）前記被染色層を設けた基板にポジ型レジストを塗布
   する工程 ｄ）前記ポジ型レジストを設けた基板を像様露光後、現
   像し該レジストの露光部を除去した後、染色により第１
   の色画素を作成し、固着処理する工程 ｅ）前記画素とは異なる個所に像様露光後、前記と同様
   に現像した後、染色により第２の色画素を作成し、固着
   処理する工程 ｆ）必要に応じて、前記２色の画素とは異なる分光特性
   を有する画素を、前記と同様にして必要な色数だけ作成
   する工程 を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法。