JPH0519114A

JPH0519114A - カラーフイルタの製造方法

Info

Publication number: JPH0519114A
Application number: JP3172502A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inami; 敬井波; Ryutaro Akutagawa; 竜太郎芥川; Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; Hideaki Yasui; 秀明安井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】赤、青、緑の３色の画素および遮光部をモザイ
ク状またはストライプ状に基板上に種々の方法で形成し
たカラーフィルタにおいて、３色の画素および遮光部を
形成する材料である顔料分散液を、画素および遮光部が
必要な部分にのみ使用することにより、材料使用率を高
め、製造コストを安くして安価なカラーフィルタの製造
法を提供する。【構成】透明ガラス基板１上にポジ型（光分解型）フ
ォトレジスト膜２を形成し、第１色目に対応した部分に
光照射を行ってレジスト膜を現像剥離し、その後剥離し
たストライプ状溝３にのみ第１色目の顔料分散液４を注
入し硬化し、次に第２色目に対応した部分に光照射を行
ってレジスト膜を現像剥離し、その後剥離したストライ
プ状溝７にのみ第２色目の顔料分散液を注入し硬化し、
第３色目、第４色目も同様にして顔料分散液を注入し硬
化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶用カラーテレビ受像
機、ＣＣＤカメラ等に用いられるカラーフィルタの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶用カラーテレビ、ＣＣＤカ
メラ等に用いられるカラーフィルタは、赤、緑、青の三
色よりなる画素がストライプ状またはマトリックス状に
配列されており、特にコントラストを高めるために三色
の画素の間に、黒色の細いストライプまたはグリッド
（直交格子）を設けている。

【０００３】従来、このようなカラーフィルタの製造法
としては、感光性ゼラチンをパターニングした後染色す
る方法が一般的であったが、信頼性に問題があり、また
工程数が多いためにコストも高いという欠点があり、最
近では顔料を分散した感光性の着色フォトレジストをパ
ターニングする方法が注目されてきている。

【０００４】このパターニング工程は、図５に示すよう
にして行なわれる。図５（ａ）は、ガラス基板１を示
す。このガラス基板１上に、一色目の光硬化型の赤色着
色フォトレジスト２０を所定の膜厚で塗布する（図５
(ｂ)）。つぎに図５（ｃ）に示すようにマスク２１を介
して露光を行う。その後現像によって露光されていない
不要部分を除去して硬化することによって、一色目の赤
色パターン６の形成が終了する（図５(ｄ)）。以後、二
色目以降を同様にして形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、顔料を
分散した感光性の着色フォトレジストは通常のフォトレ
ジストに較べて非常に高価であり、またガラス基板に全
面塗布しても露光・現像によって実際にパターンとして
残るのは、そのうちの約１０％に過ぎず、きわめて利用
率が低く、カラーフィルタ製造コストが高くなる原因と
なっていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、基板上にポジ型（光分解型）フォトレジス
ト膜を形成し、第１色目に対応した部分に光照射を行っ
てレジスト膜を現像剥離し、その後剥離した部分にのみ
第１色目の顔料分散液を注入硬化し、次に第２色目に対
応した部分に光照射を行ってポジ型フォトレジスト膜を
現像剥離し、その後剥離した部分にのみ第２色目の顔料
分散液を注入硬化し、第３色目、第４色目も同様にして
顔料分散液を注入硬化するものである。

【０００７】あるいは、予め遮光性膜が部分的に形成さ
れたガラス基板上にポジ型（光分解型）フォトレジスト
膜を形成し、第１色目に対応した部分に光照射を行って
レジスト膜を剥離し、その後剥離した部分にのみ第１色
目の顔料分散液を注入硬化し、次に第２色目に対応した
部分に光照射を行ってレジスト膜を剥離し、その後剥離
した部分にのみ第２色目の顔料分散液を注入硬化し、第
３色目も同様にして顔料分散液を注入硬化するものであ
る。

【０００８】

【作用】上記二つの手段による作用は共通で、次の通り
である。顔料分散液をガラス基板の必要な部分にのみ形
成するため、顔料分散液の使用量が少なくなり、製造コ
ストが安く、安価なカラーフィルタを提供することがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を、一実施例に基づき添付図面
を用いて説明する。顔料分散液として、本実施例では、
顔料を熱硬化型樹脂および溶剤中に分散したものを用い
ている。

【００１０】図１（ａ）は、透明ガラス基板１を示して
いる。図１（ｂ）はガラス基板１上に、ポジ型フォトレ
ジスト２を約２ミクロンの厚みで全面に塗布した状態で
ある。図１（ｃ）は、露光マスクによって第一色目を形
成しようとする部分に光をあて、現像でレジストを除去
した状態である。レジストを除去した部分は、紙面に垂
直な方向に並んだ幅約１００μｍのストライプ状溝３で
ある。

【００１１】図１（ｄ）は、第一色目の赤色の顔料分散
液４を、ガラス基板上のレジストを除去した部分にイン
キジェット装置５によって定量滴下しつつ、ガラス基板
１を紙面に垂直な方向に移動させて、ストライプ状溝３
全部に顔料分散液を充填する。この時顔料分散液はレジ
スト膜２の膜厚に等しい高さまで注入する。

【００１２】その後、加熱して顔料分散液を硬化させて
第一色目の赤色ストライプ６の形成が終了する（図１
(ｅ)）。

【００１３】さらに図１（ｆ）に示すように第一色目と
同様にして、露光・現像によりレジストを除去し、第２
色目のストライプ状溝７を形成する。

【００１４】引き続いて、図２（ａ）に示すように、第
二色目の緑色の顔料分散液８を、ガラス基板上のレジス
トを除去した部分にインキジェット装置５によって定量
滴下しつつ、ガラス基板１を紙面に垂直な方向に移動さ
せて、ストライプ状溝７全部に顔料分散液８を充填す
る。

【００１５】その後、加熱して顔料分散液を硬化させて
第二色目の緑色ストライプ９の形成が終了する（図２
(ｂ)）。以後三色目についても同様にしてストライプ状
溝１０に青色顔料分散液１１を注入硬化し青色ストライ
プ１２を形成する（図２(ｃ)〜(ｅ)）。最後に、ガラス
基板全面を露光し残りのレジストを現像除去し、ストラ
イプ状溝１３を形成する（図２(ｆ)）。

【００１６】その後、更に引き続いて、図３（ａ）に示
すようにストライプ状溝１３に第四色目の黒色の顔料分
散液１４を注入して硬化しブラックストライプ１５を形
成し、カラーフィルタ１６が完成する（図３(ｂ)）。

【００１７】以上述べた方法で形成されたカラーフィル
タは、赤、緑、青の各画素および黒色の遮光性ブラック
ストライプがほぼ同一の膜厚で形成されている。コント
ラストを向上させるため液晶層ギャップを各色で変化さ
せる場合には、第１色目から第３色目まで順に膜厚を減
少させることによって実現できる。

【００１８】つぎに、上記の手段のうち、後者の手段に
基づいた一実施例を添付図面に基ずいて説明する。

【００１９】図４（ａ）は、ストライプ状のＣｒ膜１７
が片側に予め形成された透明ガラス基板１を示してい
る。

【００２０】図４（ｂ）はガラス基板上にポジ型フォト
レジスト２を約２ミクロンの厚みで全面に塗布した状態
である。

【００２１】図４（ｃ）は露光マスクによって第一色目
を形成しようとする部分に光をあて、現像でレジストを
除去した状態である。レジストを除去した部分は、紙面
に垂直な方向に並んだ幅約１００μｍのストライプ状溝
３である。

【００２２】図４（ｄ）は第一色目の赤色の顔料分散液
４を、ガラス基板上のレジストを除去した部分にインキ
ジェット装置５によって定量滴下しつつ、ガラス基板１
を紙面に垂直な方向に移動させて、ストライプ状溝３全
部に顔料分散液を充填する。この時顔料分散液はレジス
ト膜２の膜厚に等しい高さまで注入する。

【００２３】その後、加熱して顔料分散液を硬化させて
第一色目の赤色ストライプ６の形成が終了する（図４
(ｅ)）。さらに図４（ｆ）に示すように第一色目と同様
にして、露光・現像によりレジストを除去し、第２色目
のストライプ状溝７を形成する。

【００２４】次に、引き続いて、図５（ａ）に示すよう
に、第二色目の緑色の顔料分散液８を、ガラス基板上の
レジストを除去した部分にインキジェット装置５によっ
て定量滴下しつつ、ガラス基板１を紙面に垂直な方向に
移動させて、ストライプ状溝７全部に顔料分散液８を充
填する。

【００２５】その後、加熱して顔料分散液を硬化させて
第二色目の緑色ストライプ９の形成が終了する（図５
(ｂ)）。以後三色目についても同様にしてストライプ状
溝１０に青色顔料分散液１１を注入硬化し青色ストライ
プ１１を形成してカラーフィルタ１６が完成する（図５
(ｃ)〜(ｅ)）。

【００２６】以上述べた方法で形成されたカラーフィル
タは、赤、緑、青の各画素がほぼ同一の膜厚で形成され
ている。コントラストを向上させるため、液晶層ギャッ
プを各色で変化させる場合には、第１色目から第３色目
まで順に膜厚を減少させることによって実現できる。

【００２７】ストライプ状溝に顔料分散液を注入する方
法として本実施例ではインキジェットを用いたが、図６
に示すように毛細管法を用いることも可能である。図６
は図１（ｄ）、図２（ａ）、（ｄ）、図３（ａ）および
図４（ｄ）、図５（ａ）、（ｄ）で示した、インキジェ
ットで顔料分散液をストライプ状溝に注入する工程を毛
細管法で実施する工程を示したものである。

【００２８】すなわち第１色目のストライプ状溝３を形
成した透明ガラス基板１と別の基板１８を図６（ａ）の
ように対向させて張り合わせ、図６（ｂ）に示したよう
に顔料分散液４を溜めた容器１９に一部浸漬し、毛細管
現象を利用してストライプ状溝部に顔料分散液を注入す
るものである。注入後は基板１８を剥離しした後加熱硬
化し、第１色目の赤色ストライプを形成し、以後、同様
に第２色目以降を形成する。

【００２９】本実施例では、カラーフィルタの画素パタ
ーンがストライプ状であったが、マトリクス状の場合で
も同様である。

【００３０】本実施例では熱硬化型樹脂に顔料を分散し
た顔料分散液を用いたが、光硬化型樹脂に顔料を分散し
た顔料分散液を用いた場合は、ストライプ状溝に顔料分
散液を注入した後、感光波長を有する光を照射し硬化さ
せる。

【００３１】また本実施例では液晶ディスプレイ用カラ
ーフィルタとして透明ガラス基板に画素を形成したが、
ＣＣＤ素子の上に直接カラーフィルタを形成する場合に
も適用できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のように、ポジレジストを
除去した溝に必要量の顔料分散液を注入・硬化して画素
を形成するため、顔料分散液を無駄なく１００％利用す
ることができ、製造コストが安くなり、安価なカラーフ
ィルタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の実施例を
示す工程図

【図２】同実施例の、図１の工程に引続き行なわれる工
程図

【図３】同実施例の、図２の工程に引続き行なわれる工
程図

【図４】本発明の他の実施例を示す工程図

【図５】同実施例の、図４の工程に引続き行なわれる工
程図

【図６】本発明の更に他の実施例の工程説明図

【図７】従来のカラーフィルタ製造方法の工程図

【符号の説明】

１ガラス基板２ポジレジスト３ストライプ状溝４赤色顔料分散液５インキジェット装置６赤色ストライプ１７Ｃｒ膜１６カラーフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安井秀明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にポジ型（光分解型）フォトレジス
ト膜を形成し、第１色目に対応した部分に光照射を行っ
てレジスト膜を現像剥離し、その後剥離した部分にのみ
第１色目の顔料分散液を注入し硬化し、次に第２色目に
対応した部分に光照射を行ってレジスト膜を現像剥離
し、その後剥離した部分にのみ第２色目の顔料分散液を
注入し硬化し、第３色目、第４色目も同様にして顔料分
散液を注入し硬化することを特徴とするカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項２】予め遮光性膜が部分的に形成されたガラス
基板上にポジ型（光分解型）フォトレジスト膜を形成
し、第１色目に対応した部分に光照射を行ってレジスト
膜を現像剥離し、その後剥離した部分にのみ第１色目の
顔料分散液を注入し硬化し、次に第２色目に対応した部
分に光照射を行ってレジスト膜を現像剥離し、その後剥
離した部分にのみ第２色目の顔料分散液を注入し硬化
し、第３色目も同様にして顔料分散液を注入し硬化する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。