JPH06281808A - カラーフィルターの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルターを傷付けるような恐れを伴
うことなく、基板の上に残った顔料の粒子を能率よくか
つ的確に除去して色純度の高いカラーフィルターを形成
することができるカラーフィルターの形成方法を提供す
る。 【構成】 基板１１の上に光硬化型カラーレジストを塗
布し、この塗布したカラーレジストの膜１３を露光・現
像してカラーフィルターのパターンを得るパターニング
工程を複数回繰り返して基板１１の上に複数の色のカラ
ーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦを形成する方法におい
て、少なくとも、最後のパターニング工程に移行する前
のパターニング工程時には、基板の上のカラーレジスト
を現像して各色のカラーフィルターのパターンを得るご
とに、その基板１１を前記カラーレジストの基材の溶解
が可能な溶剤で洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー画像を表示す
る液晶表示素子に設けられるカラーフィルターを基板の
上に形成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば多色カラー画像を表示する単純マ
トリックス型液晶表示素子においては、図４に示すよう
に、その液晶表示素子の一方の透明基板（ガラス板）１
の上に一定の間隔をあけてブラックマスク２が形成さ
れ、これらブラックマスク２の間に赤、緑、青のカラー
フィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦが順次交互に形成されてい
る。

【０００３】このようなカラーフィルターＲＦ，ＧＦ，
ＢＦを形成する工程について説明すると、まず図５
（Ａ）に示すように、予めブラックマスク２が形成され
た基板１の上にその全域に亘ってスピンナーなどにより
光硬化型カラーレジストを均一に塗布してレジスト膜３
を形成する。

【０００４】前記カラーレジストは、例えばアクリル系
の光硬化型樹脂を基材として、この基材に必要な顔料を
分散させ、かつその基材を有機溶剤で溶解して液状とし
たものである。

【０００５】次に、基板１の上に形成したレジスト膜３
を予備焼成し、この予備焼成後にレジスト膜３の所定領
域をフォトマスク４を用いて露光し、その露光部分を現
像して図５（Ｂ）に示すように、第１色目の例えば赤色
のカラーフィルターＲＦのパターンを得る。こののち基
板１の全体を水洗いし、乾燥し、本焼成を行なう。

【０００６】次に、基板１の上に、第２色目としての例
えば緑色の顔料が混入されたカラーレジストを塗布して
そのレジスト膜を前述と同様に露光・現像して図５
（Ｃ）に示すように、第２色目の緑色のカラーフィルタ
ーＧＦを得る。さらに同様の工程を繰り返して図５
（Ｄ）に示すように、第３色目の青色のカラーフィルタ
ーＢＦを得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板の上に
塗布されたカラーレジストはその非露光部分が現像の処
理により除去され、露光部分がカラーフィルターのパタ
ーンとして残るわけであるが、この現像の処理時に非露
光部分のカラーレジストを完全に除去することが困難
で、カラーフィルターのパターン以外の領域の上に、図
５（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、カラーレジス
トの一部がその顔料の粒子と共にごく僅かであるが残っ
てしまう。

【０００８】カラーレジストを現像してカラーフィルタ
ーのパターンを形成したのちには水洗いにより基板が洗
浄されるが、しかし単なる水洗いではその顔料の粒子を
完全に取り除くことが困難である。

【０００９】このように顔料の粒子が基板の上に残る状
態のまま、第２色目、第３色目のカラーフィルターのパ
ターンを形成すると、その残留顔料の上にパターンが重
なるため、第２色目のカラーフィルターのパターンに第
１色目の顔料の粒子が混入し、第３色目のカラーフィル
ターのパターンに第１色目および第２色目の顔料の粒子
が混入し、この結果、その第２色目および第３色目のカ
ラーフィルターの色純度が低下し、カラー画像を表示す
る際の表示品位が低下してしまう。

【００１０】さらに、顔料の粒子が基板の上に残ってい
ると、カラーレジストをその顔料の粒子の上に塗布する
ことになり、この結果、基板に対するそのカラーレジス
トの密着性が損なわれ、形成されたカラーフィルターが
基板から剥離しやすくなり、安定性が欠けてしまう。

【００１１】ところで、カラーレジストを現像してカラ
ーフィルターのパターンを得るごとに、基板の上を濡れ
た布などで軽く拭き取るようにすれば、残留顔料を完全
に取り除くことが可能である。しかしながらこのような
工程を実際の製造ラインに導入することは難しく、また
基板の上を布などで拭き取ると、既に基板の上に形成さ
れているカラーフィルターのパターンを傷付けてしまう
恐れが生じる。

【００１２】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、カラーフィルター
を傷付けるような恐れを伴うことなく、基板の上に残っ
た顔料の粒子を能率よくかつ的確に除去して色純度の高
いカラーフィルターを形成することができるカラーフィ
ルターの形成方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、基板の上に光硬化型カラーレジス
トを塗布し、この塗布したカラーレジストの膜を露光・
現像してカラーフィルターのパターンを得るパターニン
グ工程を複数回繰り返して基板の上に複数の色のカラー
フィルターを形成する方法において、少なくとも、最後
のパターニング工程に移行する前のパターニング工程時
には、基板の上のカラーレジストを現像して各色のカラ
ーフィルターのパターンを得るごとに、その基板を前記
カラーレジストの基材の溶解が可能な溶剤で洗浄するよ
うにしたものである。

【００１４】

【作用】最初のパターニング工程で第１色目のカラーフ
ィルターのパターンが形成されたときには、そのパター
ン以外の領域の上に、現像時に除去しきれなかったカラ
ーレジストの一部がその顔料の粒子と共に残る。

【００１５】しかし、第１色目のカラーフィルターのパ
ターンが形成されのちには、前記カラーレジストの基材
の溶解が可能な溶剤で基板１が洗浄されるため、カラー
レジストの基材が溶解し、この基材で覆われていたカラ
ーレジストの顔料の粒子がその溶剤と共に流れ、基板の
上から顔料の粒子が完全に除去される。

【００１６】したがってこののち、基板の上に第２色目
のカラーレジストが塗布されても、このカラーレジスト
に前回の第１色目のカラーレジストの顔料が混入するよ
うなことがなく、形成されるカラーフィルターの色純度
が良好に保たれる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図１ない
し図３を参照して説明する。

【００１８】図１はカラーフィルターを形成する方法を
示す断面図、図２はカラーフィルターを形成する全体の
工程の流れを示す工程図、図３は基板の上に顔料の粒子
が残る原因を説明するための説明図である。

【００１９】この実施例は、基板１１の上に赤、緑、青
のカラーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦを順に形成する場
合の例であり、まず、図１（Ａ）に示すように、予めブ
ラックマスク１２が形成された基板１１の上に、その全
体に亘ってスピンナーなどにより光硬化型カラーレジス
トを均一に塗布してレジスト膜１３を形成する。

【００２０】前記カラーレジストは、アクリル系の光硬
化型樹脂を基材として、この基材に必要な顔料を分散さ
せ、かつその基材を有機溶剤で溶解して液状としたもの
である。

【００２１】次に、基板１１の上に形成したレジスト膜
１３を予備焼成し、この予備焼成後にレジスト膜１３の
所定領域をフォトマスク１４を用いて露光し、その露光
部分を現像して図１（Ｂ）に示すように、第１色目の赤
色のカラーフィルターＲＦのパターンを得る。

【００２２】ここで、カラーレジストを現像して第１色
目のカラーフィルターＲＦのパターンを形成したときに
は、そのパターン以外の領域の上に、現像時に除去しき
れなかったカラーレジストの一部がその顔料の粒子と共
に残る。

【００２３】この原因について考えてみると、図３に示
すように、現像の処理が行われても、カラーレジストに
含有している顔料の粒子ａがそのカラーレジストの基
材、すなわちこの実施例におけるアクリル系の樹脂ｂで
覆われてその樹脂ｂの粘着力で基板１の上に残るものと
言える。したがって、カラーレジストの基材つまり樹脂
ｂを充分に溶解することが可能であれば基板１１の上に
残った顔料の粒子ａを完全に除去することができる。

【００２４】そこで、この発明においては、カラーレジ
ストを現像して第１色目のカラーフィルターＲＦのパタ
ーンを形成したのちに、１次リンスとして、図１（Ｃ）
に示すように、カラーレジストの基材の溶解が可能な溶
剤を基板１１の上にシャワーして基板１１を洗浄する。

【００２５】この洗浄により、顔料の粒子を覆っていた
カラーレジストの基材が溶解されるから、シャワーされ
た溶剤と共に顔料の粒子が流され、基板１１の上から顔
料の粒子が完全に除去される。

【００２６】この１次リンスの工程時には、基板１１の
上に既に形成されている第１色目のカラーフィルターＲ
Ｆのパターンにカラーレジストの基材の溶剤が接触する
が、そのカラーフィルターＲＦのパターンは露光による
光重合反応で既に硬化しているから、その溶剤の影響を
受けることはない。

【００２７】そしてこの１次リンスは、基板１１の上に
溶剤をシャワーするだけであるから、基板１１の上に既
に形成されているカラーフィルターＲＦを傷付けるよう
な恐れもないし、またその作業を能率よく行なうことが
できる。こののち、２次リンスとして基板１１を純水で
洗浄し、乾燥し、本焼成を行なって第１色目のカラーフ
ィルターＲＦを完成させる。

【００２８】次に、基板１１の上に第２色目の緑色の顔
料を含むカラーレジストを塗布し、前記第１色目のカラ
ーフィルターＲＦのパターニング工程と同様に、塗布し
たレジスト膜を露光し、現像して第２色目の緑色のカラ
ーフィルターＧＦのパターンを得る。

【００２９】基板１１の上に第２色目のカラーレジスト
を塗布した際には、既に基板１１の上から前回の赤色の
カラーレジストの顔料がその前回の工程の１次リンスに
より完全に除去されており、したがって塗布した第２色
目のカラーレジストに前回の第１色目のカラーレジスト
の顔料が混入するようなことがない。

【００３０】第２色目のカラーフィルターＧＦのパター
ンを現像したのちには、第１色目のカラーフィルターＲ
Ｆを現像したときと同様に、１次リンスとして、基板１
１の上にカラーレジストの基材の溶解が可能な溶剤をシ
ャワーして基板１１を洗浄する。この洗浄により、基板
１１の上に残っていた第２色目のカラーレジストの顔料
の粒子が基板１１の上から完全に除去される。このの
ち、２次リンスとして基板１１を純水で洗浄し、乾燥
し、本焼成を行なって第２色目のカラーフィルターＧＦ
を完成させる。

【００３１】次に、基板１１の上に第３色目の青色の顔
料を含むカラーレジストを塗布し、前記第２色目のカラ
ーフィルターＧＦのパターニング工程と同様に、塗布し
たレジスト膜を露光し、現像して第３色目の青色のカラ
ーフィルターＢＦのパターンを得る。

【００３２】基板１１の上に第３色目のカラーレジスト
を塗布した際には、既に基板１１の上から前回の緑色の
カラーレジストの顔料がその前回の工程の１次リンスに
より完全に除去されており、したがって塗布した第３色
目のカラーレジストに前回の第２色目のカラーレジスト
の顔料が混入するようなことがない。

【００３３】第３色目のカラーフィルターＢＦのパター
ンを現像したのちには、第２色目および第３色目のカラ
ーフィルターＲＦ，ＧＦを現像したときと同様に、１次
リンスとして、基板１１の上にカラーレジストの基材の
溶解が可能な溶剤をシャワーして基板１１を洗浄する。
この洗浄により、基板１１の上に残っていた第３色目の
カラーレジストの顔料の粒子が基板１１の上から完全に
除去される。こののち、２次リンスとして基板１１を純
水で洗浄し、乾燥し、本焼成を行なって第３色目のカラ
ーフィルターＢＦを完成させる。

【００３４】このようにカラーレジストを現像して各色
のカラーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦのパターンを得る
ごとに、基板１１の上の残留顔料の粒子をそれぞれ１次
リンスにより除去するものであり、したがって各工程ご
とに塗布されるカラーレジストに他の色の顔料の粒子が
混入するようなことがなく、したがって形成した各カラ
ーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦを高い色純度に保て、こ
れにより表示品位の向上を図ることができる。

【００３５】また各カラーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦ
のパターニングの都度、基板１１の上から残留顔料が完
全に除去されるから、基板１１の上に塗布されるカラー
レジストが基板１１に確実に密着し、したがって形成さ
れる各カラーフィルターＲＦ，ＧＦ，ＢＦと基板１１と
が強固に密着して剥離の恐れが生じるようなことがな
い。

【００３６】ところで、最後の第３色目のカラーフィル
ターＢＦのパターンを形成した以後には、基板１１にカ
ラーレジストが塗布されることがないから、この最後の
工程時における１次リンスは省略することも可能であ
る。

【００３７】ただ、最後の工程においても１次リンスの
処理を行なえば、前回および前前回の工程で形成した第
１色目のカラーフィルターＲＦおよび第２色目のカラー
フィルターＧＦの上に付着して残る顔料の粒子をその最
後の工程の１次リンスで除去することができる点で有利
である。

【００３８】なお、前記実施例においては、パターニン
グ工程を３回繰り返して３色のカラーフィルターのパタ
ーンを形成するようにしたが、パターニング工程を２回
繰り返して２色のカラーフィルターのパターンを形成す
るような場合、あるいはパターニング工程を４回以上繰
り返して４色以上のカラーフィルターのパターンを形成
するような場合であってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
少なくとも最後のパターニング工程に移行する前のパタ
ーニング工程の際に、基板の上のカラーレジストを現像
して各色のカラーフィルターのパターンを得るごとに、
その基板を前記カラーレジストの基材の溶解が可能な溶
剤で洗浄するようにしたから、基板の上に塗布したカラ
ーレジストにその前回のカラーレジストの顔料が混入す
るようなことがなく、したがって色純度の高い各色のカ
ラーフィルターを得ることができ、また各カラーフィル
ターが基板に確実に密着してその剥離の恐れがなく、さ
らに基板を溶剤で洗浄するだけであるから、その作業を
能率よく行なえ、かつ基板の上に既に形成されているカ
ラーフィルターを傷付けるような恐れもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るカラーフィルター形
成方法を示す断面図。

【図２】そのカラーフィルター形成工程の流れを示す工
程図。

【図３】基板の上に顔料の粒子が残る原因を説明するた
めの説明図。

【図４】従来の方法で基板の上にカラーフィルターが形
成された状態を示す断面図。

【図５】従来のカラーフィルター形成方法を示す断面
図。

【符号の説明】

１１…基板 １３…レジスト膜 ＲＦ…赤色のカラーフィルター ＧＦ…緑色のカラーフィルター ＢＦ…青色のカラーフィルター ＲＦ，ＧＦ，ＢＦ…カラーフィルター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の上に光硬化型カラーレジストを塗布
   し、この塗布したカラーレジストの膜を露光・現像して
   カラーフィルターのパターンを得るパターニング工程を
   複数回繰り返して基板の上に複数の色のカラーフィルタ
   ーを形成する方法において、 少なくとも、最後のパターニング工程に移行する前のパ
   ターニング工程時には、基板の上のカラーレジストを現
   像して各色のカラーフィルターのパターンを得るごと
   に、その基板を前記カラーレジストの基材の溶解が可能
   な溶剤で洗浄することを特徴とするカラーフィルターの
   形成方法。