JPH075321A - カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法に
関し、工程管理を困難にすることなく成膜状態のばらつ
きを抑えることができるとともに、形成パターンの寸法
精度を良好にすることができ、表示品位に優れた液晶デ
ィスプレイを得ることができるカラーフィルタ基板の製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 フォトマスクを用いたマスク露光方法、支持
体に形成された選択的遮光部を用いた溝部の背面からの
露光方法及びスキージング方法のうち、少なくとも２つ
以上の方法を組み合わせることにより、第１の支持体上
にパターン形成された溝部内に複数色の着色樹脂パター
ンを選択的に形成する工程と、該第１の支持体の該溝部
内の該着色樹脂パターンを第２の支持体上にパターン転
写する工程とを含むように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタ基板の
製造方法に係り、詳しくは、カラーフィルタを用いたカ
ラー液晶表示ディスプレイに適用することができ、特
に、工程管理を困難にすることなく成膜状態のばらつき
を抑え、かつ、形成パターンの寸法精度を良好にして、
表示品位の優れた液晶ディスプレイを得ることができる
カラーフィルタ基板の製造方法に関する。

【０００２】近年、液晶表示ディスプレイの大型化及び
大容量化に伴い、液晶表示ディスプレイのカラー化が要
求されている。このため、カラーフィルタを用いたカラ
ー液晶表示ディスプレイが提供されているが、カラーフ
ィルタ基板は、カラー液晶表示ディスプレイを構成する
構成部品の中でもコストが高いうえ、近時の厳しい低コ
スト化要求に伴い、そのカラーフィルタ基板の低価格化
させる要求が生じてきている。特に、カラーフィルタ基
板のパターン形成する際のフォトリソグラフィー工程削
減に伴うコスト低減の要求が生じてきている。

【０００３】

【従来の技術】近年、カラー液晶表示ディスプレイを構
成するカラーフィルタ基板は、前述の如く、構成部品の
中でもコストが高いために、低コスト化させる要求が生
じてきている。特に、工程数及び設備の削減という理由
からカラーフィルタ基板のパターン形成する際のフォト
リソグラフィー工程削減に伴うコスト低減の要求が生じ
てきている。

【０００４】そこで、従来、カラーフィルタ基板のフォ
トリソグラフィー工程を削減した低コスト製造方法とし
ては、高パターン精度という利点を有する電着法と低工
程数という利点を有する印刷法が検討されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た前者の従来の電着法によるカラーフィルタ基板の製造
方法では、絶えず電着液の濃度及び清浄度等を一定に保
たなければならない等、電着液の管理が非常に困難であ
り、仮に電着液が変質してしまうと、成膜状態がばらつ
き易いという問題があった。

【０００６】また、後者の従来の印刷法によるカラーフ
ィルタ基板の製造方法では、未硬化の樹脂を版／基板間
で複写するため、特に近時の厳しい寸法精度の要求の下
では、位置合わせ余裕の限界等から基板に対してパター
ンがずれたり、パターンそのものの形状がくずれる等、
どうしても最終的に形成されたパターンの寸法精度が悪
く、このように、パターンの寸法精度が悪くなると、液
晶ディスプレイの表示品位が劣化し易いという問題があ
った。このため、両者共、寸法要求精度、特性要求値等
の緩やかな一部の製品のみにしか適用されていない。

【０００７】従って、上記したようなフォトリソグラフ
ィー工程を使用しない従来のカラーフィルタ基板の製造
方法では、工程管理が困難であったり、形成パターンの
精度が悪かったりといった問題が生じていた。そこで、
本発明は、工程管理を困難にすることなく成膜状態のば
らつきを抑えることができるとともに、形成パターンの
寸法精度を良好にすることができ、表示品位に優れた液
晶ディスプレイを得ることができるカラーフィルタ基板
の製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるカラーフィ
ルタ基板の製造方法は、上記目的達成のため、フォトマ
スクを用いたマスク露光方法、支持体に形成された選択
的遮光部を用いた溝部の背面からの露光方法及びスキー
ジング方法のうち、少なくとも２つ以上の方法を組み合
わせることにより、第１の支持体上にパターン形成され
た溝部内に複数色の着色樹脂パターンを選択的に形成す
る工程と、該第１の支持体の該溝部内の該着色樹脂パタ
ーンを第２の支持体上にパターン転写する工程とを含む
ことを特徴とするものである。

【０００９】本発明においては、少なくとも２色目の溝
部以外が遮光された支持体を用い、フォトマスクを用い
たマスク露光方法により、１色目の着色樹脂のパターン
形成を行った後、溝部の背面からの露光方法により２色
目のパターン形成を行い、次いで、スキージング方法に
より３色目のパターン形成を行うことにより、支持体上
に３色のパターン形成を行う場合に好ましく適用させる
ことができる。この場合、スキージング後に支持体表面
上をプレスによる平坦化処理を行った後、該支持体表面
をドライエッチング又はウェットエッチング処理を行う
と好ましく、スキージング後の支持体表面を平坦化した
後エッチング処理するため、支持体表面に付着した不要
樹脂を均一な膜厚でエッチング処理することができ、凹
凸の少ない、高清浄度な支持体表面を得ることができ
る。また、３色目の着色樹脂に青色樹脂を用いると好ま
しく、１，２色目（Ｒ，Ｇ）はＵＶ波長域の透過率が低
いという理由からＵＶ照射する際のパターン形成を効率
良く行うことができる。

【００１０】

【作用】図１は本発明の原理説明のためのカラーフィル
タ基板の構造を示す断面図である。図１において、１は
ＵＶ光を透過する透明ガラス等の支持体であり、２は支
持体１にパターン形成された溝部であり、３は支持体１
の溝部２内に選択的に形成された赤色樹脂等の１色目の
着色樹脂であり、４は支持体１の溝部２内に選択的に形
成された緑色樹脂等の２色目の着色樹脂であり、５は支
持体１の溝部２内に選択的に形成された青色樹脂等の３
色目の着色樹脂であり、６は支持体１裏面に選択的に形
成されたＣｒ等の遮光部であり、７は液晶表示素子を構
成するガラス基板である。

【００１１】本発明では、支持体１上に溝部２をパター
ン形成し、その溝部２内に選択的に例えばＲＧＢ（赤青
緑）３色の着色樹脂３〜５を形成する。例えば、Ｒをフ
ォトマスクを用いたマスク露光により１色目の着色樹脂
３として形成し、次に、Ｇを支持体１に選択的に形成さ
れた遮光部６（支持体１上の非遮光部）を用いた溝部２
の背面からの露光により２色目の着色樹脂４として形成
した後、Ｂをスキージングにより選択的に形成し、その
後、着色パターン３〜５を支持体１よりガラス基板７に
転写して形成する。以下、プロセス工程図を用いて更に
詳述する。

【００１２】次に、図２，３は本発明の原理説明のため
のカラーフィルタ基板の製造方法を示す図である。図
２，３において、図１と同一符号は同一又は相当部分を
示す。本発明では、まず、図２（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、１色目の着色樹脂３をフォトマスク８を用い、Ｕ
Ｖ光９によるマスク露光によりパターン形成する。ここ
では、１色目の溝部２内のみの樹脂３がＵＶ光９が照射
されて硬化し、それ以外の部分は、ＵＶ光９がフォトマ
スク８の遮光部により遮光され照射されず未硬化となる
ため、現像処理により除去される。

【００１３】次に、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、
２色目の着色樹脂４を支持体１の遮光部６による選択遮
光性を用いた背面露光によりパターン形成する。ここで
は、光が透過する２色目の溝部２のみの樹脂４が硬化
し、それ以外の部分は、ＵＶ光９が支持体１の遮光部６
により照射されず未硬化となるため、現像処理により除
去される。

【００１４】次に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、
３色目の着色樹脂５全面塗布後にスキージングにより３
色目の溝部２のみに樹脂５を埋め込み形成する。この
時、３色目の溝部２以外の樹脂部分は除去される。そし
て、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、支持体１の溝部
２内の着色樹脂３〜５をガラス基板７に転写することに
より、カラーフィルタ基板を得ることができる。なお、
３色目の着色樹脂５形成後に樹脂表面を平坦化処理して
おけば、ウェット又はドライエッチングにより不要な樹
脂を均一に効率良く除去することができるが、樹脂の種
類によっては残存させておいても、表示特性上問題な
い。

【００１５】このように、本発明では、１色目の着色樹
脂３をフォトマスク８を用いたマスク露光によりパター
ン形成し、２色目の着色樹脂４を支持体１の選択遮光性
を用いた背面露光によりパターン形成した後、３色目の
着色樹脂５を全面塗布後にスキージングすることにより
形成するように構成している。このため、従来からのフ
ォトリソグラフィー工程が一回のみに削減することがで
きる他、着色樹脂としてＵＶ硬化型樹脂を用いるので、
瞬時に硬化することができるだけでなく、パターン形成
と硬化の同時処理を行うことができるので、大幅な工数
と設備コストを削減することができる。

【００１６】しかも、樹脂３〜５を予め高精度に形成さ
れた支持体１上の溝部２で硬化させてからガラス基板７
上に転写形成するため、フォトリソグラフィーと同程度
の精度でパターンを形成することができる他、この支持
体１は何度でも使用することができるので、基板毎のパ
ターン形状の再現性も良好にすることができる。更に、
樹脂３〜５を直接ガラス基板７上に形成せずに別の支持
体１に予め形成するため、パターン欠陥の有無を支持体
１上で確認してからガラス基板７への転写を行うことが
でき、これにより、パターン欠陥によるガラス基板７の
損失を大幅に削減することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
４〜６は本発明の一実施例に則したカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。図４〜６において、図１〜
３と同一符号は同一又は相当部分を示す。ここでの支持
体１には、厚さ３ｍｍのソーダライムガラスを使用し、
表面にはＬ／Ｓ＝90／20μｍ、深さ２μｍの溝部２が形
成され、更に２色目に相当する溝部２に対応する以外の
支持体１裏面には、クロムスパッタ膜による遮光膜（厚
さ1000オングストローム）の遮光部６が形成されてい
る。

【００１８】まず、図４（ａ）に示すように、１色目の
着色樹脂３としてＵＶ硬化型顔料分散型樹脂（東華色素
社製、商品名ＵＶ ＩＮＴ ＬＣＤ）のＲ樹脂を支持体
１の溝部２を覆うように全面にロールコータ11で塗布し
た後、図４（ｂ）に示すように、フォトマスク８を用い
て支持体１上の溝部２の内、Ｒ形成部の１色目の着色樹
脂３のみにＵＶ光源10のＵＶ光９を照射（1000〜2000m
J) し、その後、図４（ｃ）に示すように、エタノール
で現像することにより、溝部２パターンの１／３に赤の
樹脂の１色目の着色樹脂３を形成する。

【００１９】次に、図４（ｄ）に示すように、Ｇ樹脂の
２色目の着色樹脂４をロールコータ11により支持体１全
面に塗布した後、図５（ａ）に示すように、支持体１の
裏面よりＵＶ光源10のＵＶ光９を照射して遮光されてい
ない溝部２の緑樹脂３のみを硬化し、図５（ｂ）に示す
ように、残りの樹脂３を１色目の時と同様に現像で除去
する。

【００２０】次に、図５（ｃ）に示すように、３色目の
青樹脂５をロールコータ11により支持体１全面に塗布し
た後、図５（ｄ）に示すように、支持体１表面上をイン
ク用ブレード12（ＳＵＳ製刃先厚さ65μｍ）でスキージ
ングすることにより、青の３色目の着色樹脂５を形成す
る溝部２以外の樹脂５を除去してパターン形成工程を終
了させる。

【００２１】そして、図６（ａ）に示すように、転写用
ＵＶ硬化型糊材13（ソニーケミカル社製、商品名ＵＶ10
03）を、ＬＣＤとなる厚さ１．１ｍｍのソーダタイムガ
ラス基板７上に厚さ２μｍ塗布した後、図６（ｂ）に示
すように、パターン形成した支持体１を硬化型糊材13が
塗布されたガラス基板７に貼り合わせ、ＵＶ照射を行っ
て着色樹脂パターン３〜５をガラス基板７に転写するこ
とにより、図６（ｃ）に示すようなカラーフィルタ基板
を得ることができる。

【００２２】このように、本実施例では、１色目の着色
樹脂３はフォトマスク８を用いたマスク露光によりパタ
ーン形成し、２色目の着色樹脂４を支持体１の選択遮光
性を用いて背面露光によりパターン形成した後、３色目
の着色樹脂５を全面塗布後にスキージングすることによ
り形成するように構成している。このため、従来からの
フォトリソグラフィー工程が一回のみに削減することが
できる他、着色樹脂としてＵＶ硬化型樹脂を用いるの
で、瞬時に硬化することができるだけでなく、パターン
形成と硬化の同時処理を行うことができるので、大幅な
工数と設備コストを削減することができる。

【００２３】しかも、樹脂３〜５を予め高精度に形成さ
れた支持体１上の溝部２で硬化させてからガラス基板７
上に転写形成するため、フォトリソグラフィーと同程度
の精度でパターンを形成することができる他、この支持
体１は何度でも使用することができるので、基板毎のパ
ターン形状の再現性も良好にすることができる。更に、
樹脂３〜５を直接ガラス基板７上に形成せずに別の支持
体１に予め形成するため、パターン欠陥の有無を支持体
１上で確認してからガラス基板７への転写を行うことが
でき、これにより、パターン欠陥によるガラス基板７の
損失を大幅に削減することができる。

【００２４】なお、上記実施例では、３色目のスキージ
ングによる不要樹脂の除去を、樹脂や支持体の材料によ
り困難となる場合があり得る。この場合は、３色目を塗
布した後、基板表面を平坦化させ、ウェット又はドライ
エッチングにより全体的にエッチングさせれば、溝部以
外の樹脂を均一に除去することができる他、形成する条
件によっては、１色目、２色目上の３色目樹脂を除去す
る必要がなくなる場合もある。例えば、青の樹脂が残存
して面平均色度が青へシフトしても、液晶モジュールの
バックライトの発光色度を黄緑へシフトすれば、色度補
正を行うことができる。故に条件によっては、３色目の
樹脂を全て、あるいは一部基板全面に残存させても構わ
ない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、工程管理を困難にする
ことなく成膜状態のばらつきを抑えることができるとと
もに、形成パターンの寸法精度を良好にすることがで
き、表示品位に優れた液晶ディスプレイを得ることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明のためのカラーフィルタ基板
の構造を示す断面図である。

【図２】本発明の原理説明のためのカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。

【図３】本発明の原理説明のためのカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。

【図４】本発明の一実施例に則したカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。

【図５】本発明の一実施例に則したカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。

【図６】本発明の一実施例に則したカラーフィルタ基板
の製造方法を示す図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 溝部 ３ １色目の着色樹脂 ４ ２色目の着色樹脂 ５ ３色目の着色樹脂 ６ 遮光部 ７ ガラス基板 ８ フォトマスク ９ ＵＶ光 10 ＵＶ光源 11 ロールコータ 12 ブレード 13 硬化型糊材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトマスクを用いたマスク露光方法、
   支持体に形成された選択的遮光部を用いた溝部の背面か
   らの露光方法及びスキージング方法のうち、少なくとも
   ２つ以上の方法を組み合わせることにより、第１の支持
   体上にパターン形成された溝部内に複数色の着色樹脂パ
   ターンを選択的に形成する工程と、該第１の支持体の該
   溝部内の該着色樹脂パターンを第２の支持体上にパター
   ン転写する工程とを含むことを特徴とするカラーフィル
   タ基板の製造方法。
2. 【請求項２】 少なくとも２色目の溝部以外が遮光され
   た支持体を用い、フォトマスクを用いたマスク露光方法
   により、１色目の着色樹脂のパターン形成を行った後、
   溝部の背面からの露光方法により２色目のパターン形成
   を行い、次いで、スキージング方法により３色目のパタ
   ーン形成を行うことにより、支持体上に３色のパターン
   形成を行うことを特徴とする請求項１記載のカラーフィ
   ルタ基板の製造方法。
3. 【請求項３】 スキージング後に支持体表面上をプレス
   による平坦化処理を行った後、該支持体表面をドライエ
   ッチング又はウェットエッチング処理を行うことを特徴
   とする請求項２記載のカラーフィルタ基板。