JPH0823606B2 - カラ−フイルタ− - Google Patents

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に関する。詳しくはカラー
テレビに搭載するカラーフィルターに関する。

〔従来の技術〕

従来、有機色フィルタの製造方法には、大きくわけて
２つの方法がある。

まず、第１の製造方法としては、光学研磨を施したガ
ラス基板上に、ポリビニルアルコール、グリュー、ゼラ
チン、カゼイン等に、重クロム酸アンモン等で感光性を
付与した感光液を、ローラーコート、ディッピング、ス
ピンナー等で、均一に塗布し、乾燥した後マスク露光法
で１色目のパターン部分だけ光硬化させ、現像して必要
なパターン以外を除去して染色ベース膜を形成した後
に、所定の分光特性を有する染料で該ベース膜を染色し
て１色目のパターンを染色する。次に染料で染色される
ことのない透明な防染膜を全面に塗布する。

次に、同様にして前記と同じ感光液を均一に塗布し、
乾燥した後マスク露光法で露光現像して、２色目の染色
ベース膜を形成後所定の分光特性を有する第２の染料で
染色する。さらに、前記透明な防染膜を全面に塗布す
る。

次に同様にして、前記と同じ感光液を均一に塗布し、
乾燥した後、マスク露光法で露光現像して、３色目の染
色ベース膜を形成し、所定の分光特性を有する第３の染
料で染色する。

最後に、トップコートを塗布して、色フィルタが製造
される。

しかしながら、このような色フィルタの方法では、一
色目の染色ベース膜と２色目の染色ベース膜と３色目の
染色ベース膜を形成する場合、それぞれ基板条件が異っ
ている。すなわち、１色目の染色ベース膜は、ガラス基
板上に直接形成されているが、２色目の染色ベース膜
は、１色目の防染膜上に形成されており、３色目の染色
ベース膜は、２色目の防染膜上に形成されている。

一方、感光液の密着力が、ガラス基板と夫々の防染膜
で異る。従ってガラス基板に密着力の良い感光液を使用
すると防染膜の界面で剥離が生じやすく、このような従
来の色フィルタの製造方法では、剥離不良が多量に発生
している。さらにまた、防染膜が夫々に存在するため、
１、２、３色目の染色ベース膜にそれぞれ段差があり、
２色目、３色目と形成して行くに従って、パターンの解
像度が低くなる。すなわち、２色目、３色目の染色ベー
ス膜のパターンがボケる等の欠点があった。

一方、第２の製造方法としては、光透過性のガラス基
板の上にストライプ状に光遮蔽パターン、例えばCr（ク
ロム）等の蒸着膜で作った金属層を形成する。ここで金
属膜は固体撮像素子のホトダイオード部以外に光ノイズ
が入るのを防ぐために遮光膜として用いている。

次に前記ガラス基板の上に染色ベース膜（以下、樹脂
膜という）を厚さ３〜５μに形成する。

次に樹脂膜の上に防染膜例えばスピンナーを用いて市
販のフォトレジストを5000Å程度に被覆し、60〜75℃で
５〜10分間乾燥する。

次に乳剤又はCr等で形成された所定のパターンのマス
クを有するガラス板をフォトレジスト上に載置し、水銀
灯で光を照射する。

次に露光したフォトレジストを現像する。現像の結
果、感光部分が溶解し去り、未感光部分即ち防染膜マス
クと溶解部分即ち非マスク部分とが選択的に形成され
る。この防染膜マスクは次の工程で染料の浸透を防ぐも
のでなければならない。

次の防染膜マスクで選択的に覆った樹脂膜を染料例え
ばコンゴーレッドに30〜40秒間浸し、非マスク部分を介
して赤色に着色する。そして樹脂膜に赤着色領域を形成
する。

次に再び樹脂膜の上にフォトレジストの被覆を形成す
る。

そして、前述のマスクとは異なるパターンのマスクを
具備したガラス板をフォトレジストの上に載せ、水銀灯
で光を照射する。

次に露光したフォトレジストを現像することによっ
て、感光部分を溶解し去り、未感光部分を残す。即ち防
染膜マスクと非マスク部分とを形成する。

次に防染膜マスクで選択的に覆った樹脂膜を染料例え
ばスミノールイエロウとパテントブルーとの混合液に30
〜40秒間浸し、非マスク部分を介して緑色に染色する。
そして前記の赤着色領域に隣接せしめて緑着色領域を形
成する。

次に、上記と同様にして防染膜マスクと非マスク部分
とを形成する。

そしてこの防染膜マスクで選択的に覆われた樹脂膜を
染料例えばダイヤコットンブルーに浸し、青着色領域を
形成する。しかる後防染膜マスクを取り去り色フィル
タ、即ち赤着色領域と緑着色領域と青着色領域とを有す
る色フィルタとする。

しかしながら、この第２の製造方法では、染色時に染
料が横方向に広がるのを完全に阻止できず、境界部に形
成された金属層の幅が２〜３μｍで、染色ベース膜厚が
１μｍ以上となると、もはや、隣の色との混色が生じて
しまい、フィルタとしての光学特性が劣化する欠点があ
った。

これら従来法の欠点を改良するために特開昭59-50411
が提案されている。

即ち色分離領域をあらかじめ黒色に着色して遮光領域
となし、その後、全面に熱線を照射して熱線の吸収の良
い前記黒色に着色した部分の着色用ベース膜を焼き固め
て高重合色分離領域となし、後工程である着色工程で着
色剤がこの色分離領域を越えて横方向へ拡散することを
防止したことを特徴とする色フィルタの製造方法が提案
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら該特許中には前記色分離領域を着色する
ための黒色染料については何等具体的記載されていな
い。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者等はこの点につき種々研究を行った結
果該色素に対しては （１）ゼラチン、カゼイン等に十分な染着力を有するこ
と。

（２）分光特性上、390〜700nmに十分な吸収を有するこ
と。

（３）耐光性、耐熱性等の堅牢性に優れること。

の基本的性能が要求され、このためには下記一般式
〔Ｉ〕及び〔II〕に示される色素が、これらの要求に対
応して優れていることを見出し、本発明に到った。

すなわち、本発明は黒色染料を含有したカラーフィル
ターを提供することにあり、その目的は一層又は複数の
着色層を有するカラーフィルターにおいて、該着色層の
少なくとも一層が下記一般式〔Ｉ〕又は〔II〕で示され
るアゾ系染料の少なくとも１種を含有することを特徴と
するカラーフィルターにより達成される。

（式中Ｘは水素原子、低級アルキル基又は、SO₃M基で置
換されていてもよいフェニル基を表わし、ｍは０又は１
を表わし、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム
又はアミン類を表わし、Ａ、Ｂ、Ｃは置換基を有してい
てもよいベンゼン環又はナフタレン環を表わす。

（式中Ａ及びＢは置換基を有していても良いベンゼン環
又はナフタレン環を表わし、ｍは０又は１を表わし、Ｍ
は水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又はアミン類
を表わす） 以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で用いる染料は下記一般式〔Ｉ〕又は〔II〕か
ら選ばれるものである。

（式中Ｘは水素原子、低級アルキル基又は、SO₃M基で置
換されていてもよいフェニル基を表わし、ｍは０又は１
を表わし、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム
又はアミン類を表わし、Ａ、Ｂ、Ｃは置換基を有してい
てもよいベンゼン環又はナフタレン環を表わす。） （式中Ａ及びＢは置換基を有していても良いベンゼン環
又はナフタレン環を表わし、ｍは０又は１を表わし、Ｍ
は水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又はアミン類
を表わす） 更に、一般式〔Ｉ〕の染料として好ましくは下記一般
式〔III〕で表される染料を用いるのがよく、又一般式
〔II〕の染料としては好ましくは下記一般式〔VI〕で表
わされるものがよい。

（式中Ｙ及びＺは水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アシルアミノ基を表わし、Ｍ、Ｃ、Ｘ、及びｍは前
記定義と同義を有する。） （式中Ｍ、ｌ、及びＢは前記定義と同義を有する。） 尚、本発明で用いる染料として具体的には表１〜３に
示したものが挙げられる。

本発明の染料は例えば、細田豊著「新染料化学」（昭
和48年12月21日発行）技報堂第397頁27行〜第398頁19行
等の記載に従い、通常のジアゾ化、カップリングのくり
返しにより製造することができる。

又、本発明の染料を用いて、前記色分離領域を黒色に
着色することは下記の方法に基いて行うことができる。

即ち遮光領域形成部を本発明の染料0.1〜10.0％、好
ましくは0.5〜２％水溶液、pH3〜８、好ましくは４〜
５、温度30〜100℃、好ましくは50〜70℃で必要により
食塩等を添加して調整した染色浴中に於て５〜20分間処
理することにより着色させ、遮光領域とすることができ
る。

尚本発明の染料を用いることで390〜700nmの範囲で十
分遮光することが可能であるが、より完全なものとする
ため、下記の色素を補助的に併用することも有効であ
る。

C.I.Direct Yellow-86 C.I.Direct Yellow-142 C.I.Acid Yellow-25 C.I.Acid Orange-28 C.I.Acid Orange-43 C.I.Acid Orange-19 C.I.Acid Green-25 〔実施例〕 以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、こ
れら実施例は本発明を限定するものではない。

実施例１ あらかじめ、第１図（Ａ）に示すようにガラス板より
なる基板１上に、全面着色用ベース膜２をコートする。
次に、ポジ型ホトレジスト〔AZ1350J（ヘキスト社）〕
３をコートして、所定のパターンを有するホトマスク４
を用いてアライメント後、矢印ａの方向より露光して現
像し、遮光領域形成部に相当する部分６のレジストを除
去する。また、着色用ベース膜２は重クロム酸アンモニ
ウムで感光性を付与したゼラチンを用いた。

続いて、前記ホトレジスト開口部の着色用ベース膜７
を第１表No.1の染料１重量％水溶液中pH5〜６、温度50
°〜60℃で、15分間処理して、遮光領域となし、さら
に、トリクレンの溶剤で残されたホトレジストパターン
3Aを除去する（第１図Ｂ）。

続いて、全面に矢印ｂの方向より、赤外線を照射し
て、着色用ベース膜を焼き固める。なお、このとき、マ
スクパターン５の間に対応する着色用ベース膜７は、す
でに黒色に着色されているため、染色されてない部分の
着色用ベース膜８に比べて熱線をよく吸収し、非常に高
密度に焼き固められ高重合のゼラチンになる。（第１図
Ｃ）。

その後、前面をよく水洗して着色用ベース膜中の重ク
ロム酸アンモニウムの感光性付与物質を除去し、再びホ
トレジスト3Bを塗布し、所定のパターンを有するホトマ
スクを用いて露光現像し、第１の着色部8Rを開口して、
赤色染料で着色する（第１図Ｄ）。

次に、ホトレジスト3Bを除去し、再びホトレジスト3C
をコートし、他の着色したい部分8Gを開口し、緑色に着
色する（第１図Ｅ）。

以下、同じような着色工程をくり返して他の部分8CY
をシアン色に着色し、最後に表面に透明樹脂よりなるト
ップコート層９を形成して、色フィルタを完成した（第
１図Ｆ）。

実施例２ 実施例１における第１表No.1の染料の替りに第２表N
o.5の染料を用いる以外は実施例１と同様にして遮光領
域を形成し、カラーフィルターを製造することができ
た。

実施例３ 実施例１における第１表No.1の染料の替りに第３表N
o.2の染料を用いる以外は実施例１と同様にして遮光領
域を形成しカラーフィルターを製造することができた。

実施例４ ガラス基板上に重クロム酸アンモニウムで感光性を付
与したゼラチンを塗布し、露光硬化させて、薄膜を形成
した。これを実施例１の染色条件下で第１〜３表の染料
について着色試験を行なったが、いずれも良好に着色す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の一実施例にかかる色フ
ィルタの製造方法を説明するための工程断面図である。 １……基板、２、７、８……着色用ベース膜、３……ホ
トレジスト、8R、8G、8CY……着色部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一層又は複数の着色層を有するカラーフィ
   ルターにおいて、該着色層の少なくとも一層が下記一般
   式［Ｉ］又は、［II］で示されるアゾ系染料の少なくと
   も１種を含有することを特徴とするカラーフィルター。 （式中Ｘは水素原子、低級アルキル基又は、SO₃M基で置
   換されていてもよいフェニル基を表わし、ｍは０又は１
   を表わし、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム
   又はアミン類を表わし、Ａ、Ｂ、Ｃは置換基を有してい
   てもよいベンゼン環又はナフタレン環を表わす。） （式中Ａ及びＢは置換基を有していても良いベンゼン環
   又はナフタレン環を表わし、ｍは０又は１を表わし、Ｍ
   は水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまたは、アミ
   ン類を表わす）
2. 【請求項２】前記一般式［Ｉ］で示されるアゾ系染料が
   下記一般式［III］で示されるものである特許請求の範
   囲第１項記載のカラーフィルター。 （式中Ｙ及びＺは、水素原子、アルキル基、アルコキシ
   基、アシルアミノ基を表わし、Ｍ、Ｃ、Ｘ、及びｍは前
   記定義と同義を有する）
3. 【請求項３】前記一般式［Ｉ］で示されるアゾ系染料
   が、下記一般式［IV］で示されるものである特許請求の
   範囲第１項記載のカラーフィルター。 （式中Ｍ、ｌ、及びＢは前記定義と同義を有する。）