JPH10268120A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
カラーフィルタの製造方法Info
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- JPH10268120A JPH10268120A JP7230297A JP7230297A JPH10268120A JP H10268120 A JPH10268120 A JP H10268120A JP 7230297 A JP7230297 A JP 7230297A JP 7230297 A JP7230297 A JP 7230297A JP H10268120 A JPH10268120 A JP H10268120A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術に比べて極めて簡略化された方法に
より、欠陥の少ない着色画素を形成することができるカ
ラーフィルタの製造方法を提供すること。 【解決手段】 透明な基板上に少なくとも3色の画素を
形成したカラーフィルタの製造方法において、(1)透
明な基板上に被染色層を形成し、次いで、該被染色層上
に耐染色性皮膜を形成する工程、(2)被染色層の第1
色目の画素が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮
膜の部分にレーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照
射部分のみを選択的に蒸散除去する工程、(3)耐染色
性皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層
の第1色目の画素が形成されるべき部分を第1色目の染
料により染色して、第1色目の画素を形成する工程、こ
れらの工程を必要とされる色の画素の形成のために繰り
返すことを含むカラーフィルタの製造方法。
より、欠陥の少ない着色画素を形成することができるカ
ラーフィルタの製造方法を提供すること。 【解決手段】 透明な基板上に少なくとも3色の画素を
形成したカラーフィルタの製造方法において、(1)透
明な基板上に被染色層を形成し、次いで、該被染色層上
に耐染色性皮膜を形成する工程、(2)被染色層の第1
色目の画素が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮
膜の部分にレーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照
射部分のみを選択的に蒸散除去する工程、(3)耐染色
性皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層
の第1色目の画素が形成されるべき部分を第1色目の染
料により染色して、第1色目の画素を形成する工程、こ
れらの工程を必要とされる色の画素の形成のために繰り
返すことを含むカラーフィルタの製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶ディス
プレイに配置されるカラーフィルタの製造方法に関し、
さらに詳しくは、透明な基板上に欠陥の少ない着色画素
を簡単な方法により形成することができるカラーフィル
タの製造方法に関する。
プレイに配置されるカラーフィルタの製造方法に関し、
さらに詳しくは、透明な基板上に欠陥の少ない着色画素
を簡単な方法により形成することができるカラーフィル
タの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶ディスプレイには、透明な基
板上に3色の画素を形成したカラーフィルタが用いられ
ている。3色としては、一般に、赤、青、緑の3原色が
使用されている。所望により、色相の異なる第4色目以
上の画素を形成してもよいし、黒色のブラックマトリク
スを形成してもよい。従来より、カラーフィルタの製造
方法の一つとして、透明基板上に染色性の高分子材料か
らなる被染色層を塗布形成し、その上に耐染色性のレジ
スト皮膜をパターン状に形成して、露出している被染色
層の部分を所望の色に染色する方法が知られている。耐
染色性のレジスト皮膜をパターン状に形成するには、被
染色層上にフォトレジストの皮膜を設けた後、パターン
露光して、現像すればよい。これにより、パターン通り
のレジスト皮膜(マスクレジスト皮膜)が形成される。
露出している被染色層を染色するには、所望の色の染料
を含有する染色液と接触させればよい。染色の際、レジ
スト皮膜によりマスクされた被染色層の部分は、レジス
ト皮膜が耐染色性のため、染料により染色されない。
板上に3色の画素を形成したカラーフィルタが用いられ
ている。3色としては、一般に、赤、青、緑の3原色が
使用されている。所望により、色相の異なる第4色目以
上の画素を形成してもよいし、黒色のブラックマトリク
スを形成してもよい。従来より、カラーフィルタの製造
方法の一つとして、透明基板上に染色性の高分子材料か
らなる被染色層を塗布形成し、その上に耐染色性のレジ
スト皮膜をパターン状に形成して、露出している被染色
層の部分を所望の色に染色する方法が知られている。耐
染色性のレジスト皮膜をパターン状に形成するには、被
染色層上にフォトレジストの皮膜を設けた後、パターン
露光して、現像すればよい。これにより、パターン通り
のレジスト皮膜(マスクレジスト皮膜)が形成される。
露出している被染色層を染色するには、所望の色の染料
を含有する染色液と接触させればよい。染色の際、レジ
スト皮膜によりマスクされた被染色層の部分は、レジス
ト皮膜が耐染色性のため、染料により染色されない。
【0003】より具体的に、図2(A)に示すように、
基板1上に被染色層2を形成し、その上に赤染色用レジ
スト皮膜3Rをパターン状に形成し、露出している被染
色層2を赤色の染料で染色して、赤色の画素2Rを形成
する。次に、図2(B)に示すように、赤染色用レジス
ト皮膜3Rを剥離した後、図2(C)に示すように、緑
染色用レジスト皮膜3Gをパターン状に形成し、露出し
ている被染色層2を緑の染料で染色して、緑色の画素2
Gを形成する。次に、緑染色用レジスト皮膜3Gを剥離
した後、図2(D)に示すように、青染色用レジスト層
3Bをパターン状に形成し、露出している被染色層2を
青の染料で染色して、青色の画素2Bを形成する。最後
に、図2(E)に示すように、青染色用レジスト皮膜3
Bを剥離して、赤、緑、青の各着色画素(2R、2G、
2B)が基板1上に形成されたカラーフィルタを得る。
この方法では、被染色層を1つの色に染色後、その色の
染色に用いたマスクレジスト皮膜を剥離し、次いで、新
たにマスクレジスト皮膜を設け、別の色の染色を行う必
要があった。各マスクレジスト皮膜の現像や剥離には、
溶剤またはアルカリ液を使用するため、既に染色された
画素部分が浸食されたり、画素から染料が溶出するとい
う欠点があった。また、マスクレジスト皮膜を機械的な
方法により擦って除去する方法では、画素の表面に傷が
つくという不都合があった。
基板1上に被染色層2を形成し、その上に赤染色用レジ
スト皮膜3Rをパターン状に形成し、露出している被染
色層2を赤色の染料で染色して、赤色の画素2Rを形成
する。次に、図2(B)に示すように、赤染色用レジス
ト皮膜3Rを剥離した後、図2(C)に示すように、緑
染色用レジスト皮膜3Gをパターン状に形成し、露出し
ている被染色層2を緑の染料で染色して、緑色の画素2
Gを形成する。次に、緑染色用レジスト皮膜3Gを剥離
した後、図2(D)に示すように、青染色用レジスト層
3Bをパターン状に形成し、露出している被染色層2を
青の染料で染色して、青色の画素2Bを形成する。最後
に、図2(E)に示すように、青染色用レジスト皮膜3
Bを剥離して、赤、緑、青の各着色画素(2R、2G、
2B)が基板1上に形成されたカラーフィルタを得る。
この方法では、被染色層を1つの色に染色後、その色の
染色に用いたマスクレジスト皮膜を剥離し、次いで、新
たにマスクレジスト皮膜を設け、別の色の染色を行う必
要があった。各マスクレジスト皮膜の現像や剥離には、
溶剤またはアルカリ液を使用するため、既に染色された
画素部分が浸食されたり、画素から染料が溶出するとい
う欠点があった。また、マスクレジスト皮膜を機械的な
方法により擦って除去する方法では、画素の表面に傷が
つくという不都合があった。
【0004】従来、上記問題を解決する方法として、幾
つかの方法が提案されている。例えば、図3(A)に示
すように、撮像素子が形成された半導体基体1上に、被
染色層を全面に被覆し、次に、第1色例えば赤色の画素
2Rを形成すべき被染色層の部分のみを硬化して残し、
他部を除去して、この被染色層部を赤色に染色し、赤色
の画素2Rを形成する。次に、図3(B)に示すよう
に、赤色の画素2Rを含む全面に、透明な分離層4aを
被覆した後、図3(C)に示すように、その上に上述と
同様の方法により、第2色例えば緑色の画素2Gを形成
すべき被染色層部を形成し、この被染色層部を緑色に染
色して、緑色の画素2Gを形成する。図3(D)に示す
ように、同様の工程を繰り返して、分離層4bを介し
て、第3色例えば青色の画素2Bを形成する。
つかの方法が提案されている。例えば、図3(A)に示
すように、撮像素子が形成された半導体基体1上に、被
染色層を全面に被覆し、次に、第1色例えば赤色の画素
2Rを形成すべき被染色層の部分のみを硬化して残し、
他部を除去して、この被染色層部を赤色に染色し、赤色
の画素2Rを形成する。次に、図3(B)に示すよう
に、赤色の画素2Rを含む全面に、透明な分離層4aを
被覆した後、図3(C)に示すように、その上に上述と
同様の方法により、第2色例えば緑色の画素2Gを形成
すべき被染色層部を形成し、この被染色層部を緑色に染
色して、緑色の画素2Gを形成する。図3(D)に示す
ように、同様の工程を繰り返して、分離層4bを介し
て、第3色例えば青色の画素2Bを形成する。
【0005】また、上記と同様の方法として、透明基板
上に染色性を有する樹脂層を塗布形成し、該樹脂層上に
透明な耐染色性のフォトレジスト皮膜を設けてパターン
露光し、現像してパターン通りのマスクレジスト皮膜を
形成し、露出している樹脂層を所定の分光特性を有する
染料により染色して染色層を形成する工程、次いで、前
記マスクレジスト皮膜を耐染色性層として残存し、その
上に次の樹脂層を形成して、以下同様の工程により、必
要色数の染色層を順次形成するカラーフィルタの製造方
法が提案されている(特開昭54−139567号公
報)。しかしながら、これらの方法は、着色画素を傷つ
けることがないものの、各色の画素を形成する毎に、被
染色層と分離層(マスクレジスト皮膜)を形成する必要
があるため、工程が極めて煩雑である。
上に染色性を有する樹脂層を塗布形成し、該樹脂層上に
透明な耐染色性のフォトレジスト皮膜を設けてパターン
露光し、現像してパターン通りのマスクレジスト皮膜を
形成し、露出している樹脂層を所定の分光特性を有する
染料により染色して染色層を形成する工程、次いで、前
記マスクレジスト皮膜を耐染色性層として残存し、その
上に次の樹脂層を形成して、以下同様の工程により、必
要色数の染色層を順次形成するカラーフィルタの製造方
法が提案されている(特開昭54−139567号公
報)。しかしながら、これらの方法は、着色画素を傷つ
けることがないものの、各色の画素を形成する毎に、被
染色層と分離層(マスクレジスト皮膜)を形成する必要
があるため、工程が極めて煩雑である。
【0006】さらに、第4図に示す方法が提案されてい
る。すなわち、図4(A)に示すように、撮像素子が形
成された半導体基板1上に被染色層2を形成し、その上
に、図4(B)に示すように、光分解型のポジ型レジス
トを塗布して、第1色例えば赤色を染める部分以外をマ
スクする如くパターン形成して、耐染色マスクすなわち
赤染色レジスト層5Rを形成する。次いで、被染色層2
の被マスク部すなわち露出部を赤色に染色して、赤色の
画素(赤色フィルター)2Rを形成する。次いで、図4
(C)に示すように、赤色の画素2R及び赤染色レジス
ト層5Rを含む全面に光分解型のポジ型レジスト層5を
被覆し、この上より光学マスク6を使用して第2色例え
ば緑色を染める部分に対応するところのポジ型レジスト
層5を露光する。その後、現像処理すると、第4図
(D)に示すように、被染色層2の緑色を染める部分の
ポジ型レジスト層が化学的に除去され、他の部分には緑
染色レジスト層5Gが被覆されたこととなる。この後、
露出部を緑色に染色して、緑色の画素2Gを形成する。
次に、同様にして、図4(E)に示すように、青染色レ
ジスト層5B及び青色の画素2Bを形成する。しかしな
がら、この方法は、着色画素を傷つけることがないもの
の、各色ごとにレジストの現像を行う必要があるため、
未だに煩雑な方法である。しかも、この方法では、現像
工程があることにより、現像液の廃液処理を行わなけれ
ばならないことや、着色画素中に現像液からの未溶解
物、ダスト等の混入があり、画素欠陥の原因となる。
る。すなわち、図4(A)に示すように、撮像素子が形
成された半導体基板1上に被染色層2を形成し、その上
に、図4(B)に示すように、光分解型のポジ型レジス
トを塗布して、第1色例えば赤色を染める部分以外をマ
スクする如くパターン形成して、耐染色マスクすなわち
赤染色レジスト層5Rを形成する。次いで、被染色層2
の被マスク部すなわち露出部を赤色に染色して、赤色の
画素(赤色フィルター)2Rを形成する。次いで、図4
(C)に示すように、赤色の画素2R及び赤染色レジス
ト層5Rを含む全面に光分解型のポジ型レジスト層5を
被覆し、この上より光学マスク6を使用して第2色例え
ば緑色を染める部分に対応するところのポジ型レジスト
層5を露光する。その後、現像処理すると、第4図
(D)に示すように、被染色層2の緑色を染める部分の
ポジ型レジスト層が化学的に除去され、他の部分には緑
染色レジスト層5Gが被覆されたこととなる。この後、
露出部を緑色に染色して、緑色の画素2Gを形成する。
次に、同様にして、図4(E)に示すように、青染色レ
ジスト層5B及び青色の画素2Bを形成する。しかしな
がら、この方法は、着色画素を傷つけることがないもの
の、各色ごとにレジストの現像を行う必要があるため、
未だに煩雑な方法である。しかも、この方法では、現像
工程があることにより、現像液の廃液処理を行わなけれ
ばならないことや、着色画素中に現像液からの未溶解
物、ダスト等の混入があり、画素欠陥の原因となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術に比べて極めて簡略化された方法により、欠陥の少
ない着色画素を形成することができるカラーフィルタの
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
フォトレジストを用いた従来法のように、現像液の廃液
処理を必要としないカラーフィルタの製造方法を提供す
ることにある。本発明者らは、前記従来技術の問題点を
克服するために鋭意研究した結果、透明な基板上に被
染色層を設け、その上に耐染色性皮膜を形成し、その
上からパターン状にレーザー光を照射して、照射された
耐染色性皮膜の部分のみを蒸散させて除去し、その結
果、露出した被染色層の部分を染料にて染色する工程を
繰り返すことにより、所望の色数の着色画素を形成でき
ることを見いだした。この方法によれば、各色の画素の
形成のたびにレジスト皮膜を形成する必要がないので、
レジスト皮膜の現像や除去の繰り返しが不要となり、工
程が簡素化されるとともに、形成された着色画素の欠陥
を著しく減少させることができる。本発明は、これらの
知見に基づいて完成するに至ったものである。
技術に比べて極めて簡略化された方法により、欠陥の少
ない着色画素を形成することができるカラーフィルタの
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
フォトレジストを用いた従来法のように、現像液の廃液
処理を必要としないカラーフィルタの製造方法を提供す
ることにある。本発明者らは、前記従来技術の問題点を
克服するために鋭意研究した結果、透明な基板上に被
染色層を設け、その上に耐染色性皮膜を形成し、その
上からパターン状にレーザー光を照射して、照射された
耐染色性皮膜の部分のみを蒸散させて除去し、その結
果、露出した被染色層の部分を染料にて染色する工程を
繰り返すことにより、所望の色数の着色画素を形成でき
ることを見いだした。この方法によれば、各色の画素の
形成のたびにレジスト皮膜を形成する必要がないので、
レジスト皮膜の現像や除去の繰り返しが不要となり、工
程が簡素化されるとともに、形成された着色画素の欠陥
を著しく減少させることができる。本発明は、これらの
知見に基づいて完成するに至ったものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、透明な
基板上に少なくとも3色の画素を形成したカラーフィル
タの製造方法において、(1)透明な基板上に被染色層
を形成し、次いで、該被染色層上に耐染色性皮膜を形成
する工程、(2)被染色層の第1色目の画素が形成され
るべき部分の上にある耐染色性皮膜の部分にレーザー光
を照射して、耐染色性皮膜の被照射部分のみを選択的に
蒸散除去する工程、(3)耐染色性皮膜の被照射部分を
蒸散除去して露出させた被染色層の第1色目の画素が形
成されるべき部分を第1色目の染料により染色して、第
1色目の画素を形成する工程、(4)被染色層の第2色
目の画素が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮膜
の部分にレーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照射
部分のみを選択的に蒸散除去する工程、(5)耐染色性
皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層の
第2色目の画素が形成されるべき部分を第2色目の染料
により染色して、第2色目の画素を形成する工程、
(6)被染色層の第3色目の画素が形成されるべき部分
の上にある耐染色性皮膜の部分にレーザー光を照射し
て、耐染色性皮膜の被照射部分のみを選択的に蒸散除去
する工程、及び(7)耐染色性皮膜の被照射部分を蒸散
除去して露出させた被染色層の第3色目の画素が形成さ
れるべき部分を第3色目の染料により染色して、第3色
目の画素を形成する工程、の各工程により、透明基板上
に少なくとも3色の画素を形成することを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法が提供される。
基板上に少なくとも3色の画素を形成したカラーフィル
タの製造方法において、(1)透明な基板上に被染色層
を形成し、次いで、該被染色層上に耐染色性皮膜を形成
する工程、(2)被染色層の第1色目の画素が形成され
るべき部分の上にある耐染色性皮膜の部分にレーザー光
を照射して、耐染色性皮膜の被照射部分のみを選択的に
蒸散除去する工程、(3)耐染色性皮膜の被照射部分を
蒸散除去して露出させた被染色層の第1色目の画素が形
成されるべき部分を第1色目の染料により染色して、第
1色目の画素を形成する工程、(4)被染色層の第2色
目の画素が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮膜
の部分にレーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照射
部分のみを選択的に蒸散除去する工程、(5)耐染色性
皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層の
第2色目の画素が形成されるべき部分を第2色目の染料
により染色して、第2色目の画素を形成する工程、
(6)被染色層の第3色目の画素が形成されるべき部分
の上にある耐染色性皮膜の部分にレーザー光を照射し
て、耐染色性皮膜の被照射部分のみを選択的に蒸散除去
する工程、及び(7)耐染色性皮膜の被照射部分を蒸散
除去して露出させた被染色層の第3色目の画素が形成さ
れるべき部分を第3色目の染料により染色して、第3色
目の画素を形成する工程、の各工程により、透明基板上
に少なくとも3色の画素を形成することを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図1を参
照しながら説明する。図1(A)に示すように、先ず、
透明な基板1上に被染色層2を形成し、該被染色層2上
に耐染色性皮膜3を設ける。透明な基板としては、ガラ
ス、合成樹脂からなる透明な薄板、シート、フィルムな
どである。基板として、予めブラックマトリクスが形成
されているものも使用できる。ブラックマトリクスと
は、各着色画素の隙間を遮光性物質で埋め、あるいは被
覆したものであり、カラーフィルタのコントラストを向
上させる役割を果たす。ブラックマトリクスの材質とし
ては、例えば、クロム、酸化クロムの薄膜、カーボンブ
ラック、黒鉛、遮光性物質を混入した樹脂組成物があ
る。ブラックマトリクスは、画素を形成するのと同じ方
法により形成してもよい。
照しながら説明する。図1(A)に示すように、先ず、
透明な基板1上に被染色層2を形成し、該被染色層2上
に耐染色性皮膜3を設ける。透明な基板としては、ガラ
ス、合成樹脂からなる透明な薄板、シート、フィルムな
どである。基板として、予めブラックマトリクスが形成
されているものも使用できる。ブラックマトリクスと
は、各着色画素の隙間を遮光性物質で埋め、あるいは被
覆したものであり、カラーフィルタのコントラストを向
上させる役割を果たす。ブラックマトリクスの材質とし
ては、例えば、クロム、酸化クロムの薄膜、カーボンブ
ラック、黒鉛、遮光性物質を混入した樹脂組成物があ
る。ブラックマトリクスは、画素を形成するのと同じ方
法により形成してもよい。
【0010】被染色層を形成する染色性材料としては、
通常、染色性を有する天然または合成高分子を使用す
る。天然高分子としては、例えば、ゼラチン、グリュ
ー、カゼインなどが挙げられ、合成高分子としては、例
えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、
染色性アクリル樹脂などが挙げられる。耐染色性皮膜を
形成する材料としては、被染色層を染料により染色する
際に染色されず、かつ、染料を含有する着色液に溶解し
ないものであれば特に限定されないが、例えば、非染色
性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リイミド樹脂などが挙げられる。被染色層は、染色性材
料を含む溶液を、透明基板上に、スピンコート、ロール
コート、バーコート等により塗布し形成する。高分子材
料がモノマーや硬化性成分を含有する場合には、塗布し
た後、硬化させる。被染色層の膜厚は、適宜定めること
ができるが、通常、0.5〜3μm程度である。耐染色
性皮膜は、耐染色性材料を含有する溶液を、被染色層上
に、スピンコート、ロールコート、バーコート等により
塗布し形成する。耐染色性皮膜の膜厚は、適宜定めるこ
とができるが、通常、0.5〜3μm程度である。
通常、染色性を有する天然または合成高分子を使用す
る。天然高分子としては、例えば、ゼラチン、グリュ
ー、カゼインなどが挙げられ、合成高分子としては、例
えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、
染色性アクリル樹脂などが挙げられる。耐染色性皮膜を
形成する材料としては、被染色層を染料により染色する
際に染色されず、かつ、染料を含有する着色液に溶解し
ないものであれば特に限定されないが、例えば、非染色
性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リイミド樹脂などが挙げられる。被染色層は、染色性材
料を含む溶液を、透明基板上に、スピンコート、ロール
コート、バーコート等により塗布し形成する。高分子材
料がモノマーや硬化性成分を含有する場合には、塗布し
た後、硬化させる。被染色層の膜厚は、適宜定めること
ができるが、通常、0.5〜3μm程度である。耐染色
性皮膜は、耐染色性材料を含有する溶液を、被染色層上
に、スピンコート、ロールコート、バーコート等により
塗布し形成する。耐染色性皮膜の膜厚は、適宜定めるこ
とができるが、通常、0.5〜3μm程度である。
【0011】次に、図1(A)に示すように、被染色層
2の第1色目の画素が形成されるべき部分の上にある耐
染色性皮膜3の部分にレーザー光4を照射して、耐染色
性皮膜3の被照射部分のみを選択的に蒸散除去する。こ
れによって、図1(B)に示すように、被染色層2の第
1色目の画素が形成されるべき部分を露出させる。耐染
色性皮膜3の残部は、染色の際にマスクとなり、その下
にある被染色層の部分を染色から保護する。ここでいう
第1色目とは、通常、カラーフィルタに必要な3原色の
1つを意味し、以降、第2色目、第3色目は、それぞれ
残りの色である。3原色として、一般に、赤、緑、青
(R、G、B)が用いられる。
2の第1色目の画素が形成されるべき部分の上にある耐
染色性皮膜3の部分にレーザー光4を照射して、耐染色
性皮膜3の被照射部分のみを選択的に蒸散除去する。こ
れによって、図1(B)に示すように、被染色層2の第
1色目の画素が形成されるべき部分を露出させる。耐染
色性皮膜3の残部は、染色の際にマスクとなり、その下
にある被染色層の部分を染色から保護する。ここでいう
第1色目とは、通常、カラーフィルタに必要な3原色の
1つを意味し、以降、第2色目、第3色目は、それぞれ
残りの色である。3原色として、一般に、赤、緑、青
(R、G、B)が用いられる。
【0012】ここで用いるレーザー光は、紫外線の領域
に波長を持つレーザー光が形状精度が高いので好まし
く、エキシマレーザーが特に好ましい。すなわち、レー
ザー光としては、耐染色性皮膜に照射した場合、該皮膜
の蒸散を起こすように、充分に短い波長でなければなら
ない。従って、波長が紫外線領域にあるエキシマーレー
ザーが好適である。エキシマーレーザーとしては、Xe
Cl、KrF、ArFがある。CO2、YAGレーザー
のように、波長が赤外光であっても、非線形光学材料を
用い、第2、第3高調波により、紫外線領域にある波長
を得ることも可能である。しかし、この場合、レーザー
光が充分なエネルギー密度を持っていなければならな
い。レーザー光のエネルギー密度は、通常、0.2〜3
J/cm2であり、好ましくは0.5〜2J/cm2であ
る。エネルギー密度が大きすぎると、耐染色性皮膜だけ
でなく、その下にある被染色層まで蒸散してしまう。逆
に、小さすぎると耐染色性皮膜が充分な蒸散を起こさな
いことがある。レーザー光の出力を制御するには、レー
ザー光がパルス光であることが望ましい。パルス光のシ
ョット数により、耐染色性皮膜の深さ方向の加工制御が
容易であるからである。
に波長を持つレーザー光が形状精度が高いので好まし
く、エキシマレーザーが特に好ましい。すなわち、レー
ザー光としては、耐染色性皮膜に照射した場合、該皮膜
の蒸散を起こすように、充分に短い波長でなければなら
ない。従って、波長が紫外線領域にあるエキシマーレー
ザーが好適である。エキシマーレーザーとしては、Xe
Cl、KrF、ArFがある。CO2、YAGレーザー
のように、波長が赤外光であっても、非線形光学材料を
用い、第2、第3高調波により、紫外線領域にある波長
を得ることも可能である。しかし、この場合、レーザー
光が充分なエネルギー密度を持っていなければならな
い。レーザー光のエネルギー密度は、通常、0.2〜3
J/cm2であり、好ましくは0.5〜2J/cm2であ
る。エネルギー密度が大きすぎると、耐染色性皮膜だけ
でなく、その下にある被染色層まで蒸散してしまう。逆
に、小さすぎると耐染色性皮膜が充分な蒸散を起こさな
いことがある。レーザー光の出力を制御するには、レー
ザー光がパルス光であることが望ましい。パルス光のシ
ョット数により、耐染色性皮膜の深さ方向の加工制御が
容易であるからである。
【0013】形成される着色画素の大きさは、目的に応
じて適宜選定することができるが、通常、およそ100
×300μmであり、画素間隔はおよそ30μmであ
る。レーザー光を、被染色層の第1色目の画素が形成さ
れるべき部分の上にある耐染色性皮膜の部分に照射する
のに、2つの方法がある。1つは、フォトマスクを介し
た面露光による方法であり、もう1つの方法は、レーザ
ー光を小さく絞り込み、走査する方法である。レーザー
光のスポットの大きさは、通常、スポットの縦、横のど
ちらかが少なくとも30μm以下にすることが好まし
い。レーザー光を走査する方法として、XYステージ等
により基板自体を移動するか、あるいはレーザー光を光
学系により走査する方法がある。この方法では、フォト
マスクは不要であり、特に微細加工には有利である。
じて適宜選定することができるが、通常、およそ100
×300μmであり、画素間隔はおよそ30μmであ
る。レーザー光を、被染色層の第1色目の画素が形成さ
れるべき部分の上にある耐染色性皮膜の部分に照射する
のに、2つの方法がある。1つは、フォトマスクを介し
た面露光による方法であり、もう1つの方法は、レーザ
ー光を小さく絞り込み、走査する方法である。レーザー
光のスポットの大きさは、通常、スポットの縦、横のど
ちらかが少なくとも30μm以下にすることが好まし
い。レーザー光を走査する方法として、XYステージ等
により基板自体を移動するか、あるいはレーザー光を光
学系により走査する方法がある。この方法では、フォト
マスクは不要であり、特に微細加工には有利である。
【0014】次に、耐染色性皮膜の被照射部分を蒸散除
去して露出させた被染色層の第1色目の画素が形成され
るべき部分を第1色目の染料により染色して、第1色目
の画素を形成する。図1(C)には、第1色目として、
赤色の染料を用いて、被染色層2の露出部を染色し、赤
色の画素2Rを形成した例が示されている。染色は、被
染色層2の露出部を、染料を含有する着色液と接触させ
ることにより行う。この場合の接触は、基板全体を着色
液中に浸漬することにより行うことが好ましい。使用す
る染料は、特に限定されないが、部属分類的には、特に
酸性染料及び反応性染料が好ましい。化学構造的には、
例えば、アゾ系染料、フタロシアニン系染料、アントラ
キノン系染料、トリフェニルメタン系染料、インジゴイ
ド染料などがある。染色した染料は、必要に応じて固着
させる。染料の固着処理としては、基板全体を、例え
ば、タンニン酸水溶液の50〜90℃の浴に1〜60分
間入れ、その後、吐酒石水溶液の50〜90℃の浴に1
〜30分間程度入れることによる処理等がある。
去して露出させた被染色層の第1色目の画素が形成され
るべき部分を第1色目の染料により染色して、第1色目
の画素を形成する。図1(C)には、第1色目として、
赤色の染料を用いて、被染色層2の露出部を染色し、赤
色の画素2Rを形成した例が示されている。染色は、被
染色層2の露出部を、染料を含有する着色液と接触させ
ることにより行う。この場合の接触は、基板全体を着色
液中に浸漬することにより行うことが好ましい。使用す
る染料は、特に限定されないが、部属分類的には、特に
酸性染料及び反応性染料が好ましい。化学構造的には、
例えば、アゾ系染料、フタロシアニン系染料、アントラ
キノン系染料、トリフェニルメタン系染料、インジゴイ
ド染料などがある。染色した染料は、必要に応じて固着
させる。染料の固着処理としては、基板全体を、例え
ば、タンニン酸水溶液の50〜90℃の浴に1〜60分
間入れ、その後、吐酒石水溶液の50〜90℃の浴に1
〜30分間程度入れることによる処理等がある。
【0015】次いで、図1(C)に示すように、被染色
層2の第2色目の画素が形成されるべき部分の上にある
耐染色性皮膜3の部分にレーザー光4を照射して、耐染
色性皮膜の被照射部分のみを選択的に蒸散除去する。耐
染色性皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染
色層の第2色目の画素が形成されるべき部分を第2色目
の染料により染色して、第2色目の画素を形成する。図
1(D)には、露出した被染色層2を緑色の染料を含む
第2色目の着色液で着色し、必要に応じ固着処理して、
緑色の画素2Gを形成した例が示されている。次に、図
1(D)に示すように、被染色層2の第3色目の画素が
形成されるべき部分の上にある耐染色性皮膜3の部分に
レーザー光4を照射して、耐染色性皮膜の被照射部分の
みを選択的に蒸散除去する。耐染色性皮膜の被照射部分
を蒸散除去して露出させた被染色層の第3色目の画素が
形成されるべき部分を第3色目の染料により染色して、
第3色目の画素を形成する。図1(E)には、露出した
被染色層2を青色の染料を含む第3色目の着色液で着色
し、必要に応じ固着処理して、青色の画素2Bを形成し
た例が示されている。通常は、前記3色の画素を形成す
ることにより、図1(E)に示すように、カラーフィル
ターが完成する。さらに、この上に保護膜を形成しても
よい。保護膜の材質としては、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、ポリイミド樹脂等がある。
層2の第2色目の画素が形成されるべき部分の上にある
耐染色性皮膜3の部分にレーザー光4を照射して、耐染
色性皮膜の被照射部分のみを選択的に蒸散除去する。耐
染色性皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染
色層の第2色目の画素が形成されるべき部分を第2色目
の染料により染色して、第2色目の画素を形成する。図
1(D)には、露出した被染色層2を緑色の染料を含む
第2色目の着色液で着色し、必要に応じ固着処理して、
緑色の画素2Gを形成した例が示されている。次に、図
1(D)に示すように、被染色層2の第3色目の画素が
形成されるべき部分の上にある耐染色性皮膜3の部分に
レーザー光4を照射して、耐染色性皮膜の被照射部分の
みを選択的に蒸散除去する。耐染色性皮膜の被照射部分
を蒸散除去して露出させた被染色層の第3色目の画素が
形成されるべき部分を第3色目の染料により染色して、
第3色目の画素を形成する。図1(E)には、露出した
被染色層2を青色の染料を含む第3色目の着色液で着色
し、必要に応じ固着処理して、青色の画素2Bを形成し
た例が示されている。通常は、前記3色の画素を形成す
ることにより、図1(E)に示すように、カラーフィル
ターが完成する。さらに、この上に保護膜を形成しても
よい。保護膜の材質としては、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、ポリイミド樹脂等がある。
【0016】
【作用】本発明では、耐染色性皮膜として、レジストを
用いる必要がないため、マスクレジスト皮膜の剥離によ
る染色層(画素)の浸食や染料の溶出、傷つきが無く、
しかも現像液からの不純物の混入もないため、画素欠陥
を顕著に少なくすることが可能となる。また、本発明の
方法によれば、現像工程が不要なために、工程が簡略化
でき、現像液の廃液処理を必要としない。耐染色性皮膜
としてレジスト皮膜を用いた場合であっても、レーザー
光により蒸散させるため、現像工程が不要である。
用いる必要がないため、マスクレジスト皮膜の剥離によ
る染色層(画素)の浸食や染料の溶出、傷つきが無く、
しかも現像液からの不純物の混入もないため、画素欠陥
を顕著に少なくすることが可能となる。また、本発明の
方法によれば、現像工程が不要なために、工程が簡略化
でき、現像液の廃液処理を必要としない。耐染色性皮膜
としてレジスト皮膜を用いた場合であっても、レーザー
光により蒸散させるため、現像工程が不要である。
【0017】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明についてより
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0018】[実施例1]図1に示すように、無アルカ
リガラス基板1に、アクリル系の染色性樹脂液〔CFR
633DHP:日本化薬(株)〕をスピンコーターによ
り塗布し、被染色層2を形成した。この被染色層2を超
高圧水銀ランプにより全面露光して、硬化させた。次
に、被染色層の形成された基板上にエポキシ樹脂をスピ
ンコートし、耐染色性皮膜3を形成した。次に、図1
(A)に示すように、KrFエキシマレーザー(MPB
社製、PSX−100)光4を、金属マスク(図示せ
ず)を介して、第1色目の画素が形成される部分に照射
し、図1(B)に示すように、耐染色性皮膜3の被照射
部分を蒸散させることにより除去して、マスクを形成し
た。この基板全体を、アゾ系染料のPC−レッド136
P〔日本化薬(株)〕溶液中に70℃で10分間浸漬し
た後、水洗し、染色した。これを0.3重量%タンニン
酸水溶液中に70℃で5分浸漬した後、水洗し、次い
で、0.09重量%吐酒石水溶液中に70℃で1分間浸
漬し、さらに135℃で50秒間、そして185℃で1
50秒間加熱することにより固着させ、図1(C)に示
すように、赤色の画素2Rを形成した。次に、図1
(C)に示すように、KrFのエキシマレーザー(MP
B社製、PSX−100)光4を、金属マスクを介し、
第2色目の画素が形成される部分に照射し、図1(D)
に示すように、耐染色性皮膜を蒸散させることにより除
去してマスクを形成した。この基板全体を、フタロシア
ニン系染料のPC−グリーンFOP〔日本化薬(株)〕
溶液中に70℃で10分間浸漬した後、水洗し、染色し
た。これを0.3重量%タンニン酸水溶液中に70℃で
5分浸漬した後、水洗し、0.09重量%吐酒石水溶液
に70℃で1分間浸漬し、さらに135℃で50秒間、
そして185℃で150秒間加熱することにより固着さ
せ、図1(D)に示すように、緑色の画素2Gを形成し
た。
リガラス基板1に、アクリル系の染色性樹脂液〔CFR
633DHP:日本化薬(株)〕をスピンコーターによ
り塗布し、被染色層2を形成した。この被染色層2を超
高圧水銀ランプにより全面露光して、硬化させた。次
に、被染色層の形成された基板上にエポキシ樹脂をスピ
ンコートし、耐染色性皮膜3を形成した。次に、図1
(A)に示すように、KrFエキシマレーザー(MPB
社製、PSX−100)光4を、金属マスク(図示せ
ず)を介して、第1色目の画素が形成される部分に照射
し、図1(B)に示すように、耐染色性皮膜3の被照射
部分を蒸散させることにより除去して、マスクを形成し
た。この基板全体を、アゾ系染料のPC−レッド136
P〔日本化薬(株)〕溶液中に70℃で10分間浸漬し
た後、水洗し、染色した。これを0.3重量%タンニン
酸水溶液中に70℃で5分浸漬した後、水洗し、次い
で、0.09重量%吐酒石水溶液中に70℃で1分間浸
漬し、さらに135℃で50秒間、そして185℃で1
50秒間加熱することにより固着させ、図1(C)に示
すように、赤色の画素2Rを形成した。次に、図1
(C)に示すように、KrFのエキシマレーザー(MP
B社製、PSX−100)光4を、金属マスクを介し、
第2色目の画素が形成される部分に照射し、図1(D)
に示すように、耐染色性皮膜を蒸散させることにより除
去してマスクを形成した。この基板全体を、フタロシア
ニン系染料のPC−グリーンFOP〔日本化薬(株)〕
溶液中に70℃で10分間浸漬した後、水洗し、染色し
た。これを0.3重量%タンニン酸水溶液中に70℃で
5分浸漬した後、水洗し、0.09重量%吐酒石水溶液
に70℃で1分間浸漬し、さらに135℃で50秒間、
そして185℃で150秒間加熱することにより固着さ
せ、図1(D)に示すように、緑色の画素2Gを形成し
た。
【0019】次に、図1(D)に示すように、KrFの
エキシマレーザー(MPB社製、PSX−100)光4
を、金属マスクを介し、第3色目の画素が形成される部
分に照射し、図1(E)に示すように、耐染色性皮膜を
蒸散させることにより除去した。この基板全体を、アン
トラキノン系染料のPC−ブルー43P〔日本化薬
(株)〕溶液中に70℃で10分間浸漬した後、水洗
し、染色した。これを0.3重量%タンニン酸水溶液中
に70℃で5分浸漬した後、水洗し、0.09重量%吐
酒石水溶液に70℃で1分浸漬し、さらに135℃で5
0秒間、そして185℃で150秒間加熱することによ
り固着させ、青色の画素2Bを形成し、図1(E)に示
すように、RGB三色のカラーフィルターを形成した。
このようにして得られたカラーフィルタは、画素欠陥が
なく、カラー液晶ディスプレイに組み込んで使用したと
ころ、優れた色調と高コントラストを得ることができ
た。
エキシマレーザー(MPB社製、PSX−100)光4
を、金属マスクを介し、第3色目の画素が形成される部
分に照射し、図1(E)に示すように、耐染色性皮膜を
蒸散させることにより除去した。この基板全体を、アン
トラキノン系染料のPC−ブルー43P〔日本化薬
(株)〕溶液中に70℃で10分間浸漬した後、水洗
し、染色した。これを0.3重量%タンニン酸水溶液中
に70℃で5分浸漬した後、水洗し、0.09重量%吐
酒石水溶液に70℃で1分浸漬し、さらに135℃で5
0秒間、そして185℃で150秒間加熱することによ
り固着させ、青色の画素2Bを形成し、図1(E)に示
すように、RGB三色のカラーフィルターを形成した。
このようにして得られたカラーフィルタは、画素欠陥が
なく、カラー液晶ディスプレイに組み込んで使用したと
ころ、優れた色調と高コントラストを得ることができ
た。
【0020】
【発明の効果】本発明のカラーフィルタの製造方法によ
れば、以下のような優れた作用効果を奏することができ
る。 (1)染色された画素上に、マスク層の形成や剥離を行
わないため、従来マスク染色法で問題であったマスクレ
ジスト皮膜の現像や剥離による染色層の浸食や染料の溶
出、画素の傷つきが解消される。 (2)レーザー光で耐染色性皮膜を部分的に蒸散させる
ことによりマスク層を形成するため、現像工程が不要と
なり、その結果、現像液からの不純物の混入がなく画素
欠陥を少なくすることが可能となる。 (3)画素形成工程が簡略化できる。 (4)現像液の廃液処理を必要としない。
れば、以下のような優れた作用効果を奏することができ
る。 (1)染色された画素上に、マスク層の形成や剥離を行
わないため、従来マスク染色法で問題であったマスクレ
ジスト皮膜の現像や剥離による染色層の浸食や染料の溶
出、画素の傷つきが解消される。 (2)レーザー光で耐染色性皮膜を部分的に蒸散させる
ことによりマスク層を形成するため、現像工程が不要と
なり、その結果、現像液からの不純物の混入がなく画素
欠陥を少なくすることが可能となる。 (3)画素形成工程が簡略化できる。 (4)現像液の廃液処理を必要としない。
【図1】本発明カラーフィルタの製造方法の一実施例の
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図2】従来のカラーフィルタの製造方法の一例の工程
を示す断面図、
を示す断面図、
【図3】従来のカラーフィルタの製造方法の他の例の工
程を示す断面図、
程を示す断面図、
【図4】従来のカラーフィルタの製造方法の他の例の工
程を示す断面図、
程を示す断面図、
1:透明基板 2:被染色層 3:耐染色性皮膜 4:レーザー光 2R:赤色の画素(赤色フィルター) 2G:緑色の画素(緑色フィルター) 2B:青色の画素(青色フィルター) 3R:赤染色用レジスト皮膜 3G:緑染色用レジスト皮膜 3B:青染色用レジスト皮膜 4a:透明な分離層 4b:透明な分離層 5R:赤染色用レジスト皮膜 5G:緑染色用レジスト皮膜 5B:青染色用レジスト皮膜 6:フォトマスク A〜E:工程順を示す符号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 一彦 京都府京都市南区上鳥羽上調子町2−2 積水化学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 透明な基板上に少なくとも3色の画素を
形成したカラーフィルタの製造方法において、(1)透
明な基板上に被染色層を形成し、次いで、該被染色層上
に耐染色性皮膜を形成する工程、(2)被染色層の第1
色目の画素が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮
膜の部分にレーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照
射部分のみを選択的に蒸散除去する工程、(3)耐染色
性皮膜の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層
の第1色目の画素が形成されるべき部分を第1色目の染
料により染色して、第1色目の画素を形成する工程、
(4)被染色層の第2色目の画素が形成されるべき部分
の上にある耐染色性皮膜の部分にレーザー光を照射し
て、耐染色性皮膜の被照射部分のみを選択的に蒸散除去
する工程、(5)耐染色性皮膜の被照射部分を蒸散除去
して露出させた被染色層の第2色目の画素が形成される
べき部分を第2色目の染料により染色して、第2色目の
画素を形成する工程、(6)被染色層の第3色目の画素
が形成されるべき部分の上にある耐染色性皮膜の部分に
レーザー光を照射して、耐染色性皮膜の被照射部分のみ
を選択的に蒸散除去する工程、及び(7)耐染色性皮膜
の被照射部分を蒸散除去して露出させた被染色層の第3
色目の画素が形成されるべき部分を第3色目の染料によ
り染色して、第3色目の画素を形成する工程、の各工程
により、透明基板上に少なくとも3色の画素を形成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230297A JPH10268120A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | カラーフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230297A JPH10268120A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | カラーフィルタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268120A true JPH10268120A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13485347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7230297A Pending JPH10268120A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | カラーフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10268120A (ja) |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP7230297A patent/JPH10268120A/ja active Pending
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