JPH10274709A - カラーフィルタ用着色組成物、カラーフィルタ、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー加工法により、分光特性、コントラ
スト、耐熱性に優れ、しかも肩ダレが極めて小さな着色
画素を有し、表示品質に優れたカラーフィルタを提供す
ること。 【解決手段】 着色剤、バインダー、及び溶媒を必須成
分として含有するカラーフィルタ用着色組成物におい
て、着色剤が染料であり、かつ、バインダーが２００℃
以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダーであること
を特徴とするカラーフィルタ用着色組成物、当該着色組
成物からなる着色画素が形成されカラーフィルタ、及び
当該着色組成物を用いたレーザー加工法によるカラーフ
ィルタの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置に用いられるカラーフィルタ用の着色組成物、該着色
組成物を用いて形成した着色塗膜を有するカラーフィル
タ、及び該着色組成物を用いたカラーフィルタの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置には、透明基板上
に、色相の異なる２種または３種以上の着色画素がパタ
ーン状に形成されたカラーフィルタが装着されている。
着色画素の色相としては、一般に、赤、青、緑の３原色
が使用されている。所望により、第４色目以上の色相の
画素やブラックマトリクスが形成されていてもよい。従
来、カラーフィルタの製造方法としては、例えば、有機
染料を含有する紫外線硬化型樹脂を用いた方法が提案さ
れている（特開昭５８−７６０８号公報）。この方法で
は、基板上にポジレジストを塗布する工程、該ポジ
レジストをマスクパターンを介して露光、現像すること
により、所定のパターンに形成する工程、このポジレ
ジストパターンを形成した基板上に、有機染料を含有す
る紫外線硬化型樹脂を全面塗布する工程、紫外線を全
面露光して、紫外線硬化型樹脂を硬化すると共に、ポジ
レジストパターンを露光する工程、露光したポジレジ
ストパターンをその上の紫外線硬化型樹脂と共に剥離除
去して残る紫外線硬化型樹脂からなるフィルタパターン
を形成する工程の各工程を繰り返すことにより、各色の
着色画素を形成している。

【０００３】また、顔料を分散した着色画像（着色画
素）の透明性を大きくするために、粒径１μｍ以上の粒
子が全粒子の１０重量％以下であるような粒径分布を有
する顔料を透明感光性樹脂中に分散した樹脂組成物を用
いて、複数色のパターン化された透明着色画像を支持体
上に形成するカラーフィルタの製造方法が提案されてい
る（特公平４−３９０４１号公報）。この方法では、基
板上に、第１の色相の顔料を分散させた感光性樹脂組成
物の塗膜を形成し、該塗膜上からマスクパターンを介し
て露光し、現像することにより、第１のパターン状の着
色画素を形成し、さらに、その上に同様の工程を繰り返
すことにより、第２、第３の色相の着色画素を形成して
いる。

【０００４】これらの従来法は、フォトリソグラフ法で
あって、いずれも露光後に水または有機溶媒などの現像
液を用いて現像することにより、現像液に溶解する露光
部または非露光部を除去して、着色画素を得ている。こ
のような方法では、現像液の廃液処理が必要であり、し
かも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。また、着色感光性樹
脂を用いる方法では、感光性成分や樹脂成分の性能、あ
るいは着色剤（染料や顔料）の光吸収特性に応じて、感
度及び解像度に差異が生じる。そこで、所望の感度と解
像度を得るためには、着色感光性樹脂組成物の各成分を
選択する必要がある。そのため、着色感光性樹脂組成物
が高価にならざるを得なかった。しかも、この方法で
は、着色画素を得るための工程数が多く、歩留の低下を
引き起こし、製造コストが高くなってしまう。

【０００５】感光性成分や樹脂成分の含有量を調整し
て、感度及び解像度の調整を行うと、各色相の着色画素
の膜厚が異なってしまい、段差が生じてしまう。各着色
画素間に段差が生じると、カラーフィルタの平坦性が損
なわれ、実装時、電極間に電圧をかけると、かかる電圧
に差を生じて、表示不良を引き起こす。液晶ディスプレ
イでは、液晶に電圧を加えて、液晶分子を配向させる
が、セルギャップにより、コントラストを最大にする電
圧が変化する。カラーフィルタの各着色画素の膜厚が異
なると、セルギャップが変わり、色ごとに最適な電圧が
変わってしまう。そのために、コントラストの低下やオ
フ時の色バランスが崩れるという問題を生じる。さら
に、カラーフィルタの着色画素間に段差があると、配向
膜の表面を一定方向にラビングして液晶分子同士をラビ
ング方向に配列させるラビング処理時に、画素境界部分
がラビングされずに、液晶に配向不良を生じ、コントラ
ストが低下する。

【０００６】最近、本発明者らは、基板上に形成した着
色塗膜を、その画素となる部分を残して、レーザー光の
照射により蒸散させて取り去ることにより、カラーフィ
ルタを製造する方法に想到した。この方法では、基板上
に第１色目の着色塗膜を形成し、第１色目の画素となる
領域以外の部分にレーザー光を照射して被照射部分のみ
を蒸散させることにより、第１色目の着色画素を形成
し、次いで、第２色目の着色塗膜を第１色目の着色画素
の上から基板全面に形成し、レーザー光を第２色目の着
色画素となる領域以外の部分に照射して、被照射部分の
塗膜を蒸散させ、その際、レーザー光の出力（照射エネ
ルギー量）を制御（パルス光のショット数の制御を含
む）して、第１色目の着色画素を残して、その上に被覆
された第２色目の塗膜を蒸散させることにより、第２色
目の画素を形成し、以下同様にして第３色目の画素を形
成している。

【０００７】このレーザー加工法を採用すれば、感光性
樹脂を使用することに伴う前記の如き問題点は解消さ
れ、しかも高精細なカラーフィルタを製造することがで
きる。しかしながら、このレーザー加工法には、以下に
述べるような問題点があった。すなわち、レーザー加工
法では、通常、有機顔料、バインダー、及び溶媒を必須
成分として含有する着色組成物を用いて着色塗膜及び着
色画素を形成している。ところが、着色剤として有機顔
料を用いると、分光特性やコントラストが染料を用いた
場合に比べて劣る。一方、着色剤として染料を用いる
と、耐熱性が有機顔料を用いた場合に比べて劣る。ま
た、レーザー加工法により着色画素を形成した場合、そ
の断面形状が図１に示すように肩ダレ（着色塗膜の蒸散
部端部に形成された斜面）ａを生じ易く、着色画素の周
辺部分での表示品質が低下する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、レー
ザー加工法により、分光特性、コントラスト、耐熱性に
優れ、しかも肩ダレが極めて小さな着色画素を有し、表
示品質に優れたカラーフィルタを提供することにある。
本発明の他の目的は、このような諸特性に優れたカラー
フィルタを与えることができるカラーフィルタ用着色組
成物、及びレーザー加工法によるカラーフィルタの製造
方法を提供することにある。本発明者らは、従来技術の
問題点を克服するために鋭意研究した結果、カラーフィ
ルタ用着色組成物の着色剤として染料を使用すると共
に、バインダーとして２００℃以上の硬化温度を有する
熱硬化性バインダーを使用することにより、前記目的を
達成できることを見いだした。

【０００９】着色剤として染料を用いると、分光特性及
びコントラストに優れたカラーフィルタを得ることがで
きる。一方、染料の耐熱性の不足については、バインダ
ーとして２００℃以上の硬化温度を有する熱硬化性バイ
ンダーを使用することにより補うことができ、かつ、レ
ーザー加工法による着色画素の形成の際に、肩ダレを極
めて小さくすることが可能となる。レーザー加工法によ
れば、フォトリソグラフ法に比べて、着色画素形成工
程がドライプロセスであるため、廃液処理を必要としな
い、ウエットプロセスにおける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、カラーフィ
ルタの歩留まりを向上させることが可能となる、感光
性が不要なので廉価である、などの利点がある。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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、着色
剤、バインダー、及び溶媒を必須成分として含有するカ
ラーフィルタ用着色組成物において、着色剤が染料であ
り、かつ、バインダーが２００℃以上の硬化温度を有す
る熱硬化性バインダーであることを特徴とするカラーフ
ィルタ用着色組成物が提供される。また、本発明によれ
ば、透明基板上に、色相の異なる複数の着色塗膜がパタ
ーン状に形成されているカラーフィルタにおいて、各着
色塗膜が、染料、２００℃以上の硬化温度を有する熱硬
化性バインダー、及び溶媒を必須成分として含有する着
色組成物を用いて形成されたものであることを特徴とす
るカラーフィルタが提供される。

【００１１】さらに本発明によれば、（Ａ）透明基板上
に、第１色目の着色組成物からなる塗膜を形成し、次い
で、レーザー光を第１色目の着色画素となる領域以外の
部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散させることに
より、第１色目の着色画素を形成する工程、（Ｂ）第１
色目の着色画素を含む基板全面に、第２色目の着色組成
物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第２色
目の着色画素となる領域以外の部分に照射して、被照射
部分の塗膜を蒸散させることにより、第２色目の着色画
素を形成し、その際、レーザー光の出力を制御して、第
１色目の着色画素を残して、その上に被覆された第２色
目の塗膜を蒸散させる工程、及び（Ｃ）必要に応じて、
前記工程（Ｂ）と同様の工程により、第３色目以降の必
要色数の着色画素を形成する工程の各工程を含む、少な
くとも２色の着色画素がパターン状に形成されたカラー
フィルタの製造方法において、各色の着色組成物とし
て、染料、２００℃以上の硬化温度を有する熱硬化性バ
インダー、及び溶媒を必須成分として含有する着色組成
物を用い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。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（着色組成物）本発明の着色組成物は、染料、２００℃
以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダー、及び溶媒
を必須成分として含有するものである。 １．染料 本発明で使用する染料は、特に限定されないが、有機溶
剤溶解染料、及び酸性染料が好ましい。所望の色に調整
するために、複数の染料をブレンドすることもある。染
料の色相を調整して、通常、赤、緑、青の３原色を得
る。以下に、本発明で使用する代表的な染料を例示す
る。数値表示は、色指数（カラー・インデックス）であ
る。ソルベント・レッド（７、８、４６、６８、９０、
９１、９２、１０９、１１１、１１８、１１９、１２
２、１２５、１２７、１３０、１３２、２０７）、ソル
ベント・イエロー（２１、２５、３３、４２、５６、６
３、７９、８２、８３、８８、８９、１３８、１４６、
１６３）、ソルベント・オレンジ（１１、２３、５９、
６２）、ソルベント・グリーン（３、２５）、ソルベン
ト・ブルー（４、５、１４、２５、３５、３７、３８、
４４、４５、４８、４９、６７、７０）、アジド・ブル
ー（９、４０）、ソルベント・バイオレット（１３、１
４、２３、２４）、アジド・バイオレット（１７、４
９）。

【００１３】２．バインダー 本発明で使用するバインダーは、染料の耐熱性を補うた
めに、高耐熱性のバインダーを使用する。この目的のた
めに、硬化温度が２００℃以上の熱硬化性バインダーを
用いる。硬化温度は、好ましくは２３０℃以上である。
このような高耐熱性のバインダー材料としては、例え
ば、ポリイミド、ポリブタジエン、芳香族ポリアミド、
ポリベンゾイミダゾールのような高耐熱性高分子（前駆
体を含む）が挙げられる。無機材料としては、金属アル
コキシドによるゾル−ゲルガラスが挙げられる。有機・
無機ハイブリッド材料としては、シリコーンなどがあ
る。一般に、上記のような高耐熱性バインダーは、室温
付近の温度における硬さも備えているので、レーザー光
照射による蒸散時の爆発的衝撃力に充分に耐えることが
でき、着色画素の肩ダレが抑制される。また、このよう
な高耐熱性バインダーは、分子間の結合エネルギーが高
く、元来、レーザー光の照射により蒸散されにくいが、
レーザー光吸収源である染料を含有させることにより、
蒸散され易くなる。

【００１４】３．溶媒 溶媒は、染料及びバインダーとの相溶性が良いものを適
宜選択する。単一溶媒のみならず、混合溶媒も用いるこ
とができる。好ましい溶媒としては、例えば、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテルなどが挙げられる。本発明の着色組成物には、必
要に応じて、レベリング剤、消泡剤、流動性改善剤、分
散剤などの各種添加剤を加えてもよい。

【００１５】（カラーフィルタの製造方法）本発明の着
色組成物を用いてカラーフィルタを製造する方法につい
て、図２を参照しながら説明する。 （Ａ）第１工程 図２（ａ）に示すように、基板１上に第１色目の着色塗
膜２を形成する。基板は、通常、透明であり、ガラス基
板、フィルム等の樹脂基板などが使用される。基板とし
て、その上に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、あるいは被覆して、カラーフ
ィルタのコントラストを向上させる役割を持つものであ
る。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、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等がある。また、基板として透明
な基板を用い、ブラックマトリクスを２色以上の画素を
重ね合わせて形成してもよい。ここで言う、第１色目と
は、カラーフィルタに必要な３原色の１つで、以降第２
色目、第３色目は、各々残りの色である。通常は、３原
色として、赤、緑、青（略号、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ）が
用いられる。

【００１６】着色塗膜の形成は、着色組成物を基板に塗
布し、乾燥することにより行う。塗膜形成方法として、
スピンコート、ロールコート、バーコート、ディッピン
グ等がある。塗膜の膜厚としては、染料の濃度によって
も異なるが、通常０．５〜２μｍである。塗布後、塗膜
を乾燥させ、硬化させる。通常、乾燥、硬化ともベーク
にて行う。その方法の例として、ホットプレート上に置
くか、またはオーブン中に入れる方法等が挙げられる。
ベーク条件としては、乾燥時は溶媒の蒸気圧、硬化時は
バインダーの耐熱性により適宜選択されるが、乾燥の温
度としては、常温以上２００℃以下、硬化の温度として
は、２００℃から３００℃の範囲が好適である。こうし
て得られた着色塗膜２に、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す
ように、第１色目の着色画素５が形成される領域以外の
部分にレーザー光３を照射し、レーザー光が照射された
部分が蒸散することにより、第１色目の着色画素５を形
成する。ここで形成される着色画素の大きさは、およそ
１００×３００μｍであり、画素間隔はおよそ３０μｍ
である。ただし、これに限定されない。

【００１７】ここで使用するレーザーとして、レーザー
光が塗膜に照射されて、蒸散を起こすように、充分短い
波長でなければならない。したがって、波長が紫外領域
にあるエキシマレーザーが好適である。使用されるエキ
シマレーザーとして、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦがあ
る。しかし、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、その波長を得ることも可能である。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
０．２〜３Ｊ／ｃｍ²で、０．５〜２Ｊ／ｃｍ²が特に好
適である。エネルギー密度が大きすぎると、塗膜だけで
なく、下にある基板まで蒸散してしまう。エネルギー密
度が小さすぎると、塗膜が蒸散を起こさない。レーザー
光は、第２色目以降の画素の形成のために、レーザー光
の出力を制御することが必要である。このときレーザー
光がパルス光であることが望ましい。パルス光のショッ
ト数により塗膜の深さ方向の加工制御が可能となる。し
たがって、本発明において、レーザー光の出力の制御に
は、照射エネルギーの制御のみならず、パルス光のショ
ット数（照射パルス回数）の制御も含まれる。

【００１８】レーザー光を照射し、パターン状の着色画
素を得るのに２つの方法がある。１つは、図１（ｂ）に
示すようにフォトマスク４を介し、面露光３によりある
領域にレーザー光を照射し、一括で画素を形成し、ＸＹ
ステージ等により、基板を移動し、再度レーザー光を照
射し、画素を形成する。この工程を繰り返すことによ
り、基板１の全面に着色画素を形成することができる。
この場合、露光面積は、できる限り大面積の方が加工時
間が短くなり有利だが、面積を広げすぎると、照射エネ
ルギー密度が小さくなり、蒸散を起こさなくなってしま
う。最低限蒸散するようなエネルギー密度で、レーザー
光の照射領域を広げるのが好ましい。この方法では、１
回に画素を形成する領域が広いために、全体の加工時間
を短くすることができる。もう１つの方法では、レーザ
ー光を小さく絞り込み、走査することにより着色画素を
形成する。レーザー光のスポットの大きさは、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は、Ｘ
Ｙステージ等により基板自体を移動するか、またはレー
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、微細加工には有利であ
る。光源としてエキシマレーザーを用いる場合には、そ
の面光源的な特性を活かすために、フォトマスクを用い
る方式の方が有利である。以上のようにして、第１色目
の着色画素５を形成する。

【００１９】（Ｂ）第２工程 図１（ｄ）に示すように、第２色目の着色組成物を第１
色目の画素５が形成された基板の全面に塗布し、乾燥さ
せて第２色目の塗膜６を形成する。このとき、塗液の流
動性から、第１色目の画素５上の第２色目の塗膜６１の
厚さは、通常、凹部である基板上の第２色目の塗膜６の
厚さより薄くなる。この場合、第２色目の基板上での塗
膜厚さｄ₂を第１色目の塗膜厚さｄ₁より若干薄くした方
が画素厚さを揃えやすいのであるが、工程管理の容易さ
を考え、塗液の粘度を揃えて同一条件で塗布されること
もある。その場合、第１色目と第２色目の塗膜厚さが等
しくなることが多い。

【００２０】次に、第１色目の着色画素を形成したとき
と同様にして、図２（ｅ）と（ｆ）に示すように、レー
ザー光３を第２色目の着色画素を形成させる領域以外の
ところに照射し、第２色目の着色画素７を形成する。こ
こで、レーザーのパルス１ショット当たりの第２色目塗
膜の蒸散の深さ、すなわちエッチレートｒ₂を予め測定
しておき、第２色目の塗膜の膜厚ｄ₂を測定することに
より、基板上の第２色目の塗膜６を蒸散させるのに必要
なショット数ｎを（式１） ｎ＝ｄ₂／ｒ₂ （式１） から求め、そのショット数だけレーザー光パルスを照射
し、基板上の不要な第２色目の塗膜を蒸散させる。

【００２１】この際、第１色目の画素５の上の第２色目
の塗膜６１の厚さｄ₂’は、通常、基板上の第２色目の
塗膜６の厚さｄ₂よりも薄いため、レーザー光パルスが
全ショット照射される前に第１色目の画素５が露出す
る。そこで、第１色目の着色塗膜のレーザー光に対する
蒸散速度ｒ₁を、第２色目の着色塗膜の蒸散速度ｒ₂より
充分小さくすることにより、第１色目の画素５の蒸散量
を最小限にすることができ、結果として、第１色目と第
２色目の画素の厚みを揃えることができる。このときの
画素の厚みは、第２色目がｄ₂、第１色目は（式２）で
表されるｄ₁’となり、ｄ₁より若干小さくなる。 ｄ₁’＝ｄ₁−（ｄ₂−ｄ₂’）・（ｒ₁／ｒ₂） （式２）

【００２２】この式２より、第１色目の着色塗膜のレー
ザー光に対する蒸散速度ｒ₁を、第２色目の着色塗膜の
蒸散速度ｒ₂より充分小さくすることにより、第１色目
と第２色目の塗膜厚さを等しくした場合の第１色目の画
素の目減り量を最小限にすることができることがわか
る。この場合、第１色目の着色塗膜のレーザー光に対す
る蒸散速度は、第２色目の着色塗膜の蒸散速度の１０分
の１以上１０分の６以下が好適であり、特に５分の１以
上３分の１以下がより好適である。１０分の６より大き
いと露出した第１色目の画素の蒸散量が大きく、第１色
目と第２色目の画素の段差が大きくなってしまう。ま
た、１０分の１より小さいと第１色目と第２色目の画素
の段差は充分小さくなるが、第１工程で第１色目の画素
を形成するときに蒸散させにくく、多大なレーザー照射
量を要する。

【００２３】一方、加工後の第１色目と第２色目の画素
の厚さを揃えるには、（式２）において、ｄ₁’＝ｄ₂と
代入すればよく、第１色目の塗膜厚さｄ₁を（式３） ｄ₁＝ｄ₁＋（ｄ₂−ｄ₂’）・（ｒ₁／ｒ₂） （式３） のように設定すればよい。この場合も、第１色目の着色
塗膜のレーザー光に対する蒸散速度ｒ₁を、第２色目の
着色塗膜の蒸散速度ｒ₂より充分小さくすることによ
り、第１色目の塗膜厚さを最低限に抑えられることか
ら、材料コストを低減することができる。

【００２４】（Ｃ）第３工程 次に、図２（ｇ）に示すように、第３色目の着色塗膜８
を第１、第２色目着色塗膜と同様にして形成する。図２
（ｈ）及び（ｉ）に示すように、第２色目着色画素を形
成したときと同様にして、レーザー光３を第３色目の着
色画素を形成させる領域以外のところに照射し、第３色
目の着色画素９を形成する。この工程では、蒸散させる
のは、第１色目、第２色目の着色画素の上の第３色目の
着色塗膜８１のみであり、その厚みｄ₃’は、塗液の流
動性から第３色目の基板上の塗膜厚さｄ₃よりも小さく
なる。したがって、ｄ₃を第１色目や第２色目の着色画
素の厚みに合わせることにより、容易に３色の画素の厚
みを揃えることができる。そのためには、レーザーのパ
ルス１ショット当たりの蒸散の深さ、すなわちエッチレ
ートを予め測定しておき、第３色目の塗膜の膜厚を測定
することにより、３色の画素厚みを揃えるのに必要なシ
ョット数を求め、そのショット数だけパルスを照射し、
第１色目、第２色目の上にある第３色目の着色塗膜の
み、あるいは場合によっては第１色目、第２色目の着色
画素を蒸散させる。上記のようにして、各着色画素の厚
みがほぼｄ₃に揃った３色の着色画素を基板上に形成す
ることができ、それによって、図２（ｉ）に示すよう
に、平坦性に優れたカラーフィルタを容易に得ることが
できる。

【００２５】（作用）本発明によれば、着色剤として染
料を用いているので、着色画素を形成したときの分光特
性とコントラストが、顔料を用いた場合に比べ格段に優
れている。また、バインダーとして耐熱性に優れた材料
を用いており、さらに染料をその中に分散しているの
で、２００℃以上の高温で塗膜を硬化させても、染料の
褪色がない。しかも、硬化時に２００℃以上の高温を経
ているので、更なる熱サイクルを受けても、着色画素と
しての耐熱性を保持することができる。同時にバインダ
ーは硬さも備えているので、蒸散のときの爆発的衝撃力
に耐え、各着色画素の肩ダレを極めて小さくすることが
できる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明の
好ましい実施形態についてより具体的に説明する。 ［実施例１］ （１）着色組成物の調製 レッド（Ｒ） ・ソルベント・レッド１３２ ６重量％ ・ソルベント・イエロー８９ ７重量％ ・ポリアミック酸（ピロメリット酸二無水物とオキシ ジアニリンを反応させたもの） １７重量％ ・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ） ４０重量％ ・ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライム） ３０重量％ グリーン（Ｇ） ・ソルベント・ブルー３８ １０重量％ ・ソルベント・イエロー１４６ ８重量％ ・ポリアミック酸（ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と １６重量％ ４−アミノフェニルスルホンを反応させたもの） ・Ｎ−メチル−２−ピロリドン ３７重量％ ・ジエチレングリコールジメチルエーテル ２９重量％ ブルー（Ｂ） ・ソルベント・ブルー３８ ２重量％ ・ソルベント・ブルー４９ ６重量％ ・ポリアミック酸（ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と １４重量％ ４−アミノフェニルスルホンを反応させたもの） ・Ｎ−メチル−２−ピロリドン ３２重量％ ・ジエチレングリコールジメチルエーテル ４６重量％ 上記各色の混合物を、それぞれ数時間撹拌することによ
って、均一に溶解させた。溶解しない材料は、フィルタ
に通して除去した。

【００２７】（２）着色塗膜の作製 上記の各着色組成物をそれぞれガラス基板上にスピンコ
ートし、厚さ１μｍの塗膜を形成した。各塗膜をホット
プレート上で１００℃において９０秒間ベークした。次
いで、各塗膜を対流オーブンで２５０℃において１時間
ベークした。ポリアミック酸は、ポリイミド前駆体であ
り、ベークによりイミド化する。

【００２８】（３）膜の評価 分光特性：ミクロカラーアナライザ（東京電色（株）
製ＴＣ−１８００Ｍ）を用いて、ＣＩＥの色座標ｘ、
ｙ、及び三刺激値のＹを測定した。 コントラスト：着色塗膜付きガラス基板を２枚の偏光
板で挟み、ライトボックス上に置いた。正面輝度を輝度
計（ミノルタ（株）製ＬＳ−１１０）で測定したとき、
輝度（偏光板の偏光方向平行）／輝度（偏光板の偏光方
向直交）をコントラストと定義した。 耐熱性：対流オーブンで２３０℃で１時間ベークした
とき、その前後の色特性をミクロカラーアナラザで測定
し、色差ΔＥ（ｕ，ｖ）を計算した。ΔＥ＜３ならば、
合格である。 レーザー加工性：厚さ１μｍの着色塗膜をＫｒＦエキ
シマレーザー（縮小倍率１０倍、照射強度１Ｊ／ｃ
ｍ²）で１００μｍ×３００μｍのパターンに加工した
ときの肩ダレの大きさを図１のａのように定義する。塗
膜の断面形状は、触針式の表面粗さ計（Ｓｌｏａｎ社製
ＤＥＫＴＡＫ）で測定した。結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】 ［実施例２］ （１）着色組成物の調製 レッド（Ｒ） ・ソルベント・レッド１３２ ６重量％ ・ソルベント・イエロー８２ ７重量％ ・テトラエトキシシラン １７重量％ ・塩酸水溶液（０．０３６ｗｔ％） ８重量％ ・１−ブタノール ６２重量％ グリーン（Ｇ） ・ソルベント・ブルー４４ ９重量％ ・ソルベント・イエロー１４６ ９重量％ ・テトラエトキシシラン １６重量％ ・塩酸水溶液（０．０３６ｗｔ％） ７重量％ ・１−ブタノール ５９重量％ ブルー（Ｂ） ・ソルベント・ブルー４４ ２重量％ ・ソルベント・ブルー４９ ６重量％ ・テトラエトキシシラン １４重量％ ・塩酸水溶液（０．０３６ｗｔ％） ７重量％ ・１−ブタノール ７１重量％ 上記各色の混合物を、それぞれ数時間撹拌することによ
って、均一に溶解させた。溶解しない材料は、フィルタ
に通して除去した。

【００３１】（２）着色塗膜の作製 上記の各着色組成物をそれぞれゾル−ゲル法によりガラ
ス化した。すなわち、各着色組成物をそれぞれガラス基
板の上にスピンコートし、厚さ１μｍの塗膜を形成し
た。各塗膜をホットプレート上で１００℃において９０
秒間ベークした。次いで、各塗膜を対流オーブンで２４
０℃において１時間ベークすることにより焼成硬化し
た。膜の評価結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】［実施例３］ （１）カラーフィルターの作製 １０ｃｍ角の無アルカリガラス基板上に、第１色目とし
て実施例１の着色組成物Ｂを用いて、塗膜を形成した。
このとき、乾燥塗膜の膜厚は、１．０１μｍであった。
得られたＢの着色塗膜に、ＫｒＦのエキシマレーザー
〔Ｌ５８３７：浜松ホトニクス（株）〕を着色画素とな
る領域以外の部分に照射し、被照射部分を蒸散させ、Ｂ
の着色画素を形成した。このとき、レーザー光のフォト
マスクのパターンを縮小光学系により１０分の１に縮小
し、ＸＹステージにより基板を移動させながらレーザー
光を照射することにより、Ｂの１００×３００μｍの画
素を形成した。このときのレーザーのエネルギー密度
は、１Ｊ／ｃｍ²であった。次に、実施例１の着色組成
物ＧをこのＢの画素が形成されている基板の上からＢよ
りも薄くなるような塗布条件で塗布し、Ｇの塗膜を得
た。このとき、Ｇの塗膜厚さは、基板上では０．８μｍ
で、Ｂの画素上では０．５μｍであった。すなわち、Ｂ
とＧの２層の膜厚が１．５１μｍであることが分かっ
た。予め、基板上のＧの塗膜を１ショットで蒸散する強
さのレーザーパワーにおけるＢの塗膜の単位パルス当た
りの蒸散する深さ、すなわちエッチレートを測定したと
ころ、Ｇは０．８μｍ／パルスであるのに対し、Ｂは
０．５６μｍ／パルスであった。１ショットで基板上の
不要なＧを蒸散させるようにレーザー光の強度を調節し
て、ＸＹステージを移動しながら、Ｇの画素が形成され
る領域以外の部分に１ショットずつ照射し、基板全体に
Ｇの１００×３００μｍの画素を形成した。このとき画
素の厚みは、Ｇ、Ｂともに０．８μｍであった。

【００３４】最後に、実施例１の着色組成物ＲをＧと同
様の条件で形成した。このとき、Ｒの塗膜厚さは、基板
上では０．８μｍで、Ｂ及びＧの塗膜上ではいずれも
０．５μｍであった。すなわち、ＢとＲの２層およびＧ
とＲの２層ともに１．３μｍであることが分かった。１
ショットで不要なＲを蒸散させるようにレーザー光の強
度を調節して、ＸＹステージを移動しながら、Ｒの画素
が形成される領域以外の部分に１ショットずつ照射し、
基板全体にＲの１００×３００μｍの画素を形成した。
このようにして作製したカラーフィルタの各画素厚み
は、Ｒ、Ｇ、Ｂともに、０．８μｍであった。このと
き、着色画素の肩ダレも小さく、表示品質に影響は無か
った。

【００３５】［比較例１］ （１）膜の評価 従来公知の市販の着色組成物〔積水ファインケミカル
（株）製ＲＷ−３０１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）〕の各色をそれぞ
れガラス基板の上にスピンコートし、厚さ１μｍの塗膜
を形成した。各塗膜をホットプレート上で８０℃におい
て６０秒間ベークした。次いで、各塗膜を対流オーブン
で１５０℃において３０分ベークすることにより硬化し
た。膜の評価結果を表３に示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】（２）カラーフィルタの作製 上記の各着色組成物を用いて、実施例３と同様にしてカ
ラーフィルタを作製したが、各着色画素の肩ダレのた
め、画面全体での表示コントラストが低下した。すなわ
ち、画面を明るくすると全体が白っぽく、暗くすると全
体が黒っぽくなった。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような顕著な効
果を奏することができる。 （１）着色画素形成工程がドライプロセスであるため、
フォトレジスト法のように廃液処理を必要としない。ま
た、ウェットプロセスにおける不純物の混入もなく、画
素欠陥を少なくすることが可能となる。その結果、カラ
ーフィルタの歩留まりを向上することができる。 （２）着色組成物に感光性が不要なので、廉価である。 （３）分光特性、コントラスト、耐熱性に優れたカラー
フィルタを作製することができ、さらには、レーザー加
工による着色画素の肩ダレを極めて小さくすることが可
能なことから、表示品質の良い液晶表示装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザー加工法により形成された着色画素の形
状を表した図である。

【図２】レーザー加工法によるカラーフィルタの製造工
程の模式図である。

【符号の説明】

ａ：着色画素の肩ダレの大きさ １：基板 ２：第１色目着色塗膜 ３：レーザー光 ４：フォトマスク ５：第１色目画素 ６：第２色目着色塗膜（基板上） ６１：第２色目着色塗膜（画素上） ７：第２色目画素 ８：第３色目着色塗膜（基板上） ８１：第３色目着色塗膜（画素上） ９：第３色目画素

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色剤、バインダー、及び溶媒を必須成
   分として含有するカラーフィルタ用着色組成物におい
   て、着色剤が染料であり、かつ、バインダーが２００℃
   以上の硬化温度を有する熱硬化性バインダーであること
   を特徴とするカラーフィルタ用着色組成物。
2. 【請求項２】 透明基板上に、色相の異なる複数の着色
   塗膜がパターン状に形成されているカラーフィルタにお
   いて、各着色塗膜が、染料、２００℃以上の硬化温度を
   有する熱硬化性バインダー、及び溶媒を必須成分として
   含有する着色組成物を用いて形成されたものであること
   を特徴とするカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 （Ａ）透明基板上に、第１色目の着色組
   成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第１
   色目の着色画素となる領域以外の部分に照射して、被照
   射部分の塗膜を蒸散させることにより、第１色目の着色
   画素を形成する工程、（Ｂ）第１色目の着色画素を含む
   基板全面に、第２色目の着色組成物からなる塗膜を形成
   し、次いで、レーザー光を第２色目の着色画素となる領
   域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散させ
   ることにより、第２色目の着色画素を形成し、その際、
   レーザー光の出力を制御して、第１色目の着色画素を残
   して、その上に被覆された第２色目の塗膜を蒸散させる
   工程、及び（Ｃ）必要に応じて、前記工程（Ｂ）と同様
   の工程により、第３色目以降の必要色数の着色画素を形
   成する工程の各工程を含む、少なくとも２色の着色画素
   がパターン状に形成されたカラーフィルタの製造方法に
   おいて、各色の着色組成物として、染料、２００℃以上
   の硬化温度を有する熱硬化性バインダー、及び溶媒を必
   須成分として含有する着色組成物を用いることを特徴と
   するカラーフィルタの製造方法。