JPH1172608A - カラーフィルタの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板内にベースフィルム剥離後の白欠陥を皆
無するカラーフィルタの製造法を提供する。 【解決手段】 透明基板上の所定の位置にブラックマト
リックス及び光硬化性樹脂からなる赤、緑、青の着色層
を配列するカラーフィルタの製造方法に於いて、透明基
板上の所定位置にブラックマトリックスを形成する工
程、上記透明基板及びブラックマトリックス上全面に、
上記赤、緑、青の３色のうちいずれか１色をフィルム転
写法により、第１色層として形成する工程、次いで、色
フィルムの支持体であるベースフィルムを剥離する工
程、次いで、色層表面をエア吹き付け、吹き付けたエア
を吸い取る非接触洗浄法により洗浄する工程、次いで、
所定部位が開口したフォトマスクと上記透明基板の位置
合わせを行い、フォトマスクを介して露光し、現像する
工程、次に上記第１画素を形成する工程と同様に第２画
素、そして第３画素を所定位置に順次形成する。

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
置に使用されるカラーフィルタの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略す）
は、薄型、小型、低消費電力等の特徴を生かし、現在、
時計、電卓、ＴＶ、パソコン等の表示部に用いられてい
る。さらに近年、カラーＬＣＤが開発されＯＡ・ＡＶ機
器を中心にナビゲーションシステム、ビュウファインダ
ー等、数多くの用途に使われ始めており、その市場は今
後、急激に拡大するものと予想されている。

【０００３】ＬＣＤをカラー表示させるためのカラーフ
ィルタは、図３に示すように格子状パターンのＢＭ（ブ
ラックマトリックス）１が形成されたガラス板等の基板
２上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなるカラー画
素３（約１００×３００×２μｍ）を順次形成し、その
上に透明なオーバーコート層（ＯＣ）４を形成したもの
である。５は偏光板、６はＩＴＯ電極である。

【０００４】カラーＬＣＤは、カラーフィルタ７をＬＣ
Ｄ内部に設置し、バックライト光をカラーフィルタに透
過することによって表示画面をカラー化できる。８は配
向膜、９は液晶、１０はシール材、１１はトップコート
層、１２はＩＴＯ電極、１３はガラス板等の基板、１４
は偏光板である。

【０００５】現在、カラーフィルタは主に染色法を用い
て製造されている。しかし、この方法はガラス基板上に
透明な感光性樹脂を塗布、乾燥、露光、現像によって画
素を形成後、染料を用いて染色しその後、混色防止層を
形成するといった工程を３回繰り返し行う必要があるた
め、カラーフィルタの重要課題である信頼性（耐光性・
耐熱性）が劣るという欠点がある。そこで、着色剤とし
て顔料を用いたカラーフィルタがいくつか提案されてお
り、その中に電着法、印刷法、フォトリソ法（フォトリ
ソグラフィ法）がある。

【０００６】しかし、電着法は電極パターンを形成する
必要があるため（１）パターンの自由度が少ない、
（２）コストが高い、また印刷法は（１）パターンの平
坦性が劣る、等の問題があり、現状ではフォトリソ法が
主流と考えられている。フォトリソ法には、液状レジス
トとフィルムが考えられる。液状レジストは、感光性樹
脂中に顔料を分散させたワニスをスピナーでガラス基板
上に塗布、乾燥後、露光、現像によってカラー画素が形
成される。一方、フィルムは図２に示すように、プリン
ト板用感光性フィルムと同様にワニスをフィルム化した
ものであり、支持体であるベースフィルム１６に着色層
である色材３を塗工したフィルムを、基板２にラミネー
ト後、ベースフィルム１６を剥離した後露光、現像する
事によってカラー画素２５が形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２に示すように支持
体であるベースフィルム１６を剥離した後露光現像する
事によって、カラー画素２５を形成するカラーフィルタ
を製造する方法に於いて、ベースフィルム１６を剥離す
る際、絶縁体と絶縁体の剥離であるがため、ガラス基板
２にラミネートされた色材３およびベースフィルム１６
両者に帯電し、周囲の異物１７を引き寄せて付着する。
ベースフィルム１６はそのまま廃材となるため問題ない
が、ガラス基板２側に付着した異物は、次の露光工程で
紫外線を遮断あるいは低下させるため感光されるべき感
光性樹脂が感光不十分となり、次の現像で白抜け欠陥２
１となってしまう問題があった。また、付着した異物が
露光時にフォトマスク側に転写し、その後の基板が上記
と同様の理由で白抜け欠陥２１となった。

【０００８】本発明は、前記フィルム法による問題を解
決するカラーフィルタの製造法を提供するものである。

【０００９】

【問題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項に係わるカラーフィルタの製造方法
は、カラーＬＣＤカラーフィルタの製造方法に於いて、
透明基板上の所定の位置にブラックマトリックス及び光
硬化性樹脂からなる赤、緑、青の着色層を配列するカラ
ーフィルタの製造方法に於いて、透明基板上の所定位置
にブラックマトリックスを形成する工程、上記透明基板
及びブラックマトリックス上全面に、上記赤、緑、青の
３色のうちいずれか１色をフィルム転写法により、第１
色層として形成する工程、次いで、色フィルムの支持体
であるベースフィルムを剥離する工程、次いで、色層表
面をエア吹き付け、吹き付けたエアを吸い取る非接触洗
浄法により洗浄する工程、次いで、所定部位が開口した
フォトマスクと上記透明基板の位置合わせを行い、フォ
トマスクを介して露光し、現像する工程、次に上記第１
画素を形成する工程と同様に第２画素、そして第３画素
を所定位置に順次形成する事を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明はフィルム法において、紫
外線でフォトマスク２０を介して露光する前に、エア吹
き出し１９及びエア吸い口１８からなる口非接触式の異
物除去装置２４でラミネートされた色材３表面処理し、
ベースフィルム１６を剥離する際に発生する静電気によ
る付着した異物１７を除去し、紫外線強度が弱いため現
像時に発生する白欠陥２２を防止する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
透明基板としてコーニング社＃１７２７ガラス縦２００
ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ０．７ｍｍのガラス基板を使
用した。この基板にＢＭ材料としてクロムを０．１５μ
ｍＤＣスパッタリング法により形成する。本発明ではＢ
Ｍにクロムを用いたが、クロムを０．１５μｍＤＣスパ
ッタリング法により形成した後、連続で酸素、窒素を微
量導入しながらスパッタリング法により、酸化クロムを
０．０８μｍ形成した２層膜、あるいはこの逆の構成の
もの、また酸素、窒素の導入量を順次連続的に変化させ
て形成させたもの、あるいはカーボンを樹脂に分散させ
たものを用いても良い。次にＢＭ材料をＢＭに加工する
のに、フォトリソ法によった。まず、シップレイ社製ポ
ジ型フォトレジストＡｚ−１３５０Ｊをスピナー法によ
り、２０００ｒｐｍ２０秒で２μｍ塗布する。次にクリ
ーンオーブンで９０℃、２０分のプリベークを行う。次
にフォトマスクを介して１２０ｍＪ／ｃｍ²露光する。
次にアルカリ現像液にて１分３０秒の現像を行い、１２
０℃、２０分のポストベークを行う。次いで、１５％硝
酸第２セリウムアンモニウム水溶液で１分エッチング
し、次にアルカリ剥離液でレジストを剥離する。次に超
音波洗浄を施した後、第１色目の形成工程に入る。フィ
ルムには５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）ベースフィルム１６上に色材をロールトウロール
で塗工した日立化成製ＣＦ用フィルムを用いた。本フィ
ルムをラミネート温度８０℃、ラミネート速度０．２ｍ
／ｍｉｎ、ロール圧力５ｋｇ／ｃｍ² の条件で熱圧着ロ
ール１５でＢＭ１を作製したガラス基板に張り合せる。
次にフィルム剥離機により張り付けたベースフィルム１
６を引き剥がす事で剥離する。この際、静電気が発生し
周辺に存在する異物１７を引き寄せ、ガラス基板２上に
張り付けた色材３上に付着する。次に、この付着した異
物１７を除去する工程に移る。異物除去装置２４として
本実施例では、（株）伸興製ニューウルトラクリーナー
ＵＶＵ−Ｗを用いた。この装置はヘッドの両側から超音
波エアを基板にエア吹き出し口１９より吹き出し、中心
のエア吸い口１８で吸引する方式をとっている。本発明
ではこのタイプに限ったものでは無く、超音波エアの代
わりに高圧エアを用いたもの、両側から吹き付けるので
は無く、片側から吹き付け反対側から吸い取るタイプの
もの何れでもよい。吹き付けたエアは吸い取る方式の方
が、吹き飛ばした異物の再付着が防げるため本発明にお
いては望ましい。また、本発明では非接触式の異物除去
装置２４を用いたが、ブラシ等で擦り除去し、除去した
異物をバキュウムで吸い取る方式でも可能ではあるが、
色材が半硬化状態なので傷がついてしまう場合がある。
本装置を用いて吹き出し圧力０．１５ｋｇ／ｃｍ² で、
基板搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎで処理した。吹き出し圧
力は０．１２〜０．１８ｋｇ／ｃｍ² であれば効果はあ
る。搬送速度は０．１〜２ｍ／ｍｉｎの範囲で有効であ
る。また、静電引力で付着した異物を除去しやすくする
ため、本処理を施す直前に静電除去装置２３と取り付
け、帯電を緩和させてから行っても良い。次に露光工程
に入る。露光としてはプロキシミティ露光機を用いて、
遮光膜２１を有するフォトマスク２０とガラス基板２の
ＢＭ１とを位置合わせし、４０５ｎｍで４００ｍＪ／ｃ
ｍ² 露光した。次にトーホール３％溶液で現像を行い画
素２５を形成し、水洗し水切りを施した後硬化する。こ
の工程を３色繰り返す。３色形成した後、洗浄を行い、
場合によっては上にオーバコートを形成し、カラーフィ
ルタが完成する。

【００１２】

【発明の効果】本発明により、従来２００×３００サイ
ズの基板内にベースフィルム剥離後の異物再付着が原因
である白欠陥が、常に２〜５ヶ存在したものが皆無にで
きた。従来の異物は主に繊維状のものであり、大きさは
大きいもので１００μｍ長さ程のものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の
実施例を示す工程断面図である。

【図２】 従来の製造法を説明するための断面図であ
る。

【図３】 カラーフィルタを説明するためのカラー液晶
ディスプレイの断面図である。

【符号の説明】

１ ブラックマトリックス（ＢＭ） １４ 偏光板 ２ ガラス基板 １５ 熱圧着ロー
ル ３ カラー画素 １６ ベースフィ
ルム ４ オーバーコート層 １７ 異物 ５ 偏光板 １８ エア吸い口 ６ ＩＴＯ電極 １９ エア吹き出
し口 ７ カラーフィルタ ２０ フォトマス
ク ８ 配向膜 ２１ 遮光膜 ９ 液晶 ２２ 白抜け １０ シール材 ２３ 静電除去
装置 １１ トップコート層 ２４ 異物除去
装置 １２ ＩＴＯ電極 ２５ 画素 １３ ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋崎 俊勝 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 岡田 直人 東京都新宿区西新宿二丁目１番１号 日立 化成工業株式会社生産技術本部内 (72)発明者 岩田 昌幸 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上の所定の位置にブラックマトリ
   ックス及び光硬化性樹脂からなる赤、緑、青の着色層を
   配列するカラーフィルタの製造方法に於いて、透明基板
   上の所定位置にブラックマトリックスを形成する工程、 上記透明基板及びブラックマトリックス上全面に、上記
   赤、緑、青の３色のうちいずれか１色をフィルム転写法
   により第１色層として形成する工程、 次いで、色フィルムの支持体であるベースフィルムを剥
   離する工程、 次いで、色層表面をエア吹き付け、吹き付けたエアを吸
   い取る非接触洗浄法により洗浄する工程、 次いで、所定部位が開口したフォトマスクと上記透明基
   板の位置合わせを行い、フォトマスクを介して露光し、
   現像する工程、 次に、上記第１画素を形成する工程と同様に、第２画素
   そして第３画素を所定位置に順次形成することを特徴と
   するカラーフィルタの製造法。