JP2668911B2 - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、遮光枠を有するカラーフィルターの構造及
び製造方法に関する。

［従来の技術］ 通常、カラー液晶表示体に用いるカラーフィルターの
遮光枠には、着色層を重ね合わせたもの、もしくはニッ
ケル等の金属層を用いている。このうち、着色層を重ね
合わせて形成された遮光枠は、金属層の遮光枠と比較し
て製造が容易でありコスト面では有利である一方、遮光
性が十分でない。そこで、遮光性を重視する場合には金
属層で形成された遮光枠を用いることになる。

一方、カラーフィルターの製造方法としては、延在、
染色，電着，印刷の３つの方式が一般的である。その中
でも高彩度、高解像度といった特徴から、染色による方
式が広く実施されている。

染色方式のカラーフィルターの製造方法は次のような
ものである。まず、染色性と光硬化性を合わせもつ樹脂
を基板上に塗膜して乾燥する。次に、露光マスクを用い
て所定の領域に紫外線を照射し、これを現像液に浸漬し
て、非架橋部を溶解することにより所望のパターンを形
成し、加熱硬化させた後、染色液中に浸漬して着色を行
う。最後に、そのカラーフィルターに防染処理を行う。
以上の一連の工程を三サイクル繰り返すことにより、
赤，緑，青の３色のカラーフィルターを形成することが
できる。

ところで、防染処理方法には、染色分子を通さない透
明膜で着色層を覆う方法と、タンニン酸及び酒石酸アン
チモリウムカリウム水溶液に浸漬する方法の２種類があ
り、製造コスト面では後者がかなり有利である。

以上をまとめると、遮光枠を有するカラーフィルター
を製造するにあたり、十分な遮光性、彩度、解像度を有
し、かつ製造コストを低く抑えることを考えると、遮光
枠には金属を用い、染色方式でカラーフィルターを形成
すれば良い。さらに、防染処理には、タンニン酸及び酒
石酸アンチモリウムカリウム水溶液に浸漬する方法を用
いるのが良いことになる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この場合、タンニン酸及び酒石酸アンチモリ
ウムカリウム水溶液は強酸性であり、これに金属遮光枠
が形成された基板を浸漬すると、その金属が酸によって
腐食され、金属遮光枠が不均一に変色したり剥離したり
するという問題点があった。

そこで本発明の目的は、強酸に浸漬しても金属遮光枠
が腐食されないカラーフィルターをより安価に得られる
製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のカラーフィルターの製造方法は、基板上にニ
ッケル層を形成する工程と、 前記ニッケル層上に耐酸性を備えたレジストを塗布す
る工程と、 前記ニッケル層及び前記レジストを、遮光枠の形状に
パターニングする工程と、 前記遮光枠の形状にパターニングされたニッケル層が
前記レジストにより被覆された前記基板上にカラーフィ
ルター材料層を形成する工程と、 前記カラーフィルター材料層を所望の形状にパターニ
ングする工程と、 パターニングされた前記カラーフィルター材料層を染
色する工程と、 染色された前記カラーフィルター材料層に酸を用いた
防染処理を行う工程とを有することを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明のカラーフィルターの構造及び製造方法
を第１図に沿って説明する。

まず、ガラス基板１上に無電解メッキにより100〜100
00Åの厚みのニッケル層を形成する。

次にニッケル層の形成されたガラス基板上に耐酸性物
質としてノボラック樹脂にナフトキノンジアジドを添加
したポジ型耐酸性レジスト塗布し、乾燥、露光、現像を
行い所定形状のパターンを形成する。耐酸性レジストの
種類は特に限定されず、ポリイソプレン環化物などの環
化ゴムにビスアジド化合物を添加したネガ型レジストや
ポリイミドなども用いることができる。また、耐酸性レ
ジストの膜厚は0.1〜５μｍが望ましく、これより薄い
と耐酸性が十分得られず、これより厚いと解像度が低下
するといった問題が生じる。

さらに、ポジ型レジストの密着を強化させるために、
基板を100〜150℃に加熱してレジストを焼成した後、硝
酸，リン酸，硫酸、酢酸からなる混酸に浸漬し、耐酸性
レジストに覆われていない領域のニッケルを溶解して、
ニッケル層のパターニングを行う。

以上の工程により、第１図（ａ）に示すように、ガラ
ス基板１上にニッケル層からなる遮光枠２が耐酸性レジ
スト３で覆われた構造が形成される。

次に、この上にフォトリソグラフィー及び染色によっ
てカラーフィルター材料層４を形成する。

カラーフィルター材料層に用いる物質には、パターン
形成を行うための光硬化性、そして、染色性が要求され
る。その２つの性質を合わせもつ物質として、ゼラチ
ン，ガゼイン，グリューなどの天然物、あるいは、JDS
シリーズ（日本合成ゴム社製）,RW101（清水ファインケ
ミカル社製）,R102,R633（以上日本化薬社製）などのカ
チオン性基を有する重合体からなる合成物があげられ
る。上記のような物質を、ニッケル層からなる遮光枠が
耐酸性レジストで覆われた基板上に塗布する。カラーフ
ィルター材料層と、ガラス基板もしくは耐酸性レジスト
層との密着が悪い場合には、塗布する前に中間層を形成
する場合もある。

カラーフィルター材料層を乾燥させた後、露光マスク
を介してこれに紫外線を照射し、所定の領域のみを架橋
させた後、現像を行い、非架橋部を溶解させて所定のパ
ターンを形成する。さらに、加熱により下層との密着性
を強化する。

次に、カラーフィルター材料層を形成したガラス基板
を染色液に浸漬して着色する。染色液は、0.1〜10wt％
の染料を含む水溶液を10〜100℃に保ったもので、場合
によっては酸が添加される。

このようにして着色を行った後、タンニン酸の酸性水
溶液と酒石酸アンチモリウムカリウムの酸性水溶液に順
次浸漬及び水洗することによって防染処理を行う。それ
ぞれの水溶液は必要に応じて加熱されている。

第１図（ｂ）に示すような赤、緑、青の三色からなる
カラーフィルター材料層4R,4G,4Bを形成する場合には、
以上述べたカラーフィルター材料の塗布から防染処理に
至る一連の工程を、それぞれの色に応じた染色液を用い
て３回繰り返せばよい。

防染処理において、カラーフィルター材料中に酸性水
溶液が浸透するが、ニッケル遮光枠は耐酸性レジストで
覆われているため酸によって腐食されることはない。ま
た、本発明の構造では、遮光枠端面の腐食を防ぐことは
できないが、この領域は微少であるため問題にはならな
い。

［比較例］ 本発明の実施例において金属遮光枠のパターン形成に
用いたポジ型レジストを剥離した、第２図に示すような
構造のカラーフィルターを形成した。この場合、防染処
理時に遮光枠がカラーフィルター材料を通して浸透した
酸によって腐食し、遮光枠が不均一に変色したり、剥離
したりするという欠陥が生じた。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、遮光枠のパター
ニングに用いたレジストをそのまま残し、防染処理にお
けるニッケル遮光枠の保護膜とすることができ、防染処
理のために改めて専用の保護膜を形成する工程を追加せ
ずに、安価な酸を用いた防染処理を採用できるものであ
る。

したがって、本発明によれば、十分な遮光性を有する
ニッケルによる遮光枠を備えたカラーフィルターを染色
により製造するにあたって、新たな工程の追加及びそれ
による製造コストの増大を招くことなく、遮光枠が酸に
腐食されることのない高品質なカラーフィルターを低コ
ストで得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカラーフィルターの製造工程を
示す断面図。 第２図は比較例に示すカラーフィルターの断面図。 １……ガラス基板 ２……ニッケル遮光枠 ３……耐酸性レジスト 4R……赤色に染色されたカラーフィルター材料層 4G……緑色に染色されたカラーフィルター材料層 4B……青色に染色されたカラーフィルター材料層

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上にニッケル層を形成する工程と、 前記ニッケル層上に耐酸性を備えたレジストを塗布する
   工程と、 前記ニッケル層及び前記レジストを、遮光枠の形状にパ
   ターニングする工程と、 前記遮光枠の形状にパターニングされたニッケル層が前
   記レジストにより被覆された前記基板上にカラーフィル
   ター材料層を形成する工程と、 前記カラーフィルター材料層を所望の形状にパターニン
   グする工程と、 パターニングされた前記カラーフィルター材料層を染色
   する工程と、 染色された前記カラーフィルター材料層に酸を用いた防
   染処理を行う工程とを有することを特徴とするカラーフ
   ィルターの製造方法。