JPH01296201A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 カラー液晶表示素子に用いるカラーフィルタの製造方法
に関し、 カラーフィルタ形成用の色素膜の色抜けが発生せず、工
程が簡略化できるカラーフィルタの製造方法の提供を目
的とし、 透明基板上に有機高分子樹脂に所定の色の染料を混練し
たカラーフィルタ形成用樹脂膜を塗布後、該基板上に透
明で光硬化性の水溶性樹脂膜をレジスト膜として塗布し
、該レジスト膜を所定のパターンに形成する工程、 前記所定パターンに形成されたレジスト膜をマスクとし
て、前記カラーフィルタ形成用樹脂膜を所定のパターン
にエツチングにより形成する工程、前記マスクとして用
いたレジスト膜を基板上に残留させた状態で、前記パタ
ーン形成されたカラーフィルタ形成用樹脂膜を有する基
板上に他の色の染料が混練されたカラーフィルタ形成用
樹脂膜を塗布する工程、 該基板上に前記透明光硬化性の水ン容性樹脂膜をレジス
ト膜として塗布後、上記した工程を繰り返して基板上に
所定の色素を有するカラーフィルタ形成用樹脂膜を所定
のパターンで複数個形成することで構成する。

〔産業上の利用分野〕 本発明はカラー液晶表示素子に用いるカラーフィルタの
製造方法に関する。

カラー表示のためのカラー液晶表示素子は、透明なガラ
ス基板上に赤色、緑色および青色の色素膜を有するカラ
ーフィルタを所定のパターンで、所定の配列で形成した
後、その上にストライプ状の透明電極を形成し、その上
に配向膜を形成して片方のガラス基板を形成する。また
他の片方のガラス基板に前記形成した透明電極に直交す
るストライプ状の透明電極を形成し、両者の基板間に液
晶を封入して該ガラス基板の周辺部をフリット剤で封着
して形成する。

そして両方の基板に形成されたストライプ状の電極の所
定位置に電圧を印加して、その電極で画定されたセルの
液晶の分子を所定の方向に配向させて一方のガラス基板
より他方のガラス基板に光を透過させ、そのセルに対応
した位置のカラーフィルタによってカラーの表示を行っ
ている。

〔従来の技術〕

従来のカラーフィルタの製造方法について第２図（ａ）
より第２図（ｈ）までを用いて説明する。

まず第２図（ａ）に示すように透明ガラス基板ｌ上に赤
色の色素を有する染料を混練したアクリル樹脂を赤色フ
ィルタ形成用樹脂２として所定の厚さにスピンコード法
を用いて塗布する。

次いで第２図（ｂ）に示すように、その上にホトレジス
ト膜３を塗布し、該ホトレジスト膜をホトリソグラフィ
法で所定のパターンに露光後、該露光したホトレジスト
膜をレジスト膜除去剤のような有機溶剤で所定のパター
ンに形成する。

次いで第２図（Ｃ）に示すように、該パターン形成され
たホトレジスト膜３をマスクとして有機溶剤を用いて赤
色フィルタ形成用樹脂２を所定のパターンに形成する。

次いで前記マスクとして用いたホトレジスト膜３をホト
レジスト膜除去剤を用いて除去する。この状態を第２図
（ｄ）に示す。

次いで第２図（ｅ）に示すように、該基板上に二酸化珪
素（５ｉＯｚ）膜よりなる透明な保護膜４を茎着法によ
り形成後、更に緑色の色素を有する染料を混練したアク
リル樹脂を緑色フィルタ形成用樹脂５として塗布する。

次いで第２図（ｆ）に示すように、その上に第２のホト
レジスト膜６を塗布する。

次いで第２図（（至）に示すように、該ホトレジスト膜
６をホトリソグラフィ法で所定のパターンに露光後、該
露光したホトレジスト膜をホトレジスト膜除去剤で所定
のパターンに形成する。

次いで第２図（ｈ）に示すように、該パターン形成され
たホトレジスト膜６をマスクとして用いて有機溶剤を用
いて緑色フィルタ形成用樹脂５を所定のパターンに形成
後、マスクとして用いたホトレジスト膜６をホトレジス
ト膜除去剤で除去する。

更に図示しないが、該基板上に前記形成したように５ｉ
０２膜よりなる保護膜７を薄着により形成し、上記した
工程を繰り返して更に青色のカラーフィルタを形成して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

然し、上記した従来の方法では、マスクとして使用した
ホトレジスト膜を除去する際に有機溶剤を用いるため、
この工程でカラーフィルタ形成用樹脂中に混練されてい
る染料が、該有機溶剤で溶解され、色純度の低下や、当
該樹脂膜に剥離を生じる問題があった。

更に例えば所定のパターンの赤色のカラーフィルタを形
成後、ホトレジスト膜をマスクとして緑色のカラーフィ
ルタを所定のパターンにドライエツチングで形成する際
、既に形成した赤色のカラーフィルタが侵される問題が
ある。

そのため、ＳｉＯ□膜よりなる保護膜を、カラーフィル
タの色素膜の保護膜として、所定の色のカラーフィルタ
をパターン形成する都度、蒸着方法によっていちいち形
成する必要があり、工程が煩雑となる問題があった。

本発明は上記した問題点を除去し、前記したカラーフィ
ルタ形成用の色素膜を溶解する有機溶剤よりなるホトレ
ジスト膜除去剤を用いる必要がなく、またカラーフィル
タを形成後、他のカラーフィルタを所定のパターンに形
成する際に蒸着方法で保護膜をいちいち形成する必要が
ないような、工程を簡略化したカラーフィルタの形成方
法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成する本発明のカラーフィルタの形成方法
は、透明基板上に有機高分子樹脂に所定の色の染料を混
練したカラーフィルタ形成用樹脂膜を塗布後、該基板上
に透明で光硬化性の水溶性樹脂膜をレジスト膜として塗
布し、該レジスト膜を所定のパターンに形成する工程、 前記所定パターンに形成されたレジスト膜をマスクとし
て、前記カラーフィルタ形成用樹脂膜を所定のパターン
にエツチングにより形成する工程、前記マスクとして用
いたレジスト膜を基板上に残留させた状態で、前記パタ
ーン形成されたカラーフィルタ形成用樹脂膜を有する基
板上に他の色の染料が混練されたカラーフィルタ形成用
樹脂膜を塗布する工程、 該基板上に透明光硬化性の水溶性樹脂膜をレジスト膜と
して塗布後、上記した工程を繰り返して基板上に所定の
色素を有するカラーフィルタ形成用樹脂膜を所定のパタ
ーンで複数個形成することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明の方法は、レジスト膜の形成材料の高分子樹脂材
料を水溶性の透明な光硬化性の高分子樹脂膜で形成し、
該レジスト膜を除去する際にレジスト膜除去剤のような
カラーフィルタの色素膜を溶解する有機溶剤を用いない
で済むようにする。

更に水溶性の透明な光硬化膜よりなるレジスト膜を、前
記保護膜の代替えとして用いることで、保護膜をいちい
ち蒸着方法で形成する手間を省略する。

またレジスト膜のパターン形成をドライエツチングで行
えるようにして色素膜を溶解する有機溶剤を用いないで
済むようにする。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明
する。

第１図（ａ）に示すように、透明なガラス基板１１上に
アクリル樹脂に赤色の色素を有する染料を混練した赤色
フィルタ形成用樹脂１２を全面に約８００ｎｍの厚さに
スピナーを用いて塗布する。

次いで第１図（ｂ）に示すように、該基板上に本発明に
よる光硬化性で水溶性高分子材料よりなる透明なレジス
ト膜（積木化学ファインケミカル社製、商品名：フォト
レックＲＷ　−１０１０３八をスピナー等を用いて１〜
２μｍ程度の厚さに塗布する。

次いでホトリソグラフィ法により該レジスト膜１３八を
所定のパターンに形成する。

この本発明によるレジスト膜１３＾は水溶性であるので
、従来のようにレジスト膜除去剤の如き有機溶媒を用い
なくとも水によって容易に未露光の部分が水によって溶
解されて所定のパターンにパターン形成される。

そのため、従来のようにカラーフィルタ形成用樹脂がホ
トレジスト膜除去側のような有ａ溶剤で侵されることは
ない。

次いで第１図（Ｃ）に示すように、該パターン形成され
たレジスト膜１３Ａをマスクとして用いて四弗化炭素（
ＣＦ、）ガスと酸素ガス（０□）ガスの混合ガスを用い
てプラズマエツチング法のようなドライエツチング法に
より赤色のフィルタ形成用樹脂膜１２を所定のパターン
にエツチング形成する。

次いで第１図（ｄ）に示すように、上記形成したレジス
ト膜１３Ａの剥離をすることなく、その上にアクリル樹
脂に緑色の色素の染料が混練された緑色のカラーフィル
タ形成用樹脂膜１４をスピナーにより塗布形成する。

次いで第１図（ｅ）に示すように、該基板上に本発明に
よる水溶性で光硬化型の透明レジスト膜１３Ｂを塗布し
、該レジスト膜をホトリソグラフィ法を用いて所定のパ
ターンに形成する。

次いで第１図（ｆ）に示すように該レジスト膜１３Ｂを
用いて緑色フィルタ形成用樹脂１４を所定のパターンに
形成する。このドライエツチングの工程に於いて、前記
形成した赤色フィルタ形成用樹脂１２の表面はレジスト
膜１３Ａを剥離することなく残しているので、表面が侵
されることは無い。

次いで第、１図（８）に示すようにアクリル樹脂に青色
の色素の染料が混練された青色のフィルタ形成用樹脂膜
１５をスピナーによって塗布形成する。

次いで第１開山）に示すように、前記した光硬化型水溶
性透明レジスト膜１３Ｃを塗布後所定のパターンに形成
してレジスト膜１３ｃを残す。

次いでレジスト膜１３Ａ、　１３Ｂ、　１３Ｃをマスク
として用いて前記したドライエツチング法により、不要
な青色フィルタ形成用樹脂膜１５を除去する。

このようにすれば、第１図０）に示すように、透明なレ
ジスト膜１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｇで表面を被覆された所
定パターンの赤色のフィルタ形成用樹脂膜１２、緑色の
フィルタ形成用樹脂膜１４、青色のフィルタ形成用樹脂
膜１５がそれぞれ所定のパターンに形成される。

このようにすればカラーフィルタ形成用樹脂膜の表面に
剥離を生じない、また樹脂膜の表面より色が抜は出ない
カラーフィルタが工程を短縮させた状態で容易に形成で
き、本発明の方法を用いれば高品質のカラーの液晶表示
素子が工程を短縮した状態で容易に得られる。

尚、本実施例の他に前記形成したカラーフィルタの表面
にポリイミド樹脂膜で表面を平坦にしても良いし、更に
各カラーフィルタの境界に形成する黒色のブラックマト
リックスを黒色の染料を混練した高分子樹脂膜で形成し
ても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、工程を
簡略化して、色抜けの生じない高信顛度のカラーフィル
タが形成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜０）は、本発明の方法の工程を示す断面
図、 第２図（ａ）〜（５）は、従来の方法の工程を示す断面
図である。 図において、 １１はガラス基板、１２は赤色フィルタ形成用樹脂膜、
１３Ａ、　１３Ｂ、　１３Ｃはレジスト膜、１４は緑色
フィルタ形・成用樹脂膜、１５は青色フィルタ形成用樹
脂膜を示す。 （Ｇ） （ｂ） （Ｃ） ＜ｄ） （ｅ） 本駈ｆ！４ｃｍ、オ層し口」呈を示す断面４２第１　図
　（近Ｑυ （ｆ） （ｉ） 本砒明の方＆４Ｌｄ１示Ｔ断面Ｉδ 第１　　ｖ！Ｊ（’ｔｏ：２） （Ｇ） （ｂ） （Ｃ） （ｄン （ｅ） １米／）方法の工程をホＴ斯酌図 第２図（ンｔＨ） （ｈ） 送火ｆ）犯しエ堤藷神慮澗 ａ′￥　２　図　（その２）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板（１１）上に有機高分子樹脂に所定の色
   の染料を混練したカラーフィルタ形成用樹脂膜（１２）
   を塗布後、該基板上に透明で光硬化性の水溶性樹脂膜を
   レジスト膜（１３Ａ）として塗布し、該レジスト膜を所
   定のパターンに形成する工程、 前記所定パターンに形成されたレジスト膜（１３Ａ）を
   マスクとして、前記カラーフィルタ形成用樹脂膜（１２
   ）を所定のパターンにエッチングにより形成する工程、 前記マスクとして用いたレジスト膜（１３Ａ）を基板（
   １１）上に残留させた状態で、前記パターン形成された
   カラーフィルタ形成用樹脂膜（１２）を有する基板（１
   １）上に他の色の染料が混練されたカラーフィルタ形成
   用樹脂膜（１４）を塗布する工程、該基板上に透明光硬
   化性の水溶性樹脂膜をレジスト膜（１３Ｂ）として塗布
   後、上記した工程を繰り返して基板上に所定の色素を有
   するカラーフィルタ形成用樹脂膜（１２、１４、１５）
   を所定のパターンで複数個形成することを特徴とするカ
   ラーフィルタの製造方法。
2. （２）上記カラーフィルタ形成用樹脂膜（１２、１４、
   １５）を、ドライエッチング法を用いて所定のパターン
   に形成することを特徴とする請求項１記載のカラーフィ
   ルタの製造方法。
3. （３）上記レジスト膜（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）を、
   カラーフィルタ形成用樹脂膜（１２、１４、１５）の保
   護層として用いることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ーフィルタの製造方法。