JPH02245705A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、液晶カラーテレビ、カラーテレビ用
撮像装置に用いるカラーフィルタの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

カラーフィルタは、一般にいくつかの異なる色のモザイ
ク状、例えば、矩形、ストライプ、ドツト状等の染色さ
れた樹脂層を連続的に配列させた構造を持つ。

カラーフィルタの製造方法の代表的な例としては、まず
、基板上にゼラチン、アクリル樹脂等の可染性の感光性
樹脂を塗布してカラーフィルタとなる可染性の感光性樹
脂層（基材Ｍ）を形成し。

所定のモザイク状パターンを有するマスクを介して紫外
線等を照射して露光し、現像液により現像して、可染性
感光性樹脂層を所定のパターンに形成した後、この可染
性感光性樹脂層を所定の分光特性を示す染料で染色して
第１色目のカラーフィルタを形成する０次いで、同様な
工程を繰り返すことにより、第２色目、第３色目、・・
・のカラーフィルタを形成する。

カラーフィルタの基材層となる可染性の感光性樹脂とし
ては、例えば、ゼラチン、カゼイン等に重クロム酸塩等
の光硬化剤（光架橋剤）を添加したものが用いられる。

しかし、先に染色されたカラーフィルタの上に、次のカ
ラーフィルタを形成するための可染性感光性樹脂層を塗
布すると、樹脂層の有機溶剤により先のカラーフィルタ
が膨潤、再溶解し、先のカラーフィルタの染料が抜け、
がっ、次のカラーフィルタを染色する染料によって染色
され、著しい混色を生じる問題がある。この問題を解決
するために、基板上に１色染色するごとに、所定の薬品
を用いて化学的にカラーフィルタの表面を改質し、染料
を固着させ、かつ、次の染料で染色されるのを防止する
（すなわち、防染する）ことが行なわれている。この薬
品を以下固着処理液と称す。

なお、感光性樹脂層を現像した後、染料を用いて染色す
るのではなく、あらかじめ染料を加えた感光性樹脂塗布
する方法もある。

カラーフィルタの製造方法としては、例えば、特公昭６
１−５１２８６号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の現像、染色、固着処理工程においては。

基板上に設けられたカラーフィルタの基材層を現像液、
染料、および固着処理液（３つをまとめて処理液と称す
）を接触させるのは、第３図に示すように、槽１内に入
れられたこれらの処理液２中に、基材層が設けられた複
数枚の基板３がセットされた基板ホルダ（カセット）４
を浸漬（デイツプ）シ、この基板ホルダ４を自動的に上
下に揺動することによりそれぞれ行なわれていた。

ところで、モザイク状にパターニングされたカラーフィ
ルタの大きさは、矩形状パターンの場合は１辺が１００
〜３００．、ストライプ状パターンの場合は幅が５０〜
１５０．である。また、その膜厚は１〜３−と極めて薄
く、±０．２ｐ位の精度が必要とされる。従って、カラ
ーフィルタの製造工程において、数−のゴミ、異物がカ
ラーフィルタに付着すると、画素の形状を決定するカラ
ーフィルタの形状が不良となったり、カラーフィルタに
例えばピンホール状の染色抜けが生じたり、あるいはカ
ラーフィルタの膜厚のむらが生じて染色むらが生じ、製
造歩留り、品質が低下する。その結果、カラーフィルタ
を用いた液晶カラーテレビ、カラーテレビ用撮像装置等
の応用製品の画質が低下する。

ゴミ、異物がカラーフィルタに付着するのは、カラーフ
ィルタの基材層となる可染性の感光性樹脂塗布時の環境
にも起因するが、第３図に示した槽１内の現像液、染料
、および固着処理液２中に存在するゴミ、異物が主な発
生原因である。

これらの処理液の汚れは、基板や基板ホルダに付着した
ゴミ、異物、および基板端面がらはがれ落ちる感光性樹
脂残渣等に起因する。上述のように、槽内の処理液中で
基板がセットされた基板ホルダを上下に揺動するので、
ゴミ、異物が処理液中にはがれ出やすい。

本発明の目的は、現像工程、染色工程、固着処理工程に
おいて、カラーフィルタの基材層が設けられた基板にゴ
ミ、異物が付着するのを抑制でき、製造歩留り、品質を
向上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。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明のカラーフィルタ
の製造方法は、カラーフィルタとなる基材層が設けられ
た基板に、現像液、染料、あるいは固着処理液により各
ウェット処理を行なうのに。

これらの処理液を上記基材層に対して噴霧または流下（
下に流すこと）させることを特徴とする。

すなわち、本発明の第１のカラーフィルタの製造方法は
、基板上に染料を加えた基材層を設ける工程と、上記基
材層を所定のパターンを有するマスクを介して露光する
工程と、現像液を上記基材層に対して噴霧または流下さ
せて上記基材層を現像し、パターン化する工程とを有す
ることを特徴とする。

また、本発明の第２のカラーフィルタの製造方法は、基
板上に基材層を設ける工程と、上記基材層を所定のパタ
ーンを有するマスクを介して露光する工程と、上記基材
層を現像液により現像し、パターン化する工程と、上記
基材層を所定の色の染料により染色する工程とを有し、
かつ、上記呪像液、上記染料の少なくとも一方を上記基
材層に対して噴霧または流下させて処理を行なうことを
特徴とする。

さらに、上記染料を固着処理液を用いて固着させる必要
がある場合は、上記固着処理液を上記基材層に対して噴
震または流下させて処理することを特徴とする。

〔作用〕

従来は、カラーフィルタの基材層が設けられた基板を、
現像液、染料、あるいは固着処理液に接触させるのに、
槽内に満たされたこれらの処理液中に基板を浸漬し、上
下に揺動する方法であったので、処理液が汚れやすく、
従って基板にゴミ。

異物が再付着しやすかったのに対して１本発明では、こ
れらの処理液を基材層に対して噴霧または流下させるの
で、基材層が設けられた基板上に常に新しい処理液を付
着させることができ、また、処理後の処理液中には基板
が接しないので、カラーフィルタにゴミ、異物が付着し
にくい。

〔実施例〕

第１図（ａ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法の
一例を示す模式図である。

２は現像液、染料、あるいは固着処理液である処理液、
３はカラーフィルタとなる基材層が設けられた基板、５
は処理液２を噴霧または流下させるノズル、６は処理後
の処理液２を受は止める処理槽、７は処理液２の回収槽
、８は処理液２の温度を最適な温度に調節するヒータ、
９は回収槽７に回収された処理液２をノズル５まで送る
ポンプ、１０はゴミ、異物をこして除去するろ過フィル
タである。

説明を簡単にするため、現像工程、染色工程、固着処理
工程の各工程をまとめて説明する６本発明のカラーフィ
ルタの製造方法は、現像工程、染色工程、固着処理工程
の各工程において、第１図（ａ）に例示されたそれぞれ
の装置を用いてウェット処理が行なわれる。現像工程、
染色工程、固着処理工程の各工程において、カラーフィ
ルタの基材層が設けられた基板３は、図示しない基板自
動搬送手段により１枚ずつあるいは複数枚ずつノズル５
の下に搬送され、ノズル５の下に来た基板３には、ノズ
ル５から現像液、染料、あるいは固着処理液の処理液が
噴霧または流下され、現像、染色、あるいは固着処理の
各ウェット処理が行なわれる。処理後の処理液２は処理
槽６に受は止められ、パイプを介して回収槽７に回収さ
れ、ここで処理液２は一旦溜られてヒータ８により各処
理液の最適な温度に整えられ、ポンプ９により再びノズ
ル５の方へ送られる。処理液２が回収槽７から処理槽６
に行く途中で、各処理により生じ処理液２に混入された
ゴミ、異物がろ過フィルタ１０によってこされ除去され
る。きれいになった処理液２が再び、ノズル５から噴霧
または流下され、基板３の処理が連続的に行なわれる。

第１図（ｂ）、（ｃ）は、それぞれノズル５の先端部を
示す模式図である。（ｂ）のノズルは噴霧用のノズルチ
ップで、例えば、スプレーイングシステム社の１／４Ｔ
Ｇ１、ＴＰ８００２．１／４　Ｋ　２．５等種々のもの
が使用可能である。（Ｃ）のノズルは流下用の捧ノズル
で、例えば、内径２〜１０鵬のストレートノズルが使用
可能である。

ノズル５と基板３の位置関係であるが、大量生産用とし
ては、ノズル５を固定し、基板３を連続的または断続的
に移動させる。

また、染料の場合は、従来の浸漬方式より濃度を上げる
のが望ましく、これは染料の温度を調節することでも行
なうことができる。

実施例 次に、本発明のカラーフィルタの製造方法の具体的な実
施例について第２図の工程図を用いて説明する。

まず、可染性感光性樹脂としてジアジド化合物に光硬化
剤を添加したアクリル樹脂液をスピンコード法（あるい
はロールコート法）により８００ｒｐｍ、１０秒の条件
で膜厚１．５４のカラーフィルタとなる基材層を設ける
（ａ）、樹脂液としては、ゼラチンに重クロム酸塩系の
光硬化剤を添加したものでもよい、可染性アクリル樹脂
の材料成分については、基本骨格モノマーとしては、メ
チルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアク
リレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレー
ト、スチレン、ブチルアクリレート、アクリルニトリル
等が挙げられ、可染性付与モノマーとしては、２−ジメ
チルアミノエチルアクリレート、３−ジメチルアミノプ
ロピルアクリレート、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル
）アクリルアミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル
）アクリルアミド等が挙げられ、親水性付与上ツマ−と
しては、Ｎ−ビニル２−ピロリドン、メチルビニルエー
テル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート等が挙げられ、これらのモノ
マーの中から例えば３〜８種類の組み合わせを選び、重
合させてアクリル樹脂を形成する。また、樹脂に添加す
る光硬化剤としては、ジジアゾ化合物、ビスアジド化合
物等を添加して感光性の可染性アクリル樹脂とする。ア
クリル樹脂は、粉末固体であるので、一般にエチルセロ
ソルブ等の有機溶剤に溶かし、アクリル樹脂濃度を１０
〜２０ｗｔ％に調整して塗布する。

オーブン炉を用いて）１００℃、１０分の条件で乾燥す
る（ｂ）。

次に、基板上にパターンを有するマスクを置き。

このマスクを介して樹脂層に水銀灯により紫外線を１　
、５　ｍ　Ｗ　／　ａｍ　”、２０秒の条件で照射して
露光する（Ｃ）。

次に、基板に２５℃の純水（あるいは温水、現像専用薬
液）を基板に２分間噴霧して現像を行なう（現像専用薬
液を用いた場合は現像後、水を１分間噴霧して水洗する
）（ｄ）、なお、現像液は循環させて再使用せず使い捨
てる方が望ましい。

次に、基板をホットプレートの上で（あるいはオーブン
炉を用いて）８０℃、２０分の条件で乾燥する（ｅ）。

次に、基板に６０℃（あるいは５０〜７０℃）の所定の
色の染料を１０分間（あるいは５から２０分）噴霧した
後、水を１分間噴霧して水洗する（ｆ）。

次に、基板に８０℃の０．５重量％のタンニン酸水溶液
を１０分間噴震し、８０℃の０．１重量％の吐酒石水溶
液を５分間噴霧した後、水を１分間噴霧して水洗する（
ｇ）。

次に、基板をオーブン炉を用いて（あるいはホットプレ
ートの上で）１５０℃、６０分の条件で乾燥する（ｈ）
。

ａ　＝　ｈの工程を３回繰り返し、赤色カラーフィルタ
、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタの３原色の
カラーフィルタを形成する。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
ることは言うまでもない６例えば、第１図（ａ）におい
て、処理槽６と回収槽７を１つの槽として構成してもよ
い、また、第１図（ａ）の構成では、処理後の処理液２
を回収し、循環させて再利用しているが、処理後の処理
液２の一部または全部を排液し、処理液２を全部または
一部新しく入れ替えるようにし、回収槽７を処理液２の
調合槽として使用してもよい、要は、新鮮な薬液または
ろ過したきれいな再使用液を基板３に噴霧または流下さ
せ、ゴミ、異物を基板３に付着させないことである。ま
た、ノズル５からの処理液２は基板３の片面だけでなく
、両面に当たるようにしてもよく、この場合は処理液２
が基板３の処理面にまんべんなく接触し、処理残しの可
能性が少なくなる。また、ノズル５の数は、基板３の１
枚当たり１個でもよいが、複数個でもよい。また、基板
３は、処理面を水平にして搬送してもよいが、傾斜させ
たり、垂直にして搬送してもよい、また、基板３を移動
させるのでなく、ノズル５を移動させてもよい、また、
処理液２が基板３によく当たるように動かしてもよい、
また、処理液を噴霧または流下させる方法は、現像工程
、染色工程、固着処理工程のいずれに適用してもよく、
すべてに適用してもよい、また、固着処理工程を必要と
しない場合においても、本発明は現像工程、染色工程に
適用可能である。さらに、現像後、染料により染色する
のではなく、あらかじめ染料を感光性樹脂に加える方法
においても、現像工程に適用可能である。

の製造方法においては、カラーフィルタにゴミ、異物が
付着するのを抑制できるので、製造歩留り、品質が向上
し、製造コストが低減できる。従って、カラーフィルタ
を用いた液晶カラーテレビ、カラーテレビ用撮像装置等
の応用製品の画質および製品の歩留りを向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法の
一例を示す模式図、第１図（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ
ノズルの先端部を示す模式図、第２図は１本発明のカラ
ーフィルタの製造方法の一例を示す工程図、第３図は、
従来のカラーフィルタの製造方法を示す模式図である。 １・・・槽 ２・・・処理液 ３・・・カラーフィルタの基材層が設けられた４・・・
基板ホルダ（カセット） ５・・・ノズル ６・・・処理槽 ７・・・回収槽 ８・・・ヒータ ９・・・ポンプ １０・・・ろ過フィルタ 第１ 図 第３図 １−　　糟 １０−・フィルタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に染料を加えた基材層を設ける工程と、上記
   基材層を所定のパターンを有するマスクを介して露光す
   る工程と、現像液を上記基材層に対して噴霧または流下
   させて上記基材層を現像し、パターン化する工程とを有
   することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 ２、基板上に基材層を設ける工程と、上記基材層を所定
   のパターンを有するマスクを介して露光する工程と、上
   記基材層を現像液により現像し、パターン化する工程と
   、上記基材層を所定の色の染料により染色する工程とを
   有し、かつ、上記現像液、上記染料の少なくとも一方を
   上記基材層に対して噴霧または流下させて処理を行なう
   ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。