JPH02902A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
カラーフィルタの製造方法Info
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Landscapes
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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。
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、カラーテレビ、カラーカメラ及びカラー表示
デバイス、カラー撮像デバイス等に使用されるカラーフ
ィルタの製造方法に関するものである。
デバイス、カラー撮像デバイス等に使用されるカラーフ
ィルタの製造方法に関するものである。
従来の技術
一般に、カラーテレビ、カラーカメラ等に使用されるカ
ラーフィルタは、赤、緑、青等の三色よりなる画素がス
トライブ杖またはマ・トリックス状に定められたピッチ
で配列されており、特にコントラストを高めるために三
色の画素の間に黒色の細いストライプまたはグリッド（
直交格子）を用いている。
ラーフィルタは、赤、緑、青等の三色よりなる画素がス
トライブ杖またはマ・トリックス状に定められたピッチ
で配列されており、特にコントラストを高めるために三
色の画素の間に黒色の細いストライプまたはグリッド（
直交格子）を用いている。
従来のカラーフィルタの製法としては、第７図ａに示す
ように、ガラス基板２０上に光硬化性樹脂２１を塗布し
乾燥させた試料を転写したいパターンを描画したマスク
２２を用いて露光し、所要のパターン部（画素）を光硬
化させて硬化樹脂部を得、後に染料によって着色するか
、予め染料または顔料を前記光硬化性樹脂に添加した材
料を用いている。黒、赤、緑、青等の各色のパターニン
グ製膜は前記工程を複数繰り返して第７図すに示すよう
なカラーフィルタを形成している。
ように、ガラス基板２０上に光硬化性樹脂２１を塗布し
乾燥させた試料を転写したいパターンを描画したマスク
２２を用いて露光し、所要のパターン部（画素）を光硬
化させて硬化樹脂部を得、後に染料によって着色するか
、予め染料または顔料を前記光硬化性樹脂に添加した材
料を用いている。黒、赤、緑、青等の各色のパターニン
グ製膜は前記工程を複数繰り返して第７図すに示すよう
な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
しかしながら、従来の方法では、各色の画素部の大きさ
が数μｍから数百μｍで、画素ピッチが十数μｍから数
百μｍと微細であるので、露光工程時に、数μｍもしく
は極端な場合１μｍ以内にアライメントする必要があり
、アライメント誤差により第７図すの２３のように白ヌ
ケと称される非着色部を生じ色純度を低下させたり、逆
に画素と画素が重なり突起２４を生じて平坦性を失いこ
の上に製膜される透明電極膜を断線させたり、液晶デバ
イスに使用される場合には対向する電極を短絡し表示上
の欠陥を生ぜしめていた。
が数μｍから数百μｍで、画素ピッチが十数μｍから数
百μｍと微細であるので、露光工程時に、数μｍもしく
は極端な場合１μｍ以内にアライメントする必要があり
、アライメント誤差により第７図すの２３のように白ヌ
ケと称される非着色部を生じ色純度を低下させたり、逆
に画素と画素が重なり突起２４を生じて平坦性を失いこ
の上に製膜される透明電極膜を断線させたり、液晶デバ
イスに使用される場合には対向する電極を短絡し表示上
の欠陥を生ぜしめていた。
本発明はかかる点に鑑み、欠陥のないパターン造方法を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明の製造方法は、上記課題を解決するため、透明な
基材の上に黒色材料を分散させた光硬化性フォトレジス
トを塗布、乾燥し、フォトマスクを用いて露光し、現像
、硬化させてパターンを形成した試料を製作する第１工
程、前記試料の表面に一色の色素材料を分散させた光硬
化性フォトレジストを塗布、乾燥し、所定の転写パター
ンより拡大した露光光線透過部を有するフォトマスクを
介して前記試料の非塗布面より露光し、現像、硬化させ
て一色のパターンを形成する第２工程とを有し、順次赤
、青、緑の色について繰り返して複数色の画素を形成す
ることを特徴とするものである。
基材の上に黒色材料を分散させた光硬化性フォトレジス
トを塗布、乾燥し、フォトマスクを用いて露光し、現像
、硬化させてパターンを形成した試料を製作する第１工
程、前記試料の表面に一色の色素材料を分散させた光硬
化性フォトレジストを塗布、乾燥し、所定の転写パター
ンより拡大した露光光線透過部を有するフォトマスクを
介して前記試料の非塗布面より露光し、現像、硬化させ
て一色のパターンを形成する第２工程とを有し、順次赤
、青、緑の色について繰り返して複数色の画素を形成す
ることを特徴とするものである。
作用
本発明は、露光工程で、既に形成された光硬化性着色フ
ォトレジストよりなる画素部の光硬化性着色フォトレジ
スト感光波長域における遮光性を利用してパターン精度
を向上させることができ、且つ画素パターンより光透過
領域の広い開ロバターンを有するマスクを併用して露光
領域を指定することにより、光漏れおよび画素の重なり
がなくなり、良好なカラーフィルタを安定して製造する
ことができる。
ォトレジストよりなる画素部の光硬化性着色フォトレジ
スト感光波長域における遮光性を利用してパターン精度
を向上させることができ、且つ画素パターンより光透過
領域の広い開ロバターンを有するマスクを併用して露光
領域を指定することにより、光漏れおよび画素の重なり
がなくなり、良好なカラーフィルタを安定して製造する
ことができる。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図〜第４図は本発明の製造方法を示す工程説明図
である。
。第１図〜第４図は本発明の製造方法を示す工程説明図
である。
第１図ａにおいて、ガラス等の透明な材料よりなる基材
１にはカーボンや黒色顔料を分散させた黒色の光硬化性
フォトレジスト２を塗布、乾燥しである。次に、これを
所望のパターンが描画されたマスク３を介して高圧水銀
ランプより出射され光学系（図示せず）により均一露光
パワーで平行化された紫外光線で照射し、マスク３のパ
ターンを前記フォトレジストに焼きつける。ついで、別
の工程である現像工程では非照射部のレジストをエツチ
ングして剥離させ、続いて硬化工程で残っている光照射
部のレジストを熱的に硬化させ、第１図すに示すような
基材１の上にストライブ状または直交格子状の第１の画
素である黒色部４を備えた試料５を作成する。
１にはカーボンや黒色顔料を分散させた黒色の光硬化性
フォトレジスト２を塗布、乾燥しである。次に、これを
所望のパターンが描画されたマスク３を介して高圧水銀
ランプより出射され光学系（図示せず）により均一露光
パワーで平行化された紫外光線で照射し、マスク３のパ
ターンを前記フォトレジストに焼きつける。ついで、別
の工程である現像工程では非照射部のレジストをエツチ
ングして剥離させ、続いて硬化工程で残っている光照射
部のレジストを熱的に硬化させ、第１図すに示すような
基材１の上にストライブ状または直交格子状の第１の画
素である黒色部４を備えた試料５を作成する。
ついで、第２図ａに示すように前記試料５の上には第２
の色材（例えば赤色顔料）を分散させたフォトレジスト
６を重ねて塗布し、透明な基材２の非塗布面より第１図
と同様に紫外光線で照射する。この場合、不必要な箇所
が露光されないように透光部７ａｓ 遮光部７ｂのパタ
ーンが焼きつけられたマスク７を介して露光する。マス
ク７の透光部７ａの幅Ｗ１は、露光後画素パターンを形
成したい画素部６ａの幅Ｗ２より大きくする。以降同様
に現像工程１、硬化工程をへて第２図すに示すように画
素８を備えた試料９を作成する。
の色材（例えば赤色顔料）を分散させたフォトレジスト
６を重ねて塗布し、透明な基材２の非塗布面より第１図
と同様に紫外光線で照射する。この場合、不必要な箇所
が露光されないように透光部７ａｓ 遮光部７ｂのパタ
ーンが焼きつけられたマスク７を介して露光する。マス
ク７の透光部７ａの幅Ｗ１は、露光後画素パターンを形
成したい画素部６ａの幅Ｗ２より大きくする。以降同様
に現像工程１、硬化工程をへて第２図すに示すように画
素８を備えた試料９を作成する。
更に、第３の画素（例えば緑色）についても、第３図ａ
１ 第３図すに示すように緑色顔料等の色材を分散さ
せたフォトレジストを試料９の上に重ねて塗布し、基材
２の非塗布面より第２図ａと同様にマスク１０を介して
紫外光線を照射し露光する。マスク１０の透光部の幅は
前記した第２図ａと同様に、第３の画素の幅より大きく
シ、同様に現像工程、硬化工程をへて第３図すに示すよ
うに第３の画素１２を形成した試料１３を作成する。
１ 第３図すに示すように緑色顔料等の色材を分散さ
せたフォトレジストを試料９の上に重ねて塗布し、基材
２の非塗布面より第２図ａと同様にマスク１０を介して
紫外光線を照射し露光する。マスク１０の透光部の幅は
前記した第２図ａと同様に、第３の画素の幅より大きく
シ、同様に現像工程、硬化工程をへて第３図すに示すよ
うに第３の画素１２を形成した試料１３を作成する。
最後の第４の画素（例えば青色）も同様に、試料１３の
上に青色顔料を分散させたフォトレジスト１４を塗布し
、前記と同じくマスク１５を介して紫外光線を照射し、
現像、硬化工程をへて第４図すに示すように第４の画素
１６を有したカラーフィルタ１７を作成する。尚、第４
のフォトレジスト１４で基材１の画素非形成部をすべて
被いたい場合には、マスク１５を用いる必要はない。
上に青色顔料を分散させたフォトレジスト１４を塗布し
、前記と同じくマスク１５を介して紫外光線を照射し、
現像、硬化工程をへて第４図すに示すように第４の画素
１６を有したカラーフィルタ１７を作成する。尚、第４
のフォトレジスト１４で基材１の画素非形成部をすべて
被いたい場合には、マスク１５を用いる必要はない。
光硬化型フォトレジストの材料としては、アクリロイド
系感光樹脂より成る、例えば富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製の顔料充填レジスト、すなわち青色
レジスト（商品名カラーモザイクＲ１略称ＣＲ）、
緑色レジスト（商品名カラーモザイクＧ１ 略称ＣＧ
）、赤色レジスト（商品名カラーモザイクＲ１略称ＣＲ
）、黒色レジスト（商品名カラーモザイクに１ 略称
ＣＫ）を用いた。現像剤としては、１重量％の炭酸ソー
ダ水溶液を用いた。
系感光樹脂より成る、例えば富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製の顔料充填レジスト、すなわち青色
レジスト（商品名カラーモザイクＲ１略称ＣＲ）、
緑色レジスト（商品名カラーモザイクＧ１ 略称ＣＧ
）、赤色レジスト（商品名カラーモザイクＲ１略称ＣＲ
）、黒色レジスト（商品名カラーモザイクに１ 略称
ＣＫ）を用いた。現像剤としては、１重量％の炭酸ソー
ダ水溶液を用いた。
次に、本実施例における作用を説明すると、赤、青、緑
の各画素は、先ず、既に露光、現像、硬化して形成され
た画素の露光波長に対する遮光性を利用して、新たにパ
ターニングしようとするフォトレジスト膜を露光する際
に、前記画素パターンにならってセルフアライメントさ
れてパターニングされる。
の各画素は、先ず、既に露光、現像、硬化して形成され
た画素の露光波長に対する遮光性を利用して、新たにパ
ターニングしようとするフォトレジスト膜を露光する際
に、前記画素パターンにならってセルフアライメントさ
れてパターニングされる。
第５図は本作用を説明する図で、透明基材１の露光波長
に対する透過率をＴとし、既存画素１８の膜厚をｄｌ、
感光波長に対する吸収係数に、とし、新たに露光しよう
とするフォトレジスト膜１９の膜厚をｄ２、同じく吸収
係数をに２とすると、露光エネルギーをＩとした時、既
存画素１９を透過する紫外線の強度Ｉ、は下記の（１）
式で表され、フォトレジスト膜１９の透過紫外線の強度
工２は（２）式で表される。
に対する透過率をＴとし、既存画素１８の膜厚をｄｌ、
感光波長に対する吸収係数に、とし、新たに露光しよう
とするフォトレジスト膜１９の膜厚をｄ２、同じく吸収
係数をに２とすると、露光エネルギーをＩとした時、既
存画素１９を透過する紫外線の強度Ｉ、は下記の（１）
式で表され、フォトレジスト膜１９の透過紫外線の強度
工２は（２）式で表される。
Ｉ＋＝ＩＴＸｅｘｐ （Ｋ＋ｄ＋） （１）Ｉ２
＝ ＩＴＸｅ Ｘｌ）（−に２ｄ２） （２）既
存画素上のフォトレジストを光硬化させずに、画素のな
い部分のフォトレジストを硬化させるには、Ｉ２＞Ｉ＋
の条件すなわち（３）式の条件が必要である。
＝ ＩＴＸｅ Ｘｌ）（−に２ｄ２） （２）既
存画素上のフォトレジストを光硬化させずに、画素のな
い部分のフォトレジストを硬化させるには、Ｉ２＞Ｉ＋
の条件すなわち（３）式の条件が必要である。
Ｋ Ｉｄ ＋ ＞ Ｋ ２ ｄ ２
（３）第６図に本実施例に用いた黒、赤、緑、青色の
フォトレジストの分光透過率（ただし、全て膜厚２μｍ
）を示すが、前記フォトレジストの感光波長域（波長３
１５〜４００ｎｍ）は、露光光源として一般に用いられ
る超高圧水銀灯から出射される紫外光のｇ線（４３８ｎ
ｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）に対し
て、既存画素上のフォトレジストを硬化させることなく
、所定の膜厚を硬化させようとするには（３）式の条件
を満たすように塗布および露光順を決定すればよい。
（３）第６図に本実施例に用いた黒、赤、緑、青色の
フォトレジストの分光透過率（ただし、全て膜厚２μｍ
）を示すが、前記フォトレジストの感光波長域（波長３
１５〜４００ｎｍ）は、露光光源として一般に用いられ
る超高圧水銀灯から出射される紫外光のｇ線（４３８ｎ
ｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）に対し
て、既存画素上のフォトレジストを硬化させることなく
、所定の膜厚を硬化させようとするには（３）式の条件
を満たすように塗布および露光順を決定すればよい。
以上、既存画素をマスク代わりに用いてパターニングで
きることを示したが、上記作用だけでは、２種の画素し
かできないので、３種以上の画素を作成する際には、既
に第２図〜第４図で示したように、露光させたくない箇
所だけマスクで覆い、必要な所だけ露光するようにする
。この時、透明基材の厚みにもよるが、基材厚みを０．
５〜２ｍｍとした場合、マスクエツジによる回折による
光洩れを防ぐ意味から、第２図に示した開口部の幅を露
光したい箇所の幅よりわずか広めに、約１〜１０μｍ程
度広めにとると回折光による回り込みの影響が少なく、
露光部のエツジは既存画素によりパターニングされる。
きることを示したが、上記作用だけでは、２種の画素し
かできないので、３種以上の画素を作成する際には、既
に第２図〜第４図で示したように、露光させたくない箇
所だけマスクで覆い、必要な所だけ露光するようにする
。この時、透明基材の厚みにもよるが、基材厚みを０．
５〜２ｍｍとした場合、マスクエツジによる回折による
光洩れを防ぐ意味から、第２図に示した開口部の幅を露
光したい箇所の幅よりわずか広めに、約１〜１０μｍ程
度広めにとると回折光による回り込みの影響が少なく、
露光部のエツジは既存画素によりパターニングされる。
ここで、第４図ａのマスク１５は最後のフォトレジスト
で残り全面を彼・５場合、省いてもよい。
で残り全面を彼・５場合、省いてもよい。
また、透明のフォトレジスト（例えば、光開始剤として
、重クロム酸）を使用して露光後、染料によって着色す
る、いわゆる染色法によるカラーフィルタに対しても同
様に本発明は有効である。
、重クロム酸）を使用して露光後、染料によって着色す
る、いわゆる染色法によるカラーフィルタに対しても同
様に本発明は有効である。
発明の効果
本発明は、既存画素の露光光に対する遮光性を利用し、
かつ画素パターンより広いマスクで不必要部分を覆うの
で、光洩れおよび画素の重なりのない３色以上の画素を
安定して得ることが可能であり、良好なカラーフィルタ
を製造できる。
かつ画素パターンより広いマスクで不必要部分を覆うの
で、光洩れおよび画素の重なりのない３色以上の画素を
安定して得ることが可能であり、良好なカラーフィルタ
を製造できる。
第１図〜第４図は本発明のカラーフィルタの製進法の一
実施例を示す工程説明図、第５図、第６図は本発明の作
用を示す説明図および分光透過率曲線図、第７図は従来
のカラーフィルタの製造法の工程説明図である。 １・・・・基材、２．６．１０．１４・・・・塗布フォ
トレジスト、３．７．１１．１５・・・・マスク、４．
８．１２、１６・・・・画素、 １７・・・・カラーフ
ィルタ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名Φ Ｏつ 第 図 遺 長 入 （ｎｙｎ） 弔 図
実施例を示す工程説明図、第５図、第６図は本発明の作
用を示す説明図および分光透過率曲線図、第７図は従来
のカラーフィルタの製造法の工程説明図である。 １・・・・基材、２．６．１０．１４・・・・塗布フォ
トレジスト、３．７．１１．１５・・・・マスク、４．
８．１２、１６・・・・画素、 １７・・・・カラーフ
ィルタ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ばか１名Φ Ｏつ 第 図 遺 長 入 （ｎｙｎ） 弔 図
Claims (2)
- （１）透明な基材の上に黒色材料を分散させた光硬化性
フォトレジストを塗布、乾燥し、フォトマスクを用いて
露光し、現像、硬化させてパターンを形成した試料を作
成する第１工程、前記試料の表面に一色の色素材料を分
散させた光硬化性フォトレジストを塗布、乾燥し、所定
の転写パターンより拡大した露光光線透過部を有するフ
ォトマスクを介して前記試料の非塗布面より露光し、現
像、硬化させて一色のパターンを形成する第２工程を備
えて、前記第２工程を順次赤、青、緑の色について繰り
返して複数色の画素を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）赤、緑、青の色顔料を分散させた光硬化性フォト
レジストにより多色、画素を形成する第２工程は各々の
色顔料の感光波長に対する透過率または吸収係数と膜厚
の積が大なるものから順次実施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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13063288A JPH0740082B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | カラーフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13063288A JPH0740082B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | カラーフィルタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02902A true JPH02902A (ja) | 1990-01-05 |
| JPH0740082B2 JPH0740082B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=15038889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13063288A Expired - Fee Related JPH0740082B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | カラーフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740082B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02160203A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-20 | Canon Inc | カラーフイルターの製造方法 |
| JPH04214530A (ja) * | 1990-03-08 | 1992-08-05 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置のブラックマスク形成方法 |
| DE102004037042B4 (de) * | 2003-12-18 | 2020-03-26 | Lg Display Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines Farbfilterarray-Substrats |
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- 1988-05-27 JP JP13063288A patent/JPH0740082B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0740082B2 (ja) | 1995-05-01 |
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