JPH03146906A - カラーフィルターアレイの製法 - 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） 本発明はカラーフィルターアレイの製法に関する。さら
に詳しくは、ＬＣＤ　（液晶デイスプレィ）、ＥＣＤ（
エレクトロ・クロミック・デイスプレィ）、ＥＬＤ（エ
レクトロ・ルミネッセンス・デイスプレィ）　、ＣＲＴ
　（陰極線管）デイスプレィ、蛍光表示管、ＬＥＤ（発
光ダイオード・デイスプレィ）などの画像表示素子、撮
像管、固体撮像素子（ＣＣＤ　：チャージ・カップルド
・デバイス）などの画像入力素子などに用いられるカラ
ーフィルターアレイの製法に関する。

（従来の技術） 白黒表示が可能な画像表示素子の各画素に、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを
重ねることによりカラー画像表示が実現されている。ま
た光の強弱を感知可能な素子をマトリクス状に配置した
画像入力素子において、マトリクスの各素子に赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを重ねることにより
カラー画像入力が実現されている。これら、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の微細なフィル
ターが各画素に対応するように、モザイク状あるいはス
トライプ状に配置されたものをカラーフィルターアレイ
と称し、各種のカラー画像表示素子、カラー画像入力素
子に広く用いられている。

従来、カラーフィルターは印刷法、染色法、電気泳動着
色法等により作製されてきた。印刷法は、基材上に顔料
を分散したインク（光の三原色すなわち赤（Ｒ）、−緑
（Ｇ）、青（Ｂ））を、例えばオフセット印刷などを用
いて直接印刷する方法である。

染色法は、基材上に塗布した感光性アクリル樹脂やゼラ
チンを、フォトリソグラフを用いて所定の形状に加工し
、染料を用いて染色・固着、これを各色（すなわち光の
三原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））ごとに繰り返
す方法である。

電気泳動着色法は、あらかじめ所定の形状にフォトリン
グラフによりパターニングされた透明電極を基材上に設
け、電気泳動性の染料を用いた電着法により赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）に着色し分ける方法である。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、カラーフィルターアレイは微細なフィ
ルターの集合体であり、各画素のうちのたとえ一個の画
素に欠点が生じてもその商品品位は著しく損なわれる。

従来の印刷法には微細加工性に問題があり、高品位のカ
ラーフィルターアレイを歩留まりよく得ることは困難で
ある。染色法、電気泳動着色法では、高品位のカラーフ
ィルターを作製可能であるが、フォトリングラフを用い
るために量産性に劣り、大面積のものを容易に得ること
ができないという欠点がある。本発明者はかかる状況に
鑑み、鋭意研究を重ねた結果、次なる発明に到達した。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、透明基板の一面に、透明ツーフィル
ターアレイの製法である。

本発明のカラーフィルターアレイは、透明基板を付した
ままでも、また透明基板をはずしてでも使用できるもの
であり、必要に応じて保護カバーや保護枠を設けたもの
でもよい。また本発明のカラーフィルターアレイは、フ
ィルタ一部以外の部分（マスク部）は、多層膜をフォト
レジスト膜内に形成した前後に任意に、染色、着色、ま
たは反射膜を施して光不透性とすることが好ましい。

本発明のカラーフィルターアレイにおける透明フォトレ
ジスト（感光性樹脂）は従来公知のフォトレジストでよ
いが、透明であって、ネガ型フォトレジストが好ましく
、特に限定するものではない本発明におけるカラーフィ
ルターアレイのパターンのマスクの開口部に入射せしめ
るＲＧＢ相当の光とは特に厳密に規定するものではない
が、それぞれの波長はＲが３００−３５０ナノメーター
Ｇが２５０−３００ナノメータ、Ｂが２００−２５０ナ
ノメータが好ましい。また、入射光は直線偏光レーザー
光を用い、電場ベクトルの方向は露光時には入射面と直
交する方向が好ましい。

本発明によれば、透明フォトレジストの硬化による屈折
率変化を利用し、多層膜干渉フィルター５− を形成するため、カラーフィルターパターン形状をコン
トロールすることが可能であり、光の直進性を利用する
ためカラーフィルターパターンエ・ソジ形状をシャープ
にすることができる。また透明フォトレジスト内に露光
によって形成される多層膜の層数、屈折率をコントロー
ルすることにより任意の透過波長半値幅、透過率を簡単
に得る事ができる。

透明フォトレジストに入射したレーザー光は反射膜で反
射され、その２光束は定在波を生じる。

定在波の腹は入射光波長の半波長ごとに存在し、フォト
レジストを硬化させる。しかし、定在波の節の部分にお
いてはフォトレジストにエネルギーを与えない。従って
、屈折率の異なる２種類の層が、厚み方向に分布する事
となり、その光学的厚み分布は、入射光の波長・光量及
び照射時間で任意にコントロール可能である。

透明フォトレジスト表面、あるいは透明基板と透明フォ
トレジストの接合面において透明フォトレジストはその
性格上微細な凹凸を有し光は散乱６− されやすくなる。この作用により、本発明によるカラー
フィルターアレイを、斜め方向からの視認性に劣る表示
素子、例えばＬＣＤ　（液晶デイスプレィ）等に用いた
場合、その視認性を大幅に改善できる。

本発明によるカラーフィルターは、その構成から明らか
なように、大面積化、量産化に優れ、また光干渉を用い
るため透過光半値幅、透過率の自由度が高いため鮮やか
な色合いを容易に実現できる、耐環境性能すぐれる透明
フォトレジストを使用することが可能であるなどの優れ
た特性を有する。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらになんら限定されるものではない。

（実施例） 以下に、実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において透明基板として、通常のガラス基板を用
い、その上に透明フォトレジスト膜を形成する（ａ）。

度λ／８以下の金属膜反射ミラーを用いた。

次に、カラーフィルターアレイ用にパターニングしたマ
スクのそれぞれの開口部に、光の三原色すなわち赤（Ｒ
）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）相当の波長を有する光を光ファ
イバーを介して入射せしめる装置機構（Ｃ）を用いて、
透明フォトレジストにマスクからの光を入射し、露光を
行なう（ｄ）。

本実施例においては、光ファイバーと光源にシングルモ
ード光ファイバーと白色レーザーをそれ以上の過程を経
て幅７０μｍ１長さ７０μｍの透過光半値幅１００ナノ
メーター、透過率９５％の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）のドツトパターンにより構成される横２００ｍｍ、縦
２００　ｍのカラーフィルターアレイを得た。

得られたカラーフィルターアレイを液晶表示素子に使用
した結果、良好なカラー画像を得た。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明におけるカラーフィルターア
レイは、目詰まりなどによる画素の欠落の無い優れた品
位を有し、良好鮮明なカラー画像表示を可能ならしめ、
かつ大面積化が容易で、量産性に優れるなど、優れた特
性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１に示されたカラーフィルターアレイ作
成の工程の概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上の一面に、透明フォトレジスト膜を形
   成し、透明基板の他の一面に鏡面を配置し、光ファイバ
   ーを介してＲＧＢに相当する光を透明フォトレジスト膜
   側から入射し、透明フォトレジスト膜を露光して多層膜
   を形成し、鏡面を除去することを特徴とするカラーフィ
   ルターアレイの製法。