JPH04355701A - カラーフィルターの製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターの製
造方法に関し、特に液晶カラーディスプレーに好適なカ
ラーフィルターの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーフィルターとしては、基板
上にゼラチン、カゼイン、グリューあるいはポリビニル
アルコールなどの親水性高分子物質からなる媒染層を設
け、その媒染層を色素で染色して着色層を形成する染色
カラーフィルターが知られている。

【０００３】このような染色法では、使用可能な染料が
多くカラーフィルターとして要求される分光特性への対
応が比較的容易であるが、媒染層の染色工程に、染料を
溶解させた染色浴中に媒染層を浸漬するというコントロ
ールの難しい湿式工程を採用しており、また各色毎に防
染用の中間層を設けるという複雑な工程を有するため歩
留りが悪くなる欠点を有している。また、染色可能な色
素の耐熱性が１５０℃程度以下と比較的低く、該フィル
ターに熱的処理を必要とする場合には、使用が困難であ
る上、染色膜自体の耐熱性、耐光性等の信頼性が劣ると
いう欠点も有している。

【０００４】これに対し、従来、ある種の着色材料が透
明樹脂中に分散されてなる着色樹脂を用いたカラーフィ
ルターが知られている。

【０００５】このようなカラーフィルターは、例えば、
特開昭５８−４６３２５号公報、特開昭６０ー７８４０
１号公報、特開昭６０ー１８４２０２号公報、特開昭６
０ー１８４２０３号公報、特開昭６０ー１８４２０４号
公報、および特開昭６０ー１８４２０５号公報等に示さ
れているように、ポリアミド系樹脂に着色材料を混合し
た着色樹脂材料を用いて印刷する方法、あるいは着色樹
脂膜上にレジストによるマスクを設けた後に該着色樹脂
膜をエッチングする方法により形成することができる。

【０００６】また、特開昭５７ー１６４０７号公報、特
開昭５７ー７４７０７号公報、および特開昭６０ー１２
９７０７号公報等に示されているように、感光性樹脂に
着色材料を混合した感光性着色樹脂膜を用いてフォトリ
ソ工程による方法によりカラーフィルターを形成するこ
とができる。

【０００７】これらのカラーフィルターは、前記染色カ
ラーフィルターに比べて、信頼性の高い材料を用いるこ
とができる上、比較的簡便な方法で形成することができ
、有用なカラーフィルターといえる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな着色材料と感光性樹脂により構成された感光性着色
樹脂を用いて形成したカラーフィルターにおいては、カ
ラーフィルターの形成工程における着色樹脂塗布後のプ
リベークの温度が高温であったりまたはプリベークが長
時間に及んだ場合には、基板および着色樹脂上に白色ま
たは他色の着色樹脂の残渣が付着し、これがカラーフィ
ルターの分光透過率の低下や分光特性のブロード化を生
じ、光学特性上の問題を残すことになっていた。また逆
に、プリベーク温度が低温であった場合には、フィルタ
ーパターンの浮きや剥離が生じ、パターン欠陥が発生す
る原因となる。さらに基板表面上の溶剤成分の蒸発速度
が極めて遅いような場合は、感光性樹脂の光硬化反応以
外の暗反応が起こり、基板上でのフィルターパターンの
密着性を著しく低下させ、パターンの欠落の原因となっ
た。

【０００９】一般にプリベークは、クリーンオーブンや
ホットプレートにより行われるが、オーブンの場合基板
上の温度分布はばらつきが大きく、さらには基板表面上
の溶剤成分の蒸発によりオーブン内の溶剤の蒸気圧が高
まり表面上の乾燥に時間が掛かる。オーブンの場合には
、これらの理由により良好なパターンを得ることは困難
である。また、ホットプレートの場合には、ガラス基板
の下面から温度がかかるため表面上の溶剤成分を蒸発さ
せるためには時間がかかりやはり良好なパターンを形成
することは困難であり製品の歩留まりを著しく低下させ
ていた。

【００１０】本発明は、このような従来技術の欠点を改
善するために成されたものであり、基板上に感光性樹脂
中に着色材料を分散させた感光性着色樹脂を用いてカラ
ーフィルターを形成する場合に発生しやすい基板および
着色樹脂層上に生ずる感光性樹脂および着色樹脂からな
る着色樹脂の残渣、あるいはカラーフィルターパターン
の基板上での密着不良によるパターンの浮きや剥離の発
生を抑え、それによりカラーフィルターと基板との密着
力を向上させかつ色純度および分光透過率の向上した高
品位のカラーフィルターを得るための製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、感光性樹脂中に着色材料を分散させた
感光性着色樹脂を、基板上にフォトリソ工程によりパタ
ーニングしてカラーフィルターを形成する方法において
、感光性着色樹脂を基板上に塗布後ホットプレートによ
り基板裏面から加熱するとともに、基板上面からも加熱
してベークすることを特徴とする。

【００１２】本発明の具体的態様においては、着色樹脂
をフォトリソ工程を用いてパターニングしカラーフィル
ターを形成する方法において、着色樹脂をガラス基板上
に塗布後直ちにホットプレートよりガラス基板裏面から
加熱し、さらにガラス上面からはクリーン温風やＩＲ（
赤外線）により加熱し、このときホットプレート周辺を
排気することを特徴とする。

【００１３】本発明に使用するカラーフィルターのベー
ス材料としては感光性樹脂が用いられる。感光性樹脂は
特に制限する必要はないが、好ましくは耐熱性、透明性
に優れた感光性ポリアミド樹脂が用いられる。

【００１４】そして、この感光性樹脂中に着色材料、例
えば有機顔料を分散して感光性着色樹脂として用いる。 使用される有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ
系および縮合アゾ系等のアゾ系顔料やフタロシアニン系
顔料、インジゴ系、アントラキノン系、ペリレン系、ペ
リノン系、ジオキサジン系、キナクリトン系、その他金
属錯体系を含む縮合多環系顔料が用いられる。

【００１５】

【作用】次に、具体例に従って本発明のプリベークの方
法を説明する。

【００１６】図１および図２は本発明の具体的態様にお
けるプリベーク方法の概念図である。図中、１はホット
プレート、２は温風発生装置、３はヘパフィルター、４
はガラス基板、５は感光性着色樹脂層、６は排気口、７
はＩＲ発生装置である。

【００１７】まず、図１は、上面加熱方法としてクリー
ン温風を用いた方法を示す。８３〜８５℃に加熱された
温風がヘパフィルター３を介して上方から基板４上面に
吹きつけている。基板４と温風吹き出し口との距離は５
０〜２００ｍｍ程度がもっとも良好であり、温風の流量
は１〜２０リットル／分がよい。ホットプレート１の側
面の２方向からは温風吹き出し流量と同程度の排気を取
ることが望ましい。

【００１８】図２は、上面加熱手段としてＩＲ（赤外線
）を用いた方法を示す。ＩＲとしては波長１５〜５０μ
ｍの遠赤外線がよい。また、ホットプレートの側面の２
方向からは排気が取られている。排気の流量は１００〜
１０００リットル／分程度取ることが望ましい。これら
のプリベーク方法を用いれば、プリベーク時間は約１〜
３分と通常のホットプレートのベークと比較すると約３
倍の速さであり、また、オーブンによるプリベークと比
較すると６〜１０倍のスピードでベークすることが可能
である。

【００１９】このように、本発明によれば、ホットプレ
ートを用いたため、基板上の温度分布ばらつきが少ない
。また、基板を上面からも加熱するようにしたため、プ
リベークの温度を過度に高温にすることなく短時間でプ
リベークを行なうことができる。したがって、着色樹脂
の光硬化以外の反応を抑え、密着性がよくかつ現像時に
発生する残渣をも極端に減少させることができる。さら
にホットプレート周辺を排気すれば、さらにプリベーク
の温度低下および時間短縮を図り、暗反応を抑えてカラ
ーフィルターの歩留りおよび品位の向上を図ることがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。

【００２１】まず、ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上に
スピンナーを用いて、感光性赤色着色樹脂（宇部興産社
製ＰＡ−１０１２Ｒ）を１．６μｍ塗布した。次に、ホ
ットプレート上で１〜３分プリベークを行なった。ホッ
トプレートの温度は８３℃とし、基板の面内の温度ムラ
は２℃以下とした。またホットプレート上面からは、ク
リーンな温風（８３〜８５℃）を１０リットル／分の流
量で流した。このとき温風は基板から５０〜１００ｍｍ
離れた位置から噴き出している。さらにホットプレート
の側面の２方向からは温風の吹き出し流量と同等の流量
で排気がとられている。この排気は、加熱により発生す
る溶剤成分の蒸気圧の増加を防ぐためのもので温風加熱
同様にプリベーク時間を早め、パターニング性能および
カラーフィルターのガラス基板上での密着性向上に寄与
している。

【００２２】その後、カラーフィルターパターンをアラ
イナー（タマラック社製品）を用いて超高圧水銀灯の光
４００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギで露光し、さらに専用現
像液（宇部興産社製ＰＡ−ＡＤ）で現像した後、専用リ
ンス液およびＩＰＡ（２−プロパノール）を用いてリン
スし赤色のフィルターパターンを得た。この赤色フィル
ター形成済み基板を温水引き上げ乾燥した後、クリーン
オーブン中で２００℃、３０分間ポストベークした。以
後同様にして緑色着色樹脂（宇部興産社製ＰＡ−１０１
２Ｇ）および青色着色樹脂（宇部興産社製ＰＡ−１０１
２Ｂ）によるフィルターパターンを順次形成した。なお
、ホットプレートの加熱温度は、緑色で７８℃、青色で
８３℃とした。

【００２３】このようにして得られたカラーフィルター
は、現像時に取れ切れないで問題となる残渣も極めて少
なく、かつガラス基板との基板との密着不足のために発
生するフィルターパターンの浮き、あるいは剥離に対し
ても極めて強く良好なパターンを得ることができた。

【００２４】

【他の実施例】ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）上にスピ
ンナーを用いて、感光性赤色着色樹脂（宇部興産社製Ｐ
Ａ−１０１２Ｒ）を１．６μｍ塗布した。次に、ホット
プレート上で１〜３分プリベークを行なった。ホットプ
レートの温度は８３℃とし、基板の面内の温度ムラは２
℃以下とした。また、このときホットプレート上面の基
板から５０〜１００ｍｍ離れた位置から、ＩＲ（遠赤外
線：波長５０μｍ）を照射し、さらにホットプレートの
側面の２方向からは流量として１００リットル／分の排
気を取った。この排気は、加熱により発生する溶剤成分
の蒸気圧の増加を防ぐためのもので温風加熱同様にプリ
ベーク時間を早め、パターニング性能およびカラーフィ
ルターのガラス基板上での密着性向上に寄与している。

【００２５】その後、カラーフィルターパターンをアラ
イナー（タマラック社製品）を用いて、超高圧水銀灯の
光４００ｍＪ／　　のエネルギで露光し、さらに専用現
像液（宇部興産社製ＰＡ−ＡＤ）で現像した後専用リン
ス液およびＩＰＡ（２−プロパノール）を用いてリンス
し赤色のフィルターパターンを得た。この赤色フィルタ
ー形成済み基板を温水引き上げ乾燥した後、クリーンオ
ーブン中で２００℃、３０分間ポストベークした。以後
同様にして緑色着色樹脂（宇部興産社製ＰＡ−１０１２
Ｇ）および青色着色樹脂（宇部興産社製ＰＡ−１０１２
Ｂ）によるフィルターパターンを順次形成した。なお、
ホットプレートの加熱温度は、緑色で７８℃、青色で８
３℃とした。

【００２６】このようにして得られたカラーフィルター
は、現像時に取れ切れないで問題となる残さも極めて少
なく、かつガラス基板との密着不足のために発生するフ
ィルターパターンの浮き、あるいは剥離に対しても極め
て強く良好なパターンを得ることができた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に感光性樹脂中に着色樹脂材料を分散させた感光
性着色樹脂を用いてカラーフィルターを形成する方法に
おいて、感光性着色樹脂をガラス基板上に塗布後、ホッ
トプレートによりガラス裏面から加熱するとともに、さ
らに基板上面から加熱してベークする工程を設けること
により、カラーフィルターの基板上での密着不良による
パターンの浮きや剥離を抑え、さらには、基板および着
色樹脂上に生ずる感光性樹脂および着色材料からなる感
光性樹脂の残渣を除去し、それにより色純度および分光
透過率が向上した高品位なカラーフィルターを得る効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　図１は上面加熱にクリーン温風を用いたプ
リベークの方法の１例を示す説明図である。

【図２】　　図２は上面加熱にＩＲを用いたプリベーク
の方法の１例を示す説明図である。

【符号の説明】 １：ホットプレート、２：温風発生装置、３：ヘパフィ
ルター、４：ガラス基板、５：感光性着色樹脂層、６：
排気口、７：ＩＲ発生装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光性樹脂中に顔料を分散させた感光
   性着色樹脂を、基板上にフォトリソ工程によりパターニ
   ングしてカラーフィルターを形成する方法において、感
   光性着色樹脂を基板上に塗布後、ホットプレートにより
   基板裏面から加熱するとともに、さらに基板上面からも
   加熱してベークすることを特徴とするカラーフィルター
   の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記感光性樹脂がポリアミドを主体と
   する樹脂であることを特徴とする請求項１記載のカラー
   フィルターの製造方法。
3. 【請求項３】　　前記上面加熱が温風吹きつけによる加
   熱であり、かつホットプレート周辺を排気することを特
   徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
4. 【請求項４】前記上面加熱が赤外線照射による加熱であ
   り、かつホットプレート周辺を排気することを特徴とす
   る請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。