JPH05127012A - カラーフイルタの製造方法 - Google Patents

カラーフイルタの製造方法

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JPH05127012A
JPH05127012A JP25184291A JP25184291A JPH05127012A JP H05127012 A JPH05127012 A JP H05127012A JP 25184291 A JP25184291 A JP 25184291A JP 25184291 A JP25184291 A JP 25184291A JP H05127012 A JPH05127012 A JP H05127012A
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JP
Japan
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film
forming
transparent conductive
flattening
color filter
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JP25184291A
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Shigeru Hayashi
茂 林
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 透明基板上に所定の配列に従って、複数色の
画素パターンを形成し、前記画素パターン上に平坦化膜
を形成し、次いで前記平坦化膜上に透明導電膜を形成す
るカラーフィルタの製造方法において、前記平坦化膜を
形成する工程が、前記画素パターン上に有機樹脂膜を形
成し、この有機樹脂膜上に、有機ケイ素化合物を有機溶
剤で溶解した溶液を塗布し、その後焼成することによ
り、前記有機溶剤を気化させてケイ素化合物膜を形成す
ることにより行なわれることを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。 【効果】 平坦化膜のシワがなく、透明導電膜パターン
形状も良好であり、透明導電膜の透過率も高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶、エレクトロルミ
ネッセンス、プラズマディスプレイ等のフラットディス
プレイに用いられる透明導電膜付きカラーフィルタの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】透明基板上に所定の配列に従って、複数
の画素パターンを形成し、前記画素パターン上に平坦化
膜を形成し、次いで前記平坦化膜上に透明導電膜を形成
するカラーフィルタの製造方法は公知である。そしてこ
のカラーフィルタの製造方法において、平坦化膜は画素
パターン層の凹凸を埋め合せて、平坦化を図り、その上
に形成される透明導電膜の形成および透明導電膜のパタ
ーン化を円滑に行なうために設けられている。
【0003】従来、平坦化膜としては、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂が用いられ
ている。有機樹脂を用いる理由は、画素パターン層の表
面平坦性を実現するためには1〜4μm の厚い膜を形成
させる必要があるが、無機材料と異なり、有機樹脂であ
ると、このような厚い膜を形成してもクラック等が発生
しないからである。
【0004】しかし、この様な有機樹脂からなる平坦化
膜の上に透明導電膜を蒸着法、スパッタ法等により数百
〜数千オングストロームの膜厚に成膜すると、平坦化膜
が前述した有機樹脂であるため、透明導電膜の成膜温
度、そして膜応力により平坦化膜表面にシワが発生する
場合がある。そして平坦化膜上に生じたシワは、透明導
電膜のパターン化の際にエッチング液がこのシワに沿っ
てしみ込むようになり、パターンエッジがギザギザにな
ったり、最悪の場合、パターン端面部が浮き上り、フレ
ーク状になることがある。
【0005】そこで、このような平坦化膜の表面に発生
するシワを防止する方法としては、透明導電膜と平坦化
膜との線膨張係数が所定の関係をもつように各々の材料
を選択する方法が提案されている(例えば、特開昭62
−63918号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
開公報に記載された方法では、線膨張係数に着目してい
るため、平坦化膜と透明導電膜との材料および形成条件
の選択の幅が著しく狭くなるという問題点がある。そし
て、平坦化膜や透明導電膜としての特性が優れていたと
しても、上述した所定の関係を満足しない故に採用でき
ない場合もでてくる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を鑑みてなされたもので、透明基板上に所定の配列に
従って、複数色の画素パターンを形成し、前記画素パタ
ーン上に平坦化膜を形成し、次いで前記平坦化膜上に透
明導電膜を形成するカラーフィルタの製造方法におい
て、前記平坦化膜を形成する工程が、前記画素パターン
上に有機樹脂膜を形成し、この有機樹脂膜上に、有機ケ
イ素化合物を有機溶剤で溶解した液体を塗布し、その後
焼成することにより、前記有機溶剤を気化させてケイ素
化合物膜を形成することにより行なわれることを特徴と
する。
【0008】以下本発明を詳説する。上述のように本発
明は、透明基板上に所定の配列に従って、複数色の画素
パターンを形成し、前記画素パターン上に平坦化膜を形
成し、次いで前記平坦化膜上に透明導電膜(本明細書に
おいて、透明導電膜とは、パターン化されていないもの
だけでなく、パターン化されたものも含む)を形成す
る、それ自体公知のカラーフィルタの製造方法におい
て、前記の如き構成の平坦化膜を形成する工程に特徴を
有するものであるので、以下に平坦化膜形成工程を中心
に説明する。
【0009】本発明の特徴である平坦化膜形成工程にお
いては、先ず、画素パターン上に有機樹脂膜を形成す
る。この有機樹脂膜は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂などの有機樹脂を、アルコール、エステ
ル、ケトンなどの有機溶剤に溶解して得た溶液をスピン
コート法、ディップコート法などの塗布手段で塗布した
のち、乾燥することにより得られる。この乾燥は、必要
に応じて加熱下で行なわれる。有機樹脂膜の好ましい膜
厚は0.5〜3μm である。その理由は、0.5μm よ
り薄いと、画素パターン層の平坦化が不十分となりやす
く、一方、3μmを超えると、樹脂が水分を相当量吸収
し、下地との密着性が低下し、剥がれやすくなる。また
膨潤することにより、有機樹脂膜上に形成される透明導
電膜にクラックが入り易くなるからである。
【0010】本発明の平坦化膜形成工程においては、上
で形成された有機樹脂膜上に、有機ケイ素化合物を有機
溶剤で溶解した溶液を塗布する。有機ケイ素化合物とし
ては、式(I) (R1 n Si(OR2 4-n (I) (式中、R1 はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基などの低級アルキル基またはフェニル基などのアリ
ール基であり、R2 はメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基などの低級アルキル基であり、nは0また
は1〜3の整数である)で示される化合物を用いるのが
好ましい。式(I)で示される有機ケイ素化合物のうち
で、メチル基を含むもの、例えばCH3 Si(OC2
5 3 を用いるのが特に好ましい。その理由は、メチル
基を含むと、膜厚をかせげると共に柔軟な構造であるの
で、下地の有機樹脂膜の凹凸に対する追従性が良好にな
り、有機樹脂膜との付着性が良好になるからである。メ
チル基を含むケイ素化合物とメチル基を含まないケイ素
化合物の混合物を用いてもよい。有機ケイ素化合物とし
て、式(I)の化合物の部分または完全加水分解物を用
いてもよい。有機ケイ素化合物とともにガラス質形成剤
などの添加剤を用いることもできる。上記有機ケイ素化
合物を溶解するための有機溶剤としては、アルコール、
エステル、ケトンなどの有機溶剤が挙げられる。
【0011】有機ケイ素化合物を有機溶剤で溶解した溶
液の有機樹脂膜上への塗布は、スピンコート法が好まし
い。その理由は、スピンコート法を採用すると、膜厚が
均一になり、且つ膜の良好な平坦性が得られるからであ
る。スピンコート法以外に浸漬法を用いてもよい。
【0012】本発明の平坦化膜形成工程においては、有
機樹脂膜上に塗布された、有機ケイ素化合物の有機溶剤
溶液を焼成する。この焼成は、有機溶剤が実質的に全て
気化し、ケイ素化合物が酸化ケイ素に転化し、酸化ケイ
素膜を形成するように行なわれるのが好ましいが、有機
ケイ素化合物が部分的に残存するような焼成条件でもよ
い。従って焼成後のケイ素化合物膜は、酸化ケイ素膜だ
けでなく、酸化ケイ素とともに有機ケイ素化合物を含む
膜も含まれる。
【0013】形成されたケイ素化合物膜の好ましい膜厚
は、200〜8000オングストロームの範囲である。
その理由は、200オングストロームより小だと、充分
な平坦性が得られにくく、8000オングストロームよ
り大になると、ケイ素化合物膜中にクラックが発生しや
すくなるためである。特に、ケイ素化合物膜の下地膜が
アクリル系の樹脂膜の場合、ぬれ性が低下するので、ケ
イ素化合物を含んだ溶液を塗布する際、はじかれるの
で、一定の膜厚のケイ素化合物膜が形成できなくなる。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明
する。アルミノシリケートガラス基板1(HOYA
(株)製 NA45 300×320×1.1mm)上に
クロム膜をスパッタ法により900〜1200オングス
トロームの膜厚に成膜し、この上に感光性レジスト(N
RP−3300:長瀬産業(株)製)を膜厚1.0μm
にスピンコート法により塗布し、その後100℃で40
分間のプレベークを行なった後、選択的露光、現像、エ
ッチング、レジスト剥離を行なって、ブラックマトリク
スパターン2を得た(図1(a)参照)。
【0015】この後、カラーレジスト(富士ハント
(株)製)を用い、赤(R)、緑(G)、青(B)の各
色をパターニング(膜厚1.0〜2.5μm )し、20
0℃のベーキングを行なって、R、G、B画素パターン
6を得た(図1(b)参照)。
【0016】次に、R、G、B画素パターン6を形成し
たガラス基板1の表面上に、アクリル系樹脂からなる有
機樹脂膜4(日本合成ゴム社製 JSR−4513)を
スピンコート法により、膜厚1.5μm で塗布した後、
250℃で30分焼成して焼きしめを行なった(図1
(c)参照)。
【0017】次いで、この有機樹脂膜4上にケイ素化合
物膜5を形成した。すなわち、有機ケイ素化合物(Si
(OC2 5 4 とCH3 Si(OC2 5 3 との混
合物)を有機溶剤(ブチルセルソルブ)で溶解した溶液
(東京応化(株)製のゾルゲルSiO2 (タイプ7))
をスピンコート法(回転数700rpm )で膜厚4000
〜5000オングストロームになるように塗布した。そ
の後、250℃で30分焼成することにより有機溶媒を
気化させてケイ素化合物膜5を形成した(図1(d)参
照)。
【0018】次に、このケイ素化合物膜5上に、ITO
から成る透明導電膜8を、スパッタリング法により膜厚
1200オングストロームとなるように形成した(図1
(e)参照)。このスパッタリングの際の成膜温度はカ
ラーレジストの色合いが変化しない上限の温度で行った
(250〜300℃)。この際、得られたITO膜の特
性は、膜厚1700オングストロームで、透過率90%
以上(リファレンス:ガラス)、抵抗値20Ω/□以下
であり、ガラス上にITO膜を成膜したものと同等であ
り、且つ、平坦化膜表面には全くシワが生じていなかっ
た。
【0019】この後、成膜されたITO膜上にスピンコ
ート法により、1.0μm の膜厚となるように感光性レ
ジスト(NRP−3300)を塗布し、プレベークの
後、所望するパターン形状に露光、現像を行なった。今
回用いたパターンは、ピッチ30μm 、ギャップ4μm
のストライプパターンである。現像後、塩酸と塩化第2
鉄からなるエッチング液により、ITO膜をエッチング
し、ピッチ30μm 、ギャップ5μm のストライプ状の
電極パターン9を得た(図1(f)参照)。
【0020】上述した方法により得られた透明導電膜パ
ターン付きカラーフィルタ10においては、平坦化膜の
表面に、シワが生じていないため、シャープなパターン
が得られた。
【0021】表1に、本実施例により得られたカラーフ
ィルタと、平坦化膜をアクリル系樹脂からなる有機樹脂
膜のみによって構成した比較例1のカラーフィルタおよ
び平坦化膜をアクリル系樹脂からなる有機樹脂膜とスパ
ッタリング法(蒸着法)によるSiO2 膜とによって構
成した比較例2のカラーフィルタとの膜表面状態の顕微
鏡観察結果、透明導電膜の波長400〜800nmにおけ
る透過率および耐薬品性としての耐アルカリ性(4%苛
性ソーダ、常温、時間10hrs )、耐酸性(塩化第二鉄
と塩酸混合液、50℃、約2分)を示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1および図2の結果より、本発明のカラ
ーフィルタの製造方法によれば、平坦化膜のシワがな
く、透明導電膜パターン形状も良好であり、透明導電膜
の透過率も高いことが明らかとなった。また本実施例に
よれば真空装置を用いていないのでカラーフィルタを安
価に製造できるというメリットもある。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、平坦化膜形成工程にお
いて、有機樹脂膜を形成後にケイ素化合物膜が形成さ
れ、有機樹脂膜とケイ素化合物膜によって平坦化膜が構
成される。そして上層のケイ素化合物膜は耐熱性に優
れ、かつ硬度が高いので、その後、ITO(In
2 3 :Sn)、SnO2:Sbなどからなる透明導電
膜を蒸着法、スパッタリング法により高温で成膜して
も、平坦化膜にシワを生じることがないので、密着性に
優れた透明導電膜が得られ、かつ透明導電膜のパターニ
ング特性が向上するという顕著な効果が得られる。また
透明導電膜の成膜温度を高くできるので、透明導電膜の
諸特性(透過率、抵抗値、耐薬品性など)を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のカラーフィルタの製造方法の実
施例を示す工程図である。
【符号の説明】
1…ガラス基板、2…ブラックマトリクスパターン、4
…有機樹脂膜、5…ケイ素化合物膜、6…R、G、B画
素パターン、8…透明導電膜、9…透明導電膜パター
ン、10…カラーフィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に所定の配列に従って、複数
    色の画素パターンを形成し、前記画素パターン上に平坦
    化膜を形成し、次いで前記平坦化膜上に透明導電膜を形
    成するカラーフィルタの製造方法において、 前記平坦化膜を形成する工程が、前記画素パターン上に
    有機樹脂膜を形成し、この有機樹脂膜上に、有機ケイ素
    化合物を有機溶剤で溶解した溶液を塗布し、その後焼成
    することにより、前記有機溶剤を気化させてケイ素化合
    物膜を形成することにより行なわれることを特徴とする
    カラーフィルタの製造方法。
JP25184291A 1991-09-30 1991-09-30 カラーフイルタの製造方法 Pending JPH05127012A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010205