JPH0915415A

JPH0915415A - カラーフィルター及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0915415A
Application number: JP16068995A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Hatai; 宗宏畠井; Kazuhiko Nakamura; 一彦中村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1997-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、現像工程を必要としないため、不
純物の混入がなく、高価な感光性樹脂を用いることなく
安価な材料を用いることができ、かつ画素の表面が平坦
で膜厚が一定な、高性能液晶用カラーフィルターの製造
方法、及びカラーフィルターを提供することを目的とす
る。【構成】基板上に第１色目の着色塗膜層を形成し、第
１色目の画素となる部分以外の着色塗膜層部分に短波長
レーザー光を照射して着色塗膜層の該被照射部分を蒸散
させることにより第１色目の画素を形成して後、第２色
目の着色塗膜層を第１色目の着色画素が形成された基板
上に形成し、短波長レーザー光を第２色目の画素となる
部分以外の第２色目の着色塗膜層部分に照射して第２色
目の画素となる部分以外の着色塗膜層のみを蒸散させる
ことにより第２色目の画素を形成し、その後、第３色目
の画素を第２色目の画素と同様に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置用カ
ラーフィルターの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置には基板上に３色の
画素を形成したカラーフィルターが用いられる。カラー
フィルターの製造方法に関する文献としては特開昭６０
−１２９７０７号公報がある。同公報によれば、微細顔
料粒子を有する着色感光性樹脂組成物を基板に塗布し、
フォトマスクを介し、水銀灯等の光源を用いてパターン
露光をする。次に水あるいは有機溶媒等の現像液で現像
することにより、非露光部を除去し、画素を得る。以上
の工程を３回繰り返すことにより、カラーフィルターが
製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の方法に
てカラーフィルターを製造する場合、現像工程を必要と
するために現像液の廃液処理が環境上問題となる。また
現像工程において現像液からダスト等の不純物の混入が
あり、画素欠陥が生じる場合がある。更に上記方法によ
れば、着色感光性樹脂組成物に用いる感光性樹脂の性能
により、感度、解像度が支配される。このため所定の感
度、解像度を得るためには、高価な感光性樹脂を用いる
必要があった。本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ダ
スト等の不純物の混入がなく、画素欠陥の無いカラーフ
ィルターを提供することにあり、廃液処理や、現像液か
らダスト等の不純物の混入による画素欠陥が生じる現像
工程を含まず、かつ広い材料選択性を有し廉価な材料を
使用できるカラーフィルターの製造方法を提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に鋭意検討した結果以下に述べるカラーフィルターの製
造方法を発明するに至った。即ち、第１の発明は基板上
に形成した着色塗膜層を、その画素となる部分を残して
レーザー光により取り去ったことを特徴とするカラーフ
ィルターであり、第２の発明は基板上に着色塗膜層を形
成した後、画素となる部分を残して、レーザー光により
前記着色塗膜層を蒸散させて取り去ることを特徴とする
カラーフィルターの製造方法であり、第３の発明はレー
ザー光に紫外線レーザー光を用いたカラーフィルターで
あり、第４の発明はレーザー光にエキシマレーザー光を
用いたカラーフィルターであり、第５の発明は基板上に
３色の画素を形成するカラーフィルターの製造方法にお
いて、基板上に第１色目の着色塗膜層を形成し、第１色
目の画素となる部分以外の着色塗膜層部分に紫外線レー
ザー光を照射して着色塗膜層の該被照射部分を蒸散させ
ることにより第１色目の画素を形成する工程と、第２色
目の着色塗膜層を第１色目の画素が形成された基板上に
形成し、紫外線レーザー光を第２色目の画素となる部分
以外の第２色目の着色塗膜層部分に照射して第２色目の
画素となる部分以外の着色塗膜層だけを蒸散させること
により第２色目の画素を形成する工程と、第３色目の着
色塗膜層を第１、第２色目の画素が形成された基板上に
形成し、紫外線レーザー光を第３色目の画素となる部分
以外の第３色目の着色塗膜層部分に照射して第３色目の
画素となる部分以外の着色塗膜層だけを蒸散させること
により第３色目の画素を形成する工程を有することを特
徴とするカラーフィルターの製造方法である。

【０００５】本発明における基板とは、通常用いられ
る、ガラス、合成樹脂等にてなる透明な薄板、シート、
フィルムをいう。ただし、基板上にブラックマトリック
ス等が形成されているものを使用してもよい。ここでブ
ラックマトリックスとは画素間の隙間領域を遮光性物質
で被覆したものであって、カラーフィルターを液晶表示
装置に用いた時のコントラストを向上させるために用い
られる。遮光性物質としてはクロム、酸化クロムの薄
膜、カーボンブラック、黒鉛、その他遮光性物質を混入
した樹脂組成物等が用いられる。

【０００６】第１色目の着色塗膜層において、第１色目
とはカラーフィルターに必要な３原色の内の１つの色で
あって、色光の混合をして白色光になる３色の組み合わ
せの内の一つの色であって、他の第２色目、第３色目は
各々、当関係を有する残りの色である。通常は３原色と
して赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が用いられる。着色塗膜
層の形成に用いる着色組成物は、これを塗膜にして、カ
ラーフィルターの画素として用いた場合、充分な色特性
を持っているものが必要であり、顔料を分散剤を用いて
適当な溶媒に分散させたものである。ここで用いられる
顔料としては、有機顔料ではアゾレーキ系、不溶性アゾ
系、縮合アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、
ジオキサジン系、イソインドリノン系、アントラキノン
系、ペリノン系、チオインジコ系、ペリレン系、カーボ
ンがあり、無機顔料では鉄黒、酸化チタン、ミロリブル
ー、酸化鉄、コバルト紫、マンガン紫、群青、紺青、コ
バルトブルー、セルリアンブルー、ビリジアンがあげら
れ、単独又は混合して用いられる。顔料表面を表面処理
し、顔料の分散性を向上させた修飾顔料も使用すること
もできる。

【０００７】また、ここにいう分散剤とは顔料を微細化
し、安定に分散させるために用いられるものであって、
界面活性剤、市販の顔料分散用の樹脂等を用いることが
できる。当目的に用いる界面活性剤にはイオン性界面活
性剤、ノニオン性界面活性剤があり、イオン性界面活性
剤はカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両
性界面活性剤がある。カチオン性界面活性剤の例として
脂肪族アミン類、第４アンモニウム塩類、アルキルピリ
ジウム塩類等が、アニオン性界面活性剤の例として脂肪
酸塩類、硫酸エステル類、スルホン酸塩類、燐酸エステ
ル類等が、両性界面活性剤の例としてアミノ酸塩類等
が、ノニオン性界面活性剤の例としてポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステ
ル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチ
レンソルビタンアルキルエステル類等があげられる。

【０００８】また分散剤として、界面活性剤以外の市販
されている顔料分散用の樹脂も使用することができる。
この例として、水溶性の樹脂では、ブチラール樹脂、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル
酸、メタクリル酸、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、２−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、ポリアクリルアミド等が
あげられ、またこれらの重合体用単量体同志の共重合体
あるいはこれらの混合物も用いられる。また溶剤溶解性
の樹脂の例として、アルキド樹脂、アクリル樹脂、フッ
素樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、イソシアネート、マレイン樹脂等が
あげられ、これらの重合体用単量体間の共重合体あるい
はこれらの混合物も用いられる。更に分散剤として、上
記界面活性剤と顔料分散用の樹脂の併用も可能である。
そして、上記界面活性剤、顔料分散用の樹脂のどちらか
一方で顔料の分散を行い、他を分散後添加してもよい。

【０００９】着色組成物に用いられる溶媒としては、塗
料に用いられる通常の溶媒が使用でき、水、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノー
ル、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、ジグラ
イム、乳酸エステル、エチルセロソルブ、エチルセロソ
ルブアセテート、酢酸エステル等が用いられる。また着
色組成物には塗膜の耐久性を向上させるために、各種の
バインダー樹脂を使用することも可能である。バインダ
ー樹脂として上記顔料分散用の樹脂としてあげた樹脂を
用いることができる。着色塗膜層の形成に用いる着色組
成物は、分散剤が予め溶解してある溶媒中に顔料を分散
機により分散することで得られる。分散機にはサンドミ
ル、ボールミル、ホモジナイザー等の通常用いられる分
散機が使用される。このようにして得られた着色組成物
を基板に塗布乾燥し、着色塗膜層を形成する。塗布方法
として、スピンコート、ロールコート、ディッピング等
が用いられる。乾燥後の塗膜の膜厚としては顔料の濃度
により異なるが、通常０．５〜２μｍである。塗布後、
塗膜を乾燥させ、硬化させる。通常、ホットプレートに
置くか、またはオーブン中に入れる方法等にて塗膜を加
熱し、塗膜を乾燥させる。塗膜を乾燥させる条件は溶媒
の蒸気圧、ポリマーの耐熱性により適宜選択される。

【００１０】こうして得られた基板上の第１色目の着色
塗膜層に対し、第１色目の画素が形成される部分以外の
第１色目の着色塗膜層にレーザー光を照射し、レーザー
光が照射された着色塗膜層を取り去ることにより、第１
色目の画素を形成する。着色塗膜層に照射されるレーザ
ー光のエネルギー密度は、好ましくは０．２〜３．０Ｊ
／ｃｍ²が必要であり、更に好ましくは、０．５〜２．
０Ｊ／ｃｍ²である。エネルギー密度が大きすぎると、
塗膜だけでなく、下にある基板まで蒸散してしまうため
好ましくなく、小さすぎると塗膜が蒸散を起こさないた
め、あるいは一回の照射当たりの着色塗膜層の蒸散厚み
が小さく、照射回数を大きくしなければならず、工程時
間がかかることとなり好ましくない。十分なエネルギー
密度を有するためには、光源としては通常用いられる水
銀ランプや、ハロゲンランプではエネルギー密度上十分
でなく、電子線やＸ線やシンクロトロン光の発振器は設
備が大がかりになるため好ましくないため、レーザーで
なければならない。ここで照射するレーザー光は、塗膜
が照射により蒸散を起こさせるように、高エネルギーを
有する充分短い３５０ｎｍ以下の波長の紫外線レーザー
光が好ましい。従ってレーザー光源としては発振波長が
紫外線領域にあるＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシ
マレーザーが好適である。ここでいうエキシマレーザー
とはレーザーの発振媒質がエキシマーあるいはエキサイ
プレックスであるものであって、通常発振媒質としては
不活性ガスとハロゲンガスの混合ガスが用いられる。ま
た炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーのように発振波長
が赤外域のものであっても、非線形光学材料を用い、第
２、第３高調波に変換して用いることも可能である。し
かし、この場合、レーザー光が充分なエネルギー密度を
持っていなければならない。レーザー光による照射エネ
ルギー量は、第２色目以降の画素の形成のために、厳密
に制御されていることが必要である。照射光量制御をレ
ーザー光発振源から被照射物までの間の光学系にて行う
ことも可能であるが、装置が複雑になるため好ましくな
く、できるだけレーザーそのもので制御することが装置
が簡易で制御が容易になるため好ましい。レーザー光が
パルス光であることが特に好ましく、パルスレーザーを
用いれば、着色塗膜層の同一部分に照射されるレーザー
光のパルスのショット数を制御することにより着色塗膜
層内の蒸散深さの制御が容易に可能となって好ましく、
エキシマレーザーはパルス発振にも適しており特に好ま
しい。

【００１１】形成される各色の着色画素は通常、形状
は、矩形、六角形、円等であり、大きさは長辺若しくは
直径が１００〜３００μｍであり、各色の画素が規則的
に交互に配列しており、通常ブラックマトリックス仕様
の場合は画素間隔は１０〜５０μｍであり、ブラックマ
トリックスでない場合は画素の間隔は設けられない。画
素を形成するために、レーザー光を着色塗膜層の蒸散さ
せるべき部分のみに照射する方法としてはフォトマスク
を用いた面露光によるる方法とレーザービームのスポッ
トを局所的に照射する方法がある。フォトマスクを用い
る方法は、面露光をフォトマスクを介してある領域にレ
ーザー光を照射し、被照射領域を一括で画素形成し、Ｘ
Ｙステージ等により、基板を移動し、次の部分にまたレ
ーザー光を照射し、画素を形成することを繰り返すこと
により基板全面に、画素を得る方法である。この場合、
できる限り、露光面積は大面積の方が加工時間が短くな
り有利だが、面積を広げすぎると、エネルギー密度が小
さくなり、蒸散を起こさなくなる。最低限蒸散するエネ
ルギー密度で、レーザー光の領域を広げるのが好まし
い。本フォトマスクを用いる方法では１回に画素を形成
する領域が広いために、全体の加工時間が短くなるとい
う利点がある。。もう１方のレーザービームのスポット
を局所的に照射する方法においてはレーザー光を小さく
スポットに絞り込み、走査させることにより着色塗膜層
の蒸散させるべき部分のみに照射し画素を形成する。レ
ーザー光のスポットの大きさは形成すべき画素の間隔に
よるが、通常スポットの縦、横のどちらかが少なくとも
３０μｍ以下である。レーザー光を走査する方法とし
て、ＸＹステージ等により基板自体を移動するか、また
はレーザー光を光学系により走査することが可能であ
る。この方法ではフォトマスクは必要ではない。

【００１２】レーザー光が照射された着色塗膜層を取り
去るには、蒸散によることが好ましい。蒸散は短波長レ
ーザー光を照射することで生じる。蒸散とは、レーザー
光が照射された着色塗膜層中の組成物が、レーザー光の
吸収により、気体状となって揮散することをいう。短波
長レーザーを用いるため、高エネルギーの光が、顔料の
みならず、分散剤等にも吸収され、主に光過程におい
て、分子が切断され揮散するものと思われる。蒸散によ
れば、他方熱作用を引き起こす長波長レーザーを用いた
ときに生じるクレーター状の境界面周辺での盛り上がり
が無く、画素が平坦で膜厚が一定した周囲が平滑で画素
内の色むらの無いカラーフィルターが得られる。

【００１３】高品質のカラーフィルターであるために
は、各画素が所定の位置、大きさ、形状であって、画素
内の着色塗膜層の膜厚が一定でかつ各画素を形成する着
色塗膜層の画素の周囲が基板に直角になっていることが
好ましい。このためにはレーザー光の照射は幾何光学的
に正確である必要がある。

【００１４】次に第１色目と同様に、第２色目の着色組
成物を調製し、第１色目の画素の上に塗布乾燥し、第２
色目の着色塗膜層を形成する。次に、第２色目の着色塗
膜層を、第１色目の画素を形成したときと同様の方法に
て、レーザー光を第２色目の画素を形成させる部分以外
のところに照射し、第２色目の着色塗膜層を蒸散させる
ことにより第２色目の画素を形成するが、この場合は第
２色目の着色塗膜層の下に第１色目の画素がある領域が
存在する。第１色目の画素を形成する時は、第１色目の
着色塗膜層を第１色目の画素を形成させる部分以外のと
ころに照射しその部分の第１色目の着色塗膜層を全て蒸
散させればよく、一部基板の表面層が蒸散しても実害は
小さい。しかし第２色目の画素の形成時には第２色目の
着色塗膜層の下に第１色目の画素がある領域が存在する
ため、蒸散が第２色目の着色塗膜層のみならずその下の
第１色目の画素に及べば、第１色目の画素の膜厚が薄く
なる。又第１色目の画素上の第２色目の着色塗膜層が全
て蒸散していなければ第１色目の画素上に第２色目の着
色塗膜層の残部が載った画素となり、第１色目の画素の
透過光の色が異なるという問題を生じる。よって、第２
色目の画素形成のためのレーザーの照射エネルギー量は
第２色目の着色塗膜層のみが過不足なく蒸散するよう厳
密に制御される必要がある。このための照射エネルギー
量の制御の方法としては、例えば、パルス発光レーザー
を用いればパルスのショット数を制御することによりき
わめて容易にレーザー光の照射エネルギー量を制御する
ことができる。パルス発光レーザーを用いる場合、レー
ザーのパルス１ショット当たりの第２色目の着色塗膜層
の蒸散による膜厚の損失厚みを予め測定しておき、第２
色目の塗膜の膜厚を測定することにより、第２色目の着
色塗膜層のみを蒸散させるのに必要なショット数を求
め、そのショット数だけパルスを照射し、第１色目の上
にある第２色目の着色塗膜のみを蒸散させることができ
る。このようにして、第２色目の着色画素を形成するこ
とができる。

【００１５】次に第３色目の着色組成物を調製し、第
１、第２色目の画素が形成された基板上に塗布乾燥し、
第３色目の着色塗膜層を形成する。第３色目の着色塗膜
層を第２色目の着色塗膜層の形成と同様にして形成し、
第３色目の画素を第２色目の画素を形成したときと同様
にして、レーザー光を第３色目の画素を形成させる部分
以外の第３色目の着色塗膜層に照射し、第３色目の画素
を形成する。第２色目の画素形成時と同様に、第３色目
の着色塗膜の下に第１色目、第２色目の画素がある領域
が存在するため、照射エネルギー量を制御したレーザー
光を照射して第３色目の画素を形成する。尚ブラックマ
トリックスを３色の画素が形成された後に形成してもよ
い。

【００１６】

【作用】本発明においては、画素の形成に際し、着色塗
膜層の画素以外の部分をレーザーにより取り去るため、
現像工程が不要であり、廃液や現像工程における汚染の
問題が無く、欠陥のないカラーフィルターが得られる。
レーザーを用いるため、エネルギー密度の高い照射によ
り着色塗膜層の画素以外の部分を現像工程無しに取り去
ることができる。紫外線レーザーを用いるため、蒸散に
より塗膜層の画素以外の部分を現像工程無しに取り去る
ことができ、かつ着色塗膜層を蒸散させるので、長波長
レーザーを用いたときに生じるクレーター状の境界面周
辺での盛り上がりが無く、画素が平坦で膜厚が一定した
周囲が平滑で画素内の色むらの無いカラーフィルターが
得られる。エキシマレーザーを用いるため、蒸散により
画素が周囲が平滑で画素内の色むらがなく、更に画素を
形成する部分以外の着色塗膜層の部分に、該着色塗膜層
のみを蒸散させるに必要十分な照射エネルギー量をパル
ス照射により制御したレーザー光を容易に照射すること
ができるので、その下に既形成の画素を損じることな
く、あるいは既形成の画素上に形成した着色塗膜層が残
存することがないので、光学的に高品質のカラーフィル
ターが得られる。第２色目の画素の形成において、第２
色目の画素を形成する部分以外の着色塗膜層の部分に、
第２色目の着色塗膜層のみを蒸散させるに必要十分な照
射エネルギー量を制御したレーザー光を照射するため、
第２色目の着色塗膜層の下にある、既形成の第１色目の
画素を蒸散することがないので、第１色目の画素の膜厚
が蒸散により薄くなることがなく、又第１色目の画素上
に第２色目の着色塗膜層が蒸散不十分で残されることが
ない。第３色目の画素の形成において、第３色目の画素
を形成する部分以外の着色塗膜層の部分に、第３色目の
着色塗膜層のみを蒸散させるに必要十分な照射エネルギ
ー量を制御したレーザー光を照射するため、第３色目の
着色塗膜層の下にある、既形成の第１色目、第２色目の
画素を蒸散することがないので、第１色目、第２色目の
画素の膜厚が蒸散により薄くなることがなく、又第１色
目、第２色目の画素上に第３色目の着色塗膜層が蒸散不
十分で残されることがない。よって、第１色目、第２色
目、第３色目の各画素は所定の膜厚を有したものとな
り、画素内で膜厚が一定であるため、高品質のカラーフ
ィルターとなる。レーザー光により着色塗膜層を取り去
るため、レーザーの波長領域に光吸収性を有する物質で
あれば高価な感光性樹脂を用いる必要がないため、廉価
な材料を用いることができる。

【００１７】

【実施例】本発明を以下の実施例により更に詳細に説明
する。本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。＜着色組成物の調製＞第１、２、３色目の着色組成物を
調製するに当たり、第１、２、３色目は赤、緑、青（以
下（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）と略す）とした。着色組成物
の調製において、赤色、緑色、青色、の３色の顔料に色
調整用として黄色、紫色の２色の顔料を混合した。各顔
料の分散液は以下の配合組成（重量比）によった。顔料：１５ポリビニールアルコール（日本合成化学工業社製商品名
ゴーセノールＫＰ０８）：３ノニオン系界面活性剤（第一工業製薬社製商品名ノイゲ
ンＥＡ１７０：３水：７９ここで各色の顔料としては以下のものを用いた。赤：クロモフタールレッド緑：フタロシアニングリーン青：フタロシアニンブルー黄色：ジスアゾイエロー紫：ジオキサジンヴァイオレットポリビニールアルコールとノニオン系界面活性剤を水に
分散させておき、これに顔料を加えてサンドミルにより
分散し各顔料の分散液を得た。これらの顔料分散液を更
に以下の組成比で混合し、第１、２、３色目の着色組成
物とした。第１色目（Ｒ）の着色組成物はクロモフター
ルレッドの上記顔料分散液８５対ジスアゾイエローの上
記顔料分散液１５の割合にて混合し調製した。第２色目
（Ｇ）の着色組成物はフタロシアニングリーンの上記顔
料分散液６１対ジスアゾイエローの上記顔料分散液３９
の割合にて混合し調製した。第３色目（Ｂ）の着色組成
物はフタロシアニンブルーの上記顔料分散７８対ジオキ
サジンヴァイオレットの上記顔料分散液２２の割合にて
混合し調製した。

【００１８】＜カラーフィルターの製造方法１＞以下図
１を用いて説明する。尚ブラックマトリックスを３色の
画素が形成された後に形成してもよい。本法において
は、ブラックマトリックスを形成した基板上に画素を形
成してカラーフィルターを製造した。１０ｃｍ角の無ア
ルカリガラス基板１の片面に、１０００Å膜厚のＣｒ膜
４２をスパッター装置を用いて製膜した。次にポジ型フ
ォトレジストをスピンコーターにより塗布後乾燥しレジ
スト膜４３を形成した。これに図４の如く遮光部に１５
０μｍ×１５０μｍ角の窓が２０μｍの間隔を置いて互
い違いに配列して設けられたフォトマスク４４を介し水
銀ランプにより露光後、アルカリ現像により現像し、ク
ロムエッチング液にてＣｒ膜４２をエッチングし、レジ
スト剥離剤によりレジストを剥離して、図４のフォトマ
スクと同一形状の、金属クロム膜層に１５０μｍ×１５
０μｍ角の第１〜第３色目の画素部分になるべき部分が
窓状に２０μｍの間隔を置いて互い違いに配列されたブ
ラックマトリックスを形成した基板４５を得た。

【００１９】以下画素の形成工程を図１を用いて説明す
る。上記ブラックマトリックスを形成した基板４５に第
１色目（Ｒ）の着色組成物をスピンコーターにより塗布
し、これを７０℃のホットプレートの上に３分間置い
て、乾燥させ塗膜層２を形成させた。このとき、乾燥後
の塗膜層の膜厚は０．８μｍであった。膜厚の測定はＳ
ＬＯＡＮ社製触針式膜厚計（商品名ＤＥＫＴＡＫIIＡ）
を用いて測定した。尚以降の工程の膜厚測定は全て本方
法にて行った。得られた第１色目（Ｒ）の塗膜層２にパ
ルス発振型ＫｒＦのエキシマレーザー（浜松フォトニク
ス社製商品名Ｌ５８３７）による２４８ｎｍのレーザー
光３を照射し画素を形成した。レーザー光のスポットサ
イズをレンズ系により１０×１０μｍに縮小し、４ショ
ットのパルスを第１色目（Ｒ）の画素を形成すべき部分
以外の部分の同一箇所に照射した後ＸＹステージにより
基板を移動させてレーザー光を照射することを繰り返す
ことにより、第１色目（Ｒ）の１５０×１５０μｍ角の
画素４を形成した。レーザーの照射エネルギー密度は
１．０Ｊ／ｃｍ²であった。

【００２０】次に第２色目（Ｇ）の着色組成物を、第１
色目の画素４が形成された基板４５上に第１色目と同様
に塗布乾燥し、（Ｇ）の塗膜５を得た。このとき（Ｒ）
と（Ｇ）の重なった部分の膜厚が１．６μｍであったた
め、（Ｇ）の塗膜層５の膜厚が（Ｒ）と同じく０．８μ
ｍであることが分かった。予め、（Ｇ）の塗膜の単位パ
ルス当たりの蒸散する深さを測定したところ、パルス当
たり０．２μｍであった。従って、（Ｇ）の塗膜層５だ
けを蒸散させるためにはレーザー光のパルスを４ショッ
ト照射すればよいことが分かった。第１色目の画素形成
と同様にしてスポットサイズをレンズ系により１０×１
０μｍに縮小したエキシマレーザー光６を（Ｇ）の画素
が形成される部分以外の部分の同一箇所に４ショットパ
ルス照射した後ＸＹステージにより基板を移動させてレ
ーザー光を照射することを繰り返すことにより、第２色
目（Ｒ）の１５０×１５０μｍ角の画素７を形成した。

【００２１】次に第３色目（Ｂ）の着色組成物を、第１
色目の画素４及び第２色目の画素７が形成された基板４
５上に第１色目と同様に塗布乾燥し、（Ｂ）の塗膜層８
を得た。このとき（Ｒ）と（Ｇ）又は（Ｒ）と（Ｂ）の
重なった部分の膜厚を測定したところ、１．６μｍであ
ったため、（Ｂ）の塗膜層７の膜厚が０．８μｍである
ことが分かった。予め、（Ｇ）の塗膜層の単位パルス当
たりの蒸散する深さを測定したところ、パルス当たり
０．２μｍであった。従って、（Ｂ）の塗膜層７だけを
蒸散させるためにはレーザー光のパルスを４ショット照
射すればよいことが分かった。第１色目の画素形成と同
様にしてスポットサイズをレンズ系により１０×１０μ
ｍに縮小したエキシマレーザー光９を（Ｂ）の画素が形
成される部分以外の部分の同一箇所に４ショットパルス
照射した後ＸＹステージにより基板を移動させてレーザ
ー光を照射することを繰り返すことにより、第３色目
（Ｂ）の１５０×１５０μｍ角の画素１０を形成した。
以上の工程にて、ブラックマトリックスを有する、各
（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の１５０×１５０μｍ角の画素
が２０μｍ間隔で、色相が交互に規則的に配列したカラ
ーフィルター１１が得られた。得られたカラーフィルタ
ー１１の膜厚を測定したところ、各画素共画素表面は平
坦で膜厚が一定であり、各（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の画
素はそれぞれ０．８μｍの厚さであった。

【００２２】＜カラーフィルターの製造方法２＞以下図
２を用いて説明する。１０ｃｍ角の無アルカリガラス基
板２０に第１色目（Ｒ）の着色組成物をスピンコーター
により塗布し、これを７０℃のホットプレートの上に３
分間置いて、乾燥させ塗膜層１１を形成させた。このと
き、乾燥後の塗膜層の膜厚は０．８μｍであった。得ら
れた第１色目（Ｒ）の塗膜層２１にパルス発振型ＫｒＦ
のエキシマレーザー（浜松フォトニクス社製商品名Ｌ５
８３７）による２４８ｎｍのレーザー光２２をフォトマ
スク２３を介して照射し画素を形成した。このときレー
ザー光はレンズ系により７ｍｍ×７ｍｍ角とし、フォト
マスク２３は４００μｍ幅のストライプ状の遮光層を８
００μｍおきに形成したものを用いた。マスクと露光面
とは４：１の縮小露光系として露光した。次にＸＹステ
ージで基板を移動し、次の領域の（Ｒ）の画素を同様に
して形成することを繰り返し基板全体に（Ｒ）の１００
μｍ幅のストライプ状の画素２４を形成した。このとき
レーザー光２２のエネルギー密度は０．５Ｊ／ｃｍ²で
あった。

【００２３】次に第２色目（Ｇ）の着色組成物を、第１
色目の画素２４が形成された基板２０上に第１色目と同
様に塗布乾燥し、（Ｇ）の塗膜層１５を得た。このとき
（Ｒ）と（Ｇ）の重なった部分の膜厚が１．６μｍであ
ったため、（Ｇ）の塗膜層１５の膜厚は（Ｒ）と同じく
０．８μｍであった。光学系は上記＜カラーフィルター
の製造方法２＞における（Ｒ）の画素形成に用いたのと
同じものを用いた。当光学系にて予め、（Ｇ）の塗膜Ｇ
の１パルス当たりの蒸散深さを測定したところ、１パル
ス当たり０．１μｍであった。従って、（Ｇ）の塗膜層
２５だけを蒸散させるためにはレーザー光のパルスを８
ショット照射すればよいことが分かった。このためレー
ザー光２６を（Ｒ）の画素形成時と同様にしてフォトマ
スク２７を介し、８ショット照射したら次の領域にＸＹ
ステージで移動させることを繰り返し、基板全体に
（Ｒ）の１００μｍ幅のストライプ状の画素２４に隣接
した（Ｇ）の１００μｍ幅のストライプ状の画素２８を
形成した。この時フォトマスク２７はフォトマスク２３
と同じものを用いた。

【００２４】次に第３色目（Ｂ）の着色組成物を、第１
色目の画素２４及び第２色目の画素２８が形成された基
板２０上に第１色目と同様に塗布乾燥し、（Ｂ）の塗膜
層２９を得た。このとき（Ｒ）又は（Ｇ）と（Ｂ）の重
なった部分の膜厚が１．６μｍであったため、（Ｂ）の
塗膜層２９の膜厚は（Ｇ）と同じく０．８μｍであっ
た。光学系は上記＜カラーフィルターの製造方法２＞に
おける（Ｒ）の画素形成に用いたのと同じものを用い
た。当光学系にて予め、（Ｂ）の塗膜２９の１パルス当
たりの蒸散深さを測定したところ、１パルス当たり０．
１μｍであった。従って、（Ｂ）の塗膜層２９だけを蒸
散させるためにはレーザー光のパルスを８ショット照射
すればよいことが分かった。このためレーザー光３０を
（Ｇ）の画素形成時と同様にしてフォトマスク３１を介
し、８ショット照射したら次の領域にＸＹステージで移
動させることを繰り返し、基板全体に（Ｒ）のストライ
プ状の画素２４と（Ｇ）のストライプ状の画素２８に隣
接した（Ｂ）の１００μｍ幅のストライプ状の画素３２
を形成した。この時フォトマスク３１はフォトマスク２
３と同じものを用いた。以上の工程にて基板全体に
（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の各１００μｍ幅のストライプ
状の画素が交互に繰り返し形成されたカラーフィルター
３３が得られた。得られたカラーフィルター３３を膜厚
を膜厚計にて測定したところ、各画素共画素表面は平坦
で膜厚が一定であり、各（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の画素
はそれぞれ０．８μｍの厚さであった。又カラーフィル
ター３３を顕微鏡観察したところ、画素間に隙間がな
く、均一で、図６に示す如くフォトマスク２３を４分の
１に縮小した通りのパターンを有する高品質のものであ
った。

【００２５】

【発明の効果】本発明によるカラーフィルターの製造方
法によれば、画素形成工程に現像工程を含まないため廃
液処理を必要としない。又、本発明によるカラーフィル
ターは現像工程を含まないため現像液からの不純物の混
入がなく、従って不純物の混入に起因する画素欠陥がな
く、高品質のカラーフィルターとなる。又、不純物の混
入に起因する画素欠陥がないため製造歩止まりが向上す
る。レーザーにより画素形成を行うので、高価な感光性
樹脂を用いる必要がなく、材料コストを低くすることが
できる。各色の画素の表面が平坦で膜厚が一定のものが
できるため、高品質のカラーフィルターが得られる。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例のうち、ビーム露光法に
よるカラーフィルターの製造工程を模式的に表した図で
ある。

【図２】図２は本発明の実施例のうち、フォトマスクを
用いた面露光によるカラーフィルターの製造工程を模式
的に表した図である。

【図３】図３は実施例のブラックマトリックス形成基板
４５の断面図である。

【図４】図４はブラックマトリックス形成のためのフォ
トマスク４４の拡大図である。

【図５】図５はブラックマトリックス形成基板上に本発
明に基づきビーム露光法にて作成したカラーフィルター
１１の平面図である。

【図６】図６は本発明に基づきフォトマスクを用いた面
露光により作成したカラーフィルター３３の平面図であ
る。

【符号の説明】

１…ブラックマトリックス形成板基板２…第１色目の着色塗膜層３、６、９…レーザー光４…第１色目の画素５…第２色目の着色塗膜層７…第２色目の画素８…第３色目の着色塗膜層１０…第３色目の画素１１…カラーフィルター２０…基板１１…第１色目の着色塗膜層２２、２６、３０…レーザー光２３、２７、３１…フォトマスク２４…第１色目の画素２５…第２色目の着色塗膜層２８…第２色目の画素２９…第３色目の着色塗膜層３２…第２色目の画素３３…カラーフィルター４５…ブラックマトリックスを形成した基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成した着色塗膜層を、その画
素となる部分を残してレーザー光により取り去ったこと
を特徴とするカラーフィルター。
【請求項２】基板上に着色塗膜層を形成した後、画素
となる部分を残して、レーザー光により前記着色塗膜層
を蒸散させて取り去ることを特徴とするカラーフィルタ
ー製造方法。
【請求項３】レーザー光が紫外線レーザー光である請
求項１記載のカラーフィルター。
【請求項４】レーザー光がエキシマレーザー光である
請求項１記載のカラーフィルター。
【請求項５】基板上に３色の画素を形成するカラーフ
ィルターの製造方法において、基板上に第１色目の着色
塗膜層を形成し、第１色目の画素となる部分以外の着色
塗膜層部分に紫外線レーザー光を照射して着色塗膜層の
該被照射部分を蒸散させることにより第１色目の画素を
形成する工程と、第２色目の着色塗膜層を第１色目の画
素が形成された基板上に形成し、紫外線レーザー光を第
２色目の画素となる部分以外の第２色目の着色塗膜層部
分に照射して第２色目の画素となる部分以外の着色塗膜
層だけを蒸散させることにより第２色目の画素を形成す
る工程と、第３色目の着色塗膜層を第１、第２色目の画
素が形成された基板上に形成し、紫外線レーザー光を第
３色目の画素となる部分以外の第３色目の着色塗膜層部
分に照射して第３色目の画素となる部分以外の着色塗膜
層だけを蒸散させることにより第３色目の画素を形成す
る工程を有することを特徴とするカラーフィルターの製
造方法。