JPH10104413A

JPH10104413A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH10104413A
Application number: JP25676296A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hayashi; 秀樹林; Munehiro Hatai; 宗宏畠井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】透明基板上の着色塗膜にレーザー光を照射し
て画素を形成するレーザー光照射法によってカラーフィ
ルタを製造する方法であって、各色の画素の厚みを揃え
ることにより、より平坦性に優れたカラーフィルタを製
造する方法を提供すること。【解決手段】透明な基板上に着色塗膜層を形成し、次
いで、レーザー光を画素となる領域以外の部分に照射
し、被照射部分の塗膜を蒸散させて、各色の画素を形成
することにより、少なくとも３色の画素を形成するカラ
ーフィルタの製造方法において、第１色目、第２色目及
び第３色目の基板上の着色塗膜の膜厚をそれぞれｄ₁、
ｄ₂及びｄ₃としたとき、ｄ₁＞ｄ₂≧ｄ₃で規定される条
件を満足するように各着色塗膜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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置のカラーフィルタを製造する方法に関し、更に詳しく
は、各着色画素の厚みが均一で、平坦性に優れたカラー
フィルタ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、透明な基板上
に３色の画素を形成したカラーフィルタが用いられてい
る。３色としては、一般に、赤、青、緑の３原色が使用
されている。所望により、色相の異なる第４色目以上の
画素を形成してもよい。従来、カラーフィルタの製造方
法として、透明な基板上に、第１の色相の顔料を分散さ
せた感光性樹脂組成物の塗膜を形成し、該塗膜上からマ
スクパターンを介して露光し、次いで、現像することに
より、第１のパターン状の透明着色画素を形成し、更
に、その上に同様の工程を繰り返すことにより、第２、
第３の色相のパターン状の透明着色画素を形成する方法
が提案されている（特開平６−６７０１０号公報）。ま
た、粒径１μｍ以上の顔料粒子が全顔料粒子の１０重量
％以下の粒径分布を有する顔料が分散された感光性樹脂
組成物を用いたカラーフィルタ（特開昭６０−１２９７
０７号公報）が提案されている。

【０００３】これらの着色感光性樹脂組成物を用いるカ
ラーフィルタの製造方法では、露光後に、水または有機
溶媒等の現像液を用いて現像することにより、現像液に
溶解する非露光部または露光部を除去し、着色画素を得
ている。ところが、このような製造方法では、現像工程
を必要とするため、現像液の廃液処理を行わなければな
らない。また、着色画素中に現像液からの未溶解物、ダ
スト等の混入があり、画素欠陥の原因となる。

【０００４】更に、着色感光性樹脂組成物を用いる方法
では、感光性成分や樹脂成分の性能により、感度及び解
像度が支配される。各着色画素の光透過率特性によって
も、各着色感光性樹脂組成物の感度及び解像度に差異が
生じる。一般に、青が最も感度が良く、以下、赤及び緑
の順であり、解像度についても、この順に従って低下す
る。そこで、要求される感度と解像度を得るためには、
着色感光性樹脂組成物の各成分を選択する必要がある。
そのために、着色感光性樹脂組成物が高価にならざるを
得なかった。また、この方法では、着色画素を得るため
の工程数が多くならざるを得ず、歩留りの低下を引き起
こし、製造コストが高くなってしまうという欠点があっ
た。

【０００５】感光性成分や樹脂成分の含有量などを調整
して、感度及び解像度の調整を行うと、各着色画素の膜
厚が異なってしまい、段差が生じてしまう。着色画素間
に段差が生じると、カラーフィルタの平坦性が損なわ
れ、実装時、電極間に電圧をかけると、かかる電圧に差
を生じて、表示不良を引き起こす。液晶ディスプレイで
は、液晶に電圧を加えて、液晶分子を配向させるが、セ
ルギャップにより、コントラストを最大にする電圧が変
化する。カラーフィルタの各着色画素の膜厚が異なる
と、セルギャップが変わり、色毎に最適な電圧が変わっ
てしまう。そのために、コントラストの低下やオフ時の
色バランスが崩れるという問題を生じる。また、カラー
フィルタに段差があると、配向膜の表面を一定方向にラ
ビングして液晶分子同士をラビング方向に配列させるラ
ビング処理時に、画素境界部分がラビングされずに、液
晶に配向不良を生じ、コントラストが低下する。

【０００６】最近、本発明者らは、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
の照射により被照射部分を蒸散させて取り去ることによ
り、カラーフィルタを製造する方法に想到した。この方
法では、（１）基板上に第１色目の着色塗膜層を形成
し、第１色目の画素となる領域以外の部分にレーザー光
を照射して被照射部分のみを蒸散させることにより、第
１色目の着色画素を形成し、（２）次いで、第２色目の
着色塗膜層を第１色目の画素の上を被覆して形成し、レ
ーザー光を第２色目の着色画素となる領域以外の部分に
照射すると共に、レーザー光の出力（照射エネルギー
量）を制御して、第２色目の着色塗膜層の被照射部分の
みを蒸散させることにより、第１色目の着色画素を残し
て第２色目の画素を形成し、（３）更に、第３色目の着
色塗膜層を第１色目と第２色目の画素の上を被覆して形
成し、レーザー光を第３色目の着色画素となる領域以外
の部分に照射すると共に、レーザー光の出力を制御し
て、第３色目の着色塗膜層の被照射部分のみを蒸散させ
ることにより、第１色目と第２色目の着色画素を残して
第３色目の画素を形成している。

【０００７】このレーザー光照射法を採用すれば、感光
性樹脂を使用することに伴う前記の如き問題点は解消さ
れ、しかも高精細な着色画素が形成されたカラーフィル
タを製造することができる。しかし、各色の着色塗膜が
同一系の組成物であるような場合、簡便のため、同一の
塗布条件で塗布して本方法を用いると、第２色目の画素
を形成する際に、被照射部分の第２色目の着色塗膜のみ
ならず、第１色目の画素の上部も蒸散することがあり、
第３色目の画素を形成する際にも、被照射部分の第３色
目の着色塗膜のみならず、第１色目と第２色目の画素の
上部も蒸散することがあるため、完成したカラーフィル
タの画素の厚みが第３色目、第２色目、第１色目の順に
薄くなり、優れた色調の高コントラストを得るのが困難
であることが判明した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透明
基板上の着色塗膜にレーザー光を照射して画素を形成す
るレーザー光照射法によってカラーフィルタを製造する
方法であって、各色の画素の厚みを揃えることにより、
より平坦性に優れたカラーフィルタを製造する方法を提
供することにある。本発明者らは、鋭意研究を行った結
果、３色の着色塗膜層の基板上での厚みを順次薄くして
いくことにより、カラーフィルタの平坦化を向上させ得
ることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて
完成するに至ったものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、透明な
基板上に少なくとも３色の画素を形成するカラーフィル
タの製造方法において、（１）基板上に第１色目の着色
塗膜層を形成し、次いで、レーザー光を第１色目の画素
となる領域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を
蒸散させることにより、第１色目の画素を形成する工
程、（２）第１色目の画素が形成された基板の全面に、
第１色目の画素を被覆するようにして第２色目の着色塗
膜層を形成し、次いで、レーザー光を第２色目の画素と
なる領域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸
散させることにより、第２色目の画素を形成し、その
際、レーザー光の出力を制御して、第１色目の画素を残
して、その上に被覆された第２色目の塗膜を蒸散させる
工程、及び（３）第１色目と第２色目の画素が形成され
た基板の全面に、第１色目と第２色目の画素を被覆する
ようにして第３色目の着色塗膜層を形成し、次いで、レ
ーザー光を第３色目の画素となる領域以外の部分に照射
して、被照射部分の塗膜を蒸散させることにより、第３
色目の画素を形成し、その際、レーザー光の出力を制御
して、第１色目と第２色目の画素を残して、それらの上
に被覆された第３色目の塗膜を蒸散させる工程を含み、
（４）前記各工程において、第１色目、第２色目及び第
３色目の基板上の着色塗膜の膜厚をそれぞれｄ₁、ｄ₂及
びｄ₃としたとき、下記式（１）で規定される条件を満
足するように各着色塗膜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が提供される。ｄ₁ ＞ｄ₂ ≧ｄ₃ （１）

【００１０】前記各工程において、第１色目の画素上に
被覆された第２色目の着色塗膜の膜厚をｄ₂’としたと
き、下記式（２）で規定される条件を満足するように各
着色塗膜を形成することが好ましい。ｄ₁ ＋ｄ₂’≒２ｄ₂ （２）

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法につい
て、図１を用いて説明する。（１）第一工程基板１上に第１色目の着色塗膜層２を形成する。ここ
で、基板は、通常、透明であり、ガラス、合成樹脂から
なる透明な薄板、シート、フィルム等である。基板とし
て、予めブラックマトリクスが形成されているものも使
用できる。ブラックマトリクス（遮光層）とは、各着色
画素の隙間を遮光性物質で埋め、または被覆したもので
あり、カラーフィルタのコントラストを向上させる役割
を果たす。ブラックマトリクスの材質としては、例え
ば、クロム、酸化クロムの薄膜、カーボンブラック、黒
鉛、遮光性物質を混入した樹脂組成物等がある。透明な
基板を用い、２色以上の画素を重ね合わせてブラックマ
トリクスを形成してもよい。ここで言う、第１色目と
は、カラーフィルタに必要な３原色の１つで、第２色
目、第３色目は、各々残りの色である。通常は、３原色
として赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が用いらる。着色塗膜
層の形成は、着色組成物を基板に塗布し、乾燥すること
により行う。

【００１２】着色組成物は、これを塗膜にして、カラー
フィルタの画素として用いた場合、充分な色特性を持っ
ているものであり、通常、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。分散剤とは、顔料を微細
化し、安定に分散させる機能を有するものである。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、ベリノン系、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、ピリジアン、及び
これらの混合物が使われる。顔料を表面処理し、顔料の
分散性を向上させた修飾顔料も使用することができる。

【００１３】分散剤としては、界面活性剤が良く使用さ
れる。界面活性剤には、イオン性界面活性剤、ノニオン
性界面活性剤がある。イオン性界面活性剤には、カチオ
ン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及び両性界面
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
ム塩類等がある。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
テル類等がある。両性界面活性剤の例として、アミノ酸
塩類等がある。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
る。

【００１４】また、分散剤として、界面活性剤以外に、
市販の顔料分散用樹脂も使用することができる。この例
として、水溶性の樹脂として、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、ポリアクリル
アミド、またはアクリル酸、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の重
合体等がある。また、これらの共重合体も用いられる。
溶剤系の樹脂として、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
がある。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。

【００１５】顔料は、上記界面活性剤、顔料分散用の樹
脂のどちらか一方で分散を行い、残りのを一方を顔料を
分散した後、添加することも可能である。着色組成物に
用いられる溶媒としては、通常の塗料に用いられている
溶媒が使用できる。具体例としては、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、酢酸エステル等が挙げられる。

【００１６】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ができ
る。バインダー樹脂としては、上記顔料分散用の樹脂と
して挙げた樹脂も用いることができる。上記組成物から
適当なものを選択し、通常の分散機により、顔料を溶媒
中に分散する。溶媒中には分散剤が予め溶解してある。
分散機には、サンドミル、ボールミル、ホモジナイザー
等が使用される。

【００１７】このようにして得られた着色組成物を基板
に塗布し、第１色目の塗膜２を形成する。塗膜形成方法
としては、スピンコート、ロールコート、バーコート、
ディッピング等がある。塗膜の膜厚は、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、塗膜をベークし、塗膜
を乾燥させる。その方法の例として、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が挙げられ
る。塗膜を乾燥させる条件としては、溶媒の蒸気圧、ポ
リマーの耐熱性により適宜選択されるが、ベークの温度
として、常温以上３００℃以下、好適な範囲として５０
〜１００℃である。

【００１８】こうして得られた第１色目の着色塗膜２
に、第１色目の着色画素が形成される領域以外の部分に
レーザー光３を照射し、レーザー光を照射した部分を蒸
散させることにより、第１色目の着色画素５を形成す
る。ここで使用するレーザーとしては、レーザー光が塗
膜に照射されて、蒸散を起こすように、充分短い波長で
なければならない。従って、波長が紫外線領域にあるエ
キシマーレーザーが好適である。使用されるエキシマー
レーザーとしては、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦがある。
しかしながら、ＣＯ₂、ＹＡＧレーザーのように、波長
が赤外光であっても、非線形光学材料を用い、第２、第
３高調波により、その波長を得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。レーザー光のエネルギー密
度は、通常、０．２〜３Ｊ／ｃｍ²であり、０．５〜２
Ｊ／ｃｍ²が特に好適である。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。また、小さすぎると塗膜が蒸散を起こさない。レ
ーザー光は、第２色目以降の画素の形成のために、レー
ザー光の出力を制御することが必要である。出力を制御
するには、レーザー光がパルス光であることが望まし
い。なぜならば、パルス光のショット数を制御すること
により、塗膜の深さ方向の加工制御が可能となるからで
ある。形成される着色画素の大きさは、通常、略１００
×３００μｍであり、画素間隔は、通常、約３０μｍで
ある。

【００１９】レーザー光を照射して、着色画素を形成す
るのに２つの方法がある。１つは、図１（ｂ）に示すよ
うに、フォトマスク４を介し、面露光によって、ある領
域にレーザー光３を照射し、一括で画素を形成し、ＸＹ
ステージ等により、基板を移動し、またレーザー光を照
射し、画素を形成する。この工程を繰り返すことによ
り、基板の全面に着色画素を得る。この場合、できる限
り大面積の方が加工時間が短くなり有利だが、露光面積
を広げすぎると、エネルギー密度が小さくなり、蒸散を
起こさなくなってしまう。最低限蒸散するようなエネル
ギー密度で、レーザー光の領域を広げるのが好ましい。
この方法では、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。

【００２０】もう１つの方法としては、レーザー光を小
さく絞り込み、走査することにより着色画素を形成す
る。レーザー光のスポットの大きさは、スポットの縦、
横のどちらかが少なくとも３０μｍ以下にすることが好
ましい。レーザー光を走査する方法としては、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、フォトマスクは不要であり、微細加工には有利であ
る。このようにして、第１色目の着色画素５を形成す
る。

【００２１】（２）第二工程図１（ｄ）に示すように、第２色目の着色組成物を第１
色目の画素５が形成された基板１の上に塗布し、乾燥さ
せて第２色目の塗膜６を形成する。このとき、塗液の流
動性から、第１色目の画素５上の第２色目の塗膜６１の
厚さは、必ず凹部である基板上の第２色目の塗膜６の厚
さより薄くなる。第１色目と第２色目の画素の厚みを一
定にするためには、第１色目の画素厚みｄ₁を基板上の
第２色目の塗膜厚みｄ₂よりも大きくすることが必要で
ある。第２色目の塗膜を第１色目の塗膜と同じ厚さで塗
布すると、第１色目の画素上の第２色目の塗膜厚さが薄
くなりすぎて、基板上の不要な第２色目の塗膜を蒸散す
る際に、第１色目の画素の上部まで削られてしまうため
である。第１色目の画素厚みｄ₁と第１色目の画素上の
第２色目の塗膜厚さｄ₂’の和が、基板上の第２色目の
塗膜厚さｄ₂の約２倍となるようにすることが好まし
い。

【００２２】式（２）において、ｄ₁ ＋ｄ₂’≒２ｄ₂と
して等号（＝）を使用していないのは、基板の面内での
膜厚分布を考慮したためであり、通常、±１０％程度の
誤差は許容される。この条件は、塗布条件を選ぶことに
より、０．１μｍ程度の精度で達成することができる。
次に、図１（ｅ）に示すように、第１色目の着色画素を
形成したときと同様にして、レーザー光３を第２色目の
着色画素を形成させる領域以外のところに照射し、第２
色目の着色画素７を形成する。ここで、レーザーのパル
ス１ショット当たりの蒸散の深さ、すなわちエッチレー
ト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、基板上の第２色目の塗膜６の被照射部分
を蒸散させるのに必要なショット数を求め、そのショッ
ト数だけレーザー光パルスを照射し、第１色目の画素５
と厚みを揃えた第２色目の着色画素７を形成する。この
ときの各画素の厚みは、ｄ₂である。

【００２３】（３）第三工程最後に、図１（ｇ）に示すように、第３色目の着色塗膜
８を第１、第２色目着色塗膜と同様にして形成し、第２
色目着色画素を形成したときと同様にして、レーザー光
を第３色目の着色画素を形成させる領域以外のところに
照射し、第３色目の着色画素９を形成する。ここで蒸散
させるのは、通常、第１色目、第２色目の着色画素の上
の第３色目の着色塗膜８１のみであるため、第３色目の
基板上の塗膜厚さｄ₃が、第２色目の着色画素の厚みｄ₂
以下であれば、すなわち式（１）が満足されれば、必ず
３色の画素の厚みを揃えることができる。そのために
は、レーザーのパルス１ショット当たりの蒸散の深さ、
すなわちエッチレートを予め測定しておき、第３色目の
塗膜の膜厚を測定することにより、３色の画素厚みを揃
えるのに必要なショット数を求め、そのショット数だけ
パスルを照射し、第１色目、第２色目の上にある第３色
目の着色塗膜のみ、あるいは場合によっては第１色目、
第２色目の着色画素の上部の一部を蒸散させる。上記の
ようにして厚みがｄ₃に揃った３色の着色画素を形成
し、平坦性に優れたカラーフィルタを作製することがで
きる。

【００２４】本発明では、第１色目の着色塗膜は、単に
レーザー光を照射し、被照射部分を蒸散させることによ
り着色画素を形成し、第２色目以降は、レーザー光の出
力を制御することによりエッチング深さをコントロール
しながら、不要な塗膜のみを蒸散させることにより、着
色画素を形成し、カラーフィルタを製造する。レーザー
光の蒸散は、レーザー光の波長領域に吸収のある物質な
らば、ほとんど行われるので、着色塗膜の材料選択性が
広くなる。また、レーザー光を用いるため、ドライプロ
セスにより画素形成を行うことができる。第１色目から
順次塗膜厚さを薄くしているので、完成したカラーフィ
ルタは、３色の画素厚さが揃っていて平坦性に優れてい
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００２６】［実施例１］〈着色組成物の作製〉最初にＲＧＢの着色組成物を作製
する。ここでＲＧＢとは、カラーフィルタの画素におけ
る３原色で、Ｒ、Ｇ及びＢは、それぞれ赤、緑及び青で
ある。ＲＧＢの着色組成物を作製するために、赤、緑、
青の３色に加えて、色調整用として、黄及び紫の２色の
顔料を分散する。着色組成物の配合組成顔料：１５％ポリビニルアルコール（ゴーセノール：ＫＰ０８、日
本合成化学工業（株）製) ：３％ノニオン系界面活性剤（ノイゲンＥＡ１７０、第一工
業製薬（株）製）：３％水：７９％各色における顔料赤：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：ジスアゾイエロー紫：ジオキサジンヴァイオレットこれらの顔料をサンドミルにより分散した。色調整とし
て、以下の組成比で混合し、ＲＧＢの着色組成物を得
た。Ｒ＝赤：黄（８５：１５）Ｇ＝緑：黄（６１：３９）Ｂ＝青：紫（７８：２２）

【００２７】〈カラーフィルタの製造方法１〉１０ｃｍ
角の無アルカリガラス基板に、第１色目として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分間置き、乾燥させ塗膜を作製
した。このとき、塗膜の膜厚は、１．２μｍであった。
得られたＲの着色塗膜の着色画素を形成すべき部分以外
の部分に、ＫｒＦのエキシマレーザー（Ｌ５８３７：浜
松ホトニクス（株））を照射して蒸散させ、Ｒの着色画
素を形成した。このときレーザー光のスポットサイズを
レンズ系により１０×１５０μｍに縮小し、ＸＹステー
ジにより基板を移動させながらレーザー光を照射するこ
とにより、Ｒの１００×３００μｍの大きさの画素を形
成した。このときのレーザーのエネルギー密度は、２Ｊ
／ｃｍ²であった。

【００２８】次に、Ｇの着色組成物をこのＲの画素が形
成されている基板の上から塗布し、同様に乾燥してＧの
塗膜を得た。このとき、Ｇの塗膜厚さは、基板上で０．
８μｍ、Ｒの画素上では０．４μｍであった。すなわ
ち、ＲとＧの２層の重なった部分の厚みは、１．６μｍ
であった。予め、Ｇ及びＲの塗膜の単位パルス当たりの
蒸散する深さ、すなわちエッチレートを測定したとこ
ろ、双方とも０．２μｍ／パルスであった。従って、Ｇ
の画素が形成される領域以外の部分を蒸散させてＲとＧ
の厚みを揃えるためには、レーザー光のパルスを走査
し、４ショット照射すればよいことが分かった。このよ
うにしてレーザー光をＲと同様にＧの画素が形成される
領域以外の部分にＸＹステージを移動させながら、各部
分４ショットずつ照射した。こうしてＲと同様に１００
×３００μｍのＧの画素を形成した。

【００２９】最後に、Ｂの画素をＧと同様にして形成し
た。このとき、Ｂの塗膜厚さは、基板上では０．８μ
ｍ、ＲおよびＧの塗膜上では０．４μｍであった。すな
わち、ＲあるいはＧとＢの２層の重なる部分の厚みは、
１．２μｍであった。ＢのエッチレートはＧと同様０．
２μｍ／パルスであったので、不要なＢを蒸散させてＲ
ＧＢの厚みを揃えるためにレーザー光のパルスをＢの画
素が形成される領域以外の部分にＸＹステージを移動し
ながら、各部分２ショットずつ照射し、１００×３００
μｍのＢの画素を形成した。このようにして各画素の厚
みが０．８μｍと揃ったＲＧＢの画素が形成されたカラ
ーフィルタが得られた。

【００３０】［実施例２］〈カラーフィルタの製造方法２〉１０ｃｍ角の無アルカ
リガラス基板に、第１色目として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分間置き、乾燥させ塗膜を作製した。このと
き、塗膜の膜厚は、１．３μｍであった。得られたＲの
着色塗膜の着色画素を形成すべき部分以外の部分にＫｒ
Ｆのエキシマレーザー（Ｌ５８３７：浜松ホトニクス
（株））を照射して被照射部分を蒸散させ、Ｒの着色画
素を形成した。このときレーザー光にフォトマスクを介
し、スポットサイズをレンズ系により７×７ｍｍに縮小
し、この領域内にレーザー光を照射し画素を形成した。
次に、ＸＹステージで基板を移動し、次の領域のＲの画
素を形成するという動作を繰り返し、基板全体にＲの１
００×３００μｍの大きさの画素を形成した。このとき
のレーザーのエネルギー密度は、１Ｊ／ｃｍ²であっ
た。

【００３１】次に、Ｇの着色組成物をこのＲの画素が形
成されている基板の上から塗布し、同様に乾燥してＧの
塗膜を得た。このとき、Ｇの塗膜厚さは、基板上では
０．９μｍ、Ｒの画素上では０．５μｍであった。すな
わち、ＲとＧの２層が重なる部分の厚みは、１．８μｍ
であった。予め、Ｇ及びＲの塗膜の単位パルス当たりの
蒸散する深さ、すなわちエッチレートを測定したとこ
ろ、双方とも０．１μｍ／パルスであった。従って、Ｇ
の画素が形成される領域以外の部分を蒸散させてＲとＧ
の厚みを揃えるためには、レーザー光のパルスを９ショ
ット照射すればよいことが分かった。このようにしてレ
ーザー光をＲと同様にフォトマスクを介し、９ショット
照射した後、次の領域にＸＹステージで移動させる動作
を繰り返し、基板全体にＧの１００×３００μｍの大き
さの画素を形成した。

【００３２】最後にＢの画素をＧと同様にして形成し
た。このとき、Ｂの塗膜厚さは、基板上では０．８μ
ｍ、Ｒ及びＧの塗膜上では０．４μｍであった。すなわ
ち、ＲあるいはＧとＢの２層が重なる部分の厚みは、
１．３μｍであった。Ｂのエッチレートは、Ｇと同様
０．１μｍ／パルスであったので、不要なＢを蒸散させ
てＲＧＢの厚みを揃えるために、レーザー光のパルスを
５ショット照射すればよいことが分かった。このように
してレーザー光をＧと同様にフトマスクを介し、５ショ
ット照射した後、次の領域にＸＹステージで移動させる
動作を繰り返し、基板全体にＢの１００×３００μｍの
大きさの画素を形成した。このようにして各画素の厚み
が０．８μｍと揃ったＲＧＢの画素が形成されたカラー
フィルタが得られた。以上の各実施例において、各色の
塗膜厚さを整理すると表１のようになる。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の製造法によれば、以下のような
顕著な効果を奏することができる。（１）着色画素の形成工程がドライプロセスであるの
で、廃液処理を必要としない。また、ウエットプロセス
における現像液からの不純物の混入もなく、画素欠陥を
少なくすることが可能となる。その結果、カラーフィル
タの歩留まりを向上することが可能となる。（２）着色画素に感光性を必要としないので、廉価な材
料により着色画素を形成することができ、かつレーザー
により画素形成を行うので、高精細なカラーフィルタを
製造することができる。（３）レーザーを光源に用いるために、レーザーのもつ
コヒーレント性から、マスクを塗膜から離したプロキシ
ミティ露光でも回折が無く、マスク通りのパターンが作
製できる。（４）各色の画素厚みが揃っており、高品質のカラーフ
ィルタが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１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の製造工程の一例
を模式的に表した図である。

【符号の説明】

１：基板２：第１色目着色塗膜３：レーザー光４：フォトマスク５：第１色目画素６：第２色目着色塗膜（基板上）６１：第２色目着色塗膜（画素上）７：第２色目画素８：第３色目着色塗膜（基板上）８１：第３色目着色塗膜（画素上）９：第３色目画素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板上に少なくとも３色の画素を
形成するカラーフィルタの製造方法において、（１）基
板上に第１色目の着色塗膜層を形成し、次いで、レーザ
ー光を第１色目の画素となる領域以外の部分に照射し
て、被照射部分の塗膜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、（２）第１色目の画素が形成
された基板の全面に、第１色目の画素を被覆するように
して第２色目の着色塗膜層を形成し、次いで、レーザー
光を第２色目の画素となる領域以外の部分に照射して、
被照射部分の塗膜を蒸散させることにより、第２色目の
画素を形成し、その際、レーザー光の出力を制御して、
第１色目の画素を残して、その上に被覆された第２色目
の塗膜を蒸散させる工程、及び（３）第１色目と第２色
目の画素が形成された基板の全面に、第１色目と第２色
目の画素を被覆するようにして第３色目の着色塗膜層を
形成し、次いで、レーザー光を第３色目の画素となる領
域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散させ
ることにより、第３色目の画素を形成し、その際、レー
ザー光の出力を制御して、第１色目と第２色目の画素を
残して、それらの上に被覆された第３色目の塗膜を蒸散
させる工程を含み、（４）前記各工程において、第１色
目、第２色目及び第３色目の基板上の着色塗膜の膜厚を
それぞれｄ₁、ｄ₂及びｄ₃としたとき、下記式（１）で
規定される条件を満足するように各着色塗膜を形成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。ｄ₁ ＞ｄ₂ ≧ｄ₃ （１）
【請求項２】前記各工程において、第１色目の画素上
に被覆された第２色目の着色塗膜の膜厚をｄ₂’とした
とき、下記式（２）で規定される条件を満足するように
各着色塗膜を形成する請求項１記載のカラーフィルタの
製造方法。ｄ₁ ＋ｄ₂’≒２ｄ₂ （２）