JPH1123823A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明基板上の着色塗膜に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
ラーフィルタの製造方法を提供すること。 【解決手段】 （１）透明な基板上に第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、
及び同様の工程を繰り返すことにより、少なくとも３色
の画素が形成されたカラーフィルタの製造方法におい
て、第１色目の着色塗膜を青色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が提案されている（特開
昭６０−１２９７０７号公報）。

【０００３】より具体的に、これらの感光性樹脂組成物
を用いるカラーフィルタの製造工程では、着色感光性樹
脂組成物を基板に塗布し、マスクを介し水銀灯等の光源
を用いてパターンを露光し、次いで、水または有機溶媒
等の現像液で現像することにより、非露光部を除去し、
着色画素を得ている。以上の工程を複数回繰り返すこと
により、３色の画素を備えたカラーフィルタを形成させ
ている。しかし、感光性樹脂を用いたカラーフィルタの
製造方法は、現像工程を必要とするため、現像液の廃液
処理を行わねばならず、しかも、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】また、感光性樹脂を用いる従来の方法で
は、各着色画素の光透過率特性に応じて感度及び解像度
に差が生じるため、感光性樹脂やバインダー樹脂の含有
量を調整するなどして、感度及び解像度を調整する必要
がある。ところが、このような調整を行うと、各着色画
素の膜厚が異なってしまい、コントラストの低下などの
不都合を招く原因となる。すなわち、各着色画素の膜厚
が異なって段差が生じると、カラーフィルタの平坦性が
損なわれ、実装時に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、液晶に電圧をかけて液晶分子を配向させるが、
カラーフィルタの各着色画素の膜厚が異なり段差が生じ
ると、セルギャップが変わり、色ごとに最適な電圧が変
わってしまい、そのため、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、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。

【０００５】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色目の画素の上から形成し、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１
色目の着色画素を残して第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２色目の画素を形成
し、（３）以下同様にして、第３色目の画素を形成して
いる。

【０００６】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
同一系の着色組成物から形成されているような場合、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、その下にある第１色目の画
素の上部も飛散することがある。同様に、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、その下にある第１色目と第２色目の画素の
上部も飛散することがある。そのため、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、及び第
１色目の順に薄くなり、段差が生じてしまい、優れた色
調と高コントラストを得るのが困難であることが判明し
た。

【０００７】

【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の製造方法を提供す
ることにある。本発明者らは、鋭意研究を行った結果、
レーザー光照射法によるカラーフィルタの製造工程にお
いて、第１色目となる着色塗膜のレーザー光に対する蒸
散速度を、第２及び第３色目となる着色塗膜の蒸散速度
より小さくすることにより、カラーフィルタの平坦性を
向上させ得ることを見出した。より具体的に、第１色目
となる着色塗膜の色調を青色とすることにより、当該着
色塗膜のレーザー光に対する蒸散速度を、容易に、第２
及び第３色目となる着色塗膜の蒸散速度より小さくでき
ることを見出した。本発明は、この知見に基づいて完成
するに至ったものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（１）
透明な基板上に第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む、少なくとも３色の画素
が形成されたカラーフィルタの製造方法において、第１
色目の着色塗膜を青色と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。

【０００９】

【発明の実施の形態】 〈カラーフィルタ用着色組成物〉本発明では、各色目の
着色塗膜を形成するために、着色組成物を使用する。着
色組成物とは、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。ここでいう分散剤とは、顔料を微細
化し、安定に分散させるものである。

【００１０】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、無機顔料として、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、
ビリジアンがある。これらの顔料は、単独で用いてもよ
く、２種以上の混合物を用いてもよい。また、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
用することができる。

【００１１】分散剤としては、界面活性剤が好ましく使
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り、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。

【００１２】また、分散剤として、界面活性剤以外に、
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
リアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、ポリ２−ヒドロキシエチルメタク
リレート、ポリ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、マレイン酸樹脂等がある。

【００１３】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分散を行い、残
りの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を使用することができ、例えば、
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。

【００１４】上記着色組成物には、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。また、樹脂
（有機）バインダーの他にも金属アルコキシドのような
無機バインダー、シリコーン樹脂のような有機／無機ハ
イブリッドバインダー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。

【００１５】〈カラーフィルタの作製方法〉上記着色組
成物を用いて、カラーフィルタを作製する。図１には、
本発明のカラーフィルタの製造工程がフロー図として示
されている。そこで、以下、本発明の製造方法につい
て、図１を参照しながら説明する。

【００１６】（１）第１工程 基板１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、フィルムなどである。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とは、各着色画素の隙間
を遮光性物質で埋め、あるい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。また、基板は、
透明な基板を用い、ブラックマトリクスは２色以上の画
素の重ね合わせで形成してもよい。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、以降
第２色目、第３色目は、それぞれ残りの色である。通常
は、３原色として赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が用いられ
る。

【００１７】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。塗膜形成方法とし
て、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、ホットプレート上に置く
か、あるい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、溶媒の蒸気圧やポリマ
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５０〜１
００℃である。こうして得られた塗膜２に、第１色目の
着色画素５が形成される領域以外の部分にレーザー光３
を照射し、レーザー光が照射された部分を蒸散させるこ
とにより、第１色目着色画素５を形成する。

【００１８】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、充分に短
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。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。

【００１９】レーザー光のエネルギー密度は、通常、
０．２〜３Ｊ／ｃｍ²であり、好ましくは０．５〜２Ｊ
／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、その下にある基板まで蒸散してしまう。逆
に、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
出力を制御する必要がある。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。パルス光のシ
ョット数により、塗膜の深さ方向の加工制御が可能とな
るからである。

【００２０】各色調の着色組成物は、耐熱性の観点か
ら、通常は、緑、赤、青の順番に用いられる。本発明で
は、第１色目の着色塗膜の色調として青を用いる。本発
明者らの検討結果によれば、レーザー光の照射量が同じ
場合、青色の着色塗膜は、赤や緑の着色塗膜に比べて、
蒸散量（エッチング深さ）が小さく、プロセス上好まし
いことが見出された。その理由は、以下のとおりである
と推定される。着色剤以外の組成を揃えた系で、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の吸収特性を測定し
てみると、図２に示すようになり、レーザー光の波長領
域で（紫外領域）では、全般に青による吸収が最も大き
く、レーザー光を照射した場合に着色塗膜の内部にまで
レーザー光が入り込みにくいので、蒸散量が赤や緑に比
べて小さくなるのである。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
り着色画素を形成するので、エッチング深さをコントロ
ールする必要はない。

【００２１】形成される着色画素の大きさは、目的に応
じて適宜選定することができるが、通常、およそ１００
×３００μｍであり、画素間隔はおよそ３０μｍであ
る。レーザー光を照射して、着色画素を得るのに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を介した面露光による方法であり、ある領域にレ
ーザー光を照射して一括で画素を形成し、次いで、ＸＹ
ステージ等により基板を移動し、レーザー光を照射して
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。この方法では、１回の照射面
積は、できる限り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、レーザー光のエネルギー密
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。

【００２２】もう１つの方法は、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方法で
ある。レーザー光のスポットの大きさは、通常、スポッ
トの縦、横のどちらかが少なくとも３０μｍ以下にする
必要がある。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、あるいはレーザ
ー光を光学系により走査する方法がある。この方法で
は、フォトマスクは不要であり、特に微細加工には有利
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。

【００２３】（２）第２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が形成された基板の上から塗布し、乾燥さ
せて第２色目の塗膜を形成する。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。この場合、第２色目の基板上での塗膜厚さ
ｄ₂を、第１色目の塗膜厚さｄ₁より若干薄くした方が、
画素厚さを揃えやすいが、通常は、工程管理の容易さか
ら、第１色目と第２色目の塗液の粘度を揃えて同一条件
で塗布することが多い。よって、通常は、第１色目と第
２色目の塗膜厚さは等しい。

【００２４】次に、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、レーザー光のパルス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、基板上の不要な第２色目の塗膜を蒸散させ
る。例えば、エッチレートｒ₂を予め測定しておき、第
２色目の塗膜の膜厚ｄ₂ を測定することにより、基板上
の第２色目の塗膜６を蒸散させるのに必要なショット数
ｎを式（１） ｎ＝ｄ₂／ｒ₂ （１） から求め、そのショット数だけレーザー光パルスを照射
する。

【００２５】この際、第１色目の画素の上の第２色目の
塗膜厚さｄ₂’は、基板上の第２色目の塗膜厚さｄ₂より
も薄いため、上記レーザー光パルスが全ショット照射さ
れる前に第１色目の画素が露出する。ここで、第１色目
の着色塗膜のレーザー光に対する蒸散速度を、第２色目
の着色塗膜の蒸散速度より充分小さくすることにより、
第１色目の画素の蒸散量を最小限にすることができ、そ
の結果、第１色目と第２色目の画素の厚みを揃えること
ができる。このときの画素の厚みは、第２色目がｄ₂、
第１色目は、式（２）で表されるｄ₁’となり、当初の
ｄ₁より若干小さくなる。 ｄ₁’＝ｄ₁−（ｄ₂−ｄ₂’）・（ｒ₁／ｒ₂） （２）

【００２６】ここで、第１色目の着色塗膜のレーザー光
に対する蒸散速度は、第２色目の着色塗膜の蒸散速度の
１０分の１以上１０分の６以下が好ましく、５分の１以
上３分の１以下がより好ましい。この比率が１０分の６
より大きいと、露出した第１色目の画素の蒸散量が大き
く、第１色目と第２色目の画素の段差を小さくすること
が困難になる。逆に、この比率が１０分の１より小さい
と、第１色目と第２色目の画素の段差は充分小さくなる
が、第１工程で第１色目の画素を形成するときに蒸散さ
せにくく、多大なレーザー照射量を要する。

【００２７】一方、加工後の第１色目と第２色目の画素
の厚さを揃えるためには、式（２）において、ｄ₁’＝
ｄ₂と代入すればよく、第１色目の着色塗膜の厚さｄ₁を
式（３） ｄ₁＝ｄ₂＋（ｄ₂−ｄ₂’）・（ｒ₁／ｒ₂） （３） のように設定すればよい。この場合も、第１色目の着色
塗膜のレーザー光に対する蒸散速度ｒ₁を、第２色目の
着色塗膜の蒸散速度ｒ₂より充分小さくすることによ
り、第１色目の着色塗膜厚さを最低限に抑えられること
から、材料コストを低減することができる。

【００２８】（３）第３工程 最後に、図１（ｇ）〜（ｉ）に示すように、第３色目の
着色塗膜８を、第１及び第２色目の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色目及び第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
り、その厚みｄ₃’は、塗液の流動性から第３色目の基
板上の塗膜厚さｄ₃よりも必ず小さくなる。従って、ｄ₃
を第１色目や第２色目の着色画素の厚みに合わせること
により、容易に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
ショット数だけパルスを照射し、第１色目及び第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色目及び第２色目の着色画素の上部の一部
を蒸散させる。

【００２９】ここで、第３色目にエッチレートの小さい
青色の着色塗膜を用いることが考えられるが、エッチレ
ートが小さい分、多大なレーザー光の照射量を要した
り、混色を防ぐために、第１色目及び第２色目の画素の
一部に食い込むように蒸散させた場合、第１色目及び第
２色目の画素の目減りが大きく、画素間に段差がつきや
すくなったりするので、得策ではない。上記のようにし
て、厚みがほぼｄ₃に揃った３色の着色画素を形成する
ことができるので、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。

【００３０】（作用）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
ーザー光による蒸散は、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。レーザー光を用いるために、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
目の着色塗膜のレーザー光に対する蒸散速度が他色に比
べて小さいので、容易に３色の画素厚さが揃っていて、
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。

【００３１】

【実施例】本発明を以下の実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定され
るものではない。

【００３２】〈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、Ｂは、それぞれ赤、
緑、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、紫の
２色の顔料を分散する。顔料分散液の配合組成は、顔料
１５重量％、ポリビニルアルコール（ゴーセノール：Ｋ
Ｐ０８（日本合成化学工業（株）製）３重量％、ノニオ
ン系界面活性剤（ノイゲンＥＡ１７０（第一工業製薬
（株）製）３重量％、及び水７９重量％とした。各色に
おける顔料は、以下のとおりである。

【００３３】 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 これをサンドミルにより分散する。色調整として、以下
の組成比（重量比）で混合し、ＲＧＢの顔料分散液を得
た。 Ｒ＝赤：黄（８５：１５） Ｇ＝緑：黄（６１：３９） Ｂ＝青：紫（７８：２２） 次に、上記顔料分散液と、バインダー溶液としてＲＷ−
３０１〔積水ファインケミカル（株）製〕とを重量比
３：２で混合した。混合は、ホミジナイザーにより行っ
た。こうして、各色の着色組成物ＲＷ−３０１Ｒ
（赤）、ＲＷ−３０１Ｇ（緑）、及びＲＷ−３０１Ｂ
（青）を得た。

【００３４】［実施例１］１０ｃｍ角の無アルカリガラ
ス基板に、第１色目として、青色の着色組成物ＲＷ−３
０１Ｂをスピンコーターにより塗布し、これを１５０℃
のホットプレートの上に１０分間置き、乾燥させて塗膜
を作製した。塗膜の膜厚は、０．９５μｍであった。得
られたＢの着色塗膜をＫｒＦのエキシマレーザー（Ｌ５
８３７：浜松ホトニクス（株））により蒸散させ、Ｂ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、Ｘ
Ｙ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１００×３００μｍのＲの画素を形成
した。このときのレーザー光のエネルギー密度は、２．
５Ｊ／ｃｍ²であった。

【００３５】次に、Ｇの着色組成物としてＲＷ−３０１
Ｇを、このＢの画素が形成されている基板の上から同様
の塗布条件で塗布し、１００℃のホットプレートの上に
３分間置き、乾燥させてＧの塗膜を得た。このときＧの
塗膜厚さは、基板上では０．８μｍ、Ｂの画素上では
０．５μｍであった。すなわち、重なった部分では、Ｂ
とＧの２層で１．４５μｍであると分かった。予め、Ｇ
及びＢ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、Ｇは０．１μｍ／
パルス、Ｂは０．０５μｍ／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るため
には、レーザー光のパルスを走査し８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
Ｂと同様にＧの画素が形成される領域以外の部分に、Ｘ
Ｙステージを移動させながら、各部分８ショットずつ照
射した。こうして、Ｂと同様に１００×３００μｍのＧ
の画素を形成した。このとき各画素の厚みは、Ｂ及びＧ
ともに０．８μｍであった。

【００３６】最後に、Ｒの着色組成物としてＲＷ−３０
１ＲをＧと同様の条件で形成した。このとき、Ｒの塗膜
厚さは、基板上では０．８μｍ、Ｂ及びＧの塗膜上では
いずれも０．５μｍであった。すなわち、重なった部分
では、ＢとＲの２層及びＧとＲの２層でともに１．３μ
ｍであるとわかった。Ｒ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Ｒを蒸散させ
るためには、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、レーザー光の
パルスをＲ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５ショットずつ照射し
て、基板全体に１００×３００μｍのＲの画素を形成し
た。このようにして作製したカラーフィルタの各画素厚
みは、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべてが０．８μｍであった。

【００３７】［実施例２］１０ｃｍ角の無アルカリガラ
ス基板に、第１色目のＢの着色組成物としてＲＷ−３０
１Ｂをスピンコーターにより塗布し、これを１００℃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０．９μｍであった。得
られたＢの着色塗膜をＫｒＦのエキシマレーザー〔Ｌ５
８３７：浜松ホトニクス（株）〕により蒸散させ、Ｂ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
Ｂの画素を形成するという動作を繰り返し、基板全体に
１００×３００μｍのＢ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。

【００３８】次に、Ｇの着色組成物としてＲＷ−３０１
Ｇを、このＢの画素が形成されている基板の上から同様
の塗布条件で塗布し、１００℃のホットプレートの上に
３分間置き、乾燥させて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、画素Ｂ上では
０．６μｍであった。すなわち、重なった部分のＢとＧ
の２層で１．５μｍであると分かった。予め、Ｇ及びＢ
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、Ｇは０．１μｍ／パル
ス、Ｂは０．０５μｍ／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Ｂと同様
にフォトマスクを介し、９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動作を繰り返し、基板全体
に１００×３００μｍのＧの画素を形成した。このとき
画素の厚みは、Ｇが０．９μｍ、Ｂは０．７５μｍであ
った。

【００３９】最後に、Ｒの着色組成物としてＲＷ−３０
１Ｒを、Ｇより若干薄く塗布する以外はＧと同様の条件
で形成した。このとき、Ｒの塗膜厚さは、基板上では
０．８μｍ、Ｂ及びＧの塗膜上では、いずれも０．５μ
ｍであった。すなわち、ＢとＲの２層で１．２５μｍ、
ＧとＲの２層で１．４μｍであるとわかった。Ｒ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Ｒを蒸散させるためには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と同様にフォトマスクを介し、
５ショット照射したら次の領域にＸＹステージで移動さ
せる動作を繰り返し、基板全体に１００×３００μｍの
Ｒの画素を形成した。このようにして作製したカラーフ
ィルタの各画素厚みは、それぞれＢが０．７５μｍ、Ｇ
が０．８μｍ、Ｒが０．９μｍであった。

【００４０】［比較例１］１０ｃｍ角の無アルカリガラ
ス基板に、第１色目として、Ｒの着色組成物としてＲＷ
−３０１Ｒをスピンコーターにより塗布し、これを１０
０℃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０．８μｍであっ
た。得られたＲの着色塗膜をＫｒＦのエキシマレーザー
（Ｌ５８３７：浜松ホトニクス（株））により蒸散さ
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１００×３００μｍのＲ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、１．５Ｊ／ｃｍ
²であった。

【００４１】次に、Ｂの着色組成物としてＲＷ−３０１
Ｂを、このＲの画素が形成されている基板の上から同様
の塗布条件で塗布し、１００℃のホットプレートの上に
３分間置き、乾燥させてＢの塗膜を得た。このときＢの
塗膜厚さは、基板上では０．８μｍ、Ｒの画素上では
０．５μｍであった。すなわち、重なったＲとＢの２層
で１．３μｍであると分かった。予め、Ｒ及びＢ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、Ｒは０．１μｍ／パルスで、Ｂ
は０．０５μｍ／パルスあった。従って、Ｂの画素が形
成される領域以外の部分を蒸散させるためには、レーザ
ー光のパルスを１６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、１６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動作を繰り返し、基板全体に１０
０×３００μｍのＢの画素を形成した。このとき画素の
厚みは、それぞれＢが０．８μｍ、Ｒは０．２μｍであ
った。

【００４２】最後に、Ｇの着色組成物としてＲＷ−３０
１ＧをＢと同様の条件で形成した。このとき、Ｇの塗膜
厚さは、基板上では０．８μｍで、Ｒ及びＢの塗膜上で
はいずれも０．５μｍであった。すなわち、重なった部
分では、それぞれＲとＧの２層で０．７μｍ、ＢとＧの
２層で１．３μｍであるとわかった。Ｇのエッチレート
は、Ｒと同様０．１μｍ／パルスであったので、不要な
Ｇを蒸散させるためには、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Ｂと同様にフォトマスクを介し、５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動作
を繰り返し、基板全体に１００×３００μｍのＧの画素
を形成した。このようにして作製したカラーフィルタの
各画素厚みは、それぞれＲが０．２μｍ、Ｂ及びＧが
０．８μｍであり、Ｒの画素と他の画素との間の段差が
著しかった。

【００４３】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、以下のよう
な顕著な効果を奏することができる。 着色画素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。 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。 レーザーを光源に用いているために、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。 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を模式
的に表した図である。図１中の（ａ）〜（ｉ）は、各工
程を示す。

【図２】図２は、本発明に用いる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の各着色塗膜の吸収スペクトルである。

【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 Ｂ：青の着色塗膜の吸収スペクトル Ｒ：赤の着色塗膜の吸収スペクトル Ｇ：緑の着色塗膜の吸収スペクトル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）透明な基板上に第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む、少なく
   とも３色の画素が形成されたカラーフィルタの製造方法
   において、第１色目の着色塗膜を青色とすることを特徴
   とするカラーフィルタの製造方法。