JPH11281814A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大面積かつ高精細度のパターン加工を要する
カラーフィルタの製造を短時間に行う。 【解決手段】 紫外光パルスレーザーからの出力光ビー
ムを所定の開口パターンを有するマスクと結像レンズを
介して、基板上に形成された着色塗膜に結像照射し、レ
ーザーアブレーションによりマスクの開口パターンに対
応したパターンを形成するカラーフィルタの製造方法に
おいて、マスクへの照射光ビームの形状を長方形とし、
そのビームにより加工される領域の長辺の長さをカラー
フィルタの長辺の長さとし、カラーフィルタの短辺方向
に、照射光ビームに対して相対的に前記基板を連続的に
移動させ、移動速度が一定になったところで紫外光パル
スレーザーをパルス照射し、カラーフィルタの短辺方向
に往復走査加工することによりパターンを形成するカラ
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、液晶表示素子等に
用いられるカラーフィルタの製造方法に関し、さらに詳
しくは、レーザーアブレーション法により、大面積かつ
高精細度のパターン加工を短時間に行うことができるカ
ラーフィルタの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示素子では、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。従
来、カラーフィルタの製造方法としては、フォトリソグ
ラフィ法によるのが一般的である。すなわち、顔料また
は染料を含む感光性樹脂組成物を基板に塗布して塗膜を
形成し、次いで、開口パターンを有するフォトマスクを
介して、水銀灯等の光源を用いてパターン露光を行う。
次に、アルカリ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、非露光部を除去し、着色画素を得
る。以上の工程を３回繰り返すことにより、カラーフィ
ルタを作製する。

【０００３】このような湿式現像法は、工程数が多く、
かつ現像液や洗浄用の水などを多量に必要とするため
に、コスト高であり、しかも現像液の廃液処理による環
境への影響が大きいという問題がある。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】このような湿式現像法の問題を解決する方
法の一つとして、エキシマレーザーのアブレーション現
象を利用する方法がある。すなわち、基板上に形成した
着色塗膜に、エキシマレーザー光をパターン状に照射し
て、被照射部分の着色塗膜を蒸散させることにより、着
色画素を形成する方法である。しかし、カラーフィルタ
の形成のような大面積のパターン加工に、エキシマレー
ザーのアブレーション現象を適用するには、次のような
問題があって、実用化が困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザーによ
るアブレーション現象を利用しようとすると、レジスト
露光に比べて格段に高い照射エネルギー密度が必要なた
め、結像は、通常、縮小タイプが多く、１パルス当たり
の加工面積が小さい。一方、カラーフィルタのパターン
は、大面積にわたって微細な着色画素の繰り返しパター
ンを形成する必要があるため、１パルス当たりの加工面
積が小さいと、加工回数が多くなり、加工に莫大な時間
を要する。対角１０インチのカラーフィルタを４枚含む
マザーガラス１枚の加工時間は、従来のフォトリソグラ
フィ法によれば約１分間であるのに対し、レーザーアブ
レーション法では、本発明者の知見によれば数十分間程
度もかかる。

【０００６】このような問題を改善するため、特開平８
−２５７７７０号公報には、図５に示すように、エキシ
マレーザーの照射領域５３を長方形とし、その長辺の長
さをできるだけ広げ、かつ、その短辺方向に被加工物５
１を連続的に移動させながらアブレーション加工し、被
加工物５１の端部に達したらレーザー光の長手方向に移
動させ、さらに短辺方向の走査を繰り返して、被加工物
５１の全域のアブレーション加工を行う方法が提案され
ている。この方法では、レーザー光の照射面積を広げて
いるので、基板５０上に形成したカラーフィルタ用着色
塗膜５１は、１パルスでは完全にアブレーションされな
いため、複数回のパルス照射により、被照射部分の着色
塗膜を除去することになる。このとき、照射面をオーバ
ーラップさせながら走査するので、図５のａ−ａ′断面
図に示すように、パターニングの開始・終了部に未加工
部分５４（斜線部分）を残し、後で再加工を必要とす
る。さらに、この再加工に要する時間を考慮しなくと
も、マザーガラス１枚の加工時間に２〜３分間かかり、
従来のフォトリソグラフィ法には未だ及ばず、生産能力
の面でコストアップの要因となる。

【０００７】したがって、本発明の目的は、紫外線パル
スレーザーのアブレーション現象を利用して、大面積か
つ高精細度のパターン加工を要するカラーフィルタの製
造を短時間に行うことができる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、前記従来技術
の問題点を解決するために研究した結果、紫外光パルス
レーザーを用いたレーザーアブレーション法による着色
塗膜の加工法を工夫することにより、上記目的を達成で
きることを見い出し、その知見に基づいて本発明を完成
するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光源と
して紫外光パルスレーザーを用い、紫外光パルスレーザ
ーからの出力光ビームを所定の開口パターンを有するマ
スクと結像レンズを介して、基板上に形成された着色塗
膜に結像照射し、レーザーアブレーションによりマスク
の開口パターンに対応したパターンを形成するカラーフ
ィルタの製造方法において、（１）マスクへの照射光ビ
ームの形状を長方形とし、そのビームにより加工される
領域の長辺の長さをカラーフィルタの長辺の長さとし、
（２）カラーフィルタの短辺方向に、照射光ビームに対
して相対的に前記基板を連続的に移動させ、移動速度が
一定になったところで紫外光パルスレーザーをパルス照
射してカラーフィルタ形成領域を走査し、かつ、（３）
カラーフィルタの短辺方向に必要回数だけ往復走査加工
することによりパターン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。

【０００９】また、本発明によれば、上記の製造方法に
より、１枚の基板上に複数のカラーフィルタを形成する
際に、カラーフィルタの短辺方向への照射光ビーム往
復走査時は、カラーフィルタ形成領域のみにレーザー光
を照射するようにパルス発振のタイミングを制御し、
前記の加工が終了した時点で、照射光ビーム加工領域の
長辺方向に被加工基板を相対的に移動させ、続いて、
前記カラーフィルタの短辺方向の往復走査加工を行う走
査を繰り返すことにより、基板の全域にわたって複数の
カラーフィルタ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。

【００１０】これらの製造方法において、紫外光パルス
レーザーの発振周波数は、１５０Ｈｚ以上とすることが
好ましい。また、被加工着色塗膜上での紫外光パルスレ
ーザーの１パルス当たりのエネルギー密度は、２００〜
９００ｍＪ／ｃｍ²の範囲とすることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、紫外光パルスレーザー
（すなわち、エキシマレーザー）によるアブレーション
現象を利用して、カラーフィルタのためのパターン加工
を行うものである。まず、アブレーション現象を利用し
た加工の原理について説明する。ここで、アブレーショ
ンとは、高いエネルギー密度を持つ紫外エキシマレーザ
ー光を物質に照射したときに、光の当たった部分（被照
射部分）の物質が光分解して飛散（蒸散）する現象をい
う。したがって、開口パターンを形成した露光マスクを
介してエキシマレーザー光を物質に結像するように照射
すると、物質には露光マスクの開口パターン通りのパタ
ーンが形成されることになる。光源のエキシマレーザー
としては、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）やＸｅＣｌ（波長
３０８ｎｍ）が好適である。

【００１２】［カラーフィルタ用着色組成物］本発明で
は、基板上に着色塗膜を形成するために、着色組成物を
使用する。着色組成物は、従来のフォトリソグラフィ法
に用いられる着色組成物に必須の感光性を必ずしも必要
とせず、少なくとも着色剤（顔料または染料）、バイン
ダー、及び溶媒を含有するものが好ましく用いられる。
着色剤を微細化し、安定に分散させるために、界面活性
剤などの分散剤を加えてもよい。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】［カラーフィルタの製造方法］本発明のカ
ラーフィルタの製造方法は、代表的には、図４に示すよ
うな工程を含む。 （１）第１色目の画素を形成する工程 図４（Ａ）に示すように、基板１上に、着色組成物を用
いて着色塗膜２を形成し、次いで、図４（Ｂ）に示すよ
うに、開口パターンが形成されたフォトマスク４を介し
てレーザー光３を照射し、被照射部分の着色塗膜を蒸散
させることにより、図４（Ｃ）に示すように、第１色目
の画素５を形成する。後の工程で第１色目の画素５を残
すには、第１色目の着色塗膜２を最終的な画素の厚みよ
り厚く塗布することが望ましい。

【００１９】基板としては、例えば、ガラス基板、プラ
スチック基板、フィルム、セラミックス基板、金属基板
等を使用することができる。多くの場合、ガラスやプラ
スチック製の透明な基板が用いられる。着色塗膜形成方
法としては、通常、スピンコート法、ロールコート法、
ディッピング法等により基板上に着色組成物を塗布した
後、乾燥硬化させる方法が採用される。着色塗膜の厚さ
は、０．５〜３μｍ程度である。形成される各画素の大
きさは、必要に応じて適宜定めることができるが、通
常、約１００μｍ×３００μｍ程度であり、画素間隔
は、通常、約３０μｍ程度である。

【００２０】（２）第２色目の画素を形成する工程 図４（Ｄ）に示すように、第１色目の画素５が形成され
た基板の全面に、第２色目の着色組成物からなる着色塗
膜６を形成する。着色塗膜６は、第１色目の画素５の上
にも被覆される。図４（Ｅ）に示すように、開口パター
ンを有するフォトマスク４を介してレーザー光３を照射
することにより、第２色目の画素７を形成する。その
際、レーザー光の出力または照射パルス回数を調整し
て、第１色目の画素５を残して、その上に被覆された第
２色目の着色塗膜を蒸散させる。このようにして、図１
（Ｆ）に示すように、基板１上に、第１色目の画素５及
び第２色目の画素７を形成する。

【００２１】（３）第３色目以上の画素を形成する工程 必要に応じて、前記工程（２）と同様の工程により、第
３色目以降の必要色数の画素を形成する。すなわち、図
４（Ｇ）に示すように、第１色目の画素５及び第２色目
の画素７が形成された基板の全面に、第３色目の着色組
成物からなる着色塗膜８を形成する。着色塗膜８は、第
１色目の画素５及び第２色目の画素７の上にも被覆され
る。図４（Ｈ）に示すように、フォトマスク４を介して
レーザー光３を照射することにより、第３色目の画素９
を形成する。その際、図４（Ｉ）に示すように、レーザ
ー光の出力または照射パルス回数を調整して、第１色目
の画素５及び第２色目の画素７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。

【００２２】このようにして、基板１上に、３色の画素
が形成されたカラーフィルタを得ることができる。必要
があれば、第４色目以降の画素を同様の方法で形成する
ことができる。各画素間には、ブラックマトリクスを設
けることができる。ブラックマトリクスをレーザーアブ
レーション法により形成してもよい。この場合、黒色の
着色組成物を使用する。

【００２３】［露光機及び走査法］図３は、本発明に用
いるレーザーアブレーション露光機の基本構成を説明す
るための模式図である。まず、エキシマレーザー２１か
ら出射されたレーザー光をホモジナイザー２２を用いて
ラインビーム１３にする。ラインビーム化技術は、低温
ポリシリコンのレーザーアニール装置等で公知の技術で
あり、例えば、特開平８−２５７７７０号公報にも開示
されている。ビームの長辺の長さは、３００ｍｍ程度ま
でにすることが可能であり、対角１０インチクラスのカ
ラーフィルタの場合には、長辺方向の走査を行わなくて
もパターンが形成可能である。また、種々の露光マスク
２４に対応するために、露光マスク２４の直上にナイフ
エッジ（図示せず）を設けて、照射領域を制限すること
も可能である。本発明では、このラインビーム１３を光
源とし、一対一の露光マスク２４と結像レンズ２６を用
いて、露光マスク２４及びカラーフィルタ１２を形成す
る基板１０をレーザービーム１３に対して相対的に移動
させて走査する方式としたものである。

【００２４】露光マスク２４としては、金属板に穴開け
加工したものや石英ガラス上に誘電体多層膜をパターン
状に装荷したものを用いることができる。露光マスクの
形状は、走査方法にもよるが、カラーフィルタの大きさ
に対応したものでも、あるいはレーザービーム１３の形
状に対応した帯状のものでも構わない。前者の場合、基
板１０を載せたＸＹステージ２５と、露光マスク２４を
載せたＸＹステージ２５′を同期させて移動することに
より走査する。後者の場合は、露光マスク２４を固定し
（ＸＹステージ２５′は無くても構わない）、基板１０
を載せたＸＹステージ２５のみを移動することにより走
査する。結像レンズ２６としては、オフナー、ウェイン
−ダイソン、テレセントリック対称型レンズ等がある
が、構造が簡単なことと、集光面が空間中にあるため構
成レンズのダメージがないことから、対称型レンズが好
ましい。

【００２５】次に、この露光機を用いて、本発明の方法
によりカラーフィルタを製造する方法について説明す
る。図１は、基板１０上にカラーフィルタ１２を１つ形
成する場合のレーザー光１３の走査方法について説明す
るための模式図である。露光マスク２４と基板１０をＸ
Ｙステージ２５及び２５′で同期させながら、レーザー
光照射領域１３の短辺方向、すなわちカラーフィルタ１
３の短辺方向に定速移動させる。ここで、レーザー光照
射領域の長辺をカラーフィルタの長辺に合わせ、カラー
フィルタの短辺方向に走査する理由は、ビーム幅をでき
るだけ広げる方が加工時間短縮の効果が大きいためであ
る。定常速度に達したところで、エキシマレーザー２１
をカラーフィルタ１２形成に必要なパルス数だけ照射す
る。

【００２６】定常速度は、レーザー光照射領域１３の
短辺の長さとエキシマレーザー２１の発振周波数との積
に設定する。 レーザー光照射領域１３の短辺の長さは、カラーフィ
ルタ１２の短辺方向のピッチの整数倍にとることが好ま
しく、レーザー光のエネルギー密度を考慮すると、特に
１ピッチ分に設定することが好ましい。 エキシマレーザー２１の発振周波数は、加工時間の従
来法への優位性を考慮すると１５０Ｈｚ以上が好まし
い。現在の装置での上限は３００Ｈｚ程度である。 着色塗膜１１上でのエキシマレーザー光１３のエネル
ギー密度は、２００〜９００ｍＪ／ｃｍ²が好ましく、
特に４００〜７００ｍＪ／ｃｍ²が好ましい。エネルギ
ー密度が低すぎると、着色塗膜のエッチレートが遅く、
加工時間が増大する。一方、エネルギー密度が高すぎる
と、加工された着色塗膜パターンの周辺部に形成される
斜面の幅が広くなり、画素の色特性の劣化を招く。

【００２７】本発明では、着色塗膜１１の被照射部分の
完全な除去は、レーザー光照射領域１３のオーバーラッ
プではなく、カラーフィルタの短辺方向への往復走査に
より行う。これにより、パターニングの開始・終了部の
後加工が不要になり、加工時間を短縮することができ
る。

【００２８】図２は、基板１０上にカラーフィルタ１２
を複数形成する場合のレーザー光１３の走査方法につい
て説明するための模式図である。加工条件は、カラーフ
ィルタを１枚形成する場合と同様であるが、カラーフィ
ルタの短辺方向の走査中は、カラーフィルタ１２ａ及び
１２ｂを形成する部分にのみエキシマレーザー光を照射
する。短辺方向の往復走査が終わった後、レーザー光照
射領域１３の長辺方向（すなわちカラーフィルタ１２の
長辺方向）に移動し、さらに、前記と同様にして、カラ
ーフィルタ１２ｃ及び１２ｄの加工を行う。

【００２９】＜作用＞本発明の方法において、レーザー
光ビームの加工可能な長辺の長さを、カラーフィルタの
長辺の長さと等しくすることにより、カラーフィルタの
長辺方向への走査が不要となり、長辺方向への走査に要
する時間を節減することができる。また、着色塗膜の被
照射部分の完全な除去に際し、複数回のビーム照射をカ
ラーフィルタの短辺方向の往復走査で行うため、パター
ニング開始・終了部の後加工が不要であり、加工時間を
大幅に短縮できる。さらに、レーザー光の照射面積を広
げることにより、着色塗膜に対する照射エネルギー密度
を低く抑えることが可能なため、着色パターンのエッジ
をシャープにすることができ、高精細な加工が可能とな
る。

【００３０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明する。 ［実施例１］本実施例では、光源としてＫｒＦエキシマ
レーザー（波長２４８ｎｍ）を用いた。繰り返し周波数
は２００Ｈｚ、１パルス当たりの最大出力は４５０ｍＪ
とした。このレーザー出力光を、ホモジナイザ及びナイ
フエッジによって照射面積を２０２ｍｍ×０．３５ｍｍ
に調整した。この面積内のエネルギー密度は、最大で５
００ｍＪ／ｃｍ²であり、その分布は、±５％以下であ
る。

【００３１】露光マスクは、石英ガラス上にＳｉＯ₂と
ＨｆＯ₂のλ／４膜をＲＩＥによりパターン形成したも
のを用いる。この露光マスクの大きさは３００ｍｍ×２
５０ｍｍで、厚さは５ｍｍである。露光マスクに形成し
たカラーフィルタの１画素（１色）のための開口パター
ンの大きさは、８０μｍ×２９０μｍにとった。カラー
フィルタ用着色組成物として、アクリル系バインダーに
顔料を分散したＲＷ−３０１Ｒ，Ｇ，Ｂ（積水ファイン
ケミカル（株）製）を用いた。この材料のアブレーショ
ンレートは、４５０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー密度に対
して、０．４μｍ／パルスである。

【００３２】まず、２５０ｍｍ×２００ｍｍのガラス基
板に、青（Ｂ）の着色塗膜を１．６μｍの厚さにスピン
コートした。露光マスクとガラス基板を同期させなが
ら、レーザー光照射領域の短辺方向（すなわちガラス基
板の短辺方向）に定常速度７０ｍｍ／ｓで移動させなが
ら、レーザー光を２００Ｈｚで４８０パルス照射する走
査を２往復する（１ケ所当たり４パルス照射する）こと
により、対角１０インチのカラーフィルタ（２０１．６
ｍｍ×１５１．２ｍｍ）用の青色のパターニングを行っ
た。所要時間は、１５．９秒であった。

【００３３】次に、青の画素の上から緑（Ｇ）の着色塗
膜を１．２μｍの厚さにスピンコートした。青と同様の
走査を１．５往復する（１ケ所当たり３パルス照射す
る）ことにより、緑色のパターニングを行った。所要時
間は、１１．９秒であった。さらに、青及び緑の画素の
上から赤（Ｒ）の着色塗膜を１．２μｍの厚さにスピン
コートした。前２色と同様の走査を１往復する（１ケ所
当たり２パルス照射する）ことにより、赤色のパターニ
ングを行った。所要時間は、７．９秒であった。上記操
作により、対角１０インチ、６４０×４８０画素のカラ
ーフィルタが形成され、画素のエッジ部分にできた斜面
の幅は３色とも１μｍであった。

【００３４】［比較例１］比較のため、実施例１におい
て、レーザー光の照射面積を７．５ｍｍ×２ｍｍに、エ
ネルギー密度を３０００ｍＪ／ｃｍ²にし、１色目の青
色塗膜を１パルスずつ照射しながら図５に示す如くジグ
ザグに走査して加工したところ、パターニングに要した
時間は４１秒であった。また、パターンのエッジ部にで
きた斜面は７μｍであった。

【００３５】［実施例２］５５０ｍｍ×４５０ｍｍのガ
ラス基板に、対角１０インチのカラーフィルタを４つ形
成する実験を行った。加工条件は、実施例１と同様であ
るが、カラーフィルタの短辺方向の走査中は、カラーフ
ィルタを形成する２ケ所（図２の１２ａと１２ｂ）にの
みレーザー光を各４８０パルスを照射した。短辺方向の
往復走査が終わった後、レーザー光照射領域の長辺方
向、すなわちガラス基板の長辺方向に移動し、さらに、
カラーフィルタ１２ｃ及び１２ｄの加工を行った。この
加工に要した所要時間は、１色目（４パルスずつ）が５
６秒、２色目（３パルスずつ）が４３秒、３色目（２パ
ルスずつ）が２９秒であった。

【００３６】［比較例２］比較のため、実施例２におい
て、レーザー光の照射面積を７．５ｍｍ×２ｍｍ、エネ
ルギー密度を３０００ｍＪ／ｃｍ²にし、１色目の青色
塗膜を１パルスずつ照射しながら加工したところ、パタ
ーニングに要した時間は、１０８秒であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示素子用カラー
フィルタをレーザーアブレーションによって形成するこ
とができる。本発明のエキシマレーザー光を用いるアブ
レーション法は、従来のフォトリソグラフィ技術の露光
と現像を一つのプロセスに統合したものであり、大面積
かつ高精細度のパターン加工を短時間に行うことが可能
である。したがって、本発明の方法によれば、カラーフ
ィルタの製造コストを低減することができ、また、現像
廃液処理の問題もないため、環境への影響も大幅に低減
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するためのレーザー
光走査方法の模式図である。

【図２】本発明の第２実施例を説明するためのレーザー
光走査方法の模式図である。

【図３】レーザーアブレーション露光機の光学系の概略
図である。

【図４】レーザー光照射法によるカラーフィルタの製造
工程を示すフロー図である。

【図５】従来のレーザー光の走査方法と、それにより得
られるパターンの断面形状を示す略図である。

【符号の説明】

１：基板 ２：第１色目の着色塗膜 ３：レーザー光 ４：フォトマスク ５：第１色目の画素 ６：第２色目の着色塗膜 ７：第２色目の画素 ８：第３色目の着色塗膜 ９：第３色目の画素 １０：基板 １１：着色塗膜 １２：カラーフィルタ １３：レーザー光 ２１：エキシマレーザー ２２：ホモジナイザー ２４：露光マスク ２５：ＸＹステージ ２５′：ＸＹステージ ２６：結像レンズ ５１：着色塗膜 ５２：カラーフィルタ ５３：レーザー光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源として紫外光パルスレーザーを用
   い、紫外光パルスレーザーからの出力光ビームを所定の
   開口パターンを有するマスクと結像レンズを介して、基
   板上に形成された着色塗膜に結像照射し、レーザーアブ
   レーションによりマスクの開口パターンに対応したパタ
   ーンを形成するカラーフィルタの製造方法において、
   （１）マスクへの照射光ビームの形状を長方形とし、そ
   のビームにより加工される領域の長辺の長さをカラーフ
   ィルタの長辺の長さとし、（２）カラーフィルタの短辺
   方向に、照射光ビームに対して相対的に前記基板を連続
   的に移動させ、移動速度が一定になったところで紫外光
   パルスレーザーをパルス照射してカラーフィルタ形成領
   域を走査し、かつ、（３）カラーフィルタの短辺方向に
   必要回数だけ往復走査加工することによりパターンを形
   成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製造方法により、１枚の
   基板上に複数のカラーフィルタを形成する際に、カラ
   ーフィルタの短辺方向への照射光ビーム往復走査時は、
   カラーフィルタ形成領域のみにレーザー光を照射するよ
   うにパルス発振のタイミングを制御し、前記の加工が
   終了した時点で、照射光ビーム加工領域の長辺方向に被
   加工基板を相対的に移動させ、続いて、前記カラーフ
   ィルタの短辺方向の往復走査加工を行う走査を繰り返す
   ことにより、基板の全域にわたって複数のカラーフィル
   タ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。
3. 【請求項３】 紫外光パルスレーザーの発振周波数が１
   ５０Ｈｚ以上である請求項１または２に記載のカラーフ
   ィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 被加工着色塗膜上での紫外光パルスレー
   ザーの１パルス当たりのエネルギー密度が２００〜９０
   ０ｍＪ／ｃｍ²である請求項１または２に記載のカラー
   フィルタの製造方法。