JPS629301A

JPS629301A - カラ−フイルタの製造方法

Info

Publication number: JPS629301A
Application number: JP60148832A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Shimamura; 正義島村; Yoshihiro Yamamoto; 山本　吉広
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1987-01-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、液晶ディスプレイあるいは撮像素子などに
用いられるカラーフィルタの製造方法に関し、特に、複
数色の色パターン群を含む複数のパターン群のうち、一
つのパターン群をいわゆる裏露光法によってパターンニ
ングする技術に関するものである。

（従来の技術）この種のカラーフィルタは、ガラス板等の光透過性の基
板の表面に、たとえば赤、緑、青のように複数色の色パ
ターン群を有する。

各色パターン群は各色ごとに順次パターンニングされる
が、従来一般に、前段の色パターンと後段の色パターン
との間には透明な保護膜が形成されていた。こうした中
間の保護膜は、カラーフィルタ自体の表面の平坦性を低
下させることは勿論のこと、裏露光法に対しては、マス
クとして用いるパターンと裏露光によって得るパターン
との境目部分に光学的な隙間を生じさせてしまう。こう
した隙間は裏露光によって得るパターンのエツジ部分の
切れを悪くし、カラー画像の鮮鋭度を低下する一因とな
る。特に、フォトリソグラフィ技術によってパターンニ
ングするような、高精度なパターンにあっては、パター
ンのエツジ部分の切れを良くすることが重要である。

そこで、本願の出願人は、前記中間の保護膜をなくすこ
とができる、次のような技術を先に提案した（特願昭６
０−３４９９７号参照）。その技術は、次の（イ）およ
び（ロ）の各点に特徴がある。

（イ）前記マスクとして用いるパターン群は色パターン
から成り、各パターン群のパターンニング手段として、
ポリイミド前駆体溶遣の中に着色のための染料を含む溶
液を用いて、各パターンを形成するための層を形成し、
その層をフォトリソグラフィ技術によってパターンニン
グする方法を用いる。

（ロ）前記マスクとして用いるパターン群を各色ごとに
順次パターンニングするとき、前段の色パターンの耐溶
剤性を増し、前段の色パターン上に保護膜を形成するこ
となく次段の色パターンのパターンニングを行なう。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、その後の検討によると、前述した先の提案に
係る技術にあっては、次のような点に若干の難点がある
ことが判明した。

第一の難点は、赤、緑、青の各パターン群から成るカラ
ーフィルタの代表例を製造するような場合、各色間の白
抜けを防ぐために黒のパターン群を予め製作し、その上
にパターン端部を重ねた形態で他の色パターンを形成せ
ざるをえず１重なり部分の平坦性を低下していることで
ある。こうした表面の平坦性の低下は、各色パターン上
に透明電極あるいはその他の電気的素子を形成する上で
マイナスの要因となる。

また第二の難点は、裏露光法を使用する場合。

各パターン群の形成順序に制約を受ける。つまり耐溶剤
性、耐熱性等の上でより優れたパターンをより前の工程
でパターンニング、逆に言うと耐性の上で比較的に劣っ
たパターンをより後の工程でパターンニングすることが
要求されるのであるが、各色パターンの紫外線遮光力の
違いがら、常にこの要求を満足することができなくなる
点である。

コレラの各難点は、いずれも裏露光時にマスクとして用
いるパターン群のマスク性、すなわち紫外線の遮光性が
充分でないことに関連している。

（問題点を解決するための手段）この発明では、裏露光のマスクとして用いるパターン群
のうち、紫外線の透過性が比較的高いものについて、パ
ターン形成に用いるポリイミド前駆体溶液の中に、着色
のための染料のほかに紫外線吸収剤あるいは蛍光増白剤
のいずれが一方を少なくとも添加する。

紫外線吸収剤も蛍光増白剤も種々知られているが、ポリ
イミド前駆体溶液に対する溶解性が良好であり、しかも
、耐熱性が良好なものを使用すべきである。そうした観
点からすると、紫外線吸収剤よりも蛍光増白剤の方が優
れている。好適な蛍光増白剤は、カラーインデックス名
（Ｃ，１，Ｆｌｕｏｒ１３ｒｉｇｈｔ　Ａｇｅｎｔ）　
５４あるいは８４である。勿論、紫外線吸収剤あるいは
蛍光増白剤の各々を単独でｍ加し−ｃも良いし、併用可
能なものについテハ両方を共に添加しても良い。添加量
が高いほど紫外線吸収の機能は高まる傾向にあるが、た
とえば１０％というように余りにも添加量を多くすると
。

回転塗布が不能になってしまう。回転塗布上も問題がな
く、必要な紫外線吸収を達成し得る添加量としては、３
〜７％程度が好適である。

（作用）裏露光によるパターンニングに用いるネガタイプのホト
レジストの感光域は、紫外域あるいは近紫外域にある。

しかし、紫外線吸収剤あるいは蛍光増白剤を添加するこ
とによって、それら領域における光の透過率をゼロ近く
まで落とすことができる。第１図は紫外線吸収特性を示
す実際のデータ例である。図はポリイミド前駆体溶液に
対し青色染料であるアシッドブルー　１２９を添加した
ものについてのデータであり、曲線ａが無添加の場合、
曲線すがベンゾフェノン系の紫外線吸収剤を６％添加し
た場合、そして曲線Ｃが４．４’−ジアミノスチルベン
ゾスルホン酸の誘導体から成る蛍光増白剤を３％添加し
た場合の各特性を示している。紫外線吸収剤および蛍光
増白剤のいずれにおいでも、有効な紫外線吸収能が得ら
れている。

また、前段のパターン群と次段のパターン群との間の中
間の保護膜をなくすため、パターンニングの各工程にお
いて、２００〜２５０℃程度の熱処理を伴なうが、前記
いずれの場合にあっても、たとえば２５０℃、３０分の
耐熱試験に充分に耐える。特に、蛍光増白剤は耐熱性に
優れており、熱処理後においても紫外線の透過率はほぼ
ゼロである。

（実施例）先ず、第２Ａ図に示すように、ガラス板から成る基板１
の表面に、赤パターンＲ１ついで青パターンＢおよび緑
パターンＧを順次フォトリソグラフィ技術によって形成
する。これらの各色パターンは、予め着色したポリイミ
ド系の樹脂から成り、その膜厚は１．５μｍ程度である
。この場合の各色についてのパターンニング条件は次の
とおりである。

（１）赤パターンＲのパターンニング・塗布液の組成：ソルベント　レッド１２２　０．５　
ｇポリイミド前駆体溶液　５．０溶剤　　　　　　　　　７．５シランカップリング剤　微量表面改質剤・スピンナーによる回転塗布：　１１０００ｒｐ、９０
秒・プリベーク：　ｉｏｏ℃、３０分ついで１４５℃、
３０分・ポジタイプのホトレジストによってパターンユ
ング後、２５０℃、３０分のポーストベーク処理（２）
青パターンＢのパターンニング・塗布液の組成ニアジッドブルー１２９　０．７５　ｇ
ポリイミド前駆体溶液　５．０溶剤　　　　　　　　　８．５シランカップリング剤　微量Ｃ，１，ネーム８４の蛍光増白剤微量・スピンナーによる回転塗布：　１１０００ｒｐ、９０
秒・プリベーク＝１００℃、３０分、ついで１５０℃、
４０分・（１）と同様のパターンニングおよびポースト
ベーク処理（３）緑パターンＧのパターンニング・塗布液の組成：ソルベントイエロー２１０．５ｇソルベントブルー２５　０．４ポリイミド前駆体溶液　５．０溶剤　　　　　　　　　７．５シランカップリング剤　微量・スピンナーによる回転塗布：　１１０００ｒｐ、９０
秒・プリベーク：１００℃、３０分、ついで１３０℃、
３０分・前記と同様にパターンニングおよびポーストベ
ーク処理通常、青パターンＢを実露光時のマスクとして用いるこ
とは技術的に困難であるが、ここにおける青パターンＢ
には充分な紫外線吸収能をもつ蛍光増白剤を添加してい
るため、青パターンＢを他の色パターンＲ，Ｇとともに
実露光用のマスクとして利用することができる。そこで
、裏露光によって、格子形状の黒パターンＢＱを形成す
る。黒パターンＢＱのパターンニングには、ネガタイプ
で、かつ被染色性のホトレジストを用いる。そのパター
ンニング条件は次のとおりである。

（４）黒パターンＢｆｉのパターンニング・塗布液：重
クロム酸アンモニウムで感光性を与えたカゼイン水溶液・スピンナーによる回転塗布：　１０００ｒｐａ＋、９
０秒・プリベークニア０〜８０℃、１０分・露光：　５０ｍＪ／ａ＃の紫外線で裏露光・現像およ
びポーストベーク処理：４０〜５０℃の温水で現像、そ
の後１２０℃、３０分、ついで１５０℃。

１５分の熱処理・染色染色液の組成ニラニールブラック　　　３．５ｇ尿素　
　　　　　　　　２５ｇ酢酸　　　　　　　　　３０ｃｃ水　　　　　　　　　　　　　１０００ｃｃ染色条件：
８５℃、３分間染色後１６５℃、３０分水洗処理以上によって完成したカラーフィルタ２は、第２Ｂ図に
示すように、各色パターン群の表面の平坦性がきわめて
良好であった。

なお、前記実施例では、赤および緑の塗布液に対し紫外
線吸収剤あるいは蛍光増白剤を添加していないが、それ
らにも添加するようにすることもできる。そうすれば、
近紫外域の遮光性を完全なものにすることができ、露光
条件の設定等に対しより大きな自由度を生む。

また、黒パターンＢＱを省略し、赤パターンＲおよび青
パターンＢを先ずパターンニングし、最後に裏露光によ
って緑パターンＧを形成することができる。この場合、
緑パターンＧは染色法によって形成する。さらには、用
途によっては３色のパターンＲ，Ｂ、Ｇのすべてを着色
したポリイミド前駆体溶液を用いてパターンニングした
後、各パターン間の隙間部分を、裏露光によって感光性
ポリイミドあるいはネガタイプのホトレジスト等の透明
樹脂パターンで埋めるようにしても良い。

（発明の効果）この発明では、ポリイミド前駆体溶液および着色のため
の染料を含む塗布液に対し、紫外線吸収剤あるいは蛍光
増白剤のいずれか一方を添加するようにしているので、
パターン群の形成順序が自由になり、平坦性およびフィ
ルタ特性の優れたカラーフィルタを得ることができる。

特に、裏露光法により、各色パターン間を埋めて、白抜
けの防止やパターンの切れを向上させるための黒パター
ンを形成することが可能となったため、従来のように黒
パターン上に各色パターンが重なることにより発生する
表面の凹凸を防止することができる。

さらに、黒パターンを最終工程である実露光工程で形成
するため、色バランスを損なうことがない。つまり、従
来法では、紫外線の遮光力の関係から、青パターンを最
終工程で形成せざるを得す、各色パターン間に青パター
ンが埋まることとなり。

著しく色バランスを損なうのに対し、この発明では、そ
うした問題がないのである。

また、各色パターンはエツチング時に画素面積が減少す
る傾向にあることから、白抜は防止のため、第一工程で
作成する黒パターンを余り細くすることができなかった
。もし１画素面積を大きくするために黒パターンを細く
しようとすると黒パターン上に色パターン縁をダブらせ
る必要性から、各色パターンの形成位置について著しく
神経を使わざるを得なかった。

その点この発明によれば、各色パターンの隙間のみに黒
パターンを形成することとなり、より大きい画素の色パ
ターンを容易に形成できるようになるとともに、作業性
、生産性も大幅に向上し、その上、万一にも白抜けの発
生がないという絶大な効果が期待し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は紫外線吸収特性を示す図、第２Ａ図および第２
Ｂ図はこの発明の一実施例を示す工程断面図である。１・・・基板、２・・・カラーフィルタ、Ｒ・・・赤パ
ターン、Ｂ・・・青パターン、９・・・緑パターン。ＢＱ・・・黒パターン。

Claims

【特許請求の範囲】１、光透過性の基板の表面に、複数色の色パターン群を
含む複数のパターン群を有するカラーフィルタを製造す
るに際し、一つのパターン群を除く他のパターン群を形
成した後、それらの他のパターン群をマスクとして前記
基板の裏面側から全面露光することによって前記一つの
パターン群についてのパターンニングを行なう方法であ
って、次の各点に特徴を有する、カラーフィルタの製造
方法。（Ａ）前記マスクとして用いる他のパターン群は色パタ
ーンから成り、各パターン群のパターンニング手段とし
て、ポリイミド前駆体溶液の中に着色のための染料を含
む溶液を用いて、色パターンを形成するための層を形成
し、その層をフォトリソグラフィ技術によってパターン
ニングする方法を用いる。（Ｂ）前記他のパターン群を各色ごとに順次パターンニ
ングするとき、前段の色パターンの耐溶剤性を増し、前
段の色パターン上に保護膜を形成することなく次段の色
パターンのパターンニングを行なう。（Ｃ）前記他のパターン群のうち、紫外線の透過性の高
いものについては、前記（Ａ）における溶液の中に、紫
外線吸収剤あるいは蛍光増白剤のいずれか一方を少なく
とも添加する。２、前記一つのパターン群は格子形状のパターンである
、特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタの製造方
法。３、前記一つのパターン群は、前記他のパターン群の各
パターン間の隙間を埋める透明樹脂パターンから成る、
特許請求の範囲第１項あるいは第２項に記載のカラーフ
ィルタの製造方法。