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JPH0740082B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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JPH0740082B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法

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JPH0740082B2
JPH0740082B2 JP13063288A JP13063288A JPH0740082B2 JP H0740082 B2 JPH0740082 B2 JP H0740082B2 JP 13063288 A JP13063288 A JP 13063288A JP 13063288 A JP13063288 A JP 13063288A JP H0740082 B2 JPH0740082 B2 JP H0740082B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーテレビ、カラーカメラ及びカラー表示
デバイス、カラー撮像デバイス等に使用されるカラーフ
ィルタの製造方法に関するものである。
従来の技術 一般に、カラーテレビ、カラーカメラ等に使用されるカ
ラーフィルタは、赤、緑、青等の三色よりなる画素がス
トライプ状またはマトリックス状に定められたピッチで
配列されており、特にコントラストを高めるために三色
の画素の間に黒色の細いストライプまたはグリッド(直
交格子)を用いている。
従来のカラーフィルタの製法としては、第7図aに示す
ように、ガラス基板20上に光硬化性樹脂21を塗布し乾燥
させた試料を転写したいパターンを描画したマスク22を
用いて露光し、所要のパターン部(画素)を光硬化させ
て硬化樹脂部を得、後に染料によって着色するか、予め
染料または顔料を前記光硬化性樹脂に添加した材料を用
いている。黒、赤、緑、青等の各色のパターニング製膜
は前記工程を複数繰り返して第7図bに示すようなカラ
ーフィルタを形成している。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法では、各色の画素部の大きさ
が数μmから数百μmで、画素ピッチが十数μmから数
百μmと微細であるので、露光工程時に、数μmもしく
は極端な場合1μm以内にアライメントする必要があ
り、アライメント誤差により第7図bの23のように白ヌ
ケと称される非着色部を生じ色純度を低下させたり、逆
に画素と画素が重なり突起24を生じて平坦性を失いこの
上に製膜される透明電極膜を断線させたり、液晶デバイ
スに使用される場合には対向する電極を短絡し表示上の
欠陥を生ぜしめていた。
本発明はかかる点に鑑み、欠陥のないパターンを安定し
て得ることができるカラーフィルタの製造方法を提供す
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の製造方法は、上記課題を解決するため、透明な
基材の上に黒色材料を分散させた光硬化性フォトレジス
トを塗布、乾燥し、フォトマスクを用いて、紫外光にて
露光し、現像、硬化させてパターンを形成した黒色試料
を作成する第1工程、前記試料の表面に少なくとも1種
類以上の顔料を含む赤、青または緑を呈する一色の色素
材料を分散させた光硬化性フォトレジストを塗布、乾燥
し、所定の転写パターンより拡大した露光光線透過部を
有するフォトマスクを介して前記試料の非塗布面より紫
外線露光し、現象、硬化させて一色のパターンを形成す
る第2工程を備えて、前記第2工程が、分光透過スペク
トルに対する吸収係数と膜厚との積が大きい順に順次繰
り返して複数色の画素を形成することを特徴とするもの
である。
作用 本発明は、露光工程で、既に形成された光硬化性着色フ
ォトレジストよりなる画素部の光硬化性着色フォトレジ
スト感光波長域における遮光性を利用してパターン精度
を向上させることができ、且つ画素パターンより光透過
領域の広い開口パターンを有するマスクを併用して露光
領域を指定することにより、光漏れおよび画素の重なり
がなくなり、良好なカラーフィルタを安定して製造する
ことができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。第1図〜第4図は本発明の製造方法を示す工程説明
図である。
第1図aにおいて、ガラス等の透明な材料よりなる基材
1にはカーボンや黒色顔料を分散させた黒色の光硬化性
フォトレジスト2を塗布、乾燥してある。次に、これを
所望のパターンが描画されたマスク3を介して高圧水銀
ランプより出射され光学系(図示せず)により均一露光
パワーで平行化された紫外光線で照射し、マスク3のパ
ターンを前記フォトレジストに焼きつける。ついで、別
の工程である現像工程では非照射部のレジストをエッチ
ングして剥離させ、続いて硬化工程で残っている光照射
部のレジストを熱的に硬化させ、第1図bに示すような
基材1の上にストライプ状または直交格子状の第1の画
素である黒色部4を備えた試料5を作成する。
ついで、第2図aに示すように前記試料5の上には第2
の色材(例えば赤色顔料)を分散させたフォトレジスト
6を重ねて塗布し、透明な基材2の非塗布面より第1図
と同様に紫外光線で照射する。この場合、不必要な箇所
が露光されないように透光部7a、遮光部7bのパターンが
焼きつけられたマスク7を介して露光する。マスク7の
透光部7aの幅W1は、露光後画素パターンを形成したい画
素部6aの幅W2より大きくする。以降同様に現像工程、、
硬化工程をへて第2図bに示すように画素8を備えた試
料9を作成する。
更に、第3の画素(例えば緑色)についても、第3図
a、第3図bに示すように緑色顔料等の色材を分散させ
たフォトレジストを試料9の上に重ねて塗布し、基材2
の非塗布面より第2図aと同用にマスク10を介して紫外
光線を照射し露光する。マスク10の透光部の幅は前記し
た第2図aと同様に、第3の画素の幅より大きくし、同
様に現像工程、硬化工程をへて第3図bに示すように第
3の画素12を形成した試料13を作成する。
最後の第4の画素(例えば青色)も同様に、試料13の上
に青色顔料を分散させたフォトレジスト14を塗布し、前
記と同じくマスク15を介して紫外光線を照射し、現像、
硬化工程をへて第4図bに示すように第4の画素16を有
したカラーフィルタ17を作成する。尚、第4のフォトレ
ジスト14で基材1の画素非形成部をすべて被いたい場合
には、マスク15を用いる必要はない。
光硬化型フォトレジストの材料としては、アクリロイド
系感光樹脂より成る、例えば富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製の顔料充填レジスト、すなわち青色
レジスト(商品名カラーモザイクR、略称CR),緑色レ
ジスト(商品名カラーモザイクG、略称CG)、赤色レジ
スト(商品名カラーモザイクR、略称CR)、黒色レジス
ト(商品名カラーモザイクK、略称CK)を用いた。現像
剤としては、1重量%の炭酸ソーダ水溶液を用いた。
次に、本実施例における作用を説明すると、赤、青、緑
の各画素は、先ず、既に露光、現像、硬化して形成され
た画素の露光波長に対する遮光性を利用して、新たにパ
ターニングしようとするフォトレジスト膜を露光する際
に、前記画素パターンにならってセルフアライメントさ
れてパターニングされる。
第5図は本作用を説明する図で、透明基材1の露光波長
に対する透過率をTとし、既存画素18の膜厚をd1、感光
波長に対する吸収係数K1とし、新たに露光しようとする
フォトレジスト膜19の膜厚をd2、同じく吸収係数をK2
すると、露光エネルギーをIとした時、既存画素19を透
過する紫外線の強度I1は下記の(1)式で表され、フォ
トレジスト膜19の透過紫外線の強度I2は(2)式で表さ
れる。
I1=IT×exp(−K1d1) (1) I2=IT×exp(−K2d2) (2) 既存画素上のフォトレジストを光硬化させずに、画素の
ない部分のフォトレジストを硬化させるには、I2>I1
条件すなわち(3)式の条件が必要である。
K1d1>K2d2 (3) 第6図に本実施例に用いた黒、赤、緑、青色のフォトレ
ジストの分光透過率(ただし、全て膜厚2μm)を示す
が、前記フォトレジストの感光波長域(波長315〜400n
m)は、露光光源として一般に用いられる超高圧水銀灯
から出射される紫外光のg線(436nm)、h線(405n
m)、i線(365nm)に対して、既存画素上のフォトレジ
ストを硬化させることなく、所定の膜厚を硬化させよう
とするには(3)式の条件を満たすように塗布および露
光順を決定すればよい。
特に、第1工程で、黒色フォトレジストを用いることに
より、形成された黒色部位の感光波長域での透過率が第
6図に示す様に低いことにより、本部位をマスクとして
用いるに足る十分な遮光性を提供しうるものである。
以上、既存画素をマスク代わりに用いてパターニングで
きることを示したが、上記作用だけでは、2種の画素し
かできないので、3種以上の画素を作成する際には、既
に第2図〜第4図で示したように、露光させたくない箇
所だけマスクで覆い、必要な所だけ露光するようにす
る。この時、透明基材の厚みにもよるが、基材厚みを0.
5〜2mとした場合、マスクエッジによる回折による光洩
れを防ぐ意味から、第2図に示した開口部の幅を露光し
たい箇所の幅よりわずか広めに、約1〜10μm程度広め
にとると回折光による回り込みの影響が少なく、露光部
のエッジは既存画素によりパターニングされる。ここ
で、第4図aのマスク15は最後のフォトレジストで残り
全面を被う場合、省いてもよい。
発明の効果 本発明は、既存画素の露光光に対する遮光性を利用し、
かつ画素パターンより広いマスクで不必要部分を覆うの
で、光洩れおよび画素の重なりのない3色以上の画素を
安定して得ることが可能であり、しかも第2工程が、分
光透過スペクトルに対する吸収係数と膜厚との積が大き
い順に順次繰り返して塗布・乾燥及び硬化を行う、すな
わちフィルタとしての色が濃い色から順次作成するた
め、良好なカラーフィルタを製造できる。
特に、第1工程で、黒色フォトレジストを用いることに
より、工業上優位なカラーフィルタの製造方法を提供し
うるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明のカラーフィルタの製造法の一
実施例を示す工程説明図、第5図、第6図は本発明の作
用を示す説明図および分光透過率曲線図、第7図は従来
のカラーフィルタの製造法の工程説明図である。 1……基材、2、6、10、14……塗布フォトレジスト、
3、7、11、15……マスク、4、8、12、16……画素、
17……カラーフィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井波 敬 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 清水 時彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−129322(JP,A) 特開 平2−804(JP,A) 特開 昭63−66502(JP,A) 特開 昭63−159810(JP,A) 特開 昭62−267702(JP,A) 特開 昭61−77004(JP,A) 特開 昭57−190912(JP,A) 特開 昭62−42104(JP,A) 特開 昭54−17627(JP,A) 特開 昭63−172202(JP,A) 特開 昭63−66502(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明な基材の上に黒色材料を分散させた光
    硬化性フォトレジストを塗布、乾燥し、フォトマスクを
    用いて、紫外光にて露光し、現像、硬化させてパターン
    を形成した黒色試料を作成する第1工程、前記試料の表
    面に少なくとも1種類以上の顔料を含む赤、青または緑
    を呈する一色の色素材料を分散させた光硬化性フォトレ
    ジストを塗布、乾燥し、所定の転写パターンより拡大し
    た露光光線透過部を有するフォトマスクを介して前記試
    料の非塗布面より紫外線露光し、現像、硬化させて一色
    のパターンを形成する第2工程を備えて、前記第2工程
    が、分光透過スペクトルに対する吸収係数と膜厚との積
    が大きい順に順次繰り返して複数色の画素を形成するこ
    とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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