JP2009109804A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カラーフィルタ1は、ブラックマトリクス8を有する基盤9上に、第1領域と、第1領域より膜厚が薄い第2領域とを有する着色層を形成し、さらにその上に、マルチギャップ層3を形成する。前記着色層は、露光装置の解像限界以下の太さのパターンを遮光膜に有するマスクで露光を行うことで、形成される。カラーフィルタ1は、反射領域にマルチギャップ層3を有し、反射領域の着色層7の膜厚が、透過領域にくらべて薄く、半透過型液晶表示に適している。
【選択図】図2
Description
図1は、カラーフィルタ1を示す図である。ブラックマトリクス8を有する基板9の上に着色層7を形成し、その上にマルチギャップ層3を形成している。
また、ブラックマトリクス8は、カーボン微粒子等、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いて樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングすることにより形成することもできる。さらに、ブラックマトリクス8は、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂を用いて樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングすることにより形成することもできる。
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、マスク遮光部と半透明部に対応する、所望の遮光膜パターンを描画した。
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み100nm)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−8)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次に、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 32重量部
・エポキシ樹脂:エピコート180s70(ジャパンエポキシレジン(株)) 18重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 42重量部
・イルカギュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) 8重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 300重量部
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
下記のように、マスクを形成する際に、マスクの遮光部に対応するパターンを有する遮光膜の上に、マスクの半透明部に対応するパターンを有する半透明膜を形成した以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:CO2:N2=1:0.5:0.5
・パワー:1.5kW
・ガス圧:3mTorr
酸化窒化炭化クロム膜の膜厚は33nmとした。次に、酸化窒化炭化クロム膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。
続いて半透明膜パターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをマスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で半透明膜および遮光膜をエッチングし、半透明膜パターンおよび遮光膜パターンを得た。エッチングは半透明膜および遮光膜に対して行った。
これらのカラーフィルタを用いた液晶ディスプレイのコントラスト値は、実施例が2370であるのに対し、比較例は2420であった。露光機の解像限界以下のパターンを有するマスクを用いる実施例により、半透明膜を有するマスクを用いる比較例よりも低コストでありながら、比較例と同等のコントラストを有するカラーフィルタを提供できることを確認した。
3………マルチギャップ層
7………着色層
8………ブラックマトリクス
9………基板
11………マスク
13………基板
15………スリット部
16………穴あき部
17………光
19………マスク
21………遮光膜
23………透明樹脂層
100………液晶表示装置
101………カラーフィルタ
102………基板
103………マルチギャップ層
105………ブラックマトリクス
106………透明電極
107………着色層
108………液晶セル
109………透明電極
111………反射電極
112………偏光板
113………基板
114………偏光板
115………バックライトユニット
117………液晶分子
119………マスク
121………基板
123………遮光膜
125………半透明膜
Claims (5)
- 基板上に、感光性樹脂を塗布し、着色層を形成する工程(a)と、
前記着色層を、露光機の解像限界以下のパターンを遮光膜に有するマスクで露光し、現像することで、パターニングを行い、着色層に第1領域と、第1領域より膜厚が薄い第2領域とを形成する工程(b)と、
前記着色層上に、感光性樹脂を塗布する工程(c)と、
前記感光性樹脂のパターニングを行い、マルチギャップ層を形成する工程(d)と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記マスクの前記パターンが、線状の孔を有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記マスクの前記パターンが、点状の孔を有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記工程(d)の後に、前記着色層および前記マルチギャップ層の上に樹脂を塗布し、保護層を形成する工程(e)を有することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。
- 基板と、
第1領域と、前記第1領域より膜厚が薄く、表面が平坦でない第2領域とを有し、前記基板の上に形成された、特定の色の光を透過する着色層と、
前記着色層上に形成されたマルチギャップ層と、
を有することを特徴とするカラーフィルタ。
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2007
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