JPH02264203A - カラーフィルタ製造方法 - Google Patents

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 本発明は、液晶カラーテレビ等に用いられるカラーフィ
ルター製造方法に関するものである。

従来の技術 一般に着色レジストを用いたカラーフィルター等のパタ
ーンの形成法は、第３図（Ａ）に示したように、ガラス
基板２１上に着色レジスト２２を所定の膜厚で塗布した
後、ブリベータを行い、光重合を行なうタイプの着色レ
ジストの場合は、酸素遮断膜２３を塗布して、マスク２
４を介して露光を行った後、現像、リンスによって不要
部分を除去し、最後にポストベークを行う工程よりなっ
ている。特に、カラーフィルターの場合、ブラックマト
リクスの形成にはカーボンを分散した着色レジストを用
い、画素の部分には、赤、緑、青、の顔料を分散した着
色レジストを用いている。

発明が解決しようとする課題 着色レジストは顔料等によって光吸収が大きいため膜厚
方向に光の強度分布がつきレジストの下部で重合が不十
分なため、第３図（Ｂ）に示すように、現像時サイドエ
ッチ２７が生じパターンの欠は等の原因となる。前記着
色レジストの下部まで十分重合し、耐現像性を有するの
に必要な露光ｌを確保するためには、表面で非常に大き
な露光量が必要となる。しかしこの場合、回折によりパ
ターンの太りが生じる。また、ブラックマトリクスに着
色レジストを用いた場合、ブラックマトリクスと画素が
重なった部分は盛り上がりを生じギャップむらや対向シ
ロートの原因となり易い。このため画素の大きさをブラ
ックマトリクスにはみ出さないようにするとアライメン
ト誤差等による白抜け２６が生じやすくなる。

本発明はかかる点に鑑み、欠陥、白抜けのない安定なパ
ターンを有するカラーフィルタを容易に製造する方法を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するため、透明基板上に顔料
もしくは、カーボンを混入、分散したネガ型（光重合型
）着色フォトレジストを塗布し、ベーキングを行なった
後、酸素雰囲気中でマスクを介して非パターン部に露光
を行ない非パターン部のラジカルを消費した後、前記着
色フォトレジストの上に酸素遮断膜を塗布し、乾燥させ
た後全面に露光を行った後、重合促進加熱、現像、リン
ス等を行い画素、及びブラックマトリクスパターンを形
成するカラーフィルタの形成を可能とする。

作用 本発明は、基板上に塗布し、乾燥させた前記着色レジス
トを酸素雰囲気中で露光すると、光によって光重合開始
剤がラジカルを生成するがこのラジカルは、酸素と反応
し重合に寄与することなくすぐに消滅してしまう。すな
わち、非パターン部に酸素雰囲気中で選択的に光を照射
し、非パターン部のラジカルを消費した後、酸素遮断雰
囲気で前記着色レジストの全面に露光を行うと、画素部
では、十分なラジカルの生成があるため重合が起こるが
、非パターン部ではラジカルの生成が不十分であるため
十分な重合が起こらない。このため、現像、リンスによ
って非パターン部は除去され画素部のみが残る。各色に
ついて、この工程を繰り返すことによってカラーフィル
ターを形成することができるみ 実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の実施例の工程を説明するための工程断
面図である。基板１上に顔料やカーボン等を分散させた
着色フォトレジスト（光重合タイプ）を塗布し、ベーキ
ングを行い、所定の膜厚の着色レジスト層２を形成する
（同図（Ａ））。続いて、前記着色レジスト層２にマス
ク３を介して非パターン部４に酸素雰囲気中で選択的に
光を照射する（同図（Ｂ））。通常光重合タイプのレジ
ストは、以下に示した機構によって連鎖反応的に重合が
進む。

Ｉｎｓ＋Ｍ　　　−−＞ＩｎＭ＊ ＩｎＭ＊＋ｍＭ　　−−＞Ｉｎ−（Ｍ）ｓ。

工ｎ：光重合開始剤 Ｍ：モノマー この時、非パターン部４では、光重合開始剤（Ｉｎ）の
生成するラジカルは、以下の機構によって酸素に消費さ
れる。

Ｉｎｓ　　　＋０２　　　−−＞Ｉｎ０−旦酸素と結合
した光重合開始剤は再び光があたってもラジカルを生成
しなくなる。

この様にして、非パターン部の光重合開始剤を十分酸素
と結合させた後、前記着色レジスト層２に酸素遮断膜６
を塗布した後全面に光を照射する（同図（Ｃ））。この
時前記非パターン部４は、前述のように重合が起こらな
いがパターン部５では重合が起こる。

この後、重合促進加熱、現像、リンス、ポストベークを
行うことによってパターン部５のみが前記基板１上に形
成される（同図（Ｄ））。

この様にしてパターンを形成すると、前記パターン部５
を露光する時、精度を気にせずに露光が可能となる。即
ち、前記パターン部５を十分重合させるために、露光量
を増やすこともできるし、また、表、裏画面から露光す
ることもできる。

また、着色レジスト層が厚く、前記着色レジスト層２の
下部まで十分に光重合開始剤を消費することができない
場合は、前述のように酸素遮断膜６を塗布し、非パター
ン部の下部が重合しない程度に全面露光をした後、現像
を行ない、非パターン部４の上層部を除去し、再び酸素
雰囲気にて前記マスク３を介して露光を行ない十分に非
パターン部の光重合開始剤を消費した後、酸素遮断膜６
を塗布し、全面露光、を行ないパターンを形成すること
も可能であり、さらに膜厚の厚い場合には、前述の工程
を複数回繰り返すことによってパターンを形成すること
が可能である。

第２図は本発明の他の実施例のカラーフィルタ製造の工
程概略図である。

ガラス基板７上にブラックマトリクス８を形成し、その
上に第１色目の着色レジスト９を塗布しベーキングを行
なった後、酸素雰囲気中にてマスク１０を介して前記着
色レジスト９の非画素部に選択的に露光を行なった（同
図（Ａ））。その後、前記着色レジスト９の上に酸素遮
断膜（ポリビニルアルコール）を塗布し乾燥させ、ガラ
ス基板７側から全面露光を行なった後（同図（Ｂ））、
重合促進加熱、現像、リンス、ポストベークを行ない第
１色目の画素１１を形成した（同図（Ｃ））。

さらに上記工程を繰り返すことによって２色目、３色め
の画楚を形成し、カラーフィルタを作製した。

またこの時、前記マスク１０の遮光部の大きさは、画素
１１以上で、前記ブラックマトリクス８から隣接する画
素へはみ出さなければ良い。なぜならば、裏面露光によ
って画素を重合させるため、ブラックマトリクス上は遮
光され重合されないからである。

このような方法によってカラーフィルタを製造すること
によって、次のような効果がある。

第１に、画素を硬化させるため十分な露光ができるので
欠陥の白画素が形成できる。

第２に、最終的にブラックマトリクスがマスクとなって
画素を形成するので、第２図（Ａ）に示した露光におい
てアライメント精度がラフで良く且つ、第２図（Ｃ）に
示したように、ブラックマトリクスへの重なりや、アラ
イメントずれによる白抜けのない画素が形成できる。

着色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（商標名カラーモザイりＢ１　　略称ＣＢ）、　　
緑色レジスト（商標名カラーモザイクＧ１　　略称ＣＧ
）、赤色レジスト（商標名カラーモザイクＲ１略称ＣＲ
）、黒色レジスト（商標名カラーモザイクに１　　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
。

また、本実施例では、着色レジスト剤について述べたが
、フォトレジスト中に顔料や着色剤の代わりに光吸収性
の機能材料等を混入した場合も同様にしてパターンを形
成することによって、精度良く安定したパターンが得ら
れる。

発明の効果 本発明によって、顔料やカーボン等を分散させた着色フ
ォトレジストを用いてサイドエッチ、欠け、突起、およ
び、白抜けのない安定したカラーフィルタの製造が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例の工程を説明する工程
断面図、第３図は従来例の工程を説明する工程断面図で
ある。 １．７・・・ガラス基板、２．９・・・着色レジスト、
３・・・フォトマスク、４・・・着色レジスト非パター
ン部、５・・・着色レジストパターン部、６．１０・・
・酸素遮断膜、８・・・ブラックマトリクス、１１、・
・・画素。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名第１図 第２図 １光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に顔料もしくは、カーボンを混入、分
   散したネガ型（光重合型）着色フォトレジストを塗布し
   、ベーキングを行なった後、酸素雰囲気中でマスクを介
   して非パターン部に露光を行ない非パターン部の重合開
   始剤を消費した後、前記着色フォトレジストに対して酸
   素遮断を施し全面に露光を行った後、重合促進加熱、現
   像、リンス等を行い画素、及びブラックマトリクスパタ
   ーンを形成することを特徴とするカラーフィルタ製造方
   法。
2. （２）透明基板上に着色フォトレジストを塗布し、ベー
   キングを行なった後、酸素雰囲気中でマスクを介して非
   パターン部に露光を行ない非パターン部のラジカルを消
   費した後、前記着色フォトレジストに対して酸素遮断を
   施し全面に露光し、重合促進加熱を行った後、現像、リ
   ンス等を行い非パターン部の上層部を除去した後乾燥し
   、再び前記マスクを介して酸素雰囲気中で露光を行い非
   パターン部の下層部のラジカルを十分に消費した後、前
   記着色レジストに対して酸素遮断を施し、全面露光を行
   い、重合促進、現像、リンス等を行い画素、及びブラッ
   クマトリクスパターンを形成することを特徴とするカラ
   ーフィルタ製造方法。
3. （３）透明基板上に、ブラックマトリクスを形成した後
   、前記ブラックマトリクスの上からＲ（赤）、Ｇ（緑）
   、Ｂ（青）の内、第１色目の着色レジストを塗布しベー
   キングした後、画素用マスクを介して第１色目の画素以
   外の部分（非パターン部）に酸素雰囲気中で露光を行い
   非パターン部のラジカルを消費した後、前記着色レジス
   トに対して酸素遮断を施した後透明基板側より全面露光
   を行い、更にその後重合促進加熱、現像、リンス、ポス
   トベーク等を行い第１色目の画素を形成し、以下同様に
   して第２、第３色目の画素を形成することを特徴とする
   カラーフィルタ製造方法。
4. （４）画素用マスクの遮光部の大きさを画 素部よりも大きくし、かつ隣接する画素部に、はみ出さ
   ないようにしたことを特徴とする請求項３記載のカラー
   フィルタ製造方法。
5. （５）着色レジスト材料が、多官能アクリレートモノマ
   ー、有機重合体結合剤及びトリハロメチル−Ｓ−トリア
   ジン系化合物を含む光重合開始剤を組成とした感光性樹
   脂と顔料もしくはカーボンを含有する着色材料であるこ
   とを特徴とする請求項１、２、または３記載のカラーフ
   ィルタ製造方法。