JPH1123831A

JPH1123831A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH1123831A
Application number: JP17378397A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Hatai; 宗宏畠井; Hideki Hayashi; 秀樹林; Kazuhiko Nakamura; 一彦中村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】画素の色純度が高く、側部での光抜けなどの
無い色品質に優れたカラーフィルタの製造方法を提供す
ること。【解決手段】顔料、分散剤、バインダー、及び溶媒を
含有する着色組成物を用いて、レーザー光照射法により
少なくとも２色の画素がパターン状に形成されたカラー
フィルタの製造方法において、（１）レーザー光の照射
エネルギー密度Ｅが次式Ｅ₀≦Ｅ≦１０Ｅ₀ （ただし、
Ｅ₀は、着色塗膜が蒸散される最低エネルギー密度であ
る。）で示される関係を満足するように調整して、レー
ザー光を照射することにより、（２）パターン状に形成
された各画素の断面の上端の幅をａ、基板側の幅をｂと
したとき、次式０．９≦ａ／ｂ≦１．０で示される関係
を満足する各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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置、カラーファクシミリ、カラービデオカメラなどに用
いられるカラーフィルタの製造方法に関し、更に詳しく
は、顔料を含有する着色組成物を用いて、レーザー光照
射法により、基板上に複数の色相の画素をパターン状に
形成するカラーフィルタの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置などには、透明な基
板上に、色相の異なる２種または３種以上の着色画素
（以下、単に画素という）がパターン状に形成されたカ
ラーフィルタが装着されている。画素の色相としては、
一般に、赤、青、緑の３原色が使用されている。また、
多くの場合、各画素間には、ブラックマトリクスが形成
されている。

【０００３】カラーフィルタの製造方法としては、着色
感光性樹脂を用いて基板上に着色塗膜を形成し、フォト
リソグラフ法により、パターン状に露光した後、現像を
行う方法が提案されている（特開昭５８−７６０８号公
報、特公平３９−０４１号公報など）。しかしながら、
フォトリソグラフ法は、所望の色数の画素を形成するの
に複雑な工程を必要とすること、感光性樹脂が高価であ
ること、各色相の着色塗膜の感度の差により画素間に段
差を生じ易いこと、現像液の廃液処理が必要であるこ
と、画素中に現像液からの未溶解物やダストなどの混入
があることなどの多くの問題点があった。

【０００４】最近、本発明者らは、顔料を含む着色組成
物を用いて、レーザー光照射法により、基板上に複数の
色相の画素をパターン状に形成するカラーフィルタの製
造方法を提案した（特開平９−１５４１５号公報）。こ
のレーザー光照射法では、基板上に第１色目の着色組
成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を画素
となる領域以外の部分に照射して、被照射部分を蒸散さ
せることにより、第１色目の画素を形成する工程、第
１色目の画素が形成された基板全面に第２色目の着色組
成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第２
色目の画素となる領域以外の部分に照射して、被照射部
分の塗膜を蒸散させることにより、第２色目の画素を形
成し、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色目の画素を残して、その上に被覆さ
れた第２色目の塗膜を蒸散させる工程、及び第１色目
と第２色目の画素が形成された基板全面に第３色目の着
色組成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を
第３色目の画素となる領域以外の部分に照射して、被照
射部分の塗膜を蒸散させることにより、第３色目の画素
を形成し、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色目と第２色目の画素を残して、
それらの上に被覆された第３色目の塗膜を蒸散させる工
程を含む各工程により、少なくとも３色の画素がパター
ン状に形成されたカラーフィルタを製造する。

【０００５】レーザー光照射法によれば、感光性樹脂を
使用する必要がなく、また、現像工程を必要としないの
で、ドライプロセスにより品質の良いカラーフィルタを
安価に製造することができる。ところが、レーザー光照
射法によりパターン状に形成された各画素は、その断面
形状を詳しく観察すると、図１に示すように、台形とな
っていることが判明した。すなわち、図１に示すよう
に、基板１１上に着色組成物の塗膜を形成し、フォトマ
スク１４を介してレーザー光１３を照射することによ
り、被照射部分の塗膜を蒸散させて、画素１５を形成す
ると、基板１１上に形成された画素１５は、断面形状が
台形となっており、その上端の幅ａが、下端の幅ｂより
もかなり短くなっている。そして、画素１５の側面は、
斜面を形成している。

【０００６】図２に示すように、各画素間の間隙をブラ
ックマトリクス１６で埋めると、画素１５の側面（斜
面）の一部は、遮光性のブラックマトリクス１６と重な
るが、ブラックマトリクス１６と重ならない膜厚の薄い
部分が形成される。ブラックマトリクスと重ならない画
素の上部に斜面部分１７が存在すると、画素側部で光抜
けが発生するなどして、画素の色純度が低くなり、カラ
ーフィルタの色品質が低下する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、顔料
を含有する着色組成物を用いて、レーザー光照射法によ
り、基板上に複数の色相の画素をパターン状に形成する
カラーフィルタの製造方法において、画素の色純度が高
く、側部での光抜けなどの無い色品質に優れたカラーフ
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克服するために鋭意研究を
行ったところ、図３に示すように、レーザー光１３の照
射に際し、フォトマスク１４のマスク部からの光の回り
込みによる回折光１８があること、そして、この回折光
１８は、強度の弱い光であるものの、塗膜の蒸散を引き
起こすため、画素の側部に斜面が形成されることを突き
止めた。本発明者らは、更に研究を行った結果、レーザ
ー光の照射エネルギー密度を調整し、画素の断面形状を
矩形に近付けることにより、画素の色純度を高め、画素
の側部での光抜け等による色品質の低下の無いカラーフ
ィルタの得られることを見出し、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、顔料、
分散剤、バインダー、及び溶媒を含有する着色組成物を
用いて、（Ａ）基板上に、第１色目の着色組成物からな
る塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第１色目の画素
となる領域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を
蒸散させることにより、第１色目の画素を形成する工
程、（Ｂ）第１色目の画素が形成された基板上に、第１
色目の画素を被覆するようにして第２色目の着色組成物
からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を第２色目
の画素となる領域以外の部分に照射して、被照射部分の
塗膜を蒸散させることにより、第２色目の画素を形成
し、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色目の画素を残して、その上に被覆され
た第２色目の塗膜を蒸散させる工程、及び（Ｃ）必要に
応じて、前記工程（Ｂ）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工程からなる少なくと
も２色の画素がパターン状に形成されたカラーフィルタ
の製造方法において、（１）レーザー光の照射エネルギ
ー密度Ｅが式（Ｉ）Ｅ₀≦Ｅ≦１０Ｅ₀ （Ｉ）（ただし、Ｅ₀は、着色塗膜が蒸散される最低エネルギ
ー密度である。）で示される関係を満足するように調整
して、レーザー光を照射することにより、（２）パター
ン状に形成された各画素の断面の上端の幅をａ、基板側
の幅をｂとしたとき、式（ＩＩ）０．９≦ａ／ｂ≦１．０（ＩＩ）で示される関係を満足する各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が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】

〈カラーフィルタ用着色組成物〉本発明では、各色相の
画素を形成するために、顔料、分散剤、バインダー、及
び溶媒を含有する着色組成物を用いる。すなわち、分散
剤及びバインダーを用いて、顔料を溶媒中に分散させ
て、着色組成物を作製する。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、無機顔料で
は、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、ピリジアンなどがある。これらの顔料
は、それぞれ単独で、あるいは調色のために２種以上を
組み合わせて使用する。顔料しては、表面処理して分散
性を向上させた修飾顔料も使用することができる。各色
の好適な顔料としては、青ではフタロシアニンブルー、
赤ではクロモフタルレッド、緑ではフタロシアニングリ
ーン、紫ではジオキサジンヴァイオレット、黄色ではジ
スアゾイエローが挙げられる。

【００１０】分散剤は、通常、顔料に対して吸着作用を
有し、溶媒に可溶なものが用いられる。分散剤として
は、界面活性剤が良く使用される。界面活性剤には、イ
オン性界面活性剤と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
界面活性剤としては、例えば、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としては、例えば、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。両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸塩類等
がある。ノニオン性界面活性剤としては、例えば、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。

【００１１】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分散剤も使用すること
ができる。樹脂分散剤としては、水または溶媒に可溶性
のものが好ましく、その具体例としては、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、ア
クリル系樹脂（アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレートなど
の重合体または共重合体）、ポリアクリルアミド、アル
キド樹脂、フッ素樹脂、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、マレイン樹脂、ポ
リエステル樹脂等がある。分散剤としては、界面活性剤
と顔料分散用の樹脂の併用も可能である。界面活性剤及
び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。

【００１２】バインダーとしては、顔料と親和性があ
り、平坦性の良い塗膜を形成することができる樹脂が好
ましい。バインダーの具体例としては、前述の樹脂分散
剤が使用できる。したがって、樹脂分散剤を使用する場
合には、該樹脂分散剤が分散剤とバインダーとを兼ねる
ことがある。溶媒としては、通常の塗料に用いられてい
る各種溶媒が使用できる。この例として、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、乳酸エステル等が挙げられる。これら
の溶媒は、それぞれ単独で、あるいは必要に応じて、２
種以上を組み合わせて使用することができる。

【００１３】上記カラーフィルタ用着色組成物の各成分
を用いて、着色組成物を作製する。着色組成物の作製方
法としては、先ず、溶媒中に分散剤を用いて顔料を分散
させる。分散方法としては、通常の分散機により、顔料
を溶媒中に分散させる方法が採用できる。分酸機には、
サンドミル、ボールミル、ホモジナイザー等が使用され
る。着色組成物の各成分の量比は、適宜定めることがで
きるが、通常、顔料が１〜４０重量％、顔料：分散剤が
１：０．１〜１：５（重量比）、バインダー１〜５０重
量％、残部が溶媒である。ただし、樹脂分散剤を用いる
場合には、該樹脂がバインダーを兼ねることがある。こ
のような配合組成比により各成分を分散させることによ
り、着色組成物が作製される。

【００１４】〈カラーフィルタの作製方法〉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。カラーフィルタ用着色組成物を基板上
に塗布し、乾燥させて硬化して、塗膜を形成する。塗膜
の上から、レーザー光をパターン状に照射して、画素と
なる領域以外の部分の塗膜を蒸散させることにより、パ
ターン状の画素を形成する。本発明のカラーフィルタ
は、基板上に少なくとも２色の画素が形成されたもので
ある。基板としては、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。

【００１５】基板としては、予めその上にブラックマト
リクスが形成されているものも使用できる。ブラックマ
トリクスとは、各画素の隙間を遮光性物質で埋め、また
は被覆したものであり、カラーフィルタのコントラスト
を向上させる役割を果たすものである。ブラックマトリ
クスの材質としては、例えば、クロムや酸化クロムの薄
膜、あるいはカーボンブラック、黒鉛などの遮光性物質
を混入した樹脂組成物等がある。ブラックマトリクス
は、各画素を形成した後に、作製することもできる。

【００１６】（Ａ）第１色目の画素を形成する工程本発明では、第一工程として、基板上に、第１色目の着
色組成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザー光を
第１色目の画素となる領域以外の部分に照射して、被照
射部分の塗膜を蒸散させることにより、第１色目の画素
を形成する。塗膜の形成には、前記の着色組成物を用い
る。塗膜形成方法は、スピンコート法、ロールコート
法、ディッピング法などがある。次いで、レーザー光を
第１色目の画素となる領域以外の部分に照射して、被照
射部分の塗膜を蒸散させることにより、第１色目の画素
を形成する。

【００１７】使用するレーザーは、エキシマレーザー、
ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ＣＯ₂レーザー、ア
ルゴンガスレーザー等があるが、画像形成の解像性が良
いことから、使用するレーザーの波長は５００ｎｍ以
下、好ましくは４００ｎｍ以下が望ましい。このために
は、波長が紫外線領域にあるエキシマレーザーが好まし
い。しかし、他のレーザーでも、非線形光学素子を用い
て波長変換したものも使用することができる。

【００１８】レーザー光を照射する際、レーザー光の出
力及び照射パルス回数を調整して、第１色目の塗膜の被
照射部分のみを蒸散させる。レーザー光のエネルギー密
度が大き過ぎると、被照射部分の塗膜だけではなく、下
の基板まで蒸散してしまうので、好ましくない。レーザ
ー光の出力を制御するには、レーザー光パルス光である
ことが好ましい。パルス光であれば、ショット数を制御
することにより、塗膜の深さ方向の加工制御が容易であ
る。形成される画素の大きさは、必要に応じて適宜定め
ることができるが、通常、略１００×３００μｍ程度で
あり、画素間隔は、通常、約３０μｍである。

【００１９】レーザー光を照射して、画素を形成するの
に２つの方法がある。一つは、フォトマスクを介して、
面露光により、ある領域にフォトマスクのパターン形状
通りにレーザー光を照射し、被照射部分を蒸散させる。
ＸＹステージ等により基板を移動させ、別の領域にレー
ザー光を照射する。この工程を繰り返すことにより、基
板の全面にパターン状の画素を形成する。別の方法とし
ては、レーザー光を小さく絞り込んで、走査することに
よりパターン状の画素を形成する方法がある。レーザー
光の走査方法としては、ＸＹステージ等により基板を移
動させるか、あるいはレーザー光を光学系により走査す
る方法がある。フォトマスクを用いる方法の方が、一回
に画素を形成する領域が広いため、全体の加工時間が短
くなり好ましい。

【００２０】図１（ａ）に示すように、基板１上に着色
組成物からなる塗膜２を形成し、次いで、図１（ｂ）に
示すように、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、被照射部分の塗膜を蒸散さ
せることにより、図１（ｃ）に示すように、第１色目の
画素５を形成する。

【００２１】（Ｂ）第２色目の画素を形成する工程第１色目の画素が形成された基板上に、第１色目の画素
を被覆するようにして第２色目の着色組成物からなる塗
膜を形成し、次いで、レーザー光を第２色目の画素とな
る領域以外の部分に照射して、被照射部分の塗膜を蒸散
させることにより、第２色目の画素を形成し、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色目の画素を残して、その上に被覆された第２色目の
塗膜を蒸散させる。

【００２２】図１（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
らなる塗膜６を形成する。塗膜６は、第１色目の画素５
の上にも被覆される。図１（ｅ）に示すように、フォト
マスクを介してレーザー光を照射することにより、被照
射部分の塗膜を蒸散させて、第２色目の画素７を形成す
る。その際、図１（ｆ）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
を残して、その上に被覆された第２色目の塗膜を蒸散さ
せる。このようにして、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。

【００２３】（Ｃ）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（Ｂ）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。図１（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
る塗膜８を形成する。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１（ｈ）に示
すように、フォトマスクを介してレーザー光を照射する
ことにより、被照射部分の塗膜を蒸散させて、第３色目
の画素９を形成する。その際、図１（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、
それらの上に被覆された第３色目の塗膜を蒸散させる。

【００２４】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光照
射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。

【００２５】本発明では、各工程において、画素を形成
する際に、（１）レーザー光の照射エネルギー密度Ｅが
式（Ｉ）Ｅ₀≦Ｅ≦１０Ｅ₀ （Ｉ）（ただし、Ｅ₀は、着色塗膜が蒸散される最低エネルギ
ー密度である。）で示される関係を満足するように調整
して、レーザー光を照射することにより、（２）パター
ン状に形成された各画素の断面の上端の幅をａ、基板側
の幅をｂとしたとき、式（ＩＩ）０．９≦ａ／ｂ≦１．０（ＩＩ）で示される関係を満足する各画素を形成することを特徴
とする。

【００２６】レーザー光の照射エネルギー密度は、式
（Ｉ′）Ｅ₀≦Ｅ≦５Ｅ₀ （Ｉ′）で示される関係を満足するように調整することが好まし
い。

【００２７】レーザー光のエネルギー密度は、レーザー
発振の投入電圧により制御するか、あるいは、光学系に
レーザー光の光量を調節する可変ミラーを挿入して制御
することができる。

【００２８】ここでＥ₀は、予め別の基板上に各色相の
着色塗膜を作製して測定しておく。より具体的には、照
射するレーザー光のエネルギー密度を小さい方から大き
い方に変えて行き、塗膜が蒸散を開始するときのエネル
ギー密度を測定し、そのエネルギー密度をＥ₀とする。
レーザー光の波長に対する吸収が大きい材料は、Ｅ₀が
小さく、吸収が小さい材料はＥ₀が大きくなる傾向にあ
る。着色塗膜においてバインダーのレーザー光の波長に
対する吸収が小さくても、レーザー光の波長に吸収性の
ある顔料を含有させることにより、Ｅ₀の値を小さくす
ることが可能である。通常のアクリル系樹脂のバインダ
ーに有機顔料を分散させた着色塗膜を用いた場合、Ｅ₀
の値は、５０〜１００ｍＪ／ｃｍ²である。レーザー光
のエネルギー密度は、市販のパワーメーターを用いて測
定することができる。

【００２９】上記のレーザー光のエネルギー密度の条件
において、ＥがＥ₀以下であると、塗膜は蒸散を起こさ
ず加工できない。また、Ｅが１０Ｅ₀より大きい場合に
は、フォトマスクを用いてパターンを形成する場合、フ
ォトマスクのマスク部からの光の回り込みの回折のため
に、レーザー光がフォトマスクにより設定されたパター
ン形状の画素幅よりも広がってしまう。そのため、レー
ザー光のエネルギー密度が大き過ぎると、塗膜の残すべ
きパターン部分の一部までもが蒸散する。その結果、形
成された画素の断面形状は、矩形とはならずに、画素の
側部が斜面を形成し、台形状になってしまう（図３）。

【００３０】本発明では、使用するレーザー光のエネル
ギー密度ＥがＥ₀以上、１０Ｅ₀以下、好ましくは５Ｅ₀
以下となるように調整して、レーザー光の照射を行うこ
とにより、画素の断面形状が、断面の上端の幅をａ、基
板側の幅をｂとしたとき、０．９≦ａ／ｂ≦１．０とな
るように加工する。すなわち、図１に示すように、画素
は、その断面が台形状に形成されるが、その台形の上底
をａ、下底をｂとすると、０．９≦ａ／ｂ≦１．０とな
るように加工する。ａ／ｂは、好ましくは０．９３≦ａ
／ｂである。ａ／ｂの上限は、１．０であることが最も
好ましいが、多くの場合０．９７以下である。画素の形
状が長方形の場合には、ａ／ｂは、長方形の短辺側の断
面について測定する。

【００３１】本発明の製造方法により、レーザー光の照
射エネルギー密度を調整して加工すると、回折光のエネ
ルギー密度が小さくなり、回折光による塗膜の不必要な
部分の蒸散を抑制することができる。その結果、画素側
部の斜面形成が抑制され、画素の断面形状が台形から矩
形に近づく。

【００３２】〈作用〉本発明では、画素を形成するとき
に適正なレーザー光の照射条件により着色塗膜の蒸散を
行うので、色品質を低下させるような台形状の画素の形
成が抑制される。したがって、断面が台形状の画素の側
部の斜面からの光抜けによるカラーフィルタの色品質の
低下を抑えることが可能となり、色品質の高いカラーフ
ィルタを製造することができる。

【００３３】

【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。

【００３４】［実施例１］〈着色組成物の作製〉最初に、Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びブラッ
クの着色組成物を作製する。ここでＲＧＢとは、カラー
フィルタの画素における３原色で、Ｒ，Ｇ，Ｂで各々
赤、緑、青である。ブラックの着色組成物は、ブラック
マトリクス用である。Ｒ，Ｇ，Ｂの着色組成物を作製す
るために、赤、緑、青の３色に加えて、色調整用として
黄色、紫の２色の顔料を分散する。ブラックの着色組成
物は、カーボンブラックのブラックと青の２色を調色し
て作製する。着色組成物の配合組成として、顔料１５重量％、ポリビニルアルコール（ゴーセノールＫＰ０８、日本
合成化学工業社製）３重量％、ノニオン系界面活性剤（ノイゲンＥＡ１７０、第一工
業製薬社製）３重量％、水７９重量％を用いた。

【００３５】ここで各色における顔料は、赤：クロモフタールレッド緑：フタロシアニングリーン青：フタロシアニンブルー黄：ジスアゾイエロー紫：ジオキサジンヴァイオレット黒：カーボンブラックであり、これらをそれぞれサンドミルにより分散した。

【００３６】色調整として、以下の組成比（重量比）で
各顔料を混合し、それぞれＲＧＢとブラックの着色組成
物を得た。（Ｒ）赤：黄＝８５：１５（Ｇ）緑：黄＝６１：３９（Ｂ）青：紫＝７８：２２（ブラック）黒：青＝４８：５２

【００３７】〈カラーフィルタの製造方法〉レーザー照
射装置としてＭＰＢ社のＰＳＸ−１００（波長：２４８
ｎｍ）を用いて、各着色塗膜が蒸散されるレーザー光の
最低エネルギー密度Ｅ₀を、以下のようにして求めた。
着色塗膜にレーザー光のエネルギー密度を、レーザー光
の照射の際にかける投入電圧を変えることにより、１０
〜２００ｍＪ／ｃｍ²の範囲で変えて、着色塗膜に照射
し、照射した部分の表面形状を表面特性測定装置（ＤＥ
ＫＴＡＫＩＩＡ：ＳＬＯＡＮ社）を用いて測定するこ
とにより、着色塗膜が蒸散される最低のレーザー光のエ
ネルギー密度Ｅ₀を求めた。レーザー光のエネルギー密
度は、エキシマレーザー用パワーメーター（３Ａ−Ｐ
ＯＰＨＩＲ社製）を用いて測定した。着色塗膜は、無ア
ルカリガラス基板上に上記の各着色組成物をスピンコー
ターにより塗布し、これを７０℃のホットプレートの上
に３分間置き、乾燥させて作製した。

【００３８】この結果Ｒ、Ｇ、Ｂ、及びブラックマトリ
クス用ブラックのＥ₀は、全て９０ｍＪ／ｃｍ²であっ
た。したがって、本発明に適合するレーザー光のエネル
ギー密度Ｅは、９０ｍＪ／ｃｍ²≦Ｅ≦９００ｍＪ／ｃ
ｍ²、好ましくは９０ｍＪ／ｃｍ²≦Ｅ≦４５０ｍＪ／ｃ
ｍ²である。このようにして得られたレーザー光のエネ
ルギー密度の条件の範囲内で、着色塗膜を加工する。

【００３９】先ず、Ｒの着色塗膜を１０ｃｍ角ガラス基
板にスピンコートすることによって作製した。このと
き、塗膜の膜厚は０．８μｍであった。得られたＲの着
色塗膜にレーザー光を照射して、Ｒの着色画素を形成し
た。このときレーザー光のエネルギー密度は２００ｍＪ
／ｃｍ²であり、予めこのエネルギー密度では、パルス
当たり０．０５μｍの深さの塗膜が蒸散することを測定
してあるので、この領域には１６ショットのレーザーパ
ルスを照射すればよい。そこで、上記条件によりレーザ
ー光をフォトマスクを介し着色塗膜に１６ショット照射
した。レーザー光を１６ショット照射したら次の領域に
ＸＹステージで移動させ、基板全体にＲの１００×３０
０μｍの画素を形成した。レーザー光の照射により被照
射部分の塗膜のみが蒸散して、フォトマスクのパターン
形状通りに第１色目のＲの画素が形成された。表面特性
測定装置により、Ｒの画素の断面形状を、短い幅方向で
測定したところ、ａ＝９４μｍで、ｂ＝１００μｍであ
り、ａ／ｂ＝０．９４であった。

【００４０】次に、このＲの画素の上からＧの着色組成
物を塗布し、同様に乾燥して膜厚が０．８μｍの塗膜を
形成した。予めＧの塗膜は、２００ｍＪ／ｃｍ²でパス
ル当たりの蒸散する深さは０．０５μｍであることを測
定しているので、被照射部分のＧの塗膜だけを蒸散させ
るためには、レーザー光のパルスを１６ショット照射す
ればよいことが分かった。このようにしてレーザー光を
Ｒと同様にフォトマスクを介し、１６ショット照射した
ら次の領域にＸＹステージで移動させ、基板全体にＧの
１００×３００μｍの画素を形成した。Ｇの画素の断面
形状を短い幅方向で測定したところ、ａ＝９４μｍ、ｂ
＝１００μｍで、ａ／ｂ＝０．９４であった。

【００４１】次に、Ｂの画素をＧと同様にして形成し
た。Ｂの塗膜の厚みは０．８μｍであり、予めＢの塗膜
は２００ｍＪ／ｃｍ²でパルス当たり０．０５μｍで蒸
散することを測定しているので、被照射部分のＢの塗膜
だけを蒸散させるためにはレーザー光のパルスを１６シ
ョット照射すればよいことが分かった。このようにして
レーザー光をＧと同様にフォトマスクを介し、１６ショ
ット照射したら次の領域にＸＹステージで移動させ、基
板全体にＢの１００×３００μｍの画素を形成した。Ｂ
の画素の断面形状を短い幅方向で測定したところ、ａ＝
９４μｍ、ｂ＝１００μｍで、ａ／ｂ＝０．９４であっ
た。

【００４２】最後に、ブラックマトリクス用ブラックの
塗膜をＲ、Ｇ、Ｂの画素の上から塗布したところ、その
厚みは１．０μｍであり、予めブラックの塗膜は２００
ｍＪ／ｃｍ² でパルス当たり０．０５μｍで蒸散するこ
とを測定しているので、被照射部分のブラックの塗膜だ
けを蒸散させるためにはレーザー光のパルスを２０ショ
ット照射すればよいことが分かった。ブラックマトリク
スを形成させるためにＲＧＢと異なるフォトマスクを使
用し、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素の周囲に１０μｍの幅の格子状
の画素を形成させた。

【００４３】このようにしてＲ、Ｇ、Ｂ、及びブラック
マトリクスの画素を得、カラーフィルタを製造した。上
記のようにして作製されたカラーフィルタの断面形状を
測定したところ、ＲＧＢの各画素の全てにおいて、０．
９≦ａ／ｂとなっていることがわかった。また、ＲＧＢ
の各画素を光学顕微鏡により観察したところ、画素の色
品質の低下は無いことが分かった。

【００４４】［比較例１］〈着色組成物の作製〉実施例１におけるものと同じ各着
色組成物を用いた。〈カラーフィルタの製造方法〉製造方法は、実施例１に
おけるのとレーザー光の強度を除いて、同じ条件で各色
相の画素及びブラックマトリクスを作製した。比較例１
では、レーザー光のエネルギー密度を１０Ｅ₀以上の１
０００ｍＪ／ｃｍ²に調整して、着色画素に照射した。
このときパルス当たりの蒸散する深さは、Ｒ、Ｇ、Ｂ、
及びブラックマトリクス用ブラックの全ての着色塗膜に
おいて０．２μｍであることが測定により分かったの
で、各着色塗膜を蒸散させるために、Ｒ、Ｇ、Ｂにおい
て４ショット、ブラックマトリクス用ブラックにおいて
５ショット照射した。

【００４５】このようにして作製されたカラーフィルタ
の表面形状を測定したところ、ＲＧＢの各画素の端の斜
面の幅ｃ（図２）が１０μｍであることが分かった。Ｒ
ＧＢの画素を光学顕微鏡により観察したところ、画素の
端の部分が光抜けを生じ、色純度が低くなっていること
が分かった。このようにして、本発明に規定されるレー
ザー光の加工条件により画素を形成すれば、画素の断面
形状が台形にならずに、その部分での光抜けを生じない
カラーフィルタを作製することが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、顔料を含有する着色組
成物を用いて、レーザー光照射法により、基板上に複数
の色相の画素をパターン状に形成するカラーフィルタの
製造方法において、画素の色純度が高く、側部での光抜
けなどの無い色品質に優れたカラーフィルタの製造方法
が提供される。本発明の製造方法によれば、画素の断面
形状が矩形となり、画素の端の部分における光抜けが無
く、また、レーザー照射による着色塗膜の蒸散時におい
て、カラーフィルタの色品質を損なわず、色品質の高い
カラーフィルタを作製することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレーザー光照射法により得られる画素の
断面形状の略図である。

【図２】従来のレーザー光照射法により得られる画素の
断面形状とブラックマトリクスとの関係を示す略図であ
る。

【図３】従来のレーザー光照射法により、断面が台形の
画素が形成されることを示す説明図である。

【図４】本発明で採用している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。

【符号の説明】

１１：透明基板１３：レーザー光１４：フォトマスク１５：着色画素１６：ブラックマトリクス１７：色純度が低くなる部分１８：回折光１：基板２：第１色目の塗膜３：レーザー光４：フォトマスク５：第１色目の画素６：第２色目の塗膜７：第２色目の画素８：第３色目の塗膜９：第３色目の画素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、分散剤、バインダー、及び溶媒を
含有する着色組成物を用いて、（Ａ）基板上に、第１色
目の着色組成物からなる塗膜を形成し、次いで、レーザ
ー光を第１色目の画素となる領域以外の部分に照射し
て、被照射部分の塗膜を蒸散させることにより、第１色
目の画素を形成する工程、（Ｂ）第１色目の画素が形成
された基板上に、第１色目の画素を被覆するようにして
第２色目の着色組成物からなる塗膜を形成し、次いで、
レーザー光を第２色目の画素となる領域以外の部分に照
射して、被照射部分の塗膜を蒸散させることにより、第
２色目の画素を形成し、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色目の画素を残し
て、その上に被覆された第２色目の塗膜を蒸散させる工
程、及び（Ｃ）必要に応じて、前記工程（Ｂ）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
工程からなる少なくとも２色の画素がパターン状に形成
されたカラーフィルタの製造方法において、（１）レー
ザー光の照射エネルギー密度Ｅが式（Ｉ）Ｅ₀≦Ｅ≦１０Ｅ₀ （Ｉ）（ただし、Ｅ₀は、着色塗膜が蒸散される最低エネルギ
ー密度である。）で示される関係を満足するように調整
して、レーザー光を照射することにより、（２）パター
ン状に形成された各画素の断面の上端の幅をａ、基板側
の幅をｂとしたとき、式（ＩＩ）０．９≦ａ／ｂ≦１．０（ＩＩ）で示される関係を満足する各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。