JPH11202121A - Manufacturing method of color filter - Google Patents
Manufacturing method of color filterInfo
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- JPH11202121A JPH11202121A JP2014598A JP2014598A JPH11202121A JP H11202121 A JPH11202121 A JP H11202121A JP 2014598 A JP2014598 A JP 2014598A JP 2014598 A JP2014598 A JP 2014598A JP H11202121 A JPH11202121 A JP H11202121A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各色での膜厚分布が少ないカラーフィルタの
製造方法を提供する。
【解決手段】 基板上に複数色のカラーレジストを塗布
し、パターニングして複数色のカラーフィルタを形成す
るカラーフィルタの製造方法において、該カラーレジス
トのレートインデックスCを下記の(1)式で表わした
時、複数色のカラーレジストのレートインデックスがレ
ジスト塗布時に複数のカラーレジストで実質的に等しく
設定することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【数1】S=B×RC (1)
(式中、Sはカラーレジストのシアーストレス(P
a)、Bはカラーレジストの粘性係数、Rはカラーレジ
ストのシアーレート(1/s)、Cはカラーレジストの
レートインデックスを示す。)(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a method for manufacturing a color filter having a small thickness distribution in each color. SOLUTION: In a method of manufacturing a color filter in which a plurality of color resists are applied on a substrate and patterned to form a plurality of color filters, a rate index C of the color resist is represented by the following formula (1). Wherein the rate indexes of the color resists of a plurality of colors are set substantially equal for the plurality of color resists when the resist is applied. S = B × R C (1) (where S is the shear stress of the color resist (P
a) and B are the viscosity coefficients of the color resist, R is the shear rate (1 / s) of the color resist, and C is the rate index of the color resist. )
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子等に
用いるカラーフィルタの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used for a liquid crystal display device or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶素子に用いられるカラーフィルタ
は、液晶の駆動特性及びフィルタの分光特性への要求か
ら、近接する色間の膜厚差(色間段差)を、管理精度と
して膜厚の少なくとも1/15〜1/30(セルギャッ
プの1/l0以下)に抑えることが求められている。
(特開昭63−60424号公報)ちなみに、最もセル
ギャップの狭いカイラルスメクチック液晶においては、
色間段差としてl000Å以下が要求されることとな
る。色間段差を緩和するためにカラーフィルタ上に平坦
化膜が形成される場合もあるが、段差が大きすぎると十
分に平坦化することができない。また、カラーフィルタ
の段差があまりにも大きい場合は、機械的研磨などの余
分な工程が必要になる。2. Description of the Related Art In a color filter used in a liquid crystal element, a thickness difference between adjacent colors (inter-color step) is determined at least as a management accuracy based on requirements for driving characteristics of a liquid crystal and spectral characteristics of the filter. It is required to keep it at 1/15 to 1/30 (1/10 or less of the cell gap).
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-60424) Incidentally, in a chiral smectic liquid crystal having the narrowest cell gap,
The difference between colors is required to be less than 1000 °. In some cases, a flattening film is formed on the color filter in order to reduce the level difference between colors. However, if the level difference is too large, flattening cannot be performed sufficiently. If the step of the color filter is too large, an extra step such as mechanical polishing is required.
【0003】現在液晶表示素子に用いられるカラーフィ
ルタの製造方法は、カラーフィルタの各色に対応したカ
ラーレジストを基板上に塗布し、夫々フォトリソグラフ
ィ等により所定の形状にパターニングする方法が採用さ
れているが、上述したようなカラーフィルタの膜厚制御
に大きく寄与するカラーレジストの塗布方法として、ス
ピンコート、ロールコート、各種の印刷方法などが一般
的に用いられる。どの方式にしてもその形成膜厚をコン
トロールする手段としては、各装置の塗布原理に基づく
装置条件と、塗布時の液性、環境条件、被塗布物の表面
状態の管理が重要である。At present, a method of manufacturing a color filter used for a liquid crystal display element adopts a method of applying a color resist corresponding to each color of the color filter on a substrate and patterning the resist into a predetermined shape by photolithography or the like. However, spin coating, roll coating, various printing methods, and the like are generally used as a method of applying a color resist that greatly contributes to the control of the film thickness of the color filter as described above. Regardless of the method, as means for controlling the film thickness to be formed, it is important to control the apparatus conditions based on the coating principle of each apparatus, the liquid properties at the time of coating, the environmental conditions, and the surface state of the object to be coated.
【0004】このような塗布法による膜形成では.塗布
液の液性に関しては、従来その粘度が一般的かつほとん
ど唯一の管理項目であった。そのため、E型、B型等の
回転粘度計あるいはオストヴァルト粘度計のような毛管
式のものなど多種の測定器具が開発され、精度・簡便性
などの主目的に応じて使い分け、塗膜の厚さ管理を行っ
てきた。In film formation by such a coating method, Regarding the liquid properties of the coating liquid, its viscosity has conventionally been general and almost the only control item. For this reason, various types of measuring instruments such as E-type and B-type rotational viscometers and capillary-type viscometers such as Ostwald viscometers have been developed, and can be selectively used depending on the main purpose such as accuracy and simplicity. Thickness management has been done.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
フィルタ用のワニス(カラーレジスト)のように着色材
を微分散した塗布液の場合、塗布時のシアーストレス
(ずり応力)やシアーレート(ずり速度)によって粘度
が変化するような非ニュートン性がある上に、粘度は時
間依存性を持ち、さらにこの程度が色によって異なる。
一方、前述の粘度計を用いて測定する粘度は、一定のシ
アーレ―卜における粘度であり、この粘度を用いて基板
内中心値、または最小値の膜厚を管理しようとすると、
以下のような欠点が生じる。However, in the case of a coating solution in which a coloring material is finely dispersed, such as a varnish (color resist) for a color filter, a shear stress (shear stress) and a shear rate (shear speed) at the time of coating are required. In addition to the non-Newtonian property that the viscosity changes depending on the color, the viscosity has a time dependency, and the degree differs depending on the color.
On the other hand, the viscosity measured using the above-mentioned viscometer is the viscosity at a constant shear rate, and when this viscosity is used to control the central value in the substrate or the minimum film thickness,
The following disadvantages occur.
【0006】1.スピンコートの中心から周辺部に向け
て基板内膜厚分布ができ、色によってその程度が異な
る。 2.ロールコートのようにロール間で液が練られる塗布
方法においてはロット内で膜厚変化を起こし、その程度
が色によって異なる。[0006] 1. The film thickness distribution in the substrate is formed from the center of the spin coating toward the peripheral portion, and the degree varies depending on the color. 2. In a coating method in which a liquid is kneaded between rolls such as a roll coat, the film thickness changes within a lot, and the degree varies depending on the color.
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題とするところは、非ニュートン性を持つ
カラーレジストを、その塗布時の膜厚変動を適切管理し
て塗布し、各色での膜厚分布が少ないカラーフィルタを
製造することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. An object of the present invention is to apply a color resist having a non-Newtonian property by appropriately controlling the film thickness variation at the time of application, and apply each color. It is an object of the present invention to produce a color filter having a small film thickness distribution in the above.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、基板上
に複数色のカラーレジストを塗布し、パターニングして
複数色のカラーフィルタを形成するカラーフィルタの製
造方法において、該カラーレジストのレートインデック
スCを下記の(1)式で表わした時、複数色のカラーレ
ジストのレートインデックスがレジスト塗布時に複数の
カラーレジストで実質的に等しく設定することを特徴と
するカラーフィルタの製造方法である。That is, the present invention relates to a method of manufacturing a color filter in which a plurality of color resists are coated on a substrate and patterned to form a plurality of color filters. When the index C is represented by the following formula (1), a rate index of a plurality of color resists is set to be substantially equal for a plurality of color resists at the time of resist application.
【0009】[0009]
【数2】S=B×RC (1) (式中、Sはカラーレジストのシアーストレス(P
a)、Bはカラーレジストの粘性係数、Rはカラーレジ
ストのシアーレート(1/s)、Cはカラーレジストの
レートインデックスを示す。)S = B × R C (1) (where S is the shear stress of the color resist (P
a) and B are the viscosity coefficients of the color resist, R is the shear rate (1 / s) of the color resist, and C is the rate index of the color resist. )
【0010】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は下記の特徴を含む。前記カラーレジストの塗布がスピ
ンナーで行われることを特徴とする。前記カラーレジス
トの塗布がロールコーターで行われることを特徴とす
る。The method for manufacturing a color filter of the present invention has the following features. The application of the color resist is performed by a spinner. The application of the color resist is performed by a roll coater.
【0011】前記カラーフィルタの各色用のカラーレジ
ストのレートインデックスCが0.96〜1.0lの範
囲に入るよう設定することを特徴とする。前記カラーフ
ィルタの各色用のカラーレジストのレートインデックス
Cと解析するシアーレートRの範囲がl0〜300(1
/s)であることを特徴とする。The rate index C of the color resist for each color of the color filter is set to fall within a range of 0.96 to 1.0 l. The range of the rate index C of the color resist for each color of the color filter and the shear rate R to be analyzed is 10 to 300 (1
/ S).
【0012】前記カラーレジストが感光性基を含むポリ
アミノ樹脂のγ−ブチルラクトン、N−メチルピロリド
ン、ジグライム、トリグライムからなる群より選択され
る少なくとも1種の溶液であることを特徴とする。The color resist is at least one solution selected from the group consisting of γ-butyl lactone, N-methylpyrrolidone, diglyme and triglyme of a polyamino resin containing a photosensitive group.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタの製造方
法は、基板上に複数色のカラーレジストを塗布し、パタ
ーニングして複数色のカラーフィルタを形成するカラー
フィルタの製造方法において、該カラーレジストのレー
トインデックスCを下記の(1)式で表わした時、カラ
ーレジストのシアーストレスS(Pa)とシアーレート
R(1/s)から求めたレートインデックスCを、複数
色のカラーレジストにおいて一定の範囲に揃えること
で、スピンコート時の基板内膜厚分布や、ロールコート
時の経時的膜厚変動を最小にし、色毎の膜厚変動を管理
し、カラーフィルタの色間段差を抑えることを特徴とす
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of manufacturing a color filter according to the present invention is directed to a method of manufacturing a color filter in which a plurality of color resists are coated on a substrate and patterned to form a plurality of color filters. When the rate index C is expressed by the following equation (1), the rate index C obtained from the shear stress S (Pa) and the shear rate R (1 / s) of the color resist is fixed for a plurality of color resists. By adjusting the thickness within the range, the film thickness distribution in the substrate during spin coating and the time-dependent film thickness variation during roll coating are minimized, the film thickness variation for each color is managed, and the step between colors of the color filter is suppressed. Features.
【0014】[0014]
【数3】S=B×RC (1)S = B × R C (1)
【0015】まず、カラーレジストのレートインデック
スCの求め方について簡単に述べる。レートインデック
スの解析は.CSLレオメーター(キャリメ(Carr
yMed)社製)を用いて測定・解析した。この装置は
シアーストレス制御タイプのレオメーターで.特に広い
シアーストレスの印加範囲を持つことと、低いシアース
トレス領域の制御に優れた性能を持つ。First, a method of obtaining the rate index C of the color resist will be briefly described. Analysis of rate index. CSL Rheometer (Carr
yMed). This device is a shear stress control type rheometer. Particularly, it has a wide shear stress application range and has excellent performance in controlling a low shear stress region.
【0016】測定は、コーン角2度、コーン直径6c
m、ギャップ5lμmの測定部を用いて、21℃の設定
で、印加応力をlPaからl00Paまで2分間のシア
ーストレススイープモードで上昇させ、サンプリング周
波数60Hzでシアーストレス及びシアーレートのデー
タを取り込んだ。測定後、レートインデックスを(1)
式(パワー・ロウ式)を用いて解析した。Measurements were made at a cone angle of 2 degrees and a cone diameter of 6c.
The applied stress was increased from 1 Pa to 100 Pa in a shear stress sweep mode of 2 minutes at a setting of 21 ° C. using a measurement unit having a m and a gap of 5 μm, and data of a shear stress and a shear rate were taken in at a sampling frequency of 60 Hz. After measurement, the rate index is (1)
The analysis was performed using the equation (power law equation).
【0017】実際の測定はシアーストレスを上昇させた
場合の測定でアップカーブ解析といわれる方法で行っ
た。シアーストレスを下降させた測定からのダウンカー
ブ解析からもレートインデックスは求められるが、本発
明では特に記載がない場合はアップカーブ解析より求め
たレートインデックスを記載してある。なおこの解析は
シアーレートl0〜300(1/s)の範囲で行った。
これはレートインデックスを求めるのに用いた、(1)
式の精度の限界から最小がl0(1/s)となり、スピ
ナーの回転数、基板サイズ、カラーレジスト粘度、最終
液膜の厚さからシミュレーションを行った結果、最大の
シアーレートが300(1/s)であったためである。The actual measurement was carried out by a method called up-curve analysis in the case where the shear stress was increased. The rate index can also be obtained from a down curve analysis based on a measurement in which the shear stress is lowered. In the present invention, the rate index obtained from the up curve analysis is described unless otherwise specified. In addition, this analysis was performed in the shear rate range of 10 to 300 (1 / s).
This was used to determine the rate index, (1)
From the limit of the precision of the formula, the minimum is 10 (1 / s). As a result of performing a simulation from the spinner rotation speed, the substrate size, the color resist viscosity, and the thickness of the final liquid film, the maximum shear rate is 300 (1 / s). s).
【0018】カラーレジストのレートインデックスとス
ピンコート膜の基板内膜厚分布の間に、図5および図6
に示すような相関関係があることがわかった。図5は、
レートインデックスRの異なる三種類のカラーレジスト
(A:R=0.913、B:R=0.907、C:R=
0.942)のスピナー回転中心からの距離と膜厚の分
布を示している。レートインデックスが小さいほど中央
部分での盛り上がりが大きいことが分かる。このような
三種類のカラーレジストでカラーフィルタを形成した場
合、スピナーの回転中心に対する膜厚の分布が、色によ
って大きく異なるため、色毎に平均値や特定部分での膜
厚を管理しても、複数色で形成したカラーフィルタで
は、大きな色間段差を生じることになる。FIG. 5 and FIG. 6 show the relationship between the rate index of the color resist and the thickness distribution of the spin coat film in the substrate.
It was found that there was a correlation as shown in FIG. FIG.
Three types of color resists having different rate indices R (A: R = 0.913, B: R = 0.907, C: R =
0.942) and the distribution from the spinner rotation center to the film thickness. It can be seen that the smaller the rate index, the greater the climax at the center. When a color filter is formed with these three types of color resists, the distribution of the film thickness with respect to the center of rotation of the spinner greatly differs depending on the color, so even if the average value or the film thickness at a specific portion is managed for each color. In the case of a color filter formed of a plurality of colors, a large color step occurs.
【0019】また、図6にはレートインデックスの値と
膜厚の変動(最大膜厚と最小膜厚との差)の関係を示し
た。レートインデックスと膜厚変動の値には相関関係が
あり、レートインデックスが近ければ膜厚変動の値もほ
ば同じである事が分かる。FIG. 6 shows the relationship between the value of the rate index and the variation of the film thickness (difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness). It can be seen that there is a correlation between the rate index and the value of the film thickness variation, and that the value of the film thickness variation is almost the same if the rate index is closer.
【0020】前記カラーフィルタの各色用のカラーレジ
ストのレートインデックスCは0.96〜1.0l、好
ましくは0.98〜1.00の範囲に入るよう設定する
ことが望ましい。カラーレジストのレートインデックス
を上記の範囲に設定することにより、カラーフィルタの
色間段差が極めて小さく、最大で1000Å以下とな
る。It is desirable to set the rate index C of the color resist for each color of the color filter to fall within a range of 0.96 to 1.0 l, preferably 0.98 to 1.00. By setting the rate index of the color resist in the above range, the step between the colors of the color filter is extremely small, and is at most 1000 ° or less.
【0021】本発明に用いられるカラーレジストは、感
光性基を含むポリアミノ樹脂のγ−ブチルラクトン、N
−メチルピロリドン、ジグライム、トリグライムからな
る群より選択される少なくとも1種の溶液が好ましい。
その具体例としては、リソコート1012シリーズ(宇
部興産(株)製)が挙げられる。The color resist used in the present invention is a polyamino resin containing a photosensitive group, such as γ-butyllactone, N
At least one solution selected from the group consisting of -methylpyrrolidone, diglyme and triglyme is preferred.
A specific example is Lithocoat 1012 series (manufactured by Ube Industries, Ltd.).
【0022】また、カラーレジストに含有される顔料と
しては、有機顔料、無機顔料等のうち所望の分光特性を
得られるものであれば、特に限定されるものではない。
この場合、各材料を単体で用いることも、これらのうち
のいくつかの混合物として用いることもできる。また、
カラーフィルターの色特性及び諸性能から勘案すると有
機顔料が好ましい。The pigment contained in the color resist is not particularly limited as long as it can obtain desired spectral characteristics among organic pigments, inorganic pigments and the like.
In this case, each material can be used alone or as a mixture of some of them. Also,
Organic pigments are preferred in view of the color characteristics and various properties of the color filter.
【0023】有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性ア
ゾ系、縮合アゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシア
ニン系顔料,そしてインジゴ系,アントラキノン系,ペ
リレン系,ペリノン系,ジオキサジン系,キナクリドン
系,イソインドリノン系,フタロン系,メチン系,アゾ
メチン系、その他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あ
るいはこれらのうちのいくつかの混合物が用いられる。Examples of the organic pigment include azo pigments such as soluble azo, insoluble azo and condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, and indigo, anthraquinone, perylene, perinone, dioxazine, quinacridone, and the like. Condensed polycyclic pigments including isoindolinone-based, phthalone-based, methine-based, azomethine-based, and other metal complex-based pigments, or mixtures of some of these are used.
【0024】又、カラーレジストは、一例として挙げれ
ば上記感光性ポリアミノ系樹脂溶液に所望の分光特性を
有する上記顔料を10〜50%程度の割合で配合し、超
音波あるいは三本ロール等により充分に分散させた後、
フィルターにて粒径の大きいものを除去して調製する。As an example, a color resist is prepared by blending the above-mentioned pigment having desired spectral characteristics with the above-mentioned photosensitive polyamino resin solution at a ratio of about 10 to 50%, and sufficiently applying ultrasonic waves or a three-roll mill. After dispersing in
It is prepared by removing large particles with a filter.
【0025】本発明のカラーフィルタの製造方法では、
前記カラーレジストをスピンナー,ロールコーター等の
塗布装置により基板上に塗布し、フォトリソ工程により
パターン状に形成され、その層厚は所望とする分光特性
に応じて決定されるが、通常は1.0〜2.0μm程
度、好ましくは1.3〜1.7μm程度が望ましい。In the method for manufacturing a color filter according to the present invention,
The color resist is coated on a substrate by a coating device such as a spinner or a roll coater, and is formed into a pattern by a photolithography process. The thickness of the layer is determined according to desired spectral characteristics. Approximately 2.0 μm, preferably approximately 1.3 μm to 1.7 μm.
【0026】以上説明したカラーレジストは適当な基
板、例えば、ガラス板、透明樹脂板、樹脂フィルム、あ
るいはブラウン管表示面、撮像管の受光面、CCD, B
BD,CID, BASIS等の固体撮像素子が形成され
たウエハー、薄膜半導体を用いた密着型イメージセンサ
ー、液晶ディスプレー面、カラー電子写真用感光体、エ
レクトロクロミィー(EC)表示装置の基板等の上に形
成することができる。The color resist described above can be applied to an appropriate substrate, for example, a glass plate, a transparent resin plate, a resin film, or a CRT display surface, a light receiving surface of an image pickup tube, CCD, B
On wafers with solid-state imaging devices such as BD, CID, and BASIS, contact-type image sensors using thin-film semiconductors, liquid crystal display surfaces, photoconductors for color electrophotography, and substrates for electrochromic (EC) display devices. Can be formed.
【0027】カラーレジストと下地の基板間との接着性
を更に増す必要がある場合には、基板上にあらかじめシ
ランカップリング剤等で薄く塗布した後に着色樹脂パタ
ーンを形成するか、あるいは、あらかじめ着色樹脂中に
シランカップリング剤等を少量添加したものを用いてカ
ラーレジストを形成することにより、一層効果的であ
る。When it is necessary to further increase the adhesiveness between the color resist and the underlying substrate, a colored resin pattern is formed on the substrate in advance with a thin coating with a silane coupling agent or the like, or It is more effective to form a color resist by using a resin to which a silane coupling agent or the like is added in a small amount.
【0028】以下、図面を参照して、本発明のカラーフ
ィルターの形成法を説明する。図7は本発明のカラーフ
ィルタの製造方法の一実施態様を示す工程図である。同
図は、R(赤)・G(緑)・B(青)の三色の各色の画
素の形成工程を示す。Hereinafter, a method for forming a color filter of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a process chart showing one embodiment of the method for manufacturing a color filter of the present invention. This figure shows a process of forming pixels of three colors of R (red), G (green), and B (blue).
【0029】まず、図7(a)に示すごとく、感光性ポ
リアミノ系樹脂中に、着色材料を分散させたカラーレジ
ストを用いて、第1色目の着色樹脂層2をガラス基板1
の上に、スピンナーを用い、所定の膜厚になるように塗
布形成し、適当な温度条件下でプリベークを行なう。次
いで、図7(b)に示すごとく、感光性着色樹脂の感度
を有する光8(例えば、高圧水銀灯等)で、形成しよう
とするパターンに対応した所定のパターン形状を有する
フォトマスク3を介して着色樹脂層2を露光し、パター
ン部の光硬化を行なう。First, as shown in FIG. 7 (a), a first colored resin layer 2 is formed on a glass substrate 1 by using a color resist in which a coloring material is dispersed in a photosensitive polyamino resin.
Is applied to a predetermined thickness using a spinner, and prebaked under appropriate temperature conditions. Next, as shown in FIG. 7B, the light 8 having the sensitivity of the photosensitive colored resin (for example, a high-pressure mercury lamp or the like) passes through the photomask 3 having a predetermined pattern shape corresponding to the pattern to be formed. The colored resin layer 2 is exposed to light to cure the pattern portion.
【0030】次に、図7(c)に示す様に、光硬化部分
2aを有する着色樹脂層2を、未露光部分のみを溶解す
る現像液4(例えば、N−メチル−2−ピロリドン系溶
剤等を主成分とするもの)にて超音波現像した後、リン
ス処理(例えば、1,1,1−トリクロロエタン等)を
行なう。次いで、ポストベーク処理を行ない、図7
(d)のごときパターン状着色樹脂層5を得ることがで
きる。Next, as shown in FIG. 7C, the colored resin layer 2 having the photo-cured portion 2a is coated with a developer 4 (for example, an N-methyl-2-pyrrolidone-based solvent) that dissolves only the unexposed portion. Rinsing treatment (for example, 1,1,1-trichloroethane or the like) is performed. Next, post bake processing is performed, and FIG.
A patterned colored resin layer 5 as shown in (d) can be obtained.
【0031】なお、2色以上からなるカラーフィルタを
形成する場合には、更に必要に応じて、すなわち用いら
れるカラーフィルタの色の数に応じて、図7(a)から
図7(d)までの工程を、各色に対応した顔料を分散さ
せたカラーレジストをそれぞれ用いて繰り返して行な
い、例えば、図7(e)に示した様な異なる色のパター
ン状着色樹脂層5(R),6(G)及び7(B)の3色
からなるカラーフィルタを形成することができる。When a color filter composed of two or more colors is formed, the color filters shown in FIGS. 7A to 7D are further changed as necessary, that is, according to the number of colors of the color filters used. Is repeated using color resists in which pigments corresponding to the respective colors are dispersed. For example, the patterned colored resin layers 5 (R), 6 (R) of different colors as shown in FIG. G) and 7 (B) color filters can be formed.
【0032】[0032]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【0033】実施例1 感光性ポリアミノ系樹脂中に、着色材料を分散させたカ
ラーレジストを、スピンコート、パターニングすること
を繰り返して順次色形成する際に、カラーレジストのレ
ートインデックスを揃えることで、隣接する色間の段差
を解消した。Example 1 A color resist in which a coloring material is dispersed in a photosensitive polyamino resin is spin-coated and patterned repeatedly to form a color sequentially. Steps between adjacent colors have been eliminated.
【0034】図7の工程に従って表1の条件でカラーフ
ィルタを作成した。基板は450mm×550mmの青
板ガラス、カラーレジストはリソコートl0l2シリー
ズ(宇部興産(株)製)を用いた。このレジストはグラ
イム系材料にメチル−2−ピロリドンまたは/及びγ−
ブチルラクトン(色毎に選択して使用)を加えた赤色、
青色および緑色の顔料分散系感光性ポリアミノ樹脂溶液
である。According to the process shown in FIG. 7, a color filter was prepared under the conditions shown in Table 1. The substrate used was blue plate glass of 450 mm × 550 mm, and the color resist used was Lithocoat 1012 series (manufactured by Ube Industries, Ltd.). This resist is obtained by adding methyl-2-pyrrolidone or / and γ-
Red with butyl lactone (selected for each color)
It is a blue and green pigment dispersion photosensitive polyamino resin solution.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】(注1)現像液はPa−EL3(宇部興産
(株)製)を用いた。 (注2)USは超音波印加を示す。(Note 1) Pa-EL3 (manufactured by Ube Industries, Ltd.) was used as a developer. (Note 2) US indicates ultrasonic wave application.
【0037】各色カラーレジストの粘度及びレートイン
デックスを表2に示す。測定、解析はキャリメ(Car
ri−Med)社製のCSL型ストレス制御式レオメー
ターで、シアーレートRがl0〜300(1/s)の範
囲で行った。また、各色を単独に形成した場合の純粋な
面内膜厚差(最大膜厚−最小膜厚)及び中心値も併せて
表2に示す。膜厚は触針式膜厚計を用いて測定した。Table 2 shows the viscosity and rate index of each color resist. Measurement and analysis are performed using Carime (Car
The measurement was performed using a CSL type stress control type rheometer manufactured by ri-Med) with a shear rate R in the range of 10 to 300 (1 / s). Table 2 also shows a pure in-plane film thickness difference (maximum film thickness−minimum film thickness) and a central value when each color is formed independently. The film thickness was measured using a stylus type film thickness meter.
【0038】[0038]
【表2】 [Table 2]
【0039】以上の条件で形成されたカラーフィルタの
各色面内膜厚分布を図1に、色間段差の分布を図2に示
す。この時の最大膜厚段差は600Åで、l000Å以
下の要求を十分満足させるものであった。尚、図1およ
び図2の横軸はレジスト塗布時のスピナーの中心点から
の距離(mm)を示す。FIG. 1 shows the in-plane thickness distribution of each color plane of the color filter formed under the above conditions, and FIG. 2 shows the distribution of the step between colors. The maximum film thickness step at this time was 600 °, which sufficiently satisfied the requirement of 1,000 ° or less. The horizontal axis in FIGS. 1 and 2 indicates the distance (mm) from the center of the spinner during resist coating.
【0040】比較例1 表3のようにカラーレジストの粘度を揃えて、膜厚値を
揃えるためにスピンコート条件を変えた以外は実施例1
と同様にしてカラーフィルタを作製した。Comparative Example 1 Example 1 was repeated except that the viscosity of the color resist was adjusted as shown in Table 3 and the spin coating conditions were changed to adjust the film thickness.
A color filter was produced in the same manner as described above.
【0041】[0041]
【表3】 [Table 3]
【0042】評価結果を図3および図4に示す。図3が
各色面内膜厚分布、図4が色間段差の面内分布である。
この時の最大色間段差は1250Åであり、膜厚中心値
は十分コントロールされたものの、色間段差が1000
Å以下の要求を満足させることができなかった。尚、図
3および図4の横軸はレジスト塗布時のスピナーの中心
点からの距離(mm)を示す。FIGS. 3 and 4 show the evaluation results. FIG. 3 shows the in-plane film thickness distribution of each color, and FIG. 4 shows the in-plane distribution of the step between colors.
At this time, the maximum step between colors was 1250 °, and although the center value of the film thickness was sufficiently controlled, the step between colors was 1000 °.
Å The following requirements could not be satisfied. The horizontal axis in FIGS. 3 and 4 indicates the distance (mm) from the center of the spinner at the time of resist application.
【0043】実施例2 カラーレジストの塗布をロールコートで行う際に、カラ
ーレジストのレートインデックスを揃えて、各色膜厚差
のロット内変動を解消させた。図7のコーティングの工
程をロールコートで行った。Example 2 When a color resist was applied by roll coating, the rate indices of the color resists were made uniform to eliminate variations in lot thickness differences among the colors. The coating process of FIG. 7 was performed by roll coating.
【0044】基板は450mm×550mmの青板ガラ
ス、カラーレジストはリソコート1012シリーズ(宇
部興産(株)社製)を用いた。搬送速度1500mm/
min、ドクターローラ押込み量1.6mm、バックア
ップローラ押込み量0.13mmの条件でロールコート
し、プリベーク(80℃、l0分)、露光(高圧水銀
灯、赤色:600mJ、青色:500mJ、緑色:90
0mJ、現像(US+揺動をかけながら)、ポストベー
ク(250℃、l0分)の各工程の条件でカラーフィル
タを形成した。The substrate used was a blue plate glass of 450 mm × 550 mm, and the color resist used was Lithocoat 1012 series (manufactured by Ube Industries, Ltd.). Transfer speed 1500mm /
roll coating under the conditions of 1.6 mm in doctor roller pushing amount and 0.13 mm backup roller pushing amount, prebaking (80 ° C., 10 minutes), exposure (high pressure mercury lamp, red: 600 mJ, blue: 500 mJ, green: 90)
A color filter was formed under the conditions of 0 mJ, development (with US + oscillation), and post-baking (250 ° C., 10 minutes).
【0045】各色カラーレジストの粘度とレートインデ
ックスは、実施例1と同様の方法で測定・解析した。結
果を表4に示す。The viscosity and rate index of each color resist were measured and analyzed in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the results.
【0046】[0046]
【表4】 [Table 4]
【0047】表4に示したように、各色カラーレジスト
のレートインデックスは0.96〜0.98の範囲に揃
え、さらにそのレートインデックスのアップカーブ解析
値とダウンカーブ解析値の差が0.0l以内となるよう
に材料を調整した。As shown in Table 4, the rate index of each color resist is set in the range of 0.96 to 0.98, and the difference between the up curve analysis value and the down curve analysis value of the rate index is 0.01. The materials were adjusted to be within.
【0048】以上の条件で形成されたカラーフィルタ
は、各色のロット内膜厚変動量はl000Åでロット間
の最大膜厚変動量は1500Åであるのに対し、各ロッ
ト内での色間段差は最大でl000Åに抑えられた。こ
れは、カラーレジストがロールコータで練られ続けるこ
とでロットによって粘性などの物性が変化し、同条件で
もロットにより膜厚が変動するが各色のレートインデッ
クスを揃えたことで、ロット間の膜厚変動の傾向が全色
において近くなり同ロットでは色毎の膜厚はほぼ同じと
なるため、結果として全てのロットにおいて色間段差を
小さく抑えられたと考えられる。In the color filter formed under the above conditions, the variation in the film thickness of each color in the lot is 1000 ° and the maximum variation in the film thickness between the lots is 1500 °. The maximum was reduced to 1,000 mm. This is because physical properties such as viscosity change with lots as color resists continue to be kneaded with a roll coater, and film thickness varies with lots even under the same conditions. It is considered that the variation tendency becomes closer for all the colors and the film thickness of each color becomes almost the same in the same lot. As a result, it is considered that the step between the colors is suppressed to be small in all the lots.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大画面で色むらのない信頼性、耐久性の高い液晶表示素
子用カラーフィルタの供給が可能であると同時に、色間
段差が解消されるため機械的研磨の手法が不要となり、
工程の簡略化とコストダウン、異物の混入による良品率
低下の防止といった効果がある。As described above, according to the present invention,
It is possible to supply color filters for liquid crystal display elements with high reliability and high durability without color unevenness on a large screen.At the same time, the step between colors is eliminated, eliminating the need for mechanical polishing.
There are effects such as simplification of the process, cost reduction, and prevention of a decrease in the non-defective product rate due to contamination of foreign matter.
【0050】また、ロールコート法に適用した例では、
製造工程の幅を広げ、より生産性が高くコストが安い手
法の導入を可能とするものである。このように、カラー
レジストのような非ニュートン性流体の塗布工程におけ
る挙動と直結する係数を管理することで、生産ラインの
安定化に大きく貫献する。In the example applied to the roll coating method,
It expands the range of manufacturing processes and enables the introduction of a method with higher productivity and lower cost. As described above, by managing the coefficient that is directly linked to the behavior in the application process of a non-Newtonian fluid such as a color resist, it greatly contributes to stabilization of the production line.
【図1】本発明の第1の実施例に係る各色毎の基板内膜
厚分布を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a film thickness distribution in a substrate for each color according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例に係る基板内の色間段差
分布を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a step difference distribution between colors in a substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図3】比較例1に係る各色毎の基板内膜厚分布を説明
する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a film thickness distribution in a substrate for each color according to Comparative Example 1.
【図4】比較例1に係る基板内色間段差分布を説明する
図であるFIG. 4 is a diagram illustrating a step distribution between colors in a substrate according to Comparative Example 1.
【図5】レートインデックスの異なる材料によるスピン
コート膜の基板内膜厚分布を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a film thickness distribution in a substrate of a spin coat film made of materials having different rate indexes.
【図6】レートインデックスとスピンコート膜の基板内
膜厚差の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a rate index and a difference in thickness of a spin-coated film in a substrate.
【図7】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施態
様を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing one embodiment of a method for manufacturing a color filter of the present invention.
1 ガラス基板 2 着色樹脂層 2a 光硬化部分 3 フォトマスク 4 現像液 5,6,7 パターン状着色樹脂層 8 光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Colored resin layer 2a Photocured part 3 Photomask 4 Developer 5, 6, 7 Patterned colored resin layer 8 Light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅見 政義 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masayoshi Asami 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (6)
し、パターニングして複数色のカラーフィルタを形成す
るカラーフィルタの製造方法において、該カラーレジス
トのレートインデックスCを下記の(1)式で表わした
時、複数色のカラーレジストのレートインデックスがレ
ジスト塗布時に複数のカラーレジストで実質的に等しく
設定することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 【数1】S=B×RC (1) (式中、Sはカラーレジストのシアーストレス(P
a)、Bはカラーレジストの粘性係数、Rはカラーレジ
ストのシアーレート(1/s)、Cはカラーレジストの
レートインデックスを示す。)1. A method of manufacturing a color filter, in which a plurality of color resists are coated on a substrate and patterned to form a plurality of color filters, a rate index C of the color resist is calculated by the following equation (1). A method of manufacturing a color filter, wherein, when expressed, a rate index of a plurality of color resists is set to be substantially equal for a plurality of color resists at the time of resist application. S = B × R C (1) (where S is the shear stress of the color resist (P
a) and B are the viscosity coefficients of the color resist, R is the shear rate (1 / s) of the color resist, and C is the rate index of the color resist. )
で行われ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。2. The method according to claim 1, wherein the application of the color resist is performed by a spinner.
ターで行われ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。3. The method according to claim 1, wherein the application of the color resist is performed by a roll coater.
ジストのレートインデックスCが0.96〜1.0lの
範囲に入るよう設定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。4. The method according to claim 1, wherein the rate index C of the color resist for each color of the color filter is set to fall within a range of 0.96 to 1.0 l.
ジストのレートインデックスCと解析するシアーレート
Rの範囲がl0〜300(1/s)であることを特徴と
する請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。5. The color filter according to claim 1, wherein the range of the rate index C of the color resist for each color of the color filter and the shear rate R to be analyzed is 10 to 300 (1 / s). Production method.
リアミノ樹脂のγ−ブチルラクトン、N−メチルピロリ
ドン、ジグライム、トリグライムからなる群より選択さ
れる少なくとも1種の溶液であ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。6. The color resist according to claim 1, wherein the color resist is at least one solution selected from the group consisting of γ-butyl lactone, N-methylpyrrolidone, diglyme and triglyme of a polyamino resin containing a photosensitive group. Item 7. A method for producing a color filter according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014598A JPH11202121A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Manufacturing method of color filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014598A JPH11202121A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Manufacturing method of color filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202121A true JPH11202121A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=12018994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014598A Pending JPH11202121A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Manufacturing method of color filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11202121A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001343515A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Toppan Printing Co Ltd | Method for manufacturing color filter without black matrix |
| JP2005266783A (en) * | 2004-02-16 | 2005-09-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Curable resin composition, color filter, and liquid crystal display device |
| JP2007148160A (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Fujifilm Corp | Color filter and liquid crystal display device using the same |
| KR20110119528A (en) | 2010-04-27 | 2011-11-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | A resist coating apparatus, a coating and developing system having the same, and a resist coating method |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP2014598A patent/JPH11202121A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001343515A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-14 | Toppan Printing Co Ltd | Method for manufacturing color filter without black matrix |
| JP2005266783A (en) * | 2004-02-16 | 2005-09-29 | Mitsubishi Chemicals Corp | Curable resin composition, color filter, and liquid crystal display device |
| JP2007148160A (en) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Fujifilm Corp | Color filter and liquid crystal display device using the same |
| KR20110119528A (en) | 2010-04-27 | 2011-11-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | A resist coating apparatus, a coating and developing system having the same, and a resist coating method |
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