JP2001033613A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
カラーフィルタおよびその製造方法Info
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- JP2001033613A JP2001033613A JP20438199A JP20438199A JP2001033613A JP 2001033613 A JP2001033613 A JP 2001033613A JP 20438199 A JP20438199 A JP 20438199A JP 20438199 A JP20438199 A JP 20438199A JP 2001033613 A JP2001033613 A JP 2001033613A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】色再現特性には必ずしも厳密である必要のない
用途向けのカラー液晶表示装置に用い、遮光パターン部
に樹脂系材料等の比較的厚膜に形成する材料を採用する
カラーフィルタにおいて、着色画素部とブラックマトリ
クスの重なり部分に大きな突起が生ずることによる、セ
ルギャップ不均一や配向不良の不具合を解消すること。 【解決手段】カラーフィルタのパターン外形が、ブラッ
クマトリクスの開口部周縁より内側にあり、かつ両者の
間隙の幅が２〜５μｍの範囲にあるようにすること。ま
た、ブラックマトリクスのパターン最上部外形と、カラ
ーフィルタ用マスクのパターン外形形状の間隙の幅が２
〜５μｍの範囲となるカラーフィルタ用マスクを用いる
こと。
用途向けのカラー液晶表示装置に用い、遮光パターン部
に樹脂系材料等の比較的厚膜に形成する材料を採用する
カラーフィルタにおいて、着色画素部とブラックマトリ
クスの重なり部分に大きな突起が生ずることによる、セ
ルギャップ不均一や配向不良の不具合を解消すること。 【解決手段】カラーフィルタのパターン外形が、ブラッ
クマトリクスの開口部周縁より内側にあり、かつ両者の
間隙の幅が２〜５μｍの範囲にあるようにすること。ま
た、ブラックマトリクスのパターン最上部外形と、カラ
ーフィルタ用マスクのパターン外形形状の間隙の幅が２
〜５μｍの範囲となるカラーフィルタ用マスクを用いる
こと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶表示装
置に内蔵されるカラーフィルターのうち、遮光パターン
部に樹脂系材料等の比較的厚膜に形成する材料を採用
し、また色再現特性には必ずしも厳密さを必要としない
用途向けのカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタ
の製造方法に関する。
置に内蔵されるカラーフィルターのうち、遮光パターン
部に樹脂系材料等の比較的厚膜に形成する材料を採用
し、また色再現特性には必ずしも厳密さを必要としない
用途向けのカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー液晶表示装置においてカラー表示
を行うために、光透過部に開口部のあるパターンを形成
した遮光層（ブラックマトリクス）と、該光透過部に
赤、緑、青の感光性着色樹脂をパターン形成して着色画
素層としたカラーフィルタが一般的に用いられている。
最近の液晶表示装置に関する市場の要求の一つとして低
コスト化があり、そのためにブラックマトリクスとして
高価な金属または酸化金属膜を基板上に形成したものを
パターンエッチングする方法に代えて、光透過部の着色
画素層と同様の感光性着色樹脂を用いる方法が考案され
て実用化しており、少なからぬ割合で採用されている。
を行うために、光透過部に開口部のあるパターンを形成
した遮光層（ブラックマトリクス）と、該光透過部に
赤、緑、青の感光性着色樹脂をパターン形成して着色画
素層としたカラーフィルタが一般的に用いられている。
最近の液晶表示装置に関する市場の要求の一つとして低
コスト化があり、そのためにブラックマトリクスとして
高価な金属または酸化金属膜を基板上に形成したものを
パターンエッチングする方法に代えて、光透過部の着色
画素層と同様の感光性着色樹脂を用いる方法が考案され
て実用化しており、少なからぬ割合で採用されている。
【０００３】しかしこの樹脂ブラックマトリクスの場
合、厚さが１μｍ程度と従来の金属ブラックマトリクス
に比べ相対的に膜厚が厚い。そのため、従来のように、
ブラックマトリクス部が着色画素部よりはるかに薄い膜
であることを利用して着色画素部をブラックマトリクス
部を横断する形でストライプ形状にすることはできな
い。よって必然的に、樹脂ブラックマトリクスを採用し
た場合、その着色画素部の形成パターンは、ブラックマ
トリクスの開口部の形状に合わせた島状となる。
合、厚さが１μｍ程度と従来の金属ブラックマトリクス
に比べ相対的に膜厚が厚い。そのため、従来のように、
ブラックマトリクス部が着色画素部よりはるかに薄い膜
であることを利用して着色画素部をブラックマトリクス
部を横断する形でストライプ形状にすることはできな
い。よって必然的に、樹脂ブラックマトリクスを採用し
た場合、その着色画素部の形成パターンは、ブラックマ
トリクスの開口部の形状に合わせた島状となる。
【０００４】しかしながら、従来の島状の着色画素部の
レジストパターンは、ブラックマトリクスとの間隙が生
じないよう、位置合わせ精度の余裕をみて、ブラックマ
トリクス開口部よりわずかに大きな外形形状としてい
た。それゆえ、着色画素部形成後のカラーフィルタ断面
形状は、図４に示すように、着色画素部３がブラックマ
トリクス２の端部に重なることになり、その重なり部分
は大きな突起Ｃとなって形成されていた。
レジストパターンは、ブラックマトリクスとの間隙が生
じないよう、位置合わせ精度の余裕をみて、ブラックマ
トリクス開口部よりわずかに大きな外形形状としてい
た。それゆえ、着色画素部形成後のカラーフィルタ断面
形状は、図４に示すように、着色画素部３がブラックマ
トリクス２の端部に重なることになり、その重なり部分
は大きな突起Ｃとなって形成されていた。
【０００５】このような断面形状であると、例えば、液
晶表示パネルを形成する際、対向基板との間に散布して
両基板の間のギャップの厚みを一定に規制する役割を果
たすビーズ４の一部が、図４に示すように着色画素部３
の突起Ｃ部分に位置した場合、正確なギャップ間隔が得
られなくなるという問題があった。さらに、前記両基板
の間に注入される液晶が液晶表示パネルとして動作する
際、前記図４の突起Ｃ部分により液晶の配向乱れが生
じ、表示品位に悪影響を及ぼすという問題があった。
晶表示パネルを形成する際、対向基板との間に散布して
両基板の間のギャップの厚みを一定に規制する役割を果
たすビーズ４の一部が、図４に示すように着色画素部３
の突起Ｃ部分に位置した場合、正確なギャップ間隔が得
られなくなるという問題があった。さらに、前記両基板
の間に注入される液晶が液晶表示パネルとして動作する
際、前記図４の突起Ｃ部分により液晶の配向乱れが生
じ、表示品位に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み為されたもので、着色画素部の突起部分が生じ
ない構成のカラーフィルタを提供することを目的とす
る。
点に鑑み為されたもので、着色画素部の突起部分が生じ
ない構成のカラーフィルタを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、着色遮光性樹
脂を用いたブラックマトリクスと、着色透明樹脂を用い
たカラーフィルタ層よりなるカラーフィルタにおいて、
カラーフィルタのパターン外形が、ブラックマトリクス
の開口部周縁より内側にあり、かつブラックマトリクス
のパターン最上部輪郭と、カラーフィルタのパターン外
形形状の間隙の幅が１〜５μｍの範囲となることを特徴
とするカラーフィルタとしたものである。本発明はま
た、着色遮光性樹脂を用いたブラックマトリクスと、着
色透明樹脂を用いたカラーフィルタ層よりなるカラーフ
ィルタの製造方法において、カラーフィルタのパターン
外形が、ブラックマトリクスの開口部周縁より内側にあ
り、かつブラックマトリクスのパターン最上部輪郭と、
カラーフィルタ用マスクのパターン外形形状の間隙の幅
が２〜５μｍの範囲となるカラーフィルタ用マスクを用
いてパターン露光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。
脂を用いたブラックマトリクスと、着色透明樹脂を用い
たカラーフィルタ層よりなるカラーフィルタにおいて、
カラーフィルタのパターン外形が、ブラックマトリクス
の開口部周縁より内側にあり、かつブラックマトリクス
のパターン最上部輪郭と、カラーフィルタのパターン外
形形状の間隙の幅が１〜５μｍの範囲となることを特徴
とするカラーフィルタとしたものである。本発明はま
た、着色遮光性樹脂を用いたブラックマトリクスと、着
色透明樹脂を用いたカラーフィルタ層よりなるカラーフ
ィルタの製造方法において、カラーフィルタのパターン
外形が、ブラックマトリクスの開口部周縁より内側にあ
り、かつブラックマトリクスのパターン最上部輪郭と、
カラーフィルタ用マスクのパターン外形形状の間隙の幅
が２〜５μｍの範囲となるカラーフィルタ用マスクを用
いてパターン露光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。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタおよびそ
の製造方法をその一実施形態に基づいて以下に詳細に説
明する。まず無アルカリガラス製の基板１上に、黒色顔
料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば、富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製品名
「ＣＫ−２０００」）をスピンコータにより塗布・乾燥
させ、所定のパターン形状のフォトマスクを介して紫外
線を照射し、ベーキング後、現像処理する。こうして形
成されたブラックマトリックス２は、赤、緑、青の各色
の画素間の遮光層として機能して表示画像のコントラス
ト向上に役立つものであり、ブラックマトリックス２層
の厚さは、透過濃度（ｌｏｇ10Ｉ0 ／Ｉ1 ，但しＩ0 は
入射光量、Ｉ1は透過光量）の値を２〜３以上にする必
要から例えば、１．０μｍ程度となる。
の製造方法をその一実施形態に基づいて以下に詳細に説
明する。まず無アルカリガラス製の基板１上に、黒色顔
料を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば、富士ハ
ントエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製品名
「ＣＫ−２０００」）をスピンコータにより塗布・乾燥
させ、所定のパターン形状のフォトマスクを介して紫外
線を照射し、ベーキング後、現像処理する。こうして形
成されたブラックマトリックス２は、赤、緑、青の各色
の画素間の遮光層として機能して表示画像のコントラス
ト向上に役立つものであり、ブラックマトリックス２層
の厚さは、透過濃度（ｌｏｇ10Ｉ0 ／Ｉ1 ，但しＩ0 は
入射光量、Ｉ1は透過光量）の値を２〜３以上にする必
要から例えば、１．０μｍ程度となる。
【０００９】続いて、赤色、緑色、青色の各色の着色画
素部３を、図３に示すように、前記ブラックマトリクス
２のパターン開口部の内側に島状に設ける。まず赤色着
色材料として、赤色顔料を分散した紫外線硬化型感光性
樹脂（例えば 富士ハントエレクトロニクステクノロジ
ー株式会社製、製品名「ＣＲ−２０００」）をスピンコ
ータにより塗布・乾燥させ、図２に示すような所定形状
パターンのカラーフィルタ用マスク５を介して紫外線を
照射し、次いでベーキング後、現像処理する。なお、こ
こで用いるフォトマスク（カラーフィルタ用マスク５）
は、ネガ型感光性樹脂の感光後残存部が開口したパター
ン形状であり、その形状については、以下に記載する。
ここで赤色のカラーフィルタ３Ｒの厚さは、所望の分光
特性を得るために１．０〜１．２μｍ程度が適当であ
る。
素部３を、図３に示すように、前記ブラックマトリクス
２のパターン開口部の内側に島状に設ける。まず赤色着
色材料として、赤色顔料を分散した紫外線硬化型感光性
樹脂（例えば 富士ハントエレクトロニクステクノロジ
ー株式会社製、製品名「ＣＲ−２０００」）をスピンコ
ータにより塗布・乾燥させ、図２に示すような所定形状
パターンのカラーフィルタ用マスク５を介して紫外線を
照射し、次いでベーキング後、現像処理する。なお、こ
こで用いるフォトマスク（カラーフィルタ用マスク５）
は、ネガ型感光性樹脂の感光後残存部が開口したパター
ン形状であり、その形状については、以下に記載する。
ここで赤色のカラーフィルタ３Ｒの厚さは、所望の分光
特性を得るために１．０〜１．２μｍ程度が適当であ
る。
【００１０】ここで上記着色画素部３の外形形状（裾部
分を除く、パターン最上部の外形）は、図３（ａ）のＡ
に示すように、ブラックマトリクス２との間に間隙部分
（透過部）が生ずる形状にし、ブラックマトリクス２を
形成した基板１と、上記着色画素部３形成時のフォトマ
スクとの位置合わせ精度の誤差分だけずれた場合、すな
わち図３（ｂ）のＡ′に示す如き状態になった場合で
も、ブラックマトリクス２と着色画素部３の最上部外周
とが、突起を生じた状態では重ならない程度の余裕を持
った外形形状とする。
分を除く、パターン最上部の外形）は、図３（ａ）のＡ
に示すように、ブラックマトリクス２との間に間隙部分
（透過部）が生ずる形状にし、ブラックマトリクス２を
形成した基板１と、上記着色画素部３形成時のフォトマ
スクとの位置合わせ精度の誤差分だけずれた場合、すな
わち図３（ｂ）のＡ′に示す如き状態になった場合で
も、ブラックマトリクス２と着色画素部３の最上部外周
とが、突起を生じた状態では重ならない程度の余裕を持
った外形形状とする。
【００１１】具体的には、現状での位置合わせ精度（誤
差）は２〜３μｍ程度であるので、図２でＢに示す、ブ
ラックマトリクス２とカラーフィルタ用マスク５の各周
縁部間の幅は、その半分程度は確保することが必要であ
る。ただし、着色画素部３の形成後の外周テーパー部
（裾部分）がマスクの外形形状より大きく形成されて、
ブラックマトリクス２のテーパー部にかかった場合には
その分だけ着色画素部３の裾部分が持ち上がる。また、
現像の程度により外形形状がマスクの外形形状より大幅
に太く形成される場合がある。すなわちその結果、図１
に示すように、着色画素部３が形成されたカラーフィル
タ基板上でＡに示す間隙は、図２における間隙Ｂよりも
狭くなる。
差）は２〜３μｍ程度であるので、図２でＢに示す、ブ
ラックマトリクス２とカラーフィルタ用マスク５の各周
縁部間の幅は、その半分程度は確保することが必要であ
る。ただし、着色画素部３の形成後の外周テーパー部
（裾部分）がマスクの外形形状より大きく形成されて、
ブラックマトリクス２のテーパー部にかかった場合には
その分だけ着色画素部３の裾部分が持ち上がる。また、
現像の程度により外形形状がマスクの外形形状より大幅
に太く形成される場合がある。すなわちその結果、図１
に示すように、着色画素部３が形成されたカラーフィル
タ基板上でＡに示す間隙は、図２における間隙Ｂよりも
狭くなる。
【００１２】これらのことを考慮すると、上記図２のＢ
に示す、ブラックマトリクス２とカラーフィルタ用マス
ク５の各周縁部間の間隙の幅は２〜５μｍの範囲にある
ことが望ましい。また、着色画素部３が形成されたカラ
ーフィルタ基板上でＡに示す間隙の幅は、１〜５μｍの
範囲にあることが望ましい。
に示す、ブラックマトリクス２とカラーフィルタ用マス
ク５の各周縁部間の間隙の幅は２〜５μｍの範囲にある
ことが望ましい。また、着色画素部３が形成されたカラ
ーフィルタ基板上でＡに示す間隙の幅は、１〜５μｍの
範囲にあることが望ましい。
【００１３】次いで同様な操作を行い、緑色および青色
の着色画素部３を形成する。着色材料として、緑色顔料
を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば 富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製品名
「ＣＧ−２０００」）および青色顔料を分散した紫外線
硬化型感光性樹脂（例えば 富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー株式会社製、製品名「ＣＢ−２００
０」）を使用し、各々スピンコータにより塗布・乾燥さ
せ、同様に所定形状パターンのマスクを介して紫外線を
照射し、次いでベーキング後、現像処理することを繰り
返して、カラーフィルタ基板を完成する。
の着色画素部３を形成する。着色材料として、緑色顔料
を分散した紫外線硬化型感光性樹脂（例えば 富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー株式会社製、製品名
「ＣＧ−２０００」）および青色顔料を分散した紫外線
硬化型感光性樹脂（例えば 富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー株式会社製、製品名「ＣＢ−２００
０」）を使用し、各々スピンコータにより塗布・乾燥さ
せ、同様に所定形状パターンのマスクを介して紫外線を
照射し、次いでベーキング後、現像処理することを繰り
返して、カラーフィルタ基板を完成する。
【００１４】
【発明の効果】着色画素部を、ブラックマトリクスのパ
ターン開口部の内側に島状に設けるため、着色画素部が
ブラックマトリクスの端部に重なって、その重なり部分
が大きな突起となることがない。また、現像の程度によ
り着色画素部の外形形状がマスク形状より大幅に太く形
成されることや、着色画素部の外周テーパー部がマスク
の外形形状より外側に形成される場合があることを考慮
すると、間隙の幅を２〜５μｍとすることが望ましく、
これにより、適切に着色画素部とブラックマトリクスと
の境界が最小化され、かつ大きな突起も生じないカラー
フィルタ表面が得られる。
ターン開口部の内側に島状に設けるため、着色画素部が
ブラックマトリクスの端部に重なって、その重なり部分
が大きな突起となることがない。また、現像の程度によ
り着色画素部の外形形状がマスク形状より大幅に太く形
成されることや、着色画素部の外周テーパー部がマスク
の外形形状より外側に形成される場合があることを考慮
すると、間隙の幅を２〜５μｍとすることが望ましく、
これにより、適切に着色画素部とブラックマトリクスと
の境界が最小化され、かつ大きな突起も生じないカラー
フィルタ表面が得られる。
【００１５】
【図１】本発明のカラーフィルタの一部分を示す説明図
である。
である。
【図２】本発明のカラーフィルタのうちブラックマトリ
クスのみが形成された基板と、カラーフィルタパターン
用マスクが重ね合わされた状態を示す説明図である。
クスのみが形成された基板と、カラーフィルタパターン
用マスクが重ね合わされた状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、本発明のカラーフィルタを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】従来のカラーフィルタの様子を示す断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ ブラックマトリクス ３ 着色画素部 ４ スペーサ ５ カラーフィルタ用マスク
Claims (2)
- 【請求項１】着色遮光性樹脂を用いたブラックマトリク
スと、着色透明樹脂を用いたカラーフィルタ層よりなる
カラーフィルタにおいて、カラーフィルタのパターン外
形が、ブラックマトリクスの開口部周縁より内側にあ
り、かつブラックマトリクスのパターン最上部輪郭と、
カラーフィルタのパターン外形形状の間隙の幅が１〜５
μｍの範囲となることを特徴とするカラーフィルタ。 - 【請求項２】着色遮光性樹脂を用いたブラックマトリク
スと、着色透明樹脂を用いたカラーフィルタ層よりなる
カラーフィルタの製造方法において、カラーフィルタの
パターン外形が、ブラックマトリクスの開口部周縁より
内側にあり、かつブラックマトリクスのパターン最上部
輪郭と、カラーフィルタ用マスクのパターン外形形状の
間隙の幅が２〜５μｍの範囲となるカラーフィルタ用マ
スクを用いてパターン露光することを特徴とするカラー
フィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20438199A JP4415426B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20438199A JP4415426B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033613A true JP2001033613A (ja) | 2001-02-09 |
| JP4415426B2 JP4415426B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=16489597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20438199A Expired - Fee Related JP4415426B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4415426B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936960B2 (en) * | 2003-01-10 | 2005-08-30 | Eastman Kodak Company | OLED displays having improved contrast |
| JP2006235004A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ |
| JP2008076627A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Fujifilm Corp | カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置 |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP20438199A patent/JP4415426B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936960B2 (en) * | 2003-01-10 | 2005-08-30 | Eastman Kodak Company | OLED displays having improved contrast |
| JP2006235004A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタ |
| JP2008076627A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Fujifilm Corp | カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4415426B2 (ja) | 2010-02-17 |
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