JP2002236210A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透明基板上に細い線幅のパターン状の遮光層を
形成し、少なくとも該遮光層が施されていない開口部に
複数色のフィルタ層を順次パターン形成するカラーフィ
ルタの製造方法において、製造する際の位置合わせの問
題、および透明電極を膜付けした際の断線不良の問題を
解決する。 【解決手段】フィルタ層のパターニングの際、隣接する
画素の周辺部同士は、遮光層上において０〜遮光層最狭
部幅で重なるようにパターニングし、かつその重なり部
の盛り上がりを研磨により平坦化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
置やプラズマディスプレイパネル等に用いられるカラー
フィルタ、とりわけ高精細なパターンをもつカラーフィ
ルタに関する。

【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）の上に赤、緑、青の
フィルタ層をパターン形成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
要求として、画面輝度の向上のためにそのカラーフィル
タの開口率を向上させること、および液晶表示装置を用
いた製品の高付加価値化のために画素を高精細化するこ
とが求められている。しかしそれらの要求を実現しよう
とするにあたっては、カラーフィルタを製造する工程に
おける画素パターンの位置合わせ精度が大きな問題とな
ってくる。

【０００３】従来技術によれば、図１に示すように、パ
ターン状の遮光層２（ブラックマトリクス）の線幅ａが
細い場合、有効画素部（ブラックマトリクスパターンの
開口部）への隣接画素のフィルタ層の侵入、すなわち混
色はもちろんのこと、隣接画素のフィルタ層との重なり
や、有効画素部でのパターン不着、すなわち白抜けのい
ずれもが起こらないためには、画素のフィルタ層３の位
置ずれは遮光部線幅ａの半分（ａ／２）以下でなければ
ならない。従って、現状においては製造装置の位置精度
の限界が約４μｍであることから、遮光部線幅ａが８μ
ｍ未満と細い品種については製造することが困難であっ
た。

【０００４】上記図１の例は、フィルタ層３がストライ
プ状の細長く連続したパターンの場合であったが、フィ
ルタ層３が図４（ａ）または図４（ｂ）に示すようなデ
ルタ配列の場合、上記の問題に加え、以下のような不具
合があった。すなわち、図５に示すように、（ａ）のス
トライプ画素のフィルタ層３ｓに比べ（ｂ）のデルタ配
列のドット画素３ｄは、画素が島状で単位面積当たりの
画素周囲の長さが長いため、パターン形成時の現像およ
びエッチングのスピードが速くなり、断面が図６（ａ）
に示すような逆テーパー形状となる可能性が高く、図６
（ｂ）に示すように透明電極４（ＩＴＯ）膜付をした際
に断線不良を起こす危険性が高くなっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、細い線幅の
遮光部の存在する画素パターンをもったカラーフィルタ
を製造する際の上記のような問題点を解決することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
パターン状の遮光層を形成し、少なくとも該遮光層が施
されていない開口部に複数色のフィルタ層を順次パター
ン形成するカラーフィルタの製造方法において、隣接す
るフィルタ層の周辺部同士は、遮光層上において０〜遮
光層最狭部幅で重なるようにパターニングし、かつその
重なり部の盛り上がりを研磨により平坦化することを特
徴とするカラーフィルタの製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を用いて説明する。まず、図２および図７に示すように
基板１上に、金属クロム膜、酸化クロムと金属クロムの
積層膜あるいは黒色樹脂層等を公知の常法により全面に
形成したものをフォトリソグラフィーによってパターニ
ングし遮光層２（ブラックマトリクス）を形成した後、
第１色目のフィルタ層３Ｒを同様にフォトリソグラフィ
ーによりパターン形成する。次いでフィルタ層３Ｇを、
その画素端がフィルタ層３Ｒの画素端に０〜遮光層最狭
部幅で重なるようにパターニングする。同様にしてフィ
ルタ層３Ｂもその画素端がフィルタ層３Ｒおよびフィル
タ層３Ｇの画素端に０〜遮光層最狭部幅で重なるように
パターニングする。この後、重ね合せ部３Ａを、研磨処
理により図３および図８に示すように研磨除去し、フィ
ルタ層３表面を平坦化する。

【０００８】上記のように、フィルタ画素パターンを基
板上にパターニングする際に画素の位置ずれが生じた場
合には、位置ずれを起こした画素が隣接画素と重なって
も良いこととし、そのフィルタ画素の遮光層上での重な
り部を研磨により取り除き、その結果、フィルタ表面の
面内膜厚段差を例えば０．５μｍ以内にまで平坦化する
こととするものである。

【０００９】本発明の方法により、遮光層の幅を従来よ
り減らし、開口率の高い、あるいは高精細なパターンを
有するカラーフィルタを提供することが可能となる。す
なわち、画素同士が重ならないように画素パターンを基
板上に形成する場合、画素の位置ずれは最大でも遮光層
の幅の半分であるところ、画素同士を重ねてパターンを
形成してもよいこととすれば、画素の位置ずれは最大、
遮光層の幅までずれてもよいことになる。従って同じ製
造装置を利用し、同じ最大位置ずれを想定した場合、画
素同士が重なる場合の遮光層の幅は、画素同士が重なら
ない場合の遮光層の幅の半分でよいこととなり、またそ
の重なり量は０〜遮光層最狭部幅となるものである。

【００１０】この結果、従来は製造装置の４μｍという
位置精度の限界に対して、遮光部線幅が８μｍ未満のも
のについては製造困難であったものが、本願発明によれ
ば、同じ精度限界に対して形成可能な最狭の遮光部線幅
が約４μｍまで可能となるものである。

【００１１】なお、以上の工程の後、場合によりカラー
フィルタ表面に直接、透明電極（ＩＴＯ）をスパッタリ
ングする場合があるが、その場合に透明電極の着膜状況
は良好であって、従来発生していたような、パターニン
グされたレジストの断面の端部形状が逆テーパー状にな
り、その部分で透明電極が断線する状況は見られない。

【００１２】

【発明の効果】本発明の方法により、必要な位置精度が
実質的に緩和され、遮光部線幅が８μｍ以下の微細なパ
ターンを有するカラーフィルタであっても容易に作成可
能となった。また、デルタ配列のカラーフィルタにおい
ては、オーバーコートなどの工程を増やさずに面内膜厚
段差の極めて小さい、平坦なカラーフィルタが得られ
る。そのため、従来の方法で作成したカラーフィルタに
ＩＴＯ膜付をした際に起こしていた断線不良が生じる恐
れがなくなった。さらに、ＳＴＮ方式の液晶表示装置に
おいては、表面段差の許容範囲が０．５μｍ以下と極め
て小さいが、本発明の製造方法によれば表面段差の大き
い場合に生じやすいチルトリバース（液晶の配向不良）
等が生じなくなり、表示品質が向上するという効果があ
る。

【００１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のカラーフィルタの一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造途中を示す説明
図である。

【図３】本発明のカラーフィルタの一実施例を示す説明
図である。

【図４】（ａ）〜（ｂ）は、デルタ配列の画素の一例を
示す説明図である。

【図５】（ａ）〜（ｂ）は、サイドエッチングの状況を
模式的に示す説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｂ）は、逆テーパー形状のパターン
断面をもったカラーフィルタの様子を示す説明図であ
る。

【図７】本発明のカラーフィルタの製造途中を示す説明
図である。

【図８】本発明のカラーフィルタの一実施例を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 遮光層 ３ フィルタ層 ４ 透明電極 ａ 遮光部線幅

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BB01 BB02 BB07 BB10 BB22 BB28 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FC26 HA10 KA10 LA16

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上にパターン状の遮光層を形成
   し、少なくとも該遮光層が施されていない開口部に複数
   色のフィルタ層を順次パターン形成するカラーフィルタ
   の製造方法において、隣接するフィルタ層の周辺部同士
   は、遮光層上において０〜遮光層最狭部幅で重なるよう
   にパターニングし、かつその重なり部の盛り上がりを研
   磨により平坦化することを特徴とするカラーフィルタの
   製造方法。