JP2518207B2

JP2518207B2 - カラ−フイルタの形成方法

Info

Publication number: JP2518207B2
Application number: JP61097423A
Authority: JP
Inventors: 好昭向井
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPS62253124A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、カラー液晶表示装置における透明基板の
透明電極の上に設けるカラーフィルタの形成方法に関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に液晶表示装置は、走査電極透明基板と信号電極
透明基板とを液晶を挟んで対向配置し、上記両透明基板
の任意の部分の電極間に電圧を印加してその部分の液晶
分子の配列を変化させ、この変化で光の透過を制御し、
この制御に基づいて画像等を表示するものである。そし
てカラー液晶表示装置においては、光の三原色である
赤、緑、青の三種のカラーフィルタを順次交互に信号電
極透明基板における透明電極の上にそれぞれ形成し、こ
れらカラーフィルタを通してカラー表示を行なうように
なっている。また、透明電極の相互間には、非電極部分
からの光の漏れを抑制し、画像の表示コントラストを向
上させるためにブラックストライプとしての遮光膜が形
成されている。

カラーフィルタを形成する従来の工程を第４図に示
し、図中１がガラス製の透明基板で、この透明基板１の
上に並列して複数の透明電極２を形成し、さらにこれら
透明電極２の相互間にブラックストライプを構成する遮
光膜３を形成する（工程ａ）。つぎに、これら透明電極
２および遮光膜３を覆うように透明基板１の上に一様に
染色性を有するネガタイプのホトレジスト４を塗布する
（工程ｂ）。そして、透明基板１の上方側に露光マスク
５を対向配置し、この露光マスク５の透光窓5aを通して
ホトレジスト４の所要部分、すなわち第一色目（赤色）
のカラーフィルタを施すべき透明電極２に対応する部分
に紫外線を照射して露光し、光重合により硬化させる
（工程ｂ）。こののち、ホトレジスト４の非露光部を
水、有機溶剤などで洗い流して、露光部を現像し、カラ
ーフィルタの基質６を形成する（工程ｃ）。そして基質
６を所定の色特性を有する染色液で染色して赤色のカラ
ーフィルタ6Rを形成する（工程ｄ）。

このようにして第一色目のカラーフィルタ6Rを形成し
た後に、上記ｂ〜ｄの工程を再び繰返して、他の残りの
透明電極２の上に第二色目（緑色）および第三色目（青
色）のカラーフィルタをそれぞれ形成する。なお、カラ
ーフィルタを形成した際には、その都度、各色ごとのカ
ラーフィルタの上に防染処理を施して、他の色のカラー
フィルタの染色液が染着しないようにする。

ところが、このような従来のカラーフィルタの形成方
法においては、ホトレジスト４の所要部分を露光する際
に、透明基板１の上方に露光マスク５を配置してそれぞ
れ行なうため、露光マスク５の透光窓5aの幅ｓ₁と透明
電極２の幅ｓ₂との寸法を精度よく一致させ、かつその
透光窓5aが透明電極２に確実に対向合致するように厳格
に位置合わせを行なわなくてはならず、このため作業管
理が相当面倒となり、作業能率の低下を招いてしまうと
いう難点があった。

〔発明の目的〕

この発明はこのような点に着目してなされたもので、
その目的とするところは、露光マスクの厳格な位置合わ
せを要することなく、容易に能率よく透明電極の上にカ
ラーフィルタを形成することができるようにしたカラー
フィルタの形成方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は、上記目的を達成するために、透明基板の
上に並列して複数の透明電極を形成し、かつこれら透明
電極の相互間に遮光膜を形成する工程と、透明基板の上
に前記各透明電極および各遮光膜を覆う状態に染色性を
有するネガタイプのホトレジストを塗布する工程と、前
記透明基板の前記ホトレジストが形成された面の反対側
に、前記透明電極の幅より大きく、その両側に配置され
た遮光膜を含む幅より狭い透光窓を設けた露光マスクを
配置し、その露光マスクの透光窓を通して所定の透明電
極に対応する部分のホトレジストを露光する工程と、露光されたホトレジストを現像する工程と、現像によ
り残存したホトレジストを染色してカラーフィルタとす
る工程とを具備したことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について第１図を参照して
説明する。

図中11がガラス製の透明基板で、この透明基板11の上
に並列して複数の透明電極12を形成し、さらにこれら透
明電極12の相互間にブラックストライプを構成する遮光
膜13を形成する（工程ａ）。つぎに、これら透明電極12
および遮光膜13を覆うように透明基板11の上に一様に染
色性および感光性を有するグリュー、ゼラチン、カゼイ
ンなどのネガタイプのホトレジスト14を塗布する（工程
ｂ）。そして、ホトレジスト14の反対側、つまり透明基
板１の下方側に露光マスク15を対向配置し、この露光マ
スク15の透光窓15aを通して透明基板11の下方側からホ
トレジスト14の所要部分、すなわち第一色目（赤色）の
カラーフィルタを施すべき透明電極12に対応する部分に
紫外線を照射して露光し、光重合により硬化させる。こ
ののち、従来と同様に、非露光部のホトレジスト14を
水、有機溶剤などで洗い流して、露光部のホトレジスト
14を現像し、カラーフィルタの基質16を形成し（工程
ｃ）、この基質16を所定の色特性を有する染色液で染色
して赤色のカラーフィルタ6Rを形成する（工程ｄ）。

このようにして第一色目のカラーフィルタ16Rを形成
したのち、上記ｂ〜ｄの工程を再び繰返して、他の残り
の透明電極２の上に第二色目（緑色）および第三色目
（青色）のカラーフィルタ16G.16Bをそれぞれ形成する
（工程ｅ）。なお、カラーフィルタ16R.16G.16Bを形成
した際には、その都度、各色ごとのカラーフィルタ16R.
16G.16Bの上に防染処理を施して、他の色のカラーフィ
ルタ16R.16G.16Bの染色液が染着しないようにする。

このように、透明基板11の下方側に露光マスク15を配
置し、この露光マスク15の透光窓15aから透明基板11を
通してホトレジスト14の所要部分に紫外線を照射して露
光を行なうものであり、したがって透光窓15aの幅ｓ₁が
透明電極12の幅ｓ₂よりも多少大きく、また露光マスク1
5が透明電極12の幅方向に多少ずれていても、透光窓15a
を透過した紫外線の一部が、透明電極12の両側に配置す
る遮光膜13により的確に規制され、この規制により透明
電極12と対向する部分のホトレジスト14にのみに光が照
射し、適正な露光が行なわれる。そして、このように透
光窓15aの幅の寸法精度、および露光マスク15に位置合
わせの精度がラフでよく、このため作業管理が容易とな
り、作業能率の向上を図ることができる。

透明電極12の相互間にブラックストライプとしての遮
光膜13を形成する手段としては、染色法やリフトホフ法
があり、まず第２図に染色法による工程を示し、これに
ついて説明を加える。

透明基板11の上に酸化インジュウムなどの透明導電膜
21を、さらにこの透明導電膜21の上にクロム膜22をそれ
ぞれ形成する（工程ａ）。そして、クロム膜22の上にポ
ジタイプのホトレジスト23を一様に塗布し、この状態で
透明基板11の上方側に露光マスク24を配置し、この露光
マスク24の透光窓24aを通して不要部分のホトレジスト2
3を露光する（工程ａ）。つぎに、ホトレジスト23の露
光部を水、有機溶剤などで洗い流して除去し、非露光部
を現像し、不要部分のクロム膜22を露出させ、さらにそ
の露出させたクロム膜22およびその下層の透明導電膜21
をエッチングにより除去し、透明基板11の上にストライ
プ状に残った透明導電膜21により互いに離間して並列す
る複数の透明電極12を構成する（工程ｂ）。

こののち、各透明電極12の上のホトレジスト23を除去
する（工程ｃ）。そして、透明基板11の上に染色性を有
するネガタイプのホトレジスト25を一様に塗布し（工程
ｄ）、この状態で透明基板11の下方から紫外線を照射
し、所要部分つまり透明電極12の相互間部分のホトレジ
スト25を露光する。そして、ホトレジスト25の非露光部
を水、有機溶剤などで洗い流して除去し、透明電極12の
相互間に残った露光部のホトレジスト25を現像して遮光
膜の基質13aを形成する（工程ｅ）。このようにして基
質13aを形成したのちに、この基質13aを黒色染料或いは
複数種の染料で染色して遮光膜13（ブラックストライ
プ）を形成する。そして最後に、各透明電極12上のクロ
ム膜22をエッチングにより除去して透明電極12を露出さ
せる（工程ｆ）。

第３図にリフトホフ法により遮光膜を形成する工程を
示し、これについて説明すると、透明基板11の上に透明
導電膜21を設け、この透明導電膜21の上にポジタイプの
ホトレジスト23を一様に塗布する。そして、透明基板11
の上方側に露光マスク24を配置し、この露光マスク24の
透光窓24aを通して不要部分のホトレジスト23を露光す
る（工程ａ）。つぎに、その露光した不要部分のホトレ
ジスト23およびその下層の透明導電膜21をそれぞれ除去
して透明電極12を構成する（工程ｂ）。

こののち、透明基板11の上面の全体に例えば酸化クロ
ム26を蒸着する（工程ｃ）。そして、ホトレジスト23の
上の酸化クロム26を、ホトレジスト23とともに剥離し、
透明電極12を露出させ、透明電極12の相互間に残った酸
化クロム26を遮光膜13として用いる。

このようにして透明基板11の上に透明電極12および遮
光膜13を形成したのちに、第１図に示す工程に従って各
透明電極12の上に所定のカラーフィルタ16R.16G.16Bを
形成するものである。

なお、テレビ用などのマトリックス型の液晶表示装置
においては、一対の透明基板の上にそれぞれ透明電極お
よび遮光膜を形成するとともに、一方の透明基板の透明
電極の上にそれぞれ所定のカラーフィルタを形成し、さ
らに各透明基板の上にポリイミドなどの配向膜をそれぞ
れ形成し、これら透明基板をその透明電極および遮光膜
の配置側を内側にして互いに対向させ、この対向間に液
晶を充填してTN配向させ、かつ各透明基板の外面に偏光
板を平行ニコルの状態に取付けて液晶表示装置を構成す
る。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、透明電極およ
び遮光膜を形成した透明基板の上に、染色性を有するネ
ガタイプのホトレジストを塗布し、この透明基板の前記
ホトレジストが形成された側とは反対側に、前記透明電
極の幅より大きく、その両側に配置された遮光膜を含む
幅より狭い透光窓を設けた露光マスクを配置し、この露
光マスクの透光窓から透明基板を通して所定の透明電極
に対応する部分のホトレジストを露光するようにしたか
ら、露光マスクの寸法精度および露光マスクの位置合わ
せが比較的ラフであっても、所定の透明電極に対応する
部分のホトレジストを適正に露光することができ、した
がって作業管理が容易となり、作業能率の向上を確実に
達成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるカラーフィルタの形
成工程を順に示す断面図、第２図は透明基板の上に遮光
膜を染色法により形成する工程を順に示す断面図、第３
図は同じくリフトホフ法により形成する工程を順に示す
断面図、第４図は従来のカラーフィルタの形成工程を順
に示す断面図である。 11……透明基板、12……透明電極、13……遮光膜、14…
…ホトレジスト、15……露光マスク、15a……透光膜、1
6R.16G.16B……カラーフィルタ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の上に並列して複数の透明電極を
形成し、かつこれら透明電極の相互間に遮光膜を形成す
る工程と、透明基板の上に前記各透明電極および各遮光
膜を覆う状態に染色性を有するネガタイプのホトレジス
トを塗布する工程と、前記透明基板の前記ホトレジスト
が形成された面の反対側に、前記透明電極の幅より大き
く、その両側に配置された遮光膜を含む幅より狭い透光
窓を設けた露光マスクを配置し、この露光マスクの透光
窓を通して所定の透明電極に対する部分のホトレジスト
を露光する工程と、露光されたホトレジストを現像する
工程と、現像により残存したホトレジストを染色してカ
ラーフィルタとする工程とを具備したことを特徴とする
カラーフィルタの形成方法。