JP2606162B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子およびそ
の製造方法に関し、特にアクティブマトリクス液晶表示
素子で使用されるカラーフィルタの製造方法に関する。
の製造方法に関し、特にアクティブマトリクス液晶表示
素子で使用されるカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、一方の透明ガラス基板
上にスイッチング素子、透明画素電極、保護膜及び液晶
分子の配向方向を規定する配向膜が順次形成された下部
電極と、もう一方の透明ガラス基板上に、遮光膜、着色
層及び透明共通電極と配向膜が順次形成された上部電極
との間に液晶が挟持された構成をしている。
上にスイッチング素子、透明画素電極、保護膜及び液晶
分子の配向方向を規定する配向膜が順次形成された下部
電極と、もう一方の透明ガラス基板上に、遮光膜、着色
層及び透明共通電極と配向膜が順次形成された上部電極
との間に液晶が挟持された構成をしている。
【０００３】図３は従来の液晶表示素子を構成するカラ
ーフィルタ基板の断面図である。まず、透明ガラス基板
１上に黒色インク等から成る遮光膜（ブラックマトリク
ス）２が所望のパターンで形成され、その上に色素材料
を分散させた光硬化性レジスト膜と所望画素パターンが
形成されたマスクとを利用し、３回のフォトリソグラフ
ィー工程を繰り返すことで着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６が順
次形成され、更にその上にスパッタリング法等を用いて
透明共通電極７を形成する。しかしながら、ブラックマ
トリクス２と着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６との重なりあった
部分の膜厚は凸状に厚くなっている。それを解決する方
法としては、ブラックマトリクスを形成した後に二酸化
珪素（ＳｉＯ2 ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を
全面に蒸着し、その表面に研磨することによって膜表面
の凹凸を無くし、その後着色層を形成する方法（特開昭
６３−１０１０５号公報）や、ブラックマトリクスを成
す黒色インクの間にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの顔料を分散さ
せた樹脂が重なり無くかつ隙間無く埋め込んで、ブラッ
クマトリクス上の顔料をリフトオフで取り除いて平坦化
するもの（特開平４−２３８３２３号公報）や、ガラス
基板上にクロムから成るブラックマトリクス及び着色層
画素パターンを形成した後、着色層間の隙間に高分子樹
脂を形成して平坦化を図る場合（特開平４−９７２０２
号公報）及びガラス基板表面に選択的に設けられた凹部
にブラックマトリクスを埋め込んで平坦化するもの（特
開平２−２４４１２２号公報）等がある。
ーフィルタ基板の断面図である。まず、透明ガラス基板
１上に黒色インク等から成る遮光膜（ブラックマトリク
ス）２が所望のパターンで形成され、その上に色素材料
を分散させた光硬化性レジスト膜と所望画素パターンが
形成されたマスクとを利用し、３回のフォトリソグラフ
ィー工程を繰り返すことで着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６が順
次形成され、更にその上にスパッタリング法等を用いて
透明共通電極７を形成する。しかしながら、ブラックマ
トリクス２と着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６との重なりあった
部分の膜厚は凸状に厚くなっている。それを解決する方
法としては、ブラックマトリクスを形成した後に二酸化
珪素（ＳｉＯ2 ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を
全面に蒸着し、その表面に研磨することによって膜表面
の凹凸を無くし、その後着色層を形成する方法（特開昭
６３−１０１０５号公報）や、ブラックマトリクスを成
す黒色インクの間にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの顔料を分散さ
せた樹脂が重なり無くかつ隙間無く埋め込んで、ブラッ
クマトリクス上の顔料をリフトオフで取り除いて平坦化
するもの（特開平４−２３８３２３号公報）や、ガラス
基板上にクロムから成るブラックマトリクス及び着色層
画素パターンを形成した後、着色層間の隙間に高分子樹
脂を形成して平坦化を図る場合（特開平４−９７２０２
号公報）及びガラス基板表面に選択的に設けられた凹部
にブラックマトリクスを埋め込んで平坦化するもの（特
開平２−２４４１２２号公報）等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタのブラ
ックマトリクスとして黒色インク等の有機膜を用いる場
合、従来のクロム（Ｃｒ）等の金属膜の場合に比べて約
１０倍（１〜１．５μｍ）の膜厚が必要である。カラー
フィルタの着色層はブラックマトリクスの上に一部重な
って設けられるため、着色層とブラックマトリクスの重
なった部分の膜厚は凸状に厚くなっている。基板表面の
平坦性が悪いと、もう一方の基板と重ね合わせた際、両
基板間のギャップが均一に保たれず、液晶の屈折率が局
部的に代わり表示画面上に色ムラとなって表れたり、液
晶配向膜がうまくラビングできず、液晶は配向異常が発
生しやすいという問題点があった。また、ブラックマト
リクスとしてＣｒ膜を用いる場合は平坦性に関しては黒
色有機膜より深刻ではないが、製造方法については生産
性が悪く製造コストが高くなるという欠点があった。
ックマトリクスとして黒色インク等の有機膜を用いる場
合、従来のクロム（Ｃｒ）等の金属膜の場合に比べて約
１０倍（１〜１．５μｍ）の膜厚が必要である。カラー
フィルタの着色層はブラックマトリクスの上に一部重な
って設けられるため、着色層とブラックマトリクスの重
なった部分の膜厚は凸状に厚くなっている。基板表面の
平坦性が悪いと、もう一方の基板と重ね合わせた際、両
基板間のギャップが均一に保たれず、液晶の屈折率が局
部的に代わり表示画面上に色ムラとなって表れたり、液
晶配向膜がうまくラビングできず、液晶は配向異常が発
生しやすいという問題点があった。また、ブラックマト
リクスとしてＣｒ膜を用いる場合は平坦性に関しては黒
色有機膜より深刻ではないが、製造方法については生産
性が悪く製造コストが高くなるという欠点があった。
【０００５】また、この解決策としての前記特開昭６３
−１０１０５号公報の技術は、平坦化膜を形成した後に
その表面を研磨する工程を必要とする欠点がある。前記
特開平４−２３８３２３号公報の技術は、リフトオフと
いう工程が必要であり且つ、リフトオフは不完全になる
ケースが多い。前記特開平４−９７２０２号公報の技術
は、着色層間の膜厚に電着法により高分子樹脂を形成し
ているため、膜厚の制御が難しく過剰膜厚になる欠点が
ある。前記特開平２−２４４１２２号公報の技術は、ガ
ラス基板表面に設けられた凹部にブラックマトリクスを
埋め込むため、リペア時に凹部に埋まったブラックマト
リクスが除去できないという欠点がある。
−１０１０５号公報の技術は、平坦化膜を形成した後に
その表面を研磨する工程を必要とする欠点がある。前記
特開平４−２３８３２３号公報の技術は、リフトオフと
いう工程が必要であり且つ、リフトオフは不完全になる
ケースが多い。前記特開平４−９７２０２号公報の技術
は、着色層間の膜厚に電着法により高分子樹脂を形成し
ているため、膜厚の制御が難しく過剰膜厚になる欠点が
ある。前記特開平２−２４４１２２号公報の技術は、ガ
ラス基板表面に設けられた凹部にブラックマトリクスを
埋め込むため、リペア時に凹部に埋まったブラックマト
リクスが除去できないという欠点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、光の透過を遮断するための遮光膜のそれぞれの隙間
を透明樹脂または透明微粒子で隙間無く平坦に埋め込ん
だカラーフィルタを有している。
は、光の透過を遮断するための遮光膜のそれぞれの隙間
を透明樹脂または透明微粒子で隙間無く平坦に埋め込ん
だカラーフィルタを有している。
【０００７】本発明の液晶表示素子の製造方法は、ガラ
ス基板上に光の透過を遮断するための遮光膜を所望の形
状にパターン形成する工程と、流動性を有する透明樹脂
系材料あるいは透明微粒子等をスピン塗布等の方法で遮
光膜以外の部分に埋め込んで全体を平坦化する工程と、
平坦化された透明層の表面に開口部の位置に対応してＲ
ＧＢの着色層を順次パターン形成する工程と、更に表面
全体を覆う透明導電膜を形成する工程とを有することを
特徴とする。
ス基板上に光の透過を遮断するための遮光膜を所望の形
状にパターン形成する工程と、流動性を有する透明樹脂
系材料あるいは透明微粒子等をスピン塗布等の方法で遮
光膜以外の部分に埋め込んで全体を平坦化する工程と、
平坦化された透明層の表面に開口部の位置に対応してＲ
ＧＢの着色層を順次パターン形成する工程と、更に表面
全体を覆う透明導電膜を形成する工程とを有することを
特徴とする。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を用いて詳細に説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示すカラーフィル
タ基板の断面図である。図２は本発明のカラーフィルタ
基板の製造工程図である。まず、図２（ａ）に示すよう
に、透明ガラス基板１上に黒色の顔料を分散させたアク
リル系の黒レジストを１〜１．５μｍ膜厚でフォトリソ
グラフィー法を用いて所望パターンのブラックマトリク
ス２を設ける。次に、図２（ｂ）に示すように、ノボラ
ック系アクリレート樹脂あるいはポリイミド系樹脂等の
絶縁性透明樹脂３を基板全面にスピン塗布し、熱処理に
よって硬化させることで各ブラックマトリクス２間の隙
間（凹部）を埋め、表面の平坦性を向上させる。この様
にして基板表面の平坦性を確保させた後、図２（ｃ）に
示すように、ＲＧＢの顔料を含む光硬化性着色レジス
ト、例えばアクリル系レジストをフォトリソグラフィー
法を順次３回繰り返すことで着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６を
形成する。更に、図２（ｄ）に示すように、その上にＩ
ＴＯからなる透明共通電極７をスパッタリング法等を用
いて形成する。
する。図１は本発明の第１の実施例を示すカラーフィル
タ基板の断面図である。図２は本発明のカラーフィルタ
基板の製造工程図である。まず、図２（ａ）に示すよう
に、透明ガラス基板１上に黒色の顔料を分散させたアク
リル系の黒レジストを１〜１．５μｍ膜厚でフォトリソ
グラフィー法を用いて所望パターンのブラックマトリク
ス２を設ける。次に、図２（ｂ）に示すように、ノボラ
ック系アクリレート樹脂あるいはポリイミド系樹脂等の
絶縁性透明樹脂３を基板全面にスピン塗布し、熱処理に
よって硬化させることで各ブラックマトリクス２間の隙
間（凹部）を埋め、表面の平坦性を向上させる。この様
にして基板表面の平坦性を確保させた後、図２（ｃ）に
示すように、ＲＧＢの顔料を含む光硬化性着色レジス
ト、例えばアクリル系レジストをフォトリソグラフィー
法を順次３回繰り返すことで着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６を
形成する。更に、図２（ｄ）に示すように、その上にＩ
ＴＯからなる透明共通電極７をスパッタリング法等を用
いて形成する。
【０００９】本実施例ではブラックマトリクス２及び着
色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６の形成にはフォトリソグラフィー
法を用いているが、印刷法等により形成した場合でもよ
く、本実施例に限定されるものではない。また、ブラッ
クマトリクス２及び着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６の形状は、
図１及び図２に示したものに限られるものではなく、フ
ォトリソグラフィー法及び印刷法のマスクあるいは原版
のパターンによりフレキシブルに変えられ、例えばスト
ライプパターンやドットパターンやデルタ等種々の形状
に適用することができる。
色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６の形成にはフォトリソグラフィー
法を用いているが、印刷法等により形成した場合でもよ
く、本実施例に限定されるものではない。また、ブラッ
クマトリクス２及び着色層Ｒ４，Ｇ５，Ｂ６の形状は、
図１及び図２に示したものに限られるものではなく、フ
ォトリソグラフィー法及び印刷法のマスクあるいは原版
のパターンによりフレキシブルに変えられ、例えばスト
ライプパターンやドットパターンやデルタ等種々の形状
に適用することができる。
【００１０】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。まず透明ガラス基板上全面にＩＴＯなどからなる透
明電極（下地電極）を設け、その後ブラックマトリクス
を形成する。その下地電極を（例えば正）に帯電させて
おき、基板の上部からもう一方の極性（例えば負）に帯
電させたＳｉＯ2 等の透明微粒子を散布することでブラ
ックマトリクス間の隙間を埋め、上記第１の実施例と同
様の表面平坦性を得るものである。この後は第１の実施
例と同様にしてＲＧＢ着色層および透明共通電極を設け
る。
る。まず透明ガラス基板上全面にＩＴＯなどからなる透
明電極（下地電極）を設け、その後ブラックマトリクス
を形成する。その下地電極を（例えば正）に帯電させて
おき、基板の上部からもう一方の極性（例えば負）に帯
電させたＳｉＯ2 等の透明微粒子を散布することでブラ
ックマトリクス間の隙間を埋め、上記第１の実施例と同
様の表面平坦性を得るものである。この後は第１の実施
例と同様にしてＲＧＢ着色層および透明共通電極を設け
る。
【００１１】この様にして製造したカラーフィルタは、
ブラックマトリクスと着色層が一部重なっている部分に
ついても膜厚の均一性が保たれているため、液晶の配向
異常が抑制できる。従来技術と本発明の技術を比較した
結果を表１にまとめる。この表から、本発明の製造方法
を用いると液晶配向異常の表示不良が大幅に減少するこ
とが分かる。
ブラックマトリクスと着色層が一部重なっている部分に
ついても膜厚の均一性が保たれているため、液晶の配向
異常が抑制できる。従来技術と本発明の技術を比較した
結果を表１にまとめる。この表から、本発明の製造方法
を用いると液晶配向異常の表示不良が大幅に減少するこ
とが分かる。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、カラーフ
ィルタを形成する際ブラックマトリクス間の隙間を透明
樹脂系材料あるいは透明微粒子で埋め、表面を平坦化す
ることによって液晶の配向不良発生率が低下し、信頼性
が向上するという効果を有する。
ィルタを形成する際ブラックマトリクス間の隙間を透明
樹脂系材料あるいは透明微粒子で埋め、表面を平坦化す
ることによって液晶の配向不良発生率が低下し、信頼性
が向上するという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１に示したカラーフィルタ
の製造工程図である。
の製造工程図である。
【図３】従来例の断面図である。
１ 透明ガラス基板 ２ ブラックマトリクス ３ 透明樹脂あるいは透明微粒子 ４ 着色層Ｒ ５ 着色層Ｇ ６ 着色層Ｂ ７ 透明共通電極
Claims (1)
- 【請求項１】 透明ガラス基板上全面に透明電極を設け
る工程と、この上に遮光膜を所望の形状にパターン形成
する工程と、前記透明電極を帯電させておき、基板の上
部から逆極性に帯電させた透明微粒子を散布して遮光膜
間の隙間を埋め全体を平坦化する工程と、平坦化された
透明層の表面に開口部の位置に対応してＲＧＢの着色層
を順次パターン形成する工程と、更に表面全体を覆う透
明導電膜を形成する工程とを有することを特徴とする液
晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6265571A JP2606162B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
| TW084110948A TW328566B (en) | 1994-10-28 | 1995-10-18 | Liquid crystal display element and method of manufacturing the same |
| KR1019950036569A KR960015040A (ko) | 1994-10-28 | 1995-10-23 | 액정 디스플레이 소자 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6265571A JP2606162B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122763A JPH08122763A (ja) | 1996-05-17 |
| JP2606162B2 true JP2606162B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17418969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6265571A Expired - Fee Related JP2606162B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 液晶表示素子及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606162B2 (ja) |
| KR (1) | KR960015040A (ja) |
| TW (1) | TW328566B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100686225B1 (ko) * | 2000-02-25 | 2007-02-22 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 제조 방법 |
| KR100358807B1 (ko) * | 2000-08-28 | 2002-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 칼라 필터를 채용한 프로젝션 시스템 |
| JP5011506B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2012-08-29 | 凸版印刷株式会社 | 液晶表示装置用カラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置 |
| JP5544952B2 (ja) * | 2009-04-23 | 2014-07-09 | 大日本印刷株式会社 | 視野角制御用カラーフィルタの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07199171A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置 |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP6265571A patent/JP2606162B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-18 TW TW084110948A patent/TW328566B/zh active
- 1995-10-23 KR KR1019950036569A patent/KR960015040A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08122763A (ja) | 1996-05-17 |
| TW328566B (en) | 1998-03-21 |
| KR960015040A (ko) | 1996-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961210 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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