JP2608556B2 - 表示用カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、表示素子に付随して光の波長を選択するカ
ラーフィルター、特に小単位のフィルターが多数平面的
に配列していて、その単位フィルター間に光無反射層が
設けられる表示装置用カラーフィルターの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の表示装置用カラーフィルターに付き、図面を用
いて簡単に説明すれば、従来の表示装置用カラーフィル
ターは、図５に示す様な断面を構成している。つまり、
透明基板（14）上に光無反射層（13）が設けられてい
る。また、この光無反射層（13）の上に直接色フィルタ
ー層（10−Ｒ）（10−Ｇ）（10−Ｂ）が設けられてい
る。また、この上には保護層（９）が設けられていて、
この上に透明導電膜（８）が設けられている。

【０００３】 しかし従来例では、色フィルター層が光無反射層の間
だけでなく、一部が光無反射層の上にも設けられてい
る。従ってこの部分では他の部分より透明基板から高
く、突起部分と成っている。例えば光無反射層の厚みが
1.5μｍの場合、突起が1.0μｍ程度発生する。この様な
突起部分は表面形状を複雑にしている。特に突起部分は
引っ込み、より外部からの影響を受け易き、しかもその
部分は透明導電膜の厚みがどうしても薄く形成されるこ
とが多かった。また、パネル化したときにギャップ規正
のため、グラスファイバー、ビーズ等を用いることがあ
るが、この場合、突出部分があると、その部分でめり込
み等が起こり、透明導電膜の剥がれや、対向電極間で電
気的短絡や、色フィルター層の部分的薄膜化や、透明導
電膜の断線が起こる。

【０００４】 このうち特に、断線が発生する場合、これを予防する
ために、どうしてもこの透明導電膜を厚くしなければな
らなかった。しかし、この様に透明導電膜が厚くなる
と、透明導電膜の光透過度がどうしても低下しがちであ
った。 更に、透明導電膜に突出部分があると、その部分で電
極間隔が小さくなり、表示素子の駆動がなかなか思う様
にはいかない。 そして、この様に表面形状が複雑だと色フィルター層
部分にひび割れや剥がれが起き易い。 また、光無反射層の部分の他、その近辺の部分も、色
フィルター層が持ち上がる。したがってその部分では、
色フィルター層の厚みが他の部分より大きくなり光学特
性が違ってくる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、透明基板上にパターン状に設けた光
無反射層間に光無反射層とほぼ同等の高さを持つ透明平
滑層を形成することによって、光無反射層上に設けられ
る色フィルター層の一部に、突起が形成されないように
製造することにあり、これによって、上層に形成される
透明導電膜をなるべく平坦化することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本発明の第１の発明の表示装置用カラーフィルターの
製造方法は、透明基板の表面側に第１の感光性樹脂をパ
ターン状に設ける工程と、該パターン状に形成された第
１の感光性樹脂を黒色に染色して黒色パターンを形成す
る工程と、透明基板の表面側の全面に亘り前記第１の感
光性樹脂と同じ膜厚で光硬化型の第２の感光性樹脂を塗
布する工程と、透明基板の前記表面側の反対面側から露
光し、前記黒色パターンの未形成部の第２の感光性樹脂
を光硬化する工程と、該黒色パターン上に形成されてい
る未露光の第２の感光性樹脂を現像除去することにより
黒色パターン表面と光硬化した第２の感光性樹脂表面と
を面一状態にして、表面を略平滑化する現像処理工程
と、前記面一状態に形成された黒色パターン表面と第２
の感光性樹脂表面とに亘って色フィルター層と透明導電
膜とを重ねて形成する工程とを有することを特徴とする
表示装置用カラーフィルターの製造方法である。

【０００７】 本発明の第２の発明の表示装置用カラーフィルターの
製造方法は、透明基板の表面側に第１の感光性樹脂を設
ける工程と、任意のパターンを有するマスクを介しての
露光によって前記第１の感光性樹脂をパターン形状に形
成する工程と、前記透明基板の表面側の全面に亘り前記
第１の感光性樹脂と同じ膜厚で第２の感光性樹脂を塗布
する工程と、前記マスクのネガパターンを有するマスク
を介して前記透明基板の表面側から露光する工程と、前
記第１の感光性樹脂のパターン上に形成された第２の感
光性樹脂を現像除去することにより第１の感光性樹脂の
パターン表面と第２の感光性樹脂表面とを面一状態にし
て、表面を略平滑化する現像処理工程と、前記面一状態
に形成された第１の感光性樹脂のパターン表面と第２の
感光性樹脂表面とに亘って色フィルター層と透明導電膜
とを重ねて形成する工程とを有しており、更に前記透明
基板上の第１の感光性樹脂のパターン若しくは第２の感
光性樹脂を黒色に染色して黒色パターンを形成する工程
を有することを特徴とする表示装置用カラーフィルター
の製造方法である。

【０００８】 また本発明は、上記第２の発明の表示装置用カラーフ
ィルターの製造方法において、前記第１の感光性樹脂の
パターンを黒色に染色する工程を、前記第２の感光性樹
脂を塗布する工程の前に行う表示装置用カラーフィルタ
ーの製造方法である。

【０００９】 また本発明は、上記第２の発明の表示装置用カラーフ
ィルターの製造方法において、前記第２の感光性樹脂を
黒色に染色する工程を、前記第２の感光性樹脂に係わる
現像処理工程の後に行う請求項２記載の表示装置用カラ
ーフィルターの製造方法である。

【００１０】

【作用】

上述の様な本発明の製造方法によって製造される表示
装置用カラーフィルターは、色フィルター層の下面が平
滑になり、光無反射層近辺の部分の色フィルター層の持
ち上がりが解消され、色フィルター層上の透明導電膜に
も色フィルター層の持ち上がりによる突出部分が無くな
った。

【００１１】

【発明の実施の形態】

本発明の製造方法の実施の形態を、図面を用いて詳細
に説明する。

【００１２】 本発明の第１の発明の製造方法は、透明基板（14）上
に第１の感光性樹脂による黒色パターン層（13）を形成
した後、第１の感光性樹脂層間にそのパターン状とほぼ
同等の厚みを持つ第２の感光性樹脂層を設けることによ
って、第１の感光性樹脂層及び第２の感光性樹脂層の表
面を同一高さに略平滑とする方法であり、予め形成した
第１の感光性樹脂による黒色パターン層（13）をマスク
として使用するものであって、透明基板（14）上に第１
の感光性樹脂によって光無反射層である黒色パターン層
（13）をパターン状に形成し、その光無反射層間に第２
の感光性樹脂によってその光無反射層とほぼ同等の高さ
を持つ透明平滑層である透明樹脂層（15）を形成し、透
明平滑層又は光無反射層の上に色フィルター層（10）
（（10−Ｒ）、（10−Ｇ）、（10−Ｂ））を形成し、色
フィルター層の上に透明導電層（８）を形成したもので
ある。

【００１３】 次に、第２の発明の製造方法は、第２の感光性樹脂に
より光無反射層とほぼ同等の高さを持つ透明平滑層であ
る透明樹脂層（15）を形成するにあたり、第１の感光性
樹脂による黒色パターン層（13）の形成に使用したマス
クのネガパターンを有するマスクを用いるものである。

【００１４】 なお、上記第１の発明の製造方法又は第２の発明の製
造方法において、色フィルター層（10）と透明導電膜
（８）との間に、保護層として、透明なトップ層（９）
を設けるようにしてもよい。また、上記第１の発明又は
第２の発明の製造方法において、ここで言うところの透
明基板（14）は、硝子に限らず透明合成樹脂板等の透明
で剛性のあるものならばいかなるものでもよい。 また、ここで言うところの光無反射層として黒色パタ
ーン層（13）は、色フィルター層（（10−Ｒ）、（10−
Ｇ）、（10−Ｂ））の境界にあり、各々の色を区別し、
画素のシャープネスを向上するために設けられるもので
ある。

【００１５】 また、ここで言うところの透明平滑層としての透明樹
脂層（15）は、光無反射層の間に存在し、透明で、光無
反射層とほぼ同じ厚みを持っているものであれば、材質
は何ら問うものではないが、層を構成するし易さ等を勘
案すると、無機材質より有機材質、特に感光性樹脂を用
いると、無機材質より有機材質、特に感光性樹脂を用い
ると、光無反射層を遮光層として感光性樹脂を露光する
ことで容易にパターン形成することが可能である。 また、ここで言うところの色フィルター層（10）
（（10−Ｒ）、（10−Ｇ）、（10−Ｂ））は、これまた
有機無機を問わず、また、その層の形成方法も、蒸着腐
食法、スパッタリング法、蒸着リフトオフ法、フォトリ
ソ染色法等、色々用いることができるが、この発明では
あまり位置合わせの条件を厳しくする必要性が無いため
印刷法によって形成しても十分である。 また、ここで言う透明導電膜としての透明導電層
（８）は光の透過度が高く、しかも導電性も優れている
ものを指す。

【００１６】 図１は、本発明の第１の発明又は第２の発明の製造方
法により製造された一実施例を示す表示装置用カラーフ
ィルターの断面図であって、透明導電層（８）と平行に
切断した断面図であり、図２は、同製造工程中、透明基
板上に光吸収層を設けた段階の断面図であり、図３は、
同製造工程中、第２の感光性樹脂として感光性樹脂層を
全面に設けた段階の断面図であり、図４は、同製造工程
中、第２の感光性樹脂としての感光性樹脂層を露光後の
断面図である。

【００１７】 本発明の第１の発明又は第２の発明により製造される
表示装置用カラーフィルターは、透明基板（14）上にパ
ターン状にほぼ均一な高さの遮光効果のある黒色パター
ン層（13）が設けられている。この黒色パターン（13）
が無い部分には、この黒色パターン（13）とほぼ同じ高
さを持つ透明樹脂層（15）が設けられている。

【００１８】 従って、黒色パターン（13）と透明樹脂層（15）とに
より上面がほぼ平坦な平面を構成していることとなる。
色フィルター層（10）は、透明樹脂層（15）上を中心に
この平面上に設けられており、さらにこの上全面に保護
層であるトップ層（９）が設けられている。このトップ
層（９）の上に、条をなして透明導電層（８）が設けら
れている。

【００１９】

【実施例】

この様な表示装置用カラーフィルターは、いろいろな
方法で製造することが可能であるが、以下代表的な、色
フィルター層を設ける直前迄の製造方法の幾つかを実施
例として例示する。

【００２０】 ＜製造方法１＞ 透明基板（14）上に感光性樹脂を全面に塗布し、色フ
ィルター層に成らない部分のみ露光して、その部分のみ
感光性樹脂を残存させる。次に残存した感光性樹脂を染
色して黒色パターン（13）を構成する。このようになっ
たものを第２図に示す。 更に、この上より全面に透明な感光性樹脂（16）を図
３に示すように塗布する。そして、既に設けられている
黒色パターン（13）をマスクとして透明基板（14）側よ
り露光して、黒色パターン（13）の無い部分にのみ感光
性樹脂を残存して図４に示すように透明樹脂層（15）を
設ける。

【００２１】 ＜製造方法２＞ 透明基板（14）上に感光性樹脂を全面に塗布し、色フ
ィルター層に成らない部分のみ露光して、その部分のみ
感光性樹脂を残存させる。次に残存した感光性樹脂を染
色して黒色パターン（13）を構成する。このようになっ
たものを図２に示す。 更に、この上より全面に透明な感光性樹脂（16）を図
３に示すように塗布する。そして今のパターンのネガパ
ターンを用いて透明基板（14）側へ向かって露光して、
黒色パターン（13）の無い部分にのみ感光性樹脂を残存
して図４に示す様に透明樹脂層（15）を設ける。

【００２２】 ＜製造方法３＞ 透明基板（14）上に感光性樹脂を全面に塗布し、色フ
ィルター層に成る部分のみ露光して、その部分のみ感光
性樹脂を残存させ、透明樹脂層（15）を設ける。 次にこの上より全面に透明な感光性樹脂を塗布する。
そして今のパターンのネガパターンを用いて透明基板
（14）側へ向かって露光して、残りの部分にのみ感光性
樹脂を残存して、更に後で設けた感光性樹脂部分のみ染
色して図４に示す様な黒色パターン（13）を形成する。

【００２３】 因みに、各々上記製造方法１、製造方法２、製造方法
３で用いた染色には色々なものが適用できるが、代表的
なものとして、 （ａ）ミツイナイロンブラックSGL （商品名；三井東圧（株）製） （ｂ）ミツイナイロンブラックGL （商品名；三井東圧（株）製） （ｃ）アニッドブルーブラック10B （商品名；三井東圧（株）製） （ｄ）スミノールミリングブラックNB （商品名；住友化学（株）製） を挙げることができる。

【００２４】 また、次に各々上記製造方法１、製造方法２、製造方
法３の後の工程について述べる。 色フィルター層の製造方法は、いかなる方法でもよい
が、レリーフ染色法、マスク染色法等で作るのが代表的
である。なお、この時の防染処理は、タンニン酸浸漬、
吐酒石浸漬等で行うのが一般的である。 また、実際用いられる色フィルター層の材質の代表的
なものとしてゼラチン、グリュー、カゼイン、PVA、可
染性アクリル等が挙げられる。 また、透明導電膜の製造方法はスパッタ法、蒸着法な
どが代表的な膜付け方法で、実際用いられる材質として
は、例としてITO（インジウム−錫−オキサイド）が挙
げられる。

【００２５】

【発明の効果】

本発明の表示装置用カラーフィルターの製造方法は、
これによって製造された表示装置用カラーフィルターに
突起部分が無くなり、透明導電膜の厚みの薄い部分が無
くなった。また、パネル化したときのギャップ規正のた
めの、グラスファイバー、ビーズ等によるめり込みが無
くなり、透明導電膜の剥がれや、対向電極間で電気的短
絡や、色フィルター層の部分的薄膜化や、透明導電膜の
断線が無くなった。従って、今まで以上に透明導電膜を
薄くすることができ、光透過度を向上することができ
る。

【００２６】 更に電極間隔がほほ均一になり、表示素子の駆動が容
易に、しかも正確になる。また、色フィルター層部分に
ひび割れや剥がれが起きなくなった。また、色フィルタ
ー層の持ち上がりが無くなり、光学特性が均一になる。
従って、表示装置用カラーフィルターの製造時の収率向
上の他、パネル化時の収率、完成品の品質も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法により得られた透明導電層と平行に切
断した表示装置用カラーフィルターの断面図。

【図２】 本発明の製造工程中、透明基板上に光吸収層を設けた段
階の断面図。

【図３】 本発明の製造工程中、感光性樹脂層を全面に設けた段階
の断面図。

【図４】 本発明の製造工程中、露光後の断面図。

【図５】 従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

（８）……透明導電層、（９）……トップ層 （10）、（10−Ｒ）、（10−Ｇ）、（10−Ｂ）……色フ
ィルター層 （13）……黒色パターン層、（14）……透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−73103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−295507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−103731（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−10105（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の表面側に第１の感光性樹脂をパ
   ターン状に設ける工程と、該パターン状に形成された第
   １の感光性樹脂を黒色に染色して黒色パターンを形成す
   る工程と、透明基板の表面側の全面に亘り前記第１の感
   光性樹脂と同じ膜厚で光硬化型の第２の感光性樹脂を塗
   布する工程と、透明基板の前記表面側の反対面側から露
   光し、前記黒色パターンの未形成部の第２の感光性樹脂
   を光硬化する工程と、該黒色パターン上に形成されてい
   る未露光の第２の感光性樹脂を現像除去することにより
   黒色パターン表面と光硬化した第２の感光性樹脂表面と
   を面一状態にして、表面を略平滑化する現像処理工程
   と、前記面一状態に形成された黒色パターン表面と第２
   の感光性樹脂表面とに亘って色フィルター層と透明導電
   膜とを重ねて形成する工程とを有することを特徴とする
   表示装置用カラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】透明基板の表面側に第１の感光性樹脂を設
   ける工程と、任意のパターンを有するマスクを介しての
   露光によって前記第１の感光性樹脂をパターン形状に形
   成する工程と、前記透明基板の表面側の全面に亘り前記
   第１の感光性樹脂と同じ膜厚で第２の感光性樹脂を塗布
   する工程と、前記マスクのネガパターンを有するマスク
   を介して前記透明基板の表面側から露光する工程と、前
   記第１の感光性樹脂のパターン上に形成された第２の感
   光性樹脂を現像除去することにより第１の感光性樹脂の
   パターン表面と第２の感光性樹脂表面とを面一状態にし
   て、表面を略平滑化する現像処理工程と、前記面一状態
   に形成された第１の感光性樹脂のパターン表面と第２の
   感光性樹脂表面とに亘って色フィルター層と透明導電膜
   とを重ねて形成する工程とを有しており、更に前記透明
   基板上の第１の感光性樹脂のパターン若しくは第２の感
   光性樹脂を黒色に染色して黒色パターンを形成する工程
   を有することを特徴とする表示装置用カラーフィルター
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記第１の感光性樹脂のパターンを黒色に
   染色する工程を、前記第２の感光性樹脂を塗布する工程
   の前に行う請求項２記載の表示装置用カラーフィルター
   の製造方法。
4. 【請求項４】前記第２の感光性樹脂を黒色に染色する工
   程を、前記第２の感光性樹脂に係わる現像処理工程の後
   に行う請求項２記載の表示装置用カラーフィルターの製
   造方法。