JP2842142B2 - 液晶表示用カラーフィルター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶カラー表示装置に
用いられる液晶表示用カラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶カラー表示装置に内装して用いられ
る液晶表示用カラーフィルターは、図２に示すように、
ガラス基板等の透明なフィルター基板１上に、染色方
式、顔料分散方式、印刷方式等によってブラックマトリ
クスパターン層２と、フィルター色パターン層３が形成
されている。フィルター色パターン層３は、Ｂｌｕｅ
（青色）の着色パターンＢ、Ｇｒｅｅｎ（緑色）の着色
パターンＧ、Ｒｅｄ（赤色）の着色パターンＲの三色の
着色パターンを規則的に配列して形成されており、また
液晶表示コントラストを高めるために、その各フィルタ
ー色パターン層３の各着色パターンＢ，Ｇ，Ｒの境界部
分に沿って、オーバーラップするように適宜等しい幅ａ
の平行線状ブラックストライプパターンや、格子状パタ
ーン、網目状パターン等の規則的等間隔に配置したプラ
ックマトリクスパターン層２が遮光層として形成されて
いる。

【０００３】一般的に従来のカラーフィルターの遮光
層、所謂ブラックマトリクスパターン層２に対する各フ
ィルター色パターン層３を構成する各着色パターンＢ，
Ｇ，Ｒのオーバーラップ幅ｏは、ブラックマトリクスパ
ターン層２の幅ａのおよそ１／４程度が重畳するように
設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の液晶表示装置用
のカラーフィルターのブラックマトリクスパターン層２
は、フィルター基板１上に薄膜状に形成されており、該
ブラックマトリクスパターン層２には、カラーフィルタ
ーの製造段階等においてミクロンオーダーの微細なピン
ホール（ホール状遮光欠落部）が発生する場合があり、
例えば、ＴＦＴ−ＣＦ（液晶表示マトリクス毎の表示駆
動用スイッチング素子として対向電極側に薄膜トランジ
スタを使用したＴＦＴ方式の液晶表示装置に用いられる
カラーフィルター）の場合は、そのブラックマトリクス
パターン層２（遮光層）に数μｍ以下の微小のピンホー
ルがあっても、該液晶表示装置に誤動作が発生したり、
表示画像の品質が劣化したりし易い。

【０００５】また、上記フィルター基板上のブラックマ
トリクスパターン層２に発生するピンホールが、それと
対向して配置されるＴＦＴアレイの液晶表示動作用ＴＦ
Ｔ（スイッチング用薄膜トランジスタ）の形成領域に対
して位置的に外れた部分に発生したとしても、該ピンホ
ールが遮光効果を損ない、また液晶表示コントラストを
損なうものであり、特に液晶表示における黒表示部（ポ
ジ型表示部）では輝点となって表示品質を低下させる場
合がある。

【０００６】現在では、上記ピンホールは、図２に示す
ように、フィルター基板１上にブラックマトリクスパタ
ーン層２を形成し、その上からＢ，Ｇ，Ｒの各着色パタ
ーンから構成されるフィルター色パターン層３を形成し
た後に、ブラックマトリクスパターン層２のピンホール
発生個所の検査とマーキング作業、ピンホール発生個所
にＢｌｕｅ（青色）の顔料分散塗料を用いて色置きして
修正するピンホール部分への色置き作業、修正塗料の加
熱固化作業、洗浄作業等の工程を経て修正しているた
め、修正に熟練と時間と手間とを要していた。

【０００７】本発明は、ピンホールの修正作業を省略し
て、できるがきり輝点のない液晶表示品質の良好なカラ
ーフィルターを能率的に製造可能にすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
ター基板１上にブラックマトリクスパターン層２と、該
パターン層２に対して端部がオーバーラップするような
各々Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの着色パターン層
Ｂ，Ｇ，Ｒから構成されるフィルター色パターン層３と
を配置した液晶表示用カラーフィルターにおいて、ブラ
ックマトリクスパターン層２上にオーバーラップして配
置したＢｌｕｅの着色パターン層Ｂのオーバーラップ幅
ｂが、ブラックマトリクスパターン層２上にオーバーラ
ップして配置した他のＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄの着色パター
ン層Ｇ，Ｒのオーバーラップ幅ｇ，ｒよりも広幅であ
り、両着色パターン層Ｇ，Ｒの端部が互いに離間対向し
てオーバーラップするブラックマトリクスパターン層２
上の対向間隙２ａ内にＢｌｕｅの着色層Ｂ₁ が施されて
いることを特徴とする液晶表示用カラーフィルターであ
る。

【０００９】

【作用】本発明の液晶表示用カラーフィルターは、フィ
ルター基板１上のブラックマトリクスパターン層２上に
オーバーラップして配置されるＢｌｕｅの着色パターン
層Ｂのオーバーラップ幅ｂを、他のＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄ
の着色パターン層Ｇ，Ｒのオーバーラップ幅ｇ，ｒより
も大きく設定してあり、また、ブラックマトリクスパタ
ーン層２に対してオーバーラップ幅を大きく採ったＢｌ
ｕｅの着色パターン層３は、ＧｒｅｅｎやＲｅｄの色相
に比較して短波長側にあって比視覚感度が低く、それに
よって微細なピンホールをより目立たなくすく効果のあ
るＢｌｕｅの顔料（染料）を含んで構成されており、そ
の大きく設定したオーバーラップ幅ｂの領域のブラック
マトリクスパターン層２に発生したピンホールを目立た
なく修正することができる。

【００１０】また、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの両着色パター
ン層Ｇ，Ｒの端部が互いに離間対向してオーバーラップ
するブラックマトリクスパターン層２上の対向間隙２ａ
内に短波長側にあって比視覚感度が低く、微細なピンホ
ールをより目立たなくする効果のあるＢｌｕｅ、若しく
はＢｌｕｅ系の顔料（染料）を含んで構成される着色層
Ｂ₁ が施されているので、大きく設定した前記オーバー
ラップ幅ｂの領域を含めて、そのカラーフィルターにお
けるほとんどのブラックマトリクスパターン層２は、そ
の上側をＢｌｕｅ若しくはＢｌｕｅ系の顔料（染料）を
含んで構成される着色パターン層Ｂ及び着色層Ｂ₁ によ
って被覆されるため、カラーフィルターのブラックマト
リクスに発生したピンホールのほとんどを目立たなく修
正することができる。

【００１１】

【実施例】本発明の液晶表示用カラーフィルターを、実
施例に従って以下に詳細に説明すれば、図１は、本発明
カラーフィルターの一実施例であり、ガラス等の透明な
フィルター基板１上に、等間隔（ａ＋ｔ）にて幅ａのブ
ラックマトリクスパターン層２が規則的に形成されてい
る。

【００１２】なお、一実施例においては、ブラックマト
リクスパターン層２の幅ａは、およそａ＝２０μｍ〜７
０μｍの範囲のいずれかに設定されている。

【００１３】また、等間隔に配置されるブラックマトリ
クスパターン層２の互いの間隔（パターン層２の互いに
対向する内側端部の間隔）ｔは、およそｔ＝２０μｍ〜
１００μｍの範囲のいずれかに設定されている。

【００１４】該ブラックマトリクスパターン層２は、多
数本の平行線条を規則的に配列したストライプパター
ン、多数本の平行線条のストライプパターンを縦横方向
に規則的に配置した格子状パターン、あるいは規則的な
適宜網目状パターン等のある。

【００１５】フラックマトリクスパターン層２上には、
Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの各着色パターン層Ｂ，
Ｇ，Ｒにより構成されるフィルター色パターン層３が施
されて積層配置されており、各着色パターン層Ｂ，Ｇ，
Ｒは、ブラックマトリクスパターン層２に対してオーバ
ーラップするように整合配置されている。

【００１６】本発明におけるカラーフィルターは、図１
に示すようにＢｌｕｅの着色パターン層Ｂと、ブラック
マトリクスパターン層２とのオーバーラップ幅ｂは、少
なくともＧｒｅｅｎの着色パターン層Ｇとブラックマト
リクスパターン層２とのオーバーラップ幅ｇ、及びＲｅ
ｄの着色パターン層Ｒとブラックマトリクスパターン２
とのオーバーラップ幅ｒに対して、ｂ＞ｇ，ｂ＞ｒに設
定されている。

【００１７】また、Ｇｒｅｅｎの着色パターン層Ｇとブ
ラックマトリクスパターン層２とのオーバーラップ幅ｇ
と、Ｒｅｄの着色パターン層Ｒとブラックマトリクスパ
ターン層２とのオーバーラップ幅ｒとの関係は、ｇ＝ｒ
又はｇ≒ｒであることが適当である。

【００１８】本発明の一実施例においては、Ｇｒｅｅｎ
の着色パターン層Ｇのオーバーラップ幅ｇ、及びＲｅｄ
の着色パターン層Ｒのオーバーラップ幅ｒは、３μｍ〜
５μｍ程度に設定されていることが適当であるが、これ
に限定されるものではない。

【００１９】また、図１に示すように、本発明の一実施
例におけるカラーフィルターは、各着色パターンＢ，
Ｇ，Ｒの間には、それらが互いにオーバーラップしない
ように適宜間隙ｄを設けてあり、ｄ＝３μｍ〜５μｍ以
下に設定されていることが適当であるが、勿論ｄ＝０μ
ｍであってもよい。

【００２０】また、本発明の一実施例におけるカラーフ
ィルターは、図１に示すように、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの
両着色パターン層Ｇ，Ｒの端部が互いに離間対向してオ
ーバーラップするブラックマトリクスパターン層２上の
対向間隙２ａ内に、短波長側（約４００ｎｍ〜５００ｎ
ｍの範囲）にあって、ＧｒｅｅｎやＲｅｄに対して比較
的に比視覚感度が低く、微細なピンホールをより目立た
なくする効果のある前記Ｂｌｕｅの着色パターンＢを形
成するＢｌｕｅの着色材、若しくはＢｌｕｅ系の着色材
（染料、顔料、塗料、インキ）を含んで構成される塗料
を用いて着色層Ｂ₁ が施されている。

【００２１】なお、対向間隙２ａの幅は、当然のことな
がらブラックマトリクスパターン層２の各パターン幅
ａ、及び互いに隣設対向するＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄの両着
色パターン層Ｇ，Ｒのそれぞれブラックマトリクスパタ
ーン層２に対するオーバーラップ幅ｇ，ｒとによって決
定されるものである。

【００２２】また、本発明の液晶表示用のカラーフィル
ターは、フィルター基板１上にブラックマトリクスパタ
ーン層２とフィルター色パターン層３を備えたものであ
るが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、該ブラックマ
トリクスパターン層２とフィルター色パターン層３上に
適宜フィルター色パターン層３を保護するための透明保
護膜や、対向電極として透明導電膜（ＩＴＯ膜等の透明
電極膜）等を施すことは可能である。

【００２３】本発明の液晶表示用のカラーフィルターに
おいて、フィルター基板１に対して上記ブラックマトリ
クスパターン層２及びフィルター色パターン層３等をパ
ターン形成する際は、公知の適宜精密パターン形成方法
を用いて行なうことができ、フォトリソグラフ法、フォ
トレジストやエッチャントを用いて行なうフォトエッチ
ング法、染色法、凹版オフセット印刷法等を用いた公知
のカラーフィルターパターン形成方式（染色方式、顔料
分散方式、印刷方式等）により製造することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の液晶表示用カラーフィルター
は、フィルター基板上に薄膜状に形成されるブラックマ
トリクスパターン層（遮光層）にカラーフィルターの製
造段階等において発生するミクロンオーダーの微細なピ
ンホール（ホール状遮光欠落部）を、ブラックマトリク
スパターン層に対してオーバーラップ幅を大きく採った
Ｂｌｕｅの着色パターン層と、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの両
着色パターン層の端部が互いに離間対向してオーバーラ
ップするブラックマトリクスパターン層上の対向間隙内
にＢｌｕｅの顔料を含んで構成される塗料を用いて形成
した着色層とによって、カラーフィルターのブラックマ
トリクスに発生したほとんどのピンホールを目立たなく
修正することができ、通常の液晶カラーフィルターやＴ
ＦＴ方式のカラーフィルターのブラックマトリクスパタ
ーン層に数μｍ以下の微小のピンホールがあっても、該
液晶表示装置に誤動作が発生したり、表示画像の品質が
劣化することを防止でき、液晶表示コントラストの低下
や、黒表示部（ポジ型表示部）での輝点の発生を防ぎ、
表示品質を向上させる効果がある。

【００２５】また、従来のようなフィルター色パターン
層形成後のピンホール発生個所の検査とマーキング作
業、ピンホール発生個所にＢｌｕｅ（青色）の顔料分散
塗料を用いてマニュアルにて色置きして修正するピンホ
ール部分への色置き作業、修正塗料の加熱固化作業、洗
浄作業等の修正工程を省力化でき、液晶表示品質の良好
なカラーフィルターを能率的に製造できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示用カラーフィルターの一実施
例における側断面図である。

【図２】従来の液晶表示用カラーフィルターの側断面図
である。

【符号の説明】

１…フィルター基板 ２…ブラックマトリクスパターン
層 ２ａ…対向間隙 ３…フィルター色パターン層 Ｂ…Ｂｌｕｅの着色パターン層 Ｇ…Ｇｒｅｅｎの着色
パターン層 Ｒ…Ｒｅｄの着色パターン層 ａ…ブラックマトリクスパターンの各パターン幅 ｂ…Ｂｌｕｅの着色パターン層のオーバーラップ幅 ｇ…Ｇｒｅｅｎの着色パターン層のオーバーラップ幅 ｒ…Ｒｅｄの着色パターン層のオーバーラップ幅 ｄ…間隙 ｔ…ブラックマトリクスパターンの内側対向間隔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーフィルター基板１上にブラックマト
   リクスパターン層２と、該パターン層２に対して端部が
   オーバーラップするような各々Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、
   Ｒｅｄの着色パターン層Ｂ，Ｇ，Ｒから構成されるフィ
   ルター色パターン層３とを配置した液晶表示用カラーフ
   ィルターにおいて、ブラックマトリクスパターン層２上
   にオーバーラップして配置したＢｌｕｅの着色パターン
   層Ｂのオーバーラップ幅ｂがブラックマトリクスパター
   ン層２上にオーバーラップして配置した他のＧｒｅｅ
   ｎ、Ｒｅｄの着色パターン層Ｇ，Ｒのオーバーラップ幅
   ｇ，ｒよりも広幅であり、両着色パターン層Ｇ，Ｒの端
   部が互いに離間対向してオーバーラップするブラックマ
   トリクスパターン層２上の対向間隙２ａ内にＢｌｕｅの
   着色層Ｂ₁が施されていることを特徴とする液晶表示用
   カラーフィルター。