JP2872450B2 - カラーフィルタ基板 - Google Patents

カラーフィルタ基板

Info

Publication number
JP2872450B2
JP2872450B2 JP17565891A JP17565891A JP2872450B2 JP 2872450 B2 JP2872450 B2 JP 2872450B2 JP 17565891 A JP17565891 A JP 17565891A JP 17565891 A JP17565891 A JP 17565891A JP 2872450 B2 JP2872450 B2 JP 2872450B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
color filter
thickness
light
filter substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17565891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0519246A (ja
Inventor
進 大寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP17565891A priority Critical patent/JP2872450B2/ja
Publication of JPH0519246A publication Critical patent/JPH0519246A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2872450B2 publication Critical patent/JP2872450B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示パネルに
使用されるカラーフィルタ基板に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来より
カラー液晶表示パネルには、主として有機物から構成さ
れたカラーフィルタ基板が用いられている(たとえば特
開昭61-19813号公報など)。
【0003】図3はそのような従来のカラーフィルタ基
板18の断面図であり、図4は前記カラーフィルタ基板
(対向基板となる)18を使用したカラー液晶表示パネル
の断面図である。図中、1はガラス基板、12は非透光部
に設けられた遮光膜、13〜15はカラーフィルタで、それ
ぞれ赤のフィルタ、緑のフィルタ、青のフィルタであ
る。16はカラーフィルタを保護する保護膜、17は透明導
電膜からなる共通対向電極、19は液晶駆動素子を含む主
基板、20は液晶を配向させる配向膜、21は光のシャッタ
機能を有する液晶、22は主基板と対向基板間の液晶膜厚
を制御するスペーサである。
【0004】つぎに従来のカラーフィルタ基板18の製法
について説明する。まず、ガラス基板1上に遮光膜12と
して厚さ数100 〜1500AのCrをパターニングしたの
ち、カラーフィルタ13 〜15 が色材を染色法、顔料分散
法、電着法などによって2〜3μmの膜厚に付与するこ
とにより形成される。前記染色法は変性タンパク質や合
成染色性樹脂に感光性を付与後パターニングし染色する
方法であり、顔料分散法は顔料を感光性樹脂に分散した
ものをパターニングする方法であり、電着法は電離した
有機顔料を電着する方法である。これらのカラーフィル
タは3色の色材を使用して形成するため、パターニング
は3回行なわれる。カラーフィルタ13〜15を形成後、保
護膜16としてアクリル系樹脂膜が0.3 〜1μmの厚さで
形成され、続いて共通対向電極17であるITO(インジ
ウム−錫酸化物)などからなる透明導電膜が約100 〜10
00Aの厚さで蒸着法などによって形成される。このよう
に製造されたカラーフィルタ基板18は、配向膜20を形成
後、同様に配向膜20が形成された主基板19とスペーサ2
2を介して液晶パネルに組立てられる。
【0005】従来のカラーフィルタ基板18は、前記のよ
うに主として有機物から構成されているため、脆く、耐
熱性や耐薬品性におとるという欠点がある。また共通対
向電極17にはカラーフィルタ間で約0.2〜0.8μmの表面
段差が生じており、カラー液晶表示パネルとしたとき液
晶の膜厚が均一とならず、画像品質低下の原因となって
いる。さらに共通対向電極17を構成するITOの導電性
は数10〜数100Ω/□であるが、基板が大きくなるとI
TO膜内での拡がり抵抗が発生してくる。ITO膜形成
前の基板表面に大きなまたは急峻な段差が存在するばあ
い、ITO膜のつきまわり性がわるくなるため、ITO
膜内での拡がり抵抗が助長される。このITO膜の導電
性はITO膜を厚くすることによって改善できるが、そ
れに伴なって光透過率が低下するためITO膜を厚くす
ることは困難である。カラー液晶表示パネルでは、IT
O膜の導電性がわるく均一でないばあいには、各画素間
で電位差が生じ、画像品質が低下する原因となる。
【0006】またスペーサ22は散布材などを主基板19上
に散布して設けられたものであるため、液晶21中にラン
ダムに多数個分散しているが、スペーサとして有効に作
用しているのは、遮光膜12領域内の主基板19の表面高さ
の最も高い場所に位置したものだけである。多くのスペ
ーサ22は画素領域内に存在するため、色特性などの画像
品質低下の原因となっている。
【0007】前記問題点の解決方法として、最近は主と
して無機材料から構成されたカラーフィルタ基板が提案
されており、その例としてアルミニウムを陽極酸化して
多孔質としたのち染色し、封孔処理してカラーフィルタ
を作製する方法が特開昭 60-168121号公報やシー・ジェ
イ・ウォーカー(C.J.Walker)ら、ジャパン・ディスプ
レイ(Japan Display)、294〜297頁、1986年に記載さ
れている。
【0008】また、前記技術を含む陽極酸化可能な金属
薄膜を陽極酸化して多孔質膜としたのち染色するカラー
フィルタ作製方法が、特開平1-229205号公報に記載され
ている。
【0009】さらに、特開平2-34803号公報には、多孔
質膜に染料を染着してカラーフィルタを形成し、その間
隙に金属メッキを施してブラックマスクを形成する方法
が記載されている。
【0010】そして、特開平1-246506号公報には、酸化
チタンなどの粉末を分散した液を塗布、仮焼したのち、
加熱処理して多孔質膜を作製し、着色したカラーフィル
タが記載されている。
【0011】しかしながら、前記のカラーフィルタ基板
ではフィルターのカラー化に染料を用いたものが多くこ
れらは耐熱性が230℃以下と比較的低い。また、陽極酸
化する方法は下地に導電膜がないばあい酸化が充分に行
なわれず、微細な被陽極金属膜が残存し、光透過率が低
くなる。さらに、透明多孔質を所定のサイズ、膜厚で均
一に形成することも困難である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点を解消するためになされたもので、カラーフィルタ
基板の耐熱性、耐薬品性をあげ、堅牢にしてその信頼性
を向上させ、表面平坦性を改善させ、カラー液晶表示パ
ネルを構成したとき、大型パネルにおいても各画素部の
電位差が均一になり、さらに液晶膜厚を高精度に制御す
ることによって画像品質の高いものとなるカラーフィル
タ基板をうることを目的とする。
【0013】すなわち本発明は、絶縁基板表面に付着し
た透明導電膜上に形成された透明無機絶縁膜を有するカ
ラーフィルタ基板であって、前記透明無機絶縁膜が少な
くとも画素部に貫通孔を有し、前記画素部の貫通孔に電
着法により色材が埋め込まれてカラーフィルタが形成さ
れていることを特徴とするカラーフィルタ基板、透明無
機絶縁膜が、カラーフィルタと同等の膜厚で少なくとも
高導電性金属からなる遮光膜を有する前記カラーフィル
タ基板、遮光膜と接触した共通対向電極を有する前記カ
ラーフィルタ基板および共通対向電極上の遮光膜領域内
に液晶膜厚制御が可能な無機絶縁膜が形成された前記カ
ラーフィルタ基板に関する。
【0014】
【作用】本発明のカラーフィルタ基板は、カラーフィル
タ部に透明無機絶縁膜を使用し、遮光膜を無機材料で構
成することで堅牢で機械的外力に強く、信頼性の高いも
のとしている。
【0015】本発明のカラーフィルタ基板を用いてカラ
ー液晶表示パネルを構成したばあい、フィルタ部と遮光
膜が同等の膜厚で形成されているので平坦な表面がえら
れ、液晶のギャップ制御が容易となる。
【0016】また、共通対向電極である透明導電膜は、
少なくとも高導電性金属を含む遮光膜と接続しているの
で、パネル全体の画素電位が均一となる。
【0017】さらに、スペーサとして無機材料をパター
ニングにより一定の厚さで遮光膜内に形成することによ
り、均一な液晶膜厚がえられ、スペーサの分布による画
素領域の表示特性を損なうことはない。
【0018】
【実施例】以下、本発明のカラーフィルタ基板を図1お
よび図2を用いて説明する。
【0019】図1は、本発明のカラーフィルタ基板の断
面図であり、図2は透明無機絶縁膜3を詳細に示す断面
図である。
【0020】図中、1は絶縁基板、2は透明導電膜、3
は透明無機絶縁膜である。透明無機絶縁膜3は透明無機
絶縁体11、色材10とで構成された赤、緑または青のカラ
ーフィルタ5〜7と遮光膜4とからなる。8は共通対向
電極、9はスペーサである。
【0021】前記絶縁基板1はガラス基板などからな
る。
【0022】絶縁基板1の表面に付着した透明導電膜2
は、たとえばITOなどからなり、その厚さは数100〜1
000Aである。この透明導電膜2は色材を電着する際の
電着用電極となる。
【0023】前記透明無機絶縁膜3は、たとえばSiO
2 、Al23などの透明無機絶縁体11からなり、少なく
とも画素部には色材10を電着法により埋め込むための貫
通孔が形成されている。前記貫通孔の形状は透明無機絶
縁体11の形成法によって異なるが、数100A 〜数10μm
の大きさを有する。また透明無機絶縁膜3の貫通孔に金
属を電着法により埋め込んで遮光膜4を形成するばあい
には、そのための貫通孔も形成されている。透明無機絶
縁膜3の厚さは2〜3μmであるのが光透過率の確保や
透明無機絶縁膜形成の点から好ましい。
【0024】前記色材10は赤、緑、青の3種からなり、
たとえば水溶液中でアニオンとなる耐熱性の高い樹脂か
ら構成される有機顔料である。
【0025】前記遮光膜4は、たとえばNiやAlなど
の高導電性金属からなるものが好ましいが、透明無機絶
縁膜3の貫通孔にNiや導電性顔料を電着によって埋め
込んだものなどであってもよい。遮光膜4の厚さは、カ
ラーフィルタ膜厚と同等であるのが、共通対向電極8を
平坦な膜にしうるので好ましい。
【0026】以上のように本発明のカラーフィルタ基板
では、カラーフィルタ5〜7は透明無機絶縁膜3を構成
する透明無機絶縁体11と貫通孔に埋め込まれた色材10か
ら形成されているので機械的外力に対して堅牢であり、
色材10に損傷が発生することもない。さらに、遮光膜4
も無機材料で形成されているので、従来の有機材料を主
構成要素とするカラーフィルタ基板に比べ、耐薬品性、
耐熱性、耐光性などの信頼性にすぐれている。
【0027】前記共通対向電極8は、ITO、SnO2
などからなる。その厚さは数100 〜1000Aであるのが光
透過率を充分に低く保ち、高い導電性をうるという点か
ら好ましい。本発明のカラーフィルタ基板では、遮光膜
4を少なくとも高導電性金属から構成し、その一部と共
通対向電極8とを接触させることによってITOなどか
らなる共通対向電極8の膜厚が数100 〜1000Aであって
も、電気抵抗が膜面内で均一となり、パネル画面サイズ
が大きくなっても膜面内での電位差が発生せず、パネル
の各単位画素部の表示動作特性が均一となるため、画像
品質が向上する。
【0028】前記スペーサ9は、液晶膜厚を制御するた
めのものであり、たとえばSiO2などの無機絶縁膜か
ら形成されたガラス球、ガラス棒などからなり、共通対
向電極8上の遮光膜4領域内に形成されており、その厚
さは一定で通常2〜4μmの範囲内である。
【0029】以上のようにカラーフィルタ5〜7および
遮光膜4の膜厚が同等で、平坦化した透明無機絶縁膜3
表面上に共通対向電極8を形成後、スペーサ9を一定膜
厚の無機材料で遮光膜4領域内に形成したことにより、
スペーサ9が画素部以外の領域に存在することによる画
質の低下がなく、また、パネル内の液晶膜厚を高精度に
制御できる。
【0030】本発明のカラーフィルタ基板においては、
さらにカラーフィルタの保護膜としてSiO2などから
なる透明無機絶縁膜を色材10を電着後、透明無機絶縁体
11上に形成してもよい。このばあい遮光膜4と共通対向
電極8を接続するためのコンタクトホールを形成する。
平均化のためには遮光膜4を事前に厚くし、SiO2
形成後研磨などによって遮光膜4を露出させるとともに
平坦化を図るのが好ましい。またAl23などからなる
透明無機絶縁体11を封孔処理して色材10を保護してもよ
い。
【0031】つぎに本発明のカラーフィルタ基板の製法
を説明する。
【0032】まず、ガラス基板1の上に、たとえばスパ
ッタリング法によってITO膜などの透明導電膜2を形
成する。
【0033】この透明導電膜2上に、たとえば蒸着法な
どによりSiO2などからなる透明無機絶縁膜を形成
し、前記透明無機絶縁膜に、たとえば写真製版により貫
通孔を形成する。
【0034】形成された透明無機絶縁膜3の画素部の貫
通孔に、透明導電膜2を陽極として色材となる顔料を電
着法により埋め込み、カラーフィルタを形成する。
【0035】カラーフィルタ5〜7を形成したのち、色
材の埋め込まれていない貫通孔に遮光膜4となるNiな
どの高導電性金属をフィルタ膜厚と同等の膜厚になるよ
うに透明導電膜2を陰極として電着法により形成する。
その結果、遮光膜4を有する透明無機絶縁膜3表面全体
が平坦となり、遮光膜4表面に高導電性金属が露出す
る。
【0036】前記方法では、色材を埋め込むための貫通
孔を、透明無機絶縁膜を成膜後通常の写真製版によって
形成したが、Alなどの陽極酸化可能な金属の膜を蒸着
法またはスパッタリング法によって形成後、カラーフィ
ルタ部のみ選択的に透明導電膜2を陽極として陽極酸化
してもよい。前記陽極酸化によって直径が約300Aでそ
の密度が約1010個/cm2 の貫通孔を含む透明なAl23
無機絶縁体が形成できる。非陽極酸化部のAlは遮光膜
4としてもよく、さらにより膜表面を平坦化するために
研磨してもよい。
【0037】さらに、陽極酸化をカラーフィルタ部だけ
に限定せずに全面に行なってもよく、そのばあい画素部
の貫通孔に電着法により色材を埋め込み、色材の埋めら
れていない貫通孔に透明導電膜2を陽極としてNiなど
の高導電性金属をフィルタ膜厚と同等の膜厚になるよう
に電着して遮光膜を形成すればよい。
【0038】このようにして平坦化された遮光膜4およ
びカラーフィルタ5〜7を有する透明無機絶縁膜3表面
に、さらに共通対向電極8としてITO膜などを蒸着法
などによって形成する。
【0039】ついで、共通対向電極8上の遮光膜4領域
内で主基板の液晶駆動素子を除く配線上の最も表面高さ
の高い位置に対向した任意の場所に、スペーサ9である
SiO2などからなる無機絶縁膜をたとえばリフトオフ
法を用いて形成する。前記スペーサ9は、共通対向電極
8上にAlを2〜4μmの厚さに蒸着したのち、パター
ニングによって任意のスペーサ位置にあるAlを残し、
続いて陽極酸化によってAl23 無機絶縁膜を形成し
てスペーサ9としてもよい。
【0040】以上のような本発明のカラーフィルタ基板
は、アクティブマトリックス方式のカラー液晶表示パネ
ルなどに好適に使用できる。
【0041】つぎに本発明のカラーフィルタ基板を実施
例によってさらに具体的に説明する。
【0042】[実施例1]ガラス基板1上に、スパッタ
リング法によって800Aの厚さのITO透明導電膜2を
形成した。
【0043】この透明導電膜2上に蒸着法により2.5μ
mの厚さのSiO2からなる透明無機絶縁膜を形成し、
前記透明無機絶縁膜に、写真製版により遮光膜部とフィ
ルター部に必要サイズの貫通孔を形成した。
【0044】前記透明無機絶縁膜の画素部の貫通孔に、
透明導電膜2を陽極として、電着法により赤の色材とな
る顔料、緑の色材となる顔料、青の色材となる顔料を順
次埋め込んだ。このとき、遮光膜4の部分は色材が埋め
込まれず、貫通孔のまま残されていた。
【0045】つぎに、残された貫通孔に、Niをカラー
フィルタ膜厚と同等の膜厚になるよう透明導電膜2を陰
極として電着法により埋め込んだ。透明無機絶縁膜3表
面は平坦でNiが露出していた。
【0046】つぎに、ITOを蒸着法により1000Aの厚
さになるよう付与し、共通対向電極8を形成した。
【0047】さらに共通対向電極8上の遮光膜4領域内
の主基板19の液晶駆動素子部に対向した場所に、リフト
オフ法により2μmの厚さになるようSiO2 からなる
無機絶縁膜を形成した。
【0048】その後、図4で示されるようにえられたカ
ラーフィルタ基板と配向膜を有する主基板とで5インチ
のカラー液晶表示パネルを作製し、画質評価を行なっ
た。その結果、輝度傾斜がない色特性の均一な画像品質
の高い表示特性がえられた。
【0049】また、カラーフィルタ基板の信頼性評価で
は約250℃でも色特性変化のない結果がえられた。
【0050】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、カラー
フィルタを透明無機絶縁膜とその膜中に存在する貫通孔
に埋め込まれた色材とで形成しているので、堅牢で信頼
性が高くなるという効果がある。また、カラーフィルタ
と遮光膜の膜厚を同等にしたため本発明のカラーフィル
タ基板を用いてカラー液晶表示パネルを組み立てた際、
液晶膜の厚さが均一になり、高導電性を有する遮光膜と
共通対向電極が接しているので、共通対向電極の導電性
が均一になり、スペーサである無機絶縁膜を遮光膜領域
内の任意の場所に形成しているため、液晶膜の厚さの制
御が容易となるとともに画素部にスペーサが存在しなく
なり、以上の結果画像品質の高いカラー液晶表示パネル
となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラーフィルタ基板の断面図である。
【図2】本発明のカラーフィルタの基板における無機透
明絶縁膜を詳細に示す断面図である。
【図3】従来のカラーフィルタ基板の断面図である。
【図4】従来のカラー液晶表示パネルの断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板 2 透明導電膜 3 透明無機絶縁膜 4 遮光膜 5、6、7 カラーフィルタ 8 共通対向電極 9 スペーサ 10 色材 11 透明無機絶縁体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−252622(JP,A) 特開 平3−252623(JP,A) 特開 平3−263002(JP,A) 特開 平4−303803(JP,A) 特開 昭63−249107(JP,A) 特開 平1−145626(JP,A) 特開 平2−73305(JP,A) 特開 平2−184803(JP,A) 特開 平3−15025(JP,A) 特開 昭61−100729(JP,A) 特開 平2−73302(JP,A) 特開 昭62−106408(JP,A) 特開 平1−138530(JP,A) 特開 昭63−237032(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1335 505 G02B 5/20 101

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板表面に付着した透明導電膜上に
    形成された透明無機絶縁膜を有するカラーフィルタ基板
    であって、前記透明無機絶縁膜が少なくとも画素部に貫
    通孔を有し、前記画素部の貫通孔に電着法により色材が
    埋め込まれてカラーフィルタが形成されていることを特
    徴とするカラーフィルタ基板。
  2. 【請求項2】 透明無機絶縁膜が、カラーフィルタ膜厚
    と同等の膜厚で少なくとも高導電性金属からなる遮光膜
    を有する請求項1記載のカラーフィルタ基板。
  3. 【請求項3】 遮光膜と接触した共通対向電極を有する
    請求項2記載のカラーフィルタ基板。
  4. 【請求項4】 共通対向電極上の遮光膜領域内に液晶膜
    厚制御が可能な無機絶縁膜が形成された請求項3記載の
    カラーフィルタ基板。
JP17565891A 1991-07-17 1991-07-17 カラーフィルタ基板 Expired - Fee Related JP2872450B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17565891A JP2872450B2 (ja) 1991-07-17 1991-07-17 カラーフィルタ基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17565891A JP2872450B2 (ja) 1991-07-17 1991-07-17 カラーフィルタ基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0519246A JPH0519246A (ja) 1993-01-29
JP2872450B2 true JP2872450B2 (ja) 1999-03-17

Family

ID=15999953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17565891A Expired - Fee Related JP2872450B2 (ja) 1991-07-17 1991-07-17 カラーフィルタ基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2872450B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007193300A (ja) * 2005-12-23 2007-08-02 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0519246A (ja) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2153143C (en) Electrophoretic display panel with interleaved cathode and anode
US4924144A (en) Matrix screen, its production process and matrix display means with several tones, controlled on an all or nothing basis and incorporating said screen
JPH095763A (ja) カラー液晶表示装置
JP4504482B2 (ja) カラーフィルタ
IL143340A (en) Color filters for flat panel views
JP3210791B2 (ja) カラー液晶表示装置の製造方法
JPH02294622A (ja) 液晶表示装置
JP2872450B2 (ja) カラーフィルタ基板
JP2520399B2 (ja) カラ−液晶パネルの製造方法
JPH0237326A (ja) カラー液晶表示用透明基板
JPH06230364A (ja) 反射型液晶表示装置用カラーフィルター
JPH0470803A (ja) 液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法
EP0501657B1 (en) Method of manufacturing a colour filter
JPH11183921A (ja) 反射型カラー液晶表示装置
JPH08234190A (ja) カラー液晶表示装置およびカラーフィルタ基板とその製造方法
JPH0486601A (ja) カラーフィルタ
JP2916191B2 (ja) 表面着色体
JPH02123329A (ja) カラーフィルタ
JP2000284110A (ja) 液晶用カラーフィルター、その製造方法及び液晶表示装置
JPH08278497A (ja) カラーフィルタおよびその製造方法
JP2757942B2 (ja) 液晶表示装置用カラーフィルター基板の製造法
JPH06230211A (ja) カラーフィルタ及びその製造方法並びに該カラーフィルタを用いたカラー液晶ディスプレイ及びその駆動方法
JP3151046B2 (ja) カラーフィルタおよびその製造方法
JPH0419781A (ja) 液晶表示デバイス用対向電極基板
JPH02293821A (ja) 電極基板、液晶表示装置及びそれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees