JP3018524B2

JP3018524B2 - カラーフィルターの製造方法

Info

Publication number: JP3018524B2
Application number: JP4037991A
Authority: JP
Inventors: 青木和雄
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-03-07
Publication date: 2000-03-13
Anticipated expiration: 2015-03-13
Also published as: JPH04278902A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶テレビ、液晶ディス
プレイ等に用いられるカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラーフィルターのとしては、カ
ラーインクの印刷法、染色法、顔料分散法等の製造方法
で作られたカラーフィルターがあり、これらのカラーフ
ィルター基板上には、オーバーコート層すなわち保護層
が液晶素子と液晶ドライバーとの接点である端子部にも
設けられているのが一般的である。しかしながら、これ
らのカラーフィルター製造方法では、高平坦で安価なカ
ラーフィルターを製造することはできなかった。図１に
一例として各絵素間の遮光部を色の重ねで作成したカラ
ーフィルターの断面図を示した。図１において、透明基
板１０１の上に赤絵素１０２、青絵素１０３、緑絵素１
０４がストライプ状に形成されており、それぞれの絵素
の重なり部１０５が絵素間の遮光層を兼ねて存在してい
る。これらの絵素間の重なり部の段差は少なくとも１μ
ｍから２μｍあり、保護層１０６が厚く形成されていれ
ばこの重なり部１０５の段差を埋めることができ、同時
に液晶駆動用の透明電極１０８をパターニングした場
合、前記段差による電極の切れをふせぐ事ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来のカラーフィルター上に電極を形成する際には、
以下の問題点があった。すなわち、カラーフィルター自
体に平坦性が要求されるためオーバーコート層を厚く塗
布する必要が生じ生産性が悪くなる。さらには、厚く塗
布されたオーバーコート層は、その後の電極形成の工程
とフレキシブルな基板に実装された液晶ドライバーの実
装の工程とでダメージを受け、実装不良が起こり安い等
の課題を有する。オーバーコート層が厚く形成され、か
つ、透明基板とフレキシブルな基板に実装された液晶ド
ライバーとの接続点にオーバーコート層がない基板で
は、基板とオーバーコート層との段差が大きく液晶駆動
用透明電極の切れの原因になる。このように、カラーフ
ィルターに平坦性を付与するためにオーバーコート層を
厚く形成することは、カラーフィルターのコスト増大に
つながる。

【０００４】本発明は、オーバーコート層のパターンエ
ッジに正テーパーを付け、かつ、カラーフィルターの透
明基板とフレキシブルな基板に実装された液晶ドライバ
ーとの接点である端子部にはオーバーコート層を持たな
い信頼性の高いカラーフィルターを安価に提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
ーの製造方法は、複数色の光透過性の画素パターン、オ
ーバーコート層、電極及び前記電極と液晶ドライバーの
接点となる端子部を基板上に有するカラーフィルターの
製造方法において、前記各画素パターンを前記基板上に
形成する工程と、前記各画素パターン上に前記オーバー
コート層を形成する工程と、フォトマスクを用いて前記
オーバーコート層を露光する工程と、前記オーバーコー
ト層を現像する工程と、前記オーバーコート層上に前記
電極を形成する工程とを具備し、前記オーバーコート層
を形成する工程において、前記オーバーコート層が、前
記画素パターンの集合した表示エリアより広く形成され
てなり、前記露光する工程において、前記表示エリアよ
り広い開口部を有する額縁状のフォトマスクを用い、前
記現像後に前記オーバーコート層の外周部のエッジ形状
が前記オーバーコート層の厚みが徐々に減少する形状と
なり、且つ前記基板周辺の前記端子部にて前記オーバー
コート層が前記基板上に形成されないように、前記フォ
トマスクを介して露光することを特徴とする。

【０００６】以下、実施例により本発明の詳細を示す。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例において、顔料分散型カラー
レジストの材料は、富士ハントエレクトロニクステクノ
ロジー株式会社製のものを用いた。このカラーレジスト
は、商品名をカラーモザイクといい、青色のものはＣＢ
Ｖ、赤色のものはＣＲＹ、緑色のものはＣＧＹ、透明な
ものはＣＴという名称を有する。このカラーレジスト
は、アクリル系感光性樹脂からなり空気中の酸素によっ
て硬化阻害を起こすため、必要に応じて酸素遮断膜（富
士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製商
品名ＣＰ）を被膜した後に露光する事が望ましい。その
時、ＣＢＶ、ＣＲＹ、ＣＧＹはそれぞれ高い感度を示
す。

【０００８】本発明の実施例において、顔料分散型カラ
ーレジストの材料は、富士ハントエレクトロニクステク
ノロジー株式会社製のものを用いるのが望ましいが他の
方法で色画素を形成してもよい。

【０００９】本発明の実施例において、透明な保護層に
用いられる材料は、富士ハントエレクトロニクステクノ
ロジー株式会社製ＣＴを用いる事が望ましいが、例え
ば、感光性を有するエポキシ系、ウレタン系、ポリアミ
ド系、ポリイミド系等他の材料も用いることができる。
また、熱溶融性、熱可塑性の材料も用いることができ
る。本発明の実施例において、材料の塗布装置は、バ
ーコーター、ロールコーター等を用いることもできスピ
ンコーターも使用できる。また、印刷法で塗布する事も
できる。

【００１０】本実施例では、露光用光源として超高圧水
銀灯を用いた。

【００１１】本発明の透明基板には、ソーダガラスを用
いるのが望ましいが、他のガラス、例えば石英ガラス、
無アルカリガラスもしくはポリカーボネート、ポリアク
リル樹脂などの有機高分子基板も用いる事ができる。ま
た、無機質の薄膜が有ってもよい。

【００１２】本実施例のカラーフィルターのパターン
は、ストライプ状であるがモザイクタイプの様に画素が
色間で分割されていても本発明が適応できる。

【００１３】（実施例１）本発明のカラーフィルターの
実施例を図３に示した。図３において、透明基板１０１
上に赤色の画素１０２、青色の画素１０３、緑色の画素
１０４が形成されている。さらに、各絵素上に保護層１
０６が形成されている。この保護層１０６は各画素の集
合した表示エリアよりも広い範囲で形成されており、透
明基板１０１と直接に接している保護層１０６が存在す
る画素の外周部は、保護層の厚みが徐々に減少してい
る。すなわち、このカラーフィルターの透明基板１０１
を用いた液晶素子とフレキシブルな基板に実装された液
晶ドライバー１０７との接続点では、液晶駆動用の透明
電極１０８はフレキシブルな基板に実装された液晶ドラ
イバー１０７との接点で液晶素子の透明基板１０１に直
接接しており密着性が非常に良い。

【００１４】（実施例２）図４において、透明基板１０
１上に緑色のカラーレジストＣＧＹを塗布し、乾燥後ガ
ラスマスクを用いて所望の露光量にて露光、現像し、ス
トライプ状の緑色の絵素１０４を形成した。高温で焼成
した後に、赤色のカラーレジストＣＲＹを塗布し、ＣＧ
Ｙと同様の工程にて赤色の絵素１０２がＣＧＹと重なら
ないように形成した。なお、現像液はアルカリ系現像液
（富士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製
商品名ＣＤ）を用いた。同様に青色の絵素１０３を形
成しカラーフィルター基板１０９を得た。図５におい
て、上記基板１０９に、保護膜としてアクリル系樹脂
（富士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製
商品名ＣＴ）を基板に塗布し、乾燥後前記絵素エリア
より大きな範囲に保護膜を形成する為に、フォトマスク
を用いて露光し保護層１０６を形成した。この時、透明
基板１０１と直接に接している保護層１０６が存在する
画素の外周部の保護層１０６の厚みが徐々に減少してい
る状態すなわち、正のテーパーを有する構造をつくり込
むために、前記露光する工程において、前記オーバーコ
ート層が、赤色、青色、緑色の光透過性の画素パターン
より広く形成されるように額縁状のフォトマスク１１０
を用い、かつマスク面とオーバーコート層の膜面との距
離１１１が３．１ｍｍのとなるようにマスクとオーバー
コート層との距離を離して露光した。その結果、図５に
示した様なカラーフィルター基板１１２が得られた。得
られた保護層を有するカラーフィルター基板を用いて液
晶素子を作製したところ非常に信頼性の高い液晶素子が
得られた。

【００１５】（実施例３）図６において、透明基板１０
１上に、緑色のカラーレジストＣＧＹを塗布し、乾燥後
ガラスマスクを用いて所望の露光量にて露光、現像し、
ストライプ状の緑色の絵素１０４を形成した。高温で焼
成した後に、赤色のカラーレジストＣＲＹを塗布し、Ｃ
ＧＹと同様の工程にて赤色の絵素１０２がＣＧＹと重な
るように形成した。なお、現像液はアルカリ系現像液
（富士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製
商品名ＣＤ）を用いた。同様に青色の絵素１０３を形
成しカラーフィルター基板１１３を得た。図７におい
て、上記カラーフィルター基板１１３に、保護膜として
アクリル系樹脂（富士ハントエレクトロニクステクノロ
ジー株式会社製商品名ＣＴ）を基板に塗布し、乾燥後
前記絵素エリアより大きな範囲に保護膜を形成する為
に、フォトマスク１１０を用いて露光し保護層１０６を
形成した。この際、透明基板１０１と直接に接している
保護層１０６が存在する画素の外周部は、保護層１０６
の厚みが徐々に減少している状態すなわち、正のテーパ
ーを有する構造をつくり込むために前記露光する工程に
おいて、前記オーバーコート層が、赤色、青色、緑色の
光透過性の画素パターンの集合した表示エリアより広く
形成されるように額縁状のフォトマスク１１０を用い、
かつマスク面とオーバーコート層の膜面との距離１１１
が１．１ｍｍとなるようにマスクとオーバーコート層と
の距離を離して露光した。その結果、図７に示した様な
カラーフィルター基板１１４が得られた。得られたカラ
ーフィルター基板を用いて液晶素子を作製したところ非
常に信頼性の高い液晶素子が得られた。

【００１６】（実施例４）図４において、透明基板１０
１上に、緑色のカラーレジストＣＧＹを塗布し、乾燥後
ガラスマスクを用いて所望の露光量にて露光、現像し、
ストライプ状の緑色の絵素１０４を形成した。高温で焼
成した後に、赤色のカラーレジストＣＲＹを塗布し、Ｃ
ＧＹと同様の工程にて赤色の絵素１０２がＣＧＹと重な
らないように形成した。なお、現像液はアルカリ系現像
液（富士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社
製商品名ＣＤ）を用いた。同様に青色の絵素１０３を
形成しカラーフィルター基板１０９を得た。図６におい
て、上記基板１０９に、保護膜としてアクリル系樹脂
（富士ハントエレクトロニクステクノロジー株式会社製
商品名ＣＴ）を基板に塗布し、乾燥後前記絵素エリア
より大きな範囲に保護膜を形成する為に、フォトマスク
を用いて露光し保護層１０６を形成した。この際、透明
基板１０１と直接に接している保護層１０６が存在する
画素の外周部の保護層１０６の厚みが徐々に減少してい
る状態すなわち、正のテーパーを有する構造をつくり込
むために、前記露光する工程において、前記オーバーコ
ート層が、赤色、青色、緑色の光透過性の画素パターン
より広く形成されるように額縁状のフォトマスク１１０
を用い、かつマスク面とオーバーコート層の膜面との距
離１１１が２．４ｍｍとなるようにマスクとオーバーコ
ート層との距離を離して露光した。その結果、図５に示
した様なカラーフィルター基板１１２が得られた。得ら
れた保護層を有するカラーフィルター基板を用いて液晶
素子を作製したところ非常に信頼性の高い液晶素子が得
られた。

【００１７】（実施例５）図８において、実施例２で説
明したカラーフィルター基板１０９に、保護膜としてア
クリル系樹脂（富士ハントエレクトロニクステクノロジ
ー株式会社製商品名ＣＴ）を基板に塗布し、乾燥後前
記絵素エリアより大きな範囲に保護膜を形成する為に、
フォトマスクを用いて露光し保護層１０６を形成した。
この時、透明基板１０１と直接に接している保護層１０
６が存在する画素の外周部の保護層１０６の厚みが徐々
に減少している状態すなわち、正のテーパーを有する構
造をつくり込むために、前記露光する工程において、図
８に示した様にフォトマスクを通常の使用方法と逆の面
を被感光材料である保護層１０６に接し露光を行ない保
護層を形成した。このフォトマスクは、２．８ｍｍのガ
ラスを基板としている。前記オーバーコート層が、赤
色、青色、緑色の光透過性の画素パターンより広く形成
されるように額縁状のフォトマスク１１０を用い、かつ
マスク面とオーバーコート層の膜面との距離１１１が
２．４ｍｍとなるようにマスクとオーバーコート層との
距離を離して露光した。その結果、図８に示した様なカ
ラーフィルター基板１１２が得られた。得られたカラー
フィルター基板１１２を用いて液晶素子を作製したとこ
ろ非常に信頼性の高い液晶素子が得られた。

【００１８】（実施例６）図９において、実施例３で説
明したカラーフィルター基板１１３に、保護膜としてア
クリル系樹脂（富士ハントエレクトロニクステクノロジ
ー株式会社製商品名ＣＴ）を基板に塗布し、乾燥後前
記絵素エリアより大きな範囲に保護膜を形成する為に、
フォトマスクを用いて露光し保護層１０６を形成した。
この時、透明基板１０１と直接に接している保護層１０
６が存在する画素の外周部の保護層１０６の厚みが徐々
に減少している状態すなわち、正のテーパーを有する構
造をつくり込むために、前記露光する工程において、図
８に示した様にフォトマスクを通常の使用方法と逆の面
を被感光材料である保護層１０６に接し露光を行ない保
護層を形成した。このフォトマスクは、２．８ｍｍのガ
ラスを基板としている。前記オーバーコート層が、赤
色、青色、緑色の光透過性の画素パターンより広く形成
されるように額縁状のフォトマスク１１０を用い、かつ
マスク面とオーバーコート層の膜面との距離１１１が
２．４ｍｍとなるようにマスクとオーバーコート層との
距離を離して露光した。その結果、図９に示した様なカ
ラーフィルター基板１１４が得られた。得られたカラー
フィルター基板１１４を用いて液晶素子を作製したとこ
ろ非常に信頼性の高い液晶素子が得られた。

【００１９】

【発明の効果】本発明のカラーフィルターの製造方法
は、カラーフィルター上に電極を形成する際に、オーバ
ーコート層の外周部のエッジ形状をオーバーコート層の
厚みが徐々に減少している形状にすることにより、基板
とオーバーコート層との段差によって生じる電極の切れ
を防ぐことができる。また、端子部上にオーバーコート
層が形成されないので、オーバーコート層を介すること
なく液晶ドライバーを端子部に接続することができる。
従って端子部と液晶ドライバーの接続の信頼性を高める
ことができる。さらに、現像後のオーバーコート層の外
周部のエッジ形状がオーバーコート層の厚みが徐々に減
少している形状となるようにフォトマスクを介して露光
することにより、オーバーコート層の外周部のエッジ形
状をこのような形状にするために製造工程を増やすこと
なく、あるいは特別な製造装置を用いることなくこのよ
うなエッジ形状を得ることができる。従って、従来のカ
ラーフィルターの製造時間及び製造コストでオーバーコ
ート層の外周部のエッジ形状をこのようなエッジ形状と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】絵素間の遮光部を色の重ねで作製した従来のカ
ラーフィルターの断面図。

【図２】保護層が厚く形成されたカラーフィルターの断
面図。

【図３】本発明のカラーフィルターの断面図。

【図４】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【図５】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【図６】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【図７】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【図８】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【図９】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例を
示した図。

【符号の説明】

１０１：透明基板１０２：赤色の画素１０３：青色の画素１０４：緑色の画素１０５：絵素の重なり部１０６：保護層１０７：フレキシブルな基板に実装された液晶ドライバ
ー１０８：液晶駆動用の透明電極１０９：本発明のカラーフィルター基板１１０：フォトマスク１１１：オーバーコート層とフォトマスク膜面との距離１１２：本発明のカラーフィルター基板１１３：本発明のカラーフィルター基板１１４：本発明のカラーフィルター基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数色の光透過性の画素パターン、オーバ
ーコート層、電極及び前記電極と液晶ドライバーの接点
となる端子部を基板上に有するカラーフィルターの製造
方法において、前記各画素パターンを前記基板上に形成する工程と、前記各画素パターン上に前記オーバーコート層を形成す
る工程と、フォトマスクを用いて前記オーバーコート層を露光する
工程と、前記オーバーコート層を現像する工程と、前記オーバーコート層上に前記電極を形成する工程とを
具備し、前記オーバーコート層を形成する工程において、前記オ
ーバーコート層が、前記画素パターンの集合した表示エ
リアより広く形成されてなり、前記露光する工程において、前記表示エリアより広い開
口部を有する額縁状のフォトマスクを用い、前記現像後
に前記オーバーコート層の外周部のエッジ形状が前記オ
ーバーコート層の厚みが徐々に減少する形状となり、且
つ前記基板周辺の前記端子部にて前記オーバーコート層
が前記基板上に形成されないように、前記フォトマスク
を介して露光することを特徴とするカラーフィルターの
製造方法。