JP3265747B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明保護層を省略した
カラーフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置等のカラーフィルタ
は、図2の側断面図に示すように、カラーフィルタ用の
ガラス基板11上に、規則的な平行線状、格子状等の適
宜形状パターンの遮光性(若しくは光吸収性)のブラッ
クマトリクスパターン12を設け、該ブラックマトリク
スパターン12の間に、Blue,Green,Red
各色画素パターンから構成されるフィルタ着色パターン
部13を設け、該ブラックマトリクスパターン12とフ
ィルタ着色パターン13部とにより構成されるフィルタ
画素パターン部上には、エポキシ系樹脂等の適宜透明樹
脂を用いて、透明保護層14(透明オーバーコート層)
を設け、該透明保護層14上には配線パターン状にIT
O薄膜等の透明導電膜15が積層されている。
【0003】上記カラーフィルタAにおいては、ブラッ
クマトリクスパターン12とフィルタ着色パターン部1
3との隣接部分に空隙が形成されないように、ブラック
マトリクスパターン12とフィルタ着色パターン部13
は互いに密接するように配置する必要があり、そのため
フィルタ着色パターン部13は、ブラックマトリクスパ
ターン12上にオーバーラップするように設けられてい
る。
【0004】上記ブラックマトリクスパターン12を、
ガラス基板11上にパターン形成する場合は、金属蒸着
方式によりガラス基板11上に形成したクロム蒸着薄膜
をパターンエッチング方式によりパターン形成するか、
黒色、暗色着色顔料をフォトレジストに分散した顔料分
散フォトレジストを用いてフォトファブリケーション
(フォトリソグラフ法)方式によりパターン形成する
か、あるいは印刷インキを用いて凹版オフセット印刷方
式によりパターン形成している。
【0005】図2に示す従来の液晶表示装置用のカラー
フィルタAは、前記ガラス基板11上に形成された透明
導電層15側に平行に離間対向するように対向電極用の
透明ガラス基板18が配置され、該透明ガラス基板18
の対向内面に配線パターン状にITO薄膜等の透明導電
層19が形成された対向電極Bを備えている。
【0006】上記透明ガラス基板1と対向電極Bの透明
ガラス基板18は、その離間対向間隙内に液晶17が充
填され、スペーサーを兼ねたガラス粉体等をコンパウン
ドとして混入するエポキシ系樹脂接着剤等の接着シール
材16(接合シール材)によって、互いにその周端部を
密封シール状態に接合され、図2に示すように、ガラス
基板11,18における互いの液晶封入シール端部は、
ガラス基板11に対して接着性の良好なエポキシ系樹脂
等の透明保護層14と、該透明保護層14に対して保着
性の良好なITO薄膜による透明導電層15と、該透明
導電層15及びガラス基板18に対して保着性の良好な
エポキシ系樹脂接着剤による接着シール材16によって
接合シールされており、その接着強度は良好に保持され
ている。
【0007】近年、液晶表示装置用カラーフィルタの製
造工程を簡略化して、能率的に、且つ比較的低価格で製
造できるようにする技術が開発されつつあり、例えば、
従来の上記液晶表示装置用カラーフィルタAにおいて
は、フィルタ着色パターン部13を保護するための透明
保護層14(透明オーバーコート層)を省略することが
行われている。
【0008】しかしながら、同図2において透明保護層
14を省略する場合は、フィルタ用ガラス基板11と対
向電極Bのガラス基板18の互いの液晶封入シール端部
の接合部分に、ガラス基板11と透明導電層15(IT
O薄膜)との直接接触による接合状態が形成され、ガラ
ス基板11上にフィルタ着色パターン部13をパターン
形成する際に発生するパターン現像等による残渣が付着
残存して接着強度を弱め、あるいは、一般的にガラスに
対するITO膜(数%の錫をドーピングした酸化インジ
ウム膜)の接着力は弱いために封入シールにおけるシー
ル接着強度が阻害される。
【0009】そこで本願出願人は上記透明保護層14を
省略することによる液晶封入シール強度の低下を防ぐた
めにガラス基板11周辺部の接合面に接着性樹脂を適用
した透明保護層省略型のカラーフィルタを特願平5−4
7830号として出願している。
【0010】図3は、透明保護層14を省略した液晶表
示装置用カラーフィルタAの側断面図であり、ブラック
マトリクスパターン12とフィルタ着色パターン部13
(R,G,B)とにより構成されるフィルタ画素パター
ン部より外側のガラス基板11周辺部に接着性樹脂層2
0を設け、該フィルタ画素パターン部と接着性樹脂層2
0上に、透明導電膜15(ITO膜)を設けたものであ
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ガラス
基板11周辺部の接合面に接着性樹脂層20を適用して
透明保護層14を省略したカラーフィルタA(図3参
照)を製造する際に、そのガラス基板11周辺部の接合
面にフィルタ画素パターン形成時のパターン現像処理に
おいて現像除去し切れなかったパターン形成用樹脂の未
処理残渣等が時折発生し、該残渣を除去せずに、その上
から接着性樹脂を適用すると、ガラス基板11と接着性
樹脂層20との間で接着不良を生じ、結果的にガラス基
板11,18の互いの接合シール強度(フィルタパネル
組立強度)や液晶封入シール強度を低下させる等の悪い
影響を及ぼす場合がある。
【0012】本発明は、透明保護層を省略したカラーフ
ィルタの製造方法において、ガラス基板周辺部に付着す
る現像未処理残渣等の異物の影響によるガラス基板と対
向電極用ガラス基板との互いの接合強度及び液晶封入シ
ール強度の低下を無くし、且つ液晶表示装置用カラーフ
ィルタの製造を能率的且つ比較的低価格で製造できるよ
うにすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明なガラス
基板1上に、ブラックマトリクスパターン部2とR,
G,B各フィルタ着色パターン部3とにより構成するフ
ィルタ画素パターン部4と、該ガラス基板1上の周辺部
に、透明な対向ガラス基板を貼り合わせるための接着性
樹脂部20と、前記フィルタ画素パターン部4及び接着
性樹脂部20上に透明導電膜部5をそれぞれ積層形成し
たカラーフィルタの製造方法において、前記ガラス基板
1上にブラックマトリクスパターン部2を形成し、続い
てR,G,B各フィルタ着色パターン部3を形成する前
に該ガラス基板1上の周辺部に接着性樹脂部20を印刷
法にて形成し、次にR,G,B各フィルタ着色パターン
部3を形成してフィルタ画素パターン部4を設け、該フ
ィルタ画素パターン部4及び接着性樹脂部20上に透明
導電膜部5を積層形成することを特徴とするカラーフィ
ルタの製造方法である。
【0014】
【実施例】本発明のカラーフィルタの製造方法を、図1
の実施例に従って以下に詳細に説明する。
【0015】まず、図1(a)、ガラス基板1上にクロ
ム薄膜(遮光性膜)をスパッタリング法により成膜し
て、図1(b)に示すフィルタ着色パターン部3の各画
素パターン(レッド画素パターン(R),グリーン画素
パターン(G),ブルー画素パターン(B))相当部の
間隙(境界線)に沿う形状のストライプ状、格子状、市
松状等の適宜パターン状に遮光性のブラックマトリクス
パターン2を形成する。
【0016】このパターニングは、まず、上記クロム薄
膜上に、フォトレジストを塗布し、マスク露光して現像
処理し、不要部分を露出させてエッチング除去し、最後
にフォトレジストを剥離除去(アッシング)して、ガラ
ス基板1上にブラックマトリクスパターン2を形成す
る。
【0017】次に、同図1(a)、ガラス基板1上の周
辺部に、熱硬化性アクリル樹脂を、フレキソ印刷法によ
り0.3μmの厚さに印刷し、180℃に加熱して硬化
させて接着性樹脂部20を形成する。
【0018】次に、図1(b)、ガラス基板1上のフィ
ルタ着色パターン部3の各画素パターン相当部に、レッ
ド画素パターン(R),グリーン画素パターン(G),
ブルー画素パターン(B)の各画素パターンを形成す
る。
【0019】このパターニングは、まず、上記ガラス基
板1のブラックマトリクスパターン2上より全面に、ゼ
ラチンに感光性を付与した感光性樹脂塗料をロールコー
トにより均一に塗布し乾燥させてゼラチン感光膜を形成
した後、マスク露光法で1色目のレッド(赤)画素パタ
ーンをパターン露光し現像してレッド画素パターン相当
形状のゼラチン膜を形成し、該ゼラチン膜を赤色染料液
で65℃にて染色を行い、次いで水洗処理し、70℃の
タンニン酸水溶液に1分間浸漬して染料の定着を行い、
続いて70℃の吐酒石水溶液に1分間浸漬して染料の固
着を行い、図1(b)に示すようにレッド画素パターン
(R)をパターン形成する。
【0020】次に同様にして、上記ガラス基板1のブラ
ックマトリクスパターン2及びパターン形成したレッド
画素パターン(R)上より全面に、均一に前記感光性樹
脂塗料を塗布し乾燥させてゼラチン感光膜を形成した
後、マスク露光法で2色目のグリーン(緑)画素パター
ンをパターン露光し現像してグリーン画素パターン相当
形状のゼラチン膜を形成し、該ゼラチン膜を緑色染料液
で65℃にて染色し、染料定着及び染料固着を行い、図
1(b)に示すようにグリーン画素パターン(G)をパ
ターン形成する。
【0021】次に同様にして、上記ガラス基板1のブラ
ックマトリクスパターン2、及びパターン形成した各レ
ッド画素パターン(R)及びグリーン画素パターン
(G)上より全面に、均一に前記感光性樹脂塗料を塗布
し乾燥させてゼラチン感光膜を形成した後、マスク露光
法で3色目のブルー(青)画素パターンをパターン露光
し現像してブルー画素パターン相当形状のゼラチン膜を
形成し、該ゼラチン膜を青色染料液で65℃にて染色し
て染料定着及び染料固着を行い、図1(b)に示すよう
にブルー画素パターン(B)をパターン形成してフィル
タ着色パターン部3のパターン形成を終了する。
【0022】このようにして、ブラックマトリクスパタ
ーン2と、フィルタ着色パターン部3とから構成される
フィルタ画素パターン部4を形成する。
【0023】使用する染料液の配合を下記に示す。 赤色 ダイアシドファストルビノール3G(三菱化成(株)製) 5g カヤノールオレンジG(日本化薬(株)製) 3g 酢酸 5cc 水 1000cc 緑色 パテントグリーン(東京化成(株)製) 3g クリソフェノン(東京化成(株)製) 5g カヤノールミーリングイエロー5GW(日本化薬(株)製) 2g 酢酸 5cc 水 1000cc 青色 ソロフェノールターキスブルーBRL(チバガイギホ社製) 10g カヤノールサイアニンG 1g 酢酸 2cc 水 1000cc
【0024】次に、図1(c)に示すように、ガラス基
板1に設けた上記ブラックマトリクスパターン2と透明
なフィルタ着色パターン部3とから構成されるフィルタ
画素パターン部4と、接着性樹脂部20上より全面に、
スパッタリング法により厚さ0.1μmのITO薄膜を
形成し、このITO薄膜上に全面にフォトレジストを塗
布して、マスク露光法で透明導電膜パターン相当にパタ
ーン露光した後に現像処理して、このフォトレジストの
未露光部位を現像除去し、ITO薄膜の不要部位を露出
させ、塩酸と塩化第一鉄との混合水溶液からなるエッチ
ング液によりこの露出部位のITO薄膜をエッチング除
去して、フィルタ画素パターン部3と接着性樹脂部20
上に、パターン状の透明導電膜5を形成して、カラーフ
ィルタAを製造するものである。
【0025】上記カラーフィルタAの透明導電膜5側に
は、図1(d)に示すように、パターン状(例えばスト
ライプ状の透明導電層5と直交する方向のストライプ
状)の透明導電層9を備えた対向電極Bの透明ガラス基
板8を、そのカラーフィルタAの透明導電膜5周辺部上
に設けた接着シール材6(エポキシ樹脂製接合シール
材)を介して適宜間隙をもって離間対向させて重ね合わ
せ、その間隙内に液晶7を充填し、前記接着シール材6
を加熱融着(融着条件;160℃、90分)することに
よりガラス基板1,8をその周辺部にて接合して液晶7
を密封シールすることによりカラー液晶表示装置用パネ
ルが得られる。
【0026】このようにして得られたカラー液晶表示装
置用パネルを、80℃、95%RHの高温多湿の下に5
00時間放置して耐性試験を実施した結果、上記接合シ
ール部の剥離や、透明導電膜(透明電極)の断線は発生
せず、長期間に亘って安定して駆動できることが確認さ
れた。
【0027】本発明のカラーフィルタの製造における遮
光性のブラックマトリクスパターン2を形成するための
ガラス基板1上に対する遮光膜の形成は、真空蒸着方式
又はスパッタリング方式等の蒸着膜形成方式によって実
施でき、蒸着膜は、300Å〜2000Å以上(好まし
くは600Å〜2000Å)、光学濃度;1.5以上
(好ましくは2.0以上)の遮光性(半透明乃至不透
明)のクロム層若しくは酸化クロム層、又はこれらの複
合積層による金属薄膜が適当である。
【0028】なお、本発明方法においては、遮光性のブ
ラックマトリクスパターン2の形成は蒸着方式に限定す
るものではなく、遮光性インキ(黒色系統、暗色系統の
着色インキ)及び印刷版等を用いた印刷法、あるいは感
光性の着色フォトレジストを用いた顔料分散法等によっ
てパターン形成してもよい。
【0029】ガラス基板1上にフィルタ着色パターン部
3をパターン形成する場合は、上記のようなゼラチン等
の染色性の良い透明な感光液と、赤色、緑色、青色の各
染料とを用いた従来より公知のレリーフ染色法の他に、
赤色、緑色、青色の各着色顔料分散フォトレジストを用
いた顔料分散フォトレジスト法や、赤色、緑色、青色の
各着色印刷インキを用いた凹版オフセット印刷法等の印
刷法による有機フィルタ着色パターン形成法、あるいは
酸化チタン(TiO2 、光屈折率;2.40)や酸化珪
素(SiO2 、光屈折率;1.46)等の誘電体膜を多
層に蒸着積層させ、その層厚と組合せとにより赤色、緑
色、青色の各干渉色フィルタ(偏光フィルタ)を形成す
る誘電体多層膜法による無機フィルタ着色パターン形成
法によっても形成することは可能である。
【0030】また、本発明においては、フィルタ画素パ
ターン部4を構成するブラックマトリクスパターン2と
フィルタ着色パターン部3の各色画素パターンR,G,
Bとを互いにその端縁部が密に隣接、若しくはフィルタ
着色パターン部3の各色画素パターンR,G,Bがブラ
ックマトリクスパターン2上にその端縁部がオーバーラ
ップするようにパターン形成するものである。
【0031】
【作用】本発明のカラーフィルタの製造方法は、ガラス
基板1のフィルタ画素パターン部4周辺部に接着性樹脂
部20を印刷法にて形成した後にフィルタ画素パターン
部4を形成し、続いてフィルタ画素パターン部4及び接
着性樹脂部20上に透明導電膜部5を積層形成するよう
にしたので、ガラス基板1周辺部には、フィルタ画素パ
ターン部4のフォトファブリケーション方式によるパタ
ーン形成において発生し易いパターン現像残渣等の異物
の付着が見られず、残渣等の異物が付着していない状態
のもとでガラス基板1周辺部に対して接着性樹脂部20
を形成できる。そのため、残渣によるガラス基板1と接
着性樹脂部20との接着性の低下現象が回避できる。
【0032】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、前記接着性樹脂部20を印刷法によって形成するた
め、フォトファブリケーションによるパターン形成にお
ける現像処理残渣の発生がなく、したがってその後に行
なうフィルタ画素パターン部4の形成を比較的クリアな
状態で行なうことができる。
【0033】
【発明の効果】本発明のカラーフィルタの製造方法は、
フォトファブリケーション方式によるフィルタ画素パタ
ーン部4のパターン形成においてガラス基板に形成され
るべきフィルタ画素パターン部4周辺部相当部に発生し
易いパターン現像残渣等の異物の付着によるガラス基板
と接着性樹脂部との接着性の低下現象が回避でき、結果
的にガラス基板(カラーフィルタA)と対向ガラス基板
(対向電極B)との接着性の低下現象が回避でき、透明
保護層(透明オーバーコート層)省略型のカラーフィル
タを製造する際においてガラス基板周辺部に適用する接
着性樹脂部のガラス基板表面からの剥離の発生によるト
ラブルを解消でき、またカラーフィルタの製造を能率的
且つ比較的低価格で製造できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は本発明のカラーフィルタの製
造方法を説明する側断面図である。
【図2】透明保護層を備えた従来のカラーフィルタを説
明する側断面図である。
【図3】透明保護層を省略した従来のカラーフィルタを
説明する側断面図である。
【符号の説明】 1…ガラス基板 2…ブラックマトリクスパターン 3…フィルタ着色パターン部 4…フィルタ画素パター
ン部 5…透明導電膜 6…接着シール材(接合シール材) 7…液晶 8…対
向電極用ガラス基板 9…対向電極用の透明導電層 11…ガラス基板 12…ブラックマトリクスパターン 13…フィルタ着色パターン 14…透明保護層 15
…透明導電層 16…接着シール材 17…液晶 18…対向電極用ガ
ラス基板 19…対向電極用の透明導電層 20…接着性樹脂部 A…カラーフィルタ B…対向電極
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明なガラス基板1上に、ブラックマトリ
    クスパターン部2とR,G,B各フィルタ着色パターン
    部3とにより構成するフィルタ画素パターン部4と、該
    ガラス基板1上の周辺部に、透明な対向ガラス基板を貼
    り合わせるための接着性樹脂部20と、前記フィルタ画
    素パターン部4及び接着性樹脂部20上に透明導電膜部
    5をそれぞれ積層形成したカラーフィルタの製造方法に
    おいて、前記ガラス基板1上にブラックマトリクスパタ
    ーン部2を形成し、続いてR,G,B各フィルタ着色パ
    ターン部3を形成する前に該ガラス基板1上の周辺部に
    接着性樹脂部20を印刷法にて形成し、次にR,G,B
    各フィルタ着色パターン部3を形成してフィルタ画素パ
    ターン部4を設け、該フィルタ画素パターン部4及び接
    着性樹脂部20上に透明導電膜部5を積層形成すること
    を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7803076B2 (en) 2003-12-09 2010-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Belt type continuously variable transmission

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