JP4011668B2 - ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 - Google Patents
ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4011668B2 JP4011668B2 JP4960797A JP4960797A JP4011668B2 JP 4011668 B2 JP4011668 B2 JP 4011668B2 JP 4960797 A JP4960797 A JP 4960797A JP 4960797 A JP4960797 A JP 4960797A JP 4011668 B2 JP4011668 B2 JP 4011668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color filter
- color
- columnar body
- photomask
- pattern
- 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
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置に使用するカラーフィルターの製造方法に関し、特に液晶表示装置のギャップを制御する機能が着色層の積層により形成された柱状体によりなされるカラーフィルターにおいて、当該柱状体の形成を特定の方法で行うことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルタの製造方法およびそれに使用するフォトマスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、カラーフィルタ基板とそれと向き合うように対向基板を配置し、その間に液晶材料が封入されている。液晶材料は両基板間にかけられる電圧でバックライトからの光源のシャッタ機能の働きを行う。このように液晶は両基板間に挟まれた状態で存在することになるので、このカラーフィルタ基板と対向基板のギャップ(間隔)が均一でない場合には上述のシャッタ機能が充分に働かず、表示むらを引き起こす。これらの点から、通常はスペーサと呼ばれるプラスチックやシリカの球状粒子をギャップ制御粉体として、一方の基板に散布する工程が行われている。このスペーサーには液晶の厚さに応じて1.5〜8.0μmのものがよく用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スペーサーは設置すべき位置が定まっていないので表示画素部に付着したり数個が集まって凝集したりする状況が生じる。このため、カラーフィルタの各着色層を3層重畳して形成した3層構造部をスペーサーの代替としたギャップ機能付きカラーフィルタが提案されている(特開平5−196946号)。
しかし、同公開公報では3層構造体の形成方法についての具体的な内容については明らかにされていない。また、本願出願人は先の出願(特願平8−177159等)で着色感材の積層によるかかる柱状体を形成する方法を提案しているが、柱状体が各色により、積層構造が異なるため、着色層間により、柱状体の高さが異なって形成される現象が見られ、柱状体を全ての着色層に形成する場合に、全てを等しい高さの柱状体とすることが困難であって、その形成方法が問題となった。
【0004】
図9は、従来の製造方法によるギャップ制御機能付きカラーフィルタを示す図である。図示の場合には、着色工程は、R→G→Bの順に形成されているが、柱状体部の高さが不揃いでRの着色層上に形成された柱状体3Rは、GおよびBの着色層上に形成された柱状体3G,3Bよりも高さが高く形成されている。従って、実際に基板間のギャップ制御の機能をしているのはRの着色層上に形成された柱状体3Rのみとなっている。このため、柱状体の強度が十分でない場合には、セルはり合わせ時等にかかる圧力により、結局、B着色層上に形成された柱状体の高さまで、柱状体が圧縮され、ギャップ間隔がせまくなるという問題が生じる。
本発明は、かかる問題を解決すべく、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分の濃度をフォトマスク上で濃度差をもたせたもので露光するか、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分との露光を別々の工程で行う2ステップの露光方法を採用することで、上記問題点が解決することを見出したものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタの製造方法の第1の態様は、着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、露光に使用するフォトマスクの柱状体形成部分の濃度とカラーフィルターパターン形成部分の濃度を異ならせたことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法、にある。
かかる製造方法であるため精度の高いギャップ制御機能を有するカラーフィルターを容易に製造できる。
【0006】
本発明のカラーフィルタの製造方法の第2の態様は、着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、各色の感材からなる塗布物に対して、柱状体形成部分の露光工程とカラーフィルターパターン形成部分の露光工程とを2回に分け順不同に行うことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法、にある。
かかる製造方法であるため精度の高いギャップ制御機能を有するカラーフィルターを容易に製造できる。
【0007】
本発明のカラーフィルタの製造方法の第3の態様は、着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、各色の感材からなる塗布物に対して、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分の露光工程と柱状体形成部分のみの露光工程とを2回に分け順不同に行うことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法、にある。
かかる製造方法であるため精度の高いギャップ制御機能を有するカラーフィルターを容易に製造できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ギャップ制御機能付きカラーフィルタの製造工程を示す図である。
図1(A)は、R着色層の形成工程、図1(B)は、G着色層の形成工程、図1(C)は、B着色層の形成工程をそれぞれ示す図であって、柱状体をブラックマトリクス12上に形成した断面を示している。
まず、ガラス等の基板11上にCrの薄層を真空成膜し、通常のフォトエッチングの手法によりパターン形成されたブラックマトリクス(BM)12を形成する。BMは上述のように、Crで形成できるが、感光材料中に顔料、カーボン、あるいは金属酸化物等を分散させたいわゆる樹脂BMにより形成したものであってもよい。当該BM上に、カラーフィルターパターン部とギャップ制御機能を果たす柱状体部を順次形成する。着色層の形成順序は特に限定されないが、図1では、R,G,Bの順で形成した例が示されている。
【0009】
図1(A)においては、R着色層が形成された後の状況が示されている。カラーフィルターパターン部R1の膜厚r1 と、柱状体部R2の膜厚r2 とでは、異なる高さに形成されている(r2 >r1 )。
図1(B)においては、G着色層が形成された後の状況が示されている。カラーフィルターパターン部G1の膜厚g1 はr1 に等しく形成されるが、R着色層上の柱状体G2の高さg2 、およびG柱状体部G3の高さg3 はそれぞれ異なった高さに形成されている(g2 >g3 >g4 )。これは、R着色層の場合と同様に、フォトマスクにおけるカラーフィルターパターン形成部分の透過率を低く柱状体形成部分の透過率を高くしてあるので、、露光量が調整されて任意の膜厚に形成することができる。なお、g4 が薄くなるのは、G感光材料塗布時に、微小柱状体部がレベリングされて柱状体部上部が薄膜になることによる。
【0010】
図1(C)においては、B着色層が形成された後の状況が示されている。カラーフィルターパターン部B1の膜厚b1 はr1 およびg1 に等しく形成されるが、R着色層上の柱状体B2の高さb2 、およびG着色層上のB3の高さb3 はそれぞれ異なって形成されている(b3 >b2 )。これは、R着色層の場合と同様に、フォトマスクにおけるカラーフィルターパターン形成部分の透過率を低く柱状体形成部分の透過率を高くしてあるので、露光量が調整されて任意の膜厚に形成することができる。しかし、図1(C)における3本の柱状体の最終的な高さは、全て同一となるようにされている。なお、b4 が薄くなるのは、B感光材料塗布時に、微小柱状体部がレベリングされて柱状体部上部が薄膜になることによる。
【0011】
この柱状体部の高さは、着色層の表面から1.5μm〜8μmの高さとすることが望ましい。1.5μm以下では実質的に精度の良いギャップを維持することが困難だからである。通常は、4〜7μm程度の高さとすることが好ましい。
さらに柱状体の高さの面内均一性に関しては、TFT液晶の場合には経験的に0.30μm以下の精度が必要とされている。
また、この柱状体は任意の配列とすることができるが、通常は規則的に全面に配列させることが望ましい。これはカラーフィルタ作製上の不良突起と区別することを容易とするためと、等間隔で柱状体を形成することで対向基板面にあたる力が分散できること等がその理由である。
このカラーフィルター基板に必要によりさらにオーバーコート層を設け、配向処理をして対向基板と組み合わせて使用する。
【0012】
次に、図2乃至図4を参照して、本発明の製造方法をさらに詳細に説明する。
図2は、R着色層を形成する工程を示す図である。図2(A)は、R着色層を形成するためのフォトマスクの平面図であり、図2(B)は、当該フトマスクを使用して、基板上に塗布されたR着色感材を露光している状況を示している。
図2(A)のフォトマスク20は、正方形の部分21が柱状体部を形成する部分で透明なパターンに形成されている。斜線を施した部分22はカラーフィルターパターン部を形成する部分で、正方形の部分21より光透過量が低下するようにハーフトーンの濃度が付けられている。なお、正方形の部分21と斜線部22以外の部分は、本来不透明であるから真っ黒な状態であるが、図示の都合上、白く現している。
図2(B)において、フォトマスク20はR感材が塗布された基板上に重ねられ、露光が行われる。柱状体形成部分21はブラックマトリクス12上に位置するようにされている。この状態で露光後、現像処理すれば、図1(A)で示すR着色層が得られる。
【0013】
図3は、G着色層を形成する工程を示す図である。図3(A)は、G着色層を形成するためのフォトマスクの平面図であり、図3(B)は、当該フトマスクを使用して、基板上に塗布されたG着色感材を露光している状況を示している。
図3(A)のフォトマスク30は、正方形の部分31が柱状体部を形成する部分で透明なパターンに形成されている。斜線を施した部分32はカラーフィルターパターン部を形成する部分で、正方形の部分31より光透過量が低下するようにハーフトーンの濃度が付けられている。なお、正方形の部分31と斜線部32以外の部分は、本来不透明であるから真っ黒な状態であるのは図2と同様である。図3(B)において、フォトマスク30はG感材が塗布された基板上に重ねられ、露光が行われる。この工程では、基板上には、既にRのカラーフィルターパターンR1が形成されている。柱状体形成部分R2はブラックマトリクス12上に位置するようにされている。この状態で露光後、現像処理すれば、図1(B)で示す断面のG着色層が得られる。
【0014】
図4は、B着色層を形成する工程を示す図である。図4(A)は、B着色層を形成するためのフォトマスクの平面図であり、図4(B)は、当該フォトマスクを使用して、基板上に塗布されたB着色感材を露光している状況を示している。
図4(A)のフォトマスク40は、正方形の部分41が柱状体部を形成する部分で透明なパターンに形成されている。斜線を施した部分42はカラーフィルターパターン部を形成する部分で、正方形の部分41より光透過量が低下するようにハーフトーンの濃度が付けられている。なお、正方形の部分41と斜線部42以外の部分は、本来不透明であるから真っ黒な状態であるのは図2と同様である。
図4(B)において、フォトマスク40はB感材が塗布された基板上に重ねられ、露光が行われる。この工程では、基板上には、既にRのカラーフィルターパターン部R1とGのカラーフィルターパターン部G1が形成されている。柱状体部形成部分41はブラックマトリクス12上に位置するようにされている。この状態で露光後、現像処理すれば、図1(C)で示す断面のB着色層が得られる。なお、それぞれの柱状体(13R,13G,13B)はいずれも同じ高さに形成されるように調整される。
【0015】
このような濃度差を有するフォトマスクは、ガラス基板上に高解像力の写真エマルジョン感材を使用し、柱状体形成部分を透明にしカラーフィルターパターン形成部分をハーフトーン濃度とすることにより製造することができる。また、クロムマスクとする場合は、クロムをスパッタリングのターゲットとし、蒸着雰囲気中に酸素等のガスを入れて、CrOx 、CrNx 、CrOx Ny 、CrOx Ny CZ 等のクロム酸化物、窒化物、酸窒化物、酸窒炭化物をガラス基板上に堆積することによっても形成されるが、成膜条件を変えてクロムの酸素等に対する含有量を制御して、透過条件を満足するように構成する。このような技術の詳細は、本願出願人になる、特開平5−127361号公報、特開平6−308713号公報等に開示されている。
【0016】
図5、図6は、本発明の他の実施態様を示す図である。この実施態様では、露光工程において、カラーフィルターパターン形成部分の露光と柱状体形成部分の露光を別の工程で行うことを特徴としている。
まず、図5(A)のようにカラーフィルターパターン形成部分51を有するフォトマスク50を準備する。このフォトマスクの場合もカラーフィルターパターン形成部分51以外は遮光部となっている。次に、このフォトマスクをRの着色感材が塗布された基板上に重ねてカラーフィルターパターン部の露光を行う(図5(B))。次に、図6(A)のように柱状体形成部分61のみを有するフォトマスク60を準備する。このフォトマスクの場合も柱状体形成部分61以外は遮光部となっている。次に、このフォトマスクをRの着色感材が塗布された基板上に重ねてカラーフィルターパターン部の露光を行う(図6(B))。
この図5(B)及び図6(B)の露光により、Rの着色層の露光が完了するが、両露光の露光量を変えることにより、カラーフィルターパターン部に対する柱状体部の膜厚を任意に調整することができる。
【0017】
図5(B)及び図6(B)の露光が終わった後に、R着色感材を現像処理すれば、図1(A)で図示したR着色層が得られる。
同様の操作を、G着色感材層、B着色感材層について順次行うことにより、全ての柱状体部の高さを均一なものに形成することができる(図1(C))。
【0018】
図7、図8は、本発明のさらに他の実施態様を示す図である。この実施態様では、露光工程において、カラーフィルターパターン形成部分と柱状体形成部分を有するフォトマスクの露光と柱状体形成部分のみを有するフォトマスクの露光を別の工程で行うことを特徴としている。なお、この2種のフォトマスクの露光は順不同に行うことができる。
まず、図7(A)のようにカラーフィルターパターン形成部分72と柱状体形成部分71を有するフォトマスク70を準備する。このフォトマスクの場合もカラーフィルターパターン形成部分72と柱状体形成部分71以外は遮光部となっている。次に、このフォトマスクをRの着色感材が塗布された基板上に重ねてカラーフィルターパターン部と柱状体部の露光を行う(図7(B))。次に、図8(A)のように柱状体形成部分81のみを有するフォトマスク80を準備する。このフォトマスクの場合も柱状体形成部分81以外は遮光部となっている。次に、このフォトマスクをRの着色感材が塗布された基板上に重ねてカラーフィルターパターン部の露光を行う(図8(B))。
この図7(B)及び図8(B)の露光により、Rの着色層の露光が完了するが、両露光の露光量を変えることにより、カラーフィルターパターン部に対する柱状体部の膜厚を任意に調整することができる。
【0019】
図7(B)及び図8(B)の露光が終わった後に、R着色感材を現像処理すれば、図1(A)で図示したR着色層が得られる。
同様の操作を、G着色感材層、B着色感材層について順次行うことにより、全ての柱状体部の高さを均一なものに形成することができる(図1(C))。
【0020】
【実施例】
(カラーフィルタに関する試作例1)
試作例1は、カラーフィルターのフォトマスクパターンを、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分とを有する1枚のフォトマスクを使用して露光する方法についての実施例である。
透明ガラス基板(コーニング社製「7059」)300×400mm、厚さ、1.1mm上に、Cr薄膜を通常の真空成膜方法で成膜し、パターンエッチングを行い、BM(ブラックマトリクス)が形成されたカラーフィルター基板10を準備した。当該基板上に赤色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCR−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1000回転/3秒)、膜厚2.7μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、カラーフィルターフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターンは、図2(A)に示すように、ギャップ制御用柱状体を形成する部分を透明にし、赤色フィルターパターンを形成する部分は、20%カットのハーフトーン(透過率が80%)となるようにフォトマスクパターンの濃度を調整したものを使用した。
【0021】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し、図1(A)に示す赤色カラーフィルターパターン部とギャップ制御用柱状体部を有するR着色層を得た。この場合、柱状体の部分はカラーフィルターパターン部に比較して露光量が多くなるため、感材の感光度合いも高く厚膜に形成される。
この赤色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、カラーフィルターパターン部の膜厚r1 は2.0μm、柱状体部の膜厚r2 は2.5μmであった。
【0022】
次に、当該基板上に緑色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCG−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:900回転/3秒)、膜厚3.3μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、カラーフィルターフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクパターンは図3(A)に示すように、ギャップ制御用柱状体部を形成する部分を透明にし、赤色カラーフィルターパターン部を形成する部分は、35%カットのハーフトーン(透過率が65%)となるようにフォトマスクパターンの濃度を調整したものを使用した。
【0023】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し図1(B)に示す緑色カラーフィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するG着色層を得た。この緑色パターン形成後の基板について、カラーフィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の膜厚(r1 +g2 )は、4.7μm(2.0μm+2.7μm)、Gフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g4 )は、4.2μm(2.5μm+1.7μm)、Bフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g3 )は5.2μm(2.5μm+2.7μm)であった。
【0024】
次に、当該基板上に青色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCB−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:800回転/3秒)、膜厚3.6μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、カラーフィルターフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクパターンは、図4(A)に示すように、ギャップ制御用柱状体部を形成する部分を透明にし、青色カラーフィルターパターン部を形成する部分は、40%カットのハーフトーン(透過率が60%)となるようにフォトマスクパターンの濃度を調整したものを使用した。
【0025】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し、図1(C)に示す青色カラーフィルターパターン部とギャップ制御用柱状体部を有するB着色層を得た。
この青色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の高さ(r1 +g2 +b2 )と、Gフィルターパターン部柱状体の高さ(r2 +g4 +b3 )と、Bフィルターパターン部柱状体部の高さ(r2 +g3 +b4 )は全て、7.0μmの等しい高さに形成されていた。また、各カラーフィルターパターン部の膜厚は、2.0μmであった。
なお、b4 は、1.8μm、b3 は、2.8μm、b2 は、2.3μm、b1 は、2.0μmであった。b4 が薄くなるのは、前記のようにB感光材料塗布時に、微小柱状体上部の塗布物がレベリングされるためであり、同一の露光でもb3 がb2 よりも高くなるのは、b3 の基礎となる部分が多少平坦化しているため、b2 部よりは厚膜に塗布されるからである。
【0026】
(カラーフィルタに関する試作例2)
試作例2は、カラーフィルターのフォトマスクパターンを、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分とを分けた2枚のフォトマスクを使用して順次露光する方法についての実施例である。
透明ガラス基板(コーニング社製「7059」)300×400mm、厚さ、1.1mm上に、Cr薄膜を通常の真空成膜方法で成膜し、パターンエッチングを行い、BM(ブラックマトリクス)が形成されたカラーフィルター基板10を準備した。
当該基板上に赤色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCR−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1000回転/3秒)、膜厚2.7μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、まず最初に、柱状体形成部分のフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射し、次いで、カラーフィルターパターン形成部分のフォトマスクパターンを同一光源を使用して、200mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。
【0027】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し図1(A)に示す赤色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するR着色層を得た。この場合、柱状体の部分はフィルターパターン部に比較して露光量が多くなるため、感材の感光度合いも高く厚膜に形成される。
この赤色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、フィルターパターン部の膜厚r1 は2.0μm、柱状体部の膜厚r2 は2.5μmであった。
【0028】
次に、当該基板上に緑色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCG−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1050回転/3秒)、膜厚3.3μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、まず最初に、柱状体形成部分のフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射し、次いで、カラーフィルターパターン形成部分のフォトマスクパターンを同一光源を使用して、200mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し図1(B)に示す緑色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するG着色層を得た。
この緑色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の膜厚(r1 +g2 )は、4.7μm(2.0μm+2.7μm)、Gフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g4 )は、4.2μm(2.5μm+1.7μm)、Bフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g3 )は5.2μm(2.5μm+2.7μm)であった。
【0029】
次に、当該基板上に青色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCB−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1100回転/3秒)、膜厚3.6μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、まず最初に、柱状体形成部分のフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射し、次いで、カラーフィルターパターン形成部分のフォトマスクパターンを同一光源を使用して、200mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し、図1(C)に示す青色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するB着色層を得た。
【0030】
この青色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の高さ(r1 +g2 +b2 )と、Gフィルターパターン部柱状体の高さ(r2 +g4 +b3 )と、Bフィルターパターン部柱状体部の高さ(r2 +g3 +b4 )は全て、7.0μmの等しい高さに形成されていた。また、各カラーフィルターパターン部の膜厚は、2.0μmであった。
なお、b4 は、1.8μm、b3 は、2.8μm、b2 は、2.3μm、b1 は、2.0μmであった。
【0031】
(カラーフィルタに関する試作例3)
試作例3は、カラーフィルターのフォトマスクパターンを、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分とを有するフォトマスクと柱状体形成部分のみからなるフォトマスクとの2枚のフォトマスクを使用して順次露光する方法についての実施例である。
透明ガラス基板(コーニング社製「7059」)300×400mm、厚さ、1.1mm上に、Cr薄膜を通常の真空成膜方法で成膜し、パターンエッチングを行い、BM(ブラックマトリクス)が形成されたカラーフィルター基板10を準備した。
当該基板上に赤色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCR−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1000回転/3秒)、膜厚2.7μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、まず最初に、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分を有するフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を200mJ/cm2 の照射量で照射し、次いで、柱状体形成部分のみのフォトマスクパターンを同一光源を使用して、200mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。
【0032】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し図1(A)に示す赤色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するR着色層を得た。この場合、柱状体の部分はフィルターパターン部に比較して露光量が多くなるため、感材の感光度合いも高く厚膜に形成される。
この赤色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、フィルターパターン部の膜厚r1 は2.0μm、柱状体部の膜厚r2 は2.5μmであった。
【0033】
次に、当該基板上に緑色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCG−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1050回転/3秒)、膜厚2.7μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、まず最初に、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分を有するフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を200mJ/cm2 の照射量で照射し、次いで、柱状体形成部分のみのフォトマスクパターンを同一光源を使用して、200mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。
【0034】
次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し図1(B)に示す緑色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するG着色層を得た。この緑色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の膜厚(r1 +g2 )は、
4.5μm(2.0μm+2.5μm)、Gフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g4 )は、3.7μm(2.5μm+1.2μm)、Bフィルターパターン部柱状体の膜厚(r2 +g3 )は4.5μm(2.5μm+2.0μm)であった。
【0035】
次に、当該基板上に青色感材(富士ハント株式会社製「カラーモザイクCB−7000」)をスピンコータにより塗布し(回転数:1100回転/3秒)、膜厚2.7μmの塗膜を形成した。
その後、80°Cのクリーンオーブン内で、10分間乾燥した後、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分を有するフォトマスクパターンに超高圧水銀灯により紫外光線(主とする波長:365nm)を300mJ/cm2 の照射量で照射した。この際、フォトマスクにはクロムマスクを使用し、そのパターン部は、いずれも透明とした。次いで、基板を1wt%の炭酸ソーダ水溶液に浸漬(室温で2分間)した後、純水でリンス後、200°Cのクリーンオーブン内で30分間乾燥し、図1(C)に示す青色フィルターパターンとギャップ制御用柱状体を有するB着色層を得た。
柱状体部をさらに高くしバランスをくずさないため、青色感材については柱状体形成部のみの露光は行わなかった。
【0036】
この青色パターン形成後の基板について、フィルターパターン部の膜厚および柱状体部の高さを触針式膜厚計(テンコール社製「アルファステップ300」)で測定したところ、Rフィルターパターン部柱状体の高さ(r1 +g2 +b2 )と、Gフィルターパターン部柱状体の高さ(r2 +g4 +b3 )と、Bフィルターパターン部柱状体部の高さ(r2 +g3 +b4 )は全て、6.0μmの等しい高さに形成されていた。また、各カラーフィルターパターン部の膜厚は、2.0μmであった。
なお、b4 は、1.5μm、b3 は、2.3μm、b2 は、1.5μm、b1 は、2.0μmであった。
【0037】
(液晶表示装置に関する実施例)
上記、試作例1、試作例2および試作例3で製作したカラーフィルターを用いて、液晶表示装置を組み立てた。
まず、透明基板上に透明導電膜層(ITO)を、スパッタリング法により、厚さ0.15μmで形成し、その上に絶縁層を介してポリイミド系の配向膜を塗布し配向処理を施し対向基板を形成した。カラーフィルタ側にも同様に導電膜層およびポリイミド系の配向膜を塗布し配向処理を施した後、対向基板とギャップ制御機能付きカラーフィルタとを柱状体部が対向基板に接触するように圧着しながら周囲を液晶導入部分を残して封止剤で封着した。
最後にカラーフィルタと対向基板が形成する間隙に液晶を充填して封止することにより液晶表示装置が完成した。
完成した液晶表示装置は、試作例1、試作例2、試作例3共に、対向基板とカラーフィルタ基板間が正確な一定間隔に保たれ、画像表示機能試験でも良好な結果が得られた。
【0038】
【発明の効果】
本発明の製造方法では、カラーフィルタのギャップ制御機能を行う柱状体をハーフトーン濃度を有するフォトマスクを使用するか、カラーフィルターパターン形成部分の露光と柱状体形成部分の露光とを別の工程で行う2ステップ露光法により製造するので、ギャップ制御用柱状体の高さを自由に制御することができ、カラーフィルターの各部分で柱状体の高さ精度の優れたギャップ制御機能付きカラーフィルターを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造工程を示す図である。
【図2】 R着色層を形成する工程を示す図である。
【図3】 G着色層を形成する工程を示す図である。
【図4】 B着色層を形成する工程を示す図である。
【図5】 本発明の他の実施態様を示す図である。
【図6】 本発明の他の実施態様を示す図である。
【図7】 本発明のさらに他の実施態様を示す図である。
【図8】 本発明のさらに他の実施態様を示す図である。
【図9】 従来の製造方法によるギャップ制御機能付きカラーフィルタを示す図である。
【符号の説明】
10 カラーフィルター基板
11 ガラス等の基板
12 ブラックマトリクス
3R,3G,3B,13R,13G,13B 柱状体
20,30,40,50,60,70,80 フォトマスク
21,31,41,51,61,71,81 柱状体形成部分
22,32,42,52,72 カラーフィルターパターン形成部分
R1 赤色カラーフィルターパターン部
G1 緑色カラーフィルターパターン部
B1 青色カラーフィルターパターン部
R2 赤色柱状体部
G2,G3 緑色柱状体部
B2,B3 青色柱状体部
Claims (4)
- 着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、露光に使用するフォトマスクの柱状体形成部分の濃度とカラーフィルターパターン形成部分の濃度を異ならせたことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法。
- フォトマスクの柱状体形成部の光透過率がカラーフィルターパターン形成部の透過率よりも高いことを特徴とする請求項1記載のギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法。
- 着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、各色の感材からなる塗布物に対して、柱状体形成部分の露光工程とカラーフィルターパターン形成部分の露光工程とを2回に分け順不同に行うことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法。
- 着色層を積層することにより形成した柱状体をカラーフィルターに持たせることにより液晶表示装置のギャップを制御する機能を持たせたギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法において、カラーフィルターの着色層形成工程は、カラーフィルターの全色について、各色毎に、各色の感材からなる塗布物を、フォトマスク露光にて露光して現像して、各色の着色層からなる各色のカラーフィルターパターン部を形成し、且つ、全ての色のカラーフィルターパターン部に、全色の着色層を積層した構造の柱状体部を形成するもので、該カラーフィルターの着色層形成工程において、形成される柱状体部の高さが等しくなるように、各色の感材からなる塗布物に対して、柱状体形成部分とカラーフィルターパターン形成部分の露光工程と柱状体形成部分のみの露光工程とを2回に分け順不同に行うことを特徴とするギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4960797A JP4011668B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4960797A JP4011668B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10232310A JPH10232310A (ja) | 1998-09-02 |
JP4011668B2 true JP4011668B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=12835931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4960797A Expired - Fee Related JP4011668B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4011668B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4616439B2 (ja) * | 2000-02-10 | 2011-01-19 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタの製造方法 |
US7433004B2 (en) | 2004-06-11 | 2008-10-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Color filter substrate, method of making the color filter substrate and display device including the color filter substrate |
JP4597191B2 (ja) | 2004-09-09 | 2010-12-15 | シャープ株式会社 | 液晶表示パネル用基板 |
JP2006235258A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Toppan Printing Co Ltd | フォトマスク及び液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法 |
JP4775113B2 (ja) * | 2006-05-26 | 2011-09-21 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示装置 |
JP2008281919A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタ形成基板の作製方法およびカラーフィルタ形成基板 |
JP5174450B2 (ja) | 2007-12-18 | 2013-04-03 | パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 | 液晶表示装置 |
JP5292859B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2013-09-18 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタ形成基板と液晶パネル |
JP5453723B2 (ja) * | 2008-03-05 | 2014-03-26 | 大日本印刷株式会社 | 横電界液晶駆動方式用カラーフィルタおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP4960797A patent/JP4011668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10232310A (ja) | 1998-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20000047768A (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
JP4011668B2 (ja) | ギャップ制御機能付きカラーフィルターの製造方法 | |
JP2002277865A (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
JP3879144B2 (ja) | カラーフィルター | |
JPH037911A (ja) | 電極基板及び液晶表示装置の製造方法 | |
KR101409696B1 (ko) | 액정표시장치 및 그의 제조방법 | |
US6621539B2 (en) | Reflective type LCD and method of manufacturing the same | |
JP3683785B2 (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
JP2001159755A (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
JPH0414021A (ja) | 液晶表示パネル及びその製造方法 | |
JPH07270808A (ja) | 液晶表示装置の製造方法 | |
JP3027860B2 (ja) | カラーフィルター及びその製造方法 | |
JP3188288B2 (ja) | カラーフィルタ及びその製造方法並びに液晶表示パネル | |
JPH0418523A (ja) | 液晶ライトバルブ表示装置 | |
JP2006139299A (ja) | カラーフィルター及びその製造方法 | |
JPH08122763A (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 | |
JPH09197117A (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
JPH07294718A (ja) | カラーフィルタ | |
JP2001033613A (ja) | カラーフィルタおよびその製造方法 | |
JPH02204717A (ja) | 液晶表示装置およびその製造法 | |
JPH09211440A (ja) | 液晶表示装置 | |
WO2022036789A1 (zh) | 彩色滤光片基板及其制作方法与液晶显示面板 | |
JP4057697B2 (ja) | カラーフィルタ基板及びそれを用いた液晶表示装置 | |
JPH07181317A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルター基板の製造方法 | |
JPH04304423A (ja) | カラ−フィルタおよび液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070411 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070530 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070627 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070703 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070821 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070906 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100914 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110914 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120914 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130914 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |