JP4095214B2 - 液晶用カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に好適な液晶用カラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、文字や図形などの各種の画像を表示する表示装置の一種として、カラー液晶表示装置が知られている。このようなカラー液晶表示装置においては、比較的容易にカラー化を実現することができるなどの理由により、バックライトと液晶用カラーフィルタとを組み合わせたものが一般的に用いられている。
【０００３】
また、液晶用カラーフィルタとして、ノートパソコン等に搭載されているフルドット型のカラー液晶表示装置に用いられている赤、緑、青の３色を用いたマイクロカラーフィルタやオーディオ、インパネ等に搭載されている固定表示部や日の字セグメントを有するセグメント型のカラー液晶表示装置に用いられている多色部分カラーフィルタが知られている。
【０００４】
前記マイクロカラーフィルタは、カラー液晶表示装置の表示領域に対応する領域の全面にストライプ状、モザイク状、トライアングル状に規則正しく配設された赤、緑、青等の３色の着色層が形成されている。また、各画素の周囲を取り囲むような格子状の遮光部を有する遮光マスクが形成されている。
【０００５】
前紀多色部分カラーフィルタは、アイコン等の固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部等の表示部単位でカラー化されているもので、カラー液晶表示装置の表示領域内における各表示部分以外の部分は遮光マスクが形成されている。すなわち、表示部分が遮光マスクの光透過開口部となり、その他の部分が遮光部となる。該多色部分カラーフィルタは前記マイクロカラーフィルタの遮光部と比べて遮光部の面積が大きく、表示領域内に１ｍｍ2 以上の遮光部を複数個有しているのが特徴である。
【０００６】
また、表示容量の違いにより、前記マイクロカラーフィルタは前記着色層の表面に平滑化膜を形成し、その上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等からなる透明電極が形成されている。一方、多色部分カラーフィルタは前記着色層の表面に直接的に透明電極が形成されている。
【０００７】
このようなカラーフィルタは、透明基板の表面に、例えば、黒色の感光性樹脂材料からなる厚さ１．０μｍ程度の所定パターンの遮光マスクをフォトリソグラフィー法を用いて所定のパターンで形成した後に、樹脂中に着色材を分散させた着色感光性樹脂材料を塗布して、フォトリソグラフィー法でパターニングする塗布、露光、現像をこの順に３回繰り返して、厚さ１．０μｍ程度の赤・緑・青の３色の画素となる着色層を遮光部の所定位置に設けられる複数の光透過開口部を覆うようにして所定のパターンで形成し、その後、平滑化膜あるいは遮光マスクおよび各着色層の表面にＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、ポジフォトレジストを用いて所定のパターンの透明電極を設けることで形成されている。
【０００８】
なお、着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の液晶用カラーフィルタにおいては、着色層の端部で透明電極の断線たる電極断線が生じる場合があるという問題点があった。
【００１０】
この電極断線は、例えば、透明基板上に塗布した着色感光性樹脂材料をパターニングした際に、図９に示すように、特定の着色層の端部の根本部位に特定着色層の残渣が生じ着色層と透明電極との付着力が低下して電極断線が生じる場合もある。
【００１１】
また、電極断線は、着色層の端部の耐アルカリ性の悪化に起因して、透明電極の着色層の端部に位置する部位が剥離して電極断線が生じることがある。
【００１２】
なお、残渣および耐アルカリ性の悪化の原因については明確ではないが、共に赤色の着色感光性樹脂材料、特に、ジアントラキノン系の着色材を用いた着色感光性樹脂材料による着色層の端部に多く見られる。言い換えると、着色感光性樹脂材料は、顔料の種類によって、着色層を形成した際に、着色層の端部で電極断線を生じやすいものと、着色層の端部で電極断線を生じないものとがあると推考される。なお、前記電極断線が生じやすい着色層には、アントラキノン系の着色材を含んだ黄色系の着色層、紫色系の着色層もある。
【００１３】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、透明電極の断線を確実に防止することのできる液晶用カラーフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタの特徴は、各着色層の端部は、遮光部下で隣接されているとともに、各着色層の相互間の隙間および各着色層の端部は、着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、着色層の端部が遮光部で被覆されているので、透明電極の断線を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項２に係る本発明の液晶用カラーフィルタの製造方法の特徴は、透明基板の表面に複数色の着色層を任意の順序で形成した後に、遮光マスクを形成して、着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、各着色層の相互間の隙間および各着色層の端部を遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆し、その後、透明電極を形成する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができる。したがって、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタを容易に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１９】
図１および図２は本発明に係る液晶用カラーフィルタの実施形態の要部を示すものであり、図１は断面構造を示す説明図、図２は着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図である。
【００２０】
本実施形態の液晶カラーフィルタ１は、図１に示すように、透明なガラスなどにより形成された透明基板２の表面に、ブラックマスクあるいはブラックマトリクスと称される遮光マスク３と、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとが形成されており、これらの表面には、透明電極５が直接形成されている。
【００２１】
前記遮光マスク３は、各着色層４（符号４は、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを総称する）の間の隙間を遮光するための遮光部３ａと、この遮光部３ａの所定位置に所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備している。この遮光マスク３は、黒色の着色感光性樹脂材料により形成され、電気絶縁性の高い材料が好ましい。
【００２２】
前記各着色層４は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素となる赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料により形成されており、遮光マスク３の光透過開口部３ｂに所定のパターンで配置されている。なお、図示していないが、本実施形態の液晶用カラーフィルタを用いたカラー液晶表示素子の表示領域に位置する部分には、遮光マスク３の遮光部３ａの面積が１ｍｍ2 以上箇所が複数個存在しており、固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部となる光透過開口部３ｂを有している。
【００２３】
本実施形態における各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は、図２に示すように、各着色層４の端部が、遮光マスク３の遮光部３ａ下で遮光部３ａに覆われるようにして隣接するように形成されている。
【００２４】
すなわち、本実施形態の液晶カラーフィルタ１は、所定パターンの各着色層４が相互間に隙間６をもって隣接形成されており、各着色層４の相互間の隙間６および各着色層４の端部は、遮光マスク３の遮光部３ａにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。
【００２５】
前記各着色層４を形成する着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられる。
【００２６】
前記透明電極５は、従来と同様にして、ＩＴＯなどにより形成されている。
【００２７】
ここで、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法について図３に示すブロック図により説明する。
【００２８】
図３は本発明に係る液晶用カラーフィルタの製造方法の実施形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図である。
【００２９】
本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、透明基板２の表面に着色感光性樹脂材料をもって形成される赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを任意の順序で形成した後に、遮光マスク３を形成し、その後、透明電極５を形成している。
【００３０】
さらに詳しく説明すると、図３に示すように、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、着色層形成工程において、透明基板２の表面に、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂをまず形成する。この着色層形成工程における各着色層４の形成方法は、従来と同様に、所定パターンのマスクパターンを用いて、塗布工程、露光工程、現像工程をこの順に３回繰り返す。この時、赤・緑・青の３色の着色層４を形成する順序については、任意の順序で形成すればよい。なお、各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は従来と同様でよいが、各着色層４の相互に隣位する相互間には隙間６を設けない方が各着色層４の厚さを均一にするという意味で好ましい。なお、各着色層４の相互に設ける隙間６は、遮光マスク３の遮光部３ａの下に位置させることが肝要である。また、着色層形成工程は、従来と同様なので、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
ついで、遮光マスク形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様にして、遮光部３ａと、所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備する遮光マスク３を形成する。
【００３２】
その後、透明電極形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様に、ＩＴＯなどからなる所定パターンの透明電極５を形成することにより、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１が完成する。
【００３３】
このように、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１によれば、着色層４の端部および着色層４の間の隙間６を遮光マスク３の遮光部３ａで被覆することができるので、各着色層４を形成する着色材などの成分のいかんにかかわらず、透明電極５の断線たる電極断線を確実かつ容易に防止することができる。
【００３４】
すなわち、電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料からなる着色層４の端部の根本部位に残渣が生じても透明電極５とは接していないので、透明電極の付着力は低下しない。また、電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料からなる着色層４の端部を電極断線の生じない遮光マスク３の遮光部３ａで被覆することができるので、着色層４の端部の耐アルカリ性の悪化に起因する、透明電極５の着色層４の端部に位置する部位の剥離を防止できる。さらに、各着色層４の間の隙間６を電極断線を生じない遮光マスク３の遮光部３ａで被覆してなくすことができるので、透明電極５を形成する際のポジフォトレジストの非密着部の発生を誘発することがない。
【００３５】
したがって、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１によれば、透明電極５の断線たる電極断線を確実に防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法によれば、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１を容易に製造することができる。
【００３７】
すなわち、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、カラー成分のいかんにかかわらず、従来の液晶用カラーフィルタの製造方法の順序を変更するだけで済む。したがって、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１を効率よく製造することができる。
【００３８】
図４から図７は本発明に係る液晶用カラーフィルタの参考形態の要部を示すものであり、図４は断面構造を示す説明図、図５は相互に隣位する着色層のうちの一方の着色層がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成され他方の着色層がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図、図６は相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図、図７は相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図である。
【００３９】
本参考形態の液晶カラーフィルタ１Ａは、図４に示すように、透明なガラスなどにより形成された透明基板２の表面に、ブラックマスクあるいはブラックマトリクスと称される遮光マスク３と、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとが形成されており、これらの表面には、透明電極５が直接形成されている。
【００４０】
前記遮光マスク３は、各着色層４の間の隙間を遮光するための遮光部３ａと、この遮光部３ａの所定位置に所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備している。この遮光マスク３は、黒色の着色感光性樹脂材料などにより形成される。
【００４１】
前記各着色層４は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素となる赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料により遮光マスク３の光透過開口部３ｂを所定のパターンで覆うようにして形成されている。なお、図示していないが、本参考形態の液晶用カラーフィルタを用いたカラー液晶表示素子の表示領域に位置する部分には、遮光マスク３の遮光部３ａの面積が１ｍｍ２以上箇所が複数個存在しており、固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部となる光透過開口部３ｂを有している。
【００４２】
前記各着色層４は、遮光マスク３の遮光部３ａ上で隣接するように形成されている。
【００４３】
また、各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は、図５に示すように、相互に隣位する着色層４のうちの一方の着色層４がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒと、他方の着色層４がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂで形成されている部位においては、遮光部３ａ上において、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。
【００４４】
さらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒが相互に隣位するように形成されている部位においては、図６に示すように、両着色層４Ｒ，４Ｒを遮光部３ａ上で隙間６を介して隣接させ、かつ、隙間６および相互に隣位する両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０により、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。すなわち、電極断線を生じやすい両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０で被覆するように形成されている。
【００４５】
なお、隙間６を被覆する電極断線を生じない感光性樹脂材料１０としては、赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料のうちの電極断線を生じない色の着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料で形成された着色層４Ｂや、透明の無着色の感光性樹脂材料や、黒色の感光性樹脂材料などの多種多様の感光性樹脂材料から選択することができるが、製造工程を増加させずに効率よく製造することができるという意味で、赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料のうちの電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料を用いる。
【００４６】
さらにまた、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４、例えば青色の着色感光性樹脂材料で形成された着色層４Ｂが相互に隣位するように形成されている部位においては、図７に示すように、遮光部３ａ上で、いずれか一方の着色層４Ｂの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うとよい。この場合、相互に隣位する着色層４の色が同一である場合には、その色の着色層４を２分割して形成することにより、一方の着色層４の端部を他方の着色層４でオーバーラップさせる構成を容易に実現することができる。
【００４７】
前記各着色層４を形成する着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられる。
【００４８】
前記透明電極５は、従来と同様にして、ＩＴＯなどにより形成されている。
【００４９】
ここで、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法について図８に示すブロック図により説明する。
【００５０】
図８は図４に示す液晶用カラーフィルタの製造方法の参考形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図である。
【００５１】
本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法は、透明基板２の表面に遮光マスク３を形成した後に、遮光マスク３の光透過開口部３ｂに着色感光性樹脂材料をもって形成される赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを、着色層４の端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７からなる着色層４を先に形成し、着色層４の端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４を後から形成し、その後、透明電極５を形成することにより行われる。
【００５２】
さらに詳しく説明すると、図８に示すように、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法は、遮光マスク形成工程において、透明基板２の表面に、遮光部３ａと、所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備する遮光マスク３をまず形成する。この遮光マスク３の形成方法は、従来と同様なので、その詳しい説明は省略する。
【００５３】
ついで、着色層形成工程において、遮光マスク３を形成した透明基板２の表面に、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを形成する。この時、赤・緑・青の３色の着色層４を、着色層４の端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７からなる着色層４を先に形成し、着色層４の端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４を後から形成する。本参考形態においては、３色の着色層４を、赤の着色層４Ｒを最初に形成し、つぎに緑の着色層４Ｇを形成し、最後に青の着色層４Ｂを形成する。
【００５４】
また、各着色層４の形成は、遮光マスク３を形成した透明基板２上に着色感光性樹脂材料を塗布する塗布と、この塗布した着色感光性樹脂材料をマスクパターンを用いて所定パターンの露光を行う露光と、所定パターンの着色層４を形成する現像とをこの順に行う。
【００５５】
すなわち、本参考形態の着色層形成工程においては、塗布、露光、現像をこの順に、赤、緑、青の順に３回繰り返す。
【００５６】
また、各着色層４の相互に隣位する相互間は、図５に示すように、相互に隣位する着色層４のうちの一方の着色層４がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒと、他方の着色層４がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂで形成されている部位においては、遮光部３ａ上において、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うことができるように、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂで被覆するマスクパターンをそれぞれ用いて形成する。
【００５７】
さらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒが相互に隣位するように形成されている部位においては、図６に示すように、両着色層４Ｒ，４Ｒを遮光部３ａ上で隙間６を介して隣接させ、かつ、隙間６および相互に隣位する両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０として機能する青の着色感光性樹脂材料による着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うことができるように、両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０で被覆するマスクパターンを用いて形成する。
【００５８】
またさらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料からなる着色層４、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂが相互隣位するように形成されている部位においては、図７に示すように、遮光部３ａ上で、いずれか一方の着色層４Ｂの端部を他方の着色層４Ｂで、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆う。
【００５９】
その後、透明電極形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様に、ＩＴＯなどからなる所定パターンの透明電極５を形成することにより、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａが完成する。
【００６４】
なお、前述した実施形態の製造方法を用いて製造した液晶用カラーフィルタ１においては、電極断線の発生がないことが実際の製造により確認できた。
【００６５】
また、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタによれば、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００６７】
また、請求項２に係る本発明の液晶用カラーフィルタの製造方法によれば、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができるなどの極めて優れた効果を奏する。したがって、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの実施形態の要部の断面構造を示す説明図
【図２】 図１に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図３】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの製造方法の実施形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図
【図４】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの参考形態の要部の断面構造を示す説明図
【図５】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層のうちの一方の着色層がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成され他方の着色層がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図６】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図７】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図８】 図４に示す液晶用カラーフィルタの製造方法の参考形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図
【図９】 従来の液晶用カラーフィルタにおける着色層の端部に生じる残渣および電極断線の一例を説明する説明図
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー液晶表示装置に好適な液晶用カラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、文字や図形などの各種の画像を表示する表示装置の一種として、カラー液晶表示装置が知られている。このようなカラー液晶表示装置においては、比較的容易にカラー化を実現することができるなどの理由により、バックライトと液晶用カラーフィルタとを組み合わせたものが一般的に用いられている。
【０００３】
また、液晶用カラーフィルタとして、ノートパソコン等に搭載されているフルドット型のカラー液晶表示装置に用いられている赤、緑、青の３色を用いたマイクロカラーフィルタやオーディオ、インパネ等に搭載されている固定表示部や日の字セグメントを有するセグメント型のカラー液晶表示装置に用いられている多色部分カラーフィルタが知られている。
【０００４】
前記マイクロカラーフィルタは、カラー液晶表示装置の表示領域に対応する領域の全面にストライプ状、モザイク状、トライアングル状に規則正しく配設された赤、緑、青等の３色の着色層が形成されている。また、各画素の周囲を取り囲むような格子状の遮光部を有する遮光マスクが形成されている。
【０００５】
前紀多色部分カラーフィルタは、アイコン等の固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部等の表示部単位でカラー化されているもので、カラー液晶表示装置の表示領域内における各表示部分以外の部分は遮光マスクが形成されている。すなわち、表示部分が遮光マスクの光透過開口部となり、その他の部分が遮光部となる。該多色部分カラーフィルタは前記マイクロカラーフィルタの遮光部と比べて遮光部の面積が大きく、表示領域内に１ｍｍ2 以上の遮光部を複数個有しているのが特徴である。
【０００６】
また、表示容量の違いにより、前記マイクロカラーフィルタは前記着色層の表面に平滑化膜を形成し、その上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等からなる透明電極が形成されている。一方、多色部分カラーフィルタは前記着色層の表面に直接的に透明電極が形成されている。
【０００７】
このようなカラーフィルタは、透明基板の表面に、例えば、黒色の感光性樹脂材料からなる厚さ１．０μｍ程度の所定パターンの遮光マスクをフォトリソグラフィー法を用いて所定のパターンで形成した後に、樹脂中に着色材を分散させた着色感光性樹脂材料を塗布して、フォトリソグラフィー法でパターニングする塗布、露光、現像をこの順に３回繰り返して、厚さ１．０μｍ程度の赤・緑・青の３色の画素となる着色層を遮光部の所定位置に設けられる複数の光透過開口部を覆うようにして所定のパターンで形成し、その後、平滑化膜あるいは遮光マスクおよび各着色層の表面にＩＴＯからなる透明導電膜を形成し、ポジフォトレジストを用いて所定のパターンの透明電極を設けることで形成されている。
【０００８】
なお、着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した従来の液晶用カラーフィルタにおいては、着色層の端部で透明電極の断線たる電極断線が生じる場合があるという問題点があった。
【００１０】
この電極断線は、例えば、透明基板上に塗布した着色感光性樹脂材料をパターニングした際に、図９に示すように、特定の着色層の端部の根本部位に特定着色層の残渣が生じ着色層と透明電極との付着力が低下して電極断線が生じる場合もある。
【００１１】
また、電極断線は、着色層の端部の耐アルカリ性の悪化に起因して、透明電極の着色層の端部に位置する部位が剥離して電極断線が生じることがある。
【００１２】
なお、残渣および耐アルカリ性の悪化の原因については明確ではないが、共に赤色の着色感光性樹脂材料、特に、ジアントラキノン系の着色材を用いた着色感光性樹脂材料による着色層の端部に多く見られる。言い換えると、着色感光性樹脂材料は、顔料の種類によって、着色層を形成した際に、着色層の端部で電極断線を生じやすいものと、着色層の端部で電極断線を生じないものとがあると推考される。なお、前記電極断線が生じやすい着色層には、アントラキノン系の着色材を含んだ黄色系の着色層、紫色系の着色層もある。
【００１３】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、透明電極の断線を確実に防止することのできる液晶用カラーフィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタの特徴は、各着色層の端部は、遮光部下で隣接されているとともに、各着色層の相互間の隙間および各着色層の端部は、着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、着色層の端部が遮光部で被覆されているので、透明電極の断線を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項２に係る本発明の液晶用カラーフィルタの製造方法の特徴は、透明基板の表面に複数色の着色層を任意の順序で形成した後に、遮光マスクを形成して、着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、各着色層の相互間の隙間および各着色層の端部を遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆し、その後、透明電極を形成する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができる。したがって、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタを容易に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１９】
図１および図２は本発明に係る液晶用カラーフィルタの実施形態の要部を示すものであり、図１は断面構造を示す説明図、図２は着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図である。
【００２０】
本実施形態の液晶カラーフィルタ１は、図１に示すように、透明なガラスなどにより形成された透明基板２の表面に、ブラックマスクあるいはブラックマトリクスと称される遮光マスク３と、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとが形成されており、これらの表面には、透明電極５が直接形成されている。
【００２１】
前記遮光マスク３は、各着色層４（符号４は、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを総称する）の間の隙間を遮光するための遮光部３ａと、この遮光部３ａの所定位置に所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備している。この遮光マスク３は、黒色の着色感光性樹脂材料により形成され、電気絶縁性の高い材料が好ましい。
【００２２】
前記各着色層４は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素となる赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料により形成されており、遮光マスク３の光透過開口部３ｂに所定のパターンで配置されている。なお、図示していないが、本実施形態の液晶用カラーフィルタを用いたカラー液晶表示素子の表示領域に位置する部分には、遮光マスク３の遮光部３ａの面積が１ｍｍ2 以上箇所が複数個存在しており、固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部となる光透過開口部３ｂを有している。
【００２３】
本実施形態における各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は、図２に示すように、各着色層４の端部が、遮光マスク３の遮光部３ａ下で遮光部３ａに覆われるようにして隣接するように形成されている。
【００２４】
すなわち、本実施形態の液晶カラーフィルタ１は、所定パターンの各着色層４が相互間に隙間６をもって隣接形成されており、各着色層４の相互間の隙間６および各着色層４の端部は、遮光マスク３の遮光部３ａにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。
【００２５】
前記各着色層４を形成する着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられる。
【００２６】
前記透明電極５は、従来と同様にして、ＩＴＯなどにより形成されている。
【００２７】
ここで、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法について図３に示すブロック図により説明する。
【００２８】
図３は本発明に係る液晶用カラーフィルタの製造方法の実施形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図である。
【００２９】
本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、透明基板２の表面に着色感光性樹脂材料をもって形成される赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを任意の順序で形成した後に、遮光マスク３を形成し、その後、透明電極５を形成している。
【００３０】
さらに詳しく説明すると、図３に示すように、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、着色層形成工程において、透明基板２の表面に、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂをまず形成する。この着色層形成工程における各着色層４の形成方法は、従来と同様に、所定パターンのマスクパターンを用いて、塗布工程、露光工程、現像工程をこの順に３回繰り返す。この時、赤・緑・青の３色の着色層４を形成する順序については、任意の順序で形成すればよい。なお、各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は従来と同様でよいが、各着色層４の相互に隣位する相互間には隙間６を設けない方が各着色層４の厚さを均一にするという意味で好ましい。なお、各着色層４の相互に設ける隙間６は、遮光マスク３の遮光部３ａの下に位置させることが肝要である。また、着色層形成工程は、従来と同様なので、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
ついで、遮光マスク形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様にして、遮光部３ａと、所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備する遮光マスク３を形成する。
【００３２】
その後、透明電極形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様に、ＩＴＯなどからなる所定パターンの透明電極５を形成することにより、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１が完成する。
【００３３】
このように、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１によれば、着色層４の端部および着色層４の間の隙間６を遮光マスク３の遮光部３ａで被覆することができるので、各着色層４を形成する着色材などの成分のいかんにかかわらず、透明電極５の断線たる電極断線を確実かつ容易に防止することができる。
【００３４】
すなわち、電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料からなる着色層４の端部の根本部位に残渣が生じても透明電極５とは接していないので、透明電極の付着力は低下しない。また、電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料からなる着色層４の端部を電極断線の生じない遮光マスク３の遮光部３ａで被覆することができるので、着色層４の端部の耐アルカリ性の悪化に起因する、透明電極５の着色層４の端部に位置する部位の剥離を防止できる。さらに、各着色層４の間の隙間６を電極断線を生じない遮光マスク３の遮光部３ａで被覆してなくすことができるので、透明電極５を形成する際のポジフォトレジストの非密着部の発生を誘発することがない。
【００３５】
したがって、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１によれば、透明電極５の断線たる電極断線を確実に防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法によれば、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１を容易に製造することができる。
【００３７】
すなわち、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１の製造方法は、カラー成分のいかんにかかわらず、従来の液晶用カラーフィルタの製造方法の順序を変更するだけで済む。したがって、本実施形態の液晶用カラーフィルタ１を効率よく製造することができる。
【００３８】
図４から図７は本発明に係る液晶用カラーフィルタの参考形態の要部を示すものであり、図４は断面構造を示す説明図、図５は相互に隣位する着色層のうちの一方の着色層がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成され他方の着色層がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図、図６は相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図、図７は相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図である。
【００３９】
本参考形態の液晶カラーフィルタ１Ａは、図４に示すように、透明なガラスなどにより形成された透明基板２の表面に、ブラックマスクあるいはブラックマトリクスと称される遮光マスク３と、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂとが形成されており、これらの表面には、透明電極５が直接形成されている。
【００４０】
前記遮光マスク３は、各着色層４の間の隙間を遮光するための遮光部３ａと、この遮光部３ａの所定位置に所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備している。この遮光マスク３は、黒色の着色感光性樹脂材料などにより形成される。
【００４１】
前記各着色層４は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素となる赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料により遮光マスク３の光透過開口部３ｂを所定のパターンで覆うようにして形成されている。なお、図示していないが、本参考形態の液晶用カラーフィルタを用いたカラー液晶表示素子の表示領域に位置する部分には、遮光マスク３の遮光部３ａの面積が１ｍｍ２以上箇所が複数個存在しており、固定表示部、日の字セグメント部、ドット表示部となる光透過開口部３ｂを有している。
【００４２】
前記各着色層４は、遮光マスク３の遮光部３ａ上で隣接するように形成されている。
【００４３】
また、各着色層４の相互に隣位する相互間の形状は、図５に示すように、相互に隣位する着色層４のうちの一方の着色層４がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒと、他方の着色層４がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂで形成されている部位においては、遮光部３ａ上において、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。
【００４４】
さらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒが相互に隣位するように形成されている部位においては、図６に示すように、両着色層４Ｒ，４Ｒを遮光部３ａ上で隙間６を介して隣接させ、かつ、隙間６および相互に隣位する両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０により、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆われている。すなわち、電極断線を生じやすい両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０で被覆するように形成されている。
【００４５】
なお、隙間６を被覆する電極断線を生じない感光性樹脂材料１０としては、赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料のうちの電極断線を生じない色の着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料で形成された着色層４Ｂや、透明の無着色の感光性樹脂材料や、黒色の感光性樹脂材料などの多種多様の感光性樹脂材料から選択することができるが、製造工程を増加させずに効率よく製造することができるという意味で、赤・緑・青の３色の着色感光性樹脂材料のうちの電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料を用いる。
【００４６】
さらにまた、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４、例えば青色の着色感光性樹脂材料で形成された着色層４Ｂが相互に隣位するように形成されている部位においては、図７に示すように、遮光部３ａ上で、いずれか一方の着色層４Ｂの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うとよい。この場合、相互に隣位する着色層４の色が同一である場合には、その色の着色層４を２分割して形成することにより、一方の着色層４の端部を他方の着色層４でオーバーラップさせる構成を容易に実現することができる。
【００４７】
前記各着色層４を形成する着色感光性樹脂材料の着色材としては、例えば、赤の着色材としてジアントラキノン系、緑の着色材としてハロゲン化フタロシアニン系、青の着色材としてフタロシアニン系が用いられる。
【００４８】
前記透明電極５は、従来と同様にして、ＩＴＯなどにより形成されている。
【００４９】
ここで、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法について図８に示すブロック図により説明する。
【００５０】
図８は図４に示す液晶用カラーフィルタの製造方法の参考形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図である。
【００５１】
本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法は、透明基板２の表面に遮光マスク３を形成した後に、遮光マスク３の光透過開口部３ｂに着色感光性樹脂材料をもって形成される赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを、着色層４の端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７からなる着色層４を先に形成し、着色層４の端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４を後から形成し、その後、透明電極５を形成することにより行われる。
【００５２】
さらに詳しく説明すると、図８に示すように、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａの製造方法は、遮光マスク形成工程において、透明基板２の表面に、遮光部３ａと、所定パターンで設けられる複数の光透過開口部３ｂとを具備する遮光マスク３をまず形成する。この遮光マスク３の形成方法は、従来と同様なので、その詳しい説明は省略する。
【００５３】
ついで、着色層形成工程において、遮光マスク３を形成した透明基板２の表面に、赤・緑・青の３色の着色層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを形成する。この時、赤・緑・青の３色の着色層４を、着色層４の端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７からなる着色層４を先に形成し、着色層４の端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８からなる着色層４を後から形成する。本参考形態においては、３色の着色層４を、赤の着色層４Ｒを最初に形成し、つぎに緑の着色層４Ｇを形成し、最後に青の着色層４Ｂを形成する。
【００５４】
また、各着色層４の形成は、遮光マスク３を形成した透明基板２上に着色感光性樹脂材料を塗布する塗布と、この塗布した着色感光性樹脂材料をマスクパターンを用いて所定パターンの露光を行う露光と、所定パターンの着色層４を形成する現像とをこの順に行う。
【００５５】
すなわち、本参考形態の着色層形成工程においては、塗布、露光、現像をこの順に、赤、緑、青の順に３回繰り返す。
【００５６】
また、各着色層４の相互に隣位する相互間は、図５に示すように、相互に隣位する着色層４のうちの一方の着色層４がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒと、他方の着色層４がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料８、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂで形成されている部位においては、遮光部３ａ上において、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うことができるように、一方の着色層４Ｒの端部を他方の着色層４Ｂで被覆するマスクパターンをそれぞれ用いて形成する。
【００５７】
さらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料７、例えば赤色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｒが相互に隣位するように形成されている部位においては、図６に示すように、両着色層４Ｒ，４Ｒを遮光部３ａ上で隙間６を介して隣接させ、かつ、隙間６および相互に隣位する両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０として機能する青の着色感光性樹脂材料による着色層４Ｂにより、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆うことができるように、両着色層４Ｒ，４Ｒの端部を電極断線を生じない感光性樹脂材料１０で被覆するマスクパターンを用いて形成する。
【００５８】
またさらに、相互に隣位する着色層４の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料からなる着色層４、例えば青色の着色感光性樹脂材料からなる着色層４Ｂが相互隣位するように形成されている部位においては、図７に示すように、遮光部３ａ上で、いずれか一方の着色層４Ｂの端部を他方の着色層４Ｂで、例えば５０μｍ程度オーバーラップするように覆う。
【００５９】
その後、透明電極形成工程において、各着色層４を形成した透明基板２の表面に、従来と同様に、ＩＴＯなどからなる所定パターンの透明電極５を形成することにより、本参考形態の液晶用カラーフィルタ１Ａが完成する。
【００６４】
なお、前述した実施形態の製造方法を用いて製造した液晶用カラーフィルタ１においては、電極断線の発生がないことが実際の製造により確認できた。
【００６５】
また、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタによれば、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００６７】
また、請求項２に係る本発明の液晶用カラーフィルタの製造方法によれば、着色層の端部を遮光部で被覆することができるので、透明電極の断線を確実に防止することができるなどの極めて優れた効果を奏する。したがって、請求項１に係る本発明の液晶用カラーフィルタを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの実施形態の要部の断面構造を示す説明図
【図２】 図１に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図３】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの製造方法の実施形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図
【図４】 本発明に係る液晶用カラーフィルタの参考形態の要部の断面構造を示す説明図
【図５】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層のうちの一方の着色層がその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成され他方の着色層がその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図６】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じやすい着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図７】 図４に示す液晶用カラーフィルタの相互に隣位する着色層の両者がともにその端部で電極断線を生じない着色感光性樹脂材料で形成されている部位における着色層の相互に隣位する相互間の形状を示す拡大説明図
【図８】 図４に示す液晶用カラーフィルタの製造方法の参考形態の要部を製造工程に沿って示すブロック図
【図９】 従来の液晶用カラーフィルタにおける着色層の端部に生じる残渣および電極断線の一例を説明する説明図
Claims (2)
- 透明基板と、この透明基板の表面に形成される遮光部およびこの遮光部の所定位置に設けられる複数の光透過開口部を具備する遮光マスク、および、この遮光マスクの光透過開口部に着色感光性樹脂材料から形成された複数色の着色層と、前記遮光マスクおよび各着色層の表面に直接形成される透明電極とを有する液晶用カラーフィルタにおいて、
前記各着色層の端部は、前記遮光部下で隣接されているとともに、前記各着色層の相互間の隙間および前記各着色層の端部は、前記着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、前記遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆されていることを特徴とする液晶用カラーフィルタ。 - 透明基板と、この透明基板の表面に形成される遮光部およびこの遮光部の所定位置に設けられる複数の光透過開口部を具備する遮光マスク、および、この遮光マスクの光透過開口部に着色感光性樹脂材料から形成された複数色の着色層と、前記遮光マスクおよび各着色層の表面に直接形成される透明電極とを有する液晶用カラーフィルタの製造方法において、
前記透明基板の表面に前記各着色層を任意の順序で形成した後に、前記遮光マスクを形成して、前記着色層の端部の根本部位に生じる残渣を被覆するように、前記各着色層の相互間の隙間および前記各着色層の端部を前記遮光マスクの遮光部でオーバーラップして被覆し、その後、前記透明電極を形成することを特徴とする液晶用カラーフィルタの製造方法。
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