JP5217154B2 - カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ - Google Patents
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Description
このブラックマトリックスの形成は、ガラス基板(40)上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。
ために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。しかし、広く用いられているTN型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、コントラストが低下し表示品質が悪化する。コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。
図11(a)、(b)は、MVA−LCDに用いられるカラーフィルタの一例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例は、平面形状が円形の配向制御用円形突起(23A)が形成されたカラーフィルタ(8A)である。このようなカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、一画素内で液晶分子の配向方向が多方向となり視野角は広いものとなる。
平面形状が円形の配向制御用円形突起(23A)、或いは平面形状がストライプ状の配向制御用リブ(23B)のB−B’線、或いはA−A’線での断面形状は、例えば、三角形状、かまぼこ状であり、これらは、例えば、透明なポジ型のフォトレジストを用いて形成される。
図13は、該公報に開示された液晶表示装置の一方の基板の一例における配向制御用突起及び遮光手段を示す断面図である。
この基板は、配向制御用突起(23)と遮光部(45)が同一基板本体(ガラス基板)(40)上に設けられているので、配向制御用突起(23)と遮光部(45)を異なる基板本体(40)上に設けた場合に比べ、配向制御用突起(23)と遮光部(45)を高精度に位置合わせをすることができ、効果的に光漏れを遮断することができるようになっている。
に比べ、小さくすることが可能となる。
これにより、液晶表示装置のコントラストの低下を防ぎ、また、画素の開口率を高め、表示輝度を向上させたものとしている。
遮光層(46)は、ブラックマトリックス(41)の形成に用いた材料と同一材料を用い、ブラックマトリックスの形成と同時に形成されたものであり、その幅(W2)は、図13に示す基板における遮光部(45)の幅(W2)と同一である。また、着色画素(42)、透明導電膜(43)、及び配向制御用突起(23)には、従来と同一材料を用い、配向制御用突起(23)の幅(W1)は、図13に示す基板における配向制御用突起(23)の幅(W1)と同一である。
また、遮光層(46)の幅(W2)と、配向制御用突起(23)の幅(W1)との差(ΔW)は残されているので、画素の開口率を高めることによって得られる表示輝度の向上は不充分なものである。
また、上記カラーフィルタの製造方法を用いて製造したカラーフィルタを提供することを課題とする。
前記配向制御用突起の下方に位置する前記遮光層として、その幅が該配向制御用突起の幅より大きく、その中央に光透過部を有する中空遮光層を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。
を形成する際に、
1)該中空遮光層の形成に用いる材料として、熱フロー性を有する材料を用い、
2)前記中空遮光層の線幅よりも狭幅の線幅を有する中空遮光層形成用パターンを設け、
3)該中空遮光層形成用パターンを加熱して熱フローさせ、中空遮光層形成用パターンの高さよりも低い高さの中空遮光層を形成し、
着色画素の形成により発生する着色画素の段差を、前記中空遮光層の形成時における着色画素の段差よりも低い段差に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。
図1は、本発明によるカラーフィルタの製造方法を用いて製造したカラーフィルタの一実施例の一部分を拡大して示す断面図である。また、図2は、図1に示すカラーフィルタにおける中空遮光層の平面図である。
図1及び図2に示すように、本発明によるカラーフィルタは、ガラス基板(40)上に、ブラックマトリックス(41)、中空遮光層(56)、着色画素(42)、透明導電膜(43)、及び配向制御用突起(23)が順次に形成されたものである。
また、図2(b)は、配向制御用突起の平面形状がストライプである前記配向制御用リブ(23B)に対応した一対の帯状の中空遮光層(56B)である。図2(b)中、点線は、配向制御用リブ(23B)底部の位置を表したものである。
つまり、本発明における中空遮光層は、環状、或いは一対の帯状の中空遮光層であるので、画素の開口率を高め表示輝度を向上させるものであり、また、配向制御用突起(23)が関与した光漏れ、特に配向制御用突起の両端部近傍における著しい光漏れ、及び着色画素の段差(D11)が関与した光漏れの全体に対し効果的に光漏れを遮断することが可能となる。
しかし、この段差(D12)は、中空遮光層(66)の膜厚(H32)が低いために、前記図1に示すカラーフィルタにおける着色画素の段差(D11)よりも低いものとなっている(D12<D11)。
中空遮光層(66)形成用パターン(図示せず)の形成に際しては、加熱によるフローによって中空遮光層(66)の線幅(W12)になるように、中空遮光層形成用パターンの線幅を、中空遮光層(66)の線幅(W12)よりも狭幅に形成しておく。次に、この中空遮光層形成用パターンを加熱してフローさせ、線幅(W12)の中空遮光層(66)を形成する。
また、この際のフローにより、中空遮光層形成用パターンの膜厚よりも低い膜厚の中空遮光層(66)を得ることができる。
当初から、低い膜厚の中空遮光層形成用パターンを形成しておくことによって、着色画素の形成後に発生する段差は、前記図1に示すカラーフィルタにおける着色画素の段差(D11)よりも低くなるが、上記熱によるフローによる中空遮光層形成用パターンの膜厚の低下が加算され、得られる中空遮光層(66)の膜厚(H32)は更に低いものとなる。
中空遮光層(76)は、ブラックマトリックス(41)の形成に用いる材料を用い、ブラックマトリックスの形成と同時に形成された例である。従って、ブラックマトリックス(41)の膜厚(H23)と中空遮光層(76)の膜厚(H33)は、略同一である(H23≒H33)。また、中空遮光層(76)と、配向制御用突起(23)の両端部間には、着色画素の段差(D13’)はなく、着色画素(42)の表面は平坦である。
中空遮光層(76)上の部分の着色フォトレジスト層(60)は、着色画素の段差(D13)に相当する突状になっている。
フォトマスク(PM)の膜面は、着色フォトレジスト層(60)に対向している。図6は、ネガ型の着色フォトレジストが用いられた例である。
ハーフトーン(52)としては、紫外線を減衰させる薄膜、例えば、ITOなどの金属酸化物からなるハーフトーン、或いは、フォトマスクを製造する際に成膜したクロム膜をフォトエッチングしたハーフトーンなどが挙げられる。
一方、中空遮光層(76)上の部分の着色画素(42A)の形成に対応した開口部では、照射される光は、ハーフートーン(52)によって強度の弱まった光となっているので、図6中、点線で示す現像後の中空遮光層(76)上の部分の着色画素(42A)の膜厚は符号H45で示す膜厚となる。
5で示す膜厚となる。従って、着色画素(42)の表面は、図5に示すように平坦なものが得られる。
中空遮光層(86)は、ブラックマトリックス(41)の形成に用いる材料を用い、ブラックマトリックスの形成と同時に形成された例である。従って、ブラックマトリックス(41)の膜厚(H24)と中空遮光層(86)の膜厚(H34)は、略同一である(H24≒H34)。また、中空遮光層(86)と、配向制御用突起(23)の両端部間には、着色画素の段差(D14’)はなく、着色画素(42)の表面は平坦である。
従って、中空遮光層(86)と、配向制御用突起(23)の両端部間には、着色画素の段差(D14)が発生している。
平坦化処理としては、例えば、平盤研磨機を用いた処理が挙げられる。
23・・・配向制御用突起
23A、23B・・・配向制御用円形突起(リブ)
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
41A・・・マトリックス部
41B・・・額縁部
42・・・着色画素
43・・・透明導電膜
44・・・層間絶縁層
45・・・遮光部
46・・・遮光層
52・・・ハーフトーン
56、66、76、86・・・中空遮光層
56A・・・配向制御用円形突起に対応した環状の中空遮光層
56B・・・配向制御用リブに対応した一対の帯状の中空遮光層
60・・・着色フォトレジスト層
D11〜D14・・・着色画素の段差
G・・・露光のギャップ
H3、H4・・・配向制御用突起(リブ)の高さ
H21〜H24・・・ブラックマトリックスの膜厚
H31〜H34・・・中空遮光層の膜厚
H44、H45・・・着色画素の膜厚
L・・・露光光
PM・・・フォトマスク
T・・・光透過部
W3、W4・・・配向制御用突起(リブ)の幅
W11・・・配向制御用突起の幅
W12・・・中空遮光層の片幅
W13・・・中空遮光層の幅
Claims (5)
- ガラス基板上に、少なくともブラックマトリックス、配向制御用突起に起因する光漏れを遮断する遮光層、着色画素、透明導電膜、配向制御用突起を順次に形成するカラーフィルタの製造方法において、
前記配向制御用突起の下方に位置する前記遮光層として、その幅が該配向制御用突起の幅より大きく、その中央に光透過部を有する中空遮光層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記中空遮光層を形成する際に、
1)該中空遮光層の形成に用いる材料として、熱フロー性を有する材料を用い、
2)前記中空遮光層の線幅よりも狭幅の線幅を有する中空遮光層形成用パターンを設け、
3)該中空遮光層形成用パターンを熱フローさせ、中空遮光層形成用パターンの高さよりも低い高さの中空遮光層を形成し、
着色画素の形成により発生する着色画素の段差を、前記中空遮光層の形成時における着色画素の段差よりも低い段差にすることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記着色画素の形成時に、中空遮光層上の部分の着色画素の膜厚を着色画素の他の部分より薄く形成し、着色画素の表面を平坦にすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記着色画素の形成後に、研磨によって着色画素の段差を除去し、着色画素の表面を平坦にすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ。
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