JPH01102504A

JPH01102504A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH01102504A
Application number: JP62262369A
Authority: JP
Inventors: Masao Inoue; 正夫井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はカラーフィルタの製造方法に係り、特にアクテ
ィブマトリックス型やマルチプレックス型のカラー液晶
表示装置に用いられるガラ−フィルタの製造方法に関す
る。

（従来の技術）近年、液晶を用いた表示装置では、カラー化の要求が高
まっており、ツィステッドネマティック（以下、ＴＮ　
：　Ｔｗｉｓｔｅｄ　ＮｅＩＩａｔｉｃ　）型液晶表示
装置でカラーフィルタを設けたものが主流になっている
。

第４図は薄膜トランジスタ（以下、ＴＰＴ）を備えたア
クティブマトリックス型で、この種の表示装置の一例を
示す断面図である。同図において、ガラス基板１の一生
面上にはゲート電極２、ゲート絶縁膜３、半導体層４、
ソース電極５およびドレイン電極６から構成されるＴＰ
Ｔと、一端がソース電極５に接続された表示電極７とが
形成され、さらにＴＰＴおよび表示電極７を覆うように
配向膜８が形成されており、これら各層によりアレイ基
板９が構成される。一方、このアレイ基板９に対向して
ガラス基板１０が配置されており、ガラス基板１０の内
面にカラーフィルタ１１、保護膜１２、共通電極１３、
および配向１１４が順次積層形成されて対向基板１５を
構成している。そしてアレイ基板９と対向基板１５とは
、図示を省略した周囲のシール材により間隙を保持して
配置されており、その間隙には液晶層１６が挟持されて
いる。

このような構成の液晶表示装置におけるカラーフィルタ
１１の形成方法としては、ガラス基板上に有機高分子物
質膜を塗布した後、所定部をレジストで覆うことにより
選択的に染色を行う方法が開示されており（特公昭５２
−４６７７６号公報参＠）、また、着色剤等を配合して
なるインクによる層を印刷により形成する方法等が知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上述した従来の方法は、いずれも以下のよ
うな問題点を有している。

まず染色方法においては、平面的寸法精度は極めて良好
であるものの、立体的寸法精度は必ずしも良くなく、さ
らに染色層が極めて薄いためにわずかのゴミ等が品質に
影響を及ぼし、高歩留りは期待できないという問題があ
った。また、製造工程が長いため、量産性に問題があっ
た。

一方、印刷によりカラーフィルタを形成する方法におい
ては、製造工程が少ないため量産性に優れているものの
、特にカラーフィルタのような多色印刷の場合、第１色
目、第２色目、第３色目と順次印刷するに従い、印刷ス
クリーン版が基板に対して浮いてしまい、平面的、立体
的寸法精度が低下し、特に高精細化には不向きであると
いう問題があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、微細パターンを精度良く形成でき、しかも量産性が
良く、高歩留りなカラーフィルタの製造方法を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］（問題点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は、表面に金Ｘ膜を
形成した透明基板にレジストを塗布する工程と、この塗
布したレジストを露光・現像する工程と、レジストを露
光・現像した基板をエツチングして前記金ｌｃ膜にカラ
ーフィルタ用インクの充填溝を多数形成するインク充填
溝形成工程と、前記各インク充填溝の所定の溝に各色の
カラーフィルタ用インクを順次充填する工程とを有する
ニーとを特徴とするものである。

（作　用）本発明は、透明基板上の金属薄膜にＰＥＰ工程（Ｐｈｏ
ｔｏ　Ｅｎｇｒａｖｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）により、カ
ラーフィルタインク充填用溝を形成し、この溝にカラー
フィルタ用インクを充填する工程を各色毎に繰返す製造
方法であるから、染色法および印刷方式の長所を兼ね備
え、かつ欠点をカバーすることが可能となり、微細パタ
ーンを精度良く形成でき、しかも量産性が良く、高歩留
りなカラーフィルタの製造ができる。

（実施例）以下、本発明方法の一実施例について第１図および第２
図を９照して説明する。

第１図は実施例方法の製造工程を示す図で、第２図は実
施例方法により製造したカラーフィルタを示す断面図で
ある。

まず、例えば１０ｃｒＲ角のガラスからなる透明基板２
１の一主面上に、例えば５μを厚の金属膜２２例えばＣ
ｒ膜を真空蒸着する（第１図（ａ））。

次にポジ型レジスト（ＯＦＰＲ８００−３０ＣＥｌ　：
東京応化製）２３をスピンナーにより約１μｌ厚に塗布
した後（第１図（ｂ））、９０℃でプリベーキングし、
露光、現像、ボストベーキング（１３０℃）工程（第１
図（Ｃ）〉を経た後、エツチング（硝酸第２セリウムア
ンモン溶液使用、５０℃）して（第１図（ｄ））、レジ
ストＭ離（第１図（ｅ））を行う。

こうして金！！２２にフィルタインク充填用の凹部２４
を形成した後、金属Ｍ２２上に第１色目のインク２５を
滴下し、印刷用スキージにて金属膜面上にインクを広げ
る。このとき、フィルタインク充填用の凹部２４に第１
色目インク２５を金属膜面と平滑面となるように注入す
る（第１図（ｆ））。

このようにして第１色目のフィルタ製造工程すなわち第
１図（ｂ）〜（ｆ）と同様にして、第２色目のフィルタ
製造工程（第１図（ｇ）〜（ｋ））、第３色目のフィル
タ製造工程（第１図（１）〜（ｐ））をａ返し、ガラス
基板２１上に赤２５、緑２６、青２７、黒２８のマトリ
ックス状のカラーフィルタが形成される。

こうしてカラーフィルタを形成したガラス基板２１上に
、保護膜２９としてアクリル樹脂を有機溶剤に溶かした
液をスピンナーにより塗布した後（第１図（（１）＞、
Ｉ’ｒｏｇ３ｏをスパッタ蒸着（第１図（ｒ））Ｌ、そ
の後ポリイミド樹脂３１をスピンナーにより塗布（第１
図（ｓ））して、液晶ＴＶ用のカラーフィルタが完成す
る。

このように、本発明方法はＰＥＰ工程と印刷工程の両工
程を用いることにより、微細パターンを精度良く形成で
き、しかも量産性および歩留りを向上させることができ
る。

第３図は本発明方法の他の実施例を示す図で、透明基板
２１上に、金属膜２２を形成してポジ型レジスト（ＯＦ
ＰＲ８００−３０ｃｐ　：東京応化製）２３を塗布した
後（第３図（ｂ））、フィルタインク充填用の格子状凹
部を形成すべく９０℃でプリベーキングし、露光、現像
、ボストベーキング（１３０℃）工程を経た後（第３図
（Ｃ））、エツチング（硝酸第２七リウムアンモン溶液
使用、５０℃）して（第３図（ｄ））、レジスト剥離を
行う（第３図（ｅ））。

こうして金Ｒ膜２２に第１色目インク充填用凹部２４ａ
、第２色目インク充填用凹部２４ｂ５第３色目インク塗
布用の凹部２４ｃを格子状に形成した後、金１［２２上
にレジスト２３ａを再び滴下し、印刷用スキージにて金
属膜面と同一面となるように各フィルタインク充填用溝
２４ａ、２４ｂ、２４ｃにレジスト２３ａを注入する（
第３図（ｆ））。

しかる後、露光、現像工程により第１色目のフィルタイ
ンク充填用凹部２４ａのみレジストを除去しく第３図（
ｇ））、この第１色目のフィルタインク充填用凹部２４
ａにインク２５を充填する（第３図（ｈ））。

このようにして第１色目のフィルタ製造工程すなわち第
３図（ｇ）〜（ｈ）と同様にして、第２色目のフィルタ
製造工程（第３図（１）〜（ｊ））、第３色目のフィル
タ製造工程（第３図（ｋ）〜（１））を繰返し、ガラス
基板２１上に赤２５、緑２６、青２７、黒２８のマトリ
ックス状のカラーフィルタが形成される。

ところで、本発明方法は上述実施例に使用した部材およ
び成膜方法に限定されるものではなく、以下に記載する
材質および成膜方法にも適用可能である。

（１）透明基板部材ニガラスまたはアクリル等の樹脂（２）金属膜作成方法ニスパッタまたは真空蒸着金属箔貼付メツキまたは無電解メッキ印刷による金Ｒ膜（３）金属膜部材：　Ａｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、５ＩＪＳ無電
解メツキの場合はＣｕ、　Ｗ、　Ｚｎ、　Ｓｎ、　Ｐｄ
のうちの１種または２種以上（４）金ＩＩＪ膜厚さ：　３〜５０μｍ程度（５）保護
膜ニアクリル樹脂等（６）透明導電膜：　Ｉｎ−８ｎ酸化物またはＳｎ酸化
物（７）配向膜：ポリイミド樹脂等（８）透明基板上に透明導電膜を作成し、これを液晶デ
バイス電極およびメツキ用電極として使用してもよい（９）顔料は、たとえば１μｌ以下の粒子サイズで、好
ましくは０．１μｍ以下の有機含量がよい（１０）イン
ク注入はエツチング後レジストのついた状態、またはレ
ジスト剥離後のいずれでも良い。

（１１）インク注入後、が１離剤を塗布またはインク中
に剥離剤を混入し、各色の混色を防ぐ［発明の効果］以上説明したように、本発明のカラーフィルタの製造方
法によれば、微細パターンを精度良く形成でき、しかも
量産性がおよび歩留りが向上する。

尚、以下に本発明方法と従来方法との比較を表にまとめ
た。

（以下、余白）このように、本発明方法はＰＥＰ工程と印刷工程の両工
程を用いることにより、上記比較衣のように極めて優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による一実施例の製造工程を示す図
、第２図は実施例方法により製造したカラーフィルタの
構成を示す部分断面図、第３図は他の実施例方法の製造
工程を示す図、第４図はアクティ“ブマトリックス型液
晶表示装置を示す部分断面図である。２１・・・・・・・・・透明基板２２・・・・・・・・・金属薄膜２３・・・・・・・・・レジスト２４・・・・・・・・・フィルタインク充填用凹部２５
・・・・・・・・・第１色目フィルタ用インク２６・・
・・・・・・・第２色目フィルタ用インク２７・・・・
・・・・・第３色目フィルタ用インク出願人　　　　　
　株式会社　東芝代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第２図第４図二　　　　’７．　　　　　ｉ　　　　　Ｃ−ノ　　　
　　　　　〜ノ　　　　　　　　　−ノ　　　　　　　
　　ζノ＋−叙へ＠３四Ｈ嘆−−←−賀（イ）舶凹Ｈ−
−−言　　　”　　　　Ｑｐド一一一誂−６叩Ｈ鴫□

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に金属膜を形成した透明基板にレジストを塗
布する工程と、この塗布したレジストを露光・現像する
工程と、レジストを露光・現像した基板をエッチングし
て前記金属膜にカラーフィルタ用インクの充填溝を多数
形成するインク充填溝形成工程と、前記各インク充填溝
の所定の溝に各色のカラーフィルタ用インクを順次充填
する工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの
製造方法。
（２）カラーフィルタ用インクの充填を、基板上にイン
クを滴下した後、印刷用スキージを用いて行うことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタの
製造方法。
（３）カラーフィルタ用インクの充填を、金属膜エッチ
ング後にレジストを剥離してから行うことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタの製造方法
。
（４）金属膜は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｗ、
Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｄおよびステンレスのなかから選ばれた
少なくとも一種または二種以上の金属からなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタの
製造方法。
（５）金属膜の膜厚が３〜５０μｍであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタの製造
方法。
（６）カラーフィルター用インクが、有機または無機顔
料の一種または二種からなり、平均粒径が５．０μｍ（
通気法）以下の粒径であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のカラーフィルタの製造方法。
（７）各カラーフィルタ用インクの充填はインク被充填
溝以外の充填溝をレジストでマスキングしながら行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラーフィ
ルタの製造方法。