JPH01229205A - カラーフィルタの形成方法 - Google Patents

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】 〔概　要〕 カラー液晶表示パネル等に用いるカラーフィルタの形成
方法に関し、 膜厚が均一９表面が平１１１で、目つ耐熱性、耐薬品性
、および堅牢性に優れ、同時にブラックマ１−リクスを
有する高品質のカラーフィルタを、簡単な製造工程によ
り形成し得るようにすることを［」的とし、 絶縁性基板Ｉ−に陽極酸化可能な金属よりなる金属薄膜
を形成し、該金属薄膜を選択的に陽極酸化することによ
り、該金属薄膜の所望部分を透光性の多孔質膜に化成す
る工程と、該多孔質膜−１−に所望の染料を付着させ、
該染料に゛より前記多孔質膜を染色させる工程とを施す
ことにより、前記染色された透光性の多孔質膜部と、そ
の周囲を取り囲む遮光性薄膜とを形成する構成とした。

〔産業上の利用分野］ 本発明はカラー表示パネル等に用いるカラーフィルタの
形成方法に関する。

「従来の技術］ 液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの形成方法とし
ては、染色法、蒸着法、電着法、印刷法等が挙げられる
。これらのうちで印刷法は、■Ｔ程数が少ないので製造
コストが安い、■大面積のものが容易に作成できる等の
利点がある。その反面、■位置の制御性が悪い、■膜厚
の制御性が悪い、■フィルタ表面の平坦性が悪い等の欠
点がある。特に■、■の欠点は、液晶封入空間内にフィ
ルタを設けた構造の液晶表示パネルに適用した場合に、
パネル内での表示が不均一となる現象発生につながり、
大きな問題となる。

これの解決手段として基板上に高分子材料の膜を形成し
、この膜トに染料を印刷法により付着させて染色する方
法が考えられるが、高分子膜は耐熱性、耐薬品性や品質
のバラツキ、着色等に問題がある。また表示のコントラ
スト向上のためには、表示電極に対応する部分以外を遮
光膜で覆う、所謂ブラックマトリクスが必要であるが、
−上記欠点の■に挙げた位置の制御性の悪さのため、高
品質のものが得難い。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来のカラーフィルタの形成方法は、膜厚の
制御性３表面の平坦性、耐熱性、耐薬品性等々に何らか
の問題があり、またブラックマトリクスを形成し難いな
ど、満足し得るものがなかった。

そこで本発明は、膜厚が均一５表面が平均で、月つ耐熱
性２耐薬品性、および堅牢性に優れ、同時にブラックマ
トリクスを有する高品質のカラーフィルタを、簡単な製
造工程により形成し得るようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては第１図に示す如く、絶縁性基板１上に
金属薄膜２を形成し、この金属薄膜２のうち例えばブラ
ックマトリクスを形成する部位を除く他の枡目状の区域
を選択陽極酸化して、表示電極に対応する多孔質膜３に
化成し、この多孔質膜３トに染料を付着させ、この染料
により多孔質膜３を染色する。

上記金属薄膜２を陽極酸化した多孔質膜３は透光性を有
し、且つ、染色されているのでカラーフィルタとして働
き、その周囲の陽極酸化されていない部分は遮光性を有
するので、ブラックマトリクスとして働く。

〔作　用〕

本発明は、遮光性を有するアルミニウム（Ａ２）等の金
属薄膜を選択的に陽極酸化することにより、例えば枡目
状に配設された複数個の多孔質膜部を形成する。

上記金属薄膜を陽極酸化した多孔質膜は透光性を有し且
つ染色可能であるので、これを染料で染色することによ
って、格子状の遮光膜で仕切られた透光性の着色膜を形
成することができる。

上記多孔質膜は、ＡＩ！、等の金属を硫酸（Ｈ２Ｓ０４
）等の酸性浴で陽極酸化することにより、容易に得るこ
とができ、この多孔質膜はアニオン型水溶性染料や油性
染料で染色できることが知られている。この陽極酸化に
より得られた多孔質膜は、元になる金属薄膜の厚さが均
一で平面性が良好なら、それに応じた膜厚均一性、平面
性が得られ、耐熱性も十分にある。また、浴を選ぶこと
により完全に透明な膜が得られることも知られている。

また金属の薄膜は１０００人程度以十で十分な遮光性を
示し、カラーフィルタのブラックマトリクスに適用でき
、またこの部分は染色されないため、この部分で色のに
じみを食い市めることができるので、染料の付着時の多
少の色ずれはこの部分で吸収できる。

ｈ述の如く本発明によれば、染色を行うカラーフィルタ
層としてアルミ（Ａｆｆｉ）等の金属を陽極酸化して得
られる多孔質膜を用いることにより、均一な膜厚を有し
、表面が平坦で、且つ、耐熱性。

耐薬品性、および堅牢性に優れたカラーフィルタを、ブ
ラックマトリクス形成も含めて簡単な製造工程で作成し
得る。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を、まず第１図（ａ）、　（ｂ）
および第２図（ａ）〜（ｄ）により説明する。

第１図（ａ）は要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢
視部を示す断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本実施例を
その製造工程の順に示す要部断面図である。

第２図（ａ）は染色前の状態を示し、１はガラス基板の
ような絶縁性基板、２は選択陽極酸化により元のＡｌ薄
膜が陽極酸化されずに、格子状に残った部分で、カラー
フィルタの完成時にブラックマトリクスになる部分であ
る。この格子状のＡＩ！、ｌ膜部２は、更に色のにじみ
防止のための隔壁として機能する。また、３はＡｎ薄膜
を陽極酸化することにより形成した多孔質膜で、この後
の工程で染料により着色する部分である。４はインクジ
ェットノズル５より噴射された染料である。

噴射された染料４は第２図（ｂ）に示すように、多孔質
膜３ヒに付着する。図の４′は付着した染料を示す。こ
の染料４′は、多孔質膜からなる各折目にのみ付着する
ことが望ましいが、各折目間には、折目間を仕切ってい
るＡ／２ｍ膜２゛が存在するので、このＡ４２ＦＪＪ膜
２゛上に染料が多少はみ出しても差し支えはなく、とに
かく排口部分に付着していればよい。従って染料の噴射
位置制御の精度は比較的ゆるいものでよく、染料の塗布
位置制御は容易である。

ト記多孔質膜３上に付着した染料４′は、同図（Ｃ）に
示す如く多孔質膜３からなる枡目１−に広がる（図の４
′″参照）ともに、同図（ｄ）に梨地で示すように多孔
質膜３内部に浸透し、多孔質膜３を染色する。

この後、酢酸ニッケル浴に浸漬することにより封孔処理
を施して染料を定着して、前記第１図（ａ）。

（ｂ）に示したようなカラーフィルタが完成する。

］二記名孔質膜部は透光性を有し、且つ染色されている
ので、カラーフィルタとして作用する。しかも本実施例
によるカラーフィルタの形成完了時には、−上記枡目状
の各多孔質膜３を取り巻いて、遮光性のＡｊ２薄膜２が
形成される。従って本実施例によりカラーフィルタを形
成すれば、ブラックマトリクスが同時に形成されること
となる。

しかも本実施例では、カラーフィルタ部とブラフ　− ツタマトリクス部とは、同一バターニング工程で画定さ
れるので、両者の位置ずれが生じることは全くなく、位
置制御性が極めて良好である。

また両者はＡｌ膜およびその陽極酸化膜により構成され
るので、元になるＡｌ薄膜の膜厚を均−且つ平坦に形成
しておくことにより、完成したカラーフィルタも均一な
膜厚と平坦な表面を有する膜に形成できるとともに、堅
牢な膜とすることができる。

次に本発明の変形例を第３図（ａ）〜（Ｃ）により説明
する。

まず（ａ）に示すように、ガラス基板１−ヒにＡｆｉｌ
膜６を蒸着により１μｍの厚さに形成し、その上にレジ
スト膜７を塗布する。

次に（ｂ）に示す如く、このレジスト膜７のうち、隔壁
としてメタルを残す部分を除去し、これによりＡｌ薄膜
６のうち表面を露呈した部分を硼酸アンモニウムのエチ
レングリコール飽和溶液中で、ｓｏｖ、ｉｏ分程度の陽
極酸化を施して、緻密な陽極酸化膜を形成する。この緻
密な陽極酸化膜は＝８− アルミナ膜８であって、硫酸浴に対するバリア層として
用いることができる。

そこでＬ記しジスト膜７を除去した後、硫酸を２％含有
する硫酸浴中において、２０Ｖで３０分程度陽極酸化す
ることにより、十記アルミナ膜８が形成されていない部
分を、多孔質膜３に化成する。

次いで、酸性染料４をこの多孔質膜３七に付着させ、こ
れにより多゛孔質膜３を染色した後、酢酸ニッケル浴に
浸漬する等により封孔処理を行って染料を定着させ、カ
ラーフィルタが完成する。

本変形例においては、使用する浴を変えることにより、
先ず緻密なアルミナ膜８を格子状に形成し、これをバリ
ア層として多孔質膜３を折目状に形成したものであるか
ら、両者の位置ずれを生しることはない。

本変形例に示す如く、ブラックマトリクスとなる遮光性
膜は、金属とその酸化物との積層膜としてもよく、また
前記一実施例の如（、元の金属薄膜をそのまま残したも
のであってもよい。

ｉｏ− なお、本発明において使用する染料は上述した如く酸性
染料に限定されるものではなく、例えば油性染料であっ
てもよい。

また封孔処理も酢酸ニッケル浴に浸漬する方法に変えて
、樹脂を塗布する等によっても行うことができ、これま
た特に限定する必要はない。但し樹脂を塗布する方法で
は、耐熱性が低い点に留意する必要がある。

〔発明の効果］ 以上説明した如く本発明によれば、至って簡単な製造工
程により、膜厚が均一で表面が平坦且つ耐熱性、耐薬品
性に優れ、堅牢でブラックマ）　ＩＪクスを備えた、高
品質のカラーフィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の構成を示す要部平面
図および要部断面図、 第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例をその製造工
程の順に示す要部断面図、 第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の変形例を示す要部断面
図である。 図において、１は絶縁性基板、２及び６は金属薄膜、３
は多孔質膜、４．４’　、４”′は染料、７はレジスト
膜、８は硫酸浴に対するバリア層となるアルミナ膜を示
す。 代理人　弁理士　　井　桁　貞　− ＯＬ ０−Ｌ＋ Ｎノ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７銘 咋− Ｋ 心べ 賢 國

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　絶縁性基板（１）上に陽極酸化可能な金属よりなる金
   属薄膜（２）を形成し、該金属薄膜を選択的に陽極酸化
   することにより、該金属薄膜の所望部分を透光性の多孔
   質膜（３）に化成する工程と、該多孔質膜（３）上に所
   望の染料（４）を選択的に付着させ、該染料により前記
   多孔質膜（３）を染色させる工程とを施すことにより、 前記染色された透光性の多孔質膜（３）部と、その周囲
   を取り囲む遮光性薄膜とを形成することを特徴とするカ
   ラーフィルタの形成方法。