JPH03109507A - 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】 ［発明の技術分野］ この発明はカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィ
ルタの形成方法に関する。

［従来技術］ 従来、カラー液晶表示装置においては、一対の透明なガ
ラス基板の対向面の一方に、鮮明な画像を得るためのブ
ラックストライプを格子状に形成するとともに、その間
に赤、緑、青のフィルタ層を形成し、このフィルタ層の
全表面および他方のガラス基板の対向面にそれぞれ透明
電極をマトリクス状に形成し、これら透明電極が対向す
るガラス基板間に液晶を封入した構造となっている。

このようなカラー液晶表示装置のカラーフィルタを形成
する場合には、一方のガラス基板の表面にクロム等の金
属膜よりなるブラックストライプを形成した後、このガ
ラス基板の全表面にブラックストライプを覆って感光性
樹脂を塗布し、この感光性樹脂上にフォトマスクを位置
合わせして配置し、このフォトマスクを介して前記感光
性樹脂を露光し現像することにより、例えば赤のフィル
タ層を所定箇所（すなわち、対向する透明電極が交差す
る画素のうち、赤用の画素と対応する部分）に形成する
。これと同様に、緑、青の各フィルタ層を順次所定箇所
に形成する。

［従来技術の問題点］ しかし、上述したカラーフィルタの形成方法では、各色
のフィルタ層を順次形成する際に、その都度フォトマス
クを位置合わせして露光を行なうため、フォトマスクの
位置合わせ精度等により各色のフィルタ層間に隙間が生
じたり、あるいは各色のフィルタ層の端部が重なり合っ
て盛り上ったりするという問題がある。

このような問題は、フィルタ層上に保護膜をオーバコー
トしても、上述した隙間による凹部や盛り上りによる凸
部がそのまま残ってしまうため、その表面に透明電極を
パターン形成する際に、透明電極のショートや断線等の
不良を招く。

特に、ねじれ角が１８０°〜２４０°程度の５ＴＮ（ス
ーパー・ツィステッド・ネマティック）型の液晶表示装
Ｍ等のように液晶の配向制御が難しいものでは、上述し
たフィルタ層の四部や凸部によって液晶の配向が乱れ、
配向不良を起しやすいという問題が生じる。

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、各色のフィルタ層の境界部分に凹
部や凸部が生じることがなく、フィルタ層全体の表面を
平坦に形成できるカラーフィルタの形成方法を提供する
ことにある。

［発明の要点］ この発明は上述した目的を達成するために、透明基板の
表面にブラックストライプを格子状にパターン形成する
とともに、このブラックストライプ上に仕切層をパター
ン形成し、この後、前記透明基板上に感光性樹脂を塗布
し、この透明基板側より前記ブラックストライプをフォ
トマスクの一部として露光し、前記感光性樹脂を現像す
ることにより、ブラックストライプ上の仕切層間におけ
る透明基板上に赤、緑、青のフィルタ層を順次パターン
形成することにある。

［実施例］ 以下、第１図〜第３図を参照して、この発明の詳細な説
明する。

第１図（Ａ）〜（Ｆ）はカラー液晶表示装置に用いられ
るカラーフィルタの製造工程を示す。

まず、第１図（Ａ）に示すように、透明なガラス基板ｌ
上にクロム等の金属膜よりなるブラックストライプ２を
フォトリングラフィ法により格子状にパターン形成する
。すなわち、ガラス基板ｌ上にクロム等の金属膜を蒸着
またはスパッタ等で形成し、この金属膜上にフォトレジ
ストを塗布する。この後、フォトマスクを介してフォト
レジストを露光し現像することにより、フォトレジスト
の不要な部分を除去してブラックストライプ２と対応す
る形状にパターン形成する。このフォトレジストをマス
クとして金属膜をエツチングして不要な部分を除去する
。これにより、各画素の境界部分にブラックストライプ
２が格子状に形成される。なお、この後はブラックスト
ライプ２上からフォトレジストを剥離する。

次に、第１図（Ｂ）に示すように、ガラス基板１上にブ
ラックストライプ２を覆って感光性樹脂３を塗布する。

この感光性樹脂は例えば黒色等の顔料（黒色でなくても
よい）を分散させた感光性ポリイミド等の紫外線硬化覆
の樹脂であり、後述するフィルタ層１Ｏ１１１，１２と
同じ材料が望ましいが、これに限られない。

この後、上述したブラックストライプ２と対応する部分
に透光部４を有するフォトマスク５を用意し、このフォ
トマスク５を感光性樹脂３上に位置合わせして配置し、
フォトマスク５を介して露光し、感光性樹脂３に紫外線
を照射する。すると、ブラックストライプ２と対応する
部分の感光性樹脂３には紫外線が照射されるので、この
部分の感光性樹脂３は硬化するが、それ以外の部分の感
光性樹脂３には紫外線が照射されないので、この部分の
感光性樹脂３は硬化しない。

そして、フォトマスク５を取り除いて感光性樹脂３を現
像すると、第１図（Ｃ）に示すように、紫外線が照射さ
れなかった部分の感光性樹脂３は硬化していないため除
去されるが、紫外線が照射されて硬化した部分の感光性
樹脂３は除去されずにブラックストライプ２上に残る。

これにより、仕切層６がブラックストライプ２上に形成
される。

次に、ガラス基板ｌ上に赤、緑、青の各フィルタＲ１０
１１１，１２のうち、例えば赤用のフィルタ層１０を形
成する。この場合には、第１図（Ｄ）に示すように、ガ
ラス基板ｌ上に仕切層６を覆ってフィルタ用の感光性樹
脂７を塗布したうえ予備乾燥（プリベーク）する、この
フィルタ用の感光性樹脂７は例えば赤色顔料を分散させ
た感光性ポリイミド等のネガ型の樹脂であり、ガラス基
板ｌ上に塗布されると仕切層６と対応する部分が山形状
に盛り上って形成される。

この後、赤用の画素と対応する部分に透光部８を有する
フォトマスク９を用意し、このフォトマスク９をガラス
基板ｌの下面側に位置合わせして配置し、その下側より
露光し、フォトマスク９およびガラス基板ｌを通して光
を感光性樹脂７に照射する。このとき、ブラックストラ
イプ２はフォトマスクの一部として機能するので、フォ
トマスク９の位置が少しずれても、ブラックストライプ
２の幅以内であれば、赤用の画素と対応する部分に精度
よく確実に光を照射することができる。このように感光
性樹脂７に光が照射されると、上述した感光性樹脂３と
同様、光が照射された部分の感光性樹脂７は硬化するが
、光が照射されなかった部分は硬化しない。

そして、フォトマスク９を取り除いて感光性樹脂７を現
像すると、第１図（Ｅ）に示すように、赤用の画素と対
応する部分の感光性樹脂７は、光が照射されて硬化する
ので残る。これにより、赤用のフィルタ層１０がガラス
基板ｌ上に形成される。しかし、線用、青用の各画素と
対応する部分、および仕切層６上に山形状の盛り上った
部分の感光性樹脂７は、光が照射されないため硬化しな
いので除去される。したがって、赤用のフィルタ層ｌＯ
はその端部が仕切層６上に重なったり、また仕切層６と
の間に隙間が生じたりすることなく、ブラックストライ
プ２上の仕切層６間における透明基板ｌ上に良好に形成
される。

この後、第１図ＣＦ）に示すように、緑、青の各フィル
タ層１１．１２を順次形成する。この場合には、上述し
た赤用のフィルタ層ｌＯと同様に、線用または青用の各
感光性樹脂を塗布して露光し現像することにより順次形
成することができる。この場合にも、各フィルタ層１１
．１２はその端部が仕切層６上に重なったり、また仕切
層６との間に隙間が生じたりすることがない、そのため
、赤、緑、青の各フィルタ層１０．１１．１２の全表面
は、従来のような隙間による凹部や端部の重なり合いに
よる凸部等のない平坦面に形成される。

このように形成された赤、緑、青の各フィルタ層１Ｏ１
１１，１２は、全表面の平坦性がよいから、その表面に
Ｉ　Ｔｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）等の透
明電極を形成する際に、凹部や凸部による透明電極のシ
ョートや断線等の不良が生じ難く、良好に透明電極を形
成することができる。また、このようなカラーフィルタ
をＳＴＮ型の液晶表示装置等のような液晶の配向制御が
難しいものに用いても、上述したように各フィルタ層１
０．１１．１２の表面が平坦であるから、液晶の配向が
乱れることがなく、良好に液晶を配向させることができ
る。

なお、この発明は上述した実施例に限らず、例えば、第
２図または第３図（Ａ）（Ｂ）に示すような方法でブラ
ックストライプ２上に仕切層６を形成してもよい。

第２図はガラス基板ｌ側から露光して仕切層６を形成す
る方法を示す、この方法では、予めガラス基板ｌ上に上
述した実施例と同様、ブラックストライプ２をパターン
形成し、このガラス基板１上にブラックストライプ２を
覆ってポジ型の感光特性をもった感光性樹脂３を塗布す
る。この状態で、ブラックストライプ２をフォトマスク
として、ガラス基板ｌの下側より露光する。そのため、
ブラックストライプｚ上に全く位置がずれずに仕切層６
を精度よく正確に形成することができ、これにより赤、
緑、青の各フィルタｆｉｌＯ１１１，１２をより一層精
度よく形成することが可能となる。また、上述した実施
例のようにフォトマスクを位置合わせする必要がないた
め、露光作業が容易にできる。

第３図（Ａ）（Ｂ）は仕切層６をブラックストライプ２
と同時に形成する方法を示す、この場合には、まず、第
３図（Ａ）に示すように、ガラス基板１上にクロム等の
金属膜１３を蒸着またはスパッタ等により形成し、この
金属膜１３上に樹脂膜１４を塗布する。この後、樹脂膜
１４上にフォトレジス）１５を塗布し、その上方よりフ
ォトマスク（図示せず）を介して露光し現像することに
より、フォトレジスト１５を所定の形状にパターン形成
する。そして、このフォトレジスト１５をマスクとして
樹脂ｌ１１４をエツチングし、第３５！Ｊ（Ｂ）に示す
ように、不要な部分を除去することにより仕切層６を形
成するとともに、さらに金属膜１３をエツチングして不
要な部分を除去することによりブラックストライプ２を
パターン形成する。この場合のエツチングはウェットエ
ツチングでもよいが、ドライエツチングが望ましい、な
お、樹脂膜１４および金属膜１３を順次エツチングして
仕切層６をブラックストライプｚ上に形成した後は、仕
切層６上からフォトレジス）１５を剥離する。したがっ
て、このような仕切層６の形成方法では、金属！１１３
上に仕切層６をパターン形成した後、この仕切層６をマ
スクとして金属膜１３をエツチングすることによりブラ
ックストライプ２をパターン形成するので、上述した第
２図の場合と同様に仕切層６をブラックストライプ２上
に精度よく正確に形成することができる。なお、樹脂Ｊ
ｌ１１４に耐エツチング性に優れた感光性樹脂を用いれ
ば、フォトレジス）１５を設ける必要がないので、製造
工程が大幅に簡素化し、生産性の向上が図れる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、透明基
板上に形成されたブラックストライプ上に仕切層を形成
し、この仕切層間における透明基板上に赤、緑、青の各
フィルタ層を順次形成するようにしたので、各フィルタ
層の境界部分に凹部や凸部が生じることがなく、カラー
フィルタ全体を平坦に形成することができる。そのため
、カラーフィルタ上に透明電極を形成する際に、透明電
極のショートや断線等の不良の発生を防ぐことができる
。また、ＳＴＮ型のカラー液晶表示装置等のような液晶
の配向制御が難しいものに用いても、カラーフィルタの
表面が平坦であるから、液晶の配向が乱れることがなく
、良好に液晶を配向させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の実施例を示し、第１図（Ａ
）〜（Ｆ）はカラー液晶表示装置に用いられるカラーフ
ィルタの製造工程を示す図、第２図および第３図 （Ａ） （Ｂ） はブラックストライ プ上に仕切層を形成する他の実施例を示す図である。 １・・・・・・ガラス基板、 ２・・・・・・ブラックストライ プ、 ６・・・・・・仕切層。 ７・・・・・・感光性樹脂、 ｌ　０１ ｉｔ　、 ２・・・・・・フィルタ層、 ３・・・・・・金属膜。 特 許 出 願 人 カシオ計算機株式会社 ２ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板の表面にブラックストライプを格子状にパター
   ン形成するとともに、前記ブラックストライプ上に仕切
   層をパターン形成する工程と、前記透明基板上に感光性
   樹脂を塗布し、この透明基板側より前記ブラックストラ
   イプをフォトマスクの一部として露光し、前記感光性樹
   脂を現像することにより、前記ブラックストライプ上の
   前記仕切層間における前記透明基板上に赤、緑、青のフ
   ィルタ層を順次パターン形成する工程と、からなるカラ
   ーフィルタの形成方法。