JPH0343702A - 遮光パターンを有するカラーフィルタ - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、テレビやＯＡ用デイスプレィあるいはセンサ
ー等に使用されるカラーフィルタに関するものであり、
詳しくは、画面の非画素部分に形成される遮光パターン
を有するカラーフィルタに関するものである。

〈従来の技術〉 液晶表示装置は液晶分子の配向を電圧によって制御し、
光の透過率を変化させて画像を表示するものである。す
なわち、液晶は画素部における光のＯＮ、ＯＦＦをつか
さどるシャッターの役割をする。

液晶表示装置の画質の良し悪しを表す基準のひとつにコ
ントラスト比がある。コントラスト比とは画素ドラ）Ｏ
ＦＦ時の輝度と画素ドツトＯＮ時の輝度の比で表される
。コントラスト比の大きい画面はど画質の評価は良い。

また、特開昭６２−２８０８０６号明細書に示されてい
る分光バラツキが少ない方が画質が良い。

従来、コントラスト比を大きくするためには、画面の非
画素部分に遮光パターンを設けて光の漏洩を防ぎ、画素
ドラ）ＯＦＦ時の輝度を下げる方法がある。本発明にお
いて遮光パターンとは光の低透過率および／あるいは低
反射率のパターンをいう。遮光パターンの形成方法とし
ては印刷法（特開昭６２−１５３９０１、特開昭６２−
１５３９０２）の他に、スパッタリング等で形成した金
属あるいは金属酸化物等の薄膜をパターンエッチンクす
る方法、フォトリソ法を用いてパターン化した樹脂層を
染色する方法（特開昭６２−５５６０４、特開昭６２−
２６９９２８）、予め着色されている樹脂をフォトリソ
法を用いてパターン化する方法、あるいはハロゲン化銀
より形成された金属銀を用いる方法（特開昭６２　１４
１５０２）等がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の遮光パターンの形成方法のうち印刷法を除く各方
法には金属のスパッタリングや樹脂溶液のコーティング
、レジストのコーティングおよびパターン露光・現像、
さらにエツチング等の工程があり、処理時間及び製造コ
ストが増大するという欠点があった。また、印刷法によ
り遮光パターンを作る場合でも第２図（ｂ）に示すよう
にインキのはみ出しによる遮光パターンの形状の劣化が
あり、特に交差部における直角あるいは鋭角の形状が丸
くなってしまうという欠点や、印刷方向にインキが延は
されるために遮光パターンの形状が印刷方向に延びてし
まうという欠点があった。

すなわち、遮光パターンの形状劣化は画面開口率に変化
をもたらし、輝度のバラツキやコントラスト比の低下の
原因にもなり、ひいては分光バラツキの原因にもなって
いた。

〈問題を解決するための手段〉 本発明は遮光パターンを形成するにおいて、印刷法を用
いることで他方法の持つ処理時間及び製造コストの増大
という欠点を克服し、かつ、印刷法の持つ欠点である形
状の劣化に対しては、第１図に示すように遮光パターン
を印刷時における形状劣化の少ない単純形状パターンに
分解し、該単純形状パターンを１種類ことに同一あるい
は異なった基板面に形成することを特徴とする遮光パタ
ーンを有するカラーフィルタである。

〈発明の作用〉 遮光パターンとは低透過率あるいは／および低反射率の
パターンであるが、低透過率とは透過率１０％以下、よ
り好ましくは透過率１％以下であり、低反射率とは全反
射を１００％とするとき１５％以下、より好ましくは１
０％以下を示す。

遮光パターンを２種類以上の単純形状パターンに分解し
、少なくとも一つの単純形状パターンを印刷することに
は２つの作用がある。第１の作用は交差部のない単純形
状にすることで、印刷による形状劣化が少なくなること
である。第２の作用は印刷方向に形状が延びても開口部
形状（画素形状）に影響の少ない方向を選択して印刷で
きることである。

次に、分解した単純形状パターンの少なくとも一つは同
一の基板面あるいは異なる基板面に印刷により作成する
が、特に１種類ごとに異なった基板面に印刷することの
作用が大きく、それはインキ被膜の重なりによる凸部を
発生させないことである。すなわち、複数の単純形状パ
ターンを同一基板面に印刷すると、パターンの重なり部
のインキ膜厚が厚くなり、平滑性が要求される液晶封止
用の基板としては使用できない。また、第３図（ａ）に
示すように遮光パターンを（３１）および（３２，３２
）のように重なり部がないように分解し、同一基板面に
印刷すると、現在の印刷技術では゛接合部（３３，３３
）全体が第３図（ｂ）に示すような結果になることは少
なく、部分的に第３図（Ｃ）または（ｄ）のような結果
になることが多い。このように遮光パターンを単純パタ
ーンに分解して合成することは遮光パターンを印刷法で
作成する場合に効果が大きい。単純パターンの一つを印
刷法で、他をフォトリソ法、着色レジストを用いる方法
、ハロゲン化銀を用いる方法、蒸着法などとして印刷法
と組み合わせて遮光パターンを作成することも出来る。

また、単純パターンとはストライブ上のパターンの他に
、ＴＰＴ組み込みの液晶表示装置の場合のように、スト
ライブ上のパターンにＴＦＴＩみ込み部あるいは駆動回
路部に相当するパターンを付加したパターンの場合もあ
る。

単純パターンを合成した時のパターンの長手方向の交差
角は９０°以外でも良い。

印刷法には凸版印刷、平版オフセット印刷、グラビア印
刷、スクリーン印刷などがあり、版式に応じた版と印刷
インキを用いることができる。

例えば、平版オフセット印刷では２８版あるいはフォト
レジストを塗布したアルミ板などが版として用いられ、
ネガタイプあるいはポジタイプがあり、マスクに応じて
使い分けられる。遮光パターンを印刷するインキには黒
色顔料あるいは／および黒色染料を含むインキが用いら
れる。黒色顔料としてはカーボンブラック、ポリマーが
グラフト化されたカーボンブラック、グラファイト、ア
ニリンブラック、アニリンブルー　酸化鉄などがある。

インキには特開昭６０−１２９７０７より容易に類推さ
れるように平均粒径１μｍ以上の粒子が全粒子の１０重
量％以下である粒径分布を有する顔料を分散したインキ
がより好ましい。本発明において、遮光パターンは初め
に一つの基板に単純パターンを作成し、ついで着色画素
を作成しても良いし、着色画素を作成する途中あるいは
後に作成しても良い。

本発明を図を用いてより詳しく説明する。求めるパター
ンを第４図（ａ）に示す。画素（４１）の周囲は遮光パ
ターン（４２，４３）である、このパターンを第４図（
ｂ）の矢印方向に印刷すると、遮光パターン（４２）の
線幅は変わらないが、遮光パターン（４３）の線幅は太
くなり、画素（４１）の面積が小さくなる。また、交差
部（４４・・・・・・）の直角が丸くなり、画素（４１
）の面積がさらに小さくなる。

本発明においては第４図（ａ）のパターンを第４図（Ｃ
）および（ｄ）に分解する。次に基板（４５）に第４図
（ｃ）の矢印の方向で印刷する。

同様に基板（４６）に第４図（ｄ）の矢印の方向で印刷
する。これらの印刷はパターンの長平方向に印刷してい
るために線幅の太りが無い。次に第４図（ｅ）に示すよ
うに基板（４５）および（４６）を重ね合わせることに
より遮光パターンが合成されて出来上がる。

〈実施例−１〉 第５図（ａ）に示すような線幅５０μｍ、線長３００ｍ
ｍ、線間１００μｍ、線数２００１本のパターンを持っ
た印刷版を作成した。この印刷版を印刷機にセットし、
黒インキを用いて４００ｍｍ角サイズのすラス板の中央
に印刷した。この際、印刷方向は第５図（ａ）に示す矢
印方向である。インキ乾燥後パターンを測長した結果、
設計値に対し平均で線幅は＋１μｍの増加、線長は＋１
０μｍの増加であった。

同様にして、第５図（ｂ）に示すような線幅５０μｍ、
線長３００　ｍｍ、線間１００．ｉｚｍ、線数２００１
本のパターンを持った印刷版を作成した。この印刷版を
印刷機にセットし、黒インキを用いて４００ｍｍ角サイ
ズのすラス板の中央に印刷した。この際、印刷方向は第
５図（ｂ）に示す矢印方向である。インキ乾燥後パター
ンを測長した結果、設計値に対し平均で・線幅は＋１μ
ｍの増加、線長は＋１０μｍの増加であった。第６図（
ａ）および（ｂ）の遮光パターンをミクロフォトメータ
ーでビジュアルフィルタを付けて透過濃度を測定したと
ころ２．６±０．１であった。

次に、第５図（ａ）および（ｂ）のガラスを印刷面が向
かい合うように重ね合わせたところ、第５図（Ｃ）のよ
うなシャープな形状を有する遮光パターンが得られた。

く比較例−１〉 第５図（Ｃ）のようなパターンを持ち、　（Ｃ）とポジ
関係にあるマスクでポジＰＳ版に露光し、（Ｃ）のごと
きパターンの印刷版を作成し、黒インキを用いて４００
ｍｍ角サイズのす板中央に印刷したところ、縦横のスト
ライブの交差するところは丸みを帯び、また、印刷方向
と平行なストライブと交差するストライブの線幅は設計
値に対して＋１μｍと＋８μｍであった。

〈実施例−２〉 第５図（ａ）に示すような線幅５０μｍ、線長３００ｍ
ｍ、線間１００μｍ、線数２００１本のパターンを持っ
た印刷版を作成した。この印刷版を印刷機にセットし、
黒インキを用いて４００ｍｍ角サイズのすラス板の中央
に印刷した。この際、印刷方向は第６図（ａ）に示す矢
印方向である。インキ乾燥後パターンを測長した結果、
設計値に対し平均で線幅は＋１μｍの増加、線長は＋ｉ
ｏμｍの増加であった。

同様にして、第５図（ｂ）に示すような線幅５０μｍ、
線長３００ｍｍ、線間１００μｍ、線数２００１本のパ
ターンを持った印刷版を作成した。この印刷版を印刷機
にセットし、第５図（ａ）を印刷したガラスを９０”回
転して印刷機にセットし、第５図（ａ）に交差するよう
に黒インキを用いて印刷した。この際、印刷方向は第５
図（ｂ）に示す矢印方向である。インキ乾燥後パターン
を測長した結果、設計値に対し平均で線幅は＋１μｍの
増加、線長は＋１０μｍの増加であった。第５図（ａ）
および（ｂ）の遮光パターンをミクロフォトメーターで
ビジュアルフィルタを付けて透過濃度を測定したところ
２．５±０．１であった。

こうして第５図（Ｃ）のようなシャープな形状を有する
遮光パターンが得られた。しかし、交差部には若干凸部
が生じた。

〈実施例−３〉 第６図（ａ）に示すような線幅６０μｍ、線長１９２．
　３ｍｍ、　ｖＡ間２３０μｍ、線数４８０本のパター
ンを持った印刷版を作成した。この印刷版を印刷機にセ
ットし、黒インキを用いて３００　Ｘ　２００　ｍ　ｍ
のカラス板の中央に第６図（ａ）の矢印方向に印刷した
。

第６図（ｂ）に示すような線幅６０μｍ、＆！長１４４
．３ｍｍ、　線間２３０μｍ、　線数６４０本のパター
ンを持った印刷版を作成した。この印刷版を印刷機にセ
ットし、黒インキを用いて３００Ｘ２００ｍｍのカラス
板の中央に第６図（ｂ）の矢印方向に印刷した。

第６図（ａ）と（ｂ）のように印刷された遮光パターン
をインキ乾燥後、ミクロフォトメータで透過濃度を測定
したところ、約２．４であった。

次に、第６図（ａ）および（ｂ）のガラスを印刷面が向
かい合うように重ね合わせたところ、第６図（Ｃ）のよ
うなシャープな形状を有する遮光パターンが得られた。

〈発明の効果〉 本発明によれば、カラーフィルタにシャープな形状を有
する遮光パターンを形成することが出来る。そのため画
面の開口率を下げたり、輝度ムラを発生させずにコント
ラスト比を上げることが出来る。また分光バラツキも少
なくなった。すなわち、メリハリのあるクリアな画像を
表示することが出来る。また、遮光パターンの形成方法
としては印刷法を用いるために安価に大量生産が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は遮光パターンおよび分解した単純形状パターン
の説明図である。第２図は遮光パターンを従来方法で印
刷したときの状態を示す説明図である。第３図（ａ）は
遮光パターンを重なり部がないように分解した平面図、
（ｂ）、（ｃ）。 （ｄ）は印刷後のインキ被膜をＡＡ’の断面で示す説明
図である。第４図は四角い画素周辺の遮光パターンを従
来方法で印刷した場合と、本発明による印刷を示す説明
図である。第５図は本発明を格子状遮光パターンに応用
した例を示す説明図である。第６図は本発明をＴＰＴ保
護用の遮光パターンに応用した例を示す説明図である。 １・・・・・・縦方向遮光パターン ２・・・・・・横方向連光パターン ３・・・・・・接合部 １・・・・・・画素　　　４２・・・・・・縦方向遮光
パターン３・・・・・・横方向遮光パターン　　４４・
・・・・・交差部５．４６・・・・・・基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画面の非画素部分に形成すべき遮光パターンを２
   種類以上の単純形状パターンに分解し、該単純形状パタ
   ーンを１種類ごとに同一あるいは異なった基板面に形成
   することを特徴とする遮光パターンを有するカラーフィ
   ルタ
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の遮光パターンの少な
   くとも１種のパターンを印刷により製造した遮光パター
   ンを有するカラーフィルタ