JPH04306601A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法

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JPH04306601A
JPH04306601A JP3071394A JP7139491A JPH04306601A JP H04306601 A JPH04306601 A JP H04306601A JP 3071394 A JP3071394 A JP 3071394A JP 7139491 A JP7139491 A JP 7139491A JP H04306601 A JPH04306601 A JP H04306601A
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JP
Japan
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color filter
dye
photosensitive resin
excimer laser
colored
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Withdrawn
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JP3071394A
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English (en)
Inventor
Masaru Nikaido
勝 二階堂
Koji Itani
井谷 孝治
Aiko Nakayama
中山 愛子
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置な
どの表示パネルに使用されるカラーフィルタに関する。
【0003】
【従来の技術】液晶による表示装置は、軽量、薄形化が
可能で、しかも、低電圧駆動、低消費電力という、発光
型ディスプレイには見られない特長を有することから、
ラップトップタイプやブックタイプのパソコンやワ−プ
ロのディスプレイを始め各種OA機器のディスプレイと
して広く用いられている。特に近年は、カラ−ブラウン
管以外では唯一フルカラー表示が可能なディスプレイと
して注目されている。図4に、このカラー液晶表示装置
の一型として知られる、三端子型TFTアクティブマト
リックス方式のカラ−液晶表示装置の一例を模式的な分
解斜視図により示す。
【0004】同図において、41は液晶セルを示し、こ
の液晶セル41は、第1のガラス基板42aの一主面上
に形成されたR(赤)、G(緑)、B(青)の着色層4
2bと液晶セル41の一方の電極となる透明電極42c
を少なくとも具備するカラーフィルタ42と、その一主
面上に薄膜トランジスタ(TFT)からなる画素電極4
3bが形成された第2のガラス基板43aとの間に液晶
層(図示せず)を挟持した構造を有する。そしてこの液
晶セル41の両面に偏向板44を配置し、さらにその背
面側、すなわち第2のガラス基板43a側の偏向板44
の外側に、3波長タイプのバックライト光源45を配置
してカラ−液晶表示装置が構成される。このカラ−液晶
表示装置では、個々で赤色部の液晶画素が透過状態(薄
膜トランジスタがOFF状態)にあるとき、赤色光のみ
透過し、同様に画素の選択により、緑色光、青色光のみ
を透過させることができ、加色混色法による3原色光を
得ることができる。また、スイッチングのタイミング調
整により階調性を付加することができ、フルカラ−表示
が可能となる。
【0005】ところで、このようなカラ−液晶表示装置
に用いられるカラーフィルタにおいては、(i) CI
E色度図のNTCS3原色にできるだけ近いこと、(i
i)  光量損失が少ないこと(透過率が高いこと)、
(iii) 画素パタ−ンおよび分光特性が全面にわた
って均一なこと、(iv)液晶表示装置の駆動に影響を
及ぼさないこと、(v) 使用中の経時変化が少ないこ
と、(vi)液晶表示装置の製造工程に耐えること、(
vii) 製造が容易で製造コストが安いことなどの特
性が要求される。
【0006】しかして、従来より知られるカラーフィル
タは、その製造方法により構造も、また得られる特性も
異なっているが、代表的なものとして次のようなものが
知られている。
【0007】すなわち、(a) ゼラチン膜をフォトリ
ソグラフィ法でパタ−ニングし、得られたレリ−フを染
色する方法(染色法)、(b) 染料や顔料で着色した
ポリマ−をフォトリソグラフィ法でパタ−ニングする方
法(分散法)、(c) 顔料で着色したポリマ−を用い
印刷により直接パタ−ンを形成する方法(印刷法)、(
d) 透明導電膜をパタ−ニングし、この上に電気泳動
法や電解重合法で着色層を設ける方法(電着法)、(e
) 染料または顔料を真空蒸着により薄膜化する方法(
色素蒸着法)などが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、顔料
を色材に用いたタイプのカラ−フィルタはコントラスト
が悪いという指摘がしばしばされてきている。表1に、
 2枚の偏向板をクロスニコルの状態にし、その間にカ
ラ−フィルタを挟み、背後より3波長のバックライトで
照らして測定した各種のカラ−フィルタのコントラスト
を示す。この表からも分かるように、顔料を色材に用い
たタイプのカラ−フィルタは明らかにコントラストが不
良となっている。
【0009】   このため、染料を用いるタイプの製造方法、なかで
も、染料分散法が、染色法に比べ耐水性、耐薬品性に優
れ、耐熱性も比較的良いことから注目されている。しか
しながら、染料分散法は、顔料分散法の場合のように、
感光性樹脂の中に染料を分散させると感光性が失われて
しまうため、ポリイミドのような非感光性樹脂の中に染
料を分散させ、これを塗布し、その後ポジ型のレジスト
を塗布し、所定のパターンを露光・現像し、染料を分散
させた樹脂層をエッチングするという工程を繰り返さな
ければならず、染色法より工程が煩雑でコスト高となる
難点があった。
【0010】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、分散法の長所を備え、かつ染料を用い
た場合にも工程が煩雑となることのないカラ−フィルタ
の製造方法を提供することを目的とする。
【0011】[発明の構成]
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のカラ−フィルタ
の製造方法は、透明基板の一主面上に、染料および顔料
の少なくとも一方を分散含有せしめた非感光性樹脂から
なる着色層を所定のパターンで形成するにあたり、前記
透明基板の一主面上に、前記染料または顔料を分散含有
せしめた非感光性樹脂を被覆する工程と、この非感光性
樹脂被覆の形成すべきパターン部分を除く部分に 15
0〜400nm の波長を有するエキシマレーザ光を選
択的に照射し、その光化学反応により該部の非感光性樹
脂被覆を除去する工程とを含むことを特徴とするもので
ある。
【0013】ここで、 150〜400nm の波長を
有するエキシマレーザ光を例示すると、たとえば、波長
 193nmの ArFエキシマレーザ光、波長 24
8nmの KrFエキシマレーザ光、波長 308nm
のXeClエキシマレーザ光、波長 353nmの X
eFエキシマレーザ光などがあげられる。なお、本発明
において、上記非感光性樹脂被覆に照射するエキシマレ
ーザ光として 150〜400nm の波長を有するも
のに限定した理由は、150nm より短波長のもので
は、非感光性樹脂被覆に対する浸透の深さが極端に浅く
なって加工に時間を要するようになり、逆に400nm
 より長波長のものでは、加工部の非感光性樹脂被覆の
表面が荒れてくるようになるからである。
【0014】
【作用】本発明の方法においては、 150〜400n
m の波長を有するエキシマレーザ光を、透明基板の一
主面上に設けた染料および顔料の少なくとも一方を分散
含有せしめた非感光性樹脂被覆のパターン非形成部を直
接光化学反応により除去するので、レジストの塗布、露
光・現像、エッチング、レジストの除去という煩雑な工
程を採る従来の染料分散法に比べ、工程数が大幅に低減
される。しかも、基本的には従来の分散法に分類される
ものであり、染色法に比べ、耐水性、耐薬品性に優れ、
耐熱性も良好で、信頼性の高いカラ−フィルタを得るこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0016】図1は、本発明の一実施例のカラ−フィル
タの製造方法を工程順に示した図、図2は、その方法に
よって最終的に得られたカラ−フィルタの構成を示す断
面図である。
【0017】この実施例においては、図1に示すように
、まず、透明基板1、たとえばガラス基板(コーニング
社製7059)の表面を研磨して微細な凹凸をなくし、
通常の表面洗浄処理、UV/O3 による光洗浄処理を
順に行った後、その一主面上に、Crなどをスパッタリ
ング法、電子ビ−ム蒸着法、イオンプレ−ティング法な
どの公知の薄膜形成技術により成膜し、この上にフォト
レジストをロ−ルコ−タ−やスピンオンコータなどを用
いて塗布し、乾燥後、所定のマスクを用い、露光、現像
し、続いてエッチング、フォトレジスト除去の各処理を
行って光遮蔽層2を形成する(工程1)。
【0018】次いで、これらの上に、第1色目の染料、
たとえばRの染料を分散含有させた非感光性樹脂ワニス
、たとえば環化ポリイミド系ワニスをロ−ルコ−タ−や
スピンオンコータなどを用いて塗布し、乾燥させて、R
に着色したポリイミド層3aを全面に形成する(工程2
)。
【0019】次に、所定の金属マスク4aを、Rに着色
したポリイミド層3a上に密着させ、この上から 15
0〜400nm の波長を有するエキシマレーザ光を、
金属マスク4aの開口部を通してRに着色したポリイミ
ド層3aに照射し、その光化学反応により照射部のRに
着色したポリイミド層3aを除去して所定のR着色層5
aを形成する(工程3)。
【0020】次いで、第2色目の染料、たとえばGの染
料を分散含有させた非感光性樹脂ワニス、たとえば環化
ポリイミド系ワニスを、工程3を経た基板上にロ−ルコ
−タ−やスピンオンコータなどを用いて塗布し、乾燥さ
せて、Gに着色したポリイミド層3bを全面に形成した
後、所定の金属マスク4bを、Gに着色したポリイミド
層3b上に密着させ、この上から 150〜400nm
 の波長のエキシマレーザ光を、金属マスク4bの開口
部を通してGに着色したポリイミド層3bに照射し、そ
の光化学反応により照射部のGに着色したポリイミド層
3bをR着色層5aの高さまで除去する(工程4)。さ
らに、この上に、Gに着色したポリイミド層3bの不要
部のみを開口させた金属マスク4cを密着させ、その上
から 150〜400nm の波長のエキシマレーザ光
を照射し、その光化学反応により照射部の不要なGに着
色したポリイミド層3bを除去して、所定のG着色層5
bを形成する(工程5)。
【0021】次いで、第3色目の染料、たとえばBの染
料を分散含有させた非感光性樹脂ワニス、たとえば環化
ポリイミド系ワニスを、工程5を経た基板上にロ−ルコ
−タ−やスピンオンコータなどを用いて塗布し、乾燥さ
せて、Bに着色したポリイミド層3cを全面に形成する
(工程6)。続いて、Bに着色したポリイミド層3cの
所要部のみをマスキングする金属マスク4dを、Bに着
色したポリイミド層3c上に密着させ、この上から 1
50〜400nm の波長のエキシマレーザ光を、金属
マスク4dの開口部を通してBに着色したポリイミド層
3cに照射し、その光化学反応により照射部のBに着色
したポリイミド層3cをR着色層5aやG着色層5bと
同じ高さにまで除去する(工程7)。さらに、この上に
、Bに着色したポリイミド層3cの不要部のみを開口さ
せた金属マスク4eを密着させ、その上から150〜4
00nm の波長のエキシマレーザ光を照射し、その光
化学反応により照射部の不要なBに着色したポリイミド
層3cを除去して、所定のB着色層5cを形成する(工
程8)。
【0022】このようにして所望のR、G、Bの各着色
層5a、5b、5cを形成した後、この上に、アクリル
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などからな
る透明保護膜6を、たとえば前記樹脂を有機溶剤に溶解
した液をロ−ルコ−タ−やスピンオンコータなどを用い
て塗布するなどして形成し、さらに、この透明保護膜6
上に、I.T.O.などからなる透明電極7を、スパッ
タリング法などにより形成して、図2に示すようなカラ
−フィルタが完成する。
【0023】すなわち、透明基板1上に、Crなどから
なる光遮蔽層2、R、G、Bの各染料をそれぞれ分散含
有させた非感光性樹脂からなるR、G、Bの各着色層5
a、5b、5c、アクリル系樹脂などからなる透明保護
膜6、I.T.O.などからなる透明電極7を具備した
カラ−フィルタが得られる。
【0024】しかして、このようにして得られたカラ−
フィルタは、染料分散法の長所を備えており、コントラ
ストが良好で、耐水性、耐薬品性、耐熱性に優れており
、液晶表示装置などに用いてその信頼性を向上させるこ
とができる。しかも、上記したように、製造は、従来の
レジストを用いる方法に比べてはるかに工程数も少なく
、製造コストの低減を図ることができる。
【0025】なお、図3に、上記実施例において用いた
エキシマレーザ光の照射装置を示す。この装置は、 1
50〜400nm の波長のエキシマレーザ光を発振す
るレーザ光発振装置8と、そこから発振したエキシマレ
ーザ光を所要の寸法に切り出すアパーチャー9と、この
アパーチャー9によって切り出されたエキシマレーザ光
を集光する適当な焦点距離を持つ石英レンズ10と、被
照射材を固定し、これをX−Y方向に移動させるX−Y
テーブル11と、このX−Yテーブル11の駆動を制御
するX−Y制御盤12とを具備している。しかして、レ
ーザ光発振装置8から発振された 150〜400nm
 の波長のエキシマレーザ光は、アパーチャー9により
切り出され、石英レンズ10により集光されて、X−Y
テーブル11上に固定された基板に照射され、X−Yテ
ーブル11のX−Y方向の移動によって所定のエキシマ
レーザ光が基板全面に照射される。
【0026】なお、本発明に用いる、 150〜400
nm の波長のエキシマレーザ光を照射する装置として
は、特にこのような構成のものに限定されるものではな
い。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、透明基板の一主面上に染料および顔料の少なくとも
一方を分散含有せしめた非感光性樹脂被覆を設け、この
被覆の不要な部分を 150〜400nm の波長を有
するエキシマレーザ光を用いて直接除去するので、レジ
ストの塗布、露光・現像、エッチング、レジストの除去
という煩雑な工程を採る従来の染料分散法に比べ、工程
数を大幅に低減することができる。しかも、基本的には
分散法に分類されるものであり、その長所を備えており
、染色法に比べ、耐水性、耐薬品性に優れ、耐熱性も良
好で、信頼性の高いカラ−フィルタを得ることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のカラーフィルタの製造方法
を説明するために、その製造過程にあるカラ−フィルタ
を工程順に示した図である。
【図2】本発明の実施例によって得られたカラーフィル
タの構成を示す図である。
【図3】本発明の実施に使用されるエキシマレーザ光照
射装置の一例を示す図である。
【図4】カラ−液晶表示装置の一例を示す分解斜視図で
ある。
【符号の説明】
1………透明基板 3………着色した非感光性樹脂層 5………着色層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  透明基板の一主面上に、染料および顔
    料の少なくとも一方を分散含有せしめた非感光性樹脂か
    らなる着色層を所定のパターンで形成するにあたり、前
    記透明基板の一主面上に、前記染料および顔料の少なく
    とも一方を分散含有せしめた非感光性樹脂を被覆する工
    程と、この非感光性樹脂被覆の形成すべきパターン部分
    を除く部分に 150〜400nm の波長を有するエ
    キシマレーザ光を選択的に照射し、その光化学反応によ
    り該部の非感光性樹脂被覆を除去する工程とを含むこと
    を特徴とするカラ−フィルタの製造方法。
JP3071394A 1991-04-04 1991-04-04 カラーフィルタの製造方法 Withdrawn JPH04306601A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995013566A1 (en) * 1993-11-10 1995-05-18 Xmr, Inc. Method for back-side photo-induced ablation for making a color filter, or the like
US5853924A (en) * 1994-12-26 1998-12-29 Alps Electric Co., Ltd. Method of manufacturing color filters
JP2010237384A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Dainippon Printing Co Ltd カラーフィルタ、その製造方法、有機elディスプレイ及び液晶ディスプレイ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995013566A1 (en) * 1993-11-10 1995-05-18 Xmr, Inc. Method for back-side photo-induced ablation for making a color filter, or the like
US5853924A (en) * 1994-12-26 1998-12-29 Alps Electric Co., Ltd. Method of manufacturing color filters
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Effective date: 19980711