JPH04335320A - カラー表示装置の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、カラーフ
ィルターを用いたカラー表示装置、特にＴＦＴとカラー
フィルターとを用いたマトリックス型カラー表示装置の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶を利用したカラー表示装置は
、いわゆるポケットテレビ等に使われてきたが、その傾
向は大型化，大画面化が急速に進められている。画質も
ＴＮ液晶からＳＴＮ液晶やＴＦＴに代表されるアクティ
ブ駆動素子の開発でＣＲＴに迫るものが商品化されてい
る。ＴＦＴによるカラー表示装置の画質向上と生産性の
改善については様々な検討が行われているが、その重要
な技術の一つとしてカラーフィルターの問題がある。

【０００３】カラーフィルターの製造方法は、可染性樹
脂であるゼラチンをパターニングし染料を用いて染色す
る染色法、オフセット印刷等によりガラス基板上にカラ
ーインキを転写印刷する印刷法、予めパターニングされ
た透明電極上に高分子樹脂と顔料を電気泳動により共折
させる高分子電着法、感光性樹脂中に顔料を分散させた
着色レジストを用いてフォトファブリケーションにより
パターン化する顔料分散法等がある。

【０００４】いずれの方法によるカラーフィルターを用
いる場合にも、ＴＦＴの光リーク防止及び画質向上（見
かけのコントラスト）のためブラックマトリックスと呼
ばれる遮光膜が必要である。ブラックマトリックスの製
法は主に３種類の方法がある。以下図面を用いて説明す
る。

【０００５】図２は、従来公知である多色表示装置の製
法を説明するための断面図である。カラーフィルター１
Ｒ，１Ｇ，１Ｂの間隙部に金属膜によるブラックマトリ
ックス１２を形成した断面図である。これはガラス基板
上にスパッタリング等で金属膜を形成した後、フォトフ
ァブリケーションの各工程を経てパターニングされたブ
ラックマトリックス１２である。

【０００６】その後、赤色，緑色，青色のカラーフィル
ター１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを順次形成し、保護膜１３及び透
明電極１４を設ける方法である。図３は、従来公知であ
る黒色顔料を感光性樹脂に分散させたレジストを使用し
てフォトファブリケーションにより形成させたブラック
マトリックスを示す断面図である。

【０００７】カラーフィルター２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを順次
形成した後、ブラックマトリックス２２を形成するか、
または、反対にブラックマトリックス２２を形成した後
、カラーフィルターを形成するどちらの方法もある。 その後は同様に保護膜２３及び透明電極２４を順に設け
ていく方法である。図４は、従来公知であるブラックマ
トリックスが形成される部分にカラーフィルター３Ｒ，
３Ｇ，３Ｂを順次重ねていく方法を示したものである。

【０００８】もちろん、カラーフィルターの形成順序は
任意である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし最近、将来が有
望視されているＴＦＴ方式のＬＣＤにおいては、スイッ
チング素子の光リークを防ぐため、遮光膜の遮光率向上
が要求されている。更に、画質向上のため、遮光膜のパ
ターンは格子状であることが望ましい。しかし、従来の
製造方法ではレジスト中に黒色顔料を分散させているた
め添加量に限界があり、要求される遮光率が得られてい
ない。また、着色層をマスクとした基板背面からの露光
により遮光膜を形成しているため、遮光膜を格子状に形
成することが困難であるという課題があった。

【００１０】そこで、この発明の目的は従来のこのよう
な課題を解決し、高遮光率であり且つ任意のパターン形
状が可能な遮光膜を有するカラーパターンの製造方法を
得ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明はカラーパターンの製造方法においてガラス
基板にカラーフィルターを形成する工程、カラーフィル
ター間に有機膜を形成する工程、カラーフィルター上に
保護膜を形成する工程、保護膜上に透明導電膜を形成す
る工程、透明導電性薄膜上に金属膜を形成する工程、金
属膜をフォトファブリケーションによりパターンを形成
する工程を構成することにより高遮光率で且つ任意のパ
ターン形状が可能な遮光膜を有するカラーパターンの製
造が図れるようにした。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたカラーパターンの製造
方法においてカラーフィルター間に感光性樹脂を露光し
て現像するために平坦性がよくなり液晶配向性の優れた
画像品質の良いカラー表示装置が得られる。使用可能な
感光性樹脂としては、ネガ型のポリエステルアクリレー
ト，ポリエステルポリアクリレート，エポキシアクリレ
ート，ウレタンアクリレート，シリコンアクリレート，
ポリブタジエンアクリレート，光マイケル付加型（ポリ
エン−チオール系）オリゴマー，光カチオン重合型（エ
ポキシ及びビニルエーテル系）オリゴマーがある。

【００１３】また光増感剤を適量配合し、溶剤にて粘度
調整した組成より成る。塗布方法としては、スピンナー
，ロールコーター及びオフセット印刷等の印刷方法のど
れでも良い。カラーフィルターとの間隙を埋め平坦性を
良くするには、紫外線照射条件（ピーク，積算照射量，
ランプ高源高さ等）光開始剤種，量，プレベーク条件に
よって調整し膜厚均一性を向上させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、具体的に実施例により説明する。図１
に本発明のカラー表示装置に使用されるカラーフィルタ
ーの製造工程を示す。■　　絶縁基板１上にスパッタリ
ング法等でＩＴＯ膜２を製膜し電着可能な任意のパター
ンにエッチングする。（図１（ａ））■　　電着法によ
りＩＴＯ膜上に赤，緑，青色の三原色のカラーフィルタ
ー３を１．５μｍ形成する。（図１（ｂ））（電着液：
シントーケミトロン製）■　　感光性樹脂（アロニック
スＭ５５１５　　東亜合成化学工業製）に光開始剤イル
ガキュア１８４（チバガイギー製）を０．２ＰＨＲ配合
した１５％（重量）固形分のクリヤー液をスピンナーで
１０００ｒｐｍで１５秒間塗布後、７０℃×１０分のプ
レベークを行い形成された膜は２．０μｍであった。（
図１（ｃ））■　　フォトマスクを使い塗布正面よりＵ
Ｖ平行光露光装置で照射（０．３Ｗ・Ｓ／ｃｍ２　）し
た。（　図１（ｄ））■　　現像液（シントーケミトロ
ン製）に２分浸漬して未硬化部分の塗膜を溶出させた。

【００１５】次によくイソプロピルアルコールで洗浄し
乾燥した後、２００℃×６０分で焼成した。（図１（ｅ
））■　　保護膜５（ＪＳＳ−７５５　　日本合成ゴム
製）をスピンナー８００ｒｐｍで２０秒間塗布後、２０
０℃×６０分焼成した。膜厚は、２．５μｍであった。 （図１（ｆ））■　　スパッタリング法によりＩＴＯ膜
６を製膜した。

【００１６】膜厚は８００Å、シート抵抗は３５Ω／□
であった。（図１（ｇ））■　　さらにスパッタリング
法によりＣｒの金属膜を製膜し（図１（ｈ））格子状の
パターンをフォトファブリケーションにより形成した。 （図１（ｉ）（ｊ）（ｋ））このようにして製作された
カラーフィルターを対向基板にＴＦＴ素子を形成したＴ
ＦＴ基板と共に図５に示したカラー表示装置として製作
した。

【００１７】この本発明のカラー表示装置に形成したブ
ラックマトリックス４２の遮光率は９９．９９％でＴＦ
Ｔの光リークを全く起こさない高品質な結果を得た。

【００１８】

【発明の効果】実施例で説明したように、本発明の方法
を採用することにより、光リークによるＴＦＴ素子の故
障を起こさない良好な品質を有するカラー表示装置を得
ることができた。また、生産性の良い廉価な設備を使う
ことにより、低廉価な製品を供給することが可能である
。

【００１９】より詳しくは、透明導電膜と金属膜が積層
されるため、透明導電膜自体の抵抗値が高くても、金属
膜により結果的に透明導電膜の低抵抗化が図れるという
効果を合わせもつ。このことは、透明導電膜の膜厚を薄
くできるため、透明導電膜の透過率の向上と製膜時間の
短縮が図れる。前者はカラー表示装置の品質向上につな
がり、後者は低コスト化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブラックマトリックスを含むカラ
ーフィルターの製作工程を示す図である。

【図２】従来公知である金属膜をブラックマトリックス
としたカラーフィルター基板の縦断面図である。

【図３】従来公知である黒色感光性樹脂をブラックマト
リックスとしたカラーフィルター基板の縦断面図である
。

【図４】従来公知であるカラーフィルターの重ね合わせ
をブラックマトリックスとした基板の縦断面図である。

【図５】本発明による多色表示装置の製造方法によって
作成されたカラーフィルター基板の断面模式図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１，４５　　ガラス基板１Ｒ
，２Ｒ，３Ｒ，４Ｒ　　赤色フィルター１Ｇ，２Ｇ，３
Ｇ，４Ｇ　　緑色フィルター１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ　
　青色フィルター１２，２２，３２，４２　　ブラック
マトリックス１３，２３，３３，４３　　保護膜 ２，１４，２４，３４，４４，４７　　透明導電膜４６
　　ＴＦＴ素子 ４８，４９　　ポラライザー ５０　　液晶 ６０　　有機膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明ガラス基板と一種類以上の着色部
   と遮光性薄膜とを有するカラーフィルター基板とが光学
   的活性材料を介して対向するカラー表示装置において、
   該カラーフィルター基板が以下の製造工程よりなること
   を特徴とするカラー表示装置の製造方法。 （ａ）ガラス基板にカラーフィルターを形成する工程（
   ｂ）カラーフィルター間に有機膜を形成する工程（ｃ）
   該カラーフィルター基板上に保護膜を形成する工程 （ｄ）保護膜上に透明導電性薄膜を形成する工程（ｅ）
   透明導電性薄膜上に金属膜を形成する工程（ｆ）金属膜
   をフォトファブリケーションによりパターンを形成する
   工程
2. 【請求項２】　　前記（ｂ）の有機膜を感光性樹脂を用
   いてフォトマスクを使用し正面露光により形成すること
   を特徴とする請求項１記載のカラー表示装置の製造方法
   。