JPH04335321A - Production of color display device - Google Patents

Production of color display device

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Publication number
JPH04335321A
JPH04335321A JP3106143A JP10614391A JPH04335321A JP H04335321 A JPH04335321 A JP H04335321A JP 3106143 A JP3106143 A JP 3106143A JP 10614391 A JP10614391 A JP 10614391A JP H04335321 A JPH04335321 A JP H04335321A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
forming
color
display device
film
color filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP3106143A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takakazu Fukuchi
高和 福地
Hitoshi Kamamori
均 釜森
Mitsuru Suginoya
充 杉野谷
Koji Iwasa
浩二 岩佐
Tsutomu Watanabe
務 渡辺
Toshiaki Ota
太田 敏秋
Junichi Yasukawa
安川 淳一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHINTOO CHEMITRON KK
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
SHINTOO CHEMITRON KK
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by SHINTOO CHEMITRON KK, Seiko Instruments Inc filed Critical SHINTOO CHEMITRON KK
Priority to JP3106143A priority Critical patent/JPH04335321A/en
Publication of JPH04335321A publication Critical patent/JPH04335321A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the color display device which does not generate light leakage by adopting inexpensive color filters having light shielding films possessing a high light shielding property. CONSTITUTION:This process consists of a 1st stage for forming the color filter 3 on a glass substrate 1, a 2nd stage for forming org. films 4 between the color filters 3 by a rear surface exposing method, a 3rd stage for forming a transparent conductive thin film 5 on the color filters 3, a 4th stage for forming a metallic film 6 on the transparent conductive thin film 5, and a 5th stage for patterning the metallic film 6. The inexpensive multicolor display device which is improved in the light shielding property and has high quality is supplied in this way.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to a color display device using color filters, and more particularly to a method for manufacturing a matrix type color display device using TFTs and color filters.

【0002】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。
2. Description of the Related Art In recent years, color display devices using liquid crystals have been used in so-called pocket televisions and the like, but the trend is rapidly toward larger sizes and larger screens. With the development of active drive elements such as TN liquid crystals and STN liquid crystals and TFTs, products with image quality approaching that of CRTs have been commercialized. Various studies are being conducted to improve the image quality and productivity of color display devices using TFTs, and one of the important technologies is the problem of color filters.

【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。
[0003] Color filter manufacturing methods include a dyeing method in which gelatin, which is a dyeable resin, is patterned and dyed using a dye, a printing method in which color ink is transferred and printed on a glass substrate by offset printing, etc. There are polymer electrodeposition methods in which a polymer resin and pigment are co-deposited on a transparent electrode by electrophoresis, and pigment dispersion methods in which a colored resist in which pigments are dispersed in a photosensitive resin is used to form a pattern by photofabrication. .

【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。
[0004] When using any of the color filters, a light-shielding film called a black matrix is required to prevent light leakage from the TFT and to improve image quality (apparent contrast). There are mainly three methods for producing black matrix. This will be explained below using the drawings.

【0005】図2は、従来公知である多色表示装置の製
法を示したものである。カラーフィルター2R,2G,
2Bの間隙部に金属膜によるブラックマトリックス22
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22である。
FIG. 2 shows a conventionally known method for manufacturing a multicolor display device. Color filter 2R, 2G,
Black matrix 22 made of metal film in the gap between 2B
FIG. This is a black matrix 22 that is formed by forming a metal film on a glass substrate by sputtering or the like and then patterning it through various steps of photofabrication.

【0006】その後、赤色,緑色,青色のカラーフィル
ター2R,2G,2Bを順次形成し、保護膜23及び透
明電極24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。
Thereafter, red, green, and blue color filters 2R, 2G, and 2B are sequentially formed, and a protective film 23 and a transparent electrode 24 are provided. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a black matrix formed by photofabrication using a conventionally known resist in which a black pigment is dispersed in a photosensitive resin.

【0007】カラーフィルター3R,3G,3Bを順次
形成した後、ブラックマトリックス32を形成するか、
または、反対にブラックマトリックス32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33及び透明電極34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4R,
4G,4Bを順次重ねていく方法を示したものである。
After sequentially forming the color filters 3R, 3G, and 3B, the black matrix 32 is formed, or
Alternatively, there is a method of forming the color filter after forming the black matrix 32. After that, the protective film 33 and transparent electrode 34 are sequentially provided in the same manner. FIG. 4 shows a color filter 4R in a part where a conventionally known black matrix is formed.
This shows a method of sequentially overlapping 4G and 4B.

【0008】もちろん、カラーフィルターの形成順序は
任意である。
Of course, the order in which the color filters are formed is arbitrary.

【0009】[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。
[Problems to be Solved by the Invention] Recently, however, in TFT type LCDs, which are considered to have a promising future, it is required to improve the light shielding rate of the light shielding film in order to prevent light leakage from the switching elements. Furthermore, in order to improve image quality, it is desirable that the pattern of the light-shielding film be a grid. However, in the conventional manufacturing method, since the black pigment is dispersed in the resist, there is a limit to the amount added, and the required light blocking rate cannot be obtained. Furthermore, since the light-shielding film is formed by exposure from the back side of the substrate using the colored layer as a mask, there is a problem in that it is difficult to form the light-shielding film in a lattice shape.

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these conventional problems and provide a method for manufacturing a color pattern having a light shielding film that has a high light shielding rate and can be formed into any desired pattern shape.

【0011】[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。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a color pattern, including a step of forming a color filter on a glass substrate, a step of forming an organic film between the color filters, and a step of forming a color filter on a glass substrate. By forming a transparent conductive film on top, a process of forming a metal film on the transparent conductive thin film, and a process of forming a pattern on the metal film by photofabrication, a high light shielding rate and an arbitrary pattern shape can be achieved. This makes it possible to manufacture a color pattern with a light-shielding film.

【0012】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。
[Operation] In the method for producing a color pattern configured as described above, a photosensitive resin is exposed and developed between the color filters, resulting in a color display device with good flatness and excellent image quality with excellent liquid crystal orientation. is obtained. Usable photosensitive resins include negative type polyester acrylate, polyester polyacrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate, silicone acrylate, polybutadiene acrylate, photo-Michael addition type (polyene-thiol type) oligomer, photo-cationic polymerization type (
There are epoxy and vinyl ether based) oligomers.

【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。
[0013] The composition also includes an appropriate amount of photosensitizer and the viscosity is adjusted with a solvent. The coating method may be any of printing methods such as spinner, roll coater, and offset printing. In order to fill the gap with the color filter and improve flatness, the UV irradiation conditions (peak, cumulative irradiation amount,
Film thickness uniformity can be improved by adjusting the photoinitiator type, amount, and pre-bake conditions (lamp source height, etc.).

【0014】[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))■  塗布面の背面より高圧水銀灯
UVランプ(80W/cmウシオ電機製)で照射(0.
3WS/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。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples. Figure 1
2 shows the manufacturing process of the color filter used in the color display device of the present invention. (2) An ITO film 2 is formed on the insulating substrate 1 by sputtering or the like, and etched into any pattern that can be electrodeposited. (FIG. 1(a)) ■ Color filters 3 of the three primary colors of red, green, and blue are formed with a thickness of 1.5 μm on the ITO film by electrodeposition. (Figure 1(b)) (Electrodeposition solution: Shinto Chemitron) ■ Photoinitiator Irgacure 184 (Ciba Geigy) was added to the photosensitive resin (Aronix M5515, Toagosei Chemical Industry) at 0.2 PHR.
After applying the formulated clear liquid with a solid content of 15% (by weight) using a spinner at 1000 rpm for 15 seconds, prebaking was performed at 70° C. for 10 minutes, and the film formed was 2.0 μm thick. (Fig. 1(c)) ■ Irradiation from the back of the coated surface with a high-pressure mercury UV lamp (80 W/cm manufactured by Ushio Inc.) (0.
3WS/cm2). (FIG. 1(d)) ■ The uncured portion of the coating was eluted by immersion in a developer (manufactured by Shinto Chemitron) for 2 minutes.

【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
))■  スパッタリング法によりITO膜5を製膜し
た。膜厚は800Å、シート抵抗は35Ω/□であった
。(図1(f))■さらにスパッタリング法によりCr
の金属膜6を製膜し(図1(g))、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(
h)(i)(j))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TFT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。
[0015] Next, after thoroughly washing with isopropyl alcohol and drying, it was fired at 200°C for 60 minutes. (Figure 1(e)
)) ■ ITO film 5 was formed by sputtering method. The film thickness was 800 Å, and the sheet resistance was 35 Ω/□. (Fig. 1(f)) ■Furthermore, by sputtering method, Cr
A metal film 6 was formed (FIG. 1(g)), and a lattice pattern was formed by photofabrication. (Figure 1 (
h) (i) (j)) The color filter manufactured in this way was manufactured as a color display device shown in FIG. 5 together with a TFT substrate on which TFT elements were formed on the counter substrate.

【0016】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52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。
The black matrix 52 formed in the color display device of the present invention has a light shielding rate of 99.99%, which is TF
A high quality result was obtained with no light leakage of T.

【0017】[0017]

【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が得ら
れた。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。
As explained in the Examples, by employing the method of the present invention, a color display device with good quality was obtained that did not cause failure of TFT elements due to light leakage. Furthermore, by using inexpensive equipment with good productivity, it is possible to supply inexpensive products.

【0018】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。
More specifically, since the transparent conductive film and the metal film are laminated, even if the resistance value of the transparent conductive film itself is high, the metal film has the effect of lowering the resistance of the transparent conductive film as a result. Motsu. This allows the thickness of the transparent conductive film to be reduced, thereby improving the transmittance of the transparent conductive film and shortening the film forming time. The former can lead to improved quality of color display devices, and the latter can contribute to cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a color filter including a black matrix according to the present invention.

【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。
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a color filter substrate using a conventionally known metal film as a black matrix.

【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
FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a color filter substrate using a conventionally known black photosensitive resin as a black matrix.

【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。
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a substrate in which a black matrix is formed by overlapping color filters, which is conventionally known.

【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。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a color filter substrate manufactured by the method for manufacturing a multicolor display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,31,41,45,51,55  ガラス基
板2R,3R,4R,5R  赤色フィルター2G,3
G,4G,5G  緑色フィルター2B,3B,4B,
5B  青色フィルター22,32,42,52  ブ
ラックマトリックス23,33,43,53  保護膜 5,24,34,44,54,57  透明導電膜56
  TFT素子 58,59  ポラライザー 50  液晶 60  有機膜
1, 21, 31, 41, 45, 51, 55 Glass substrate 2R, 3R, 4R, 5R Red filter 2G, 3
G, 4G, 5G Green filter 2B, 3B, 4B,
5B Blue filter 22, 32, 42, 52 Black matrix 23, 33, 43, 53 Protective film 5, 24, 34, 44, 54, 57 Transparent conductive film 56
TFT elements 58, 59 Polarizer 50 Liquid crystal 60 Organic film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  透明ガラス基板と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)感光性樹脂を用いて背面露光法によりカラーフィル
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透明導電性薄膜を形
成する工程 (d)透明導電性薄膜上に金属膜を形成する工程(e)
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
1. A color display device in which a transparent glass substrate and a color filter substrate having a colored portion and a light-shielding thin film face each other with an optically active material interposed therebetween, wherein the color filter substrate is manufactured by the following manufacturing process. A method for manufacturing a color display device. (a) Step of forming a color filter on a glass substrate (
b) Forming an organic film between color filters using a photosensitive resin by back exposure method (c) Forming a transparent conductive thin film on the color filter substrate (d) Forming a metal film on the transparent conductive thin film Step (e) of forming
Process of forming a pattern on a metal film by photofabrication
JP3106143A 1991-05-10 1991-05-10 Production of color display device Pending JPH04335321A (en)

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