JPH0439603A - カラーフィルタの製造方法 - 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】 〔概　要〕 カラー液晶表示装置などに好適なカラーフィルタの製造
方法に関し、 色むらや色調の変化のないカラー表示を可能にするカラ
ーフィルタの提供を目的とし、透明基板の表面に、複数
色の着色膜パターンに対応する複数の凹部をフォトリソ
グラフィ法により形成した後、該複数の凹部にドクター
ブレード法により複数色の着色材を色別に順次充填して
から硬化させ、更に硬化した複数色の着色材よりなる着
色膜バター゛ンの表面を前記透明基板面と同一平面とな
るように形成し、また、前記透明基板の表面に、複数の
凹部を形成するに先立ってクロム（Ｃｒ）膜からなる遮
光膜、或いは該遮光膜と、その表面に絶縁膜を形成した
構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はカラー液晶表示装置などに好適なカラーフィル
タの製造方法に係り、特に表面が平坦なカラーフィルタ
を容易に形成する方法に関するものである。

近年、表示品質が向上した液晶表示パネルとカラーフィ
ルタとを組み合わせて構成したカラー液晶表示装置の実
用化が急速に進められ、色特性が良好で大容量表示を可
能にすることが要求されているが、前記カラーフィルタ
の表面を平坦化することが容易でなく、色むらや色調が
変化する傾向がある。このため、表面の平坦なカラーフ
ィルタを容易に形成する方法が要望さている。

〔従来の技術］ 液晶表示パネルと組み合わせて用いるカラーフィルタは
、−船釣に平坦な透明基板上に染色法、電着法、或いは
印刷法等により液晶表示パネルの画素に対応して赤（Ｒ
）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層をストライブ状、また
はモザイク状に形成しており、例えば従来のカラーフィ
ルタの製造方法の一例としては、第３図（ａ）に示すよ
うに平坦な透明ガラス基板１０表面にブラック顔料を混
合した光硬化性樹脂材を塗着し、その光硬化性樹脂の液
晶表示パネルの画素と対応する領域をフォトリソグラフ
ィ工程により選択的に除去して該画素間にブラックマト
リクス層２を形成する。

次に第３図（ｂ）に示すように透明ガラス基板１上のブ
ラックマトリクス層２より露出する、所謂液晶表示パネ
ルの画素と対応する領域に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（
Ｂ）の各着色膜３ａ、３ｂ、３ｃを印刷法により順に形
成した後、第３図（Ｃ）に示すように前記ブラックマト
リクス層２を含む各着色膜３ａ、３ｂ、３ｃ上に、その
表面を保護し、かつ平坦化するために、例えば２μ−程
度の膜厚のアクリル樹脂からなる熱硬化性樹脂層４を形
成することによってカラーフィルタを得るようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記した構成のカラーフィルタでは、前記ブラ
ックマトリクス層２より露出する領域に形成した各着色
膜３ａ、３ｂ、３ｃの厚さがばらつき、また、その各着
色膜３ａ、３ｂ、３ｃとブラックマトリクス層２の厚さ
も同一に揃えることが難しく、これらの表面が凹凸とな
る問題がある。

そこでこれらブラックマトリクスＩ’ｉ２を含む各着色
膜３ａ、３ｂ、３ｃ上に、その表面を保護し、かつ前記
凹凸面を平坦化するために熱硬化性樹脂層４を塗着形成
しているが、なお凹凸面をなくすることは容易でなく、
十分な平坦化を実現することが困難であった。

従って、このようなカラーフィルタと液晶表示パネルと
を組み合わせた液晶表示装置では、透明基板間の液晶封
入ギャップが不均一になって色むらが発生し、また着色
膜３ａ、　３ｂ、　３ｃ間の闇値電圧がばらついて色調
が変化するため、高品位なカラー液晶表示装置を得るる
ことができないという問題があった。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、カラーフィルタ
を形成すべき透明基板面に複数の着色膜を、その表面を
基板面に揃えて平坦に形成することにより、色むらや色
調の変化のないカラー表示を可能とする新規なカラーフ
ィルタの製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記した目的を達成するため、透明基板の表面
に、複数色の着色膜パターンに対応する複数の凹部をフ
ォトリソグラフィ法により形成した後、該複数の凹部に
ドクターブレード法により複数色の着色材を色別に順次
充填してから硬化させ、更に硬化した複数色の着色材よ
りなる着色膜パターンの表面を前記透明基板面と同一平
面となるように形成し、また、前記透明基板の表面に、
複数の凹部を形成するに先立ってクロム（Ｃｒ）膜から
なる遮光膜、或いは該遮光膜と、その表面に絶縁膜を形
成した構成とする。

〔作　用〕

本発明の製造方法では、透明基板面に設けた複数の凹部
に複数色の着色材を色別に順次充填し、硬化させる工程
を繰り返して複数色の着色膜パターンを形成することに
より、その複数色の着色膜パターン面が前記透明基板面
と同一平面となり、表面が平坦なカラーフィルタを容易
に形成することができる。この結果、液晶表示パネルと
組合わせて色むらや色調変化のないカラー表示が可能と
なる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明に係るカラーフィルタの
製造方法の一実施例を工程順に示す要部断面図である。

先ず第１図（ａ）に示すように透明ガラス基板１１の表
面に予め蒸着法により１０００人程度のクロム（Ｃｒ）
膜からなるブラックマトリクス用の遮光膜１２と、その
遮光膜１２上にデイツプ（浸漬）法により低融点ガラス
からなる５００人の厚さの絶縁膜１３を形成した後、該
透明ガラス基板１１表面に、形成すべきカラーフィルタ
の複数色の着色膜パターンに対応する複数の凹部１４を
１．５μ−の深さにフォトリソグラフィ法により形成す
る。

次に第１図ら）に示すように前記透明ガラス基板１１の
表面に設けた複数の凹部１４に対して、例えば紫外線硬
化性樹脂材に適量の赤（Ｒ）色の顔料を混合した赤色着
色材１５をドクターブレード２１の操作によって充填す
る。

次に第１図（Ｃ）に示すように複数の凹部１４に充填さ
れた各赤色着色材１５の内の必要な赤色着色材１５ａ部
分のみにフォトマスク２２を通して紫外線を露光して硬
化し、未露光の不必要な赤色着色材１５部分を有機溶剤
により溶解して除去することにより第１図（ハ）に示す
ように赤着色膜パターン１６を形成する。

以下同様な工程により前記不必要な赤色着色材１５部分
を除去した残りの複数の凹部１４に対して、紫外線硬化
性樹脂材に適量の緑（Ｇ）色の顔料を混合した緑色着色
材を前記ドクターブレード法により充填し、その各緑色
着色材の内の必要な赤色着色材部分のみを紫外線露光に
より硬化し、未露光の不必要な緑色着色材部分を有機溶
剤により溶解して除去することにより第１図（ｅ）に示
すように緑着色膜パターンエフを形成する。

更に前記不必要な緑色着色材部分を除去した残りの複数
の凹部１４に対して、紫外線硬化性樹脂材に適量の青（
Ｂ）色の顔料を混合した青色着色材を前記ドクターブレ
ード法により充填し、その各青色着色材の内の必要な青
色着色材部分のみを紫外線露光により硬化し、未露光の
不必要な青色着色材部分を有機溶剤により溶解して除去
して第１図げ）に示すように青着色膜パターン１８を形
成することによって、表面が平坦なカラーフィルタを容
易に得ることができる。

従って、このような形成方法により得られたカラーフィ
ルタの表面に第１図（９）に示すようにポリイミド等か
らなる保護膜１９を被着形成し、液晶表示パネルと組み
合わせてカラー表示を行う構成とすることにより、液晶
封入ギャップが均一となり、色むらや色調変化がなくな
り、カラー表示品質が著しく向上する。

また、第２図（ａ）〜（６）は本発明に係るカラーフィ
ルタの製造方法の他の実施例を工程順に示す要部断面図
である。

本実施例では第２図（ａ）に示すように清浄化された透
明ガラス基板３１の表面にフォトレジスト膜を塗着し、
該レジスト膜を露光・現像工程によりバターニングして
例えば赤色の着色膜パターン形成用の第一マスク３２を
形成した後、この第一マスク３２を介して露出する前記
透明ガラス基板３１部分をエツチングして１．５μ鋼の
深さの赤色の着色膜パターンに対応する複数の第一凹部
３３を形成する。

次に前記第一マスク３２を溶解除去した後、第２図（ｂ
）に示すように前記複数の第一凹部３３に対して、例え
ば紫外線硬化性樹脂材に適量の赤（Ｒ）色の顔料を混合
した赤色着色材３４をドクターブレード４２の操作によ
り充填し、紫外線露光により硬化させて第２図（Ｃ）に
示すように透明ガラス基板３１に赤着色膜パターン３５
を埋設する。

以下同様な工程により、第２図（ｄ）に示すように該赤
着色膜パターン３５が埋設された透明ガラス基板３１の
表面にフォトレジスト膜を塗着し、該レジスト膜を露光
・現像工程によりパターニングして例えば緑色の着色膜
パターン形成用の第二マスク３６を形成した後、この第
二マスク３６を介して露出する前記透明ガラス基板３１
部分をエツチングして１．５μｍの深さの緑色の着色膜
パターンに対応する複数の第二凹部３７を形成する。

次に前記第二マスク３６を溶解除去した後、第２図（ｅ
）に示すように前記複数の第二凹部３７に対して、例え
ば紫外線硬化性樹脂材に適量の緑（Ｇ）色の顔料を混合
した緑色着色材を前記ドクターブレード法により充填し
、紫外線露光により硬化させて前記透明ガラス基板３１
に緑着色膜パターン３８を埋設する。

更に該緑着色膜パターン３８が埋設された透明ガラス基
板３１の表面にフォトレジスト膜を塗着し、該レジスト
膜を露光・現像工程によりバターニングして例えば青色
の着色膜パターン形成用の第三マスクを形成した後、こ
の第三マスクを介して露出する前記透明ガラス基板３１
部分をエツチングして１．５μ−の深さの青色の着色膜
パターンに対応する複数の第三凹部３９を形成する。

そして前記第三マスクを溶解除去しまた後、第２図げ）
に示すように前記複数の第三凹部３９に対して、例えば
紫外線硬化性樹脂材に適量の青（Ｂ）色の顔料を混合し
た緑色着色材を前記ドクターブレード法により充填し、
紫外線露光により硬化させて前記透明ガラス基板３１に
青着色膜パターン４０を埋設することによっても、第１
図（ａ）〜げ）による実施例の方法と同様に表面が平坦
なカラーフィルタを容易に得ることができる。

従って、かかる形成方法により得られたカラーフィルタ
の表面に第２図（匂に示すようにポリイミド等からなる
保護膜４１を被着形成し、液晶表示パネルと組み合わせ
てカラー表示を行う構成とすることにより、液晶封入ギ
ャップが均一となり、色むらや色調変化がなくなり、カ
ラー表示品質が著しく向上する。

なお、上記他の実施例で述べた形成方法では、赤、緑、
青の各着色膜パターン間にブラックマトリクス用の遮光
膜が形成されていないが、当該カラーフィルタと組み合
わせる液晶表示パネルとして、対向基板側の画素電極間
にブラックマスクをパターン形成した液晶表示パネルを
用いるようにすればよい。

第１図（ａ）〜（（２）は本発明に係るカラーフィルタ
の製造方法の一実施例を工程順に示す要 部断面図、 第２図（ａ）〜（樽は本発明に係るカラーフィルタの製
造方法の他の実施例を工程順に示す 要部断面図、 第３図（ａ）〜（Ｃ）は従来のカラーフィルタの製造方
法を順に説明するための要部断面図で ある。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係るカラーフ
ィルタの製造方法によれば、表面の平坦なカラーフィル
タを高歩留まりで、精度良く得ることができるので、液
晶表示パネルと組み合わせた構成において色むらや色調
変化がなく、カラー表示品質が著しく向上する等、実用
上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（→及び第２図（ａ）〜（（至）におい
て、１１、３１は透明ガラス基板、１２は遮光膜、１３
は絶縁膜、１４は複数の凹部、１５．３４は赤着色材、
１６．３５は赤着色膜パターン、１７、３８は緑着色膜
パターン、１８．４０は青着色膜パターン、１９．４１
は保護膜、２１゜４２はドクターブレード、２２はフォ
トマスク、３２は第一マスク、３３は複数の第一凹部、
３６は第二マスク、３７は複数の第二凹部、３９は複数
の第三凹部をそれぞれ示す。 Ｉソλ シブξ辱９ぢｄ’ｆ　／１ズ７ラーフａｔ　タ／ｌ　製
１ｉｓＥｒ　−ｌＪ４ＭＰＪｔｒ　ｚｍＲｔ：；ＥＴ　
Ｑｌｆｎｈ　６不知Ｆ４覇−７１１Ｌあ１万山ちり國Ｇ
Ｉ社１オ桿呼蛯伽閲筐　　７　闇

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板（１１）の表面に、複数色の着色膜パタ
   ーンに対応する複数の凹部（１４）をフォトリソグラフ
   ィ工程により形成した後、該複数の凹部（１４）にドク
   ターブレード法により複数色の着色材を色別に順次充填
   してから硬化させ、更に硬化した複数色の着色材よりな
   る着色膜パターン（１６、１７、１８）の表面を前記透
   明基板（１１）面と同一平面となるように形成すること
   を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. （２）前記透明基板（１１）の表面に、複数の凹部（１
   ４）を形成するに先立って遮光膜（１２）を形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方
   法。
3. （３）前記透明基板（１１）の表面に、複数の凹部（１
   ４）を形成するに先立って遮光膜（１２）と、その表面
   に絶縁膜（１３）を形成することを特徴とする請求項１
   記載のカラーフィルタの製造方法。
4. （４）前記遮光膜（１２）がクロム（Ｃｒ）膜からなる
   ことを特徴とする請求項２及び３記載のカラーフィルタ
   の製造方法。