JPH0469602A

JPH0469602A - カラーフィルタアレイの製造方法

Info

Publication number: JPH0469602A
Application number: JP2183501A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ogawa; 伸一小川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-04

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】本発明は、スクリーン上にカラー画像を投影する投影型
カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタアレ
イの製造方法に関する。

（従来の技術）大型の画面を小型軽量の装置によって実現するために、
光源からの光を透過型の液晶パネルに照射して、カラー
画像をスクリーンに投影する投影型カラー液晶表示装置
が用いられている。投影型カラー液晶表示装置には、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した３枚の液
晶パネルが設けられ、各液晶パネルの透過光が重ね合わ
せられてスクリーン上に投影される。しかし、この構成
では液晶パネルが３枚必要なので、小型軽量化には限度
がある。

投影型カラー液晶表示装置を小型軽量化するために、１
枚のマトリクス駆動型の液晶パネルを用い、液晶パネル
上の各絵素に対応したＲＳＧ、　　Ｂのカラーフィルタ
を有するカラーフィルタアレイを用いた構成が検討され
ている。しかしながら、この構成では３枚の液晶パネル
を用いた前述の構成に比較して、解像度が３分の１とな
り、画面の明るさも３分の１となってしまう。解像度を
高めるためには、絵素の密度を増加させることが必要と
なる。

絵素の密度を増大させるためには、各絵素に対応する絵
素電極及びスイッチング素子の大きさ、各バス配線の幅
等を非常に小さくしなければならなくなる。ところが、
各絵素電極に対応して設けられるスイッチング素子の大
きさ、各バス配線の幅等は、絵素電極がある大きさ以下
になると絵素電極に比例して小さくすることができな（
なるので、絵素電極の占める面積が減少し、表示装置の
開口率が低下してしまう。開口率が低下すると、液晶パ
ネルの透過光量が減少し、スクリーン上の画像が暗（な
ってしてしまう。

（発明が解決しようとする課題）絵素数の増加による開口率の低下を解消するため、カラ
ーフィルタアレイの各カラーフィルタに対応したマイク
ロレンズを有するマイクロレンズアレイを用いる構成が
検討されている（特願平ｌ３２６５３６号）。このよう
な構成に用いられるカラーフィルタアレイは、第６図に
示すように、基板３０上に形成された干渉カラーフィル
タ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂを有している。各カラーフ
ィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂの間隙には、混色を防
止するために遮光層２６が形成されている。

このような構成を有するカラーフィルタアレイは、まず
ガラス等の基板３０上に遮光層２６をパターン形成した
後、遮光層２６の各開口部に干渉カラーフィルタ２３Ｒ
，２３Ｇ及び２３Ｂを形成することにより作製される。

このようにしてカラーフィルタアレイを作製すると、干
渉カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂの各開口部
に対する位置ずれを考慮しなければならないため、第６
図に示すように、遮光層２６は各カラーフィルタ２３Ｒ
，２３Ｇ及び２３Ｂに重なるように形成されることが必
要となる。従って、カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び
２３Ｂの実効面積は減少することになる。このような実
効面積の減少は、表示装置の開口率を減少させ、得られ
る画像を暗くす本発明はこのような問題点を解決するも
のであり、本発明の目的は、カラーフィルタの実効面積
を減少させることのない遮光層を有するカラーフィルタ
アレイの製造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明のカラーフィルタアレイの製造方法は、透明基板
上に形成されたカラーフィルタと、該カラーフィルタの
周囲を遮光する遮光層とを有するカラーフィルタアレイ
の製造方法であって、該カラーフィルタを形成する工程
と、該カラーフィルタを覆って該透明基板上の全面に、
該カラーフィルタを透過し得る光の波長とは異なる波長
の光に感光して硬化する黒色感光性樹脂を塗布する工程
と、該透明基板の該カラーフィルタが形成されている面
とは反対側の面から、該黒色感光性樹脂が感光する波長
の光を含む光の照射によって該黒色感光性樹脂を硬化さ
せて、該遮光層を該カラーフィルタに対して自己整合的
に形成する工程と、を包含しており、そのことによって
上記目的が達成される。

（作用）本発明のカラーフィルタアレイの製造方法によれば、カ
ラーフィルタを覆って基板上の全面に塗布された黒色感
光性樹脂に、透明基板のカラーフィルタが形成されてい
る面とは反対側の面から、黒色感光性樹脂が硬化する波
長の光を含む光が照射される。カラーフィルタ上以外の
部分に位置する黒色感光性樹脂は、上記の光照射によっ
て感光し、硬化する。カラーフィルタ上に位置する黒色
感光性樹脂には、カラーフィルタを透過した光が照射さ
れる。カラーフィルタを透過した光は、黒色感光樹脂が
感光する波長の光を含んでいないため、カラーフィルタ
上の黒色感光性樹脂は感光しない。従って、感光してい
ない黒色感光樹脂を除去することにより、カラーフィル
タに対して自己整合的に形成された遮光層を有するカラ
ーフィルタアレイが得られる。

〈実施例）本発明の実施例について以下に説明する。まず、＝５− −６＝第２図（ａ）〜（ｉ）に示すカラーフィルタアレイの製
造工程について説明する。ガラス基板からなる透明基板
３０の表面を洗浄した後（第２図（ａ））、該基板３０
上にリフト材層３１を蒸着した（第２図（ｂ））。次に
、リフト材層３１上の全面に、感光剤層３２を塗布しく
第２図（Ｃ））、感光剤層３２の露光及び現像を行った
（第２図（ｄ））。露光及び現像された感光剤層３２を
マスクとして、リフト材層３１のエツチングを行った後
、感光剤層３２を除去したく第２図（ｅ））。

リフト材層３１上の全面に、ＳｉＯ２、Ｔ　ｉ　０２等
の多層干渉膜３３を蒸着によって形成しく第２図（ｆ）
）、リフト材層３１のリフトオフによって干渉カラーフ
ィルタ２３Ｂを形成した（第２図（ｇ））。上述の第２
図（ｂ）〜（ｇ）の工程を更に２回繰り返すことにより
、干渉カラーフィルタ２３Ｇ及び２３Ｒを形成した（第
２図（ｈ）及び口→）。干渉カラーフィルタは耐光性が
高（、光の透過率が大きいという利点を有している。尚
、本実施例ではカラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３
Ｂをリフトオフによって作製したが、他の方法によって
作製してもよい。

以上のようにして製造されたカラーフィルタ２３Ｒ，２
３Ｇ及び２３Ｂは、それぞれ第３図に示す透過率を有し
ている。第３図に示すように、各カラーフィルタ２３Ｒ
，２３Ｇ及び２３Ｂは、３００〜４００ｎｍの波長の光
を透過させないように設定されている。

次に、第１図（ａ）に示すように、カラーフィルタ２３
Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂを覆って透明基板３０上の全面に
、カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂを透過し得
る光の波長とは異なる波長の光に感光して硬化する黒色
感光性樹脂２５を２μｍの厚さに塗布した。黒色感光性
樹脂２５には富士ハントエレクトロニクステクノロジー
社製のカラーモザイク遮光用ブラックＣＫを用いた。第
４図に本実施例に用いた黒色感光性樹脂の分光感度を示
す。第４図に示すように、黒色感光性樹脂２５は約４０
０ｎｍ以下の波長の光に感光して硬化する。約４００ｎ
ｍ以下の波長の光は、第３図一を参照すれば、カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３
Ｂの何れをも透過しないことが分かる。

更に、黒色感光性樹脂２５上に酸素遮断用のオーバー）
　−ト剤ｃＭ　　Ｐ　（富士ハントエレクトロニクステ
クノロジー社！りを塗布した。次に、透明基板３０のカ
ラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂが形成されてい
る面とは反対側の面から、黒色感光性樹脂２５が感光す
る波長の光を含む光を照射した。具体的には、第４図に
示す約４００ｎｍ以下の波長の光を含む紫外光を照射し
た。紫外光照射により、カラーフィルタ上以外の部分に
位置する黒色感光性樹脂は感光して硬化する。カラーフ
ィルタ上に位置する黒色感光性樹脂には、カラーフィル
タを透過した光が照射される。カラーフィルタを透過し
た光の波長は、黒色感光樹脂が感光する波長の光を含ん
でいないため、カラーフィルタ上の黒色感光性樹脂は感
光しない。

次に、この基板３０を水中に１分間浸漬してオーバーコ
ート剤を除去した。更に、現像液ＣＭ−Ｄ（富士ハント
エレクトロニクステクノロジー社製）に１分間浸漬し、
カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂ上の感光して
いない黒色感光性樹脂２５を除去し、これらのカラーフ
ィルタ以外の部分に硬化した黒色感光性樹脂を遮光層２
６として残し、カラーフィルタアレイ１１を得た。

本実施例のカラーフィルタアレイの製造方法によれば、
遮光層２６はカラーフィルタアレイ１１を構成するカラ
ーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂに対して自己整合
的に形成される。即ち、カラーフィルタアレイ１１を構
成するカラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂと遮光
層２６との重なりによる該カラーフィルタの実効面積の
減少は生じない。従って、本実施例によって製造された
カラーフィルタアレイ１１を用いれば、明るい画像を有
する投影型カラー液晶表示装置を得ることができる。

本実施例のようにガラスなどの透明基板３ｏ上にカラー
フィルタアレイ１１を形成する以外に、マイクロレンズ
アレイを基板として該マイクロレンズアレイ上にカラー
フィルタアレイ１１を形成することもできる。この場合
には、各カラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂは各
マイクロレンズに対応して形成される。マイクロレンズ
アレイは、例えば、ガラス等の透明性基板に、選択的イ
オン拡散法を用いて屈折率の分布を持たせることにより
作製される。屈折率の分布により、レンズと等価な機能
が透明基板に付与される。

本実施例によって作製されたカラーフィルタを有する投
影型カラー液晶表示装置を第５図に模式的に示す。第５
図に示す投影型カラー液晶表示装置】には、透明基板と
してのマイクロレンズアレイ９上に形成されたカラーフ
ィルタアレイ１１が用いられている。表示装置１は、白
色光源２と、反射鏡３と、コンデンサレンズ４及び５と
、表示手段６と、投影レンズ７とを有する。この表示装
置１による画像は、スクリーン８に投影される。

表示手段６は、液晶パネル１０と、カラーフィルタアレ
イ１１とを有する。カラーフィルタアレイ１１は、前述
のように透明基板としてのマイクロレンズアレイ９を有
する。液晶パネル１０には、光が透過する領域である絵
素１８と、絵素１８以外の部分である遮光領域１７とが
存在する。カラーフィルタアレイ１１に設けられた３色
のカラーフィルタ２３Ｒ，２３Ｇ、２３Ｂは、液晶パネ
ル１０の各絵素１８に対応して設けられている。マイク
ロレンズアレイ９の各マイクロレンズ２２も各絵素１８
に対応して設けられている。

この表示装置１のカラーフィルタアレイでは、カラーフ
ィルタ２３Ｒ，２３Ｇ及び２３Ｂと、その周囲に設けら
れている遮光層２６との重なり部分がないので、カラー
フィルタアレイ１１の透過光量の減少がなく、明るい画
像を得ることができる。

（発明の効果）本発明のカラーフィルタアレイの製造方法によれば、カ
ラーフィルタに自己整合的に遮光層が形成されるので、
カラーフィルタの実効面積の減少のないカラーフィルタ
アレイが得られる。従って、本発明の製造方法によって
製造されたカラーフィルタアレイを投影型カラー液晶表
示装置に用いれ一１１＝ば、明るい画像を得ることができる。

４、　　　　　の　　　なＵ第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明のカラーフィルタアレ
イの製造方法の一実施例を示す図、第２図（ａ）〜（１
）はカラーフィルタアレイの形成工程を示す図、第３図
はカラーフィルタの透過率を示す図、第４図は黒色感光
性樹脂の分光感度を示す図、第５図は本発明のカラーフ
ィルタアレイを用いた投影型カラー液晶表示装置の模式
図、第６図は従来のカラーフィルタアレイを示す図であ
る。

１・・・投影型カラー液晶表示装置、２・・・白色光源
、３・・・反射鏡、４．　５・・・コンデンサレンズ、
６・・・表示手段、７・・・投影レンズ、８・・・スク
リーン、９・・・マイクロレンズアレイ、１０・・・液
晶パネル、１１・・・カラーフィルタアレイ、２３Ｒ，
２３Ｇ、２３Ｂ・・・カラーフィルタ、２５・・・黒色
感光性樹脂、２６・・・遮光層、３０・・・透明基板、
３１・・・リフト材層、３２・・・感光剤層、３３・・
・多層干渉膜。

以上劃区ＶＥ第６区千３区 η４区春光ハ′度入（ｍｒｒＬ）

Claims

【特許請求の範囲】１、透明基板上に形成されたカラーフィルタと、該カラ
ーフィルタの周囲を遮光する遮光層とを有するカラーフ
ィルタアレイの製造方法であって、該カラーフィルタを
形成する工程と、該カラーフィルタを覆って該透明基板上の全面に、該カ
ラーフィルタを透過し得る光の波長とは異なる波長の光
に感光して硬化する黒色感光性樹脂を塗布する工程と、該透明基板の該カラーフィルタが形成されている面とは
反対側の面から、該黒色感光性樹脂が感光する波長の光
を含む光の照射によって該黒色感光性樹脂を硬化させて
、該遮光層を該カラーフィルタに対して自己整合的に形
成する工程と、を包含するカラーフィルタアレイの製造
方法。