JPH0511105A

JPH0511105A - カラーフイルタの製造方法

Info

Publication number: JPH0511105A
Application number: JP3160335A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nikaido; 勝二階堂; Sakae Kimura; 栄木村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】後処理が不要な低価格化を図ることができる
カラーフィルタの製造方法を提供する。【構成】テーブル21は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向
に移動自在で、かつ、θ方向に回転自在である。テーブ
ル21上に、ガラス基板９を載置している。アンバー合金
などの熱膨張係数が１．５×１０^-6ｃｍ／℃以下の金属
製のダイ22で、下端にはスリットを形成有する。ダイ22
は、着色インキを収容する。ダイ22の供給孔23から、不
活性ガスを用いて圧力をかけ、ダイ22の下面のスリット
から着色インキを噴出する。噴出した着色インキで、ガ
ラス基板９上に着色層26を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばカラー液晶表
示装置の表示パネルに使用されるカラーフィルタの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶による表示装置は、受動型のディス
プレイで消費電力が極めて少ない、低電圧で駆動でき、
パネル型の素子にでき、大型表示が可能であり、低価格
であるなど、発光型のディスプレイには有さない特徴を
備えているため、ラップトップタイプおよびブックタイ
プのパーソナルコンピュータやワードプロセッサをはじ
め、各種ＯＡ機器のディスプレイとして広く利用されて
いる。とくに、近年は、カラーブラウン管以外では、唯
一のフルカラー表示を行なうことが可能なディスプレイ
として注目されている。

【０００３】まず、カラー液晶表示装置の一例を図８を
参照して説明する。この図８に示すカラー液晶表示装置
は、三端子型の薄膜トランジスタを用いたアクティブマ
トリックス液晶表示装置である。

【０００４】そして、図８に示すように、液晶セル１を
有し、この液晶セル１は薄膜トランジスタアレイ２とカ
ラーフィルタ３との間に挟持された液晶４とから構成さ
れている。また、薄膜トランジスタアレイ２は、ガラス
基板５とこのガラス基板５上に形成された画素電極を形
成する薄膜トランジスタ６とから形成されている。さら
に、カラーフィルタ３は、ガラス基板７とこのガラス基
板７上に形成されたＲ、Ｇ、Ｂの着色層８と液晶セル１
の一方の電極となる透明電極９とから形成されている。

【０００５】また、液晶セル１の両端面には、それぞれ
偏向板10，11が配設され、後部には３波長タイプのバッ
クライト12が配設されている。

【０００６】そして、この薄膜トランジスタ６は、オフ
状態の場合には液晶の画素が透過状態になり、カラーフ
ィルタ３に対応するＲ、Ｇ、Ｂすなわち赤色光、緑色光
および青色光を点灯し３原色を得、加色混色により任意
の色を発色させる。さらに、薄膜トランジスタ６のスイ
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、フルカラー表示が可能になる。

【０００７】また、カラーフィルタ３の製造方法として
は、染色法、顔料分散法、印刷法または電着法などがあ
る。染色法は、たとえばゼラチン膜をフォトリソグラフ
ィ法でパターニングして得られたレリーフを染色する方
法である。また、顔料分散法は、顔料で分散したポリマ
ーをフォトリソグラフィ法でパターニングする方法であ
る。さらに、印刷法は、顔料で分散したポリマーを用い
印刷により直接パターンを形成する方法である。そし
て、電着法は、透明導電膜をパターニングし、電気泳動
法や電解重合法で着色層をつける方法である。

【０００８】一方、染色法および顔料分散法は、開発が
先行し、一部実用化されているものの、工程が複雑でコ
ストが低下しない。

【０００９】これに対し、印刷法は、低コスト化が可能
な技術として大きな注目を浴び、染色法および顔料分散
法などのフォトリソグラフィ技術を用いたものより劣る
といわれる精度、外観品位および平行性向上に向けて開
発が行なわれている。

【００１０】そして、カラーフィルタの製造方法とし
て、図９および図１０に示すように、凹版または水なし
平版を用いたオフセット印刷法が注目されている。この
オフセット印刷法は、図９に示すように、まず、版16の
凹部に着色インキ17をブランケット18を回動してブラン
ケット18に転移させる。次に、図１０に示すように、ブ
ランケット18に転移された着色インキ17をガラス基板９
上に転写する方法である。このオフセット印刷法は、版
16上での着色インキ17のパターンエッジの切れが優れる
こと、版16の凹部の深さにより着色インキ17の厚さを容
易に調整可能なこと、および、印刷精度の点でも版16に
金属を使うことができるため、印刷法の中で最も実用化
に近い位置にある。

【００１１】ところが、この着色インキ17の印刷直後の
着色断面は、図６に示すように、蒲鉾型であり、転写後
に、平滑化や研磨などの処理を必要とするため、必ずし
も低価格化にならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、染色法
および顔料分散法などのフォトリソグラフィを用いたも
のは、一部実用化されているものの、工程が複雑でコス
トが低下しない。

【００１３】印刷法は、低コスト化が可能であるもの
の、染色法および顔料分散法などのフォトリソグラフィ
技術を用いたものより精度、外観品位および平行性が劣
る。

【００１４】さらに、オフセット印刷法は、転写後に、
平滑化や研磨などの処理を必要とするため、必ずしも低
価格化にならない問題を有している。

【００１５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、後処理が不要な低価格化を図ることができるカラー
フィルタの製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のカラーフ
ィルタの製造方法は、透明な基板上に複数のスリットが
形成されたダイを通して、少なくとも樹脂、色素および
溶剤を含むインキを押しだし、インキ層を所望のパター
ンに形成するものである。

【００１７】請求項２記載のカラーフィルタの製造方法
は、請求項１記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、ダイは、常温の熱膨張係数が１．５×１０^-6ｃｍ／
℃以下の金属であるものである。

【００１８】

【作用】請求項１記載のカラーフィルタの製造方法は、
透明な基板上に複数のスリットが形成されたダイを通し
て、少なくとも樹脂、色素および溶剤を含むインキを押
しだし、インキ層を所望のパターンに好ましくは０．５
〜１０μｍの厚さに形成することにより、直接インキ層
を形成でき、後処理を不要にし、かつ、低価格化を図る
ことができる。

【００１９】請求項２記載のカラーフィルタの製造方法
は、請求項１記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、ダイは常温の熱膨張係数が１．５×１０^-6ｃｍ／℃
以下の金属であるので、温度にかかわらず、一定の厚さ
でインキ層を形成できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２１】図１および図２に示すテーブル21は、Ｘ方
向、Ｙ方向およびＺ方向に移動自在で、かつ、θ方向に
回転自在になっている。そして、このテーブル21上に
は、たとえばコーニング社製の型番７０５９のガラス基
板９が載置されている。

【００２２】また、22はたとえばアンバー合金などの熱
膨張係数が１．５×１０^-6ｃｍ／℃以下の単金属あるい
は合金からなる金属製のダイで、このダイ22の下端に
は、図示しないスリットが形成されている。このダイ22
には、着色インキが収容されている。また、ダイ22の上
部には、不活性ガスなどを供給する供給孔23が形成され
ている。

【００２３】さらに、このダイ22は、赤色インキ
（Ｒ）、緑色インキ（Ｇ）および青色インキ（Ｂ）の３
つが用意されている。

【００２４】次に、上記実施例による製造について説明
する。

【００２５】まず、ダイ22に供給孔23から、不活性ガス
などを用いて圧力をかける。この圧力によりダイ22の下
面から着色インキを噴出する。そして、この出力された
着色インキにより、ガラス基板９上にインキ層としての
着色層26を形成する。

【００２６】また、この着色層26の形成に際しては、着
色層26のピッチ分ずつずらした３つのダイ22を用い、前
進方向に連続した配置にすることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３つの層を同時に形成することができる。

【００２７】さらに、カラーフィルタ３は図３および図
４に示すように、ガラス基板９上にクロム（Ｃｒ）、黒
レジストなどをフォトリソグラフィ法でパターニングし
てブラックマトリックス27を形成し、このブラックマト
リックス27上に着色層26をストライプ状、あるいは、デ
ルタ配列状に形成したものである。

【００２８】すなわち、図３に示すストライプ状の構成
のものは、各ダイ22を前進のみさせることにより形成
し、図４に示すデルタ配列状の構成のものは、各ダイ22
を１画素ごとに着色インキの噴出、停止を繰り返し、ガ
ラス基板９をＹ方向に移動させ、さらに、噴出再開を繰
り返して形成する。

【００２９】さらに、実験に用いた具体的な材料および
数値をあげて説明する。

【００３０】まず、着色インキとしては、樹脂、赤、緑
および青の顔料、溶剤を有している。そして、溶剤は溶
剤可溶型エポキシ系樹脂、赤の顔料はジアントラキノン
系有機顔料、緑の溶剤はハロゲン化フタロシアニン系顔
料、青の顔料はフタロシアニン系顔料、溶剤はエチレン
グリコールモノメチルエーテルおよびジエチレングリコ
ールモノメチルエーテルを用いている。また、含有され
る粒径は最大粒径が０．１μｍ以下のもので、着色イン
キとしての粘度は、１００〜２００poise である。そう
して、ダイ22とガラス基板９との間隙を１７〜２２μ
ｍ、着色インキへの印加圧力を３〜５ｋｇ／ｃｍ²、ガ
ラス基板９の前進速度１０〜２０ｃｍ／分で、２〜３μ
ｍの着色層26が形成された。

【００３１】この後、２００〜２５０℃で２〜４時間べ
ーキング後、エポキシ、エポキシアクリレートなどから
なるオーバコート層、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から
なる導電膜を形成する。

【００３２】上記実施例により形成された着色層26の断
面は、図５に示すように、上部が平面状に形成され、従
来の図７に示す顔料分散法と同様の形状であり、図６に
示すオフセット印刷法のように蒲鉾型にならないので、
平滑化等の後工程が不要になる。

【００３３】また、ダイ22は、アンバー合金に限らず、
スーパーアンバー合金、ステンレスアンバー合金などの
ように常温付近で熱膨脹係数が１．５×１０^-6ｃｍ／℃
以下の単金属あるいは合金などの金属であればよい。こ
の様に、熱膨張係数の小さな金属を用いることにより、
温度の変化にかかわらず、高精度を得ることができる。

【００３４】また、着色インキには、溶剤はエポキシ／
ベンゾアグアナミン混合樹脂、赤の顔料はジアントラキ
ノン系有機顔料、緑の顔料はハロゲン化銅フタロシアニ
ン系顔料、青の顔料はスルホンカ銅フタロシアニン系顔
料、溶剤はジエチレングリコールモノエチルエーテルお
よびジエチレングリコールモノブチルエーテルを用い、
さらに、添加物として無水フタル酸を用いているものを
使用してもよい。このうち、インキのビヒクルとなるエ
ポキシ／ベンゾアグナミン混合樹脂は、インキ適性を上
げるため予備反応を行ない分子量を上げている。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法は、透明な基板上に複数のスリットが形成されたダイ
を通して、少なくとも樹脂、色素および溶剤を含むイン
キを押しだし、インキ層を所望のパターンに形成するこ
とにより、直接インキ層を形成でき、後処理を不要に
し、かつ、低価格化を図ることができるとともに、複数
の色を１度に形成することもできる。

【００３６】請求項２記載のカラーフィルタの製造方法
は、請求項１記載のカラーフィルタの製造方法におい
て、ダイは常温の熱膨張係数が１．５×１０^-6ｃｍ／℃
以下の金属であるので、温度にかかわらず、一定の厚さ
でインキ層を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】同上基板を示す斜視図である。

【図３】同上インキ層が形成された一部が切欠かれた斜
視図である。

【図４】同上他の形状のインキ層が形成された一部が切
欠かれた斜視図である。

【図５】同上実施例により形成されたインキ層の断面図
である。

【図６】オフセット印刷法により形成されたインキ層の
断面図である。

【図７】顔料分散法により形成されたインキ層の断面図
である。

【図８】カラー液晶表示装置を示す分解斜視図である。

【図９】オフセット印刷法の一工程を示す説明図であ
る。

【図１０】オフセット印刷法の図９の次の工程を示す説
明図である。

【符号の説明】

９ガラス基板 22 ダイ 26 インキ層としての着色層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基板上に複数のスリットが形成さ
れたダイを通して、少なくとも樹脂、色素および溶剤を
含むインキを押しだし、インキ層を所望のパターンに形
成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】ダイは、常温の熱膨張係数が１．５×１
０^-6ｃｍ／℃以下の金属であ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。