JPH0553009A - カラーフイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルタの表面を平滑化し、平滑化膜
を不要にするとともに、ブラックマトリックスも不要に
する。 【構成】 ３色の画素を用いたカラーフィルタにおい
て、画素と画素との間に、画素の厚さの１／３ずつ画素
材料を３色積層し、画素と同じ厚さの黒色ないし灰色の
領域を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、液晶表示素子やイメー
ジセンサ等と組み合わせて用いるカラーフィルタに関
し、特にカラーフィルタ表面の平滑化に関する。

【０００２】

【従来技術】特開平１−１５２，４４９号は、透明基板
上に有機顔料を分散させた着色感光性樹脂を塗布し、カ
ラーフィルタを製造することを提案している。着色感光
性樹脂には、赤、青、緑等の３色の樹脂を用い、３色の
画素を形成する。また画素と画素との間にはＣｒ，Ｔｉ
等の遮光膜を形成し、画素の混色を防止する。このよう
なカラーフィルタの例を、図３に示す。図において、２
はガラス等の透明基板、４，６，８は画素で例えば赤、
青、緑、あるいはシアン、黄、マゼンダ等を用いる。０
２は遮光膜で、画素４，６，８間の混色を防止するため
に設ける。遮光膜０２は、例えばＣｒ，Ｔｉ等の金属薄
膜をエッチングし、画素４，６，８間のパターン間領域
に形成する。画素４，６，８の間のパターン間領域は凹
であり、カラーフィルタ上に設ける透明電極等の形成を
妨げる。そこでカラーフィルタの表面を平滑化するた
め、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の平滑化膜０４を設
ける。

【０００３】しかしながらこのカラーフィルタには、以
下の問題が有る。 (1) パターン間領域の凹は、深く鋭い。これを平滑化
膜０４で完全に埋め、平滑化を行うことは難しい。カラ
ーフィルタの表面に残る段差は、例えばＩＴＯ膜（Ｓｎ
添加の酸化インジウム膜）等の透明電極を積層する際の
妨げとなり、透明電極の断線等の原因となり易い。 (2) 遮光膜０２や平滑化膜０４を形成する工程が必要
で、成膜の工程数が２膜分増加する。

【０００４】

【発明の課題】この発明の課題は、画素材料自体を用い
てブラックマトリックスを形成すると共に、ブラックマ
トリックス自体によりカラーフィルタを平滑化し、遮光
膜や平滑化膜を不要にする点に有る。

【０００５】

【発明の構成】この発明は、透明基板上に少なくとも３
色の画素を間隔を置いて形成したカラーフィルタにおい
て、前記の画素と画素との間の間隔には、前記の３色の
画素材料をほぼ等しい厚さで３層積層し、画素とほぼ等
しい厚さのブラックマトリックスとしたことを特徴とす
る。

【０００６】

【発明の作用】この発明では、画素と画素との間の間隔
には、画素の材料を画素の厚さのほぼ１／３ずつ、３層
積層する。このようにすれば画素と画素との隙間の色は
黒色ないし濃灰色で、光の透過は僅かであり、画素材料
自体でブラックマトリックスを構成できる。この結果、
遮光膜が不要になる。３色の画素材料を積層したブラッ
クマトリックスの厚さを、画素の厚さとほぼ等しい厚さ
にすれば、カラーフィルタの表面は平滑になる。この結
果、平滑化膜が不要になる。またブラックマトリックス
の形成は、画素自体の製造工程を利用して行えるため、
カラーフィルタの製造が容易となる。

【０００７】

【実施例】図１に実施例の構造を示す。図１において、
２はガラス等の透明基板、４，６，８は画素で、４は例
えば赤の第１色画素で最初に形成し、６は例えば青の第
２色画素で２番目に形成し、８は例えば緑の第３色画素
で最後に形成する。１０はブラックマトリックスで、赤
色部分１２、青色部分１４、緑色部分１６を、３層積層
したものである。赤色部分１２、青色部分１４、緑色部
分１６には、画素４，６，８と同じ材料を用い、画素
４，６，８と同時に形成する。ブラックマトリックス１
０の厚さは画素４，６，８の厚さとほぼ等しくし、赤色
部分１２，青色部分１４，緑色部分１６の厚さは、それ
ぞれほぼ等しくする。ブラックマトリックス１０は、図
示のように画素４，６，８の間のパターン間の隙間に設
ける。

【０００８】図２に、実施例の製造工程を示す。最初に
ガラス基板２に赤色の有機顔料を分散させたネガ型の感
光性樹脂２４を、スピンコート、印刷等の手法により全
面に塗布する。次いで感光性樹脂２４を例えば９０℃で
プリベークし、図示しないポリビニルアルコール系の酸
素遮断膜を塗布した後、再度プリベークする。これらの
プリベークにより、感光性樹脂２４を乾燥させ、現像に
耐える程度の強度と基板２への付着力とを与える。

【０００９】酸素遮断膜のプリベーク後に、画素４に対
応したマスク２６を用いて、画素４を露光する。この後
に、ブラックマトリックス１０に対応したマスク２８を
用い、ブラックマトリックス１０の赤色部分１２を露光
する。赤色部分１２への露光量は画素４の形成部の露光
量よりも少なくし、樹脂２４の約１／３が残存し、赤色
部分１２の厚さが画素４の約１／３となるようにする。

【００１０】画素４と赤色部分１２の露光後に、例えば
炭酸ナトリウム水溶液で現像し、非露光部を溶解させて
除去し、例えば２２０℃でポストベークし、感光性樹脂
２４を硬化させる。これらの結果、画素４と画素４の約
１／３の厚さの赤色部分１２とが形成される。これらの
工程を、画素６，８や青色部分１４，緑色部分１６に対
しても同様に繰り返し、図１のカラーフィルタとする。

【００１１】このようにして得られたカラーフィルタの
表面は基本的に平滑で、平滑化膜を設ける必要がない。
もちろんカラーフィルタの保護膜として、硬質透明樹脂
等の膜でカラーフィルタの表面を被覆しても良い。次に
赤色部分１２，青色部分１４，緑色部分１６を積層した
ブラックマトリックス１０は黒色ないしは濃灰色で、遮
光膜が不要になる。更に、ブラックマトリックス１０
は、画素４，６，８の製造工程を利用して同時に製造で
き、製造工程は単純である。

【００１２】実施例では、画素４と赤色部分１２とを別
のマスク２６，２８で露光したが、マスクは１枚でも良
い。このためには、例えば赤色部分１２をぼかして露光
し、露光後の残膜量が赤色の画素４の１／３程度となる
ようにすれば良い。またマスクを１枚にするためには、
赤色部分１２に対しては半透明で画素４に対しては透明
な、光透過率が赤色部分１２と画素４とで異なるマスク
を用いても良い。このことを画素６と青色部分１４や画
素８と緑色部分１６に対しても行えば、各１枚のマスク
で画素４，６，８と赤色部分１２，青色部分１４，緑色
部分１６を形成できる。

【００１３】なお実施例は着色顔料を印刷してカラーフ
ィルタを製造する場合を例に示したが、着色顔料を電着
し画素４，６，８を形成する場合も同様に実施できる。
電着を用いる場合には、電着用の電極等を工夫し、ブラ
ックマトリックス１０への各着色樹脂の電着量が画素
４，６，８の１／３ずつとなるようにすれば良い。また
透明樹脂の印刷後に色素で染色して画素４，６，８を形
成する場合は、画素４，６，８の隙間に画素４，６，８
の約１／３の厚さで透明樹脂膜を形成する。ついで染色
を行い、この工程を３色繰り返せば図１のカラーフィル
タが得られる。従ってこの発明は、印刷法によるカラー
フィルタの製造に限るものではない。

【００１４】

【発明の効果】この発明では、画素に用いる材料自体を
用いてカラーフィルタを平滑化し、同時にブラックマト
リックスを形成する。この結果、平滑化膜と遮光膜とが
不要になる。このブラックマトリックスは画素と同時に
形成できるので、カラーフィルタの製造が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の断面図

【図２】 実施例の製造工程を表す工程図

【図３】 従来例の断面図

【符号の説明】

２ ガラス基板 ４，６，８ 画素 １０ ブラックマトリックス １２ 赤色部分 １４ 青色部分 １６ 緑色部分 ２４ 着色感光性樹脂 ２６，２８ マスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に少なくとも３色の画素を間
   隔を置いて形成したカラーフィルタにおいて、 前記の画素と画素との間の間隔には、前記の３色の画素
   材料をほぼ等しい厚さで３層積層し、画素とほぼ等しい
   厚さのブラックマトリックスとしたことを特徴とするカ
   ラーフィルタ。