JPH06160620A - カラーフィルタと遮光膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】赤，緑，青のカラーフィルタを、遮光膜との間
に漏光間隙を発生させることなく形成し、しかも、カラ
ーフィルタ表面の段差をなくすとともにカラーフィルタ
間の谷間も小さくして平坦性を良くする。 【構成】基板上に成膜した導電性下地膜の上に、ポジ型
フォトレジストからなるレジスト膜をマスクとして絶縁
性の遮光材を電着することにより遮光膜を形成し、この
後、下地膜上に残されたレジスト膜を選択的に除去する
とともに露出された下地膜の上にフィルタ材料を前記遮
光膜をマスクとして電着することによって、赤，緑，青
のカラーフィルタを順次形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の一方の
透明基板に設けられるカラーフィルタと遮光膜の形成方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フルカラー画像等の多色カラー画像を表
示する液晶表示素子は、液晶層をはさんで対向する一対
の透明基板にそれぞれ表示用の透明電極を形成するとと
もに、いずれか一方の基板に、表示画素の間隙に対応す
る間隙を存して互いに隣り合う赤，緑，青のカラーフィ
ルタとこれらカラーフィルタ間の間隙に対応する遮光膜
を設けた構成となっている。

【０００３】上記液晶表示素子の一方の基板に設けられ
るカラーフィルタと遮光膜は、従来、次のような方法で
形成されている。図４は従来のカラーフィルタと遮光膜
の形成工程を示す各工程での断面図である。 ［工程１］

【０００４】ガラス等からなる透明基板１の上に、その
ほぼ全面にわたって、ＩＴＯ等からなる透明な導電性下
地膜２を成膜し、その上にＣr （クロム）等からなる金
属膜３を成膜する［図４（ａ）］。 ［工程２］上記金属膜３をフォトリソグラフィ法により
パターニングし、赤，緑，青のカラーフィルタ間の間隙
に対応する遮光膜３ａを形成する［図４（ｂ）］。 ［工程３］

【０００５】上記基板１上にそのほぼ全面にわたって、
ポジ型フォトレジスト（露光部分が現像により除去され
るフォトレジスト）の溶液を塗布し、これを乾燥させ
て、ポジ型のフォトレジスト膜（以下、単にレジスト膜
という）４を形成する［図４（ｃ）］。 ［工程４］

【０００６】上記レジスト膜４を、基板１上に形成する
赤，緑，青のカラーフィルタのうちの一つの色のカラー
フィルタの形成パターンに対応する透光パターンをもつ
露光マスク（図示せず）を用いて露光処理し、次いで現
像処理して、このレジスト膜４に、赤，緑，青のうちの
一つのカラーフィルタ、例えば赤色フィルタの形成領域
に対応する第１の開口４ａを形成する［図４（ｄ）］。 ［工程５］

【０００７】上記レジスト膜４の第１の開口４ａ内に露
出した下地膜２の上に、赤のフィルタ材料（透明樹脂に
赤の顔料を混合したもの）をレジスト膜４をマスクとし
て所望の厚さに電着し、赤色フィルタ５Ｒを形成する
［図４（ｅ）］。

【０００８】上記フィルタ材料の電着は、電解液にフィ
ルタ材料を溶解した電着溶液中に基板１を浸漬し、この
基板１上の下地膜２と前記電着溶液中に浸漬してある対
向電極（陰極）との間に電圧を印加して、下地膜２の露
出部分に電着溶液中のフィルタ材料を被着させる方法に
よって行なわれており、下地膜２上へのフィルタ材料の
被着厚さは、印加電圧によって制御されている。 ［工程６］

【０００９】上記［工程４］で用いた露光マスクを［工
程４］での配置位置から所定ピッチ（赤，緑，青のカラ
ーフィルタの配列ピッチ）ずらして配置して上記レジス
ト膜４を再び露光処理し、次いで現像処理して、このレ
ジスト膜４に、他の一つの色のカラーフィルタ、例えば
緑色フィルタの形成領域に対応する第２の開口４ｂを形
成する［図４（ｆ）］。 ［工程７］

【００１０】上記レジスト膜４の第２の開口４ｂ内に露
出した下地膜２の上に、緑のフィルタ材料（透明樹脂に
緑の顔料を混合したもの）を所望の厚さに電着し、緑色
フィルタ５Ｇを形成する［図４（ｇ）］。 ［工程８］

【００１１】上記［工程４］および［工程６］で用いた
露光マスクをこれら工程での配置位置から所定ピッチず
らして配置して上記レジスト膜４をもう一度露光処理
し、次いで現像処理して、このレジスト膜４に、残りの
色のカラーフィルタ、例えば青色フィルタの形成領域に
対応する第３の開口４ｃを形成する［図４（ｈ）］。 ［工程９］

【００１２】上記レジスト膜４の第３の開口４ｃ内に露
出した下地膜２の上に、青のフィルタ材料（透明樹脂に
青の顔料を混合したもの）を所望の厚さに電着し、青色
フィルタ５Ｂを形成する［図４（ｉ）］。

【００１３】この後は、上記レジスト膜４を剥離し、カ
ラーフィルタと遮光膜の形成工程を終了する。図５は上
記のようにして遮光膜３ａと赤，緑，青のカラーフィル
タ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとを形成した基板１の断面図であ
る。

【００１４】これらカラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
は、それぞれ、隣接する遮光膜３ａ，３ａ間の間隔より
若干広幅に形成されており、各色のカラーフィルタ５
Ｒ，５Ｇ，５Ｂの両側縁部は、Ｃr 等からなる遮光膜３
ａの上に電着されている。

【００１５】このように、各色のカラーフィルタ５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂをそれぞれ隣接する遮光膜３ａ，３ａ間の間
隔より若干広幅に形成しているのは、図４の（ｄ），
（ｆ）および（ｈ）に示したレジスト膜４への開口形成
工程における露光マスクの位置合わせ誤差を考慮してい
るためである。

【００１６】すなわち、上記レジスト膜４への開口形成
工程において露光マスクの位置合わせ精度に誤差がある
と、レジスト膜４を露光・現像処理して形成された開口
４ａ，４ｂ，４ｃが隣接する遮光膜３ａ，３ａ間のフィ
ルタ形成位置からずれ、レジスト膜４をマスクとして下
地膜２上に電着されたカラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ
のいずれかの側縁と遮光膜３ａとの間に、一般に“白抜
け”と呼ばれる漏光間隙が生ずる。

【００１７】このため、従来は、上記露光マスクの位置
合わせ誤差を考慮して、遮光膜３ａをある程度広幅に形
成するか、あるいは上記露光マスクの透光パターンの幅
を大きくしてレジスト膜４に形成する開口４ａ，４ｂ，
４ｃの幅をある程度大きくすることにより、各色のカラ
ーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂをそれぞれ隣接する遮光膜
３ａ，３ａ間の間隔より若干広幅に形成している。

【００１８】このようにすれば、露光マスクの位置合わ
せ誤差によってレジスト膜４への開口４ａ，４ｂ，４ｃ
の形成位置がずれた場合でも、レジスト膜４をマスクと
して下地膜２上に電着されたカラーフィルタ５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂの両側縁部が必ず遮光膜３ａの上に重なるた
め、カラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと遮光膜３ａとの
間に上記漏光間隙が生じるのを防ぐことができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラーフィルタと遮光膜の形成方法では、上述した
ように、カラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂがその両側縁
部において遮光膜３ａの上に重なった状態で形成される
ため、これらカラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが、遮光
膜３ａの上に電着された両側縁部が盛り上がった段差の
あるフィルタとなってしまうし、また、カラーフィルタ
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの形成後にレジスト膜４を剥離する
と、これらカラーフィルタ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの間に、カ
ラーフィルタの厚さに相当する深い谷間ができるという
問題ももっており、そのため、カラーフィルタ５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂの上に形成される保護膜やその上に形成される
透明電極および配向膜（いずれも図示せず）にも段差を
生じさせていた。

【００２０】本発明の目的は、赤，緑，青のカラーフィ
ルタを、遮光膜との間に漏光間隙を発生させることなく
形成し、しかも、カラーフィルタ表面の段差をなくすと
ともにカラーフィルタ間の谷間も小さくして平坦性を良
くすることができるカラーフィルタと遮光膜の形成方法
を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
と遮光膜の形成方法は、

【００２２】基板上に透明な導電性下地膜を成膜しその
上にポジ型フォトレジストからなるレジスト膜を形成し
た後、前記レジスト膜の遮光膜形成領域に対応する部分
を露光および現像処理により除去して、露出された前記
下地膜の上に絶縁性の遮光材を前記レジスト膜をマスク
として電着して前記遮光膜を形成し、

【００２３】この後、前記下地膜の上に残された前記レ
ジスト膜のうち、赤，緑，青のうちの一つの色のカラー
フィルタの形成領域のレジスト膜を露光および現像処理
により除去して、露出された前記下地膜の上に前記一つ
の色のフィルタ材料を前記遮光膜をマスクとして電着す
る工程を繰返して、赤，緑，青のカラーフィルタを順次
形成することを特徴とするものである。

【００２４】

【作用】すなわち、本発明は、基板上に成膜した導電性
下地膜の上に、ポジ型フォトレジストからなるレジスト
膜をマスクとして絶縁性の遮光材を電着することにより
遮光膜を形成し、この後、下地膜上に残されたレジスト
膜を選択的に除去するとともに露出された下地膜の上に
フィルタ材料を前記遮光膜をマスクとして電着すること
によって、赤，緑，青のカラーフィルタを順次形成する
ものである。

【００２５】本発明によれば、絶縁性の遮光材からなる
遮光膜をマスクとして下地膜上にフィルタ材料を電着し
ているため、このフィルタ材料の電着によって形成され
たカラーフィルタと遮光膜との間に漏光間隙が生ずるこ
とはない。

【００２６】しかも、本発明によれば、上記フィルタ材
料が下地膜の上にだけ電着されるため、カラーフィルタ
の表面に段差ができることはないし、また、遮光膜も電
着によって形成しているために、この遮光膜とカラーフ
ィルタとの厚さの差を小さくできるから、カラーフィル
タ間の谷間も小さくして平坦性を良くすることができ
る。

【００２７】

【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。図１はカラーフィルタと遮光膜の形成工程を示
す各工程での断面図である。 ［工程１］

【００２８】ガラス等からなる透明基板１１の上に、そ
のほぼ全面にわたって、ＩＴＯ等からなる透明な導電性
下地膜１２を成膜し、その上に、ポジ型のフォトレジス
ト膜１３を形成する［図１（ａ）］。

【００２９】なお、上記下地膜１２はスパッタ法または
蒸着法等によって成膜し、レジスト膜１３は、フォトレ
ジスト溶液をスピンコート法またはローラコート法によ
り塗布し、これを乾燥させて形成する。 ［工程２］

【００３０】上記レジスト膜１３を遮光膜の形成パター
ンに対応する透光パターンをもつ露光マスク（図示せ
ず）を用いて露光処理し、次いで現像処理して、このレ
ジスト膜１３の遮光膜形成領域に対応する部分を除去す
る［図１（ｂ）］。

【００３１】このようにレジスト膜１３の遮光膜形成領
域に対応する部分を除去すると、この部分の下地膜１２
が露出され、下地膜１２の他の部分、つまりカラーフィ
ルタの形成領域の上だけにレジスト膜１３が残る。 ［工程３］

【００３２】露出された下地膜１２の上に、絶縁性の遮
光材（樹脂に黒色系の顔料を混合したもの）を上記レジ
スト膜１３をマスクとして電着し、カラーフィルタ間の
間隙に対応する遮光膜１４を形成する［図１（ｃ）］。

【００３３】この遮光膜１４は、後工程で形成するカラ
ーフィルタの厚さとほぼ同じ厚さに形成する。なお、上
記遮光材の電着は、電解液に遮光材を溶解した電着溶液
中に基板１１を浸漬し、この基板１１上の下地膜１２と
前記電着溶液中に浸漬してある対向電極（陰極）との間
に電圧を印加して、下地膜１２の露出部分に電着溶液中
の遮光材を被着させる方法によって行ない、遮光材の被
着厚さは、印加電圧によって制御する。このようにして
遮光膜１４を形成した後は、次のような手順で赤，緑，
青のカラーフィルタを順次形成する。 ［工程４］

【００３４】下地膜１２のカラーフィルタ形成領域の上
に残されたレジスト膜１３のうち、赤，緑，青のうちの
一つの色のカラーフィルタの形成領域、例えば赤色フィ
ルタの形成領域のレジスト膜１３を露光および現像処理
により除去し、下地膜１２の赤色フィルタ形成領域を露
出させる［図１（ｄ）］。

【００３５】なお、上記レジスト膜１３の露光処理は、
露光マスクの位置合わせ誤差を考慮して、レジスト膜１
３の幅（カラーフィルタ形成領域の幅）よりある程度広
幅の透光パターン幅をもつ露光マスクを用いて行なう。 ［工程５］

【００３６】露出された下地膜１２の上（赤色フィルタ
形成領域の上）に、赤のフィルタ材料（透明樹脂に赤の
顔料を混合したもの）を上記遮光膜１４をマスクとして
所望の厚さに電着し、赤色フィルタ１５Ｒを形成する
［図１（ｅ）］。

【００３７】なお、このフィルタ材料の電着は、上記遮
光膜１４の形成における遮光材の電着と同様にして行な
う。またこの場合、下地膜１２の他の色のカラーフィル
タを形成する領域はレジスト膜１３で覆われているた
め、上記赤のフィルタ材料は、下地膜１２の赤色フィル
タ形成領域の上だけ電着される。 ［工程６］

【００３８】下地膜１２の他の色（緑と青）のカラーフ
ィルタ形成領域の上に残されているレジスト膜１３のう
ち、例えば緑色フィルタの形成領域のレジスト膜１３を
露光および現像処理により除去し、下地膜１２の緑色フ
ィルタ形成領域を露出させる［図１（ｆ）］。

【００３９】なお、このときのレジスト膜１３の露光処
理は、上記［工程４］で用いた露光マスクを［工程４］
での配置位置から所定ピッチ（赤，緑，青のカラーフィ
ルタの配列ピッチ）ずらして配置して行なう。 ［工程７］

【００４０】露出された下地膜１２の上（緑色フィルタ
形成領域の上）に、緑のフィルタ材料（透明樹脂に緑の
顔料を混合したもの）を上記遮光膜１４をマスクとして
所望の厚さに電着し、緑色フィルタ１５Ｇを形成する
［図１（ｇ）］。

【００４１】なお、この場合も、下地膜１２の赤色フィ
ルタ形成領域は既に形成された赤色フィルタ１５Ｒで覆
われ、青色フィルタ形成領域はレジスト膜１３で覆われ
ているため、上記緑のフィルタ材料は、下地膜１２の緑
色フィルタ形成領域の上だけ電着される。 ［工程８］

【００４２】下地膜１２の他の色のカラーフィルタ形成
領域、つまり青色フィルタの形成領域のレジスト膜１３
を露光および現像処理により除去し、下地膜１２の青色
フィルタ形成領域を露出させる［図１（ｈ）］。

【００４３】なお、このときのレジスト膜１３の露光処
理も、上記［工程４］および［工程６］で用いた露光マ
スクをこれら工程での配置位置から所定ピッチずらして
配置して行なう。 ［工程９］

【００４４】露出された下地膜１２の上（青色フィルタ
形成領域の上）に、青のフィルタ材料（透明樹脂に緑の
顔料を混合したもの）を上記遮光膜１４をマスクとして
所望の厚さに電着し、青色フィルタ１５Ｂを形成し、カ
ラーフィルタの形成工程を終了する［図１（ｉ）］。

【００４５】なお、この場合も、下地膜１２の赤色フィ
ルタ形成領域および緑色フィルタ形成領域は既に形成さ
れた赤色フィルタ１５Ｒおよび緑色フィルタ１５Ｇで覆
われているため、上記青のフィルタ材料は、下地膜１２
の青色フィルタ形成領域の上だけ電着される。

【００４６】図２は上記のようにして遮光膜１４と赤，
緑，青のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとａと
を形成した基板１１の断面図であり、各色のカラーフィ
ルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、隣接する遮光膜１４，
１４間の間隔と同じ幅に形成され、また遮光膜１４と各
色のカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの厚さはほ
ぼ同じになっている。

【００４７】上述したように、このカラーフィルタと遮
光膜の形成方法は、基板１１上に成膜した導電性下地膜
１２の上に、ポジ型フォトレジストからなるレジスト膜
１３をマスクとして絶縁性の遮光材を電着することによ
り遮光膜１４を形成し、この後、下地膜１２上に残され
たレジスト膜１３を選択的に除去するとともに露出され
た下地膜１２の上にフィルタ材料を前記遮光膜１４をマ
スクとして電着することによって、赤，緑，青のカラー
フィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを順次形成するもので
ある。

【００４８】この方法によれば、絶縁性の遮光材からな
る遮光膜１４をマスクとして下地膜１２上にフィルタ材
料を電着しているため、このフィルタ材料の電着によっ
て形成されたカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと
遮光膜１４との間に漏光間隙が生ずることはない。

【００４９】しかも、上記方法によれば、上記フィルタ
材料が下地膜１２の上にだけ電着されるため、カラーフ
ィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの表面に段差ができるこ
とはないし、また、遮光膜１４も電着によって形成して
いるために、この遮光膜１４とカラーフィルタ１５Ｒ，
１５Ｇ，１５Ｂとの厚さの差を小さくできるから、カラ
ーフィルタ間の谷間も小さくして平坦性を良くすること
ができる。

【００５０】なお、上記カラーフィルタと遮光膜の形成
方法は、図３（ａ）に示すようなパターンに遮光膜１４
とカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを形成する場
合にも、また図３（ｂ）に示すようなパターンに遮光膜
１４とカラーフィルタ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを形成す
る場合にも適用することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタと遮光膜の形成
方法は、基板上に成膜した導電性下地膜の上に、ポジ型
フォトレジストからなるレジスト膜をマスクとして絶縁
性の遮光材を電着することにより遮光膜を形成し、この
後、下地膜上に残されたレジスト膜を選択的に除去する
とともに露出された下地膜の上にフィルタ材料を前記遮
光膜をマスクとして電着することによって、赤，緑，青
のカラーフィルタを順次形成するものであるから、赤，
緑，青のカラーフィルタを、遮光膜との間に漏光間隙を
発生させることなく形成し、しかも、カラーフィルタ表
面の段差をなくすとともにカラーフィルタ間の谷間も小
さくして平坦性を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるカラーフィルタと遮光
膜の形成工程を示す各工程での断面図。

【図２】カラーフィルタと遮光膜とを形成した基板の断
面図。

【図３】カラーフィルタと遮光膜の形成パターン例を示
す図。

【図４】従来の方法によるカラーフィルタと遮光膜の形
成工程を示す各工程での断面図。

【図５】従来の方法でカラーフィルタと遮光膜とを形成
した基板の断面図。

【符号の説明】

１１…基板 １２…下地膜 １３…レジスト膜 １４…遮光膜 １５Ｒ…赤色フィルタ １５Ｇ…緑色フィルタ １５Ｂ…青色フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の上に、間隙を存して互いに隣り
   合う赤，緑，青のカラーフィルタと、これらカラーフィ
   ルタ間の間隙に対応する遮光膜とを形成する方法であっ
   て、 基板上に透明な導電性下地膜を成膜しその上にポジ型フ
   ォトレジストからなるレジスト膜を形成した後、前記レ
   ジスト膜の遮光膜形成領域に対応する部分を露光および
   現像処理により除去して、露出された前記下地膜の上に
   絶縁性の遮光材を前記レジスト膜をマスクとして電着し
   て前記遮光膜を形成し、 この後、前記下地膜の上に残された前記レジスト膜のう
   ち、赤，緑，青のうちの一つの色のカラーフィルタの形
   成領域のレジスト膜を露光および現像処理により除去し
   て、露出された前記下地膜の上に前記一つの色のフィル
   タ材料を前記遮光膜をマスクとして電着する工程を繰返
   して、赤，緑，青のカラーフィルタを順次形成すること
   を特徴とするカラーフィルタと遮光膜の形成方法。