JPH06230213A

JPH06230213A - カラーフィルター

Info

Publication number: JPH06230213A
Application number: JP1323293A
Authority: JP
Inventors: Akio Haneda; 昭夫羽田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】遮光層からの光反射が小さくしかも平坦な表
面を備えるカラーフィルターを提供すること。【構成】このカラーフィルターは、透明基板１と、こ
の透明基板１上の画素部位に設けられその透過光を赤
色、緑色、青色にそれぞれ着色する透明着色層２Ｒ、２
Ｇ、２Ｂと、この透明着色層を含む全面に設けられた透
明オーバーコート層３と、この透明オーバーコート層３
の画素間部位に対応する部位で黒色染料により黒色に染
色された染色部３ａとでその主要部が構成されている。
そして、このカラーフィルターによれば上記染色部３ａ
が画素間部位に入射する光線を吸収して遮光層として作
用し、かつ、この染色部３ａは液晶表示装置の観察者側
からカラーフィルターへ入射する光線も吸収することか
らこの染色部３ａからの光反射も小さくなる。また、従
来法における別部材としての遮光層を設ける必要がなく
なるためカラーフィルターの表面を平坦にすることも可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明基板上の画素部位
にパターン状に設けられこの画素部位の透過光を各色毎
に着色する透明着色層と、透明基板上の各画素間の隙間
部に対応する部位にパターン状に設けられこの部位から
の光透過を遮断する遮光層とを備えるカラーフィルター
に係り、特に、遮光層からの光反射が小さくしかも平坦
な表面を備えるカラーフィルターの改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は前面基板と背面基板との
間に液晶物質を封入し、この前面基板と背面基板の各々
に設けられた透明電極に電圧を印加して上記液晶物質を
駆動させ光線の透過・不透過を制御することにより画面
表示を行うディスプレイ装置である。そして、この液晶
表示装置によってカラー表示を行う場合には、上記透過
光をそれぞれの色に着色するカラーフィルターを上記前
面基板又は背面基板として適用している。

【０００３】この種のカラーフィルターは一般に図９に
示すような構造になっている。すなわち、図９において
ａはガラス基板等の透明基板を示しており、この透明基
板ａ上の画素部位にパターン状に透明着色層ｂが設けら
れている。この透明着色層ｂは上記画素部位を透過する
透過光を各色毎に着色するためのもので、一般に光の三
原色である赤色、緑色及び青色（目的によっては赤、緑
及び青の補色系でもよい）の三色の透明着色層ｂＲ、ｂ
Ｇ、ｂＢが各画素毎に設けられている。

【０００４】また、各画素間の隙間部（画素間部位）か
らの透過光は外乱光となって画面のコントラストを低下
させることから上記画素間部位には外乱光を遮断する遮
光層ｃが設けられている。そして、上記透明着色層ｂ
Ｒ、ｂＧ、ｂＢと遮光層ｃとの位置精度を確保するた
め、上記透明着色層ｂＲ、ｂＧ、ｂＢは画素より幅広に
形成され、これら透明着色層ｂＲ、ｂＧ、ｂＢと遮光層
ｃとの境界部位において両者が互いに重なるように構成
されている。

【０００５】そして、このカラーフィルターを上記液晶
表示装置の前面基板又は背面基板に適用する際には、上
記前面基板と背面基板との間隙を全面に亘り均一にして
液晶物質の駆動を安定化させるため、上記透明着色層ｂ
Ｒ、ｂＧ、ｂＢを含む全面に透明オーバーコート層ｄを
設けてその表面平坦化を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のカ
ラーフィルターにおいて上記遮光層ｃとしては真空蒸着
された金属クロムから成る薄膜、あるいは黒色顔料を分
散させた樹脂等が利用されている。これらの内、上記ク
ロム薄膜はその遮光性が優れる点で上記遮光層として優
れているが、真空蒸着法により形成されるため製造コス
トが高くなり、また光反射率が５０〜６０％と高いため
表示画面が反射光を生じ反ってコントラストを低下させ
る等の問題点を有していた。尚、反射率を低下させるた
め透明基板ａと金属クロムの間に酸化クロムの薄膜を形
成し酸化クロム／金属クロムの二層構成とした薄膜も開
発されているが、製造工程を増加させかつ酸化クロム薄
膜を追加してもその反射率を１０％まで低下させるに過
ぎなかった。

【０００７】これに対し黒色顔料が分散された樹脂より
構成される遮光層ｃは製造コストが安く光反射も小さい
点で優れているが、その遮光性を向上させるためにはそ
の膜厚を１．２μｍ以上に設定する必要があった。この
ため、遮光層ｃと上記透明着色層ｂＲ、ｂＧ、ｂＢが重
なる境界部位においては合計膜厚が大きくなって突起を
形成し、この上に設けられるオーバーコート層ｄの表面
にも上記突起に基づく凸部αが形成されることになる。
そして、この凸部αの高さは０．７μｍ程度に達する場
合があり、これに起因して前面基板と背面基板との間隙
が不均一になり安定して液晶物質を駆動できない問題点
を有していた。

【０００８】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、遮光層からの光
反射が小さくしかも平坦な表面を備えるカラーフィルタ
ーを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、透明基板と、この透明基板上の画素部位にパ
ターン状に設けられこの画素部位の透過光を各色毎に着
色する透明着色層と、この透明着色層を含む全面に設け
られた透明オーバーコート層とを備えるカラーフィルタ
ーを前提とし、上記透明オーバーコート層における各画
素間の隙間部に対応する部位が黒色に着色されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】そして、請求項１に係る発明によれば、透明オ
ーバーコート層における各画素間の隙間部に対応する部
位が黒色に着色されているため、透明オーバーコート層
の着色部位が上記隙間部（画素間部位）に入射する光線
を吸収して遮光層として作用し、かつ、この着色部位は
液晶表示装置の観察者側からカラーフィルターへ入射す
る光線も吸収することからこの着色部位からの光反射も
小さくなる。

【００１１】また、上記透明オーバーコート層の一部が
遮光層として作用することから黒色顔料を分散させた樹
脂により構成され従来法における突起の原因となる別部
材としての遮光層を設ける必要がなくなるため、カラー
フィルターの表面を平坦にすることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００１３】すなわち、この実施例に係るカラーフィル
ターは、図１に示すようにガラス板から成る透明基板１
と、この透明基板１上の画素部位にパターン状に設けら
れその透過光を赤色、緑色、青色にそれぞれ着色する透
明着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂと、この透明着色層２Ｒ、２
Ｇ、２Ｂを含む全面に設けられた透明オーバーコート層
３と、この透明オーバーコート層３の画素間部位に対応
する部位で黒色染料により黒色に染色された染色部３ａ
とでその主要部が構成されている。

【００１４】この実施例に係るカラーフィルターによれ
ば、透明オーバーコート層３における染色部３ａが上記
画素間部位に入射する光線を吸収して遮光層として作用
し、かつ、この染色部３ａは液晶表示装置（図示せず）
の観察者側からカラーフィルターへ入射する光線も吸収
することからこの染色部３ａからの光反射も小さくな
る。

【００１５】従って、表示画面のコントラストの向上が
図れる利点を有している。

【００１６】また、上記透明オーバーコート層３の一部
が遮光層として作用することから従来法における突起の
原因となる別部材としての遮光層を設ける必要がなくな
るため、カラーフィルターの表面を平坦にすることも可
能となる。

【００１７】従って、前面基板と背面基板との間隙を均
一に設定できるため液晶物質を安定して駆動できる利点
を有している。

【００１８】そして、このカラーフィルターは以下の工
程により製造することができる。

【００１９】すなわち、図２に示すように上記透明基板
１上に三色の透明着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを形成する。
この三色の透明着色層２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、例えば、感
光性樹脂を塗布し、画素パターン状に露光し現像した
後、残留する画素パターン状の感光性樹脂を染料で染色
して形成することができる（染色法）。また、着色顔料
が分散された印刷インキを上記透明基板１上の画素部位
にパターン状に印刷したり（印刷法）、着色した電着樹
脂を画素パターン状に電着させて形成してもよい（電着
法）。あるいは着色顔料が分散された感光性樹脂を上記
透明基板１上に一様に塗布し、露光し画素パターン状に
現像して形成することもできる（顔料分散法）。

【００２０】次に、こうして形成された透明着色層２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂを含む全面に、染料で染色可能な透明樹
脂をスピンコート法やロールコート法により塗布し乾燥
硬化させてその表面を平滑に設定し上記透明オーバーコ
ート層３を形成する（図３参照）。この染料可染型樹脂
としては、Ｓｉ変性アクリル樹脂（東レ社製商品名Ｓ
ＲＣ−１２０）やアリルジグリコールカーボネート樹脂
等の熱硬化性樹脂が適用できる。またゼラチン、ポリビ
ニルアルコール、カゼイン、ポリアクリルアミド等に感
光性を付与して構成される光硬化性樹脂を適用すること
もできる。尚、この透明オーバーコート層３に高い硬度
が求められる場合には熱硬化性樹脂を適用することが望
ましく、他方、高い遮光性が求められる場合には光硬化
性樹脂を適用することが望ましい。

【００２１】そして、この透明オーバーコート層３の画
素間部位（すなわち各画素間の隙間部に対応する部位）
を選択的に黒色に染色する。この画素間部位を選択的に
染色するためには、この画素間部位を除く他の部位を被
覆すると共に画素間部位を選択的に露出させ、この露出
した画素間部位を黒色染料で選択的に染色し、次いで上
記被覆膜を除去すればよい。画素間部位を選択的に露出
させて他の部位を被覆するためには、まず、全面にポジ
型フォトレジストｒを塗布し（図４参照）、フォトマス
クＭを介して上記画素間部位のポジ型フォトレジストｒ
を選択的に露光した（図５参照）後、現像して上記画素
間部位のポジ型フォトレジストを除去すればよく、この
ポジ型フォトレジストｒによって上記画素間部位以外の
部位が被覆される（図６参照）。

【００２２】また、透明オーバーコート層３が上記ＳＲ
Ｃ−１２０より構成される場合には、黒色染料として黒
色分散染料（三菱化成社製商品名Dianix Black RN-S
E）を適用することができ、例えば、この染料を１％含
む８０℃の染色浴に１０分程度浸漬することによって図
７に示すように染色部３ａを形成することができる。ま
た上記透明オーバーコート層３が光硬化性樹脂より構成
される場合には上記黒色染料として黒色酸性染料（三菱
化成社製商品名Diacid Milling Black GL ）を適用す
ることができる。そして、染色部３ａを形成した後、上
記ポジ型フォトレジストｒを除去することにより図８に
示すようなカラーフィルターを得ることができる。

【００２３】尚、上記染色に基づく透明オーバーコート
層３の膨潤によって染色部３ａが他の部位よりわずかに
突出するがその高さは高々０．２μｍ程度であり、実害
のないわずかな高さに過ぎない。また、こうして黒色に
染色された染色部３ａの光反射率はせいぜい５％に過ぎ
ず、金属クロムの反射率（５０〜６０％）に較べて極め
て小さい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、透明オー
バーコート層の着色部位が画素間部位に入射する光線を
吸収して遮光層として作用し、かつ、この着色部位は液
晶表示装置の観察者側からカラーフィルターへ入射する
光線も吸収することからこの着色部位からの光反射も小
さくなる。従って、表示画面のコントラストの向上が図
れる効果を有している。

【００２５】また、上記透明オーバーコート層の一部が
遮光層として作用することから従来法における突起の原
因となる別部材としての遮光層を設ける必要がなくなる
ため、カラーフィルターの表面を平坦にすることが可能
となる。従って、前面基板と背面基板との間隙を均一に
設定できるため液晶物質を安定して駆動できる効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るカラーフィルターの断面説明図。

【図２】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図３】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図４】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図５】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図６】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図７】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図８】実施例に係るカラーフィルターの製造工程説明
図。

【図９】従来のカラーフィルターの断面説明図。

【符号の説明】

１透明基板２Ｒ透明着色層２Ｇ透明着色層２Ｂ透明着色層３透明オーバーコート層３ａ染色部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、この透明基板上の画素部位に
パターン状に設けられこの画素部位の透過光を各色毎に
着色する透明着色層と、この透明着色層を含む全面に設
けられた透明オーバーコート層とを備えるカラーフィル
ターにおいて、上記透明オーバーコート層における各画素間の隙間部に
対応する部位が黒色に着色されていることを特徴とする
カラーフィルター。