JPH08248412A

JPH08248412A - 液晶表示器用カラーフィルタ基板およびその製造方法ならびに液晶表示器

Info

Publication number: JPH08248412A
Application number: JP7447295A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Nakajima; 泰秀中島; Tomonobu Sumino; 友信角野; Hiroyuki Matsui; 博之松井; Masaru Sasaki; 賢佐々木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-27
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: JP3565291B2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のスペーサ形成だけの工程を省いて、カ
ラーフィルタ層を形成するときに同時にスペーサ機能を
有する凸部を形成し、工程の簡略化を図る。また、透明
電極形成の際に、対向する透明電極の短絡を防止できる
凸部構造を提供する。また、光学的特性の乱れが生じな
いスペーサ機能を有する凸部を形成する。また、スペー
サ機能を有する凸部の高さの均一化を図る。加えて、載
置安定性のある凸部を提供する。【構成】透明基板と、この透明基板の上に形成されて
画素を構成するカラーフィルタ層と、このカラーフィル
タ層の上に形成された透明導電膜とを有する液晶表示器
用カラーフィルタ基板において、前記カラーフィルタ層
は、各着色材料からなる画素と、部分的に少なくとも３
色の着色材料を積層することにより形成された略均一高
さの凸部を複数備え、当該凸部を形成する着色材料の一
つは、逆台形状の着色材料片であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器用カラーフ
ィルタ基板およびその製造方法ならびに液晶を用いた液
晶表示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーフィルタ基板は、透明基
板上にブラックマトリックスを所定箇所に配置・形成し
た後、透明基板上に赤色（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）
のカラーフィルタ層を染色法、電着法、印刷法、顔料分
散法等によりパターン状に形成している。さらに、通
常、このカラーフィルタ層の上にカラーフィルタ層を保
護するとともに、平面平坦度を向上させるためにトップ
コート層が形成される。このものはＯＰ層とも呼ばれ
る。そして、このトップコート層の上に透明導電膜層が
形成されてカラーフィルタ基板が構成される。

【０００３】さらに、このカラーフィルタ基板と、この
基板に対向するように対向基板を設け、これらの接合に
よって構成される隙間に液晶を封入することにより液晶
表示器が構成される。このような液晶表示器において
は、前記液晶封入のための隙間をほぼ一定に保つために
スペーサと呼ばれる粒子を基板間に散布している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の液晶表示器の技術において、スペーサ形成のためだ
けの工程を設けることは、生産性を考慮した場合、非常
にマイナス面が大きく、スペーサを散布するという工程
そのものの見直しがなされている。また、従来のものは
粒子のスペーサそのものが光りを分散する性質を有する
ために、スペーサに光りが当たって光りが散乱し、光学
特性に悪影響を及ぼすという問題もある。

【０００５】このような技術に関連して、特開平６−１
７４９１５号公報には、スペーサ機能を有する間隙ブラ
ック部を形成する旨が開示されているが、結局のとこ
ろ、従来のスペーサ散布工程を間隙ブラック部を形成す
る工程に変えただけにすぎず、基本的に工程を減らすこ
とはできない。また、スペーサ機能を有する間隙ブラッ
ク部のすべての高さを均一にすることも困難といえる。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みて創案さ
れたものであり、その目的は、従来のスペーサ形成だけ
の工程を省いて、カラーフィルタ層を形成するときに同
時にスペーサ機能を有する凸部を形成し、工程の簡略化
を図ることにある。また、透明電極形成の際に、対向す
る透明電極の短絡を防止できる凸部構造を提供すること
にある。また、光学的特性の乱れが生じないスペーサ機
能を有する凸部を形成することにある。また、スペーサ
機能を有する凸部の高さの均一化を図ることにある。加
えて、載置安定性のある凸部を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の液晶表示器用カラーフィルタ基板
は、透明基板と、この透明基板の上に形成されて画素を
構成するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層の
上に形成された透明導電膜とを有し、前記カラーフィル
タ層は、各着色材料からなる画素と、部分的に少なくと
も３色の着色材料を積層することにより形成された略均
一高さの凸部を複数備え、当該凸部を形成する着色材料
の一つは、逆台形状の着色材料片であるように構成され
る。

【０００８】また、本発明における上記略均一高さの凸
部は、あらかじめ基材上に着色材料を形成した転写フィ
ルムを透明基板の上に重ね合わせ、しかる後、基材を剥
離して着色材料を透明基板の上に転写する転写操作を繰
り返し、すくなくとも３色の着色材料の積み重ねにより
形成され、凸部の上方の着色材料の面積の方が下方の着
色材料の面積よりも小さいか等しいように構成される。

【０００９】また、本発明の液晶表示器は、前記液晶表
示器用カラーフィルタ基板と、複数の電極を有する基板
とを、液晶表示器用カラーフィルタ基板に形成された略
均一高さの凸部を介して接合し、凸部により形成された
隙間に液晶材料を封入することによって構成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１１】図１に示されるように、本発明の液晶表示
器用カラーフィルタ基板１（以下、単に、「カラーフィ
ルタ基板１」と称す）は、透明基板１１と、この透明基
板１１の上に形成されて画素を構成するカラーフィルタ
層（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））と、このカ
ラーフィルタ層の上に形成された透明導電膜層４１とを
有している。そして、前記のカラーフィルタ層は、各着
色材料からなる画素と、部分的に少なくとも３色の着色
材料を積層することにより形成された略均一高さの凸部
７を備えている。

【００１２】図１の例において、凸部７は、青色（Ｂ）
の着色材料と、この上に順次形成された緑色（Ｇ）の凸
部片（着色材料（片））Ｇ’と、赤色（Ｒ）の凸部片
（着色材料（片））Ｒ’とからなっている。

【００１３】そして、当該凸部７を形成する着色材料の
一つは、その断面が逆台形状の着色材料片である。本実
施例の場合、緑色（Ｇ）の凸部片（着色材料（片））
Ｇ’と、赤色（Ｒ）の凸部片（着色材料（片））Ｒ’
が、それぞれ、断面逆台形状の着色材料片となってい
る。このような形状とすることにより、カラーフィルタ
基板側に透明導電膜層４１をスパッタリングにより形成
する際に、逆台形の顎の部分が影となって成膜されにく
い部分ができる。これによって、透明導電膜層４１と凸
部７上の透明導電膜層４１ａとが接続される心配がなく
なり、後述する液晶表示器形成のための対向基板の透明
導電膜とのショートが確実に防止できる。もちろん、こ
の場合には凸部７のマスキング処理は必要とされず、透
明導電膜層４１と凸部７上の透明導電膜層４１ａが同時
に形成される。

【００１４】また、凸部７を構成する各々の着色材料の
厚さは、ほぼ等しい厚さとされるために、凸部７の厚さ
自体の均一性も保証される。凸部７の具体的形成方法に
ついては後述する。

【００１５】なお、通常、各画素を構成するカラーフィ
ルタ層の間には、図１に示されるようにブラックマトリ
ックス２１が所定のパターンで形成され、さらに、カラ
ーフィルタ層の上には、カラーフィルタ層を保護すると
ともに、平面平坦度を向上させるためにトップコート層
３１（ＯＰ層とも呼ばれる）が通常形成される。

【００１６】本発明において、カラーフィルタ層（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）および凸部７は、いわゆる転写法等によって形
成され、通常、フォトリソグラフィ技術を用いてパター
ン形成している。すなわち、あらかじめ基材上に感光性
を付与した着色材料を形成した転写フィルムを準備し、
このものを透明基板１１の上に重ね合わせ（必要の応じ
て熱および圧をかける）、露光・現像し、しかる後、基
材を剥離して着色材料を透明基板１１の上に転写する転
写操作が繰り返して行われる。特に、凸部７形成のため
にはすくなくともＲ，Ｇ，Ｂの３色の着色材料の積み重
ねが行われる。もっとも、すでにカラーフィルタパター
ンを形成してある型押し部材で転写フィルムを押圧して
着色材料を透明基板に転写する型押し転写法を用いた場
合には、単に着色材料を転写させるだけであるからフォ
トリソグラフィ技術は不要である。また、このように３
色の着色材料の積み重ねにより形成されてる凸部７の構
成部材（着色材料）は、凸部７の上方の着色材料の面積
の方が下方の着色材料の面積よりも小さいか、あるいは
等しいようにすることが好ましい。すなわち、凸部７を
形成する第１色目の上に第１色目より面積が小さいか等
しい第２色目を形成し、さらに第２色目の上に第２色目
より面積が小さいか等しい第３色目を形成する。このよ
うな構成とすることにより、凸部７のぐらつきがなくな
り設置安定性が向上する。また、図７に示されるよう
な、凸部７の形成の際に発生し得る『空気のとりこみ』
という問題もなくなる。

【００１７】いずれにしても、本発明において、転写フ
ィルムを用いた場合には、着色材料の厚みは転写フィル
ムに着色材料を形成した時に決定されるので、例えば、
スピンコーターで着色材料を塗布するよりは正確に着色
材料の厚みを決めることができる。つまり、凸部７の高
さを正確に決めることができる。また、さらに、高価な
着色感光剤をスピンコーター（回転塗布法）で基板に塗
布する方法と比べて、転写法は、着色感光剤を回転によ
り飛散させて捨ててしまうという問題がなく、コスト面
で有利なこと、基板の側面や裏面に感剤が塗布されるこ
とがなく、後工程での異物不良発生の心配がない等の優
れた利点がある。

【００１８】図６には、カラーフィルタの代表的な基本
配置図が示される。モザイク型、ストライプ型、トライ
アングル型、４画素配置型である。この基本配置図に基
づいて上記凸部７を形成する実施例を以下に説明する。

【００１９】図２に示されるように、まず、透明基板上
に着色材料として青色（Ｂ）のストライプを形成する。

【００２０】次いで、図３に示されるように、透明基板
上に着色材料として緑色（Ｇ）のストライプを形成す
る。ここでは、凸部７を最終的に、青色（Ｂ）の領域に
形成させるために、本来の緑色（Ｇ）のストライプに加
えて、緑色（Ｇ）の凸部片（着色材料片）Ｇ’を緑色
（Ｇ）の青色（Ｂ）ストライプの上の所定箇所に形成し
ておく（図示の例では４つ）。

【００２１】次いで、図４に示されるように、透明基板
上に着色材料として赤色（Ｒ）のストライプを形成す
る。ここでは、本来の赤色（Ｒ）のストライプに加え
て、赤色（Ｒ）の凸部片（着色材料片）Ｒ’を、緑色
（Ｇ）の凸部片（着色材料片）Ｇ’の上に形成する。こ
れによって凸部片（着色材料片）Ｇ’は、凸部片（着色
材料片）Ｒ’によって覆われる。なお、図面（特に、図
４）の見方として、点線の引き出し線によって引き出さ
れている凸部片は最上部に位置するのではなく、覆われ
た状態にあり、また、実線の引き出し線によって引き出
されている凸部片は最上部に位置することを意味する。

【００２２】このような一連の操作により、凸部７が、
カラーフィルタ層を構成する着色材料（赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）、青色（Ｂ））の形成に伴って青色（Ｂ）の領
域に形成される。この状態の全体断面図が図５に示され
る。この凸部７は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）の３色積層となるので、黒点となる。しかしなが
ら、実際は微小な点となるので実用上は全く問題となら
ない（図面では凸部７をわかりやすくするために、拡大
して書いている）。また、各着色材料（片）の厚さは、
前述したように一定厚のものを用いる。そのため、転写
法における凸部７の高さもすべて極めて均一性の良いも
のとなる。

【００２３】そして、通常、前述したようにこのカラー
フィルタ層の上にカラーフィルタ層を保護するととも
に、表面平坦度を向上させるためにトップコート層３１
を形成する。さらにこの上に、透明導電膜層４１（ＩＴ
Ｏ）が形成されてカラーフィルタ基板が構成される。な
お、図１に示されるように凸部７の上にも、トップコー
ト層３１ａ、透明導電膜層４１ａが形成される。かかる
トップコート層３１，３１ａ、や透明導電膜層４１，４
１ａは、一般に、スパッタ法等によって形成されるので
あるが、前述したように、凸部７を形成する着色材料片
（凸部片）の断面形状が逆台形状となっているために透
明導電膜層４１と凸部７上の透明導電膜層４１ａとが接
続される心配がなくなる。特に、逆台形状の凸部を２段
重ねにしていることで、確実に透明導電膜層４１と透明
導電膜層４１ａとを分離することができる。

【００２４】本実施例においては、緑色（Ｇ）の凸部片
Ｇ’および赤色（Ｒ）の凸部片Ｒ’を転写法によって形
成し、フォトリソグラフィ技術を用いて露光・現像して
パターン形成する際に、現像を、オーバー現像気味にす
ると凸部片Ｇ’およびＲ’の断面形状が逆台形状に形成
できる。

【００２５】このように形成された液晶表示器用カラー
フィルタ基板１を用い、特に、図示はしないが、この基
板上に形成された略均一高さの凸部７を介して、新たに
複数の電極を有す基板とを、接合し、凸部７により形成
された隙間に液晶材料を封入することにより液晶表示器
が形成される。封入される液晶材料としては、公知の種
々の材料が用いられる。なお、着色層の平滑さが問題と
ならない範囲にできればトップコート層３１，３１ａは
省いてもよい。

【００２６】

【発明の作用および効果】以上、詳述したように、本発
明におけるスペーサ機能を有する凸部７は、カラーフィ
ルタ層を構成する着色材料（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、
青色（Ｂ））の形成に伴って形成され、しかも、該凸部
を形成する着色材料の一つは、逆台形状の着色材料片で
あるように構成される。また、いわゆる転写法によって
形成される。

【００２７】従って、従来のスペーサ形成だけの工程を
省くことができる。また、透明電極形成の際に、対向す
る透明電極の短絡を防止できる。また、従来、発生して
いた光学的特性の乱れも防止できる。また、スペーサ機
能を有する凸部の高さの均一化も極めて簡単に実現でき
る。加えて、載置安定性のある凸部を実現できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示器用カラーフィルタ基板の概
略断面図である。

【図２】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図３】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図４】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図５】カラーフィルタ層形成時の基板断面図である。

【図６】カラーフィルタの代表的な基本配置図である。

【図７】比較説明のための液晶表示器用カラーフィルタ
基板の概略断面図である。

【符号の説明】

１…液晶表示器用カラーフィルタ基板７…凸部１１…透明基板２１…ブラックマトリックス４１，４１ａ…透明導電膜層Ｒ，Ｇ，Ｂ…カラーフィルタ層（着色材料）Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’…凸部片（着色材料（片））

フロントページの続き (72)発明者佐々木賢東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、この透明基板の上に形成さ
れて画素を構成するカラーフィルタ層と、このカラーフ
ィルタ層の上に形成された透明導電膜とを有する液晶表
示器用カラーフィルタ基板において、前記カラーフィルタ層は、各着色材料からなる画素と、
部分的に少なくとも３色の着色材料を積層することによ
り形成された略均一高さの凸部を複数備え、当該凸部を
形成する着色材料の一つは、逆台形状の着色材料片であ
ることを特徴とする液晶表示器用カラーフィルタ基板。
【請求項２】前記凸部を構成する各々の着色材料の厚
さは、ほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の液晶
表示器用カラーフィルタ基板。
【請求項３】請求項１記載の略均一高さの凸部は、あ
らかじめ基材上に着色材料を形成した転写フィルムを透
明基板の上に重ね合わせ、しかる後、基材を剥離して着
色材料を透明基板の上に転写する転写操作を繰り返し、
すくなくとも３色の着色材料の積み重ねにより形成され
ており、凸部の上方の着色材料の面積の方が下方の着色
材料の面積よりも小さいか等しいことを特徴とする液晶
表示器用カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】３色の着色材料の積み重ねにより凸部を
形成するに際し、第２色目または第３色目を形成する際
に現像時間をオーバー気味にして、第２色目または第３
色目の着色材料片の断面を逆台形状にすることを特徴と
する請求項３記載の液晶表示器用カラーフィルタ基板の
製造方法。
【請求項５】請求項１記載の液晶表示器用カラーフィ
ルタ基板と、複数の電極を有する基板とを、液晶表示器
用カラーフィルタ基板に形成された略均一高さの凸部を
介して接合し、凸部により形成された隙間に液晶材料を
封入することを特徴とする液晶表示器。