JPH0836170A - カラーフイルター付基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】平坦化保護膜が不要のカラー液晶表示素子用カ
ラーフイルター付基板を提供すること。 【構成】透明基板と透明基板上に所定形状に形成された
遮光膜と、遮光膜により区画されてなる複数の透明着色
画素とが設けられたカラーフイルター付で、透明着色画
素は透明基板と遮光膜を覆うようにして形成され、か
つ、透明着色画素の遮光膜を覆う部分の厚みが、透明基
板と遮光膜の境界から透明基板表面と平行な方向に遮光
膜内部に向かって薄くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示素子など
に用いられるカラーフイルター付基板に関する。

【従来の技術】

【０００１】カラー液晶表示素子に用いられるストライ
プ状の透明着色画素が設けられたカラーフイルター付ガ
ラス基板の一部断面図を図２に示す。ストライプ状の透
明着色画素１を区画するストライプ状の遮光膜２がガラ
ス基板１上に設けられ、遮光膜２およびガラス基板１上
にＲ（レッド）とＧ（グリーン）の透明着色画素３が設
けられている。そして、遮光膜２の部分でカラーフイル
ター表面の凹凸を平坦化するために平坦化膜４がガラス
基板全体を覆うように被覆されて表面が平坦化されてい
る。平坦化膜４は約１〜２μｍの厚みの有機樹脂液を塗
布し硬化して設けられる。この平坦化膜により、ガラス
基板１に対してほぼ垂直方向の面を有している端部７の
段差を埋め、表面を平坦化していた。そして、平坦化膜
４の上に透明導電膜が被覆され電極パターン加工されて
いた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００２】しかし、従来技術のカラーフイルター付基
板では、透明着色画素内での表示色は均一になるが、カ
ラーフイルター上に平坦化膜を設けずに直接透明導電膜
を被覆すると、図２に示されるように端部７にある段差
により、透明導電膜に断線が生じるという問題点があっ
た。このため、透明導電膜を被覆するに際しては、平坦
化膜を設け、表面凹凸を小さくすることが不可欠であっ
た。しかし、平坦化膜を設けることは、材料コスト、製
造コストがかかるという問題点があった。本発明は、上
記の問題点を解決するためになされたもので、平坦化膜
を設けることなく断線が生じない透明電極加工ができる
カラーフイルター付基板を提供するのを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【０００３】本発明は、透明基板と前記透明基板上に所
定形状に形成された遮光膜と、前記遮光膜により区画さ
れてなる複数の透明着色画素が設けられたカラーフイル
ター付基板において、前記透明着色画素は前記透明基板
と前記遮光膜を覆うようにして形成され、かつ、前記透
明着色画素の前記遮光膜を覆う部分の厚みが、前記透明
基板と前記遮光膜の境界から透明基板表面と平行な方向
に遮光膜内部に向かって薄くなるように設けられている
ことを特徴とするカラーフイルター付基板である。

【０００４】本発明は、透明基板上に遮光膜を形成した
後に所定色の透明着色画素を形成するに際し、遮光膜上
の透明着色画素の厚みに勾配をもたせ、急激な段差を解
消するようにしたことにある。本発明の透明着色画素と
しては、公知の染色法や顔料分散法で作成したものが好
適に用いられる。上記の段差を無くする方法としては、
透明着色画素を形成後、透明着色画素の材料の軟化点近
傍に加熱する方法あるいはアルカリ水溶液に接触させる
ことにより行うことができる。透明着色画素のベース材
料としては、アクリル樹脂、ポリビニールアルコール樹
脂、エポキシ樹脂等が例示でき、これらに染料または顔
料が混入されているものが用いられる。

【０００５】本発明においては、遮光膜の厚みは、５０
０〜１５００ｎｍとするのが好ましい。透明着色画素の
遮光膜が無い部分の厚みは、１０００〜２０００ｎｍと
するのが好ましい。透明着色画素の遮光膜上の部分の着
色画素表面の傾斜角度θは、４５度以下が好ましく、２
０度以下がさらに好ましい。遮光膜が無い部分では膜厚
は均一であるのが好ましい。遮光膜部分で隣接する透明
着色画素と接触または重なっていてもよい。また、遮光
膜と遮光膜上の透明着色画素の厚みの和は遮光膜が無い
部分の透明着色画素の厚みより小さいことが好ましい。

【作用】

【０００６】遮光膜部分で透明着色画素の段差がないの
で、透明着色画素上に直接透明導電膜を形成しても導電
膜の断線が生じることがない。これにより平坦化膜を形
成することなく断線のない透明電極の加工が可能とな
る。

【実施例】

【０００７】本発明の一実施例を図５に、遮光膜部分の
拡大断面図を図１に示す。ガラス基板１上にストライプ
状の遮光膜２が一定間隔をおいて設けられており、遮光
膜２の間に透明着色画素３が設けられている。ここで、
透明着色画素３の各々はその一部が遮光膜２を覆うよう
にして設けられ、遮光膜２と重なる部分で厚みが遮光膜
内部に向かって薄くなっている。 実施例１ 次のようにして遮光膜部分の断面が図１に示すようなカ
ラーフイルター付基板を作成した。ガラス基板１上に遮
光膜２として幅３０μｍのストライプ状の約１００ｎｍ
の厚みのクロム膜を３００μｍピッチでスパッタリンと
フオトリソグラフ法により形成した。続いて透明着色画
素３として所定色の顔料分散型のカラーフイルター用着
色レジストをクロム遮光膜の間に塗布し、一部が遮光膜
を覆うようにした。ここで遮光膜上の透明着色画素の表
面を傾斜角を４５度となるようにした。この傾斜角度
は、着色レジスト形成後レジストのポストベーク温度よ
りも５０℃高い温度で２０分加熱することにより行っ
た。続いて絶縁保護膜５としてＳｉＯ₂膜をスパッタ法
で基板全体に１０ｎｍ被覆し、その後透明導電膜６とし
てＩＴＯ膜をスパッタ法で２００ｎｍ被覆した。このと
きのＩＴＯ膜のシート抵抗は１８Ω／ロであった。その
後透明導電膜を幅２５０ｎｍ、長さ８０ｎｍ、間隔３０
０μｍのストライプ状に図６示すようにパターン加工
（透明導電膜の長手方向が透明着色画素の長手方向と直
交するする方向に）し、電極の両端間（距離８０ｍｍ）
の抵抗値を測定したところ約６ｋΩであった。この値
は、ガラス基板上で同様のシート抵抗を有する透明導電
膜を同じ形状にパターン加工し同じ方法で測定したとき
の抵抗値とほぼ等しかった。

【０００８】実施例２ ガラス基板上に遮光膜として顔料分散型のカラーフイル
ター用着色レジストを約１μｍ塗布し、フオトリソグラ
フ法により図５に示すようなストライプ形状のパターン
加工をした。このときの露光量は標準露光より１．２倍
多くし、現像時間は標準時間より１．５倍多くした。続
いて透明着色画素３として顔料分散型のカラーフイルタ
ー用着色レジストを塗布した。さらに透明着色画素の遮
蔽膜上のエッジ部分を平坦化するために、１．０重量％
の炭酸ナトリウム水溶液に２．５分間漬けて、図５に示
すようなストライプ状着色画素が設けられたカラーフイ
ルター付基板を製作した。その後透明導電膜６としてＩ
ＴＯ膜をスパッタ法で２００ｎｍ被覆した。このときの
ＩＴＯ膜のシート抵抗は１８Ω／ロであった。その後透
明導電膜を幅２５０ｎｍ、長さ８０ｎｍ、間隔３００μ
ｍのストライプ状に図６に示すようにパターン加工（透
明着色画素の長手方向と直交するする方向に透明電極の
長手方向がくるようにした）し、電極の両端間（距離８
０ｍｍ）の抵抗値を測定したところ約６ｋΩであった。
この値は、ガラス基板上で同様のシート抵抗を有する透
明導電膜を同じ形状にパターン加工し同じ方法で測定し
たときの抵抗値とほぼ等しかった。

【０００９】比較例 ガラス基板上に遮光膜としてクロム膜を１００ｎｍ被覆
し、フオトリソグラフ法により線幅３０μｍ、線間隔１
００μｍのストライプ状にパターン加工した。続いて透
明着色画素として顔料分散型カラーフイルター用着色レ
ジストをスピンコート法で塗布し、プリベークした後、
露光、現像し、その後２００℃で２０分間ポストベーク
し、遮光膜上で区画された透明着色画素を有するカラー
フイルター付基板（その断面が図４で模式的に示され
る）を作成した。続いて絶縁保護膜５としてＳｉＯ₂膜
をスパッタ法で基板全体に１０ｎｍ被覆し、その後透明
導電膜６としてＩＴＯ膜をスパッタ法で２００ｎｍ被覆
した。このときのＩＴＯ膜のシート抵抗は１８Ω／ロで
あった。その後透明導電膜を幅２５０ｎｍ、長さ８０ｎ
ｍ、間隔３００μｍのストライプ状に実施例１と同じよ
うにしてパターン加工（透明電極の長手方向が、透明着
色画素の長手方向と直交するする方向になるように）
し、ストライプの長手方向がくるように）し、電極の両
端間（距離８０ｍｍ）の抵抗値を測定したところ約８４
０ｋΩであった。この値は、ガラス基板上で同様のシー
ト抵抗を有する透明導電膜を同じ形状にパターン加工し
同じ方法で測定したときの抵抗値に比較して高かった。
これは、透明導電膜が透明着色画素の遮光膜部分で図４
で示されるように断線していることが原因であることが
分かった。

【発明の効果】本発明によれば、平坦化膜を設けること
なく透明着色画素上に断線が生じない透明導電膜を被覆
することができ、カラーフイルター付基板を安価に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフイルター付基板の遮光部の拡
大断面図である。

【図２】従来技術のカラーフイルター付基板の遮光部の
拡大断面図である。

【図３】実施例２で作製したカラーフイルター付基板の
遮蔽膜部の拡大断面図である。

【図４】従来技術のカラーフイルター付基板が有する透
明導電膜の断線を説明するためのずである。

【図５】本発明のカラーフイルター付基板の一実施例の
平面図および断面図である。

【図６】本発明のカラーフイルター付基板の一実施例に
透明電極を設けたときの状態を示すための図である。

【符号の説明】

１・・・透明基板、２・・・遮光膜、３・・・透明着色
画素、４・・・平坦化膜、５・・・絶縁膜、６・・・透
明導電膜

【手続補正書】

【提出日】平成６年１１月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板と前記透明基板上に所定形状に形
   成された遮光膜と、前記遮光膜により区画されてなる複
   数の透明着色画素とが設けられたカラーフイルター付基
   板において、前記透明着色画素は前記透明基板と前記遮
   光膜を覆うようにして形成され、かつ、前記透明着色画
   素の前記遮光膜を覆う部分の厚みが、前記透明基板と前
   記遮光膜の境界から透明基板表面と平行な方向に遮光膜
   内部に向かって薄くなっていることを特徴とするカラー
   フイルター付基板。
2. 【請求項２】前記遮光膜の厚みと遮光膜を覆う部分の透
   明着色画素の厚みの和が、遮光膜を設けない部分の透明
   着色画素の厚み以下としたことを特徴とする請求項１に
   記載のカラーフイルター付基板。