JPH0886912A - カラーフィルタの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】各色のカラーフィルタを、フォトリソグラフィ
法を用いることなく、また１つの色のカラーフィルタを
形成するたびに洗浄を行なうことなく形成して、その形
成能率を大幅に向上させるともに、色質の良いカラーフ
ィルタを得ることができ、しかも、ストライプ状および
ドット状のいずれのパターンのカラーフィルタも形成す
ることができる、カラーフィルタの形成方法を提供す
る。 【構成】基板１上に導電膜２を形成し、その上に各色の
カラーフィルタの形成領域の間の部分に対応させてブラ
ックマスク３を形成した後、前記各色のカラーフィルタ
の形成領域のうちの１つの色のカラーフィルタの形成領
域に対応する部分が開口するマスク板４を基板１の上に
近接させてその上方から導電膜２の上に所定の色のカラ
ーフィルタ材料を静電塗装する工程を繰り返して、赤，
緑，青の色のカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦ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、カラー画像を表示する
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
の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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基板の内面にそれぞれ
液晶層に電界を印加するための電極を形成するととも
に、いずれか一方の基板の内面に、各画素に対応させ
て、複数の色、例えば赤，緑，青のカラーフィルタを交
互に並べて設けた構成となっている。

【０００３】この液晶表示素子の一方の基板に設けられ
るカラーフィルタは、従来、染色法、顔料分散法、また
は電着法によって形成されている。染色法は、フィルタ
基材を染色してカラーフィルタを形成する方法であり、
この染色法による複数の色のカラーフィルタの形成は、
基板上にフィルタ基材を塗布してその膜をフォトリソグ
ラフィ法により各色のカラーフィルタの形成領域のうち
の１つの色のカラーフィルタの形成領域に対応する形状
にパターニングし、このフィルタ基材膜を所定の色に染
色する工程を繰り返して行なわれている。

【０００４】顔料分散法は、顔料を分散させた着色剤の
膜をパターニングしてカラーフィルタを形成する方法で
あり、この顔料分散法による複数の色のカラーフィルタ
の形成は、基板上に着色剤を塗布してその膜をフォトリ
ソグラフィ法により各色のカラーフィルタの形成領域の
うちの１つの色のカラーフィルタの形成領域に対応する
形状にパターニングする工程を繰り返して行なわれてい
る。

【０００５】上記染色法および顔料分散法に用いられる
フィルタ材（フィルタ基材または着色剤）には、感光性
のものと非感光性のものとがあり、感光性のフィルタ材
膜は、その膜を所定パターンに露光処理した後に現像処
理する方法でパターニングされ、非感光性のフィルタ材
膜は、その上にレジストマスクを形成してフィルタ材膜
をエッチングする方法でパターニングされている。

【０００６】また、電着法は、基板上に下地電極（ＩＴ
Ｏ等からなる透明電極）を形成し、この下地電極の上に
顔料を分散させた着色剤を電着塗装してカラーフィルタ
を形成する方法であり、この電着法による複数の色のカ
ラーフィルタの形成は、基板上に導電膜を成膜し、この
導電膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして
各色のカラーフィルタの形成領域にそれぞれ下地電極を
形成した後、これら下地電極のうちの１つの色のカラー
フィルタの形成領域の下地電極の上に所定の色の着色剤
を電着塗装する工程を繰り返して行なわれている。

【０００７】上記着色剤の電着塗装は、着色剤の溶液中
に基板を浸漬してこの基板上の各下地電極を前記溶液中
に配置されている固定電極と対向させ、その状態で前記
各下地電極のうちの同じ色のカラーフィルタを形成する
領域の下地電極と前記固定電極との間に電圧を印加する
ことにより、これらの電極間に電場を生じさせて、溶液
中の着色剤を、電圧を印加した下地電極の上に電着させ
ることによって行なわれている。

【０００８】この電着塗装では、電圧を印加した下地電
極の上に着色剤が電着されるだけであり、電圧を印加し
ない下地電極に付着した着色剤は、電着塗装後の基板洗
浄によって簡単に除去することができるから、着色剤の
電着塗装に際して、他の色のカラーフィルタの形成領域
の下地電極をレジストでマスクする必要はない。

【０００９】なお、上記カラーフィルタの形成パターン
には、各色のカラーフィルタを液晶表示素子の１つ１つ
の画素に各々対応させて独立したドット状に形成するパ
ターンと、各色のカラーフィルタを各画素列ごとにその
列の全ての画素に対応させてストライプ状に形成するパ
ターンとがあるが、上記電着法は、カラーフィルタをス
トライプ状に形成する場合に好適に利用されている。

【００１０】また、上記カラーフィルタを形成する基板
には、一般に、各色のカラーフィルタの間の部分に対応
させて、表示画像を鮮明に見せるためのブラックマスク
が設けられており、このブラックマスクは、一般に、Ｃ
r （クロム）等の金属膜で形成されている。なお、上記
顔料分散法によってカラーフィルタを形成する場合は、
前記ブラックマスクを、カラーフィルタと同様に、顔料
を分散させた着色剤で形成することもできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記染色法
は、基板上にフィルタ基材を塗布し、その膜をフォトリ
ソグラフィ法によってパターニングした後に染色してカ
ラーフィルタを形成するものであるため、１つの色のカ
ラーフィルタの形成に要する工程数が多く（特に、フィ
ルタ基材膜をパターニングするフォトリソグラフィ工程
が多い）、また、フィルタ基材膜のパターニング後、お
よび染色後に、その都度基板を洗浄しなければならない
から、カラーフィルタを能率良く形成できないという問
題をもっている。

【００１２】しかも、この染色法では、基板上に形成し
たフィルタ基材の染色を、基板を染色液に浸漬して行な
っているため、複数の色のカラーフィルタを順次形成し
てゆく過程で、先に形成されたカラーフィルタが、次の
色のカラーフィルタを形成する際のフィルタ基材の染色
時に再び染色されてしまい、そのためにカラーフィルタ
の色質が悪くなってしまうという問題ももっている。

【００１３】なお、このようなカラーフィルタの再染色
を防ぐには、１つの色のカラーフィルタを形成するたび
に、そのカラーフィルタを保護膜で覆ってから次の色の
カラーフィルタを形成すればよいが、これでは、カラー
フィルタの形成工程数がさらに多くなってしまう。

【００１４】また、上記顔料分散法は、基板上に着色剤
を塗布し、その膜をフォトリソグラフィ法によりパター
ニングしてカラーフィルタを形成するものであるため、
上記染色法に比べれば、１つの色のカラーフィルタの形
成に要する工程数が少なく、また色質のよいカラーフィ
ルタが得られるが、着色剤膜をパターニングするフォト
リソグラフィ工程が多く、また、着色剤膜のパターニン
グを行なうたびに基板を洗浄しなければならないから、
やはり、カラーフィルタを能率良く形成することができ
なかった。

【００１５】一方、上記電着塗装では、電圧を印加した
下地電極の上に着色剤が電着されるだけであり、電圧を
印加しない下地電極に付着した着色剤は、電着塗装後の
基板洗浄によって簡単に除去することができるため、着
色剤の電着塗装に際して、他の色のカラーフィルタの形
成領域の下地電極をレジストでマスクする必要はなく、
したがって、フォトリソグラフィ工程を必要とするのは
下地電極の形成時だけであって、カラーフィルタはフォ
トリソグラフィ法を用いずに形成できるから、染色法や
顔料分散法に比べれば、カラーフィルタの形成能率は良
い。

【００１６】また、この電着法は、基板上の各色のカラ
ーフィルタの形成領域にそれぞれ下地電極を形成し、こ
れら下地電極に選択的に電圧を印加してその電極の上に
着色剤を電着塗装するものであるため、１つの色の着色
剤を電着塗装するたびに基板を洗浄しさえすれば、色質
のよいカラーフィルタを得ることができる。

【００１７】すなわち、着色剤の電着塗装では、上述し
たように、電圧を印加した下地電極の上に着色剤が電着
するだけであり、電圧を印加しない下地電極に付着した
着色剤は電着塗装後の基板洗浄によって簡単に除去する
ことができるから、この着色剤が他の色のカラーフィル
タの形成領域に残って、その領域に形成されたカラーフ
ィルタの色質が悪くなってしまうことはない。

【００１８】しかしながら、この電着法でも、１つの色
の着色剤を電着塗装するたびに基板の洗浄を行なわなけ
ればならならないため、カラーフィルタの形成能率は満
足できるものではなかった。

【００１９】本発明は、各色のカラーフィルタを、フォ
トリソグラフィ法を用いることなく、また１つの色のカ
ラーフィルタを形成するたびに洗浄を行なうことなく形
成して、その形成能率を大幅に向上させるともに、色質
の良いカラーフィルタを得ることができるカラーフィル
タの形成方法を提供することを目的としたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に導電
膜を形成し、その上に各色のカラーフィルタの形成領域
の間の部分に対応させてブラックマスクを形成した後、
前記各色のカラーフィルタの形成領域のうちの１つの色
のカラーフィルタの形成領域に対応する部分が開口する
マスク板を前記基板の上に近接させてその上方から前記
導電膜の上に所定の色のカラーフィルタ材料を静電塗装
する工程を繰り返して、複数の色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。

【００２１】本発明において、前記カラーフィルタ材料
の静電塗装は、前記マスク板の上方から基板に向けて液
状のカラーフィルタ材料を噴霧するスプレーガンのノズ
ル部と前記導電膜との間に電場を形成した状態で、前記
スプレーガンからカラーフィルタ材料を噴霧させて行な
えばよい。

【００２２】また、本発明においては、全ての色のカラ
ーフィルタ材料の静電塗装に同じマスク板を用い、１つ
の色のカラーフィルタの形成領域へのカラーフィルタ材
料の電着塗装を行なうごとに、前記マスク板を移動させ
てその開口を次の色のカラーフィルタの形成領域に対向
させるのが望ましい。

【００２３】さらに、本発明においては、前記カラーフ
ィルタ材料に、顔料を添加した熱溶融性樹脂の溶液を用
い、全ての色のカラーフィルタ材料の静電塗装を行なっ
た後、これらカラーフィルタ材料の塗膜を熱処理するの
が望ましい。

【００２４】

【作用】すなわち、本発明は、カラーフィルタ材料の静
電塗装によってカラーフィルタを形成するものであり、
基板上にカラーフィルタ材料を静電塗装するための導電
膜を形成するとともにその上に各色のカラーフィルタの
形成領域の間の部分に対応させてブラックマスクを形成
しておき、各色のカラーフィルタをそれぞれ、その形成
領域に対応する部分が開口するマスク板を前記基板の上
に近接させてその上方から前記導電膜の上に所定の色の
カラーフィルタ材料を静電塗装することによって形成す
るものである。

【００２５】このように、カラーフィルタ材料を静電塗
装するための導電膜を形成した基板上に各色のカラーフ
ィルタの形成領域の間の部分に対応させてブラックマス
クを形成しておき、上記マスク板を基板の上に近接させ
てその上方からカラーフィルタ材料を静電塗装すれば、
カラーフィルタ材料は、前記ブラックマスクとマスク板
とで規制される領域に塗装されるだけで、他の色のカラ
ーフィルタの形成領域には全く付着しないため、カラー
フィルタ材料の静電塗装に際して、他の色のカラーフィ
ルタの形成領域に前記導電膜を覆うレジストマスクを形
成する必要はない。

【００２６】このため、本発明によれば、各色のカラー
フィルタをフォトリソグラフィ法を用いることなく形成
できるし、また、カラーフィルタ材料の静電塗装に際し
てそのカラーフィルタ材料が他の色のカラーフィルタの
形成領域にも付着してしまうことがないために、１つの
色のカラーフィルタを形成するたびに洗浄を行なうこと
なく各色のカラーフィルタを形成することができるか
ら、カラーフィルタの形成能率を大幅に向上させること
ができるともに、色質の良いカラーフィルタを得ること
ができる。

【００２７】しかも、本発明によれば、カラーフィルタ
材料の塗装領域が上記ブラックマスクとマスク板とで規
制されるため、前記ブラックマスクの形成パターンおよ
び前記マスク板の開口形状を選択することにより、スト
ライプ状およびドット状のいずれのパターンのカラーフ
ィルタも形成することができる。

【００２８】本発明において、前記カラーフィルタ材料
の静電塗装は、前記マスク板の上方から基板に向けて液
状のカラーフィルタ材料を噴霧するスプレーガンのノズ
ル部と基板上の導電膜との間に電場を形成した状態で、
前記スプレーガンからカラーフィルタ材料を噴霧させて
行なえばよく、したがって、カラーフィルタ材料の静電
塗装は容易である。

【００２９】また、本発明においては、全ての色のカラ
ーフィルタ材料の静電塗装に同じマスク板を用い、１つ
の色のカラーフィルタの形成領域へのカラーフィルタ材
料の静電塗装を行なうごとに、前記マスク板を移動させ
てその開口を次の色のカラーフィルタの形成領域に対向
させれば、各色のカラーフィルタの形成領域へのカラー
フィルタ材料の静電塗装を連続して行なうことができ
る。

【００３０】さらに、本発明において、前記カラーフィ
ルタ材料に、顔料を添加した熱溶融性樹脂の溶液を用
い、全ての色のカラーフィルタ材料の静電塗装を行なっ
た後に、これらカラーフィルタ材料の塗膜を熱処理すれ
ば、均質でかつ膜面が平坦なカラーフィルタを形成する
ことができる。

【００３１】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すカラーフィル
タの形成工程図であり、この実施例では、次のような工
程で複数の色のカラーフィルタを形成する。なお、この
実施例は、赤，緑，青の３色のカラーフィルタを形成す
る例である。

【００３２】まず、図１の（ａ）に示すように、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、カラーフィルタ材料を静電塗装するための一枚膜状
の導電膜２を形成し、次いで、前記導電膜２の上に、各
色のカラーフィルタの形成領域の間の部分に対応させて
絶縁性のブラックマスク３を形成する。

【００３３】上記導電膜２はＩＴＯ等からなる透明導電
膜であり、この導電膜２は、基板１上にＩＴＯ膜等をス
パッタリング法または蒸着法により成膜して形成する。
また、上記ブラックマスク３は、黒色系の顔料を分散さ
せた着色剤を基板１上（導電膜２の上）に塗布し、その
膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして形成
する。

【００３４】なお、この実施例では、前記着色剤に感光
性樹脂を用い、基板１上に塗布した着色剤膜を所定パタ
ーンに露光処理した後に現像処理して前記ブラックマス
ク３を形成している。

【００３５】次に、上記基板１をカラーフィルタ材料の
静電塗装装置に搬入し、この静電塗装装置により、基板
１上の各色のカラーフィルタの形成領域に、赤，緑，青
のフィルタ材料を順次静電塗装して、赤，緑，青のカラ
ーフィルタを形成する。

【００３６】この静電塗装装置は、図１の（ｂ）〜
（ｄ）に示したマスク板４と、液状のカラーフィルタ材
料を噴霧する３つのスプレーガン５，６，７とを備えた
ものである。

【００３７】上記マスク板４は、上記基板１の面積より
十分大きい面積の金属薄板または硬質樹脂板に、基板１
の各色のカラーフィルタの形成領域のうちの１つの色の
カラーフィルタの形成領域に対応する開口４ａを穿設し
たもので、このマスク板４は、図示しないマスク板移動
機構に、上記基板１に対して微小な間隙で近接対向する
ように水平に支持されており、前記マスク板移動機構に
よって基板１の上方を水平移動される。

【００３８】一方、上記スプレーガン５，６，７は、任
意の位置に設けた図示しないガンホルダに保持されてお
り、図示しないアームロボット等のスプレーガン走査機
構により前記ガンホルダから取り出されて使用される。

【００３９】上記スプレーガン走査機構は、３つのスプ
レーガン５，６，７のうちの１をガンホルダから取り出
して上記マスク板４の上方に持ち込み、そのスプレーガ
ンを上記基板１のほぼ全域を網羅するように走査移動さ
せた後にガンホルダに戻すものであり、各スプレーガン
５，６，７を所定の順序で取り出してそのスプレーガン
を走査移動させるように構成されている。

【００４０】また、上記スプレーガン５，６，７は、図
示しないフィルタ材料供給部に接続されており、第１の
スプレーガン５には赤のカラーフィルタ材料が供給さ
れ、第２のスプレーガン６には緑のカラーフィルタ材料
が供給され、第３のスプレーガン７には青のカラーフィ
ルタ材料が供給されるようになっている。

【００４１】なお、この実施例では、赤，緑，青のカラ
ーフィルタ材料に、それぞれの色の顔料を添加したポリ
ビニールアルコール等の熱溶融性樹脂の溶液を用いてい
る。さらに、各スプレーガン５，６，７のノズル部５
ａ，６ａ，７ａは、電極を兼ねる金属製ノズル部とされ
ており、これらスプレーガン５，６，７のノズル部５
ａ，６ａ，７ａには、電源８から負の直流電圧が選択的
に供給されるようになっている。

【００４２】上記静電塗装装置によるカラーフィルタの
形成は、次のようにして行なう。なお、ここでは、赤，
緑，青のカラーフィルタを、赤色フィルタＲＦ、緑色フ
ィルタＧＦ、青色フィルタＢＦの順で形成する場合に例
にとって説明する。

【００４３】まず、静電塗装装置に搬入した基板１を、
導電膜２およびブラックマスク３を形成した面を上にし
た状態で図示しない基板支持台の上に真空吸着手段等に
より固定し、この基板１上の導電膜２を図示しないコネ
クタによって接地電位に接続する。

【００４４】次に、図１の（ｂ）に示すように、基板１
の上に上記マスク板４を近接させるとともに、その各開
口４ａを基板１の赤色フィルタ形成領域に対向させ、そ
の状態で、このマスク板４の上方から前記導電膜２の上
に赤のカラーフィルタ材料を静電塗装して赤色フィルタ
ＲＦを形成する。

【００４５】この赤のカラーフィルタ材料の静電塗装
は、上記第１のスプレーガン５を使用し、このスプレー
ガン５のノズル部５ａに電源８から負の直流電圧を供給
してこのノズル部５ａと基板１上の導電膜２との間に電
場を形成し、その状態でスプレーガン５から赤のカラー
フィルタ材料を噴霧させながら、このスプレーガン５を
基板１のほぼ全域を網羅するように走査移動させて行な
う。

【００４６】このように、スプレーガン５のノズル部５
ａと基板１上の導電膜２との間に電場を形成した状態で
スプレーガン５からカラーフィルタ材料を噴霧させる
と、噴霧されたカラーフィルタ材料の粒子が、前記スプ
レーガン５のノズル部５ａの電位に対して高電位（基準
電位）となっている導電膜２側に吸引され、上記スプレ
ーガン５の走査移動にともない、マスク板４の開口４ａ
が対向している全ての赤色フィルタ形成領域の導電膜２
上に赤のカラーフィルタ材料が塗装されて、赤色フィル
タＲＦが形成される。

【００４７】次に、図１の（ｃ）に示すように、上記マ
スク板４を、基板１の上に近接させた状態のまま水平移
動させて、その各開口４ａを基板１の緑色フィルタ形成
領域に対向させ、その状態で、このマスク板４の上方か
ら前記導電膜２の上に緑のカラーフィルタ材料を静電塗
装して緑色フィルタＧＦを形成する。

【００４８】この緑のカラーフィルタ材料の静電塗装
は、上記第２のスプレーガン６を使用し、このスプレー
ガン６のノズル部６ａに電源８から負の直流電圧を供給
してこのノズル部６ａと基板１上の導電膜２との間に電
場を形成し、その状態でスプレーガン６から緑のカラー
フィルタ材料を噴霧させながら、このスプレーガン６を
基板１のほぼ全域を網羅するように走査移動させて行な
う。

【００４９】この場合も、スプレーガン６から噴霧され
たカラーフィルタ材料の粒子が導電膜２側に吸引され、
前記スプレーガン６の走査移動にともない、マスク板４
の開口４ａが対向している全ての緑色フィルタ形成領域
の導電膜２上に緑のカラーフィルタ材料が塗装されて、
緑色フィルタＧＦが形成される。

【００５０】次に、図１の（ｄ）に示すように、上記マ
スク板４を、基板１の上に近接させた状態のまま水平移
動させて、その各開口４ａを基板１の青色フィルタ形成
領域に対向させ、その状態で、このマスク板４の上方か
ら前記導電膜２の上に青のカラーフィルタ材料を静電塗
装して青色フィルタＢＦを形成する。

【００５１】この青のカラーフィルタ材料の静電塗装
は、上記第３のスプレーガン７を使用し、このスプレー
ガン７のノズル部７ａに電源８から負の直流電圧を供給
してこのノズル部７ａと基板１上の導電膜２との間に電
場を形成し、その状態でスプレーガン７から青のカラー
フィルタ材料を噴霧させながら、このスプレーガン７を
基板１のほぼ全域を網羅するように走査移動させて行な
う。

【００５２】この場合も、スプレーガン７から噴霧され
たカラーフィルタ材料の粒子が導電膜２側に吸引され、
前記スプレーガン７の走査移動にともない、マスク板４
の開口４ａが対向している全ての青色フィルタ形成領域
の導電膜２上に青のカラーフィルタ材料が塗装されて、
青色フィルタＢＦが形成される。

【００５３】この後は、基板１上に形成されたカラーフ
ィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを、そのカラーフィルタ材料
（顔料を添加した熱溶融性樹脂）の溶融温度で熱処理し
て、これらカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを均質化す
るとともにその膜面が平坦化し、その後、自然冷却によ
りカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを硬化させて基板１
上（導電膜２上）に固着させ、カラーフィルタの形成を
終了する。

【００５４】すなわち、上記カラーフィルタの形成方法
は、カラーフィルタ材料の静電塗装によってカラーフィ
ルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを形成するものであり、基板１上
にカラーフィルタ材料を静電塗装するための導電膜２を
形成するとともにその上に各色のカラーフィルタＲＦ，
ＧＦ，ＢＦの形成領域の間の部分に対応させてブラック
マスク３を形成しておき、各色のカラーフィルタＲＦ，
ＧＦ，ＢＦをそれぞれ、その形成領域に対応する部分が
開口するマスク板４を前記基板１の上に近接させてその
上方から前記導電膜２の上に所定の色のカラーフィルタ
材料を静電塗装することによって形成するものである。

【００５５】このように、カラーフィルタ材料を静電塗
装するための導電膜２を形成した基板１上に各色のカラ
ーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦの形成領域の間の部分に対
応させてブラックマスク３を形成しておき、上記マスク
板４を基板１の上に近接させてその上方からカラーフィ
ルタ材料を静電塗装すれば、カラーフィルタ材料は、前
記ブラックマスク３とマスク板４とで規制される領域に
塗装されるだけで、他の色のカラーフィルタの形成領域
には全く付着しないため、カラーフィルタ材料の静電塗
装に際して、他の色のカラーフィルタの形成領域に前記
導電膜２を覆うレジストマスクを形成する必要はないか
ら、フォトリソグラフィ工程を必要とするのは上記ブラ
ックマスク３の形成時だけである。

【００５６】このため、上記方法によれば、各色のカラ
ーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦをフォトリソグラフィ法を
用いることなく形成できるし、また、カラーフィルタ材
料の静電塗装に際してそのカラーフィルタ材料が他の色
のカラーフィルタの形成領域にも付着してしまうことが
ないために、１つの色のカラーフィルタを形成するたび
に洗浄を行なうことなく各色のカラーフィルタＲＦ，Ｇ
Ｆ，ＢＦを形成することができるから、カラーフィルタ
の形成能率を大幅に向上させることができるともに、色
質の良いカラーフィルタを得ることができる。

【００５７】しかも、上記方法によれば、カラーフィル
タ材料の塗装領域が上記ブラックマスク３とマスク板４
とで規制されるため、ブラックマスク３の形成パターン
およびマスク板４の開口４ａの形状を選択することによ
り、ストライプ状およびドット状のいずれのパターンの
カラーフィルタも形成することができる。

【００５８】すなわち、各色のカラーフィルタＲＦ，Ｇ
Ｆ，ＢＦを、各画素列ごとにその列の全ての画素に対応
させてストライプ状に形成する場合は、ブラックマスク
３を、各色のストライプ状カラーフィルタの形成領域の
間の部分に対応させて細幅のストライプ状に形成すると
ともに、マスク板４の開口４ａを、１つの色のストライ
プ状カラーフィルタの形成領域に対応するストライプ状
の開口とすればよい。

【００５９】また、各色のカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，
ＢＦを、１つ１つの画素に各々対応させて独立したドッ
ト状に形成する場合は、ブラックマスク３を、各色のド
ット状カラーフィルタの形成領域の間の部分に対応させ
てマトリックス状（格子状）に形成するとともに、マス
ク板４の開口４ａを、１つの色のドット状カラーフィル
タの形成領域に対応するドット状の開口とすればよい。

【００６０】なお、ドット状カラーフィルタの配列パタ
ーンには、同じ色のドット状カラーフィルタを列方向に
並べて形成するパターンと、赤，緑，青のドット状カラ
ーフィルタを列方向および行方向にそれぞれ交互に並べ
て形成するモザイク状の配列パターンとがあるが、上記
カラーフィルタの形成方法は、上記マスク板４の開口４
ａの配列パターンもしくはマスク板４の移動パターンを
選ぶことにより、いずれの配列パターンにもカラーフィ
ルタを形成することができる。

【００６１】また、上記方法では、前記カラーフィルタ
材料の静電塗装を、マスク板４の上方から基板１に向け
て液状のカラーフィルタ材料を噴霧するスプレーガン
５，６，７のノズル部５ａ，６ａ，７ａと基板１上の導
電膜２との間に電場を形成した状態で、前記スプレーガ
ン５，６，７からカラーフィルタ材料を噴霧させて行な
えばよいから、カラーフィルタ材料の静電塗装は容易で
ある。

【００６２】さらに、上記方法では、全ての色のカラー
フィルタ材料の静電塗装に同じマスク板４を用い、１つ
の色のカラーフィルタの形成領域へのカラーフィルタ材
料の静電塗装を行なうごとに、前記マスク板４を移動さ
せてその開口４ａを次の色のカラーフィルタの形成領域
に対向させているため、各色のカラーフィルタＲＦ，Ｇ
Ｆ，ＢＦの形成領域へのカラーフィルタ材料の静電塗装
を連続して行なうことができる。

【００６３】しかも、上記方法では、前記カラーフィル
タ材料に、顔料を添加した熱溶融性樹脂の溶液を用い、
全ての色のカラーフィルタ材料の静電塗装を行なった後
に、これらカラーフィルタ材料の塗膜、つまり静電塗装
されたカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを熱処理してい
るため、均質でかつ膜面が平坦なカラーフィルタを形成
することができる。

【００６４】また、基板１上に形成したカラーフィルタ
材料を静電塗装するための導電膜（上記実施例ではＩＴ
Ｏ等からなる透明導電膜）２は、そのまま液晶表示素子
の表示用電極として使用することも可能であり、この導
電膜２に表示用電極を兼ねさせれば、液晶表示素子の製
造コストを低減することができる。

【００６５】図２は、上記導電膜２に表示用電極を兼ね
させた液晶表示素子の一部分の断面図である。この液晶
表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子と
するアクティブマトリックス型のものであり、液晶層Ｌ
Ｃをはさんで対向する一対の基板のうち、裏面側（図に
おいて下側）の基板１０の内面には、透明な画素電極１
１と、これら画素電極１１にそれぞれ対応するＴＦＴ
（能動素子）１２とが行方向および列方向に配列形成さ
れており、その上に配向膜１３が設けられている。

【００６６】また、表面側（図において上側）の基板１
は、上述した方法でカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを
形成したものであり、この基板１の内面には、カラーフ
ィルタ材料を静電塗装するための導電膜２と、各色のカ
ラーフィルタの形成領域の間の部分に対応するブラック
マスク３と、前記導電膜２の上にカラーフィルタ材料を
静電塗装して形成された赤，緑，青のカラーフィルタＲ
Ｆ，ＧＦ，ＢＦとが設けられており、さらにその上に配
向膜１４が設けられている。

【００６７】そして、この液晶表示素子では、上記表面
側基板１に形成されている導電膜（透明膜）２に、上記
裏面側基板１０に形成された画素電極１１の全てに対向
する対向電極を兼ねさせている。

【００６８】なお、上記方法でカラーフィルタＲＦ，Ｇ
Ｆ，ＢＦを形成した基板１は、図２に示した液晶表示素
子に限らず、カラーフィルタの上に表示用電極を設けて
いる液晶表示素子にも使用できるものであり、その場合
は、基板１上に形成したカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，Ｂ
Ｆの上に表示用電極を設ければよい。

【００６９】図３は、カラーフィルタの上に表示用電極
を設けている液晶表示素子の一部分の断面図である。な
お、この液晶表示素子も、ＴＦＴを能動素子とするアク
ティブマトリックス型のものであり、その裏面側基板１
０は図２に示したものと同じものであるから、その説明
は図に同符号を付して省略する。

【００７０】また、表面側基板１は、上述した方法でカ
ラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを形成したものであり、
この液晶表示素子では、前記表面側基板１の内面に形成
したカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦの上に透明な対向
電極１５を形成し、その上に配向膜１４を設けている。

【００７１】なお、液晶表示素子には、その裏面側にバ
ックライトを配置して使用される透過型素子と、裏面側
に反射板を配置して使用される反射型素子と、裏面側に
ハーフミラーを配置するとともにさらにその裏面側にバ
ックライトを配置して使用される反射／透過兼用型素子
とがあり、上記図２および図３に示した液晶表示素子
は、いずれの型の液晶表示素子にも適用できるが、この
液晶表示素子を反射型または反射／透過兼用型素子に適
用する場合は、裏面側基板１０に設ける画素電極１１を
Ａl （アルミニウム）またはＡl 系合金等の金属膜で形
成してこの画素電極１１に反射板を兼ねさせるか、ある
いは前記画素電極１１を微細な光透過孔を有するＡl 膜
等の多孔質金属膜で形成してこの画素電極１１にハーフ
ミラーを兼ねさせてもよい。

【００７２】さらに、図２および図３に示した液晶表示
素子は、その表裏を逆にして使用することも可能であ
り、その場合、この液晶表示素子を反射型または反射／
透過兼用型素子に適用する場合は、カラーフィルタ材料
を静電塗装するための導電膜２を金属膜で形成してこの
導電膜２に反射板を兼ねさせるか、あるいは前記導電膜
２を多孔質金属膜で形成してこの導電膜２ハーフミラー
を兼ねさせてもよい。

【００７３】また、本発明のカラーフィルタの形成方法
は、ＴＦＴを能動素子とするアクティブマトリックス型
液晶表示素子に用いる対向電極形成基板上へのカラーフ
ィルタの形成に限らず、ＭＩＭ等の２端子の非線形抵抗
素子を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表
示素子に用いる対向電極形成基板上へのカラーフィルタ
の形成や、単純マトリックス型液晶表示素子に用いる走
査電極または信号電極形成基板上へのカラーフィルタの
形成にも適用することができる。

【００７４】なお、ＭＩＭ等を能動素子とするアクティ
ブマトリックス型液晶表示素子における対向電極は、各
画素電極行ごとに分割されており、また単純マトリック
ス型液晶表示素子における走査電極および信号電極は、
それぞれ、各画素電極行および各画素電極列ごとに分割
されているが、その場合でも、カラーフィルタ材料を静
電塗装するための導電膜２を、前記分割された電極の形
状にパターニングしておけば、この導電膜２に表示用電
極を兼ねさせることができる。

【００７５】さらに、上記実施例では、ブラックマスク
３を、顔料を分散させた着色剤の塗布およびその膜のフ
ォトリソグラフィ法によるパターニングによって形成し
ているが、このブラックマスク３は、前記着色剤を凸版
印刷法等により印刷して形成してもよいし、またＣr 等
の金属膜を成膜しこの金属膜をフォトリソグラフィ法に
よりパターニングして形成してもよい。

【００７６】また、上記実施例では、カラーフィルタ材
料に、顔料を添加した熱溶融性樹脂を用いているが、こ
のカラーフィルタ材料は、熱硬化性または光硬化性樹脂
に顔料を添加したものでもよく、その場合は、静電塗装
により全ての色のカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを形
成した後、このカラーフィルタＲＦ，ＧＦ，ＢＦを加熱
または光照射によって硬化させればよい。

【００７７】また、上記実施例では、基板１上へのカラ
ーフィルタ材料の静電塗装を、スプレーガン５，６，７
を走査移動させて行なっているが、このカラーフィルタ
材料の静電塗装は、スプレーガン５，６，７を定位置に
保持し、基板１およびその上に近接されたマスク板４
を、前記スプレーガン５，６，７で基板１のほぼ全域を
走査させるように移動させて行なってもよい。

【００７８】

【発明の効果】本発明は、基板上に導電膜を形成し、そ
の上に各色のカラーフィルタの形成領域の間の部分に対
応させてブラックマスクを形成した後、前記各色のカラ
ーフィルタの形成領域のうちの１つの色のカラーフィル
タの形成領域に対応する部分が開口するマスク板を前記
基板の上に近接させてその上方から前記導電膜の上に所
定の色のカラーフィルタ材料を静電塗装する工程を繰り
返して、複数の色のカラーフィルタを順次形成するもの
であるから、各色のカラーフィルタを、フォトリソグラ
フィ法を用いることなく、また１つの色のカラーフィル
タを形成するたびに洗浄を行なうことなく形成して、そ
の形成能率を大幅に向上させるともに、色質の良いカラ
ーフィルタを得ることができ、しかも、ストライプ状お
よびドット状のいずれのパターンのカラーフィルタも形
成することができる。

【００７９】本発明において、前記カラーフィルタ材料
の静電塗装は、前記マスク板の上方から基板に向けて液
状のカラーフィルタ材料を噴霧するスプレーガンのノズ
ル部と基板上の導電膜との間に電場を形成した状態で、
前記スプレーガンからカラーフィルタ材料を噴霧させて
行なえばよく、したがって、カラーフィルタ材料の静電
塗装は容易である。

【００８０】また、本発明においては、全ての色のカラ
ーフィルタ材料の静電塗装に同じマスク板を用い、１つ
の色のカラーフィルタの形成領域へのカラーフィルタ材
料の静電塗装を行なうごとに、前記マスク板を移動させ
てその開口を次の色のカラーフィルタの形成領域に対向
させれば、各色のカラーフィルタの形成領域へのカラー
フィルタ材料の静電塗装を連続して行なうことができ
る。

【００８１】さらに、本発明において、前記カラーフィ
ルタ材料に、顔料を添加した熱溶融性樹脂の溶液を用
い、全ての色のカラーフィルタ材料の静電塗装を行なっ
た後に、これらカラーフィルタ材料の塗膜を熱処理すれ
ば、均質でかつ膜面が平坦なカラーフィルタを形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すカラーフィルタの形成
工程図であり、（ａ）は基板上に導電膜とブラックマス
クを形成した状態の断面図、（ｂ）は赤色フィルタ形成
状態の断面図、（ｃ）は緑色フィルタ形成状態の断面
図、（ｄ）は青色フィルタ形成状態の断面図。

【図２】導電膜に表示用電極を兼ねさせた液晶表示素子
の一部分の断面図。

【図３】カラーフィルタの上に表示用電極を形成した液
晶表示素子の一部分の断面図。

【符号の説明】

１…基板 ２…導電膜 ３…ブラックマスク ４…マスク板 ４ａ…開口 ５，６，７…スプレーガン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に複数の色のカラーフィルタを交互
   に並べて形成する方法であって、 前記基板上に導電膜を形成し、その上に各色のカラーフ
   ィルタの形成領域の間の部分に対応させてブラックマス
   クを形成した後、前記各色のカラーフィルタの形成領域
   のうちの１つの色のカラーフィルタの形成領域に対応す
   る部分が開口するマスク板を前記基板の上に近接させて
   その上方から前記導電膜の上に所定の色のカラーフィル
   タ材料を静電塗装する工程を繰り返して、複数の色のカ
   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
   ィルタの形成方法。
2. 【請求項２】カラーフィルタ材料の静電塗装は、マスク
   板の上方から基板に向けて液状のカラーフィルタ材料を
   噴霧するスプレーガンのノズル部と基板上の導電膜との
   間に電場を形成した状態で、前記スプレーガンから前記
   カラーフィルタ材料を噴霧させて行なうことを特徴とす
   る請求項１に記載のカラーフィルタの形成方法。
3. 【請求項３】全ての色のカラーフィルタ材料の静電塗装
   に同じマスク板を用い、１つの色のカラーフィルタの形
   成領域へのカラーフィルタ材料の静電塗装を行なうごと
   に、前記マスク板を移動させてその開口を次の色のカラ
   ーフィルタの形成領域に対向させることを特徴とする請
   求項１に記載のカラーフィルタの形成方法。
4. 【請求項４】カラーフィルタ材料に顔料を添加した熱溶
   融性樹脂の溶液を用い、全ての色のカラーフィルタ材料
   の静電塗装を行なった後、これらカラーフィルタ材料の
   塗膜を熱処理することを特徴とする請求項１に記載のカ
   ラーフィルタの形成方法。