JPH10282330A

JPH10282330A - カラーフィルターを有する基板の製造方法及びカラーフィルターを有する基板

Info

Publication number: JPH10282330A
Application number: JP9235497A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nomura; 裕司野村; Mamoru Namikawa; 衛浪川; Satoru Tanaka; 哲田中; Yasuyuki Naito; 康之内藤
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】陽極基板の表面に、該表面との間に段差のない
無機カラーフィルターを作製する。【解決手段】 1) 〜5) フォトリソグラフィ法によりガ
ラス基板１のレジスト２を所定パターンに加工し、エッ
チングにより溝４を形成する。6) ガラス基板１の表面
に無機のブルーフィルターペーストＢを塗膜し、焼成す
る。 7) ガラス基板１を研磨し、溝４からはみ出してい
るブルーフィルターＢを研磨で取り除く。8) レッドフ
ィルターＲ、グリーンフィルターＧも同様の工程で形成
する。 9)平滑層５を形成する。 10)〜14) フォトリソ
グラフィ法により透明導電膜６を形成する。基板の溝に
無機カラーフィルターを埋め込んだ構造の基板を製造で
きる。カラーフィルターの膜厚が厚くなっても、基板に
形成する溝の深さを変えることによりカラーフィルター
の膜厚が相殺され、平坦なフィルター付き基板を安定し
て得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無機材料を含むカラ
ーフィルターを備えた透光性の基板と、その製造方法に
関するものである。本発明は、例えば蛍光表示管、電界
放出陰極（FieldEmission Cathode, 略してFEC)を電子
源に利用した表示素子である電界放出形表示装置（Fiel
d Emission Display, 略してFED)、プラズマディスプレ
イ(PDP) 等、各種の表示素子におけるカラーフィルター
を備えた陽極基板及びその製造方法として有用である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、青緑色蛍光体ＺｎＯ：Ｚｎと
カラーフィルターの組合せによって構成されるカラー蛍
光表示管が知られている。カラー蛍光表示管の作製工程
には５００℃程度の熱処理工程がある為、使用されるカ
ラーフィルター材料は耐熱性のあるものでなければなら
ない。例えば、ＬＣＤ等で使用されている有機材料製の
カラーフィルターは使用できず、無機材料のカラーフィ
ルタが必要となる。従来、よく使用される無機材料とし
ては、金属コロイドからなるものや無機顔料からなるも
のが知られている。

【０００３】ＦＥＤにカラーフィルターを設ける場合の
構造を図８を参照して説明する。まず、透光性を有する
ガラス等の陽極基板１００の上にカラーフィルター１０
１，１０２，１０３を形成し、その上に平滑層１０４を
設け、平滑層の上に透明導電膜１０５（ＩＴＯ等）を形
成する。平滑層１０４としては、例えばスパッタ、蒸
着、ＣＶＤ、ゾル−ゲル法等によって形成するＳｉＯ₂
膜等がある。透明導電膜１０５の上に蛍光体を塗布すれ
ば、陽極基板１００が完成する。ＦＥＣが形成された陰
極基板のＦＥＣ側を、この陽極基板１００の蛍光体側に
微小間隔をおいて対面させ、両基板の外周の隙間をスペ
ーサ部材で封止して外囲器を構成し、該外囲器の内部を
高真空状態に排気する。

【０００４】駆動時には、ＦＥＣから放出された電子は
陽極基板１００の蛍光体層に射突してこれを発光させ
る。蛍光体層の発光は、透明導電膜１０５と、カラーフ
ィルター１０１，１０２，１０３と、陽極基板１００を
通して陽極基板１００の外側から観察される。ＺｎＯ：
Ｚｎ蛍光体は、幅広いスペクトルを有しており、前記カ
ラーフィルター１０１，１０２，１０３として赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を用意し、蛍光体層
をドット状に選択的に発光させる構造とすれば、フルカ
ラーのグラフィック表示を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】無機顔料からなるカラ
ーフィルター（特開平６−３１００６１号、特開平７−
７３８２７号）は、有機カラーフィルタと違い、着色力
が弱く、色再現範囲を広くするには厚膜（数μｍ〜数十
μｍ）に形成しなければならない。カラーフィルターが
厚膜になると、カラーフィルターと陽極基板との間に段
差が生じるので、前述したようにカラーフィルターの上
に重ねて平滑層を設け、カラーフィルターの上面を平滑
化しなければならない。しかしながら、カラーフィルタ
ーに合わせた厚膜の平滑層を安価に形成できる無機材質
には適当なものが知られていない。そこで、図９に示す
ように平滑層を設けないでフィルターの上に透明導電膜
１０５を直接形成すると、カラーフィルター１０１，１
０２，１０３と陽極基板１００との段差において透明導
電膜１０５が断線してしまう。また、図８を参照して説
明したように、前述したＳｉＯ₂などによってカラーフ
ィルターの上に平滑層を形成しても、実際には図１０に
示すように陽極基板１００との段差部の平坦化は非常に
難しく、カラーフィルター１０１，１０２，１０３と陽
極基板１００との間に生じた段差のために、カラーフィ
ルター１０１，１０２，１０３上に形成した透明導電膜
１０５（ＩＴＯ等）が断線するという問題が起こる。

【０００６】本発明は、陽極基板の表面に設けられてい
ながら該表面との間に段差のない無機カラーフィルター
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたカ
ラーフィルターを有する基板の製造方法は、透光性の基
板に溝を形成し、前記溝にカラーフィルターを設けるこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載された方法は、請求項１記
載の製造方法において、透光性の基板の表面に所定パタ
ーンの溝を形成する工程と、無機材料を含有するカラー
フィルターペーストを前記基板の表面に設けて焼成する
ことによりカラーフィルターを形成する工程と、前記溝
に前記カラーフィルターを残して前記基板の表面にはみ
出している前記カラーフィルターを除去する工程とを有
することを特徴としている。

【０００９】請求項３に記載された製造方法は、請求項
２記載の製造方法において、透光性の基板の表面に所定
パターンの溝を形成する前記工程を、前記基板の表面に
所定パターンの開口を有するマスクを形成する工程と、
前記マスクの開口を介して前記基板の表面に加工液を適
用することにより前記基板の表面を浸食する工程と、前
記マスクを除去する工程とによって行うことを特徴とす
る。

【００１０】請求項４に記載された製造方法は、請求項
２又は３記載の製造方法において、複数種類のカラーフ
ィルターペーストについて各々前記マスクの開口のパタ
ーンを変えて前記各工程を繰り返して行うことを特徴と
する。

【００１１】請求項５に記載された製造方法は、請求項
１記載の製造方法において、透光性の基板の表面に下地
膜を形成する工程と、前記下地膜を有する前記基板の表
面に所定パターンの溝を形成する工程と、無機材料を含
有するカラーフィルターペーストを前記基板の表面に設
けて焼成することにより前記溝にカラーフィルターを形
成する工程と、前記溝に前記カラーフィルターを残して
前記基板の表面からはみ出した前記カラーフィルターを
除去する工程と、前記下地膜を除去する工程とを有する
ことを特徴としている。

【００１２】請求項６に記載された製造方法は、請求項
５記載の製造方法において、前記下地膜を有する前記基
板の表面に所定パターンの溝を形成する前記工程を、前
記基板の表面に下地膜を形成する工程と、前記下地膜の
上に所定パターンの開口を有するマスクを形成する工程
と、前記マスクの開口を介して加工液を適用することに
より前記下地膜の一部を除去する工程と、前記マスクの
開口を介して加工液を適用することにより前記基板の表
面を浸食する工程と、前記マスクを除去する工程とによ
って行うことを特徴とする。

【００１３】請求項７に記載された製造方法は、請求項
６記載の製造方法において、前記マスクを形成する工程
から前記カラーフィルターを除去する工程までを、複数
種類のカラーフィルターペーストについて各々前記マス
クの開口のパターンを変えて繰り返して行い、前記下地
膜を除去する工程を共通の工程として最後に行うことを
特徴とする。

【００１４】請求項８に記載された製造方法は、請求項
１記載の製造方法において、透光性の基板の表面に所定
パターンの溝を形成する工程と、無機材料を含有するカ
ラーフィルターペーストを前記溝に印刷法で設ける工程
と、前記基板を焼成することによりカラーフィルターを
形成する工程とを有することを特徴としている。

【００１５】請求項９に記載された製造方法は、請求項
８記載の製造方法において、無機材料を含有するカラー
フィルターペーストを前記溝に設ける前記工程を、複数
種類のカラーフィルターペーストについて行うことを特
徴とする。

【００１６】請求項１０に記載された製造方法は、請求
項１記載の製造方法において、透光性の基板の表面に所
定パターンの溝を形成する工程と、無機材料を含有する
第１のカラーフィルターペーストを前記基板の表面に設
けて前記基板を焼成することにより第１のカラーフィル
ターを形成する工程と、第２のカラーフィルターを形成
する部分に開口を有するマスクを前記第１のカラーフィ
ルターの上に形成する工程と、前記マスクの開口を介し
て加工液を適用することにより前記第１のカラーフィル
ターの一部を除去する工程と、前記マスクを除去する工
程と、前記第１のカラーフィルターが形成された前記基
板の表面に第２のカラーフィルターペーストを設けて前
記基板を焼成することにより第２のカラーフィルターを
形成する工程と、前記溝からはみ出しているすべてのカ
ラーフィルターを前記基板の表面から除去する工程とを
有することを特徴としている。

【００１７】請求項１１に記載された製造方法は、請求
項１０記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法
において、前記第２のカラーフィルターを形成した後
に、前記工程と同様の手順で第３以降のカラーフィルタ
ーペーストを用いて第３以降のカラーフィルターを形成
し、最後に前記溝からはみ出しているすべてのカラーフ
ィルターを前記基板の表面から除去する前記工程を行う
ことを特徴とする。

【００１８】請求項１２に記載された製造方法は、請求
項１記載の製造方法において、透光性の基板の表面に所
定パターンの溝を形成する工程と、無機材料を含有する
感光性カラーフィルターペーストを前記基板の表面に設
ける工程と、前記感光性カラーフィルターペーストによ
ってカラーフィルターを形成する部分に開口を備えたマ
スクを介して前記感光性カラーフィルターペーストに光
を照射する工程と、前記感光性カラーフィルターペース
トを現像する工程と、前記基板を焼成することによりカ
ラーフィルターを形成する工程とを有することを特徴と
している。

【００１９】請求項１３に記載された製造方法は、請求
項１２記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法
において、前記感光性カラーフィルターペーストを前記
基板の表面に設ける前記工程と、前記感光性カラーフィ
ルターペーストに光を照射する前記工程と、前記感光性
カラーフィルターペーストを現像する前記工程を、複数
種類の感光性カラーフィルターペースト毎にそれぞれ繰
り返し行い、その後に前記基板を焼成する前記工程を共
通工程として行い、複数種類のカラーフィルターを前記
基板に形成することを特徴としている。

【００２０】請求項１４に記載された製造方法は、請求
項８又は９又は１０又は１１又は１２又は１３記載の製
造方法において、透光性の基板の表面に所定パターンの
溝を形成する前記工程を、前記基板の表面に所定パター
ンの開口を有するマスクを形成する工程と、前記マスク
の開口を介して前記基板の表面に加工液を適用すること
により前記基板の表面を浸食する工程と、前記マスクを
除去する工程とによって行うことを特徴とする。

【００２１】請求項１５に記載された製造方法は、請求
項３又は４又は６又は７又は８又は９又は１０又は１１
又は１２又は１３又は１４記載の製造方法において、前
記基板の表面に所定パターンの開口を有するマスクを形
成する際に、前記基板の裏面を前記加工液から保護する
保護膜を形成することを特徴としている。

【００２２】請求項１６に記載された製造方法は、請求
項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は
９又は１０又は１１又は１２又は１３又は１４又は１５
記載の製造方法において、前記カラーフィルターを形成
した後に、前記カラーフィルター及び前記基板の表面に
平滑層を形成し、前記平滑層の上の前記各カラーフィル
ターに対応する部分にそれぞれ透明導電膜を形成するこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項１７に記載されたカラーフィルター
を有する基板は、透光性を有する基板の表面に形成され
た溝にカラーフィルターが設けられたことを特徴として
いる。

【００２４】請求項１８に記載されたカラーフィルター
を有する基板は、請求項１７記載の基板において、前記
基板の表面と前記カラーフィルターの表面が実質的に同
一平面となるように構成されたことを特徴としている。

【００２５】請求項１９に記載されたカラーフィルター
を有する基板は、請求項１７記載の基板において、前記
カラーフィルターが無機材料からなることを特徴として
いる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

(1) 実施の第１の形態本発明の実施の第１の形態を図１〜図３を参照して説明
する。第１の形態は、請求項１〜４、１５、１６に対応
する。次の説明の番号1)〜14) は図１における分図番号
に一致する。１）透光性の基板であるガラス基板１にフォトレジスト
２（例えば粘性率１５ｃＰ程度）を周知の回転塗布法に
て例えば３０００ｒｐｍ／２ｓで塗膜し、プリベークを
例えばホットプレートで行う。

【００２７】２）次にフォトマスク３を通して紫外線で
露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃｍ²）
し、カラーフィルターのどれか１色、例えばブルーフィ
ルターを形成するガラス基板２上のフォトレジスト１の
みを露光する。

【００２８】３）次に現像液に浸漬することで露光され
たフォトレジスト１を取り除き、純水によってリンスし
た後、ポストベークをホットプレートで行う。また、場
合によっては、ガラス基板１の裏面（溝を形成しない
面）のＢＨＦ（バッファード・フッ酸）による侵食を防
止する為、裏面にフォトレジスト２を塗膜し、ポストベ
ーク（例えばホットプレートで１４０℃、５ｍｉｎ）し
ておく。

【００２９】４）次にこのガラス基板１をＢＨＦに浸漬
することでフォトレジスト２のマスクで被覆されていな
いガラス基板１の表面を浸食し、その後、純水でリンス
する。この工程によって、例えば深さ５μｍ程度の溝４
を形成する。

【００３０】５）そして、フォトレジスト２を剥離液に
浸漬することで剥離し、その後、純水で洗浄する。ま
た、このガラス基板１の溝４にはガラス屑が残り易い
為、場合によっては超音波洗浄やブラシ洗浄等でガラス
屑を取り除く。

【００３１】６）次に、出来上がった溝付きのガラス基
板１の表面にブルーフィルターペーストＢを塗膜し、乾
燥（例えばホットプレートで８０℃、２０ｍｉｎ）及び
焼成（例えばピーク温度５００〜６００℃、１０ｍｉｎ
ホールド）する。このブルーフィルターペーストＢは、
無機系のブルーフィルターを形成するための材料であ
り、その組成の一例を示せば、青色顔料（ＣｏＯ，Ａｌ
₂Ｏ₃）１０〜３０ｗｔ％、有機Ｓｉ化合物１〜５ｗｔ
％、ビークル１〜８ｗｔ％、溶剤６０〜８０ｗｔ％であ
る。

【００３２】７）そして、フィルム研磨材を用いた湿式
の研磨（ラッピング）によってこのガラス基板１を研磨
し、ガラス基板１の溝４からはみ出しているブルーフィ
ルターＢを研磨（ラッピング）によって取り除く。

【００３３】８）残りのカラーフィルター、例えばレッ
ドフィルターＲ、グリーンフィルターＧもブルーフィル
ターＢと同様の工程で形成する。レッドフィルターペー
ストＲの組成の一例を示せば、赤色顔料（Ｆｅ₂Ｏ₃）
２０ｗｔ％、その他はブルーフィルターペーストＢと同
様である。また、グリーンフィルターペーストＧの組成
の一例を示せば、緑色顔料（ＴｉＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、
ＺｎＯ）２０ｗｔ％、その他はブルーフィルターペース
トＢと同様である。

【００３４】９）次に、場合によっては各フィルターＲ
ＧＢ上に平滑剤を塗膜し、乾燥及び焼成（例えばピーク
温度５００〜６００℃、１０ｍｉｎホールド）して平滑
層５を形成する。

【００３５】１０）そして、平滑層５の上にアノード電
極となる透明導電膜６、例えばＩＴＯ( Indium Tin Oxi
de) をスパッタリング法によって１５００オングストロ
ームの厚さに成膜する。

【００３６】１１）次に透明導電膜６をパターニングす
る為、フォトレジスト２を塗膜し、プリベークする。そ
して、フォトマスク３を通して露光（例えば紫外線にて
８０〜５００ｍｌ／ｃｍ²）し、アノード電極として残
す透明導電膜６上のフォトレジスト２以外を露光する。

【００３７】１２）次に、現像液に浸漬することで露光
されたフォトレジスト２を取り除き、純水を用いてリン
スした後、ポストベークを行う。

【００３８】１３）そのガラス基板１を加工液としての
エッチング液に浸漬（例えば液温４０℃、６ｍｉｎ）
し、フォトレジスト２で被服された部分以外の透明導電
膜６を浸食により取り除く。

【００３９】１４）そして、フォトレジスト１を剥離液
で剥離し、純水を用いてリンスした後、任意の洗浄プロ
セスによって洗浄する。以上の工程によって、ＲＧＢ３
色の無機顔料型のカラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂを有する
陽極基板７が完成した。

【００４０】本例ではガラス基板１の溝加工をフォトリ
ソグラフィー法で行っている。その溝４へ形成されたカ
ラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂは良好なパターン形状及び位
置精度（フォトリソグラフィー法の能力により）が得ら
れる。

【００４１】次に、前記陽極基板７を用いて構成された
ＦＥＤ８について図２を参照して説明する。陽極基板７
の透明導電膜６に蛍光体層９を形成する。本例では、ス
ペクトルが広いＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体を用いた。この陽極
基板７の蛍光体層９側に対面して、陰極基板１０が配置
されている。陰極基板１０の内面には、ＦＥＣ１１が形
成されて前記蛍光体層９に対面している。ＦＥＣ１１
は、陰極基板１０の内面に形成された陰極導体１２と、
陰極導体１２の上に形成された絶縁層１３と、前記絶縁
層１３の上に形成されたゲート電極１４と、前記ゲート
電極１４と前記絶縁層１３に形成されたホール１５と、
前記ホール１５の内部に露出した前記陰極導体１２の上
に形成されたコーン形状のエミッタ１６とを有してい
る。陰極基板１０のＦＥＣ１１側を、前記陽極基板７の
蛍光体層９側に微小間隔をおいて対面させ、両基板７，
１０の外周の隙間を図示しないスペーサ部材で封止して
外囲器を構成し、該外囲器の内部を高真空状態に排気す
る。

【００４２】駆動時には、ＦＥＣ１１から放出された電
子は陽極基板７の蛍光体層９に射突してこれを発光させ
る。蛍光体層９の発光は、透明導電膜６と、各カラーフ
ィルターＲ，Ｇ，Ｂと、ガラス基板１を通して陽極基板
７の外側から赤緑青の各色に観察される。前記蛍光体層
９をドット状に選択的に発光させる構造とすれば、フル
カラーのグラフィック表示を行える。

【００４３】次に、前記陽極基板７を用いて構成された
蛍光表示装置１７について図３を参照して説明する。陽
極基板７の透明導電膜６に蛍光体層９を形成する。本例
では、スペクトルが広いＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体を用いた。
この陽極基板７の蛍光体層９側に所定の間隔をおいて背
面基板１８が配置されている。陽極基板７と背面基板１
８の外周縁の間には、図示しない側面板が設けられてお
り、全体として箱形の外囲器が構成されている。外囲器
の内部において、図３において前記蛍光体層９の下方に
は制御電極１９が設けられ、さらに制御電極１９の下方
にはフィラメント状の陰極２０が張設されている。外囲
器の内部は高真空状態に排気されている。

【００４４】駆動時には、フィラメント状の陰極２０か
ら放出された電子は制御電極１９に加速・制御されて陽
極基板７の蛍光体層９に射突してこれを発光させる。蛍
光体層９の発光は、透明導電膜６と、各カラーフィルタ
ーＲ，Ｇ，Ｂと、陽極基板７を通して陽極基板７の外側
から赤緑青の各色に観察される。前記蛍光体層９をドッ
ト状に選択的に発光させる構造とすれば、フルカラーの
グラフィック表示を行える。

【００４５】本例で作製された陽極基板７を上述のよう
にディスプレイの陽極基板として用いれば、従来のカラ
ーフィルターを有する陽極基板に比べてコントラストの
向上が期待できる。

【００４６】(2) 実施の第２の形態本発明の実施の第２の形態を説明する。第２の形態は、
請求項１５に対応する。第１の形態では、ガラス基板１
の裏面（溝を形成しない面）のＢＨＦ（バッファード・
フッ酸）による侵食を防止する為、該裏面にフォトレジ
スト２を塗膜したが、ガラス基板１の裏面（溝を形成し
ない面）にフォトレジスト以外の耐ＢＨＦ性のある膜
（例えばＩＴＯ膜）を形成し、ＢＨＦの浸食をより確実
に防止してもよい。次に工程を説明する。

【００４７】１）ガラス基板１の裏面（溝を形成しない
面）に耐ＢＨＦ性のある膜、例えば、スパッタリング法
でＩＴＯを１５００オングストロームの厚さに形成す
る。２）以下は第１の形態の工程１）〜１５）を行う。

【００４８】(3) 実施の第３の形態本発明の実施の第３の形態を図４を参照して説明する。
第３の形態は、請求項１、５〜７、１５、１６に対応す
る。次の説明の番号1)〜12) は図４における分図番号に
一致する。フォトレジストとガラス基板の密着性が悪い
と、ガラス基板を加工する際のＢＨＦ（バッファード・
フッ酸）の長時間浸漬でフォトレジストが剥がれてしま
う。そこで密着性を上げる為にフォトレジストの下地膜
として耐ＢＨＦ性のある膜、例えばＩＴＯを設けること
で剥がれを防止した。

【００４９】１）耐ＢＨＦ性のあるＩＴＯ等の下地膜２
１が形成されたガラス基板１の上にフォトレジスト２を
周知の回転塗布法にて例えば３０００ｒｐｍ／２ｓで塗
膜し、プリベークを行う。

【００５０】２）次にフォトマスク３を通して紫外線で
露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃｍ²）
し、カラーフィルターのどれか１色、例えばブルーフィ
ルターＢを形成するガラス基板１上のフォトレジスト２
のみを露光する。

【００５１】３）次に、現像液に浸漬することでフォト
レジスト２の露光された部分を取り除き、純水を用いて
リンスした後、ポストベークを行う。

【００５２】４）そして、そのガラス基板１をエッチン
グ液に浸漬（液温３０〜５０℃、５〜１０ｍｉｎ）し、
フォトレジスト２で被覆されていない下地膜２１を浸食
により取り除く。

【００５３】５）そして、純水を用いてリンスした後、
任意の洗浄プロセスによって洗浄する。また、ガラス基
板１の裏面（溝を形成しない面）のＢＨＦによる侵食を
防止する為、場合によっては裏面にフォトレジスト２を
塗膜し、ポストベークを行う。

【００５４】６）次にこのガラス基板１をＢＨＦに浸漬
することでフォトレジスト２で被覆されていないガラス
基板１の表面を浸食し、その後、純水でリンスする。７
０ｍｉｎ浸漬すると深さ５μｍ程度の溝４が形成でき
る。

【００５５】７）そして、フォトレジスト２を剥離液で
剥離し、純水で洗浄する。また、このガラス基板１の溝
４にガラス屑が残り易い為、場合によって超音波洗浄や
ブラシ洗浄等で取り除く。

【００５６】８）次に出来上がった溝４付きガラス基板
１にブルーフィルターペーストＢを塗膜し、乾燥及び焼
成（例えばピーク温度５００〜６００℃、１０ｍｉｎホ
ールド）する。

【００５７】９）そして、このガラス基板１をフィルム
研磨材を用いて湿式による研磨（ラッピング）を行い、
ガラス基板１の溝４からはみ出しているフィルターを研
磨（ラッピング）によって取り除く。

【００５８】１０）残りのカラーフィルター、即ちレッ
ドフィルターＲやグリーンフィルターＧも、前記ブルー
フィルターＢと同様に形成する。

【００５９】１１）そして、エッチング液に浸漬（液温
４０℃、１０ｍｉｎ）し、下地膜２１を浸食により全て
取り除く。

【００６０】１２）以下は第１の形態における工程の
９）〜１４）を行う。

【００６１】(4) 実施の第４の形態本発明の実施の第４の形態を図５を参照して説明する。
第４の形態は、請求項１、８、９、１４、１５、１６に
対応する。次の説明の番号1)〜9)は図５における分図番
号に一致する。本例は、カラーフィルターの形成にスク
リーン印刷法を用いた例である。

【００６２】１）ガラス基板１にフォトレジスト２を周
知の回転塗布法にて例えば３０００ｒｐｍ／２ｓで塗膜
し、プリベークする。

【００６３】２）次にフォトマスク３ａを通して紫外線
で露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃｍ²）
し、形成しようとする各色のカラーフィルター、例えば
ブルーフィルターＢ、レッドフィルターＲ、グリーンフ
ィルターＧを形成しようとするガラス基板１上の位置の
フォトレジスト２のみを露光する。

【００６４】３）次に、現像液に浸漬することで露光さ
れたフォトレジスト２を取り除き、純水によってリンス
した後、ポストベーク（例えばホットプレートで１４０
℃、５ｍｉｎ）を行う。また、ガラス基板１の裏面（溝
４を形成しない面）のＢＨＦによる侵食を防止する為、
場合によっては裏面にフォトレジスト２を塗膜し、ポス
トベークする。

【００６５】４）次に、このガラス基板１をＢＨＦに浸
漬することでフォトレジスト２で被覆されていない箇所
を浸食し、その後、純水でリンスする。例えば７０ｍｉ
ｎ浸漬すると５μｍ程度の深さの溝４ａが形成できる。

【００６６】５）そして、フォトレジスト２を剥離液で
剥離し、純水で洗浄する。また、このガラス基板１の溝
４ａにガラス屑が残り易い為、場合によって超音波洗浄
やブラシ洗浄等で取り除く。

【００６７】６）次に、出来上がった溝４ａ付きのガラ
ス基板１の例えばブルーフィルターＢを配設すべき溝４
ａにブルーフィルターペーストＢをスクリーン印刷法に
よって形成し、乾燥する。

【００６８】７）６）と同様に他のカラーフィルター、
例えばレッドフィルターＲ、グリーンフィルターＧを配
設する溝４ａに、それぞれ各色のペーストをスクリーン
印刷法で形成し、乾燥を行う。その後形成した３色のカ
ラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂを同時に焼成（例えばピーク
温度５００〜６００℃、１０ｍｉｎホールド）する。

【００６９】８）そして、ガラス基板１の溝４ａからカ
ラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂがはみ出している場合には、
湿式によるフィルム研磨材によって研磨（ラッピング）
して取り除く。

【００７０】９）以下は第１の形態における工程の９）
〜１４）を行う。

【００７１】(5) 実施の第５の形態本発明の実施の第５の形態を図６を参照して説明する。
第５の形態は、請求項１、１０、１１、１４、１５、１
６に対応する。次の説明の番号1)〜16) は図６における
分図番号に一致する。本例は、カラーフィルターのパタ
ーンニングにエッチングを用いた例である。

【００７２】１）第４の形態の工程１）〜５）を行う。

【００７３】２）出来上がった溝４ａ付きのガラス基板
１にフィルターペーストを回転塗布法にて例えば３００
０ｒｐｍ／５ｓで塗膜し、乾燥及び焼成（例えばピーク
温度５００〜６００℃で１０分間ホールド）する。本例
においては、ブルーフィルターペーストＢを塗布してブ
ルーフィルターＢを形成した。

【００７４】３）そして、フィルター上にフォトレジス
ト２を回転塗布法にて３０００ｒｐｍ／２ｓで塗膜し、
プリベークを行う。

【００７５】４）次に、フォトマスク３ｂを通して紫外
線で露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃ
ｍ²）し、他のカラーフィルター、例えばグリーンフィ
ルターＧを形成しようとするガラス基板１上のフォトレ
ジスト２のみを露光する。

【００７６】５）次に、現像液に浸漬することで露光さ
れたフォトレジスト２部分を取り除き、純水を用いてリ
ンスした後、ポストベークする。

【００７７】６）次に、エッチング液に浸漬し、フォト
レジスト２で被覆された部分以外のブルーフィルターＢ
を浸食により取り除く。例えば、ブルーフィルターＢの
膜厚が５μｍ程度の場合は５ｍｉｎ程度浸漬する。

【００７８】７）そして、フォトレジスト２を剥離液で
剥離し、純水で洗浄する。

【００７９】８）次にグリーンフィルターペーストＧを
回転塗布法にて例えば３０００ｒｐｍ／５ｓで塗膜し、
乾燥及び焼成（例えばピーク温度５００〜６００℃、１
０ｍｉｎホールド）する。

【００８０】９）そして、グリーンフィルターＧ上にフ
ォトレジスト２を回転塗布後にて例えば３０００ｒｐｍ
／２ｓで塗膜し、プリベークする。

【００８１】１０）次にフォトマスク３ｃを通して紫外
線で露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃ
ｍ²）し、他のカラーフィルター、例えばレッドフィル
ターＲを形成しようとするガラス基板１上のフォトレジ
スト２のみを露光する。

【００８２】１１）そして、現像液に浸漬することで露
光されたフォトレジスト２部分を取り除き、純水を用い
てリンスした後、ポストベークする。

【００８３】１２）そのガラス基板１をエッチング液に
浸漬し、フォトレジスト２で被覆された部分以外のグリ
ーンフィルターＧを浸食により取り除く。例えばグリー
ンフィルターＧの膜厚が５μｍ程度の場合は６ｍｉｎ程
度浸漬する。

【００８４】１３）そして、フォトレジスト２を剥離液
で剥離し、純水で洗浄する。

【００８５】１４）次にレッドフィルターペーストＲを
回転塗布法にて例えば３０００ｒｐｍ／５ｓで塗膜し、
乾燥及び焼成（例えばピーク温度５００〜６００℃、１
０ｍｉｎホールド）する。

【００８６】１５）そして、ガラス基板１の溝４ａから
各色のカラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂがはみ出している場
合には、湿式によるフィルム研磨材によって研磨（ラッ
ピング）して取り除く。

【００８７】１６）以下は第１の形態の９）〜１４）を
行う。

【００８８】(6) 実施の第６の形態本発明の実施の第６の形態を図７を参照して説明する。
第６の形態は、請求項１、１２、１３、１４、１５、１
６に対応する。次の説明の番号1)〜7)は図７における分
図番号に一致する。本例は、カラーフィルターペースト
を感光性化した場合の例である。

【００８９】１）第４の形態の工程１）〜５）を行う。

【００９０】２）出来上がった溝４ａ付きのガラス基板
１に感光性のブルーフィルターペーストＢを塗膜し、乾
燥する。

【００９１】３）次にフォトマスク３ｄを通して紫外線
で露光（例えば紫外線にて８０〜５００ｍＪ／ｃｍ²）
し、ブルーフィルターＢを形成する箇所のみ露光する。

【００９２】４）そして、現像液に浸漬することで露光
されたブルーフィルターＢ以外を取り除き、純水によっ
てリンスした後、ポストベークする。

【００９３】５）次に残りの感光性のグリーンフィルタ
ーＧ及び感光性のレッドフィルターＲも、前記ブルーフ
ィルターと同様に形成した後、焼成（例えばピーク温度
５００〜６００℃で１０分間ホールド）する。

【００９４】６）そして、ガラス基板１の溝４ａからカ
ラーフィルターＲ，Ｇ，Ｂがはみ出している場合には、
湿式によるフィルム研磨材によって研磨（ラッピング）
して取り除く。

【００９５】７）以下は第１の形態の９）〜１４）を行
う。

【００９６】以上説明した実施の形態の各例において、
蛍光体はＺｎＯ：Ｚｎだけでなく他の材料を用いてもよ
い。例えば、レッドフィルター上にＳｎＯ₂：Ｅｕ蛍光
体を設けることもできる。この場合、レッドフィルター
の膜厚は同色度で比較するとＺｎＯ：Ｚｎを用いた場合
よりも薄くできるので、ガラス基板１に形成する溝４は
浅くて済む。

【００９７】本発明におけるカラーフィルターペースト
の塗膜方法は、回転塗布法やスクリーン印刷法だけでな
く、他の方法を用いても良い。例えば、ロールコータ法
を用いても塗膜できる。

【００９８】本発明においてガラス基板に溝を形成する
方法は、ＢＨＦ（バッファード・フッ酸）を加工液に利
用した方法に限られたものではなく、例えば、サンドブ
ラスト、ダイシング、レーザー（ＹＡＧ，ＳＯ₂、エキ
シマ）による加工も可能である。

【００９９】本発明の基板の用途はＦＥＤや蛍光表示装
置に限られるものではなく、他の種類の透明導電膜を有
する表示デバイス、例えばプラズマディスプレイや、ま
たメタルバックを有する表示デバイス等にも適用するこ
とができる。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、基板の溝に無機材料か
らなるカラーフィルターを埋め込んだ構造の基板を製造
できる。この構造によれば、カラーフィルターの膜厚が
厚くなっても、基板に形成する溝の深さを変えることに
よりカラーフィルターの膜厚が相殺されるので、ガラス
製の基板同様の平坦なフィルター付き基板を安定して得
ることができる。また、基板に形成する溝の深さを変え
ることで色再現範囲が調整可能である。また、カラーフ
ィルターと基板の段差が少ないので、カラーフィルター
上に透明導電膜を形成する際に透明導電膜に断線が生じ
にくい。また、透明導電膜上に蛍光体を形成する際、カ
ラーフィルターの凹凸による塗膜ムラが無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態を示す工程図であ
る。

【図２】本発明の実施の第１の形態におけるＦＥＤの断
面図である。

【図３】本発明の実施の第１の形態における蛍光表示装
置の断面図である。

【図４】本発明の実施の第３の形態を示す工程図であ
る。

【図５】本発明の実施の第４の形態を示す工程図であ
る。

【図６】本発明の実施の第５の形態を示す工程図であ
る。

【図７】本発明の実施の第６の形態を示す工程図であ
る。

【図８】従来のＦＥＤにおけるカラーフィルターを有す
る陽極基板の断面図である。

【図９】従来のＦＥＤにおけるカラーフィルターを有す
る陽極基板の斜視図である。

【図１０】従来のカラーフィルターを有する陽極基板の
断面図である。

【符号の説明】

１基板としてのガラス基板２フォトレジスト３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄマスクとしてのフォトマ
スク４，４ａ溝５平滑層６透明導電膜７陽極基板２１下地層Ｒ，Ｇ，Ｂカラーフィルターペースト又はカラーフィ
ルター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内藤康之千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の基板に溝を形成し、前記溝にカ
ラーフィルターを設けることを特徴とするカラーフィル
ターを有する基板の製造方法。
【請求項２】透光性の基板の表面に所定パターンの溝
を形成する工程と、無機材料を含有するカラーフィルタ
ーペーストを前記基板の表面に設けて焼成することによ
りカラーフィルターを形成する工程と、前記溝に前記カ
ラーフィルターを残して前記基板の表面にはみ出してい
る前記カラーフィルターを除去する工程とを有する請求
項１記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項３】透光性の基板の表面に所定パターンの溝
を形成する前記工程を、前記基板の表面に所定パターン
の開口を有するマスクを形成する工程と、前記マスクの
開口を介して前記基板の表面に加工液を適用することに
より前記基板の表面を浸食する工程と、前記マスクを除
去する工程とによって行うことを特徴とする請求項２記
載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項４】複数種類のカラーフィルターペーストに
ついて各々前記マスクの開口のパターンを変えて前記各
工程を繰り返して行うことを特徴とする請求項２又は３
記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項５】透光性の基板の表面に下地膜を形成する
工程と、前記下地膜を有する前記基板の表面に所定パタ
ーンの溝を形成する工程と、無機材料を含有するカラー
フィルターペーストを前記基板の表面に設けて焼成する
ことにより前記溝にカラーフィルターを形成する工程
と、前記溝に前記カラーフィルターを残して前記基板の
表面からはみ出した前記カラーフィルターを除去する工
程と、前記下地膜を除去する工程とを有する請求項１記
載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項６】前記下地膜を有する前記基板の表面に所
定パターンの溝を形成する前記工程を、前記基板の表面
に下地膜を形成する工程と、前記下地膜の上に所定パタ
ーンの開口を有するマスクを形成する工程と、前記マス
クの開口を介して加工液を適用することにより前記下地
膜の一部を除去する工程と、前記マスクの開口を介して
加工液を適用することにより前記基板の表面を浸食する
工程と、前記マスクを除去する工程とによって行うこと
を特徴とする請求項５記載のカラーフィルターを有する
基板の製造方法。
【請求項７】前記マスクを形成する工程から前記カラ
ーフィルターを除去する工程までを、複数種類のカラー
フィルターペーストについて各々前記マスクの開口のパ
ターンを変えて繰り返して行い、前記下地膜を除去する
工程を共通の工程として最後に行うことを特徴とする請
求項６記載のカラーフィルターを有する基板の製造方
法。
【請求項８】透光性の基板の表面に所定パターンの溝
を形成する工程と、無機材料を含有するカラーフィルタ
ーペーストを前記溝に印刷法で設ける工程と、前記基板
を焼成することによりカラーフィルターを形成する工程
とを有する請求項１記載のカラーフィルターを有する基
板の製造方法。
【請求項９】無機材料を含有するカラーフィルターペ
ーストを前記溝に設ける前記工程を、複数種類のカラー
フィルターペーストについて行うことを特徴とする請求
項８記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項１０】透光性の基板の表面に所定パターンの
溝を形成する工程と、無機材料を含有する第１のカラー
フィルターペーストを前記基板の表面に設けて前記基板
を焼成することにより第１のカラーフィルターを形成す
る工程と、第２のカラーフィルターを形成する部分に開
口を有するマスクを前記第１のカラーフィルターの上に
形成する工程と、前記マスクの開口を介して加工液を適
用することにより前記第１のカラーフィルターの一部を
除去する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記第
１のカラーフィルターが形成された前記基板の表面に第
２のカラーフィルターペーストを設けて前記基板を焼成
することにより第２のカラーフィルターを形成する工程
と、前記溝からはみ出しているすべてのカラーフィルタ
ーを前記基板の表面から除去する工程とを有する請求項
１記載のカラーフィルターを有する基板の製造方法。
【請求項１１】前記第２のカラーフィルターを形成し
た後に、前記工程と同様の手順で第３以降のカラーフィ
ルターペーストを用いて第３以降のカラーフィルターを
形成し、最後に前記溝からはみ出しているすべてのカラ
ーフィルターを前記基板の表面から除去する前記工程を
行うことを特徴とする請求項１０記載のカラーフィルタ
ーを有する基板の製造方法。
【請求項１２】透光性の基板の表面に所定パターンの
溝を形成する工程と、無機材料を含有する感光性カラー
フィルターペーストを前記基板の表面に設ける工程と、
前記感光性カラーフィルターペーストによってカラーフ
ィルターを形成する部分に開口を備えたマスクを介して
前記感光性カラーフィルターペーストに光を照射する工
程と、前記感光性カラーフィルターペーストを現像する
工程と、前記基板を焼成することによりカラーフィルタ
ーを形成する工程とを有する請求項１記載のカラーフィ
ルターを有する基板の製造方法。
【請求項１３】前記感光性カラーフィルターペースト
を前記基板の表面に設ける前記工程と、前記感光性カラ
ーフィルターペーストに光を照射する前記工程と、前記
感光性カラーフィルターペーストを現像する前記工程
を、複数種類の感光性カラーフィルターペースト毎にそ
れぞれ繰り返し行い、その後に前記基板を焼成する前記
工程を共通工程として行い、複数種類のカラーフィルタ
ーを前記基板に形成する請求項１２記載のカラーフィル
ターを有する基板の製造方法。
【請求項１４】透光性の基板の表面に所定パターンの
溝を形成する前記工程を、前記基板の表面に所定パター
ンの開口を有するマスクを形成する工程と、前記マスク
の開口を介して前記基板の表面に加工液を適用すること
により前記基板の表面を浸食する工程と、前記マスクを
除去する工程とによって行うことを特徴とする請求項８
又は９又は１０又は１１又は１２又は１３記載のカラー
フィルターを有する基板の製造方法。
【請求項１５】前記基板の表面に所定パターンの開口
を有するマスクを形成する際に、前記基板の裏面を前記
加工液から保護する保護膜を形成することを特徴とする
請求項３又は４又は６又は７又は８又は９又は１０又は
１１又は１２又は１３又は１４記載のカラーフィルター
を有する基板の製造方法。
【請求項１６】前記カラーフィルターを形成した後
に、前記カラーフィルター及び前記基板の表面に平滑層
を形成し、前記平滑層の上の前記各カラーフィルターに
対応する部分にそれぞれ透明導電膜を形成することを特
徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は
７又は８又は９又は１０又は１１又は１２又は１３又は
１４又は１５記載のカラーフィルターを有する基板の製
造方法。
【請求項１７】透光性を有する基板の表面に形成され
た溝にカラーフィルターが設けられたカラーフィルター
を有する基板。
【請求項１８】前記基板の表面と前記カラーフィルタ
ーの表面が実質的に同一平面となるように構成された請
求項１６記載のカラーフィルターを有する基板。
【請求項１９】前記カラーフィルターが無機材料から
なる請求項１７記載のカラーフィルターを有する基板。