JPH1073715A - カラーフイルタの製造方法 - Google Patents

カラーフイルタの製造方法

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JPH1073715A
JPH1073715A JP24681696A JP24681696A JPH1073715A JP H1073715 A JPH1073715 A JP H1073715A JP 24681696 A JP24681696 A JP 24681696A JP 24681696 A JP24681696 A JP 24681696A JP H1073715 A JPH1073715 A JP H1073715A
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JP
Japan
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color filter
black mask
filter elements
forming layer
layer
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JP24681696A
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English (en)
Inventor
Mikiya Itakura
幹也 板倉
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタ要素間にブラックマスクを隙
間なく形成してなるカラーフィルタ上面の平坦性を良く
する。 【解決手段】 カラーフィルタ要素12R、12G、1
2Bが形成された透明基板11の全上面に、酸素存在下
での重合反応が進行しにくい感光性樹脂を含むブラック
マスク材料を塗布してブラックマスク形成用層13を形
成し、レベリング・プリベイクを行う。次に、酸素存在
下において、カラーフィルタ要素12R、12G、12
B間の間隔よりも若干広い間隔の透過部14aを有する
フォトマスク14を用いて露光を行う。すると、カラー
フィルタ要素12R、12G、12Bの端部上に存在す
る薄いブラックマスク形成用層13は露光されても重合
反応がほとんど進行しない。したがって、次に、現像す
ると、カラーフィルタ要素12R、12G、12B間に
のみブラックマスク13aが形成され、その上面の平坦
性を良くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラー液晶表示
装置等におけるカラーフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばカラー液晶表示装置には、透明基
板の所定の面にR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の
カラーフィルタ要素及びブラックマスクをモザイク状、
トライアングル状、ストライプ状に設けてなるカラーフ
ィルタを備えたものがある。図2(D)は従来のこのよ
うなカラーフィルタの一例を示し、図3(C)は他の例
を示したものである。
【0003】図2(D)に示すカラーフィルタを製造す
る場合には、まず、図2(A)に示すように、ガラス等
からなる透明基板1の上面にブラックマスク2を形成す
る。次に、図2(B)に示すように、全上面にR用感光
性樹脂層3を形成し、次いでこのR用感光性樹脂層3の
不要な部分をフォトリソグラフィにより除去することに
より、図2(C)に示すように、R用カラーフィルタ要
素3Rを形成する。以下、同様の方法により、図2
(D)に示すように、G用カラーフィルタ要素3G及び
B用カラーフィルタ要素3Bを順次形成する。かくし
て、この場合のカラーフィルタが製造される。
【0004】図3(C)に示すカラーフィルタを製造す
る場合には、まず、図3(A)に示すように、透明基板
1の上面に3色のカラーフィルタ要素3R、3G、3B
を図2に示す場合と同様の方法により順次形成する。次
に、図3(B)に示すように、全上面にブラックマスク
形成用層2aを形成し、次いでこのブラックマスク形成
用層2aの不要な部分をフォトリソグラフィにより除去
することにより、図3(C)に示すように、ブラックマ
スク2を形成する。かくして、この場合のカラーフィル
タが製造される。
【0005】ところで、図2(D)に示すカラーフィル
タの場合には、フォトリソグラフィの加工精度上の関係
から、ブラックマスク2間にのみカラーフィルタ要素3
R、3G、3Bを形成することができず、このためカラ
ーフィルタ要素3R、3G、3Bの各端部がブラックマ
スク2上に位置するようにしている。一方、図3(C)
に示すカラーフィルタの場合には、同様の理由から、ブ
ラックマスク2の端部がカラーフィルタ要素3R、3
G、3B上に位置するようにしている。
【発明が解決しようとする課題】
【0006】このように、図2(D)及び図3(C)に
示すカラーフィルタの場合には、ブラックマスク2の端
部とカラーフィルタ要素3R、3G、3Bの各端部とが
互いに重なることになるので、その上面の平坦性が悪く
なってしまう。この結果、ブラックマスク2及びカラー
フィルタ要素3R、3G、3Bの上面に形成される透明
電極に断線が生じやすくなり、また透明電極の上面に形
成される配向膜に配向不良が生じやすくなったり、コン
トラストの低下を招くという問題があった。この発明の
課題は、カラーフィルタ要素間にブラックマスクを隙間
なく形成してなるカラーフィルタ上面の平坦性を良くす
ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、透明基板上
に複数のカラーフィルタ要素を形成し、これらカラーフ
ィルタ要素表面を含む前記透明基板上全面に酸素存在下
での重合反応が進行しにくい感光性樹脂を含むブラック
マスク材料を塗布してブラックマスク形成用層を形成
し、前記複数のカラーフィルタ要素間よりも若干広い領
域に存在する前記ブラックマスク形成用層を露光し、次
いで現像することにより、前記複数のカラーフィルタ要
素間にのみブラックマスクを隙間なく形成するようにし
たものである。
【0008】この発明によれば、酸素存在下においてカ
ラーフィルタ要素の端部上に存在する薄いブラックマス
ク形成用層を露光しても重合反応がほとんど進行せず、
この結果複数のカラーフィルタ要素間にのみブラックマ
スクが形成されることになる。したがって、カラーフィ
ルタ要素及びブラックマスクの上面の平坦性を良くする
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1(A)〜(D)はそれぞれこ
の発明の一実施形態におけるカラーフィルタの各製造工
程を示したものである。そこで、これらの図を順に参照
しながら、この実施形態におけるカラーフィルタの製造
方法について説明する。
【0010】まず、図1(A)に示すように、ガラス等
からなる透明基板11の上面に3色のカラーフィルタ要
素12R、12G、12Bを図2に示す場合と同様の方
法により順次形成する。次に、図1(B)に示すよう
に、全上面に、酸素存在下での重合反応が進行しにくい
メタクリル系樹脂等からなる感光性樹脂を含むブラック
マスク材料をスピンコートによりカラーフィルタ要素1
2R、12G、12Bの膜厚よりも薄く塗布することに
より、ブラックマスク形成用層13を形成する。
【0011】次に、レベリング・プリベイクを行うと、
図1(C)に示すように、カラーフィルタ要素12R、
12G、12B上に塗布されたブラックマスク材料がカ
ラーフィルタ要素12R、12G、12B間に適宜に流
れ込むことにより、カラーフィルタ要素12R、12
G、12B間に存在するブラックマスク形成用層13の
膜厚がカラーフィルタ要素12R、12G、12Bの膜
厚に近くなるとともに、カラーフィルタ要素12R、1
2G、12Bの端部上に存在するブラックマスク形成用
層13の表面の傾斜角度が緩やかになって当該部分の膜
厚が薄くなる。
【0012】ここで、具体的数値の一例について説明す
る。カラーフィルタ要素12R、12G、12Bの膜厚
を1.3μm程度とし、そのピッチを300μm程度と
し、その間の間隔を20μm程度とした。そして、黒色
顔料分散のメタクリル系樹脂からなるブラックマスク材
料をスピンコートにより塗布した。ただし、この場合の
スピンコート装置の回転速度は、カラーフィルタ要素が
形成されていないガラス素板上に、ブラックマスク材料
のプリベーク後の膜厚が1.0μm程度となるように調
整する。次に、加熱温度を50℃程度から100℃程度
まで徐々に上げながら30秒程度のレベリングを行っ
た。このようにして、カラーフィルタ要素12R、12
G、12B上に存在するブラックマスク形成用層13の
レベリング・プリベーク後の最大膜厚を0.3μm程度
とする。
【0013】次に、図1(C)に示すように、大気中
(酸素存在下)において、カラーフィルタ要素12R、
12G、12B間の間隔よりも若干広い間隔の透過部1
4aを有するフォトマスク14を用いて露光を行う。こ
のようなフォトマスク14を使用するから、アライメン
ト精度の許容幅を大きく見込め、アライメント作業が簡
単となる。露光されたブラックマスク形成用層13の表
面は、酸素の存在により重合反応がほとんど進行せず、
この表面下の部分は酸素が存在しないことにより露光さ
れて重合反応が進行することになる。したがって、カラ
ーフィルタ要素12R、12G、12Bの端部上に存在
する薄いブラックマスク形成用層13は酸素の存在によ
り露光されても重合反応がほとんど進行せず硬化しな
い。よって、次に、現像すると、図1(D)に示すよう
に、カラーフィルタ要素12R、12G、12B間にの
みブラックマスク13aが隙間なく形成されることにな
る。
【0014】このように、このカラーフィルタの製造方
法では、カラーフィルタ要素12R、12G、12B間
の間隔よりも若干広い間隔の透過部14aを有するフォ
トマスク14を用いて露光を行っても、カラーフィルタ
要素12R、12G、12B間にのみブラックマスク1
3aを隙間なく形成することができる。すなわち、フォ
トリソグラフィの加工精度に制約されることなく、カラ
ーフィルタ要素12R、12G、12B間にのみブラッ
クマスク13aを隙間なく形成することができる。この
結果、ブラックマスク13a及びカラーフィルタ要素1
2R、12G、12Bの上面の平坦性を良くすることが
できる。したがって、ブラックマスク13a及びカラー
フィルタ要素12R、12G、12Bの上面に形成され
る透明電極に断線が生じにくいようにすることができ、
また透明電極の上面に形成される配向膜に配向不良が生
じにくいようにすることができるとともに、コントラス
トの低下を防止することができる。
【0015】なお、上記実施形態では、カラーフィルタ
材料として予め着色された感光性樹脂を用いた場合につ
いて説明したが、これに限らず、予め着色された非感光
性樹脂(エッチング法)を用いてもよく、また透明な感
光性樹脂(染色法)を用いるようにしてもよい。また、
上記実施形態では、RGBの3色のカラーフィルタ要素
を形成する場合について説明したが、これに限らず、C
MY(シアン、マゼンタ、イエロー)の3色のカラーフ
ィルタ要素を形成するようにしてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、簡単な工程でカラーフィルタ要素間にのみブラック
マスクを隙間なく形成することができるので、カラーフ
ィルタ要素及びブラックマスクの上面つまり透明電極や
配向膜を形成する下地面の平坦性を良くすることができ
る。その結果、液晶表示素子に用いた場合には、配向不
良の発生やコントラストの低下を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(D)はそれぞれこの発明の一実施形
態におけるカラーフィルタの各製造工程を示す断面図。
【図2】(A)〜(D)はそれぞれ従来のカラーフィル
タの一例の各製造工程を示す断面図。
【図3】(A)〜(C)はそれぞれ従来のカラーフィル
タの他の例の各製造工程を示す断面図。
【符号の説明】 11 透明基板 12R、12G、12B カラーフィルタ要素 13 ブラックマスク形成用層 13a ブラックマスク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に複数のカラーフィルタ要素
    を形成し、これらカラーフィルタ要素表面を含む前記透
    明基板上全面に酸素存在下での重合反応が進行しにくい
    感光性樹脂を含むブラックマスク材料を塗布してブラッ
    クマスク形成用層を形成し、前記複数のカラーフィルタ
    要素間よりも若干広い領域に存在する前記ブラックマス
    ク形成用層を露光し、次いで現像することにより、前記
    複数のカラーフィルタ要素間にのみブラックマスクを隙
    間なく形成することを特徴とするカラーフィルタの製造
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記ブラ
    ックマスク材料をスピンコートにより塗布した後、レベ
    リングを行うことにより、前記複数のカラーフィルタ要
    素の端部上に存在する前記ブラックマスク形成用層の膜
    厚を薄くするとともに、前記複数のカラーフィルタ要素
    間に存在する前記ブラックマスク形成用層の膜厚を厚く
    することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の発明において、前記カラ
    ーフィルタ要素の膜厚は1.3μm程度であり、前記カ
    ラーフィルタ要素上に存在する前記ブラックマスク形成
    用層のレベリング後の最大膜厚は0.3μm程度である
    ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記感光性樹脂はメタクリル系樹脂であること
    を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記複数のカラーフィルタ要素はRGBあるい
    はCMYの3色のカラーフィルタ要素であることを特徴
    とするカラーフィルタの製造方法。
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