JPH11248916A - カラーフィルタ基板及びその製造法 - Google Patents

カラーフィルタ基板及びその製造法

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JPH11248916A
JPH11248916A JP5334998A JP5334998A JPH11248916A JP H11248916 A JPH11248916 A JP H11248916A JP 5334998 A JP5334998 A JP 5334998A JP 5334998 A JP5334998 A JP 5334998A JP H11248916 A JPH11248916 A JP H11248916A
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JP
Japan
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film
transparent
light
photosensitive resin
color filter
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Application number
JP5334998A
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English (en)
Inventor
Nobuaki Takane
信明 高根
Takeshi Yoshida
健 吉田
Masatoshi Yamaguchi
正利 山口
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラックマトリクスの膜厚に起因する突起を
無くすことが可能で開口部の平坦性に優れ、平坦なカラ
ーフィルタ基板を提供する。 【解決手段】 ブラックマトリクス1上以外の部分に透
明樹脂15を形成しておくことによって、ブラックマト
リクスの膜厚に起因する突起を無くすことが可能とな
る。また、ベースフィルム、クッション層、透明感光性
樹脂を順次積層した転写フィルムを用いてラミネート
し、ベースフィルムとクッション層を剥離し、透明感光
性樹脂の背面から活性光線を照射して光硬化させ、現像
することによって遮光パターン上の光硬化していない部
分を除去して、遮光パターン上以外に透明樹脂膜を形成
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】本発明は、カラー液晶表示装
置等に使用されるカラーフィルタの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ティスプレイ(以下LCDと略す)
は、薄型、小型、低消費電力などの特長を生かし、現
在、時計、電卓、TV、パソコン等の表示部に用いられ
ている。更に近年、カラーLCDが開発されOA・AV
機器を中心にナビゲーションシステム、ビュウファイン
ダー、パソコンのモニター用など数多くの用途に使われ
始めており、その市場は今後、急激に拡大するものと予
想されている。
【0003】LCDをカラー表示させるためのカラーフ
ィルタは、図2に示すように格子状パターンのBM(ブ
ラックマトリックス)1が形成されたガラス板等の基板
2上に、R(赤)G(緑)B(青)からなるカラー画素
3(約100×100×2μm)を順次形成し、その上
に透明なオーバーコート層(OC)4を形成したもので
ある。5は偏光板、6はITO電極である。
【0004】カラーLCDは、カラーフィルタ7をLC
D内部に設置し、バックライト光をカラーフィルタに透
過することによって表示画面をカラー化できる。8は配
向膜、9は液晶、10はシ−ル材、11はトップコ−ト
層、12はITO電極、13はガラス板等の透明基板、
14は偏光板である。
【0005】カラーフィルタは当初、染色法を用いて製
造されていた。しかし、この方法はガラス基板上に透明
な感光性樹脂を塗布、乾燥、露光、現像によって画素を
形成後、染料を用いて染色しその後、混色防止層を形成
するといった工程を3回繰り返し行う必要があるため、
工程数が多くコスト高となる。また、着色剤として染料
を用いているため、カラーフィルタの重要課題である信
頼性(耐候性・耐熱性)が劣るという欠点がある。そこ
で、着色剤として顔料を用いたカラーフィルタがいくつ
か提案されており、その中に電着法、印刷法、フォトリ
ソ法(フォトリソグラフィー法)がある。
【0006】電着法は電極パターンを形成する必要があ
るため(1)パターンの自由度が少ない、(2)コスト
が高い、また印刷法は(1)大型基板の位置合わせが難
しく解像度が低いため微細化の対応が困難、(3)パタ
ーンの平坦性が劣る、などの問題があり、現状ではフォ
トリソ法が主流と考えられている。フォトリソ法には、
液状レジスト法とフィルム転写法が考えられる。液状レ
ジスト法は、感光性樹脂中に顔料を分散させたワニスを
スピナー、またはカーテンコータ等でガラス基板上に塗
布、乾燥後、露光、現像によってカラー画素が形成され
る。一方、フィルム転写法は、プリント板用感光性フィ
ルムと同様にワニスをフィルム化したものであり、基板
にラミネート後、露光、現像によってカラー画素が形成
される。
【0007】フィルム転写法カラーフィルタ製造法にお
いて使用されている感光性エレメントは、(1)支持体
フィルム、(2)感光性樹脂層、(3)カバーフィルム
の三層構造、(1)支持体フィルム、(2)クッション
層、(3)感光性樹脂層、(4)カバーフィルムの四層
構造、または、クッション層と感光性樹脂層の間に中間
層を有する五層構造のもの等が提案されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ブラックマトリクスは
十分な遮光性を出すために0.1から2ミクロンの膜厚
が必要である。上記のフィルムを使用してカラーフィル
タを製造するとブラックマトリクスの膜厚のため表面が
平坦ではなく、ブラックマトリクス上とその近傍に凹凸
が発生する。またアライメントのずれによる白抜けを避
けるために必要画素寸法より数ミクロン大きめにマスク
露光するために図3に示すようにブラックマトリクス1
上及びその周辺に膜の厚い部分ができ、これが突起とな
る。突起はカラーフィルタ基板の平坦性を低下させ、液
晶表示素子の画質低下や欠陥の原因となる。特にブラッ
クマトリクス材料としてカーボン分散樹脂を用いる場合
には、膜厚が0.5ミクロン以上となり、突起を無視す
ることはできなかった。そのためカーボン分散樹脂を使
ってこの突起をなくすためにカラーフィルタを形成した
後、ブラックマトリクスを形成する方法があるが、カラ
ーフィルタの解像性が必要であった。また、ブラックマ
トリクスが形成された基板に平坦化膜溶液を全面に塗布
して、乾燥することによって凹凸を緩和する方法が提案
されているが、液の乾燥過程で開口部に凹みが発生した
り、十分な膜厚を得るために平坦化膜溶液を多量に必要
とした。本発明は、すでにブラックマトリクスが形成さ
れた基板であっても、ブラックマトリクスの膜厚に起因
する突起を無くすことが可能となり、開口部の平坦性に
優れ、平坦なカラーフィルタ基板を提供するものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
基板は、透明基板、透明基板上に形成された遮光パター
ン、透明基板の遮光パターンが形成された箇所以外の箇
所に形成された透明樹脂膜、透明樹脂膜上に形成された
カラー画素を備えるものである。本発明のカラーフィル
タ基板の製造法は、遮光パターンを形成した透明基板の
遮光パターン上以外に透明樹脂膜を形成し、前記透明基
板にベースフィルム、クッション層、耐酸素障害性を有
する一色に着色された感光性樹脂を順次積層した転写フ
ィルムをラミネートし、ベースフィルムとクッション層
を剥離し、感光性樹脂に活性光線を照射して光硬化さ
せ、現像することによって所定の着色パターンを形成す
る工程を所定回数行うことを特徴とするものである。遮
光パターン上以外に透明樹脂膜を形成する方法として、
遮光パターンが形成された透明基板に、ベースフィル
ム、クッション層、耐酸素障害性を有する透明感光性樹
脂を順次積層した転写フィルムをラミネートし、ベース
フィルムとクッション層を剥離し、透明感光性樹脂の背
面から活性光線を照射して光硬化させ、現像することに
よって遮光パターン上の光硬化していない部分を除去し
て、遮光パターン上以外に透明樹脂膜を形成することが
できる。以上のように本発明のカラーフィルタ基板は、
透明基板の遮光パターンが形成された箇所以外の箇所、
すなわち遮光パターンの間隙には透明樹脂膜が形成され
ている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明者らは、課題のために検討
した結果、すでにブラックマトリクスが形成された基板
であっても、ブラックマトリクス上以外の部分に透明樹
脂を形成しておくことによって、ブラックマトリクスの
膜厚に起因する突起を無くすことが可能であることを見
い出した。また、ベースフィルム、クッション層、透明
感光性樹脂を順次積層した転写フィルムを用いてラミネ
ートし、ベースフィルムとクッション層を剥離し、透明
感光性樹脂の背面から活性光線を照射して光硬化させ、
現像することによって遮光パターン上の光硬化していな
い部分を除去して、遮光パターン上以外に透明樹脂膜を
形成することによって、公知の平坦化膜溶液を全面に塗
布する方法に比べ、開口部の平坦性に優れ、突起がなく
平坦なカラーフィルタを製造できることを見い出した。
【0011】透明基板としては、ガラス基板等が使用さ
れる。遮光パターンとしては、クロムや酸化クロム等の
無機薄膜やカーボンを感光性樹脂に分散したものが使用
される。透明基板に遮光パターンを形成するには、無機
薄膜の場合、真空蒸着によって基板全面に遮光膜を形成
したのち、レジストを塗布し、パターン露光、現像、エ
ッチング、レジスト剥離して所望の遮光パターンを得る
エッチング法が使用される。またカーボンを感光性樹脂
に分散したネガレジストを基板にスピン塗布し、パター
ン露光、現像して所望の遮光パターンを得るフォトリソ
法が使用される。透明樹脂膜としては、ベースポリマー
にアルカリ可溶なアクリル酸等の共重合体を用い、エチ
レン性不飽和結合を有するモノマー、及び光開始剤等を
配合した光硬化性のレジストが使用される。カラー画素
としては、透明樹脂膜と同様の光硬化性のレジストに着
色剤としての顔料を添加し分散させたものが使用され
る。
【0012】
【実施例】ベースフィルムとして厚さ50μmのポリエ
チレンテレフタレートを用い、このフィルム上に下記組
成のクッション層形成用塗布液をコンマコータで20μ
mの膜厚となるように塗布乾燥し、ベースフィルムであ
るポリエチレンテレフタレートフィルム上にクッション
層としてエチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂膜
が形成された支持体を得た。 クッション層形成用塗布液: エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂 10g (三井−デュポンポリケミカル社製、商品名EVAFLEX−EEA−709 、エチルアクリレート含有量35%) トルエン 100g 次にこの支持体のクッション層上に下記組成の耐酸素障
害性を有する透明感光性樹脂液をグラビアロールを用い
て、2μmの膜厚となるように塗布乾燥し、透明感光性
樹脂膜を形成し、カバーフィルムとして40μmのポリ
プロピレンフィルムを被覆して転写フィルムとしてロー
ル状に巻取り、ベースフィルム、クッション層、透明感
光性樹脂、カバーフィルムが順次積層された透明転写フ
ィルムを作製した。 透明感光性樹脂液:ポリマーとしてスチレン、メチルメ
タクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、グリ
シジルメタクリレート共重合樹脂を用いた(ポリマー
A)。分子量は約35000、酸価は110である。 (ポリマー) ポリマーA 70部(重量部、以下同じ) (モノマー) ペンタエリスリトールテトラアクリレート 30部 (光開始剤) イルガキュアー369(チバスペシャルティーケミカルズ) 2.2部 N,N−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン 2.2部 (溶剤) プロピレングリコールモノメチルエーテル 492部 (重合禁止剤) p−メトキシフェノール 0.1部 (界面活性剤) パーフルオロアルキルアルコキシレート 0.01部 同様にして前記支持体のクッション層上に下記着色感光
性樹脂液をグラビアロールを用いて、2μmの膜厚とな
るように塗布乾燥し、着色感光性樹脂膜を形成し、カバ
ーフィルムとして40μmのポリプロピレンフィルムを
被覆して転写フィルムとしてロール状に巻取り、ベース
フィルム、クッション層、着色感光性樹脂膜、カバーフ
ィルムが順次積層された赤、緑、青の3種類の着色転写
フィルムを作製した。 着色感光性樹脂液:ポリマーとしてスチレン、メチルメ
タクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、グリ
シジルメタクリレート共重合樹脂を用いた(ポリマー
A)。分子量は約35000、酸価は110である。 (ポリマー) ポリマーA 70部 (モノマー) ペンタエリスリトールテトラアクリレート 30部 (光開始剤) イルガキュアー369(チバスペシャルティーケミカルズ) 2.2部 N,N−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン 2.2部 (溶剤) プロピレングリコールモノメチルエーテル 492部 (重合禁止剤) p−メトキシフェノール 0.1部 (界面活性剤) パーフルオロアルキルアルコキシレート 0.01部 (着色剤) 顔料 22部 赤顔料 C.I.Pigment Red 178 緑顔料 C.I.Pigment Green 36 青顔料 C.I.Pigment Blue 15:6 次にブラックマトリクス(膜厚1.0μm)を形成した
ガラス基板(200mm×300mm×0.7mm)
に、ロールラミネータHLM1500(日立化成テクノ
プラント社製)を用いて、基板温度100℃、ロール温
度100℃、ロール圧力6kg/平方cm、速度0.5
m/分で、前記透明転写フィルムのカバーフィルムのポ
リプロピレンフィルムを剥がしながら、透明感光性樹脂
がガラス基板に面するようにラミネートした。ガラス基
板/透明感光性樹脂/クッション層/ポリエチレンテレ
フタレートの順に積層されたガラス基板よりポリエチレ
ンテレフタレートをロールで卷き取りながら剥がすとク
ッション層はポリエチレンテレフタレートフィルム側に
接着したまま剥がれ、ガラス基板には透明感光性樹脂膜
が形成された。次に、平行光露光機MAP1200L
(大日本スクリーン社製)を用いて、透明感光性樹脂膜
の背面のガラス面から100mJ/cm2露光、スプレ
ー式現像装置DVW911(大日本スクリーン社製)を
用い、下記現像液で、25℃で60秒間スプレー現像す
ると、ブラックマトリクス上の未露光部が除去された。
クリーンオーブンCSO−402(楠本化成製)で24
0℃に加熱、硬化を行って、ブラックマトリクス上以外
に透明樹脂膜が形成されたガラス基板を得た。このとき
の透明樹脂膜の膜厚は硬化による収縮で1.5μmであ
った。 現像液組成: トリエタノールアミン 6% イソプロパノール 0.5% 水 93.5% 合 計 100%(重量) 次に前記ブラックマトリクス上以外に透明樹脂膜が形成
されたガラス基板にロールラミネータHLM1500
(日立化成テクノプラント社製)を用いて、基板温度1
00℃、ロール温度100℃、ロール圧力6kg/平方
cm、速度0.5m/分で、前記赤の着色転写フィルム
のカバーフィルムのポリプロピレンフィルムを剥がしな
がら、透明感光性樹脂膜がガラス基板に面するようにラ
ミネートした。ガラス基板/透明感光性樹脂膜/クッシ
ョン層/ポリエチレンテレフタレートの順に積層された
ガラス基板よりポリエチレンテレフタレートをロールで
卷き取りながら剥がすとクッション層はポリエチレンテ
レフタレートフィルム側に接着したまま剥がれ、ガラス
基板には着色感光性樹脂膜が形成された。次に、平行光
露光機MAP1200L(大日本スクリーン社製)を用
いて、所定のパターンが形成されたネガマスクを通して
100mJ/cm2露光、スプレー式現像装置DVW9
11(大日本スクリーン社製)を用い、下記現像液で、
25℃で60秒間スプレー現像して未露光部を除去し、
クリーンオーブンCSO−402(楠本化成製)で24
0℃に加熱、硬化を行って赤の着色パターンを形成し
た。この着色樹脂膜形成工程を緑、青についても行い、
赤、緑、青の画素パターンを形成した。このようにして
作製したカラーフィルタはブラックマトリクス上以外の
部分に透明樹脂膜が形成され、その上部に着色パターン
が積層されるため、図1に示すようにブラックマトリク
ス上及びその近傍において突起のない平坦な画素が形成
された。
【0013】
【発明の効果】本発明では、すでにブラックマトリクス
が形成された基板であっても、ブラックマトリクス上以
外の部分に透明樹脂を形成しておくことによって、ブラ
ックマトリクスの膜厚に起因する突起を無くすことが可
能となり、開口部の平坦性に優れ、平坦なカラーフィル
タを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカラーフィルタ基板の断面図であ
る。
【図2】 液晶ティスプレイの断面図である。
【図3】 従来のカラーフィルタ基板の断面図である。
【符号の説明】
1.BM(ブラックマトリックス) 2.ガラス基板 3.カラー画素 4.オーバーコート層(OC) 5.偏光板 6.ITO電極 7.カラーフィルタ 8.配向膜 9.液晶 10.シ−ル材 11.トップコ−ト層 12.ITO電極 13.ガラス基板 14.偏光板 15.透明樹脂層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板、透明基板上に形成された遮光
    パターン、透明基板の遮光パターンが形成された箇所以
    外の箇所に形成された透明樹脂膜、透明樹脂膜上に形成
    されたカラー画素を備えるカラーフィルタ基板。
  2. 【請求項2】 遮光パターンを形成した透明基板の遮光
    パターン上以外に透明樹脂膜を形成し、前記透明基板に
    ベースフィルム、クッション層、耐酸素障害性を有する
    一色に着色された感光性樹脂を順次積層した転写フィル
    ムをラミネートし、ベースフィルムとクッション層を剥
    離し、感光性樹脂に活性光線を照射して光硬化させ、現
    像することによって所定の着色パターンを形成する工程
    を所定回数行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の
    製造法。
  3. 【請求項3】 遮光パターンが形成された透明基板に、
    ベースフィルム、クッション層、耐酸素障害性を有する
    透明感光性樹脂を順次積層した転写フィルムをラミネー
    トし、ベースフィルムとクッション層を剥離し、透明感
    光性樹脂の背面から活性光線を照射して光硬化させ、現
    像することによって遮光パターン上の光硬化していない
    部分を除去して、遮光パターン上以外に透明樹脂膜を形
    成する工程を含む請求項2記載のカラーフィルター基板
    の製造法。
JP5334998A 1998-03-05 1998-03-05 カラーフィルタ基板及びその製造法 Pending JPH11248916A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100511579B1 (ko) * 2001-12-11 2005-09-02 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전기 광학 장치용 기판과 그 제조 방법, 전기 광학 장치와그 제조 방법 및 전자 기기
JP2008107607A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Dainippon Printing Co Ltd 半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法

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