JPS6279402A

JPS6279402A - カラ−フイルタの製造方法

Info

Publication number: JPS6279402A
Application number: JP60219106A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kamio; 優神尾; Hideaki Takao; 高尾　英昭; Tatsuo Murata; 辰雄村田; Yasuko Motoi; 泰子元井; Eiji Sakamoto; 英治坂本; Nobuyuki Sekimura; 関村　信行
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1987-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、液晶を基板間に挟持して成るカラー液晶表示
装置の層構造に用いられるカラーフィルタの製造方法に
関する。

［開示−の概要］本明細書及び図面は、カラー液晶表示装置の層構造に用
いられるカラーフィルターの製造方法において、各色毎
に同一のフォトマスクを所望距離ずらせてレジストマス
クを形成し、隣接する２色の色素層の一部を重ね合わせ
、その重複部分で遮光層を形成することにより、遮光層
形成工程の簡略化及び低コストを可能としたものである
。

［従来の技術］一般に、液晶表示パネルは、ＣＲＴなどの発光型（アク
ティブ）ディスプレイに比べて、受光型（パッシブ）で
ある故に電力消費量が少量で、低電圧で動作し、パネル
に構成し易く、大型画面が可能であるという利点を有し
ている。その中でも、多数の画素をマトリクス駆動する
方式のものはＴＶなどにも好適で、特に将来性を注目さ
れている。

この方式の液晶表示パネルは、通常ＴＰＴ　　（薄型ト
ランジスタ）を使用し、ガラスやプラスチックフィルム
等の基板に、駆動用のＴＰＴを、２〜ｌＯ木／ａｍ程度
の密度でマトリクス配置した構成になっている。

第５図は、マトリクス方式による液晶表示パネルのスタ
ガー構造の一例を示す斜視図である。同図において、Ｔ
ＰＴは、基板Ｓ上に形成されたゲートｖｊ、ｌ　ａａ、
　１　ａｂ、・・・・・・からなる行電極を有し、該ゲ
ート線上にゲート電極１ａ　、ｌｂ　、ｌｃ　。

１ｄ・・・を設け、これらを絶縁層５で被覆した上に、
前記各ゲート電極上に薄膜半導体層２ａ　。

２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・をそれぞれ形成し、それらの半
導体の一端に接してソース線３ａ、３ｂ・・・なる列電
極を配置し、更に、それらの半導体の別な一端に接して
ドレイン電極４ａ　　、４ｂ　　、４ｃ　　。

４ｄ・・・を設けて構成されている。ドレイン電極は、
表示中位を構成する電極である。また、行電極及び夕１
電極は、透明もしくは金属の薄膜導電層によって形成さ
れている。

第６図は、第５図における矢印ＯＢ力方向ら眺めたモ面
図で、マトリクス駆動回路の一部を示すものである。第
６図において、半導体２ａ、２ｃの一端はソース線３ａ
に接し、半導体２ｂ、２ｄのＦＪ　−方向端はソース線
３ｂに接し、それらの半導体の別な一端はトレイン電極
−け極４ａ　　、４ｃ　、４ｂ　　。

４ｄにそれぞれ接している。

第７図は、第６図に示される線分Ａ−Ａに沿った断面構
造をもつ基板を用いた表示パネルの断面図で、従来の液
晶表示装置に使用される一例である。第７図において、
液晶表示パネルは、基板Ｓ及び基板６に挟持された層構
造に形成され、その層構造は、ゲート電極ＩＣ及びｌｄ
、絶縁層５ａ及び５ｂ、半導体層２Ｃ及び２ｄ、ソース
線３ａ及び３ｂ、トレイン電極４Ｃ及び４ｄ、液晶層７
、絶縁層８、対向電極９で構成され、パネルの端部はシ
ール部材１０で封止されている。液晶層７には、動的散
乱型（ＤＳＭ）やツィステッド・ネマティック（ＴＮ）
等の表示モードが用いられ、また、装置を透過型もしく
は反射型のいずれにするかにより偏光板、入／４板、反
射板等の光学検知手段を適宜に設ける必要がある。特に
、ツィステッド・ネマティック・モードの場合には、光
学検知手段として偏光子１１及び検光子１２の双方が必
要である。

このような表示パネルによって、カラー液晶表示装置を
構成しようとすると、第８図に示されるようになる。即
ち、画像を形成する表示単位であるドレイン電極４ａ　
　、４ｂ　　、４ｃ　　、４ｄ・・・に対応する位ｎで
、対向基板６に、カラーフィルタ＋４ａ　　、　１４ｂ
　、　＋４ｃ　　、　１４ｄ−が配設されていて、ドレ
イン電極とカラーフィルタとの組合わせにより１つのカ
ラー表示単位を形成することになり、各カラーフィルタ
の１つがＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかとし
て、隣り合うカラーフィルタの色彩はそれぞれＲ，Ｇ、
Ｂの他のいずれかであるよう配置することによりフルカ
ラー表示を可能とするものである。

このようなカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィ
ルタの微小着色パターンの製造方法としては、真空蒸着
によって色素の蒸着薄膜で着色層を形成する方法が提案
されている（例えば特開昭５５−＋４［１ｉ４０Ｂ号公
報）。

この方法によれば色素そのもので着色層が形成でき染色
法における媒染層が不要なので極めて薄膜化され、かつ
非水工程によって色素層が形成できる。

また、こうした色素層をパターンニングする方法として
色素膜上にレジストパターンをつくり、これをマスクと
してプラズマあるいはイオンエツチング等のドライエツ
チングで色素パターンを形成する技術がある（特開昭５
８−８４９８１号公報など）。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、この方法ではパターン状にされた色素層
上にレジストマスクが残存してしまう。

しかもこのマスクを色素層に何ら損傷を手えずに除去す
ることは工程上極めて困難なため結局レジストマスクが
色素層の上に積層された２層構成になる。

そしてこのレジストマスクの残存は、レジストと色素層
の界面での光量損失などで光学性能の低下をまねくばか
りでなく耐熱性をはじめとして各種の物性の信頼性低下
につながりやすいという欠点を有している。

一方これに対して除去すべき部分の色素層の下部にレジ
ストマスク（以下アンダーマスクと呼ぶ）を設け、下部
のアンダーマスクを基板から除くことによってその上の
色素層をも同時に物理的に除去するいわゆるリバースエ
ツチング法（又はリフトオフ方法）によるパターンユン
グ法がある。この方法は後で溶解可能な物質を用いてア
ンダーマスクを形成後、その上に蒸着色素層を設け、し
かる後にアンダーマスクを溶解することによって所望の
パターン形成を行なうものである。

リバースエツチング法によればアンダーマスク自身が除
去されることによってパターンが形成されるので、マス
クの残らない色素層のみの簡単な構成となりドライエツ
チング法にみられる欠点は全て改善される。

このカラーフィルタをカラー液晶表示装置の対向基板上
に形成する際には、カラーフィルタを形成する前又は後
に、半導体層が光照射による誤動作するのを防ぐために
、ＡＲ，Ｃｒ等の金属を用いて遮光層を形成していた。

従って、遮光層を形成するだめの工程が必要であり、工
程が複雑になるという欠点があった。

また、カラーフィルタのアンダーマスクを作製する際に
、各色毎に露光用のマスクを必要とし、やはり工程が複
雑化し、製造コストの上昇を招くという欠点があった。

本発明は、上記に鑑み、カラー液晶表示装置用のカラー
フィルタを製造する際の遮光層形成工程の複雑さを解決
すべき問題点とし、簡単で、しかも、コストも低廉なカ
ラーフィルタの製造方法を提供することを目的とするも
のである。

［問題点を解決するための手段〕本発明は、板面上にレジストマスクを形成された基板の
全面上に色素層を形成したのち、レジストマスクを溶解
し、その上に層着した色素層と共に除去することにより
所望形状の色素層パターンを形成するカラーフィルタの
製造方法において、各色毎に同一のフォトマスクを所望
距離ずらせてレジストマスクを形成することにより、隣
接する２色の色素層の一部を重ね合わせ、その重複部分
で遮光層を形成することを特徴とするカラーフィルタの
製造方法である。

上記の製造方法で、フォトマスクをずらせる所望距離は
通常一画素分とし、ブルー、グリーン、レッドの３色素
を重ねて行くのが普通である。

［作　用］各色素パターンは、レジストマスクの形成されない部分
、即ちフォトマスクの不透明部で掩われた部分に形成さ
れる。従って、この不透明部の寸法が画素の寸法よりも
大きければ、同一のフォトマスクを一画素ずつずらせて
各色素層の形成作業を繰り返すと、前記寸法の差だけ重
複することになり１重複しない部分で着色層を、重複す
る部分で遮光層をそれぞれ形成する。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面と共に詳細に説明する。

第１図は、本発明に係わる製造方法で製造されたカラー
フィルタの一例を示す乎面図で、第２図は、第１図のＡ
−Ａ’による断面図である。このカラーフィルタの製造
方法を、以下説明する。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は、各色素パターンを形成する工
程を示す図で、まず、画素電極の形成されたガラスの対
向基板６上に、スピンナー塗布法により、ポジ型レジス
ト（商品名：　０ＦＰＲ８００東京応化製）を８０００
Ａの膜厚に塗布し、９０℃で３０分間のプリベータを行
ったのち、第４図に示すフォトマスクを掩蔽して紫外線
による露光を行い、０ＦＰＲ専用現像液に１分間浸漬し
、同じく専用リンス液に１分間浸漬して、第３図（ａ）
に示すレジストマスク２１を形成した。尚、この際に、
薄膜トランジスタ上の遮光形状にレジストの窓を開けて
おいた。

次に、レジストマスク２１の形成された対向基板６とＭ
Ｏポートに詰めた銅フタロシアニンを真空容器内に設置
し、真空度１０−５〜１Ｏ−６ｔｏｒｒにおいて、Ｍｏ
：ｆ−）を４５０〜５５０℃に加熱し、銅フタロシアニ
ンの蒸着を膜厚４０００Ａに実施し１図（ｂ）に示す如
く基板の全面にわたる色素層２２を形成したのち、０Ｆ
ＰＲ専用現像液中で浸漬攪拌を行い、レジストマスク２
】を溶解しながら蒸Ｂ膜の不要部分を除去して、図（Ｃ
）に示す如く、青色色素層パターン１日を形成した。こ
のパターンの平面図は、第４図に示すメタル部１７のパ
ターンと同一である。

続いて、この青色色素層パターンの形成されたガラス基
板トに同様な工程で０ＦＰＩ？　８００を塗布し、第４
図に示す同一のフォトマスクを前記青色色素層パターン
より一画素分ずらせて掩蔽し、紫外線によるマスク露光
を行ったのち、０ＦＰＲ専用現像液で現像°リンスを行
い、レジストマスクを形成し、これを真空蒸着器に設置
して、今度はｐｂフタロシアニンを４５０〜５５０℃で
蒸着し、３０００Ａの膜を得た。これを現像液で浸漬攪
拌し、蒸着膜の不要部分を除去すると、緑色色素層パタ
ーンが形成され、第２図に示す如く、青色色素パターン
１日と緑色色票パターン１９との重なる部分が薄膜トラ
ンジスタ上の遮光層１５となる。

さらに全く同様な工程により、赤色色素層としてイルカ
゛ジンレッドＢＰ丁を４００〜５００℃テ３００ＯＡ蒸
着し、現像液処理により、第２図に示す赤色色素層２０
と遮光層１５を得た。

このようにして、隣接する２色の色素層の一部を重ね合
わせることにより、薄膜トランジスタを遮光する層を有
し、赤、緑、青の３色より成る、第１図に示すようなカ
ラーフィルタを作成した。

このカラーフィルタ上に、配向機能を付与した絶縁膜（
ポリイミド樹脂）を全面に１２０ＯＡ厚に塗布・硬化し
、得られた基板と、ガラス板面りに薄膜トランジスタア
レイを形成された基板との間に液晶を注入して、カラー
液晶表示素子を作成すると、迷光による誤動作のない、
すぐれたカラーディスプレイが得られた。

［発明の効果］本発明による上記のカラーフィルタは、ＡＩ！、Ｃｒ等
の金属の遮光層を製造する必要がないため工程が簡略化
され、大幅なコストダウンが可能となるうえに、カラー
フィルタ作成に際して各色毎のフォトマスクを用意する
必要もなく、１枚のフォトマスクでカラーフィルタを作
成でき、その点でも工程が簡略化され、コストダウンを
可能とする。すなわち１本発明によれば、カラー液晶表
示装δ用のカラーフィルタを製造する際の遮光層形成工
程の複雑さを解決し、同一のフォトマスクを所望距膠ず
らせて各色毎に使用するだけで、簡単で、しかも、コス
トも低源なカラーフィルタの製造方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるカラーフィルタの平面
図及び断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は本発明によるカ
ラーフィルタの製造工程図、第４図は本発明の一実施例
に用いるフォトマスクの平面図、第５図及び第６図はＴ
ＰＴの斜視図及び平面図、第７図及び第８図は従来例の
断面図及び斜視図である。Ｓ・・・基板、１・・・ゲート線及びゲート電極、２・
・・半導体、３・・・ソース線、４・・・トレイン電極、５，８・・・絶縁層、６．９・
・・対向基板、７・・・液晶層、１４・・・カラーフィ
ルタ、１５・・・遮光層、１６・・・ガラス部、１７・
・・メタル部、１８．１９．２０・・・色素層パターン
、２１・・・レジストマスク、２２・・・色素層。

Claims

【特許請求の範囲】

１）レジストマスクの形成された基板の全面上に色素層
を形成したのち、レジストマスクを溶解し、その上に層
着した色素層と共に除去することにより所望形状の色素
層パターンを形成するカラーフィルタの製造方法におい
て、各色毎に同一のフォトマスクを所望距離ずらせてレ
ジストマスクを形成することにより、隣接する２色の色
素層の一部を重ね合わせ、その重複部分で遮光層を形成
することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。