JP2955973B2 - カラーフィルター基板の作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスプレイ装置等に用
いられるカラーフィルター基板の作成方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスプレイ用等に用いられるＲ
ＧＢとブラックマトリクスにより構成されるカラーフィ
ルター基板の作成には、ブラックマトリクスはクロム等
金属薄膜のフォトリソグラフ法、黒顔料レジストのフォ
トリソグラフ法、スクリーン版や凸版，凹版，平版を原
版とした印刷法等が用いられた。また、ＲＧＢの作成は
顔料レジストのフォトリソグラフ法，印刷法，電着法等
が用いられた。

【０００３】これらの方法は、それぞれの必要に応じた
寸法，形状，位置精度，コスト，作業効率等により組み
合せ、使い分けされてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、前記した各方
法のうち、図９に示すフォトリソグラフ法によるカラー
フィルター基板が作成されている。これは、基板１上に
形成されるブラックマトリクスは金属薄膜のフォトリソ
グラフ法によるクロム薄膜ブラックマトリクス７であ
り、ＲＧＢは顔料レジストのフォトリソグラフ法による
ＲＧＢ点状パターン８を組み合せる方法が長い間用いら
れてきたが、製造コストが高いため、もっと安価になる
他の製造方法が求められていた。なお、４はブラックマ
トリクス開口部である。

【０００５】これに対応して、ブラックマトリクスに黒
顔料レジストを使用してフォトリソグラフ法により形成
する方法が採用されてきており、これにＲＧＢ作成の方
法として生産性の高い印刷法，電着法を組み合わせるこ
とにより、コスト的には安価になる見込みが出てきた。

【０００６】ＲＧＢの配置には、図10に示すようにスト
ライプ(1)，デルタ(またはトライアングル)(2)，斜め
(またはダイアゴナル)モザイク配列(3)等があり、ディ
スプレイの用途のひとつであるパソコン画像等のＯＡ用
では文字，数字が表示の主体であるため、ＲＧＢが直線
的に配置される図10(1)のようなストライプ配列でも使
用可能であるが、テレビ画像等ＡＶ用では動画で人物像
を描写する等の必要性から画像に滑らかさを持たせるた
め、ＲＧＢが三角形状に１ブロックを形成するように配
置される図10(2)のようなデルタ(またはトライアング
ル)配列、図10(3)のような斜め(またはダイアゴナル)モ
ザイク配列が適していると言われている。

【０００７】このためテレビ画像等ＡＶ用に用いる場
合、ＲＧＢ形成に印刷法や電着法を用いると、生産性が
高く製造コストは安価になる反面、ＲＧＢの配置は図10
(1)に示すようなストライプ配列となるため、画像品位
としては低下が避けられないものとされてきていた。

【０００８】また、ＲＧＢを三角形状に配置して１ブロ
ックを形成する配列は、顔料レジストのフォトリソグラ
フ法では、図９に示す従来例のように容易に作成可能で
あるが、印刷法を用いた場合、図11に示すようにＲＧＢ
を独立した配置としたとき、印刷時にインキのちぎれ部
６が生じ、作成された形状はＲＧＢ画素として使用でき
るレベルに達していなかった。なお、２はブラックマト
リクスである。

【０００９】このような状況下で、材料費，設備費や工
程が少なく、かつ処理時間が短いなど、工業生産性が高
くてコストが低く、加えてＲＧＢが三角形状に１ブロッ
クを形成して配置されるもので、テレビ画像等ＡＶ用に
用いられた場合も画像品位が高いカラーフィルター基板
が要望されていた。

【００１０】本発明は上記のような要望を満足するカラ
ーフィルター基板の作成方法の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、印刷法により、基板に素材が同一樹脂で一部
が透明、他の一部が着色され連続した線条で第１色を付
着させた後、順次第２，第３色目を付着させＲＧＢパタ
ーンを形成してカラーフィルター基板を作成するもので
ある。

【００１２】

【作用】本発明によれば、印刷法により、素材が同一樹
脂で一部が透明、他の一部が着色された連続した線条で
第１色を作成し、順次第２，第３色を作成してＲＧＢパ
ターンを形成し、カラーフィルター基板を作成する。

【００１３】ＲＧＢ膜を基板上に形成し、ブラックマト
リクスと組み合わせることにより、ＲＧＢの配列がデル
タ(またはトライアングル)配列、もしくはストライプ配
列をもったカラーフィルター基板を得ることができる。

【００１４】この方法によれば、線条を形成する透明部
と着色部が連続しており、かつ粘調物である樹脂により
構成されているので、線条の形成時にも途中で裂断する
ことなく連続した線条ができる。またＲＧＢの配置をみ
ると、ＲＧＢが三角形状に１ブロックを形成して配置さ
れるので、テレビ画像等ＡＶ用に適した画像品位の高い
ものになる。

【００１５】また、この方法によれば、主要な機能パタ
ーンであるＲＧＢの形成が印刷に依るため、材料費，設
備費，生産工程数が少ない等、工業的にも生産性が高
く、コスト的にも有利である。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例の構造および各部分の配置
を図１ないし図４により説明する。図１は本発明の一実
施例におけるカラーフィルター基板の一部平面図、図２
は図１のカラーフィルター基板におけるＲＧＢ配置例図
である。

【００１７】本実施例では、例えば厚さ1.1mmで、縦横3
00×300mmのガラスを基板１とする。この基板１上に黒
顔料レジストを塗布し、フォトリソグラフ法により形成
したブラックマトリクス２を端部より各々50mm内側の範
囲内に設置したものである。開口部は４-aと４-bの２種
類からなり、４-aは横方向ピッチ100μm、縦方向ピッチ
250μm、幅，長さはそれぞれ50μm，120μmである。開
口部４-aから横方向で50μm、縦方向で125μmずらした
開口部４-bも同様の寸法で配置される。

【００１８】ブラックマトリクス２上に重ねて、オフセ
ット印刷方法により、一部を透明で一部を着色した連続
のＲＧＢ線条パターン３-a，３-bを形成する。このＲＧ
Ｂ線条パターン３は素材を同一樹脂とし、一部を透明部
３-イ、他の一部を着色部３-ロとして、幅85μmで、使
用範囲の上端から下端まで連続した形状をなしている。
この一部を透明で他の一部を着色した連続部分を形成す
る場合にも、オフセット印刷方法を用いる。

【００１９】印刷時の１色のピッチは300μmであり、こ
れがＲＧＢ３色形成した状態で各色間のピッチは100μm
となる。

【００２０】図２は上記作成方法で出来上がったカラー
フィルター基板におけるＲＧＢの配置例を示す。

【００２１】また、図１のＡ−Ａ′，Ｂ−Ｂ′，Ｃ−
Ｃ′における各断面図を図３，図４(1)，図４(2)に示
す。

【００２２】本発明の一実施例の工程進行状況を図５な
いし図８により説明する。

【００２３】まず、図５のように基板１上に、基板１に
対して直交方向に開口部４-a，４-bを配置したブラック
マトリクス２を形成する。次いで、図６に示すように開
口部４-aを覆うように、エポキシメラミン樹脂を主成分
とする素材による透明部３-イ，顔料分散による着色部
３-ロからなるＲＧＢ線条パターン３-aの１色目(実施例
ではＲ＝赤)をブラックマトリクス２に重ねて、オフセ
ット印刷方法により形成する。順次、２，３色目を形成
して図７の状態に至る。

【００２４】開口部４-bを覆うように、エポキシメラミ
ン樹脂を主成分とする素材による透明部３-イ、顔料分
散による着色部３-ロからなるＲＧＢ線条パターン３-b
の１色目(実施例ではＲ＝赤)を、ブラックマトリクス２
および先に形成した３-aに重ねて、オフセット印刷方法
により形成する。これも順次、２色目を形成して図８の
状態に、３色目を形成して図１の状態に至る。

【００２５】以上のようにして、図１に示すように基板
１上にブラックマトリクス２と連続したＲＧＢ線条パタ
ーン３-a，３-bを持つカラーフィルター５が形成され
る。

【００２６】なお、本実施例ではブラックマトリクス２
を基板１上に形成し、この上にＲＧＢ線条パターンを作
成する方法を示したが、基板１上にＲＧＢ線条パターン
を作成し、次の段階でその上にブラックマトリクスを形
成しても、同様の効果、表示品位が得られることを確認
している。

【００２７】また、着色部の構成を顔料分散としている
が、染料溶解等の手段を用いることも可能である。

【００２８】また、印刷法として実施例ではオフセット
印刷を用いて作成する方法を示したが、線条が連続して
いればよいので、凸版を用いた印刷方法，その他の印刷
方法でも効果を上げることができる。

【００２９】次に、表示品位，製造歩留に相関する作成
の容易さ、コストに直結する生産性について、本発明
(印刷法によるＲＧＢ線条パターン)，従来例である図９
に示すフォトリソグラフ法によるＲＧＢ，ストライプ印
刷によるＲＧＢ，図11に示す印刷法によるＲＧＢ点状パ
ターンのものについて比較してみる。

【００３０】表示品位はＡＶに用いることを想定した場
合、ストライプ印刷によるＲＧＢ作成品はＲＧＢがスト
ライプ状のため表示品位が劣るが、その他の方法を用い
たものは斜め(ダイアゴナル)モザイク、若しくはデルタ
(トライアングル)配列が得られ表示品位は良い。

【００３１】作成の容易さをみると、印刷法によるＲＧ
Ｂ点状配置作成品は、ＲＧＢ形成材料が連続でなく点状
パターンとして個々独立しているため、印刷の際に図11
に示すようなインキちぎれ部６が発生し、製品として使
えるレベルに達しない。その他の方法により作成したも
のは容易に作成が可能である。

【００３２】生産性の指標として工程数を取り上げて、
各方法の比較をしてみる。１色を作成するのに、フォト
リソグラフ法では洗浄・レジストコート・乾燥・露光・
現像・乾燥の６工程が必要である。これに対して、その
他の印刷を用いた方法は洗浄・印刷・乾燥の３工程とフ
ォトリソグラフ法の場合の半分である。

【００３３】これらを総合したものを(表１)に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】本発明による方法は、これら表示品位が高
い，作成が容易などという特長の他、塗布，プリベー
ク，露光，現像，リンス，アフターベークなどの複雑な
工程がなく、処理時間が少なく、材料の有効利用が可能
であるなどコスト面でも有利である。

【００３６】また主要工程は印刷法であり、コスト面で
は材料費，設備費，生産工程数等が小さく、安価にする
ことが可能である。また寸法精度の面でも、条件によっ
ては15〜20μm程度の細線が作成可能であり、高精細も
実現できる。

【００３７】また、本発明を用いたものの断差は、前記
図３，図４で示すように十分の数ミクロンから数ミクロ
ンの範囲に収まり、実用性を有する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば表
示品位が高く、作成が容易であり、生産性が高くコスト
への反映が期待できるなど、総合的に優れた特長をもっ
たカラーフィルター基板が作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカラーフィルター基
板の一部平面図である。

【図２】図１のカラーフィルター基板におけるＲＧＢの
配置例図である

【図３】図１のＡ−Ａ′断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ′，Ｃ−Ｃ′の各断面図(1)，(2)
である。

【図５】本発明の一実施例の作成工程中、ブラックマト
リクスを作成した状態を示す図である。

【図６】本発明の一実施例の作成工程中、開口部４-aを
覆うＲＧＢ線条パターン３-aの第１色目を作成した状態
を示す図である。

【図７】本発明の一実施例の作成工程中、開口部４-aを
覆うＲＧＢ線条パターン３-aの第２，第３色目を作成し
た状態を示す図である。

【図８】本発明の一実施例の作成工程中、開口部４-bを
覆うＲＧＢ線条パターン３-bの第１，第２色目を作成し
た状態を示す図である。

【図９】従来のフォトリソグラフ法によるカラーフィル
ター基板の平面図である。

【図１０】カラーフィルター基板のＲＧＢ配列例を示す
概略図である。

【図１１】従来例の印刷法によるＲＧＢ点状配置作成品
でのインキちぎれの状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１…基板、 ２…ブラックマトリクス、 ３-a，３-b…
ＲＧＢ線条パターン、３-イ…透明部、 ３-ロ…着色
部、 ４-a，４-b…ブラックマトリクス開口部、５…カ
ラーフィルター、 ６…ＲＧＢ点状パターン印刷時のち
ぎれ部、 ７…クロム薄膜ブラックマトリクス、 ８…
ＲＧＢ点状パターン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷法により、基板に素材が同一樹脂で
   一部が透明、他の一部が着色され連続した線条で第１色
   を付着させた後、順次第２，第３色目を付着させ、ＲＧ
   Ｂ線条パターンを形成することを特徴とするカラーフィ
   ルター基板の作成方法。