JPH01158401A - カラーフィルタの形成方法 - Google Patents

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】 〔概　要〕 本発明は表示パネルに用いるカラーフィルタの製造方法
に関し、 製造工程を複雑化することなく、スペーサを兼ね、且つ
完全なブラックマトリクスを形成可能にすることを目的
とし、 透明絶縁性基板上に複数本のストライブ状の透明電極を
形成し、該透明電極のうち表示電極部を除く他の部分を
被覆する絶縁膜を形成し、次いで電着法により前記透明
電極の露出部にカラーフィルタ層を形成し、次いで前記
絶縁膜を除去してその下層の透明電極表面を露呈させ、
該表面を露呈した透明電極上に電着法により遮光層を形
成し、次いで感光性の遮光性樹脂を塗布し、前記透明絶
縁性基板裏面より前記カラーフィルタ層および前記遮光
層をマスクとして背面露光を施した後、前記感光性樹脂
の未露光部を除去して、前記透明電極間隙にブラックス
トライプを形成することを構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は表示パネルに用いるカラーフィルタの製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造方法とし
て、製造工程が簡便である等の利点を有することから、
電着法が注目されつつある。

一方、液晶パネルの表示品質、特にコントラストの改善
のためには、表示電極部以外の場所を遮光膜で覆うブラ
ックマトリクスが必要となりつつある。

上記電着法を用いた従来の製造方法においては、所望領
域にカラーフィルタ層を電着法により形成した後、全面
に感光性の遮光性樹脂を塗布し、上記カラーフィルタ層
を露光マスクとして背面露光を行なって、カラーフィル
タ層以外の部分に遮光層を形成していた。

第３図（ａ）〜（ｄ）に上記従来の製造方法を示す。

図において、ｌはガラス基板のような透明絶縁性基板、
２は酸化インジウム（ＩＴＯ）のような透明導電膜から
なる透明電極、３は電着法により形成したカラーフィル
タ層、４は感光性樹脂からなる遮光層である。

（ａ）に示す如（、透明絶縁性基板１上に透明電極２及
びＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層３を積層し、これらを
所望の如くパターニングする。

次いで（ｂ）に示すように、感光性を有する遮光層４を
形成し、これに対して透明絶縁性基板１の背面より紫外
線露光を行う。本工程においてはカラーフィルタ層３が
露光に必要な紫外線を遮るので、遮光層４のうちカラー
フィルタ層３が存在しない部分のみが露光される。

従って現像処理を施すことによって、（Ｃ）に示す如（
、カラーフィルタ層３が形成されている各ビクセルの周
囲に、はぼ遮光層４が形成されることとなり、これがブ
ラックストライプとしてＩ妨く。

しかし上記従来方法で形成したブラックストライプは、
同図（ｄ）の平面図に見られるように、完全なブラック
マトリクスを形成していない。即ち、各カラーフィルタ
層３は電着法によって形成するため、同一カラーのビク
セルは電気的に接続している必要がある。そのため、図
示の例では縦方向に並ぶビクセルを電気的に接続する必
要があチ、遮光層４を横方向に連結することができない
。

この難点を解消するには、カラーフィルタ層３の形成前
または形成後に、遮光層４をフォトリソグラフィ工程を
用いて形成する方法も考えられるが、この場合は、正確
なマスク合わせが必要となり、製造工程が煩雑となり生
産性が低下する。

また、これらカラーフィルタを用いて液晶パネルを作る
場合、一般には一定の径のファイバやプラスチックボー
ルをフレオン等の揮発性の溶剤中に分散させて基板表面
に散布することにより、液晶のギャップを保持している
。しかし、特に薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）により各画
素を駆動するアクティブマトリクスにおいては、個々の
画素が複雑な構造を持ち、場所により著しい高低差があ
るものでは、多（の場合量も高い部分に位置するスペー
サによりギャップ厚が保持され、ギャップ厚は最高部と
表示電極面との高低差にスペーサ径を加えたものになる
。ところが、特にＴＰＴ等では最も高くなる個所は幅の
狭いパスラインであることが多く、パスライン上に位置
するスペーサが少ないために、これらのスペーサが圧力
に耐え切れずに砕け、より低い部分に位置するスペーサ
がギャップ厚を支配するケースが発生する。

また、スペーサはランダムに散布されるため、ＴＦＴ上
やパスライン交差部上に位置するものが、機械的圧力に
より短絡を引き起こす場合もある。

従来のスペーサにはこのような問題があり、この問題を
解消するには、スペーサを液晶表示パネルの構造の一部
として、定められた位置に形成することが望ましいが、
それには複雑な工程を必要とするため実用に供し得るも
のは出現していなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように従来は完全なブラックマトリクスを形成
することが困難であり、またスペーサに起因するギャッ
プ厚の狂いやパスラインの短絡発生等の問題があった。

本発明は製造工程を複雑化することなく、スペーサを兼
ね、且つ完全なブラックマトリクスを形成可能にするこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、透明電極上に絶縁膜があると、その部分には
電着膜が形成されないことを利用して、表示電極以外の
領域を絶縁状態としておいて、まず上記表示電極上に電
着２法によりカラーフィルタ層を形成し、その他の領域
に遮光層を形成するものである。

以下第１図により本発明の詳細な説明する。

まず透明絶縁性基板１上に、複数本の透明電極２を形成
し、次いで上記透明電極２上を含む透明絶縁性基板１全
面に絶縁膜５を形成する〔同図（ａ）参照〕。

次いで該絶縁膜５を選択的に除去して、透明電極２の表
示電極部を露出させる〔同図（ロ）参照〕。

次いで電着法によりカラーフィルタ層を形成し、硬化さ
せた後、上記絶縁膜５を除去する。これにより、上記表
示電極部の上にカラーフィルタ層３が形成される〔同図
（Ｃ）参照〕。

再び電着法により上記絶縁膜の除去跡に黒色または暗色
の遮光層６を形成する〔同図（ｄ）参照〕。

ここで、この遮光層６の高さを液晶のギャップに一致さ
せれば、そのままギャップ保持用のスペーサとなる。

この後は従来の製造方法に従って進めてよく、即ち、透
明電極２の間隙に遮光層６゛を形成することにより、完
全なブラックマトリクスを作ることができる。

上記一連の製造工程において、絶縁膜５のパターニング
に際して、位置合わせは回転方向のみ行えばよく、縦、
横（Ｘ、Ｙ）方向には大きなマージンを有する。

〔作　用〕

上記絶縁膜５は透明電極２上を部分的に被覆するパター
ンを有するもので、これはマスクを用いた露光法により
形成する。この後は、上記絶縁膜５をマスクとした電着
法を施すことにより、透明電極２の露出された表示電極
部にカラーフィルタ層３が形成され、次いで上記絶縁膜
５の除去跡には透明電極２表面が露呈し、上記カラーフ
ィルタ層３は遮光性を有するので、再び電着法を施せば
、上記除去跡に遮光層６が形成され、最後に感光性を有
する遮光性樹脂を塗布して背面露光を施せば、上記各透
明電極２の間隙のみが透光性であるので、この部分の上
記遮光性樹脂膜のみが露光されて残留し、他の部分は除
去される。従って表示電極部以外には遮光層６．６”が
形成され、これらはブラックマトリクスを形成する。

〔実　施　例〕

以下本発明の一実施例を第１図（ａ）〜（ｄ）および第
２図を参照して説明する。なお第１図（ａ）〜（ｄ）は
、第２図の■−■矢視矢視面断面す図である。

〔第２図（ａ）、第３図参照〕 ｌはガラス基板のような透明絶縁性基板、２はガラス基
板１上にシート抵抗１５Ω／口程度のＩＴＯ膜からなる
ストライプ状の透明電極である。複数個のストライプ状
の透明電極２をこのように平行に形成した後、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）のような絶縁材料を約１０００
人程度の厚さにスピンコードし、凡そ１６０℃の温度で
約１時間の加熱処理を行なって硬化させる。

〔第２図軸）、第３図参照〕 次いで、第３図に左下がりのハツチで示す透明電極２に
直交する複数本のストライプ状領域を被覆するレジスト
膜を形成し、これをマスクとして酸素（０□）プラズマ
エツチングを施して、絶縁膜５の露出部を除去し、上記
マスクとして用いたレジスト膜を除去する。

本工程により、図示の如く、透明電極２に直交する複数
本のストライプ状の絶縁膜５が形成される。透明電極２
は上記絶縁膜５により一定間隔で表面を被覆されること
となる。

〔第２図（Ｃ）、第３図参照〕 次いで、アニオン型の電着材料（ポリエステル系）の懸
濁液を用いて電着を行い、透明電極２の露出した表面に
カラーフィルタ層３を形成する。

次いで、Ｏｘプラズマで（印加電力的３００Ｗ、時間約
１分）処理することにより、絶縁膜５を除去する。

この際にカラーフィルタ層の膜厚減少は約１０００Å以
下で、特性には何ら変化は見られない。

〔第２図（ｄ）、第３図参照〕 次いで、黒色の電着浴中において、透明電極２に電圧を
印加して電着を行う、既にカラーフィルタ層３が形成さ
れた部分には電着は起こらず、絶縁膜５の除去跡（透明
電極２の表面が露出している部分）にのみ、黒色の遮光
層６が形成される。

本工程において、遮光層６の膜厚を、印加電圧および印
加時間を制御することにより、必要なギャップ厚に相当
する厚さｄ（例えば４〜５μｍ）とし、これを前述のス
ペーサとして用いる。

更に、黒色の感光性樹脂を全面にスピンコードし、透明
絶縁性基板１の裏面から露光することにより、カラーフ
ィルタ層及び電着層をマスクとする背面露光を施す、こ
れによりカラーフィルタ層３及び遮光層６が存在しない
部分に遮光層６゛が形成される。

この二つの遮光Ｎ６，６°は上述あ説明から明らかな如
く、各カラーフィルタ層３を排口とする格子状をなし、
完全なブラックマトリクスを形成する。従ってカラー液
晶表示装置のコントラストが改善され、良好な表示を得
ることができる。

なお本発明は上記一実施例に限定されることなく、種々
変形して実施し得る。

例えば、ストライプ状の透明電極２上に、第３図の左下
がりのハツチ部を開口するレジスト膜を形成し、これを
マスクとして電着を行なって遮光層６を先に形成し、次
いで、Ｏｘプラズマでエツチングして上記レジスト膜を
除去して透明電極２の表示部表面を露出させ、この露出
した部分に電着法によってカラーフィルタ層３を形成し
、最後に上記一実施例と同様に背面露光法によって遮光
層６゛を形成することもできる０本変形例で使用する各
材料は、前記一実施例と同じでよい。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、製造工程を複雑化す
ることなく、良好な表示品質を有する液晶表示装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明一実施例を製造工程の順
に示す要部断面図、 第２図は上記一実施例を示す要部平面図、第３図（ａ）
〜（ロ）は従来の問題点説明図である。 図において、１は透明絶縁性基板、２は透明電極、３は
カラーフィルタ層、４，６，６°は遮光本発明−友施例
１尉）汗面ｍ 第２図 従来、同ｎ尖跣明■ 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁性基板（１）上に複数本のストライプ状
   の透明電極（２）を形成し、 該透明電極（２）の表示電極部を除く他の部分を被覆す
   る絶縁膜（５）を形成し、 次いで電着法により前記透明電極の露出された表示電極
   部にカラーフィルタ層（３）を形成し、次いで前記絶縁
   膜（５）を除去してその下層の透明電極（２）表面を露
   呈させ、 該表面を露呈した透明電極（２）上に電着法により遮光
   層（６）を形成し、 次いで前記透明絶縁性基板の上に感光性の遮光性樹脂を
   塗布し、該透明絶縁性基板（１）裏面より前記カラーフ
   ィルタ層（３）および前記遮光層（６）をマスクとして
   背面露光を施した後、前記感光性樹脂層の未露光部を除
   去して、前記透明電極（２）間隙に遮光層（６’）を形
   成し、 前記透明電極（２）上の遮光層（６）および前記透明電
   極（２）間隙に形成された遮光層（６’）とによりブラ
   ックマトリクスを形成することを特徴とするカラーフィ
   ルタの形成方法。
2. （２）前記遮光層（６）を所定膜厚に形成し、該遮光層
   （６）にスペーサを兼ねさせることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のカラーフィルタの形成方法。