JPH01169405A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、カラー液晶表示素子に用いられる透＃４Ｍ
板面に赤、緑、青の三原色にカラーフィルタを交互に形
成する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

テレビジョン画像等を表示するマトリックス型の液晶表
示素子は、周知のように、液晶層をはさんで対向する一
対の透明基板の一方に多数本のストライブ状透明信号電
極を平行に配列形成し、他方の基板に前記走査電極と交
差対向する多数本のストライプ状透明走査電極を平行に
配列形成したもので、フルカラー画像を表示するカラー
液晶表示素子は、いずれか一方の基板の各電極に赤、緑
、青の三原色のストライプ状カラーフィルタを交互に設
けた構成となっている。

このカラー液晶表示素子の一方の透明基板面に形成され
るカラーフィルタは、従来、基板面に、感光性および染
色性を有する天然または合成樹脂からなる被染色樹脂を
塗布して被染色層を形成し、露光および現像処理により
上記被染色層をストライプ状にバターニングした後に、
この被染色層を染色して防染処理を施す方法で形成され
ており、赤、緑、青の各色のカラーフィルタは、たとえ
ば赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの順で上
記工程の繰返しにより形成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のカラーフィルタの形成方法で
は、赤、緑、青の各色のカラーフィルタを形成する毎に
、基板面に被染色層を形成してこの被染色層をバターニ
ングしなければならないために、基板面に塗布した被染
色樹脂のかなりの量が無駄になり、そのために被染色樹
脂の使用量が多いだ【プでなく、全ての色のカラフィル
タを形成するまでの工程数が多くてコスト高であるし、
また、隣接して形成される異なる色のカラフィルタの側
縁部同士が許容量以上に重なり合ったり、あるいは許容
量以上に離れて、これがカラー液晶表示素子の表示品質
の低下につながるという問題をもっていた。

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、基板面に交互に並
べて形成される赤、緑、青のカラーフィルタを少ない工
程数で容易に形成することができるとともに、被染色樹
脂の無駄も少なくし、しかも各色のカラーフィルタを重
なり合いや隙間のない連続したパターンで形成すること
ができるカラーフィルタの形成方法を提供することにあ
る。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は上記目的を達成するために、基板面のフィル
タ形成領域全体に被染色層を形成する工程と、この被染
色層の上に赤、緑、青の三原色のうちの第１の色のカラ
ーフィルタの形成領域を覆う第１のレジスト層を形成す
る工程と、前記被染色層の上に第２の色のカラーフィル
タの形成領域を覆う第２のレジスト層を形成する工程と
、前記被染色層の前記第１および第２のレジスト層で覆
われていない第３の色のカラーフィルタの形成領域を前
記三原色のうちの第３の色に染色して防染処理を施す工
程と、この後前記第２のレジスト層を剥離し前記被染色
層の第２の色のカラーフィルタの形成領域を第２の色に
染色して防染処理を施す工程と、この後前記第１のレジ
スト層を剥離し前記被染色層の第１の色のカラーフィル
タの形成領域を第１の色に染色して防染処理を施す工程
とによって、赤、緑、青のカラーフィルタを形成したも
のである。

〔作用〕

すなわち、この発明は、基板面のフィルタ形成領域全体
に被染色層を形成しておき、この被染色層の上に三原色
のうちの第１の色のカラーフィルタの形成領域を型う第
１のレジスト層と、第２の色のカラーフィルタの形成領
域を覆う第２のレジスト層を形成して、前記被染色層の
レジスト層で覆われていない第３の色のカラーフィルタ
の形成領域を前記三原色のうちの第３の色に染色するこ
とにより被染色層中にまず第３の色のカラーフィルタを
形成し、この第３の色のカラーフィルタに防染処理を施
した後に、前記第２のレジスト層を剥離して被染色層の
第２の色のカラーフィルタの形成領域を露出させること
により、この部分を第２の色に染色して被染色層中にま
ず第２の色のカラーフィルタを形成し、この第２の色の
カラーフィルタに防染処理を施した後に、前記第１のレ
ジスト層を剥離して被染色層の第１の色のカラーフィル
タの形成領域を露出させることにより、この部分を第１
の色に染色して第１の色のカラーフィルタを形成するも
のであり、この発明によれば、各色のカラーフィルタの
被染色層を一度に形成してこの被染色層を部分的に各色
に染色するようにしているために、基板′面に交互に並
べて形成される赤、緑、青のカラーフィルタを少ない工
程数で容易に形成することができるとともに、被染色樹
脂の無駄も少なくすることができ、しかも各色のカラー
フィルタを重なり合いや隙間のない連続したパターンで
形成することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、マトリックス型のカラー液晶表示素子の構造を説
明する。第２図は上記カラー液晶表示素子の走査電極長
さ方向に沿う断面を示している。

第２図において、図中１．２は液晶層ＬＣをはさんで対
向する上下一対の透明基板（ガラス板）であり、上基板
１の内面（下基板２との対向面）には図において紙面の
表裏方向に沿うストライブ状の透明信号電極３が多数本
平行に配列形成されている。また、下基板２の内面（上
基板１との対向面）には、前記信号電極３と交差対向す
るストライブ状の透明走査電極４が多数本平行に配列形
成されており、これら各走査電極４は、下基板２面に前
記上基板１面の各信号電極３とそれぞれ対向させて形成
したストライブ状カラーフィルタＲ。

Ｇ、Ｂの上に設けられている。なお、Ｒは赤色フィルタ
、Ｇは緑色フィルタ、Ｂは青色フィルタであり、この各
色のカラーフィルタＲ，Ｇ、Ｂは図示のように交互に並
べて配列形成されている。この各カラーフィルタＲ，Ｇ
、Ｂの表面は透明な保！！！１５によって覆われており
、走査電極４は前記保護ｇ１５の上に形成され、この走
査電極４の端部は基板２面に導かれて、駆動回路接続端
子４ａとして基板側縁部に導出されている。また、６，
７は両基板１．２の電極形成面に設けられた配向処理膜
、８はシール材、９．１０は偏光板である。

なお、この実施例において走査電極４をカラーフィルタ
Ｒ，Ｇ、Ｂの上に設けているのは、走査電極４をカラー
フィルタの下に設けると、走査電極４に印加した電圧が
カラーフィルタにより電圧降下を生じて液晶１１１Ｃに
印加されるために、液晶１１Ｌｃへの印加電界が下がっ
てコントラストが悪くなるからであり、上記のように走
査電極４をカラーフィルタＲ，Ｇ、Ｂの上に設けておけ
ば、走査電極４に印加した電圧を電圧降下を生じること
なく液晶層ＬＣに印加してコントラストを上げることが
できる。

次に、前記下基板２面に上記カラーフィルタＲ０Ｇ、Ｂ
を形成する方法を説明する。第１図は上記カラーフィル
タＲ，Ｇ、Ｂの形成方法を工程順に示したもので、この
カラーフィルタＲ，Ｇ、Ｂは次のようにして形成される
。

まず第１図（ａ）に示すように、基板２面のフィルタ形
成領域全体に被染色層１１を形成する。

この被染色層１１は、感光性および染色性を有する天然
または合成樹脂からなる被染色樹脂を印刷法によりフィ
ルタ形成領域にのみに塗布し、これを紫外線に照射によ
り硬化させて形成する。なお、被染色樹脂を印刷法によ
って塗布した場合、被染色層１１の外周縁は、露光現像
処理によりバターニングした場合のように精度によい形
状とはならないがＪこの被染色１１１１の外周縁は交互
に並んで形成される各色のカラーフィルタの両端および
最外列のカラーフィルタの外周縁に相当する部分であっ
て、この部分はカラー液晶表示素子の表示品質にはほと
んど影響がない部分である。ただし、前記被染色層１１
は、被染色樹脂をフィルタ形成領域よりも広く塗布して
、露光および現像処理によりバターニングして形成して
もよい。

この後、第１図（ｂ）に示すように、上記被染色層１１
の上に、赤、緑、青の三原色のうちの第１の色のカラー
フィルタ例えば青色フィルタＢの形成領域を覆う第１の
レジスト層１２を形成する。

この第２レジスト層１２は、露光後の現像処理により露
光部分が残るネガレジストを被染色層１１の上にその全
面にわたって塗布し、このネガレジスト層の青色フィル
タ形成領域と対応する部分を露光マスクを使用して紫外
線照射により露光した後に、現像処理を行なってネガレ
ジスト層をバターニングする方法で形成する。

次に第１図（（）に示すように、上記被染色層１１の上
に、上記三原色のうちの第２の色のカラーフィルタ例え
ば緑色フィルタＧの形成＠域と前記第２レジスト［１１
２の上面全体を覆う第２のレジスト層１３を形成する。

この第２レジスト層１３は、露光後の現像処理により未
露光部分が残るポジレジストを被染色層１１の上にその
全面にわたって塗布し、このネガレジスト層の緑色フィ
ルタ形成領域と対応する部分を露光マスクを使用して紫
外線照射により露光した後に、現像処理を行なってネガ
レジスト層をバターニングする方法で形成する。

この後は、まず第１図（ｄ）に示すように、上記被染色
層１１の前記第１および第２のレジストＷＪ１２．１３
で覆われていない第３の色のカラーフィルタの形成領域
を前記三原色のうちの第３の色（ここでは赤）に染色し
て被染色層１１中に赤色フィルタＲを部分的に形成し、
これを防染処理する。上記赤色の染色は、赤色の染料を
含む水溶液中に基板２を浸漬して行なう。

次に、ポジレジストの剥離液中に基板２を浸漬して前記
第２レジスト層１３だけを剥離し、第１図（ｅ）に示す
ように被染色層１１の緑色フィルタ形成領域を露出させ
る。

次いで、基板２を緑色の染料を含む水溶液中に浸漬し、
被染色［１１の緑色フィルタ形成領域を緑色に染色して
、第１図（ｆ）に示すように被染色層１１中に緑色フィ
ルタＧを部分的に形成し、これを防染処理する。なお、
この緑色の染色を行なう場合、すでに形成された赤色フ
ィルタＲには防染処理が施されているから、赤色フィル
タＲの色が変ることはない。

この後は、ネガレジストの剥離液中に基板２を浸漬して
前記第２レジスト層１２を剥離し、第１図（ｇ）に示す
ように被染色［１１の青色フィルタ形成領域を露出させ
る。

次に、基板２を青色の染料を含む水溶液中に浸漬し、被
染色層１１の青色フィルタ形成領域を青色に染色して、
第１図（ｔｌ）に示すように被染色ＷＪ１１中に青色フ
ィルタＢを部分的に形成し、これを防染処理する。この
青色の染色を行なう場合も、すでに形成された赤色フィ
ルタＲおよび緑色フィルタＧには防染処理が施されてい
るから、これらフィルタＲ，Ｇの色が変ることはない。

なお、上記のようにして基板２面に各色のカラーフィル
タＲ，Ｇ、Ｂを形成した後は、基板２面に第２図に示し
た保護！１１５を形成して、その上に走査電極４を形成
し、さらにその上に配向処理膜７を形成して下基板２を
完成する。この場合、前記走査電極４は、保ｒ！ｌｌｌ
１５の表面全体にＩＴＯ等の透明導電材からなる透明導
電膜をスパッタリング法等により形成し、この透明導電
膜をバターニングすることによって形成されるが、基板
２面に形成されたカラーフィルタＲ，Ｇ、Ｂの表面は図
示のように全体にわたってフラットな面となっているか
ら、保護膜５の表面全体に前記透明導電材を均一でかつ
十分な厚さに被着させることができ、したがって前記透
明導電膜をバターニングして形成される走査電極４は、
断線等のない信頼性の高い電極となる。

しかして、上記カラーフィルタの形成方法においては、
基板２面のフィルタ形成領域全体に各色のカラーフィル
タＲ，Ｇ、Ｂの被染色層１１を一度に形成して、この被
染色層１１を、前記第１およ一１第２のレジスト１ｉ１
２．１３の形成およびその剥離により部分的に赤、緑、
青の各色に染色するようにしているために、基板面に交
互に並べて形成される赤、緑、青のカラーフィルタＲ，
Ｇ。

Ｂを少ない工程数で容易に形成することができるととも
に、被染色樹脂の無駄も少なくすることができ、しかも
各色のカラーフィルタＲ，Ｇ、Ｂを重なり合いや隙間の
ない連続したパターンで形成することができる。

なお、上記実施例では、カラーフィルタＲ，Ｇ。

Ｂを下基板２側に設けているが、このカラーフィルタは
、信号電極３を形成する上基板２側に−へもよい。また
、上記実施例では、カラーフィルタの上に透明電極を形
成したカラー液晶表示素子を示したが、このカラー液晶
表示素子は、透明電極をカラーフィルタの下に設けたも
のでもよく、その場合は、透明電極を形成した基板面に
前述した方法で各色のカラーフィルタを形成すればよい
。

〔発明の効果〕

この発明によれば、基板面に交互に並べて形成される赤
、緑、青のカラーフィルタを少ない工程数で容易に形成
することができるとともに、被染色樹脂の無駄も少なく
することができ、しかも各色のカラーフィルタを重なり
合いやｌｉｔ間のない連続したパターンで形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示したもの
で、第１図はカラーフィルタの形成方法を工程順に示す
基板の断面図、第２図はカラー液晶表示素子の断面図で
ある。 ２・・・基板、１１・・・被染色層、１２・・・第２レ
ジスト層、１３・・・第２レジスト層、Ｒ・・・赤色フ
ィルタ、Ｇ・・・緑色フィルタ、Ｂ・・・青色フィルタ
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｒ／？ｒ１色フィルタ Ｂ　　青色フィルタ 第１図（Ｋの１） 第１図（Ｋの２） 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板面に赤、緑、青の三原色のカラーフィルタを
   交互に形成する方法において、前記基板面のフィルタ形
   成領域全体に被染色層を形成する工程と、この被染色層
   の上に前記三原色のうちの第１の色のカラーフィルタの
   形成領域を覆う第１のレジスト層を形成する工程と、前
   記被染色層の上に第２の色のカラーフィルタの形成領域
   を覆う第２のレジスト層を形成する工程と、前記被染色
   層の前記第１および第２のレジスト層で覆われていない
   第３の色のカラーフィルタの形成領域を前記三原色のう
   ちの第３の色に染色して防染処理を施す工程と、この後
   前記第２のレジスト層を剥離し前記被染色層の第２の色
   のカラーフィルタの形成領域を第２の色に染色して防染
   処理を施す工程と、この後前記第１のレジスト層を剥離
   し前記被染色層の第１の色のカラーフィルタの形成領域
   を第１の色に染色して防染処理を施す工程とを備えたこ
   とを特徴とするカラーフィルタの形成方法。
2. （２）前記第１のレジスト層はネガレジストで形成し、
   第２のレジスト層はポジレジストで形成することを特徴
   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。