JPH04335321A - カラー表示装置の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはカラーフィ
ルターを用いたカラー表示装置、特にＴＦＴとカラーフ
ィルターとを用いたマトリックス型カラー表示装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶を利用したカラー表示装置は
、いわゆるポケットテレビ等に使われてきたが、その傾
向は大型化，大画面化が急速に進められている。画質も
ＴＮ液晶からＳＴＮ液晶やＴＦＴに代表されるアクティ
ブ駆動素子の開発でＣＲＴに迫るものが商品化されてい
る。ＴＦＴによるカラー表示装置の画質向上と生産性の
改善については様々な検討が行われているが、その重要
な技術の一つとしてカラーフィルターの問題がある。

【０００３】カラーフィルターの製造方法は、可染性樹
脂であるゼラチンをパターニングし染料を用いて染色す
る染色法、オフセット印刷等によりガラス基板上にカラ
ーインキを転写印刷する印刷法、予めパターニングされ
た透明電極上に高分子樹脂と顔料を電気泳動により共折
させる高分子電着法、感光性樹脂中に顔料を分散させた
着色レジストを用いてフォトファブリケーションにより
パターン化する顔料分散法等がある。

【０００４】いずれの方法によるカラーフィルターを用
いる場合にも、ＴＦＴの光リーク防止及び画質向上（見
かけのコントラスト）のためブラックマトリックスと呼
ばれる遮光膜が必要である。ブラックマトリックスの製
法は主に３種類の方法がある。以下、図面を用いて説明
する。

【０００５】図２は、従来公知である多色表示装置の製
法を示したものである。カラーフィルター２Ｒ，２Ｇ，
２Ｂの間隙部に金属膜によるブラックマトリックス２２
を形成した断面図である。これはガラス基板上にスパッ
タリング等で金属膜を形成した後、フォトファブリケー
ションの各工程を経てパターニングされたブラックマト
リックス２２である。

【０００６】その後、赤色，緑色，青色のカラーフィル
ター２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを順次形成し、保護膜２３及び透
明電極２４を設ける方法である。図３は、従来公知であ
る黒色顔料を感光性樹脂に分散させたレジストを使用し
てフォトファブリケーションにより形成させたブラック
マトリックスを示す断面図である。

【０００７】カラーフィルター３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを順次
形成した後、ブラックマトリックス３２を形成するか、
または、反対にブラックマトリックス３２を形成した後
、カラーフィルターを形成するどちらの方法もある。 その後は同様に保護膜３３及び透明電極３４を順に設け
ていく方法である。図４は、従来公知であるブラックマ
トリックスが形成される部分にカラーフィルター４Ｒ，
４Ｇ，４Ｂを順次重ねていく方法を示したものである。

【０００８】もちろん、カラーフィルターの形成順序は
任意である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし最近、将来が有
望視されているＴＦＴ方式のＬＣＤにおいては、スイッ
チング素子の光リークを防ぐため、遮光膜の遮光率向上
が要求されている。更に、画質向上のため、遮光膜のパ
ターンは格子状であることが望ましい。しかし、従来の
製造方法では、レジスト中に黒色顔料を分散させている
ため添加量に限界があり、要求される遮光率が得られて
いない。また、着色層をマスクとした基板背面からの露
光により遮光膜を形成しているため、遮光膜を格子状に
形成することが困難であるという課題があった。

【００１０】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決し、高遮光率であり且つ任意のパターン
形状が可能な遮光膜を有するカラーパターンの製造方法
を得ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、カラーパターンの製造方法においてガラ
ス基板にカラーフィルターを形成する工程、カラーフィ
ルター間に有機膜を形成する工程、カラーフィルター上
に透明導電膜を形成する工程、透明導電性薄膜上に金属
膜を形成する工程、金属膜をフォトファブリケーション
によりパターンを形成する工程を構成することにより高
遮光率で且つ任意のパターン形状が可能な遮光膜を有す
るカラーパターンの製造が図れるようにした。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたカラーパターンの製造
方法において、カラーフィルター間に感光性樹脂を露光
して現像するために平坦性がよくなり液晶配向性の優れ
た画像品質の良いカラー表示装置が得られる。使用可能
な感光性樹脂としては、ネガ型のポリエステルアクリレ
ート，ポリエステルポリアクリレート，エポキシアクリ
レート，ウレタンアクリレート，シリコンアクリレート
，ポリブタジエンアクリレート，光マイケル付加型（ポ
リエン−チオール系）オリゴマー，光カチオン重合型（
エポキシ及びビニルエーテル系）オリゴマーがある。

【００１３】また光増感剤を適量配合し、溶剤にて粘度
調整した組成より成る。塗布方法としては、スピンナー
，ロールコーター及びオフセット印刷等の印刷方法のど
れでも良い。カラーフィルターとの間隙を埋め平坦性を
良くするには、紫外線照射条件（ピーク，積算照射量，
ランプ高源高さ等）光開始剤種，量，プレベーク条件に
よって調整し膜厚均一性を向上させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、具体的に実施例により説明する。図１
に、本発明のカラー表示装置に使用されるカラーフィル
ターの製造工程を示す。■　　絶縁基板１上にスパッタ
リング法等でＩＴＯ膜２を製膜し、電着可能な任意のパ
ターンにエッチングする。（図１（ａ））■　　電着法
によりＩＴＯ膜上に赤，緑，青色の三原色のカラーフィ
ルター３を１．５μｍ形成する。（図１（ｂ））（電着
液：シントーケミトロン製）■　　感光性樹脂（アロニ
ックスＭ５５１５　　東亜合成化学工業製）に光開始剤
イルガキュア１８４（チバガイギー製）を０．２ＰＨＲ
配合した１５％（重量）固形分のクリヤー液をスピンナ
ーで１０００ｒｐｍで１５秒間塗布後、７０℃×１０分
のプレベークを行い、形成された膜は２．０μｍであっ
た。（図１（ｃ））■　　塗布面の背面より高圧水銀灯
ＵＶランプ（８０Ｗ／ｃｍウシオ電機製）で照射（０．
３ＷＳ／ｃｍ２　）した。（図１（ｄ））■　　現像液
（シントーケミトロン製）に２分浸漬して未硬化部分の
塗膜を溶出させた。

【００１５】次によくイソプロピルアルコールで洗浄し
乾燥した後、２００℃×６０分で焼成した。（図１（ｅ
））■　　スパッタリング法によりＩＴＯ膜５を製膜し
た。膜厚は８００Å、シート抵抗は３５Ω／□であった
。（図１（ｆ））■さらにスパッタリング法によりＣｒ
の金属膜６を製膜し（図１（ｇ））、格子状のパターン
をフォトファブリケーションにより形成した。（図１（
ｈ）（ｉ）（ｊ））このようにして製作されたカラーフ
ィルターを、対向基板にＴＦＴ素子を形成したＴＦＴ基
板と共に図５に示したカラー表示装置として製作した。

【００１６】この本発明のカラー表示装置に形成したブ
ラックマトリックス５２の遮光率は９９．９９％でＴＦ
Ｔの光リークを全く起こさない高品質な結果を得た。

【００１７】

【発明の効果】実施例で説明したように本発明の方法を
採用することにより、光リークによるＴＦＴ素子の故障
を起こさない良好な品質を有するカラー表示装置が得ら
れた。また、生産性の良い廉価な設備を使うことにより
、低廉価な製品を供給することが可能である。

【００１８】より詳しくは、透明導電膜と金属膜が積層
されるため、透明導電膜自体の抵抗値が高くても、金属
膜により結果的に透明導電膜の低抵抗化が図れるという
効果を合わせもつ。このことは、透明導電膜の膜厚を薄
くできるため、透明導電膜の透過率の向上と製膜時間の
短縮が図れる。前者はカラー表示装置の品質向上につな
がり、後者は低コスト化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブラックマトリックスを含むカラ
ーフィルターの製作工程を示す図である。

【図２】従来公知である金属膜をブラックマトリックス
としたカラーフィルター基板の縦断面図である。

【図３】従来公知である黒色感光性樹脂をブラックマト
リックスとしたカラーフィルター基板の縦断面図である
。

【図４】従来公知であるカラーフィルターの重ね合わせ
をブラックマトリックスとした基板の縦断面図である。

【図５】本発明による多色表示装置の製造方法によって
作成されたカラーフィルター基板の断面模式図である。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１，４５，５１，５５　　ガラス基
板２Ｒ，３Ｒ，４Ｒ，５Ｒ　　赤色フィルター２Ｇ，３
Ｇ，４Ｇ，５Ｇ　　緑色フィルター２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，
５Ｂ　　青色フィルター２２，３２，４２，５２　　ブ
ラックマトリックス２３，３３，４３，５３　　保護膜 ５，２４，３４，４４，５４，５７　　透明導電膜５６
　　ＴＦＴ素子 ５８，５９　　ポラライザー ５０　　液晶 ６０　　有機膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明ガラス基板と着色部と遮光性薄膜
   とを有するカラーフィルター基板とが光学的活性材料を
   介して対向するカラー表示装置において、該カラーフィ
   ルター基板が以下の製造工程よりなることを特徴とする
   カラー表示装置の製造方法。 （ａ）ガラス基板にカラーフィルターを形成する工程（
   ｂ）感光性樹脂を用いて背面露光法によりカラーフィル
   ター間に有機膜を形成する工程 （ｃ）該カラーフィルター基板上に透明導電性薄膜を形
   成する工程 （ｄ）透明導電性薄膜上に金属膜を形成する工程（ｅ）
   金属膜をフォトファブリケーションによりパターンを形
   成する工程