JPH0694913A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルタに関し、白抜けや混色を無く
した製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ガラス基板上に形成してあるブラックマトリ
ックス上に、インク接着性がブラックマトリックス構成
材よりも劣る樹脂を用い、ブラックマトリックスと相似
形で且つパターン幅が同等か或いは狭いパターンを形成
する工程と、ブラックマトリックスの隙間に赤，緑，青
の内の何れかの着色インクを印刷した後、インク接着性
がガラス基板より劣るも前記樹脂よりも優れた材質より
なるローラを用いて印刷した着色インクを加圧し、イン
ク接着性がブラックマトリックス構成材よりも劣る樹脂
よりなるパターン上のインクをローラに転写せしめて除
去した後、熱処理を行なってインク層を乾燥させる工程
を含むことを特徴としてカラーフィルタの製造方法を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は白抜けや混色を無くした
カラーフィルタの製造方法に関する。液晶表示パネルに
おけるカラーフィルタは光源側のガラス基板の上に設け
られ、この上にオーバコート層を介して透明電極がパタ
ーン形成されている。

【０００２】こゝで、カラーフィルタは赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）等の三原色のフィルタで構成されてお
り、液晶パネルに設けられている各画素に対応して各原
色フィルタが設けられているので、背面に白色光源を置
くことによりカラーＣＲＴと同様に加法混色によるカラ
ー表示を行なうことができる。

【０００３】さて、カラー液晶パネルに用いられるカラ
ーフィルタの製造方法としては、印刷法，染色法，顔料
分散法，電着法など各種のものがあるが、本発明は印刷
法に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】カラーフィルタはガラス基板上にクロー
ム（Cr) 金属膜または黒色レジストを用いてブラックマ
トリックスを形成し、画素の大きさの開口部に赤, 緑,
青のインクをオフセット印刷法により順次印刷して形成
されている。

【０００５】すなわち、ガラス基板上にスパッタ法によ
りCrの薄膜を形成するか、或いはスピンコート法を用い
て黒色レジストを塗布し、これに写真蝕刻技術( フォト
リソグラフィ) を用いてパターン形成を行い、光を通さ
ないストライプ状パターンがそれぞれ直角に交差してい
るブラックマトリックス( 遮光層) を作り、この開口部
にオフセット印刷法を用いて赤, 緑, 青のインクを順次
印刷して形成されている。

【０００６】然し、オフセット印刷法による場合は、印
刷したパターンの縁の部分にはインクの波立ちが生じる
ことが原因で、白抜けや混色が生じ欠陥が生じ易いと云
う問題がある。

【０００７】すなわち、ブラックマトリックスのパター
ンに重ならない（Overlap)場合は白抜けが生じ易く、ま
た、重なり過ぎると混色が生ずる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタはガラ
ス基板上にCrの金属膜または黒色レジストを用いてブラ
ックマトリックスを形成し、この開口部に赤, 緑, 青の
インクをオフセット印刷法で印刷した後、加熱するか或
いは紫外線照射を行なって乾燥して作られているが、印
刷法による場合は開口部に白抜けや混色による欠陥が生
じ易く、この欠陥の解消が課題である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者等は次ぎの二つの
方法を提供する。 ガラス基板上に形成してあるブラックマトリックス
上に、インク接着性がブラックマトリックス構成材より
も劣る樹脂を用い、ブラックマトリックスと相似形で且
つパターン幅が同等か或いは狭いパターンを形成する工
程と、このブラックマトリックスの開口部に着色インク
を印刷した後、インク接着性がガラス基板より劣るも前
記樹脂よりも優れた材質よりなるローラを用いて印刷し
た着色インクを加圧し、インク接着性がブラックマトリ
ックス構成材よりも劣る樹脂よりなるパターン上のイン
クをローラに転写せしめて除去した後、熱処理を行なっ
てインク層を乾燥させる工程とを含むことを特徴として
カラーフィルタの製造方法を構成する。 写真蝕刻技術を用いてガラス基板上にブラックマト
リックスを形成する際に、ブラックマトリックスのパタ
ーン形成に使用したレジスト膜をそのまゝ使用するか、
或いは、ブラックマトリックス上に相似形で且つパター
ン幅が同等か或いは狭いレジストパターンを形成する工
程と、ブラックマトリックスの開口部に着色インクを印
刷した後、疎インク性のローラを用いて前記の印刷した
着色インクを加圧し、ブラックマトリックス上にかゝる
まで着色インクを圧延する工程と、ガラス基板をレジス
トの現像液に浸漬し、レジストパターンを除去した後、
加熱乾燥する工程とを含むことを特徴としてカラーフィ
ルタの製造方法を構成することにより解決することがで
きる。

【００１０】

【作用】本発明はカラーフィルタの製造において、混色
あるいは白抜けを無くする方法として、 ブラックマトリックスパターンの上にまでかゝるよ
うにローラを用いて圧延した後、ブラックマトリックス
パターン上のインクを吸い上げて除く。 ブラックマトリックスパターンの上にレジストを被
覆しておき、ローラを用いて圧延した際にレジストの上
に付着したインクをレジストを溶解除去する際に同時に
除去する。 の何れかの方法をとるものである。

【００１１】こゝで、の方法をとるにはブラックマト
リックスの上に例えばシリコーン樹脂などインクの接着
性の悪い材料からなるパターンを形成しておくもので、
もともと着色インクが不充分な状態で付着しているよう
にする。

【００１２】そして、ガラス基板よりもインクの接着性
は劣るものゝシリコーン樹脂などよりもインク接着性の
よい例えば弗素樹脂のような材料よりなるローラを用
い、着色インクを加圧し圧延することにより、シリコー
ン樹脂上の着色インクを吸い上げて剥離するものであ
る。

【００１３】すなわち、この方法が行なわれるために
は、インクの接着性が、 ガラス基板（ブラックマトリックス形成基板）＞ ブラ
ックマトリックス上にパターン形成した材料 ＞ ロー
ラ構成材料 の関係にあることが必要である。

【００１４】また、の方法をとるにはレジストが現像
剤により溶解除去される際に着色インクが溶解せず、然
もレジスト上の着色インクが除去されることが必要で、
そのためにはレジスト上に塗布される着色インクの膜厚
は薄いことが必要で、厚い場合は庇状となり残存するこ
とから好ましくない。

【００１５】こゝでブラックマトリックス上にパターン
形成するレジストは当初に印刷するブラックマトリック
スパターンの外側に一致させて形成することが望ましい
が、ブラックマトリックスのパターン幅に等しい（約40
μm ) の場合でも成り立つことが判った。

【００１６】すなわち、この場合は写真蝕刻技術( フォ
トリソグラフィ) を用いてCr膜をエッチングした場合に
残存しているレジストをそのまゝ使用することができ
る。

【００１７】

【実施例】

実施例１：（請求項１，図１対応） カラーフィルタを形成するガラス基板１は硼硅酸ガラス
よりなる厚さが1.1mmの基板であり、この上にスパッタ
法によりCrを約1500Åの厚さにスパッタした後、写真蝕
刻技術を用いて幅が40μm で横方向のパターンピッチが
110 μm で縦方向のパターンピッチが370 μm のブラッ
クマトリックス２を形成した。

【００１８】このブラックマトリックス２においては70
μm ×330 μm の画素の大きさに等しい開口部がマトリ
ックス状に配列している。次に、このブラックマトリッ
クスが形成してある基板上にシリコーン樹脂溶液をスピ
ンコートして膜厚0.5 μm のシリコーン膜を形成した
後、写真蝕刻技術を用いてブラックマトリックス２の上
に相似形で幅が30μm のSi樹脂パターン３を形成した。
（以上同図Ａ） 次に、オフセット印刷法により赤（Ｒ）インクをブラッ
クマトリックスの一番目の開口列に印刷して一色目の画
素パターン４を印刷した。（以上同図Ｂ） 次に、弗素樹脂加工を施したローラ５を使用して一色目
の画素パターン４を加圧した結果、一色目の画素パター
ン４は膜厚２μm に潰れると共に、幅がブラックマトリ
ックスのSi樹脂パターン３の上まで拡がった。（以上同
図Ｃ） 次に、弗素樹脂加工を施したローラ５が第１の画素パタ
ーン４から離れるとき、Si樹脂パターン３の上にあり一
色目の画素パターン４を構成する赤インク６はローラ５
に転移するため一色目の画素パターンのエッジは直線状
になった。

【００１９】次に、この基板を循環オーブンに入れ、20
0 ℃で１時間加熱して乾燥した。（以上同図Ｄ） 次に、緑（Ｇ）インクを二番目の開口列に印刷し、先と
同様に弗素樹脂加工を施したローラを使用して加圧し、
Si樹脂パターン３の上の余分の緑インクをローラに転移
させた後、乾燥する処理を行い、（以上同図Ｅ）、次
に、青（Ｂ）インクについても同様に印刷と余分の青イ
ンクの転移と乾燥の処理を行なうことによりカラーフィ
ルタが完成した。（以上同図Ｆ） このようにして形成したカラーフィルタは白抜けや混色
がなく、また隣接する画素パターンが重なっていないた
めに平坦性が良い。 実施例２：（請求項２，図２対応） 硼硅酸ガラスよりなり厚さが1.1mm のガラス基板１の上
にスパッタ法によりCrを約1500Åの厚さにスパッタした
後、写真蝕刻技術を用いて幅が40μm で横方向のパター
ンピッチが110 μm で縦方向のパターンピッチが370 μ
m のブラックマトリックス２を形成した。

【００２０】このブラックマトリックス２においては70
μm ×330 μm の画素の大きさに等しい開口部がマトリ
ックス状に配列している。次に、このブラックマトリッ
クスが形成してある基板上にフォトレジスト（品名1400
-27 シップレイ製）液をスピンコートして膜厚0.5 μm
のレジスト膜を形成した後、写真蝕刻技術を用いてブラ
ックマトリックス２の上に相似形で幅が20μm のレジス
トパターン８を形成した。

【００２１】このレジストパターンは例えば赤インクを
用いて形成される一色目の画素パターン形成位置９だけ
でよく、また、ブラックマトリックスパターンの外側に
寄せて形成した。（以上図２Ａ） 次に、オフセット印刷法により赤（Ｒ）インクをブラッ
クマトリックスの一色目の画素パターン形成位置９に膜
厚４μm で70μm の幅に印刷して一色目の画素パターン
10を印刷した。（以上同図Ｂ） 次に、Siゴムを被覆してある疎インク性のローラ11を使
用して一色目の画素パターン10を加圧した結果、一色目
の画素パターン10は膜厚２μm に潰れると共に、幅が13
0 μm となり、レジストパターン８の上にまで拡がっ
た。( 以上同図Ｃ） 次に、専用のレジスト剥離液またはアセトンを用いて超
音波洗浄を行なってレジストパターン８を除去した結
果、この上の赤（Ｒ）インクも除去されて一色目の画素
パターン10の側面は直角となった。

【００２２】次に、この基板を循環オーブンに入れ、20
0 ℃で１時間加熱して一色目の画素パターン10を乾燥し
た。（以上同図Ｄ） 次に、一色目の画素パターン10に隣接して二色目の画素
パターン11を印刷し、( 以上同図Ｅ）次に、加圧する
と、一色目の画素パターン10が壁の役割をして二色目の
画素パターン11の幅の拡がりは制御された。（以上同図
Ｆ） 同様に三色目の画素パターン12を形成したが、この場合
は一色目の画素パターン10と二色目の画素パターン11が
壁の役割を果たし、幅の拡がりは制御された。( 以上同
図Ｇ）

【００２３】

【発明の効果】本発明の実施により白抜けや混色のない
カラーフィルタを製造することができ、これによりカラ
ー液晶表示装置の品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーフィルタの製造工程を示す
断面図である。

【図２】本発明に係るカラーフィルタの製造工程を示す
別の断面図である。

【符号の説明】

２ ブラックマトリックス ３ Si樹脂パターン ４，10 一色目の画素パターン ５ ローラ ６ 赤インク ８ レジストパターン ９ 一色目の画素パターン形成位置 11 二色目の画素パターン 12 三色目の画素パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に形成してあるブラックマ
   トリックス上に、インク接着性がブラックマトリックス
   構成材よりも劣る樹脂を用い、該ブラックマトリックス
   と相似形で且つパターン幅が同等か或いは狭いパターン
   を形成する工程と、該ブラックマトリックスの開口部に
   着色インクを印刷した後、インク接着性がガラス基板よ
   り劣るも前記樹脂よりも優れた材質よりなるローラを用
   いて前記の印刷した着色インクを加圧し、前記インク接
   着性がブラックマトリックス構成材よりも劣る樹脂より
   なるパターン上のインクを該ローラに転写せしめて除去
   した後、熱処理を行なってインク層を乾燥させる工程と
   を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 写真蝕刻技術を用いてガラス基板上にブ
   ラックマトリックスを形成する際に、該ブラックマトリ
   ックスのパターン形成に使用したレジスト膜をそのまゝ
   使用するか、或いは、該ブラックマトリックス上に相似
   形で且つパターン幅が同等か或いは狭いレジストパター
   ンを形成する工程と、該ブラックマトリックスの開口部
   に着色インクを印刷した後、疎インク性のローラを用い
   て前記の印刷した着色インクを加圧し、ブラックマトリ
   ックス上にかゝるまで着色インクを圧延する工程と、ガ
   ラス基板をレジストの現像液に浸漬し、レジストパター
   ンを除去した後、加熱乾燥する工程とを含むことを特徴
   とするカラーフィルタの製造方法。