JPH07128518A - カラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生産効率が高く、品質的にも優れ、かつ歩留
まり向上を図ることが可能で製造コストの低減を図るこ
とができるカラーフィルターを提供する。 【構成】 ガラス基板などの透明基板１と、その一方の
面にパターン状に形成された不透明金属層からなる遮光
層２と、この遮光層２上に残存させたフォトレジスト層
３と、遮光層２のパターン間を少なくとも埋め込むよう
にして形成された赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの三色の透
明着色層と、これらの透明着色層及び遮光層２の全面を
覆うようにして設けられた透明保護層４とからなってお
り、上記フォトレジスト層３は人間の比視感度の高い波
長範囲を吸収するバイオレット系の顔料を含有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置等に
用いられるカラーフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は前面基板と背面基板との
間に液晶物質を封入し、この前面基板と背面基板の各々
に設けられた透明電極に電圧を印加して上記液晶物質を
駆動させ光線の透過・不透過を制御することにより画面
表示を行うディスプレイ装置である。そして、この液晶
表示装置によってカラー表示を行う場合には、上記透過
光をそれぞれの色に着色するカラーフィルターを上記前
面基板又は背面基板として適用している。

【０００３】従来、このようなカラーフイルターの形成
は以下のようにして行われていた。すなわち、重クロム
酸塩にて感光性を持たせたゼラチン、グリュー、カゼイ
ン、ポリビニルアルコール等の親水性樹脂溶液をガラス
板等の透明基板に回転塗布法により全面に塗膜し、つい
で、マスク露光法により所定のパターンを焼き付け、現
像してレリーフパターンを形成し、これを所望の色の酸
性染料にて染色し、しかる後、タンニン酸水溶液と吐酒
石水溶液にて防染処理を施す。この工程を色の数だけ繰
り返してカラーフィルター部を形成する。

【０００４】さらに、液晶表示装置としての表示品質を
高めるため、各色区画間の境界部に格子状の遮光性ブラ
ックマトリックスパターンを形成する。この遮光性パタ
ーンは、上記透明基板の一方の面にあらかじめ均一な不
透明金属膜を全面に形成し、ついでその上面にフォトリ
ソグラフィー法にてレリーフパターンを形成してから露
出している不透明金属膜をエッチング処理することによ
り形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来のカラーフィルターの形成法によると、遮光性
パターンを形成する際に、レリーフパターンにピンホー
ル欠陥があると、たとえそれが小さいものであってもエ
ッチング工程時にそれが下面の不透明金属膜に大きなピ
ンホールを生じさせ、遮光効果が減退するという不具合
を生じる。

【０００６】かかる不具合をなくすため、上記遮光性パ
ターンを形成するためのレリーフパターンを黒色着色剤
を含有させたフォトレジストで形成し、このブラック色
フォトレジスト層を遮光性パターン上にそのまま残した
状態で、その上にカラーフィルター部を形成することに
より、前述のごとく遮光性パターンに大きなピンホール
が形成されても、この大きなピンホールによる遮光効果
の減退が上のブラック色フォトレジスト層によって軽減
され、ピンホールに基づく歩留まり低下を防止すること
が可能なカラーフィルターが開示されている（例えば特
開昭 63-282702号、特開平3-274502号等の各公報参
照）。

【０００７】しかし、これらの公報に記載の手段では、
黒色着色剤によるフォトレジスト感光波長域（一般に３
２０〜４５０ｎｍの範囲）の光線の吸収率が大きく、遮
光性パターンを安定して形成できないことがある。

【０００８】本発明は上記従来の問題に鑑みなされたも
ので、その目的は、生産効率が高く、品質的にも優れ、
かつ歩留まり向上をはかることが可能で製造コストの低
減をはかることができるカラーフィルターを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカラーフィルターは、透明基板と、該透明
基板の一方の面にパターン状に形成された不透明金属層
からなる遮光層と、該遮光層上に残存させたフォトレジ
スト層と、前記遮光層のパターン間を少なくとも埋め込
むようにして形成された透明着色層とを具備し、前記フ
ォトレジスト層は人間の比視感度の高い波長範囲を吸収
するバイオレット系の顔料を含有してなることを特徴と
している。

【００１０】また、前記遮光層はフォトリソグラフィー
法で形成されることを特徴としている。

【００１１】また、前記不透明金属層はクロム、アルミ
ニウム及び銅から選ばれる金属を主成分とすることを特
徴としている。

【００１２】さらに、前記遮光層、透明着色層を含む全
面に透明保護層が設けられたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明は、上述の如く、人間の比視感度の高い
波長範囲を吸収するバイオレット系顔料を含有するフォ
トレジスト層を遮光パターン形成後もそのまま遮光層上
に残した状態で、透明着色層を形成するようにしたか
ら、たとえフォトレジスト層に小さなピンホールがあっ
て、それにより下面の遮光層にエッチング時に大きなピ
ンホールを生じさせたとしても、この遮光層のピンホー
ルによる遮光効果減退をこのフォトレジスト層によって
実質的に問題がなくなるほどまで軽減させることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明のカラーフィルターの一実施
例の構成を示す断面図である。

【００１６】図１によれば、本実施例のカラーフィルタ
ーは、ガラス基板などの透明基板１と、その一方の面に
パターン状に形成された不透明金属層からなる遮光層２
と、この遮光層２上に残存させたフォトレジスト層３
と、遮光層２のパターン間を少なくとも埋め込むように
して形成された赤色Ｒ，緑色Ｇ及び青色Ｂの三色の透明
着色層と、これらの透明着色層及び遮光層２の全面を覆
うようにして設けられた透明保護層４とからなってお
り、上記フォトレジスト層３は人間の比視感度の高い波
長範囲を吸収するバイオレット系の顔料を含有してい
る。

【００１７】次に、図２に従って上記カラーフィルター
の形成方法について説明する。 先ず、透明基板１の一
方の面に例えばクロム、アルミニウム、銅などの金属を
蒸着法、スパッタリング法などにより厚さ５００〜２０
００μｍ程度の均一な不透明金属層２ａを全面に形成す
る。次いで、その上面に人間の比視感度の高い波長範囲
を吸収するリオノーゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ
製造（株）製；Ｃ．Ｉピグメントバイオレット２３）等
のバイオレット系の顔料を含有させたフォトレジスト
（例えばＯＦＰＲ：商品名、東京応化工業（株）製な
ど）をスピナーあるいはロールコーター等によって均一
に全面塗布し、乾燥させたのち、マスク露光法により露
光、現像して所定パターンのフォトレジスト層３を形成
する（図２（ａ）参照）。

【００１８】フォトレジスト層３に含有されているバイ
オレット系の顔料は図４に示すような分光透過率曲線を
有しており、これから明らかなように人間の比視感度
（図５に示す標準比視感度曲線Ｖ（λ）を参照）の高い
波長範囲の吸収が大きく、フォトレジストの感光波長域
（一般に３２０〜４５０ｎｍの範囲）での透過性が良好
である。

【００１９】このようなバイオレット系の顔料はフォト
レジストの樹脂成分に対して２０〜５０重量％程度の範
囲で含有させることが好ましい。含有量が２０重量％よ
り少ないと、形成された遮光膜の遮光性能が不足して表
示画面のコントラストが低下する等の不都合がある。他
方、含有量が５０重量％より多いと、上記フォトレジス
トの粘度が増大して均一な膜厚のフォトレジスト層の塗
布が困難になったり、現像工程において現像が困難とな
って現像除去すべき部位にフォトレジストが残存したり
する問題がある。

【００２０】次に、このフォトレジスト層３をマスクと
して露出する部分の不透明金属層２ａをエッチング除去
し、図２（ｂ）に示す如く、パターン状の遮光層２を形
成する。さらに、このフォトレジスト層３を２００℃以
上の温度にて熱処理してフォトレジスト層３に十分な耐
薬品性を付与する。このように、バイオレット系の顔料
を含有するフォトレジスト層３を遮光層２上に残存させ
たことにより、フォトレジスト層３の除去工程を省略で
き工程短縮となる。また、図３に示すようにフォトレジ
スト層３中に小さなピンホール３ａがたまたま存在し
て、その下の遮光層２に大きなピンホール２ｂがエッチ
ング工程時に形成されたとしても、この遮光層２のピン
ホールによる遮光効果減退を上記フォトレジスト層３に
よって軽減できる。

【００２１】次に、図２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、
遮光層２のパターン間を少なくとも埋め込むようにして
赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの三色の透明着色層を順次形
成する。先ず、赤色Ｒの透明着色層は、例えば、感光性
樹脂を全面に塗布し、画素パターン状に露光し現像した
後、残留する画素パターン状の感光性樹脂を赤色染料で
染色して形成することができる（染色法）。また、着色
顔料が分散された印刷インキを上記画素部位にパターン
状に印刷して形成することもできる（印刷法）。あるい
は着色顔料が分散された感光性樹脂を全面に塗布し、露
光し、画素パターン状に現像して形成することもできる
（顔料分散法）。

【００２２】このような方法を繰り返して行うことによ
り、緑色Ｇ及び青色Ｂの透明着色層についても同様にし
て形成することができる。

【００２３】最後に図１に示すように、例えばアクリル
系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等
の透明材料を全面に塗布して透明保護層４を設けること
により、表面の平滑化を図る。

【００２４】また、さらにその上に図示しない透明導電
膜層を形成することができる。

【００２５】透明導電膜層としては、酸化インジュー
ム、酸化スズを真空蒸着した後、必要に応じフォトエッ
チングによりパターン化してＩＴＯの透明導電膜層を形
成する。

【００２６】このようにして、カラーフィルターが完成
する。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のカ
ラーフィルターによれば、人間の比視感度の高い波長範
囲を吸収するバイオレット系顔料を含有するフォトレジ
スト層を遮光パターン形成後もそのまま遮光層上に残し
た状態で、透明着色層を形成するようにしたので、フォ
トレジスト層に小さなピンホールがあって、それにより
下面の遮光層にエッタチング時に大きなピンホールを生
じさせたとしても、この遮光層のピンホールによる遮光
効果減退をこのフォトレジスト層によって実質的に問題
がなくなるほどまで軽減させることができ、ピンホール
に基づく歩留まり低下を防止することが可能になるとと
もに、フォトレジスト層の除去工程を省略できて工程短
縮による製造コストの低減が可能となる。

【００２８】また、本発明のカラーフィルターは生産効
率が高く、品質的にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターの実施例の構成を示
す断面図である。

【図２】本発明のカラーフィルターの形成方法を工程順
に示す断面図である。

【図３】カラーフィルターの一部を示す断面図である。

【図４】バイオレット系顔料の分光透過率曲線図であ
る。

【図５】標準比視感度曲線図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 遮光層 ２ａ 不透明金属層 ２ｂ ピンホール ３ フォトレジスト層 ３ａ ピンホール ４ 透明保護層 Ｒ、Ｇ、Ｂ 透明着色層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、該透明基板の一方の面にパ
   ターン状に形成された不透明金属層からなる遮光層と、
   該遮光層上に残存させたフォトレジスト層と、前記遮光
   層のパターン間を少なくとも埋め込むようにして形成さ
   れた透明着色層とを具備し、前記フォトレジスト層は人
   間の比視感度の高い波長範囲を吸収するバイオレット系
   の顔料を含有してなることを特徴とするカラーフィルタ
   ー。
2. 【請求項２】 前記遮光層はフォトリソグラフィー法で
   形成されることを特徴とする請求項１記載のカラーフィ
   ルター。
3. 【請求項３】 前記不透明金属層はクロム、アルミニウ
   ム及び銅から選ばれる金属を主成分とすることを特徴と
   する請求項１記載のカラーフイルター。
4. 【請求項４】 前記遮光層、透明着色層を含む全面に透
   明保護層が設けられたことを特徴とする請求項１記載の
   カラーフイルター。