JPH08248411A

JPH08248411A - 液晶表示器用カラーフィルタ基板およびその製造方法ならびに液晶表示器

Info

Publication number: JPH08248411A
Application number: JP7447195A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Nakajima; 泰秀中島; Tomonobu Sumino; 友信角野; Hiroyuki Matsui; 博之松井; Masaru Sasaki; 賢佐々木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のスペーサ形成だけの工程を省いて、カ
ラーフィルタ層を形成するときに同時にスペーサ機能を
有する凸部を形成し、工程の簡略化を図ることにある。
また、光学的特性の乱れが生じないスペーサ機能を有す
る凸部を形成することにある。また、スペーサ機能を有
する凸部の高さの均一化を図ることにある。【構成】透明基板と、この透明基板の上に形成されて
画素を構成するカラーフィルタ層と、このカラーフィル
タ層の上に形成された透明導電膜とを有する液晶表示器
用カラーフィルタ基板において、前記カラーフィルタ層
は、各着色材料からなる画素と、部分的に少なくとも３
色の着色材料を積層することにより形成された略均一高
さの凸部を複数備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示器用カラーフ
ィルタ基板およびその製造方法ならびに液晶を用いた液
晶表示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーフィルタ基板は、透明基
板上にブラックマトリックスを所定箇所に配置・形成し
た後、透明基板上に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のカラーフィルタ層を染色法、電着法、印刷法、
顔料分散法等によりパターン状に形成している。このカ
ラーフィルタ層の上にカラーフィルタ層を保護するとと
もに、平面平坦度を向上させるためにトップコート層が
形成される。このものはＯＰ層とも呼ばれる。そして、
このトップコート層の上に透明導電膜層が形成されてカ
ラーフィルタ基板が構成される。

【０００３】さらに、このカラーフィルタ基板と、この
基板に対向するように対向基板を設け、これらの接合に
よって構成される隙間に液晶を封入することにより液晶
表示器が構成される。このような液晶表示器において
は、前記液晶封入のための隙間をほぼ一定に保つために
スペーサと呼ばれる粒子を基板間に散布している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の液晶表示器の技術において、スペーサ形成のためだ
けの工程を設けることは、生産性を考慮した場合、非常
にマイナス面が大きく、スペーサを散布するという工程
そのものの見直しがなされている。また、従来のものは
粒子のスペーサそのものが光りを分散する性質を有する
ために、スペーサに光りが当たって光りが散乱し、光学
特性に悪影響を及ぼすという問題もある。

【０００５】このような技術に関連して、特開平６−１
７４９１５号公報には、スペーサ機能を有する間隙ブラ
ック部を形成する旨が開示されているが、結局のとこ
ろ、従来のスペーサ散布工程を間隙ブラック部を形成す
る工程に変えただけにすぎず、基本的に工程を減らすこ
とはできない。また、スペーサ機能を有する間隙ブラッ
ク部のすべての高さを均一にすることも困難といえる。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みて創案さ
れたものであり、その目的は、従来のスペーサ形成だけ
の工程を省いて、カラーフィルタ層を形成するときに同
時にスペーサ機能を有する凸部を形成し、工程の簡略化
を図ることにある。また、光学的特性の乱れが生じない
スペーサ機能を有する凸部を形成することにある。ま
た、スペーサ機能を有する凸部の高さの均一化を図るこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の液晶表示器用カラーフィルタ基板
は、透明基板と、この透明基板の上に形成されて画素を
構成するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層の
上に形成された透明導電膜とを有し、前記カラーフィル
タ層は、各着色材料からなる画素と、部分的に少なくと
も３色の着色材料を積層することにより形成された略均
一高さの凸部を複数備えるように構成される。

【０００８】また、本発明における上記略均一高さの凸
部は、あらかじめ基材上に着色材料を形成した転写フィ
ルムを透明基板の上に重ね合わせ、しかる後、基材を剥
離して着色材料を透明基板の上に転写する転写操作を繰
り返し、すくなくとも３色の着色材料の積み重ねにより
形成されるように構成される。

【０００９】また、本発明の液晶表示器は、前記液晶表
示器用カラーフィルタ基板と、複数の電極を有する基板
とを、液晶表示器用カラーフィルタ基板に形成された略
均一高さの凸部を介して接合し、凸部により形成された
隙間に液晶材料を封入することによって構成される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１１】図１に示されるように、本発明の液晶表示
器用カラーフィルタ基板１（以下、単に、「カラーフィ
ルタ基板１」と称す）は、透明基板１１と、この透明基
板１１の上に形成されて画素を構成するカラーフィルタ
層（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））と、このカ
ラーフィルタ層の上に形成された透明導電膜層４１とを
有している。そして、前記のカラーフィルタ層は、各着
色材料からなる画素と、部分的に少なくとも３色の着色
材料を積層することにより形成された略均一高さの凸部
７を備えている。

【００１２】図１の例において、凸部７は、赤色（Ｒ）
の凸部片（着色材料（片））Ｒ’と、これを覆うように
形成された緑色（Ｇ）着色材料と、この上に形成された
青色（Ｂ）の凸部片（着色材料（片））Ｂ’とからなっ
ている。凸部７の具体的形成方法については後述する。

【００１３】なお、通常、各画素を構成するカラーフィ
ルタ層の間には、図１に示されるようにブラックマトリ
ックス２１が所定のパターンで形成され、さらに、カラ
ーフィルタ層の上には、カラーフィルタ層を保護すると
ともに、平面平坦度を向上させるためにトップコート層
３１（ＯＰ層とも呼ばれる）が形成される。

【００１４】本発明において、カラーフィルタ層（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）および凸部７は、いわゆる転写法等によって形
成され、通常、フォトリソグラフィ技術を用いてパター
ン形成している。すなわち、あらかじめ基材上に感光性
を付与した着色材料を形成した転写フィルムを準備し、
このものを透明基板１１の上に重ね合わせ（必要の応じ
て熱および圧をかける）、露光・現像し、しかる後、基
材を剥離して着色材料を透明基板１１の上に転写する転
写操作が繰り返して行われる。特に、凸部７形成のため
にはすくなくともＲ，Ｇ，Ｂの３色の着色材料の積み重
ねが行われる。もっとも、すでにカラーフィルタパター
ンを形成してある型押し部材で転写フィルムを押圧して
着色材料を透明基板に転写する型押し転写法を用いた場
合には、フォトリソグラフィ技術は不要である。

【００１５】いずれにしても、本発明において、転写フ
ィルムを用いた場合には、着色材料の厚みは転写フィル
ムに着色材料を形成した時に決定されるので、例えば、
スピンコーターで着色材料を塗布するよりは正確に着色
材料の厚みを決めることができる。つまり、凸部７の高
さを正確に決めることができる。また、さらに、高価な
着色感光剤をスピンコーター（回転塗布法）で基板に塗
布する方法と比べて、転写法は、着色感光剤を回転によ
り飛散させて捨ててしまうという問題がなく、コスト面
で有利なこと、基板の側面や裏面に感剤が塗布されるこ
とがなく、後工程での異物不良発生の心配がない等の優
れた利点がある。

【００１６】図９には、カラーフィルタの代表的な基本
配置図が示される。モザイク型、ストライプ型、トライ
アングル型、４画素配置型である。この基本配置図に基
づいて上記凸部７を形成する実施例を２つ説明する。

【００１７】まず、一つの方法は、ストライプ型におい
て、１色のライン上に一定間隔で凸部７を形成する方法
であり、この方法の具体例が図２〜図４に示される。

【００１８】図２に示されるように、まず、透明基板上
に着色材料として赤色（Ｒ）のストライプを形成する。
ここでは、凸部７を最終的に、緑色（Ｇ）の領域に形成
させるために、本来の赤色（Ｒ）のストライプに加え
て、赤色（Ｒ）の凸部片（着色材料（片））Ｒ’を緑色
（Ｇ）の領域の所定箇所に形成しておく（図示の例では
４つ）。

【００１９】次いで、図３に示されるように、透明基板
上に着色材料として緑色（Ｇ）のストライプを形成す
る。この緑色（Ｇ）のストライプによって、あらかじめ
緑色（Ｇ）の領域の所定箇所に配置されていた赤色
（Ｒ）の凸部片Ｒ’は覆われる。

【００２０】次いで、図４に示されるように、透明基板
上に着色材料として青色（Ｂ）のストライプを形成す
る。ここでは、本来の青色（Ｂ）のストライプに加え
て、青色（Ｂ）の凸部片（着色材料（片））Ｂ’を赤色
（Ｒ）の凸部片（着色材料（片））Ｒ’の上に緑色
（Ｇ）のストライプを介して形成する。

【００２１】このような一連の操作により、凸部７が、
カラーフィルタ層を構成する着色材料（赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）、青色（Ｂ））の形成に伴って形成される。こ
の状態の全体断面図が図８に示される。この凸部７は、
赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色積層となる
ので、黒点となる。しかしながら、実際は微小な点とな
るので実用上は全く問題とならない（図面では凸部７を
わかりやすくするために、拡大して書いている）。ま
た、各着色材料（片）の厚さは、一定のものを用いる。
そのため、転写法における凸部７の高さもすべて極めて
均一性の良いものとなる。

【００２２】第二番目の凸部７の形成方法は、ストライ
プ型において、最終的に各色のライン上すべてに一定間
隔で凸部７を形成する方法であり、この方法の具体例が
図５〜図７に示される。

【００２３】まず、図５に示されるように、透明基板上
に着色材料として赤色（Ｒ）を形成する。ここでは、最
終的に各色のライン上すべてに凸部を形成するので、本
来の赤色（Ｒ）のストライプに加えて、赤色（Ｒ）の凸
部片Ｒ’を緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の領域の所定箇
所に形成する。

【００２４】次いで、図６に示されるように、透明基板
上に着色材料として緑色（Ｇ）を形成する。ここでも、
最終的に各色のライン上すべてに凸部を形成する必要か
ら、本来の緑色（Ｇ）のストライプに加えて、緑色
（Ｇ）の凸部片Ｇ’を、赤色（Ｒ）ストライプの所定箇
所の上、および、青色（Ｂ）領域にすでに形成されてい
る赤色（Ｒ）の凸部片Ｒ’の上に、それぞれ、形成す
る。また、緑色（Ｇ）のストライプによって、あらかじ
め、青色（Ｂ）の領域の所定箇所に形成されていた赤色
（Ｒ）の凸部片Ｒ’は覆われる。なお、図面の見方とし
て、点線の引き出し線によって引き出されている凸部片
は最上部に位置するのではなく、なんらかの形で覆われ
た状態にあり、また、実線の引き出し線によって引き出
されている凸部片は最上部に位置することを意味する。

【００２５】次いで、図７に示されるように、透明基板
上に青色（Ｂ）を形成する。ここでも、最終的に各色の
ライン上すべてに凸部を形成する必要から、本来の青色
（Ｂ）ストライプに加えて、青色（Ｂ）の凸部片Ｂ’
を、赤色（Ｒ）の領域にすでに形成されている緑色
（Ｇ）の凸部片Ｇ’の上、および、緑色（Ｇ）の領域に
すでに形成され緑色（Ｇ）のストライプに覆われている
赤色（Ｒ）の凸部片Ｒ’の上に、それぞれ、形成する。

【００２６】このような一連の操作により、凸部７が、
カラーフィルタ層を構成する着色材料（赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）、青色（Ｂ））の形成に伴って形成される。こ
の凸部７は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３
色積層となるので、黒点となるが、実際は微小な点とな
るので実用上は全く問題とならないのは前述した通りで
ある。

【００２７】そして、通常、前述したようにこのカラー
フィルタ層の上にカラーフィルタ層を保護するととも
に、表面平坦度を向上させるためにトップコート層３１
が形成される。さらにこの上に、透明導電膜層４１（Ｉ
ＴＯ）が形成されてカラーフィルタ基板が構成される。
なお、図１に示されるように凸部７の上にも、トップコ
ート層３１ａ、透明導電膜層４１ａが形成される。かか
るトップコート層３１，３１ａや、透明導電膜層４１，
４１ａは、一般に、スパッタ法等によって形成されるの
であるが、透明導電膜層４１と凸部７上の透明導電膜層
４１ａとが接続されると後述する液晶表示器形成のため
の対向基板の透明導電膜とショートしてしまう。これを
防止するために、あらかじめ、凸部７をマスキング処理
して、透明導電膜層４１を形成することが好ましい。も
ちろんマスキング処理しなくとも図１に示されるように
形成されればよい。この場合は、青色（Ｂ）の凸部片
Ｂ’を形成するときに、オーバー現像気味にすると凸部
片Ｂ’の青色が逆台形状に形成でき、凸部状の透明導電
膜４１ａと通常の着色層との透明導電膜４１が接続しな
いで形成できてよい。また、いずれの場合も着色層の平
滑さが問題とならない範囲にできればトップコート層３
１，３１ａは省いてもよい。

【００２８】このように形成された液晶表示器用カラー
フィルタ基板１を用い、特に、図示はしないが、この基
板上に形成された略均一高さの凸部７を介して、新たに
複数の電極を有す基板とを、接合し、凸部７により形成
された隙間に液晶材料を封入することにより液晶表示器
が形成される。封入される液晶材料としては、公知の種
々の材料が用いられる。

【００２９】

【発明の作用および効果】以上、詳述したように、本発
明におけるスペーサ機能を有する凸部７は、カラーフィ
ルタ層を構成する着色材料（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、
青色（Ｂ））の形成に伴って形成される。また、好まし
い態様としていわゆる転写法によって形成される。従っ
て、従来のスペーサ形成だけの工程を省くことができ
る。また、従来、発生していた光学的特性の乱れも防止
できる。さらには、スペーサ機能を有する凸部の高さの
均一化も極めて簡単に実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示器用カラーフィルタ基板の概
略断面図である。

【図２】図２（Ａ）は、液晶表示器用カラーフィルタ基
板の製造過程の一工程を示す平面図であり、図２（Ｂ）
は、図２（Ａ）のａ−ａ断面矢視図である。

【図３】図３（Ａ）は、液晶表示器用カラーフィルタ基
板の製造過程の一工程を示す平面図であり、図３（Ｂ）
は、図３（Ａ）のｂ−ｂ断面矢視図である。

【図４】図４（Ａ）は、液晶表示器用カラーフィルタ基
板の製造過程の一工程を示す平面図であり、図４（Ｂ）
は、図４（Ａ）のｃ−ｃ断面矢視図である。

【図５】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図６】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図７】液晶表示器用カラーフィルタ基板の製造過程の
一工程を示す平面図である。

【図８】カラーフィルタ層形成時の基板断面図である。

【図９】カラーフィルタの代表的な基本配置図である。

【符号の説明】

１…液晶表示器用カラーフィルタ基板７…凸部１１…透明基板２１…ブラックマトリックス４１，４１ａ…透明導電膜層Ｒ，Ｇ，Ｂ…カラーフィルタ層（着色材料）Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’…凸部片（着色材料（片））

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木賢東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、この透明基板の上に形成さ
れて画素を構成するカラーフィルタ層と、このカラーフ
ィルタ層の上に形成された透明導電膜とを有する液晶表
示器用カラーフィルタ基板において、前記カラーフィルタ層は、各着色材料からなる画素と、
部分的に少なくとも３色の着色材料を積層することによ
り形成された略均一高さの凸部を複数備えることを特徴
とする液晶表示器用カラーフィルタ基板。
【請求項２】請求項１記載の略均一高さの凸部は、あ
らかじめ基材上に着色材料を形成した転写フィルムを透
明基板の上に重ね合わせ、しかる後、基材を剥離して着
色材料を透明基板の上に転写する転写操作を繰り返し、
すくなくとも３色の着色材料の積み重ねにより形成され
ることを特徴とする液晶表示器用カラーフィルタ基板の
製造方法。
【請求項３】請求項１記載の液晶表示器用カラーフィ
ルタ基板と、複数の電極を有する基板とを、液晶表示器
用カラーフィルタ基板に形成された略均一高さの凸部を
介して接合し、凸部により形成された隙間に液晶材料を
封入することを特徴とする液晶表示器。