JPH09258016A - カラーフィルタ基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野角を拡くすることができ、カラーフィル
タの色の滲みや色むら等のない高品質のカラーフィルタ
基板を提供するとともに、簡略化された工程で、また大
量生産を可能とする製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明のカラーフィルタ基板１０は、透
明基板１上に所定パターンの遮光層２を形成し、その遮
光層２を除く透明基板１表面部分に、所定深さの凹状の
色画素部３が形成し、その色画素部３にカラーフィルタ
層４を形成する構成とする。また、その製造方法は、透
明基板１表面に薄膜層を形成した後、その薄膜層および
透明基板１に対し、所定のパターンで透明基板の表面か
ら所定深さに達するエッチングを行うことにより、残存
する薄膜層を遮光層２とするとともに、その遮光層２を
除く透明基板１表面に凹部（色画素部３）を形成し、そ
の凹部にカラーフィルタを塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、カラー液
晶表示装置等に内蔵されるカラーフィルタ基板と、その
カラーフィルタ基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置等に内蔵されるカラ
ーフィルタ基板としては、図３（ｄ）に示すものが知ら
れている。このカラーフィルタ基板３０は、ガラス基板
１１の表面にＣｒあるいはＴａ等の薄膜からなる遮光層
１２ａが形成され、また、この遮光層１２ａを除くガラ
ス基板１１の表面にはカラーフィルタ層１５が塗布され
いる。さらにこの遮光層１２ａおよびカラーフィルタ層
１５上にはこれらを覆うオーバーコート層１６が形成さ
れ、このオーバーコート層１６上にはＩＴＯ膜１７が形
成された構成となっている。

【０００３】図３（ａ）〜（ｄ）は、このカラーフィル
タ基板１０の製造方法を経時的に示す模式的断面図であ
る。まず、ガラス基板１１の表面に、ＣｒあるいはＴａ
をスパッタリングすることによって薄膜層１２を形成す
る〔同図（ａ）〕。

【０００４】次に、この薄膜層１２上に感光性レジスト
１３を塗布する〔同図（ｂ）〕。その後、塗布された感
光性レジスト１３を、露光および現像した後、そのパタ
ーンに基づいて薄膜層１２をエッチングし、その後感光
性レジスト１３を剥離することによって、残存する薄膜
層を遮光層１２ａとするとともに、この遮光層１２ａ直
下のガラス基板１１を除くガラス基板１１表面上に、カ
ラーフィルタ層１５を形成するための色画素部１４を形
成する。〔同図（ｃ）〕。

【０００５】次に、その色画素部１４にそれぞれ、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタを選択的
に所定の厚み（通常は２μｍ程度の厚みとする）に塗布
することにより、カラーフィルタ層１５を形成した後、
保護膜として遮光層１２ａおよびカラーフィルタ層１５
上にこれらを覆うオーバーコート層１６、さらにこのオ
ーバーコート層１６上にＩＴＯ膜１７を積層することに
よって、所望のカラーフィルタ基板３０が形成される
〔同図（ｄ）〕。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
のカラーフィルタ基板３０は、ガラス基板１１の表面の
色画素部１４にカラーフィルタ層１５を形成するので、
遮光層１２ａのと、色画素部１４に塗布されたカラーフ
ィルタ層１５との間に、比較的大きな段差（カラーフィ
ルタ層１５の厚みと遮光層１２ａの厚みの差に相当する
２μｍ程度）が生じる。このため、保護膜としてこのカ
ラーフィルタ層１５と遮光層１２ａ上に形成するオーバ
ーコート層１６は少なくともこの段差以上の厚みで被覆
しなければならず、オーバーコート層１６の厚みは増
す。

【０００７】この結果、従来のカラーフィルタ基板を用
いて、例えば、カラー液晶表面用フラットパネルディス
プレイを構成した場合、液晶基板と、このカラーフィル
タ側のガラス基板との間隔が拡がり、この間隔の増加に
起因して、カラーフィルタ基板の視野角が小さくなる不
都合が生じている。

【０００８】また、カラーフィルタはガラス基板の表面
に比較的厚め（２μｍ程度）に塗布されており、この塗
布されたカラーフィルタ層の周壁部が垂れて遮光層１２
ａ上に拡散しやすい。このため、このカラーフィルタ層
の周壁部と遮光層１２ａとによって形成されるコーナー
部の角度は直角を保つことができず、カラーフィルタの
色の滲みや色むらが発生し、コントラスト比の低下を招
くといった問題も生じている。

【０００９】また、従来のカラーフィルタ基板の製造方
法においては、ガラス基板上にカラーフィルタを塗布す
る場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィル
タの各色をフォトリソグラフィーにより順次塗布する方
法がとられているため、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各層を形成するには、塗布工程として、少なくとも３
工程を要する上、その他の工程においても煩雑であり、
こうしたことから、従来の製造方法ではカラーフィルタ
基板の量産は困難であった。

【００１０】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、従来に比べ視野角を拡くすることができ
るとともに、カラーフィルタの色の滲みや色むら等のな
い高品質のカラーフィルタ基板を提供するとともに、こ
のカラーフィルタ基板の製造方法においては、簡略化さ
れた工程とするとともに、大量生産を可能とする製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明のカラーフィルタ基板は、透明基板上
に、所定パターンの遮光層が形成されているとともに、
その遮光層を除く上記透明基板上にカラーフィルタ層が
形成されてなるカラーフィルタ基板において、上記カラ
ーフィルタ層が形成される当該透明基板表面部分には、
所定深さの凹部が形成されていることによって特徴付け
られている。

【００１２】また、このカラーフィルタ基板の製造方法
は、透明基板表面に薄膜層を形成した後、その薄膜層お
よび上記透明基板に対し、所定のパターンで当該透明基
板の表面から所定深さに達するエッチングを行うことに
より、残存した上記薄膜層を遮光層とするとともにその
遮光層直下の当該透明基板を除く基板表面に凹部を形成
し、その後、その凹部に上記カラーフィルタ層を形成す
ることによって特徴付けられている。

【００１３】なお、本発明の製造方法では、上記カラー
フィルタ層を、オフセット印刷法によるカラーフィルタ
の塗布によって形成することが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明のカラーフィルタ基板によれば、透明基
板表面部分に形成された凹部に、カラーフィルタ層が形
成されており、このカラーフィルタ層は、凹部の深さ分
だけ透明基板表面からの突出量が抑えられ、カラーフィ
ルタ層と透明基板表面との段差を殆ど無くすることがで
きる。これにより、このカラーフィルタ層を含む透明基
板の表面全体を被覆するオーバーコート層の厚みは、従
来に比べ減少する。

【００１５】したがって、このカラーフィルタ基板を用
いて、カラー液晶表面用フラットパネルディスプレイを
構成した場合、液晶基板と、このカラーフィルタを含む
透明基板との間隔を、従来に比べ狭くすることができる
ので、カラーフィルタ基板の視野角が小さくなることも
なく、またカラーフィルタの色の滲みや色むらの発生、
あるいはコントラストの低下を防ぐことができる。

【００１６】また、本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法では、エッチングにより、遮光層およびその遮光層
直下の透明基板を除く基板表面に凹部を形成し、その凹
部にカラーフィルタ層を形成するので、遮光層とカラー
フィルタ層との段差を殆ど無くすることができる。ま
た、全体の工程は簡略化されたものとなる。

【００１７】さらに、カラーフィルタ層をオフセット印
刷法によって塗布する工程を用いれば、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各々の層の形成工程は１工程で完了
する簡略化されたものとなり、またこの種のカラーフィ
ルタ基板の大量生産を可能とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１はこのカラーフィルタ
基板の実施の形態を示す図である。

【００１９】このカラーフィルタ基板１０は、透明のガ
ラス基板１の表面に、スパッタリング等によって所定の
厚みに形成されたＣｒあるいはＴａの薄膜からなる遮光
層２が形成されており、この遮光層２を除くガラス基板
１の表面には、約１．５μｍ程度の深さに凹状にドライ
エッチングされた色画素部３が形成されている。この色
画素部３には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各カラー
フィルタ層４が塗布されている。さらに、遮光層２およ
びカラーフィルタ層４上には、これらの表面全体を覆う
保護膜としてオーバーコート層５が形成されており、さ
らにこのオーバーコート層５上には、ＩＴＯ層６が形成
されている。

【００２０】以上の構成をなす本発明のカラーフィルタ
基板１０は以下に説明する製造方法によって製造され
る。図２はこの方法を経時的に示す模式的断面図であ
る。以下にこの図面を参照しながら説明する。

【００２１】まず、透明のガラス基板１表面に、遮光層
２となる薄膜層２ａを、ＣｒまたはＴａを真空蒸着法あ
るいはスパッタリングによって所定の厚みに形成した
後、この薄膜層２ａ上に感光性レジスト７を塗布する
〔図２（ａ）〕。

【００２２】次に、この感光性レジスト７を色画素部３
が形成される部分を除いて、露光および現像して、感光
性レジスト７における未現像部分をドライエッチングす
る。この際、ガラス基板１表面を深さ約１．５μｍ程度
の凹状にドライエッチングして、色画素部３を形成す
る。その後、薄膜層２ａ上に残存する感光性レジスト７
を剥離して、遮光層２を露出させる〔図２（ｂ）〕。

【００２３】次に、このガラス基板１を真空雰囲気中に
晒した状態で、オフセット印刷方法を用いて、その色画
素部３に、カラーフィルタの各色赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）を一工程で塗布することによって、色画素部３
にカラーフィルタ層４を形成する。この遮光層２の存在
により、カラーフィルタの各色赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の混合は防止される。また、カラーフィルタを凹
状の色画素部３に塗布するので、形成されたカラーフィ
ルタ層４と遮光層２との段差を殆ど無くすることができ
る〔図２（ｃ）〕。

【００２４】その後、このカラーフィルタ層４および遮
光層２上に、これらの保護膜としてのオーバーコート層
５を塗布した後、さらにこのオーバーコート層５上にＩ
ＴＯ膜６を形成する。これにより、本発明の実施の形態
のカラーフィルタ基板１０が完成する〔図２（ｄ）〕。

【００２５】以上の方法によって製造されたカラーフィ
ルタ基板１０は、カラーフィルタが塗布される色画素部
３に相当するガラス基板１の表面が、深さ約１．５μｍ
程度の凹部を形成するようにドライエッチングされ、そ
の色画素部３に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー
フィルタが塗布されるために、従来のカラーフィルタ基
板のようにフラットなガラス基板の表面にカラーフィル
タを塗布する場合に比べて、カラーフィルタ層４のガラ
ス基板１表面からの突出量が低く抑えられる。従って、
従来のカラーフィルタ基板に比べて、ガラス基板１の表
面とカラーフィルタ層４の段差は殆ど無く、これにより
オーバーコート層５およびＩＴＯ膜６の厚みを減少する
ことができる。この結果、このカラーフィルタ基板を用
いたカラー液晶表示用フラットパネルディスプレイを構
成した場合、この液晶基板と、カラーフィルタ側の透明
基板との間隔を、従来に比べて狭くすることが可能とな
り、カラーフィルタ基板の視野角が小さくなるといった
不具合を解消できる。また、カラーフィルタの色の滲み
や色むら、或いはコントラスト比の低下を防止すること
ができる。

【００２６】以上のように、本実施の形態における製造
方法によって、上記のようなカラーフィルタ基板の形成
が可能となる。また、本方法では、オフセット印刷法に
よってカラーフィルタを塗布するので、一工程によって
塗布工程は完了し、簡略化された工程とすることがで
き、しかもこのカラーフィルタ基板の大量生産を可能と
する。

【００２７】なお、本実施の形態では、ガラス基板１を
直接１．５μｍの深さにエッチングしたが、ガラス基板
１をエッチングする深さはこれに限定されるものではな
く、カラーフィルタ層の厚さ、カラーフィルタの特性等
に応じてエッチングする深さを調整することも可能であ
る。

【００２８】また、ガラス基板１のエッチング部分にカ
ラーフィルタを塗布する方法として、オフセット印刷法
を使用することで大量生産に対応できるようにしたが、
カラーフィルタを塗布する方法はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、スクリーン印刷等を使用することも
可能である。

【００２９】更に、本発明ではカラーフィルタ基板１０
を液晶用として使用したが、このカラーフィルタ基板１
０の使用用途はこれに限定されるものではなく、プラズ
マデディスプレイ用やＥＬパネル用として使用すること
も可能である。要はカラー表示するフラットパネル用と
して使用するならその使用用途は問うものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラーフ
ィルタ基板によれば、遮光層を除く透明基板表面にカラ
ーフィルタ層を形成するための凹部を形成した構成とし
たので、カラーフィルタ層と遮光層との段差を殆ど無く
することができ、このカラーフィルタ層を含む透明基板
の表面全体を被覆するオーバーコート層の厚みを、従来
に比べ減少させることができる。

【００３１】この結果、カラーフィルタ基板の視野角が
拡がるとともに、カラーフィルタの色の滲みや色むらの
発生、あるいはコントラストの低下といった不具合が解
消され、品質が一段と向上する。

【００３２】また、本発明の製造方法によれば、カラー
フィルタ基板を製造する場合には、透明基板の表面から
所定深さにまで達するエッチングを行うことにより、凹
部が形成され、この凹部にカラーフィルタを塗布するよ
うにしたので、カラーフィルタの塗布厚を容易に制御す
ることができ、また、全体の工程を簡略化することがで
きる。この結果、生産性を飛躍的に向上させることがで
きる。

【００３３】また、カラーフィルタ層の形成をオフセッ
ト法で行った場合、その製造工程は単純であり、またカ
ラーフィルタ基板の大量生産を可能とする利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタ基板の実施の形態を示
す図

【図２】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の実施
の形態を経時的に示す模式的断面図

【図３】従来のカラーフィルタ基板およびその製造方法
を経時的に示す模式的断面図

【符号の説明】

１・・・・ガラス基板 ２・・・・遮光層 ３‥‥色画素部 ４‥‥カラーフィルタ層 ５‥‥オーバーコート層 ６‥‥ＩＴＯ膜 １０‥‥カラーフィルタ基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、所定パターンの遮光層が
   形成されているとともに、その遮光層を除く上記透明基
   板上にカラーフィルタ層が形成されてなるカラーフィル
   タ基板において、上記カラーフィルタ層が形成される当
   該透明基板表面部分には、所定深さの凹部が形成されて
   いることを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラーフィルタ基板を
   製造する方法であって、透明基板表面に薄膜層を形成し
   た後、その薄膜層および上記透明基板に対し、所定のパ
   ターンで当該透明基板の表面から所定深さに達するエッ
   チングを行うことにより、残存した上記薄膜層を遮光層
   とするとともにその遮光層直下の当該透明基板を除く基
   板表面に凹部を形成し、その後、その凹部に上記カラー
   フィルタ層を形成することを特徴とするカラーフィルタ
   基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のカラーフィルタ基板を
   製造する方法であって、上記カラーフィルタ層を、オフ
   セット印刷法によるカラーフィルタの塗布によって形成
   することを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ
   基板の製造方法。