JPH10104643A

JPH10104643A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JPH10104643A
Application number: JP8275478A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Goto; 哲哉後藤; Shinichi Yamada; 申一山田; Takaharu Tsuda; 敬治津田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置の製造において、液晶注入工程
に要する時間を従来よりも短縮することができるカラー
フィルタを提供すること。【解決手段】透明基板上にブラックマトリックスを設
け、さらにその上に３原色のそれぞれの着色層を複数配
列して成るカラーフィルタにおいて、液晶セル組み立て
時に液晶注入口として用いられる部分に該当するブラッ
クマトリックス上に少なくとも２色の着色層の積層によ
り形成された液晶注入ガイドを設けたことを特徴とする
液晶注入ガイド付きカラーフィルタを提供した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンやワープ
ロ等の液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンやワープロ等の液晶表示装置
は、カラーフィルタと、ＴＦＴアレイ基板のような透明
電極基板とを貼り合わせ、これらの間に形成される空間
（セル）内に液晶を注入することにより製造される。カ
ラーフィルターは３原色から成る各着色層により被覆さ
れた画素を一絵素とし、多数の絵素により構成されてい
る。すなわち、ガラス基板等の透明基板上にブラックマ
トリックスが設けられ、その上に３原色から成る各着色
層がそれぞれ複数配列される。ここで言う、ブラックマ
トリックスは、各画素間に配列された遮光領域を示し、
液晶表示装置の表示コントラストを向上させるために設
けられる。カラーフィルターと透明電極基板を貼り合わ
せた際に、これらの間に液晶を注入するためのセルが形
成されるように、カラーフィルタと透明電極基板との間
隔を開けるためのスペーサーが用いられる。スペーサー
としては、プラスチックビーズ、ガラスビーズやガラス
カットファイバー等が用いられ、これらをカラーフィル
タ又は透明電極基板上に散布し、次いで透明電極基板又
はカラーフィルタと貼り合わせる。そうすると、スペー
サーによってカラーフィルタと透明電極基板との間にギ
ャップ（セルギャップ）が生じる。カラーフィルタと透
明電極基板とを貼り合わせる際には、透明電極基板の周
縁部にエポキシシール剤のようなシール剤を塗布し、そ
の後貼り合わせる。この際、貼り合わせた後に液晶をセ
ル内に注入する、液晶注入口になる部分にはシール剤を
塗布しない。従って、カラーフィルタと透明電極基板と
を貼り合わせると、液晶注入口のみが開口し、他の部分
はシール剤で封止される。この液晶注入口からセル内に
液晶を注入し、次いで液晶注入口を封止することにより
液晶表示装置が作製される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置で
は、液晶注入口となる部分は、上記のように、単にシー
ル剤を塗布しないことにより形成されるものであり、単
なる開口に過ぎない。セル内に気泡が残留しないように
セルを完全に液晶で満たす必要があるが、従来の液晶表
示装置の製造工程において、この液晶注入工程は１１．
３インチの液晶ディスプレイの場合で約４時間程度もか
かり、時間のかかるものであった。

【０００４】従って、本発明の目的は、液晶表示装置の
製造において、液晶注入工程に要する時間を従来よりも
短縮し、気泡を残さないようにすることができるカラー
フィルタを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、鋭意研
究の結果、液晶注入工程に時間がかかる一因は、液晶注
入時に液晶注入口において液晶の乱流が生じて圧力損失
が発生することにあることを見出し、かつ、カラーフィ
ルタの液晶注入口となる領域に液晶注入ガイドを設ける
ことにより液晶注入時の乱流の発生を抑制することがで
き、それによって液晶注入工程に要する時間を短縮する
ことができるあるいは気泡を残さないようにすることが
できることを見出し本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は、透明基板上にブラッ
クマトリックスを設け、さらにその上に３原色のそれぞ
れの着色層を複数配列して成るカラーフィルタにおい
て、液晶セル組み立て時に液晶注入口として用いられる
部分に該当するブラックマトリックス上に少なくとも２
色の着色層の積層により形成された液晶注入ガイドを設
けたことを特徴とする液晶注入ガイド付きカラーフィル
タを提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタは、透明
基板上にブラックマトリックスを設け、さらにその上に
３原色の各着色層をそれぞれ複数配列したものである。
ブラックマトリックスとしては、樹脂及び遮光剤から成
る樹脂ブラックマトリックスが好ましい。カラーフィル
ターは３原色から成る各着色層により被覆された画素を
一絵素とし、多数の絵素により構成されている。ここで
言う、ブラックマトリックスは、各画素間に配列された
遮光領域を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向
上させるために設けられる。

【０００８】カラーフィルターに用いられる透明基板と
しては、特に限定されるものではなく、石英ガラス、ホ
ウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリ
カコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、
有機プラスチックのフィルム又はシート等が好ましく用
いられる。

【０００９】この透明基板上にブラックマトリックスが
設けられる。ブラックマトリックスは、クロム等の金属
又はそれらの酸化物等で形成してもよいが、樹脂及び遮
光剤から成る樹脂ブラックマトリックスを形成すること
が製造コストや廃棄物処理コストの面から好ましい。こ
の場合、ブラックマトリックスに用いられる樹脂として
は、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系
樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミ
ド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性又は非感
光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリック
ス用樹脂は、画素や保護膜に用いられる樹脂よりも高い
耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、ブラックマトリ
ックス形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ
樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好まし
く用いられる。

【００１０】ここで、ポリイミド樹脂としては、特に限
定されるものではないが、通常下記一般式［Ｉ］で表さ
れる構造単位を主成分とするポリイミド前駆体（ｎ＝１
〜２）を、加熱又は適当な触媒によってイミド化したも
のが好適に用いられる。

【００１１】

【化１】

【００１２】また、ポリイミド系樹脂には、イミド結合
の他に、アミド結合、スルホン結合、エーテル結合、カ
ルボニル結合等のイミド結合以外の結合が含まれていて
も差支えない。

【００１３】上記一般式[I] 中、Ｒ¹ は少なくとも２個
以上の炭素原子を有する３価又は４価の有機基である。
耐熱性の面から、Ｒ¹ は環状炭化水素、芳香族環又は芳
香族複素環を含有し、かつ、炭素数６〜３０の３価又は
４価の基が好ましい。Ｒ¹ の例として、フェニル基、ビ
フェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン
基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジ
フェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニルト
リフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペンチ
ル基等が挙げられるがこれらに限定されない。

【００１４】Ｒ² は少なくとも２個以上の炭素原子を有
する２価の有機基であるが、耐熱性の面から、Ｒ² は環
状炭化水素、芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ
炭素数６〜３０の２価の基が好ましい。Ｒ² の例とし
て、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフ
タレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル基、ジフェ
ニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノ
ン基、ビフェニルトリフルオロプロパン基、ジフェニル
メタン基、シクロヘキシルメタン基等が挙げられるがこ
れらに限定されない。構造単位[I] を主成分とするポリ
マーは、Ｒ¹ 、Ｒ² がこれらのうち各々１種から構成さ
れていてもよいし、各々２種以上から構成される共重合
体であってもよい。さらに、基板との接着性を向上させ
るために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン成分と
して、シロキサン構造を有するビス（３−アミノプロピ
ル）テトラメチルジシロキサンなどを共重合するのが好
ましい。

【００１５】構造単位[I] を主成分とするポリマーの具
体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'-
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-
ビフェニルトリフルオロプロパンテトラカルボン酸二無
水物、3,3',4,4'-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸
二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二
無水物等から成る群から選ばれた１種以上のカルボン酸
二無水物と、パラフェニレンジアミン、3,3'- ジアミノ
ジフェニルエーテル、4,4'- ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4'- ジアミノジフェニルエーテル、3,3'- ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4'- ジアミノジフェニルスル
ホン、4,4'- ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4'-
ジアミノジフェニルメタンなどの群から選ばれた１種以
上のジアミンから合成されたポリイミド前駆体が挙げら
れるが、これらに限定されない。これらのポリイミド前
駆体は公知の方法、すなわち、テトラカルボン酸二無水
物とジアミンを選択的に組み合わせ、溶媒中で反応させ
ることにより合成される。

【００１６】ブラックマトリックス用の遮光剤として
は、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属
酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉の他に、赤、青、緑色
の顔料の混合物等を用いることができる。この中でも、
特にカーボンブラックは遮光性が優れており、特に好ま
しい。分散の良い粒径の小さいカーボンブラックは主と
して茶系統の色調を呈するので、カーボンブラックに対
する補色の顔料を混合させて無彩色にするのが好まし
い。

【００１７】ブラックマトリックス用の樹脂がポリイミ
ドの場合、黒色ペースト溶媒としては、通常、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系極性溶媒、
γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒等が好適
に使用される。

【００１８】カーボンブラックや、カーボンブラックに
対して補色の顔料等の遮光剤を分散させる方法として
は、例えば、ポリイミド前駆体溶液中に遮光剤や分散剤
等を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、
ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などがある
が、この方法に特に限定されない。また、カーボンブラ
ックの分散性向上、あるいは塗布性やレベリング性向上
のために種々の添加剤が加えられていてもよい。

【００１９】樹脂ブラックマトリックスの製法として
は、黒色ペーストを透明基板上に塗布、乾燥した後に、
パターニングを行う。黒色ペーストを塗布する方法とし
ては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダ
イコーティング法、ワイヤバーによる方法などが好適に
用いられ、この後、オーブンやホットプレートを用いて
加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使
用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により異なるが、通
常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好まし
い。

【００２０】このようにして得られた黒色ペースト被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ
型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が
感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮
断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じ
て、ポジ形フォトレジスト又は酸素遮断膜を除去し、ま
た、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、前駆
体からポリイミド系樹脂を得る場合には、塗布量により
若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱
するのが一般的である。以上のプロセスにより、透明基
板上にブラックマトリックスが形成される。

【００２１】樹脂ブラックマトリックスの膜厚は、好ま
しくは０．５〜１．５μｍ、より好ましくは０．８〜
１．２μｍである。この膜厚が０．５μｍよりも薄い場
合には十分なセルギャップの確保が難しくなり、また、
遮光性が不十分になることから好ましくない。一方、膜
厚が１．５μｍよりも厚い場合には、遮光性は確保でき
るものの、カラーフィルターの平坦性が犠牲になり易
く、段差が生じやすい。表面段差が生じた場合、カラー
フィルタ上部に透明導電膜や液晶配向膜を形成させても
段差はほとんど軽減されず、液晶配向膜のラビングによ
る配向処理が不均一になったり、セルギャップにバラツ
キが生じたりして、液晶表示素子の表示品位が低下す
る。表面段差を小さくするためには、着色層上に透明保
護膜を設けることが有効であるが、カラーフィルタの構
造が複雑になり、製造コストが高くなる点では不利であ
る。

【００２２】また、樹脂ブラックマトリックスの遮光性
は、ＯＤ値（透過率の逆数の常用対数）で表されるが、
液晶表示素子の表示品位を向上させるためには、好まし
くは２．５以上であり、より好ましくは３．０以上であ
る。また、樹脂ブラックマトリックスの膜厚の好適な範
囲を前述したが、ＯＤ値の上限は、これとの関係で定め
られるべきである。

【００２３】樹脂ブラックマトリックスの反射率は、反
射光による影響を低減し液晶表示素子の表示品位を向上
させるために、４００〜７００ｎｍの可視領域での視感
度補正された反射率（Ｙ値）で２％以下が好ましく、よ
り好ましくは１％以下である。

【００２４】樹脂ブラックマトリックス間には通常（２
０〜２００）μｍｘ（２０〜３００）μｍの開口部が設
けられるが、この開口部を少なくとも被覆するように３
原色のそれぞれの着色層が複数配列される。すなわち、
１つの開口部は、３原色のいずれか１つの着色層により
被覆され、各色の着色層が複数配列される。

【００２５】カラーフィルターを構成する着色層は、少
なくとも３原色の色彩を含む。すなわち、加色法により
カラー表示を行う場合は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３原色が選ばれ、減色法によりカラー表示を行
う場合は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）の３原色が選ばれる。一般には、これらの３原色
を含んだ要素を１単位としてカラー表示の絵素とするこ
とができる。着色層には、着色剤により着色された樹脂
が用いられる。

【００２６】着色層に用いられる着色剤としては、有機
顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さ
らには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等の種々
の添加剤を添加してもよい。有機顔料としては、フタロ
シアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン
系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が好適
に用いられる。

【００２７】着色層に用いられる樹脂としては、エポキ
シ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等
の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられ、着色
剤をこれらの樹脂中に分散あるいは溶解させて着色する
ことが好ましい。感光性の樹脂としては、光分解型樹
脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂等のタイプがあり、特
にエチレン不飽和結合を有するモノマ、オリゴマ又はポ
リマと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む
感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に
用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリ
マ等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、
透明導電膜の製膜工程や液晶表示装置の製造工程でかか
る熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好まし
く、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶
剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド
系樹脂が特に好ましく用いられる。ここで、好ましいポ
リイミド樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリッ
クスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を
挙げることができる。

【００２８】着色層を形成する方法としては、樹脂ブラ
ックマトリックスを形成した基板上に塗布、乾燥した後
に、パターニングを行う。着色剤を分散又は溶解させ着
色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤
を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボ
ールミルなどの分散機中で分散させる方法などがある
が、この方法に特に限定されない。

【００２９】着色ペーストを塗布する方法としては、黒
色ペーストの場合と同様、ディップ法、ロールコーター
法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーに
よる方法等が好適に用いられ、この後、オーブンやホッ
トプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セ
ミキュア条件は、使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量
により異なるが通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱す
ることが好ましい。

【００３０】このようにして得られた着色ペースト被膜
は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にポジ
型フォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹脂が
感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸素遮
断膜を形成した後に、露光、現像を行う。必要に応じ
て、ポジ型フォトレジスト又は酸素遮断膜を除去し、加
熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、樹脂により
異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合に
は、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一
般的である。以上のプロセスにより、ブラックマトリッ
クスを形成した基板上にパターニングされた着色層が形
成される。

【００３１】上記のように樹脂ブラックマトリックスを
形成した基板上に第１色目の着色層を全面にわたって形
成した後に、不必要な部分をフォトリソグラフィ法によ
り除去し、所望の第１色目の着色パターンを形成する。
この場合、樹脂ブラックマトリックスの開口部を少なく
とも被覆する部分に着色層を残す（液晶注入ガイドを形
成する着色層については後述）。第２色目、第３色目も
同様な操作を繰り返し、樹脂ブラックマトリックスの開
口部上には１層の着色層が残るように着色層を形成す
る。

【００３２】３原色の膜厚は、特に限定されないが、１
層当たり１〜３μｍであることが好ましい。各膜厚が１
μｍよりも小さい場合には、十分なカラーフィルター特
性が得にくく、また、３μｍを超える場合には、着色層
の均一塗布が難しく、さらに、着色層間に生じる溝（ブ
ラックマトリックスと着色層の高さの差、すなわち、段
差）が好適な液晶配向を達成する上で障害となり易くな
る。

【００３３】後述の実施例に記載するように、スペーサ
ーは、カラーフィルタと透明電極基板とを貼り合わせる
際に透明電極基板上に散布されるプラスチックビーズや
ガラスビーズ等から成っていてもよいし、上記のように
フォトリソグラフィで着色層を形成する際に、この着色
層がブラックマトリックス上にドット状に残留するよう
にパターニングを行うことにより形成される、着色層の
積層体から成るドット状スペーサーであってもよい。着
色層から成るドット状スペーサーは２層の着色層から成
っていてもよいが、十分なセルギャップを確保する観点
から３層の着色層から成ることが好ましい。開口部上の
着色層とスペーサーを形成する着色層とは連続していて
も、また、分離されていても差し支えない。ただし、カ
ラーフィルタ上に形成するＩＴＯ膜を開口部上の着色層
とスペーサー間で断線させ、カラーフィルタ側と対向基
板との導通を防止する場合は、開口部上の着色層とスペ
ーサーを形成する着色層とは分離・分画されている方が
好ましい。

【００３４】スペーサーの高さ（ガラスビーズやガラス
カットファイバー等の場合にはそれらの直径）は、３μ
ｍ〜９μｍ程度が好ましい。これが３μｍよりも小さい
と十分なセルギャップが得られず、９μｍを超える場合
には、カラーフィルタ上に形成される透明導電膜の信頼
性が低下し、好ましくない。

【００３５】本発明のカラーフィルタでは、液晶セル組
み立て時に液晶注入口として用いられる部分に該当する
ブラックマトリックス上に少なくとも２色の着色層の積
層により形成された液晶注入ガイドが設けられている。
以下、この液晶注入ガイドについて図面に基づき詳細に
説明する。

【００３６】図２に示すように、カラーフィルター１２
は、通常１枚の透明基板上に複数作製される（図２の場
合には２面）。カラーフィルター１２の周縁（通常「額
縁」と呼ばれる部分）はブラックマトリックス１４にな
っており、透明電極基板と貼り合わせて液晶セルを組み
立てる時に液晶注入口として用いられる部分１６があ
る。液晶注入口として用いられる部分１６の長さは通常
数ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。液晶注入口として用いら
れる部分１６近傍の拡大図を図１に模式的に示す。本発
明のカラーフィルターでは、液晶注入口として用いられ
る部分１６上に、液晶注入ガイド１８が設けられてい
る。液晶注入ガイド１８は、カラーフィルターの着色層
をフォトリソグラフィー法により形成する際に、液晶注
入ガイド１８を形成する部分にも着色層が残留するよう
にパターニングを行うことにより形成することができ
る。図１における３−３’線切断部端面図を図３に示
す。なお、図３には、液晶セル組立後の状態が示されて
おり、カラーフィルター上に透明電極基板２２が置か
れ、また、液晶注入口１６以外の部分はエポキシシール
剤等のシール剤２４により封止されている。図３に示す
ように、液晶注入ガイド１８は、２層又は３層の着色層
の積層から成る（図示のものは３層）。

【００３７】液晶注入ガイド１８の形状は、特に限定さ
れないが、上から見た場合に略長方形状（例えば、角が
丸くなった長方形等）又は略楕円形状が好ましい。この
場合、液晶注入ガイドの長手方向が、画面内方向に向い
ている、すなわち、該長手方向が液晶注入時の液晶の流
れと平行になるように（図１参照）形成されていること
が好ましい。また、液晶注入ガイドの端部が額縁の内側
端（画面に接する端）あるいは外側端（画面と反対の
端）と揃っていても揃っていなくともよい。

【００３８】液晶注入ガイド１８の高さは、着色層２層
又は３層の高さに該当するから、好ましくは２μｍ〜９
μｍである。液晶注入ガイドは液晶注入の際、乱流を抑
え整流作用があれば透明電極基板に接していても離れて
いてもよい。液晶セルを形成する際に用いられる球状又
は円柱状スペーサーの直径をφμｍとし、前記液晶注入
ガイドの高さをｈμｍとすると、 φ−２μｍ＜ｈ＜φ＋２μｍで示される関係式が満足されることが好ましい。この範
囲にあれば、少なくとも液晶注入口の１／２の高さまで
液晶注入ガイドの高さがあり効果を奏することができ
る。φ＋２μｍを超えると流入口部分が膨らんで画面内
のセルギャップに影響を及ぼし表示ムラになり得る。

【００３９】また、液晶注入ガイドの長さ（前記画面内
方向の長さ）は特に限定されないが０．０２ｍｍ〜１
０．０ｍｍ程度が好ましく、幅（前記画面内方向に直行
する方向）は０．０１ｍｍ〜５．０ｍｍ程度が好まし
い。ここで、長さが常に幅よりも大きい。また、液晶注
入ガイド１８は、０．０２ｍｍ〜１０．０ｍｍに１本の
割合で複数本形成されていることが好ましく、液晶注入
口１６のほぼ全域にわたってほぼ等間隔に形成されてい
ることが好ましい。

【００４０】液晶注入ガイドは、図１に示すように、液
晶注入口１６のブラックマトリックス１４上に形成され
るが、これに加えて、さらにブラックマトリックス１４
の外側の透明基板１０上にも形成することができる。こ
の実施態様を図４、図５、図６及び図７に示す。図４、
図５及び図６に示すように、液晶注入ガイド１８と同様
な液晶注入ガイド２０が透明基板１０上にも形成されて
いる。この液晶注入ガイド２０の好ましい形状、寸法、
配置間隔は、上述した液晶注入ガイド１８と同様であ
る。図５に示す実施態様では、液晶注入ガイド２０の外
側にさらに液晶注入ガイド２０’が設けられている。こ
の場合、液晶注入ガイド２０’の好ましい寸法は、長手
方向が０．２〜３ｍｍ程度であり、幅が０．０１〜２．
５ｍｍ程度である。また、配置間隔は０．０２〜５ｍｍ
程度が好ましい。図７は図６の７−７’線切断部端面図
を示す。液晶注入ガイドを注入口ブラックマトリックス
部から外側まで連続して延長した例である。

【００４１】上記本発明のカラーフィルターを用いて液
晶表示装置を作製する方法は従来と同様であり、ＴＦＴ
アレイ基板等の透明電極基板に球状又は円柱状スペーサ
ーを散布し（着色層からなるドット状スペーサーが形成
されている場合は球状又は円柱状スペーサーの散布は不
要）、カラーフィルタと重ねて液晶セルを形成し、液晶
注入口となる部分以外の部分をエポキシシール剤等のシ
ール剤（好ましくはガラスカットファイバー等のスペー
サーを含む）で封止し、液晶セル内に上記液晶注入口と
なる部分から液晶を注入し、液晶注入口を封止すること
により液晶表示装置を製造することができる。

【００４２】上記のように、本発明のカラーフィルター
では、液晶注入ガイドにより、液晶注入時の液晶の乱流
の発生が抑制され、それによって注入圧力（液晶セルの
減圧と外部圧力との圧力差から注入抵抗（乱流発生によ
る抵抗も含まれる）を差し引いた圧力）の損失が減少
し、液晶を従来よりも短時間で注入することができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきより具体的に
説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定される
ものではない。

【００４４】実施例１ (1) 樹脂ブラックマトリックスの作製 3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4'
- ジアミノジフェニルエーテル及びビス（３−アミノプ
ロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−
ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体
（ポリアミック酸）溶液を得た。

【００４５】下記の組成を有するカーボンブラックミル
ベースをホモジナイザーを用いて、7000 rpmで３０分間
分散し、ガラスビーズをろ過してブラックペーストを調
製した。

【００４６】カーボンブラックミルベースの組成カーボンブラック（MA100 、三菱化成（株）製）４．６部ポリイミド前駆体溶液２４．０部Ｎ−メチルピロリドン６１．４部ガラスビーズ９０．０部

【００４７】３００ｘ３５０ｍｍのサイズの無アルカリ
ガラス（日本電気ガラス（株）製）、ＯＡ−２）基板上
にスピナーを用いて、ブラックペーストを塗布し、オー
ブン中１３５℃で２０分間セミキュアした。続いて、ポ
ジ型レジスト（Sphipley "Microposit" RC100 30cp) を
スピナーで塗布し、９０℃で１０分間乾燥した。レジス
ト膜厚は１．５μｍとした。キャノン（株）製露光機Ｐ
ＬＡ−５０１Ｆを用い、フォトマスクを介して露光を行
った。ガラス基板中央にカラーフィルタ中央が重なる一
面のカラーフィルタが設計されたパターンのものであ
る。

【００４８】次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シドを２重量％含んだ２３℃の水溶液を現像液に用い、
基板を現像液にディップさせ、同時に１０ｃｍ幅を５秒
で１往復するように基板を揺動させて、ポジ型レジスト
の現像とポリイミド前駆体のエッチングを同時に行っ
た。現像時間は６０秒であった。その後、メチルセルソ
ルブアセテートでポジ型レジストを剥離し、さらに３０
０℃で３０分間キュアし、樹脂ブラックマトリックス基
板を得た。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は、０．９
０μｍであり、ＯＤ値は３．０であった。また、樹脂ブ
ラックマトリックスとガラス基板との界面における反射
率（Ｙ値）は１．２％であった。

【００４９】(2) 着色層の作製次に、赤、緑、青の顔料として各々Color Index No.653
00 Pigment Red 177で示されるジアントラキノン系顔
料、Color Index No.74265 Pigment Green 36 で示され
るフタロシアニングリーン系顔料、Color Index No. 74
160 Pigment blue15-4 で示されるフタロシアニンブル
ー系顔料を用意した。ポリイミド前駆体溶液に上記顔料
を各々混合分散させて、赤、緑、青の３種類の着色ペー
ストを得た。

【００５０】先ず、樹脂ブラックマトリックス基板上に
青ペーストを塗布し、８０℃で１０分間熱風乾燥し、１
２０℃、２０分間セミキュアした。この後、ポジ型レジ
スト（Sphipley "Microposit" RC100 30cp) をスピナー
で塗布後、８０℃で２０分間乾燥した。マスクを用いて
露光し、アルカリ現像液（Sphipley "Microposit" 351)
に基板をディップし、同時に基板を揺動させながら、ポ
ジ型レジストの現像及びポリイミド前駆体のエッチング
を同時に行った。その後、ポジ型レジストをメチルセル
ソルブアセテートで剥離し、さらに３００℃で３０分間
キュアした。着色画素部の膜厚は２．１μｍであった。
このパターニングにより青色画素を形成した。このと
き、液晶注入口となる部分（幅２５ｍｍ）のブラックマ
トリックス上に、３ｍｍ間隔で７本の青色着色層から成
る液晶注入ガイドが残留するようにパターニングした。
液晶注入ガイドは角が丸い略長方形状であり、寸法は、
長手方向が２ｍｍ、幅方向が０．２ｍｍであった。液晶
注入ガイドの長手方向が画面内側になるように７本の液
晶注入ガイドを平行に設けた。なお、カラーフィルタの
サイズは１１．３インチである。

【００５１】水洗後に、同様にして、緑色画素の形成と
ともに、上記液晶注入ガイドの第１層目の上に液晶注入
ガイドの２段目を形成した。緑色画素部の膜厚（キュア
後）は２．１μｍであった。

【００５２】さらに水洗後に、同様にして赤色画素の形
成と共に上記液晶注入ガイドの第２層目の上に液晶注入
ガイドの３段目を形成し、カラーフィルタを作製した。
赤色画素部の膜厚（キュア後）は２．１μｍであった。

【００５３】着色層の積層により樹脂ブラックマトリッ
クス上に上記のようにして設けられた液晶注入ガイドの
高さ（ブラックマトリックスからの液晶注入ガイドの高
さ）は５．７μｍであった。

【００５４】ＴＦＴアレイ基板に直径φが５．０μｍの
プラスチック製球状スペーサーを１画素当たり５〜６個
の割合で散布し、直径６．７μｍのガラスファイバース
ペーサーを混入したエポキシシール剤を注入口を除いて
ディスペンスし、これに上記のカラーフィルタを張り合
せ、熱プレスして空セルを作製した。空セルを１２０
℃、１Ｔｏｒｒで２時間乾燥し、乾燥窒素ガスで真空を
ブレークして常圧に戻した後、液晶注入槽内で再度脱気
し、注入口を液晶皿に浸して後、乾燥窒素ガスで真空を
ブレークし、液晶注入を開始し、セルが液晶で満たされ
る様子を観察した。真空ブレークと共に勢いよく液晶が
セル中に吸い込まれ、扇形に広がって行き、２．５時間
で気泡の残留もなく完全にセルが満たされた。

【００５５】比較例１液晶注入ガイドを設けないことを除き、実施例１と全く
同様にして空セルを作製し、液晶注入を行った。真空ブ
レークと共に勢いよく、しかし、実施例１よりは角度の
大きな扇形で、かつ、ややゆっくりと液晶がセル中に吸
い込まれた。完全に液晶でセルが満たされるまでに４．
０時間を要した。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、液晶表示装置の製造にお
いて、液晶注入工程に要する時間を従来よりも短縮する
ことができるカラーフィルタが提供された。すなわち、
本発明のカラーフィルターでは、液晶注入ガイドによ
り、液晶注入時の液晶の乱流の発生が抑制され、それに
よって注入圧力の損失が減少し、液晶を従来よりも短時
間で気泡を残さずに注入することができるという効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターの１実施例の、液晶
セル組み立て時に液晶注入口となる部分及びその近傍を
拡大して示す模式図である。

【図２】透明基板上に複数のカラーフィルタが形成され
ている様子を示す図である。

【図３】図１の３−３’線切断部端面図である。

【図４】本発明のカラーフィルターの他の実施例の、液
晶セル組み立て時に液晶注入口となる部分及びその近傍
を拡大して示す模式図である。

【図５】本発明のカラーフィルターのさらに他の実施例
の、液晶セル組み立て時に液晶注入口となる部分及びそ
の近傍を拡大して示す模式図である。

【図６】本発明のカラーフィルタのさらに他の実施例
の、液晶セル組立時に液晶注入口となる部分及びその近
傍を拡大して示す模式図である。

【図７】図６の７−７’線切断部端面図である。

【符号の説明】

１０透明基板１２カラーフィルタ１４カラーフィルタ周縁部のブラックマトリックス１６液晶セル組立時に液晶注入口となる部分１８液晶注入ガイド２０透明基板上に設けられた液晶注入ガイド２０’ 透明基板上に設けられた液晶注入ガイド２２透明電極基板２４シール剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上にブラックマトリックスを設
け、さらにその上に３原色のそれぞれの着色層を複数配
列して成るカラーフィルタにおいて、液晶セル組み立て
時に液晶注入口として用いられる部分に該当するブラッ
クマトリックス上に少なくとも２色の着色層の積層によ
り形成された液晶注入ガイドを設けたことを特徴とする
液晶注入ガイド付きカラーフィルタ。
【請求項２】ブラックマトリックスが樹脂ブラックマ
トリックスである請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】前記液晶注入ガイドが略長方形状又は略
楕円形状であり、該液晶注入ガイドの長手方向が、画面
内方向に向いている請求項１又は２記載のカラーフィル
タ。
【請求項４】液晶注入ガイドの長手方向の長さが0.02
ｍｍ〜10.0ｍｍであり、長手方向に直行する方向の幅が
0.01ｍｍ〜5.0 ｍｍである、請求項３記載のカラーフィ
ルタ。
【請求項５】液晶注入ガイドは、0.02ｍｍ〜10.0ｍｍ
に１本の割合で複数本形成されている請求項１ないし４
のいずれか１項に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】液晶注入ガイドが液晶注入口の外側の透
明基板上にも形成されている請求項１ないし５のいずれ
か１項記載のカラーフィルタ。
【請求項７】液晶セルを形成する際に用いられる球状
又は円柱状散布スペーサーの直径をφμｍとし、前記液
晶注入ガイドの高さをｈμｍとすると、φ−２μｍ＜ｈ
＜φ＋２μｍで示される関係式が満足される請求項１な
いし６のいずれか１項記載のカラーフィルタ。