JPH11149259A - カラーフィルタ - Google Patents

カラーフィルタ

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JPH11149259A
JPH11149259A JP33238097A JP33238097A JPH11149259A JP H11149259 A JPH11149259 A JP H11149259A JP 33238097 A JP33238097 A JP 33238097A JP 33238097 A JP33238097 A JP 33238097A JP H11149259 A JPH11149259 A JP H11149259A
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JP
Japan
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layer
color filter
light
protective film
transmitting protective
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Application number
JP33238097A
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English (en)
Inventor
Keizo Ishikawa
桂三 石川
Saburo Harada
三郎 原田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射率が高く、かつ、乱反射の極めて少ない
反射型のカラーフィルタを提供する。 【解決手段】 基板に設けた反射層上に光透過性保護膜
を介して複数色の着色パターンからなる着色層を設けて
カラーフィルタとし、反射層と着色層の間に位置する光
透過性保護膜により、着色層形成時の現像液による反射
層の侵食を防止し、また、この光透過性保護膜により、
感光性着色材料の残留物発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルタに係
り、特に反射型液晶表示装置用のカラーフィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、カ
ラーの液晶表示装置が注目されており、このカラー液晶
表示装置は反射型と透過型とに分けられる。反射型のカ
ラー液晶表示装置は、一般に、基板に設けたアルミニウ
ム等の金属からなる反射層の上に複数の色(通常、赤
(R)、緑(G)、青(B)の3原色)からなる着色層
を備えた(必要に応じてブラックマトリックスや平坦化
層も備える)カラーフィルタと、薄膜トランジスタ(T
FT素子)を備えたTFTアレイ基板とを向かい合わ
せ、所定の間隙をもたせて貼り合わせており、この間隙
部に液晶材料が注入されている。
【0003】反射型のカラー液晶表示装置に使用される
上記のようなカラーフィルタは、例えば、基板上に反射
層を形成し、この反射層上に感光性の着色材料を塗布し
て所定のフォトマスクを介して露光した後、現像を行っ
て着色パターンを形成し、このような操作を赤(R)、
緑(G)、青(B)の3色分、必要に応じてブラックマ
トリックスや平坦化層を加えた4色あるいは5色分繰り
返すことにより作製される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
反射型カラー液晶表示装置用のカラーフィルタでは、反
射層の反射率が不十分であり、鮮明な表示画像が得られ
ないという問題があった。これは、上述のように反射層
上に塗布した感光性着色材料層を露光した後の現像工程
において、アルミニウム等の金属材料からなる反射層が
現像液により侵食され、反射層の反射率が低下すること
が原因となっている。また、反射層を構成する金属材料
は、感光性着色材料との密着性が高いため、現像後に反
射層上に不要な感光性着色材料が残留し、この残留物に
よって乱反射が生じて画像品質に悪影響を与えるという
問題もあった。
【0005】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、反射率が高く、かつ、乱反射の極めて
少ない反射型のカラーフィルタを提供することを目的と
する。
【0006】
【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、本発明のカラーフィルタは、基板と、該基板
上に設けた反射層と、該反射層上に光透過性保護膜を介
して複数色の着色パターンからなる着色層を備えるよう
な構成とした。
【0007】そして、前記光透過性保護膜を無機酸化物
からなる薄膜とするような構成、前記光透過性保護膜を
有機樹脂からなる薄膜とするような構成、あるいは、前
記反射層が金属材料からなる層であり、前記光透過性保
護膜を前記反射層の表面を処理して生成した金属酸化物
からなる薄膜とするような構成とした。
【0008】また、前記着色層を覆う平坦化層を備える
ような構成とした。
【0009】上記のような本発明では、反射層と着色層
の間に位置する光透過性保護膜が、着色層形成時の現像
液による反射層の侵食を防止するとともに、光透過性保
護膜は感光性着色材料に対して低い密着性を示す。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて説明する。
【0011】図1は本発明のカラーフィルタの一実施形
態を示す概略縦断面図である。図1に示されるカラーフ
ィルタ1は、基板2上に形成された反射層3、この反射
層3上に光透過性保護膜4を介して形成された着色層5
を備えており、着色層5は赤色着色パターン5R、緑色
着色パターン5Gおよび青色着色パターン5Bから構成
されている。
【0012】基板2は、各種のガラス基板、金属基板、
樹脂基板、これらの2種以上の材料からなる複合基板等
を使用することができ、その厚みは、カラーフィルタ1
の用途等を考慮して適宜設定することができ、例えば、
0.3〜10mm程度とすることができる。
【0013】反射層3は、アルミニウム、クロム、金、
銀、銅等の金属薄膜で形成され、厚みは500〜100
00Å、好ましくは1000〜3000Åの範囲で設定
することができる。このような反射層3は、蒸着法、ス
パッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法等
の公知の薄膜形成方法により形成することができる。
【0014】光透過性保護膜4は、着色層5を形成する
段階において感光性着色材料を露光した後の現像工程で
使用する現像液により上述の反射層3が侵食され反射率
が低下するのを防止するとともに、着色層5の非形成領
域に感光性着色材料が残存するのを防止するためのもの
である。この光透過性保護膜4は、SiO2 、Al2O3
、MgO、In2 O3 、SnO2 、Ta2 O5 、Y2
O3 、PbTiO3 、ZnO、ITO(酸化インジウム
スズ)等の無機酸化物の薄膜、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、
プロピニル系樹脂等の有機樹脂からなる薄膜、および、
上述の反射層3の表面に処理を施して生成させたγ−A
l2 O3 、Cr2 O3 等の金属酸化膜の薄膜のいずれか
による単層構造、あるいは、同種あるいは異種の材料に
よる多層構造であってもよい。
【0015】上述の無機酸化物の薄膜からなる光透過性
保護膜4は、抵抗加熱蒸着法、スパッタリング法、EB
真空蒸着法、熱CVD法、プラズマCVD法、イオンプ
レーティング法等により形成することができ、厚みは5
0〜10000Å、好ましくは100〜3000Åの範
囲で設定することができる。また、上述の有機樹脂薄膜
からなる光透過性保護膜4は、有機樹脂材料を塗布して
乾燥、硬化させることにより形成することができ、厚み
は0.1〜3.0μm、好ましくは0.2〜1.0μm
の範囲で設定することができる。さらに、上述の金属酸
化物の薄膜からなる光透過性保護膜4は、反射層3の表
面を硫酸等で処理したり、陽極酸化処理を施すことによ
り形成することができ、厚みは50〜10000Å、好
ましくは100〜1000Åの範囲で設定することがで
きる。
【0016】着色層5は、公知のポジ型あるいはネガ型
の感光性レジストに着色材を含有させた感光性着色材料
を用いた顔料分散法により形成することができる。すな
わち、光透過性保護膜4上に所望の感光性着色材料を塗
布し、この塗布膜を所定のフォトマスクを介して露光
し、その後、現像液を使用して不要部分を除去してパタ
ーンを形成することができる。
【0017】本発明のカラーフィルタ1は、上述のよう
に反射層3上に光透過性保護膜4を備えているので、こ
の現像工程で使用する現像液による反射層3の侵食、例
えば、アルカリ現像液によるアルミニウム反射層の腐食
が発生することがない。したがって、本発明のカラーフ
ィルタ1の反射層3は反射率の高い状態に維持されるこ
とになる。また、反射層3に比べて光透過性保護膜4
は、感光性着色材料に対する密着性が低く、着色層5の
形成段階において露光後の不要な感光性着色材料が残存
するのを有効に防止することができる。したがって、本
発明のカラーフィルタ1は乱反射の極めて少ないものと
なる。
【0018】尚、本発明のカラーフィルタは、着色層5
を構成する各着色パターンの間に位置するようにブラッ
クマトリックスを備えるものであってもよい。この場
合、ブラックマトリックスは基板2上に形成されたも
の、反射層3上に形成されたもの、光透過性保護膜4上
に形成されたもの、および、隣接する着色パターンの境
界上に形成されたもの等のいずれであってもよく、遮光
性樹脂、クロム等の金属により形成することができる。
但し、感光性の遮光性樹脂を用いて露光、現像によりブ
ラックマトリックスを形成する場合は、現像液による反
射層3の侵食を防止するために、基板2上に直接ブラッ
クマトリックスを形成するか、あるいは、光透過性保護
膜4を形成した後にブラックマトリックスを形成する必
要がある。
【0019】また、本発明のカラーフィルタは、図2に
示されるように、着色層15を覆う平坦化層6を備える
ものであってもよい。平坦化層6は、例えば、アクリル
系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリ
イミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の有機樹脂を用いて
形成することができ、光透過性保護膜4が有機樹脂によ
り形成されている場合、同系の有機樹脂を使用すること
が好ましい。
【0020】
【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。
【0021】基板として、厚み1.1mmのガラス基板
(コーニング社製 7059ガラス)を準備した。この
基板上に真空蒸着法によりアルミニウム反射層(厚み3
000Å)を形成した。
【0022】次に、アルミニウム反射層上にスパッタリ
ング法によりSiO2 からなる光透過性保護膜(厚み3
00Å)を形成した。
【0023】次いで、光透過性保護膜上に赤色着色パタ
ーン用の感光性着色材料(フジハント(株)製CR−2
000)をスピンコーティング法により塗布し、所定の
フォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液
(フジハント(株)製専用現像液CD)を用いて現像
し、その後、基板を230℃に60分間保持して着色層
を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。
【0024】さらに、緑色着色パターン用の感光性着色
材料(フジハント(株)製CG−2000)および青色
着色パターン用の感光性着色材料(フジハント(株)製
CB−2000)を使用して、上記と同様にして緑色の
着色パターン、青色の着色パターンを形成しカラーフィ
ルタ(実施例1)とした。
【0025】また、SiO2 からなる光透過性保護膜を
形成する代わりに、アルミニウム反射層上にスピンコー
ティング法によりアクリル系樹脂(日立化成(株)製H
P−1008−IM1)を塗布し硬化させて光透過性保
護膜(厚み0.8μm)を形成し、他は上記の実施例1
と同様にして、カラーフィルタ(実施例2)を作製し
た。
【0026】さらに、SiO2 からなる光透過性保護膜
を形成する代わりに、アルミニウム反射層の表面に陽極
酸化法により酸化処理を施してγ−Al2 O3 からなる
光透過性保護膜(厚み300Å)を形成し、他は上記の
実施例1と同様にして、カラーフィルタ(実施例3)を
作製した。
【0027】一方、比較として、光透過性保護膜を形成
しない他は、上記の実施例1と同様にして、カラーフィ
ルタ(比較例1)を作製した。
【0028】このように作製したカラーフィルタ(実施
例1〜3、比較例1)について、下記の方法によりアル
ミニウム反射層の反射率を測定した。
【0029】反射率の測定方法 オリンパス光学工業(株)製の分光光度顕微鏡AH−2
を用いて反射測定モードにて測定を行った。
【0030】反射率の測定の結果、本発明のカラーフィ
ルタ(実施例1〜3)は、着色層の非形成領域において
いずれも400〜700nmの波長域で反射率が98%
以上であり、かつ、乱反射の発生程度が極めて低く、反
射型の液晶表示装置用のカラーフィルタとして十分に実
用に供し得ることが確認された。
【0031】これに対して、光透過性保護膜を備えてい
ないカラーフィルタ(比較例1)は、着色層の非形成領
域における400〜700nmの波長域での反射率が6
0〜70%と低く、反射型の液晶表示装置に使用するた
めには反射率が不十分であった。また、乱反射の発生が
見られ、光学顕微鏡により観察した結果、アルミニウム
反射層と着色層との間に、他の色の着色層を形成する際
に使用した感光性着色材料の残留物が存在することが確
認された。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればカ
ラーフィルタは、基板に設けた反射層上に光透過性保護
膜を介して複数色の着色パターンからなる着色層が備え
られているので、反射層と着色層の間に位置する光透過
性保護膜によって、着色層形成時の現像液による反射層
の侵食が防止され、反射率の高い反射型のカラーフィル
タが可能となるとともに、光透過性保護膜によって反射
層の感光性着色材料に対する密着性を低下させることが
でき、製造段階での感光性着色材料の残留を有効に防止
でき、乱反射の極めて少ない反射型のカラーフィルタが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概
略縦断面図である。
【図2】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
概略縦断面図である。
【符号の説明】
1…カラーフィルタ 2…基板 3…反射層 4…光透過性保護膜 5…着色層 6…平坦化層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、該基板上に設けた反射層と、該
    反射層上に光透過性保護膜を介して複数色の着色パター
    ンからなる着色層を備えることを特徴とするカラーフィ
    ルタ。
  2. 【請求項2】 前記光透過性保護膜は、無機酸化物から
    なる薄膜であることを特徴とする請求項1に記載のカラ
    ーフィルタ。
  3. 【請求項3】 前記光透過性保護膜は、有機樹脂からな
    る薄膜であることを特徴とする請求項1に記載のカラー
    フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記反射層は金属材料からなる層であ
    り、前記光透過性保護膜は前記反射層の表面を処理して
    生成した金属酸化物からなる薄膜であることを特徴とす
    る請求項1に記載のカラーフィルタ。
  5. 【請求項5】 前記着色層を覆うように平坦化層を備え
    ることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに
    記載のカラーフィルタ。
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