JPH06109912A - カラーフィルタ基板 - Google Patents

カラーフィルタ基板

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JPH06109912A
JPH06109912A JP26043092A JP26043092A JPH06109912A JP H06109912 A JPH06109912 A JP H06109912A JP 26043092 A JP26043092 A JP 26043092A JP 26043092 A JP26043092 A JP 26043092A JP H06109912 A JPH06109912 A JP H06109912A
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JP
Japan
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resin
pixels
pixel
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color
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JP26043092A
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English (en)
Inventor
Atsushi Kubota
篤 窪田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルタ基板に関し、画素の厚さを均
一化せしめ、表示の色むらを低減させることを目的とす
る。 【構成】 透明基板1に形成した複数色の多数の着色樹
脂画素R,G,Bが、少なくとも最後に形成する画素を
除いて、隣接する画素に接することなく分離する構成と
し、第2,第3の画素形成用樹脂膜を形成する樹脂液の
流れが、従来構成のものより良くなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDカメラやカラー
液晶表示装置等に使用するため、透明基板の複数色の多
数の着色樹脂ドットが形成されたカラーフィルタ基板、
特に、表示特性に優れたカラーフィルタ基板の構成に関
する。
【0002】近年、液晶表示装置は表示面の大型化,大
容量化に伴いカラー化が要求されている。そのため、カ
ラーフィルタを用いた液晶表示装置が提供されるように
なった。
【0003】一般に、液晶表示装置に使用するカラーフ
ィルタは、透明基板(ガラス基板)に赤,緑,青の3色
からなる多数の画素を形成し、それらを選択的に駆動し
混色させるようになる。
【0004】しかし、カラーフィルタの画素は各色毎に
透過率が異なるので、表示時に色別の表示特性,特に混
色させた中間調表示で差が生じ易いため、色間の表示特
性を均一化させる要求が生じるようになった。
【0005】カラー画素の製造方法には、顔料を分散さ
せた樹脂を使用する顔料分散法,ゼラチン等を染料で染
める染色法,透明電極を形成しその表面に電気泳動法で
着色させる電着法が一般に知られており、顔料分散法で
はフォトリソグラフィ技術を利用する方法と印刷技術を
利用する方法があるが、フォトリソグラフィ技術を利用
する顔料分散法が最も多く利用されている。
【0006】
【従来の技術】図7は顔料分散形樹脂膜よりフォトリソ
グラフィ技術にて画素を形成する従来技術の説明図、図
8は図7に示すブラックマスクと一画素の説明図であ
る。
【0007】図7(A) および図8(A) において、ガラス
基板(透明基板)1の表面にブラックマスク2を形成す
る。一般に、ブラックマスク2は厚さ1000Å程度の金属
クロム蒸着膜よりパターン形成し、例えば70μm ×260
μm の多数の透孔2a をマトリックス状に設けたとき、
透孔2a 間の桟幅bは40μm 程度である。
【0008】図7(B) において、ガラス基板1の表面に
は、ブラックマスク2を覆うように第1の顔料を分散さ
せた感光性樹脂膜、例えば赤色樹脂膜3をスピンコート
法により被着する。一般に、赤色樹脂膜3の厚さは2μ
m 程度である。
【0009】次いで、図7(C) に示す如く赤色樹脂膜3
に露光マスク4を重ね、光5を赤色樹脂膜3に照射(露
光処理)する。次いで、赤色樹脂膜3の現像処理を行う
と図7(D) および図8(B) に示す如く、所定の透孔2a
を埋める赤色樹脂パターンR′が形成される。
【0010】しかるのち、第2の顔料を分散させた感光
性樹脂膜、例えば緑色樹脂膜をスピンコート法により被
着し、その樹脂膜を露光,現像した緑色樹脂パターン
G′と、第3の顔料を分散させた感光性樹脂膜、例えば
青色樹脂膜をスピンコート法により被着し、その樹脂膜
を露光,現像した青色樹脂パターンB′を順次形成し、
図7(E) に示すカラーフィルタ基板6が完成する。
【0011】なお、一般に一つの透孔2a を埋める樹脂
パターンを画素と称し、画素の配列には、同色の画素が
直線状に接続するストライプ配列、色違いの画素が一定
の順序で直線状に接続するモザイク配列、色違いの画素
が三角形状に接続するトライアングル配列がある。図7
のカラーフィルタ基板6はストライプ配列である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】画素がストライプ配列
であるカラーフィルタ基板に代表される問題点説明用の
模式図である。
【0013】図8(B) において、ブラックマスク2を形
成したガラス基板1の表面に赤色の樹脂パターンR′を
形成すると、複数の透孔2a を連続的に埋める樹脂パタ
ーンR′は線状である。従って、次の樹脂パターンG′
を形成するための樹脂膜をスピンコート法で被着させよ
うとすると、その樹脂液は図中に一点鎖線の矢印で示す
如く、樹脂パターンR′を乗り越えて広がることにな
る。
【0014】さらに、樹脂パターンR′と樹脂パターン
G′を形成したガラス基板1に樹脂パターンB′を形成
するための樹脂膜をスピンコート法で被着させようとす
ると、その樹脂液は樹脂パターンR′,G′を乗り越え
て広がることになる。
【0015】このように従来のカラーフィルタ基板で
は、先に形成した樹脂パターンが、次の樹脂パターン形
成用樹脂液の塗付に際して樹脂液の流動性を損なうこと
なる。そのため、第2,第3の樹脂膜には厚さむらが生
じ、その厚さむらが表示の色むらになるという問題点が
あった。
【0016】かかる問題点はストライプ配列のカラーフ
ィルタ基板に限定されず、多数の画素がモザイク配列ま
たはトライアングル配列であるカラーフィルタ基板にお
いても、従来の隣接画素は殆ど隙間なく形成されるため
共通の問題点となっている。
【0017】
【課題を解決するための手段】樹脂液を流れ易くして樹
脂膜の厚さを均一化し、該樹脂膜より形成する画素の厚
さを揃えるようにし、液晶表示装置における表示色むら
の低減を目的とする本発明のカラーフィルタ基板は、透
明基板1に形成した複数色の多数の着色樹脂画素R,
G,Bが、隣接する画素に接することなく分離し形成し
たこと、または、透明基板1に形成した複数色の多数の
着色樹脂画素例えば画素R,Gが、所望色の画素例えば
画素Bを除いた全ドットが隣接画素に接することなく分
離して形成され、該所望色の樹脂画素が連通し他の画素
間隙を埋めた樹脂パターンB-3とし形成したこと、また
は、透明基板1に形成した複数色の多数の着色樹脂画素
が、同じ行または列に同色の該画素が連通するストライ
プ配列であり、該同色の画素が連通する樹脂パターンR
-1,G-1,B-1の画素境界部分に幅方向の窪み8を設け
たこと、または、透明基板1に形成した複数色の多数の
着色樹脂画素が、同じ行または列に同色の該画素が連通
するストライプ配列であり、該同色の画素が連通する樹
脂パターンR-2,G-2,B-2の画素境界部分に厚さ方向
の窪み9を設けたことを特徴とする。
【0018】
【作用】前記手段によれば、画素間に間隙を設ける,複
数の画素を連通させた樹脂パターンでは画素の境界部分
に窪みを設けたため、第2,第3の画素形成用樹脂膜を
形成する樹脂液の流れは、樹脂液の一部が画素間隙を通
過または、樹脂パターンの窪みを乗り越えて広がるよう
になる。
【0019】従って、樹脂液の広がりは画素が殆ど密着
する従来構成のものより容易となり、樹脂膜の厚さが均
一化され、そのことによって画素の厚さが均一となり、
画素の厚さむらによる表示むらが少なくなる。
【0020】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を説明するため
の模式図であり、図1(A) は第1の画素を形成した斜視
図、図1(B) は完成したカラーフィルタ基板の平面図で
ある。
【0021】図1(A) において、ブラックマスク2を形
成したガラス基板1の上面には、その縦方向に複数個
(図は4個)が整列する赤色画素Rを、複数列(図は2
列)に形成する。
【0022】ブラックマスク2の透孔2a が70μm ×26
0 μm のとき、ブラックマスク2の桟幅bは40μm であ
り、厚さが2μm 程度である画素Rは、透孔2a の周囲
に5μm 程度重なる寸法とする。
【0023】そこで、次の画素形成用樹脂膜を形成する
ための樹脂液を、スピンコート法で塗付するとその流れ
は図中の矢印で示す如く、一部は画素Rを乗り越えて広
がることになるが、他の一部は画素Rの間隙を通って直
進するようになる。
【0024】従って樹脂液の流れは、図8に示す従来の
流れよりスムーズになり、樹脂膜の厚さむらが減少す
る。画素Rの形成に次いで、第2の画素例えば画素Gを
形成し、第3の画素例えば画素Bを順次形成する図1
(B) に示す如く、カラーフィルタ基板11が完成し、ブラ
ックマスク2の桟幅bが40μm のとき、全画素R,G,
Bの隣接間は約30μm離れるようになる。かかる間隙に
は例えば平坦化樹脂を充填する。
【0025】図2は本発明の第2の実施例を説明するた
めの模式平面図、図3は本発明の第3の実施例における
画素配列を示す概略平面図、図4はスピンコート法によ
る樹脂膜の説明図である。
【0026】図2において、カラーフィルタ基板12はガ
ラス基板1の上面にブラックマスク2を形成し、その上
にそれぞれ多数(図は4個)の同色のものが図の上下方
向に整列する第1,第2の画素、例えば画素RとGと
を、図1のそれらと同じく隣接間が約30μm 離れるよう
に形成したのち、多数の第3の画素例えば図1の画素B
を一体化すると共に画素間隙を埋める樹脂パターンB-3
を形成し構成する。
【0027】かかるカラーフィルタ基板12において、画
素Gを形成する樹脂液および樹脂パターンB-3を形成す
る樹脂液の流れは、図1(A) に矢印で示すそれと同様、
即ち一部が画素Rまたは画素RとGを乗り越え他の一部
が画素間隙を直進するため、従来の流れよりスムーズに
なり樹脂膜の厚さむらが減少すると共に、完成状態で画
素間隙をないため、平坦化層の形成が容易または不要に
なる。
【0028】図3において、カラーフィルタ基板13に形
成したそれぞれ多数の画素R,G,Bは、図1のそれら
と同様に図の上下方向に同色のものが整列し、上下,左
右方向に約30μm 離して形成する。
【0029】ただし、画素R,G,Bを形成するための
樹脂膜をスピンコート法で形成するときの遠心力は、図
4(A) に矢印で示す如き渦巻き状に作用し、従って、ガ
ラス基板1に形成された樹脂膜7の厚さは図4(B) に示
す如く、中心部で10%程度厚くなるという欠点がある。
【0030】カラーフィルタ基板13の画素R,G,B
は、前記スピンコート法による欠点を解決するため、最
初および2番目に形成される画素例えば画素R,Gの形
状を、スピンコート法における樹脂液の流れを一層容易
ならしめる平行四辺形、即ち図の上下方向の画素間隙が
直線状であるのに対し、図の左右方向の画素間隙を基板
13の中心に対し対称な傾斜をもたせた形状とし、3番目
に形成する画素Bの形状を画素R,Gに揃えたものであ
る。
【0031】従って、カラーフィルタ基板13の画素R,
G,Bは、図1のそれらより一層厚さが均一化し、その
ことによって、液晶表示装置に適用したとき表示品位も
一層向上(表示むらが減少)するようになる。
【0032】なお、図3において画素R,G,Bの形成
前に形成するブラックマスク2の透孔(2a)は、画素R,
G,Bの形状に合わせた平行四辺形とする。図5は本発
明の第4の実施例における画素の一部を示す平面図、図
6は本発明の第5,第6の実施例における画素の説明図
である。
【0033】図5において、ガラス基板1に形成し図の
上下方向に同色のものが整列する画素R,G,Bは、図
中の矢印で示すガラス基板1の中心部に向けて、次第に
小さくする。ただし、図示しないブラックマスクの桟幅
を40μm としたとき、画素間隔dは、ガラス基板1の中
心部で約30μm,ガラス基板1の外縁部で5〜10μm とす
る。
【0034】かかる画素R,G,Bを形成したカラーフ
ィルタ基板14は、画素形成用樹脂膜の形成に際し樹脂液
の流れをスムーズにすると共に、基板14の中心部におけ
る樹脂液の流れが特に良くなる。そのため、図4(B) に
示す樹脂膜7の中心部の厚さが平準化し、全画素R,
G,Bの厚さが均一化されるようになる。
【0035】図6(A) において、カラーフィルタ基板15
は、同色の画素を図の上下方向に連通した着色樹脂パタ
ーンR-1, G-1, B-1を形成し構成したものである。図
1に示す画素R,G,Bを図の上下方向に連通せしめた
樹脂パターンR-1,G-1, B-1は、画素境界部に幅方向
の窪み8を有する。
【0036】従って、例えば樹脂パターンR-1を形成し
たのち、樹脂パターンG-1形成用樹脂膜の形成に際し樹
脂液の流れは、窪み8部分で樹脂パターンR-1を乗り越
え易くなり、そのことによって樹脂膜の厚さが均一化す
るようになる。
【0037】図6(C) は図6(B) の矢視側面図である。
図6(B) および(C) において、カラーフィルタ基板16
は、同色の画素を図の上下方向に連通した着色樹脂パタ
ーンR -2, G-2, B-2を形成し構成したものである。
【0038】図1に示す画素R,G,Bを図の上下方向
に連通せしめた樹脂パターンR-2,G-2, B-2は、画素
境界部に厚さ方向の窪み9を有する。従って、例えば樹
脂パターンR-2を形成したのち、樹脂パターンG-2形成
用樹脂膜の形成に際し樹脂液の流れは、窪み9部分で樹
脂パターンR-2を乗り越え易くなり、そのことによって
樹脂膜の厚さが均一化するようになる。
【0039】なお、図4(B) に示す如く樹脂膜7の中心
部が厚くなるのに対処する方法として、本発明の他の実
施例によるカラーフィルタ基板は、ガラス基板1の樹脂
膜7が厚くなる部分(樹脂膜形成用回転テーブルの回転
中心対応部)の画素R,G,Bに対し、図1に示す如き
画素間隙をまたは、図6(A) に示す如き窪み8をまた
は、図6(C),(B) に示す如き窪み9を形成し、樹脂膜7
の厚さが平準化される部分には従来と同じように密着す
る画素R,G,Bを形成したを作成し、所期の目的が達
成された。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるカラー
フィルタ基板は、第2,第3の画素形成用樹脂膜を形成
する樹脂液の流れが、従来構成のものよりスムーズとな
る。そのため、画素形成用樹脂膜の厚さが均一化され、
そのことによって画素の厚さが均一となり、画素の厚さ
むらによる表示むらが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を説明するための模式
【図2】 本発明の第2の実施例を説明するための模式
平面図
【図3】 本発明の第3の実施例における画素配列を示
す概略平面図
【図4】 スピンコート法による樹脂膜の説明図
【図5】 本発明の第4の実施例における画素の一部を
示す平面図
【図6】 本発明の第5,第6の実施例における画素の
説明図
【図7】 画素を形成する従来技術の説明図
【図8】 図7に示すブラックマスクと一画素の説明図
【符号の説明】
1はガラス基板(透明基板) 2はブラックマスク 3は樹脂膜 8は画素境界部分の幅方向の窪み 9は画素境界部分の厚さ方向の窪み 11,12,13,14,15,16 はカラーフィルタ基板 B,G,Rは画素 B-1,B-2,B-3,G-1,G-2,R-1,R-2は樹脂パターン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板(1) に形成した複数色の多数の
    着色樹脂画素(R,G,B) が、隣接する画素に接することな
    く分離し形成されてなること、を特徴とするカラーフィ
    ルタ基板。
  2. 【請求項2】 透明基板(1) に形成した複数色の多数の
    着色樹脂画素(R,G)が、所望色の画素(B) を除いた全ド
    ットが隣接画素に接することなく分離して形成され、該
    所望色の樹脂画素が連通し他の画素間隙を埋めた樹脂パ
    ターン(B-3)とし形成されてなることを特徴とするカラ
    ーフィルタ基板。
  3. 【請求項3】 透明基板(1) に形成した複数色の多数の
    着色樹脂画素が、同じ行または列に同色の該画素が連通
    するストライプ配列であり、該同色の画素が連通する樹
    脂パターン(R-1,G-1,B-1) の画素境界部分に幅方向の窪
    み(8) を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基板。
  4. 【請求項4】 透明基板(1) に形成した複数色の多数の
    着色樹脂画素が、同じ行または列に同色の該画素が連通
    するストライプ配列であり、該同色の画素が連通する樹
    脂パターン(R-2,G-2,B-2) の画素境界部分に厚さ方向の
    窪み(9) を設けたことを特徴とするカラーフィルタ基
    板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999048339A1 (fr) * 1998-03-17 1999-09-23 Seiko Epson Corporation Substrat de formation de motifs sur film mince et son traitement de surface
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