JPH08146408A - Production of color filter substrate for liquid crystal display element - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To reduce the production process to form a black matrix and a color filter. CONSTITUTION: An opaque coating film 2 formed on a transparent substrate 1 is irradiated with excimer laser light 4 through a photomask 3 to form a pattern of a black matrix 2 by photolysis. Then color filters of specified colors are formed on this black matrix by photolithographic techniques or the same method as that for the formation of the black matrix. Then a protective film and a transparent electrode are formed to cover the all color filters.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、量産性に優れ、光学特
性が良好で耐熱性の高い材料を用いた液晶表示素子用カ
ラーフィルタ基板の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device, which is made of a material having excellent mass productivity, good optical characteristics and high heat resistance.

【０００２】[0002]

【従来の技術】パソコンやワープロ、その他の情報機器
のための表示デバイスとして、近年、液晶表示素子を用
いた薄型，軽量かつ低消費電力の表示装置が多用される
ようになった。2. Description of the Related Art In recent years, as a display device for personal computers, word processors, and other information devices, a thin, lightweight and low power consumption display device using a liquid crystal display element has been widely used.

【０００３】液晶表示素子は、基本的には水平と垂直に
配列された多数の電極で形成されるマトリクスと上記水
平と垂直の電極の間に液晶層を有し、２つの電極の交差
部分で画素を構成して２次元画像を表示するものであ
る。A liquid crystal display element basically has a matrix formed of a large number of electrodes arranged horizontally and vertically and a liquid crystal layer between the horizontal and vertical electrodes, and has a crossing portion of two electrodes. The pixels are configured to display a two-dimensional image.

【０００４】この種の液晶表示素子には、水平と垂直の
電極に印加するパルスのタイミングで所定の画素を選択
する所謂単純マトリクス方式と、各画像にトランジスタ
等の非線型素子を配置して所定の非線型素子を選択する
所謂アクティブ・マトリクス方式とがある。For this type of liquid crystal display device, a so-called simple matrix system in which predetermined pixels are selected at the timing of pulses applied to horizontal and vertical electrodes, and a non-linear device such as a transistor arranged in each image are provided. There is a so-called active matrix method for selecting the non-linear element.

【０００５】例えば、アクティブ・マトリクス方式の液
晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素電
極のそれぞれに対応して非線形素子（スイッチング素
子）を設けたものである。各画素における液晶は理論的
には常時駆動（デューティ比 1．０）されているので、
時分割駆動方式を採用している、いわゆる単純マトリク
ス方式と比べてアクティブ方式はコントラストが良く、
特にカラー液晶表示装置では欠かせない技術となりつつ
ある。スイッチング素子として代表的なものとしては薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）がある。For example, an active matrix type liquid crystal display device is provided with a non-linear element (switching element) corresponding to each of a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix. Since the liquid crystal in each pixel is theoretically always driven (duty ratio 1.0),
Compared to the so-called simple matrix method, which uses the time-division driving method, the active method has better contrast,
In particular, it is becoming an indispensable technology for color liquid crystal display devices. A typical example of the switching element is a thin film transistor (TFT).

【０００６】なお、薄膜トランジスタを使用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭
６３−３０９９２１号公報や、「冗長構成を採用した１
２．５型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶ディス
プレイ」( 日経エレクトロニクス、１９３〜２１０頁、
１９８６年１２月１５日、日経マグロウヒル社発行）で
知られている。An active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-309921, "1.
2.5-inch active matrix color liquid crystal display "(Nikkei Electronics, pages 193-210,
It is known by Nikkei McGraw-Hill Inc. on December 15, 1986).

【０００７】図６は本発明が適用されるアクティブ・マ
トリクス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を
示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing one pixel and its periphery of an active matrix type color liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【０００８】同図に示すように、各画素は隣接する２本
の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ
（ゲートライン）と、隣接する２本の映像信号線（ドレ
イン信号線または垂直信号線）ＤＬ（データライン）と
の交差領域内（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置
されている。As shown in the figure, each pixel has two adjacent scanning signal lines (gate signal lines or horizontal signal lines) GL.
(Gate line) and two adjacent video signal lines (drain signal lines or vertical signal lines) DL (data lines) are arranged in an intersecting region (in a region surrounded by four signal lines). There is.

【０００９】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ（ＴＦＴ
１，ＴＦＴ２）、透明な画素電極ＩＴＯ１および保持容
量素子Ｃadd （付加容量）を含む。走査信号線ＧＬは図
では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されてい
る。また、映像信号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方
向に複数本配置されている。Each pixel is a thin film transistor TFT (TFT
1, TFT2), a transparent pixel electrode ITO1 and a storage capacitor element Cadd (additional capacitor). The scanning signal lines GL extend in the left-right direction in the figure, and a plurality of scanning signal lines GL are arranged in the vertical direction. Further, the video signal lines DL extend in the vertical direction and a plurality of video signal lines DL are arranged in the horizontal direction.

【００１０】なお、ＳＤ１はソース電極、ＳＤ２はドレ
イン電極、ＢＭはブラックマトリクス、ＦＩＬはカラー
フィルタである。SD1 is a source electrode, SD2 is a drain electrode, BM is a black matrix, and FIL is a color filter.

【００１１】また、図７は図６のＬ１−Ｌ１線で切断し
た断面図であって、液晶層ＬＣを基準にして下部透明ガ
ラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦＴおよび
透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガラス基板
ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光膜すなわち
ブラックマトリクスＢＭが形成されている。この上部透
明ガラス基板を一般にカラーフィルタ基板と称する。FIG. 7 is a sectional view taken along line L1-L1 of FIG. 6, in which a thin film transistor TFT and a transparent pixel electrode ITO1 are formed on the lower transparent glass substrate SUB1 side with reference to the liquid crystal layer LC. A color filter FIL and a light shielding film, that is, a black matrix BM are formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side. This upper transparent glass substrate is generally called a color filter substrate.

【００１２】透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の両面
にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜
ＳＩＯが設けられている。Silicon oxide films SIO formed by dipping or the like are provided on both surfaces of the transparent glass substrates SUB1 and SUB2.

【００１３】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
層ＬＣ側）の表面には、ブラックマトリクスＢＭ、カラ
ーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳＶ２、共通透明画素電極
ＩＴＯ２（ＣＯＭ）および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積
層して設けられている。A black matrix BM, a color filter FIL, a protective film PSV2, a common transparent pixel electrode ITO2 (COM), and an upper alignment film ORI2 are sequentially laminated on the inner surface (liquid crystal layer LC side) of the upper transparent glass substrate SUB2. Is provided.

【００１４】従来の液晶表示素子用カラーフィルタの製
造法は、Ｃｒ等の金属膜でブラックマトリクスＢＭを形
成する部分を除いて、現像機能を持つ材料を露光，現像
により、また、現像機能を持たない材料を用いる場合は
リフトオフ等の手段によりパターン形成を行っている。In the conventional method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display element, a material having a developing function is exposed and developed, and a developing function is provided, except for a portion where a black matrix BM is formed by a metal film such as Cr. When a material that does not exist is used, pattern formation is performed by means such as lift-off.

【００１５】図８は従来のカラーフィルタ製造工程のう
ちのホトリソグラフィー技術を用いたブラックマトリク
ス形成工程を説明する概略工程図である。FIG. 8 is a schematic process diagram for explaining the black matrix forming process using the photolithography technique in the conventional color filter manufacturing process.

【００１６】同図において、まず、（ａ）透明基板３上
にブラックマトリクス用の薄膜２ａを成膜し、この上に
ホトレジスト５ａを塗布する。In the figure, first, (a) a thin film 2a for a black matrix is formed on a transparent substrate 3, and a photoresist 5a is applied thereon.

【００１７】（ｂ）ブラックマトリクスのパターンに対
応した開口を有するフォトマスク３を介して紫外線９を
照射する。(B) The ultraviolet rays 9 are irradiated through the photomask 3 having the openings corresponding to the pattern of the black matrix.

【００１８】（ｃ）その後、現像液を用いたウエットプ
ロセスで露光された部分のホトレジストを除去し、ウエ
ットエッチングあるいはドライエッチングのためのエッ
チング媒体１２でホトレジストが除去された部分の薄膜
２ａをエッチングする。(C) After that, the photoresist in the exposed portion is removed by a wet process using a developing solution, and the thin film 2a in the portion where the photoresist is removed is etched by an etching medium 12 for wet etching or dry etching. .

【００１９】（ｄ）エッチングにより、ホトレジスト３
ａがない部分の薄膜２ａが除去され、パターン化された
薄膜２を得る。(D) By etching, photoresist 3
The thin film 2a in the portion without a is removed to obtain a patterned thin film 2.

【００２０】（ｅ）エッチングの終了後、ホトレジスト
を剥離してパターン化された薄膜２すなわちブラックマ
トリクスのパターンが得られる。(E) After the etching, the photoresist is peeled off to obtain the patterned thin film 2, that is, the pattern of the black matrix.

【００２１】[0021]

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
完全な遮光性を得るためには金属膜のブラックマトリク
スＢＭを用いるが、金属材料で形成したブラックマトリ
クスは外光による反射によって表示品質が低下するとい
う問題がある。In the prior art,
A black matrix BM of a metal film is used to obtain a perfect light-shielding property, but a black matrix formed of a metal material has a problem that display quality is deteriorated due to reflection by external light.

【００２２】この外光反射を回避するには、可視光の吸
収体、即ち黒色材料を用いたブラックマトリクスを採用
すればよいが、製造方式によって材料に制限が出てく
る。In order to avoid this external light reflection, a visible light absorber, that is, a black matrix using a black material may be adopted, but the material is limited depending on the manufacturing method.

【００２３】実際、従来技術の現像法を適用しようとす
ると大きな光吸収を示す材料が得難いか、又は膜厚が厚
くなる。一方、薄い膜厚が可能な黒色材料は黒鉛等であ
るが、充分なオプチカルデンシティを得ようとすると現
像機能を付与することが困難となり、リフトオフ法等に
よってパターン形成を行わざるを得ない。しかし、リフ
トオフは必ずしも良好なパターン形成のプロセスではな
い。In fact, when the conventional developing method is applied, it is difficult to obtain a material exhibiting large light absorption, or the film thickness becomes thick. On the other hand, a black material capable of forming a thin film is graphite or the like, but it is difficult to provide a developing function when trying to obtain sufficient optical density, and it is unavoidable to form a pattern by a lift-off method or the like. However, lift-off is not always a good pattern formation process.

【００２４】以上はブラックマトリクスの形成に関する
問題点であるが、色相層すなわちカラーフィルタに関し
ても、現像機能を付与するための材料に耐熱性等の制限
が出てくる。Although the above is a problem relating to the formation of the black matrix, the material for imparting the developing function is also limited in heat resistance in the hue layer, that is, the color filter.

【００２５】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタを形
成するための製造工程を短縮し、現像機能を考慮せずに
光学的特性や耐熱性のみを第１義に考えた材料のパター
ン加工を可能にすると共に、カラーフィルタ層にに生ず
る凸部を平坦化することのできる液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の製造方法を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, shorten the manufacturing process for forming the black matrix and the color filter, and only consider the optical characteristics and heat resistance without considering the developing function. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device, which enables pattern processing of a material considered in the first sense and can flatten the convex portions formed in the color filter layer.

【００２６】[0026]

【課題を解決するための手段】前記した従来技術の諸問
題を解決し、上記目的を達成するために本発明は、黒色
のブラックマトリクスパターンと三原色またはそれらの
補色からなる色相材でなるカラーフィルタで構成する画
素部と、これらを保護する透明有機保護膜と、この保護
膜上に透明電極を成膜してなる液晶表示素子用カラーフ
ィルタ基板の製造方法に関して、 ａ：エキシマレーザー光を所与のマスクに照射し、適当
な結像光学系によりマスクのパターンを基板上に塗布し
たカラーフィルタ膜上に結像し、光の当った部分をアブ
レーションにより除去することで所定のブラックマトリ
クスパターン、およびまたはカラーフィルタパターンを
形成する。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a color filter comprising a black black matrix pattern and a hue material consisting of three primary colors or their complementary colors. And a transparent organic protective film for protecting them, and a method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device, in which a transparent electrode is formed on the protective film. Irradiating the mask of, the image of the mask pattern is imaged on the color filter film coated on the substrate by an appropriate imaging optical system, and the part exposed to the light is removed by ablation to obtain a predetermined black matrix pattern, and Alternatively, a color filter pattern is formed.

【００２７】ｂ：黒色ＢＭ材として、黒鉛をポリイミド
系またはポリウレタン系高分子材をバインダー材とし、
エキシマレーザーの波長２４８ｎｍまたは３０８ｎｍに
対する吸収係数を１×１０⁵ ｃｍ^-1以上に調製した材料
を用いる。B: As a black BM material, graphite is used as a polyimide-based or polyurethane-based polymer material as a binder material,
A material having an absorption coefficient of 1 × 10 ⁵ cm ⁻¹ or more with respect to the excimer laser wavelength of 248 nm or 308 nm is used.

【００２８】ｃ：色相材として、ポリイミド系又はポリ
ウレタン系有機高分子材を基材とし、これに顔料性色素
又は染料性色素を分散乃至は染色したものを用い、エキ
シマレーザーの波長２４８ｎｍまたは３０８ｎｍに対す
る吸収係数を１×１０⁵ ｃｍ^-1以上に調製された材料を
用いる。C: As a hue material, a polyimide-based or polyurethane-based organic polymer material is used as a base material, and a pigment-based dye or a dye-based pigment is dispersed or dyed in this material, and the wavelength of the excimer laser is 248 nm or 308 nm. A material having an absorption coefficient of 1 × 10 ⁵ cm ⁻¹ or more is used.

【００２９】ｄ：色相層に生ずる重ね合わせ部分の凸部
をＢＭマスクまたはその反転開口パターンをもつマスク
を用いたアブレーションにより平坦化する。D: The convex portion of the overlapping portion generated in the hue layer is flattened by ablation using a BM mask or a mask having an inverted opening pattern thereof.

【００３０】すなわち、請求項１に記載の第１の発明
は、透明基板上に不透明被膜を形成し、前記不透明被膜
に所定の開口を有するマスクを介してエキシマレーザ光
を照射して、前記開口を透過した前記エキシマレーザ光
による光分解により前記不透明被膜にブラックマトリク
スパターンを形成するブラックマトリクス形成工程と、
前記ブラックマトリクスパターンの上に所定色相の顔料
を分散した有機膜、または所定色相の染料で着色した有
機膜を形成し、前記有機膜を覆ってホトレジストを塗布
した後、所定の色相のカラーフィルタ領域に対応する開
口若しくは遮光パターンを有するマスクを介して露光
し、現像して前記所定色相のカラーフィルタを形成する
工程を所要回数繰り返して必要とするカラーフィルタを
形成するカラーフィルタ形成工程と、前記カラーフィル
タ形成工程で形成した全てのカラーフィルタを覆って保
護膜を形成する保護膜形成工程と、前記保護膜の上に透
明電極を形成する透明電極形成工程と、を少なくとも含
むことを特徴とする。That is, in the first aspect of the present invention, an opaque film is formed on a transparent substrate, and the opaque film is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening to form the opening. A black matrix forming step of forming a black matrix pattern on the opaque coating by photolysis by the excimer laser light transmitted through
An organic film in which a pigment of a predetermined hue is dispersed or an organic film colored with a dye of a predetermined hue is formed on the black matrix pattern, a photoresist is applied to cover the organic film, and then a color filter region of a predetermined hue is formed. A color filter forming step of forming a desired color filter by repeating the step of exposing through a mask having an opening or a light-shielding pattern corresponding to the above and developing to form the color filter of the predetermined hue; It is characterized by including at least a protective film forming step of forming a protective film so as to cover all the color filters formed in the filter forming step and a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode on the protective film.

【００３１】請求項２に記載の第２の発明は、透明基板
上に不透明被膜を形成し、前記不透明被膜に所定の開口
を有するマスクを介してエキシマレーザ光を照射して、
前記開口を透過した前記エキシマレーザ光による光分解
により前記不透明被膜にブラックマトリクスパターンを
形成するブラックマトリクス形成工程と、前記ブラック
マトリクスパターンの上に所定色相の顔料を分散した有
機膜、または所定色相の染料で着色した有機膜を形成
し、前記有機膜に当該所定色相のカラーフィルタ領域を
除いた領域に開口を有するマスクを介してエキシマレー
ザ光を照射して、前記開口を透過した前記エキシマレー
ザ光による光分解で前記所定色相のカラーフィルタパタ
ーン領域を形成する工程を必要な色について繰り返すカ
ラーフィルタ形成工程と前記カラーフィルタ形成工程で
形成した全てのカラーフィルタを覆って保護膜を形成す
る保護膜形成工程と、前記保護膜の上に透明電極を形成
する透明電極形成工程と、を少なくとも含むことを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, an opaque coating is formed on a transparent substrate, and the opaque coating is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening,
A black matrix forming step of forming a black matrix pattern on the opaque coating by photolysis by the excimer laser light transmitted through the opening, an organic film in which a pigment of a predetermined hue is dispersed on the black matrix pattern, or a predetermined hue Forming an organic film colored with a dye, irradiating excimer laser light through a mask having an opening in the organic film except the color filter area of the predetermined hue, and excimer laser light that has passed through the opening A step of forming the color filter pattern area of the predetermined hue by photolysis by means of a color filter forming step and a protective film forming a protective film covering all the color filters formed in the color filter forming step Process and transparent electrode forming process for forming a transparent electrode on the protective film When, characterized in that the at least.

【００３２】請求項３に記載の第３の発明は、第１また
は第２の発明において、全色相層のパターン形成の完了
後、前記ブラックマトリクス形成用のマスクまたはその
反転開口パターンをもつマスクを用いてエキシマレーザ
によるアブレーションを行って色相層の重なり部分に生
ずる凸部を除去して平坦化する平坦化工程を備えたこと
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the mask for forming the black matrix or the mask having the inverted opening pattern thereof is formed after the formation of the pattern of all the hue layers is completed. The method is characterized by including a flattening step of performing ablation with an excimer laser to remove a convex portion generated in an overlapping portion of the hue layer and flatten the surface.

【００３３】請求項４に記載の第４の発明は、第１、第
２または第３の発明において、少なくともカーボンブラ
ックまたはグラファイトの粉末を熱硬化性ポリイミドま
たはポリウレタン系の高分子材料バインダーに混合し、
これをスピン塗布又はロールもしくはロットコーティン
グに適した粘度と塗布性を有するように調製した材料を
用いてブラックマスクを形成することを特徴とする。In a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect, at least carbon black or graphite powder is mixed with a thermosetting polyimide or polyurethane polymer material binder. ,
A black mask is formed by using a material prepared so as to have a viscosity and a coating property suitable for spin coating or roll or lot coating.

【００３４】請求項５に記載の第５の発明は、第１、第
２または第３の発明において、各色相を構成する前記有
機被膜として、現像機能を持たない透明かつ耐熱性の高
い熱硬化性ポリイミド系の有機高分子材料を用い、これ
に同じく耐熱性の高い色素を分散又は染色したものを用
いることを特徴とする。In a fifth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect of the invention, the organic coating film forming each hue has a transparent and highly heat-resistant thermosetting film having no developing function. It is characterized in that an organic polyimide-based organic polymer material is used, and a pigment having the same high heat resistance dispersed or dyed therein is used.

【００３５】請求項６に記載の第６の発明は、第４また
は第５の発明において、波長２４８ｎｍ，または３０８
ｎｍでの光の吸収率が１×１０⁵ ｃｍ^-1以上となるよう
に調製された材料を用いることを特徴とする。A sixth invention according to claim 6 is the fourth or fifth invention, wherein the wavelength is 248 nm or 308 nm.
It is characterized by using a material prepared so that the light absorption rate in nm is 1 × 10 ⁵ cm ⁻¹ or more.

【００３６】[0036]

【作用】エキシマレーザーの発振波長は紫外光領域にあ
り、かつ、ｎｓｅｃオーダーのパルス幅の大きなエネル
ギー密度を持つため、種々の物質に対し非熱的な光分解
反応（Photo-decomposition Ablation）を起こすことが
可能である。この反応を、今後簡単の為にアブレーショ
ンと称することにする。[Function] Since the oscillation wavelength of the excimer laser is in the ultraviolet region and has a large energy density with a pulse width of the order of nsec, it causes non-thermal photo-decomposition ablation of various substances. It is possible. This reaction will be referred to as ablation for the sake of simplicity.

【００３７】エキシマレーザー光をあるパターンに結像
して物質に照射すると、そのパターンの通りに物質が除
去される。When an excimer laser beam is imaged in a pattern to irradiate a substance, the substance is removed according to the pattern.

【００３８】従って、従来のフォトリソグラフィー工程
における露光と現像がエキシマレーザー光の露光工程を
１工程に短縮させることができる。また、波長が紫外領
域の為、微細なパターンを形成できるというメリットも
ある。Therefore, the exposure and development in the conventional photolithography process can shorten the exposure process of excimer laser light to one process. Further, since the wavelength is in the ultraviolet region, there is an advantage that a fine pattern can be formed.

【００３９】本発明は、このアブレーションを液晶表示
素子用カラーフィルタ基板の製造に適用したものであ
る。The present invention applies this ablation to the manufacture of a color filter substrate for a liquid crystal display device.

【００４０】すなわち、前記第１の発明において、ブラ
ックマトリクス形成工程では、透明基板上に不透明被膜
を形成し、前記不透明被膜に所定の開口を有するマスク
を介してエキシマレーザ光を照射して、前記開口を透過
した前記エキシマレーザ光による光分解により前記不透
明被膜にブラックマトリクスパターンを形成する。That is, in the first invention, in the black matrix forming step, an opaque film is formed on the transparent substrate, and the opaque film is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening, A black matrix pattern is formed on the opaque film by photolysis by the excimer laser light transmitted through the opening.

【００４１】カラーフィルタ形成工程では、前記ブラッ
クマトリクスパターンの上に所定色相の顔料を分散した
有機膜、または所定色相の染料で着色した有機膜を形成
し、前記有機膜を覆ってホトレジストを塗布した後、所
定の色相のカラーフィルタ領域に対応する開口若しくは
遮光パターンを有するマスクを介して露光し、現像して
前記所定色相のカラーフィルタを形成する工程を所要回
数繰り返して必要とするカラーフィルタを形成する。In the color filter forming step, an organic film in which a pigment of a predetermined hue is dispersed or an organic film colored with a dye of a predetermined hue is formed on the black matrix pattern, and a photoresist is applied to cover the organic film. After that, the step of exposing through a mask having an opening or a light-shielding pattern corresponding to a color filter area of a predetermined hue and developing it to form the color filter of the predetermined hue is repeated a required number of times to form a required color filter. To do.

【００４２】保護膜形成工程では、前記カラーフィルタ
形成工程で形成した全てのカラーフィルタを覆って保護
膜を形成する。In the protective film forming step, the protective film is formed so as to cover all the color filters formed in the color filter forming step.

【００４３】そして、透明電極形成工程では、前記保護
膜の上に透明電極を形成する。Then, in the transparent electrode forming step, a transparent electrode is formed on the protective film.

【００４４】前記第２の発明において、ブラックマトリ
クス形成工程は、透明基板上に不透明被膜を形成し、前
記不透明被膜に所定の開口を有するマスクを介してエキ
シマレーザ光を照射して、前記開口を透過した前記エキ
シマレーザ光による光分解により前記不透明被膜にブラ
ックマトリクスパターンを形成する。In the second invention, in the black matrix forming step, an opaque film is formed on a transparent substrate, and the opaque film is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening to open the opening. A black matrix pattern is formed on the opaque film by photolysis by the transmitted excimer laser light.

【００４５】カラーフィルタ形成工程では、前記ブラッ
クマトリクスパターンの上に所定色相の顔料を分散した
有機膜、または所定色相の染料で着色した有機膜を形成
し、前記有機膜に当該所定色相のカラーフィルタ領域を
除いた領域に開口を有するマスクを介してエキシマレー
ザ光を照射して、前記開口を透過した前記エキシマレー
ザ光による光分解で前記所定色相のカラーフィルタパタ
ーン領域を形成する工程を必要な色について繰り返す。In the color filter forming step, an organic film in which a pigment having a predetermined hue is dispersed or an organic film colored with a dye having a predetermined hue is formed on the black matrix pattern, and the color filter having the predetermined hue is formed on the organic film. Irradiation of excimer laser light through a mask having an opening in a region other than the region, and a step of forming a color filter pattern region of the predetermined hue by photolysis by the excimer laser light transmitted through the opening Repeat about.

【００４６】保護膜形成工程では、前記カラーフィルタ
形成工程で形成した全てのカラーフィルタを覆って保護
膜を形成する。In the protective film forming step, the protective film is formed so as to cover all the color filters formed in the color filter forming step.

【００４７】透明電極形成工程では、前記保護膜の上に
透明電極を形成する。In the transparent electrode forming step, a transparent electrode is formed on the protective film.

【００４８】前記第３の発明における平坦化工程は、全
色相層のパターン形成の完了後、前記ブラックマトリク
ス形成用のマスクまたはその反転開口パターンをもつマ
スクを用いてエキシマレーザによるアブレーションを行
って色相層の重なり部分に生ずる凸部を除去して平坦化
する。In the flattening step in the third aspect of the invention, after the pattern formation of all the hue layers is completed, the hue is obtained by ablation with an excimer laser using the mask for forming the black matrix or a mask having an inverted opening pattern thereof. Flattening is performed by removing the convex portion generated in the overlapping portion of the layers.

【００４９】前記第４の発明では、前記ブラックマトリ
クスの材料を、少なくともカーボンブラックまたはグラ
ファイトの粉末を熱硬化性ポリイミドまたはポリウレタ
ン系の高分子材料バインダーに混合し、これをスピン塗
布又はロールもしくはロットコーティングに適した粘度
と塗布性を有するように調製した材料としたことで、良
好なブラックマトリクスが形成される。In the fourth invention, at least carbon black or graphite powder is mixed with a thermosetting polyimide or polyurethane-based polymer material binder as the material of the black matrix, and this is spin-coated or roll- or lot-coated. A good black matrix is formed by using the material prepared so as to have a viscosity and coating property suitable for the above.

【００５０】前記第５の発明では、前記各色相を構成す
る前記有機被膜として、現像機能を持たない透明かつ耐
熱性の高い熱硬化性ポリイミド系の有機高分子材料を用
い、これに同じく耐熱性の高い色素を分散又は染色した
ものを用いることでエキシマレーザー光によるアブレー
ションで良好なカラーフィルタが得られる。In the fifth aspect of the invention, as the organic coating film forming each of the hues, a thermosetting polyimide organic polymer material having no developing function and having high heat resistance is used. A good color filter can be obtained by ablation with excimer laser light by using a material in which a high-dye pigment is dispersed or dyed.

【００５１】そして、前記第６の発明では、ブラックマ
トリクスおよびカラーフィルタの形成材料として、波長
２４８ｎｍ，または３０８ｎｍでの光の吸収率が１×１
０⁵ｃｍ^-1以上となるように調製された材料を用いるこ
とで、エキシマレーザー光によるアブレーションで良好
なブラックマトリクスおよびカラーフィルタが得られ
る。In the sixth aspect of the invention, as the material for forming the black matrix and the color filter, the absorptance of light at a wavelength of 248 nm or 308 nm is 1 × 1.
By using a material prepared to have a density of 0 ⁵ cm ^-1 or more, a good black matrix and color filter can be obtained by ablation with excimer laser light.

【００５２】[0052]

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【００５３】図１は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の第１実施例におけるブラックマトリクス
の形成工程を説明する概略図であって、１は透明基板
（一般に、ガラス基板）、２ａはブラックマトリクス用
薄膜、２はブラックマトリクス、３はホトマスク、４は
エキシマレーザー光である。FIG. 1 is a schematic view for explaining a black matrix forming process in a first embodiment of a color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention, in which 1 is a transparent substrate (generally a glass substrate) and 2a is black. The matrix thin film, 2 is a black matrix, 3 is a photomask, and 4 is an excimer laser beam.

【００５４】同図において、まず、（ａ）透明基板１に
ブラックマトリクス用薄膜２ａを成膜する。In FIG. 1, first, (a) a black matrix thin film 2a is formed on a transparent substrate 1.

【００５５】次に、（ｂ）ブラックマトリクスの開口パ
ターンに対応する開口を有するホトマスク３を介してエ
キシマレーザー光４を照射する。Next, (b) the excimer laser light 4 is irradiated through the photomask 3 having openings corresponding to the opening pattern of the black matrix.

【００５６】（ｃ）このエキシマレーザー光４の照射に
よりアブレーションでブラックマトリクス用薄膜２ａが
除去され、ブラックマトリクス２のパターンが形成され
る。このように、本実施例によれば、ブラックマトリク
ス２は、従来のようにホトレジストの塗布を必要とせ
ず、一回のエキシマレーザー光の照射のみで形成するこ
とができる。(C) By the irradiation of the excimer laser beam 4, the black matrix thin film 2a is removed by ablation, and the pattern of the black matrix 2 is formed. As described above, according to this embodiment, the black matrix 2 does not need to be coated with photoresist as in the conventional case, and can be formed by only one irradiation of excimer laser light.

【００５７】図２は図１の工程で透明基板に形成された
ブラックマトリクスの要部平面図であって、２ｂはブラ
ックマトリクス２の開口２ｂには、その後にカラーフィ
ルタが形成される。FIG. 2 is a plan view of an essential part of the black matrix formed on the transparent substrate in the step of FIG. 1, and 2b is an opening 2b of the black matrix 2 in which a color filter is subsequently formed.

【００５８】従来のフォトリソグラフィー工程では、
（ｂ）と（ｃ）の間に現像工程があるが、エキシマの工
程では必要がない。更に、パターン形成プロセスとして
アブレーションという光分解プロセスを用いているた
め、材料の選択の範囲を大幅に広げることが可能であ
る。In the conventional photolithography process,
There is a developing step between (b) and (c), but it is not necessary in the excimer step. Furthermore, since the photolysis process called ablation is used as the pattern formation process, the range of material selection can be greatly expanded.

【００５９】ブラックマトリクスとしての遮光膜はでき
るだけ薄い膜厚であることが必要である。本実施例では
アブレーションを用いることにより、現像機能を全く考
慮するこなく黒鉛粒子の量を多くすることによって、オ
プティカルデンシティが大きく、且つ薄い膜にすること
が出来る。The light-shielding film as the black matrix needs to be as thin as possible. In this embodiment, by using ablation, it is possible to form a thin film having a large optical density by increasing the amount of graphite particles without considering the developing function at all.

【００６０】勿論、このような膜を用いて、従来のリソ
グラフィー即ちリフトオフ法を用いることも可能である
が、パターン精度，プロセスの安定性，工程の長さ等に
おいてアブレーション法の方が優れている。Of course, using such a film, it is possible to use the conventional lithography, that is, the lift-off method, but the ablation method is superior in pattern accuracy, process stability, process length, and the like. .

【００６１】このブラックマトリクス２を形成した基板
にカラーフィルタを形成するが、本実施例では、カラー
フィルターの形成は前記図８で説明したホトリソグラフ
ィー工程を用いて行う。A color filter is formed on the substrate on which the black matrix 2 is formed. In this embodiment, the color filter is formed by using the photolithography process described with reference to FIG.

【００６２】図３は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の第１実施例におけるカラーフィルタの形
成工程を説明する概略図である。FIG. 3 is a schematic view for explaining a color filter forming process in the first embodiment of the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.

【００６３】この実施例では、カラーフィルタの形成に
前記図８で説明したホトリソグラフィー技術を用いてい
る。In this embodiment, the photolithography technique described with reference to FIG. 8 is used to form the color filter.

【００６４】まず、（ａ）前記ブラックマトリクス形成
工程で形成したブラックマトリクス２の上に赤色（Ｒ）
の顔料を分散した有機膜６Ｒａを成膜する。First, (a) red (R) is formed on the black matrix 2 formed in the black matrix forming step.
An organic film 6Ra in which the above pigment is dispersed is formed.

【００６５】（ｂ）前記有機膜６Ｒａを覆ってホトレジ
スト５を塗布した後、赤色の色相のカラーフィルタ領域
に対応する開口パターン若しくは遮光パターンを有する
マスク（本実施例では前者の開口パターン）を介して露
光する。(B) After the photoresist 5 is applied to cover the organic film 6Ra, a mask having an opening pattern or a light-shielding pattern corresponding to the color filter region of the hue of red is used (in this embodiment, the former opening pattern). And expose.

【００６６】（ｃ）露光したホトレジストを現像し、露
光により硬化した部分を除いて当該ホトレジストを有機
膜６Ｒａと共に除去して赤色のカラーフィルタ６Ｒを形
成する。(C) The exposed photoresist is developed, and the photoresist is removed together with the organic film 6Ra except the portion cured by the exposure to form the red color filter 6R.

【００６７】（ｄ）上記（ｃ）の工程を緑（Ｇ）と青
（Ｂ）について繰り返し、３色のカラーフィルタ６Ｒ，
６Ｇ，６Ｂを形成する。(D) The above step (c) is repeated for green (G) and blue (B), and three color filters 6R,
6G and 6B are formed.

【００６８】３色のカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
は、３色の有機膜の成膜工程や現像工程に起因してその
表面に凹凸を有している。Three color filter 6R, 6G, 6B
Has unevenness on the surface due to the film forming process and the developing process of the three-color organic film.

【００６９】本実施例では、３色のカラーフィルタ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂを形成した後に、前記ブラックマトリク
ス形成用のマスクを再度用いてエキシマレーザによるア
ブレーションを行って色相層の重なり部分に生ずる凸部
を除去して平坦化する平坦化する。In this embodiment, the color filters 6 for three colors are used.
After forming R, 6G, and 6B, the mask for forming the black matrix is used again to perform ablation with an excimer laser to remove the convex portions formed in the overlapping portions of the hue layers and flatten the surface.

【００７０】その後、全てのカラーフィルタを覆って保
護膜を形成し、さらに、その上に透明電極を形成する透
明電極形成してカラーフィルタ基板を得る。After that, a protective film is formed so as to cover all the color filters, and a transparent electrode for forming a transparent electrode is further formed thereon to obtain a color filter substrate.

【００７１】図４は本実施例で得たカラーフィルタ基板
の断面図であって、透明基板１の上に平坦なカラーフィ
ルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、その上に形成された平坦な保
護膜および透明電極を有していることが分かる。FIG. 4 is a cross-sectional view of the color filter substrate obtained in this embodiment, in which the flat color filters 6R, 6G and 6B on the transparent substrate 1 and the flat protective film and It can be seen that it has a transparent electrode.

【００７２】このように、本実施例によれば、ブラック
マトリクスの形成工程を短縮でき、かつ平坦なカラーフ
ィルタ構造を持った液晶表示素子用カラーフィルタ基板
を得ることができる。As described above, according to this embodiment, it is possible to shorten the step of forming the black matrix and obtain a color filter substrate for a liquid crystal display device having a flat color filter structure.

【００７３】図５は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の第２実施例におけるカラーフィルタの形
成工程を説明する概略図である。FIG. 5 is a schematic view for explaining a color filter forming process in the second embodiment of the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.

【００７４】この実施例では、図１のブラックマトリク
スの形成と同様のエキシマレーザーによるアブレーショ
ンでカラーフィルタの形成を行うものである。In this embodiment, a color filter is formed by ablation with an excimer laser similar to the formation of the black matrix shown in FIG.

【００７５】まず、（ａ）図１で説明した方法によって
ブラックマトリクスを形成した基板に赤（Ｒ）の色相膜
６０Ｒａを成膜する。First, (a) a red (R) hue film 60Ra is formed on a substrate on which a black matrix is formed by the method described with reference to FIG.

【００７６】（ｂ）この上に赤色のカラーフィルタを形
成する部分を遮蔽するごとき開口を有するホトマスク３
０を介してエキシマレーザー光４を照射してアブレーシ
ョンして赤入のカラーフィルタ部分を残して色相膜６０
Ｒａを除去する。(B) A photomask 3 having an opening for blocking a portion where a red color filter is to be formed.
The excimer laser beam 4 is radiated through 0 to ablate and leave the red-filled color filter portion, and the hue film 60.
Ra is removed.

【００７７】（ｃ）は上記のアブレーションで赤色のカ
ラーフィルタ６０Ｒが形成された状態を示す。(C) shows a state in which the red color filter 60R is formed by the above ablation.

【００７８】（ｄ）上記（ｂ）の工程を緑色（Ｇ）と青
色（Ｂ）について繰り返し、３色のカラーフィルタ６０
Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを形成する。(D) The above step (b) is repeated for green (G) and blue (B), and the three color filter 60 is used.
R, 60G, and 60B are formed.

【００７９】全てのカラーフィルタを形成した後、全て
のカラーフィルタを覆って保護膜を形成し、さらに、そ
の上に透明電極を形成する透明電極形成してカラーフィ
ルタ基板を得る。After forming all the color filters, a protective film is formed so as to cover all the color filters, and a transparent electrode for forming a transparent electrode is further formed thereon to obtain a color filter substrate.

【００８０】このように、本実施例によれば、ブラック
マトリクスおよびカラーフィルタの形成工程を短縮で
き、かつ平坦なカラーフィルタ構造を持った液晶表示素
子用カラーフィルタ基板を得ることができる。As described above, according to this embodiment, it is possible to shorten the steps of forming the black matrix and the color filter, and obtain a color filter substrate for a liquid crystal display device having a flat color filter structure.

【００８１】色相膜すなわちカラーフィルタをエキシマ
レーザーによるアブレーションで形成する方法を採用す
ることによって、ホトリソグラフィー技術のような現像
工程を必要としないので、材料選択の範囲を広げること
が出来る。例えば、基材として顔料，染料の分散性また
は染色性の適性のみを考慮して材料を選択することが可
能である。By adopting the method of forming the hue film, that is, the color filter by the ablation by the excimer laser, the developing process such as the photolithography technique is not required, and the range of material selection can be expanded. For example, it is possible to select the material considering only the suitability of the dispersibility or dyeability of the pigment or dye as the base material.

【００８２】また、耐熱性の高いポリイミド系の材料を
用いることによって、ＬＣＤ工程の配向膜として耐熱性
の高い材料を用いることも出来る。By using a polyimide-based material having high heat resistance, a material having high heat resistance can be used as the alignment film in the LCD process.

【００８３】アブレーションからくる材料への制限事項
はスループットに関わるもののみである。アブレーショ
ンレートは主として吸光係数に依存しており、生産に適
用出来るレベルを得るには、１×１０⁵ ｃｍ^-1以上必要
である。The only limitation on material from ablation concerns throughput. The ablation rate mainly depends on the extinction coefficient, and 1 × 10 ⁵ cm ⁻¹ or more is necessary to obtain a level applicable to production.

【００８４】材料自体、高い吸光係数を示すものとして
ポリイミド系及びポリウレタン系があり、これらはブラ
ックマトリクスのバインダーとして、または色相層の基
材として好敵である。The materials themselves include polyimide-based and polyurethane-based materials having high extinction coefficient, which are suitable as a binder for a black matrix or a base material for a hue layer.

【００８５】また、実際のカラーフィルタの加工におい
て、下地に既に完成された層があり、この上に別の層を
塗布してこれをアブレーションするという工程を繰り返
すわけだが、図５に示すようにブラックマトリクス部
分、即ち各色相が接する部分は膜の重ね合わせにより凸
部が生じる。この部分はブラックマトリクス形成用のホ
トマスクを用いてアブレーションを行うことにより平坦
化することができる。Further, in the actual processing of the color filter, there is a layer already completed on the base, and the step of applying another layer on this layer and ablating it is repeated, but as shown in FIG. In the black matrix portion, that is, the portion where the respective hues are in contact with each other, a convex portion is formed due to the superposition of the films. This portion can be flattened by performing ablation using a photomask for forming a black matrix.

【００８６】次に、本発明をさらに具体的にした実施例
により説明する。Next, the present invention will be described with reference to more specific examples.

【００８７】〔具体例１〕基板として厚みが１．１ｍｍ
で表面を研磨したガラス基板を用いる。ブラックマトリ
クス材としては黒鉛微粉末をポリイミド系樹脂に分散
し、厚み５００ｎｍで光学密度３を得た。[Specific Example 1] The substrate has a thickness of 1.1 mm.
A glass substrate whose surface is polished by is used. As a black matrix material, graphite fine powder was dispersed in a polyimide resin to obtain an optical density of 3 with a thickness of 500 nm.

【００８８】上記のブラックマトリクス材をガラス基板
の上に成膜し、波長２４８ｎｍのエキシマレーザー光の
ビームプロファイルを均一化し、図１（ｂ）に示すホト
マスクを照射して、１：１の結像レンズにより上記ブラ
ックマトリクス膜上に結像した。A film of the above black matrix material is formed on a glass substrate, the beam profile of the excimer laser light having a wavelength of 248 nm is made uniform, and the photomask shown in FIG. 1B is irradiated to form a 1: 1 image. An image was formed on the black matrix film by a lens.

【００８９】ブラックマトリクス膜上のエキシマ光のエ
ネルギー密度が２５０ｍＪ／ｃｍの時、１０ショットで
光の当った部分の材を完全に除去することが出来た。When the energy density of the excimer light on the black matrix film was 250 mJ / cm, it was possible to completely remove the material in the exposed portion in 10 shots.

【００９０】その結果図１（ｃ），図２に示したような
ブラックマトリクスパターンを得た。As a result, a black matrix pattern as shown in FIGS. 1C and 2 was obtained.

【００９１】このブラックマトリクスの上に、図３で説
明した従来方式の材料及び現像法により三原色の画素を
形成し、更にこの上に透明な有機保護膜及び透明電極Ｉ
ＴＯをつけて、液晶表示素子用カラーフィルタを完成し
た。Pixels of the three primary colors are formed on the black matrix by the conventional material and developing method described in FIG. 3, and a transparent organic protective film and a transparent electrode I are further formed thereon.
By adding TO, a color filter for liquid crystal display device was completed.

【００９２】〔具体例２〕基板として厚みが１．１ｍｍ
で表面を研磨したガラス基板を用い、ブラックマトリク
ス材としては黒鉛微粉末をポリイミド系樹脂に分散し、
具体例１と同様にブラックマトリクスのパターンを形成
する。[Specific Example 2] The substrate has a thickness of 1.1 mm.
Using a glass substrate whose surface has been polished with, graphite fine powder as a black matrix material is dispersed in a polyimide resin,
A black matrix pattern is formed in the same manner as in Example 1.

【００９３】このブラックマトリクス上に赤色顔料を分
散した透明ポリイミド系樹脂を塗布し、２００゜Ｃで焼
成して１ミクロンの膜厚とした。A transparent polyimide resin in which a red pigment was dispersed was applied onto this black matrix and baked at 200 ° C. to a film thickness of 1 micron.

【００９４】この樹脂膜に波長２４８nmのエキシマレー
ザー光のビームプロファイルを均一化して図４に示した
ホトマスクを介して、１：１の結像レンズによりこの膜
上のエキシマ光のエネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ² ，
２０ショットを与えることでレーザー光の当った部分の
色相材を完全に除去することが出来た。The beam profile of excimer laser light having a wavelength of 248 nm is made uniform on this resin film, and the energy density of the excimer light on this film is 200 mJ / cm through a 1: 1 imaging lens through the photomask shown in FIG. ² ,
By giving 20 shots, it was possible to completely remove the hue material in the portion exposed to the laser light.

【００９５】以上の工程を緑，青の各色材について繰り
返し、三原色のカラーフィルタ画素パターンを得た。The above steps were repeated for each color material of green and blue to obtain a color filter pixel pattern of three primary colors.

【００９６】このとき、各カラーフィルタ画素の接する
部分では最大５００ｎｍの凸部が生じたが、ブラックマ
トリクス形成用のホトマスクを用いてアブレーションを
実行することにより平坦化を行い、この上に透明な有機
保護膜及び透明電極ＩＴＯをつけて、液晶表示素子用カ
ラーフィルタ基板を完成した。At this time, a convex portion having a maximum of 500 nm was generated in a portion where each color filter pixel was in contact, but flattening was performed by performing ablation using a photomask for forming a black matrix, and a transparent organic film was formed thereon. A protective film and a transparent electrode ITO were attached to complete a color filter substrate for a liquid crystal display device.

【００９７】なお、上記した実施例は本発明をアクティ
ブ・マトリクス方式の液晶表示素子のカラーフィルタ基
板の製造に適用するものとして説明したが、本発明はこ
れに限らず、単純マトリクス方式の液晶表示素子のカラ
ーフィルタ基板の製造、その他類似の機器の製造に適用
できるものであることは言うまでもない。Although the above embodiments have been described as applying the present invention to the manufacture of a color filter substrate of an active matrix type liquid crystal display element, the present invention is not limited to this, and a simple matrix type liquid crystal display is used. It is needless to say that the present invention can be applied to the manufacture of color filter substrates for devices and other similar devices.

【００９８】[0098]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、１工程の露光でブラックマトリクスおよび各カラー
フィルタ層のそれぞれのパターン形成を行うことがで
き、装置コストの低減，短縮が可能になる。As described above, according to the present invention, each pattern of the black matrix and each color filter layer can be formed by one-step exposure, and the cost of the device can be reduced and shortened. Become.

【００９９】また、プロセスにエキシマレーザー光を用
いたアブレーションを採用しているため、ブラックマト
リクス材及びカラーフィルタとなる色相材の選択の幅が
広がり、光学特性及び耐熱性等の特性を向上させるた液
晶表示素子用カラーフィルタ基板を提供することができ
る。Further, since ablation using excimer laser light is adopted in the process, the range of selection of the black matrix material and the hue material to be the color filter is widened, and the characteristics such as optical characteristics and heat resistance are improved. A color filter substrate for a liquid crystal display device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の第１実施例におけるブラックマトリクスの形成工程
を説明する概略図である。FIG. 1 is a schematic view illustrating a process of forming a black matrix in a first embodiment of a color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.

【図２】図１の工程で透明基板に形成されたブラックマ
トリクスの要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of a black matrix formed on a transparent substrate in the process of FIG.

【図３】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の第１実施例におけるカラーフィルタの形成工程を説
明する概略図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a color filter forming process in the first embodiment of the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.

【図４】本発明の実施例で得たカラーフィルタ基板の断
面図である。FIG. 4 is a sectional view of a color filter substrate obtained in an example of the present invention.

【図５】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の第２実施例におけるカラーフィルタの形成工程を説
明する概略図である。FIG. 5 is a schematic view illustrating a color filter forming process in a second embodiment of the color filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.

【図６】本発明が適用されるアクティブ・マトリクス方
式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面図
である。FIG. 6 is a plan view showing one pixel and its periphery of an active matrix type color liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図７】図６のＬ１−Ｌ１線で切断した断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line L1-L1 of FIG.

【図８】従来のカラーフィルタ製造工程のうちのホトリ
ソグラフィー技術を用いたブラックマトリクス形成工程
を説明する概略工程図である。FIG. 8 is a schematic process diagram illustrating a black matrix forming process using a photolithography technique in a conventional color filter manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 透明基板 ２ ブラックマトリクス ３ ほとマスク ４ エキシマレーザー光 ５ ホトレジスト ６Ｒ 赤フィルタ ６Ｇ 緑フィルタ ６Ｂ 青フィルタ。 1 transparent substrate 2 black matrix 3 photomask 4 excimer laser light 5 photoresist 6R red filter 6G green filter 6B blue filter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】透明基板上に不透明被膜を形成し、前記不
透明被膜に所定の開口を有するマスクを介してエキシマ
レーザ光を照射して、前記開口を透過した前記エキシマ
レーザ光による光分解により前記不透明被膜にブラック
マトリクスパターンを形成するブラックマトリクス形成
工程と、 前記ブラックマトリクスパターンの上に所定色相の顔料
を分散した有機膜、または所定色相の染料で着色した有
機膜を形成し、前記有機膜を覆ってホトレジストを塗布
した後、所定の色相のカラーフィルタ領域に対応する開
口若しくは遮光パターンを有するマスクを介して露光
し、現像して前記所定色相のカラーフィルタを形成する
工程を所要回数繰り返して必要とするカラーフィルタを
形成するカラーフィルタ形成工程と、 前記カラーフィルタ形成工程で形成した全てのカラーフ
ィルタを覆って保護膜を形成する保護膜形成工程と、 前記保護膜の上に透明電極を形成する透明電極形成工程
と、を少なくとも含むことを特徴とする液晶表示素子用
カラーフィルタ基板の製造方法。1. An opaque film is formed on a transparent substrate, and the opaque film is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening, and the excimer laser light transmitted through the opening causes photolysis to perform A black matrix forming step of forming a black matrix pattern on the opaque coating; an organic film in which a pigment of a predetermined hue is dispersed or an organic film colored with a dye of a predetermined hue is formed on the black matrix pattern, and the organic film is formed. After coating with photoresist and exposing through a mask having an opening or a light-shielding pattern corresponding to a color filter area of a predetermined hue, it is necessary to repeat the step of developing to form a color filter of the predetermined hue a required number of times. And a color filter forming step of forming a color filter, For a liquid crystal display device, which includes at least a protective film forming step of forming a protective film to cover all the color filters formed in 1. and a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode on the protective film. Method for manufacturing color filter substrate. 【請求項２】透明基板上に不透明被膜を形成し、前記不
透明被膜に所定の開口を有するマスクを介してエキシマ
レーザ光を照射して、前記開口を透過した前記エキシマ
レーザ光による光分解により前記不透明被膜にブラック
マトリクスパターンを形成するブラックマトリクス形成
工程と、 前記ブラックマトリクスパターンの上に所定色相の顔料
を分散した有機膜、または所定色相の染料で着色した有
機膜を形成し、前記有機膜に当該所定色相のカラーフィ
ルタ領域を除いた領域に開口を有するマスクを介してエ
キシマレーザ光を照射して、前記開口を透過した前記エ
キシマレーザ光による光分解で前記所定色相のカラーフ
ィルタパターン領域を形成する工程を必要な色について
繰り返すカラーフィルタ形成工程と前記カラーフィルタ
形成工程で形成した全てのカラーフィルタを覆って保護
膜を形成する保護膜形成工程と、 前記保護膜の上に透明電極を形成する透明電極形成工程
と、を少なくとも含むことを特徴とする液晶表示素子用
カラーフィルタ基板の製造方法。2. An opaque film is formed on a transparent substrate, and the opaque film is irradiated with excimer laser light through a mask having a predetermined opening, and photodecomposition is performed by the excimer laser light transmitted through the opening. A black matrix forming step of forming a black matrix pattern on the opaque film; an organic film in which a pigment of a predetermined hue is dispersed, or an organic film colored with a dye of a predetermined hue is formed on the black matrix pattern, and the organic film is formed on the organic film. Irradiation of excimer laser light through a mask having an opening in a region excluding the color filter region of the predetermined hue, and the color filter pattern region of the predetermined hue is formed by photolysis by the excimer laser light transmitted through the opening. Color filter forming step for repeating necessary steps for necessary colors and the color filter forming step For a liquid crystal display device, which includes at least a protective film forming step of forming a protective film to cover all the color filters formed in 1. and a transparent electrode forming step of forming a transparent electrode on the protective film. Method for manufacturing color filter substrate. 【請求項３】請求項１または２において、全色相層のパ
ターン形成の完了後、前記ブラックマトリクス形成用の
マスク乃至その反転開口パターンをもつマスクを用いて
エキシマレーザによるアブレーションを行って色相層の
重なり部分に生ずる凸部を除去して平坦化する平坦化工
程を備えたことを特徴とする液晶表示素子用カラーフィ
ルタ基板の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein after the pattern formation of all the hue layers is completed, ablation by an excimer laser is performed using the mask for forming the black matrix or a mask having an inverted opening pattern thereof to form the hue layer A method of manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display element, comprising a flattening step of removing a convex portion generated in an overlapping portion and flattening the flat portion. 【請求項４】請求項１，２または３において、少なくと
もカーボンブラックまたはグラファイトの粉末を熱硬化
性ポリイミドまたはポリウレタン系の高分子材料バイン
ダーに混合し、これをスピン塗布又はロールもしくはロ
ットコーティングに適した粘度と塗布性を有するように
調製した材料を用いてブラックマスクを形成することを
特徴とする液晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方
法。4. The method according to claim 1, wherein at least carbon black or graphite powder is mixed with a thermosetting polyimide or polyurethane-based polymer material binder, which is suitable for spin coating or roll or lot coating. A method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display element, which comprises forming a black mask using a material prepared to have a viscosity and a coating property. 【請求項５】請求項１，２または３において、各色相を
構成する前記有機被膜として、現像機能を必ずしも必要
としない透明かつ耐熱性の高い熱硬化性ポリイミド系の
有機高分子材料を用い、これに同じく耐熱性の高い色素
を分散又は染色したものを用いることを特徴とする液晶
表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法。5. The transparent, highly heat-resistant thermosetting polyimide-based organic polymer material which does not necessarily require a developing function is used as the organic coating film constituting each hue according to claim 1, 2, or 3, A method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display element, which is obtained by dispersing or dyeing a dye having high heat resistance. 【請求項６】請求項４及び５において、波長２４８ｎ
ｍ，または３０８ｎｍでの光の吸収率が１×１０⁵ ｃｍ
^-1以上となるように調製された材料を用いることを特徴
とする液晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法。6. The wavelength of 248n according to claim 4 or 5.
m, or the absorption rate of light at 308 nm is 1 × 10 ⁵ cm
^-1 . A method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device, which comprises using a material prepared so as to be ^-1 or more.