JPH08248407A

JPH08248407A - カラー液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH08248407A
Application number: JP7054448A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Asuma; 宏明阿須間; Shigeru Matsuyama; 茂松山; Yoshifumi Tomita; 好文富田; Keiji Nagae; 慶治長江
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ブラックマトリクスとカラーフィルタを備えた
所謂カラーフィルタ基板の当該カラーフィルタの着色ム
ラを防止して高画質化を図かる。【構成】カラー液晶表示装置を構成する一方の透明基板
上に被着色層１を形成する被着色層形成工程と、前記画
素部分の同一色の配列方向に沿って１画素に複数が対応
する如く配列された多数の発熱素子４ａを有するサーマ
ルヘッド４と前記被着色層との間に昇華性染料を担持し
た熱転写フィルム２を介在させて加熱を施すことにより
前記昇華性染料を昇華させて前記被着色層に所定色に着
色された画素パターンを生成させる熱転写工程とを少な
くとも含む製造方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置に係
り、特に熱転写方式の原理を応用したカラーフィルタを
備えたカラー液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その画素選択方式の違
いにより単純マトリクス型とアクティブ・マトリクス型
とに分けられる。

【０００３】単純マトリクス型の液晶表示装置は、交差
する２組の電極間にＳＴＮ等の液晶を封入し、上記電極
の交差部で画素を形成するものである。

【０００４】一方、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）
を設けたものであり、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 1／１）されているので、時
分割駆動方式を採用してい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）が知られている。

【０００５】液晶表示装置の基本的な構造は、共通画素
電極が形成した一方の基板と、個別電極またはスイッチ
ング素子を形成した他方の基板との間に液晶組成物を充
填してなり、上記一方の基板側にカラーフィルタを具備
させることでカラー液晶表示装置を構成するようになっ
ている。

【０００６】図１４は本発明が適用されるカラー液晶表
示装置の一例としてのＴＦＴ型液晶表示装置を採用した
液晶モジュールの各構成部品を示す分解斜視図であっ
て、ＳＨＤは金属板から成る枠状のシールドケース（メ
タルフレーム）、ＬＣＷはその表示領域である液晶表示
窓、ＰＮＬは液晶表示パネル、ＳＰＢは光拡散板、ＭＦ
Ｒは中間フレーム、ＰＣＢ３はインバータ回路、ＢＬは
バックライト、ＢＬＳはバックライト支持体、ＬＣＡは
下側ケースであり、図に示すような上下の配置関係で各
部材が積み重ねられて液晶モジュールＭＤＬが組み立て
られる。

【０００７】モジュールＭＤＬは、シールドケースＳＨ
Ｄに設けられた爪ＣＬとフックＦＫによって全体が固定
されるようになっている。

【０００８】中間フレームＭＦＲは表示窓ＬＣＷに対応
する開口が形成されるように枠状に形成され、その枠部
分には拡散板ＳＰＢ、バックライト支持体ＢＬＳ並びに
各種回路部品の形状や厚みに応じた凹凸や、放熱用の開
口が設けられている。

【０００９】下側ケースＬＣＡはバックライト光の反射
体も兼ねており、効率のよい反射ができるよう、蛍光管
ＢＬに対応して反射山ＲＭが形成されている。

【００１０】なお、バックライトは図示した背面照明方
式に限らず、液晶表示パネルＰＮＬの側面部に光源を配
置した側面照明方式を採用したものもある。この場合は
拡散板ＳＰＢの下部に導光体を主体とした面光源構造体
を備える。

【００１１】図１５は従来のＴＦＴ型液晶表示装置の構
造例を説明する断面図であって、液晶組成層ＬＣを挟ん
で下部ガラス基板ＳＵＢ１と上部ガラス基板ＳＵＢ２と
から成る。

【００１２】下部ガラス基板ＳＵＢ１側にはゲート電極
ＧＴ、ゲート絶縁膜ＡＯＦおよびＧＩ、半導体層ＡＳ、
ソース・ドレイン電極ＳＤ１およびＳＤ２からなる薄膜
トランジスタＴＦＴ１、並びに透明画素電極ＩＴＯ１を
有し、さらに保護膜ＰＳＶ１と下部配向膜ＯＲＩ１が積
層形成されている。

【００１３】また、上部ガラス基板ＳＵＢ２には遮光膜
となるブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＦＩＬ
（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）、保護膜ＰＳＶ
２、共通透明画素電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）および上部配
向膜ＯＲＩ２が積層形成されている。

【００１４】なお、下部ガラス基板ＳＵＢ１と上部ガラ
ス基板ＳＵＢ２の対向面には酸化シリコン膜ＳＩＯが設
けられており、これらの酸化シリコン膜ＳＩＯに重ねて
上記した各層が積層されている。

【００１５】そして、下部ガラス基板ＳＵＢ１と上部ガ
ラス基板ＳＵＢ２の間には、その縁に沿って液晶封入口
を除いて液晶組成層ＬＣを封止するようにエポキシ樹脂
等からなるシールパターンＳＬが設けてある。

【００１６】上部ガラス基板ＳＵＢ２側の共通透明画素
電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）は、少なくとも一か所（同図で
は四隅）において銀ペースト材ＡＧＰで下部ガラス基板
ＳＵＢ１に形成された引出し配線ＩＮＴに接続されてい
る。この引出し配線ＩＮＴは図示しないゲート端子、ド
レイン端子と同一製造工程で形成される。

【００１７】配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２，透明画素電極
ＩＴＯ１，共通透明画素電極ＩＴＯ２は、シールパター
ンＳＬの内側に形成される。

【００１８】偏光板ＰＯＬ１，ＰＯＬ２は、それぞれ下
部ガラス基板ＳＵＢ１，上部ガラス基板ＳＵＢ２の外側
の表面に形成されている。

【００１９】また、液晶組成層ＬＣは液晶分子の向きを
設定する下部配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との
間でシールパターンＳＬで仕切られた領域に封入されて
いる。下部配向膜ＯＲＩ１は下部ガラス基板ＳＵＢ１側
の保護膜ＰＳＶ１の上部に形成されている。

【００２０】液晶表示装置は、下部ガラス基板ＳＵＢ１
側と上部ガラス基板ＳＵＢ２側のそれぞれで上記した各
層を積み重ね、シールパターンＳＬを上部ガラス基板Ｓ
ＵＢ２側に形成し、これに下部透明ガラス基板ＳＵＢ１
を重ね合わせてシールパターンＳＬの開口部から液晶を
注入し、注入口をエポキシ樹脂等で封止して液晶組成層
を形成した後、所定の個所で下部ガラス基板ＳＵＢ１と
上部ガラス基板ＳＵＢ２を切断して得られる。

【００２１】したがって、薄膜トランジスタＴＦＴ１の
ｉ型半導体層ＡＳは上下にある遮光膜であるブラックマ
トリクスＢＭおよびゲート電極ＧＴによってサンドイッ
チされ、外部の自然光やバックライトが当たらなくな
る。このブラックマトリクスＢＭは各カラー画素の周囲
に格子状に形成され、その各格子で１カラー画素の有効
領域を仕切っている。これによって、各カラー画素の輪
郭が明瞭となり、コントラストが向上する。つまり、ブ
ラックマトリクスＢＭはｉ型半導体層ＡＳに対する遮光
とコントラスト向上の機能を持つ。

【００２２】なお、このブラックマトリクスＢＭはシー
ルパターンＳＬの外側に延長され、反射光が表示領域に
入り込むのを防止している。

【００２３】ブラックマトリクスＢＭで区画される領域
には画素パターンとなる複数のカラーフィルタＦＩＬ
（一般的には赤（Ｒ）：ＦＩＬ（Ｒ）、緑（Ｇ）：ＦＩ
Ｌ（Ｇ）、青（Ｂ）：ＦＩＬ（Ｂ）が採用されるが、こ
れらの色と補色の関係にあるイエロー、マゼンタ、シア
ンを採用するものもある）が所定の規則で配列されてい
る。例えば、カラーフィルタＦＩＬ（Ｇ）は上部ガラス
基板ＳＵＢ２側に形成され、その周囲にブラックマトリ
クスＢＭが一部重畳して囲み込む構成とすることによ
り、所定の面積が規定されている。

【００２４】従来、ブラックマトリクスは金属クロム等
を成膜後ホトエッチング法によって格子状パターンを得
る方法や、感光性の樹脂の中に黒色化するための着色剤
を添加して塗布後、ホトリソグラフィープロセスを用い
て格子状パターンを形成する方法等が知られている。

【００２５】また、液晶表示装置用のカラーフィルタ基
板の形成方法としては、主としてホトリソグラフィプロ
セスを使用する染色法，顔料分散法、あるいは電着法，
印刷法等が知られている。

【００２６】このブラックマスクとカラーフィルタを形
成する典型的な方法としてのホトリソグラフィープロセ
スを用いた顔料分散法は、先ずブラックマトリクスを形
成した後、所定の顔料（例えば、赤色顔料）を分散した
感光性材料を上記ブラックマトリクス上に塗布し、赤フ
ィルタ領域部分のみに開口を有するマスクを介して露光
し、現像することによって赤フィルタを形成し、以下同
様にして緑、青の各フィルタを順次形成するものであ
る。

【００２７】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、頁１９３〜２１０、
１９８６年１２月１５日、日経マグロウヒル社発行、で
知られている。本例では、アクティブ・マトリクス方式
にて説明したが、廉価版のスーパーツィステッド・ネマ
チック（ＳＴＮ）液晶やツィステッド・ネマチック（Ｔ
Ｎ）液晶を使用したカラー液晶表示装置では、薄膜トラ
ンジスタが存在しないため、必ずしもこの遮光用ブラッ
クマトリクスパターンＢＭは必要ない。本発明は一般の
カラー液晶表示装置に係るものであり、この場合もブラ
ックマトリクス工程以外は適用可能である。

【００２８】図１６は最も一般的なホトリソグラフィプ
ロセスを使用する顔料分散法を用いたカラーフィルタ基
板の製造方法を説明する工程図である。

【００２９】同図において、ブラックマトリクスＢＭ形
成工程としては、金属クロム（Ｃｒ）等を成膜後ホト
エッチング法によってパターン形成するもの、感光性
の樹脂の中に黒色化にするための着色剤を添加し塗布後
ホトリソグラフィプロセスを用いて形成するものなどが
ある。

【００３０】Ｃｒ膜使用のブラックマトリクスＢＭの形
成は、−１透明基板にＣｒ膜を成膜し、→−２Ｃ
ｒ膜の上にホトレジストを塗布し、→−３ブラックマ
トリクスパターンの開孔を有する露光マスクを介して露
光し、→−４現像して、→−５エッチング処理し、
→−６ホトレジストを剥離する工程を経て形成され
る。

【００３１】また、顔料分散方式によるブラックマトリ
クスの形成は、−１透明基板に黒色レジストを塗布
し、→−２ブラックマトリクスパターンの開孔を有す
る露光マスクを介して露光し、→−３現像して、→
−４硬化する工程を経て形成される。

【００３２】上記またはでブラックマトリクスＢＭ
を形成した基板を用い、この上に着色画素を形成する着
色画素形成工程は、−１顔料粒子を内部に添加した
感光性材料塗布後、赤（Ｒ）色着色材料を塗布し、→
−２赤着色部分に対応する露光マスクを介して露光し、
→−３現像して、→−４ポストベークを施して赤画
素の着色を行う。

【００３３】同様にして、−５緑（Ｇ）色着色材料を
塗布し、上記と同様に−６露光，−７現像，−８
ポストベークを施して緑画素の着色を行い、−９青
（Ｒ）色着色材料を塗布し、上記と同様に−１０露
光，−１１現像，−１２ポストベークを施して緑画
素の着色を行うことによって所要の三色着色パターン形
成する。

【００３４】図１７は図１６で説明した製造方法にて形
成された一般的なカラーフィルタのの構造を説明する要
部断面図である。

【００３５】図中、ＩＴＯ２はカラーフィルタの表面に
形成された透明電極、ＰＳＶ２は着色層（着色されたカ
ラー画素）の上に形成された透明な保護膜、ＦＩＬ
（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）は着色された各色
のカラー画素を、ＳＵＢ２はガラス基板、ＢＭはブラッ
クマトリックスである。

【００３６】なお、酸化シリコン膜ＳＩＯは、液晶表示
装置の用途や透明基板ＳＵＢ２の材質によっては形成さ
れないこともある。

【００３７】同図に示したように、カラーフィルタの構
造は通常、各画素あるいは各色ごとにモザイク状や縦ス
トライプ状にパターン領域が分離された着色層ＦＩＬ
（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）の上に保護膜層Ｐ
ＳＶ２が形成され、更にその上に透明電極ＩＴＯ２が形
成された構造となっている。

【００３８】このようにカラーフィルタ構造を形成する
ことで、透明電極ＩＴＯ２形成時の蒸着やスパッタリン
グによる２００°Ｃ近い温度やその後のモジュール工程
での熱処理に対する耐熱性を実用上問題ないレベルまで
確保でき、色再現性の良好なるカラーフィルタが形成さ
れる。

【００３９】一方、製造コストの低減及び生産能力向上
を目的に三原色の着色を一括して行う方法が実用化検討
されており、熱転写方式はその一つである。

【００４０】ここで、カラーコピー、ビデオプリンタ等
に用いられるカラー印刷に適用されている熱転写方式に
ついて説明する。

【００４１】図１８はカラー印刷に用いられる熱転写方
式の説明図であって、（ａ）は概略製造工程を、（ｂ）
は製造装置の代表的な模式図である。

【００４２】同図において、（ａ）のレジスト塗布工程
は受像紙を形成する工程であり、本例では（ｂ）に示し
たようにベース紙に染着樹脂層を塗布し、さらにその上
に、異常転写防止層を積層している。

【００４３】異常転写防止層は、熱転写時にインクが余
分な領域まで熱拡散しないようにするものである。

【００４４】次に、熱転写工程により前記受像紙を着色
する。熱転写フィルム２はポリエチレンテレフタレート
等のベースフィルムの一方に耐スティック層を塗布し、
他方に着色剤を塗布したものである。

【００４５】着色剤の色彩については黄色（Ｙ）、シア
ン色（Ｃ）、マゼンダ色（Ｍ）の三原色を用いて混色法
により達成する。

【００４６】現在、熱転写方式には、着色材の種類によ
り二種の方法が一般に使用されている。第一の方法は顔
料などの着色剤を例えばワックスに混合して着色材とす
るもので、加熱することによってワックスごと被着色物
に転写する。この着色剤を使用する場合の利点は被着色
物に普通の紙を使うことができることである。

【００４７】そして、第二の方法は図９の（ｂ）に示す
ように、昇華性染料とバインダー樹脂との混合物をイン
ク層３としてベースフィルム上に塗布したものを用い
る。加熱されたときに転写される部分は染料であり、加
熱による染料の昇華現象を利用している。被染色層とし
ては透明な高分子の染色樹脂膜層が必要となる。

【００４８】ただし、この熱転写方式を液晶表示装置の
カラーフィルタ基板の製造に応用する本発明では、カラ
ーフィルタの構造から染料が余分な領域まで熱拡散しな
いよう防止する防染色領域を形成するため、前記した異
常転写防止層は使用していない。

【００４９】また、本発明はベース紙のかわりにガラス
基板等の透明基板を使用すること、及びワックスを用い
た方法は耐熱特性に問題があることから、より良い方法
として第二の方法を採用している。そして、発熱体４と
してサーマルヘッドを使用しているがレーザを用いるこ
ともできる。

【００５０】この熱転写方式の第二の方法をカラー液晶
表示装置のカラーフィルタに応用した例は、ディージェ
ーハリソンアンドエムシーオリドフィール
ド，”ザユースオブサーマルダイトランスファ
ーテクノロジーフォーザアプリケーションオブ
カラーフィルターアレイズ”，プロシーディング
スオブザナインスインターナショナルコング
レスオンアドヴァンシーズインノンインパク
トプリンティングテクノロジーズ、382 〜384 頁、1
993 年(D.J.Harison and M.C.Olidfield, "The Use of
Thermal Dye Transfer Technology for the Fabricatio
n of Color Filter Arrays", Proceedings of the 9th
International Congress on Advances in Non-Impact P
rintingTechnologies, page 382〜384(1993))及び米国
特許第５，１６６，１２６号明細書に記載されている。

【００５１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
画素パターンとなるカラーフィルタの着色層は、図１６
に示したように、ホトリソプロセスを主体とした方法で
作られているが、この方法では製造工程が長くなりコス
トアップの最大原因になっている。

【００５２】また、ホトリソプロセスは必ず光による露
光プロセスを伴っており、パターンが微細化するに伴い
精度の高いマスクを必要とする方法である。さらに、感
光した高分子層をパターン化するためには液体の薬品を
用いた湿式の現像工程が必須条件となる。

【００５３】次に、着色層として赤（Ｒ），緑（Ｇ），
青（Ｂ）の三色を形成しようとすれば、前記した露光，
現像の工程は少なくとも３回必要となるという問題があ
った。

【００５４】また、液晶表示装置の製造に実際に用いら
れた場合は、複数の着色層を別々に形成するため各色の
膜厚が不均等となり、保護膜上の液晶駆動用の透明電極
がうまく形成できなかったり、あるいは、保護膜、透明
電極、配向膜を介して対向電極基板と一定のギャップを
保持して組み立てる場合、各画素間の液晶層の膜厚のバ
ラツキが大きくなるという問題があった。

【００５５】特に、ＳＴＮタイプの液晶表示装置にとっ
ては、応答速度や視角特性の改善のため、液晶層の膜厚
バラツキをＴＮタイプの液晶素子に比べ更に小さくする
必要がある。そのため、表示面内の液晶層に膜厚のバラ
ツキがあると、その部分で色ムラ不良が生じ、光学特性
の安定化に対し非常に不利となる。

【００５６】一方、図１８に示したように、従来の昇華
性染料を用いる熱転写方式を製造工程として採用するこ
とによって着色工程を簡略化することは可能である。

【００５７】しかし、カラー液晶表示装置の解像度、す
なわち単位面積当りの画素数は、例えばパーソナルコン
ピュータの表示装置の場合３０〜６０画素／ｍｍ²程度
が要求される。

【００５８】一般的に、サーマルヘッドの解像度、すな
わち単位長さ当りの発熱素子数は、約１０dots／ｍｍ程
度である。

【００５９】フレキシブルにＲ色，Ｇ色，Ｂ色の画素パ
ターンを着色し、さらに画素内で着色むらを抑えるに
は、現状のサーマルヘッドの解像度では困難であるとい
う問題が生じる。

【００６０】本発明の目的は、サーマルヘッドを用いた
熱転写方式をカラー液晶表示装置の着色工程として採用
し、現状のサーマルヘッドの解像度でも満足できる着色
層を形成するカラー液晶表示装置の製造方法を提供する
ことにある。

【００６１】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の第１の発明は、カラー
液晶表示装置を構成する一方の透明基板上に被着色層を
形成する被着色層形成工程と、前記画素部分の同一色の
配列方向に沿って１画素に複数が対応する如く配列され
た多数の発熱素子を有するサーマルヘッドと前記被着色
層との間に昇華性染料を担持した熱転写フィルムを介在
させて加熱を施すことにより前記昇華性染料を昇華させ
て前記被着色層に所定色に着色された画素パターンを生
成させる熱転写工程とを少なくとも含むことを特徴とす
る。

【００６２】また、請求項２に記載の第２の発明は、第
１の発明において、前記サーマルヘッドと前記透明基板
の少なくとも一方を前記画素パターンの同一色の配列方
向と直角方向に移動させて熱転写を行うことを特徴とす
る。

【００６３】さらに、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、前記被着色層を前記所
定色に着色された画素パターン間に残留させることを特
徴とする。

【００６４】そしてまた、請求項４に記載の第４の発明
は、第１または第２の発明において、前記被着色層に前
記所定色の着色を施す前に、前記着色パターン領域間の
前記被着色層を除去することを特徴とする。

【００６５】さらにまた、請求項５に記載の第５の発明
は、第１〜第４の発明の何れかにおいて、前記前記被着
色層の形成前に前記画素パターンを区画するブラックマ
トリクスを形成するブラックマトリクス形成工程を有す
ることを特徴とする。

【００６６】また、請求項６に記載の第６の発明は、第
１〜第４の発明の何れかにおいて、前記前記被着色層の
形成後に前記画素パターンを区画するブラックマトリク
スを形成するブラックマトリクス形成工程を有すること
を特徴とする。

【００６７】請求項７に記載の第７の発明は、第１〜第
６の発明の何れかにおいて、前記被着色層または前記被
着色層とブラックマトリクスを覆って保護層を形成する
保護層形成工程と、前記保護層上に透明電極形成工程と
を有することを特徴とする。さらに、請求項８に記載の
第８の発明は、第６または第７の発明において、前記ブ
ラックマトリクスのパターンを基準として前記サーマル
ヘッドと前記画素パターンとの平行度を調整することを
特徴とする。

【００６８】さらにまた、請求項９に記載の第９の発明
は、第６または第７の発明において、前記ブラックマト
リクスのパターン形成時に作成した基準マークを基準と
して前記サーマルヘッドと前記画素パターンとの平行度
を調整することを特徴とする。

【００６９】そして、請求項１０に記載の第１０の発明
は、第１〜第９の発明の何れかにおいて、前記所定の着
色が黄色，マゼンダ色，シアン色の組、あるいは赤色，
緑色，青色の組の何れかの組の昇華性染料を担持した熱
転写フィルムを用いて前記熱転写を行うことを特徴とす
る。

【００７０】また、ブラックマトリックス及び透明画素
電極、その他の形成工程には、通常のホトリソグラフィ
技術を採用していると共に、ブラックマトリックス，被
染色層，及び透明画素電極の材料は市販の材料あるいは
公知の材料を使用した。

【００７１】さらに、ブラックマトリクス、及び透明画
素電極の成膜には通常の蒸着、スパッタリングあるいは
塗布法等を採用した。

【００７２】

【作用】上記各請求項に記載の各発明の構成において、
熱転写方式を液晶表示装置の製造工程として採用し、熱
転写のためのサーマルヘッドの発熱素子の形状を画素部
分の同一色の配列方向に沿って１画素に複数が対応する
如く配列された多数の発熱素子を有する構成としたこと
により、各Ｒ，Ｇ，Ｂストライプ配列毎にサーマルヘッ
ドの発熱素子数が同数で均等に配置されるため、各Ｒ，
Ｇ，Ｂストライプ間で色むらの少ない優れたカラーフィ
ルタが得られ、かつ染料の混色が防止され、各画素にあ
る液晶駆動用の透明電極であるＩＴＯ１とＩＴＯ２間の
ギャップバラツキを最小限に抑えて、生産性が高く、光
学特性に優れ、かつ顧客の要求使用環境条件を充分満足
する信頼性の高いカラー液晶表示装置の製造方法を提供
することができる。

【００７３】

【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。

【００７４】なお、全図面において、同一機能を有する
ものについては同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

【００７５】図１は本発明によるカラー液晶表示装置の
製造方法の１実施例を説明するカラーフィルタ基板の当
該カラーフィルタ形成方法の模式図であって、１は被着
色層、２は熱転写フィルム、４はサーマルヘッド、４ａ
は発熱素子、ＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ
（Ｂ）はストライプ状にそれぞれ配列された赤，緑，青
の各画素のフィルタ（画素パターン）である。

【００７６】同図において、被着色層１はカラー液晶被
装置のフィルタ基板上に形成されて染料と反応して所定
の色に着色される。熱転写フィルム２はポリエチレンテ
レフタレート等のベースフィルムの一方に耐スティック
層を塗布し、他方に加熱によって昇華する所謂昇華染料
を担持して、サーマルヘッド４の発熱素子４ａによる加
熱で当該昇華染料を被着色層２に昇華させるフィルムで
ある。

【００７７】サーマルヘッド４には画素部分の同一色の
配列方向に沿って１画素に複数が対応する如く配列され
た多数の発熱素子４ａを具備している。

【００７８】この実施例では、フィルタＦＩＬ（Ｒ），
ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）が形成される画素部分の同
一色の配列方向に沿って１画素に複数が対応する如く配
列された多数の発熱素子４ａを備えたサーマルヘッド４
を用いる。

【００７９】すなわち、各カラーフィルタＦＩＬ
（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）のそれぞれは複数
の発熱素子４ａによる熱転写で着色される。

【００８０】図２は本発明によるカラー液晶被装置の製
造方法の１実施例を説明する概略工程図であって、ＳＵ
Ｂ２は透明ガラス基板、ＳＩＯ２は透明電極、ＢＭはブ
ラックマトリクス、ＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩ
Ｌ（Ｂ）はカラーフィルタ、図１と同一符号は同一部分
に対応する。

【００８１】同図において、先ず、赤の染料を担持した
熱転写フィルム２を介してサーマルヘッド４を被着色層
１に対向させ、図示しない加熱電流を印加することによ
って発熱素子４ａを加熱し、その発熱で熱転写フィルム
２の染料を昇華させて被着色層１にカラーフィルタＦＩ
Ｌ（Ｒ）を着色形成する。・・・・（ａ）次いで、熱転写フィルム２を緑の染料を担持した熱転写
フィルム２を介して加熱処理してカラーフィルタＦＩＬ
（Ｇ）を形成する。・・・・（ｂ）最後に青の染料を担持した熱転写フィルムを用いてカラ
ーフィルタＦＩＬ（Ｂ）を形成する。・・・・（ｃ）なお、カラーフィルタＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），Ｆ
ＩＬ（Ｂ）の形成後、その上に保護層と透明電極を形成
する。

【００８２】本実施例により、ブラックマトリクスＢＭ
で区画されたカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ
（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）が得られ、そのカラーフィルタＦ
ＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）のそれぞれが
複数の発熱素子による熱転写で色ムラなく形成されるた
め、高品質の画像表示を行うことができる。

【００８３】また、各カラーフィルタＦＩＬ（Ｒ），Ｆ
ＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）の平坦性が良好であり、液晶
表示装置全体として薄型化が達成でき、また露光マスク
を必要としない製造方法であることで工程数が少なく、
製造コストを大幅に低減できる。

【００８４】図３は本発明によるカラー液晶表示装置の
製造方法の１実施例におけるサーマルヘッドへ印加され
る加熱電流の説明図であって、前記図１，図２と同一符
号は同一部分に対応する。

【００８５】本実施例では、熱転写フィルムを加熱する
サーマルヘッド４に印加する電流は、先ず赤のカラーフ
ィルタＦＩＬ（Ｒ）着色部分の最初のストライプ１列に
サーマルヘッドを位置させて電流Ｉ_Rを流す。以下、次
のカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）着色部分にサーマルヘッ
ドを移動させて同様に電流Ｉ_Rを流し、全てのカラーフ
ィルタＦＩＬ（Ｒ）着色部分に着色を施す。

【００８６】次に、緑のカラーフィルタＦＩＬ（Ｇ）着
色部分の最初のストライプ１列にサーマルヘッドを位置
させて電流Ｉ_Gを流す。以下、次のカラーフィルタＦＩ
Ｌ（Ｇ）着色部分にサーマルヘッドを移動させて同様に
電流Ｉ_Gを流し、全てのカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）着
色部分に着色を施す。

【００８７】最後に、青のカラーフィルタＦＩＬ（Ｂ）
着色部分の最初のストライプ１列にサーマルヘッドを位
置させて電流Ｉ_Bを流す。以下、次のカラーフィルタＦ
ＩＬ（Ｂ）着色部分にサーマルヘッドを移動させて同様
に電流Ｉ_Bを流し、全てのカラーフィルタＦＩＬ（Ｂ）
着色部分に着色を施す。

【００８８】このように、サーマルヘッドには２ストラ
イプ分の移動毎に加熱電流が印加されるため十分な冷却
期間を確保でき、その熱制御が容易となる。

【００８９】この実施例によって、前記実施例と同様
に、各カラーフィルタ部分は色ムラなく形成されるた
め、高品質の画像表示を行うことができる。

【００９０】図４は本発明によるカラー液晶表示装置の
製造方法の１実施例を説明するサーマルヘッドと画素パ
ターンとの平行度調整の説明図である。

【００９１】本実施例では、透明ガラス基板ＳＵＢ２に
形成したブラックマトリクスＢＭのパターンにサーマル
ヘッド４を整合させることで、着色領域であるカラーフ
ィルタＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）の着
色位置を調整し、正確なカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ），
ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）を形成できる。

【００９２】また、この位置調整手段として、ブラック
マトリクスを形成する際に、透明ガラス基板ＳＵＢ２の
適当な位置に適当なマークを同時に形成して、このマー
クを基準としてサーマルヘッドと画素パターンとの平行
度を調整するようにすることもできる。

【００９３】図５は本発明により製造されたカラーフィ
ルタ基板の第１例を説明する要部断面図であって、ＩＴ
Ｏ２はカラーフィルタの表面に形成された透明電極、Ｐ
ＳＶ２は着色層（着色されたカラー画素）の上に形成さ
れた透明な保護膜、１は被着色層、ＦＩＬ（Ｒ），ＦＩ
Ｌ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ）は着色されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の
カラーフィルタ（画素）、ＦＩＬ（Ｔ）は着色されてい
ない被染着層の部分、ＳＵＢ２は透明基板としてのガラ
ス基板、ＢＭはブラックマトリックス、ＳＩＯは酸化シ
リコン膜である。

【００９４】なお、酸化シリコン膜ＳＩＯは、液晶表示
装置の用途や透明基板ＳＵＢ２の材質によっては形成さ
れないこともある。

【００９５】同図において、着色層であるカラーフィル
タＦＩＬは前記図１７に示した従来技術とは異なり、カ
ラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ
（Ｂ）が透明な被着色層１の中に着色形成され、被着色
層１の着色されていない部分ＦＩＬ（Ｔ）で領域分割さ
れ、各色の重なりがないような構造となっている。

【００９６】図６は図５に示したカラーフィルタ基板第
１例の製造工程の説明図である。

【００９７】同図において、まず、（ａ）ブラックマト
リックスＢＭをガラス基板ＳＵＢ２上あるいはガラス基
板ＳＵＢ２上の被覆層ＳＩＯ上に形成する。

【００９８】遮光効果を考慮し、本例では８００〜１２
００Å程度の膜厚の金属クロムの膜を用いた。なお、ブ
ラックマトリクスＢＭは金属クロムに限らず、その他、
金属アルミニウム、ニッケルあるいは酸化クロムとクロ
ムの多層膜を使用することもできる。

【００９９】また、黒色にするための着色剤を添加した
感光性の有機膜を用いて形成する場合も有り、その際に
は必要となる透過率の値から膜厚が決定される。有機膜
を用いる場合の材料としては、富士ハント社製ＣＫ−５
００１（商品名）や日本化薬社製ＤＣＦＫシリーズ（商
品名）があり、これらは何れもカーボンと黒色顔料ある
いはカーボンと三原色顔料などとの混合系である。

【０１００】ブラックマトリックスＢＭパターンの形成
方法は全体の寸法精度向上の為に、また他の着色画素形
成などの基準となるために、ホトリソグラフィプロセス
を用いる。

【０１０１】以上のように、予めブラックマトリックス
ＢＭを形成したガラス基板の上に透明な被着色層１をス
ピンコート等にて約３μｍ厚に塗布し、その後に加熱乾
燥する。

【０１０２】被着色層１を構成する材料として種々のも
のが考えられるが、本例ではネガ型の感光性を有する芳
香族含有材料で、アクリロイル基を付加した樹脂組成物
を主に使用した。

【０１０３】また、芳香族含有材料としてはノボラック
樹脂を用いることもできる。これらの感光性樹脂組成物
は、特開平４−１７５７５３号公報及び特開平４−１７
５７５４号公報にも例が示されている。その他、米国特
許第４，９２３，８６０号明細書、米国特許第４，９６
２，０８１号明細書及び米国特許第５，０７３，５３４
号明細書等に記載されている材料でもよく、またポリカ
ーボネイト、塩化ビニール、ポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、ポリカプロラ
クトン等も使用可能である。

【０１０４】本例では、着色層のパターン形成が不要な
ので、非感光性の材料も使用き、ポリエステル樹脂の東
洋紡績製バイロン＃２００（商品名）やセルロースアセ
テート樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレート、アクリル樹脂等が使用可能であ
る。

【０１０５】次に、（ｂ）前記ブラックマトリックスＢ
Ｍ上に形成した透明な被着色層１を覆って、予め昇華性
染料３を塗布した例えば４μｍ程度のポリエチレンテレ
フタレートのベースフィルムからなる熱転写フィルム２
を介して所要の領域を初メイツ体４で部分的に加熱し、
染料の昇華特性を利用して被着色層１を着色する。

【０１０６】昇華性染料３は熱転写される被着色層１の
種類によって選択されなければならない。本例では、日
本化薬社製の市販されている分散染料、カチオン染料等
を使用した。

【０１０７】例えば、三原色として、赤色にはカヤセッ
トレッドＢあるいはカヤセットスカーレット９２６、緑
色にはカヤセットイエローＡ−Ｇとカヤセットブルー７
１４の混合物、青色にはカヤセットブルー７１４を使用
する一組、または、黄色にはカヤセットイエローＡ−
Ｇ、シアン色にはカヤセットブルー７１４、マゼンダ色
にはカヤセットレッドＢを使用する一組を採用する（な
お、上記の名称は何れも商品名である）。

【０１０８】上記の部分的な加熱の方式としては、発熱
体４としてサーマルヘッドを用いたがレーザでもよい。
一般に、精細度の高いパターンを形成する場合にはレー
ザが好適である。

【０１０９】本例では、着色層すなわちカラーフィルタ
ＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）は防染色領
域に透明な無着色の領域ＦＩＬ（Ｔ）を設けて分割され
ており、透明電極ＩＴＯ２の形成時のスパッタリングや
その後の各種アニール工程で染料が水平方向に拡散して
も混色を防止し、ブラックマトリックス領域内で覆われ
るようにしている。

【０１１０】また、本例では、着色層であるカラーフィ
ルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）の端部
は前記ブラックマトリックスと重なって形成されている
が、昇華性染料３と被着色層１の組合せによっては、拡
散性が大きい場合があり、さらに透明な無着色の領域Ｆ
ＩＬ（Ｔ）を拡げることも必要である。

【０１１１】さらに、（ｃ）カラーフィルタとしての耐
熱性を向上させるために保護膜ＰＳＶ２を着色層である
カラーフィルタＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ，）ＦＩＬ
（Ｂ）の上に形成する。被着色材によっ異なるが、昇華
性染料を用いているために染料の昇華温度近辺では着色
層であるカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、
ＦＩＬ（Ｂ）の境界から脱色が起こり、カラーフィルタ
の劣化として観察される。そこで、染料の垂直方向の
拡散および昇華を防止するために着色層の上に保護膜層
ＰＳＶ２を形成するのである。

【０１１２】この保護膜層ＰＳＶ２の材料としては種々
のものが考えられるが、最終的に液晶表示装置の電極下
地膜となる為には、透明電極ＩＴＯ２が形成できるこ
と、上下の電極基板（すなわち、カラーフィルタ基板と
ＴＦＴ基板）を接着しているシールＳＬ（図１４）の材
料に対する接着性が良いこと、封入される液晶材料ＬＣ
（図１４）に対する影響の無いことなど色々な化学的、
物理的特性が必要となる。

【０１１３】本実施例では各着色画素（カラーフィル
タ）は同時に形成されているために各画素間の段差（平
坦性）には問題が無く、保護膜自体に平坦化特性を持た
せる必要が無く、又膜厚も薄くできる。

【０１１４】上記の保護膜用材料としては日産化学工業
株式会社製ＡＲコ−ト材料Ｐ−５００Ｓ（プラスチック
用）（商品名）を用いた。その固形分濃度４％品をスピ
ンコータを用いて約２００ｒｐｍの条件で塗布し、８０
゜Ｃで溶剤乾燥を行った後紫外線（３６５ｎｍ）を３．
６Ｊ／ｃｍ²の条件で照射する。更に、１２０℃にて６
０分加熱を行い硬化させる。

【０１１５】上記の塗布条件では約２０００Åの膜厚を
得ることができる。加熱温度は１２０゜Ｃで行ったが、
染色に用いた染料により更に高い温度に設定することも
可能である。但し、この加熱温度は、少なくとも染料の
昇華温度よりも低温にすることが必要となる。

【０１１６】そして、（ｄ）保護膜ＰＳＶ２の上に透明
電極ＩＴＯ２をスパッタリングにて形成し、ホトリソプ
ロセスを用いてパターン形成する。

【０１１７】なお、アクティブマトリックスの場合には
予め透明電極ＩＴＯ２の形成されない部分を中央に開口
穴のあいた枠を用いて隠し、その後スパッタリング等で
成膜を行い、フォトリソグラフィによるパターン形成を
しない場合もある。

【０１１８】本例によれば、耐熱性を向上させて染料の
混色を防止し、各画素にある液晶駆動の透明電極である
ＩＴＯ１とＩＴＯ２間のギャップバラツキを最小限に抑
えて、光学特性に優れ、かつ信頼性の高いカラー液晶表
示装置を提供することができる。

【０１１９】図７は本発明による液晶表示装置の第２例
を構成するカラーフィルタ基板の要部断面図であって、
更に、耐熱性を向上させる構造とした例である。

【０１２０】この例では、カラーフィルタＦＩＬ
（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）となる被着色層１
の境界部分を除去して各カラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、
ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）間での染料の拡散を防止し
た構造としたものである。

【０１２１】図８は図７に示したカラーフィルタ基板第
２例の製造工程の説明図である。

【０１２２】同図において、（ａ）ブラックマトリック
スＢＭをガラス基板ＳＵＢ２上あるいはガラス基板ＳＵ
Ｂ２上の被覆層ＳＩＯ上に形成する。

【０１２３】次に、（ｂ）透明な被着色層１である感光
性樹脂をブラックマトリックスＢＭ上に塗布形成した
後、ホトリソプロセスにより各画素あるいは各色に対応
した着色層パターンすなわちカラーフィルタ層ＦＩＬ
（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）となる部分を形成
しておく。

【０１２４】本例では、被着色層１として前記第１例で
説明した感光性樹脂を使用する。すなわち、ネガ型の感
光性を有した芳香族含有材料でアクリロイル基を付加し
た樹脂組成物を主に使用し、スピンコート等にて約１〜
１．５μｍの膜厚範囲で塗布する。

【０１２５】被着色層１に従来のように各原色ごとにホ
トリソプロセスを繰り返し施すのではなく、一回のホト
リソプロセスで全色のパターンを一度に形成する。

【０１２６】このパターンは、カラーフィルタの色配列
に対応したモザイク形状や縦ストライプ形状等に形成さ
れる。三原色のパターンの断面形状は図７に示すよう
に、各画素あるいは各色ごとのパターンの間が互いに溝
で隔てられた間隙を有して領域分割するように形成す
る。その後の着色方法（ｃ）は前記第１例における工程
（ｃ）と同様である。

【０１２７】本例が前記第１例に比べ被着色層１の膜厚
を薄くできる理由は、各色パターンの間隙が分離されて
いるため、より濃い着色が可能になるためである。

【０１２８】更に、（ｄ）カラーフィルタとしての耐熱
性を向上させるために保護膜ＰＳＶ２を着色層パターン
であるカラーフィルタ層ＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、
ＦＩＬ（Ｂ）の上及びの間隙に形成する。前記保護膜Ｐ
ＳＶ２の材料、形成方法は前記第１例と同様である。

【０１２９】本例の構造によれば、各色の被着色層が分
離しており、その間の防染色領域を保護膜ＰＳＶ２で形
成するため、染色後の液晶表示装置の組立工程での各種
の加熱で引き起こされる昇華性染料の水平方向の拡散で
生じる混色や着色パターン自体の退色を効果的に防止で
きる。

【０１３０】なお、保護膜ＰＳＶ２の上に透明電極ＩＴ
Ｏ２をスパッタリングにて形成する工程（ｅ）は第１例
と同様である。

【０１３１】本例によれば、耐熱性を向上させて染料の
混色を防止し、各画素にある液晶駆動の透明電極である
ＩＴＯ１とＩＴＯ２間のギャップバラツキを最小限に抑
えて、光学特性に優れ、かつ信頼性の高いカラー液晶表
示装置を提供することができる。

【０１３２】図９は本発明による液晶表示装置の第３例
を構成するカラーフィルタ基板の要部断面図であって、
混色に対する防染色効果をより高めるためにパターン化
した被着色層１の表面に透明な無機膜あるいは全く染色
機能を持たない有機膜として第２の保護膜ＰＳＶ３を形
成したものである。

【０１３３】上記第２の保護膜ＰＳＶ３としては、Ｓｉ
Ｏ₂を約１００Åの厚みにスパッタした。しかし、この
第２の保護膜ＰＳＶ３は透明であればよく、透明電極Ｉ
ＴＯ２と同様の材料も使用可能である。

【０１３４】膜厚は５０〜１００Å有れば良いが、特に
この厚さに限定されるものではなく、染料の拡散を防止
できる厚さであればよい。

【０１３５】この第２の保護膜ＰＳＶ３の形成方法とし
ては、スパッタリング、蒸着等があるが、低温で成膜可
能な方法を選択する必要がる。

【０１３６】また、第２の保護膜ＰＳＶ３の材料は、透
明度が高く比較的架橋密度の高い有機系材料がよい。特
に、プラスチックレンズ等の表面硬化膜として用いられ
るアクリル系の樹脂が好適であり、第１の保護膜ＰＳＶ
２との密着性を考慮してエポキシ系の材料も使用可能で
ある。

【０１３７】この染料の拡散防止層ＰＳＶ３を形成した
後、各画素部分間の平坦性を向上させるために上記保護
膜ＰＳＶ２（第１の保護膜）を設ける。保護膜ＰＳＶ２
としては前記第２例と同様の材料を使用する。そして、
上記保護膜ＰＳＶ２の上に更に透明電極ＩＴＯ２を設け
る。

【０１３８】なお、第２の保護膜ＰＳＶ３の上に直接透
明電極ＩＴＯ２を形成することも可能であるが、画素間
の平坦性を考慮すれば、本例のように第１の保護膜ＰＳ
Ｖ２を形成した方がよい。

【０１３９】図１０は本発明による液晶表示装置の第４
例を構成するカラーフィルタ基板の要部断面図であっ
て、耐熱性に優れ、透過率の低い材料を含んだブラック
マトリックスＢＭを用いて、着色パターンの間の防染色
領域を充填することにより着色層の染料の横方向の拡散
を防止できる要にしたものである。

【０１４０】本例では、ブラックマトリックスＢＭの材
料に富士ハント社製ＣＫ−５００１あるいは日本化薬社
製ＤＣＦＫシリーズ（何れも商品名）を使用した。

【０１４１】上記のブラックマトリクス材料は、何れも
カーボンと黒色顔料あるいはカーボンと三原色顔料との
混合系であり、光を照射することによって架橋する性質
を持った感光性材料である。

【０１４２】図１１は図１０に示したカラーフィルタ基
板第４例の製造工程の説明図である。

【０１４３】先ず、（ａ）ブラックマトリックスＢＭの
パターン形成方法は全体の寸法精度向上の為に、また他
の画素形成などの基準となるものであるために、ホトリ
ソプロセスを用いてパターンを形成する。

【０１４４】また、形成されたブラックマトリックスＢ
Ｍは、その後の熱処理を施すことにより変形や退色しな
いようオーブン等で加熱処理し安定化させることもでき
る。ブラックマトリックスの膜厚はその光学特性である
遮光性によって決定されるが、本実施例では、約１．０
〜１．５μｍとした。

【０１４５】（ｂ）以上のように、予めブラックマトリ
ックスＢＭを形成した基板ＳＵＢ２の上に透明な被着色
層１を塗布する。被着色層１には、ネガ型の感光性を有
した芳香族含有材料でアクリロイル基を付加した樹脂組
成物を主に使用し、スピンコート等にて塗布する。

【０１４６】（ｃ）被染着層１を塗布後、紫外線源５か
らの背面露光により前記ブラックマトリックスＢＭのパ
ターンを露光マスクとして使用し、一回の露光、現像工
程で三原色のパターンを一度に形成する。

【０１４７】このパターニングの際、前記ブラックマト
リックスＢＭの最外周パターンの外側に被着している被
着色層１は、基板の切断時に異物として有効画素部に侵
入する可能性があるため、取り除くことが望ましい。

【０１４８】本例では、この周辺の被染着層１を覆うよ
うに、ロの字型の黒枠の遮光板を紫外線源５との間に設
け、露光時には中央の開口部のみ紫外線が通過し、画素
形成部付近に紫外線が当たるようにしている。

【０１４９】この方法により、現像時に各色のパターン
を形成するのと同時に周辺の被着色層１を取り除いた。
紫外線照射強度及び現像時間は、現像後におけるブラッ
クマトリックスと被着色層１との膜厚差が０．１μｍ以
下となるように設定する。その後の各色のパターンの着
色方法（ｃ）は前記第１例と同様である。

【０１５０】更に、カラーフィルタとしての耐熱性を向
上させるために保護膜ＰＳＶ２を第１実施例１と同様の
方法で着色層の上に形成する（ｄ）。

【０１５１】この構造によれば、カラーフィルタＦＩＬ
（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩＬ（Ｂ）となる各色の着色
層が、図１０に示すように、予め作られたブラックマト
リックスＢＭで分割されており、同一平面上での染料の
拡散による混色が防止できる構造となっている。

【０１５２】更に、（ｄ）カラーフィルタとしての耐熱
性を向上させるために保護膜ＰＳＶ２を着色層とブラッ
クマトリックスＢＭの上形成し、（ｅ）その後に保護膜
ＰＳＶ２の上に透明電極ＩＴＯ２をスパッタリング等に
て形成する。

【０１５３】本例におけるの着色層、ブラックマトリッ
クス層は最も平坦性が優れている。例えば、本例では段
差を０．１μｍに設定したが実際には０．０５μｍ如何
に設定することも可能である。着色層、ブラックマトリ
ックス層の段差が少ないと保護膜層の形成も有利であ
り、各材料の物理的性質の違いから発生する保護膜ＰＳ
Ｖ２の破壊も防ぐことが出きる。

【０１５４】このように、本例によれば、耐熱性を向上
させて染料の混色を防止し、各画素にある液晶駆動の透
明電極であるＩＴＯ１とＩＴＯ２間のギャップバラツキ
を最小限に抑えて、光学特性に優れ、かつ信頼性の高い
カラー液晶表示装置を提供することができる。

【０１５５】図１２は本発明による液晶表示装置の第５
例を構成するカラーフィルタ基板の要部断面図である。

【０１５６】前記第４例では、被着色層１の着色層すな
わちカラーフィルタＦＩＬ（Ｒ）、ＦＩＬ（Ｇ）、ＦＩ
Ｌ（Ｂ）はブラックマトリックスＢＭを形成した後に形
成するものである。

【０１５７】図１３は図１２に示したカラーフィルタ基
板第５例の製造工程の説明図である。

【０１５８】先ず、（ａ）透明基板ＳＵＢ２上にスピン
コート等にて約１．０〜１．５μｍの膜厚範囲で被着色
層１を塗布する。その後、通常のホトリソグラフィを用
いた露光、現像により、三原色に対応する各パターンを
形成する（ｂ）。

【０１５９】この際、各パターンの間には間隙を有して
領域分割して形成する。その後の各色のパターンの着色
方法（ｃ）は前記第４例と同様である。

【０１６０】次に、（ｄ）感光性を有した黒色の高分子
材料６をスピンコート等にて塗布する。このブラックマ
トリックス材料としては第３例に示したものと同様のも
のが使用できる。

【０１６１】そして、各色パターンの形成されたガラス
基板ＳＵＢ２側から紫外線を照射し、三原色パターンの
間隙の感光性黒色高分子材料を硬化させる。その後に余
分な黒色高分子樹脂を現像液を用いて取り除く。

【０１６２】黒色高分子材料の透明基板からの膜厚とし
ては、三原色パターンとの膜厚差を０．５μｍ以下とな
るように、紫外線露光量及び現像時間を調整する。

【０１６３】更に、（ｅ）カラーフィルタとしての耐熱
性を向上させるために保護膜ＰＳＶ２を着色層及びブラ
ックマトリックス層の上に形成する。

【０１６４】その後、（ｆ）保護膜ＰＳＶ２の上に透明
電極ＩＴＯ２をスパッタリング等にて形成する。

【０１６５】本例によれば、耐熱性を向上させて染料の
混色を防止し、各画素にある液晶駆動の透明電極である
ＩＴＯ１とＩＴＯ２間のギャップバラツキを最小限に抑
えて、光学特性に優れ、かつ信頼性の高いカラー液晶表
示装置を提供することができる。

【０１６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるカラ
ー液晶表示装置及びその製造方法によれば、大幅に製造
工程を簡略化し、かつ短縮することができる。その結果
大幅な原価低減を図ることが可能である。

【０１６７】また、昇華性染料を用いて被染色層を乾式
で染色する際の加熱手段であるサーマルヘッドの発熱素
子のパターンを画素領域に対応させたことで着色領域で
あるカラーフィルタの色ムラを防止することができる。

【０１６８】本発明は染料を用いているため顔料を用い
た系に比べ優れた光学特性を有しており、更に三原色の
各パタ−ン部の膜厚が何れ同等であり、さらに保護膜の
被覆により平坦性を一層向上でき、液晶表示装置を製作
する場合に当該装置を構成する液晶素子の光学特性を最
も左右する因子である上下基板間のギャップバラツキを
最小限に抑えることができる。

【０１６９】その結果、液晶表示装置内のコントラスト
等の光学特性のバラツキを抑えることができる。

【０１７０】さらに、カラーフィルタとなる着色層の各
色パターンの間に防染色領域を形成すると共に、低温で
形成可能な耐熱性の良好な光及び熱硬化が可能な金属含
有有機珪素化合物を用いて各色パタ−ンを被覆すること
によって、昇華性染料の欠点である耐熱性の低い点を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー液晶表示装置の製造方法の
１実施例を説明するカラーフィルタ基板の当該カラーフ
ィルタ形成方法の模式図である。

【図２】本発明によるカラー液晶被装置の製造方法の１
実施例を説明する概略工程図である。

【図３】本発明によるカラー液晶表示装置の製造方法の
１実施例におけるサーマルヘッドへ印加される加熱電流
の説明図である。

【図４】本発明によるカラー液晶表示装置の製造方法の
１実施例を説明するサーマルヘッドと画素パターンとの
平行度調整の説明図である。

【図５】本発明により製造されたカラーフィルタ基板の
第１例を説明する要部断面図である。

【図６】図５に示したカラーフィルタ基板第１例の製造
工程の説明図である。

【図７】本発明による液晶表示装置の第２例を構成する
カラーフィルタ基板の要部断面図である。

【図８】図７に示したカラーフィルタ基板第２例の製造
工程の説明図である。

【図９】本発明による液晶表示装置の第３例を構成する
カラーフィルタ基板の要部断面図である。

【図１０】本発明による液晶表示装置の第４例を構成す
るカラーフィルタ基板の要部断面図である。

【図１１】図１０に示したカラーフィルタ基板第４例の
製造工程の説明図である。

【図１２】本発明による液晶表示装置の第５例を構成す
るカラーフィルタ基板の要部断面図である。

【図１３】図１２に示したカラーフィルタ基板第５例の
製造工程の説明図である。

【図１４】本発明が適用されるカラー液晶表示装置の一
例としてのＴＦＴ型液晶表示装置を採用した液晶モジュ
ールの各構成部品を示す分解斜視図である。

【図１５】従来のＴＦＴ型液晶表示装置の構造例を説明
する断面図である。

【図１６】一般的なホトリソグラフィプロセスを使用す
る顔料分散法を用いたカラーフィルタ基板の製造方法を
説明する工程図である。

【図１７】図１６で説明した製造方法にて形成された一
般的なカラーフィルタのの構造を説明する要部断面図で
ある。

【図１８】カラー印刷に用いられる熱転写方式の説明図
である。

【符号の説明】

１被着色層２熱転写フィルム３昇華性染料４サーマルヘッド４ａ発熱素子ＳＨＤシールドケース（メタルフレーム）ＬＣＷ液晶表示窓ＰＮＬ液晶表示パネル（液晶素子）ＳＰＢ光拡散板ＭＦＲ中間フレームＰＣＢ３インバータ回路ＢＬバックライトＢＬＳバックライト支持体ＬＣＡ下側ケースＭＤＬ液晶モジュールＩＴＯ１，ＩＴＯ２透明電極ＰＳＶ２，ＰＳＶ３保護膜ＦＩＬ（ＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ））
着色層（カラーフィルタ）ＳＵＢ１，ＳＵＢ２ガラス基板（基板）ＢＭブラックマトリクス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長江慶治茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー液晶表示装置を構成する一方の透明
基板上に被着色層を形成する被着色層形成工程と、前記
画素部分の同一色の配列方向に沿って１画素に複数が対
応する如く配列された多数の発熱素子を有するサーマル
ヘッドと前記被着色層との間に昇華性染料を担持した熱
転写フィルムを介在させて加熱を施すことにより前記昇
華性染料を昇華させて前記被着色層に所定色に着色され
た画素パターンを生成させる熱転写工程とを少なくとも
含むカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】請求項１において、前記サーマルヘッドと
前記透明基板の少なくとも一方を前記画素パターンの同
一色の配列方向と直角方向に移動させて熱転写を行うこ
とを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】請求項１または２において、前記被着色層
を前記所定色に着色された画素パターン間に残留させる
ことを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】請求項１または２において、前記被着色層
に前記所定色の着色を施す前に、前記着色パターン領域
間の前記被着色層を除去することを特徴とするカラー液
晶表示装置の製造方法。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記被着
色層の形成前に前記画素パターンを区画するブラックマ
トリクスを形成するブラックマトリクス形成工程を有す
ることを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】請求項１〜４の何れかにおいて、前記被着
色層の形成後に前記画素パターンを区画するブラックマ
トリクスを形成するブラックマトリクス形成工程を有す
ることを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】請求項１〜６の何れかにおいて、前記被着
色層または前記被着色層とブラックマトリクスを覆って
保護層を形成する保護層形成工程と、前記保護層上に透
明電極形成工程とを有することを特徴とするカラー液晶
表示装置の製造方法。
【請求項８】請求項６または７において、前記ブラック
マトリクスのパターンを基準として前記サーマルヘッド
と前記画素パターンとの平行度を調整することを特徴と
するカラー液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】請求項６または７において、前記ブラック
マトリクスのパターン形成時に作成した基準マークを基
準として前記サーマルヘッドと前記画素パターンとの平
行度を調整することを特徴とするカラー液晶表示装置の
製造方法。
【請求項１０】請求項１〜９の何れかにおいて、前記所
定の着色が黄色，マゼンダ色，シアン色の組、あるいは
赤色，緑色，青色の組の何れかの組の昇華性染料を担持
した熱転写フィルムを用いて前記熱転写を行うことを特
徴とするカラー液晶被装置の製造方法。