JPH09265086A - 液晶表示装置用カラーフィルター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光体とカラーフィルターとの重なり部分に
表示特性を損ねる原因となる段差を生じることなく、カ
ラーフィルターの表面を平坦にすることを可能とする。 【解決手段】 ガラス基板に形成する赤色フィルター３
７と緑色フィルター３８と青色フィルター３９と、色フ
ィルターの境界部分を遮光する遮光体３６とからなるカ
ラーフィルターにおいて、ガラス基板表面の遮光体を形
成する領域に遮光体の膜厚と同じ深さの溝３５を設け、
この溝内に黒色の感光性樹脂で形成している低反射率で
高い遮光性を兼ね備えた遮光体３６を有するカラーフィ
ルターおよびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に使用
される液晶表示装置用カラーフィルターとその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、インジュウム・スズ酸
化物（以下ＩＴＯと記載する）からなる透明電極を形成
する２枚のガラス基板の間に、光の透過量をコントロー
ルする液晶とカラー表示を可能にするカラーフィルター
と、蛍光管と拡散板とからなるバックライトとを備えた
構造をしている。

【０００３】一方のガラス基板には液晶に電圧を印加す
るために、ＩＴＯで形成する信号電極をパターニングし
てある。また、もう一方のガラス基板にはカラー表示を
可能にするため、色の３原色である赤色フィルターと緑
色フィルターと青色フィルターとを備えるカラーフィル
ターを構成をしている。

【０００４】さらに表示品質を高めるために、カラーフ
ィルター上には表面の凹凸を平坦化する目的で保護膜を
形成している。保護膜上には、やはり液晶層に電圧を印
加するためにＩＴＯで形成する走査電極をパターニング
して設けている。

【０００５】信号電極と走査電極とは、液晶を挟んで交
差部分（画素）を形成するように互いに直行した方向に
規則正しく配列している。信号電極および走査電極上に
は液晶分子を規則正しく配向させるための処理をした配
向膜を形成してある。

【０００６】カラーフィルターは液晶表示装置の赤、
緑、青の画素に対応して、赤、緑、青の色フィルターを
一定間隔にストライプ状またはモザイク状に配置してい
る。

【０００７】さらに隣り合う画素間の色の混色やバック
ライトから発せられた光がカラーフィルターを通らずに
光漏れを生じ、画質が低下することを防止するために、
各色フィルターの境界領域に遮光体を形成している。

【０００８】このようなカラーフィルターの製造手段と
しては印刷手段や、フォトリソグラフィー手段が一般的
である。

【０００９】印刷手段や一般的なフォトリソグラフィー
手段を用いたカラーフィルターの製造方法では、クロム
などの金属遮光膜をガラス基板上に形成したのちに、フ
ォトリソグラフィー手段を用いてフォトマスクに形成し
た遮光体パターンをレジスト像として金属遮光膜上に転
写する。

【００１０】この後に、液晶表示装置の画素に対応する
開口部をクロムエッチング処理で取り除き、ガラス基板
上に遮光体を形成する。

【００１１】印刷手段においては、この遮光体の開口部
にカラーフィルターパターンを樹脂や金属の凹凸で形成
した印刷版を用いて赤インキで赤色フィルターを印刷す
る。同じように、緑インキで緑色フィルターを印刷し、
さらに青インキで青色フィルターを印刷する。

【００１２】またフォトリソグラフィー手段において
は、感光性樹脂に赤、緑、青の顔料や染料を分散した感
光性樹脂をガラス基板上に形成し、ガラス基板上に形成
している遮光体の対応する開口部のカラーフィルターを
形成する領域に、フォトマスクに形成しているカラーフ
ィルターパターンを位置合わせし、露光処理と現像処理
とを行う。

【００１３】この処理工程で感光部と未感光部の現像液
に対する溶解度の差を利用し、現像液に溶解しない感光
した感光性樹脂の部分でカラーフィルターパターンを形
成する。遮光体の開口部に赤、緑、青のカラーフィルタ
ーを形成する場合には、遮光体を形成したのちに上記と
同様な工程を赤、緑、青毎に３回繰り返す。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遮光体
にクロムなどの金属遮光膜をもちいた場合、金属表面の
反射率が高いために、液晶表示装置の画面上に照射され
る外部光の反射の影響で表示品質を著しく損ねる。

【００１５】このような外部光反射の影響で表示品質が
劣化する課題の解決手段としては、その表面が低反射率
を有する材質で遮光体を形成する手法が試みられてい
る。

【００１６】たとえば表示画面側のガラス基板と金属遮
光膜で形成した遮光体との界面に低反射率な酸化膜を形
成する手法や、樹脂中にカーボンや黒色の着色材を添加
した感光性樹脂をフォトリソグラフィー手段をもちいて
形成する手法である。

【００１７】しかし、このうち酸化膜を形成する手法で
は、製造工程の増加やコスト高をまねく。またさらに、
黒色の感光性樹脂で形成する手法においては、金属と比
較して遮光性が低いため、光源光を充分遮光するために
は、光の透過方向に黒色の感光性樹脂の膜厚を厚く形成
する必要がある。

【００１８】カラーフィルターを構成している赤、緑、
青の色フィルターは、上記の説明のように、赤、緑、青
の顔料をそれぞれ分散した感光性樹脂をもちいてフォト
リソグラフィー手段で形成するか、あるいは赤、緑、青
のインキ材をもちいて印刷手段で形成する。

【００１９】このとき所定の分光特性を得るためには、
赤色、緑色、青色の感光性樹脂あるいはインキ材の顔料
の含有量によって、色フィルターの膜厚は通常１．０μ
ｍから２．０μｍ必要となる。

【００２０】黒色の感光性樹脂やインキ材をもちいて遮
光体を形成する場合にも、充分な遮光性を確保するため
には１．０μｍから２．０μｍの膜厚を必要とする。

【００２１】一方、フォトリソグラフィー手段あるいは
印刷手段において、赤、緑、青の色フィルターと遮光体
とはその形成工程で生じるお互いの形成位置のズレによ
り、カラーフィルターと遮光体との間に隙間部分が生じ
る。

【００２２】このカラーフィルターと遮光体との間の隙
間部分は、光源光がカラーフィルターを通過しない。し
たがって液晶表示装置の画面上に隙間部分が表示される
ために表示ムラとなる。

【００２３】このような表示ムラを防止し、製造工程に
おける位置合わせ精度を広くする目的で、遮光体上に色
フィルターの端部が重なるように形成する。

【００２４】図１７は遮光体に金属遮光膜をもちいる従
来技術におけるカラーフィルターを示す平面図であり、
図１８はそのＩ−Ｉ線における断面を示す断面図であ
る。また、図１９は低反射率な黒色の感光性樹脂をもち
いて遮光体を形成したカラーフィルターの平面図であ
り、図２０は図１９のＪ−Ｊ線における断面を示す断面
図である。

【００２５】図１７と図１８とに示す従来技術のカラー
フィルターは、ガラス基板１０に金属遮光膜で形成して
いる遮光体１１と液晶表示装置の赤、緑、青の画素に対
応する遮光体の開口部に、それぞれ赤色フィルター１２
と緑色フィルター１３と青色フィルター１４とを備えた
構成をしている。

【００２６】さらに、赤色フィルター１２と緑色フィル
ター１３と青色フィルター１４の各色フィルターは、そ
の端部を遮光体１１に重なるように形成している。

【００２７】遮光体１１は金属遮光膜で形成しており、
１００ｎｍ程度の膜厚で充分な遮光性が得られる。この
ため、赤色フィルター１２と緑色フィルター１３と青色
フィルター１４の端部と、遮光体１１との重なり部分で
はほとんど段差を生じない。

【００２８】しかし、図１９と図２０とに示すカラーフ
ィルターのように、低反射率な黒色の感光性樹脂やイン
キ材を用いて遮光体１５を形成した場合には、遮光体１
５と赤色フィルター１６と緑色フィルター１７と青色フ
ィルター１８の端部との重なり部分１９では、遮光体１
５の膜厚と色フィルターの膜厚とが重なった厚さとな
る。

【００２９】そして遮光体１５の膜厚が１μｍから２μ
ｍと厚いために、この遮光体１５の膜厚と色フィルター
の重なり部分と、画素部に形成しているカラーフィルタ
ーとの間で段差を生じてしまう。このような段差は液晶
層の配向を乱して、液晶表示装置の表示特性を損ねるこ
とになる。

【００３０】本発明の目的は、上記問題点を解決して、
低反射率な遮光体を具備し、表面形状が平坦なカラーフ
ィルターの構造とその製造方法を提供することである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置用カラーフィルターおよびそ
の製造方法は、下記記載の手段を採用している。

【００３２】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
は、ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋め込むよう
に設ける遮光体と、周辺部が遮光体に重なるように設け
る赤色フィルターと緑色フィルターと青色フィルターと
を有することを特徴とする。

【００３３】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
は、ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋め込むよう
に設ける黒色の着色材を分散した感光性樹脂からなる遮
光体と、周辺部が遮光体に重なるように設ける赤色フィ
ルターと緑色フィルターと青色フィルターとを有するこ
とを特徴とする。

【００３４】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
は、ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋め込むよう
に設ける黒色の染料をもちいて染色した染色性感光性樹
脂からなる遮光体と、周辺部が遮光体に重なるように設
ける赤色フィルターと緑色フィルターと青色フィルター
とを有することを特徴とする。

【００３５】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
の製造方法は、ガラス基板に金属遮光膜を形成する工程
と、ガラス基板に形成する遮光体の領域の金属遮光膜を
除去する工程と、金属遮光膜を除去した領域のガラス表
面に溝を形成する工程と、黒色の着色材を分散した感光
性樹脂をガラス基板全面に形成する工程と、その裏面よ
り光を照射し溝内に黒色の着色材を分散した感光性樹脂
で遮光体を形成する工程と、赤、青、緑の着色材がそれ
ぞれ分散している感光性樹脂で周辺部を遮光体に重なる
ように赤色フィルターと青色フィルターと緑色フィルタ
ーを形成する工程とを有することを特徴とする。

【００３６】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
の製造方法は、ガラス基板に金属遮光膜を形成する工程
と、ガラス基板に形成する遮光体の領域の金属遮光膜を
除去する工程と、金属遮光膜を除去した領域のガラス表
面に溝を形成する工程と、染色性感光性樹脂をガラス基
板全面に形成する工程と、その裏面より光を照射し溝内
に染色性感光性樹脂を形成する工程と、その染色性感光
性樹脂を黒色の染料で染色し、遮光体を形成する工程
と、染色性感光性樹脂を周辺部が遮光体に重なるように
赤色フィルターを形成する部分と青色フィルターと緑色
フィルターを形成する部分に形成し、この染色性感光性
樹脂を形成した部分を赤染料、青染料、緑染料を用いて
それぞれ染色し、赤色フィルター、青色フィルター、緑
色フィルターを形成する工程とを有することを特徴とす
る。

【００３７】本発明の液晶表示装置用カラーフィルター
およびその製造方法では、遮光体を形成する部分のガラ
ス表面に遮光体の膜厚と同じ深さの溝を形成する。そし
て遮光体をこの溝部分に埋める。

【００３８】この溝部分に遮光体を形成することによっ
て、溝を形成していないガラス表面と遮光体表面との段
差部分をなくすことが可能である。

【００３９】この表面に色フィルターを形成することに
よって、本発明においては色フィルターと遮光体との重
なり部分においても段差を生じることなくカラーフィル
ター表面を平坦に形成することが可能である。

【００４０】このようなカラーフィルターの構造と製造
方法をもちいることによって、本発明では表示特性を損
ねることなく、黒色の着色材を分散した感光性樹脂をも
ちいて充分な遮光性をもち、低反射率な遮光体を形成す
ることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の液
晶表示用カラーフィルターおよびその製造方法を実施す
るための最適な実施形態を説明する。

【００４２】はじめに図２１を参照し、カラー表示を可
能にしている液晶表示装置の構成を説明し、その構成部
材である本発明の液晶表示用カラーフィルターとその製
造方法について説明する。

【００４３】図２１はＩＴＯで透明電極を形成した２枚
のガラス基板の間に光の透過量をコントロールする液晶
と、カラー表示を可能にするカラーフィルターと、蛍光
管と拡散板とからなるバックライトとを備える構造の液
晶表示装置の断面図を示している。

【００４４】ガラス基板２０には液晶２１に電圧を印加
するためにＩＴＯで形成した信号電極２２をパターニン
グして形成する。また、ガラス基板２３にはカラー表示
を可能にするため、色の３原色である赤色フィルター２
４と緑色フィルター２５と青色フィルター２６とを備え
るカライフィルターを構成している。

【００４５】さらに、液晶層の厚さと液晶の配向とを均
一にし、表示品質を高めるために、カラーフィルター上
には表面の凹凸を平坦化する目的で保護膜２８を形成し
ている。この保護膜２８上にはやはり液晶層に電圧を印
加するために、ＩＴＯで形成した走査電極２７がパター
ニングしてある。

【００４６】走査電極２７と信号電極２２は液晶２１を
挟んで交差部分（画素）を形成するように互いに直行し
た方向に規則正しく配列している。また、液晶２１を規
則正しく配向するために、配向膜４０を形成している。

【００４７】カラーフィルターは液晶表示装置の赤、
緑、青の画素に対応して、赤、緑、青の色フィルターを
一定間隔に配置している。

【００４８】さらに、隣り合う画素間の色の混色やバッ
クライト２９から発せられた光がカラーフィルターを通
らずに光漏れを生じ、画質が低下することを防止するた
めに遮光体３０を形成している。ここで、遮光体３０に
は金属遮光膜を用いたものを示している。

【００４９】つぎに、本発明の実施形態におけるカラー
フィルターの構造について、図１と図２をもちいて説明
し、つぎに本発明のカラーフィルターの製造方法につい
て図３から図１３を交互に参照し説明する。

【００５０】図１は本発明のカラーフィルターを示す平
面図であり、図２は図１の平面図におけるＡ−Ａ線にお
ける断面を示す断面図である。

【００５１】透明なガラス基板３１には遮光体３６を形
成してあり、この遮光体を形成している領域のガラス基
板表面には、遮光体の厚さと同じ深さ寸法の溝３５が形
成してある。また、液晶表示装置の画素に対応するガラ
ス基板上の所定の位置にカラーフィルターを構成する赤
色フィルター３７と緑色フィルター３８と青色フィルタ
ー３９とを形成してある。

【００５２】つぎに、本発明の実施形態におけるカラー
フィルター構造を形成するための製造方法について具体
的に説明する。

【００５３】図３は遮光体を形成する部分にフォトリソ
グラフィー手法でレジストパターン３２と金属遮光膜３
３を形成しているガラス基板３１を示す平面図であり、
図４は図３のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図であ
る。

【００５４】透明なガラス基板３１に日本電気硝子製の
ＯＡ−２ガラスを用い、このガラス基板３１上に、金属
遮光膜３３としてクロムをスパッタ法を用いて１００ｎ
ｍの膜厚になるように形成する。

【００５５】この金属遮光膜３３上にポジ型のフォトレ
ジストである東京応化製のＯＦＰＲ−８００を回転塗布
法を用いて膜厚１．０μｍになるように塗布する。

【００５６】その後、遮光体のパターンを形成している
フォトマスクを用いて、ガラス基板上の遮光体を形成す
る部分のみに、一般的な投影露光装置あるいは密着露光
装置をもちいてｈ線、ｉ線を含む紫外光をｉ線換算で８
０ｍＪ／ｃｍ² の露光量で露光処理する。

【００５７】その後、このガラス基板を東京応化製のレ
ジスト現像液ＮＭＤ−Ｗに２３℃の液温度で１分間浸漬
して現像処理し、遮光体を形成する部分のクロム表面が
露出したレジストパターン３２を形成する。

【００５８】その後、このガラス基板３１を１２０℃で
４０分間焼成処理しレジストの密着性を向上させた後、
クロムエッチング液としてインクテック製のＭＰＭ−Ｅ
３０クロムエッチング液に２３℃で２分間浸漬し、レジ
ストに被われていな部分のクロムをエッチング除去し、
図３と図４に示すガラス基板３１を形成する。この工程
で遮光体を形成する部分のガラス表面３４が露出する。

【００５９】図５は遮光体を形成する部分に遮光体の厚
さと同じ深さで溝３５を形成しているガラス基板３１を
示す平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線における断面
を示す断面図である。

【００６０】図３と図４に示したガラス基板３１をレジ
スト剥離液、たとえば長瀬産業製のＮ−３２０に５０℃
の液温度で１０分間浸漬し、レジストを除去する。

【００６１】その後、１３．４ｗ％の一水素二フッ化ア
ンモニウム水溶液をガラスのエッチング液に使用して、
このガラス基板を２３℃の液温度にて１８分間浸漬し、
金属遮光膜膜で被われていない遮光体を形成する部分の
ガラス表面３４をエッチング処理し、図５と図６に示す
ガラス基板３１の表面に溝３５を形成する。ここで、こ
のエッチング液を使用した場合のＯＡ−２ガラスの深さ
方向のエッチング速度は１１０ｎｍ／分であるため、エ
ッチングしたガラスの溝の深さは２．０μｍである。

【００６２】図７は、図５と図６で示したガラス基板３
１の溝３５に黒色の感光性樹脂で遮光体３６を形成して
いるガラス基板３１を示す平面図であり、図８は図７の
Ｃ−Ｃ線における断面を示す断面図である。また、図９
は図７と図８で示しているガラス基板３１の遮光体３６
を形成する課程で図５と図６に示しているガラス基板３
１に黒色の感光性樹脂を塗布し、クロムで形成している
金属遮光膜３３をフォトマスクとしてガラス裏面より露
光している課程を示す平面図であり、図１０は図９のＤ
−Ｄ線における断面を示す断面図である。

【００６３】黒色の顔料を分散したネガ型の感光性着色
材である富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製
の黒色カラーレジストＣＫ−Ｓ１７１を回転塗布法を用
いて図９と図１０に示すように、膜厚２．１μｍになる
ようにガラス基板３１のクロム膜３３を形成しているガ
ラス面に塗布する。

【００６４】つぎに図１０に示すようにガラス基板３１
のクロム膜３３を形成していない基板の裏面側より、一
般的な露光装置を用いてｈ線とｉ線を含む紫外光をｉ線
換算で４００ｍＪ／ｃｍ² の露光量で露光処理する。こ
こで、クロム膜上の黒色カラーレジストはクロム膜が光
を遮光し感光しない。溝３５内の黒色カラーレジストの
みに光が照射して感光する。感光した黒色の感光性樹脂
はラジカル重合反応によって現像液に不溶となる。

【００６５】つぎに、このガラス基板３１を富士ハント
エレクトロニクステクノロジ社製のレジスト現像液ＣＤ
に２分間浸漬して感光していない黒色カラーレジストを
溶解し、現像する。

【００６６】現像処理後、このガラス基板３１を２００
℃の温度で３０分間加熱し、黒色カラーレジストを熱硬
化する。ここで熱硬化後の硬化収縮によって黒色カラー
レジストの膜厚は２．０μｍとなる。

【００６７】つぎに、このガラス基板３１をクロムエッ
チング液に浸漬し、クロム膜３３を除去することによっ
て、図７と図８に示すようにガラス基板３１に形成して
いる溝３５内に黒色レジストからなる遮光体３６をガラ
ス面とほぼ段差無く形成している。

【００６８】図１１は図７と図８で示した遮光体３６を
形成したガラス基板３１上に赤色フィルター３７を形成
しているガラス基板３１を示す平面図であり、図１２は
図９のＥ−Ｅ線における断面を示す断面図である。

【００６９】図７と図８に示しているガラス基板３１の
遮光体３６を形成しているガラス面側に、赤色顔料を分
散したネガ型の感光性樹脂である富士ハントエレクトロ
ニクステクノロジ社製のカラーレジストＣＲ−２０００
を回転塗布法を用いて、膜厚１．５μｍになるように塗
布する。その後、このガラス基板をホットプレート上で
温度８０℃から９０℃で５分間加熱後する。

【００７０】つぎに、一般的な投影露光装置あるいは密
着露光装置を用いてガラス基板３１の所定の位置に、カ
ラーフィルターパターンを形成しているフォトマスクを
介してｈ線とｉ線を含む紫外光をｉ線換算で３００ｍＪ
／ｃｍ² のエネルギ量で露光処理する。

【００７１】このガラス基板３１を富士ハントエレクト
ロニクステクノロジ社製のレジスト現像液ＣＤに１分間
浸漬して現像処理した後に、２００℃の温度で３０分間
加熱処理し、図１１と図１２に示すように赤色フィルタ
ー３７を形成する。

【００７２】図１３は図１１と図１２で示したガラス基
板３１の赤色フィルターを３７を形成した手法と同様
に、緑色フィルター３８を形成しているガラス基板３１
を示す平面図であり、図１４は図１３のＦ−Ｆ線におけ
る断面を示す断面図である。

【００７３】緑色顔料を分散したネガ型の感光性樹脂で
ある富士ハントエレクトロニクステクノロジ社製のカラ
ーレジストＣＧ−５０００を、図１１と図１２に示して
いるガラス基板３１の赤色フィルター３７を形成してい
るガラス面側に回転塗布法を用いて膜厚１．５μｍにな
るように塗布する。

【００７４】その後、一般的な投影露光装置または密着
露光装置を用いて、ガラス基板３１上の所定の位置にカ
ラーフィルターパターンを形成しているフォトマスクを
介してｈ線とｉ線を含む紫外光をｉ線換算で４００ｍＪ
／ｃｍ² のエネルギ量で露光処理する。

【００７５】つぎに、赤色フィルター形成工程と同様に
現像処理と加熱処理とを行って、図１３と図１４に示す
ような緑色フィルター３８を形成する。

【００７６】図１５は、図１３と図１４で示した緑色フ
ィルター３８を形成したガラス基板上に青色フィルター
３９を形成しているガラス基板３１を示す平面図であ
り、図１６は図１５のＧ−Ｇ線における断面を示す断面
図である。

【００７７】青色顔料を分散したネガ型の感光性樹脂で
ある富士ハントエレクトロニクステクノロジ社製のカラ
ーレジストＣＢ−２０００を図１３と図１４に示してい
るガラス基板３１の赤色フィルター３７と緑色フィルタ
ー３８とを形成しているガラス面側に回転塗布法を用い
て膜厚１．５μｍになるように塗布する。

【００７８】赤色フィルター３７と緑色フィルター３８
形成工程と同様に、一般的な投影露光装置または密着露
光装置を用いて、ガラス基板３１上の所定の位置に、カ
ラーフィルターパターンを形成しているフォトマスクを
介してｈ線とｉ線を含む紫外光をｉ線換算で３００ｍＪ
／ｃｍ² のエネルギ量で露光処理する。

【００７９】つぎに、赤色と緑色フィルター形成工程と
同様に現像処理と加熱処理とを行い図１５と図１６に示
すように青色フィルター３９を形成する。

【００８０】つぎに、図２１に示している液晶表示装置
の構造のように保護膜を、上記工程で形成した赤色フィ
ルターと緑色フィルターと青色フィルターの上に形成
し、その後に保護膜上にＩＴＯ電極を形成する。

【００８１】つぎに以上の説明とは異なる実施形態にお
けるカラーフィルターの製造方法を以下に説明する。

【００８２】第１の実施形態と同様な手法で、図５と図
６に示すようなガラス基板３１の表面に溝３５を形成す
る。

【００８３】つぎに、図５と図６に示すガラス基板３１
の金属遮光膜３３の形成面側に、感光性染色性樹脂とし
て冨士薬品製のゼラチン水溶液に重クロム酸アンモニウ
ムを２ｗ％濃度になるように加えたものを、回転塗布法
を用いて膜厚１．９μｍになるように塗布する。

【００８４】つぎに、このガラス基板をホットプレート
上で温度７０℃から８０℃で５分間加熱処理する。その
後、ガラス基板３１の金属遮光膜３３の裏面側より、一
般的な露光装置を用いてｈ線とｉ線を含む紫外光をｉ線
換算で４００ｍＪ／ｃｍ² の露光量になるように露光処
理する。

【００８５】ここで、金属遮光膜３３上の感光性染色性
樹脂は金属遮光膜３３が光を遮光し感光しない。溝３５
内の感光性染色性樹脂のみに光が照射して感光する。こ
の後にペーハー（ｐＨ）３に調整した酢酸水溶液に、こ
のガラス基板を温度５０℃で２分間浸漬し現像処理を行
う。

【００８６】つぎに、日本化薬製の黒色染料ＢＫ−ＲＥ
１８１Ｐを０．５ｗ％濃度になるように調合した黒色染
色液に温度７０℃で１０分間浸漬し、染色処理を行う。

【００８７】つぎに、染色処理が終わったガラス基板
を、０．５ｗ％のタンニン酸水溶液に６０℃で５分間浸
漬した後に０．５ｗ％の吐酒石水溶液に６０℃で５分間
浸漬して、防染硬膜処理を行う。ここで、染色、防染硬
膜処理をした黒色の感光性樹脂の膜厚は染色によって膜
が膨潤し、膜厚は２．１μｍであった。

【００８８】その後、このガラス基板を１８０℃の温度
で６０分間加熱し、黒色染料で染色した感光性染色性樹
脂を脱水、熱硬化する。ここで脱水、熱硬化後の収縮に
よって黒色の感光性樹脂の膜厚は２．０μｍとなる。

【００８９】さらにその後、ガラス基板をクロムエッチ
ング液に浸漬し、クロム膜を除去することによって、図
７と図８に示すように図５と図６で示したガラス基板３
１の溝３５内に黒色染料で染色した感光性染色性樹脂か
らなる遮光体３６をガラス基板３１のガラス表面とほぼ
段差無く形成している。

【００９０】つぎにガラス基板３１の遮光体３６を形成
しているガラス面側に、感光性染色性樹脂として冨士薬
品製のゼラチン水溶液に重クロム酸アンモニウムを２ｗ
％濃度になるように加えたものを回転塗布法を用いて膜
厚１．０μｍになるように塗布する。

【００９１】このガラス基板をホットプレート上で温度
７０℃から８０℃で５分間加熱処理する。その後、一般
的な投影露光装置あるいは密着露光装置を用いて、ガラ
ス基板上に塗布した感光性染色性樹脂にカラーフィルタ
ーパターンを形成しているフォトマスクを介してｈ線と
ｉ線を含む紫外光をｉ線換算で４００ｍＪ／ｃｍ² の露
光量になるように照射する。

【００９２】この後に、ペーハー（ｐＨ）３に調整した
酢酸水溶液にこのガラス基板を温度５０℃で２分間浸漬
し現像処理を行う。

【００９３】つぎに、日本化薬製の赤色染料ＰＣ−ＲＥ
ＤーＲ１３６Ｐを１ｗ％濃度になるように調合した赤色
染色液に温度６０℃で１０分間浸漬し、染色処理を行
う。

【００９４】つぎに、染色処理が終わったガラス基板
を、０．５ｗ％のタンニン酸水溶液に６０℃で５分間浸
漬した後に０．５ｗ％の吐酒石水溶液に６０℃で５分間
浸漬して、第２色目と第３色目で行う染色処理時に他の
染料による染色を防ぐための防染硬膜処理を行い、図１
１と図１２に示すようにガラス基板３１上に赤色フィル
ター３７を形成する。

【００９５】つぎに、赤色フィルター形成工程と同様
に、ガラス基板３１の赤色フィルター３７を形成してい
るガラス面側に回転塗布法をもちいて膜厚１．０μｍに
なるように塗布する。

【００９６】このガラス基板をホットプレート上で温度
７０℃から８０℃で５分間加熱処理する。その後、一般
的な投影露光装置あるいは密着露光装置を用いて、ガラ
ス基板上の所定の位置にカラーフィルターパターンを形
成しているフォトマスクを介してｈ線とｉ線を含む紫外
光をｉ線換算で４００ｍＪ／ｃｍ² の露光量になるよう
に照射する。

【００９７】さらにその後、このガラス基板をペーハー
（ｐＨ）３に調整した酢酸水溶液に温度５０℃で２分間
浸漬して現像処理を行う。

【００９８】つぎに日本化薬製の緑色染料ＰＣ−ＧＲＥ
ＥＮーＦＯＰを１ｗ％濃度になるように調合した緑色染
色液に、６０℃の温度で１０分間浸漬し染色処理を行
う。

【００９９】つぎに、染色処理が終わったガラス基板を
０．５ｗ％のタンニン酸水溶液に温度６０℃で５分間浸
漬した後に、０．５ｗ％の吐酒石水溶液に温度６０℃で
５分間浸漬し、つぎに形成する青色フィルタの染色処理
時に青染料による染色を防ぐための防染硬膜処理を行
い、図１３と図１４に示すようにガラス基板３１に緑色
フィルタ３８を形成する。

【０１００】赤色と緑色フィルターの形成手法と同様に
ガラス基板３１のカラーフィルターを形成しているガラ
ス面側に、感光性染色性樹脂を回転塗布法をもちいてい
て膜厚１．０μｍになるように塗布する。

【０１０１】この基板をホットプレート上で温度７０℃
から８０℃で５分間加熱処理する。その後、一般的な投
影露光装置あるいは密着露光装置を用いて、ガラス基板
上の所定の位置に、カラーフィルターパターンを形成し
ているフォトマスクを介してｈ線とｉ線を含む紫外光を
ｉ線換算で４００ｍＪ／ｃｍ² の露光量になるように照
射する。

【０１０２】さらにその後、このガラス基板をペーハー
（ｐＨ）３に調整した酢酸水溶液に温度５０℃で２分間
浸漬して現像処理を行う。

【０１０３】日本化薬製の青色染料ＰＣ−ＢＬＵＥーＢ
４５Ｐを１ｗ％濃度になるように調合した青色染色液
に。上記の現像処理後のガラス基板を温度６０℃で１０
分間浸漬し青染色処理を行う。

【０１０４】つぎに染色処理後のガラス基板を０．５ｗ
％のタンニン酸水溶液に温度６０℃で５分間浸漬した後
に０．５ｗ％の吐酒石水溶液に温度６０℃で５分間浸漬
し、防染硬膜処理を行い、図１５と図１６に示すように
ガラス基板３１上に青色フィルター３９を形成する。

【０１０５】つぎに、図２１に示している液晶表示装置
の構造のように保護膜を、上記工程で形成した赤色フィ
ルターと緑色フィルターと青色フィルターの上に形成
し、その後に保護膜上にＩＴＯ電極を形成する。

【０１０６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
カラーフィルターは、黒色の着色材や染料を分散した感
光性樹脂で充分な遮光性が得られる膜厚で遮光体を形成
している。このため、クロムなどの金属遮光膜をもちい
た遮光体に比べ遮光性を失うことなく、低反射率化が可
能となる。

【０１０７】さらに本発明のカラーフィルターは、カラ
ーフィルターと遮光体との重なり部分は遮光体を形成す
るガラス基板表面に遮光体の膜厚と同じ深さの溝を形成
している。このことよって、遮光体とカラーフィルター
との重なり部分に段差を生じることなく、カラーフィル
ターの表面を平坦にすることが可能となる。このような
カラーフィルターの構造と製造方法をもちいることによ
って表示特性を損ねることなく、低反射率で高い遮光性
を兼ね備えた遮光体を具備したカラーフィルターを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す平面図である。

【図２】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す断面図である。

【図３】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す平面図である。

【図４】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す断面図である。

【図５】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す平面図である。

【図６】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す断面図である。

【図７】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す平面図である。

【図８】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す断面図である。

【図９】本発明の実施形態におけるカラーフィルターの
構造と製造方法とを示す平面図である。

【図１０】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す断面図である。

【図１１】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す平面図である。

【図１２】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す断面図である。

【図１３】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す平面図である。

【図１４】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す断面図である。

【図１５】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す平面図である。

【図１６】本発明の実施形態におけるカラーフィルター
の構造と製造方法とを示す断面図である。

【図１７】従来技術におけるカラーフィルターの構造と
製造方法とを示す平面図である。

【図１８】従来技術におけるカラーフィルターの構造と
製造方法とを示す断面図である。

【図１９】従来技術におけるカラーフィルターの構造と
製造方法とを示す平面図である。

【図２０】従来技術におけるカラーフィルターの構造と
製造方法とを示す断面図である。

【図２１】液晶表示装置の構造と製造方法とを示す断面
図である。

【符号の説明】

３１ ガラス基板 ３５ 溝 ３６ 遮光体 ３７ 赤色フィルター ３８ 緑色フィルター ３９ 青色フィルター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋
   め込むように設ける遮光体と、周辺部が遮光体に重なる
   ように設ける赤色フィルターと緑色フィルターと青色フ
   ィルターとを有することを特徴とする液晶表示装置用カ
   ラーフィルター。
2. 【請求項２】 ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋
   め込むように設ける黒色の着色材を分散した感光性樹脂
   からなる遮光体と、周辺部が遮光体に重なるように設け
   る赤色フィルターと緑色フィルターと青色フィルターと
   を有することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィル
   ター。
3. 【請求項３】 ガラス基板に設ける溝と、その溝内に埋
   め込むように設ける黒色の染料をもちいて染色した染色
   性感光性樹脂からなる遮光体と、周辺部が遮光体に重な
   るように設ける赤色フィルターと緑色フィルターと青色
   フィルターとを有することを特徴とする液晶表示装置用
   カラーフィルター。
4. 【請求項４】 ガラス基板に金属遮光膜を形成する工程
   と、ガラス基板に形成する遮光体の領域の金属遮光膜を
   除去する工程と、金属遮光膜を除去した領域のガラス表
   面に溝を形成する工程と、黒色の着色材を分散した感光
   性樹脂をガラス基板全面に形成する工程と、その裏面よ
   り光を照射し溝内に黒色の着色材を分散した感光性樹脂
   で遮光体を形成する工程と、赤、青、緑の着色材がそれ
   ぞれ分散している感光性樹脂で周辺部を遮光体に重なる
   ように赤色フィルターと青色フィルターと緑色フィルタ
   ーを形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示
   装置用カラーフィルターの製造方法。
5. 【請求項５】 ガラス基板に金属遮光膜を形成する工程
   と、ガラス基板に形成する遮光体の領域の金属遮光膜を
   除去する工程と、金属遮光膜を除去した領域のガラスの
   表面に溝を形成する工程と、染色性感光性樹脂をガラス
   基板全面に形成する工程と、その裏面より光を照射し溝
   内に染色性感光性樹脂を形成する工程と、その染色性感
   光性樹脂を黒色の染料で染色し、遮光体を形成する工程
   と、染色性感光性樹脂を周辺部が遮光体に重なるように
   赤色フィルターを形成する部分と青色フィルターと緑色
   フィルターを形成する部分に形成し、この染色性感光性
   樹脂を形成した部分を赤染料、青染料、緑染料を用いて
   それぞれ染色し、赤色フィルター、青色フィルター、緑
   色フィルターを形成する工程とを有することを特徴とす
   る液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法。