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技術 カラーフィルタ及びその製造方法

出願人 凸版印刷株式会社
発明者 安井亮輔
出願日 2016年2月25日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-034205
公開日 2017年8月31日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-151290
状態 特許登録済
技術分野 液晶4(光学部材との組合せ)
主要キーワード 仕切り堰 カーボン濃度 RGBパターン カーボンブラック量 酸窒化チタン 光漏れ領域 遮光材 熱フロー性
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

着色画素の厚さとオーバーコート層の厚さが厚い液晶表示装置光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタを得る。

解決手段

透光性基板上に青色着色画素と青色着色画素の材料でアライメントマークを形成する工程と、次に、その他の着色画素を形成する工程と、前記着色画素の上に第1のオーバーコート層を形成する工程と、前記第1のオーバーコート層上に、前記アライメントマークを用いて位置を合わせてブラックマトリクスを形成する工程と、第2のオーバーコート層を形成する工程を含む工程でカラーフィルタを製造する。

概要

背景

液晶表示装置は、一対の透光性基板間に液晶を挟持して構成されている。一方の透光性基板上にはTFT等の駆動回路が形成され(以下、TFT基板と称する)、他方の透光性基板上には、ブラックマトリクス着色画素等が形成されてカラーフィルタを構成している。

着色画素が形成された透光性基板(以下、カラーフィルタと称する)は、一般的に赤・緑・青の三色からなる着色画素が、透光性基板上にストライプ状あるいはトライアングル配列等、適切なパターンで配置されるものである。先ず、透光性基板上に、着色画素を区画して混色を防止するための仕切り堰となるブラックマトリクスを形成する。ブラックマトリクス材料としては金属薄膜あるいは黒色感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法によりパターン形成する。

続いて、緑色感光性樹脂組成物を塗布し、これもフォトリソグラフィー法により、例えばストライプ状にパターニングして緑色着色画素を形成する。この工程を、赤、青の感光性樹脂組成物に繰り返して、緑、赤、青の着色画素が配置されたカラーフィルタを得ることができる。

ここで、隣接する着色画素同士が会合するブラックマトリクスの上部部分においては、ブラックマトリクス上に着色画素が乗り上げることによりツノ段差と呼ばれる突起による凹凸が生じる。そのブラックマトリクスの上部の着色画素の上に直接に透明導電層による透明電極が形成されると、断線してカラーフィルタ表面の電気抵抗値が上昇する可能性が高い。またこのような部分では応力が集中しやすいために、透明導電層の透明電極形成工程以降での加熱・冷却工程において、透明導電層にクラックが生じることによりパネル品質が低下することが予想される。

そこで、特許文献1の技術では、着色画素上を透明なオーバーコート層被覆してツノ段差の凹凸を平坦化し、そのオーバーコート層の上に透明導電層を形成していた。

概要

着色画素の厚さとオーバーコート層の厚さが厚い液晶表示装置の光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタを得る。透光性基板上に青色着色画素と青色着色画素の材料でアライメントマークを形成する工程と、次に、その他の着色画素を形成する工程と、前記着色画素の上に第1のオーバーコート層を形成する工程と、前記第1のオーバーコート層上に、前記アライメントマークを用いて位置を合わせてブラックマトリクスを形成する工程と、第2のオーバーコート層を形成する工程を含む工程でカラーフィルタを製造する。

目的

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、着色画素の厚さとオーバーコート層の厚さが厚い液晶表示装置の光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

透光性基板上に順次に、複数の着色画素から成る着色画素層、第1のオーバーコート層ブラックマトリクス、第2のオーバーコート層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ

請求項2

前記第2のオーバーコート層の上に透明電極層、スペーサが順次に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。

請求項3

前記第2のオーバーコート層の上にスペーサが形成されていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。

請求項4

カラーフィルタの製造方法であって、透光性基板上に青色着色画素と青色着色画素の材料でアライメントマークを形成する工程と、次に、その他の着色画素を形成する工程と、前記着色画素の上に第1のオーバーコート層を形成する工程と、前記第1のオーバーコート層上に、前記アライメントマークを用いて位置を合わせてブラックマトリクスを形成する工程と、第2のオーバーコート層を形成する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。

請求項5

請求項4記載のカラーフィルタの製造方法であって、前記第2のオーバーコート層の上に透明導電層、スペーサを順次形成する工程又は、スペーサを形成する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタに関する。

背景技術

0002

液晶表示装置は、一対の透光性基板間に液晶を挟持して構成されている。一方の透光性基板上にはTFT等の駆動回路が形成され(以下、TFT基板と称する)、他方の透光性基板上には、ブラックマトリクス着色画素等が形成されてカラーフィルタを構成している。

0003

着色画素が形成された透光性基板(以下、カラーフィルタと称する)は、一般的に赤・緑・青の三色からなる着色画素が、透光性基板上にストライプ状あるいはトライアングル配列等、適切なパターンで配置されるものである。先ず、透光性基板上に、着色画素を区画して混色を防止するための仕切り堰となるブラックマトリクスを形成する。ブラックマトリクス材料としては金属薄膜あるいは黒色感光性樹脂組成物を用い、フォトリソグラフィー法によりパターン形成する。

0004

続いて、緑色感光性樹脂組成物を塗布し、これもフォトリソグラフィー法により、例えばストライプ状にパターニングして緑色着色画素を形成する。この工程を、赤、青の感光性樹脂組成物に繰り返して、緑、赤、青の着色画素が配置されたカラーフィルタを得ることができる。

0005

ここで、隣接する着色画素同士が会合するブラックマトリクスの上部部分においては、ブラックマトリクス上に着色画素が乗り上げることによりツノ段差と呼ばれる突起による凹凸が生じる。そのブラックマトリクスの上部の着色画素の上に直接に透明導電層による透明電極が形成されると、断線してカラーフィルタ表面の電気抵抗値が上昇する可能性が高い。またこのような部分では応力が集中しやすいために、透明導電層の透明電極形成工程以降での加熱・冷却工程において、透明導電層にクラックが生じることによりパネル品質が低下することが予想される。

0006

そこで、特許文献1の技術では、着色画素上を透明なオーバーコート層被覆してツノ段差の凹凸を平坦化し、そのオーバーコート層の上に透明導電層を形成していた。

先行技術

0007

特開2002−228826号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、このような液晶表示装置をノーマリホワイトモードで使用し、カラーフィルタやTFT基板の画素電極の間に電界を加えて色表示を行う際に、隣接する画素の両方で黒表示を行った場合に画素電極間に発生する横方向電界によって液晶層光漏れ領域が発生する。

0009

液晶表示装置を斜めから見た場合に、液晶層の光漏れ領域を通して隣接する色画素が観察されるために視認性が悪化する問題がある。この問題は、液晶層の光漏れ部分をブラックマトリクスで遮蔽することで解決する。しかし、液晶層の下の画素電極の下側のオーバーコート層の下の着色画素の更に下の層にブラックマトリクスが形成されていることが、液晶層とブラックマトリクスの高さの差を大きくする。

0010

更に、近年は、液晶表示装置でより濃い色を表示するために、着色画素の厚さが増大する傾向にあり、それに伴い着色画素のツノ段差の凹凸も大きくなる傾向にある。そのため、そのツノ段差を被覆して平坦化するオーバーコート層の厚さも増大する傾向にある。

0011

液晶層とブラックマトリクスの高さの差を生じるオーバーコート層及び着色画素の厚さが厚くなってきているため、液晶層の光漏れ領域を、液晶表示装置を斜めから見た場合に液晶層の光漏れ領域を通して隣接する色画素が観察されて視認性が悪化する問題が大きくなってきている。

0012

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、着色画素の厚さとオーバーコート層の厚さが厚い液晶表示装置の光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタを提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

上記課題を解決するために、本発明は、
透光性基板上に順次に、複数の着色画素から成る着色画素層、第1のオーバーコート層、ブラックマトリクス、第2のオーバーコート層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタである。

0014

本発明は、この構成により、液晶表示装置の光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタが得られる効果がある。

0015

また、本発明は、上記のカラーフィルタであって、前記第2のオーバーコート層の上に透明電極層、スペーサが順次に形成されていることを特徴とするカラーフィルタである。

0016

また、本発明は、上記のカラーフィルタであって、前記第2のオーバーコート層の上にスペーサが形成されていることを特徴とするカラーフィルタである。

0017

また、本発明は、カラーフィルタの製造方法であって、透光性基板上に青色着色画素と青色着色画素の材料でアライメントマークを形成する工程と、次に、その他の着色画素を形成する工程と、前記着色画素の上に第1のオーバーコート層を形成する工程と、前記第1のオーバーコート層上に、前記アライメントマークを用いて位置を合わせてブラックマトリクスを形成する工程と、第2のオーバーコート層を形成する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

0018

また、本発明は、上記のカラーフィルタの製造方法であって、前記第2のオーバーコート層の上に透明導電層、スペーサを順次形成する工程又は、スペーサを形成する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

発明の効果

0019

本発明のカラーフィルタは、液晶表示装置の液晶層の高さに近い高い位置にブラックマトリクスを持つカラーフィルタを製造することで、液晶表示装置の光漏れを効果的に遮蔽できるカラーフィルタが得られる効果がある。

0020

また、本発明は、透明導電層を形成する下地として、ブラックマトリクスの上に第2のオーバーコート層を形成してブラックマトリクスを透明導電層5に直接に触れないようにすることで、第2のオーバーコート層の上の透明導電層とブラックマトリクスの絶縁性を良くできる効果がある。

0021

特に本発明は、ブラックマトリクスを第2のオーバーコート層によって透明導電層5から絶縁する構成を持つので、従来は絶縁性を悪化させるため使用できなかったカーボン濃度が高い遮光性の高いブラックマトリクスを使ってブラックマトリクスの遮光性を高くしたカラーフィルタを構成することができる効果がある。

図面の簡単な説明

0022

本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を説明する断面図(その1)である。
本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を説明する断面図(その2)である。
本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を説明する断面図(その3)である。
本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を説明する断面図(その4)である。

実施例

0023

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図3(b)及び図4は、本発明の第1の実施形態に係わるカラーフィルタの断面図である。

0024

図3のカラーフィルタの断面図において、1は透光性基板、2は着色画素であり、透光性基板1上に形成し、所定領域に区画して形成する。着色画素2のうち、青色着色画素を2B、赤色着色画素を2R、緑色着色画素を2Gと区別して符号を付す。

0025

図3において、3は透明な第1のオーバーコート層であり、着色画素2上に形成する。4はこの第1のオーバーコート層3上に形成されたブラックマトリクスであり、着色画素2の色の区画の境界部分を遮光する。5はITO等からなる透明導電層であり、ブラックマトリクス4の上面か、又は、ブラックマトリクス4の上の第2のオーバーコート層6の上に形成する。PSはフォトスペーサであり、透明導電層5の上に形成する。これらによりカラーフィルタを構成する。

0026

この構成のカラーフィルタを製造することで、透明導電層5に近い高さのブラックマトリクス4を持つカラーフィルタが得られる。それにより、液晶表示装置の光漏れを、ブラックマトリクス4の幅を広げずに効果的に遮蔽できるカラーフィルタが得られる効果がある。

0027

ここで、例えば膜厚が2.5μmの着色画素2上に膜厚1.5μmの第1のオーバーコート層3を形成し、その上に膜厚が1.3μmのブラックマトリクス4を形成する。それにより、膜厚が2.5μmの着色画素2B、2R、2Gの各色画素の端部の重なりにより生じる1μm〜1.5μm程度の凹凸が0.3μm以下まで平坦化される。

0028

その様に平坦化された第1のオーバーコート層3の上にブラックマトリクス4を形成することで、着色画素2上に直接にブラックマトリクス4を形成する場合に生じるブラックマトリクス4の膜厚のバラツキやブラックマトリクス4の線幅局所的に細る線幅むらを無くすことができる効果がある。

0029

透光性基板1の材料は、石英ガラスホウケイ酸ガラスソーダガラスなどの無機ガラス、PET、PES、PCなどのプラスチック基板、又はこれらガラス基板やプラスチッ
基板上に、酸化シリコン酸化アルミニウム窒化シリコン酸窒化シリコンなどの無機薄膜成膜したものを、使用の目的・用途に応じて使い分けて用いることができる。

0030

(着色画素2の材料)
着色画素2の材料は、複数色の着色画素2B、2R、2Gから構成し、色としては、赤、緑、青(RGB)の組み合わせあるいはイエローマゼンダシアン(YMC)の組み合わせが挙げられる。これに加え、明度を上げるために着色画素の一部を透明な画素とすることができる。

0031

着色画素2の上には第1のオーバーコート層3を形成し、その第1のオーバーコート層3の上にブラックマトリクス4を形成する。ブラックマトリクス4は、例えば、第1のオーバーコート層3上に黒色の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥した後に、フォトマスクを用いて所定のパターンに露光し、現像およびポストベークを行うことで形成する。

0032

ブラックマトリクス4及び着色画素2形成用の感光性着色樹脂組成物は、透明樹脂中に、着色剤となる顔料光開始剤重合性モノマー等を適切な溶剤により分散させて製造する。

0033

本実施形態に用いることができる感光性着色樹脂組成物の原材料の一例を説明する。
(ブラックマトリクス4の遮光材料
ブラックマトリクス4の遮光材としては、カーボンブラック酸化チタン酸窒化チタンなどの金属酸化物や顔料、その他既知の遮光材料を用いることができる。また、遮光層の色調を調整するために、以下に示す補色の着色顔料を必要に応じて混合してもよい。

0034

(着色画素2の着色顔料)
青色着色組成物には、例えばC.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等の青色顔料、好ましくはC.I.Pigment Blue 15:6を用いることができる。また、青色着色組成物には、C.I.PigmentViolet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料、好ましくはC.I.PigmentViolet 23を添加併用することができる。

0035

赤色着色画素もしくは赤色画素を形成するための赤色着色組成物には、例えばC.I.PigmentRed 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、254、255、264、272、279等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料橙色顔料を添加併用することができる。

0036

黄色顔料としてはC.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられる。橙色顔料としてはC.I.PigmentOrange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。

0037

緑色着色組成物には、例えばC.I.Pigment Green 7、10、36、37等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を添加併用することができる。

0038

また、上記着色組成物あるいは有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性感度現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄べんがら赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤群青紺青酸化クロム緑コバルト緑等の金属酸化物粉金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲で染料を含有させることができる。

0039

(第1のオーバーコート層3)
第1のオーバーコート層3の材料は、可視光領域の400〜700nmの波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂を用いる。第1のオーバーコート層3には、例えばアクリル系樹脂エポキシ系樹脂ビニルエーテル系樹脂ポリイミド系樹脂プロピニル系樹脂等を用いることができる。

0040

また、第1のオーバーコート層3の膜厚は、透過光用領域の着色画素2上の平坦性確保および着色画素2の保護が可能な厚さに形成する。例えば膜厚2.5μmの着色画素2を形成した場合は、RGBパターン同士の重なり量にもよるが、1μmから1.5μm程度の着色画素2の凹凸が発生する場合がある。

0041

例えば膜厚1.3μmのブラックマトリクス4のパターンを直接に、着色画素2上に形成すると、下地の着色画素2の凹凸具合によってブラックマトリクス4の膜厚がばらつく原因になる。もし下地の着色画素2の高さが局所的に高い部分があると、ブラックマトリクス用の感光性樹脂組成物を塗布した際に、その塗布膜の表面高さの平坦化作用によって、その部分のブラックマトリクス用の感光性樹脂組成物の塗布膜厚が薄くなってしまう。ブラックマトリクス用の感光性樹脂組成物の塗布膜厚が薄いと、現像が進み易くなるため、その部分のブラックマトリクス4のパターンの線幅が局所的に細くなるブラックマトリクス4のパターンの線幅むらの原因になってしまう。

0042

第1のオーバーコート層3の膜厚は、厚いほど表面の平坦性は良くなるが、1μmから1.5μm程度の着色画素2の凹凸がある場合に、膜厚1.5μmの第1のオーバーコート層3を形成することで、第1のオーバーコート層3の表面の凹凸を概ね0.3μm以下まで平坦化することができる。

0043

(ブラックマトリクス4)
この第1のオーバーコート層3の上に、膜厚1.3μmのブラックマトリクス4のパターンを形成する。このブラックマトリクス4により、着色画素2の色の区画の境界部分を遮光する。

0044

(第2のオーバーコート層6)
このブラックマトリクス4の上に、第2のオーバーコート層6を形成する。この、第2のオーバーコート層6を省略して、ITO等からなる透明導電層5を直接、ブラックマトリクス4の上に形成することもできるが、第2のオーバーコート層6を形成することが望ましい。ブラックマトリクス4の上に、膜厚1.5μmの第2のオーバーコート層6を形成する。この第2のオーバーコート層6によって、その表面の凹凸を概ね0.2μm以下
まで平坦化することができる。

0045

透明導電層5を形成する下地として、ブラックマトリクス4の上に第2のオーバーコート層6を形成することで、ブラックマトリクス4を、下層の第1のオーバーコート層3と上層の第2のオーバーコート層6で挟んで透明導電層5と直接に触れないようにすることができる。それにより、第2のオーバーコート層6の上の透明導電層5とブラックマトリクス4の絶縁性が良くなる効果がある。

0046

そのように、ブラックマトリクス4が、第2のオーバーコート層6により透明導電層5から絶縁されるので、ブラックマトリクス4にカーボン濃度が高い遮光性の高い材料を使えることができ、ブラックマトリクス4の遮光性を高くすることができる効果がある。

0047

(透明導電層5)
この第2のオーバーコート層6上に、ITO等からなる透明導電層5を形成する。透明導電層5を構成する透明導電材には特に限定はなく、従来のカラーフィルタに用いられている周知の素材、例えばITO(酸化インジウムスズ)が好適に用いられる。

0048

(フォトスペーサPS)
透明導電層5の上に形成するフォトスペーサPSを構成する材質としては、熱フロー性を有する感光ネガ型レジストが好適に用いられる。この感光性ネガ型レジストは、例えばアルカリ可溶性樹脂光重合開始剤、及び重合性モノマーを主成分とするアクリル系感光性樹脂組成物である。より、熱フロー性を富ませる為に、TG(ガラス転移点)の低い樹脂による処方やモノマー量を減らす処方としてもよい。あるいは、熱フロー性を有する感光性ポジ型レジストを用いてもよい。

0049

(製造方法)
次に、図1図3を参照して、本実施形態のカラーフィルタの製造方法について説明する。

0050

(工程1)
先ず、図1(a)の様な透光性基板1の上に着色画素2を図1(b)の様に形成する。

0051

着色画素2の形成方法は、スリットコート法スピンコート法ロールコート法などの塗布法で着色画素2を形成し、その後フォトリソグラフィー法によりパターニングするか、インクジェット法や、グラビア印刷法フレキソ印刷法などの方法が使用できる。

0052

しかし、高精細分光特性制御性及び再現性等を考慮すれば、以下の様にフォトリソグラフー法で着色画素2を形成することが最も望ましい。

0053

すなわち、先ず、図1(a)の様な透光性基板1の上に、透明な樹脂中に顔料、光開始剤、重合性モノマー等と共に適当な溶剤に分散させた青色のネガ型感光性樹脂組成物を塗布、乾燥した後に、青色着色画素のパターンに対応した開口部を有するフォトマスクを用いてパターン露光し、定法の現像及びポストベーク処理を施すことで、図1(b)の様に青色着色画素2Bを形成する。

0054

ここで、最初に青色着色画素2Bを形成する事が望ましい。そうすることで、青色着色画素2Bによるアライメントマークが最初に形成される。その青色着色画素2Bの材料によるアライメントマークを、第2色目以降に形成するパターンの位置合わせの基準にする。そうすることで、青色着色画素2Bによるアライメントマークの視認性が良いので、第2色目以降に形成するパターンを露光する露光装置アライメントカメラで読み取るアライメントマークの認識精度が向上する効果がある。

0055

以下、同一の手順を繰り返すことにより、図1(c)の様に赤色着色画素2Rを形成し、次に、図1(d)の様に緑色着色画素2Gを形成する。場合によっては透明画素も形成することができる。

0056

透光性基板1上への着色画素2の各色の塗布膜厚は、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で1〜3μm程度である。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥して特定色の着色画素2が得られる。

0057

こうして、最初に青色着色画素2Bを形成した複数の着色画素2から成る着色画素層では、青色着色画素2Bの端部が他の全ての色の着色画素2の端部よりも最も下側の透光性基板1側に形成される。すなわち、着色画素層において、青色着色画素2Bのパターンの端部が透光性基板1に密着して形成され、他の全ての色の着色画素の端部よりも下側に形成される特徴がある。

0058

(工程2)
<第1のオーバーコート層3(第1の平坦化層)の形成>
次に、図1(e)の様に、着色画素2上に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の第1のオーバーコート層3用の透明樹脂を塗布し、90℃で5分間乾燥し、高圧水銀灯の光を照射して露光し、ポストベークして硬化させて第1のオーバーコート層3を形成する。

0059

(工程3)
<ブラックマトリクス4の形成>
次に、図2(f)の様に、第1のオーバーコート層3の上に、黒色の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥した後に、フォトマスクを用いて所定のパターンに露光し、現像およびポストベークを行うことで、ブラックマトリクス4を形成する。

0060

ブラックマトリクス4の膜厚は、含有するカーボンブラック量から必要な光学濃度見積もり所望の膜厚に設定することが望ましく、一般には、およそ1〜2μm程度である。ブラックマトリクス4の形成方法としては、スピンコート法やスリットコート法、スピンレス法などの塗布法を用いて塗布した後に、上記定法のフォトリソグラフィー法を用いてパターニングするか、インクジェット法、印刷法などを用いて直接にパターン形成をすることも可能である。

0061

(工程4)
<第2のオーバーコート層6(平坦化層)の形成>
次に、図2(g)の様に、第1のオーバーコート層3とブラックマトリクス4の上に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等の第1のオーバーコート層3用の透明樹脂を塗布し、90℃で5分間乾燥し、高圧水銀灯の光を照射して露光し、ポストベークして硬化させて第2のオーバーコート層6を形成する。

0062

(工程5)
<透明導電層5の形成>
次に、図3(a)の様に、第2のオーバーコート層6の上面に、例えばITOからなる透明導電層5を形成する。

0063

ただし、この工程は、TFT基板側に2つの電極を付け、カラーフィルタ側には透明導電層5を形成しないIPS(In-Plane-Switching)方式の液晶表示装置用のカラーフィルタでは省略する。

0064

(フォトスペーサPSの形成)
次に、図3(b)の様に、透明導電層5の上に、又は、図4の様に、第2のオーバーコート層6の上に、以下の様にしてフォトスペーサPSを形成する。

0065

すなわち、透明導電層5の上に、又は、第2のオーバーコート層6の上に、熱フロー性を有する感光性ネガ型レジストを塗布し、減圧乾燥及びプリベーク処理を行うことで、図3(b)又は、図4に示すように、透明導電層5の上面に感光性レジスト材料層を形成する。プリベーク処理の条件は、一例として80℃〜120℃、処理時間は90秒〜240秒とされる。

0066

この感光性レジスト材料層に、露光機によりフォトスペーサPSのパターンを露光し、アルカリ現像液によって現像し、未露光部分を除去する。その後、オーブン焼成を行うことにより、図3(b)のようにフォトスペーサPSをカラーフィルタの透明導電層5の上、又は、第2のオーバーコート層6の上に形成する。

0067

また、IPS方式の液晶表示装置用のカラーフィルタでは、図4に示すようなフォトスペーサPSを第2のオーバーコート層6の上に形成する。

0068

フォトスペーサPSは、第1のオーバーコート層3上方に形成する事が望ましい。オーブン焼成の条件は、一例として220℃〜240℃、15分〜30分にする。

0069

1・・・透光性基板
2・・・着色画素
2B・・・(青色)着色画素
2R・・・(赤色)着色画素
2G・・・(緑色)着色画素
3・・・第1のオーバーコート層
4・・・ブラックマトリクス
5・・・透明導電層
6・・・第2のオーバーコート層
PS・・・フォトスペーサ

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