JP2000111726A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶層の厚み設定用としての柱状凸部と透明
保護層を備え、表示品質に優れたカラー液晶表示装置の
製造を可能とするカラーフィルタと、このようなカラー
フィルタを簡便に製造するための製造方法を提供する。 【解決手段】 カラーフィルタを、酸価の異なる樹脂を
含有し少なくとも着色層を覆うように形成された透明保
護層と、酸価の異なる樹脂を含有し透明保護層よりも突
出するように基板上の複数の所定部位に形成された透明
な柱状凸部とを備え、上記透明保護層は柱状凸部に比べ
て酸価の低い樹脂の含有率が大きいものとし、このよう
なカラーフィルタを、第１の工程として基板上に所定の
パターンで複数色からなる着色層を形成した後、少なく
とも着色層を覆うように基板上に酸価の異なる樹脂を含
有した感光性樹脂層を形成し、第２の工程として柱状凸
部の形成パターンに相当する開口部を備えたフォトマス
クを介して感光性樹脂層を露光し、第３の工程として感
光性樹脂層を現像することにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルタおよ
びその製造方法に係り、特に表示品質に優れたカラー液
晶表示装置の製造が可能なカラーフィルタとその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、カ
ラー液晶表示装置が注目されている。カラー液晶表示装
置の一例として、ブラックマトリックス、複数の色（通
常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる
着色層、透明導電層（共通電極）および配向層を備えた
カラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）、
画素電極および配向層を備えたＴＦＴアレイ基板とを所
定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材
料を注入して液晶層としたものがある。このようなカラ
ー液晶表示装置では、間隙部が液晶層の厚みそのもので
あり、カラー液晶表示装置に要求される高速応答性、高
コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能を可能と
するためには、液晶層の厚み、すなわち、カラーフィル
タとＴＦＴアレイ基板の間隙距離を厳密に一定に保持す
る必要がある。

【０００３】従来、カラー液晶表示装置における液晶層
の厚みを決定する方法として、カラーフィルタとＴＦＴ
アレイ基板との間隙に、ガラスやアルミナ、プラスチッ
ク等からなるスペーサーと称する粒子あるいは棒状体を
多数混合した液晶を注入する方法がある。そして、スペ
ーサーの大きさをもって両基板の間隙部の大きさ、つま
り、液晶層の厚みが決定される。

【０００４】しかし、上述のようなカラーフィルタとＴ
ＦＴアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー
液晶表示装置の動作の上で次のような問題点が生じる。
すなわち、基板面上に散在させるスペーサーの密度が適
正で、かつ、基板面上にスペーサーが均一に分散されて
いなければ、カラー液晶表示装置の全面に亘って大きさ
が均一な間隙部は形成されない。一般に、スペーサーの
散在量（密度）を増した場合、間隙部の厚みのばらつき
偏差は少なくなるが、散在量（密度）が多くなると表示
画素部上に存在するスペーサーの数も増し、表示画素部
ではこのスペーサーが液晶材料の異物となる。そして、
スペーサーの存在によって、配向膜で規制された液晶分
子の配向に乱れが生じたり、スペーサー周辺の液晶だけ
は電圧のＯＮ、ＯＦＦによる配向制御が不能になる等の
支障がみられ、コントラスト比等の表示性能が低下する
という問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するために、間隙（液晶層の厚み）を決定するための柱
状凸部を備えたカラーフィルタが提案されている（特開
平４−３１８８１６号等）。しかしながら、このカラー
フィルタでは、着色層を形成し、この着色層を覆うよう
に保護層を形成した後に、光感光性樹脂を用いて再度フ
ォトリソグラフィー工程により柱状凸部をブラックマト
リックス上の所定箇所に形成するので、工程が煩雑であ
る。

【０００６】また、例えば、近年注目されているＩＰＳ
（In-Plane Switching）液晶モードでは、ＴＮ液晶モー
ドよりも更に精密な基板間隙の制御が要求されている。
このような要求に応えるために、柱状凸部の高さの精度
を±０．２μｍ以下とするには、感光性樹脂の高い塗布
精度が要求され、スループット、歩留等が問題となって
いる。

【０００７】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部
と透明保護層を備え、表示品質に優れたカラー液晶表示
装置の製造を可能とするカラーフィルタと、このような
カラーフィルタを簡便に製造するための製造方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のカラーフィルタは、基板と、該基板
上に所定のパターンで形成された複数色からなる着色層
と、少なくとも前記着色層を覆うように形成された透明
保護層と、前記基板上の複数の所定部位に形成され前記
透明保護層よりも突出した透明な柱状凸部とを備え、前
記透明保護層および前記柱状凸部は酸価の異なる樹脂を
含有し、前記透明保護層は前記柱状凸部に比べて酸価の
低い樹脂の含有率が大きいような構成とした。

【０００９】また、本発明のカラーフィルタは、樹脂の
酸価の差が６０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある
ような構成とした。

【００１０】本発明のカラーフィルタの製造方法は、基
板上に所定のパターンで複数色からなる着色層を形成し
た後、少なくとも前記着色層を覆うように前記基板上に
酸価の異なる樹脂を含有した感光性樹脂層を形成する第
１の工程、柱状凸部の形成パターンに相当する開口部を
備えたフォトマスクを介して前記感光性樹脂層を露光す
る第２の工程、前記感光性樹脂層を現像することによ
り、前記基板上の複数の所定部位に透明な柱状凸部を形
成するとともに、少なくとも前記着色層を覆うように透
明保護層を形成する第３の工程、を有するような構成と
した。

【００１１】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、前記感光性樹脂層に含有される樹脂の酸価の差が６
０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあるような構成、
前記感光性樹脂層における酸価の低い樹脂の含有量が酸
価の高い樹脂１００重量部に対して２０〜６０重量部の
範囲内であるような構成とした。

【００１２】このような本発明では、感光性樹脂層が酸
価の異なる樹脂を含有しているので、露光後の現像にお
いて露光部（柱状凸部の形成位置）と未露光部のアルカ
リ現像液に対する溶解性が適度な差として現れ、露光部
では柱状凸部が形成され、未露光部では酸価が低くアル
カリ現像液に対する溶解性の低い樹脂が多く残存した透
明保護層が形成され、上記柱状凸部は液晶層の厚み設定
用スペーサとして必要な高さをもつとともに高精度の高
さ設定が可能であり、また、透明保護層はカラーフィル
タ表面を平坦化するとともに、着色層に含有される成分
の液晶層への溶出を防止する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて図面を参照して説明する。本発明のカラーフィル
タ図１は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示
す部分平面図であり、図２はＡ−Ａ線における縦断面図
である。図１および図２において、本発明のカラーフィ
ルタ１は、基板２と、この基板２上に形成されたブラッ
クマトリックス３および着色層５を備え、ブラックマト
リックス３および着色層５を覆うように透明保護層６が
形成されており、さらに、ブラックマトリックス３の所
定の複数の箇所（図１では５箇所）には透明な柱状凸部
７が上記の透明保護層６と一体的に形成されている。

【００１４】上記のカラーフィルタ１を構成する基板２
としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英
板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹
脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフ
レキシブル材を用いることができる。この中で特にコー
ニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材で
あり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優
れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカ
リガラスであるため、アクティブマトリックス方式によ
るカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適してい
る。

【００１５】また、カラーフィルタ１を構成するブラッ
クマトリックス３は、着色層５からなる表示画素部の間
および着色層５の形成領域の外側に設けられている。こ
のようなブラックマトリックス３は、スパッタリング
法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度
のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニン
グして形成したもの、カーボン微粒子等の遮光性粒子を
含有させたポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂等の樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングして
形成したもの、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性
粒子を含有させた感光性樹脂層を形成し、この感光性樹
脂層をパターニングして形成したもの等、いずれであっ
てもよい。

【００１６】また、着色層５は、赤色パターン５Ｒ、緑
色パターン５Ｇおよび青色パターン５Ｂが所望のパター
ン形状で配列されており、所望の着色材を含有した感光
性樹脂を使用した顔料分散法により形成することがで
き、さらに、印刷法、電着法、転写法等の公知の方法に
より形成することができる。また、着色層５を、例え
ば、赤色パターン５Ｒが最も薄く、緑色パターン５Ｇ、
青色パターン５Ｂの順に厚くすることにより、着色層５
の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしても
よい。

【００１７】透明保護層６はカラーフィルタ１の表面を
平坦化するとともに、着色層５に含有される成分の液晶
層への溶出を防止するために設けられたものである。こ
の透明保護層６の厚みは、使用される材料の光透過率、
カラーフィルタ１の表面状態等考慮して設定することが
でき、例えば、０．１〜３．０μｍの範囲で設定するこ
とができる。このような透明保護層６は、カラーフィル
タ１をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときに液晶層と
接するような着色層５を少なくとも覆うように形成され
る。

【００１８】上記の透明保護層６は酸価の異なる樹脂を
含有するものである。この透明保護層６は、後述する柱
状凸部７に比べて酸価の低い樹脂の含有率が大きく、酸
価の異なる樹脂としては、透明保護層６に要求される光
透過率等を考慮して選定することができる。

【００１９】また、柱状凸部７は、カラーフィルタ１を
ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせたときにスペーサーとし
て作用するものである。この柱状凸部７は、上記の透明
保護層６よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出するよう
に一定の高さをもつものであり、突出量はカラー液晶表
示装置の液晶層に要求される厚み等から適宜設定するこ
とができる。また、柱状凸部７の形成密度は、液晶層の
厚みムラ、開口率、柱状凸部７の形状、材質等を考慮し
て適宜設定することができるが、例えば、着色層５を構
成する赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青色
パターン５Ｂの１組に１個の割合で必要十分なスペーサ
ー機能を発現する。このような柱状凸部７の形状は、図
示例では円柱形状となっているが、これに限定されるも
のではなく、角柱形状、截頭錐体形状等であってもよ
い。

【００２０】上記の柱状凸部７は酸価の異なる樹脂を含
有するものである。この柱状凸部７は、上述のように透
明保護層６に比べて酸価の低い樹脂の含有率が小さく、
酸価の異なる樹脂としては、柱状凸部７に要求される機
械的強度、光透過率等を考慮して選定することができ
る。

【００２１】上記のような酸価の異なる樹脂としては、
重合組成を調整して０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲で
所望の酸価に設定した共重合体等を使用することができ
る。

【００２２】透明保護層６および柱状凸部７は、酸価の
異なる樹脂として上記のような樹脂の２種以上を含有
し、含有する樹脂の酸価の差は、樹脂の種類、含有量等
により異なるが、例えば、柱状凸部７において主体とな
る２種の樹脂（酸価の異なる樹脂に占める合計含有量が
７０重量％以上である２種の樹脂）の酸価の差を６０〜
１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内とすることができる。

【００２３】上記の透明保護層６と柱状凸部７を備える
本発明のカラーフィルタ１に配向層を設けて配向処理
（ラビング）した後、ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた
場合、柱状凸部７がカラーフィルタ１とＴＦＴアレイ基
板との間に間隙を形成する。そして、柱状凸部７は、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を積層して形成された柱状凸
部にみられるような、レベリング現象による高さ精度不
良、および、各色ごとの位置合わせ不良が生じないの
で、その高さ精度と位置精度が極めて高いものであり、
したがって、両基板の間隙精度は極めて高いものとな
る。また、仮に画素部分に柱状凸部の一部が存在したと
しても、透明であるために表示品質に悪影響を及ぼすこ
とがほとんどない。一方、透明保護層６は、微細な凹凸
が存在するカラーフィルタ１の表面を平坦なものとし、
液晶の配向に悪影響を与える表面粗さを低減するととも
に、着色層に微量含まれるイオン性不純物等が液晶層へ
溶出して表示品質に悪影響を及ぼすことを防止する。

【００２４】尚、本発明のカラーフィルタは、図３に示
されるように、ブラックマトリックス３を備えず、非画
素部分に位置する着色層５上に上述の柱状凸部７を形成
したもの等であってもよい。本発明のカラーフィルタ製造方法 次に、カラーフィルタ製造方法の一実施形態について、
図１および図２に示されたカラーフィルタ１を例に図４
および図５を参照しながら説明する。 （第１の工程）カラーフィルタ製造方法の第１の工程で
は、基板上に所定のパターンで複数色からなる着色層を
形成した後、少なくとも着色層を覆うように基板上に酸
価の異なる樹脂を含有した感光性樹脂層が形成される。
すなわち、まず、基板２上にブラックマトリックス３を
形成し（図４（Ａ））、次いで、基板２上の赤色パター
ン形成領域に赤色パターン５Ｒ、緑色パターン形成領域
に緑色パターン５Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に
青色パターン５Ｂを形成して着色層５とする（図４
（Ｂ））。次に、ブラックマトリックス３および着色層
５を覆うように感光性樹脂層８を形成する（図４
（Ｃ））。

【００２５】上記のブラックマトリックス３の形成は、
例えば、以下のように行うことができる。まず、スパッ
タリング法、真空蒸着法等により形成したクロム等の金
属薄膜、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有した樹脂
層等からなる遮光層を基板２上に形成し、この遮光層上
に公知のポジ型あるいはネガ型の感光性レジストを用い
て感光性レジスト層を形成する。次いで、感光性レジス
ト層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介して
露光、現像し、露出した遮光層をエッチングした後、残
存する感光性レジスト層を除去することによって、ブラ
ックマトリックス３を形成する。

【００２６】また、上記の着色層５の形成は、例えば、
以下のように行うことができる。まず、ブラックマトリ
ックス３を覆うように基板２上に赤色着色材を含有した
赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを介し
て上記の赤色感光性樹脂層を露光して現像を行うことに
より、基板２上の赤色パターン形成領域に赤色パターン
５Ｒを形成する。以下、同様に、基板２上の緑色パター
ン形成領域に緑色パターン５Ｇを形成し、さらに、基板
２上の青色パターン形成領域に青色パターン５Ｂを形成
する。

【００２７】また、上記の感光性樹脂層８は、酸価の異
なる樹脂、重合開始剤、モノマー等を含有するネガ型感
光性樹脂組成物を、粘度の最適化を行った上で、スピン
コータ、ロールコータ等の公知の手段によりブラックマ
トリックス３および着色層５を覆うように塗布、乾燥し
て形成することができる。

【００２８】酸価の異なる樹脂としては、上記の説明で
挙げた樹脂を２種または３種以上の組み合わせで使用す
ることができる。用いる樹脂の酸価の差は、樹脂の種
類、含有量等により異なるが、例えば、主体となる２種
の樹脂（酸価の異なる樹脂に占める合計含有量が７０重
量％以上である２種の樹脂）の酸価の差を６０〜１００
ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内とすることができる。酸価の差
が６０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、後述する露光後の
現像において、アルカリ現像液に対する露光部と未露光
部の溶解性に適度な差が得られない。このため、形成さ
れる柱状凸部７が高く（透明保護膜６からの突出高さが
大きく）なりやすく、柱状凸部７の高さ設定の精度が低
下してしまい、液晶層の厚み設定用スペーサとして適正
な高さをもつ柱状凸部７を形成すると同時に透明保護層
６を形成することが困難である。一方、酸価の差が１０
０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、後述する露光後の現像に
おいて、アルカリ現像液に対する未露光部の溶解性が悪
く白濁が生じ、液晶層の厚み設定用スペーサとして必要
な高さをもつ柱状凸部７を形成することが困難になる。

【００２９】また、感光性樹脂層８における酸価の低い
樹脂の含有量は、酸価の高い樹脂１００重量部に対して
２０〜６０重量部、好ましくは２５〜５０重量部の範囲
内とする。感光性樹脂層８における酸価の低い樹脂の含
有量が２０重量部未満であると、後述する露光後の現像
において、アルカリ現像液に対する未露光部の溶解性が
大きくなりすぎ、形成される柱状凸部７が高く（透明保
護膜６からの突出高さが大きく）なりやすく、柱状凸部
７の高さ設定の精度が低下する。一方、感光性樹脂層８
における酸価の低い樹脂の含有量が６０重量部を超える
と、アルカリ現像液に対する露光部と未露光部の溶解性
に適度な差が生ぜず、液晶層の厚み設定用スペーサとし
て必要な高さをもつ柱状凸部７を形成することが困難に
なる。

【００３０】上記のような感光性樹脂層８の厚みは、使
用する樹脂、重合開始剤、モノマー、透明保護層６の厚
み、柱状凸部７の高さ等を考慮して適宜設定することが
でき、通常、２〜８μｍの範囲内で設定することができ
る。 （第２の工程）カラーフィルタ製造方法の第２の工程で
は、感光性樹脂層８を柱状凸部形成用のフォトマスクＭ
を介して露光する（図５（Ａ））。このフォトマスクＭ
には、柱状凸部７の形成パターンに相当する開口部ｍが
形成されている。この露光により、感光性樹脂層８の柱
状凸部形成部位（フォトマスクＭを介しての露光部）で
は感光性樹脂層の硬化反応が進行する。 （第３の工程）カラーフィルタ製造方法の第３の工程で
は、アルカリ現像液により感光性樹脂層８の現像が行わ
れる。第２の工程において、上述のように柱状凸部７の
形成部位で感光性樹脂層８の硬化反応が生じているた
め、柱状凸部形成部位はアルカリ現像液に対してほとん
ど溶解性を示さない。一方、感光性樹脂層８の未露光部
は、上述のように酸価の異なる樹脂を含有し、露光部
（柱状凸部の形成部位）と適度な差をもってアルカリ現
像液に溶解する。すなわち、露光部ではアルカリ現像液
に対する溶解性が高い高酸価の樹脂が多少溶解除去され
るものの、大部分は溶解されずに透明な柱状凸部７が形
成される。また、柱状凸部形成部位以外の領域では、酸
価の低い樹脂に比べて、酸価の高い樹脂がアルカリ現像
液によってより多く溶解除去され、また、モノマー等も
除去されて透明保護層６が形成される。その後、ポスト
ベーク処理を行うことにより、本発明のカラーフィルタ
１が得られる（図５（Ｂ））。

【００３１】形成された透明保護層６は、微細な凹凸が
存在するカラーフィルタ１の表面を平坦なものとし、液
晶の配向に悪影響を与える表面粗さを低減するととも
に、着色層に微量含まれるイオン性不純物が液晶層へ溶
出して表示品質が低下することを防止する。また、透明
な柱状凸部７は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層の積層では
ないため、レベリング現象による高さ精度の低下がない
ものである。このような透明保護層６と柱状凸部７は、
上述のように１回のフォトリソグラフィー工程において
同時に形成でき、かつ、透明保護層６の厚みと柱状凸部
７の高さを任意に制御することができる。

【００３２】尚、上述の実施形態では、着色層５は顔料
分散法により形成されるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、染色法、印刷法、転写法等を用
いることができ、また、基板２上に予め透明導電膜を形
成して電着法を用いることもできる。

【００３３】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 （実施例１）カラーフィルタ用の基板として、３００ｍ
ｍ×４００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニ
ング社製７０５９ガラス）を準備した。この基板を定法
にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリ
ング法により金属クロムからなる遮光層（厚さ０．１μ
ｍ）を成膜した。次いで、この遮光層に対して、通常の
フォトリソグラフィー法によって感光性レジスト塗布、
マスク露光、現像、エッチング、レジスト層剥離を行っ
てブラックマトリックスを形成した。

【００３４】次に、ブラックマトリックスが形成された
基板全面に、赤色パターン用の感光性着色材料（富士フ
ィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＲ−７００
１）をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層
を形成し、プレベーク（８５℃、５分間）を行った。そ
の後、所定の着色パターン用フォトマスクを用いて赤色
感光性樹脂層をアライメント露光し、現像液（富士フィ
ルムオーリン（株）製カラーモザイク用現像液ＣＤの希
釈液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２００
℃、３０分間）を行って、ブラックマトリックスパター
ンに対して所定の位置に赤色パターン（厚み１．５μ
ｍ）を形成した。

【００３５】同様に、緑色パターン用の感光性着色材料
（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＧ−
７００１）を用いて、ブラックマトリックスパターンに
対して所定の位置に緑色パターン（厚み１．５μｍ）を
形成した。さらに、青色パターン用の感光性着色材料
（富士フィルムオーリン（株）製カラーモザイクＣＢ−
７００１）を用いて、ブラックマトリックスパターンに
対して所定の位置に青色パターン（厚み１．５μｍ）を
形成した。

【００３６】次に、スチレン／ベンジルメタクリレート
／アクリル酸共重合体の重合組成を調整することによ
り、酸価が０、２０、４０、６０、８０、１２０ｍｇＫ
ＯＨ／ｇの６種の樹脂を調製し、下記組成の８種の感光
性樹脂組成物１〜８を作製した。

【００３７】 感光性樹脂組成物１の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝４０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ５０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物２の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝６０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ５０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物３の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ５０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物４の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝４０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ６０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８５重量部 ・重合開始剤 … ２９重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物５の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝４０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ２５重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ６７重量部 ・重合開始剤 … ２３重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物６の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝８０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ５０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物７の組成 ・低酸価の樹脂（酸価＝０ｍｇＫＯＨ／ｇ） … ５０重量部 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１００重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 感光性樹脂組成物８の組成 ・高酸価の樹脂（酸価＝１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ） …１５０重量部 ・モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート… ８０重量部 ・重合開始剤 … ２５重量部 （チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製イルガキュア３６９） 次に、上記の感光性樹脂組成物１〜８を用いて、着色層
が形成された基板上にスピンコート法により塗布し、そ
れぞれ厚み６．５μｍの感光性樹脂層を形成して試料１
〜８を得た。（以上、第１の工程） 次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ
露光機にて、各試料の感光性樹脂層の柱状凸部形成位置
に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して３０
０ｍＪ／ｃｍ² の露光量で露光を行った。（以上、第２
の工程） 次に、試料１〜８の各基板を０．０５％水酸化カリウム
水溶液に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリー
ンオーブン中でポストベーク（２００℃、３０分間）を
行った。（以上、第３の工程） このような一連の処理により、図１および図２に示され
るような構造のカラーフィルタを得ることができ、試料
１〜７の各カラーフィルタの透明保護層の厚み、透明な
柱状凸部の突出高さ、柱状凸部の厚みは下記の表１に示
されるものであった。

【００３８】

【表１】 表１から明らかなように、感光性樹脂層の樹脂の酸価の
差を６０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内とし、樹脂の
含有比率を適宜設定することにより、柱状凸部の高さと
透明保護層の厚みとを同時に制御することが可能である
ことが確認された。

【００３９】尚、試料８は、形成された透明保護層が極
めて薄く実用に供し得ないものであった。 （実施例２）実施例１の感光性樹脂組成物１と８を使用
し、実施例１と同様にして、ブラックマトリックスと着
色層が形成された基板上に厚み６．５μｍの感光性樹脂
層を形成して試料Ａ（感光性樹脂組成物１使用）、試料
Ｂ（感光性樹脂組成物８使用）を得た。（以上、第１の
工程） 次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ
露光機にて、各試料の感光性樹脂層の柱状凸部形成位置
に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して３０
０ｍＪ／ｃｍ² の露光量で露光を行った。（以上、第２
の工程） 次に、試料Ａ、Ｂの各基板を０．０５％水酸化カリウム
水溶液に下記の表２に示される時間浸漬して現像を行
い、洗浄後、クリーンオーブン中でポストベーク（２０
０℃、３０分間）を行った。（以上、第３の工程） このような一連の処理により、図１および図２に示され
るような構造のカラーフィルタを得ることができ、試料
Ａの各カラーフィルタの透明保護層の厚み、透明な柱状
凸部の突出高さ、柱状凸部の厚みは下記の表２に示され
るものであった。このことから、現像時間を適宜設定す
ることにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを
同時に制御することが可能であることが確認された。

【００４０】しかし、試料Ｂは、未露光部の溶解性が高
すぎ、現像時間の調整による柱状凸部の高さと透明保護
層の厚みの同時制御は不可能であった。

【００４１】

【表２】 （実施例３）実施例１の感光性樹脂組成物１と８を使用
し、実施例１と同様にして、ブラックマトリックスと着
色層が形成された基板上に厚み６．５μｍの感光性樹脂
層を形成して試料Ｉ（感光性樹脂組成物１使用）、II
（感光性樹脂組成物８使用）を得た。（以上、第１の工
程） 次いで、超高圧水銀灯を露光光源とするプロキシミティ
露光機にて、各試料の感光性樹脂層の柱状凸部形成位置
に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介して下記
の表３に示される露光量で露光を行った。（以上、第２
の工程） 次に、試料Ｉ、IIの各基板を０．０５％水酸化カリウム
水溶液に６０秒間浸漬して現像を行い、洗浄後、クリー
ンオーブン中でポストベーク（２００℃、３０分間）を
行った。（以上、第３の工程） このような一連の処理により、図１および図２に示され
るような構造のカラーフィルタを得ることができ、試料
Ｉの各カラーフィルタの透明保護層の厚み、透明な柱状
凸部の突出高さ、柱状凸部の厚みは下記の表３に示され
るものであった。このことから、露光時間を適宜設定す
ることにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みとを
同時に制御することが可能であることが確認された。

【００４２】しかし、試料IIは、未露光部の溶解性が高
すぎ、露光時間の調整による柱状凸部の高さと透明保護
層の厚みの同時制御は不可能であった。

【００４３】

【表３】

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば複
数の透明な柱状凸部は液晶層の厚み設定用スペーサとし
て必要な高さをもつとともに、その高さを優れた精度で
設定することができ、仮に画素部分に柱状凸部の一部が
存在したとしても、透明であるために表示品質に悪影響
を及ぼすことがほとんどなく、また、透明保護層はカラ
ーフィルタ表面を平坦化するとともに、着色層に含有さ
れる成分の液晶層への溶出を防止するので、表示品質に
優れ信頼性の高いカラー液晶表示装置が可能となり、こ
のような柱状凸部および透明保護層を酸価の異なる樹脂
を含有した感光性樹脂を用いた一回のフォトリソグラフ
ィー工程で形成できるので工程が簡便なものとなり、さ
らに、樹脂の酸価の差、樹脂の含有比率、露光時間、現
像時間の１種あるいは２種以上の組み合わせを適宜調整
することにより、柱状凸部の高さと透明保護層の厚みと
を同時に制御することができ、液晶層の厚み制御に高い
精度を要求されるカラー液晶表示装置、例えば、ＩＰＳ
（In-Plane Switching）液晶モードのカラー液晶表示装
置にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示
す部分平面図である。

【図２】図１に示された本発明のカラーフィルタのＡ−
Ａ線における縦断面図である。

【図３】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
縦断面図である。

【図４】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。

【図５】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２…基板 ３…ブラックマトリックス ５…着色層 ６…透明保護層 ７…柱状凸部 ８…透明感光性樹脂層 Ｍ…フォトマスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB13 AC01 AD01 BC42 CA01 CB43 CB51 DA02 DA13 FA04 FA17 FA29 2H048 BA45 BA48 BB06 BB37 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FC02 FC05 FC06 FC10 FC12 FC22 FC24 FC26 GA01 GA13 GA16 HA06 LA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、該基板上に所定のパターンで形
   成された複数色からなる着色層と、少なくとも前記着色
   層を覆うように形成された透明保護層と、前記基板上の
   複数の所定部位に形成され前記透明保護層よりも突出し
   た透明な柱状凸部とを備え、前記透明保護層および前記
   柱状凸部は酸価の異なる樹脂を含有し、前記透明保護層
   は前記柱状凸部に比べて酸価の低い樹脂の含有率が大き
   いことを特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】 前記樹脂の酸価の差は、６０〜１００ｍ
   ｇＫＯＨ／ｇの範囲内にあることを特徴とする請求項１
   に記載のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 基板上に所定のパターンで複数色からな
   る着色層を形成した後、少なくとも前記着色層を覆うよ
   うに前記基板上に酸価の異なる樹脂を含有した感光性樹
   脂層を形成する第１の工程、 柱状凸部の形成パターンに相当する開口部を備えたフォ
   トマスクを介して前記感光性樹脂層を露光する第２の工
   程、 前記感光性樹脂層を現像することにより、前記基板上の
   複数の所定部位に透明な柱状凸部を形成するとともに、
   少なくとも前記着色層を覆うように透明保護層を形成す
   る第３の工程、を有することを特徴とするカラーフィル
   タの製造方法。
4. 【請求項４】 前記感光性樹脂層に含有される樹脂の酸
   価の差は、６０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内にある
   ことを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタの製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記感光性樹脂層における酸価の低い樹
   脂の含有量は、酸価の高い樹脂１００重量部に対して２
   ０〜６０重量部の範囲内であることを特徴とする請求項
   ３に記載のカラーフィルタの製造方法。