JP2001249211A - 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、このカラーフィルタの製造方
法を提供する。 【解決手段】 ブラックマトリックスの形成領域内の複
数の着色層非形成部位にブラックマトリックスと一体的
に形成された柱状凸部を備えるカラーフィルタとし、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
無電解めっき触媒を含有したブラックマトリックス用パ
ターンを形成した後、無電解めっき液に接触させてブラ
ックマトリックスを形成し、第２の工程としてブラック
マトリックスを覆うように基板上に着色感光性樹脂組成
物を塗布して感光性層を形成し、この感光性層を所望の
フォトマスクを介して露光、現像する操作を所望の色数
分繰り返すことにより複数色の着色パターンが相互に隣
接してなる着色層を形成し、第３の工程として基板を無
電解めっき液に接触させてブラックマトリックスの形成
領域内の複数の着色層非形成部位に柱状凸部をブラック
マトリックスと一体的に形成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
ラーの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、複数色（通
常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）の着色パ
ターンからなる着色層、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
アレイ基板とを貼り合わせる時に、ガラスビーズやプラ
スチックビーズをスペーサーとして使用する方法があ
る。すなわち、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板とを
貼り合わせる前に、所定の直径で粒径の揃ったガラスビ
ーズやプラスチックビーズをスペーサーとしてカラーフ
ィルタおよびＴＦＴアレイのいずれか一方に散在させ、
その後、両基板の貼り合わせを行い、ガラスビーズやプ
ラスチックビーズの直径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。

【０００５】まず、ガラスビーズやプラスチックビーズ
をスペーサーとして用いる場合、基板面上に散在させる
密度が適正で、かつ、基板面上に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。

【０００６】

【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、カラーフィルタに予め間隙（液晶層の厚
み）を決定する柱状凸部を形成しておくことが提案（特
開昭６０−２１７３３７号、特開平２−２９８９１６号
等）されている。これらの提案では、カラーフィルタの
ブラックマトリックス上あるいは画素間の所定位置に設
けられた柱状凸部をスペーサーとするので、従来のビー
ズ状のスペーサーの散布が不要となり、特にブラックマ
トリックス上に形成した場合には、柱状凸部が画素表示
部に存在しないため液晶分子の配向に乱れを生じさせて
も表示性能に悪影響が及ばないことになる。そして、柱
状凸部は、例えば、着色層の形成と同時に、画素間の所
定の複数箇所にＲ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を積層して形
成することができる。

【０００７】しかしながら、顔料分散法によりＲ、Ｇ、
Ｂの３色の着色層を形成する工程において、同時に所望
の高さを有する積層構造の柱状凸部を形成することは困
難である。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を積層
して形成した柱状凸部の高さは、顔料を含有した感光性
材料のレベリング現象によって各色の着色層の厚みの和
よりも小さいものとなり、一方、各色の着色層の厚みを
大きくすることによってスペーサとしての必要な高さを
有する柱状凸部を形成すると、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色
層に要求される光透過性の点で新たな制限が加わる。

【０００８】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、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層
を積層して形成した柱状凸部の高さの精度を±０．３μ
ｍ以下とするには、柱状凸部を構成するＲ、Ｇ、Ｂの各
層の厚み精度を少なくとも±０．２μｍ以下、好ましく
は±０．１以下とする必要がある。このため、極めて高
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。さらに、柱状凸部用の微細なパターンで
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を重ねるため、各色ごとの位置合わせ
精度が高いことが要求され、この点でも工程的に不利と
なっている。

【０００９】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
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、このカラーフィルタの製
造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【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ブラックマトリックス
と、相互に隣接して形成された複数色の着色パターンか
らなる着色層と、前記ブラックマトリックスの形成領域
内の着色層非形成部位に前記ブラックマトリックスと一
体的に形成された複数の柱状凸部と、を備えるような構
成とした。また、本発明のカラーフィルタは、少なくと
も前記柱状凸部の上端面を被覆するように形成された電
気絶縁性の保護層を備えるような構成とした。

【００１１】本発明のカラーフィルタの製造方法は、基
板上に無電解めっき触媒を含有したブラックマトリック
ス用パターンを形成した後、該ブラックマトリックス用
パターンを無電解めっき液に接触させてブラックマトリ
ックスを形成する第１の工程、前記ブラックマトリック
スを覆うように前記基板上に着色感光性樹脂組成物を塗
布して感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層を所望の
フォトマスクを介して露光、現像する操作を所望の色数
分繰り返すことにより複数色の着色パターンが相互に隣
接してなる着色層を形成する第２の工程、基板を無電解
めっき液に接触させてブラックマトリックスの形成領域
内の複数の着色層非形成部位に柱状凸部をブラックマト
リックスと一体的に形成する第３の工程、を有するよう
な構成とした。

【００１２】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、基板上にブラックマトリックスを形成し、その後、
無電解めっき触媒と置換可能な金属を含有する溶液をブ
ラックマトリックス上に塗布する第１の工程、前記ブラ
ックマトリックスを覆うように前記基板上に着色感光性
樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、該感光性
樹脂層を所望のフォトマスクを介して露光、現像する操
作を所望の色数分繰り返すことにより複数色の着色パタ
ーンが相互に隣接してなる着色層を形成する第２の工
程、無電解めっき触媒を含有する溶液に前記基板を接触
させて、ブラックマトリックスの形成領域内の複数の着
色層非形成部位に露出している前記金属を無電解めっき
触媒で置換し、その後、無電解めっき液に接触させて前
記着色層非形成部位に柱状凸部をブラックマトリックス
と一体的に形成する第３の工程、を有するような構成と
した。

【００１３】このように本発明では、複数の柱状凸部
は、着色層非形成部位にブラックマトリックスと一体的
に形成され、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る。

【００１４】

【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。

【００１５】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は図１のＡ−Ａ線における縦断
面図、図３は図１のＢ−Ｂ線における縦断面図である。
図１乃至図３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上に所定のパターンで形成された
ブラックマトリックス３と、着色層４と、ブラックマト
リックス３上の所定の複数の箇所に形成された柱状凸部
５とを備えている。

【００１６】ブラックマトリックス３は、各着色パター
ンからなる各表示画素（図１において鎖線で囲まれた領
域）の間および着色層４の形成領域の外側に設けられて
いる。また、着色層４は、相互に隣接するように配列さ
れたストライプ状の赤色パターン４Ｒ、緑色パターン４
Ｇおよび青色パターン４Ｂからなっている。そして、こ
の着色層４には、ブラックマトリックス３の形成領域内
において、柱状凸部５を形成するための非形成部位６が
設けられている。

【００１７】柱状凸部５は、ブラックマトリックス３の
形成領域内の着色層４の非形成部位６にブラックマトリ
ックス３と一体的に形成されたものである。この柱状凸
部５は、着色層４よりも２〜１０μｍ程度の範囲で突出
しており、この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５の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口
率、柱状凸部５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４を構成する赤色パタ
ーン４Ｒ、緑色パターン４Ｇおよび青色パターン４Ｂの
１組の表示画素に１個の柱状凸部が存在するような形成
密度で必要十分なスペーサー機能を発現する（図示例で
は、１組の表示画素に３個の割合で柱状凸部５が設けら
れている）。

【００１８】上記の柱状凸部５を備える本発明のカラー
フィルタ１に、着色層４および柱状凸部５を覆うように
透明導電層を設け、さらに、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５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５の先端
形状は、先鋭ではなく丸みを帯びた形状であり、ＴＦＴ
アレイ基板に対して面で接触するのでＴＦＴアレイ基板
の配向層等を損傷させる危険性がなく、かつ、強度の高
いものとなっている。また、従来のスペーサーとしてガ
ラスビーズやプラスチックビーズを使用した場合に比
べ、両基板の間隙精度は極めて高いものとなり、画素部
分には柱状凸部５が存在しないため、表示領域の面積低
下による開口率の低下を生じることがない。

【００１９】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１７３７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。

【００２０】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、無電解めっきの触媒となる金属化
合物を含有したブラックマトリックス用のパターンを形
成し、このパターンを無電解めっき液に接触させてパタ
ーン内に金属粒子を析出させて黒化せしめる無電解めっ
き法により形成することができる。また、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、この樹脂層を感光性樹脂でパターニングしてエッチ
ング、剥離により形成したり、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すること
ができる。さらに、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ブラックマト
リックス３を形成することもできる。尚、ブラックマト
リックスが導電性を有する場合、ブラックマトリックス
３を介して各柱状凸部５が導通状態となるので、少なく
とも柱状凸部５の上端面を被覆するように電気絶縁性の
保護層を設ける必要がある。

【００２１】また、着色層４は、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、電解ミセル法等の公
知の方法により形成することができる。また、着色層４
を、例えば、赤色パターン４Ｒが最も薄く、緑色パター
ン４Ｇ、青色パターン４Ｂの順に厚くすることにより、
着色層４の各色ごとに光学的に最適な液晶厚みを設定す
る、いわゆるマルチギャップカラーフィルタとしてもよ
い。

【００２２】尚、本発明のカラーフィルタ１の着色層４
および柱状凸部５を覆うように透明導電層を形成する場
合、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、およびその合金等を用い
て、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般
的な成膜方法により形成することができる。このような
透明導電層の厚みは、０．０１〜１μｍ、好ましくは
０．０３〜０．５μｍ程度である。

【００２３】カラーフィルタ製造方法 次に、本発明のカラーフィルタ製造方法の実施形態につ
いて、図１乃至図３に示されたカラーフィルタ１を例に
図４乃至図６を参照しながら説明する。

【００２４】本発明のカラーフィルタ製造方法の第１の
工程では、まず、基板２上に親水性樹脂を含有する感光
性レジスト層１３を形成する（図４（Ａ））。次いで、
ブラックマトリックス用のフォトマスクＭを介して感光
性レジスト層１３を露光し（図４（Ｂ））、その後、現
像することにより、ブラックマトリックス用パターン１
３´を形成する（図４（Ｃ））。このブラックマトリッ
クス用パターン１３´は、無電解めっき用の触媒を含有
するものであり、上記の感光性レジスト層１３に予め触
媒を含有させてもよく、また、ブラックマトリックス用
パターン形成後に無電解めっき用の触媒となる金属化合
物の水溶液を噴霧したり、該水溶液に浸漬してもよい。
次に、基板２上のブラックマトリックス用パターン１３
´を無電解めっき液に接触させることにより、パターン
１３´内に金属粒子を析出させて黒化せしめ、ブラック
マトリックス３を形成する（図４（Ｄ））。

【００２５】次に、第２の工程として、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１４Ｒを形成し、所定のフォト
マスクＭＲを介して上記の赤色感光性樹脂層１４Ｒを露
光する（図５（Ａ）および図６（Ａ））。尚、図５は図
３に対応する部位を示し、図６は図２に対応する部位を
示す。次いで、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４Ｒを形成する（図５
（Ｂ）および図６（Ｂ））。この赤色パターン４Ｒは、
図６（Ｂ）に示されるようにブラックマトリックス３の
形成領域内の所定箇所に複数の着色層非形成部位６を備
えるものである。この着色層非形成部位６の形状は、円
形、矩形等いずれであってもよい。同様にして、基板２
上の緑色パターン形成領域に緑色パターン４Ｇ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４Ｂを形成する（図５（Ｃ）および図６
（Ｃ））。これにより、相互に隣接するように配列され
た赤色パターン４Ｒ、緑色パターン４Ｇおよび青色パタ
ーン４Ｂからなる着色層４が形成され、この着色層４
は、ブラックマトリックス３の形成領域内の所定箇所の
みに複数の着色層非形成部位６を有している。

【００２６】次に、第３の工程として、上記の基板２を
無電解めっき液に接触させて、着色層非形成部位６に柱
状凸部５を形成する（図６（Ｄ））。この工程では、ブ
ラックマトリックス３に含有される金属粒子の自己触媒
作用により、着色層非形成部位６に露出しているブラッ
クマトリックス３に選択的に金属粒子が析出して、柱状
凸部５がブラックマトリックス３と一体的に形成され
る。

【００２７】尚、ブラックマトリックス３に含有される
金属粒子が自己触媒作用を発現しない場合、および、ブ
ラックマトリックス３がクロム等の金属薄膜で形成され
ている場合は、第１の工程においてブラックマトリック
ス３を形成した後、無電解めっき触媒と置換可能な金
属、例えば、スズ、スズ・パラジウム錯体、あるいは、
それらの塩化物等を含有する溶液を基板上に塗布する。
そして、第３の工程において無電解めっき用の触媒とな
る金属化合物の水溶液と接触させて、上記金属を無電解
めっき用の触媒と置換させることにより、その後の無電
解めっきにより、着色層非形成部位６に露出しているブ
ラックマトリックス３に選択的に金属粒子を析出させて
柱状凸部５を形成することができる。

【００２８】上記の感光性レジスト層１３を構成する親
水性樹脂としては、例えばゼラチン、カゼイン、グル
ー、卵白アルブミン等の天然タンパク質、カルボキシメ
チルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル
酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリ
エチレンオキサイド、無水マレイン酸共重合体、及び上
記の樹脂のカルボン酸変性物あるいはスルホン酸変性物
等の親水性樹脂を挙げることができ、これらの１種ある
いは２種以上を混合したものを使用することができる。
このような親水性樹脂は、感光性レジスト層１３中に１
〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましい。この
ように、感光性レジスト層１３中に親水性樹脂が含有さ
れることにより、上述の第１の工程において無電解めっ
き液と接触した際に、無電解めっき液が浸透し易くな
り、ブラックマトリックス用パターン１３´に均一に金
属粒子が析出し、形成されたブラックマトリックス３は
充分な黒さと低反射率を有することになる。

【００２９】第１の工程においてブラックマトリックス
用のパターン１３´に含有させる無電解めっきの触媒
は、例えばパラジウム、金、銀、白金、銅等の塩化物、
硝酸塩等の水溶性塩、および錯化合物が用いられ、水溶
液として市販されている無電解めっき用のアクチベータ
溶液をそのまま用いることができる。尚、含有される無
電解めっきの触媒の含有量は、０．０００１〜０．００
１重量％程度が好ましい。

【００３０】また、第１の工程において用いる無電解め
っき液は、例えば、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウ
ム、水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ−ジメチルアミンボラ
ン、ヒドラジン、ホルムアルデヒド等の還元剤と、例え
ばニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム等の水溶性の被
還元性重金属塩と、めっき速度、還元効率等を向上させ
るカセイソーダ、水酸化アンモニウム等の塩基性化合物
と、無機酸、有機酸等のｐＨ調整剤、クエン酸ナトリウ
ム、酢酸ナトリウム等のオキシカルボン酸、ホウ酸、炭
酸、有機酸、無機酸のアルカリ塩に代表される緩衝剤
と、重金属イオンの安定性を目的とした錯化剤の他、反
応促進剤、安定剤、界面活性剤等とを有する無電解めっ
き液が使用される。上記のような無電解めっき液は、反
応速度を制御する上でも、ｐＨが６〜９の範囲、めっき
液温度が２０〜４０℃の範囲が好ましい。

【００３１】また、第３の工程において用いる無電解め
っき液は、例えば、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウ
ム、水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ−ジメチルアミンボラ
ン、ボラジン誘導体、ヒドラジン、ホルマリン等の還元
剤と、例えば、ニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム等
の水溶性の被還元性重金属塩と、めっき速度、還元効率
等を向上させるカセイソーダ、水酸化アンモニウム等の
塩基性化合物と、無機酸、有機酸等のｐＨ調節剤、クエ
ン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等のオキシカルボン
酸、ホウ酸、炭酸、有機酸、無機酸のアルカリ塩に代表
される緩衝剤と、重金属イオンの安定性を目的とした錯
化剤の他、促進剤、安定剤、界面活性剤等とを有する無
電解めっき液が使用される。また、２種以上の無電解め
っき液を併用してもよい。例えば、まず、核（例えば、
無電解めっきの触媒となる金属化合物としてパラジウム
を使用した場合は、パラジウムの核）を作り易い水素化
ホウ素ナトリウムのようなホウ素系還元剤を含む無電解
めっき液を用い、次に、金属析出速度の速い次亜リン酸
系還元剤を含む無電解めっき液を用いることができる。

【００３２】また、ホウ素系還元剤を含む無電解めっき
液を用いる場合、無電解めっき時の無電解めっき液の液
温度は１０〜６０℃程度が好ましい。無電解めっき液の
温度が６０℃を超えると、めっき速度が大となりすぎ、
遮光層に金属光沢が生じる場合があるので好ましくな
い。

【００３３】上記のような無電解めっき液は、反応速度
を制御する上でも、ｐＨが４〜９の範囲が好ましい。
尚、上述の実施形態では、着色層４の形成は、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、印刷法、転写法等を用いることもで
きる。

【００３４】

【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０．７ｍｍのガラス基板（コーニ
ング社製１７３７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、基板の片側全面に下記組成の
感光性レジストを塗布して感光性レジスト層（厚み２μ
ｍ）を形成した。

【００３５】 感光性レジストの組成 ・ポリビニルアルコール１０％水溶液 … ２０重量部 （日本合成化学（株）製ゴーセナールＴ−３３０） ・ジアゾ樹脂２０％水溶液 … ０．８重量部 （シンコー技研（株）製Ｄ−０１１） ・純水 … １５重量部

【００３６】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、ブラックマトリックスの形成
パターンに相当する開口部（線幅２０μｍ）を設けたフ
ォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ² の露光量で感光
性レジスト層の露光を行った。その後、純水を用いて現
像することにより、ブラックマトリックス用パターンを
形成した。次に、このパターンに塩化パラジウム水溶液
（日本カニゼン（株）製レッドシューマー）を浸漬法に
より塗布し、水洗、水切りを行い、無電解めっき触媒を
含有させた。次いで、ガラス基板を３０℃の無電解めっ
き液（上村工業（株）製ＢＥＬ８０１）に４分間浸漬さ
せ、その後、水洗、乾燥してブラックマトリックスを形
成した。（以上、第１の工程）

【００３７】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（富士ハ
ントエレクトロニクス（株）製カラーモザイクＣＲＹ）
をスピンコート法により塗布して赤色感光性樹脂層（厚
み２．０μｍ）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（富士ハントエレクトロニクス（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スト
ライプ状の赤色パターンを形成した。この赤色パターン
は、ブラックマトリックスの形成領域内の所定箇所に直
径１０μｍの複数の非形成部位を備えるものである。

【００３８】同様に、緑色パターン用の感光性着色材料
（富士ハントエレクトロニクス（株）製カラーモザイク
ＣＧＹ）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（富士ハントエレクトロ
ニクス（株）製カラーモザイクＣＢＹ）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
ターンを形成した。これにより、相互に隣接するように
配列された赤色パターン、緑色パターンおよび青色パタ
ーンからなる着色層が形成され、ブラックマトリックス
は着色層非形成部位を除いて着色層により覆われた状態
となった。（以上、第２の工程）

【００３９】次に、着色層が形成された基板を６０℃の
無電解めっき液（上村工業（株）製ＢＥＬ８０１）に５
分間浸漬させ、その後、水洗、乾燥することにより、着
色層から５．５μｍ突出した柱状凸部を着色層非形成部
位に形成した。（以上、第３の工程） これにより、図１乃至図３に示されるような構造のカラ
ーフィルタを得た。

【００４０】次に、着色層および柱状凸部を覆うように
下記条件でスパッタリング法により透明導電層（厚さ
０．１５μｍ）を形成した。スパッタリング条件 ・装 置 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 ・基板温度 ：２００℃ ・放電ガス ：アルゴン、酸素 ・ターゲット：酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）

【００４１】さらに、この柱状凸部を備えたカラーフィ
ルタにポリイミド配向層を設けて配向処理（ラビング）
した後、エポキシ樹脂系シール剤を用いてＴＦＴアレイ
基板と貼り合わせ、ＴＮ型液晶をカラーフィルタとＴＦ
Ｔアレイ基板との間の間隙部に封入した。作製した液晶
表示装置は、表示面全体に均一な間隙が保持されている
ので、色ムラ等を生じることなく良好な表示品質が得ら
れた。

【００４２】（実施例２）カラーフィルタ用の基板とし
て、３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス
基板（コーニング社製１７３７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薄膜（厚
さ０．１μｍ）を成膜した。次いで、この薄膜に対し
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。その
後、塩化第２スズ水溶液をブラックマトリックス上に塗
布した。（以上、第１の工程）

【００４３】次に、上述の実施例１と同様にして、相互
に隣接するように配列された赤色パターン、緑色パター
ンおよび青色パターンからなる着色層を形成した。これ
により、着色層非形成部位を除いてブラックマトリック
スは着色層で覆われた。（以上、第２の工程）

【００４４】次に、着色層が形成された基板に塩化パラ
ジウム水溶液（日本カニゼン（株）製レッドシューマ
ー）を浸漬法により塗布し、水洗、水切りを行い、ブラ
ックマトリックスの露出部位（着色層非形成部位）のス
ズをパラジウムに置換した。次いで、基板を６０℃の無
電解めっき液（上村工業（株）製ＢＥＬ８０１）に６分
間浸漬させ、その後、水洗、乾燥することにより、着色
層から５．５μｍ突出した柱状凸部を着色層非形成部位
に形成した。（以上、第３の工程） これにより、図１乃至図３に示されるような構造のカラ
ーフィルタを得た。次に、着色層および柱状凸部を覆う
ように下記組成の保護層用塗工液を塗布し乾燥して電気
絶縁性の透明保護層（厚み１．５μｍ）を形成した。

【００４５】 保護層用塗工液の組成 ・ｏ−クレゾールノボラックエポキシアクリレート … ５０重量部 （分子量１５００〜２０００） ・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … ５０重量部 （日本化薬（株）製ＤＰＨＡ） ・イルガキュアー９０７（チバガイギー社製） … ２重量部 ・エチルセルソルブアセテート … ２００重量部

【００４６】次に、保護層を覆うように実施例１と同様
にして、透明導電層（厚さ０．１５μｍ）を形成した。
さらに、実施例１と同様に、ポリイミド配向層を設けて
配向処理（ラビング）した後、エポキシ樹脂系シール剤
を用いてＴＦＴアレイ基板と貼り合わせ、ＴＮ型液晶を
カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板との間の間隙部に封
入した。作製した液晶表示装置は、表示面全体に均一な
間隙が保持されているので、色ムラ等を生じることなく
良好な表示品質が得られた。

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば複
数の柱状凸部は、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、また、ブラックマトリックスの形成領
域内の複数の着色層非形成部位に無電解めっきによりブ
ラックマトリックスと一体的に形成できるので、位置精
度も極めて高いものであり、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、表示品質に優れた信頼性の
高いカラー液晶表示装置が可能となる。

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

【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。

【図６】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 ４…着色層 ５…柱状凸部 ６…着色層非形成部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BA45 BA48 BA62 BA66 BB01 BB14 BB37 BB44 2H089 LA09 LA10 LA11 LA12 MA03X NA04 NA05 NA12 QA12 QA14 2H091 FA02Y FA35Y FB02 FC06 FD04 GA08 LA12 LA16 2H096 AA27 BA03 BA05 CA20 EA02 HA27 JA04

Claims (4)

【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
   成されたブラックマトリックスと、相互に隣接して形成
   された複数色の着色パターンからなる着色層と、前記ブ
   ラックマトリックスの形成領域内の着色層非形成部位に
   前記ブラックマトリックスと一体的に形成された複数の
   柱状凸部と、を備えることを特徴とするカラーフィル
   タ。
2. 【請求項２】 少なくとも前記柱状凸部の上端面を被覆
   するように形成された電気絶縁性の保護層を備えること
   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】 基板上に無電解めっき触媒を含有したブ
   ラックマトリックス用パターンを形成した後、該ブラッ
   クマトリックス用パターンを無電解めっき液に接触させ
   てブラックマトリックスを形成する第１の工程、 前記ブラックマトリックスを覆うように前記基板上に着
   色感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、
   該感光性樹脂層を所望のフォトマスクを介して露光、現
   像する操作を所望の色数分繰り返すことにより複数色の
   着色パターンが相互に隣接してなる着色層を形成する第
   ２の工程、 基板を無電解めっき液に接触させてブラックマトリック
   スの形成領域内の複数の着色層非形成部位に柱状凸部を
   ブラックマトリックスと一体的に形成する第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】 基板上にブラックマトリックスを形成
   し、その後、無電解めっき触媒と置換可能な金属を含有
   する溶液を該ブラックマトリックス上に塗布する第１の
   工程、 前記ブラックマトリックスを覆うように前記基板上に着
   色感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、
   該感光性樹脂層を所望のフォトマスクを介して露光、現
   像する操作を所望の色数分繰り返すことにより複数色の
   着色パターンが相互に隣接してなる着色層を形成する第
   ２の工程、 無電解めっき触媒を含有する溶液に前記基板を接触させ
   て、ブラックマトリックスの形成領域内の複数の着色層
   非形成部位に露出している前記金属を無電解めっき触媒
   で置換し、その後、無電解めっき液に接触させて前記着
   色層非形成部位に柱状凸部をブラックマトリックスと一
   体的に形成する第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。