JP2003029019A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品質に優れた液晶表示装置を可能とし、
かつ、製造効率の高いカラーフィルタの製造方法を提供
する。 【解決手段】 感光性樹脂組成物として、少なくともポ
リマー、モノマー、光重合開始剤を含有し、光重合開始
剤の含有量が固形分の５〜２０重量％の範囲であり、か
つ、光重合開始剤が、３００ｎｍにおけるモル吸光係数
ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）未満である光
重合開始剤を７０重量％以上含有するような感光性樹脂
組成物を用いて感光性樹脂層を形成し、その後、発光ス
ペクトルとしてｇ線、ｈ線、ｉ線を有し、かつ、２００
〜３５０ｎｍの波長域にｉ線エネルギーの３５％以上の
エネルギーをもつスペクトルを有する露光装置により所
定のパターンで上記の感光性樹脂層を露光し現像して、
高さ２〜６μｍの範囲の柱状凸部を形成する工程を備え
たカラーフィルタの製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタの
製造方法に係り、特に液晶表示装置に使用されるカラー
フィルタ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対向電極基板とを所定の
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、カラー液晶ディスプレイ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
ルタと対向電極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、カラーフィルタと対向電
極基板との間隙に、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対
向電極基板との間隙部を形成する方法では、カラー液晶
ディスプレイ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）を決定する間隔保持
部材として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）。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、感光性樹脂組成物を用いてフォ
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ものである。そして、保
護層、柱状凸部を覆うように透明導電層（共通電極）を
形成し、この透明導電層上に配向層を設けた後に、対向
電極との組み立てが行なわれる。

【０００６】上記の感光性樹脂組成物は、一般に、その
露光感度を高めるために、露光装置が有する発光スペク
トルに対応する波長における吸光係数の高い光重合開始
剤を含有している。しかし、露光時に表面側の反応が進
みすぎ、深さ方向への反応が不充分になると、現像して
得られる柱状凸部が逆テーパ（断面形状において表面側
の端辺が下側の端辺よりも長いもの）となる。柱状凸部
が逆テーパ構造であると、その後の配向層のラビング処
理時に剥離が生じるという問題があった。特に、柱状凸
部を着色層上に形成した場合、上記の問題がより顕著と
なる。また、カラーフィルタの大面積化に伴う露光時間
の増大防止、さらには、露光時間の短縮化の要請から、
より吸光係数の高い光重合開始剤を使用して感光性樹脂
組成物の感度を上げた場合、上記の逆テーパ構造による
問題がさらに顕著になる。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、表示品質に優れた液晶表
示装置を可能とし、かつ、製造効率の高いカラーフィル
タの製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【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の製造方法は、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、複数の柱状凸部を備える液晶表示装置用
のカラーフィルタの製造方法であって、少なくともポリ
マー、モノマー、光重合開始剤を含有するとともに該光
重合開始剤の含有量が固形分の５〜２０重量％の範囲で
ある感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成
し、その後、発光スペクトルとしてｇ線、ｈ線、ｉ線を
有し、かつ、２００〜３５０ｎｍの波長域にｉ線エネル
ギーの３５％以上のエネルギーをもつスペクトルを有す
る露光装置により所定のパターンで前記感光性樹脂層を
露光し現像して、高さ２〜６μｍの範囲の柱状凸部を形
成する工程を備え、前記光重合開始剤は、３００ｎｍに
おけるモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・
ｃｍ）未満である光重合開始剤を７０重量％以上含有す
るものであるような構成とした。

【０００８】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
の好ましい態様は、前記光重合開始剤が３００ｎｍにお
けるモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃ
ｍ）以上である第２の光重合開始剤を全光重合開始剤中
に３０重量％以下の範囲で含有するものであるような構
成とした。

【０００９】

【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。図１は本発明のカラー
フィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタの
一例を示す部分縦断面図である。図１において、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と着色層４を備え、ブラックマト
リックス３と着色層４を覆うように透明保護層５が形成
され、この透明保護層５上に透明導電層７が形成され、
さらに、ブラックマトリックス３の所定の複数の箇所に
位置するように柱状凸部６が上記透明保護層５上に形成
されている。

【００１０】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（登録商標）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。

【００１１】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４からなる表示画素部の間
および着色層４の形成領域の外側に設けられている。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。

【００１２】着色層４は、赤色パターン４Ｒ、緑色パタ
ーン４Ｇおよび青色パターン４Ｂ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
組成物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
の各色ごとに最適な液晶層厚みを設定するようにしても
よい。

【００１３】透明保護層５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４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５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、０．１〜２．０μｍの範囲で設定するこ
とができる。このような透明保護層５は、カラーフィル
タ１を対向電極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４を少なくとも覆うように形成される。
尚、本発明のカラーフィルタは、透明保護層５を備えな
いものであってもよい。

【００１４】柱状凸部６は、カラーフィルタ１を対向電
極基板と貼り合わせたときにスペーサーとして作用する
ものであり、各柱状凸部６は逆テーパ構造となっていな
いことが特徴である。図２は、柱状凸部のテーパ構造を
示す図であり、断面形状において先端側の端辺の長さＬ
１が、下端側の端辺の長さＬ２よりも長いもの（図２
（Ａ））が逆テーパ構造である。柱状凸部６は、Ｌ１が
Ｌ２よりも短い順テーパ構造（図２（Ｂ））、あるい
は、Ｌ１とＬ２の長さが等しい無テーパ構造（図２
（Ｃ））であり、図１では順テーパ構造の柱状凸部を示
している。これにより、例えば、配向層のラビング処理
等による柱状凸部６の剥離が防止され、また、ラビング
されない領域の発生が防止される。また、後述するよう
に、柱状凸部６上に透明導電層７を形成する場合にも、
柱状凸部６が逆テーパ構造でないことにより、柱状凸部
６と透明導電層７との密着性が高まり、例えば、配向層
のラビング処理等による透明導電層７のクラック発生や
剥離が防止される。

【００１５】しかし、逆テーパー構造の場合、鋭角部位
（図２（Ａ）において矢印で示すされる部位）において
ラビング処理時の物理的抵抗が大きくなり、また、この
鋭角部位における透明導電層７と柱状凸部６との密着性
が他の部位よりも低くなる。このため、配向層のラビン
グ処理等において、上記部位が原因となって柱状凸部の
剥離や、透明導電層のクラック発生や剥離が生じる可能
性が高いものとなる。尚、上記の順テーパ構造の場合、
断面形状において先端側の端辺の長さＬ１と下端側の端
辺の長さＬ２の比（Ｌ１／Ｌ２）は１未満であり、特に
０．７０〜０．９５の範囲であることが好ましい。

【００１６】上記の柱状凸部６は、上記の透明保護層５
よりも２〜６μｍ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６の太さは、５〜２０μｍ程度の範
囲で適宜設定することができ、柱状凸部６の形成密度
は、液晶層の厚みムラ、開口率、柱状凸部６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４
Ｇおよび青色パターン４Ｂ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６
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。

【００１７】カラーフィルタ１を構成する透明導電層７
は、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、厚みは０．
０１〜１μｍ程度である。尚、本発明のカラーフィルタ
は、柱状凸部６上に透明導電層７を形成したものでもよ
く、また、ＩＰＳモード用のように透明導電層７を備え
ないものであってもよい。

【００１８】次に、本発明のカラーフィルタの製造方法
を、上述のカラーフィルタ１を例として図３を参照しな
がら説明する。まず、基板２上にブラックマトリックス
３を形成し、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４Ｒ、緑色パターン形成領域に緑色パタ
ーン４Ｇ、さらに、青色パターン形成領域に青色パター
ン４Ｂを形成して着色層４とする（図３（Ａ））。次
に、ブラックマトリックス３および着色層４を覆うよう
にネガ型の透明感光性樹脂層を形成し、露光して透明保
護層５を形成する（図３（Ｂ））。

【００１９】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。

【００２０】また、上記の着色層４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
４Ｒ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。

【００２１】また、上記の透明保護層５の形成は、例え
ば、公知のネガ型の透明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４
を覆うように塗布し、露光により硬化処理を施すことに
より形成することができる。次いで、透明保護層５上
に、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透明導電層７を設ける。

【００２２】次に、透明導電層７を覆うように感光性樹
脂組成物を、ダイレクトグラビアコーティング法、グラ
ビアリバースコーティング法、リバースロールコーティ
ング法、スライドダイコーティング法、スリットダイコ
ーティング法、コンマコーティング法等の公知の塗布手
段により塗布して感光性樹脂層６′を形成する（図３
（Ｃ））。感光性樹脂層６′を形成するための上記の感
光性樹脂組成物は、少なくともポリマー、モノマー、光
重合開始剤とを含有するものである。また、この感光性
樹脂組成物は、光重合開始剤の含有量が固形分の５〜２
０重量％、好ましくは１０〜２０重量％の範囲である。
光重合開始剤の含有量が５重量％未満であると、感光性
樹脂組成物の感度が不充分となり、また、２０重量％を
超えると、露光時に表面側の反応が進みすぎ、深さ方向
での反応阻害が顕著となり、現像して得られる柱状凸部
が逆テーパ構造となりやすく好ましくない。感光性樹脂
組成物中に含有される光重合開始剤は、３００ｎｍにお
けるモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃ
ｍ）未満である光重合開始剤を全光重合開始剤中に７０
重量％以上含有する。上記の条件を満足する光重合開始
剤の含有量が７０重量％未満であると、露光時に表面側
の反応が進みすぎ、深さ方向での反応阻害が顕著とな
り、現像したパターンが逆テーパ構造となりやすく好ま
しくない。

【００２３】図４は、光重合開始剤のモル吸光係数を例
示する図である。図４において、線Ａで示される光重合
開始剤は、モル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏ
ｌ・ｃｍ）未満となるものであり、モル吸光係数のピー
クは紫外領域にあり、可視領域では短波長側に低いモル
吸光係数をもっている。モル吸光係数ε300が１０００
０（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）以上である場合、後述する露光
において、表面側の反応が進みすぎ、深さ方向への反応
が不充分となり、現像して得られる柱状凸部が逆テーパ
構造となりやすく好ましくない。尚、感光性樹脂組成部
は、上記のモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏ
ｌ・ｃｍ）未満となる光重合開始剤として、１種のみを
含有してもよく、また、２種以上を含有してもよい。

【００２４】感光性樹脂組成物中に含有される光重合開
始剤は、３００ｎｍにおけるモル吸光係数ε300が１０
０００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）以上である第２の光重合開
始剤を全光重合開始剤中に３０重量％以下の範囲で含有
してもよい。図４の線Ｂは、このような第２の光重合開
始剤を示しており、モル吸光係数のピークは紫外領域に
あり、可視領域では短波長側に低いモル吸光係数をもっ
ている。そして、このような第２の光重合開始剤は、モ
ル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）以
上であるため、露光時の深さ方向への反応をやや鈍らせ
る作用をもつが、全光重合開始剤に占める第２の光重合
開始剤の含有量が３０重量％以下であれば、露光時に表
面側の反応が進みすぎて深さ方向での反応阻害が顕著と
なることもなく、現像して得られた柱状凸部が逆テーパ
構造となることが防止される。尚、上記の第２の光重合
開始剤として、１種のみを含有してもよく、また、２種
以上を含有してもよい。

【００２５】次に、上記の感光性樹脂層６′を、所定の
フォトマスクを介して露光し、現像することにより、透
明保護層５上に複数の柱状凸部６を形成する（図３
（Ｄ））。本発明では、上記の露光において、ｇ線、ｈ
線、ｉ線の発光スペクトルを有し、かつ、２００〜３５
０ｎｍの波長域にｉ線エネルギーの３５％以上、好まし
くは５０％以上のエネルギーをもつスペクトルを有する
露光装置を用いる。図５は、このような露光装置の発光
スペクトルの一例を示す図である。本発明では、ｉ線エ
ネルギーの３５％以上のエネルギーをもつスペクトルと
は、２００〜３５０ｎｍの波長域のスペクトル強度の総
和が、ｉ線（３６０〜３７０ｎｍの波長域のスペクトル
強度の総和）の３５％以上となることを意味している。

【００２６】この露光では、感光性樹脂層６′を構成す
る感光性樹脂組成物が上述の光重合開始剤を含有し、か
つ、２００〜３５０ｎｍの波長域に所定のエネルギーを
もつスペクトルを有する露光装置を使用するので、感光
性樹脂層６′の深さ方向で反応が充分に行なわれ、現像
後の柱状凸部６は、上述の順テーパ構造あるいは無テー
パー構造となる。また、ｇ線、ｈ線、ｉ線の発光スペク
トルによる露光に加えて、２００〜３５０ｎｍの波長域
のスペクトルによる露光が行なわれることにより、見か
け上の感度が向上し、露光時間を短縮することができ
る。以上の工程により、図１に示されるカラーフィルタ
１が得られる。

【００２７】ここで、本発明に使用する感光性樹脂組成
物の各構成成分について説明する。感光性樹脂組成物を
構成するポリマーとしては、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル
共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン
共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレ
ンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化
ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート
プロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナ
イロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカ
ーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレン
サルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラー
ル、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエー
テルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、およ
び、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メ
チルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタ
クリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピル
メタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロ
ピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブ
チルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブ
チルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert
−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、
ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレー
ト、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ
−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレー
ト、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレー
ト、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−
ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以
上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体
（例えば、東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタ
コン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢
酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマーま
たはコポリマー等が挙げられる。また、上記のコポリマ
ーにグリシジル基または水酸基を有するエチレン性不飽
和化合物を付加させたポリマー等が挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。このようなポリマーの含
有量は、感光性樹脂組成物の固形分中において２０〜４
５重量％の範囲で設定することができる。

【００２８】本発明の感光性樹脂組成物を構成するモノ
マーとしては、アリルアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレン
グリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレー
ト、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキ
シルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシ
ジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニル
アクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチ
ルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシ
エチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアク
リレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリル
アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジ
オールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジア
クリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレー
ト、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−
シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメ
チロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアク
リレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、
グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパ
ントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールト
リアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレ
ート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオ
キシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−
ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリ
メチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジ
アリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチル
アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、およ
び、上記のアクリレートをメタクリレートに変えたも
の、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
１−ビニル−２−ピロリドン等が挙げられる。本発明で
は、上記のモノマーを１種または２種以上の混合物とし
て、あるいは、その他の化合物との混合物として使用す
ることができる。このようなモノマーは、感光性樹脂組
成物の固形分中に３０〜６５重量％程度含有されること
が好ましい。

【００２９】また、感光性樹脂組成物には、エポキシ樹
脂を含有してもよい。このエポキシ樹脂としては、三菱
油化シェル（株）製エピコートシリーズ、ダイセル
（株）製セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、
または、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノール−Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノール−Ｓ型エポ
キシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸
グリシジルエステル、ポリオールグリシジルエステル、
脂肪族または脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹
脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキ
シベンゼン型エポキシ樹脂、グリシジル（メタ）アクリ
レートとラジカル重合可能なモノマーとの共重合エポキ
シ化合物等を挙げることができる。本発明では、上記の
エポキシ樹脂を単独で、または２種以上の混合物として
使用することができる。このようなエポキシ樹脂は、感
光性樹脂組成物の固形分中に５〜１５重量％程度含有さ
れることが好ましい。

【００３０】感光性樹脂組成物を構成する光重合開始剤
としては、その７０重量％以上が、３００ｎｍにおける
モル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）
未満である光重合開始剤である。このような光重合開始
剤としては、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−
（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、みどり
化学（株）製ＴＡＺ−１０４等が挙げられる。

【００３１】また、第２の光重合開始剤として、３００
ｎｍにおけるモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍ
ｏｌ・ｃｍ）以上である光重合開始剤を全光重合開始剤
中に３０重量％以下の範囲で含有してもよい。このよう
な第２の光重合開始剤としては、２−メチル−１［４−
（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン
−１−オン等が挙げられる。

【００３２】感光性樹脂組成物に用いる溶剤としては、
例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、
イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレング
リコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネ
オール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等
のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼ
ン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビト
ール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチル
エーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグ
リコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチ
ルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテ
ート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノエチルエーテル等の酢酸エステル
類等が挙げられる。

【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。

【００３４】［実施例１］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遮光層
（厚さ０．１μｍ）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。

【００３５】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。

【００３６】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。次いで、着色層が形成された基板上に、ネガ
型の透明感光性樹脂材料（ＪＳＲ（株）製ＮＮシリー
ズ）をスピンコート法により塗布し露光して、厚み１．
５μｍの透明保護層を形成した。

【００３７】次に、３００ｎｍにおけるモル吸光係数ε
300が異なる下記の２種の光重合開始剤を準備した。 光重合開始剤Ａ：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社
製 イルガキュアー３６９ ε300＝９０００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ） 光重合開始剤Ｂ：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社
製 イルガキュアー９０７ ε300＝２００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）

【００３８】次いで、上記の各光重合開始剤を用いた下
記組成の２種の感光性樹脂組成物１−Ａ、１−Ｂを調製
した。これらの感光性樹脂組成物における光重合開始剤
の含有量は、固形分中１５重量％とした。 感光性樹脂組成物の組成 ・ポリマー … ２５重量部 （ジシクロペンタニルメタクリレート−スチレン− メタクリル酸共重合体） ・モノマー … ６０重量部 （ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート） ・光重合開始剤（Ａ、Ｂのいずれか） … １５重量部 ・溶剤 … ２５０重量部 （プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

【００３９】次に、上記の透明保護層の全面に上記の各
感光性樹脂組成物（１−Ａ、１−Ｂ）をスピンコート法
により塗布して感光性樹脂層を形成し、プレベーク（９
０℃、３分間）を行った。その後、直径１５μｍの円形
の開口部を複数備えたフォトマスクを介して感光性樹脂
層を露光した。露光装置は、（株）トプコン製ＴＭＥ−
４００ＰＲＤを使用した。この露光装置は、ｇ線、ｈ
線、ｉ線の発光スペクトルを有し、さらに、２００〜３
５０ｎｍの波長域にｉ線エネルギーの３５％に相当する
エネルギーをもつスペクトルを有する。照射エネルギー
量は１００ｍＪ／ｃｍ²（ｉ線モニター）とした。

【００４０】次に、現像液（ＫＯＨ０．０５重量％水溶
液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２３０
℃、３０分間）を行って、高さ４．５μmの柱状凸部
（試料Ａ、Ｂ）を形成した。上記のように形成した柱状
凸部（試料Ａ、Ｂ）の軸方向に沿った断面形状を観察
し、図２に示されるＬ１とＬ２を測定して、順テーパ構
造、無テーパ構造、逆テーパー構造のいずれに相当する
か判定し、下記の表１に示した。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１に示されるように、３００ｎｍにおけ
るモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃ
ｍ）未満である光重合開始剤Ａを含有する感光性樹脂組
成物１−Ａを用いて形成した柱状凸部（試料Ａ）は、断
面形状が順テーパ構造であることが確認された。しか
し、３００ｎｍにおけるモル吸光係数ε300が１０００
０（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）以上である光重合開始剤Ｂを含
有する感光性樹脂組成物１−Ｂを用いて形成した柱状凸
部（試料Ｂ）は、断面形状が逆テーパ構造であった。

【００４３】［実施例２］まず、実施例１と同様にし
て、ガラス基板上にブラックマトリックス、着色層、透
明保護層を形成した。次に、３００ｎｍにおけるモル吸
光係数ε300が異なる下記の２種の光重合開始剤を準備
した。 光重合開始剤Ｉ：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社
製 イルガキュアー３６９ ε300＝９０００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ） 光重合開始剤II：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社
製 イルガキュアー９０７ ε300＝２００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）

【００４４】次いで、上記の光重合開始剤Ｉと光重合開
始剤IIを共に含有した下記組成の２種の感光性樹脂組成
物２−１、２−２を調製した。これらの感光性樹脂組成
物における光重合開始剤の含有量は、固形分中１５重量
％とし、光重合開始剤に占める光重合開始剤Ｉの量を、
感光性樹脂組成物２−１では８０重量％とし、感光性樹
脂組成物２−２では６０重量％とした。 感光性樹脂組成物の組成 ・ポリマー … ２５重量部 （ジシクロペンタニルメタクリレート−スチレン− メタクリル酸共重合体） ・モノマー … ６０重量部 （ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート） ・光重合開始剤（Ｉ、IIの混合物） … １５重量部 ・溶剤 … ２５０重量部 （プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）

【００４５】次に、透明保護層上に上記の各感光性樹脂
組成物（２−１、２−２）をスピンコート法により塗布
して感光性樹脂層を形成し、プレベーク（９０℃、３分
間）を行った。その後、直径１５μｍの円形の開口部を
複数備えたフォトマスクを介して感光性樹脂層を露光し
た。露光装置は、（株）トプコン製ＴＭＥ−４００ＰＲ
Ｄを使用した。この露光装置は、ｇ線、ｈ線、ｉ線の発
光スペクトルを有し、さらに、２００〜３５０ｎｍの波
長域にｉ線エネルギーの３５％に相当するエネルギーを
もつスペクトルを有する。尚、照射エネルギー量は１０
０ｍＪ／ｃｍ²とした。

【００４６】次に、現像液（ＫＯＨ０．０５重量％水溶
液）にて現像を行い、次いで、ポストベーク（２３０
℃、３０分間）を行って、高さ４．５μmの柱状凸部
（試料１、２）を形成した。上記のように形成した柱状
凸部（試料１、２）について、実施例１と同様に、断面
形状を判定して、下記の表２に示した。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２に示されるように、３００ｎｍにおけ
るモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃ
ｍ）未満である光重合開始剤Ｉを全光重合開始剤中に７
０重量％以上の範囲で含有する感光性樹脂組成物２−１
を用いて形成した柱状凸部（試料１）は、断面形状が順
テーパ構造であることが確認された。しかし、３００ｎ
ｍにおけるモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏ
ｌ・ｃｍ）以上である光重合開始剤IIを全光重合開始剤
中に３０重量％以上含有する感光性樹脂組成物２−２を
用いて形成した柱状凸部（試料２）は、断面形状が逆テ
ーパ構造となっていた。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば感
光性樹脂組成物に含有される光重合開始剤の含有量と、
その３００ｎｍにおけるモル吸光係数ε300とが最適な
範囲で設定されているため、露光、現像され形成された
柱状凸部は、逆テーパ形状を呈することがなく、例え
ば、配向層のラビング処理等による柱状凸部の剥離が防
止され、また、柱状凸部上に透明導電層が形成された場
合には両者の密着性が高まり、配向層のラビング処理等
による透明導電層のクラック発生や剥離が防止される。
さらに、露光装置が２００〜３５０ｎｍの波長域にｉ線
エネルギーの３５％以上のエネルギーをもつスペクトル
を有し、ｇ線、ｈ線、ｉ線の各スペクトルによる露光に
加えて、上記スペクトルによる露光が確実に行なわれる
ので、感光性樹脂組成物の見かけ上の感度が向上し、露
光時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法により製造
されるカラーフィルタの一例を示す部分縦断面図であ
る。

【図２】柱状凸部のテーパ構造を説明するための図であ
る。

【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法を説明する
ための工程図である。

【図４】光重合開始剤のモル吸光係数を例示する図であ
る。

【図５】露光装置の発光スペクトルの一例を示す図であ
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…透明保護層 ６…柱状凸部 ７…透明導電層 ６′…感光性樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/028 Ｇ０３Ｆ 7/028 (72)発明者 西本 隆 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AB13 AC01 AC08 AD01 BC13 CA00 CC11 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BA45 BA48 BB02 BB37 BB42 2H089 HA15 JA07 LA09 MA03X NA05 NA14 QA12 QA14 TA02 TA05 TA12 2H091 FA02Y FA35Y FD04 GA02 GA07 GA08 LA12 LA15

Claims (2)

【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、複数の柱状凸部を備
   える液晶表示装置用のカラーフィルタの製造方法におい
   て、 少なくともポリマー、モノマー、光重合開始剤を含有す
   るとともに該光重合開始剤の含有量が固形分の５〜２０
   重量％の範囲である感光性樹脂組成物を塗布して感光性
   樹脂層を形成し、その後、発光スペクトルとしてｇ線、
   ｈ線、ｉ線を有し、かつ、２００〜３５０ｎｍの波長域
   にｉ線エネルギーの３５％以上のエネルギーをもつスペ
   クトルを有する露光装置により所定のパターンで前記感
   光性樹脂層を露光し現像して、高さ２〜６μｍの範囲の
   柱状凸部を形成する工程を備え、前記光重合開始剤は、
   ３００ｎｍにおけるモル吸光係数ε300が１００００
   （Ｉ／ｍｏｌ・ｃｍ）未満である光重合開始剤を７０重
   量％以上含有するものであることを特徴とするカラーフ
   ィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 前記光重合開始剤は、３００ｎｍにおけ
   るモル吸光係数ε300が１００００（Ｉ／ｍｏｌ・ｃ
   ｍ）以上である第２の光重合開始剤を全光重合開始剤中
   に３０重量％以下の範囲で含有するものであることを特
   徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。