JP3126803B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造方
法に係り、特に、例えば液晶ディスプレイ等のフラット
ディスプレイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラ
ーセンサ等に用いられるカラーフィルタを高精度で、か
つ効率よく得ることのできるカラーフィルタの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラービデオカメラの撮像管に
は、複数色の微細なストライプが透明基板上に形成され
たカラーフィルタが装着されている。

【０００３】また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）におい
ても、近年のカラー化の要請に対応するために、アクテ
ィブマトリックス方式および単純マトリックス方式のい
ずれの方式においてもカラーフィルタが用いられてい
る。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアク
ティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、カラ
ーフィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色が
用いられ、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素に対応する電極
をオン、オフさせることで液晶がシャッタとして作動し
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素を光が透過してカラー表示
が行われる。そして、色混合は２色以上の画素に対応す
る液晶シャッタを開き混色して別の色に見せる加色混合
の原理により網膜上で視覚的に行われる。

【０００４】上述のようにして用いられるカラーフィル
タは、従来、染色法、分散法等の手段を用いて製造され
ていた。ここで、染色法によるカラーフィルタの製造
は、例えば次のようにして行われている。

【０００５】すなわち、ゼラチン、カゼイン、ポリビニ
ルアルコール等の親水性樹脂に重クロム酸塩等の感光剤
を添加した塗布液を、スピンコート塗布法等により透明
ガラス基板上に塗布し、次いで、所定パターンのマスク
を用いて露光・現像を行い、その後、染料により染色し
て第一着色層を形成する。その後、この第一着色層上に
二度染め防止のために防染層を設けてから第二着色層お
よび第三着色層をそれぞれ第一着色層の形成と同様にし
て形成する。これにより、透明ガラス基板上にＲ，Ｇ，
Ｂの各着色層を備えたカラーフィルタを得ることができ
る。

【０００６】また、分散法を用いたカラーフィルタの製
造は、例えば次のようにして行われている。すなわち、
透明感光性樹脂に有機顔料、無機顔料等の着色剤を分散
した感光液を透明ガラス基板上に塗布して感光性樹脂層
を形成する。次に、この感光性樹脂層上に所定形状の開
口パターンを有するマスクを載置し、露光・現像を行い
第一着色層を形成する。同様にして第二着色層、第三着
色層を形成してＲ，Ｇ，Ｂの各着色層を備えたカラーフ
ィルタを得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、染色法
においては、色調が豊富で解像性に優れるカラーフィル
タが得られる反面、染色の際に既に着色された部分が二
度染めされないように防染対策を施す必要がある等の点
から工程が煩雑であり製造コストが高くなるという問題
があった。また、着色剤に染料を用いているため耐熱
性、耐薬品性、耐光性等が劣るという問題もあった。

【０００８】また、分散法においては、耐熱性、耐光性
の高い微細なパターンを形成することが可能である反
面、色変えの度にフォトリソグラフィー工程の処理を行
う必要があり、工程が煩雑で製造コスト低減が困難であ
るという問題があった。

【０００９】このような背景から、低コスト化と量産化
を同時に可能にするとともに、大画面化も可能なカラー
フィルタの製造方法として印刷法が提案されている。従
来より提案されている印刷法としては、平版オフセット
印刷、凹版オフセット印刷等のオフセット方式、スクリ
ーン印刷方式、フレキソ印刷方式等がある。

【００１０】しかしながら、印刷法においては、画素の
太りや細り、ピンホールの発生等により印刷形状が悪化
し、特に微細パターンの再現が困難であるという問題が
あった。また、特に細線の厚みが充分にとれないため、
例えばブラックマトリックスのように遮光性の要求され
る着色パターンを備えるカラーフィルタの製造には適さ
ないものであった。したがって、高品位のブラックマト
リックスを備えるカラーフィルタを製造する場合には、
コストのかかるクロム蒸着法等によりブラックマトリッ
クスを形成する必要があった。さらに、従来の印刷法に
おいては、ブランケットからガラス基板にインキを転移
させる際に、インキの一部分のみが転移するためインキ
層内での分裂が生じて、印刷後のインキ表面が平滑にな
らないという問題があった。さらにまた、プロセスが不
安定なため連続して印刷を続けた場合、印刷膜厚が変化
したり、印刷形状が悪化するという問題もあった。

【００１１】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディスプ
レイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ
等に用いられる高解像度のカラーフィルタを効率よく得
ることのできる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。

【００１２】

【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、本発明は複数色の着色パターンからなる着色
層とブラックマトリックスとを備えるカラーフィルタの
製造方法において、露光により粘着性を発現する感光性
物質を透明基板上に塗布して感光性層を形成した後、該
感光性層に密着するように配置されたブラックマトリッ
クス用パターンを有するフォトマスクを介して前記感光
性層を露光し露光部分に隠蔽粉末物質を付着させてブラ
ックマトリックスを形成し、その後、前記感光性層との
間に間隙を形成するように配置された所定のパターンを
有するフォトマスクを介して前記感光性層を露光し露光
部分に着色粉末物質を付着させて着色パターンを形成す
る工程を必要色数分繰り返して着色層を形成するような
構成とした。

【００１３】

【作用】透明基板上に形成された感光性層には、ブラッ
クマトリックス用パターンを有するフォトマスクが密着
した状態で配置され、このフォトマスクを介して露光さ
れて露光部分に粘着性が発現され、この露光部分に隠蔽
粉末物質を付着させてブラックマトリックスが形成さ
れ、その後、上記の感光性層には所定のパターンを有す
るフォトマスクが感光性層との間に間隙を形成するよう
に配置され、このフォトマスクを介して露光されて露光
部分に粘着性が発現され、この露光部分に着色粉末物質
を付着させて着色パターンが形成され、これを繰り返す
ことにより必要とする複数色の着色パターンからなる着
色層を備えるカラーフィルタが得られる。このように、
ブラックマトリックスの形成においてはブラックマトリ
ックス用のフォトマスクを感光性層に密着させて露光す
るので、形成されたブラックマトリックスの解像度は極
めて良好であり、その後に行われる各着色パターンの形
成においてはフォトマスクと感光性層との間に間隙を設
けているので、ブラックマトリックスを構成している隠
蔽粉末物質あるいは感光性層の粘着性発現部分が着色パ
ターン用のフォトマスクに付着することが有効に防止さ
れ、着色パターン用フォトマスクの保護が可能となる。
そして、解像度の高いカラーフィルタの製造が可能にな
るとともに、カラーフィルタの工程の簡略化がなされ製
造コストの低減が可能である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたカラーフ
ィルタを用いたアクティブマトリックス方式による液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図であり、図
２は同じく概略断面図である。図１および図２におい
て、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラス基板２
０とをシール材３０を介して対向させ、その間に捩れネ
マティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１０μｍ程
度の液晶層４０を形成し、さらに、カラーフィルタ１０
と透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５１が配設
されて構成されている。

【００１５】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図であり、カラーフィルタ１０は透明基板１２と、この
透明基板１２上に形成されたブラックマトリックス１４
と、着色層１６と、ブラックマトリックス１４と着色層
１６を覆うように設けられた保護層１８と透明共通電極
１９とを備えている。このカラーフィルタ１０は透明共
通電極１９が液晶層４０側に位置するように配設されて
いる。そして、着色層１６は赤色パターン１６Ｒ、緑色
パターン１６Ｇ、青色パターン１６Ｂからなり、各着色
パターンの配列は図１に示されるようにモザイク配列と
なっている。尚、着色パターンの配列はこれに限定され
るものではなく、三角配列、ストライプ配列等としても
よい。

【００１６】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１４に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。

【００１７】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのそれぞ
れの画素を光が透過してカラー表示が行われる。

【００１８】カラーフィルタ１０の透明基板１２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フレキシブル材等を用
いることができる。このなかで、特にコーニング社製７
０５９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ＬＣＤ用の
カラーフィルタに適している。

【００１９】ここで、本発明によるカラーフィルタ製造
の一例を図４および図５を参照して説明する。先ず透明
基板１２上に感光性物質を塗布して厚さ０．５〜５μｍ
程度の感光性層１３を形成する（図４（Ａ））。次に、
ブラックマトリックス用のフォトマスク５を感光性層１
３に密着させて配置し、このフォトマスク５を介して感
光性層１３を露光することにより露光部分１３ａに粘着
性を発現させる（図４（Ｂ））。そして、フォトマスク
５を取り除いた後、感光性層１３上に隠蔽粉末物質を散
布して隠蔽粉末物質付着を行い（図４（Ｃ））、露光部
分１３ａに隠蔽粉末物質を付着させるとともに余分な隠
蔽粉末物質を吹き飛ばしてブラックマトリックス１４を
形成する（図４（Ｄ））。

【００２０】次に、感光性層１３に対して所定の間隙を
介して赤色パターン用のフォトマスク６Ｒを配設し、こ
のフォトマスク６Ｒを介して感光性層１３を露光し露光
部分１３ｂに粘着性を発現させる（図４（Ｅ））。そし
て、感光性層１３上に赤色粉末物質を散布して赤色粉末
物質付着を行い（図５（Ａ））、露光部分１３ｂに赤色
粉末物質を付着させるとともに余分な赤色粉末物質を吹
き飛ばしてして赤色パターン１６Ｒを形成する（図５
（Ｂ））。同様に、感光性層１３に対して所定の間隙を
介して緑色パターン用のフォトマスク６Ｇを配設し、こ
のフォトマスク６Ｇを介して露光し（図５（Ｃ））、緑
色粉末物質付着を行って緑色パターン１６Ｇを形成しす
る（図５（Ｄ））。さらに、感光性層１３に対して所定
の間隙を介して青色パターン用のフォトマスク６Ｂを配
設し、このフォトマスク６Ｂを介して露光し（図５
（Ｅ））、青色粉末物質付着を行って青色パターン１６
Ｂを形成する（図５（Ｆ））。

【００２１】このように、本発明では、まずブラックマ
トリックス１４の形成においてブラックマトリックス用
のフォトマスク５を感光性層１３に密着させて露光する
ので、形成されたブラックマトリックス１４の解像度は
極めて良好なものとなる。そして、ブラックマトリック
ス１４が解像度の高い状態で形成されていれば、その後
形成される各着色パターンの解像度が若干低下してもカ
ラーフィルタ全体の解像度は高い状態に維持される。こ
のため、各着色パターンの形成においてはフォトマスク
６と感光性層１３との間に間隙を設け、ブラックマトリ
ックス１４を構成している隠蔽粉末物質あるいは感光性
層の粘着性発現部分が着色パターン用のフォトマスク６
に付着することが有効に防止され、着色パターン用フォ
トマスク６の保護が可能となる。

【００２２】上述の実施例ではブラックマトリックス１
４の形成および着色層１６の形成とも１回の粉末物質付
着により行われているが、粉末物質付着は２回以上とし
てもよい。

【００２３】露光により粘着性を発現する感光性物質と
しては、下記に示されるような１，４−ジヒドロピリジ
ン化合物を用いることができる。 １，４−ジヒドロピリジン化合物 ： ２，６−ジメチ
ル−４−（２′−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロ
ピリジン−３，５−ジカルボン酸ジメチルエステル；
２，６−ジメチル−４−（２′−ニトロフェニル）−
１，４−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン酸ジエ
チルエステル； ２，６−ジメチル−４−（２′−ニト
ロ−４′，５′−ジメトキシフェニル）−１，４−ジヒ
ドロピリジン−３，５−ジカルボン酸ジエチルエステ
ル； ２，６−ジメチル−４−（２′−ニトロフェニ
ル）−１，４−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン
酸ジイソプロピルエステル； ２，６−ジメチル−４−
（２′−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロピリジン
−３，５−ジカルボン酸ジ（β−エトキシエチル）エス
テル； ２，６−ジメチル−４−（２′−ニトロフェニ
ル）−１，４−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン
酸３−メチル−５−エチルエステル； ２，６−ジメチ
ル−４−（２′−ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロ
ピリジン−３，５−ジカルボン酸３−イソプロピル−５
−メチルエステル； ２，６−ジメチル−４−（２′−
ニトロフェニル）−３−アセト−１，４−ジヒドロピリ
ジン−５−カルボン酸エチルエステル； ２，６−ジメ
チル−４−（２′−ニトロフェニル）−３，５−ジアセ
ト−１，４−ジヒドロピリジンおよび２，６−ジメチル
−４−（２′−ニトロフェニル）−３，５−ジシアノ−
１，４−ジヒドロピリジン。

【００２４】このような１，４−ジヒドロピリジン化合
物は、例えば１モルの脂肪族または芳香族アルデヒド、
１モルのアンモニアおよび２モルのβ−ケトカルボン酸
エステル、β−ケトカルボン酸ニトリルあるいはβ−ジ
ケトンとから、Hantzsch合成の方法に従って製造するこ
とができる。

【００２５】また、感光性物質としては、上記に示され
るような１，４−ジヒドロピリジン化合物の他に、例え
ば下記の化学式で示されるようなＤＤＭＡ等の各種の感
光性ジアゾニウム塩を使用することができる。

【００２６】

【化１】 但し、感光性物質として感光性ジアゾニウム塩を用いた
場合、露光領域への隠蔽粉末物質あるいは着色粉末物質
の均一分布は、露光および粉末物質散布が定量の水分の
存在下に行われる場合にのみ実現可能である。このた
め、室内の湿度および室内で空気のさらされる時間を確
定し、かつ制御するための高価な装置が必要となる。

【００２７】上述の感光性物質は、単独で用いて感光性
層１３を形成してもよく、あるいはバインダーと混合し
て使用してもよい。バインダーとの混合割合は、バイン
ダー１重量部に対して０．２〜９重量部程度が好まし
い。使用するバインダーとしては、ポリアクリル酸エス
テルおよび／またはポリメタクリル酸エステル、アクリ
ル酸および／またはメタクリル酸もしくは他のアクリル
モノマーおよび／またはビニルモノマー類の共重合体；
マレイン酸無水物、マレイン酸および／またはそのス
チレン、もしくは他のビニルモノマーのジ−もしくはセ
ミエステル類の共重合体； ポリ塩化ビニル、その塩素
化処理生成物、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレ
ン等の塩素含有ビニルポリマー、または共重合体； ポ
リスチレンおよびマレイン酸等とのスチレン共重合体、
ポリエチレンおよびマレイン酸等とのエチレン共重合
体； ブタジエン、クロロプレン等に基づく合成ゴムお
よびそれらのスチレン、アクリロニトリル等との共重合
体； 高分子量のポリエチレンオキサイドまたはポリエ
ピクロルヒドリンのようなポリエーテルが挙げられる。

【００２８】また、感光性物質には増感剤、安定化剤等
を含有することができる。上述のような感光性物質を透
明基板１２上に塗布するには、スピンコート法等の公知
の方法を用いることができる。また、感光性層１３の露
光に用いる光源としては、超高圧水銀灯、キセノンラン
プ、蛍光灯等が挙げられる。露光における照射量は５０
〜３００ｍＪ／cm² 程度が好ましい。

【００２９】隠蔽粉末物質および着色粉末物質は、酸化
チタン（ＴｉＯ₂ ）、ＳｉＯ₂ 、ガラス粉末、カーボン
ブラック、グラファイト、銅ーフタロシアニン類、アゾ
染料、アルミニウム、銅、鉄等の金属粉末あるいは金属
酸化物等を、バインダーを用いて平均粒径３０μｍ以
下、好ましくは１０μｍ以下の微細粒子としたものを使
用することができる。

【００３０】バインダーとしては、ポリスチレンホモポ
リマー、水素添加スチレン樹脂、スチレン−イソブチレ
ン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、ＡＢＳ
（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン三元共重合
体）、ＡＳＡまたはＡＡＳ（アクリロニトリル・スチレ
ン・アクリル酸エステル三元共重合体）、ＡＳまたはＳ
ＡＮ（スチレン・アクリロニトリル共重合体）、ＡＡＳ
（アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン三元共重
合体）、ＡＣＳ（アクリロニトリル・塩素化ポリエチレ
ン・スチレン三元共重合体）、ＡＥＳ（アクリロニトリ
ル・ＥＶＡ・スチレン三元共重合体）、スチレン・Ｐク
ロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合
体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ア
リルアルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエ
マルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、
スチレン・イソブチレン共重合体（自己架橋型）、スチ
レン・無水マイレン酸共重合体、スチレン・３−Ｎ，Ｎ
ジエチルアミノアクリル酸プロピル共重合体等のポリス
チレン系樹脂； ポリメチルメタアクリレート、エチル
メタアクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、グリ
シジルメタアクリレート、含フッ素アクリレート、メチ
レン・メタアクリレート／ブチルメタアクリレート共重
合体、アクリル酸エチル／アクリル酸共重合体等のアク
リル系樹脂； スチレン・アクリル共重合体、スチレン
・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、
スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、
スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン
・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・メチルメタア
クリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレー
ト共重合体／スチレンブチルメタアクリレートのブレン
ド、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート、スチレン
・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート、スチレン
・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルアクリレート
（７５：５：２０）、スチレン・メチルメタアクリレー
ト・ブチルアクリレート−Ｎ−（エトキシメチル）アク
リルアミド、スチレン・グリシジルメタアクリレート、
スチレン・ジメチルアミノ・エチルメタアクリレート、
スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミノエチルメタア
クリレート（６０：２６：４）、スチレン・アクリル酸
エステル・マレイン酸エステル（三元共重合体）、スチ
レン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘ
キシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアクリレート・
エチルグリコールメタアクリレート、スチレン・ｎ−ブ
チルメタアクリレート・アクリル酸共重合体（５９：４
０：１）、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無
水マレイン酸樹脂、スチレン・ブチルアクリレート・イ
ソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン
共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアクリレート−４−ヘ
キサフルオロブチルメタアクリレート共重合体、スチレ
ン・ブタジエン・アクリレート共重合体（５９：３６：
５）のエマルジョン等のスチレン・（メタ）アクリル酸
エステル共重合体等を使用することができる。

【００３１】また、バインダーには湿潤剤、帯電防止剤
等の添加剤を加えてもよい。尚、隠蔽粉末物質は、バイ
ンダーを用いることなく、金属、カーボンブラック、グ
ラファイト等の粉末を直接使用してもよい。この場合、
金属粉末は平均粒径１μｍ以下、カーボンブラック粉
末、グラファイト粉末は平均粒径３μｍ以下が好まし
い。

【００３２】また、ブラックマトリックス１４および着
色層１６の形成後に加熱処理（１５０℃以上、好ましく
は２５０℃以上）を施してもよい。このような加熱処理
により、感光性層１３の感光性物質が昇華除去されると
ともに、ブラックマトリックス１４および着色層１６の
表面平滑性が向上する。特に、透明基板１２の全面に感
光性層１３を設けてブラックマトリックス１４および着
色層１６を形成する場合、得られるカラーフィルタの周
縁部にも感光性層１３が存在することとなり、このた
め、この部分から剥離が生じる恐れがある。このような
場合、上記のような加熱処理により感光性層１３の感光
性物質を昇華除去することは極めて有効である。

【００３３】カラーフィルタ１０のブラックマトリック
ス１４と着色層１６を覆うように設けられる保護層１８
は、カラーフィルタ１０の表面平滑化、信頼性の向上、
および液晶層４０への汚染防止等を目的とするものであ
り、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素等の透明無機化
合物等を用いて形成することができる。保護層の厚さは
０．２〜５０μｍ程度が好ましい。

【００３４】透明共通電極１９としては、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴＯ膜は
蒸着法、スパッタ法等の公知の方法により形成すること
ができ、厚さは２００〜２０００Å程度が好ましい。

【００３５】次に、実験例を示して本発明を更に詳細に
説明する。 （実験例１）まず、２−ブタノン２００cm³ 中に、２，
６−ジメチル−４−（２′−ニトロフェニル）−１，４
−ジヒドロピリジン−３，５−ジカルボン酸のジメチル
エステル７．５ｇと、２，６−ジメチル−４−（２′−
ニトロフェニル）−１，４−ジヒドロピリジン−３，５
−ジカルボン酸のジエチルエステル７．５ｇとを溶解し
て、露光により粘着性を発現する感光性物質を調製し
た。そして、透明基板としてコーニング社製７０５９ガ
ラス（厚さ＝１．１ｍｍ）を用い、スピンコート法（回
転数＝５００r.p.m.）により上記の感光性物質を透明基
板上に塗布して感光性層（厚さ＝１．５μｍ）を形成し
た。

【００３６】次に、感光性層に対してブラックマトリッ
クス用のフォトマスクを密着し、このフォトマスクを介
して紫外線露光を行った。露光用の光源は超高圧水銀灯
を用い、照射量は３６５ｎｍの波長において２００ｍＪ
／cm² とした。このような紫外線露光により、感光性層
のうち紫外線が照射された領域には粘着性が発現してい
ることが確認された。

【００３７】次に、ブラックマトリックス用のフォトマ
スクを除去した後、感光性層の全面に黒色トナー（積水
化成品工業製ＭＢ−１５ブラックＳＨＣ−３（試供
品）、平均粒子径＝１４．２μｍ）を散布し、圧縮空気
により非粘着性部分の黒色トナーを吹き飛ばした。これ
によって、上記の紫外線露光により粘着性が発現してい
る領域にのみ黒色トナーが付着してブラックマトリック
スパターンが形成された。尚、この工程において圧縮空
気により吹き飛ばされた（除去された）黒色トナーは、
回収して再度使用することができる。この時の解像度
は、ライン＆スペースで１０μｍであった。

【００３８】次に、黒色トナーが付着している感光性層
に対して赤色パターン用のフォトマスクを約１００μｍ
の間隙を設けるようにして配設し、このフォトマスクを
介して所定位置に紫外線露光を行った。紫外線露光条件
は上記の露光と同一とした。そして、黒色トナーの場合
と同様に赤色トナー（積水化成品工業製ＭＢ−８レッド
５０（試供品）、平均粒子径＝８．７μｍ）を散布し、
圧縮空気により非粘着性部分の赤色トナーを吹き飛ばし
て赤色パターンを形成した。

【００３９】次に、黒色トナーおよび赤色トナーが付着
している感光性層に対して、赤色パターンと同様にして
緑色パターン用のフォトマスクを約１００μｍの間隙を
設けるようにして配設し、このフォトマスクを介して所
定位置に紫外線露光を行い、緑色トナー（積水化成品工
業製ＭＢ−８グリーンＨＣ（試供品）、平均粒子径＝
８．１μｍ）を用いて緑色トナー付着を行って緑色パタ
ーンを形成した。

【００４０】さらに、黒色トナー、赤色トナーおよび緑
色トナーが付着している感光性層に対して、赤色パター
ンと同様にして青色パターン用のフォトマスクを約１０
０μｍの間隙を設けるようにして配設し、このフォトマ
スクを介して所定位置に紫外線露光を行い、青色トナー
（積水化成品工業製ＭＢ−８ブルーＨＣ（試供品）、平
均粒子径＝８．９μｍ）を用いて青色トナー付着を行っ
て青色パターンを形成した。これにより、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の着色パターンを有する着色層が形成
された。

【００４１】以上の工程において使用した各着色パター
ン用のフォトマスクにはトナー付着あるいは感光性層の
付着がみられず、繰り返し使用が可能であった。次に、
このような着色層を覆うように保護層を形成した。この
保護層は日本合成ゴム社製オプトマーＳＳを用いてスピ
ンコート法により形成され、厚さは約２５μｍであっ
た。さらに、この保護層上にスパッタ法により厚さ約２
２０Åの透明共通電極（ＩＴＯ膜）を形成してカラーフ
ィルタを得た。 （実験例２）実験例１と同様にしてブラックマトリック
スと赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色パターンを有
する着色層を形成した後、２７０℃で３０分間の加熱処
理を施し、その後、実験例１と同様にして保護層と透明
共通電極（ＩＴＯ膜）とを形成してカラーフィルタを得
た。このカラーフィルタでは、感光性層は昇華除去され
ており、またブラックマトリックスと着色層の表面平滑
性は上記実験例１にて得られたカラーフィルタに比べて
より向上したものであった。 （比較実験例１）着色層形成においてフォトマスクを感
光性層に密着させた状態で露光を行った他は実験例１と
同様にしてカラーフィルタを得た。この場合、各着色パ
ターン用のフォトマスクにはトナーおよび感光性層の付
着がみられた。 （比較実験例２）感光性層に対して約１００μｍの間隙
を設けるようにブラックマトリックス用のフォトマスク
を配設して露光を行った他は実験例１と同様にしてカラ
ーフィルタを得た。この場合、得られたブラックマトリ
ックス層の解像度はライン＆スペースで３０μｍであ
り、実験例１にて得たカラーフィルタに比べて解像度の
劣るものであった。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればブ
ラックマトリックスの形成においてブラックマトリック
ス用のフォトマスクを感光性層に密着させて露光するの
で、形成されたブラックマトリックスの解像度は極めて
良好であり、その後に行われる各着色パターンの形成に
おいてはフォトマスクと感光性層との間に間隙を設けて
いるので、ブラックマトリックスを構成している隠蔽粉
末物質あるいは感光性層の粘着性発現部分が着色パター
ン用のフォトマスクに付着することが有効に防止され、
着色パターン用フォトマスクの保護が可能となり、さら
に、解像度の高いカラーフィルタの製造が可能になると
ともに、カラーフィルタの工程の簡略化がなされ製造コ
ストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。

【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。

【図４】本発明による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５】本発明による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。

【符号の説明】 ５…ブラックマトリックス用のフォトマスク ６…着色パターン用のフォトマスク １０…カラーフィルタ １２…透明基板 １３…感光性層 １４…ブラックマトリックス １６…着色層 １６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…着色パターン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数色の着色パターンからなる着色層と
   ブラックマトリックスとを備えるカラーフィルタの製造
   方法において、 露光により粘着性を発現する感光性物質を透明基板上に
   塗布して感光性層を形成した後、該感光性層に密着する
   ように配置されたブラックマトリックス用パターンを有
   するフォトマスクを介して前記感光性層を露光し露光部
   分に隠蔽粉末物質を付着させてブラックマトリックスを
   形成し、その後、前記感光性層との間に間隙を形成する
   ように配置された所定のパターンを有するフォトマスク
   を介して前記感光性層を露光し露光部分に着色粉末物質
   を付着させて着色パターンを形成する工程を必要色数分
   繰り返して着色層を形成す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】 ブラックマトリックスおよび着色層の形
   成後、加熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の
   カラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 前記感光性物質は１，４−ジヒドロピリ
   ジン化合物であることを特徴とする請求項１または２記
   載のカラーフィルタの製造方法。