JP5786407B2 - カラーフィルタ形成基板の作製方法と該作製方法により作製されたカラーフィルタ形成基板 - Google Patents
カラーフィルタ形成基板の作製方法と該作製方法により作製されたカラーフィルタ形成基板 Download PDFInfo
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Description
本発明は、カラーフィルタ形成基板の作製方法と該作製方法により作製されたカラーフィルタ形成基板に関わり、特に、カラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法に関する。
近年、ディスプレイ表示装置の普及がめざましい中、フラットディスプレイパネルとして液晶パネルを用いた液晶表示装置が広く用いられている。
一般に、液晶パネルは、透明基板の一面に、遮光層からなるブラックマトリックス層と各色の着色層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御することにより行いカラー画像を表示している。
このような液晶パネルにおいては、カラーフィルタ形成基板の品質は、表示品位そのものを左右する。
一般に、液晶パネルは、透明基板の一面に、遮光層からなるブラックマトリックス層と各色の着色層とを配設しているカラーフィルタ形成基板と、対向電極基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせて配し、該隙部に液晶を封止した構造で、各色の着色層の画素の光透過率の制御を液晶の配向を電気的に制御することにより行いカラー画像を表示している。
このような液晶パネルにおいては、カラーフィルタ形成基板の品質は、表示品位そのものを左右する。
また、カラーフィルタ形成基板の作製は、環境面や生産性、大面積対応の面等からブラックマトリックス層の形成には、Ｃｒ系の金属遮光層に代わり、着色感光性樹脂（以下、着色レジストとも言う）が用いられるようになり、ブラックマトリックスとカラーフィルタ用の各色の着色層の形成をフォトリソグラフィー技術を用いて行うフォトリソ法（フォトリソグラフィー法とも言う）が採られるようになってきた。
カラーフィルタ形成基板の作製におけるフォトリソ法によるブラックマトリックスと各色の着色層の形成は、順次、それぞれ、着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化する一連の工程を行うものである。
このようにして作製されるカラーフィルタ形成基板では、ブラックマトリクスの開口における各色の着色層の白抜け防止するため、各色の着色層をブラックマトリクス上に重ねるようにパターニング形成しているが、これに起因して、各色の着色層とブラックマトリクスとの重なり部にて段差が存在し、これにより着色層表面の平坦性が悪化し、表示品質が悪くなるという問題があった。
ブラックマトリクスを着色感光性樹脂樹により形成されている場合、ブラックマトリクス層自体の厚みが大きいので、各色の着色層とブラックマトリクスとの重なり部での段差は大きくなり、着色層の表面高さは、該重なり部と、重なっていない着色層の中心部とでは、その差が大きくなっていた。
カラーフィルタ形成基板の作製におけるフォトリソ法によるブラックマトリックスと各色の着色層の形成は、順次、それぞれ、着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化する一連の工程を行うものである。
このようにして作製されるカラーフィルタ形成基板では、ブラックマトリクスの開口における各色の着色層の白抜け防止するため、各色の着色層をブラックマトリクス上に重ねるようにパターニング形成しているが、これに起因して、各色の着色層とブラックマトリクスとの重なり部にて段差が存在し、これにより着色層表面の平坦性が悪化し、表示品質が悪くなるという問題があった。
ブラックマトリクスを着色感光性樹脂樹により形成されている場合、ブラックマトリクス層自体の厚みが大きいので、各色の着色層とブラックマトリクスとの重なり部での段差は大きくなり、着色層の表面高さは、該重なり部と、重なっていない着色層の中心部とでは、その差が大きくなっていた。
ここで、上記ブラックマトリックスとカラーフィルタ形成のための各色の着色層をフォトリソ法により形成する従来のカラーフィルタ形成基板の作製方法を、図７、図８に基づいて、簡単に説明しておく。
尚、図７（ａ）〜図７（ｆ）、図８（ｇ）〜図８（ｋ）は、それぞれ、カラーフィルタ形成基板の作製段階における概略断面を、この順に示したものです。
先ず、透明基板１００の一面にブラックマトリクス（第１の着色層とも言う）１１０を形成した基板１００ａを用意する。（図７（ａ））
図示していないが、ブラックマトリクス形成用の遮光性の黒色の顔料等を分散させた感光性樹脂を透明基板１１０に塗布し、フォトマスクを用いて選択露光して、現像してパターニングし、硬化してブラックマトリクス１１５を形成する。
図９（ａ）は、図７（ａ）に対応する作製段階での正面図の一部を示したもので、図７（ａ）〜図７（ｆ）、図８（ｇ）〜図８（ｋ）は、いずれも、図９（ａ）に示すブラックマトリクス形成後の正面図におけるＣ１−Ｃ２での概略断面の一部を示している。
次に、ブラックマトリクス１１５を覆うように基板１１０ａの全面に、第１の着色感光性樹脂層１２１を塗布する。（図７（ｂ））
ここでは、第１の着色感光性樹脂層１２１を赤色の着色感光性樹脂Ｒとする。
次いで、第１の着色感光性樹脂１２１にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図７（ｃ））、現像を行いパターニングし、硬化して第２の着色層１２１ａを形成する。（図７（ｄ））
ここでは、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すように、第１の着色層１２１ａを形成するための露光においては、該第１の着色層１２１ａが白抜けを発生しない程度に、ブラックマトリクス１１５の開口１１５Ｔの幅方向、片側Ｗ０、両側で２Ｗ０、ブラックマトリクス１１５と重なるように、ブラックマトリクス１１５の開口１１５Ｔの幅方向、Ｗ１１５＋２Ｗ０の露光幅としている。
次に、ブラックマトリクス１１５、第１の着色感光性樹脂層１２１を覆うように基板１００ｂの全面に、第２の着色感光性樹脂層１２２を塗布する。（図７（ｅ））
ここでは、第２の着色感光性樹脂層１２２を緑色の着色感光性樹脂Ｇとする。
次いで、第２の着色感光性樹脂１２２にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図７（ｆ））、現像を行いパターニングし、硬化して第２の着色層１２２ａを形成する。（図８（ｇ））
ここでも、第１の着色層１２１ａ形成の場合と同様、形成される第２の着色層１２２ａの白抜けを防止するために、第２の着色感光性樹脂１２２の露光幅をＷ１１５＋２Ｗ０としている。
次に、ブラックマトリクス１１５、第１の着色層１２１ａ、第２の着色層１２２ａを覆うように基板１１０ｇの全面に、第３の着色感光性樹脂層１２３を塗布する。（図８（ｈ））
ここでは、第３の着色感光性樹脂層１２３を青色の着色感光性樹脂Ｂとする。
次いで、第３の着色感光性樹脂１２３にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図８（ｉ））、現像を行いパターニングし、硬化して第３の着色層１２３ａを形成する。（図８（ｊ））
ここでも、第１の着色層１２１ａ形成の場合と同様、形成される第３の着色層１２３ａの白抜けを防止するために、第３の着色感光性樹脂１２３の露光幅をＷ１１５＋２Ｗ０としている。
このようにして、カラーフィルタ形成基板１１０Ａが形成される。
尚、ここでは、図７（ｄ）に示すように、着色層の白抜けを防止する程度に、着色層をブラックストライプ１１５のライン１１５Ｌ（１１５）上に重ねる幅をＷ０としているため、カラーフィルタ形成基板１１０Ａの平面図は図９（ｂ）のように、ブラックマトリクス１１５の領域が露出している。
また、場合によっては、更に、ブラックマトリクスと各色の樹脂層を覆うようにオーバーコート層（保護層あるいはＯＰとも言う）１４０を表面が平坦になるように形成して、オーバーコート層１４０を備えたカラーフィルタ形成基板１１０Ｂを得る。（図８（ｋ））
また、ここでは、第１の着色層１２１ａ、第２の着色層１２２ａ、第３の着色層１２３ａの色を、それぞれ、赤色、緑色、青色としたが、これら各色の着色層をパターニング形成する順番は、限定はされない。
尚、図７（ａ）〜図７（ｆ）、図８（ｇ）〜図８（ｋ）は、それぞれ、カラーフィルタ形成基板の作製段階における概略断面を、この順に示したものです。
先ず、透明基板１００の一面にブラックマトリクス（第１の着色層とも言う）１１０を形成した基板１００ａを用意する。（図７（ａ））
図示していないが、ブラックマトリクス形成用の遮光性の黒色の顔料等を分散させた感光性樹脂を透明基板１１０に塗布し、フォトマスクを用いて選択露光して、現像してパターニングし、硬化してブラックマトリクス１１５を形成する。
図９（ａ）は、図７（ａ）に対応する作製段階での正面図の一部を示したもので、図７（ａ）〜図７（ｆ）、図８（ｇ）〜図８（ｋ）は、いずれも、図９（ａ）に示すブラックマトリクス形成後の正面図におけるＣ１−Ｃ２での概略断面の一部を示している。
次に、ブラックマトリクス１１５を覆うように基板１１０ａの全面に、第１の着色感光性樹脂層１２１を塗布する。（図７（ｂ））
ここでは、第１の着色感光性樹脂層１２１を赤色の着色感光性樹脂Ｒとする。
次いで、第１の着色感光性樹脂１２１にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図７（ｃ））、現像を行いパターニングし、硬化して第２の着色層１２１ａを形成する。（図７（ｄ））
ここでは、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すように、第１の着色層１２１ａを形成するための露光においては、該第１の着色層１２１ａが白抜けを発生しない程度に、ブラックマトリクス１１５の開口１１５Ｔの幅方向、片側Ｗ０、両側で２Ｗ０、ブラックマトリクス１１５と重なるように、ブラックマトリクス１１５の開口１１５Ｔの幅方向、Ｗ１１５＋２Ｗ０の露光幅としている。
次に、ブラックマトリクス１１５、第１の着色感光性樹脂層１２１を覆うように基板１００ｂの全面に、第２の着色感光性樹脂層１２２を塗布する。（図７（ｅ））
ここでは、第２の着色感光性樹脂層１２２を緑色の着色感光性樹脂Ｇとする。
次いで、第２の着色感光性樹脂１２２にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図７（ｆ））、現像を行いパターニングし、硬化して第２の着色層１２２ａを形成する。（図８（ｇ））
ここでも、第１の着色層１２１ａ形成の場合と同様、形成される第２の着色層１２２ａの白抜けを防止するために、第２の着色感光性樹脂１２２の露光幅をＷ１１５＋２Ｗ０としている。
次に、ブラックマトリクス１１５、第１の着色層１２１ａ、第２の着色層１２２ａを覆うように基板１１０ｇの全面に、第３の着色感光性樹脂層１２３を塗布する。（図８（ｈ））
ここでは、第３の着色感光性樹脂層１２３を青色の着色感光性樹脂Ｂとする。
次いで、第３の着色感光性樹脂１２３にフォトマスクを用いて選択的に露光を行い（図８（ｉ））、現像を行いパターニングし、硬化して第３の着色層１２３ａを形成する。（図８（ｊ））
ここでも、第１の着色層１２１ａ形成の場合と同様、形成される第３の着色層１２３ａの白抜けを防止するために、第３の着色感光性樹脂１２３の露光幅をＷ１１５＋２Ｗ０としている。
このようにして、カラーフィルタ形成基板１１０Ａが形成される。
尚、ここでは、図７（ｄ）に示すように、着色層の白抜けを防止する程度に、着色層をブラックストライプ１１５のライン１１５Ｌ（１１５）上に重ねる幅をＷ０としているため、カラーフィルタ形成基板１１０Ａの平面図は図９（ｂ）のように、ブラックマトリクス１１５の領域が露出している。
また、場合によっては、更に、ブラックマトリクスと各色の樹脂層を覆うようにオーバーコート層（保護層あるいはＯＰとも言う）１４０を表面が平坦になるように形成して、オーバーコート層１４０を備えたカラーフィルタ形成基板１１０Ｂを得る。（図８（ｋ））
また、ここでは、第１の着色層１２１ａ、第２の着色層１２２ａ、第３の着色層１２３ａの色を、それぞれ、赤色、緑色、青色としたが、これら各色の着色層をパターニング形成する順番は、限定はされない。
上記のようにして、カラーフィルタ形成基板１１０Ａ、１１０Ｂは作製されるが、この作製方法においては、特に、第２の着色層１２２ａの表面高さが、ブラックマトリクスの開口１１５Ｔの幅方向（図９（ａ）のＣ１−Ｃ２方向）において、ブラックマトリクス１１５の開口領域の外側が高く、開口１１５の中心では低くなり、且つ、開口１５Ｔの両側で異なり、不均一となる問題が発生していた。
また、オーバーコート層１４０を設ける際には、各色の着色層の凹凸を吸収して平坦化するため、オーバーコート層１４０を厚く塗らなければならず、コストを増加させていた。
特に、カラーフィルタ用の２色目の着色層１２２ａの形成では、着色層の表面高さが不均一となっていた。
また、オーバーコート層１４０を設ける際には、各色の着色層の凹凸を吸収して平坦化するため、オーバーコート層１４０を厚く塗らなければならず、コストを増加させていた。
特に、カラーフィルタ用の２色目の着色層１２２ａの形成では、着色層の表面高さが不均一となっていた。
特開２００６−１８９５１１号公報（特許文献１）には、フォトリソ法により、カラーフィルタ形成基板を形成する方法で、各着色層の幅（図８（ａ）のＣ１−Ｃ２方向の幅）を広げて、樹脂製遮光部（ブラックマトリクスに対応）を覆うようにして、遮光部と着色層が重なる領域の膜厚と着色層のみの領域の膜厚との差を小さくして、液晶の配向の乱れを少なくする方法が開示されている。
しかし、この方法においても、各色の着色層を順次形成していく過程で着色層表面の平坦性が不均一となる問題は依然として発生していた。
この方法でも、カラーフィルタ用に２番目に形成される着色層の表面高さが不均一となってしまう。
しかし、この方法においても、各色の着色層を順次形成していく過程で着色層表面の平坦性が不均一となる問題は依然として発生していた。
この方法でも、カラーフィルタ用に２番目に形成される着色層の表面高さが不均一となってしまう。
上記のように、従来、ブラックマトリクスとカラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成したカラーフィルタ形成基板においては、その作製方法に起因して、特に、ブラックマトリクス形成後に行う、カラーフィルタ用に２番目に形成される着色層の表面高さ（厚さとも言う）が不均一となる問題があり、表示用パネルとした場合に表示品質面上問題となるため、この対応が求められていた。
本発明は、これらに対応するもので、特に、ブラックマトリクスとカラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法を提供しようとするものです。
本発明は、これらに対応するもので、特に、ブラックマトリクスとカラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法を提供しようとするものです。
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、透明基板の一面にブラックマトリクスを形成した後に、該透明基板のブラックマトリクス形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、カラーフィルタ用として、ブラックマトリクスの開口幅方向、開口を覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン部の上に重なるようにして、開口長手方向に沿い、帯状にして形成して、全色の着色層を順に配列させるもので、第１番目に行う前記一連の工程における選択露光は、該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクスの開口を覆い、該開口に隣接する両側のライン部の上に重なる領域を幅広にして開口長手方向に帯状にして露光し、かつ、該着色層形成領域から離れたブラックマトリクスの開口長手方向のライン領域内、該開口長手方向に沿う、帯状の領域を帯状に露光するものであり、前記露光されるライン部の上に重なる領域の幅は、２番目以降に行う前記一連の工程において白抜け防止のために該ライン上に形成される着色層が、白抜け防止に必要な重なり幅を確保でき、且つ、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼ該ライン全体を覆うようになる幅であって、前記１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層のいずれもが重ならないようにすることを特徴とするものである。
（作用）
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、このような構成にすることにより、カラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法で、特に、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法の提供を可能としている。
具体的には、透明基板の一面にブラックマトリクスを形成した後に、該透明基板のブラックマトリクス形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、カラーフィルタ用として、ブラックマトリクスの開口幅方向、開口を覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン部の上に重なるようにして、開口長手方向に沿い、帯状にして形成して、全色の着色層を順に配列させるもので、第１番目に行う前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の着色層形成領域と、該着色層形成領域から離れたブラックマトリクスの開口長手方向のライン領域内、該開口長手方向に沿う、帯状の領域とを、露光するものであることにより、これを達成している。
詳しくは、第１番目に行う一連の工程において、カラーフィルタ形成用の着色層の領域から離れたブラックマトリクスのライン上の領域に、露光を行い該ライン上の領域に着色層を形成することにより、更には、第１番目に行う前記一連の工程の選択露光における、前記帯状にして形成されるカラーフィルタ用の着色層形成領域の露光は、該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクスの開口を覆い、該開口に隣接する両側のライン部の上に重なる領域を幅広にして開口長手方向に帯状にして露光するものである形態とすることにより、特に、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法の提供を可能としている。
第２番目以降の着色層形成に際して、カラーフィルタ用の第１番目に形成された着色層とは別に、これとは離れた位置のブラックマトリクスの開口周辺のライン上に同じ着色層が形成されているにより、第２番目以降の着色層形成のための着色感光性樹脂の塗布が平坦化される。
そして、後続する２番目以降に行う一連のフォトリソ工程において行う着色感光性樹脂の塗布において、形成する着色層の表面高さを、形成する着色層が覆う開口の幅方向、開口中心において対称性の良いものとできる。
更に、前記露光されるライン部の上に重なる領域の幅は、２番目以降に行う前記一連の工程において白抜け防止のために該ライン上に形成される着色層が、白抜け防止に必要な重なり幅を確保でき、且つ、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼ該ライン全体を覆うようになる幅である形態とすることにより、特に、全着色層形成後のオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）の塗布において、膜厚を厚くせずに平坦化を可能としている。
この場合は特に、オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコート層より薄くすることができる。
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、このような構成にすることにより、カラーフィルタ用の各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法で、特に、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法の提供を可能としている。
具体的には、透明基板の一面にブラックマトリクスを形成した後に、該透明基板のブラックマトリクス形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、カラーフィルタ用として、ブラックマトリクスの開口幅方向、開口を覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン部の上に重なるようにして、開口長手方向に沿い、帯状にして形成して、全色の着色層を順に配列させるもので、第１番目に行う前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の着色層形成領域と、該着色層形成領域から離れたブラックマトリクスの開口長手方向のライン領域内、該開口長手方向に沿う、帯状の領域とを、露光するものであることにより、これを達成している。
詳しくは、第１番目に行う一連の工程において、カラーフィルタ形成用の着色層の領域から離れたブラックマトリクスのライン上の領域に、露光を行い該ライン上の領域に着色層を形成することにより、更には、第１番目に行う前記一連の工程の選択露光における、前記帯状にして形成されるカラーフィルタ用の着色層形成領域の露光は、該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクスの開口を覆い、該開口に隣接する両側のライン部の上に重なる領域を幅広にして開口長手方向に帯状にして露光するものである形態とすることにより、特に、ブラックマトリクス形成後に２番目に形成されるカラーフィルタ用の着色層の表面高さの不均一性を少なくできる方法の提供を可能としている。
第２番目以降の着色層形成に際して、カラーフィルタ用の第１番目に形成された着色層とは別に、これとは離れた位置のブラックマトリクスの開口周辺のライン上に同じ着色層が形成されているにより、第２番目以降の着色層形成のための着色感光性樹脂の塗布が平坦化される。
そして、後続する２番目以降に行う一連のフォトリソ工程において行う着色感光性樹脂の塗布において、形成する着色層の表面高さを、形成する着色層が覆う開口の幅方向、開口中心において対称性の良いものとできる。
更に、前記露光されるライン部の上に重なる領域の幅は、２番目以降に行う前記一連の工程において白抜け防止のために該ライン上に形成される着色層が、白抜け防止に必要な重なり幅を確保でき、且つ、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼ該ライン全体を覆うようになる幅である形態とすることにより、特に、全着色層形成後のオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）の塗布において、膜厚を厚くせずに平坦化を可能としている。
この場合は特に、オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコート層より薄くすることができる。
また、ブラックマトリクスをフォトリソ法により形成するものである場合には、ブラックマトリクスが金属遮光層で作製された場合よりも膜厚が厚くなるため、一層効果的となる。
また、全色の着色層を形成した後に、着色層を覆うように全面にオーバーコート層を塗布形成する場合には、特に、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼブラックマトリクスのライン全体を覆うようにしている形態の場合には、全着色層形成後のオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）の塗布において、膜厚を厚くせずに平坦化を可能としている。
また、全色の着色層を形成した後に、着色層を覆うように全面にオーバーコート層を塗布形成する場合には、特に、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼブラックマトリクスのライン全体を覆うようにしている形態の場合には、全着色層形成後のオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）の塗布において、膜厚を厚くせずに平坦化を可能としている。
本発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、カラーフィルタ用の着色層を平坦性良くできるものとしており、ブラックマトリクスのライン全体がカラーフィルタ用の全色の着色層によりほぼ覆われている形態で、且つ、全色の着色層を覆うように全面にオーバーコート層を配設する形態の場合、オーバーコート層を薄くして平坦性の良いものとできる。
また、ブラックマトリクスは黒色の顔料を分散させた樹脂層からなる場合には、ブラックマトリクスが金属遮光層で作製された場合よりも膜厚が厚くなるため、一層効果的である。
また、ブラックマトリクスは黒色の顔料を分散させた樹脂層からなる場合には、ブラックマトリクスが金属遮光層で作製された場合よりも膜厚が厚くなるため、一層効果的である。
本発明は、このように、各色の着色層をフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製において、第２番目以降の一連の工程において、塗布される着色感光性樹脂の表面高さのバラツキを小さくして、形成される着色層の平坦性にバラツキが少ないものとでき、特に、２番目に形成される着色層の表面高さの不均一性を少なくできるものとしている。
これにより、着色部内部での平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色部内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス層上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
これにより、着色部内部での平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色部内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス層上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
先ず、本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の実施形態の第１の例を、図１、図２に基づいて説明する。
尚、図１（ａ）〜図１（ｆ）、図２（ｇ）〜図２（ｋ）の各断面図は、いずれも、図１（ａ）に相当する段階の平面図である図３（ａ）のＡ１−Ａ２箇所における断面の一部を示したものである。
第１の例のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するもので、図１（ａ）、図３（ａ）に示すように、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５を形成した後に、該透明基板１０のブラックマトリクス１５形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔの幅方向、開口１５Ｔを覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なるようにして、該開口長手方向に沿い、帯状にして連続して形成して、全色の着色層を順に繰り返して配列させるものである。
第１の例では、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂として、赤色の第１の着色感光性樹脂２１、緑色の第２の着色感光性樹脂２２、青色の第３の着色感光性樹脂２３を用いて、第１の着色感光性樹脂２１、第２の着色感光性樹脂２２、第３の着色感光性樹脂２３から、それぞれ、カラーフィルタ用の、赤色の着色層（着色層Ｒとも言う）である第１の着色層２１ａ、緑色の着色層（着色層Ｇとも言う）である第２の着色層２１ｂ、青色の着色層（着色層Ｂとも言う）である第３の着色層２１ｃを、順に形成する。
特に、第１の例では、第１番目に行う第１の着色層を形成する前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の各色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域とは別に、該第１の着色層の形成領域とは離れたブラックマトリクスのライン領域内の、長手方向に沿う、直線帯状の領域を、露光するものであり、且つ、第１番目に行う前記一連の工程の選択露光における、前記帯状にして形成されるカラーフィルタ用の着色層形成領域の露光は、該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクス１５の開口１５Ｔを覆い、該開口１５Ｔに隣接する両側のライン１５Ｌの上に重なる領域を幅広にして開口１５Ｔの長手方向に帯状にして露光するものである。
ここでは、カラーフィルタ用の第１の着色層の形成領域の、開口１５Ｔの両側の隣接するブラックマトリクスのライン５の上に重なる幅（重なり幅とも言う）Ｗ１を、着色層の白抜けが発生しないようにブラックマトリクス１５のライン１５Ｌに重ねる幅よりも更に大きくしている。
尚、図１（ａ）〜図１（ｆ）、図２（ｇ）〜図２（ｋ）の各断面図は、いずれも、図１（ａ）に相当する段階の平面図である図３（ａ）のＡ１−Ａ２箇所における断面の一部を示したものである。
第１の例のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するもので、図１（ａ）、図３（ａ）に示すように、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５を形成した後に、該透明基板１０のブラックマトリクス１５形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔの幅方向、開口１５Ｔを覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なるようにして、該開口長手方向に沿い、帯状にして連続して形成して、全色の着色層を順に繰り返して配列させるものである。
第１の例では、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂として、赤色の第１の着色感光性樹脂２１、緑色の第２の着色感光性樹脂２２、青色の第３の着色感光性樹脂２３を用いて、第１の着色感光性樹脂２１、第２の着色感光性樹脂２２、第３の着色感光性樹脂２３から、それぞれ、カラーフィルタ用の、赤色の着色層（着色層Ｒとも言う）である第１の着色層２１ａ、緑色の着色層（着色層Ｇとも言う）である第２の着色層２１ｂ、青色の着色層（着色層Ｂとも言う）である第３の着色層２１ｃを、順に形成する。
特に、第１の例では、第１番目に行う第１の着色層を形成する前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の各色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域とは別に、該第１の着色層の形成領域とは離れたブラックマトリクスのライン領域内の、長手方向に沿う、直線帯状の領域を、露光するものであり、且つ、第１番目に行う前記一連の工程の選択露光における、前記帯状にして形成されるカラーフィルタ用の着色層形成領域の露光は、該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクス１５の開口１５Ｔを覆い、該開口１５Ｔに隣接する両側のライン１５Ｌの上に重なる領域を幅広にして開口１５Ｔの長手方向に帯状にして露光するものである。
ここでは、カラーフィルタ用の第１の着色層の形成領域の、開口１５Ｔの両側の隣接するブラックマトリクスのライン５の上に重なる幅（重なり幅とも言う）Ｗ１を、着色層の白抜けが発生しないようにブラックマトリクス１５のライン１５Ｌに重ねる幅よりも更に大きくしている。
先ず、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５が形成された基板１０ａ（図１（ａ）の該ブラックマトリクス１５形成面側に、赤色の第１の着色感光性樹脂２１を塗布し（図１（ｂ））、赤色の着色層形成領域のみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図１（ｃ））
ブラックマトリクス１５は、図３（ａ）に示すように開口１５Ｔを備えて透明基板１０上に形成されるもので、ここでは、同一の形状を有する開口１５Ｔが開口幅Ｗ１５で等間隔で配列されたマトリクス状にパターン形成されている。
ここでの露光は、カラーフィルタ用の赤色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域３０Ｒとは別に、該第１の着色層の形成領域３０Ｒとは離れたブラックマトリクス１５のライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｒを、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域３０Ｒの、開口１５Ｔの両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅Ｗ１を、着色層の白抜けが発生しないために必要なブラックマトリクス１５のライン１５Ｌに重ねる幅Ｗ０よりも大きくして露光している。
形成する着色層の白抜けが発生しなため開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅は片側Ｗ０であり、両側では２Ｗ０となるため、着色層の白抜けが発生しないためには、Ｗ１５＋２Ｗ０の幅で露光すれば良いが、第１の例では、これより広くして、第１の着色層の形成領域３０Ａの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ１となるように露光する。
また、ここでは、直線帯状の領域１５Ｒの幅は、後に形成する第２の着色層、第３の着色層が、着色層の白抜けを発生しないように直線帯状の領域１５Ｒのライン上に重なり、且つ、最終的に直線帯状の領域１５Ｒに形成される第１の着色層と該ライン上に重なる第２の着色層、第３の着色層とがいずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うようになるようにしている。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第１の着色層２１ａを形成する。（図１（ｄ））
図１（ｄ）のＡ０部の第１の着色層２１ａが、カラーフィルタ形成用の領域３０Ｒの第１の着色層２１ａとは離れて形成される。
ブラックマトリクス１５は、図３（ａ）に示すように開口１５Ｔを備えて透明基板１０上に形成されるもので、ここでは、同一の形状を有する開口１５Ｔが開口幅Ｗ１５で等間隔で配列されたマトリクス状にパターン形成されている。
ここでの露光は、カラーフィルタ用の赤色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域３０Ｒとは別に、該第１の着色層の形成領域３０Ｒとは離れたブラックマトリクス１５のライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｒを、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域３０Ｒの、開口１５Ｔの両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅Ｗ１を、着色層の白抜けが発生しないために必要なブラックマトリクス１５のライン１５Ｌに重ねる幅Ｗ０よりも大きくして露光している。
形成する着色層の白抜けが発生しなため開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅は片側Ｗ０であり、両側では２Ｗ０となるため、着色層の白抜けが発生しないためには、Ｗ１５＋２Ｗ０の幅で露光すれば良いが、第１の例では、これより広くして、第１の着色層の形成領域３０Ａの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ１となるように露光する。
また、ここでは、直線帯状の領域１５Ｒの幅は、後に形成する第２の着色層、第３の着色層が、着色層の白抜けを発生しないように直線帯状の領域１５Ｒのライン上に重なり、且つ、最終的に直線帯状の領域１５Ｒに形成される第１の着色層と該ライン上に重なる第２の着色層、第３の着色層とがいずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うようになるようにしている。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第１の着色層２１ａを形成する。（図１（ｄ））
図１（ｄ）のＡ０部の第１の着色層２１ａが、カラーフィルタ形成用の領域３０Ｒの第１の着色層２１ａとは離れて形成される。
次に、第１の着色層２１ａが形成された基板１０ｄの第１の着色層２１ａ形成面側に、緑色の第２の着色感光性樹脂２２を塗布し（図１（ｅ））、緑色の着色層形成領域のみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図１（ｆ））
ここでの露光は、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第２の着色層の形成領域３０Ｇのみを露光する。
第１の着色層２１ａの形成の場合と同様、形成する着色層の白抜けが発生しないために必要な開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅は、片側Ｗ０で、ここでは、第２の着色層の形成領域３０Ｇの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第２の着色層２２ａを形成する。（図２（ｇ））
図１（ｅ）に示すように、第２の着色層の形成領域３０Ｂの両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第２の着色感光性樹脂２２は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第２の着色層２２ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
第２番目の一連の工程において、塗布される第２の着色感光性樹脂の表面高さのバラツキが小さくなり、これにより形成される第２の着色層２１ａの表面高さの不均一性を従来より少なくしている。（図８（ｊ）の１２２ａ参照）
ここでの露光は、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第２の着色層の形成領域３０Ｇのみを露光する。
第１の着色層２１ａの形成の場合と同様、形成する着色層の白抜けが発生しないために必要な開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅は、片側Ｗ０で、ここでは、第２の着色層の形成領域３０Ｇの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第２の着色層２２ａを形成する。（図２（ｇ））
図１（ｅ）に示すように、第２の着色層の形成領域３０Ｂの両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第２の着色感光性樹脂２２は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第２の着色層２２ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
第２番目の一連の工程において、塗布される第２の着色感光性樹脂の表面高さのバラツキが小さくなり、これにより形成される第２の着色層２１ａの表面高さの不均一性を従来より少なくしている。（図８（ｊ）の１２２ａ参照）
次に、第２の着色層２２ａが形成された基板１０ｇの第２の着色層２２ａ形成面側に、青色の第３の着色感光性樹脂２３を塗布し（図２（ｈ））、青色の着色層形成領域３０Ｃのみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図２（ｉ））
第１の着色層２１ａ、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、形成する着色層の白抜けが発生しないために必要な開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅、片側Ｗ０で、ここでは、第２の着色層の形成領域３０Ｂの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第３の着色層２３ａを形成する。（図２（ｊ））
ここでも、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、図２（ｈ）に示すように、第３の着色層の形成領域３０Ｂの両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第３の着色感光性樹脂２３は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第３の着色層２３ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
第１の着色層２１ａ、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、形成する着色層の白抜けが発生しないために必要な開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅、片側Ｗ０で、ここでは、第２の着色層の形成領域３０Ｂの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第３の着色層２３ａを形成する。（図２（ｊ））
ここでも、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、図２（ｈ）に示すように、第３の着色層の形成領域３０Ｂの両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第３の着色感光性樹脂２３は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第３の着色層２３ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
このようにして、カラーフィルタ形成基板１０Ａは作製される。
尚、上記第１の例においては、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃを、それぞれ、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層として、この順に形成しているが、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃの形成順と形成方法を変えずに、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃとしての着色層の色をを、変えて行っても、同様である。
また、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔのパターン形状としては、上記に限定はされない、例えば、ストライプ状の形状も挙げられる。
尚、上記第１の例においては、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃを、それぞれ、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層として、この順に形成しているが、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃの形成順と形成方法を変えずに、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃとしての着色層の色をを、変えて行っても、同様である。
また、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔのパターン形状としては、上記に限定はされない、例えば、ストライプ状の形状も挙げられる。
また、上記のようにして形成されたカラーフィルタ形成基板１０Ａを、本発明のカラーフィルタ形成基板の第１の例（図２（ｊ））として、第１の例のカラーフィルタ形成基板１００Ａの着色層形成側に更にオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）４０を配設した形態のカラーフィルタ形成基板１０Ｂを本発明のカラーフィルタ形成基板の第２の例として挙げることができる。（図２（ｋ））
オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコートより薄くすることができる。
尚、オーバーコート層は遮光部で凹凸が大きくなるが透明基板の着色層を形成している面は液晶表示装置に組み込んだ際、裏面となり、遮光部は見えないため影響が少ない。
着色層の平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色層内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコートより薄くすることができる。
尚、オーバーコート層は遮光部で凹凸が大きくなるが透明基板の着色層を形成している面は液晶表示装置に組み込んだ際、裏面となり、遮光部は見えないため影響が少ない。
着色層の平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色層内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
次に各部の材料について述べる。
＜基板＞
第１に例に用いられる基板（透明基板１０）の材料としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができ、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無機基板、および、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樹脂基板等を挙げることができるが、特に、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。
さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。
無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、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好適に用いることができるからである。
上記基板は、通常、透明な透明基板が用いられている。
＜基板＞
第１に例に用いられる基板（透明基板１０）の材料としては、従来よりカラーフィルタに用いられているものを用いることができ、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無機基板、および、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樹脂基板等を挙げることができるが、特に、無機基板を用いることが好ましく、無機基板のなかでもガラス基板を用いることが好ましい。
さらには、上記ガラス基板のなかでも無アルカリタイプのガラス基板を用いることが好ましい。
無アルカリタイプのガラス基板は寸度安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、かつ、ガラス中にアルカリ成分を含まないことから、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好適に用いることができるからである。
上記基板は、通常、透明な透明基板が用いられている。
＜ブラックマトリクス＞
ブラックマトリクス１５としては、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。
この金属薄膜は、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。
中でも、ブラックマトリクスの膜厚を比較的厚くすることができるという点で、ブラックマトリクスは黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであることが好ましい。
上記の場合であって、ブラックマトリクスの形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記の場合であって、ブラックマトリクスの形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有するブラックマトリクス形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
一方、ブラックマトリクスが金属薄膜である場合、このブラックマトリクスの形成方法としては、ブラックマトリクスをパターニングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。
ブラックマトリクスの膜厚としては、金属薄膜の場合は０．２μｍ〜０．４μｍ程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合は０．５μｍ〜２μｍ程度で設定される。
ブラックマトリクス１５としては、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜等が挙げられる。
この金属薄膜は、ＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）およびＣｒ膜が２層積層されたものであってもよく、また、より反射率を低減させたＣｒＯｘ膜（ｘは任意の数）、ＣｒＮｙ膜（ｙは任意の数）およびＣｒ膜が３層積層されたものであってもよい。
中でも、ブラックマトリクスの膜厚を比較的厚くすることができるという点で、ブラックマトリクスは黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであることが好ましい。
上記の場合であって、ブラックマトリクスの形成方法として印刷法やインクジェット法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、上記の場合であって、ブラックマトリクスの形成方法としてフォトリソグラフィー法を用いる場合、バインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、黒色着色剤および感光性樹脂を含有するブラックマトリクス形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
一方、ブラックマトリクスが金属薄膜である場合、このブラックマトリクスの形成方法としては、ブラックマトリクスをパターニングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、フォトリソグラフィー法、マスクを用いた蒸着法、印刷法等を挙げることができる。
ブラックマトリクスの膜厚としては、金属薄膜の場合は０．２μｍ〜０．４μｍ程度で設定され、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものである場合は０．５μｍ〜２μｍ程度で設定される。
＜着色層＞
第１の例では、各色の着色層は、ブラックマトリクスの開口に形成する赤色、緑色、青色の各色のカラーフィルタ形成用の３色の着色層である。
着色層の色としては、赤色、緑色、青色の３色を少なくとも含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、赤色、緑色、青色の３色、または、赤色、緑色、青色、黄色の４色、または、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの５色等とすることもできる。
各色の着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであり、フォトリソ法（フォトリソグラフィー法とも言う）により形成されるものである。
赤色（Ｒとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色（Ｇとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色（Ｂとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
上記着色層に用いられるバインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
上記各色の着色層の膜厚は、通常、１μｍ〜５μｍ程度で設定される。
第１の例では、各色の着色層は、ブラックマトリクスの開口に形成する赤色、緑色、青色の各色のカラーフィルタ形成用の３色の着色層である。
着色層の色としては、赤色、緑色、青色の３色を少なくとも含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、赤色、緑色、青色の３色、または、赤色、緑色、青色、黄色の４色、または、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの５色等とすることもできる。
各色の着色層は、各色の顔料や染料等の着色剤をバインダ樹脂中に分散または溶解させたものであり、フォトリソ法（フォトリソグラフィー法とも言う）により形成されるものである。
赤色（Ｒとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
緑色（Ｇとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
青色（Ｂとも記載）の着色層に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。
これらの顔料は単独で用いてもよく２種以上を混合して用いてもよい。
上記着色層に用いられるバインダ樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が用いられる。この場合、着色剤および感光性樹脂を含有する着色部形成用感光性樹脂組成物に、光重合開始剤を添加してもよく、さらには必要に応じて増感剤、塗布性改良剤、現像改良剤、架橋剤、重合禁止剤、可塑剤、難燃剤等を添加してもよい。
上記各色の着色層の膜厚は、通常、１μｍ〜５μｍ程度で設定される。
＜オーバーコート層＞
オーバーコート層４０は、乾式製膜法により形成されるものであり、無機材料からなるものである。
また、ブラックマトリクス、着色層を覆うように形成されるものであり、液晶表示装置に用いた場合に、上記ブラックマトリクス、着色層等から液晶層に、着色剤等の汚染物質が溶出することを防ぐことができるものである。
このようなオーバーコート層を構成する無機材料としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良く、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫または酸化タンタルに、ガリウム、セリウム、アルミニウム、カーボン、錫（スズ）およびボロンのいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができる。
なかでも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化インジウム、酸化亜鉛または酸化チタンに、ガリウム、セリウム、アルミニウムおよび錫のいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができ、特に、酸化ケイ素または酸化インジウムに、ガリウム、セリウムおよび錫( スズ) のいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができる。
ブラックマトリクス、着色層等に含有される汚染物質が液晶層に溶出することを防ぐバリア性に優れた無機透明保護層を形成することができるからである。
なお、上記１種類の無機材料を用いて１層のオーバーコート層を形成するものであっても良く、２種類以上の無機材料を用いて２層以上のオーバーコート層を形成するものであっても良い。
無機透明保護層の膜厚としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良いが、２００Å〜１８００Åの範囲内であることが好ましく、なかでも、４００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましく、特に６００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましい。 上記範囲内であることにより、上述した優れたバリア性を有するからである。
乾式製膜法としては、上記無機材料を所望の位置および膜厚で付着させることができる方法であれば良い。
具体的には、スパッタリング、真空蒸着、プラズマＣＶＤ等を挙げることができ、なかでもスパッタリングを好ましく用いることができる。
乾式製膜法としてスパッタリング法を用いることにより、透明電極層の形成等に使用される既存のスパッタリング装置を用いて、上記無機透明保護層を形成することができるからである。
これより、横電界液晶駆動方式用等のカラーフィルタ形成基板を低コストなものとすることができるからである。
オーバーコート層４０は、乾式製膜法により形成されるものであり、無機材料からなるものである。
また、ブラックマトリクス、着色層を覆うように形成されるものであり、液晶表示装置に用いた場合に、上記ブラックマトリクス、着色層等から液晶層に、着色剤等の汚染物質が溶出することを防ぐことができるものである。
このようなオーバーコート層を構成する無機材料としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良く、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫または酸化タンタルに、ガリウム、セリウム、アルミニウム、カーボン、錫（スズ）およびボロンのいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができる。
なかでも酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化インジウム、酸化亜鉛または酸化チタンに、ガリウム、セリウム、アルミニウムおよび錫のいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができ、特に、酸化ケイ素または酸化インジウムに、ガリウム、セリウムおよび錫( スズ) のいずれかをドープさせたものを好ましく用いることができる。
ブラックマトリクス、着色層等に含有される汚染物質が液晶層に溶出することを防ぐバリア性に優れた無機透明保護層を形成することができるからである。
なお、上記１種類の無機材料を用いて１層のオーバーコート層を形成するものであっても良く、２種類以上の無機材料を用いて２層以上のオーバーコート層を形成するものであっても良い。
無機透明保護層の膜厚としては、所望のバリア性を発揮するものであれば良いが、２００Å〜１８００Åの範囲内であることが好ましく、なかでも、４００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましく、特に６００Å〜１４００Åの範囲内であることが好ましい。 上記範囲内であることにより、上述した優れたバリア性を有するからである。
乾式製膜法としては、上記無機材料を所望の位置および膜厚で付着させることができる方法であれば良い。
具体的には、スパッタリング、真空蒸着、プラズマＣＶＤ等を挙げることができ、なかでもスパッタリングを好ましく用いることができる。
乾式製膜法としてスパッタリング法を用いることにより、透明電極層の形成等に使用される既存のスパッタリング装置を用いて、上記無機透明保護層を形成することができるからである。
これより、横電界液晶駆動方式用等のカラーフィルタ形成基板を低コストなものとすることができるからである。
次に、本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の実施形態の第２の例を、図４、図５に基づいて説明する。
尚、図４（ａ）〜図４（ｆ）、図５（ｇ）〜図５（ｋ）の各断面図は、いずれも、図４（ａ）の段階に相当する図６（ａ）のＢ１−Ｂ２箇所における断面の一部を示したものである。
第２の例のカラーフィルタ形成基板の作製方法も、カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するもので、図４（ａ）、図６（ａ）に示すように、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５を形成した後に、該透明基板１０のブラックマトリクス１５形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、ブラックマトリクス１５の開口幅１５Ｗ方向、開口１５Ｔを覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なるようにして、該開口長手方向に沿い、直線帯状にして連続して形成して、全色の着色層を順に繰り返して配列させるものである。
第２の例でも、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂として、赤色の第１の着色感光性樹脂２１、緑色の第２の着色層感光性樹脂２２、青色の第３の着色層着色感光性樹脂２３を用いて、第１の着色感光性樹脂２１、第２の着色層感光性樹脂２２、第３の着色層着色感光性樹脂２３から、それぞれ、カラーフィルタ用の各色の着色層である、赤色の着色層（着色層Ｒとも言う）である第１の着色層２１ａ、緑色の着色層（着色層Ｇとも言う）である第２の着色層２１ｂ、青色の着色層（着色層Ｂとも言う）である第３の着色層２１ｃを、順に形成する。
特に、第２の例では、第１番目に行う第１の着色層の形成する前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の各色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域とは別に、該第１の着色層の形成領域とは離れたブラックマトリクスのライン領域内の、長手方向に沿う、直線帯状の領域を、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域の、開口１５Ｔの一方側、第２の着色層の形成領域側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を、広くＷ１としている。
そして、開口１５Ｔの他方側、第３の着色層の形成領域側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅（重なり幅とも言う）を、着色層の白抜けが発生しないために必要な幅Ｗ０としている。
第２の例の各部を形成するため材料や方法は、第１の例と基本的に同じで、これらについての説明は、以下省略する。
尚、図４（ａ）〜図４（ｆ）、図５（ｇ）〜図５（ｋ）の各断面図は、いずれも、図４（ａ）の段階に相当する図６（ａ）のＢ１−Ｂ２箇所における断面の一部を示したものである。
第２の例のカラーフィルタ形成基板の作製方法も、カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するもので、図４（ａ）、図６（ａ）に示すように、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５を形成した後に、該透明基板１０のブラックマトリクス１５形成側において、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、各色の着色層の形成毎に、且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、各色の着色層を、ブラックマトリクス１５の開口幅１５Ｗ方向、開口１５Ｔを覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なるようにして、該開口長手方向に沿い、直線帯状にして連続して形成して、全色の着色層を順に繰り返して配列させるものである。
第２の例でも、各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂として、赤色の第１の着色感光性樹脂２１、緑色の第２の着色層感光性樹脂２２、青色の第３の着色層着色感光性樹脂２３を用いて、第１の着色感光性樹脂２１、第２の着色層感光性樹脂２２、第３の着色層着色感光性樹脂２３から、それぞれ、カラーフィルタ用の各色の着色層である、赤色の着色層（着色層Ｒとも言う）である第１の着色層２１ａ、緑色の着色層（着色層Ｇとも言う）である第２の着色層２１ｂ、青色の着色層（着色層Ｂとも言う）である第３の着色層２１ｃを、順に形成する。
特に、第２の例では、第１番目に行う第１の着色層の形成する前記一連の工程における選択露光は、カラーフィルタ用の各色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域とは別に、該第１の着色層の形成領域とは離れたブラックマトリクスのライン領域内の、長手方向に沿う、直線帯状の領域を、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域の、開口１５Ｔの一方側、第２の着色層の形成領域側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を、広くＷ１としている。
そして、開口１５Ｔの他方側、第３の着色層の形成領域側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅（重なり幅とも言う）を、着色層の白抜けが発生しないために必要な幅Ｗ０としている。
第２の例の各部を形成するため材料や方法は、第１の例と基本的に同じで、これらについての説明は、以下省略する。
第２の例も、第１の例と同様、先ず、透明基板１０の一面にブラックマトリクス１５が形成された基板１０ａ（図４（ａ）の該ブラックマトリクス１５形成面側に、赤色の第１の着色感光性樹脂２１を塗布し（図４（ｂ））、赤色の着色層形成領域のみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図４（ｃ））
ここでの露光は、カラーフィルタ用の赤色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域３０Ｒ１とは別に、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１とは離れたブラックマトリクス１５のライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｒ１を、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの一方側、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成する側（第２の着色層の形成領域３０Ｇ１）側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を広くするように露光している。
そして、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの他方側、カラーフィルタ用の青色の着色層を形成する側（第３の着色層の形成領域３０Ｂ１）側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を、着色層の白抜けが発生しないために必要なようＷ０となるようにて露光している。
ここでは、カラーフィルタ用の第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の幅は、Ｗ１５＋Ｗ０＋Ｗ１となる。
尚、ここでも、最終的にライン上の直線帯状の領域１５Ｒ１に形成される第１の着色層と、該ライン上に白抜けが発生しないために必要な分だけ重なる第２の着色層、第３の着色層とが、いずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うようになっている。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第１の着色層２１ａを形成する。（図４（ｄ））
ここでの露光は、カラーフィルタ用の赤色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第１の着色層の形成領域３０Ｒ１とは別に、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１とは離れたブラックマトリクス１５のライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｒ１を、露光するものであり、且つ、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの一方側、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成する側（第２の着色層の形成領域３０Ｇ１）側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を広くするように露光している。
そして、該第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの他方側、カラーフィルタ用の青色の着色層を形成する側（第３の着色層の形成領域３０Ｂ１）側の隣接するブラックマトリクスのライン１５Ｌの上に重なる幅を、着色層の白抜けが発生しないために必要なようＷ０となるようにて露光している。
ここでは、カラーフィルタ用の第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の幅は、Ｗ１５＋Ｗ０＋Ｗ１となる。
尚、ここでも、最終的にライン上の直線帯状の領域１５Ｒ１に形成される第１の着色層と、該ライン上に白抜けが発生しないために必要な分だけ重なる第２の着色層、第３の着色層とが、いずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うようになっている。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第１の着色層２１ａを形成する。（図４（ｄ））
次に、第１の例の場合と同様、第１の着色層２１ａが形成された基板１０ｄの第１の着色層２１ａ形成面側に、緑色の第２の着色感光性樹脂２２を塗布し（図４（ｅ））、第２の着色層形成領域のみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図４（ｆ））
ここでの露光は、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第２の着色層の形成領域３０Ｂ１を露光するとともに、該第２の着色層の形成領域３０Ｂ１から離れた、先に述べた第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの他方側、カラーフィルタ用の青色の第３の着色層を形成する第３の着色層形成領域３０Ｂ１形成側のブラックマトリクスのライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｇ１を、露光するものである。
直線帯状の領域１５Ｇ１の幅は、最終的に直線帯状の領域１５Ｇ１に形成される第２の着色層と該ライン上の第１の着色層、後に形成される第３の着色層とがいずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うように、決定する。
直線帯状の領域１５Ｇ１は、Ｗ１５−２Ｗ０より幾分小めとなる。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第２の着色層２２ａを形成する。（図５（ｇ））
図４（ｅ）に示すように、カラ−フィルタ形成のための第２の着色層の形成領域３０Ｂ１の両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第２の着色感光性樹脂２２は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、カラ−フィルタ形成のための第２の着色層２２ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
本例でも、第２番目の一連の工程において、塗布される第２の着色感光性樹脂の表面高さのバラツキが小さくなり、これにより形成される第２の着色層２１ａの表面高さの不均一性を従来より少なくしている。（図８（ｊ）の１２２ａ参照）
ここでの露光は、カラーフィルタ用の緑色の着色層を形成するための直線帯状に連続する第２の着色層の形成領域３０Ｂ１を露光するとともに、該第２の着色層の形成領域３０Ｂ１から離れた、先に述べた第１の着色層の形成領域３０Ｒ１の、開口１５Ｔの他方側、カラーフィルタ用の青色の第３の着色層を形成する第３の着色層形成領域３０Ｂ１形成側のブラックマトリクスのライン１５Ｌ領域内、長手方向に沿う、直線帯状の領域１５Ｇ１を、露光するものである。
直線帯状の領域１５Ｇ１の幅は、最終的に直線帯状の領域１５Ｇ１に形成される第２の着色層と該ライン上の第１の着色層、後に形成される第３の着色層とがいずれも重ならずほぼライン幅全体を覆うように、決定する。
直線帯状の領域１５Ｇ１は、Ｗ１５−２Ｗ０より幾分小めとなる。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第２の着色層２２ａを形成する。（図５（ｇ））
図４（ｅ）に示すように、カラ−フィルタ形成のための第２の着色層の形成領域３０Ｂ１の両側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成されているため、塗布された第２の着色感光性樹脂２２は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、カラ−フィルタ形成のための第２の着色層２２ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
本例でも、第２番目の一連の工程において、塗布される第２の着色感光性樹脂の表面高さのバラツキが小さくなり、これにより形成される第２の着色層２１ａの表面高さの不均一性を従来より少なくしている。（図８（ｊ）の１２２ａ参照）
次に、第２の着色層２２ａが形成された基板１０ｇの第２の着色層２２ａ形成面側に、青色の第３の着色感光性樹脂２３を塗布し（図５（ｈ））、青色の第３の着色層形成領域３０Ｂのみ、フォトマスク（図示していない）を用いて選択的に露光する。（図５（ｉ））
形成する着色層の白抜けが発生しない程度に開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅、片側Ｗ０として、ここでは、第３の着色層形成領域３０Ｂの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第３の着色層２３ａを形成する。（図５（ｊ））
ここでも、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、図５（ｈ）に示すように、カラ−フィルタ形成のための第３の着色層の形成領域３０Ｂの一方側には、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成され、他方側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第２の着色層２２ａが形成され、ているため、塗布された第３の着色感光性樹脂２３は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第３の着色層２３ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
形成する着色層の白抜けが発生しない程度に開口に隣接する両隣のブラックマトリクスのライン上に重なる重なり幅、片側Ｗ０として、ここでは、第３の着色層形成領域３０Ｂの幅は、Ｗ１５＋２Ｗ０となるように露光する。
次いで、現像しパターニングし、硬化して、第３の着色層２３ａを形成する。（図５（ｊ））
ここでも、第２の着色層２２ａの形成の場合と同様、図５（ｈ）に示すように、カラ−フィルタ形成のための第３の着色層の形成領域３０Ｂの一方側には、ブラックマトリクス１５上に第１の着色層２１ａが形成され、他方側には、いずれも、ブラックマトリクス１５上に第２の着色層２２ａが形成され、ているため、塗布された第３の着色感光性樹脂２３は、前記両側での盛り上がり具合が同程度となり、これより、第３の着色層２３ａは、断面の開口幅方向中心から左右がほぼ同じ形状に形成される。
このようにして、カラーフィルタ形成基板１１Ａは作製される。
尚、上記第２の例においても、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃを、それぞれ、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層として、この順に形成しているが、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃの形成順と形成方法を変えずに、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃとしての着色層の色をを、変えて行っても、同様である。
また、上記のようにして形成されたカラーフィルタ形成基板１１Ａを、本発明のカラーフィルタ形成基板の第３の例（図５（ｊ））として、第３の例のカラーフィルタ形成基板１１Ａの着色層形成側に更にオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）４０を配設した形態のカラーフィルタ形成基板１１Ｂを本発明のカラーフィルタ形成基板の第４の例として挙げることができる。（図５（ｋ））
また、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔのパターン形状としては、上記に限定はされない、例えば、ストライプ状の形状も挙げられる。
第２の例のカラーフィルタ形成基板の製造方法の場合も、オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコートより薄くすることができる。
オーバーコート層は遮光部で凹凸が大きくなるが透明基板の着色層を形成している面は液晶表示装置に組み込んだ際、裏面となり、遮光部は見えないため影響が少ない。着色層の平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色層内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
尚、上記第２の例においても、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃを、それぞれ、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層として、この順に形成しているが、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃの形成順と形成方法を変えずに、第１の着色層２１ａ、第２の着色層２１ｂ、第３の着色層２１ｃとしての着色層の色をを、変えて行っても、同様である。
また、上記のようにして形成されたカラーフィルタ形成基板１１Ａを、本発明のカラーフィルタ形成基板の第３の例（図５（ｊ））として、第３の例のカラーフィルタ形成基板１１Ａの着色層形成側に更にオーバーコート層（平坦化層あるいはＯＰ層とも言う）４０を配設した形態のカラーフィルタ形成基板１１Ｂを本発明のカラーフィルタ形成基板の第４の例として挙げることができる。（図５（ｋ））
また、ブラックマトリクス１５の開口１５Ｔのパターン形状としては、上記に限定はされない、例えば、ストライプ状の形状も挙げられる。
第２の例のカラーフィルタ形成基板の製造方法の場合も、オーバーコート層は着色層の表面の平坦性が向上しているため、従来のカラーフィルタのオーバーコートより薄くすることができる。
オーバーコート層は遮光部で凹凸が大きくなるが透明基板の着色層を形成している面は液晶表示装置に組み込んだ際、裏面となり、遮光部は見えないため影響が少ない。着色層の平坦性が向上するためカラーフィルタの表示品質が向上する。
また、液晶配向性が向上する。
さらに、着色層内部の平坦性が向上したことで着色層の段差を吸収するほど厚く塗る必要があったオーバーコート層が薄くて済む為、オーバーコート層の材料コストを低減することができる。
また、液晶パネルに組み込んだ際の液晶注入量もブラックマトリクス上の構造物が増えることにより減少させることができる。
よって、液晶の材料コストを抑えることで安価な液晶表示装置を提供することが可能となる。
尚、本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は上記第１の例、第２の例に限定はされない。
例えば、第１の例、第２の例の各例において、第１番目の着色層形成領域を狭くして、この領域の着色層が該領域のブラックマトリクスの開口両側のライン上に白抜けが発生しない程度に重なるようにした形態でも、形成される着色層の表面高さは、該着色層が覆う開口方向幅、幅中心において対称となり、不均一性は少なくなる。
また、カラーフィルタ形成用の着色層が３色に限定はされず、本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、カラーフィルタ形成用の着色層が４色の場合にも適用できる。
例えば、第１の例、第２の例の各例において、第１番目の着色層形成領域を狭くして、この領域の着色層が該領域のブラックマトリクスの開口両側のライン上に白抜けが発生しない程度に重なるようにした形態でも、形成される着色層の表面高さは、該着色層が覆う開口方向幅、幅中心において対称となり、不均一性は少なくなる。
また、カラーフィルタ形成用の着色層が３色に限定はされず、本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、カラーフィルタ形成用の着色層が４色の場合にも適用できる。
１０ 透明基板（単に基板とも言う）
１０ａ〜１０ｉ 基板
１０Ａ、１０Ｂ カラーフィルタ形成基板
１５ ブラックマトリクス
１５Ｔ 開口
１５Ｌ ライン
Ｗ１５ 開口幅
２１ 第１の着色感光性樹脂
２１ａ 第１の着色層
２２ 第２の着色感光性樹脂
２２ａ 第２の着色層
２３ 第３の着色感光性樹脂
２３ａ 第３の着色層
３０ａ〜３０ｃ 露光光
３０Ｒ、３０Ｒ１ （カラーフィルタ用の）第１の着色層の形成領域
１５Ｒ、１５Ｒ１ 第１の着色層の形成領域
３０Ｇ、３０Ｇ１ （カラーフィルタ用の）第２の着色層の形成領域
１５Ｇ 第２の着色層の形成領域
４０ オーバーコート層
１１０ 透明基板（単に基板とも言う）
１１０ａ〜１１０ｉ 基板
１１０Ａ、１１０Ｂ カラーフィルタ形成基板
１１５ ブラックマトリクス
１１５Ｔ 開口
１１５Ｌ ライン
Ｗ１１５ 開口幅
１２１ 第１の着色感光性樹脂
１２１ａ 第１の着色層
１２２ 第２の着色感光性樹脂
１２２ａ 第２の着色層
１２３ 第３の着色感光性樹脂
１２３ａ 第３の着色層
１３０ａ〜１３０ｃ 露光光
１３０Ｒ 第１の着色層の形成領域
１３０Ｇ 第２の着色層の形成領域
１３０Ｂ 第３の着色層の形成領域
１４０ オーバーコート層
１０ａ〜１０ｉ 基板
１０Ａ、１０Ｂ カラーフィルタ形成基板
１５ ブラックマトリクス
１５Ｔ 開口
１５Ｌ ライン
Ｗ１５ 開口幅
２１ 第１の着色感光性樹脂
２１ａ 第１の着色層
２２ 第２の着色感光性樹脂
２２ａ 第２の着色層
２３ 第３の着色感光性樹脂
２３ａ 第３の着色層
３０ａ〜３０ｃ 露光光
３０Ｒ、３０Ｒ１ （カラーフィルタ用の）第１の着色層の形成領域
１５Ｒ、１５Ｒ１ 第１の着色層の形成領域
３０Ｇ、３０Ｇ１ （カラーフィルタ用の）第２の着色層の形成領域
１５Ｇ 第２の着色層の形成領域
４０ オーバーコート層
１１０ 透明基板（単に基板とも言う）
１１０ａ〜１１０ｉ 基板
１１０Ａ、１１０Ｂ カラーフィルタ形成基板
１１５ ブラックマトリクス
１１５Ｔ 開口
１１５Ｌ ライン
Ｗ１１５ 開口幅
１２１ 第１の着色感光性樹脂
１２１ａ 第１の着色層
１２２ 第２の着色感光性樹脂
１２２ａ 第２の着色層
１２３ 第３の着色感光性樹脂
１２３ａ 第３の着色層
１３０ａ〜１３０ｃ 露光光
１３０Ｒ 第１の着色層の形成領域
１３０Ｇ 第２の着色層の形成領域
１３０Ｂ 第３の着色層の形成領域
１４０ オーバーコート層
Claims (1)
- カラーフィルタ用の各色の着色層を順にフォトリソ法により形成するカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、
透明基板の一面にブラックマトリクスを形成した後に、
該透明基板のブラックマトリクス形成側において、
各色の着色層を形成するための着色感光性樹脂を基板に塗布し、選択露光して、現像してパターニングして、硬化して着色層を形成する一連の工程を、
各色の着色層の形成毎に、
且つ、各色の着色層分の数だけ順に繰り返して行い、
各色の着色層を、カラーフィルタ用として、
ブラックマトリクスの開口幅方向、開口を覆い、該開口の両側の隣接するブラックマトリクスのライン部の上に重なるようにして、
開口長手方向に沿い、帯状にして形成して、
全色の着色層を順に配列させるもので、
第１番目に行う前記一連の工程における選択露光は、
該カラーフィルタ用の着色層形成領域のブラックマトリクスの開口を覆い、
該開口に隣接する両側のライン部の上に重なる領域を幅広にして開口長手方向に帯状にして露光し、かつ、
該着色層形成領域から離れたブラックマトリクスの開口長手方向のライン領域内、該開口長手方向に沿う、帯状の領域を帯状に露光するものであり、
前記露光されるライン部の上に重なる領域の幅は、
２番目以降に行う前記一連の工程において白抜け防止のために該ライン上に形成される着色層が、白抜け防止に必要な重なり幅を確保でき、
且つ、１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層とで、ほぼ該ライン全体を覆うようになる幅であって、
前記１番目に形成される着色層と、前記２番目以降に形成される着色層のいずれもが重ならないようにすることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。
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