JPH09166707A - カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを上げることなく、着色層およびブラ
ックマトリックスの耐熱性を格段と向上させることがで
きるカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 絶縁性の透明基板の上に、複数の色の着
色層と、これらの着色層の間隙に介在されるブラックマ
トリックスを形成するカラーフィルタ基板の製造方法に
おいて、該製造方法は、前記着色層および前記ブラック
マトリックスを形成後に熱硬化させる工程を含み、当該
熱硬化の処理が、非酸化性雰囲気中、処理温度２２０〜
２５０℃、処理時間１時間以上の条件で行われるように
構成する。

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基板
の製造方法に係り、特にブラックマトリックスと着色層
との耐熱性を格段と向上させることができるカラーフィ
ルタ基板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。一般に、カラー
液晶表示装置は、ブラックマトリックスと複数の色（通
常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）からなる
着色層を備えたカラーフィルタ基板と対向電極基板との
間に液晶層を挟持した構造である。そして、各色の着色
層Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの画素に対応する部分の液晶層
の光透過率を制御することによりカラー画像を得るよう
に構成されている。したがって、上記のカラーフィルタ
基板は、カラー液晶表示装置にとって必須の物であり、
カラー液晶表示装置の表示品位そのものを左右する重要
な部材である。

【０００３】従来、カラーフィルタ基板のブラックマト
リックスや着色層は、染色基材を塗布し、フォトマスク
を介して露光・現像して形成したパターンを染色する染
色法、感光性レジスト内に予め着色顔料を分散させてお
き、フォトマスクを介して露光・現像する顔料分散法、
および、印刷インキで各色を印刷する印刷法等により形
成されていた。近年、さらに製造コストが低く、かつ、
高性能なカラーフィルタ基板が要望され、このような要
望に応えるものとして、塗料の使用効率が高く、ブラッ
クマトリックスや着色層の形成時間が短時間（数十秒）
で生産能力の優れた電着法も注目されている。

【０００４】これらの染色法、顔料分散法、印刷法およ
び電着法のいずれの方法においても、着色層およびブラ
ックマトリックスを形成した後には、塗膜の硬度を上げ
るために熱硬化処理が行われる。この熱硬化処理は、従
来よりホットプレートまたはオーブンを用いて大気中で
行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のこ
のような大気中での熱処理では、着色層やブラックマト
リックスに用いられている樹脂が酸化分解を起こしてし
まい、耐熱性等の各種耐性を十分に満足させているとは
言い難い。また、耐熱性の向上のために特殊な技術を付
加することは、コストアップにつながってしまう。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであり、コストを上げることなく、着色層およ
びブラックマトリックスの耐熱性を格段と向上させるこ
とができるカラーフィルタ基板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、本発明は、絶縁性の透明基板の上に、複数の
色の着色層と、これらの着色層の間隙に介在されるブラ
ックマトリックスを形成するカラーフィルタ基板の製造
方法であって、該製造方法は、前記着色層および前記ブ
ラックマトリックスを形成後に熱硬化させる工程を含
み、当該熱硬化の処理が、非酸化性雰囲気中、処理温度
２２０〜２５０℃、処理時間１時間以上の条件で行われ
るように構成される。

【０００８】このような構成を備える本発明によれば、
熱硬化を行っても着色層およびブラックマトリックスに
用いられている樹脂が酸化分解をおこすことなく、最良
の条件で熱硬化処理されるから、着色層およびブラック
マトリックスの耐熱性等の各種耐性は極めて優れたもの
となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１０】図１は本発明のカラーフィルタ基板の一例
を示す概略構成図である。

【００１１】図１において、本発明のカラーフィルタ基
板１は、絶縁性の透明基板２に設けられた電着用の第１
の透明導電層３と、この第１の透明導電層３の上に所定
のパターンで配列形成されたブラックマトリックス６お
よび着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂと、これらのブラックマト
リックス６および着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの上に形成さ
れた第２の透明導電層８を備えている。

【００１２】このようなカラーフィルタ基板１を構成す
る絶縁性の透明基板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ＬＣＤ用のカラー液晶表示装置に使用するカ
ラーフィルタ基板に適している。

【００１３】また、カラーフィルタ基板１を構成する第
１の透明導電層３および第２の透明導電層８は、酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、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
により形成されたものである。電着用の第１の透明導電
層３の厚みは９０〜１９０ｎｍ程度、好ましくは１００
〜１７５ｎｍ程度とすることができ、また、液晶駆動用
の第２の透明導電層８の厚みは２０〜２００ｎｍ程度、
好ましくは９０〜１９０ｎｍ程度とすることができる。

【００１４】カラーフィルタ基板１のカラーフィルタ層
５を構成する着色層は、着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ、詳細
には、赤色パターン７Ｒ、緑色パターン７Ｇおよび青色
パターン７Ｂがモザイク型、ストライプ型、トライアン
グル型、４画素配置型等の所望の形態で配列されてな
り、ブラックマトリックス６は各着色パターンの間およ
び着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ形成領域の外側に設けられて
いる。

【００１５】上述の本発明のカラーフィルタ基板は、電
着用の第１の透明導電層３が透明基板２の全面に形成さ
れたものであるが、本発明のカラーフィルタ基板では、
透明導電層３を着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂおよびブラック
マトリックス６の形成領域の所定箇所にのみ設けてもよ
い。

【００１６】さらに、本発明のカラーフィルタ基板は、
ブラックマトリックス６と着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂとか
らなるカラーフィルタ層５の上に、保護膜（図示してい
ない）を設け、この上に液晶駆動用の第２の透明導電層
８を設けるようにしてもよい。この場合、カラーフィル
タ層５と第２の透明導電層８との間に介在される保護膜
は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタ
ン系樹脂等の熱硬化性高分子材料あるいは紫外線硬化性
高分子材料を用いて形成することができる。このような
保護膜の厚さは、０．２〜１０μｍ、好ましくは０．５
〜５μｍ程度とすることができる。

【００１７】次に、本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法を、図２に基づいて説明する。なお、本発明におけ
る、着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂおよびブラックマトリック
ス６からなるカラーフィルタ層５は、染色法、顔料分散
法、印刷法および電着法のいずれの方法で形成してもよ
いが、これらの中でも特に、本発明の効果が最も顕著で
ある電着法を例に挙げて説明する。電着法では、用いる
樹脂バインダとの関係で従来の方法では最も耐熱性が得
られにくかったのである。

【００１８】まず、多面付けの絶縁性の透明基板２の全
面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電性物質
により第１の透明導電層３を形成する（図２（Ａ））。

【００１９】次に、この第１の透明導電層３の上に、ポ
ジ型のフォトレジストを塗布してレジスト層１０を形成
し、所望のブラックマトリックスパターンに対応したフ
ォトマスク１１を介してレジスト層１０を露光する（図
２（Ｂ））。その後、現像・乾燥してブラックマトリッ
クスのパターンに対応した形状に第１の透明導電層３を
露出させて凹部を形成し、この透明基板２を黒色顔料を
分散させた電着浴中に浸漬し、透明導電層３に電圧を印
加して凹部内に黒色電着材を析出させ、十分に水洗した
後に乾燥してピンホールのないブラックマトリックス６
を形成する（図２（Ｃ））。

【００２０】このようなブラックマトリックス６を形成
するのと同様な電着操作手法で、赤色パターン７Ｒ（着
色層７Ｒ）、緑色パターン７Ｇ（着色層７Ｇ）、青色パ
ターン７Ｂ（着色層７Ｂ）を順次、形成する。すなわ
ち、まず、ブラックマトリックス形成後の未露光の（残
余の）レジスト（Ｒに相当する部分）を所定パターンで
露光・現像し、着色層形成のための凹部を形成した後
に、この基板をＲ色（赤色）顔料を分散させた電着浴中
に浸漬し、透明導電層３に電圧を印加してＲ色（赤色）
電着材を析出させ、十分に水洗した後に乾燥して赤色パ
ターンの着色層７Ｒを形成する。さらにこの電着工程を
Ｇ色およびＢ色に対してそれぞれ繰り返し、緑色パター
ンの着色層７Ｇおよび青色パターンの着色層７Ｂを形成
する（図２（Ｄ））。なお、上記の例では、着色層の形
成をＲ→Ｇ→Ｂの順としたが、この順序に特に制限はな
いことは勿論のことである。

【００２１】このようにブラックマトリックス６および
着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ（カラーフィルタ層５）を形成
した後に、本発明の特徴である非酸化性雰囲気中での所
定条件での熱硬化処理が行なわれるのである。すなわ
ち、当該熱硬化の処理は、非酸化性雰囲気中、例えば窒
素や、ヘリウム、アルゴン、減圧真空等の雰囲気で、処
理温度２２０〜２５０℃、好ましくは、２２０〜２４０
℃、処理時間１時間以上、特に、１〜３時間の条件で行
われる。処理温度が２２０℃未満となると、塗膜の硬化
が不十分となり耐熱性が劣るという不都合が生じ、ま
た、処理温度が２５０℃を超えると、着色層のＲ，Ｇ，
Ｂ各色（特に、ＧとＢ）の透過率が低下するという不都
合が生じる。さらに、処理時間が１時間未満となると、
塗膜の硬化が不十分となり、耐熱性が劣化するという不
都合が生じる。また、処理時間を長く取り過ぎても硬化
が飽和状態になれば、それに見合っただけの効果が期待
できなくなり経済的にマイナスである。また、本願にい
う非酸化性雰囲気中では、特に、窒素雰囲気中が好まし
く、窒素雰囲気中とは、気体窒素１００％の雰囲気はも
ちろんのこと、１００％気体窒素の内０〜５０Ｖ／Ｖ％
までを、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、希ガス等で置換させたも
のであってもよい。このような非酸化性雰囲気中、オー
ブンやホットプレート等を用いて上記の熱硬化処理条件
でブラックマトリックス６および着色層７Ｒ，７Ｇ，７
Ｂの熱硬化処理が行なわれる。

【００２２】次いで、ブラックマトリックス６および着
色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ（カラーフィルタ層５）を覆うよ
うに第２の透明導電層８が形成される（図２（Ｅ））。
この透明導電層８は、上述のように酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、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。

【００２３】なお、上記のブラックマトリックス６およ
び着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ形成工程において用いられる
電着材料は、一般に有機材料（高分子材料）からなり、
その原形は電着塗装法としてよく知られている。電着塗
装では、電気化学的な主電極との反応によりカチオン電
着とアニオン電着とがある。これは、電着材料がカチオ
ンとして存在するか、アニオンとして挙動するかで分類
される。電着に用いられる有機高分子物質としては、天
然油脂系、合成油脂系、アルキッド樹脂系、ポリエステ
ル樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の種々の
有機高分子物質が挙げられる。

【００２４】アニオン型では、古くからマレイン化油や
ポリブタジエン系樹脂が知られており、電着物質の硬化
は酸化重合反応による。カチオン型はエポキシ系樹脂が
多く、単独あるいは変性されて使用できる。その他に、
メラミン系樹脂、アクリル系樹脂等のいわゆるポリアミ
ノ系樹脂が多く用いられ、熱硬化や光硬化等により強固
な着色層が形成できる。

【００２５】カラーフィルタ基板製造における電着法で
は、アニオン型またはカチオン型電着浴中に微粉砕され
た顔料や染料を分散させ、イオン性高分子材料とともに
導電性部に共析させる。

【００２６】次に、本発明の基板を用いて形成されるカ
ラー液晶表示装置について説明する。本発明のカラー液
晶表示装置は、上記のようなカラーフィルタ基板と対向
電極基板との間に液晶層を密封したものである。

【００２７】図３は、このような本発明のカラー液晶表
示装置の一例を示す部分断面図である。図３において、
本発明のカラー液晶表示装置２１は、上述のような本発
明のカラーフィルタ基板１と対向電極基板２３とを所定
の間隔で対向させ、周辺部をシール部材２４により封止
し、両基板間に厚さ５〜１０μｍ程度の液晶層２５を形
成したものである。尚、カラーフィルタ基板１と対向電
極基板２３の外側には、それぞれ偏光板２６，２７が配
設されている。また、カラーフィルタ基板１の液晶層２
５に接する面には、配向層２９が設けられている。

【００２８】上記のカラー液晶表示装置２１を構成する
対向電極基板２３は、透明基板３１上に液晶駆動用の透
明電極３２および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３を備
え、透明電極３２を覆うように配向層３４が形成されて
いる。この対向電極基板２３には、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）３３を開閉するゲート線群（図示せず）、映
像信号を供給する信号線群（図示せず）、および、カラ
ーフィルタ基板側のコーナーの取り出し部から受け渡し
（トランスファー部（設計により１〜３か所の取り出し
部に設ける））されたカラーフィルタ電極への電圧供給
線が配設されている。これらのリード線３５は、通常、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３３の製造工程で一括して
形成されたＡｌ等の金属からなるものであり、透明電極
３２に接続されているとともに、外部の駆動ＩＣ４１か
らの電気的な接続線４２に接続されている。また、対向
電極基板２３の液晶層２５に接する面には、配向層３４
が設けられている。

【００２９】カラーフィルタ基板１に設けられた配向層
２９、および、対向電極基板２３に設けられた配向層３
４は、ポリイミド系、ポリアミド系、ポリウレタン系お
よびポリ尿素系の有機化合物のなかの少なくとも１種を
含むような層であり、厚みは０．０１〜１μｍ、好まし
くは０．０３〜０．５μｍ程度とすることができる。こ
のような配向層２９，３４は、種々の印刷法等、公知の
塗布方法により塗布した後、焼成してから配向処理（ラ
ビング）が行われる。

【００３０】このカラー液晶表示装置２１では、カラー
フィルタ基板１の各着色パターン（着色層）７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂが画素を構成し、偏光板２７側から照明光を照
射した状態で各画素に対応する液晶駆動用の透明電極を
オン、オフさせることで液晶層２５がシャッタとして作
動し、着色パターン７Ｒ，７Ｇ，７Ｂのそれぞれの画素
が光を透過してカラー表示が行われる。このようなカラ
ー液晶表示装置２１は、上記の本発明のカラーフィルタ
基板１を用いることによって、耐熱性等の各種耐性に優
れ、極めて信頼性の高いものとなる。

【００３１】上述の実施例では、駆動方式としてＴＦＴ
アクティブマトリックス方式を用いているが、本発明の
カラー液晶表示装置はこれに限定されるものではなく、
例えば、単純マトリックスやセグメント等の方式、ＭＩ
Ｍ（金属／絶縁物／金属）等の２端子素子を用いたアク
ティブマトリックス方式等を用いたものでもよいことは
勿論である。

【００３２】

【実施例】次に、より具体的な実施例を挙げて本発明を
更に詳細に説明する。

【００３３】（実施例１）厚み１．１ｍｍのガラス基板
（コーニング（株）製７０５９）上に、酸化インジウム
スズ（ＩＴＯ）をスパッタリング法により成膜して、電
着用の第１のＩＴＯ透明導電層（厚み１１３ｎｍ、シー
ト抵抗１３Ω／ＳＱ）を形成した。

【００３４】次いで、このように形成した電着用の第１
のＩＴＯ透明導電層上に、感光性レジスト（東京応化工
業（株）製ＯＦＰＲ−８００）をスピンコートにより塗
布してレジスト層（厚み２．５μｍ）を形成した。この
レジスト層に、ブラックマトリックス用のパターンを有
するフォトマスクを介して露光を行った。この露光は、
超高圧水銀ランプを有する紫外線露光装置（（株）オー
ク製作所製 ＪＬ３３００）を用いて７０ｍＪ／ｃｍ²
の紫外線を照射して行った。次に、露光部分を現像除去
し、ブラックマトリックス用のパターンを有するレジス
ト層を形成した。

【００３５】次いで、下記の組成のブラックマトリック
ス用電着液中に、上記のＩＴＯ透明導電層を陽極とし、
白金電極を陰極として、電極間隔５０ｍｍとなるように
ガラス基板を浸漬し、直流電圧２８Ｖ、２５℃で２０秒
間通電して電着を行った。次に、電着液から取り出した
ガラス基板を充分に水洗した後、８０℃、１０分間の乾
燥を行ってブラックマトリックスを形成した。

【００３６】 （ブラックマトリックス用電着液） アクリル樹脂 ７５０．０重量部 （東亜合成化学（株）製 アロンＳ−４０３０） メラミン樹脂（住友化学（株）製 Ｍ−６６Ｂ） ２５０．０重量部 トリエチルアミン ６１．８重量部 カーボンブラック ３３３．０重量部 脱イオン水 １１９３５．２重量部 次に、上記のレジスト層の未露光部を、赤色パターン用
のパターンを有するフォトマスクを介して露光を行っ
た。この露光は、超高圧水銀ランプを有する紫外線露光
装置（（株）オーク製作所製 ＪＬ３３００）を用いて
１００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射して行った。次に、
露光部分を現像除去し、赤色パターン用のパターンでＩ
ＴＯ透明導電層を露出させた（Ｒ色用の凹部の作成）。

【００３７】次いで、このものを下記の組成の赤色（Ｒ
色）パターン用電着液中に浸漬し、ＩＴＯ透明導電層を
陽極、白金電極を陰極として、ブラックマトリックス形
成と同様に凹部内への電着を行った。次に、電着液から
取り出したガラス基板を充分に水洗した後、８０℃、１
０分間の乾燥を行って透明性の良好な赤色パターン層
（着色層７Ｒ）を形成した。

【００３８】 （赤色パターン用電着液） アクリル樹脂 ７５０．０重量部 （東亜合成化学（株）製 アロンＳ−４０３０） メラミン樹脂（住友化学（株）製 Ｍ−６６Ｂ） ２５０．０重量部 トリエチルアミン ６１．８重量部 ピグメントレッド４８Ｓ（山陽工業（株）製） ５００．０重量部 脱イオン水 １３４３８．２重量部 さらに、上記のレジスト層の未露光部を、緑色（Ｇ色）
パターン用のパターンを有するフォトマスクを介して、
赤色パターン形成時と同様に露光を行い、その後、露光
部分を現像除去し、緑色パターン用のパターンでＩＴＯ
透明導電層を露出させた（Ｇ色用の凹部の作成）。

【００３９】次いで、赤色顔料（ピグメントレッド４８
Ｓ）の代わりに緑色顔料（フタロシアニングリーン）を
用いた他は、上記の赤色パターン層用の電着液と同様に
して作成した緑色パターン用の電着液を用いて、緑色
（Ｇ色）パターンの着色層の電着を行った。すなわち、
緑色パターン用電着液中に、ＩＴＯ透明導電層を陽極と
し、白金電極を陰極として、電極間隔５０ｍｍとなるよ
うに基板を浸漬し、直流電圧３０Ｖ、２５℃で２０秒間
通電して凹部内に電着を行った。次に、電着液から取り
出したガラス基板を充分に水洗した後、８０℃、１０分
間の乾燥を行って透明性の良好な緑色パターン層（着色
層７Ｇ）を形成した。

【００４０】さらに、上記のレジスト層の未露光部を、
青色（Ｂ色）パターン用のパターンを有するフォトマス
クを介して、赤色パターン形成時と同様に露光を行い、
その後、露光部分を現像除去し、青色パターン用のパタ
ーンでＩＴＯ透明導電層を露出させた（Ｂ色用の凹部の
作成）。

【００４１】次いで、赤色顔料（ピグメントレッド４８
Ｓ）の代わりに青色顔料（フタロシアニンブルー）を用
いた他は、上記の赤色パターン層用の電着液と同様にし
て作成した青色パターン用の電着液を用いて、青色（Ｂ
色）パターンの着色層の電着を行った。すなわち、青色
（Ｂ色）パターン用電着液中に、ＩＴＯ透明導電層を陽
極とし、白金電極を陰極として、電極間隔８０ｍｍとな
るように基板を浸漬し、直流電圧３０Ｖ、２５℃で２０
秒間通電して電着を行った。次に、電着液から取り出し
たガラス基板を充分に水洗した後、８０℃、１０分間の
乾燥を行って透明性の良好な青色パターン層（着色層７
Ｂ）を形成した。

【００４２】その後、２００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照
射し、残るレジスト層を現像して剥離した。これによ
り、ブラックマトリックス、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７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
を形成した。次いで、この基板を、１００％窒素雰囲気
に保たれたオーブン中に投入し、処理温度２２０℃、１
時間の熱硬化処理を行ないカラーフィルタ基板を得た。

【００４３】このようにして得られたカラーフィルタ基
板のカラーフィルタ層（着色層およびブラックマトリッ
クス）の耐熱性を２５０℃のオーブンに１時間放置し、
その前後で各色の色差および重量減少率を測定したとこ
ろ、前後で色差３以内、重量減少率１０％以下という結
果が得られた。

【００４４】（実施例２）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の熱硬化処理の温度条件を、２５０℃に変
えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして実施例２
のカラーフィルタ基板を作成した。このようにして得ら
れたカラーフィルタ基板のカラーフィルタ層（着色層お
よびブラックマトリックス）の耐熱性を上記と同様な手
法を用いて評価したところ、前後で色差２以内、重量減
少率５％以下という結果が得られた。

【００４５】（比較例１）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の熱硬化処理を窒素雰囲気中で行わず大気
中とした。それ以外は、上記実施例１と同様にして比較
例１のカラーフィルタ基板を作成した。このようにして
得られたカラーフィルタ基板のカラーフィルタ層（着色
層およびブラックマトリックス）の耐熱性を上記と同様
な手法を用いて評価したところ、色差は３以内であった
が、重量減少率が１０％以上となってしまった。

【００４６】（比較例２）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の熱硬化処理の温度条件を、２００℃に変
えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして比較例２
のカラーフィルタ基板を作成した。このようにして得ら
れたカラーフィルタ基板のカラーフィルタ層（着色層お
よびブラックマトリックス）の耐熱性を上記と同様な手
法を用いて評価したところ、硬化が不十分であったた
め、色差は３以上、重量減少率１０％以上となってしま
った。

【００４７】（比較例３）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の熱硬化処理の温度条件を、２６０℃に変
えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして比較例３
のカラーフィルタ基板を作成した。このようにして得ら
れたカラーフィルタ基板のカラーフィルタ層（着色層お
よびブラックマトリックス）の耐熱性を上記と同様な手
法を用いて評価したところ、前後で色差３以内、重量減
少率１０％以下であったが、着色層のＢおよびＧの透過
率のピークが６０％程度（２２０℃〜２５０℃では８０
％程度）に低下してしまった。

【００４８】（比較例４）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の熱硬化処理の処理時間を、３０分に変え
た。それ以外は、上記実施例１と同様にして比較例４の
カラーフィルタ基板を作成した。このようにして得られ
たカラーフィルタ基板のカラーフィルタ層（着色層およ
びブラックマトリックス）の耐熱性を上記と同様な手法
を用いて評価したところ、色差は３以上、重量減少率１
０％以上となってしまった。

【００４９】（実施例３）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の形成を顔料分散法で行った。すなわち、
下記組成の感光性樹脂を用い、 ポリ（メタクリル酸メチル／メタクリル酸 ＝９０／１０モル比）…５３．８ｇ ペンタエリスットトリアクリル酸エステル …４４．２ｇ 第３ブチルアントラキノン … ２．０ｇ この樹脂に赤の色材料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１７７をアクリル系樹脂に微分散した粉末加工顔料
（カラーテックス レッドＵ３ＢＮ 山陽色素株社製）
とＣ．Ｉ．ピグメントイエロー８３をエチルセルロース
樹脂に微分散した粉末加工顔料（カラーテックス イエ
ロー Ｅ２２２ 山陽色素株社製）の混合物（９０：１
０）を、緑の色材料としてＣ．Ｉ．ピグメントグリーン
３６のマレイン酸系樹脂加工顔料（カラーテックス グ
リーン ＃４０３ 山陽色素株社製）とＣ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー８３のエチルセルロース樹脂加工顔料の混
合物（９０：１０）を、青の色材料としてＣ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５：３のアクリル系樹脂加工顔料（カラ
ーテックス ブルーＵ１−８２２ 山陽色素株社製）と
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３のマレイン酸系樹
脂加工顔料（カラーテックス バイオレット＃６００
山陽色素株社製）の混合物（６０：４０）を、黒の顔料
としてカーボンとチタンカーボン（７５：２５）の混合
物を、それぞれボールミル等で分散をして各溶液を作成
した。

【００５０】各溶液の組成の重量比は、赤色に関して
は、樹脂：顔料：溶媒＝８：２：９０とし、緑色に関し
ては、樹脂：顔料：溶媒＝８：２：９０とし、青色に関
しては、樹脂：顔料：溶媒＝９：１：９０とし、黒色に
関しては、樹脂：顔料：溶媒＝７：３：９０とした。溶
媒としてはエチルセルソルブアセテートを使用した。

【００５１】なお、ここで用いた顔料粒子系は、０．７
μｍ以下になるようにし、特に赤は０．５μｍ、緑は
０．３μｍ、青は０．２μｍになるように分散した。

【００５２】このような各溶液を塗工し、露光後、現像
した。各色の塗工および露光条件は、赤色に関しては、
スピン回転数＝１８００ＲＰＭ、露光条件＝５０ｍＪ／
ｃｍ² 、緑色に関しては、スピン回転数＝１５００ＲＰ
Ｍ、露光条件＝３５ｍＪ／ｃｍ² 、青色に関しては、ス
ピン回転数＝１０００ＲＰＭ、露光条件＝２０ｍＪ／ｃ
ｍ² 、黒色に関しては、スピン回転数＝７００ＲＰＭ、
露光条件＝５０ｍＪ／ｃｍ² とした。塗工順は、黒、
赤、緑、青の順とした。プリベイク条件は、温度８０
℃、１５分、現像は、炭酸ナトリウム（１ｗｔ％）水溶
液で行い、その後、窒素雰囲気中、２２０℃のオーブン
で１時間のポストベークを行った。

【００５３】このようにして得られたカラーフィルタ基
板のカラーフィルタ層（着色層およびブラックマトリッ
クス）の耐熱性を上記と同様な手法を用いて評価したと
ころ、色差３以内、重量減少率１０％以下という良好な
結果が得られた。

【００５４】（実施例４）上記実施例１において、カラ
ーフィルタ層の形成を印刷法で行った。まず、以下に示
す３種のインキ試料を下記の要領で作成した。

【００５５】 Ｒｅｄインキ 顔料：アントラキノン系レッド顔料 …１６重量部 ：ジスアゾ系イエロー顔料 … ４重量部 樹脂：エステルアクリレート …７５重量部 溶剤：エチレングリコールモノエチルエーテル … ５重量部 Ｇｅｅｎインキ 顔料：臭素化シアニングリーン顔料 …１５重量部 ：ジスアゾ系イエロー顔料 … ５重量部 樹脂：エステルアクリレート …７５重量部 溶剤：エチレングリコールモノエチルエーテル … ５重量部 Ｂｌｕｅインキ 顔料：フタロシアニンブルー顔料 …１５重量部 ：ジオキサジンバイオレット顔料 … １重量部 樹脂：エステルアクリレート …８０重量部 溶剤：エチレングリコールモノエチルエーテル … ４重量部 上記組成の混合物をそれぞれ３本ロールミルにて分散し
て３種のインキ試料を得た。次に以下の要領でブランケ
ットを作製した。すなわち、基布と圧縮層とからなる基
材上に下記の組成のミラブル型のシリコーンゴム塗布液
を塗布（厚さ約０．５ｍｍ）した後、１７０℃、１０分
間の加硫を行い、表面ゴム層を形成してブランケットを
作成した。

【００５６】 （シリコーンゴム塗布液の組成） メチルビニルシロキサン（重合度＝３０００〜１００００、 東芝シリコーン（株）製 ＴＳＢ２７０−７Ｕ） …１００重量部 加硫剤２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ジブチルパーオキシ） ヘキサン、東芝シリコーン（株）製ＴＣ−８）…１００重量部 上記のブランケットを用い、凹版オフセット印刷法によ
り、上記インキをＲ，Ｇ，Ｂの順で硬化させることなく
３色印刷した後、窒素雰囲気中、２２０℃のオーブンで
１時間ポストベークを行った。

【００５７】このようにして得られたカラーフィルタ基
板のカラーフィルタ層（着色層およびブラックマトリッ
クス）の耐熱性を上記と同様な手法を用いて評価したと
ころ、色差３以内、重量減少率１０％以下という良好な
結果が得られた。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のカラーフ
ィルタ基板の製造方法によれば、着色層およびブラック
マトリックスを形成後に熱硬化させる工程を含み、当該
熱硬化の処理が、窒素雰囲気中、処理温度２２０〜２５
０℃、処理時間１時間以上の条件で行われるように構成
されているので、コストを上げることなく、着色層およ
びブラックマトリックスの耐熱性を格段と向上させるこ
とができる。従って、これを用いたカラー液晶表示装置
は、きわめて信頼性の高い表示装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す概略
構成図である。

【図２】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法を説明
するための図である。

【図３】本発明のカラー液晶表示装置の一例を示す部分
断面図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ基板 ２…透明基板 ３…第１の透明導電層 ６…ブラックマトリックス ７（７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ）…着色層 ８…第２の透明導電層 ９…保護膜 ２１…カラー液晶表示装置 ２３…対向電極基板 ２５…液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 圭 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 (72)発明者 大美賀 広芳 神奈川県横浜市港北区篠原東三丁目20番17 号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性の透明基板の上に、複数の色の着
   色層と、これらの着色層の間隙に介在されるブラックマ
   トリックスを形成するカラーフィルタ基板の製造方法に
   おいて、 該製造方法は、前記着色層および前記ブラックマトリッ
   クスを形成後に熱硬化させる工程を含み、当該熱硬化の
   処理が、非酸化性雰囲気中、処理温度２２０〜２５０
   ℃、処理時間１時間以上の条件で行われることを特徴と
   するカラーフィルタ基板の製造方法。
2. 【請求項２】 前記着色層およびブラックマトリックス
   は、電着法により形成されなる請求項１記載のカラーフ
   ィルタ基板の製造方法。