JPH0980221A - 液晶表示素子用カラーフィルタ基板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】黒鉛材料の薄膜で遮光性を向上させ、高品質の
表示を行うカラー液晶表示素子を得る。 【構成】透明基板１に形成する遮光マトリクス２を黒鉛
を主材料とした黒鉛薄膜２ａまたは黒鉛薄膜２ａ上に不
透明性金属薄膜２ｂを成膜した二重薄膜遮光膜から構成
し、かつ前記薄膜をエキシマレーザーのアブレーション
によってパターン加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子有機材料を用い
た薄膜で良好な遮光特性を有すると共に、耐熱性と機械
的な強度に富む遮光膜（ブラックマトリクス）を備え、
量産性に優れた液晶表示素子用カラーフィルタ基板とそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンやワープロ、その他の情報機器
のための表示デバイスとして、近年、液晶表示素子を用
いた薄型，軽量かつ低消費電力の表示装置が多用される
ようになった。

【０００３】液晶表示素子は、基本的には水平と垂直に
配列された多数の電極で形成されるマトリクスと上記水
平と垂直の電極の間に液晶層を有し、２つの電極の交差
部分で画素を構成して２次元画像を表示するものであ
る。

【０００４】この種の液晶表示素子には、水平と垂直の
電極に印加するパルスのタイミングで所定の画素を選択
する所謂単純マトリクス方式と、各画像にトランジスタ
等の非線型素子を配置して所定の非線型素子を選択する
所謂アクティブ・マトリクス方式とがある。

【０００５】例えば、アクティブ・マトリクス方式の液
晶表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素電
極のそれぞれに対応して非線形素子（スイッチング素
子）を設けたものである。各画素における液晶は理論的
には常時駆動（デューティ比 1．０）されているので、
時分割駆動方式を採用している、いわゆる単純マトリク
ス方式と比べてアクティブ方式はコントラストが良く、
特にカラー液晶表示装置では欠かせない技術となりつつ
ある。スイッチング素子として代表的なものとしては薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）がある。

【０００６】なお、薄膜トランジスタを使用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭
６３−３０９９２１号公報や、「冗長構成を採用した１
２．５型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶ディス
プレイ」( 日経エレクトロニクス、１９３〜２１０頁、
１９８６年１２月１５日、日経マグロウヒル社発行）で
知られている。

【０００７】図１２は本発明が適用されるアクティブ・
マトリクス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺
を示す平面図である。

【０００８】同図に示すように、各画素は隣接する２本
の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ
（ゲートライン）と、隣接する２本の映像信号線（ドレ
イン信号線または垂直信号線）ＤＬ（データライン）と
の交差領域内（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置
されている。

【０００９】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ（ＴＦＴ
１，ＴＦＴ２）、透明な画素電極ＩＴＯ１および保持容
量素子Ｃadd （付加容量）を含む。走査信号線ＧＬは図
では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されてい
る。また、映像信号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方
向に複数本配置されている。

【００１０】なお、ＳＤ１はソース電極、ＳＤ２はドレ
イン電極、ＢＭはブラックマトリクス、ＦＩＬはカラー
フィルタである。

【００１１】また、図１３は図１２のＬ１−Ｌ１線で切
断した断面図であって、液晶層ＬＣを基準にして下部透
明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦＴお
よび透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガラス
基板ＳＵＢ２側には複数色相のカラーフィルタＦＩＬ、
遮光膜すなわちブラックマトリクスＢＭが形成されてい
る。この上部透明ガラス基板を一般にカラーフィルタ基
板と称する。

【００１２】透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の両面
にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜
ＳＩＯが設けられている。

【００１３】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
層ＬＣ側）の表面には、ブラックマトリクスＢＭ、カラ
ーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳＶ２、共通透明画素電極
ＩＴＯ２（ＣＯＭ）および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積
層して設けられている。

【００１４】従来の液晶表示素子用カラーフィルタの製
造法は、Ｃｒ等の金属膜でブラックマトリクスＢＭを形
成する部分を除いて、現像機能を持つ材料を露光，現像
により、また、現像機能を持たない材料を用いる場合は
リフトオフ等の手段によりパターン形成を行っている。

【００１５】図１４は従来のカラーフィルタ製造工程の
うちのホトリソグラフィー技術を用いたブラックマトリ
クス形成工程を説明する概略工程図である。なお、以下
では、説明に必要な構成部分のみを示し、例えばＳＩＯ
膜やＩＴＯ２等は図示を省いてある。

【００１６】同図において、まず、（ａ）透明基板１
（図１３のＳＵＢ２に対応）上にブラックマトリクス用
の遮光膜材料２ａを形成し、この上に紫外線感光性を有
するホトレジスト５ａを塗布する。

【００１７】（ｂ）ブラックマトリクスのパターンに対
応した開口を有するフォトマスク３を介して紫外線９を
照射する。

【００１８】（ｃ）その後、現像液を用いたウエットプ
ロセスで露光された部分のホトレジストを除去し、ウエ
ットエッチングあるいはドライエッチングのためのエッ
チング媒体１２でホトレジストが除去された部分の遮光
膜材料２ａをエッチングする。

【００１９】（ｄ）エッチングにより、ホトレジスト５
ａがない部分の遮光膜材料２ａが除去され、パターン化
されたブラックマトリクス２形成部分を残留させる。

【００２０】（ｅ）エッチングの終了後、ホトレジスト
５ａを剥離してパターン化された薄膜すなわちブラック
マトリクス２のパターンが得られる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
完全な遮光性を得るためには金属膜のブラックマトリク
スＢＭを用いるが、金属材料で形成したブラックマトリ
クスは外光による反射によって表示品質が低下するとい
う問題がある。

【００２２】この外光反射を回避するには、可視光の吸
収体、即ち黒色材料を用いたブラックマトリクス（遮光
膜）を採用すればよいが、製造方式によって材料に制限
が出てくる。

【００２３】実際、従来技術の現像法を適用しようとす
ると大きな光吸収を示す材料が得難いか、又は膜厚が厚
くなる。

【００２４】また、通常樹脂ブラックマトリクスと称さ
れるカーボンブラック混入樹脂を用いたブラックマトリ
クスの形成では、複数色相のカラーフィルタの形成と同
様に感光剤を混合してホトリソフラフィー技法を適用す
る方法も知られているが、感光性と現像性とを向上させ
ようとすると遮光性は低下する。遮光性を高くするため
には膜厚を厚くしなければならず、膜厚が厚くなると現
像性が悪化する。

【００２５】したがって、遮光性と現像性の両者の兼ね
合いでブラックマトリクスの仕様が決定されているのが
現状であり、必ずしもディスプレイデバイスとしての要
求特性を満足させることができない。

【００２６】一方、薄い膜厚が可能な黒色材料は黒鉛等
であるが、充分なオプチカルデンシティ（ＯＤ）を得よ
うとすると現像機能を付与することが困難となり、ホト
リソグラフィーを用いたリフトオフ法等によってパター
ン形成を行わざるを得ない。しかし、リフトオフはリフ
トオフされた境界パターンが不定形となり、必ずしも良
好なパターン形成のプロセスではない。

【００２７】リフトオフを用いた場合の引き剥がされた
周辺のパターン性を良好にするためには、バインダーで
ある樹脂分を多くし、膜厚を出来るだけ薄く、かつベー
ク温度をあまり高くしないことが必要である。そうする
と、遮光性は当然のこととして低下し、また機械的強度
も弱くなる。

【００２８】さらに、ＴＦＴ型液晶表示素子のように、
画素間（各色相フィルタ間）や素子のシール部分を含め
て完全な遮光が要求されるものでは、遮光材料の膜厚を
十分に厚くする必要があり、膜厚が厚くなると必然的に
パターン精度が低下するために実用的でない。

【００２９】単純マトリクス型のようにアクテイブ素子
を持たない液晶表示素子の場合は、別の観点から厚いブ
ラックマトリクスは特性上好ましくない。すなわち、単
純マトリクス型の液晶表示素子はＴＦＴ等のアクティブ
マトリクス型液晶表示素子に比べて遮光性の要求は厳し
くないが、所謂セルギャップやセル表面の凹凸の寸法公
差は相当に厳しいため、ブラックマトリクスの厚さは出
来るだけ薄くする必要がある。

【００３０】さらに、液晶表示素子を構成したとき、バ
ックライトの光漏れを防ぐためにブラックマトリクスの
層がシール部分まで延びていなければならないが、シー
ル強度を確保するには従来のブラックマトリクスでは十
分な機械的強度を確保することができなかった。

【００３１】以上はブラックマトリクスの形成に関する
問題点であるが、色相層すなわちカラーフィルタに関し
ても、現像機能を付与するための材料に耐熱性等の制限
が出てくる。

【００３２】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、薄膜で機械的な強度を十分に確保でき、かつ完
全な遮光性と金属薄膜のブラックマトリクスでは実現で
きなかった低反射率のブラックマトリクスを備えた液晶
表示素子用カラーフィルタ基板と工程を簡略した製造方
法を提供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の第１の発明の液晶表示素子用カラ
ーフィルタ基板は、透明基板上に遮光マトリクスで区画
された複数色相のカラーフィルタを有する液晶表示素子
用カラーフィルタ基板における前記遮光マトリクスを黒
鉛を主材料とした薄膜から構成されてなることを特徴と
する。

【００３４】また、請求項２に記載の第２の発明の液晶
表示素子用カラーフィルタ基板は、第１の発明における
前記遮光マトリクスが黒鉛を主材料とした薄膜上に不透
明性金属薄膜を成膜した二重薄膜遮光膜から構成してな
ることを特徴とする。

【００３５】そして、請求項３に記載の第３の発明の液
晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法は、前記透
明基板上にポリイミド系高分子有機材料をバインダーと
した黒鉛を主成分とする遮光被膜材料を略０．１〜０．
５μｍの膜厚となるように形成する成膜工程と、前記遮
光材料を成膜した透明基板を略８０°〜１２０°Ｃで略
８〜１２分間プリベークした後、略２５０°〜３２０°
Ｃで略２０〜４０分間ポストベークして完全硬化させる
硬化工程と、硬化した遮光材料を被覆した前記透明基板
を所定のパターンを有する誘電体多層膜マスクを介して
エキシマレーザー光の照射による光分解現像を施して遮
光マトリクスを形成する遮光マトリクス形成工程と、前
記遮光マトリクスを形成した透明基板に前記遮光マトリ
クスで区画された複数色相のカラーフィルタを形成する
カラーフィルタ形成工程を少なくとも含むことを特徴と
する。

【００３６】さらに、請求項４に記載の第４の発明の液
晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法は、前記透
明基板上にポリイミド系高分子有機材料をバインダーと
した黒鉛を主成分とする遮光被膜材料を略０．１〜０．
２μｍの膜厚となるように形成する成膜工程と、前記遮
光材料を成膜した透明基板を略８０°〜１２０°Ｃで略
８〜１２分間プリベークした後、略２５０°〜３２０°
Ｃで略２０〜４０分間ポストベークして完全硬化させる
硬化工程と、成膜した前記遮光材料の上にＴａ，Ｃｒ，
Ｗ，Ｍｏ等の不透明金属薄膜を略０．０３〜０．１μｍ
の厚さに成膜して黒鉛薄膜と金属薄膜の二重膜を形成す
る二重薄膜遮光材料形成工程と、前記二重薄膜遮光材料
を形成した透明基板を所定のパターンを有する誘電体多
層膜マスクを介してエキシマレーザー光の照射による光
分解現像を施して遮光マトリクスを形成する遮光マトリ
クス形成工程と、前記遮光マトリクスを形成した透明基
板に前記遮光マトリクスで区画された複数色相のカラー
フィルタを形成するカラーフィルタ形成工程を少なくと
も含むことを特徴とする。

【００３７】さらに、請求項５に記載の第５の発明の液
晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法は、第３ま
たは第４の発明における前記カラーフィルタ形成工程
が、ポリイミド系高分子有機材料に耐熱性の高い顔料を
分散あるいは上記ポリイミド系高分子有機材料を染料に
より染色した色相材料を塗布し乾燥して硬化させた後
に、所定のパターンを有する誘電体多層膜マスクを介し
てエキシマレーザー光の照射による光分解現像を施して
所定のカラーフィルタを順次形成することを特徴とす
る。

【００３８】さらに、請求項６に記載の第６の発明の液
晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法は、第４ま
たは第５の発明における前記カラーフィルタ形成工程
が、高分子材料に顔料を分散あるいは上記樹脂を染料に
より染色した色相材料を塗布し乾燥して硬化させた後
に、紫外線感光性を有するホトレジストを塗布し、所定
の色相フィルタのパターンを有する露光マスクを介して
紫外線照射により露光し、これにホトリソプロセスを用
いた化学現像を施して所定のカラーフィルタを順次形成
することを特徴とする。

【００３９】すなわち、本発明による液晶表示素子用カ
ラーフィルタは、透明な基板上に不透明または黒色の被
膜を塗布または蒸着等の手段で成膜し、これにブラック
マトリクスに対応する所定の開口を有する誘電体マスク
を介してエキシマレーザー光を照射結像して成膜物質と
エキシマレーザー光の相互作用による光分解（Photodec
omposition Ablation 、以下単にアブレーションと称す
る）現像で不要部分の遮光材料薄膜を除去してパターン
を形成してなる。

【００４０】こうして形成したブラックマトリクスを有
する透明基板に、三原色またはその補色の顔料を分散す
るか、あるいは三原色またはその補色の染料で染色した
有機高分子膜を形成、もしくは塗布した有機高分子膜に
三原色またはその補色を染色して固定するか、等の手段
で形成した層をアブレーション現像で所定の画素パター
ンに形成する処理を必要な色相について実行して三原色
またはその補色の画素層（カラーフィルタ）とする。

【００４１】なお、この上に画素層全面または周辺部を
除去した透明電極（ＩＴＯ膜）を、または画素層上に透
明で耐熱性を有する有機高分子膜を塗布して保護膜と
し、さらに保護膜上全面または周辺部を除去した透明電
極（ＩＴＯ膜）を成膜してカラーフィルタ基板とするも
のである。

【００４２】上記不透明または黒色の被膜材料として
は、ポリイミド系有機高分子材料をバインダーとする黒
鉛を主成分とし、スピンコート、ロール乃至ロッドコー
ティング、またはスロットコーティング等の塗布に適し
た塗布性を有するように調整した黒鉛薄膜の遮光材料を
用いる。

【００４３】この遮光材料を０．１〜０．５μｍ程度の
厚さに塗布して溶媒の乾燥を主目的とする８０°〜１２
０°Ｃ、８〜１２分間程度のプリベーク、バインダーの
完全硬化を主目的とする２５０°〜３２０°Ｃ、２０〜
４０分間程度のポストベークして遮光用の黒鉛薄膜に成
膜する。

【００４４】また、上記不透明または黒色の被膜材料と
しては、上記と同様の黒鉛薄膜を０．１〜０．２μｍ程
度の厚さに成膜し、さらにこの上にＴａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍ
ｏ等の不透明金属を蒸着またはスパッタリング等で０．
０３〜０．１μｍ程度の膜厚に成膜して二重構造の遮光
膜（二重薄膜遮光膜）とし、これをアブレーション現像
で所定のブラックマトリクスのパターンに形成する。

【００４５】なお、各色相を構成する高分子有機被膜
（層）としては、現像機能を持たない透明かつ耐熱性の
高い熱硬化性ポリイミド系の有機高分子樹脂に耐熱性の
高い顔料を分散し、あるいは耐熱性の高い染料で染色
し、これを所定のカラーフィルタパターンに対応した開
口を有する誘電体多層マスクを介してエキシマレーザー
を照射／結像することでアブレーション現像を施し、必
要な色相のカラーフィルタを形成する。

【００４６】また、ブラックマトリクスはアブレーショ
ン現像で形成し、各色相のカラーフィルタは既知のホト
リソグラフィー技法を用いて形成することもできる。

【００４７】なお、上記のブラックマトリクスの薄膜は
液晶表示素子の有効領域を囲むシール部分を完全にカバ
ーするように形成するのが好ましい。

【００４８】

【作用】上記第１の発明の液晶表示素子用カラーフィル
タ基板において、前記遮光マトリクスを黒鉛を主材料と
した薄膜から構成したことにより、極めて薄い黒鉛層で
十分な遮光性を呈し、高画質の画像表示が得られる。

【００４９】また、第２の発明の液晶表示素子用カラー
フィルタ基板において、前記遮光マトリクスを黒鉛を主
材料とした薄膜上に不透明性金属薄膜を成膜した二重薄
膜遮光膜から構成したことにより、極めて薄い黒鉛層で
さらに十分な遮光性を呈し、高画質の画像表示が得られ
る。

【００５０】そして、第３の発明の液晶表示素子用カラ
ーフィルタ基板の製造方法において、前記透明基板上に
ポリイミド系高分子有機材料をバインダーとした黒鉛を
主成分とする遮光被膜材料をエキシマレーザー光の照射
による光分解現像でブラックマトリクスのパターンとす
ることで、パターン形成工程が簡素化され、カラーフィ
ルタ基板の製造が簡単になる。

【００５１】さらに、第４の発明の液晶表示素子用カラ
ーフィルタ基板の製造方法においても同様に、黒鉛薄膜
と金属薄膜の二重薄膜遮光材料をエキシマレーザー光の
照射による光分解現像でブラックマトリクスのパターン
とすることで、パターン形成工程が簡素化され、カラー
フィルタ基板の製造が簡単になる。

【００５２】さらに、第５の発明の液晶表示素子用カラ
ーフィルタ基板の製造方法において、カラーフィルタ形
成工程をエキシマレーザー光の照射による光分解現像を
施して所定のカラーフィルタを順次形成することでカラ
ーフィルタ層の形成工程も簡略化され、フィルタ基板全
体の製造工程が簡単になる。

【００５３】さらに、第６の発明の液晶表示素子用カラ
ーフィルタ基板の製造方法では、カラーフィルタ形成工
程を既知のフォトリソグラフィー技法で形成しても、ブ
ラックマトリクスの膜厚が薄いので、セル厚の均一化を
達成できる。

【００５４】本発明で用いる黒鉛材料は、例えばカラー
陰極線管の蛍光面を構成するブラックマトリクスに用い
るものとほぼ同様のものでよい。この種の黒鉛は鱗片状
であるために、比較的少量で、すなわち薄膜の状態で大
きな遮光性を持つ。

【００５５】図１５はブラックマトリクス用の黒鉛材料
の膜厚とオプティカルデンシティの関係例を従来のブラ
ックマトリクス用のカーボン材料と比較した説明図であ
って、横軸に膜厚（μｍ）を縦軸にオプティカルデンシ
ティ値（ＯＤ値）を相対値で示す。

【００５６】同図において、実線ａは黒鉛材料のＯＤ値
を、破線ｂはカーボン材料のＯＤ値を示す。

【００５７】同図において、例えばＳＴＮ型液晶表示素
子として十分な黒色表示に要求されるＯＤ値が２を得る
ために黒鉛材料では膜厚が０．３μｍであるのに対し、
カーボン材料を用いた場合はその３倍の０．６μｍの膜
厚を必要とする。

【００５８】黒鉛材料の上記特性は、逆に現像性を向上
させるために障害となるもので、パターン形成には従来
のリフトオフ法を用いざるを得ない。リフトオフ法は二
つの主要な問題点がある。その第一はパターンの周辺形
状の問題である。リフトオフ法は下地のレジストが剥離
する際の機械的な力によってブラックマトリクス材料を
剥がす方法であるから、パターンとして残る周辺部が持
ち上がったり、縁の形状がギザギザになる場合が多い。

【００５９】第二の問題点は第一の問題点に関連するも
のであるが、滑らかな引き剥がしを起こさせるためにブ
ラックマトリクス材料膜自体の結合強度を小さくする必
要があることである。黒鉛材料を用いたブラックマトリ
クスの場合は、黒鉛の粒子を結合するバインダーとして
種々の高分子材料が用いられているが、引き剥がされた
縁のパターン性を良くするためにはこのバインダーの量
を増加させ、かつ結合強度を弱くするために、ベーキン
グを短時間、低温で行う必要がある。

【００６０】一方、バインダーの量の増加は黒鉛粒子の
濃度を減少させることになるから、ＯＤ値を高くしよう
とするとブラックマトリクス材料の膜厚を厚くしなけれ
ばならない。

【００６１】しかしながら、これはまたリフトオフでの
パターン性を劣化させることになる。

【００６２】このように、パターン形成のプロセスとし
てリフトオフ法を用いるとブラックマトリクス膜の仕様
としてはある限定されたものとなり、折角の黒鉛ブラッ
クマトリクスのメリットが生かされなくなる。

【００６３】本発明は、ブラックマトリクス材料の成膜
をエキシマレーザー光のアブレーション現象を利用した
アブレーション現像でパターン形成することによって、
上記した種々の問題点を解消したものである。

【００６４】発振波長が紫外領域にあるエキシマレーザ
ーは、ナノセカンド（ｎｓ）オーダーのパルス幅を持つ
高エネルギー密度のパルスレーザーであり、種々の物質
に対して非熱的な光分解反応（Photo Decomposition Ab
lation）を起こすことが可能である。

【００６５】エキシマレーザー光によりあるパターンを
物体面に結像すると、そのレーザー光が照射されたパタ
ーンのとおりに当該物質が除去される。したがって、従
来のフォトリソグラフィー工程における露光、現像の二
つの工程が「露光＝アブレーション」の一工程に短縮さ
れることになる。

【００６６】特に、黒鉛材料を用いた遮光薄膜（ブラッ
クマトリクス）の形成に適用すること、また、各色相の
カラーフィルタの形成にも同様に適用することで上記し
た従来技術の諸問題を解消できるものである。

【００６７】図１６は本発明により形成した液晶表示素
子用カラーフィルタ基板を従来のものと比較して示す要
部を強調した断面模式図であって、（ａ）は本発明、
（ｂ）は従来技術を示す。

【００６８】同図に示したように、透明基板１に形成し
たブラックマトリクス２の厚さは（ａ）の本発明による
ものでは極めて薄いため、次の工程で形成されるカラー
フィルタ層６の縁部の持ち上がりは少なく略々平坦であ
る。これに対し、従来技術のブラックマトリクス２’の
厚みはかなり厚いために、カラーフィルタ層６の縁部の
持ち上がりは大きくなって、表面の凹凸が激しく平坦性
に欠ける。

【００６９】ブラックマトリクスの上部に掛かるカラー
フィルタ層６の突起はブラックマトリクスの幅、カラー
フィルタ材料の固形分、粘度、形成方法等で決まるが、
これらの条件を同じとした場合はブラックマトリクスの
厚みに略々比例して大きくなると考えられる。

【００７０】単純マトリクス型等の非アクティブな液晶
非素子、特にＳＴＮ型液晶表示素子の場合、そのセルギ
ャップの精度は±０．１μｍ以下であることが要求され
るが、従来からの樹脂バインダーを用いたブラックマト
リクスを用いる限りブラックマトリクスの近傍でこの条
件を満たすことは不可能である。

【００７１】これに対し、黒鉛の薄膜を用いたブラック
マトリクスでは、その薄膜性から上記の要求を満たすこ
とが可能となる。

【００７２】本発明による黒鉛とエキシマレーザー光の
アブレーション現像によるパターン形成の組み合わせ
は、ＳＴＮ型液晶表示素子のブラックマトリクスに最適
であるが、ＴＦＴ型液晶表示素子の場合はＴＦＴの光伝
導があるためにブラックマトリクスのＯＤ値は４以上必
要となる。

【００７３】この場合、黒鉛薄膜を０．６μｍの膜厚と
すればよいが、さらに薄くかつ完全な遮光を得る手段と
して、黒鉛の厚みは目視により十分な黒色が認められる
程度に止め、この上に金属薄膜を成膜する。

【００７４】具体例としては、黒鉛薄膜は厚さが０．１
以上０．２μｍ以下で十分な黒色となることから、金属
薄膜は０．０３〜０．１μｍあれば完全に遮光できる。

【００７５】この二重薄膜遮光膜にエキシマレーザー光
を照射し、一括してアブレーション現像を施す。これに
より、金属膜のほとんどはエキシマレーザー光により熱
的過程すなわち溶解により分解するが、Ｔａ等の一部の
金属は非熱的要素が多く、滑らかな縁を形成する。ま
た、熱的要素が大きい場合も、膜厚が薄いのでこの種の
カラーフィルタ程度のパターン精度に対しては問題はな
い。

【００７６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００７７】図１は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の第１実施例の要部を説明する断面図であ
って、１は透明ガラス基板、２はブラックマトリクス、
２ａは黒鉛薄膜、６Ｒは赤フィルタ、６Ｇは緑フィル
タ、６Ｂは青フィルタである。このカラーフィルタ基板
は複数色相のカラーフィルタの間を区画するための遮光
用のブラックマトリクス２が黒鉛薄膜２ａをエキシマレ
ーザー光のアブレーション現像によるパターン形成で構
成され、その上に複数色相のカラーフィルタである赤フ
ィルタ６Ｒ、緑フィルタ６Ｇ、青フィルタ６Ｂが形成さ
れている。

【００７８】このように、ブラックマトリクス２を黒鉛
薄膜２ａで構成したことにより、ブラックマトリクス２
の膜厚を極めて薄くしても遮光性を十分に保持すること
ができ、この上に形成されたカラーフィルタ（６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂ）の表面を略々平坦にすることが可能となる。

【００７９】図２は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の第２実施例の要部を説明する断面図であ
って、１は透明ガラス基板、２はブラックマトリクス、
２ａは黒鉛薄膜、２ｂはＴａ薄膜、６Ｒは赤フィルタ、
６Ｇは緑フィルタ、６Ｂは青フィルタである。

【００８０】このカラーフィルタ基板は複数色相のカラ
ーフィルタの間を区画するための遮光用のブラックマト
リクス２が黒鉛薄膜２ａとＴａ薄膜２ｂの二重薄膜膜遮
光膜で構成され、その上に複数色相のカラーフィルタで
ある赤フィルタ６Ｒ、緑フィルタ６Ｇ、青フィルタ６Ｂ
が形成されている。

【００８１】このように、ブラックマトリクス２を黒鉛
薄膜２ａとＴａ薄膜２ｂの二重薄膜遮光膜をエキシマレ
ーザー光のアブレーション現像によるパターン形成で構
成したことにより、ブラックマトリクス２の膜厚を極め
て薄くし、かつより一層の遮光性を発揮することがで
き、この上に形成されたカラーフィルタ（６Ｒ、６Ｇ、
６Ｂ）の表面を前記実施例と同様に略々平坦にすること
が可能となる。

【００８２】上記第１および第２実施例に示したブラッ
クマトリクスを用いることで、高画質の画像表示を得る
ことができる。

【００８３】次に、本発明によるカラーフィルタ基板の
製造方法の実施例を説明する。

【００８４】図３は図１に示したカラーフィルタ基板の
ブラックマトリクスの製造方法を説明する概略工程図で
あって、１はガラス基板、２はブラックマトリクス、２
ａは遮光膜材料である黒鉛薄膜、３は誘電体多層マス
ク、４はエキシマレーザー光である。

【００８５】同図において、ガラス基板１は表面を研磨
した厚みが１．１ｍｍ透明板であり、ブラックマトリク
ス２を構成する黒鉛材料の遮光膜材料（黒鉛薄膜）２ａ
は黒鉛微粉末を水溶性ポリイミドに分散させてなり、重
量比でポリイミドが約２０％、溶剤に対する固形分の比
率は重量比で約８％、粘度は約１１ｍＰａ．ｓ、ｐＨは
約９に調整した。

【００８６】まず、（ａ）ガラス基板１に上記黒鉛薄膜
２ａをスピナーで塗布し、１００°Ｃで１０分間のプリ
ベークに続いて３００°Ｃで３０分間のポストベークを
行って厚みは約０．３μｍの黒鉛薄膜を形成する。

【００８７】次に、（ｂ）ブラックマトリクスの開口パ
ターンに対応する開口を有する誘電体多層マスク３を介
してエキシマレーザー光４を照射する。

【００８８】（ｃ）このエキシマレーザー光４の照射に
よりアブレーションで黒鉛薄膜２ａの不要部分（カラー
フィルタ形成部分）が除去され、ブラックマトリクス２
のパターンが形成される。

【００８９】本実施例で仕様するエキシマレーザー光４
は波長２４８ｎｍであり、ホモジナイザー光学系により
２×５０ｍｍ² の面積にわたって均一化し、これを誘電
体多層マスク３または３０に照明し、次いで１：１の結
像レンズ系を通して黒鉛薄膜２ａを被覆したガラス基板
に結像する。

【００９０】結像面でのエネルギー密度は２５０ｍＪ／
ｃｍ² で、１０ショットで照射された部分の黒鉛薄膜は
完全にアブレーション除去される。このエキシマレーザ
ー光の照射をＸ−Ｙステージによってガラス基板の全面
にスキャンしてブラックマトリクスのパターン形成を行
う このように、本実施例によれば、ブラックマトリクス２
は、従来のようにホトレジストの塗布を必要とせず、一
回のエキシマレーザー光の照射のみで形成することがで
きる。

【００９１】図４は図３の工程で透明基板に形成された
ブラックマトリクスの要部平面図であって、黒鉛薄膜２
ａからなるブラックマトリクス２の開口２ｃには、その
後にカラーフィルタが形成される。

【００９２】従来のフォトリソグラフィー工程では、
（ｂ）と（ｃ）の間に現像工程があるが、エキシマレー
ザー光によるアブレーション現像の工程では従来のよう
な現像工程（リフトオフ）の必要がない。

【００９３】ブラックマトリクスとしての遮光膜はでき
るだけ薄い膜厚であることが必要である。本実施例では
アブレーションを用いることにより、現像機能を全く考
慮するこなく黒鉛粒子の量を多くすることによって、オ
プティカルデンシティ（ＯＤ値）が大きく、且つ極めて
薄い膜にすることが出来る。

【００９４】図５は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の製造方法の第１実施例におけるカラーフ
ィルタの形成を説明する概略工程図である。

【００９５】この実施例では、ブラックマトリクスを形
成したガラス基板に既知のフォトリソグラフィー技法を
用いてカラーフィルタを形成する。

【００９６】まず、（ａ）図３で説明した方法によって
ブラックマトリクス２を形成した基板をブラシ水洗、Ｏ
₂ アッシングで洗浄し、赤（Ｒ）のフィルタ材料６Ｒａ
（赤レジスト）を塗布する。

【００９７】（ｂ）この上に赤色のカラーフィルタを形
成する部分を除いた部分を遮蔽するごとき開口パターン
をホトマスク３０を介して紫外線９を照射して照射部分
を硬化させ、湿式現像により赤色のカラーフィルタ部分
を残してフィルタ材料６Ｒａを除去する。

【００９８】（ｃ）は上記の現像で赤色のカラーフィル
タ６Ｒが形成された状態を示す。

【００９９】（ｄ）上記（ｂ）の工程を緑色（Ｇ）と青
色（Ｂ）について繰り返し、３色のカラーフィルタ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂを形成する。

【０１００】なお、フィルタ材料は有機高分子のフォト
レジストに三原色またはその補色の顔料を分散するか、
あるいは三原色またはその補色の染料で染色した有機高
分子膜を形成、もしくは塗布した有機高分子膜に三原色
またはその補色を染色して固定するか、等の手段で構成
する。

【０１０１】全てのカラーフィルタを形成した後、全て
のカラーフィルタを覆って保護膜を形成し、さらに、そ
の上に透明電極を形成する透明電極形成してカラーフィ
ルタ基板を得る。

【０１０２】このように、本実施例によれば、ブラック
マトリクスの形成工程を短縮でき、かつ平坦なカラーフ
ィルタ構造を持った液晶表示素子用カラーフィルタ基板
を得ることができる。

【０１０３】図６は本実施例で得たカラーフィルタ基板
の断面図であって、透明基板１の上に平坦なカラーフィ
ルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、その上に形成された平坦な保
護膜１０および透明電極（ＩＴＯ）１１を形成した。

【０１０４】このカラーフィルタ基板のブラックマトリ
クス２のＯＤ値は２．０であり、表面粗さは０．１μｍ
以下である。

【０１０５】図７は図２に示したカラーフィルタ基板の
ブラックマトリクスの製造方法を説明する概略工程図で
あって、１はガラス基板、２はブラックマトリクス、２
ａは黒鉛薄膜、２ｂは金属薄膜としてのＴａ薄膜、３は
誘電体多層マスク、４はエキシマレーザー光である。

【０１０６】同図において、ガラス基板１は表面を研磨
した厚みが１．１ｍｍ透明板であり、ブラックマトリク
ス２を構成する黒鉛材料の遮光被膜材料２ａは黒鉛微粉
末を水溶性ポリイミドに分散させてなり、重量比でポリ
イミドが約２０％、溶剤に対する固形分の比率は重量比
で約８％、粘度は約１１ｍＰa.ｓ、ｐＨは約９に調整し
た。

【０１０７】まず、（ａ）ガラス基板１に上記遮光被膜
材料（黒鉛薄膜材料）２ａをスピナーで塗布し、１００
°Ｃで１０分間のプリベークに続いて３００°Ｃで３０
分間のポストベークを行って厚みは約０．１５μｍの黒
鉛薄膜２ａを形成する。

【０１０８】この上にＴａをスパッタにより約７０ｎｍ
厚に成膜して金属薄膜２ｂを形成して二重薄膜を成膜す
る。

【０１０９】次に、（ｂ）ブラックマトリクスの開口パ
ターンに対応する開口を有する誘電体多層マスク３を介
してエキシマレーザー光４を照射する。エキシマレーザ
ー光４はホモジザイザー光学系により２×５０ｍｍ² の
面積にわたって均一化し、これを誘電体多層マスク３に
照明し、次いで１：１の結像レンズ系を通して黒鉛薄膜
２ａとＴａ薄膜２ｂの二重薄膜遮光膜を被覆したガラス
基板に結像する。

【０１１０】結像面でのエネルギー密度は２５０ｍＪ／
ｃｍ² で、１０ショットで照射された部分の黒鉛薄膜と
Ｔａ薄膜２ｂの二重薄膜遮光膜は完全にアブレーション
除去される。このエキシマレーザー光の照射をＸ−Ｙス
テージによってガラス基板の全面にスキャンしてブラッ
クマトリクスのパターン形成を行う。

【０１１１】（ｃ）このエキシマレーザー光４の照射に
よりアブレーションで黒鉛薄膜２ａとＴａ薄膜からなる
二重薄膜遮光膜の不要部分（カラーフィルタ形成部分）
が除去され、ブラックマトリクス２のパターンが形成さ
れる。

【０１１２】このように、本実施例によれば、ブラック
マトリクス２は、従来のようにホトレジストの塗布を必
要とせず、一回のエキシマレーザー光の照射のみで形成
することができる。

【０１１３】図８は図７の工程で透明基板に形成された
ブラックマトリクスの要部平面図であって、黒鉛薄膜２
ａとＴａ薄膜２ｂの二重遮光膜からなるブラックマトリ
クス２の開口２ｃには、その後にカラーフィルタが形成
される。

【０１１４】従来のフォトリソグラフィー工程では、
（ｂ）と（ｃ）の間に現像工程があるが、エキシマレー
ザー光によるアブレーション現像の工程では従来のよう
な現像工程（リフトオフ）の必要がない。

【０１１５】ブラックマトリクスとしての遮光膜はでき
るだけ薄い膜厚であることが必要である。本実施例では
アブレーションを用いることにより、現像機能を全く考
慮するこなく黒鉛薄膜の黒鉛粒子の量を多くし、さらに
金属薄膜（Ｔａ薄膜）を重ねることによって、黒鉛薄膜
の厚さを第１実施例よりさらに薄くして、オプティカル
デンシティ（ＯＤ値）が大きく、且つ極めて薄い膜にす
ることが出来る。

【０１１６】図９は本発明による液晶表示素子用カラー
フィルタ基板の製造方法の第２実施例におけるカラーフ
ィルタの形成を説明する概略工程図である。

【０１１７】この実施例では、図３で説明したブラック
マトリクスの形成と同様のエキシマレーザーによるアブ
レーションでカラーフィルタの形成を行うものである。

【０１１８】まず、（ａ）図７で説明した方法によって
ブラックマトリクス２を形成した基板をブラシ水洗、０
₂ アッシングで洗浄し、ポリイミド系高分子有機材料に
耐熱性の高い顔料を分散あるいは上記ポリイミド系高分
子有機材料を染料により染色した赤（Ｒ）のフィルタ材
料６Ｒａを塗布し乾燥して硬化させる。

【０１１９】次に、（ｂ）赤色のカラーフィルタを形成
する部分を遮蔽するごとき開口パターンを有する誘電体
多層膜マスク３を介してエキシマレーザー光４を照射し
その光分解現像で赤色のカラーフィルタ６Ｒ部分を残し
て不要部分を除去する。

【０１２０】（ｃ）は上記のアブレーション現像で赤色
のカラーフィルタ６Ｒが形成された状態を示す。

【０１２１】（ｄ）上記（ｂ）の工程を緑色（Ｇ）と青
色（Ｂ）について繰り返し、３色のカラーフィルタ６
Ｒ，６Ｇ，６Ｂを形成する。

【０１２２】本実施例によれば、カラーフィルタ６Ｒ，
６Ｇ，６Ｂの縁の切れが良く、平坦性はさらに向上す
る。

【０１２３】なお、本実施例では図２に示した黒鉛薄膜
とＴａ薄膜の二重薄膜遮光膜からなるブラックマトリク
スを形成したガラス基板にアブレーション現像でカラー
フィルタを形成したが、図１に示した黒鉛薄膜のみから
なるブラックマトリクスを形成したガラス基板に同様に
してカラーフィルタを形成することもできる。

【０１２４】全てのカラーフィルタを形成した後、全て
のカラーフィルタを覆って保護膜を形成し、さらに、そ
の上に透明電極を形成する透明電極形成してカラーフィ
ルタ基板を得る。

【０１２５】色相膜すなわちカラーフィルタをエキシマ
レーザーによるアブレーションで形成する方法を採用す
ることによって、ホトリソグラフィー技術のような現像
工程を必要としないので、材料選択の範囲を広げること
が出来る。例えば、基材として顔料，染料の分散性また
は染色性の適性のみを考慮して材料を選択することが可
能である。

【０１２６】また、有機高分子材料として耐熱性の高い
ポリイミド系の材料を用いることによって、ＬＣＤ工程
の配向膜として用いられる耐熱性の高い材料を用いるこ
とも出来る。

【０１２７】なお、材料自体、高い吸光係数を示すもの
としてポリイミド系が好適であるが、この他にポリウレ
タン系も用いることができる。これらはブラックマトリ
クスのバインダーとして、または色相層の基材として好
敵である。

【０１２８】図１０は本実施例で得たカラーフィルタ基
板の断面図であって、透明基板１の上に平坦なカラーフ
ィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、その上に形成された平坦な
保護膜１０および透明電極（ＩＴＯ）１１を形成してあ
る。

【０１２９】このカラーフィルタ基板のブラックマトリ
クス２は完全な遮光性を示し、表面粗さは０．１μｍ以
下である。

【０１３０】このように、本実施例によれば、ブラック
マトリクスの形成工程とカラーフィルタ形成工程を短縮
でき、さらに薄いブラックマトリクスで平坦なカラーフ
ィルタ構造を持った液晶表示素子用カラーフィルタ基板
を得ることができる。

【０１３１】このように、色相膜すなわちカラーフィル
タをエキシマレーザーによるアブレーションで形成する
方法を採用することによって、ホトリソグラフィー技術
のような現像工程を必要としないので、材料選択の範囲
を広げることが出来る。例えば、基材として顔料，染料
の分散性または染色性の適性のみを考慮して材料を選択
することが可能である。

【０１３２】また、有機高分子材料として耐熱性の高い
ポリイミド系の材料を用いることによって、ＬＣＤ工程
の配向膜として用いられる耐熱性の高い材料を用いるこ
とも出来る。

【０１３３】アブレーション現像からくる材料への制限
事項はスループットに関わるもののみである。アブレー
ションレートは主として吸光係数に依存しており、生産
に適用出来るレベルを得るには、１×１０⁵ ｃｍ^-1以上
必要である。

【０１３４】材料自体、高い吸光係数を示すものとして
ポリイミド系が好適であるが、この他にポリウレタン系
も用いることができる。これらはブラックマトリクスの
バインダーとして、または色相層の基材として好敵であ
る。

【０１３５】また、実際のカラーフィルタの形成加工に
おいて、下地に既に完成された層（ブラックマトリク
ス）があり、この上に別の層（フィルタ層）を塗布して
これをアブレーションするという工程を繰り返すわけだ
が、図５に示すようにブラックマトリクス部分、即ち各
色相が接する部分は膜の重ね合わせにより若干の凹凸が
生じる。この部分はブラックマトリクス形成用のホトマ
スクを用いてアブレーションを施すことにより平坦化す
ることができる。

【０１３６】３色のカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ
は、３色の有機膜の成膜工程や現像工程に起因してその
表面に凹凸を有している。

【０１３７】３色のカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを
形成した後に、前記ブラックマトリクス形成用のマスク
を再度用いてエキシマレーザによるアブレーションを行
って色相層の重なり部分に生ずる凸部を除去して平坦化
する平坦化してもよい。

【０１３８】その後、全てのカラーフィルタを覆って保
護膜を形成し、さらに、その上に透明電極を形成する透
明電極形成してカラーフィルタ基板を得る。

【０１３９】図１１は本発明のカラーフィルタ基板の製
造方法に仕様されるエキシマレーザー装置の一例の説明
図であって、１０は紫外光パルスレーザー（エキシマレ
ーザー）、１１は平行化レンズ、１２は集光レンズアレ
ー、１３は照射レンズ、１４はコンデンサレンズ、１５
は誘電体多層マスク、１６は結像レンズ、１７は入射
瞳、１８はガラス基板、１９ＸはＸ方向移動テーブル、
１９ＹはＹ方向移動テーブルである。

【０１４０】同図において、紫外光パルスレーザー１０
からの出力光ビームを所定の開孔パターンを有する誘電
体多層マスク１５と結像レンズ１６を介して結像面に置
かれた加工物であるガラス基板１８に照射して誘電体露
光マスク７の開孔パターンに対応したパターンを現像形
成する。

【０１４１】結像レンズ１６は誘電体多層マスク１５の
開口パターンの像をガラス基板１８の表面に一対一で結
像する。

【０１４２】結像レンズ１６を出たレーザー光をガラス
基板１８の全域に走査させるために誘電体多層マスク１
５およびガラス基板１８を前記露光マスク７の平面と平
行な面の２方向に移動させるＸ，Ｙテーブル１９Ｘと１
９Ｙとを備え、ガラス基板１８の全域にアブレーション
現象によるパターン加工を行う。

【０１４３】このＸ，Ｙテーブル１９Ｘ，１９Ｙは、一
方のテーブル１９Ｘを誘電体多層マスク１５の移動用
に、他方のテーブル１９Ｙをガラス基板１８の移動用と
して、両者を相対的に一方向（例えば、Ｘ方向）と前記
一方向と直交する他方向に移動させる構成とするのが望
ましい。

【０１４４】レンズアレー１２はそれぞれ偶数又は奇数
個のレンズからなる二組の分割レンズからなり、前記二
組の各レンズは平行に入射した前記紫外光パルスレーザ
ーの出力光ビームを分割して集光する第一のレンズと第
二のレンズの各アレーから構成され、第一のレンズが作
る焦点は前記第二のレンズとの中間に位置し、前記焦点
から発散する光束は第二のレンズの対応するレンズ面積
内に完全に収まるごとく配置され、レンズ１４と共にマ
スク１５を均一に証明する機能を持っている。このよう
に構成されたエキシマレーザー装置を用いてブラックマ
トリクス、あるいはカラーフィルタをアブレーション現
像することによって、パターン精度の高い、かつ工程の
簡単なカラーフィルタ製造装置を構成することができ
る。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて薄い黒鉛薄膜により遮光性を大幅に向上させるこ
とができると共に、一回の露光工程によってエネルギー
表示素子用カラーフィルタ基板を構成するブラックマト
リクスやカラーフィルタの一層のパターン形成が可能と
なり、製造工程は格段に簡素化される。

【０１４６】また、黒鉛を用いた薄膜で完全遮光ないし
完全に近いＯＤ値のブラックマトリクスが得られること
から、表面の凹凸が少なくなって表面粗さが低下し、か
つカラーフィルタ材料の選択範囲が広がるため、高画質
化の自由度が大幅に向上する等、従来技術に比べて優れ
た機能のエネルギー表示素子用カラーフィルタ基板を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の第１実施例の要部を説明する断面図である。

【図２】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の第２実施例の要部を説明する断面図である。

【図３】図１に示したカラーフィルタ基板のブラックマ
トリクスの製造方法を説明する概略工程図である。

【図４】図３の工程で透明基板に形成されたブラックマ
トリクスの要部平面図である。

【図５】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の製造方法の第１実施例におけるカラーフィルタの形
成を説明する概略工程図である。

【図６】図５の工程で得たカラーフィルタ基板の断面図
である。

【図７】図２に示したカラーフィルタ基板のブラックマ
トリクスの製造方法を説明する概略工程図である。

【図８】図７の工程で透明基板に形成されたブラックマ
トリクスの要部平面図である。

【図９】本発明による液晶表示素子用カラーフィルタ基
板の製造方法の第２実施例におけるカラーフィルタの形
成を説明する概略工程図である。

【図１０】図９の工程で得たカラーフィルタ基板の断面
図である。

【図１１】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法に仕
様されるエキシマレーザー装置の一例の説明図である。

【図１２】本発明が適用されるアクティブ・マトリクス
方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面
図である。

【図１３】図１２のＬ１−Ｌ１線で切断した断面図であ
る。

【図１４】従来のカラーフィルタ製造工程のうちのホト
リソグラフィー技術を用いたブラックマトリクス形成工
程を説明する概略工程図である。

【図１５】ブラックマトリクス用の黒鉛材料の膜厚とオ
プティカルデンシティの関係例を従来のブラックマトリ
クス用のカーボン材料と比較した説明図である。

【図１６】本発明により形成した液晶表示素子用カラー
フィルタ基板を従来のものと比較して示す要部を強調し
た断面模式図である。

【符号の説明】

１ 透明ガラス基板 ２ ブラックマトリクス ２ａ 黒鉛薄膜 ２ｂ Ｔａ薄膜 ３ 誘電体多層マスク ４ エキシマレーザー光 ６Ｒ 赤フィルタ ６Ｇ 緑フィルタ ６Ｂ 青フィルタ ９ 紫外線 １０ 保護膜 １１ 透明導電膜 ３０ 露光マスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 好文 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に遮光マトリクスで区画された
   複数色相のカラーフィルタを有する液晶表示素子用カラ
   ーフィルタ基板において、 前記遮光マトリクスが黒鉛を主材料とした薄膜から構成
   されてなることを特徴とする液晶表示素子用カラーフィ
   ルタ基板。
2. 【請求項２】請求項１において、前記遮光マトリクスが
   黒鉛を主材料とした薄膜上に不透明性金属薄膜を成膜し
   た二重薄薄膜遮光膜から構成してなることを特徴とする
   液晶表示素子用カラーフィルタ基板。
3. 【請求項３】透明基板上に遮光マトリクスで区画された
   複数色相のカラーフィルタを有する液晶表示素子用カラ
   ーフィルタ基板の製造方法において、 前記透明基板上にポリイミド系高分子有機材料をバイン
   ダーとした黒鉛を主成分とする遮光被膜材料を略０．１
   〜０．５μｍの膜厚となるように形成する成膜工程と、 前記遮光材料を成膜した透明基板を略８０°〜１２０°
   Ｃで略８〜１２分間プリベークした後、略２５０°〜３
   ２０°Ｃで略２０〜４０分間ポストベークして完全硬化
   させる硬化工程と、 硬化した遮光材料を被覆した前記透明基板を所定のパタ
   ーンを有する誘電体多層膜マスクを介してエキシマレー
   ザー光の照射による光分解現像を施して遮光マトリクス
   を形成する遮光マトリクス形成工程と、 前記遮光マトリクスを形成した透明基板に前記遮光マト
   リクスで区画された複数色相のカラーフィルタを形成す
   るカラーフィルタ形成工程を少なくとも含むことを特徴
   とする液晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法。
4. 【請求項４】透明基板上に遮光マトリクスで区画された
   複数色相のカラーフィルタを有する液晶表示素子用カラ
   ーフィルタ基板の製造方法において、 前記透明基板上にポリイミド系高分子有機材料をバイン
   ダーとした黒鉛を主成分とする遮光被膜材料を略０．１
   〜０．２μｍの膜厚となるように形成する成膜工程と、 前記遮光材料を成膜した透明基板を略８０°〜１２０°
   Ｃで略８〜１２分間プリベークした後、略２５０°〜３
   ２０°Ｃで略２０〜４０分間ポストベークして完全硬化
   させる硬化工程と、 成膜した前記遮光材料の上にＴａ，Ｃｒ，Ｗ，Ｍｏ等の
   不透明金属薄膜を略０．０３〜０．１μｍの厚さに成膜
   して黒鉛薄膜と金属薄膜の二重膜を形成する二重薄膜遮
   光材料形成工程と、 前記二重薄膜遮光材料を形成した透明基板を所定のパタ
   ーンを有する誘電体多層膜マスクを介してエキシマレー
   ザー光の照射による光分解現像を施して遮光マトリクス
   を形成する遮光マトリクス形成工程と、 前記遮光マトリクスを形成した透明基板に前記遮光マト
   リクスで区画された複数色相のカラーフィルタを形成す
   るカラーフィルタ形成工程を少なくとも含むことを特徴
   とする液晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造方法。
5. 【請求項５】請求項３または４において、前記カラーフ
   ィルタ形成工程が、ポリイミド系高分子有機材料に耐熱
   性の高い顔料を分散あるいは上記ポリイミド系高分子有
   機材料を染料により染色した色相材料を塗布し乾燥して
   硬化させた後に、所定のパターンを有する誘電体多層膜
   マスクを介してエキシマレーザー光の照射による光分解
   現像を施して所定のカラーフィルタを順次形成すること
   を特徴とする液晶表示素子用カラーフィルタ基板の製造
   方法。
6. 【請求項６】請求項３または４において、前記カラーフ
   ィルタ形成工程が、高分子材料に顔料を分散あるいは上
   記樹脂を染料により染色した色相材料を塗布し乾燥して
   硬化させた後に、紫外線感光性を有するホトレジストを
   塗布し、所定の色相フィルタのパターンを有する露光マ
   スクを介して紫外線照射により露光し、これにホトリソ
   プロセスを用いた化学現像を施して所定のカラーフィル
   タを順次形成することを特徴とする液晶表示素子用カラ
   ーフィルタ基板の製造方法。