JPH10282332A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶層の厚み設定用としての柱状凸部を備
え、表示品質に優れたカラー液晶表示装置の製造を可能
とするカラーフィルタと、このカラーフィルタの製造方
法を提供する。 【解決手段】 少なくとも着色層の形成領域と柱状凸部
を覆うように透明導電層を形成した後、柱状凸部を覆う
透明導電層のうち少なくとも柱状凸部の上端面に存在す
る透明導電層を除去することによって、少なくとも上端
面には透明導電層が存在しないような複数の柱状凸部を
備えたカラーフィルタとする。

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およ
びその製造方法に係り、特に表示品質に優れたカラー液
晶表示装置の製造が可能なカラーフィルタとその製造方
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。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ＴＦＴアレイ基板
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、カラー液晶表示装置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ＴＦＴアレイ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ＴＦＴ
アレイ基板とを貼り合わせる時に、ガラスビーズやプラ
スチックビーズをスペーサーとして使用する方法があ
る。すなわち、カラーフィルタとＴＦＴアレイ基板とを
貼り合わせる前に、所定の直径で粒径の揃ったガラスビ
ーズやプラスチックビーズをスペーサーとしてカラーフ
ィルタおよびＴＦＴアレイのいずれか一方に散在させ、
その後、両基板の貼り合わせを行い、ガラスビーズやプ
ラスチックビーズの直径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Ｔ
ＦＴアレイ基板との間隙部を形成する方法では、カラー
液晶表示装置の動作の上で次のような問題点が生じる。

【０００５】まず、ガラスビーズやプラスチックビーズ
をスペーサーとして用いる場合、基板面上に散在させる
密度が適正で、かつ、基板面上に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。

【０００６】

【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、カラーフィルタに予め間隙（液晶層の厚
み）を決定する柱状凸部を形成しておくことが提案（特
開昭６０−２１７３３７号、特開平２−２９８９１６号
等）されている。これらの提案では、カラーフィルタの
ブラックマトリックス上あるいは画素間の所定位置に設
けられた柱状凸部をスペーサーとするので、従来のビー
ズ状のスペーサーの散布が不要となり、特にブラックマ
トリックス上に形成した場合には、柱状凸部が画素表示
部に存在しないため液晶分子の配向に乱れを生じさせて
も表示性能に悪影響が及ばないことになる。そして、柱
状凸部は、例えば、着色層の形成と同時に、画素間の所
定の複数箇所にＲ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を積層して形
成することができる。

【０００７】しかし、上記のようなカラーフィルタを使
用したカラー液晶表示装置は、共通電極である透明導電
層と柱状凸部の層構成が問題となる。すなわち、カラー
フィルタの柱状凸部の形成部位において、基板上に着色
層、柱状凸部、透明導電層の順に積層されている場合、
柱状凸部の上端面にも透明導電層が存在することにな
る。このような柱状凸部がスペーサーとしてＴＦＴアレ
イ基板上の電極部に強く押しつけられると、カラーフィ
ルタ側の透明導電層とＴＦＴアレイ基板上の電極部との
間には両基板が有する配向層のみが存在することにな
る。しかし、配向層は膜厚数百Åの有機樹脂層であって
機械的強度が低いため、柱状凸部によって両配向層が突
き破られ、カラーフィルタ側の透明導電層とＴＦＴアレ
イ基板上の電極部との電気的短絡等が生じ、液晶表示装
置の表示品質や信頼性、寿命に悪影響を及ぼすおそれが
ある。

【０００８】上記の欠点を避けるために、カラーフィル
タの柱状凸部の形成部位において、基板上に着色層、透
明導電層、柱状凸部の順に積層した場合、電気的短絡の
問題はなくなるが、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の
無機薄膜である透明導電層と有機質層である着色層や柱
状凸部との間の密着性に問題があり、また、有機質層で
ある着色層上に成膜する必要から比較的低温（２００℃
程度）で成膜された透明導電層が脆弱であるという問題
がある。したがって、スペーサーである柱状凸部に大き
な機械的圧力が加わると、柱状凸部と透明導電層との界
面、あるいは、着色層と透明導電層との界面で透明導電
層の剥離が生じるおそれがある。このような剥離が生じ
ると、液晶表示装置の表示品質や信頼性、寿命に悪影響
を及ぼすことになり、このため、例えば、シランカップ
リング剤等を用いて透明導電層と着色層や柱状凸部との
密着性を向上させることが必要となり、工程数の増大を
来すという問題がある。

【０００９】一方、カラーフィルタの柱状凸部の形成部
位において、基板上に透明導電層、着色層、柱状凸部の
順に積層した場合、電気的短絡の問題はなく、また、基
板上の直接形成される透明導電層は、通常３００℃以上
の高温で成膜されるので、その機械的強度は十分なもの
となる。しかし、表示画素部において透明導電層を介し
て液晶に電圧を印加したとき、透明導電層上に絶縁性の
着色層が存在するため液晶に印加される実効的な電圧が
低下し、応答性の低下等の表示品質上の問題が生じる。

【００１０】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、液晶層の厚み設定用としての柱状凸部
を備え、表示品質に優れたカラー液晶表示装置の製造を
可能とするカラーフィルタと、この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。

【００１１】

【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、前記基板上の複数の所定部位に形成された柱状凸部
と、前記着色層を覆い、かつ、少なくとも前記柱状凸部
の上端面を露出させるように形成された透明導電層とを
備えるような構成とした。

【００１２】また、カラーフィルタの製造方法の第１の
発明は、基板上に所定のパターンで複数色からなる着色
層を形成する工程、前記基板上の複数の所定部位に柱状
凸部を形成する工程、少なくとも前記着色層の形成領域
と前記柱状凸部を覆うように透明導電層を形成する工
程、および、前記柱状凸部を覆う透明導電層のうち少な
くとも前記柱状凸部の上端面に存在する透明導電層を除
去する工程、を有するような構成とした。

【００１３】さらに、カラーフィルタの製造方法の第２
の発明は、基板上に所定のパターンで複数色からなる着
色層を形成するとともに、前記基板上の複数の所定部位
に複数色の着色層を積層して柱状凸部を形成する工程、
少なくとも前記着色層の形成領域と前記柱状凸部を覆う
ように透明導電層を形成する工程、および、前記柱状凸
部を覆う透明導電層のうち少なくとも前記柱状凸部の上
端面に存在する透明導電層を除去する工程、を有するよ
うな構成とした。

【００１４】このように本発明では、複数の柱状凸部
は、その上端面に透明導電層が存在することなく露出し
ているので、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板と貼り
合わせた時に、この柱状凸部はカラーフィルタとＴＦＴ
アレイ基板との間に液晶層用の間隙を高い精度で形成す
るスペーサーとしての作用をなすとともに、透明導電層
とＴＦＴアレイ基板上の電極部等との電気的短絡を生じ
ることがない。

【００１５】

【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。本発明のカラーフィルタの第１実施形態 図１は本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示す
部分平面図であり、図２はＡ−Ａ線における縦断面図で
ある。図１および図２において、本発明のカラーフィル
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および着色層５を備え、ブラックマトリ
ックス３の所定の複数の箇所（図１では５箇所）には柱
状凸部６が形成されており、さらに、ブラックマトリッ
クス３、着色層５および柱状凸部６を覆うように透明導
電層８（図１に斜線で示されている）が設けられてい
る。そして、上記の柱状凸部６の上端面６ａおよび側壁
部６ｂが透明導電層８に覆われることなく露出した構造
となっている。尚、本発明では柱状凸部の上端形状が平
面ではなく先鋭である場合の頂点も上端面に含むもので
ある。

【００１６】着色層５は、赤色パターン５Ｒ、緑色パタ
ーン５Ｇおよび青色パターン５Ｂが所望のパターン形状
で配列されてなり、ブラックマトリックス３は各着色パ
ターンからなる表示画素部の間および着色層５の形成領
域の外側に設けられている。

【００１７】柱状凸部６は、着色層５よりも２〜１０μ
ｍ程度の範囲で突出しており、この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５を
構成する赤色パターン５Ｒ、緑色パターン５Ｇおよび青
色パターン５Ｂ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、
図示例では截頭錐体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、円柱形状等であってもよ
く、柱状凸部６は、例えば、ポジ型あるいはネガ型の感
光性レジスト層を硬化させて形成することができる。ま
た、各着色層を形成するときに、特定位置に着色層を重
ね合わせることで柱状凸部６を形成することができる。
尚、柱状凸部６は、その上端面６ａのみが透明導電層８
に覆われることなく露出した構造であってもよい。

【００１８】上記の柱状凸部６を備える本発明のカラー
フィルタ１に、柱状凸部６および透明導電層８を覆うよ
うに配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、ＴＦ
Ｔアレイ基板と貼り合わせた場合、柱状凸部６がカラー
フィルタ１とＴＦＴアレイ基板との間に間隙を形成す
る。そして、柱状凸部６は、その上端面６ａが透明導電
層８に覆われることなく露出しているので、柱状凸部６
とＴＦＴアレイ基板間に存在する配向層が破壊されたと
しても、透明導電層８とＴＦＴアレイ基板上の電極部等
との電気的短絡を生じることがない。また、従来のスペ
ーサーとしてガラスビーズやプラスチックビーズを使用
した場合に比べて、両基板の間隙精度は極めて高いもの
となり、画素部分には柱状凸部６が存在しないため、表
示領域の面積低下による開口率の低下を生じることがな
い。

【００１９】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
るカラー液晶表示装置用のカラーフィルタに適してい
る。

【００２０】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、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、金属酸化物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、この樹脂層を感光性樹脂でパターニ
ングしてエッチング、剥離により形成したもの、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。

【００２１】また、着色層５は、所望の着色材を含有し
た感光性樹脂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、電解ミセル法等の公
知の方法により形成することができる。また、着色層５
を、例えば、赤色パターン５Ｒが最も薄く、緑色パター
ン５Ｇ、青色パターン５Ｂの順に厚くすることにより、
着色層５の各色ごとに光学的に最適な液晶厚みを設定す
る、いわゆるマルチギャップカラーフィルタとしてもよ
い。

【００２２】また、透明導電膜８は、酸化インジウムス
ズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ）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。このような透明導電膜８の厚み
は、０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０３〜０．５μ
ｍ程度である。

【００２３】尚、本発明のカラーフィルタは、ブラック
マトリックス３を備えず、例えば、基板２の着色層非形
成領域の所定箇所に上述の柱状凸部６を直接形成したも
の、非画素部分の着色層上に上述の柱状凸部６を形成し
たもの等であってもよい。また、本発明のカラーフィル
タは、着色層５上に酸素遮断膜を備えてもよい。酸素遮
断膜としてはポリビニルアルコールが通常用いられる。
また、本発明のカラーフィルタは、着色層５上に酸素遮
断性をもつ感光性樹脂を用いて形成した酸素遮断膜を備
えるものでもよい。この場合は、特に着色層を積層する
ことにより柱状凸部を形成することが好ましい。つま
り、パターニングされた酸素遮断膜も柱状凸部の形成に
寄与できるからである。酸素遮断性をもつ感光性樹脂と
しては、たとえば、ポリビニルアルコール、アクリレー
ト系コポリマー等にスチリルピリジニウム基、スチルバ
ゾール塩等をペンダント化させた樹脂等を使用すること
ができる。カラーフィルタ製造方法の第１の発明 次に、カラーフィルタ製造方法の第１の発明の実施形態
について、図１および図２に示されたカラーフィルタ１
を例に図３および図４を参照しながら説明する。

【００２４】本発明のカラーフィルタの製造方法では、
まず、基板２上に遮光層３´を形成し、さらに、この遮
光層３´上に感光性レジスト層４を形成する。遮光層３
´は、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、金属酸化物等の
遮光性粒子を含有した樹脂層等いずれであってもよい。
また、感光性レジスト層４は、公知のポジ型およびネガ
型の感光性レジストを用いて形成することができる。図
示例では、ポジ型感光性レジストを使用した場合につい
て説明する。次に、上記の感光性レジスト層４をブラッ
クマトリックス用のフォトマスクＭを介して露光し（図
３（Ａ））、現像する。そして、現像により露出した遮
光層３´をエッチングし、残存する感光性レジスト層４
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（図３（Ｂ））。

【００２５】次に、着色層５を形成する。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５Ｒが形成される（図３（Ｃ））。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５
Ｇ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５Ｂを形成する（図３（Ｄ））。

【００２６】次に、柱状凸部６を形成する。まず、ブラ
ックマトリックス３および着色層５を覆うように感光性
レジスト層６´を形成する。この感光性レジスト層６´
は公知のポジ型およびネガ型の感光性レジストを塗布す
ることにより形成することができ、厚みは柱状凸部６に
要求される高さに応じて適宜設定することができる。図
示例では、ネガ型感光性レジストを使用した場合につい
て説明する。次に、上記の感光性レジスト層６´を柱状
凸部形成用のフォトマスクＭ´を介して露光し（図４
（Ａ））、現像することにより、ブラックマトリックス
３上の所定箇所に柱状凸部６を形成する（図４
（Ｂ））。

【００２７】次に、ブラックマトリックス３、着色層５
および柱状凸部６を覆うように透明導電層８を形成する
（図４（Ｃ））。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。透明導電層８は、基
板２の全面に形成してもよく、また、画像表示領域を含
む所定領域のみに形成し、ＴＦＴアレイ基板との貼り合
わせ領域には形成しないようにしてもよい。

【００２８】次に、柱状凸部６の上端面６ａおよび側壁
部６ｂに存在する透明導電層８を除去する。これは、ま
ず、透明導電層８を覆うように感光性レジスト層９（図
示例ではポジ型感光性レジストを使用）を形成し、この
感光性レジスト層９を所定のフォトマスクＭ″を介して
露光（図４（Ｄ））、現像する。そして、現像により露
出した透明導電層８（柱状凸部６を覆う透明導電層８）
をエッチングして除去することによって、柱状凸部６の
上端面６ａと側壁部６ｂを露出させた後、レジスト層９
を剥離除去する。これにより、本発明のカラーフィルタ
１が得られる（図４（Ｅ））。

【００２９】尚、上述の実施形態では、着色層５は顔料
分散法により形成されるが、本発明はこれに限定される
ものではない。例えば、印刷法、転写法等を用いること
ができ、また、基板２上に予め透明導電膜を形成して電
着法を用いることもできる。

【００３０】また、柱状凸部６の上端面６ａに存在する
透明導電層８の除去処理を、後述するカラーフィルタ製
造方法の第２の発明と同様に、研磨用テープ等を用いた
研磨方法により行ってもよい。本発明のカラーフィルタの第２実施形態 図５は本発明のカラーフィルタの実施形態の他の例を示
す部分平面図であり、図６はＢ−Ｂ線における縦断面図
である。図５および図６において、本発明のカラーフィ
ルタ１１は、基板１２と、この基板１２上に形成された
ブラックマトリックス１３および着色層１５を備え、ブ
ラックマトリックス１３の所定の複数の箇所（図５では
５箇所）には柱状凸部１６が形成されており、さらに、
ブラックマトリックス１３、着色層１５および柱状凸部
１６を覆うように透明導電層１８（図５に斜線で示され
ている部分）が設けられている。そして、上記の柱状凸
部１６は着色層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂが積層されたも
のであり、この柱状凸部１６の上端面１６ａが透明導電
層１８に覆われることなく露出し、柱状凸部１６の側壁
部が透明導電層１８に覆われた構造となっている。

【００３１】着色層１５は、赤色パターン１５Ｒ、緑色
パターン１５Ｇおよび青色パターン１５Ｂが所望のパタ
ーン形状で配列されてなり、ブラックマトリックス１３
は各着色パターンからなる表示画素部の間および着色層
１５の形成領域の外側に設けられている。

【００３２】柱状凸部１６は、着色層１５よりも２〜１
０μｍ程度の範囲で突出しており、この突出量はカラー
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１６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１５を構成する赤色パターン１５Ｒ、緑色パターン１
５Ｇおよび青色パターン１５Ｂ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１６の形状は、図示例では截頭錐体形状となっている
が、これに限定されるものではなく、角柱形状、円柱形
状等であってもよい。

【００３３】上記の柱状凸部１６を備える本発明のカラ
ーフィルタ１１に、柱状凸部１６および透明導電層１８
を覆うように配向層を設けて配向処理（ラビング）した
後、ＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた場合、柱状凸部１
６がカラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板との間に間
隙を形成する。そして、柱状凸部１６は、その上端面１
６ａが透明導電層１８に覆われることなく露出している
ので、柱状凸部１６とＴＦＴアレイ基板間に存在する配
向層が破壊されたとしても、透明導電層１８とＴＦＴア
レイ基板上の電極部等との電気的短絡を生じることがな
い。また、従来のスペーサーとしてガラスビーズやプラ
スチックビーズを使用した場合に比べて、両基板の間隙
精度は極めて高いものとなり、画素部分には柱状凸部１
６が存在しないため、表示領域の面積低下による開口率
の低下を生じることがない。

【００３４】上記のカラーフィルタ１１を構成する基板
１２としては、上述のカラーフィルタ１を構成する基板
２と同様の材料を用いることができる。

【００３５】また、カラーフィルタ１１を構成するブラ
ックマトリックス１３は、上述のカラーフィルタ１を構
成するブラックマトリックス３と同様にして形成するこ
とができる。

【００３６】着色層１５、および、柱状凸部１６を構成
する着色層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは、所望の着色材を
含有した感光性樹脂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
知の方法によっても形成することができる。例えば、顔
料分散法の場合、アクリレート系コポリマーとアクリレ
ート系モノマーと多官能アクリレートモノマーと光ラジ
カル発生剤との混合物からなる感光性樹脂等を使用する
ことにより、ダレのないシャープな形状の柱状凸部１６
を形成することができる。また、着色層１５を、例え
ば、赤色パターン１５Ｒが最も薄く、緑色パターン１５
Ｇ、青色パターン１５Ｂの順に厚くすることにより、着
色層１５の各色ごとに光学的に最適な液晶層厚みを設定
するようにしてもよい。

【００３７】さらに、透明導電層１８は、上述のカラー
フィルタ１を構成する透明導電層８と同様にして形成す
ることができる。

【００３８】尚、本発明のカラーフィルタは、ブラック
マトリックス１３を備えず、例えば、基板１２の非画素
領域の所定箇所に上述の柱状凸部１６を直接形成したも
の、非画素領域の着色層上に上述の柱状凸部１６を形成
したもの等であってもよい。また、本発明のカラーフィ
ルタは、着色層１５上に、酸素遮断性をもつ公知の感光
性樹脂を用いて形成した酸素遮断層を備えるものでもよ
く、さらに、柱状凸部１６を構成する各着色層１７Ｒ、
１７Ｇ、１７Ｂ上に酸素遮断層を備えるものでもよい。カラーフィルタ製造方法の第２の発明 次に、カラーフィルタ製造方法の第２の発明の実施形態
について、図５および図６に示されたカラーフィルタ１
１を例に図７を参照しながら説明する。

【００３９】まず、上述のカラーフィルタ製造方法の第
１の発明と同様にして、基板１２上にブラックマトリッ
クス１３を形成する（図７（Ａ））。

【００４０】次に、着色層１５と柱状凸部１６とを形成
する。まず、ブラックマトリックス１３を覆うように基
板１２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
脂層を露光する。この露光においては、ブラックマトリ
ックス１３の非形成領域内の赤色パターン１５Ｒの形成
領域と、柱状凸部１６を形成する箇所のブラックマトリ
ックス１３上とに赤色の着色層が形成されるような露光
が行われる。次いで現像を行うことにより、基板１２の
赤色パターン形成領域に赤色パターン１５Ｒが形成され
るとともに、ブラックマトリックス１３の所定箇所に赤
色着色層１７Ｒが形成される（図７（Ｂ））。以下、同
様に、基板１２上の緑色パターン形成領域に緑色パター
ン１５Ｇを形成するとともに、柱状凸部１６用の赤色着
色層１７Ｒ上に緑色着色層１７Ｇを積層し、その後、基
板１２上の青色パターン形成領域に青色パターン１５Ｂ
を形成するとともに、柱状凸部１６用の緑色着色層１７
Ｇ上に青色着色層１７Ｂを積層する。これにより、赤色
パターン１５Ｒ、緑色パターン１５Ｇおよび青色パター
ン１５Ｂからなる着色層１５が形成され、同時に、ブラ
ックマトリックス１３の所定箇所に着色層１７Ｒ、１７
Ｇ、１７Ｂが積層された柱状凸部１６が形成される（図
７（Ｃ））。

【００４１】次に、ブラックマトリックス１３、着色層
１５および柱状凸部１６を覆うように透明導電層１８を
形成する（図７（Ｄ））。この透明導電層１８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
法により形成することができる。透明導電層１８は、基
板１２の全面に形成してもよく、また、画像表示領域を
含む所定領域のみに形成し、ＴＦＴアレイ基板との貼り
合わせ領域には形成しないようにしてもよい。

【００４２】次に、柱状凸部１６の上端面１６ａに存在
する透明導電層１８を研磨により除去する。透明導電層
１８の研磨除去は、例えば、酸化セリウム等の懸濁液を
使用する方法、アルミナ粉末等の研磨剤をバインダ樹脂
とともにフィルム上に塗布して構成された研磨用テープ
を使用する方法等が挙げられるが、後者の方法が洗浄処
理等の点で簡便であり好ましい。研磨用テープを用いた
研磨は、例えば、研磨用テープを装着した定盤を柱状凸
部６上で摺動させることにより行うことができる。この
ような研磨除去処理により柱状凸部１６の上端面１６ａ
を露出されるとともに、柱状凸部１６の高さがより均一
なものとされる。これにより、本発明のカラーフィルタ
１１が得られる（図７（Ｅ））。

【００４３】尚、上述の実施形態では、着色層１５の形
成、および、柱状凸部１６を構成する着色層１７Ｒ、１
７Ｇ、１７Ｂの形成は、顔料分散法により形成される
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
印刷法、転写法等を用いることができ、また、基板１２
上に予め透明導電膜を形成して電着法を用いることもで
きる。

【００４４】また、柱状凸部１６の上端面１６ａに存在
する透明導電層１８の研磨除去処理を、上述のカラーフ
ィルタ製造方法の第１の発明と同様に、感光性レジスト
を用いたエッチングにより行ってもよい。

【００４５】

【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。 （実施例１）カラーフィルタ用の基板として、３００ｍ
ｍ×４００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板（コーニ
ング社製７０５９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０．１μ
ｍ）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。（図３（Ａ）、
（Ｂ）に相当） 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（富士ハントエレクト
ロニクス（株）製カラーモザイクＣＲＹ）をスピンコー
ト法により塗布して赤色感光性樹脂層（厚み２．０μ
ｍ）を形成し、プレベーク（８５℃、５分間）を行っ
た。次いで、この赤色感光性樹脂層上に酸素遮断性をも
つ感光性樹脂（富士ハントエレクトロニクス（株）製酸
素遮断膜ＣＰ）をスピンコート法により塗布して酸素遮
断性塗布膜（厚み１．０μｍ）を形成し、プレベークを
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と酸素遮断性塗布膜とをアライ
メント露光し、現像液（富士ハントエレクトロニクス
（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を形成した。

【００４６】同様に、緑色パターン用の感光性着色材料
（富士ハントエレクトロニクス（株）製カラーモザイク
ＣＧＹ）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（富士ハントエレクトロ
ニクス（株）製カラーモザイクＣＢＹ）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
ターンを形成した。（図３（Ｃ）、（Ｄ）に相当） 次に、着色層が形成された基板上に下記組成の光重合性
透明樹脂をスピンコート法により塗布（膜厚５μｍ）
し、プレベーク（９０℃、３分間）を行った。

【００４７】 光重合性透明樹脂の組成 ・光重合性アクリレートオリゴマー … ５０重量部 ｏ−クレゾールノボラックエポキシアクリレート （分子量１５００〜２０００） ・多官能性モノマー … ５０重量部 ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート （日本化薬（株）製ＤＰＨＡ） ・重合開始剤（チバガイギー社製イルガキュア９０７）… ２重量部 ・エチルセロソルブアセテート …２００重量部 次いで、柱状凸部の形成位置に所定形状の開口部を設け
たフォトマスクを介して光重合性透明樹脂の塗布膜をア
ライメント露光した後、現像液（1,1,2,2 テトラクロロ
エタン）中に基板を１分間浸漬して光重合性透明樹脂塗
布膜の非露光部を溶解除去し、さらに、クリーンオーブ
ン中でポストベーク（２００℃、３０分間）を行って透
明樹脂からなる柱状凸部（高さ４．５μｍ）をブラック
マトリックス上に形成した。（図４（Ｂ）に相当） 次に、ブラックマトリックス、着色層および柱状凸部を
覆うように下記条件でスパッタリング法により透明導電
層（厚さ０．１５μｍ）を形成した。（図４（Ｃ）に相
当）スパッタリング条件 ・装 置 ：ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 ・基板温度 ：２００℃ ・放電ガス ：アルゴン、酸素 ・ターゲット：酸化インジウムスズ（ＩＴＯ） 次いで、上記の透明導電層上にスピンコート法にてポジ
型感光性レジスト（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ８０
０）を塗布（膜厚０．５μｍ）し、プレベーク（８０
℃、３分間）を行った後、柱状凸部の形成位置とカラー
フィルタ周辺部のＴＦＴアレイ基板との貼り合わせ領域
に所定形状の開口部を設けたフォトマスクを介してアラ
イメント露光を行った。（図４（Ｄ）に相当） 次に、現像を行った後、露出した透明導電層に対して塩
酸／塩化第二鉄水溶液にてエッチングを行い、次いで水
酸化ナトリウム水溶液にてレジストの剥離を行った。こ
れにより、図１および図２に示されるような構造のカラ
ーフィルタを得た。

【００４８】この柱状凸部を備えたカラーフィルタにポ
リイミド配向層を設けて配向処理（ラビング）した後、
エポキシ樹脂系シール剤を用いてＴＦＴアレイ基板と貼
り合わせ、ＴＮ型液晶をカラーフィルタとＴＦＴアレイ
基板との間の間隙部に封入した。作製した液晶表示装置
は、表示面全体に均一な間隙が保持されているので、色
ムラ等を生じることなく良好な表示品質が得られ、ま
た、カラーフィルタの透明導電層とＴＦＴアレイ基板上
の電極部等との電気的短絡を生じることがなく信頼性も
良好であった。 （実施例２）まず、実施例１と同様にして、基板上にブ
ラックマトリックスを形成した。

【００４９】次に、実施例１と同様にして、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、緑色パターンおよび青色パターンを形成し、これと
同時に、ブラックマトリックス上の柱状凸部形成部位に
赤色着色層、緑色着色層および青色着色層を積層して柱
状凸部（高さ４．５μｍ）を形成した。（図７（Ｃ）に
相当） 次に、カラーフィルタ周辺部のＴＦＴアレイ基板との貼
り合わせ領域を金属製額縁状マスクで遮蔽しながら、ブ
ラックマトリックス、着色層および柱状凸部を覆うよう
に実施例１と同様にスパッタリング法により透明導電層
（厚さ０．１５μｍ）を形成した。（図７（Ｄ）に相
当） 次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にアル
ミナ粉末研磨剤含有樹脂を塗布して作成した１００００
番の研磨用テープを使用し、巻き取り機能を有する研磨
機に研磨用テープを充填し、線接触によりカラーフィル
タ表面を研磨することによって、柱状凸部の上端面に存
在する透明導電層を除去した。これにより、図５および
図６に示されるような構造のカラーフィルタを得た。

【００５０】この柱状凸部を備えたカラーフィルタを用
いて実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。こ
の液晶表示装置は、表示面全体に均一な間隙が保持され
ているので、色ムラ等を生じることなく良好な表示品質
が得られ、また、カラーフィルタの透明導電層とＴＦＴ
アレイ基板上のＴＦＴ電極部等との電気的短絡を生じる
ことがなく信頼性も良好であった。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればカ
ラーフィルタは、基板上の備えられている複数の柱状凸
部が、その上端面に透明導電層が存在せず露出している
ので、カラーフィルタをＴＦＴアレイ基板と貼り合わせ
た時に、この柱状凸部によってカラーフィルタとＴＦＴ
アレイ基板との間に均一で高精度の液晶層用の間隙が形
成されるとともに、カラーフィルタの透明導電層とＴＦ
Ｔアレイ基板上のＴＦＴ電極部等との電気的短絡を生じ
ることがないので、均一な厚みの液晶層を備え、輝度ム
ラ、色ムラがなくコントラスト比、応答性等の表示品質
に優れ信頼性の高いカラー液晶表示装置が可能となり、
また、少なくとも着色層の形成領域と柱状凸部を覆うよ
うに透明導電層を形成した後、柱状凸部を覆う透明導電
層のうち少なくとも柱状凸部の上端面に存在する透明導
電層を除去することによって上記の柱状凸部を構成する
ので、工程が簡便であり、特に柱状凸部の上端面に存在
する透明導電層を研磨テープで除去する場合には、柱状
凸部の高さをより均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの実施形態の一例を示
す部分平面図である。

【図２】図１に示された本発明のカラーフィルタのＡ−
Ａ線における縦断面図である。

【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。

【図４】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説
明するための工程図である。

【図５】本発明のカラーフィルタの他の実施形態を示す
部分平面図である。

【図６】図５に示された本発明のカラーフィルタのＢ−
Ｂ線における縦断面図である。

【図７】本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を
説明するための工程図である。

【符号の説明】

１，１１…カラーフィルタ ２，１２…基板 ３，１３…ブラックマトリックス ５，１５…着色層 ６，１６…柱状凸部 １７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ…柱状凸部を構成する着色層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 徳久 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

Claims (3)

【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、前記基板上の複数の
   所定部位に形成された柱状凸部と、前記着色層を覆い、
   かつ、少なくとも前記柱状凸部の上端面を露出させるよ
   うに形成された透明導電層とを備えることを特徴とする
   カラーフィルタ。
2. 【請求項２】 基板上に所定のパターンで複数色からな
   る着色層を形成する工程、前記基板上の複数の所定部位
   に柱状凸部を形成する工程、少なくとも前記着色層の形
   成領域と前記柱状凸部を覆うように透明導電層を形成す
   る工程、および、前記柱状凸部を覆う透明導電層のうち
   少なくとも前記柱状凸部の上端面に存在する透明導電層
   を除去する工程、を有することを特徴とするカラーフィ
   ルタの製造方法。
3. 【請求項３】 基板上に所定のパターンで複数色からな
   る着色層を形成するとともに、前記基板上の複数の所定
   部位に複数色の着色層を積層して柱状凸部を形成する工
   程、少なくとも前記着色層の形成領域と前記柱状凸部を
   覆うように透明導電層を形成する工程、および、前記柱
   状凸部を覆う透明導電層のうち少なくとも前記柱状凸部
   の上端面に存在する透明導電層を除去する工程、を有す
   ることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。