JPH11295710A - カラー表示装置、カラー表示装置用基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタと素子基板との密着性に優れ
たカラー表示装置用基板及びその製造方法並びにカラー
表示装置を提供することにある。 【解決手段】 カラー表示装置の一部をなし光制御用の
素子４６ａを有するカラー表示装置用基板１の製造方法
であって、基台２８上に着色層４０を形成する第１工程
と、着色層４０の上に、光透過性の接着層前駆体４４を
介して、素子４６ａが形成された素子基板４６を接着す
る第２工程と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
のカラー表示装置、カラー表示装置用基板及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】カラー表示装置の一例として、従来の液
晶表示装置は、素子基板とカラーフィルタとの間に液晶
を封入して、素子基板に形成されたスイッチング素子に
よって、液晶を制御するようになっていた。

【０００３】ここで、カラーフィルタを製造する方法と
して、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法などがあ
る。これらの製造方法のうち、印刷法は精度の点で欠点
があり、電着法はパターンが限定されるという欠点があ
ったので、従来、染色法及び顔料分散法が主として用い
られてきた。

【０００４】近年、素子基板側にカラーフィルタを設け
て開口率を上げる技術が開発されている。しかしなが
ら、素子基板には、スイッチング素子や配線などで凹凸
があるので、顔料分散法等の公知の方法では、カラーフ
ィルタを構成する着色層を高い精度で形成することが困
難であった。また、素子基板上に直接カラーフィルタを
形成することで、高価な素子基板を不良にしてしまう可
能性があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、その目的は、カラーフィルタを高精
度かつ高良品率で素子基板上に形成可能なカラー表示装
置用基板及びその製造方法並びにカラー表示装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係るカラ
ー表示装置用基板の製造方法は、カラー表示装置の一部
をなし光制御用の素子を有するカラー表示装置用基板の
製造方法であって、基台上に着色層を形成する第１工程
と、前記着色層の上に、光透過性の接着部材を介して、
前記素子が形成された素子基板を接着する第２工程と、
を含む。

【０００７】本発明によれば、着色層を基台上に形成し
てから、接着部材を介して、着色層に素子基板を接着す
るようになっている。ここで、着色層の形成は基台上で
行われるので、着色層の形成精度は、素子基板の形態に
影響されない。したがって、素子基板上に凹凸等があっ
ても、着色層を高い精度で形成することができる。ま
た、着色層を直接素子基板上に形成しないので、着色層
の形成に際し、素子基板を不良にする率を低減できる。
こうして、着色層が高い精度で素子基板上に形成された
カラー表示装置用基板を高い良品率で製造することがで
きる。

【０００８】（２）前記第１工程は、所定配列の複数の
凸部を有する原盤を製造する原盤製造工程と、前記原盤
と前記基台との間にインク充填層前駆体を密着させて、
前記インク充填層前駆体を固化してインク充填層を形成
した後、前記インク充填層を前記基台側に残して前記原
盤を剥離することにより、複数のインク充填用凹部を有
するインク充填層を転写形成する転写工程と、それぞれ
のインク充填用凹部に、予め設定された色のインクを充
填するインク充填工程と、を含んでもよい。

【０００９】これは、要するに、原盤を型として、イン
ク充填用凹部を有するインク充填層を転写形成し、イン
クを充填して着色層を形成する方法である。原盤は、一
旦製造すればその後、耐久性の許す限り何度でも使用で
きるため、２枚目以降のカラーフィルタの製造工程にお
いて省略でき、工程数の減少および低コスト化を図るこ
とができる。

【００１０】（３）前記原盤製造工程は、基板上に所定
のパターンをなすレジスト層を形成し、次いで、エッチ
ングによって前記基板上に前記凸部を形成して前記原盤
を得る工程を含んでもよい。

【００１１】この工程によれば、エッチング条件を変え
ることにより、凸部の形状および面粗さを高精度かつ自
由に制御することが可能である。

【００１２】（４）前記基板は、シリコン又は石英から
なるものであってもよい。

【００１３】シリコン又は石英は、純度の高いものが得
られやすく、リソグラフィ法におけるエッチングを行う
ときに加工性が良い。原盤は、インク充填用凹部を形成
する際の型となるため、このようなエッチングによる加
工は効果的である。

【００１４】（５）前記原盤製造工程は、第２の基台上
に所定のパターンをなすレジスト層を形成し、次いで、
前記第２の基台およびレジスト層を導体化し、さらに電
気鋳造法（電気メッキ法）により金属を電着させて金属
層を形成した後、この金属層を前記第２の基台およびレ
ジスト層から剥離して前記原盤を得る工程を含んでもよ
い。

【００１５】この工程のより得られた金属製の原盤は、
一般に耐久性および剥離性に優れる。

【００１６】（６）前記転写工程で用いるインク充填層
前駆体は、エネルギーの付与により硬化可能な物質であ
ってもよい。

【００１７】このような物質を利用することで、原盤上
の凸部間の微細部にまでインク充填層形成物質を容易に
充填することができ、したがって、原盤上の凸部形状を
精密に転写したインク充填用凹部を形成することが可能
となる。

【００１８】（７）前記エネルギーは、光及び熱の少な
くともいずれか一方であってもよい。

【００１９】こうすることで、汎用の露光装置やベイク
炉、ホットプレートが利用でき、低設備コスト化、省ス
ペース化が可能である。

【００２０】（８）前記インク充填層前駆体は、紫外線
硬化型樹脂であってもよい。

【００２１】紫外線硬化型樹脂としては、アクリル系樹
脂が透明性に優れ、様々な市販の樹脂や感光剤を利用す
ることができるため好適である。

【００２２】（９）前記原盤製造工程後、前記転写工程
前に、前記原盤の前記凸部間に形成される凹部に、遮光
性材料を充填して遮光性層を形成し、前記転写工程で
は、前記遮光性層が形成された前記原盤を使用し、前記
インク充填層に前記遮光性層を一体化させてもよい。

【００２３】遮光性層は、ブラックマトリクスとなる。

【００２４】（１０）前記遮光性材料は、インクジェッ
ト方式によって充填されてもよい。

【００２５】インクジェット方式によれば、インクの充
填を高速化できるとともに、インクを無駄にすることが
ない。

【００２６】（１１）前記第１工程は、所定配列の複数
の領域を区画する仕切部材を前記基台上に形成する仕切
工程と、それぞれの区画された前記領域に、予め設定さ
れた色のインクを充填するインク充填工程と、を含んで
もよい。

【００２７】これによれば、仕切部材だけで着色層を形
成する領域を区画するので、カラーフィルタを構成する
部分を薄くすることができる。

【００２８】（１２）前記仕切部材は、遮光性材料から
形成されてもよい。

【００２９】（１３）前記インク充填工程で、前記イン
クをインクジェット方式によって充填してもよい。

【００３０】インクジェット方式によれば、インクの充
填を高速化できるとともに、インクを無駄にすることが
ない。

【００３１】（１４）前記第２工程後に、前記基台を前
記着色層から剥離する第３工程を含んでもよい。

【００３２】このように、基台は着色層から剥離しても
よいし、着色層に残して補強板としてもよい。

【００３３】（１５）本発明に係るカラー表示装置用基
板は、上記方法により製造される。

【００３４】（１６）本発明に係るカラー表示装置は、
上記カラー表示装置用基板を有する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照にして説明する。

【００３６】（第１実施形態）図１（Ａ）〜図４（Ｃ）
は、本発明の第１実施形態に係るカラー表示装置用基板
の製造方法を示す図である。

【００３７】まず、図１（Ａ）に示すように、基板１０
上にレジスト層１２を形成する。

【００３８】基板１０は、表面をエッチングして原盤２
４（図１（Ｅ）参照）とするためのもので、ここではシ
リコン製基板が用いられる。シリコン製基板をエッチン
グする技術は、半導体デバイスの製造技術において確立
されており、高精度なエッチングが可能である。なお、
基板１０は、エッチング可能な材料であれば、シリコン
製基板に限定されるものではなく、例えば、石英、ガラ
ス、樹脂、金属、セラミックなどの基板あるいはフィル
ム等が利用できる。

【００３９】レジスト層１２を形成する物質としては、
例えば、半導体デバイス製造において一般的に用いられ
ている、クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジ
アゾナフトキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジ
ストをそのまま利用できる。ここで、ポジ型のレジスト
とは、所定のパターンに応じて放射線に暴露することに
より、放射線によって暴露された領域が現像液により選
択的に除去可能となる物質のことである。

【００４０】レジスト層１２を形成する方法としては、
スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、
ロールコート法、バーコート法等の方法を用いることが
可能である。

【００４１】次に、図１（Ｂ）に示すように、マスク１
４をレジスト層１２の上に配置し、マスク１４を介して
レジスト層１２の所定領域のみを放射線１６によって暴
露して、放射線暴露領域１８を形成する。

【００４２】マスク１４は、少なくとも図１（Ｅ）に示
す凸部２２に対応した領域を、放射線１６が透過しない
ようにパターン形成されたものである。

【００４３】また、凸部２２は、製造しようとするカラ
ーフィルタの各着色層４０を形成するためのインク充填
用凹部３６（図３（Ａ）参照）を転写形成するためのも
のであり、着色層４０の形状および配列に応じて形成さ
れる。例えば、１０型のＶＧＡ仕様の液晶パネルでは、
約１００μｍピッチで、６４０×４８０×３（色）で９
０万画素、つまり約９０万個の凸部２２が原盤２４上に
形成される。

【００４４】また、放射線１６としては波長２００ｎｍ
〜５００ｎｍの領域の光を用いることが好ましい。この
波長領域の光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で
確立されているフォトリソグラフィの技術及びそれに利
用されている設備の利用が可能となり、低コスト化を図
ることができる。

【００４５】そして、レジスト層１２を放射線１６によ
って暴露した後、所定の条件で現像処理を行うと、図１
（Ｃ）に示すように、放射線暴露領域１８のレジストの
みが選択的に除去されて基板１０が露出し、それ以外の
領域はレジスト層１２により覆われたままの状態とな
る。

【００４６】こうしてレジスト層１２がパターン化され
ると、図１（Ｄ）に示すように、このレジスト層１２を
マスクとして、エッチャント２０によって、基板１０を
所定の深さエッチングする。

【００４７】エッチングの方法としてはウエット方式ま
たはドライ方式があるが、基板１０の材質に合わせて、
エッチング断面形状、エッチングレート、面内均一性等
の点から最適な方式および条件を選べばよい。制御性の
点からいうとドライ方式の方が優れており、例えば、平
行平板型リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）方
式、誘導結合型（ＩＣＰ）方式、エレクトロンサイクロ
トロン共鳴（ＥＣＲ）方式、ヘリコン波励起方式、マグ
ネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオンビーム
エッチング方式等の装置が利用でき、エッチングガス
種、ガス流量、ガス圧、バイアス電圧等の条件を変更す
ることにより、凸部２２を矩形に加工したり、テーパー
を付けたり、面を粗らしたりと、所望の形状にエッチン
グすることができる。

【００４８】次に、エッチング完了後に、図１（Ｅ）に
示すように、レジスト層１２を除去すると、基板１０上
に凸部２２が得られ、これを原盤２４とする。凸部２２
間には、凹部３０が形成される。

【００４９】そして、図２（Ａ）に示すように、インク
充填層前駆体２６を介して原盤２４と基台２８とを密着
させる。インク充填層前駆体２６は、図２（Ｄ）に示す
インク充填層３２の材料となる。

【００５０】基台２８の材質は、カラーフィルタの一部
とならないのであれば、平坦性を有していれば限定され
ないが、例えばガラス基板が好ましい。あるいは、基台
２８は、カラーフィルタの一部となるのであれば、カラ
ーフィルタとして要求される光透過性や機械的強度等の
特性を満足するものであることが好ましい。例えば、基
台２８として、ガラス基板、ポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリエーテルサルフォン、アモルファスポリ
オレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチル
メタクリレート等のプラスチック製の基板あるいはフィ
ルム基板を用いてもよい。

【００５１】インク充填層前駆体２６としては、固化し
てインク充填層３２とした際に、その上に形成される着
色層４０（図３（Ｂ）参照）の色特性を損なわない程度
の光透過性を有し、かつ、適度な機械特性を有するもの
であれば特に限定されるものでなく、種々の物質が利用
できるが、エネルギーの付与により硬化可能な物質であ
ることが好ましい。このような物質は、インク充填層３
２の形成時には低粘性の液状で取り扱うことが可能とな
り、常温、常圧下においても容易に原盤２４の凸部２２
間に形成される凹部３０の微細部にまで容易に充填する
ことができる。

【００５２】エネルギーとしては、光及び熱の少なくと
もいずれか一方であることが好ましい。こうすること
で、汎用の露光装置やベイク炉、ホットプレートが利用
でき、低設備コスト、省スペース化を図ることができ
る。インク充填層前駆体２６に使用される物質として
は、例えば、紫外線硬化型樹脂がある。紫外線硬化型樹
脂としては、アクリル系樹脂が好適である。様々な市販
の樹脂や感光剤を利用することで、透明性に優れ、ま
た、短時間の処理で硬化可能な紫外線硬化型のアクリル
系樹脂を得ることができる。

【００５３】紫外線硬化型のアクリル系樹脂の基本組成
の具体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モ
ノマー、光重合開始剤があげられる。

【００５４】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００５５】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。

【００５６】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、ミヒラーケトン等のラジカル発生化合物
が利用できる。

【００５７】なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害
を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗
布を容易にする目的で溶剤成分を添加してもよい。

【００５８】溶剤成分としては、特に限定されるもので
はなく、種々の有機溶剤、例えば、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネー
ト、エトキシエチルプロピオネート、エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテート、
エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロヘキ
サノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等から
選ばれる一種または複数種の利用が可能である。

【００５９】このような紫外線硬化型のアクリル系樹脂
等からなるインク充填層前駆体２６を、図２（Ａ）に示
すように、原盤２４上に所定量滴下する。

【００６０】そして、図２（Ｂ）に示すように、インク
充填層前駆体２６を所定領域まで拡げ、続いて、図２
（Ｃ）に示すように、基台２８側から紫外線３４を所定
量照射してインク充填層前駆体２６を硬化させて、基台
２８と原盤２４の間にインク充填層３２を形成する。

【００６１】インク充填層前駆体２６を所定領域まで拡
げるにあたって、必要に応じて所定の圧力を基台２８及
び原盤２４の少なくとも一方に加えてもよい。

【００６２】ここでは、インク充填層前駆体２６を原盤
２４上に滴下したが、基台２８に滴下するか、基台２８
および原盤２４の両方に滴下してもよい。

【００６３】また、スピンコート法、ディッピング法、
スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法等の
方法を用いて、基台２８または原盤２４のいずれか一
方、または、両方にインク充填層前駆体２６を塗布して
もよい。

【００６４】そして、図２（Ｄ）に示すように、基台２
８およびインク充填層３２を一体的に原盤２４から剥離
して、表面にインク充填用凹部３６を有するインク充填
層３２が形成された基台２８を得る。

【００６５】こうして、基台２８上に、インク充填用凹
部３６を有するインク充填層３２が形成されると、次
に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、それぞれ
のインク充填用凹部３６に、予め設定された着色インク
３８を充填して着色層４０を形成する。

【００６６】インク充填用凹部３６への着色インク３８
の充填方法としては、特に限定されるものではないが、
インクジェット方式が好適である。インクジェット方式
によれば、インクジェットプリンタ用に実用化された技
術を応用することで、高速かつインクを無駄なく経済的
に充填するとが可能である。

【００６７】図３（Ａ）には、インクジェットヘッド４
２によって、例えば、赤、緑、青の着色インク３８をイ
ンク充填用凹部３６に充填する様子を示してある。

【００６８】基台２８上のインク充填用凹部３６に対向
させてインクジェットヘッド４２を配置し、各着色イン
ク３８を各インク充填用凹部３６に吐出する。

【００６９】インクジェットヘッド４２は、例えばイン
クジェットプリンタ用に実用化されたもので、圧電素子
を用いたピエゾジェットタイプ、あるいはエネルギー発
生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイ
プ等が使用可能であり、着色面積および着色パターンは
任意に設定することが可能である。

【００７０】例えば、このインクジェットヘッド４２
を、インクを吐出する吐出口を３色用に各色２０個ずつ
配列し、駆動周波数１４．４ｋＨｚ（１秒間に１４４０
０回の吐出）で、一つのインク充填用凹部３６に３滴ず
つ吐出すれば、約９０万画素の１０型ＶＧＡ仕様のカラ
ーフィルタ用のインク充填用凹部３６に着色インク３８
を充填するのに要する時間は、９０万×３滴／（１４４
００回×２０個×３色）＝約３秒となる。ここで、イン
クジェットヘッド４２がインク充填用凹部３６間を移動
する時間を考慮しても、２〜３分程度で全てのインク充
填用凹部３６に着色インク３８を充填することができ
る。

【００７１】そして、着色インク３８に溶剤成分を含む
ものは、熱処理を行って溶剤を揮発させる。なお、着色
インク３８は、溶剤成分を発揮させると収縮するため、
収縮後に必要な色濃度が確保できる量を充填しておくこ
とが必要である。こうして、図３（Ｂ）に示すように、
基台２８上に、インク充填層３２及び着色層４０を含む
カラーフィルタが得られる。

【００７２】次に、図４（Ａ）に示すように、着色層４
０が形成されたインク充填層３２上に接着層前駆体４４
を滴下し、インク充填層３２及び着色層４０と素子基板
４６とを、接着層前駆体４４を介して密着させる。な
お、素子基板４６には、図５に示すように、例えば薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）のような複数のスイッチング素
子４６ａが形成されている。各スイッチング素子４６ａ
は、カラー表示装置における光の制御を行う。また、素
子基板４６は、品質検査を経て良品として選別されたも
のである。

【００７３】接着層前駆体４４の組成としては、カラー
フィルタとして要求される光透過性を有しており色特性
への影響がなく、着色層４０及び素子基板４６に対する
密着性を満足するものであれは特に制限されるものでは
なく、種々の接着部材が利用できる。

【００７４】以上の工程によって、図４（Ｂ）に示すよ
うに、所定の領域に接着層４８が形成される。なお、こ
の工程において、接着層前駆体４４をスピンコート法、
ロールコート法等の方法により、予め着色層４０上に、
或いは素子基板４６上に塗り拡げてから、素子基板４６
を密着させてもよい。

【００７５】接着層４８を所定の領域に形成した後、必
要に応じて接着層４８の組成に応じた硬化処理をするこ
とにより接着層４８を硬化させる。例えば、紫外線硬化
型のアクリル系樹脂を接着層前駆体４４として用いると
きは、紫外線を所定の条件により照射することにより、
接着層４８を硬化させる。

【００７６】そして、図４（Ｃ）に示すように、基台２
８をインク充填層３２から剥離して、カラー表示装置用
基板１が得られる。なお、基台２８は、そのまま残して
補強板としてもよい。

【００７７】本実施形態によれば、着色層４０を基台２
８上に形成してから、接着層前駆体４４を介して、イン
ク充填層３２に素子基板４６を接着するようになってい
る。このように、着色層４０の形成は、素子基板４６と
は別の基台２８上で行われるので、着色層４０の形成精
度は、素子基板４６の形態に影響されない。したがっ
て、素子基板４６上に凹凸等があっても、着色層４０を
高い精度で素子基板４６上に形成することができる。ま
た、着色層４０を直接素子基板４６上に形成しないの
で、着色層４０の形成に際し、素子基板４６を不良にす
る率を低減できる。こうして、着色層４０が高い精度で
素子基板４６上に形成されたカラー表示装置用基板１を
高い良品率で製造することができる。

【００７８】なお、上記実施形態では、原盤２４上に凸
部２２を形成するに際し、ポジ型のレジストを用いた
が、放射線に暴露された領域が現像液に対して不溶化
し、放射線に暴露されていない領域が現像液により選択
的に除去可能となるネガ型のレジストを用いても良く、
この場合には、上記マスク１４とはパターンが反転した
マスクが用いられる。あるいは、マスクを使用せずに、
レーザ光あるいは電子線によって直接レジストをパター
ン状に暴露しても良い。

【００７９】また、本発明において、着色層の形成方法
は、上記実施形態に限定されるものではなく、顔料分散
法などによって着色層を形成してもよい。

【００８０】本実施形態に係る製造方法は上記の通りで
あり、図５は、こうして製造されたカラー表示装置用基
板の分解斜視図である。同図に示すように、素子基板４
６には、複数のスイッチング素子４６ａが形成され、各
スイッチング素子４６ａは、電極４６ｘ、４６ｙに接続
されている。そして、電極４６ｙにタイミング信号を印
加してスイッチング素子４６ａを制御することで、電極
４６ｘに入力された駆動電圧をオン・オフするようにな
っている。こうして、例えば液晶表示装置に使用される
場合には、スイッチング素子４６ａによって、液晶の駆
動電圧を制御するようになっている。

【００８１】（第２実施形態）図６（Ａ）〜図７（Ｂ）
は、本発明の第２実施形態に係るカラー表示装置用基板
の製造方法を示す図である。本実施形態は、上記第１実
施形態における原盤の他の製造方法を提供するものであ
る。

【００８２】まず、図６（Ａ）に示すように、第２の基
台５０上にレジスト層５２を形成する。第２の基台５０
の材料としては、レジスト層５２をリソグラフィ法によ
りパターン化する際の支持体としての役割を担うもので
あるため、プロセス流動に必要とされる機械的強度や薬
液耐性等を有し、レジスト層５２との付着がよく、密着
可能なものであれば、その種類に限定されない。例え
ば、第２の基台５０としては、ガラス、石英、シリコン
ウェハ、樹脂、金属、セラミックス等を利用できる。本
実施形態では、表面を酸化セリウム系の研磨剤を用いて
平坦に研磨した後、洗浄、乾燥したガラス製基台を用い
る。

【００８３】レジスト層５２の材料および形成方法につ
いては、上記第１実施形態と同様なので、説明を省略す
る。

【００８４】次に、図６（Ｂ）に示すように、レジスト
層５２上を所定のパターンに応じたマスク５４で覆って
放射線５６を照射することにより暴露する。

【００８５】マスク５４は、放射線暴露領域５８に対応
した領域のみ放射線５６が透過するようにパターンが形
成された遮へい部材である。このパターンは、画素領域
のインク充填用凹部３６（図３（Ａ）参照）に相当する
領域に放射線５６を透過させるためのものである。すな
わち、上記第１実施形態と比べると、放射線を透過する
領域と透過しない領域との関係が反転している。もちろ
ん、ネガ型のレジストを用いれば、上記関係を反転させ
ることができる。

【００８６】放射線としては、波長２００ｎｍ〜５００
ｎｍの領域の光を用いることが好ましい。この波長領域
の光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で確立され
ているフォトリソグラフィの技術及びそれに利用されて
いる設備の利用が可能となり、低コスト化を図ることが
できる。

【００８７】次に、図６（Ｃ）に示すように、レジスト
層５２を放射線５６によって暴露した後、一定条件で現
像処理を行って、放射線暴露領域５８のレジスト材料を
除去する。この処理により、放射線５６にさらされてい
た放射線暴露領域５８のレジスト材料が選択的に取り除
かれて第２の基台５０が露出した状態となる。

【００８８】次に、図７（Ａ）に示すように、第２の基
台５０及びパターン化されたレジスト層５２に、導体化
層６０を形成して表面を導体化する。導体化層６０の材
料としては、図７（Ｂ）に示すメッキ（金属）層６２を
成長させるための導電性を備えれば十分であり、例え
ば、Ｎｉを５００〜１０００オングストローム（１０
^-10ｍ） の厚みで形成する。導体化層６０の形成方法と
しては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、無電解
メッキ法等の種々の方法を適用することができる。な
お、導体化層６０を形成せずにメッキ層６２を成長させ
ることが可能であれば、この工程は不要である。

【００８９】そして、図７（Ｂ）に示すように、メッキ
層６２を成長させる。まず、導体化層６０により導体化
されたレジスト層５２および第２の基台５０を陰極と
し、チップ状あるいはボール状のＮｉを陽極として、図
示しないメッキ装置の電極を接続する。そして電気鋳造
法（電気メッキ法）によりＮｉを電着させ、メッキ層６
２を形成させる。

【００９０】電気メッキ液としては、例えば次のような
組成のメッキ液を適用可能である。

【００９１】 スルファミン酸ニッケル：５００ｇ／ｌ ホウ酸 ： ３０ｇ／ｌ 塩化ニッケル ： ５ｇ／ｌ レベリング剤 ： １０ｍｇ／ｌ あるいは、 スルファミン酸ニッケル：９００ｇ／ｌ ホウ酸 ： ６０ｇ／ｌ 塩化ニッケル ： ８ｇ／ｌ レベリング剤 ： ３０ｍｇ／ｌ 続いて、図７（Ｃ）に示すように、導体化層６０および
メッキ層６２を第２の基台５０およびレジスト層５２か
ら剥離する。剥離後に、必要に応じて洗浄することによ
り、原盤６４を完成させることができる。なお、導体化
層６０は、必要に応じて剥離処理を施して、メッキ層６
２から除去してもよい。

【００９２】上記のようにして製造された原盤６４を第
１実施形態における原盤として使用して、本発明のカラ
ーフィルタを製造できる。

【００９３】なお、上記レジスト層５２の形成にはポジ
型のレジストを適用したが、ネガ型のレジストを用いて
もよい。この場合、上記マスク９０とは露光部分と非露
光部分の関係が反転したマスクを用いる。

【００９４】また、露光方法としては、マスクを用いず
に、レーザ光や電子線によって直接レジストをパターン
状に露光するものでもよい。

【００９５】上記したように本実施形態によれば、電気
メッキによりカラーフィルタの製造に適する原盤を製造
することができる。本実施形態により製造される基台は
金属であって堅牢なため、耐久性がよく、製造コストを
さらに下げることができるという効果も奏する。

【００９６】（第３実施形態）図８（Ａ）〜図８（Ｃ）
は、第３実施形態に係るカラー表示装置用基板の製造方
法を示す図である。本実施形態は、カラーフィルタにブ
ラックマトリクスを形成することを特徴とする。

【００９７】まず、図８（Ａ）に示すように、上記第１
実施形態で使用した原盤２４を用意する。そして、原盤
２４の凹部３０に遮光性材料７０を充填する。なお、凹
部３０は、着色層４０の間に位置するので、この領域に
遮光性材料７０を形成することで、ブラックマトリクス
を形成することができる。

【００９８】遮光性材料７０は、光透過性のない材料で
あって耐久性があれば種々の材料を適用可能である。例
えば、黒色染料あるいは黒色顔料をバインダー樹脂とと
もに溶剤に溶かしたものを、遮光性材料７０として用い
る。そのため、ある程度、遮光性材料７０の流動性を確
保する必要がある。溶媒としては、特にその種類に限定
されるものではなく、水あるいは種々の有機溶剤を適用
可能である。有機溶剤としては、例えば、プロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピ
オネート、メトキシエチルプロピオネート、エチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテー
ト、エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロ
ヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等
のうち一種または複数種類の混合溶液を利用できる。

【００９９】本実施形態では、インクジェットヘッドか
らインクのように遮光性材料７０を吐出させる。詳しく
は、図３（Ａ）に示す着色インク３８の充填方法と同様
である。

【０１００】遮光性材料７０を充填するときには、原盤
２４に形成された凹部３０に均一な量で充填されるよう
に、インクジェットヘッドを動かす等の制御を行って、
打ち込み位置を制御する。凹部３０の隅々にまで均一に
遮光性材料７０が満たされたら、充填を完了する。溶剤
成分が含まれている場合には、熱処理により遮光性材料
７０から溶剤成分を除去する。なお遮光性材料７０は、
溶剤成分を除去すると収縮するため、必要な遮光性が確
保できる厚みが収縮後でも残される量を充填しておくこ
とが必要である。

【０１０１】そして、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示すの
と同様の工程を行う。こうして、図８（Ｂ）に示すよう
に、基台２８上に、インク充填層７２と遮光性材料７０
からなる遮光性層７４とが一体的に形成される。

【０１０２】続いて、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すの
と同様の工程を経て、図８（Ｃ）に示すように、ブラッ
クマトリクスとしての遮光性層７４を有するカラー表示
装置用基板２が得られる。

【０１０３】本実施形態によれば、遮光性材料７０を充
填してからインク充填層７２を転写法により形成するの
で、遮光性層７４とインク充填層７２とを同時に製造可
能である。また、遮光性層７４の材料の使用効率が高
く、かつ工程数の短縮を図ることができる。このため、
従来のカラーフィルタよりもコストダウンを図ることが
できる。

【０１０４】（第４実施形態）図９（Ａ）〜図１０
（Ｃ）は、第４実施形態に係るカラー表示装置用基板の
製造方法を示す図である。

【０１０５】まず、図９（Ａ）に示すように、基台８０
上にレジスト層８２を形成する。基台８０の材料として
は、レジスト層８２をリソグラフィ法によりパターン化
する際の支持体としての役割を担うものであるため、プ
ロセス流動に必要とされる機械的強度や薬液耐性等を有
し、レジスト層８２との付着がよく、密着可能なもので
あれば、その種類に限定されない。例えば、基台８０と
しては、ガラス、石英、シリコンウェハ、樹脂、金属、
セラミックス等を利用できる。本実施形態では、表面を
酸化セリウム系の研磨剤を用いて平坦に研磨した後、洗
浄、乾燥したガラス製基台を用いる。

【０１０６】あるいは基台８０を、カラーフィルタの一
部として残す場合には、第１実施形態の基台２８と同様
に、カラーフィルタとしての機能を損なわない性質を有
することが必要である。

【０１０７】レジスト層８２の材料および形成方法につ
いては、上記第１実施形態と同様なので、説明を省略す
る。

【０１０８】次に、図９（Ｂ）に示すように、レジスト
層８２上を所定のパターンに応じたマスク８４で覆って
放射線８６を照射することにより暴露する。マスク８４
は、放射線暴露領域８８に対応した領域のみ放射線８６
が透過するようにパターンが形成された遮へい部材であ
る。このパターンは、カラーフィルタの着色層のパター
ンに対応する。

【０１０９】放射線８６としては、波長２００ｎｍ〜５
００ｎｍの領域の光を用いることが好ましい。この波長
領域の光の利用は、液晶パネルの製造プロセス等で確立
されているフォトリソグラフィの技術及びそれに利用さ
れている設備の利用が可能となり、低コスト化を図るこ
とができる。

【０１１０】そして、レジスト層８２を放射線８６によ
って暴露した後、一定条件で現像処理を行って、放射線
暴露領域８８のレジスト材料を除去する。こうして、図
９（Ｃ）に示すように、仕切部材８２ａが形成される。
仕切部材８２ａは、異なる色の着色インクを区画するも
ので、図３（Ａ）に示すインク充填用凹部３６と同様の
凹部９０を、基台８０とともに形成する。

【０１１１】そして、図３（Ａ）に示すのと同様に着色
インクを充填して、図１０（Ａ）に示すように、各凹部
９０内に着色層４０を形成する。続いて、図４（Ａ）に
示すのと同様に、仕切部材８２ａ及び着色層４０の上
に、接着層前駆体４４を介して、素子基板４６を接着す
る（図１０（Ｂ）参照）。さらに、基台８０を、着色層
４０及び仕切部材８２ａから剥離して、図１０（Ｃ）に
示すように、カラー表示装置用基板３を得ることができ
る。

【０１１２】本実施形態によっても、着色層４０の形成
は、素子基板４６とは別の基台２８上で行われるので、
着色層４０を高精度かつ高良品率で素子基板４６上に形
成可能である。また、本実施形態では、仕切部材だけで
着色層４０の形成領域を区画するので、カラーフィルタ
を構成する部分を薄くすることができる。

【０１１３】なお、本実施形態の変形例として、図１１
（Ａ）に示すように、遮光性を有する材料にて仕切部材
９４を形成してもよい。こうして、得られた図１１
（Ｂ）に示すカラー表示装置用基板４によれば、隣同士
の着色層４０を区画する仕切部材９４が遮光性を有する
ので、ブラックマトリクスとして機能を有する。

【０１１４】図１２は、カラー表示装置用基板４を有す
るカラー液晶パネル（カラー表示装置）の断面図であ
る。カラー液晶パネルは、カラー表示装置用基板４と、
これに対向するガラス基板１００とを備え、その間に液
晶組成物１０２が封入されて構成される。カラー表示装
置用基板４は、素子基板４６上に、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色層４０が、液晶パネルの各
原色の表示要素に対応して設けられたものであって、液
晶パネルでカラーを表示させるための必須のフィルタを
備える。また、各着色層４０を区画する仕切部材９４
は、遮光性材料から構成されているので、コントラスト
の向上、色材の混合防止等のためのブラックマトリクス
となっている。一方、ガラス基板１００には共通電極１
１０が形成されている。また、カラー表示装置用基板４
及びガラス基板１００の内側には、配向膜１０４、１０
６が形成されている。配向膜１０４、１０６で囲まれる
領域（セルギャップ）には、セルギャップの隙間を一定
に保つためにスペーサ１０８が封入されている。スペー
サ１０８として、球状のシリカ、ポリスチレン等が使用
されている。この液晶パネルにバックライト光を照射
し、液晶組成物１０２をバックライト光の透過率を変化
させる光シャッタとして機能させることによりカラー表
示を行うことができる。

【０１１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、第１実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、第１実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態に
係るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第１実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図５】図５は、第１実施形態に係る方法にて製造され
たカラー表示装置用基板を示す図である。

【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第２実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第２実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、第３実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、第４実施形態に係
るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図である。

【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、第４実施形
態に係るカラー表示装置用基板の製造方法を示す図であ
る。

【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第４実施
形態の変形例を示す図である。

【図１２】図１２は、本発明により製造されたカラー表
示装置を示す図である。

【符号の説明】

２２ 凸部 ２４ 原盤 ２６ インク充填層前駆体 ２８ 基台 ３２ インク充填層 ３６ インク充填用凹部 ３８ 着色インク ４０ 着色層 ４４ 接着層前駆体 ４６ａ 素子 ４６ 素子基板

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー表示装置の一部をなし光制御用の
   素子を有するカラー表示装置用基板の製造方法であっ
   て、 基台上に着色層を形成する第１工程と、 前記着色層の上に、光透過性の接着部材を介して、前記
   素子が形成された素子基板を接着する第２工程と、 を含むカラー表示装置用基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー表示装置用基板の
   製造方法において、 前記第１工程は、 所定配列の複数の凸部を有する原盤を製造する原盤製造
   工程と、 前記原盤と前記基台との間にインク充填層前駆体を密着
   させて、前記インク充填層前駆体を固化してインク充填
   層を形成した後、前記インク充填層を前記基台側に残し
   て前記原盤を剥離することにより、複数のインク充填用
   凹部を有するインク充填層を転写形成する転写工程と、 それぞれのインク充填用凹部に、予め設定された色のイ
   ンクを充填するインク充填工程と、 を含むカラー表示装置用基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のカラー表示装置用基板の
   製造方法において、 前記原盤製造工程は、基板上に所定のパターンをなすレ
   ジスト層を形成し、次いで、エッチングによって前記基
   板上に前記凸部を形成して前記原盤を得る工程を含むカ
   ラー表示装置用基板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のカラー表示装置用基板の
   製造方法において、 前記基板は、シリコン又は石英からなるカラー表示装置
   用基板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２記載のカラー表示装置用基板の
   製造方法において、 前記原盤製造工程は、第２の基台上に所定のパターンを
   なすレジスト層を形成し、次いで、前記第２の基台およ
   びレジスト層を導体化し、さらに電気鋳造法により金属
   を電着させて金属層を形成した後、この金属層を前記第
   ２の基台およびレジスト層から剥離して前記原盤を得る
   工程を含むカラー表示装置用基板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項２から請求項５のいずれかに記載
   のカラー表示装置用基板の製造方法において、 前記転写工程で用いるインク充填層前駆体は、エネルギ
   ーの付与により硬化可能な物質であるカラー表示装置用
   基板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のカラー表示装置用基板
   の製造方法において、 前記エネルギーは、光及び熱の少なくともいずれか一方
   であるカラー表示装置用基板の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のカラー表示装置用基板
   の製造方法において、 前記インク充填層前駆体は、紫外線硬化型樹脂であるカ
   ラー表示装置用基板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項２から請求項８のいずれかに記載
   のカラー表示装置用基板の製造方法において、 前記原盤製造工程後、前記転写工程前に、前記原盤の前
   記凸部間に形成される凹部に、遮光性材料を充填して遮
   光性層を形成し、 前記転写工程では、前記遮光性層が形成された前記原盤
   を使用し、前記インク充填層に前記遮光性層を一体化さ
   せるカラー表示装置用基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のカラー表示装置用基板
    の製造方法において、 前記遮光性材料は、インクジェット方式によって充填さ
    れるカラー表示装置用基板の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１記載のカラー表示装置用基板
    の製造方法において、 前記第１工程は、 所定配列の複数の領域を区画する仕切部材を前記基台上
    に形成する仕切工程と、 それぞれの区画された前記領域に、予め設定された色の
    インクを充填するインク充填工程と、 を含むカラー表示装置用基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のカラー表示装置用基
    板の製造方法において、 前記仕切部材は、遮光性材料から形成されるカラー表示
    装置用基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項２から請求項１２のいずれかに
    記載のカラー表示装置用基板の製造方法において、 前記インク充填工程で、前記インクをインクジェット方
    式によって充填するカラー表示装置用基板の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１２のいずれかに
    記載のカラー表示装置用基板の製造方法において、 前記第２工程後に、前記基台を前記着色層から剥離する
    第３工程を含むカラー表示装置用基板の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいずれかの
    方法により製造されるカラー表示装置用基板。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のカラー表示装置用基
    板を有するカラー表示装置。