JP2001221909A - カラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶層の厚み（セルギャップ）を一定間隔に
保持するためのスペーサー部を簡便に、かつ精度よく形
成でき、ＥＢＵ、ＨＤＴＶ等の高品位の液晶ディスプレ
イに対応可能な表示色度を有するカラーフィルターの提
供。 【解決手段】 ｘ，ｙ表色系で表される赤、緑、青の３
原色の表示色度が、赤：０．６３＜ｘ，０．２８＜ｙ、
緑：０．３１＜ｘ，０．６０＜ｙ、青：０．１５＜ｘ，
０．０７５＜ｙである液晶表示素子に使用されるカラー
フィルターであって、該液晶表示素子を形成する２枚の
基板を一定の間隔に保持するためのスペーサーが、カラ
ーフィルターの成形する赤、緑、青の３原色及び黒色の
群から選ばれた少なくとも２つの着色層を部分的に積層
することにより形成される。特にカラーフィルターは、
仮支持体上に設けた顔料を含む感光性樹脂組成物を前記
基板上に転写、パターン露光、現像して形成されたもの
が望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶カラーディス
プレー等に使用するのに好適なカラーフィルターに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は、液晶層の厚み
（セルギャップ）を一定間隔に保持するために、カラー
フィルター基板と対向電極基板からなる２枚の基板間に
所定の粒径を有するプラスチックビーズ、セラミックス
ビーズ等のスペーサービーズを散布して、両基板を張り
合わせている。しかしながら、上述のような方法では、
スペーサービーズの均一な散布が難しく、セルギャップ
を表示領域全域にわたって一定にできない問題があっ
た。また、スペーサービーズを多量に使用すると、セル
ギャップは一定に保たれるが、表示領域に存在するスペ
ーサーのために液晶層部分の開口率が低下すること、２
枚の基板の張り合わせ時にスペーサービーズによって配
向膜や透明電極を傷つけ表示欠陥が生じる等の問題があ
った。

【０００３】このような問題を解決決するために、特開
昭６３−８２５４、特開平５−１９６９４６では、カラ
ーフィルター基板の2〜3色の着色層を積層してスペーサ
ーを形成することが提案されている。この方法では、求
められる液晶層の厚み(セルギャップ)に相当する厚みの
スペーサーを形成するためには、各着色層の充分な厚み
と厚み精度が必要である。

【０００４】カラーフィルターの形成方法としては、
１)印刷法，２)インクジエット法、３）ミセル電着法、
４）顔料分散法等が知られている。しかし，印刷法で
は，高い精度での重ね合わせが困難なことが懸念され、
インクジエット法では，着色層の重ね合わせ部の高さの
安定な制御が難しいことが問題である。ミセル電着法は
電着パターンを形成する工程が必要であることと、顔料
の帯電したミセル分散溶液の安定性が難しくカラーフィ
ルターを安定に製造することが困難であるという懸念が
ある。

【０００５】現在，最も一般的な方法は，顔料分散法で
ある。顔料分散法は着色した感光性樹脂液の塗布と露
光、現像の繰り返しにより行われるが、この方法で通常
作製される着色層の厚みでは、その重ね合わせによって
も必要とするスペーサーの高さが得られない。また，着
色層の塗布膜厚を厚くしょうとすると、基板の中心部と
周辺部の面内での厚みのムラが生じやすいこと、また，
２色目以降の塗布は、すでに先に形成した色のパターン
上に塗布するものであるため、厚みのムラが発生しやす
く，厚みの均一な制御が困難である。

【０００６】これらの問題点を改善する目的で，特開平
９ー４３４２５，特開平１０−１７７１０９では，樹
脂，遮光剤からなる樹脂マトリックス上に３原色からな
る着色層を積層する方法、さらにこれに加えてレジスト
層を積層する方法等が提案されているが、いずれも４層
以上の積層が必要となり，スペーサーとしての精密な高
さの制御が難しい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，前記
の問題点に鑑み、着色層を積層したスペーサー部を簡便
に、かつ精度よく形成することができ、かつＥＢＵ、Ｈ
ＤＴＶ等の高品位の液晶ディスプレイに好適なカラーフ
ィルターを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明のカラーフィルターは、 ＜１＞ ｘ，ｙ表色系で表される赤、緑、青の３原色の
表示色度が、 赤：０．６３＜ｘ，０．２８＜ｙ 緑：０．３１＜ｘ，０．６０＜ｙ 青：０．１５＜ｘ，０．０７５＜ｙ である液晶表示素子に使用されるカラーフィルターであ
って、該液晶表示素子を形成する２枚の基板を一定の間
隔を保持するためのスペーサーが、カラーフィルターの
成形する赤、緑、青の３原色及び黒色の群から選ばれた
少なくとも２つの着色層を部分的に積層することにより
形成されことを特徴とするカラーフィルターである。 ＜２＞ 前記カラーフィルターが、仮支持体上に設けた
顔料を含む感光性樹脂組成物層を前記基板上に転写、パ
ターン露光、現像することにより製造されていることを
特徴とする前記＜１＞に記載のカラーフィルターであ
る。 ＜３＞ 前記仮支持体上に設けた感光性樹脂組成物層中
に含まれるモノマーの全固形分に対する比率が１５〜３
５％の範囲にあることを特徴とする前記＜２＞に記載の
カラーフィルターである。 ＜４＞ 仮支持体上に形成された感光性樹脂組成物層の
動的粘性率（η’）が該感光性樹脂組成物を基板上に転
写するときの温度において ４×１０²＜η’＜１×１０⁶ （ポイズ） であることを特徴とする前記＜２＞または前記＜３＞に
記載のカラーフィルターである。 ＜５＞ カラーフィルター上に設けた前記スペーサーの
最上部の面積（Ｓ）が４００μｍ²＜Ｓ＜４０００μｍ²
であることを特徴とする前記＜２＞乃至前記＜４＞のい
ずれかに記載のカラーフィルターである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。 ＜カラーフィルター用転写材料＞先ず、本発明のカラー
フィルター用転写材料について説明する。カラーフィル
ター用転写材料は、着色された感光性樹脂組成物層を仮
支持体上に設けた画像形成材である。該仮支持体の上に
は、着色した感光性樹脂組成物層を直接、もしくは紫外
線透過性を有し酸素透過性が低い中間層を介して設ける
ことが望ましい。さらに、転写時の気泡混入を避ける目
的で、熱可塑性樹脂層を設けるのが好ましい。その場合
は、仮支持体、熱可塑性樹脂層、中間層、感光性樹脂組
成物層の順に積層するのが好ましい。これらの層は、層
を構成する素材を適当な溶剤に溶解し、塗布・乾燥する
ことにより作製することができる。この際、既に形成さ
れている層の上に重層塗布する場合には、下の層を侵さ
ない溶剤であることが必要であるが、これらの溶剤は当
業者が適宜選択することが可能である。

【００１０】（仮支持体）本発明で用いる着色した感光
性樹脂組成物層のための仮支持体としては、可撓性を有
し、加圧もしくは加圧及び加熱下においても著しい変
形、収縮もしくは伸びを生じないことが必要である。そ
のような支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、トリ酢酸セルローズフィルム、ポリスチ
レンフィルム、ポリカーボネートフィルムを挙げること
ができる。２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ムが特に好ましい。

【００１１】（中間層）中間層は、着色した感光性樹脂
組成物層を透明基板に密着した後で、仮支持体を剥離
し、パターン露光するに際し、着色した感光性樹脂組成
物層中での光硬化反応を阻害する空気中からの酸素の拡
散を防止するためと、３つの層を積層する場合に熱可塑
性樹脂層と感光性樹脂組成物層が混じり合わないように
するためのバリアー層として設けられる。そのため、着
色した感光性樹脂組成物層からは機械的に剥離できない
ようにし、かつ酸素の遮断能が高いことが好ましい。

【００１２】このような中間層はポリマーの溶液を仮支
持体上に直接、または熱可塑性樹脂層を介して塗布する
ことにより形成される。中間層に用いる好適なポリマー
として、特公昭４６─３２７１４号及び特公昭５６４０
８２４号の各公報に記載されているポリビニルエ−テル
／無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロー
スの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキ
シアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルピロリドン、各種のポリアクリルアミド類、各
種の水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼ
ラチン、エチレンオキサイド重合体、各種の澱粉及びそ
の類似物からなる群の水溶性塩、スチレン／マレイン酸
の共重合体、及びマレイネート樹脂、さらにこれらの２
種以上の組合せがあげられる。特に好ましいのは、ポリ
ビニルアルコールとポリビニルピリドンの組合せであ
り、ポリビニルアルコールは鹸化率が８０％以上である
ものが好ましい。

【００１３】ポリビニルピロリドン等のポリマーの含有
量は中間層固形分の１重量％〜７５重量％が好ましく、
より好ましくは１重量％〜６０重量％、さらに好ましく
は１０重量％〜５０重量％である。１重量％未満では感
光性樹脂層との十分な密着が得られず、７５重量％を超
えると、酸素遮断能が低下する。中間層の厚みは非常に
薄く、約０．１〜５μｍ、特に０．２〜μｍである。中
間層の厚みが０・１μｍ未満の場合、中間層における酸
素の透過性が高すぎ、５μｍを超えると、現像時または
中間層除去時に時間が掛かり過ぎる。

【００１４】（熱可塑性樹脂層）熱可塑性樹脂層を構成
する樹脂は、実質的な軟化点が８０℃以下であることが
好ましい。軟化点が８０℃以下のアルカリ可溶性の熱可
塑性樹脂としては、エチレンとアクリル酸エステルの共
重合体の鹸化物、スチレンと（メタ）アクリル酸エステ
ル共重合体の鹸化物、ビニルトルエンと（メタ）アクリ
ル酸エステル共重合体の鹸化物、ポリ（メタ）アクリル
酸エステル、（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等
の（メタ）アクリル酸エステル共重合体の鹸化物等から
すくなくとも１つ選ばれるのが好ましいが、さらに「プ
ラスチック性能便覧」（日本プラスチック工業連盟、全
日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調査会発
行、１９６８年１０月２５日発行）による軟化点が約８
０℃以下の有機高分子のうち、アルカリ水溶液に可溶な
ものを使用することが出来る。また軟化点が８０℃を超
える有機高分子物質においてもその有機高分子物質中に
該高分子物質と相溶性のある各種の可塑剤を添加して実
質的な軟化点を８０℃以下に下げることも可能である。

【００１５】また、これらの有機高分子物質中に仮支持
体との接着力を調節するために、実質的な軟化点が８０
℃を超えない範囲で各種のポリマーや過冷却物質、密着
改良剤あるいは界面活性剤、離型剤等を加えることが可
能である。好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロ
ピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチ
ルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレ
ート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニ
ルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェー
トを挙げることができる。熱可塑性樹脂層の厚みは６μ
ｍ以上が好ましい。この理由としては熱可塑性樹脂層の
厚みが６μｍ未満であると１μｍ以上の下地の凹凸を完
全に吸収することが出来ず、転写時に下地との間に気泡
を生じやすくなるためである。また上限については、現
像性、製造適性から１００μｍ以下、好ましくは５０μ
ｍ以下である。

【００１６】（感光性樹脂組成物層）感光性樹脂組成物
層は、該感光性樹脂組成物層を基板に転写するときの温
度（Ｔ℃)において、動的粘性率(η’）が一定の範囲に
あることが望ましい。通常の感光性樹脂組成物層を基板
に転写する温度は、３０℃＜Ｔ＜２００℃であり、好ま
しくは５０℃＜Ｔ＜１６０℃である。このような転写時
の温度において、感光性樹脂組成物の動的粘性率
（η’）は、４×１０²＜η’＜１×１０⁶ （ポイズ）
が好ましく、より好ましくは５×１０²＜η’＜２×１
０⁶ （ポイズ）である。動的粘性率（η’）が４×１０
²（ポイズ）よりも小さいと、感光性樹脂組成物層を基
板に転写する際に、感光性樹脂組成物層が流動しやすく
なり、所定の厚みの感光性樹脂組成物層を形成すること
が困難となる。一方、動的粘性率（η’）が５×１０²
（ポイズ）よりも大きいと、感光性樹脂組成物層を基板
に転写に転写する際に、感光性樹脂組成物層の流動性が
極めて低くなり下層との層間に空隙が発生しやするな
る。

【００１７】公知の光重合性組成物を用いた感光性樹脂
組成物層の大部分はこの性質（動的粘性率）を有する
が、公知の感光性樹脂組成物層の一部は、熱可塑性結合
剤の添加あるいは相溶性の可塑剤の添加によってさらに
改質することができる。本発明の感光性樹脂組成物層の
素材としては公知の、例えば特願平２─８２２６２に記
載されている感光性樹脂全てが使用できる。具体的に
は、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダーからなる感光性樹脂
組成物、光重合性組成物、アジド化合物とバインダーか
らなる感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等
があげられる。その中でも特に好ましいのは光重合性樹
脂である。その光重合性樹脂は光重合開始剤、光重合性
モノマー及びバインダーを基本構成要素として含む。

【００１８】この光重合性モノマーは、感光性樹脂組成
物の全固形分に対する比率が１５〜３５％が好ましく、
より好ましくは２０〜３０％である。感光性樹脂組成物
の全固形分に対する光重合性モノマーの比率が１５％よ
りも少ないと、画素の膜強度が低下すると共にスペーサ
ーの強度も低下しやすくなり、一方、３５％を超える
と、感光性樹脂組成物層が流動しやすくなり、所定の厚
みの感光性樹脂組成物層を形成することが困難となる。

【００１９】また、感光性樹脂組成物としては、アルカ
リ水溶液により現像可能なものと、有機溶剤により現像
可能なものが知られているが、公害防止、労働安全性の
確保の観点から、アルカリ水溶液現像可能なものが好ま
しい。

【００２０】感光性樹脂組成物層にはさらにカラーフィ
ルターの構成色である赤色、緑色、青色の顔料を選定す
ることによって、 赤：０．６３＜ｘ，０．２８＜ｙ 緑：０．３１＜ｘ，０．６０＜ｙ 青：０．１５＜ｘ，０．０７５＜ｙとすることができ
る。

【００２１】このような顔料の好ましい具体例として
は、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２５４分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＲ１７７分
散液、Ｃ．Ｉ．ＰＲ２２４分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＧ３６分
散液、Ｃ．Ｉ．ＰＢ１５：６分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＢ６０
分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＹ１３８分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＹ１５
０分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＹ１２８分散液、Ｃ．Ｉ．ＰＹ１
８５分散液、等を挙げることが出来る。着色された感光
性樹脂組成物中の顔料の含有量は、１０〜５０重量％で
あることが好ましい。より好ましくは１２〜５０重量％
である。

【００２２】特に本発明において、好適な顔料は分散液
として使用することが望ましい。この分散液は、以下の
方法により調製することができる。 １）前記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組
成物を,有機溶剤（またはビヒクル）に添加して分散さ
せる方法、 ２）有機溶剤（またはビヒクル）に、前記顔料と顔料分
散剤を別々に添加して分散させる方法、 ３）前記顔料と顔料分散剤とを予め別々に有機溶剤（ま
たはビヒクル）に分散し、得られた分散体を混合する方
法（この場合、顔料分散剤を有機溶剤のみで分散しても
よい。）、 ４）有機溶剤（またはビヒクル）に、前記顔料を分散し
た後、得られた分散体に顔料分散剤を添加する方法。

【００２３】前記ビビクルとは、塗料が液体状態にある
ときに顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状で
あって前記顔料と結合して塗膜を固める部分（バインダ
ー）とこれを溶解希釈する成分（前記有機溶剤）とを含
む。

【００２４】前記顔料を分散させる際に使用する分散機
としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、ロール
ミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモ
ミキサー、サンドミル、等の公知の分散機が挙げられ
る。

【００２５】感光性樹脂組成物層の膜厚は、最終的には
カラーフィルター上に形成されるスペーサー部の構成
と、セルギャップ、および感光樹脂組成物の転写からボ
ストベークまでの工程での膜厚の減少率により決定され
る。各着色層の色の濃さ、現像適性を考慮すると、各着
色層の膜厚は０．５〜５μｍが好ましく、より好ましく
は１．５〜４μｍである。

【００２６】また、スペーサー部の最上部の面積（Ｓ）
は、４００μｍ²＜Ｓ＜４０００μｍ²であることが好ま
しく、より好ましくは５００μｍ²＜Ｓ＜３０００μｍ²
である。スペーサー部を安定して形成するためには,上
記範囲とすることが好ましく、面積（Ｓ）が４００μｍ
²よりも狭いと、スペーサー部が変形しやすくなり、４
０００μｍ²よりも広いと、各画素の開口率が小さくな
り好ましくない。

【００２７】＜カラーフィルターの製造方法＞次に上述
したような方法で作成した画像形成材料(カラーフィル
ター用転写材料）を用いて、カラーフィルターを製造す
る方法を説明する。約１ｍｍの厚みのガラス基板の上
に、仮支持体に形成された感光性樹脂組成物層を加圧加
温下で貼り合わせる。貼り合わせには、従来公知のラミ
ネーター、真空ラミネーターが使用でき、より生産性を
高めるためには、オートカットラミネーターの使用も可
能である。その後仮支持体を剥がした後で、所定のフォ
トマスク、熱可塑性樹脂層、及び中間層を介して露光
し、現像する。また、仮支持体を剥がす前に露光し、そ
の後仮支持体を剥がして現像することも可能であるが、
高解像度を得るためには、露光前に剥がすのが好まし
い。

【００２８】現像は公知の方法で、溶剤もしくは水性の
現像液、特にアルカリ水溶液に浸漬するか、スプレーか
らの現像液噴射を与えること、さらにブラシでのこす
り、または超音波を照射しつつ処理することで行われ
る。

【００２９】本発明のカラーフィルターの製造方法は、
上記したカラーフィルター用転写材料を用いて、転写方
式により３原色の色パターンを形成する工程を有し、こ
れらの色パターンのうちの少なくとも２つの色パターン
を積層したスペーサー部を形成する。カラーフィルター
では、通常、１）ブラックマトリックスを形成した後、
色パターンを形成するか、２)色パターンを形成した
後、ブラックマトッリクスを形成するが、図では、ブラ
ックマトッリクスの形成は省略する。本発明において、
ブラックマトリックスは、必ずしも本発明のカラーフィ
ルター用転写材料を用いた転写方式に限らず、以下の方
法を適用して形成することも可能である。これらの方法
には、例えば、１）スパッタリング法、真空蒸着法等に
よって金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして
ブラックマトッリクスを形成する方法、２）カーボンブ
ラック等の遮光性粒子を含有する樹脂層を形成して、こ
の樹脂層をパターニングしてブラックマトッリクスを形
成する方法、３）カーボンブラック等の遮光性粒子を含
有する感光性樹脂層を形成して、この感光性樹脂層をパ
ターニングしてブラックマトッリクスを形成する方法等
がある。これらの方法の中で、３）の方法において、本
発明のカラーフィルター用転写材料を用いて転写方式で
基板上に感光性樹脂組成物層を形成する方法が簡便さ及
びブラックマトッリクスの厚みの制御等の点から特に好
ましい。

【００３０】以下、カラーフィルターのスペーサー部の
作製方法を図面を基に説明する。図１は本発明のカラー
フィルターの製造方法の好ましい一実施の形態を示す工
程図である。まず、ブラックマトッリクスが形成された
面に、仮支持体上(図示せず）に積層された感光性樹脂
組成物層（Ｒ）１０が基板１２上に張り合わされ、仮支
持体が感光性樹脂組成物層１０から剥がされる。この状
態でフォトマスク１４を介してパターン露光する。

【００３１】次に図１（ｂ）に示すように、感光性樹脂
組成物層（Ｒ）１０の面側を現像すると、露光された領
域で形成された第１の色のパターン（Ｒパターン）１６
が形成される。その後、図１（ｃ）に示すように、仮支
持体上(図示せず）に積層された感光性樹脂組成物層
（Ｇ）１８が第１の色パターン（Ｒパターン）１６上に
張り合わされ、仮支持体が感光性樹脂組成物層（Ｇ）１
８から剥がされる。この状態でフォトマスクを介してパ
ターン露光する。

【００３２】次に図１（ｄ）に示すように、感光性樹脂
組成物層（Ｇ）１８の面側を現像すると、露光された領
域で形成された第２の色のパターン（Ｇパターン）２０
が形成される。その後、図１（ｅ）に示すように、仮支
持体上(図示せず）に積層された感光性樹脂組成物層
（Ｂ）２２が第２の色パターン（Ｇパターン）２０上に
張り合わされ，仮支持体が感光性樹脂組成物層（Ｂ）２
２から剥がされる。この状態でフォトマスクを介してパ
ターン露光すると、図１（ｆ）示すように、第３の色パ
ターン（Ｂパターン）２４が形成される。

【００３３】このようにして、Ｒパターン１６、Ｇパタ
ーン２０、Ｂパターン２４がそれぞれ形成されると共に
これらのパターンが部分的に積層されたスペーサー部
（図中、Ｓで示す）がカラーフィルターの面に所定の間
隔で多数形成される。図では、Ｒパターン１６、Ｇパタ
ーン２０、Ｂパターン２４が部分的に積層されたスペー
サー部（ｓ）の例を示しているが、スペーサー部（ｓ）
の高さは、液晶層の厚みによって任意に選定されるの
で、液晶層の厚みによっては、Ｒパターン１６、Ｇパタ
ーン２０、Ｂパターン２４のうちの２つのパターンによ
ってスペーサー部を形成してもよい。また、本発明は、
特に図示していないが、Ｒパターン１６、Ｇパターン２
０、Ｂパターン２４のうちの１つのパターンと黒色の感
光性樹脂組成物層とを積層してスペーサー部を形成する
カラーフィルターの製造方法も含まれる。

【００３４】本発明のカラーフィルターの製造方法は、
基板上に転写方式で感光性樹脂組成物層を形成すること
ができるので、図２に示すような基板に対しても各色の
パターンを部分的に積層したスペーサー部を有するカラ
ーフィルターを形成することができる。図２において
は、透明基板３０上に，ゲート３２、絶縁膜３４、半導
体層３６、ソース３８、ドレイン４０、ソース電極４
２、ドレイン電極４４、ソース電極４６が設けられ、列
電極（ソース配線）４８及び列電極（ソース配線）５０
に接続されており、これらの面上に層間絶縁膜（平坦化
層）５２が形成されている。この層間絶縁膜（平坦化
層）５２面に転写方式でＲパターン、Ｇパターン、Ｂパ
ターンがそれぞれ形成されると共にこれらのパターンが
部分的に積層されたスペーサー部が形成される。なお，
図２中、５４は画素電極（透明電極）、５６は配向膜、
５８は液晶層，６０は対向電極である。

【００３５】前記した薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を
配列したカラーフィルターでは、スペーサー部の高さの
制御が容易であり、かつ、画素部分にはスペーサー部が
存在しないため、表示領域の面積が低下することがな
く、かつ、スペーサー部は、遮光性を有するので、コン
トラスト比の低下を生じることがない。

【００３６】また、透明基板上に遮光層を金属薄膜で形
成し、フォトリソグラフィーによりマトリックス状にパ
ターニングした後、仮支持体上に設けた着色感光性樹脂
層を該金属薄膜層上に転写し、パターン露光、現像を繰
り返すことにより、光もれがなく、表面が平滑なカラー
フィルターを簡単な工程で製造することが出来る。従っ
て、透明電極の断線が起きにくく、強誘電液晶パネルの
ような狭ギャップに対しても、ギャップむらや、対向基
板との接触によるショートのないカラーフィルターを得
ることができる。

【００３７】さらに、必要に応じて、カラーフィルター
表面の物理的化学的保護と平坦化を目的とする保護層を
カラーフィルターに積層して設けてもよい。保護層とし
ては、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の樹脂
被膜や、酸化珪素等の金属酸化物のような透明性の高い
被膜が用いられるが、その形成方法としては樹脂被膜
は、スピンコート、ロールコート、印刷法等のほか、上
述した画像形成材料のように転写により形成することも
できる。また、金属酸化物等の無機被膜については、ス
パッタリング法、真空蒸着法等によって設ける事が出来
る。

【００３８】以上述べたように、遮光層を金属薄膜で形
成し、カラーフィルターを画像形成材料からの転写によ
って形成することにより、遮光層とカラーフィルターの
間の光もれがなく、しかも、遮光層とカラーフィルター
の重畳部の段差が小さいカラーフィルターを簡単な工程
で製造することが出来る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこの実施例に限定されるものではない。 （実施例１）厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレー
トフィルム仮支持体の上に下記の処方Ｈ１からなる塗布
液を塗布、乾燥させ、乾燥膜厚が２０μｍの熱可塑性樹
脂層を設けた。

【００４０】 熱可塑性樹脂層処方Ｈ１： メチルメタクリレート／２─エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリ レート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比） ＝５５／２８．８／１１．７／４．５、重量平均分子量＝９００００） １５重量部 ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２） ６．５重量部 テトラエチレングリコールジメタクリレート １．５重量部 ｐ−トルエンスルホンアミド ０．５重量部 ベンゾフェノン １．０重量部 メチルエチルケトン ３０重量部

【００４１】次に上記熱可塑性樹脂層上に、下記の処方
Ｂ１からなる塗布液を塗布、乾燥させて、中間層を設け
た。

【００４２】 中間層処方Ｂ１： ポリビニルアルコール（クラレ(株)製、ＰＶＡ２０５、鹸化率＝８０％） １３０重量部 ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレンション社製、ＰＶＰ、Ｋ−９０） ６０重量部 フッ素系界面活性剤（旭硝子(株)製、サーフロンＳ−１３１） １０重量部 蒸留水 ３３５重量部

【００４３】上記熱可塑性樹脂層及び中間層を有する仮
支持体上に、それぞれ表１の処方を有する赤色（ Ｒ層
用）、緑色(Ｇ層用）、及び青色（Ｂ層用）の３色の感
光性溶液をそれぞれ塗布、乾燥させ、それぞれの乾燥膜
厚が２．２５μｍの着色感光性樹脂組成物層を形成し
た。赤色（ Ｒ層用）、緑色(Ｇ層用）、及び青色（Ｂ層
用）の各感光性樹脂組成物に含まれるモノマーの全固形
分に対する比率は、それぞれ２６％、２６％、２７％で
あった。

【００４４】

【表１】

【００４５】このようにして作製したＲ、Ｇ、Ｂの３色
の感光性樹脂組成物層の厚み及び厚みムラ（５０ｃｍ×
５０ｃｍの面積内）は、それぞれＲ：２．７±０．０８
μｍ、Ｇ：２．８±０．０９μｍ、Ｂ：２．８±０．０
８μｍであった。

【００４６】さらに上記感光性樹脂組成物層の上にポリ
プロピレン（厚さ１２μｍ）の被覆シートを圧着し、赤
色、青色、緑色及び黒色画像形成材料を作製した。この
画像形成材料を用いて、以下の方法でカラーフィルター
を作成した。厚さ１．１ｍｍ、４００ｍｍ×３００ｍｍ
の透明ガラス基板（コーニング社＃７０５９）を洗浄
し、シランカップリング剤（信越化学ＫＢＭ−６０３）
１％水溶液に３分間浸漬後、３０秒間純水洗浄して過剰
なシランカップリング剤を洗い落とし、水切りしてオー
ブンで１１０℃２０分間熱処理した。赤色画像形成材料
の被覆シートを剥離し、感光性樹脂組成物層面をシラン
カップリング剤処理した透明ガラス基板にラミネーター
（ソマール（株）製オートカットラミネーターＡＳＬ−
２４）を用いて加圧（１０ｋｇ／ｃｍ）、加熱して貼り
合わせ、続いて仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥
離し、仮支持体を除去した。次に所定のフォトマスクを
介して露光し、現像し、不要部を除去した後、超高圧水
銀灯を用いてカラーフィルター形成面の反対側から紫外
線を３００ｍｊ／ｃｍ²で照射し、透明ガラス基板上に
赤色画素パターンを形成した。続いて、赤色画素パター
ンが形成されたガラス基板上に緑色画像形成材料を上記
と同様にして貼り合わせ、剥離、露光、現像、ポスト露
光を行い、緑色画素パターンを形成した。同様な工程を
青色画像形成材料で繰り返し、透明ガラス基板上にカラ
ーフィルターを形成した。転写、露光、現像、ポスト露
光の各条件は表２に示すとおりである。

【００４７】

【表２】

【００４８】その他の条件、表２の補足説明は次のとお
り。 （現像１）熱可塑性樹脂層、中間層を溶解除去するため
の現像で、現像液としてトリエタノールアミン１％水溶
液を用い、３３℃でシャワー現像した。 （現像２）着色感光性樹脂組成物層を現像し、現像液と
してカラーモザイク現像液ＣＤ−１０００（富士ハント
エレクトロニクステクノロジー社製）１％水溶液を用
い、３３℃でシャワー現像した。上述の条件により形成
したカラーフィルターは画素の抜け（白抜け）が無く、
各画素のサイドエッチも小さく、カラーフィルターとし
て充分な性能を有していた。さらに２５０℃で１時間の
熱処理を施した。このようにして作製したカラーフィル
ター上にＲ、Ｇ、Ｂの３つの着色層の積層により製造し
たスペーサー部は直径３０μｍの円柱状（最上部の面積
は ５９８μｍ²）であり、高さは４．５５μｍであっ
た。

【００４９】（比較例１）実施例１におけるＲ、Ｇ、Ｂ
の積層からなるスペーサー部を設けない以外は、実施例
１と同様にしてカラーフィルターを作製した。ただし、
カラーフィルターのセルギャップを保持するためにカラ
ーフィルター及び対向基板間にスペーサービーズ(平均
粒子径５μm）を２００個／ｍｍ²の密度で散布した。

【００５０】なお、実施例１（比較例１と同じ）の感光
性樹脂組成物層の動的粘性率をソリキッドメーターＭＲ
−３（レオロジ社製）を用いて測定した結果、１３０℃
において、３．０２×１０⁴ポイズであった。

【００５１】実施例１及び比較例１で得られたカラーフ
ィルターの各画素の色度を色度測定装置（ＯＳＰ−ＳＰ
１００：オリンパス(株)製）を用いて測定し、白黒表示
のコントラストをLUMINANCE COLORIMETER BM-7
（（株）トプコン製）を用いて測定した結果をそれぞれ
表３、表４に示す。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】表３の結果から、本実施例のカラーフィル
ターでは、赤、緑、青の表示色度がそれぞれ赤：０．６
３＜ｘ，０．２８＜ｙ、緑：０．３１＜ｘ，０．６０＜
ｙ、青：０．１５＜ｘ，０．０７５＜ｙの範囲にあり、
このカラーフィルターは、ＥＢＵ、ＨＤＴＶ等の高品位
の液晶ディスプレイに好適であることがわかる。表４の
結果から、本実施例のカラーフィルターは、比較例のカ
ラーフィルターに比べてコントラストに優れていること
がわかる。

【００５５】

【発明の効果】以上の通り、本発明のカラーフィルター
は、求められる液晶層の厚みに応じてスペーサー部の高
さを制御できるため、均一な液晶層となり、輝度ムラ、
色ムラの表示品質に優れ、さらにＥＢＵ、ＨＤＴＶ等の
高品位の液晶ディスプレイに対応可能な表示色度を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターを製造する方法の好
ましい一実施の形態を示す工程図である。

【図２】本発明のカラーフィルターの一実施の形態を示
す断面構成図である。

【符号の説明】

１０ 感光性樹脂組成物層（Ｒ） １２ 基板 １４ フォトマスク １６ Ｒパターン １８ 感光性樹脂組成物層（Ｇ） ２０ Ｇパターン ２２ 感光性樹脂組成物層（Ｂ） ２４ Ｂパターン Ｓ スペーサー部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BA48 BA64 BA66 BB01 BB02 BB08 BB14 BB42 2H089 LA09 NA05 NA14 PA02 PA06 QA14 TA09 TA12 2H091 FA02Y FA35Y FB04 FB06 FC10 FC13 GA08 GA13 LA15 LA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｘ，ｙ表色系で表される赤、緑、青の３原
   色の表示色度が、 赤：０．６３＜ｘ，０．２８＜ｙ 緑：０．３１＜ｘ，０．６０＜ｙ 青：０．１５＜ｘ，０．０７５＜ｙ である液晶表示素子に使用されるカラーフィルターであ
   って、該液晶表示素子を形成する２枚の基板を一定の間
   隔を保持するためのスペーサーが、カラーフィルターを
   形成する赤、緑、青の３原色及び黒色の群から選ばれた
   少なくとも２つの着色層を部分的に積層することにより
   形成されていることを特徴とするカラーフィルター。
2. 【請求項２】 前記カラーフィルターが、仮支持体上に
   設けた顔料を含む感光性樹脂組成物層を前記基板上に転
   写、パターン露光、現像することにより製造されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター。
3. 【請求項３】 前記仮支持体上に設けた感光性樹脂組成
   物層中に含まれるモノマーの全固形分に対する比率が１
   ５〜３５％の範囲にあることを特徴とする請求項２に記
   載のカラーフィルター。
4. 【請求項４】 仮支持体上に形成された感光性樹脂組成
   物層の動的粘性率（η’）が該感光性樹脂組成物を基板
   上に転写するときの温度において ４×１０²＜η’＜１×１０⁶ （ポイズ） であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載
   のカラーフィルター。
5. 【請求項５】 カラーフィルター上に設けた前記スペー
   サーの最上部の面積（Ｓ）が４００μｍ²＜Ｓ＜４００
   ０μｍ²であることを特徴とする請求項２乃至請求項４
   のいずれかに記載のカラーフィルター。