JPH04317007A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造方
法に係り、特に、例えば液晶ディスプレイ等のフラット
ディスプレイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラ
ーセンサ等に用いられるカラーフィルタを高精度で、か
つ効率よく得ることのできるカラーフィルタの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラービデオカメラの撮像管に
は、複数色の微細なストライプが透明基板上に形成され
たカラーフィルタが装着されている。また、液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）においても、近年のカラー化の要請に
対応するために、アクティブマトリックス方式および単
純マトリックス方式のいずれの方式においてもカラーフ
ィルタが用いられている。例えば、薄膜トランジスタ（
ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式の液晶デ
ィスプレイでは、カラーフィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ）の３原色が用いられ、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれ
の画素に対応する電極をオン、オフさせることで液晶が
シャッタとして作動しＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素を光
が透過してカラー表示が行われる。そして、色混合は２
色以上の画素に対応する液晶シャッタを開き混色して別
の色に見せる加色混合の原理により網膜上で視覚的に行
われる。

【０００３】上述のようにして用いられるカラーフィル
タは、従来、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等の
手段を用いて製造されていた。ここで、染色法によるカ
ラーフィルタの製造は、ゼラチン、カゼイン、ポリビニ
ルアルコール等の親水性樹脂に重クロム酸塩等の感光剤
を添加した塗布液を、スピンコート塗布法等により透明
ガラス基板上に塗布し、次いで、所定パターンのマスク
を用いて露光・現像を行い、その後、染料により染色し
て第一着色層を形成する。その後、この第一着色層上に
二度染め防止のために防染層を設けてから第二着色層お
よび第三着色層をそれぞれ第一着色層の形成と同様にし
て形成する。これにより、透明ガラス基板上にＲ，Ｇ，
Ｂの各着色層を備えたカラーフィルタを得ることができ
る。

【０００４】また、顔料分散法を用いたカラーフィルタ
の製造は、透明感光性樹脂に有機顔料、無機顔料等の着
色剤を分散した感光液を透明ガラス基板上に塗布して感
光性樹脂層を形成する。次に、この感光性樹脂層上に所
定形状の開口パターンを有するマスクを載置し、露光・
現像を行い第一着色層を形成する。同様にして第二着色
層、第三着色層を形成してＲ，Ｇ，Ｂの各着色層を備え
たカラーフィルタを得ることができる。

【０００５】また、印刷法を用いたカラーフィルタの製
造は、平版オフセット印刷、凹版オフセット印刷等のオ
フセット方式、スクリーン印刷方式、フレキソ印刷方式
等の印刷工程のみで着色層を形成するものである。さら
に、電着法を用いたカラーフィルタの製造は、基板に予
め酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜をフォトリソグラフ
ィーで形成しておき、電着槽中で電気泳動法により所定
の領域に着色層を形成するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、染色法
においては、色調が豊富で解像性に優れるカラーフィル
タが得られる反面、染色の際に既に着色された部分が二
度染めされないように防染対策を施す必要がある等の点
から工程が煩雑であり製造コストが高くなるという問題
があった。また、被染体に水溶性高分子材料を用いてい
るため耐熱性、耐薬品性、耐光性等が劣るという問題も
あった。

【０００７】また、顔料分散法においては、微細なパタ
ーンを形成することが可能である反面、色変えの度にフ
ォトリソグラフィー工程の処理を行う必要があり工程が
煩雑であるとともに、１５インチ以上の大型パネルを製
造する場合の設備費がかかり、製造コスト低減が困難で
あるという問題があった。また、印刷法は、低コスト化
と量産化を同時に可能にするとともに、大画面化も可能
なカラーフィルタの製造方法であるが、寸法精度は±１
０μｍ程度と低く、またピンホール、色ムラが発生し易
くパターン品質が不充分であるという問題があった。

【０００８】さらに、電着法は、寸法精度、パターン品
質とも顔料分散法と同レベルにあり、工程数も減少する
が、高価なＣｒパターンブラックマトリックス形成工程
およびＩＴＯパターン形成工程を含み、製造コストが高
くなるという問題があった。また、１５インチ以上の大
型パネルを製造する場合、設備費の増大という問題もあ
った。

【０００９】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディスプ
レイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ
等に用いられるカラーフィルタを高精度で、かつ効率よ
く得ることのできる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。

【００１０】

【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、本発明は複数色の着色パターンからなる着色
層を備えるカラーフィルタの製造方法において、所定の
着色パターン用の溝部が形成された母型の該溝部に着色
顔料を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、電離放射
線を照射して該電離放射線硬化樹脂を硬化状態もしくは
半硬化状態とし、その後、電離放射線硬化透明樹脂を介
して前記溝部内の電離放射線硬化樹脂と密着するように
前記母型に透明基板を重ね、前記透明基板側および前記
母型側の少なくとも一方から電離放射線を照射して前記
電離放射線硬化透明樹脂を硬化させ、この硬化した電離
放射線硬化透明樹脂を介して前記溝部内の電離放射線硬
化樹脂と前記透明基板とを接着させて前記透明基板上に
着色パターンを形成する工程、を必要色数分繰り返して
前記透明基板上に着色層を形成するような構成とした。

【００１１】

【作用】着色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂は母型
に形成された所定の着色パターン用の溝部に充填され、
電離放射線照射により硬化状態もしくは半硬化状態とさ
れ、その後、電離放射線硬化透明樹脂を介して透明基板
が母型と重ね合され、透明基板側および母型側の少なく
とも一方から電離放射線が照射されて電離放射線硬化透
明樹脂が硬化されると同時に電離放射線硬化透明樹脂を
介して溝部内の電離放射線硬化樹脂が透明基板に接着さ
れて透明基板上に着色パターンが形成され、これを繰り
返すことにより必要とする複数色の着色パターンからな
る着色層を備えるカラーフィルタが得られる。これによ
り、耐熱性、耐光性等を有しパターン寸法精度が良好な
カラーフィルタの製造が可能になるとともに、カラーフ
ィルタの工程の簡略化がなされて製造コストの低減が可
能である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたカラーフ
ィルタを用いたアクティブマトリックス方式による液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図であり、図
２は同じく概略断面図である。図１および図２において
、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラス基板２０
とをシール材３０を介して対向させ、その間に捩れネマ
ティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１０μｍ程度
の液晶層４０を形成し、さらに、カラーフィルタ１０と
透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５１が配設さ
れて構成されている。

【００１３】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図であり、カラーフィルタ１０は透明基板１２と、この
透明基板１２上に第１透明樹脂層１３ａを介して形成さ
れた赤色パターン１４Ｒ、第２透明樹脂層１３ｂを介し
て形成された緑色パターン１４Ｇ、第３透明樹脂層１３
ｃを介して形成された青色パターン１４Ｂとからなる着
色層１４，および第４透明樹脂層１３ｄを介して形成さ
れたブラックマトリックス１６と、この着色層１４およ
びブラックマトリックス１６とを覆うように設けられた
保護層１８と透明共通電極１９とを備えている。このカ
ラーフィルタ１０は透明共通電極１９が液晶層４０側に
位置するように配設されている。そして、着色層１４を
構成する赤色パターン１４Ｒ、緑色パターン１４Ｇ、青
色パターン１４Ｂの各着色パターンの配列は、図１に示
されるようにモザイク配列となっている。尚、着色パタ
ーンの配列はこれに限定されるものではなく、三角配列
、ストライプ配列等としてもよい。

【００１４】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１３に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。

【００１５】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、着色パターン１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂのそれぞ
れの画素を光が透過してカラー表示が行われる。ここで
、本発明によるカラーフィルタ製造の一例を図４および
図５を参照して説明する。先ず、母型４Ｒの赤色パター
ン用の溝部６Ｒが形成された面に、赤色顔料を含有する
電離放射線硬化樹脂を滴下し、ドクターにて余分な電離
放射線硬化樹脂を除去して溝部６Ｒにのみ電離放射線硬
化樹脂８Ｒを充填し、母型４Ｒの溝部６Ｒ側から電離放
射線を照射してする（図４（Ａ））。これにより、電離
放射線硬化樹脂８Ｒは硬化する。次に、母型４Ｒ上に電
離放射線硬化透明樹脂１３ａを滴下し、透明基板１２を
母型４Ｒ上に重ねることにより電離放射線硬化透明樹脂
１３ａを介して溝部６Ｒに充填されている電離放射線硬
化樹脂８Ｒと透明基板１２とを密着させ、この状態で透
明基板１２側から電離放射線を照射する（図４（Ｂ））
。これにより電離放射線硬化透明樹脂１３ａは硬化して
第１透明樹脂層１３ａになるとともに、この第１透明樹
脂層１３ａを介して電離放射線硬化樹脂８Ｒが透明基板
１２に接着され、母型４Ｒと透明基板１２とを分離する
ことにより赤色パターン１４Ｒが形成された透明基板１
２が得られる（図４（Ｃ））。次に、緑色パターン用の
溝部６Ｇが形成された母型４Ｇに、緑色顔料を含有する
電離放射線硬化樹脂を滴下し、ドクターにて余分な電離
放射線硬化樹脂を除去して溝部６Ｇにのみ電離放射線硬
化樹脂８Ｇを充填し、母型４Ｇの溝部６Ｇ側から電離放
射線を照射して電離放射線硬化樹脂８Ｇを硬化する（図
４（Ｄ））。次に、母型４Ｇ上に電離放射線硬化透明樹
脂１３ｂを滴下し、溝部６Ｇに充填された電離放射線硬
化樹脂８Ｇが透明基板１２上の赤色パターン１４Ｒが形
成されていない所定領域と密着するように透明基板１２
と母型４Ｇとを重ね、透明基板１２側から電離放射線を
照射する（図４（Ｅ））。これにより電離放射線硬化透
明樹脂１３ｂは硬化して第２透明樹脂層１３ｂになると
ともに、この第２透明樹脂層１３ｂを介して電離放射線
硬化樹脂８Ｇが透明基板１２に接着され、母型４Ｇと透
明基板１２とを分離することにより緑色パターン１４Ｇ
が形成された透明基板１２が得られる（図４（Ｆ））。 同様に、青色パターン用の溝部６Ｂが形成された母型４
Ｂを用い、この溝部に充填された青色顔料を含有する電
離放射線硬化樹脂８Ｂに、母型４Ｂの溝部６Ｂ側から電
離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂８Ｂを硬化する
（図５（Ａ））。次に、透明基板１２上の赤色パターン
１４Ｒおよび緑色パターン１４Ｇが形成されていない所
定領域に溝部６Ｂ内の電離放射線硬化樹脂８Ｂが位置す
るように電離放射線硬化透明樹脂１３ｃを介して透明基
板１２と母型６Ｂとを重ねる（図５（Ｂ））。そして、
透明基板１２側から電離放射線を照射することにより電
離放射線硬化透明樹脂１３ｃは硬化して第３透明樹脂層
１３ｃになるとともに、この第３透明樹脂層１３ｃを介
して電離放射線硬化樹脂８Ｂが透明基板１２に接着され
、母型と透明基板１２とを分離することにより青色パタ
ーン１４Ｂが形成された透明基板１２が得られる（図５
（Ｃ））。このようにして、透明基板１２上には第１透
明樹脂層１３ａ、第２透明樹脂層１３ｂおよび第３透明
樹脂層１３ｃを介して赤色パターン１４Ｒ、緑色パター
ン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂからなる着色層１４
が形成される。この着色層１４の各着色パターン間には
所定の間隙が残されており、次に、この間隙部分にブラ
ックマトリックスが形成される。すなわち、ブラックマ
トリックス用の溝部６ＢＭが形成された母型４ＢＭを用
い、光非透過性物質を含有する電離放射線硬化樹脂８Ｂ
Ｍをこの溝部６ＢＭに充填し、母型４ＢＭの溝部６ＢＭ
側から電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂８ＢＭ
を硬化する（図５（Ｄ））。次に、母型４ＢＭ上に電離
放射線硬化透明樹脂１３ｄを滴下し、溝部６ＢＭに充填
された電離放射線硬化樹脂８ＢＭが透明基板１２上の着
色層１４の各着色パターン間隙に位置するように透明基
板１２と母型４ＢＭとを重ねる。 そして、透明基板１２側から電離放射線を照射した後、
母型４ＢＭと透明基板１２とを分離することにより透明
基板１２上に第４透明樹脂層１３ｄを介してブラックマ
トリックス１６が形成される（図５（Ｅ））。

【００１６】上述の例では着色層１４の各着色パターン
間に残された間隙部分にブラックマトリックス１６が形
成されるが、間隙を残すことなく着色層１４を形成し、
ブラックマトリックス１６を各着色パターンの境界上に
形成するようにしてもよい。また、ブラックマトリック
ス形成工程を削除することにより、ブラックマトリック
スのないカラーフィルタを製造することができる。

【００１７】また、母型の溝部への電離放射線硬化樹脂
の充填は、上述のようにドクターにより余分の電離放射
線硬化樹脂を除去する１回の操作で行ってもよく、また
、このようにして一度充填を行った後、電離放射線を照
射して硬化させ、その後、再度充填操作を行って溝部へ
の充填率を向上させてもよい。本発明にて使用すること
のできる母型の大きさ、溝部形状は、目的とするカラー
フィルタに対応して適宜決定される。例えばスーパーツ
イストネマティック（ＳＴＮ）単純マトリックス方式用
のカラーフィルタに対応する場合、着色パターン用母型
は幅１１０μｍ、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍ程度の溝
が３９０μｍピッチで４８０本並んだものとすることが
できる。また、ブラックマトリックス用母型は幅２０μ
ｍ、深さ３μｍ、長さ２００ｍｍ程度の溝が１３０μｍ
ピッチで１４４１本並んだものとすることができる。 そして、着色パターン用母型を用いて図４に示されるよ
うに透明基板上に幅１１０μｍの赤色パターン１４Ｒ、
緑色パターン１４Ｇおよび青色パターン１４Ｂ（計１４
４０本）を２０μｍ間隔で順に形成し、ブラックマトリ
ックス用母型を用いて各着色パターン間にブラックマト
リックスを形成することができる。

【００１８】また、母型の溝部の断面形状は、図６（Ａ
）に示されるように底部に対して側面が垂直であるよう
な矩形状、図６（Ｂ）に示されるように底部に対して側
面がテーパーθを有する形状、図６（Ｃ）に示されるよ
うに側面が階段状であるもの等とすることがでいる。特
に、溝部の断面形状を図６（Ｂ），（Ｃ）に示される断
面形状とすることにより、母型と電離放射線硬化樹脂と
の剥離性が向上する。この場合、テーパーθは９０°〜
１０°、好ましくは６０°〜４０°程度である。 また、溝部の底部の平面性および溝部の深さ精度は、そ
れぞれ±１０μｍ以内であることが好ましい。母型の材
料は、寸法安定性、低熱膨脹率、耐面内変形性に優れ、
電離放射線に対する耐性および電離放射線硬化樹脂に対
する耐性を有するとともに、余分な電離放射線硬化樹脂
をドクター等により除去する際の耐磨耗性を有すること
が要求される。このような材料としては、無アルカリガ
ラス、アルカリガラス、表面研磨ガラス、低熱膨脹ガラ
ス等のガラス、セラミックス；　　アルミニウム、クロ
ム、銅、ニッケル等の金属あるいは金属化合物；塩化ビ
ニル酢酸ビニル共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリオ
レフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂
、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シリコーン系
樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂あるいはフィラー含有樹脂
等；あるいは上記の複合体等を用いることができる。 また、母型と電離放射線硬化樹脂との剥離性を向上させ
るために、シリコーンオイル散布、金属表面のクロマイ
ト処理等の表面処理、樹脂中への離型成分の導入、離型
剤の添加等を行ってもよい。

【００１９】上述のような材料を用いた母型形成は、機
械切削、ウエットエッチング、ドライエッチング、放射
線加工（レーザー、電子ビーム等）、薄膜形成、メッキ
等の一般的加工方法に従って行うことができる。また、
母型は図７（Ａ）に示されるように溝部６を画定する凸
部４ａと基部４ｂとが同一材料で一体的に形成されたも
の、あるいは図７（Ｂ）に示されるように溝部６を画定
する凸部４ａと基部４ｂとを別の材料で形成されたもの
であってよい。さらに、図７（Ｃ）に示されるように溝
部６を画定する凸部４ａと基部４ｂとを同一材料で一体
的に形成し、凸部４ａ上に金属層４ｃを形成して耐磨耗
性を向上したもの、図７（Ｄ）に示されるように溝部６
を画定する凸部４ａと基部４ｂとを別の材料で形成し、
凸部４ａ上に金属層４ｃを形成して耐磨耗性を向上した
もの等とすることができる。

【００２０】また、母型側から電離放射線を照射する場
合は、母型の材料を透明なものとする必要がある。カラ
ーフィルタ１０の透明基板１２としては、石英ガラス、
パイレックスガラス、合成石英板等の柔軟性のないリジ
ット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の
柔軟性を有するフレキシブル材等を用いることができる
。このなかで、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用のカラーフィルタに
適している。

【００２１】電離放射線硬化樹脂および電離放射線硬化
透明樹脂は公知のものを用いることができ、例えば、エ
ポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエス
テルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコ
ンアクリレート、メラミンアクリレート、不飽和ポリエ
ステル、ポリエン／チオール等の光重合性オリゴマー、
単官能アクリレート、多官能アクリレート等の光重合性
モノマー、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサ
ンリン系、パーオキシド系等の光重合開始剤、アミン系
、キノン系等の光重合開始助剤等からなるものを用いる
ことができる。また、電離放射線硬化樹脂には充填材、
接着付与剤、可塑剤、非反応性ポリマー、およびユリア
樹脂、アミド樹脂、フェノール／ホルマリン樹脂等の樹
脂を添加してもよい。特に、このような電離放射線硬化
樹脂は後述するような着色顔料を含有するため、照射さ
れた電離放射線が深く浸透するようにアセトフェノン構
造の光重合開始剤に比べて感応波長が長いチオキサンリ
ン構造の光重合開始剤を用いることが好ましい。また、
アリレートと混合した場合に、長波長増感効果のあるα
−アミノアセトフェノン等の光重合開始剤の使用が好ま
しい。また、電離放射線硬化樹脂は電離放射線照射によ
り硬化した際の収縮率が小さいものが好ましい。

【００２２】このような電離放射線硬化樹脂に含有され
る着色顔料は、有機顔料、無機顔料いずれでもよく、要
求される分光特性に応じて種々選定することができる。 有機顔料としては、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、
縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、無金属フタロシ
アニン顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン、ペノリ
ン、ジオキサジン等の縮合多環顔料、および酸性または
塩基性染料のレーキ、あるいはこれらの混合物等を用い
ることができる。また、無機顔料としては、チタン白等
の白色顔料、炭酸カルシウム等の体質顔料、カーボンブ
ラック等の黒色顔料、カドミウムレッド等の赤色顔料、
チタンイエロー等の黄色顔料、チタンコバルトグリーン
等の緑色顔料、コバルトブルー等の青色顔料、マンガン
バイオレット等の紫色顔料等を用いることができる。特
に、変色温度が１５０℃以上、好ましくは２５０℃以上
であるような耐熱性の高い顔料が好ましい。また、ブラ
ックマトリックス用の光不透過物質としては、カーボン
ブラック、グラファイト、黒色酸化鉄、鉄黒、銅酸化物
、マンガン酸化物等の金属酸化物等を用いることができ
る。このような顔料の平均粒子径は数μｍ以下が好まし
く、特に５μｍ以上の粒子を含まない顔料が好ましい。

【００２３】上記の顔料に対して表面処理を行うことに
より耐熱性等を向上させることができる。表面処理とし
ては、ロジン変性処理、アミン・カチオン活性剤処理、
脂肪酸・アニオン活性剤処理、ノニオン活性剤処理、ポ
リマー樹脂処理、顔料誘導体による処理、部分酸化等の
トポケミカルな方法による処理、溶剤処理等、あるいは
これらの併用が可能である。また、耐熱性を向上させる
ために、顔料結晶にわずかに異なった構造の誘導体を組
み込むことも好適であり、例えば銅フタロシアニン顔料
に部分塩素化銅フタロシアニンやフタルイミドメチル銅
フタロシアニン等を少量併用することで変色温度の上昇
がみられる。さらに、顔料成分にカルバモイル基（−Ｃ
ＯＮＨ２　）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入す
ることによっても変色温度の上昇がみられる。

【００２４】尚、無機顔料は有機顔料に比べて紫外線を
透過し難いため、無機顔料を使用する場合は光重合開始
剤の含有率を５〜２０重量％に高めるか、あるいは顔料
の表面処理を行う必要がある。但し、電離放射線として
電子線を用いる場合は、このような対応をとる必要はな
い。着色顔料を含有した電離放射線硬化樹脂の粘度は、
１００００ｃｐｓ以下が好ましく、特に、表面平坦性お
よび気泡混入防止に点から５００ｃｐｓ以下が好ましい
。

【００２５】電離放射線の照射源としては、低圧水銀ラ
ンプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ、パルスキセノンランプ、無電極放電ランプ
等の紫外線照射装置を用いることができ、照射量は１０
〜５００Ｗ／ｃｍ程度が好ましい。また、コールドミラ
ーを用いて赤外光を取り除き、被照射物の昇温を防止す
るようにしてもよい。尚、平板状の母型を用いる場合、
透明基板と母型とで電離放射線硬化樹脂を挟んだ際に電
離放射線硬化樹脂のうち酸素に触れる部分の硬化不良が
発生し易いため、窒素雰囲気中で硬化を行うことが好ま
しい。また、電離放射線の照射源として線状フィラメン
ト型、走査型等の電子線発生装置を用いることもできる
。この場合、照射エネルギーは１００〜５００ｋＶで１
〜１０Ｍｒａｄ程度が好ましい。

【００２６】カラーフィルタ１０の着色層１６を覆うよ
うに設けられる保護層１８は、カラーフィルタ１０の表
面平滑化、信頼性の向上、および液晶層４０への汚染防
止等を目的とするものであり、アクリル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透明樹脂、あるいは二
酸化ケイ素（ＳｉＯ２　）等の透明無機化合物等を用い
て形成することができる。保護層の厚さは０．５〜５０
μｍ程度が好ましい。

【００２７】透明共通電極１９としては、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴＯ膜は
蒸着法、スパッタ法等の公知の方法により形成すること
ができ、厚さは２００〜２０００Å程度が好ましい。次
に、実験例を示して本発明を更に詳細に説明する。 （実験例１）表面研磨した無アルカリガラス（厚さ２ｍ
ｍ）を４枚準備し、スパッタリング法により各ガラスの
表面に厚さ３００００Åのクロム（Ｃｒ）膜を形成し、
このＣｒ膜上にフォトレジストを厚さ２μｍで塗布した
。次に、幅１１０μｍ、長さ２００ｍｍの開口部分が３
９０μｍピッチで４８０本並んだストライプ状のフォト
マスク（ネガタイプ）Ｎｏ．１〜３と、幅２０μｍ、長
さ２００ｍｍの開口部分が１３０μｍピッチで１４４０
本並んだストライプ状のフォトマスク（ネガタイプ）Ｎ
ｏ．４とを準備した。そして、これらのフォトマスクを
用いて上記の各ガラスのＣｒ膜側から露光・現像エッチ
ングを行った。これにより、フォトマスクＮｏ．１〜３
を用いたガラスは、それぞれ幅１１０μｍ、深さ３μｍ
、長さ２００ｍｍの溝が３９０μｍピッチで４８０本並
んだ母型Ｎｏ．１〜３とされ、また、フォトマスクＮｏ
．４を用いたガラスは、幅２０μｍ、深さ３μｍ、長さ
２００ｍｍの溝が１３０μｍピッチで１４４１本並んだ
ブラックマトリックス用の母型Ｎｏ．４とされた。

【００２８】次に、下記の青色顔料、緑色顔料、赤色顔
料および紫外線硬化樹脂を準備し、各着色顔料をシラン
カップリング処理した後、紫外線硬化樹脂１００重量部
に対して青色顔料は１２重量部、緑色顔料は２０重量部
、赤色顔料は２０重量部を、それぞれ混合分散して青色
、緑色、赤色の各着色紫外線硬化樹脂とした。 （青色顔料） 　　・リオノールブルーＥＳ　　東洋インキ製造（株）
製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｂ
ｌｕｅ１５．６　　　　　　　　…９重量部　　・リオ
ノゲンバイオレットＲＬ　　東洋インキ製造（株）製　
　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｖｉｏ
ｌｅｔ２３　　　　　　　　…３重量部（緑色顔料） 　　・リオノールグリーン２ＹＳ　　東洋インキ製造（
株）製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　
　Ｇｒｅｅｎ３６　　　　　　　　　　…１５重量部　
　・セイカファーストイエロー２７００　　大日精化工
業（株）製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔ　　Ｙｅｌｌｏｗ８３　　　　　　　　…４重量部（
赤色顔料） 　　・リオトゲンレッドＧＤ　　東洋インキ製造（株）
製　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｒ
ｅｄ１６８　　　　　　　　　　　　…２３重量部　　
・リオノーゲンレッドＲＬ　　東洋インキ製造（株）製
　　　　　　　　　　Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ　　Ｏｒ
ｅｎｇｅ３６　　　　　　　　…８重量部（紫外線硬化
樹脂） 　　・オリゴエステルアクリレート 　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−７１００，東亜合
成（株）製）　　　　　　　　　　…５０重量部　　・
ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート
　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−１１１，東亜合成
（株）製）　　　　　　　　　　　　…２０重量部　　
・Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（粘度２ｃｐｓ）　　　
　　　　　　　　　…２０重量部　　・光重合開始剤　
　１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン　　　
　　　　　　　　　　　（日本チバガイギー製イルガキ
ュア１８４）　　　　…３重量部さらに、カーボンブラ
ック５重量部を上記の紫外線硬化樹脂１００重量部に混
合分散して、ブラックマトリックス用の黒色紫外線硬化
樹脂とした。

【００２９】また、表面研磨しシランカップリング処理
した無アルカリガラス（コーニング７０５９、厚さ１．
１ｍｍ）を透明基板として準備した。つぎに、母型Ｎｏ
．１の全面に青色紫外線硬化樹脂を流し、母型Ｎｏ．１
上にドクターを摺動させることにより余分な青色紫外線
硬化樹脂を除去して母型Ｎｏ．１の溝部にのみ青色紫外
線硬化樹脂を充填した。同様にして、母型Ｎｏ．２の溝
部に緑色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ．３の溝部
に赤色紫外線硬化樹脂を充填し、母型Ｎｏ．４の溝部に
ブラックマトリックス用の黒色紫外線硬化樹脂を充填し
た。そして、各母型に紫外線を照射（照射量は２００ｍ
Ｊ／ｃｍ２　）して、それぞれ溝部内の着色紫外線硬化
樹脂を硬化させた。その後、上記の紫外線硬化樹脂を母
型Ｎｏ．１上に滴下し、透明基板を母型Ｎｏ．１上に重
ねた。これにより、紫外線硬化樹脂（膜厚約３μｍ）を
介して透明基板と母型Ｎｏ．１とが積層された状態とし
た。この状態で透明基板側から紫外線を照射した。照射
量は２００ｍＪ／ｃｍ２　とした。この紫外線照射によ
り、紫外線硬化樹脂は硬化して透明な紫外線硬化樹脂層
が形成され、この紫外線硬化樹脂層に青色紫外線硬化樹
脂が接着し、その後、母型Ｎｏ．１から透明基板を剥離
したところ透明基板上に紫外線硬化樹脂層を介して青色
パターンが形成されていた。

【００３０】次に、上記と同様に紫外線硬化樹脂を母型
Ｎｏ．２上に滴下し、透明基板の青色パターンが形成さ
れていない領域のうち青色パターンから２０μｍ離れた
領域に緑色紫外線硬化樹脂が位置するように透明基板を
母型Ｎｏ．２上に重ね、透明基板側から紫外線を照射す
ることにより紫外線硬化樹脂層を介して透明基板上に緑
色パターンを形成した。さらに、上記と同様に紫外線硬
化樹脂を母型Ｎｏ．３上に滴下し、透明基板の青色パタ
ーンおよび緑色パターンの形成領域に挟まれた領域（幅
１５０μｍの）中央に赤色紫外線硬化樹脂が位置するよ
うに透明基板を母型Ｎｏ．３上に重ね、透明基板側から
紫外線を照射することにより紫外線硬化樹脂層を介して
透明基板上に赤色パターンを形成した。これにより、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色パターンを有する着
色層が形成された。

【００３１】次に、上記と同様に紫外線硬化樹脂を母型
Ｎｏ．４上に滴下し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
各着色パターンの境界部分（幅２０μｍ）に黒色紫外線
硬化樹脂が密着するように透明基板を母型Ｎｏ．４上に
重ね、透明基板側から紫外線を照射することにより、紫
外線硬化樹脂層を介して透明基板上にブラックマトリッ
クスを形成した。

【００３２】次に、このような着色層を覆うように保護
層を形成した。この保護層は日本合成ゴム社製オプトマ
ーＳＳを用いてスピンコート法により形成され、厚さは
約２５μｍであった。さらに、この保護層上にスパッタ
リング法により厚さ約２２０Ａの透明共通電極（ＩＴＯ
膜）を形成してカラーフィルタを得た。このようなカラ
ーフィルタの寸法精度は±１μｍであった。 （実験例２）紫外線硬化樹脂の替りに下記の電子線硬化
樹脂を用い、また透明基板として厚さ１００μｍのポリ
エチレンテルフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用い、電子線
照射（母型と透明基板との重ね合わせ前の照射量は１０
Ｍｒａｄ、母型と透明基板との重ね合わせ後の照射量は
１０Ｍｒａｄ）により硬化させた他は実験例１と同様に
してカラーフィルタを得た。

【００３３】このようなカラーフィルタの寸法精度は±
５μｍであり、またＰＥＴ樹脂基板の大きな変形はみら
れなかった。 （電子線硬化樹脂） 　　・ウレタンアクリレート（Ｃ−９５０１　　サート
マー製）　　　　　　…５０重量部　　・ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｍ−東
亜合成製）　　　　　　　　　　…１５重量部　　・テ
トラヒドロフルフリルメタクリレート（粘度２．５ｃｐ
ｓ）…３０重量部（実験例３）母型と透明基板との重ね
合わせ前の紫外線照射量を５０ｍＪ／ｃｍ２　として着
色紫外線硬化樹脂を半硬化状態とし、母型と透明基板と
の重ね合わせ後の紫外線照射量を２００ｍＪ／ｃｍ２　
とした他は実験例１と同様にしてカラーフィルタを得た
。このようなカラーフィルタの寸法精度は±１μｍであ
った。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば着
色顔料を含有する電離放射線硬化樹脂は母型に形成され
た所定の着色パターン用の溝部に充填され、電離放射線
照射により硬化状態もしくは半硬化状態とされ、その後
、電離放射線硬化透明樹脂を介して透明基板が母型と重
ね合され、透明基板側および母型側の少なくとも一方か
ら電離放射線が照射されて電離放射線硬化透明樹脂が硬
化されると同時に電離放射線硬化透明樹脂を介して溝部
内の電離放射線硬化樹脂が透明基板に接着されて透明基
板上に着色パターンが形成され、これを繰り返すことに
より必要とする複数色の着色パターンからなる着色層を
備えるカラーフィルタが得られ、これにより、耐熱性、
耐光性等を有しパターン寸法精度が良好なカラーフィル
タの製造が可能になるとともに、カラーフィルタの工程
の簡略化がなされて製造コストの低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。

【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。

【図４】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明
するための工程図である。

【図５】本発明によるカラーフィルタの製造方法を説明
するための工程図である。

【図６】母型の断面形状を示す断面図である。

【図７】母型の構成例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

４…母型 ６…溝部 １０…カラーフィルタ １２…透明基板 １３…透明樹脂層 １４…着色層 １４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…着色パターン１６…ブラック
マトリックス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数色の着色パターンからなる着色層
   を備えるカラーフィルタの製造方法において、所定の着
   色パターン用の溝部が形成された母型の該溝部に着色顔
   料を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、電離放射線
   を照射して該電離放射線硬化樹脂を硬化状態もしくは半
   硬化状態とし、その後、電離放射線硬化透明樹脂を介し
   て前記溝部内の電離放射線硬化樹脂と密着するように前
   記母型に透明基板を重ね、前記透明基板側および前記母
   型側の少なくとも一方から電離放射線を照射して前記電
   離放射線硬化透明樹脂を硬化させ、この硬化した電離放
   射線硬化透明樹脂を介して前記溝部内の電離放射線硬化
   樹脂と前記透明基板とを接着させて前記透明基板上に着
   色パターンを形成する工程、を必要色数分繰り返して前
   記透明基板上に着色層を形成することを特徴とするカラ
   ーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】　　着色層を形成した後、ブラックマトリ
   ックス用の溝部が形成された母型の該溝部に光不透過物
   質を含有する電離放射線硬化樹脂を充填し、電離放射線
   を照射して該電離放射線硬化樹脂を硬化状態もしくは半
   硬化状態とし、その後、電離放射線硬化透明樹脂を介し
   て前記溝部内の電離放射線硬化樹脂と密着するように前
   記母型に前記透明基板を重ね、前記透明基板側および前
   記母型側の少なくとも一方から電離放射線を照射して前
   記電離放射線硬化透明樹脂を硬化させ、この硬化した電
   離放射線硬化透明樹脂を介して前記溝部内の電離放射線
   硬化樹脂と前記透明基板とを接着させて前記透明基板上
   にブラックマトリックスを形成することを特徴とする請
   求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】　　ブラックマトリックス用の溝部が形成
   された母型の該溝部に光不透過物質を含有する電離放射
   線硬化樹脂を充填し、電離放射線を照射して該電離放射
   線硬化樹脂を硬化状態もしくは半硬化状態とし、その後
   、電離放射線硬化透明樹脂を介して前記溝部内の電離放
   射線硬化樹脂と密着するように前記母型に透明基板を重
   ね、前記透明基板側および前記母型側の少なくとも一方
   から電離放射線を照射して前記電離放射線硬化透明樹脂
   を硬化させ、この硬化した電離放射線硬化透明樹脂を介
   して前記溝部内の電離放射線硬化樹脂と前記透明基板と
   を接着させてブラックマトリックスを予め形成した透明
   基板を用いることを特徴とする請求項１記載のカラーフ
   ィルタの製造方法。