JPH09105809A - 液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラックマトリックスを用いたカラーフィル
タにおいては、着色層形成時において、表面の平坦性が
損なわれてしまう。 【解決手段】 着色層６を形成するための着色層マスク
パターン３の外周部を波形とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイ用
カラーフィルタの製造方法に関し、特に、樹脂ブラック
マトリクスを有するカラーフィルタの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ（以下「ＬＣ
Ｄ」と称す）においては、その軽量さ、形状の薄さ、低
消費電力、低電圧駆動、人体ヘの影響の少なさなどの特
徴が着目され、急速にその応用領域が拡大されている
が、その中でもカラー液晶ディスプレイにおいては、パ
ーソナルコンピュータのカラー表示化のトレンドやマル
チメディア対応の各種機器用のディスプレイとして、特
に急速に用途拡大を続けている。

【０００３】現在、工業的に実用化されているカラー表
示液晶ディスプレイにおいては、その表示モード・駆動
方式において分類すると、ツイステッドネマティック
（以下「ＴＮ」と称す）モードを使用したアクティブマ
トリクス（以下「ＡＭ」と称す）方式と、スーパーツイ
ステッドネマティック（以下「ＳＴＮ」と称す）モード
を使用したマルチプレクス方式とが主流となっている。

【０００４】ここで、上記の２つの方式におけるカラー
表示の原理は共通しており、個々の表示ピクセルを３原
色に対応するドットに分割し、分割された各ドットにお
ける液晶層ヘの印加電圧を制御することによってそのド
ットでの光透過率を制御し、透過率を制御された各３原
色から合成された色がそのピクセルにおける表示色とな
る。なお、上述した３原色には、赤（以下「Ｒ」と称
す）、緑（以下「Ｇ」と称す）、青（以下「Ｂ」と称
す）の組み合わせが用いられるのが普通である。

【０００５】各ドットにおいて、３原色のうちドットに
対応する１つの色を選択的に透過させるためにカラーフ
ィルタ（以下「ＣＦ」と称す）が用いられる。

【０００６】ＣＦは、ＬＣＤとして重ね合わせられるガ
ラスを基材とする基板のうち一方の基板で、液晶と接す
る側の面の上に形成され、一般的にＡＭ−ＬＣＤにおい
ては、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と称す）また
はダイオード（以下「ＭＩＭ」と称す）が形成されてい
ない側の基板（以下「対向基板」と称す）の表面上に形
成され、ＳＴＮ−ＬＣＤにおいては、ストライプ形成さ
れる２枚の基板のいずれか一方に形成される。

【０００７】以下に、ＬＣＤの構成要素について説明す
る。

【０００８】（１）カラーフィルタ（ＣＦ）の構造につ
いて ＣＦ上には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の着色層が形成されて
おり、また、各着色層の隙間や着色層領域において光漏
れを防止したい部分やＬＣＤ表示領域の外周部には遮光
を目的としてブラックマトリクス（以下「ＢＭ」と称
す）が形成されている。

【０００９】ここで、一般的に着色層及びＢＭの形成方
法としては、まず、ガラス基板上にＢＭが形成され、次
にその上に着色層が形成されるという方法がある。ま
た、その他の形成方法として、まず、ガラス基板上に着
色層が形成され、次に着色層パターンの隙間を埋めるよ
うにＢＭが形成されるという方法がある。

【００１０】そして、着色層及びＢＭが形成された後、
ＣＦの表面を平坦化するための着色層及びＢＭ層の上に
オーバーコート（以下「ＯＣ」と称す）層が形成される
場合がある。しかし、ＯＣ層の形成においては、工程上
の負荷が大きくまた歩留まりが悪く、ＣＦの製造におけ
る大きなコストアップ要因となっており、量産という観
点から見ると、極力省略することが望ましい。

【００１１】その後、上記のように形成された層の上に
さらに液晶駆動のための透明電極が形成される。透明電
極の材料としては、インジウム・スズ酸化物（以下「Ｉ
ＴＯ」と称す）を使用する。ＩＴＯのパターンにおいて
は、ＴＦＴ−ＬＣＤ用においては全面に形成され、ＭＩ
Ｍ−ＬＣＤやＳＴＮ−ＬＣＤ用においてはストライプパ
ターンが形成される。

【００１２】（２）ブラックマトリクス（ＢＭ）につい
て ＢＭの構成素材としては、クロム等の金属や黒色樹脂が
用いられる。いずれの素材でも遮光に関する光学密度
（以下「ＯＤ」と称す）は、３程度以上が必要であり、
その実現のためには金属クロムで０．１μｍ程度以上、
黒色樹脂で１〜２μｍ以上の膜厚が必要となる。

【００１３】近年、ＬＣＤの低反射化ヘの市場要求が強
く、これに対応してＢＭの低反射化が進んでいる。低反
射化に対応するＢＭとしては、黒色樹脂が特性上好まし
い。黒色樹脂の反射率は、金属クロムの反射率が６０％
であるのに対して１〜３％と極めて低く、また、反射ス
ペクトルの波長依存性も少なく色味はニュートラルな黒
色である。但し、膜厚が１〜２μｍと比較的厚いため、
ＣＦ表面の平坦性に悪影響を及ぼすのが問題点である。

【００１４】低反射化を実現するもう一つの方法とし
て、酸化クロムと金属クロムとの積層によるＢＭを用い
る方法がある。しかし、この場合は、反射率が３〜５％
と樹脂ＢＭと比較してやや高く、また反射率に波長依存
性があるため色味もニュートラルな黒色ではなく青ない
し紫の色調を帯びることが問題点である。また、成膜工
程においても、酸化クロムと金属クロムの２層をスパッ
タにより通常行うので、生産性低下、コストアップのデ
メリットを伴う。

【００１５】（３）樹脂ＢＭの形成方法について ガラス基板上に黒色樹脂によりＢＭを形成する方法とし
ては、幾種類かの方法が可能である。以下にその代表例
を述ベる。

【００１６】［方法１］まず、ネガティブ感光性の黒色
樹脂をガラス基板上に成膜する。この成膜方法として
は、例えばスピンコータによる塗布や、予めフィルム状
に形成された黒色レジストをガラス基板状に貼り付ける
方法や、カスケード塗布による方法がある。

【００１７】次に、所定のＢＭパタンを有するフォトマ
スクを通じてガラス基板上に紫外線を照射し、黒色樹脂
の露光部を硬化させる。

【００１８】その後、未露光部の黒色樹脂を現像工程に
て除去することによりＢＭを形成する。

【００１９】［方法２］まず、ネカティブ感光性の未着
色樹脂を［方法１］と同様にしてガラス基板上に成膜す
る。

【００２０】次に、［方法１］と同様にして露光・現像
を行い、ＢＭの原形をパターニングする。

【００２１】その後、パターン形成部を黒色に着色す
る。着色方法としては、無電解メッキ法、染色法などが
ある。

【００２２】［方法３］まず、現像性を有する黒色樹脂
を［方法１］と同様にしてガラス基板上に成膜する。

【００２３】次に、ポジティブ性のフォトレジストをそ
の表面上に形成し、［方法１］と同様にして露光・現像
を行う。現像においては露光部のフォトレジストと黒色
樹脂が一括して除去される。

【００２４】そして、加熱により黒色樹脂を架橋硬化
し、その後に未露光部レジストを除去する。

【００２５】（４）着色層について 着色層の形成方法においては、着色顔料を予め内部に分
散した樹脂を基板上に成膜し、それを所定の形状にフォ
トリソグラフィ法によりパターニングする方法（以下
「顔料分散法」と称す）、感光性樹脂を基板上に成膜・
パターニングした後染色する方法、着色顔料を予め内部
に分散した樹脂を基板上に所定パターンで印刷する方法
（以下「印刷法」と称す）及び顔料と樹脂を液体中に分
散し電着によって基板上に所定パターンを形成する方法
等がある。

【００２６】上述した着色層の形成方法の中で、顔料分
散法がオフィスオートメーション（以下「ＯＡ」と称
す）用途のＬＣＤに対するＣＦとして現在工業的に最も
多用されている。これに対して、ＯＡ用ＬＣＤ向けＣＦ
のコストダウン対応技術として印刷法の普及が期待され
ている。

【００２７】（５）ＯＣ層について ＯＣ層においては、着色層形成後の表面の平坦性が優れ
たものに対しては形成が必要とされない。

【００２８】ＯＣ層の形成を省略することによって、工
程の簡略化、歩留まりの向上、製造コストダウンといっ
たメリットを得ることができる。

【００２９】ただし、ＣＦの用途によっては極めて高い
表面平坦性を必要とする場合があり、その場合はＯＣ層
を形成する必要が生ずる。

【００３０】（７）透明電極について ＣＦ最表面には透明電極が形成される。

【００３１】現状技術における透明電極においては、そ
の素材としてほとんどの場合、ＩＴＯが用られる。ＩＴ
ＯはＣＦの用途に応じて、パターニングされない場合も
あり、また、マスクスパッタやフォトリソグラフィ等の
方法によってパターニングされる場合もある。

【００３２】以下に、上述した従来の工程における着色
層の形成工程について図面を参照して説明する。

【００３３】図１１は、顔料分散法による着色層形成に
おける設計形状の一例を示す図である。

【００３４】本形状は図１１に示すように、着色層設計
外形１０１に囲まれた着色層が形成される領域内に、Ｂ
Ｍが形成されていない開口部１０２が形成されている。

【００３５】図１２は、図１１に示した設計形状に顔料
分散法により着色層を形成した従来の一例を示す図であ
り、（ａ）は着色層のマスクパターンを示す図、（ｂ）
は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後
の仕上り断面図、（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと
組み合わせた場合の着色層形成後の断面図である。

【００３６】まず、着色層設計外形１０１よりも狭い範
囲に、着色層が形成されるための着色層マスクパターン
１０３をパターニングする（図１２（ａ））。

【００３７】その後、顔料分散法により、マスクされて
いない部分に着色層１０６が形成される（図１２
（ｂ），（ｃ））。

【００３８】ここで、樹脂ＢＭ１０７と組み合わせた場
合は、着色層１０６の樹脂ＢＭ１０７上に形成された部
分が盛り上がる（図１２（ｄ））。

【００３９】図１３は、印刷法による着色層形成におけ
る設計形状の一例を示す図である。

【００４０】本形状は図１３に示すように、着色層設計
外形１１１に囲まれた着色層が形成される領域内に、Ｂ
Ｍが形成されていない開口部１１２が形成されている。

【００４１】図１４は、図１３に示した設計形状に印刷
法により着色層を形成した従来の一例を示す図であり、
（ａ）は着色層の印刷版パターンを示す図、（ｂ）は着
色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕
上り断面図、（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと組み
合わせた場合の着色層形成後の断面図である。

【００４２】まず、着色層外形１１１よりも狭い範囲
に、着色層が形成されるための着色層印刷版パターン１
１３をパターニングする（図１４（ａ））。

【００４３】その後、印刷法により、マスクされていな
い部分に着色層１１６が形成される（図１４（ｂ），
（ｃ））。

【００４４】ここで、樹脂ＢＭ１１７と組み合わせた場
合は、着色層１１６の樹脂ＢＭ１１７上に形成された部
分が盛り上がる（図１４（ｄ））。

【００４５】上述したように、樹脂ＢＭ上に着色層を形
成すると、樹脂ＢＭが形成された部分において着色層が
盛り上り、ＣＦ表面の平坦性が損なわれてしまう。

【００４６】ＣＦ表面の平坦性が損なわれた場合、液晶
分子の配向が乱れやすくなり、表示異常が発生してしま
う虞れがある。

【００４７】そこで、平坦性を向上させるためにＢＭ樹
脂よりも膜厚の薄い酸化クロム・金属クロム（以下「２
層クロム」と称す）がＢＭとして用いられることが考え
られるが、上述したように、反射率、色味特性、生産
性、製造コスト等いずれの面においても樹脂ＢＭの方が
優れている。つまりＣＦ最終製品の平坦性の向上を実現
することができれば、全ての面において、樹脂ＢＭの方
が２層クロムＢＭよりも優れていることになる。

【００４８】そこで、樹脂ＢＭに限らずＣＦ全般に関す
る平坦性の向上について、これまでにも種々の改良技術
が試みられて来た。以下にその典型例を示す。

【００４９】（１）特開平４−２９６７２１号公報に開
示されているものについて 着色層・ＢＭの有機塗膜を形成した後、着色層・ＢＭの
有機塗膜が形成された基板を有機溶剤の気相雰囲気中に
設置して有機溶剤を吸収させ、吸収により形成された有
機塗膜を再度液状化して平坦化させた後、硬化する方法
を用いている。

【００５０】（２）特開平４−２６４５０３号公報に開
示されているものにおいて 表面平坦化のために光硬化性のオーバーコート材を用い
ており、オーバーコートの塗布をロ一ラを用いて行うと
同時に、ローラ内部から透過光をオーバーコートヘ照射
して硬化を行っている。

【００５１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のものにおいては、以下に記載するような
問題点がある。

【００５２】（１）特開平４−２９６７２１号公報に開
示されているものについて 着色層・ＢＭの有機塗膜が形成された基板を有機溶剤の
気相雰囲気中に設置するための専用設備が必要であり、
また、気相雰囲気の条件のコントロールが煩雑となって
しまう。

【００５３】（２）特開平４−２６４５０３号公報に開
示されているものにおいて オーバーコートにおいては、上述したように生産性低
下、歩留まり低下、コストアップ等が生ずるという問題
点がある。

【００５４】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、樹脂ブラッ
クマトリックスを使用し、かつ、オーバーコートを使用
せずにＣＦ表面の平坦性の向上を図ることができる液晶
ディスプレイ用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。

【００５５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、樹脂ブラックマトリクスが形成された基板
上に着色層を形成するための着色層パターンをパターニ
ングし、前記パターニングされた前記基板上に前記着色
層を形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造
方法において、前記着色層パターンの外周部は、着色層
形成における解像度よりも精細な波形であることを特徴
とする。

【００５６】また、前記着色層の形成は、着色樹脂のフ
ォトリソグラフィ法によることを特徴とする。

【００５７】また、前記着色層の形成は、印刷法による
ことを特徴とする。

【００５８】また、前記印刷法は、凹版オフセット印刷
法であることを特徴とする。

【００５９】また、前記印刷法は、平版オフセット印刷
法であることを特徴とする。

【００６０】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、着色層を形成するためのパターンの外周部を
着色層形成における解像度よりも精細な波形としたの
で、波形の凸部において形成される着色層によって波形
の凹部にも着色層が形成されることになり、全体として
波形パターン部分に形成される着色層の厚さが薄くな
る。そのため、樹脂ブラックマトリックスが形成されて
いる部分に波形パターンを設定すれば、樹脂ブラックマ
トリックス上に着色層を形成する場合おいても樹脂ブラ
ックマトリックスが形成されていない部分に形成される
着色層と比べて厚さが厚くなることはない。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００６２】（１）顔料分散法による着色層形成 図１は、顔料分散法による着色層形成における設計形状
の一例を示す図である。

【００６３】本形状は図１に示すように、着色層設計外
形１に囲まれた着色層が形成される領域内にＢＭが形成
されていない開口部２が形成されている。

【００６４】図２は、図１に示した設計形状に顔料分散
法により着色層を形成した一例を示す図であり、（ａ）
は着色層のマスクパターンを示す図、（ｂ）は着色層形
成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断
面図、（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと組み合わせ
た場合の着色層形成後の断面図である。

【００６５】まず、着色層設計外形１内に着色層が形成
されるように着色層マスクパターン３をパターニングす
る（図２（ａ））。

【００６６】ここで、着色マスクパターン３の外周部
は、着色層形成におけるレジストと露光装置との組み合
わせによる解像度よりも精細な波形となっている。

【００６７】その後、顔料分散法により、マスクされて
いない部分に着色層６を形成する（図２（ｂ），
（ｃ））。

【００６８】ここで、着色層６の仕上り平面において
は、着色層外形４が着色マスクパターン３の外周部を直
線とした場合に近い直線性を有する。

【００６９】また、図２（ｃ）に示した着色層６の断面
においては、着色層６が形成される端部の立ち上がりが
非常に緩やかになっているため、樹脂ＢＭ７と組み合わ
せた場合においても、着色層６の平坦性が損なわれるこ
とはない（図２（ｄ））。

【００７０】顔料分散法においては、露光用光源の波長
及び用いられる感光性樹脂により、感光性樹脂に焼き付
けられるフォトマスクのパターンの精度が異なる。

【００７１】その理由は、波長に対応した回折現象によ
り光の回り込みが発生するためであり、また、感光性樹
脂の内部において顔料粒子による硬化光の散乱が発生す
るためであり、さらには、感光性樹脂の光硬化の度合い
が光強度の増加に対応して緩やかに増加するためであ
る。

【００７２】上述した現象により生ずる効果によって、
微細パターンを露光した場合は、波形の凸型パターンに
おいては凸部が引っ込み、凹型パタンにおいては凹部が
埋まることになる。そのため、パターン形成の解像度よ
りも精細な波形を有するマスクを用いて露光を行った場
合、波形の凹凸形状は、それぞれ平均化されて凹凸の中
央部の直線に相当する位置に最終パターンの外形部が残
ることとなり、着色層外形は図２（ｂ）に示すように直
線に近い形状になる。

【００７３】また、波形の凸部において形成される着色
層によって波形の凹部にも着色層が形成されることにな
り、全体として波形パターン部分に形成される着色層の
厚さが薄くなり、ＣＦの平坦性が損なわれることはな
い。

【００７４】なお、上記工程においては、着色層の成膜
法をスピンコート法とし、また、着色層を感光性のネガ
ティブフォトレジストを使用したが、本発明における適
用対象はこれに限定されるものでなく、顔料分散法全般
に適用が可能である。即ち、成膜方法としては、上述し
た方法の他に、例えば予めフィルム状に成形されたネガ
ティブ感光性の着色樹脂を基板表面に貼り付ける方法、
現像性のある着色樹脂をスピンコート等の方法により成
膜し、さらにその上にポジティブ感光性のフォトレジス
トを形成する方法が適用可能である。

【００７５】（２）印刷法による着色層形成 図３は、印刷法による着色層形成における設計形状の一
例を示す図である。

【００７６】本形状は図３に示すように、着色層設計外
形１１に囲まれた着色層が形成される領域内にＢＭが形
成されていない開口部１２が形成されている。

【００７７】図４は、図３に示した設計形状に印刷法に
より着色層を形成した一例を示す図であり、（ａ）は着
色層の印刷版パターンを示す図、（ｂ）は着色層形成後
の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断面
図、（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと組み合わせた
場合の着色層形成後の断面図である。

【００７８】まず、着色層設計外形１１内に着色層が形
成されるように着色層印刷パターン３をパターニングす
る（図４（ａ））。

【００７９】ここで、着色印刷パターン１３の外周部
は、着色層形成におけるインキと印刷装置との組み合わ
せによる解像度よりも精細な波形となっている。

【００８０】その後、印刷法により、マスクされていな
い部分に着色層１６を形成する（図４（ｂ），
（ｃ））。

【００８１】ここで、着色層１６の仕上り平面において
は、着色層外形１４が着色印刷パターン１３の外周部を
直線とした場合に近い直線性を有する。

【００８２】また、図４（ｃ）に示した着色層１６の断
面においては、着色層１６が形成される端部の立ち上が
りが非常に緩やかになっているため、樹脂ＢＭ１７と組
み合わせた場合においても、着色層１６の平坦性が損な
われることはない（図４（ｄ））。

【００８３】印刷法においては、用いる印刷インクの特
性及び用いる印刷版の特性により、印刷後のパターンの
精度が異なる。

【００８４】その理由は、印刷インクのチクソトロピー
特性および粘着性に対応した被転写面（この場合はガラ
ス表面）に対する転写性が異なるためであり、また、印
刷版の印刷時接触面圧力による変形によりパターンの崩
れが生ずるためであり、さらには、転写後の印刷インク
の版からの圧力により変形が生ずるためである。

【００８５】上述した現象により生ずる効果によって、
微細パターンを露光した場合は、凸型パターンにおいて
は凸部が引っ込み、凹型パタンにおいては凹部が埋まる
ことになる。そのため、パターン形成の解像度よりも精
細な波形を有するマスクを用いて露光を行った場合、波
形の凹凸形状は、それぞれ平均化されて凹凸の中央部の
直線に相当する位置に最終パターンの外形部が残ること
となり、着色層外形は図４（ｂ）に示すように直線に近
い形状になる。

【００８６】また、波形の凸部において形成される着色
層によって波形の凹部にも着色層が形成されることにな
り、全体として波形パターン部分に形成される着色層の
厚さが薄くなり、ＣＦの平坦性が損なわれることはな
い。

【００８７】上述した印刷法としては、凹版オフセット
印刷法、平版オフセット印刷法等の液晶ディスプレイ用
ＣＦに用いられている各種印刷法全般が用いられる。

【００８８】

【実施例】以下に、本発明の実施例について比較例とと
もに図面を参照して説明する。

【００８９】（第１の実施例） （１）樹脂ブラックマトリックスの形成 図５は、本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの
製造方法において着色層が形成される樹脂ブラックマト
リックスパターンの第１の実施例を示す図である。

【００９０】本実施例においては、内部に黒色顔料とし
てカーボンブラックを分散したネガティブ感光性のアク
リル樹脂をレジストとして用い、樹脂ＢＭをフォトリソ
グラフィで製造する場合の常法によって樹脂ＢＭを形成
した。

【００９１】なお、ガラス基板は板厚１．１ｍｍ、ＢＭ
は膜厚２．０μｍのものを使用した。また、パターンの
形状は図５に示す形状とした。

【００９２】 ドットサイズ：横１００μｍ，縦３００μｍ 表示領域：横１９２ｍｍ、縦１４４ｍｍ（対角９．４イ
ンチ） （２）着色層の形成 図６は、図５に示した樹脂ブラックマトリックスパター
ンに顔料分散法により着色層を形成した一実施例を示す
図であり、（ａ）は着色層のマスクパターンを示す図、
（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層
形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態を示す
図である。

【００９３】まず、外周部に着色層形成におけるレジス
トと露光装置との組み合わせによる解像度よりも精細な
波形を有する着色層マスクパターン２３をパターニング
する（図６（ａ））。

【００９４】そして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に関してそれぞれ
一色ずつ顔料分散フォトレジストをスピンコータにて樹
脂ＢＭ２７上に塗布した後、図６（ａ）に示したパター
ンをフォトマスクとして露光し、次いで常法によって現
像、ポストキュアを行い、マスクされていない部分に着
色層２６を形成した（図６（ｂ），（ｃ））。

【００９５】ここで、着色層２６の仕上り平面において
は、着色層外形２４が着色マスクパターン２３の外周部
を直線とした場合に近い直線性を有していた。

【００９６】（３）透明電極の形成 着色層２６が形成された基板上の表示領域のみにＩＴＯ
層が形成されるように、マスクスパッタ法によってＩＴ
Ｏの透明電極を形成した。

【００９７】上述した一連の工程により作製されたＣＦ
の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定
したところ、図６（ｂ）に示す通り良好な平面パターン
及び図６（ｃ）に示す通り良好な表面平坦性を有してい
た。

【００９８】その後、上記工程により作製されたＣＦ
を、パターンの一致する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基
板と対向させて、常法によってＬＣＤパネル化を施し、
カラーＬＣＤを作製した。

【００９９】作製したカラーＬＣＤの表示状態は、ＣＦ
表面の平坦性が良いため、液晶分子の配向不良が生じ
ず、良好であり、図６（ｄ）に示すような良好な表示ド
ットを得ることができた。

【０１００】（第１の比較例） （１）樹脂ブラックマトリックスの形成 第１の実施例に示したものと同様の樹脂ＢＭをガラス基
板上に形成した。

【０１０１】（２）着色層の形成 図７は、図６に示した着色層の形成方法と比較する一例
を示す図であり、（ａ）は着色層のマスクパターンを示
す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は
着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態
を示す図である。

【０１０２】まず、着色層設計外形１２１よりも狭い範
囲に、着色層が形成されるための着色層マスクパターン
１２３をパターニングする（図７（ａ））。

【０１０３】その後、顔料分散法により、マスクされて
いない部分に着色層１２６を形成した（図７（ｂ），
（ｃ））。

【０１０４】（３）透明電極の形成 第１の実施例に示した方法と同様の方法によりＩＴＯに
よる透明電極を基板上に形成した。

【０１０５】上述した一連の工程により作製されたＣＦ
の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定
したところ、図７（ｂ）に示す通り平面良好なパターン
が作製されておらず、また、図７（ｃ）に示す通り樹脂
ＢＭ２７上において着色層１２６が盛り上がってしま
い、表面の平坦性が損なわれていた。

【０１０６】その後、上記工程により作製されたＣＦ
を、パターンの一致する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基
板と対向させて、常法によってＬＣＤパネル化を施し、
カラーＬＣＤを作製した。

【０１０７】作製したカラーＬＣＤの表示状態は、ＣＦ
表面の平坦性が悪いため、液晶分子の配向不良が生じ、
不良であり、表示ドットにおいては図７（ｄ）に示すよ
うなディスクリネーション１２８が発生してしまった。

【０１０８】（第２の実施例） （１）樹脂ブラックマトリックスの形成 図８は、本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの
製造方法において着色層が形成される樹脂ブラックマト
リックスパターンの第２の実施例を示す図である。

【０１０９】本実施例においては、内部に黒色顔料とし
てカーボンブラックを分散したネガティブ感光性のアク
リル樹脂をレジストとして用い、樹脂ＢＭをフォトリソ
グラフィで製造する場合の常法によって樹脂ＢＭを形成
した。

【０１１０】なお、ガラス基板は板厚１．１ｍｍ、ＢＭ
は膜厚１．５μｍのものを使用した。また、パターンの
形状は図８に示す形状とした。

【０１１１】 ドットサイズ：横１１５μｍ、縦３４２μｍ 表示領域：横１１０ｍｍ、縦８２ｍｍ（対角５．４イン
チ） （２）着色層の形成 図９は、図８に示した樹脂ブラックマトリックスパター
ンに印刷法により着色層を形成した一例を示す図であ
り、（ａ）は着色層の印刷版パターンを示す図、（ｂ）
は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後
の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態を示す図であ
る。

【０１１２】まず、外周部に着色層形成におけるインキ
と印刷装置との組み合わせによる解像度よりも精細な波
形を有する着色層印刷版パターン３３をパターニングす
る（図９（ａ））。

【０１１３】そして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に関してそれぞれ
一色ずつ凹版オフセット原版に充填し、印刷ローラにパ
ターンを転写し、さらに印刷ローラから樹脂ＢＭ２７上
に印刷インキを転写する事によって着色層３６をパター
ニングし、一色印刷する毎に引き続いてポストキュアを
行い、マスクされていない部分に着色層３６を形成した
（図９（ｂ），（ｃ））。

【０１１４】ここで、着色層３６の仕上り平面において
は、着色層外形３４が着色印刷パターン３３の外周部を
直線とした場合に近い直線性を有していた。

【０１１５】（３）透明電極の形成 着色層３６が形成された基板上の表示領域のみにＩＴＯ
層が形成されるように、マスクスパッタ法によってＩＴ
Ｏの透明電極を形成した。

【０１１６】上述した一連の工程により作製されたＣＦ
の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定
したところ、図９（ｂ）に示す通り良好な平面パターン
及び図９（ｃ）に示す通り良好な表面平坦性を有してい
た。

【０１１７】その後、上記工程により作製されたＣＦ
を、パターンの一致する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基
板と対向させて、常法によってＬＣＤパネル化を施し、
カラーＬＣＤを作製した。

【０１１８】作製したカラーＬＣＤの表示状態は、ＣＦ
表面の平坦性が良いため、液晶分子の配向不良が生じ
ず、良好であり、図９（ｄ）に示すような良好な表示ド
ットを得ることができた。

【０１１９】（第２の比較例） （１）樹脂ブラックマトリックスの形成 第２の実施例に示したものと同様の樹脂ＢＭをガラス基
板上に形成した。

【０１２０】（２）着色層の形成 図１０は、図９に示した着色層の形成方法と比較する一
例を示す図であり、（ａ）は着色層の印刷版パターンを
示す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）
は着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状
態を示す図である。

【０１２１】まず、着色層設計外形１３１よりも狭い範
囲に、着色層が形成されるための着色層印刷版パターン
１３３をパターニングする（図１０（ａ））。

【０１２２】その後、印刷法により、マスクされていな
い部分に着色層１３６を形成した（図７（ｂ），
（ｃ））。

【０１２３】（３）透明電極の形成 第２の実施例に示した方法と同様の方法によりＩＴＯに
よる透明電極を基板上に形成した。

【０１２４】上述した一連の工程により作製されたＣＦ
の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定
したところ、図１０（ｂ）に示す通り平面良好なパター
ンが作製されておらず、また、図１０（ｃ）に示す通り
樹脂ＢＭ３７上において着色層１３６が盛り上がってし
まい、表面の平坦性が損なわれていた。

【０１２５】作製したカラーＬＣＤの表示状態は、ＣＦ
表面の平坦性が悪いため、液晶分子の配向不良が生じ、
不良であり、表示ドットにおいては図１０（ｄ）に示す
ようなディスクリネーション１３８が発生してしまっ
た。

【０１２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、着色層
を形成するためのパターンの外周部を着色層形成におけ
る解像度よりも精細な波形としたため、波形の凸部にお
いて形成される着色層によって波形の凹部にも着色層が
形成されることになり、全体として波形パターン部分に
形成される着色層の厚さが薄くなる。

【０１２７】それにより、カラーフィルタに樹脂ブラッ
クマトリックスを使用した場合においても、オーバーコ
ートを使用せずに、カラーフィルタの表面を平坦にする
ことができ、カラーフィルタをＬＣＤに使用した場合に
良好な表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】顔料分散法による着色層形成における設計形状
の一例を示す図である。

【図２】図１に示した設計形状に顔料分散法により着色
層を形成した一例を示す図であり、（ａ）は着色層のマ
スクパターンを示す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り
平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）
は樹脂ブラックマトリックスと組み合わせた場合の着色
層形成後の断面図である。

【図３】印刷法による着色層形成における設計形状の一
例を示す図である。

【図４】図３に示した設計形状に印刷法により着色層を
形成した一例を示す図であり、（ａ）は着色層の印刷版
パターンを示す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面
図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）は樹
脂ブラックマトリックスと組み合わせた場合の着色層形
成後の断面図である。

【図５】本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの
製造方法において着色層が形成される樹脂ブラックマト
リックスパターンの第１の実施例を示す図である。

【図６】図５に示した樹脂ブラックマトリックスパター
ンに顔料分散法により着色層を形成した一実施例を示す
図であり、（ａ）は着色層のマスクパターンを示す図、
（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層
形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態を示す
図である。

【図７】図６に示した着色層の形成方法と比較する一例
を示す図であり、（ａ）は着色層のマスクパターンを示
す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は
着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態
を示す図である。

【図８】本発明の液晶ディスプレイ用カラーフィルタの
製造方法において着色層が形成される樹脂ブラックマト
リックスパターンの第２の実施例を示す図である。

【図９】図８に示した樹脂ブラックマトリックスパター
ンに印刷法により着色層を形成した一例を示す図であ
り、（ａ）は着色層の印刷版パターンを示す図、（ｂ）
は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後
の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状態を示す図であ
る。

【図１０】図９に示した着色層の形成方法と比較する一
例を示す図であり、（ａ）は着色層の印刷版パターンを
示す図、（ｂ）は着色層形成後の仕上り平面図、（ｃ）
は着色層形成後の仕上り断面図、（ｄ）はドット表示状
態を示す図である。

【図１１】顔料分散法による着色層形成における設計形
状の一例を示す図である。

【図１２】図１１に示した設計形状に顔料分散法により
着色層を形成した従来の一例を示す図であり、（ａ）は
着色層のマスクパターンを示す図、（ｂ）は着色層形成
後の仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断面
図、（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと組み合わせた
場合の着色層形成後の断面図である。

【図１３】印刷法による着色層形成における設計形状の
一例を示す図である。

【図１４】図１３に示した設計形状に印刷法により着色
層を形成した従来の一例を示す図であり、（ａ）は着色
層の印刷版パターンを示す図、（ｂ）は着色層形成後の
仕上り平面図、（ｃ）は着色層形成後の仕上り断面図、
（ｄ）は樹脂ブラックマトリックスと組み合わせた場合
の着色層形成後の断面図である。

【符号の説明】

１，１１，１２１，１３１ 着色層設計外形 ２，１２，２２，３２ 開口部 ３，２３，１２３ 着色層マスクパターン ４，１４，２４，３４，１２４，１３４ 着色層外形 ５ ブラックマトリックス ６，１６，２６，３６，１２６，１３６ 着色層 ７，１７，２７，３７ 樹脂ブラックマトリックス １３，３３，１３３ 着色層印刷版パターン １２８，１３８ ディスクリネーション

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂ブラックマトリクスが形成された基
   板上に着色層を形成するための着色層パターンをパター
   ニングし、前記パターニングされた前記基板上に前記着
   色層を形成する液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製
   造方法において、 前記着色層パターンの外周部は、着色層形成における解
   像度よりも精細な波形であることを特徴とする液晶ディ
   スプレイ用カラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶ディスプレイ用カ
   ラーフィルタの製造方法において、 前記着色層の形成は、着色樹脂のフォトリソグラフィ法
   によることを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィ
   ルタの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の液晶ディスプレイ用カ
   ラーフィルタの製造方法において、 前記着色層の形成は、印刷法によることを特徴とする液
   晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の液晶ディスプレイ用カ
   ラーフィルタの製造方法において、 前記印刷法は、凹版オフセット印刷法であることを特徴
   とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の液晶ディスプレイ用カ
   ラーフィルタの製造方法において、 前記印刷法は、平版オフセット印刷法であることを特徴
   とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。