JPH1090672A - カラーフィルタおよびカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い表面抵抗を有するとともに、充分な光学
濃度を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィ
ルタと、このようなカラーフィルタを効率よく得ること
のできる製造方法を提供する。 【解決手段】 光酸発生剤を含有した感光性レジストか
らなるレジスト層を所定のパターンのマスクを介して露
光し、このレジスト層に多官能アルコキシシランガスを
接触させて露光領域にポリシロキサン層を形成した後に
現像することにより、表面層としてポリシロキサン層を
備えるブラックマトリックスを形成し、その後、ブラッ
クマトリックスが形成されていない透明基板上に、複数
色の着色パターンを順次形成し所定の色数からなる着色
層を形成してカラーフィルタとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はカラーフィルタとカ
ラーフィルタの製造方法に係り、特に液晶ディスプレイ
等に用いられるカラーフィルタおよびカラーフィルタの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に
おいては、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ＯＮ、ＯＦＦ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いて混色し別の色に見せる加
色混合の原理により網膜上で視覚的に行われる。

【０００３】上記のカラーフィルタの製造方法には、染
色基材を塗布し、フォトマスクを介して露光・現像し形
成したパターンを染色する染色法、感光性レジスト内に
予め着色顔料を分散させておき、フォトマスクを介して
露光・現像する顔料分散法、および、印刷インキで各色
を印刷する印刷法等がある。

【０００４】また、近年、カラーフィルタの製造方法と
して電着法が注目されている。この電着法では、例え
ば、基板上に形成された透明電極をパターニングし、パ
ターン化された透明電極のうち同色の着色層を形成する
箇所にのみ選択的に電圧を印加し、着色電着浴中で電着
を行って第１色目の着色層が形成される。次に、別の色
の着色層を形成する箇所にのみ選択的に電圧を印加し、
同様にして第２色目以降の着色層を形成してＲ，Ｇ，Ｂ
の各着色層を備えたカラーフィルタを形成する（特開昭
５９−９０８１８号等）。また、他の電着法として、基
板上に透明電極を形成し、全面にポジ型感光性樹脂層を
設け、第１色目用のパターンで露光・現像を行い、露出
した透明電極上に着色電着浴中で電着を行って第１色目
の着色層が形成され、次に、別の色の着色層を形成する
箇所にのみ露光・現像を行い、同様にして第２色目以降
の着色層を形成してＲ，Ｇ，Ｂの各着色層を備えたカラ
ーフィルタを形成するものがある（特開昭６１−２７９
８０３号等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のような電着法に
より形成された着色層は、着色材料として顔料を使用す
ることにより耐熱性、耐薬品性、耐候性等に優れ、ま
た、電気化学的な成膜方法であるため、均一性に優れ大
面積化に対応できる利点がある。

【０００６】しかし、上記のような電着法によるカラー
フィルタの製造において、着色層の形成前に金属クロム
等で遮光層（ブラックマトリックス）を形成した場合、
このブラックマトリックスには導電性があるため、着色
層形成時にブラックマトリックス上にも着色層が形成さ
れてしまい、平坦性を著しく損なうという問題があっ
た。

【０００７】この問題は、黒色顔料を分散させた材料を
用いてブラックマトリックスを形成する場合であって
も、黒色顔料としてカーボンブラック等の導電性材料を
使用したときに、同様に生じる問題である。

【０００８】更に、電着法によってＲ，Ｇ，Ｂからなる
着色層を形成した後に、黒色顔料を分散させたフォトレ
ジストを塗布し、露光・現像によってブラックマトリッ
クスを形成する方法が提案されているが、そもそも遮光
性材料に光反応を利用することに相反関係があり、充分
な光学濃度を有するブラックマトリックスが得られない
という問題があった。また、上述の電着法により着色層
を形成した後、無電解メッキによってブラックマトリッ
クスを形成する方法が提案されている（特開平６−２７
３６１０号）。しかし、特開昭６１−２７９８０３号等
に示されるように、全面塗布した感光性樹脂層を各色の
着色層を形成するごとに露光した場合、露光回数の増加
にともなって感光性樹脂の解像度が低下し、特に最終色
として形成された着色層は解像度が低く、その後に形成
されるブラックマトリックスは、一定面積の各色の着色
層を形成する必要性から着色層の一部を覆うように形成
され、このためカラーフィルタの平坦性を著しく損なう
という問題があった。

【０００９】このような問題は、電着法に限らず、電解
ミセル法等の電気化学反応を利用したカラーフィルタの
製造方法すべてに発生する。

【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、高い表面抵抗を有するとともに、充分
な光学濃度を有するブラックマトリックスを備えたカラ
ーフィルタと、このようなカラーフィルタを効率よく得
ることのできる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、透明基板と、該
透明基板上に所定のパターンで形成された複数の着色パ
ターンからなる着色層と、該着色パターン間に位置する
ように形成されたブラックマトリックスとを備え、少な
くとも前記ブラックマトリックスは表面層としてポリシ
ロキサン層を有するような構成とした。

【００１２】また、本発明のカラーフィルタは、前記透
明基板と、前記着色層および前記ブラックマトリックス
との間に透明電極を備えるような構成とした。

【００１３】本発明のカラーフィルタの製造方法は、透
明基板上に、光酸発生剤を含有した感光性レジストを塗
布してレジスト層を形成し、該レジスト層を所定のパタ
ーンのマスクを介して露光する第１の工程と、前記レジ
スト層に多官能アルコキシシランガスを接触させて露光
領域にポリシロキサン層を形成し、その後、現像して表
面層としてポリシロキサン層を備えるブラックマトリッ
クスを形成する第２の工程と、前記ブラックマトリック
スが形成されていない前記透明基板上に、複数色の着色
パターンを順次形成して所定の色数からなる着色層を形
成する第３の工程と、を有するような構成とした。

【００１４】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、前記第１の工程において、前記透明基板の全面に、
あるいは、所定のパターン形状に予め透明電極が形成さ
れるような構成とした。

【００１５】このような本発明では、感光性レジストか
らなるレジスト層の露光領域が現像液に対して不溶化さ
れるとともに、感光性レジストに含有される光酸発生剤
が酸を発生し、その後、レジスト層の露光領域に接触す
る多官能アルコキシシランガスが上記の酸の作用によっ
て加水分解を生じて重縮合を起こし、露光領域の表面に
ポリシロキサンのネットワークが生じてポリシロキサン
層が形成され、その後の現像により形成されたブラック
マトリックスは、ポリシロキサン層を表面層として備え
る。

【００１６】

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

【００１７】図１は本発明のカラーフィルタの一実施形
態を示す概略構成図である。図１においてカラーフィル
タ１は、透明基板２と、この透明基板２上に透明電極３
を介して所定のパターンで形成されたブラックマトリッ
クス５および複数の着色パターン７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから
なる着色層７と、ブラックマトリックス５および着色層
７を覆うように形成された保護層８、透明共通電極９と
を備えている。そして、ブラックマトリックス５は、表
面層としてポリシロキサン層６を有している。

【００１８】カラーフィルタ１の透明基板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ＬＣＤ用のカラーフ
ィルタに適している。

【００１９】透明基板２上に形成されている透明電極３
は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等の透明導電性物質を用いて
形成することができ、その厚みは２００〜２０００Å程
度が好ましい。

【００２０】ブラックマトリックス５は、後述するよう
な感光性レジストにカーボンブラック等の遮光性粒子を
４０〜６５重量％の範囲で含有させたものを硬化させて
形成することができ、その表面にポリシロキサン層６を
０．０３〜０．１μｍ程度の厚みで備えており、ブラッ
クマトリックス５全体の厚みは０．８〜１．２μｍ程度
が好ましい。そして、このブラックマトリックス５は、
１０¹¹〜１０¹²Ω／□程度の高い表面抵抗を有するもの
である。ブラックマトリックス５を構成するポリシロキ
サン層６の厚みが０．０３μｍ未満であると、ブラック
マトリックス５に上記のような高い表面抵抗を付与する
ことができず、また、０．１μｍを超えるとパターンの
膨潤がおこり好ましくない。さらに、ブラックマトリッ
クス５の厚みが０．８μｍ未満であると、ブラックマト
リックスとしての遮光性が不十分であり、一方、ブラッ
クマトリックスの厚みが１．２μｍを超えると解像力が
低下し好ましくない。

【００２１】尚、上記のポリシロキサン層６は、ポリシ
ロキサン−レジスト複合層を含むものである。

【００２２】着色層７は、透明電極３を使用して電着法
により形成することができ、この場合、後述するような
電着材料を用いることができる。また、着色層７は染色
法、顔料分散法、印刷法等の従来公知の方法により形成
することができる。

【００２３】保護層８は、カラーフィルタ１の表面平滑
化、信頼性の向上および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に
おいて使用する際の液晶層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等の透
明無機化合物等を用いて形成することができる。このよ
うな保護層の厚さは１．０〜１．５μｍ程度が好まし
い。

【００２４】また、透明共通電極９としては、酸化イン
ジウムスズ（ＩＴＯ）膜等を用いることができる。ＩＴ
Ｏ膜は蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法により
形成することができ、厚さは８００〜１５００Å程度が
好ましい。

【００２５】上述の本発明のカラーフィルタは、透明基
板２とブラックマトリックス５、着色層７との間に透明
電極３が存在するが、これに限定されるものではなく、
透明電極３が存在しなくてもよい。

【００２６】次に、図１に示される本発明のカラーフィ
ルタを例に、本発明のカラーフィルタ製造方法を説明す
る。図２は本発明のカラーフィルタ製造方法を説明する
ための工程図である。図２において、第１の工程とし
て、まず、透明基板２の全面に酸化インジウムスズ（Ｉ
ＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等の
透明導電性物質により透明電極３を形成する。このよう
な透明電極３は、例えば、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、厚
みは２００〜２０００Å程度が好ましい。次いで、この
透明電極３上に光酸発生剤を含有した感光性レジストを
塗布して厚み１．０〜１．５μｍ程度のレジスト層４を
形成する（図２（Ａ））。次に、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１０を介して露光する
（図２（Ｂ））。この露光により、レジスト層４の露光
領域４ａは、現像液に対して不溶化されるとともに、感
光性レジストに含有される光酸発生剤が露光により発生
した酸を含有することになる。

【００２７】次に、第２の工程として、レジスト層４に
多官能アルコキシシランガスを接触させる。これによ
り、露光箇所４ａに接触する多官能アルコキシシランガ
スが露光箇所４ａに含有される酸の作用によって加水分
解を受け重縮合を生じて、露光領域４ａにポリシロキサ
ンのネットワークが形成されてポリシロキサン層６が形
成される。次いで、現像して未露光領域を除去すること
により、表面層としてポリシロキサン層６を有するブラ
ックマトリックス５が形成される（図２（Ｃ））。

【００２８】次に、第３の工程として、透明電極３上に
ブラックマトリックス５を覆うように感光性レジストを
塗布してレジスト層４´を形成し、その後、まず、赤色
の着色層用のフォトマスクを介してレジスト層４´を露
光・現像して赤色の着色層に対応したパターンで透明電
極３を露出させる。そして、赤色顔料を分散させた電着
浴中に上記の透明基板２を浸漬し、透明電極３に直流電
圧を印加して、露出している透明電極３に赤色電着材を
析出させ、十分に水洗した後に乾燥してピンホールのな
い着色層７Ｒを形成する（図２（Ｄ））。この電着法に
よる着色層７Ｒの形成において、ブラックマトリックス
５は表面層としてポリシロキサン層６を有し高い表面抵
抗を示すので、赤色電着材は露出している透明電極３の
みに析出することになる。次に、緑色の着色層用のフォ
トマスクを介してレジスト層４´を露光・現像し、同様
に電着によって透明電極３上に緑色の着色層７Ｇを形成
し、さらに、青色の着色層用のフォトマスクを介してレ
ジスト層４´を露光・現像し、同様に電着によって青色
の着色層７Ｂを形成した後、ブラックマトリックス５お
よび着色層７を７０〜９０℃の条件で加熱して硬化させ
る。さらに、上述のように形成された着色層７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂと、ブラックマトリックス５を覆うように保護
層８、透明共通電極９を設けてカラーフィルタ１とする
（図２（Ｅ））。

【００２９】このような第３の工程では、１度形成した
レジスト層４´を複数回露光するので、レジスト層４´
の解像度の低下が生じる。しかし、既に透明電極３上に
高い表面抵抗を有するブラックマトリックス５が形成さ
れているため、レジスト層４´の解像度が低下してレジ
スト層４´の除去位置の精度が低下しても、ブラックマ
トリックス５に囲まれた所望の色の着色層形成部位のみ
が露出することになり、着色層の形成精度の低下を来す
ことはない。

【００３０】上記の第１の工程において用いる感光性レ
ジストとしては、ｏ−クレゾールノボラックエポキシア
クリレート（水酸基の５０％が無水フタル酸と反応した
もの）９．５重量部、ジペンタエリストリトールヘキサ
アクリレート９．５重量部、イルガキュアー（チバガイ
ギー社製）１．０重量部、エチルセルソルブ８０．０重
量部を混合したもの１００重量部に、カーボンブラック
５０重量部、光酸発生剤１０重量部の比率で混合したも
の等を挙げることができる。

【００３１】また、第１の工程において感光性レジスト
に含有させる光酸発生剤としは、２（２´−フリルエチ
リデン）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−Ｓ−ト
リアジン（（株）三和ケミカル製 ＴＦＥトリアジン
（商品名））、みどり化学（株）製 ＴＰＳ−１０３
（商品名）、みどり化学（株）製 ＭＤＳ−１０５（商
品名）、みどり化学（株）製 ＴＡＺ−１０６（商品
名）等を挙げることができ、これらの１種または２種以
上を使用することができる。

【００３２】このような光酸発生剤は、レジスト層の露
光に使用される光源等を考慮して選択することができ、
感光性レジスト１００重量部に対して５〜１５重量部の
範囲で含有させることができる。

【００３３】第１の工程におけるレジスト層４の露光
は、超高圧水銀灯を有する紫外線露光装置等の光源から
上記の光酸発生剤との関係を考慮して選択した光源を使
用し行うことができる。

【００３４】上記の第２の工程において使用する多官能
アルコキシシランガスとしては、３官能および／または
４官能のアルコキシシランガス、具体的にはメチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルト
リプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、テトラプロポキシシラン等を挙げること
ができる。このような多官能アルコキシシランガスをレ
ジスト層４に接触させる際の条件は、例えば、温度２０
〜２５℃、相対湿度５８〜９５％、接触時間３〜１５分
の範囲で適宜設定することができる。そして、この接触
条件を変えることにより、レジスト層４の露光領域４ａ
に形成されるポリシロキサン層６の厚みを制御すること
ができる。例えば、相対湿度を５８〜９５％の範囲とす
ることにより、レジスト層４の露光領域４ａに水を吸着
浸透させることができ、この水の存在によって多官能ア
ルコキシシランガスの加水分解がレジスト層４の露光領
域４ａ内部で生じ、レジスト層４の表面から内部方向に
ポリシロキサン層６が形成される。これにより、ポリシ
ロキサン層６が形成されたブラックマトリックス５の厚
みをレジスト層４と同一に保つことができる。この場
合、第３の工程で着色層７が形成された後に加熱処理を
施すことによってポリシロキサン層６の体積が重縮合に
より減少するので、ブラックマトリックス５の遮光性を
変えることなく厚みを減少（０．０３〜０．０５μｍ）
することができ、単位厚みのブラックマトリックス５の
遮光性を高めることができる。

【００３５】また、上記の第２の工程において使用する
現像液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリ
ウム水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等
を挙げることができ、現像方法としては、スプレー現像
（スピン、揺動）等を用いることができる。

【００３６】上記の第３の工程において用いる感光性レ
ジストとしては、例えば、東京応化工業（株）製 ＯＦ
ＰＲ−８００等を挙げることができる。

【００３７】また、上記の第３の工程において用いられ
る電着材料は、一般に有機材料（高分子材料）からな
り、その原形は電着塗装法としてよく知られている。電
着塗装では、電気化学的な主電極との反応によりカチオ
ン電着とアニオン電着とがある。これは、電着材料がカ
チオンとして存在するか、アニオンとして挙動するかで
分類される。電着に用いられる有機高分子物質として
は、天然油脂系、合成油脂系、アルキッド樹脂系、ポリ
エステル樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の
種々の有機高分子物質が挙げられる。

【００３８】アニオン型では、古くからマレイン化油や
ポリブタジエン系樹脂がしられており、電着物質に硬化
は酸化重合反応による。カチオン型はエポキシ系樹脂が
多く、単独あるいは変性されて使用できる。その他に、
メラミン系樹脂、アクリル系樹脂が多く用いられ、熱硬
化や光硬化等により強固な着色層が形成できる。

【００３９】液晶カラーフィルタの電着では、アニオン
型またはカチオン型電着浴中に微粉砕された顔料や染料
を分散させ、イオン性高分子材料とともに導電性部に共
析させる。

【００４０】また、上記の第３の工程において使用する
現像液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリ
ウム水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等
を挙げることができ、現像方法としては、スプレー現像
（スピン、揺動）等を用いることができる。

【００４１】尚、上述の本発明のカラーフィルタの製造
方法では、着色層７Ｒ，７Ｇ，７Ｂの形成を電着法によ
り行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、
電解ミセル法等の電気化学的反応を利用して着色層を形
成することができ、また、染色法、顔料分散法、印刷法
等の従来公知の方法により形成することもできる。

【００４２】また、透明電極３が存在しないような本発
明のカラーフィルタでは、上述の本発明の製造方法の第
３の工程において、染色法、顔料分散法、印刷法等の従
来公知の方法により着色層を形成する他は、同様にして
製造することができる。

【００４３】

【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）第１の工程 まず、コーニング（株）製７０５９ガラス基板上に酸化
インジウムスズ（ＩＴＯ）をスパッタリング法により成
膜して厚さ１５００Åの透明電極を全面に形成し、次
に、この透明電極上に下記のように調製した感光性レジ
ストをスピンコーティング法により塗布し、その後、９
０℃、３分間の条件で乾燥して厚み１．０μｍのレジス
ト層を形成した。

【００４４】（感光性レジストの調製）まず、下記組成
の感光性樹脂を調製した。

【００４５】 ・ｏ−クレゾールノボラックエポキシアクリレート （水酸基の５０％が無水フタル酸と反応したもの） … ９．５重量部 ・ジペンタエリストリトールヘキサアクリレート … ９．５重量部 ・イルガキュアー（チバガイギー社製） … １．０重量部 ・エチルセルソルブ …８０．０重量部 次に、この感光性樹脂に顔料、光酸発生剤を混合して感
光性レジストを調製した。

【００４６】 ・感光性樹脂 … １００重量部 ・カーボンブラック … ５０重量部 ・光酸発生剤（みどり化学（株）製 ＴＡＺ−１０６）… １０重量部 次に、レジスト層に対してブラックマトリックス用のフ
ォトマスク（線幅＝３５μｍ）を介して露光を行った。
露光用の光源は超高圧水銀灯を有する紫外線露光装置を
用い、１０秒間照射した。第２の工程 次に、３官能のアルコキシシランガスとしてメチルトリ
エトキシシランを使用し、露光が終了したレジスト層に
下記の条件で接触（窒素ガス流でアルコキシシランをガ
ス状にし、露光表面に接触させるＣＶＤ法による）さ
せ、露光領域にポリシロキサン層を形成してブラックマ
トリックスとした。

【００４７】（接触条件） ・接触時間：３分間 ・相対湿度：５８％ ・温 度 ：２５℃ 次いで、０．０５％水酸化カリウム水溶液を用いて現像
を行い未露光のレジスト層を除去し、水洗を行った後、
２００℃で３０分間加熱してブラックマトリックスを形
成した。第３の工程 次に、ガラス基板上に感光性レジスト（東京応化工業
（株）製 ＯＦＰＲ−８００）をスピンコーティング法
により塗布し、その後、９０℃、３分間の条件で乾燥し
て厚み３μｍのレジスト層を形成した。

【００４８】次いで、赤色着色層用のフォトマスクを介
してレジスト層を露光・現像して赤色着色層に対応した
パターンで透明電極を露出させた。次に、下記のように
調製した赤色着色層用の電着液中に、透明電極を陽極と
し白金電極を陰極として、電極間隔３０ｍｍとなるよう
にガラス基板を浸漬し、透明電極に１０ｍＡの定電流を
６０秒間通電して電着を行った。次に、電着液から取り
出した基板を十分に水洗した後、１００℃、１０分間の
乾燥を行って透明性の良好な赤色の着色層を形成した。

【００４９】（赤色着色層用の電着液の調製）まず、下
記組成の混合物を調製した。

【００５０】 ・東亜合成化学（株）製アクリル樹脂アロンＳ−４０３０… ７５重量部 ・住友化学（株）製アルコキシメラミンＭ−６６Ｂ … ２５重量部 ・トリエチルアミン … ６重量部 ・ジノニルナフタレンジスルフィド …０．５重量部 次に、この混合物に顔料、水を混合して赤色着色層用の
電着液を調製した。

【００５１】 ・混合物 …１３．５重量部 ・ナフトールレッド … ５重量部 ・水 …８１．５重量部 次に、緑色着色層用のフォトマスクを介してレジスト層
を露光・現像し、下記組成の緑色着色層用の電着液を用
いて上記の赤色着色層の形成と同一条件で電着を行っ
た。次に、電着液から取り出した基板を十分に水洗した
後、１００℃、１０分間の乾燥を行って透明性の良好な
緑色の着色層を形成した。

【００５２】（緑色着色層用の電着液の組成） ・混合物（赤色着色層用の電着液に使用したのと同一）…１３．５重量部 ・フタロシアニングリーン … ５重量部 ・水 …８１．５重量部 さらに、青色着色層用のフォトマスクを介してレジスト
層を露光・現像し、下記組成の青色着色層用の電着液を
用いて上記の赤色着色層の形成と同一条件で電着を行っ
た。次に、電着液から取り出した基板を十分に水洗した
後、１００℃、１０分間の乾燥を行って透明性の良好な
青色の着色層を形成した。

【００５３】（青色着色層用の電着液の組成） ・混合物（赤色着色層用の電着液に使用したのと同一）…１３．５重量部 ・銅フタロシアニンブルー … ５重量部 ・水 …８１．５重量部 以上の第１の工程ないし第３の工程により、ガラス基板
上に所定のパターンの着色層と、着色層間に位置するブ
ラックマトリックスとを備え、ブラックマトリックスが
表面層としてポリシロキサン層を有するカラーフィルタ
を作製した。

【００５４】このカラーフィルタにおけるブラックマト
リックスの表面抵抗値を三菱油化（株）製ＨＩＲＥＳＴ
Ａ−１Ｐにより測定した結果、１０¹²Ω／□であり、高
い表面抵抗値を有することが確認された。また、ブラッ
クマトリックスの厚みは０．９２μｍであり、この光学
濃度Ｄが３．０であることより、ブラックマトリックス
の単位厚みの遮光性が高いことが確認された。

【００５５】さらに、得られたカラーフィルタのブラッ
クマトリックスと着色層を覆うようにアクリル樹脂から
なる保護層（厚み１．５μｍ）、ＩＴＯからなる透明共
通電極（厚み１５００Å）を設け、このカラーフィルタ
を用いて液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を作製し、カラー
画像を表示させたところ、色ずれや滲みのない良好なカ
ラー画像が表示された。 （実施例２）光酸発生剤として、みどり化学（株）製Ｔ
ＡＺ−１０６の代わりに、（株）三和ケミカル製ＴＦＥ
トリアジンを使用した他は、実施例１と同様にしてカラ
ーフィルタを作製した。

【００５６】このカラーフィルタにおけるブラックマト
リックスの表面抵抗値、厚み、および、光学濃度Ｄを実
施例１と同様にして測定した結果、表面抵抗値＝１０¹²
Ω／□、厚み＝０．９３μｍ、Ｄ＝３．０であり、高い
表面抵抗値を有し、遮光性が高いことが確認された。

【００５７】さらに、得られたカラーフィルタのブラッ
クマトリックスと着色層を覆うようにアクリル樹脂から
なる保護層（厚み１．５μｍ）、ＩＴＯからなる透明共
通電極（厚み１５００Å）を設け、このカラーフィルタ
を用いて液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を作製し、カラー
画像を表示させたところ、色ずれや滲みのない良好なカ
ラー画像が表示された。 （実施例３）第２の工程において使用するアルコキシシ
ランガスとして、３官能のメチルトリメトキシシランを
使用した他は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを
作製した。

【００５８】このカラーフィルタにおけるブラックマト
リックスの表面抵抗値、厚み、および、光学濃度Ｄを実
施例１と同様にして測定した結果、表面抵抗値＝１０¹²
Ω／□、厚み＝０．９７μｍ、Ｄ＝３．０であり、高い
表面抵抗値を有し、遮光性が高いことが確認された。

【００５９】さらに、得られたカラーフィルタのブラッ
クマトリックスと着色層を覆うようにアクリル樹脂から
なる保護層（厚み１．５μｍ）、ＩＴＯからなる透明共
通電極（厚み１５００Å）を設け、このカラーフィルタ
を用いて液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を作製し、カラー
画像を表示させたところ、色ずれや滲みのない良好なカ
ラー画像が表示された。 （比較例１）第２の工程において使用するアルコキシシ
ランガスとして、単官能のエトキシトリメチルシランを
使用した他は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを
作製した。

【００６０】このカラーフィルタにおけるブラックマト
リックスの表面抵抗値、厚み、および、光学濃度Ｄを実
施例１と同様にして測定した結果、表面抵抗値＝１０⁵
Ω／□、厚み＝１．００μｍ、Ｄ＝３．０であり、ブラ
ックマトリックスにおけるポリシロキサン層の形成が不
十分で表面抵抗値が低いものであった。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば透
明基板上に複数の着色パターンからなる着色層と、着色
パターン間に位置して表面層としてポリシロキサン層を
有するブラックマトリックスとを備えるカラーフィルタ
であるため、このカラーフィルタのブラックマトリック
スは、上記のポリシロキサン層によって高い表面抵抗を
有し、かつ、充分な光学濃度を有するものである。ま
た、光酸発生剤を含有した感光性レジストからなるレジ
スト層を所定のパターンのマスクを介して露光すること
により、レジスト層の露光領域を現像液に対して不溶化
するとともに、感光性レジストに含有される光酸発生剤
の作用で酸を発生させ、その後、このレジスト層に多官
能アルコキシシランガスを接触させ、多官能アルコキシ
シランガスに上記の酸の作用によって加水分解と重縮合
を生じさせてレジスト層の露光領域の表面にポリシロキ
サンのネットワークからなるポリシロキサン層を形成
し、その後、現像して表面層としてポリシロキサン層を
有するブラックマトリックスとし、次いで、ブラックマ
トリックスが形成されていない透明基板上に、複数色の
着色パターンを順次形成して所定の色数からなる着色層
を形成することで上記のカラーフィルタを製造すること
ができ、この製造工程において、ブラックマトリックス
がポリシロキサン層によって高い表面抵抗を有するの
で、着色層の形成は電着法を含むいずれの形成方法によ
っても容易に行うことができ、良好なカラーフィルタの
製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】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。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２…透明基板 ３…透明電極 ４…レジスト層 ４ａ…露光領域 ５…ブラックマトリックス ６…ポリシロキサン層 ７…着色層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、該透明基板上に所定のパタ
   ーンで形成された複数の着色パターンからなる着色層
   と、該着色パターン間に位置するように形成されたブラ
   ックマトリックスとを備え、少なくとも前記ブラックマ
   トリックスは表面層としてポリシロキサン層を有するこ
   とを特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】 前記透明基板と、前記着色層および前記
   ブラックマトリックスとの間に透明電極を備えることを
   特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 透明基板上に、光酸発生剤を含有した感
   光性レジストを塗布してレジスト層を形成し、該レジス
   ト層を所定のパターンのマスクを介して露光する第１の
   工程と、 前記レジスト層に多官能アルコキシシランガスを接触さ
   せて露光領域にポリシロキサン層を形成し、その後、現
   像して表面層としてポリシロキサン層を備えるブラック
   マトリックスを形成する第２の工程と、 前記ブラックマトリックスが形成されていない前記透明
   基板上に、複数色の着色パターンを順次形成して所定の
   色数からなる着色層を形成する第３の工程と、を有する
   ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１の工程において、前記透明基板
   は予め全面に、あるいは、所定のパターンで透明電極が
   形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載
   のカラーフィルタの製造方法。