JP2003149431A

JP2003149431A - カラーフィルター

Info

Publication number: JP2003149431A
Application number: JP2001346396A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sugiyama; 享杉山
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶層の厚み（セルギャップ）を一定間隔に
保持するための着色層を積層した高さ精度の良好なスペ
ーサー部と遮光層を有するカラーフィルターの提供。【解決手段】異なる分光特性を有する複数色の着色部
からなるカラーフィルターにおいて、分光特性の異なる
２色を部分的に重ね合わせたスペーサー部をＴＦＴ電極
と重なるように積層するカラーフィルターである。該ス
ペーサー部の５５０ｎｍ以下の波長の光透過率が１０％
以下であることが望ましい。

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するために、特開昭
６３−８２５４０５号公報、特開平５−１９６９４６号
公報では、カラーフィルター基板の複数の着色層を積層
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。この方法で着色層
の重ね合わせによりスペーサーを形成する方法が特開平
９ー４３４２５号公報、特開平１０−１７７１０９号公
報にて提案されているが、３〜４層積層する場合は、３
色目以降の塗布は、先に形成した面積の小さいスペーサ
ーパターン上に塗布するものであるため、流動による厚
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】一方、カラー液晶ディスプレイにおいて
は、その外部から入射する光によってＴＦＴのスイッチ
ング特性が悪影響を受け、それに伴って表示特性が悪く
なるという問題点があった。特に、外部から入射する光
がカラーフィルタ基板上の遮光膜で反射してＴＦＴに入
射することにより、その光がＴＦＴに悪影響を及ぼして
ＴＦＴ特性が悪化し、その結果、単位画素部の電圧が変
化して画素部の光透過率が変動してしまうために表示ム
ラ等の表示欠陥を発生させるという問題点があった。

【０００７】これに対して特開平６−331975号公報に
は、対向する２枚の透明基板のうち一方が、少なくとも
透明基板上に所定パターンで形成される遮光膜と、透明
基板上に遮光膜の一部を覆う形で形成され、かつ他の色
の着色層と互いに重なる部分を持つ、各々赤・緑・青の
着色層と透明電極とを有するカラー液晶ディスプレイが
提案されている。

【０００８】これによれば、ＴＦＴ素子と対向する部分
のみに遮光膜下で突起もしくは独立した島状の着色層が
重なっているので、着色層の三層の重なりによって遮光
膜からのＴＦＴ素子内への反射光が低減されてＴＦＴ素
子内に発生する光電流が低下するため、光電流による色
ムラ抑制のために必要なゲート電極の逆電圧が低減でき
たというものである。

【０００９】しかしながら、上記特開平６−331975号公
報に提案されたカラー液晶ディスプレイにおいては、遮
光膜の上に赤・緑・青の複数の着色層を形成しているた
め、着色層全体としての膜厚が厚くなってしまい、段差
によるディスクリネーション（液晶の配向異常に伴う表
示不良）やセルギャップの不均一などを生ずる原因とな
り、表示ムラ等の表示欠陥を発生させるという問題点が
あった。

【００１０】また、着色層の膜厚が厚くなると、着色層
の凹凸を平坦化するためのオーバーコート層の形成が不
可欠となり、製造工程が煩雑になるという問題点もあっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，前記
の諸問題点に鑑み、高さ精度の良好なスペーサー部、及
びＴＦＴ電極の遮光層を有するカラーフィルターを効率
的に、且つ安価に提供することにある。

【００１２】

【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、＜１＞異なる分光特性を有する複数色の着色部からな
るカラーフィルターにおいて、前記分光特性の異なる２
色を部分的に重ね合わせてなるスペーサー部を有し、且
つ該スペーサー部の一部、又は全部がディスプレイ正面
から見てＴＦＴ電極と重なる位置に形成されることを特
徴とするカラーフィルターである。＜２＞前記分光特性の異なる２色を部分的に重ね合わ
せたスペーサー部の、５５０ｎｍ以下の波長の光透過率
が１０％以下である、前記＜１＞に記載のカラーフィル
ターである。＜３＞仮支持体上に形成された感光性着色樹脂組成物
層を転写により基板上に形成し、所定のパターンで露光
した後、現像し、該基板上に着色パターンを形成する工
程を含む製造法により製造される、前記＜１＞又は＜２
＞に記載のカラーフィルターである。＜４＞前記異なる分光特性を有する複数色の着色部か
らなるカラーフィルターが、ＴＦＴ電極を配列した基板
上に形成されている、前記＜１＞ないし＜３＞のいずれ
かに記載のカラーフィルターである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。 (着色層)まず、本発明のカラーフィルターの着色層につ
いて説明する。カラーフィルターの着色層は、着色剤と
バインダー樹脂を主要な成分として含む。着色層の形成
方法としては，特に限定されないが、通常用いられる方
法としては、印刷法，インクジエット法、ミセル電着
法、顔料分散法等が挙げられる。この中では、着色層の
部分的な積層を行いスペーサーを形成する目的に対し
て、顔料分散法が好ましい。顔料分散法によるカラーフ
ィルターの製造は、通常、顔料等の着色剤、バインダ
ー、光重合性化合物、光重合開始剤を含む感光性樹脂組
成物層を基板上に形成し、所定のパターンで露光した
後、現像し，該基板上に着色パターンを形成することに
より達成できる。

【００１４】着色層の好ましい構成成分について、さら
に詳細に説明する。（着色剤）着色剤としては、有機顔料、色素等が使用さ
れる。特に耐熱性の良好な顔料が好適に使用できる。こ
れらの好ましい具体例としては、青色顔料としてＰＢ１
５：６、ＰＢ１５：３、ＰＢ７６、緑色顔料としてＰＧ
３６、ＰＧ７、黄色顔料としてＰＹ１２０、ＰＹ１２
８、ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１５０、ＰＹ１５
５、ＰＹ１８０、ＰＹ１８５、また赤色顔料としてＰＲ
１４９、ＰＲ１７７、ＰＲ１７９、ＰＲ２０８、ＰＲ２
０９、ＰＲ２２４、ＰＲ２５４、ＰＲ２５５等が用いら
れる。着色転写層中の顔料の含有量は、０．１〜４５質
量％であることが好ましい。より好ましくは１〜３５質
量％である。

【００１５】（バインダー）上記バインダーに関しては
特に制限はなく、通常の膜形成性のポリマーを用いるこ
とができる。ただし、本発明でバインダーとして有利に
用いられるのは、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基
などの極性基を有するポリマーである。その例として
は、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４
３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭
５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公
報、および特開昭５９−７１０４８号公報に記載されて
いるようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合
体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイ
ン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を
挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有する
セルロース誘導体も挙げることができる。この他に水酸
基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好
ましく使用することができる。特に、米国特許第４１３
９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレー
トと（メタ）アクリル酸との共重合体やベンジル（メ
タ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマー
との多元共重合体を挙げることができる。これらの極性
基を有するバインダーポリマーは、単独で用いてもよ
く、あるいは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成
物の状態で使用してもよい。

【００１６】（光重合性化合物）上記光重合性化合物と
しては、エチレン性不飽和二重結合を有し、光の照射に
よって付加重合するモノマーまたはオリゴマーであるこ
とが好ましい。そのようなモノマーとしては、分子中に
少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を
有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げること
ができる。その例としては、ポリエチレングリコールモ
ノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモ
ノ（メタ）アクリレートおよびフェノキシエチル（メ
タ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メ
タクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、トリメチロールエタントリアクリレート、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
プロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メ
タ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリ
レート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオ
キシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエ
チル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエ
チル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレ
ート；トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能
アルコールにエチレンオキシドにプロピレンオキシドを
付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能
アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることがで
きる。

【００１７】さらに特公昭４８−４１７０８号公報、特
公昭５０−６０３４号公報および特開昭５１−３７１９
３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特
開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１
号公報および特公昭５２−３０４９０号公報に記載され
ているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と
（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリ
レート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙
げることができる。これらの中で、トリメチロールプロ
パントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ（メタ）アクリレート、ジぺンタエリスリトール
ヘキサ（メタ）アクリレート、ジぺンタエリスリトール
ペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。

【００１８】これらのモノマーまたはオリゴマーは、単
独でも、二種類以上を混合して用いても良く、そのカラ
ーフィルター用着色組成物の全固形分に対する含有量は
５〜６０質量％が一般的であり、１０〜５０質量％が好
ましい。

【００１９】（光重合開始剤）上記光重合開始剤として
は、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されてい
るビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４
８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル
化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα
−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国
特許第３０４６１２７号明細書および同第２９５１７５
８号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５
４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール
二量体とｐ−アミノケトンの組み合わせ、特公昭５１−
４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とト
リハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２
３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−
ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明
細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール
化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル
−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾールお
よびトリアリールイミダゾール二量体が好ましい。カラ
ーフィルター用着色組成物の全固形分に対する光重合開
始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、
１〜１５質量％が好ましい。

【００２０】（熱重合防止剤）本発明のカラーフィルタ
ー用着色組成物は、上記成分の他に、更に熱重合防止剤
を含むことが好ましい。該熱重合防止剤の例としては、
ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ジ−ｔ−ブ
チル−ｐ−クレゾール、ピロガロール、ｔ−ブチルカテ
コール、ベンゾキノン、４，４’−チオビス（３−メチ
ル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン
ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−
メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙
げられる。

【００２１】（その他の添加物）カラーフィルター用着
色組成物には必要に応じて公知の添加剤、例えば可塑
剤、界面活性剤、密着促進剤、紫外線吸収剤、溶剤等を
添加することができる。

【００２２】本発明のカラーフィルター用着色組成物
は、上記の各固形成分を溶剤に溶解させた塗布液として
準備し、これを仮支持体や基板等の表面に着色層を形成
するために利用する。

【００２３】カラーフィルター用着色組成物の調製に使
用される有機溶剤の例としては、メチルエチルケトン、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキ
サノン、シクロヘキサノール、乳酸エチル、乳酸メチ
ル、カプロラクタム等を挙げることができる。

【００２４】着色層の膜厚は、最終的に製造される液晶
パネルのセル厚みに合致するように設定される。通常の
液晶パネルのセル厚みを考慮すると、着色層の膜厚は２
μｍ〜８μｍ、好ましくは２．６μｍから６μｍ、さら
に好ましくは２．８μｍ〜５．５μｍである。

【００２５】（感光性樹脂組成物層の形成）感光性樹脂
組成物層を基板上に形成する方法としては、感光性樹脂
組成物を含む溶液をスピナーまたは、スリットコーター
を用いて、基板上に塗布し乾燥する方法あるいは、あら
かじめ仮支持体上に形成された感光性樹脂組成物層を転
写により基板上に形成する方法（転写法）が用いられ
る。感光性樹脂組成物層の厚みが２μｍ以上の場合に
は、スリットコーターによる塗布あるいは転写法が好ま
しく、厚み精度の点から転写法が特に好ましい。

【００２６】次に本発明のカラーフィルターの製造に好
適な転写法に使用する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。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。

【００２７】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。

【００２８】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、２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。

【００２９】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。

【００３０】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質量％〜７５質量％が好ましく、
より好ましくは１質量％〜６０質量％、さらに好ましく
は１０質量％〜５０質量％である。１質量％未満では感
光性樹脂層との十分な密着が得られず、７５質量％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。

【００３１】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８０℃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。

【００３２】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。

【００３３】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、３
０℃＜Ｔ＜２００℃であり、好ましくは５０℃＜Ｔ＜１
６０℃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、４×１０＜η’
＜５×１０⁵ (Ｐａ．ｓ）が好ましく、より好ましくは
５×１０＜η’＜１×１０⁵ （Ｐａ．ｓ）である。動的
粘性率（η’）が４×１０（Ｐａ．ｓ）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５×１０⁵（Ｐａ．ｓ）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。

【００３４】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。

【００３５】（カラーフィルターの製造）次に上述した
ような方法で作製した画像形成材料(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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】（スペーサー部の作製）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。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。

【００４０】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。

【００４１】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が第１の色パターン（Ｒ）の
上に形成される。

【００４２】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、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。積相される二色の組み合わせに特に限定
は無いが、半導体膜には約５５０ｎｍ以下の短波長側の
光が吸収されやすく、反射光によるＴＦＴ特性への悪影
響の原因の一つがこの短波長側の光の吸収によることか
ら、５５０ｎｍ以下の短波長側の光の透過率が低いＲパ
ターンとＧパターン、又はＲパターンとＢパターンのい
ずれかの組合せが好ましい。形成されるスペーサーの形
状は特に限定されず、方形、円柱状、楕円状など様々な
形状を通ることが出来る。また必要に応じて、一部に切
り欠きを持ったり、中抜きのドーナツ形状を取ることも
できる。

【００４３】本発明のカラーフィルターの製造方法は、
図２に示すようなＴＦＴ電極を有する基板において、Ｔ
ＦＴ電極と重なるように各色のパターンを部分的に積層
することにより、ＴＦＴ電極の遮光層であり、且つスペ
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、及び図３において、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４２、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に接続されている。この透明
基板３面に、図２に示す通り、ＴＦＴ電極と重なるよう
に転写方式で露光、現像することにより、Ｒパターン、
Ｇパターン、Ｂパターンがそれぞれ形成され、ＴＦＴ電
極を覆うよう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３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。

【００４４】前記した薄膜トランジスターを配列したカ
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。さらに本発明のカラーフィル
ターは、着色層の膜厚が２．６ミクロン以上あるため、
絶縁性が良好であると共に、電極とＴＦＴ素子間の静電
容量を下げることが可能となり、本発明のＴＦＴを配列
したカラーフィルターにて液晶表示素子を作製した場合
には、欠陥のない良好な表示特性を得ることができる。

【００４５】また、透明基板上にブラックマトリックス
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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】

【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて、本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。（実施例１）図２は本発明の実施例１の液晶パネルの構
造を示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。

【００４９】(基板)まず、厚さ１．１ｍｍ、４００ｍｍ
×３００ｍｍの透明ガラス基板１上にゲート、絶縁膜、
半導体層、ソース、ドレイン、ソース電極、ドレイン電
極、ソース電極が設けられ、列電極（ソース配線）４８
及び列電極（ソース配線）５０が接続されている薄膜ト
ランジスターを配列した基板を用いた。前記基板を洗浄
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秒水洗浄して過剰なシラ
ンカップリング剤を洗い流して、水切りしてオーブンで
１１０度、２０分間熱処理した。

【００５０】(熱可塑性樹脂層)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２０
μｍの熱可塑性樹脂層を設けた。

【００５１】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質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質量部テトラエチレングリコールジメタクリレート１．５質量部ｐ−トルエンスルホンアミド０．５質量部ベンゾフェノン１．０質量部メチルエチルケトン３０質量部

【００５２】(中間層)次に上記熱可塑性樹脂層上に下記
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。

【００５３】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質量部ポリビニルピロリドン（ＧＡＦコーポレーション社製ＰＶＰ、Ｋ−９０）６０質量部フッ素系界面活性剤（旭硝子（株）社製サーフロンＳ−１３１）１０質量部蒸留水３３５０質量部

【００５４】(着色感光性樹脂組成物層)上記熱可塑性樹
脂層及び中間層を有する仮支持体の上に、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色の感光性溶液を塗布、乾燥さ
せ、乾燥膜厚が４．６μｍの着色感光性樹脂組成物層を
形成した。表の中、数値は質量部を示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】(カラーフィルターの作製)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
形成材料料を作成した。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。赤色画像形成
材料の被覆シートを剥離し、前記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５００ｍｊ／ｃｍ²で照射し、透明ガラス
基板上の所定の位置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
明ガラス基板上のＴＦＴ電極に重なるように、赤色画素
パターン及び緑色画素パターンを積層してなるカラーフ
ィルターを形成した。露光、現像、ポスト露光、ポスト
ベークの各条件は表２に示すとおりである。

【００５７】

【表２】

【００５８】その他の条件、表２の補足説明は次のとお
りである。１．現像１は、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。２．現像２では、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
ィルターのＲ、Ｂの２つの着色層の積層により製造した
スペーサー部は２０×３０μｍの方形で、高さは３．７
μｍであった。

【００５９】（実施例２）実施例１において、透明ガラ
ス基板の代わりに、透明基板上にゲート、絶縁膜、半導
体層、ソース、ドレイン、ソース電極、ドレイン電極、
ソース電極が設けられ、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）が形成されている薄膜ト
ランジスターを配列した基板を用いた以外は、全て実施
例１と同様な方法でカラーフィルターを作製した。この
ようにして作製したカラーフィルターのＲ、Ｂの２つの
着色層の積層により製造したスペーサー部は２０×３０
μｍの方形で、高さは３．７μｍであった。

【００６０】本発明で得られるカラーフィルターを用い
た液晶パネルは、実施例１、実施例２ともに良好なスイ
ッチング特性を示した。

【００６１】

【発明の効果】本発明のカラーフィルターによれば、十
分な膜厚を有する各色の感光性樹脂組成物層を、ＴＦＴ
素子を配列した基板上に形成してパターニングし、各々
の色パターンを形成すると際に、先に形成したパターン
の一部に２つ目の色の感光性樹脂組成物層を積層させ
て、着色層の１層の厚みでスペーサー部を形成するの
で、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、均一な液晶層を形成することがで
き、また、前記着色層がＴＦＴ素子を配列した基板に重
なるように形成することにより、着色層が遮光層として
機能し、スイッチング特性の良好な液晶パネルを、効率
的に且つ安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】本発明のカラーフィルターの一実施の形態を
示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【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１６Ｒパターン１８感光性樹脂組成物層（Ｇ）２０Ｇパターン２２感光性樹脂組成物層（Ｂ）２４Ｂ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） 2H025 AB11 AB13 2H048 BA02 BA45 BB02 BB03 BB08 BB14 BB28 BB37 BB43 2H089 LA10 LA11 LA12 NA12 QA14 TA09 2H091 FA02Y FD04 GA02 GA08 GA13 LA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる分光特性を有する複数色の着色部
からなるカラーフィルターにおいて、前記分光特性の異
なる２色を部分的に重ね合わせてなるスペーサー部を有
し、且つ該スペーサー部の一部、又は全部が、ディスプ
レイ正面から見てＴＦＴ電極と重なる位置に形成される
ことを特徴とするカラーフィルター。
【請求項２】前記分光特性の異なる２色を部分的に重
ね合わせたスペーサー部の、５５０ｎｍ以下の波長の光
透過率が１０％以下である請求項１に記載のカラーフィ
ルター。
【請求項３】仮支持体上に形成された感光性着色樹脂
組成物層を転写により基板上に形成し、所定のパターン
で露光した後、現像し、該基板上に着色パターンを形成
する工程を含む製造法により製造される、請求項１又は
請求項２に記載のカラーフィルター。
【請求項４】前記異なる分光特性を有する複数色の着
色部からなるカラーフィルターが、ＴＦＴ電極を配列し
た基板上に形成されている請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載のカラーフィルター。