JPH11202116A - カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくともフィルタエレメントに対応する保護
膜の表面を平坦に形成す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。 【解決手段】 着色層１５ｂ上に保護膜前駆体１７ａを
載せる第１の工程（図３（Ｇ））と、少なくとも着色層
１５ｂの光透過領域（フィルタエレメント）に対応する
表面が平坦な原盤１９で保護膜前駆体１７ａの表面を平
坦にし、保護膜前駆体層１７ｂを形成する第２の工程
（図３（Ｈ））と、保護膜前駆体層１７ｂを硬化して保
護膜１７ｃを形成する第３の工程（図３（Ｉ））と、を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタの
保護膜に係わる。具体的には、表面を平滑化した保護膜
の改良に係わる。また、上記保護膜とスペーサを一体成
形し、スペーサの配置個所を容易に調整することのでき
るカラーフィルタの製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、カラーフィルタ１０を組み込
んだＴＦＴ（Thin Film Transistor）カラー液晶パネル
の断面図である。カラー液晶パネルはカラーフィルタ１
０と対向するガラス基板４ａを備え、その間に液晶組成
物２ａを封入することにより形成される。このカラーフ
ィルタ１０は、ガラス基板４ｂ上に赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色層６を液晶パネルの各原色
の表示要素に対応して設けたもので、液晶パネルでカラ
ーを表示させるための必須のフィルタである。また、各
着色層６の間にはコントラストの向上、色材の混合防止
等のためにブラックマトリクス９が形成される。さら
に、各着色層６上には保護層７及び共通電極８が順次形
成されている。一方、ガラス基板４ａの内側には透明な
画素電極３とＴＦＴ（図示せず）がマトリクス上に形成
されている。両ガラス基板４ａ、４ｂの面内には配向膜
１ａ、１ｂが形成されており、これをラビング処理する
ことにより液晶分子を一定方向に配列させることができ
る。配向膜１ａ、１ｂで囲まれる領域（セルギャップ）
には、セルギャップの隙間を一定に保つためにスペーサ
２ｂが封入されている。スペーサ２ｂとして、球状のシ
リカ、ポリスチレン等が使用されている。この液晶パネ
ルにバックライト光を照射し、液晶組成物２ａをバック
ライト光の透過率を変化させる光シャッターとして機能
させることによりカラー表示を行うことができる。

【０００３】従来、着色層６を保護する目的で、また、
着色層６の形成によって生じた段差を平坦にする目的
で、着色層６上に保護膜をスピンコート、ロールコート
法等の方法で塗布し、固化させて形成していた。

【０００４】また、セルギャップにスペーサを散布する
場合、フロンやアルコール等の低沸点有機溶媒中に超音
波等でスペーサを分散させておき、このスペーサ分散液
をセルギャップに噴霧した後、乾燥させて有機溶媒を蒸
発させる湿式法や、スペーサとガスの混合層を窒素ガス
等で噴射して分散させる乾式法等が用いられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護膜
を上記の方法で形成すると、保護膜の表面を完全に平坦
化することは困難であるため、表面に凹凸が形成される
場合がある。かかる状態で保護膜上に透明電極をスパッ
タ法、蒸着法等の方法で形成すると、透明電極に段差が
形成されるため、透明電極に印加される電圧が不均一に
なり、断線等が生じる原因となることがあった。

【０００６】また、セルギャップにスペーサを封入する
場合、上記従来技術ではセルギャップ間に均一にスペー
サを分散させることができても、フィルタエレメント上
にスペーサが配置される場合がある。この場合、フィル
タエレメント上に配置されたスペーサが光を散乱させ、
液晶パネルの表示のコントラストを低下させる原因とな
っていた。特に、プロジェクタ等を用いて液晶パネルの
表示を拡大する場合には、微少な欠陥でも問題となる。
また、セルギャップにスペーサを分散させるときに不純
物が混入する場合があり、液晶の比抵抗を変化させる原
因にもなっていた。このため、歩留りが低下し、コスト
が上がる結果となっていた。

【０００７】そこで、本発明はこのような問題点に鑑
み、着色層の光透過領域（フィルタエレメント）に対応
する保護膜の表面を平坦に形成することのできるカラー
フィルタの製造方法及びその製造方法で得られるカラー
フィルタを提供することを第１の目的とする。

【０００８】さらには、カラーフィルタの液晶を封入す
るセルの間隔を一定に保つための支持部材と保護膜とを
一体成形することにより、上記支持部材の配置個所を容
易に調整することのできるカラーフィルタの製造方法及
びその製造方法で得られるカラーフィルタを提供するこ
とを第２の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するべ
く、本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に着
色層を形成する工程を備えるカラーフィルタの製造方法
において、着色層上に保護膜前駆体を載せる第１の工程
と、少なくとも着色層の光透過領域（フィルタエレメン
ト）に対応する表面が平坦な原盤で保護膜前駆体の表面
を平坦にし、保護膜前駆体層を形成する第２の工程と、
保護膜前駆体層を硬化して保護膜を形成する第３の工程
と、を備える。この方法により、保護膜の表面を平坦に
形成することができる。

【００１０】また、第２の工程では、原盤の表面の所定
位置に凹部が設けられている原盤で保護膜前駆体層を形
成し、第３の工程でカラーフィルタの液晶を封入するセ
ルの間隔（セルギャップ）を一定に保つための支持部材
（スペーサ）と保護膜とを一体成形することが好まし
い。この方法により、スペーサの配置個所を容易に調整
することができる。

【００１１】また、着色層は光透過領域以外の領域に形
成される遮光性層（ブラックマトリクス）を備えるもの
であって、上述の所定位置は遮光性層上の任意の位置
（例えば、格子状に配列されたブラックマトリクスの交
差点）に対応する位置であることが好ましい。この方法
により、フィルタエレメント上にスペーサが形成されな
いようにすることができるため、歩留りが向上し、且
つ、製造工程を簡略化することができる。

【００１２】さらに、凹部は円柱状の形状であることが
好ましい。スペーサを円柱状の形状とすることで液晶の
配向の乱れを抑制することができ、液晶パネルの表示の
コントラストを高めることができる。また、保護膜前駆
体層は、エネルギーの付与により硬化可能な材質から構
成されることが好ましい。特に、このエネルギーは、光
と熱の何れか一方、又は、両者であることが好ましい。
保護膜前駆体は、紫外線硬化型樹脂を含む材質であるこ
とが好ましい。

【００１３】本発明に係わるカラーフィルタは、基板
と、この基板上に形成された着色層と、を備えるカラー
フィルタにおいて、着色層上に少なくとも着色層の光透
過領域に対応する表面が平坦な原盤で形成された保護膜
を備える。

【００１４】特に、本発明に係わるカラーフィルタは、
原盤の表面の所定位置に凹部が形成され、この原盤で一
体的に形成されたカラーフィルタの液晶を封入するセル
の間隔を一定に保つための支持部材及び保護膜を備える
ことが好ましい。

【００１５】また、着色層は光透過領域以外の領域に形
成される遮光性層を備えるものであって、上述の所定位
置は遮光性層上の任意の位置に対応する位置であること
が好ましい。凹部は円柱状の形状であることが好まし
い。

【００１６】さらに、保護膜は、エネルギーの付与によ
り硬化可能な材質から構成されることが好ましく、この
エネルギーは、光と熱の何れか一方、又は、両者である
ことが好ましい。

【００１７】また、保護膜は、紫外線硬化型樹脂を含む
材質であることが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】（発明の実施の形態１）本実施の
形態は、顔料分散法により着色層を形成した後、この着
色層上に保護膜を形成する際に、少なくとも所定の領域
において平坦な表面を備える原盤で保護膜を形成するこ
とにより、着色層の光透過領域に対応する保護膜の表面
を平坦化するカラーフィルタの製造方法に係わるもので
ある。

【００１９】但し、本実施の形態では、顔料分散法によ
るカラーフィルタの製造法を例に説明するが、染色法、
電着法、印刷法等の何れの方法にも適用することができ
る。

【００２０】［カラーフィルタの製造工程］以下、図１
乃至図４を参照しながら本実施の形態を説明する。ここ
で、図１乃至図４はカラーフィルタの製造工程断面図で
ある。

【００２１】ブラックマトリクス形成工程（図１
（Ａ）） カラーフィルタの基礎となる透明基板１１上に遮光性を
有する層、例えば、クロムからなる層をスパッタ法等の
方法により所定の厚さ（例えば、０．１５μｍ）形成
し、さらにこの上にレジスト層（図示せず）を形成す
る。次に、このレジスト層を所定のパターンに応じて露
光した後に現像し、レジスト層をパターン化する。そし
て、このパターン化されたレジスト層をマスクとしてク
ロム層をエッチングした後にレジスト層を除去してパタ
ーン化された遮光性を有する層、即ち、ブラックマトリ
クス１３を形成する。

【００２２】尚、ブラックマトリクス１３の構造として
は、クロムと酸化クロムを積層した構造とすることで、
光干渉効果により低反射させることも可能である。

【００２３】また、ブラックマトリクス１３の組成とし
て、例えば、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂に黒色
染料、黒色顔料又はカーボンブラック等を分散させた樹
脂を用いることもできる。

【００２４】着色感光性樹脂層（Ｒ）塗布工程（図１
（Ｂ）） 色材としての顔料をポリイミド等の樹脂に分散させるこ
とで赤色（Ｒ）に着色された感光性樹脂を、ブラックマ
トリクス１３が形成された基板１１上に塗布して着色感
光性樹脂層１５ａを形成する。塗布方法としては、スピ
ンコート法、ロールコート法、ディップコート法等の方
法を用いることができる。着色感光性樹脂層１５ａの厚
さは、必要とされる色特性に応じて決定され、１μｍ乃
至２μｍ程度である。

【００２５】露光工程（図１（Ｃ）） 図１（Ｃ）に示すように、マスクＡを介して着色感光性
樹脂層１５ａの所定の領域のみ露光する。マスクＡは、
製造しようとするカラーフィルタのＲの着色パターンに
対応した領域においてのみ、光が透過するようにパター
ン形成されたものである。

【００２６】現像工程（図２（Ｄ）） 露光工程において露光領域以外の領域を現像液により溶
解除去し、着色層（Ｒ）を形成する。現像液としては、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、リン酸三ナ
トリウムとケイ酸ナトリウムの混合溶液等のアルカリ水
溶液を用いることができる。

【００２７】着色層（Ｇ、Ｂ）形成工程（図２（Ｅ）） 着色層Ｇ、Ｂについて、着色層Ｒの形成と同様に、着色
感光性樹脂層塗布工程、露光工程、現像工程をそれぞれ
繰り返して行うことにより、図２（Ｅ）に示すように、
Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層１５ｂを形成する。

【００２８】保護膜前駆体層形成工程（図２（Ｆ）乃至
図３（Ｈ）） 図２（Ｆ）に示すように、着色層１５ｂ上に保護膜前駆
体１７ａを滴下する。保護膜前駆体１７ａの組成として
は、保護膜化した際にカラーフィルタとして要求される
光透過性や色特性の影響がなく、保護膜としての機能を
満足するものであれは特に制限されるものではなく、種
々の樹脂系、ガラス系やセラミック系の材料が利用でき
る。

【００２９】さらには、保護膜前駆体１７ａは、エネル
ギーの付与により硬化可能な材質であることが好まし
い。このような材質からなる保護膜前駆体１７ａは、保
護膜化した際に堅牢な膜となり、保護膜の信頼性が増
す。

【００３０】エネルギーとしては、光、熱の何れか一方
又は両者であることが好ましい。このようにすること
で、汎用の露光装置やベイク炉、ホットプレート等を利
用することができ、省設備コスト化、生産性向上を図る
ことができる。

【００３１】このような材質として、例えば、紫外線硬
化型のアクリル系樹脂があげられる。紫外線硬化型のア
クリル系樹脂は、市販の様々な樹脂や感光剤を使用して
優れた光学特性を有し、また、短時間で調合することが
できるため好適である。

【００３２】紫外線硬化型のアクリル系樹脂の基本組成
の具体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モ
ノマー、光重合開始剤があげられる。

【００３３】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００３４】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールジアクリレート等の二官能性モノマー、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
パントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等の多官能性モノマーが挙げられる。

【００３５】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α、α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物
が利用できる。

【００３６】尚、必要に応じて、酸素による硬化阻害を
防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗布
を容易にする目的で溶剤成分を添加したりしてもよい。
その溶剤成分としては、特にその種類に限定されるもの
ではなく種々の有機溶剤を適用可能である。例えば、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、メトキシメ
チルプロピオネート、メトキシエチルプロピオネート、
エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、エチ
ルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケト
ン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルア
セテート等のうち一種または複数種類の混合溶液を利用
できる。

【００３７】そして、少なくともフィルタエレメントに
対応する表面が平坦な原盤１９を、図３（G）に示すよ
うに、着色層上に滴下された保護膜前駆体１７ａに密着
させて押し拡げ、図３（H）に示すように、所定の領域
に保護膜前駆体層１７ｂを形成する。この場合、原盤１
９の表面の平坦度は高精度であることが望ましい。具体
的には、原盤１９の凹凸は、±０．１μｍ以内であるこ
とが望ましい。

【００３８】尚、この工程において、保護膜前駆体をス
ピンコート法、ロールコート法等の方法により、予め着
色層１５ｂ上に、或いは原盤１９上に塗り拡げてから、
原盤１９を密着させてもよい。

【００３９】保護膜前駆体層硬化工程（図３（Ｉ）） 保護膜前駆体層１７ｂを所定の領域に形成した後、保護
膜前駆体層１７ｂの組成に応じた硬化処理をすることに
より保護膜前駆体層１７ｂを硬化させて保護膜１７ｃを
得る。本実施の形態では、紫外線硬化型のアクリル系樹
脂を用いるので紫外線を所定の条件により照射すること
により、保護膜前駆体層１７ｂを硬化させる。

【００４０】原盤剥離工程（図４（Ｊ）） 保護膜１７ｃを形成した後、図４（F）に示したよう
に、原盤１９を基板１１から剥離する。

【００４１】透明電極形成工程（図４（Ｋ）） 次いで、スパッタ法、蒸着法等の公知の手法を用いて透
明電極２１ａを保護膜１７ｃの全面にわたって形成す
る。透明電極２１ａの組成としては、ＩＴＯ（Indium T
in Oxide） 、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物
等、光透過性導電性を兼ね備えた材料を用いることがで
きる。

【００４２】パターニング工程（図４（Ｌ）） 液晶パネルの駆動方式として金属層と絶縁層とを交互に
積層したＭＩＭ（metal insulate metal）を採用する場
合は、透明電極２１ａをパターニングする。

【００４３】尚、液晶パネルの駆動にＴＦＴ（Thin Fil
m Transistor）等を用いる場合は、この工程は不要であ
る。

【００４４】本実施の形態によれば、保護膜の表面を高
精度に平坦化することができるため、保護膜上に形成さ
れた共通電極に印加される電圧を均一化することができ
る。従って、液晶パネルが単純マトリクス駆動方式によ
る場合、クロストークの発生を抑制することができる。

【００４５】さらに、本実施の形態によれば、保護膜上
に形成された共通電極（ＩＴＯ膜）の面抵抗のばらつき
を抑えることができるため、液晶パネルの表示ムラを防
止できる。

【００４６】（発明の実施の形態２）本実施の形態は、
表面上の所定の位置に凹部を備える原盤でカラーフィル
タの保護膜とスペーサを一体成形するとともに、スペー
サを好適な位置に配置するものである。

【００４７】［カラーフィルタの製造工程］以下、図５
及び図６を参照して本実施の形態を説明する。ここで、
図５及び図６はカラーフィルタの製造工程の断面図であ
る。但し、基板上にブラックマトリクス及び着色層を形
成するまでの工程は実施の形態１と同じであるため、説
明は省略する。

【００４８】保護膜前駆体層形成工程（図５（Ａ）及び
（Ｂ）） 図５（Ａ）に示すように、着色層１６ｂ上に保護膜前駆
体１８ａを滴下する。保護膜前駆体１８ａの組成として
は、後述する工程で硬化（保護膜化）させた場合に、カ
ラーフィルタとして要求される光透過性や色特性への影
響がなく、保護膜としての機能を満足することが必要で
ある。また、スペーサとして要求される適度な強度及び
弾力性等の特性を兼ね備えることで、ＴＦＴアレイ等の
素子に対する損傷を防止することができる。さらには、
熱膨張率の差による体積変化を考慮し、配向膜や着色層
の損傷等による液晶パネルの信頼性を低下させないため
に熱膨張率を考慮することが好ましい。このような特性
を有する保護膜前駆体１８ａの組成として、例えば、上
述した実施の形態１に示したものを利用することができ
る。

【００４９】次いで、図５（Ｂ）に示すように、平坦な
表面の所定の位置に凹部２０ｂを備える原盤２０（原盤
の製造工程については、後述する。）を、着色層１６ｂ
上に滴下された保護膜前駆体１８ａに密着させて押し拡
げ、保護膜前駆体層１８ｂを形成する。原盤２０に形成
されている凹部２０ｂの深さはスペーサの高さに相当
し、製造しようとする液晶パネルに応じて加工される。
例えば、ＴＦＴを駆動素子として用いたＶＧＡ仕様の液
晶パネルでは、２μｍ乃至６μｍ程度の深さである。ま
た、凹部２０ｂは、図７に示すように、格子状のブラッ
クマトリクスが交差する位置に配置することが好まし
い。かかる構成により、格子状のブラックマトリクスが
交差する位置に容易にスペーサを凸設することができ
る。従って、フィルタエレメント上にスペーサが配置さ
れることはなく、カラーフィルタの製造上の歩留りを向
上させることができる。また、スペーサをブラックマト
リクス上に凸設することでスペーサによる液晶の配向ム
ラや液晶パネルの偏光特性への影響等を低減することが
でき、液晶パネルの画質を好ましい状態に保持すること
ができる。

【００５０】また、凹部２０ｂの形状は、円柱状、角柱
状等の形状が適用できるが、特に、円柱状が好ましい。
スペーサを円柱状に形成することにより、液晶の配向の
乱れを抑制することができる。

【００５１】尚、スペーサはブラックマトリクスの全て
の各格子点に配置する必要はなく、任意の格子点に配置
してもよい。但し、スペーサの配置は、セルギャップを
均一に保持するため、必要な強度が得られるように配置
することが必要である。例えば、スペーサの配置間隔と
して、１００μｍ乃至２００μｍの範囲が好ましい。

【００５２】また、フィルタエレメントの配置パターン
は図７（Ａ）に示したモザイク配列に限られず、図７
（Ｂ）及び図７（Ｃ）にそれぞれ示したデルタ配列、ス
トライプ配列でもよい。この場合、スペーサはブラック
マトリクス上の任意の位置に凸設すればよい。但し、図
に示したスペーサの配置パターンは一例であり、これに
限られるものではない。

【００５３】保護膜前駆体層硬化工程（図５（Ｃ）） 保護膜前駆体層１８ｂを所定の領域に形成した後、保護
膜前駆体層１８ｂの組成に応じた硬化処理を施す。この
工程により、保護膜前駆体層１８ｂを硬化させ、保護膜
１８ｃを得る。保護膜前駆体層１８ｂとして紫外線硬化
型のアクリル系の樹脂を用いた場合には、所定の条件下
で保護膜前駆体層１８ｂに紫外線を照射することで硬化
させる。

【００５４】原盤剥離工程（図６（Ｄ）） 保護膜前駆体層１８ｂを硬化した後、原盤２０を保護膜
１８ｃから剥離する。着色層１６ｂ上にスペーサ１８ｄ
が一体成形された保護膜１８ｃを得ることができる。

【００５５】透明電極形成工程（図６（Ｅ）） 次いで、保護膜１８ｃ上に透明電極２２を形成する。こ
の工程は、スパッタ法、蒸着法等の公知の手法を用いて
透明電極２２を保護膜１８ｃの全面にわたって形成す
る。透明電極２２の組成としては、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide） 、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物
等、光透過性導電性を兼ね備えた材料を用いることがで
きる。

【００５６】パターニング工程（図６（Ｆ）） 液晶パネルの駆動方式として金属層と絶縁層とを交互に
積層したＭＩＭ（metal insulate metal）を採用する
場合には、透明電極２２上にレジスト（図示せず）を塗
布し、透明電極２２を所望の形状にパターニングする。
即ち、このレジストをマスクとしてスペーサ１８ｄ上に
形成された透明電極２２をエッチングする。但し、スペ
ーサ１８ｄ上に透明電極２２が形成されたままでもスペ
ーサとして機能する限り、このスペーサ１８ｄ上に形成
された透明電極２２をエッチングしなくてもよい。

【００５７】尚、液晶パネルの駆動にＴＦＴ（Thin Fi
lm Transistor）等を用いる場合には、この工程は不要
である。

【００５８】［原盤の製造工程］次に、図８を参照しな
がら、本実施の形態で使用する原盤２０の製造工程を説
明する。

【００５９】レジスト層形成工程（図８（Ａ）） 材質として石英からなる原盤前駆体２０ａ上にレジスト
を塗布してレジスト層２６を形成する。原盤前駆体２０
ａはエッチング可能な材料であれば、石英に限定される
ものではなく、例えば、ガラス、シリコン単結晶、金
属、セラミック、樹脂等が利用できる。また、レジスト
層２６の組成としては、例えば、半導体デバイス製造に
おいて一般的に用いられている、クレゾールノボラック
系樹脂に感光剤としてジアゾナフトキノン誘導体を配合
した市販のポジ型レジストをそのまま利用することがで
きる。ここで、ポジ型レジストとは、露光された領域が
現像液により選択的に除去可能となる物質のことであ
る。レジスト層２６の厚さは、後述するエッチング工程
においてエッチングマスクとしての機能を果たすのに必
要な厚さにすればよく、概ね１μｍ乃至３μｍである。

【００６０】レジスト層露光工程（図８（Ｂ）） レジスト層２６上にマスクＢを配置し、マスクＢを介し
てレジスト層２６を所望のパターンに露光する。マスク
Ｂは図５（Ｂ）に示す凹部２０ｂ、即ち、前述したスペ
ーサ１８ｄに対応した領域以外の領域にのみ光が透過す
るようパターン形成されている。

【００６１】現像工程（図８（Ｃ）） 露光後に現像液で現像すると、図８（Ｃ）に示すよう
に、露光工程において露光された領域のレジストのみが
選択的に除去されて原盤前駆体２０ａが露出し、それ以
外の領域はレジスト層２６に覆われたままの状態にな
る。現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カ
ルシウム、リン酸三ナトリウムとケイ酸ナトリウムの混
合溶液等のアルカリ水溶液を用いることができる。

【００６２】エッチング工程（図９（Ｄ）） パターン化されたレジスト層２６をマスクとして原盤前
駆体２０ａを所定の深さにエッチングする。エッチング
の方法としては、ウエットエッチング方式又はドライエ
ッチング方式があるが、原盤前駆体２０ａの材質に合わ
せて、エッチング断面形状、エッチングレート、面内均
一性等の点から最適な方式及び条件を選べばよい。制御
性の観点からドライエッチングの方が優れており、例え
ば、平行平板型リアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）方式、誘導結合型（ＣＩＰ）方式、エレクトロンサ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）方式、ヘリコン波励起方
式、マグネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオ
ンビームエッチング方式等の方法が利用でき、エッチン
グガス種、ガス流量、ガス圧、バイアス電圧等の条件を
変更することにより、凹部２０ｂを矩形にしたり、テー
パを付けたりと、所望の形状にエッチングすることがで
きる。エッチングの深さは、形成しようとするスペーサ
の深さに相当し、概ね２μｍ乃至６μｍ程度である。

【００６３】レジスト層剥離（図９（Ｅ）） 凹部２０ｂの深さが所定の深さに達したところでエッチ
ングをストップし、レジスト層２６を剥離する。

【００６４】このように、原盤２０の凹部２０ｂの深さ
はエッチング技術により高精度に制御することができ
る。例えば、凹部の深さ３μｍに対し、エッチング誤差
は±０．０５μｍである。従って、スペーサの高さ、即
ち、セルギャップを一定に保持することができるため、
液晶のリタデーション（retardation）を好適な値に保
持することが容易となる。

【００６５】例えば、ＳＴＮ液晶パネルに上部から自然
光を入射させると、第１の偏光フィルムを通過した光は
直線偏光となり、第２の偏光フィルムを通過した光は液
晶分子の複屈折性により楕円偏光になる。この位相のず
れは液晶分子の長軸の屈折率と短軸の屈折率の差δｎと
液晶層の厚み（セルギャップ間隔）ｄの積であるリタデ
ーションδｎｄに依存する。このリタデーションの値は
液晶パネルの設計上重要事項である。例えば、ノーマリ
ーブラックモードの場合、５５０ｎｍの光では、リタデ
ーションの値が０．４８μｍ以下になると光の漏れによ
りコントラストが急に悪くなることが知られている。本
実施の形態によれば、スペーサの位置を容易に調整する
ことができるだけでなく、スペーサの高さ（セルギャッ
プ間隔）ｄを均一に揃えることができるため、リタデー
ションの値を好適な値に保持することができる。従っ
て、液晶の光透過率、コントラスト比、応答速度等の表
示特性を容易に好適化することができる。

【００６６】また、本実施の形態によれば、保護膜とス
ペーサを一体成形できるため、従来技術のようにスペー
サの分散過程において液晶中に不純物（特に、イオン等
の不純物）が混入するおそれがない。従って、透明電極
と共通電極に挟まれた液晶に電圧を印加し、液晶の配列
を変化させる場合、液晶中に不純物が混入されないた
め、液晶の駆動特性を良好にすることができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、着色層の光透過領域に
対応する保護膜の表面を平坦に形成することのできるカ
ラーフィルタの製造方法及びその方法で得られるカラー
フィルタを提供することができる。

【００６８】また、保護膜と支持部材（スペーサ）を原
盤で一体成形することにより、スペーサの配置箇所を容
易に調整することができる。これにより、フィルタエレ
メント上にスペーサが形成されないようにすることがで
きるため、歩留りが向上し、且つ、製造工程を簡略化す
ることができる。従って、コストを下げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
１）である。

【図２】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
１）である。

【図３】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
１）である。

【図４】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
１）である。

【図５】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
２）である。

【図６】カラーフィルタの製造工程断面図（実施の形態
２）である。

【図７】フィルタエレメントの配列パターンを表した図
である。

【図８】表面に凹部を備える原盤の製造工程断面図であ
る。

【図９】表面に凹部を備える原盤の製造工程断面図であ
る。

【図１０】従来の液晶パネルの断面図である。

【符号の説明】

１１ 、１２…基板、１３，１４…ブラックマトリク
ス、１５ａ…着色性感光樹脂、１５ｂ…着色層、１７
ａ、１８ａ…保護膜前駆体、１７ｂ、１８ｂ…保護膜前
駆体層、１７ｃ、１８ｃ…保護膜、１８ｄ…スペーサ、
１９、２０原盤、２０ｂ…凹部、２１ａ、２１ｂ、２２
…透明電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に着色層を形成する工程を備える
   カラーフィルタの製造方法において、前記着色層上に保
   護膜前駆体を載せる第１の工程と、少なくとも前記着色
   層の光透過領域に対応する表面が平坦な原盤で前記保護
   膜前駆体の表面を平坦にし、保護膜前駆体層を形成する
   第２の工程と、前記保護膜前駆体層を硬化して保護膜を
   形成する第３の工程と、を備えるカラーフィルタの製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記第２の工程では、前記原盤の表面の
   所定位置に凹部が設けられている原盤で前記保護膜前駆
   体層を形成し、前記第３の工程で前記カラーフィルタの
   液晶を封入するセルの間隔を一定に保つための支持部材
   と前記保護膜とを一体成形する請求項１記載のカラーフ
   ィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 前記着色層は前記光透過領域以外の領域
   に形成される遮光性層を備えるものであって、前記所定
   位置は前記遮光性層上の任意の位置に対応する位置であ
   る請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 前記凹部は円柱状の形状である請求項２
   又は請求項３のうち何れか１項に記載のカラーフィルタ
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記保護膜前駆体層は、エネルギーの付
   与により硬化可能な材質から構成される請求項１乃至請
   求項４のうち何れか１項に記載のカラーフィルタの製造
   方法。
6. 【請求項６】 前記エネルギーは、光と熱の何れか一
   方、又は、両者である請求項５に記載のカラーフィルタ
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記保護膜前駆体は、紫外線硬化型樹脂
   を含む請求項請求項１乃至請求項６のうち何れか１項に
   記載のカラーフィルタの製造方法。
8. 【請求項８】 基板と、この基板上に形成された着色層
   と、を備えるカラーフィルタにおいて、前記着色層上に
   少なくとも前記着色層の光透過領域に対応する表面が平
   坦な原盤で形成された保護膜を備えるカラーフィルタ。
9. 【請求項９】 前記原盤の表面の所定位置に凹部が形成
   され、この原盤で一体的に形成された前記カラーフィル
   タの液晶を封入するセルの間隔を一定に保つための支持
   部材及び前記保護膜を備える請求項８に記載のカラーフ
   ィルタ。
10. 【請求項１０】 前記着色層は前記光透過領域以外の領
    域に形成される遮光性層を備えるものであって、前記所
    定位置は前記遮光性層上の任意の位置に対応する位置で
    ある請求項９に記載のカラーフィルタ。
11. 【請求項１１】 前記凹部は円柱状の形状である請求項
    ９又は請求項１０のうち何れか１項に記載のカラーフィ
    ルタ。
12. 【請求項１２】 前記保護膜は、エネルギーの付与によ
    り硬化可能な材質から構成される請求項８乃至請求項１
    １のうち何れか１項に記載のカラーフィルタ。
13. 【請求項１３】 前記エネルギーは、光と熱の何れか一
    方、又は、両者である請求項１２に記載のカラーフィル
    タ。
14. 【請求項１４】 前記保護膜は、紫外線硬化型樹脂を含
    む請求項請求項８乃至請求項１３のうち何れか１項に記
    載のカラーフィルタ。