(57)【要約】【課題】透過表示と反射表示を両方行う液晶表示素子用カラーフィルターにおいて、開口部の加工精度のバラツキが小さく、光学特性が良好で、かつ安価なカラーフィルターの製造方法を提供することにある。【解決手段】複数色の着色層を有する画素部に透過領域と反射領域を有するカラーフィルターの製造方法において、該反射領域の一部にレーザーを照射して、該着色層の少なくとも一部を除去することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の着色層を有する画素部に透過領域と反射領域を有するカラーフィルターの製造方法において、該反射領域の一部にレーザーを照射して、該着色層の少なくとも一部を除去することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項２】
該反射領域において、少なくとも１色の着色層にレーザーを照射し、該着色層の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項３】
着色層の膜厚は、４．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項４】
レーザー照射によって除去する着色層の除去膜厚は、４．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項５】
着色層は、ポリイミド樹脂又はアクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項６】
レーザー照射による着色層の少なくとも一部の除去は、全ての着色層を形成した後に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項７】
レーザー照射によって着色層の少なくとも一部を除去した後、着色層の上に保護膜を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項８】
レーザー光は、そのピーク波長が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法によって得られたカラーフィルターを用いた液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過表示、反射表示の両方で使用する液晶表示素子に用いられるカラーフィルターの製造方法及び液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＡ、携帯電話などのモバイル用途のカラー液晶表示素子は、光透過及び光反射の両方で表示できるようにしたものが多い。このタイプの液晶表示素子用カラーフィルターは、例えば、図１に示されるように、透過領域８と反射領域７が存在し、透過表示の場合は、光が透過領域８を一度だけ通って表示されるのに対し、反射表示の場合には、光が反射領域７を二度通って表示されるものである。また、透過表示の光源がバックライト光源であるのに対し、反射表示光源は自然光となる。以上の理由から、周囲環境の明暗に関係なく、優れた明度、彩度を有する表示が可能となる。
上記の液晶表示素子用カラーフィルターは、例えば、一画素内に同色・同一厚さの着色層を形成し、その画素内の反射領域内に、着色層の欠落部を形成したカラーフィルター（特許文献１参照）や、反射膜上にカラーフィルターを設け、該カラーフィルターの一画素内の反射領域内に開口部を形成したカラー液晶表示素子（特許文献２参照）が提案されている。
上記欠落部あるいは開口部（以後、まとめて開口部と呼ぶ）の形成方法は、顔料分散法や電着法、印刷法、染色法等のカラーフィルターの一般的な製造方法を用いて、フォトマスクを介したフォトリソグラフィー法により着色層と同時に形成させる方法であるため、製造工程数を増やすことなくカラーフィルターを製造することが可能である。
一方、レーザーを用いたカラーフィルターの製造方法としては、例えば、着色層を蒸着で形成し、不要部分をレーザー照射によって除去し、所定のパターンを形成する方法（特許文献３参照）や、非感光性樹脂からなる着色層を被覆し、不要部分をレーザー照射によって除去し、パターンを形成する方法（特許文献４参照）が考案されている。
上記パターンの形成方法は、基板全面に形成した着色層の不要部分をレーザー照射によって除去することで、隣り合う着色層の重なりを防止して凹凸の少ないカラーフィルターを形成できることや、フォトリソグラフィー法で必要なマスク露光・現像処理等を不要とするため、工程数を大幅に低減できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１、２で示されているようなフォトリソグラフィー法での開口部の形成方法では、例えば、第１色目の着色層を形成後に第２色目の着色層を形成した際、第２色目の所定外の着色層の一部が第１色目の着色層の開口部内に残膜し易く、また、第３色目の着色層を形成する際、第３色目の着色層の一部が第１、第２色目の着色層の開口部内に残膜し易いという問題があった。これは、前の色工程で形成された開口部内に、次の色工程で塗布された色材料が入り込むことで、現像工程で完全に現像されにくくなり、残膜することが考えられる。上記残膜の発生は、着色層の開口部の加工精度を低下させ、しいてはカラーフィルター全体の光学特性を悪化させる。また、透過領域と反射領域の割合をはじめ、開口部の大きさ、形等は、フォトマスクの設計によって決まるため、これらを変更する際には新たなフォトマスクの設計が必要となり、コスト面で問題があった。また、フォトリソグラフィー法では、フォトマスクを介して開口部を形成させるため、開口部が細かい部分を含む複雑な形状になると、その部分の光強度が弱まり、不完全な露光となってその部分がうまく形成されないという問題があった。また、フォトマスクを介した露光では、反射領域の開口部内の膜厚だけを一様に膜減りさせることが困難であるという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献３、４で示されているようなレーザー照射によるパターン形成法では、着色層を１色形成する毎にレーザーを照射しなければならないため、３色あるいは４色の全パターンを形成するのに時間を要し、また、着色層の除去部分が多いため、除去した着色層の塵が大量に発生し、高いクリーン度を要するカラーフィルターの生産には適用しづらいという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６９１４８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−３３３６２２号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開昭６２−２７６５０５号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開平４−３０６６０１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、開口部の加工性が良く、光学特性が良好で、かつ安価なカラーフィルターの製造方法および液晶表示素子を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成からなる。
（１）複数色の着色層を有する画素部に透過領域と反射領域を有するカラーフィルターの製造方法において、該反射領域の一部にレーザーを照射して、該着色層の少なくとも一部を除去することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
（２）該反射領域において、少なくとも１色の着色層にレーザーを照射し、該着色層の少なくとも一部を除去することを特徴とする（１）に記載のカラーフィルターの製造方法。
（３）着色層の膜厚は、４．５μｍ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載のカラーフィルターの製造方法。
（４）レーザー照射によって除去する着色層の除去膜厚は、４．０μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。（５）着色層は、ポリイミド樹脂又はアクリル樹脂を含むことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
（６）レーザー照射によって除去させた部分は、全ての着色層を形成した後に形成されることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
（７）レーザー照射によって除去させた後、着色層の上に保護膜を形成することを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
（８）レーザー光は、そのピーク波長が１μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。
（９）（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法によって得られたカラーフィルターを用いた液晶表示素子。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
１．カラーフィルターの構成部材
本発明で用いる基板は実質的に透明で剛性を持つものであれば材質はどのようなものであってもかまわない。例えば、無アルカリガラス、ソーダーガラス、プラスチック基板等が用いれられる。
本発明で用いる反射膜は、入射光の一部を反射するものであればどのようなものであってもかまわない。通常はアルミニウムの薄膜、銀・パラジウム・銅合金の薄膜などが用いられる。
【００１２】
本発明で用いる着色層は、任意の色の光を透過する性能を有するものであればどのようなものであってもかまわない。着色層の具体的材質としては、顔料および染料分散された高分子膜、染色処理されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、任意の光のみを透過するように膜厚制御されたＳｉＯ２膜等があるが、顔料分散された高分子膜であることが好ましく、高分子膜はポリイミド膜またはアクリル膜であることがさらに好ましい。他の材料で着色層を形成する場合と比べて同等もしくはより簡単なプロセスで着色層を形成できることに加えて、耐熱性、耐薬品性においてより優れているからである。
本発明で用いる顔料には特に制限はないが、顔料の中でも耐光性、耐熱性、耐薬品性に優れたものが望ましい。代表的な顔料の具体的な例を以下にカラーインデックス（ＣＩ）ナンバーで示す。
【００１３】
黄色顔料の例としては、ピグメントイエロー１３、１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１６６、１７３、１８０などがあげられる。橙色顔料の例としては、、ピグメントオレンジ１３、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１などが挙げられる。赤色顔料としては、ピグメントレッド９、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１８０、１９２、２０６、２０７、２０９、２１５、２１６、２２４、２４２、２５４などが挙げられる。紫色顔料としては、ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３２、３３、３６、３７、３８などが挙げられる。青色顔料としては、ピグメントブルー１５（１５：３、１５：４、１５：６など）、２１、２２、６０、６４などが挙げられる。緑色顔料の例としては、ピグメントグリーン７、１０、３６、４７などが挙げられる。なお、顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理などの表面処理が施されているものを使用してもよい。
【００１４】
各画素の間には、ブラックマトリクスを形成してもよい。これは、液晶表示装置のコントラストを向上させることを目的とした遮光領域となる。ブラックマトリクスとしては通常Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属薄膜（厚さ約０．１〜０．２μｍ）や樹脂中に遮光材料を分散させてなる樹脂ブラックマトリクスが用いられるが、本発明に用いる場合、反射の低い樹脂ブラックマトリクスを用いるのが好ましい。樹脂としては、耐熱性、耐薬品性等の点からポリイミドやアクリルが好ましい。遮光材としての黒色顔料の例としては、ピグメントブラック７、チタンブラックなどが挙げられるが、これらに限定されず、種々の顔料を使用することができる。なお、顔料が必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理などの表面処理が施されているものを使用してもよい。
【００１５】
本発明で用いる保護膜は、透明材質であり、かつ平坦化層としての役割を有するものであればどのようなものであってもかまわない。保護膜の材質としては、エポキシ系の膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜等が挙げられる。
【００１６】
本発明で用いる透明導電膜としては、ディッピング法、化学気相成長法、真空蒸着膜、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の方法を経て作製される。代表的な透明導電膜の具体例を示すと、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズ等及びその合金を用いることができる。
【００１７】
２．透過領域と反射領域を含む液晶表示素子用カラーフィルター
本発明でいうカラーフィルターは、数十〜数百μｍピッチの複数色の画素の繰り返しで構成されている。少なくとも２色以上の画素が存在し、通常、赤、緑、青の３色の画素からなる。画素を構成するのは、基板上に所定のパターンで形成された着色層と開口部で、必要に応じて所定のパターンで形成された反射膜も含む。
本発明でいう透過領域と反射領域を含む液晶表示素子用カラーフィルターの構成を図１に示す。本発明でいう画素部は、上記各色画素１つ１つの集合体であり、該画素部には透過領域８と反射領域７が存在する。したがって、１画素内に両領域が有ってもよいし、１画素内はどちらか一方のみで、複数画素で両領域が存在してもよい。反射膜２が形成される基板は、カラーフィルター側基板、カラーフィルターに対向する基板のいずれでもよい。カラーフィルター側に反射膜が形成されている場合には、画素領域９の内、反射膜２が形成されている領域が反射領域７となり、画素領域９の中で反射膜２が形成されていない領域が透過領域８となる。反射膜がカラーフィルターに対向する基板上に形成されている場合には、該基板の反射膜形成領域に対応する画素領域が反射領域となり、該基板の反射膜２が形成されていない領域に対応する画素領域が透過領域８となる。
また、少なくとも１色の画素において、反射領域７の中に開口部１０と着色層１を含む。たとえば、赤、緑、青画素の内、１色の画素にのみ開口部を形成してもよく、３色全ての画素に開口部を形成してもよい。開口部１０内には、着色層がどの程度存在するかには任意性があり、本発明においては、少なくとも開口部内の着色層が一部除去されていればよい。
【００１８】
図２は本発明でいうカラーフィルターの平面図である。ここに示すように、開口部１０には複数に分割することも可能である。分割された開口部の一つずつを副開口部１１と呼ぶ。この場合は一画素内の各副開口部の合計の面積を開口部の面積とすればよい。どれだけ細かく分割するかには任意性がある。副開口部の面積として好ましくは２０〜２０００μｍ２の範囲内であるのがよい。副開口部をどのような形状にするかには任意性があり、基本的にはどのような形状でもよい。副開口部を、反射領域内にどのように配置させるかにも任意性がある。基本的にどのように配置させても良いが、集中させずに全体にまんべんなく配置するのが表示の均一性の点で好ましい。
【００１９】
３．カラーフィルターの製造方法
本発明のカラーフィルターの製造方法は、以下の順序で実施される。
（Ａ）基板上に着色層を形成する。着色層の形成方法は、ダイコート法、スピンコート法、ダイスピンコート法、ロールコート法、ディピィング法等が好ましく用いられる。
この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する色材料により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。このようにして得られた着色層が非感光性である場合は、その上にフォトレジスト膜を形成した後に、また、感光性である場合は、必要に応じて酸素遮断膜を形成した後に、それぞれ露光、現像を行う。フォトレジスト膜や酸素遮断膜を除去した後、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスを繰り返すことにより基板上にパターンニングされた着色層が形成される。
【００２０】
（Ｂ）画素部の反射領域の一部にレーザーを照射し、開口部を形成する。レーザー照射の加工工程は、生産性の点から、赤、緑、青、必要に応じてブラックマトリクスを含む全ての着色層が形成された後に、一度に実施されることが好ましいが、上記各着色層が１層形成される毎に実施されてもかまわない。
【００２１】
一般にレーザー加工には、熱的（溶解）加工と光化学的（蒸散）加工とがあり、熱的（溶解）加工は、加工対象物の照射部分を光の熱化により溶解する加工であるのに対し、光化学的（蒸散）加工は、加工対象物の構成分子の化学結合エネルギーを光子エネルギーにより切断し、照射部分のみを瞬時に蒸散させて加工するものである。よって、本発明では、基板や反射膜への熱的影響が小さく、かつ開口部の加工性が良い、後者を利用するのが好ましい。
【００２２】
一般に着色層に使用される有機材料では、構成分子の化学結合エネルギーを切断するのに必要な波長が、主に大きいものでＣ−Ｎ結合の４１０ｎｍ、小さいものでＣ＝Ｏ結合の１６５ｎｍであることから、本発明に使用するレーザーの波長は、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下、さらに好ましくは１６０ｎｍ以下がよい。
レーザーの種類には、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザー、半導体レーザー、アルゴンガスレーザー等があるが、上記光化学的（蒸散）加工の理由から、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー等の赤外波長をもつレーザーは、非線形光学素子を用いて紫外波長へ変換したものを使用するのが好ましい。
開口部の大きさ、形状等は、それらの設計に応じて、開口率を変えたり、遮光フィルターを用いることで容易に変更することができる。このことは、フォトリソグラフィー法での新たなフォトマスク設計を不要とするため、コスト面で大きな利点となる。
レーザーの発振形態は、開口部の深さ方向への加工制御が可能となるパルス光であることが好ましい。
【００２３】
レーザーを照射して、開口部を得る方法としては、レーザー光を走査することにより開口部を形成する方法が好ましい。レーザー光を走査する方法としては、ＸＹステージ等により基板自体を移動する方法か、あるいは、レーザー光を光学系により走査する方法が好ましい。
【００２４】
レーザー照射後のカラーフィルターの断面形状を図３に示す。ここで、レーザー照射によって除去された膜厚（以後、除去膜厚とよぶ）１３は、レーザー光の出力と照射パルス回数に依存するため、レーザー光の出力が大きければ、少ない照射パルス回数で深く除去できるが、熱的影響が大きくなり、加工性が低下する。しかし、レーザー光の出力を小さくして、照射パルス回数を多くすると、加工性は向上するが、生産性が低下する。そこで、加工性と生産性を適当に満足するような条件で出力および照射パルス回数を設定するのが好ましい。
【００２５】
上記レーザー照射条件の他に、着色層の膜厚を最適化することにより、加工性をより向上させることができる。その膜厚としては、この後の実施例で示すように、好ましくは４．５μｍ以下、より好ましくは３．５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下である。また、開口部内に着色層を一部残す場合には、この後の実施例で示すように、除去膜厚として、好ましくは４．０μｍ以下、より好ましくは３．０μｍ以下、さらに好ましくは２．０μｍ以下である。
以上の方法により、開口部を形成する。
【００２６】
（Ｃ）レーザー照射によって除去された着色層の一部が塵として残るため、基板を水洗し、その後、着色層の上に平坦化層として上記の保護膜を形成するのが好ましい。この場合、開口部は保護膜で充填されることになる。
【００２７】
（Ｄ）カラーフィルターの最上部に上記の透明導電膜を形成する。透明導電膜の厚みは、カラー表示を損なわないことが好ましく、０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例に基づい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ない。
（カラーフィルターの設計）
赤画素、緑画素、青画素において、図２の平面図のように反射領域中に開口部１０を形成することとし、副開口部１２の大きさおよび形状は、赤：１０μｍφ（＝７９μｍ２）、緑：５０μｍφ（＝１９６３μｍ２）、青：５μｍφ（＝２０μｍ２）の円形とした。副開口部は反射用領域中にランダムに形成することとした。
【００２９】
（樹脂ブラックマトリクス用ブラックペーストの作成）
３、３’、４、４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル及びビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体（ポリアミック酸）溶液を得た。
下記の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザーを用いて、均一に分散し、ガラスビーズをろ過してブラックペーストを得た。
（カーボンブラックミルベースの組成）
カーボンブラック（ＭＡ１００  、三菱化成（株）製）：４．６部
ポリイミド前駆体溶液：２４．０部
Ｎ−メチルピロリドン：６１．４部
ガラスビーズ：９０．０部
（着色層形成用ポリイミド樹脂ペーストの作製）
４，４′−ジアミノジフェニルエーテルと、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンと、γ−ブチロラクトンと、Ｎ−メチル−２−ピロリドン  をそれぞれ１９対１対１０５対４４の割合で仕込み、これに３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸をそれぞれ２８０対４８対１の割合で添加し、２５重量％のポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）を得た。
【００３０】
４，４′−ジアミノベンズアニリドと、３，３′−ジアミノジフェニルスルホンと、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをγ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとともに、それぞれ８対９対１対１３４対２７の割合で仕込み、これに３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物  と無水フタル酸を、それぞれ１７７５対２２０対１の割合で添加し、２０重量％のポリアミック酸溶液であるポリマー分散剤（ＰＤ）を得た。
【００３１】
ピグメントレッドＰＲ２５４と、ピグメントイエローＰＹ１３８と、ポリマー分散剤（ＰＤ）およびγ−ブチロラクトンと、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールをガラスビーズとともに、それぞれ４対１対２３対４３対２０対９０の割合で仕込み、分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。このようにしてＰＲ２５４とＰＹ１３８からなる分散液５％溶液を得た。
【００３２】
該分散液とポリアミック酸溶液（ＰＡＡ）をγ−ブチロラクトンで、それぞれ９対３対８の割合で希釈した溶液を添加混合し、非感光性赤色カラーペーストを得た。同様にして、ピグメントグリーンＰＧ３８とピグメントイエローＰＹ１３８からなる非感光性緑ペースト、ピグメントブルーＰＢ１５：６からなる非感光性青ペーストを得た。
【００３３】
（ポリイミド樹脂からなる着色層および開口部形成基板の作製）
［実施例１］
無アルカリガラス基板（コーニング製）上に上記ブラックペーストを塗布し、ホットプレートで乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジストをリバースロールコーターで塗布、ホットプレートでプリベークし、露光機にて所定のフォトマスクを介して露光した後、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成した。次いで、レジスト剥離し、ホットプレートで加熱することでイミド化させ、ブラックマトリクスを形成した。ブラックマトリクスの膜厚は１．１μｍ、ＯＤ値は３．０であった。
【００３４】
次に、樹脂ブラックマトリクス基板上に上記ポリイミド樹脂赤ペーストをカーテンフローコータで塗布し、ホットプレートで乾燥、上記赤色の樹脂塗膜を形成した。この後、ブラックペーストの時と同様に、ポジ型フォトレジストをリバースロールコータで塗布、ホットプレートでプリベイクした。その後ブラックペーストの場合と同じ露光機を用い、着色層のみ設計されたフォトマスクを介して露光した後、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成した。次いで、レジスト剥離し、ホットプレートで加熱することでイミド化させ、赤着色層を形成した。この方法により、着色層の膜厚を１．５μｍから５．５μｍまで１．０μｍ間隔で５水準の着色層を作成した。
上記方法で得た赤着色層形成基板をレーザー照射用ＸＹステージにのせ、ＸＹステージを走査させながら、赤着色層の反射領域相当部にＹＡＧレーザーの第３高調波（３５５ｎｍ）を照射し、開口部を形成した。このときのレーザー条件は、エネルギー密度：０．３Ｊ／ｃｍ２、駆動電圧：５００Ｖ、発振形態：パルス発振とした。
【００３５】
［実施例２］
実施例１と同様にして樹脂ブラックマトリクス上に赤着色層を形成した基板に上記ポリイミド樹脂緑ペーストを塗布し、赤着色層の時と同様にパターン加工して緑着色層を形成した。緑着色層の膜厚は、赤着色層と同様、膜厚５水準を作製した。次に、レーザーを実施例１と同様に照射し、開口部を形成した。
【００３６】
［実施例３］
実施例２と同様にして樹脂ブラックマトリクス上に赤着色層と緑着色層を形成した基板に上記ポリイミド樹脂青ペーストを塗布し、赤、緑着色層の時と同様にパターン加工して青画素を形成した。青着色層の膜厚は、赤、緑着色層と同様、膜厚５水準を作製した。次に、レーザーを実施例１、２と同様に照射し、開口部を形成した。
【００３７】
［実施例４］
樹脂ブラックマトリクス上に赤着色層、緑着色層、青着色層を実施例１〜３と同様の方法で形成した。各色の膜厚は、２．５μｍの１水準とした。次いで、レーザー照射を実施例１〜３と同様に行い、全ての着色層に開口部を形成した。
【００３８】
（ポリイミド樹脂からなるカラーフィルター基板および液晶表示素子の作製）［実施例５］
実施例４で作製した基板に、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシランの加水分解物と、メチルトリメトキシシランの加水分解物と、３、３’、４、４’、−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とを１７対５対１４．５の割合で反応させることにより得られた保護膜を１．０μｍ形成し、次いで、１４００Åの透明電極（ＩＴＯ膜）形成してカラーフィルター基板を作製した。次いで、該カラーフィルター基板と金属蒸着膜などの反射電極が形成された反射電極基板とを、さらにそれらの基板上に設けられた液晶配向のためのラビング処理を施した液晶配向膜、およびセルギャップ保持のためのスペーサーを介して、対向させて貼り合わせた。なお、反射電極基板上には、反射電極以外に、光拡散用の突起物、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、および走査線、信号線などを設けることができる。次に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止し、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示素子を作製した。
【００３９】
（着色層形成用アクリル樹脂ペーストの作製）
ピグメントレッドＰＲ１７７を３−メチル−３−メトキシブタノールとともに１対９の割合で仕込み、均一分散させた後、ガラスビーズを濾過し、除去した。これに、アクリル共重合体溶液（ダイセル化学工業株式会社製“サイクロマー”Ｐ、ＡＣＡ−２５０）と、多官能モノマーとしてペンタエリスリトールテトラメタクリレートと、光重合開始剤として“イルガキュア”３６９と、シクロペンタノンをそれぞれ４対２対１対２０の割合で加えた濃度２０重量％の感光性アクリル樹脂溶液（ＡＣ）を加え、感光性赤ペーストを得た。同様にして、ピグメントグリーンＰＧ３８とピグメントイエローＰＹ１３８からなる感光性緑ペースト、ピグメントブルーＰＢ１５：６からなる感光性青ペーストを得た。
【００４０】
（アクリル樹脂からなる着色層および開口部形成基板の作製）
［実施例６］
無アルカリガラス基板（コーニング製）上に、実施例１と同様、ブラックマトリクスを形成した。このときのブラックマトリクスの膜厚は１．１μｍ、ＯＤ値は３．０であった。
次に、樹脂ブラックマトリクス基板上に上記アクリル樹脂ペーストをカーテンフローコータで塗布、ホットプレートで乾燥して感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光・現像等のパターニング処理、加熱処理を行い、赤、緑、青の３色の着色層を順に形成した。このときの各着色層の膜厚は、実施例４と同様に、赤、緑、青それぞれ２．５μｍの１水準とした。
上記方法で得たアクリル樹脂の着色層形成基板を実施例４と同様にレーザー照射し、開口部を形成した。
【００４１】
（フォトリソグラフィー法によるアクリル樹脂からなるカラーフィルター基板および液晶表示素子の作製）
［実施例７］
実施例５と同様に、実施例６で作製した基板に、１．０μｍの保護膜と１４００Åの透明電極（ＩＴＯ膜）を順に形成してカラーフィルター基板を作製した。次いで、該カラーフィルター基板と金属蒸着膜などの反射電極が形成された反射電極基板とを貼り合わせ、液晶を注入し、注入口を封止し、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示素子を作製した。
【００４２】
（フォトリソグラフィー法によるポリイミド樹脂からなる着色層および開口部形成基板の作製）
［比較例１］
上記カラーフィルターの設計にしたがって、着色層と開口部を同時に形成するフォトマスクを設計し、該フォトマスクを介して、赤、緑、青のポリイミド樹脂の着色層と開口部を形成した。このとき、各色の着色層の膜厚は、実施例４と同様に２．５μｍの１水準とした。
【００４３】
（フォトリソグラフィー法によるポリイミド樹脂からなるカラーフィルター基板および液晶表示素子の作製）
［比較例２］
実施例５と同様に、比較例１で作製した基板に、１．０μｍの保護膜と１４００Åの透明電極（ＩＴＯ膜）を順に形成してカラーフィルター基板を作製した。次いで、該カラーフィルター基板と金属蒸着膜などの反射電極が形成された反射電極基板とを貼り合わせ、液晶を注入し、注入口を封止し、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示素子を作製した。
【００４４】
（フォトリソグラフィー法によるアクリル樹脂からなる着色層および開口部形成基板の作製）
［比較例３］
上記カラーフィルターの設計にしたがって、着色層と開口部を同時に形成するフォトマスクを設計し、該フォトマスクを介して、赤、緑、青のアクリル樹脂の着色層と開口部を形成した。このとき、各色の着色層の膜厚は、実施例６と同様に２．５μｍの１水準とした。
【００４５】
（フォトリソグラフィー法によるアクリル樹脂からなるカラーフィルター基板および液晶表示素子の作製）
［比較例４］
実施例７と同様に、比較例３で作製した基板に、１．０μｍの保護膜と１４００Åの透明電極（ＩＴＯ膜）を順に形成してカラーフィルター基板を作製した。次いで、該カラーフィルター基板と金属蒸着膜などの反射電極が形成された反射電極基板とを貼り合わせ、液晶を注入し、注入口を封止し、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示素子を作製した。
【００４６】
実施例１〜４、６と比較例１、３について、これらの開口部内の着色層を全て除去した場合の開口部の加工性の比較を行った結果が表１である。また、実施例１〜３の各着色層の膜厚５．５μｍの１水準について、開口部内の着色層の膜厚を、レーザー照射パルス回数制御によって１．０μｍ間隔で除去した場合の開口部の加工性の比較を行った結果が表２である。また、実施例５、７と比較例２、４において、ポリイミド樹脂およびアクリル樹脂からなり、開口部をレーザー照射およびフォトリソグラフィー法によって作製したカラーフィルターを用いた液晶表示素子の外観を比較したのが表３である。なお、各表の評価は、良い方から◎、○、△、×の４段階とした。
【００４７】
【表１】
2004264391.tif 000003
【００４８】
（開口部内の着色層の膜厚を全て除去した場合の開口部の加工性の比較）
実施例１〜３の赤、緑、青の各着色層について、膜厚が４．５μｍ以上（除去膜厚４．５μｍ以上）で、開口部のエッジにギザリが発生した。これに対し、各着色層の膜厚が３．５μｍ以下（除去膜厚３．５μｍ以下）では、ギザリの無い加工性の良好なものが得られ、２．５μｍ以下（除去膜厚２．５μｍ以下）ではさらに良好なものが得られた。
また、実施例４、６の各着色層の膜厚２．５μｍの１水準について、ポリイミド樹脂とアクリル樹脂での開口部の加工性の比較を行ったところ、どちらもギザリ、残膜のない加工性の良好なものが得られた。
【００４９】
また、実施例４、６と比較例１、３について、レーザー照射とフォトリソグラフィー法での開口部の形成方法の加工性の比較を行ったところ、実施例４、６のレーザー照射では、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂のどちらも、赤、緑、青の全ての開口部にギザリのない、かつ設計寸法通りの開口部が得られた。これに対し、比較例１、３のフォトリソグラフィー法では、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂のどちらにもギザリが目立ち、かつ、特に青画素については、開口部の設計が５μｍと小さいためにうまく加工できず、他の色に比べて大きな形状バラツキが生じた。また、実施例４、６では、赤、緑、青の着色層を全て形成した後にレーザー照射したことで、どの着色層の開口部内にも残膜の無い良好なものが得られたのに対し、比較例１、３では、ともに開口部内に残膜が発生した。
【００５０】
【表２】
2004264391.tif 000004
【００５１】
（開口部内の着色層の膜厚を一部除去した場合の開口部の加工性（ギザリ）の比較）
実施例１〜３から、開口部内の着色層の膜厚が０．５μｍ以下、つまり、５．０μｍ以上の除去膜厚にてギザリが発生する傾向がみられたが、開口部内の着色層の膜厚が２．５μｍ以上、つまり、３．０μｍ以下の除去膜厚にて、ギザリのない加工性の良好なものが得られ、開口部内の着色層の膜厚が３．５μｍ以上、つまり、２．０μｍ以下の除去膜厚で、さらに良好なものが得られた。
【００５２】
【表３】
2004264391.tif 000005
【００５３】
（開口部内の着色層の膜厚を全て除去した場合の液晶表示素子の外観比較）
レーザー照射によって作製した実施例５、７の液晶表示素子とフォトリソグラフィー法によって作製した比較例２、４の液晶表示素子の外観について、単色表示をした際、比較例２、４の液晶表示素子は、カラーフィルターの開口部の残膜によって、他の色が混ざって見える表示ムラが発生した。これに対し、実施例５、７の液晶表示素子では、表示ムラのない良好な表示が得られた。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、反射領域内の開口部を、レーザー照射によって、少なくとも着色層の一部を除去させて形成させることによって、開口部の加工性が良く、光学特性が良好で、かつ安価なカラーフィルターの製造方法およびそのカラーフィルターを用いた液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示素子用カラーフィルターの構成（断面図）
【図２】液晶表示素子用カラーフィルターの構成（平面図）
【図３】レーザー照射後のカラーフィルターの断面図
【符号の説明】
１  ：着色層
２  ：反射膜
３  ：バックライト光源
４  ：自然光
５  ：反射表示光
６  ：透過表示光
７  ：反射領域
８  ：透過領域
９  ：画素領域
１０：開口部
１１：副開口部
１２：基板
１３：除去膜厚
１４：着色層膜厚
１５：レーザー光
【図１】
2004264391.tif 000006
【図２】
2004264391.tif 000007
【図３】
2004264391.tif 000008