(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像の際に光照射部が溶解する感光性を有する樹脂組成物に着色剤として顔料を分散させた着色樹脂を所定のパターンとして形成することによるカラーフィルタの製造方法であって、透光性を有する基体上にブラックマトリックスを形成する工程と、次に、前記着色樹脂を前記基体に設け着色樹脂層を形成する工程と、該着色樹脂層にレーザー光を用いて描画露光し、透過表示部には照射せず、反射表示部には一定光量を照射することで所定のパターンを感光させる工程と、該着色樹脂層を現像する工程により、反射表示部の該着色樹脂層の膜厚を透過表示部よりも一定の厚さ薄くした画素層を設け、次に、前記画素層の上に透明な保護膜層を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記レーザー光はデジタル・マイクロミラー・デバイスにより制御され、着色樹脂層への照射量を調節して異なる膜厚を有するパターンを形成することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記レーザー光が半導体レーザーであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用カラーフィルタに係り、特に、半透過型カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示方式としては大きく透過型、反射型、半透過型の３つに分けることができる。透過型は画像の美しさに優れ、明るさ、色再現性、暗所対応を実現しているものの、裏面にバックライト光源を有しているため、消費電力が大きく、また太陽光下では周囲光の反射によりコントラストの低下が生じる問題がある。
【０００３】
また、反射型においてはバックライトを必要としないため、低消費電力で薄型化、軽量化が可能であるが、一方で暗所での使用はできない問題を有している。この問題を解決するために半透過型が提案されており、暗所ではバックライトを使用する透過部と反射部の２つの表示機能を合わせ持つもので、反射型の欠点を補うものとして採用が進められている。
【０００４】
近年、携帯電話などに代表される携帯機器の普及に伴い、鮮明な色表示のみならず、高精細化、低消費電力化さらには軽量化が求められており、３つの表示方式の中で半透過型が最も普及しつつある。
【０００５】
図１は、半透過型ＬＣＤの一例の断面を示す説明図である。半透過型ＬＣＤにおいては、反射表示部Ｒｅの光の経路はカラーフィルタを２回通過するのに対し、透過表示部Ｔｒの光の経路は１回しか通過しない。この場合に用いられるカラーフィルタとしては、図２に示すような方式のカラーフィルタがあげられる。
図２（ａ）はピンホール方式のカラーフィルタの一例の断面図及び部分拡大図である。各着色画素層２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの反射表示部Ｒｅにピンホール２３と呼ばれる開口部を複数設けた構造になっている。
【０００６】
また、図２（ｂ）は多層方式のカラーフィルタの一例の断面図及び部分拡大図である。各着色画素部の反射表示部の膜厚を透過部よりも薄くした構造であり、生じた膜厚段差を解消するため、反射表示部に保護膜層３４と称した透明層を設ける構造を有している。
ピンホール方式においては、ピンホールの数や大きさを調整することで、多層方式においては膜厚の差をつけることで、反射表示部ないし透過表示部の明度や色合いを最適化するものである。昨今の携帯機器の高機能化に伴い、各画素の高精細化、色再現性や高明度性の要求もあいまって、多層方式がより多数を占める傾向にある。
【０００７】
上記多層方式における半透過型カラーフィルタにおいて、膜厚の差をつける方法として透過表示部に透過表示に最適な三原色を設け、反射表示部に反射表示に最適な三原色を設け、計６色とした方法がある。しかしながら、この方法においては、６色各々を別々に形成する必要があり、着色樹脂層の形成、露光、現像といった所謂フォトリソグラフィー工程をそれぞれ繰り返し、最低６回は行わなくてはならず、作業工程が増加して時間がかかるだけでなく、それぞれのアライメントの位置合わせ精度不良から、不良品の発生数も高まるため、結果としてコストが嵩むという問題があった。
【０００８】
上記の問題に鑑みて、例えば、透過表示に最適な三原色だけを用いて透過表示部と反射
表示部に膜厚差を形成せしめ、半透過型カラーフィルタとする方法も提案されているが、使用する着色樹脂の低減を図れるのみで、フォトリソグラフィー工程を最低６回は行わなくてはならず、問題の解消には至っていない。
【０００９】
さらに、前述した露光工程における露光方式として、（１）フォトマスクを直接着色樹脂面に接触させて露光する、コンタクト露光方式。（２）フォトマスクと着色樹脂面に間隙を設けて露光する、プロキシミティ露光方式。（３）凸及び凹面鏡を使用したミラー光学系を用い、フォトマスクと着色樹脂面をそれぞれ移動させながら露光を行う、ミラープロジェクション露光方式。（４）フォトマスクと着色樹脂面間に投影レンズを配置し照射面を分割して露光を行う、分割露光（またはステッパー）方式などが挙げられるが、いずれにおいてもフォトマスクが必要であり、昨今のパネルサイズの大型化に伴い、フォトマスク作製のコストの増大、さらには露光精度の低下による不良発生の増加の問題を抱えていた。
【００１０】
また、公知技術として、特開２００４−１５１２７２号公報によれば、カラーフィルタ用着色層をベタ状に有する転写シートを透明基板に当てがい、レーザー光を熱源としてパターン状に照射することにより、透明基板にカラーフィルタ用着色層を所望パターン状に転写することが開示されている。その際、レーザーの単一光線をデジタル・マイクロミラー・デバイス（米国テキサスインスツルメント社商標）により多数のレーザー光線に分割することが述べられている。しかし、この技術は、転写法によるカラーフィルタの製造法にすぎず、カラーフィルタの各画素の膜厚は一様にならざるを得ない。
【特許文献１】特開２００４−１５１２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたものであり、半透過型カラーフィルタの着色画素層の形成において、フォトマスクを用いず、また、工程を簡略化し、時間およびコストを大幅に削減したカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。
また、上記カラーフィルタの製造方法によって製造された廉価なカラーフィルタ、該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、現像の際に光照射部が溶解する感光性を有する樹脂組成物に着色剤として顔料を分散させた着色樹脂を所定のパターンとして形成することによるカラーフィルタの製造方法であって、透光性を有する基体上にブラックマトリックスを形成する工程と、次に、前記着色樹脂を前記基体に設け着色樹脂層を形成する工程と、該着色樹脂層にレーザー
光を用いて描画露光し、透過表示部には照射せず、反射表示部には一定光量を照射することで所定のパターンを感光させる工程と、該着色樹脂層を現像する工程により、反射表示部の該着色樹脂層の膜厚を透過表示部よりも一定の厚さ薄くした画素層を設け、次に、前記画素層の上に透明な保護膜層を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記レーザー光はデジタル・マイクロミラー・デバイスにより制御され、着色樹脂層への照射量を調節して異なる膜厚を有するパターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記レーザー光が半導体レーザーであることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、反射表示部及び透過表示部と各々異なる膜厚の着色画素層のパターンを同時に形成することが可能となるため、時間とコストを大幅に削減することができる。
さらに本発明によれば、従来の方法においては必要不可欠であったフォトマスクが不要となるため、フォトマスクの作製にかかる時間とコストを削減することができ、結果、より短時間で、より細かい要求品質を満たす着色画素層を形成することが可能となり、例えば、半透過型カラーフィルタのように、様々な仕様に対応した高付加価値のカラーフィルタを安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
半透過型ＬＣＤに用いられるカラーフィルタは、赤、緑、青の三原色を用いた多層方式が主流であり、着色画素層の反射表示部を透過表示部よりも薄くして、膜厚差を形成するものが一般的である。このような膜厚差を形成した着色画素層を得るためには、従来は、着色樹脂の塗布工程、所定のパターンを有したフォトマスクによる露光工程、不必要部分を溶解除去する現像工程を経て熱による後硬化工程といった所謂フォトリソグラフィーの工程を１色あたり２度繰り返す必要がある。
【００１９】
３色全てを行うには最低でも６回行わなくてはいけなく、費用と時間を費やすばかりでなく、不良品の発生率も高まることから無駄も多くなってしまう。よってコストダウンの点から工程の簡略化が非常に望まれている。このような２工程を１工程で行うことができれば費用と時間の省略化のみならず、廃棄する薬液の量を約半分にできることから、環境的にも優れたものとなる。また、従来の方法において必要不可欠であった、機種毎に異なるパターンのフォトマスクが不要となれば、その作製に要する時間と費用の削減が可能である。
【００２０】
このような要求を満たす方法として、本発明者は、１層の着色樹脂層が設けられた基体にデジタル・マイクロミラー・デバイスにより制御されたレーザー光を用いて露光し、所定のパターンを描画して感光させる工程と、該着色樹脂層を現像する工程とすることで、反射表示部と透過表示部とが異なる膜厚の着色画素層を、１色あたり１工程で同時に精度良く形成することが可能となることを見出した。
【００２１】
以下、本発明のカラーフィルタ及びその製造方法について詳細を説明する。本発明のカラーフィルタを構成する基体としては、透光性を有する板状のものが好ましく、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンやポリアクリレートなどのプラスチックのシートあるいはフィルムが挙げられる。
また、着色画素層を形成した後、加熱工程を行うことから、耐熱性に優れたガラス基板が好ましく、さらには熱膨張率が小さく加熱工程での寸法安定性に優れたガラスを選択することが好ましい。
【００２２】
液晶表示装置用カラーフィルタは、透光性を有する基体上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス（Ｋ、遮光層）、次いで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素層を形成し、さらに透明導電層、配向膜層を順次積層したものである。例えば、薄膜トランジスタのような素子を形成した対向基板と対置させ液晶層を介してＬＣＤを構成するものである。
以降、本願では、このブラックマトリックスと赤、緑、青の着色画素層を合わせてカラー
フィルタ層と呼ぶこととする。
【００２３】
カラーフィルタ層を構成するブラックマトリックスは、既に公知の方法を用いて形成することができる。例えば、クロムやチタンなどの金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタ等の方法により基体上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成するもの。あるいは、感光性樹脂組成物中にカーボンブラックや金属酸化物などの遮光性微粒子や複数種からなる顔料あるいは染料などの着色剤を混在させ、これを基体上に感光性樹脂組成物層として形成しフォトリソグラフィー法により形成するもの、などが挙げられるが本発明においてはいずれの方法により形成しても良い。
【００２４】
着色画素層は前記ブラックマトリックスの開口部に設けられ、画素パターンが所望の形状に配置されたものである。本発明の製造方法は、感光性を有する樹脂組成物に着色剤として顔料を分散させた着色樹脂を基体に設け着色樹脂層を形成する工程と、該着色樹脂層にレーザー光を用いて露光し、所定のパターンを描画して感光させる工程と、該着色樹脂層を現像する工程とで構成される。従って、従来の製造方法よりも工程を簡素化でき、さらに必要不可欠であった、機種毎に異なるパターンのフォトマスクが不要となり、その作製に要する時間と費用の削減が可能となるものである。
【００２５】
本発明で用いる感光性を有する樹脂組成物は、о−ナフトキノンジアジドとバインダー樹脂からなる。なお、о−ナフトキノンジアジドは、о−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物の総称である。通常多価フェノールまたはアミノ基含有化合物のо−ナフトキノンジアジドスルホニルクロライドによるエステル化、アニリド化反応により、各種のо−ナフトキノンジアジドを合成することができる。о−ナフトキノンジアジドは、放射線照射により窒素を放出し、カルベン、ケテンを経てＷｏｌｆｆ転移を行い３−インデンカルボン酸となってカルボキシル基を現出する。
【００２６】
о−ナフトキノンジアジドのうちでは、  ２，３，４−トリオキシベンゾフェノン−３，４−ビス（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸）エステル、２，３，４−トリオキシベンゾフェノン−２，３，４−トリス（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸）エステル、  ２，３，４，４'−テトラオキシベンゾフェノン−２，３，４，４'−テトラキス（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸）エステル、ｐ−（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルオキシ）トルエン、  ３，４，５−トリス（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルオキシ）安息香酸メチルなどが挙げられる。これらは、１種単独で、または複数を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
バインダー樹脂としては、主鎖あるいは側鎖にカルボン酸またはフェノール性水酸基を有するものがアルカリ現像可能なため、作業の安全性や環境性の点から好ましい。具体的には、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂が挙げられる。
【００２８】
また、本発明における着色剤として顔料を用いているのは、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、耐液晶性、耐光性が要求され、各耐性を満足するに十分であるためである。好適な顔料として、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示す。
【００２９】
黄色顔料としては、C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１５、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー２０、C.I.ピグメントイエロー２４、C.I.ピグメントイエロー３１、C.I.ピグメントイエロー５５、C.I.ピグメントイエロー６０、C.I.ピグメントイエロー６１、C.I.ピグメントイエロー６５、C.I.ピグメントイエロー７１、C.I.ピグメントイエロー７３、C.
I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー８１、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１００、C.I.ピグメントイエロー１０１、C.I.ピグメントイエロー１０４、C.I.ピグメントイエロー１０６、C.I.ピグメントイエロー１０８、C.I.ピグメントイエロー１０９、C.I.ピグメントイエロー１１０、C.I.ピグメントイエロー１１３、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１１６、C.I.ピグメントイエロー１１７、C.I.ピグメントイエロー１１９、C.I.ピグメントイエロー１２０、C.I.ピグメントイエロー１２６、C.I.ピグメントイエロー１２７、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１３８、C.I.ピグメントイエロー１３９、C.I.ピグメントイエロー１５０、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５２、C.I.ピグメントイエロー１５３、C.I.ピグメントイエロー１５４、C.I.ピグメントイエロー１５５、C.I.ピグメントイエロー１５６、C.I.ピグメントイエロー１６６、C.I.ピグメントイエロー１６８、C.I.ピグメントイエロー１７５等が挙げられる。
【００３０】
橙色顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ１、C.I.ピグメントオレンジ５、C.I.ピグメントオレンジ１３、C.I.ピグメントオレンジ１４、C.I.ピグメントオレンジ１６、C.I.ピグメントオレンジ１７、C.I.ピグメントオレンジ２４、C.I.ピグメントオレンジ３４、C.I.ピグメントオレンジ３６、C.I.ピグメントオレンジ３８、C.I.ピグメントオレンジ４０、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.ピグメントオレンジ４６、C.I.ピグメントオレンジ４９、C.I.ピグメントオレンジ５１、C.I.ピグメントオレンジ６１、C.I.ピグメントオレンジ６３、C.I.ピグメントオレンジ６４、C.I.ピグメントオレンジ７１、C.I.ピグメントオレンジ７３等が挙げられる。
【００３１】
紫色顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット１、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット２９、C.I.ピグメントバイオレット３２、C.I.ピグメントバイオレット３６、C.I.ピグメントバイオレット３８等が挙げられる。
【００３２】
赤色顔料としては、C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド４、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド６、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド８、C.I.ピグメントレッド９、C.I.ピグメントレッド１０、C.I.ピグメントレッド１１、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド１４、C.I.ピグメントレッド１５、C.I.ピグメントレッド１６、C.I.ピグメントレッド１７、C.I.ピグメントレッド１８、C.I.ピグメントレッド１９、C.I.ピグメントレッド２１、C.I.ピグメントレッド２２、C.I.ピグメントレッド２３、C.I.ピグメントレッド３０、C.I.ピグメントレッド３１、C.I.ピグメントレッド３２、C.I.ピグメントレッド３７、C.I.ピグメントレッド３８、C.I.ピグメントレッド４０、C.I.ピグメントレッド４１、C.I.ピグメントレッド４２、C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド４９：１、C.I.ピグメントレッド４９：２、C.I.ピグメントレッド５０：１、C.I.ピグメントレッド５２：１、C.I.ピグメントレッド５３：１、C.I.ピグメントレッド５７、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド５８：２、C.I.ピグメントレッド５８：４、C.I.ピグメントレッド６０：１、C.I.ピグメントレッド６３：１、C.I.ピグメントレッド６３：２、C.I.ピグメントレッド６４：１、C.I.ピグメントレッド８１：１、C.I.ピグメントレッド８３、C.I.ピグメントレッド８８、C.I.ピグメントレッド９０：１、C.I.ピグメントレッド９７、C.I.ピグメントレッド１０１、C.I.ピグメントレッド１０２、C.I.ピグメントレッド１０４、C.I.ピグメントレッド１０５、C.I.ピグメントレッド１０６、C.I.ピグメントレッド１０８、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１１３、C.I.ピグメントレッド１１４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１
４４、C.I.ピグメントレッド１４６、C.I.ピグメントレッド１４９、C.I.ピグメントレッド１５０、C.I.ピグメントレッド１５１、C.I.ピグメントレッド１６６、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１７０、C.I.ピグメントレッド１７１、C.I.ピグメントレッド１７２、C.I.ピグメントレッド１７４、C.I.ピグメントレッド１７５、C.I.ピグメントレッド１７６、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１７８、C.I.ピグメントレッド１７９、C.I.ピグメントレッド１８０、C.I.ピグメントレッド１８５、C.I.ピグメントレッド１８７、C.I.ピグメントレッド１８８、C.I.ピグメントレッド１９０、C.I.ピグメントレッド１９３、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０８、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２１５、C.I.ピグメントレッド２１６、C.I.ピグメントレッド２２０、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２２６、C.I.ピグメントレッド２４２、C.I.ピグメントレッド２４３、C.I.ピグメントレッド２４５、C.I.ピグメントレッド２５４、C.I.ピグメントレッド２５５、C.I.ピグメントレッド２６４、C.I.ピグメントレッド２６５等が挙げられる。
【００３３】
青色顔料としては、C.I.ピグメントブルー１５、C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、C.I.ピグメントブルー１５：６、C.I.ピグメントブルー６０等が挙げられる。
緑色顔料としては、C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６等が挙げられる。
茶色顔料としては、C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５等が挙げられる。
黒色顔料としては、C.I.ピグメントブラック１、ピグメントブラック７等が挙げられる。
これらの有機顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００３４】
また、前記無機着色剤あるいは体質顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。これらの無機着色剤あるいは体質顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
着色剤の含有量は、通常、感光性着色組成物の固形分を基準として１〜８０重量％が好ましく、より好ましくは２〜７０重量％である。着色剤の含有量が１重量％未満であると、カラーフィルタの膜厚が過剰に厚くなるため好ましくなく、７０重量％を超えると、良好な分散状態が得られず好ましくない。
【００３５】
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。まず、透光性を有する基体上に、上述した方法によって、ブラックマトリックスを設ける。次に赤色樹脂を、バーコーター、アプリケーター、ワイヤーバー、スピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工方法を用いて積層する。あるいは、既述の赤色樹脂を公知の方法でドライフィルム化し、これをラミネーターを用いて基体上に転写し積層してもよい。
【００３６】
その後、レーザー光を直接、赤色樹脂面に照射し、次いで現像を行い、不必要部分を溶解除去することで赤色画素層の反射表示部及び透過表示部を一括形成する。このレーザー光照射の工程において、デジタル・マイクロミラー・デバイスによって該赤色樹脂面への照射量を調節することで異なる膜厚を有するパターンの形成が可能となる。即ち、非パターン形成部へは完全照射し、透過表示部へは照射せず、反射表示部へは照射量を非パターン形成部と透過表示部の中間量とする。
その後、現像工程を施すことで、完全照射部は溶解して非パターン形成部となり、透過表示部は現像工程前とほぼ同等の膜厚でパターンが形成され、反射表示部は透過表示部より
も膜厚の低いパターンの形成が可能となる。
【００３７】
この時の完全照射部の露光量とは、現像液に対して赤色樹脂が完全に溶解できるまでに要する露光量を指し、反射表示部を形成するのに必要な照射量として、好ましくは完全照射量の８０％以下、２０％以上の間の照射量であり、この範囲を超えるとパターンが溶解してしまう恐れがあり、以下であると透過表示部より膜厚の低いパターンの形成が困難になる。この範囲の光照射を行うことにより、様々な高さを持つ反射表示部の形成が可能となる。
【００３８】
露光用の光源としては、３５０〜４５０ｎｍの紫外域を含む可視光領域の波長光を出す光源、例えば、半導体レーザー、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を用いることができる。特に、小型で高出力、長寿命な半導体レーザーが好ましい。
【００３９】
現像液としては、有機溶剤系またはアルカリ水溶液系が一般的であるが、作業の安全性、環境安全性の確保の観点からアルカリ水溶液系のものが好ましく、特に無機アルカリ系が好ましい。ただし、ＴＦＴアレイ基板上に画像を形成する場合は、無機アルカリ水溶液中のＮａやＫイオンが汚染の原因となるので有機アルカリ現像液を使用することが好ましい。またこれらは、界面活性剤等の公知の種々の添加物を混合することもできる。
【００４０】
本発明においては、上記現像工程後に加熱工程を施すことにより、着色画素層の硬化を促進し基体との密着性を向上せしめ、さらに耐溶剤性、耐薬品性を付与することができる。加熱工程は、ホットプレート、熱風炉あるいは遠赤外線炉等で熱硬化成分が十分反応する温度と時間、例えば、２００〜２５０℃で１５〜１００分行えばよい。
【００４１】
以下、緑色及び青色樹脂についても同様の操作を繰り返し行うことで、Ｒ，Ｇ、Ｂそれぞれについて、膜厚の異なる透過表示部及び反射表示部の着色画素層を形成することができる。
【００４２】
本発明においては、反射表示部及び透過表示部の着色画素層間に生じる膜厚差を解消するため、また、遮光層や着色画素層中に含まれる成分が液晶層へ混入するのを防ぐために必要に応じて透明な保護膜層を設けることができる。設けられる保護膜層は、透明性が要求され、該保護膜層を形成する材料としては、光硬化型、熱硬化型、光及び熱硬化型の樹脂組成物、エポキシ、アクリルやポリイミドなどの樹脂硬化物、あるいはスパッタや蒸着による無機化合物等、前述の目的を達成できる材料であればよい。カラーフィルタ層の表面状態を考慮して０．５から３μｍの範囲にて形成することができる。
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は下述する実施例に限定されるものではない。また、本発明で用いる着色樹脂は光に対して極めて敏感であるため、自然光など不必要な光による感光を防ぐ必要があり、全ての作業を黄色、または赤色灯下で行うことは言うまでもない。
【実施例１】
【００４４】
まず、０．７ｍｍ厚の無アルカリガラス（ＯＡ−２：日本電気硝子（株）製）の透明基体にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂組成物をスピンナーを用いて塗布し、黒色感光性樹脂層を形成し、露光、現像等のパターニング処理、加熱処理を行って幅１４μｍ、高さ１．３μｍの遮光層を形成した。
【００４５】
次に、クレゾールノボラック樹脂と２，３，４−トリオキシベンゾフェノン−３，４−ビス（ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸）エステルからなる感光性樹脂
にジアントラキノン系顔料を分散させた赤色樹脂をスピンナーで塗布し、ブラックマトリックスの間隙に厚さ２．５μｍの赤色樹脂層を形成し、デジタル・マイクロミラー・デバイスを備えたレーザー照射機により、非パターン形成部に２００ｍＪ／ｃｍ2 、反射表示部に１００ｍＪ／ｃｍ2 をそれぞれ照射し、透過表示部となる部分には光照射を行わなかった。
【００４６】
次に、アルカリ現像液で現像処理を行った後、２４０℃のオーブンで２０分間加熱処理を行い、赤色画素層の反射表示部及び透過表示部を形成した。得られたパターンは、透過表示部が幅１００μｍで、高さ２．４μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、一方、反射表示部は幅１００μｍで、高さ１．１μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、いずれも要求特性を十分に満たすものであった。
【００４７】
さらに、上記赤色樹脂のジアントラキノン系顔料をフタロシアニングリーン系顔料とした緑色樹脂、フタロシアニンブルー系顔料とした青色樹脂として順に同様の操作を行いカラーフィルタを得た。緑色画素層のパターンは、透過表示部が幅１００μｍで、高さ２．４μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、一方、反射表示部は幅１００μｍで、高さ１．１μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、青色画素層のパターンは、透過表示部が幅１００μｍで、高さ２．４μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、一方、反射表示部は幅１００μｍで、高さ１．１μｍ、高さ精度０．１μｍ未満であり、いずれも要求特性を十分に満たすものであった。
【００４８】
本発明の製造方法により得られたカラーフィルタ及び透明基体上に液晶駆動素子アレイが形成されたアレイ基板の双方に配向膜を形成し、周辺部をシールして貼り合わせ、液晶セルを作製した。さらに、液晶を液晶セル内に封入して本発明の液晶表示装置を得た。これを用いたところ、従来の方法によって得られたカラーフィルタを用いた液晶表示装置と同様に高精細で色再現性の良いものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】半透過型ＬＣＤの一例の断面を示す説明図である。
【図２】（ａ）は、ピンホール方式のカラーフィルタの一例の断面図及び部分拡大図である。（ｂ）は、多層方式のカラーフィルタの一例の断面図及び部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・半透過型ＬＣＤ
１１・・・カラーフィルタ基板
１２・・・電極基板
１３・・・開口反射膜
１４・・・バックライト
１５・・・液晶分子層
１６・・・透過光の経路を示す矢印
１７・・・反射光の経路を示す矢印
２１、３１・・・カラーフィルタ
２２Ｒ・・・赤色画素層
２２Ｇ・・・緑色画素層
２２Ｂ・・・青色画素層
２３・・・ピンホール
３２Ｒ・・・赤色画素層の透過表示部
３２Ｇ・・・緑色画素層の透過表示部
３２Ｂ・・・青色画素層の透過表示部
３３Ｒ・・・赤色画素層の反射表示部
３３Ｇ・・・緑色画素層の反射表示部
３３Ｂ・・・青色画素層の反射表示部
３４・・・保護膜層
Ｒｅ・・・反射表示部
Ｔｒ・・・透過表示部
【図１】
0004730010.tif 000002
【図２】
0004730010.tif 000003