(57)【要約】  【課題】反射モードと透過モードでの色度差が少なく明るい半透過型液晶表示装置用カラーフィルタを得る。  【解決手段】少なくとも３色の画素を有し、外光を反射する反射領域と背面光源からの光を透過する透過領域を１画素内に有する液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、少なくとも一色の画素の反射領域を、大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成した大気圧プラズマに曝すことによりエッチングすることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。【選択図】図１
2005189266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３色の画素を有し、外光を反射する反射領域と背面光源からの光を透過する透過領域を１画素内に有する液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、少なくとも一色の画素の反射領域を、大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成した大気圧プラズマに曝すことによりエッチングする工程を含むことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
透過領域に透明樹脂膜を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
透明樹脂膜がポジ型フォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記大気圧プラズマが、プラズマ中に少なくとも酸素ラジカルが含有されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によって得られたカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に用いられる基板に関し、中でも液晶表示装置をカラー化するために用いられるカラーフィルタ及びそのカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタの製造工程は、ガラス等の透明基板上に真空成膜法等を用いてクロムを成膜した後、フォトレジストを塗布し、フォトマスクを配置して露光、現像、クロムエッチング、フォトレジスト剥離を行い、パターン状のブラック遮光層を形成する。特に最近では地球環境への影響を考慮して、有害なクロムを使用せず、遮光性樹脂をブラック遮光層として使用する樹脂ブラックマトリックス（ＢＭ）が開発・生産されている。また、特定のブラック遮光層を設けず、着色層を重ね合わせて遮光層を形成するタイプのカラーフィルタも開発・生産されている。次にブラック遮光層の上から、１色目の着色有機高分子ペースト材料を塗布した後、フォトマスクを配置して露光し、その後現像、キュアを行い１色目のカラーパターンを形成し、同様にして２色目以降のカラーパターンを形成する。最後に液晶駆動用の電極として用いられる透明導電膜をカラーパターン上に形成する工程を経てカラーフィルタが完成する。このとき、カラーパターンと透明導電膜の間に、画素の保護やカラーパターンの平坦化を目的として、有機高分子材料からなるオーバーコート層を形成する場合もある。
【０００３】
近年、このカラーフィルタを利用した液晶表示装置は軽量、薄型、低消費電力等の特性を生かし、ノートＰＣ、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラなど様々な用途で使用されている。最近では電力消費量の大きなバックライト光源を必要としない反射型液晶表示装置の開発が進められており、透過型液晶表示装置にくらべ約１／７と大幅な消費電力の低減が可能であることが発表されている（例えば、非特許文献１参照）。反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置に比べ消費電力が低く、屋外での視認性に優れるという利点はあるものの、十分な環境光強度が確保されない場所では表示が暗くなってしまい、視認性が極端に悪くなるという問題点がある。暗い環境下でも表示が視認されるようにするために、（１）バックライトを設け、反射膜の一部に切り欠きを入れ、一部を透過型表示方式、一部を反射型表示方式とした半透過半反射型表示方式（いわゆる半透過型表示方式、例えば、非特許文献２参照）、（２）フロントライトを設けた液晶表示装置などが考案されている。
【０００４】
反射膜の一部に切り欠きを入れ、バックライトを設けた半透過型液晶表示装置では、バックライト光を利用する透過表示と環境光を利用する反射表示が１画素内に共存するため、環境光強度によらず、視認性のよい表示を行うことが出来る（例えば、特許文献１参照）。しかし、図４に示すような従来の構成のカラーフィルタ、すなわち、反射用領域７と透過用領域６が特別には設けられていない、１画素内での着色が均一なカラーフィルタを用いた場合には、鮮やかな透過表示を得ようとすると問題点が生じていた。透過色の色鮮やかさ（色純度）を向上させると、反射色もそれに伴いさらに色純度が高くなり、色純度とトレードオフの関係にある明るさが極端に低下し、十分な視認性が得られないというものである。この問題点は、透過表示を行うときにはバックライト光がカラーフィルタを１回透過するのに対して、反射表示では、環境光が入射時と反射時の２回カラーフィルタを透過することに起因する。また、半透過型液晶表示装置では透過表示での光源がバックライト光である一方、反射表示での光源が環境光であるために、色純度だけでなく色調も変化してしまうという問題点もある。これは、環境光がＤ６５光源に代表されるような連続的なスペクトルを持つのに対して、バックライト光源がある特定の波長にスペクトルのピークをもつという光源のスペクトル特性の違いに起因する。
【０００５】
そこで、透過用領域と反射用領域の表示色を同一にする（色純度、明るさ、色調を同一にする）方法として、反射用領域７に土台部３を形成して、透過用領域と反射用領域で着色層の膜厚を変えることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。図５は、従来知られている膜厚を調整する方式での半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの断面図を模式的に示したものである。反射用領域７には透明樹脂層３が形成され、反射用領域７の着色層４の膜厚は、透過用領域６の着色層４の膜厚に比べて、薄くなっている。しかし、本方式では、透過用領域と反射用領域の膜厚を任意に設定することが困難であり、色設計に自由度が少ない問題点がある。
【０００６】
また、透過用領域と反射用領域の表示色を同一にする別の方法としては、図６に示すような透過用領域および／または反射用領域をバックライト光と環境光を考慮した適切な複数の色材料で塗り分ける方法がある（例えば、特許文献３参照）。透過用領域および／または反射用領域を塗り分ける方法では、透過用領域６と反射用領域７の色調を同じにして色純度、明るさを変え、目的にあった透過表示色と反射表示色を達成することができると考えられるが、現在主流のフォトリソ法では、一色の画素を形成するのに二度以上の色材料塗布、フォトリソ加工をすることになる。すなわち、赤、緑、青の三色の画素を形成するには各色２回、計６回のフォトリソ加工が必要となり、製造コストが増加してしまうという問題点がある。
【０００７】
一方、製造コストを増加させず、明るい反射表示を実現する方法として、図７に示すような反射用領域７に着色層を形成する領域４と形成しない領域５とを含む構成が提案されている（特許文献４、参照）。この方法によれば、反射領域に着色層を形成しない領域を配置した設計のパターンマスクを用いてフォトリソ加工することにより、着色層を形成する領域４と形成しない領域５を同時に形成する。着色層を形成しない領域５を各色毎に異ならせることにより、反射表示での適切な色純度と明るさを得ることが出来るとされている。しかし、本来波長選択性が要求されるカラーフィルタに選択性のない無着色領域を形成することにより、カラーフィルタとしての特性が低下する問題点はある。
【０００８】
ところで有機膜のエッチング方法として、プラズマエッチング法が知られている。従来のプラズマエッチングでは、減圧下でプラズマ放電するため、真空装置を必要とし、装置が大型になり、またインライン設備による連続処理が困難であり、またエッチング速度が速くないという問題点がある。しかし、大気圧下で生成したプラズマでの基板の洗浄、表面の改質を行う方法が提案されており（例えば特許文献５、および特許文献６参照）、この方法を用いれば、大気圧下でプラズマを生成するため、真空装置を必要とせず、開放系で使用可能なため、装置を簡単かつ小型化でき、さらにはインライン設備による連続処置が可能である。また、励起活性種を直接基板へ供給するため、従来の減圧プラズマと比較し、高速にエッチングを実施することができる。
【特許文献１】特開平１１−１０９４１７号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００１−３３７７８号公報（第３〜４頁、第２図、第８図）
【特許文献３】特開２００１−１８３６４６号公報（第１図）
【特許文献４】特開２０００−１１１９０２号
【特許文献５】特開２００２−３３３５１６号公報
【特許文献６】特開２００２−２８２８０７号公報
【非特許文献１】「日経マイクロデバイス別冊フラットパネル・ディスプレイ」、１９９          ８年、ｐ．１２６。
【非特許文献２】「ファインプロセステクノロジージャパン’９９、専門技術セミナーテ          キストＡ５」、１９９８年７月２日、ｐ．６。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来技術の問題点ふまえてなされたものであり、反射領域を大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成したプラズマによりエッチングすることで半透過型液晶表示装置用の反射モードと透過モードでの色度差を少なくし、かつ色特性に優れたカラーフィルタを安価かつ簡易に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記問題点を解決するために、本発明のカラーフィルタは以下の構成をとる。
【００１１】
（１）少なくとも３色の画素を有し、外光を反射する反射領域と背面光源からの光を透過する透過領域を１画素内に有する液晶表示装置用カラーフィルターの製造方法であって、少なくとも一色の画素の反射領域を、大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成した大気圧プラズマに曝すことによりエッチングすることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【００１２】
（２）透過領域に透明樹脂膜を形成することを特徴とする前記（１）に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【００１３】
（３）透明樹脂膜がポジ型フォトレジストであることを特徴とする前記（１）に記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【００１４】
（４）大気圧プラズマが、少なくともプラズマ中に酸素ラジカルを含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【００１５】
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の液晶表示用カラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は反射領域を大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成したプラズマによりエッチングすることで半透過型液晶表示装置用の反射モードと透過モードでの色度差を少なくし、かつ色特性に優れたカラーフィルタを安価かつ簡易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】
【００１７】
本発明はカラーフィルタ基板の着色層の反射領域を大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成した大気圧プラズマに曝すことにより、反射領域の着色層をエッチングして着色層の膜厚を薄くすることで、透過領域と反射領域で異なった色純度、明るさを持つカラーフィルタを得ることである。その結果、少なくとも一色の画素において、画素を形成する工程を増やすことなく透過領域と反射領域で異なる色純度、明るさを得ることができ、また、選択制のない無着色領域を形成しないため、カラーフィルタの特性を低下させることなく、より鮮明な液晶表示装置を形成する事が出来る。
【００１８】
本発明において反射領域を大気圧下もしくは大気圧近傍下で生成した大気圧プラズマに曝す際に、必要に応じて、反射領域以外がプラズマに曝されてエッチングされないよう透明樹脂層を形成する。透明樹脂層としての材料は特に限定されるものではなく、大気圧プラズマに曝されてもエッチングされにくい材料が好適に用いることができ、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも１つの樹脂やフォトレジストが好ましく用いることができる。これらの樹脂は感光性または非感光性の材料が好ましく用いられる。透明樹脂層は、大気圧プラズマの処理後に必要に応じて除去する。
【００１９】
本発明において、プラズマに曝して反射領域をエッチングした際に、反射領域表面に凹凸を形成することも可能である。反射領域表面に凹凸を形成することによって、乱反射機能を備えることが可能である。
【００２０】
本発明において画素に用いる有機高分子層の材質は特に限定されるものではなく、１８０℃以上のアニール処理でも軟化、分解、着色を生じない材料が好適に用いることができ、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも１つの樹脂が好ましく用いることができる。これらの樹脂は感光性または非感光性の材料が好ましく用いられる。これらの中でも耐熱性、密着性に優れているポリイミド樹脂、アクリル樹脂もしくはエポキシ樹脂がより好ましい。なおこれらの樹脂のうち、１種類だけを用いても良いし、複数を用いて、混合物層、もしくは異種樹脂の多層を形成しても良い。さらに、多層を形成する場合は、上層に大気圧プラズマ処理によりエッチングがされやすい材質を選択し、下層にエッチングされにくい材質を適宜選択することが反射領域の色特性を安定させるのに好ましい。
【００２１】
本発明で使用する基板は特に限定されないが、光線透過率が高く、機械的強度、寸法安定性が優れたガラスが最適であり、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどが好適である。他にポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック板や、ロール状に巻き上げられたフィルムなどが使用することができる。また金属、木材、紙なども使用することができる。特に限定はされないが、大気圧プラズマ処理によりダメージを受けにくい材料、例えばガラスや金属などを選択することが、有機高分子層への凹凸形成が容易であるため好ましい。
【００２２】
本発明で使用するカラーフィルタ基板のブラックマトリックス層としては特に限定されないが、クロムやクロムと酸化クロムや窒化クロム、ニッケル合金、チタン合金の多層膜などからなる無機系や、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などに黒色顔料を分散した有機系の材料が用いられる。無機系、有機系とも本発明において好適に用いられるが、成膜に複雑な真空系を要する無機系に比べ製造コストの面で有利であり、地球環境への影響も少ない有機系を用いるのが望ましい。ブラックマトリックス層の厚みは無機系で０．１〜０．３μｍ、有機系で０．５〜２μｍのものが多く用いられる。ブラックマトリックス層は通常フォトリソグラフィ法やインクジェット法、印刷法により所定のパターンを形成する。
【００２３】
着色層としては特に限定はされないが、色素を樹脂中に分散したものを用いることができる。顔料は３原色を表すために適当なものを組み合わせて使用することができる。使用できる色素としては赤、橙、黄、緑、青、紫などの顔料や染料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また樹脂としては、前記した有機高分子材料が好適に用いられる。
【００２４】
有機高分子層を形成する方法としては特に限定はされないが、例えば着色層を形成する場合、着色ペーストを基板上に塗布・乾燥した後にパターニングを行う方法などがある。着色ペーストを得る方法としては、溶媒中に樹脂と着色剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、ボールミルなどの分散機中で分散させる方法などが用いられる。着色ペーストを塗布する方法としては、特に限定されずディップ法、ロールコータ法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバー法などの方法が好適に用いられ、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。セミキュアの条件は使用する樹脂、溶媒、ペースト塗布量により最適な値が選ばれるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００２５】
このようにして得られた着色ペースト被膜は、樹脂が非感光性の場合はその上にフォトレジストの被膜を形成した後に、また樹脂が感光性の場合はそのままかあるいはポリビニルアルコールなどの酸素遮断膜を形成した後に、露光・現像を行う。その後必要に応じて、フォトレジストまたは酸素遮断膜を除去し、再度加熱乾燥（本キュア）を実施する。本キュア条件は、樹脂により異なるが、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。以上のプロセスにより基板上にパターニングされた着色層が形成される。
【００２６】
本発明のカラーフィルタは平坦性を向上するために着色層上にオーバーコート層を形成することが好ましい。オーバーコート層としては特に限定されないが、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、オルガノシランを縮重合して得られるシリコーン樹脂、オルガノシランとイミド基を有する化合物とを縮重合して得られるイミド変形シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ゼラチンなどが用いられる。中でも、後工程の液晶表示装置製造工程での加熱や、有機溶剤への耐性を有する樹脂を用いることが好ましく、この点から感光性もしくは非感光性のポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましく用いられる。オーバーコート層を形成する方法としては特に限定されず、遮光層、着色層と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられる。オーバーコート層の膜厚としては特に限定されないが、０．０５〜３．０μｍが好ましい。画素内段差を小さくする点からは厚いほうが好ましいが、均一塗布が難しくなる。もちろん遮光層と着色層の膜厚の組み合わせにより、オーバーコート層の厚みは好適に決定できる。
【００２７】
本発明においては前記有機高分子層表面を大気圧化もしくは大気圧近傍下で放電させたプラズマに曝露してエッチングする。大気圧下でプラズマ放電させることにより生成される励起活性種により基板表面の処理を実施するが、大気圧下での放電のため従来のプラズマ発生装置と異なり、真空装置を必要とせず、開放系で使用可能なため、装置を簡単かつ小型化でき、さらにはインライン設備による連続処理が可能である。また励起活性種を直接基板へ供給するため遙かに高速に有機高分子層表面をエッチングすることができる。
【００２８】
また大気圧下で生成されたプラズマは平均自由工程が短く拡散が小さいため基板表面のみを処理してエッチングすることが可能であり、基板自体への物理的および電気的なダメージを与えにくい。その結果減圧下で生成したプラズマと比較し被処理基板に与えるダメージが小さく、処理したい箇所のみを部分的にかつ選択的に処理することが可能であるため、本発明における生産性、経済性を損なうことないエッチング方法として、最も好適に使用することができる。
【００２９】
大気圧プラズマでの処理方法としては特に限定されないが、供給された気体に直流の高電圧もしくは高周波電圧もしくはパルス電圧を印加してプラズマを発生させ、そのプラズマにより励起された気体を被処理物自体もしくはその表面に曝して有機高分子層表面をエッチングする。このとき供給する気体は不活性ガスもしくは不活性ガスと反応ガスの混合気体を用いることが放電を安定させるために好ましい。本発明におけるプラズマ発生のための処理ガスは、不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどを使用することができるが、放電の安定性や経済性を考慮すると、ヘリウムもしくはアルゴンを使用することが好ましい。また反応ガスは処理を行う有機高分子層の材質、表面状態およびプラズマの放電状態により酸素、空気、ＣＯ2、Ｎ2Ｏ、ＣＦ4などのガス最適なガスを任意に選択することができる。例えば、感光性樹脂の表面をエッチングする場合、限定はされないが、プラズマ中に酸素ラジカルを含有するように、酸素、空気などの反応ガスを選択することが処理を高速に実施するためには好ましい。もちろん本発明においては不活性ガスのみ、もしくは反応性ガスのみで処理することもできる。
【００３０】
本発明における大気圧下もしくは大気圧近傍の圧力としては、特に限定はされないが好ましくは０．９〜１．０５ａｔｍの範囲である。本発明における大気圧および大気圧近傍とは、チャンバーなどにより外圧を完全に遮断し、真空ポンプや加圧器など減圧や加圧のための特別な圧力調整装置を使用して真空および加圧状態を作り出す必要のない範囲の圧力である。例えば大気圧中でプラズマ処理をおこなっている基板の近傍に、処理に使用したガスや処理により発生したパーティクルを取り除くための排気ファンや送風ファンを取り付けることも本発明においては好ましく、そのときの圧力は大気圧近傍の圧力となる。
【００３１】
プラズマの曝露方法としては、基板を直接プラズマ内へと搬送してプラズマ処理を実施する直接方式、プラズマ発生部にて生成された活性種を、プラズマに曝されない位置に配置された基板へとガスなどで導き処理を行う間接方式いずれの方法も好適に採用することができる。前者の直接方式においては基板表面に突起が存在した場合や、たとえば遮光層をクロムで作成した場合のように基板内部もしくは表面に金属が存在した場合、部分的に強いプラズマが発生し、その結果処理範囲にバラツキが発生したり、基板表面に放電痕などの電気的なダメージを発生する恐れがある。しかしながらプラズマによるスパッタリングなどの物理的な効果とプラズマ中のラジカルなどによる化学的な効果の両方を有効に活用することができるため、放電状態を制御し安定して放電する条件を達成することにより本発明におけるエッチング方法として好適に使用することができる。
【００３２】
一方、後者の間接方式でプラズマ処理を実施する場合、基板とプラズマ間の距離が重要になる。プラズマにより生成された活性種には寿命が存在するため、基板とプラズマとの距離が離れすぎると処理能力が著しく低下する。そのため基板とプラズマとの距離関係にはある制約が生じ、好ましくはプラズマと基板間の距離は３０ｍｍ以内であり、より好ましくは１０ｍｍ以内である。しかしながらプラズマによるダメージを受けにくく、ＸＹステージなどの基板搬送設備を使用することで部分的かつ選択的な処理を実施することも可能でありことより、本発明における大気圧下プラズマによるエッチング方法として好適に使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
カーボンブラックからなる黒色顔料、ポリアミック酸、溶剤を攪拌混合し、黒色カラーペーストを得た。このようにして得られた黒色カラーペーストを無アルカリガラス（日本電気硝子（株）製、ＯＡ−１０）からなる長さ４００ｍｍ、幅５００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの透明基板上にスピンコートした後、１１０℃で１５分間加熱乾燥し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジスト（東京応化株式会社製、ＯＦＰ−８００）をスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、所定形状の遮光層を形成した。
【００３５】
前記遮光層を形成したガラス基板上にポリアミック酸（３．４％）、赤顔料（１．３％）、溶剤（９５．３％）からなる非感光性赤色カラーペーストをＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．４６４、０．２８２）になるようにスピンコートした後、１１０℃で１５分間加熱乾燥し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体膜を得た。
【００３６】
この膜上にポジ型フォトレジストをスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、所定形状の赤色着色パターンニング層を得た。同様にして、緑色カラーペースト（ポリアミック酸：３．７％、緑顔料：３．７％、溶剤：９２．６％）をＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．２５６、０．４５２）になるようスピンコートした。該塗膜を、赤画素と同様に乾燥し、フォトリソ加工を行い、パターンニング層を得た。同様にして、青色カラーペースト（ポリアミック酸：５．１％、青顔料：２．１％、溶剤：９２．８％）をＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．１５１、０．１９０）になるようスピンコートした。該塗膜を、赤画素と同様に乾燥し、フォトリソ加工を行い、パターンニング層を得た。
【００３７】
次に前記着色層上に反射領域が開口部となるように、前記と同様の方法において厚さ１．５μｍのポジ型フォトレジストのパターンを形成した後、有機高分子層表面の大気圧プラズマ処理を行った。大気圧プラズマ発生装置により大気圧下で生成されたプラズマを、前記反射領域が開口部となったフォトレジスト付き基板上に曝すことにより、反射領域の有機高分子層表面に凹凸を形成した。大気圧プラズマ発生装置は松下電工マシンアンドビジョン株式会社製の大気圧プラズマクリーニング装置Ａｉｐｌａｓｍａを用いた。このとき、プラズマ発生装置の処理幅が５０ｍｍのため、基板をＸＹステージに載せ１００ｍｍ／ｓのスピードにて左右に搬送させて基板全面を処理した。プラズマ発生装置は、１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、印可電圧は７００Ｗ、導入ガスはアルゴンと酸素（分圧比１０：０．１、ガス流量１０ｌ／ｍｉｎ）を使用した。プラズマ発生装置と基板との距離は５ｍｍとした。大気圧プラズマ処理は反射領域の色度がＣ光源を通した時に仕上がりの色がそれぞれ赤色（０．３０７、０．２８９）、緑色（０．３１０、０．３５９）、青色（０．１９１、０．２４１）になるよう繰り返し処理を行った。その後フォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去し、図１に示すような反射領域の膜厚が薄いカラーフィルタを作成した。このようにして得られた画素膜上にオーバーコート層を２μｍの厚みで製膜し、さらにその上に１４０nmの膜厚でＩＴＯ膜を製膜した。このようにして得られたカラーフィルタのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源（日亜化学工業株式会社製、ＮＳＳＷ４４０）での透過領域色度、色度差δを表１に示す。ここで、色度差δは、比較する色度の色度座標上の距離の２乗で表される。次に高さ３μｍの固定スペーサーを形成した。
【００３８】
一方、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子、走査線、信号線、透明電極からなる駆動素子基板上に、コンタクトホールを備えた光拡散用の樹脂突起層、さらにその上にアルミ蒸着膜をパターンニングした半透過反射膜を形成し、対向基板を作成した。次に、カラーフィルタ基板と対向基板の双方に配向膜を形成してラビング処理を施し、両基板を対向させて、シールし貼りあわせた。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、注入口を封入した。配向膜、液晶としては、通常のＴＮ方式用の配向膜ならびにＴＮ液晶を用いた。次に、ＩＣドライバー等を実装することにより液晶表示装置を完成させた。
【００３９】
完成した液晶表示装置を屋外環境光下で観察したところ反射モードと透過モードでの色合いの違いがほとんどなく良好な表示特性を示した。
【００４０】
【表１】
2005189266.tif 000003
【００４１】
実施例２
無アルカリガラス（日本電気硝子（株）製、ＯＡ−１０）からなる長さ４００ｍｍ、幅５００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの透明基板上にクロム膜をスパッタ法により膜厚が１１０ｎｍとなるように製膜し、この上にポジ型フォトレジスト（東京応化株式会社製、ＯＦＰ−８００）をスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストを現像した後、硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液でクロム膜をエッチングし、残ったフォトレジストを水酸化ナトリウムにより除去して所定形状の遮光層を形成した。
【００４２】
前記遮光層を形成したガラス基板上に実施例１と同様に着色層を形成した。
【００４３】
次に前記着色層上に透過領域が保護されるように、感光性透明樹脂（ＪＳＲ株式会社  オプトマーＮＮ８１０）をスピンコートし、８０℃で２０分加熱して１．５μｍの透明保護膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド０．８重量％の水溶液からなる現像液を用いて現像した後、これを２４０℃で３０分加熱し、所定形状の透明樹脂膜を形成した。
【００４４】
次に実施例１と同様に有機高分子層表面の大気圧プラズマ処理を行った。大気圧プラズマ処理は反射領域の色度がＣ光源を通した時に仕上がりの色がそれぞれ赤色（０．３０７、０．２８９）、緑色（０．３１０、０．３５９）、青色（０．１９１、０．２４１）になるよう繰り返し処理を行い、図２に示すような反射領域の膜厚が薄いカラーフィルタを作成した。
このようにして得られた画素膜上にオーバーコート層を２μｍの厚みで製膜し、さらにその上に１４０nmの膜厚でＩＴＯ膜を製膜した。
【００４５】
このようにして得られたカラーフィルタのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度、色度差δは表１に示す実施例１と同様となった。この様にしてい得られたカラーフィルタを実施例１と同様に液晶表示装置を形成した。
完成した液晶表示装置を屋外環境光下で観察したところ反射モードと透過モードでの色合いの違いがほとんどなく良好な表示特性を示した。
【００４６】
実施例３
実施例１と同様に遮光層を形成したガラス基板上にＣ光源を通したときの色度（ｘ、ｙ）が（０．３０７，０．２８９）となるように非感光樹脂を含む赤色ペーストをスピンナーでガラス基板上に塗布した。この上に赤ペーストを積層したときの仕上がり色度（ｘ、ｙ）が（０．４６４、０．２８２）になるように感光性樹脂を含む赤色ペーストをスピンナーで塗布した。該塗膜を８０℃で１５分乾燥した。紫外線露光機を用い、フォトマスクを介して１００ｍＪ／ｃｍ2露光した。露光後、テトラメチルアンモニウムオキサイドの０．８％の水溶液からなる現像液に浸漬し、感光性樹脂の着色塗膜、非感光性樹脂の着色塗膜のエッチングを同時に行った。さらに、感光性樹脂の着色塗膜、非感光性樹脂の着色塗膜を同時に２４０℃で３０分熱処理した。次にＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．１９１、０．２４１）になるように、非感光性樹脂を含む青ペーストを塗布した。この上に青色ペーストを積層したときの仕上がり色度（ｘ、ｙ）が（０．１５１、０．１９０）になるように感光性樹脂を含む青色ペーストをスピンナーで塗布した。該塗膜を８０℃で１５分乾燥し、赤画素と同様に同様にフォトリソ加工した。
【００４７】
次にＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．３１０、０．３５９）になるように非感光性樹脂を含む緑ペーストを塗布した。該塗膜を１２０℃で２０分乾燥した。この上に緑色ぺーストを積層したときの仕上がり色度（ｘ、ｙ）が（０．２５６、０．４５２）になるように感光性樹脂を含む緑色ペーストをスピナーで塗布した。該塗膜を８０℃で１５分乾燥し、赤画素と同様にフォトリソ加工した。
【００４８】
次に実施例１と同様に着色樹脂層の反射領域が開口部となるように、厚さ１．５μｍのポジ型フォトレジストのパターンを形成した後、有機高分子層表面の大気圧プラズマ処理を行った。大気圧プラズマ処理は感光性樹脂の着色層が完全にエッチングされるまで繰り返し行った。その後フォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去し、図３に示すような反射領域の着色層が単層のカラーフィルタを作成した。このようにして得られた画素膜上にオーバーコート層を２μｍの厚みで製膜し、さらにその上に１４０nmの膜厚でＩＴＯ膜を製膜した。このようにして得られたカラーフィルタのＤ６５光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度、色度差δは表１に示す実施例１と同様となった。この様にしてい得られたカラーフィルタを実施例１と同様に液晶表示装置を形成した。
【００４９】
完成した液晶表示装置を屋外環境光下で観察したところ反射モードと透過モードでの色合いの違いがほとんどなく良好な表示特性を示した。
【００５０】
比較例１
実施例１と同様に遮光層を形成したガラス基板上にＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．４０５、０．３０１）となるように非感光性赤色カラーペーストをスピンコートした後、１１０℃で１５分間加熱乾燥し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体を得た。この膜上にポジ型フォトレジストをスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、所定形状の赤色着色パターンニング層を得た。次に、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．２００、０．２３２）になるように、非感光性樹脂を含む青色ペーストを塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工した。次にＣ光源を通したときの仕上がりの色度が（ｘ、ｙ）が（０．３０９、０．３７３）になるように非感光性樹脂を含む緑色ペーストを塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工した。このようにして得られたカラーフィルタ上に実施例１と同様にオーバーコート層、ＩＴＯ層を製膜した。この様にして得られたカラーフィルタのＤ光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度、色度δを表２に示す。この様にして得られてカラーフィルタを用いて実施例１と同様に液晶表示装置を作成した。
【００５１】
完成した液晶表示装置を屋外環境光下で観察したところ透過モードでの色合いが全体的に薄く、反射モードとの視認性に大きな違いが見られた。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
比較例２
実施例１と同様に遮光層を形成したガラス基板上にＣ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．４６４、０．２８２）となるように非感光性赤色カラーペーストをスピンコートした後、１１０℃で１５分間加熱乾燥し、膜厚１．５μｍのポリイミド前駆体膜を得た。この膜上にポジ型フォトレジストをスピンコートし、８０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１．０μｍのレジスト膜を得た。次いで、フォトマスクを介して紫外線露光した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２．４重量％の水溶液からなる現像液を用いて不要部分のフォトレジストおよびポリイミド前駆体膜をエッチング除去した後、残ったフォトレジストをメチルセロソルブアセテートにより除去した。これを３００℃で３０分加熱し、赤画素の透過用領域に赤色パターンニング層を得た。次にＤ６５光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．４８６、０．３０４）になるように、非感光性樹脂を含む赤色ペーストを塗布し、フォトリソ加工し、赤画素の反射用領域に赤色パターンニング層を形成した。次に、Ｃ光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．１５２、０．１９０）になるように、非感光性樹脂を含む青色ペーストを塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、青画素の透過用領域に青色パターンニング層を得た。次にＤ６５光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．１５５、０．１８７）になるように、非感光性樹脂を含む青色ペーストを塗布し、フォトリソ加工し、青画素の反射用領域に青色パターンニング層を形成した。次にＣ光源を通したときの仕上がりの色度が（ｘ、ｙ）が（０．２８４、０．４４３）になるように非感光性樹脂を含む緑色ペーストを塗布し、赤画素と同様にフォトリソ加工し、緑画素の透過用領域に緑色パターンニング層を得た。次にＤ６５光源を通したときの仕上がりの色度（ｘ、ｙ）が（０．３０８、０．４３８）になるように、非感光性樹脂を含む緑色ペーストを塗布し、フォトリソ加工し、緑画素の反射用領域に緑色パターンニング層を形成した。このようにして得られたカラーフィルタ上に実施例１と同様にオーバーコート層、ＩＴＯ層を製膜した。この様にして得られたカラーフィルタのＤ光源での反射領域色度、２波長型ＬＥＤ光源での透過領域色度、色度δを表３に示す。この様にして得られたカラーフィルタを用いて実施例１と同様に液晶表示装置を作成した。
【００５４】
完成した液晶表示装置は実施例１に比べると良好な表示特性を示したが、カラーフィルタ画素形成までに６回の着色ペースト塗布工程、フォトレジスト塗布およびフォトリソ加工の工程があるのに対して、実施例１では３回の着色ペースト塗布、フォトレジスト塗布およびフォトレジスト加工の工程と１回の保護膜塗布およびフォトレジスト加工の工程と大気圧プラズマ処理であり、製造工程短縮により安価なカラーフィルタ形成が可能である構成であった。
【００５５】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のカラーフィルタの模式断面図
【図２】本発明のカラーフィルタの模式断面図
【図３】本発明のカラーフィルタの模式断面図
【図４】従来のカラーフィルタの模式断面図
【図５】従来のカラーフィルタの模式断面図
【図６】従来のカラーフィルタの模式断面図
【図７】従来のカラーフィルタの模式断面図
【符号の説明】
【００５７】
１  ：透明基板
２  ：ブラックマトリックス
３  ：透明樹脂層
４  ：着色層
５  ：無着色領域
６  ：透過用領域
７  ：反射用領域
８Ｂ：青画素領域
８Ｇ：緑画素領域
８Ｒ：赤画素領域
９  ：透明保護膜
１０：オーバーコート層
１４ａ：濃色着色層（透過用領域用）
１４ｂ：淡色着色層（反射用領域用）
２４ａ：感光性樹脂からなる着色層
２４ｂ：非感光性樹脂からなる着色層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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