(57)【要約】【課題】金属層のベタパターン形成工程での、エッチング保護膜剥離工程を削減し、反射材である金属膜への薬液暴露を回避して、枚葉方式の多面付け生産での金属膜の安定した品質を維持できる反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法とカラーフィルタ基板を提供する。【解決手段】少なくとも、基板上全面に金属膜を成膜する工程と、金属膜上に感光性樹脂保護膜を塗布し成膜する工程と、感光性樹脂保護膜を複数の画面パターンに対応するマスクを介して露光して所定部分を硬化し、感光性樹脂保護膜の未硬化部分を現像して感光性樹脂保護膜パターンを形成する工程と、下地の金属膜をエッチングして複数の画面にパターン形成する工程と、複数の画面にパターン形成された基板上の全面に感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光・現像・焼成する着色画素のパターンニング形成を、所望する色数繰り返す、着色層形成工程と、を含む。【選択図】図４
2012230224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の画面パターンが面付けされる反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも、
（１）基板上全面に金属膜を成膜する、金属膜形成工程と、
（２）前記金属膜上に、感光性樹脂保護膜を塗布し成膜する、感光性樹脂保護膜成膜工程と、
（３）前記感光性樹脂保護膜を、前記複数の画面パターンに対応するマスクを介して露光し、前記金属膜上の前記感光性樹脂保護膜の所定部分を硬化し、前記感光性樹脂保護膜の未硬化部分を現像し、前記複数の画面パターンに対応する感光性樹脂保護膜パターンを形成する感光性樹脂保護膜パターン形成工程と、
（４）前記感光性樹脂保護膜パターンに被覆されていない、下地である金属膜をエッチングして前記複数の画面にパターン形成する、金属膜エッチング工程と、
（５）前記感光性樹脂保護膜を介して形成された前記金属膜パターンおよび前記感光性樹脂保護膜パターンからなる前記複数の画面にパターン形成された前記基板の全面に、感光性着色樹脂組成物からなる着色層を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成する着色画素のパターンニング形成を、所望する色数に従って繰り返す、着色層形成工程と、
を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂保護膜パターン形成工程（３）において、アレイ基板との貼り合せ用のアライメントマークおよびアクセサリーマーク等を、前記金属膜上に前記感光性樹脂保護膜形成と同時にパターン露光して硬化し、現像し、次いで、前記金属膜エッチング工程（４）を経由することで、感光性樹脂保護膜と同寸同形の金属膜による前記アライメントマークおよび前記アクセサリーマーク等が形成されることを特徴する請求項１に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】
前記感光性樹脂保護膜パターン形成工程（３）において、前記感光性樹脂保護膜の未硬化部分の現像時に、前記感光性樹脂保護膜パターンに被覆されていない下地である金属膜をエッチングして前記複数の画面にパターン形成する金属膜エッチング工程（４）が同時に行われることを特徴とする請求項１または２に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
前記金属膜エッチング工程（４）を経てパターニング形成された前記金属膜は、前記感光性樹脂保護膜に接触している上底部分が前記着色層形成工程（５）の中で、工程環境に暴露されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか1項に記載した反射型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ることを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光を光源として、入射した外光を反射板にて反射して出射することで表示する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法、およびそれによって得られるカラーフィルタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、一般に、図１の断面説明図に示すように、カラーフィルタ基板１とアレイ基板２との間に液晶３を封入して構成されるものである。カラーフィルタ基板１は、透明基板１１を構造的支持体として備え、その画面観察者側には偏光膜１２が積層されている。また、その反対側（背面側）は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光膜１３が設けられ、画素領域のそれぞれには透明着色層１４が配置されている。透明着色層１４は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三色の透明着色層１４を画素ごとに配列している。なお、前記遮光膜１３は、これら各色に着色された透過光の混色を防止するものである。
【０００３】
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とする。例えば、図１に示すように、アレイ基板２の背面にバックライト４を配置し、後方からの偏光膜２２を介した光によって表示を行っている装置がある。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。しかし、屋外のような非常に明るい環境下では、その表示が見えにくいといった欠点がある。特に、バックライト４を付けることによって消費電力が大きくなり、バッテリー駆動時の連続使用時間に制限がある。モバイル用途では電池寿命が重要であり、消費電力の大部分を占めるバックライトのない反射型が有利となる。液晶表示装置の携帯性を生かすためには、バックライトを必要としない明るい反射型液晶表示装置が求められている。
【０００４】
そこで、アレイ基板または対向基板のいずれかに反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行っている装置がある。例えば、特許文献１には、一方のガラス基板と絶縁膜との間に反射膜を備えた反射形液晶表示素子が開示されている。これらの反射型液晶表示装置においては、直射日光下でのカラー表示視認性の悪さが課題である。外光の利用効率を高めるには液晶層の光透過率を高めると共に、反射効率の高い反射板を使用する必要がある。
【０００５】
また、直射日光下での視認性等の表示品質の向上および軽量化の為、ガラス基板上に成膜されたアルミニウム（Ａｌ）などの高反射率の金属膜を反射材として、Ａｌ膜上に直接カラーフィルタを形成することが試みられている。例えば、特許文献２には、水平方向に粒状の起伏を有し、垂直方向に所定の表面粗さを有する金属反射層を、一方の基板の液晶層側に備え、パターンニングされた金属反射層の上に着色樹脂を重ね合わせ、また、この金属反射層が液晶層に電界を印加する画素電極を兼ねる反射型液晶表示装置が開示されている。また、特許文献３には、メタルマスクやフォトマスク、フォトレジスト、フォリソ処理を行わずに金属反射板をパターン形成することを目的に、ＲＧＢ着色層をエッチング工程でのエッチング保護膜として用いて、ＲＧＢ層形成後にアルカリ溶液で、現像保護膜と金属膜を一括抜きして金属反射板をパターン形成する技術が開示されている。
【０００６】
反射板の効率を高める関連技術として、例えば、特許文献４には、球体を支持体に均一に分散した散乱層と反射層とで構成する散乱反射層とカラーフィルタとをＳＴＮ液晶素子
に内在した反射型カラー液晶表示装置が開示されている。また、特許文献５には、ＴＦＴ基板におけるアルミニウム薄膜からなる反射画素電極にアルミニウムより強度の高い表面保護層を形成して、配向膜焼成時の反射電極のヒロックの発生が防止され、ヒロック付近での液晶分子の配向乱れによる光抜けや、最大反射率の低下を防止して高い反射率特性を得た反射型液晶表示素子の製造方法が開示されている。また、特許文献６には、反射率を高くして明るさを確保するため、凹凸形状の反射層を有し、その反射層の表面キズの発生や異物の付着防止をする構成の反射型液晶表示装置が開示されている。
【０００７】
ところで、一枚のガラス基板に多面付けでカラーフィルタを製造する場合、従来の製造方法においては、一般に、ガラス基板上に反射材としてＡｌ膜のスパッタリング成膜を行い、公知のフォトリソ方式により感光性透明レジスト材料にて、一枚のガラス基板に多面付けされた画面に対応する所定のエッチング保護膜パターンを形成する。次いで、Ａｌ膜をエッチング処理して、その後、エッチング保護膜を剥離することで、所定のＡｌ膜の形成を行う。次いで、従来通りの公知のフォトリソ処理、現像、焼成方法にてＲＧＢの着色層を形成し、共通電極としてＩＴＯを成膜することでカラーフィルタが作製されている。このようにして得られたカラーフィルタ基板を対向基板としてアレイ基板であるＴＦＴ基板とを貼り合わせ、液晶注入して、各画面ごとに切断し駆動装置等と組み合わせることで反射型液晶表示装置（ＬＣＤ）が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−３１８２４号公報
【特許文献２】特開平０６−１８８７４号公報
【特許文献３】特開２００２−１１６４３４号公報
【特許文献４】特開２００１−２８１４２２号公報
【特許文献５】特開平１１−６４８７２号公報
【特許文献６】特開２００１−２０９０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、反射材に用いる金属膜はＡｌの様な高い反射率を有する材質である。また、反射材であるＡｌは両性金属の為、アルカリおよび酸により腐食（侵食）される。この為、フォトリソ法によるＲＧＢパターン形成では、アルカリ現像液によってＡｌ膜が腐食（侵食）されてしまい、反射率の低下や表面の荒れ（ムラ等）が発生してしまう。この為、フォトリソ法およびアルカリ現像によるＡｌ単膜上への直接ＲＧＢパターニングによるカラーフィルタ形成は不可能であり、Ａｌ膜上に保護膜を必要とした。
【００１０】
この対処法として、Ａｌ膜の保護膜としてＡｌ単膜上にＳｉＮ膜を成膜し、Ａｌ＋ＳｉＮ膜上への直接ＲＧＢパターニングによる、反射型カラーフィルタの形成が行われている。しかし、既存の製造方法では、枚葉方式にて1枚のガラス基板上に多面付けのアルミベタパターンを形成するにあたり、Ａｌ成膜後に感光性レジストを塗布し、フォトリソ法により所定形状のエッチング保護層を形成し、Ａｌ膜のエッチング処理を行い、その後エッチンク゛保護層を剥離し、所定形状のＡｌ金属反射板の多面付けパターン形成を行い、最後にＳｉＮ等の保護膜の形成を行っていた。この為、Ａｌ膜のパターニング工程におけるエッチンク゛保護層の剥離時の薬液の暴露により、工程条件の少しのゆらぎにより、Ａｌ膜の品質（反射率・表面荒れ・ムラ等）を確保することができない問題があった。
【００１１】
また、メタルマスクを用いてＡｌ膜を成膜する方法もあるが、アライメントマークやアクセサリーマークといった精細な形成を行いたい場合、メタルマスクによるパターニングでの対応においては、設計の自由度および、アクセサリーマークの精細加工に限界があり現在の市場の要求を満たすことができない。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、金属層のベタパターン形成工程での、エッチング保護膜形成とエッチング保護膜剥離工程を削減する。さらに、反射材である金属膜へのエッチング保護膜剥離工程における剥離液等の薬液による暴露を回避することで、安定した金属膜層の品質を確保し、枚葉方式の多面付け生産での金属膜の安定した品質を維持できる反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法と、それによって得られるムラの発生しないカラーフィルタ基板を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に係る発明は、基板上に複数の画面パターンが面付けされる反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも、
（１）基板上全面に金属膜を成膜する、金属膜形成工程と、
（２）前記金属膜上に、感光性樹脂保護膜を塗布し成膜する、感光性樹脂保護膜成膜工程と、
（３）前記感光性樹脂保護膜を、前記複数の画面パターンに対応するマスクを介して露光し、前記金属膜上の前記感光性樹脂保護膜の所定部分を硬化し、前記感光性樹脂保護膜の未硬化部分を現像し、前記複数の画面パターンに対応する感光性樹脂保護膜パターンを形成する感光性樹脂保護膜パターン形成工程と、
（４）前記感光性樹脂保護膜パターンに被覆されていない、下地である金属膜をエッチングして前記複数の画面にパターン形成する、金属膜エッチング工程と、
（５）前記感光性樹脂保護膜を介して形成された前記金属膜パターンおよび前記感光性樹脂保護膜パターンからなる前記複数の画面にパターン形成された前記基板の全面に、感光性着色樹脂組成物からなる着色層を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成する着色画素のパターンニング形成を、所望する色数に従って繰り返す、着色層形成工程と、
を含むことを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記感光性樹脂保護膜パターン形成工程（３）において、アレイ基板との貼り合せ用のアライメントマークおよびアクセサリーマーク等を、前記金属膜上に前記感光性樹脂保護膜形成と同時にパターン露光して硬化し、現像し、次いで、前記金属膜エッチング工程（４）を経由することで、感光性樹脂保護膜と同寸同形の金属膜による前記アライメントマークおよび前記アクセサリーマーク等が形成されることを特徴する請求項１に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記感光性樹脂保護膜パターン形成工程（３）において、前記感光性樹脂保護膜の未硬化部分の現像時に、前記感光性樹脂保護膜パターンに被覆されていない下地である金属膜をエッチングして前記複数の画面にパターン形成する金属膜エッチング工程（４）が同時に行われることを特徴とする請求項１または２に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記金属膜エッチング工程（４）を経てパターニング形成された前記金属膜は、前記感光性樹脂保護膜に接触している上底部分が前記着
色層形成工程（５）の中で、工程環境に暴露されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１７】
次に、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか1項に記載した反射型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ることを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、金属膜形成工程後に塗布形成され、パターン硬化された感光性樹脂保護膜が金属膜のエッチング保護膜の役割と、金属膜のアルカリ現像液等の工程における薬液からの保護する役割を兼ねることで、従来方法にて任意形状の金属膜層のパターン形成する為に行われていた、フォトリソによる金属膜のエッチング保護膜パターニング工程、エッチング工程およびエッチング保護膜の剥離工程を一挙に削減することが可能となった。
【００１９】
従来方法では金属膜のエッチング処理後、エッチング保護膜の剥離工程にて金属膜が剥離液等の薬液に暴露されることが回避できなかったが、本発明においては金属膜の成膜後直に感光性樹脂保護膜が形成されている為、枚葉方式の多面付け量産対応において、金属膜が工程での薬液および周囲環境雰囲気に暴露されることがなく、安定した金属膜品質を確保することが可能となった。
【００２０】
また、多面付け基板に必須のアライメントマークおよびアクセサリーマークといった精細なパーン形成が同時に形成可能であり、枚葉方式の多面付け量産対応において、安定した品質を確保することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】透過型カラー液晶表示装置の断面構造例を説明する部分拡大図である。
【図２】本発明の、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の部分断面構成例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る、反射型液晶表示装置の断面構造例を説明する部分拡大図である。
【図４】本発明の、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法を部分断面で説明する模式図である。
【図５】本発明に係る、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法の概略を斜視で説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明による反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法を、その一実施形態に基づいて図を用いて説明する。以下の説明で使用する符号は背景技術で既に説明した透過型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の従来技術と共通する部分については新たな番号を付与させることなく同一の番号を用いる。
【００２３】
図２は、本発明による反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法によって得られた反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の一実施形態での構成を部分断面で示した模式図である。図２に示すように、この反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板１は、基板１１上に、金属膜１８、感光性樹脂保護膜１７、透明着色層１４、透明導電膜１５が形成されたものである。このカラーフィルタ基板１を、図３に示すように、対向基板として、アレイ基板であるＴＦＴ基板２とを一定の間隙で貼り合わせ、液晶３をその間隙に注入することで、ＴＦＴ基板２側から視認する反射型液晶表示装置が得られる。
【００２４】
上記した本発明の反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板は、少なくとも以下の工程を経ることで得られる。図４は、本発明の、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法の一実施形態を部分断面で説明する模式図である。
【００２５】
まず、図４（a）に示すように、無アルカリガラス等の基板１１上全面に反射率の高い金属膜１８を成膜する。反射率の高い金属にはアルミニウム、銀、白金、イリジウム、クロム等があるが、安価で合金とすることで安定性にも優れたアルミニウムとその合金が好ましく使用できる。Ａｌ膜はＤＣマグネトロンスパッタリング法や抵抗加熱の真空蒸着により基板１１上全面に成膜する。膜厚としては、少なくとも１００ｎｍ程度以上必要であり、１００ｎｍ〜２００ｎｍが適当である。５００ｎｍ以上とすることも可能であるが、反射率への寄与は少なく、経済的・生産性の点で不利である。
【００２６】
基板１１としては、石英ガラスやアルカリガラスなどのガラス基板があり、一般的に無アルカリガラス基板が好適に使用できる。また、さらに、本発明に係る反射型液晶表示装置が透過型との併用をしない完全反射型液晶表示装置として適用する場合には、光反射層を基板の液晶層側に設けるために、使用する基板が透明であったり、光学的等方性を持つ必要が無く、従来液晶表示装置用の基板として使用できなかったエンジニアリングプラスチック等も使用可能である。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、この金属膜１８上に感光性樹脂保護膜１７を塗布成膜する。感光性樹脂保護膜１７としては、その硬化物がカラーフィルタ基板製造工程に耐え、カラーフィルタ層を形成するためのカラーレジストの現像液で侵食されない感光性樹脂が使用でき、金属膜１８上に塗布し乾燥した後、図４（ｃ）に示すように、所定パターンのフォトマスク１９を介して紫外線又は電子線を照射することで硬化させ感光性樹脂保護膜１７として形成する。この保護膜に使用する感光性樹脂は、透明性を有すること、耐熱性および耐光性が高く、長期間にわたって黄変、白化等の変質を起こさないこと、耐水性、耐溶剤性、耐酸性および対アルカリ性に優れていることが求められる。
【００２８】
感光性樹脂保護膜１７の形成に用いて好適な、感光性樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上である透明樹脂である。この透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。
【００２９】
このような樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびこれらを変性したもの等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂と不飽和基含有カルボン酸またはその無水物の反応物にさらに多塩基性カルボン酸またはその無水物とを反応させて得られた光重合性不飽和基含有樹脂、あるいはフェノール性水酸基を有する樹脂またはこれらの変性樹脂が挙げられる。
【００３０】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロー
ス類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００３１】
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。
【００３２】
上記した透明樹脂を紫外線照射により硬化するために、光重合開始剤等が添加される。また、光重合開始剤と光増感剤とを併用することが好ましい。
【００３３】
感光性樹脂保護膜１７の厚さは、用いられる透明樹脂の種類・構成により最適条件が異なるが、１０００〜３０００ｎｍの範囲が好ましく、その値は適宜選択される。ただし、膜厚が１０００ｎｍ未満であると、均一な膜が得られないことや保護膜としての性能が十分でないことがある。また、３０００ｎｍを超える場合は、乾燥条件の部分的ハラツキ等で膜厚の均一性が得られにくく、ムラ等の品質的な問題や、経済的でない問題がある。より好ましくは、１０００〜２０００ｎｍの範囲である。
【００３４】
前記した、図４（ｃ）に示すように、感光性組成物を塗布し透明樹脂層を形成した基板に露光を行う。感光性樹脂保護膜１７を、複数の画面パターンに対応するマスク１９を介して露光し、金属膜上の感光性樹脂保護膜１７の所定部分を硬化する。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。
【００３５】
その後、公知の方法で感光性樹脂保護膜の未硬化部分を現像することで所定の感光性樹脂保護膜のパターン形成を行う。次いで、感光性樹脂保護膜の非被覆部である下地の金属膜をエッチングして、透明基板１１上の、感光性樹脂保護膜１７の非被覆部の下地の金属膜１８を除去して複数の画面にパターン形成する。この場合、公知の水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等を用いたウエットエッチング方式などが適宜採用できる。次いで、複数の画面にパターン形成された金属膜上の硬化した感光性樹脂保護膜を加熱・焼成を行う。これで、所定の反射層の画面パターンを有した多面付け基板が得られる。
【００３６】
なお、必要に応じて、現像溶液種類及び濃度を適宜選択し、基板上の感光性樹脂保護膜の未硬化部分の現像処理と、その下地の金属膜のエッチング処理を同時に行い除去する工程・方法を採用しても良い。その後、金属膜上の硬化した感光性樹脂保護膜をさらに加熱焼成することで、所定の反射層の画面パターンを有した多面付け基板が得られる。
【００３７】
本発明の製造方法においては、前述した感光性樹脂保護膜パターン形成工程において、アレイ基板との貼り合せ用のアライメントマークおよびアクセサリーマーク２０の形状で、金属膜１８上に感光性樹脂保護膜１７を同時にパターン露光し、その後、現像し、金属膜エッチング工程を経由することで、感光性樹脂保護膜１７と同寸同形の金属膜１８によるアライメントマークおよびアクセサリーマーク２０が形成される。そのため、この多面付け基板を用いたカラーフィルタ基板１を対向基板として、アレイ基板であるＴＦＴ基板２とを一定の間隙で貼り合わせる再に、マーク検出が容易であり、パネルを精度良く製造することが可能となる。
【００３８】
図５は、本発明に係る、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造法の概略を斜
視で説明する模式図である。図５（a）に示す金属膜成膜工程、図５（ｂ）に示す感光性樹脂保護膜塗布形成工程、そして、図示しない感光性樹脂保護膜のパターンニングおよび硬化工程の後、図５（ｃ）に示す金属膜のエッチング処理工程を経て得られた多面付け基板にカラーフィルタを形成した。すなわち、金属膜１８を介して形成された感光性樹脂保護膜１７を含むこの複数の画面にパターン形成された多面付け透明基板上の全面に、公知のフォトリソ法を用いて、感光性着色樹脂組成物を塗布・乾燥し、所定のマスクを介して露光し、現像し、焼成して着色画素をパターンニング形成する。図５（ｄ）に示すように、この工程をＲＧＢ等所望する色数に従って繰り返すことで着色層を形成した。その後、図（e）に示すように、この基板に公知の方法にてＩＴＯ層の形成を行い、先に説明した、図２に示す、反射型液晶表示装置用カラーフィルタ基板１が得られる。
【００３９】
ここで、本発明のカラーフィルタ基板では、光が反射して各構成材料を２度透過することになるため、従来の透過型と同じ顔料濃度では暗くなってしまう。そこで、着色層の厚さを変更する代わりに、着色層の顔料濃度を調整し、所定の色を再現することが好ましい。また、偏光膜２２も表面に１枚のみ使用する。なお、特開平１１−１６０６８２号公報で開示されている、液晶と高分子とが互いに分散された液晶高分子複合層からなる反射型液晶表示素子を用いた場合、偏光板が不要であるため、偏光板での光の吸収による光量減少が全く無い。
【００４０】
また、従来の透過型液晶表示装置では、各色に着色された透過光の混色を防止するために、遮光膜１３を設けていたが、金属膜のパターンが残った部分だけが光を反射するので、本発明に係る反射型液晶表示装置では、光の反射・利用効率の点で必ずしも遮光膜を必要としない。
【００４１】
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物は、その必須成分として、光重合性モノマー、樹脂バインダー、重合開始剤、着色剤及び溶剤を含有するものである。また、分散剤、光増感剤、連鎖移動剤などの添加剤を含有するものであっても良い。
【００４２】
光重合性モノマーは、露光光線の照射によって重合し、感光性着色組成物の塗布膜を現像液不溶性に変化させるものである。一般には、ラジカルにより重合が誘起されるモノマーである。このような光重合性モノマーとしては、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタンアクリレートを用いることができる。
【００４３】
バインダー樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上であり、溶剤可溶性樹脂、またはアルカリ可溶性樹脂が好ましい。溶剤可溶性樹脂は、現像液として用いられる溶剤に対する溶解性が高い樹脂が好ましい。アルカリ可溶性樹脂は酸価を有する樹脂であり、感光性着色組成物をアルカリ現像型とするために用いられる。バインダー樹脂としては、カラーフィルタの製造工程において高温加熱の処理が行われるため、加熱処理においても耐性の良い樹脂を用いることが好ましい。さらに、カラーフィルタの製造工程において、感光性着色組成物の被膜を熱硬化した後に種々の溶剤や薬品による処理も行われるため、硬化被膜としたときに耐溶剤性や耐薬品性に優れる樹脂を用いることが好ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、カルボキシル基を含有するポリエステル樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂としては、溶剤可溶性樹脂またはアルカリ可溶性樹脂に加え、耐熱性や密着性などの特性の付与を目的として、溶剤可溶性やアルカリ可溶性を有しない樹脂を含有させることもできる。
【００４４】
着色剤は、透明着色皮膜を着色して、液晶表示装置の表示光を着色するものである。顔料や染料を利用することができるが、耐久性に優れている点で、顔料を使用することが望
ましい。顔料としては、有機顔料と無機顔料のいずれであっても良いが、有機顔料が好ましく使用できる。また、その配合量は特に限定されるものではない。
【００４５】
着色剤として顔料を使用する場合には、この顔料を分散させるための分散剤を含有させることが望ましい。分散剤としては、界面活性剤等が使用される。
【００４６】
感光性着色樹脂組成物に好適に用いられる光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−[４−(メチルチオ)フェニル]−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、等のオキシムエステル系光重合開始剤、ヨードニウムボレート、スルホニウムボレート、アンモニウムボレートなどのオニウムボレート系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等の化合物が用いられる。上記光重合開始剤は、単独あるいは２種以上混合して用いてもよい。
【００４７】
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、重合開始剤に加えて、光重合開始剤の反応性を向上させる目的で、増感剤として下記のような光重合開始剤を併用することも好ましく、例えばα−アシロキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’− テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等の化合物を使用することもでき、単独あるいは２種以上を混合して使用してもよい。
【００４８】
本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、重合禁止剤を添加することができる。感光性着色組成物において、重合禁止剤の質量（Ｑ）に対する光重合開始剤の質量（Ｉ）の比Ｉ／Ｑは、３０以上５００未満であり、４０以上４５０未満であることが好ましく、５０以上４００未満であることがより好ましい。前記比Ｉ／Ｑが３０未満の場合は、紫外線照射時に光重合開始剤から発生するラジカルが重合禁止剤により失活される速度が非常に大きくなり、光反射領域が硬化不足となるため、現像工程で感光性着色組成物の被膜が透明基板からはがれやすくなり好ましくない。また、前記比Ｉ／Ｑが５００以上の場合は、紫外線照射時に光重合開始剤から発生するラジカルが重合禁止剤により失活される速度が小さくなるため、実効的な紫外線照射量の小さい光反射領も十分硬化し、膜厚の薄い光反射領域を形成することが困難であるため好ましくない。
【００４９】
感光性着色組成物に用いられる重合禁止剤としては、カテコール、レゾルシノール、１，４−ヒドロキノン、２−メチルカテコール、３−メチルカテコール、４−メチルカテコール、２−エチルカテコール、３−エチルカテコール、４−エチルカテコール、２−プロピルカテコール、３−プロピルカテコール、４−プロピルカテコール、２−ｎ−ブチルカテコール、３−ｎ−ブチルカテコール、４−ｎ−ブチルカテコール、２−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、３−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等のアルキルカテコール系化合物等が挙げられる。
【００５０】
また、本発明に用いられる感光性着色樹脂組成物には、連鎖移動剤としての働きをする
多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよい。多官能チオールの使用量は、着色剤１００質量部に対し、０．０１〜５０．０質量部が好ましく、より好ましくは０.０５〜３０．０質量部である。
【００５１】
溶剤は、基板上への均一な塗布を可能とすると共に、着色剤を均一に分散させる機能を有するものである。溶剤としては、水溶性有機溶剤等が利用できる。水溶性有機溶剤は、着色剤及び水溶性無機塩を湿潤する働きをするものであり、水に溶解（混和）し、かつ用いる無機塩を実質的に溶解しないものであれば特に限定されない。ただし、ソルトミリング時に温度が上昇し、溶剤が蒸発し易い状態になるため、安全性の点から、沸点１２０℃以上の高沸点溶剤が好ましい。
【００５２】
水溶性有機溶剤としては、例えば、２−メトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−（イソペンチルオキシ）エタノール、２−（ヘキシルオキシ）エタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリエチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、液状のポリプロピレングリコール、エチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジエチルエーテル、エチルセロソルブ、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、等が挙げられる。水溶性有機溶剤は、着色剤の全質量を基準（１００質量％）として、５〜１０００質量％用いることが好ましく、５０〜５００質量％用いることが最も好ましい。
【００５３】
本発明の感光性着色樹脂組成物は、公知の方法により調製することができる。例えば、光重合性モノマー又は樹脂バインダー、あるいはその両者を溶剤に溶解した溶液に、顔料と分散剤を予め混合して調製した顔料組成物を添加して分散させ、残りの成分を添加する等である。ここで、顔料や分散剤の分散は、三本ロールミル、二本ロールミル、サンドミル、ニーダー、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキサー、アトライター等の各種分散装置を用いて行うことができる。
【００５４】
次に、以上のようにして得られた感光性着色樹脂組成物を基板上に均一に塗布し乾燥させプリベークして塗布膜を形成する。塗布方法としては、スピンコート法、スリットアンドスピン方式、スピンレス方式、ロールコート等が利用できる。
【００５５】
露光はプロキシミティーアライナーによる近接露光方式で行うことができる。露光波長は、通常の超高圧水銀灯より得られる紫外線が多く使用される。露光条件としては、露光量２５０ｍＪ／ｃｍ２、照度２５．２ｍＷ、露光Ｇａｐ１００μｍ等が例示できる。
【００５６】
本発明が対象とする反射型液晶表示装置は、カラー表示に加え低消費電力ニーズのある産業機器向けのモニターやＰＤＡなどのモバイル使用される。
【００５７】
次に、露光された塗布膜を現像する。現像液としては、アルカリ水溶液又は有機アルカリ溶液等のアルカリ現像液が使用できる。アルカリ水溶液としては、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等が例示でき、有機アルカリ溶液としては、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等が例示できる。また、必要に応じて消泡剤や界面活性剤が添加された現像液を使用しても良い。現像処理方法としては、シャワー現像法、スプレー現像法、ディップ（浸漬）現像法、パドル（液盛り）現像法等を適用することができる。
【００５８】
次に、透明電極としてのＩＴＯをスパッタリング法で成膜し、先に述べたカラーフィル
タ基板を製造することができる。
【００５９】
以上説明したように、本発明の製造方法では、金属膜の成膜後、直ぐに金属膜エッチング工程以前の工程にて感光性樹脂保護膜が形成され、この感光性樹脂保護膜の硬化物が同時にエッチングレジストの役割を担っている。そのため、工程が大幅に削減することは勿論、従来問題となっていた、Ａｌ膜のパターニング工程におけるエッチンク゛保護層の剥離時の薬液の暴露や、工程条件の少しのゆらぎによる、Ａｌ膜の腐食による反射率の低下、表面荒れ・ムラ等に起因する明るさの低下や表示ムラの発生を解消することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・カラーフィルタ基板    ２・・・アレイ基板・ＴＦＴ基板    ３・・・液晶
４・・・バックライト    １１・・・基板、ガラス基板    １２・・・偏光膜    
１３・・・遮光膜    １４・・・透明着色層（ＲＧＢ）    １５・・・透明電極・ＩＴＯ１６・・・配向膜    １７・・・感光性樹脂保護膜    １８・・・金属膜    
１９・・・マスク    ２０・・・アライメントマークおよびアクセサリーマーク    
２１・・・透明基板（アレイ基板用）    ２２・・・偏光膜    ２６・・・配向膜
【図１】
2012230224.tif 000003
【図２】
2012230224.tif 000004
【図３】
2012230224.tif 000005
【図４】
2012230224.tif 000006
【図５】
2012230224.tif 000007