(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法であって、
（ａ）反射基板上にポジ型フォトレジストを塗布する工程、
（ｂ）露光エネルギーの異なる少なくとも三種類の露光区域が上記フォトレジスト層内に形成されるような画素パターンを有するマスクを介して上記フォトレジスト層を露光する工程、
（ｃ）上記露光区域のうち最大の露光エネルギーを有する露光区域上のフォトレジスト層を現像液を使用することにより除去して、その除去された区域に対応する反射基板の表面を露出させる工程、
（ｄ）上記反射基板の露出された表面上に、ある選択された色を有する塗料を電着して前記の選択された色を有する層を形成する工程、および
（ｅ）工程（ｃ）および（ｄ）を、すべての望みの色から成るカラーフィルタが得られるまで繰り返す工程、
を包含し、上記現像液の濃度が工程（ｃ）を繰り返す度ごとに一定であり、かつ、工程（ｃ）を繰り返す前に、予めフォトレジスト層全体を露光しておく、上記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、上記工程（ａ）における反射基板にあらかじめブラックマトリックスが設けられている、上記方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、上記反射基板が高い反射率を有する金属フィルムであり、アルミニウム、銀、クロム、それらの組合せ、およびそれらの合金から成る群より選択される材料でできている、上記方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、工程（ｂ）における上記フォトレジスト層が露光エネルギーの異なる四種類の露光区域をもって形成され、かつ、すべての望みの色から成るカラーフィルタを得る場合には、上記方法が前記工程（ｃ）と同一の工程および次の工程、
（ｆ）上記反射基板の露出した表面上にブラックマトリックスを形成する工程、
を更に含む、上記方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、工程（ｂ）における上記フォトレジスト層が露光エネルギーの異なる四種類の露光区域をもって形成され、かつ、すべての望みの色から成るカラーフィルタを得る場合には、上記方法が前記工程（ｃ）と同一の工程および次の工程、
（ｇ）上記反射基板をエッチングして、ある配列の反射電極を形成する工程、
を更に含む、上記方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、露光中、光透過率の異なる少なくとも三種類の区域を有するマスクを使用することにより、少なくとも三種類の露光区域を形成する、上記方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、露光および露光エネルギーの異なる全ての区域の最大限三分の一の大きさの透過区域を有するマスクの移動を数回くりかえすことにより、少なくとも三種類の露光区域を形成する、上記方法。
【請求項８】
請求項６に記載の方法であって、上記マスクには、光透過率がそれぞれ１００−７０％、７０−４０％、４０−０％のように異なる三種類の区域が設けられている、上記方法。
【請求項９】
請求項６に記載の方法であって、上記マスクには、光透過率がそれぞれ１００−８０％、８０−５０％、５０−３０％、３０−０％のように異なる四種類の区域が設けられている、上記方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、上記現像液の濃度が０．２％と０．５％の間の範囲にあり、上記フォトレジスト層を１５−４０℃において５−６００秒間現像する、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射液晶ディスプレイ用カラーフィルタを製造する方法に関するものであり、より具体的には電着塗料および多段階現像ポジ型フォトレジストの使用により反射液晶ディスプレイの反射板または反射電極上にカラーフィルタを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）はいろいろな情報および通信装置に広く使用されるようになった。特に携帯情報処理装置（例えば、ノートブック型コンピュータ、個人向携帯情報端末（ＰＤＡ）、および携帯電話）用には、軽量であること、薄型であること、および電力消費が低いことといったいくつかの特徴が消費者に適する携帯性の必須条件になってきた。その上、反射ＬＣＤの電力消費は、バックライトがないため、透過ＬＣＤの四分の一であり、反射ＬＣＤの厚さは透過ＬＣＤの半分であり、重さは後者の僅か三分の一である。したがって、反射ＬＣＤは携帯情報処理装置のための重要構成部分になってきた。
【０００３】
カラーフィルタはＬＣＤが明るく生き生きとした画像を提供するために重要な要素である。カラーフィルタを用いない多色反射ＳＴＮ−ＥＣＢ  ＬＣＤが既に提案され、商品化されたが、カラーフィルタが搭載されたフルカラー表示が可能な反射ＬＣＤには遠く及ばない。
【０００４】
反射ＬＣＤはカラーフィルタの位置によって二つの型に分類される。一つは上方基板の上に位置するものであり、もう一つは下方基板の上に位置するものである。上方基板の上に位置するカラーフィルタを有するものは、汎用透過ＬＣＤと同じ構造である。ブラックマトリックス、カラーフィルタ層、および保護層が順次透明基板の上に形成されている。しかし、反射ＬＣＤ中のカラーフィルタ層の厚さは、透過ＬＣＤにおけるよりも薄く透過率も高い。これは、入射光がカラーフィルタ層を２回通過して、画像の明るさを確保するためである。下方基板の上に位置するカラーフィルタを有するものでは、カラーフィルタが反射基板または反射電極の上に直接に形成されておりブラックマトリックスを設けるかどうかはディスプレイモジュールの構造による。
【０００５】
工業化されたカラーフィルタの製造方法には一般に次のような五つの異なる方法がある。すなわち、染色法、エッチング法、顔料分散法、電着法、および印刷法である。染色法およびエッチング法においては染料が主要な着色材である。染料は、色が豊富で、色彩が均一で、染色性が高い、彩度が高い、光透過率が高いといった利点を有するが、耐光性が低い、耐熱性が低いといった欠点を有する。そこで、これら二つの方法は、顔料が主要着色材である顔料分散法および電着法により次第に取って代わられつつある。顔料はより優れた耐光性および耐熱性を有し、その彩度と光透過率とは、顔料分散法により顔料粒子の平均直径を０．１μｍより下に保てば、染料のレベルに近づけることができる。
【０００６】
顔料分散法（例えば、米国特許第５，０８５，９７３号および第４，７８６，１４８号各明細書に開示されたようなもの）とは、感光性樹脂中に顔料を分散したものやリトフォトグラフィ技術（ｌｉｔｈｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）を利用して、高い解像度と画素配列の自由度を得るものである。そのような技術は、透過ＬＣＤ用、反射ＬＣＤ用のいずれのカラーフィルタの製造のためにも使用することができる。しかし、この技術は、（１）材料の使用効率が低い（１％〜２％）、（２）大型のガラス基板に対する適性が低い、（３）高価な精密パターニング用露光機を何回も使用する、（４）フィルムの平滑性と均一性を制御することが困難である（それがまた製造コストの節約を難しくする）、など、いくつかの欠点を有する。
【０００７】
電着法（例えば米国特許第４，８１２，３８７号明細書に開示されたようなもの）は、水中に分散した樹脂と顔料を、電気泳動により、特定のパターンを有する透明電極板の上に電着させることにより行う。かくして、良好な平滑性と均一な厚さを有する着色フィルムを得ることができる。しかし、そのような電着法においては、電極のパターンがストライプ状に限られるので、したがって画素の配列も限られる。
【０００８】
印刷法は、すべての製造方法のなかで最も低いコストの方法ではあるが、寸法精密度に乏しく、平滑性に劣り、かつ信頼度が低いということのために、高い解像度が要求される製品よりむしろ低級製品に一般に適用される。
【０００９】
顔料分散法および電着法の利点および欠点を考慮して、日本石油株式会社が初めに、米国特許第５，２１４，５４１号および第５，２１４，５４２号各明細書に開示されたような、電着法とリソグラフィ法を合体（結合）することにより透過ＬＣＤ用のカラーフィルタを製造する技術を提案した。（それら二つの特許の内容は本願明細書の記載の一部とする。）詳細に言うと、光透過率の異なる少なくとも三種類の区域を有するマスクを使用して、一回の露光の後に、透明導電性基板上に設けられたフォトレジスト層内に露光量の異なる複数種類の露光区域を得る。次に、異なる濃度を有する現像液を用いてフォトレジスト層内のこれら複数種類の露光区域を順次除去して、透明導電性基板の対応する表面を露出させる。その際、一種類の露光区域を除去する度に、カラーフィルタ層（赤フィルタ、緑フィルタ、および青フィルタを含む）の一種類を透明導電性基板の露出された表面上に電着する。前記の方法により、従来の電着法において見られるものよりも良好な、微細なパターンを得ることができるし、パターン配置の自由度も広げられる。しかも、厚さが均一で平滑性の良好なフィルタ層を得ることもできる。しかし、高濃度の現像液により影響されやすいアニオン電着樹脂を使用するので、現像液の濃度の許容範囲はむしろ狭い。これとは反対に、カチオン電着樹脂を使用すると、耐アルカリ性は良くなるが、黄変のような欠点がもたらされるはずであり、黄変は転じて光透過率を低下させるとともに、透明導電性基板として使用される透明な導電性の材料であるＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）の上に黒い斑点を発生させる。その上、顔料分散法に比較して、電着用のＩＴＯ層が必要であるから、光透過率は低下することになる。それ故に、上記の技術はなお顔料分散法に取って代わることができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、大画面で、画素が微細で、かつ、平滑性の改善されたカラーフィルタを得ることができ、パターン配置する高度の自由度およびカラーフィルタの厚さの制御が可能となる、反射液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルタを製造する方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の方法は、（ａ）反射基板上にポジ型フォトレジストを塗布する工程、（ｂ）一つの画素につき、露光エネルギーの異なる少なくとも三種類の露光区域が上記フォトレジスト層内に形成されるような画素パターンを有するマスクを介して上記フォトレジスト層を露光する工程、（ｃ）上記露光区域のうち、最大の露光エネルギーを有する露光区域の一種類をアルカリ性現像液を使用することにより除去して、その除去された区域に対応する反射基板の表面を露出させる工程、（ｄ）上記反射基板の露出された表面上に、ある選択された色を有する塗料を電着して、一つの選択された色を有する層を形成する工程、および（ｅ）すべての望みの色から成るカラーフィルタが得られるまで前記工程（ｃ）および（ｄ）を繰り返す工程、を含む。
【００１２】
上記の方法によれば、カラーフィルタは電着法とリソグラフィ法を合体することにより反射ＬＣＤの反射基板または反射電極の上に直接に形成されるので、ＩＴＯ層の設置による光透過率の低下は従来の顔料分散法と比較して全く問題にならない。その上、アニオン塗料とカチオン塗料の両者が電着に利用できるので、リソグラフィ法におけるポジ型フォトレジストの融通性が増す。さらに、パターン配置の自由度が大きい、厚さが均一である、平滑性が改善する、パターンが微細である、といった長所が維持される。
【００１３】
本発明の上記の利点および特徴は、図面および詳細な説明を通して当業者には容易に理解できるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の好ましい実施態様を説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用することができる代表的な反射ＬＣＤの構造の断面図を示す。図１に示されているように、このＬＣＤは主として上板１、液晶層５、および下板７を備える。上板１は透明基板２、透明電極３、および配向層（膜）４を含む。液晶層５は液晶６を含む。下板７は配向層（膜）８、カラーフィルタ９、反射層１０、および下方絶縁基板１１を含む。反射層１０は反射電極とすることができる。さもなくば、反射層１０は、対電極（図示されていない）がカラーフィルタ９の上に液晶６を駆動するために設けられている場合には単に光を反射するためだけの層とすることができる。
【００１６】
上記の構造については、本発明により電着塗料とポジ型フォトレジストを使用して反射ＬＣＤ用のカラーフィルタを製造する方法は次の工程を含む。
【００１７】
１．反射層または反射基板上にポジ型フォトレジストを塗布し、細かい画素パターンを有するマスクを介してフォトレジスト層を露光して、露光エネルギーの異なる少なくとも三種類の露光区域をそのフォトレジスト層内に形成する工程、２．最大の露光量を有する露光区域の一種類をアルカリ性現像液を使用することにより除去して、その除去された区域に対応する導電性反射基板の表面を露出させ、その反射基板の露出された表面上に、ある色の塗料を電着して、一つの選択された色のカラーフィルタ層を形成する工程、および
３．すべての望みの色のカラーフィルタ層が完成されるまで、前記工程２を繰り返してフォトレジスト層内のその他の露出区域を除去し、他色の塗料を使用して電着プロセスを続ける工程、
である。
【００１８】
上記のプロセスにおいて、露光量の異なる少なくとも三種類の露光区域を上記フォトレジスト層内に形成する工程は次の二種の手順により実行することができる。第１の手順においては、光透過率の異なる少なくとも三種類の区域を有するマスクを使用して、一回だけ露光を行う。第２の手順においては、画素区域の最大限三分の一の光透過領域を有するマスクを使用する。露光エネルギーの異なる少なくとも三種類の露光区域が、マスクをして異なる位置で異なる露光エネルギーをもって露光せしめた後に形成される。
【００１９】
フォトレジスト層を除去する工程もまたいろいろな手順を含む。例えば、同じ濃度の現像液を毎回使用してフォトレジスト層を除去することができる。さもなくば、現像液の濃度を現像を繰り返すごとに増加してもよい。さらに、同一の濃度の現像液をすべての露光区域について使用する場合に、異なる現像時間を異なる区域について採用することができる。または、最も強く露光された区域が現像され除去されてしまった後にすべての他の区域に対する追加の露光手順を実行することができる。その結果としてその他の露光区域を同じ時間で現像することができる。
【００２０】
さらに、本発明によるカラーフィルタの製造方法は次のような若干の実施態様に具体化することができる。すなわち、
１）ブラックマトリックスの作製（形成）を含まない態様、
２）ブラックマトリックスの作製（形成）を含む態様、および
３）反射電極の作製を含む態様、
などである。
【００２１】
上記の実施態様についての詳細な工程を以下に図面を参照して説明する。
【００２２】
１．１  ブラックマトリックスの作製（形成）を含まないカラーフィルタを製造する実施態様
【００２３】
図２（ａ）〜２（ｉ）は、ブラックマトリックスの形成（作製）を含まないカラーフィルタを製造する方法の好ましい実施態様のいろいろな工程をそれぞれに示す断面略図である。この第１の態様におけるカラーフィルタは次の工程を含む。
【００２４】
ａ）図２（ａ）に示すように、絶縁基板１１（その上に金属反射層１０とブラックマトリックス１３が前もって形成されている）を調製する工程。
【００２５】
ｂ）反射層１０およびブラックマトリックス１３の上にポジ型フォトレジスト層１２を塗布してから、そのフォトレジスト層１２を光透過率の異なる三種類の画素区域を有するマスク１４を介して露光する工程。その際画素区域１４ａ，１４ｂ，１４ｃはそれぞれ光透過率Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２およびＴ０＞Ｔ１＞Ｔ２の関係を有しており、その結果、図２（ｂ）に示されるように、露光エネルギーの異なる三種類の露光区域Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２がフォトレジスト層１２内に形成される。
【００２６】
ｃ）フォトレジスト層１２内の露光区域Ｅ０を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図２（ｃ）に示されるように、その露光された区域Ｅ０に対応する反射層１０の表面１０ａを露出させる工程。
【００２７】
ｄ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ａの上に電着して、図２（ｄ）に示されるように、第１のカラーフィルタ層９１を完成させる工程。
【００２８】
ｅ）フォトレジスト層１２から露光区域Ｅ１を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図２（ｅ）に示されるように、その露光された区域Ｅ１に対応する反射層１０の表面１０ｂを露出させる工程。
【００２９】
ｆ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｂの上に電着して、図２（ｆ）に示されるように、第２のカラーフィルタ層９２を完成させる工程。
【００３０】
ｇ）フォトレジスト層１２から露光区域Ｅ２を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図２（ｇ）に示されるように、その露光された区域Ｅ２に対応する反射層１０の表面１０ｃを露出させる工程。
【００３１】
ｈ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｃの上に電着して、図２（ｈ）に示されるように、第３のカラーフィルタ層９３を仕上げる工程。
【００３２】
１．２  ブラックマトリックスの作製（形成）を含むカラーフィルタを製造する実施態様
【００３３】
図３（ａ）〜３（ｊ）は、ブラックマトリックスの設置を含むカラーフィルタを製造する方法の好ましい実施態様のいろいろな工程をそれぞれに示す断面略図である。この第２の実施態様におけるカラーフィルタは次の工程を含む。
【００３４】
ａ）図３（ａ）に示すように、絶縁基板１１（その上に金属反射層１０を形成してから、つぎにその反射層１０の上にポジ型フォトレジスト層１２′を塗布する）を調製する工程。
【００３５】
ｂ）光透過率の異なる四種類の画素区域を有するマスク１４´を介してフォトレジスト層１２´を露光する工程。その際画素区域１４ａ´，１４ｂ´，１４ｃ´，１４ｄ´はそれぞれ光透過率Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３およびＴ０＞Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係を有しており、その結果、図２に示されるように、露光量の異なる四種類の露光区域Ｅ０´，Ｅ１´，Ｅ２´，Ｅ３´がフォトレジスト層１２´内に形成される。
【００３６】
ｃ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ０´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図３（ｃ）に示されるように、露光された区域Ｅ０´に対応する反射層１０の表面１０ａ´を露出させる工程。
【００３７】
ｄ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ａ´の上に電着して、図３（ｄ）に示されるように、第１のカラーフィルタ層９１´を仕上げる工程。
【００３８】
ｅ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ１´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図３（ｅ）に示されるように、その露光された区域Ｅ１´に対応する反射層１０の表面１０ｂ´を露出させる工程。
【００３９】
ｆ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｂ´の上に電着して、図３（ｆ）に示されるように、第２のカラーフィルタ層９２´を仕上げる工程。
【００４０】
ｇ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ２´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図３（ｇ）に示されるように、その露光された区域Ｅ２´に対応する反射層１０の表面１０ｃ´を露出させる工程。
【００４１】
ｈ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｃ´の上に電着して、図３（ｈ）に示されるように、第３のカラーフィルタ層９３´を仕上げる工程。
【００４２】
ｉ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ３´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図３（ｉ）に示されるように、その露光された区域Ｅ３´に対応する反射層１０の表面１０ｄ´を露出させる工程。
【００４３】
ｊ）反射層１０の露出された表面１０ｄ´の上に、図３（ｊ）に示されるように、ブラックマトリックス１３´を形成する工程。
【００４４】
１．３  反射電極の形成を含むカラーフィルタを製造する実施態様
【００４５】
図４（ａ）〜４（ｊ）は、反射電極の形成を含むカラーフィルタを製造する方法の好ましい実施態様のいろいろな工程をそれぞれに示す断面略図である。この第３の実施態様におけるカラーフィルタは次の工程を含む。
【００４６】
ａ）図４（ａ）に示すように、絶縁基板１１（その上に金属反射層１０を形成してから、つぎにその反射層１０の上にポジ型フォトレジスト層１２′を塗布する）を調製する工程。
【００４７】
ｂ）光透過率の異なる四種類の画素区域を有するマスク１４´を介してフォトレジスト層１２´を露光させる工程。その際画素区域１４ａ´，１４ｂ´，１４ｃ´，１４ｄ´はそれぞれ光透過率Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３およびＴ０＞Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係を有しており、その結果、図４（ｂ）に示されるように、露光量の異なる四種類の露光区域Ｅ０´，Ｅ１´，Ｅ２´，Ｅ３´がフォトレジスト層１２´内に形成される。
【００４８】
ｃ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ０´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図４（ｃ）に示されるように、露光された区域Ｅ０´に対応する反射層１０の表面１０ａ´を露出させる工程。
【００４９】
ｄ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ａ´の上に電着して、図４（ｄ）に示されるように、第１のカラーフィルタ層９１´を仕上げる工程。
【００５０】
ｅ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ１´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図４（ｅ）に示されるように、その露光された区域Ｅ１´に対応する反射層１０の表面１０ｂ´を露出させる工程。
【００５１】
ｆ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｂ´の上に電着して、図４（ｆ）に示されるように、第２のカラーフィルタ層９２´を仕上げる工程。
【００５２】
ｇ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ２´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図４（ｇ）に示されるように、その露光された区域Ｅ２´に対応する反射層１０の表面１０ｃ´を露出させる工程。
【００５３】
ｈ）ある色の樹脂を反射層１０の露出された表面１０ｃ´の上に電着して、図４（ｈ）に示されるように、第３のカラーフィルタ層９３´を仕上げる工程。
【００５４】
ｉ）フォトレジスト層１２´から露光区域Ｅ３´を適当な濃度の現像液を使用することにより除去して、図４（ｉ）に示されるように、その露光された区域Ｅ３´に対応する反射層１０の表面１０ｄ´を露出させる工程。
【００５５】
ｊ）反射層１０の露出された表面１０ｄ´に対応する部分をエッチングして、図４（ｊ）に示されるように、反射電極パターンを形成する工程。
【００５６】
上記のプロセスにおいて、ポジ型フォトレジストは多段階現像ポジ型フォトレジストである。そのようなフォトレジストにおいては、露光量の異なる複数の露光区域が同じ現像液によって漸次現像されることになる。具体的には、かかるポジ型フォトレジストは露光すると溶解速度に変化を生じることになり、アルカリ性溶液または溶媒により現像することができるようになる。さらに、かかるポジ型フォトレジストはその中に形成されるパターンの精密さに関して高い信頼度およびその大きさに関して高い正確度を有する。高度のコントラストを有するタイプのポジ型フォトレジストを選択すれば、未露光区域または露光不足区域における厚さの減少は最小限に抑えられる。かかるポジ型フォトレジストは一般にノボラック樹脂とキノンジアジド化合物から成る組成物である。例えば、本発明において使用されるポジ型フォトレジストは、一般用ポジ型フォトレジストまたは電着用ポジ型フォトレジスト、あるいは染料または顔料を含む熱硬化性ポジ型フォトレジストまたは電着用ポジ型フォトレジストとすることができる。
【００５７】
フォトレジスト層の塗布はスプレー、浸漬、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはスピンコーティングにより行うことができる。フォトレジスト層の厚さは一般に１−１０μｍの範囲内であり、１．５−５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５８】
リソグラフィー加工の間の全露光エネルギーは３０−１５００ｍＪ／ｃｍ2とすることができ、各画素のパターンはいかなる型の配列、例えば、（赤、緑、青につき）ストライプパターン、非ストライプパターン（例えば、モザイク）、トライアングル型またはランダムパターン型であってもよい。
【００５９】
前記の三種類の異なる区域を有するマスクについて、それら三区域の光透過率はそれぞれ１００％−４０％，８５％−２０％，７０％−０％の範囲とすることができ、好ましくはそれぞれ１００％−７０％，７０％−４０％，４０％−０％の範囲である。四種類の異なる区域を有する型のマスクについては、それら四区域の光透過率はそれぞれ１００％−４０％，８５％−２０％，７０％−５％，５０％−０％の範囲とすることができ、好ましくはそれぞれ１００％−８０％，８０％−５０％，５０％−３０％，３０％−０％の範囲である。使用されるマスクの型に拘わらず、フォトレジスト層全体を露光する工程は、もし必要ならば、各露光区域の現像のための許容度を増すように、第２、第３、または第４の露光区域のいずれかを現像する工程の前に行うことができる。
【００６０】
本発明において使用される多段階現像ポジ型フォトレジスト用の現像液は、アルカリ性現像液または溶媒、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラアルキルアンモニウム、またはそれらの組合せの水溶液である。あるいは、その他いかなる種類の現像液も利用することができる。さらに、現像液の濃度は０．２％と５％の間の範囲にあり、現像温度は一般には１０−７０℃、好ましくは１５−４０℃であり、現像時間は約５−６００秒間である。
【００６１】
カラーフィルタとして役立つ電着塗料はアニオン型またはカチオン型の電着塗料のいずれであってもよい。そのような塗料は主としてアニオンまたはカチオン電着樹脂、硬化剤、着色剤、溶媒、および水から成る。もし必要ならば、感光性モノマーおよび光開始剤またはその他の添加剤をも加えることができる。アニオン樹脂は酸基（カルボン酸基またはスルホン酸基）を含むアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、またはポリエステル樹脂のような樹脂およびアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミンのような中和剤から成る。カチオン樹脂は酸基（カルボン酸基またはスルホン酸基）を含むアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、またはポリエステル樹脂のような樹脂およびギ酸、酢酸、乳酸のような中和剤から成る。
【００６２】
硬化剤は、メラミン樹脂およびその他の熱架橋を起こすことのできる樹脂から成る群より選択される。
【００６３】
溶媒は電着液中への着色剤の分散およびその安定性を促進するために使用される。溶媒はグリコールエーテル、ケトン、エーテル、アルコール、エステル、酸アミド、およびそれらの混合物のすべてから成る群より選択することができる。
【００６４】
着色剤は染料、顔料、またはそれらの混合物とすることができる。顔料はアゾレーキ有機顔料、キナクリドン有機顔料、フタロシアニン有機顔料、イソインドリン有機顔料、アントラキノン有機顔料、チオインジゴ有機顔料、クロムイエロー、クロムブルー、酸化鉄、クロムバーミリオン、クロムグリーン、ウルトラマリン、エメラルドグリーン、チタン白、カーボンブラック、およびそれらの混合物のすべてから成る群より選択することができる。染料はアゾ染料、アントラキノン染料、ベンゾジフラノン染料、縮合メタン染料、およびそれらの混合物から成る群より選択することができる。
【００６５】
電着塗料および多重現像ポジ型フォトレジストの使用により、ならびに上記の電着法およびリトグラフィ法の使用により、反射層または電極の上に形成されたカラーフィルタは多くの利点、例えば、パターン配置における大きな自由度、厚さの均一性、より良い平滑性、および高い精度を有するパターン、ならびに大型化の可能性などを有する。それ故そのような方式は、特に製品の品質の向上および製造コストの節約の点で、あらゆるタイプの反射ＬＣＤ用カラーフィルタを製造するために好適である。
【００６６】
【実施例】
本発明を以下の例を参照してさらに詳細に説明する。
【００６７】
例１  電着ポリエステル樹脂の調製
電着用ポリエステル樹脂を調製するために、一般的エステル化および縮合反応を含む重合反応が用いられ、その際に使用されるべき主要なモノマーおよび溶媒の割合は以下の重量百分率のとおりである。
【００６８】
【表１】
成分重量百分率
ネオペンチルグリコール                          ２４．５３
アジピン酸                                      ３．２５
イソフタル酸                                    ７．９５
イソデカノール                                  １４．４０
無水トリメリト酸                                ２５．８１
２−ブチルセロソルブ                            ５．００
２−ブタノール                                  ２０．００
【００６９】
上記の割合を有する上記成分を反応器の中に加えてから、窒素雰囲気の下に攪拌する。エステル化、減圧、および脱水の各段階を含む重合反応の後に、次の特性を有する樹脂溶液が得られる。
【００７０】
【表２】
不揮発物（１５０℃、１時間、重量％）            ７５．４
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ固形物）                    ４８．７
粘度                                            ４５．２
【００７１】
例２  電着塗料の調製
ポリエステル樹脂電着塗料の組成は次のとおりである。
【００７２】
【表３】
0004290321.tif 000002
【００７３】
−ポリエステル樹脂電着塗料を調製する工程−
１）上記アニオンポリエステル樹脂溶液、メラミン樹脂、２−ブチルセロソルブ、２−エチルセロソルブ、ｎ−ブタノール、およびトリエチルアミンを、重量により、容器の中に加えてから、それを攪拌および混合して混合物を生成する工程、
２）上記容器の中へ、重量により、顔料を加えてから、それを攪拌および混合して混合物を得る工程、
３）その得られた混合物を０．８μｍ〜１．２μｍの範囲の直径の粒子に粉砕することにより摩砕、分散させる工程、
４）この混合物に脱イオン水を加え、かくて得られる混合物を乳化が達成されるまで攪拌する工程、
５）その乳濁液を、５μｍ以下のメッシュを有するフィルタで濾過する工程。
【００７４】
例３  前記の第１の露光手順による反射電極を伴うカラーフィルタの製造
初めに、ガラス基板の上に、１０００オングストロームの厚さの反射層をアルミニウムスパッタリングにより形成する。次に、その反射層の上に、２．２μｍの厚さの、米国特許第５，６４５，９７０号明細書に開示されているような弱アルカリ性現像されるポジ型フォトレジストを塗布する。そのポジ型フォトレジスト層を次に、四種類の光透過率の異なる区域を含む微細画素パターンを有するマスクを介して露光する。前記の四種類の区域のそれぞれは３００，１８０，１２０，および０ｍＪ／ｃｍ2（１００％，６０％，４０％，または０％）の露光エネルギーのいずれか一種を通過させ、フォトレジスト内に四種類の異なる露光区域を形成する。
【００７５】
続いて、３００ｍＪ／ｃｍ2（１００％）のエネルギーに露光されたフォトレジスト内の露光区域を現像し、０．４％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む現像液により除去する。次に、除去された区域に対応する反射層の表面に２５℃、４０Ｖ、１０秒間にて赤色を電着する。電着の後に、脱イオン水による洗浄工程および９０℃、１０分間にてベーキング工程を行う。次に、より高い濃度の０．７％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む現像液を使用して１８０ｍＪ／ｃｍ2（６０％）のエネルギーに露光された区域を除去し、次に電着工程とベーキング工程を前と同じ条件下に行って緑色を仕上げる。次に、さらにより高い濃度の１．０％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む現像液を使用して１２０ｍＪ／ｃｍ2（４０％）のエネルギーに露光された区域を除去し、次に電着工程とベーキング工程を前と同じ条件下に行って青色を仕上げる。この段階でフォトレジスト全体を２５０ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーに露光し、０．５％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む現像液を使用して残留区域（ゼロ露光エネルギーに曝露された部分）を除去して、残留区域に対応する反射層の部分を露出させる。次に、その三色から成るカラーフィルタを２６０℃、１時間にて完全に硬化させる。最後に、露出された反射層をエッチングして、所定の配列を有する反射電極を形成する。かくして、反射電極配列を伴ったカラーフィルタが製造される。
【００７６】
例４  前記の第２の露光手順によるカラーフィルタの製造
初めに、ガラス基板の上に、１０００オングストロームの厚さの反射層をアルミニウムスパッタリングにより形成し、次いでその反射層の上にブラックマトリックスを形成する。次に、その反射層とブラックマトリックスの上に、２．２μｍの厚さの、米国特許第５，６４５，９７０号明細書に開示されているような弱アルカリ性現像されるポジ型フォトレジストを塗布する。そのポジ型フォトレジスト層を次に、所定の画素パターンの三分の一の大きさの透過区域を有するマスクを介して３回露光する。詳細に言えば、一回の露光の後に、マスクの位置を所定の画素パターンの三分の一に相当する距離だけ移動する。さらに、それら三つの露光エネルギーをそれぞれ２５０，１５０，５０ｍＪ／ｃｍ2（１００％，６０％，２０％）に設定する。かくして、三種類の異なる露光区域、すなわち、フォトレジスト内にそれぞれ２５０，１５０，５０ｍＪ／ｃｍ2のエネルギーに露光された第１、第２、および第３の区域が形成される。
【００７７】
引き続いて、０．５％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む現像液を使用して、２５０ｍＪ／ｃｍ2（１００％）のエネルギーに曝露されたフォトレジスト内の露光区域を現像し除去する。次に、除去された区域に対応する反射層の表面に２５℃の温度および４０Ｖの電圧で１０秒間赤色を電着する。電着の後に、脱イオン水による洗浄工程および９０℃で１０分間のベーキング工程を行う。次に、フォトレジスト全体を１００ｍＪ／ｃｍ2エネルギーの光で露光し、第２および第３区域（６０％，２０％）に露光されたエネルギーがそれぞれ２５０ｍＪ／ｃｍ2（１００％）および１５０ｍＪ／ｃｍ2（６０％）の程度まで蓄積されるようにする。０．５％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む同じ現像液を使用して第２の区域（すなわち完全に露光された区域）を現像、除去し、次に電着工程とベーキング工程を前と同じ条件下に行って緑色を仕上げる。次に再びフォトレジスト全体を１００ｍＪ／ｃｍ2エネルギーの光で露光し、第３区域（６０％）に露光されたエネルギーが２５０ｍＪ／ｃｍ2（１００％）まで蓄積されるようにする。０．５％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む同じ現像液を使用して第３の区域を現像、除去し、次に電着工程とベーキング工程を前と同じ条件下に行って青色を仕上げる。最後に、残りのフォトレジストに１００ｍＪ／ｃｍ2エネルギーの光を露光し、０．５％Ｎａ2ＳｉＯ3を含む同じ現像液により現像、除去する。さらに、その三色から成るカラーフィルタを２６０℃で１時間硬化し、カラーフィルタを完成する。
【００７８】
上に述べた本発明の実施態様から、本発明をいろいろに変更してもよいことは明らかであろう。そのような変更は本発明の要旨と範囲から逸脱するものとは見なされるべきではないし、また当業者に自明である如きすべてのそのような変更は前記の請求の範囲の中に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラーフィルタが下方基板の上に位置する反射ＬＣＤの構造を説明する断面図である。
【図２】本発明の一実施態様により、カラーフィルタの製造方法を工程順に示す線図である。
【図３】本発明の他の一実施態様により、カラーフィルタとマトリックスを製造する方法を工程順に示す線図である。
【図４】本発明の他の一実施態様に従って、カラーフィルタと反射電極を製造する方法を工程順に示す線図である。
【符号の説明】
１  上板
２  透明基板
３  透明電極
４  配向層
５  液晶層
６  液晶
７  下板
８  配向層
９  カラーフィルタ
１０  反射層
１１  下方絶縁基板
１２，１２´  フォトレジスト層
１３´  ブラックマトリックス
１４，１４´  マスク
【図１】
0004290321.tif 000003
【図２】
0004290321.tif 000004
【図３】
0004290321.tif 000005
【図４】
0004290321.tif 000006