(57)【要約】【課題】液晶用カラーフィルタの製造効率を高め、歩留りを向上させる。【解決手段】透明基板３にブラックマトリクス１０を形成し、その上に部分的に重なり合うようにマイクロカラーフィルタ１２を形成する。ブラックマトリクス１０の開口端１０ａから膜厚が略均一になる平坦部１０ｂとの間で膜厚を漸増させる。膜厚が漸増する領域の断面形状線が上凸の曲線部分Ｐ１、Ｐ３と、下凸の曲線部分Ｐ２を含む。曲線部分Ｐ１、Ｐ３の双方に接する共通の接線を越えないようにブラックマトリクス１０の膜厚をコントロールする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地面に所定の平面パターンで略一定の膜厚をもって形成され、前記平面パターンと下地面との境界となる端縁から前記略一定の膜厚となる平坦部までの膜厚が漸増する樹脂製薄膜において、
前記膜厚が漸増する領域での断面形状線が、前記端縁及び前記平坦部との境界で上凸となる曲線部分をもち、かつこれらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えないことを特徴とする樹脂製薄膜。
【請求項２】
前記断面形状線が少なくとも２つの変曲点を含むことを特徴とする請求項１記載の樹脂製薄膜。
【請求項３】
前記断面形状線が下地面と略平行となる直線部を含むことを特徴とする請求項１記載の樹脂製薄膜。
【請求項４】
前記断面形状線が傾斜角度の異なる２種類の斜線を含むことを特徴とする請求項１記載の樹脂製薄膜。
【請求項５】
下地面に所定の平面パターンで略一定の膜厚をもって形成され、前記平面パターンと下地面との境界となる端縁から前記略一定の膜厚となる平坦部までの膜厚が漸増する樹脂製薄膜の製造方法において、
下地面に前記樹脂製薄膜を構成する光硬化性の樹脂材料を前記略一定の膜厚で塗布する第１工程と、
前記樹脂材料に含まれる有機溶剤が下地面に接する下層側に残存するようにプリベークする第２工程と、
前記樹脂材料の表面側から前記平面パターンに対応するパターン露光を与え、樹脂材料を上層側から所定深さまで光硬化させる第３工程と、
前記樹脂材料を現像処理して前記平面パターンをもつ樹脂製薄膜を下地面に残すとともに、前記樹脂製薄膜と下地面との間に前記平面パターンの端縁から前記平坦部に向かうアンダーカットを入れる第４工程と、
前記アンダーカットにより形成された隙間を塞ぐようにアンダーカットの上方にある樹脂製薄膜の一部を軟化させ、前記端縁から平坦部までの断面形状線が、前記端縁及び前記平坦部との各々の境界で上凸となる曲線部分をもち、かつこれらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えない連続線に変形させる第５工程とからなることを特徴とする樹脂製薄膜の製造方法。
【請求項６】
透明基板上に遮光剤を含む樹脂材料製のブラックマトリクスが形成され、前記ブラックマトリクスの開口を塞ぐとともに開口縁を越えてマイクロカラーフィルタが積層された液晶用カラーフィルタにおいて、
前記マイクロカラーフィルタが積層された領域におけるブラックマトリクスの断面形状線が、上凸となる２つの曲線部分をもち、かつこれらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えない連続線であることを特徴とする液晶用カラーフィルタ。
【請求項７】
前記断面形状線が透明基板の表面と略平行となる直線部を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶用カラーフィルタ。
【請求項８】
前記断面形状線が傾斜角度の異なる２種類の斜線を含むことを特徴とする請求項６記載の液晶用カラーフィルタ。
【請求項９】
透明基板上に樹脂製のブラックマトリクスとこのブラックマトリクスの開口を覆うマイクロカラーフィルタとが形成された液晶用カラーフィルタの製造方法において、
前記透明基板の表面に前記ブラックマトリクスを構成する光硬化製の樹脂材料を略一定の膜厚で塗布する第１工程と、
前記樹脂材料に含まれる有機溶剤が前記透明基板に接する下層側に残存するようにプリベークする第２工程と、
前記樹脂材料の表面側からブラックマトリクスの格子状パターンに対応するパターン露光を与え、樹脂材料を上層側から所定深さまで光硬化させる第３工程と、
現像処理により前記樹脂材料の未露光部分を除去して透明基板上に格子状パターンをもつブラックマトリクスを残すとともに、ブラックマトリクスの開口縁から奥に向かうアンダーカットを入れる第４工程と、
前記アンダーカットによりブラックマトリクスと透明基板との間に形成された隙間を塞ぐようにアンダーカットの上方にあるブラックマトリクスの一部を軟化させ、この軟化部分での断面形状線が、上凸となる２つの曲線部分と、これらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えない連続線となるように変形させる第５工程と、
固化されたブラックマトリクスの開口を覆うとともに前記軟化部分に重なるようにマイクロカラーフィルタを色ごとに順次に積層する第６工程とからなることを特徴とする液晶用カラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記パターン露光を行う際に、露光用光源からの光にｊ線及びｋ線を含ませることを特徴とする請求項９記載の液晶用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、エッジ部分の断面形状に特徴をもつ樹脂製薄膜に関するもので、詳しくはエッジ部分に他の薄膜が部分的にオーバーラップされる樹脂製薄膜及びその製造方法、並びに液晶用カラーフィルタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶用カラーフィルタは、透明基板上にそれぞれ青色光、緑色光、赤色光などの基本色光、さらには必要に応じて付加された黄色光や他の色光だけを透過する微小なマイクロカラーフィルタをマトリクス状あるいはストライプ状に配列したものである。マイクロカラーフィルタは、カラーレジストを用いたフォトリソグラフィ法や染色法、印刷法などのほか、インクジェット法などで形成することができる。
【０００３】
上記マイクロカラーフィルタの形成に先立ち、透明基板上には、液晶セルの画素配列に対応した格子状パターンをもつ遮光性のブラックマトリクスが形成される。ブラックマトリクスを構成している多数の格子枠は、マイクロカラーフィルタの個々の外周縁を取り囲むように区画し、カラー画像を表示するときに隣接画素間での色のにじみをなくしてコントラストを高める作用をもつ。ブラックマトリクスは、例えばクロムなどの遮光性に優れた金属薄膜を透明基板上に真空蒸着して形成することができるが、コストダウン要求や液晶表示素子の大画面化などの背景から、特許文献１，２で知られるように樹脂製のものが多く用いられてきている。
【特許文献１】特許第３２２８１３９号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１８２６号公報
【０００４】
マイクロカラーフィルタはブラックマトリクスの格子枠で区画された個々の開口を埋めるように形成されるが、格子枠の開口縁とマイクロカラーフィルタの外周縁との間から光洩れが生じないように、マイクロカラーフィルタは開口縁を越えて部分的に格子枠の一部とオーバーラップするように形成される。ところが、例えばマイクロカラーフィルタについても着色用の顔料を混合した合成樹脂材料を用い、ブラックマトリクスと同様にフォトリソグラフィを用いて形成する場合には、ブラックマトリクスの開口縁の断面形状が透明基板の表面から急峻に切り立った形状になっていると、マイクロカラーフィルタの外周縁をオーバーラップさせたときにその部分が盛り上がってカラーフィルタの平面性を著しく損ねる結果となる。上記特許文献でも知られるように、カラーフィルタの上層にはさらに配向膜、透明電極膜が形成されるが、カラーフィルタに許容範囲を越える凹凸がある場合には、配向膜や透明電極膜を形成する前にこれらの凹凸を埋める透明層を形成し、その表面を研磨して平坦化する工程が必要となってコストアップが避けられない。
【０００５】
この問題に対処するために、特許文献１，２記載の手法では、いずれもブラックマトリクスの開口縁の断面形状線を透明基板の表面から緩い角度で立ち上げ、マイクロカラーフィルタを積層したときのオーバーラップ部分が極端に盛り上がることを防いでいる。さらに特許文献２には、マイクロカラーフィルタを特にインクジェット法で形成する場合であっても、格子枠の開口縁の断面形状線を透明基板の表面から２０°〜５５°の範囲で緩く立ち上げておくことが、ブラックマトリクスとマイクロカラーフィルタとの境界部の段差をなくす上で効果的であることが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ブラックマトリクスの開口を画定する開口縁の断面形状線を透明基板から緩い角度で立ち上げると、マイクロカラーフィルタとオーバーラップさせ得る許容幅を広げることはできるが、開口縁に近づくほど格子枠の膜厚が薄くなって遮光性が低下する。このため、マイクロカラーフィルタを形成するときのオーバーラップ量が不十分であるとマイクロカラーフィルタの周縁部で光洩れが生じ、カラー画像のコントラストを低下させる原因になる。したがってマイクロカラーフィルタの積層時には、上記光洩れが生じないように格子枠との間のオーバーラップ量を確保し、しかもマイクロカラーフィルタの外周縁が格子枠の上面で大きく盛り上がらないように管理しなければならない。さらに、開口縁部分で格子枠の膜厚が薄くなり過ぎると、現像工程でその部分が欠けたり透明基板との密着性が弱くなって剥がれ故障が出やすくなり、製造効率や歩留りの点で問題がある。
【０００７】
このような問題は、上記のように先に形成されたブラックマトリクスにマイクロカラーフィルタを部分的にオーバーラップさせる場合だけでなく、逆に透明基板上に各色のマイクロカラーフィルタを互いに一定間隔を開けて順次に形成した後、マイクロカラーフィルタ相互間の隙間を埋めるようにブラックマトリクスを形成する場合にも同様に生じる。すなわち、樹脂製の異種の薄膜を部分的にオーバーラップさせて積層する際には、一般に、オーバーラップした部分の盛り上がりをできるだけ抑え、かつ各々の薄膜がそのエッジ部分まで基板や下層の薄膜に強固に密着していることが要求される。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、透明基板などの下地面に所定パターンをもつ樹脂製の第１薄膜層を形成した後、この第１の薄膜層に部分的にオーバーラップするように第２の薄膜層を形成する際に、第１の薄膜層のエッジ部分と下地面との密着性を強固に保ちながらも、第１，第２の薄膜層のオーバーラップ部分を大きく突出させることがないように第１の薄膜層の断面形状を改善し、またその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
液晶表示素子に用いられるカラーフィルタを製造する際には、透明基板に前記第１の薄膜層としてブラックマトリクスを形成し、このブラックマトリクスに前記第２の薄膜層としてマイクロカラーフィルタが部分的にオーバーラップするように形成されるが、本発明は上記ブラックマトリクスにも効果的に適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するにあたり、下地面に所定の平面パターンで略一定の膜厚をもって形成され、膜厚が漸増するエッジ部分、すなわち前記平面パターンと下地面との境界となる端縁から前記略一定の膜厚となる平坦部までの膜厚が漸増する樹脂製薄膜について、前記膜厚が漸増する領域での断面形状線が、前記端縁及び前記平坦部との各々の境界で上凸となる曲線部分をもち、かつこれらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えないようにしたもので、例えば前記断面形状線に少なくとも２つの変曲点をもたせることでも対応可能である。さらに、前記断面形状線に下地面と略平行な直線部を含ませ、あるいは傾斜角度の異なる２種類の斜線を含ませる構成を採ることも本発明を実施する上で有効である。
【００１１】
上記の樹脂製薄膜を製造するには、下地面に前記樹脂製薄膜を構成する光硬化性の樹脂材料を前記略一定の膜厚で塗布する第１工程、前記樹脂材料に含まれる有機溶剤が下地面に接する下層側に残存するようにプリベークする第２工程、前記樹脂材料の表面側から前記平面パターンに対応するパターン露光を与え、樹脂材料を上層側から所定深さまで光硬化させる第３工程、前記樹脂材料を現像処理して前記平面パターンをもつ樹脂製薄膜を下地面に残すとともに、前記樹脂製薄膜と下地面との間に前記平面パターンの端縁から前記平坦部に向かうアンダーカットを入れる第４工程、さらに前記アンダーカットにより形成された隙間を塞ぐようにアンダーカットの上方にある樹脂製薄膜の一部を軟化させ、前記端縁から平坦部までの断面形状線に、前記端縁及び前記平坦部との各々の境界で上凸となる曲線部分をもたせ、かつこれらの曲線部分の間では、これらの曲線部分に共通に接する接線を越えない形状を付与するための第５工程をこの順で行ってゆくのが簡便かつ効率的である。
【００１２】
上記樹脂製薄膜の具体例としては、液晶用カラーフィルタのブラックマトリクスを挙げることができる。この場合、マイクロカラーフィルタが積層される領域におけるブラックマトリクスの断面形状線が少なくとも２つの変曲点を含むように構成され、その一部に基板表面と略平行な直線部を含ませ、あるいは傾斜角度の異なる２種類の斜線を含ませることができる。また、その製造方法としては、透明基板の表面に前記ブラックマトリクスを構成する光硬化製の樹脂材料を略一定の膜厚で塗布する第１工程、前記樹脂材料に含まれる有機溶剤が前記透明基板に接する下層側に残存するようにプリベークする第２工程、前記樹脂材料の表面側からブラックマトリクスの格子状パターンに対応するパターン露光を与え、樹脂材料を上層側から所定深さまで光硬化させる第３工程、現像処理により前記樹脂材料の未露光部分を除去して透明基板上に格子状パターンをもつブラックマトリクスを残すとともに、ブラックマトリクスの開口縁から奥に向かうアンダーカットを入れる第４工程、前記アンダーカットによりブラックマトリクスと透明基板との間に形成された隙間を塞ぐようにアンダーカットの上方にあるブラックマトリクスの一部を軟化させ、この軟化部分での断面形状線に少なくとも２つの上凸の曲線部分をもたせるとともに、これらの曲線部分の間ではこれらの曲線部分に共通の接線を越えない膜厚に整形する第５工程、そして固化されたブラックマトリクスの開口を覆うとともに前記軟化部分に重なるようにマイクロカラーフィルタを色ごとに順次に積層する第６工程とがこの順で行われる。
【００１３】
さらに上記製造方法を実施するに際しては、前記パターン露光を行う際に、露光用光源からの光にｊ線及びｋ線を含ませること、そして前記プリベークを行うときの熱エネルギー及び、前記パターン露光を行うときの露光エネルギーの調節により、前記アンダーカットの量を調節することが本発明独特の作用効果を得る上で非常に有効な手段となり得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液晶用カラーフィルタのブラックスマトリクスの開口縁近傍の断面形状線が改善され、開口縁部分で透明基板との密着性が損なわれたり、またマイクロカラーフィルタを開口縁付近でオーバーラップするように積層しても、極端な凹凸を生じさせたりすることがない。また、液晶用カラーフィルタのブラックマトリクスに限らず、第２の薄膜層が部分的に積層される第１の薄膜層を下地面に形成する際には、本発明を用いることによって、下地面と第１の薄膜層のエッジ部分との密着性を強固に保ちつつ、双方の薄膜層がオーバーラップする領域で極端な凹凸を生じさせないという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を用いた液晶表示素子の基本的な構造を図６に模式的に示す。支持体となる光学ガラス製の透明基板２，３の表面側には、それぞれ偏光子となる偏光板４と、検光子となる偏光板５が接合されている。透明基板２の内面を下地面として複数の透明電極８が一定のパターンで配列形成され、これらの透明電極８を覆うように配向膜９が形成されている。透明電極８はマトリクス状に配列され、その各々は液晶層６内の液晶分子を画素単位で駆動するために用いられる。
【００１６】
他方の透明基板３の内面を下地面として、ブラックマトリクス１０、マイクロカラーフィルタ１２が形成され、さらにその上を覆うように透明電極１３、配向膜１４が形成されている。ブラックマトリクス１０は、その平面パターンが、画素単位に設けられた透明電極８の個々に対面するエリアが開口となるような格子状パターンをもち、そしてマイクロカラーフィルタ１２はその開口を塞ぐように形成される。マイクロカラーフィルタ１２には、青色光透過フィルタ、緑色光透過フィルタ、赤色光透過フィルタの３種類があり、そのいずれか1種類のマイクロカラーフィルタで一つの開口が塞がれる。
【００１７】
図６の模式図ではブラックマトリクス１０とマイクロカラーフィルタ１２との境界が直線的に図示しているが、実際には図１に拡大して示すように、ブラックマトリクス１０とマイクロカラーフィルタ１２とは部分的に重なり合うように形成される。図１には、透明基板３にブラックマトリクス１０を形成した後、さらにマイクロカラーフィルタ１２を積層させた液晶用カラーフィルタの１画素分を拡大図示されているが、上述のように部分的に重なり合わせることによって、ブラックマトリクス１０の開口縁（端縁）１０ａとマイクロカラーフィルタ１２の先端部１２ａとの間に隙間が生じることがなくなる。
【００１８】
ブラックマトリクス１０とマイクロカラーフィルタ１２とを部分的に重なり合わせ、しかもマイクロカラーフィルタ１２の上方への突出量を抑えるために、ブラックマトリクス１０は、透明電極８に対面する開口を画定する開口縁１０ａから略一定の膜厚となる平坦部１０ｂに向かうエッジ部分が、図示のように徐々に膜厚が漸増する断面形状線となっている。このような断面形状線を得るために、ブラックマトリクス１０に合成樹脂製のものを用い、さらにフォトリソグラフィにより格子状パターンが付与される。
【００１９】
ブラックマトリクス１０を構成する薄膜材料は、例えば光硬化性が付与されたアルカリ可溶性の合成樹脂基材に遮光剤としてカーボンブラックなどの黒色顔料が混合され、また有機溶剤の添加により流動性が与えられている。透明基板３をクリーニング処理した後、この薄膜材料を例えばスリットコータを用いて１．０〜２．０μｍの範囲内の略一定の膜厚で下地面に均一に塗布する。なお、塗布の方法としては、インクジェット法やスクリーン印刷法などを用いることも可能である。薄膜材料の塗布の後に真空乾燥処理が行われ、過分な有機溶剤の一部を揮発させる。
【００２０】
次いでプリベーク処理を行ってさらに有機溶剤を蒸発させるが、このときのプリベーク温度は有機溶剤が完全に蒸発してしまうことがないように低めに抑えられる。一般に、通常のプリベーク処理は下地面に薄膜材料を密着させることを目的に行われるのに対し、本発明ではプリベーク温度を低めに抑え（例えば７０〜９０°Ｃ）、薄膜材料の表面側からは充分に有機溶剤を蒸発させながらも、下地面側には有機溶剤を一部残留させる目的で行われる。なお、プリベーク温度やプリベーク時間を制御することによって、薄膜材料の下地面側に残存させる有機溶剤の量を調節することができる。
【００２１】
次いで、ブラックマトリクス１０に格子状の平面パターンを付与するために、格子状の光透過パターンをもつ露光マスクを用いて薄膜材料の表面側からパターン露光が行われる。パターン露光用の光源には高圧水銀ランプが用いられ、一般のパターン露光に用いられるｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）のほかに、通常ではフィルタリングによってカットされるｊ線（３１３ｎｍ）、ｋ線（３９３ｎｍ）も積極的に用いられる。パターン露光時には、薄膜材料に対して通常の５０ｍＪ／ｃｍ２よりも高めの７０〜１００ｍＪ／ｃｍ２の光エネルギーを与えて薄膜材料を硬化させる。このようなパターン露光処理を行うことにより、もともと黒色顔料の混合により遮光性が高い薄膜材料に対しても下地面近傍まで光エネルギーを与えることができ、深さ方向で充分な硬化作用が得られるようになる。ただし、下地面近傍の薄膜材料には有機溶剤が残っているのでその硬化作用は抑えられることになる。ｊ線及びｋ線の強度が強すぎると上記薄膜材料の最表面だけが強く硬化して薄皮状のもろい層ができてしまうので好ましくない。減光フィルタなどの手段により、ｊ線，ｋ線の強さをｉ線に対する比で１０％〜５０％の範囲に抑えることが実用上適切な硬化状態を得る上で望ましい。
【００２２】
次いでアルカリ水溶液を用いて現像処理が行われる。これにより、上記パターン露光処理に際して露光が与えられなかった部分がアルカリ水溶液中に溶出する。この現像処理は、薄膜材料をアルカリ水溶液でシャワー洗浄する形で行われるが、現像処理時間、シャワー圧、単位時間あたりのアルカリ水溶液の供給量、環境温度の調整により現像の強さを制御することができる。例えば、現像時間を７０〜１００秒と長めに設定し、シャワー圧を０．０５〜０．１５ＭＰａと低めにし、さらに環境温度は２３〜２７°Ｃと低めに調整するのが好適である。
【００２３】
このような現像条件のもとで現像処理を行うことによって、図２（Ａ）に示すパターン露光後の薄膜材料層２０には同図（Ｂ）に示すように、その端部から奥に向かうアンダーカット部分２１が生じる。このアンダーカット部分２１の高さ及び奥行き長さは、現像条件だけではなく、先のプリベーク条件の設定及びパターン露光条件の設定に応じて調節することができる。特に、上述したプリベーク処理により下地面側には有機溶剤が残存していることから、現像処理時のシャワー圧を低めに調節しておいても、残渣をほとんど残すことなくアンダーカット部分２１を形成することができる。なお、図２にはその一部しか表されていないが、アンダーカット部分２１はブラックマトリクス１０の矩形状の開口を取り囲む格子枠の各辺にほぼ同時に同程度形成される。
【００２４】
続いてポストベーク処理が行われる。ポストベーク処理は、薄膜材料中に残像する有機溶剤を蒸発させて薄膜材料を充分に硬化させるための加熱処理で、２００〜２４０°Ｃの温度で２０〜６０分間行われる。このポストベーク処理を行うことにより、アンダーカット部分２１の上方に庇状に張り出している薄膜材料は熱変形し、図２（Ｃ）に示すように透明基板３に接して密着した状態となる。この結果、図１に示す断面線形状をもったブラックマトリクス１０が得られる。
【００２５】
図２（Ｃ）に示すように、ブラックマトリクス１０は開口縁１０ａから平坦部１０ｂに向かって膜厚が漸増するだけでなく、その断面形状線は上凸曲線部分Ｐ１、下凸曲線部分Ｐ２、上凸曲線部分Ｐ３を含む形状となり、下凸曲線部分Ｐ２の両側に少なくとも２つの変曲点を含む。また、図示した断面形状には、上凸曲線部分Ｐ１と下凸曲線部分Ｐ２との間に厚みが略均一な直線部分が含まれ、マイクロカラーフィルタ１２との重ね合わせのラチチュードＳ、すなわち図３に示すように、マイクロカラーフィルタ１２と開口縁１０ａとの間に隙間を生じさせることがない最小のオーバーラップ幅Ｔを確保した上で、ブラックマトリクス１０との重ね合わせ部分でマイクロカラーフィルタ１２を大きく盛り上げずに済むオーバーラップ許容幅Ｓを広げる上で有利となる。
【００２６】
オーバーラップ許容幅Ｓを広げるためには、ブラックマトリクス１０の開口縁１０ａから平坦部１０ｂまでの膜厚漸増領域において、その断面形状線が接線Ｑを越えないような膜厚にすることが必要である。上述したポストベーク処理時の加熱変形により、開口縁１０ｂ近傍及び、平坦部１０ｂとの境界部には上凸の曲線部分Ｐ１，Ｐ３が生じるが、前記接線Ｑはこれらの曲線部分Ｐ１，Ｐ３に共通に接する接線である。そして、膜厚漸増領域の断面形状線がこの接線Ｑを越えない形状に保たれていれば、マイクロカラーフィルタ１２を積層するときのオーバーラップ許容幅Ｓが広く保たれるようになる。
【００２７】
上記のように、ブラックマトリクス１０が膜厚を漸増させる領域の断面形状線に独特の形状を与えるためには、図４に模式的に示すように、現像処理の後、ポストベーク処理を行う前の薄膜材料層２０にアンダーカット部分２１を形成することにあるが、このアンダーカット部分２１は、その奥行き長さＬと、アンダーカット部分２１の高さ、換言すればアンダーカット部分２１の上方に庇状に突出した薄膜材料の上方厚みＤでその特徴を表すことができる。これらの特徴量Ｌ，Ｄは、前述のように、プリベークの条件、パターン露光の条件、現像処理の条件によって調節することが可能である。
【００２８】
上記特徴量Ｌ，Ｄの調節によって得られる断面形状線のいくつかの例を図５に示す。いずれの例においても、上述したポストベーク処理による熱変形により、開口縁１０ａと平坦部１０ｂとの間の膜厚漸増領域には、上凸となる二つの曲線部分Ｐ１，Ｐ３が生じている。そして、いずれの例においても、これらの曲線部分Ｐ１，Ｐ３の間では、断面形状線が接線Ｑを越えないように保たれている。
【００２９】
図５（Ａ）の例は、図４におけるアンダーカット部分２１の特徴量に関し、奥行き長さＬを小さく、上方厚みＤを大きくした場合のもので、このような調節はポストベーク処理及びパターン露光を強めにし、現像処理を弱めにすることで得られる。ポストベーク処理を強めにかけることによって有機溶剤の蒸発量が増え、パターン露光を強めにすることによって上方厚みＤが大きくなり、現像処理を弱めに調節することによって奥行き長さＬが短くなる。したがって、アンダーカット部分２１が狭空間となって、ポストベーク処理を行うと曲線部分Ｐ１の曲率半径が大きめ、逆に曲線部分Ｐ３の曲率半径は小さめになるため、図示のように膜厚が漸増する領域は短くなる。ただし、曲線部分Ｐ１と曲線部分Ｐ２との間の膜厚は接線Ｑを越えない範囲に抑えられるため、マイクロカラーフィルタ１２を積層する際には、実用し得るオーバーラップ許容幅Ｓを得ることができる。
【００３０】
図５（Ｂ）の例は、そのエッジ部分の断面形状線が標準的なものであるが、同図（Ａ）と比較して、図４で説明したアンダーカット部分２１の特徴量である上方厚みＤを小さく、また奥行き長さＬを大きくした場合に相当する。同図（Ｃ），（Ｄ）は、その順に上方厚みＤをさらに小さく、奥行き長さＬを大きくした例を示している。マイクロカラーフィルタ１２を積層するときのオーバーラップ許容幅Ｓは、図５（Ｄ）の例が最も有利であるが、曲線部分Ｐ１の曲率半径が小さくなって、それに連なる領域で膜厚が薄くなり、ブラックマトリクス１０に必要とされる遮光性が弱くなることが懸念される。したがって、必要とされる遮光性が保たれるような膜厚が確保できるように、上方厚みＤを調節しておくことが必要となる。
【００３１】
なお、図５（Ｄ）の例では、膜厚が漸増する領域内に、曲線部分Ｐ１に連なる傾斜の緩い直線部分と、曲線部分Ｐ３から開口縁１０ａに向かって強く傾斜した直線部分とが現れている。このように、エッジ部分の断面形状線が傾斜角度の異なる２種類の斜線を含む形態であっても同様の作用効果が得られる。
【００３２】
このように、本発明によれば、図４に示すアンダーカット部分２１の特徴量となる上方厚みＤと奥行き長さＬとが上述した各種の処理条件を調節することによって適宜に設定することができるようになる。このため、マイクロカラーフィルタ１２の積層工程でどの程度の精度が確保できるかに応じてブラックマトリクス１０のエッジ部分の形状を調節することが可能となるから、例えばマイクロカラーフィルタ１２をフォトリソグラフィで作るか、あるいはインクジェット法または印刷法で作るかなどに応じて最適のものを選択することができ、液晶用カラーフィルタの製造が容易になり歩留りも大幅に向上させることができるようになる。
【００３３】
また、図５（Ｄ）に示すように、ブラックマトリクス１０の遮光性が保たれる範囲で膜厚を薄くしておけば、膜厚の漸増領域を大きくして余裕のあるオーバーラップ許容幅Ｓを得ることができるから、フォトリソグラフィによりマイクロカラーフィルタ１２を積層する場合でも、そのオーバーラップ精度を緩くすることが可能となり、製造コストを低く抑えることができる。
【００３４】
以上、液晶用カラーフィルタに用いるブラックマトリクス１０をもとにして本発明について説明してきたが、本発明はブラックマトリクスに限らず、他の樹脂製薄膜についても適用することができる。例えば、樹脂製薄膜を用いてフォトリソグラフィによりマイクロカラーフィルタを形成する場合には、マイクロカラーフィルタとブラックマトリクスとの違いは、技術的には合成樹脂基材に遮光性の顔料を混合するか着色用の顔料を混合するかということだけである。したがって、透明基板に最初に３種類のマイクロカラーフィルタをマトリクス状に離散的に配列形成し、その後でマイクロカラーフィルタ相互間の隙間をブラックマトリクスで埋める場合には、マイクロカラーフィルタの形成時に本発明を等しく適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】液晶用カラーフィルタの部分拡大断面図である。
【図２】ブラックマトリクスの製造工程を示す説明図である。
【図３】ブラックマトリクスとマイクロカラーフィルタとの境界部分を示す部分拡大断面図である。
【図４】薄膜材料に形成されるアンダーカット部分の概念図である。
【図５】ブラックマトリクスのエッジ部分の断面形状線のいくつかの例を示す概略断面図である。
【図６】液晶表示素子の構成の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
３  透明基板
６  液晶層
１０  ブラックマトリクス
１２  マイクロカラーフィルタ
２０  薄膜材料層
２１  アンダーカット部分
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  曲線部分
【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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