(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含みブラックマトリクスとなる厚さが１乃至３μｍの黒色樹脂膜を形成する工程と、前記黒色樹脂膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含む厚さが３乃至４μｍのレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜のカラーフィルタが設けられる位置に開口部を設けることによりレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記黒色樹脂膜をエッチングすることによりブラックマトリクスを形成する工程と、前記ブラックマトリクス位置における前記レジスト膜及び前記黒色樹脂膜を隔壁として区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により被着させた後プリベークすることにより前記ブラックマトリクスと同じ高さに形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とするカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項２】
前記黒色樹脂膜を形成する工程の前に前記透明基板に前記カラーフィルタの原料となるインクがなじみやすくなる親インク処理を施す工程を有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項３】
透明基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、前記透明基板上に前記薄膜トランジスタを覆う平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含みブラックマトリクスとなる厚さが１乃至３μｍの黒色樹脂膜を形成する工程と、前記黒色樹脂膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含む厚さが３乃至４μｍのレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜のカラーフィルタが設けられる位置に開口部を設けることによりレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記黒色樹脂膜をエッチングすることによりブラックマトリクスを形成する工程と、前記ブラックマトリクス位置における前記レジスト膜及び前記黒色樹脂膜を隔壁として区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により被着させた後プリベークすることにより前記ブラックマトリクスと同じ高さに形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とするカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項４】
前記黒色樹脂膜を形成する工程の前に前記平坦化膜に前記カラーフィルタの原料となるインクがなじみやすくなる親インク処理を施す工程を有することを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項５】
前記カラーフィルタの原料として顔料系インクを使用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー表示の液晶表示パネルに使用されるカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法に関し、特に、混色の防止を図ったカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネル用のカラーフィルタの製造方法には、種々のものがある。例えば、顔料分散法、印刷法、染色法、電着法及びインクジェット法である。この中でも、インクジェット法は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタを同時に形成することができるため、工程が少ないこと及び材料の使用量が少ないこと等の利点がある。
【０００３】
インクジェット法を採用したカラーフィルタの製造方法は、例えば特開平８−１６６５０７号公報及び特開平９−２３０１２３号公報に記載されている。特開平８−１６６５０７号公報に記載された従来の製造方法においては、ブラックマトリクス形成用のレジストに撥インク性をもたせている。以下、このような従来の製造方法を第１の従来例という。また、特開平９−２３０１２３号公報に記載された従来の製造方法においては、ガラス基板の表面に親インク処理を施し、ブラックマトリクスの表面に撥インク処理を施している。以下、このような従来の製造方法を第２の従来例という。
【０００４】
図１４（ａ）及び（ｂ）は第１の従来例に係るカラーフィルタの製造方法を工程順に示す断面図である。
【０００５】
第１の従来例においては、図１４（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板７１上にＣｒ膜又はＭｏＴａ膜等の金属膜を形成する。次いで、金属膜上に感光性Ｓｉ化合物を含有するレジスト膜を形成する。その後、レジスト膜に露光及び現像を施すことにより、レジスト膜を所定形状にパターニングし、レジストパターン７３を形成する。続いて、レジストパターン７３をマスクとして金属膜をエッチングすることにより、ブラックマトリクス７２を形成する。次に、インクジェット法により、ブラックマトリクス７２及びレジストパターン７３により区画された領域内に、Ｒインク７４、Ｇインク７５、及びＢインク７６の染料系インク又は顔料系インクを吐出する。
【０００６】
その後、全体をプリベークすることにより、インク内の溶剤を蒸発させる。これにより、図１４（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス７２と同等の高さのＲカラーフィルタ７４ａ、Ｇカラーフィルタ７５ａ及びＢカラーフィルタ７６ａが形成される。続いて、レジストパターン７３を剥離する。
【０００７】
このような第１の従来例によれば、インクの吐出時に撥インク性を有するレジストパターン７３が存在しているので、隣り合うカラーフィルタ間での混色が低減される。
【０００８】
図１５（ａ）及び（ｂ）は第２の従来例に係るカラーフィルタの製造方法を工程順に示す断面図である。
【０００９】
第２の従来例においては、図１５（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板８１上に親インク膜８７を形成する。次いで、親インク膜８７上に所定形状のブラックマトリクス８２を形成する。次に、全面に撥インク処理を施した後、ブラックマトリクス８２により区画された領域内の撥インク処理部を除去することにより、ブラックマトリクス８２の表面のみに撥インク処理部８８を残存させる。続いて、インクジェット法により、ブラックマトリクス８２により区画された領域内に、Ｒインク８４、Ｇインク８５及びＢインク８６の染料系インク又は顔料系インクを吐出する。
【００１０】
その後、全体をプリベークすることにより、インク内の溶剤を蒸発させる。これにより、図１５（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス８２と同等の高さのＲカラーフィルタ８４ａ、Ｇカラーフィルタ８５ａ及びＢカラーフィルタ８６ａが形成される。
【００１１】
このような第２の従来例によれば、ブラックマトリクス８２の表面に撥インク処理が施されて撥インク処理部８８が形成されているので、隣り合うカラーフィルタ間の混色が低減される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の第１の従来例によれば、それまでの撥インク処理等が施されていないものと比較すれば混色が低減されているが、ブラックマトリクス等からなりカラーフィルタが形成される領域を区画する隔壁の高さが十分ではないため、混色は十分には防止されていないという問題点がある。
【００１３】
具体的には、ブラックマトリクスを構成する金属膜の厚さは０．１μｍ程度であり、レジストパターンを構成するレジスト膜の厚さは、厚くても３μｍ程度である。レジスト膜の厚さが３μｍを超えるような場合には、膜厚むらによる露光不良が発生するため、金属膜のパターニングを正確に行うことができなくなる。従って、隔壁の厚さは、厚くても３．１μｍ程度となっている。
【００１４】
また、第２の従来例においては、全面に撥インク処理をした後に、ブラックマトリクスにより区画された領域の撥インク処理部を除去する必要があるので、工程数が多いという問題点がある。更に、カラーフィルタを形成した後にもブラックマトリクスの表面には撥インク処理部が残存しているので、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルに適用する場合には、その上に設けられる配向膜をもはじいてしまう虞がある。
【００１５】
更にまた、第１及び第２の従来例では、カラーフィルタの原料となるインクは主に水系の染料インクであるので、色の選択の幅が狭い。
【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、工程数を増加させることなく隣り合うカラーフィルタ間での混色を防止することができるカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法は、透明基板上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含みブラックマトリクスとなる厚さが１乃至３μｍの黒色樹脂膜を形成する工程と、前記黒色樹脂膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含む厚さが３乃至４μｍのレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜のカラーフィルタが設けられる位置に開口部を設けることによりレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記黒色樹脂膜をエッチングすることによりブラックマトリクスを形成する工程と、前記ブラックマトリクス位置における前記レジスト膜及び前記黒色樹脂膜を隔壁として区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により被着させた後プリベークすることにより前記ブラックマトリクスと同じ高さに形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、前記黒色樹脂膜を形成する工程の前に前記透明基板に前記カラーフィルタの原料となるインクがなじみやすくなる親インク処理を施す工程を有してもよい。
【００１９】
本発明に係る他のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法は、透明基板上に薄膜トランジスタを形成する工程と、前記透明基板上に前記薄膜トランジスタを覆う平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含みブラックマトリクスとなる厚さが１乃至３μｍの黒色樹脂膜を形成する工程と、前記黒色樹脂膜上にフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤を含む厚さが３乃至４μｍのレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜のカラーフィルタが設けられる位置に開口部を設けることによりレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記黒色樹脂膜をエッチングすることによりブラックマトリクスを形成する工程と、前記ブラックマトリクス位置における前記レジスト膜及び前記黒色樹脂膜を隔壁として区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により被着させた後プリベークすることにより前記ブラックマトリクスと同じ高さに形成する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、前記黒色樹脂膜を形成する工程の前に前記平坦化膜に前記カラーフィルタの原料となるインクがなじみやすくなる親インク処理を施す工程を有してもよい。
【００２２】
更に、前記カラーフィルタの原料として顔料系インクを使用することが好ましい。
【００２３】
本発明においては、ブラックマトリクスにより区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により形成する際に、ブラックマトリクス及びレジストパターンからなる高い隔壁が存在しているので、隣り合うカラーフィルタ間での混色が防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係るカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施例に係るカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法を工程順に示す断面図であり、図２（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第１の実施例を示す図であって、図１（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図であり、図３（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第１の実施例を示す図であって、図２（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【００２５】
第１の実施例においては、図１（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板１上に黒色樹脂膜２を形成する。ガラス基板１は、例えば厚さが０．７又は１．１ｍｍの無アルカリガラス基板であり、黒色樹脂膜２は、例えばフッ素系界面活性剤を含有するポリイミド系分散着色樹脂からなる。この樹脂には、赤色の顔料種、紫色の顔料種、青色の顔料種及び黄色の顔料種が分散されている。黒色樹脂膜２の膜厚は例えば１乃至３μｍ、その光学濃度（ＯＤ値）は例えば３以上、そのシート抵抗は例えば１０10Ω／□以上、その粘度は例えば３乃至１０ｃＰである。また、フッ素系界面活性剤の添加量は、例えば０．１乃至０．５重量％である。フッ素系界面活性剤としては、例えば住友３Ｍ社製のＦＣ−４３０及びＦＣ−４３１が使用可能であるが、これらに限定されるものではない。また、フッ素系界面活性剤の替わりにシラン系界面活性剤を含有させてもよい。フッ素系界面活性剤及びシラン系界面活性剤は、撥インク性を有している。
【００２６】
黒色樹脂膜２の膜厚が１μｍ未満であると、カラーフィルタ形成時の隔壁の高さが不足して混色が生じる虞がある。一方、その膜厚が３μｍを超えると、後に形成されるレジスト膜の膜厚の均一性が損なわれてパターン精度が低下する虞がある。
【００２７】
黒色樹脂膜２を形成した後、図１（ｂ）に示すように、黒色樹脂膜２上にポジ型レジスト膜３を形成する。ポジ型レジスト膜３の膜厚は、例えば３乃至４μｍである。ポジ型レジスト膜にも、黒色樹脂膜２に添加されているのと同様のフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤が添加されている。
【００２８】
次に、図１（ｃ）に示すように、ポジ型レジスト膜３に露光及び現像を施してパターニングすることにより、カラーフィルタが設けられる領域に開口部を有するレジストパターン３ａを形成する。ポジ型レジスト膜３の現像液としては、例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）系アルカリ現像液が使用可能である。
【００２９】
その後、図２（ａ）に示すように、レジストパターン３ａをマスクとして黒色樹脂膜２をエッチングすることにより、ブラックマトリクス２ａを形成する。
【００３０】
続いて、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、インクジェット法により、ブラックマトリクス２ａ及びレジストパターン３ａにより区画された領域内に、赤色インク４、緑色インク５及び青色インク６を吐出する。赤色インク４、緑色インク５及び青色インク６は、例えば粘度が３乃至１０ｃＰのアクリル系顔料分散インクである。
【００３１】
次いで、全体をプリベークすることにより、インク４乃至６内の溶剤を蒸発させる。これにより、図３（ａ）に示すように、厚さが例えば１．０乃至１．５μｍ程度の赤色カラーフィルタ４ａ、緑色カラーフィルタ５ａ及び青色カラーフィルタ６ａが形成される。これらの高さは、ブラックマトリクス２ａのそれとほぼ同等である。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン３ａを剥離する。
【００３３】
そして、図３（ｃ）に示すように、全面に配向膜７を形成する。配向膜７は、例えばポリイミド系配向剤を含有し、その膜厚は、例えば３００乃至６００Åである。例えば、日産化学社製配向膜サンエバーシリーズ及びＪＳＲ社製オプトマーＡＬシリーズが使用可能であるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
第１の実施例においては、インクジェット法により赤色インク４、緑色インク５及び青色インク６を吐出する際には、ブラックマトリクス２ａ及びレジストパターン３ａからなる隔壁が存在している。この隔壁の高さは、例えば４乃至７μｍ程度であり、従来のものと比して３０％以上も高い。また、ブラックマトリクス２ａ及びレジストパターン３ａ中に分散されているフッ素系界面活性剤は撥インク性を有している。
【００３５】
従って、インクの吐出の際にその一部が飛散したとしても、飛沫が隣り合うカラーフィルタまで到達することはない。これにより、混色が防止される。
【００３６】
なお、高い撥インク性を確保するため、ブラックマトリクス及びレジストパターンの水に対する接触角は１００゜以上であることが好ましい。
【００３７】
また、第１の実施例において、ガラス基板１上に黒色樹脂膜２を形成する前にガラス基板１に親インク処理を施してもよい。例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等をガラス基板１の表面に塗布するか、又はＨＭＤＳの蒸気をガラス基板１の表面に付着させればよい。
【００３８】
次に、上述のような第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えた液晶表示パネルについて説明する。図４は本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＴＮ（twisted  nematic）方式の液晶表示パネルの構造を示す断面図であり、図５は、同じくＴＮ方式の液晶表示パネルの構造を示す模式的平面図である。
【００３９】
本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＴＮ方式の液晶表示パネルにおいては、第１及び第２の透明基板１０１及び１０２間に液晶層１０３が設けられている。以下、第１及び第２の透明基板１０１及び１０２の液晶層１０３側を内側、その反対側を外側という。第２の透明基板１０２は図１乃至３における基板１に該当する。液晶層１０３は、例えばフッ素系化合物を含有している。例えば、チッソ石油化学社製ＬＩＸＯＮシリーズが使用可能であるが、これに限定されるものではない。
【００４０】
ブラックマトリクス２ａ及びカラーフィルタ４ａ乃至６ａ並びに配向膜７が第２の透明基板１０２の内側表面上に設けられている。配向膜７の表面は、例えばビスコースレーヨン等の導電性合成繊維を使用してラビング処理されている。また、この液晶表示パネルはＴＮ方式であるため、ブラックマトリクス２ａ並びにカラーフィルタ４ａ乃至６ａと配向膜７との間には、透明共通電極１０４が設けられている。透明共通電極１０４は、例えばＩＴＯ（Indium-tin-oxide）からなり、その膜厚は、例えば８００乃至１５００Å、そのシート抵抗は、例えば２０乃至４０Ω／□である。第２の透明基板１０２の外側表面上には偏光板１０５が設けられている。偏光板１０５は、例えばヨウ素系偏光フィルムからなり、例えば日東電工社製ＮＰＦシリーズ及び住友化学社製スミカランシリーズが使用可能であるが、これに限定されるものではない。なお、図４には、カラーフィルタとして赤色カラーフィルタ４ａのみを示しているが、緑色カラーフィルタ５ａ及び青色カラーフィルタ６ａは、他の領域（図示せず）に形成されている。
【００４１】
一方、第１の透明基板１０１の内側表面には、格子状にゲート電極１０６が形成されており、ゲート電極１０６を覆うようにゲート絶縁膜１０７が形成されている。ゲート絶縁膜１０７は、例えばＳｉＯx膜とＳｉＮx膜との積層膜であり、その総膜厚は、例えば１０００乃至２０００Åである。ゲート絶縁膜１０７の内側表面上で各ゲート電極１０６に整合する位置には、半導体層１０８が形成されており、この半導体層１０８を挟むようにドレイン電極１０９及びソース電極１１０が形成されている。ゲート電極１０６、ドレイン電極１０９及びソース電極１１０は、例えば膜厚が１０００乃至４０００ÅのＡｌ膜、Ｍｏ膜又はＣｒ膜等である。半導体層１０８は、例えば膜厚が４０００Å程度のアモルファスシリコン層であり、電界効果トランジスタのチャネルとして機能する。また、ゲート絶縁膜１０７の内側表面上には、ソース電極１１０に接続された画素電極１１１が形成されている。画素電極１１１は、例えば膜厚が６００乃至１２００ÅのＩＴＯ膜からなる。
【００４２】
そして、画素電極１１１上に配向膜１１２が形成されている。配向膜１１２は配向膜７と同様のものである。なお、配向膜１１２と半導体層１０８、ドレイン電極１０９及びソース電極１１０との間には、パッシベーション膜１１３が形成されている。パッシベーション膜１１３は、例えば膜厚が１０００乃至２０００ÅのＳｉＮx膜である。第１の透明基板１０１の外側表面上には偏光板１１４が設けられている。偏光板１１４は偏光板１０５と同様のものである。また、第１の透明電極１０１の内側表面でシール材１１６の４隅に、例えば、銀粉末を含むエポキシ樹脂からなるトランスファ（図示せず）を形成している。更に、外側には引出し端子１１５が設けられている。
【００４３】
第１及び第２の透明基板１０１及び１０２間には、液晶層１０３を包囲するシール材１１６が設けられている。シール材１１６は、例えばエポキシ系樹脂接着剤からなり、例えば三井化学社製ストラクトボンドシリーズが使用可能であるが、これに限定されるものではない。また、シール材１１６には、図５に示すように、液晶注入用の孔１１６ａが設けられており、この孔１１６ａは封孔剤１１８により封止されている。封孔剤１１８は、例えば紫外線（ＵＶ）硬化型アクリレート系樹脂剤である。更に、液晶層１０３中には面内スペーサ１１７が分散し、シール材１１６中には、周辺スペーサ（図示せず）が分散している。面内スペーサ（ミクロパール）１１７は、例えば径が４．５乃至５．５μｍのジビニルベンゼン系架橋重合体からなり、周辺スペーサ（マイクロロッド）は、例えば径が５乃至７μｍのガラスファイバからなる。図５に示すように、ブラックマトリクス２ａには、赤色開口部１１９Ｒ、緑色開口部１１９Ｇ及び青色開口部１１９Ｒが設けられている。
【００４４】
このように構成されたＴＮ方式の液晶表示パネルにおいては、透明共通電極１０４とソース電極１１０に接続された画素電極１１１との間にパネルの厚さ方向の電界が発生し、この電界により画像の制御が行われる。
【００４５】
次に、第１の実施例をＩＰＳ（in  plane  switching）方式の液晶表示パネルに適用した場合について説明する。図６は本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＩＰＳ方式の液晶表示パネルの構造を示す断面図である。なお、図６に示すＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおいて、図４に示すＴＮ方式の液晶表示パネルと同一の構成要素には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４６】
本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＩＰＳ方式の液晶表示パネルの第２の透明基板１０２側においては、ブラックマトリクス２ａ及びカラーフィルタ４ａ乃至６ａ上に配向膜７が直接形成されている。
【００４７】
また、第１の透明基板１０１側においては、第１の透明基板１０１の内側表面上にゲート電極１０６だけでなく図６に示す断面に垂直な方向に延びる透明共通電極１２４が設けられている。ゲート絶縁膜１０７上には、透明共通電極１２４と同方向に延びる画素電極１３１が設けられている。画素電極１３１は、図６に示さない領域においてソース電極１１０に接続されている。更に、ゲート絶縁膜１０７上には、半導体層１０８、ドレイン電極１０９、ソース電極１１０及び画素電極１３１を覆うパッシベーション膜１３３が形成されている。そして、パッシベーション膜１３３上に配向膜１１２が設けられている。
【００４８】
このように構成されたＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおいては、透明共通電極１２４とソース電極１１０に接続された画素電極１３１との間にパネルの表面に平行な電界が発生し、この電界により画像の制御が行われる。
【００４９】
なお、第１の実施例においては、ブラックマトリクス２ａとなる黒色樹脂膜２及びレジストパターン３ａとなるレジスト膜３の両方に撥インク剤として界面活性剤が含有されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、撥インク剤を添加しなくてもよい。例えば、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルに適用される場合、図６に示すように、ブラックマトリクス２ａ上に配向膜７が設けられるので、配向膜７も撥インク剤によりはじかれる虞がある。但し、配向膜７が撥インク剤によりはじかれることを防止するためにブラックマトリクス表面に親インク処理を施すと、レジストとの界面にインクが流れ込んでしまう虞がある。従って、ＴＮ方式の液晶表示パネルに適用する場合には、黒色樹脂膜及びレジスト膜の両方に撥インク処理が施されていることが好ましい。
【００５０】
また、ブラックマトリクスの側面に親インク処理を施してもよい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例においては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板に本発明を適用したものであり、以下、第２の実施例により製造された液晶表示パネル用基板をＣＦオンＴＦＴ基板という。図７（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実施例に係るＣＦオンＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す断面図であり、図８（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図７（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図８（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図であり、図１０（ａ）及び（ｂ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図９（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）には、ＣＦオンＴＦＴ基板を製造した後に、それを液晶表示パネルに組み込む工程も示している。
【００５２】
第２の実施例においては、図７（ａ）に示すように、先ず、ガラス基板１１上にゲート電極１６、ゲート絶縁膜１７、半導体層１８、ドレイン電極１９及びソース電極２０を有するＴＦＴ、ソース電極２０上に開口部を有するパッシベーション膜２３並びに引出し端子２５を形成する。ガラス基板１１は、例えば厚さが０．７又は１．１ｍｍの無アルカリガラス基板である。ゲート電極１６、ドレイン電極１９及びソース電極２０は、例えば膜厚が１０００乃至４０００ÅのＡｌ膜、Ｍｏ膜又はＣｒ膜等である。半導体層１８は、例えば膜厚が４０００Å程度のアモルファスシリコン層であり、ＴＦＴのチャネルとして機能する。パッシベーション膜２３は、例えば膜厚が１０００乃至２０００ÅのＳｉＮx膜である。
【００５３】
次に、図７（ｂ）に示すように、パッシベーション膜２３と同一の位置に開口部を有する平坦化膜２６をパッシベーション膜２３上に形成する。平坦化膜は、例えば膜厚が２．５乃至３．５μｍのポジ型感光性ノボラック系レジストからなり、例えばＪＳＲ社製オプトマーＰＣシリーズが使用可能であるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
次いで、平坦化膜２６上に黒色樹脂膜を形成する。黒色樹脂膜は、例えばフッ素系界面活性剤を含有するポリイミド系分散着色樹脂からなる。この樹脂には、赤色の顔料種、紫色の顔料種、青色の顔料種及び黄色の顔料種が分散されている。黒色樹脂膜の膜厚は例えば１乃至３μｍ、その光学濃度（ＯＤ値）は例えば３以上、そのシート抵抗は例えば１０10Ω／□以上、その粘度は例えば３乃至１０ｃＰである。また、フッ素系界面活性剤の添加量は、例えば０．１乃至０．５重量％である。フッ素系界面活性剤としては、例えば住友３Ｍ社製のＦＣ−４３０及びＦＣ−４３１が使用可能である。また、フッ素系界面活性剤の替わりにシラン系界面活性剤を含有させてもよい。
【００５５】
黒色樹脂膜を形成した後、黒色樹脂膜上にポジ型レジスト膜を形成する。ポジ型レジスト膜の膜厚は、例えば３乃至４μｍである。ポジ型レジスト膜にも、黒色樹脂膜に添加されているのと同様のフッ素系界面活性剤又はシラン系界面活性剤が添加されている。
【００５６】
その後、ポジ型レジスト膜に露光及び現像を施してパターニングすることにより、図７（ｃ）に示すように、カラーフィルタが設けられる領域に開口部を有するレジストパターン２７を形成する。ポジ型レジスト膜の現像液としては、例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）系アルカリ現像液が使用可能である。続いて、レジストパターン２７マスクとして黒色樹脂膜をエッチングすることにより、ブラックマトリクス２８及び額縁ブラックマトリクス２８ａを形成する。
【００５７】
続いて、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、インクジェット法により、ブラックマトリクス２８及び額縁ブラックマトリクス２８ａ並びにレジストパターン２７により区画された領域内に、赤色インク２９、緑色インク及び青色インクを吐出する。赤色インク２９、緑色インク及び青色インクは、例えば粘度が３乃至１０ｃＰのアクリル系顔料分散インクである。なお、図８（ａ）乃至９（ｂ）においては、便宜上赤色インクが吐出される領域のみを示しているが、緑色インク及び青色インクは、図示しない領域に吐出している。
【００５８】
次いで、全体をプリベークすることにより、赤色インク２９等のインク内の溶剤を蒸発させる。これにより、図８（ｃ）に示すように、厚さが例えば１．０乃至１．５μｍ程度の赤色カラーフィルタ２９ａ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタが形成される。これらの高さは、ブラックマトリクス２８及び額縁ブラックマトリクス２８ａのそれとほぼ同等である。カラーフィルタを形成した後で平坦化膜２６に開口部を形成する場合には、その間の熱処理によりカラーフィルタが劣化する虞があるが、本第２実施例では、カラーフィルタの形成時には、既に平坦化膜２６に開口部が形成されているので、その虞がない。
【００５９】
次に、図９（ａ）に示すように、レジストパターン２７を剥離する。
【００６０】
その後、図９（ｂ）に示すように、ソース電極２０に接続する画素電極３１をブラックマトリクス２８並びに赤色カラーフィルタ２９ａ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタ上に形成する。画素電極３１は、例えば膜厚が６００乃至１２００ÅのＩＴＯ膜からなる。ソース電極２０上の開口部がコンタクトスルーホール４３となっている。
【００６１】
次いで、図１０（ａ）に示すように、画素電極３１上に配向膜３２を形成する。配向膜３２は、例えばポリイミド系配向剤を含有し、その膜厚は、例えば３００乃至６００Åである。例えば、日産化学社製配向膜サンエバーシリーズ及びＪＳＲ社製オプトマーＡＬシリーズが使用可能である。
【００６２】
第２の実施例においても、インクジェット法により赤色インク２９、緑色インク及び青色インクを吐出する際には、ブラックマトリクス２８又は額縁ブラックマトリクス２８ａ及びレジストパターン２７からなる隔壁が存在している。この隔壁の高さは、例えば４乃至７μｍ程度であり、従来のものと比して３０％以上も高い。また、ブラックマトリクス２８又は額縁マトリクス２８ａ及びレジストパターン２７中に分散されているフッ素系界面活性剤は撥インク性を有している。
【００６３】
従って、第２の実施例においても、インクの吐出の際にその一部が飛散したとしても、飛沫が隣り合うカラーフィルタまで到達することはない。これにより、混色が防止される。
【００６４】
このようにして製造されたＣＦオンＴＦＴ基板を液晶表示パネルに組み込む場合、配向膜３２を形成した後、図１０（ａ）に示すように、ブラックマトリクス２８及び額縁ブラックマトリクス２８ａを包囲するシール材３６を平坦化膜２６上に形成する。シール材３６は、例えばエポキシ系樹脂接着剤からなり、例えば三井化学社製ストラクトボンドシリーズが使用可能である。また、シール材３６には、液晶注入用の孔（図示せず）が設けられている。
【００６５】
その後、図１０（ｂ）に示すように、一方の表面上に透明共通電極３３及び配向膜３４が形成されたガラス基板３５を透明共通電極３３及び配向膜３４が配向膜３２を対向するようにしてシール材３６により接着する。透明共通電極３３は、例えばＩＴＯ（Indium-tin-oxide）からなり、その膜厚は、例えば８００乃至１５００Å、そのシート抵抗は、例えば２０乃至４０Ω／□である。配向膜３４は、例えばポリイミド系配向剤を含有し、その膜厚は、例えば３００乃至６００Åである。例えば、日産化学社製配向膜サンエバーシリーズ及びＪＳＲ社製オプトマーＡＬシリーズが使用可能である。ガラス基板３５は、例えば厚さが０．７又は１．１ｍｍの無アルカリガラス基板である。なお、ガラス基板３５の内側表面には、カップリング処理剤としてのシラン系表面処理剤により処理されていてもよい。その場合、シラン系表面処理剤としては、例えば東レ社製ＡＰ−４００が使用可能である。
【００６６】
続いて、シール材３６の孔からその内部に液晶を注入することにより、液晶層３８を形成する。液晶層３８中には面内スペーサ３７が分散し、シール材３６中には、周辺スペーサ（図示せず）が分散している。面内スペーサ（ミクロパール）３７は、例えば径が４．５乃至５．５μｍのジビニルベンゼン系架橋重合体からなり、周辺スペーサ（マイクロロッド）は、例えば径が５乃至７μｍのガラスファイバからなる。液晶層３８は、例えばフッ素系化合物を含有している。例えば、チッソ石油化学社製ＬＩＸＯＮシリーズが使用可能である。液晶を注入した後、シール材３６の孔を封孔剤により封止する。封孔剤としては、例えば紫外線（ＵＶ）硬化型アクリレート系樹脂剤が使用可能である。
【００６７】
その後、両ガラス基板１１及び３５の液晶層３８とは反対側の表面上に偏光板を貼り付けることにより、液晶表示パネルを完成させる。図１１は本発明の第２の実施例により製造されたＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの構造を示す断面図であり、図１２はＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの画素部におけるカラーフィルタとブラックマトリクスとの位置関係を示す模式的平面図である。なお、図１１は図１２のＡ−Ａ線の位置の断面を１画素分図示したものである。
【００６８】
第２の実施例により製造されたＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルにおいては、図１１に示すように、両ガラス基板１１及び３５の液晶層３８とは反対側の表面上に夫々偏光板３９及び４０が貼り付けられている。
【００６９】
図１２に示すように、赤色カラーフィルタ２９ａ、緑色カラーフィルタ４２及び青色カラーフィルタ４１はブラックマトリクス２８により区画されている。そして、区画されたカラーフィルタ毎に画素電極とＴＦＴのソース電極とを接続するためのコンタクトスルーホール４３が設けられている。
【００７０】
なお、第２の実施例においては、ブラックマトリクス２８及び額縁ブラックマトリクス２８ａ並びにレジストパターン２７に撥インク剤として界面活性剤が含有されているが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、ブラックマトリクス２８上に形成された配向膜３２がインクにはじかれることを防止するためにブラックマトリクス２８の表面に親インク処理を施すと、黒色樹脂膜とレジストとの界面にインクが流れ込んでしまう虞があるので、ＣＦオンＴＦＴ基板に適用する場合には、黒色樹脂膜及びレジスト膜の両方に撥インク処理が施されていることが好ましい。
【００７１】
また、平坦化膜２６を形成した後で黒色樹脂膜を形成する前に、平坦化膜２６に親インク処理を施してもよい。第１の実施例と同様に、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等を平坦化膜２６の表面に塗布又は付着させればよい。
【００７２】
次に、本発明の実施例による混色の防止の効果について、従来例と比較して説明する。図１３（ａ）は本発明の第１の実施例により製造された液晶表示パネル用基板を示す模式図、（ｂ）は従来の方法により製造された液晶表示パネル用基板を示す模式図である。
【００７３】
図１３（ａ）に示すように、第１の実施例により製造された基板においては、緑色カラーフィルタ５１、赤色カラーフィルタ５２及び青色カラーフィルタ５３の間でどこにも混色は発生しなかったが、従来の方法により製造された基板においては、図１３（ｂ）に示すように、緑色カラーフィルタ６１と赤色カラーフィルタ６２との間で混色が発生し、混色部６１ａ及び６２ａが観察された。なお、青色カラーフィルタ６３には、混色はなかった。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ブラックマトリクスにより区画された領域内にカラーフィルタをインクジェット法により形成する際に、ブラックマトリクス位置におけるレジスト膜及び黒色樹脂膜からなる高い隔壁が存在しているので、隣り合うカラーフィルタ間での混色を防止することができる。また、レジストパターンに予め撥インク処理を施しておくことにより、その効果を高めることができる。更に、ブラックマトリクスに予め撥インク処理を施しておくことにより、カラーフィルタの原料となるインクの拡がり具合を良好なものにすることができる。更にまた、カラーフィルタの原料として顔料系のインクを使用することにより、色の選択の幅を広げることができる。
【００７５】
また、レジストパターン及びブラックマトリクスに予め撥インク処理を施しておくことにより、レジスト膜とブラックマトリクスとの界面にインクが流れ込むことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施例に係るカラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第１の実施例を示す図であって、図１（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第１の実施例を示す図であって、図２（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＴＮ方式の液晶表示パネルの構造を示す断面図である。
【図５】同じくＴＮ方式の液晶表示パネルの構造を示す模式的平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例により製造されたカラーフィルタ基板を備えたＩＰＳ方式の液晶表示パネルの構造を示す断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実施例に係るＣＦオンＴＦＴ基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）乃至（ｃ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図７（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図８（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、同じく本発明の第２の実施例を示す図であって、図９（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例により製造されたＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの構造を示す断面図である。
【図１２】ＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの画素部におけるカラーフィルタとブラックマトリクスとの位置関係を示す模式的平面図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第１の実施例により製造された液晶表示パネル用基板を示す模式図、（ｂ）は従来の方法により製造された液晶表示パネル用基板を示す模式図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は第１の従来例に係るカラーフィルタの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は第２の従来例に係るカラーフィルタの製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
１；ガラス基板
２；黒色樹脂膜
２ａ；ブラックマトリクス
３；レジスト膜
３ａ；レジストパターン
４；赤色インク
４ａ；赤色カラーフィルタ
５；緑色インク
５ａ；緑色カラーフィルタ
６；青色インク
６ａ；青色カラーフィルタ
７；配向膜
１１、３５；ガラス基板
１６；ゲート電極
１７；ゲート絶縁膜
１８；半導体層
１９；ドレイン電極
２０；ソース電極
２３；パッシベーション膜
２５；引出し端子
２６；平坦化膜
２７；レジストパターン
２８、２８ａ；ブラックマトリクス
２９；赤色インク
２９ａ、５２、６２；赤色カラーフィルタ
３１；画素電極
３２、３４；配向膜
３３；透明共通電極
３６；シール材
３７；スペーサ
３８；液晶層
３９、４０；偏光板
４１、５３、６３；青色カラーフィルタ
４２、５１、６１；緑色カラーフィルタ
４３；コンタクトスルーホール
６１ａ、６１ｂ；混色部
７１、８１；ガラス基板
７２、８２；ブラックマトリクス
７３；レジストパターン
７４、７５、７６、８４、８５、８６；インク
７４ａ、７５ａ、７６ａ、８４ａ、８５ａ、８６ａ；カラーフィルタ
８７；親インク膜
８８；撥インク処理部
１０１、１０２；透明基板
１０３；液晶層
１０４、１２４；透明共通電極
１０５、１１４；偏光板
１０６；ゲート電極
１０７；ゲート絶縁膜
１０８；半導体層
１０９；ドレイン電極
１１０；ソース電極
１１１、１３１；画素電極
１１２；配向膜
１１３、１３３；パッシベーション膜
１１５；引出し端子
１１６；シール材
１１６ａ；孔
１１７；スペーサ
１１８；封孔剤
１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ；開口部
【図１】
0003859399.tif 000002
【図２】
0003859399.tif 000003
【図３】
0003859399.tif 000004
【図４】
0003859399.tif 000005
【図５】
0003859399.tif 000006
【図６】
0003859399.tif 000007
【図７】
0003859399.tif 000008
【図８】
0003859399.tif 000009
【図９】
0003859399.tif 000010
【図１０】
0003859399.tif 000011
【図１１】
0003859399.tif 000012
【図１２】
0003859399.tif 000013
【図１３】
0003859399.tif 000014
【図１４】
0003859399.tif 000015
【図１５】
0003859399.tif 000016