JPH07181473A - 液晶ディスプレイ用カラーフィルタとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラックマトリックスに黒色感光性樹脂が使
用されても、ブラックマトリックスにおける遮光性が良
好で、パターン精度も良く、しかも平坦化度が高い高級
な液晶ディスプレイ用カラーフィルタを提供すること。 【構成】 透明基板２０上に各画素を区画するブラック
マトリックス２７を形成し、このブラックマトリックス
２７が区画する領域部分をブラックマトリックス２７と
ほぼ同じ厚さの透明区画層２４により埋め尽し、この透
明区画層２４とブラックマトリックス２７とにより透明
基板２０上に実質的に一様な層厚のブラックマトリック
ス保有層２８を形成する。このブラックマトリックス保
有層２８上に実質的に一様な層厚による着色層２９を透
明区画層２４の配置パターンに従って配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶ディスプレイにお
いて使用されるカラーフィルタとその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー表示の液晶ディスプレイは、一般
に、図７に示されているように、液晶層１の一方の側に
分割透明電極２を担持した透明ガラス基板３および偏光
板４を有し、液晶層１の他方の側にブラックマトリック
ス５により各画素の区分された赤、緑、青による着色層
６と平担化膜７と共通透明電極８とを積層状態にて担持
した透明ガラス基板９および偏光板１０を有し、偏光板
４の側に配置された図示されていないバックライトより
白色光を照射されるよう構成され、透過光により画面表
示を行う。

【０００３】液晶ディスプレイのカラーフィルタにおい
ては、上述のように、ガラス基板９上に赤、緑、青の三
色画素パターンをもって配置された着色層６のパターン
境界に、コントラストの向上を目的とした遮光層である
ブラックマトリックス５が形成されている。従来、ブラ
ックマトリックスはＡｌ、Ｃｒ等の金属薄膜により形成
されている。金属薄膜であれば、ブラックマトリックス
は、膜厚が０．２〜０．４μｍ程度の薄膜構造で充分な
遮光性能を示すが、しかし、その製造コストは高く、フ
ォトリソグラフィでの形成が望まれている。

【０００４】カラーフィルタは、対向基板と共に液晶を
制御する電極を担持する役割も担うから、平坦でない
と、それの凹凸に応じて液晶を挾む両電極の距離が均一
でなくなる。これは、表示品質を低下させる原因にな
り、また透明電極（ＩＴＯ）にクラックが入る原因にも
なる。このようなことに鑑み、薄膜構造のブラックマト
リックスによるカラーフィルタにおいて、ブラックマト
リックスが区画する各領域にフィルタ画素を形成し、こ
のフィルタ画素間に生じる間隙にパターン形成材料を埋
め込んでカラーフィルタを平坦化することが特開昭６２
−２５４１０３号公報に示されている。この場合のブラ
ックマトリックスの厚みは０．５μｍ程度で、透過率が
１０％程度、また各フィルタ画素の厚みは１〜２μｍ程
度とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】カラーフイルタにおけ
るブラックマトリックスの遮光性能は３％以下であるこ
とが好ましい。このことに対して、上述のカラーフィル
タにおけるブラックマトリックスは、光透過率１０％が
程度で、遮光性能が不十分であり、黒色樹脂によるブラ
ックマトリックスにおいて、遮光性能を満足させるため
には１．０μｍ以上の膜厚が必要になる。

【０００６】このように、ブラックマトリックスの厚み
がフィルタ画素と同程度の厚みとなると、図６に示され
ているように、ブラックマトリックス部分にてブラック
マトリックスの層厚に応じて着色層が大きく盛り上がる
ようになり、この場合には、特開昭６２−２５４１０３
号公報に示されているような技術では平坦化に対応でき
なくなる。

【０００７】また従来、フィルタ画素の大きさはブラッ
クマトリックスにより規定される。このためブラックマ
トリックスを黒色感光性樹脂で形成する場合、その材料
には高い精度の解像度が要求される。これに対し、黒色
感光性樹脂では、遮光性を問題にするため、着色剤であ
る顔料が多量に含有されているから、透明感光性樹脂に
比べ散乱光も多くなり、パターンは露光時のマスク幅よ
り広くなる傾向があり、特に膜厚が厚くなると、その広
がりは大きくなる。

【０００８】また黒色感光性樹脂を使用したブラックマ
トリックスでは、充分な遮光性を得るべく、膜厚を厚く
すると、パターン幅が広がり、これに伴いフィルタ画素
領域の面積が狭くなり、表示画面が暗くなる。本発明の
目的は、ブラックマトリックスに黒色感光性樹脂が使用
されても、ブラックマトリックスにおける遮光性が良好
で、パターン精度も良く、しかも平坦化度が高い高級な
液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、およびそのカラー
フィルタの製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明による液晶ディスプレイ用カラーフィルタ
は、透明基板上に各画素を区画するブラックマトリック
スが形成され、このブラックマトリックスが区画する領
域部分がブラックマトリックスとほぼ同じ厚さの透明区
画層により埋め尽くされ、この透明区画層と前記ブラッ
クマトリックスとにより前記透明基板上に実質的に一様
な層厚のブラックマトリックス保有層が形成され、前記
ブラックマトリックス保有層上に実質的に一様な層厚に
よる着色層が前記透明区画層の配置パターンに従って配
置されていること、あるいは透明基板上に各色の着色物
質が所定のパターンに従って配置されて実質的に一様な
層厚の着色層が形成され、前記着色層上に各画素を区画
するブラックマトリックスが前記着色層のパターンに対
応して形成され、このブラックマトリックスが区画する
領域部分がブラックマトリックスとほぼ同じ厚さの透明
区画層により埋め尽くされ、この透明区画層と前記ブラ
ックマトリックスとにより前記着色層上に実質的に一様
な層厚のブラックマトリックス保有層が形成されている
ことを特徴としている。

【００１０】また上述の目的を達成するために、本発明
による液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法
は、透明基板上にブラックマトリックス配置間隙を残し
ブラックマトリックスにより区画される各領域に予め透
明感光性樹脂により透明区画層を形成し、透明区画層の
ブラックマトリックス配置間隙に黒色感光性樹脂による
ブラックマトリックスを前記透明区画層とほぼ同じ膜厚
に埋め込んで形成し、前記透明区画層上に前記ブラック
マトリックスが区画する領域毎に各色の着色感光性樹脂
により着色層を形成すること、あるいは透明基板上に各
色の着色感光性樹脂により着色層を所定のパターンに従
って形成し、着色層上にブラックマトリックス配置間隙
を残しブラックマトリックスにより区画される各領域に
予め透明感光性樹脂により透明区画層を形成し、透明区
画層のブラックマトリックス配置間隙に黒色感光性樹脂
によるブラックマトリックスを前記透明区画層とほぼ同
じ膜厚に埋め込んで形成することを特徴としている。

【００１１】以下に、本発明によるカラーフイルタの作
製手順例を図１を参照して説明する。まず（ａ）に示さ
れているように、ガラス基板２０上に透明感光性樹脂２
１をスピンコート等で塗布する。次いでブラックマトリ
ックス用露光マスク２６とは逆の開口パターンを有する
露光マスク２２を使用して紫外線露光を行い、現像によ
り（ｂ）に示されているように、ブラックマトリックス
配置間隙２３により区分されている透明区画層２４を得
る。

【００１２】次に（ｃ）に示されているように、透明区
画層２４を形成されたガラス基板２０上に黒色感光性樹
脂２５を塗布し、ブラックマトリックス状に開口部を有
するブラックマトリックス用露光マスク２６を用いて紫
外線露光を行い、現像により透明区画層２４のブラック
マトリックス配置間隙２３にすきま無くブラックマトリ
ックス２７を形成する。この時、例えば透明区画層２４
の層厚が１．００μｍで、ブラックマトリックス２７も
同じ厚みに設定したい場合は、黒色感光性樹脂２５を
１．２５μｍの厚みになるよう塗布し、露光量を残膜率
８０％になるよう調節することにより、平坦な面内にブ
ラックマトリックス２７を形成することが可能となる。

【００１３】ここで、残膜率は次のように定義する。 残膜率：（形成されたパターン膜厚／塗布した膜厚）×
１００（％） 例えば、初期塗布膜厚が１．００μｍで、露光・現像後
に得られたパターン膜厚が０．８０μｍならば、残膜率
は８０％である。残膜率は露光量を少なくすることによ
り低下させることができる。これは、露光量が少ない
と、感光性樹脂の架橋度が低下するため、露光された部
分も現像により溶解されるからである。この残膜率の調
節により透明区画層２４と同膜厚のブラックマトリック
ス２７を作り込むことが可能となる。

【００１４】これにより（ｄ）に示されているように、
ガラス基板２０上に透明区画層２４とブラックマトリッ
クス２７とによる実質的に一様な層厚のブラックマトリ
ックス保有層２８が形成される。なお、残膜率の低下
は、露光量を少なくすること以外に、例えば、現像液の
液温の高いものを使用したり、現像液濃度の高いものを
使用する等により、現像液の溶解度を高めることによっ
ても可能である。

【００１５】その後、ブラックマトリックス保有層２８
上に赤色の着色感光性樹脂をスピンコータ、ロールコー
タ等を用いて塗布し、所定の露光マスクを介して紫外線
露光を行い、赤色のフィルタ画素Ｒを透明区画層２４の
配置パターンに従って形成する。同様に緑色、青色の着
色感光性樹脂を用いて緑色のフィルタ画素Ｇと青色のフ
ィルタ画素Ｂを形成し、その集合体して、（ｅ）に示さ
れているように実質的に一様な層厚の着色層２９をブラ
ックマトリックス保有層２８上に得る。

【００１６】その後、図２、図３に示されているよう
に、平坦化膜３０、透明電極３１を形成して液晶ディス
プレイの一方の構成パネルを完成する。また以下に、本
発明によるもう一つのカラーフイルタの作製手順例を図
４を参照して説明する。尚、図４に於いて、図１に対応
する部分は図１に付した符号と同一の符号により示され
ている。

【００１７】まず、ガラス基板２０上に赤色の着色感光
性樹脂をスピンコータ、ロールコータ等を用いて塗布
し、所定の露光マスクを介して紫外線露光を行い、赤色
のフィルタ画素Ｒを形成する。同様に緑色、青色の着色
感光性樹脂を用いて緑色のフィルタ画素Ｇと青色のフィ
ルタ画素Ｂを形成し、その集合体して、（ａ）に示され
ているように実質的に一様な層厚の着色層２９をガラス
基板２０上に得る。

【００１８】次に（ｂ）に示されているように、着色層
２９上に透明感光性樹脂２１をスピンコート等で塗布す
る。次いでブラックマトリックス用露光マスク２６とは
逆の開口パターンを有する露光マスク２２を使用して紫
外線露光を行い、現像により（ｃ）に示されているよう
に、ブラックマトリックス配置間隙２３により区分され
ている透明区画層２４を得る。

【００１９】次に（ｄ）に示されているように、透明区
画層２４を積層された着色層２９上に黒色感光性樹脂２
５を塗布し、ブラックマトリックス状に開口部を有する
ブラックマトリックス用露光マスク２６を用いて紫外線
露光を行い、現像により透明区画層２４のブラックマト
リックス配置間隙２３にすきま無くブラックマトリック
ス２７を形成する。

【００２０】この場合も、例えば透明区画層２４の層厚
が１．００μｍで、ブラックマトリックス２７も同じ厚
みに設定したいならば、黒色感光性樹脂２５を１．２５
μｍの厚みになるよう塗布し、露光量を残膜率８０％に
なるよう調節することにより、平坦な面内にブラックマ
トリックス２７を形成することが可能となる。これによ
り（ｅ）に示されているように、着色層２９上に透明区
画層２４とブラックマトリックス２７とによる実質的に
一様な層厚のブラックマトリックス保有層２８が形成さ
れる。

【００２１】その後、図５に示されているように、平坦
化膜３０、透明電極３１を形成して液晶ディスプレイの
一方の構成パネルを完成する。透明区画層２４を構成す
る透明感光性樹脂と着色層２９を構成する着色感光性樹
脂とはベースとなる材料がなるべく同じものであること
が好ましい。それは同じ材料であれば、濡れ性が良く、
重ね塗りや、パターン間の密着力が良好なためである。

【００２２】この技術手段において、透明感光性樹脂、
着色感光性樹脂の一部を構成する感光樹脂成分として、
感光基を有する水溶性感光性樹脂、感光基を有する油溶
性感光性樹脂、バインダー樹脂と光架橋剤の混合物、あ
るいはバインダ樹脂とモノマーまたはオリゴマーと重合
開始剤の混合物等が使用できる。そして、感光基を有す
る水溶性感光性樹脂としては、ポリビニルアルコール／
スチルバゾリウム系樹脂等が、また感光基を有する油溶
性感光性樹脂としては、ケイ皮酸系樹脂などの光架橋型
感光性樹脂が適用できる。

【００２３】またバインダ樹脂としては、ゼラチン、カ
セイン、グリュー、カルボキシメチルヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸、ポリ
アクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、ポリエ
チレングリコール、ポリエチレンイミン、ブチラール樹
脂、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル系樹脂、
ポリアミド、ポリエステル等、また以下の材料を２種以
上重合したものとして、アクリル酸、メタクリル酸、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエ
チルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチル
アミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノプロピル
メタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリルア
ミド、メタクリルアミド、メトキシメチルアクリルアミ
ド等、が使用でき、またこのバインダ樹脂と混合して使
用する光架橋剤としては、重クロム酸塩、クロム酸塩、
ジアゾ樹脂、ビスアジド化合物等が適用できる。

【００２４】また上述のバインダ樹脂と混合して使用す
るモノマー、またはオリゴマーとしては、アクリル酸、
メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、その他各種のアクリル酸エステル
やメタクリル酸エステル、ビニルアセテート、アクリル
アミド、メタクリルアミド、ポリエチレングリコールジ
アクリレート、スチレン、酢酸ビニル等が使用でき、ま
た上述の重合開始剤としては、アゾビスイソブチルニト
リル、ベンゾインアルキルエーテル、チオアクリドン、
ベンジル、ベンゾフェノン、アントラキノン、ベンズア
ンスロン／トリエタノールアミン、メチレンブル−／ベ
ンゼンスルフィン酸塩などが適用できる。

【００２５】また着色感光性樹脂に用いられる着色剤と
して、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、ジ
オキサジン系顔料、アゾレーキ系顔料、不溶性アゾ系顔
料、縮合アゾ系顔料、ペルリン系顔料、イソインドリノ
ン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリノン系顔料、チ
オインジコ系顔料、カーボンブラック等の顔料が適用で
きる。

【００２６】顔料を樹脂中に分散させるには、ボールミ
ル、サイドミル等や、オリフィス等を通して高圧で衝突
させる等で分散可能となる。また、直接分散が困難な場
合、感光性樹脂と混合する前にポリビニルアルコールや
界面活性剤等に分散して着色ペーストを作製し、感光性
樹脂と混合してもよい。透明基板としては、周知のガラ
ス基板が使用でき、また、透明な合成樹脂等でもよい。

【００２７】

【作 用】ブラックマトリックスが区画する領域部分が
ブラックマトリックスとほぼ同じ厚さの透明区画層によ
り埋め尽くされるから、この透明区画層とブラックマト
リックスとにより実質的に一様な層厚のブラックマトリ
ックス保有層が形成される。

【００２８】ブラックマトリックス、即ち黒色パターン
は、透明区画層のブラックマトリックス配置間隙に、す
きま無く形成されるため、例えブラックマトリックス
（黒色パターン）の膜厚が厚くとも、その線幅は透明区
画層により制御され、線幅が広がることはなく、精度の
高いブラックマトリックスを得ることが可能となる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。まず各構成材料の成分について説明する。 （１）透明感光性樹脂 ２−ヒドロキシエチルメタクリレート８０ｗｔ％、ジエ
チルアミノプロピルメタクリルアミド４ｗｔ％、メタク
リルアミド２ｗｔ％、メトキシメチルアクリルアミド１
４ｗｔ％を重合し、光架橋剤としてジアゾ樹脂（シンコ
ート技研：Ｄ−０１３）を上記重合物の固形分に対して
１５ｗｔ％になるよう混合し、透明感光性樹脂とした。
この透明感光性樹脂は透明区画層と着色感光性樹脂のバ
インダー樹脂の両方に使用可能である。

【００３０】（２）着色ペースト 着色ペーストの全固形分を１００ｗｔ％とした場合、 赤：赤色顔料としてパーマネントレッドを固形分で６０
ｗｔ％， 緑：緑色顔料として塩素化シアニングリーンを固形分で
６０ｗｔ％， 青：青色顔料として不安定化シアニンブルーとジオキサ
ジンバイオレットの２：１の混合物を固形分で６０ｗｔ
％， 黒：銅フタロシアニン４．５、イソインドリン４．０、
ジオキサジンバイオレット１．５、カーボンブラック
１．５の比率の混合物を固形分で７０ｗｔ％。

【００３１】上記赤、緑、青の各色顔料に対して、ポリ
ビニルアルコールを固形分で２０ｗｔ％、ポリエチレン
グリコールモノオレイルエーテルを固形分で２０ｗｔ％
の比率になるよう、サンドミル、ボールミルを使用して
分散し、着色ペーストを作製した。上記黒色顔料に対
し、ポリビニルアルコールを固形分で１５ｗｔ％、ポリ
エチレングリコールモノオレイルエーテルを固形分で１
５ｗｔ％の比率になるよう、サンドミル、ボールミルを
使用して分散し、着色ペーストを作製した。

【００３２】（３）着色感光性樹脂 着色感光性樹脂は（１）の透明感光性樹脂と（２）の着
色ペーストの混合により作製した。赤、緑、青の着色感
光性樹脂は顔料固形分が６０ｗｔ％になるよう透明感光
性樹脂と着色ペーストを混合して作製した。黒色感光性
樹脂は、顔料固形分が６５ｗｔ％になるよう、透明感光
性樹脂と黒色ペーストを混合して作製した。

【００３３】それぞれの着色感光性樹脂を１０μｍ、５
μｍ、１μｍのフィルタで順次数回フィルトレーション
し、着色感光性樹脂とした。現像液は、アルキルナフタ
レンスルフォン酸１．０％、リンゴ酸１．０の水溶液を
用いた。

【００３４】〔実施例１〕ガラス基板上に（１）の透明
樹脂をスピンコーターを用いて５００ｒｐｍで、１．０
０μｍ塗布した。ホットプレートで６０℃、３分で乾燥
後、ブラックマトリックス用露光マスクとは逆の開口パ
ータンを有するマスク（ストライプパターン用：開口部
９０×３００μｍ、隣合うパターンは上下、左右とも３
０．０μｍの間隔）を介して１５ｍＪ／ｃｍ² で露光
し、現像を浸漬２分、その後スプレーを行い、膜厚１．
００μｍのブラックマトリックスとは逆のパターンによ
る透明区分層を得た。透明区分層以外の部分、即ちブラ
ックマトリックス配置間隙においては線幅３０．０μｍ
のブラックマトリックス溝状をもってガラス面が露出し
ている。

【００３５】次に、上記面上に（３）の黒色感光性樹脂
をスピンコーターを用いて４００ｒｐｍで、１．２５μ
ｍの膜厚になるよう塗布し、ブラックマトリックス状に
開口部を有するマスク（３０．０μｍライン）を介し
て、残膜率が８０％になるよう、４００ｍＪ／ｃｍ
² で、露光し、透明区画層のブラックマトリックス配置
間隙にすきま無く膜厚１．００μｍの線幅３０．０μｍ
の黒色パターンを形成した。これにより線幅のばらつき
のないブラックマトリックスパターンが得られた。ま
た、透明区画層と黒色パターンの膜厚は同一となり、平
坦な面が形成された。ブラックマトリックスの透過率は
４００〜７００ｎｍの範囲で、２％以下の充分な遮光性
を示した。

【００３６】その後、（３）の赤の着色感光性樹脂を上
述の透明区画層とブラックマトリックスとによるブラッ
クマトリックス保有層上にスピンコーターを用いて５５
０ｒｐｍで、０．８０μｍに塗布し、６０℃、３分乾燥
後、所定の位置に１１６×３２６μｍの開口部を持つマ
スクを介して、露光（赤：１５０ｍＪ／ｃｍ² ）、現像
（浸漬２分、スプレー）し、１００℃、５分乾燥後、赤
色パターン（赤色のフィルタ画素）をブラックマトリッ
クスと重なりを設けて、透明区画層上に配置した。その
後同様に、順次、緑、青（緑：７００ｒｐｍ、２００ｍ
Ｊ／ｃｍ² 、青：６００ｒｐｍ、１００ｍＪ／ｃｍ² ）
パターン（緑色および青色のフィルタ画素）を所定の位
置に形成した。各色とも膜厚は同一で、０．８０μｍか
らなるカラーフィルタパターン（着色層）を得た。上記
フィルタパターン上にポリイミド系樹脂の平坦化膜（チ
ッソ（株）：ＰＳＩ−Ｇ４６３０）を１．００μｍコー
トし、１８０℃、２０分加熱硬化後に平坦性を接触式段
差計で測定した結果、高低差０．０２μｍの良好な平坦
性が得られた。

【００３７】〔実施例２〕ガラス基板上に（３）の赤の
着色感光性樹脂をスピンコーターを用いて５５０ｒｐｍ
で、０．８０μｍに塗布し、６０℃、３分乾燥後、所定
の位置に１１６×３２６μｍの開口部を持つマスクを介
して、露光（赤：１５０ｍＪ／ｃｍ² ）、現像（浸漬２
分、スプレー）し、１００℃、５分乾燥後、赤色パター
ン（赤色のフィルタ画素）をブラックマトリックスと重
なりを設けて、透明区画層上に配置した。その後同様
に、順次、緑、青（緑：７００ｒｐｍ、２００ｍＪ／ｃ
ｍ² 、青：６００ｒｐｍ、１００ｍＪ／ｃｍ² ）パター
ンを所定の位置に形成した。各色とも膜厚は同一で、
０．８０μｍからなるカラーフィルタパターン（着色
層）を得た。

【００３８】続いて着色層上に（１）の透明樹脂をスピ
ンコーターを用いて５００ｒｐｍで、１．００μｍ塗布
した。ホットプレートで６０℃、３分で乾燥後、ブラッ
クマトリックス用露光マスクとは逆の開口パータンを有
するマスク（ストライプパターン用：開口部９０×３０
０μｍ、隣合うパターンは上下、左右とも３０．０μｍ
の間隔）を介して１５ｍＪ／ｃｍ² で露光し、現像を浸
漬２分、その後スプレーを行い、膜厚１．００μｍのブ
ラックマトリックスとは逆のパターンによる透明区分層
を得た。透明区分層以外の部分、即ちブラックマトリッ
クス配置間隙は線幅３０．０μｍのブラックマトリック
ス溝状になっている。

【００３９】次に、上記面上に（３）の黒色感光性樹脂
をスピンコーターを用いて４００ｒｐｍで、１．２５μ
ｍの膜厚になるよう塗布し、ブラックマトリックス状に
開口部を有するマスク（３０．０μｍライン）を介し
て、残膜率が８０％になるよう、４００ｍＪ／ｃｍ
² で、露光し、透明区画層のブラックマトリックス配置
間隙にすきま無く膜厚１．００μｍの線幅３０．０μｍ
の黒色パターンを形成した。これにより線幅のばらつき
のないブラックマトリックスパターンが得られた。ま
た、透明区画層と黒色パターンの膜厚は同一となり、平
坦な面が形成された。

【００４０】ブラックマトリックスの透過率は４００〜
７００ｎｍの範囲で、２％以下の充分な遮光性を示し
た。上記フィルタパターン上にポリイミド系樹脂の平坦
化膜（チッソ（株）：ＰＳＩ−Ｇ４６３０）を１．００
μｍコートし、１８０℃、２０分加熱硬化後に平坦性を
接触式段差計で測定した結果、高低差０．０２μｍの良
好な平坦性が得られた。

【００４１】〔比較例１〕ガラス基板上に直接黒色感光
性樹脂を塗布し、ブラックマトリックス状に開口部を有
するマスクを介して露光し、現像後に１．００μｍ厚の
ブラックマトリックスパターンを得た。得られたパター
ンは下部が広がり、線幅が３０．５〜３１．０μｍとな
り、開口部が狭く、全体的に暗いものになった。

【００４２】その後、実施例と同様に、赤、青、緑の着
色感光性樹脂を用いて、ブラックマトリックスと重なり
を設けて、面上にそれぞれ膜厚０．８０μｍで配置し、
カラーフィルタパターンを得た。上記フィルタパターン
上にポリイミド系樹脂の平坦化膜（チッソ（株）：ＰＳ
Ｉ−Ｇ４６３０）を１．００μｍコートし、加熱硬化後
に平坦性を接触式段差計で測定した結果、高低差が０．
２０μｍと大きくなった。

【００４３】〔比較例２〕ガラス基板上に、実施例と同
様に、赤、青、緑の着色感光性樹脂を用いて、膜厚０．
８０μｍのカラーフィルタパターンを得た。続いて面上
に黒色感光性樹脂を塗布し、ブラックマトリックス状に
開口部を有するマスクを介して露光し、現像後に１．０
０μｍ厚のブラックマトリックスパターンを得た。得ら
れたパターンは下部が広がり、線幅が３０．５〜３１．
０μｍとなり、開口部が狭く、全体的に暗いものになっ
た。

【００４４】上記フィルタパターン上にポリイミド系樹
脂の平坦化膜（チッソ（株）：ＰＳＩ−Ｇ４６３０）を
１．００μｍコートし、加熱硬化後に平坦性を接触式段
差計で測定した結果、高低差が０．２２μｍと大きくな
った。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による液晶デ
ィスプレイ用カラーフィルタによれば、ブラックマトリ
ックスに黒色感光性樹脂が使用されても、厚い膜厚をも
って良好な遮光性が得られ、しかも透明区画層の導入に
より高度な平坦性が得られる。またブラックマトリック
スは透明区画層のブラックマトリックス配置間隙に、す
きま無く形成されるため、ブラックマトリックスの膜厚
が厚くとも、その線幅成長は透明区画層により規制さ
れ、線幅が広がることはなく、高精度のブラックマトリ
ックスを得ることが可能となり、パータン精度の高いカ
ラーフィルタが得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶ディスプレイ用カラーフィル
タの製造過程を示す断面図である。

【図２】本発明によるカラーフィルタを含む液晶ディス
プレイの一方の構成パネルを示す断面図である。

【図３】本発明によるカラーフィルタを含む液晶ディス
プレイの一方の構成パネルを示す平面図である。

【図４】本発明によるもう一つの液晶ディスプレイ用カ
ラーフィルタの製造過程を示す断面図である。

【図５】本発明によるもう一つのカラーフィルタを含む
液晶ディスプレイの一方の構成パネルを示す断面図であ
る。

【図６】ブラックマトリックスが厚い膜厚によるカラー
フィルタの従来例を示す断面図である。

【図７】カラー表示の液晶ディスプレイの一般的構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 液晶層 ２ 分割透明電極 ３ 透明ガラス基板 ４ 偏光板 ５ ブラックマトリックス ６ 着色層 ７ 平担化膜 ８ 共通透明電極 ９ 透明ガラス基板 １０ 偏光板 ２０ ガラス基板 ２３ ブラックマトリックス配置間隙 ２４ 透明区画層 ２７ ブラックマトリックス ２８ ブラックマトリックス保有層 ２９ 着色層 ３０ 平坦化膜 ３１ 透明電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に各画素を区画するブラック
   マトリックスが形成され、このブラックマトリックスが
   区画する領域部分がブラックマトリックスとほぼ同じ厚
   さの透明区画層により埋め尽くされ、この透明区画層と
   前記ブラックマトリックスとにより前記透明基板上に実
   質的に一様な層厚のブラックマトリックス保有層が形成
   され、前記ブラックマトリックス保有層上に実質的に一
   様な層厚による着色層が前記透明区画層の配置パターン
   に従って配置されていることを特徴とする液晶ディスプ
   レイ用カラーフィルタ。
2. 【請求項２】 透明基板上に各色の着色物質が所定のパ
   ターンに従って配置されて実質的に一様な層厚の着色層
   が形成され、前記着色層上に各画素を区画するブラック
   マトリックスが前記着色層のパターンに対応して形成さ
   れ、このブラックマトリックスが区画する領域部分がブ
   ラックマトリックスとほぼ同じ厚さの透明区画層により
   埋め尽くされ、この透明区画層と前記ブラックマトリッ
   クスとにより前記着色層上に実質的に一様な層厚のブラ
   ックマトリックス保有層が形成されていることを特徴と
   する液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
3. 【請求項３】 透明基板上にブラックマトリックス配置
   間隙を残しブラックマトリックスにより区画される各領
   域に予め透明感光性樹脂により透明区画層を形成し、透
   明区画層のブラックマトリックス配置間隙に黒色感光性
   樹脂によるブラックマトリックスを前記透明区画層とほ
   ぼ同じ膜厚に埋め込んで形成し、前記透明区画層上に前
   記ブラックマトリックスが区画する領域毎に各色の着色
   感光性樹脂により着色層を形成することを特徴とする液
   晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 透明基板上に各色の着色感光性樹脂によ
   り着色層を所定のパターンに従って形成し、着色層上に
   ブラックマトリックス配置間隙を残しブラックマトリッ
   クスにより区画される各領域に予め透明感光性樹脂によ
   り透明区画層を形成し、透明区画層のブラックマトリッ
   クス配置間隙に黒色感光性樹脂によるブラックマトリッ
   クスを前記透明区画層とほぼ同じ膜厚に埋め込んで形成
   することを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィル
   タの製造方法。