JPH08248222A - カラーフィルターおよびカラー液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パターン欠陥の無い、品質の良いカラーフィ
ルターを形成すると共に配向欠陥の無い、表示品位の優
れたカラー液晶素子を提供する。 【構成】 顔料を樹脂中に分散含有させてなり、該顔料
の重量をＰとし、該樹脂の重量をＶとした場合の重量比
（Ｐ／Ｖ）を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲に設定させ
てなるカラーフィルター層を互いに間隔を置いて複数配
置してなるカラーフィルターパタ−ン及び隣接したカラ
ーフィルター層の間隔を遮光する遮光層を有するカラー
フィルターおよびそのカラーフィルターを用いたカラー
液晶素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルター、
および表示要素の単位をつくる複数個の電極を備えた一
対の基板間で生じる電気光学的変化によって表示を行な
う、特にカラーフィルターを基板内面に設けたカラー液
晶素子に関し、更に詳しくは、感光性の着色樹脂により
形成されるカラーフィルターを用いる場合、その着色材
料の樹脂に対する含有比率を規制することにより、配向
欠陥の無い表示品位の優れた高品質なカラー液晶素子に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前述のような液晶素子としては、
上下基板で直行した透明電極が形成された２枚の基板間
に、電気光学的変調材料としてＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ
ｎｅｍａｔｉｃ）液晶や強誘電性液晶等を挟持してなる
構造の時分割駆動型液晶素子（通称、単純マトリクス方
式という）あるいは各々の表示画素毎に薄膜トランジス
ター（通称ＴＦＴ）等のスイッチング素子を設けた構造
のアクティブマトリクス駆動型液晶素子（通称、アクテ
ィブマトリクス方式という）が用いられている。

【０００３】この様なパネル構成において、カラー表示
をする為には、液晶素子面に、赤、緑、青色の色彩を有
する透過型のカラーフィルターを配置することが必要で
ある。この場合、カラー表示素子を斜めから見たときの
視差を極力減らすために、カラーフィルターを液晶素子
内部に配置するように専ら構成されている。

【０００４】この様なカラーフィルター内設タイプのカ
ラー液晶素子は、通常、以下に述べる２つの方法により
形成される。

【０００５】すなわち、第１の方法としては、図４
（ａ）に示す様に透明電極２のパターンを形成した基板
１上に該電極パターンとアライメントしたカラーフィル
ター３のパターンを形成し、必要に応じて保護層４を形
成した後、配向膜５を積層し、該配向膜５をラビング処
理し、対向基板と貼り合わせ、基板間の間隙に液晶を注
入することによりカラー液晶素子を得ることができる。

【０００６】また第２の方法としては、図４（ｂ）に示
す様に基板１上にカラーフィルター３を形成し、必要に
応じ保護層４を形成した後、ＩＴＯ［インジウム チン
オキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）］
等の透明電極２の層をスパッタや蒸着により形成し、該
透明電極２の層上にフォトレジストパターンを設けた
後、エッチングにより透明電極２のパターンをカラーフ
ィルターパターンにアライメントして形成する。次いで
フォトレジストパターンを除去し、更に配向膜５を積層
し、ラビング処理をした後、対向基板と貼り合わせ、基
板間の間隙に液晶を注入することによりカラー液晶素子
を得ることができる。

【０００７】上記の如き、カラーフィルターを液晶素子
内部に配置する各構成においては、カラーフィルターパ
ターンの表面、側面形状の状態及びカラーフィルター自
体の物性が液晶素子に及ぼす影響に大きく関与してく
る。

【０００８】ところで、カラーフィルターには、プロセ
ス特性上有利な方法として、フォトリソ工程のみで微細
パターン化できる感光性樹脂に着色材料を混合した着色
樹脂を用いて形成することを特徴とするものが従来知ら
れていたが、この様なカラーフィルターにおいては、予
め感光性樹脂中に着色材料が混入されており、その混入
量によって主に光硬化に対する挙動及び形成後の着色樹
脂膜の特性等に種々の問題が生じていた。

【０００９】例えば、光硬化不良による膜剥離とか、パ
ターンエッジ部の粗れ、パターン表面の粗れ等のパター
ニング精度の問題、さらに、カラーフィルター形成後の
プロセスにおける膜のクラック、ワレ等であり、これら
のカラーフィルターでの欠陥は、そのまま液晶の配向欠
陥へと結びつき、表示品位の劣ったカラー液晶素子が得
られる欠点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
問題点に鑑みてなされたもので、プロセス特性上有利な
感光性着色樹脂のフォトリソ工程によりカラーフィルタ
ーを形成する方法において、感光性樹脂中に分散させる
着色材料の比率を規制することにより、薄膜で、カラー
フィルターパターンの表面、側面形状を良好な状態に保
ち、かつパターン欠陥の無い、品質の良いカラーフィル
ターを形成すると共に配向欠陥の無い、表示品位の優れ
たカラー液晶素子を提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため、カラーフィルターを形成する際に用
いられる感光性着色樹脂を構成する着色材料と感光性樹
脂の重量比に着目し、実験により液晶の配向欠陥を生じ
させないカラーフィルターを有するカラー液晶素子を見
い出したものである。

【００１２】即ち、本発明は、顔料を樹脂中に分散含有
させてなり、該顔料の重量をＰとし、該樹脂の重量をＶ
とした場合の重量比（Ｐ／Ｖ）を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／
２の範囲に設定させてなるカラーフィルター層を互いに
間隔を置いて複数配置してなるカラーフィルターパタ−
ン及び隣接したカラーフィルター層の間隔を遮光する遮
光層を有するカラーフィルターである。

【００１３】また、本発明は、一対の基板、該一対の基
板間に配置させた液晶、顔料を樹脂中に分散含有させて
なり、該顔料の重量をＰとし、該樹脂の重量をＶとした
場合の重量比（Ｐ／Ｖ）を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範
囲に設定させてなるカラーフィルター層を互いに間隔を
置いて複数配置してなるカラーフィルターパタ−ン及び
隣接したカラーフィルター層の間隔を遮光する遮光層、
該カラーフィルターパタ−ン上に設けた電極及び該電極
上に設けた配向膜を有するカラー液晶素子である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に適するカラーフィルターを形成する為に用いら
れる感光性樹脂としては、通常のレジスト材料を用いる
ことが可能であるが、特にカラー液晶素子を構成する際
に機械的特性をはじめ、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の
諸特性に優れた以下のものを用いることが好ましい。

【００１５】すなわち、２００℃以下にて硬化膜が得ら
れるもの、例えば、１５０℃×３０分程度の熱で硬化膜
を形成できる、例えば、感光性基をその分子内に持つ芳
香族系のポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂で、特に、
可視光波長域（４００〜７００ｎｍ）で特定の光吸収特
性を持たないもの（光透過率で９０％程度以上のもの）
が好ましい。この観点からは、特に芳香族系のポリアミ
ド樹脂が好ましい。

【００１６】また、本発明における感光性を有する基と
しては、以下に示す様な感光性の炭化水素不飽和基をも
つ芳香族鎖であれば良く、例えば、 （１）安息香酸エステル類

【００１７】

【化１】

【００１８】（式中Ｒ_１はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ
−、Ｘは−Ｈ又は−Ｃ_６Ｈ_５、Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ_３、
Ｚは―又はエチル基又はグリシジル基を示す） （２）ベンジルアクリレート類

【００１９】

【化２】

【００２０】（式中Ｙは−Ｈ又はＣＨ_３を示す） （３）ジフェニルエーテル類

【００２１】

【化３】

【００２２】（ 式中Ｒ_２ はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＮＨ
−、ＣＨ_２＝ＣＹ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−ＯＣＯ−又
はＣＨ_２＝ＣＹ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−を１個以上含むも
の、Ｘ，Ｙは前記と同基を示す） （４）カルコン類及びその他化合物鎖

【００２３】

【化４】

【００２４】（式中Ｒ_３はＨ−，アルキル基、アルコシ
キ基を示す）

【００２５】

【化５】

【００２６】等が挙げられる。

【００２７】これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリ
アミド樹脂及びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソ
コートＰＡ−１０００Ｃ（宇部興産（株）製）、リソコ
ートＰＩ−４００（宇部興産（株）製）等が挙げられ
る。

【００２８】一般にフォトリソ工程で用いられる感光性
樹脂は、その化学構造によって差はあるものの、機械的
特性をはじめ耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優
れたものは少ない。これに対し、上記ポリアミド樹脂及
びポリイミド樹脂等の感光性ポリアミノ系樹脂は、化学
構造的にも、これらの耐久性に優れた樹脂系であり、こ
れらを用いて形成したカラーフィルターの耐久性も非常
に良好なものとなる。

【００２９】本発明のカラーフィルターを形成するため
に用いられる着色材料としては、有機顔料、無機顔料等
のうち所望の分光特性を得られるものであれば、特に限
定されるものではない。この場合、各材料を単体で用い
ることも、これらのうちのいくつかの混合物として用い
ることもでき、特にカラーフィルターの色特性及び諸性
能から勘案すると有機顔料が着色材料として最も好まし
い。

【００３０】有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性ア
ゾ系、縮合アゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシア
ニン系顔料，そしてインジゴ系，アントラキノン系，ペ
リレン系，ペリノン系，ジオキサジン系，キナクリドン
系，イソインドリノン系，フタロン系，メチン・アゾメ
チン系、その他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、ある
いはこれらのうちのいくつかの混合物が用いられる。

【００３１】本発明において、カラーフィルターを形成
するために使用する着色樹脂は、上記感光性ポリアミノ
系樹脂溶液に所望の分光特性を有する上記着色材料を感
光性樹脂量をＶ（ｇｒ）、着色材料の量をＰ（ｇｒ）と
した場合のＰ／Ｖ比で１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲の
割合で配合し、超音波あるいは三本ロール、ボールミ
ル、サンドミル等により充分に分散させた後、１μｍ程
度のフィルターにて粒径の大きいものを除去して調製す
る。

【００３２】ここで、本発明で規定した１／３≦Ｐ／Ｖ
≦３／２について具体的に説明すると、今所望の分光特
性を得るために着色材料の種類と量が設定された場合、
主にカラーフィルターの形成上の観点、あるいは液晶へ
の配向欠陥発生の観点から、感光性樹脂量V の値は、実
験よりある範囲に設定される。

【００３３】すなわち、Ｐ／Ｖ＞３／２においては着色
材料分が多くなりすぎる為、以下の様な問題が発生す
る。 均一分散された着色樹脂の調製が難しく、これにより
色のバラツキが大きくなる上、特に形成されたカラーフ
ィルター表面の粗さがあらくなり、液晶に対する配向の
乱れを誘発する。

【００３４】光硬化時の着色材料の光吸収が大きくな
り、感光性樹脂自体の光硬化不良が発生し、現像時にク
ラック、ワレ、膜ハガレ等の欠陥に結びつき、液晶に対
する配向の乱れを誘発する。

【００３５】光硬化時の着色材料による散乱が増し、
かつバインダー成分が少ないことから、カラーフィル
ターエッジ部分がきれいにパターニングできず、ギザギ
ザ状になり、これにより液晶に対する配向の乱れを誘発
する。

【００３６】カラーフィルター形成後の膜質も、着色
材料分が多い為、もろく、液晶素子形成時に、主にスペ
ーサー等による割れ、クラック等の欠陥に結びつき、液
晶に対する配向の乱れを誘発する。等の問題が発生し、
表示品位の優れたカラー液晶素子を形成することが難し
い。

【００３７】逆に、Ｐ／Ｖ＜１／３の場合には、樹脂分
が多くなりすぎる為、以下の様な問題点が発生する。す
なわち、 カラーフィルター層の膜厚が厚くなり、画素間段差が
大きくなり、これにより液晶に対する配向の乱れを誘発
する。

【００３８】カラーフィルター層の膜厚が厚くなり、
感光性樹脂のパターニングがきれいにできなくなる。こ
れによってパターンの乱れた所から液晶に対する配向の
乱れを誘発する。

【００３９】カラーフィルター層の膜厚が厚くなり、
液晶素子を形成する際、スペーサーによるカラーフィル
ター層のへこみ量も大きくなり、均一なセルギャップ保
持が難しい上、このへこみ部分からカラーフィルターの
クラック、割れ等が発生し、液晶に対する配向の乱れを
誘発する。等であり、これらにおいても表示品位の優れ
たカラー液晶素子を形成することが難しい。

【００４０】以上の各問題は、カラーフィルター層上
に、たとえ保護膜、透明電極、配向膜等でカバーして
も、液晶と接する面での配向膜の乱れは保持され、配向
欠陥へと結びつく。

【００４１】従って、表示品位の優れたカラー液晶素子
を構成するには、特に液晶の配向に乱れを誘発しない観
点から、Ｐ／Ｖ比を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲に規
制した感光性着色樹脂により形成されるカラーフィルタ
ーが必要となる。

【００４２】なお、本発明で規定したＰ／Ｖ比の範囲に
おいては、液晶の配向の観点以外のカラーフィルターの
基本的な色特性、膜厚及び性能等でも充分に実用上、支
障のないものが形成できる。

【００４３】本発明のカラーフィルターは、前記着色樹
脂をスピンナー，ロールコーター等の塗布装置により基
板上に塗布し、フォトリソ工程によりパターン状に形成
され、その層厚は所望とする分光特性に応じて決定され
るが、通常は０．５〜５μｍ程度、好ましくは、１〜２
μｍ程度が望ましい。

【００４４】なお、本発明のカラーフィルターは、それ
自体充分な耐久性を有する良好な材料で構成されている
が、特に、より各種の環境条件から、カラーフィルター
層を保護するためには、カラーフィルター層表面に、ポ
リアミド，ポリイミド，ポリウレタン，ポリカーボネー
ト，シリコン系等の有機樹脂やＳｉ_３Ｎ_４，ＳｉＯ_２，
ＳｉＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，Ｔａ_２Ｏ_３等の無機膜をスピンコ
ート，ロールコートの塗布法で、あるいは蒸着法によっ
て、保護層として設けることができる。さらに、上記保
護層を形成した後、材料によっては、配向処理を施すこ
とにより、液晶を用いたデバイスへの適用も可能とな
る。

【００４５】この保護層の層厚は、一般的には、０．２
〜１０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍの範囲に設定さ
れる。

【００４６】カラーフィルター層と下地の基板間との接
着性を更に増す必要がある場合には、基板上にあらかじ
めシランカップリング剤等で薄く塗布した後にカラーフ
ィルターパターンを形成するか、あるいは、あらかじめ
着色樹脂中にシランカップリング剤等を少量添加したも
のを用いてカラーフィルターを形成することにより、一
層効果的である。

【００４７】また、場合によっては表示特性を向上させ
る目的及び各画素間の間隙をうめる目的で、各画素間に
合わせて、遮光層をクロム、アルミニウム等の遮光能力
をもつ金属薄膜を蒸着法で、あるいは感光性ポリアミノ
系樹脂中にカーボンブラック、複合酸化物黒顔料、金属
粉等の遮光能力をもった材料を分散させた遮光樹脂層を
塗布法で形成することができる。

【００４８】本発明に用いられる配向膜の材料として
は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
ビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン
樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるい
は感光性ポリイミド、感光性ポリアミド、環化ゴム系フ
ォトレジスト、フェノールノボラック系フォトレジスト
あるいは電子線フォトレジスト［メタクリレート（モノ
マー、オリゴマー）、エポキシ化−１，４−ポリブタジ
エンなど］などから選択して形成することができる。

【００４９】本発明で用いる液晶材料としては、一般的
なＴＮ型液晶のほか、特に適したものは双安定性を有す
る液晶であって、強誘電性を有するものであり、具体的
にはカイラルスメクティックＣ相（ＳｍＣ^＊），Ｈ相
（ＳｍＨ^＊），Ｉ相（ＳｍＩ^＊），Ｊ相（ＳｍＪ^＊），
Ｋ相（ＳｍＫ^＊），Ｇ相（ＳｍＧ^＊）またはＦ相（Ｓｍ
Ｆ^＊）の液晶を用いることができる。

【００５０】この強誘電性液晶については、“ル・ジュ
ールナル・ド・フィジーク・ルテール”（“ＬＥ ＪＯ
ＵＲＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵＥ ＬＥＴＴＲＥ
Ｓ”）１９７５年、３６（Ｌ−６９）号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」（「Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ
ｓ」）；“アプライド・フィジックス・レターズ”
（“Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓ”）１９８０年、３６（１１）号 、「サブミクロ・
セカンド・バイステイブル・エレクトロオプチック・ス
イッチング・イン・リキッド・クリスタルス」（「Ｓｕ
ｂｍｉｃｒｏ Ｓｅｃｏｎｄ Ｂｉｓｔｂｌｅ Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｏｐｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉ
ｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）；“固体物理”１９８
１年，１６（１４１）号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明においては、これらに開示された強誘電性液
晶を使用することができる。

【００５１】強誘電性液晶の具体例としては、例えばデ
シロキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチ
ルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベ
ンジリデン−ｐ′−アミノ−２−クロルプロピルシンナ
メート（ＨＯＢＡＣＰＣ）、４−ｏ−（２−メチル）−
ブチルレゾルシリデン−４′−オクチルアニリン（ＭＢ
ＲＡ８）が挙げられる。

【００５２】これらの材料を用いて素子を構成する場
合、液晶化合物がカイラルスメクティック相となるよう
な温度状態に保持するため、必要に応じて素子をヒータ
ーが埋め込まれたブロック等により支持することができ
る。

【００５３】以下、図面を参照しつつ、本発明の代表的
なカラーフィルターの形成方法を説明する。図１は本発
明のカラーフィルター基板の形成方法を説明する工程図
である。まず、図１（ａ）に示すごとく、予め、所望の
分光特性を有する着色材料がＰ／Ｖ比で１／３〜３／２
の範囲で所定量配合されたポリアミノ系樹脂液（ＮＭＰ
溶液）等の樹脂液を用い、第１色目の着色樹脂膜７を所
定の基板１上に、スピンナー等の任意の塗布方法を用
い、所定の膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条
件下でプリベークを行なう。次いで、図１（ｂ）に示す
ごとく、感光性樹脂の感度を有する光（例えば、高圧水
銀灯等からの紫外線）で、形成しようとするパターンに
対応した所定のパターン形状を有するフォトマスク８を
介して着色樹脂膜を露光し、パターン部の光硬化を行な
う。

【００５４】そして図１（ｃ）に示すごとく、光硬化部
分7aを有した着色樹脂膜７を、未露光部分のみを溶解す
る溶剤（例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン系溶剤等
を主成分とするもの）にて超音波等により現像した後、
リンス処理（例えば、１，１，１−トリクロロエタン
等）を行なう。次いで、ポストベーク処理を行ない、図
１（ｄ）に示すごとき本発明のパターン状着色樹脂膜９
を得ることができる。

【００５５】更に必要に応じて、すなわち用いられるカ
ラーフィルターの色の数に応じて、図１（ａ）から図１
（ｄ）までの工程を、各色に対応した着色材料をＰ／Ｖ
比で１／３〜３／２の範囲で分散させた着色樹脂液をそ
れぞれ用いて繰り返して行ない、例えば、図１（ｅ）に
示した様な異なる色のパターン状着色樹脂膜９，９ａお
よび９ｂの３色からなるカラーフィルターを形成するこ
とができる。

【００５６】また、本発明で使用するカラーフィルター
は、図１（ｆ）に示すように、フィルター上部に、先に
挙げたような材料から形成した保護層４を有しているも
のであってもよい。

【００５７】

【実施例】以下に参考例を示し、本発明を具体的に説明
する。尚、文中％とあるのは重量基準である。

【００５８】参考例１ ガラス基板上に、所望の分光特性を得ることのできる青
色着色樹脂材［ヘリオゲン ブルー （Ｈｅｌｉｏｇｅ
ｎ Ｂｌｕｅ）Ｌ７０８０（商品名，ＢＡＳＦ社製，
Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７４１６０）をＰＡ−１０００Ｃ（商品
名，宇部興産社製，ポリマー分＝１０％、溶剤＝Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン）に下記の表１に示す各Ｐ／Ｖ比
で配合して分散させて作製した感光性の着色樹脂材］を
スピンナー塗布法により、表１に示す各膜厚で塗布し
た。

【００５９】次に、該着色樹脂層に７０℃、３０分間の
プリベークを行なった後、形成しようとするパターン形
状に対応したパターンマスクを介して高圧水銀灯にて露
光した。露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶
解する専用現像液（Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成
分とする現像液）にて超音波を使用して現像し、専用リ
ンス液（１，１，１−トリクロロエタンを主成分とする
リンス液）で処理した後、２００℃、 ３０分間のポスト
ベークを行ない、パターン形状を有した青色着色樹脂膜
を形成した。

【００６０】続いて、青色着色パターンの形成されたガ
ラス基板上に、第２色目として緑色着色樹脂材［リオノ
ール グリーン（Ｌｉｏｎｏｌ Ｇｒｅｅｎ）６ＹＫ
（商品名，東洋インキ社製，Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７４２６
５）をＰＡ−１０００Ｃ（商品名，宇部興産社製，ポリ
マー分＝１０％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン）
に下記の表１に示す各Ｐ／Ｖ比で配合して分散させて作
製した感光性の着色樹脂材］を用いる以外は、上記と同
様にして緑色着色パターンをガラス基板上の所定の位置
に形成した。

【００６１】さらに、この様にして青色及び緑色パター
ンが形成されているガラス基板上に、第３色目として、
赤色着色樹脂材［イルガジン レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ
Ｒｅｄ）ＢＰＴ（商品名，チバガイギー（Ｃｉｂａ−
Ｇｅｉｇｙ）社製，Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７１１２７）をＰＡ
−１０００Ｃ（商品名，宇部興産社製，ポリマー分＝１
０％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に下記の表
１に示す各Ｐ／Ｖ比で配合して分散させて作製した感光
性の着色樹脂材］を用いる以外は、上記と同様にして赤
色着色パターンをガラス基板上の所定の位置に形成し、
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色ストライプの着色
パターンを得た。

【００６２】この様にして得られたカラーフィルターパ
ターン上に保護層および平坦化層として透明樹脂材［Ｐ
Ａ−１０００Ｃ（商品名，宇部興産社製，ポリマー分＝
１０％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン）］をスピ
ンナー塗布法により約０．５μｍ厚の膜厚にて形成し
た。

【００６３】次に該保護層および平坦化層上にＩＴＯを
５００Åの厚さにスパッタリング法により成膜し、カラ
ーフィルターパターンにアライメントしてパターニング
して透明電極パターンを得、この上に配向膜として、ポ
リイミド形成溶液（日立化成工業「ＰＩＱ」）を３００
０ｒｐｍで回転するスピンナーで塗布し、１５０℃で３
０分間加熱を行なって２０００Åのポリイミド被膜を形
成した。しかる後、このポリイミド被膜表面をラビング
処理した。このようにして形成したカラーフィルター基
板と、対向する基板を貼り合わせてセル組し、強誘電性
液晶であるチッソ社製の「ＣＳ−１０１４」（商品名）
を注入、封口して本発明のカラー液晶素子を得た。

【００６４】得られたカラー液晶素子をクロスニコルの
偏光顕微鏡で観察し、内部の液晶分子の配向欠陥状態を
評価した。この結果を表１に記す。

【００６５】

【表１】 （注） ○：配向欠陥のない良好な状態 ×：配向欠陥を生じている状態

【００６６】参考例２ 薄膜トランジスターを用いた本発明のカラー液晶素子を
以下の様に形成した。まず薄膜トランジスター基板を図
２に示す様に順次形成した。すなわち、図２（ａ）に示
すように、ガラス基板（商品名：７０５９、コーニング
社製）１上に１０００Åの層厚のＩＴＯ画素電極１０を
フォトリソ工程により所望のパターンに成形した後、こ
の面に更にＡｌを１０００Åの層厚に真空蒸着し、この
蒸着層をフォトリソ工程により所望の形状にパターンニ
ングして図２（ｂ）に示すようなゲート電極11を形成し
た。

【００６７】続いて、感光性ポリイミド樹脂（商品名：
セミコファイン、東レ社製）を前記電極の設けられた基
板１面上に塗布し絶縁層１３を形成し、パターン露光及
び現像処理によってドレイン電極１７と画素電極１０と
のコンタクト部を構成するスルーホール１２を図２
（ｃ）に示すように形成した。

【００６８】ここで、基板１を堆積槽内の所定の位置に
セットし、堆積槽内にＨ₂ で希釈されたＳｉＨ₄ を導入
し、真空中でグロー放電法により、前記電極１０，１１
及び絶縁層１３の設けられた基板１全面に２０００Åの
層厚のａ−Ｓｉからなる光導電層（イントリンジック
層）１４を堆積させた後、この光導電層１４上に引続き
同様な操作によって、１０００Åの層厚のｎ＋層１５を
図２（ｄ）に示したように積層した。この基板１を堆積
槽から取り出し、前記ｎ＋層１５及び光導電層１４のそ
れぞれを、この順にドライエッチング法により所望の形
状に図２（ｅ）に示したようにパターンニングした。

【００６９】次に、このようにして光導電層１４及びｎ
＋層１５が設けられている基板面に、Ａｌを１０００Å
の層厚で真空蒸着した後、このＡｌ蒸着層をフォトリソ
工程により所望の形状にパターンニングして、図２
（ｆ）に示すようなソース電極１６及びドレイン電極１
７を形成した。

【００７０】最後に図２（ｇ）に示したように基板上の
全面に透明絶縁層１３ａとしてネガレジスト（例、東京
応化製ＯＤＵＲ）を形成し、更にその全面にポリイミド
樹脂を１２００Å厚に塗布し、２５０℃、１時間の加熱
硬化を行なってポリイミド樹脂層からなる配向膜5bを形
成し、しかる後に、該ポリイミド樹脂層の配向膜5bの表
面をラビング処理して液晶を配向させる配向機能を付与
させた。

【００７１】この様にして配向機能を付与したポリイミ
ド樹脂層からなる電極基板（図２（ｈ））を形成した。
次に、対向電極基板としてカラーフィルターを参考例１
と同様にして形成した。

【００７２】この様にして得られたカラーフィルターパ
ターン上にＩＴＯをスパッタリング法により５００Åの
厚さに成膜して透明電極層を形成した後、ポリイミド樹
脂を１２００Å厚に塗布し、２５０℃、１時間の加熱硬
化を行なってポリイミド樹脂層を形成した後、該樹脂層
の表面をラビング処理により配向機能を付与して、カラ
ーフィルター基板を形成した。

【００７３】そして、この基板と先に形成した薄膜トラ
ンジスターを有する基板とを対向させ、貼り合わせた
後、その間隙にTN型液晶を注入、封口して本発明のカラ
ー液晶素子を得た。得られたカラー液晶素子の配向状態
は、参考例１と同様の結果を得た。

【００７４】参考例３ ３色カラーフィルターを対向基板の電極上に設ける以外
は参考例２と同様にして本発明のカラー液晶素子を得
た。得られたカラー液晶素子の配向状態は、参考例１と
同様の結果を得た。

【００７５】参考例４ ３色カラーフィルターを対向電極基板上に設ける代わり
に図３に示すような薄膜トランジスター基板上に設け
た。すなわちガラス基板上に形成した画素電極パターン
上にモザイク状のカラーフィルターパターンを形成する
以外は参考例２と同様にしてカラーフィルターを有する
薄膜トランジスター基板を形成した。この様にして得ら
れた基板と対向電極基板とを対向させ、貼り合わせ、そ
の間隙にTN型液晶を注入および封口して本発明のカラー
液晶素子を得た。得られたカラー液晶素子の配向状態は
参考例１と同様の結果を得た。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感光性樹脂中に分散させる着色材料の比率、すなわちＰ
／Ｖ比を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲に規制すること
により、薄膜で精度良く、きれいな表面、側面形状をも
ったカラーフィルターを得ることができる上、さらに欠
陥が少なく、均一で強度的にも安定したカラーフィルタ
ーを得ることができる。従って、この様な品質の良いカ
ラーフィルターを液晶素子内部に配置することにより、
配向欠陥のない、表示品位の優れたカラー液晶素子を提
供することができる。

【００７７】また、本発明によれば、高性能の樹脂材料
および着色材料を用いていることから、諸特性に優れ
た、微細パターンを有するカラーフィルターを簡便に作
製することができ、結果として信頼性の高いカラー液晶
素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラーフィルター基板の形成方法
を説明するための工程図である。

【図２】薄膜トランジスターを用いたカラー液晶素子に
おける薄膜トランジスター基板の形成方法を説明するた
めの工程図である。

【図３】本発明の参考例４に示すカラーフィルターを有
する薄膜トランジスター基板の斜視図である。

【図４】従来のカラー液晶素子に用いられるカラーフィ
ルター基板の概略断面図である。

【符号の説明】

１，Ｓ 基板 ２ 透明電極 ３ カラーフィルター ４ 保護層 ５，５ｂ 配向膜 ７ 着色樹脂膜 ７ａ 光硬化部分 ８ フォトマスク ９，９ａ，９ｂ パターン状着色樹脂膜 １０，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 画素電極 １１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ ゲート電極 １２ スルーホール １３，１３ａ 絶縁層 １４ 光導電層 １５ ｎ＋層 １６，２３ａ，２３ｂ ソース電極 １７ ドレイン電極 ２１ａａ，２１ｂｂ ゲート線 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 薄膜トランジスター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 辰雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 関村 信行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料を樹脂中に分散含有させてなり、該
   顔料の重量をＰとし、該樹脂の重量をＶとした場合の重
   量比（Ｐ／Ｖ）を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲に設定
   させてなるカラーフィルター層を互いに間隔を置いて複
   数配置してなるカラーフィルターパタ−ン及び隣接した
   カラーフィルター層の間隔を遮光する遮光層を有するカ
   ラーフィルター。
2. 【請求項２】 前記遮光層は、金属が含有されてなる層
   である請求項１記載のカラーフィルター。
3. 【請求項３】 前記遮光層は、カーボンブラツク、黒色
   顔料又は金属が分散含有されてなる層である請求項１記
   載のカラーフィルター。
4. 【請求項４】 前記樹脂が感光性樹脂である請求項１記
   載のカラーフィルター。
5. 【請求項５】 前記感光性樹脂が感光性基を分子内に結
   合させた芳香族系ポリアミド樹脂又は芳香族系ポリイミ
   ド樹脂を有する樹脂である請求項４記載のカラーフィル
   ター。
6. 【請求項６】 前記カラーフィルターパタ−ンの上に保
   護層を設けてなる請求項１記載のカラーフィルター。
7. 【請求項７】 一対の基板、該一対の基板間に配置させ
   た液晶、顔料を樹脂中に分散含有させてなり、該顔料の
   重量をＰとし、該樹脂の重量をＶとした場合の重量比
   （Ｐ／Ｖ）を１／３≦Ｐ／Ｖ≦３／２の範囲に設定させ
   てなるカラーフィルター層を互いに間隔を置いて複数配
   置してなるカラーフィルターパタ−ン及び隣接したカラ
   ーフィルター層の間隔を遮光する遮光層、該カラーフィ
   ルターパタ−ン上に設けた電極及び該電極上に設けた配
   向膜を有するカラー液晶素子。
8. 【請求項８】 前記遮光層は、金属が含有されてなる層
   である請求項７記載のカラー液晶素子。
9. 【請求項９】 前記遮光層は、カーボンブラツク、黒色
   顔料又は金属が分散含有されてなる層である請求項７記
   載のカラー液晶素子。
10. 【請求項１０】 前記樹脂が感光性樹脂である請求項７
    記載のカラー液晶素子。
11. 【請求項１１】 前記感光性樹脂が感光性基を分子内に
    結合させた芳香族系ポリアミド樹脂又は芳香族系ポリイ
    ミド樹脂を有する樹脂である請求項１０記載のカラー液
    晶素子。
12. 【請求項１２】 前記カラーフィルターパタ−ンの上に
    保護層を設けてなる請求項７記載のカラー液晶素子。