JP5272716B2

JP5272716B2 - カラーフィルター基板及びその製造方法

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Publication number: JP5272716B2
Application number: JP2008327386A
Authority: JP
Inventors: 彰男中村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2028-12-24
Also published as: JP2010151913A

Description

本発明は、携帯表示端末、パソコンモニター、テレビなど幅広く用いられている液晶表示装置に使用される部材のうち、主に表示画像に着色を行う役割を担うカラーフィルター基板に関するものである。

ＶＡ（Vertical alignment）方式の液晶表示装置は、高いコントラスト比を得ることができる利点を有するため広く用いられているが、コントラスト比や色などの表示品位において視野角依存性があるといわれている。

この問題を解決する手段として、画素中央部に感光性樹脂を用いて突起を形成することにより、この突起部分において液晶分子を多方向に配列させ、視野角によらず均一な表示が得られる配向分割技術が知られている（特許文献１参照）。しかし、この方法では、突起部において光漏れが生じやすくコントラストが低下するという問題があった。

また、光漏れの少ない配向分割技術として、カラーフィルター上に液晶駆動用の電極として形成されるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）などからなる透明電極膜に、円形状などの透明電極非形成領域（開口部）を設ける方法がある。この方法だと、電圧印加時に電極非形成領域付近で斜め方向の電界が生じるため、液晶分子を多方向に配列させることができ、高コントラスト、高速応答などの利点があるといわれている（特許文献２参照）。

しかしながら、透明電極に非形成領域（開口部）を設けた場合、開口部より着色層が露出し着色層と液晶層が接するため、着色層から液晶層への不純物溶出による残像不良や焼きつき不良、また、着色層表面における表面抵抗や誘電損失による液晶配向不良など表示品質低下の原因となっている。
また、下地の着色層が露出すると、耐熱性や耐溶剤性が低下するため、液晶パネル化において、カラーフィルタ基板上で、色度変化や、変色、クラックといった外観上の不良が生じやすいといった問題があった。
特開平8-292423号公報特開平6-258649号公報

そこで本発明は、透明電極層に透明電極層の非形成領域（開口部）をパターニング形成することにより生じるカラーフィルター部材の環境耐性の低下と、液晶と着色層が接触することによる不純物漏出及び着色層の電気特性の劣化などに起因する表示品質の低下と、を防止する構造を備えたカラーフィルタ基板とその製造法を提供することを目的とした。

上記課題を達成するための請求項１に係る第１の発明は、透光性基板上に少なくとも、複数の着色層、前記着色層及び着色保護層の一部を露出する開口部を有する透明電極層が積層されてなるカラーフィルタ基板であって、比抵抗値が５×１０ ¹⁴ Ω・ｃｍ以下である着色層の上には、複数の着色層のうち一つの着色層を形成した材料からなる着色保護層が形成され、開口部より露出する着色保護層の比抵抗値が５×１０¹⁴ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするカラーフィルター基板としたものである。

請求項２に係る第２の発明は、着色保護層の膜端部における断面形状は順テーパー形状を有し、この順テーパー部において透明電極層と重なっていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板としたものである。

請求項３に係る第３の発明は、着色保護層の厚みは、0.1〜0.7μmであることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載のカラーフィルター基板としたものである。

請求項４に係る第４の発明は、透光性基板上に少なくとも、複数の着色層を順に形成する工程、着色保護層を形成する工程、透明電極層を形成する工程、透明電極層に開口部を形成する工程を含むカラーフィルター基板の製造方法において、着色保護層は、複数の着色層のうち、最後に形成される着色層と同時に形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のカラーフィルター基板の製造方法としたものである。

本発明においては、電気特性が劣る着色層に対して、開口部に電気特性の良い着色保護層を形成することにより、着色層と液晶層が直接に接触しない構造とし、且つ着色保護層の比抵抗を高く設定したことで、着色層の電気特性の劣化と液晶層の変化が抑制される。その結果、液晶層の配向不良の発生と開口部形成に伴う耐環境性の低下が抑止されるので表示品質に優れた液晶表示装置を提供することができる。
また、着色層を形成すると同時に着色保護層を形成することができるため、オーバーコート層を設けるなどの新たな工程を必要とせず、安価で高品位なカラーフィルター基板を提供することができる。

以下に、本発明になるカラーフィルタ基板を、図１に基づいて、その実施の形態の一例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明に用いられる透光性基板１としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスなどの市販されている無機ガラス基板、又は、PET、PES、PCなどのプラスチック基板、あるいはこれらプラスチック基板上に、酸化シリコンや酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機薄膜を表面に成膜したものを、用途に応じて使用することができる。

まず始めに、透光性基板１上に、カーボンブラックなどの黒色物を含有する黒色感光性樹脂を塗布、乾燥し遮光層２を形成した後に（図１(a)）、フォトマスク１０を用いて所定のパターンをパターン露光し（図１(ｂ)）、現像およびポストベークを行うことにより、遮光層２を所定の形状にパターン形成する（図１(ｃ)）。遮光層２の膜厚に特に制限はないが、含有するカーボンブラック量から必要な光学濃度を得るために膜厚を設定することが望ましい。およそ１〜２μｍ程度である。

なお、遮光層２の形成方法としては、スピンコート法やスリットコート法、バーコート法などの塗布法や、インクジェット法、印刷法などを用いることができる。

次に、遮光層２を形成した透光性基板１上に、着色層３を形成する。着色層３は複数色の画素から構成されている。なお、複数色としては、赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせやイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）の組み合わせが挙げられる。
着色層３の作製方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、色顔料を分散させた感光性樹脂をスリットコート法やスピンコート法、ロールコート法などの塗布法で基板上に着色感光層を形成した後にフォトリソグラフィー法により着色感光層をパターニングし、着色層を形成してもよい。または、着色材料をインクジェット法や、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などの印刷法で基板上に形成し着色層としてもよく、基板上に形成した着色材料をエッチングするエッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に色顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた感光性着色組成物を透明基板上に塗布製膜して着色層を形成し、着色層をパターン露光、現像及び必要により硬膜処理することで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトリソグラフィー法が好ましい。

ここでは一例として、着色層３として複数色（ＲＧＢ）を形成する場合の一例を説明する。赤色感光性樹脂を基板上に塗布、乾燥しＲ（赤色）感光性樹脂層を形成した後に（図１(d))、Ｒ着色層を形成する部位を開口部（透光部）としたフォトマスクを用いてパターン露光し(図１(e))、現像およびポストベーク処理を施すことにより、Ｒ着色層３１を形成することができる（図２(f))。以下、図１(d)〜図１(f)の工程を２色分（緑色、青色）繰り返すことにより、Ｇ着色層３２およびＢ着色層３３が形成されたカラーフィルター基板を得ることができる（図１(g))。各色の塗布膜厚は適宜設定することができるが、分光透過率などを考慮すると、通常はプリベーク後の膜厚で通常１〜２μｍ程度である。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。

後述する透明電極層開口部において、開口部より着色層３が露出するため、着色層から液晶中への不純物溶出による残像不良や焼きつき不良、また、着色層表面における表面抵抗や誘電損失により、開口部に生じる電界の向きが所望する向きにならないことで、液晶配向不良など表示品質低下が問題となることがわかっている。

この問題を解決するため、本発明者らは検討を行い、着色層の比抵抗値に着目した。鋭意検討した結果、着色層の比抵抗値を5×10¹⁴以上、より望ましくは10¹⁵以上とすることにより液晶の配向不良が生じないことを見出した。このことから、比抵抗値が5×10¹⁴以下の着色層を使用する場合には、透明電極に形成される開口部に対応する部位の該着色層上に、比抵抗値が5×10¹⁴以上である電気特性に優れた保護層４を積層することにより、液晶の配向不良を防止することができることがわかった(図２(ｈ))。

保護層４の材料としては、比抵抗が5×10¹⁴以上であれば、特に材料の制限はなく、種
々の感光性樹脂層を使用することができ、着色層を形成した後に、スリットコート法やスピンコート法、ロールコート法などの塗布法で感光性樹脂層を塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターニングしてもよく、またインクジェット法や、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などの印刷法で保護層４を形成しても良いが、電気特性に優れた着色層を形成すると同時に、同じ材料で着色保護層４を形成するのが、工程を増やさずにカラーフィルター基板を製造することができるため、好ましい。

着色層の比抵抗は、一般的にＲ、Ｂ、Ｇの順で低下するので、保護層としてＲＢＧの形成に用いた着色材料を用いて着色保護層４とする場合は、着色層３１、３２、３３のうちで、最後に形成するＲ又はＢのいずれかであることが好ましいといえる。また、理由は後述するが、着色保護層４は、膜の端部の断面形状が順テーパー形状であることが好ましく、また、その膜厚は、同時に形成する着色層３よりも薄く、0.1〜0.7μmの範囲で形成することが好ましい。透明電極層の厚みが概ね0.15μｍ程度であることを考慮すると、0.2〜0.5μｍの範囲であることがより好ましい。
着色保護層４の膜厚を制御する手法としては、例えば、ハーフトーンマスクやグレートーンマスク、マスク開口率差を利用することにより露光量を減ずることができるフォトマスクを使用することにより容易に制御可能であるし、インクジェット法や印刷法を用いて別途形成する場合も制御することが可能である。

遮光層２および、着色層３１〜３３の材料としては、着色剤となる色顔料を透明な樹脂中に光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させる。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。本発明の感光性着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例を以下に示す。

遮光材としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸窒化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物分や顔料、その他既知の遮光材料を用いることができる。さらには、遮光層の色調を調整するために、以下に示す補色の顔料を必要に応じて混合してもよい。

赤色フィルタセグメント（画素）を形成するための赤色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９等の赤色顔料を用いることができる。赤色着色組成物には、黄色顔料、橙色顔料を併用することができる。

黄色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４等が挙げられる。

橙色顔料としてはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３等が挙げられる。

緑色フィルタセグメントを形成するための緑色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を用いることができる。緑色着色組成物には赤色着色組成物と同様の黄色顔料を併用することができる。

青色フィルタセグメントを形成するための青色着色組成物には、例えばＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０等の青色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ
１５：６を用いることができる。また、青色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ
Ｖｉｏｌｅｔ１、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等の紫色顔料、好ましくはＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３を併用することができる。

また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄（ＩＩＩ））、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。

透明樹脂は、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または２種以上混合して用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン−無水マレイン酸共重合物やα−オレフィン−無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を有する（メタ）アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。

用いることのできる重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、
１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。光重合開始剤としては、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルサルファイド、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、２−クロルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリル−ｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４'−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系化合物、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、Ｏ−（アセチル）−Ｎ−（１−フェニル−２−オキソ−２−（４'−メトキシ−ナフチル）エチリデン）ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は１種または２種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．５〜５０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。

さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４'−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は１種または２種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として０．５〜６０重量％が好ましく、より好ましくは３〜４０重量％である。

さらに、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を２個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、１，４−ブタンジオールビスチオプロピオネート、１，４−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，４−ジメチルメルカプトベンゼン、２、４、６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ）−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、１種または２種以上混合して用いることができる。多官能チオールの使用量は、着色組成物の全固形分量を基準として０．１〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１〜２０重量％である。０．１質量％未満では多官能チオールの添加効果が不充分であり、３０質量％を越えると感度が高すぎて逆に解像度が低下する。

また、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。

次に、透明電極層５を形成する（図２（i））。透明電極層５の材料としては、可視光領域における透過率と、表面抵抗値を両立できる膜であれば特に制限はないが、一般的に用いられているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）などを好適に用いることができる。また、これら透明電極層の膜厚は、特に制限はないが、１０００〜１５００Å程度である。

次に、この透明電極層５をパターニングする。まずは、透明電極層５上に、ポジ型の感光性樹脂層６を形成し、フォトマスクを介したパターン露光および、現像・ベーキングといった通常のフォトリソグラフィー工法を用いることにより、感光性樹脂層６をパターニングし、所定の開口部を有する感光性樹脂層とする（図２(ｊ))。

次に、この感光性樹脂層６を耐エッチングマスクとし開口部より露出した透明電極層をエッチングし、透明電極層５のパターニングを行う。透明電極層５のパターニングとしては、塩酸水溶液や酸化第二鉄水溶液、シュウ酸水溶液、臭化水素水溶液などの市販の酸性水溶液に浸漬することにより、露出した部分のみ透明電極層を除去することができる（図２(ｋ))。最後にアルカリ剥離液を用いて感光性樹脂層６を除去することにより開口部を有する透明電極層５を形成することができる（図２（ｌ））。

この時、透明電極層の開口部７の縁は、順テーパー状に形成した着色保護層４のテーパー部（斜面部）にあることが好ましい（図３（ｍ））。何故ならば、着色保護層４の厚みが着色層３と同程度の厚みで、透明電極層の開口部７を着色保護層４上に形成すると、図３（ｎ）で示すように、透明電極層４に段差が生じるので、液晶表示装置に電圧印加した際に、段差部において電界の歪が生じてしまい、液晶表示ムラとなるという問題が生じるためである。また逆に、図３（ｏ）のように、透明電極層４の開口部よりも着色保護層が小さいと、着色保護層の外周部と開口部の縁との隙間８より露出した下地の着色層３に影響により、配向不良が生じるといった問題が生じるためである。

以上の構成で、本発明の目的は達成されるが、必要に応じて、その他の機能構造物を形成してもよい。例えば、半透過型液晶の場合は、着色層に反射部と透過部を設け反射部に白色層を形成してもよく、その他、液晶層のギャップ制御のためのフォトスペーサーや、液晶の配向制御膜（MVA）、位相差制御膜などを、単一もしくは組み合わせて形成してもよい。

はじめに、透光性基板１として無アルカリガラスを用い、その上に、感光性アクリル樹脂中にカーボンブラックを分散させた遮光材料を、スピンコート法を用いて1μｍ厚塗布した後に、フォトマスクで所定のパターン露光およびアルカリ現像、ベーキングを行うことにより、パターニングされた遮光層２を形成した。

次に、感光性アルカリ樹脂中に、赤色の顔料を分散させたＲ着色層を、スピンコート法を用いて塗布し、フォトマスクで所定のパターン露光およびアルカリ現像、ベーキングを行うことにより、Ｒ着色層３１、同様の製造工程によりＧ着色層３２を１．２μmの厚みで形成した。

次に、Ｂ着色層３３を形成すると同時に着色保護層４をG着色層３２上に形成した。この時のB着色層は、膜厚が１．２μmで形成したが、着色保護層形成部に対応したフォトマスク開口部をハーフトーンマスク(i線の透過率が30%のCrO膜)とすることにより、Ｇ着色層上の着色保護層の膜厚を０．４μmとした。
また、各着色層の比抵抗値は、着色層を電極で挟んで高電圧印加抵抗測定装置（KEITHLEY
237）を使用して測定した結果、Redが3×10¹⁵Ω・cm、Blueが8×10¹⁴Ω・cm、Greenが8×10¹³Ω・cm、でありＲ＞Ｂ＞Ｇの順であった。

次に、透明電極層５として、スパッタ法を用いて、インジウム錫酸化物を０．１４μm積層した後に、スピンコート法により感光性樹脂層６としてアクリル樹脂を１μmの厚みで塗工し、フォトマスク１０による露光、現像により感光性樹脂層６をパターニングした。次に、シュウ酸水溶液中に浸漬することにより、感光性樹脂層６がパターニングされて露出した透明電極層５を除去した後に、アルカリ剥離液を用いて感光性樹脂層６を剥離することにより透明電極開口部６が得られる。この時、透明電極層開口部６は、着色保護層４の順テーパー上に形成した。

得られたカラーフィルターを用いて液晶表示装置を作製した結果、１０V以下の低電圧で駆動した場合には配向不良のない良好な表示品質が得られたが、１０V以上の電圧で駆動した場合に、G着色層とB着色層の上に形成された透明電極開口部において液晶の配向不良が生じた。

着色保護層４としてＲ着色層を用い、Ｇ着色層３２およびＢ着色層３３を形成した後に、Ｒ着色層３１と同時に、Ｇ着色層３２とＢ着色層３３の両方に、着色保護層４を形成した以外は、実施例１と同じ材料、条件でカラーフィルターを作製した。
得られたカラーフィルターを用いて液晶表示装置を作製した結果、１５Vの電圧で駆動した場合においても配向不良のない良好な表示品質が得られた。

（比較例１）
実施例１において、着色保護層４を形成しないカラーフィルターを用いて液晶表示装置を作製した結果、５Ｖの低電圧で駆動した場合においてＧ着色層で液晶の配向不良が発生し、１０Ｖの電圧駆動によりＢ着色層の上に形成された透明電極開口部において液晶の配向不良が発生した。

（比較例２）
実施例１において、着色保護層４をハーフトーンマスクで形成せず、着色層と同じ１．２μｍ形成し、また、透明電極開口部６を着色保護層４の順テーパー部に形成せずに作製した結果、着色保護層４上に形成された透明電極層５が、着色層３上に形成された透明電極層５よりも上部に位置するため、この部分で液晶配向の乱れを起こし、表示ムラとなった。

上記実施例、比較例の結果より、着色保護層の比抵抗が10¹⁵Ω・cm程度であれば１５Ｖ電圧印加でもＧ着色層とB着色層上の開口部周辺において配向不良が生じないといえる。
着色保護層の比抵抗が8×10¹⁴Ω・cm程度では１０Ｖの電圧印加で配向不良が生じた。
着色保護層がない場合は、着色層の比抵抗が8×10¹³Ω・cm程度では５Ｖの電圧印加で、比抵抗が8×10¹⁴Ω・cm程度では１０Ｖの電圧印加で配向不良が生じた。
すなわち、配向不良が生じるかどうかは印加する電圧に依存することがわかった。
実用上は１０Ｖの印加で配向不良が生じなければ十分なので、着色層もしくは着色保護層のいずれかの比抵抗を5×10¹⁴Ω・cm程度に設定すれば配向不良が生じないと言える。

(a)〜(ｇ)本発明になるカラーフィルター基板の製造工程の一部を示す図である。 (f)〜(ｌ)本発明になるカラーフィルター基板の製造工程の一部を示す図である。 (ｍ)〜(ｏ)本発明になるカラーフィルター基板の製造工程の一部を示す図である。

符号の説明

１：透光性基板
２：遮光層
３：着色層
３１：Ｒ着色層
３２：Ｇ着色層
３３：Ｂ着色層
４：保護層もしくは着色保護層
５：透明電極層
６：感光性樹脂層
７：透明電極の開口部
８：隙間
１０：フォトマスク

Claims

透光性基板上に少なくとも、複数の着色層、前記着色層及び着色保護層の一部を露出する開口部を有する透明電極層が積層されてなるカラーフィルタ基板であって、比抵抗値が５×１０ ¹⁴ Ω・ｃｍ以下である着色層の上には、複数の着色層のうち一つの着色層を形成した材料からなる着色保護層が形成され、開口部より露出する着色保護層の比抵抗値が５×１０¹⁴ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするカラーフィルター基板。
着色保護層の膜端部における断面形状は順テーパー形状を有し、この順テーパー部において透明電極層と重なっていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルター基板。
着色保護層の厚みは、0.1〜0.7μmであることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載のカラーフィルター基板。
透光性基板上に少なくとも、複数の着色層を順に形成する工程、着色保護層を形成する工程、透明電極層を形成する工程、透明電極層に開口部を形成する工程を含むカラーフィルター基板の製造方法において、着色保護層は、複数の着色層のうち、最後に形成される着色層と同時に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルター基板の製造方法。