JP2009258379A - カラーフィルタ形成用基板およびカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な高さで柱状スペーサを効率よく形成可能な方法を提供する。
【解決手段】透明基板１と、透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁３と、樹脂製隔壁により区画された開口部に形成された着色層５と、透明基板上に形成され、樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサ４とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記透明基板上に少なくとも感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を階調マスク１１を用いて、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために露光する露光工程と、上記感光性樹脂層を現像し、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを一括して形成する現像工程と、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、上記着色層を形成する着色層形成工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製隔壁により区画された開口部にインクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、着色層を形成するカラーフィルタの製造方法、およびその製造に用いられるカラーフィルタ形成用基板に関するものである。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。しかしながら、このカラー液晶ディスプレイが高価であることから、コストダウンの要求が高まっており、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対するコストダウンの要求が高い。

従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法や顔料分散法等が挙げられる。しかしながら、いずれの方法も、通常Ｒ、Ｇ、およびＢの３色の着色層を形成するために、同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。

そこで、例えば基材上に樹脂製隔壁を形成し、この樹脂製隔壁により区画された開口部にインクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布して着色層を形成する方法も提案されている（特許文献１）。従来のインクジェット法によるカラーフィルタ形成では、画素間の遮光層を厚膜とすることで着色層を塗布する際に混色を防ぐ隔壁として兼用することが提案されているが、一般にフォトリソグラフィー法等を用いて遮光層を形成する場合に、厚膜の遮光層では露光光の透過率が不十分なため、膜の深さ方向に対し均一な硬化がなされず、形成が困難であるという課題があった。一方で、遮光層とは別に透明樹脂等を用いて隔壁を形成する工程を導入することで必要とする厚膜を得ることもできるが、層数が増えるため工程が煩雑となってしまう。また、この方法においては、液晶表示装置とした際にカラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つための柱状スペーサを、均一な高さで形成することが難しい、という問題があった。これは、通常、柱状スペーサは樹脂製隔壁や着色層を形成した後に形成されることとなるが、例えば図６に示すように、樹脂製隔壁３の高さは着色層５と同等、または着色層５より高いものとされる。このような高さの高い樹脂製隔壁３等が形成されている場合、この樹脂製隔壁３や着色層５上に柱状スペーサ形成用塗工液を塗布し、柱状スペーサ形成用層１０を形成した際、上記樹脂製隔壁３の存在等によって、柱状スペーサ形成用層１０の膜厚を均一なものとすることが難しい。そのため、柱状スペーサ形成用層１０をパターニングして形成される柱状スペーサの高さにばらつきが生じてしまっていた。

特開２０００−１８７１１１号公報

そこで、樹脂製隔壁を用い、着色層を形成するカラーフィルタの製造方法であって、均一な高さで柱状スペーサを効率よく形成可能な方法等の提供が望まれている。

本発明は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に形成された着色層と、上記透明基板上に形成され、上記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記透明基板上に少なくとも感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を階調マスクを用いて上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために露光する露光工程と、上記感光性樹脂層を現像し、上記樹脂製隔壁および上記柱状スペーサを一括して形成する現像工程と、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、上記着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明によれば、上記透明基板上に感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層を階調マスクにより露光し、柱状スペーサおよび樹脂製隔壁を一括して形成する。したがって、樹脂製隔壁の存在等によって、柱状スペーサを形成するための感光性樹脂層の膜厚がぶれてしまうことがないものとすることができ、柱状スペーサを目的とする高さに均一に形成することが可能となる。また上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを一括して形成することから、効率よくカラーフィルタを製造することができる、という利点も有する。

上記発明においては、上記感光性樹脂層が遮光材料を含有していてもよい。この場合、樹脂製隔壁を遮光部として用いることが可能となる。

またさらに上記発明においては、上記カラーフィルタが、上記透明基板と上記樹脂製隔壁との間、および／または上記透明基板と上記柱状スペーサとの間に遮光部を有しており、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記透明基板上にパターン状に上記遮光部を形成する遮光部形成工程を有していてもよい。また上記カラーフィルタが、上記透明基板と上記樹脂製隔壁との間、および／または上記透明基板と上記柱状スペーサとの間に遮光部を有しており、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記透明基板上に遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程を有し、かつ上記現像工程により上記感光性樹脂層および上記遮光部形成用層を同時に現像するものとしてもよい。

また本発明は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、上記透明基板上に形成され、上記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有することを特徴とするカラーフィルタ形成用基板を提供する。

本発明によれば、上記樹脂製隔壁と上記柱状スペーサとが一括して形成されたものとすることができ、樹脂製隔壁および柱状スペーサがそれぞれ目的とする高さに効率よく形成されたカラーフィルタ形成用基板とすることができる。

上記発明においては、上記樹脂製隔壁および上記柱状スペーサが遮光性を有していてもよい。これにより、上記樹脂製隔壁を遮光部として用いること等が可能となるからである。

また上記発明においては、上記透明基板と上記樹脂製隔壁との間、および／または上記透明基板と上記柱状スペーサとの間に遮光部を有していてもよい。

本発明によれば、形成される柱状スペーサおよび樹脂製隔壁の高さを、それぞれ目的とする範囲内とすることができる。また上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを一括して形成することから、効率よくカラーフィルタを製造することができる、という効果を奏する。

本発明は、樹脂製隔壁により区画された開口部にインクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、着色層を形成するカラーフィルタの製造方法、およびその製造に用いられるカラーフィルタ形成用基板に関する。以下、それぞれについてわけて説明する。

Ａ．カラーフィルタの製造方法
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に形成された着色層と、上記透明基板上に形成され、上記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記透明基板上に少なくとも感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を階調マスクを用いて上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために露光する露光工程と、上記感光性樹脂層を現像し、上記樹脂製隔壁および上記柱状スペーサを一括して形成する現像工程と、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、上記着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とする方法である。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、透明基板１上に感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程（図１（ａ））と、上記感光性樹脂層２を、柱状スペーサを形成する領域が透過領域１１ａ、樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域１１ｂ、その他の領域が遮光領域１１ｃとされた階調マスク１１等を用いて露光する露光工程（図１（ｂ））と、上記感光性樹脂層２を現像し、樹脂製隔壁３および柱状スペーサ４を一括して形成する現像工程（図１（ｃ））と、上記樹脂製隔壁３により区画された開口部ａに着色層形成用塗工液を塗布して着色層５を形成する着色層形成工程（図１（ｄ））とを有する方法である。なお、本発明においては上記透明基板と樹脂製隔壁および／または柱状スペーサとの間に遮光部を形成する工程等を有していてもよい。
また、図１は、感光性樹脂組成物がネガ型の場合の例である。

従来、上記樹脂製隔壁を利用して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法においては、上述したように、柱状スペーサを形成する際に、膜厚の高い樹脂製隔壁が先に透明基板上に形成されているため、この樹脂製隔壁を覆うように柱状スペーサ形成用層を形成し、露光および現像して柱状スペーサを形成することとなる。そのため、樹脂製隔壁の存在等によって柱状スペーサ形成用層の膜厚にぶれが生じ、均一な高さで柱状スペーサを形成することができない、という問題があった。

一方、本発明によれば、上記透明基板上に感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層を階調マスクにより露光し、柱状スペーサおよび樹脂製隔壁を一括して形成する。この方法によれば、感光性樹脂層を均一な膜厚で容易に形成することができ、形成される柱状スペーサおよび樹脂製隔壁の高さを、それぞれ均一なものとすることができる。また上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを一括して形成することから、効率よくカラーフィルタを製造することができる、という利点も有する。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の各工程について詳しく説明する。

１．感光性樹脂層形成工程
まず、本発明の感光性樹脂層形成工程について説明する。本発明における感光性樹脂層形成工程は、透明基板上に少なくとも感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層を形成する工程である。本発明においては、透明基板上に感光性樹脂層を均一な膜厚で形成可能な方法であれば、感光性樹脂組成物の塗布方法等は特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法やダイコート法等、一般的な塗布方法とすることができる。なお本工程において上記感光性樹脂層は、透明基板上に全面に形成されてもよく、また透明基板の一部の領域のみに形成されてもよい。

本工程により形成される感光性樹脂層の膜厚としては、通常、形成する柱状スペーサの高さに合わせて適宜選択され、２．０μｍ〜１０．０μｍ程度、中でも３．０μｍ〜８．０μｍ程度とすることができる。

また本工程において形成される感光性樹脂層は後述する露光工程および現像工程を経てパターニングすることにより、樹脂製隔壁および柱状スペーサとして用いることが可能なものであればその種類は限定されるものではなく、例えば遮光性を有するものであってもよく、また可視光に対して透過性を有するものであってもよい。上記感光性樹脂層が遮光性を有する場合には、形成される樹脂製隔壁を遮光部として用いることも可能となる。

このような感光性樹脂層を形成するための感光性樹脂組成物としては、少なくとも感光性樹脂を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば感光性樹脂と、各種添加剤を含有するものとすることができ、一般的なカラーフィルタの柱状スペーサや樹脂製隔壁を形成する際に用いられるものと同様とすることができる。
上記感光性樹脂としてはネガ型感光性樹脂であってもよいし、ポジ型感光性樹脂であってもよいが、本発明においては、ネガ型感光性樹脂が好適に用いられる。

ネガ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また例えば、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にＣ＝Ｃなるアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。

また、ポジ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。

また上記感光性樹脂層を遮光性を有するものとする場合に、感光性樹脂組成物に用いることが可能な遮光性材料としては、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子等が挙げられる。

また本工程に用いられる透明基板としては、上記感光性樹脂層を形成可能であり、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。

具体的には、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等が挙げられる。

２．露光工程
次に、本発明における露光工程について説明する。本発明における露光工程は、上記感光性樹脂層を階調マスクを用いて上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために露光する工程である。本工程において、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成する領域の露光量を異なるものとすることにより、後述する現像工程において現像した際、樹脂製隔壁と柱状スペーサとの高さが異なるものとすることができる。

本発明における露光工程では、感光性樹脂層にネガ型感光性樹脂を用いる場合には、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成する領域が所望するように露光されるような階調マスクを用いて露光を行い、ポジ型感光性樹脂を用いる場合には、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために、柱状スペーサを形成する領域が露光されず、それ以外の領域が所望するように露光されるような階調マスクを用いて露光を行うものとする。

上記感光性樹脂層にネガ型感光性樹脂を使用する場合には、本工程に用いられる階調マスクとしては、上記樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域、上記柱状スペーサを形成する領域が透過領域、それ以外の領域が遮光領域とされたもの等が挙げられる。上記感光性樹脂層を露光する際、柱状スペーサを形成する領域の露光量を多いものとし、樹脂製隔壁を形成する領域の露光量を柱状スペーサを形成する領域より少ないものとすることにより、柱状スペーサと、柱状スペーサに対して高さの低い樹脂製隔壁とを形成することが可能となる。
また、上記感光性樹脂層にポジ型感光性樹脂を使用する場合には本工程に用いられる階調マスクとしては、上記樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域、上記柱状スペーサを形成する領域が遮光領域、それ以外の領域が透過領域とされたもの等が挙げられる。上記感光性樹脂層を露光する際、柱状スペーサを形成する領域が露光されないものとし、樹脂製隔壁を形成する領域の露光量を柱状スペーサを形成する領域より多く、それ以外の領域より露光量の少ないものとすることにより、柱状スペーサと、柱状スペーサに対して高さの低い樹脂製隔壁とを形成することが可能となる。

このような階調マスクとしては、例えば透明基材と、遮光膜と、透過率調整機能を有する半透明膜とが順不同に積層されたもの等とすることができ、遮光膜が形成されている領域が遮光領域、透明基材上に上記半透明膜のみが形成された領域が半透明領域、透明基材上に遮光膜および半透明膜のいずれも設けられていない領域が透過領域とされる。なお、上記半透明膜は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。また単層の半透明膜内で透過率が段階的に変化しているものであってもよい。上記階調マスクに用いられる遮光膜や半透明膜、透明基材等については、一般的な階調マスクに用いられるものと同様とすることができる。

ここで、本発明により製造されるカラーフィルタにおける柱状スペーサの高さとしては、通常１．０μｍ〜６．０μｍ程度、中でも２．０μｍ〜５．０μｍ程度とされることが好ましく、樹脂製隔壁の高さとしては通常、１．０μｍ〜４．０μｍ程度、中でも１．０〜３．０μｍ程度とされることが好ましい。
したがって、上記感光性樹脂層にネガ型感光性樹脂を使用する場合の上記階調マスクは、樹脂製隔壁を形成する領域の透過率が、柱状スペーサを形成する領域の透過率を１００％とした場合に５．０％〜５０．０％の範囲内、中でも１０．０％〜４０．０％の範囲内とされることが好ましい。これにより、上記膜厚差のある柱状スペーサおよび樹脂製隔壁を形成することが可能となるからである。
また一方で上記感光性樹脂層にポジ型感光性樹脂を使用する場合の上記階調マスクは、樹脂製隔壁を形成する領域の透過率が、パターンを形成しない領域の透過率を１００％とした場合に５．０％〜５０．０％の範囲内、中でも１０．０％〜４０．０％の範囲内とされることが好ましい。これにより、同様に上記膜厚差のある柱状スペーサおよび樹脂製隔壁を形成することが可能となるからである。

また上記樹脂製隔壁の線幅としては、通常５．０μｍ〜５０．０μｍ程度、中でも８．０μｍ〜４０．０μｍ程度とされることが好ましい。これにより、隣接する着色層形成用領域に異なる着色層形成用塗工液を塗布した場合であっても、着色層形成用塗工液が混色してしまうこと等が少ないものとすることができるからである。

また本発明において柱状スペーサが形成される領域は特に限定されるものではなく、本発明により製造されるカラーフィルタの種類等により、形成密度等は適宜選択される。例えば図１（ｄ）に示すように、樹脂製隔壁３が形成される領域内、すなわち樹脂製隔壁３と柱状スペーサ４とが一体として形成されてもよく、また例えば樹脂製隔壁とは別の領域に形成されてもよい。また形成される柱状スペーサの形状としては特に限定されるものではなく、例えば角柱状であってもよく、また円柱状であってもよい。また角錐台状であってもよい。

３．現像工程
次に、本発明における現像工程について説明する。本発明における現像工程は、上記感光性樹脂層を現像し、上記樹脂製隔壁および柱状スペーサを一括して形成する工程である。本工程において上記感光性樹脂層を現像する方法としては、特に限定されるものではなく、上記感光性樹脂層の種類に合わせて適宜選択される。このような現像方法については、一般的なカラーフィルタの製造方法において、感光性樹脂層を現像する方法と同様とすることができる。

ここで本発明においては、後述するように、遮光部を形成するための遮光部形成用層が透明基板と感光性樹脂層との間に形成されている場合、本工程において感光性樹脂層と同時に遮光部形成用層を現像してもよい。これにより、別途遮光部形成用層を現像する工程を行なうことなく、効率よく遮光部を形成することが可能となる。なお、上記遮光部形成用層を現像する方法についても、一般的なカラーフィルタの製造方法において、遮光部形成用層を現像する方法と同様とすることができる。この場合、通常上記樹脂製隔壁が形成されるパターンと遮光部の形成されるパターンとは同一とされる。また、いずれの場合においても、本発明における着色層形成がインクジェット法によるものであるため、上記のように形成した感光性樹脂層に対して撥インク性を付与するための前処理を行うことができる。

４．着色層形成工程
次に、本発明における着色層形成工程について説明する。本発明における着色層形成工程は、上記樹脂製隔壁により区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、上記着色層を形成する工程である。本発明においては、上記樹脂製隔壁の高さを利用して、上記樹脂製隔壁により区画された開口部にのみ高精細に着色層を形成することが可能となるのである。

本工程における着色層形成用塗工液の塗布方法としては、インクジェット法を用いた方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおけるインクジェット法による着色層の形成方法と同様とすることができる。また、着色層の形成に用いられる材料としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層の形成に用いられるものと同様とすることができる。

なお、本工程により形成される着色層としては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で構成されるが、４色以上で構成されるものであってもよい。また、本工程により形成される上記着色層の配列は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、形成面積等は、製造されるカラーフィルタの種類等により適宜選択されるものとすることができる。

５．その他の工程
本発明は、上記感光性樹脂層形成工程、露光工程、現像工程、および着色層形成工程を有するものであれば、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。本発明により製造されるカラーフィルタは、上述したように透明基板と樹脂製隔壁、および／または柱状スペーサとの間に遮光部を有していてもよく、本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記遮光部を形成する工程を有していてもよい。上記遮光部を形成する方法としては、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記透明基板上にパターン状に遮光部を形成する遮光部形成工程を有する場合（第１の態様）と、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記遮光部を形成するための遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程を有し、かつ上記現像工程において上記感光性樹脂層とともに上記遮光部形成用層をパターニングする場合（第２の態様）との２つの場合がある。
以下、それぞれの場合について詳しく説明する。

（第１の態様）
まず、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記透明基板上にパターン状に上記遮光部を形成する遮光部形成工程を有する場合について説明する。本態様により遮光部が形成される場合、本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図２に示すように、透明基板１上に、パターン状に遮光部６を形成する遮光部形成工程（図２（ａ））を行なった後、この透明基板１上に遮光部６を覆うように感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程（図２（ｂ））と、上記感光性樹脂層２を、柱状スペーサを形成する領域が透過領域１１ａ、樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域１１ｂ、その他の領域が遮光領域１１ｃとされた階調マスク１１を用いて露光する露光工程（図２（ｃ））と、上記感光性樹脂層２を現像し、樹脂製隔壁３および柱状スペーサ４を一括して形成する現像工程（図２（ｄ））と、上記樹脂製隔壁３により区画された開口部ａに着色層形成用塗工液を塗布して着色層５を形成する着色層形成工程（図２（ｅ））とを有する方法とされる。

ここで遮光部形成工程により上記透明基板上に遮光部をパターン状に形成する方法としては、特に限定されるものではなく一般的なカラーフィルタにおける遮光部の形成方法と同様とすることができる。

例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００Å〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成してもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。

また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような遮光部の厚みとしては、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このような遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。

ここで、本態様において遮光部が形成される領域としては、本発明により製造されるカラーフィルタの種類等に応じて適宜選択され、例えば上記樹脂製隔壁が形成される領域と同一のパターン状に形成されてもよく、また異なるパターン状に形成されてもよい。

（第２の態様）
次に、上記感光性樹脂層形成工程前に、上記遮光部を形成するための遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程を有し、かつ上記現像工程において上記感光性樹脂層とともに上記遮光部形成用層をパターニングする場合について説明する。本態様により遮光部を形成する場合、本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図３に示すように、透明基板１上に、遮光部形成用層７を形成する遮光部形成用層形成工程（図３（ａ））を行なった後、透明基板１および遮光部形成用層７上に感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程（図３（ｂ））と、上記感光性樹脂層３を、柱状スペーサを形成する領域が透過領域１１ａ、樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域１１ｂ、その他の領域が遮光領域１１ｃとされた階調マスク１１を用いて露光する露光工程（図３（ｃ））と、上記感光性樹脂層３および遮光部形成用層７を現像し、樹脂製隔壁３、柱状スペーサ４、および遮光部６を一括して形成する現像工程（図３（ｄ））と、上記樹脂製隔壁３により区画された開口部ａに着色層形成用塗工液を塗布して着色層５を形成する着色層形成工程（図３（ｅ））とを有する方法とされる。

上記遮光部形成用層形成工程において、遮光部形成用層を形成する方法としては特に限定されるものではなく、例えば真空蒸着法等により厚み１０００Å〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成する方法であってもよく、また例えば樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた遮光部形成用組成物をスピンコート法やダイコート法等、一般的な塗布方法により塗布する方法としてもよい。なお上記遮光部形成用層は、透明基板上に全面に形成されてもよく、また透明基板の一部の領域のみに形成されてもよい。

上記現像工程において上記遮光部形成用層を現像する方法としては、上述した方法とすることができる。

Ｂ．カラーフィルタ形成用基板
次に、本発明のカラーフィルタ形成用基板について説明する。本発明のカラーフィルタ形成用基板は、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、上記透明基板上に形成され、上記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有することを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタ形成用基板は、例えば図４に示すように、透明基板１と、その透明基板１上にパターン状に形成された樹脂製隔壁３と、上記透明基板１上に形成された柱状スペーサ４とを有するものであり、樹脂製隔壁３および柱状スペーサ４は遮光性を有するものであってもよく、また可視光に対して透過性を有するものであってもよい。また本発明においては、例えば図５に示すように、透明基板１と樹脂製隔壁３、および／または柱状スペーサ４との間に、遮光部６を有していてもよい。

本発明によれば、上記樹脂製隔壁と上記柱状スペーサとが一括して形成されたものとすることができ、樹脂製隔壁および柱状スペーサがそれぞれ目的とする高さに形成されたカラーフィルタ形成用基板とすることができる。また本発明のカラーフィルタ用基板を用いることにより、効率よくカラーフィルタを製造することが可能となるという利点も有する。

本発明のカラーフィルタ形成用基板に用いられる透明基板、樹脂製隔壁、柱状スペーサ、および遮光部等については上述した「Ａ．カラーフィルタの製造方法」で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

また本発明のカラーフィルタ形成用基板は、上記透明基板や樹脂製隔壁、柱状スペーサ、遮光部等の他に、例えば配向膜や透明電極層等、適宜必要な部材を有していてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。

[実施例１]
（遮光部の形成）
基板として、大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み１０００Å）を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅２０μｍ、ピッチ１００μｍの遮光部を形成した。

（樹脂製隔壁および柱状スペーサの形成）
ネガ型感光性樹脂組成物（ＪＳＲ製 オプトマーＮＮ８５０)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、１００℃にて３分間プリベークした。この時、感光性樹脂層の膜厚は６．０μｍであった。その後、柱状スペーサを形成する領域が透過領域、上記遮光部に対応する位置に樹脂製隔壁を形成する領域が半透明領域、その他の領域が遮光領域とされた階調マスクを用いて６０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量にて露光した。上記階調マスクは、樹脂製隔壁を形成する領域の透過率が、柱状スペーサを形成する領域の透過率を１００％とした場合に３０％となるものを使用した。
次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、２３０℃、３０分間の加熱処理を施し、柱状スペーサおよび樹脂製隔壁を同時形成した。

（着色層形成用塗工液の調製）
着色層形成用塗工液として、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを用いた。ここで、赤色、緑色、および青色の各インクについて、溶剤としてはポリエチレングリコールモノメチルエチルアセテート、重合開始剤としてはイルガキュア３６９（商品名、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ（株）製）、ＵＶ硬化樹脂としてはＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬（株）製））を用いた。また、顔料としては、赤色インクについてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７７、緑色インクについてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６＋Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １５０、青色インクについてはＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５＋Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３をそれぞれ用いた。

（着色層の形成）
上記各着色層形成用塗工液をインクジェット装置を用いて、各色画素部形成領域に塗布し、これにＵＶ処理を行い硬化させて着色層を形成した。

[比較例１]
樹脂状隔壁および柱状スペーサを下記に示す方法で形成した以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。
（樹脂製隔壁の形成）
実施例１と同様に遮光部を形成したガラス基板に、ネガ型感光性樹脂組成物（ＪＳＲ製 オプトマーＮＮ８５０)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、１００℃にて３分間プリベークした。この時、感光性樹脂層の膜厚は２．５μｍであった。その後、上記遮光層に対応する位置のみ透過領域としたマスクを用いて６０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量にて露光した。
次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、２３０℃、３０分間の加熱処理を施し、樹脂製隔壁を形成した。

（柱状スペーサの形成）
隔壁を形成した基板に再度ネガ型感光性樹脂組成物（ＪＳＲ製 オプトマーＮＮ８５０)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、１００℃にて３分間プリベークした。この時樹脂層の膜厚は形成済みの隔壁の上面を基準として４．０μｍであった。その後、柱状スペーサを形成する領域のみ透過領域としたマスクを用いて６０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量にて露光した。
次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、２３０℃、３０分間の加熱処理を施し、柱状スペーサを形成した。

[評価]
実施例１、比較例１にて作製したカラーフィルタはともに樹脂製隔壁の膜厚が２．０μｍとなっており、着色塗布時の混色は見られなかった。また、実施例１のカラーフィルタでは着色層を基準とした場合の柱状スペーサの高さは３．５μｍとなっており、各々の柱状スペーサの高さは均一なものになっていたのに対し、比較例１では各々の柱状スペーサの高さは不均一なものになっていた。

本発明のカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。 本発明のカラーフィルタ形成用基板の一例を示す概略断面図である。 本発明のカラーフィルタ形成用基板の他の例を示す概略断面図である。 従来のカラーフィルタを説明するための説明図である。

符号の説明

１ … 透明基板
２ … 感光性樹脂層
３ … 樹脂製隔壁
４ … 柱状スペーサ
５ … 着色層

Claims (7)

1. 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、前記樹脂製隔壁により区画された開口部に形成された着色層と、前記透明基板上に形成され、前記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記透明基板上に少なくとも感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物を塗布し、感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
   前記感光性樹脂層を階調マスクを用いて、前記樹脂製隔壁および柱状スペーサを形成するために露光する露光工程と、
   前記感光性樹脂層を現像し、前記樹脂製隔壁および前記柱状スペーサを一括して形成する現像工程と、
   前記樹脂製隔壁により区画された開口部に、インクジェット法により着色層形成用塗工液を塗布し、前記着色層を形成する着色層形成工程と
   を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記感光性樹脂層が遮光材料を含有し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の製造方法。
3. 前記カラーフィルタが、前記透明基板と前記樹脂製隔壁との間、および／または前記透明基板と前記柱状スペーサとの間に遮光部を有しており、
   前記感光性樹脂層形成工程前に、前記透明基板上にパターン状に遮光部を形成する遮光部形成工程を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
4. 前記カラーフィルタが、前記透明基板と前記樹脂製隔壁との間、および／または前記透明基板と前記柱状スペーサとの間に遮光部を有しており、
   前記感光性樹脂層形成工程前に、前記透明基板上に遮光部形成用層を形成する遮光部形成用層形成工程を有し、かつ前記現像工程により前記感光性樹脂層および前記遮光部形成用層を同時に現像することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
5. 透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された樹脂製隔壁と、前記透明基板上に形成され、前記樹脂製隔壁と同一の材料により形成された柱状スペーサとを有することを特徴とするカラーフィルタ形成用基板。
6. 前記樹脂製隔壁および前記柱状スペーサが遮光性を有していることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ形成用基板。
7. 前記透明基板と前記樹脂製隔壁との間、および／または前記透明基板と前記柱状スペーサとの間に遮光部を有していることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ形成用基板。

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