(57)【要約】【課題】白色画素部に色画素やブラックマトリックスと同じ材料からなるパターンを形成せずに白色画素部の上面を平坦にしたカラーフィルタを得る。【解決手段】透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、複数の着色画素と白色画素から成る表示領域を有するカラーフィルタであって、前記複数の着色画素と白色画素の領域を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆し、該オーバーコート樹脂層の上にフォトスペーサを形成した構造を有し、前記白色画素の領域上の前記オーバーコート樹脂層の凹みに、白色画素内フォトスペーサを形成して該凹みを埋めたカラーフィルタを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、複数の着色画素と白色画素から成る表示領域を有するカラーフィルタであって、
前記複数の着色画素と白色画素の領域を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆し、該オーバーコート樹脂層の上にフォトスペーサを形成した構造を有し、
前記白色画素の領域上の前記オーバーコート樹脂層の凹みに、白色画素内フォトスペーサを形成して該凹みを埋めたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載のカラーフィルタであって、前記白色画素内フォトスペーサが、前記遮光パターン及び着色画素上のオーバーコート樹脂層の上に形成した前記フォトスペーサと同じ高さを持つことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、複数の着色画素と白色画素から成る表示領域を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記複数の着色画素と白色画素の領域を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆する工程と、
該オーバーコート樹脂層の上にフォトスペーサを形成する工程を有し、
前記白色画素の領域上の前記オーバーコート樹脂層の凹みに、白色画素内フォトスペーサを形成して該凹みを埋めたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のカラーフィルタの製造方法であって、前記白色画素内フォトスペーサを、前記遮光パターン及び着色画素上のオーバーコート樹脂層の上に形成した前記フォトスペーサと同じ高さに形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、有機ＥＬ素子、有機ＥＬディスプレイに用いるカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１の様に、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などのフラットパネルディスプレイにおいて、カラー表示のために、透明ガラス基板上に形成された複数の矩形画素に区分する樹脂分散型ブラックマトリクス（樹脂ＢＭ）と、前記矩形画素上に形成された複数色の着色画素を具備したカラーフィルタが用いられてきた。すなわち、複数の着色画素として、従来の赤（Ｒ画素）・緑（Ｇ画素）・青（Ｂ画素）の三色に加えて白色画素（Ｗ画素）を加えた４色の（ＲＧＢＷ）構成のカラーフィルタが用いられている。
【０００３】
Ｗ画素部にはカラーレジストを用いず、カラーフィルタ基板全面を平坦化するためのオーバーコート樹脂層の形成でこの部分を埋めている。
【０００４】
すなわち、赤色画素、緑色画素、青色画素形成後に、オーバーコート樹脂層を全面に一括形成し、その際に、白色画素の占めるべき空間をオーバーコート樹脂層で埋めている。
【０００５】
しかし、この製造方法では、白色画素とオーバーコート樹脂層とを一括形成できるため、コストや良品率への影響は小さいが、白色画素部は、オーバーコート樹脂層では埋めても、表面に凹みが出来て平坦にならず、その後形成される液晶層の厚みが変わってしまうため、表示特性が低下する問題があった。
【０００６】
そのため、特許文献１や特許文献２では、白色画素中に着色レジストやブラックマトリックスでパターン形成し、凹みを軽減していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−０４０６７８号公報
【特許文献２】特開２０１４−０９８７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、カラーフィルタの色画素サイズの小型化が進むことで、画素中に形成する着色レジストやブラックマトリックスのパターンも小型化が必要となっており、特許文献１や特許文献２の様に白色画素中に形成するパターンは、色画素等に比べて小型であるため、サイズのばらつきが出てしまう。このばらつきにより、白色画素の輝度がばらつくので、表示装置にしたときにムラになって見えるという問題点があった。
【０００９】
そのため、本発明の課題は、ＲＧＢＷ構成のカラーフィルタにおいて、白色画素部に色画素やブラックマトリックスと同じ材料からなるパターンを形成せずに白色画素部の上面を平坦にしたカラーフィルタを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、複数の着色画素と白色画素から成る表示領域を有するカラーフィルタであって、
前記複数の着色画素と白色画素の領域を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆し、該オーバーコート樹脂層の上にフォトスペーサを形成した構造を有し、
前記白色画素の領域上の前記オーバーコート樹脂層の凹みに、白色画素内フォトスペーサを形成して該凹みを埋めたことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１１】
本発明は、この構成により、白色画素内フォトスペーサが白色画素の領域のオーバーコート樹脂層の凹みを埋めて、白色画素の領域の上の高さを他の色画素の領域の高さと同じ高さに揃えたカラーフィルタが得られる効果がある。
【００１２】
また、本発明は、上記のカラーフィルタであって、前記白色画素内フォトスペーサが、前記遮光パターン及び着色画素上のオーバーコート樹脂層の上に形成した前記フォトスペーサと同じ高さを持つことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１３】
また、本発明は、透明基板上にブラックマトリクスによる遮光パターンと、複数の着色画素と白色画素から成る表示領域を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記複数の着色画素と白色画素の領域を透明なオーバーコート樹脂層で共通に被覆する工程と、
該オーバーコート樹脂層の上にフォトスペーサを形成する工程を有し、
前記白色画素の領域上の前記オーバーコート樹脂層の凹みに、白色画素内フォトスペーサを形成して該凹みを埋めたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記のカラーフィルタの製造方法であって、前記白色画素内フォトスペーサを、前記遮光パターン及び着色画素上のオーバーコート樹脂層の上に形成した前記フォトスペーサと同じ高さに形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、カラーフィルタのオーバーコート樹脂層が白色画素の領域で凹む問題を、その白色画素の領域のオーバーコート樹脂層の上に、白色画素内フォトスペーサを形成する。
【００１６】
本発明は、それにより、白色画素内フォトスペーサが白色画素の領域のオーバーコート樹脂層の凹みを埋めるので、白色画素部に色画素やブラックマトリックスと同じ材料からなるパターンを形成せずに、白色画素の領域の上の高さを他の色画素の領域の高さと同じ高さに揃えたカラーフィルタが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のカラーフィルタの断面図である。
【図２】本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す概略断面図（その１）である。
【図３】本発明の実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す概略断面図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１は、カラーフィルタの概略の断面図である。カラーフィルタ上には透明導電層（図示せず）を設ける。
【００１９】
本発明の実施形態のカラーフィルタは、図１の断面図の様に、透明基板１の上に遮光層２（ブラックマトリックスＢＭ）と着色画素３を形成し、その上をオーバーコート樹脂層ＯＣで被覆し、オーバーコート樹脂層ＯＣの上にＩＴＯ等からなる透明導電層（図示せず
）を設け、オーバーコート樹脂層ＯＣ及び透明導電層の上にフォトスペーサＰＳを設ける。
【００２０】
（透明基板）
透明基板１の材料は、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスなどの無機ガラス、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＣなどのプラスチック基板、又はこれらガラス基板や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成膜したものを、使用の目的・用途に応じて使い分けて用いることができる。
【００２１】
（遮光層）
遮光層２（ブラックマトリックスＢＭ）を、膜厚が１μｍ〜２μｍに形成する。遮光層２は、表示領域を格子状に区画するパターンに形成する。
【００２２】
（着色画素）
透明基板１上の表示領域に、遮光層２の格子状のパターンで区画された複数色の着色画素３を形成する、着色画素３は、赤色着色画素３Ｒ、緑色着色画素３Ｇ、青色着色画素３Ｂの３色の着色画素３を形成する。赤色着色画素３Ｒ、緑色着色画素３Ｇ、青色着色画素３Ｂは、例えば膜厚が２μｍ〜３μｍに形成する。
【００２３】
遮光層２及び着色画素３は感光性着色樹脂組成物を用いて形成し、その感光性着色樹脂組成物は、透明樹脂中に、着色剤となる顔料、光開始剤、重合性モノマー等を適切な溶剤により分散させて製造する。
【００２４】
（白色画素）
また、遮光層２の格子状のパターンで区画された画素の領域に、着色画素３を充填しない白色画素（Ｗ）を形成する。すなわち、白色画素（Ｗ）は、着色画素３の領域の上を被覆するオーバーコート樹脂層ＯＣを一括形成する際に、オーバーコート樹脂層ＯＣで充填させる空の領域として形成する。
【００２５】
（オーバーコート樹脂層）
こうして形成した遮光層２と着色画素３の上を透明なオーバーコート樹脂層ＯＣで被覆する。それにより、オーバーコート樹脂層ＯＣで、着色画素３の領域の上を被覆し、また、白色画素（Ｗ）の領域を充填する。
【００２６】
ここで、白色画素（Ｗ）の領域をオーバーコート樹脂層ＯＣで充填すると、白色画素（Ｗ）の領域でオーバーコート樹脂層ＯＣの表面が凹んだ凹みが形成される。
【００２７】
（透明導電層）
そのオーバーコート樹脂層ＯＣの上にＩＴＯ等からなる透明導電層（図示せず）を設ける。
【００２８】
（フォトスペーサ）
次に、オーバーコート樹脂層ＯＣ及び透明導電層の上にフォトスペーサＰＳを設ける。フォトスペーサＰＳは、平坦なオーバーコート樹脂層ＯＣの上のフォトスペーサＰＳを形成するとともに、白色画素（Ｗ）の領域に形成されたオーバーコート樹脂層ＯＣの凹みに白色画素内フォトスペーサＰＳｂを形成することでオーバーコート樹脂層ＯＣの凹みを埋める。
【００２９】
（製造方法）
次に、図２と図３を参照して、本実施形態のカラー液晶装置の製造方法について説明す
る。
【００３０】
（工程１）
先ず、図２（ａ）の様な透明基板１の上に、図２（ｂ）の様な遮光層２を、インクジェット法、印刷法、フォトリソグラフィ法など何れかの方法でパターニングして作製する。
【００３１】
遮光層２を、例えば、樹脂中に顔料を、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着色樹脂組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜にパターン露光、現像することで形成する。
【００３２】
（工程２）
次に、その上に、透明な樹脂中に顔料を、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着色樹脂組成物を基板上に塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜にパターン露光、現像することで一色の着色画素３を形成する工程を各色毎に繰り返し行って、図２（ｃ）の様に着色画素３を形成する。
【００３３】
（工程３）オーバーコート樹脂層ＯＣの形成
次に、図３（ｄ）の様に、白色画素（Ｗ）の領域及び各色の着色画素３上の全面を透明なオーバーコート樹脂層ＯＣで共通に被覆する。それにより、オーバーコート樹脂層ＯＣで白色画素（Ｗ）の領域を充填するとともに、各色の着色画素３の領域の上を被覆する。
【００３４】
オーバーコート樹脂層ＯＣは、白色画素（Ｗ）の領域で凹んだ凹みが形成される。
【００３５】
（工程４）
そのオーバーコート樹脂層ＯＣの上にＩＴＯをスパッタリングにより成膜処理し、そのＩＴＯ膜をパターニングして透明導電層（図示せず）を設ける。
【００３６】
（工程５）フォトスペーサＰＳの形成
次に、図３（ｅ）の様に、オーバーコート樹脂層ＯＣの上、及び、ＩＴＯ膜による透明導電層（図示せず）の上に、フォトスペーサＰＳ形成用の感光性樹脂を塗布し、その上にフォトマスクのパターンを露光・現像する一括パターン形成工程によりフォトスペーサＰＳを形成する。
【００３７】
その際に、白色画素（Ｗ）の領域の凹みの深さに、通常のフォトスペーサＰＳと同じ高さの白色画素内フォトスペーサＰＳｂを形成する。
【００３８】
それにより、白色画素（Ｗ）の領域の凹みを埋めたカラーフィルタを形成することができる。この製造方法では、オーバーコート樹脂層ＯＣの上にフォトスペーサＰＳと白色画素内フォトスペーサＰＳｂを同じ高さのパターンで一括パターン形成工程により形成する。
【００３９】
フォトスペーサＰＳと白色画素内フォトスペーサＰＳｂを同じ高さのパターンで形成するので、フォトスペーサＰＳのパターンを一括形成するフォトマスクに、フォトスペーサＰＳのパターンと白色画素内フォトスペーサＰＳｂの高さを変えるためのハーフトーン・カットフィルターを形成する必要が無く、フォトマスクの製造費用を少なくできる効果がある。
【符号の説明】
【００４０】
１・・透明基板
２・・・遮光層（ブラックマトリックス）
３・・・着色画素
３Ｂ・・・青色着色画素
３Ｇ・・・緑色着色画素
３Ｒ・・・赤色着色画素
ＯＣ・・・オーバーコート樹脂層
ＰＳ・・・フォトスペーサ
ＰＳｂ・・・白色画素内フォトスペーサ
【図１】
2020183995.tif 000003
【図２】
2020183995.tif 000004
【図３】
2020183995.tif 000005