(57)【要約】【課題】高精度に平坦性を確保することができ、かつ、生産効率を向上させることができるカラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のカラーフィルタは、基板１と、基板１の上に形成されている着色層２と、フィルム３と当該フィルム３の一方の面に形成されている透明導電層４と当該フィルム３の他方の表面に形成されている透明な接着層５とを有する透明基板７と、を具備し、透明基板７の接着層５と基板１の着色層２とが貼り合わされて接着されている。本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板１の上に着色層２を形成する工程と、フィルム３の一方の面に透明導電層４を形成しフィルム３の他方の表面に透明な接着層５を形成して透明基板７を形成する工程と、透明基板７の接着層５と基板１の着色層２とを貼り合わせて接着する工程とを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板の上に着色層を形成する工程と、
（ｂ）透明フィルムの一方の面に透明導電層を形成し、他方の表面に透明な接着層を形成して透明基板を形成する工程と、
（ｃ）前記透明基板の接着層と、前記基板の着色層とを貼り合わせて接着する工程と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記接着層の厚さが０．１μｍ以上２０μｍ以下であ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。
【請求項３】
前記（ｂ）工程において、前記透明導電層の上にさらに液晶配向制御層を形成することを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
少なくとも、片面に着色層が形成された基板と、
片面に透明導電層が形成され、他方の表面に透明な接着層が形成されている透明フィルムからなる透明基板とからなり、
前記透明基板の接着層と前記基板の着色層とが貼り合わされて接着されていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
前記透明基板の透明フィルムの厚さは１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスやプラスチックなどの可撓性基材上に複数色からなる着色パターンや透明導電層等を設けたカラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイはテレビやパソコン、携帯電子機器等に広く用いられている。この液晶ディスプレイにおいては液晶セルのギャップを一定の間隔で保つことが重要な要素である。セルギャップは、液晶層の厚みとなるため、パネルの一部でセルの厚みが数分の１μｍ程度の差異があるだけで、その部分の発色や液晶の応答速度が不均一になり、表示のムラの原因や色再現の不具合がでてしまう。
【０００３】
セルギャップを一定に保つためには、主にスペーサーの高さ精度、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）側基板およびカラーフィルタ基板の平坦性が高度に確保されていることが重要である。
【０００４】
上記の中でカラーフィルタは液晶ディスプレイにおいてカラー表示、コントラストや分光特性の制御等の役割を果たしている。カラーフィルタの製造方法としてはフォトリソグラフィー法、インクジェット法（隔壁法・受像層法）、印刷法等が提案・実施されているが何れの製造方法においても製品の平坦性に課題がある。
【０００５】
現在、カラーフィルタ基板を平坦化するために着色層上にオーバーコート剤を塗布し画素の段差を緩和する方法や、着色層を形成した後にその表面を研磨する方法がとられている。しかし、いずれの方法も工程、装置が増えることにより製造コストが高くなることや研磨により着色層に傷が付き品質低下を引き起こすといった問題があった。
【０００６】
また、ロール状のプラスチック基板上に着色層を形成した場合には、枚葉基板上に着色層を形成した場合のように基板を回転させながら研磨することは非常に困難であり、採用できない。
【０００７】
これら課題に対し、例えば、特許文献１ではローラーを用いて着色層上を加圧しながら転胴させ平坦化する方法がとられている。しかし、この方法ではパターンごとに間隙を有するようなパターンでは加圧によりパターン形状が２次元的に変形してしまうため用いることができない。
【０００８】
また、着色層上に透明な半導体回路を形成し、表示装置を製造する方法（特許文献２及び３参照）においても、着色層の平坦性が低いと回路の形成不良や断線を招く要因となる。
【０００９】
また、一方で着色層上に透明導電層を形成する方法としては、基板に形成した着色パターン上にスパッタリング法にて金属酸化物の薄膜を形成する方法が広くとられている。しかし、この方法においては、着色パターンを形成した基板をチャンバーにセットした後にチャンバー内を減圧し真空とした上で成膜を行うため生産効率は高くない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２７８００３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９９８３３号公報
【特許文献３】特開２００７−２９８６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、高精度に平坦性を確保することができ、かつ、生産効率を向上させることができるカラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための構成を以下に示す。
（請求項１）
（ａ）基板の上に着色層を形成する工程と、
（ｂ）透明フィルムの一方の面に透明導電層を形成し、他方の表面に透明な接着層を形成して透明基板を形成する工程と、
（ｃ）前記透明基板の接着層と、前記基板の着色層とを貼り合わせて接着する工程と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
（請求項２）
前記接着層の厚さが０．１μｍ以上２０μｍ以下であ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。
（請求項３）
前記（ｂ）工程において、前記透明導電層の上にさらに液晶配向制御層を形成ことを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
（請求項４）
少なくとも、片面に着色層が形成された基板と、
片面に透明導電層が形成され、他方の表面に透明な接着層が形成されている透明フィルムからなる透明基板とからなり、
前記透明基板の接着層と前記基板の着色層とが貼り合わされて接着されていることを特徴とするカラーフィルタ。
（請求項５）
前記透明基板の透明フィルムの厚さは１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【発明の効果】
【００１３】
（各発明の効果）
請求項１の発明によれば、透明基板の接着層と基板の着色層とを貼り合わせて接着するため、カラーフィルタの平坦性を確保することができ、かつ、生産効率を向上させることができ。
【００１４】
請求項２の発明に係るカラーフィルタの製造方法は、請求項１の発明において、前記接着層の厚さが０．１μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果を有し、かつ、接着層の厚さが０．１μｍ以上２０μｍ以下であるため、より高精度に平坦性を確保することができる。
【００１６】
請求項３の発明に係るカラーフィルタの製造方法は、請求項１もしくは２のいずれかの発明において、前記透明基板が、さらに前記透明導電層の上に形成されている液晶配向制御層を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によれば、請求項１もしくは２のいずれかの発明の効果を有し、かつ、透明基板がさらに透明導電層の上に形成されている液晶配向制御層を有するため、より効率的にカラーフィルタを製造することができる
【００１８】
請求項４の発明に係るカラーフィルタは、基板と、  前記基板の上に形成されている着色層と、透明フィルムと当該透明フィルムの一方の面に形成されている透明導電層と当該透明フィルムの他方の表面に形成されている透明な接着層とを有する透明基板とを具備し、前記透明基板の接着層と前記基板の着色層とが貼り合わされて接着されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明によれば、透明基板の接着層と基板の着色層とを貼り合わせて接着するため、カラーフィルタの平坦性を確保することができ、かつ、生産効率を向上させることができる。
【００２０】
請求項５の発明に係るカラーフィルタは、請求項４の発明において、前記透明基板の透明フィルムの厚さが１μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果を有し、かつ、透明基板の透明フィルムの厚さが１μｍ以上５０μｍ以下であるため、より高精度にカラーフィルタの平坦性を確保することができる。
【００２２】
本発明によれば、透明基板の接着層と基板の着色層とを貼り合わせて接着するため、カラーフィルタの平坦性を確保することができ、かつ、生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタの製造方法の工程を説明するための略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタの製造方法の他の工程を説明するための略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタの製造方法の他の工程を説明するための略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１、図２及び図３は、本発明の実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法の工程を説明するための略断面図である。
【００２５】
図１に示すように、基板１の上に着色層２が形成される。また、図２に示すように、透明フィルム３の一方の面に透明導電層４が形成され透明フィルム３の他方の表面に透明な接着層５が形成され、かつ、透明導電層４の表面に液晶配向制御層６が形成されることにより、透明基板７が形成される。
【００２６】
次に、図３に示すように、透明基板７の接着層５と基板１の着色層２とが貼り合わされてカラーフィルタが形成される。なお、透明基板７は、液晶配向制御層６を有しない構成であってもよい。
【００２７】
基板１としてはガラスやプラスチック基板等、公知の材料を用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルム、シートを用いることもできる。
【００２８】
透明フィルム３としては、公知の材料を用いることができる。透明フィルム３としては、基板１のプラスチック基板と同様に、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等のフィルム、シートを用いることができる。フィルム３は、これら材料から工程において必要とされる耐熱性、耐溶剤性、光学特性等を考慮して適宜選択して形成される。
【００２９】
透明フィルム３の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。透明フィルム３の厚さが１μｍ未満であるとハンドリングが困難となるし、フィルム３の厚さが５０μｍを超えると厚さ精度が良好でなくなる、透明性が損なわれる等の理由により好ましくない。
【００３０】
透明導電層４としては、公知の材料を用いることができる。透明導電層４は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＩＣＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、カーボンナノチューブ、ポリチオフェン等の導電性ポリマー等を蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ホットワイヤーＣＶＤ法、ゾル‐ゲル法、塗布法又はＰＬＤ法等から適宜選択して形成される。
【００３１】
また、透明導電層４は、成膜後にエッチングし、又は、成膜時にリフト−オフ法を用いて予め所望のパターンを形成した後に、着色層２の上に位置合せをしながら貼りあわせて接着し、ゲート電極として利用することも可能である。また、透明導電層４は、着色層２の上に接着した後にエッチングを施し所望のパターンを形成してゲート電極として利用することも可能である。
【００３２】
接着層５としては、公知の材料を用いることができる。接着層５は、例えば、紫外線硬化性樹脂、感圧粘着剤、感熱接着剤又は反応系接着剤等から必要とされる耐熱性、耐溶剤性又は光学特性等を考慮して適宜選択して形成される。
【００３３】
接着層５を形成する方法としては、公知の方法を用いることができる。接着層５は、例えば、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート又はグラビアオフセット法等により形成される。また、接着層５の形成方法は、ドライラミネート法等も用いることができ、使用する接着剤の粘度やポットライフ、及び、狙いとする塗工膜厚等に応じて適宜選択して用いられる。
【００３４】
接着層５の厚さとしては０．１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以上１０μｍ以下である。接着層６の厚さが０．１μｍ未満であると着色層２の段差を緩和し難くなり、平坦化が困難になる。また、着色層２の段差に対して接着層６の厚さが著しく小さくなるため、段差に対して接着層６が追従できず結果として接着不良が起こる。一方、接着層６の厚さが２０μｍを超えると接着層６の膜厚精度が低下するため好ましくない。
【００３５】
液晶配向制御層６の材料としては、公知のものを用いることができ、液晶配向制御層６は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリイミド、ポリシクロヘキシルメタクリレート、架橋ナイロン、ポリビニルメチルケトン、ポリビニルシンナメート、ポリアセタール、ポリベンジルメタクリレート、ポリブレン等や上記高分子骨格を有する材料又はそれら前駆体等から必要とされる耐熱性、耐溶剤性、光学特性などを考慮して適宜選択して形成される。
【００３６】
液晶配向制御層材料６は、透明導電層４の上にコーティングされ、必要に応じて乾燥・加熱工程等が実施された後に、液晶配向制御機能を発現させて用いる。液晶配向制御層材料６のコーティング方法としては、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法、枚葉であればスピンコート法等が挙げられ、液晶配向制御層材料の粘度や目的とする膜厚等に応じて適宜選択して用いられる。液晶配向制御機能を発現させる方法としては、使用する液晶配向制御層６の材料に応じて選択することができ、例えば、ラビング配向又は光配向等が挙げられる。
【００３７】
透明基板７の接着層５は、公知の方法により着色層２と貼りあわせることができる。接着層５と着色層２との接着方法は、例えば、ラミネート、熱ラミネート、真空ラミネート等から選択した接着層材料の特性等を考慮して適宜選択して用いられる。
【００３８】
上記のような部材および工程により本発明のカラーフィルタを形成することが可能である。本発明のカラーフィルタは液晶表示装置のみならず、所謂電子ペーパーのような反射型表示装置の画像表示体をカラーフィルタ上へ形成し、駆動電極基板と貼り合わせることで反射型表示装置を形成することも可能である。
【００３９】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１を説明する。基板１として、ガラス（コーニングジャパン社製，＃１７３７，３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．７ｍｍｔ）が用いた。この基板１の上にフォトリソグラフィー法を用いて２００ｍｍ×１５０ｍｍ角のブラックマトリクス及びＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅからなる着色層２を形成した。着色層２における１０点平均粗さ（Ｒｚ）は、０．７μｍであった。
【００４０】
透明基板７の透明フィルム３としては、透明ポリイミドフィルム（３００ｍｍ×５０ｍ×２５μｍｔ）を用い、このフィルムにＩＴＯをスパッタリング成膜し透明導電層４を形成した後に、液晶配向制御層６の材料（日産化学工業株式会社製「ＳＥ−４１０」）を透明導電層４の上にダイコーターで乾燥膜厚が０．１μｍになるように塗布し、乾燥オーブン内において２００℃で３０分間加熱処理した。続いて、この基板に対し一定方向にラビング処理を施すことにより、液晶配向制御層６を得た。
【００４１】
次いで、透明フィルム３における透明導電層４が形成された裏面にロールコーターにて下記のような接着分の紫外線硬化型の接着剤を３μｍの厚さでコーティングし、透明基板７を得た。
［接着剤成分］
ブチルメタクリレート      ３重量部  
アロニックスＭ−３０５（東亞合成化学工業（株）製）      ２重量部  
アロニックスＭ−４００（東亞合成化学工業（株）製）      ５重量部  
光重合開始剤イルガギュアー９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）０．２重量部
【００４２】
上記のようにして得た透明基板７を基板１の上に形成された着色層２に真空ラミネーターを用いて貼り合わせた後に、透明基板７の側より紫外線を照射して接着剤２を硬化し、透明基板７と着色層２が形成された基板１とを接着してカラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタの１０点平均粗さ（Ｒｚ）は０．１μｍであった。
【００４３】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２を説明する。基板１としてロール状に加工された透明ポリイミド（３００ｍｍ×３０ｍ×１００μｍ）が用いられた。この基板１の上に実施例１と同様の着色層２のパターンがフォトリソグラフィー法にて形成した。
【００４４】
このパターンを１００ｍｍの間隔を空けて基板１の上に連続的に５パターン形成した。各着色層２における１０点平均粗さ（Ｒｚ）の平均は０．８μｍであった。
【００４５】
上記のようにして得た着色層２が形成された基板１と実施例１と同様にして得た透明基板７とがそれぞれ連続的に送り出し、ロールラミネーターを用いて連続的に貼り合わせた後に透明基板７の側より紫外線を照射して接着剤２が硬化して透明基板７と着色層２が形成された基板１とを接着されてカラーフィルタが得られた。得られたカラーフィルタの１０点平均粗さ（Ｒｚ）の平均は０．０８μｍであった。
【００４６】
（比較例１）
次に、本発明の比較例１を説明する。接着層５としては実施例１と同様の材料を同様の比率で混合して用い、膜厚を０．０５μｍとした。その他の部材および工程は実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製したが、透明基板７と着色層２は接着不良であり容易に剥離した。
【００４７】
（比較例２）
次に、本発明の比較例２を説明する。接着層５としては実施例１と同様の材料を同様の比率で混合して用い、膜厚を２５μｍとした。その他の部材および工程は実施例１と同様にしてカラーフィルタを得たが、その１０点平均粗さ（Ｒｚ）は１．２μｍであり着色層２のＲｚよりも大きくなった。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板
２  着色層
３  透明フィルム
４  透明導電層
５  接着層
６  液晶配向制御層
７  透明基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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