(57)【要約】【課題】  対向基板への貼り合わせ性を向上できるカラーフィルタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  カラーフィルタＣＦは、透明基板６と、透明基板６上に配置された着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、透明基板６上に設けられたスペーサ１とを備える。スペーサ１は、透明基板６上に設けられた土台部１ｂ及び土台部１ｂ上に設けられた頂部１ａを有する。頂部１ａは、頂部１ａの底面１ｃから頂点１ｔに向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面１ｓを有する。【選択図】  図１
2006184505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に配置された複数の着色領域と、前記基板上に設けられたスペーサと、
を備え、
前記スペーサは、前記基板上に設けられた土台部及び前記土台部上に設けられた頂部を有し、
前記頂部は、前記頂部の底面から頂点に向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面を有する、カラーフィルタ。
【請求項２】
前記頂部の前記頂点から前記底面までの距離は３μｍ以下である、請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記頂部の前記頂面は、球面、楕円面、円錐面又は角錐面である、請求項１又は２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記頂部の前記頂点から前記基板に向かって０．２μｍ離れた位置における前記スペーサの外周をｒ１、前記頂部の前記頂点から前記基板に向かって２．０μｍ離れた位置における前記スペーサの外周をｒ２とした場合、ｒ１／ｒ２が０．８以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記ｒ１／ｒ２が０．６以下である、請求項４に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記スペーサが、ネガ型レジストの硬化物から構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記スペーサが、重ね合わせられた前記複数の着色領域から構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
複数の着色領域が配置された基板上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光及び現像を施すことにより、前記基板上に設けられた土台部及び頂部を有するスペーサを形成する工程と、
を含み、
前記頂部は、前記頂部の底面から頂点に向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面を有する、カラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記露光は、プロキシミティー露光である、請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記露光は、ｉ線又はｉ線を含む混合光を前記レジスト膜に照射することにより実施される、請求項８又は９に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】
複数の着色領域が配置された基板上にレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜にプロキシミティー露光及び現像を施すことにより、前記基板上にスペーサを形成する工程と、
を含む、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、カラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置においては、互いに向かい合う液晶表示装置用のカラーフィルタと対向基板とのギャップ制御を行うために、カラーフィルタと対向基板との間には複数の微小なスペーサが設けられている。これらのスペーサによって、カラーフィルタと対向基板との間に液晶を充填するための空間が提供され、カラーフィルタと対向基板との間に形成される液晶層の厚みの面内均一性が保持される。スペーサは、通常、熱硬化性樹脂材料や感光性樹脂材料を用いて形成される。
【０００３】
スペーサについては、頂面が平坦であること（例えば特許文献１，２参照）、頂部がオーバーハング形状であること（例えば特許文献３，４，５参照）、縦断面の形状が台形であること（例えば特許文献６，７参照）、円錐台形状や円柱台形状であること（例えば特許文献８，９参照）、スペーサの頂面と底面とが同じ面積であること（例えば特許文献１０参照）が開示されている。これら特許文献１〜１０のいずれにおいても、スペーサの頂面は平坦である。また、例えば特許文献１１では、スペーサ全体の形状が半球状又は円柱状であることが示されている。
【０００４】
液晶表示装置を製造する際には、通常、上述のようなスペーサを有するカラーフィルタを対向基板に貼り合わせる。
【特許文献１】特開平１０−８２９０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３３０１２１号公報
【特許文献３】特開平０９−１２００７２号公報
【特許文献４】特開平０９−１２００７５号公報
【特許文献５】特開２０００−１７１８６号公報
【特許文献６】特開２００１−１７４７９９号公報
【特許文献７】特開２００２−１４８６３３号公報
【特許文献８】特開２００３−２１５６０２号公報
【特許文献９】特開２００３−２８７６１４号公報
【特許文献１０】特開２０００−０１９５２７号公報
【特許文献１１】特開平１０−４８６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、平坦な頂面を有するスペーサを備えたカラーフィルタを対向基板に貼り合わせる際には、その貼り合わせ性に未だ改善の余地がある。カラーフィルタと対向基板との貼り合わせが不十分であると、これらを貼り合わせて得られる液晶表示装置の生産性が低下してしまう。例えば、上述のスペーサを複数用いて各スペーサの高さの誤差範囲を０．２μｍ以下としても、液晶表示装置の生産性は未だ十分ではない。
【０００６】
そこで、本発明は、対向基板への貼り合わせ性を向上できるカラーフィルタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明のカラーフィルタは、基板と、基板上に配置された複数の着色領域と、基板上に設けられたスペーサとを備え、スペーサは、基板上に設けられた土台部及び土台部上に設けられた頂部を有し、頂部は、頂部の底面から頂点に向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面を有する。ここで、「基板」とはリジッド基板、フレキシブル基板、シート、フィルム等を含むものである。
【０００８】
本発明のカラーフィルタによれば、カラーフィルタを対向基板に貼り付ける際にスペーサの頂部と対向基板とが安定して接続されるので、対向基板への貼り合わせ性を向上できる。
【０００９】
また、頂部の頂点から底面までの距離は３μｍ以下であることが好ましい。この場合、頂部の頂点から底面までの距離が３μｍを超える場合に比べて、カラーフィルタの対向基板への貼り合わせ性が更に向上する。
【００１０】
また、頂部の頂面は、球面、楕円面、円錐面又は角錐面であることが好ましい。ここで、「楕円面」とは楕円体の表面の一部を意味し、「円錐面」とは円錐の側面を意味し、「角錐面」とは角錐の側面を意味する。この場合、頂部の構造は単純化される。
【００１１】
また、頂部の頂点から基板に向かって０．２μｍ離れた位置におけるスペーサの外周をｒ１、頂部の頂点から基板に向かって２．０μｍ離れた位置におけるスペーサの外周をｒ２とした場合、ｒ１／ｒ２が０．８以下であることが好ましい。この場合、ｒ１／ｒ２が０．８を超える場合に比べて、カラーフィルタの対向基板への貼り合わせ性が更に向上する。さらに、ｒ１／ｒ２が０．６以下であることが好ましい。この場合、ｒ１／ｒ２が０．６を超える場合に比べて、カラーフィルタの対向基板への貼り合わせ性が更に向上する。
【００１２】
また、スペーサが、ネガ型レジストの硬化物から構成されていることが好ましい。この場合、スペーサの形状を高精度に制御することができる。
【００１３】
また、スペーサが、重ね合わせられた複数の着色領域から構成されていてもよい。この場合、カラーフィルタを構成する材料の種類を少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、複数の着色領域が配置された基板上にレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に露光及び現像を施すことにより、基板上に設けられた土台部及び頂部を有するスペーサを形成する工程とを含み、頂部は、頂部の底面から頂点に向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面を有する。
【００１５】
本発明のカラーフィルタの製造方法により得られるカラーフィルタを対向基板に貼り付けると、スペーサの頂部と対向基板とが安定して接続される。したがって、このカラーフィルタの製造方法によれば、対向基板への貼り合わせ性が向上されたカラーフィルタが得られる。
【００１６】
また、露光は、プロキシミティー露光であることが好ましい。この場合、上述の形状を有するスペーサを容易に形成することができる。
【００１７】
また、露光は、ｉ線又はｉ線を含む混合光をレジスト膜に照射することにより実施されることが好ましい。この場合、上述の形状を有するスペーサを更に容易に形成することができる。
【００１８】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、複数の着色領域が配置された基板上にレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜にプロキシミティー露光及び現像を施すことにより、基板上にスペーサを形成する工程とを含む。
【００１９】
本発明のカラーフィルタの製造方法により得られるカラーフィルタを対向基板に貼り付けると、スペーサの頂部と対向基板とが安定して接続される。したがって、このカラーフィルタの製造方法によれば、対向基板への貼り合わせ性が向上されたカラーフィルタが得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のカラーフィルタ及びその製造方法によれば、対向基板への貼り合わせ性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００２２】
［カラーフィルタ］
図１は本実施形態に係るカラーフィルタを模式的に示す断面図である。図１に示されるカラーフィルタＣＦは、透明基板６（基板）と、透明基板６上に並んで配置された複数の着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ（着色領域）とを備える。カラーフィルタＣＦは、例えば、ＴＦＴ液晶ディスプレイといった液晶表示装置（液晶ディスプレイ）に好適に用いられる。
【００２３】
透明基板６は、例えば、人工石英ガラス等の石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミケイ酸塩ガラス、表面がシリカコートされたソーダライムガラス等の無機ガラス類から構成されるリジッド基板である。また、透明基板６は、例えば、透明樹脂フィルム、透明樹脂シート、光学用透明樹脂板等のフレキシブル基板であってもよい。
【００２４】
着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、光透過性を有することにより光学フィルタとして機能する。着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、例えば、顔料等を着色材料として含有した感光性樹脂から構成されている。顔料としては、例えば、黄色顔料、赤色顔料、青色顔料、紫色顔料、緑色顔料等が好適に用いられる。また、顔料としては有機顔料が好適に用いられる。
【００２５】
着色樹脂領域４Ｒは例えば赤色顔料と樹脂とからなり、着色樹脂領域４Ｇは例えば緑色顔料と樹脂とからなり、着色樹脂領域４Ｂは例えば青色顔料と樹脂とからなる。
【００２６】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｄｙｅｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）においてピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物等が挙げられる。そのような化合物としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等のイエロー系ピグメント、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、Ｃ．Ｉ．ピグメント２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７等のレッド系ピグメント、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６等のブルー系ピグメント、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３：１９等のバイオレット系ピグメント、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６等のグリーン系ピグメント等が例示される。
【００２７】
本実施形態では、透明基板６上に遮光層５が設けられている。遮光層５は、例えば隣り合う着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを分離するように格子状に形成されており、ブラックマトリックスとして機能する。すなわち、遮光層５はマトリックス状に配置された複数の開口を有しており、その開口に着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが埋め込まれている。よって、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを透過する光は、遮光層５によって分離される。開口のパターン形状及び配置が調整された遮光層５を有するカラーフィルタＣＦを液晶表示装置に適用すると、液晶表示装置のコントラストを向上させることができると共に、当該液晶表示装置を構成する駆動素子が光の入射によって誤作動することを防止できる。
【００２８】
遮光層５は、例えば、クロム層、酸化クロム層、窒化クロム層等のクロム化合物層を適宜積層してなる。この場合、遮光層５の厚さは、例えば１００〜２００ｎｍ程度である。また、遮光層５は、カーボン、金属酸化物等から構成されている遮光性粒子を含有する樹脂層であってもよい。このような樹脂層を構成する樹脂としては、感光性樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２９】
透明基板６上には、必要に応じて、遮光層５及び着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを覆うように保護層３及び透明電極層２が順に設けられている。透明電極層２は、液晶を駆動するためのものである。なお、カラーフィルタＣＦは、保護層３を備えるとしてもよいし、備えないとしてもよい。カラーフィルタＣＦが保護層３を備えないとした場合、透明電極層２は、保護層３を介さずに着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ上に直接形成される。
【００３０】
保護層３は、例えば、酸素遮断性を有する樹脂から構成されている。そのような樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、アクリレート系コポリマー等に、スチリルピリジウム基、スチルバゾール塩等をペンダント化させた樹脂等が挙げられる。
【００３１】
透明電極層２は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ）、又はこれらの合金等から構成されている。
【００３２】
また、カラーフィルタＣＦは、透明基板６上に設けられたスペーサ１を備える。本実施形態では、複数のスペーサ１が透明電極層２上に設けられている。スペーサ１は遮光層５上に配置されることが好ましい。これにより、スペーサ１が遮光性を有する場合であっても、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを透過する光がスペーサ１によって遮られない。スペーサ１は、カラーフィルタＣＦと対向基板（図示せず）とを貼り合わせる時に対向基板に接触する。スペーサ１は、透明電極層２と対向基板との間に液晶が充填される空間を提供すると共に、カラーフィルタＣＦと対向基板とのギャップを制御する。
【００３３】
スペーサ１は、透明基板６上に設けられた土台部１ｂ及び土台部１ｂ上に設けられた頂部１ａを有する。本実施形態では、土台部１ｂが透明電極層２上に設けられている。頂部１ａは、頂部１ａの底面１ｃから頂点１ｔに向かって断面積が小さくなる形状を有する。さらに、頂部１ａは平坦でない頂面１ｓを有する。
【００３４】
本実施形態のカラーフィルタＣＦによれば、カラーフィルタＣＦを対向基板に貼り付ける際にスペーサ１の頂部１ａと対向基板とが安定して接続されるので、対向基板への貼り合わせ性を向上できる。このため、カラーフィルタＣＦを用いると、貼り合わせ時の歩留まりが飛躍的に向上し、液晶表示装置の生産性を向上させることができる。
【００３５】
また、スペーサが半球状であると、カラーフィルタと対向基板との間に所望のギャップを確保するためにスペーサの底面積を大きくする必要があり、その場合、画素の一部にスペーサの一部が重なってしまう。これに対して、スペーサ１は土台部１ｂを有するので、土台部１ｂの形状を制御することによりスペーサ１の底面積を小さくすることができる。これにより、スペーサ１の一部が画素の一部に重なってしまうことを抑制できる。特に、近年においては、開口率を大きくするためにブラックマトリックスの幅を６μｍ程度と小さくすることが要求されている。このため、スペーサ１のように底面積を小さくできるスペーサを用いれば、開口率を大きくすることができる。
【００３６】
図２の(ａ)は、スペーサ１を模式的に示す平面図であり、図２の(ｂ)は、(ａ)のIIb−IIb線に沿った断面図である。頂部１ａの頂点１ｔから底面１ｃまでの距離ｄは３μｍ以下であることが好ましい。この場合、頂部１ａの頂点１ｔから底面１ｃまでの距離ｄが３μｍを超える場合に比べて、カラーフィルタＣＦの対向基板への貼り合わせ性が更に向上する。
【００３７】
スペーサ１の高さ（透明基板６の厚さ方向における高さ）は、２〜１０μｍであると好ましく、３〜７μｍであるとより好ましく、３．５〜５．５μｍであると特に好ましい。なお、スペーサ１の高さは、頂点１ｔから土台部１ｂの下面までの距離に相当する。
【００３８】
本実施形態では、頂部１ａの頂面１ｓは球面である。この場合、頂部１ａの構造は単純化される。また、貼り合わせ時の押し込み力に対して好ましい抵抗性をスペーサ１が有しており、安定した貼り合わせが可能となる。具体的には、頂部１ａの形状は例えば半球である。また、本実施形態において土台部１ｂの形状は円柱であるが、これに限定されない。例えば、土台部１ｂの形状は、角柱、円錐台、角錐台等であってもよいし、土台部１ｂの上面の面積が下面の面積より小さいテーパ状、土台部１ｂの上面の面積が下面の面積より大きい逆テーパ状であってもよい。
【００３９】
また、頂部１ａの頂点１ｔから透明基板６に向かって０．２μｍ離れた位置におけるスペーサ１の外周をｒ１、頂部１ａの頂点１ｔから透明基板６に向かって２．０μｍ離れた位置におけるスペーサ１の外周をｒ２とした場合、ｒ１／ｒ２が０．８以下であることが好ましく、０．６以下であることが更に好ましい。この場合、カラーフィルタＣＦの対向基板への貼り合わせ性が更に向上する。具体的には、例えば貼り合わせ時の押し込み力に対して好ましい抵抗性をスペーサ１が有しており、安定した貼り合わせが可能となる。
【００４０】
なお、スペーサ１は、重ね合わせられた複数の着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから構成されているとしてもよい。この場合、カラーフィルタＣＦを構成する材料の種類を少なくすることができるので、カラーフィルタＣＦの製造コストを低減できる。また、カラーフィルタＣＦの製造工程が単純化される。スペーサ１は、複数の着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂのうち少なくとも２以上の着色樹脂領域から構成されるとしてもよい。例えば、スペーサ１は、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇを重ね合わせてなるとしてもよい。
【００４１】
スペーサ１は、熱硬化性樹脂、感光性樹脂（レジスト）等の樹脂から構成されていることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、特開平８−１２９１０４号公報、特開平８−１８３８１９号公報等に記載されたものが挙げられる。なお、樹脂中に、例えば、赤色顔料、黄色顔料、青色顔料、紫色顔料、緑色顔料等の着色顔料が混在していてもよい。
【００４２】
特に、スペーサ１はネガ型レジストの硬化物から構成されていることが好ましい。この場合、スペーサ１の形状を高精度に制御できるので、スペーサ１を微細化できる。スペーサ１は、Ｘ線、紫外線、可視光又は赤外線を含むエネルギー線により重合するエネルギー線重合性組成物から構成されていることが好ましい。エネルギー線重合性組成物は、(ａ)エネルギー線を吸収してラジカルを発生するエネルギー線重合開始剤と、(ｂ)ラジカルにより重合が誘起される付加重合性のエチレン性不飽和二重結合を少なくとも１つ有する化合物（エチレン性化合物）と、好ましくは(ｃ)結合剤とを含む。
【００４３】
(ａ)エネルギー線重合開始剤としては、例えば、エネルギー線としての紫外線を吸収してラジカルを発生する紫外線感応型の重合開始剤、エネルギー線としての可視光を吸収してラジカルを発生する可視光感応型の重合開始剤等が挙げられる。紫外線感応型の重合開始剤としては、例えば、ジアルキルアセトフェノン系、ベンジルジアルキルケタール系、ベンゾイン系、ベンゾインアルキルエーテル系、チオモサントン誘導体、アルシホスフィンオキサイド系、ヘキサアリールビイミダゾール系、ｓ−トリハロメチルトリアジン系等の重合開始剤が挙げられる。
【００４４】
(ｂ)エチレン性化合物は、例えば、単量体、二量体、三量体、オリゴマー、又は、側鎖若しくは主鎖にエチレン性不飽和二重結合を有する重合体のいずれでもよい。具体的には、例えば、不飽和カルボン酸、エステル等が挙げられる。エステルとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、芳香族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステル、多価ヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸及び多価カルボン酸とのエステル等が挙げられる。多価ヒドロキシ化合物としては、例えば、脂肪族ピロヒドロキシ化合物、芳香族ポリヒドロキシ化合物等が挙げられる。
【００４５】
(ｃ)結合剤としては、例えば、メチル（メタ）アクリル酸等の（メタ）アクリル酸のアルキルエステル、酢酸ビニル等の酸ビニル、アクリルニトリル等の有機物質が挙げられる。結合剤は、スペーサ１と透明電極層２との接着性の観点から、例えば、スチレン、α―メチルスチレン、ベンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシフィニル（メタ）アクリル酸、メトキシフェニル（メタ）アクリル酸、ヒドロキシフェニル（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシフェニル（メタ）アクリルスルホアミド等のフェニル基を有する共重合モノマーと、（メタ）アクリル酸との共重合体を含有することが好ましい。フェニル基を有する共重合モノマーは、結合剤の全量に対して、好ましくは１０〜８０モル％、より好ましくは２０〜７０モル％、特に好ましくは３０〜６０モル％の割合で含有される。（メタ）アクリル酸は、結合剤の全量に対して、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは５〜４０質量％、特に好ましくは５〜３０質量％の割合で含有される。
【００４６】
なお、結合剤は、全共重合モノマーに対して２〜５０モル％、好ましくは５〜４０モル％、より好ましくは１０〜３０モル％のエポキシ（メタ）アクリレートが付加された化合物と、（メタ）アクリル酸との共重合体を含有するとしてもよい。
【００４７】
［カラーフィルタの製造方法］
図３の(ａ)及び(ｂ)は、本実施形態に係るカラーフィルタの製造方法の各工程を模式的に示す工程断面図である。このカラーフィルタの製造方法によりカラーフィルタＣＦが好適に製造される。
【００４８】
（遮光層形成工程）
まず、透明基板６上に遮光層５を必要に応じて形成する。遮光層５は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等を用いて形成される薄膜をパターニングすることにより形成される。具体的には、例えば、遮光層５は、透明基板６上に遮光性粒子を含有する感光性樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより形成される。
【００４９】
（着色樹脂領域形成工程）
次に、透明基板６上に着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを形成する。着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、遮光層５の開口を埋め込むように形成されることが好ましい。着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、顔料分散法により顔料が分散された着色樹脂を、例えば印刷法、電着法、転写法等を用いて、透明基板６上にパターニングすることにより形成される。また、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、染料が分散された着色樹脂を、例えば染色法等を用いて透明基板６上にパターニングすることにより形成されるとしてもよい。着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、顔料等を着色材料として含有した感光性樹脂から構成されているとしてもよい。この場合、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることができる。
【００５０】
（保護層形成工程）
次に、遮光層５及び着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを覆うように、透明基板６上に保護層３を必要に応じて形成する。
【００５１】
（透明電極層形成工程）
次に、保護層３上に透明電極層２を必要に応じて形成する。透明電極層２は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の成膜方法を用いて形成される。
【００５２】
（レジスト膜形成工程）
次に、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが配置された透明基板６上にレジスト膜７を形成する。本実施形態では、レジスト膜７は透明電極層２上に形成される。レジスト膜７は、例えば、上記エネルギー線重合性組成物を溶剤に溶解させて得られるレジスト溶液を透明電極層２上に塗布することにより形成される。
【００５３】
具体的には、例えば、レジスト溶液を透明電極層２の中央に滴下し、その後透明基板６をスピンさせることによりレジスト溶液を透明電極層２上に均一に塗布する。なお、スリットコーターダイを用いてレジスト溶液を透明電極層２上に塗布し、その後透明基板６をスピンさせることによりレジスト溶液を透明電極層２上に均一に塗布するとしてもよい。また、非スピン方式スリットコーターダイを用いてレジスト溶液を透明電極層２上に均一に塗布するとしてもよい。
【００５４】
溶剤としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ポロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、クロロホルム、ジクロロメチル、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、テトラハイドロフラン等が挙げられる。
【００５５】
（スペーサ形成工程）
次に、レジスト膜７に露光及び現像を施すことにより、透明基板６上に設けられた土台部１ｂ及び頂部１ａを有するスペーサ１を形成する。露光は、例えば、マスク８を介してレジスト膜７に光Ｌを照射することにより実施される。露光方法としてはプロキシミティー露光法が好適に用いられる。また、光Ｌとしてはｉ線又はｉ線を含む混合光が好適に用いられる。マスク８は、光透過部８ａと、光透過部８ａを取り囲む遮光部８ｂとを有する。露光により、レジスト膜７には、光透過部８ａに対応する潜像部７ｂが形成され、未露光部７ａが残存する。本実施形態においてレジスト膜７はネガ型のレジストから構成されているので、露光された潜像部７ｂが硬化する。
【００５６】
露光後、例えば現像液を用いて現像を行うと、未露光部７ａは現像液と共に除去される。これにより、潜像部７ｂに対応するスペーサ１が形成される。スペーサ１の頂部１ａは、頂部１ａの底面１ｃから頂点１ｔに向かって断面積が小さくなる形状を有し、且つ平坦でない頂面１ｓを有する。このようにして、カラーフィルタＣＦが得られる。なお、スペーサ１の頂部１ａ及び土台部１ｂは同時に形成されるとしてもよいし、土台部１ｂが形成された後に頂部１ａが形成されるとしてもよいし、頂部１ａが形成された後に土台部１ｂが形成されるとしてもよい。
【００５７】
本実施形態のカラーフィルタの製造方法により得られるカラーフィルタＣＦを対向基板に貼り付けると、スペーサ１の頂部１ａと対向基板とが安定して接続される。したがって、このカラーフィルタの製造方法によれば、対向基板への貼り合わせ性が向上されたカラーフィルタＣＦが得られる。
【００５８】
なお、スペーサ形成工程における露光方法としては、例えば、コンタクト露光法、プロキシミティー露光法、ミラープロジェクション露光法等が挙げられる。これらの中でも、プロキシミティー露光法が好ましい。この場合、上述の形状を有するスペーサ１を容易に形成することができる。プロキシミティー露光法では焦点がぼやけることを利用して、頂部１ａ及び土台部１ｂの形状をそれぞれ制御することができる。
【００５９】
また、スペーサ形成工程における露光は、ｉ線又はｉ線を含む混合光をレジスト膜７に照射することにより実施されることが好ましい。この場合、上述の形状を有するスペーサ１を更に容易に形成することができる。
【００６０】
［スペーサの変形例］
図４の(ａ)は、スペーサ１の第１変形例を模式的に示す平面図であり、図４の(ｂ)は、(ａ)のIVb−IVb線に沿った断面図である。この場合、頂部１ａの頂面１ｓは球面である。具体的には、頂部１ａの形状は例えば球の一部である。また、本変形例において、土台部１ｂの形状は四角錐台である。
【００６１】
図５の(ａ)は、スペーサ１の第２変形例を模式的に示す平面図であり、図５の(ｂ)は、(ａ)のVb−Vb線に沿った断面図である。この場合、頂部１ａの頂面１ｓは楕円面である。具体的には、頂部１ａの形状は例えば楕円体の一部である。
【００６２】
図６の(ａ)は、スペーサ１の第３変形例を模式的に示す斜視図であり、図６の(ｂ)は、スペーサ１の第４変形例を模式的に示す斜視図である。
【００６３】
図６の(ａ)に示されるスペーサ１において、頂部１ａの頂面１ｓは円錐面である。この場合、頂部１ａの構造は単純化される。具体的には、頂部１ａの形状は例えば円錐である。また、本変形例において土台部１ｂの形状は円柱である。
【００６４】
図６の(ｂ)に示されるスペーサ１において、頂部１ａの頂面１ｓは角錐面である。この場合、頂部１ａの構造は単純化される。具体的には、頂部１ａの形状は例えば四角錐である。頂部１ａの形状は、四角錐に限定されず、六角錐、八角錐等の多角錐であってもよい。いずれの場合であっても、頂部１ａの構造は単純化される。また、本変形例において土台部１ｂの形状は四角柱である。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００６６】
例えば、カラーフィルタＣＦは遮光層５を備えないとしてもよい。この場合、例えば、少なくとも２以上の着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを重ね合わせた部分をブラックマトリックスとして機能させることができる。スペーサ１は、ブラックマトリックスとして機能する当該部分上に形成されることが好ましい。
【００６７】
また、別の実施形態に係るカラーフィルタの製造方法では、まず、着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが配置された透明基板６上にレジスト膜７を形成し、その後、レジスト膜７にプロキシミティー露光及び現像を施すことにより、透明基板６上にスペーサを形成する。これにより得られるカラーフィルタを対向基板に貼り付けると、スペーサの頂部と対向基板とが安定して接続される。したがって、このカラーフィルタの製造方法によれば、対向基板への貼り合わせ性が向上されたカラーフィルタが得られる。なお、このスペーサはスペーサ１と同じ材料から構成され同じ構造を有することが好ましい。また、このカラーフィルタはカラーフィルタＣＦと同じ材料から構成され同じ構造を有することが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
縦横が１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、厚みが０．６３ｍｍの透明基板６（コーニング社製の１７３７ガラス基板）上に、ブラックマトリックスとなる遮光層５、ＲＧＢを構成する３色の着色樹脂領域４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、保護層３及び透明電極層２を順に形成した。続いて、透明電極層２上に、レジスト溶液（ＪＳＲ社製オプトマーＪＮＰＣ６７−Ｒ３）を１００ｇ滴下し、透明基板６を回転速度６００ｒｐｍで１５秒間回転させた。これにより、レジスト溶液を均一に塗布し、透明電極層２上にレジスト膜７を形成した。
【００７０】
次に、８０℃で１８０秒間レジスト膜７を予備乾燥した後、プロキシミティー露光装置（日立電子社製プロキシミティー露光装置ＬＥ９１００Ｓ型）を用いて、マスク８を介してレジスト膜７に光Ｌを照射した。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００７１】
その後、露光されたレジスト膜を、２３℃の０．１％ＫＯＨ水溶液を用いて６０秒間現像処理し、水洗・乾燥した後、２２０℃で４０分間熱処理した。これにより、透明基板６上に、高さ４．５μｍのスペーサ１を形成した。
【００７２】
スペーサ１の頂部１ａの頂面１ｓは球面であり、土台部１ｂの形状は、下面が１辺２８μｍの正方形の正四角錐台であった。頂部１ａの頂点１ｔから透明基板６に向かって２．０μｍ離れた位置におけるスペーサ１の外周をｒ１、頂部１ａの頂点１ｔから透明基板６に向かって２．０μｍ離れた位置におけるスペーサ１の外周をｒ２とした場合、ｒ１／ｒ２は０．３３であった。
【００７３】
以上のようにして、実施例１のカラーフィルタＣＦを得た。
【００７４】
（実施例２）
ｒ１／ｒ２が０．４７となるようにスペーサ１を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例２のカラーフィルタＣＦを得た。ｒ１／ｒ２は、露光及び現像の条件、マスク８の光透過部８ａのパターン形状等を制御することにより調整した。
【００７５】
（実施例３）
ｒ１／ｒ２が０．５５となるようにスペーサ１を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例３のカラーフィルタＣＦを得た。ｒ１／ｒ２は、露光及び現像の条件、マスク８の光透過部８ａのパターン形状等を制御することにより調整した。
【００７６】
（実施例４）
スペーサ１の頂部１ａの頂面１ｓが楕円面であり且つｒ１／ｒ２が０．２８となるようにスペーサ１を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例４のカラーフィルタＣＦを得た。頂面１ｓの形状及びｒ１／ｒ２は、露光及び現像の条件、マスク８の光透過部８ａのパターン形状等を制御することにより調整した。
【００７７】
（実施例５）
スペーサ１の頂部１ａの頂面１ｓが楕円面であり且つｒ１／ｒ２が０．２５となるようにスペーサ１を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例５のカラーフィルタＣＦを得た。頂面１ｓの形状及びｒ１／ｒ２は、露光及び現像の条件、マスク８の光透過部８ａのパターン形状等を制御することにより調整した。
【００７８】
（比較例１）
スペーサの頂部の頂面が平坦となるようにスペーサを形成したこと以外は実施例１と同様にして比較例１のカラーフィルタを得た。具体的には、頂部の形状は円錐台であった。頂部の頂面が平坦なスペーサを形成するために、プロキシミティー露光装置に代えてミラープロジェクション露光装置（キヤノン社製ミラープロジェクション露光装置ＭＰＡ７５００ＣＦ型）を用いて露光を行った。
【００７９】
（評価結果）
実施例１〜５のカラーフィルタＣＦ及び比較例１のカラーフィルタをそれぞれ対向基板に貼り合わせ、その貼り合わせ性を評価した。その結果、実施例１〜５のカラーフィルタＣＦでは貼り合わせ時の歩留まりが高く、貼り合わせ性は「良好」であった。一方、比較例１のカラーフィルタでは貼り合わせ時の歩留まりが低く、貼り合わせ性は「不良」であった。
【００８０】
また、実施例１〜５のカラーフィルタＣＦでは、カラーフィルタＣＦと対向基板とを貼り合せた後にこれらの間に液晶を注入して液晶パネルを得た。これらの液晶パネルの表示は均一であり、実施例１〜５のカラーフィルタＣＦを用いると液晶パネルを安定的に生産できることが判明した。
【００８１】
評価結果を表１に示す。
【００８２】
【表１】
2006184505.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施形態に係るカラーフィルタを模式的に示す断面図である。
【図２】(ａ)は、スペーサを模式的に示す平面図であり、(ｂ)は、(ａ)のIIb−IIb線に沿った断面図である。
【図３】(ａ)及び(ｂ)は、本実施形態に係るカラーフィルタの製造方法の各工程を模式的に示す工程断面図である。
【図４】(ａ)は、スペーサの第１変形例を模式的に示す平面図であり、(ｂ)は、(ａ)のIVb−IVb線に沿った断面図である。
【図５】(ａ)は、スペーサの第２変形例を模式的に示す平面図であり、(ｂ)は、(ａ)のVb−Vb線に沿った断面図である。
【図６】(ａ)は、スペーサの第３変形例を模式的に示す斜視図であり、(ｂ)は、スペーサの第４変形例を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…スペーサ、１ｂ…土台部、１ａ…頂部、１ｃ…頂部の底面、１ｔ…頂部の頂点、１ｓ…頂部の頂面、２…透明電極層、３…保護層、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…着色樹脂領域、５…遮光層、６…透明基板、７…レジスト膜、８…マスク、ＣＦ…カラーフィルタ、Ｌ…光。
【図１】
2006184505.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006184505.tif 000006
【図４】
2006184505.tif 000007
【図５】
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【図６】
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