(57)【要約】【課題】カラーフィルタ上にオーバーコート層を形成する際に、表面に異物がなく平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法を提供すること。【解決手段】１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、２）オーバーコート層を形成するフォトマスクを介した露光を行う工程、３）異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程を具備すること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ上にフォトリソグラフィ法を用いて表面平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法において、
１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、形成するパターン状オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、
２）該塗布膜にパターン状オーバーコート層を形成するためのフォトマスクを介した露光を行う工程、
３）該塗布膜に異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、
４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程、
を具備することを特徴とするオーバーコート層の形成方法。
【請求項２】
カラーフィルタ上にフォトリソグラフィ法を用いて表面平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法において、
１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、形成するパターン状オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、
２）該塗布膜に異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、
３）該塗布膜にパターン状オーバーコート層を形成するためのフォトマスクを介した露光を行う工程、
４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程、
を具備することを特徴とするオーバーコート層の形成方法。
【請求項３】
前記オーバーコート層が有機ＥＬ素子用カラーフィルタのオーバーコート層であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のオーバーコート層の形成方法。
【請求項４】
前記オーバーコート層が液晶ディスプレイ用カラーフィルタのオーバーコート層であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のオーバーコート層の形成方法。
【請求項５】
請求項３記載のオーバーコート層の形成方法によって形成されたオーバーコート層を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用カラーフィルタ。
【請求項６】
請求項４記載のオーバーコート層の形成方法によって形成されたオーバーコート層を有することを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子や液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタに関するものであり、特に、カラーフィルタ上に異物のない平滑なオーバーコート層を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、電子注入電極をなす陰極と正孔注入電極をなす陽極との間に蛍光性有機化合物を含む薄膜の有機層を挟んだ構造を有し、有機層に電子及び正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して表示を行う表示素子である。有機ＥＬ素子を利用してフルカラー有機ＥＬディスプレイを作成するにはいくつかの方式があるが、フルカラー化の方式には以下のようなものが知られている。
【０００３】
赤、緑、青の３色を発光する３種類のＥＬ素子を画素に合わせてパターニングする方式（方式１）は、発光した光がそのまま利用できるため効率が高い。しかし、ＥＬを塗り分ける工程が複雑でメタルマスクによる蒸着を行うため画面サイズの大型化が難しく、また、各色の寿命を揃える必要があるという問題がある。
【０００４】
青色の光を放つＥＬ素子を画面全体にベタで作成して、赤と緑の画素には青の光を吸収してそれぞれ赤と緑の蛍光を発する色変換層が画素に合わせてパターニングされた層によりフルカラー化を行う方式（方式２）は、１色の光を他の光に変換するので光の利用効率が良く、ＥＬ素子の方は複雑な塗り分けの必要がない。
【０００５】
しかし、この方式の場合、色変換層において、膜中に含有される蛍光色素が濃度消光を起こさないようにするために膜中の色素濃度を一定量以下に押さえる必要がある。色素濃度を押さえつつ光変換効率を高める為には変換層の膜厚を厚くする必要があり、一般的にその膜厚は１０μｍ程度とされている。
しかしながら、この膜厚はフォトリソグラフィ法でパターニングするにはかなり厚すぎる膜厚である。更に色変換層の蛍光色素が外部の光で励起してしまうのを防ぐ為に色変換層の下地にさらに赤と緑のカラーフィルタを積層する必要がある。そのために色変換層の製造工程が複雑になってしまうという難点がある。
【０００６】
ＥＬ素子が白色に発光し、その上に赤、緑、青のカラーフィルタを重ねてフルカラー化する方式（方式３）は、透過型ＬＣＤのフルカラー化の方式に良く似た方式で、構造が最も簡単で生産性が良く、ＥＬの経時変化による色ズレもないという利点があるが、この方式は白色の光源をＲＧＢに変更するために光の利用効率が他のフルカラー化方式よりも劣っている。
しかし、この方式は量産時のコスト、大画面化への展開のし易さから注目されている方法である。
【０００７】
前記の有機ＥＬ素子のフルカラー化方式の内、ＥＬ素子が発光した青色の光を赤と緑に変換する方式（方式２）とＥＬ素子が発光した白色の光を赤、緑、青のカラーフィルタでカラー化する方式（方式３）では、カラーフィルタ層や色変換層の形成した基板の上にＥＬ発光層を積層する方法が一般的である。
この時、パターニングされたカラーフィルタ層や色変換層の画素間の段差の凹凸や、カラーフィルタ層や色変換層の表面の粗さによって上部に形成する電極や発光層が断線してしまうのを防ぐ為に、カラーフィルタ層や色変換層の上に表面を平滑化する為にオーバーコ
ート層を設ける事がよく行われている。
【０００８】
更に、オーバーコート層やカラーフィルタ層、色変換層のバインダー樹脂に含まれる水分の影響で有機ＥＬ素子が劣化してしまうのを防ぐ為に、オーバーコート層の上にパッシベーション層と呼ばれるバリア層を設ける事がよく行われている。パッシベーション層は主にシリコンの窒化物、あるいは酸窒化物の膜を用いることが知られていて、この膜はＣＶＤ法、あるいはスパッタ法等で成膜し形成される。
【０００９】
ところで、オーバーコート層の上にパッシベーション層を形成する際にオーバーコート層の表面に微小な異物が付着していると、パッシベーション層成膜時に異物の部分だけピンホール状に成膜不良の部分が発生し、ここからカラーフィルタ層、あるいは色変換層に含まれる水分がしみだして、この部分のＥＬ発光層にダメージを与え、ダークスポットと呼ばれる点状の非発光部を生じさせてしまう。
【００１０】
パッシベーション層の成膜時にピンホールを生じさせないようにする為には、パッシベーション層を厚く形成したり、複数層成膜するなどの方法が行われているが、パッシベーション層の吸収による光の透過率が低下したり、パッシベーション層の膜厚が厚くなることで膜の応力が強まってパッシベーション層にクラックが入るなどの問題が生じる。
【００１１】
一方、オーバーコート層を形成する際、オーバーコート層を形成するための感光性樹脂をカラーフィルタ上にコートした後に環境中から基板に付着する異物、あるいはフォトマスクを介して露光する際にマスクと基板のギャップをとる為一度基板とフォトマスクを接触させる時にフォトマスクから基板に転写された異物などがオーバーコート層表面に存在している。これは液晶用カラーフィルタの作成において、オーバーコート層を形成する時に異物が付着するのと同様である。
【００１２】
露光時にフォトマスクからオーバーコートに異物が転写しないようにするためには、オーバーコート層をパターニングせずにベタ膜にすることも考えられるが、オーバーコートのベタ膜上にパッシベーション層を形成した場合、基板を各パネルに断裁する際に、断裁した断面でオーバーコート層が露出し、その部分から水分がしみだしてしまうために、オーバーコート層のパターニングは必要である。液晶用カラーフィルタの場合、付着した異物の大きさが液晶パネルのセルギャップよりも小さければ液晶素子の動作に不具合を起こさないとされていて、その大きさは一般的に５μｍ程度である。
【００１３】
しかし、有機ＥＬ発光層に影響を出さない為に除去しなければならない異物の大きさは、有機ＥＬ素子の発光層の厚みは液晶素子のセルギャップに比べて非常に薄い為、液晶用カラーフィルタのオーバーコート層を形成するときに除去しなけばならない異物の大きさよりも小さな異物、例えば、１μｍ程度の異物を除去しなければならない。既存の液晶用カラーフィルタの基板洗浄方法としてはロールブラシ洗浄や高圧シャワー洗浄、２流体水洗洗浄、超音波洗浄などがあるが、一般に除去しなければならない異物のサイズが小さくなるほど洗浄は困難になる。また、オーバーコート層が塗布後、ポストベーク前にタック性を有している場合は異物の付着力が強まる為に通常のガラス基板の洗浄に比べて異物の除去が困難になってくる。
【００１４】
一方、液晶ディスプレイはセルビーズやポストスペーサを介して一定の間隔に隔てられた２枚のガラス基板の間に配向膜やリブなどで配向された液晶物質を挟み、前記ガラス基板上に形成された電極で電圧制御を行い液晶物質の配向を変化させ、偏光板との組み合わせで光の透過率を制御することで画像の形成を行う。また、カラーフィルタは一方のガラス基板上で電極の下地にくるように形成されていることが多い。この時、カラーフィルタのオーバーコート上に異物が存在しているとカラーフィルタ上の電極が異物上に形成され
、対向基板の電極と接触してショートしてしまうなどの問題を生じる。
【００１５】
この場合、前記のように異物の高さがセルギャップよりも小さければ異物上に形成された電極と対向基板上の電極のショートは起こらない。しかし、液晶ディスプレイの高速駆動化の為に前記セルギャップは狭まる方向で開発が進み、この為にカラーフィルタ上のオーバーコート層上の異物除去が強く求められている。
【００１６】
また、液晶用カラーフィルタのオーバーコート層の場合、有機ＥＬ用カラーフィルタと異なり、水分除去への要求はそれ程厳しくないが、液晶物質を封入した２枚のガラス基板を接着する際の接着強度を高める目的で接着部のオーバーコート層をフォトリソグラフィ法で除去する方法も行われている。この場合、前記有機ＥＬ用カラーフィルタの製造方法同様にフォトマスクを介しての異物の付着が問題となる。
【特許文献１】特開平６−１１６１２号公報
【特許文献２】特開平６−２８１８０８号公報
【特許文献３】特開２００３−７５６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、有機ＥＬ用カラーフィルタ或いは液晶用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタ上にオーバーコート層を形成する際に、表面に異物がなく平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法を提供することを課題とするものである。また、この形成方法によって製造された有機ＥＬ用カラーフィルタ或いは液晶用カラーフィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、カラーフィルタ上にフォトリソグラフィ法を用いて表面平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法において、
１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、形成するパターン状オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、
２）該塗布膜にパターン状オーバーコート層を形成するためのフォトマスクを介した露光を行う工程、
３）該塗布膜に異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、
４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程、
を具備することを特徴とするオーバーコート層の形成方法である。
【００１９】
また、本発明は、カラーフィルタ上にフォトリソグラフィ法を用いて表面平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法において、
１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、形成するパターン状オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、
２）該塗布膜に異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、
３）該塗布膜にパターン状オーバーコート層を形成するためのフォトマスクを介した露光を行う工程、
４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程、
を具備することを特徴とするオーバーコート層の形成方法である。
【００２０】
また、本発明は、上記発明によるオーバーコート層の形成方法において、前記オーバーコート層が有機ＥＬ素子用カラーフィルタのオーバーコート層であることを特徴とするオーバーコート層の形成方法である。
【００２１】
また、本発明は、上記発明によるオーバーコート層の形成方法において、前記オーバーコート層が液晶ディスプレイ用カラーフィルタのオーバーコート層であることを特徴とするオーバーコート層の形成方法である。
【００２２】
また、本発明は、請求項３記載のオーバーコート層の形成方法によって形成されたオーバーコート層を有することを特徴とする有機ＥＬ素子用カラーフィルタである。
【００２３】
また、本発明は、請求項４記載のオーバーコート層の形成方法によって形成されたオーバーコート層を有することを特徴とする液晶ディスプレイ用カラーフィルタである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、１）カラーフィルタ層が形成された基板上にポジ型感光性樹脂を用い、オーバーコート層の膜厚（膜厚１）に異物除去層の膜厚（膜厚２）を加算した膜厚（膜厚３）の塗布膜を設ける工程、２）パターン状オーバーコート層を形成するフォトマスクを介した露光を行う工程、３）異物除去層の膜厚（膜厚２）に対応した全面露光を行う工程、４）現像により異物除去層の除去、及びオーバーコート層の非パターン部の除去を行い、パターン状オーバーコート層を形成する工程を具備するオーバーコート層の形成方法であるので、表面に異物がなく平滑性の高いオーバーコート層を形成するオーバーコート層の形成方法となる。
【００２５】
また、上記オーバーコート層の形成方法によって形成されたオーバーコート層を有する有機ＥＬ素子用カラーフィルタ或いは液晶ディスプレイ用カラーフィルタであるので、表面に異物がなく平滑性の高いオーバーコート層を有する有機ＥＬ素子用カラーフィルタ或いは液晶ディスプレイ用カラーフィルタとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明による有機ＥＬ用カラーフィルタ或いは液晶用カラーフィルタのオーバーコート層の形成方法の１実施例を示す断面図である。図１（１）では透明基材１上にカラーフィルタ層２が設けられており、その上にオーバーコート層３を形成するためのポジ型感光性樹脂が塗布されている。
ポジ型感光性樹脂の塗布膜３３は、パターン状オーバーコート層を形成するための塗布膜部分３１と、異物を除去する異物除去層の塗布膜部分３２とで構成されている。すなわち、このポジ型感光性樹脂の塗布膜３３の膜厚（膜厚３（Ｄ３））は、オーバーコート層３を形成するのに必要な膜厚（膜厚１（Ｄ１））に、異物除去に必要な膜厚（膜厚２（Ｄ２））を加算したものである。膜厚１と膜厚２とは、膜厚１＞膜厚２の関係にある。
【００２８】
またこのとき、塗布膜３３上には塗布後に環境中から付着した異物、あるいはフォトマスク６の下面にもともと付着していた異物がフォトマスク６と基板がコンタクトした際に塗布膜３３の表面に転写、付着した異物４が存在している。
図１（２）では、オーバーコート層にフォトマスクを介して露光光５を与える。十分な露光を行うことで、フォトマスク６で遮光されていない部分３３’の塗布膜３３は露光光と反応して膜厚３（Ｄ３）が現像液に溶解可能な状態になる。
【００２９】
図１（３）では、フォトマスク６を除去した後に基板全面に露光を行っている。このとき、露光光５’は、図１（２）においてフォトマスク６を介して露光したときの露光光５よりも露光量を少なくしている。このとき、カラーフィルタ層２を覆うように塗布された塗布膜３３の上部の、膜厚２（Ｄ２）を有する異物除去層の塗布膜部分３２が露光光に反応して現像液に溶解可能な状態になる。
【００３０】
図１（４）では露光した塗布膜を現像によって塗布膜の現像液に溶解可能になった部分を除去している。異物除去層の塗布膜部分３２及びフォトマスク６で遮蔽されていない部分３３’（非パターン部）の塗布膜部分３１は除去され、同時に表面に付着した異物４も除去される。このとき、現像後の残ったオーバーコート層３の膜厚が所望の膜厚になるように現像時間を調整する。
【００３１】
これまでの説明では図１（２）で示すようにフォトマスク６を介してパターニング露光を行ったあとに図１（３）で示すように全面露光を行っているが、全面露光を行ったあとにパターニング露光を行っても良い。
こうしてパターニングされたポジ型感光性樹脂をベークして硬化させることにより、異物がなく平滑性の高いオーバーコート層３を形成することができる。
【実施例１】
【００３２】
以下に本発明の実施例１を挙げるが、本発明はこの例に限定されるものではない。
まず、ガラス基板に各々の膜厚が１．５μｍになるように赤、緑、青のカラーフィルタ層を形成した。次にこのカラーフィルタ層の上にスピンコータを用いてポジ型感光性樹脂ＰＣ−４０３（ＪＳＲ製）を膜厚が４μｍになるように塗布し、９０℃のホットプレートで２分間プレベークを行った。
次にカラーフィルタ層のマトリクスを覆うような形状のフォトマスクを用いてこの塗布膜に３００ｍＪ／ｃｍ2の露光を行った。更に、このフォトマスクを外して１００ｍＪ／ｃｍ2の全面露光を行った。次にこの塗布膜をアルカリ現像液を用いて４０秒間現像を行った後、２３０℃、１時間でポストベークを行った。
【００３３】
カラーフィルタ層のマトリクス上に残ったオーバーコート層の膜厚はおよそ３μｍであった。得られたオーバーコート層をレーザー顕微鏡で観察したところ、表面に異物は見られなかった。
【実施例２】
【００３４】
まず、ガラス基板に各々の膜厚が１．５μｍになるように赤、緑、青のカラーフィルタ層を形成した。次にこのカラーフィルタ層の上にスピンコータを用いてポジ型感光性樹脂ＰＣ−４０３（ＪＳＲ製）を膜厚が２．５μｍになるように塗布し、９０℃のホットプレートで２分間プレベークを行った。次にカラーフィルタ層のマトリクスを覆うような形状のフォトマスクを用いてこの塗布膜に３００ｍＪ／ｃｍ2の露光を行った。
【００３５】
次に、この塗布膜をアルカリ現像液を用いて３０秒間現像を行った後、２３０℃、１時間でポストベークを行った。カラーフィルタ層のマトリクス上に残ったオーバーコート層の膜厚はおよそ２μｍであった。得られたオーバーコート層をレーザー顕微鏡で観察したところ、表面に５μｍ程度の大きさの異物が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による有機ＥＬ用カラーフィルタ或いは液晶用カラーフィルタのオーバーコート層の形成方法の１実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・透明基材
２・・・カラーフィルタ層
３・・・オーバーコート層
４・・・異物
５、５’・・・露光光
６・・・フォトマスク
３１・・・パターン状オーバーコート層を形成するための塗布膜部分
３２・・・異物除去層の塗布膜部分
３３・・・ポジ型感光性樹脂の塗布膜
３３’・・・フォトマスクで遮光されていない部分
【図１】
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