(57)【要約】【課題】  均一なパターニングが行えると共に製造時間の短縮及び製造コストの低減を図る。【解決手段】  カラーフィルタの製造方法は、非スピン式スリットコーターダイを用いて感光性樹脂を透明基板１００上に塗布することで感光性樹脂膜２００を形成する第１の工程と、非スピン式スリットコーターダイを用いて感光性樹脂膜２００を覆うと共に感光性樹脂の塗布領域よりも広くなるように酸素遮断材料を透明基板１００上に塗布することで酸素遮断膜３００を形成する第２の工程とを備える。第１の工程では、透明基板１００の端部における所定領域を非塗布領域Ｄ１とし、他の領域を塗布領域とするように感光性樹脂を透明基板１００上に塗布する。第２の工程では、透明基板１００の端部における所定領域を非塗布領域Ｄ２とし、他の領域を塗布領域とするように酸素遮断材料を透明基板１００上に塗布する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性樹脂を基板上に塗布することで感光性樹脂膜を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、酸素遮断材料を前記基板上に塗布することで酸素遮断膜を形成する第２の工程とを備え、
前記第１の工程では、前記基板の端部に非塗布領域が形成されるように前記感光性樹脂を前記基板上に塗布し、
前記第２の工程では、前記感光性樹脂膜を覆うと共に前記感光性樹脂の塗布領域よりも広く、且つ、前記基板の端部に非塗布領域が形成されるように前記酸素遮断材料を前記基板上に塗布するカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記感光性樹脂膜は、ネガ型感光性樹脂によって形成されている請求項１に記載されたカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記酸素遮断膜は、ポリビニルアルコールを含む請求項１又は２に記載されたカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の工程では、スリットコーターダイを用いて前記感光性樹脂膜及び前記酸素遮断膜を形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載されたカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載された方法により製造されたカラーフィルタ。
【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】
従来から、基板上にスピンコート法によって感光性樹脂膜を形成した後、基板に形成された感光性樹脂膜上に同じくスピンコート法によって酸素遮断膜を形成するカラーフィルタの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１１９２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、露光工程中に、酸素によって感光性樹脂のラジカル重合が阻害され、重合が不完全となってしまうことがある。このように重合が不完全となってしまった部分においては、感光性樹脂膜が不均一にパターニングされてしまう。そのため、不均一なパターニングを防ぎ、感光性樹脂膜の感度を向上させる目的で、酸素遮断膜が感光性樹脂膜上に形成されている。ここで、感光性樹脂膜への酸素の透過を完全に遮断するため、感光性樹脂膜を完全に覆うように酸素遮断膜が形成されていることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、従来のようにスピンコート法によって感光性樹脂膜及び酸素遮断膜を基板表面の全面に形成すると、スピンコート法が基板の回転により感光性樹脂や酸素遮断材料等の塗布液（以下、塗布液という）を基板上に均一に塗布するものであるため、基板の回転によって塗布液が基板の側面や裏面に回り込んでしまう。塗布液の回り込みがある状態のままでは、露光装置によって感光性樹脂膜の露光を行う際に基板と露光装置との間隔が変動してしまい、感光性樹脂膜の露光が良好に行えず、所望のパターニングが得られない。従って、基板の側面や裏面に回り込んだ塗布液を除去する工程（エッジリンス工程）が更に必要となり、工程数の増加による製造時間及び製造コストが増大してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、均一なパターニングが行えると共に製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能な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】
【０００６】
本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、感光性樹脂を基板上に塗布することで感光性樹脂膜を形成する第１の工程と、第１の工程の後に、酸素遮断材料を基板上に塗布することで酸素遮断膜を形成する第２の工程とを備え、第１の工程では、基板の端部に非塗布領域が形成されるように感光性樹脂を基板上に塗布し、第２の工程では、感光性樹脂膜を覆うと共に感光性樹脂の塗布領域よりも広く、且つ、基板の端部に非塗布領域が形成されるように酸素遮断材料を基板上に塗布するものである。
【０００７】
本発明に係るカラーフィルタの製造方法では、酸素遮断材料の塗布領域が感光性樹脂の塗布領域よりも広くなるように酸素遮断膜を形成している。そのため、感光性樹脂膜への酸素の透過が完全に遮断され、均一なパターニングが行えることとなる。また、非塗布領域を設けるように感光性樹脂及び酸素遮断材料を基板上に塗布している。そのため、感光性樹脂及び酸素遮断材料が基板の側面や裏面に回り込むことがない。その結果、基板の側面や裏面に回り込んだ塗布液を除去する工程を必要とせず、製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０００８】
ここで、感光性樹脂膜は、ネガ型感光性樹脂によって形成されていることが好ましい。ネガ型感光性樹脂は、酸素に対する反応性が高いため、本発明の適用による効果が大きい。
【０００９】
また、酸素遮断膜は、ポリビニルアルコールを含むことが好ましい。
【００１０】
また、第１及び第２の工程では、スリットコーターダイを用いて感光性樹脂膜及び酸素遮断膜を形成することが好ましい。このようにすると、基板の側面や裏面に回り込まないように感光性樹脂膜や酸素遮断膜を形成することが容易となる。また、基板が大きなものであっても、基板上に均一に感光性樹脂及び酸素遮断材料を塗布することができる。
【００１１】
一方、本発明に係るカラーフィルタは、上記いずれかの方法により製造されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、均一なパターニングが行えると共に製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能なカラーフィルタ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１４】
（カラーフィルタ）
図１を参照して、本発明の実施形態に係るカラーフィルタＣＦの構成について説明する。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縦断面図である。カラーフィルタＣＦは、透明基板（基板）１００と、透明基板１００上に格子状（マトリクス状）に形成された遮光層１０４と、透明基板１００上に並んで配置された複数の着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂと、スペーサ１１０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に好適に用いられる。透明基板１００としては、例えば、無機ガラス類（人工又は天然の石英ガラス、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）、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材を用いることができる。
【００１５】
遮光層１０４は、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレン化合物、カラーインデックス（The Society of Dyers and Colourists出版）に記されたＣ．Ｉ．アシッドブラック５１、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック５２、Ｃ．Ｉ．ベイシックブラック２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラック１２３等の化合物といった有機顔料や、チタンブラック、マグネタイトといった無機顔料等の遮光剤を着色材料として含有した感光性樹脂の硬化物によって構成されている。遮光層１０４は、隣り合う各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを分離するように格子状に形成されており、ブラックマトリクスとして機能する。
【００１６】
着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは、光透過性を有しており、光学フィルタとして機能する。着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは、例えば、顔料等の着色剤を着色材料として含有した感光性樹脂の硬化物によって構成されている。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。本実施形態において、着色樹脂領域１０２Ｒは例えば赤色顔料と樹脂とからなり、着色樹脂領域１０２Ｇは例えば緑色顔料と樹脂とからなり、着色樹脂領域１０２Ｂは例えば青色顔料と樹脂とからなる。このとき、必要に応じて、着色樹脂領域１０２Ｇに黄色顔料を添加してもよい。また、顔料としては、有機および無機顔料を用いることができ、具体的には、カラーインデックス（The Society of Dyers and Colourists出版）でピグメント（Pigment）に分類されている化合物が挙げられる。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．ピグメントレッド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。
【００１７】
スペーサ１１０は、感光性樹脂の硬化物によって構成されており、後述する透明電極層１０８上に複数設けられている。スペーサ１１０は遮光層１０４の上方に配置されることが好ましい。これにより、スペーサ１１０が遮光性を有する場合であっても、着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを透過する光がスペーサ１１０によって遮られない。スペーサ１１０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して、透明電極層１０８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。
【００１８】
（感光性樹脂）
ここで、本実施形態において、上記着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、遮光層１０４及びスペーサ１１０の形成に用いられる感光性樹脂について説明する。感光性樹脂の材質としては特に限定されず、ネガ型感光性樹脂やポジ型感光性樹脂を利用できる。
【００１９】
（ネガ型感光性樹脂）
ネガ型感光性樹脂は、光の照射部分が現像液に対して不溶化し残存するものである。ネガ型感光性樹脂は、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、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、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）、結合剤、溶剤及び分散剤等の添加物を含む。なお、着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ及び遮光層１０４の形成の際には、エネルギー線重合性組成物に上述した着色剤や遮光剤が配合される。
【００２０】
（エネルギー線重合開始剤）
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。
【００２１】
（エチレン性化合物）
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。
【００２２】
（結合剤）
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、透明基板１００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、ヒドロキシフェニル（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。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。
【００２３】
（溶剤）
エネルギー線重合性組成物を溶解するための溶剤としては、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、プ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。この溶剤にエネルギー線重合性組成物を溶解させると、透明基板１００上に塗布したときに樹脂膜２００となる溶液を得ることができる。
【００２４】
（ポジ型感光性樹脂）
ポジ型感光性樹脂は、光の照射部分が現像液に対して可溶化するもので、一般的には樹脂と光反応により親水化する化合物とが複合化されて構成されている。ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ノボラック・ナフトキノン系樹脂が挙げられる。なお、ポジ型感光性樹脂は、ネガ型感光性樹脂で用いたものと同様の溶剤を用いて透明基板１００に塗布することができる。
【００２５】
再び図１を参照して、透明基板１００上には、着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ及び遮光層１０４を覆うように保護層１０６及び透明電極層１０８が順に設けられている。この保護層１０６は、カラーフィルタＣＦの使用中に遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂが溶出することを防ぐと共に、遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおける段差（ギャップ）を小さくすることで、液晶の駆動スピードを均一化する目的等で設けられている。保護層１０６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。
【００２６】
透明電極層１０８は、液晶を駆動するためのものである。透明電極層１０８は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、又はこれらの合金等から構成されている。
【００２７】
（カラーフィルタの製造システムの構成）
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係るカラーフィルタの製造方法を実施するための製造システム１の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るカラーフィルタの製造方法を実施するための製造システムの概要を示す図である。
【００２８】
製造システム１は、主として、レジスト成膜装置２、酸素遮断膜成膜装置４、露光装置６、現像装置８及び洗浄装置１０により構成されている。
【００２９】
（レジスト成膜装置）
レジスト成膜装置２は、透明基板１００上に遮光剤を含む感光性樹脂膜（フォトレジスト）２００を形成するための装置である。このレジスト成膜装置２は、非スピン式スリットコーターダイとなっている。透明基板１００上に容易に後述する非塗布領域Ｄ１（図２参照）を確保することができ、また透明基板１００が大きなものであっても、透明基板１００上に均一に感光性樹脂を塗布することができるためである。なお、レジスト製膜装置２としては、非塗布領域Ｄ１を形成するように透明基板１００上に感光性樹脂を塗布することができるものであればよく、非スピン式スリットコーターダイの他にロールコート装置やドライフィルムレジスト積層装置等を利用することができる。
【００３０】
（酸素遮断膜成膜装置）
酸素遮断膜成膜装置４は、感光性樹脂膜２００上に酸素遮断膜３００を形成するための装置である。この酸素遮断膜成膜装置４は、レジスト成膜装置２と同様に、非スピン式スリットコーターダイとなっている。透明基板１００上に容易に後述する非塗布領域Ｄ２（図２参照）を確保することができ、また透明基板１００が大きなものであっても、透明基板１００上に均一に酸素遮断材料を塗布することができるためである。なお、酸素遮断膜成膜装置４としては、非塗布領域Ｄ２を形成するように透明基板１００上に酸素遮断材料を塗布することができるものであればよく、非スピン式スリットコーターダイの他にロールコート装置等を利用することができる。
【００３１】
ここで、酸素遮断材料は、水溶性高分子の水溶液である。水溶性高分子としては酸素透過性が低く、露光光線を透過し、水又は水溶液に可溶なものが使用できる。例えば、アルギン酸塩、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリル酸塩、ポリエチレンオキシド、ポリビニルエーテル、澱粉、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。さらにこれらの水溶性高分子のうち２種類以上を混合して使用することもできる。特に好ましくは、ポリビニルアルコールを単独、又は他の水溶性高分子と混合して使用するのがよい。さらに好ましくは１〜１０％のポリビニルアルコール水溶液を使用するのが良い。
【００３２】
（露光装置）
露光装置６は、透明基板１００上に形成された感光性樹脂膜２００に対して、所定の光のパターンを投影する装置である。露光装置６としては、例えば、コンタクト露光、プロキシミティー露光、ミラープロジェクト露光等を行うことのできる装置を利用することができる。また、露光装置４の光源としては、特に限定されないが、ｇ線、ｈ線又はｉ線であると好ましく、ｇ線、ｈ線又はｉ線とｉ線以下の波長の光との混合光であるとより好ましい。
【００３３】
（現像装置）
現像装置８は、感光性樹脂膜２００を現像してパターニングを行う装置である。現像装置８としては、公知の種々の現像装置を用いることができる。
【００３４】
（洗浄装置）
洗浄装置１０は、パターニングされた感光性樹脂膜２００に対して洗浄液を噴射し、透明基板１００及び感光性樹脂膜２００に残存した残渣を除去するためのものである。洗浄装置１０は、配管１０ａと、複数の噴射ノズル１０ｂと、タンク１０ｃと、ポンプ１０ｄとを備えている。タンク１０ｃからポンプ１０ｄによって加圧された洗浄液を、配管１０ａを通して各噴射ノズル１０ｂに供給することで、感光性樹脂膜２００の洗浄が行われる。
【００３５】
（カラーフィルタの製造方法）
次に、カラーフィルタＣＦを上述したカラーフィルタの製造システム１により製造する方法について説明する。
【００３６】
まず、透明基板１００上に遮光層１０４を形成する。具体的には、レジスト成膜装置２により、感光性樹脂に上述の遮光剤が配合された感光性樹脂膜２００を、透明基板１００上に形成する。このとき、透明基板１００の端部における所定領域を感光性樹脂が塗布されない非塗布領域Ｄ１とするように感光性樹脂を塗布して、感光性樹脂膜２００を形成している。感光性樹脂が透明基板１００の側面や裏面に回り込まないようにするためである。また、続く酸素遮断膜３００の形成の際に感光性樹脂膜２００を完全に覆うように酸素遮断材料を塗布するための余白を、透明基板１００上に設けるためである。なお、この非塗布領域Ｄ１の大きさとしては、透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離Ｌ１が２ｍｍ以上であると好ましい。
【００３７】
続いて、酸素遮断膜成膜装置４により、透明基板１００及び感光性樹脂膜２００上に酸素遮断膜３００を形成する。このとき、感光性樹脂膜２００を全て覆うと共に感光性樹脂膜２００が形成されている領域よりも広くなるように酸素遮断材料を塗布して、酸素遮断膜３００を形成している。感光性樹脂膜２００の全表面を覆うことにより、感光性樹脂膜２００への酸素の透過を完全に遮断し、均一なパターニングを行うためである。また、透明基板１００の端部における所定領域を酸素遮断材料が塗布されない非塗布領域Ｄ２とするように酸素遮断材料を塗布して、酸素遮断膜３００を形成している。酸素遮断材料が透明基板１００の側面や裏面に回り込まないようにするためである。なお、この非塗布領域Ｄ２の大きさとしては、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離Ｌ２がＬ１＞Ｌ２＞０ｍｍを満たす大きさとなっている。
【００３８】
続いて、露光装置６を用いて、感光性樹脂膜２００の露光を行い、現像装置８を用いて、感光性樹脂膜２００のうち露光されなかった部分を除去することにより感光性樹脂膜２００の現像を行う。ここで、酸素遮断膜３００が水溶性高分子によって形成されているので、透明基板１００に現像液が滴下されると、酸素遮断膜３００が現像液に溶解して透明基板１００及び感光性樹脂膜２００上から除去される。従って、滴下された現像液は問題なく感光性樹脂膜２００と接触し、この感光性樹脂膜２００のパターニングが行われる。
【００３９】
続いて、洗浄装置１０を用いて、現像された感光性樹脂膜２００に対して洗浄液を噴射し、透明基板１００上及び感光性樹脂膜２００上に残存した残渣等を除去して、遮光層１０４を形成する。そして、カラーフィルタＣＦの使用中における変形等を防ぐために、パターニングされた遮光増１０４のポストベークを行う。
【００４０】
続いて、マトリクス状に配置された遮光層１０４の複数の開口に埋め込むように各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂをそれぞれ形成する。これらの各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂについても、レジスト成膜形成装置２、酸素遮断膜成膜装置４、露光装置６、現像装置８及び洗浄装置１０を用いて、遮光層１０４と同様の手順で形成することができる。なお、ここでは、上述の着色剤が配合された感光性樹脂膜２００が用いられる。
【００４１】
続いて、遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを覆うように、透明基板１００上に保護層１０６を形成する。
【００４２】
続いて、保護層１０６上に透明電極層１０８を必要に応じて形成する。透明電極層１０８は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、コーティング法等の成膜方法を用いて形成される。
【００４３】
続いて、透明電極層１０８上にスペーサ１１０を形成することで、カラーフィルタＣＦが製造される。このスペーサ１１０についても、レジスト成膜形成装置２、酸素遮断膜成膜装置４、露光装置６、現像装置８及び洗浄装置１０を用いて、遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂと同様の手順で形成することができる。
【００４４】
以上のように、本実施形態においては、酸素遮断材料の塗布領域が感光性樹脂の塗布領域よりも広くなるように酸素遮断膜３００を形成している。そのため、感光性樹脂膜２００への酸素の透過が完全に遮断され、均一なパターニングが行えることとなる。また、レジスト成膜装置２としての非スピン式スリットコーターダイによって、非塗布領域Ｄ１を設けるように感光性樹脂を透明基板１００上に塗布しており、酸素遮断膜成膜装置４としての非スピン式スリットコーターダイによって、非塗布領域Ｄ２を設けるように酸素遮断材料を透明基板１００上に塗布している。そのため、感光性樹脂及び酸素遮断材料が透明基板１００の側面や裏面に回り込むことがない。その結果、透明基板１００の側面や裏面に回り込んだ感光性樹脂及び酸素遮断材料を除去する工程を必要とせず、製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００４５】
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、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを覆うように保護層１０６を形成したが、保護層１０６を形成せず、遮光層１０４及び各着色樹脂領域１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ上に透明電極層１０８を直接形成してもよい。
【実施例１】
【００４６】
以下、実施例１及び比較例１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。なお、図３は、実施例１及び比較例１の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【００４７】
（実施例１）
縦横が３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、厚みが０．５ｍｍの透明基板（コーニング社製のイーグル２０００ガラス基板）１００上に、レジスト製膜装置２である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ２８２００Ｓ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが１．６μｍとなるように赤色の着色剤が配合されたアクリル系のネガ型感光性樹脂（住友化学（株）製ＭＹ−Ｒ３０２）を均一に塗布し、感光性樹脂膜２００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が３ｍｍとなるようにした。９０℃で１００秒間、その感光性樹脂膜２００を予備乾燥した後、透明基板１００及び感光性樹脂膜２００を冷却した。
【００４８】
続いて、酸素遮断膜成膜装置４である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ２８２００Ｓ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが０．１μｍとなるように酸素遮断材料であるポリビニルアルコールの１重量％水溶液を均一に塗布し、この酸素遮断材料を真空乾燥することで酸素遮断膜３００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が２ｍｍとなるようにした。そのため、感光性樹脂膜２００は、酸素遮断膜３００によって完全に覆われていた。
【００４９】
続いて、露光装置６であるプロキシミティー露光装置（日立ハイテクノロジーズ製露光装置ＬＥ４０５０Ａ型）を用いて、マスクを介して酸素遮断膜３００によって覆われた感光性樹脂膜２００に光を照射した。露光量は３０ｍＪ／ｃｍ２とした。続いて、現像装置８により、露光された感光性樹脂膜２００を、２３℃の０．１％ＫＯＨ水溶液を用いて６０秒間現像処理した。このとき、酸素遮断膜３００は、現像液に溶解して感光性樹脂膜２００上から除去され、感光性樹脂膜２００上に残存していなかった。続いて、洗浄装置１０により、現像された感光性樹脂膜２００を洗浄した。そして、この感光性樹脂膜２００を乾燥した後、２３０℃で４０分間ポストベーキングすることで、透明基板１００上に赤色の着色樹脂領域１０２Ｒを形成した。
【００５０】
（比較例１）
レジスト製膜装置２及び酸素遮断膜成膜装置４としてスピンコーター（東京応化工業（株）製ＴＲ２８３４０ＣＰ−ＣＬＴ型）を用いて、感光性樹脂膜２００及び酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、実施例１−１と同様にして透明基板上に赤色の着色樹脂領域を形成した。すなわち、透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離及び透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が共に０ｍｍとなるように、感光性樹脂膜２００及び酸素遮断膜３００を形成した。
【００５１】
（評価結果）
実施例１及び比較例１において、酸素遮断膜を形成した後、透明基板の裏面への感光性樹脂又は酸素遮断材料の回り込みがあるか否かについて目視により観察した。その結果、実施例１においては、感光性樹脂及び酸素遮断材料の透明基板１００の裏側への回り込みはなかった。一方、比較例１においては、感光性樹脂及び酸素遮断材料が共に透明基板の裏側に回り込んでいた。以上より、実施例１では、透明基板１００の側面や裏面に回り込んだ感光性樹脂や酸素遮断材料を除去する工程を必要とせず、製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能となることが確認された。
【００５２】
また、実施例１及び比較例１において、赤色の着色樹脂領域のパターニング状態を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例１においては、欠陥のない均一なパターニング状態となっていた。一方、比較例１においては、感光性樹脂及び酸素遮断材料が共に透明基板の裏側に回り込んでいたことにより、感光性樹脂膜の露光を行う際に透明基板と露光装置６との間隔が変動してしまい、露光ぼけによる斑が生じた不均一なパターニング状態であった。以上より、実施例１では、均一なパターニングが行えることが確認された。
【実施例２】
【００５３】
以下、実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−２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。なお、図４は、実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−２の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【００５４】
（実施例２−１）
縦横が１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、厚みが０．６３ｍｍの透明基板（コーニング社製の１７３７ガラス基板）１００上に、レジスト製膜装置２である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ６３２４０Ｓ−ＣＰＤ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが１．５μｍとなるように遮光剤が配合されたアクリル系のネガ型感光性樹脂（東京応化工業（株）製ＣＦＰＲ−ＢＫ８０００）を均一に塗布し、感光性樹脂膜２００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が２ｍｍとなるようにした。９０℃で１００秒間、その感光性樹脂膜２００を予備乾燥した後、透明基板１００及び感光性樹脂膜２００を冷却した。
【００５５】
続いて、酸素遮断膜成膜装置４である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ６３２４０Ｓ−ＣＰＤ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが０．１５μｍとなるように酸素遮断材料であるポリビニルアルコールの１重量％水溶液を均一に塗布し、この酸素遮断材料を真空乾燥することで酸素遮断膜３００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が１ｍｍとなるようにした。そのため、感光性樹脂膜２００は、酸素遮断膜３００によって完全に覆われていた。
【００５６】
続いて、露光装置６である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、マスクを介して酸素遮断膜３００によって覆われた感光性樹脂膜２００に光を照射した。露光量は２５ｍＪ／ｃｍ２とした。続いて、現像装置８により、露光された感光性樹脂膜２００を、２３℃の０．１％ＫＯＨ水溶液を用いて６０秒間現像処理した。このとき、酸素遮断膜３００は、現像液に溶解して感光性樹脂膜２００上から除去され、感光性樹脂膜２００上に残存していなかった。続いて、洗浄装置１０により、現像された感光性樹脂膜２００を洗浄した。そして、この感光性樹脂膜２００を乾燥した後、２３０℃で４０分間ポストベーキングすることで、透明基板１００上にブラックマトリクスとして機能する遮光層１０４を形成した。
【００５７】
（実施例２−２）
透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が３ｍｍとなるように感光性樹脂膜２００を形成し、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が１ｍｍとなるように酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、実施例２−１と同様にして遮光層１０４を形成した。
【００５８】
（実施例２−３）
透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が３ｍｍとなるように感光性樹脂膜２００を形成し、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が２ｍｍとなるように酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、実施例２−１と同様にして遮光層１０４を形成した。
【００５９】
（比較例２−１）
透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が３ｍｍとなるように感光性樹脂膜２００を形成し、酸素遮断膜成膜装置４としてスピンコーター（東京応化工業（株）製ＴＲ２８３４０ＣＰ−ＣＬＴ型）を用いて透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が０ｍｍとなるように酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、実施例２−１と同様にして遮光層１０４を形成した。
【００６０】
（比較例２−２）
レジスト製膜装置２としてスピンコーター（東京応化工業（株）製ＴＲ２８３４０ＣＰ−ＣＬＴ型）を用いて透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が０ｍｍとなるように感光性樹脂膜２００を形成し、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が１ｍｍとなるように酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、実施例２−１と同様にして遮光層１０４を形成した。
【００６１】
（評価結果）
実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−２において、酸素遮断膜を形成した後、透明基板の裏面への感光性樹脂又は酸素遮断材料の回り込みがあるか否かについて目視により観察した。その結果、実施例２−１〜２−３においては、感光性樹脂及び酸素遮断材料の透明基板１００の裏側への回り込みはなかった。一方、比較例２−１においては、酸素遮断材料が透明基板の裏側に回り込んでいた。また、比較例２−２においては、感光性樹脂が透明基板の裏側に回り込んでいた。以上より、実施例２−１〜２−３では、透明基板１００の側面や裏面に回り込んだ感光性樹脂や酸素遮断材料を除去する工程を必要とせず、製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能となることが確認された。
【００６２】
また、実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−２において、遮光層１０４のパターニング状態を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例２−１〜２−３においては、欠陥のない均一なパターニング状態となっていた。一方、比較例２−１〜２−２においては、感光性樹脂又は素遮断材料が透明基板の裏側に回り込んでいたことにより、感光性樹脂膜の露光を行う際に透明基板と露光装置６との間隔が変動してしまい、露光ぼけによる斑が生じた不均一なパターニング状態であった。以上より、実施例２−１〜２−３では、均一なパターニングが行えることが確認された。
【実施例３】
【００６３】
以下、実施例３−１〜３−９及び比較例３−１〜３−９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。なお、図５は、実施例３−１〜３−９及び比較例３−１〜３−９の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【００６４】
（実施例３−１）
実施例２−１と同じ条件で、縦横が１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、厚みが０．６３ｍｍの透明基板（コーニング社製の１７３７ガラス基板）１００上にブラックマトリクスとして機能する遮光層１０４を形成した。その後、透明基板１００及び遮光層１０４上に、レジスト製膜装置２である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ６３２４０Ｓ−ＣＰＤ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが２．１μｍとなるように青色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＢ−１４）を均一に塗布し、感光性樹脂膜（以下、青色感光性樹脂膜という）２００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が３ｍｍとなるようにした。９０℃で１００秒間、その青色感光性樹脂膜２００を予備乾燥した後、透明基板１００及び青色感光性樹脂膜２００を冷却した。
【００６５】
続いて、酸素遮断膜成膜装置４である非スピン式スリットコーターダイ（東京応化工業（株）製ＴＲ６３２４０Ｓ−ＣＰＤ−ＣＬＴ型）を用いて、厚みが０．１０μｍとなるように酸素遮断材料であるポリビニルアルコールの１重量％水溶液を均一に塗布し、この酸素遮断材料を真空乾燥することで酸素遮断膜３００を形成した。このとき、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が２ｍｍとなるようにした。そのため、青色感光性樹脂膜２００は、酸素遮断膜３００によって完全に覆われていた。
【００６６】
続いて、露光装置６である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、マスクを介して酸素遮断膜３００によって覆われた青色感光性樹脂膜２００に光を照射した。露光量は２０ｍＪ／ｃｍ２とした。続いて、現像装置８により、露光された青色感光性樹脂膜２００を、２３℃の０．１％ＫＯＨ水溶液を用いて６０秒間現像処理した。このとき、酸素遮断膜３００は、現像液に溶解して青色感光性樹脂膜２００上から除去され、青色感光性樹脂膜２００上に残存していなかった。続いて、洗浄装置１０により、現像された青色感光性樹脂膜２００を洗浄した。そして、この感光性樹脂膜２００を乾燥した後、２３０℃で４０分間ポストベーキングすることで、透明基板１００上に青色の着色樹脂領域１０２Ｂを形成した。
【００６７】
（実施例３−２）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが２．２μｍとなるように緑色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＧ−１３）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして緑色の着色樹脂領域１０２Ｇを形成した。
【００６８】
（実施例３−３）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが２．１μｍとなるように赤色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＲ−１４）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして赤色の着色樹脂領域１０２Ｒを形成した。
【００６９】
（実施例３−４）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．７μｍとなるように青色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＭＹ−Ｂ３４２）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして青色の着色樹脂領域１０２Ｂを形成した。
【００７０】
（実施例３−５）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．９μｍとなるように緑色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＸ−Ｇ５１２）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして緑色の着色樹脂領域１０２Ｇを形成した。
【００７１】
（実施例３−６）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．８μｍとなるように赤色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＭＹ−Ｒ３０２）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして赤色の着色樹脂領域１０２Ｒを形成した。
【００７２】
（実施例３−７）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．９μｍとなるように青色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＦ−Ｂ０１６）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして青色の着色樹脂領域１０２Ｂを形成した。
【００７３】
（実施例３−８）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．８μｍとなるように緑色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＦ−Ｇ０２２）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして緑色の着色樹脂領域１０２Ｇを形成した。
【００７４】
（実施例３−９）
透明基板１００及び遮光層１０４上に、厚みが１．８μｍとなるように赤色の着色剤を含有する感光性樹脂（住友化学（株）製ＹＦ−Ｒ０１７Ｄ）を均一に塗布したこと以外は、実施例３−１と同様にして赤色の着色樹脂領域１０２Ｒを形成した。
【００７５】
（比較例３−１〜３−９）
レジスト製膜装置２としてスピンコーター（東京応化工業（株）製ＴＲ２８３４０ＣＰ−ＣＬＴ型）を用いて透明基板１００の縁から感光性樹脂膜２００までの距離が０ｍｍとなるように感光性樹脂膜２００を形成し、透明基板１００の縁から酸素遮断膜３００までの距離が２ｍｍとなるように酸素遮断膜３００を形成したこと以外は、各実施例３−１〜３−９と同様にして比較例３−１〜３−９の青色の着色樹脂領域、緑色の着色樹脂領域及び赤色の着色樹脂領域をそれぞれ形成した。
【００７６】
（評価結果）
実施例３−１〜３−９及び比較例３−１〜３−９において、酸素遮断膜を形成した後、透明基板の裏面への感光性樹脂又は酸素遮断材料の回り込みがあるか否かについて目視により観察した。その結果、実施例３−１〜３−９においては、感光性樹脂及び酸素遮断材料の透明基板１００の裏側への回り込みはなかった。一方、比較例３−１〜３−９においては、感光性樹脂が透明基板の裏側に回り込んでいた。以上より、実施例３−１〜３−９では、透明基板１００の側面や裏面に回り込んだ感光性樹脂や酸素遮断材料を除去する工程を必要とせず、製造時間の短縮及び製造コストの低減を図ることが可能となることが確認された。
【００７７】
また、実施例３−１〜３−９及び比較例３−１〜３−９において、青色の着色樹脂領域、緑色の着色樹脂領域及び赤色の着色樹脂領域のそれぞれのパターニング状態を電子顕微鏡で観察した。その結果、実施例３−１〜３−９においては、欠陥のない均一なパターニング状態となっていた。一方、比較例３−１〜３−９においては、感光性樹脂が透明基板の裏側に回り込んでいたことにより、感光性樹脂膜の露光を行う際に透明基板と露光装置６との間隔が変動してしまい、露光ぼけによる斑が生じた不均一なパターニング状態であった。以上より、実施例３−１〜３−９では、均一なパターニングが行えることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施形態に係るカラーフィルタを模式的に示す縦断面図である。
【図２】本実施形態に係るカラーフィルタの製造方法を実施するための製造システムの概要を示す図である。
【図３】実施例１−１及び比較例１−１の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【図４】実施例２−１〜２−３及び比較例２−１〜２−２の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【図５】実施例３−１〜３−９及び比較例３−１〜３−９の各実施条件及びその評価結果を示す表である。
【符号の説明】
【００７９】
１…カラーフィルタの製造システム、２…レジスト成膜装置、４…酸素遮断膜成膜装置、６…露光装置、８…現像装置、１０…洗浄装置、１００…透明基板、１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ…着色樹脂領域、１０４…遮光層、１０６…保護層、１０８…透明電極層、１１０…スペーサ、２００…感光性樹脂膜、３００…酸素遮断膜、ＣＦ…カラーフィルタ、Ｄ１，Ｄ２…非塗布領域。
【図１】
2007256655.tif 000003
【図２】
2007256655.tif 000004
【図３】
2007256655.tif 000005
【図４】
2007256655.tif 000006
【図５】
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