(57)【要約】【課題】膜厚が均一な色要素を備えたカラーフィルターの製造方法を提供する。【解決手段】基板上に区画部を形成する区画部形成工程と、前記区画部によって区画された区画領域内に機能液を塗布する機能液塗布工程と、塗布された前記機能液を仮乾燥する仮乾燥工程と、仮乾燥された前記機能液を固化して色要素部を形成する固化工程と、を含み、前記仮乾燥工程では、前記機能液の頂部が、前記区画部の頂部よりも低くなるように、前記機能液を仮乾燥する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に区画部を形成する区画部形成工程と、
前記区画部によって区画された区画領域内に色要素部の材料を含む機能液を塗布する機能液塗布工程と、
塗布された前記機能液を仮乾燥する仮乾燥工程と、
仮乾燥された前記機能液を固化して前記色要素部を形成する固化工程と、を含み、
前記仮乾燥工程では、
前記機能液の頂部が、前記区画部の頂部よりも低くなるように、前記機能液を仮乾燥することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルターの製造方法において、
前記区画部形成工程では、
前記基板上に第１区画部を形成する第１区画部形成工程と、
前記第１区画部上に第２区画部を形成する第２区画部形成工程と、を有し、
前記仮乾燥工程の後に、
前記第２区画部を除去する除去工程と、を含むことを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカラーフィルターの製造方法において、
前記区画部形成工程では、
前記基板面側から前記区画部の頂部に向けて前記区画領域が広くなるように、前記区画部を形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルターの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
色要素部を備えたカラーフィルターの製造では、例えば、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を用いて、基板上に形成された区画部によって区画された区画領域内に色要素部の材料を含む機能液を塗布し、塗布された機能液を仮乾燥及び本乾燥して色要素部を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のカラーフィルターの製造方法では、仮乾燥時において、機能液の頂部が区画部の頂部よりも高く、さらに、機能液の形態が区画領域の中央部部分において盛り上がった凸形状となる。そして、この形態で本乾燥を行うため、区画部近傍の機能液の表面部分が、基板側に窪んで（落ち込んで）しまい、膜厚が不均一な色要素部が形成され、コントラストが低下してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるカラーフィルターの製造方法は、基板上に区画部を形成する区画部形成工程と、前記区画部によって区画された区画領域内に色要素部の材料を含む機能液を塗布する機能液塗布工程と、塗布された前記機能液を仮乾燥する仮乾燥工程と、仮乾燥された前記機能液を固化して前記色要素部を形成する固化工程と、を含み、前記仮乾燥工程では、前記機能液の頂部が、前記区画部の頂部よりも低くなるように、前記機能液を仮乾燥することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、区画部が形成された基板に機能液が塗布される。区画領域内に塗布された機能液が仮乾燥される。なお、機能液の頂部が、区画部の頂部よりも低くなるように仮乾燥される。そうすると、区画部の付近の機能液は、区画部に倣って収縮していき、断面視において、区画部の付近の機能液の形状、すなわち、機能液の端部の形状は、機能液の頂部と区画部に沿った側部とで角部が形成される。また、区画部の付近の機能液の厚みと中央部分の機能液の厚みとがほぼ同一となる。すなわち、仮乾燥された機能液の厚みがほぼ均一化される。この状態で、機能液を固化すると、機能液の厚みが均一の状態で収縮される。そうして、膜厚が均一な色要素部が形成される。これにより、カラーフィルターの表示画像の明度およびコントラストを向上させることができる。さらに、色ムラ、濃度ムラ等のスジ状のムラの発生を防止することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるカラーフィルターの製造方法の前記区画部形成工程では、前記基板上に第１区画部を形成する第１区画部形成工程と、前記第１区画部上に第２区画部を形成する第２区画部形成工程と、を有し、前記仮乾燥工程の後に、前記第２区画部を除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第２区画部の除去により、色要素部と区画部（第１区画部）との厚みのギャップが低減される。従って、カラーフィルターの平坦性を向上させることができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかるカラーフィルターの製造方法の前記区画部形成工程では、前記基板面側から前記区画部の頂部に向けて前記区画領域が広くなるように、前記区画部を形成することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、インクジェット法を用いて区画領域内に機能液を塗布する場合に、区画領域が区画部の頂部に向けて広がっているため、確実に区画領域に液滴の着弾させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カラーフィルターの製造方法を示す工程図。
【図２】カラーフィルターの製造方法を示す工程図。
【図３】変形例にかかるカラーフィルターの製造方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせている。
【００１４】
本実施形態におけるカラーフィルターの製造方法は、基板上に区画部を形成する区画部形成工程と、区画部によって区画された区画領域内に機能液を塗布する機能液塗布工程と、塗布された機能液を仮乾燥する仮乾燥工程と、仮乾燥された機能液を固化して色要素部を形成する固化工程と、を含み、仮乾燥工程では、機能液の頂部が、区画部の頂部よりも低くなるように、機能液を仮乾燥するものである。さらに、区画部形成工程では、基板上に第１区画部を形成する第１区画部形成工程と、第１区画部上に第２区画部を形成する第２区画部形成工程と、を有し、仮乾燥工程の後に、第２区画部を除去する除去工程と、を含むものである。以下、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、カラーフィルターの製造方法を示す工程図である。
【００１６】
第１区画部形成工程について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、基板１１を準備する。基板１１は、光透過性を有する板状の部材で、後述する色要素部１５や区画部（遮光部）１８等を保持する機能を有している。基板１１は、光透過性を有するものであればよいが、実質的に透明な材料で構成されたものであるのが好ましい。これにより、カラーフィルターを透過する光により、より鮮明な画像を形成することができる。また、基板１１は、耐熱性、機械的強度に優れたものであるのが好ましい。これにより、例えば、カラーフィルターの製造時に加わる熱による変形等を確実に防止することができる。このような条件を満足する基板１１の構成材料としては、例えば、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ノルボルネン系開環重合体やその水素添加物等が挙げられる。また、本工程で準備する基板１１は、洗浄処理が施されたものであるのが好ましい。また、本工程で準備する基板１１は、シランカップリング剤等による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着等の適宜の前処理が施されたものであってもよい。
【００１７】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板１１の一方の面のほぼ全体に第１区画部の材料となる第１区画部形成用組成物１２ａを塗布する。本工程で用いる第１区画部形成用組成物１２ａは、感光性材料を含むものである。なお、第１区画部形成用組成物１２ａについては、例えば、アクリル系化合物を主成分とするもの、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはポリエステルウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とするもの、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルフェノール系樹脂、メラミン樹脂、ポリシラザン化合物、ポリシロキサン化合物等が挙げられる。第１区画部形成用組成物１２ａの塗布成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、雷着塗装等の塗装法等が挙げられる。また、第１区画部形成用組成物１２ａが感光性材料を溶解する溶媒を含むものである場合、本工程において、第１区画部形成用組成物１２ａを基板１１上に付与した後、当該溶媒の少なくとも一部を除去してもよい。
【００１８】
次に、図１（ｃ）に示すように、露光処理を行う。具体的には、所定のパターンを有するフォトマスク２０を介して、第１区画部形成用組成物１２ａの所定の箇所に光を照射し、第１区画部形成用組成物１２ａを構成する感光性材料を硬化させる。光が照射された箇所には難溶性部が形成される。本工程で照射する光は、いかなる波長領域のものであってもよく、例えば、可視光、赤外線、紫外線、Ｘ線等が挙げられる。本工程での光照射条件の例としては、光のピーク波長：２４８ｎｍ以上４３６ｎｍ以下、照射強度：６０ｍＪ／ｃｍ2以上１２００ｍＪ／ｃｍ2以下を挙げることができる。
【００１９】
その後、現像処理を行い、基板１１上に形成された第１区画部形成用組成物１２ａのうち、現像液に対する溶解性が相対的に小さい部位（難溶性部以外の易溶性部）を除去する。現像処理は、例えば、液盛り法、ディッピング法、振動浸漬法等により行うことができる。また、現像液としては、例えば、アルカリ現像液等を用いることができる。また、現像処理時間は、例えば、１０秒以上３００秒以下とすることができる。
【００２０】
その後、焼成処理を行う。これにより、難溶性部が固化され第１区画部１２が形成される。焼成は、２００℃以上の温度で、３０分以上の加熱処理を行うものであるのが好ましい。これにより、難溶性部を確実に硬化させることができる。焼成条件は、例えば、温度：２００℃以上２５０℃以下、時間３０分以上９０分以下とすることができる。以上の工程を経ることにより、図１（ｄ）に示すように、基板１１上に区画領域１７を区画する第１区画部１２が形成される。
【００２１】
次に、第２区画部形成工程について説明する。図１（ｅ）に示すように、基板１１上及び第１区画部１２上に第２区画部の材料となる第２区画部形成用組成物１３ａを塗布する。本工程で用いる第２区画部形成用組成物１３ａは、感光性材料を含むものである。なお、第２区画部形成用組成物１３ａについては、例えば、アクリル系化合物を主成分とするもの、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはポリエステルウレタンアクリレートオリゴマーを主成分とするもの、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルフェノール系樹脂、メラミン樹脂、ポリシラザン化合物、ポリシロキサン化合物等が挙げられる。撥液性を発現させるため、フッ素含有化合物を含有させてもよい。第２区画部形成用組成物１３ａの塗布方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、雷着塗装等の塗装法等が挙げられる。また、第２区画部形成用組成物１３ａが感光性材料を溶解する溶媒を含むものである場合、本工程において、第２区画部形成用組成物１３ａを基板１１の第１区画部１２上に付与した後、当該溶媒の少なくとも一部を除去してもよい。
【００２２】
次に、図１（ｆ）に示すように、露光処理を行う。具体的には、所定のパターンを有するフォトマスク２１を介して、第２区画部形成用組成物１３ａの所定の箇所に光を照射し、第２区画部形成用組成物１３ａを構成する感光性材料を硬化させる。光が照射された箇所には難溶性部が形成される。本工程で照射する光は、いかなる波長領域のものであってもよく、例えば、可視光、赤外線、紫外線、Ｘ線等が挙げられる。本工程での光照射条件の例としては、光のピーク波長：２４８ｎｍ以上４３６ｎｍ以下、照射強度：６０ｍＪ／ｃｍ2以上１２００ｍＪ／ｃｍ2以下を挙げることができる。
【００２３】
その後、現像処理を行い、基板１１の第１区画部１２上に形成された第２区画部形成用組成物１３ａのうち、現像液に対する溶解性が相対的に小さい部位（難溶性部以外の易溶性部）を除去することにより、難溶性部により仕切られた空間としてのセルを複数個数形成する。現像処理は、例えば、液盛り法、ディッピング法、振動浸漬法等により行うことができる。また、現像液としては、例えば、アルカリ現像液等を用いることができる。また、現像処理時間は、例えば、１０秒以上３００秒以下とすることができる。
【００２４】
その後、焼成処理を行う。これにより、難溶性部が固化され第２区画部１３が形成される。そして、第１区画部１２と第２区画部１３とで区画部１８が構成される。焼成は、１３０℃以上の温度で、１０分以上の加熱処理を行うものであるのが好ましい。これにより、難溶性部を仮硬化させることができる。焼成条件は、例えば、温度は１３０℃以上２００℃以下、時間１０分以上６０分以下とすることができる。以上の工程を経ることにより、図１（ｇ）に示すように、基板１１と、基板１１上に形成され、区画領域１７を区画する第１区画部１２と、第１区画部１２上に形成された第２区画部１３と、を備えた基材１０が形成される。
【００２５】
次に、機能液塗布工程について説明する。図２（ｈ）に示すように、区画領域１７内に色要素部の材料を含む機能液１５ａを塗布する。塗布方法は、例えば、インクジェット方式を用いることができる。このとき、区画部１８（第１区画部１２、第２区画部１３）が設けられているため、隣接する区画領域１７内に塗布された機能液１５ａ同士が混ざり合うことを確実に防止できる。
【００２６】
仮乾燥工程では、図２（ｉ）に示すように、区画領域１７内に塗布された機能液１５ａを仮乾燥し、仮色要素部１５ｂを形成する。仮乾燥は、６０℃以上の温度で、１０分以上の加熱処理を行うものであるのが好ましい。仮乾燥条件は、例えば、温度：６０℃以上１２０℃以下、時間１０分以上３０分以下とすることができる。なお、本工程では、機能液１５ａの頂部が、区画部１８の頂部よりも低くなるように、機能液１５ａを仮乾燥させる。これにより、仮色要素部１５ｂの頂部は、ほぼ平坦化され、仮色要素部１５ｂの膜厚が均一化される。
【００２７】
次に、第２区画部除去工程について説明する。図２（ｊ）に示すように、現像処理を行い、第１区画部１２上に形成された第２区画部１３のみを除去する。現像処理は、例えば、液盛り法、ディッピング法、振動浸漬法等により行うことができる。また、現像液としては、例えば、アルカリ現像液等を用いることができる。また、現像処理時間は、例えば、３０秒以上６００秒以下とすることができる。
【００２８】
次に、固化工程について説明する。図２（ｋ）に示すように、焼成を行い、仮色要素部１５ｂを固化させる。焼成は、１３０℃以上の温度で、３０分以上の加熱処理を行うものであるのが好ましい。固化条件は、例えば、焼成温度を１８０℃以上２５０℃以下、焼成時間３０分以上９０分以下とすることができる。
【００２９】
以上の工程を経ることにより、カラーフィルター１が形成される。なお、これ以降、必要に応じ、第１区画部１２上及び色要素部１５上に平坦化膜や電極膜等を形成してもよい。
【００３０】
従って、上記の形態によれば、以下に示す効果がある。
【００３１】
仮乾燥工程において、機能液１５ａの頂部が、第２区画部１３の頂部よりも低くなるように、機能液１５ａを仮乾燥して仮色要素部１５ｂを形成した。これにより、区画部１８の付近の機能液１５ａは、区画部１８に倣って収縮していき、仮色要素部１５ｂの断面視において、区画部１８の付近の形状は、仮色要素部１５ｂの頂部と区画部１８に沿った側部とで角部が形成される。また、区画部１８の付近の仮色要素部１５ｂの厚みと中央部分の仮色要素部１５ｂの厚みとがほぼ同一となる。すなわち、仮色要素部１５ｂの厚みがほぼ均一化される。この状態で、仮色要素部１５ｂを固化すると、仮色要素部１５ｂの厚みが均一の状態で収縮される。そうして、膜厚が均一な色要素部１５が形成される。これにより、カラーフィルター１の表示画像の明度およびコントラストを向上させることができる。さらに、色ムラ、濃度ムラ等のスジ状のムラの発生を防止することができる。
【００３２】
なお、上記の形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
【００３３】
上記実施形態では、側断面視において、図１（ｇ）に示すように、第２区画部１３の断面幅を第１区画部１２の断面幅に合わせたが、この構成に限定されない。図３は、変形例にかかるカラーフィルターの製造方法を示す工程図である。図３に示すように、第２区画部形成工程において、基板１１の面側から区画部１８Ａの頂部に向けて区画領域１７が広くなるように、区画部１８Ａを形成してもよい。具体的には、例えば、第２区画部１３Ａの形状を、第２区画部１３Ａの頂部に向けて細くなるように形成してもよい。このようにすれば、機能液塗布工程において、容易に機能液１５ａを区画領域１７内に塗布することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…カラーフィルター、１０…基材、１１…基板、１２…第１区画部、１３…第２区画部、１３Ａ…第２区画部、１５…色要素部、１５ａ…機能液、１７…区画領域、１８…区画部、１８Ａ…区画部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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