(57)【要約】【課題】数の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの一貫製造において、入色順を変えることによる熱履歴の影響による色度変化の懸念がなく、簡便な方法による２色目以降の感光性画素材料の膜厚に傾斜のないラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】複数色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、  １色目の画素を形成する工程において、それぞれの画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、それぞれの画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成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】
３色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
２色目の画素を形成する工程において、ブラックマトリクスの面上の前記凸状パターンの上に、２色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成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３】
４色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
２色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、２色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
３色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、３色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成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４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色や、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ・Ｙｅｌｌｏｗの４色といった、複数の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なカラーフィルタの製造方法には、フォトリソグラフィー法、インクジェット法が知られており、フォトリソグラフィー法における色工程には、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅを一貫して製造するライン構成や、センターストッカー方式にて各色を製造するライン構成などがある。またインクジェット法はフォトリソグラフィー法に比べて色工程が短く、コストの低減となる可能性があるが、その反面、品質としてはフォトリソグラフィー法に劣り、高精細カラーフィルタ向けの製造方法としては不向きであるとの指摘がある。
【０００３】
カラーフィルタは、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの３色の画素や、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅ・Ｙｅｌｏｗの４色の画素といった、複数の着色画素が順番に繰り返し配列された形状からなっている。
【０００４】
カラーフィルタのフォトリソグラフィー法による一貫製造において、２色目以降を形成する際に、２色目以降の感光性画素材料が、１色目、２色目等に形成された感光性画素の一部に乗り上げることにより、２色目以降の感光性画素材料の膜厚に傾斜がついて形成され、カラーフィルタの明度低下の原因となると共に、膜厚に傾斜がつくために、パネル化した際に液晶分子の配列に影響し、パネル輝度にも影響してしまうことがあり、問題となっている。
【０００５】
また、カラーフィルタ製造においては、一般にＧｒｅｅｎを２色目としている場合が多く、Ｒｅｄ・Ｇｒｅｅｎ・Ｂｌｕｅの中で最も明度が高い傾向があるＧｒｅｅｎが形成されることで、カラーフィルタ自体の明度を下げる原因になり、パネル化した際に液晶分子の配向が乱れてパネル輝度にも影響する。
【０００６】
また、２色目の入色順を、最も明度が高いＧｒｅｅｎではなく、Ｂｌｕｅにすることで、明度の低下影響を小さくすることが提案されている。しかし、一貫ラインでは入色順を変更することは構成上難しい。またセンターストッカー方式のラインでは入色順を変更は可能であるものの、一貫ラインを含め、熱履歴が異なることによる色度変化が問題となる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９-７５２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、複数の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの一貫製造において、入色順を変えることによる熱履歴の影響による色度変化の懸念のある方法ではなく、簡便な方法で２色目以降の感光性画素材料の膜厚に傾斜のでない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】
【０００９】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、複数色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、それぞれの画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、３色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
２色目の画素を形成する工程において、ブラックマトリクスの面上の前記凸状パターンの上に、２色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、４色の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの前記画素を、フォトリソグラフィー法を用いて形成するカラーフィルタの製造方法において、
１色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、１色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
２色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、２色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成し、
３色目の画素を形成する工程において、２色目の画素と３色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上及び３色目の画素と４色目の画素の間に位置するブラックマトリクスの面上に、３色目の感光性画素材料を用いて、凸状パターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１３】
複数の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタの製造において、２色目以降の画素を形成する際に問題となっている、感光性画素材料の、１色目に形成された感光性画素の一部への乗り上げによる影響をなくし、入色順を変更する等の煩雑な工程ではなく、カラーフィルタ自体の明度とパネル化した際の液晶配向不良による明度の低下を防ぎ、製品の品位低下問題を軽減した簡便な方法によりカラーフィルタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の凸状パターンの効果を示した概念図である。
【図２】従来のカラーフィルタの一貫製造における２色目の画素形状を示した概念図である。
【図３】本発明における、着色画素が３色からなるカラーフィルタの製造工程を示した概念図である。
【図４】従来の、着色画素が３色からなるカラーフィルタの製造工程を示した概念図である。
【図５】本発明における、着色画素が４色からなるカラーフィルタの製造工程を示した概念図である。
【図６】従来の、着色画素が４色からなるカラーフィルタの製造工程を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の凸状パターン１の効果を示しており、1色目の画素４を形成する時に、ブラックマトリックス２上に凸状パターン１を形成しておくと、２色目の画素５に、１色目に形成された部分への乗り上げと、形成されていない３色目部分への乗り上げの条件がほぼ等しくなり、膜厚の傾斜が見られないことを示している。
【００１６】
図２は、従来のカラーフィルタの一貫製造における２色目の画素形状を示しており、１色目の画素に近接している部分の膜厚が厚くなり、まだ形成されていない３色目の画素に近接している部分の膜厚が薄くなり、膜厚に傾斜が見られること示している。
【００１７】
基材３は、光学的に透明な、ガラス基板、フィルム等を任意に用いることが可能であり、基材の厚みは用途に応じて、例えば５μｍ〜３ｍｍ程度のものが使用される。
【００１８】
ブラックマトリックス２は、遮光性又は光吸収性を有する金属薄膜や黒色樹脂等の有機材料が好適であり、各着色部間の臨界領域において生じる、配向不良領域を透過する光漏れを遮断するために設けられる。
【００１９】
本発明のカラーフィルタとしては、３色、あるいは４色の画素からなり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色や赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、イエロー（Ｙ）の４色により構成される。
【００２０】
カラーフィルタ用着色組成物は、樹脂、その前駆体又はそれらの混合物からなる各色の着色剤を、樹脂質バインダーに混錬して作製され、樹脂としては、可視光領域の４００〜７００ｎｍの全波長領域において透過率が好ましくは８０％以上、より好ましくは９５％以上の樹脂が用いられ、着色組成物を紫外線照射により硬化させる場合には光重合開始剤等が添加される。
【００２１】
着色剤には、顔料、染料を用いることができ、顔料としては、例えば、赤、緑、青の各色で使用できる顔料として次のものが挙げられる。顔料の種類は、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）Ｎｏ．で示す。赤色顔料として、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７７、１８０、１９２、２０８、２０９、２１５などが、緑色顔料として７、３６などが、青色顔料として、１５、１５：１、１５：３、１５：６、２２、６０、６４などが挙げられる。黒顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラックなどが挙げられる。
【００２２】
赤色、緑色、青色以外にも、例えば、白顔料として、１８、２１、２７、２８などが、黄顔料として、１３、１７、８３、１０９、１１０、１２８などが、紫顔料として、１９、２３などが、橙顔料として、３８、４３などが挙げられる。顔料は、単体以外に、顔料を予め分散剤、有機溶剤に分散させた顔料分散体であっても良い
また、シアン；マゼンタ；イエローの３色を含む着色層パターンの場合、シアンインキには前記青色顔料、マゼンタインキには前記赤色顔料、イエローインキには前記黄色顔料をそれぞれ用いることができる。
【００２３】
図３は、本発明における、着色画素が３色からなるカラーフィルタの製造工程を示して
いる。基板３上にブラックマトリックス２を形成し、その上に１色目の感光性画素材料９を均一に塗布する。この時１色目はフラットに形成される。乾燥後、フォトマスク７を介して、１色目の感光性画素材料９に露光（紫外線）８を行うと、露光（紫外線）８により１色目の感光性画素材料９が硬化し、現像により、未露光部が除去され、現像後の１色目の感光性画素材料１０により画素が形成される。この時、画素部だけではなく、ブラックマトリックス２上の１色目の感光性画素材料９にも露光（紫外線）８を行うことにより、ブラックマトリックス２上に凸状パターン１を形成する。
【００２４】
さらに、２色目の感光性画素材料１１を積層する。この時２色目の感光性画素材料１１は１色目で形成した現像後の１色目パターン１０への２色目の乗り上げと、形成されていない３色目画素のブラックマトリックス部分凸状パターン１への乗り上げがほぼ均等になり、膜厚が均一で膜厚の傾斜は見られなかった。乾燥後、２色目の画素５部分及びブラックマトリックス２部分の２色目の感光性画素材料１１に露光（紫外線）８を行い、２色目の画素５と、ブラックマトリックス上に２色目の凸状パターン１３を形成した。
【００２５】
さらに、３色目の感光性画素材料１４を積層する。３色目の画素部分は、１色目、２色目に接する部分が１色目の凸状パターン１と２色目の凸状パターン１３があるために、膜厚に傾斜がなく、ほぼフラットに形成される。同様にマスクを用い露光（紫外線）８を行い硬化させた後に、現像を行った。各色の画素がフラットに形成されることにより、明度の低下のない、着色画素が３色からなるカラーフィルタが得られた。
【００２６】
図４は、従来の、着色画素が３色からなるカラーフィルタの製造工程を示している。同様に、基板３上にブラックマトリックス２を形成し、その上に１色目の感光性画素材料９を均一に塗布する。この時１色目はフラットに形成される。乾燥後、フォトマスク７を介して、１色目の感光性画素材料９に露光（紫外線）８を行うと、露光により１色目の感光性画素材料９が硬化し、現像により、未露光部が除去され、１色目の感光性画素材料１０により画素が形成される。
【００２７】
続いて、同様に２色目の感光性画素材料１１を積層するが、この時２色目の感光性画素材料は、１色目の画素に近接する側は、１色目によりブラックマトリックスの上に、１色目の感光性画素材料９のために厚くなるが、３色目の画素に近接する側は、ブラックマトリックス２だけのため膜厚が薄くなり、傾斜した画素が形成される。乾燥後、２色目の画素５部分及びブラックマトリックス２部分の２色目の感光性画素材料１１に露光（紫外線）８を行い、現像により２色目の画素を形成した。
【００２８】
同様に、３色目の感光性画素材料１４を積層する。３色目の画素部分は、１色目、２色目に接する部分がそれぞれ乗り上げているので、ほぼフラットに形成され、膜厚の傾斜は見られない。同様にマスクを用い露光（紫外線）８を行い硬化させた後に、現像を行った。２色目に形成した画素は膜厚に傾斜があり、この部分は明度の低下だけではなく、液晶配向の不良原因となる。
【００２９】
図５は、本発明の、着色画素が４色からなるカラーフィルタの製造工程を示している。基板３上にブラックマトリックス２を形成し、その上に１色目の感光性画素材料９を均一に塗布する。この時１色目はフラットに形成される。乾燥後、フォトマスク７を介して、１色目の感光性画素材料９に露光（紫外線）８を行うと、露光により１色目の感光性画素材料９が硬化し、現像により、未露光部が除去され、現像後の１色目の感光性画素材料１０により画素が形成される。この時、画素部だけではなく、ブラックマトリックス２上の１色目の感光性画素材料９にも露光（紫外線）８を行うことにより、ブラックマトリックス２上に凸状パターン１を形成する。
【００３０】
さらに、２色目の感光性画素材料１１を積層する。この時２色目の感光性画素材料は
１色目で形成した凸状パターン１への２色目の乗り上げ方が均等になり、膜厚は均一であり、膜厚の傾斜は見られなかった。乾燥後、２色目の画素５部分及びブラックマトリックス２部分の２色目の感光性画素材料１１に、フォトマスク７を介して露光（紫外線）８を行い、現像により未露光部を除去し、２色目の画素５と、ブラックマトリックス上に２色目の凸状パターン１３を形成した。
【００３１】
さらに、３色目の感光性画素材料１４を積層する。３色目の画素部分は、１色目、２色目に接する部分が１色目の凸状パターン１と２色目の凸状パターン１３があるために、膜厚に傾斜がなく、ほぼフラットに形成される。同様にフォトマスク７を介して露光（紫外線）８を行い、現像により未露光部を除去し、３色目の画素とブラックマトリックス上に３色目の凸状パターン１６を形成した。
【００３２】
さらに、４色目の感光性画素材料１８を積層する。４色目の画素部分は、１色目、３色目に接する部分が１色目の凸状パターン１と２色目の凸状パターン１３、３色目の凸状パターン１６があるために膜厚に傾斜がなく、ほぼフラットに形成される。同様にフォトマスク７を介して露光（紫外線）８を行い硬化させた後に、現像を行なった。各色の画素がフラットに形成されることにより、明度の低下のない、着色画素が４色からなるカラーフィルタが得られた。
【００３３】
図６は、従来の、着色画素が４色からなるカラーフィルタの製造工程を示している。同様に、基板３上にブラックマトリックス２を形成し、その上に１色目の感光性画素材料９を均一に塗布する。この時１色目はフラットに形成される。乾燥後、フォトマスク７を介して、１色目の感光性画素材料９に露光（紫外線）８を行うと、露光により１色目の感光性画素材料９が硬化し、現像により、未露光部が除去され、現像後の１色目の感光性画素材料１０により画素が形成される。
【００３４】
さらに、２色目、３色目、４色目を順次積層、パターニングを行うが、２色目の感光性画素材料１１を積層すると、１色目の画素に近接する側は、１色目によりブラックマトリックスの上に、１色目の感光性画素材料９のために厚くなるが、３色目の画素に近接する側は、ブラックマトリックス２だけのため膜厚が薄くなり、傾斜した画素が形成される。
【００３５】
３色目の感光性画素材料１４を積層すると、２色目の画素に近接する側は厚くなり、４色目の画素に近接する側は、ブラックマトリックス２だけのため膜厚が薄くなり、傾斜した画素が形成される。即ち、従来の工程により作製された着色画素が４色からなるカラーフィルタは、２色目の画素と、３色目の画素に、膜厚の傾斜が生じ、この部分は明度の低下だけではなく、液晶配向の不良原因となる。
【００３６】
複数の着色画素が順番に繰り返し配列されたカラーフィルタのフォトリソグラフィーによる製造において問題となっていた、膜厚の傾斜による明度の低下と液晶配向の不良を、本発明の、画素を形成する感光性画素材料を用いて、画素とプラックマトリックス上に凸状パターンを形成することにより、入色順を変えることなく、明度の低下と液晶配向の不良の改善ができた。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・凸状パターン
２・・・ブラックマトリックス
３・・・基板
４・・・1色目の画素
５・・・２色目の画素
６・・・傾斜した２色目パターン
７・・・マスク
８・・・露光（紫外線）
９・・・１色目の感光性画素材料
１０・・・現像後の１色目パターン
１１・・・２色目の感光性画素材料
１２・・・現像後の２色目パターン
１３・・・２色目の凸状パターン
１４・・・３色目の感光性画素材料
１５・・・現像後の３色目パターン
１６・・・３色目の凸状パターン
１７・・・傾斜した３色目パターン
１８・・・４色目の感光性画素材料
１９・・・現像後の４色目パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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