(57)【要約】【課題】フォトスペーサー９の塑性変形、破壊を防ぐサブフォトスペーサー１０を、高さのばらつきを押さえ、工程を煩雑化させずに、品質が安定したカラーフィルタを製造できる、簡便なカラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】フォトスペーサー９および前記フォトスペーサー９と高さの異なるサブフォトスペーサー１０を備えたカラーフィルタの製造方法であって、前記フォトスペーサー９とサブフォトスペーサー１０の高さの差を、露光光の種類を変更して形成する。【選択図】図１
2016090832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトスペーサーおよび前記フォトスペーサーと高さの異なるサブフォトスペーサーを備えたカラーフィルタの製造方法であって、
前記フォトスペーサーとサブフォトスペーサーの高さの差を、露光光の種類を変更して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】
前記フォトスペーサーを形成するための露光光の種類が、ｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光であり、前記サブフォトスペーサー形成するための露光光の種類が、ｉ線の単独光であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法により製造し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、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタの製造方法に関し、外部からの衝撃に強く、破損する恐れを低減できるカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶや携帯電話、スマートフォン、デジタルカメラなどに使用される液晶パネルを製造する際には、カラーフィルタと対向基板を貼り合わせて液晶表示パネルを形成するパネル組み立て工程においては、上下基板荷重を加え、シール部およびフォトスペーサーを圧着し貼り合わせている。
【０００３】
このフォトスペーサーは、カラーフィルタと対向部材との間隔を一定に保持するために設けられるものであるが、近年、液晶パネルの薄型化に起因する基板のたわみの増大やタッチパネル用途に用いられた際の押圧によって、フォトスペーサーに加わる外力が大きくなっている。これによって、フォトスペーサーが破損する恐れがある。
【０００４】
フォトスペーサーは多少の弾性変形をするので、この変形した状態で基板間のギャップが設定されている。このように、フォトスペーサーによって基板間のギャップが設定されるのであるが、パネルに過剰な加重が加わった際、限界以上に変形することで発生するフォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐことを目的としてフォトスペーサーより高さが低いサブフォトスペーサーを、フォトスペーサーの近傍のカラーフィルタ上に設けている。
【０００５】
このサブフォトスペーサーは、パネルに過剰に荷重が加わった際に、その荷重を分散させることによりフォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐ役割をしている。
【０００６】
このように２種のフォトスペーサ形成する方法としてフォトマスクにハーフトーン加工およびグレートーン加工して露光光の透過量を制御してサブフォトスペーサーを形成する方法が知られている。
【０００７】
図４は、ハーフトーンマスクを用い、高さの異なる２種類のフォトスペーサーおよびサブフォトスペーサー−１０を一括形成する方法を示している。ガラス基板上にブラックマトリックス、Ｒ画素層１、Ｇ画素層２、Ｂ画素層３を形成し、その上にオーバーコート層４を設け、さらにフォトスペーサー材料層５を設け、減圧乾燥、プレベーク処理をした後、ガラス部７とハーフトーン部８を持つフォトマスク６を介して露光を行い、現像によりフォトスペーサー９と高さが低いサブフォトスペーサー１０を形成する方法を示している（特許文献１）。
【０００８】
図５は、フォトスペーサー材料層の感度曲線を示しており、フォトスペーサー９は飽和露光領域で形成されているため、均一サイズで形成されるが、サブフォトスペーサー１０はハーフトーンマスクにより、露光量が少なくなり未飽和露光領域での形成されるため、均一な高さとすることが困難でサブフォトスペーサー１０の高さが一定にならず、このカラーフィルタを用いた液晶パネルの品質の安定化が難しい。
【０００９】
図６は、異なるフォトスペーサー材料を用いフォトスペーサー形成工程を２回行う方法を示しており、ガラス基板上にブラックマトリックス、Ｒ画素層１、Ｇ画素層２、Ｂ画素層３を形成し、その上にオーバーコート層４を設け、さらにフォトスペーサー材料層５を設け、減圧乾燥、ベーク処理をした後、通常のハーフトーン部８を持たないフォトマスク６を用いて露光、現像によりメインとなるフォトスペーサー９を形成する（特許文献２）
。
【００１０】
次に、サブフォトスペーサー１０は、メインとなるフォトスペーサー９と異なるフォトスペーサー材料を用いメインとなるフォトスペーサー９より薄く塗布し、露光、現像工程を経て、メインとなるフォトスペーサー９よりも高さの低いサブフォトスペーサー１０が得られる。この一連のプロセスでは、未飽和露光領域でメインとなるフォトスペーサー９とサブフォトスペーサー１０を形成するので、サブフォトスペーサー１０の高さのばらつきは少なくなるものの、一括露光を用いる方法に比べて、塗布からベーク処理までを２回実施するため、生産性が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１-１４５６２９号公報
【特許文献２】特開２００７-２７９１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、フォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐサブフォトスペーサーを、高さのばらつきを抑え、工程を煩雑化させずに、品質が安定したカラーフィルタが得られる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】
【００１３】
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、フォトスペーサーおよび前記フォトスペーサーと高さの異なるサブフォトスペーサーを備えたカラーフィルタの製造方法であって、
前記フォトスペーサーとサブフォトスペーサーの高さの差を、露光光の種類を変更して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。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記フォトスペーサーを形成するための露光光の種類が、ｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光であり、前記サブフォトスペーサー形成するための露光光の種類が、ｉ線の単独光であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法により製造したことを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、フォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐサブフォトスペーサーを通常のマスクを用い、ハーフトーンフィルタやバンドパスフィルタを備えたマスクを用いることがなく、サブフォトスペーサーの高さを安定して形成でき、品質に優れたカラーフィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の、露光光の種類を変更してフォトスペーサーおよびサブフォトスペーサーを形成するカラーフィルタの製造方法を示した工程概念図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法における露光工程にｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光を用いた場合の、フォトスペーサー材料の感度曲線と露光量とフォトスペーサーの高さの関係を示した図である。
【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法における露光工程にｉ線単独光を用いた場合の、フォトスペーサー材料の感度曲線と露光量とフォトスペーサーの高さの関係を示した図である。
【図４】従来のハーフトーンマスクを用い、フォトスペーサーおよびサブフォトスペーサーを形成するカラーフィルタの製造方法を示した工程概念図である。
【図５】従来の、ハーフトーンマスクを用いるカラーフィルタの製造方法における、フォトスペーサー材料の感度曲線と露光量とフォトスペーサー、サブフォトスペーサーの高さの関係を示した図である。
【図６】従来のフォトスペーサーおよびサブフォトスペーサー形成に、フォトスペーサー材料の塗布膜厚を変えることにより、高さの異なるフォトスペーサーおよびサブフォトスペーサーを形成するカラーフィルタの製造方法を示した工程概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、塗布形成したフォトスペーサー材料層５がｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光で露光した場合と、ｉ線の単独光で露光した場合とを比べると、ｉ線の単独光で露光した方の膜厚が薄くなることから、均一な厚みのフォトスペーサー材料層５に対して２種類の光を照射して、フォトスペーサー、サブフォトスペーサーの、特にサブフォトスペーサーの高さを均一にすることを可能としたものである。
【００１９】
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、露光光の種類を変更してフォトスペーサーとサブフォトスペーサーを形成するカラーフィルタの製造方法を示している。
【００２０】
ガラス基板上にブラックマトリックス、Ｒ画素層１、Ｇ画素層２、Ｂ画素層３を形成し、その上にオーバーコート層４を設け、さらにフォトスペーサー材料層５を設け、減圧乾燥、プレベーク処理をした。
【００２１】
＜フォトスペーサー材料＞
フォトスペーサー材料の組成としては、
モノマー：多官能ウレタンアクリレート（大阪有機社製）              ２２．３重量％ポリマー：メタクリレート共重合体（大阪有機社製）                  ２２．３重量％開始剤：α−アミノケトン骨格（Ｃｉｂａ社製）                        ３．０重量％
ジエチルチオキサンソン（日本化薬社製）                      ０．８重量％溶剤：シクロヘキサノン                                            ３９．０重量％
ジエチレングリコールジメチルエーテル                        １２．５重量％である。
【００２２】
次に、完全透過部と遮光部で構成された通常のフォトマスク６を用い、フォトスペーサー９の位置に位置合わせした後、ｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光で露光し、次にサブフォトスペーサー１０の位置にフォトマスク６を位置合わせした後ｉ線の単独光で露光し、その後、前記ガラス基板を現像を行うことで、高さの異なるフォトスペーサー、サブフォトスペーサーを一括形成した。
【００２３】
尚、フォトスペーサーを形成するｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光を用いる露光と、サブフォトスペーサーを形成するｉ線の単独光を用いる露光の順番は、どちらが先でもよい。
【００２４】
図２は、先に示したフォトスペーサー材料を塗布し、減圧乾燥、プレベーク処理したフォトスペーサー材料層の、ｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光に対する感度曲線と露光量と膜厚の関係を示したもので、メインとなるフォトスペーサーを露光する際の露光量は、膜厚が飽和となる範囲から露光量を選択した。
【００２５】
図３は、前記フォトスペーサー材料の、ｉ線の単独光に対する感度曲線と露光量と膜厚
の関係を示しており、ｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光で膜厚が飽和するまで露光した時よりも薄くなるので、高さの低いサブフォトスペーサーとなる部分への露光は、膜厚が飽和となる露光量で行われており、メインとなるフォトスペーサーよりも、膜厚が薄い状態となる。
【００２６】
以上のように、ハーフトーンフィルタやバンドパスフィルタを備えたフォトマスクを用いることなく、完全透過部と遮光部で構成されたフォトマスクを使用し、フォトスペーサー材料層５に対して、フォトスペーサーとなる部分にはｇ線、ｈ線、ｉ線の複合光で、また、高さの低いサブフォトスペーサーなる部分にはｉ線の単独光で行い、フォトスペーサー材料の塗布工程、現像工程はそれぞれ1回ずつ行えばよい。
【００２７】
本発明により、露光処理工程以外は1回の工程で済むので生産性の低下は生じず、フォトスペーサー、サブフォトスペーサーの高さが、それぞれ均一となり、品質の優れたカラーフィルタが提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・Ｒ画素層
２・・・Ｇ画素層
３・・・Ｂ画素層
４・・・オーバーコート層
５・・・フォトスペーサー材料層
６・・・フォトマスク
７・・・ガラス部
８・・・ハーフトーン部
９・・・メインフォトスペーサー
１０・・・サブフォトスペーサー
【図１】
2016090832.tif 000003
【図２】
2016090832.tif 000004
【図３】
2016090832.tif 000005
【図４】
2016090832.tif 000006
【図５】
2016090832.tif 000007
【図６】
2016090832.tif 000008