(57)【要約】【課題】本発明はツノ段差の発生を抑止したカラーフィルタおよびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】基板１上にブラックマトリクス２と着色層５とをこの順に形成するカラーフィルタ１０の製造方法において、基板上にブラックマトリクスを形成する工程と、基板上のブラックマトリクスの頂部２−１をメタルマスク３の開口部３−１に合せて配置する工程と、メタルマスクをマスクとして、撥水性材料層４をブラックマトリクスの頂部に形成する工程と、を備えていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にブラックマトリクスと着色層とを備えたカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの頂部には、撥水性材料層が備えられており、隣接する着色層の重なり部であるツノ段差が形成されていないことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
基板上にブラックマトリクスと着色層とをこの順に形成するカラーフィルタの製造方法において、
基板上にブラックマトリクスを形成する工程と、
基板上のブラックマトリクスの頂部をメタルマスクの開口部に合せて配置する工程と、
メタルマスクをマスクとして、撥水性材料層をブラックマトリクスの頂部に形成する工程と、を備えていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に使用されるカラーフィルタに関する。特に、カラーフィルタを構成するブラックマトリクス（以後、ＢＭとも記す。）と赤・緑・青などの着色層とが重なり合うことで形成されるツノ段差を低減したカラーフィルタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置には色再現性領域の拡大や斜め視認性の改善のため、カラーフィルタ層を厚くする方向にある。そのため、ＢＭと着色層とが重なり合う部分でツノ段差と呼ばれる突起部は、増大する方向にある。
【０００３】
ツノ段差が増大すると、ますます液晶表示装置の液晶層の配向が乱れ易くなり、光漏れなどの表示不良を生じ易くなる。
【０００４】
一方、斜め視認性の改善のため、ＢＭと着色層の上に形成するオーバーコート層を薄くする方向にある。そのため、ツノ段差によるカラーフィルタ表面の平坦性の悪化を緩和できなくなる方向にある。
【０００５】
以上の様な事情から、ツノ段差を低減する技術が求められ、検討されている。
例えば、特許文献１には、開口部を有する遮光層がパターン形成され、開口部と開口部周辺部の遮光層上に着色層が形成され、遮光層と着色層上に透明平坦層が設けられた液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、開口部と開口部周辺部の遮光層上の着色層段差（ツノ段差）に起因する開口部内段差を低減する技術として、遮光層の膜厚が、着色層の膜厚より厚く、且つ開口部周辺部の遮光層上の上面の最小高さの差が、０．２μｍ以下であるカラーフィルタが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、樹脂ブラックマトリクスの端部に発生する突起（ツノ段差）の高さを低減できる着色画素形成用の感光性樹脂組成物として、少なくとも着色剤、高分子結合体、モノマー、光開始剤、溶剤を含有してなる感光性着色樹脂組成物において、その着色樹脂組成物中の高分子結合体の重量平均分子量が１５、０００以下で、モノマーと高分子結合体の重量比が０．４〜２．０である感光性着色樹脂組成物が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、樹脂、モノマー、光開始剤および着色材を含有する感光性着色組成物であって、モノマーから成るホモポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）が５０℃以下である感光性着色組成物が、ツノ段差を低減する材料として開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、フォトリソグラフィによって着色感光性樹脂組成物よりなる着色部を形成するカラーフィルタの製造方法において、ブラックマトリクスの高さが高い場合に、ブラックマトリクスと重なっている部分に発生する着色部の角状突起（ツノ段差）の突起量を低減し、液晶配向に悪影響がない状態とする方法として、着色感光性樹脂組成物の層を形成し、次にプレスしてその層を平坦化してからフォトリソグラフィによって着色部を形成するカラーフィルタの製造方法が開示されている。
【０００９】
しかしながら、これらの技術が提案された時点から、更にツノ段差を低減する要求レベルがますます高くなっており、より一層、ツノ段差を低減して行くことが求められている。そのため、ツノ段差を更に低減できる技術が待望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５７７６２号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７５３８号公報
【特許文献３】特開２０１０−４９０６９号公報
【特許文献４】特開２００８−２６８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の事情に鑑み、本発明はツノ段差の発生を抑止したカラーフィルタおよびその製造方法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】
【００１２】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、基板上にブラックマトリクスと着色層とを備えたカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクスの頂部には、撥水性材料層が備えられており、隣接する着色層の重なり部であるツノ段差が形成されていないことを特徴とするカラーフィルタである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、基板上にブラックマトリクスと着色層とをこの順に形成するカラーフィルタの製造方法において、
基板上にブラックマトリクスを形成する工程と、
基板上のブラックマトリクスの頂部をメタルマスクの開口部に合せて配置する工程と、
メタルマスクをマスクとして、撥水性材料層をブラックマトリクスの頂部に形成する工程と、を備えていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のカラーフィルタによれば、ブラックマトリクスの頂部に撥水性材料層が形成されているため、着色層の形成工程において、着色層の塗布液をブラックマトリクスが形成された基板に塗布した時に、ブラックマトリクスの頂部には塗布液が塗布されない。そのため、ブラックマトリクスの頂部においては、隣接する着色層が形成されないため、着色層が重なることにより形成されるツノ段差が形成されない。
【００１５】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、本発明のカラーフィルタを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を説明する説明図であって、（ａ）は基板上にＢＭが形成された状態、（ｂ）はＢＭの頂部に合せてマスクを配置した状態、（ｃ）はマスクの開口部に撥水性材料を形成した状態、（ｄ）はマスクを取り外した結果、ＢＭの頂部に撥水性材料が形成された状態、（ｅ）は（ｄ）の状態のＢＭ間に着色層を形成した状態であって、本発明のカラーフィルタが着色層まで形成された状態、をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜カラーフィルタの製造方法＞
本発明のカラーフィルタの製造方法を、図１を用いて説明する。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板１上にブラックマトリクス２と着色層５とをこの順に形成するカラーフィルタの製造方法であり、以下の工程を備えている。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板１上にブラックマトリクスを形成する工程と、メタルマスクの開口部を基板上のブラックマトリクスの頂部に合せて配置する工程と
、メタルマスクを介して、ブラックマトリクスの頂部に撥水性材料層を形成する工程と、を備えている。
【００１８】
（ブラックマトリクスの形成）
図１（ａ）は、ガラスなどの透明材料からなる基板１の一方の面に、ブラックマトリクス２が形成された状態を示している。
【００１９】
ブラックマトリクス２は、フォトブラックと呼ばれる、感光性樹脂とカーボンブラックなどの黒色粉末材料を混合して作製した黒色感光性樹脂材料からなる塗布液を、特に限定しない塗布方法を用いて基板１上に塗布することによって未乾燥の黒色感光性樹脂層を形成後、特に限定しない乾燥方法によって塗布された黒色感光性樹脂層中の溶剤分を揮発し、乾燥することによって、基板１上に黒色感光性樹脂層が形成される。
【００２０】
次に、所望のパターンを持つフォトマスクとプロジェクション方式やプロキシミティ方式の露光装置を使用して、基板１上に形成された黒色感光性樹脂層を露光し、現像することによって、黒色感光性樹脂層がパターン化される。これをそのまま使用するか、加熱処理や紫外線を照射するなどの処理を行うことにより、ブラックマトリクス２が形成された基板１を得ることができる。
【００２１】
（ブラックマトリクスの頂部以外のマスキング）
次に、図１（ｂ）に示す様に、ブラックマトリクス２の頂部だけを露出するように、ブラックマトリクス２の頂部の形状に合せて形成したメタルマスク３の開口部３−１を、ブラックマトリクス２の頂部２−１に目合わせして配置する。
【００２２】
メタルマスク３の開口部３−１の寸法は、ブラックマトリクス２の頂部２−１の寸法より小さくして、開口部３−１がブラックマトリクス２の頂部２−１によって支えられるようにすることが好ましい。このようにすることで、メタルマスク３の開口部３−１とブラックマトリクスの頂部２−１との密着性が良好となる。
【００２３】
（撥水性材料層の形成）
次に、図１（ｃ）に示す様に、ブラックマトリクスの頂部２−１以外のマスキングを行った状態で、着色層５の塗布液を撥じく性質を持った撥水性材料層４をブラックマトリクスの頂部２−１に形成する。
【００２４】
撥水性材料層４を形成するための撥水性材料としては、ブラックマトリクス２の表面を撥水化することができる材料であれば良い。特に限定しないが、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（フッ化エチレンポリプロピレンコポリマー）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、Ｅ−ＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン−エチレンコポリマー）などのフッ素樹脂を好適に使用することができる。
【００２５】
また、シランカップリング剤はブラックマトリクス２の表面の−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、＝Ｏなどの親水性官能基と作用または反応して、ブラックマトリクス２の表面近傍に撥水性材料を捕捉させる効果があり、単独で用いても良いし、他の撥水性材料と併用しても良い。
【００２６】
具体的なフッ素系の撥水性材料としては、パーフルオロスルホン酸樹脂の他、カルボキシル基や水酸基を付与したり、グラフト処理して有機溶剤への溶解性を付与した溶剤可溶型フッ素樹脂（セントラル硝子（株）製「セフラルコートＡ１０１Ｅ」、「セフラルコートＡ２０２Ｂ」、「セフラルコートＡ４０２Ｂ」、「セフラルコートＡ６１０Ｘ」、「セ
フラルコートＡ６７０Ｘ」、「セフラルコートＡ６８０ＸＳ」、「セフラルコートＷＳ２５０」（水系）、「セフラルコートＦＧ７００Ｘ」（グラフト処理品）、旭硝子（株）製「ルミフロンＬＦ１００」、「ルミフロンＬＦ２００」、「ルミフロンＬＦ３０２」、「ルミフロンＬＦ４００」、「ルミフロンＬＦ５５４」、「ルミフロンＬＦ６００」、）等の溶剤可溶型のフッ素樹脂等を挙げることができる。
【００２７】
以上のような所謂ウェットプロセスによる撥水性材料層４の形成方法の他に、ドライプロセスによる形成方法を採用しても良い。例えばフッ素系のガスをプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を使用して、フッ素系樹脂薄膜を形成することが可能である。また、真空蒸着可能な撥水性材料を使用して、真空蒸着することも可能である。
【００２８】
ブラックマトリクスの頂部２−１以外のマスキングを行った状態で、以上のような撥水性材料を各種のウェットプロセスや各種のドライプロセスによって、ブラックマトリクスの頂部２−１のみに形成し、使用した撥水性材料に適合した乾燥・加熱処理を施すことにより、撥水性材料層４をブラックマトリクスの頂部２−１に形成させることができる（図１（ｄ）参照）。メタルマスク３は、撥水性材料層４を形成後、直ぐに取り去っても良いし、ウェットプロセスの場合は溶剤を乾燥させた後に取り去っても良い。
【００２９】
（着色層の形成）
このようにして、基板１上にブラックマトリクス２が形成され、ブラックマトリクスの頂部２−１に撥水性材料層４が形成された上から、例えば、赤色の着色感光性樹脂の塗布液を塗布・乾燥後、所望のパターンを有するフォトマスクを用いて、露光・現像することにより、赤色の着色層５を形成することができる。この工程を３回繰り返すことにより、例えば赤色、緑色、青色の３色の着色層５を形成することができる（図１（ｅ）参照）。
【００３０】
各着色感光性樹脂の塗布液を塗布した時に、ブラックマトリクスの頂部２−１には、撥水性材料層４が形成されているため、着色感光性樹脂の塗布液はブラックマトリクスの頂部２−１から撥じかれてしまうため、ブラックマトリクスの頂部２−１に着色感光性樹脂層が形成されることはない。そのため、ブラックマトリクス２上において、隣接する着色層５が重なり合うことはないため、ツノ段差が形成されることはない。
【００３１】
このようにして作製した本発明のカラーフィルタ１０のブラックマトリクス２には、ツノ段差が形成されていないため、その上にオーバーコート層などを形成しても平坦な表面となり、ブラックマトリクスの頂部２−１に形成された電極や配線が段差による断線などの不具合を起こすことはない。
【００３２】
また、ブラックマトリクスの頂部２−１に形成した撥水性材料層４は、電気的に絶縁性であるため、真空蒸着によって形成した極く薄い撥水性材料層である場合を除き、ブラックマトリクス２上にオーバーコート層を形成する必要は無い。
【００３３】
また、撥水性材料層４の上に形成されたオーバーコート層などが形成された場合、撥水性材料層４との密着性を強化する場合には、プラズマ処理やシランカプリング剤などによる表面処理を行うことにより、オーバーコート層との密着力を増強させることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・基板
２・・・ブラックマトリクス
２−１・・・ブラックマトリクスの頂部
３・・・メタルマスク
３−１・・・開口部
４・・・撥水性材料層
５・・・着色層
１０・・・カラーフィルタ
【図１】
2017146349.tif 000003