(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ＮｉＷ合金を用いてブラックマトリックス層を形成し、着色材料を用いてカラーフィルタ層を形成し、カラーフィルタを製造する方法において、カラーフィルタ層が形成された基板をバフ研磨後に水中に浸漬待機をさせる際に、ブラックマトリックス層の腐食を防止するために、窒素をバブリングさせ水中の溶存酸素量を減少させた水中に浸漬待機させ、その後に水洗・乾燥を行う工程を具備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】
前記ブラックマトリックス層が、ＮｉＷ合金層とＮｉＷ合金の酸化物層或いはＮｉＷ合金の窒化物層の２層以上であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置などに用いるカラーフィルタの製造方法に関するものであり、特にブラックマトリックス層の材料としてＮｉＷ合金を用いたカラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置などに用いるカラーフィルタには、ガラスなど基板上のカラーフィルタ画素間及び画面周辺部に、遮光のためのブラックマトリックス層が設けられている。このブラックマトリックス層の材料としては、Ｃｒが多く用いられている。
これは、Ｃｒは、薄膜でも遮光性に優れ、安定であり、且つブラックマトリックス層の製造が容易な金属であるがためである。
しかし、このＣｒ用いたブラックマトリックス層を製造する際には、パターン化のためのエッチング処理に用いるエッチング液の廃水に金属クロムが含まれる。このため廃水処理が大きな問題となるものである。
【０００３】
そこで、Ｃｒに代わる金属として、ＮｉＷ合金を遮光のためのブラックマトリックス層の材料として用いることが提案されている。
このＮｉＷ合金を用いてブラックマトリックス層を製造する方法は、ブラックマトリックス層を製造する際の装置及び方法、すなわち、基板への成膜装置、ブラックマトリックス層形成装置、処理液などが、Ｃｒで製造する際と略同一であるという利点を有する方法である。
【０００４】
基板上に、ブラックマトリックス層、及びカラーフィルタ層を形成してカラーフィルタを製造する際に、カラーフィルタ層の形成後の、ガラスなどの基板表面上、ブラックマトリックス層表面上、及びカラーフィルタ層表面上には、パターン形成に使用したレジストなどの残渣が僅かな量ではあるが残っているものである。このような残渣は、のちに表示装置などのパネルを作製する際のシール性などに悪影響を及ぼすので好ましいものではない。
【０００５】
従って、このような残渣を除去するために、カラーフィルタの製造工程において、例えば、カラーフィルタ表面へのバフ研磨などが行われている。
このバフ研磨の後に、次工程として水洗・乾燥工程があるが、実作業においては水洗・乾燥工程前にて、滞留による待機をすることがある。
この待機を空気中において行うと、基板表面のカラーフィルタ層などが乾燥を開始してしまい水洗効果に悪影響を及ぼすので、この待機は水中に浸漬して待機させるようにしている。
【０００６】
ところが、上記ＮｉＷ合金をブラックマトリックス層の材料として用いて、この水中に浸漬した待機をさせると、水中の残存酸素による酸化により腐食が起こり、ＮｉＷ合金が溶解し、表面が変色するなどの問題を含んでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ブラックマトリックス層の材料としてＮｉＷ合金を用いて、カラーフィルタを製造する際に、カラーフィルタ層が形成された基板上の残渣を除去する研磨の後、水中に浸漬して待機をさせても、ブラックマトリックス層に酸化による腐食、溶解、表面の変色などを発生させないカラーフィルタの製造方法を提供するものである。これによりカラーフィルタの品質の劣化を防ぎ、またカラーフィルタを製造する際の実作業をより容易なものにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に、ＮｉＷ合金を用いてブラックマトリックス層を形成し、着色材料を用いてカラーフィルタ層を形成し、カラーフィルタを製造する方法において、カラーフィルタ層が形成された基板をバフ研磨後に水中に浸漬待機をさせる際に、ブラックマトリックス層の腐食を防止するために、窒素をバブリングさせ水中の溶存酸素量を減少させた水中に浸漬待機させ、その後に水洗・乾燥を行う工程を具備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。また、本発明は、上記発明のカラーフィルタの製造方法において、前記ブラックマトリックス層が、ＮｉＷ合金層とＮｉＷ合金の酸化物層或いはＮｉＷ合金の窒化物層の２層以上であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を一実施の形態に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明によるカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタの一実施例を示す平面図である。
図２は、図１におけるカラーフィルタをＸ−Ｘ’断面で示す断面図である。
図１、及び図２において、カラーフィルタ（１）は、基板（２）上にブラックマトリックス層（３）、（３’）が形成され、また、カラーフィルタ層（４）がストライプ状画素に形成されている。
このブラックマトリックス層は、カラーフィルタ層のストライプ状画素間にあるカラーフィルタ層で被われた部分（３）と画面周辺部にあるカラーフィルタ層で被われていない部分（３’）とからなり、材料、厚さなどは同一のものである。図１の斜線部が、画面周辺部にあるカラーフィルタ層で被われていない部分（３’）を示している。
また、５は、ブラックマトリックス層が形成されていない基板（２）周辺部の基板表面を示している。
【００１０】
図３は、図２におけるブラックマトリックス層（３）の一部を拡大して示す説明図である。
図３においては、ブラックマトリックス層（３）が、ＮｉＷ合金層（１３）とＮｉＷ合金の酸化物層（２３）或いはＮｉＷ合金の窒化物層（２３）の２層で構成されている状態を示したものである。
【００１１】
図４は、本発明によるカラーフィルタの製造方法における、カラーフィルタ層が形成された基板上の残渣を除去する研磨の後、水中での浸漬待機に用いる浸漬待機槽（３０）を断面で示した説明図である。
図４において、水槽（３１）は、大きさ約７００×７００×７００ｍｍの水を入れる槽であり、この水槽（３１）にカラーフィルタを浸漬させる水（３２）が保たれている。
【００１２】
図４におけるカラーフィルタは、大きさ約４５０×５５０ｍｍであり、ラック（３３）に保持された状態で水中に浸漬されるものである。
水中には、窒素を気泡として吐出させるための気送管（３５）が水槽（３１）の底部に設けられ、気送管（３５）の孔（３６）から窒素が気泡（３７）として水（３２）中に吐出されるようになっている。
矢印は、窒素の流れを示している。
【００１３】
前記のように、ＮｉＷ合金をブラックマトリックス層の材料として用いて、窒素をバブリングしていない水中に浸漬待機をさせると、図１、及び図２における画面周辺部にあるカラーフィルタ層で被われていない部分（３’）が、水中の残存酸素により酸化され腐食が起こり、ＮｉＷ合金が溶解し、ブラックマトリックス層の膜厚が減少し、その遮光性が劣化したり、表面が変色してしまうものである。
【００１４】
本発明においては、ＮｉＷ合金を用いてブラックマトリックス層を形成し、着色材料を用いてカラーフィルタ層を形成して、カラーフィルタを製造する方法において、カラーフィルタ層が形成された基板上の残渣を除去する研磨の後、水中に浸漬待機をさせる際に、窒素をバブリングさせた水中に浸漬待機させるものである。
この浸漬待機槽（３０）に用いる水（３２）としては、井水（地下水）を用いており、この水中の溶存酸素によるＮｉＷ合金の溶解や、表面変色を防ぐため、浸漬待機槽（３０）の水（３２）中に、窒素を気泡状に泡立たせバブリングさせているものである。
【００１５】
すなわち、水中に、窒素をバブリングさせることにより、窒素が溶存酸素を置換し、水中の溶存酸素量を減少させ、水中の溶存酸素によるＮｉＷ合金の溶解や、表面変色を軽減、回避させることが出来るものとなるのである。
【００１６】
図１に示すカラーフィルタ（１）は、その基板（２）として、大きさ約４５０ｍｍ×５５０ｍｍ、厚さ約１．１ｍｍの透明ガラス基板（コーニング（株）製、低膨張ガラス、品番７０５９）を用いた。
基板（２）上へのＮｉＷ合金の成膜は、スパッタリングにより行った。成膜されるＮｉＷ合金の成分比は、Ｎｉ：Ｗ＝９〜７：１〜３（原子数比）、特に、Ｎｉ：Ｗ＝８〜８．５：２〜１．５（原子数比）が好ましいものである。
ＮｉとＷの２成分系に、Ｚｒの１〜４％（原子数比）を添加してもよい。
【００１７】
成膜されたＮｉＷ合金の膜厚は、約１６００Åであり、遮光性能を示す光学濃度は約４．０であった。
また、ブラックマトリックス層を低反射にする際には、図３に示すようにＮｉＷ合金層とＮｉＷ合金の酸化物層或いはＮｉＷ合金の窒化物層の２層、或いは２層以上の構成にすることにより低反射のブラックマトリックス層が得られる。
ＮｉＷ合金の酸化物層の酸化度は、ＮｉＷ：Ｏ＝１：１〜２．５（原子数比）が好ましいものである。
【００１８】
次に、基板上へ成膜されたＮｉＷ合金の膜をパターニングしてブラックマトリックス層を形成した。用いたエッチング液は、Ｃｒ膜をパターニングしてブラックマトリックス層を形成する際に多用されている、組成が純水４４０ｍｌ、７０％過塩素２６ｍｌ、硝酸第２セリウムアンモニウム１００ｇのＣｒ膜用エッチング液を用いた。
【００１９】
また、カラーフィルタ層（４）の材料としては、表示装置などに使用されているカラーフィルタ用の着色感光性樹脂組成物である富士フイルムオーリン株式会社製、製品名「カラーモザイクＣＲ−２０００（赤）」，「カラーモザイクＣＧ−２０００（緑）」、「カラーモザイクＣＢ−２０００（青）」を用いカラーフィルタ層を形成した。
【００２０】
次に、カラーフィルタ層が形成された基板上の残渣、すなわち、基板表面（５）上、画面周辺部にあるカラーフィルタ層で被われていない部分（３’）、カラーフィルタ層（４）表面上、のパターン形成に使用したレジストなどの残渣を除去するため、バフ研磨を行った。
バフ研磨機において、研磨剤としてはアルミナ、バフ材としてはフェルトを用い、研磨条件は、圧１０〜５０ｇｆ／ｃｍ2 ，１０〜１００秒間、回転数１０〜５０ｒ．ｐ．ｍ．とした。
【００２１】
続いて、井水（地下水）を満たした浸漬待機槽（３０）に浸漬待機させ、その後に水洗・乾燥を行ってカラーフィルタを得た。
この浸漬待機槽の水中には、槽の底部より窒素を気泡状に泡立たせバブリングさせて、水中の溶存酸素によるＮｉＷ合金の腐食や、溶解や、表面変色を防いでいるものである。
窒素のバブリング量は、１０〜２０リットル／分である。このバブリングにより、溶存酸素濃度は約５．０ｐｐｍから約２．５ｐｐｍに減少したものとなった。
【００２２】
窒素のバブリングを行わない井水（地下水）に浸漬させたＮｉＷ合金の膜は、約６０Å／時間の速度で溶解し、約１時間で表面変色を発生させた。
一方、本発明による、窒素のバブリングを行った井水（地下水）に浸漬させたＮｉＷ合金の膜は、約５〜１０Å／時間の速度で溶解し、約５時間後でも表面変色を発生させなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明においては、基板上に、ＮｉＷ合金を用いてブラックマトリックス層を形成し、
着色材料を用いてカラーフィルタ層を形成し、カラーフィルタを製造する方法において、カラーフィルタ層が形成された基板をバフ研磨後に水中に浸漬待機をさせる際に、ブラックマトリックス層の腐食を防止するために、窒素をバブリングさせ水中の溶存酸素量を減少させた水中に浸漬待機させ、その後に水洗・乾燥を行うので、ブラックマトリックス層に酸化による腐食、溶解、表面の変色などを発生させないカラーフィルタを得ることができる。これによりカラーフィルタの品質の劣化を防ぎ、またカラーフィルタを製造する際の実作業をより容易なものにすることができる。また、本発明は、前記ブラックマトリックス層が、ＮｉＷ合金層とＮｉＷ合金の酸化物層或いはＮｉＷ合金の窒化物層の２層以上であるので、ラックマトリックス層に酸化による腐食、溶解、表面の変色などを発生させない、且つ、低反射のブラックマトリックス層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１におけるカラーフィルタをＸ−Ｘ’断面で示す断面図である。
【図３】ブラックマトリックス層の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】浸漬待機槽の断面を示した説明図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタ
２…基板
３、３’…ブラックマトリックス層
４…カラーフィルタ層
Ｒ…赤色画素
Ｇ…緑色画素
Ｂ…青色画素
５…基板周辺部の基板表面
１３…ＮｉＷ合金層
２３…ＮｉＷ合金の酸化物層或いは窒化物層
３０…浸漬待機槽
３１…水槽
３２…水
３３…ラック
３５…気送管
３６…孔
３７…窒素の気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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