JP2009151035A - カラーフィルタ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 凸版反転オフセット印刷法を用いてアレイ基板上にカラーフィルタを形成する際に、コンタクトホールの形状をテーパ形状にできるカラーフィルタ製造方法を提供する。
【解決手段】 凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板１上にコンタクトホール付きカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法において、塗布工程にてインクをブランケット１０表面に膜厚が均一になるように塗布してインク層１１を形成し、除去工程にてインク層１１に所定の形状の凸版１３を接触させて不要な部分のインク層１１を凸版１３の凸部１４に転写して除去し、転写工程にてブランケット１０表面に残ったインク層１１をアレイ基板１に転写する。そして、凸版１３の凸部１４は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部１４ａと第１凸部１４ａ以外の部分である第２凸部１４ｂとを含み、第１凸部１４ａの高さは、第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるように形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタオンアレイ構造を有するＴＦＴ型液晶パネルにおけるカラーフィルタ製造方法に関する。

従来の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と記す）型の液晶パネルにおいては、アレイ基板とカラーフィルタ基板とを組み合わせる工程において位置合わせ精度に問題があるため、パターン設計の段階において、カラーフィルタ基板上に形成される遮光膜のパターン幅を位置合わせ誤差を見込んで広くすることで、位置ずれに起因する不良が発生しにくいようにしている。このように、遮光膜のパターン幅を広くすると、画素開口率が小さくなり、液晶パネルの表示品位として暗いものとなってしまうという問題がある。

液晶パネルにおいては、近年、高精細化、高輝度化、高い色再現性および高視認性の実現のため、画素の高開口率化が求められており、これにともなって、製造設備における更なる高精度アライメント技術の開発が行われている。しかし、上述のようなアレイ基板とカラーフィルタ基板とを組み合わせる工法を用いる場合には、これ以上の高開口率化は困難な状況にある。

そこで、上述のような問題を解決するために、アレイ基板上に直接カラーフィルタを形成することによって、組み立て時のアライメントを不要とするカラーフィルタオンアレイ（以下「ＣＯＡ」と記す場合がある）構造の液晶パネルの開発が活発に行われている。

図６は、ＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネル６０の構成の一例を示す断面図である。このＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネル６０は、図６に示すように、カラーフィルタオンアレイ基板６１と、対向基板６２とを有する。カラーフィルタオンアレイ基板６１は、ガラス基板６３ａ上に信号線および走査線が共に形成されるスイッチング能動素子６４と、遮光膜（黒色膜）６５と、カラーフィルタ６６と、透明電極６７とが形成される。カラーフィルタ６６には、透明電極６７とこれを駆動させるスイッチング能動素子６４とに導電処理を施して、両者を導通させるためのコンタクトホール６８が形成される。対向基板６２は、ガラス基板６３ｂ上に透明電極６９が形成される。カラーフィルタオンアレイ基板６１と対向基板６２との相対向する面には、配向膜７０ａ、７０ｂが形成される。そして、ガラス基板６３ａ，６３ｂは、その周縁部がシール材７１で閉じられ、さらに球状あるいは柱状のスペーサ７２を介して固着され、その間隙に液晶７３が充填されることで、ＴＦＴ型液晶パネル６０が形成される。ＴＦＴ型液晶パネル６０の表裏面には偏光板または偏光フィルムが貼り付けられ、また、ＴＦＴ型液晶パネル６０の用途に応じて、他の光学フィルムが貼り付けられる。

このように、ＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネル６０においては、アレイ基板とカラーフィルタ基板とのアライメント工程が簡便となるため、製造工程を簡略化できる。また、遮光膜のパターン幅をより狭くできるためさらなる高解像度化が実現できる。

上述のようなＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネル６０におけるカラーフィルタの形成方法としては、顔料分散法、インクジェット法および印刷法などの各種の工法が開発されている。

顔料分散法では、たとえば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のカラーフィルタおよび黒色（Ｋ）の遮光膜を形成する場合には、まず、黒色顔料を分散させたインクをアレイ基板に塗布後、プリベーク（前乾燥）、露光、現像、焼成などの工程を経て、所定のパターンの着色層を形成する。次いで同様の工程を繰り返して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の着色層を形成するため、工程が長く複雑である。また、これらの工程には、高価な露光機や現像機が対応する色の数だけ必要であるため、多額の費用がかかる。さらに、何度も加熱処理を行うためアレイ基板の不良が生じやすく高価なアレイ基板を破棄する確率が高くなり、さらなるコストアップにつながるという問題もある。

インクジェット法では、インクジェットノズルから溶剤に溶かした着色材料を、アレイ基板上に所望のパターンを形成するように噴出後乾燥させる。このようなインクジェット法に用いられるインクは粘度が低く、コンタクトホールを形成する必要のあるＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネルのカラーフィルタの形成には不向きである。

印刷法では、近年、特に凸版反転オフセット印刷法が脚光を浴びている。凸版反転オフセット印刷法とは、高分子樹脂などから構成されるインクをシリコーンブランケットなどのブランケット表面に膜厚が均一になるように塗布した後、表面にインク層が形成されたブランケットと凸版とを接触させて不要な部分のインク層を凸版の凸部に転写させて除去し、ブランケット表面に残ったインク層を被刷物に転写する印刷法である。特許文献１および特許文献２では、連続積層（ウェット オン ウェット）が可能な上述の凸版反転オフセット印刷法を用いることで、大幅なコストダウンを達成しつつ、顔料分散法により製造されるカラーフィルタと同等の精度のカラーフィルタを製造している。

このように、凸版反転オフセット印刷法は、スイッチング能動素子が形成された付加価値の高いアレイ基板上にカラーフィルタを形成する方法として、非常に好適であるという認識が高まっている。

特開２０００−２８９３２０号公報 特開２００１−５６４０５号公報

図６に示すように、ＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネル６０において、カラーフィルタ６６には、コンタクトホール６８が形成されるが、透明電極６７とスイッチング能動素子６４とを良好に導通させるためには、前記コンタクトホール６８の形状が重要であり、特に、スイッチング能動素子６４に接触する側が狭くなるように形成されるテーパ形状であることが好ましい。

しかしながら、特許文献１および特許文献２に示されるように、凸版反転オフセット印刷法を用いてアレイ基板上にカラーフィルタを形成する場合には、表面にインク層が形成されたブランケットと凸版とを接触させた後これらを離す際に、凸版の凸部に転写されるインク層が引きちぎられる状態となるため、アレイ基板上に形成されるカラーフィルタのコンタクトホールのエッジ形状がくずれ、たとえば、スイッチング能動素子６４に接触する側が広くなるように、すなわちテーパ形状とは逆向きになるように形成される逆テーパ形状になってしまうという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、凸版反転オフセット印刷法を用いてアレイ基板上にカラーフィルタを形成する際に、コンタクトホールの形状をテーパ形状にできるカラーフィルタ製造方法を提供することである。

本発明は、凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板上にコンタクトホール付きカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、
インクをブランケット表面に膜厚が均一になるように塗布してインク層を形成する塗布工程と、
インク層に所定の形状の凸版を接触させて不要な部分のインク層を凸版の凸部に転写して除去する除去工程と、
ブランケット表面に残ったインク層をアレイ基板に転写する転写工程とを含み、
凸部は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部と第１凸部以外の部分である第２凸部とを含み、
第１凸部の高さは、第２凸部の高さよりも高くなるように形成されることを特徴とするカラーフィルタ製造方法である。

また本発明のカラーフィルタ製造方法は、第１凸部の高さと第２凸部の高さとの差は、インク層の膜厚の０．１倍〜０．３倍の大きさであることを特徴とする。

また本発明のカラーフィルタ製造方法は、インクの粘度は、２ｃｐｓ〜５０ｃｐｓであることを特徴とする。

また本発明のカラーフィルタ製造方法は、凸部は、第１凸部と第２凸部とが同じ高さになるようにエッチングする第１段階目の工程と、第２凸部のみをさらにエッチングして第１凸部の高さが第２凸部の高さよりも高くなるようにする第２段階目の工程によって形成されることを特徴とする。

本発明によれば、凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板上にコンタクトホール付きカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、塗布工程にてインクをブランケット表面に膜厚が均一になるように塗布してインク層を形成し、除去工程にてインク層に所定の形状の凸版を接触させて不要な部分のインク層を凸版の凸部に転写して除去し、転写工程にてブランケット表面に残ったインク層をアレイ基板に転写する。

このように、凸版反転オフセット印刷法によってカラーフィルタを形成することによって、高精度なカラーフィルタを安価に製造することができる。

また、凸版の凸部は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部と第１凸部以外の部分である第２凸部とを含み、第１凸部の高さは、第２凸部の高さよりも高くなるように形成される。

これにより、コンタクトホールの形状をスイッチング能動素子に接触する側が狭くなるように形成されるテーパ形状にすることができるため、透明電極とスイッチング能動素子とを良好に導通させることができ、導電処理を施しやすくできる。

また本発明によれば、第１凸部の高さと第２凸部の高さとの差は、インク層の膜厚の０．１倍〜０．３倍の大きさであることが好ましい。これにより、より確実にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができ、透明電極とスイッチング能動素子とをより良好に導通させることができ、導電処理をさらに施しやすくできる。

また本発明によれば、インクの粘度は、２ｃｐｓ〜５０ｃｐｓであることが好ましい。これにより、好適な膜厚のインク層をより確実に形成することができるため、より確実にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができる。

また本発明によれば、凸部は、第１凸部と第２凸部とが同じ高さになるようにエッチングする第１段階目の工程と、第２凸部のみをさらにエッチングして第１凸部の高さが第２凸部の高さよりも高くなるようにする第２段階目の工程によって形成されることが好ましい。

これにより、第１凸部の高さが第２凸部の高さよりも高くなるように形成される凸版を簡単に作製することができるため、より簡単にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができる。

本発明は、凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板上にコンタクトホール付きカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、塗布工程にてインクをブランケット表面に膜厚が均一になるように塗布してインク層を形成し、除去工程にてインク層に所定の形状の凸版を接触させて不要な部分のインク層を凸版の凸部に転写して除去し、転写工程にてブランケット表面に残ったインク層をアレイ基板に転写する。

このように、凸版反転オフセット印刷法によってカラーフィルタを形成することによって、高精度なカラーフィルタを安価に製造することができる。

また、凸版の凸部は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部と第１凸部以外の部分である第２凸部とを含み、第１凸部の高さは、第２凸部の高さよりも高くなるように形成される。

これにより、コンタクトホールの形状をスイッチング能動素子に接触する側が狭くなるように形成されるテーパ形状にすることができるため、透明電極とスイッチング能動素子とを良好に導通させることができ、導電処理を施しやすくできる。

以下に、本発明のカラーフィルタ製造方法について詳細に説明する。図１は、本発明のカラーフィルタ製造方法の概要を示す断面図である。本発明のカラーフィルタ製造方法は、図１に示すように、凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板１上にカラーフィルタを製造する。すなわち、図１（ａ）に示すように、塗布工程にてインクをブランケット１０表面に膜厚が均一になるようにダイコータ１２によって塗布してインク層１１を形成し、図１（ｂ）に示すように、除去工程にてインク層１１に所定の形状の凸版１３を接触させて不要な部分のインク層１１を凸版１３の凸部１４に転写して除去し、図１（ｃ）に示すように、転写工程にてブランケット１０表面に残ったインク層１１をアレイ基板１に転写する。

以下に、本発明のカラーフィルタ製造方法の各工程について説明する。
［塗布工程］
塗布工程では、ブランケット１０を回転させながら、ブランケット１０の表面に、インクをダイコータ１２で塗布する。ダイコータ１２は、インクがブランケット１０の表面に均一な膜厚のインク層１１を形成するように、対向するダイ間のギャップから液状のインクを流出させる。

ブランケット１０は、表面に撥樹脂機能や剥離機能などの離型性を有するローラ状部材であり、たとえば、金属や樹脂などから構成されるロール状部材である胴体の表面に離型性を有するシートなどを巻きつけたものや、前記胴体の表面を離型剤で処理したものなどが挙げられる。

離型性を有するシートとしては、たとえば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂などで構成されるシートなどが挙げられる。

このように、表面に離型性を有するブランケット１０を使用するのは、その撥樹脂機能や剥離機能を利用して、凸版１３の凸部１４やアレイ基板１の表面に確実にインク層１１を転写させるためである。本実施形態では、鉄またはアルミ製の胴体にシリコーンゴムシートが巻かれたものを使用した。

ブランケット１０の回転位置は、精度良く調整される。たとえば、ブランケット１０と、凸版１３およびアレイ基板１に対する相対的な位置合わせは、あらかじめ位置決めパターンを形成しておくなどの方法で、精密に行うことができる。

なお、上記構成では、ローラ状のブランケット１０を使用したが特にこれに限定されるものではなく、たとえば平板状やベルト状のものを使用してもよい。

また、上記構成では、ブランケット１０へのインクの塗布手段としてダイコータ１２を使用したが、必要な膜厚を得られるものであれば特にこれに限定されるものではなく、たとえばＣＡＰコータ、ワイヤーバーコータおよびブレードなどを使用してもよい。ＣＡＰコータは、毛細血管現象を利用してインクを塗布するものであり、ワイヤーバーコータやブレードは、これらとブランケット１０との間に形成される隙間を介してインクを塗布するものである。

インクの粘度は、２ｃｐｓ〜５０ｃｐｓであることが好ましい。これにより、顔料を充分に分散させ、好適な膜厚のインク層をより確実に形成することができるため、より確実にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができる。インク層１１の好適な膜厚としては、１μｍ〜４μｍである。なお、ここでいう粘度とは、２０℃においてＥ型粘度計によって測定した値を示す。

インクとしては、上述の範囲の粘度を有するものであれば特に限定されるものではないが、たとえば、有機着色インクが挙げられる。有機着色インクは、樹脂成分と溶媒成分とを含む樹脂剤および顔料を含んで構成される。樹脂成分としては、透明性を有し、適切な溶剤に溶解する樹脂であれば特に限定されるものではなく、たとえば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などのうち少なくとも１種類が用いられる。またこれらの樹脂は水溶性であってもよい。さらに、パターンの形成されたインク層１１の転写後に熱や光、電子線などによって重合する材料、たとえば、樹脂成分の前駆体である多官能モノマーのような材料や架橋剤などを混合してもよいし、さらにモノマーの重合反応を促進させるために重合開始剤や架橋開始剤を添加してもよい。

樹脂成分の含有量は、特に制限されないけれども、好ましくは有機着色インク１００重量％に対して樹脂成分が１０重量％以上３０重量％以下である。

溶媒成分としては、アルコール系、ケトン類、エステル類、エーテル系などの溶媒が好ましく、たとえば、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ｎ−ブタノール、酢酸プロピレングリコールメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールエチルエーテル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。

溶媒成分の含有量は、特に制限されないけれども、好ましくは有機着色インク１００重量％に対して溶媒成分が６０重量％以上９０重量％以下である。

着色剤としては染料や顔料を用いることができるが、特に、耐環境性、耐熱性に優れる顔料を用いることが好適である。顔料としては有機および無機顔料を用いることができ、具体的には、カラーインデックス（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ出版）でピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物が挙げられる。これらの有機顔料は単独で用いてもよいし、２種以上混合して用いてもよい。好ましい着色剤の具体例を以下に述べる。

本発明に使用する顔料は、カラーフィルタの製造に適用されるので、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青（Ｂ）および黒色（Ｋ）などの着色画像に適した各顔料が使用される。

赤色顔料としては、たとえば、ピグメントレッド４ＢＳ（山陽色素株式会社製）などが挙げられる。

緑色顔料としては、たとえば、フタロシアニングリーンＳＡＸ（山陽色素株式会社製）などが挙げられる。

青色顔料としては、たとえば、フタロシアニンブルーＳＲ−１５０（山陽色素株式会社製）などが挙げられる。

黒色顔料としては、たとえば、カーボンブラック、チタンブラックなどが挙げられる。

顔料の含有量は、特に制限されないけれども、好ましくは樹脂成分１００重量部に対して１０重量部以上３０重量部以下である。

有機着色インクの作製方法としては、上述の各構成成分を混合分散して各顔料の色に対応した着色剤を調整する。その後、これらの着色剤を希釈して所望の粘度となるように調整することにより、有機着色インキが作製される。

混合分散に用いられる分散手段としては、特に限定されるものではなく公知のものを使用できるが、たとえば、３本ロールミル、２本ロールミル、サンドミル、アトライダー、ボールミル、ニーダー、ペイントシェーカなどが挙げられる。また混合分散の際に、顔料の分散を良好にするために適宜分散剤を添加しても良い。分散剤は顔料の分散を助け、かつ、分散後の再凝集を防止する効果があるので、より透明性に優れたカラーフィルタを製造できる。

分散剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、ビックケミージャパンＢＹＫシリーズ（ビックケミー・ジャパン株式会社製）などが挙げられ、顔料によって適宜選択すればよい。

粘度調整に用いられる溶媒としては、アルコール系、ケトン類、エステル類などの溶媒が好ましく、たとえば、酢酸エチル、酢酸プロピレングリコールメチルエーテルなどが挙げられる。

［除去工程］
除去工程では、インク層１１が塗布されたブランケット１０に凸版１３を接触させ、不要な部分（非画素部分）のインク層１１を凸版１３の凸部１４に転写させて除去する。

以下に、本発明のカラーフィルタの製造方法において使用される凸版１３について説明する。図２は、本発明のカラーフィルタ製造方法に使用される凸版１３の一部分の形状を示す側面図である。

凸版１３の表面には、図２に示すように、実際にアレイ基板１上に形成される画素パターンに対応して、凸部１４と凹部１５とが形成される。凸部１４間の凹部１５の形状は、所望の画素パターンの形状に対応する。したがって、除去工程後のブランケット１０の表面には、所望の画素パターンの形状に対応したインク層１１が残る。また凸部１４は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部１４ａと、第１凸部１４ａ以外の部分である第２凸部１４ｂとを含んで構成される。

凸版１３の構成材料としては、特に限定されるものではないが、たとえば、ガラス、金属などが挙げられる。凸版１３の大きさとしては、カラーフィルタを形成するアレイ基板１のサイズより大きいことが好ましい。本実施形態では、ガラスから構成される凸版１３を使用した。

凸部１４において、第１凸部１４ａの高さは、第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるように形成される。これにより、コンタクトホールの形状をスイッチング能動素子に接触する側が狭くなるように形成されるテーパ形状にすることができるため、透明電極とスイッチング能動素子とを良好に導通させることができ、導電処理を施しやすくできる。

また、第１凸部１４ａの高さと第２凸部１４ｂの高さとの差は、ブランケット１０に塗布されるインク層１１の膜厚の０．１倍〜０．３倍の大きさであることが好ましい。これにより、ブランケットの劣化が多少生じたとしても、確実にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができ、透明電極とスイッチング能動素子とをより良好に導通させることができ、導電処理をさらに施しやすくできる。本実施形態では、上記高さの差は、１μｍ〜３μｍであることが好ましく、さらには１μｍ〜２μｍであることが好ましい。

図３は、本発明のカラーフィルタ製造方法によってアレイ基板１上にコンタクトホール３１部分のインク層１１が形成されるときの概要を示す概略図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）は除去工程の概要を示す図であり、図３（ｄ）および図３（ｅ）は転写工程の概要を示す図である。図３（ｄ）および図３（ｅ）の転写工程については後述する。

除去工程において、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、インク層１１が塗布されたブランケット１０に、第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるように形成された凸版１３が接触するとき、第１凸部１４ａは第２凸部１４ｂよりも高い圧力がかかった状態で接触する。これによって、第１凸部１４ａの周辺にインクが押出されて、コンタクトホール３１周辺部に対応する部分のインク層１１の厚みが大きくなる。このとき、インク層１１を形成するインクの粘度が２ｃｐｓ〜５０ｃｐｓである場合には、インク層１１のインクが流動することなく、コンタクトホール３１周辺部に対応する部分のインク層１１の厚みを大きくなった状態で維持することができる。そして、インク層１１から凸版１３を離す際に、コンタクトホール３１周辺部に対応する部分のインク層１１の厚みが厚くなった状態で、さらに第１凸部１４ａに引きずられるようになるため、ブランケット１０表面に残ったインク層１１は、図３（ｃ）に示すように、コンタクトホール３１周辺部に対応する部分のインク層１１が盛り上がった状態となる。

また、上述の凸版１３を使用することによって、第１凸部１４ａは第２凸部１４ｂよりも高い圧力がかかった状態でインク層１１が塗布されたブランケット１０に接触するため、第１凸部１４ａに接触した部分のインク層１１は、より確実に第１凸部１４ａに転写されるようになる。

凸版１３の作製方法としては、第１凸部１４ａの高さが、第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるように形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、たとえば、第１凸部１４ａと第２凸部１４ｂとが同じ高さになるようにエッチングする第１段階目の工程と、第２凸部１４ｂのみをさらにエッチングして第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるようにする第２段階目の工程により作製する方法が挙げられる。

〔第１段階目の工程〕
図４は、第１段階目の工程の概要を示す概略図である。第１段階目の工程では、第１凸部１４ａと第２凸部１４ｂとが同じ高さになるように凸部１４を形成する。すなわち、まず図４（ａ）に示すように、ガラス基板４１上にポジ型またはネガ型のフォトレジスト４２を膜厚１μｍ〜２μｍとなるように塗布し、プリベーク（加熱処理）する。

次いで、実際にアレイ基板１上に形成される所望の画素パターンのネガパターンまたはポジパターンを形成したマスク４３を用いて露光、現像することによって、図４（ｂ）に示すレジストパターンが形成されたガラス基板４１を得る。その後、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板４１を深さが５μｍ〜２０μｍとなるまでエッチングし、次いで、ポジ型またはネガ型のフォトレジスト４２を剥離することにより、図４（ｄ）に示すように、第１凸部１４ａと第２凸部１４ｂとが同じ高さである凸部１４と凹部１５とが形成されたガラス基板４１を得る。

ガラス基板４１に凹部１５を形成する際のエッチング方法としては、特に限定されるものではなく、ウェットエッチングなどの方法を用いることができるが、特には、フッ化水素酸を使用したウェットエッチングを用いる方法が好ましい。

図５は、第２段階目の工程の概要を示す概略図である。第２段階目の工程では、第２凸部１４ｂのみをさらにエッチングして第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるようにする。すなわち、まず、図５（ａ）に示すように、凹部１５が形成されたガラス基板４１において、第１凸部１４ａを覆うように、エッチングに耐性のある高分子樹脂５１を、ノズル、インクジェットなどを用いて塗布して第１凸部１４ａを保護する。次いで、図５（ｂ）に示すように、第１凸部１４ａの高さと第２凸部１４ｂの高さとの差が、たとえば１μｍ〜３μｍとなるまでエッチングする。その後、保護に用いた高分子樹脂５１を除去することにより、図５（ｃ）に示すように、第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高い凸版１３を作製できる。第１凸部１４ａを保護するために用いる高分子樹脂は、ノズルやインクジェットによる塗布が可能で、その後に行われるエッチングに耐え、エッチング後に剥離できるものであればよく、かかる特性を有する各種の樹脂が使用できる。通常は溶液の形で塗布され、プリベークによって皮膜が形成される。たとえば、ポジ型またはネガ型のフォトレジストは、塗布が可能であり、プリベークによってエッチング耐性を示す皮膜を与え、エッチング後の剥離も容易である。ただし、光反応を利用するわけではないので、光反応性（感光性）のない樹脂でももちろん構わない。

なお、図５（ｃ）に示す状態からさらにエッチングすることによって、図５（ｄ）に示すように、第１凸部１４ａの角が取れた状態、すなわち、第１凸部１４ａの角が丸くなった状態にしてもよい。この場合、エッチングを行う時間としては、第１凸部１４ａの高さと第２凸部１４ｂの高さとの差を１μｍ〜３μｍとする際にかかる時間の１／２〜１／３程度であることが好ましい。このように、第１凸部１４ａの角が丸くなるようにすることによって、第１凸部１４ａの周辺にインクが押出されやすくなるため、よりコンタクトホールの形状をテーパ形状にしやすくなる。

第２凸部１４ｂのみをさらにエッチングする場合および第１凸部１４ａの角を丸くする場合のエッチング方法としては、特に限定されるものではなくウェットエッチングなどの方法を用いることができるが、特には、フッ化水素酸を使用したウェットエッチングを用いる方法が好ましい。

このように、凸部１４は、第１凸部１４ａと第２凸部１４ｂとが同じ高さになるようにエッチングする第１段階目の工程と、第２凸部１４ｂのみをさらにエッチングして第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるようにする第２段階目の工程によって形成されることが好ましい。これにより、第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも高くなるように形成される凸版１３を簡単に作製することができるため、より簡単にコンタクトホールの形状をテーパ形状にすることができる。

［転写工程］
転写工程では、ブランケット１０表面に残ったインク層１１をアレイ基板１の表面に転写して、一色分の画素を形成する。転写工程において、図３（ｄ）に示すように、ブランケット１０表面に残ったインク層１１がアレイ基板１の表面に転写されると、盛り上がった状態に形成されたコンタクトホール３１周辺部に対応する部分のインク層１１は、図３（ｅ）に示すように、テーパ形状のコンタクトホール３１を形成するように転写される。このようにして、コンタクトホール３１の形状をテーパ形状とすることができ、透明電極とスイッチング能動素子とを良好に導通させることができ、導電処理を施しやすくできる。

以下、カラーフィルタの画素形成に必要なカラー原色毎、本実施形態では赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）毎に、上述の各工程を複数回繰り返した後、全てのカラー原色のインク層１１が転写されたアレイ基板１を２００℃〜２３０℃で５０分〜１時間焼成することによって、カラーフィルタを製造する。焼成後のカラーフィルタの厚みは２μｍ〜３μｍであることが好ましい。

なお、上述の構成では、生産効率をより高くするために全てのカラー原色のインク層１１が転写された後に焼成を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば各カラー原色のインク層１１が転写される毎に焼成を行ってもよい。

なお、本実施形態では、３原色のカラーフィルタを製造したが、本発明は、２色または４色以上のカラーフィルタの製造にも適用することができる。

以下に本発明を実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り特に本実施例に限定されるものではない。

（実施例）
〔凸版の作製〕
図４（ａ）に示すように、ガラスフィルタを形成するアレイ基板１のサイズより大きいサイズのガラス基板４１上にポジ型フォトレジスト４２を膜厚１．５μｍとなるように塗布し、プリベーク（加熱処理）した。次いで、実際にアレイ基板１上に形成される画素パターンのネガパターンを形成したマスク４３を用いて露光、現像することによって、図４（ｂ）に示すレジストパターンが形成されたガラス基板４１を得た。その後、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板４１をフッ化水素酸によって深さが６μｍとなるまでエッチングし、次いで、ポジ型フォトレジスト４２を剥離することにより、図４（ｄ）に示すように、深さ６μｍの凹部が形成されたガラス基板４１を得た。このとき、第１凸部１４ａと第２凸部１４ｂとは同じ高さである。

次いで、図５（ａ）に示すように、凹部１５が形成されたガラス基板４１において、第１凸部１４ａを覆うようにポジ型フォトレジスト５１を、ノズルを用いて塗布して第１凸部１４ａを保護し、プリベークした。引き続き、図５（ｂ）に示すように、前記ガラス基板４１をフッ化水素酸のエッチング液に浸漬することで、ガラス基板４１における第１凸部１４ａの高さと第２凸部１４ｂの高さとの差が１μｍとなるまでエッチングした。その後、ポジ型フォトレジスト５１を除去することにより、図５（ｃ）に示すように、第１凸部１４ａの高さが第２凸部１４ｂの高さよりも１μｍ高い凸版１３を作製した。

〔有機着色インクの作製〕
水溶性ポリエステル樹脂および水溶性メラミン樹脂からなる樹脂成分７０重量％と、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブおよびｎ−ブタノールからなる溶剤成分３０重量％とを含む樹脂剤に、ピグメントレッド４ＢＳ（山陽色素株式会社製）を樹脂剤１００重量部に対して６０重量部加え、三本ロールミルで混合分散して赤色の着色剤を調整した。

次いで、得られた着色剤を酢酸エチルで稀釈することにより、粘度が４ｃｐとなるように調整し、赤色（Ｒ）の有機着色インクを作製した。このようにして作製された有機着色インクにおける樹脂成分および溶媒成分の最終的な含有量としては、有機着色インク１００重量％に対して、樹脂成分が３０重量％となり、溶媒成分が７０重量％となった。

次いで、ピグメントレッド４ＢＳ（山陽色素株式会社製）をフタロシアニングリーンＳＡＸ（山陽色素株式会社製）にかえた以外は、赤色（Ｒ）の有機着色インクと同様にして、緑色（Ｇ）の有機着色インクを作製した。

次いで、ピグメントレッド４ＢＳ（山陽色素株式会社製）をフタロシアニンブルーＳＲ−１５０（山陽色素株式会社製）にかえた以外は、赤色（Ｒ）の有機着色インクと同様にして、青色（Ｂ）の有機着色インクを作製した。

〔カラーフィルタの製造〕
図１（ａ）に示すように、胴体にシリコーンゴムが巻かれたブランケット１０の表面に、前述のようにして作製した赤色（Ｒ）の有機着色インクを、膜厚が３．５μｍになるようにダイコータ１２を用いて塗布した。

次いで、図１（ｂ）に示すように、表面にインク層１１が形成されたブランケット１０を前述のようにして作製した凸版１３に接触させながら転がすことによって、インク層１１に凸版１３の凸部１４を接触させてブランケット１０表面の不要な部分（非画素部分）のインク層１１を凸部１４に転写させて除去した。

その後、図１（ｃ）に示すように、ブランケット１０をアレイ基板１に接触させながら転がすことによって、ブランケット１０の表面に残ったインク層１１をアレイ基板１に転写した。同様に緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の有機着色インクを用いて、順次アレイ基板１にインク層１１を転写した。

その後、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のインク層１１が転写されたアレイ基板１を大気下において２３０℃で１時間焼成して、コンタクトホールが形成された厚さ２．８μｍのカラーフィルタを製造した。

（比較例）
〔凸版の作製〕
実施例１において、図４（ａ）〜（ｄ）に示す第１段階目の各工程を行い、その後図５に示す第２段階目の各工程を行わずに、第１凸部１４ａの高さと第２凸部１４ｂの高さとが同じである比較例の凸版を作製した。

〔有機着色インクの作製〕
実施例と同様にして、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の有機着色インクを作製した。

〔カラーフィルタの製造〕
上述のようにして作製した比較例の凸版を用いた以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを製造した。

［評価］
実施例および比較例のカラーフィルタをＳＥＭ（Scanning Electron Microscope、商品名：Ｓ−２１５０、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察したところ、実施例のカラーフィルタに形成されたコンタクトーホールの形状は、テーパ形状であり良好な形状であった。一方、比較例のカラーフィルタに形成されたコンタクトホールの形状は、逆テーパ形状であり、実使用上好ましくない形状であった。

本発明のカラーフィルタ製造方法の概要を示す断面図である。 本発明のカラーフィルタ製造方法に使用される凸版の一部分の形状を示す側面図である。 本発明のカラーフィルタ製造方法によってアレイ基板上にコンタクトホール部分のインク層が形成されるときの概要を示す概略図である。 第１段階目の工程の概要を示す概略図である。 第２段階目の工程の概要を示す概略図である。 ＣＯＡ構造を有するＴＦＴ型液晶パネルの構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ アレイ基板
１０ ブランケット
１１ インク層
１２ ダイコータ
１３ 凸版
１４ 凸部
１５ 凹部
３１ コンタクトホール
４１ ガラス基板
４２，５１ フォトレジスト
４３ マスク

Claims (4)

1. 凸版反転オフセット印刷法によってアレイ基板上にコンタクトホール付きカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造方法であって、
   インクをブランケット表面に膜厚が均一になるように塗布してインク層を形成する塗布工程と、
   インク層に所定の形状の凸版を接触させて不要な部分のインク層を凸版の凸部に転写して除去する除去工程と、
   ブランケット表面に残ったインク層をアレイ基板に転写する転写工程とを含み、
   凸部は、コンタクトホールに対応する部分である第１凸部と第１凸部以外の部分である第２凸部とを含み、
   第１凸部の高さは、第２凸部の高さよりも高くなるように形成されることを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
2. 第１凸部の高さと第２凸部の高さとの差は、インク層の膜厚の０．１倍〜０．３倍の大きさ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製造方法。
3. インクの粘度は、２ｃｐｓ〜５０ｃｐｓであることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ製造方法。
4. 凸部は、第１凸部と第２凸部とが同じ高さになるようにエッチングする第１段階目の工程と、第２凸部のみをさらにエッチングして第１凸部の高さが第２凸部の高さよりも高くなるようにする第２段階目の工程によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のカラーフィルタ製造方法。

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