JP2009229838A - カラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】ブラックマトリクスを最後に形成しても、アライメント可能なカラーフィルタの製造方法を提供する
【解決手段】カラーフィルタ１は、基板３の上に、着色層として、赤色層５、青色層７、緑色層９を有し、赤色層５の上には、スペーサー用青色層８とスペーサー用緑色層１０を有する。赤色層５、青色層７、緑色層９、スペーサー用青色層８、スペーサー用緑色層１０の上に透明電極層１３を有する。さらに、透明電極層１３の上にブラックマトリクス１４を有する。赤色層５は、赤外線吸収剤を含み、最初に形成される。また、ブラックマトリクス１４は、顔料を混色した感光性樹脂からなり、赤外線を透過する。赤色層５により形成されたアライメントマークを赤外線で読み取り、青色層７、緑色層９、ブラックマトリクス１４のパターニング時のアライメントを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルタの製造方法などに関するものである。

従来、カラーフィルタの製造方法は、赤外吸収能を持つカーボン含有樹脂や金属クロムなどにより、最初に基板上にブラックマトリクスとアライメントマークを形成する。その後、着色層のパターニングは、このアライメントマークによりフォトマスクのアライメントを行っていた（例えば、特許文献１参照）。

一方、簡易な工程で作製され、ＴＦＴ基板の電極と短絡しないカラーフィルタを提供するため、緑色層と青色層を形成する際、基板の上だけでなく、赤色層の上に積層し、赤色層の上に積層された緑色層と青色層をスペーサーとするカラーフィルタが考えられた。このカラーフィルタは、基板、赤色層、緑色層、青色層、スペーサーを覆う透明電極層を有するため、ＴＦＴ基板の電極と短絡しないように、スペーサー上の透明電極層上に高抵抗のブラックマトリクスを有する。

特開平２−３２３０２号公報

しかしながら、このようなカラーフィルタの製造においては、ブラックマトリクスの形成工程が、着色層の形成工程よりも後となるため、着色層の形成工程において、着色層のパターニングに用いるべきアライメントマークが基板上になく、着色層のパターニングに用いられるフォトマスクのアライメントが困難であるという問題点があった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、着色層形成工程よりブラックマトリクス形成工程を後にしても、着色層やブラックマトリクスのパターニングに用いられるフォトマスクのアライメントを可能にするカラーフィルタの製造方法を提供することである。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、基板上に、着色層を形成する工程（ａ）と、前記着色層上に、スペーサーを形成する工程（ｂ）と、前記基板、前記着色層、前記スペーサー上に、透明電極層を形成する工程（ｃ）と、前記基板および前記スペーサー上の前記透明電極層上に、ブラックマトリクスを形成する工程（ｄ）と、を具備し、前記工程（ａ）において、最初に形成する着色層を、赤外線吸収剤を含む樹脂で、アライメントマークと同時に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。

また、前記工程（ｂ）において、前記ブラックマトリクスが、顔料を含む樹脂で形成されていることが望ましい。また、前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）が、一色の着色層を、前記基板上に形成する工程（ｅ）と、他色の着色層を、前記基板上および前記着色層上に形成し、着色層とスペーサーを同時に形成する工程（ｆ）と、により置き換わることが望ましい。

第２の発明は、基板と、前記基板上に形成された着色層と、前記着色層上に形成されたスペーサーと、前記基板、前記着色層、前記スペーサーを覆う透明電極層と、前記基板および前記スペーサー上の前記透明電極層上に形成されたブラックマトリクスと、を有することを特徴とするカラーフィルタであって、前記着色層の中で、最初に形成した着色層に、赤外線吸収剤を含むことを特徴とするカラーフィルタである。

前記ブラックマトリクスが、顔料を含む樹脂で形成されることが好ましく、前記ブラックマトリクスが、体積抵抗率１０^３Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。

また、前記スペーサーは、着色層上に、異なる着色層が積層されることにより形成されることが望ましい。

本発明により、着色層形成工程よりブラックマトリクス形成工程を後にしても、着色層やブラックマトリクスのパターニングに用いられるフォトマスクのアライメントを可能にするカラーフィルタの製造方法を提供できる。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態に係るカラーフィルタ１およびその製造方法について説明する。
図１は、カラーフィルタ１の断面の概要を示す図である。カラーフィルタ１は、基板３の上に、着色層として、赤色層５、青色層７、緑色層９を有し、赤色層５の上には、スペーサー用青色層８とスペーサー用緑色層１０を有する。赤色層５、青色層７、緑色層９、スペーサー用青色層８、スペーサー用緑色層１０の上に透明電極層１３を有する。さらに、透明電極層１３の上にブラックマトリクス１４を有する。

基板３は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れている。

赤色層５は、赤色顔料などの顔料と赤外吸収剤を含んだ感光性樹脂組成物で形成されている。赤外吸収剤としては、特に限定されないが、ベンゼンジチオールニッケル錯体や、シアニン色素、フタロシアニン色素などを用いることができる。

感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。本実施形態では、ネガ型感光性樹脂を用いて説明する。

ネガ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるネガ型感光性樹脂を用いることができる。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。

また、ポジ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。

青色層７は、青色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成され、緑色層９は、緑色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成されている。前記感光性樹脂組成物としては、赤色層５に用いた感光性樹脂組成物と同様の感光性樹脂組成物を使用することができる。赤色層５、青色層７、緑色層９の厚みは、０．５〜５μｍであることが好ましい。

スペーサー１１は、赤色層５の上に形成された青色層７と緑色層９とから構成されている。スペーサー１１は、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板との間隔を保持する。

スペーサー１１は、赤色層５の上に形成されたスペーサー用青色層８とスペーサー用緑色層１０とから構成されている。スペーサー１１は、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板との間隔を保持する。スペーサー１１の高さは、１〜５μｍであることが好ましい。

また、スペーサー１１を設けるのは赤色層５の上でなくともよいし、一番初めに形成する着色層が赤外吸収剤を含む限り、着色層形成の順番も、赤色層５、青色層７、緑色層９の順番でなくともよい。例えば、赤色層５、緑色層９、青色層７の順番でもよいし、緑色層９、赤色層５、青色層７の順番でもよい。また、スペーサー１１をスペーサー用青色層８またはスペーサー用緑色層１０でのみ形成してもよい。スペーサー１１は、ある色の着色層の上または下に、他の２色の着色層のうちの片方、または両方の積層にて構成されればよい。

なお、カラーフィルター１は、赤色層５、青色層７、緑色層９の三色の着色層のみを有するが、黄色やシアンなどの他色の着色層を設けてもよい。その際に、他色のスペーサー用着色層をスペーサー１１の形成に加えてもよいし、加えなくてもよい。

透明電極層１３は、酸化スズ、酸化インジウムおよびＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれるこれらの複合酸化物が使用できる。透明電極層１３の厚さは、５〜５００ｎｍであることが好ましい。

ブラックマトリクス１４は、遮光物質を含んだ感光性樹脂組成物により形成される。ブラックマトリクス１４は、透明電極層１３とＴＦＴ基板の電極との間の短絡を防ぐため、体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。また、スペーサー１１の上のブラックマトリクス１４の厚みは、０．５μｍ〜２μｍであることが好ましい。また、着色層間にあるブラックマトリクス１４の厚みは、０．５〜５μｍであることが好ましい。

前記遮光物質として、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることが好ましい。赤外線を吸収しないようにするためである。また、前記感光性樹脂組成物としては、赤色層５を形成するのに用いられる感光性樹脂組成物と同様のものを使うことができるが、樹脂の着色は不問であるため、より高感度な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。

次に、カラーフィルタ１の製造方法を、図２から図５を用いて説明する。
図２は、カラーフィルタ１の赤色層５を形成する工程を示す図である。
図２（ａ１）は、図２（ａ２）でのＡ−Ａ断面でカラーフィルタを可視光で観察した断面図であり、図２（ａ２）はカラーフィルタを可視光で観察した平面図であり、図２（ａ３）は、カラーフィルタを赤外線で観察した平面図を示す図である。図２（ｂ）（ｃ）（ｄ）においても同様であるし、図３（ａ１）〜（ｃ３）、図４（ａ１）〜（ｃ２）、図５（ａ１）〜（ｄ２）においても同様である。

（赤色層およびアライメントマーク形成工程）
まず、図２（ａ１）に示すように、定法に従って洗浄した基板３を用意し、赤色顔料と赤外吸収剤を含む感光性樹脂を塗布し、露光前赤色層１５を形成する。露光前赤色層１５は、可視光でも赤外線でも観察できるため、図２（ａ２）および（ａ３）において、基板３の上には、露光前赤色層１５が観察される。

露光前赤色層１５の形成は、顔料を含む感光性樹脂を塗布することにより行われる。感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。

感光性樹脂の塗布後は、露光前赤色層１５に対して加熱処理（プリベーク）を施してもよい。

次いで、図２（ｂ１）〜（ｂ３）に示すように、露光前赤色層１５の一部をフォトマスクを介して露光し、赤色層５とアライメントマーク１６の潜像を形成する。

露光方法としては、特に限定されるものではなく、例えば感光性樹脂の表面から数十μｍ程度の間隙をあけて階調マスクを配置し、露光するプロキシミティ露光を行うことができる。この露光により、感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いた場合には照射部分で硬化反応が生じ、ポジ型感光性樹脂を用いた場合には照射部分で酸発生反応が生じる。

その後、図２（ｃ１）〜（ｃ３）に示すように、露光前赤色層１５を除去し、赤色層５とアライメントマーク１６を現像する。

現像方法は特に限定されるものではなく、通常、アルカリ液による洗浄によって行う。

また、現像後、形成された赤色層５とアライメントマーク１６に対して加熱処理（ポストベーク）を施してもよい。この加熱処理は、例えば温度１００〜２５０℃、処理時間１０〜６０分程度で適宜設定することができる。

（青色層およびスペーサー用青色層形成工程）
次に、図３（ａ１）〜（ａ３）に示すように、赤色層５とアライメントマーク１６を有する基板３に、青色顔料を含む感光性樹脂を塗布し、露光前青色層１７を形成する。露光前青色層１７の形成は、露光前赤色層１５の形成と同様の方法で行われる。図３（ａ１）に示すように、赤色層５を露光前青色層１７が覆っている。また、図３（ａ２）では、基板３の上には、露光前青色層１７が観察される。しかし、図３（ａ３）において、露光前青色層１７は可視光を吸収するが、赤外線を透過するため、露光前青色層１７は透過して、赤色層５とアライメントマーク１６が観察される。

次いで、図３（ｂ１）〜（ｂ３）に示すように、露光前青色層１７の一部をフォトマスクを介して露光し、青色層７とスペーサー用青色層８の潜像を形成する。なお、青色層７の露光は、フォトマスクを、赤外線でアライメントマーク１６を観察しながら、アライメントを行い、露光する。図３（ｂ１）に示すように、青色層７を基板３の上に、スペーサー用青色層８を赤色層５の上に形成する。図３（ｂ３）に示すように、露光前青色層１７、青色層７、スペーサー用青色層８は、赤外線では観察できない。

その後、図３（ｃ１）〜（ｃ３）に示すように、露光前青色層１７を除去し、青色層７とスペーサー用青色層８を現像し、基板３は、基板３の上に赤色層５と青色層７を有し、赤色層５の上にスペーサー用青色層８を有する。

（緑色層およびスペーサー用緑色層形成工程）
次に、図４（ａ１）〜（ａ２）に示すように、赤色層５、青色層７、スペーサー用青色層８を有する基板３に、緑色顔料を含む感光性樹脂を塗布し、露光前緑色層１９を形成する。露光前緑色層１９の形成は、露光前赤色層１５の形成と同様の方法で行われる。図４（ａ１）に示すように、赤色層５を露光前緑色層１９が覆っている。また、図４（ａ２）では、基板３の上には、露光前緑色層１９が観察される。なお、図４（ａ３）、図４（ｂ３）、図４（ｃ３）は、それぞれ図３（ａ３）と同じになるため、省略した。

次いで、図４（ｂ１）〜（ｂ２）に示すように、露光前緑色層１９の一部をフォトマスクを介して露光し、緑色層９とスペーサー用緑色層１０の潜像を形成する。なお、緑色層９の露光は、フォトマスクを、赤外線でアライメントマーク１６を観察しながら、アライメントを行い、露光する。図４（ｂ１）に示すように、緑色層９を基板３の上に、スペーサー用緑色層１０をスペーサー用青色層８の上に形成する。

その後、図４（ｃ１）〜（ｃ２）に示すように、露光前緑色層１９を除去し、緑色層９とスペーサー用緑色層１０を現像し、基板３は、基板３の上に赤色層５と青色層７と緑色層９を有し、赤色層５の上にスペーサー用青色層８とスペーサー用緑色層１０を有する。

（透明電極層およびブラックマトリクス形成工程）
次に、図５（ａ１）に示すように、基板３、赤色層５、青色層７、スペーサー用青色層８、緑色層９、スペーサー用緑色層１０の上に、透明電極層１３を、形成する。透明電極層１３は、蒸着やスパッタリングにより形成される。
図５（ａ２）においては、透明電極層１３は透明であるため、図示していない。

次いで、図５（ｂ１）に示すように、透明電極層１３の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、露光前ブラックマトリクス２１を形成する。露光前ブラックマトリクス２１の塗布は、露光前赤色層１５の塗布と同様に行われる。図５（ｂ２）に示すように、赤色層５などは、露光前ブラックマトリクス２１に覆われており、可視光では観察できない。しかしながら、露光前ブラックマトリクス２１は、赤外線を透過するため、図５（ａ３）は図３（ａ３）と同じになる。図５（ｂ３）、図５（ｃ３）、図５（ｄ３）も、図３（ａ３）と同じになるため、省略した。

次いで、図５（ｃ１）〜（ｃ２）に示すように、露光前ブラックマトリクス２１の一部をフォトマスクを介して露光し、ブラックマトリクス１４の潜像を形成する。なお、ブラックマトリクス１４の露光は、フォトマスクを、赤外線でアライメントマーク１６を観察しながら、アライメントを行い、露光する。ブラックマトリクス１４は、赤色層５、青色層７、緑色層９の周囲を囲むように形成する。

その後、図５（ｄ１）〜（ｄ２）に示すように、露光前ブラックマトリクス２１を除去し、ブラックマトリクス１４を現像し、カラーフィルタ１を得る。

なお、図１ないし図５は、カラーフィルタなどを模式的に示したものであり、各部材の大きさ、画素数などを限定するものではない。

なお、透明電極層１３とブラックマトリクス１４の上に、さらに保護層を有してもよい。保護層は、光透過性の感光性樹脂組成物または、光透過性の無機物質からなる。

前記感光性樹脂組成物としては、赤色層５を形成する際に用いられるのと同様の感光性樹脂組成物を用いることができる。

前記無機物質としては窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどを用いることができる。

保護層は、透明電極層１３とブラックマトリクス１４の上に、感光性樹脂組成物を塗布するか、無機物質を蒸着やスパッタリングして形成される。

保護層は、赤色層５、青色層７、緑色層９、ブラックマトリクス１４から不純物が液晶層へ溶出することを防止でき、液晶層への汚染が防止でき、液晶表示の不良を低減することができる。

カラーフィルタ１を液晶表示装置に用いる場合、カラーフィルタ１の着色層側にＴＦＴ基板が設けられる。ＴＦＴ基板は、ＴＦＴと電極を有し、スペーサー１１上にあるブラックマトリクス１４に接する。ＴＦＴ基板とカラーフィルタに挟まれた箇所に液晶分子が注入され、ＴＦＴのスイッチングにより液晶分子への電圧の印加のＯＮ／ＯＦＦが行われ、液晶表示装置が駆動する。

本実施形態によれば、ブラックマトリクス形成工程を着色層形成工程より後であっても、着色層形成工程とブラックマトリクス形成工程において、フォトマスクのアライメントが可能である。

また、本実施形態によれば、青色層７を形成する際にスペーサー形成用青色層８が形成され、緑色層９を形成する際にスペーサー形成用緑色層１０が形成され、その結果スペーサー１１が形成されるため、スペーサー１１を形成する工程を独立して設ける必要がなく、カラーフィルタ１の作製工程が削減される。

また、本実施形態によれば、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板とが、絶縁体のブラックマトリクス１４を介して接するため、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板とは短絡しない。

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。まず、予備実験について説明する。
［予備実験１］
（赤色層用のネガ型感光性樹脂の調整）
ネガ型感光性樹脂（ポリマー１）と、赤色層用のネガ型感光性樹脂を調整した。赤色層用のネガ型感光性樹脂の組成を、表１に示す。赤外吸収剤を含まないものをＲ０とし、赤外吸収剤を含むものをＲ１ないしＲ３とした。赤外吸収剤の含有量はＲ１が最も少なく、Ｒ３が最も多い。

＜ポリマー１＞
ポリマー１は、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。

（赤色層の形成）
次いで、基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、ガラス基板上にＲ０をスピンコート法により塗布し、８０℃にて３分間プリベークを行い、露光前赤色層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量３０ｍＪ／ｃｍ^２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。

次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行い、２３０℃のオーブンで、３０分焼成を行った。ガラス基板上にＲ０による赤色層を形成した。

次いで、Ｒ１〜Ｒ３を、他のガラス基板上に、Ｒ０と同様に塗布、露光、現像を行い、赤色層を形成した。

（評価）
ガラス基板上の赤色層は、色度値と、膜厚、透過率を測定した。色度値と膜厚については表２に、透過率については、図６、図７に示す。

色度値は、オリンパス製顕微分光光度計OSP-SP200によって380〜780nmの透過スペクトルを測定の上、CIE1931、XYZ表色系2°視野の等色関数とC光源を用いて色度座標x,yとYを算出した。また赤外域までの透過率スペクトルは株式会社パーキンエルマージャパン製 紫外可視赤外分光光度計LAMBDA19を用いて測定した。また、膜厚は、断面を走査型電子顕微鏡で観察することにより求めた。

図６、図７が示すように、Ｒ０〜Ｒ３まで、赤外吸収剤を多く含むほど、透過率が低下していることがわかる。特に、Ｒ３は、透過率が７０％程度であり、赤外吸収能が大きく向上していることがわかる。

一方、表２が示すように、Ｒ０〜Ｒ３において、膜厚はほぼ同じである。また、色度値のｘとｙにおいては、Ｒ０〜Ｒ３は同じであるが、輝度を示すＹの値が、Ｒ３がＲ０〜Ｒ２よりも低くなっている。

［予備実験２］
（ブラックマトリクス用感光性樹脂の調整）
ブラックマトリクスのネガ型感光性樹脂を調整した。組成を以下に示す。

＜ブラックマトリクス用のネガ型感光性樹脂＞
・赤顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｔ Ｒｅｄ２５４） ２．５０重量部
・青顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｔ Ｂｌｕｅ１５：６） ２．５０重量部
・黄顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３９） １．２５重量部
・顔料誘導体（ゼネカ社製 ソルスパース５０００） ０．６０重量部
・分散剤（ゼネカ社製 ソルスパース２４０００） ２．４０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．００重量部
・バインダー樹脂 （ポリマー１） ５．０重量部
・開始剤（チバガイギー社製 イルガキュア９０７） １．４０重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ７９．７５重量部

ブラックマトリクス用感光性樹脂を、予備実験１と同様の方法で、基板上に塗布、露光、現像を行い、ブラックマトリクスを形成した。

（評価）
ブラックマトリクスの透過率を測定した。その結果を図８に示す。波長７８０ｎｍ以上での赤外域では、９０％以上透過し、ブラックマトリクスは、赤外域では透明である。

予備実験１および予備実験２における、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，ブラックマトリクス（ＢＭ）の９５７ｎｍでの透過率を表３に示す。

Ｒ０とブラックマトリクスの透過率は、ほぼ同じである。一方、Ｒ０とＲ１では、約２％の透過率の差がある。また、Ｒ０とＲ２では、約６％の透過率の差がある。また、Ｒ０とＲ３では、約２６％の透過率の差がある。Ｒ０とＲ１〜Ｒ３において、透過率に差があるほど、フォトマスクのアライメント時に、アライメントマークを観察しやすくなり、アライメントを行いやすい。一方、Ｒ３は、色度値での輝度（Ｙ）がＲ０に比べて減少している。よって、用途に応じて、赤外吸収剤の含有量を調整する。

続いて、実施例と比較例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
［実施例１］
（フォトマスクの作製）
光学研磨された３３０ｍｍ×４５０ｍｍの合成石英基板上にクロム膜（遮光膜）が厚み１００ｎｍで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製 ＡＺＰ−１３５０）を厚み６００ｎｍで塗布し、１２０℃に加熱されたホットプレートで１５分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置（マイクロニック社製LRS11000-TFT3)で、所望の遮光パターンを描画する。
次に、専用のデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製 ＡＺデベロッパー）で現像し、遮光膜用レジストパターンを得る。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとし、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光パターンを得る。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント（ザ・インクテック社製 ＭＲ−ＥＳ）を用いた。クロム膜のエッチング時間は、６０秒である。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、フォトマスクを得る。
フォトマスクは、赤色層用、緑色層用、青色層用、ブラックマトリクス用の４種類を用意する。

（青色層用、緑色層用のネガ型感光性樹脂の調整）
青色層用のネガ型感光性樹脂と、緑色層用のネガ型感光性樹脂を調整する。青色層用のネガ型感光性樹脂の組成を、表４に示し、緑色層用のネガ型感光性樹脂の組成を、表５に示す。

（赤色層の形成）
基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備する。この基板を定法にしたがって洗浄した後、ガラス基板の片面全面に、赤外吸収材を含むＲ１〜Ｒ３のいずれかの赤色層をスピンコート法により塗布し、８０℃にて３分間プリベークを行い、所定のフォトマスクを介して、露光量３０ｍＪ／ｃｍ^２、露光ギャップ１５０μｍにて露光する。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像後、２３０℃のオーブンで３０分間焼成を行い、赤色層を形成する。

（青色層・緑色層の形成）
次いで、Ｂ０とＧ０を同様に塗布、露光、現像などを行い、青色層および緑色層を形成する。

（透明電極層・ブラックマトリクスの形成）
ＩＴＯをスパッタリングし、全面に透明電極層を形成する。
その後、ブラックマトリクス用ネガ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、所定のフォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ^２、露光ギャップ１５０μｍにて露光する。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像後、２００℃のオーブンで３０分間焼成を行い、ブラックマトリクスを形成し、カラーフィルタを作製する。

［実施例２］
着色層の形成工程を、青色層、赤色層、緑色層の順で形成する点、赤色層をＲ０で形成し、青色層をＢ１〜Ｂ３のいずれかで形成する点が異なる以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製する。

［実施例３］
着色層の形成工程を、緑色層、赤色層、青色層の順で形成する点、赤色層をＲ０で形成し、緑色層をＧ１〜Ｇ３のいずれかで形成する点が異なる以外は、実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製する。

［比較例１］
ブラックマトリクスが、カーボンを含む感光性樹脂により形成される点以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製する。

［比較例２］
赤色層をＲ０で形成する点以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製する。

［比較例３］
青色層をＢ１〜Ｂ３のいずれかで形成し、赤色層に加えて、青色層にも赤外吸収剤を含む以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製する。

［比較例４］
緑色層をＧ１〜Ｇ３のいずれかで形成し、赤色層に加えて、緑色層にも赤外吸収剤を含む以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製する。

＜結果＞
実施例および比較例における、カラーフィルタ作製時のフォトマスクのアライメント結果を表６に示す。

実施例１〜３においては、アライメントが可能である。
比較例１は、カーボンが赤外線を透過しないため、アライメントできない
比較例２は、アライメントマークが赤外線を吸収しないため、アライメントできない。
比較例３は、青色層までのアライメントは可能であるが、青色層が赤外線を透過しないため、緑色層、ブラックマトリクスのアライメントができない。
比較例４は、緑色層までのアライメントは可能であるが、緑色層が赤外線を透過しないため、ブラックマトリクスのアライメントができない。

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法などの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本実施形態に係るカラーフィルタ１の断面図。 本実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程の、赤色層形成工程を示す図。 本実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程の、青色層形成工程を示す図。 本実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程の、緑色層形成工程を示す図。 本実施形態に係るカラーフィルタ１の製造工程の、透明電極層およびブラックマトリクス形成工程を示す図。 赤外吸収剤含有量が異なる赤色層の透過率スペクトル図。 赤外吸収剤含有量が異なる赤色層の透過率スペクトル図。 ブラックマトリクスの透過率スペクトル図。

符号の説明

１………カラーフィルタ
３………基板
５………赤色層
７………青色層
８………スペーサー用青色層
９………緑色層
１０………スペーサー用緑色層
１１………スペーサー
１３………透明電極層
１４………ブラックマトリクス
１５………露光前赤色層
１６………アライメントマーク
１７………露光前青色層
１９………露光前緑色層

Claims (7)

1. 基板上に、着色層を形成する工程（ａ）と、
   前記着色層上に、スペーサーを形成する工程（ｂ）と、
   前記基板、前記着色層、前記スペーサー上に、透明電極層を形成する工程（ｃ）と、
   前記基板および前記スペーサー上の前記透明電極層上に、ブラックマトリクスを形成する工程（ｄ）と、
   を具備し、
   前記工程（ａ）において、最初に形成する着色層を、赤外線吸収剤を含む樹脂で、アライメントマークと同時に形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記工程（ｄ）において、前記ブラックマトリクスを、顔料を含む樹脂で形成す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。
3. 前記工程（ａ）および前記工程（ｂ）が、
   一色の着色層を、前記基板上に形成する工程（ｅ）と、
   他色の着色層を、前記基板上および前記着色層上に形成し、着色層とスペーサーを同時に形成する工程（ｆ）と、
   により置き換わることを特徴とする請求項１または請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
4. 基板と、
   前記基板上に形成された着色層と、
   前記着色層上に形成されたスペーサーと、
   前記基板、前記着色層、前記スペーサーを覆う透明電極層と、
   前記基板および前記スペーサー上の前記透明電極層上に形成されたブラックマトリクスと、
   を有することを特徴とするカラーフィルタであって、
   前記着色層の中で、最初に形成した着色層に、赤外線吸収剤を含むことを特徴とするカラーフィルタ。
5. 前記ブラックマトリクスが、顔料を含む樹脂で形成されることを特徴とする請求項４記載のカラーフィルタ。
6. 前記ブラックマトリクスが、体積抵抗率１０^３Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項４または請求項５記載のカラーフィルタ。
7. 前記スペーサーは、着色層上に、異なる着色層が積層されることにより形成されることを特徴とする請求項４ないし請求項６記載のカラーフィルタ。

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