JP4138117B2

JP4138117B2 - Manufacturing method of color filter substrate

Info

Publication number: JP4138117B2
Application number: JP36327798A
Authority: JP
Inventors: 浩史木口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2018-12-21
Also published as: JP2000187111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子等に用いられるカラーフィルタ基板に係わる。特に、インクジェット法によるカラーフィルタの着色に好適な構造を有するカラーフィルタ基板に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子用のカラーフィルタの製造方法として、染色法、顔料分散法、電着法、インクジェット法等が知られている。この中でもインクジェット法は最近最も研究されている方法であり、この方法でカラーフィルタを製造する技術が、例えば、特開平８−３２７８１６号公報、特開平９−４９９２１号公報、特開平９−７１７４４号公報、特開平８−２７１７１５号公報等に開示されている。この方法でカラーフィルタを着色する場合、インク滴径が数十μｍであり、一方、カラーフィルタの画素は短辺数十μｍ、長辺数百μｍであることから、ガラス基板上に予め画素を規定する区画（以下、「バンク」という）を形成してこの中にインク滴を充填してカラーフィルタを製造する。
【０００３】
ところで、バンクにブラックマトリクスの機能を兼用させる場合、従来ではガラス基板上にスパッタ成膜法でクロムを成膜し、これを所定のパターンにエッチングすることで開口部（画素或いは光透過領域）を形成し、この中にインク滴を充填してカラーフィルタを製造していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような製造方法では、スパッタ成膜法でクロムを成膜すると、膜厚０．２μｍ程度が限界であり、インクを充填するのに十分な高さ（０．５μｍ乃至１０μｍ）のバンクを形成することができない。また、インクジェット法でバンクに囲まれた開口部内にインク滴を充填する場合、バンクを超えて隣の画素にインク滴が溢れる事態を防ぐために、基板には親インク性を持たせ、バンクには撥インク性を持たせる必要がある。このため、バンク上部を有機材料等の撥インク性処理が容易な材料で構成することが好ましい。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、インクジェット法等でインクをバンクに充填することでカラーフィルタを製造する方法に好適なバンクを備えたカラーフィルタ基板及び液晶表示素子を提供することを課題とする。また、インクジェット法に好適なカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラーフィルタ基板は、基板上に区画形成されたバンクで囲まれる開口部内に、インクで着色されたインク膜（着色層）を備えるカラーフィルタ基板であって、バンクは基板側から金属膜と感光性有機薄膜の積層構造を有している。かかる積層構造により、十分な高さのバンクを形成することができるとともに、インクに対する基板表面の処理（バンクは撥インク性とし、基板は親インク性とする処理）が容易になる。
【０００７】
感光性有機薄膜として金属膜をエッチングするためのレジストを用いることができる。このようにすると、金属膜のエッチング後において不要のレジストを除去する工程を省略することができ、カラーフィルタの製造工程を簡略化することができる。
【０００８】
感光性有機薄膜は、ポリイミド膜、アクリル系樹脂膜、ポリヒドロキシスチレン膜、ノボラック樹脂膜、ポリビニルアルコール膜、カルド系樹脂膜のうち何れかとすることができる。この感光性有機薄膜に弗素系の界面活性剤を添加することで感光性有機薄膜を撥インク性とすることができる。弗素系の界面活性剤として、例えば、パーフルオロアルキル及びその誘導体、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、パーフルオロベンゼン、フルオロフェノール及びその誘導体を含フッ素基として有する構造を用いる。また、感光性有機薄膜に弗素系ポリマーを配合することで感光性有機薄膜を撥インク性とすることができる。弗素系ポリマーとして、シリコーンゴム、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン、ビニルエーテル系共重合体、３フッ化エチレン、フッ化ビニリデン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂のうち何れかを用いることができる。これらの弗素系の界面活性剤の添加量や弗素系ポリマーの配合比を調整することでバンクとインクとの接触角、即ち、バンクの撥インク性を必要に応じて調整することができる。
【０００９】
感光性有機薄膜は複数の感光性有機薄膜を積層して構成することもできる。また、金属膜はブラックマトリクスとして機能させることもできる。この場合、金属膜の組成は、クロム、ニッケル、タングステン、タンタル、銅、アルミニウムのうち何れかが好ましい。
【００１０】
また、バンクとインク膜とを覆う保護膜を備えるカラーフィルタ基板において、保護膜の組成は、要求される耐熱性、透明性、レベリング性をクリアするために、ビスフェノールＡ、ビスフェノールフルオレン等が好ましい。さらに好ましくは、保護層の組成を有機薄膜の組成と同一にすることで、バンク上に形成される保護膜のはじき、ムラを防止することができ、コントラストの優れた液晶表示素子のカラーフィルタ基板を提供することができる。
【００１１】
基板の表面処理において、バンクとインクとの接触角は３０ｄｅｇ以上６０ｄｅｇ以下になるようにバンクとインクの組み合わせを設定することが好ましい。３０ｄｅｇ未満であるとバンクとインクの親和性が高くなり、バンクに付着するインクの量が多くなる結果、基板の着色抜けが生じやすくなる。一方、６０ｄｅｇを超えると、インクに対するバンクの撥インク性が大きくなりすぎてバンク近傍の基板の着色抜けが生じ易くなる。また、基板とインクとの接触角は３０ｄｅｇ以下が好ましい。基板は親インク性であることが求められ、カラーフィルタの画素ピッチを考慮するとこの範囲が適当である。
【００１２】
本発明の液晶表示素子は上記のカラーフィルタ基板を備える。このカラーフィルタ基板を備えることで、表示ムラや着色ムラの無い高精細な液晶表示素子を提供することができる。
【００１３】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に区画形成されたバンクで囲まれる開口部内にインク膜を備えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、基板上に金属膜を区画形成する第１の工程と、金属膜上に感光性有機薄膜を形成することでバンクを形成する第２の工程と、開口部内にインクを充填してインク膜を形成する第３の工程とを備える。感光性有機薄膜を金属膜をエッチングするためのレジストとすることで、レジストの除去工程を省略することができ、カラーフィルタの製造工程を簡略化することができる。第２の工程は、金属膜上に複数の感光性有機薄膜を積層することでバンクを形成してもよい。また、第２の工程と第３の工程の間に、酸素ガスを導入ガスとしてプラズマ処理をし、基板表面を親インク性とする工程と、弗化化合物を導入ガスとしてプラズマ処理をし、バンクを撥インク性とする工程とを備えても良い。このプラズマ処理工程により、バンクを撥インク性とすることができ、基板を親インク性とすることができる。導入ガスとしての弗化化合物は、弗化炭素ガス、弗化窒素ガス、弗化硫黄ガスのうち何れかが好ましい。また、弗素化化合物を導入ガスとしたプラズマ処理工程に替えて基板を加熱することで、バンクを撥インク性とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１を参照してカラーフィルタの製造工程を説明する。
【００１５】
薄膜形成工程（図１（Ａ））
本工程は基板１０上にクロム膜２０、レジスト３０を成膜する工程である。基板１０の材質として、ガラス基板、プラスチックフィルム、プラスチックシート等を使用できる。基板１０として、例えば、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ×１．１ｍｍ程度の平坦な透明ガラス基板を用意する。この透明ガラス基板は、３５０℃の熱に耐えられ、酸やアルカリ等の薬品に侵されにくく、量産可能であるものが好ましい。クロムをターゲットとし、アルゴンガスでこれをスパッタし、基板１０上にクロム膜２０を成膜する。膜厚は０．１５μｍとする。このクロム膜２０は後述の工程で所定の区画領域にパターニングされ、画素領域に開口部を備えるブラックマトリクスとして機能する。次いで、クロム膜２０上にポジタイプの感光性レジスト３０をスピンコートする。レジスト３０の膜厚は２．５μｍとする。尚、ブラックマトリクスの材料はクロムの他、ニッケル、タングステン、タンタル、銅、アルミニウム等でもよい。
【００１６】
エッチング工程（同図（Ｂ））
本工程はレジスト３０をマスクとしてクロム膜２０をエッチングし、バンク１２を形成する工程である。感光性レジスト３０を塗布後、全面を所定の区画パターンに一括露光し、現像する。次いで、このレジスト３０をマスクとして硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸塩の水溶液でクロム膜２０をエッチングし、開口部１１を形成する。開口部１１の形成パターンは、モザイク配列、デルタ配列、ストライプ配列等、適宜選択してパターニングする。開口部１１の形状は矩形に限らず、インク滴の形状に合わせて円形状でもよい。この工程により、クロム膜２０とレジスト３０とから成るバンク１２（膜厚２．６５μｍ）が形成される。バンク１２は開口部１１の仕切部材として機能する。
【００１７】
また、上記工程において、レジスト３０を現像して得られたレジストパターンを薬液処理又は酸素プラズマ等のアッシング処理にてクロム膜２０から剥離させ、区画形成されたクロムパターンを基板表面に露出させる。このクロムパターンの上にレジスト或いはポリイミドを塗布し、クロムパターンに重なるようにフォトリソ工程でパターニングし、バンク１２を形成してもよい。
【００１８】
表面処理工程（同図（Ｃ））
本工程は基板表面をプラズマ処理することで、基板１０には親インク性を与え、バンク１２には撥インク性を与えるものである。バンク１２の上部（レジスト３０）は絶縁有機材料で構成され、基板１０はガラス等の無機材料で構成されているため、弗素系化合物を含むガスを導入ガスとして基板表面をプラズマ処理をすることで上記の効果を得る。具体的には、容量結合型のプラズマ処理では、導入ガスを反応室に流し、一方の電極1を基板１０と接続し、他方の電極２を基板１０の表面に対向させ、電源３から電界を印加する。まず、導入ガスとして酸素（Ｏ₂）をガス流量５００ＳＣＣＭ、パワー０．１Ｗ／ｃｍ²〜１．０Ｗ／ｃｍ²、圧力１Ｔｏｒｒ以下の条件で１０秒〜３００秒プラズマ処理を行う。この工程で開口部１１のアッシング処理が行われ、表面に露出した基板１０が活性化することで親インク性となる。次に、導入ガスとして弗化炭素（ＣＦ₄）をガス流量９００ＳＣＣＭ、パワー０．１Ｗ／ｃｍ²〜１．０Ｗ／ｃｍ²、圧力１Ｔｏｒｒ以下の条件で６００秒〜３６００秒プラズマ処理を行う。この工程により、バンク１２の表面エネルギーを低下させることができ、インクをはじきやすくすることができる。従がって、基板１０の表面を親インク性に保持したまま、バンク１２を半永久的に撥インク性とすることができる。
【００１９】
尚、弗素系化合物のガスでプラズマ処理をする場合、弗化炭素（ＣＦ₄）の他に弗化窒素（ＮＦ₃）、弗化硫黄（ＳＦ₆）等を用いることもできる。また、バンク１２は、酸素プラズマで一旦活性化した後、熱処理により元の撥インク性に戻すことも可能である。
【００２０】
上記の表面処理工程により、基板表面を改質することができるが、特に、インクとバンク１２との接触角は３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇに設定することが好ましく、インクと基板１０との接触角は３０ｄｅｇ以下に設定することが好ましい。
【００２１】
インクとバンク１２との好適な接触角の範囲については、以下に述べる実験結果から導くことができる。実験では、インクとガラス基板との接触角が１５ｄｅｇの条件下でバンクとインクとの接触角を１５ｄｅｇ、３３ｄｅｇ、６４ｄｅｇに設定した場合のインク膜の膜厚状態を測定した。測定結果を図３に示す。図中、符号５はバンクＢＭとインク膜ＩＬの膜厚を表しており、符号６はインク膜ＩＬの理想的な膜厚を示すボトムラインである。同図（Ａ）は、インクとバンクＢＭの接触角が１５ｄｅｇの場合を示しており、インク膜ＩＬの中央部の膜厚が不足していることが確認できる。このため、インク膜ＩＬの中央部において色抜けが生じている。これは、インクとバンクＢＭとの親和性が高いためにバンクＢＭに付着しているインクの量が多く、開口部内側に充分にインクがいきわたらないためと考えられる。インクによる着色がこのような状態では液晶表示素子のコントラストの低下を招く原因ともなるため好ましくない。同図（Ｂ）は、インクとバンクＢＭとの接触角が３３ｄｅｇの場合を示しており、開口部全体にインクがいきわたり、色抜けが生じていないことが確認できる。これは、インクとバンクＢＭとの撥インク性、及び、インクと基板との親インク性とのバランスが良好であるために着色ムラが生じないためと考えられる。同図（Ｃ）は、インクとバンクＢＭとの接触角が６４ｄｅｇの場合を示しており、バンクＢＭ近傍でインク膜ＩＬの色抜けが生じていることが確認できる。これは、バンクＢＭの撥インク性が高いためにバンクＢＭ近傍でインク膜ＩＬの色抜けが生じているためと考えられる。以上の結果から、インクとバンクとの接触角は３０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇに設定することが好ましいと考えられる。
【００２２】
インクと基板１０との好適な接触角の範囲については、以下に述べる考察結果から導くことができる。図４は基板とインクとの接触角がθ、基板とインクとの接触幅がｄの条件下で形成されるインク滴の面積Ｓを求める図である。同図から面積Ｓを扇型の面積から直角三角形の面積を引くことで求めることができる。これを計算すると、面積Ｓは、
【００２３】
【数１】

【００２４】
となる。この式を基に、ｄの値を５μｍ〜１００μｍの範囲で変えたときの、基板とインクの接触角θ［ｄｅｇ］と、インク滴の体積Ｓ［μｍ³／μｍ］との関係を図示したものが図５である。図中、符号Ａはｄ＝１００μｍの場合、Ｂはｄ＝９０μｍの場合、Ｃはｄ＝８０μｍの場合、Ｄはｄ＝７０μｍの場合、Ｅはｄ＝６０μｍの場合、Ｆはｄ＝５０μｍの場合、Ｇはｄ＝４５μｍの場合、Ｈはｄ＝４０μｍの場合、Ｉはｄ＝３５μｍの場合、Ｊはｄ＝３０μｍの場合、Ｋはｄ＝２５μｍの場合、Ｌはｄ＝２０μｍの場合、Ｍはｄ＝１５μｍの場合、Ｎはｄ＝１０μｍの場合、Ｏはｄ＝５μｍの場合である。
【００２５】
インクジェット式記録ヘッド（エプソン製ＭＪ−５００Ｃ）から吐出されるインク滴を１滴当たり５７１μｍ³とし、カラーフィルタにおける画素領域のピッチを８０μｍとすると、同図から基板との接触角は２８ｄｅｇであることが解る。基板とインクは親インク性が求められるため、インクと基板との接触角は３０ｄｅｇ以下に設定することが好ましい。
【００２６】
尚、インクとバンクとの接触角を上記の範囲に設定するためには、レジスト３０に弗素系の界面活性剤、例えば、パーフルオロアルキル及びその誘導体、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、パーフルオロベンゼン、フルオロフェノール及びその誘導体を含フッ素基として有する構造のもの等を添加すると良い。レジスト３０に弗素系の界面活性剤を添加することでレジスト３０の表面エネルギーを低下させ、インクをはじきやすくすることができる。これらの界面活性材を添加したレジスト３０は本発明者による実験の結果、十分にレジスト膜としての機能（耐エッチ性、及び、クロム膜２０との接着性）を有することが確認することができた。こらの界面活性材の添加量を適宜調整することでバンクとインクとの接触角を２０ｄｅｇ〜６０ｄｅｇの範囲に設定することができる。
【００２７】
また、レジスト３０は弗素系のポリマーでブレンドしたもの、例えば、シリコーンゴム、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン、ビニルエーテル系共重合体、３フッ化エチレン、フッ化ビニリデン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂のうち何れかの材料とブレンドして用いても良い。レジスト３０に弗系のポリマーをブレンドすることでレジスト３０の表面エネルギーを低下させ、インクをはじきやすくすることができる。これらのポリマーをブレンドしたレジスト３０は本発明者による実験の結果、十分にレジスト膜としての機能（耐エッチ性、及び、クロム膜２０との接着性）を有することが確認された。こらのポリマーの配合比を適宜調整することでバンクとインクとの接触角を２ｄｅｇ〜５７ｄｅｇの範囲に設定することができる。尚、これらの接触角はインクの粘性係数η＝４．３０ｃＰｓ、表面張力γ＝２９．３ｍＮ／ｍのときの値である。
【００２８】
インク充填工程（同図（Ｄ））
本工程はインクジェット法により開口部１１にインクを吹き付け、画素をＲ、Ｇ、Ｂに着色する工程である。インクジェット式記録ヘッド４の加圧室にインクを満たし、圧電体薄膜素子等のアクチュエータの駆動により加圧室内の圧力を高め、インク滴４０を吐出する。バンク１２はその上部が撥インク性処理されているため、インクがバンク１２を超えて隣の開口部１１に流れ込んだり、滲んだりすることを防止できる。バンク１２の高さは着色に必要とするインク量を考慮して決定すればよく、レジスト３０の厚みにより容易に調整することができる。
【００２９】
開口部１１にインク滴充填後、ヒータで加熱処理をする。加熱は、例えば、１１０℃の温度で行い、インクの溶媒を蒸発させる。この処理でインクの固形成分のみ残留し、膜化する。このためインクは着色後の工程を考慮して加熱で硬化する、或いは、紫外線等のエネルギーで硬化する成分を添加することもできる。加熱で硬化する成分としては、各種の熱硬化性樹脂を用いることができ、エネルギーで硬化する成分としては、例えば、アクリレート誘導体、メタアクリレート誘導体に光反応開始剤を添加したもの等が適用できる。特に、耐熱性を考慮してアクリロイル基、メタクリロイル基を分子内に複数有するものが好ましい。
【００３０】
保護膜形成工程（同図（Ｅ））
本工程はインク膜を覆うように保護膜を形成する工程である。インク膜形成後、インク滴を完全に乾燥させるため、所定の温度（例えば、２００℃）で所定時間（例えば、３０分）の加熱を行う。乾燥が終了すると、インク膜が形成されたカラーフィルタ基板に保護膜５０を形成する。この保護膜５０はフィルタ表面の平滑化の役割をも担う。保護膜５０の形成には、例えば、スピンコート法、ロールコート法、ディッピング法等が適用できる。保護膜５０の組成としては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光熱併用タイプの樹脂、蒸着やスパッタ等で形成された無機材料等を用いることができ、カラーフィルタとして用いる場合の透明性を考慮してその後のＩＴＯ形成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐えうるものであれば使用可能である。保護膜５０をスピンコートしたら、これを乾燥させるため、所定の温度（例えば、２２０℃）で所定の時間（例えば、６０分）加熱する。
【００３１】
尚、保護膜５０の組成とレジスト３０の組成を同一とすることで、バンク１２上に形成される保護膜５０のはじき、むらの形成等を防止することができる。この場合の保護膜５０の材料として、ＡＨＰＡ（ビスフェノールＡ）、ＦＨＰＡ（ビスフェノールフルオレン）等を使用することができる。これらの材料で保護膜５０を形成するには、まず、基板１０を純粋洗浄し、アミノシラン処理をした後、ＡＨＰＡ等を基板表面にスピンコートする。次いで、プレベーク（８０℃、１０分）、レベリング（１５０℃、１０分）、ポストベーク（２００℃、６０分）の処理をして保護膜５０を形成する。
【００３２】
透明電極形成工程（同図（Ｆ））
次いで、スパッタ法、蒸着法等の公知の手法を用いて透明電極６０を保護膜５０の全面にわたって形成する。透明電極６０の組成としては、ＩＴＯ（Indium Thin Oxide）、酸化インジウムと酸化亜鉛の複合酸化物等、光透過性導電性を兼ね備えた材料を用いることができる。
【００３３】
以上の工程を経てカラーフィルタ基板を製造することができる。カラー液晶パネルは一般的にカラーフィルタ基板と対向基板を対向させて貼り合わせ、２枚の基板間に液晶化合物を封入して製造する。液晶パネルの対向基板の内側には薄膜トランジスタと画素電極をマトリクス状に形成する。さらに、両基板の面内には配向膜が形成されており、これをラビング処理することで液晶分子を一定方向に配列させることができる。それぞれのガラス基板の外側には偏光板が接着されており、液晶化合物はこれらのガラス基板の隙間に充填される。また、バックライト光としては蛍光燈と散乱板の組合わせが一般的に用いられており、液晶化合物をバックライト光の透過率を変化させる光シャッターとして機能させることによりカラー表示を行う。本発明のカラーフィルタ基板を備えた液晶表示素子は、ノートパソコン、車載用ナビゲーションシステム、デスクトップ型パソコン、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ等に利用することができる。
【００３４】
尚、本実施の形態は、カラーフィルタの製造に限らず、エレクトロルミネセンス素子の製造工程にも応用することが可能である。即ち、バンクに囲まれた画素領域に正孔輸入層、発光層、電子輸送層等を構成する薄膜材料をインクジェット法で着色する場合にバンクの構造を上記の構造とすることで基板表面の設計処理（バンクの撥インク性処理と基板の親インク性処理）が容易になる。
【００３５】
本実施の形態によれば、バンクをクロム膜とレジストの２層構造としたため、基板表面の設計処理が容易になる。また、クロム膜のエッチング工程におけるレジストを除去せずにそのまま残すことでバンクを形成するため、製造工程を簡略化することができる。
【００３６】
発明の実施の形態２．
図２（Ａ１〜Ａ３）を参照してカラーフィルタの製造工程を説明する。本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、バンク１２を感光性ポリイミド膜７０とクロム膜２０の積層構造とした点である。まず、基板１０上に膜厚０．１５μｍのクロム膜２０をスパッタ法で成膜し、この上に感光性ポリイミド膜７０を全面に成膜する（図２（Ａ１））。画素領域のパターンに合わせて感光性ポリイミド膜７０を露光、現像し、不要部分を除去する（同図（Ａ２））。感光性ポリイミド膜７０をマスクとしてクロム膜２０をエッチングし、開口部１１を形成する。この工程でクロム膜（下層）／感光性ポリイミド膜（上層）から成るバンク１２が形成される（同図（Ａ３））。以後、図１（Ｃ）乃至図１（Ｆ）に示す工程に従って、カラーフィルタ基板を製造する。
【００３７】
本実施の形態によれば、バンクをクロム膜と感光性ポリイミド膜の２層構造としたため、基板表面の設計処理（バンクの撥インク性処理と基板の親インク性処理）が容易になる。また、クロム膜のエッチング工程においてマスクとして機能する感光性ポリイミド膜を除去せずにそのまま残すことでバンクを形成するため、製造工程を簡略化することができる。
【００３８】
尚、感光性ポリイミド膜の他に、ポリイミド膜、アクリル系樹脂膜、ポリヒドロキシスチレン膜、ノボラック樹脂膜、ポリビニルアルコール膜、カルド系樹脂膜等の感光性有機材料を用いることもできる。
【００３９】
発明の実施の形態３．
図２（Ｂ１〜Ｂ４）を参照してカラーフィルタの製造工程を説明する。本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、バンク１２を感光性ポリイミド膜７０、レジスト３０及びクロム膜２０の積層構造とした点である。まず、基板１０上にクロム膜２０（膜厚０．１５μｍ）、レジスト３０を成膜する（同図（Ｂ１））。レジスト３０をパターニングし、これをマスクとしてクロム膜２０をエッチングする（同図（Ｂ２））。レジスト３０を除去せずに基板全面に感光性ポリイミド膜７０を塗布し（同図（Ｂ３））、クロム膜２０と同一パターンに露光・現像し、不要部分を除去する（同図（Ｂ４））。以後、図１（Ｃ）乃至図１（Ｆ）に示す工程に従って、カラーフィルタ基板を製造する。
【００４０】
本実施の形態によれば、バンクを複数の感光性有機材料で形成したため、これらの感光性有機薄膜を組み合わせることで基板表面の設計処理が容易になる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタ基板によれば、バンクを金属膜と感光性有機薄膜の積層構造としたため、基板の親インク性処理及びバンクの撥インク性処理が容易になる。特に、感光性有機薄膜に弗素系界面活性剤を添加したり弗素系ポリマーを配合することでバンクの撥インク性を調整することができる。従がって、本発明のカラーフィルタ基板を備える液晶表示素子は、着色ムラや表示ムラの無い、高精細な特性を有する。
【００４２】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によれば、インクジェット法に好適なバンクを備えるカラーフィルタを提供することができる。特に、金属膜をエッチングするためのレジストを除去せずに、そのままバンクとして使用するため、製造工程を簡略化することができ、低コストでカラーフィルタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造工程断面図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの製造工程断面図である。
【図３】インク膜の着色状態を表す図である。
【図４】基板上に吐出したインク滴のガラス基板に対する接触角と面積との関係図である。
【図５】基板に対する接触幅を一定にしたときの基板に対するインクの接触角と面積との関係を表したグラフである。
【符号の説明】
１０基板
２０クロム膜
３０レジスト
４０インク
５０保護膜
６０透明電極
１電極
２電極
３電源
４インクジェット式記録ヘッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter substrate used for a liquid crystal display element or the like. In particular, the present invention relates to a color filter substrate having a structure suitable for coloring a color filter by an inkjet method.
[0002]
[Prior art]
Known methods for producing color filters for liquid crystal display elements include dyeing methods, pigment dispersion methods, electrodeposition methods, and ink jet methods. Among these, the ink jet method is the most recently studied method, and techniques for producing a color filter by this method are disclosed in, for example, JP-A-8-327816, JP-A-9-49921, and JP-A-9-71744. This is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-271715. When coloring a color filter by this method, the ink droplet diameter is several tens of μm, while the pixels of the color filter are several tens of μm on the short side and several hundreds of μm on the long side. A defined section (hereinafter referred to as “bank”) is formed and filled with ink droplets to manufacture a color filter.
[0003]
By the way, in the case where the bank also functions as a black matrix, conventionally, a chromium film is formed on a glass substrate by a sputtering film forming method, and this is etched into a predetermined pattern to form an opening (pixel or light transmission region). This was formed and filled with ink droplets to produce a color filter.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a manufacturing method, when chromium is formed by sputtering film formation, the film thickness is limited to about 0.2 μm, and the bank is sufficiently high (0.5 μm to 10 μm) to be filled with ink. Can not form. In addition, when ink droplets are filled into the opening surrounded by the bank by the ink jet method, in order to prevent a situation where the ink droplet overflows to the adjacent pixel beyond the bank, the substrate is made to have ink affinity, It is necessary to have ink repellency. For this reason, it is preferable that the upper part of the bank is made of a material that can be easily treated for ink repellency such as an organic material.
[0005]
Therefore, in view of such problems, the present invention provides a color filter substrate and a liquid crystal display element including a bank suitable for a method of manufacturing a color filter by filling a bank with ink by an inkjet method or the like. Let it be an issue. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter substrate suitable for the ink jet method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The color filter substrate of the present invention is a color filter substrate having an ink film (colored layer) colored with ink in an opening surrounded by a bank partitioned and formed on the substrate, and the bank is a metal film from the substrate side. And a photosensitive organic thin film. With such a stacked structure, a sufficiently high bank can be formed, and processing of the substrate surface with respect to ink (processing that makes the bank ink repellent and the substrate ink-philic) is facilitated.
[0007]
A resist for etching a metal film can be used as the photosensitive organic thin film. In this way, the step of removing unnecessary resist after the etching of the metal film can be omitted, and the manufacturing process of the color filter can be simplified.
[0008]
The photosensitive organic thin film can be any one of a polyimide film, an acrylic resin film, a polyhydroxystyrene film, a novolac resin film, a polyvinyl alcohol film, and a cardo resin film. By adding a fluorine-based surfactant to the photosensitive organic thin film, the photosensitive organic thin film can be made ink repellent. As the fluorine-based surfactant, for example, a structure having perfluoroalkyl and derivatives thereof, fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, perfluorobenzene, fluorophenol and derivatives thereof as a fluorine-containing group is used. Further, the photosensitive organic thin film can be made ink repellent by blending a fluorine-based polymer with the photosensitive organic thin film. Fluorine polymers include silicone rubber, polyvinylidene fluoride, fluoroolefin, vinyl ether copolymer, ethylene trifluoride, vinylidene fluoride copolymer, polytetrafluoroethylene, perfluoroethylenepropylene resin, and perfluoroalkoxy resin. Either can be used. The contact angle between the bank and the ink, that is, the ink repellency of the bank can be adjusted as necessary by adjusting the addition amount of the fluorine-based surfactant and the blending ratio of the fluorine-based polymer.
[0009]
The photosensitive organic thin film can also be constituted by laminating a plurality of photosensitive organic thin films. The metal film can also function as a black matrix. In this case, the composition of the metal film is preferably any of chromium, nickel, tungsten, tantalum, copper, and aluminum.
[0010]
In addition, in a color filter substrate having a protective film that covers the bank and the ink film, the composition of the protective film is preferably bisphenol A, bisphenol fluorene, or the like in order to clear required heat resistance, transparency, and leveling properties. More preferably, by making the composition of the protective layer the same as that of the organic thin film, the protective film formed on the bank can be prevented from being repelled and uneven, and the color filter substrate of the liquid crystal display element having excellent contrast Can be provided.
[0011]
In the surface treatment of the substrate, it is preferable to set the combination of the bank and the ink so that the contact angle between the bank and the ink is 30 degrees or more and 60 degrees or less. If it is less than 30 deg, the affinity between the bank and the ink is increased, and the amount of ink adhering to the bank is increased. On the other hand, if it exceeds 60 deg, the ink repellency of the bank with respect to the ink becomes too high, and the color loss of the substrate in the vicinity of the bank tends to occur. The contact angle between the substrate and the ink is preferably 30 deg or less. The substrate is required to be ink-philic, and this range is appropriate considering the pixel pitch of the color filter.
[0012]
The liquid crystal display element of the present invention includes the color filter substrate described above. By providing this color filter substrate, a high-definition liquid crystal display element free from display unevenness and coloring unevenness can be provided.
[0013]
The color filter substrate manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a color filter substrate having an ink film in an opening surrounded by a bank partitioned on the substrate, wherein the metal film is partitioned on the substrate. A second step of forming a bank by forming a photosensitive organic thin film on the metal film, and a third step of forming an ink film by filling ink in the opening. By using the photosensitive organic thin film as a resist for etching the metal film, the resist removing step can be omitted, and the manufacturing process of the color filter can be simplified. In the second step, the bank may be formed by laminating a plurality of photosensitive organic thin films on the metal film. Further, between the second step and the third step, plasma treatment is performed using oxygen gas as an introduction gas, and the substrate surface is made ink-philic, and plasma treatment is performed using a fluoride compound as an introduction gas. A step of making the ink repellent. By this plasma treatment step, the bank can be made ink repellent and the substrate can be made ink-philic. The fluorinated compound as the introduction gas is preferably any one of carbon fluoride gas, nitrogen fluoride gas, and sulfur fluoride gas. Further, the bank can be made ink repellent by heating the substrate in place of the plasma treatment step using a fluorinated compound as an introduction gas.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 of the Invention
The manufacturing process of the color filter will be described with reference to FIG.
[0015]
Thin film formation process (FIG. 1A)
This step is a step of forming a chromium film 20 and a resist 30 on the substrate 10. As a material of the substrate 10, a glass substrate, a plastic film, a plastic sheet or the like can be used. As the substrate 10, for example, a flat transparent glass substrate of about 370 mm × 470 mm × 1.1 mm is prepared. This transparent glass substrate is preferably one that can withstand heat of 350 ° C., is resistant to chemicals such as acid and alkali, and can be mass-produced. A chromium film 20 is formed on the substrate 10 by sputtering chromium with argon gas as a target. The film thickness is 0.15 μm. The chromium film 20 is patterned into a predetermined partition region in a process described later, and functions as a black matrix having an opening in the pixel region. Next, a positive type photosensitive resist 30 is spin-coated on the chromium film 20. The film thickness of the resist 30 is 2.5 μm. The black matrix material may be nickel, tungsten, tantalum, copper, aluminum or the like in addition to chromium.
[0016]
Etching process (Fig. (B))
This step is a step of forming the bank 12 by etching the chromium film 20 using the resist 30 as a mask. After the photosensitive resist 30 is applied, the entire surface is collectively exposed to a predetermined partition pattern and developed. Next, using the resist 30 as a mask, the chromium film 20 is etched with an aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchlorate to form the opening 11. The formation pattern of the openings 11 is appropriately selected and patterned, such as a mosaic arrangement, a delta arrangement, and a stripe arrangement. The shape of the opening 11 is not limited to a rectangle, and may be a circle according to the shape of the ink droplet. By this step, a bank 12 (thickness 2.65 μm) composed of the chromium film 20 and the resist 30 is formed. The bank 12 functions as a partition member for the opening 11.
[0017]
Further, in the above process, the resist pattern obtained by developing the resist 30 is peeled off from the chromium film 20 by chemical treatment or ashing treatment such as oxygen plasma, and the formed chromium pattern is exposed on the substrate surface. The bank 12 may be formed by applying a resist or polyimide on the chrome pattern and patterning the chrome pattern by a photolithography process so as to overlap the chrome pattern.
[0018]
Surface treatment process (Figure (C))
In this step, the substrate surface is subjected to plasma treatment, whereby the substrate 10 is provided with ink affinity and the bank 12 is provided with ink repellency. Since the upper part of the bank 12 (resist 30) is made of an insulating organic material and the substrate 10 is made of an inorganic material such as glass, the substrate surface is subjected to plasma treatment using a gas containing a fluorine compound as an introduction gas. The above effect is obtained. Specifically, in capacitively coupled plasma processing, an introduced gas is flowed into the reaction chamber, one electrode 1 is connected to the substrate 10, the other electrode 2 is opposed to the surface of the substrate 10, and an electric field is applied from the power source 3. Apply. First, oxygen (O ₂ ) Gas flow rate 500SCCM, power 0.1W / cm ² ~ 1.0W / cm ² The plasma treatment is performed for 10 seconds to 300 seconds under a pressure of 1 Torr or less. In this process, the ashing process of the opening 11 is performed, and the substrate 10 exposed on the surface is activated to be ink-philic. Next, carbon fluoride (CF _Four ) Gas flow rate 900SCCM, power 0.1W / cm ² ~ 1.0W / cm ² The plasma treatment is performed for 600 seconds to 3600 seconds under a pressure of 1 Torr or less. By this step, the surface energy of the bank 12 can be reduced and ink can be easily repelled. Therefore, the bank 12 can be made semi-permanently ink repellent while the surface of the substrate 10 is kept ink-philic.
[0019]
When plasma treatment is performed using a fluorine compound gas, carbon fluoride (CF _Four Nitrogen fluoride (NF) _Three ), Sulfur fluoride (SF) ₆ ) Etc. can also be used. Further, the bank 12 can be activated once with oxygen plasma and then returned to its original ink repellency by heat treatment.
[0020]
Although the substrate surface can be modified by the above surface treatment step, in particular, the contact angle between the ink and the bank 12 is preferably set to 30 deg to 60 deg, and the contact angle between the ink and the substrate 10 is 30 deg or less. It is preferable to set to.
[0021]
The preferable contact angle range between the ink and the bank 12 can be derived from the experimental results described below. In the experiment, the film thickness state of the ink film was measured when the contact angle between the bank and the ink was set to 15 deg, 33 deg, and 64 deg under the condition that the contact angle between the ink and the glass substrate was 15 deg. The measurement results are shown in FIG. In the figure, reference numeral 5 represents the film thickness of the bank BM and the ink film IL, and reference numeral 6 represents a bottom line indicating the ideal film thickness of the ink film IL. FIG. 9A shows a case where the contact angle between the ink and the bank BM is 15 degrees, and it can be confirmed that the film thickness at the center of the ink film IL is insufficient. For this reason, color loss occurs at the center of the ink film IL. This is presumably because the amount of ink adhering to the bank BM is large due to the high affinity between the ink and the bank BM, and the ink does not spread sufficiently inside the opening. In this state, coloring with ink is not preferable because it causes a decrease in contrast of the liquid crystal display element. FIG. 5B shows a case where the contact angle between the ink and the bank BM is 33 degrees, and it can be confirmed that ink does not spread over the entire opening or color loss does not occur. This is presumably because uneven coloring does not occur because the ink repellency between the ink and the bank BM and the ink affinity between the ink and the substrate are good. FIG. 5C shows the case where the contact angle between the ink and the bank BM is 64 deg. It can be confirmed that the color loss of the ink film IL occurs in the vicinity of the bank BM. This is presumably because the color loss of the ink film IL occurs in the vicinity of the bank BM because the ink repellency of the bank BM is high. From the above results, it is considered that the contact angle between the ink and the bank is preferably set to 30 deg to 60 deg.
[0022]
The preferable range of the contact angle between the ink and the substrate 10 can be derived from the following discussion results. FIG. 4 is a diagram for determining the area S of the ink droplet formed under the condition that the contact angle between the substrate and the ink is θ and the contact width between the substrate and the ink is d. From the figure, the area S can be obtained by subtracting the area of a right triangle from the fan-shaped area. When this is calculated, the area S is
[0023]
[Expression 1]

[0024]
It becomes. Based on this equation, the contact angle θ [deg] between the substrate and the ink and the volume S [μm] of the ink droplet when the value of d is changed in the range of 5 μm to 100 μm. ^Three / Μm] is illustrated in FIG. In the figure, symbol A is d = 100 μm, B is d = 90 μm, C is d = 80 μm, D is d = 70 μm, E is d = 60 μm, F is d = 50 μm G is d = 45 μm, H is d = 40 μm, I is d = 35 μm, J is d = 30 μm, K is d = 25 μm, L is d = 20 μm, M is for d = 15 μm, N is for d = 10 μm, and O is for d = 5 μm.
[0025]
Ink droplets ejected from an ink jet recording head (MJ-500C manufactured by Epson) are 571 μm per droplet. ^Three Assuming that the pixel area pitch in the color filter is 80 μm, the contact angle with the substrate is 28 deg. Since the substrate and the ink are required to have ink affinity, the contact angle between the ink and the substrate is preferably set to 30 deg or less.
[0026]
In order to set the contact angle between the ink and the bank within the above range, a fluorine-based surfactant such as perfluoroalkyl and its derivatives, fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, perfluorocarbon, It is preferable to add one having a structure having fluorobenzene, fluorophenol, or a derivative thereof as a fluorine-containing group. By adding a fluorine-based surfactant to the resist 30, the surface energy of the resist 30 can be reduced and ink can be easily repelled. As a result of experiments by the present inventors, it can be confirmed that the resist 30 to which these surfactants are added has a sufficient function as a resist film (etch resistance and adhesion to the chromium film 20). It was. The contact angle between the bank and the ink can be set in the range of 20 deg to 60 deg by appropriately adjusting the addition amount of these surfactants.
[0027]
The resist 30 is a blend of fluorine-based polymers such as silicone rubber, polyvinylidene fluoride, fluoroolefin, vinyl ether copolymer, ethylene trifluoride, vinylidene fluoride copolymer, polytetrafluoroethylene, You may blend and use any material among a fluoroethylene propylene resin and a perfluoro alkoxy resin. By blending the fluoropolymer with the resist 30, the surface energy of the resist 30 can be lowered and ink can be easily repelled. As a result of experiments by the present inventors, it was confirmed that the resist 30 blended with these polymers has a sufficient function as a resist film (etch resistance and adhesion to the chromium film 20). By appropriately adjusting the blending ratio of these polymers, the contact angle between the bank and the ink can be set in the range of 2 deg to 57 deg. These contact angles are values when the viscosity coefficient η of the ink is 4.30 cPs and the surface tension γ is 29.3 mN / m.
[0028]
Ink filling process ((D) in the figure)
This step is a step of spraying ink onto the opening 11 by an ink jet method to color the pixels in R, G, and B. The pressure chamber of the ink jet recording head 4 is filled with ink, the pressure in the pressure chamber is increased by driving an actuator such as a piezoelectric thin film element, and ink droplets 40 are ejected. Since the upper portion of the bank 12 is subjected to ink repellent treatment, it is possible to prevent ink from flowing into the adjacent opening 11 beyond the bank 12 or bleeding. The height of the bank 12 may be determined in consideration of the amount of ink required for coloring, and can be easily adjusted by the thickness of the resist 30.
[0029]
After the opening 11 is filled with ink droplets, heat treatment is performed with a heater. The heating is performed at a temperature of 110 ° C., for example, to evaporate the ink solvent. By this treatment, only the solid component of the ink remains and forms a film. Therefore, the ink can be cured by heating in consideration of the process after coloring, or a component that is cured by energy such as ultraviolet rays can be added. Various thermosetting resins can be used as the component that is cured by heating, and examples of the component that is cured by energy include those obtained by adding a photoinitiator to an acrylate derivative or a methacrylate derivative. In particular, in view of heat resistance, those having a plurality of acryloyl groups and methacryloyl groups in the molecule are preferred.
[0030]
Protective film formation process (Fig. (E))
This step is a step of forming a protective film so as to cover the ink film. After the ink film is formed, heating is performed at a predetermined temperature (for example, 200 ° C.) for a predetermined time (for example, 30 minutes) in order to completely dry the ink droplets. When the drying is completed, the protective film 50 is formed on the color filter substrate on which the ink film is formed. This protective film 50 also serves to smooth the filter surface. For the formation of the protective film 50, for example, a spin coating method, a roll coating method, a dipping method, or the like can be applied. As the composition of the protective film 50, a photocurable resin, a thermosetting resin, a photothermal combination type resin, an inorganic material formed by vapor deposition, sputtering, or the like can be used, and transparency when used as a color filter can be used. In consideration of the subsequent ITO formation process, alignment film formation process, etc., it can be used. When the protective film 50 is spin-coated, in order to dry it, it is heated at a predetermined temperature (for example, 220 ° C.) for a predetermined time (for example, 60 minutes).
[0031]
In addition, by making the composition of the protective film 50 and the composition of the resist 30 the same, it is possible to prevent the protective film 50 formed on the bank 12 from being repelled or uneven. As a material of the protective film 50 in this case, AHPA (bisphenol A), FHPA (bisphenol fluorene), or the like can be used. In order to form the protective film 50 using these materials, first, the substrate 10 is purely cleaned, treated with aminosilane, and then spin-coated with AHPA or the like on the substrate surface. Next, pre-baking (80 ° C., 10 minutes), leveling (150 ° C., 10 minutes), and post-baking (200 ° C., 60 minutes) are performed to form the protective film 50.
[0032]
Transparent electrode formation process (Fig. (F))
Next, the transparent electrode 60 is formed over the entire surface of the protective film 50 using a known method such as sputtering or vapor deposition. As the composition of the transparent electrode 60, a material having light-transmitting conductivity, such as ITO (Indium Thin Oxide), a composite oxide of indium oxide and zinc oxide, or the like can be used.
[0033]
A color filter substrate can be manufactured through the above steps. A color liquid crystal panel is generally manufactured by adhering a color filter substrate and a counter substrate so as to face each other and enclosing a liquid crystal compound between the two substrates. Thin film transistors and pixel electrodes are formed in a matrix inside the counter substrate of the liquid crystal panel. Furthermore, an alignment film is formed in the planes of both substrates, and liquid crystal molecules can be aligned in a certain direction by rubbing the alignment film. A polarizing plate is bonded to the outside of each glass substrate, and the liquid crystal compound is filled in a gap between these glass substrates. Further, a combination of a fluorescent lamp and a scattering plate is generally used as the backlight light, and color display is performed by causing the liquid crystal compound to function as an optical shutter that changes the transmittance of the backlight light. The liquid crystal display element provided with the color filter substrate of the present invention can be used for notebook computers, in-vehicle navigation systems, desktop computers, electronic still cameras, game machines, projectors, and the like.
[0034]
In addition, this Embodiment is applicable not only to manufacture of a color filter but to the manufacturing process of an electroluminescent element. In other words, when the thin film material constituting the hole import layer, light emitting layer, electron transport layer, etc. is colored by the inkjet method in the pixel area surrounded by the bank, the bank surface is designed as described above to design the substrate surface. Processing (bank ink repellency processing and substrate ink affinity processing) is facilitated.
[0035]
According to the present embodiment, since the bank has a two-layer structure of a chromium film and a resist, the design process of the substrate surface is facilitated. Further, since the bank is formed by leaving the resist in the chromium film etching process without removing the resist, the manufacturing process can be simplified.
[0036]
Embodiment 2 of the Invention
The color filter manufacturing process will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment in that the bank 12 has a laminated structure of a photosensitive polyimide film 70 and a chromium film 20. First, a chromium film 20 having a thickness of 0.15 μm is formed on the substrate 10 by sputtering, and a photosensitive polyimide film 70 is formed on the entire surface of the chromium film 20 (FIG. 2 (A1)). The photosensitive polyimide film 70 is exposed and developed in accordance with the pattern of the pixel region, and unnecessary portions are removed (FIG. (A2)). Using the photosensitive polyimide film 70 as a mask, the chromium film 20 is etched to form the opening 11. In this step, a bank 12 made of a chromium film (lower layer) / photosensitive polyimide film (upper layer) is formed (FIG. (A3)). Thereafter, a color filter substrate is manufactured according to the steps shown in FIGS. 1C to 1F.
[0037]
According to the present embodiment, since the bank has a two-layer structure of a chromium film and a photosensitive polyimide film, the substrate surface design processing (bank ink repellency processing and substrate ink affinity processing) is facilitated. In addition, since the bank is formed by leaving the photosensitive polyimide film functioning as a mask in the chromium film etching process without removing it, the manufacturing process can be simplified.
[0038]
In addition to the photosensitive polyimide film, a photosensitive organic material such as a polyimide film, an acrylic resin film, a polyhydroxystyrene film, a novolac resin film, a polyvinyl alcohol film, or a cardo resin film can also be used.
[0039]
Embodiment 3 of the Invention
The color filter manufacturing process will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the first embodiment in that the bank 12 has a laminated structure of a photosensitive polyimide film 70, a resist 30, and a chromium film 20. First, a chromium film 20 (with a film thickness of 0.15 μm) and a resist 30 are formed on the substrate 10 ((B1) in the figure). The resist 30 is patterned, and the chromium film 20 is etched using the resist 30 as a mask ((B2) in the figure). A photosensitive polyimide film 70 is applied to the entire surface of the substrate without removing the resist 30 (FIG. (B3)), and exposed and developed in the same pattern as the chromium film 20 to remove unnecessary portions (FIG. (B4)). . Thereafter, a color filter substrate is manufactured according to the steps shown in FIGS. 1C to 1F.
[0040]
According to the present embodiment, since the bank is formed of a plurality of photosensitive organic materials, the design process of the substrate surface is facilitated by combining these photosensitive organic thin films.
[0041]
【The invention's effect】
According to the color filter substrate of the present invention, since the bank has a laminated structure of a metal film and a photosensitive organic thin film, the ink affinity treatment of the substrate and the ink repellency treatment of the bank are facilitated. In particular, the ink repellency of the bank can be adjusted by adding a fluorine-based surfactant or blending a fluorine-based polymer into the photosensitive organic thin film. Therefore, the liquid crystal display element provided with the color filter substrate of the present invention has high-definition characteristics free from coloring unevenness and display unevenness.
[0042]
According to the method for manufacturing a color filter substrate of the present invention, it is possible to provide a color filter including a bank suitable for the ink jet method. In particular, since the resist for etching the metal film is used as it is as a bank without removing it, the manufacturing process can be simplified and a color filter can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a color filter of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a color filter of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a coloring state of an ink film.
FIG. 4 is a relationship diagram between a contact angle and an area of an ink droplet ejected on a substrate with respect to a glass substrate.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the contact angle of ink to a substrate and the area when the contact width to the substrate is constant.
[Explanation of symbols]
10 Substrate
20 Chrome film
30 resists
40 ink
50 Protective film
60 Transparent electrode
1 electrode
2 electrodes
3 Power supply
4 Inkjet recording head

Claims

In a method for manufacturing a color filter substrate having an ink film in an opening surrounded by banks partitioned on the substrate,
Forming a first photosensitive organic thin film on a metal film on a substrate, and partitioning the metal film using the first photosensitive organic thin film as a mask;
A second step of forming the bank by forming a second photosensitive organic thin film on the first photosensitive organic thin film after the first step;
A third step of filling the opening with ink to form the ink film,
Between the second step and the third step, plasma treatment is performed using oxygen gas as an introduction gas, and the substrate surface is made ink-philic, and plasma treatment is performed using a fluoride compound as an introduction gas, And making the bank ink repellent,
The method of manufacturing a color filter substrate, wherein the fluorinated compound is any one of carbon fluoride gas, nitrogen fluoride gas, and sulfur fluoride gas .