JPH11202115A - カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタを製造するための原盤およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を
図ることにより、従来のカラーフィルタよりもコストダ
ウンが図れるカラーフィルタの製造方法の提供。 【解決手段】 （ａ）カラーフィルタの各画素を仕切る
仕切部材を形成するための凹部(14)を有する原盤(2)を
製造する工程と、（ｂ）原盤(2)の凹部(14)に遮光性材
料を充填して遮光性層(15)を形成する工程と、（ｃ）遮
光性層(15)が形成された原盤(2)上に樹脂層(10)を形成
する工程と、（ｄ）原盤(2)上に形成した遮光性層(15)
および樹脂層(10)を原盤(2)から一体的に剥離する工程
と、（ｅ）剥離した遮光性層(15)および樹脂層(10)によ
り形成された凹部(11)に着色インクを充填して着色パタ
ーン層(11)を形成する工程と、を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
用いられるカラーフィルタに係り、特に、フィルタの画
素を区分けするパターン上に、安価に、かつ、精度よく
遮光性材料を形成するための、カラーフィルタの製造技
術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタは、液晶パネルの基板に
取り付けられ、画質を向上したりカラー表示装置の各画
素に各原色の色彩を与えたりする役割を有する。

【０００３】カラーフィルタの製造方法としては、染色
法、顔料分散法、印刷法または電着法等があった。染色
法は、まずガラス基板に遮光性部位（一般にブラックマ
トリクスという）を形成する。そして水溶性高分子材料
に感光剤が添加された染色用材料を、ブラックマトリク
スが形成されたガラス基板に塗布する。次いでマスクを
介して所望の領域の染色用材料のみを露光し現像するこ
とで、所望の原色についてパターン付けが完了する。こ
れを総ての原色について行うことで、カラーフィルタを
製造していた。

【０００４】顔料分散法は、予め着色された感光性樹脂
を基板に塗布するものである。

【０００５】印刷法は、熱硬化性樹脂に顔料を分散させ
た塗料を、繰り返し印刷して原色を塗り分けた後、樹脂
を熱で硬化させて着色層を得るものである。

【０００６】電着法は、パターン化された透明電極をガ
ラス基板に形成してから、顔料、樹脂および電解液等の
入った電着塗装液に浸漬して一色についてのパターンを
得る。これを総ての原色について繰り返してカラーフィ
ルタを製造するものである。これら技術については、例
えば「フラットパネル・ディスプレイ ‘９５」pp185
に記載されている。

【０００７】上記製造方法のうち、印刷法は精度の点で
欠点があり、電着法はパターンが限られ、多様化した画
素配置に対応できないという問題があった。染色法や顔
料分散法では、各原色の画素を形成するごとに毎回リソ
グラフィを行うため、製造工程が多くなって大量生産に
不向きであるという欠点があった。

【０００８】このため、プリンタに用いる記録ヘッドを
用いて着色パターンを形成する製造方法が考案された。
例えば、特開昭５９−７５２０５号公報や特開昭６１−
２４５１０６号公報には、インクジェット式記録ヘッド
によりプリンタ用インクに代わって顔料を含むインクを
吐出させ、着色パターンを形成する製造方法が記載され
ている。記録ヘッドを用いて着色パターンを形成する場
合には、インクの広がりや混色を防止するために、画素
を仕切る仕切部材を形成し、その仕切部材で囲まれる画
素部分にインクを充填することが行われていた。この方
法によれば、材料の使用効率の向上が図れ、工程数を減
らすことができ、さらに着色パターンを自由に制御でき
る等の効果があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記カ
ラーフィルタの製造方法によれば、リソグラフィ法によ
り、画素を仕切る仕切部材、例えばブラックマトリクス
を一枚ごとに形成する必要があるため、材料の使用効率
の向上や工程数の短縮が一定限度以上図れないという不
都合があった。

【００１０】そこで、本発明は上記不都合に鑑み、材料
の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を図ることによ
り、従来のカラーフィルタよりもコストダウンの図れる
カラーフィルタの製造技術を提供することを目的とす
る。

【００１１】そのために本発明の第１の課題は、カラー
フィルタの画素を仕切る仕切部材および遮光性層を同時
に製造可能なカラーフィルタの製造方法を提供すること
である。

【００１２】本発明の第２の課題は、カラーフィルタの
画素を仕切る仕切部材および遮光性材料を同時に製造す
るために適する原盤を提供することである。

【００１３】本発明の第３の課題は、カラーフィルタの
画素を仕切る仕切部材および遮光性材料を同時に製造す
るために適する原盤の製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
る発明は、表示装置に用いられるカラーフィルタの製造
方法であって、（ａ）前記カラーフィルタの各画素を仕
切る仕切部材を形成するための凹部が形成された、カラ
ーフィルタを製造するための原盤の凹部に、遮光性材料
を充填して遮光性層を形成する工程、（ｂ）前記遮光性
層が形成された原盤上に樹脂層を形成する工程、（ｃ）
前記原盤上に形成された前記遮光性層および前記樹脂層
を前記原盤から一体的に剥離する工程、および（ｄ）剥
離された前記樹脂層の、前記遮光性層および前記樹脂層
により形成された凹部に着色インクを充填して着色パタ
ーン層を形成する工程と、を備えている。

【００１５】ここで凹部に遮光性材料を充填する工程に
おいて、前記遮光性材料はインクジェット方式によって
充填されることが好ましい。インクジェット方式によれ
ば、インクジェットプリンタ用に実用化された技術を応
用することで細かいピッチで並ぶ凹部に確実にかつ高速
に遮光性材料を滴下できるからである。さらに材料の利
用効率をほぼ１００％にすることができ、材料を無駄に
することがない。

【００１６】また前記樹脂層として、光、熱または光及
び熱の双方のいずれかのエネルギーの付与により硬化可
能な樹脂を用いることは好ましい。このような樹脂であ
れば、原盤に樹脂層を形成後、一般的な材料および設備
を用いて、容易に樹脂層を硬化させることができるから
である。

【００１７】特に、樹脂層として紫外線硬化性樹脂によ
り樹脂層を形成することは好ましい。光の照射により容
易に硬化させることができ、かつ豊富な材料を選択する
ことができるからである。

【００１８】また着色インクを充填する工程において、
インクジェット方式によって充填されることが好まし
い。インクジェット方式によれば、インクジェットプリ
ンタ用に実用化された技術を応用することで細かいピッ
チで並ぶ凹部に確実にかつ高速に遮光性材料を滴下でき
るからである。さらに材料の利用効率をほぼ１００％に
することができ、材料を無駄にすることがない。

【００１９】上記第２の課題を解決する発明は、表示装
置に用いられるカラーフィルタを製造するための原盤で
あって、前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切部材
を形成するための凹部が原盤上に形成されており、当該
凹部の側面が当該凹部の開口部に向けて広がったテーパ
形状に形成されいてる。このように凹部をテーパ形状に
形成すれば、ヘッドから吐出したインクを確実に凹部に
導くことができるため、特に高解像度の液晶パネルに使
用するカラーフィルタに適するからである。

【００２０】また本発明は、表示装置に用いられるカラ
ーフィルタを製造するための原盤であって、前記カラー
フィルタの各画素を仕切る仕切部材を形成するための凹
部が原盤上に形成されており、当該凹部の開口端部が一
部テーパ形状に形成されている。このように凹部を形成
すれば、ヘッドから吐出したインクを確実に凹部に導く
ことができる他、着色パターン層の厚さの差が小さいた
め、色調や明るさに差が生じる等の色むらを少なくし、
明るい画像を提供するカラーフィルタを製造できるから
である。

【００２１】ここで前記原盤をシリコンまたは石英によ
り構成することは好ましい。シリコンまたは石英は、リ
ソグラフィ法を介するエッチングによる加工性がよいか
らである。

【００２２】上記第３の課題を解決する発明は、カラー
フィルタを製造するための原盤の製造方法であって、
（ａ）前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切り部材
を形成するための凹部に対応させて、レジスト層のパタ
ーンを基板上に形成する工程と、（ｂ）前記レジスト層
が形成された前記基板をエッチングして前記凹部を形成
する工程と、を備えている。

【００２３】また本発明は、カラーフィルタを製造する
ための原盤の製造方法であって、（ａ）前記カラーフィ
ルタの各画素を仕切る仕切部材を形成するための凹部に
対応させて、レジスト層のパターンを基台上に形成する
工程と、（ｂ）前記基台の前記レジストパターンが形成
された面上に導体化層を形成する工程と、（ｃ）前記導
体化層上に電気鋳造法（電気メッキ法）により金属層を
形成する工程と、（ｄ）前記金属層を前記基台から剥離
する工程と、を備えている。

【００２４】ここで前記凹部の側面を当該凹部の開口部
に向けて広がったテーパ形状に形成することは好まし
い。このように凹部をテーパ形状に形成すれば、ヘッド
から吐出したインクを確実に凹部に導くことができるた
め、特に高解像度の液晶パネルに使用するカラーフィル
タに適するからである。

【００２５】また前記凹部の開口端部を一部テーパ形状
に形成することも好ましい。このように凹部を形成すれ
ば、ヘッドから吐出したインクを確実に凹部に導くこと
ができる他、着色パターン層の厚さの差が小さいため、
色調や明るさに差が生じる等の色むらを少なくし、明る
い画像を提供するカラーフィルタを製造できるからであ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態
を、図面を参照して説明する。

【００２７】＜実施形態１＞本発明の実施形態１は、原
盤に遮光性材料を充填した後に樹脂層を設けることによ
り、遮光性層、すなわちブラックマトリクスが形成され
たカラーフィルタを少ない工程で製造するものである。

【００２８】（カラーフィルタの構造）図１に、本発明
の製造方法で製造されるカラーフィルタの平面図を示
す。同図に示すように、本発明のカラーフィルタ１は、
仕切部材（樹脂層）１０によって仕切られた画素開口部
に、着色パターン層１１を設けて構成されている。

【００２９】仕切部材１０は、例えば樹脂等により形成
されており、その表面（同図で観察できる表面）には遮
光性材料よりなる遮光性層１５が設けられている。

【００３０】着色パターン層１１は、複数の原色の着色
パターン層が集合して１つのカラー画素を構成してい
る。本実施形態では、赤色、緑色および青色の三原色に
よりカラー画素を構成するために、着色パターン層
（赤）１１Ｒ、着色パターン層（緑）１１Ｇおよび着色
パターン層（青）１１Ｂの各画素を配列し、１カラー画
素が構成されている。同図では、説明を簡単にするた
め、カラー画素の配置を５列×４行で示してあるが、実
際の製品では、液晶パネルの解像度に合わせた画素配置
に製造される。例えば、ＶＧＡ仕様の液晶パネルに用い
るカラーフィルタの場合では、カラー画素を６４０列×
４８０行で構成する。これら着色パターン層１１（以
下、符号１１で示すときは、１１Ｒ、１１Ｇおよび１１
Ｂからなるカラー画素を示すものとする）は、透過性の
ある着色インクを充填することで形成されている。各画
素は例えば約１００μｍピッチに配列される。

【００３１】なお、各画素の配列および仕切部材のパタ
ーンは、図１に限らず、液晶パネルの画素配列に応じて
種々に変形して形成可能である。

【００３２】上記構成のカラーフィルタを液晶パネルに
装着すれば、液晶パネルの各画素からの光が、いずれか
の着色パターン層を透過して射出されることになる。カ
ラーフィルタにおける着色パターン層の色と、液晶パネ
ルにおける画素の色配置とを対応させてカラーフィルタ
を液晶パネルに取り付ければ、カラー表示が行える。

【００３３】（製造方法）次に、本実施形態におけるカ
ラーフィルタの製造方法を、図２乃至図５を参照して説
明する。これらの図は、図１においてＡ−Ａで示した切
断面を模式的に示した製造工程断面図である。

【００３４】（原盤製造）本発明のカラーフィルタを製
造するにあたり、まず、カラーフィルタの形状を転写す
るための原盤を製造する。図５に、原盤の製造方法を説
明する製造工程断面図を示す。

【００３５】レジスト層形成工程（図５（ａ））： レ
ジスト層形成工程では、基板２０上にレジスト層２１を
形成する。基板２０の材料としては、シリコンまたは石
英を用いるのが好ましい。シリコンまたは石英によれ
ば、エッチングが容易で、高精細度加工が可能だからで
ある。ただし、表面に凹凸形状を形成可能な材料であれ
ば、ガラス、金属またはセラミック等の基板やフィルム
を適用することが可能である。

【００３６】レジスト材料は、ネガ型といわれるもので
は一定強度以上の光の照射により現像液に対して非溶性
の硬膜に変化する材料であり、ポジ型といわれるもので
は一定強度以上の光の照射により現像液に対して易溶性
となる材料である。本実施形態ではポジ型のレジスト材
料を用いる。レジスト材料としては、例えば、半導体デ
バイス製造において一般的に用いられる、クレゾールノ
ボラック系樹脂に感光剤としてジアゾナフトキノン誘導
体を配合した、市販のポジ型レジストをそのまま利用で
きる。

【００３７】レジスト層の形成方法は、スピンコーティ
ング法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコ
ート法、バーコート法等の方法を利用可能である。例え
ば、基板上にスピンコーティング法により１μｍ程度の
厚さでレジスト材料を塗布し、熱処理して固定する。

【００３８】露光工程（同図（ｂ））： 露光工程で
は、レジスト層２１上を所定のパターンに応じたマスク
２３で覆って光２２を照射することにより露光する。

【００３９】マスク２３は、露光領域２４に対応した領
域のみ光２２が透過するようにパターンが形成された遮
へい部材である。このパターンは、カラーフィルタ１の
各画素を仕切る仕切部材の形状となるように形成する。
総画素数は、例えば、ＶＧＡ用のカラーフィルタであれ
ば、６４０列×４８０行×３画素、すなわち約９０万画
素となる。

【００４０】現像工程（同図（ｃ））： 現像工程で
は、レジスト層２１を光２２によって露光した後、一定
条件で現像処理を行って、露光領域２４のレジスト材料
を除去する。この処理により、光２２にさらされていた
露光領域２４のレジスト材料が選択的に取り除かれて基
板２０が露出した状態となる。

【００４１】エッチング工程（同図（ｄ））： エッチ
ング工程では、パターン化されたレジスト層２１にエッ
チャント２５によってエッチングを施すことにより、仕
切部材１０の形状にパターン化された凹部１４を形成す
る。

【００４２】エッチングの方法としては、ウェット方式
およびドライ方式を適用できる。基板２０の材質に合わ
せて、エッチング断面形状、エッチングレート、面内均
一性等の観点から、最適な方法及びエッチング条件を選
択する。エッチング深度や形状の制御性の観点からいえ
ばドライ方式の方が優れている。ドライ方式には、例え
ば、平行平板型リアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）方式、誘導結合型（ＩＣＰ）方式、エレクトロンサ
イクロトロン共鳴（ＥＣＲ）方式、ヘリコン波励起方
式、マグネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオ
ンビームエッチング方式等が使用できる。

【００４３】除去工程（同図（ｅ））： 除去工程で
は、エッチング後の基板２０からレジスト層２１を取り
除く。レジスト層２１が除去された基板２０には、マス
ク２３のパターン形状に対応した凹部１４が形成されて
いる。この基板２０がすなわち原盤２となる。

【００４４】（カラーフィルタ製造）上記のようにして
製造された原盤２を用いてカラーフィルタを製造する方
法を、図２を参照して説明する。

【００４５】遮光性層形成工程（図２(a)）： 遮光性
層形成工程では、原盤２の凹部１４に遮光性材料を充填
してブラックマトリクスである遮光性層１５を形成す
る。遮光性材料は、光透過性のない材料であって耐久性
があれば種々の材料を適用可能である。例えば、富士ハ
ント社製ネガ型樹脂ブラック、凸版印刷者製高絶縁性ブ
ラックマトリクス用レジストＨＲＢー＃０１、日本合成
ゴム（ＪＳＲ）社製樹脂ブラック等の黒色の樹脂を有機
溶剤に溶かしたものを用いる。本実施形態ではインクジ
ェット式記録ヘッドからインクのように吐出させるた
め、ある程度流動性を確保する必要がある。有機溶媒と
しては、特にその種類に限定されるものではなく種々の
有機溶剤を適用可能である。例えば、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネ
ート、メトキシエチルプロピオネート、エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテート、
エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロヘキ
サノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテート等のう
ち一種または複数種類の混合溶液を利用できる。

【００４６】遮光性材料の充填方法は、図３に示すよう
に、インクジェット式記録ヘッド３から、遮光性材料を
有機溶剤に溶かした遮光性インクを吐出させて行う。こ
のとき、原盤２に形成された凹部１４に均一なインクの
量が充填されるように、同図矢印方向にヘッド３を動か
す等の制御により、遮光性インクの打ち込み位置を制御
して充填する。凹部１４の隅々にまで均一に遮光性イン
クが満たされたら、充填を完了する。溶剤成分が含まれ
ている遮光性インクを用いた場合には、熱処理によりそ
の溶剤成分を除去する。なお遮光性層は溶剤成分の除去
によって収縮するため、必要な遮光性が確保できるイン
クの厚みが収縮後でも残されるように、十分なインクの
量を充填しておくことが必要である。

【００４７】樹脂層形成工程（図２（ｂ））： 樹脂層
形成工程では、遮光性層を形成した原盤２に樹脂を塗布
して樹脂層１０、すなわちカラーフィルタの仕切部材を
形成する。まず、原盤２の凹部１４が設けられた面に樹
脂を塗布する。次いで、補強板１６を原盤２上に塗布し
た樹脂上に密着させて、樹脂を端部まで十分に広げた
後、補強板１６側から紫外線を所定時間照射して樹脂を
硬化させ、樹脂層１０を形成する。

【００４８】樹脂を塗布する方法としては、公知の方
法、例えば、スピンコート法、ディッピング法、スプレ
ーコート法、ロールコート法、バーコート法等が利用で
きる。

【００４９】ここで、原盤２に塗布する樹脂は、光、
熱、または光および熱の双方のいずれかのエネルギーに
より硬化する材料であることが好ましい。このような材
料によれば、汎用の露光装置やベイク炉、ホットプレー
トが利用でき、設備の低コスト化や省スペース化を図る
ことができるからである。

【００５０】特に紫外線硬化型の樹脂が、樹脂層１０の
材料として好適である。具体的には、紫外線硬化型のア
クリル系樹脂を用いることが好ましい。アクリル系樹脂
ならば、市場に多く出回っており、感光剤も入手し易
い。

【００５１】紫外線硬化型のアクリル系樹脂としては、
具体的な基本組成として、プレポリマー、オリゴマー、
モノマーまたは光重合開始剤があげられる。

【００５２】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００５３】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等の多官能性モノマーが挙げられる。

【００５４】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α、α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾイン
エーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾイ
ンエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物
が利用できる。

【００５５】なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害
を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗
布を容易にする目的で溶剤成分を添加したりしてもよ
い。その溶剤成分としては、特にその種類に限定される
ものではなく種々の有機溶剤を適用可能である。例え
ば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メト
キシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオネ
ート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテー
ト、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルア
ミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、
ブチルアセテート等のうち一種または複数種類の混合溶
液を利用できる。

【００５６】補強板１６は、カラーフィルタを補強する
目的で用いられるもので、製造しようとするカラーフィ
ルタに応じて選ばれる。補強板１６としては、適度の機
械的強度を有するとともに、表示パネルからの光を十分
に透過できるように高い光透過性を有するものがよい。
例えば、ガラス基板や、ポリカーボネート、ポリアクリ
レート、ポリエーテルサルフォン、アモルファスポリオ
レフィン、ポリエチレンテレフタレートまたはポリメチ
ルメタクリレート等のプラスチック製の基板またはフィ
ルム等が利用可能である。なおこの補強板１６は必須の
部材ではない。

【００５７】剥離工程（同図（ｃ））： 剥離工程で
は、硬化した樹脂層１０を、原盤２から剥離する。樹脂
層１０が十分に硬化すると、樹脂層１０と補強板１６，
樹脂層１０と遮光性層１５とがそれぞれ密着する。した
がって、原盤２から補強板１６を引き剥がすと、補強板
１６，樹脂層１０および遮光性層１５が一体として取り
外される。

【００５８】着色パターン層形成工程（同図（ｄ））：
着色パターン層形成工程では、原盤２から剥離された
樹脂層１０、すなわち仕切部材の画素部分を構成する凹
部１７に着色パターン層１１を形成する。

【００５９】着色インクの充填方法としては特に限定さ
れるものではないが、ヘッドよりインクを吐出して行う
インクジェット方式であれば種々に適用できる。インク
ジェット方式によれば、インクジェット式記録ヘッドに
より慣用された技術を使用して、高速かつ無駄なくイン
クを充填することができるからである。インクジェット
方式にはインクの吐出原理に応じて、圧電体素子を用い
たピエゾジェット式、あるいはエネルギー発生素子とし
て電気熱変換体を用いた気泡ジェット式等が使用可能で
あり、着色面積および着色パターンに応じて適宜選択し
て使用することができる。

【００６０】ヘッドから吐出させる着色インクとして
は、乾燥時に透明性を備えているものであればよい。特
にヘッドから吐出させる場合には、低粘度、高濃度を有
していることが好ましく、各色の顔料や染料を有機溶媒
あるいは水に混入させて製造されたものであることが好
ましい。

【００６１】インクジェット方式による場合、図４に示
すように、インクジェット式記録ヘッド３から各原色に
相当する着色インクを吐出し、それぞれ対応する色が割
り当てられている画素形成用凹部１７に着色インクを充
填する。例えば、同図では、赤色の着色インクＲ、緑色
の着色インクＧおよび青色の着色インクＢが、隣接する
列にそれぞれ打ち込まれる。充填する手順は、ヘッド３
を同図の手前から奥方向へ往復させながら、カラー画素
一列についてインクを充填し、その後同図矢印の方向に
ヘッド３を移送して隣のカラー画素列についてインクを
充填していくものである。これを繰り返すことによっ
て、すべての凹部１７に着色パターン層１１を形成する
ことができる。

【００６２】例えば、ヘッド３にＲ、Ｇ、Ｂ用のノズル
を各２０個ずつ配列し、一つの画素凹部１７に着色イン
クを３滴吐出させるものとした場合、ヘッド３を駆動周
波数１４．４ｋＨｚで動作させると、約９０万画素の１
０型ＶＧＡ仕様のカラーフィルタには、９０万画素×３
滴／（１４４００回／秒×２０個×３色）＝約３秒でイ
ンクの充填ができることになる。ただしヘッド３の移動
時間を考慮する必要があるため、実際には２分〜３分で
総ての凹部１７に着色インクを充填できる。

【００６３】着色インクが充填されたら、熱処理を行っ
て着色インク中の溶剤成分を揮発させ、固化した着色パ
ターン層１１を形成させる。熱処理は、例えばヒータを
用いて行われ、補強板１６を所定の温度（例えば７０度
程度）に加熱して行われる。インクの溶媒が蒸発する
と、同図(d)に示すようにインクの体積が減少する。体
積減少が激しい場合は、カラーフィルタとして十分なイ
ンク膜の厚みが得られるまで、インク吐出と加熱とを繰
り返す。この処理により、インクの溶媒が蒸発し、最終
的にインクの固形分のみ残留し、着色パターン層が形成
される。

【００６４】着色パターン層形成後、インク滴を完全に
乾燥させるため、所定の温度（例えば１２０℃）で所定
時間（１時間程度）の加熱を行ってから、保護およびフ
ィルタ表面の平坦化のため、所定の樹脂を用いて保護膜
を形成する。最後に保護膜上に透明電極を設ければ、本
発明のカラーフィルタ１が完成する。

【００６５】なお、上記実施形態では、カラーフィルタ
を製造するために３原色の着色インクを用いたが、加色
法を適用するか減色法を適用するか等に応じて、他の原
色構成を用いてもよい。また、カラー表示の他に、単色
の着色インクを用いたり、紫外線等除去効果のある材料
が混入されたインクを用いたりすることで、単一色の表
示用フィルタあるいは紫外線等除去効果のある表示用フ
ィルタを製造することもできる。

【００６６】上記レジスト層２１の形成にはポジ型のレ
ジストを適用したが、ネガ型のレジストを用いてもよ
い。この場合、上記マスク２３とは露光部分と非露光部
分の関係が反転したマスクを用いる。

【００６７】また、露光方法としては、マスクを用いず
に、レーザ光や電子線によって直接レジストをパターン
状に露光するものでもよい。

【００６８】上記したように、本実施形態１によれば、
遮光性材料を充填してからカラーフィルタの画素を仕切
る樹脂層を転写法により形成するので、遮光性層と仕切
部材とを同時に製造可能である。したがって、従来と異
なり材料の使用効率が高く、かつ工程数の短縮を図るこ
とができる。このため、従来のカラーフィルタよりもコ
ストダウンが図ることができる。

【００６９】また、原盤を一旦製造すれば、原盤の耐久
性の許す限り何度でも繰り返し利用ができるため、２枚
目以降のカラーフィルタにおける原盤製造工程を省くこ
とができ、さらに工程数の短縮を図ることができ、従来
のカラーフィルタよりもコストダウンを図ることができ
る。

【００７０】＜実施形態２＞本発明の実施形態２は、上
記実施形態１における原盤の他の製造方法を提供するも
のである。

【００７１】本実施形態２においては、原盤の製造工程
を除く他の製造工程については上記実施形態１と同様な
ので、その説明を省略する。

【００７２】図６および図７に、本実施形態２における
原盤の製造方法を説明する製造工程断面図を示す。

【００７３】レジスト層形成工程（図６（ａ））： レ
ジスト層形成工程では、基台３０上にレジスト層３１を
形成する。基台３０の材料としては、レジスト層をリソ
グラフィ法によりパターン化する際の支持体としての役
割を担うものであるため、プロセス流通に必要とされる
機械的強度や薬液耐性等を有し、レジスト層との付着が
よく、密着可能なものであれば、その種類に限定されな
い。例えば、基台３０としては、ガラス、石英、シリコ
ンウェハ、樹脂、金属、セラミックス等を利用できる。
本実施形態では、表面を酸化セリウム系の研磨剤を用い
て平坦に研磨した後、洗浄、乾燥したガラス製原盤を用
いる。

【００７４】レジスト層３１の材料および形成方法につ
いては、上記実施形態１と同様に考えられるので、説明
を省略する。

【００７５】露光工程（同図（ｂ））： 露光工程で
は、レジスト層３１上を所定のパターンに応じたマスク
３３で覆って光３２を照射することにより露光する。

【００７６】マスク３３は、露光領域３４に対応した領
域のみ光３２が透過するようにパターンが形成された遮
へい部材である。このパターンは、画素領域の凹部１７
に相当する領域に光３２を透過させるためのものであ
る。すなわち、上記実施形態１と比べると、光を透過す
る領域と透過しない領域との関係が反転している。もち
ろん、ネガ型のレジストを用いれば、上記関係を反転さ
せることができる。

【００７７】現像工程（同図（ｃ））： 現像工程で
は、レジスト層３１を光３２によって露光した後、一定
条件で現像処理を行って、露光領域３４のレジスト材料
を除去する。この処理により、光３２にさらされていた
露光領域３４のレジスト材料が選択的に取り除かれて基
台３０が露出した状態となる。

【００７８】導体化工程（図７（ａ））： 導体化工程
では、基台３０に導体化層３５を形成して表面を導体化
する。

【００７９】導体化層３５の材料としては、メッキ（金
属）層３６を成長させるために導電性を備えれば十分で
あり、例えば、Ｎｉを５００Å〜１０００Åの厚みで形
成する。導体化層３５の形成方法としては、スパッタリ
ング法、ＣＶＤ法、蒸着法、無電界メッキ法等の種々の
方法を適用することができる。なお、導体化層を形成せ
ずにメッキ層３６を成長させることが可能であれば、こ
の工程は不要である。

【００８０】メッキ（金属）層形成工程（同図
（ｂ））： メッキ層形成工程では、メッキ層３６を成
長させる。まず、導体化層３５により導体化されたレジ
スト層３１および基台３０が陰極に、チップ状あるいは
ボール状のＮｉが陽極になるように、図示しないメッキ
装置の電極を接続する。そして電気鋳造法（電気メッキ
法）によりＮｉを電着させ、メッキ層３６を形成する。

【００８１】電気メッキ液としては、例えば以下の組成
のメッキ液を適用可能である。

【００８２】 スルファミン酸ニッケル ：５００ｇ／ｌ 硼酸 ： ３０ｇ／ｌ 塩化ニッケル ： ５ｇ／ｌ レベリング剤 ： １０ｍｇ／ｌ 剥離工程（同図（ｃ））： 剥離工程では、導体化層３
５およびメッキ層３６を基台３０およびレジスト層３１
から剥離する。剥離後に、必要に応じて洗浄することに
より、原盤２ｂを完成させることができる。なお、導体
化層３５は、必要に応じて剥離処理を施して、メッキ層
３６から除去してもよい。

【００８３】上記のようにして製造された原盤２ｂを実
施形態１における原盤として使用すれば、本発明のカラ
ーフィルタを製造できる。カラーフィルタの製造方法に
ついては、上記実施形態１と同様である。

【００８４】なお、上記レジスト層３１の形成にはポジ
型のレジストを適用したが、ネガ型のレジストを用いて
もよい。この場合、上記マスク３３とは露光部分と非露
光部分の関係が反転したマスクを用いる。

【００８５】また、露光方法としては、マスクを用いず
に、レーザ光や電子線によって直接レジストをパターン
状に露光するものでもよい。

【００８６】上記したように本実施形態２によれば、電
気メッキによりカラーフィルタの製造に適する原盤を製
造することができる。この原盤の形態は実施形態１と同
様なので、上記実施形態１と同様な効果を得ることがで
きる。また、本実施形態により製造される原盤は金属で
あって堅牢なため、耐久性がよく、もって製造コストを
さらに下げることができるという効果も奏する。

【００８７】＜実施形態３＞本実施形態３は、上記第２
の課題を解決するための原盤の製造方法および原盤に関
する。

【００８８】上記実施形態では、原盤に形成する凹部１
４の形状は、図８（ａ）に示すように、その側面が平行
に向き合っているものであった。このためこの凹部１４
に遮光性材料および樹脂を充填して製造される遮光性層
１５および樹脂層１０の形状も、同図（ｂ）に示すよう
なものになっていた。

【００８９】液晶パネルの画素密度が高くなって仕切部
材１０の幅が狭くなった場合、上記側面が開口部付近ま
で向き合っている凹部の形状では遮光性インクを打ち込
む標的である開口部の面積が狭くなる。このため確実に
凹部１４の内部に遮光性インクを充填することが困難に
なることも考えられる。

【００９０】そこで本実施形態では、原盤に設ける凹部
をその側面が傾斜したテーパ形状に形成する。例えば、
図９（ａ）では、原盤２ｃに設けられた凹部１４ｂにお
いて、その側面が傾斜したテーパ形状を備えている。こ
のように側面が傾斜した凹部を形成すれば、凹部の奥部
に比べ開口部の面積が広くなっているので、仕切部材１
０の幅が細密化しても遮光性インクを確実に凹部１４ｂ
に充填できる。しかも原盤からの遮光性層および樹脂層
の剥離が容易となる。

【００９１】このような原盤を使用して製造されたカラ
ーフィルタは、例えば同図（ｂ）に示すように、遮光性
層１５ｂが設けられる側壁部分がテーパ形状に形成され
る。

【００９２】また、原盤に設ける凹部の側面のうち、開
口端部にのみテーパ形状を形成することはさらに好まし
い。例えば、図１０（ａ）に示すように、原盤２ｄにお
いて仕切部材１０を構成する凹部１４ｃの開口端部にの
みテーパ形状を形成する。このように開口端部がテーパ
形状となった凹部を形成すれば、凹部の奥部に比べて開
口部の面積が広くなっているので、仕切部材１０の幅が
細密化しても遮光性インクを確実に凹部１４ｃに充填で
きる。

【００９３】特に、開口端部にのみテーパ形状を設けた
凹部を形成すれば、その凹部から転写された仕切部材の
側壁において、着色パターン層の周辺領域に色むらが生
じにくいという効果を奏する。すなわち、同図（ｂ）に
示すように、開口端部にのみテーパ形状を設けた凹部１
４ｃから転写された樹脂層１０ｃは、その側壁の基部の
みがテーパ形状をなしている。着色パターン層１１ｃを
観察方向（同図では上方）から見ると、テーパ形状にな
っている部分の着色パターン層１１ｃの厚みｄ２は、側
壁の基部から離れた部分における厚みｄ１と差が少な
い。着色パターン層における厚みの差は、色調や明るさ
の差となって観察されるので、厚みの差が少ないこの形
態によれば、色調や明るさ等のずれに伴う色むらが可能
な限り小さく抑えられる。特に、開口端部のテーパ形状
の傾斜を、遮光性インクが凹部に導ける限度で緩く形成
すれば、この厚みの差をさらに少なくでき、色むらをほ
とんど生じさせない。

【００９４】上記したように本実施形態３によれば、原
盤の凹部の側面を傾斜させてテーパ形状に形成したので
遮光性インクを容易に確実に凹部に導き入れることがで
きる。したがって、ヘッドの制御が容易で、製造上の歩
留まりが良くなるという効果を奏する。特に凹部の開口
端部にのみテーパ形状を設ければ、カラーフィルタにお
ける色むらを最小限に抑えることができる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、カラーフィルタの画素
を仕切る仕切部材および遮光性層を同時に製造可能な製
造方法を提供したので、材料の使用効率が高く、かつ工
程数の短縮を図ることにより、従来のカラーフィルタよ
りもコストダウンが図れる。

【００９６】また、本発明によれば、カラーフィルタの
画素を仕切る仕切部材および遮光性層を同時に製造する
ために、原盤の凹部にテーパ形状を設けたので、遮光性
材料の充填が容易となるため、ヘッドの制御が容易で、
歩留まり良くカラーフィルタを製造できる。特に凹部の
開口端部にのみテーパ形状を設ければ、カラーフィルタ
の色むらを最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１において製造されるカラー
フィルタの平面図である。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造工程断面図であ
る。（ａ）は遮光性層形成工程であり、（ｂ）は樹脂層
形成工程であり、（ｃ）は剥離工程であり、（ｄ）は着
色パターン層形成工程である。

【図３】遮光性材料充填工程を詳しく説明する図であ
る。

【図４】着色インク充填工程を詳しく説明する図であ
る。

【図５】実施形態１における原盤の製造工程断面図であ
る。（ａ）はレジスト層形成工程であり、（ｂ）は露光
工程であり、（ｃ）は現像工程であり、（ｄ）はエッチ
ング工程であり、（ｅ）は除去工程である。

【図６】実施形態２における原盤の製造工程断面図であ
る。（ａ）はレジスト層形成工程であり、（ｂ）は露光
工程であり、（ｃ）は現像工程である。

【図７】実施形態２における原盤の製造工程断面図であ
る。（ａ）は導体化層形成工程であり、（ｂ）は金属層
形成工程であり、（ｃ）は剥離工程である。

【図８】通常の原盤における遮光性インクの充填の様子
を説明した図である。（ａ）は原盤断面図であり、
（ｂ）はカラーフィルタの断面図である。

【図９】実施形態３の原盤における遮光性インクの充填
の様子を説明した図である。（ａ）は原盤断面図であ
り、（ｂ）はカラーフィルタの断面図である。

【図１０】実施形態３の原盤の変形例における遮光性イ
ンクの充填の様子を説明した図である。（ａ）は原盤断
面図であり、（ｂ）はカラーフィルタの断面図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２、２ｂ、２ｃ、２ｄ…原盤 ３…ヘッド １０…仕切部材（樹脂層） １１、１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ…着色パターン層 １４、１４ｂ、１４ｃ…凹部 １５，１５ｂ、１５ｃ…遮光性層 １７…画素部形成用凹部 ２０…基板 ２１、３１…レジスト層 ２３、３３…マスク ２４、３４…露光領域 ３０…基台

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示装置に用いられるカラーフィルタの
   製造方法であって、 前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切部材を形成す
   るための凹部が形成された、カラーフィルタを製造する
   ための原盤の凹部に、遮光性材料を充填して遮光性層を
   形成する工程と、 前記遮光性層が形成された原盤上に樹脂層を形成する工
   程と、 前記原盤上に形成された前記遮光性層および前記樹脂層
   を前記原盤から一体的に剥離する工程と、 剥離された前記樹脂層の、前記遮光性層および前記樹脂
   層により形成された凹部に着色インクを充填して着色パ
   ターン層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする
   カラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 前記凹部に遮光性材料を充填する工程に
   おいて、 前記遮光性材料は、インクジェット方式によって充填さ
   れる請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 前記樹脂層として、光、熱または光及び
   熱の双方のいずれかのエネルギーの付与により硬化可能
   な樹脂を用いる請求項１に記載のカラーフィルタの製造
   方法。
4. 【請求項４】 前記樹脂層として、紫外線硬化性樹脂を
   用いる請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 前記着色インクを充填する工程におい
   て、 前記着色インクは、インクジェット方式によって充填さ
   れる請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
6. 【請求項６】 表示装置に用いられるカラーフィルタを
   製造するための原盤であって、 前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切部材を形成す
   るための凹部が原盤上に形成されており、当該凹部の側
   面が当該凹部の開口部に向けて広がったテーパ形状に形
   成されいてることを特徴とするカラーフィルタを製造す
   るための原盤。
7. 【請求項７】 表示装置に用いられるカラーフィルタを
   製造するための原盤であって、 前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切部材を形成す
   るための凹部が原盤上に形成されており、当該凹部の開
   口端部が一部テーパ形状に形成されていることを特徴と
   するカラーフィルタを製造するための原盤。
8. 【請求項８】 前記原盤は、シリコンまたは石英により
   構成されている請求項６または請求項７のいずれか一項
   に記載のカラーフィルタを製造するための原盤。
9. 【請求項９】 カラーフィルタを製造するための原盤の
   製造方法であって、 前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切り部材を形成
   するための凹部に対応させて、レジスト層のパターンを
   基板上に形成する工程と、 前記レジスト層が形成された前記基板をエッチングして
   前記凹部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする
   カラーフィルタを製造するための原盤の製造方法。
10. 【請求項１０】 カラーフィルタを製造するための原盤
    の製造方法であって、 前記カラーフィルタの各画素を仕切る仕切部材を形成す
    るための凹部に対応させて、レジスト層のパターンを基
    台上に形成する工程と、 前記基台の前記レジストパターンが形成された面上に導
    体化層を形成する工程と、 導体化層上に電気鋳造法により金属層を形成する工程
    と、 前記金属層を前記基台から剥離する工程と、を備えたこ
    とを特徴とするカラーフィルタを製造するための原盤の
    製造方法。
11. 【請求項１１】 前記凹部の側面を当該凹部の開口部に
    向けて広がったテーパ形状に形成する請求項９または請
    求項１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタを製造
    するための原盤の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記凹部の開口端部を一部テーパ形状
    に形成する請求項９および請求項１０のいずれか一項に
    記載のカラーフィルタを製造するための原盤の製造方
    法。