KR100483224B1 - 컬러필터 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

컬러 필터를 원할하게 제조하는 것을 과제로 한다. 대기압하에서 산소를 함유하는 가스 분위기 중에서 방전을 발생시켜 활성종에 의해 기판(10)을 처리하는 공정과, 원반(13) 상에 형성된 소정 배열의 잉크 충전용 오목부(29)에, 미리 설정된 색의 잉크를 충전하여 착색 패턴층(14)을 형성하고, 이어서, 착색 패턴층(14)이 형성된 원반(13) 상에 수지층(15)을 개재하여 기판(10)을 접착한 후, 착색 패턴층(14), 수지층(15) 및 기판(10)을 일체적으로 원반(13)으로부터 박리하는 공정을 포함한다.

Description

컬러 필터 및 그의 제조 방법

본 발명은 액정 표시 패널 등에 사용되는 컬러 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 패널 등의 컬러 필터를 제조하는 방법으로서, 염색법, 안료 분산법, 인쇄법, 전착법 등이 있다.

염색법은 염색용 재료인 수용성 고분자 재료에 감광제를 첨가하여 감광화하고, 이것을 리소그래피 공정으로 패터닝한 후, 염색액에 침지하여 착색 패턴을 얻는 방법이다.

예컨대, 우선, 유리 기판 상에 차광성 부위(일반적으로 흑색으로 블랙 매트릭스라 칭하며, 이하, BM이라 한다)를 형성한다. 그리고, 수용성 고분자 재료에 감광제를 첨가하여 광이 접하게 되면 용매에 용해하기 어렵게 되도록 한 염색용 재료를 BM의 형성된 기판에 도포한다. 다음에, 마스크를 통해서 염색용 재료의 일부만을 노광하여 현상함으로써, 제1 컬러 영역만 염색용 재료가 남도록 패터닝한다. 그리고, 이 염색용 재료를 염색액에 침지하여 염색하고, 고착시킴으로써, 제1 착색층이 형성된다. 이 공정을 3회 반복함으로써 3색의 컬러 필터가 형성된다.

이 염색법으로 제조된 컬러 필터는 투과율이 높고 색이 선명한 반면, 내광성, 내열성 및 흡습성에 있어서 뒤떨어진다고 하는 특성이 있다.

다음에, 안료 분산법은 안료가 분산된 감광성 수지를 기판에 도포하여, 이것을 패터닝함으로써 단색의 패턴을 얻게 되는 공정을 반복하는 방법이다. 상기 염색법이 염색용 재료를 패터닝하고 나서 염색하는 방법인 것에 반해, 안료 분산법은 미리 염색된 감광성 수지를 기판에 도포하는 것이다. 그리고, 안료 분산법으로 제조된 컬러 필터는 내성이 높지만 투과율이 다소 낮다고 하는 특성을 갖고 있다.

또한, 상기 감광성 수지층은 적어도 도포된 70% 이상이 제거·폐기되어 재료의 이용 효율에서 큰 과제를 갖는다.

인쇄법은 열경화성 수지에 안료를 분산시킨 도료를 반복하여 인쇄에 의해 3색을 나누어 도포하고, 수지를 열경화시켜 착색층을 형성하는 방법이다. 이 인쇄법은 공정이 간단하지만, 평탄성이 떨어지는 것이다.

전착법은 패터닝된 투명 전극을 기판에 설치해 두고, 이것을 안료·수지·전해액 등이 들어 간 전착 도포액에 침지하여 제 1 색을 전착시킨다. 그리고, 이 공정을 3회 반복하여 마지막에 소성하는 방법이다. 이 전착법은 평탄성이 뛰어나며, 스트라이프 패턴의 컬러 배열이면 유효하지만, 모자이크 패턴과 같은 컬러 배열을 형성하는 것은 곤란하다.

이상의 제조 방법 중, 인쇄법은 정밀도 면에서 결점이 있고, 전착법은 패턴이 한정된다고 하는 결점이 있기 때문에, 종래, 염색법 및 안료 분산법이 주로 사용되어왔다.

그러나, 염색법 및 안료 분산법은 제 1 색, 제 2 색, 제 3 색의 각 화소 영역을 형성할 때에 매회 리소그래피의 공정이 필요하고, 컬러 필터의 양산성 향상의 큰 방해가 되어 왔다. 이와 같이 1색마다 리소그래피 공정을 반복하지 않고 화소를 형성하는 방법으로서, 일본 특개소59-75205호 공보, 일본 특개소61-245106호 공보 등을 시초로 한, 잉크젯 방식에 의한 컬러 필터의 제조 방법이 다수 개시되어 있다. 잉크젯 방식에 의해 화소를 형성함으로써, 재료의 사용 효율의 향상이나 공정의 단축을 도모하고, 또한, 고정채(아름다운 색채)의 컬러 필터를 얻고자 하는 것이다.

이러한 잉크젯 방식을 사용한 컬러 필터의 제조 방법의 하나로서, 원반 상에 형성된 소정 배열의 복수의 잉크를 충전용 오목부에, 미리 설정된 색의 잉크를 충전하여 착색 패턴층을 형성하고, 이어서, 이 착색 패턴층이 형성된 원반면 상에 수지층을 개재하여 기판을 접착시킨 후, 상기 착색 패턴층, 수지층 및 기판을 일체적으로 상기 원반으로부터 박리하는 공정을 포함하는 컬러 필터의 제조 방법이 제안되어 있다.

이 컬러 필터의 제조 방법은, 요컨대, 원반 상에 형성된 잉크 충전용 오목부에 의해 착색 패턴층의 형성을 제어하고, 고정채의 컬러 필터를 얻도록 하는 것이다.

그러나, 상술된 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 착색 패턴층 및 수지층을 원반으로부터 박리하는 공정에 있어서, 다음과 같은 점에서 개량의 여지가 있다.

우선, 기판과 수지층간의 밀착성이 좋지 않으면, 착색 패턴층과 수지층을 일체적으로 원반으로부터 박리할 때에, 수지층이 기판으로부터 부분적 또는 전면적으로 박리되어, 수지층이 기판으로부터 들떠 버리거나, 기판으로부터 결락되기도 한다.

또한, 상술의 착색 패턴층과 원반의 밀착성이 각 색으로 다르기 때문에, 원반으로부터의 박리시에 균일하게 이형(離形)되지 않고, 착색 패턴층의 결락, 크랙의 발생이나 형상 변형과 같은 전사 불량이 발생한다.

한편, 각 색 착색 패턴층의 원반에의 밀착성을 동등하게 함으로써, 원반으로부터의 이형을 균일하게 하여 전사 불량을 막는 것도 가능하지만, 색 특성이나 잉크젯 방식에 의한 토출 특성과 같은 다른 잉크 재료에의 요구 특성과의 균형을 고려하지 않으면 안되고, 잉크 재료의 설계, 선정에 있어서 곤란도가 증가한다.

그래서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 것으로, 그 목적은, 원반으로부터의 박리 공정을 유연하게 할 수 있는 컬러 필터 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 컬러 필터를 제조하는 공정을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 기판을 처리하는 장치의 개념도.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 잉크 충전용 오목부를 갖는 원반을 제조하는 공정을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 잉크 충전용 오목부에 잉크를 충전하는 공정을 도시하는 도면.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 제 2 방법에 의해 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 제 2 방법에 의해 형성된 잉크 충전용 오목부에서 컬러 필터를 제조하는 공정을 도시하는 도면.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 제 3 방법에 의해 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 형성하기 위한 제 2 원반을 제조하는 공정을 도시하는 도면.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 제 3 방법에 의해 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 형성하여 컬러 필터를 제조하는 공정을 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 기판을 처리하는 장치의 개념도.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 있어서의 기판을 처리하는 장치의 개념도.

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층이 형성된 후의 공정을 도시하는 도면.

도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 형분리층이 형성된 원반의 단면을 도시하는 도면.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 16a 내지 도 16e는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 제 2 원반을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 17a 내지 도 17e는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 제 2 원반을 제조하는 다른 방법을 도시하는 도면.

도 18은 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 이형층이 형성된 제 2 원반의 단면을 도시하는 도면.

도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 차광성층을 일체화한 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

도 20은 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 BM이 내장된 컬러 필터를 도시하는 도면.

도 21a 내지 도 21e는 본 발명의 제 8 실시예에 있어서의 원반을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제 8 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전용 오목부를 갖는 층전층이 형성된 후의 공정을 도시하는 도면.

도 23a 내지 도 23e는 본 발명의 제 9 실시예에 있어서의 원반을 제조하는 방법을 도시하는 도면.

도 24a 내지 도 24c는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 BM의 제조 공정을 도시하는 도면.

도 25a 및 도 25b는 본 발명의 제 10 실시예의 변형예를 도시하는 도면.

본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법은 대기압 또는 그 근방 압력하에 있어서, 적어도 산소를 포함하는 가스 분위기 중에서 방전을 발생시키고, 해당 방전에 의해 생성된 활성종에 의해 기판을 처리하는 공정과,

원반 상에 형성된 소정 배열의 복수의 잉크 충전용 오목부에 미리 설정된 색의 잉크를 충전하여 착색 패턴층을 형성하고, 이어서, 상기 착색 패턴층이 형성된 원반 상에 수지층을 개재하여 상기 기판을 접착한 후, 상기 착색 패턴층, 수지층 및 기판을 일체적으로 상기 원반으로부터 박리하는 공정을 포함한다.

본 발명은, 요컨대, 방전에 의해 생성된 여기종, 이온 등의 활성종에 의해, 기판의 표면을 처리함으로써 상기 수지의 친밀성을 향상시켜, 수지층의 기판으로부터의 부상(浮き)이나 결락을 방지하고자 하는 것이다. 그리고, 본 발명은 대기압하에서 행하는 처리이기 때문에, 운전 비용이 높은 진공 장치를 사용한 경우에 비해, 저 비용으로 기판을 처리하는 것이 가능해지고, 더구나, 드라이 처리이기 때문에, 제어성도 양호하다.

원반 상에 잉크 충전용 오목부를 형성하는 방법으로서는 구체적으로는 예컨대 다음의 방법이 있다.

(1) 원반을 에칭하여 형성하는 방법.

(2) 원반 상에 화소간 경계 부위를 형성함으로써 형성하는 방법.

(3) 원반 상에 형성된 잉크 충전층 상에 형성하는 방법.

그리고, 이들 잉크 충전용 오목부에 미리 설정된 색의 잉크를 충전하는 방법으로서는 잉크젯 방식이 적합하다. 잉크젯 방식에 의하면, 잉크젯 프린터용으로 실용화된 기술을 응용함으로써, 고속이며 또한 잉크를 낭비 없이 경제적으로 충전하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 기판의 처리 공정으로서는, 구체적으로는 예컨대 이하의 공정이 있다.

(a) 상기 기판의 근방에 방전 발생용 전극을 배치하고, 상기 방전 발생용 전극에 고주파 전압을 인가하여, 상기 기판과 방전 발생용 전극의 공간에서 방전시키고, 상기 방전 공간에 적어도 산소 가스를 통과시켜 여기종, 이온 등의 활성종을 생성시킴으로써, 상기 기판의 처리를 행하는 공정.

이 공정에 의하면, 기판을 직접 방전에 노출된 상태로 처리하는 것이 된다.

(b) 방전 발생 전극과 대전극(counterelectrode)을 배치하고, 상기 방전 발생 전극과 대전극간에 고주파 전압을 인가하여, 상기 방전 발생용 전극과 대전극의 공간에서 방전시키며, 상기 방전 공간에 적어도 산소 가스를 통과시켜 여기종, 이온 등의 활성종을 생성시키고, 방전에 노출되지 않은 곳에 배치된 상기 기판에, 상기 활성종을 포함하는 가스류를 가스 분출구에서 배출함으로써, 상기 기판의 처리를 행하는 공정.

이 공정에 의하면, 기판을 직접 방전에 노출되지 않게 처리하는 것이 가능하다.

상기 (a)의 공정의 방법이 상기 (b)의 공정에 비해 처리 효과는 크지만, 기판이 쉽게 승온되기 때문에, 내열성이 낮은 기판을 사용하는 경우에는 열에 의한 기판의 변형이 쉽게 일어난다.

또한, 상기 (b)의 공정에 의하면, 방전 발생부와 기판 처리부가 분리되어 있기 때문에, 장치의 설계상의 제약이 적어지고, 또한, 기판이 쉽게 승온되지 않기 때문에, 내열성이 낮은 기판의 처리도 용이해진다.

또한, 상기 (a)의 공정에 있어서의 방전 발생 전극, 또는, 상기 (b)의 공정에 있어서의 가스 분출구는 처리하는 기판의 처리 면적 이상인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 기판을 일괄로 처리하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있고, 또한, 기판을 고정한 채로 처리할 수 있기 때문에, 장치에의 부담을 경감할 수 있다.

또한, 기판을 가열한 상태로 처리를 행하는 것이 바람직하다. 본 발명은 화학 반응을 이용한 처리이고, 열은 이 반응을 촉진하기 위해서, 기판을 가열함으로써 처리 시간을 단축할 수 있다.

한편, 내열성이 낮은 기판을 사용하는 경우에는 기판을 냉각한 상태에서 처리를 하는 것이 바람직하다. 기판을 냉각함으로써, 열에 의한 기판의 변형이 억제된다.

본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법은, 원반 상에 소정 배열의 복수의 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 제 1 공정과, 각각의 잉크 충전용 오목부에, 미리 설정된 색의 잉크를 충전하여 착색 패턴층을 형성하는 제 2 공정과, 상술된 착색 패턴층이 형성된 잉크 충전층 상에 수지를 도포하여, 광투과성을 갖는 수지층을 형성하는 제 3 공정과, 전술된 수지층의 고화 후에, 그 수지층을 전술된 착색 패턴층 및 잉크 충전층과 일체적으로 전술된 원반으로부터 박리하는 제 4 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 요컨대, 미리 원반 상에 형성된 잉크 충전층 상의 잉크 충전용 오목부에 의해 착색 패턴층의 형상을 제어하는 컬러 필터 제조 방법이다. 이 방법에 의해 형성된 착색 패턴용은 평탄성이 뛰어나고, 날카로운 에지를 갖게 된다. 따라서, 색 농도에 있어 불균일함이 없고, 고세밀한 컬러 필터를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 상술의 원반과 접촉하는 것은 상술의 잉크 충전층만이고, 상술의 각 착색 패턴층은 상술의 원반에 접촉하지 않는다. 그리고, 상술의 제 4 공정에 있어서 착색 패턴층은 잉크 충전층에 의해 보호되는 형으로 상술의 원반으로부터 박리되기 때문에, 박리시의 착색 패턴층에 걸리는 응력을 완화할 수가 있다. 따라서, 착색 패턴층의 결락, 크랙의 발생이나 형상 변형과 같은 전사 불량을 막는 것이 용이하여 진다. 또한, 상술된 각 착색 패턴층이 상술의 원반에 접촉되지 않음으로써, 상술의 각 색 잉크 재료에의 원반으로부터의 이형성에 관한 제약이 없어지기 때문에, 각 색 잉크 재료의 설계, 선정의 자유도가 증가한다.

그리고, 본 발명에 따른 컬러 필터의 제조 방법에 의해 얻어진 컬러 필터에는, 상술의 잉크 충전층이 착색 패턴층의 오버 코팅층(보호막)을 겸하기 때문에, 오버 코팅을 형성하는 공정이 불필요하게 된다. 또한, 상술의 원반에 평탄성을 갖는 것을 사용하면, 평탄화 처리없이 평탄성이 뛰어난 컬러 필터를 얻게 된다.

그리고, 상술의 제 2 공정에서는, 상술의 잉크를 잉크젯 방식에 의해 충전하는 것이 바람직하다.

잉크젯 방식에 의하면, 잉크젯 프린터용으로 실용화된 기술을 응용함으로써, 잉크의 충전을 고속화할 수 있음과 동시에, 잉크의 이용 효율을 거의 100%로 할 수 있어, 잉크를 낭비하지 않게 된다.

그리고, 상술의 제2 공정에서는, 상술의 잉크 충전용 오목부에 충전된 상술의 잉크를 열처리하여, 용제 성분을 휘발시켜 착색 패턴층을 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 해서 용제 성분을 휘발시키고 나서 상술의 제 3 공정에서 수지층을 형성함으로써 착색 패턴층은 고화되어, 전사 불량이나 수지층의 혼합을 방지할 수 있다. 또한, 잔존하는 용제에 의한 컬러 필터의 신뢰성의 저하의 방지에도 효과가 있다.

또한, 상술의 제 1 공정에서, 상술의 원반 표면의 적어도 상술된 잉크 충전층을 형성하는 영역에 미리 이형제를 도포하여 두거나, 또는, 잉크 충전층을 형성하는 물질에 미리 형분리제를 첨가하여 둠으로써, 잉크 충전층이 원반으로부터 이형되기 쉽게 하여 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 원반으로부터의 박리를 양호하게 할 수 있다.

혹은 원반 표면의 적어도 잉크 충전층을 형성하는 영역에, 잉크 충전층의 이형성을 향상시키는 재질, 즉, 잉크 충전층과의 밀착성이 낮은 재질로 이루어지는 이형층을 형성해 놓아도 같은 효과가 얻어진다.

또한, 제 3 공정에서, 수지층 상에 광투과성을 갖는 보강판을 적재하는 공정을 포함하도록 하면, 컬러 필터의 강도를 향상시킬 수 있다.

제 1 공정에서는 에칭에 의해 잉크 충전층에 잉크 충전용 오목부를 형성하여도 된다.

또한, 상기 제 1 공정에서, 상기 잉크 충전용 오목부에 대응한 볼록부 및 상기 볼록부 주위에 형성되는 오목부로 이루어지는 요철 패턴을 갖는 제 2 원반에, 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 잉크 충전층 형성용 액상의 물질을 설치하고, 상기 물질 위에 상기 원반을 밀착시켜서, 상기 물질을 고화 후에 상기 원반과 일체적으로 상기 제 2 원반으로부터 박리하여, 상기 제 2 원반의 요철 패턴을 상기 물질에 전사함으로써, 상기 원반 상에 상기 잉크 충전용 오목부를 갖는 상기 잉크 충전층을 형성하여도 된다.

또는, 상기 제 2 원반은, 제 3 원반에 형성된 레지스트층을 에칭하여 상기 제 2 원반의 요철 패턴에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴의 표면을 도체화하여 전기 도금법에 의해 금속을 전착시킴으로써 형성된 금속층을, 상기 제 3 원반으로부터 박리하여 상기 레지스트를 제거하여 형성하여도 된다.

이들의 공정에 의하면, 상술의 제 2 원반은 일단 제조하면 그 후, 내구성이 허용하는 한 몇 번이라도 반복하여 사용할 수 있고, 상술된 바와 같이 리소그래피의 공정을 매회 행할 필요가 없어지기 때문에 경제적이다.

제 2 원반의 요철 패턴은 예컨대, 에칭에 의해서 형성하여도 된다. 에칭하여 잉크 충전용 오목부에 대응한 요철 패턴을 형성하여 제 2 원반으로 하는 경우에는 실리콘웨이퍼를 기판으로 하는 것이 바람직하다. 실리콘웨이퍼를 에칭하는 기술은 반도체 디바이스의 제조 기술로서 사용되고 있고, 고정밀도의 가공이 가능하다.

다음에, 상술의 제 2 원반 표면의 적어도 상술의 잉크 충전층이 접촉하는 영역에, 미리 이형제를 도포하여 두거나, 또는, 잉크 충전층을 형성하는 물질에 미리 형분리제를 첨가해 둠으로써, 잉크 충전층이 원반으로부터 이형되기 쉽도록 해두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 제 2 원반으로부터의 박리를 양호하게 행할 수 있다.

또는, 제 2 원반 표면의 적어도 잉크 충전층이 접촉하는 영역에, 잉크 충전층의 이형성을 향상시키는 재질, 즉, 잉크 충전층과의 밀착성이 낮은 재질로 이루어진 이형층을 형성하여 놓아도 같은 효과를 얻게 된다.

다음에, 컬러 필터 기판측에 BM이 필요한 경우에는, 상기 제 1 공정에서, 상기 제 2 원반 상의 오목부에 차광성 잉크를 충전하고 나서, 상기 액상의 물질을 상기 제 2 원반에 형성하고,

상기 잉크 충전용 오목부 주위에, 상기 차광성 잉크로 이루어진 차광성층을 형성하면 된다.

그리고, 차광성을 갖는 잉크를 충전하는 방법으로서는, 잉크젯 방식에 의해서 충전하는 것이 바람직하다.

잉크젯 방식에 의하면, 잉크젯 프린터용으로 실용화된 기술을 응용함으로써, 잉크의 충전을 고속화할 수 있음과 동시에, 잉크의 이용 효율을 거의 100%로 할 수 있어, 잉크를 낭비하지 않게 된다.

또한, 상술의 제 2 원반상의 오목부에 충전된 상술의 차광성을 갖는 잉크를 열처리하여, 용제 성분을 휘발시키고 차광성층을 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 해서 용제 성분을 휘발시키고 나서 잉크 충전층을 형성함으로써 차광성층은 고화되어, 제 2 원반으로부터의 박리시의 전사불량, 차광성층과 잉크 충전층의 혼합의 방지, 또한, 잔존하는 용제에 의한 컬러 필터의 신뢰성의 저하의 방지에 효과가 있다.

또한, 상술의 차광성을 갖는 잉크에 미리 형분리제를 첨가하여 둠으로써, 차광성층이 제 2 원반으로부터 이형하기 쉽게 하여 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 제 2 원반으로부터의 박리를 양호하게 행할 수 있다.

또는, 상기 제 2 원반의 요철 패턴에 있어서의 상기 오목부는, 개구부보다도 저면이 작게 되도록 형성하여도 된다. 이렇게 하는 것으로, 차광성층의 정상 단면이 작게 되어, 폭이 작은 BM(블랙 매트릭스)를 얻을 수 있다.

이상에 기술된 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 평탄성이 우수하고, 컬러 농도에 불균일함이 없고, 고세밀한 컬러 필터를 염가로 얻을 수 있다. 또한, 경제적이고 또한 높은 정밀도로 BM을 내장하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제 1 원반에는 스페이서 형성용 오목부가 형성되며,

상기 제 1 공정에서, 상기 제 1 원반 상에 잉크 충전층 형성용 액상의 물질을 설치하여, 상기 물질을 고화시킴으로써 상기 잉크 충전층이 형성되며,

상기 잉크 충전층에는 상기 스페이서 형성용 오목부에 대응하는 스페이서용 볼록부가 형성되도록 하여도 된다.

이렇게 함으로, 스페이서 일체형의 컬러 필터를 간단히 제조할 수가 있다.

본 발명에 따른 컬러 필터는 잉크 충전용 오목부를 갖고 광을 투과하는 잉크 충전층과, 각 잉크 충전용 오목부에 미리 설정된 색의 잉크가 충전되어 형성되는 착색 패턴층과, 상기 착색 패턴층이 형성된 잉크 충전층 상에 도포되는 광투과성의 수지층을 갖는다.

상기 컬러 필터는 상기 수지층 상에 광투과성의 보강판을 구비하여도 무방하고, 상기 잉크 충전용 오목부 주위에 차광성층이 형성되어도 무방하며, 상기 잉크 충전층에, 스페이서가 일체적으로 형성되어도 가능하다.

또한, 상기 컬러 필터에 있어서, 상기 잉크 충전용 오목부는, 저면으로부터 개구부를 향해 넓어지도록 형성되며, 상기 차광성층은 상기 개구부의 주위에서 베이스 단부보다도 꼭대기 단부가 작게 형성되어도 된다.

이하, 본 발명의 적합한 실시예에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.

(제 1 실시예)

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 있어서의 컬러 필터를 제조하는 공정을 도시한 도이다.

구체적으로는 이하 방법에 의해 행한다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(10)을, 대기압 또는 그 근방 압력하에서, 적어도 산소를 포함하는 가스 분위기 중에서 방전을 발생시키고, 그 방전에 의해 생성된 여기종, 이온 등의 활성종(12)에 의해 처리한다. 이 때의 기판(10)의 처리면(11)은 도 1c에 도시된 공정으로 형성되는 수지층(15)과 접착하는 측의 면이다.

도 2는 도 1a에 도시된 공정에서 사용되는 기판을 처리하는 장치의 개념도이다. 이 장치는 어스에 설치된 금속제의 커버(17) 내에 절연물(21)로 전기적으로 절연된 방전 발생 전극(18)이 장착되어 있다. 이 처리는 대기압에서 행하는 처리이고, 따라서, 분위기는 공기이다.

상기 장치 내에, 도 2에 도시된 바와 같이 처리면(11)이 위로 되도록 기판(10)을 세트한다.

기판(10)은 제조하고자 하는 컬러 필터에 따라서 선택되는 것으로, 예컨대, 유리 기판이나 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰, 아몰퍼스폴리올레핀, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 플라스틱제의 기판 또는 필름이 사용된다.

다음에, 금속제의 커버(17) 내에 가스 공급 장치(20)에 의해 산소와 헬륨 가스를 흘리고, 방전 발생 전극(18)과 기판(10) 근방의 분위기를 산소와 헬륨 가스로 치환한다. 헬륨 가스는 방전의 발생을 지원할 목적으로 사용된다.

그리고, 방전 발생 전극(18)에 고주파 전원(19)에 의해 고주파 전력을 인가하면, 방전 발생 전극(18)과 기판(10)과의 사이에서 방전을 일으키고, 방전부(22)가 형성된다. 이 방전부(22)에서는 산소 가스가 해리, 전리, 여기되는 등으로 화학적으로 활성인 종(種)이 생성되어, 기판(10)의 표면이 상기 방전부(22)에 노출되면, 표면의 분자결합의 절단이나 산화가 일어난다.

그 결과, 도 1c에 도시된 공정으로 형성되는 수지층(15)의 형성용 재료의 기판(10)에 대한 습성이 향상되며, 따라서, 수지층(15)의 기판(10)에의 밀착성이 향상된다.

여기서는 방전의 발생을 지원하기 위한 가스로서 헬륨 가스를 사용하였지만, 아르곤 가스도 같은 효과를 얻게 된다.

방전을 일으키기 위한 조건으로서는 장치의 금속제의 커버(17)는 반드시 필요하지 않다. 또한, 커버(17)는 금속제일 필요는 없고, 세라믹제인 것이라도 무방하다.

방전 전극(18)의 크기는 클수록 좋고, 바람직하게는 기판(10)의 처리면(11)보다 큰 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 기판(10)을 일괄로 처리하는 것이 가능해지기 때문에, 처리 시간을 단축할 수 있고, 또한, 기판(10)을 고정한 채로 처리할 수 있기 때문에, 장치에의 부담도 경감할 수 있다.

한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 원반 상(13)에 착색 패턴층(14)을 형성한다. 원반(13) 상에 착색 패턴층(14)을 형성하는 방법에 관해서는 뒤에서 상세히 기술한다.

다음에, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)의 처리면(11)과 원반(13)의 착색 패턴층(14)이 형성된 면을, 수지층(15)을 개재하여 접착시킨다.

수지층(15)을 형성하는 물질로서는 착색 패턴층(14)의 색 특성이 손상되지 않을 정도의 광투과성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 수지를 이용할 수 있다. 특히, 자외선 경화형 아크릴계 수지는 시판품의 여러 가지 수지나 감광제를 이용하여 뛰어난 광학 특성을 갖고, 또한, 단시간에 경화 가능한 것을 얻을 수 있기 때문에 적합하다.

자외선 경화형 아크릴계 수지의 기본 조성의 구체예로서는 프레폴리머 또는 올리고머, 모노머, 광중합 개시제를 들 수 있다.

프레폴리머 또는 올리고머로서는 예컨대, 에폭시아크릴레이트류, 우레탄아크릴레이트류, 폴리에스테르아크릴레이트류, 폴리에테르아크릴레이트류, 스피로아세탈계 아크릴레이트류 등의 아크릴레이트류, 에폭시메타크릴레이트류, 우레탄메타크릴레이트류, 폴리에스테르메타크릴레이트류, 폴리에테르메타크릴레이트류 등의 메타크릴레이트류 등을 이용할 수 있다.

모노머로서는 예컨대, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, N-비닐-2-필리든, 카비놀아크릴레이트, 테트라하이드로푸루푸릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 디사이클로로펜테닐아크릴레이트, 1, 3-부탄디올아크릴레이트 등의 단관능성(單官能性) 모노머, 1, 6-헥산디올디아크릴레이트, 1, 6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 펜타에리스리톨디아크릴레이트 등의 2관능성 모노머, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 등의 다관능성 모노머를 이용할 수 있다.

광중합 개시제로서는 예컨대, 2, 2-디메톡시-2-페닐아세트페논 등의 아세트페논류, α-하이드록시이소부틸페논, p-이소프로필-α-하이드록시이소부틸페논 등의 부틸페논류, p-테트라-부틸디클로로아세트페논, p-테트라-부틸트리클로로아세트페논, α, α-디크롤-4-페톡시아세트페논 등의 할로겐화 아세트페논류, 벤조페논, N, N -테트라-에틸-4, 4-디아미노벤조페논 등의 벤조페논류, 벤질, 벤질디메틸케탈 등의 벤질류, 벤조인, 벤조인알킬에테르 등의 벤조인류, 1-페닐-1, 2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심 등의 옥심류, 2-메틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤 등의 크산톤류, 벤조인에테르, 이소부틸벤조인에테르 등의 벤조인에테르류, 미히러즈케톤, 벤질메틸케탈 등의 래디컬 발생 화합물을 이용할 수 있다.

또, 필요에 따라서, 산소에 의한 경화 방해를 방지할 목적으로 아민류 등의 화합물을 첨가하거나, 쉽게 도포를 할 목적으로 용제 성분을 첨가하여도 된다. 용제 성분으로서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 유기용제, 예컨대, 프로필렌글리콜모노메틸아세테이트, 메톡시메틸프로피오네이트, 에톡시에틸프로피오네이트, 에틸래크테이트, 에틸필비네이트, 메틸아밀케톤 등이 이용가능하다.

이러한 자외선 경화형 아크릴계 수지를, 상기 기판(10)의 활성종에 의해 처리된 면(11), 또는 원반(13)의 착색 패턴층(14)이 형성된 면 중 적어도 어느 한쪽면에, 소정량 도포한 후에 포개어, 기판측으로부터 자외선을 소정 시간 조사하여 경화시킨다.

이와 같이 하여, 기판(10), 착색 패턴층(14) 및 수지층(15)이 일체화되면, 이들을 원반(13)으로부터 박리하여, 도 1d에 도시된 컬러 필터의 완성품(16)을 얻는다.

다음에, 원반(13) 상에 착색 패턴층(14)을 형성하는 방법에 관해서 설명한다.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 있어서의 원반(13)을 제조하는 공정의 일례를 도시한 도이다.

구체적으로는 이하 방법에 의해 행한다.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(23) 상에 레지스트층(24)을 형성한다.

기판(23)은 표면을 에칭하여 원반으로 하기 위한 것으로, 여기서는 실리콘웨이퍼가 사용된다. 실리콘웨이퍼를 에칭하는 기술은 반도체 디바이스의 제조 기술에 있어서 확립되어 있고, 고정밀도인 에칭이 가능하다. 또, 기판(23)은 에칭 가능한 재료이면, 실리콘웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹 등의 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다.

레지스트층(24)을 형성하는 물질로서는 예컨대, 반도체 디바이스 제조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는, 크레졸노보락계 수지에 감광제로서 디아조나프트퀴논 유도체를 배합한 시판되는 포지티브형 레지스트를 그대로 이용할 수 있다. 여기서, 포지티브형 레지스트란, 소정의 패턴에 따라서 방사선에 노출됨으로써, 방사선에 의해서 노출된 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능해지는 물질인 것이다.

레지스트층(24)을 형성하는 방법으로서는 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용하는 것이 가능하다.

다음에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스크(25)를 레지스트층(24) 위에 배치하여, 마스크(25)를 통해 레지스트층(24)의 소정 영역만을 방사선(26)에 의해 노출시킨다.

마스크(25)는 도 3e에 도시된 잉크 충전용 오목부(29)의 형성 영역에 대응한 영역에서만, 방사선(26)이 투과하도록 패턴 형성된 것이다. 또한, 잉크 충전용 오목부(29)는 제조하고자 하는 컬러 필터의 각 색의 형상 및 배열에 따라서 형성되는 것으로, 예컨대, 10형의 VGA 수단의 액정 패널로서는 약100μm 피치로, 640× 480× 3(색)으로 약 90만 화소, 요컨대 약 90만개의 잉크 충전용 오목부(29)가 형성된다.

그리고, 레지스트층(24)을 방사선(26)에 의해서 노출된 후에 소정의 조건에 의해 현상 처리를 하면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 방사선의 노출 영역(27)의 레지스트만이 선택적으로 제거되어 기판(23)이 노출되며, 그 이외의 영역은 레지스트층(24)에 의해 피복된 상태인 채로 된다.

이렇게 해서 레지스트층(24)이 패턴화되면, 도 3d에 도시된 바와 같이, 이 레지스트층(24)을 마스크로서 기판(23)을 소정의 깊이로 에칭한다.

에칭 방법으로서는 습식 방식 또는 건식 방식이 있지만, 기판(23)의 재질에 맞추어, 에칭 단면 형상, 에칭율 등의 관점으로부터 알맞은 방식 및 조건을 선택하면 된다. 제어성인 점에서 말하자면, 건식 방식인 것이 우수하고, 예컨대, 평행 평판형 활성 이온 에칭(RIE)방식, 유도 결합형(ICP)방식, 일렉트론 사이클로톤 공명(ECR) 방식, 헤리콘파 여기 방식, 마그네트론 방식, 플라즈마 에칭 방식, 이온 빔 에칭 방식 등의 장치를 이용할 수 있고, 에칭 가스종, 가스 유량, 가스압, 바이어스 전압 등의 조건을 변경함으로써, 잉크 충전용 오목부(19)를 직사각형으로 가공하거나, 테이퍼를 부착하거나, 면을 거칠게 하거나 하면, 원하는 형상으로 에칭하는 것이 가능하다.

다음에, 에칭의 완료 후에, 도 3e에 도시된 바와 같이, 레지스트층(24)을 제거하면, 잉크 충전용 오목부(29)를 갖는 기판(23)을 얻게 되고, 이것을 원반(13)으로 한다. 이 원반(13)은 일단 제조하면 그 후, 내구성이 허용되는 한 몇 번이라도 사용할 수 있기 때문에 경제적이다. 또한, 원반(13)의 제조 공정은 2장째 이후의 컬러 필터의 제조 공정에서 생략할 수 있고, 공정 수의 감소 및 저 비용화를 꾀할 수 있다.

상기 실시예에서는 기판(23) 상에 잉크 충전용 오목부(29)를 형성할 때에, 포지티브형 레지스트를 사용하였지만, 방사선에 노출된 영역이 현상액에 대하여 불용화하여, 방사선에 노출되어 있지 않은 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능하게 되는 네가티브형 레지스트를 사용하여도 되고, 이 경우에는 상기 마스크(25)는 패턴이 반전된 마스크가 사용된다. 또는 마스크를 사용하지 않고, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트를 패턴 상에 노출하여도 된다.

이렇게 해서, 잉크 충전용 오목부(29)를 갖는 원반(13)이 얻어지면, 다음에, 각각의 잉크 충전용 오목부(29)에, 미리 설정된 착색 잉크를 충전하여 착색 패턴층을 형성한다. 잉크 충전용 오목부(29)에의 착색 잉크의 충전 방법으로서는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 잉크젯 방식이 적합하다. 잉크젯 방식에 의하면, 잉크젯 프린터용으로 실용화된 기술을 응용함으로써, 고속이며 또한 잉크를 낭비 없이 경제적으로 충전하는 것이 가능하다.

도 4에서는 잉크젯 헤드(30)에 의해서, 예컨대, 빨강 잉크(R), 초록 잉크 (G), 파랑 잉크(B) 각 색 잉크(31)를 잉크 충전용 오목부(29)에 충전하는 상태를 나타내고 있다. 원반(13) 상의 잉크 충전용 오목부(29)에 대향시켜 헤드(30)를 배치하여, 헤드(30)에 의해 착색 잉크(31)를 각 잉크 충전용 오목부(29)에 토출한다.

헤드(30)는 예컨대 잉크젯 프린터용으로 실용화된 것으로, 압전 소자를 이용한 피에조 제트형, 또는 에너지 발생 소자로서 전기 열변환체를 사용한 버블 제트형 등이 사용가능하고, 착색 면적 및 착색 패턴은 임의로 설정하는 것이 가능하다.

예를들면, 상기 헤드(30)를, 구동 주파수 14.4kHz(1초간에 14400회의 토출)로, 잉크를 토출하는 토출구를 R, G, B 용으로 각 색 20개씩 배열하여, 하나의 잉크 충전용 오목부(29)에 잉크를 3방울씩 토출하기로 한다면, 약 90만 화소의 10형 VGA 수단의 컬러 필터용 잉크 충전용 오목부(29)에 잉크를 충전하는데 요하는 시간은,

90만 × 3방울/(14400회 × 20개 × 3색)= 약 3초

로 된다. 여기서, 헤드(30)가 잉크 충전용 오목부(29) 사이를 이동하는 시간을 고려하여도, 2 내지 3분 정도로 원반(13)에 잉크를 충전할 수가 있다.

그리고, 모든 잉크 충전용 오목부(29)에 잉크를 충전한다. 잉크에 용제 성분이 포함된 것은 열처리를 하여 잉크의 용제를 휘발시킨다.

이렇게 해서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 원반(13) 상에 착색 패턴층(14)이 형성되면, 상술한 도 1c 및 도 1d의 공정에 의해 컬러 필터의 완성품(16)을 얻는다.

다음에, 원반 상에 착색 패턴층(14)을 형성하는 제 2 방법에 관해서 설명한다. 우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 원반(32) 상에 화소간 경계 부위 형성용 물질로 이루어진 층(33), 레지스트층(24)을 순차 형성한다.

원반(32)은 화소간 경계 부위의 지지체로서의 역할을 담당하고，또한, 컬러 필터의 표면 형태를 결정하는 것으로, 원하는 표면 형태로 가공할 수 있고, 프로세스 내성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것이 아니고, 예컨대, 실리콘웨이퍼, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹 등의 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다. 여기서는 표면을 산화 세라믹계의 연마제를 이용하여 평탄하게 연마한 후, 세정, 건조한 유리제 원반을 사용한다.

화소간 경계 부위 형성용 물질로서는 패널화되었을 때의 표면 반사의 점에서 문제가 되지 않는 것이며, 제조하고자 하는 컬러 필터의 착색 패턴의 형상 및 배열에 따라서 가공 가능한 것이면 특별히 한정되는 것이 아니고, 여러 가지의 수지, 실리콘계, 유리계, 금속계, 세라믹계의 재료를 이용할 수 있다. 여기서는 자외선 경화형 아크릴계 수지를 사용한다. 자외선 경화형 아크릴계 수지의 성분으로서는 상술한 수지층(15)의 형성용 물질과 같은 것을 사용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

자외선 경화형 아크릴계 수지를, 원반(32) 상에 소정의 막 두께를 도포한 후, 자외선을 소정시간 도포하여 경화시켜 화소간 경계 부위 형성용 물질로 이루어진 층(33)을 형성한다. 자외선 경화형 아크릴계 수지의 도포 방법으로서는 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용하는 것이 가능하다.

또한, 레지스트층(24)을 형성하는 물질 및 방법으로서는 상술한 도 3a에 도시된 바와 같은 것을 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

다음에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 마스크(25)를 레지스트층(24) 위에 배치하여, 마스크(25)를 통해 레지스트층(24)의 소정 영역만이 방사선(26)에 의해서 노출된다. 마스크(25)는 상술한 도 3b의 것과 같은 것을 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

그리고, 레지스트층(24)을 방사선(26)에 의해 노출한 후, 소정의 조건에 의해 현상 처리를 실시하면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 방사선(26)에 의한 노출 영역(27)만이 선택적으로 제거되어, 화소간 경계 부위 형성용 물질로 이루어진 층(33)이 노출되며, 그 밖의 영역은 레지스트층(24)에 의해 피복된 상태로 된다.

이렇게 해서, 레지스트층(24)이 패턴화되면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 이 레지스트층(24)을 마스크로 하여 화소간 경계 부위 형성용 물질로 이루어진 층(33)을 소정의 깊이로 에칭한다. 에칭 방법으로서는 상술한 도 3d의 방식과 같은 방식을 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

다음에, 에칭이 완료되면, 도 5e에 도시된 바와 같이, 레지스트층(24)을 제거하여 화소간 경계 부위(34)로 하여, 이 화소간 경계 부위(34)에 의해서 경계지어진 영역을 잉크 충전용 오목부(29)로 한다.

상기 실시예에서는 화소간 경계 부위(34)를 형성할 때에, 포지티브형 레지스트를 사용하였지만, 방사선에 노출된 영역이 현상액에 대하여 불용화하여, 방사선에 노출되지 않은 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능해지는 네가티브형 레지스트를 사용하여도 되고, 이 경우에는 상기 마스크(25)와는 패턴이 반전된 마스크가 사용된다. 또는 마스크를 사용하지 않고, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트를 패턴 상에 노출하여도 된다.

또한, 화소간 경계 부위 형성용 물질로서, 직접 또는 마스크를 통해 방사선을 패턴 상에 노출, 현상함으로써 패터닝이 가능한 물질을 사용하여도 된다. 이 경우, 레지스트층(24) 및 에칭의 공정이 불필요하여 경제적이다.

또한, 화소간 경계 부위 형성용 물질에 차광성을 갖는 물질을 사용하면, 화소간 경계 부위를 BM으로서 겸용할 수가 있다.

이렇게 해서, 원반(32) 상에 잉크 충전용 오목부(29)가 형성되면, 다음에, 각각의 잉크 충전용 오목부(29)에 미리 설정된 착색 잉크를 충전하여, 도 6a에 도시된 바와 같이, 착색 패턴층(14)을 형성한다. 잉크 충전용 오목부(29)에의 착색 잉크의 충전 방법으로서는 상술한 도 4에 도시된 잉크젯 방식을 마찬가지로 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

그리고, 상술한 도 1c 및 도 1d의 공정과 같이 하여, 도 6b에 도시된 컬러 필터의 완성품(35)을 얻는다.

다음에, 원반 상에 착색 패턴층(14)을 형성하는 제3 방법에 관해서 설명한다. 우선, 형성하고자 하는 각 착색 패턴층의 형상 및 배열에 대응한 볼록부를 갖는 제 2 원반을 제조한다.

구체적으로는 이하 방법에 의해 행한다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 기판(35) 상에 레지스트층(24)을 형성한다.

기판(35)은 표면을 에칭하여 제 2 원반으로 하기 위한 것으로, 여기서는 석영제의 기판이 사용된다. 또, 기판(35)은 에칭 가능한 재료이면, 석영 기판에 한정되는 것이 아니라, 예컨대, 유리, 실리콘웨이퍼, 수지, 금속, 세라믹 등의 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다.

레지스트층(24)을 형성하는 물질 및 방법으로서는 상술한 도 3a의 도시된 것과 같은 것을 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

다음에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 마스크(36)를 레지스트층(24) 위에 배치하여, 마스크(36)를 통해 레지스트층(24)의 소정 영역만을 방사선(26)에 의해서 노출시킨다.

마스크(36)는 형성하고자 하는 볼록부에 대응한 영역 이외의 영역에서만, 방사선(26)이 투과하도록 패턴 형성된 것으로서, 도 3b의 것과 패턴이 반전되어 있는 점에서 상이하다.

그리고, 레지스트층(24)을 방사선(26)에 의해 노출한 후, 소정 조건에 의해 현상 처리를 실시하면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 방사선(26)에 의한 노출 영역(27)만이 선택적으로 제거되어 기판(35)이 노출되며, 그 밖의 영역은 레지스트층(24)에 의해 피복된 상태가 된다.

이렇게 해서, 레지스트층(24)이 패턴화되면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 이 레지스트층(24)을 마스크로서 기판(35)을 소정의 깊이로 에칭한다. 에칭 방법으로서는 상술한 도 3의 방식과 동일한 방식을 이용할 수 있으므로 설명은 생략한다.

다음에, 에칭이 완료되면, 도 7e에 도시된 바와 같이, 레지스트층(24)을 제거하여, 제 2 원반(37)으로 한다. 이 제 2 원반(37)은 일단 제조된 후, 내구성이 허용하는 한 몇 번이라도 반복하여 사용할 수 있기 때문에 경제적이다.

이렇게 해서, 제 2 원반(37)이 얻어진 후의 공정을 도 8a 내지 도 8d에 도시한다.

우선, 도 8a에 도시된 바와 같이, 잉크 충전층 형성용 재료를 사용하여, 제 2 원반(37) 상의 요철 패턴을 원반(38) 상에 전사 형성하여 잉크 충전층(39)을 형성한다.

원반(38)은 잉크 충전층(39)의 지지체로서의 역할을 담당하고，또한, 컬러 필터의 표면 형태를 결정하는 것으로, 원하는 표면 형태로 가공할 수 있고, 프로세스 내구성을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 실리콘웨이퍼, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹 등의 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다. 여기서는 경면 형상으로 연마된 실리콘웨이퍼를 사용한다. 상기 원반(38)도, 일단 제조되면 그 후, 내구성이 허용하는 한 몇 번이라도 반복 사용할 수 있기 때문에 경제적이다.

잉크 충전층(39)을 형성하는 물질로서는 도 8c에 도시된 착색 패턴층 형성 영역(40), 즉, 잉크 충전용 오목부(29)의 저면부의 두께에 있어서, 착색 패턴층(14)의 색 특성을 손상하지 않을 정도의 광투과성을 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 여러 가지의 수지, 유리계, 금속계, 세라믹계의 재료를 이용할 수 있지만, 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 액상 물질인 것이 바람직하다. 잉크 충전층(39)을 형성하는 물질을 액상의 물질로 함으로써, 제 2 원반(37) 상의 오목부의 미세부까지 잉크 충전층 형성용 물질을 용이하게 충전시킬 수 있으며, 따라서, 제 2 원반(37) 상의 요철 패턴 형상을 잉크 충전층(39)에 정밀하게 전사하는 것이 가능해진다.

이러한 물질로서는 예를 들어, 자외선 경화형 수지가 있다. 자외선 경화형 수지로서는 아크릴계 수지가 투명성이 우수하여, 여러 가지의 시판되는 수지나 감광제를 이용할 수가 있기 때문에 적합하다. 자외선 경화형 아크릴계 수지의 성분으로서는 상술한 수지층(15)과 동일항 것을 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다. 상기 자외선 경화형 수지를, 원반(38)과 제 2 원반(37)의 한쪽 또는 양쪽에 소정량 도포한다.

그리고, 원반(38)과 제 2 원반(37)을 포개어, 자외선 경화형 수지가 소정의 영역까지 확대된 시점에서, 자외선을 소정 시간 조사하여 자외선 경화형 수지를 경화시킨다.

이와 같이, 자외선 경화형 물질을 사용하는 경우에는 원반(38) 또는 제 2 원반(37) 중 어느 한쪽이 자외선을 투과하는 재질인 것이 필수이다. 여기서는 제 2 원반(37)이 자외선을 투과하기 때문에, 제 2 원반(37)측으로부터 자외선을 조사한다.

이렇게 해서, 자외선 경화형 수지가 고화하여 잉크 충전층(39)이 형성되면, 상기 잉크 충전층(39)을 원반(38)과 일체적으로 제 2 원반(37)으로부터 박리하여, 도 8b에 도시된 바와 같이, 원반(38) 상에 잉크 충전용 오목부(29)를 갖는 잉크 충전층(39)을 얻는다.

다음에, 각각의 잉크 충전용 오목부(29)에 미리 설정된 착색 잉크를 충전하여, 도 8c에 도시된 바와 같이, 착색 패턴층(14)을 형성한다. 잉크 충전용 오목부(29)에의 착색 잉크의 충전 방법으로서는 상술한 도 4에 도시된 잉크젯 방식을 마찬가지로 이용할 수 있기 때문에 설명은 생략한다.

그리고, 상술한 도 1c 및 도 1d의 공정과 동일하게 하여, 도 8d에 도시된 컬러 필터의 완성품(41)을 얻는다.

이상에 기술된 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 기판(10)과 수지층(15)의 밀착성이 향상되어, 원반으로부터 박리시에, 수지층(15)과의 밀착성이 향상되고, 원반으로부터 박리시에, 수지층(15)이 기판(10)으로부터 들뜨거나, 기판(10)에서 결락하기도 하는 불량의 발생을 방지할 수 있다.

이후, 또한, 필요에 따라서 착색 패턴층(14)상에 오버 코팅층을 형성하여, 투명 전극 및 배향막을 부착하여, 어레이에 장착하게 된다.

(제 2 실시예)

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 기판을 처리하는 장치의 개념도이다. 이 장치는 도 2에 도시된 장치의 금속제 커버(17)를 방전 발생용 전극(18)의 선단 근방까지 연장하여, 이것을 방전 발생을 위한 대전극(42)으로 한 것이다. 그리고, 이 대전극(42)의 형상에 따라 임의로 결정되는 가스 분출구(43)가 설치되어 있다.

상기 장치 내에, 도 9에 도시된 바와 같이, 처리면(11)이 위로 되도록 가스 분출구(43)로부터 소정의 간격을 두고 기판(10)을 세트한다.

기판(10)은 상기 제 1 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.

다음에, 상기 제 1 실시예와 같이, 금속제의 커버(17) 내에 가스 공급장치(20)에 의해 산소와 헬륨 가스를 흘리고, 내부의 분위기를 산소와 헬륨 가스로 치환한다.

여기서, 헬륨 가스는 방전의 발생을 지원하기 위한 것으로, 아르곤 가스라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 방전 발생 전극(18)에 고주파 전원(19)에 의해 고주파 전력을 인가하면, 방전 발생 전극(18)과 대전극(42)의 사이에서 방전이 일어나, 방전부(22)가 형성된다. 이 방전부(22)에서는 산소 가스가 해리, 전리, 여기되는 등으로 화학적으로 활성인 종이 생성된다.

이들 활성종은 가스 배출구(43)에서 헬륨 가스와 동시에 반응성 가스류(44)로 되어 기판(10)을 향해 분출된다.

그리고, 반응성 가스류(44) 중의 산소 이온, 여기종 등의 활성종과 기판(10)의 표면이 반응하여 표면의 분자의 결합의 절단이나 산화가 일어나, 수지층(15)의 형성용 재료의 기판(10)에 대하여 습성이 향상되고, 따라서, 수지층(15)의 기판(10)으로의 밀착성이 향상된다.

이후, 상기 제 1 실시예와 동일하게 하여 컬러 필터의 완성품을 얻는다.

또한, 가스 배출구(43)의 크기는 클수록 좋으며, 바람직하게는 기판(10)의 처리면(11)보다 큰 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 기판(10)을 일괄로 처리할 수 있게 되기 때문에, 처리 시간을 단축시킬 수 있고, 또한, 기판(10)을 고정한 채로 처리할 수 있기 때문에, 장치로의 부담을 경감시킬 수 있다.

(제 3 실시예)

상기 제 1 및 제 2 실시예에 있어서 설명한 바와 같이, 본 발명은 화학 반응을 이용한 처리이고, 열은 이 반응을 촉진한다. 그래서, 기판(10)에서 유리 기판 등과 같이 열에 안정된 것을 사용하는 경우에는 기판(10)을 가열한 상태에서 처리함으로써 처리 시간을 단축시킬 수 있다.

도 10은 기판을 가열한 상태에서 처리하는 장치의 개념도이다. 이 장치는 상기 제 1 실시예의 도 2에 도시된 장치에, 기판 홀더로서 가열 장치(45)를 구비한 것이다.

본 발명자의 실험에서는 상기 장치를 사용하여 150℃ 정도로 가열한 상태에서 기판을 처리한 경우에, 실온에서 처리한 경우와 비교하여, 처리 시간은 약 3분의 1로 단축시킬 수 있었다.

한편, 내열성이 낮은 기판을 사용하는 경우에는 기판(10)을 냉각한 상태에서 처리함으로써 열로 인한 기판(10)의 변형이 억제된다. 도 10에 도시된 장치의 기판 홀더를 가열장치(45)로 전환하여 냉각 장치로 함으로써, 기판(10)을 냉각한 상태에서 처리하는 것이 가능해진다.

(제 4 실시예)

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 제 4 실시예에 있어서의 원반 상에 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시한 도면이다.

구체적으로는 이하 방법에 의해 수행한다.

우선, 도 11a에 도시된 바와 같이, 원반(110) 상에 잉크 충전층(111)을 형성하며, 또한 그 위에 레지스트층(118)을 형성한다. 레지스트층(118)을 형성하는 방법으로서는 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용하는 것이 가능하다.

원반(110)은 잉크 충전층(111)의 지지체로서의 역할을 담당하고, 또한, 컬러 필터의 표면 형태를 결정하는 것으로, 원하는 표면 형태로 가공할 수 있고, 프로세스 내성을 갖는 것이라면, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 실리콘웨이퍼, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹 등의 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다.

또한, 원반(110)은 일단 제조하면 그 후, 내구성이 허용하는 한 몇 번이라도 반복 사용할 수 있다.

잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서는 도 11e에 도시된 바와 같이, 착색 패턴층 형성 영역(123), 즉, 잉크 충전용 오목부(112)의 저면부의 두께에 있어서, 착색 패턴층(115)의 색 특성을 손상하지 않을 정도의 광투과성을 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 여러 가지의 수지, 유리계, 금속계, 세라믹계의 재료를 이용할 수 있지만, 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 물질인 것이 바람직하다. 에너지의 구체적인 예로서는 광, 열 또는 광 및 열의 쌍방 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이 경우, 광, 열 또는 광 및 열의 쌍방에 의해 경화 가능한 성분을 함유하는 것이 필수이고, 여러 가지 시판되는 수지나 감광제, 경화제를 이용할 수 있다. 구체적으로는 자외선 경화형 아크릴계 수지, 열경화형 에폭시계 수지 등을 적합하게 사용할 수 있다.

레지스트층(118)을 형성하는 물질로서는 예를 들어, 반도체 디바이스 제조에 있어서 일반적으로 사용되는 크레졸노보락계 수지와 감광제로서 디아조나프트퀴논 유도체를 배합한 시판되는 포지티브형 레지스트를 그대로 이용할 수 있다. 여기서, 포지티브형 레지스트란 소정의 패턴에 따라서 방사선에 노출함으로써, 방사선에 의해서 노출된 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능해지는 물질을 말한다.

다음에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 마스크(119)를 레지스트층(118) 위에 배치하여, 마스크(119)를 통해 레지스트층(118)의 소정 영역만을 방사선(120)에 의해서 노출한다. 마스크(119)는 도 11e에 도시된 잉크 충전용 오목부(112)의 형성 영역에 대응한 영역에서만, 방사선(120)이 투과하도록 패턴 형성된 것이다. 또한, 잉크 충전용 오목부(112)는 제조하고자 하는 컬러 필터 각 색의 형상 또는 배열에 따라서 형성되는 것으로, 예를 들면, 10형의 VGA 사양의 액정 패널로서는 약 100㎛ 피치로, 640×480×3(색)으로 약 90만 화소, 즉 약 90만개의 잉크 충전용 오목부(112)가 형성된다.

그리고, 방사선(120)에 의해서 노출한 후에 현상 처리를 하면, 도 11c에 도시된 바와 같이, 잉크 충전용 오목부(112)의 형성 영역에 대응한 레지스트층(118), 즉, 방사선의 노출 영역(121)만이 선택적으로 제거되어 잉크 충전층(111)이 노출되고, 그 밖의 영역은 레지스트층(118)에 의해 피복된 채의 상태로 된다.

이렇게 해서 레지스트층(118)이 패턴화되면, 도 11d에 도시된 바와 같이, 이 레지스트층(118)을 마스크로서 잉크 충전층(111)을 소정의 깊이로 에칭한다.

에칭 방법으로서는 습식 방식 또는 건식 방식이 있지만, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질에 맞추어, 에칭 단면 형상, 에칭율 등의 관점에서 가장 적합한 방식을 선택하면 된다. 제어성 면에서 보면 건식 방식이 우수하며, 예를 들어, 평행 평판형 리액티브 이온 에칭(RIE) 방식, 유도 결합형(ICP) 방식, 일렉트론 사이클로트론 공명(ECR) 방식, 헤리콘파 여기 방식, 마그네틱 방식, 플라즈마 에칭 방식, 이온 빔 에칭 방식 등의 장치를 이용할 수 있고, 에칭 가스 종류, 가스 유량, 가스압, 바이어스 전압 등의 조건을 변경함으로써, 잉크 충전용 오목부(112)를 직사각형으로 가공하거나, 테이퍼를 부여하거나, 면을 거칠게 하면, 원하는 형상으로 에칭할 수 있다.

다음에, 에칭이 완료되면, 레지스트층(118)을 제거하여, 도 11e에 도시된 바와 같이, 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)이 원반(110) 상에 형성된다.

이렇게 해서, 원반(110) 상에 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)을 형성한 후의 공정을 도 12a 내지 도 12c에 도시한다. 도 12a에서, 원반(110) 상의 잉크 충전층(111) 상에 형성된 잉크 충전용 오목부(112)에 대향시켜, 잉크젯 방식에 의해 잉크를 토출하는 헤드(113)를 배치한다.

헤드(113)는 예를 들어 잉크젯 프린터용으로 실용화된 것으로, 압전 소자를 사용한 피에조 젯트형, 또는 에너지 발생 소자로서 전기 열변환체를 사용한 버블제트형 등이 사용 가능하고, 착색 면적 및 착색 패턴은 임의로 설정할 수 있다.

예를 들면, 이 헤드(113)를, 구동 주파수 14.4kHz(1초간에 14400회의 토출)로, 잉크를 토출하는 토출구를 빨강 잉크(R), 초록 잉크(G), 파랑 잉크(B)용으로 각 색 20개씩 배열하고, 하나의 잉크 충전용 오목부(112)에 잉크를 3방울씩 토출한다고 한다면, 약 90만 화소의 10형 VGA 수단의 컬러 필터용 잉크 충전용 오목부(112)에 잉크를 충전하는 데 요하는 시간은,

90만×3방울/(14400회×20개×3색)=약 3초

로 된다. 여기서, 헤드(113)가 잉크 충전용 오목부(112) 사이를 이동하는 시간을 고려하더라도, 2 내지 3분 정도로 기판에 잉크를 충전할 수 있다.

또, 안료 분산법에 의하면, 리소그래피법에 의한 1색마다 형성 시간이 최저라도 30분은 걸리기 때문에, 한 장의 컬러 필터 기판에 있어서 R, G, B, 3색으로 약 90분 이상의 시간이 최저라도 필요하게 된다. 이것과 비교하면, 본 실시예에서는 잉크의 충전에 2 내지 3분, 그 후의 수지 도포로부터 박리까지의 공정에서 3 내지 5분 정도의 시간으로 형성 가능하여, 종래와 비교하여 단시간에 컬러 필터를 형성할 수 있다.

도 12a에서는 헤드(113)에 의해서, 예를 들어, R, G, B 각 색 잉크(114)를 잉크 충전용 오목부(112)에 토출하고, 착색 패턴층(115)을 형성하는 상태를 나타내고 있다. 여기에 사용되는 잉크(114)는 색재를 함유하는 에너지 부여에 의한 경화 가능한 물질을 포함하는 것이라도 된다.

이러한 성분으로서는 각 색의 색재의 색 특성에 영향을 주지 않고, 잉크 내에서 응고 등의 문제를 일으키는 것이 아니면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 광경화 또는 열경화 또는 광 및 열의 쌍방 중 어느 하나에 의해 경화 가능한 성분을 함유하는 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등이, 시판품으로 여러 가지의 감광제, 경화제 등을 이용할 수 있기 때문에, 적합하게 이용된다.

그리고, 모든 잉크 충전용 오목부(112)에 잉크를 충전한다. 잉크에 용제 성분을 함유하는 것은 열처리하여 잉크의 용제를 휘발시킨다. 이 열처리의 조건은 잉크에 함유되는 용제 성분의 비점 등을 고려하여 결정된다. 잉크에 사용되는 용제 성분으로서는 특별히 제한되지 않으며, 물 또는 여러 가지의 유기 용제가 사용가능하지만, 잉크 사용 중에 용제가 휘발함으로써, 헤드(113)의 잉크 토출구나 잉크 유로에 있어서 잉크가 고화하여 막히게 된다. 그 때문에, 잉크에 쓰이는 용제는 고비점인 것이 바람직하다. 그러나, 한편에서는 용제 제거시에 방해되지 않도록, 고비점인 것은 바람직하지 못하다. 용제의 비점의 범위로서는 바람직하게는 80 내지 200℃이다. 이 경우의 열처리 조건은 50 내지 200℃에서, 열판을 사용한 경우는 2내지 10분, 베이크 화로를 사용한 경우에는 20 내지 30분 정도 행하는 것이 바람직하다.

또한, 착색 패턴층(115)은 용제를 제거하면 수축하지만, 수축 후의 두께로 필요한 컬러 농도를 확보할 수 있는 만큼의 잉크량을 충전해 둘 필요가 있다.

다음에, 도 12b에 도시된 바와 같이, 착색 패턴층(115)이 형성된 잉크 충전층(111) 위에 수지층(116)을 형성하며, 또한 그 위에 유리 기판(117)을 적재한다.

수지층(116)을 형성하는 물질로서는 예를 들어, 에너지를 부여함으로써 경화하고, 경화 후에 그 수지층(116)이 광투과성을 갖는 것이 필요하다. 이러한 성분으로서는 예를 들어, 광경화 또는 열경화 또는 광 및 열의 쌍방 중 어느 하나에 의해 경화 가능한 성분을 함유하는 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등이, 시판품으로 여러 가지의 감광제, 경화제 등을 이용할 수 있기 때문에, 적합하게 사용된다.

이러한 에너지 경화성을 갖는 수지를, 착색 패턴층(115)위에 도포하여 수지층(116)을 형성한다. 그리고, 보강을 위한 유리판(117)을 적재하여 에너지를 부여하여, 유리 기판(117)에 접착하도록 수지층(116)을 경화시킨다. 또, 용도에 따라서는 유리 기판(117) 대신에 필름을 기판으로 사용할 수도 있다.

특히, 착색 패턴층(115) 및 수지층(116)의 쌍방이 동일한 에너지에 의해 경화 가능하도록 설정한 경우에는 착색 패턴층(115)을 경화시키기 전에 수지를 도포하여, 쌍방 동시에 에너지를 부여하여 동시에 경화시킴으로써, 강고하게 일체화시킬 수 있다.

또한, 도 12b에 도시하는 공정에서, 수지층(116)의 위에, 광투과성의 보강판으로서의 유리 기판(117)을 적재하는 공정을 포함하므로, 컬러 필터의 강도를 향상시킬 수 있다.

이렇게 해서, 잉크 충전층(111), 착색 패턴층(115), 수지층(116) 및 유리 기판(117)이 일체화되면, 이들을 원반(110)으로부터 박리하여, 도 12c에 도시하는 컬러 필터의 완성품을 얻을 수 있다.

또, 재질에 따라서는, 원반(110)과 잉크 충전층(111)간의 밀착력이 높아져서, 잉크충전층(111)이 원반(110)으로부터 박리하기 어렵게 되는 경우가 있으며, 잉크 충전층(111)이나 착색 패턴층(115)의 결락이나 크랙의 발생과 같은 불량품 발생율의 증대, 박리에 요하는 시간이 걸리는 것에 의한 생산성의 저하, 원반(110)의 내구성의 저하의 문제가 생각된다.

그래서, 잉크 충전층(111)을 원반(110) 상에 형성하기 전에, 적어도 원반(110)표면의 잉크 충전층(111)을 형성하는 영역에 미리 이형제를 도포해 두거나, 또는, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질에 미리 이형제를 첨가해 둠으로써, 잉크 충전층(111)이 원반(110)으로부터 이형되기 쉽게 하는 것이 바람직하다. 이형제를 도포하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코칭법, 바코팅법, 페이퍼 처리법 등의 방법을 사용할 수 있다.

또한, 도 13에 도시하는 바와 같이, 원반(110) 표면의 적어도 잉크 충전층(111)을 형성하는 영역에, 잉크 충전층(111)의 이형성을 향상시키는 재질, 즉, 잉크 충전층(111)과의 밀착성이 낮은 재질로 이루어지는 이형층(124)을 형성해 두어도 좋다. 이형층(124)으로서는, 예를 들어 Ni, Cr, Ti, Al, Cu, Ag, Au, Pt의 어느 1종으로 이루어지는 금속, 또는, 이들 2종 이상으로 이루어지는 합금, 또는, 이들 중 적어도 1종을 포함하는 화합물이 적합하다. 이들 물질은, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서 광투과성이 우수한 점에서 적합하게 사용되는 아크릴계 수지에 대한 밀착성이 일반적으로 낮고, 스패터링, 증착, CVD와 같은 진공 성막법을 사용함으로써 제어성 좋게 성막할 수 있다. 또, 이러한 이형층(124)의 두께는 수십 내지 수천 Å정도라도 좋다.

상술한 실시예에서는, 잉크 충전층(111)을 형성함에 있어서, 포지티브형의 레지스트를 사용하였지만, 방사선에 노출된 영역이 현상액에 대하여 불용화하고, 방사선에 노출되어 있지 않는 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능해지는 네거티브형의 레지스트를 사용할 수도 있으며, 이 경우에는, 상술한 마스크와는 패턴이 반전된 마스크가 사용된다. 또는, 마스크를 사용하지 않고서, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트를 노출해도 좋다.

(제 5 실시예)

다음에, 도 14a 내지 도 14C는 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 잉크용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면.

구체적으로는, 이하 방법에 따라 수행한다.

우선, 도 14a에 도시하는 바와 같이, 원반(110) 상에 레지스트층(125)을 형성한다. 레지스트층(125)을 형성하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.

원반(110)은 상술한 제 4 실시예에 있어서의 도 11a 내지 도 11e와 동일한 것을 이용할 수 있기 때문에 설명을 생략한다.

레지스트층(125)을 형성하는 물질로서는, 도 14c에 도시하는 바와 같이, 착색 패턴층 형성 영역(123), 즉, 잉크 충전용 오목부(112)의 저면부의 두께에 있어서, 착색 패턴층의 색 특성을 손상하지 않을 정도의 광투과성을 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 아크릴계 수지가 투명성이 우수하고, 여러 가지 시판되는 수지나 감광제, 경화제 등을 이용하여 패터닝 특성을 갖게 할 수 있기 때문에 적합하게 사용된다. 본 실시예에서는 포지티브형의 레지스트를 사용하고 있다.

다음에, 도 14b에 도시하는 바와 같이, 마스크(119)를 레지스트층(125)의 위에 배치하여, 마스크(119)를 통하여 레지스트층(125)의 소정 영역만을 방사선(120)에 의해서 노출시킨다. 마스크(119)는 상술한 제 4 실시예에 있어서의 도 11b의 것과 동일한 것을 이용할 수 있기 때문에 설명을 생략한다.

그리고, 도 14c에 도시하는 바와 같이, 방사선(119)에 의해서 노출된 후, 현상 처리를 시행함에 따라 방사선의 노출 영역(121)을 잉크 충전용 오목부(112)가 필요한 깊이까지 제거한 부분에서 현상을 중지한다. 통상의 레지스트의 현상에서는 레지스트층의 두께분만 레지스트를 제거하는 것에 대하여, 본 발명에 있어서는, 레지스트층(125)의 도중에서 현상을 중지시키기 때문에, 미리, 실험적으로 방사선 노출량 및 현상 시간과 현상에 의해 제거되는 깊이의 관계를 상세하게 구해 둠으로써, 현상 종점의 관리를 엄밀히 할 필요가 있다. 또한, 광학적으로 현상의 진행 상황을 모니터하여 현상 종점을 검출하면, 더욱 정밀도 높게 현상을 제어할 수 있다.

이렇게 해서, 레지스트층(125)을 현상에 의해 소정 깊이 제거한 것을, 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)으로 한다.

그리고, 상술한 제 4 실시예와 같이 도 12a 내지 도 12c에 도시한 공정에 의해 컬러 필터를 얻는다.

상술한 실시예에서는, 잉크 충전층을 형성함에 있어서, 포지티브형의 레지스트를 사용하였지만, 상술한 제 4 실시 양태과 동일하게 네거티브형의 레지스트를 사용할 수도 있으며, 이 경우에는, 상술한 마스크(119)와는 패턴이 반전된 마스크가 사용된다. 또는, 마스크를 사용하지 않고, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트를 노출시켜도 된다.

(제 6 실시예)

다음에, 도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 6 실시예에 있어서의 잉크용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면이다.

우선, 도 15a에 도시하는 바와 같이, 상술한 잉크 충전용 오목부(112)에 대응한 요철 패턴을 갖는 제 2 원반(126)을 준비한다. 이 제 2 원반(126)상에 형성되어 있는 볼록부(127)는 도 15c에 도시하는 잉크 충전층(111)상에 형성되는 잉크 충전용 오목부(112)에 대응하고 있다. 이 제 2 원반(126)의 제조 방법에 대해서는 뒤에서 상술한다. 이어서, 도 15b에 도시하는 바와 같이, 이 제 2 원반(126)을 상술한 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질을 개재하여 원반(110)에 접촉시킨다.

여기서, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서는, 도 15c에 도시하는 착색 피턴층 형성 영역(123), 즉, 잉크 충전용 오목부(112)의 저면부의 두께에 있어서, 착색 패턴층(115)의 색 특성을 손상하지 않을 정도의 광투과성을 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 여러 가지의 수지, 유리계, 금속계, 세라믹계의 재료를 이용할 수 있지만, 에너지 부여에 의해 경화 가능한 물질인 것이 바람직하다. 상술한 에너지의 구체적인 예로서는, 광, 열 또는 광 및 열의 쌍방의 어느 한 면인 것이 바람직하다. 이 경우, 광, 열 또는 광 및 열의 쌍방에 의해 경화 가능한 성분을 함유하는 것이 필수적이며, 여러 가지 시판되는 수지나 감광제, 경화제를 이용할 수 있다. 구체적으로는, 자외선 경화형의 아크릴계 수지, 열경화형의 에폭시계 수지와 같은 액상 물질이 적합하게 사용된다. 이와 같이, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질을 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 액상의 물질로 함으로써, 이것을 제 2 원반(126)에 도포하여 밀착시켰을 때, 제 2 원반(126)상에 형성되어 있는 요철 패턴의 오목부(128)의 미세부에까지 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질이 충전된다. 그리고, 이 잉크 충전층(111)에 에너지를 부여하여 고화시키면, 제 2 원반(126)의 요철 패턴을 정밀하게 잉크 충전층(111)에 전사시킬 수 있다.

또한, 원반(110)은 상술한 도 12a와 동일하므로 설명을 생략한다.

그리고, 도 14c에 도시하는 바와 같이, 제 2 원반(126)상의 요철 패턴을 전사한 잉크 충전층(111)을 원반(110)과 일체적으로 제 2 원반(126)으로부터 박리하여, 원반(110) 상에 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)이 형성된다.

이 공정에 의하면, 제 2 원반(126)은 일단 제조하면 그 후, 내구성이 허용하는 한 몇 번이라도 반복 사용할 수 있기 때문에 경제적이다.

다음에, 제 2 원반(126)의 구체적인 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 16a 내지 도 16e는 본 실시예에 있어서의 제 2 원반(126)을 제조하는 공정을 도시하는 도면이다.

먼저, 도 16a에 도시하는 바와 같이, 기판(129) 상에 레지스트층(118)을 형성한다. 레지스트층(118)를 형성하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.

기판(129)은 표면을 에칭하여 제 2 원반(126)으로 하기 위한 것으로, 여기서는 실리콘웨이퍼가 사용된다. 실리콘웨이퍼를 에칭하는 기술은 반도체 디바이스의 제조기술에 있어서 확립되어 있으며, 고정밀도이면서 고제어의 에칭이 가능하다. 또, 기판(129)은 에칭 가능한 재료라면, 특히 실리콘웨이퍼에 제한되지 않고, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹과 같은 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다.

레지스트층(118)을 형성하는 물질로서는, 상술한 제 4 실시예에 있어서의 도 11a와 동일한 것을 이용할 수 있으므로 설명을 생략한다. 도 16a에서는, 포지티브형의 레지스트를 사용한다.

다음에, 도 16b에 도시하는 바와 같이, 마스크(130)를 레지스트층(118)의 위에 배치하여, 마스크(130)를 통하여 레지스트층(118)의 소정 영역만을 방사선(120)에 의해서 노출시킨다. 마스크(130)는 도 16e에 도시하는 오목부(128)에 대응한 영역에서만, 방사선(120)이 투과하도록 패턴 형성된 것으로, 상술한 도 11b에서 사용한 것과는 패턴이 반전된 관계에 있다.

그리고, 방사선(120)에 의해서 노출한 후에 현상 처리를 하면, 도 16c에 도시하는 바와 같이, 방사선에 의해 노출된 영역(121)의 레지스트만이 선택적으로 제거되어 기판(129)이 노출되고, 그 밖의 영역은 레지스트층(118)에 의해 덮혀진 상태가 된다.

이렇게 해서 레지스트층(118)이 패턴화되면, 도 16d에 도시하는 바와 같이, 이 레지스트층(118)을 마스크로서 기판(129)을 에칭한다.

에칭 방법으로서는 습식 방식 또는 건식 방식이 있지만, 기판(129)의 재질에 맞추어서, 에칭 단면 형상, 에칭 비율 등의 관점에서 가장 적합한 방식을 선택하면 된다. 제어성 면에서 보면 건식 방식이 우수하며, 예를 들어, 평행 평판형 리액티브 이온 에칭(RIE)방식, 유도 결합형(ICP)방식, 일렉트론 사이클로트론 공명(ECR)방식, 헬리콘파 여기 방식, 마그네트론 방식, 플라즈마 에칭 방식, 이온빔 에칭 방식 등의 장치를 이용할 수 있고, 에칭 가스종, 가스 유량, 가스압, 바이어스 전압 등의 조건을 변경함으로써, 잉크 충전용 오목부에 대응한 볼록부(127)를 직사각형으로 가공하거나, 테이퍼를 부여한 것, 면을 거칠게 하는 등, 원하는 형상으로 에칭할 수 있다.

다음에, 에칭이 완료되면, 레지스트층(118)을 제거하고, 도 16e에 도시하는 바와 같이, 잉크 충전용 오목부에 대응한 요철 패턴을 갖는 제 2 원반(126)으로 한다.

상술한 실시예에서는 포지티브형의 레지스트를 사용하였지만, 방사선에 노출되지 않은 영역이 현상액에 의해 선택적으로 제거 가능한 네거티브형의 레지스트를 사용할 수도 있으며, 이 경우에는, 상술한 마스크(130)는 패턴이 반전된 마스크가 사용된다. 또는, 마스크를 사용하지 않고, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트에 방사선을 노출해도 된다.

다음에, 도 17a 내지 도 17e는, 본 실시예에서의 제 2 원반을 제조하는 다른 공정을 도시하는 도면이다.

먼저, 도 17a에 도시하는 바와 같이, 제 3 원반(131) 상에 레지스트층(118)을 형성한다. 레지스트층(118)을 형성하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.

제 3 원반(131)은 이 레지스트층(118)에 소정의 요철 패턴을 형성할 때의 지지체로서의 역할을 담당하는 것으로, 프로세스 유동에 있어서 적절한 강도나 약액 내성 등을 가지며, 레지스트스트층(118)으로서 사용하는 물질과의 습성, 밀착성이 양호한 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 실리콘웨이퍼, 유리, 석영, 수지, 금속, 세라믹 과 같은 기판 또는 필름 등을 이용할 수 있다.

레지스트층(118)을 형성하는 물질로서는, 상술한 도 16a의 것과 동일한 것을 이용할 수 있으므로 설명을 생략한다.

다음에, 도 17b에 도시하는 바와 같이, 마스크(119)를 레지스트층(118)의 위에 배치하고, 마스크(119)를 통하여 레지스트층(118)의 소정 영역만을 방사선(120)에 의해서 노출시킨다. 마스크(119)는 도 16b의 마스크(130)와 패턴이 반전되고 있는 점에서만 상이하며, 상술한 제 4 실시예의 도 11b와 동일한 것을 이용할 수 있다.

결국, 마스크(119)는 도 17e에 도시하는 볼록부(127)에 대응한 영역에 상당하는 레지스트에 방사선(120)을 노출하기 위한 것이다.

그리고, 방사선(120)을 노출한 후에 소정의 조건에 의해 현상 처리를 하면, 도 17c에 도시하는 바와 같이, 볼록부(127)에 대응한 방사선 노출 영역(121)의 레지스트만이 선택적으로 제거되어, 레지스트층(118) 상에 요철 패턴이 형성된다. 이 요철 패턴은 도 17e에서의 볼록부(127)의 오목형이 된다.

그리고 다음에, 도 17d에 도시하는 바와 같이, 패턴화된 레지스트층(118)위에 금속층(132)을 형성하여 표면을 도체화한다. 금속층(132)으로서는, 예를 들어, Ni를 500Å 내지 1000Å의 두께로 형성할 수 있다. 금속층(132)의 형성 방법으로서는, 스패터링, CVD, 증착, 무전해 도금법과 같은 방법을 사용하는 것이 가능하다. 그리고, 이 금속층(132)에 의해 도체화된 레지스트층(118)을 음극으로 하고, 칩형 또는 볼형의 Ni를 양극으로 하여 전기 도금법으로써 그 위에 Ni를 전착시켜, 금속층(132)을 더욱 두텁게 한다. 전기 도금액의 일 예를 이하에 나타낸다.

술퍼민산 니켈 : 55g/l

붕산 : 35g/l

염화 니켈 : 5g/l

레벨링제 : 20mg/l

연속하여, 이 금속층(132)을 제 3 원반으로부터 박리, 세정하는 등으로, 도 17e에 도시하는 바와 같이, 이것을 제 2 원반(126)으로 한다. 이 제 2 원반(126)은 상술한 실시 양태에 있어서 얻어지는 도 16e의 제 2 원반(126)과 동일한 형상의 볼록부(127)를 갖는다.

이 실시예에 있어서도, 네거티브형의 레지스트를 사용하거나, 또는, 레이저광 또는 전자선에 의해서 직접 레지스트에 방사선을 노출해도 된다.

또, 도 15c에 도시하는 공정에서, 재질에 따라서는, 제 2 원반(126)과 잉크 충전층(111)간의 밀착력이 높아져서, 잉크 충전층(111)이 제 2 원반(126)으로부터 박리하기 어렵게 되는 경우가 있으며, 잉크 충전층(111)의 결락이나 크랙의 발생과 같은 불량품 발생율의 증대, 박리에 요하는 시간이 걸리는 것으로 인한 생산성의 저하, 또한, 제 2 원반(126)의 내구성 저하 등의 문제가 생각된다.

그래서, 제 2 원반(126)의 표면의 적어도 잉크 충전층(111)이 접촉하는 영역에 미리 이형제를 도포해 두던가, 또는, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질에 미리 이형제를 첨가해 둠으로써, 잉크 충전층(111)이 제 2 원반(126)으로부터 이형하기 쉽게 해 두는 것이 바람직하다. 이형제를 도포하는 방법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 스프레이 코팅법, 로울 코팅법, 바코팅법, 페이퍼 처리법 등의 방법을 사용할 수 있다.

또한, 도 18에 도시하는 바와 같이, 제 2 원반(126)의 표면의 적어도 잉크 충전층(111)이 접촉하는 영역에, 잉크 충전층(111)의 이형성을 향상시키는 재질, 즉, 잉크 충전층(111)과의 밀착성이 낮은 재질로 이루어지는 이형층(133)을 형성해 둘 수 있다. 이형층(133)으로서는, 예를 들어, Ni, Cr, Ti, Al, Cu, Ag, Au, Pt의 어느 1종으로 이루어지는 금속, 또는, 이들 2종 이상으로 이루어지는 합금, 또는, 이들 중의 1종을 포함하는 화합물이 적합하다. 이러한 물질은 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서 광투과성이 우수한 점에서 적합하게 사용되는 아크릴계 수지에 대한 밀착성이 일반적으로 낮고, 스패터링, 증착, CVD와 같은 진공 성막법을 이용함으로써 제어성 좋게 성막할 수 있다. 또, 이러한 이형층(133)의 두께는 수십 내지 수천 Å 정도로 할 수 있다. 이렇게 해서, 제 2 원반(126)이 얻어지면, 잇따라 도 15b 및 도 15C에 도시하는 공정을 수행함으로써, 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)이 원반(110) 상에 형성된다.

(제 7 실시예)

다음에, 도 19a 내지 도 19c는 본 발명의 제 7 실시예에 있어서의 차광성층을 일체화한 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 공정을 도시하는 도면이다.

먼저, 도 19a에서, 상술한 방법에 의해 얻어진 제 2 원반(126)의 요철 패턴이 형성되어 있는 면에 대향시켜 잉크젯 방식으로써 잉크를 토출하는 헤드(134)를 배치하고 있다.

헤드(134)는 상술한 도 12a의 공정에서 잉크 충전용 오목부에 R, G, B 각 색의 잉크를 충전하는 데 사용한 잉크젯 방식의 헤드를 단일색용으로 한 것을 이용할 수 있기 때문에 설명을 생략한다.

또한, 제 2 원반(126) 상의 볼록부(127)는 도 19c에 도시한 잉크 충전용 오목부(112)에 대응하고 있으며, 오목부(128)는 도 12a 내지 도 12c에서 도시한 컬러 필터상에 형성되는 착색 패턴층(115)간의 영역에 상당한다.

도 19a에서는, 헤드(134)에 의해서, 차광성을 갖는 잉크(135)를 제 2 원반(126) 상의 오목부(128)에 토출하여, 차광성층(136)을 형성하는 모양을 도시하고 있다.

차광성을 갖는 잉크(135)로서는, 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로는, 예를 들어, 카본, 흑색안료 또는 흑색염료 등을 포함하는 것을 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 차광성을 갖는 잉크(135)는 에너지 부여에 의해 경화 가능한 물질을 함유하는 것이라도 좋다.

이러한 성분으로서는, 잉크의 차광성을 손상시키지 않고, 잉크 속에서 응고 와 같은 문제를 일으키지 않는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 광경화 또는 열경화 또는 광 및 열의 양방 어느 하나에 의해 경화 가능한 성분을 함유하는 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등이, 시판품으로서 다양한 감광제, 경화제 등을 이용할 수 있기 때문에, 적합하게 사용된다.

또, 이와 같이 차광성층(136)을 형성하는 경우에 있어서도 상기 실시예와 같이, 재질에 따라서는, 제 2 원반(126)과 차광성층(136)과의 밀착성이 높아질 경우가 있으며, 차광성층(136) 및 잉크 충전층(111)을 고화 후에 일체적으로 제 2 원반(126)으로부터 박리할 때, 차광성층(136) 및 잉크 충전층(111)의 결락이나 크랙의 발생과 같은 불량품 발생율의 증대와, 박리에 요하는 시간이 걸리는 것으로 인한 생산성의 저하, 또한, 제 2 원반(126)의 내구성 저하 등이 생각된다.

차광성을 갖는 잉크(135)에 미리 이형제를 첨가해 둠으로써, 차광성층(136)이 제 2 원반(126)으로부터 이형하기 쉽게 해 두는 것이 바람직하다.

그리고, 제 2 원반(126) 상의 오목부(128)에 잉크(135)를 충전한다. 잉크(135)에 용제 성분을 함유하는 것은, 열처리하여 잉크의 용제를 휘발시킨다. 이 열처리 조건은, 잉크에 포함되는 용제 성분의 비점 등을 고려하여 결정된다. 잉크에 사용하는 용제 성분으로서는, 특별히 제한되지 않고, 물 또는 여러 가지 유기 용제가 사용 가능하지만, 잉크 사용 중에 용제가 휘발됨으로써, 헤드(134)의 잉크 토출구나 잉크 유로에서 잉크가 고화되어 막혀 버린다. 그로 인해, 잉크에 사용하는 용제는 높은 비점인 것이 바람직하다. 그러나, 한편으로는, 용제 제거시의 방해가 되지 않도록, 높은 비점의 것은 바람직하지 않다. 용제의 비점의 범위로서는, 바람직하게는 80 내지 200℃이다. 이 경우의 열처리 조건은 50 내지 200℃에서, 열판을 사용하는 경우는 2 내지 10분, 베이크 화로를 사용하는 경우는 20 내지 30분 정도 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 차광성층(136)은, 용제를 제거하면 수축하지만, 수축후의 두께로 필요한 차광성을 확보할 수 있는 만큼의 잉크량을 충전해 두는 것이 필요하다.

다음에, 도 19b에 도시하는 바와 같이, 차광성층(136)의 위에 잉크 충전층(111)을 형성하고, 그 위에 원반(110)을 놓는다.

잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서는, 상술한 바와 같은 것을 사용할 수 있으며, 또한 차광성층(136)과의 밀착성이 양호한 것이 바람직하다.

또한, 잉크 충전층(111)을 형성하는 물질로서 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 액상의 물질을 사용하는 경우에는, 에너지의 부여에 의해 경화 처리하여 고화시켜 잉크 충전층(111)을 형성한다.

특히, 차광성층(136) 및 잉크 충전층(111)의 쌍방이 동일한 에너지의 부여에 의해 경화 가능하도록 설정한 경우에는, 차광성층(136)을 경화시키기 전에 잉크 충전층(111)을 형성하여, 양쪽 동시에 에너지를 부여하여 경화시킴으로써, 강고하게 일체화시킬 수 있다.

또한, 원반(110)은 상술한 도 12a의 것과 동일하므로 설명을 생략한다.

그리고, 도 19c에 도시하는 바와 같이, 원반(110)과 일체적으로 제 2 원반(126)으로부터 박리하여 원반(110) 상에 차광성층(136)을 일체화한 잉크 충전용 오목부(112)를 갖는 잉크 충전층(111)이 형성된다.

또한, 연소하여 도 12a 내지 도 12c에 도시하는 공정을 수행함으로써, 도 20에 도시하는 BM을 내장한 컬러 필터가 얻어진다.

위에서 상술한 컬러 필터의 제조 방법에 의하면, 평탄성이 우수하며, 컬러 농도에 불균일함이 없는, 고세밀의 컬러 필터가 염가로 얻어진다. 또한, 경제적이면서도 높은 정밀도로 BM을 내장하는 것도 가능하다.

또한, 필요에 따라서 잉크 충전층(111) 상에 투명 전극 및 배향막을 부착하고, 어레이에 장착하게 된다.

(제 8 실시예)

다음에, 도 21a 내지 도 22c는 본 발명의 제 8 실시예에 있어서의 컬러 필터의 제조 공정을 도시하는 도면이다.

먼저, 도 21a에 도시하는 바와 같이, 기판(229) 상에 레지스트층(218)을 형성한다. 기판(229)은 표면을 에칭하여 원반(210)으로 하기 위한 것이다. 다음에, 도 21b에 도시하는 바와 같이, 마스크(230)를 레지스트스트층(218)의 위에 배치하고, 마스크(230)를 통하여 레지스트층(218)의 소정 영역만을 방사선(220)에 의해서 노출하며, 그 후에 현상처리를 하면, 도 21c에 도시하는 바와 같이, 방사선에 의해 노출된 영역(221)의 레지스트만이 선택적으로 제거되어 기판(229)이 노출되고, 그 밖의 영역은 레지스트층(218)에 의해 덮힌 상태가 된다.

이렇게 해서 레지스트층(218)이 패턴화되면, 도 21d에 도시하는 바와 같이, 이 레지스트층(218)을 마스크로서 기판(229)을 에칭한다. 에칭이 완료되면, 레지스트층(218)을 제거하여, 도 21e에 도시하는 바와 같이, 스페이서 형성용 오목부(228)를 갖는 원반(210)으로 한다.

다음에, 도 22a에 도시하는 바와 같이, 잉크 충전층(211)을 형성한다. 상세하게는, 원반(210)의 위에 액상의 수지를 형성하여, 이 수지를 굳혀 잉크 충전층(211)을 형성한다. 여기에서, 수지는 원반(210)의 스페이서 형성용 오목부(228)에도 흘러 들어오기 때문에, 이 스페이서 형성용 오목부(228)에 대응하여, 잉크 충전층(211)으로부터 돌출하는 스페이서(230)가 형성된다. 또한, 잉크 충전층(211)에는 상기 제 4 내지 제 6 실시예에서 설명한 방법 등에 의해서 충전용 오목부(212)를 형성한다.

그 후, 도 12a 및 도 12b에 도시하는 공정과 같이, 모든 잉크 충전용 오목부(212)에 잉크(214)를 충전하여 착색 패턴층(215)을 형성하여, 잉크 충전층(211)의 위에 수지층(216)을 형성하고, 또한 그 위에 유리 기판(217)을 적재한다. 이렇게 해서, 도 22c에 도시하는 컬러 필터가 얻어진다.

본 실시예에 의하면, 잉크 충전층(211)에 있어서의 잉크 충전용 오목부(212)와는 반대 측면에, 스페이서(230)가 일체적으로 형성된다. 따라서, 스페이서 일체형의 컬러 필터를 제조할 수 있다. 스페이서(230)는 스페이서 형성용 오목부(228)의 형상에 대응하여 원하는 형상, 예를 들어, 줄무늬 패턴이나 사각기둥 또는 원주상의 섬 형상 패턴 등으로 할 수 있다. 어떠한 형상이더라도, 폭 또는 지름을 10 내지 20㎛로 하는 것이 바람직하다. 스트라이프 패턴의 경우에는, 섬 형상 패턴과 비교하여 강도는 있지만, 액정 패널에 집어넣었을 때에 줄무늬 모양이 눈에 띄는 경우가 있다. 섬 형상 패턴의 경우에는, 각이 없는 원주형으로 하는 편이, 스페이서 구조 부근에서의 액정의 배향 분균일함을 감소시킬 수 있다.

또한, 이 스페이서(230)는 액정 패널을 구성하였을 때 눈에 띄게 하지 않도록 하기 위해서, 화소가 되는 착색 패턴(215) 사이에 형성하는 것이 바람직하다.

(제 9 실시예)

다음에, 도 23a 내지 도 23c는 본 발명의 제 9 실시예에 있어서의 컬러 필터의 제조 공정을 도시하는 도면이고, 도 21a 내지 도 21e 대신에 적용할 수 있는 원반의 제조 공정을 도시하는 도면이다.

먼저, 도 23a에 도시하는 바와 같이, 제 4 원반 상(331)에 레지스트층(318)을 형성한다. 다음에, 도 23b에 도시하는 바와 같이, 마스크(330)를 레지스트층(318)의 위에 배치하며, 마스크(330)를 통하여 레지스트층(318)의 소정 영역만을 방사선(320)에 의해서 노출한다.

그리고, 방사선(320)을 노출한 후에 소정의 조건에 따라 현상처리를 하면, 도 23c에 도시하는 바와 같이, 방사선 노출 영역(321)의 레지스트만이 선택적으로 제거되어, 레지스트층(318)이 볼록부로서 남는다. 이 볼록부가 되는 레지스트층(318)은 도 23e에서의 스페이서 형성용 오목부(328)를 형성하기 위한 볼록형이 된다.

그리고 다음에, 도 23d에 도시하는 바와 같이, 볼록부가 된 레지스트층(318)상에 금속층(332)을 형성한다.

이어서, 이 금속층(332)을 제 4 원반(331)으로부터 박리하여, 레지스트층(318)을 제거하고, 도 23e에 도시하는 바와 같이 원반(310)을 얻는다. 이 원반(310)은 도 21e에 도시하는 원반(210)과 같이, 스페이서 형성용 오목부(328)를 갖고 있다.

(제 10 실시예)

다음에, 도 24a 내지 도 24c는 본 발명의 제 10 실시예에 있어서의 컬러 필터의 제조 공정을 도시하는 도면이다. 본 실시예는 도 19a에 도시하는 제 2 원반(126)의 오목부(128)의 형상을 변형시킨 것이다.

즉, 도 24a에 도시하는 바와 같이, 제 2 원반(426)에 형성되는 오목부(428)는 테이퍼가 부여됨으로써, 개구부(428a)보다도 저면(428b)이 작아진다. 이 제 2 원반(426)을 사용하여, 도 24b에 도시하는 바와 같이, 오목부(428)에 차광성을 갖는 잉크를 충전하여 차광성층(436)을 형성하고, 이 위에 잉크 충전층(411)을 형성한다.

그 후, 도 24c에 도시하는 바와 같이, 잉크 충전층(411)의 잉크 충전용 오목부(412)에 잉크를 충전하여, 착색 패턴층(415)을 형성한다.

이렇게 해서 얻어진 컬러 필터에 의하면, 도 24c에 도시하는 바와 같이, 차광성층(436)의 정상 단면(436a)이 기단부(436b)의 횡단면보다도 작게 되어 있다. 즉, 이 차광성층(436)에 의하면, 폭이 작은 BM이 형성된다. 이러한 폭이 작은 BM은, 최근의 컬러 필터에 있어서의 높은 개구율화의 요구에 응할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서는, 도 24a에 도시하는 바와 같이, 오목부(428)의 개구부(428a)가 저면(428)보다도 크기 때문에, 제 2 원반(426)으로부터 잉크 충전층(411) 및 차광성층(412)의 박리를 용이하게 할 수 있다.

또, 상기 오목부(428)는, 도 25a 및 도 25b에 도시하는 바와 같이 변형해도 된다. 즉, 도 25a에 도시하는 바와 같이, 제 2 원반(456)의 오목부(458)는 개구부에서 테이퍼(458a)가 부여되어 있다. 이 오목부(458)에 의하면, 도 25b에 도시하는 바와 같이, 잉크 충전층(441)의 잉크 충전용 오목부(442)가, 저면부에서 테이퍼(442a)가 부여된 형상으로 되어 있지만, 차광성층(466)은 직립된 형상으로 되어 있다. 본 실시예에 의하면, 차광성층(466)을 도 19c에 도시하는 차광성층(136)과 동일한 형상으로 할 수 있다.

Claims (23)

1. 제 1 원반 상에 소정 배열의 복수의 잉크 충전용 오목부를 갖는 잉크 충전층을 형성하는 제 1 공정과,

   각각의 잉크 충전용 오목부에 미리 설정된 색의 잉크를 충전하여 착색 패턴층을 형성하는 제 2 공정과,

   상기 착색 패턴층이 형성된 잉크 충전층 상에 수지를 도포하여, 광투과성을 갖는 수지층을 형성하는 제 3 공정과,

   상기 수지층의 고화(固化)후에, 해당 수지층을 상기 착색 패턴층 및 잉크 충전층과 일체적으로 상기 제 1 원반으로부터 박리하는 제 4 공정을 포함하는, 컬러 필터 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 공정에서, 상기 잉크가 잉크젯 방식에 의해 충전되는, 컬러 필터 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 공정은, 상기 잉크 충전용 오목부에 충전된 상기 잉크를 열처리하여, 용제 성분을 휘발시키는 공정을 포함하는, 컬러 필터 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 공정에서, 상기 제 1 원반 표면의 적어도 상기 잉크 충전층을 형성하는 영역에, 이형제(離型劑)를 첨가시킨 후 상기 잉크 충전층이 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 잉크 충전층에는, 이형제가 첨가되어 있는, 컬러 필터 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 원반 표면의 적어도 상기 잉크 충전층을 형성하는 영역에는, 상기 잉크 충전층과의 밀착성이 낮은 이형층이 형성되어 있는, 컬러 필터 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 공정은 수지층 상에 광투과성을 갖는 보강판을 놓는 공정을 포함하는, 컬러 필터 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 공정에서, 에칭에 의해 상기 잉크 충전층에 상기 잉크 충전용 오목부가 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 공정에서, 상기 잉크 충전용 오목부에 대응한 볼록부 및 해당 볼록부의 주위에 형성되는 오목부로 이루어지는 요철 패턴을 갖는 제 2 원반에, 에너지의 부여에 의해 경화 가능한 잉크 충전용 형성용의 액상의 물질을 형성하고, 해당 물질 위에 상기 제 1 원반을 밀착시키고, 상기 물질을 고화 후에 상기 제 1 원반과 일체적으로 상기 제 2 원반으로부터 박리하고, 상기 제 2 원반의 요철 패턴을 상기 물질에 전사함으로써, 상기 제 1 원반 상에 상기 잉크 충전용 오목부를 갖는 상기 잉크 충전층이 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 원반의 요철 패턴은 에칭에 의해 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 2 원반은 실리콘웨이퍼로부터 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 원반은, 제 3 원반에 형성된 레지스트층을 에칭하여 상기 제 2 원반의 요철 패턴에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하고, 해당 레지스트 패턴의 표면을 도체화하여 전기 도금법에 의해 금속을 전착시킴으로써 형성된 금속층을 상기 제 3 원반으로부터 박리하여 상기 레지스트를 제거하여 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 원반 표면의 적어도 상기 잉크 충전층이 접촉하는 영역에 이형제를 첨가한 후, 상기 액상의 물질이 상기 제 2 원반에 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 2 원반은 표면의 적어도 상기 잉크 충전층이 접촉하는 영역에 상기 액상의 물질과의 밀착성이 낮은 이형층을 갖는, 컬러 필터 제조 방법.
15. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 1 공정에서, 상기 제 2 원반 상의 오목부에 차광성 잉크를 충전한 후, 상기 액상의 물질을 상기 제 2 원반에 설치하고,

    상기 잉크 충전용 오목부의 주위에 상기 차광성 잉크로 이루어지는 차광성층이 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 차광성 잉크는 잉크젯 방식에 의해 충전되는, 컬러 필터 제조 방법.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 2 원반 상의 오목부에 충전된 상기 차광성 잉크를 열처리하여, 용제 성분을 휘발시키는 공정을 포함하는, 컬러 필터 제조 방법.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 차광성 잉크에는, 이형제가 첨가되어 있는, 컬러 필터 제조 방법.
19. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 2 원반의 요철 패턴에서의 상기 오목부는 개구부보다도 저면이 작은, 컬러 필터 제조 방법.
20. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 원반에는 스페이서 형성용 오목부가 형성되고,

    상기 제 1 공정에서, 상기 제 1 원반 상에 잉크 충전층 형성용의 액상의 물질을 설치하고, 해당 물질을 고화시킴으로써 상기 잉크 충전층이 형성되고,

    상기 잉크 충전층에는 상기 스페이서 형성용 오목부에 대응하는 스페이서용 볼록부가 형성되는, 컬러 필터 제조 방법.
21. 잉크 충전용 오목부를 갖고 광을 투과하는 잉크 충전층과,

    각 잉크 충전용 오목부에 미리 설정된 색의 잉크가 충전되어 형성되는 착색 패턴층과,

    상기 착색 패턴층이 형성된 잉크 충전층 상에 도포되는 광투과성의 수지층과,

    상기 잉크 충전용 오목부의 주위에 형성된 차광성층을 갖고,

    상기 잉크 충전용 오목부는 저면으로부터 개구부를 향하여 넓어지도록 형성되고,

    상기 차광성층은 상기 개구부의 주위에서 기단부보다도 정상 단부가 작게 형성되는, 컬러 필터.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 수지층 상에 광투과성의 보강판을 갖는, 컬러 필터.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

    상기 잉크 충전층에는 스페이서가 일체적으로 형성되는, 컬러 필터.