KR101609035B1

KR101609035B1 - 컬러 필터의 제조 방법

Info

Publication number: KR101609035B1
Application number: KR1020137011494A
Authority: KR
Inventors: 미호코 구라시게; 도모노리 니시다; 마사토 데즈카; 마키코 시라토; 레미 오시로; 류타로 하라다; 다카유키 다자키
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2016-04-04
Also published as: CN103210324B; WO2012060251A1; TW201229573A; CN103210324A; JP2012098627A; TWI461752B; KR20130113468A; US20130196059A1

Abstract

본 발명은, 잉크젯법을 이용한 경우에도 평탄성이 높은 착색층을 효율적으로 형성하는 것이 가능한 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다. 본 발명은 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.

Description

컬러 필터의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING COLOR FILTER}

본 발명은 액정 표시 장치로 하였을 때에 표시 품질이 양호한 컬러 필터를 용이하게 제조할 수 있는 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 퍼스널 컴퓨터의 발달, 특히 휴대용 퍼스널 컴퓨터의 발달에 수반하여 액정 디스플레이의 수요가 증가하고 있다. 또한, 최근에는 가정용 액정 텔레비전의 보급율도 높아져서, 액정 디스플레이의 시장 규모는 더욱 확대되는 상황에 있다. 최근 보급되고 있는 액정 디스플레이는 대화면화 경향이 있으며, 특히 가정용 액정 텔레비전에 관해서는 그 경향이 더 강해지고 있다.

이와 같은 상황에서, 액정 디스플레이를 구성하는 부재에 대해서는, 보다 저비용으로 고품질의 것을 제조하는 것이 요망되고 있다. 특히 액정 디스플레이를 컬러 표시화시키는 기능을 갖는 컬러 필터는, 종래 고비용이었기 때문에 이러한 요망이 높아져 있다.

여기서, 일반적인 액정 디스플레이에 이용되는 컬러 필터는, 통상적으로 기판과, 상기 기판 위에 형성되고, 복수의 개구부를 구비하는 차광부와, 상기 개구부 내에 형성된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 각 색의 착색층을 갖는 것이다.

그리고, 이와 같은 컬러 필터인 R, G, B의 각 색에 대응하는 전극을 온, 오프시킴으로써 액정이 백라이트의 셔터로서 작동하고, R, G, B 각각의 화소를 광이 통과하여 컬러 표시가 행해지는 것이다.

상기 컬러 필터를 제조하는 방법으로서, 종래의 방법으로는 염색법, 안료 분산법 등을 이용한 제조 방법을 예로 들 수 있지만, 이들 방법에 비해, 고생산성이면서 저비용으로 컬러 필터를 제조하는 것이 가능한 방법으로서, 최근에는, 잉크젯법을 이용한 컬러 필터의 제조 방법이 주목받고 있다(특허문헌 1).

이와 같은 잉크젯법을 이용한 컬러 필터의 제조 방법으로서는, 우선, 기판 위의 차광부의 개구부에, 용매를 포함하는 착색층 형성용 도공액을 잉크젯 장치를 이용하여 도포함으로써, 건조 전의 착색층이 형성된다. 그 후, 상기 건조 전의 착색층에 포함되는 용매를 건조 제거한 후, 가열함으로써 착색층이 형성된다.

또한, 최근에는, 상기 건조 제거의 공정에서는, 상기 착색층을 감압 환경 하에서 건조시키는 감압 건조 장치가 이용되고 있다(특허문헌 2 내지 6).

그러나, 상기 잉크젯법으로 형성된 컬러 필터에서는, 착색층 형성용 도공액과 차광부 표면의 친화성이나 차광부의 높이, 잉크젯 장치로부터 토출되는 착색층 형성용 도공액의 양 등의 관계로부터, 차광부에 둘러싸인 개구부에서의 착색층의 형상이, 상기 착색층의 단부의 막 두께가 작아지게 되고, 또한 상기 착색층의 중심부의 막 두께가 커지게 되는 형상으로 되는 경우가 있다. 그리고, 상기 착색층의 최대 막 두께와 최소 막 두께의 막 두께 차가 큰 경우에는, 액정 표시 장치로 한 경우에, 표시 품질에 악영향을 미칠 우려가 있다고 하는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하는 방법으로서, 감압 환경 하에서 건조하는 감압 건조 장치를 이용한 경우에서는, 상기 착색층을 완전히 건조시키는 것이 아니라, 건조의 중도 단계에서 건조를 중지하고, 감압 건조 처리 후의 착색층(이하, '건조 후 착색층'이라고 칭하여 설명하는 경우가 있음)에 어느 정도 유동성을 갖게 한 상태에서 가열함으로써 상기 막 두께 차를 감소시켜, 평탄화시키는 방법이 검토되고 있다.

그러나, 상기 건조 후 착색층에 함유되는 용매의 함유량에 대해서는, 감압 건조 처리의 정도에 따라 다르고, 상기 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량이 지나치게 많은 경우, 또는 지나치게 적은 경우에는, 이하와 같은 문제가 발생할 가능성이 있었다.

상기 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량이 많은 경우에는, 가열 공정인 프리베이크 처리에서, 상기 건조 후 착색층 중에 함유되는 용매가 돌비(突沸)함으로써, 각각 차광부에 의해 구획된 개구부를 벗어나서 착색층끼리 혼색하게 될 우려가 있었다. 또한, 이 문제를 해결하기 위해서는, 종래의 프리베이크 처리에서의 온도보다 저온에서 장시간에 걸쳐 처리를 행하는 것도 고려할 수 있지만, 이 경우에는, 컬러 필터의 제조 효율을 크게 저하시켜 버린다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량이 적은 경우에는, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 곤란해질 가능성이 있다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하고, 또한 프리베이크 처리를 단시간에 행하는 것이 가능한 감압 건조 처리의 조건이 요구되고 있다.

또한, 전술한 방법에 의해 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 동시에 형성한 경우에는, 이하와 같은 문제가 발생할 가능성이 있다.

즉, 컬러 필터는, 통상적으로 전술한 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색의 3색 착색층으로 형성되는 것이지만, 이용되는 액정 표시 장치의 종류에 따라서는, 각 색의 셀 갭을 최적화할 필요가 있으며, 특히 청색 착색층의 막 두께를 두껍게 하는 것이 요구되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 전술한 바와 같은 평탄화를 행한 경우에는, 청색 착색층 형성용 도공액의 도포량을 많게 할 필요가 있기 때문에, 다른 색의 착색층과 마찬가지의 조건으로, 감압 건조 처리 및 프리베이크 처리를 행한 경우에는, 청색 건조 후 착색층 중에 함유되는 용매는 다른 색의 건조 후 착색층 중에 함유되는 용매보다 많아지는 점에서, 프리베이크 처리 시에 청색 건조 후 착색층 중에 함유되는 용매가 돌비하여, 다른 색의 착색층과 혼색해버린다고 하는 문제가 발생할 가능성이 있다. 또한, 일반적으로 청색 착색층을 형성하기 위한 청색 착색층 형성용 도공액에는, 안료 농도가 낮고 유동성이 높은 것이 이용되는 경우가 있으며, 이러한 경우에도 마찬가지로 전술한 평탄화의 처리를 행한 경우에는, 다른 색의 착색층과 혼색해버린다고 하는 문제가 발생할 가능성이 있다.

전술한 문제가 있었기 때문에, 종래, 높이가 서로 다른 복수 색의 착색층을 잉크젯법을 이용하여 동시에 형성하는 것은 곤란하여, 막 두께가 서로 다른 착색층에 대해서는 따로따로 형성할 필요가 있다는 점에서, 전술한 잉크젯법을 이용한 착색층의 형성 공정을 적어도 2회 이상 행해야만 해서, 제조 효율을 높은 것으로 하는 것이 곤란하였다.

따라서, 높이가 서로 다른 복수 색의 착색층을 잉크젯법을 이용하여 동시에 형성하는 경우에서는, 형성되는 복수 색의 착색층에 각각 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하고, 또한 각 색의 착색층이 혼색하지 않도록 하는 감압 건조 처리의 조건이 요구되고 있다.

일본 특허 공개 제2000-187111호 공보 일본 특허 공개 제2000-111252호 공보 일본 특허 공개 평10-2665호 공보 일본 특허 공개 평9-320949호 공보 일본 특허 공개 평7-8704호 공보 일본 특허 공개 평6-97061호 공보

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 잉크젯법을 이용한 경우에서도 평탄성이 높은 착색층을 효율적으로 형성하는 것이 가능한 컬러 필터의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의 연구를 거듭한 결과, 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여할 수 있으며, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는, 최소한의 함유량으로 하는 것이 가능한 감압 건조 처리의 조건을 알아내었다.

또한, 본 발명자들은, 전술한 감압 건조 처리의 조건을 이용함으로써, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 잉크젯법을 이용하여 동시에 형성한 경우에도, 각각의 착색층에 원하는 평탄성을 부여하고, 또한, 각 색의 착색층에 혼색이 발생하지 않는 컬러 필터로 할 수 있는 것을 알아내어, 그 결과, 잉크젯법을 이용한 착색층의 형성 공정을 1회 행하는 것만으로, 막 두께가 서로 다른 복수의 착색층을 형성할 수 있는 점에서, 컬러 필터의 제조 효율을 크게 향상시킬 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이른 것이다.

즉, 본 발명은 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 감압 건조 처리 공정에서, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리함으로써, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 착색층의 평탄성을 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있기 때문에, 컬러 필터의 제조 효율을 높은 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 상기 감압 건조 처리 공정에서, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께 및 상기 개구부 폭의 비율이 상기 범위 내로 되도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리함으로써, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 착색층의 평탄성을 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있기 때문에, 컬러 필터의 제조 효율을 높은 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색인 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며, 상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 복수 색의 착색층 중, 가장 막 두께가 작은 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하고, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는, 최소한의 함유량으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 다른 막 두께를 갖는 착색층에 대해서는, 상기 프리베이크 처리의 조건으로 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않을 정도의 막 두께를 갖는 건조 후 착색층으로 되도록, 착색층 형성용 도공액을 후막에 도포하여 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 잉크젯법으로 동시에 형성한 경우에도, 각각의 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하게 되며, 또한, 각 색의 착색층의 혼색이 발생하지 않는 것으로 할 수 있다.

본 발명은 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색의 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며, 상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 전술한 감압 건조 처리 공정을 가짐으로써, 복수 색의 착색층 중, 가장 막 두께가 작은 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하며, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는, 최소한의 함유량으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 다른 막 두께를 갖는 착색층에 대해서는, 상기 프리베이크 처리의 조건으로 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않을 정도의 막 두께를 갖는 건조 후 착색층으로 되도록, 착색층 형성용 도공액을 후막에 도포하여 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 잉크젯법에 의해 동시에 형성한 경우에도, 각각의 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하게 되며, 또한, 각 색의 착색층의 혼색이 발생하지 않는 것으로 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 복수 색의 착색층이 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층을 갖고, 상기 적색 착색층 및 상기 녹색 착색층이 동등한 막 두께를 가지며, 또한, 상기 청색 착색층의 막 두께보다 작은 것이 바람직하다. 상기 구성으로 함으로써, 액정 표시 장치에 이용하였을 때, 청색 화소 영역의 휘도를 높은 것으로 하는 것이 가능한 컬러 필터로 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 베이크 처리 공정에서는, 상기 프리베이크 처리가 70℃∼110℃의 범위 내에서 행해지는 것이 바람직하다. 상기 프리베이크 처리를 전술한 범위의 온도로 행함으로써, 착색층의 평탄성을 보다 높은 것으로 하는 것이 가능하게 되기 때문이다.

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하며, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행하는 것이 가능하게 되는 점에서, 제조 효율이 높은 컬러 필터의 제조 방법을 제공할 수 있다고 하는 작용 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에서 형성되는 컬러 필터 기판의 일례를 나타낸 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 일례를 나타낸 개략 평면도.
도 4는 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에서의 프리베이크 처리의 일례를 나타낸 공정도.
도 5는 컬러 필터의 제조 방법에서의 프리베이크 처리의 일례를 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법의 다른 예를 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법은, 감압 건조 처리 공정에서, 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여할 수 있으며, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는, 최소한의 함유량으로 하는 것이 가능한 감압 건조 처리의 조건을 이용하여, 건조 전 착색층을 감압 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터에서, 착색층이 원하는 평탄성을 갖는다는 것은, 상기 컬러 필터를 액정 표시 장치에 이용하였을 때에, 양호한 화상 표시를 행하는 것이 가능하게 될 정도의 평탄성을 갖는 것을 나타내고, 구체적으로는, 착색층의 최대 막 두께와 착색층의 최소 막 두께의 막 두께 차가, 0.6 ㎛ 이하인 것을 나타내는 것으로 한다.

또한, 착색층의 최대 막 두께란, 차광부의 개구부에 형성된 착색층의 막 두께에서 최대로 되는 막 두께를 가리키고, 착색층의 최소 막 두께란, 차광부의 개구부에 형성된 착색층의 막 두께에서 최소로 되는 막 두께를 가리킨다.

또한, 본 발명에서의 최대 막 두께 및 최소 막 두께는, 광 간섭 방식의 삼차원 비접촉 표면 형상 측정 장치(예를 들면, 미국 마이크로맵사 제조 제품명 Micromap 557N)에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

또한, 본 발명에서, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있다는 것은, 일반적인 컬러 필터를 제조할 때에 행해지는 프리베이크 처리에서의 처리 온도 및 처리 시간에서 프리베이크 처리를 행하였을 때에, 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않는 것을 나타낸다.

여기서, 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않는다는 것은, 컬러 필터의 착색층 형성용 도공액에 이용되는 용매의 비점이 150℃ 내지 300℃의 범위 내일 때, 프리베이크 처리의 처리 온도로서 70℃ 내지 110℃의 범위 내의 온도에서 프리베이크 처리를 행한 경우, 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하여 인접하는 착색층끼리 혼색하지 않는 것을 가리킨다. 또한, 프리베이크 처리 온도에 대하여 상세는 후술하므로, 여기에서의 기재는 생략한다.

상기 감압 건조 처리의 조건으로서는, 구체적으로는, 감압 건조 후의 착색층의 단부의 막 두께가 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록 하는 건조 상태로 할 것, 또는, 감압 건조 후의 착색층의 최대 막 두께와 착색층을 형성하는 개구부 폭의 비율이 소정의 범위 내로 되도록 하는 건조 상태로 할 것의 2가지 감압 건조 처리 조건을 들 수 있다.

이하, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법에 대해서는, 전술한 감압 건조 처리의 조건의 차이로부터, 2개의 형태로 나누어 설명한다.

1. 제1 형태의 컬러 필터의 제조 방법

본 발명의 컬러 필터의 제조 방법의 제1 형태에 대하여 설명한다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 나타낸 공정도이다. 여기서, 도 1에서는, 막 두께가 동등한 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층을 동시에 형성하는 예에 대하여 나타내었다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 우선, 투명 기판(1) 및 투명 기판(1) 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부(2)를 갖는 블랙 매트릭스 기판(10a)의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층(3a: 도 1의 (a)에서는, 적색 건조 전 착색층(3Ra), 녹색 건조 전 착색층(3Ga), 청색 건조 전 착색층(3Ba))을 형성하는 잉크젯 공정(도 1의 (a))이 행해진다. 이어서, 건조 전 착색층(3a)을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층(3b: 도 1의 (b)에서는, 적색 건조 후 착색층(3Rb), 녹색 건조 후 착색층(3Gb), 청색 건조 후 착색층(3Bb))이 형성된 컬러 필터용 기판(10b)을 형성하는 감압 건조 처리 공정(도 1의 (b))이 행해진다. 이어서, 컬러 필터용 기판(10b)에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후(도 1의 (c)), 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층(3: 도 1의 (d)에서는, 적색 착색층(3R), 녹색 착색층(3G), 청색 착색층(3B))이 형성된 컬러 필터(10)를 얻는 베이크 처리 공정(도 1의 (d))이 행해진다. 본 형태에서는, 이상의 공정을 거쳐서 컬러 필터(10)가 제조된다.

또한, 본 형태는, 감압 건조 처리 공정에서, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

여기서, 「상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께」란, 차광부에 의해 구획된 개구부에 형성되는 건조 후 착색층에서, 차광부에 접촉하고 있는 부분의 막 두께를 나타내는 것으로 한다.

또한, 「차광부의 막 두께」란, 베이크 처리 공정 전의 차광부의 막 두께를 가리키는 것이다.

또한, 「상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않는다」라고 하는 것은, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께와, 상기 차광부의 막 두께의 막 두께 차가 0.1㎛ 이하, 바람직하게는 0.05 ㎛ 이하, 특히 0㎛인 것을 가리키는 것으로 한다.

또한, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께 및 차광부의 막 두께는, 광 간섭 방식의 삼차원 비접촉 표면 형상 측정 장치(예를 들면, 미국 마이크로맵사 제조 제품명 Micromap 557N)에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께는, 감압 건조 처리의 정도, 즉 상기 건조 후 착색층의 용매의 함유량에 의해 결정되는 것이다. 여기서, 일정한 개구부 폭에 의해 규정되는 일정한 면적의 개구부에 형성되는 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량은, 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 어느 정도 상관한 것이며, 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량이 많을수록 그 최대 막 두께는 커지고, 상기 용매의 함유량이 적을수록 그 최대 막 두께는 작아지는 것이다. 따라서, 본 형태에서의 「상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않는다」라고 하는 것에 대해서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께 및 상기 개구부 폭의 비율을 이용하여도 표현하는 것이 가능하다.

이와 같은 건조 후 착색층의 최대 막 두께 및 상기 개구부 폭의 비율로서는, 상기 개구부 폭을 1로 하였을 때, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내, 바람직하게는 1.3×10^-2∼1.8×10^-1의 범위 내, 특히, 1.8×10^-2∼1.6×10^-1의 범위 내인 것으로 한다.

또한, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께 및 상기 개구부 폭의 비율은, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께를 t, 상기 개구부 폭을 u로 한 경우, t/u로 나타내는 값이다.

또한, 건조 후 착색층의 최대 막 두께 t 및 개구부 폭 u에 대해서는, 광 간섭 방식의 삼차원 비접촉 표면 형상 측정 장치(예를 들면, 미국 마이크로맵사 제조 제품명 Micromap 557N)에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

상기 비율의 산출 방법의 구체예로서는, 베이크 처리 공정 전의 슈링크 전의 차광부 막 두께를 2.7㎛, 도 3에 도시된 개구부 폭 u1을 100㎛∼480㎛의 범위 내, 개구부 폭 u2를 130㎛∼600㎛의 범위 내로 하고, 감압 건조 후의 건조 후 착색층의 최대 막 두께를 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+20㎛, 그 중에서 +5㎛∼+15㎛, 특히 +8㎛∼+13㎛로 한 경우, 상기 수치 범위를 산출할 수 있다. 또한, 도 3에 대해서는 후술한다.

여기서, 본 형태에서의 「건조 후 착색층의 최대 막 두께」란, 감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 최대 막 두께를 가리키고, 도 2에서, t로 나타내는 거리를 가리키는 것으로 한다.

또한, 「개구부 폭」이란, 차광부에 의해 구획된 개구부 폭을 말하고, 도 2에서는, u로 나타내는 거리를 가리키는 것으로 한다. 또한, 본 형태에서의 「개구부 폭」이란, 컬러 필터에서 차광부의 개구부 형상이, 도 3에 도시된 바와 같이 직사각형인 경우에는, 짧은 변 u1 또는 긴 변 u2를 가리키는 것으로 하고, 또한 상기 차광부의 개구부가 절결부를 갖는 경우에는, 절결부를 갖지 않는 영역에서의 거리를 가리키는 것으로 한다.

또한, 본 발명에서, 건조 후 착색층의 최대 막 두께 t 및 개구부 폭 u의 비율 t/u에 대해서는, t/u1 및 t/u2의 양쪽이 전술한 수치 범위를 충족하는 것으로 한다.

또한, 도 2는, 본 형태에서의 감압 건조 처리 공정에서 형성되는 컬러 필터용 기판의 일례를 나타낸 개략 단면도로서, 도 3은, 본 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 일례를 나타낸 개략 평면도이다. 또한, 도 2 및 도 3에서 설명하고 있지 않은 부호에 대해서는, 도 1과 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

여기서 본 형태는, 상기 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하게 되는, 최소한의 함유량으로 할 수 있는 감압 건조 처리 조건으로 하여, 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록 하는 것을 알아낸 점에 특징을 갖는 것이다.

상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록 함으로써, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여할 수 있는 이유에 대해서는 명백하지는 않지만, 다음과 같이 생각할 수 있다.

도 4 및 도 5는, 컬러 필터의 제조 방법에서의 프리베이크 처리의 일례를 나타낸 공정도이다. 또한, 도 4의 (a) 및 도 5의 (a)는 프리베이크 처리 전의 컬러 필터용 기판을 나타내며, 도 4의 (b) 및 도 5의 (b)는 프리베이크 처리 후의 컬러 필터용 기판을 나타낸다. 또한, 도 4 및 도 5에서 설명하고 있지 않은 부호에 대해서는 도 1과 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 기재는 생략한다.

여기서, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1이 차광부(2)의 막 두께보다 작아지지 않도록 형성되어 있는 경우에는, 건조 후 착색층(3b)에 접하는 차광부(2)의 상면에, 미소 막 두께를 갖는 미소한 건조 후 착색층(이하, '차광부 상면 미소 착색층'으로 함)이 형성되는 것으로 생각된다. 또한, 이 경우, 프리베이크 처리 시에서, 용제가 휘발함으로써 건조 후 착색층(3b)의 막 두께가 감소해 가는 과정에서도, 건조 후 착색층(3b)에 접하는 차광부(2)의 상면에는, 상기 차광부 상면 미소 착색층이 존재하기 때문에, 건조 후 착색층(3b)의 단부는 차광부(2) 위에 위치하게 되고, 프리베이크 처리 후에 최종적으로 얻어지는 건조 후 착색층(3b)은 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1과 차광부(2)의 막 두께의 막 두께 차가 거의 없는 형상으로 되는 것으로 생각된다.

한편, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1이 차광부(2)보다 작게 형성되어 있는 경우에는, 건조 후 착색층(3b)과 접하고 있는 차광부(2) 상면에, 전술한 차광부 상면 미소 착색층이 형성되지 않는 것으로 생각된다. 이 경우, 프리베이크 처리 시에서, 용제가 휘발함으로써 건조 후 착색층(3b)의 막 두께가 감소해 가는 과정에서는, 건조 후 착색층(3b)에 접하는 차광부(2)의 상면에는, 상기 차광부 상면 미소 착색층이 존재하지 않기 때문에, 건조 후 착색층(3b)의 단부에 대해서도 그 막 두께는 감소해버려, 프리베이크 처리 후에 최종적으로 얻어지는 건조 후 착색층(3b)은 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1이 작고, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1과 차광부(2)의 막 두께의 막 두께 차가 큰 형상으로 되는 것으로 생각된다.

여기서, 차광부(2)에 구획된 개구부에 토출되는 착색층 형성용 도공액에는, 일정량의 고형분이 포함되어 있으며, 감압 건조 처리 후에 어느 정도 용제가 제거된 경우에서도, 건조 후 착색층에 함유되는 상기 고형분의 양은 변화하지 않는 것이다. 따라서, 건조 후 착색층의 체적이 동일한 경우에는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 및 차광부의 막 두께의 막 두께 차가 작을수록, 즉 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 t1이 클수록, 차광부에 의해 구획된 건조 후 착색층의 막 두께는 균일한 것으로 되기 때문에, 평탄성이 높은 것으로 되고, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 건조 후 착색층(3b)의 단부의 막 두께 및 차광부(2)의 막 두께의 막 두께 차가 클수록, 즉 건조 후 착색층(3b)의 단부 t1의 막 두께가 작을수록, 건조 후 착색층(3b)의 중심부의 막 두께는 커지고, 건조 후 착색층의 중심부 및 단부에 막 두께 차를 발생하여, 평탄성이 낮은 것으로 되는 것이 추측된다.

따라서, 본 형태에 의하면, 상기 감압 건조 처리 공정에서, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리함으로써, 본 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 착색층의 평탄성을 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있기 때문에, 컬러 필터의 제조 효율을 높은 것으로 하는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에서의 각 공정에 대하여 각각 설명한다.

(1) 잉크젯 공정

본 공정은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 공정이다.

이하, 본 공정에 이용되는 블랙 매트릭스 기판, 착색층 형성용 도공액 및 본 공정에 의해 형성되는 건조 전 착색층에 대하여 각각 설명한다.

(a) 블랙 매트릭스 기판

상기 블랙 매트릭스 기판은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 것이다.

(ⅰ) 투명 기판

상기 투명 기판으로서는, 일반적인 컬러 필터에 이용되는 것과 마찬가지의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 석영 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 합성 석영판 등의 가요성이 없는 투명한 무기 기판 및 투명 수지 필름, 광학용 수지판 등의 가요성을 갖는 투명한 수지 기판의 표면에 SiO₂ 등의 무기막이 형성된 것 등을 예로 들 수 있다. 그 중에서도 본 공정에서는 무기 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 블랙 매트릭스 기판에서는, 차광부가 발액성을 갖는 것이 바람직하고, 상기 차광부를 발액화하는 방법으로서는, 불소 플라즈마 처리를 이용하여 수지제 차광부를 발액화하는 방법이 적절하게 이용되기 때문이다.

또한, 본 공정에서는 상기 무기 기판 중에서도 유리 기판을 이용하는 것이 바람직하며, 상기 유리 기판 중에서도 무알칼리 타입의 유리 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 무알칼리 타입의 유리 기판은 치수 안정성 및 고온 가열 처리에서의 작업성이 우수하며, 또한, 유리 중에 알칼리 성분을 포함하지 않기 때문에, 액티브 매트릭스 방식에 의한 컬러 액정 표시 장치용 컬러 필터에 적절히 이용할 수 있기 때문이다.

(ⅱ) 차광부

상기 차광부는, 전술한 투명 기판 위에 형성되는 것으로, 개구부를 구비하는 것이다.

본 공정에 이용되는 상기 차광부로서는, 통상적으로 개구부가 등간격으로 규칙적으로 형성된 것이 이용된다. 여기서, 상기 개구부의 구체적인 형상 등이나 배치 형태는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 형태에 의해 제조되는 컬러 필터의 용도 등에 따라서 임의로 결정할 수 있다. 본 형태에서는, 상기 개구부의 형상이 직사각형인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 개구부의 형상이 직사각형인 경우에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 절결부를 가져도 된다.

상기 개구부 폭으로서는, 제조되는 컬러 필터의 용도 등에 의해 적절히 선택되는 것인데, 상기 개구부가 직사각형으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 짧은 변 u1을 개구부 폭으로 한 경우에는, 100㎛∼480㎛의 범위 내, 그 중에서도 120㎛∼350㎛의 범위 내, 특히 145㎛∼250㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 개구부가 직사각형으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 긴 변 u2를 개구부 폭으로 한 경우에는, 130㎛∼600㎛의 범위 내, 그 중에서도 150㎛∼520㎛의 범위 내, 특히 170㎛∼450㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 개구부 폭이 상기 범위에 충족되지 않는 경우, 또는 상기 범위를 벗어난 경우에는, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법을 이용한 경우에서도, 양호한 화상 표시를 행할 수 있는 컬러 필터를 제조하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다.

상기 차광부의 막 두께로서는, 상기 개구부를 구획하고, 원하는 막 두께의 착색층을 잉크젯법을 이용하여 형성할 수 있을 정도의 막 두께이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 후술하는 베이크 처리 공정에 의해, 차광부 막 두께가 슈링크를 일으키지 않는 차광부인 경우, 1.0㎛∼3.5㎛의 범위 내, 그 중에서도 1.5㎛∼3.0㎛의 범위 내, 특히 2.0㎛∼2.5㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 차광부의 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 잉크젯법을 이용하여 착색층을 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이며, 상기 차광부의 막 두께가 상기 범위를 벗어난 경우에는, 컬러 필터를 박막에 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다.

또한, 후술하는 베이크 처리 공정에 의해, 차광부 막 두께가 슈링크를 일으키는 차광부인 경우에는, 베이크 처리 공정 전의 차광부의 막 두께가 상기 수치 범위로 되는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 차광부로서는, 원하는 차광성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적으로는, 차광성 재료 및 수지로 구성되는 것이 이용된다.

상기 차광성 재료로서는, 일반적인 컬러 필터의 수지제 차광부에 이용되는 재료를 이용할 수 있다. 이러한 차광성 재료로서는, 예를 들면 카본 미립자, 금속 산화물, 무기 안료, 유기 안료 등의 차광성 입자 등을 들 수 있다.

또한, 상기 수지로서는, 예를 들면 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-염화비닐 공중합체, 에틸렌-비닐 공중합체, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, ABS 수지, 폴리메타크릴산 수지, 에틸렌-메타크릴산 수지, 폴리염화비닐 수지, 염소화염화비닐, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리아릴레이트, 폴리비닐부티랄, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아믹산 수지, 폴리에테르이미드 수지, 페놀 수지, 우레아 수지 등을 이용할 수 있다.

상기 차광부를 형성하는 방법으로서는, 상기 개구부가 원하는 형태로 배치된 차광부를 형성할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 차광성 입자를 함유시킨 수지 조성물을 이용한 포토리소그래피법 및 상기 수지 조성물을 이용한 열 전사법 등을 예로 들 수 있다. 이러한 차광부를 형성하는 구체적인 방법으로서는, 일반적으로 컬러 필터에 이용되는 차광부를 형성하는 방법과 마찬가지의 방법을 사용할 수 있기 때문에, 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.

(ⅲ) 발액화 수단

상기 차광부는, 발액화되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 잉크젯법에 의해, 착색층 형성용 도공액을 블랙 매트릭스 기판 위에 도포하여 건조 전 착색층을 형성하였을 때에, 인접하는 건조 전 착색층끼리 혼색이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하게 되기 때문이다.

본 공정에서의 발액화의 수단으로서는, 상기 블랙 매트릭스 기판의 차광부에 대하여 발액화를 행할 수 있는 수단이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 차광부 위에만 발액성을 갖는 발액층이 형성되도록 패턴 형상으로 포트리소법 등에 의해 발액층을 형성하는 방법이나 메탈 마스크 등을 이용하여 플라즈마 처리를 행하고 차광부 위만을 발액화하는 방법 등이어도 된다.

본 형태에서는, 용이하면서도 고정밀도로 차광부를 발액화할 수 있기 때문에, 불소를 도입 가스로서 이용한 플라즈마 처리인 불소 플라즈마 처리에 의해 차광부의 발액화를 행하는 불소 플라즈마 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이 불소 플라즈마 처리는 유기물에 선택적으로 불소를 부착시키는 것이 가능하기 때문이다. 이러한 불소 플라즈마 처리에서, 상기 도입 가스에 이용되는 불소 화합물로서는, CF₄, SF₆, CHF₃, C₂F₆, C₃H₈, C₅F₈ 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 도입 가스로서는, 상기 불소 가스와 다른 가스가 혼합된 것이어도 된다. 상기 다른 가스로서는, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨 등을 예로 들 수 있지만, 그 중에서도 질소를 이용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 다른 가스로서 질소를 이용하는 경우, 질소의 혼합 비율은 50％ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마 조사를 실시하는 방법으로서는, 상기 차광부의 발액성을 향상할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 감압 하에서 플라즈마 조사하여도 되며, 또는, 대기압 하에서 플라즈마 조사하여도 된다. 그 중에서도, 본 공정에서는 특히 대기압 하에서 플라즈마 조사를 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 감압용 장치 등이 필요 없어, 비용이나 제조 효율 등의 면에서 유리해지기 때문이다. 또한, 상기 플라즈마 조사를 행한 후의, 상기 차광부 등에서의 불소의 존재는, X선 광전자 분광 분석 장치(XPS: 예를 들면 V.G.Scientific사 제조 ESCALAB 220i-XL)에 의한 분석에서, 차광부의 표면으로부터 검출되는 전체 원소 중의 불소 원소의 비율을 측정함으로써 확인할 수 있다. 또한, 상기 「발액성」이란, 후술하는 착색층 형성용 도공액과의 접촉각이 큰 것을 의미하는 것이다.

구체적으로는, 상기 차광부의 표면의 상기 착색층 형성용 도공액과의 접촉각이, 상기 기판 표면의 접촉각보다 큰 것으로 할 수 있는 것이면 된다. 그 중에서도 본 공정에서는, 상기 차광부 표면의, 40mN/m의 액체와의 접촉각이 10°이상으로 되는 정도인 것이 바람직하고, 특히 표면 장력 30mN/m의 액체와의 접촉각이 10°이상으로 되는 정도인 것이 바람직하며, 나아가서는 표면 장력 20mN/m의 액체와의 접촉각이 10°이상으로 되는 정도인 것이 바람직하다. 또한, 순수와의 접촉각이 11°이상으로 되는 정도인 것이 바람직하다.

(b) 착색층 형성용 도공액

다음으로 본 공정에 이용되는 착색층 형성용 도공액에 대하여 설명한다.

본 공정에 이용되는 착색층 형성용 도공액으로서는, 잉크젯 장치에 의해 토출 가능한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 통상적으로는 적색 착색층 형성용 도공액, 녹색 착색층 형성용 도공액 및 청색 착색층 형성용 도공액 등이 이용되지만, 상기한 색 이외의 착색층 형성용 도공액을 이용하는 것도 가능하다.

상기 착색층 형성용 도공액으로서는, 통상적으로 용매, 착색제 및 경화 성분 등을 함유하는 것이 이용된다.

상기 용매로서는, 단일 용매이어도 되고, 2종 이상의 용매를 혼합한 혼합 용매이어도 된다.

상기 용매로서는, 잉크에 함유되어 있는 착색제와 경화 성분을 원하는 농도로 용해할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.

여기서, 본 형태에서, 상기 용매의 비점에 대해서는, 후술하는 감압 건조 처리 공정에서, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리할 수 있는 정도의 비점이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로는, 후술하는 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는 용매가 선택되는 것이다. 이러한 용매의 비점으로서는, 구체적으로는, 150℃ 내지 300℃의 범위 내, 그 중에서도 180℃ 내지 280℃의 범위 내, 특히 200℃ 내지 250℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 용매의 비점이 상기 범위에 충족되지 않는 경우는, 후술하는 프리베이크 처리의 처리 시간이 많이 걸리기 때문이며, 상기 용매의 비점이 상기 범위를 벗어날 것 같은 용매는 통상적으로 이용되지 않기 때문이다.

상기 용매의 비점을 고려하면, 이러한 용매로서는, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 말론산 디메틸 등을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 착색제로서는, 원하는 파장의 광을 흡수할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 착색제는 염료계 재료이어도 되며, 또는, 안료계 재료이어도 된다. 이러한 착색제의 구체예로서는, 일반적으로 컬러 필터에 이용되는 착색제와 마찬가지이기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

상기 경화 성분은, 착색층을 형성할 때에 상기 착색제를 경화시키는 것으로, 통상적으로 가교 가능한 단량체 등이 이용된다. 이러한 경화 성분으로서는, 수산기, 카르복실기, 알콕시기, 에폭시기, 아미드기 등의 치환기를 갖는 아크릴 수지; 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 또는 이들의 변성물; 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈 등의 비닐계 중합체 등을 예로 들 수 있다.

또한, 본 공정에서는 이러한 경화 성분을 2종류 이상 이용하여도 된다.

또한, 본 공정에 이용되는 착색층 형성용 도공액으로서는, 전술한 용매, 착색제 및 경화 성분 이외에도, 필요한 성분을 적절히 선택하여 추가하는 것이 가능하다. 이러한 성분으로서는, 반응 개시제, 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다.

상기 착색층 형성용 도공액의 고형분 농도로서는, 일반적인 잉크젯법을 이용한 착색층의 형성 시에 사용되는 착색층 형성용 도공액의 고형분 농도와 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다. 또한, 고형분 농도란, 착색층 형성용 도공액 내의 용매를 제외한 기타 성분의 농도를 표현하는 것이다.

상기 착색층 형성용 도공액의 점도로서는, 잉크젯법을 이용하여 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 개구부에 소정의 두께를 갖는 건조 전 착색층을 형성하는 것이 가능한 점도이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 잉크젯법을 이용한 일반적인 컬러 필터의 제조 방법에서 사용되는 착색층 형성용 도공액의 점도와 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

상기 착색층 형성용 도공액의 표면 장력으로서는, 잉크젯법을 이용하여, 상기 블랙 매트릭스 기판 위에 소정의 막 두께를 갖는 건조 전 착색층을 형성하는 것이 가능한 표면 장력이면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 잉크젯법을 이용한 일반적인 컬러 필터의 제조 방법에서 사용되는 착색층 형성용 도공액의 표면 장력과 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

(c) 건조 전 착색층

본 공정에 의해 형성되는 건조 전 착색층의 평균 막 두께로서는, 본 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 용도에 의해, 적절히 선택하여 결정되는 것이다.

상기 건조 전 착색층의 평균 막 두께로서는, 후술하는 감압 건조 처리 공정 후의 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록 할 수 있을 정도의 막 두께이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 4.7㎛ 이상, 그 중에서도 7.6㎛ 이상, 특히 8.9㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기 건조 전 착색층의 평균 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 후술하는 감압 건조 처리 공정 후의 건조 후 착색층의 단부의 최대 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아질 가능성이 있기 때문이다. 또한, 상기 건조 전 착색층의 평균 막 두께의 상한에 대해서는, 건조 전 착색층이 형성되는 개구부의 크기나, 이용되는 착색층 형성용 도공액 등에 의해 적절히 선택되는 것인데, 상기 개구부에 형성된 건조 전 착색층이 결괴(決壞)되지 않을 정도의 막 두께로 된다.

또한, 「건조 전 착색층의 평균 막 두께」란, 상기 개구부에 도포되는 착색층 형성용 도공액의 도포 시공량을 개구부의 면적으로 나눈 값을 가리킨다.

상기 건조 전 착색층의 형성 방법으로서는, 잉크젯법을 이용한 형성 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 공정에 이용되는 잉크젯법으로서는, 상기 개구부에 대하여 착색층 형성용 도공액을 정확하게 토출할 수 있는 방법이면 되고, 통상적으로 상기 착색층 형성용 도공액을 도포할 수 있는 노즐을 복수 구비하는 잉크젯 헤드가 이용된다.

본 공정에 이용되는 잉크젯 헤드가 착색층 형성용 도공액을 토출하는 토출 방식으로서는, 소정량의 착색층 형성용 도공액을 토출할 수 있는 방식이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 토출 방식으로서는, 대전한 착색층 형성용 도공액을 연속적으로 토출 자장에 의해 토출량을 제어하는 방식, 압전 소자를 이용하여 간헐적으로 착색층 형성용 도공액을 토출하는 방식, 착색층 형성용 도공액을 가열하고 그 발포 현상을 이용하여 간헐적으로 토출하는 방식 등을 예로 들 수 있다. 그 중에서도 본 공정에서는, 상기 토출 방식으로서 압전 소자를 이용하여 간헐적으로 착색층 형성용 도공액을 토출하는 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 토출 방식은 미량의 토출량을 비교적 고정밀도로 제어할 수 있기 때문이다.

(2) 감압 건조 처리 공정

본 공정은, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 공정이며, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 공정이다.

또한, 본 형태에서, 「컬러 필터용 기판」이란, 감압 건조 처리가 행해진 건조 후 착색층이 형성된 블랙 매트릭스 기판을 가리키는 것이지만, 본 공정에서는, 감압 건조 처리 전 및 감압 건조 처리 중의 블랙 매트릭스 기판에 대해서도, 컬러 필터용 기판이라고 칭하여 설명하는 경우가 있다.

이하, 감압 건조 처리의 조건 및 감압 건조 처리에 이용되는 감압 건조 처리 장치에 대하여 각각 설명한다.

(a) 감압 건조 처리의 조건

본 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것이 가능하면 특별히 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께와 상기 차광부의 막 두께의 막 두께 차가 0.1㎛ 이하, 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 0㎛로 되도록, 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것이다. 상기 막 두께 차가 상기 범위를 벗어난 경우에는, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 곤란해지기 때문이다.

또한, 본 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이 전술한 범위 내로 되도록, 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것이다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에서의 건조 후 착색층의 최대 막 두께 및 개구부 폭의 비율은, 도 3에 도시한 개구부 폭 u1 및 u2를 이용하여 산출된 값의 양쪽 모두를 충족하는 수치이다.

본 공정에 의해 형성되는 건조 후 착색층의 최대 막 두께로서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않을 정도의 막 두께이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 구체적으로는, 차광부의 개구부 폭이 전술한 수치 범위인 경우에서 4.7㎛∼22.7㎛의 범위 내, 그 중에서도 4.7㎛∼17.7㎛의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아질 가능성이 있기 때문에, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다.

또한, 본 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께의 상한에 대해서는, 상기 건조 후 착색층 중의 용매가 후술하는 프리베이크 처리에서 돌비하지 않을 정도의 후막이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 상기 프리베이크 처리의 처리 시간에 대해서는 단시간인 것이 바람직하기 때문에, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께에 대해서는 상기 범위를 벗어나지 않는 것인 것이 바람직하다.

본 공정에서의 감압 건조 처리의 처리 온도로서는, 감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리할 수 있는 온도이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 저온이면 감압 건조 처리에 시간이 걸리기 때문에 제조 효율이 저하될 우려가 있고, 고온이면 용매 제거가 단숨에 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 본 공정에서의 바람직한 처리 온도로서는, 30℃ 내지 60℃의 범위 내가 바람직하고, 그 중에서도 35℃ 내지 55℃의 범위 내, 특히 40℃ 내지 50℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

상기 감압 건조 처리의 처리 시간으로서는, 본 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 크기 등에 의해 적절히 결정되는 것이다.

본 공정에 이용되는 감압 건조 처리의 조건의 결정 방법으로서는, 본 공정에 의해 형성되는 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 건조 전 착색층을 감압 건조 처리할 수 있도록 하는 조건으로 결정할 수 있는 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 미리 설계용의 블랙 매트릭스 기판에 건조 전 착색층을 형성하고, 이것을 감압 건조 처리함으로써, 건조 후 착색층의 단부의 막 두께 및 차광부의 막 두께의 막 두께 차가 전술한 관계를 충족시킬만한 다양한 조건을 설정하여, 이것을 본 공정에 이용하는 방법 등을 적절히 사용하는 것이 가능하다.

(b) 감압 건조 처리 장치

다음으로, 본 공정에 이용되는 감압 건조 처리 장치에 대하여 설명한다.

본 공정에 이용되는 감압 건조 처리 장치로서는, 컬러 필터의 제조에 일반적으로 이용되는 것을 사용할 수 있다.

구체적으로는, 상기 컬러 필터를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단을 수납하는 챔버와, 상기 챔버 내를 원하는 압력까지 감압하는 감압 수단을 갖는 것을 예로 들 수 있다.

(i) 가열 수단

상기 가열 수단으로서는, 상기 컬러 필터용 기판을 원하는 온도로 가열할 수 있는 것이면 된다.

이와 같은 가열 수단으로서는, 핫 플레이트, 전열선, 램프, 적외선 방사 장치 등을 예로 들 수 있다. 본 형태에서는, 그 중에서도, 핫 플레이트인 것이 바람직하다. 핫 플레이트 전체가 가열되는 것이기 때문에, 다른 가열 수단에 있는 온도가 낮은 특정 개소가 존재하지 않고, 휘발한 용매가 그 부분에서 급격히 냉각되어 결로가 발생하고, 그 결로가 컬러 필터용 기판에 적하하여, 상기 개구부에 형성된 착색층에 결괴를 발생하여 혼색을 일으키는 등의 문제가 없기 때문이다. 또한, 컬러 필터용 기판을 평면에서 보아 균일하게 가열하는 것이 용이하며, 상기 건조 전 착색층을 건조함으로써 형성되는 착색층을 평탄성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문이다.

감압 건조 처리 장치에 이용되는 가열 수단의 가열 능력으로서는, 상기 컬러 필터용 기판을 원하는 온도로 가열할 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 상기 컬러 필터용 기판을, 30℃ 내지 60℃의 범위 내, 그 중에서도 35℃ 내지 55℃의 범위 내, 특히 40℃ 내지 50℃의 범위 내에서 가열할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 상기 범위 내임으로써, 상기 용매를 효율적으로 제거할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 온도는, 컬러 필터용 기판 자체의 온도를 나타내는 것이 아니며, 가열 수단에 의한 처리 온도를 나타내는 것이다.

또한, 상기 가열 수단의 상기 컬러 필터용 기판에 대한 배치로서는, 상기 컬러 필터용 기판을 아래쪽부터 가열하도록, 상기 가열 수단이 상기 컬러 필터용 기판의 아래쪽에 배치되는 것이어도 되고, 상기 컬러 필터용 기판을 위쪽부터 가열하도록, 상기 가열 수단이 상기 컬러 필터용 기판의 위쪽에 배치되는 것이어도 된다. 본 형태에서는, 그 중에서도, 상기 컬러 필터용 기판을 상하 양면부터 가열하도록, 상기 컬러 필터용 기판의 아래쪽과 위쪽에 배치되는 것인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 착색층에 결괴를 발생하여 혼색을 일으키는 등의 문제가 없고, 나아가서는 상기 컬러 필터용 기판을 평면에서 보아 균일하게 가열할 수 있음으로써, 착색층을 평탄성이 우수한 것으로 할 수 있기 때문이다.

(ⅱ) 챔버

상기 챔버로서는, 그 내부에, 상기 가열 수단을 수용할 수 있고, 건조시에 밀폐성이 높은 것으로 할 수 있는 것이면 된다.

상기 챔버의 형상 및 크기로서는, 건조하는 컬러 필터용 기판의 크기 등에 따라서 적절히 설정하는 것이다.

(ⅲ) 감압 수단

감압 건조 처리 장치에서의 감압 수단은, 상기 챔버 내를 감압하는 것이다. 이러한 감압 수단으로서는, 진공 펌프 등의 일반적인 감압 장치를 이용할 수 있다.

감압 건조 처리 장치에 이용되는 감압 수단의 감압 능력으로서는, 상기 챔버 내를, 상기 컬러 필터용 기판을 원하는 속도로 건조할 수 있는 압력으로 할 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 상기 챔버 내의 감압 하 정상 압력을, 4Pa 미만의 범위로 할 수 있는 것이 바람직하고, 그 중에서도 1Pa 미만의 범위로 할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 범위임으로써, 상기 용매를 용이하게 제거할 수 있기 때문이다.

또한, 감압 하 정상 압력은, 상기 감압 건조 장치의 챔버 내를 비운 상태, 즉, 컬러 필터용 기판이나, 결로한 용매가 전혀 없는 상태에서, 감압 건조하였을 때에 도달하는 평형 압력을 말하는 것이다. 또한, 평형 압력이란, 일정 상태로 된 압력이며, 보다 구체적으로는, 90초간의 압력이, 90초간의 평균 압력을 기준으로 하여, 상기 평균 압력의 상하 10％ 이내에 포함되는 상태에서의 상기 평균 압력을 말하는 것이다.

(3) 베이크 처리 공정

본 공정은, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 공정이다. 이하, 본 공정에서의 프리베이크 공정 및 포스트베이크 공정에 대하여 각각 설명한다.

(a) 프리베이크 처리

본 공정에서의 프리베이크 처리란, 건조 후 착색 층 내에 잔존하는 용매를 제거함과 동시에, 전술한 바와 같이, 착색층의 평탄화를 행하는 처리이다.

여기서, 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않는다는 것은, 컬러 필터의 착색층 형성용 도공액에 이용되는 용매의 비점이 150℃ 내지 300℃의 범위 내인 경우에, 프리베이크 처리의 처리 온도로서 70℃ 내지 110℃의 범위 내의 온도로 프리베이크 처리를 행한 경우, 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하여 인접하는 착색층끼리 혼색하지 않는 것을 가리킨다. 상기 프리베이크 처리의 온도로서는, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 100℃의 범위 내이다. 상기 온도 범위보다 처리 온도가 낮은 경우에는, 착색층 중의 용매 제거 부족에 의해 포스트베이크 처리 공정에서의 돌비 혼색이 발생하기 쉽고, 또한 상기 처리 온도보다 높은 경우에는, 착색층 중의 급격한 용매 휘발에 의해 프리베이크 처리 공정에서의 돌비에 의한 혼색이 발생하기 쉬어, 착색층의 형상도 악화할 경향이 있기 때문이다.

또한, 상기 프리베이크 처리에서의 처리 시간으로서는, 컬러 필터 기판의 크기 등에 의해 적절히 선택되는 것인데, 5분 내지 60분의 범위 내가 바람직하다.

본 형태에서는, 전술한 프리베이크 처리의 온도 및 처리 시간의 범위 내에서는, 보다 저온에서 장시간에 걸쳐 프리베이크 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 저온에서 장시간에 걸쳐 프리베이크 처리를 실시함으로써, 형성되는 착색층을 보다 평탄성이 높은 것으로 하는 것이 가능하게 되기 때문이다.

이 이유에 대해서는, 명백하지는 않지만, 다음과 같이 생각할 수 있다.

프리베이크 처리에서는, 개구부에 형성된 건조 후 착색층에서, 막 두께가 큰 건조 후 착색층의 중심부로부터 막 두께가 작은 건조 후 착색층의 단부에 건조 후 착색층을 유동시킴으로써 착색층의 평탄화가 행해지는 것이라고 생각된다. 그로 인해, 프리베이크 처리에서의 처리 온도를 낮게 하고, 처리 시간을 길게 할수록, 건조 후 착색층이 유동하는 시간을 길게 할 수 있는 점에서, 형성되는 착색층의 평탄성을 향상시키는 것이 가능하게 되는 것이 생각된다.

이와 같은 프리베이크 처리는, 통상적으로 클린 오븐 등이 이용된다.

(b) 포스트베이크 처리

본 공정에서의 포스트베이크 처리는, 상기 프리베이크 처리에 의해 용매가 완전히 제거된 착색층을 경화시키기 위하여 행하는 것이며, 이 처리에서도 어느 정도의 평탄화가 이루어진다.

본 공정에서의 포스트베이크 처리는, 통상의 포스트베이크 처리와 마찬가지로, 구체적으로는, 160℃ 내지 250℃의 범위 내, 특히 200℃ 내지 240℃의 범위 내가 바람직하다. 또한, 처리 시간으로서는, 10분 내지 120분의 범위 내, 특히 20분 내지 80분의 범위 내가 바람직하다.

이와 같은 포스트베이크 처리도, 통상적으로 클린 오븐 등이 이용된다.

본 공정에 의해 형성되는 착색층의 평균 막 두께로서는, 본 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터의 용도에 의해 적절히 선택되는 것인데, 1.5㎛∼3.0㎛의 범위 내, 그 중에서도 1.8㎛∼2.7㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 착색층의 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법을 이용한 경우에서도, 평탄성이 높은 착색층을 형성하는 것이 곤란하기 때문이며, 상기 착색층의 막 두께가 상기 범위를 벗어난 경우에는, 컬러 필터를 박막에 형성하는 것이 곤란해지기 때문이다.

또한, 착색층의 평균 막 두께는, 광 간섭 방식의 삼차원 비접촉 표면 형상 측정 장치(예를 들면, 미국 마이크로맵사 제조 제품명 Micromap 557N)에 의해 측정한 값을 이용하는 것으로 한다.

(4) 기타 공정

본 형태에서는, 필요에 따라서 기타 공정을 행하여도 된다. 구체적으로는, 상기 발액화 처리 공정 전에, 수세 공정이 실시되어도 된다. 또한, 상기 베이크 공정 후에, 투명 전극을 형성하기 위한 ITO막 형성 공정이 행해져도 된다. 나아가서는, 착색층 위에 형성되는 보호층이나 기둥형 스페이서를 형성하는 공정 등이 행해져도 된다.

(5) 컬러 필터의 제조 방법

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터로서는, 적어도 1색의 착색층이 전술한 각 공정을 거쳐 형성된 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 컬러 필터가 갖는 착색층의 모두가, 전술한 각 공정으로 형성된 것이어도 된다.

또한, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법은, 예를 들면 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층을 갖는 컬러 필터에서, 적색 착색층 및 녹색 착색층의 막 두께가 청색 착색층도 작게 형성되어 있는, 세미 멀티갭 구조를 갖는 컬러 필터나, 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층의 막 두께가 모두 서로 다른 멀티 갭 구조를 갖는 컬러 필터를 제조할 때에도 이용하는 것이 가능하다.

여기서, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 갖는 컬러 필터를 제조할 때에, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법을 이용한 경우에는, 1회의 형성 공정에 의해, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 동시에 형성하는 것이 가능하게 되는 점에서, 컬러 필터의 제조 효율을 크게 향상시킬 수 있기 때문에 유효하다.

이하, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법을, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 갖는 컬러 필터를 제조하는 경우에 적용한 형태(이하, A 형태로 함)에 대하여 설명한다.

(A 형태)

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색의 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며, 상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 6은, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법의 일례를 나타낸 공정도이다. 또한, 도 6에서는, 적색 착색층 및 녹색 착색층이 청색 착색층보다 작아지도록 형성되는, 세미 멀티갭 구조를 갖는 컬러 필터를 제조하는 예에 대하여 나타내었다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에서는, 우선, 투명 기판(1) 및 차광부(2)를 포함하여 이루어지는 블랙 매트릭스 기판(10a)의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층(3a: 도 6의 (a)에서는, 적색 건조 전 착색층(3Ra), 녹색 건조 전 착색층(3Ga) 및 청색 건조 전 착색층(3Ba))을 형성하는 잉크젯 공정(도 6의 (a))이 행해진다. 이어서, 복수 색의 건조 전 착색층(3a)을 감압 건조 처리하고, 복수 색의 건조 후 착색층(3b: 도 6의 (b)에서는, 적색 건조 후 착색층(3Rb), 녹색 건조 후 착색층(3Gb) 및 청색 건조 후 착색층(3Bb))이 형성된 컬러 필터용 기판(10b)을 형성하는 감압 건조 처리 공정(도 6의 (b))이 행해진다. 이어서, 컬러 필터용 기판(10b)에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후(도 6의 (c)), 포스트베이크 처리를 행하여, 복수 색의 착색층(3: 도 6의 (d)에서는, 적색 건조 후 착색층(3R), 녹색 건조 후 착색층(3G) 및 청색 건조 후 착색층(3B))이 형성된 컬러 필터(10)를 얻는 베이크 처리 공정(도 6의 (c) 내지 (d))이 행해진다. 또한, 감압 건조 처리 공정에서는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 적색 건조 후 착색층(3Rb) 및 녹색 건조 후 착색층(3Gb)의 막 두께가 차광부(2)의 막 두께보다 작아지지 않도록, 적색 건조 전 착색층(3Ra) 및 녹색 건조 전 착색층(3Ga)이 감압 건조 처리된다.

본 발명에 의하면, 복수 색의 착색층 중, 가장 막 두께가 작은 건조 후 착색층 중 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하며, 또한, 프리베이크 처리를 단시간에 행할 수 있는, 최소한의 함유량으로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 다른 막 두께를 갖는 착색층에 대해서는, 상기 프리베이크 처리의 조건으로 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하지 않을 정도의 막 두께를 갖는 건조 후 착색층으로 되도록, 착색층 형성용 도공액을 후막에 도포하여 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 동시에 형성한 경우에도, 각각의 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하게 되며, 또한, 각 색의 착색층의 혼색이 발생하지 않는 것으로 할 수 있다. 따라서, 막 두께가 서로 다른 복수의 착색층마다 형성 공정을 나누어 형성할 필요가 없이, 1회의 형성 공정으로 형성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 제조 효율을 크게 향상시키는 것이 가능하게 된다.

여기에서, 본 형태에서는, 가장 막 두께가 작은 착색층에 대해서는, 전술한 컬러 필터의 제조 방법을 적용하여 형성할 수 있다. 또한, 본 형태에서는, 상기 가장 막 두께가 작은 착색층을 형성할 때에 행해지는 감압 건조 처리 공정 및 베이크 처리 공정과 마찬가지의 환경에서, 다른 막 두께의 착색층에 대해서도, 원하는 평탄성을 갖고, 또한, 각 색의 착색층에 혼색이 발생하지 않도록 할 필요가 있다. 이하, 상기 다른 막 두께의 착색층을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.

또한, 이하에 설명하지 않는 형성 조건에 대해서는, 전술한 가장 막 두께가 작은 착색층의 형성 방법과 마찬가지로 할 수 있으므로, 그 기재에 대해서는 생략한다.

상기 잉크젯 공정에서 형성되는 건조 전 착색층의 평균 막 두께로서는, 감압 건조 처리 공정 후의 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 프리베이크 처리에서 상기 건조 후 착색층 중 용매가 돌비하지 않도록 하는 막 두께로 하는 것이 가능하면 특별히 한정되는 것이 아니지만, 7.7㎛ 이상, 특히 10.0㎛ 이상인 것이 바람직하다. 상기 건조 전 착색층의 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 형성되는 착색층과, 전술한 가장 막 두께가 작은 착색층에 원하는 막 두께 차를 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이며, 상기 건조 전 착색층의 막 두께가 상기 범위를 벗어난 경우에는 착색층을 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이다.

본 형태에서의 감압 건조 처리 공정에서 형성되는 건조 후 착색층의 최대 막 두께로서는, 프리베이크 처리에서 건조 후 착색층 중의 용매가 돌비하고, 착색층끼리 혼색이 발생하지 않도록 하는 막 두께로 하는 것이 가능하면 특별히 한정되는 것은 아니나, 구체적으로는, 7.7㎛∼22.7㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 건조 후 착색층의 막 두께가 상기 범위에 충족되지 않는 경우에는, 형성되는 착색층과, 전술한 가장 막 두께가 작은 착색층에 원하는 막 두께 차를 형성하는 것이 곤란해질 가능성이 있기 때문이며, 상기 건조 후 착색층의 막 두께가 상기 범위를 벗어난 경우에는, 건조 후 착색층 중 용매의 함유량이 많은 점에서, 프리베이크 처리 시에 착색층끼리 혼색이 발생할 가능성이 있기 때문이다.

A 형태의 제조 방법에 의해 제조되는 컬러 필터로서는, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 적색 착색층 및 녹색 착색층의 막 두께가 청색 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성된, 세미 멀티갭 구조를 갖는 컬러 필터인 것이 바람직하다. 상기 구성의 컬러 필터는, 액정 표시 장치에 이용한 경우에, 청색 화소 영역의 휘도를 높은 것으로 할 수 있는 점에서, 양호한 화상 표시를 행할 수 있기 때문이다.

2. 제2 형태의 컬러 필터의 제조 방법

다음으로, 본 발명의 컬러 필터의 제조 방법의 제2 형태에 대하여 설명한다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법은, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

여기서, 전술한 「1. 제1 형태의 컬러 필터의 제조 방법」의 항에서 설명한 바와 같이, 건조 후 착색층의 단부의 막 두께에 대해서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율과 상관하는 것이다. 따라서, 본 형태는, 상기 건조 후 착색층 중의 용매의 함유량을, 형성되는 착색층에 원하는 평탄성을 부여하는 것이 가능하게 되는, 최소한의 함유량으로 할 수 있는 감압 건조 처리 조건을, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율을 이용하여 표현한 것이다.

또한, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법에서의 각 공정에 대해서는, 전술한 제1 형태의 컬러 필터의 제조 방법과 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법도, 전술한 제1 형태의 컬러 필터의 제조 방법과 마찬가지로, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 갖는 컬러 필터를 제조할 때에 적절히 이용하는 것이 가능하다.

이하, 본 형태의 컬러 필터의 제조 방법을, 막 두께가 서로 다른 복수 색의 착색층을 갖는 컬러 필터를 제조하는 경우에 적용한 형태(이하, B 형태로 함)에 대하여 설명한다.

(B 형태)

본 형태의 컬러 필터의 제조 방법은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색의 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며, 상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하고, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과, 상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고, 상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다.

여기서, 본 형태에서도, 가장 막 두께가 작은 착색층에 대해서는, 전술한 컬러 필터의 제조 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 다른 막 두께의 착색층의 형성 방법에 대해서는, 전술한 A 형태의 컬러 필터의 제조 방법의 항에서 설명한, 가장 작은 막 두께의 착색층 이외의 착색층을 형성하는 방법과 마찬가지로 할 수 있으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

또한, 본 형태에서는, 적색 착색층 및 녹색 착색층의 막 두께가 청색 착색층의 막 두께보다 작게 형성되어 있는 세미 멀티갭 구조의 컬러 필터를 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 이때는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼1.8×10^-1의 범위 내로 되도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 수치 범위에 대해서는 예를 들면 다음과 같이 산출할 수 있다.

베이크 처리 공정 전의 슈링크 전의 차광부 막 두께를 2.7㎛, 도 3에 도시된 개구부 폭 u1을 100㎛∼480㎛의 범위 내, 개구부 폭 u2를 130㎛∼600㎛의 범위 내로 하고, 감압 건조 후의 건조 후 착색층의 최대 막 두께를 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+15㎛로 한 경우, 상기 수치 범위를 산출할 수 있다.

본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

<실시예>

이하, 본 발명에 대하여 실시예 및 비교예를 이용하여 구체적으로 설명한다.

I. 감압 건조 처리의 조건에 대하여

1. 블랙 매트릭스 기판(BM 기판)의 제조

(차광부의 형성)

유리 기판(가로 길이 2850㎜×세로 길이 3050㎜×두께 0.7mm 코닝재팬사 제조)(투명 기판) 위에 차광성 흑색 안료를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용하여, 포토리소그래피법에 의해 차광부를 형성하여, 40인치 크기의 화면을 18면 형성하였다. 1면당, 1화소가 가로 방향 피치 115㎛, 세로 방향 피치 465㎛로 개구부 치수가 100㎛×450㎛, 차광부 선폭이 15㎛로 되도록 형성하고, 가로 방향에 115㎛ 피치로 5525화소, 세로 방향에 465㎛ 피치로 1070화소 배열되도록 배치한 화소 패턴(칩)을 형성하였다. 또한, 상기 차광부의 두께는, 베이크 처리 공정 전의 슈링크를 일으키지 않고 있는 상태에서 2.7㎛, 컬러 필터로 하였을 때에 최종적으로 얻어지는 차광부의 두께는, 20 화소의 평균으로 2.4㎛이었다. 또한, 상기 개구부 폭은 도 3의 u1이 100㎛, u2가 450㎛이었다.

(수세 공정)

상기 차광부가 형성된 투명 기판을 반송하면서 고압 스프레이에 의해 순수를 뿜어대는 세정 장치를 사용하고, 물 분사 후에는 에어 나이프를 사용하여, 상기 투명 기판 위의 물을 불어 날렸다.

(발수화 처리 공정)

계속해서, 상기 투명 기판의 차광부측 표면에 대하여 불소 가스를 도입한 대기압 플라즈마 처리를 행함으로써, 차광부층 표면을 발액성에 유리 표면 부분을 친액성으로 하였다. 대기압 플라즈마 처리는 이하의 조건에서 행하였다. 이와 같이 하여, BM 기판을 제조하였다. 또한, 얻어진 컬러 필터 형성용 기판의, 40mN/m의 액체와의 접촉각은, 차광층 표면의 20군데의 측정값의 평균으로 60°, 유리 표면 위에서 10°이었다. 또한, 이 접촉각은, 접촉각 측정기(교와가이멘카가쿠사 제조 CA-Z형)를 이용하여 측정(마이크로 실린지로부터 액적을 적하하여 30초 후)하고, 그 결과로 얻은 것이다.

<플라즈마 조사 조건>

·도입 가스: CF₄…17.1L/min, N₂…97.3L/min

·주파수: 29㎐

·전원 출력: 420V-5a

2. 잉크젯 공정 및 감압 건조 처리 공정

(착색층 형성용 도공액의 제조)

적색, 녹색 및 청색의 착색층 형성용 도공액을 하기의 처방으로 제조하였다.

<적색 착색층 형성용 도공액>

·안료: R254/R242/Y150…7.04질량부

·분산제: 아지스퍼 Pb821(아지노모토파인케미컬사 제조)…4.22질량부

·주용매: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트…73.20질량부

·부용매: 3-에톡시 프로피온산 에틸…10.00질량부

·바인더: GMA 아크릴계 수지…5.54질량부

·레벨링제: LHP-90(쿠스모토카세이사 제조)…0.09질량부

P/V비는 0.73, 고형분 농도는 16.8％, 점도는 9.8CPS이었다. 또한, 점도는, 낙구식 점도계를 이용하여, 실온(23℃)에서 측정한 값이다.

<녹색 착색층 형성용 도공액>

·안료: G36/Y150/R254…8.11질량부

·분산제: 아지스퍼 Pb821(아지노모토파인케미컬사 제조)…4.87질량부

·주용매: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트…65.30질량부

·부용매: 3-에톡시 프로피온산 에틸…15.00질량부

·바인더: GMA 아크릴계 수지…6.72질량부

·레벨링제: LHP-90(쿠스모토카세이사 제조)…0.09질량부

P/V비는 0.70, 고형분 농도는(21.0％, 점도는 9.8CPS이었다. 또한, 점도는, 낙구식 점도계를 이용하여, 실온(23℃)에서 측정한 값이다.

<청색 착색층 형성용 도공액>

·안료: B156/V23…2.85질량부

·분산제: 아지스퍼 Pb821(아지노모토파인케미컬사 제조)…1.71질량부

·주용매: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트…69.00질량부

·부용매: 3-에톡시 프로피온산에틸…10.00질량부

·바인더: GMA 아크릴계 수지…16.45질량부

·레벨링제: LHP-90(쿠스모토카세이사 제조)…0.06질량부

P/V비는 0.20, 고형분 농도는 21.0％, 점도는 10.0CPS이었다. 또한, 점도는, 낙구식 점도계를 이용하여, 실온(23℃)에서 측정한 값이다.

(잉크젯 공정 및 감압 건조 처리 공정)

이하, 실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 6에 도시한 바와 같이, 상기 BM 기판 위에 잉크젯 장치를 이용하여 각 색의 착색층 형성용 도공액을 토출하여 건조 전 착색층을 형성하고, 핫 플레이트를 이용한 가열 감압 건조 장치를 사용하여, 각각의 감압 건조 처리의 조건으로 감압 건조 처리를 행하였다. 또한, 이하에 나타내는 각 색의 착색층 형성용 도공액의 도포량은, 모두 포스트베이크 처리 후의 착색층의 막 두께로서, 적색 착색층 및 녹색 착색층의 막 두께가 2.1㎛, 청색 착색층의 막 두께가 2.4㎛로 되는 도포량이다.

또한, 감압 건조 처리의 온도는 모두 40℃이었다.

[실시예 1]

적색 착색층 형성용 도공액을 이용하여, 적색 건조 전 착색층을 형성하고, 감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가 차광부를 기준으로 하였을 때에 +2㎛의 높이(최대 막 두께 4.7 ㎛)로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하였다. 이것에 의해 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 2]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +6㎛(최대 막 두께 8.7㎛)의 높이로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 3]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +8㎛(최대 막 두께 10.7㎛)의 높이로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 4]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +15㎛(최대 막 두께 17.7㎛)의 높이로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 5]

녹색 착색층 형성용 도공액을 이용하여, 녹색 건조 전 착색층을 형성하고, 감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +2㎛(최대 막 두께 4.7㎛)의 높이로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하였다. 이것에 의해 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 6]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +6㎛(최대 막 두께 8.7㎛)의 높이로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 7]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +8㎛(최대 막 두께 10.7 ㎛)의 높이로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 8]

감압 건조 처리 후의 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +15㎛(최대 막 두께 17.7 ㎛)의 높이로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 9]

청색 착색층 형성용 도공액을 이용하여, 청색 건조 전 착색층을 형성하고, 감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +5㎛(최대 막 두께 7.7㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하였다. 이것에 의해 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 10]

청색 착색층 형성용 도공액을 이용하여, 청색 건조 전 착색층을 형성하고, 감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +7㎛(최대 막 두께 9.7㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하였다. 이것에 의해 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 11]

감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +12㎛(최대 막 두께 14.7㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 12]

감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +15㎛(최대 막 두께 17.7㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[실시예 13]

감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +20㎛(최대 막 두께 22.7㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

또한, 실시예 1 내지 13에서는, 모두 건조 전 착색층의 단부의 막 두께는 차광부의 막 두께보다 작아지지 않았다.

[비교예 1]

감압 건조 처리 후의 적색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 -0.2㎛의 높이(최대 막 두께 2.5㎛)로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[비교예 2]

감압 건조 처리 후의 녹색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 -0.2㎛의 높이(최대 막 두께 2.5㎛)로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[비교예 3]

감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +0.5㎛의 높이(최대 막 두께 3.2㎛)로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다. 또한, 청색 건조 후 착색층의 단부의 막 두께는, 차광부의 막 두께보다 작은 것으로 되었다.

[비교예 4]

감압 건조 처리 후의 적색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +21㎛(최대 막 두께 23.7㎛)의 높이로 될 때까지, 적색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[비교예 5]

감압 건조 처리 후의 녹색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +21㎛(최대 막 두께 23.7㎛)의 높이로 될 때까지, 녹색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

[비교예 6]

감압 건조 처리 후의 청색 건조 후 착색층의 높이가, 차광부를 기준으로 하였을 때에 +24㎛(최대 막 두께 26.7 ㎛)의 높이로 될 때까지, 청색 건조 전 착색층을 감압 건조 처리한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지로 컬러 필터 기판을 얻었다.

3. 베이크 처리 공정

실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 6에서 얻어진 컬러 필터용 기판에, 클린 오븐으로 100℃에서 20분간 프리베이크 처리를 행하고, 계속해서, 클린 오븐으로 230℃에서 40분간 포스트베이크 처리를 행하여, 컬러 필터를 얻었다.

4. 평가

실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 6에서 얻어진 컬러 필터에 대하여, 착색층의 결괴 혼색의 유무 및 착색층의 최대 막 두께 및 최소 막 두께의 차에 대하여 각각 조사하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 결괴 혼색이란, 각 색의 착색층이 차광부를 벗어나 혼색하는 것을 가리킨다. 또한, 상기 착색층의 최대 막 두께 및 최소 막 두께의 차에 대해서는, 광 간섭 방식의 삼차원 비접촉 표면 형상 계측 장치(미국 마이크로맵사 제조 제품명 Micromap 557N)로 측정하였다.

그 결과를 표 1로 나타내었다. 또한, 표 1에서, t(㎛)은 건조 후 착색층의 최대 막 두께, t/u는, 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율(개구부 폭을 1로 한 경우)을 나타낸다.

실시예 1 내지 13의 컬러 필터에서는, 결괴 혼색이 발생하지 않아, 각 색의 착색층의 막 두께 차에 대해서도, 비교예 1 내지 3에 대하여 작은 것으로 할 수 있었다.

또한, 비교예 4 내지 6에서는, 각각 베이크 처리 시에 착색층이 결괴되어, 인접하는 착색층과의 사이에서 혼색이 발생하였다.

Ⅱ. 프리베이크 처리 및 포스트베이크 처리의 온도에 대하여

전술한 BM 기판 위에, 잉크젯 장치를 이용하여, 전술한 각 색의 착색층 형성용 도공액을 토출하고, 적색 건조 전 착색층, 녹색 건조 전 착색층 및 청색 건조 전 착색층을 형성하였다. 또한, 이때의 도포량은, 최종적인 포스트베이크 처리 후의 착색층의 막 두께로서, 적색 착색층 및 녹색 착색층이 2.1㎛, 청색 착색층이 2.4㎛로 되는 양으로 하였다. 계속해서, 핫 플레이트를 이용한 가열 감압 건조 장치를 사용하여, 감압 건조 후의 건조 후 착색층의 막 두께로서, 적색 건조 후 착색층 및 녹색 건조 후의 막 두께가 차광부를 기준으로 한 경우에 +6㎛(최대 막 두께 8.7㎛), 청색 건조 후 착색층의 막 두께가 차광부를 기준으로 한 경우에 +12㎛(최대 막 두께 14.7㎛)로 되도록, 각 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 컬러 필터용 기판을 얻었다. 또한, 감압 건조 처리의 온도는 40℃로 하였다.

상기와 같이 하여 실시예 14 내지 16 및 참고예 1 내지 2의 컬러 필터용 기판을 형성하고, 표 2에 나타낸 바와 같이, 클린 오븐으로 프리베이크 처리의 온도 조건을 바꾸어 20분간 처리를 행한 후, 클린 오븐으로 230℃에서 40분간 포스트베이크 처리를 행하여, 컬러 필터를 얻었다.

실시예 14 내지 16 및 참고예 1 내지 2의 컬러 필터에 대해서, 각각 혼색 결함의 유무 및 최대 막 두께 및 최소 막 두께의 차에 대하여 조사하였다. 또한, 평가 방법에 대해서는, 전술한 실시예 1 등의 컬러 필터와 마찬가지이다.

그 결과를 표 2로 나타내었다.

실시예 14 내지 16의 컬러 필터에서는, 결괴 혼색이 발생하지 않고, 또한, 각 색의 착색층의 최대 막 두께 및 최소 막 두께의 차도 작은 것으로 할 수 있어, 착색층의 평탄성이 높은 컬러 필터를 얻을 수 있었다.

한편, 참고예 1의 컬러 필터에서는, 포스트베이크 처리 시에 청색 착색층에 결괴가 발생하였다. 또한, 참고예 2의 컬러 필터에서는, 프리베이크 처리 시에 청색 착색층에 결괴가 발생하였다.

1: 투명 기판
2: 차광부
3a: 건조 전 착색층
3b: 건조 후 착색층
10a: 블랙 매트릭스 기판
10b: 컬러 필터 기판
10: 컬러 필터
t: 건조 후 착색층의 최대 막 두께
u: 개구부 폭

Claims

투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색의 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며,
상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과,
상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과,
상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고,
상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 또한 상기 복수 색의 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 상기 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+20㎛의 범위 내가 되도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판과, 상기 블랙 매트릭스 기판 위의 상기 개구부에 형성된 복수 색의 착색층을 갖고, 상기 복수 색의 착색층 중 적어도 1색의 착색층의 막 두께가 다른 색의 착색층의 막 두께보다 작아지도록 형성되어 있는 컬러 필터의 제조 방법이며,
상기 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 복수 색의 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과,
상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 복수 색의 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과,
상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 상기 복수 색의 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고,
상기 감압 건조 처리 공정에서는, 가장 막 두께가 작은 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 한 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 또한 상기 복수 색의 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 상기 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+20㎛의 범위 내가 되도록, 상기 복수 색의 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수 색의 착색층이 적색 착색층, 녹색 착색층 및 청색 착색층을 갖고, 상기 적색 착색층 및 상기 녹색 착색층이 동등한 막 두께를 가지며, 또한 상기 청색 착색층의 막 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과,
상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과,
상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고,
상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 단부의 막 두께가 상기 차광부의 막 두께보다 작아지지 않도록, 또한 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 상기 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+20㎛의 범위 내가 되도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
투명 기판, 및 상기 투명 기판 위에 형성되고 개구부를 구비하는 차광부를 갖는 블랙 매트릭스 기판의 상기 개구부에, 잉크젯법에 의해 착색층 형성용 도공액을 도포함으로써, 건조 전 착색층을 형성하는 잉크젯 공정과,
상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하여, 건조 후 착색층이 형성된 컬러 필터용 기판을 형성하는 감압 건조 처리 공정과,
상기 컬러 필터용 기판에 대하여 프리베이크 처리를 행한 후, 포스트베이크 처리를 행하여, 착색층이 형성된 컬러 필터를 얻는 베이크 처리 공정을 갖고,
상기 감압 건조 처리 공정에서는, 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께와 상기 개구부 폭의 비율이, 상기 개구부 폭을 1로 하였을 경우에, 7.8×10^-3∼2.3×10^-1의 범위 내로 되도록, 또한 상기 건조 후 착색층의 최대 막 두께가 상기 차광부의 막 두께를 기준으로 하여 +2㎛∼+20㎛의 범위 내가 되도록, 상기 건조 전 착색층을 감압 건조 처리하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.
제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이크 처리 공정에서는, 상기 프리베이크 처리가 70℃ 내지 110℃의 범위 내에서 행해지는 것을 특징으로 하는 컬러 필터의 제조 방법.