KR20010041185A

KR20010041185A - 컬러필터 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010041185A
Application number: KR1020007009242A
Authority: KR
Inventors: 키구치히로시; 후지모리나쯔오; 카타가미사토루; 시미주마사하루; 타키자와케이지; 쿠노타다아키
Original assignee: 야스카와 히데아키; 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-05-15
Also published as: KR100506068B1; EP1061383A4; EP1061383B1; DE69931353D1; KR100504253B1; CN1174265C; EP1061383A1; EP1643276A1; WO2000037972A1; KR20040089749A; DE69931353T2; CN1291289A; TW484022B

Abstract

본 발명의 컬러필터는 기판(110)상으로 구획형성된 뱅크(112)로 둘러싸인 개구부(111)내에 잉크방울(140)로 착색된 잉크막을 구비한다. 뱅크(112)는 기판(110)측에서 급속막(120)과 감광성 유기박막(130)의 적층구조를 보유하고 있다. 잉크에는 고비등점 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 또, 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광층의 주변보다 내측으로 위치하고 그 차광층은 윗면에 상기 뱅크층이 겹치지 않는 노출면을 보유하도록 하여도 좋다. 이것에 의하여, 착색얼룩이 없고, 또한 감도가 우수한 컬러필터를 제공할 수 있다.

Description

컬러필터 및 그 제조방법{COLOR FILTER AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}

최근에, 퍼스널컴퓨터의 진보, 특히 휴대용 퍼스널 컴퓨터의 진보에 따라 액정 컬러 디스플레이의 수요가 급증하고 있다. 이것에 대응하여, 적정 가격으로 훌륭한 디스플레이를 공급하는 수단의 확립이 급선무로 되어 있다. 또, 최근에는, 환경의 보호가 부르짖으며, 환경부하를 저감하는 프로세스에의 전환, 개선도 급무로 되어 있다.

컬러필터의 제조방법으로서, 종래의 몇개의 방법이 알려져 있다. 예컨대, 차광재로서 크롬의 박막을 포토리소 그래프 및 에칭에 의해서 패터닝하고, 블랙매트릭스를 형성한다. 그후, 이 블랙매트릭스의 간극으로 적,녹,청의 감광성 수지를 일색마다 스핀코트법 등에 의하여 도포된 후 포토리소그래피에 의하여 패터닝한다. 그것에 의하여, 적,녹,청의 착색층이 서로 이웃하여 배치된 컬러매트릭스를 구성할 수 있다. 그러나, 이 제조방법에서는 적,녹,청의 일색마다 포토리소그래피 공정을 반복하지 않으면 안되고, 또, 각색의 패터닝할 때에 불필요부분을 제거하기 위하여 감광성 레지스트의 재료손실이 발생하며, 더 나아가서는 환경부하의 높은 비용의 컬러필터로 되어 있다.

또, 특개소 59-75205호 공보에서는 잉크제트법을 응용한 방법이 제안되어 있다. 이 방법에서는 투명기판상으로 잉크에 대하여 젖는 성질이 낮은 재료에서 잉크도포 간극의 칸막이를 매트릭스형상으로 형성한 후에 잉크제트법을 사용하여 비감광성색재를 칸막이 내로 도포함으로써, 착색층을 형성한다. 이 제조방법에 의하여 포토리소그래피 공정의 번잡함이 완화되고, 더욱 색재의 손실의 저감을 도모할 수 있도록 되어 있다. 이후에, 잉크제트법에 의한 비감광색재의 도포프로세스에 의한 컬러필터의 제조방법이 다수 제안되어 있다.

예컨대, 글래스기판상으로 스패터성막법에서 크롬을 성막하고, 이것을 소정의 패턴으로 에칭함으로서 개구부(화소 혹은 광투과영역)를 형성하고, 이 속에 잉크방울을 충전하여 컬러필터를 제조하는 것이 있다.

또, 차광재료로서 흑색감광성수지 조성물을 사용하고, 이것에 의하여 색재를 도포해야 할 영역을 매트릭스형상으로 칸막이 하는 위한 뱅크층을 형성하는 것도 많다. 이들은 블랙매트릭스로서 기능하는 뱅크층의 표면으로 잉크를 튀기는 성질을 부여하여 색재의 도포공정에서의 뱅크층 오버플로에 의하여 발생하는 혼색을 방지할려고 하고 있다.

예컨대, 특개평 4-195102호 공보, 특개평 7-35915호 공보, 특개평 7-35917호 공보, 특개평 10-142418호 공보는 어느것도 블랙매트릭스를 구성하는 수지재료의 선택과 색재가 도포되는 영역의 투명기판 표면의 표면처리에 의하여 뱅크층과 투명기판과의 잉크에 대한 젖는 성질의 차를 확보하는 기술이다.

그러나, 뱅크를 형성하기 위하여 스패터성막법에서 크롬을 성막하는 경우, 막두께 0.2㎛정도가 한계로 되어 있고, 잉크를 충전하는데 충분한 높이 (0.5㎛ 내지 10㎛)의 뱅크를 형성할 수 없다. 또, 잉크제트법에서 뱅크로 둘러싸인 개구부내에 잉크방울을 충전하는 경우, 뱅크를 초과하여 이웃의 화소에 잉크방울이 쏟아지는 사태를 방지하기 위하여 기판에는 친잉크성을 가지게 하고, 뱅크에는 발잉크가지게 할 필요가 있다. 이때문에 뱅크상부를 유기재료등의 발잉크성 처리가 용이한 재료를 구성하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은 이와같은 문제점에 감안하여 잉크제트법 등으로 잉크를 뱅크에 충전함으로써, 컬러필터를 제조하는 방법이 호적한 뱅크를 구비한 컬러필터 및 액정표시소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 잉크제트법에 호적한 컬러필터의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

한편, 감광성 흑색수지 조성물을 차광재로서 하고, 블랙매트릭스층을 형성하는 경우에는, 광투과성과 수지경화도와의 밸런스를 취하는 것이 어렵다. 실제상, 뱅크층으로서도 기능하는 블랙매트릭스층은 그 막후가 크기때문에 막후의 분산이 피할 수 없다. 예컨대, 네가티브형 레지스트를 사용하는 경우에는 막후의 두꺼운 곳에서는 리소그래피 공정에 있어서 광이 충분하게 투과하지 않는 부분이 발생하고 미경화부분이 잔류한다. 이와같은 미경화부분을 보유하는 경유에는 블랙매트릭스 층은 충분한 막 강도를 얻을 수 없는 일이 있다. 한편, 블랙매트릭스층의 막두께가 엷은 곳에서는 반투명으로 되어서 충분한 차광성이 얻을 수 없으며, 광누락의 발생을 초래하는 일이 있다.

최근에는 컬러필터는 더욱더 고정도화 하고, 수 10㎛각 이라는 미세한 적,녹,청의 화소를 색재의 밀착성이 양호하며 색조분산도 최소한으로 형성할 필요가 있지만, 종래 기술에 있듯이, 화소를 구획하고 칸막이 하는 수지뱅크의 접촉각을 충분히 취하는 것은 수지성분의 주변부로의 비산에 의하여 화소의 밀착불량의 원인으로 된다. 이 밀착불량을 방지하는 목적에서 UV조사, 플라즈마 에칭, 레이저 아브레이션이라고한 드라이에칭 프로세서를 조합하는 방법은 잉크를 부여해야 할 간극부분만을 선택적으로 처리하는 것이, 패턴이 미세하면 어느정도 곤란하다. 그때문에, 결국 밸크부분도 동시에 처리하는 것으로 되고, 접촉각을 현저하게 저하시킬 뿐이다. 즉, 더욱더 미세화하는 화소의 색재가 부착하는 투명기판 표면부와 이것을 구획하는 흑색수지 뱅크의 접촉각의 차를 일부로 크게 취할려고 하는 것은 기술적 난도가 높은 비율로 효과는 작다.

더욱 미세한 화소중 색조분산을 극력 억제하기 위하여 색재의 부착두께를 균일하게 형성하는 것은 컬러필터 품질을 결정짓는 중요한 프로세스로 되지만, 종래기술에는 이들이 해명되어 있지않다.

더욱이는 이와같은 미세한 화소의 적,녹,청 인접배치를 잉크혼색없이, 게다가 동시에 형성하는 수법에 대해서는 종래 기술에는 하등해명되어 있지않다.

본 발명은 이와같은 종래 기술에 잠재하는 기술적 곤란을 근본적으로 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 잉크제트법에 의하여 차광재 매트릭스 간극에 색재로 되어 있는 잉크를 효율적으로 부여할 수 있는 방법을 제공한다. 게다가, 잉크막후를 균일 또한 고밀착성의 것으로 함으로써 화소결함이나 색조얼룩짐이 없는 감도 컬러필터의 제조방법을 제공한다. 더욱이, 이것을 짜넣은 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 충분한 차광성을 보유하는 차광영역과 혼색이 없는 투과영역을 포함하는 컬러필터 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 컬러필터를 보유하는 전기광학장치 및 전자기기를 제공하는 것이다.

본 발명은 액정표시소자 등에 사용되는 컬러필터에 관한 것이다. 특히, 잉크제트법에 의한 미소액정토출법을 응용한 컬러필터에 호적한 구조를 보유하는 컬러필터 및 그 제조방법에 관한 것이다. 또, 그와같은 컬러필터를 구비한 액정표시장치, 전기광학장치, 전자기기, 및 그들의 제조방법에 관한 것이다.

도 1는 본 발명의 실시형태(1)에 의한 컬러필터의 제조공정 단면도이다.

도 2는 상기한 실시형태(1)의 변형예에 의한 컬러필터의 제조공정 단면도이다.

도 3은 잉크막의 착색상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 기판상에 토출된 잉크방울의 글래스기판에 대한 접착각과 면적과의 관계도면이다.

도 5는 기판에 대한 접촉폭을 일정하게 했을 때의 기판에 대한 잉크의 접촉각과 면적과의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시형태(2)에 의한 컬러필터의 제조공정 단면이다.

도 7는 본 발명의 액정표시 장치의 구성을 표시하는 단면이다.

도 8은 잉크부여후 건조시의 잉크단면 형상을 표시하는 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시형태(3)에 관한 컬러필터를 모식적으로 표시하는 부분단면도이다.

도 10은 도 9의 A-A선에 따른 부분을 모식적으로 표시하는 단면도이다.

도 11는, 도 9 및 도 10에 표시하는 컬러필터의 제조공정을 모식적으로 표시하는 부분단면도이다.

도 12,는 도 9 및 도 10에 표시하는 컬러필터의 제조공정을 모식적으로 표시하는 부분단면도이다.

도 13은 실시형태(3)에 관한 컬러필터의 변형예를 표시하는 부분단면도이다.

도 14는 본 발명에 관한 컬러필터를 짜넣은 전기광학장치를 적용한 약정표시 장치의 부분단면도이다.

도 15는 본 발명에 관한 컬러필터를 사용한 디지탈스틸카메라를 모식적으로 표시하는 사시도이다.

도 16은 본 발명에 관한 컬러필터를 사용한 퍼어스널 컴퓨터를 모식적으로 표시하는 사시도이다.

또한, 도면중에서,

110 ~ 기판, 120 ~ 크롬막, 130 ~ 레지스터, 140 ~ 잉크,

150 ~ 보호막, 160 ~ 투명전극, 101 ~ 전극, 102 ~ 전극,

103 ~ 전원, 104 ~ 잉크 제트식 기록헤드, 201 ~ 투명기판,

202 ~ 박막금속층, 203 ~ 마스크, 204 ~ 감광성 수지 조성물,

205 ~ 감광성 수지 조성물2, 206 ~ 잉크, 207 ~ 오버 코트 수지,

209 ~ 컬러필터, 210 ~ 공통전극, 211 ~ 배향막, 212 ~ 액정조성물,

213 ~ 화소전극, 214 ~ 글래스기판, 215 ~ 편광판, 216 ~ 백라이트광,

217 ~ 부여직 후 화소 잉크 단면, 218 ~ 프리베이크 후 화소 잉크 단면,

219 ~ 적정건조 조건시의 최종잉크 단면, 220 ~ 가운데가 오목하게 된 부적정 건조 조건시의 최종 잉크 단면, 221 ~ 가운데가 볼록하게 된 부적정 건조 조건시의 최종 잉크 단면도이다.

310 ~ 기판, 320 ~ 차광영역, 322 ~ 차광층, 324 ~ 뱅크측,

330 ~ 투과영역, 332 ~ 착색층, 332a ~ 투과부, 332b ~ 비투과부,

340 ~ 오버코트 층, 350 ~ 공통전극, 352 ~ 화소전극, 360,362 ~ 배향막,

370 ~ 액정막, 380 ~ 기판, 390,392 ~ 편광판, 300 ~ 컬러필터,

1000 ~ 액정표시장치, 2000 ~ 디지탈스틸카메라,

3000 ~ 퍼스널 컴퓨터이다.

본 발명의 컬러필터는 기판상으로 구획형성된 뱅크로 둘러싸인 개구부내에 잉크로 착색된 잉크막(착색층)을 구비하는 컬러필터로서, 뱅크는 기판측에서 금속막과 감광성 유기박막의 적층구조를 보유하고 있다. 이러한 적층구조에 의하여 충분한 높이의 뱅크를 형성할 수 있음과 아울러, 잉크에 대한 기판표면의 처리(뱅크는 발잉크성으로 하고 기판은 친잉크성으로 하는 처리)가 쉽게 된다.

감광성 유기박막으로서 금속막을 에칭하기 위한 레지스트를 사용할 수 있다. 이와같이 하면, 금속막의 에칭 후에 있어서 불필요한 레지스트를 제거하는 공정을 생략할 수 있고, 컬러필터의 제조공정을 간략화 할 수 있다.

감광성 유기박막은 폴리이미드막, 아크릴계 수지막, 폴리히드록시스틸렌막, 노볼락수지막, 폴리비닐알콜막, 카르도계수지막 중에서 어느 것으로 할 수 있다. 이 감광성 유기박막에 불소계의 계면활성제를 첨가함으로서 감광성 유기박막을 발잉크성으로 할 수 있다. 불소계의 계면활성제로서, 예컨대, 퍼플루오로알킬 및 그 유도체, 플루오로벤젠, 디플루오로벤젠, 트리플루오로벤젠, 퍼-플루오로벤젠, 플루오로페놀 및 그 유도체를 함유하는 불소기로서 보유하는 구조를 사용한다. 또, 감광성 유기박막에 불소계 폴리머를 배합함으로써 감광성 유기박막을 발잉크성으로 할 수 있다. 불소계 폴리머로서, 실리콘 고무, 폴리불화비닐리덴, 플루오로올레틴, 비닐에테르계 공중합체, 3불화에틸렌, 불화비닐리텐 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼-플루오로에틸렌프로필렌수지, 퍼-플루오로알콕시수지 중에서 어떤 것을 사용할 수 있다. 이들의 불소계의 계면활성제의 첨가량이나 불소계 폴리머의 배합비를 조정함으로써 뱅크와 잉크와의 접촉각, 즉, 뱅크의 발잉크성을 필요에 따라서 조정할 수 있다.

감광성 유기박막은 복수의 감광성 유기박막을 척층하여 구성할 수도 있다. 또, 금속막은 블랙매트릭스로서 기능시킬 수도 있다. 이 경우에 금속막의 조성은 크롬, 니켈, 텅스텐, 탄탈, 구리, 알루미늄 중에서 어느 것이든 바람직하다.

또, 뱅크와 잉크막을 가리는 보호막을 구비하는 컬러필터에 있어서, 보호막의 조성은 요구되는 내열성, 투광성, 레벨링성을 클리어하기 위하여, 비스페놀A, 비스페놀플루오렌 등이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 보호층의 조성을 유기박막의 조성과 동일하게 함으로써, 뱅크상에 형성되는 보호막의 튀김, 얼룩을 방지할 수 있고, 감도의 우수한 액정표시소자의 컬러필터를 제공할 수 있다.

기판의 표면처리에 있어서, 뱅크와 잉크와의 접촉각은 30도이상 60도이하로 되도록 뱅크와 잉크의 조합을 설정하는 것이 바람직하다.

30도미만이면 뱅크와 잉크의 친화성이 높아지고, 뱅크에 부착하는 잉크의 양이 많아지는 결과, 기판의 착색빠짐이 발생하기 쉽게 된다. 한편, 60도를 초과하면, 잉크에 대한 뱅크의 튀기는 성이 과대하게 되며 뱅크근처의 기판의 착색빠짐이 발생하기 쉽게 된다. 또, 기판과 잉크와의 접촉각은 30도이하로 바람직하다. 기판은 친잉크성인 것이 요구되며, 컬러필터의 화소피치는 고려하면 이 범위가 적당하다.

본 발명의 액정표시소자는 상기 컬러필터를 구비한다. 이 컬러필터를 구비함으로써, 표시얼룩이나 착색얼룩이 없는 고정세한 액정표시소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법은 기판상으로 구획형성된 뱅크로 둘러싸인 개구부내로 잉크막을 구비하는 컬러필터의 제조방법으로서 기판상에 금막을 구획형성하는 제1의 공정과 금속막상으로 감광성 유기박막을 형성함으로써 뱅크를 형성하는 제2의 공정과 개구부내로 잉크를 충전하여 잉크막을 형성하는 제3의 공정을 구비한다. 감광성 유기박막을, 금속막을 에칭하기 위한 레지스트로 함으로써, 레지스트의 제거공정을 생략할 수 있고, 컬러필터의 제조공정을 간략화할 수 있다. 제2의 공정은 금속막상에 복수의 감광성 유기박막을 적층함으로써 뱅크를 형성하여도 좋다. 또, 제2의 공정과 제3의 공정 사이로 산소가스를 도입가스로서 플라즈마처리를 하고, 기판표면을 친잉크성으로 하는 공정과 불화화합물을 도입가스로서 플라즈마처리를 하고, 뱅크를 발잉크성으로 하는 공정을 구비해도 좋다. 이 플라즈마처리 공정에 의하여 뱅크를 발잉크성으로 할 수 있고, 기판을 친 잉크성으로 할 수 있다. 도입가스로서의 불화화합물은 불화탄산가스, 불화질소가스, 불화유황가스 중에서 어느 것이든 바람직하다. 또, 불화화합물을 도입가스로한 플라즈마처리 공정으로 바꿔서 기판을 가열함으로써 뱅크를 발잉크성으로 할 수 있다.

또, 본 발명의 컬러필터의 제조방법은 투명기판상으로 차광측인 금속박막의 매트릭스패턴을 형성하는 공정과, 이 금속박막 차광층상에 수지에 의한 매트릭스뱅크를 형성하는 공정과 그 매트릭스패턴의 간극으로 잉크를 직접 도포하는 공정을 보유하는 것을 특징으로 한다.

또, 본발명의 액정표시장치의 제조방법은 투명기판상으로 차광층인 금속박막의 매트릭스패턴을 형성하는 공정과, 이 금속박막 차광층상에 수지에 의한 매트릭스뱅크를 금속박막의 매트릭스패턴에 대략 주가 되도록 형성하는 공정과, 상기 패터닝된 전면을 드라이에칭 처리하는 공정과, 그 매트릭스 간극에 잉크를 부여하는 공정, 윗면을 평활화하기 위한 오버코트 도포공정, 더욱 박막전극을 형성하는 공정을 거쳐서 컬러필터기판을 형성하는 공정, 그 컬러필터기판으로 대향시켜서 화소전극을 보유하는 대향기판을 배치하는 공정, 컬러필터기판과 대향기판의 간극으로 액정조성물을 봉입하는 공정을 보유하는 것을 특징으로 한다.

상기 제조방법은 투명기판상에 금속박막차광층 매트릭스패턴의 형성공정이 금속박막층을 포토레지스트에칭법에서 패터닝하는 공정인 것을 포함한다.

상기 제조방법은 잉크를 부여하는 간극을 칸막이 하는 뱅크가 상기 투명기판상에서 금속박막 매트릭스패턴과 거듭 맞처서 감광성 수지 도포물을 포토레지스트법에 의하여 패터닝하는 공정인 것을 포함한다.

상기 제조방법은 상기 수지뱅크 표면과 이 뱅크에 의하여 칸막이 된 투명기판 간극표면의 물에 대한 접촉각의 차 15˚이상을 얻는 공정이 수지표면과 기판간극의 전면 동시에 드라이 에칭하는 공정인 것을 포함한다.

상기 제조방법은 상기 수지 매트릭스패턴 간극으로 잉크를 부여하는 공정이 잉크제트 프린팅헤드에 의하여 6피코리터(10^-12ℓ) ~ 30피코리터(10^-12ℓ)의 미소잉크 방울을 제어하면서 부여하는 공정인 것을 포함한다.

상기 제조방법은 잉크가 150 ~ 300˚C의 고비등점 용제를 함유하며, 건조의 조건을 자연분위기 중에서 세팅, 400 ~ 100˚C의 프리베이크, 160 ~ 240˚C의 최종베이크와 적절하게 설정함으로써 도포건조후 기판간극 표면상에 잉크층막을 레벨링하고 막두께가 균일하게 되도록 성분조정된 열경화성 잉크인 것을 포함한다.

컬러필터의 제조에 있어서, 투명기판상으로 차광층 매트릭스패턴을 형성, 그 매트릭스패턴의 간극으로 필요한 색도의 적,녹,청의 색재, 잉크를 서로 혼색하지 않도록 부여함으로써 고감도의 우수한 컬러필터를 얻을 수 있다. 이때, 잉크의 혼색을 방지하기 위하여 상기 매트릭스패턴 간극을 구획하는 수지매트릭스패턴을 차광층 매트릭스패턴에 주가 되도록 형성한다. 잉크를 부여하기 전에, 이 2층으로 된 매트릭스패턴을 형성, 표면을 활성화하고 잉크부착의 조건을 조정하는 것이 컬러필터의 제조의 기본 기술의 하나이다.

본 발명에서는 상기 2층으로 된 매트릭스패턴의 제1 층 차광층으로서 금속박막을 적용, 0.1 ~ 0.5㎛의 두께로 형성, 포토레지스트 에칭법에 의하여 매트릭스패턴을 얻고 있다. 이 박막금속은 증착, 스패터링, 화학증착 등의 수법으로 얻을 수 있다. 제2 층으로서는 감광성 조성물을 적용, 제1 층에 주가되는 패턴을 1.5 ~ 5㎛의 층두께를 형성하고, 역시 포토레지스트법을 응용하여 패터닝한다. 제2 층에 적용하는 감광성 조성물은 흑색인 것을 필요하지 않고 일반적으로 입수가능한 감광성 조성물을 폭넓게 사용할 수 있다.

상기 2층이 패터닝된 기판간극 표면은 패터닝가공 도상에서 다양한 오염요인으로 배려되고 물에 대한 접촉각이 상승된 후의 잉크부여, 균일막 성막에 장해로 된다. 그때문에 패터닝한 후 잉크부여의 준비공정으로서 전면을 드라이 에칭하는 적업을 실시한다. 이때, 패턴 간극부의 물에 대한 접촉각이 당초의 투명기판의 값에 회복하는 조건을 얻으면 좋고, 간극부만을 선택적으로 에칭하는 것은 전혀 필요가 없다. 얻어진 견식에 의하면 UV조사, 플라즈마조사, 레이저조사 등의 드라이 에칭법에 의해서 간극부 표면과 제2 층의 재료수지 표면에 대한 접촉각의 차 15°이상을 얻을 수 있다.

또 본 발명에서는 상기 매트릭스패턴 간극표면에 잉크를 부여하는 공정에 착안하여 6 ~ 30피코리터의 미소한 잉크방울을 제어하면서, 50㎛각의 미세한 화소구획으로 정확하게 부여하는 기술을 확립하였다. 매트릭스패턴의 간극구획내로 부여된 잉크피막의 막두께의 균일성을 확보하기 위해서는 잉크의 성분으로서 고비등점 용제를 가해줌으로서 잉크의 레벨링성을 개량할 수 있고, 용제로서는 비듬점 150 ~ 300℃인 것에 현저한 효과가 있었다. 잉크피막의 막두께 균일성을 확보하기 위하여 상기 고비등점 용제의 첨가와 합쳐서 사용하는 수단은 잉크부여후의 건조조건의 제어이고 자연분위기 중의 세팅, 중온역인 40 ~ 100℃에서의 프리베이크, 160 ~ 240℃에서의 최종베이크의 3스텝에서 건조경화시키는 것이 적절하였다.

또, 본 발명에는 매트릭스패턴 간극으로 부여되고 가열경화된 잉크피막 색조의 분산을 일정범위내로 억제하는 것을 포함하고 있다. 색조분산을 고려하지 않으면 안되는 영역은 동일화소내, 동일칩내, 동일기판내이고, 본 발명에 의하면 어떤한 영역내에서도 분산의 지표인 색차가 3이하로 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 컬러필터는 투명한 기판상으로 차광영역과 투명영역이 소정의 매트릭스패턴으로 배열되고, 상기 차광영역은 차광층과 그 차광층상으로 설치되는 뱅크층을 포함하고 상기 투과영역은 상기 차과영역에 의하여 구획되는 착색층으로 구성되고 상기 뱅크층은 그 밑면에 주변이 상기 차광층의 주변보다 내측으로 위치하며 그 차광층은 윗면에 상기 뱅크층이 주가 되지 않는 노출면을 보유하고, 상기 착색층은 그 주변부가 상기 차광층의 상기 노출면상으로 주가 되도록 형성되어 있다.

이 컬러필터에서는 상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차과층의 주변보다 내측으로 위치한다. 즉, 평면패턴에 있어서 상기 차광층보다 폭이 작게 형성되고 상기 차광층의 일부가 노출하여 있다. 이 노출면을 보유하면서 균일한 막두께를 얻기 어려운 상기 착색층의 주변부에 상기 투과영역으로서 기능하지 않는 비투과부가 형성된다. 그 결과로 본 발명의 컬러필터는 투과영역으로서 기능하는 착색층의 광투과부가 막두께를 균일하게 할 수 있으므로, 색조얼룩 등의 결함이 발생하기 어렵고, 또한 감도가 높다.

또, 상기 차광층과 상기 뱅크측을 설치함으로써, 차광기능과 착색층의 구획기능을 각각 독립하여 설정할 수 있으므로 양자의 기능을 확실하게 발휘시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명의 컬러필터는 불충분한 차광성이나 착색층을 구성하는 색재의 혼색에 기인하는 화소결함이 발생하기 어렵다. 더욱이, 이와같은 기능을 분할함으로써, 차광층 및 뱅크측을 구성하기 위한 최적한 재료를 광범위에서 선택할 수 있고, 생산 비용의 점에서도 유리하다.

더욱이, 본 발명의 컬러필터에서는 상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광측의 주변보다 내측으로 위치한다. 즉, 상기 뱅크층의 측면이 상기 차광측의 측면보다 후퇴하고 있으므로 상기 차광층의 위로 스텝이 형성된다. 그리고, 이 스텝에서 색조로서의 잉크를 멈출수 있으므로 착색층의 형성시 잉크층의 일부가 뱅크층을 오버플로하여도 이 잉크는 이웃의 착색층 형성영역의 기판의 노출면으로 흘러들어가는 것이 방지된다. 그때문에, 잉크의 혼재에 의한 착색층의 혼색의 발생을 방지할 수 있다. 그결과, 본 발명의 컬러필터는 색조얼룩 등의 결함이 발생하기 어렵고, 감도가 높다.

본 발명의 컬러필터는 아래의 상태를 취하는 것이 바람직하다.

상기 차광층의 상기 노출면은 상기 투과영역의 주위에 걸쳐서 연속하는 것이 바람직하다. 이 노출면이 연속함으로써, 상술된 컬러필터의 작용효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다. 그리고, 상기 차광층의 상기 노출면은 상기 착색층의 주변부의 막두께의 불균일성 등을 고려하여, 그 폭이 3 ~ 10㎛인 것이 바람직하다.

상기 차광층은 금속층으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 차광층이 금속층으로 구성되는 경우는 작은 막두께에서 균일 또한 충분한 차광성을 얻을 수 있다. 차광성 및 성막성을 고려하면 차광층을 구성하는 금속층은 그 막두께가 0.1 ~ 0.5㎛인 것이 바람직하다.

상기 뱅크층은 상기 착색층을 형성할 때에 착색층 형성영역에 부여되는 잉크가 오버플로하지 않도록 잉크측을 유지하는 것 등을 고려하여 그 막두께가 1 ~ 5㎛인 것이 바람직한다.

상기 뱅크측은, 그 폭방향의 단면형상이 기판측일 수록 폭이 넓은 대략 사다리꼴이라도 좋다. 이와같은 뱅크층은, 착색층의 유효면적을 희생하지 않고, 착색층의 균일성을 보다 높일 수 있다.

본 발명의 컬러필터에 의하면 막두께의 균일한 착색된 투과영역을 얻을 수 있고, 상기 투과영역은 동일 화소내, 동일 칩내 및 동일 기판내에서의 색조분산이, 바람직하게는 색차 3이하, 보다 바람직하게는 색차 2이하의 양호한 광학특성을 발휘할 수 있다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법은 아래의 공정 (a) ~ (c)를 포함한다.

(a)투명한 기판상으로 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 차광층을 형성하는 공정.

(b)상기 차광층상으로 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 뱅크측을 형성하는 공정으로서 상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광측의 주변보다 내측으로 위치하여 그 차광층의 윗면의 일부가 노출하는 상태로 형성되는 공정.

(c)상기 차광층 및 뱅크층에 의해서 구획되는 착색층 형성영역으로 착색층을 형성하는 공정으로서, 그 착색층은 상기 기판상으로 형성되고 또한 그 주변부가 상기 차광측의 윗면의 노출면상에 주되는 상태로 형성되는 공정.

이 컬러필터의 제조방법에 의하면, 상술된 본 발명의 컬러필터를 간단한 공정에서 얻을 수 있다. 그리고 상기 뱅크측에 의하서 적색,녹색,및 청색의 각색의 색재(잉크)를 혼색이 없는 상태에서 착색층 형성영역으로 부여할 수 있고, 색조얼룩 등의 결함이 없는 고감도의 컬러필터를 얻을 수 있다.

또, 상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광층의 주변보다 내측으로 위치한다. 즉, 뱅크측의 측면이 상기 차광측의 측면보다 후퇴하고 있으므로 상기 차광층의 위로 스텝이 형성된다. 그리고, 이 스텝에 의해서 전술한 바와 같이, 잉크의 혼재에 의한 착색층의 혼색의 발생을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 컬러필터의 제조방법에 의하면, 색조얼룩 등의 결함이 발생하기 어렵고, 감도가 높은 컬러필터를 얻을 수 있다.

상기 공정(a)에 있어서, 상기 차광측은 상기 기판상으로 금속층을 형성한 후, 포트리소그래피 및 에칭에 의해서 그 금속층을 패터닝하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 차광층으로서 금속층을 사용하는 것의 이점에 대해서는 전술하였으므로 생략한다. 이 금속층은 증착법, 스패터법, 화학증착법 등의 방법으로 형성할 수 있다.

상기 공정(b)에 있어서, 상기 뱅크층은 상기 차광층이 형성된 기판상으로 감광성수지층을 형성하고, 그후 포토리소그래피에 의해서 패터닝하여 형성되는 것이 바람직하다. 이 뱅크층은 차광성을 요구하지 않으므로 흑색인 필요는 없고, 일반적으로 입수가능한 감광성 수지 조성물 중에서 넓게 선택할 수 있다.

상기 공정(c)의 착색층을 형성하는 공정전에, 차광영역이 형성된 기판의 전면에 대하여 표면처리가 실시되는 것이 바람직하다. 이 표면처리에 의하여 상기 뱅크층의 표면과, 상기 기판의 표면과의 물에 대한 접초각의 차가 15。이상으로 하는 것이 바람직하다. 이와같이, 착색층을 형성하기 전에 기판표면을 표면처리함으로써, 상기 기판의 착색층 형성영역이 노출면에 부착된 오염물질 등이 제거되고, 이 노출면의 물에 대한 접촉각을 작게 하여 잉크의 습윤 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 기판의 노출면과 상기 뱅크층의 표면의 물에 대한 접촉각을 제거함으로써, 착색층 형성영역의 노출면에 밀착성이 양호한 상태에서 잉크를 부여할 수 있음과 아울러, 뱅크층의 잉크를 튀기는 성질에 의해서 잉크가 뱅크층을 초과하여 오버플로 하는 것이 방지된다. 이 표면처리로서는 자외선조사, 레이저조사, 혹은 에칭가스를 포함하는 드라이에칭 등의 방법을 사용할 수 있다.

상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층은 상기 착색층 형성영역으로 잉크제트 프린팅헤드를 사용하여 잉크가 부여되는 것이 바람직하다. 이 방법에 의하면 본 발명의 컬러필터를 간단 또한 적은 공정에서 형성할 수 있다. 즉, 상기 착색층을 잉크제트법에 의해서 형성함으로서, 포토리소그래프를 사용한 패터닝의 공정을 줄일 수 있고, 공정을 간이화할 수 있다. 또, 잉크제트법에서 착색층 향성영역으로 잉크를 부착시킴으로서, 필요한 영역만으로 잉크를 부여할 수 있다. 그때문에, 포토리소그래프에 의한 패터닝과 같이 불필요부분을 제거하는 것에 의한 색재의 손실이 없고, 컬러필터의 제조비용을 저감할 수 있다.

잉크제트법에서는, 상기 잉크는 6 ~ 30피코리터의 미소한 잉크방울로서 부여되는 것이 바람직하다. 이와같은 미소한 잉크방울의 방울수를 제어함으로써, 예컨대, 40 ~ 100㎛각의 미세한 영역으로 잉크를 정확하게 부여할 수 있다.

상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층을 형성하기 위한 잉크는 150 ~ 300℃의 비등점을 보유하는 용제를 함유하는 것이 바람직하다. 잉크에 고비등점용제를 가해줌으로써, 잉크의 건조속도를 감속시킬 수 있다. 그 결과, 잉크의 레벨링성이 개선할 수 있고, 착색층의 막두께를 더욱 균일하게 할 수 있다. 고비등점 용제로서는 브틸카르비톨아세테이트, 메톡시브틸아세테이트, 에폭시에틸프로피오네이트 및 메톡시-2-프로필아세테이트에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 또, 이것으로 한정되지 않고, 비등점이 150 ~ 300℃의 용제라면 안료의 분산성 혹은 염료의 용제성 등을 고려하면서 폭넓은 범위에서 선택할 수 있다.

상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층을 형성하기 위한 잉크는 상기 착색층형성 영역으로 부여된 후 잉크의 특성에 따라서 자연분위기에서의 세팅 및 40 ~ 100℃에서의 프리베이크의 적어도 한쪽과, 160 ~ 300℃의 최종 베이크를 조합하여 실시하는 것이 바람직하다. 상술한 잉크의 건조속도의 제어를 고려하면서, 잉크의 건조조건 및 그 조합을 선택함으로서, 착색층의 막두께의 말할나위없는 균일성을 확보할 수 있다.

본 발명에 관한 전기광학장치는 상기 어느 것의 컬러필터와 그 컬러필터와 소정간격을 두고 배치되는 대향기판과 상기 컬러필터와 그 컬러필터와 소정간격을 두고 배치되는 대향기판과 상기 컬러필터와 상기 대향판과의 사이로 배치되는 전기광학재료층을 포함한다.

또, 본 발명에 관한 전자기기는 본 발명의 전기광학장치를 포함한다.

본 발명에 관한 전기광학장치 및 전자기기에 의하면 상술한 본 발명의 컬러필터의 작용효과와 마찬가지로 비용의 저감을 도모하고, 색조얼룩 등의 화소결함이 없고 고감도의 표시가 생긴다. 그리고, 상기 광학재료층으로서 액정재료층을 사용하면, 색조얼룩 등의 화소결함이 없고 높은 감도의 표시가 생기는 액정표시장치를 구성할 수 있다.

(실시형태1)

도 1를 참조하여 컬러필터의 제조공정을 설명한다.

박막형성공정(도 1(A))

본 공정은 기판 110상으로 크롬막(120), 레지스트(130)를 성막하는 공정이다. 기판(110)의 재질로서 글래스기판, 플라스틱 필름, 플라스틱시트 등을 사용할 수 있다. 기판(110)으로서의 예컨대, 370㎜×470㎜×1.1㎜정도의 평탄한 투명글래스기판을 준비한다. 이 투명글래스기판은 350℃의 열에 견디게 되며, 산이나 알칼리 등의 약품에 침범되기 어렵고, 양산 가능한 것이 바람직하다. 크롬을 타겟으로 하고, 아르곤가스로 이것을 스패터하고, 기판(110)상으로 크롬막(120)을 성막한다. 막두께는 0.15㎛로 한다. 이 크롬막(120)은 후술한 공정에서 소정의 구획영역으로 패터닝되며 화소영역으로 개구부를 구비하는 블랙매트릭스로서 기능한다. 계속하여, 크롬막(120)상으로 포티타이프의 감광성 레지스트(130)를 스핀코트한다. 레지스트(130)의 막두께는 2.5㎛로 한다. 또한, 블랙매트릭스의 재료는 크롬외에, 니켈, 텅스텐, 탄탈, 구리, 알루미늄 등이라도 좋다.

에칭공정(동도 (B))

본 공정은 레지스트(130)를 마스크로서 크롬막(120)을 에칭하고, 뱅크(112)를 형성하는 공정이다. 감광성 레지스트(130)를 도포후 전면을 소정의 구획패턴으로 일괄노광하여 현상한다. 계속하여, 이 레지스트(130)를 마스크로서 질산 제2 셀륨암모늄과 염소산염의 수용액으로 크롬막(120)을 에칭하고, 개구부(111)를 형성한다. 개구부(111)의 형성패턴은 모자이크배열, 델타배열, 스트라이프 배열 등 적당히 선택하여 패터닝한다. 개구부(111)의 형상은 직사각형으로 한정되지 않고 잉크방울의 형상에 맞춰서 원형모양이라도 좋다. 이 공정에 의하여 크롬막(120)과 레지스트(130)로 이루어지는 뱅크(112)(막두께 2.65㎛)가 형성된다. 뱅크(112)는 개구부(111)의 칸막이 부재로서 기능한다.

또, 상기 공정에 있어서, 레지스트(130)를 현상하여 얻어진 레지스트패턴을 약액처리 또는 산소 플라즈마 등의 아싱처리에 의하여 크롬막(120)에서 박리시켜 구획형성된 크롬패턴을 기판표면으로 노출시킨다. 이 크롬패턴상으로 레지스트 혹은 폴리이미드를 도포하고, 크롬패턴에 겹치도록 포토리소공정에서 패터닝하고, 뱅크(112)를 형성하여도 좋다.

표면처리공정(동도 (C))

본 공정은 기판표면을 플라즈마처리함으로써, 기판(110)에는 친잉크성을 부여하며, 뱅크(112)에는 발잉크성을 부여하는 것이다. 뱅크(112)의 상부(레지스트 130)는 절연유기재료로 구성되고, 기판(110)은 글래스 등의 무기재료로 구성되어 있으므로 불소계 화합물을 함유하는 가스를 도입가스로서 기판표면을 플라즈마처리를 함으로써, 상기 효과를 얻는다. 구체적으로는, 용량결합형의 플라즈마처리에서는 도입가스를 반응실로 흐르게 하고, 한쪽의 전극(101)을 기판(110)과 접속하여 다른쪽의 전극(102)을 기판(110)의 표면으로 재향시켜, 전원(103)에서 전압을 인가한다.

우선, 도입가스로서 산소(O₂)를 가스용량 500SCCM, 파워 0.1w/㎠ ~ 1.0w/㎠, 압력 1Torr이하의 조건에서 10초 ~ 30초 플라즈마처리를 실시한다. 이 공정에서 개구부(111)의 아싱처리가 실시되고, 표면으로 노출된 기판(110)이 활성화하므로서 친잉크성으로 된다.

다음에, 도입가스로서 불화탄소(CF₄)를 가스유량 900SCCM, 파워 0.1W/㎠ ~ 1.0W/㎠, 압력 1Torr이하의 조건에서 600초 ~ 3600초 플라즈마처리를 실시한다.

이 공정에 의하여, 뱅크(112)의 표면 에너지를 저하시킬 수 있고, 잉크를 튀김하기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 기판(110)의 표면을 친 잉크성으로 유지하는 대로 뱅크(112)를 영구적으로 발잉크성으로 할 수 있다.

또한, 불소계 화합물의 가스로 플라즈마처리를 하는 경우, 불화탄소(CF₄)외에 불화질소(NF₃),불화유황 (SF₆)등을 사용할 수도 있다. 또, 뱅크(112)는 산소플라즈마에서 일단 활성화한 후 열처리에 의하여 본래의 발잉크성으로 복귀할 수도 있다.

상기 표면처리공정에 의하여 기판표면을 개질할 수가 있지만, 특히 잉크와 뱅크(112)와의 접촉각은 30도 ~ 60도로 설정하는 것이 바람직하며, 잉크와 기판(110)과의 접촉각은 30도아하로 설정하는 것이 바람직하다.

잉크와 뱅크(112)와의 호적한 접촉각의 범위에 대해서는 아래에 진술하는 실험결과에서 안내할 수 있다. 실험에세는 잉크와 글래스기판과의 접촉각이 15도의 조건하에서 뱅크와 잉크와의 접촉각을 15도, 33도, 64도로 설정된 경우의 잉크막의 막두께 상태를 측정하였다. 측정결과를 도 3에 표시한다.

도면 중에서, 부호(105)는 뱅크 BM과 잉크막(IL)의 막두께를 나타내며, 부호(106)은 잉크막(IL)의 이상적인 막두께를 표시하는 보톰라인이다.

동도(A)는 잉크와 뱅크(BM)의 접촉각이 15도의 경우를 표시하며. 잉크막(IL)의 중앙부의 막두께가 부족하고 있는 것이 확인할 수 있다. 이때문에 잉크막(IL)의 중앙부에 있어서 색누락이 발생하고 있다. 이것은 잉크와 뱅크(BM)와의 친화성이 높기때문에 뱅크(BM)에 부착하고 있는 잉크의 양이 많고, 개구부내측으로 충분하게 잉크가 보급되지 않는 까닭으로 생각된다. 잉크에 의한 착색이 이와같은 상태에서는 액정표시소자의 감도의 저하를 초래하는 원인으로도 되므로 바람직하지 않다.

동도(B)는 잉크와 뱅크(BM)와의 접촉각이 33도의 경우를 표시하며, 개구부 전체에 잉크가 보급되고 색누락이 발생하고 있지않는 것을 확인할 수 있다.

이것은 잉크와 뱅크(BM)와의 발잉크성 및 잉크와 기판과의 친 잉크성과의 밸런스가 양호함으로 착색얼룩이 발생하지 않기 때문이라고 생각된다.

동도(C)는 잉크와 뱅크(BM)와의 접촉각이 64도의 경우를 표시하며, 뱅크(BM) 근처에서 잉크막(IL)의 색누락이 발생하고 있는 것이 확인할 수 있다. 이것은 뱅크(BM)의 발잉크성이 높으므로 뱅크(BM)근처에서 잉크막(IL)의 색누락이 발생하고 있기 때문이라고 생각된다. 이상의 결과에서, 잉크와 뱅크와의 접촉각은 30도 ~ 60도로 설정하는 것이 바람직하다고 생각된다.

잉크와 기판(110)과의 접촉각의 범위에 대해서는 아래에 진술하는 고찰결과에서 안내할 수 있다. 도 4는 기판과 잉크와의 접촉각이 θ, 기판과 잉크와의 접촉폭이 d의 조건하에서 형성되는 잉크방울의 면적(S)을 구하는 도면이다. 동동에서 면적(S)을 부채꼴의 면적에서 직각 3각형의 면적을 뺌으로써 구할 수 있다.

이것을 계산하면 면적(S)는,

S= d²/4 [θ/sin²θ-1/tanθ]

로 된다. 이 식을 기초로 d의 값을 5㎛ ~ 100㎛의 범위로 변환했을 때의 기판과 잉크의 접촉각(θ)[도]와 잉크방울의 체적(S)[㎛³/㎛]와의 관계를 도시한 것이 도 5이다. 도면 중에서 부호 A는 d=100㎛의 경우, B는 d=90㎛의 경우, C는 d=80㎛의 경우, D는 d=70㎛의 경우, E는 d=60㎛의 경우, F는 d=50㎛의 경우, G는 d=45㎛의 경우, H는 d=40㎛의 경우, I는 d=35㎛의 경우, J는 d=30㎛의 경우, K는 d=25㎛의 경우, L는 d=20㎛의 경우, M는 d=15㎛의 경우, N는 d=10㎛의 경우, O는 d=5㎛의 경우이다.

잉크제트식 기록헤드(에프손제 MJ-500C)에서 토출되는 잉크방울을 한 방울당 571㎛³로 하고, 컬러필터에 있어서의 화소영역의 피치를 80㎛로 하면, 동도면에서 기판과의 접촉각은 28도인 것을 알 수 있다.

기판과 잉크는 친잉크성이 구해지므로, 잉크와 기판과의 접촉각은 30도이하로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 잉크와 뱅크와의 접촉각을 상기 범위로 설정하기 위해서는 레지스트(130)에 불소계의 계면활성제, 예컨대, 퍼플루오로알킬 및 그 유도체, 플루오로벤젠, 디플루오로벤젠 트리플루오로벤젠, 퍼플루오로벤젠 플루오로페톨 및 그 유도체를 함불소기로서 보유하는 구조인 것 등을 첨가하면 좋다. 레지스트(130)에 불소계의 계면활성재를 첨가함으로서 레지스트(130)의 표면에너지를 저하시켜, 잉크를 튀김하기 쉽게 할 수 있다. 이들의 계면활성재를 첨가한 레지스트(130)는 본 발명자에 의한 실험의 결과, 충분히 레지스트막으로서의 기능(내에치성 및 크롬막(120)과의 접착성)을 보유하는 것이 확인할 수 있었다. 이들의 계면활성재의 첨가량을 적당히 조정함으로서 뱅크와 잉크와의 접촉각을 20도 ~ 60도의 범위로 설정할 수 있다.

또, 레지스트(130)는 불소계의 폴리머에서 블렌드한 것, 예컨대, 실리콘고무, 폴리불화비닐리덴, 플루오로올레핀, 비닐에에테르계 공중합체, 3불화에틸렌, 불화비닐리덴 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로에틸렌프로필렌수지, 퍼플루오로알콕시수지 중에서 어떤한 재료와 블랜드하여 사용해도 좋다. 레지스트(130)에 불소계의 폴리머를 블렌드함으로서 레지스트(130)의 표면에너지를 저하시켜, 잉크를 튀김하기 쉽게 할 수 있다. 이들의 폴리머를 블렌드한 레지스트(130)는 본 발명에 의한 실험의 결과, 충분히 레지스트막으로서의 기능(내에치성 및 크롬막(120)과의 접착성)을 보유하는 것이 확인되었다. 이들의 폴리머의 배합비를 적당히 조정함으로서 뱅크와 잉크와의 접촉각을 2도 ~ 57도의 범위로 설정할 수 있다. 또한, 이들의 접촉각은 잉크의 접촉각은 잉크의 점성계수 η=4.30cPs, 표면장력γ= 29.3mN/m인 때의 값이다.

잉크충전공정(동도(D))

본 공정은 잉크제트법에 의하여 개구부(111)에 잉크를 뿜어내어서 화소를 R,G,B에 착색하는 공정이다. 잉크제트식 기록헤드(104)의 가압실에 잉크를 가득채우고, 압전체박막소자 등의 액추에이터 구동에 의하여 가압실내의 압력을 높이며, 잉크방울(140)을 토출한다. 뱅크(112)는 그 상부가 발잉크성처리가 되어 있으므로 잉크가 뱅크(112)를 초과하여 이웃의 개구부(111)로 흘러들어가거나 스며나오거나 하는 것을 방지할 수 있다. 뱅크(112)의 높이는 착색에 필요로 하는 잉크량을 고려하여 결정하면 좋고, 레지스트(130)의 두께에 의하여 쉽게 조정할 수 있다.

개구부(111)에 잉크방울을 충전한 후, 히터로 가열처리를 한다. 가열은, 예컨대, 110℃의 온도로 실시하고, 잉크의 용매를 증발시킨다. 이 처리에서 잉크의 고형성분만을 잔류시켜 막화한다. 이 때문에 잉크는 착색후의 공정을 고려하여 가열로 경화하며, 혹은, 자외선 등의 에너지로 경화하는 성분을 첨가할 수도 있다.

가열로 경화하는 성분으로서는 각종의 열경화성 수지를 사용할 수도 있고, 에너지로 경화하는 성분으로서는, 예컨대, 아크릴레이트 유도체, 메타아크릴레이트 유도체에 광반응개시제를 첨가한 것 등이 적용할 수 있다. 특히, 내열성을 고려하여 아크릴로일기, 메타아크릴로일기를 분자내로 복수보유하는 것이 바람직하다.

보호막 형성 공정(동도(E))

본 공정은 잉크막을 가리도록 보호막을 형성하는 공정이다. 잉크막 형성후 잉크방울을 완전히 건조시키기 위하여 소정의 온도(예컨대, 200℃)로 소정시간(예컨대, 30분)의 가열을 실시한다. 건조가 종료하면, 잉크막이 형성된 컬러필터기판으로 보호막(150)을 형성한다. 이 보호막(150)은 필터표면의 평활화의 역할까지도 떠맡는다. 보호막(150)의 형성에는, 예컨대, 스핀코트법, 롤코트법, 디팅법 등이 적용할 수 있다. 보호막(150)의 조성으로서는 광경화성 수지, 열경화상 수지, 광열병용 타이프의 수지, 증착이나 스패터 등으로 형성된 무기재료 등을 사용할 수도 있고, 컬러필터로서 사용하는 경우의 투명성을 고려하여 그후의 ITO형성 프로세스, 배향막형성 프로세스 등으로 견딜 수 있는 것이라면 사용가능하다. 보호막(150)을 스핀코트하게 되면, 이것을 건조시키기 위하여 소정의 온도(예컨대, 220℃)에서 소정의 시간(에컨대, 60분)가열한다.

또한, 보호막(150)의 조성과 레지스트(130)의 조성을 동일하게 함으로서, 뱅크(112)상으로 형성되는 보호막(150)의 튀김, 얼룩의 형성 등을 방지할 수 있다. 이 경우의 보호막(150)의 재료로서, AHPA(비스페놀A), FHPA(비스페놀플로올렌) 등을 사용할 수 있다. 이들의 재료로 보호막(150)을 형성하는데는 우선, 기판(110)을 순수세정하여 아미노시란 처리를 한 후, AHPA 등을 기판표면으로 스핀코트한다. 계속하여, 프리베이크(80℃, 10분), 레벨링(150℃, 10분), 포스트베이크(20℃, 60분)의 처리를 하여 보호막(150)을 형성한다.

투명전극형성 공정(동도(F))

계속하여, 스패터법, 증착법 등의 공지된 수법을 사용하여 투명전극(160)을 보호막(150)의 전면에 걸쳐서 형성한다. 투명전극(160)의 조성으로서는 ITO(Indium Thin Oxide), 산화인듐과 산화아연의 복합산화물 등, 광투과성 도전성을 겸비한 재료를 사용할 수 있다.

이상의 공정을 거쳐서 컬러필터기판을 제조할 수 있다. 컬러액정패널은 일반적으로 컬러필터기판과 대향기판을 대향시켜서 붙이고, 2장의 기판사이로 액정화합물을 봉입하여 제조한다. 액정패널의 대향기판의 내측에는 박막트랜지스트와 화소전극을 매트릭스형상으로 형성한다. 더욱이 양기판의 면내에는 배향막이 형성되어 있고, 이것을 라빙처리함으로서 액정분자를 일정방향으로 배열시킬수 있다. 각각의 글래스기판의 외측에는 편광판이 접착되어 있고, 액정화합물은 이들의 글래스기판의 간극으로 충전된다. 또, 백라이트광으로서는 형광등과 산란판의 조합이 일반적으로 사용되어 있고, 액정화합물을 백라이트광의 투과율을 변화시키는 광셔터로서 기능시킴으로서 컬러표시를 실시한다.

또한, 본 실시형태(1)는, 엘렉트롤미네센스 소자의 제조공정에도 응용할 수 있다. 즉, 뱅크에 둘러싸인 화소영역으로 정공수입층, 발광층, 전자수송층 등을 구성하는 박막재료를 잉크제트법으로 착색하는 경우에는 뱅크의 구조를 상기 구조로 함으로써 기판표면의 설계처리(뱅크의 발잉크성 처리와 기판의 친잉크성처리)가 쉽게 된다.

본 실시형태(1)에 의하면, 뱅크를 크롬막과 레지스트의 2층 구조로 하였기 때문에 기판표면의 설계처리가 쉽게 된다. 또, 코롬막의 에칭공정에 있어서의 레지스트를 제거하지 않고, 그대로 잔류함으로서 뱅크를 형성하기 위하여 제조공정을 간략화할 수 있다.

(변형예 1)

도 2(A1~A3)를 참조하여, 실시형태(1)의 변형예(1)에 의한 컬러필터에 대하여, 그제조 공정을 설명한다. 본 변형예가 상기 컬러필터와 달리하는 점은 뱅크(112)를 감광성 폴리이미드막(170)과 크롬막(120)의 적층구조로한 점이다. 우선, 기판(110)상에 막두께 0.15㎛의 크롬막(120)을 스패터법으로 성막하고, 이 이상에 감광성 폴리이미드막(170)을 전면으로 성막한다(도 2(A1)). 화소영역이 패턴에 맞춰서 감광성 폴리이미드막(170)을 노광, 형성하여, 불필요한 부분을 제거한다(동도(A2)). 감광성 폴리이미드막(170)을 마스크로서 크롬막(120)을 에칭하고, 개구부(111)를 형성한다. 이 공정에서 크롬막(하층)/감광성 폴리이미드막(상층)으로 이룩하는 뱅크(112)가 형성된다(동도(A3)). 이후, 도 1(C) 내지 도 1(F)에 표시하는 공정에 따라서 컬러필터기판을 제조한다.

본 변형예(1)에 의하면, 뱅크를 크롬막과 감광성 폴리이미드막의 2층 구조로 하였으므로, 기판표면의 설계처리(뱅크의 발잉크성처리와 기판의 친 잉크성처리)가 쉽게 된다. 또, 크롬막의 에칭공정에 있어서 마스크로서 기능하는 감광성 폴리이미드막을 제거하지 않고 그대로 잔류함으로서 뱅크를 형성하기 위해 제조공정을 간략화할 수 있다.

또한, 감광성 폴리이미드막 외에 폴리이미드막, 아크릴계수지막, 폴리히드록시스틸렌막, 노볼락수지막, 폴리비닐알콜막, 카르도계 수지막 등의 감광성 유기재료를 사용할 수도 있다.

(변형예 2)

도 2(B1~B4)를 참조하여, 실시형태(1)의 변형예(2)에 의한 컬러필터에 대하여 그 제조공정을 설명한다. 본 변형예(2)가 상기 컬러필터와 달리하는 점은 뱅크(112)를 감광성 폴리이미드막(170), 레지스트(130) 및 크롬막(120)의 적층구조로한 점이다. 우선, 기판(110)상으로 크롬막(120)(막두께 0.15㎛), 레지스트(130)를 성막한다(동도(B1). 레지스트(130)를 패터닝하여 이것을 마스크로서 크롬막(120)을 에칭한다(동도(B2)). 레지스트(BO)을 소거하여 기판전면에 감광성 폴리이미드막(170)을 도포하고(동도(B3))레지스트(120)과 동일패턴에 노광현상하고 불필요부분을 제거한다(동도(B4)). 이 후에 도 1(C) 내지 도 1(F)에 표시하는 공정에 따라서 컬러필터기판을 제조한다.

본 변형예(2)에 의하면, 뱅크를 복수의 감광성 유기재료로 형성하였으므로 이들의 감광성 유기박막을 조합함으로서 기판표면의 설계처리가 쉽게 된다.

(실시예2)

본 발명의 실시형태(2)에 의한 컬러필터의 제조공정을 도 6를 참조하여 설명한다. 처음 공정은 도 6(a)이고, 투명기판(201)상에 차광성 박막 금속층을 형성하는 재료로서 크롬, 니켈, 알루미늄의 어느 것도 전자디바이스 가공프로세스로 자주 사용되는 금속을 사용하고, 그 박막을 투명기판상에 드라이 도금법으로 부착시켜서 차광층(202)을 얻었다. 두께 0.1㎛이상이면 충분히 차광성이 얻어지며, 얻어진 금속피막의 밀착성, 취성 등을 고려하면, 두께 0.5㎛가 한도이다. 금속은 어떤한 금속이라도 좋고, 박막형성이 간편하고 포토레지스트에칭을 함유하는 전체공정의 효율을 배려하여 폭넓게 선택할 수 있다.

다음에, 도 6(b,c)에 표시하듯이, 포토레지스트에칭법에 의하여 투명기판상 화소부로 되는 패턴구획 간극부분의 박막금속층을 제거하고, 필요한 매트릭스패턴형상을 얻는다(도 6(d)).

상기 금속박막 차광층을 제1층으로 하면, 이것을 겹쳐서 제2 층의 매트릭스패턴을 구획 수지뱅크(205)을 두께 1.5 ~ 5㎛의 범위로 형성한다(도 6(e)). 제2 층의 역할은 잉크를 부여해야 할 매트릭스패턴간극을 뱅크로서 칸막이칸막이 인접하는 잉크상호의 혼색을 방지하는데 있다. 수지로서는 감광성 수지조성물을 사용한다. 그리고, 포토레지스트법에 의하여 잉크를 부여해야할 매트릭스패턴 간극부분의 수지를 제거한다(도 6(f,g)).

매트릭스패턴은 제1층의 패턴과 제2 층의 패턴이 중합하지 않으면 안된다. 중합정밀도는 평균적으로 제1층의 패턴폭 마이너스 제2 층의 패턴폭이 플러스 5㎛이고, 제1 층의 패턴폭이 제2층의 패턴폭보다 크다. 이 제2 층의 뱅크높이는 화소 중에 형성하는 잉크피막의 막두께와의 관계에서 결정한다. 제2 층의 감광성수지조성물으로서는 물에 대한 접촉각이 특히 큰, 발수성에 우수한 것, 혹은 흑색과 안정되는 것은 아니고, 폭넓게 선택할 수 있다. 당 발명 사례에서는 우레탄 혹은 아크릴계 광경화형의 감광성 수지조성물에 의해서 목적을 달성할 수 있었다.

잉크를 부여하기 전에 표면조정은 상기 패터닝이 끝난 기판표면을 드라이에칭하여 실시한다. UV조사 대기압 플로즈마 조사의 어느 것에 의해서도 소기의 드라이에칭효과를 얻을 수 있지만, 대기압 플라즈마 에칭법은 공정을 라인화하는데 적합하다.

다음에 도 6(h)에 표시하듯이 매트릭스패턴 간극으로 잉크를 부여한다. 잉크를 부여하는 방법으로서 잉크제트 프린팅방식으로 사용되어 있는 프링팅헤드에 의한 잉크제트법을 응용한다. 50㎛각이라고 한 미세한 면적에 정밀도 양호하게 잉크피막을 형상하는 방법으로서는 토출하는 잉크방울을 미세화하며, 게다가 토출잉크의 방울수를 제어할 수 있는 잉크제트 프린트법이 최적하고 효과적이다.

상기 미세한 잉크방울을 목표로하는 위치(206), 즉, 매트릭스패턴 간극으로 정밀도 양호하게 부여하는 데도 우선, 잉크방울의 사이즈를 타게트인 매트릭스패턴 간극의 사이즈에 맞춰서 제어하는 것이 필요하다. 잉크방울 사이즈는 50㎛각의 화소사이즈에 대해서는 6~30피코리터로 제어함으로서 양호한 결과를 얻었다. 스루프트를 고려하면 바람직하게는 12~20피코리터에서 양호한 결과를 얻었다. 또, 잉크제트 프린팅헤드에서 잉크방울을 비행시켜 타게트로 정확히 도달부착시키는 데는 더욱 잉크방울이 비행도중 분열되지 않고, 게다가 똑바로 비행하도록 조건을 조정하지 않으면 안된다.

본 실시형태(2)에서는 부여하는 잉크의 피막이 부착, 건조, 경화된 후에, 도 6(i)에 표시하였듯이, 두께가 균일하게 되도록 건조도상의 레벨링성을 개선하는 수단을 제공한다. 하나의 수단은, 부여하는 잉크에 고비등점 용제를 가하여 잉크의 건조속도를 감속시키는 방법이다. 고비등점 용제로서는 브틸카르비톨아세테이트, 메폭시브틸어세테이트, 에폭시에틸프로피오네이트, 메톡시-2-프로필아세테이트가 열거된다. 단 이것으로 한정되지 않고 비등점 150 ~ 300℃의 용제라면, 안료의 분산성 혹은 염료의 용해성 등을 고려하면서 폭넓게 선택할 수 있다.

현재 하나의 수단은 부여된 잉크의 건조속도를 제어하는 방법이다. 잉크는 부여후에 낮은 비등점 용제분에서 증발이 진행하고 레벨링하면서 점도 상승을 일으키고 안료 혹은 염료를 함유하는 수지분이 열에 의해서 가교하여 경화한다. 건조조건으로서, 잉크의 특성에 따라 자연분위기 중에서 세팅 혹은 40 ~ 100℃의 프리베이크와 150 ~ 300℃의 최종 베이크를 조합해서 적용한다. 잉크부여직후의 화소단면 형상인 도 8(a)(217)는 건조상(218)을 거쳐서 평탄한 피막(219)으로 된다. 잉크는 각각 고유의 점도, 표면장력, 유동특성을 지니고 건조후의 균일한 피막두께를 얻는데는 잉크고유의 특성에 따라서 상기 건조조건의 범위, 및 조합을 적용하지 않으면 안된다. 건조경화조건이 잉크특성과 매칭하지 않는 경우는 도 8(b)(220), 혹은 동(c)(221)에 표시하도록 부여된 잉크의 피막두께가 불균일하게 되고 화소색조의 분산의 원인으로 된다.

화소색조피막의 형성한 후, 도 6(j)에 표시하듯이, 평활표면을 얻기 위해서 오버코트(207)를 형성한다. 더욱 도 6(k)에 표시하듯이, 그 표면에 박막공통전극(210)을 형성하여 컬러필터를 완성한다.

도 7에 본 실시형태(2)에 의한 상기 컬러필터를 짜넣은 TFT컬러 액정표시장치의 단면을 표시한다. 또한, 그 형태는 본예로 한정되는 것이 아니다.

컬러액정표시장치는 일반적으로 컬러필터기판(209)과 대향기판(214)을 조합하여 액정조성물(212)을 봉입함으로서 구성된다. 액정표시장치의 한쪽의 기판(214)의 내측으로 TFT(비도시)와 박막화소전극(213)이 매트릭스형상으로 형성된다. 또, 다른쪽의 기판으로서 화소전극에 대향하는 위치에 적,녹,청색의 화소색재가 배열하도록 컬러필터(209)가 설치된다.

양기판의 면내에는 배향막(211)이 형성되어 있고, 이것을 루빙처리함으로서 액정분자를 일정방향으로 배열시킬 수 있다. 또, 각각의 기판의 외측에는 편광판(215)이 접착되어 있고, 액정조성물(212)는 이 기판의 간극으로 충전된다. 또, 백라이트로서는 형광등(비도시)과 산란판의 조합이 일반적으로 사용되어 있고, 액정조성물을 백라이트광의 투과율을 변화시키는 광셔터로서 기능시키므로서 표시를 실시한다.

이 실시형태(2)에 대하여, 실시예에 의해서 더욱이 상세하게 설명한다.

(예1)

두께 0.7㎜, 세로 38㎝, 가로 30㎝의 무알칼리글래스 투명기판 표면을 열농황산에 과산화수소를 1%첨가한 세정액으로 세정하고, 순수로 린수한 후, 에어건조를 실시하여 청정표면을 얻는다. 이 표면에 스패터냅에 의하여 크롬피막을 피막두께 평균 0.2㎛로 형성하고, 차광피막층을 얻었다. 이 표면에 포토레지스트 OFPR-800(동경응화제)을 스핀코트하였다. 기판은 호트플레이트상에서 80℃로 5분간 건조하여 포토레지스트 피막을 형성하였다. 이 기판표면에 소요의 매트릭스패턴 형상을 묘화한 마스크필름을 밀착하고, UV노광을 실시하였다. 다음에, 이것을 수산화칼륨 8%의 알칼리현상액으로 침지하여 미노광된 화소부분의 포토레지스트를 제거하였다. 계속하여, 노출된 화소부 크롬피막을 염산을 주성분으로 하는 에칭액으로 에칭제거하였다. 이와같이 하여 매트릭스패턴 제1층인 크롬박막차광층(블랙매트릭스, 약칭 BM)을 얻었다.

이 기판상으로 제2 층으로 포지타이프 투명 아크릴계 감광성 수지 조성물을 역시 스핀코트법으로 도포하였다. 100℃에서 20분간 프리베이크한 후 크롬매트릭스패턴의 패터닝에 사용된 마스크의 보정판을 사용하여 UV노광을 실시하였다. 미노광부분인 화소부분의 수지를 역시 알칼리성의 현상액으로 현상하여 순수로 린스한 후 스핀건조하였다. 최종건조로서의 아프터베이크를 200℃에서 30분간 실시하고 수지부를 충분히 경화시켰다. 이 수지층피막의 두께는 평균 3.5㎛로 되어 있었다.

얻어진 2층 매트릭스패턴 중에서 화소로 되는 간극부의 잉크습윤의 개선때문에 드라이에칭, 즉 대기압 플라즈마처리를 실시하였다. 헬륨에 산소를 20% 가한 혼합가스에 고압을 인가하고 플라즈마분위기를 대기압내에 에칭스포트로 형성하고, 기판을 이 스포트 아래를 통과시키서 에칭하며, 뱅크수지부와 아울러 화소부의 활성화처리를 실시하였다. 처리한 직후 대비테스트 플레이트에서의 물에 대한 접촉각은 수지피막상 평균 50°에 대하여 글래스기판상 평균 30°로 되어 있었다.

이 기판상 패턴 간극 화소부분으로 잉크제트 프린팅헤드로부터 색재인 잉크를 고정밀도로 제어하면서 토출, 도포하였다. 잉크제트 프린팅헤드에는 피에조압전효과응용의 정밀헤드를 사용하고, 잉크방울은 20피크리터의 미소한 화소마다 3~8방울씩 각색을 선택적으로 비행시켰다. 헤드에서 타게트인 화소블랑크에의 비행속도, 비행굴곡, 사텔라이트라고 호칭되는 분열 미주적발생방지를 위해서는 잉크의 물성은 본래부터 헤드의 피에조소자를 구동하는 전압과 그 파형이 중요하고, 미리 조건설정된 파형을 프로그램하여 잉크방울을 적,녹,청색의 3색을 동시에 토출하여 도포하였다.

잉크로서는 폴리우레탄수지 올리고머에 무기안료를 분산시킨 후 낮은 비등점용제로서 시클로헥사논, 초산브틸을 또 고비등점용제로서 브틸카르비톨아세테이트를 가하여 더욱 비이온계 계면활성제 0.01%를 분산제로서 첨가하고, 점도 6 ~ 8센치포이즈로한 것을 사용하였다.

도포후의 건조는 자연분위기 중 3시간 방치하여 잉크피막층의 세팅을 한후, 80℃의 호트플레이트상에서 40분 가열하여, 최후에 오븐속에 있어서, 200℃에서 30분 가열하여 잉크피막의 경화처리를 실시하였다. 이 조건에 의해서 화소중의 잉크피막 두께의 분산을 10%이하로 억제할 수 있고, 결과로서 잉크색의 색차를 3이하로 억제할 수 있었다.

상기 기판으로 투명 아크릴수지도료를 오버코트로서 스핀코트하여 평활면을 얻었다. 더욱 이 윗면에 ITO전극막을 소요패턴에 형성하여 컬러필터로 하였다. 얻어진 컬러필터는 열사이클 내구시험, 자외선 조사시험, 가습시험 등의 내구시험에 합격하여 액정표시장치 요소기판으로서 충분히 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

(예2)

두께 0.7㎜, 세로 38㎝, 가로 30㎝의 무알칼리글래스 투명기판표면을 열농황산에 과산화수소수를 1%첨가한 세정액으로 세정하고, 순수로 린스한 후 에어건조를 실시하여 청정표면을 얻었다. 이 표면에 스패터법에 의하여 알루미늄피막을 피막두께 평균 0.5㎛로 형성하고 차광피막층을 얻었다. 이 표면에 포토레지스트 OPFR-800(동경응화제)을 스핀코트하였다. 기판은 호트플레이트상에서 80℃로 5분간 건조시켜 포토레지스트피막을 형성하였다. 이 기판표면으로 소요의 매트릭스패턴 형상을 묘호한 마스크필름을 밀착하고, UV노광을 실시하였다. 다음에 이것을 수산화칼륨 8%의 알칼리현상액에 침지하여 미노광된 화소부분의 포토레지스트와 알루미늄피막을 동시에 제거하였다. 알루미늄은 알칼리용해성이므로 산에 에칭공정을 생략할 수 있고, 공정합리화로 되었다.

이 기판상으로 제2층으로서 포지타이프투명 아크릴계 감광성수지 조성물을 역시 스핀코트법으로 도포하였다. 100℃에서 20분간 프리베이크한 후 알루미늄매트릭스패턴의 패터닝에 사용된 마스크의 보정판을 사용하여 UV노광을 실시하였다. 미노광부분인 화소부분의 수지를 역시 알칼리성의 현상맥으로 현상하여 순수로 린스한후 스핀건조하였다. 최후건조로서의 아프터베이크를 200℃에서 30분간 실시하여 수지부를 충분히 경화시켰다. 형성된 수지층은 평균 4㎛의 두께로 되어 있었다.

얻어진 2층 매트릭스패턴의 화소로 되는 간극부의 잉크습윤의 개선때문에 드라이에칭하여, 270㎚파장의 UV조사처리를 실시하였다. 조사처리의 직후, 대비테스트플레이트에서의 물에 대한 접촉각은 수지피막상 평균 55°에 대하여 글래스기판상 평균 35°로 되어 있었다.

이 기판상의 패턴간극 화소부분에, 잉크제트 프린팅헤드로부터 색재인 잉크를 고정밀도로 제어하면서 토출하여 도포하였다. 잉크제트 프린팅헤드에는 피에조 압전효과 응용된 정밀헤드를 사용하고, 잉크방물은 12피코리터의 미소한 방울을 화소마다 3 ~ 8방울로 하고, 적, 녹, 청 각색을 순차적으로 비행시켜서 도포하였다. 헤드에서 타게트인 화소블랭크에의 비행속도, 비행굴곡, 사텔라이트로 호칭되는 분열미주적 발생방지를 위해서는 잉크의 물성은 본래부터 헤드의 피에조소자를 구동하는 전압과 그 파형이 중요하고, 미리 조건 설정된 파형을 프로그램하여 잉크방울을 토출하여 도포하였다.

잉크로서는 폴리아크릴수지 올리고머에 무기안료를 분산시킨 후 낮은 지등점 용제로서 시클로헥사논, 초산브틸을 또, 고비등점용제로서 브틸카르비톨아세테이트를 가하여 더욱 비이온계 계면활성제 0.05%를 분산제로서 첨가하고, 점도 6 ~ 8센치포이즈로한 것을 사용하였다.

잉크토출, 도포후의 건조조건은 각색 잉크의 물성에 맞춰서 적,녹,청색의 각 잉크를 부여한 후, 순차적으로 설정하여 건조경화를 실시하였다. 적색 및 청색 잉크는 유동특성이 뉴톤유동이고 각각 자연 분위기 속에서 세팅 2시간, 90℃의 호트플레이트상에서 20분, 최후로 180℃의 오븐 속에서 45분의 건조경화를 실시하였다. 녹색잉크는 유동특성이 비뉴톤유동이고 틱소트로피성이 강하므로 세팅시간을 5시간으로 긴듯하게 취하고 최종 베이크는 200℃오븐 속에서 30분의 건조를 실시하였다. 이 조건에 의하면 화소중의 잉크피막 두께의 분산을 5%이하로 억제할 수 있고, 결과로서 잉크색조의 색차를 2이하로 억제할 수 있었다.

상기 기판에 투명아크릴수지 도포를 오버코트하여 평활면을 얻었다. 더욱 이 윗면에 ITO전극막을 소요패턴으로 형성하여 컬러필터로 하였다. 얻어진 컬러필터는 열사이클내구시험, 자외선조사시험, 가습시험 등의 내구시험에 합격하고, 액정표시장치 요소기판으로서 충분히 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

(예3)

상기 예1과 마찬가지의 글래스투명기판재에, 마찬가지의 표면처리를 실시한 후, 이 표면에 니켈의 스패터처리에서 박막니켈층을 0.3㎛의 두께로 형성하며 금속차광층을 얻었다. 이 표면에, 포토레지스트 OFPR-800(동경응화제)을 스핀코트하였다. 기판은 호트플레이트상에 있어서 80℃에서 5분간 건조하여, 포토레지스트피막을 형성하였다. 이 기판표면에 소요의 매트릭스패턴 형상을 묘화한 마스크필름을 밀착하고, UV노광을 실시하였다. 다음에 이것을 수산화칼륨, 8%의 알칼리현상액에 침지하여 미노광된 화소부분의 포토레지스트를 제거하였다. 계속하여, 노출된 화소부의 니켈피막을 염산을 주성분으로 하는 에칭액으로 에칭제거하였다. 이와같이 하요 매트릭스패턴 제1 층인 니켈박막차광층(블랙매트릭스, 약칭 BM)을 얻었다.

이 기판상으로 제2층으로서 네가타이프투명 아크릴계 감광성 수지조성물을 역시 스핀코트법으로 도포하였다. 140℃에서 10분간 프리베이크한 후 니켈매트릭스패턴의 패터닝으로 사용된 마스크의 음양역보벙판을 사용하여 UV노광을 실시하였다. 노광부분인 화소부분의 수지를 역시 알칼리성의 현상액으로 현상 순수로 린스한 후 에어건조하였다. 최종건조로서의 아프터베이크를 200℃에서 20분간 실시하고, 수지부를 충분히 경화시켰다. 이 수지층피막의 두께는 평균 3㎛로 되어 있었다.

얻어진 2층 매트릭스패턴의 화소로 되는 간극부의 잉크습윤 개선 때문에 드라이에칭으로서 레이저광의 아씽처리를 실시하였다. 조사를 처리한 직후, 대비테스트플레이트에서의 물에 대한 접촉각은 수지피막상 평균 55。에 대하여 글래스기판상 평균 30。로 되어 있었다.

이 기판상의 패턴간극 화소부분으로 잉크제트프린팅헤드로부터 색재인 잉크를 고정밀도로 제어하면서 토출하고, 도포하였다. 잉크제트프린팅헤드에는 피에조압전효과응용의 정밀헤드를 사용하여 잉크방울은 10피코리터의 미소한 방울을 화소마다 6 ~ 12방울 선택적으로 비행시켰다. 헤드에서 타게트인 화소블랭크에의 비행속도, 비행굴곡, 사텔라이트로 호칭되는 분열 미주적 발생장치를 위해서는 잉크의 물성은 본래부터 헤드의 피에조소자를 구동하는 전압과 그 파형이 중요하며, 미리 조건설정된 파형을 프로그램하여 잉크방울을 적,녹,청색의 3색을 동시에 토출하여 도포하였다.

잉크로서는 폴리아크릴수지 올리고머에 유기안료를 분산시킨 후, 낮은 비등점용제로서 브틸알콜, 또 고비등점용제로서 글리세린, 에틸렌글리콜을 가하여 더욱 비이온계 계면활성제 0.01%를 분산제로서 첨가하여 점도 4~6센치포이즈로 한 것을 사용하였다.

도포후의 건조는 자연분위기 속에서 3시간 방치하여 잉크피막층의 세팅을 실시한 후, 80℃의 호트플레이트상에서 40분 가열하여 최후로 오븐속에서 200℃로 30분간 가열하여 잉크피막의 경화처리를 실시하였다. 이 조건에 의해서 화소중의 잉크피막두께의 분산을 10%이하로 억제할 수 있고, 결과로서 잉크색조의 색차를 3이하로 억제할 수 있었다.

상기한 기판으로, 투명 아크릴수지도포를 오버코트로서 스핀코트하여 평활면을 얻었다. 더욱, 이 윗면에 ITO전극막을 소요의 패턴으로 형성하여 컬러필터로 하였다. 얻어진 컬러필터는 열사이클 내구시험, 자외선조사시험, 가습시험 등의 내구시험에 합격하여 액정표시장치 요소기판으로서 충분히 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

(실시형태3)

도 9는 본 발명의 실시형태(3)에 관한 컬러필터를 모식적으로 표시하는 부분 평면도이고, 도 10는, 도 9의 A-A선에 따른 부분을 모식적으로 표시하는 부분단면도이다.

본 실시형태(3)에 관한 컬러필터(300)는 투명한 기판(310)과 광(가시광)이 실질적으로 투과하지 않는 차광영역(320)과 광이 투과가능한 투과영역(330)을 보유한다. 차광영역(320)은 차광층(322)과, 이 차광층(322)상으로 형성된 뱅크층(324)을 보유한다. 그리고, 투과영역(330)은 차광영역에 의해서 구획된 영역으로서 기판(310)상으로 형성된 착색층(332)을 보유한다.

우선, 차광영역(320)에 대하여 설명한다.

차광영역(320)을 구성하는 차광층(322)은 기판(310)상으로 소정의 매트릭스패턴으로 형성되어 있다. 그리고, 차광층(322)은 충분한 차공성을 보유하고 블랙매트릭스로서 기능하면 좋고, 그 재질 등은 특히 한정되지 않고, 금속 수지 등을 사용할 수 있다. 차광층(322)의 재질로서는 작은 막두께에서 충분 또한 균일한 차광성이 얻어지는 점에서 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 차광층(322)으로서 사용되는 금속은 특히 한정되지 않고, 성막 및 포토에칭을 포함하는 전체 공정의 효율을 배려하여 선택할 수 있다. 이와같은 금속으로서는, 예컨대, 크롬, 니켈, 알루미늄 등의 전자디바이스가공 프로세스로 사용되고 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 차광층(322)을 금속으로 구성하는 경우에는 그 막두께가 0.1㎛이상이면 충분한 차광성이 얻어지며, 더욱 금속층의 밀착성 및 취성 등을 고려하면 그 막두께가 0.5㎛이하인 것이 바람직하다.

뱅크층(324)은 차광층(3220상에 형성되며, 소정의 매트릭스패턴을 보유한다. 이 뱅크층(324)은 착색층이 형성되는 영역을 구획하고, 인접하는 착색층의 색이 혼합하는 것(혼색)을 방지한다. 따라서, 뱅크층(324)의 막두께(높이h(제10도참조))는 착색층을 형성할 때에 주입되는 색재로서의 잉크가 오버플로하지 않도록 이 잉크층의 높이 등의 관계에서 설정된다. 뱅크층(324)은 이와같은 관점에서, 예컨대, 막두께 1 ~ 5㎛의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시형태(3)에서 특징적인 것은 뱅크층(324)은 그 평면패턴에 있어서, 차광층(322)보다 한단계 작게 형성되어 있는 것이다. 즉, 뱅크층(324)은 그 주위에 소정의 폭(d)(더 10참조)으로 차광층(322)이 노출하도록 형성된다. 그리고, 이 차광층(322)의 윗면의 노출면(322a)은 후술하는 이유에 의하여, 연속하고 있는 것이 바람직하다. 뱅크층(324)은 포토리소그래피가 가능한 수지층에 의해서 구성된다. 이와같은 감광성수지는 반드시 물에 대한 접촉각이 큰 발수성이 우수한 것, 혹은 차광성을 보유하고 있을 필요는 없고, 폭넓은 범위에서 선택할 수 있다. 뱅크층(324)을 구성하는 수지로서는, 예컨대, 우레탄계수지, 아크릴계수지, 노볼락계수지, 카르도계수지 폴리이미드수지, 폴리히드록시스틸렌, 폴리비닐알콜 등을 감광성 수지조성물을 사용할 수 있다.

차광층(332)은 빛의 3원색을 구성하는 적,녹,청색의 각색을 보유하는 복수의 착색층(332R, 332G, 332B)으로 된다. 이들의 착색층(332)는 소정의 배열, 예를 들면 스트라이프 배열, 델터배열 또는 모자이크배열 등의 패턴에 의해서 배치되고, 연속된 3색의 착색층에 의해서 1화소가 구성된다.

착색층(332)은 도 10에 표시하듯이 기판(310)의 노출면(310a)상 뿐만아니라, 차광층(322)의 노출면(322a)상에도 형성된다. 그리고, 기판(310)의 노출면(310a)상으로 형성된 부분(이하, 이것을 '투과부'라고 함)(332a)은 투과영역(330)을 구성하고, 실실적으로 착색층으로서 기능한다. 이것에 대하여, 차광층(322)의 노출면(322a)상으로 위치하는 부분(이하, 이것을 '비투과부'라고 함)(332b)에서는 차광층(322)에 의해서, 기판(310)측에서의 광 혹은 기판(310)측으로서의 광이 실질적으로 투과하지 않으므로 착색층으로서 기능하지 않는다.

이와같은, 착색층(332)의 주변부에 투과영역(330)으로서 기능하지 않는 비투과부(332b)가 형성됨으로서, 투과영역(330)으로서 기능하는 착색층(332)의 투과부(332a)의 막두께를 균일하게 할 수 있다. 그결과, 착색층의 막두께가 부분적으로 달리하는 것으로 기인하는 색조얼룩을 방지할 수 있다. 이하에, 이 까닭을 설명한다. 착색층(332)의 주변부, 즉 뱅크층(324)과 접촉하는 부분은, 뱅크층(324)의 표면에 대한 잉크의 습윤 등에 의해서 다른 부분에 비하여 막두께가 작아지든지 혹은 커진다. 따라서, 착색층(332)을 그 전면에 걸쳐서 균일한 막두께로 하는 것은 기술적으로 매우 곤한하다. 그러나, 본 실시형태(3)에 의하면 특히 막두께를 균일하게 하기 어려운 착색층(332)의 주변부를 차광층(322)의 일부와 겹처서 형성함으로서 막두께를 콘트롤하기 어려운 주변부를 비투과부(332b)로 할 수 있다. 그결과로 색조얼룩 등의 발생의 원인으로되는 막두께의 불균일한 부분을 투과영역(330)에서 제거할 수 있다.

따라서, 차광층(322)의 노출면(322a)의 폭(d)운 상술한 잉크의 뱅크층(324)에 대한 습윤, 투과영역(330)의 유효면적, 잉크체적과 막두께와의 관계, 뱅크층의 폭의 적은 한계, 잉크의 착탄정밀도 등을 고려하여 설정되는 것이 바람직하고, 예컨대, 1~10㎛ 보다바람직하게는 3~5㎛이다.

또, 차광층(322)의 노출면(322a)은 상술한 바와같이 착색층(332)이 불균일한 막두께를 보유하는 부분에 형성되는 것이 바람직한 것에서, 착색층(332)의 주변에 따라서, 즉 차광층(322)의 주변에 따라서 링현상으로 연속하여 형성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 본 실시형태(3)에서는 뱅크층(324)의 밑면의 주변이 차광층(322)의 주변보다 내측으로 위치하고, 즉, 뱅크층(324)의 측면이 차광측(322)의 측변보다 후퇴하고 있으므로 차광층(322)의 위에 스텝이 형성된다. 이 스텝은, 후술하듯이, 착색층(332)의 형성시에, 잉크가 이웃의 착색층 형성영역으로 흘러들어가는 것을 방지하는 기능을 보유한다. 그결과, 착색층이 있어서의 혼색의 발생을 억제할 수 있다.

(컬러필터의 제조방법)

다음에, 도 11 및 도 12를 참조하면서, 컬러필터의 제조예에 대하여 설명한다. 도 11 및 도 12는 각 공정에 있어서 도 9의 B-B선에 대응하는 부분의 층구조를 모식적으로 표시하는 단면도이다.

(1)차광층의 형성

우선, 도 11(A)에 표시하듯이 투명한 기판(310)상으로 드라이도금법, 예컨대 스패터법, 증착법, 화학증착법으로 금속층(3220)을 막두께 0.1 ~ 0.5㎛에서 퇴적시킨다. 금속층(3220)의 재료로서는 전술한 바와같이 크롬, 니켈, 알루미늄 등의 각종의 금속을 사용할 수 있다. 계속하여, 금속층(3220)의 표면에 소정의 패턴을 보유하는 레지스트층(R1)을 포토리소그래피에 의해서 형성한다. 그후, 이 레지스트층(R1)을 마스크로서 에칭을 실시하고, 금속층(3220)의 패터닝을 실시한다. 이와같이하여, 도 11(B)에 표시하듯이, 기판(310)상에 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 차광층(322)이 형성된다.

(2)뱅크층의 형성

계속하여, 도 11에 표시하듯이, 차광층(322)이 형성된 기판(310)상으로 수지층(3240)을 형성한다. 이 수지층은 네가티브형 혹은 포지티브형의 레지스트에 의해서 형성할 수 있다. 수지층(240)은, 예컨대, 우레탄계 혹은 아크릴계 등의 광경화형(네가형)의 감광성수지로 된다. 그리고, 포토마스크(M1)를 사용하여 노광을 실시하고, 더욱 현상을 함으로써, 수지층(3240)을 포터닝한다. 이것에 의하여, 도 11(D)에 표시하듯이, 뱅크층(324)이 형성되고, 차광영역(320)이 형성된다. 뱅크층(324)의 구성에 대해서는, 이미 진술하였으므로 상세한 설명을 생략한다. 이 공정에서 차광영역(320)에 의해서 구획되는 착색층 형성영역(3330)이 소정의 매트릭스패턴으로 형성된다.

계속하여, 필요에 따라서, 다음의 착색층의 형성공정하기 전에 기판표면의 표면처리를 실시한다. 이와같은 표면처리로서는 자외선의 조사, 플라즈마조사, 레이저조사 등의 방법을 사용할 수 있다. 이와같은 포면처리를 실시함으로서, 기판(310)의 노출면(310a)에 부착된 오염물질 등이 제거되고, 이 표면(310a)의 물에 대한 접촉각을 작게 하여 잉크의 습윤을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로는 기판(310)의 노출면(310a)과 뱅크층(324)의 표면과의 물에 대한 접촉각의 차가 15。이상으로 되는 것이 바람직하다. 이와같이, 기판(310)의 노출면(310a)과 뱅크층(324)의 표면의 물에 대한 접촉각을 제어함으로서, 착색층 형성영역(3330)의 노출면(310a)에 밀착성이 양호한 상태에서 잉크를 부여할 수 있음과 아울러, 뱅크층(324)의 잉크를 튀기는 성질에 의해서, 잉크가 뱅크층(324)을 초과하여 오버플로하는 것이 방지된다. 표면처리의 방법으로서는 공정을 라인화하는 데 적합한 점이고, 대기압플라즈마조사에 의한 드라이에칭이 바람직하다.

(3)착색층의 형성

우선, 도 12(A)에 표시하듯이, 차광층(322) 및 뱅크층(324)에 의해서 구획되는 착색층 형성영역(3330)으로 잉크를 부여하여 잉크층(3320)을 형성한다. 본 실시형태(3)에서는 잉크를 부여하는 방법으로서, 잉크제트프린팅방식으로 사용되어 있는 프린팅헤드에 의한 잉크제트법을 적용한다. 예컨대, 50㎛각의 미세한 착색층 형성영역(3330)으로 정밀도 양호하게 잉크층을 형성하는 방법으로서는 토출하는 잉크방울을 미세화하고, 게다가 토출잉크방울의 수를 제어할 수 있는 잉크제트 프린터법이 최적인 것이다.

미세화된 잉크방울을 정밀도 양호하게 목표로하는 위치(기판(310)의 노출면(310a)에 부여하기 위해서는 우선, 잉크방울의 사이즈를 타게트인 착색층 형성영역(3330)의 노출면(310a)의 사이즈에 맞춰서 제어한다. 잉크방울의 사이즈는 예컨대, 50㎛각의 착색층 형성영역(3330)에 대해서는, 60 ~ 30피코리터로 제어하는 것이 바람직하다. 더욱이, 스르우프트를 고려하면 잉크방울의 사이즈는 보다 바람직하게는 12~20피코리터이다. 또, 프린팅헤드에서 잉크방울을 비행시켜 타게트로 정확히 도착시키는 데는 잉크방울이 비행도중에 분열시키지 않고, 게다가 똑바로 바행하도록 조건을 제어하는 것이 바람직하다.

본 실시형태(3)에서도, 실시형태(2)의 설명에서 진술한 것과 마찬가지로, 잉크층의 건조도상에 레벨링성을 개선하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 하나의 수단은 부여하는 잉크에 고비등점용제를 가하여 잉크의 건조속도를 감속시키는 방법이다. 다른 수단은 부여된 잉크의 건조조건을 제어하는 방법이다. 건조조건은, 잉크의 특성에 다라, 자연분위기 속에서의 세팅 및 40 ~ 100℃의 프리베이크의 적어도 한쪽과 150 ~ 300℃의 최종베이크를 조합하여 적용할 수 있다.

본 실시형태(3)에서는 착색층(332)은 적,녹,청색의 각색마다 순차적으로 형성된다. 이들의 착색층(332)의 형성순서는 특히 한정되지 않는다. 도 12(B)에 표시한 예에서는, 우선 녹색의 착색층(332G)을 형성하고, 그후에 도 12(C)에 표시하도록, 적색의 착색층(332R) 혹은 청색의 착색층(332B) 중에서 어느 것을 형성하여, 최후로 잔류색의 착색층을 형성한다.

본 실시형태(3)에서는 뱅크층(324)의 측면이 차광층(322)의 측면에서 후퇴하고 있으므로, 차광층(322)상으로 스텝이 형성된다. 그때문에, 도 12(A)에 표시하듯이, 착색층 형성영역(3330)으로 잉크층(3320)을 형성했을 때, 가령 잉크층(3320)의 일부가 뱅크층(324)을 오버플로하여도 이 잉크는 차광층(322)의 노출면(322a)과 뱅크층(324)의 측면으로 이룩하는 스텝상에 멈추고, 이웃의 착색층 형성영역(3330)의 기판(310)의 노출면(310a)으로 흘러들어가는 것이 방지된다. 그결과, 잉크의 혼재에 의한 착색층의 혼색의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 적,녹,청색의 각색의 착색층은 잉크제트프린팅방식이 컬러헤드 혹은 복수헤드를 선택하면 동시에 형성할 수도 있다.

(4)오버코트층 등의 형성

계속하여, 도 12(C)에 표시하듯이, 착색층(332)의 형성 후에 필요에 따라서, 평활표면을 얻기위한 오버코트층(340)을 형성한다. 더욱이, 도 12(D)에 표시하듯이, 오버코트층(340)의 표면에 필요에 따라서, 공통전극(350)을 형성하여, 컬러필터(300)를 완성한다. 이들의 오버코트층(340) 및 공통전극(350)은 컬러필터가 적용되는 전기광학장치의 구성에 따라서 설치할 수 있다.

(작용효과)

아래에, 본 실시형태(3)의 컬러필터의 주된작용효과를 진술한다.

(a)뱅크층(324)은 평면패턴에 있어서, 차광층(322)보다 폭이 작게 형성되며, 차광층(322)의 일부가 노출하고 있다. 이 노출면(322a)을 보유함으로서 균일한 막두께를 얻기어려운 착색층(322)의 주변부에 투과영역(330)으로서 기능하지 않는 비투과부(332b)가 형성된다. 그 결과, 본 실시형태(3)의 컬러필터는 투과영역(330)으로서의 기능하는 착색층(332)의 투과부(332a)의 막두께를 균일하게 할 수 있으므로, 색조얼룩 등의 결함이 발생하기 어렵고, 또한 감도가 높다.

(b)차광층(322)과 뱅크층을 설치함으로서, 차광기능과 착색층의 구획기능을 각각 독립하여 설정할 수 있으므로, 양자의 기능을 확실히 발휘시킬 수 있다. 그 결과, 본실시형태의 컬러필터는 불충분한 차광성이나 혼색으로 기인하는 화소결함이 발생하기 어렵다. 더욱이, 이와같이 기능을 분할함으로서, 차광층 및 뱅크층을 구성하기 위한 최적한 재료를 넓은 범위에서 선택할 수 있고, 생산비용의 점에서도 유리하다. 특히, 차광층(322)이 금속층으로 구성되는 경우에는 작은 두께로 균일 또한 충분한 차광성을 얻을 수 있다.

(c) 본 실시형태(3)에서는, 뱅크층(324)의 측면이 차광층(322)의 측면보다 후퇴하고 있으므로, 차광층(322)상에 스텝이 형성된다. 그리고, 이 스텝에서 잉크를 멈추게할 수 있으므로 잉크층의 일부가 뱅크층(324)을 오버플로하여도, 이 잉크는 이웃의 착색층 형성영역의 기판(310)의 노출면(310a)으로 흘러들어가는 것이 방지된다. 그때문에 잉크의 혼재에 의한 착색층의 혼색의 발생을 방지 할 수 있다. 그 결과, 본 실시형태의 컬러필터는 색조얼룩 등의 결함이 발생하기 어렵고, 감도가 높다.

또, 본 실시형태의 컬러필터의 제조방법에 의하면, 주로 아래의 작용효과를 보유한다.

(a)본실시형태의 컬러필터의 제조방법에 의하면, 본 실시형태의 컬러필터를 적은 공정으로 형성할 수 있다. 즉, 착색층을 잉크제트법에 의해서 형성함으로서, 포토리소그래피를 사용한 패터닝의 공정을 줄일 수 있고, 공정을 간이화할 수 있다. 또, 잉크제트법으로 착색층에 잉크를 부착시키므로, 필요한 착색층 형성영역만으로 잉크를 부여할 수 있다. 그 때문에, 포토리소그래피에 의한 패터닝과 같이, 불필요한 부분을 제거하는 것에 의한 색재의 손실이 없고, 컬러필터의 비용을 저감할 수 있다.

(b)본실시형태에서는 착색층을 형성하기 전에 기판표면을 표면처리함으로서, 기판(310)의 노출면(310a)에 부착한 오염물질 등이 제거되고, 이 표면(310a)의 물에 대한 접촉각을 작게 하여 잉크의 습윤을 향상시킬 수 있다. 이와같이, 기판(310)의 노출면(310a)과 뱅크층(324)의 표면의 물에 대한 접촉각을 제어함으로서, 착색층 형성영역(3330)의 노출면(310a)에 밀착성이 양호한 상태에서 잉크를 부여할 수 있음과 아울러, 뱅크층(324)의 잉크를 튀기는 성질에 의해서, 잉크가 뱅크층(324)을 초과하여 오버플로하는 것이 억제된다. 또, 잉크의 건조도중에 잉크가 뱅크층으로 잡아당겨져서 발생하는 막두께의 얼룩이 억제된다.

(컬러필터의 변형예)

도 13는, 본 실시형태(3)에 관한 컬러필터의 변형예를 모식적으로 표시하는 부분단면도이다. 도 13에 표시하는 컬러필터(400)는 전술한 컬러필터(300)를 표시하는 도 10에 대응한다. 컬러필터(400)에 있어서, 도 9 및 도 10에 표시하는 컬러필터(300)와 실질적으로 동일한 기능을 보유하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 상세한 설명을 생략한다.

본예의 컬러필터(400)는 뱅크층(324)의 형상이 전술한 컬러필터(300)와 달리한다. 본예에서는, 뱅크층(324)은 폭방향의 단면형상이 테이퍼형상을 이룩하며, 상단이 하단보다 폭이 작은 대략 사다리꼴 형상을 보유한다.

뱅크층(324)이 이와같은 테이프형상을 보유함으로서 전술한 컬러필터(300)의 작용효과에 가하여 아래의 이점을 보유한다.

즉, 뱅크층(324)이 이와같은 테이퍼형상을 보유함으로서, 착색층(332)의 비투과부(332b)의 상부의 폭을 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 상대적으로 차광층(322)의 노출면(322a)의 폭을 작게 할 수 있고, 투과영역(330)의 기판(310)의 표면에 대한 유효면적을 크게 할 수 있고, 화소영역으로 기여할 수 있는 면적을 보다 크게 확보할 수 있다.

테이퍼형상인 뱅크층(324)은 예컨대, 아래의 방법으로 형성할 수 있다.

차광층을 형성한 면에 전면으로 균일하게 감광성의 수지를 고팅한다. 코팅수법은 스핀코트가 대표적이지만, 인쇄, 필름전사, 버코팅 등의 방법이라도 무관하다. 네가티브타이프의 포토마스크를 준비하여 얼라이먼트 노광을 실시하고, 광조사부분을 경화반응시킨다. 더우기, 현상, 소성을 하면, 뱅크층이 완성한다. 뱅크층의 테이터의 각도는 재료의 감도조성에 의해서 제어할 수 있다.

아래에서, 본 실시형태(3)에 대해서, 더욱 예를 표시하여 상세하게 설명한다.

막두께 0.7㎜, 세로 38㎝, 가로 30㎝의 무알칼리글래스로된 투명기판의 표면을 열농황산에 과산화수소를 1중량% 첨가된 세정액으로 세정하고, 순수로 린스한후 에어건조를 실시하여 청정표면을 얻는다. 이 표면에, 스패터법에 의하여 크롬막을 평균 0.2㎛의 막두께로 형성하고, 금속층을 얻었다. 이 금속층의 표면에 포토레지스트 OFPR-800(동경응화제)을 스핀코트하였다. 이 기판은 호트플레이드상에서 80℃로 5분간 건조하여 포토레지스트층을 형성하였다. 이 기판표면에 소요의 매트릭스패턴형상을 묘화한 마스크필름을 밀착시켜 자외선으로 노광을 실시하였다. 다음에, 이것을 수산화칼륨을 8중량%의 비율로 함유하는 알칼리현상액에 침지하여, 미노광된 부분의 포토레이지트를 제거하고, 레지스트층을 패터닝하였다. 계속하여, 노출된 금속층을 연산을 주성분으로 하는 에칭액으로 에칭제거하였다. 이와같이 하여 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 차광층(블랙매트릭스)을 얻었다. 차광층의 막두께는 대략 0.2㎛였다. 또, 차광층의 폭은 대략 22㎛로 되어 있었다.

이 기판상으로, 더욱 네가형인 투명 아크릴계의 감광성수지 조성물을 역시 스핀코트법으로 도포하였다. 100℃에서 20분간 프리베이크한 후, 소정의 매트릭스패턴형상을 묘화한 마스크필름을 사용하여 자외선노광을 실시하였다. 미노광부분의 수지를 역시 알랄리성의 형상액으로 현상하고, 순수로 린스한 후 스핀건조하였다. 최종건조로서의 아프터베이크를 200℃에서 30분간 실시하여, 수지부를 충분히 경화시켜, 뱅크측을 형성하였다. 이 뱅크층의 막두께는 평균하여 3.5㎛였다. 또, 뱅크층의 폭은 대략 14㎛였다. 그리고, 차광층은 그 윗면에서 대략 4㎛의 폭의 링형상노출면이 형성되어 있었다.

얻어진 차광층 및 뱅크층으로 구획된 착색층 형성영역의 잉크습윤을 개선하기 위하여 드라이에칭, 즉 대기압플라즈마처리를 실시하였다. 헬륨에 산소를 20% 가한 혼합가스에 고전압을 인가하고, 플라즈마분위기를 대기압내에서 에칭스프트로 형성하고, 기판을 이 에칭스포트 아래를 통과시켜서 에칭하고, 뱅크층과 아울러 착색층 형성영역(글래스기판의 노출면)의 활성화처리를 실시하였다. 이것을 처리한 직후, 대비테스트플레이트에서의 물에 대한 접촉각은 뱅크층상에서 평균 50℃였던 것에 대하여 글래스기판상에서는 평균 35。로 되어 있었다.

이 착색층 형성영역으로 잉크제트프린팅헤드로부터 색재인 잉크를 고정밀도로 제어하면서 토출하여, 잉크를 도포하였다. 잉크제트프린팅헤드에는 피에조압전효과를 응용한 정밀헤드를 사용하고, 20피코리터의 미소한 잉크방울을 착색형성영역마다 3 ~ 8방울 선택적으로 비행시켰다. 헤드에서 타게트인 착색층영역으로의 비행속도, 비행굴곡, 사텔라이트로 호칭되는 분열주적의 발생방지를 위해서는 잉크의 물성은 본래부터 헤드의 피에조 조사를 구동하는 전압과 그 파형이 중요하다. 따라서, 미리 조건설정된 파형을 프로그램하여, 잉크방울을 적, 녹,청색의 3색을 동시에 도포하여 소정의 배색패턴의 착색층을 형성하였다.

잉크로서, 폴리우레탄수지 올리고머에 무기안료를 분산시킨 후, 낮은 비등점용제로서 시클로헥사논 및 초산부틸을 고비등점용제로서 브틸카르비톨아세테이트를 가하여 , 더욱 비이온계 계면활성제 0.01중량%를 분사제로서 첨가하고, 점도 6 ~ 8센치포이즈로 한 것을 사용하였다.

도포후의 건조는 자연분위기속에서 3시간 방치하여 잉크측의 세팅을 실시한 후, 80의 호트플레이트상에서 40분간 가열하여, 최후로 오븐속에서 200로 30분간 가열하여 잉크측의 경화처리를 실시하여 착색층을 얻었다. 이 조건에 의해서 착색층, 특히 그 투과부에 있어서의 막두께의 분산을 10%이하로 억제할 수 있고, 결과로서 착색층의 색조의 색차를 3이하, 더욱이는 2이하로 억제할 수 있었다.

상기 기판으로 투명아크릴수지도포를 스핀코트하여 평활면을 보유하는 오버코트층을 얻었다. 더욱이, 이 윗면에 ITO로 이룩하는 전극층을 소요패턴으로 형성하여, 컬러필터로 하였다. 얻어진 컬러필터는 열사이클 내구시험, 자외선조사시험, 가습시험 등의 내구시험에 합격하고, 액정표시장치 등의 소요기판으로서 충분히 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

(전기광학장치)

도 14에 본 발명에 관한 컬러필터를 짜넣은 전기광학장치의 일예로서 컬러액정표시장치의 단면도를 표시하였다.

컬러액정표시장치(1000)는 일반적으로 컬러필터(300)와 대향기판(380)을 조합하고 양자사이로 액정조성물(370)을 봉입함으로서 구성된다. 액정표시장치(1000)의 한쪽의 기판(380)의 내측면에는 TFT(박막트랜지스터)소자(비도시)와 화소전극(352)이 매트릭스형상으로 형성된다. 또, 다른 쪽의 기판으로서, 화소전극(352)에 대향하는 위치에 적,녹,청색의 착색층(332)이 배열하도록 컬러필터(300)가 설치된다. 기판(380)과 컬러필터(300)의 대향하는 각각의 면에는 배향막(360, 362)이 형성되어 있다. 이들의 배향막(360, 362)은 루빙처리되어 있고, 액정분자를 일정방향을 배열시킬 수 있다. 또, 기판(310) 및 컬러필터(300)의 외측면에는 편광판(390, 392)이 각각 접착되어 있다. 또, 백라이트로서는 형광등(비도시)과 산란판의 조합이 일반적으로 사용되어 있고, 액정조성물을 백라이트광의 투과율을 변화시키는 광셔터로서 기능시키므로서 표시를 실시한다.

(전자기기)

아래에, 본 발명의 실시형태(1 ~3)의 컬러필터를 사용한 전자기기의 예를 표시한다. 도 15는 본 발명에 관한 컬러필터를 사용한 액정표시장치(1000)를 파인더에 사용한 디지탈스틸카메라의 구성을 표시하는 사시도이다. 이 도면은 외부기기와의 접속에 대해서도 간이적으로 표시하고 있다.

보통의 카메라는 피사체의 광상에 의해서 필름을 감광하는데 대해서 디지탈스틸카메라(2000)는 피사체의 광상을 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상소자에 의하여 광전변환하여 촬상신호는 생성하는 것이다. 이때에 디지탈스틸카메라(2000)에 있어서의 케이스(2202)의 배면(도 15에 있어서는 앞면측)에는 상술한 액정표시장치(1000)의 액정패널이 설치되고, CCD에 의한 촬상신호에 의거하여 표시를 실시하는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 액정표시장치(1000)는 피사체를 표시하는 파이더로서 기능한다. 또, 케이스(2202)의 앞면측(도 15에 있어서는 이면측)에는 광학렌즈나 CCD 등을 함유한 수광유닛(2204)이 설치되어 있다.

이때에, 촬영자가 액정표시장치(1000)에 표시된 피사체상을 확인하여 셔터버턴(2206)을 압화하면, 그 시점에 있어서의 CCD의 촬상신호가 회로기판(2208)의 메모리에 전송,격납된다. 또, 이 디지탈스틸카메라(2000)에 있어서는 케이스(2202)의 측면으로 비디오신호 출력단자(2202)와 데이터통신용의 입출력단자(2202)가 설치되어 있다. 그리고, 도 15에 표시되듯이 필요에 따라서, 전자의 비디오신호출력단자(2212)에는 텔레비젼모니터(2300)가 접속되고, 또, 후자의 데이터통신용의 입출력단자(2214)에는 퍼스널컴퓨터(2400)가 접속된다. 더욱이, 소정의 조작에 의해서, 회로기판(2208)의 메모리에 격납되는 촬상신호가 텔레비젼모니터(2300)나 퍼스널컴퓨터(2400)에 출력되는 구성으로 되어 있다.

도 16는 본 발명에 관한 컬러필터를 사용한 액정표시장치(1000)를 표시부로서 사용한 전자기기의 다른 예로서, 노트형의 퍼스털컴퓨터(3000)를 표시한다. 도면에 표시하듯이, 액정표시장치(1000)의 액정표시패널(1100)은 광체(3100)에 수납되고, 이 광체(3100)에 형성된 개구부(3100A)에서 액정표시패널(1100)의 표시영역이 노정하도록 구성되어 있다. 또, 퍼스널컴퓨터(3000)는 입력부로서의 키이보드(3300)를 구비하고 있다.

이들의 디지탈스틸카메라(2000 및 퍼스널컴퓨터(3000)는 본 발명에 관한 컬러필터를 포함하는 액정표시장치(1000)를 보유함으로, 색조얼룩 등의 화소결함이 없는 높은 감도감도 화상표시기가 생겨서, 게다가 저비용화가 가능하다.

이들의 전자기기는 액정표시장치(1000)외에 도시하지 않지만, 표시정보출력원, 표시처리회호, 클럭발생회로 등의 다양한 회로나 그들의 회로에 전력을 공급하는 전원회로로 된 표시신호생성부를 포함하여 구성된다. 표시부에는, 예컨대, 퍼스널컴퓨터(3000)의 경우에 있어서는 입력부(3300)에서 입력된 정보 등에 의거하여 표시신호 생성부에 의해서 생성된 표시신호가 공급됨으로서 표시화상이 형성된다.

본 발명에 관한 액정표시장치가 짜넣어지는 전자기기로서는 디지탈스틸카메라 및 퍼스널컴퓨터에 한정되지 않고, 전자수첩, 페이쟈, POS단말, IC카드, 미니리스크플레이어, 액정프로젝터, 멀티미디어, 대응의 퍼스널컴퓨터(PC) 및 엔지니어링-워크스테이션(EWS), 워드프로세서, 텔레비젼, 뷰우파인더형 또는 모니터직시형인 비디오테이프레코더, 전자탁상계산기, 커너비게이션장치, 터치패널을 구비한 장치, 시계, 게임기기 등 다양한 전자기기가 열거된다.

또한, 액정표시채널은 구동방식으로 말하면, 패널자체에 스위칭 소자를 사용하지 않는 단순 매트릭스액정표시채널이나 스태틱 구동액정표시패널, 또 TFT(박막트랜지스터)에서 대표되는 3단자 스위칭소자 혹은 TED(박막다이오드)에서 대표되는 2단자 스위칭소자를 사용한 액티브 매트릭스액정표시패널, 전기광학으로 말하면, TN형, STN형, 게스트호스트형, 상전이형, 강유전형 등 여러가지의 타이프의 액정패널을 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 장치는 그 몇개의 특정한 실시형태에 따라서 설명해 왔지만, 본 발명은 그 요지의 범위내에서 여러가지 변형이 가능하다. 예컨대, 상술한 실시형태에서는 전기광학장치의 영상표시수단(전기광학 표시부)으로서 액정디스플레이를 사용한 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명에서는 이것으로 한정되지 않고, 예컨대, 박형인 브라운관 혹은 액정셔터 등을 사용한 소형 텔레비젼, 엘렉트롤미네센스표시장치, 플라즈마디스플레이, CRT디스플레이, FED(Field Emission Display)패널 등의 여러가지 전기광학수단을 사용할 수 있다.

본 발명의 컬러필터에 의하면, 뱅크를 금속막과 감광성유기박막의 적층구조로 하였으므로, 기판의 친잉크성처리 및 뱅크의 발잉크성 처리가 쉽게 된다.

특히, 감광성유기박막에 불소계 계면활성제를 첨가하거나 불소계 폴리머를 배합함으로서 뱅크의 발잉크성을 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 컬러필터를 구비하는 액정표시소자는 착색얼룩이나 표시얼룩이 없는 고정세한 특성을 보유한다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법에 의하면 잉크제트법에 호적한 뱅크를 구비하는 컬러필터를 제공하기 위하여, 제조공정을 간략화할 수 있고, 낮은 비용으로 컬러필터를 제조할 수 있다. 본 발명에 의하면, 정밀제어 프린팅헤드에 의해서 미세한 매트릭스패턴 간극으로 정밀하게 잉크를, 게다가 고효율로 부여할 수 있다. 잉크의 물성의 제어와 잉크부여 후의 그 물성과 매치된 건조조건의 선택에서 잉크피막두께의 균일성을 얻어서, 색조얼룩을 실용상의 색차 3이하로 할 수 있다.

이 기판에 오보코트를 실시하여, 박막전극을 형상하는 컬러필터로서 완성, 이 컬러필터를 사용함으로서 비용 등의 색특성에 우수한 액정표시장치를 얻는 것이 쉽고, 게다가 에너지절약 프로세스로 만들어진다.

Claims

기판상에 구획형성된 뱅크로 둘러싸인 개구부내에, 잉크로 착색된 잉크막을 구비하는 컬러필터에 있어서, 상기 뱅크는 기판측으로부터 금속막과 감광성 유기박막의 적층구조를 보유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 1항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 상기 금속막을 에칭하기 위한 레지스트인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 1항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 폴리이미드막, 아크릴계수지막, 폴리히드록시스틸렌막, 노볼락수지막, 폴리비닐알콜막, 카르도계수지막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 1항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 불소계의 계면활성제를 첨가하는 박막인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 4항에 있어서, 상기 불소계의 계면활성제는 퍼플루오로알킬 및 그 유도체, 플루오로벤젠, 디플루오로벤젠, 트리플루오로벤젠, 퍼플루오로벤젠, 플루오로페놀 및 그 유도체를 불소함유기로서 보유하는 구조인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 1항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 불속계폴리머를 배합한 박막인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 6항에 있어서, 상기 불소계폴리머는 실리콘고무, 폴리불화비닐리덴, 플루오로올레핀, 비닐에테르계공중합체, 3불화에틸렌, 불화비닐리덴공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로에틸렌프로필렌수지, 퍼플루오로알콕시수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 복수의 감광성 유기박막을 적층한 박막인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서, 상기 금속막은 블랙매트릭스인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한항에 있어서, 상기 금속막의 조성은 크롬, 니켈, 텅스텐, 탄탈, 구리, 알루미늄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크와 잉크막을 덮는 보호막을 구비하는 컬러필터에 있어서, 상기 보호막의 조성은 상기 유기박막의 조성과 동일한 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제11항에 있어서, 상기 보호막의 조성은 비스페놀A, 비스페놀플루오렌 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크와 상기 잉크와의 접촉각은 30도이상 60도이하인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제1항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서, 상기 기판과 상기 잉크와의 접촉각은 30도이하인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
기판상에 구획형성된 뱅크로 둘러싸인 개구부내에 잉크막을 구비하는 컬러필터의 제조방법에 있어서,

기판상에 금속막을 형성하는 제1의 공정과,

상기 금속막상에 감광성 유기박막을 형성함으로써 상기 뱅크를 형성하는 제2 공정과,

상기 개구부내에 잉크를 충전하여 상기 잉크막을 형성하는 제3의 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 15항에 있어서, 상기 제2 공정은, 추가로 상기 감광성유기 박막을 레지스트로하여 상기 금속막을 에칭하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제15 또는 제 16항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 폴리이미드막, 아크릴계 수지막, 폴리히드록시스틸렌막, 노볼락수지막, 폴리비닐알콜막, 카르도계수지막 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 불소계의 계면활성제를 첨가한 박막인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제18항에 있어서, 상기 불소계의 계면활성제는 퍼플루오로알킬 및 그 유도체, 플루오로벤젠, 디플루오로벤젠, 트리플루오로벤젠, 퍼플루오로벤젠, 플루오로페놀 및 그 유도체를 불소함유기로서 보유하는 구조인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제15항에 있어서, 상기 감광성 유기박막은 불소계폴리머를 배합한 박막인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제20항에 있어서, 상기 불소계 폴리머는 실리콘고무, 폴리불화비닐리덴, 플루오로올레핀, 비닐에테르계 공중합체, 3불화에틸렌, 불화비닐리덴 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로에틸렌프로필렌수지, 퍼플루오로알콕시수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬리필터의 제조방법.
제15항 내지 제21항 중 어느 한항에 있어서, 상기 제2 공정은 상기 금속막상에 복수의 감광성 유기박막을 적층함으로써 상기 뱅크를 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제15항 내지 제22항 중 어느 한항에 있어서, 상기 제2 공정과 상기 제3 공정 사이에,

산소가스를 도입가스로하여 플라즈마 처리를 하고, 상기 기판표면을 친잉크성으로 하는 공정과,

불화화합물을 도입가스로하여 플라즈마처리를 하고, 상기 뱅크를 발잉크성으로 하는 공정를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제23항에 있어서, 상기 불화화합물은 불화탄소가스, 불화질소가스, 불화유황가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제1항 내지 제14항중 어느 한항에 기재된 컬러필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
투명기판상에 차광층인 금속박막의 매트릭스패턴을 형성하는 공정과, 이 금속박막차광층상으로 수지에 의한 매트릭스패턴의 뱅크를 형성하는 공정과, 그 매트릭스패턴의 간극에 잉크를 도포하는 공정을 보유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 금속박막 매트릭스패턴의 형성공정이, 0.1㎛ ~ 0.5㎛의 두께의 금속박막을 포토레지스트공정에 의하여 패터닝하는 공정인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴의 형성공정이 감광성수지조성물을 포토레지스트공정에 의하여 상기 박막금속 매트릭스패턴에 대략 겹치도록 패터닝하는 공정인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴의 뱅크높이를 1.5㎛ ~ 5㎛로 하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조공정.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴을 구성하는 수지와 매트릭스간극의 기판표면상의 물에 대한 접촉각의 차가, 15도이상이 되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴표면과 매트릭스간극의 기판표면상을, 색재인 잉크를 부여하기 전에 드라이에칭하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 잉크를 부여하는 공정이 잉크제트프린팅헤드를 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 잉크를 부여하는 공정이, 6피코리터 ~ 30피코리터의 극미소잉크방울을 프린팅헤드로부터 제어하면서 토출하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 매트릭스패턴 간극에 부여하는 잉크가, 비등점 150 ~ 300℃의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 부여하는 잉크의 도포후의 건조조건이, 잉크의 특성에 따라서, 자연분위기 중 세팅 또는 40 ~ 100℃의 프리베이크를 160 ~ 300℃의 최종베이크와 조합하는 조건인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 26항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴의 간극에 부여한 잉크가, 건조된 후 동일화소내, 동일칩내, 동일 기판내에서의 색조분산이 색차 3이하인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
투명기판상에 박막금속에 의한 차광 매트릭스패턴을 형성하는 공정과,

이 차광매트릭스패턴에 겹쳐서 수지 매트릭스패턴을 형성하는 공정과,

상기 수지매트릭스패턴 표면과 매트릭스간극의 기판표면상을 색재인 잉크를 부여하기 전에 드라이에칭하는 공정과,

상기 매트릭스 간극으로 잉크제트로 잉크를 부여하는 공정과,

막두께가 균일하게 되도록 잉크를 건조경화시키는 공정과,

추가로 이 표면상에 박막전극을 형성하는 공정에 의해서 얻은 컬러필터기판을, 화소전극을 보유하는 대향기판에 배치하는 공정과,

컬러필터기판과 대향기판의 간극에 액정조성물을 봉입하는 공정을 보유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 박막금속패턴의 형성공정이 금속박막의 포토레지스트, 에칭공정인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지 매트릭스패턴의 형성공정이 감광성수지조성물을 포토레지스트공정에 의하여 상기 박막 금속매트릭스패턴에 대략 겹치도록 패터닝하는 공정인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴의 뱅크높이를 1.5㎛ ~ 5㎛로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 드라이에칭하는 공정은 상기 수지매트릭스패턴표면과 기판간극표면의 물에 대한 접촉각의 차가 15도이상이 되도록 표면처리하는 공정인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 잉크를 부여하는 공정은 잉크제트프린팅헤드를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 잉크를 부여하는 공정이, 6피코리터 ~ 30피코리터의 극미소 잉크방울을 프린팅헤드로부터 제어하면서 토출하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 부여되는 잉크가 비등점 150 ~ 300℃의 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴 간극에 부여하는 잉크의 도포후의 건조조건이, 잉크의 특성에 따라서, 자연분위기 중 세팅 또는 40 ~ 100℃의 프리베이크를 160 ~ 300℃의 최종베이크와 조합하는 조건인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제 37항에 있어서, 상기 수지매트릭스패턴의 간극으로 부여한 잉크가, 건조된 후 동일화소내, 동일칩내, 동일기판내에서의 색조분산이 색차 3이하인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
투명한 기판상에 차광영역과 투과영역이 소정의 매트릭스패턴으로 배열되고,

상기 차광영역은 차광층과, 그 차광층상에 설치되는 뱅크층을 포함하고,

상기 투과영역은 상기 차광영역에 의해서 구획되는 착색층으로 구성되고,

상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광층의 주변보다 내측으로 위치하고, 그 차광층은 윗면에 뱅크층이 겹치지 않는 노출면을 보유하고,

상기 착색층은 그 주변부가 상기 차광층의 상기 노출면상에 겹치는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항에 있어서, 상기 차광층의 상기 노출면은 상기 투과영역의 주위에 걸쳐서 연속하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항 또는 제 48항에 있어서, 상기 차광층의 상기 노출면은 그 폭이 1 ~ 10㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항 내지 49항 중 어느 한항에 있어서, 상기 차광층은 금속층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 50항에 있어서, 상기 차광층은 그 막두께가 0.1 ~ 0.5㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항 내지 51항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크층은 그 막두께가 1 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항 내지 52항 중 어느 한항에 있어서, 상기 투과영역은 동일화소내, 동일칩내 및 동일 기판내에서의 색조분산이, 색차 3이하인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제 47항 내지 53항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크층은 그 폭방향의 단면형상이 기판측일수록 폭이 넓은 대략 사다리꼴을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
(a)투명한 기판상에 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 차광층을 형성하는 공정,

(b)상기 차광층상에 소정의 매트릭스패턴을 보유하는 뱅크층을 형성하는 공정으로서, 상기 뱅크층은 그 밑면의 주변이 상기 차광층의 주변보다 내측으로 위치하여 그 차광층의 윗면의 일부가 노출하는 상태에서 형성되는 공정,

(c)상기 차광층 및 뱅크층에 의해서 구획되는 착색층 형성영역에 착색층을 형성하는 공정으로서, 그 착색층은 상기 기판상에 형성되고 또한 그 주변부가 상기 차광층의 윗면의 노출면상에 겹치는 상태로 형성되는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항에 있어서, 상기 차광층의 윗면의 노출면은 상기 투과영역의 주위에 걸쳐서 연속하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 또는 56항에 있어서, 상기 차광층의 윗면의 노출면은 그폭이 1 ~ 10㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 57항 중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(a)에 있어서, 상기 차광층은 상기 기판상에 금속층을 형성한 후, 포토리소그래피 및 에칭에 의해서 그 금속층을 패터닝하여 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 58항에 있어서, 상기 차광층은 그 막두께가 0.1 ~ 0.5㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 59항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크층은 그 막두께가 1 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 60항 중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(b)에 있어서, 상기 뱅크층은 상기 차광층이 형성된 기판상에 감광성수지층을 형성하고, 그 후 포토리소그래피에 의해 패터닝하여 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 제 61항 중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(c)의 전에, 상기 뱅크층과 상기 기판과의 잉크에 대한 습윤성을 제어하기 위하여 표면처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 컬러필터 제조방법.
제 55항 내지 62항 중 어느 한항에 있어서, 상기 뱅크층의 표면과, 상기 기판의 표면과의 물에 대한 접촉각의 차가 15도이상인 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 63항 중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층은 상기 착색층 형성영역에 잉크제트 프린팅헤드를 사용하여 잉크가 부여되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 64항에 있어서, 상기 잉크는 6 ~ 30피코리터의 미소 잉크방울로서 부여되는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 65항 중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층을 형성하기 위한 잉크는 150 ~ 300℃의 비등점을 보유하는 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 55항 내지 66항중 어느 한항에 있어서, 상기 공정(c)에 있어서, 상기 착색층을 형성하기 위한 잉크는 상기 착색층 형성영역에 부여된 후, 잉크의 특성에 따라서 자연분위기에서의 세팅 및 40 ~ 100℃에서의 프리베이크중 적어도 한쪽과, 160 ~ 300℃의 최종 베이크를 조합하여 실시하는 것을 특징으로 하는 컬러필터의 제조방법.
제 1항 내지 제 14항, 제 47항 내지 제 54항 중 어느 한항에 기재된 컬러필터와,

상기 컬러필터와 소정간격을 두고 배치되는 대향기판과,

상기 컬러필터와 상기 대향판과의 사이에 배치되는 전기광학재료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
제 68항에 있어서, 상기 전기광학재료층은 액정재료층인 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
제 68항 또는 69항에 기재된 전기광학장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기기.