滤色片及其制造方法

专利名称：滤色片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于液晶显示板等的滤色片及其制造方法。
背景技术：
液晶显示板等滤色片的制造方法，有染色法、颜料分散法、印刷法和电沉积法等。
染色法是指在作为染色材料的水溶性高分子材料中加入感光剂后感光，利用平板印刷法形成图案后，在染色液中浸渍得到着色图案的方法。
例如，首先在玻璃基板上形成遮光性部分(一般为黑色，称为“黑底”，以下叫做BM)。接着在形成了BM的基板上涂布一种染色材料，这种染色材料在加入感光剂的水溶性高分子材料中经光线照射后难溶解于溶剂之中。然后利用掩模只使一部分染色材料曝光显像，仅使第一种颜色区残留染色材料而形成图案。然后将此染色材料浸渍在染色液中染色，使之附着，形成第一着色层。重复此工序三次，形成三色滤光片。
使用这种方法制造的滤色片虽然透过率高且颜色鲜艳，但是耐光性、耐热性和吸湿性都劣化。
颜料分散法是指在基板上涂布分散有颜料的感光树脂，通过使之图案化得到单色图案，并且重复此工序的方法。与所说的使染色材料形成图案之后染色的染色法不同，颜料分散法是在基板上涂布事先着色的感光树脂。因此，用颜料分散法制造的滤色片耐久性虽高，但是却有透过率有所降低的缺点。
所说的感光树脂层，至少要除去、废弃材料的70％以上，因而材料的利用率有很大问题。
印刷法是指通过反复印刷在热固性树脂中分散有颜料的涂料，分别形成三色涂层，使树脂热固化形成着色层的方法。这种印刷法固然工序简单，但是平坦性却差。
电沉积法是事先在基板上设置图案化的透明电极，将其浸渍在加入有颜料·树脂·电解液等的电沉积涂装液中，使之电沉积第一颜色，然后重复此工序三次，最后进行煅烧的方法。这种电沉积法，平坦性固然优良，对于条纹状颜色图案的排列是有效的，但是却很难形成马塞克彩色图案排列。
以上制造方法中，印刷法有精度低的缺点，电沉积法存在图案受限制的缺点，所以过去一直主要使用染色法和颜料分散法。
然而，染色法和颜料分散法在形成第一颜色、第二颜色和第三颜色等各种象素区域时，必须每次进行平板印刷工序，极大地妨碍了滤色片产量的提高。不以此方式对每种颜色反复平板印刷而形成象素的方法，有以特开昭59-75205、特开昭61-245106等号公报为代表的许多采用喷墨方式制造滤色片的方法。喷墨方式形成象素的方法，目的在于提高材料的利用率和缩短工序，而且还能得到高精度的滤色片。
作为喷墨方式制造滤色片的一种方法，提出了这样一种滤色片的制造方法，其中包括工序向母盘上形成的规定排列的多个油墨充填用凹部，充填事先设定颜色的油墨形成着色图案层，进而借助于树脂层将基板粘接在形成了着色图案层的母盘表面，使所说的着色图案层、树脂层和基板整体从所说的母盘上剥离。
这种滤色片的制造方法，主要通过母盘上设置的油墨充填用凹部来控制着色图案层的形状，进而得到高精度的滤光片但是，按照所说的的滤色片制造方法，在使着色的图案层和树脂层从母盘上剥离的工序中，存在有待改进的以下几点。
首先，如果基板与树脂层之间的密合性不良，则将着色层和树脂层整体从母盘上剥离时，树脂层与基板之间会产生部分或全部剥离，树脂层从基板上鼓起或从基板上脱落。
其次，所说的着色图案层与母盘之间的密合性随颜色而异，所以从基板上剥离时会产生剥离不均匀，着色图案层脱落、出现裂纹和变形等转印不良的现象。
此外，通过使这种着色的图案层与母盘之间的密合性相同，虽然有可能防止从母盘上脱模时脱模性不均匀造成的转印不良现象发生，但是由于必须综合考虑颜色特性和喷墨方式的喷射特性等对油墨材料其他特性的要求，所以增加了油墨材料在设计和选择上的难度。
鉴于此，本发明为了解决这些问题，目的在于提供一种能够顺利进行母盘剥离工序的滤色片及其制造方法。
发明的公开本发明的滤色片的制造方法包括在大气压或与大气压相近的压力下，在至少含有氧的气氛中产生放电，利用这种放电产生的活性粒子处理基板的工序，和向基板上形成的多个规定排列的油墨充填用凹部，充填预先设定颜色的油墨形成着色图案层，用树脂层将所说的基板粘接在形成有所说的着色图案层的母盘上，然后使所说的着色图案层、树脂层和基板整体从所说的母盘上剥离的工序。
本发明主要利用放电形成的激发粒子和离子等活性粒子处理基板表面，提高与所说的树脂的密合性，防止树脂层从基板上翘起和脱落。因此，由于本发明在大气压下进行处理，所以与使用运转费用高的真空装置相比，能够以低成本处理基板，而且是干式处理，所以控制性能也好。
作为母盘上形成油墨充填用凹部的方法，具体讲例如有以下各种方法。
(1)蚀刻母盘的形成法。
(2)利用在母盘上设置象素间隔部位的形成法。
(3)在母盘上设置的油墨充填层上形成的方法。
向这些油墨充填用凹部充填预先设定颜色油墨的方法中，喷墨法是适用的。如果利用喷墨方式，采用喷墨印刷中实际采用的技术，可以高速、无油墨浪费和经济地进行充填。
所说的基板的处理工序，具体讲例如有以下几种。
(a)在所说的基板附近设置放电电极，在所说的放电电极上施加高频电压，在所说的基板和放电电极之间的空间放电，利用至少使氧气通过所说的放电空间生成的激发粒子、离子等活性粒子，进行所说的基板处理的工序。
这种工序使基板直接处于放电状态下进行处理。
(b)设置放电电极和对电极，在所说的放电电极和对电极之间施加高频电压，在所说的放电电极和对电极之间的空间放电，至少使氧气在所说的放电空间内通过形成激发粒子、离子等活性粒子，从气体喷出口向处在非放电状态下的所说的基板喷吹含有所说的活性粒子的气流，以此方式对所说的基板进行处理的工序。
这种方法可以使基板不直接在放电状态下进行处理。
与所说的(b)工序相比，(a)工序的处理效果好，但是由于基板容易升温，使用耐热性低的基板时，基板容易热变形。
若采用所说的(b)工序，因产生放电的部分和基板处理部分分离，所以对装置的设计限制少，且基板不易升温，适于对耐热性低的基板进行处理。
所说的(a)工序中的放电电极，或者所说的(b)工序中的气体喷出口最好大于被处理基板之处理面积。这样可以对基板进行整体处理，缩短处理时间，而且由于基板是在固定状态下进行处理，所以能够减轻处理装置的负担。
最好在加热状态下对基板进行处理。本发明利用化学反应进行处理，加热能够促进这种反应，所以加热基板能够缩短处理时间。
此外，使用耐热性低的基板时，最好在基板冷却状态下进行处理。冷却基板可以抑制基板的热变形。
本发明的滤色片的制造方法，特征在于包括以下工序即，在母盘上形成具有规定排列的多个油墨填充用凹部的油墨充填层的第一工序；分别向油墨填充用凹部充填预先设定颜色油墨，形成着色图案层的第二工序；在形成有所说的着色图案层的油墨充填层上涂布树脂，形成透光性树脂层的第三工序；以及当所说的树脂层固化后，使该树脂层与所说的着色图案层和油墨充填层整体从所说的母盘上剥离的第四工序。
总之，本发明是一种利用事先在母盘上形成的处于油墨充填层上的油墨充填用凹部，控制着色图案层形状的滤色片制造方法。这种方法形成的着色图案层，平坦性优良，具有鲜明的边缘。因此，能够得到没有颜色不均现象的高精度滤色片。
因此，按照本发明的滤色片制造法，只有所说的油墨充填层与所说的母盘接触，所说的各种着色图案与所说的母盘不接触。在所说的第四工序中，着色图案层是在油墨充填层的保护状态下从母盘上剥离的，所以能够缓和剥离时施加在着色图案层上的应力。因此，便于防止着色图案层的脱落、产生裂纹和变形等转印不良现象的发生。此外，由于所说的各着色图案层与所说的母盘不接触，所以对于所说的各着色油墨材料与母盘之间脱模性等不存在种种限制，因而各油墨材料在设计和选择上的自由度增大。
不仅如此，本发明的滤色片制造方法得到的滤色片，由于所说的油墨充填层兼作着色图案层的表涂层(保护膜)，所以不需要形成表涂层的工序。而且，利用所说的母盘具有平坦性的特点，还可以不经平坦化处理就能得到平坦性优良的滤色片。
在所说的第二工序中，优选采用喷墨式充填所说的油墨。
若按照喷墨方式，采用实用化的喷墨印刷用技术，不但可以高速充填油墨，同时还可以将油墨的利用率提高到几乎100％，没有油墨浪费的现象。
在所说的第二工序中，最好对在所说的油墨充填用凹部充填的所说油墨进行热处理，使溶剂成分挥发以形成着色图案层。这样使溶剂成分挥发之后，在第三工序中形成树脂层，使着色图案层固化，可以防止转印不良和与树脂层混合等现象发生。此外还有防止残存的溶剂使滤色片的可靠性降低的效果。
此外所说的第一工序中，最好在所说的母盘表面至少形成所说的油墨充填层的区域内事先涂布脱模剂，或者在形成油墨充填层的物质中事先加入脱模剂，使油墨充填层容易从母盘上剥离。这种方法能够使与母盘的剥离顺利进行。
至少在母盘表面上形成油墨充填层的区域内，也可以事先形成由提高油墨充填层脱模性的物质，即与油墨充填层的密合性低的物质组成的脱模层，这样能够得到同样的效果。
在第三工序中，如果包括在树脂层上载有透光性加固板的工序，可以提高滤色片的强度。
在第一工序中也可以利用腐蚀法使油墨充填层形成油墨充填用凹部。
所说的第一工序中，也可以按照以下方法使所说的母盘上形成具有所说的油墨充填用凹部的所说的油墨充填层在具有由与所说的油墨充填用凹部对应的凸部以及该凸部周围形成的凹部组成的凹凸图案的第二母盘上，设置经赋予能量可以固化的油墨充填层形成用液态物质，使所说的母盘粘合在所说的物质上，待所说的物质固化后与所说的母盘整体从所说的第二母盘上剥离，将所说的第二母盘上的凹凸图案转印在所说的物质上。
也可以按照以下方法形成所说的第二母盘即，腐蚀第三母盘上形成的光敏层，形成与所说的第二母盘上凹凸图案对应的光敏层图案，使所说的光敏层图案的表面导体化，用电镀法电沉积金属形成金属层，从所说的第三母盘上剥离除去所说的光敏层。
利用这种工序制成所说的第二母盘之后，只要耐用性许可就可以多次反复使用，不必每次都进行所说的那种平板印刷工序，因而经济。
第二母盘上的凹凸图案，例如也可以用腐蚀法形成。利用腐蚀法形成与油墨充填用凹部对应的凹凸图案后用作第二母盘的情况下，优选以硅片作为基板。硅片的腐蚀技术，使用半导体器件的制造技术，可以进行高精度加工。
最好至少在所说的第二母盘表面上与所说的油墨充填层接触区域，事先涂布脱模剂，或者在形成油墨充填层的物质中事先加入脱模剂，容易使油墨充填层与母盘脱模。利用这种方法能够使与第二母盘剥离操作顺利进行。
在第二母盘的至少与油墨充填层接触的区域内，事先形成由能够提高油墨充填层脱模性的材料，即与油墨充填层的附着性低的材料组成的脱模层，也可以得到同样的效果。
另外，在滤色片的基板侧必须有BM的情况下，在所说的第一工序中，当向所说的第二母盘上的凹部充填了遮光性油墨之后，在所说的第二母盘上设置所说的液态物质，使所说的油墨充填用凹部的周围形成由所说的遮光性油墨组成的遮光层。
充填具有遮光性油墨的方法，优选采用喷墨法。
实际应用喷墨法进行喷墨印刷时，不但能够高速充填油墨，而且还能使油墨的利用率达到几乎100％，同时也没有油墨的浪费现象。
最好采用热处理在所说的第二母盘的凹部充填的遮光性油墨，使溶剂成分挥发的方法形成遮光层。这种使溶剂成分挥发后形成充填层的方法，因遮光层固化而能够防止从第二母盘剥离时的转印不良现象，以及遮光层与油墨充填层之间的混合现象的发生，进而具有防止残存溶剂导致滤色片可靠性降低的效果。
而且，最好在所说的遮光性油墨中事先加入脱模剂，使遮光层与第二母盘之间容易剥离。这种方法能够使从第二母盘的剥离操作顺利进行。
也可以使所说的第二母盘凹凸图案上的所说的凹部，形成开口部分大底面小的形状。这样，遮光层的上端面减小，能够得到宽度小的BM(黑底)。
按照所说的滤色片的制造方法，可以低价得到平坦性优良，无颜色不均，高精度的滤色片。而且还可以价廉而精度高地内藏BM。
在所说的第一母盘上可以形成带有隔板(spacer)的凹部，所说的第一工序中，在所说的第一母盘上设置形成油墨充填层用液态物质，使该物质固化可以形成所说的油墨充填层，还可以在所说的油墨充填层上形成与形成所说的隔板用凹部对应的隔板用凸部。
利用这种方法能够简单地制造隔板一体型滤光片。
本发明的滤色片具有带油墨充填用凹部的透光性油墨充填层，在各油墨充填用凹部充填有预先设定颜色油墨形成的着色图案层，在形成了所说着色图案层的油墨充填层上涂布的透光性树脂层。
这种滤色片，在所说的树脂层上既可以有透光性加固板，也可以在所说的油墨充填用凹部周围形成遮光层，还可以在所说的油墨充填层上形成一体化的隔板。
在这种滤色片上，可以形成从底部向开口部分扩大的所说的油墨充填用凹部，也可以在所说的开口部分周围形成顶部比底部小的所说的遮光层。
附图的简要说明附

图1A～1D表示按照本发明第一实施方案制造滤色片的工序；附图2是本发明第一实施方案处理基板用装置的示意图；附图3A～3E表示按照本发明第一实施方案制造具有油墨充填用凹部母盘的工序的示意图；附图4是表示按照本发明第一实施方案向油墨充填用凹部充填油墨的工序的示意图；附图5A～5E是表示本发明第一实施方案中采用第二种方法在母盘上形成油墨充填用凹部的工序示意图；附图6A和6B是表示本发明第一实施方案中，采用第二种方法在母盘上形成油墨充填用凹部，制造滤色片工序的示意图；附图7A～7E是表示本发明第一实施方案中，采用第三种方法在母盘上形成油墨充填用凹部制造第二母盘工序的示意图；附图8A～8D是表示本发明第一实施方案中，采用第三种方法在母盘上形成油墨充填用凹部，制造滤色片工序的示意图；附图9是按照本发明第二实施方案处理基板用装置的示意图；附图10是按照本发明第三实施方案处理基板用装置的示意图；附图11A～11E是表示按照本发明第四实施方案在母盘上形成具有油墨充填用凹部的油墨充填层工序的示意图；附图12A～12C是表示按照本发明第四实施方案在母盘上形成具有油墨充填用凹部的油墨充填层之后，其余工序的示意图；附图13是表示按照本发明第四实施方案形成有脱模层的母盘断面示意图；附图14A～14C是按照本发明第五实施方案在母盘上形成具有油墨充填用凹部的油墨充填层的示意图；附图15A～15C是按照本发明第六实施方案在母盘上形成具有油墨充填用凹部的油墨充填层的示意图；附图16A～16E是表示按照本发明第六实施方案制造第二母盘方法的示意图；附图17A～17E是表示按照本发明第六实施方案的用其他制造第二母盘方法的示意图；附图18是表示按照本发明第六实施方案形成有脱模层的第二母盘断面示意图；附图19A～19C是表示按照本发明第七实施方案形成有与遮光层一体化充填用凹部的油墨充填层工序的示意图；附图20是表示本发明第七实施方案中内藏有BM的滤色片的示意图；附图21A～21E是表示按照本发明第八实施方案制造母盘用方法的示意图；附图22A～22C是表示按照本发明第八实施方案在母盘上形成具有油墨充填用凹部的油墨充填层之后，其余工序的示意图；附图23A～23E是表示按照本发明第九实施方案制造母盘方法的示意图；附图24A～24C是表示本发明第十实施方案中BM制造工序的示意图；附图25A和25B是表示本发明第十实施方案变化实例的说明图。实施发明的最佳形态以下参照附图，就本发明的最佳实施方案进行具体说明。(第一实施方案)附图1A～1D是表示本发明实施方案中滤色片制造工序的说明图。
具体按照以下方法进行。
首先，如图1A所示，在大气压或其附近的压力下，使至少含有氧的气体气氛产生放电，利用放电产生的激发粒子、离子等活性粒子12处理基板10。此时基板10的处理面11是与附图1C所示工序中形成的树脂层15粘接的侧表面。
附图2是附图1A所示工序中使用的基板处理装置的示意图。此装置在接地的金属盖17内由绝缘物21绝缘安装放电电极18。处理在大气中进行，气氛气体是空气。
在此装置内安装基板10，如附图2所示，使处理面11朝上。
基板10根据要制造的滤色片选择，例如可以使用玻璃基板，或者聚碳酸酯、多芳基化树脂、聚醚砜、无定形聚烯烃、聚对苯二甲酸二乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯等塑料基板或薄膜。
自气体供给装置20向金属盖17内送入氧和氦气，用氧和氦气置换放电电极18和基板10附近的气氛气体。使用氦气的目的是保证产生放电现象。
向放电电极18施加来自高频电源19的高频电时，放电电极18和基板10之间产生放电，形成放电区22。在此放电区22内，氧气因解离、电离和激发等而生成化学活性粒子，使基板10的表面暴露于这种放电区22中，基板表面上分子键产生断裂和氧化。
其结果，在附图1C所示工序中形成的树脂层15的材料，对基板10的可湿润性提高，因而使树脂层15在基板10上的粘接性增大。
其中，为保证产生放电的气体使用了氦气，但是使用氩气也能得到同样的效果。
作为产生放电所需的条件之一，装置上使用的金属盖17并不是必须的。因此，盖17不必非使用金属材料不可，也可以使用陶瓷盖。
放电电极18的尺寸，越大越好，优选的放电电极应当比基板10的处理面11大。这种情况下可以对基板10进行整体处理，因而能缩短处理时间，而且由于基板10能够在固定条件下处理，所以装置的负担也得以减轻。
此外如附图1B所示，在母盘13上形成着色图案层14，有关在母盘13上形成着色图案层14的方法详见后述。
进而如附图1C所示，使用树脂层15将所说的基板10的处理面11和母盘13上着色层14的形成面粘接在一起。
形成树脂层15的物质没有特别限制，只要是无损于着色图案层14的颜色特性而且有透光性的都可以使用。可以使用各种树脂，特别是紫外线固化性丙烯酸系树脂，由于可以使用各种市售的树脂和感光剂且具有优良的光学特性，而且还能够在短时间内固化，因而适用。
作为紫外线固化性丙烯酸树脂基本组成的具体实例，可以举出例如预聚物或低聚物、单体和光聚合引发剂。
对于预聚物或低聚物而言，例如可以举出环氧丙烯酸酯类、尿烷丙烯酸酯类、聚酯丙烯酸酯类、聚醚丙烯酸酯类、螺聚甲醛系丙烯酸酯类、环氧甲基丙烯酸酯类、尿烷甲基丙烯酸酯类、聚酯甲基丙烯酸酯类、聚醚甲基丙烯酸类等甲基丙烯酸酯类。
所说的单体，例如可以使用2-乙基己基丙烯酸酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、卡必醇甲基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、二环戊烯基丙烯酸酯、1，3-丁二醇丙烯酸酯等单官能团单体，1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯等二官能团单体，以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等多官能团单体。
所说的光聚合引发剂，例如可以使用2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰丙酮等乙酰苯类、α-羟基异丁基苯酮、对异丙基-α-羟基异丁基苯酮等丁基苯酮类，对叔丁基二氯乙酰苯、对叔丁基三氯乙酰苯、α，α-二氯-4-苯氧基乙酰苯等卤代乙酰苯类，苯酰苯、N，N-四乙基-4，4-二氨基苯酰苯等苯酰苯类，苄基、苄基二甲基酮缩醇等苄基类，苯偶姻、苯偶姻烷基醚等苯偶姻类，1-苯基-1，2-丙二酮-2-(邻乙氧羰基)肟等肟类，2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮等噻吨酮类，苯偶姻醚、异丁基苯偶姻醚等苯偶姻醚类，米蚩酮、苄基甲基酮缩醇等产生游离基的化合物。
其中根据需要，为了防止由于氧造成的阻碍固化的作用，也可以加入胺类等化合物，或者为了便于进行涂布而加入溶剂成分。所说的溶剂成分，可以使用各种有机溶剂，例如丙二醇单甲醚乙酸酯、甲氧甲基丙酸酯、乙氧乙基丙酸酯、月桂酸乙酯、丙酮酸乙酯、甲基戊酮等。
所说的基板10经活性粒子处理的表面11，或者母盘13上形成有着色图案层14的表面，在其中至少一个表面上涂布规定量紫外线固化性丙烯酸系树脂后互相叠合，按照规定时间用紫外线照射基板侧面使之固化。
这种方法使基板10、着色图案层14和树脂层15形成一体，将其从母盘13上剥离时，可以得到附图1D所示的滤色片成品16。
以下就在母盘13上形成着色层14的方法进行说明。附图3A～3E是表示本发明实施方案中制造母盘13工序的一种实例。
具体讲，按照以下方法进行。
首先，如附图3A所示，在基板23上形成光敏层24。
由于基板23表面经过腐蚀后用作母盘，所以这里可以使用硅片。硅片的腐蚀技术是半导体制造技术领域中已经建立的技术，所以可以进行高精度腐蚀。基板23只要是能够进行腐蚀的材料，并不限制于硅片，还可以利用玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板或者薄膜。
作为光敏层形成物质，例如可以直接使用半导体器件制造中通常使用的，在甲酚线形酚醛清漆类树脂中加入有重氮萘醌(ジアゾナフトキノン)衍生物作为感光剂的市售正片型的光刻胶。其中所说的正片型光刻胶是指按照所需图案经射线曝光后，被射线曝光的区域能够被显像液选择性除去的物质。
作为形成光敏层24的方法，可以使用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法等。
接着，如附图3B所示，在光敏层24上配置掩膜25，通过掩膜25仅使光敏层24的规定区域经射线26曝光。
掩膜25只使与附图3E所示油墨充填用凹部29对应的区域透过射线26而形成图案。油墨充填用凹部29由于是按照要制造的滤色片上的各种颜色的形状和排列形成的，所以例如对于10型的VGA式液晶板来说，可以形成栅距大约为100μm，640×480×3(色)即大约90万个象素，即大约可以形成90万个油墨充填用凹部29。
因此，光敏层24经射线26曝光后，若按照规定条件进行显像处理，如附图3C所示，则只有射线曝光区27处的光敏层被选择性除去而露出基板23，其它区域仍然原样处于被光敏层24覆盖状态下。
按照这种方法使光敏层24图案化之后，如附图3D所示，以此光敏层24作掩膜能将基板23腐蚀到规定的深度。
所说的腐蚀方法有湿法和干法两种，可以结合基板23的材料，根据腐蚀的断面形状、腐蚀速度等适当选择最佳的腐蚀方式和条件。从便于控制的观点来看干法较好，例如可以采用平行平板式活性离子腐蚀式(RIE)、电感耦合(ICP)型、电子回旋加速器共振(ECR)式、螺旋波激发式、磁控管式、等离子腐蚀式、离子束腐蚀式等装置，通过改变腐蚀气体种类、气体流量、气体压力、电压偏压等条件，通过对油墨充填用凹部29进行矩形加工，或者进行锥形加工，或者使表面粗化，能够腐蚀成所需的形状。
腐蚀结束后，如附图3E所示，除去光敏层24得到具有油墨充填用凹部29的基板23，以这种基板23作为母盘13。
这种母盘13制成后，只要耐久性允许就可以多次使用，因而经济。而且在第二张滤色片以后的制造工序中，可以省略母盘13的制造工序，因而能够减少工序数目和降低成本。
所说的实施方案中，在基板23上形成油墨充填用凹部29时使用了正片型光敏层，但是也可以使用负片型光敏层；后者经射线曝光的区域在显像液中不溶，而未被射线曝光的区域却能被显像液选择性除去，这种情况下所说的掩膜25使用图案反转的掩膜。或者不使用掩膜，直接使用激光或电子射线使光敏层曝光形成图案形状。
按照这种方法得到带有油墨充填用凹部29的母盘13之后，分别在油墨充填用凹部29中充填预先设定颜色的油墨形成着色图案层。关于向油墨充填用凹部29充填着色油墨的方法没有特别限制，但是喷墨法是适用的。喷墨法是一项在喷墨印刷中已经实用化的技术，使用它能够以高速、无浪费和经济方式进行充填。
附图4表示，利用油墨喷头30向油墨充填用凹部29充填例如红色油墨R、绿色油墨G、蓝色油墨B等各种颜色的油墨31。使喷头30对着母盘13上的油墨充填用凹部29，从此喷头30中向油墨充填用凹部29喷出着色油墨31。
所说的喷头30是实际用于喷墨印刷中使用的，可以是具有压电元件的压电喷射型喷头，或者是以电热转换体为能量发生元件的气泡喷射型喷头等，而且可以任意设定着色面积和着色图案。
例如，在驱动频率14．4KHz(每秒中喷出14400次)下，在这种喷头30上对R、G、B各种颜色各设置20个油墨喷出口，如果每个喷口每秒种向一个油墨充填用凹部29各喷出3滴油墨，则向具有大约90万个象素的10型VGA标准的滤色片中的油墨充填用凹部29充填油墨时，所需的时间是90万×3滴／(14400次×20个×3色)=大约3秒。其中，即使考虑到喷头30在油墨充填用凹部29之间移动所需的时间，也能够在2～3分钟之内在母盘13上充填油墨。
这样一来，将在全部油墨充填用凹部29充填上油墨。油墨中含有溶剂成分的，通过热处理使油墨中的溶剂挥发。
因此如附图1B所示，当母盘13上形成着色图案层14后，利用附图1C和附图1D的工序得到滤色片成品16。
以下说明在母盘上形成着色图案层14的第二种方法。首先，如附图5A所示，在母盘32上依次形成由母盘32上形成象素间间隔用物质组成的层33，和光敏层24。
母盘32的作用是作为象素间间隔部位的支持体，而且将决定滤色片的表面状态；只要能够加工成所需的表面状态，而且能够经受加工过程的都可以使用而无特别限制，例如可以使用硅片、玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板或薄膜等。这里使用了表面经氧化铈类研磨剂磨平，再经过洗涤、干燥的玻璃母盘。
象素之间间隔部位成形用物质，是制成面板后表面上没有反射现象的物质，只要是能够按照要制造的滤色片上着色图案的形状和排列进行加工的都可以使用，例如可以使用各种树脂、硅类、玻璃类、金属类、陶瓷类材料。这里使用的是紫外线固化性丙烯酸类树脂。作为紫外线固化性丙烯酸类树脂的成分，因可以使用与形成所说的树脂层15同样的物质，故说明省略。
在母盘32上涂布规定厚度紫外线固化性丙烯酸类树脂之后，按照规定时间经紫外线涂布固化，形成由象素之间间隔部位形成物质组成的物质层33。紫外线固化性丙烯酸类树脂的涂布方法，可以使用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法等方法。
此外，形成光敏层24的方法和物质，可以使用与所说的附图3A中所示的相同，故说明省略。
然后，如附图5B所示，将掩膜25置于光敏层24之上，让射线26通过掩膜25仅使光敏层24的规定区域曝光。掩膜25可以使用与所说的附图3B中所示相同的，故说明省略。
光敏层24经射线26曝光后，按照规定条件进行显像处理时，如附图5C所示，只有经射线26曝光的区域27被选择性除去，露出由象素间间隔部位形成物质组成的层33，其它区域因被光敏层24覆盖而处于原来的状态下。
按照此方式使光敏层24图案化之后，如附图5D所示，以此光敏层24为掩膜将象素间间隔部位形成用物质组成的层33腐蚀到规定深度。这里可以使用的腐蚀方法与附图3D所示的相同，故说明省略。
腐蚀完成后，如附图5E所示，除去光敏层24形成象素间间隔部位34，利用被此象素间间隔部位隔开的区域作为油墨充填用凹部29。
所说的实施方案中，形成象素间间隔部位34时虽然使用了正片型光敏层，但是也可以使用负片型光敏层，这种光敏层经射线曝光的区域不溶于显像液中，而未经射线曝光的区域却能够选择性地溶于显像液中而被除去。在后者情况下，所说的掩膜25使用图案反转的掩膜。或者不使用掩膜，直接用激光或电子射线使光敏层曝光形成图案形状。
象素间间隔部位形成用物质，也可以使用直接经射线或者通过掩膜被射线曝光成图案形状后，再经显像能够形成图案的物质。这种场合下不需要形成光敏层24的工序和腐蚀工序，因而经济。
如果在象素间间隔部位形成用物质中使用具有遮光性的物质，则象素间间隔部位可以兼作为BM使用。
按照这种方法在母盘32上形成油墨充填用凹部29之后，分别在各油墨充填用凹部29充填预先设定的着色油墨，如附图6A所示，形成着色图案层14。向油墨充填用凹部29充填着色油墨的方法，可以同样使用附图4所示喷墨法，故说明省略。
按照与所说的附图1C和附图1D同样的工序，能够得到附图6B所示滤色片成品35。
以下说明在母盘上形成着色图案层14的的第三种方法。
首先制造具有与欲形成各种着色图案层形状和排列对应凸部的第二母盘。
具体讲，按照以下方式进行。
如附图7A所示，在基板35上形成光敏层24。
基板35表面进行腐蚀后作为第二母盘，其中可以使用石英基板。只要是能够被腐蚀的材料，基板35并不限于使用石英基板，其它材料，例如玻璃、硅片、树脂、金属、陶瓷等基板或薄膜等都可以使用。
形成光敏层24的物质和方法，与附图3A中的物质和方法相同，故说明省略。
进而如附图7B所示，将掩膜36置于光敏层24上，通过掩膜36仅使光敏层24的规定部位被射线26曝光。
掩膜36上形成的图案，能够仅使与要形成的凸部对应的区域以外的区域透过射线26，仅与附图3B中的图案具有反转的差别。
光敏层24经射线26曝光后，按照规定条件进行显像处理时，如附图7C所示，仅有被射线26曝光的区域27被选择性除去而露出基板35，其他区域被光敏层24覆盖而处于原来状态下。
按照这种方法使光敏层24图案化之后，如附图7D所示，以此光敏层24为掩膜将基板35腐蚀到规定深度。所说的腐蚀方法，可以采用与附图3中所示相同的方法，因而可以省略说明。
腐蚀操作完成后，如附图7E所示，除去光敏层24制成第二母盘37。这种第二母盘37制成后，只要耐久性允许就可以使用多次，因而经济。
这种第二母盘37制成之后的工序，示于附图8A～8D之中。
首先如附图8A所示，使用油墨充填层形成用材料，在母盘38上转印第二母盘37上的凹凸图案，形成油墨充填层39。
母盘38具有油墨充填层39的支持体的作用，而且将决定滤色片的表面状态，只要是能够加工成所需的表面状态，而且能够经受加工过程的，都可以使用而无特别限制，例如可以使用硅片、玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板或薄膜等。这里使用表面被研磨成镜面的硅片作为母盘38。这种母盘38制成后，只要其耐久性允许就可以多次使用，因而经济。
关于形成油墨充填层39的物质并没有特别限制，只要是在附图8C所示的着色图案层形成区域40内，即油墨充填用凹部29的底部厚度上不损害着色图案层14的颜色特性而且具有透光性的物质都可以使用，例如可以使用各种树脂、玻璃类、金属类、陶瓷类材料。优选使用经赋予能量能够固化的液态物质。当形成油墨充填层39的物质是液态物质时，能够容易将油墨充填层形成物质充填到第二母盘37上凹部的细微部分内，因而能够将第二母盘37上的凹凸图案形状精确地转印到油墨充填层39上。
这种物质中，例如有紫外线固化性树脂。在紫外线固化性树脂中，丙烯酸类树脂由于透明性优良而且能够利用各种市售品和感光剂而适用。紫外线固化性丙烯酸类树脂的成分，可以使用与所说的的树脂层15相同的成分，故说明省略。在母盘38和／或第二母盘37上涂布规定量这种紫外线固化性树脂。
将母盘38和第二母盘37叠合，待紫外线固化性树脂扩散到规定区域时，按照规定时间照射紫外线，使紫外线固化性树脂固化。
因此，使用紫外线固化性树脂的情况下，母盘38和第二母盘37中必须有一种母盘采用紫外线透过性材料；这里是第二母盘37能够透过紫外线，所以应当从第二母盘37一侧照射紫外线。
按照这种方式使紫外线固化性树脂固化形成油墨充填层39时，将此油墨充填层39与母盘38一起从第二母盘37上剥离，如附图8B所示，得到母盘38上具有油墨充填用凹部29的油墨充填层39。
进而在各油墨充填用凹部29充填预先设定的着色油墨，如附图8C所示，形成着色图案层14。向油墨充填用凹部29充填着色油墨的充填方法，可以采用附图4所示的喷墨法，因而说明省略。
按照与附图1C和1D所示工序相同的方式，得到附图8D所示的滤色片成品41。
采用所说的的滤色片制造方法，可以提高基板10与树脂层15之间的密合性，能够防止与母盘剥离时出现树脂层15从基板10上鼓起或自基板10上脱落的不良现象发生。
然后根据需要在着色图案层14上形成面涂层，安装透明电极和取向膜，安装成阵列。(第二实施方案)附图9是本发明第二实施方案中基板处理装置的示意图。此装置将附图2中所示的金属盖17延长至放电电极18的尖端附近，作为放电用对电极42使用。因此，可以按照此对电极42的形状设置任意决定的气体喷出口43。
如附图9所示，在此装置中设置基板10，使之与气体喷出口43之间具有规定距离，以便喷吹在处理面11上。
基板10与实施方案1中所说的相同，说明省略。
然后，按照与实施方案1同样方式，从气体供给装置20向金属盖17内注入氧气和氦气，利用氧气和氦气置换内部的气氛气体。
本例中氦气是帮助放电现象发生的气体，氩气也具有同样的效果。
高频电源19的高频电压一旦加在放电电极18上，就会在放电电极18和对电极42之间产生放电现象，形成放电区22。在这种放电区中，氧气被解离、电离和激发形成化学活性的粒子。
这些粒子与氦气一起作为活性气流44从气体喷出口43吹向基板10。
于是，在活性气流44中的氧离子、激发粒子等活性粒子等与基板10的表面发生反应，导致表面分子产生键断裂和氧化，使树脂层15形成材料对基板10的湿润性增高，因而能够提高树脂层15与基板10之间的密合性。
此后与实施方案1进行同样处理，得到滤色片成品。
此外，气体喷出口43尺寸越大越好，最好比基板10的处理表面11大。这种情况下，能够对基板10进行整体处理，缩短处理时间，而且基板10能够在原样固定下进行处理，所以可以减轻装置的负担。(第三实施方案)
如实施方案1和实施方案2中说明的那样，本发明是利用化学反应进行处理的，所以加热能够促进这种反应。本例中使用玻璃基板等热稳定性优良的材料作为基板10，这种情况下使基板10在加热状态下进行处理，能够缩短处理时间。
附图10是在加热基板的状态下所用处理装置的示意图。此装置是在实施方案1中附图2所示装置上附加有作为基板支架的加热装置45而构成的。
在本发明人的实验中，使用所说的处理装置加热至150℃左右的状态下处理基板时，与室温下处理相比，处理时间大约能够缩短至1／3。
另外，使用耐热性低的基板时，基板10应当在冷却状态下进行处理，以便抑制基板10变形。用附图10所示装置中的基板支架代替加热装置，作为冷却装置，可以使基板10在冷却状态下进行处理。(第四实施方案)附图11A～11E是按照本发明第四实施方案在母盘上形成有油墨充填用凹部的油墨充填层工序的示意图。
具体按照以下方法进行。
首先，如附图11A所示，在母盘110上形成油墨充填层111，进而在其上形成光敏层118。光敏层118的形成方法，可以采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法和棒涂法等方法。母盘110具有油墨充填层111支持体的功能，而且决定着滤色片的表面状态；只要是能够加工成具有所需的表面形态的，而且具有加工承受性的材料都可以使用，例如可以使用硅片、玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板。
母盘110一旦制成后，在耐久性允许的范围内可以多次反复使用。
对于形成油墨充填层111用物质无特别限制，如附图11E所示，只要是在着色图案层形成区域123内，即油墨充填用凹部112底部厚度内，不影响着色图案层115的颜色特性而且具有透光性的都可以使用；可以使用各种树脂、玻璃、金属、陶瓷等材料，但是优选使用能够被能量固化的物质。所使用能量的具体实例优选使用光或热，或者光和热并用。这种情况下，必须含有能够被光或热，或者光和热固化的成分，而且可以使用各种市售的树脂和感光剂、固化剂等。具体讲，可以适当使用紫外线固化性丙烯酸类树脂、热固化性环氧树脂等。
形成光敏层118使用的物质，例如可以直接使用一种市售的正片型光敏层，其中掺有半导体器件制造中一般使用的甲酚-线型酚醛清漆树脂和作为感光剂的重氮萘醌衍生物。本例中所谓的正片型光敏层，是指按照规定图案曝光，被射线曝光的区域能够被显像液选择性除去的物质。
进而如附图11B所示，将掩膜119放置在光敏层118上，使射线120通过掩膜119，仅使光敏层118的规定区域曝光。掩膜119上形成的图案，仅能够使与附图11E所示油墨充填用凹部112的形成区域对应的区域透过射线120。由于油墨充填用凹部112是按照要制造的滤色片上各种颜色和排列形成的，例如在10型的VGA规格液晶显示板上，按照大约100μm的栅距，可以形成640×480×3(色)，即大约90万个油墨充填用凹部112。
因此，经射线120曝光后显像处理时，如附图11C所示，只有与油墨充填用凹部112形成区对应的光敏层118，即仅在射线曝光区121被选择性除去而露出油墨充填层111，其他区域仍然处于被光敏层118覆盖的状态下。
以此方式使光敏层118图案化后，如附图11D所示，使用此光敏层118作掩模将油墨充填层111腐蚀到规定深度。
所说的腐蚀方法，有湿法和干法。可以结合形成油墨充填层111的物质，从腐蚀的断面形状、腐蚀速度等观点选择最适当的方式。从控制性能的角度来看，以干式法为好，例如可以采用平行平板式活性离子腐蚀式(RIE)、电感耦合(ICP)型、电子回旋加速器共振(ECR)式、螺旋波激发式、磁控管式、等离子腐蚀式、离子束腐蚀式等装置，通过改变腐蚀气体种类、气体流量、气体压力、电压偏压等条件，经过对油墨充填用凹部29进行矩形加工，或者进行锥形加工，或者使表面粗化，能够腐蚀成所需的形状。
腐蚀完成后除去光敏层118，形成如附图11E所示的那种在母盘110上有油墨充填用凹部112的油墨充填层111。
按照这种方法，在母盘110上形成有油墨充填用凹部112的油墨充填层111之后的工序，示于附图12A～12C。在附图12A中，在处于母盘110之上的油墨充填层111上形成了油墨充填用凹部112，与凹部112相对设置以喷墨方式喷出油墨的喷头113。
所说的喷头113，例如是实际用于喷墨打印机中使用的，可以使用具有压电元件的压电喷射型喷头或者以电热元件作为能量发生元件的气泡喷射型喷头等，而且可以任意设定着色面积和着色图案。
例如，在驱动频率14．4KHz(每秒中喷出14400次)下，在这种喷头113上对R、G、B每种颜色各设置20个喷出油墨用的喷口，如果每秒钟向每个油墨充填用凹部112内各喷出3滴油墨，则向具有大约90万个象素的10A型VGA标准滤色片的油墨充填用凹部112内充填油墨时，所需的时间是90万×3滴／(14400次×20个×3色)=大约3秒。其中，即使考虑到喷头113在油墨充填用凹部112之间移动所需的时间，也能够在2～3分钟之内完成向母盘充填油墨。
如果采用颜料分散法，用石印法印刷每种颜色最少所需的时间为30分钟，所以在一片滤色片基板上印刷R、G、B三种颜色最少需要90分钟时间。与此相比，按照本实施例的方式，油墨的充填时间为2～3分钟，其后从树脂涂布至剥离之间的工序在3～5分钟左右时间内可以完成，因此与从前相比能够在短时间内形成滤色片。
附图12A中表示从喷头113向油墨充填用凹部112喷射例如R、G、B各色油墨114后，形成着色图案层115的情况。其中使用的油墨114，也可以是含有着色剂的经能量照射后可以固化的物质。
对于这种成分没有特别限制，只要是对于各种象素的颜色特性没有影响，而且在油墨中也不产生凝固问题的物质都可以使用，例如可以举出其中含有能够被光和／或热固化成分的树脂。具体讲，丙烯酸类树脂和环氧树脂等，因为是市售品而且能够利用感光剂、固化剂等，因而适用。
接着，向全部油墨充填用凹部112充填油墨。油墨中含有溶剂成分的，应当进行热处理使油墨的溶剂挥发。这种热处理条件，取决于油墨中所含溶剂成分的沸点等。关于油墨中使用的溶剂成分并没有特别限定，可以使用水或各种有机溶剂，但是由于在油墨使用过程中溶剂挥发，导致油墨在喷头113的油墨喷出口和油墨通路中固化而产生堵塞。因此，油墨中应当优选使用高沸点溶剂。但是，另一方面从不影响溶剂除去的角度来看，高沸点溶剂也不好。因此，溶剂的沸点范围优选80～200℃。这种情况下的热处理条件为50～200℃，使用电热板的场合下热处理2～10分钟，使用烘烤炉的情况下热处理20～30分钟。
此外，着色图案层115一旦除去溶剂会产生收缩，所以必须充填足够量油墨，尽量确保在收缩后的厚度下仍然具有必须的颜色浓度。
进而，如附图12B所示，在形成有着色图案层115的油墨充填层111上形成树脂层116，进而在其上覆盖玻璃基板117。
形成树脂层116的物质，例如必须是经能量照射能够固化，固化后形成的树脂层116还具有透光性的物质。这种成分可以举出含有能够光固化、热固化或光热固化成分的树脂。具体讲，丙烯酸类树脂、环氧树脂等由于是市售品而且可以利用各种感光剂、固化剂等而是适用的。
将这种能量固化性树脂涂布在着色图案层115上后形成树脂层116。接着覆盖以增加强度用的玻璃板117进行能量照射，使树脂层116固化以粘接玻璃基板117。其中，可以根据用途使用薄膜代替玻璃基板117作为基板。
尤其是在着色图案层115和树脂层116二者能够被同一种能量固化的情况下，应当在着色图案层115固化之前涂布所说的树脂，同时向二者给予能量使之同时固化，这样能够使之牢固地形成一体。
在附图12B所示的工序中，包括将玻璃基板117置于其上作为透光性加固板的工序，所以能够提高滤色片的强度。
这种方法使油墨充填层111、着色图案层115、树脂层116和玻璃基板117成为一体，将其从母盘110上剥离，能够得到如附图12C所示的滤色片成品。
有时母盘110与油墨充填层111之间的粘接力，因材料的不同而增高，使油墨充填层111难于从母盘110上剥离；这种情况下，据认为会出现油墨充填层111和着色图案层115脱落和出现裂缝等不良现象的发生率增大，剥离所需的时间延长，因而使生产率降低，母盘110的耐久性下降等问题。
因此，在母盘110上形成油墨充填层111之前，最好至少应当在母盘110表面上形成油墨充填层111的区域事先涂布脱模剂，或者在形成油墨充填层111的物质中事先加入脱模剂，使油墨充填层111从母盘110上的剥离操作容易进行。脱模剂的涂布方法，可以利用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法、蒸汽处理法等。
此外，如附图13所示，可以事先在母盘110表面上至少形成油墨充填层111的区域内，形成一种由能够提高油墨充填层111脱模性的材料，即与油墨充填层111之间的粘接性低的材料组成的脱模层124。适用的脱模层124，例如有镍、铬、钛、铝、铜、银、金、铂中任何一种金属，或其中两种以上金属组成的合金，或至少含有其中一种金属的化合物。这些物质对于丙烯酸类树脂(从油墨充填层111形成物质具有优良透光性的角度来看是适用的)的粘接性一般而言较低，利用溅射法、蒸镀法、CVD法等真空镀膜法可以方便地控制成膜过程。这种脱模层124的厚度可以为几十至几千埃。
在上述实施例中形成油墨充填层111时，使用了正片型光敏层，但是也可以使用射线曝光区对显像液不溶，而未被射线曝光区能够被显像液选择性除去的负片型光敏层，后者情况下所说的的掩模使用图案反转的。或者不使用掩模，直接使用激光或电子射线曝光。(第五实施方案)以下附图14A～14C是表示按照本发明第五实施方案形成有油墨充填用凹部的油墨充填层工序的示意图。
具体讲，按照以下方式进行。
首先，如附图14A所示，在母盘110上形成光敏层125。形成光敏层125的方法，可以采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法等方法。
采用的母盘110与第四实施方案中附图11A～11E所示相同，说明省略。
对于形成光敏层125的物质并没有特别限制，如附图14C所示，只要是在着色图案层123形成区，即在油墨充填用凹部112的底部厚度上，无损于着色图案层的颜色特性而且具有透光性的物质都可以使用，例如丙烯酸类树脂由于具有优良的透明性，而且可以利用各种市售品以及感光剂和固化剂等，可以用其具有的图案特性，因而是适用的。本实施例使用了正片型光刻胶。
进而，如附图14B所示，在光敏层125上配置掩模119，射线120通过掩模119仅使光敏层125规定的区域曝光。所说的掩模119与第四实施方案附图11B所示的相同，因此说明省略。
接着，如附图14C所示，射线119曝光后进行显像处理，当射线曝光区121内的物质除去至油墨充填用凹部112的必要深度时终止显像。与通常在光刻胶显像中仅除去部分厚度的光敏层不同，本发明中使光敏层125的显像在中途终止，所以必须事先仔细研究射线曝光量和显像时间与显像除去深度之间的关系，以便严格控制显像的终点。如果利用光学方法监测显像进行的状况来判定终点，则有可能更精确地控制显像过程。
利用光敏层125被显像除去达规定深度之后的剩余层，作为具有油墨充填用凹部112的油墨充填层111。
按照与第四实施方案同样方式，利用附图12A～12C所示的工序得到了滤色片。
本实施方案中形成油墨充填层111时，虽然使用了正片型光敏层，但是也可以使用与第四实施方案同样的负片型光敏层，这种情况下，使用图案反转的掩模119。或者不使用掩模，可以直接使用激光或电子射线曝光。(第六实施方案)以下的附图15A～15C，是说明按照本发明第六实施方案形成有油墨充填用凹部的油墨充填层工序的示意图。
如附图15A所示，首先准备第二张母盘126，其上具有与油墨充填用凹部112对应的凹凸图案。在此第二母盘126上形成的凸部127，与附图15C所示的在油墨充填层111上形成的油墨充填用凹部112相对应。有关此第二母盘126的形成方法详述如后。接着，如附图15B所示，通过所说的形成油墨充填层111的物质使第二母盘126与母盘110接触。
对于油墨充填层111的形成物质并没有特别限制，只要是在如附图15C所示的着色图案层形成区123，即油墨充填用凹部112的底部厚度上，无损于着色图案层115的颜色特性而且具有透光性的物质都可以使用；可以使用各种树脂、玻璃、金属、陶瓷等材料，优选使用能够被能量固化的物质。所说能量的具体实例，优选光、热、或者光和热。这种情况下必须含有能够被光、热、或者被光和热固化的成分，可以使用各种市售的树脂和感光剂、固化剂等。具体讲，紫外线固化性丙烯酸类树脂、热固化性环氧树脂等液态物质是适用的。因此，使用能够被能量固化的液体物质作为油墨充填层111的形成物质，将其涂布在第二母盘126上使之附着时，油墨充填层111的形成物质可以充填到第二母盘126上形成的凹凸图案中凹部128的细微之处。进而对此油墨充填层111进行能量照射使之固化时，第二母盘126上的凹凸图案就能精确地转印到油墨充填层111上。
所说的母盘110与附图12A中所示的相同，因而省略说明。
然后，如附图14C所示，将经第二母盘126上凹凸图案转印过的油墨充填层111与母盘110一起从第二母盘126上剥离，在母盘110上就形成具有油墨充填用凹部112的油墨充填层111。
按照这种工序，第二母盘126一旦制成后，只要耐久性许可就可以反复使用，因而经济。
以下说明第二母盘126的具体制造方法。附图16A～16E是说明本实施方案中第二母盘126制造工序的示意图。
如附图16A所示，首先在基板129上形成光敏层118。形成光敏层118的方法，可以采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法等方法。
基板129表面腐蚀后作为第二母盘126，本例中使用硅片。硅片的腐蚀技术在半导体器件制造领域中已经确立，因此可以在高精度下和精确控制下进行腐蚀。其中，基板129并不限于硅片，只要是能够被腐蚀的材料，例如玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板和薄膜等都可以使用。
形成光敏层118的物质，可以使用与第四实施方案中附图11A所示相同的材料，所以省略说明。附图16A中，使用的是正片型光敏层。
进而，如附图16B所示，在光敏层118上设置掩模130，使射线120通过掩模130仅让光敏层118的规定区域曝光。所说的掩模130上形成有图案，仅在与附图16E所示的凹部128对应的区域使射线120透过，与所说的附图11B中使用的掩模具有图案反转的关系。
经射线120曝光后进行显像处理时，如附图16C所示，只有被射线120曝光的区域121处的光敏层被选择性除去而露出基板129，其他区域依然处于被光敏层118覆盖的状态下。
光敏层118经此图案化后，如附图16D所示，以此光敏层118作为掩模对基板129进行腐蚀。
所说的腐蚀方法有干法和湿法，但是应当配合基板129的材质，按照腐蚀的断面形状和腐蚀速度选择最佳方式。从易于控制的观点来看，以干法为好；例如可以采用平行平板式活性离子腐蚀式(RIE)、电感耦合(ICP)型、电子回旋加速器共振(ECR)式、螺旋波激发式、磁控管式、等离子腐蚀式、离子束腐蚀式等装置，通过改变腐蚀气体种类、气体流量、气体压力、电压偏压等条件，可以对与油墨充填用凹部对应的凸部127进行矩形加工，或者进行锥形加工，或者使表面粗化，腐蚀成所需的形状。
腐蚀结束后除去光敏层118，如附图16E所示，制成具有与油墨充填用凹部对应的凹凸图案的第二母盘126。
本实施方案中，虽然使用了正片型光敏层，但是也可以使用未经射线曝光区域能够被选择性除去的负片型光敏层；后者情况下，所说的的掩模130使用图案反转的。或者不用掩模，直接使用激光或电子射线使光敏层曝光。
以下，附图17A～17E是表示本实施方案中制造第二母盘的另一工序的示意图。
如附图17A所示，首先在第三母盘131上形成光敏层118。光敏层118的形成方法可以采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法等方法。
第三母盘131在这种光敏层118上形成规定凹凸图案时具有支持体的作用，只要是在加工过程中具有适当强度和耐药性，与作为光敏层118使用的物质具有湿润性和良好的粘接性的物质，都可以使用而无特别限制，例如可以使用硅片、玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板或薄膜。
形成光敏层118使用的物质与附图16A所示的相同，因而说明省略。
进而，如附图17B所示，在光敏层118上配置掩膜119，通过掩膜119仅使光敏层118的规定区域被射线120曝光。除了与附图16B的掩膜130具有反转图案这一点之外，使用掩模119可以与第四实施方案中附图11B所示的相同。
也就是说，掩膜119是使相当于和附图17E所示凸部127对应区域的光敏层被射线120曝光。
经射线120曝光后按照规定条件进行显像处理，如附图17C所示，仅在与凸部127对应的射线曝光区121处的光敏层被选择性除去，在光敏层118上形成凹凸图案。这种凹凸图案与附图17E中凸部127的凹部对应。
进而，如附图17D所示，在形成图案的光敏层118上形成金属层132，使表面导电。所说的金属层132，例如可以形成厚度达500～1000埃的镍层。金属层的形成方法，可以采用溅射法、CVD法、蒸镀法、无电解电镀法等方法。以这种经过金属层132导电化的光敏层118作为阴极，以管状或球状的镍作阳极电镀镍，进一步加厚金属层132。以下示出的是一种电镀液实例。
氨基磺酸镍 55克／升硼酸 35克／升氯化镍 5克／升镀平剂 20克／升。
接着，从第三母盘上将此金属层132剥离后经洗净等操作，如附图17E所示，将其作为第二母盘126。这种第二母盘126是，与上述实施方案得到的附图16E所示第二母盘126具有相同形状凸部127的母盘。
在此实施方案中，也可以使用负片型光敏层，或者直接使用激光或电子射线使光敏层曝光。
在附图15C所示的工序中，应当考虑由于所用的材料的不同，往往使第二母盘126与油墨充填层111之间的粘接力加大，油墨充填层111从第二母盘126上难于剥离，充填层111脱落和产生裂缝等劣质品发生率增大，产生因剥离所需的时间延长而使生产率降低等问题，以及第二母盘126耐久性低的问题。
因此，最好至少在第二母盘126油墨充填层111的接触区域事先涂布脱模剂，或者在形成油墨充填层111的物质中预先加入脱模剂，使油墨充填层111容易从第二母盘126上脱模。所说的脱模剂的涂布方法，可以采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、棒涂法和蒸汽处理法等。
此外，如附图18所示，在第二母盘126表面上至少与油墨充填层111接触的区域内，可以事先形成一种由能够提高油墨充填层111脱模性的材料，即与油墨充填层111之间的粘接性低的材料组成的脱模层133。脱模层133材料，可以使用例如镍、铬、钛、铝、铜、银、金、铂中任何一种金属，或其中两种以上金属组成的合金，或至少含有其中一种金属的化合物。这些物质对于丙烯酸类树脂(从油墨充填层111形成物质具有优良透光性的角度来看是适用的)的粘接性一般而言较低，利用溅射法、蒸镀法、CVD法等真空镀膜法可以方便地控制这种镀膜过程。这种脱模层133的厚度可以为几十至几千埃。
按此方式得到第二母盘126后，进而按照附图15B和15C所示的工序进行操作，在母盘110上形成具有油墨充填用凹部112的油墨充填层111。(第七实施方案)以下附图19A～19C表示按照本发明第七实施方案形成具有与遮光层成一体的油墨充填用凹部的油墨充填层工序的示意图。
如附图19A所示，首先安装按喷墨方式喷射油墨的喷头134，使之与上述方法得到的第二母盘126上形成的凹凸图案面相对。
所说的喷头134，可以使用与附图12A工序中向油墨充填用凹部充填R、G、B各种颜色油墨时使用的喷墨式喷头相同的单色喷头，所以说明省略。
第二母盘126上的凸部127，与附图19C所示的油墨充填用凹部112对应；而凹部128相当于附图12A～12C中所示的滤色片上形成的着色图案层115之间的区域。
附图19A表示，利用喷头134向第二母盘126的凹部128处喷出具有遮光性的油墨135，形成遮光层136的情景。
关于遮光性油墨135没有特别限制，具体讲可以使用含有碳黑、黑色颜料或黑色染料等的物质。
而且，所说的遮光性油墨135中还可以含有能量固化性物质。
关于这种成分并没有特别限制，只要是无损于油墨的遮光性，而且在油墨中没有凝固问题的都可以使用，例如可以举出含有光固化性、热固化性、或光热固化性成分的树脂。具体讲，丙烯酸类树脂和环氧树脂等由于是市售品，而且可以利用各种感光剂和固化剂等而适用。
此外，即使在这种方式形成遮光层136的场合下，也应当与上述实施方案同样考虑因材料的不同，往往会使第二母盘126与遮光层136之间粘接力加大，固化后将遮光层136与油墨充填层111一起从第二母盘126上剥离时，遮光层136和充填层111脱落和产生裂缝等劣质品发生率增大，剥离所需的时间延长，产生生产率降低等问题，以及第二母盘126的耐久性低的问题。
最好事先在遮光性油墨135中加入脱模剂，使遮光层136容易从第二母盘126上剥离。
进而在第二母盘126的凹部128处充填油墨135。油墨135中含有溶剂成分的，应当进行热处理使溶剂挥发。这种热处理条件取决于油墨中所含溶剂成分的沸点等因素。关于油墨中使用的溶剂成分并没有特别限制，可以使用水或各种有机溶剂。但是在油墨使用过程中，由于溶剂的挥发，油墨在喷头134上的油墨喷口处和油墨通路中因固化而产生堵塞现象。因此，油墨中使用的溶剂以高沸点的为好。但是另一方面，高沸点溶剂不利于溶剂除去。所以溶剂的沸点范围优选80～200℃。此时的热处理条件最好是50～200℃，使用电热板时加热2～10分钟，使用烘烤炉时为20～30分钟。
此外，遮光层136除去溶剂后会产生收缩，所以必须充填足够量油墨，以便尽可能保证在收缩后的厚度下仍然具有必要的遮光性。
接着，如附图19B所示，在遮光层136上形成油墨充填层111，进而将母盘110载于其上。
形成油墨充填层111使用的物质，可以与上述的相同，特别优选与遮光层136具有优良粘接性的物质。
形成油墨充填层111用物质，如果是能量固化性液体物质，则利用能量照射使之固化形成油墨充填层111。
特别是当遮光层136和油墨充填层111二者都能被能量固化的情况下，应当在使遮光层136固化之前形成油墨充填层111，对二者同时赋予能量使之同时固化，这样可以使之牢固地形成整体。
母盘110与所说的附图12A所示的相同，所以说明省略。
如附图19C所示，从与母盘110成一体的第二母盘126上剥离，形成使遮光层136与母盘110一体化的，具有油墨充填用凹部112的油墨充填层111。
进而，继续进行附图12A～12C所示的工序，得到附图20所示内藏BM的滤色片。
按照以上滤色片制造法，可以在低成本下获得平坦性优良、无颜色深浅变化、高精度的滤色片。另外还可以经济且高精度地内藏BM。
此外，必要时可以在油墨充填层111上设置透明电极和取向膜，组装成阵列。(第八实施方案)以下附图21A～21C是表示按照本发明第八实施方案进行滤色片制造工序的示意图。
首先，如附图21A所示，在基板229上形成光敏层218。基板229表面经过腐蚀后作为母盘210。进而如附图21B所示，在光敏层218上配置掩膜230，通过掩膜230仅使光敏层218的规定区域被射线220曝光，进而进行显像处理，如附图21C所示，仅仅被射线曝光的区域221处的光敏层被选择性除去而露出基板229，其他区域依然处于被光敏层218覆盖的状态下。
光敏层218经这样图案化之后，如附图21D所示，以此光敏层218作为掩膜对基板229进行腐蚀。腐蚀完成后，除去光敏层218，如附图21E所示，制成具有形成隔板用凹部228的母盘210。
进而如附图22A所示，形成油墨充填层211。更详细讲，在母盘210上设置液体树脂，使此树脂固化形成油墨充填层211。其中，为了使树脂也能流入母盘210上形成隔板用的凹部228内，可以制成与这种形成隔板用凹部228对应的，从油墨充填层211突出的隔板230。而且按照第四～第六实施方案中说明的方法等，在油墨充填层211上形成充填用凹部212。
然后，按照与附图12A～12B所示同样方式，向全部油墨充填用凹部212充填油墨214，形成着色图案层215，在油墨充填层211上形成树脂层216，进而在其上覆盖玻璃基板217。这样可以得到附图22C所示的滤色片。
按照此实施方案，与油墨充填层211上的油墨充填用凹部212相对的一面上可以整体形成隔板230。因而能够制造隔板整体型的滤色片。隔板230的形状，与隔板形成用凹部228的形状对应，可以设计成所需的形状，例如条纹状图案、四角形或圆粒形之类的岛状图案。无论那种形状，其宽度或直径都优选10～20μm。对于条纹状图案来说，强度比岛状图案高，但是组装成液晶板时，具有鲜明的条纹状。而岛状图案的情况下，制成无角的圆粒状能够降低处于隔板结构附近的液晶取向不均性。
此外，为了使这种隔板230在组装成液晶板时变得不明显，最好将其设置在形成象素的着色图案215之间。(第九实施方案)以下的附图23A～23C是表示按照本发明第九实施方案进行滤色片制造工序的示意图，也是能够适用与代替附图21～21E中母盘的制造工序示意图。
首先，如附图23A所示，在第四母盘331上形成光敏层318。进而如附图23B所示，在光敏层318上配置掩膜330，通过掩膜330仅使光敏层318的规定区域被射线320曝光，经射线320曝光后按照规定条件进行显像处理，如附图23C所示，仅仅被射线曝光的区域321处的光敏层被选择性除去，光敏层318以凸部的形式留下。形成此凸部的光敏层318，成为形成附图23E中隔板形成用凹部328时的凸型。
接着，如附图23D所示，在形成凸部的光敏层318上形成金属层332。
然后，将此金属层332从第四母盘331上剥离，除去光敏层318，得到附图23E所示的母盘310。这种母盘310与附图21E所示的母盘210同样具有隔板形成用凹部328。(第十实施方案)以下附图24A～24C是表示按照本发明第十实施方案进行滤色片制造工序的示意图。本实施方案是将附图19A所示第二母盘126的凹部128的形状加以改变的实施方案。
也就是说，如附图24A所示，将第二母盘426上形成的凹部428制成斜坡状，从开口部分428a向底部428b逐渐缩小。使用这种第二母盘426，如附图24B所示，在凹部428充填具有遮光性的油墨，形成遮光层436，在其上形成油墨充填层411。
然后，如附图24C所示，在油墨充填层411的油墨充填用凹部412充填油墨，形成着色图案层415。
按照这种方法得到的滤色片，如附图24C所示，从遮光层436的顶端面436a向底部436b逐渐增大。也就是说，利用这种遮光层436可以形成宽度小的BM。这种宽度小的BM，能够适应近年来对滤色片提出的高开口率要求。而且，在本实施例中，如附图24A所示，由于凹部428的开口部分428a比底部428b大，所以从第二母盘426上剥离油墨充填层411和遮光层412的操作容易进行。
此外，所说的凹部428，也可以改变成附图25A和附图25B所示的形状。即如附图25A所示，第二母盘456上凹部458的开口部分设倾斜段458a。利用这种凹部458，如附图25B所示，油墨充填层441上的油墨充填用凹部442，底部变成具有斜坡442a的形状，而遮光层466具有垂直形状。按照本实施例可以使遮光层466具有与附图19C所示遮光层136相同的形状。
权利要求
1.一种滤色片的制造方法，包括下列工序在大气压或其附近压力下，使在至少含有氧的气氛中产生放电，利用这种放电产生的活性粒子处理基板的工序，和向在母盘上形成的规定排列的多个油墨充填用凹部中充填预先设定颜色的油墨形成着色图案层，进而借助于树脂层将所说的基板粘接在其上形成有所说的着色图案层的母盘上，然后使所说的着色图案层、树脂层和基板整体从所说的母盘上剥离的工序。
2.按照权利要求1所述的滤色片的制造方法，其中所说的油墨是利用喷墨方式充填的。
3.按照权利要求1或2所述的滤色片的制造方法，其中在所说的基板处理工序中，在所说的基板附近设置产生放电用电极，在所说的产生放电用电极上施加高频电压，在所说的基板和产生放电用电极之间的空间内产生所说的放电，使至少含有氧的气体通过所说的空间，使之生成所说的活性粒子，利用这种方式进行基板的处理。
4.按照权利要求3所述的滤色片的制造方法，其中所说的产生放电用电极的面积至少大于所说的基板处理面积。
5.按照权利要求1或2所述的滤色片的制造方法，其中在所说的基板处理工序中，设置产生放电用电极和对电极，在所说的产生放电用电极和对电极之间施加高频电压，在所说的产生放电用电极和对电极之间的空间内产生所说的放电，使至少含有氧的气体通过所说的空间生成所说的活性粒子，所说的基板应设置得避免放电，而且含有所说的活性粒子的气流从气体喷射口喷出，利用这种方式进行基板的处理。
6.按照权利要求5所述的滤色片的制造方法，其中所说的气体喷射口面积至少大于所说的基板处理面积。
7.按照权利要求1或2所述的滤色片的制造方法，其中所说的基板可以在加热状态下处理。
8.按照权利要求1或2所述的滤色片的制造方法，其中所说的基板可以在冷却状态下处理。
9.一种滤色片的制造方法，包括以下工序在第一母盘上形成具有规定排列的多个油墨填充用凹部的油墨充填层的第一工序，在每个油墨填充用凹部充填预先设定颜色的油墨，形成着色图案层的第二工序，在形成了所说的着色图案层的油墨充填层上涂布树脂，形成透光性树脂层的第三工序，以及当所说的树脂层固化后，使所说的树脂层与所说的着色图案层和油墨充填层整体从所说的第一母盘上剥离的第四工序。
10.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第二工序中，所说的油墨是采用喷墨方式充填的。
11.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中所说的第二工序包括热处理充填在所说的油墨充填用凹部中的所说的油墨，使溶剂成分挥发的工序。
12.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第一工序中，至少在所说的第一母盘表面上形成所说的油墨充填层的区域内施加脱模剂，形成所说的油墨充填层。
13.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中向所说的油墨充填层添加脱模剂。
14.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中至少在所说的第一母盘表面上形成所说的油墨充填层的区域内，形成与所说的油墨充填层粘接性低的脱模层。
15.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中所说的第三工序包括在树脂层上加载具有透光性的加固板的工序。
16.按照权利要求9所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第一工序中，通过对所说的油墨充填层进行腐蚀形成所说的油墨充填用凹部。
17.按照权利要求9～16中任何一项所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第一工序中，在具有由与所说的油墨充填用凹部对应的凸部以及在该凸部周围形成的凹部组成的凹凸图案的第二母盘上，设置接受能量后可以固化的油墨充填层形成用液态物质，使所说的第一母盘密合在该物质上，待所说的物质固化后与所说的第一母盘整体从所说的第二母盘上剥离，将所说的第二母盘上的凹凸图案转印在所说的物质上，利用这种方法在所说的第一母盘上形成具有所说的油墨充填用凹部的所说的油墨充填层。
18.按照权利要求17所述的滤色片的制造方法，其中所说的第二母盘的凹凸图案是利用腐蚀的方法形成的。
19.按照权利要求18所述的滤色片的制造方法，其中所说的第二母盘是使用硅片形成的。
20.按照权利要求17所述的滤色片的制造方法，其中所说的第二母盘是通过腐蚀第三母盘上形成的光敏层，形成与所说的第二母盘上凹凸图案对应的光敏层图案，使所说的光敏层图案表面导电化，利用电镀法电沉积金属形成金属层，将此金属层从第三母盘上剥离，除去所说的光敏层而形成的。
21.按照权利要求17所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第二母盘表面上至少与所说的油墨充填层接触的区域施加脱模剂后，在所说的第二母盘上设置所说的液体物质。
22.按照权利要求17所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第二母盘表面上至少与所说的油墨充填层接触的区域具有与所说的液体物质粘接性低的脱模层。
23.按照权利要求17所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第一工序中，将遮光性油墨充填在所说的第二母盘上的凹部之后，在所说的第二母盘上设置所说的液体物质，在所说的油墨充填用凹部周围形成由所说的遮光性油墨组成的遮光层。
24.按照权利要求23所述的滤色片的制造方法，其中所说的遮光性油墨是利用喷墨方法充填的。
25.按照权利要求23所述的滤色片的制造方法，其中包括对于充填在所说第二母盘上凹部内的所说的遮光性油墨进行热处理，使溶剂成分挥发的工序。
26.按照权利要求23所述的滤色片的制造方法，其中在所说的遮光性油墨中添加有脱模剂。
27.按照权利要求23所述的滤色片的制造方法，其中在所说的第二母盘的凹凸图案中的所说的凹部，其底面部分小于其开口部分。
28.按照权利要求9～16中任何一项所述的滤色片的制造方法，其中包括在所说的第一母盘上形成有隔板形成用凹部，在所说的第一工序中，在所说的第一母盘上设置油墨充填层形成用液体物质，通过使所说的物质固化形成所说的油墨充填层，使所说的油墨充填层上形成与所说的隔板形成用凹部对应的隔板用凸部。
29.一种滤色片，其中包括具有油墨充填用凹部而且透光的油墨充填层，向各油墨充填用凹部充填预先设定颜色的油墨而形成的着色图案层，以及在形成有所说的着色图案层的油墨充填层上涂布的透光性树脂层。
30.按照权利要求29所述的滤色片，其中在所说的树脂层上具有透光性的加固板。
31.按照权利要求29或30中任何一项所述的滤色片，其中在所说的油墨充填用凹部周围形成有遮光层。
32.按照权利要求31所述的滤色片，其中使所说的油墨充填用凹部从底部向开口部分逐渐扩大，而且所说遮光层在所说的开口部分周围基部大顶部小。
33.按照权利要求29或30中任何一项所述的滤色片，其中所说的油墨充填层可以与隔板形成一体。
全文摘要
本发明目的是提供一种顺利制造滤色片的方法。包括:大气压下于含有氧的气体气氛中产生放电,利用活性粒子处理基板(10)的工序;以及向母盘(13)上形成的规定排列的油墨充填用凹部(29)中充填预先设定颜色的油墨,形成着色图案层(14),进而利用树脂层(15)将基板(10)粘接在形成有着色图案层(14)的母盘(13)上之后,使着色图案层(14)、树脂层(15)和基板(10)整体从母盘(10)剥离的工序。
文档编号G02B5/20GK1206471SQ97191531
公开日1999年1月27日 申请日期1997年10月28日 优先权日1996年10月30日
发明者西川尚男, 木口浩史, 高桑敦司, 小岛胜 申请人:精工爱普生株式会社