JP2000193815A - カラ―フィルタの製造方法およびカラ―フィルタ - Google Patents

カラ―フィルタの製造方法およびカラ―フィルタ

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JP2000193815A JP36926498A JP36926498A JP2000193815A JP 2000193815 A JP2000193815 A JP 2000193815A JP 36926498 A JP36926498 A JP 36926498A JP 36926498 A JP36926498 A JP 36926498A JP 2000193815 A JP2000193815 A JP 2000193815A
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Junichi Sakamoto
淳一 坂本
Kenitsu Iwata
研逸 岩田
Satoshi Kokubo
智 小久保
Nagato Osano
永人 小佐野
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  • Optical Filters (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタの材料コストの低減および耐
久性の向上を図る。 【解決手段】 一枚の基板上に複数枚のカラーフィルタ
を形成する工程において前記基板上に塗布材料を塗布す
る際、該塗布材料を前記基板のスクライブラインで区割
りされる区画の内側部分などの有効部にのみ塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊戯台等に使用される
カラーフィルタの製造方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来は、特開平8−264923号公報の
ようにスピンコートした基板の周辺部を、有機溶剤等で
洗浄し、周辺処理を行なっていた。この場合、端面処理
装置等の別装置が必要となるとともに、別プロセスも必
要となるため、カラーフィルタの製造コストアップとな
るとともに、歩留まりを低下させる原因となる。
【0003】また、特開平9−187710号公報のよ
うにスリットコータを用いた塗布は、必然的に端部を額
縁状に残した形で、材料を塗布するため、上記端面処理
が不必要となる。しかし、カラーフィルタ形成後の基板
を切断し、所定の大きさのカラーフィルタを得る場合、
切断された不要部の表面にも塗布膜が形成されており、
材料の無駄が多い。また、切り離したガラスを再処理す
るとき、材料によっては環境に悪影響のあるガスを発生
する可能性がある。また、多層に積層された構成のカラ
ーフィルタは、切断面に下層材料の断面が露出するた
め、下層材料の耐久性が劣る場合は、製品としての不具
合を生じかねない。
【0004】このほか、カラーフィルタをパネル化する
際に、液晶駆動基板とカラーフィルタ基板を張り合わせ
る必要が有る。この時、一般的な接着剤は、ガラスに対
して接着性が高いが保護層などの有機皮膜に対しては接
着力が低い。そこで、特開平6−109920号公報で
は、シール領域を研磨して、感光性樹脂の残渣を除去す
る方法が取られている。この方法では、材料の無駄が発
生するとともに、研磨を行なう際、水を使用するため、
染料等の水溶性物質を使用したカラーフィルタには展開
が難しい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
例における問題点に鑑みてなされたもので、カラーフィ
ルタの材料コストの低減および耐久性の向上を図ること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、一枚の基板上に複数枚のカラーフィルタを
形成する工程において前記基板上に塗布材料を塗布する
際、該塗布材料を前記基板の有効部にのみ塗布すること
を特徴とする。
【0007】
【作用】上記構成によれば、塗布材料を有効部にのみ塗
布するため、パネル化する際、張り合わせ面に付着した
塗布材料を除去する工程が不要であり、かつ材料の無駄
がない。また、複数層からなるカラーフィルタであって
もスクライブした際に切断面に下側または内側の露出す
れば耐久性に欠ける層が露出しないため、カラーフィル
タとしての耐久性が向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】上記目的を達成するため本発明の
実施の一形態では、クロムもしくは樹脂製のブラックマ
トリクスが形成されたガラス基板上に顔料分散カラーレ
ジストもしくは保護層材料等を塗布する工程において、
または基板上に樹脂ブラックマトリクスレジストを塗布
する工程において、塗布材料を基板の有効部にのみ塗布
することを特徴とする。有効部とは、例えばブラックマ
トリクスが形成された部分、基板を切断するための基準
マーク(スクライブマーク)によって区割りされた各区
画の内側部分である。
【0009】塗布は、好ましくはスリットコータを用
い、塗布スリットに画像認識機構を設けてスクライブマ
ークまたはブラックマトリクスパターンのエッジを認識
することにより、基板の有効部を判別して塗布する。上
記画像認識機構はスリットコータと基板の相対進行方向
に対して、スリットの進行方向に配置する。
【0010】スリットコータは、基板とスリットの隙間
間隔を調整することにより、塗布方向の塗布膜の有り無
しを決定することが出来る。また、塗布幅方向の塗布膜
の有り無しは、スリットの形状で制御することが可能で
ある。
【0011】以下、本発明の実施の形態をさらに詳しく
説明する。図1は本発明の好ましい実施の形態に係るカ
ラーフィルタの模式断面図を示す。同図において、1は
ガラス基板、2はブラックマトリクス(非画素領域)、
3は樹脂層(インク受容層)、3aは樹脂層のインク受
容層部分より硬化した部分、4は混色防止層、5はイン
クである。
【0012】図2は図1のカラーフィルタの製造工程図
である。まず、フォトリソ技術を用いてガラス基板1上
の非画素領域に黒色含量を分散した樹脂またはCr等の
遮光材によるブラックマトリクス(BM)2を形成す
る。次に、所定の樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプ
リベークし、インク受容層3および混色防止壁4を構成
するための樹脂層を形成する。上記樹脂組成物は、光照
射または光照射と加熱によって硬化または変性可能で、
硬化または変性の程度に応じてインク受容性が低下する
もので、例えばアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、ならびにヒドロキシプロピルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、メチルセルロースおよびカル
ボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体またはそ
の変性物等を用いることができる。
【0013】次に、ブラックマトリクス2により遮光さ
れる部分の樹脂層をフォトマスクを使用してパターン露
光し、さらに加熱(PEB)処理して混色防止壁4を形
成する。ここで、露光されなかった部分がインク受容層
3となる。
【0014】その後、インクジェットヘッドを用いて
R、G、Bの各色のインクをそれぞれの画素に対応する
インク受容層3上に付与すると図1の状態になる。さら
に、インクを乾燥、定着して、その上に保護層(不図
示)を塗布してカラーフィルタを形成する。
【0015】本発明は、図3に示すように、1枚の基板
上に複数枚のカラーフィルタを形成する際の、上記イン
ク受容層および保護層等の塗布材料を塗布する方法に係
るものである。また、ブラックマトリクス2を形成する
ためのレジストを塗布する際にも本発明は適用すること
ができる。
【0016】図5は本発明に係る塗布方法を実施する際
好ましく用いられるスリットコータの構成を示す。塗布
液は塗布液タンク11から定量ポンプ15によって塗布
ヘッド50に供給される。この定量ポンプとはギヤポン
プ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプなどの容積式
ポンプを示している。またポンプのほかの塗布液供給機
構として塗布液タンクを加圧容器に入れ、この加圧容器
に対して加圧ポンプにより加圧された気体(空気あるい
は窒素など)を供給することによって塗布液を押し出す
形式も可能である。
【0017】また塗布液タンク11から定量ポンプ15
までの配管12の経路には必要に応じて開閉弁13、フ
ィルタ14を設けても良い。
【0018】フロントリップ51およびリアリップ52
からなる塗布ヘッド50には塗布液供給口および塗布液
が塗布液供給口から塗布液スリット54へと流れる間に
塗布液の圧力分布を均一とさせるためのマニホールド5
3を備えている。
【0019】塗布ヘッド50に一定の開隙(クリアラン
ス)を介して被塗布基板7を相対して設置する。このク
リアランスは500μmから20μmの範囲が好まし
い。
【0020】基板7は平坦な搬送ステージ8上に設置さ
れており、塗布中にずれることのないよう真空吸着され
ている。
【0021】図1の搬送ステージ8に基板7が搭載され
ると、定量ポンプ15から塗布ヘッド50に塗布液の供
給を開始し、直ちにまたは一定時間経過後塗布ヘッド5
0または搬送ステージ8を平行移動する。そして図3の
画像観察系34が基板7上の1番目のアライメントマー
ク33aを検出すると、搬送ステージ8がそこからさら
に所定距離動いて塗布ヘッド50が塗布開始位置に達し
た時点で、塗布ヘッド50を所定のクリアランス位置ま
で下降して第1列目のカラーフィルタ31aの保護層3
2aの塗布を開始する。塗布を開始した後、搬送ステー
ジ8が所定の塗布距離を通過すると、塗布ヘッド50を
上昇して塗布を中断する。さらに2番目のアライメント
マーク33bを検出すると、第1列目のカラーフィルタ
と同様にして第2列目のカラーフィルタの保護層32b
を塗布し、続いて第3列目のカラーフィルタ31cも同
様にして保護層32cを塗布する。第3列目の塗布終了
直前に定量ポンプ15からの塗布液の供給を停止し、塗
布終了と同時に塗布ヘッド50を上昇し、搬送ステージ
8を基板受け渡し位置に移動する。こうして均一な膜厚
分布の保護層(塗膜6)が有効部にのみ塗布される。な
お、塗布ヘッド50のスリット形状は各行の保護層の幅
のみ塗布が行なわれるように、中央と両端を塞いだ形状
となっている。
【0022】なお、上述においては、画像観察系34に
よりアライメントマークを検出して、有効部を判別して
いるが、図4に示すように、ブラックマトリクスパター
ンのエッジを認識することにより、基板の有効部を判別
するようにしてもよい。例えば、図4において、ブラッ
クマトリクス2の移動方向およびそれと直角方向のエッ
ジを認識し、移動方向のエッジA,Aと直角方向のエッ
ジB,Bの中心線を基準位置としてコーナ部の位置検出
を行ない、ヘッド5またはステージ8をコントロールす
る。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (実施例1)日本合成ゴム株式会社製オプトマ−SS0
699Gエポキシ系重合体からなる熱硬化性樹脂組成物
を塗料として採用し、550mm×650mm×0.7
mmの無アルカリガラス基板1737(コーニング製)
に十字マークのアライメントマークを設けたクロムマト
リクス基板に、インクジェット法にてカラーフィルタを
形成した基板を、被塗布材として使用し、スリットギャ
ップを50μm、クリアランスを75μmに設定して塗
布を行なった。クロムマトリクス基板は12.1”のカ
ラーフィルタを6面取りとした。定量ポンプ15として
はダイヤフラムポンプを用いた。
【0024】基板搬送ステージ8の駆動には高精度サー
ボモータを採用した。前述のオーバーコート用塗料を塗
料タンク11に仕込み、予め口金に至るまでの送液路内
を塗料で満たした。口金のフロントリップ面、リアリッ
プ面の幅はともに0.5mmのものを用いた。
【0025】あらかじめ、画像観察系35によりアライ
メントマーク33(33a〜33b)を自動認識させ、
塗り始め位置を記憶させる。そこへ、基板7を移動さ
せ、熱硬化性樹脂を塗布する。
【0026】基板搬送速度12mm/sec、32.8
μl/secの吐出レートとし、塗布開始点および終了
点が基板端部より1.0mm内側となるように塗布し
た。
【0027】その後、12.1”ブラックマトリクス幅
を塗布した後、塗布へッドを上部に逃がし、第2のアラ
イメントマーク33bを認識させる。
【0028】以上の工程を繰り返し、第3のブラックマ
トリクスエリア31cを塗布した後、得られた塗布基板
をホットプレートにて90℃で20分焼成を行ない塗膜
を得た。 (実施例2)新日鐵化学社製樹脂ブラックレジストBK
−739Pを塗料として採用し、550mm×650m
m×0.7mmの無アルカリガラス基板1737(コー
ニング製)を被塗布材として使用し、スリットギャップ
を50μm、クリアランスを75μmに設定して塗布を
行なった。
【0029】塗布領域は、あらかじめ12.1”6面取
りの配置を記憶させ塗布領域に対して、塗布へッド5を
基板に近接し、また、非塗布領域に対してはへッド5を
上部に逃がし、ブラックマトリクス形成部のみ塗布を行
なった。その後、乾燥、露光、現像工程を経てブラック
マトリクス基板を得た。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、塗布材料
を有効部にのみ塗布するようにしたため、材料コストを
低減することができ、さらに、スクライブによって保護
層が切断されず耐久性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好ましい実施の形態に係るカラーフ
ィルタの模式断面図である。
【図2】 図1のカラーフィルタの製造工程図である。
【図3】 本発明の一実施例に係る塗布方法の説明図で
ある。
【図4】 本発明の他の実施例に係る塗布方法の説明図
である。
【図5】 上記実施例で用いられるスリットコータの構
成図である。
【符号の説明】
1:ガラス基板、2:ブラックマトリクス(非画素領
域)、3:インク受容層、4:混色防止壁、5:イン
ク、6:塗膜、7:被塗工材、8:搬送ステージ、1
1:塗布液タンク、12:配管、13:開閉弁、14:
フィルタ、15:定量ポンプ、50:塗布ヘッド、5
1:フロントリップ、52:リアリップ、53:マニホ
ールド、54:スリット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小久保 智 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 小佐野 永人 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AB13 AD01 CC12 DA19 DA39 DA40 EA04 FA37 2H048 BA45 BA64 BB02 BB14 BB23 BB37 BB42 4D075 AC02 AD02 CA48 DB13 DC21 EA45

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一枚の基板上に複数枚のカラーフィルタ
    を形成する工程において前記基板上に塗布材料を塗布す
    る際、該塗布材料を前記基板の有効部にのみ塗布するこ
    とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記基板はクロムまたは樹脂製のブラッ
    クマトリクスが形成されたガラス基板であり、前記有効
    部が該ブラックマトリクスが形成された部分であり、前
    記塗布材料が顔料分散カラーレジストまたは保護層材料
    であることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記基板がガラス基板であり、前記有効
    部が該ガラス基板上に樹脂製のブラックマトリクスを製
    造する工程において該ブラックマトリクスを設ける部分
    であり、前記塗布材料がレジスト材料であることを特徴
    とする請求項1記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 スリットコータを用い、該スリットコー
    タの塗布スリットに画像認識機構を設け、前記ブラック
    マトリクスパターンのエッジを認識することにより、基
    板の有効部を判別して塗布することを特徴とする請求項
    1または2記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記有効部が、基板を切断するための基
    準マークによって区割りされた各区画の内側部分である
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 スリットコータを用い、該スリットコー
    タの塗布スリットに画像認識機構を設け、前記基準マー
    クを認識することにより、基板の有効部を判別して塗布
    することを特徴とする請求項5記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記画像認識機構はスリットコータと基
    板の相対進行方向に対して、スリットの進行方向に配置
    することを特徴とする請求項4または6記載の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の方法に
    より製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
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