JP2001195004A - フラットパネルディスプレイ及びその製造方法並びにカラーフィルタ - Google Patents

フラットパネルディスプレイ及びその製造方法並びにカラーフィルタ

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JP2001195004A
JP2001195004A JP2000006176A JP2000006176A JP2001195004A JP 2001195004 A JP2001195004 A JP 2001195004A JP 2000006176 A JP2000006176 A JP 2000006176A JP 2000006176 A JP2000006176 A JP 2000006176A JP 2001195004 A JP2001195004 A JP 2001195004A
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resist
color filter
flat panel
panel display
glass substrate
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Shoji Kanamaru
正二 金丸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストなフラットパネルディスプレイ及び
その製造方法並びにカラーフィルタを提供すること。 【解決手段】 フラットパネルディスプレイを製造する
工程に、カラーフィルタやパターニングを形成するため
のレジストの乾燥膜厚が2.5μm〜5μmとなるよう
に、前記レジストをスリットから吐出させて塗布する工
程を含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ及びその製造方法並びにカラーフィルタに関
し、特にスリット型塗布装置を用いて製造されたフラッ
トパネルディスプレイ及びその製造方法並びにカラーフ
ィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】LCD(Liquid Crystal
Display)、PDP(Plasma Disp
lay Panel)、EL(Electro Lum
inescence)、FED(Field Emis
sion Display)等のフラットパネルディス
プレイは、カラー化のための色分解フィルタであるカラ
ーフィルタを備えている。
【0003】このカラーフィルタは、ガラス等の透明基
板上に黒顔料分散型レジスト及びカラー顔料分散型レジ
ストの薄膜をコーティングすることにより作成される。
この薄膜コーティングプロセスでは、ガラス基板上にレ
ジストを滴下し、ガラス基板を回転させてレジストを広
げることにより成膜するスピンコータが用いられてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年のガラ
ス基板のサイズの大型化に伴って、スピンコータでは飛
散するレジストの量が増加するので、レジストの使用効
率が約3%と悪化してフラットパネルディスプレイがコ
スト高になるという問題があった。
【0005】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたものであり、低コストなフラットパネルディスプレ
イ及びその製造方法並びにカラーフィルタを提供するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、フラットパネルディスプレイにおいて、黒及びカ
ラー顔料分散型レジストの乾燥膜厚が2.5μm〜5μ
mとなるように、前記黒及びカラー顔料分散型レジスト
をスリットから吐出させて塗布することにより作成され
ているカラーフィルタを備えることにより達成される。
【0007】上記構成によれば、フラットパネルディス
プレイに用いるカラーフィルタを製造する際に、黒及び
カラー顔料分散型レジストをスリット型の塗布装置によ
り塗布しているので、従来よりも黒及びカラー顔料分散
型レジストの使用効率を向上させて製品コストを低減さ
せることができ、また、比較的厚く塗布しているので、
ムラのない塗布が可能となって製品を高品質にすること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
【0009】図1は、本発明のフラットパネルディスプ
レイの実施形態を示す概略斜視図である。このフラット
パネルディスプレイ10は、アクティブマトリクス方式
のTFT(Thin Film Transisto
r)液晶ディスプレイであり、表示面側から順に偏光板
11a、ガラス基板12a、カラーフィルタ13、液晶
部14、トランジスタ部15、ガラス基板12b、偏光
板11b、バックライト部16が積層配置され、そのサ
イドに信号処理回路等が実装されたプリント基板17が
TCP18を介して接続され、全体がフレーム19に覆
われた構成となっている。
【0010】このような構成のフラットパネルディスプ
レイ10は、2枚の透明なガラス基板12a、12bの
間に挟まれた液晶部14に電圧をかけて液晶の分子の向
きを変え、液晶を透過する光の振動方向を変化させてそ
の光を偏光板11aで透過・遮蔽することにより画像等
を表示するようになっている。
【0011】図2は、上記カラーフィルタ13の詳細を
示す断面側面図である。このカラーフィルタ13は、カ
ラー化のための色分解フィルタであり、透明なガラス基
板13a上に、ブラックマトリクス13bとRGB(R
ed Green Blue)のカラーフィルタ層13
cが形成され、それらの上に保護膜13dが成膜された
構成となっている。
【0012】このような構成のカラーフィルタ13の製
造方法について、図3のフローチャートを参照して説明
する。
【0013】先ず、ガラス基板13aを水と界面活性剤
を使用してブラシ洗浄し、純水を使用して十分にリンス
する(STP1)。そして、洗浄及びリンスしたガラス
基板13aをホットプレートにより150°C〜200
°Cで乾燥させる(STP2)。
【0014】次に、乾燥させたガラス基板13a上にブ
ラックマトリクス13bとなるレジストをダイコータに
より乾燥膜厚が2.5μm〜5μm(例えば固型分濃度
2%の塗布液の塗布厚さでは12.5μm〜25μm)
となるように塗布する(STP3)。ここで、ブラック
マトリクス13bとなるレジストとしては、黒顔料分散
型レジスト、例えばカーボン微粒子等を分散させたレジ
スト(フジフィルム・オーリン(株)製:COLOR
MOSAIC CK)が用いられる。
【0015】また、スリット状ノズルを持つダイコータ
としては、例えば図4に示すような構成の装置が用いら
れる。このダイコータ100は、レジストを吐出する塗
液吐出部110及び塗液貯留部120と、ガラス基板1
3aを固定する基材載置部130、基材吸引部140及
び基材駆動部150と、装置全体を駆動制御する制御部
160で概略構成されている。
【0016】塗液吐出部110は、レジストをガラス基
板13a上に吐出するスリットであり、ブレード状のフ
ロントリップ111とブレード状のリアリップ112
が、ブレード状のシム113を介して接合された構成と
なっている。フロントリップ111とリアリップ112
の下端は、楔状に形成されている。そして、シム113
によりスリット114が形成されている。
【0017】フロントリップ111におけるリアリップ
112との対向面には、凹状のマニホールド111aが
形成されている。そして、このマニホールド111aの
内面からフロントリップ111の上面にかけて、塗液供
給孔111bが設けられている。
【0018】塗液貯留部120は、レジストを塗液吐出
部110に圧送する加圧タンクであり、塗液吐出部11
0の塗液供給孔111bと配管121を介して接続され
ている。基材載置部130は、ガラス基板13aを載置
して固定するテーブルであり、上面には吸引孔が設けら
れている。基材吸引部140は、基材載置部130上に
載置されたガラス基板13aを真空吸着する真空ポンプ
であり、基材載置部130の吸引孔と配管141を介し
て接続されている。
【0019】基材駆動部150は、基材載置部130上
に載置・固定されたガラス基板13aを図示矢印a方向
に直線移動させるモータとボールネジ・ナットあるいは
エアシリンダもしくはオイルシリンダであり、基材載置
部130に連結されている。制御部160は、装置全体
を駆動制御するコンピュータであり、塗液貯留部12
0、基材吸引部140及び基材駆動部150と接続され
ている。
【0020】このような構成において、その動作例を説
明する。ガラス基板13aが、作業者による手動操作あ
るいはロボットによる自動操作により基材載置部130
上の所定位置に載置されると、制御部160は、基材吸
引部140を駆動して配管141内を真空吸引させ、ガ
ラス基板13aを基材載置部130の吸引孔で吸着・固
定させる。このときのガラス基板13aの上面と塗液吐
出部110のスリット114とのギャップは、例えば5
0μm〜300μmに調整される。
【0021】続いて、制御部160は、塗液貯留部12
0を駆動して内部に貯留されているレジストを配管12
1から塗液吐出部110の塗液供給用孔111bを介し
てマニホールド111a内に圧送させ、スリット114
から連続的に吐出させる。同時に、制御部160は、基
材駆動部150を駆動して基材載置部130を一方向に
移動させることにより、ガラス基板13aと塗液吐出部
110とを例えば10mm/sec〜50mm/sec
で相対移動させ、図5に示すようにレジストRをガラス
基板13a上に乾燥膜厚が2.5μm〜5μm(塗布厚
さdでは12.5μm〜25μm)となるように塗布さ
せる。
【0022】ここで、レジストの乾燥膜厚を2.5μm
〜5μm(塗布厚さでは12.5μm〜25μm)とし
た理由は、図6のレジストの乾燥膜厚と塗布したレジス
ト上に発生するスジ状のムラの縦筋本数との関係に示す
ように、レジストの乾燥膜厚が2.5μm未満ではスジ
状のムラは確実に入るが、レジストの乾燥膜厚が2.5
μmに近づくにつれてスジ状のムラは急激に減少し、レ
ジストの乾燥膜厚が2.5μm以上になるとスジ状のム
ラは略0になるからである。
【0023】また、レジストの乾燥膜厚が5μmを超え
ると、微細なパターンの形成が困難になったり、所望の
特性を得ることが困難になるからである。したがって、
レジストをガラス基板13a上に乾燥膜厚が2.5μm
〜5μm(塗布厚さでは12.5μm〜25μm)とな
るように塗布することにより、スジ状のムラのない良好
なユニフォミティの薄膜を成膜することができる。
【0024】次に、レジストを塗布したガラス基板13
aの周辺部の不要のレジストをエッジ洗浄により除去
し、洗浄したレジスト塗布済のガラス基板13aを減圧
乾燥する(STP4)。尚、この減圧乾燥の代わりにホ
ットプレートによる乾燥や、減圧乾燥とホットプレート
による乾燥を組み合わせた乾燥でもよい。続いて、乾燥
させたガラス基板13a上のレジストをホットプレート
により110°C〜120°Cで30sec〜60se
cプリベークする(STP5)。
【0025】次に、プリベークしたガラス基板13a上
のレジストに対して、プロキシミティ露光機により10
0mmJ/cm2 〜150mmJ/cm2 のUV(Ul
tra Violet)光をブラックマトリクス13b
のパターンが形成されているマスクを介して照射し一括
露光する(STP6)。尚、プロキシミティ露光機の代
わりにステッパを用いてもよい。
【0026】そして、露光したガラス基板13a上のレ
ジストであるカーボン微粒子等を分散させたレジスト
(フジフィルム・オーリン(株)製:COLOR MO
SAIC CK)を専用の現像液(フジフィルム・オー
リン(株)製:FHD−5)により26°Cで60se
cスプレー現像する(STP7)。そして、現像したガ
ラス基板13a上のレジストを純水を使用して十分にス
プレーしてリンスし、現像液やレジスト残さを除去する
(STP8)。
【0027】次に、リンスしたガラス基板13a上のレ
ジストを200°C〜230°Cで60minポストベ
ークして、十分に硬化させると共に不要な成分を蒸発さ
せて安定化させる(STP9)。以上の工程により、ブ
ラックマトリクス13bを形成することができる。続い
て、同一の工程(STP3〜STP9)を繰り返すこと
により、カラーフィルタ層13cをR、G、Bと順次形
成する。
【0028】尚、カラーフィルタ層13cとなるレジス
トとしては、カラー顔料分散型レジスト、例えばカラー
顔料微粒子等を分散させたレジスト(フジフィルム・オ
ーリン(株)製:COLOR MOSAIC 8000
シリーズあるいは東京応化工業(株)製:CFRPシリ
ーズ)が用いられる。そして、このカラー顔料分散型レ
ジストの現像液としては、専用の現像液(フジフィルム
・オーリン(株)製:CD−2000 20%)が用い
られる。
【0029】以上の工程により、ガラス基板13a上に
ブラックマトリクス13b及びカラーフィルタ層13c
を形成したら(STP10)、ガラス基板13a、ブラ
ックマトリクス13b及びカラーフィルタ層13c上に
保護膜13dを成膜し(STP11)、平坦化剤を塗布
して平坦化処理する(STP12)。そして、導電性の
ITO(Indium Tin Oxide)をスパッ
タリングにより成膜して透明電極層を形成し(STP1
3)、ポリイミドを成膜して配向膜を形成する(STP
14)。以上の工程により、カラーフィルタ13が完成
する。
【0030】尚、上述した実施形態では、カラーフィル
タ13のブラックマトリクス13b及びカラーフィルタ
層13cを形成する場合に使用する黒顔料分散型レジス
ト及びカラー顔料分散型レジストの塗布について説明し
たが、これらに限られるものではなく、パターニングを
形成するためのレジストの塗布にも同様に適用すること
ができる。
【0031】例えば、Cr法ブラックマトリクス用のエ
ッチングレジストとして使用するフォトレジスト(東京
応化工業(株)製:FH−2406)の塗布に適用する
ことにより、良好なユニフォミティのフォトレジストの
薄膜を成膜することができるので、従来フォトレジスト
の膜厚の差による線幅のバラツキによりCr膜のエッチ
ング時の線幅に生じていたバラツキを抑えることができ
る。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストなフラットパネルディスプレイ及びその製造方
法並びにカラーフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフラットパネルディスプレイの実施形
態を示す概略斜視図。
【図2】図1のフラットパネルディスプレイのカラーフ
ィルタの詳細を示す断面側面図。
【図3】図2のカラーフィルタの製造方法を説明するた
めのフローチャート。
【図4】図2のカラーフィルタを製造する際に用いるダ
イコータを示す構成図。
【図5】図4のダイコータによる塗布状態を示す斜視
図。
【図6】レジストの乾燥膜厚と塗布したレジスト上に発
生するスジ状のムラの縦筋本数との関係を示す図。
【符号の説明】
10・・・フラットパネルディスプレイ、11a、11
b・・・偏光板、12a、12b・・・ガラス基板、1
3・・・カラーフィルタ、13a・・・ガラス基板、1
3b・・・ブラックマトリクス、13c・・・カラーフ
ィルタ層、13d・・・保護膜、14・・・液晶部、1
5・・・トランジスタ部、16・・・バックライト部、
17・・・プリント基板、18・・・TCP、19・・
・フレーム、100・・・ダイコータ、110・・・塗
液吐出部、111・・・フロントリップ、111a・・
・マニホールド、111b・・・塗液供給孔、112・
・・リアリップ、113・・・シム、114・・・スリ
ット、115・・・親油化処理膜、120・・・塗液貯
留部、121、141・・・配管、130・・・基材載
置部、140・・・基材吸引部、150・・・基材駆動
部、160・・・制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/12 H05B 33/12 E Fターム(参考) 2H025 AA00 AB13 AC01 BJ00 CC12 DA19 EA04 2H048 AA06 AA12 BA02 BA45 BA48 BB41 BB42 3K007 AB04 BA06 CA01 FA01 4D075 AC04 AC92 DA06 DC21 5G435 AA00 BB12 BB15 CC09 EE25 EE36 EE40 FF05 GG12 GG22 KK07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フラットパネルディスプレイにおいて、 黒及びカラー顔料分散型レジストの乾燥膜厚が2.5μ
    m〜5μmとなるように、前記黒及びカラー顔料分散型
    レジストをスリットから吐出させて塗布することにより
    作成されているカラーフィルタを備えていることを特徴
    とするフラットパネルディスプレイ。
  2. 【請求項2】 フラットパネルディスプレイを製造する
    方法において、 カラーフィルタやパターニングを形成するためのレジス
    トの乾燥膜厚が2.5μm〜5μmとなるように、前記
    レジストをスリットから吐出させて塗布する工程を含む
    ことを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 フラットパネルディスプレイのカラーフ
    ィルタにおいて、 前記カラーフィルタが、黒及びカラー顔料分散型レジス
    トの乾燥膜厚が2.5μm〜5μmとなるように、前記
    黒及びカラー顔料分散型レジストをスリットから吐出さ
    せて塗布することにより作成されていることを特徴とす
    るカラーフィルタ。
JP2000006176A 2000-01-11 2000-01-11 フラットパネルディスプレイ及びその製造方法並びにカラーフィルタ Withdrawn JP2001195004A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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