JP2002148425A - 液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】着色フォトレジストの接着強度、接着耐久性を
更に向上させ、微細な着色画素が精度よく形成でき、剥
離が発生せず、長期間の使用に耐える液晶表示装置用カ
ラーフィルタの製造方法を提供すること。 【解決手段】塗布工程直前の水洗工程において、水洗後
に接着付与剤を滴下してから乾燥を行うこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用カ
ラーフィルタに関するものであり、特に、接着強度に優
れた着色画素を有する液晶表示装置用カラーフィルタの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、液晶表示装置などに用いられる
カラーフィルタの一例を示した平面図である。また、図
４は、図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における
断面図である。図３、及び図４に示すように、液晶表示
装置などに用いられるカラーフィルタは、ガラス基板
（３０）上にブラックマトリックス（３２）、及び着色
画素（３１）が形成されたものである。

【０００３】ブラックマトリックス（３２）は、遮光性
を有するマトリックス状のものであり、着色画素（３
１）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有
するものである。ブラックマトリックスは、カラーフィ
ルタの着色画素の位置、大きさを均一なものとし、ま
た、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽
し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラ
ストを向上させた画像にする機能を有している。

【０００４】このブラックマトリックス（３２）は、ガ
ラス基板（３０）上に、例えば、クロム（Ｃｒ）、酸化
クロム（ＣｒＯＸ ）などの金属、もしくは金属化合物
を用いて薄膜を成膜し、成膜した薄膜上に、ポジ型のフ
ォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形
成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチン
グ及びエッチングレジストパターンの剥膜を行いブラッ
クマトリックスとして形成されたものであり、クロム
（Ｃｒ）などの金属を用いて形成されたブラックマトリ
ックスをクロム・ブラックマトリックスと称している。

【０００５】図５は、液晶表示装置などに用いられるカ
ラーフィルタの他の例を示した平面図である。また、図
６は、図５に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における
断面図である。図５、及び図６に示すように、液晶表示
装置などに用いられる、この他の例として示すカラーフ
ィルタは、図３に示すカラーフィルタと同様に、ガラス
基板（５０）上にブラックマトリックス（５２）、及び
着色画素（５１）が形成されたものである。

【０００６】このブラックマトリックス（５２）は、ガ
ラス基板（５０）上に、例えば、ブラックマトリックス
形成用の着色フォトレジストを用いてフォトリソグラフ
ィ法によって形成されたものであり、着色フォトレジス
トを用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラ
ックマトリックスと称している。

【０００７】樹脂ブラックマトリックスは、例えば、テ
レビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際
に、クロムなどの金属をブラックマトリックスとして用
いたときに起こる液晶表示装置での内部反射を抑制する
ために、低反射の樹脂ブラックマトリックスが要望され
る場合、或いは、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ ＰｌａｎｅＳ
ｗｉｃｈｉｎｇ）方式に用いたときに起こる液晶表示装
置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂ブ
ラックマトリックスが要望される場合などに採用され
る。

【０００８】また、着色画素（３１）、（５１）は、ブ
ラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、種々
な方法により形成が行われいるが、フォトレジストに顔
料を分散させた着色フォトレジストを材料として用い、
フォトリソグラフィ法により着色画素を形成する顔料分
散法が多く採用されている。

【０００９】このような樹脂ブラックマトリックスや着
色画素がガラス基板上に形成された液晶表示装置用カラ
ーフィルタの製造において、ガラス基板に対する着色フ
ォトレジストの接着性（接着強度、接着耐久性）は重要
なものである。樹脂ブラックマトリックスや着色画素の
形成においては、接着強度が十分でないと、所望する微
細な樹脂ブラックマトリックスや着色画素を精度よく形
成することが困難なものとなり、また、より微細な樹脂
ブラックマトリックスや着色画素を、より精度よく形成
することがが要望されていることからして、着色フォト
レジストの接着強度を更に向上させることが課題となっ
ている。

【００１０】また、液晶表示装置の製造工程において
は、このような樹脂ブラックマトリックスや着色画素が
ガラス基板上に形成された液晶表示装置用カラーフィル
タが、液晶表示装置に用いられる際の種々な処理工程に
て、例えば、着色画素の剥離など不具合なことを発生さ
せることのないように、接着強度に優れていることが必
要である。

【００１１】更に、耐久性においては、このような樹脂
ブラックマトリックスや着色画素がガラス基板上に形成
された液晶表示装置用カラーフィルタは、液晶表示装置
に用いられた際に、液晶表示装置として長期間の使用に
耐えられるように、接着耐久性に優れていることが必要
であり、この接着耐久性を更に向上させることが課題と
なっている。

【００１２】このように、ガラス基板に対する着色フォ
トレジストの接着性（接着強度、接着耐久性）が重要な
のは、例えば、前記クロム・ブラックマトリックスの形
成の際に用いたポジ型のフォトレジストのように、エッ
チングレジストパターンとしての役割が終わると剥離・
除去されてしまうフォトレジストと異なり、着色フォト
レジストそのものが樹脂ブラックマトリックスや着色画
素として、液晶表示装置用カラーフィルタを構成する要
素となるためである。

【００１３】さて、液晶表示装置用カラーフィルタを製
造する際には、ガラス基板上に着色フォトレジストを塗
布する直前に、ガラス基板を水洗することが多くの場合
行われている。この水洗は、例えば、着色画素が赤色、
緑色、青色３色のときは、赤色、緑色、青色の各色毎に
各色の着色フォトレジストの塗布直前に行われる。これ
は、ガラス基板の表面を清浄なものとし、ガラス基板に
対する各色の着色フォトレジストの接着を確かなものに
するために行われるものである。

【００１４】図２は、液晶表示装置用カラーフィルタの
製造ラインにおける、着色フォトレジストを塗布する直
前の水洗装置の一例を示す断面図である。図２に示すよ
うに、この水洗装置（２０）は、水洗水ノズル（２１）
が設けられた水洗部（２Ａ）と、水切りエアナイフ（２
２）が設けられた乾燥部（２Ｃ）とで構成され、ガラス
基板を搬送するコロ・コンベア（２３）が、左方の前工
程から右方の後工程（塗布工程）へと水洗装置（２０）
の水洗部（２Ａ）と乾燥部（２Ｃ）を貫いて設けられて
いる。

【００１５】ガラス基板（１）は、矢印で示すように、
左方の前工程から搬送され、コロ・コンベア（２３）で
搬送されながら水洗部（２Ａ）において、水洗水ノズル
（２１）からの水洗水により水洗され、乾燥部（２Ｃ）
において、水切りエアナイフ（２２）からのエアにより
乾燥され、ガラス基板（１）の水洗処理が終了し、右方
の後工程（塗布工程）へと搬送される。しかし、このよ
うな水洗装置（２０）を用いて製造した着色フォトレジ
ストの接着性は不十分なものであり、要望されている水
準には達していない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記要望に
応えるためになされたものであり、ガラス基板上に着色
フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法により樹
脂ブラックマトリックスや着色画素を形成して液晶表示
装置用カラーフィルタを製造する際に、樹脂ブラックマ
トリックスや着色画素の形成においては、より微細な樹
脂ブラックマトリックスや着色画素が、より精度よく形
成できるように、また、液晶表示装置の製造工程におい
ては、着色画素の剥離など不具合なことが発生すること
のないように、ガラス基板に対する着色フォトレジスト
の接着強度を更に向上させ、さらに、耐久性において
は、液晶表示装置として長期間の使用に耐えられるよう
に、接着耐久性を更に向上させた、液晶表示装置用カラ
ーフィルタの製造方法を提供することを課題とするもの
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、着色フォトレ
ジストを用い、フォトリソグラフィ法により着色画素を
形成して液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際の
塗布工程直前の水洗工程において、ガラス基板を水洗し
た後に、ガラス基板上に接着付与剤を滴下し、水切りエ
アナイフによる乾燥を行うことを特徴とする液晶表示装
置用カラーフィルタの製造方法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は、本発明による液晶表示装置用カラ
ーフィルタの製造方法において用いられる、着色フォト
レジストを塗布する塗布工程直前の水洗装置の一例を示
す断面図である。図１に示すように、この水洗装置（１
０）は、水洗水ノズル（１１）が設けられた水洗部（１
Ａ）と、接着付与剤ノズル（１４）が設けられた接着付
与部（１Ｂ）と、水切りエアナイフ（１２）が設けられ
た乾燥部（１Ｃ）とで構成されている。ガラス基板を搬
送するコロ・コンベア（１３）が、左方の前工程から右
方の後工程（塗布工程）へと、水洗装置（１０）の水洗
部（１Ａ）と接着付与部（１Ｂ）と乾燥部（１Ｃ）を貫
いて設けられている。

【００１９】ガラス基板（１）は、矢印で示すように、
左方の前工程から搬送され、コロ・コンベア（１３）で
搬送されながら水洗部（１Ａ）において、水洗水ノズル
（１１）からの水洗水により水洗され、接着付与部（１
Ｂ）において、接着付与剤ノズル（１４）から接着付与
剤が滴下され、乾燥部（１Ｃ）において、水切りエアナ
イフ（１２）からのエアにより乾燥され、ガラス基板
（１）の水洗処理が終了し、右方の後工程（塗布工程）
へと搬送される。

【００２０】水洗部（１Ａ）において水洗されたガラス
基板（１）は、その表面に水洗水が留まったまま接着付
与部（１Ｂ）へ搬送されるので、接着付与剤ノズル（１
４）から滴下される接着付与剤はガラス基板（１）の表
面に瞬時に拡散され、乾燥部（１Ｃ）における水切りエ
アナイフ（１２）による乾燥によって接着付与剤は乾燥
被膜となり、ガラス基板（１）の表面は着色フォトレジ
ストに対し接着性が向上したものとなる。尚、接着付与
剤の滴下は、粒状に滴下すると拡散しない部位が生じる
恐れがあるので、スプレーを用いた粉霧状の滴下が好ま
しい。

【００２１】接着付与剤は、接着性が向上、すなわち、
接着強度の向上、及び接着耐久性の向上のために用いら
れるものであり、例えば、シランカップリング剤、チタ
ネートカップリング剤、アルキレンイミドなどがあげら
れる。具体的には、接着付与剤として、シランカップリ
ング剤（信越化学（株）製：ＫＢＭ６０３（商品名））
を用い、上記水洗装置にて濃度０．１％の希釈液にて約
５５０×６５０ｍｍ大のガラス基板に対し約３５０ｃｃ
／枚をガラス基板の表面に滴下することにより、接着強
度及び接着耐久性に優れた液晶表示装置用カラーフィル
タが得られた。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、着色フォトレジストを用い、
フォトリソグラフィ法により着色画素を形成して液晶表
示装置用カラーフィルタを製造する際の塗布工程直前の
水洗工程において、ガラス基板を水洗した後に、ガラス
基板上に接着付与剤を滴下し、水切りエアナイフによる
乾燥を行うので、ガラス基板に対する着色フォトレジス
トの接着強度が更に向上したものとなり、より微細な樹
脂ブラックマトリックスや着色画素がより精度よく形成
でき、また、液晶表示装置の製造工程においては、着色
画素の剥離などの不具合なことが発生せず、さらに、接
着耐久性が更に向上したものとなり、液晶表示装置とし
て長期間の使用に耐える液晶表示装置用カラーフィルタ
の製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いられる、塗布工程直前の水
洗装置の一例を示す断面図である。

【図２】従来法における、塗布工程直前の水洗装置の一
例を示す断面図である。

【図３】液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタ
の一例を示した平面図である。

【図４】図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線におけ
る断面図である。

【図５】液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタ
の他の例を示した平面図である。

【図６】図５に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線におけ
る断面図である。

【符号の説明】

１、３０、５０…ガラス基板 １Ａ、２Ａ…水洗部 １Ｂ…接着付与部 １Ｃ、２Ｃ…乾燥部 １０…本発明において用いられる水洗装置の一例 １１、２１…水洗水ノズル １２、２２…水切りエアナイフ １３、２３…コロ・コンベア １４…接着付与剤ノズル ２０…従来法における水洗装置の一例 ３１、５１…着色画素 ３２、５２…ブラックマトリックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井田 淳 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 佐竹 順 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BA43 BB02 BB14 BB32 BB42 2H091 FA02Y FB02 FC10 FC24 FC25 FC29 GA17 LA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】着色フォトレジストを用い、フォトリソグ
   ラフィ法により着色画素を形成して液晶表示装置用カラ
   ーフィルタを製造する際の塗布工程直前の水洗工程にお
   いて、ガラス基板を水洗した後に、ガラス基板上に接着
   付与剤を滴下し、水切りエアナイフによる乾燥を行うこ
   とを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方
   法。