JP2004341280A - カラーフィルタの製造装置、カラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタを形成する各層の位置合わせを正確に行い、精度の高いフィルタを製造する製造装置及びフィルタ製造方法、その装置及び方法で製造されたカラーフィルタを提供すること。
【解決手段】ブラックマトリクス１５とカラーフィルタ層用のフォトマスク４ａの位置を正確にあわせるために、窓５５−１の中心とブラックマトリクス１５を形成する時に形成されたマーク５３−１の中心が一致するように位置合わせを行う。この位置合わせは、ニップローラ対２２ａを固定し、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に、ローラ２４−２ｂをＢ’方向させるか、または、ローラ２４−１ｂをＣ方向に、ローラ２４−２ｂをＣ’方向に回転してシート状基材１１に張力をかけることによって行われる。ＣＣＤカメラ３５ａ、３５ｂによって位置合わせを確認した後、Ｒ層用のフォトマスク４ａの露光を行う。
【選択図】 図１７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続シート状基材上にカラーフィルタ形成用の着色された感光性樹脂組成物の層を積層した積層原反を用いて行う、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタの製造装置、及びカラーフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、特に携帯可能なパーソナルコンピュータの発達に伴ない、液晶ディスプレイ、とりわけ、カラー液晶ディスプレイの需要が増加しており、一層の軽量化や耐衝撃性の向上が望まれている。このため、カラーフィルタも従来のガラス板を基材とするものから、プラスチックフィルムを基材とするものが望まれるようになってきている。
【０００３】
プラスチックシートを基材とするカラーフィルタの製造は、ブラックマトリックスやカラーフィルタ層を構成する赤色、緑色、および青色の三色のカラーフィルタ層を、着色された感光性樹脂組成物の層の積層、パターン状の露光、および現像により生成するのが効率的である。
【０００４】
カラーフィルタの製造に際し、従来のガラス板を基材とするカラーフィルタにおいては、ガラス板自身が剛性を有し、平面性が高いため、ガラス板を一枚ずつ取り扱う煩雑さはあるものの、ガラス板の取扱い中の伸縮の問題や、カラーフィルタの製作精度上の問題は比較的少なかった。これに対し、プラスチックシートを基材とするカラーフィルタの製造に際しては、連続したシートを取り扱えるので、原反や加工中の半製品のハンドリングが楽になる利点がある。このようなプラスチックシートを基材とするカラーフィルタの露光装置として、例えば、特許文献１がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６４９９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、プラスチックシートを用いたカラーフィルタは、ブラックマトリックスやカラーフィルタ層を構成する赤、緑、青層の積層、パターンの露光、および現像という手順で製造される。
このパターンの露光の際、ブラックマトリクスと赤層、青層、緑層の各カラーフィルタ層との位置合わせを正確に行う必要があるが、露光処理等は熱をかけて行うため基材となるプラスチックシートが伸縮して位置合わせが困難であるといった問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、正確に位置を合わせて露光を行い、精度の高いフィルタを製造する製造装置及びフィルタ製造方法、その装置及び方法で製造されたカラーフィルタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決する手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、感光性樹脂組成物層を積層したシート状基材を用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造装置であって、前記シート状基材を２つのローラで挟んで搬送する１対のニップローラ対と、前記シート状基材にフォトマスクを介して露光を行う露光手段と、を具備し、前記１対のニップローラ対により前記シート状基材の位置決めを行い、前記露光手段で露光を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造装置である。
【０００９】
第１の発明において、露光手段は、シート状基材に吸着する吸引機構と、光源とを用いて露光を行い、フォトマスクに設けられた窓に、シート状基材に設けられたマークが合致するように、１対のニップローラ対でシート状基材に対して加える張力（テンション）を調整しつつ行うものである。
【００１０】
このマークは通常ブラックマトリクスを露光する際にシート状機材につけられ、カラーフィルタ層用のフォトマスクに窓が設けられ、マークと窓の位置を合わせることでブラックマトリクスとカラーフィルタ層の位置を正確に合わせることが可能となり、精度の高いフィルタを製造することができる。カラーフィルタ層は通常、赤、青、緑の層である。
また、吸引機構は、吸着プレートであって、上面が平坦で下面が凹型形状であり、多孔質物質からなるものでもよい。
【００１１】
第１の発明によれば、カラーフィルタ層のフォトマスクに設けられた窓に、シート状基材に設けられたマークが合致するように、シート状基材に加える張力を調整して露光を行うことから、ブラックマトリクスやカラーフィルタ層の各層のズレの少ない、精度の高いカラーフィルタを製造することが可能である。
【００１２】
第２の発明は、感光性樹脂組成物層を積層したシート状基材を用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、１対のニップローラ対に設けられた２つのローラで前記シート状基材を挟んで搬送する工程と、前記シート状基材にフォトマスクを介して露光を行う露光工程と、を具備し、前記１対のニップローラ対により前記シート状基材の位置決めを行い、前記露光工程で露光を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明である製造方法によって製造されたカラーフィルタである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるフィルタ製造装置１の概略構成図である。図２は、図１に示す方向Ｒから見たフィルタ製造装置１を示す図である。
【００１５】
フィルタ製造装置１は、ニップローラ対２２ａ、２２ｂ、基台３１、ＣＣＤカメラ３５ａ、３５ｂ、露光装置４０、露光台４５、吸引機構４７等から構成される。ニップローラ対２２ａ、２２ｂは、露光装置４０の前後に設置され、積層原反３を上下のローラで挟んで移動させるものである。
【００１６】
積層原反３は、露光によってカラーフィルタを作成するための基となるシート状原反である。積層原反３については後に詳しく説明する。
【００１７】
ニップローラ対２２ａは、上ローラ２４−１ａ、下ローラ２４−２ａ、軸受５−１ａ、２５−２ａ、エアシリンダ２６ａ、ロッド２７ａ、側板３０ａから構成される。
【００１８】
ニップローラ対２２ａでは、側板３０ａに下ローラ２４−２ａが軸受２５−２ａにより回転可能に固定され、また、上ローラ２４−１ａが軸受２５−２ｂに回転可能に固定される。軸受２５−１ａ、２５−２ａは、側板３０ａに対して、上下方向にスライド可能に取付けられており、かつ、軸受２５−１ａ、２５−２ａは、側板３０ａに固定されたエアシリンダ２６ａとの間をロッド２７ａにより連結されている。
【００１９】
エアシリンダ２６ａを作動させることにより、上ローラ２４−１ａが下方に移動して、下ローラ２４−２ａとの間に積層原反３等のシート状物を圧着し、もしくは上方に離れることが可能となっている。
【００２０】
また、ニップローラ対２２ａの側板３０ａの下部は、上側に溝２９ａを備えたガイドレール２８ａの溝２９ａ内を左右方向（ＡＢ方向）、また図に対して奥方向と手前方向（図２においてＣＤ方向）にスライド可能に設置されている。またガイドレール２８ａは基台３１に回転軸Ｚ１を中心に回転可能なように設置されている。
【００２１】
ニップローラ２２ｂにおいても同様の構成である。ニップローラ２２ｂも溝２９ｂを備えたガイドレール２８ｂにＡＢ方向、ＣＤ方向にスライド可能なように設置され、基台３１に対して回転軸Ｚ２を中心に回転可能なように設置されている。
【００２２】
なお、各ニップローラ対２２ａおよび２２ｂは、ローラ対をなすローラどうしの圧着が可能で、かつ、ローラ対同士が接近、もしくは離間可能であれば、このほかの構造を有するものであってもよい。
【００２３】
ＣＣＤカメラ３５ａ、３５ｂは、積層原反３やパターンの位置を確認するためのものである。ＣＣＤカメラ３５ａ、３５ｂは、図１、図２に示すようにＥＦ方向、ＧＨ方向、ＩＪ方向に可動するように設置されている。また露光装置４０は積層原反３に光を照射するものである。
【００２４】
露光装置４０は、上面に吸引機構４７を有する露光台４５と、下面に露光用のフォトマスク４をセットした紫外線光源等の露光光源４１からなる。積層原反３は、露光台４５の上を、光源４１の部分に積層原反３の未露光部が位置するように方向Ｍに移動させられる。
【００２５】
図３、図４は図１に示すＸ−Ｘ方向から見たフォトマスクを示す図である。図３は、ブラックマトリクス用のフォトマスク４を示す図である。フォトマスク４にはブラックマトリクス用のパターン５の周囲にマークパターン５２−１、５２−２、５２−３、５２−４が設けられる。
【００２６】
図４は、カラーフィルタ層用、例えばＲ層（赤層）用のフォトマスク４ａを示す図である。フォトマスク４ａにはＲ層用パターン５ａの周囲に窓５５−１、５５−２、５５−３、５５−４が設けられる。
【００２７】
このマークパターン５２−１、５２−２、５２−３、５２−４及び窓５５−１、５５−２、５５−３、５５−４はブラックマトリクスの上にカラーフィルタ層を形成する場合にカラーフィルタ層用のフォトマスク４ａの位置決めを行うために使用される。他のカラーフィルタ層（Ｇ層、Ｂ層）用のフォトマスクもフォトマスク４ａと同様の構成を有する。位置決めの作業に関しては後に説明する。
【００２８】
なお、露光装置４０は、プロキシミティー露光方式のものを用いることが、精度の点、および感光性樹脂組成物の層の厚みの増減に対処できる点で好ましい。また、吸引機構４７は、吸着プレートであって、焼結金属板もしくは焼結セラミック板等の多孔質板で構成されている。例えば、市販品の吸着プレート（ＳＭＣ株式会社製、吸着プレート「ＳＰシリーズ」）を用いることができる。
【００２９】
多孔質板を用いると、その微細な孔から吸引することができるので、平らな板にドリル加工による孔を設けた吸引板にくらべ、板全面に渡り、より均一な吸引を行なうことができ、積層原反３に、孔の痕跡を残すことが無く、好ましい。多孔質板には吸引用のポンプが接続されて、吸引機構４７に積層原反３を吸着することができる。
【００３０】
積層原反３を吸着しないときは、吸引機構による吸引を止めるか、もしくは多孔質板から逆に、外に向かって空気を吹く。また、積層原反３が吸引機構４７に触れないよう、積層原反３の搬送時には、吸引機構４７が下方に逃げられるようにすることが好ましい。
【００３１】
次に、積層原反３について説明する。
図５は、積層原反３を示す図である。積層原反３は、連続シート状基材１１上に、ブラックマトリックス形成用の黒色に着色された感光性樹脂組成物の層１２を積層してなるものである。
【００３２】
カラーフィルタは、連続シート状基材１１の上に構築され、光遮断用のブラックマトリクス（ＢＭ）、赤（Ｒ）層、緑（Ｇ）層、青（Ｂ）層の３原色画素のカラーフィルタ層、保護膜等からなる。
カラーフィルタ製造の手順は、ＢＭ層の形成、その後各カラーフィルタ層の形成と続く。
【００３３】
生産上の効率を上げるために、通常、連続したシート状の積層原反３上に連続してＢＭ層を形成し、積層原反３を全て巻き取った後、例えば、Ｒ層を先ほど形成したＢＭ層上に位置合わせを行いつつ形成し、巻き取った後、同様にＧ層を形成して巻き取り、Ｂ層を形成してカラーフィルタを作成する。
あるいは、各層ごとに巻き取らずに、ＢＭ層、Ｒ層、Ｇ層、Ｂ層を連続形成してカラーフィルタを作成しても良い。
【００３４】
図５に示す積層原反３において、連続シート状基材１１としては、可撓性（フレキシブル）で、透明性を有する、適宜な幅と、幅に対して十分長い長尺のものを準備する。長尺のものを使用すると、通常、巻取り（ロール）の形態で、巻き出し装置に取付けて、巻取りの外側の端から、順次、加工機の加工部分に送り、加工後、引っ張り出すことにより、加工機の加工部分への供給および加工後の排出が容易になる利点があり、その意味では、出来るだけ長いものを巻取りとすることが好ましい。巻取りの重量や巻取りの直径が増加すると取扱いにくいので、長さは、適宜に決められるが、例えば、幅に対して、１００倍〜１００００倍程度である。
【００３５】
具体的な連続シート状基材１１の素材としては、ポリエチレンテレフタレート（略称；ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミド、もしくは芳香族ポリアミド等の合成樹脂を挙げることができ、中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、もしくはポリエーテルスルホンが好適に用いられる。合成樹脂以外にも、金属箔やごく薄いシート状のガラスも素材として使用できる。連続シート状基材１１の厚みは、用途にもよるが、５μｍ〜４００μｍが好ましく、さらには、１０μｍ〜２００μｍがより好ましい。
【００３６】
連続シート状基材１１上に積層される、ブラックマトリックス形成用の黒色に着色された感光性樹脂組成物の層１２は、黒色等の遮光性物質が感光性樹脂、およびその他の成分中に溶解もしくは分散した組成物からなるものである。
【００３７】
遮光性物質は、染料、無機顔料、有機顔料、カーボン微粒子、もしくは金属酸化物等から選択されて使用される。
【００３８】
上記の遮光性物質が溶解もしくは分散される樹脂成分は、例えば、バインダ樹脂、および光重合性のモノマーであり、さらに、感光性樹脂組成物は、光重合開始剤、溶剤、もしくはその他の添加剤を含み得る。
【００３９】
バインダ樹脂としては、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、セルロースアセテートブチレート樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、もしくはナイロン１２等）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ゼラチン、カゼイン、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、もしくはユリア樹脂を挙げることができる。
【００４０】
光重合性のモノマーとしては、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、もしくはジエチレングリコールジアクリレート等のアクリレートモノマーを挙げることができ、これらのアクリレートモノマーのアクリレート基をメタクリレート基に置換したものでもよい。
【００４１】
また、光重合性のモノマーとしては、アクリレート基もしくはメタクリレート基を有する各種のオリゴマーもしくはポリマーも含み得る。
【００４２】
アクリレート基もしくはメタクリレート基を有する各種のオリゴマーとしては、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、もしくはポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー等を、また、アクリレート基もしくはメタクリレート基を有する各種のポリマーとしては、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、もしくはアクリレート基を有するポリエステルアクリレート等を挙げることができる。
【００４３】
感光性樹脂組成物中に配合されるバインダ樹脂は、感光性樹脂組成物の総固形分中、３０〜５０％（質量基準）であることが好ましく、また、感光性樹脂組成物中に配合されるモノマーは、感光性樹脂組成物の総固形分中、１５〜２５％（質量基準）であることが好ましい。なお、総固形分とは、バインダ樹脂、モノマー、光重合開始剤、および遮光性物質を合計したものである。
【００４４】
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、α−アルキルアミノフェノン類、ベンゾフェノン類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物、２，３−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、チウラム化合物、もしくはフルオロアミン化合物等を用いることができる。
【００４５】
上記の各成分からなる黒色に着色された感光性樹脂組成物の層１２を、連続シート状基材１１上に積層するには、上記の各成分、並びに溶剤、および適宜な添加剤を配合して、塗布用の感光性樹脂組成物を調製し、連続シート状基材１１上に、公知の塗布方法により適用するとよい。
【００４６】
塗布用の感光性樹脂組成物が含有し得る溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、もしくはエチレングリコール等のアルコール類、アセトン、もしくはメチルエチルケトン等のケトン類、トルエン、もしくはキシレン等の芳香族炭化水素、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、もしくはプロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、カルビトールアセテート等の酢酸エステル等を挙げることができる。
【００４７】
上記の塗布用の感光性樹脂組成物は、連続シート状基材１１上に直接に塗布して積層する以外に、連続シート状基材１１とは別の、剥離性面を有する剥離性シートの剥離性面に塗布して、感光性樹脂組成物の層を転写し得る転写シートを作成した上で、得られた転写シートを用いて、連続シート状基材１１上に転写する転写法によって、積層を行なってもよく、このように、予め準備した転写シートを用いる転写法によって、感光性樹脂組成物の層を積層すると、塗布して積層するのにくらべ、積層をドライプロセスで行なうことができるので、積層がより効率的であり、塗布後の乾燥時間を取るための設備の増加、もしくは単位時間あたりの処理量の低下を伴わないで、積層を行なえる利点が生じる。なお、転写に際し、感光性樹脂組成物の層自体の接着性（特に熱接着性）を利用するか、予め感熱接着剤層を、感光性樹脂組成物の層上に積層しておくことが好ましい。
【００４８】
次に、フィルタ製造装置１を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。図５に示す準備された積層原反３の感光性樹脂組成物の層１２に対して、ブラックマトリックスを形成するためのフォトマスク４を介してパターンの露光を行なう。図６、図７、図９は、フィルタ製造装置１により積層原反３の露光方法を説明するための図である。
【００４９】
ここで、積層原反３は感光性樹脂組成物の層１２がポジ型であることを想定して描いてあるが、感光性樹脂組成物の層１２はネガ型であってもよい。後述のカラーフィルタ層についても同様である。
【００５０】
積層原反３の移動は、図６に示すように、露光装置４０の前後に設置されたニップローラ対２２ａおよび２２ｂにより積層原反３を挟んで、ニップローラ対２２ａのローラ２４−１ａをＢ方向に、ローラ２４−２ａをＢ’方向に回転させ、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に、ローラ２４−２ｂをＢ’方向に回転させることで行われる。
【００５１】
図６に示すように、ニップローラ対２２ａ、２２ｂが回転することにより、積層原反３の未露光部が露光装置４０の露光部分に搬送される。そして、図７に示すように、ニップローラ対２２ａ、２２ｂを停止した後、ニップローラ対２２ａのローラ２４−１ａをＣ方向に、ローラ２４−２ａをＣ’方向に少し逆回転させ、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に、ローラ２４−２ｂをＢ’方向に少し回転させ、積層原反３に所定量の張力をかける。
【００５２】
図８は積層原反３にかけられる張力と歪みの関係を示す図である。前述の積層原反３にかけられる張力は積層原反３の歪がそれほど大きくない範囲Ｔ１程度の大きさである。
【００５３】
次に、積層原反３に所定量の張力がかかった状態で、露光台４５を上昇させ、図９に示すように露光台４５の上面を積層原反３の下面に接触させ、露光台４５の上面に設置された吸引機構４７により吸引して、露光台４５上に沿って積層原反３を吸着させ、固定させる。
【００５４】
積層原反３を固定した後、ブラックマトリクス用のフォトマスク４の露光を行う。なお露光台４５およびフォトマスク４は昇降可能に設置されている。
【００５５】
尚、積層原反３に所定の張力をかけるためには、ニップローラ対２２ｂを停止させ、ニップローラ対２２ａのローラ２４−１ａをＣ方向に、ローラ２４−２ａをＣ’方向に少し回転させてもよい。またその逆に、ニップローラ対２２ａを停止させ、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に少し回転させてもよい。
【００５６】
このとき、露光によって位置合わせの際に利用するアライメントマーク（マーク）も形成される。図１０はフォトマスク４を示す図であり、図１１はアライメントマークの形成を説明する図である。図１０に示すブラックマトリクス用のフォトマスク４にはマークパターン５２−１、５２−２、５２−３、５２−４が設けられる。
【００５７】
このフォトマスク４を介して露光を行うと、図１１に示すようにフィルタ形成部５１にはブラックマトリクス１５が、その外側には位置合わせの際に基準となる目印であるアライメントマーク５３−１、５３−２、５３−３、５３−４が形成される。
【００５８】
図１２はフォトマスク４の露光を示す断面図、図１３は形成されたブラックマトリクス１５の断面図である。図１０及び図１２に示すように、ブラックマトリクス用のパターン５及びマークパターン５２−１、５２−２、５２−３、５２−４が設けられたフォトマスク４を介して光源２５により露光等が行われる。
【００５９】
露光後、吸引機構４７に大気もしくは風を導入して吸着状態を解放し、ニップローラ対２２ａ、２２ｂを再び回転させることにより、露光された部分の積層原反３を露光台４５上から排出すると共に、新たに、積層原反３の次の未露光部を露光台４５上に移動させる。この際露光台４１を降下させ、フォトマスク４を上昇させて、積層原反３との距離をあけると良い。
【００６０】
その後、現像、エッチング等が行われ、図１１及び図１３に示すように、フィルタ形成部５１にはブラックマトリクス１５が形成され、フィルタ形成部５１の外側にアライメントマーク５３−１、５３−２、５３−３、５３−４が連続シート状基材１１上に形成される。
【００６１】
こうして、シート状基材１１全てにブラックマトリクス１５を形成し、シート状基材１１を巻き取った後、順次カラーフィルタ層を形成する。
ブラックマトリクス１５は、カラーフィルタ層を構成する赤色、青色、および緑色の各色の微細カラーフィルタ層の境界部を構成し、観察側における外光の反射を防止して、画像もしくは映像のコントラストを向上させるものである。
【００６２】
次に、カラーフィルタ層の形成について説明する。ここでは、赤層（Ｒ層）の形成を例に説明する。図１４から図２２は、カラーフィルタ層の形成を説明するための図である。図１４に示すように、予めブラックマトリックス１５が形成された連続シート状基材１１の全面に、例えば、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ層を形成するための感光性樹脂組成物の層１６を積層する。
【００６３】
赤色のカラーフィルタ層を形成するための感光性樹脂組成物の層１６を積層する方法、カラーフィルタ層を構成する感光性樹脂組成物、および層形成のための塗布用の感光性樹脂組成物に関しては、ブラックマトリックス１５に関するものと同じである。
【００６４】
ただし、感光性樹脂組成物の遮光性物質を、染料、または無機顔料もしくは有機顔料等の着色剤に変更すればよい。着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８を用いるが、青色のカラーフィルタ層を形成するのであれば、着色剤として例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０を、緑色のカラーフィルタ層を形成するのであれば、着色剤として例えば、リオノールグリーン２Ｙ−３０１を用いることができる。
【００６５】
図１５に示すように、赤色感光性樹脂組成物の層１６が施され、ブラックマトリクス１５が形成されたシート状基材１１の移動は、ニップローラ対２２ａおよび２２ｂによりシート状基材１１を挟んで、ニップローラ対２２ａのローラ２４−１ａをＢ方向に、ローラ２４−２ａをＢ’方向に回転させ、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に、ローラ２４−２ｂをＢ’方向に回転させることで行われる。
【００６６】
図１６に示すように、赤色カラーフィルタ層形成部、即ちブラックマトリクス１５が露光装置４０の露光部分に搬送されると、ニップローラ対２２ａ、２２ｂを停止させ、シート状基材１１に張力をかけてブラックマトリクス１５とＲ用フォトマスク４ａとの位置合わせを行う。このときの張力は図８に示すＴ１範囲内である。
【００６７】
このとき、精度の良いカラーフィルタを製造するためには、Ｒ用フォトマスク４ａをブラックマトリクス１５に対して正確に位置を合わせる必要がある。図１７、図１８は赤色層形成用のフォトマスク４ａとブラックマトリクス１５の位置あわせ方法を説明するための図である。図１７に示すように、フォトマスク４ａのカラーフィルタ作成部の外側には、窓５５−１、５５−２、５５−３、５５−４が開けられている。
【００６８】
図１８に示すように、この窓５５−１の中心とブラックマトリクス１５を形成する時に形成されたアライメントマーク５３−１の中心が一致するように位置合わせを行う。この位置合わせは、図１６に示すように、例えばニップローラ対２２ａを固定し、ニップローラ対２２ｂのローラ２４−１ｂをＢ方向に、ローラ２４−２ｂをＢ’方向させるか、または、ローラ２４−１ｂをＣ方向に、ローラ２４−２ｂをＣ’方向に回転してシート状基材１１にかかる張力を調整することによって行われる。
【００６９】
また、図１７に示すように、搬送方向に対して垂直方向の位置合わせは、ニップローラ対２２ａ、２２ｂを図１に示すガイドレール２８に沿ってＣＤ方向に移動させることで、シート状基材１１をＧ方向またはＨ方向に移動することができる。更に、回転方向の位置のズレは、フォトマスク４ａを回転させるか、或いは、図１に示すガイドレール２８ａを回転軸Ｚ１を中心に回転させることで、位置合わせを行う。
【００７０】
この位置合わせの確認はＣＣＤカメラ３５ａ、３５ｂによって行われる。
こうしてアライメントマーク５３−１、５３−２、５３−３、５３−４をそれぞれ窓５５−１、５５−２、５５−３、５５−４に一致させ、位置合わせをした後、露光台４５を上昇させ、図１９に示すように露光台４５の上面をシート状基材１１の下面に接触させる。
【００７１】
そして、露光台４５の上面に設置された吸引機構４７により吸引して、露光台４５上に沿ってシート状基材１１を吸着させ、固定させる。その後、吸着ローラ２２ｂをＳ方向に移動することで、シート状基材１１にかかる張力を解放してからＲ層用のフォトマスク４ａの露光を行う。
【００７２】
図２０は露光状態を示す断面図である。図２０においては、赤色の感光性樹脂組成物の層１６がポジ型であることを想定している。
尚、アライメントマーク及びそれに対応する窓の位置、大きさ、形状、数は任意に設定可能である。
【００７３】
図２１に示すように、フォトマスク４ａの露光を行った後、現像すると、感光性樹脂組成物の層６が、パターン状に残留した赤色の微細カラーフィルタの集まりからなる赤色カラーフィルタ（ＣＦ）層１８を得ることができる。
【００７４】
こうして赤色（Ｒ）カラーフィルタ層１８が形成した後、同様にして青色（Ｂ）カラーフィルタ層１９、緑色（Ｇ）カラーフィルタ層を同様に作成する。こうして図２２に示すような各層のズレの少ない精度の高いカラーフィルタ５が完成される。
【００７５】
このように本実施の形態では、ブラックマトリクスのパターン１５とカラーフィルタ層のフォトマスク４ａの位置合わせを確実に行うことで高精度のカラーフィルタを提供することが可能となる。
【００７６】
以上の説明では、ニップローラ対２２ａ、２２ｂ両方を回転させていたが、片側のニップローラ対、例えばニップローラ対２２ｂだけを回転させ、積層原反３等のシート状積層を移動させることも可能である。
【００７７】
次に、図２３を用いてアライメントマークの設置に関する他の実施の形態をにいて説明する。
【００７８】
図２３に示すアライメントマーク５３−１１、５３−１２、５３−１３、５３−１４、５３−１５、５３−１６は、ブラックマトリクスを形成する際に、カラーフィルタ作成部５１の外側に形成される。このうちアライメントマーク５３−１１、５３−１４は赤色のカラーフィルタ層を形成する際に使われ、その中心と赤色フィルタ形成用のフォトマスクに開けられた窓５５−１１、５５−１４の中心とを合わせて位置を合わせる。
【００７９】
また、アライメントマーク５３−１２、５３−１５の中心は緑色フィルタ形成用フォトマスクに設けられた窓５５−１２、５５−１５の中心と一致させる。また、アライメントマーク５３−１３、５３−１６の中心は青色フィルタ形成用フォトマスクに設けられた窓５５−１３、５５−１６の中心と一致させる。
【００８０】
図２４は、他の実施の形態に係る露光装置７１を示す図である。露光装置７１は、露光光源４１、露光台４５、吸引機構（吸着プレート）７７等から構成される。露光光源４１、露光台４５の作用に関しては図１に示す露光装置４０と同じである。
【００８１】
図２４に示すように、吸引機構７７の下面は、外側が厚く中心が薄い凹型形状となっている。このように吸引機構７７の下面を凹型にし、吸引することで、吸引機構７７を介する吸着力が中心ほど強くなり、積層原反３の中心に空気が溜まるのを確実に防止することが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カラーフィルタを形成する各層の位置合わせを正確に行い、精度の高いフィルタを製造する製造装置及びフィルタ製造方法、その装置及び方法で製造された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】本実施の形態に係るフィルタ製造装置１の構成を示す図
【図２】図１に示すＲ方向から見たフィルタ製造装置１を示す図
【図３】ブラックマトリクス用フォトマスク４を示す図
【図４】カラーフィルタ層用フォトマスク４ａを示す図
【図５】積層原反３を示す図
【図６】ブラックマトリクスのパターンの露光の説明図
【図７】ブラックマトリクスのパターンの露光の説明図
【図８】積層原反３における張力と歪みの関係を示す図
【図９】ブラックマトリクスのパターンの露光の説明図
【図１０】ブラックマトリクスのフォトマスク４ａを示す図
【図１１】積層原反３に形成したアライメントマークを示す図
【図１２】ブラックマトリクスのパターンの露光の説明図
【図１３】ブラックマトリクス１５を示す図
【図１４】カラーフィルタ層の形成を説明するための説明図
【図１５】カラーフィルタ層の形成を説明するための説明図
【図１６】カラーフィルタ層の形成を説明するための説明図
【図１７】アライメントマークを用いた位置合わせを説明するための説明図
【図１８】アライメントマークを用いた位置合わせを説明するための説明図
【図１９】カラーフィルタ層の形成を説明するための説明図
【図２０】カラーフィルタ層の露光を示す断面図
【図２１】Ｒ層が形成されたシート状基材１１を示す図
【図２２】カラーフィルタ５の断面図を示す図
【図２３】マークに関する他の実施の形態を示す図
【図２４】吸引機構７７を示す図
【符号の説明】
１………フィルタ製造装置
３………積層原反
４………ブラックマトリクス用フォトマスク
４ａ………カラーフィルタ層用フォトマスク
１１………連続シート状基材
１２………感光性樹脂組成物の層
１５………ブラックマトリックス（ＢＭ）
２２ａ、２２ｂ………ニップローラ対
３５ａ、３５ｂ………ＣＣＤカメラ
４０………露光装置

Claims (10)

1. 感光性樹脂組成物層を積層したシート状基材を用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造装置であって、
   前記シート状基材を２つのローラで挟んで搬送する１対のニップローラ対と、
   前記シート状基材にフォトマスクを介して露光を行う露光手段と、
   を具備し、
   前記１対のニップローラ対により前記シート状基材の位置決めを行い、前記露光手段で露光を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
2. 前記露光手段は、前記シート状基材を吸引する吸引機構と、光源とを少なくとも具備することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造装置。
3. 前記シート状基材の位置決めは、前記フォトマスクに設けられた窓に、前記シート状基材に設けられたマークが合致するように、前記１対のニップローラ対で前記シート状基材に対して加える張力を調整しつつ行うことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造装置。
4. ブラックマトリクスを形成する際に、前記マークが前記シート状基材に形成されることを特徴とする請求項３記載のカラーフィルタの製造装置。
5. 前記吸引機構は、吸着プレートであって、上面が平坦で下面が凹型形状であり、多孔質物質からなることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタの製造装置。
6. 感光性樹脂組成物層を積層したシート状基材を用いてカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、
   １対のニップローラ対に設けられた２つのローラで前記シート状基材を挟んで搬送する工程と、
   前記シート状基材にフォトマスクを介して露光を行う露光工程と、
   を具備し、
   前記１対のニップローラ対により前記シート状基材の位置決めを行い、前記露光工程で露光を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
7. 前記露光工程は、前記シート状基材に吸着する吸引機構と、光源とを少なくとも用いて露光を行うことを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの製造方法。
8. 前記シート状基材の位置決めは、前記フォトマスクに設けられた窓に、前記シート状基材に設けられたマークが合致するように、前記１対のニップローラ対で前記シート状基材に対して加える張力を調整しつつ行うことを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの製造方法。
9. ブラックマトリクスを形成する際に、前記マークが前記シート状基材に形成されることを特徴とする請求項８記載のカラーフィルタの製造方法。
10. 請求項６記載のカラーフィルタの製造方法によって製造されたカラーフィルタ。

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