JP2006235531A - Manufacturing method of color filter, mask for manufacturing color filter and manufacturing equipment for color filter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、カラー液晶ディスプレイや有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置、またはFED(フィールドエミッションディスプレイ)装置などに用いられるカラーフィルタを製造する方法、および、その製造方法において使用されるカラーフィルタ製造用マスク、ならびに、カラーフィルタを製造するために使用される製造装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used in a color liquid crystal display, an organic EL (electroluminescence) display device, or an FED (field emission display) device, and a mask for manufacturing a color filter used in the manufacturing method. And a manufacturing apparatus used for manufacturing a color filter.
例えばカラー液晶ディスプレイのカラーフィルタは、従来、感光性を有する染色基材を透明基板上に塗布し、フォトマスクを介して染色基材を露光し現像して、所定のパターンに形成された染色基材を染色して着色層とする染色法、予め着色顔料を分散させた感光性レジストを透明基板上に塗布し、フォトマスクを介して感光性レジストを露光し現像して、所定パターンの着色層を形成する顔料分散法、印刷技術を利用して、インクジェット式等により印刷インキを透明基板上へ直接に所定のパターンで塗布して着色層を得る印刷法などの方法で製造されている(例えば、特許文献1参照。)。
染色法や顔料分散法によりカラーフィルタを製造する方法では、スピンコート等により透明基板上に感光性を有する染色基材や感光性レジストを塗布する工程において、材料ロスを避けることができず、また、赤、緑および青といった各色の着色パターンを形成するごとに現像工程や洗浄工程を繰り返す必要がある。このように、材料の使用効率が悪く、また、工程が複雑であり、このため、液晶ディスプレイのコスト高の要因の1つとなっている。一方、印刷法では、高精細な着色パターンの形成が困難である、といった問題点がある。 In the method of producing a color filter by a dyeing method or a pigment dispersion method, material loss cannot be avoided in the process of applying a photosensitive dyeing base material or photosensitive resist on a transparent substrate by spin coating or the like. It is necessary to repeat the development process and the cleaning process every time a colored pattern of each color such as red, green and blue is formed. Thus, the use efficiency of the material is poor and the process is complicated, and this is one of the causes of the high cost of the liquid crystal display. On the other hand, the printing method has a problem that it is difficult to form a high-definition colored pattern.
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、材料の使用効率の向上および工程の簡略化を図ることができ、高精細な着色パターンの形成が可能であるカラーフィルタの製造方法を提供すること、および、その製造方法を好適に実施することを可能とするカラーフィルタ製造用マスクを提供すること、ならびに、当該製造方法を実施するために使用されるカラーフィルタの製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can improve the use efficiency of materials, simplify the process, and manufacture a color filter capable of forming a high-definition colored pattern. Providing a method, and providing a mask for producing a color filter capable of suitably carrying out the production method, and an apparatus for producing a color filter used for carrying out the production method The purpose is to provide.
請求項1に係る発明は、ブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板上に色剤を塗布してカラーフィルタを製造する方法において、前記透明基板のバンク形成面側に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成されたマスクを位置合わせして重ね合わせる工程と、前記透明基板に対しノズルを走査しつつ、その走査方向と直交する方向へ透明基板とノズルとを相対的に所定ピッチで間欠移動させながら、ノズルから色剤を連続的に吐出して、透明基板上の、前記遮光性バンク間に色剤を塗布する工程とを含むことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の製造方法において、表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁からそれぞれ低位置方向へ傾斜したテーパー面が形成されたマスクを使用することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, a mask having a tapered surface inclined in a low position direction from the periphery of the opening corresponding to the effective portion of the color filter is used on the surface. It is characterized by doing.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の製造方法において、前記テーパー面に、色剤をはじく撥液性材料がコーティングされたマスクを使用することを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in the manufacturing method according to claim 2, a mask in which the tapered surface is coated with a liquid repellent material that repels a colorant is used.
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の製造方法において、表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁を取り囲む突条部が形成されたマスクを使用することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the manufacturing method according to
請求項5に係る発明は、請求項1に記載の製造方法において、表面に、色剤を吸着する吸着剤で形成された色剤吸着層を有するマスクを使用することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the manufacturing method according to
請求項6に係る発明は、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成され、ブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板上に位置合わせして重ね合わされ、透明基板の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分に色剤が塗布されることを妨げるカラーフィルタ製造用マスクにおいて、表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁からそれぞれ低位置方向へ傾斜したテーパー面を形成したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, an opening corresponding to an effective portion of a color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the mask for manufacturing a color filter that prevents the colorant from being applied to the portion corresponding to the ineffective portion of the color filter, the surface of the mask is directed from the periphery of the opening corresponding to the effective portion of the color filter toward the lower position. An inclined taper surface is formed.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載のマスクにおいて、前記テーパー面に、色剤をはじく撥液性材料がコーティングされたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the mask according to claim 6, wherein the tapered surface is coated with a liquid repellent material that repels a colorant.
請求項8に係る発明は、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成され、ブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板上に位置合わせして重ね合わされ、透明基板の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分に色剤が塗布されることを妨げるカラーフィルタ製造用マスクにおいて、表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁を取り囲む突条部を形成したことを特徴とする。 According to the eighth aspect of the present invention, an opening corresponding to the effective portion of the color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the mask for manufacturing a color filter that prevents the colorant from being applied to the portion corresponding to the ineffective portion of the color filter, a protrusion that surrounds the periphery of the opening corresponding to the effective portion of the color filter is provided on the surface. It is formed.
請求項9に係る発明は、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成され、ブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板上に位置合わせして重ね合わされ、透明基板の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分に色剤が塗布されることを妨げるカラーフィルタ製造用マスクにおいて、表面に、色剤を吸着する吸着剤で形成された色剤吸着層を有することを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, an opening corresponding to an effective portion of the color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the color filter manufacturing mask that prevents the colorant from being applied to the portion corresponding to the ineffective portion of the color filter, the surface has a colorant adsorption layer formed of an adsorbent that adsorbs the colorant. It is characterized by.
請求項10に係る発明は、透明基板上に色剤を塗布してカラーフィルタを製造する装置において、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成されたマスクが位置合わせして重ね合わされブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板を保持するステージと、色剤を連続的に吐出するノズルと、このノズルへ色剤を供給する色剤供給手段と、前記ノズルを保持するノズル保持手段と、このノズル保持手段に保持された前記ノズルを、前記ステージに保持された透明基板に対し走査して、ノズルから透明基板上の、前記遮光性バンク間に色剤を塗布させるノズル走査機構と、このノズル走査機構と前記ステージとを、前記ノズルの走査方向と直交する方向へ相対的にかつノズルが1回走査されるごとに所定ピッチで間欠移動させる間欠送り機構とを備えたことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in a device for manufacturing a color filter by applying a colorant on a transparent substrate, a black matrix in which a mask in which an opening corresponding to an effective portion of the color filter is formed is aligned and superimposed. A stage for holding a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern that functions as a nozzle is formed, a nozzle that continuously discharges the colorant, a colorant supply unit that supplies the colorant to the nozzle, and the nozzle A nozzle holding unit that performs scanning, and the nozzle held by the nozzle holding unit is scanned with respect to the transparent substrate held on the stage to apply a colorant between the light-shielding banks on the transparent substrate from the nozzle. The nozzle scanning mechanism, the nozzle scanning mechanism, and the stage are each relatively scanned in a direction orthogonal to the nozzle scanning direction and the nozzle is scanned once. Characterized in that a intermittent feeding mechanism for intermittently moved at predetermined pitches.
請求項1に係る発明のカラーフィルタの製造方法においては、感光性を有しない色剤が使用され、その色剤をノズルからバンクが形成された透明基板上へ連続的に吐出するだけであるので、材料のロスが少なく抑えられる。また、色剤のパターンを形成するのに、露光や現像、洗浄といった工程を必要としない。さらに、遮光性バンク間に色剤を塗布するので、色剤の塗布を高精細に行うことができる。そして、ノズルから色剤を連続的に吐出して透明基板上に色剤を塗布するときは、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成されたマスクが透明基板上に重ね合わされるので、透明基板上の非有効部に色剤が塗布されることはない。
したがって、請求項1に係る発明のカラーフィルタの製造方法を用いると、材料の使用効率の向上および工程の簡略化を図ることができ、高精細な着色パターンの形成が可能である。
In the method for manufacturing a color filter according to the first aspect of the present invention, a non-photosensitive colorant is used, and the colorant is merely discharged continuously from a nozzle onto a transparent substrate on which a bank is formed. , Material loss is minimized. In addition, steps such as exposure, development, and washing are not required to form the colorant pattern. Furthermore, since the colorant is applied between the light-shielding banks, the colorant can be applied with high definition. And, when applying the colorant on the transparent substrate by continuously discharging the colorant from the nozzle, because the mask formed with an opening corresponding to the effective portion of the color filter is superimposed on the transparent substrate, The colorant is not applied to the ineffective portion on the transparent substrate.
Therefore, when the method for producing a color filter of the invention according to
請求項2に係る発明の製造方法では、色剤を透明基板上に塗布するときに、透明基板上の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分を被覆するマスクの表面に吐出された不要な色剤は、マスクの表面上をテーパー面に沿って流れ、マスクの開口部周縁から開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ不要な色剤が流れ込むことが防止される。したがって、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることはない。 In the manufacturing method of the invention according to claim 2, when the colorant is applied on the transparent substrate, the unnecessary color material is discharged onto the surface of the mask covering the portion corresponding to the ineffective portion of the color filter on the transparent substrate. The colorant flows along the tapered surface on the surface of the mask, and unnecessary colorant may flow from the periphery of the opening of the mask into the opening, that is, on the transparent substrate, corresponding to the effective portion of the color filter. Is prevented. Therefore, the extra colorant is not applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter.
請求項3に係る発明の製造方法では、マスクの表面に吐出された不要な色剤は、よりスムーズにマスクの表面上をテーパー面に沿って流れる。したがって、請求項2に係る発明による上記作用効果がより確実に奏される。 In the manufacturing method according to the third aspect of the invention, the unnecessary colorant discharged onto the surface of the mask flows more smoothly along the tapered surface on the surface of the mask. Therefore, the above-described operation and effect of the invention according to claim 2 are more reliably achieved.
請求項4に係る発明の製造方法では、色剤を透明基板上に塗布するときに、透明基板上の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分を被覆するマスクの表面に吐出された不要な色剤は、開口部の周縁を取り囲む突条部によって、マスクの開口部周縁から開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ不要な色剤が流れ込むことが防止される。したがって、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることはない。 In the manufacturing method of the invention according to claim 4, when the colorant is applied onto the transparent substrate, the unnecessary color material is discharged onto the surface of the mask covering the portion corresponding to the ineffective portion of the color filter on the transparent substrate. The colorant is prevented from flowing into the portion corresponding to the effective portion of the color filter on the transparent substrate from the periphery of the opening of the mask by the protrusions surrounding the periphery of the opening. Is done. Therefore, the extra colorant is not applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter.
請求項5に係る発明の製造方法では、色剤を透明基板上に塗布するときに、透明基板上の、カラーフィルタの非有効部に対応する部分を被覆するマスクの表面に吐出された不要な色剤は、マスクの表面に形成された色剤吸着層に吸着され、マスクの開口部周縁から開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ不要な色剤が流れ込むことが防止される。したがって、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることはない。 In the manufacturing method of the invention which concerns on Claim 5, when apply | coating a coloring agent on a transparent substrate, it was unnecessary discharged | emitted by the surface of the mask which coat | covers the part corresponding to the ineffective part of a color filter on a transparent substrate. The colorant is adsorbed by the colorant adsorption layer formed on the surface of the mask, and unnecessary colorant is applied from the periphery of the opening of the mask into the opening, that is, on the transparent substrate corresponding to the effective portion of the color filter. Inflow is prevented. Therefore, the extra colorant is not applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter.
請求項6に係る発明のカラーフィルタ製造用マスクにおいては、その表面に吐出された不要な色剤は、表面上をテーパー面に沿って流れるので、開口部周縁からカラーフィルタの有効部に対応する開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ流れ込むことがなく、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることを防止することができる。
したがって、請求項6に係る発明のマスクを使用すると、請求項1に係る発明の製造方法を好適に実施することが可能となる。
In the color filter manufacturing mask according to the sixth aspect of the present invention, the unnecessary colorant discharged onto the surface flows along the tapered surface on the surface, and therefore corresponds to the effective portion of the color filter from the periphery of the opening. It is possible to prevent the excess colorant from being applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter without flowing into the opening, that is, the portion corresponding to the effective portion of the color filter on the transparent substrate. it can.
Therefore, when the mask of the invention according to claim 6 is used, the manufacturing method of the invention according to
請求項7に係る発明のマスクでは、その表面に吐出された不要な色剤がよりスムーズに表面上をテーパー面に沿って流れる。したがって、請求項6に係る発明による上記作用効果がより確実に奏される。 In the mask according to the seventh aspect of the present invention, unnecessary colorant discharged onto the surface of the mask flows more smoothly along the tapered surface on the surface. Therefore, the above-mentioned effect by the invention according to claim 6 is more reliably achieved.
請求項8に係る発明のカラーフィルタ製造用マスクにおいては、その表面に吐出された不要な色剤は、開口部の周縁を取り囲む突条部によって、開口部周縁からカラーフィルタの有効部に対応する開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ流れ込むことがなく、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることを防止することができる。
したがって、請求項8に係る発明のマスクを使用すると、請求項1に係る発明の製造方法を好適に実施することが可能となる。
In the color filter manufacturing mask according to the eighth aspect of the present invention, the unnecessary colorant discharged onto the surface of the mask corresponds to the effective portion of the color filter from the periphery of the opening by the ridge that surrounds the periphery of the opening. It is possible to prevent the excess colorant from being applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter without flowing into the opening, that is, the portion corresponding to the effective portion of the color filter on the transparent substrate. it can.
Therefore, when the mask of the invention according to claim 8 is used, the manufacturing method of the invention according to
請求項9に係る発明のカラーフィルタ製造用マスクにおいては、その表面に吐出された不要な色剤は、その表面に形成された色剤吸着層に吸着されるので、開口部周縁からカラーフィルタの有効部に対応する開口部内へ、すなわち透明基板上の、カラーフィルタの有効部に対応する部分へ流れ込むことがなく、余分な色剤が、カラーフィルタの有効部に対応する部分に塗布されることを防止することができる。
したがって、請求項9に係る発明のマスクを使用すると、請求項1に係る発明の製造方法を好適に実施することが可能となる。
In the color filter manufacturing mask according to the ninth aspect of the present invention, unnecessary colorant discharged onto the surface of the mask is adsorbed by the colorant adsorption layer formed on the surface, so that the color filter from the periphery of the opening portion. Excess colorant is applied to the portion corresponding to the effective portion of the color filter without flowing into the opening corresponding to the effective portion, that is, the portion corresponding to the effective portion of the color filter on the transparent substrate. Can be prevented.
Therefore, when the mask of the invention according to claim 9 is used, the manufacturing method of the invention according to
請求項10に係る発明のカラーフィルタの製造装置においては、マスクが位置合わせして重ね合わされ遮光性バンクが形成された透明基板がステージ上に保持され、ノズル走査機構によってノズルが透明基板に対し走査されつつ、間欠送り機構によってノズル走査機構とステージとがノズルの走査方向と直交する方向へ相対的に所定ピッチで間欠移動させられながら、ノズルから色剤が連続的に吐出されることにより、透明基板上の遮光性バンク間に色剤が塗布される。
したがって、請求項10に係る発明の製造装置を使用すると、請求項1に係る発明の製造方法を確実に実施することができる。
In the color filter manufacturing apparatus according to the tenth aspect of the present invention, the transparent substrate on which the mask is aligned and overlapped to form the light-shielding bank is held on the stage, and the nozzle scans the transparent substrate by the nozzle scanning mechanism. While the nozzle scanning mechanism and the stage are intermittently moved at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the nozzle scanning direction by the intermittent feeding mechanism, the colorant is continuously discharged from the nozzle, thereby transparent. A colorant is applied between the light-shielding banks on the substrate.
Therefore, when the manufacturing apparatus of the invention according to
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1ないし図6は、この発明の実施形態の1例を示し、カラーフィルタの製造方法における各工程について説明するための図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 6 show an example of an embodiment of the present invention, and are diagrams for explaining each step in a color filter manufacturing method.
カラーフィルタの製造に先立って、まず、透明基板、例えば透明なガラス基板上には所定パターンの遮光性バンクが形成されている。図1は、ガラス基板上にバンクを形成した状態を示す概略斜視図であり、図2は、その一部を拡大した部分斜視図である。図1は、6面取りの例を示しており、1枚のガラス基板10に、カラーフィルタの有効部に対応する有効領域Aが6つ設けられている。
Prior to the manufacture of the color filter, first, a light-shielding bank having a predetermined pattern is formed on a transparent substrate, for example, a transparent glass substrate. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a state where a bank is formed on a glass substrate, and FIG. 2 is an enlarged partial perspective view of a part thereof. FIG. 1 shows an example of six chamfering, in which one
バンク12は、カラーフィルタにおけるブラックマトリクスとして機能する部材であり、遮光性材料によって形成される。このバンク12は、例えば、ガラス基板10上に感光性樹脂材料を塗布し、フォトマスクを介して感光性樹脂膜を露光し現像して、所定のパターン、この例ではストライプ状のパターンに加工することにより形成される。バンク12は、少なくともその表面を、後述する顔料分散型材料(色剤)に対して撥液性とすることが好ましい。このための方法としては、撥液性を有する感光性樹脂材料を用いてバンク12自体を形成するか、あるいは、感光性樹脂材料(撥液性を有しない)を用いてバンク12を形成した後に、その表面に撥インク剤を塗布して撥液膜を被着形成する。撥液膜の形成材料としては、珪素およびフッ素のうちの少なくとも1つを含む樹脂材料を用いることが好ましく、例えばシリコン樹脂やフッ素樹脂などを用いるようにするとよい。このようにバンク12を撥液性とすることにより、後述する色剤の塗布工程において、色剤がバンク12をオーバーフローすることによって起こる混色を確実に防止することができるので、望ましい。
The
次に、ガラス基板10の、カラーフィルタの非有効部に対応する非有効領域B(有効領域A以外の領域)に色剤が塗布されないようにマスキングを行う。図3は、ガラス基板上にマスクを重ね合わせようとしている状態を示す概略斜視図であり、図4には、ガラス基板上にマスクを重ね合わせた状態を示す。
Next, masking is performed so that the colorant is not applied to the ineffective area B (area other than the effective area A) of the
マスク14には、カラーフィルタの有効部(ガラス基板10の有効領域A)に対応する開口部16が形成されている。マスク14は、ステンレス合金、インバー材、426合金などの金属薄板をエッチング法、メッキ法などにより加工して形成される。また、図示していないが、マスク14は、ガラス基板10に対するアライメント時に自重で撓まないように、フレームに張り付けられて使用される。このマスク14をガラス基板10のバンク形成面側に、アライメントマーク(図示せず)等を用いて位置合わせし重ね合わせる。なお、マスク14は、金属薄板のみならず樹脂材料を成型等の方法で作成されたものでもよい。
The
次に、後述する製造装置を使用して、予め遮光性バンクが形成されたガラス基板10上にカラーフィルタを形成する。まず、赤、緑および青の各着色顔料をそれぞれ樹脂基材(感光性なし)中に分散させた各色の顔料分散型材料(色剤)をガラス基板10上にそれぞれ塗布する。すなわち、図4に概略斜視図を示すように、ガラス基板10に対しノズル18を矢印aの方向へ走査しつつ、その走査方向と直交する矢印bの方向へガラス基板10とノズル18とを相対的に所定ピッチで間欠移動させながら、図5に部分拡大斜視図を示すように、ノズル18から色剤20を連続的に吐出して、ガラス基板10上の隣り合うバンク12同士の間に形成された長溝22内に色剤20を塗布する。図示例では、ノズル18の、その走査方向と直交する矢印b方向における位置を固定し、ガラス基板10を矢印b方向へ間欠送りしている。矢印b方向へのガラス基板10の間欠送りのピッチは、1回の走査動作により1つのノズル18から1色の色剤を吐出したり、3色の色剤を互いに隣り合う各長溝22内へそれぞれ吐出する3つのノズル18を同時に走査したりするときは、〔バンク12の幅寸法+長溝22の幅寸法〕×3とする。ここで、1回の走査とは、ノズル18がガラス基板10の一端から他端まで移動することを言い、2回の走査動作によりノズル18が1往復することとなる。そして、ノズル18が1回走査されるごとに、ガラス基板10を1ピッチずつ間欠送りする。ノズル18の走査速度は、例えば3m/sec程度の高速であり、また、ノズル18からの色剤20の吐出流量は、例えば80μl/min〜250μl/minといった微少流量である。
Next, using a manufacturing apparatus described later, a color filter is formed on the
上記した色剤の塗布工程により、図6に部分拡大平面図を示すように、ガラス基板10の有効領域Aに赤、緑および青の各色の色剤20R、20G、20Bの塗布部と遮光性のバンク12とがストライプ状に形成される。また、ガラス基板10の非有効領域Bには、マスク14の表面上に各色の色剤が塗布されて付着する。この塗布工程後に、色剤が付着したマスク14をガラス基板10上から取り去り、続いて、ガラス基板10上に塗布された色剤20R、20G、20Bをベーク処理することにより、ガラス基板10の有効領域Aに着色層が形成されるととも、非有効領域Bにガラス面が露呈して透明のまま残された6面のカラーフィルタが得られる。そして、ガラス基板10の有効領域Aを切り出すことにより、6枚のストライプ状カラーフィルタが完成する。
As shown in the partial enlarged plan view in FIG. 6, the application portions of the
なお、上記した実施形態では、バンク12はストライプ状に形成されているが、図6と同様に表した部分拡大平面図を図7に示すように、バンク24が格子状に形成されていて、格子状のバンク24で囲まれた各微小凹部26内に赤、緑および青の各色の色剤20R、20G、20Bをそれぞれ塗布するようにしてもよい。この場合には、上述したような方法により、バンク24の少なくとも表面を色剤20R、20G、20Bに対し撥液性として、色剤20R、20G、20Bがバンク24をオーバーフローしないようにすることが必要である。
In the above-described embodiment, the
上記したように色剤の塗布工程においては、ノズル18から色剤20が連続的に吐出されるので、ガラス基板10の非有効領域Bを遮蔽するマスク14の表面上にも色剤が塗布される。このため、マスク14の表面上に塗布された不要な色剤が、マスク14の開口部16内へ、すなわちガラス基板10の有効領域Aへ流れ込まないようにする必要がある。この対策のための方法を、図8ないし図12に基づいて説明する。
As described above, since the
図8は、マスクの平面図であり、図9は、図8のIX−IX矢視断面図であり、図10は、図8のX−X矢視断面図である。図9および図10では、マスク28の厚み方向の寸法を実際より大きく描いている。このマスク28の表面は、各開口部30の周縁からそれぞれ低位置方向へ傾斜したテーパー面とされている。すなわち、マスク28の表面には、断面がV字形をなす浅溝32、34が形成されているとともに、マスク28の表面は、全体的に中心部から周縁部に向かって下方へ傾斜したテーパー面36、38とされている。また、マスク28の表面には、色剤20をはじく撥液性材料、例えばシリコン樹脂やフッ素樹脂などをコーティングして、マスク28の表面を色剤に対し撥液性とすることが好ましい。
8 is a plan view of the mask, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along arrow IX-IX in FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along arrow XX in FIG. 9 and 10, the dimension in the thickness direction of the
マスク28の表面を上記したように加工形成することにより、色剤の塗布工程において、ノズル18からマスク28の表面に吐出された不要な色剤は、マスク28の表面上をテーパー面に沿って流れるので、不要な色剤がマスク28の開口部30の周縁から開口部30内へ、すなわちガラス基板10上の有効領域Aへ流れ込むことが防止される。したがって、余分な色剤が、ガラス基板10上の有効領域Aに塗布されることを防ぐことができる。
By processing and forming the surface of the
また、図11は、図8ないし図10に示したマスク28とは異なる構成のマスクの平面図および縦断面図である。この図11において、マスク39の各開口部39aを取り囲むようにそれぞれ突条部分(連続した凸部)39bがほぼ矩形状に形成されている。言い換えれば、6つの開口部39aと、開口部39a以外の平面部分39cとは、6つの堰(突条部分39b)によって仕切られている。したがって、色剤の塗布工程において、ノズル18からマスク39の開口部39a以外の部分、すなわち平面部分39cに吐出された不要な色剤は、突条部分39bによって堰き止められるので、不要な色剤がマスク39の開口部39aの周縁から開口部39a内へ、すなわちガラス基板10上の有効領域Aへ流れ込むことが防止される。したがって、余分な色剤が、ガラス基板10上の有効領域Aに塗布されることを防ぐことができる。
FIG. 11 is a plan view and a longitudinal sectional view of a mask having a configuration different from that of the
なお、この図11において、突条部分39bは、開口部39aの周縁において垂直に立ち上がる壁面391と、この壁面391の頂上の稜線から平面部分39cに至る傾斜面392とを有している。しかしながら、このような形状に限るものではなく、開口部39aと平面部分39cとが突条部分39bによって仕切られているものであればよい。例えば、傾斜面392をほぼ垂直な面としてもよく、壁面391の頂上の稜線部分を平面あるいは上向き凸状の曲面としてもよい。
また、この図11に示したマスク39は、ほぼ壁面391の高さを厚みとする金属板材の、平面部分39cに対応する領域をエッチングすることにより形成されてもよく、あるいは、樹脂材料をこのような形状に成型することにより作成されてもよい。
In FIG. 11, the protruding
In addition, the
また、図12は、図8ないし図11に示したマスク28、39とはさらに異なる構成のマスクの縦断面図である。このマスク40は、その表面に、色剤を吸着する吸着剤で形成された色剤吸着層44が被着されている。吸着剤は、樹脂材料に溶媒を混合して調製され、この吸着剤をマスク40の表面にコーティングして色剤吸着層44が形成される。樹脂材料としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などのうちの1種類もしくは複数種類のものが使用される。なお、これに限らず、吸着剤が表面にコーティングされた1枚のシートを複数枚貼り付け積層させた積層シートを作成し、この積層シートをマスク40の表面に貼り付けておいてもよい。このようにすれば、最表層の1枚のシートに色剤が十分に吸着されて汚れてしまった場合に、最表層の1枚のシートを剥がして次の層のシートを露出させることにより、色剤の吸着能力を容易に回復させることができる。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a mask having a structure different from the
このマスク40においては、色剤の塗布工程において、その表面に吐出された不要な色剤は、マスク40の表面の色剤吸着層44に吸着され、マスク40の開口部42の周縁から開口部42内へ、すなわちガラス基板10上の有効領域Aへ流れ込むことが防止される。したがって、ガラス基板10上の有効領域Aに塗布されることを防ぐことができる。
In the
次に、カラーフィルタの製造装置の構成の1例を、図13および図14に基づいて説明する。図13は、ガラス基板上へ色剤を塗布するための装置の概略平面図であり、図14は、その装置の概略正面図であって、配管系を併せて示す図である。 Next, an example of the configuration of the color filter manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a schematic plan view of an apparatus for applying a colorant onto a glass substrate, and FIG. 14 is a schematic front view of the apparatus and also shows a piping system.
この装置は、マスク14が位置合わせして重ね合わされたガラス基板10を保持するステージ46、赤、緑および青の各色の色剤を連続的に吐出する3本のノズル18R、18G、18Bを保持するノズルユニット48、このノズルユニット48を、ステージ46に保持されたガラス基板10に対して走査するノズル走査機構50、このノズル走査機構50に対してノズルユニット48の走査方向と直交する方向へステージ46を所定ピッチで間欠移動させる間欠送り機構52、ステージ46に対してガラス基板10を位置合わせするアライメント機構(図示せず)などを備えて構成されている。ノズルユニット48の各ノズル18R、18G、18Bは、色剤供給系54にそれぞれ接続されている(図14には、赤色の色剤供給系54だけを示し、緑および青色の色剤の供給系については図示を省略している)。色剤供給系54は、色剤を貯留する色剤容器56R、56G、56B、色剤容器56R、56G、56Bとノズル18R、18G、18Bとを流路接続する色剤供給管58、ならびに、色剤供給管58の途中に介挿して設けられた定圧ポンプ60、マスフローメータ62、圧力計64およびフィルタ66を備えて構成されている。
This apparatus holds a
ノズル走査機構50は、高速、例えば3m/secの速度でノズルユニット48を左右に往復移動させる。間欠送り機構52は、ノズルユニット48が一端側から他端側へ1回走査されるごとに、ガラス基板10を保持したステージ46を所定ピッチずつ間欠送りする。図示例の装置は、まず赤色の色剤をガラス基板10の全体にわたってストライプ状に塗布し、続いて、緑色の色剤を赤色の色剤塗布部の隣りにガラス基板10の全体にわたってストライプ状に塗布し、最後に、青色の色剤を緑色の色剤塗布部の隣りにガラス基板10の全体にわたってストライプ状に塗布するものであり、間欠送り機構52は、ノズルユニット48が一端側から他端側へ1回走査されるごとに、ガラス基板10を保持したステージ46を、ガラス基板10に形成されたバンク12および長溝22の3列分ずつ間欠移動させる。
The
なお、ノズルユニット48に3本のノズル18R、18G、18Bを、その走査方向と直交する方向に〔バンク12の幅寸法+長溝22の幅寸法〕分ずつ位置をずらして保持しておき、3本のノズル18R、18G、18Bから同時に赤、緑および青の各色の色剤を連続的に吐出しつつ、ステージ46をバンク12および長溝22の3列分ずつ間欠移動させて、赤、緑および青の各色の色剤を同時にガラス基板10上に塗布するようにしてもよい。このように、ノズルの配置や本数、吐出態様など、また、ステージ46の間欠送りのピッチなどは、上記した実施形態のものに限らない。また、ステージ46を所定ピッチで間欠移動させる代わりに、ステージ46を固定し、ノズルユニット48を、その走査方向と直交する方向へ所定ピッチで間欠移動させるような構成としてもよい。
The
また、上記した実施形態では、6つの有効領域Aが設けられたガラス基板10上に色剤を塗布するようにしたが、これに限らず、複数の有効領域が設けられたガラス基板に対してこの発明の方法が適用される。また、複数の有効領域に限らず1つの有効領域のみを有しその周囲に非有効領域が設けられたガラス基板に対しても、この発明の方法は同様に適用されて、上記と同様の作用効果が得られる。
In the above-described embodiment, the colorant is applied on the
10 ガラス基板
12、24 遮光性のバンク
14、28、39、40 マスク
16、30、39a、42 マスクの開口部
18、18R、18G、18B ノズル
20、20R、20G、20B 色剤
22 長溝
26 微小凹部
32、34 浅溝
36、38 テーパー面
39b 突条部分
39c 平面部分
44 色剤吸着層
46 ステージ
48 ノズルユニット
50 ノズル走査機構
52 間欠送り機構
54 色剤供給系
A ガラス基板の有効領域
B ガラス基板の非有効領域
10
Claims (10)
前記透明基板のバンク形成面側に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成されたマスクを位置合わせして重ね合わせる工程と、
前記透明基板に対しノズルを走査しつつ、その走査方向と直交する方向へ透明基板とノズルとを相対的に所定ピッチで間欠移動させながら、ノズルから色剤を連続的に吐出して、透明基板上の、前記遮光性バンク間に色剤を塗布する工程と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 In a method for producing a color filter by applying a colorant on a transparent substrate having a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix formed on the surface,
A step of aligning and overlaying a mask in which an opening corresponding to an effective portion of the color filter is formed on the bank forming surface side of the transparent substrate;
While the nozzle is scanned with respect to the transparent substrate, the transparent substrate and the nozzle are intermittently moved at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the scanning direction, and the colorant is continuously discharged from the nozzle, thereby transparent substrate On top, applying a colorant between the light-shielding banks;
A method for producing a color filter, comprising:
表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁からそれぞれ低位置方向へ傾斜したテーパー面を形成したことを特徴とするカラーフィルタ製造用マスク。 An opening corresponding to the effective portion of the color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the mask for manufacturing a color filter that prevents the colorant from being applied to the part corresponding to
A mask for manufacturing a color filter, characterized in that a tapered surface is formed on the surface so as to be inclined from the periphery of the opening corresponding to the effective portion of the color filter toward the lower position.
表面に、カラーフィルタの有効部に対応する開口部の周縁を取り囲む突条部を形成したことを特徴とするカラーフィルタ製造用マスク。 An opening corresponding to the effective portion of the color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the mask for manufacturing a color filter that prevents the colorant from being applied to the part corresponding to
A mask for producing a color filter, characterized in that a protrusion is formed on the surface so as to surround the periphery of the opening corresponding to the effective part of the color filter.
表面に、色剤を吸着する吸着剤で形成された色剤吸着層を有することを特徴とするカラーフィルタ製造用マスク。 An opening corresponding to the effective portion of the color filter is formed, and is aligned and superimposed on a transparent substrate on which a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed. In the mask for manufacturing a color filter that prevents the colorant from being applied to the part corresponding to
A mask for producing a color filter, comprising a colorant adsorbing layer formed of an adsorbent that adsorbs a colorant on a surface thereof.
カラーフィルタの有効部に対応する開口部が形成されたマスクが位置合わせして重ね合わされブラックマトリクスとして機能する所定パターンの遮光性バンクが形成された透明基板を保持するステージと、
色剤を連続的に吐出するノズルと、
このノズルへ色剤を供給する色剤供給手段と、
前記ノズルを保持するノズル保持手段と、
このノズル保持手段に保持された前記ノズルを、前記ステージに保持された透明基板に対し走査して、ノズルから透明基板上の、前記遮光性バンク間に色剤を塗布させるノズル走査機構と、
このノズル走査機構と前記ステージとを、前記ノズルの走査方向と直交する方向へ相対的にかつノズルが1回走査されるごとに所定ピッチで間欠移動させる間欠送り機構と、
を備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造装置。 In an apparatus for manufacturing a color filter by applying a colorant on a transparent substrate,
A stage for holding a transparent substrate on which a mask having an opening corresponding to an effective portion of the color filter is aligned and superimposed and a light-shielding bank having a predetermined pattern functioning as a black matrix is formed;
A nozzle that continuously discharges the colorant;
A colorant supply means for supplying the colorant to the nozzle;
Nozzle holding means for holding the nozzle;
A nozzle scanning mechanism that scans the nozzle held by the nozzle holding unit with respect to the transparent substrate held by the stage and applies a colorant between the light-shielding banks from the nozzle to the transparent substrate;
An intermittent feeding mechanism that intermittently moves the nozzle scanning mechanism and the stage at a predetermined pitch each time the nozzle is scanned once relative to a direction orthogonal to the scanning direction of the nozzle;
An apparatus for producing a color filter, comprising:
Priority Applications (1)
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JP2005053953A JP2006235531A (en) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Manufacturing method of color filter, mask for manufacturing color filter and manufacturing equipment for color filter |
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Cited By (1)
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JP2011014346A (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-20 | Casio Computer Co Ltd | Method and device for manufacturing light-emitting panel |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005053953A patent/JP2006235531A/en active Pending
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