JP2007226128A - カラーフィルタ製造用ホットプレート及びカラーフィルタ製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プロキシミティピンの形状を錘状とし、熱伝導率の低い材質を使用することにより基板とピンとの接点が小さくなり、基板内の温度ムラが発生しにくい。また、処理中にプロキシミティピンが昇降することで基板とホットプレートのプロキシミティピンとの接触時間が短くなり、カラーフィルタの大きさや有効エリアに関わらず全ての品種に対して、基板の温度ムラに起因する基板の反りやピン跡ムラ等のカラーフィルタの品質に影響を及ぼす問題の発生を防ぐことが可能である。
【選択図】 図2
Description
(1)ホットプレートからの放射熱でカラーフィルタ基板のうちピン間の領域が撓む問題、
(2)基板を支持するプロキシミティピンがカラーフィルタ基板のうち着色パターン部分に接触するためこのピン跡部分で温度ムラが発生する問題である。
さらに、液晶パネルの大型化によりカラーフィルタのサイズも大きくなってきていて、カラーフィルタ基板のたわみの問題は益々深刻になっていた。
少なくとも独立して昇降を制御しうる複数のプロキシミティピンを有し、このプロキシミティピンによりカラーフィルタ基板を裏面から支持しながら、カラーフィルタ基板の加熱乾燥処理を行う手段を有するカラーフィルタ製造用ホットプレートにおいて、
基板の加熱乾燥処理中に前記複数のプロキシミティピンが交互に昇降する手段を含むことを特徴とするカラーフィルタ製造用ホットプレート。
前記複数のプロキシミティピンのうち1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
前記複数のプロキシミティピンのうち1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
上記プロキシミティピンが熱伝導率0.35W/m・K以下、耐熱温度150℃以上の樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
複数のプロキシミティピンを備えるホットプレートを用いた基板の加熱乾燥処理する工程を含むカラーフィルタの製造方法において、少なくとも、
(a)複数のプロキシミティピンで構成される第1のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程と、
(b)複数のプロキシミティピンで構成される第2のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程を含み、
前記第1のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピンと前記第2のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピンの構成が相違することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
前記(a)複数のプロキシミティピンで構成される第1のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程と、
前記(b)複数のプロキシミティピンで構成される第2のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程を、相互に繰り返し行なうことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタの製造方法。
前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンと、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンの構成が全て入れ替わることを特徴とする請求項5又は6のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第1のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であり、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第2のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第1のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であり、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第2のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
前記複数のプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、そのプロキシミティピンと基板の加熱乾燥処理中に連続して接触している時間が30秒を超えないことを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
ホットプレート2には、独立に昇降を制御しうる複数の昇降ピン4aと、独立に昇降を制御しうる複数のプロミキシティピンが設けられている。図3(a)にホットプレートと複数のプロキシミティピンの関係を上面から観察した模式図の例を示す。3aには複数のプロキシミティピンのうちの1つが示されている。これらのプロキシミティピン相互の距離は一定以下とすることが望ましい。プロキシミティピンの間隔が大きいと、カラーフィルタ基板を支持するプロキシミティピンの間隔が広がり、カラーフィルタ基板にたわみを発生させてしまうからである。
具体的には、複数のプロキシミティピンのうち1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であること(より好ましくは200mm以下であること)が望ましい。
この際、第1のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピン相互の距離は一定以下であることが望ましい。カラーフィルタ基板を支持するプロキシミティピン間の距離が大きいとカラーフィルタ基板のたわみの原因となるためである。
具体的には、第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、任意のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第1のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下とすることが望ましく、より好ましくは200mm以下である。
仮に全プロキシミティピンを均等に格子状(図4)に配置し、プロキシミティピンの交代を交互2交代制とし、全プロキシミティピンのうち1/2が第1のプロキシミティピンを構成すると仮定した場合には、任意のプロキシミティピンを選択した場合に最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下(上記より好ましい場合には200mm以下)とすれば十分である。
このようにしてカラーフィルタ基板を支持するプロキシミティピンの交代がカラーフィルタ基板の加熱処理中に行われる。このようなプロキシミティピンの交代を行うことで、プロキシミティピンが加熱中のカラーフィルタ基板に与える影響を分散させ、温度ムラを解消することができるのである。この際、交代後にカラーフィルタ基板を支持する第2のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピン相互の距離は一定以下であることが望ましい。カラーフィルタ基板を支持するプロキシミティピン間の距離が大きいと、第2のプロキシミティピンに交代したとたんにカラーフィルタ基板にたわみが発生するためである。
具体的には、第2のプロキシミティ群を構成するプロキシミティピンのうち、任意のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第2のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下とすることが望ましく、より好ましくは200mm以下である。
仮に全プロキシミティピンを均等に格子状(図4)に配置し、プロキシミティピンの交代を交互2交代制とし、全プロキシミティピンのうち1/2が第2のプロキシミティピンを構成すると仮定すると、任意のプロキシミティピンを選択した場合に最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下(上記より好ましい場合には200mm以下)とすれば十分である。
また、カラーフィルタ基板を支持するプロキシミティピン群を交代させる工程は、加熱中一度に限られず、温度ムラの発生状況にあわせ、何回でも行うことができる。例えば、図2(c)に示すように、カラーフィルタ基板の支持を、第2のプロキシミティピン群とは構成の異なる第3のプロキシミティピン群と交代させることができる。
また、例えば、全プロキシミティピンのうち半分のプロキシミティピンを第1のプロキシミティピン群として選択し、残りを第2のプロキシミティピン群とし、これらを相互に交代してカラーフィルタ基板を支持する方法が挙げられる。
一般的には、全プロキシミティピンから選択される複数のプロキシミティピンからなるプロキシミティピン群の構成をn(nは2以上の自然数)個作成し、第1〜第nのプロキシミティピン群によりカラーフィルタ基板が支持されるようにパターン交代を繰り返し行うこと方法が挙げられる。本発明によれば、第1〜nまでいずれのプロキシミティピン群によっても、カラーフィルタ基板がたわむことがないという効果を奏する。
なお、プロキシミティピンと基板の加熱乾燥処理中に連続して接触している時間は30秒を超えないことが望ましい。プロキシミティピンが長時間連続してカラーフィルタ基板と接触させないようにすることで、1つのプロキシミティピンがカラーフィルタ基板に与える温度ムラの影響を分散させ、全体として温度ムラの発生を抑えることができる。このため、プロキシミティピン群の交代はこの時間以内のサイクルで行うことが望ましい。
最終的にカラーフィルタ基板1のプレベークが完了すると、昇降ピン4が上昇して基板1はプロキシミティピン3およびホットプレート2から50mm以上離れ、加熱乾燥処理が終了する(図1と同様の状態)。
また、プロキシミティピンの形状は、熱伝導の影響が少なく均一に基板に熱がかかるように、下底の直径が1mm以下高さ2mm〜5mm以下の錘状とすることが好ましい。このような形状にすると1つのプロキシミティピンがカラーフィルタ基板と接触する面積を減らすことができる。接触面積を減らすとプロキシミティピン跡の由来の温度ムラの発生を防ぐことができる。
(ブラックマトリックスの作成)
ポリイミド前駆体(東レ(株)製:セミコファインSP−510)10重量部、カーボンブラック7.5重量部、NMP130重量部、分散剤(銅フタロシアニン誘導体)5重量部、開始剤Aの5重量部、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー((株)ネオス製:FTX−720C)0.1重量部をビーズミル分散機で冷却しながら3時間分散させ、ブラックマトリックス組成物を調整した。このブラックマトリックス組成物をスピンコータによって、無アルカリガラス基板(コーニング社製)上に約2.0μmの塗膜に形成した。その後、100℃20分間のプリベークを行った後、露光・現像工程を経て、230℃60分のポストベークを行い、ブラックマトリックスを形成した。
(カラーインクの調整)
[着色材料作製]
カラーフィルタ作製に用いる着色材料を着色する着色剤には以下のものを使用した。
赤色用顔料:C.I. Pigment Red 254(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド B−CF」)およびC.I. Pigment Red 177(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「クロモフタールレッド A2B」)緑色用顔料:C.I. Pigment Green 36(東洋インキ製造製「リオノールグリーン 6YK」)、およびC.I. Pigment Yellow 150(バイエル社製「ファンチョンファーストイエロー Y−5688」)青色用顔料:C.I. Pigment Blue 15(東洋インキ製造製「リオノールブルーES」)C.I. Pigment Violet 23(BASF社製「パリオゲンバイオレット 5890」)それぞれの顔料を用いて赤色・緑色・青色の着色材料を作製した。
また、メタクリル酸20部、メチルメタクリレート10部、ブチルメタクリレート55部、ヒドロキシエチルメタクリレート15部を乳酸ブチル300gに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.75部を加え70℃にて5時間の反応によりアクリル共重合樹脂を作製した。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が20%になるようにジエチレングリコールモノメチルエーテルで希釈しアクリルワニスとした。
・赤色着色材料
下記組成の混合物を均一に攪拌混合した後、直径1mmのガラスビースを用いて、サンドミルで5時間分散した後、5μmのフィルタで濾過して赤色顔料の分散体を作製した。
赤色顔料:C.I. Pigment Red 254 18重量部
赤色顔料:C.I. Pigment Red 177 2重量部
アクリルワニス(固形分20%) 108重量部
その後、下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合した後、5μmのフィルターで濾過して赤色着色材料を得た。
上記分散体 128重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 30重量部
・緑色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色材料と同様の方法で作製した。
緑色顔料:C.I. Pigment Green 36 16重量部
黄色顔料:C.I. Pigment Yellow 150 8重量部
アクリルワニス(固形分20%) 102重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 50重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 30重量部
・青色着色材料
組成がそれぞれ下記組成となるように,赤色着色材料と同様の方法で作製した。
青色顔料:C.I. Pigment Blue 15 50重量部
紫色顔料:C.I. Pigment Violet 23 2重量部
分散剤:ゼネカ社製「ソルスバーズ20000」 6重量部
アクリルワニス(固形分20%) 200重量部
ジエチレングリコールモノメチルエーテル 100重量部
テトラエチレングリコールジメチルエーテル 60重量部
(カラーフィルタ基板の作製)
前記ガラス基板上のブラックマトリックスの開口部に、前記R,G,B各色のカラーインクを使用し、108pl,150dpiヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)を搭載したインクジェット印刷装置により、赤色(R),緑色(G),青色(B)各々の隔壁に囲まれたパターン内に充填しカラーフィルタ基板を作成した。
(加熱乾燥処理)
このカラーフィルタ基板をホットプレートA上にカラーフィルタ基板を搬入し、昇降ピンを介して、第1のプロキシミティピン群に設置した。この際のカラーフィルタ基板とホットプレートの関係を図4に示す。図4の斜線で示される小円はそれぞれ第1のプロキシミティピン群に属するプロキシミティピンであり、黒円はそれぞれ第2のプロキシミティピン群に属するプロキシミティピンである。ホットプレートAの各プロキシミティピンは150mmの間隔で格子状に配置されている。この際、カラーフィルタ基板を支えている第1のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピン6と別のプロキシミティピン8間の距離(図4(7))はおよそ212mmである。この第1のプロキシミティピン群と第2のプロキシミティピン群を30秒ごとに交互に交代でカラーフィルタ基板を支持しながら、ホットプレートAにて200℃で10分加熱した。このようにして得られたカラーフィルタ基板は、混色も無く、画素内の平坦性に優れ、濃度バラツキの少ないカラーフィルタ基板であった。
ホットプレートAの第1のプロキシミティピン群と第2のプロキシミティピン群を全て用いてカラーフィルタ基板を支持し、加熱中一切プロキシミティピンの昇降を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にカラーフィルタ基板を作成した。すると、プロキシミティピンと接触している部分に温度ムラにより円状の濃いムラが発生していた。
各プロキシミティピンが350mmの間隔で格子状に配置されている以外は、ホットプレートAと同様の形態(相似形)のホットプレートBを用いたこと以外は、実施例1と同様にカラーフィルタ基板を作成した。すると、加熱中に基板がたわみ、温度ムラが発生していた。また、乾燥した着色インクに色ムラが発生していた。
2…ホットプレート
3、3a、3b、3c…プロキシミティピン
4…昇降ピン
5…第1のプロミキシティピン群に含まれるプロキシミティピン
6…第2のプロ未ティティピン群に含まれるプロキシミティピン
7…第1のプロキシミティピン群のプロミキシティピン間の距離
8…第1のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピン
Claims (10)
- 少なくとも独立して昇降を制御しうる複数のプロキシミティピンを有し、このプロキシミティピンによりカラーフィルタ基板を裏面から支持しながら、カラーフィルタ基板の加熱乾燥処理を行う手段を有するカラーフィルタ製造用ホットプレートにおいて、
基板の加熱乾燥処理中に前記複数のプロキシミティピンが交互に昇降する手段を含むことを特徴とするカラーフィルタ製造用ホットプレート。 - 前記複数のプロキシミティピンのうち1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
- 前記複数のプロキシミティピンのうち1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても最も近傍に存在する別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
- 上記プロキシミティピンが熱伝導率0.35W/m・K以下、耐熱温度150℃以上の樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ製造用ホットプレート。
- 複数のプロキシミティピンを備えるホットプレートを用いた基板の加熱乾燥処理する工程を含むカラーフィルタの製造方法において、少なくとも、
(a)複数のプロキシミティピンで構成される第1のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程と、
(b)複数のプロキシミティピンで構成される第2のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程を含み、
前記第1のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピンと前記第2のプロキシミティピン群に含まれるプロキシミティピンの構成が相違することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記(a)複数のプロキシミティピンで構成される第1のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程と、
前記(b)複数のプロキシミティピンで構成される第2のプロキシミティピン群により基板を支持しながら加熱する工程を、相互に繰り返し行なうことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンと、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンの構成が全て入れ替わることを特徴とする請求項5又は6のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第1のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であり、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第2のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が300mm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記第1のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第1のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であり、
前記第2のプロキシミティピン群を構成するプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、最も近傍に存在する第2のプロキシミティピン群に含まれる別のプロキシミティピンとの距離が200mm以下であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。 - 前記複数のプロキシミティピンのうち、1のプロキシミティピンを選択した場合に、いずれのプロキシミティピンを選択した場合であっても、そのプロキシミティピンと基板の加熱乾燥処理中に連続して接触している時間が30秒を超えないことを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
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