JP2009047767A - 液晶表示装置用カラーフィルター用の塗布ヘッド、その塗布ヘッドを備えた塗布装置およびカラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶カラーフィルターの画素のピッチが短くなってくると、画素に直接着色剤を塗布するのは困難になってくる。微小な塗布を可能にするにはインクジェット方式が好適であるが、ブラックマトリックス上に撥インク凸部を設けて、隣接する画素に着色剤が混ざらないようにする必要があった。
【解決手段】インクジェットで着色剤を塗布するに前に、マスク用溶剤を隣接画素に塗布し、これが乾燥する前に着色剤を塗布する。この時にマスク用溶剤は着色剤と極性が異なる溶剤を用いる。する画素からはみ出した着色剤は、マスク用溶剤にはじかれて、塗布されるべき画素に戻る。また、マスク用溶剤は蒸発してしまうので、ブラックマトリックスの表面性を劣化させない。
【選択図】図１

Description

本発明は、平坦性が良好で、露光工程が不要でフォトマスクを使うことなく安価で高い生産性を有する液晶表示装置用カラーフィルター基板の製造方法に関するものである。

液晶表示素子用のカラーフィルターは、基板上に形成されたブラックマトリックスによって仕切られた各凹部（以下「画素」という。）に着色剤を充填して形成される。液晶の動作によってスイッチングされたバックライトの光は、このカラーフィルターの着色された画素を通過することで所望の色の光となる。従って、カラーフィルターでの着色剤の塗布は、出来上がる液晶パネルの色むらに直接影響を及ぼす。

また、カラーフィルターの画素は、液晶パネルの発光の単位となる。つまり、カラーフィルターの画素は、液晶パネルの精細度を決める要因となる。従って、昨今の高画質化時代においては、カラーフィルターの画素の大きさは微小になる傾向である。しかし、この微小な画素に対して、隣接する画素に着色剤が混ざるという混色や、画素に着色剤が充填できないという色抜けといった不具合なく、均一に着色剤を塗布するのは容易でない。

このように困難な条件の塗布を実現するために、液晶表示素子用のカラーフィルターへの着色剤の塗布には、インクジェットを用いる技術が紹介されていた（特許文献１参照）。

ところが、インクジェット方式での塗布では、ヘッドから打ち出されたインクの液滴の飛行直進性が悪く、所望の箇所にインクが塗布できないという問題があった。この問題に関してはインクの組成を特定することで、飛行直進性を改善した発明が開示されている（特許文献２参照）。

また、特許文献２には、ブラックマトリックスの表面に撥インク性凸部を設け、塗布されたインクが画素部分を乗り越えて隣接する画素へ漏れ、混色の発生を抑制する技術が開示されている。
特開昭５９−７５２０５号公報 特開２００３−１２８９６６号公報

インクジェット方式の塗布方法は、微小な液滴でインクを飛ばすことができるので、微小部分の塗布への利用に期待された。しかし、それでも画素の幅が液滴程度若しくはそれより狭くなると、隣接する画素へのインク漏れが発生するおそれが高くなる。隣接画素へのインク漏れは、特許文献２で開示されているブラックマトリックス表面に設ける撥インク性凸部で防止することができる。しかし、この撥インク性凸部はあまり高くすると、カラーフィルターの表面性を悪化させるため、パネルの特性に影響を及ぼすことになる。

また、撥インク性凸部をいくら高くしても、インクジェットヘッドから発射された液滴の軌道がずれてしまうと隣接する画素へインクが飛んでしまうという課題もあった。

本発明は上記課題を解決するために想到されたもので、カラーフィルター用の塗布ヘッドとその塗布ヘッドを搭載した塗布装置およびその塗布装置を用いた製造方法である。より具体的には、インクジェット方式での着色剤を含むペーストの塗布に先駆けて、マスク用溶剤を隣接画素に塗布する。その際、マスク用溶剤は、着色剤を含むペーストとは極性の異なる溶剤を用いる。

本発明ではインクジェットを用いて着色剤を塗布する前に、隣接画素に極性の異なるマスク用溶剤を塗布しておくので、着色剤の液滴が隣接画素に着弾されても、マスク用溶剤ではじかれ、塗布すべき画素に戻る。従って、狭い画素に精度よく着色剤を塗布することができる。

また、マスク用溶剤は、着色剤の塗布後に蒸発してなくなるので、カラーフィルターの表面凹凸が大きくならないという効果も奏する。

本発明は、ブラックマトリックスで形成された画素に着色剤を塗布する際に、インクジェット方式によって、マスキングのための溶剤を塗布し、その溶剤が揮発する前にインクジェット方式で着色剤を塗布するカラーフィルターの製造方法、および塗布ヘッドである。

図１に本発明のカラーフィルターの製造方法を示す。本実施の形態では、カラーフィルターは赤、青、緑の３色を有する場合で説明を行うが、２色であっても、３色以上であってもよい。図１には１色を形成する工程を示した。つまり、カラーフィルターが完成するには図１の工程を各色分繰り返す必要がある。

工程Ｐ１では、基板１０にはブラックマトリックス１１が形成されている状態を示す。基板１１は透明であれば、特に限定されるものではない。例えば石英ガラスや耐熱性ガラス、透明樹脂材が好適に利用できる。ブラックマトリックス１１は、スパッタ法や真空蒸着法といった、真空中での薄膜堆積技術を用いて、遮光層を形成した後に、レジスト塗布、露光、現像工程のフォトリソ加工をすることによってブラックマトリックスパターンを作製することができる。

また、カーボンブラックやチタンブラックなどの黒色粉末、金属粉、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を、樹脂および溶剤に分散させた樹脂ブラックマトリックス用ペーストを、透明基板上に塗布した後に、フォトリソ加工をすることでブラックマトリックスパターンを作製することができる。

ブラックマトリックス用ペーストが非感光性の樹脂の場合は、ブラックマトリックス用ペーストを塗布した上に感光性レジストを塗布した後に、露光、現像をしてブラックマトリックスパターンを得ることができる。この場合は、感光性レジストに界面活性剤を添加して、表面を親水性にしたり、疎水性にしたりすることができる。感光性レジストを剥離しないことで、ブラックマトリックスの表面の親水性を制御することができる。

ブラックマトリックス用ペーストは、それ自体に光重合開始剤やモノマーを添加して、感光性にすることもできる。この場合もブラックマトリックス用ペーストに界面活性剤を添加して、表面を親水性にしたり、疎水性にしたりすることができる。

基板上に形成したブラックマトリックスは、画素形成前に、プラズマ照射、紫外線照射、オゾン照射、アルカリ洗浄などで、表面の親水性をより高めることもできる。また、フッ素化合物を含む雰囲気でプラズマ照射することで、表面の疎水性を高めることもできる。

基板上１０にはブラックマトリックス１１によって仕切られた画素形成領域１４乃至１８がある。以後画素１４乃至１８という。これら基板とブラックマトリックスは塗布前に洗浄される。

工程Ｐ２に移って、特定の色の着色剤を塗布する画素１６以外の画素１４、１５、１７、１８にマスク用溶剤を塗布する。マスク用溶剤は、着色剤を塗布しない２画素に塗布する。ブラックマトリックスの表面が親水性の場合には、マスク用溶剤が非水系の溶剤であれば、溶剤はブラックマトリックス表面ではじき、その接触角度２１は大きくなる。つまり、おおきく盛り上がる。このマスク用溶剤で形成されたマスクをインク反発層２０と呼ぶ。

ブラックマトリックスの表面が疎水性の場合には、マスク用溶剤が水系の溶剤であれば、溶剤はブラックマトリックス表面ではじき、その接触角度２１は大きくなる。

このようにブラックマトリックスの表面が親水性の場合は、マスク用溶剤は疎水性溶剤とし、ブラックマトリックスの表面が疎水性の場合は、マスク用溶剤は親水性溶剤とすることが好ましい。

本発明では、着色剤を含むペースト２５とマスク用溶剤の極性が異なる点が重要である。ここで極性とは、親水性であるか疎水性または非親水性であるかをいう。「親水性の程度が異なる」と言っても良い。また「親水性」は「水系」と、また「疎水性」は「非水系」と言っても良い。具体的には、着色剤を含むペーストがマスク用溶剤にはじかれて、マスク用溶剤が塗布してある部分に着色剤が残らなければよい。

次に工程Ｐ３では、着色剤を含むペースト２５が塗布される。着色剤を含むペースト２５もインクジェット方式で塗布される。塗布された着色剤を含むペーストは画素形成領域１６にちょうど着弾すればよいが、幾分はずれる場合もある。しかし、画素形成領域１６の両脇には極性の違う溶剤がインク反発層２０を形成している。このインク反発層上に乗った着色用インクは、インク反発層の上を転がり落ち、画素形成領域１７もしくは１８には落ちない。工程Ｐ３−１は、インク反発層２０の上を余分な着色用インク２６が転がり落ちる様子を示している。

工程Ｐ４では、塗布した着色剤を含むペーストをプリベークして乾燥させる。プリベークは通常７０℃から２３０℃の温度で１分から３０分程度行えばよい。プリベークの目的は、マスク用溶剤の乾燥と着色剤を含むペーストの溶剤を蒸発させることであるので、使用する溶剤によってプリベーク温度および時間は適宜選択される。インク反発層２０は元々マスク用溶剤で形成されていたので、蒸発して消滅する。従ってカラーフィルターの表面の凹凸が大きくなることがない。

マスク用溶剤は着色剤を塗布しない隣接画素形成領域１５や１７に多量に塗布されるので、部分的には着色剤を塗布する画素形成領域１６に落ちる場合もある。図２（ａ）には、この時の様子を示す。画素形成領域１６には、本来この画素には塗布されないマスク用溶剤飛沫２２が落ちてしまっている。

図２（ｂ）には、ここに着色剤２５が塗布された様子を示す。マスク用溶剤飛沫２２は、着色剤２５に対する比重と、表面エネルギーの関係で、着色剤を含むペースト２５に沈むか浮くかの状態が決まる。もし、マスク用溶剤の方が比重としては軽くても、微小な液滴の状態では、画素の内壁との表面エネルギーとの関係で、先に塗布されたマスク用溶剤飛沫が、着色剤に沈む場合はありうる。

マスク用溶剤が画素形成領域に落ちた場合でも、着色剤を含むペースト２５の乾燥速度よりも速い速度でマスク用溶剤を乾燥すれば、画素形成領域１６にマスク用溶剤がボイドとして残ることがない。すなわち、着色剤を含むペーストより乾燥速度の速いマスク用溶剤を用いれば、カラーフィルターにした際に色むらといった問題が生じることはない。

マスク用溶剤の乾燥速度が着色剤を含むペーストの乾燥速度に比べて、著しく早い場合は、着色剤を含むペーストが乾燥する前に、マスク用溶剤が乾燥して無くなり、着色剤を含むペーストが隣接する画素形成領域１７や１８にはみ出す事が考えられる。このため、マスク用溶剤は着色剤を含むペーストより乾燥速度は早いが、乾燥速度差は大きくない方が好ましい。乾燥速度差としては、３倍を超えない範囲が好ましく、２倍を超えない範囲がさらに好ましい。

図２（ｃ）はマスク用溶剤の乾燥速度が着色剤を含むペーストよりも遅い場合を示す。画素形成領域１６に落ちたマスク用溶剤より先に着色剤を含むペーストが蒸発し、マスク用溶剤が着色剤を含むペースト中に残ってボイド２９になった状態を示す。このようになると、画素の色むらの原因となる。

図３に２色目の着色剤の塗布の工程を示す。画素１８の右隣に画素１９を示す。画素１９は画素１６と同じ着色剤を含むペーストを塗布して形成した画素である。工程Ｐ１１では、マスク用溶剤は、画素形成領域１７に隣接する画素１５と１６、および１８と１９に塗布される。画素１６および１９には１色目の画素２５が形成されているが、マスク用溶剤は着色剤を含むペーストとは極性が異なるので、１色目の着色剤を溶解することはない。

工程Ｐ１２では、マスク用溶剤がブラックマトリックスの表面でインク反発層２０を形成している状態で、２色目の着色剤を含むペースト２７を塗布する。

工程Ｐ１３では、２色目の着色剤を含むペースト２７をプリベークする。このとき同時にマスク用溶剤も乾燥させる。以上のようにして２色目の塗布が終了する。３色目も同様にして塗布する。３色目の着色剤を含むペーストを塗布が終了したら、カラーフィルター全体をポストベークする。

ポストベークは着色剤を含むペースト中の樹脂を熱硬化させる工程である。ポストベークは１８０℃から３００℃の温度で３〜６０分程度行うことが好ましい。画素を形成したカラーフィルター上には必要に応じて平坦化膜を塗布しても良い。

図４には、本発明のカラーフィルターの製造方法に用いる塗布ヘッド５０を示す。図４は塗布ヘッドを吐出口側から見た斜視図である。塗布ヘッド５０には、マスク用溶剤吐出口５５と着色剤を含むペースト吐出口５６が設けられている。ヘッドの進行方向５１に対してマスク用溶剤の吐出口５５は、着色剤を含むペースト吐出口５６より前に設けられている。

マスク用溶剤用の吐出口は左右に微調整５８ができるようになっており、ブラックマトリックスの画素のピッチ幅に合わせることができるようになっている。マスク用溶剤は複数画素同時に塗布するので、図４（ａ）に示すようにマスク用溶剤吐出口５５は、吐出口５６より大きくてもよい。また、図４（ｂ）に示すようにマスク用溶剤吐出口５５は２つ以上の複数を設けることも可能である。マスク用溶剤吐出口５５は着色剤や樹脂などを吐出しないので、より小さな吐出口にして複数個設けることもできる。

この場合は、目的以外の場所にマスク用溶剤が着弾しても、マスク用溶剤の体積が小さくので、溶剤の乾燥速度をコントロールすることで、画素のムラになることがない。

また、図４（ｃ）に示すように、吐出口（５５および５６）はヘッドの進行方向５１に対して所定の角度５９だけ傾けることで画素ピッチを変更できるようにしてもよい。

また、図５に示すように塗布ヘッド５０は、マスク用溶剤用吐出口５５を有するヘッド６２と、着色剤を含むペースト用吐出口５６を有するヘッド６０が個別に設けられていてもよい。この場合は、２色目以降の画素を形成する場合もマスク用吐出ヘッドはそのまま使用することが可能で、着色剤を含むペースト用のヘッドを交換することで、短時間に着色剤の種類を異ならせることが可能となるので好ましい。

着色剤の吐出口５６は、マスク用溶剤の吐出口よりヘッド進行方向に対して後方であればよいが、あまり後方に配置すると、マスク用溶剤が揮発してしまい、インク反発層として十分な高さになっていない場合もある。着色剤の吐出口はヘッドの走行速度や、マスク用溶剤の揮発度にも関係し、製造装置毎に異なるため限定はできない。しかし、マスク用溶剤が吐出されてから、６０秒以内に着色剤が塗布されることが好ましく、１０秒以内であることがさらに好ましい。

図４および図５の塗布ヘッドは１画素用の塗布ヘッドであり、これを複数組み合わせてもよい。図６には、２つの着色剤吐出口５６を備えた塗布ヘッドを例示する。着色剤吐出口５６は複数個あってもよく、基板の塗布幅と同じ幅の複数の塗布ヘッドが組み合わされていてもよい。塗布ヘッドが複数個あれば塗布時間が短くなり生産性が上がり好ましい。複数個の塗布ヘッドから塗布する着色剤を含むペーストは同じ着色剤であることが必要となる。

なお、マスク用溶剤の吐出口５５は必ず両端に配置される。着色剤を含むペーストを塗布する場合、隣接する両脇の画素にはマスク用溶剤を塗布する必要があるからである。また、マスク用溶剤吐出口５５の吐出口の口径は大きくなると液滴の吐出バラツキが大きくなるので、口径としては１００μｍ以下が好ましく用いられる。着色剤を含むペースト吐出口５６の口径は小さいほどより精度良く塗布することが可能であるが、小さくなるほど吐出口が詰まりやすくなるので、口径は５０μｍ以下が好ましく用いられる。

図７には、本発明の塗布ヘッドを備えた塗布装置の概要を示す。インクジェット塗布装置１００は、図５及び図６で説明したインクジェットヘッド１２０と、ステージ１３０、ステージを駆動するステップモータ１３８、１３９で構成される。インクジェットヘッド１２０には、ステージ１３０からの高さを調節するマニュピュレーターや、マスク用溶剤と着色剤が供給される供給装置が付随するが、その部分は省略した。

ステージ１３０にはカラーフィルター９が保持される。カラーフィルターは基板１０とブラックマトリックス１１で構成されているのはすでに説明した通りである。インクジェットヘッド１２０は、ブラックマトリックス１１に対して相対的に移動しながら、マスク用の溶剤２０と着色剤を含むペースト２５の液滴が、カラーフィルター９に発射される。

今塗布されているのは画素１６の列である。この列の塗布が終了したら、画素１９の列を塗布する。なお、列１６を塗り終えるまでにマスク用溶剤２０が乾燥する場合は、画素１９を塗布する前にプリベークしなくてもよい。マスク用溶剤は乾燥してしまっているからである。

図７では、インクジェットヘッド１２０とステージ１３０を相対的に移動させてカラーフィルター９にマスク用溶剤を塗布するが、相対的な移動がｘ方向１３６とｙ方向１３７の両方を移動するステップアンドリピート方式と、移動がｘ方向１３６またはｙ方向１３７のどちらか一方であり、連続的に塗布する１次元スキャン方式があり、どちらも好ましく用いることができる。

図７はステップアンドリピート方式の構成図である。ｘ方向１３６への移動はステップモータ１３８によって行い、ｙ方向１３７への移動はステップモータ１３９によって行なう。

ステップアンドリピート方式は、ｘ方向１３６とｙ方向１３７のどちら方向にも塗布することができ、複雑なパターンや曲線形状の塗布も可能である。特に液晶パネルの縦方向で画素の位置をずらせながら配置している場合はステップアンドリピート方式を用いるのが好適である。

図８は１次元スキャン方式の構造図である。インクジェットヘッド１２１は塗布幅全域に渡って複数個設けられている。カラーフィルター９はｘ方向に連続的に移動させる。そのためカラーフィルター９の移動速度を速くすることができるので生産性が向上して好ましい。カラーフィルター９はｘ方向に連続的に一定速度で移動させると、マスク用溶剤および着色剤を含むペーストを一定間隔で吐出すればよいので、カラーフィルター９の全領域にわたって塗布ムラが小さくなり好ましい。

図９は１次元スキャン方式で、インクジェットヘッド１２２をカラーフィルター９に対して傾けた場合の構造図である。インクジェットヘッド１２２を傾けることによって、カラーフィルターの画素ピッチが異なっても同一のインクジェットヘッドで塗布することが可能となる。

本発明で用いることのできるマスク用溶剤としては、水系溶剤または非水系溶剤を用いることができる。水系溶剤としては、水および、分子中にヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基およびそれらの塩を持つものなどを単独または２種類以上を適宜混合して使用することができる。

非水系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどのパラフィン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ジエチルケトン、イソプロピルケトン、シクロペンタノンなどのケトン類、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、酢酸ブチルなどのエステル類などを単独または２種類以上を適宜混合して使用することができる。

本発明の着色剤を含むペーストは少なくとも着色剤、樹脂材料、溶剤が含まれている。樹脂材料としては、メラミン樹脂やアクリル樹脂が好適に用いられるが、これらに限定されない。また、樹脂材料を、ポストベーク工程で熱硬化をさせるために、多官能モノマーあるいはオリゴマーなどを添加してもよい。

親水性ペーストにする場合は、水溶性メラミン樹脂や水溶性アクリル樹脂を用い、水系溶剤を用いる。非親水性ペーストにする場合は、非水溶性メラミン樹脂や非水溶性アクリル樹脂を用い、非水系溶剤を用いる。

本発明で用いることのできる着色剤を含むペースト用の溶剤としては、水系溶剤としては、水および、分子中にヒドロキシル基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基およびそれらの塩を持つものなどを単独または２種類以上を適宜混合して使用することができる。

非水系溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどのパラフィン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ジエチルケトン、イソプロピルケトン、シクロペンタノンなどのケトン類、３−メトキシ−３−メチルブチルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、酢酸ブチルなどのエステル類などを単独または２種類以上を適宜混合して使用することができる。

着色剤を含むペーストは、樹脂成分と、少なくとも顔料を含む。着色剤と樹脂成分とは、通常、重量比で１：９〜１００：１、好ましくは２：８〜５０：１の範囲で混合して用いられる。樹脂成分の量が少なすぎると、着色被膜の基板との接着性が不良となり、逆に顔料の量が少なすぎると着色度が問題となる。また、該ペーストにおいては、塗工性、乾燥性などの観点から、樹脂成分と顔料をあわせた固形分濃度は、２〜３０％、好ましくは３〜２５％、さらに好ましくは４〜２０％の範囲で使用する。

本発明のカラーフィルター基板は、少なくとも２色以上の画素から構成され、赤、緑、青の３色の色画素から構成されることが好ましい。使用される着色剤は、有機顔料、無機顔料、染料問わず着色剤全般を使用することができる。代表的な顔料の例として、ピグメントレッド（ＰＲ−）、２、３、２２、３８、１４９，１６６、１６８、１７７，２０６、２０７、２０９、２２４、２４２，２５４、ピグメントオレンジ（ＰＯ−）５、１３、１７、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、６１、６４、６５、７１、ピグメントイエロー（ＰＹ−）１２、１３、１４、１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０，１５３、１５４、１６６、１７３、１８５、ピグメントブルー（ＰＢ−）１５（１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６）、２１、２２、６０、６４、ピグメントバイオレット（ＰＶ−）１９、２３、２９、３２、３３、３６、３７、３８、４０、５０、ピグメントグリーン（ＰＧ−）７、３６、などが挙げられる。本発明ではこれらに限定されずに種々の顔料を使用することができる。

本発明のカラーフィルター基板は、液晶表示装置の駆動方法、表示方式にも限定されず、アクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式、ＴＮモード、ＶＡモード、ＳＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモードなど種々の液晶表示装置に適用される。また、液晶表示装置の構成、例えば偏光板の数、散乱体の位置等にも限定されずに使用することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

（実施例１）
Ａ．カラーペーストの作製
ピグメントグリーンＰＧ３６、７．７５ｇとピグメントイエローＰＹ１３８、２．２５ｇを界面活性剤“ニューコール”７１０Ｆ（日本乳化剤株式会社）１０ｇ、水１５８ｇとともに仕込み、ホモジナイザーを用い、７０００ｒｐｍで５時間分散後、ガラスビーズを濾過し、除去した。分散液にメラミン樹脂（住友化学株式会社製“スミテックスレジン”Ｍ−３を２０ｇ、硬化剤（住友化学株式会社製“スミテックスアクセレーター”ＡＣＸ）を２ｇを加え、緑ペースト（Ｇ−１）を得た。同様にして、表１に示す顔料割合で赤ペースト（Ｒ−１）、青ペースト（Ｂ−１）を得た。

Ｂ．樹脂ブラックマトリックスの作製
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４’− ジアミノジフェニルエーテル及びビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンをＮ−メチル−２−ピロリドンを溶媒として反応させ、ポリイミド前駆体（ポリアミック酸）溶液を得た。

下記の組成を有するカーボンブラックミルベースをホモジナイザーを用いて、７０００ ｒｐｍで３０分間分散し、ガラスビーズをろ過してブラックペーストを調製した。
カーボンブラックミルベースの組成
カーボンブラック（ＭＡ１００ 、三菱化成（株）製）：４．６部
ポリイミド前駆体溶液：２４．０部
Ｎ−メチルピロリドン：６１．４部
ガラスビーズ：９０．０部

Ｃ．カラーフィルターの作製
ガラス基板（コーニング製、１７３７材）に上記ブラックペーストをスリットコーターで塗布し、ホットプレートで１３０℃、１０分間乾燥し、黒色の樹脂塗膜を形成した。ポジ型フォトレジスト（ロームアンドハース社製、“ＬＣ−１００”）をスリットコーターでポストベーク後の膜厚が１．０μｍになるように塗布、ホットプレートで１００℃、５分間プリベークした。超高圧水銀灯を用いて１００ｍＪ／ｃｍ² 紫外線照射して４８μｍピッチでブラックマトリックスの幅が８μｍになるようにマスク露光した後、２．２５％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて、フォトレジストの現像と樹脂塗膜のエッチングを同時に行い、パターンを形成し、メチルセロソルブアセテートでレジスト剥離した。ホットプレートで３００℃、１５分間ポストベークすることでイミド化させ、ブラックマトリクス層を形成した。形成したブラックマトリックスはブラックマトリックスの膜厚１．６μｍであった。

パターン加工されたブラックマトリックス付きガラス基板を２５４nmが主波長の低圧水銀灯下で５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射し、０．２％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて洗浄し、純水リンスをして、加熱乾燥した。この基板の純水に対する接触角は２０度以下であった。

ブラックマトリックス付きガラス基板上に、青画素、緑画素が形成される連続した２画素分の９６μｍ幅に非水系溶剤として酢酸ブチルをインクジェット塗布により塗布し酢酸ブチルが乾燥する前に、赤ペースト（Ｒ−１）を乾燥後膜厚が１．５μｍになるようにインクジェット塗布し、ホットプレート上でガラス基板温度が１５０℃になるように設定して５分プリベークした。

次に基板を常温まで冷却後に、赤画素、緑画素が形成される連続した２画素分の９６μｍ幅に非水系溶剤として酢酸ブチルをインクジェット塗布により塗布し酢酸ブチルが乾燥する前に、青ペースト（Ｂ−１）を乾燥後膜厚が１．５μｍになるようにインクジェット塗布し、ホットプレート上でガラス基板温度が１５０℃になるように設定して５分プリベークした。

次に基板を常温まで冷却して赤画素、青画素が形成される連続した２画素分の９６μｍ幅に非水系溶剤として酢酸ブチルをインクジェット塗布により塗布し酢酸ブチルが乾燥する前に、緑ペースト（Ｇ−１）を乾燥後膜厚が１．５μｍになるようにインクジェット塗布し、ホットプレート上でガラス基板温度が１５０℃になるように設定して５分プリベーク後にホットプレート上でガラス基板温度が２３０℃になるように設定して２０分ポストベークした。
得られたカラーフィルターは平坦性が良好であった。

本発明のカラーフィルターの製造方法の工程を示す図である。 本発明のカラーフィルターの製造工程を詳細に説明する図である。 本発明のカラーフィルターの製造工程を詳細に説明する図である。 インクジェットヘッドを示す図である。 インクジェットヘッドを示す図である。 着色剤吐出口が複数あるインクジェットヘッドを示す図である。 本発明のインクジェット方式による塗布装置を示す図である。 着色剤吐出口が複数あるインクジェットヘッドを示す図である。 着色剤吐出口が複数あるインクジェットヘッドを傾けた塗布装置を示す図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ ブラックマトリックス
２０ インク反発層
２５ 着色剤
２９ ボイド
５０ インクジェットヘッド
５５ マスク用溶剤吐出口
５６ 着色剤吐出口
１００ 塗布装置

Claims (6)

1. 基板上の隣接する複数画素にわたって溶剤を塗布する工程と、
   前記溶剤が乾燥する前に、前記溶剤と親水性の異なる着色剤を含むペーストを所定の位置に塗布する工程とを含む液晶表示用カラーフィルターの製造方法。
2. 前記溶剤は非水系溶剤であり、前記着色剤を含むペーストは水系着色剤である請求項１に記載された液晶表示用カラーフィルターの製造方法。
3. 前記溶剤は水系溶剤であり、前記着色剤を含むペーストは非水系着色剤である請求項１に記載された液晶表示用カラーフィルターの製造方法。
4. 溶剤吐出口と着色剤吐出口を備えた塗布ヘッドであって、
   前記塗布ヘッドの進行方向に対して、前記溶剤吐出口は前記着色剤を含むペーストの吐出口より前に配置されている塗布ヘッド。
5. 前記着色剤を含むペーストの吐出口の両脇には前記溶剤吐出口が設けられた請求項４に記載された塗布ヘッド。
6. 請求項４乃至５の何れかの請求項に記載された前記塗布ヘッドを備えた塗布装置。
   
   
   

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