JP2010014873A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程における搬送中に着色層やＩＴＯ層に傷が付かず、高品質かつ低コストでカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】まずカラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａにブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を形成する。次いでブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７上に、オーバーコート層１８を形成する。その後、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を塗布により形成するので、着色層１５、１６、１７やＩＴＯ層１９に傷が付くことなく、カラーフィルタ１０を製造することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、横電界（ＩＰＳ）方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法に係り、とりわけ製造工程における搬送中に着色層やＩＴＯ層に傷が付かず、高品質かつ低コストでカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法に関する。

従来より、フラットディスプレイとして、カラー液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置においては、カラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板とを所定の間隙をもたせて向かい合わせ、この間隙部に液晶材料を注入して液晶層としている。

このようなカラーフィルタは、カラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板表面に形成されたブラックマトリックス層と、カラーフィルタ基板表面に形成された赤色、青色、緑色の各色からなる着色層とを有している。

とりわけ横電界（ＩＰＳ）方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタについては、カラーフィルタ基板の裏面に例えばＩＴＯ等からなる導電層が形成されている。このような導電層は、カラーフィルタ基板の裏面が帯電することにより上述した液晶層の配向に乱れが生じ、これにより液晶表示装置に画質劣化が生じることを防ぐために設けられるものである。この導電層は、一般にカラーフィルタ基板の裏面に導電材料をスパッタリングによって製膜することにより形成される。

またこのほか、従来よりカラーフィルタ基板裏面の帯電を防止するための帯電防止層の印刷方法、および帯電防止用の各種導電膜について様々な検討が行われている。
特許第４００３８４２号公報

しかしながら、スパッタリングによって製膜する際に用いるスパッタリング装置は、真空中でカラーフィルタ基板に対して成膜処理を行なうものであるため高額である。したがって、カラーフィルタ基板の裏面に導電材料をスパッタリングによって製膜する場合、カラーフィルタの製造コストが比較的高くなってしまう。

また、スパッタリングを行なう際にカラーフィルタ基板を搬送する間、ブラックマトリックス層および着色層に傷が生じやすい。このため、カラーフィルタ基板表面にブラックマトリックス層および着色層を形成した後、カラーフィルタ基板裏面にスパッタリングによって導電層を形成することは難しい。このような事情により、まずカラーフィルタ基板裏面にスパッタリングによって導電層を形成し、その後、カラーフィルタ基板表面にブラックマトリックス層および着色層を形成することが一般に行なわれている。

しかしながら、この場合、導電層の一部に欠けが生じ、これによりパーティクルが生じる場合があり、カラーフィルタの品質が劣化するおそれがある。また、ブラックマトリックス層および着色層を形成する際、現像工程とベーク工程とを繰り返し行なうため、導電材料の種類によっては導電層に劣化が生じるおそれもある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、製造工程における搬送中に着色層やＩＴＯ層に傷が付かず、高品質かつ低コストでカラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法において、カラーフィルタ基板を準備する工程と、カラーフィルタ基板の一方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層を形成する工程と、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層上に、オーバーコート層を形成する工程と、カラーフィルタ基板の一方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を形成した後、カラーフィルタ基板の他方の面にＩＴＯ層を塗布により形成する工程とを備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明は、ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板の他方の面を下方に向け、カラーフィルタ基板の端部を把持しながら、カラーフィルタ基板を下方からエア浮上させた状態で、カラーフィルタ基板下方からＩＴＯ層塗工液を表面張力タイプの塗工装置により塗布することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明は、ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板の他方の面を上方に向け、カラーフィルタ基板の端部を把持しながら、カラーフィルタ基板を下方からエア浮上させた状態で、カラーフィルタ基板上方からＩＴＯ層塗工液を塗工装置により塗布することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明は、ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板を垂直方向に向け、カラーフィルタ基板の上端部を吊りながら、カラーフィルタ基板の側方からＩＴＯ層塗工液を塗工装置により塗布することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明は、ＩＴＯ層塗工液を塗布した後、カラーフィルタ基板をベークして、ＩＴＯ層塗工液を焼成してＩＴＯ層を形成する工程を更に備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

本発明は、ＩＴＯ層塗工液は、ＩＴＯ微粒子と、分散液と、溶剤とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

以上のように本発明によれば、カラーフィルタ基板の一方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を形成した後、カラーフィルタ基板の他方の面にＩＴＯ層を塗布により形成するので、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を形成する工程、またはその前後の工程における搬送中に、ＩＴＯ層の一部が欠けてパーティクルが生じることがない。したがって、ＩＴＯ層の一部が欠けることによりカラーフィルタの品質が劣化することを確実に防止することができる。

また本発明によれば、ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板の端部を把持しながら、カラーフィルタ基板を下方からエア浮上させた状態で、カラーフィルタ基板にＩＴＯ層塗工液を塗布する。あるいは、ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板を垂直方向に向け、カラーフィルタ基板の上端部を吊りながら、カラーフィルタ基板にＩＴＯ層塗工液を塗布する。このことにより、カラーフィルタ基板の一方の面に既に形成されたブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層に傷や汚れが付着するおそれがない。また、ＩＴＯ層を形成する際スパッタリング装置を用いることがないので、カラーフィルタの製造コストを低く抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、カラーフィルタを示す概略断面図であり、図２は、カラーフィルタの他の構成を示す概略断面図である。図３（ａ）−（ｆ）は、図１に示すカラーフィルタの製造方法を示す工程図であり、図４（ａ）−（ｅ）は、図２に示すカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。図５は、カラーフィルタ基板の下方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図であり、図６は、カラーフィルタ基板の上方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図である。図７は、カラーフィルタ基板の側方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図である。

カラーフィルタの構成
まず、図１および図２によりカラーフィルタの概要について説明する。

図１に示すカラーフィルタ１０は、横電界（ＩＰＳ）方式の液晶表示装置に用いられるものである。このカラーフィルタ１０は、カラーフィルタ基板１１と、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａに形成されたブラックマトリックス層１２と、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上に各々形成されたレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７とを備えている。

また、ブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７上に、これらブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を覆う透明なオーバーコート層１８が形成されている。さらに、オーバーコート層１８上のうち、ブラックマトリックス層１２に対応する所定の位置に、複数のスペーサ２０が設けられている。

他方、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂには、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層１９が均一に形成されている。

カラーフィルタ基板１１としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等の無機ガラス類、有機プラスチックのフィルム又はシート等を用いることができる。

またブラックマトリックス層１２は、Ｃｒ、ＣｒＯｘなどの金属薄膜、遮光剤を樹脂中に分散させてなる薄膜のいずれを用いても良いが、ＩＰＳ方式の安定な表示のためには遮光剤を分散させた樹脂ブラックマトリックスの方が好ましい。遮光剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等を含むものを用いることができる。この中でも、カーボンブラックは遮光性が優れており、被覆カーボンを使用することにより高抵抗率のブラックマトリクスを形成できるため特に好ましい。

ブラックマトリックス層１２に用いられる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられる。ブラックマトリクス用樹脂は、高い耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、ブラックマトリックス層１２形成後の工程で使用される有機溶剤に耐性を持つ樹脂が好ましいことからポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。

ブラックマトリックス層１２の膜厚は、好ましくは０．５μｍ乃至１．５μｍ、より好ましくは０．８μｍ乃至１．３μｍである。この膜厚が０．５μｍよりも薄い場合には遮光性が不十分になることから好ましくない。

一方、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７は、それぞれ赤色、青色、緑色に着色された着色層であり、着色剤により着色された樹脂が用いられる。

着色層に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等を好適に用いることができ、さらには、紫外線吸収剤、分散剤、レベリング剤等の種々の添加剤を添加してもよい。有機顔料としては、フタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系が好適に用いられる。

着色剤に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の感光性又は非感光性の材料が好ましく用いられ、着色剤をこれらの樹脂中に分散あるいは溶解させて着色することが好ましい。感光性の樹脂としては、光分解型樹脂、光架橋型樹脂、光重合型樹脂等のタイプがあり、特にエチレン不飽和結合を有するモノマ、オリゴマ又はポリマと紫外線によりラジカルを発生する開始剤とを含む感光性組成物、感光性ポリアミック酸組成物等が好適に用いられる。非感光性の樹脂としては、上記の各種ポリマ等で現像処理が可能なものが好ましく用いられるが、透明導電膜の成膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられる様な耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造工程で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂が特に好ましく用いられる。ここで、好ましいポリイミド樹脂としては、上記した樹脂ブラックマトリクスの材料として好ましく用いられるポリイミド樹脂を挙げることができる。

レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７の厚さは、好ましくは１層当たり０．９乃至３μｍ、より好ましくは１．６乃至２．４μｍである。着色層の厚さが０．９μｍ以下の場合、ブラックマトリクス層１２のパターンエッジ上でのカラーフィルタ表面の傾斜角が大きくなり、配向不良を引き起こし易い。一方、膜厚が３μｍを越えるとレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を均一に塗布することが難しくなる。

またオーバーコート層１８に用いられる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチン等が好ましく用いられるが、オーバーコート層１８の成膜工程や液晶表示装置の製造工程でかかる熱に耐えられるような耐熱性を有する樹脂が好ましく、また、液晶表示装置の製造装置で使用される有機溶剤への耐性を持つ樹脂が好ましいことから、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂が好ましく用いられる。

このオーバーコート層１８は、カラーフィルタ１０の表面を平坦化するとともに、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７に含有される成分の液晶層への溶出を防止するために設けられるものである。オーバーコート層１８の厚みは、使用される材料の光透過率、カラーフィルタ１０の表面状態等考慮して設定することができ、例えば、０．１乃至３．０μｍの範囲で設定することができる。このようなオーバーコート層１８は、少なくとも、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７のうちカラーフィルタ１０をＴＦＴ基板と貼り合わせた際に液晶層と接する部分を覆うように形成される。

さらにスペーサ２０は、カラーフィルタ１０をＴＦＴ基板と貼り合わせた際に両者間に間隔を形成するために設けられるものである。このスペーサ２０は、オーバーコート層１８よりも２μｍ乃至１０μｍ程度の範囲で突出するように一定の高さをもつ。なおこの突出量は、液晶表示装置の液晶層に要求される厚み等から適宜設定することができる。また、スペーサ２０の形成密度は、液晶層の厚みムラ、開口率、スペーサ２０の形状、材質等を考慮して適宜設定することができる。

スペーサ２０は、感光性樹脂を主成分とした硬化物からなるものであり、この感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂およびネガ型感光性樹脂のいずれであってもよい。ポジ型感光性樹脂としては、例えば、酸によってフェノール性水酸基を生じるスチレン骨格を有するポジ型感光性樹脂を挙げることができる。また、使用できるネガ型感光性樹脂として、例えば、スチレンとヒドロキシスチレンの共重合体にエポキシを添加したネガ型感光性樹脂、スチレンとカルボキシスチレンの共重合体にエポキシを添加したネガ型感光性樹脂等を挙げることができる。

ＩＴＯ層１９は、酸化インジウムスズからなる層であり、透明性が高くかつ導電性に優れている。このＩＴＯ層１９の膜厚は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が適している。これより厚いと透過率が下がりすぎてしまい、これより薄いと導電性が不十分となる。

次に図２により、カラーフィルタ１０の他の構成について説明する。図２に示すカラーフィルタ１０は、各着色層（レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７）を重ね合わせることによりスペーサ２０Ａを形成した点が異なるものであり、他の構成は図１に示すカラーフィルタ１０と略同一である。図２において、図１に示すカラーフィルタ１０と同一部分には、同一符号を符して詳細な説明は省略する。

すなわち図２に示すカラーフィルタ１０において、スペーサ２０Ａは、ブラックマトリックス層１２上の所定位置に複数設けられている。各スペーサ２０Ａは、ブラックマトリックス層１２上に順次形成されたスペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、およびスペーサ用グリーン層１７ａと、最上層のスペーサ用オーバーコート層１８ａとを有している。なおスペーサ２０を構成するスペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、スペーサ用グリーン層１７ａ、およびスペーサ用オーバーコート層１８ａは、それぞれ上述したレッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８に対応しており、これらの対応する層と同時に形成される。またスペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、スペーサ用グリーン層１７ａ、およびスペーサ用オーバーコート層１８ａは、対応するレッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８と同一の材料から構成される。

なお、図２において、スペーサ２０Ａを構成する着色層は、最下層側からスペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、およびスペーサ用グリーン層１７ａの順に積層されている。しかしながら、各着色層を積層する順番は問わない。

カラーフィルタの製造方法
次に、図１に示すカラーフィルタ１０の製造方法について、図３（ａ）−（ｆ）により説明する。

まず図３（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板１１を準備する。

次に、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上に、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法等により、黒色感光材料を所定の膜厚になるように形成し、その後、露光、現像の各工程を行う。このようにして、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上に所定のパターンを有するブラックマトリックス層１２が形成される。（図３（ｂ））。

次に、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上にレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を順次形成する（図３（ｃ））。

この間、まずブラックマトリックス層１２が形成されたカラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上に、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法等により、対応する色の着色感光材料を所定の膜厚になるように形成し、その後、露光、現像の各工程を行う。同様の工程をレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７に関して繰り返し行うことにより、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上にレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を形成する。

続いてブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７上にオーバーコート層１８を形成する（図３（ｄ））。この際、まずブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７上にオーバーコート層用材料を塗布する。オーバーコート層用材料を塗布する方法としては、黒色感光材料、着色感光材料の場合と同様、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、ワイヤーバーによる方法などが好適に用いられる。その後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥を行う。このとき、レベリング性向上を目的として、必要に応じて真空乾燥、予備加熱乾燥（セミキュア）を行ってもよい。

次に、オーバーコート層１８上にスペーサ２０を形成する（図３（ｅ））。この場合、まずオーバーコート層１８上に、感光性のスペーサ用材料をディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、またはワイヤーバーによる方法等によって塗布する。次にスペーサ２０の位置に対応するパターンを形成したフォトマスクを用いて、感光性のスペーサ用材料を露光、現像することにより、オーバーコート層１８上にスペーサ２０を形成する。

その後、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を形成する（図３（ｅ））。この際、まずカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する。このＩＴＯ層塗工液１９ａは、１ｎｍ乃至１００ｎｍの粒径を有するＩＴＯ微粒子と、このＩＴＯ微粒子を均等に分散させるための分散液と、有機系の溶剤とを含む。このうち溶剤は、例えばデカリン、エーテルアルコール、ケトン系溶剤からなっている。またＩＴＯ層塗工液１９ａは、必要に応じて界面活性剤を含んでいても良い。なお、このようにしてＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する方法については以下に詳述する（図５乃至図７参照）。

その後カラーフィルタ基板１１を２００℃乃至３００℃の温度でベーク（加熱）することにより、ＩＴＯ層塗工液１９ａを焼成し、ＩＴＯ層１９を形成する。

次に、図２に示すカラーフィルタ１０の製造方法について、図４（ａ）−（ｅ）により説明する。

まず上述した工程（図３（ａ）−（ｂ））と同様にして、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上に所定のパターンを有するブラックマトリックス層１２を形成する。（図４（ａ）−（ｂ））。

次に、カラーフィルタ基板１１にレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７を上述した工程（図３（ｃ））と略同様にして順次形成する（図４（ｃ））。但し、この際ブラックマトリックス層１２上に、スペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、およびスペーサ用グリーン層１７ａをそれぞれ対応するレッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７とともに形成する。

次に、ブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、スペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、およびスペーサ用グリーン層１７ａ上にオーバーコート層１８を上述した工程（図３（ｄ））と同様に形成する（図４（ｄ））。

このようにして、ブラックマトリックス層１２上に、スペーサ用レッド層１５ａ、スペーサ用ブルー層１６ａ、スペーサ用グリーン層１７ａ、およびスペーサ用オーバーコート層１８ａからなるスペーサ２０Ａが形成される。

その後、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を形成する（図４（ｅ））。この際、上述した方法と同様に、まずカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する。その後カラーフィルタ基板１１をベークすることにより、ＩＴＯ層塗工液１９ａを焼成して、ＩＴＯ層１９を形成する。なお、ＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する方法については以下に詳述する（図５乃至図７参照）。

ＩＴＯ層塗工液を塗布する方法
カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａ上にブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８を形成した後、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する方法について、以下に説明する。

まず図５により、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂを下方に向け、カラーフィルタ基板１１の下方からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する場合について述べる。

図５に示す表面張力タイプの塗工装置４０は、ＩＴＯ層塗工液１９ａを下方から上方に向けて吐出するコーター４１と、コーター４１の両側にそれぞれ配置された上流側定盤４２ａおよび下流側定盤４２ｂと、カラーフィルタ基板１１を水平に把持するとともにカラーフィルタ基板１１を上流側定盤４２ａおよび下流側定盤４２ｂの上面に沿って搬送する一対のチャック４３ａ、４３ｂとを有している。

このうち上流側定盤４２ａおよび下流側定盤４２ｂは、その上面に多数のエア吹出し孔４４を有している。これらエア吹出し孔４４から吹き出すエアによってカラーフィルタ基板１１が浮上させられ、したがってカラーフィルタ基板１１は、一対のチャック４３ａ、４３ｂによって搬送される際にたわむことがない。

図５において、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を形成する際、まずカラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａを上方に向け、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂを下方に向けた状態とする。この状態で一対のチャック４３ａ、４３ｂによってカラーフィルタ基板１１の端部を把持し、カラーフィルタ基板１１を上流側定盤４２ａ側から下流側定盤４２ｂ側へ搬送する。この際、カラーフィルタ基板１１は、エア吹出し孔４４から吹き出すエアによって下方から上方へ向けてエア浮上され、カラーフィルタ基板１１と上流側定盤４２ａおよび下流側定盤４２ｂとの間に所定の間隔を空けた状態で搬送される。

この間、カラーフィルタ基板１１は、上流側定盤４２ａと下流側定盤４２ｂとの間に設けられたコーター４１からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布される。すなわちコーター４１は、カラーフィルタ基板１１の下方からカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂに向けてＩＴＯ層塗工液１９ａを吐出して塗布する。ＩＴＯ層塗工液１９ａは、その表面張力によりカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂに付着される。

次に図６により、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂを上方に向け、カラーフィルタ基板１１の上方からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する場合について述べる。

図６に示すダイコートまたはスクリーンコートタイプの塗工装置５０は、ＩＴＯ層塗工液１９ａを上方から下方に向けて吐出するコーター５１と、コーター５１の両側にそれぞれ配置された上流側定盤５２ａおよび下流側定盤５２ｂと、カラーフィルタ基板１１を水平に把持するとともにカラーフィルタ基板１１を上流側定盤５２ａおよび下流側定盤５２ｂの上面に沿って搬送する一対のチャック５３ａ、５３ｂとを有している。

このうち上流側定盤５２ａおよび下流側定盤５２ｂは、その上面に多数のエア吹出し孔５４を有している。これらエア吹出し孔５４から吹き出すエアによってカラーフィルタ基板１１が浮上させられ、したがってカラーフィルタ基板１１は、一対のチャック５３ａ、５３ｂによって搬送される際にたわむことがない。

図６において、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を形成する際、まずカラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａを下方に向け、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂを上方に向けた状態とする。この状態で、一対のチャック５３ａ、５３ｂによってカラーフィルタ基板１１の端部を把持し、カラーフィルタ基板１１を上流側定盤５２ａ側から下流側定盤５２ｂ側へ搬送する。この際、カラーフィルタ基板１１は、エア吹出し孔５４から吹き出すエアによって下方から上方へ向けてエア浮上され、カラーフィルタ基板１１と上流側定盤５２ａおよび下流側定盤５２ｂとの間に所定の間隔を空けた状態で搬送される。

この間、カラーフィルタ基板１１は、上流側定盤５２ａと下流側定盤５２ｂとの間に設けられたコーター５１からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布される。すなわちコーター５１は、カラーフィルタ基板１１の上方からカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂに向けてＩＴＯ層塗工液１９ａを吐出して塗布する。

次に図７により、カラーフィルタ基板１１を垂直方向に向け、カラーフィルタ基板１１の側方からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する場合について述べる。

図７に示す吊るし搬送タイプの塗工装置６０は、ＩＴＯ層塗工液１９ａを側方に向けて塗布するスプレー装置６１と、カラーフィルタ基板１１の上端部１１ｃを吊着してカラーフィルタ基板１１を垂直に把持しながら搬送するチャック６３とを有している。このうちスプレー装置６１は、各々垂直方向に並んで配置され、各先端部からＩＴＯ層塗工液１９ａを側方に向けて吐出する複数のノズル６１ａを有している。またチャック６３は、水平方向かつＩＴＯ層塗工液１９ａの塗布方向に対して垂直な方向に向けて、カラーフィルタ基板１１を搬送する。

図７において、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を形成する際、まずチャック６３によってカラーフィルタ基板１１の上端部１１ｃを把持して吊り下げ、カラーフィルタ基板１１を垂直に向けるとともに、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂをスプレー装置６１側に向ける。この状態で、チャック６３は、カラーフィルタ基板１１をＩＴＯ層塗工液１９ａの塗布方向に垂直な方向に搬送する。

この間、カラーフィルタ基板１１は、スプレー装置６１からＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布される。すなわちスプレー装置６１は、カラーフィルタ基板１１の側方からカラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂに向けてＩＴＯ層塗工液１９ａを吐出して塗布する。

このように本実施の形態によれば、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａにブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８を形成した後、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を塗布により形成する。したがって、ブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８を形成する工程、またはその前後の工程における搬送中に、ＩＴＯ層１９の一部が欠けてパーティクルが生じることがない。これにより、ＩＴＯ層１９の一部が欠けることによるカラーフィルタ１０の品質の劣化を確実に防止することができる。

また本実施の形態によれば、ＩＴＯ層１９を形成する際、チャック４３ａ、４３ｂ（５３ａ、５３ｂ）によってカラーフィルタ基板１１の端部を把持し、エア吹出し孔４４からのエアによってカラーフィルタ基板１１を下方からエア浮上させた状態で、コーター４１（５１）によってカラーフィルタ基板１１にＩＴＯ層塗工液１９ａを塗布する（図５および図６）。あるいは、ＩＴＯ層１９を形成する際、カラーフィルタ基板１１を垂直方向に向け、チャック６３によってカラーフィルタ基板１１の上端部１１ｃを吊りながら、スプレー装置６１によってカラーフィルタ基板１１にＩＴＯ層塗工液を塗布する（図７）。これにより、カラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａに既に形成されたブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、グリーン層１７、およびオーバーコート層１８に傷や汚れが付着するおそれがない。また、ＩＴＯ層１９を形成する際スパッタリング装置を用いることがないので、カラーフィルタ１０の製造コストを低く抑えることができる。

（実施例）
次に、本発明の具体的実施例について述べる。まずガラス基板からなるカラーフィルタ基板１１を準備し、次にカラーフィルタ基板１１の一方の面１１ａにブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７の順に各層をそれぞれ製版により形成した。その後、ブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７の上にオーバーコート層１８を形成した。次に、カラーフィルタ基板１１の他方の面１１ｂにＩＴＯ層１９を塗布により形成し、このようにしてカラーフィルタ１０（本実施例）を製造した。

この場合、ブラックマトリックス層１２、レッド層１５、ブルー層１６、およびグリーン層１７の製版中にＩＴＯの粉塵が発生することはなく、ＩＴＯ層１９に劣化（抵抗率変化）が生じることもなく、良好なＩＴＯ層１９の膜面を形成することができた。

（比較例１）
次に、本発明の比較例１について述べる。まず、ガラス基板からなるカラーフィルタ基板を準備し、このカラーフィルタ基板の一方の面にＩＴＯ層をスパッタリングにより形成した。次にカラーフィルタ基板の他方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層の順に各層をそれぞれ製版により形成した。その後、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層の上にオーバーコート層を形成し、このようにして、比較例１としてのカラーフィルタを製造した。

この場合、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を形成する際、スパッタリングにより形成したＩＴＯ層の一部が欠け、ＩＴＯの粉塵が発生した。

（比較例２）
次に、本発明の比較例２について述べる。まず、ガラス基板からなるカラーフィルタ基板を準備し、このカラーフィルタ基板の一方の面にＩＴＯ層を印刷により形成した。次にカラーフィルタ基板の他方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層の順に各層をそれぞれ製版により形成した。その後、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層の上にオーバーコート層を形成し、このようにして、比較例２としてのカラーフィルタを製造した。

この場合、ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を製版により形成する際、ＩＴＯ層の一部が欠け、ＩＴＯの粉塵が発生した。

カラーフィルタを示す概略断面図。 カラーフィルタの他の構成を示す概略断面図。 図１に示すカラーフィルタの製造方法を示す工程図。 図２に示すカラーフィルタの製造方法を示す工程図。 カラーフィルタ基板の下方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図。 カラーフィルタ基板の上方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図。 カラーフィルタ基板の側方からＩＴＯ層塗工液を塗布する場合におけるＩＴＯ層塗工液の塗布工程を示す図。

符号の説明

１０ カラーフィルタ
１１ カラーフィルタ基板
１２ ブラックマトリックス層
１５ レッド層
１５ａ スペーサ用レッド層
１６ ブルー層
１６ａ スペーサ用ブルー層
１７ グリーン層
１７ａ スペーサ用グリーン層
１８ オーバーコート層
１８ａ スペーサ用オーバーコート層
１９ ＩＴＯ層
１９ａ ＩＴＯ層塗工液
２０、２０Ａ スペーサ
４０、５０、６０ 塗工装置

Claims (6)

1. ＩＰＳ方式の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法において、
   カラーフィルタ基板を準備する工程と、
   カラーフィルタ基板の一方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層を形成する工程と、
   ブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、およびグリーン層上に、オーバーコート層を形成する工程と、
   カラーフィルタ基板の一方の面にブラックマトリックス層、レッド層、ブルー層、グリーン層、およびオーバーコート層を形成した後、カラーフィルタ基板の他方の面にＩＴＯ層を塗布により形成する工程とを備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板の他方の面を下方に向け、カラーフィルタ基板の端部を把持しながら、カラーフィルタ基板を下方からエア浮上させた状態で、カラーフィルタ基板下方からＩＴＯ層塗工液を表面張力タイプの塗工装置により塗布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方法。
3. ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板の他方の面を上方に向け、カラーフィルタ基板の端部を把持しながら、カラーフィルタ基板を下方からエア浮上させた状態で、カラーフィルタ基板上方からＩＴＯ層塗工液を塗工装置により塗布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方法。
4. ＩＴＯ層を形成する際、カラーフィルタ基板を垂直方向に向け、カラーフィルタ基板の上端部を吊りながら、カラーフィルタ基板の側方からＩＴＯ層塗工液を塗工装置により塗布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方法。
5. ＩＴＯ層塗工液を塗布した後、カラーフィルタ基板をベークして、ＩＴＯ層塗工液を焼成してＩＴＯ層を形成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載のカラーフィルタの製造方法。
6. ＩＴＯ層塗工液は、ＩＴＯ微粒子と、分散液と、溶剤とを含むことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項記載のカラーフィルタの製造方法。

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