JP4779220B2 - 液状物の濾過方法、顔料分散カラーペースト、透明保護膜形成材料、液晶表示装置用配向膜材料およびフォトリソグラフィー用レジスト - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体中のゲル状微粒子あるいは固体状微粒子の除去に用いられる濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固液分離法として様々な方法が実用に供されている。特に浄水、食品産業用途等で、サブミクロンから数ミクロンの微粒子除去を目的に、多孔質体、濾布、濾網、濾紙、不織布、フェルト、多孔質プラスチック、多孔質金属、石綿、セルロース、３次元発泡体などを濾材にした濾過法が用いられている。
【０００３】
上記微粒子がズリ応力などによって容易に変形するゲル状微粒子の場合、上記濾材の中でも、濾液が通液する方向に厚みがある濾材を用いたデプスフィルターが有効に用いられてきた。具体的には不織布を積層したタイプが主流を占め、該不織布は、短繊維をカード機やエアレイド機で交絡させた後、加熱ロールなどによって熱処理する方法、あるいはメルトブロー法やスパンボンド法によって直接形成される。上記不織布フィルターは特にゲル状微粒子の捕捉に優れるが、粒子を捕捉する繊維間隙が一定でなく、固定したサイズのポアを持たないため、濾過精度が悪く、阻止される粒子と透過する粒子の径に明確な敷居値が見られないという欠点を有する。さらに、有機溶媒による濾材の膨潤により、濾液によって濾過特性が変化する。また濾材の脱離が避けられず、濾液に微量に混合するという欠点を有する。
【０００４】
このため特開平１１−９０１３５号公報、あるいは特開２０００−２７９７２７号公報では、長繊維不織布を用いた第１層フィルターと、初期捕集粒径が第１層フィルターの初期捕集粒径の０．０５〜０．９倍である第２層フィルターからなる複合フィルターカートリッジを開示している。しかしながら、第２層フィルターにも不織布や熱接着性複合繊維を用いた場合、上記濾過精度の問題が解決されない。特に外部応力による変形が小さく、球状に近い物質の阻止精度が劣る。
【０００５】
特開平５−３２９２０６号公報では、血液中の免疫グロブリン、フェブリノーゲン、免疫複合体等の病原物資と血漿成分を分離する血漿交換療法用フィルターとして、第１層フィルターと第１層フィルターより小さい表面開口を有する第２層フィルターからなる複合フィルターを開示している。しかし、濾材としては、多孔質膜からフェルト、セルロース、濾布、不織布まで全てが任意に組み合わされ、特に第２層フィルターにも不織布が好ましく用いられるとしている。このため、上記デプス不織布フィルター特有の問題点が回避されない。
【０００６】
一方、ポリマーフィルムの延伸や穿孔エッチングによってポアを形成したメンブレンフィルターは、優れた濾過精度によって幅広い分野で用いられるようになっている。しかしながら、膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞し、処理液量が小さいという欠点を有する。また、ポアを通過する際にかかる剪断力によって、ポア径よりも大きなゲル状微粒子が変形して阻止されないという欠点も有する。
【０００７】
特開平１０−１２２１１号公報では、平均貫通孔径が０．００１〜０．５μｍであるポリオレフィン微多孔膜と、厚さが２５〜１００μｍのガラス繊維の織布または不織布を積層した電池セパレータ用複合膜が開示されている。しかし上記複合膜を濾過の固液分離に適用すると、平均孔径が０．００１〜０．１μｍのポリオレフィン多孔膜は、単位面積、単位時間当たりの濾液透過量が小さく、また膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞が早いため、固液分離には適さない。また、ガラスとの接着性が悪いので複合時に高圧を必要として、微多孔膜の透過性が損なわれやすいという問題点も有する。
【０００８】
特開２０００−１７７０４０号公報では、平均孔径が０．００１〜５μｍであるポリオレフィン微多孔膜と、ポリエチレン樹脂多孔体の複合体が開示されている。しかし、特開平１０−１２２１１号公報と同様に、平均孔径が０．００１〜０．１μｍのポリオレフィン多孔膜は、単位面積、単位時間当たりの濾液透過量が小さく、また膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞が早いため、固液分離には適さない。また、ポリエチレン樹脂多孔体は、織布、不織布フィルターなどのデプスフィルターと比較して、ゲル状微粒子の捕捉性能で著しく劣るという問題点を有する。
【０００９】
近年発展の著しいエレクトロニクス関連産業の中核を担う半導体などの製造には、感光性レジスト、絶縁保護膜形成材料が必須である。また、カラー液晶表示装置等の製造にも、配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料、感光性レジストが必須となっている。上記材料はいずれも溶媒とポリマーを主成分としており、基板などに塗工して薄膜を形成することによって機能を発現する。したがって、上記材料中に含まれる薄膜の膜厚よりも径の大きな微粒子は、薄膜形成時に粒欠点となって、半導体や液晶表示装置などの製造工程収率を大きく低下させる。このため材料中に含まれるゲル状物、あるいは固形不純物の微粒子を１００％取り除くためにも、サブミクロンから数ミクロンオーダーの粒子の高精度な濾過を、一括大量に行うことができる濾過フィルターが切望されている。しかしながら上記現状により、各濾材が単体のフィルターでは上記要望に応えられず、異なった濾材を組み合わせた複合フィルターが開示されているものの、上記要望に十分応えられるフィルターは提供されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の濾過フィルターの問題点を解決し、濾過精度に優れ、処理液量が大きく、濾液中に濾材脱離物が混合しない濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法を提供することにある。特に、電子情報産業用途に用いられる、ごく少量の不純物の混入も防止する必要がある感光性レジストなどの精密濾過に好適に用いることができる濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法を提供することにある。さらに上記フィルターを用いて、微粒子不純物の少ない高品質の感光性レジスト、カラー液晶表示装置用配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上述した目的を達成するために、鋭意検討した結果、次の発明に達した。すなわち、
（１）半導体または液晶表示装置の製造に用いられ、溶媒とポリマーを含有してなる液状物の濾過方法であって、平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなり、かつ上記第１層フィルターがガラス繊維不織布、またはポリプロピレン不織布のいずれかからなるデプスフィルターであって該フィルターの平均孔径が上記第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下の濾過フィルターを用いて濾過を行うことを特徴とする液状物の濾過方法。
（２）前記第２層フィルターがメンブレンフィルターであることを特徴とする前記（１）に記載の液状物の濾過方法。
（３）前記メンブレンフィルターがポリテトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする前記（２）に記載の液状物の濾過方法。
（４）前記第１層フィルターと第２層フィルターの間に保護層を設けたことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（５）前記第１層フィルターと第２層フィルターの間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（６）シート状、管状、中空糸状、もしくはシートを織り込んだプリーツ状であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（７）カートリッジフィルターであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする顔料分散カラーペースト。
（９）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする透明保護層形成材料。
（１０）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用配向膜形成材料。
（１１）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とするフォトリソグラフィー用レジスト。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【００２５】
本発明のフィルターは平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなる複合フィルターである。
【００２６】
本発明で使用される第１層フィルターは、デプスフィルターが好ましく用いられる。デプスフィルターとは、濾液が透過する方向に一定の厚みを持った濾材を使用したフィルターである。濾材には、多孔質体、濾布、濾網、濾紙、不織布、フェルト、多孔質プラスチック、多孔質金属、石綿、セルロース、３次元発泡体などを用いることができるが、濾過精度や耐久性、濾過処理量、加工性などから、特に不織布が好ましく用いられる。
【００２７】
前記不織布は、短繊維をカード機やエアレイド機で交絡させた後、加熱ロールなどによって熱処理して作成されたもの、あるいはメルトブロー法やスパンボンド法によって直接形成されたものなどが好ましく用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、前記不織布の素材としては、ポリプロピレン極細繊維、あるいはガラス極細繊維が好ましく用いられる。繊維径は、走査顕微鏡写真から１０本測定し、平均値を求めて測定する。ポリプロピレン極細繊維で、０．８〜６．７μｍ程度、ガラス極細繊維で０．４〜４．２μｍ程度のものが好ましく用いられるが、特にこれに限定されない。濾液がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのセルソルブ類や、メチルエチルケトンなどのケトン類、エタノールやジエチレングリコールなどのアルコール類等の有機溶媒を主成分とする場合は、ガラス極細繊維が好適に用いられる。また、濾液がｐＨ２から１２程度の酸性あるいはアルカリ水溶液の場合はプロピレン極細繊維が好適に用いられる。上記のポリプロピレン極細繊維、ガラス極細繊維の用途に応じた使い分けは、濾液による濾材からの抽出物の流出を防止するためであるが、特に上記使い分けに限定されるものではない。
【００２８】
上記デプスフィルターの平均孔径は０．２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに、０．２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。ここで平均孔径は、バブルポイント法によって測定されたものである。すなわち、６０％２−プロパノール水溶液にフィルター片面を接液させた状態で、フィルターの非接液面から徐徐に圧力を加え、漏れ出てくる気泡と圧力の関係を、標準サンプルと比較することによって、測定フィルターの平均孔径を知ることができる。
【００２９】
上記デプスフィルターの厚みは５０μｍ以上であることが好ましい。さらに、２００μｍ以上であることがより好ましい。フィルターの厚みは大きい程、ゲル状微粒子の捕捉能力が大きくなるが、加工性や体積あたりの濾過面積はフィルター厚みが大きくなるほど低下するために、５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
本発明で使用される第２層フィルターは、メンブレンフィルターが好ましく用いられる。メンブレンフィルターとしては、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリテトラフロオロエチレンなどの２軸延伸膜、穿孔エッチング膜などが用いられるが、特にポリテトラフルオロエチレンを用いたメンブレンフィルターが好ましく用いられる。上記ポリテトラフルオロエチレン膜は、スルホン化、界面活性剤処理、グラフト重合処理などによって表面親水化処理されていることが好ましいが、特にこれに限定されない。
【００３１】
上記メンブレンフィルターの平均孔径は０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。液晶表示装置の対向基板間距離は３〜５μｍであり、該装置に用いる感光性レジスト、透明保護層材料などは１μｍ以上のサイズの微粒子を濾過により除去することが必要なためである。また、ポリマーなどに起因するゲル状微粒子を第１層フィルターによって効率的に捕捉し、第２層フィルターのポアの閉塞を防止するため、第１層フィルターの平均孔径が第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下であることが好ましく、２倍以上５倍以下であることがより好ましい。
【００３２】
本発明のフィルターは、第１層フィルターと第２層フィルターの間に保護層を設けることが好ましい。保護層は第１層フィルターの脱離物により第２層フィルターの分離緻密層が損なわれないようにするために設けられ、エチレン、プロピレン、ポリテトラフロオロエチレンなどの樹脂素材を用いたメッシュや多孔質体が好適に用いられるが、特にこれらに限定されない。第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、保護層メッシュを介して密着しており、３ｍｍ以下となることが好ましい。第１層フィルターと第２層フィルターの間隙が広くなると、濾液が第２層フィルター膜面付近で滞留し、膜面へのケーキ層形成や粒子付着によりポアの閉塞が促進される。
【００３３】
本発明のフィルターは、シート状、管状、中空糸状、あるいはシートを織り込んだプリーツ状が好ましく用いられる。シート状フィルターはフィルター体積に対して濾過面積が小さくなるため、保護層を介して第１層フィルターと第２層フィルターを貼りあわせた後、加熱ロールで加熱した後、山谷の折り目をつけてプリーツ状に織り込んだ形状で用いることが好ましい。管状、中空糸状は、体積あたりの濾過面積がシート状に比べて大きくなるため好適に用いられるが、メンブレンに同心円上に不織布を巻回する複合化の加工が難しいため、加工コストが高くなる。さらに上記フィルターは精密濾過に用いるため頻繁に濾材の交換が必要となるために、濾材の交換が容易なカートリッジフィルターであることが好ましい。
【００３４】
次に本発明のフィルターによって濾過した透明保護層形成材料、液晶表示装置用配向膜形成材料、フォトリソグラフィー用レジストと、希釈ワニス液を本発明のフィルターによって濾過した顔料分散ペーストについて説明する。
【００３５】
カラー液晶表示装置には、透明基板に複数の異なる着色画素（例えば赤、緑、青の光の３原色）を規則正しく配したカラーフィルターを使用する。着色画素の原料となる着色ペーストは、分散剤、溶媒、必要に応じてポリマーを混合した希釈ワニス液に着色顔料を添加してなる顔料予備分散液の調製工程、顔料予備分散液中の顔料を各種分散機によって微細に分散、安定化し顔料分散液とする顔料分散工程、顔料分散液にバインダーポリマー、レベリング剤、分散安定剤、溶媒を混合して調製した希釈ワニス液を添加して着色ペーストを製造するレットダウン工程の３工程で製造される。前記顔料予備分散液調製工程、およびレットダウン工程において、希釈ワニスを本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない着色ペーストを得ることできる。該ペーストを用いることにより、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３６】
上記カラーフィルターの画素加工には、フォトリソグラフィー技術が用いられる。非感光性着色ペーストを用いた場合は、着色ペースト塗膜の上からレジストを塗布してレジスト塗膜を形成し、露光、現像して所望のパターンを得ることができる。レジストを本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まないレジストを得ることができる。該レジストを用いることにより、色抜け等の加工欠点がなく、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３７】
また上記カラーフィルターは、透明基板に複数の異なる着色画素を形成した後、必要に応じて透明保護層を形成する。透明保護層材料を本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない透明保護層材料を得ることができる。該透明保護層材料を用いることにより、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３８】
カラー液晶表示装置は、カラーフィルターとその対向基板に、配向膜材料を塗布した後、ラビングを行ってキュアし、液晶配向膜を形成する。配向膜材料は脂環式ポリイミド溶液などが用いられるが、特にこれに限定されない。上記配向膜材料を本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない配向膜材料を得ることができる。該配向膜材料を用いることにより、高品位なカラー液晶表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００３９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また各例におけるフィルターの濾過特性の評価、濾材物性の評価、濾液の塗布評価は以下の方法で行った。
（１）濾過特性の評価
ギアポンプ（西山製作所製）により、６５０ｇ／ｍｉｎで２時間にわたって定流量濾過を行い、フィルター手前に、圧力センサーＡＰ４３（キーエンス製）を取り付け、濾過開始から３０分おきに濾過圧力を測定した。また、５分おきに濾液のサンプリングを行い、液中パーティクルカウンターＨＲＬＤ−１５０（ハイアック／ロイコ社製）によって濾液１ｍｌに含まれる微粒子の大きさと粒子数を測定した。
【００４０】
濾液は、カラー液晶表示装置用カラーフィルターに用いられる透明保護層材料を用いた。該材料は、γ−ブチロラクトン（３８２５０ｇ）溶媒中で、ピロメリット酸二無水物（１４９６ｇ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（２２５５ｇ）、３,３’−ジアミノジフェニルスルフォン（６９５ｇ）、４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（２１０２ｇ）、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン（１７４ｇ）を６０℃、３時間反応させた後、無水マレイン酸（２２．５ｇ）を添加し、さらに６０℃、１時間反応させることによって得たポリアミック酸溶液（ポリマー濃度１５重量％）に、γ−ブチロラクトンを加えてポリマー濃度５％としたポリイミド透明保護層材料である。
（２）濾材物性の評価
第１層フィルター、および第２層フィルターの平均孔径をバブルポイント法によって測定した。すなわち、ＪＩＳ−Ｋ３８３２「精密濾過膜エレメント及びモジュールのバブルポイント試験方法」に従い、６０％、２−プロパノール水溶液にフィルター片面を接液させた状態で、フィルターの非接液面から徐徐に圧力を加え、漏れ出てくる気泡と圧力の関係を、標準サンプルと比較することによって、フィルターの平均孔径を測定した。
（３）濾液の塗布評価
クラス１００のクリーンルーム中で、ブラックマトリックス及び画素を形成した液晶表示装置用カラーフィルターに、上記（１）で得られた濾液を塗布して、透明保護層を形成した。このカラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率を比較した。
【００４１】
＜実施例１＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．２μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４２】
濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１７１６２個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が１００９６個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が７２４個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表１に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００４３】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．８％であった。
【００４４】
＜実施例２＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのプロピレン繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．１μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式の複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４５】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表２に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００４６】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．６％であった。
【００４７】
＜実施例３＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．２μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４８】
実施例１、２とは異なり、カラー液晶表示装置用カラーフィルターに用いられる顔料分散ペースト製造に用いる希釈ワニス液の濾過を行った。希釈ワニス液は、透明保護層材料に用いられたポリマー濃度１５％のポリアミック酸溶液１８７００ｇに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５７２００ｇ、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート１２９００ｇを加えて調製され、濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１０２８５個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が２３１０個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が２８３個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表３に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。この濾液に着色顔料を添加して、サンドミル型分散機を用いて顔料分散着色ペーストを形成した。 この着色ペーストと実施例１で作成した透明保護層材料を用いたカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．２％であった。
【００４９】
＜実施例４＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．１μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５０】
実施例１〜３とは異なり、カラー液晶表示装置用レジストの濾過を行った。このレジストは、ノボラック樹脂１４７００ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８７２００ｇに、ジナフタキノンと界面活性剤を加えて調製され、濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１３１００個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が１９０１個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が３３２個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表４に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００５１】
このレジストと実施例１で作成した透明保護層材料、実施例３で作成した着色ペーストを用いたカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．１％であった。
【００５２】
＜比較例１＞
第１層フィルターが平均孔径１５μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径１．５μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５３】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表５に示すように、２μｍ以上の微粒子が１３個となった。
【００５４】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は５．６％であった。
【００５５】
＜比較例２＞
第１層フィルターが平均孔径３０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径１．５μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５６】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表６に示すように、２μｍ以上の微粒子が２１個となった。
【００５７】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は６．２％であった。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
【表３】
【００６１】
【表４】
【００６２】
【表５】
【００６３】
【表６】
【００６４】
【発明の効果】
本発明は上述のごとく構成され、平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなり、かつ上記第１層フィルターの平均孔径が上記第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下であることを特徴とする複合濾過フィルターによって、微粒子不純物の少ない高品質の感光性レジスト、カラー液晶表示装置用配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料を得ることができる。また、上記材料を利用することによって、カラーフィルターおよびカラー液晶表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は液体中のゲル状微粒子あるいは固体状微粒子の除去に用いられる濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固液分離法として様々な方法が実用に供されている。特に浄水、食品産業用途等で、サブミクロンから数ミクロンの微粒子除去を目的に、多孔質体、濾布、濾網、濾紙、不織布、フェルト、多孔質プラスチック、多孔質金属、石綿、セルロース、３次元発泡体などを濾材にした濾過法が用いられている。
【０００３】
上記微粒子がズリ応力などによって容易に変形するゲル状微粒子の場合、上記濾材の中でも、濾液が通液する方向に厚みがある濾材を用いたデプスフィルターが有効に用いられてきた。具体的には不織布を積層したタイプが主流を占め、該不織布は、短繊維をカード機やエアレイド機で交絡させた後、加熱ロールなどによって熱処理する方法、あるいはメルトブロー法やスパンボンド法によって直接形成される。上記不織布フィルターは特にゲル状微粒子の捕捉に優れるが、粒子を捕捉する繊維間隙が一定でなく、固定したサイズのポアを持たないため、濾過精度が悪く、阻止される粒子と透過する粒子の径に明確な敷居値が見られないという欠点を有する。さらに、有機溶媒による濾材の膨潤により、濾液によって濾過特性が変化する。また濾材の脱離が避けられず、濾液に微量に混合するという欠点を有する。
【０００４】
このため特開平１１−９０１３５号公報、あるいは特開２０００−２７９７２７号公報では、長繊維不織布を用いた第１層フィルターと、初期捕集粒径が第１層フィルターの初期捕集粒径の０．０５〜０．９倍である第２層フィルターからなる複合フィルターカートリッジを開示している。しかしながら、第２層フィルターにも不織布や熱接着性複合繊維を用いた場合、上記濾過精度の問題が解決されない。特に外部応力による変形が小さく、球状に近い物質の阻止精度が劣る。
【０００５】
特開平５−３２９２０６号公報では、血液中の免疫グロブリン、フェブリノーゲン、免疫複合体等の病原物資と血漿成分を分離する血漿交換療法用フィルターとして、第１層フィルターと第１層フィルターより小さい表面開口を有する第２層フィルターからなる複合フィルターを開示している。しかし、濾材としては、多孔質膜からフェルト、セルロース、濾布、不織布まで全てが任意に組み合わされ、特に第２層フィルターにも不織布が好ましく用いられるとしている。このため、上記デプス不織布フィルター特有の問題点が回避されない。
【０００６】
一方、ポリマーフィルムの延伸や穿孔エッチングによってポアを形成したメンブレンフィルターは、優れた濾過精度によって幅広い分野で用いられるようになっている。しかしながら、膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞し、処理液量が小さいという欠点を有する。また、ポアを通過する際にかかる剪断力によって、ポア径よりも大きなゲル状微粒子が変形して阻止されないという欠点も有する。
【０００７】
特開平１０−１２２１１号公報では、平均貫通孔径が０．００１〜０．５μｍであるポリオレフィン微多孔膜と、厚さが２５〜１００μｍのガラス繊維の織布または不織布を積層した電池セパレータ用複合膜が開示されている。しかし上記複合膜を濾過の固液分離に適用すると、平均孔径が０．００１〜０．１μｍのポリオレフィン多孔膜は、単位面積、単位時間当たりの濾液透過量が小さく、また膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞が早いため、固液分離には適さない。また、ガラスとの接着性が悪いので複合時に高圧を必要として、微多孔膜の透過性が損なわれやすいという問題点も有する。
【０００８】
特開２０００−１７７０４０号公報では、平均孔径が０．００１〜５μｍであるポリオレフィン微多孔膜と、ポリエチレン樹脂多孔体の複合体が開示されている。しかし、特開平１０−１２２１１号公報と同様に、平均孔径が０．００１〜０．１μｍのポリオレフィン多孔膜は、単位面積、単位時間当たりの濾液透過量が小さく、また膜面への粒子付着、ケーキ層形成などによってメンブレンのポアが閉塞が早いため、固液分離には適さない。また、ポリエチレン樹脂多孔体は、織布、不織布フィルターなどのデプスフィルターと比較して、ゲル状微粒子の捕捉性能で著しく劣るという問題点を有する。
【０００９】
近年発展の著しいエレクトロニクス関連産業の中核を担う半導体などの製造には、感光性レジスト、絶縁保護膜形成材料が必須である。また、カラー液晶表示装置等の製造にも、配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料、感光性レジストが必須となっている。上記材料はいずれも溶媒とポリマーを主成分としており、基板などに塗工して薄膜を形成することによって機能を発現する。したがって、上記材料中に含まれる薄膜の膜厚よりも径の大きな微粒子は、薄膜形成時に粒欠点となって、半導体や液晶表示装置などの製造工程収率を大きく低下させる。このため材料中に含まれるゲル状物、あるいは固形不純物の微粒子を１００％取り除くためにも、サブミクロンから数ミクロンオーダーの粒子の高精度な濾過を、一括大量に行うことができる濾過フィルターが切望されている。しかしながら上記現状により、各濾材が単体のフィルターでは上記要望に応えられず、異なった濾材を組み合わせた複合フィルターが開示されているものの、上記要望に十分応えられるフィルターは提供されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の濾過フィルターの問題点を解決し、濾過精度に優れ、処理液量が大きく、濾液中に濾材脱離物が混合しない濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法を提供することにある。特に、電子情報産業用途に用いられる、ごく少量の不純物の混入も防止する必要がある感光性レジストなどの精密濾過に好適に用いることができる濾過フィルターを用いた液状物の濾過方法を提供することにある。さらに上記フィルターを用いて、微粒子不純物の少ない高品質の感光性レジスト、カラー液晶表示装置用配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上述した目的を達成するために、鋭意検討した結果、次の発明に達した。すなわち、
（１）半導体または液晶表示装置の製造に用いられ、溶媒とポリマーを含有してなる液状物の濾過方法であって、平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなり、かつ上記第１層フィルターがガラス繊維不織布、またはポリプロピレン不織布のいずれかからなるデプスフィルターであって該フィルターの平均孔径が上記第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下の濾過フィルターを用いて濾過を行うことを特徴とする液状物の濾過方法。
（２）前記第２層フィルターがメンブレンフィルターであることを特徴とする前記（１）に記載の液状物の濾過方法。
（３）前記メンブレンフィルターがポリテトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする前記（２）に記載の液状物の濾過方法。
（４）前記第１層フィルターと第２層フィルターの間に保護層を設けたことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（５）前記第１層フィルターと第２層フィルターの間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（６）シート状、管状、中空糸状、もしくはシートを織り込んだプリーツ状であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（７）カートリッジフィルターであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする顔料分散カラーペースト。
（９）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする透明保護層形成材料。
（１０）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用配向膜形成材料。
（１１）前記（１）〜（７）のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とするフォトリソグラフィー用レジスト。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【００２５】
本発明のフィルターは平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなる複合フィルターである。
【００２６】
本発明で使用される第１層フィルターは、デプスフィルターが好ましく用いられる。デプスフィルターとは、濾液が透過する方向に一定の厚みを持った濾材を使用したフィルターである。濾材には、多孔質体、濾布、濾網、濾紙、不織布、フェルト、多孔質プラスチック、多孔質金属、石綿、セルロース、３次元発泡体などを用いることができるが、濾過精度や耐久性、濾過処理量、加工性などから、特に不織布が好ましく用いられる。
【００２７】
前記不織布は、短繊維をカード機やエアレイド機で交絡させた後、加熱ロールなどによって熱処理して作成されたもの、あるいはメルトブロー法やスパンボンド法によって直接形成されたものなどが好ましく用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、前記不織布の素材としては、ポリプロピレン極細繊維、あるいはガラス極細繊維が好ましく用いられる。繊維径は、走査顕微鏡写真から１０本測定し、平均値を求めて測定する。ポリプロピレン極細繊維で、０．８〜６．７μｍ程度、ガラス極細繊維で０．４〜４．２μｍ程度のものが好ましく用いられるが、特にこれに限定されない。濾液がＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、γ−ブチロラクトンなどのラクトン系極性溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのセルソルブ類や、メチルエチルケトンなどのケトン類、エタノールやジエチレングリコールなどのアルコール類等の有機溶媒を主成分とする場合は、ガラス極細繊維が好適に用いられる。また、濾液がｐＨ２から１２程度の酸性あるいはアルカリ水溶液の場合はプロピレン極細繊維が好適に用いられる。上記のポリプロピレン極細繊維、ガラス極細繊維の用途に応じた使い分けは、濾液による濾材からの抽出物の流出を防止するためであるが、特に上記使い分けに限定されるものではない。
【００２８】
上記デプスフィルターの平均孔径は０．２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに、０．２μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。ここで平均孔径は、バブルポイント法によって測定されたものである。すなわち、６０％２−プロパノール水溶液にフィルター片面を接液させた状態で、フィルターの非接液面から徐徐に圧力を加え、漏れ出てくる気泡と圧力の関係を、標準サンプルと比較することによって、測定フィルターの平均孔径を知ることができる。
【００２９】
上記デプスフィルターの厚みは５０μｍ以上であることが好ましい。さらに、２００μｍ以上であることがより好ましい。フィルターの厚みは大きい程、ゲル状微粒子の捕捉能力が大きくなるが、加工性や体積あたりの濾過面積はフィルター厚みが大きくなるほど低下するために、５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
本発明で使用される第２層フィルターは、メンブレンフィルターが好ましく用いられる。メンブレンフィルターとしては、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリテトラフロオロエチレンなどの２軸延伸膜、穿孔エッチング膜などが用いられるが、特にポリテトラフルオロエチレンを用いたメンブレンフィルターが好ましく用いられる。上記ポリテトラフルオロエチレン膜は、スルホン化、界面活性剤処理、グラフト重合処理などによって表面親水化処理されていることが好ましいが、特にこれに限定されない。
【００３１】
上記メンブレンフィルターの平均孔径は０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。液晶表示装置の対向基板間距離は３〜５μｍであり、該装置に用いる感光性レジスト、透明保護層材料などは１μｍ以上のサイズの微粒子を濾過により除去することが必要なためである。また、ポリマーなどに起因するゲル状微粒子を第１層フィルターによって効率的に捕捉し、第２層フィルターのポアの閉塞を防止するため、第１層フィルターの平均孔径が第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下であることが好ましく、２倍以上５倍以下であることがより好ましい。
【００３２】
本発明のフィルターは、第１層フィルターと第２層フィルターの間に保護層を設けることが好ましい。保護層は第１層フィルターの脱離物により第２層フィルターの分離緻密層が損なわれないようにするために設けられ、エチレン、プロピレン、ポリテトラフロオロエチレンなどの樹脂素材を用いたメッシュや多孔質体が好適に用いられるが、特にこれらに限定されない。第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、保護層メッシュを介して密着しており、３ｍｍ以下となることが好ましい。第１層フィルターと第２層フィルターの間隙が広くなると、濾液が第２層フィルター膜面付近で滞留し、膜面へのケーキ層形成や粒子付着によりポアの閉塞が促進される。
【００３３】
本発明のフィルターは、シート状、管状、中空糸状、あるいはシートを織り込んだプリーツ状が好ましく用いられる。シート状フィルターはフィルター体積に対して濾過面積が小さくなるため、保護層を介して第１層フィルターと第２層フィルターを貼りあわせた後、加熱ロールで加熱した後、山谷の折り目をつけてプリーツ状に織り込んだ形状で用いることが好ましい。管状、中空糸状は、体積あたりの濾過面積がシート状に比べて大きくなるため好適に用いられるが、メンブレンに同心円上に不織布を巻回する複合化の加工が難しいため、加工コストが高くなる。さらに上記フィルターは精密濾過に用いるため頻繁に濾材の交換が必要となるために、濾材の交換が容易なカートリッジフィルターであることが好ましい。
【００３４】
次に本発明のフィルターによって濾過した透明保護層形成材料、液晶表示装置用配向膜形成材料、フォトリソグラフィー用レジストと、希釈ワニス液を本発明のフィルターによって濾過した顔料分散ペーストについて説明する。
【００３５】
カラー液晶表示装置には、透明基板に複数の異なる着色画素（例えば赤、緑、青の光の３原色）を規則正しく配したカラーフィルターを使用する。着色画素の原料となる着色ペーストは、分散剤、溶媒、必要に応じてポリマーを混合した希釈ワニス液に着色顔料を添加してなる顔料予備分散液の調製工程、顔料予備分散液中の顔料を各種分散機によって微細に分散、安定化し顔料分散液とする顔料分散工程、顔料分散液にバインダーポリマー、レベリング剤、分散安定剤、溶媒を混合して調製した希釈ワニス液を添加して着色ペーストを製造するレットダウン工程の３工程で製造される。前記顔料予備分散液調製工程、およびレットダウン工程において、希釈ワニスを本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない着色ペーストを得ることできる。該ペーストを用いることにより、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３６】
上記カラーフィルターの画素加工には、フォトリソグラフィー技術が用いられる。非感光性着色ペーストを用いた場合は、着色ペースト塗膜の上からレジストを塗布してレジスト塗膜を形成し、露光、現像して所望のパターンを得ることができる。レジストを本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まないレジストを得ることができる。該レジストを用いることにより、色抜け等の加工欠点がなく、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３７】
また上記カラーフィルターは、透明基板に複数の異なる着色画素を形成した後、必要に応じて透明保護層を形成する。透明保護層材料を本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない透明保護層材料を得ることができる。該透明保護層材料を用いることにより、高品位なカラーフィルターを歩留まり良く製造することができる。
【００３８】
カラー液晶表示装置は、カラーフィルターとその対向基板に、配向膜材料を塗布した後、ラビングを行ってキュアし、液晶配向膜を形成する。配向膜材料は脂環式ポリイミド溶液などが用いられるが、特にこれに限定されない。上記配向膜材料を本発明のフィルターにより精密濾過することによって、サブミクロンから数ミクロンの微粒子不純物を含まない配向膜材料を得ることができる。該配向膜材料を用いることにより、高品位なカラー液晶表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００３９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また各例におけるフィルターの濾過特性の評価、濾材物性の評価、濾液の塗布評価は以下の方法で行った。
（１）濾過特性の評価
ギアポンプ（西山製作所製）により、６５０ｇ／ｍｉｎで２時間にわたって定流量濾過を行い、フィルター手前に、圧力センサーＡＰ４３（キーエンス製）を取り付け、濾過開始から３０分おきに濾過圧力を測定した。また、５分おきに濾液のサンプリングを行い、液中パーティクルカウンターＨＲＬＤ−１５０（ハイアック／ロイコ社製）によって濾液１ｍｌに含まれる微粒子の大きさと粒子数を測定した。
【００４０】
濾液は、カラー液晶表示装置用カラーフィルターに用いられる透明保護層材料を用いた。該材料は、γ−ブチロラクトン（３８２５０ｇ）溶媒中で、ピロメリット酸二無水物（１４９６ｇ）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（２２５５ｇ）、３,３’−ジアミノジフェニルスルフォン（６９５ｇ）、４,４’−ジアミノジフェニルエーテル（２１０２ｇ）、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン（１７４ｇ）を６０℃、３時間反応させた後、無水マレイン酸（２２．５ｇ）を添加し、さらに６０℃、１時間反応させることによって得たポリアミック酸溶液（ポリマー濃度１５重量％）に、γ−ブチロラクトンを加えてポリマー濃度５％としたポリイミド透明保護層材料である。
（２）濾材物性の評価
第１層フィルター、および第２層フィルターの平均孔径をバブルポイント法によって測定した。すなわち、ＪＩＳ−Ｋ３８３２「精密濾過膜エレメント及びモジュールのバブルポイント試験方法」に従い、６０％、２−プロパノール水溶液にフィルター片面を接液させた状態で、フィルターの非接液面から徐徐に圧力を加え、漏れ出てくる気泡と圧力の関係を、標準サンプルと比較することによって、フィルターの平均孔径を測定した。
（３）濾液の塗布評価
クラス１００のクリーンルーム中で、ブラックマトリックス及び画素を形成した液晶表示装置用カラーフィルターに、上記（１）で得られた濾液を塗布して、透明保護層を形成した。このカラーフィルターを用いたカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率を比較した。
【００４１】
＜実施例１＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．２μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４２】
濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１７１６２個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が１００９６個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が７２４個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表１に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００４３】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．８％であった。
【００４４】
＜実施例２＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのプロピレン繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．１μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式の複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４５】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表２に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００４６】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．６％であった。
【００４７】
＜実施例３＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．２μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００４８】
実施例１、２とは異なり、カラー液晶表示装置用カラーフィルターに用いられる顔料分散ペースト製造に用いる希釈ワニス液の濾過を行った。希釈ワニス液は、透明保護層材料に用いられたポリマー濃度１５％のポリアミック酸溶液１８７００ｇに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン５７２００ｇ、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート１２９００ｇを加えて調製され、濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１０２８５個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が２３１０個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が２８３個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表３に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。この濾液に着色顔料を添加して、サンドミル型分散機を用いて顔料分散着色ペーストを形成した。 この着色ペーストと実施例１で作成した透明保護層材料を用いたカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．２％であった。
【００４９】
＜実施例４＞
第１層フィルターが平均孔径１．０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径０．１μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５０】
実施例１〜３とは異なり、カラー液晶表示装置用レジストの濾過を行った。このレジストは、ノボラック樹脂１４７００ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８７２００ｇに、ジナフタキノンと界面活性剤を加えて調製され、濾過前の液中微粒子数は０．５〜１．０μｍの粒子が１３１００個／ｍｌ、１．０〜２．０μｍの粒子が１９０１個／ｍｌであり、２．０〜５０μｍの粒子が３３２個／ｍｌであった。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表４に示すように、２μｍ以上の微粒子が０個となった。
【００５１】
このレジストと実施例１で作成した透明保護層材料、実施例３で作成した着色ペーストを用いたカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は０．１％であった。
【００５２】
＜比較例１＞
第１層フィルターが平均孔径１５μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径１．５μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５３】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表５に示すように、２μｍ以上の微粒子が１３個となった。
【００５４】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は５．６％であった。
【００５５】
＜比較例２＞
第１層フィルターが平均孔径３０μｍ、厚み５００μｍのガラス繊維不織布、第２層フィルターが平均孔径１．５μｍの親水性ポリテトラフルオロエチレンメンブレンからなり、厚さ０．５ｍｍのプロピレン製多孔シートを保護層に用いたプリーツ式複合フィルターを用いて、上記透明保護層材料の濾過を行った。この時、第１層フィルターと第２層フィルターの間隙は、０．５ｍｍであった。
【００５６】
濾過前の液中微粒子数は実施例１と同様である。濾過開始直後、３０分後、６０分後、９０分後、１２０分後の濾過圧力、濾過液中微粒子数を表６に示すように、２μｍ以上の微粒子が２１個となった。
【００５７】
この濾液を用いて透明保護層を形成したカラーフィルターを使用したカラー液晶表示装置の対向基板間のショートによる不良率は６．２％であった。
【００５８】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【発明の効果】
本発明は上述のごとく構成され、平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなり、かつ上記第１層フィルターの平均孔径が上記第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下であることを特徴とする複合濾過フィルターによって、微粒子不純物の少ない高品質の感光性レジスト、カラー液晶表示装置用配向膜形成材料、顔料分散カラーペースト、透明保護層形成材料を得ることができる。また、上記材料を利用することによって、カラーフィルターおよびカラー液晶表示装置を歩留まり良く製造することができる。
Claims (11)
- 半導体または液晶表示装置の製造に用いられ、溶媒とポリマーを含有してなる液状物の濾過方法であって、平均孔径が０．２μｍ以上２０μｍ以下の第１層フィルターと、平均孔径が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の第２層フィルターからなり、かつ上記第１層フィルターがガラス繊維不織布、またはポリプロピレン不織布のいずれかからなるデプスフィルターであって該フィルターの平均孔径が上記第２層フィルターの平均孔径の２倍以上２０倍以下の濾過フィルターを用いて濾過を行うことを特徴とする液状物の濾過方法。
- 前記第２層フィルターがメンブレンフィルターであることを特徴とする請求項１に記載の液状物の濾過方法。
- 前記メンブレンフィルターがポリテトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする請求項２に記載の液状物の濾過方法。
- 前記第１層フィルターと第２層フィルターの間に保護層を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
- 前記第１層フィルターと第２層フィルターの間隔が３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
- シート状、管状、中空糸状、もしくはシートを織り込んだプリーツ状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
- カートリッジフィルターであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液状物の濾過方法。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする顔料分散カラーペースト。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする透明保護層形成材料。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用配向膜形成材料。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液状物の濾過方法を用いて製造したことを特徴とするフォトリソグラフィー用レジスト。
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