JPH08220325A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

カラーフィルターの製造方法

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JPH08220325A
JPH08220325A JP2157395A JP2157395A JPH08220325A JP H08220325 A JPH08220325 A JP H08220325A JP 2157395 A JP2157395 A JP 2157395A JP 2157395 A JP2157395 A JP 2157395A JP H08220325 A JPH08220325 A JP H08220325A
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JP
Japan
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color filter
color
substrate
pigment
coating
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JP2157395A
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English (en)
Inventor
Masayuki Nagaie
正之 長家
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】色素層の薄膜化、大型基板対応、高コントラス
ト化等の市場要求に対し、塗布面内膜厚均一性の劣化、
塗布ムラ等を防止するカラーフィルターの製造方法を提
供すること。 【構成】基板上に顔料などの着色剤を分散したカラーフ
ォトレジストを均一膜厚に塗布し、該塗布膜をパターニ
ングする工程を所定色数について所要回数繰り返すこと
によりカラーフィルターを製造する方法において、一方
のノズルからの加圧した清浄気体により、他方のノズル
から吐出されるカラーフォトレジストを噴霧して塗布す
る2流体スプレーを用いてカラーフォトレジストを基板
上にスプレー塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置等
のカラーディスプレイ装置に内蔵されるカラーフィルタ
ーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ用カラーフィルターの
製造に関しては、色素層の薄膜化、大型基板対応、高コ
ントラスト化等の市場要求がある。一般にカラー液晶表
示装置用カラーフィルターの製造工程として、まず基板
上に顔料などの着色料を均一に分散したカラーフォトレ
ジストを、例えばスピンコート法にて均一膜厚に塗布
し、乾燥させてから、該塗布膜面側に所定パターンを有
するフォトマスクを配置して活性光で露光し、専用現像
液で現像し、水洗後乾燥させる。以上のパターニング工
程を所定色数について所要回数繰り返すことによりカラ
ーフィルターを作成する。
【0003】この工程において従来より用いられている
カラーフォトレジストは、塗布、パターニング後のカラ
ーフィルター層中の顔料固形分比が23〜37重量%程度と
なるものであり、カラー液晶表示装置等に用いるカラー
フィルターとして必要な色特性を得るためには1〜2μ
mの色素部膜厚が必要とされていた。ところで前記市場
要求を満たす薄膜のカラーフィルターを製造する、すな
わち色特性を満たし且つ0.5〜1.0μmの膜厚のものを製
造するに当たっては、上記顔料固形分比が50重量%以上
となることが必要である。しかしながら、従来からの既
知技術であるスピンコート法により顔料固形分比が50重
量%以上となるように顔料分散フォトレジストのコーテ
ィングを行うと、面内膜厚均一性が従来よりも悪化す
る、すなわちコーティングされた顔料分散フォトレジス
トの膜厚の面内の場所による変動幅が従来よりも増すと
いう問題が生じていた。
【0004】また、30cm角を越える大型基板に対応する
うえでもスピンコート方式による塗布ではレジスト膜厚
の不均一性、基板周辺部の厚膜化(いわゆるエッジビー
ド)、基板裏面へのレジスト回り込み等の諸問題が発生
していた。更に、カラーフィルターの高コントラスト化
のために顔料粒径を微細化することによっても、顔料の
チキソ性が顕在化し、レジスト膜厚の均一性劣化、基板
中央部の滴下ムラ、すなわちレジスト液が最初に滴下さ
れて付着する基板中央部を中心に発生する塗布膜厚の不
均一、等の問題が発生した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解消し、大型で薄膜化したカラーフィルター
の製造を可能にする方法を提供しようとするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に顔料
などの着色料を分散したカラーフォトレジストを均一膜
厚に塗布し、該塗布膜をパターニングする工程を所定色
数について所要回数繰り返すことによりカラーフィルタ
ーを製造する方法において、一方のノズルからの加圧し
た清浄気体により、他方のノズルから吐出されるカラー
フォトレジストを噴霧して塗布する2流体スプレーを用
いてカラーフォトレジストを基板上にスプレー塗布する
ことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルターの製
造方法である。
【0007】また前記方法において、カラーフィルター
層中の顔料固形分比が50重量%以上となるカラーフォト
レジストを、0.5〜1.0μmの厚さに塗布することを特徴
とするカラーフィルターの製造方法であり、さらに言え
ば、前記方法において、基板が30cm角以上の大型であっ
ても良く、また前記方法において、平均粒径を0.1μm
以下に微細化した顔料を用いることを特徴とするカラー
フィルターの製造方法である。また前記方法において、
カラーフォトレジストに代えて熱硬化性あるいは光硬化
性の着色剤を用い、リフトオフ方式によりパターニング
するカラーフィルターの製造方法に関するものである。
【0008】ここで、以下に本発明にるカラーフィルタ
ーの製造方法に用いるスプレーコート方式のカラーフォ
トレジスト塗布装置の概要を図面を用いて説明する。図
1は、本発明に用いる2流体スプレー方式によるノズル
ユニット1を示す図である。ノズルユニット1は、先端
に吐出口をもつ一対のノズル12が互いに適切な位置に
向かい合って固定されている。なお、一方のノズル12
aからは、注入口13aより加圧した上で供給される、
例えばN2もしくは清浄空気のような清浄気体が吐出さ
れ、またもう一方のノズル12bからは、注入口13b
より供給されるフォトレジストが吐出されるものであ
る。次いで、カラーフォトレジストの塗布時、ノズル1
2bより吐出したカラーフォトレジストは、12aより
吐出した清浄気体により霧状に拡散され、下方すなわち
基板上に噴霧して塗布される。この塗布時に、基板上へ
の塗布ムラを解消するために、以下の(1)及び(2)
に示されるような手法によりノズルユニット1部分が基
板2上を均一に移動する構成とする。
【0009】(1)X−Y駆動コーティング:図2にお
いて、基板2固定用のステージ3と、そこに固定された
支柱4に支えられたX方向駆動モーター5、Y方向駆動
モーター6、駆動用ボールスクリュー7等よりなるX−
Y駆動装置8があり、X−Y駆動装置8に設置されたノ
ズルユニット1をX、Y両方向に往復移動させながらカ
ラーフォトレジストの噴霧を行い、基板2上へのコーテ
ィングを行うものである。 (2)スピン駆動コーティング:図3において、公転カ
ップ11およびその上の一点を回転軸として回転する自
転ヘッド10を各々逆方向に、かつ公転カップ11より
も自転ヘッド10の方を速く回転させる。これにより、
自転ヘッド10上に置かれた基板2は複雑な動きをし、
偏りなくノズルユニット1直下を通過するようになる。
この基板上に、支柱4に支えられ固定されたノズルユニ
ット1からカラーフォトレジストを噴霧してコーティン
グを行うものである。
【0010】
【作用】本発明の2流体ノズルと移動機構の組み合わせ
によるカラーフィルターの製造方法によれば、従来見ら
れた塗布膜厚の均一性の劣化、裏面へのレジストの回り
込み、塗布ムラ、基板周辺部の厚膜化等が解消され、薄
膜でも必要な色特性をもち、均一な膜面をもつ塗布基板
を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の方法による実施例を示す。 <実施例1>以下の処方によるアクリル系顔料分散感光
剤を調製する。 A;顔料10重量部 顔料はカラーインデックス(C.I.)ナンバーで示す。 内訳 赤色:C.I.赤色顔料177及びC.I.黄色顔料139 緑色:C.I.緑色顔料36及びC.I.黄色顔料139 青色:C.I.青色顔料15 B;以下の組成からなるアニオン性アクリル系共重合体
10重量部 メチルメタクリレート 2重量部 メタクリル酸 1重量部 ヒドロキシメタクリレート 2重量部 ブチルメタクリレート 2重量部 シクロヘキシルアクリレート3重量部 C;多官能アクリルモノマー(東亞合成化学工業(株)
製、商品名「アロニックスM−300」)
10重量部 D;光重合開始剤(チバガイギー社製、商品名「イルガ
ギュアー907」)0.5重量部 E;有機溶剤 120重量部 以上A〜Eを充分混合練肉してなる光重合型顔料分散感
光剤を各色準備した。
【0012】これらを顔料/不揮発性固形分比60%に調
製したものを用い、まず赤色の感光剤を2流体ノズル
((株)いけうち製、商品名「AKI04」)を使用して一
方の供給口からN2または清浄空気を加圧値5.0kg/cm2
て、他方の供給口から上記の感光剤を加圧値0.5kg/c
m2、平均薬液吐出量0.25ml/秒にて吐出し、基板2とノ
ズル間の距離を300〜400mmとしてコーティングを行っ
た。
【0013】この際、図3に示すような移動機構により
基板を移動しながら噴霧することにより塗布ムラを解消
する方策を採った。基板2を自転ヘッド10の上に戴置
した後、公転カップ11およびその上に設置された自転
ヘッド10を図に示すように互いに逆方向に、それぞれ
20rpm、30rpmの回転速度で回転させながらノズルユニッ
ト1からフォトレジストの噴霧を行った。これを乾燥
後、活性光でパターン露光し、アルカリ現像液で現像
し、水洗後150℃で5分間乾燥した。以下同様にして緑
色、青色を所定の位置にパターン露光、現像した。この
ようにして薄膜(0.8μm)で必要な色特性を持ったカ
ラーフィルター基板を、面内膜厚均一性にすぐれ、塗布
ムラ、基板周辺部の厚膜化等を起こさずに得ることがで
きた。
【0014】<実施例2>また、上記<実施例1>と同
様の条件及び方法により、大型基板(460×608mm)につ
いて実施したところ同等の効果が確認された。
【0015】<実施例3>同様に、含まれる顔料の平均
粒径を 0.07μmにまで微細化した高コントラスト対応
レジストについても上記<実施例1>と同様の製造工程
にて行い、同等の効果が確認された。
【0016】<実施例4>さらに、光重合成分を除去し
た顔料分散着色剤に対しても同等の効果が見られたた
め、ポジレジストにて成膜しパターン露光、現像した上
から上記の着色剤を用いて本発明によるコーティングを
行い、リフトオフ法にて前記ポジレジストを溶解除去す
ることで着色剤のネガパターンを得るパターニングを行
ったところ、膜厚均一性に優れたカラーフィルターが得
られた。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法によれば、薄膜化のため顔
料成分比率を高めたカラーフォトレジストを用いても従
来見られた塗布膜厚の均一性の劣化等はみられず、均一
な膜面をもつ塗布基板を得られる効果がある。このた
め、大型の基板や、顔料粒径を微細化した高コントラス
ト対応レジストにおいても同様の効果が得られ、さら
に、光重合成分を除去した着色剤を用いてリフトオフ方
式にてパターン化を行うこともできる。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いるノズルユニットの一例を示す説
明図である。
【図2】本発明のカラーフィルターの製造方法の一例の
要部を示す説明図である。
【図3】本発明のカラーフィルターの製造方法の他の例
の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ノズルユニット 2 基板 3 ステージ 4 支柱 5 X方向駆動モーター 6 Y方向駆動モーター 7 駆動用ボールスクリュー 8 X−Y駆動装置 9 薬液及び加圧ガス供給ユニット 10 自転ヘッド 11 公転カップ 12 ノズル 13 注入口

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に顔料などの着色料を分散したカラ
    ーフォトレジストを均一膜厚に塗布し、該塗布膜をパタ
    ーニングする工程を所定色数について所要回数繰り返す
    ことによりカラーフィルターを製造する方法において、
    一方のノズルからの加圧した清浄気体により、他方のノ
    ズルから吐出されるカラーフォトレジストを噴霧して塗
    布する2流体ノズルスプレーを用いてカラーフォトレジ
    ストを基板上にスプレー塗布することを特徴とする液晶
    表示装置用カラーフィルターの製造方法。
  2. 【請求項2】カラーフィルター層中の顔料固形分比が50
    重量%以上となるカラーフォトレジストを、0.5〜1.0μ
    mの厚さに塗布することを特徴とする請求項1記載のカ
    ラーフィルターの製造方法。
  3. 【請求項3】基板が30cm角以上の大型である、請求項1
    または2記載のカラーフィルターの製造方法。
  4. 【請求項4】平均粒径を0.1μm以下とした顔料を用い
    ることを特徴とする請求項1、2、または3記載のカラ
    ーフィルターの製造方法。
  5. 【請求項5】カラーフォトレジストに代えて、熱硬化性
    あるいは光硬化性の着色剤を用い、パターニングがリフ
    トオフ方式である請求項1、2、3、または4記載のカ
    ラーフィルターの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006065306A (ja) * 2004-07-15 2006-03-09 Schott Ag パターン付き光学フィルタ層を基板上に作製する方法
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US8618193B2 (en) 2005-06-03 2013-12-31 Fujifilm Corporation Pigment-containing heat-curable composition, color filter, image-recording material, and method of producing color filter

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Effective date: 20040309