JPH0829613A - カラーフィルタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 着色材料（カラーフィルタ材料）を、基板上
に均一な膜厚で、再現性よく、しかも顔料を均一に分散
させて塗布することのできるカラーフィルタの製造方法
および製造装置を提供する。 【構成】 超音波発生装置１０を、塗布配管５の末端部
あるいは回転塗布装置６に配設することにより、カラー
フィルタ材料１を、基板７への塗布直前あるいは塗布中
に超音波処理する。これによって、材料１を、非ニュー
トン流体からニュートン流体の特性に近づけるととも
に、そのニュートン流体の特性を保った状態で基板７上
に塗布することができる。その結果、カラーフィルタ材
料１を、基板７上に均一な膜厚で、再現性よく塗布する
ことができ、顔料も均一に分散させることが可能とな
り、膜厚の分布むらや色度分布むらのない、高品質なカ
ラーフィルタを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタの製造
方法、特に大面積のカラーディスプレイのカラーフィル
タの製造方法、およびそれを適用する製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラーフィルタの製造は、カ
ラーフィルタ材料を回転塗布法により基板上に塗布し、
さらにその材料をフォトリソグラフィによりパターニン
グして、所望のカラーフィルタを得る。

【０００３】一般に流体は、図３の材料粘性のひずみ速
度依存性を表すフローカーブの図に示すように、粘性係
数がひずみ速度に依存しないニュートン流体と、依存性
を持つ非ニュートン流体とに分類され、カラーフィルタ
材料は、この非ニュートン流体の特性を有する。

【０００４】被塗布材料がニュートン流体である場合に
は、基板上に形成される薄膜は、滴下されたときの初期
分布形状が変化せず、半径方向に膜厚分布を持たない平
坦な膜になる。これに対し、被塗布材料がカラーフィル
タ材料のような、せんだん応力がひずみ速度に比例しな
い非ニュートン流体、特にひずみ速度の上昇に対して粘
性が低下する非ニュートン流体である場合には、回転中
心部で膜厚が厚くなり、均一な膜が得られない。

【０００５】そこで従来は、塗布前のカラーフィルタ材
料を、タンクに保管した状態で超音波処理することによ
り、その材料中の気泡を除くとともに、その特性をニュ
ートン流体に近付け、また顔料の分散性をも高めてから
回転塗布を行っていた。

【０００６】図４は、このような従来のカラーフィルタ
製造方法を適用した、従来の製造装置の概略構成図であ
る。

【０００７】図のように、カラーフィルタ材料１を貯蔵
するタンク２に超音波発生装置３が取り付けられてお
り、その超音波発生装置３によりタンク２内のカラーフ
ィルタ材料１を超音波処理する。そして、その超音波処
理を施したカラーフィルタ材料１を、塗布配管（塗布手
段）５によって、スピンチャックテーブルなどの回転塗
布装置（塗布手段）６の上にセットされた基板７上に導
いて滴下し、回転塗布（スピンコート）する。その後、
基板７上のカラーフィルタ材料１を、フォトリソグラフ
ィによりパターニングして、所望のカラーフィルタを作
製する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、カラーフィルタ材料１をタンク２内で超音波処
理してから基板７上に送る方法では、超音波処理により
ニュートン流体の特性に近付けたカラーフィルタ材料１
が、塗布配管５内で変化して、非ニュートン流体の特性
に戻ってしまう。特に高粘度を有するカラーフィルタ材
料の場合は、塗布配管５内での特性変化が著しく、顔料
の分散性も低下してしまう。

【０００９】このため、従来の製造方法および製造装置
では、基板７にスピンコートしたカラーフィルタ材料１
に、膜厚の分布むらや、不均一な顔料分散による色度分
布むらが生じ、また膜厚の再現性にも欠けるといった問
題があった。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
に提案されたもので、カラーフィルタ材料（着色材料）
を、基板上に均一な膜厚で、再現性よく、しかも顔料を
均一に分散させて塗布することができ、よって高品質な
カラーフィルタを製造することのできる製造方法および
製造装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るカラーフィルタの製造方法では、着色
材料を、基板上への塗布直前あるいは塗布中に、超音波
処理するようにする。

【００１２】また、本発明に係るカラーフィルタの製造
装置では、着色材料を、基板上への塗布直前あるいは塗
布中に、超音波処理する手段を配設した。

【００１３】

【作用】上記製造方法および製造装置によれば、着色材
料を、塗布直前あるいは塗布中に超音波処理するため、
その着色材料を、非ニュートン流体からニュートン流体
の特性に近づけるとともに、そのニュートン流体の特性
を保った状態で基板上に塗布することができる。従っ
て、着色材料を、基板上に均一な膜厚で、再現性よく塗
布することができ、顔料も均一に分散させることが可能
となる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明のカラーフィル
タ製造方法および製造装置の実施例を説明する。なお、
実施例を説明する図面において、図４に示した従来例と
相違ない構成部品には、同一の符号を付して説明を省略
する。 〈実施例１〉図１は、本発明に係るカラーフィルタ製造
方法を適用した、本発明に係るカラーフィルタ製造装置
の実施例１を示す概略構成図である。

【００１５】本発明に係るカラーフィルタ製造方法およ
び製造装置の特徴は、カラーフィルタ材料（着色材料）
を、基板への塗布直前または塗布中に、超音波処理する
点にあり、本実施例の場合には、基板への塗布直前にカ
ラーフィルタ材料を超音波処理するようにしている。

【００１６】即ち、図１に示すように、本実施例におけ
る製造装置では、タンク２に貯蔵されたカラーフィルタ
材料１をスピンチャックテーブルなどの回転塗布装置
（塗布手段）６上の基板７へ導く塗布配管（塗布手段）
５の末端部に、超音波発生装置（超音波処理手段）９が
配設されており、その超音波発生装置９により、カラー
フィルタ材料１を、基板７への塗布直前に超音波処理す
るように構成されている。

【００１７】上記カラーフィルタ材料１は、ポリアミド
系またはポリイミド系の感光性樹脂を主成分とする材料
中に、着色顔料を分散させて成るものである。その着色
顔料としては、例えば、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮
合アゾ系等のアゾ顔料やフタロシアニン系顔料といった
有機顔料、あるいは、インジゴ系、アントラキノン系、
ペリレン系、ジオキサジシ系、その他金属錯体系を含む
縮合多環系顔料が用いられる。

【００１８】そして、超音波処理したカラーフィルタ材
料１を、塗布配管５から基板７上に滴下して、回転塗布
装置６により回転塗布（スピンコート）する。その後、
基板７上のカラーフィルタ材料１を、フォトリソグラフ
ィによりパターニングして、所望のカラーフィルタを作
製する。

【００１９】このように、カラーフィルタ材料１を塗布
直前に超音波処理することにより、そのカラーフィルタ
材料１を、非ニュートン流体からニュートン流体の特性
に近づけるとともに、そのニュートン流体の特性を保っ
た状態で基板７上に塗布することができる。従って、カ
ラーフィルタ材料１を、基板７上に均一な膜厚で、再現
性よく塗布することができ、顔料も均一に分散させるこ
とができる。

【００２０】上記カラーフィルタ材料１に対する超音波
処理の処理条件、つまり超音波発生装置９による超音波
の強さや処理時間については、流体の非ニュートン性の
指標となる値を算出し得る式に基づいて最適化を行う。
例えば、せんだん応力τを算出するＰｏｗｅｒ Ｌａｗ
Ｍｏｄｅｌの近似式、 τ＝Ｋ（∂ｖ ／∂ｚ）^ｎ （Ｋ：比例係数、ｖ：半径方向速度、ｎ：ひずみ速度指
数、ｚ：垂直座標）に基づき、ひずみ速度指数（Rate I
ndex）が高くなるように処理条件を適宜に設定する。 〈実施例２〉図２は、本発明に係るカラーフィルタ製造
方法を適用した、本発明に係るカラーフィルタ製造装置
の実施例２を示す概略構成図である。

【００２１】図のように、本実施例における製造装置で
は、基板７（厚さ１〜２ｍｍのガラス板）の下側の回転
塗布装置６の外周に、超音波発生装置９が配設されてお
り、この超音波発生装置９により、カラーフィルタ材料
１を、基板７上への塗布中に超音波処理するように構成
されている。なお、上記超音波発生装置９を、回転塗布
装置６に一体的に組み込むようにしてもよい。

【００２２】このように、塗布中にカラーフィルタ材料
１を超音波処理することによっても、上記実施例１の場
合と同様に、そのカラーフィルタ材料１を、非ニュート
ン流体からニュートン流体の特性に近づけるとともに、
そのニュートン流体の特性を保った状態で基板７上に塗
布することができる。従って、カラーフィルタ材料１
を、基板７上に均一な膜厚で、再現性よく塗布すること
ができ、顔料も均一に分散させることができる。

【００２３】本実施例の場合にも、上記カラーフィルタ
材料１に対する超音波処理の処理条件を、上記実施例１
と同様に最適化を行う。 〈比較例〉上記２つの実施例で示した本発明に係る製造
方法および製造装置を用いて、実際にカラーフィルタ材
料１を基板７上に塗布した結果、ひずみ速度指数（０．
９５）、膜厚均一性、膜厚再現性、顔料分散性のいずれ
に関しても、従来例で述べた従来の製造方法および製造
装置を用いた場合（ひずみ速度指数０．９〜０．９５未
満）、あるいは超音波処理を全く施さない場合（ひずみ
速度指数０．８〜０．８８）に比較して、非常に高い特
性が得られた。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るカラ
ーフィルタの製造方法および製造装置によれば、カラー
フィルタ材料（着色材料）を、基板上に均一な膜厚で、
再現性よく、しかも顔料を均一に分散させて塗布するこ
とができ、よって膜厚の分布むらや色度分布むらのな
い、高品質なカラーフィルタを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーフィルタ製造方法を適用し
た、本発明に係るカラーフィルタ製造装置の実施例１を
示す概略構成図である。

【図２】本発明に係るカラーフィルタ製造方法を適用し
た、本発明に係るカラーフィルタ製造装置の実施例２を
示す概略構成図である。

【図３】材料粘性のひずみ速度依存性を表すフローカー
ブの図である。

【図４】従来のカラーフィルタ製造方法を適用した、従
来の製造装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ カラーフィルタ材料（着色材料） ５ 塗布配管（塗布手段） ６ 回転塗布装置（塗布手段） ７ 基板 ９ 超音波発生装置（超音波処理装置）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性樹脂中に少なくとも着色顔料を分
   散して成る着色材料を基板上に塗布し、フォトリソグラ
   フィによりパターニングしてカラーフィルタを製造する
   方法において、 前記着色材料を、前記基板上への塗布直前あるいは塗布
   中に、超音波処理することを特徴とするカラーフィルタ
   の製造方法。
2. 【請求項２】 感光性樹脂中に少なくとも着色顔料を分
   散して成る着色材料を基板上に塗布する手段を備えたカ
   ラーフィルタの製造装置において、 前記着色材料を、前記基板上への塗布直前あるいは塗布
   中に、超音波処理する手段を備えたことを特徴とするカ
   ラーフィルタの製造装置。