JPH11300262A - 感光性着色樹脂組成物用の吐出装置及びその吐出装置を用いた表示装置用カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】顔料分散法により表示装置用カラーフィルタを
製造する際の、感光性着色樹脂組成物４０の凝集体の発
生を抑制した吐出装置１０を提供する。また、その装置
を用いて、凝集体による異物の発生を抑制した表示装置
用カラーフィルタの製造方法を提供する。 【解決手段】塗布機の吐出装置１０において、感光性着
色樹脂組成物の流路のチューブ１７、１８及びバルブ１
４の材料がステンレス鋼で、チューブ及びバルブの内壁
面の表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．２μｍ以下で
あること。また、上記吐出装置１０を用いて表示装置用
カラーフィルタを製造すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上にフォトレ
ジストなどを塗布する塗布機のフォトレジスト吐出装置
に関するもので、特に、感光性着色樹脂組成物用の吐出
装置、及びその吐出装置を用いて表示装置用カラーフィ
ルタを製造する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置において、カラー表示、反射率
の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的
にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となって
いる。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの
場合、カラーフィルタは画素として形成されて使用され
るものである。この表示装置用カラーフィルタの画素を
形成する方法として、これまで実用されてきた方法とし
ては、フォトリソグラフィイ法、印刷法などがあげられ
る。

【０００３】例えば、顔料分散法は、このフォトリソグ
ラフィイ法の一方法であるが、この顔料分散法において
使用するカラーフィルタ用の材料は、感光性着色樹脂組
成物とも称されている。この感光性着色樹脂組成物は、
高分子樹脂に顔料を分散剤を用いて分散させ、この分散
液に重合性モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤など
を添加して調製されるものである。

【０００４】この感光性着色樹脂組成物を、基板上にス
ピナーなどを用いて回転塗布し、この塗膜にフォトマス
クを介してＵＶ露光し、現像処理により表示装置用カラ
ーフィルタの画素を形成するものである。

【０００５】図３は、基板上に感光性着色樹脂組成物を
塗布する塗布機の吐出装置の一例を断面で示す説明図で
ある。図３に示す吐出装置（３０）において、レジスト
タンク（３１）の中の感光性着色樹脂組成物（３７）
は、流路のチューブ（３２）、フィルタ（３３）及びバ
ルブ（３４）を経て、吐出ノズル（３５）より基板（３
６）上に適量が滴下されるようになっている。

【０００６】図３に示す吐出装置（３０）に使用される
材料は、チューブ（３２）には、耐薬品性、電気的特
性、表面特性などの優れた性質を有し、且つ溶融成形が
可能なフッ素系樹脂であるペルフルオロアルコキシ樹脂
（ＰＦＡ）が用いられ、また、レジストタンク（３１）
の内壁、フィルタ（３３）の内壁、及びバルブ（３４）
などには、耐薬品性、電気的特性、表面特性などの優れ
た性質を有し、且つ機械的強度が得られるフッ素系樹脂
であるエチレンテトラフルオロエチレン樹脂（ＥＴＦ
Ｅ）が用いられている。

【０００７】上記のような感光性着色樹脂組成物は、感
光性着色樹脂組成物の中において、高分子樹脂は顔料を
分散させ、また、分散した顔料の凝集を防ぐ機能を果た
すものである。高分子樹脂を用いて顔料を分散させるに
は、ボールミル、サンドミルなどの方法で行うものであ
るが、顔料を一次粒子、または、それに近い状態にまで
微粒子化することは困難なことであり、顔料は粒径約１
μｍ以下の状態である。感光性着色樹脂組成物の中にお
いては、粒径約１μｍ以下の顔料が分散しているが、こ
のような微小な顔料粒子は凝集し易く、この顔料粒子が
核となって、感光性着色樹脂組成物の凝集体が生じ易い
ものである。

【０００８】図３に示す吐出装置（３０）においては、
このような凝集体などをフィルタ（３３）により除去
し、バルブ（３４）及びチューブ（３２）を経て、吐出
ノズル（３５）より基板（３６）上に滴下されるように
なっているが、フィルタ（３３）以降の流路において
も、チューブ（３２）、バルブ（３４）及びチューブ
（３２）の内壁面の性状、特に表面の粗さが大きい際、
また、使用している材料の電気的特性、特に絶縁性（帯
電性）によって、この感光性着色樹脂組成物の凝集体が
生じ易いものである。

【０００９】このような凝集体が感光性着色樹脂組成物
の中に存在したまま、吐出ノズル（３５）より基板（３
６）上に滴下され、表示装置用カラーフィルタの画素が
形成されると、カラーフィルタの画素上に凝集体が固着
した状態になり、カラーフィルタとしては異物と称する
欠陥となるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
記のように、感光性着色樹脂組成物を用い、顔料分散法
により表示装置用カラーフィルタを製造する際に、感光
性着色樹脂組成物を塗布する塗布機の吐出装置におい
て、感光性着色樹脂組成物の凝集体の発生を抑制した感
光性着色樹脂組成物用の吐出装置を提供するものであ
る。また、そのような感光性着色樹脂組成物用の吐出装
置を用いて表示装置用カラーフィルタ製造することによ
り、凝集体による異物の発生を抑制した表示装置用カラ
ーフィルタの製造方法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光性着色樹
脂組成物を塗布する塗布機の吐出装置において、該感光
性着色樹脂組成物の流路のチューブ及びバルブの材料が
ステンレス鋼で、該チューブ及び該バルブの内壁面の表
面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．２μｍ以下であるこ
とを特徴とする感光性着色樹脂組成物用の吐出装置であ
る。

【００１２】また、本発明は、前記感光性着色樹脂組成
物用の吐出装置を用いて製造することを特徴とする表示
装置用カラーフィルタの製造方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を一実施の形態に基づいて
以下に説明する。図１は、本発明による感光性着色樹脂
組成物を塗布する塗布機の吐出装置の一実施例を断面で
示す説明図である。図１に示す吐出装置（１０）におい
て、レジストタンク（１１）の中の感光性着色樹脂組成
物（１９）は、流路のチューブ（１２）、フィルタ（１
３）、チューブ（１７）、バルブ（１４）、及びチュー
ブ（１８）、を経て、吐出ノズル（１５）より基板（１
６）上に適量が滴下されるようになっている。

【００１４】図２は、図１における本発明による感光性
着色樹脂組成物用の吐出装置（１０）を構成するバルブ
（１４）の一実施例を断面で示す説明図である。図２に
おいて、バルブ（１４）は、ダイアフラム弁部（２１）
と圧力制御弁（減圧弁）部（２２）の二個の弁部で構成
されている。ダイアフラム弁部（２１）は、感光性着色
樹脂組成物（４０）の流路を開閉する機能を有し、ま
た、圧力制御弁（減圧弁）部（２２）は、吐出ノズル
（１５）から感光性着色樹脂組成物（４０）が不必要に
垂れるのを防ぐ機能を有しているものである。また、ダ
イアフラム弁部（２１）と圧力制御弁部（２２）は、感
光性着色樹脂組成物（４０）を点で示すように流路とし
ては連なっている。

【００１５】図２において、ダイアフラム弁部（２１）
は、ピストン（２３）、ダイアフラム（２５）、スプリ
ング（２７）、斜線で示す筐体（２９）などで構成され
ている。また、圧力制御弁部（２２）は、ピストン（２
４）、ダイアフラム（２６）、スプリング（２８）、斜
線で示す筐体（２０）などで構成されている。バルブ
（１４）には、図２に示すように、感光性着色樹脂組成
物（４０）が流入する流路であるチューブ（１７）が接
続され、また、流出する流路であるチューブ（１８）が
接続されている。そして、感光性着色樹脂組成物（４
０）はチューブ（１７）より流入し、ダイアフラム弁部
（２１）と圧力制御弁部（２２）により流出が制御さ
れ、チューブ（１８）から流出するようになっている。
点線矢印は感光性着色樹脂組成物（４０）の流れの方向
を示している。

【００１６】バルブ（１４）の動作は、先ず、ダイアフ
ラム弁部（２１）の実線矢印部から空気を加圧流入する
ことにより、図２に示すように、ピストン（２３）が上
昇しダイアフラム（２５）が流路を開け、感光性着色樹
脂組成物（４０）がチューブ（１７）より流入する。ま
た、同時に、圧力制御弁部（２２）の実線矢印部から空
気を加圧流入することにより、図２に示すように、ピス
トン（２４）が降下しダイアフラム（２６）は下方に位
置した状態になる。このような状態においては、チュー
ブ（１７）より流入した感光性着色樹脂組成物（４０）
は、ダイアフラム弁部（２１）と圧力制御弁部（２２）
を通過し、チューブ（１８）より流出することになる。

【００１７】感光性着色樹脂組成物（４０）の適量を流
出させた後に、次に、ダイアフラム弁部（２１）の空気
の加圧を解除することにより、スプリング（２７）の作
用によりダイアフラム（２５）が流路を閉じ（図示せ
ず）、また、同時に、圧力制御弁部（２２）の空気の加
圧を解除することにより、スプリング（２８）の作用に
よりダイアフラム（２６）が上昇しダイアフラム（２
６）は上方に位置した状態（図示せず）になる。

【００１８】このような状態においては、チューブ（１
７）よりの感光性着色樹脂組成物（４０）の流入は停止
され、且つ、ダイアフラム（２６）の作用によりダイア
フラム（２６）下部の感光性着色樹脂組成物（４０）は
減圧され、そのため、図１における吐出ノズル（１５）
より感光性着色樹脂組成物（４０）は基板（１６）上に
滴下されず、チューブ（１８）に戻された状態になり垂
れが防がれるものとなる。図２において、５０は調節ツ
マミ、６０はチューブ（１７）とダイアフラム弁部（２
１）、及び、圧力制御弁部（２２）とチューブ（１８）
の接続部を示している。

【００１９】前記のように、感光性着色樹脂組成物の中
においては、粒径約１μｍ以下の顔料が分散している
が、このような微小な顔料粒子は凝集し易く、この顔料
粒子が核となって、感光性着色樹脂組成物の凝集体が生
じ易いものである。図１に示す吐出装置（１０）におい
ては、このような凝集体などをフィルタ（１３）により
除去し、チューブ（１７）、バルブ（１４）及びチュー
ブ（１８）を経て、吐出ノズル（１５）より基板（１
６）上に滴下されるよになっているが、フィルタ（１
３）以降の流路においても、チューブ（１７）、バルブ
（１４）及びチューブ（１８）の内壁面の性状、特に表
面の粗さが大きい際、また、使用している材料の電気的
特性、特に絶縁性によって、この感光性着色樹脂組成物
の凝集体が生じ易いものである。

【００２０】流路内の流れにおいては、一つには、流体
（感光性着色樹脂組成物（４０））とチューブ（１７、
１８）、ダイアフラム弁部（２１）、圧力制御弁部（２
２）などの内壁面の表面との間の剪断応力、また、流体
内部での剪断応力、すなわち、これら流体摩擦が発生し
ているものである。この流体摩擦は、チューブ、ダイア
フラム弁部、圧力制御弁部などの内壁面の表面の粗さが
大きい程、大きなものとなり感光性着色樹脂組成物の凝
集体が生じ易くなるものである。また、この流体摩擦に
より、感光性着色樹脂組成物は帯電され、チューブ、ダ
イアフラム弁部、圧力制御弁部などに使用している材料
の電気的特性、特に絶縁性が高い程、高いものとなり感
光性着色樹脂組成物の凝集体が生じ易くなるものであ
る。

【００２１】本発明は、顔料分散法により表示装置用カ
ラーフィルタを製造する際に、感光性着色樹脂組成物を
塗布する塗布機の吐出装置において、上記のような流体
摩擦を軽減させ、材料の絶縁性を低減させ、感光性着色
樹脂組成物の凝集体の発生を抑制するものであり、これ
により、凝集体による異物の発生を防ぐものである。

【００２２】具体的には、チューブ（１７、１８）、ダ
イアフラム弁部（２１）、圧力制御弁部（２２）などの
流路となる部分の材料として、導電性である金属、特に
耐孔食性に優れ、溶接が容易なステンレス鋼（ＳＵＳ３
１６）を使用するものである。また、チューブ（１７、
１８）、ダイアフラム弁部（２１）、圧力制御弁部（２
２）などの流路となる部分の内壁面の表面の中心線平均
粗さ（Ｒａ）を１．２μｍ以下とするものである。この
内壁面の表面の粗さの加工は、例えば、電解研磨法によ
り行われ、また、この内壁面の表面の粗さの加工は、図
２などで示す溶接による接続部（６０）においても行う
ものである。

【００２３】上記のような材料を使用し、内壁面の表面
の粗さの加工を施したチューブ（１７、１８）、及びバ
ルブ（１４）で構成した感光性着色樹脂組成物用の吐出
装置（１０）を用いて表示装置用カラーフィルタを製造
し、異物の発生率を測定した結果は次のようなものであ
った。すなわち、固着物（異物）の大きさ３０μｍφ以
上、高さ５μｍ以上をもって異物欠陥とする基準にて、
異物による不良率は約０．３％であった。これは従来法
における不良率の約６．０％に比較して、その効果が著
しいことを示しているものである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、感光性着色樹脂組成物を塗布
する塗布機の吐出装置において、該感光性着色樹脂組成
物の流路のチューブ及びバルブの材料がステンレス鋼
で、該チューブ及び該バルブの内壁面の表面の中心線平
均粗さ（Ｒａ）が１．２μｍ以下であるので、感光性着
色樹脂組成物を用い、顔料分散法により表示装置用カラ
ーフィルタを製造する際に、感光性着色樹脂組成物の凝
集体の発生を抑制した感光性着色樹脂組成物用の吐出装
置となる。また、本発明は、上記発明による感光性着色
樹脂組成物用の吐出装置を用いて表示装置用カラーフィ
ルタを製造するので、凝集体による異物の発生を抑制し
た表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による感光性着色樹脂組成物を塗布する
塗布機の吐出装置の一実施例を断面で示す説明図であ
る。

【図２】本発明による吐出装置を構成するバルブの一実
施例を断面で示す説明図である。

【図３】従来法における吐出装置の一例を断面で示す説
明図である。

【符号の説明】

１０、３０…吐出装置 １１、３１…レジストタンク １２、１７、１８、３２…チューブ １３、３３…フィルタ １４、３４…バルブ １５、３５…吐出ノズル １６、３６…基板 １９、３７、４０…感光性着色樹脂組成物 ２０、２９…筐体 ２１…ダイアフラム弁部 ２２…圧力制御弁（減圧弁）部 ２３、２４…ピストン ２５、２６…ダイアフラム ２７、２８…スプリング ５０…５０ ６０…接続部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光性着色樹脂組成物を塗布する塗布機の
   吐出装置において、該感光性着色樹脂組成物の流路のチ
   ューブ及びバルブの材料がステンレス鋼で、該チューブ
   及び該バルブの内壁面の表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）
   が１．２μｍ以下であることを特徴とする感光性着色樹
   脂組成物用の吐出装置。
2. 【請求項２】前記感光性着色樹脂組成物用の吐出装置を
   用いて製造することを特徴とする表示装置用カラーフィ
   ルタの製造方法。