JPS63137768A - 回転塗布方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カラーフィルター内蔵型液晶表示パネル、固
体撮ｒ家素子等に装着すると好適なカラーフィルターの
製造方法及びその装置に係わり、更に詳細には、各種樹
脂液中に顔料等を分散した着色ワニスを基体上に均一に
塗工するための回転塗布方法及びその装置に関する。

（従来技術） 液晶表示装置・ＶＴＲ用小型カラーカメラ・カラーファ
クシミリ装置等に装着されるカラーフィルターは、従来
から幾つかの方式が提案されている。しかし、現在実用
化されている方式は、主として染料染色型カラーフィル
ターおよび多１脅模形成による干渉型カラーフィルター
である。前者は比較的容易に製造できるために、液晶表
示装置および撮１象装置の双方に巾広く用いむれている
が。

耐熱性・耐光性・耐水性・耐薬品性で十分満足するもの
ではない。一方後者は酸化硅素、酸化チタン等の無機薄
膜を交互に多層形成して成るので極めて高い信頼性と抜
群の耐久性を備えている。しかし製造工程が長く、かつ
膜付を真空スパッタにより行なう為カラーフィルターの
サイズが大きくなるに従ってスパッタ装置に入れる量が
少なくなり、１処理当りの処理数が急速に低下するため
に液晶表示装置に用いるのはコスト的に不利であり。

もっばら撮像用に使用されている。ちなみに固体撮１象
素子用カラーフィルターのチップ面積は大略１〜以下で
あるのに対し、仮に３インチ用液晶表示パネルの場合カ
ラーフィルターの面積は約３０倍である。以上のように
二つのタイプのカラーフィルターはその特性が全く異っ
ており、近年カラーフィルターの高信頼性と低コスト化
が同時に要求されるようになっており、第３のタイプの
カラーフィルターが望まれていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は染色型カラーフィルターの欠点を補い。

かつ大画面カラーフィルターに対しても適用できる比較
的安価な方式として、何楢液中洗有礪顔料を分散させた
着色ワニスを塗布・乾燥後、所望の形状にパターン化し
て、以降順次他の色相の塗膜を形成してカラーフィルタ
ーを製造する方法及びその装置に係わるものであって、
さらに具体的には、第１図、第２図、および第５図に示
す工程、即ち樹脂溶液（１）中に有機顔料（２）を分散
させた着色ワニス（３）をガラス基板（４）上に塗布・
乾燥後、所望の形状にパターン化しく第２図）、所望の
色調の有機顔料（頭及び同じくを酒を順次配置して（第
５図）カラーフィルターを製造する方法及びその装置に
係わる。ここで第２図に示すパターン化の手段として例
えば樹脂溶液（１）としてポリイミド前、・鋸体をもち
いる方式（特開昭６Ｏ−２３７４０３）、同じく感光性
１１４）ＩＩをもちいる方式（特開昭６０−電型カラー
フィルターに比較して耐熱・耐光・耐水・耐薬品のいず
れも優れている。ここで着色ワニス（３）はガラス基板
（４）上に０．６μないし３．０μ厚に有効部分の全面
にわたり均一に塗布する必要がアル。ガラス基板（４）
のワーキングサイズは撮１す用カラーフィルターを製造
する場合で３インチないし５インチの円形ガラスが用い
られ、また液晶用カラーフィルターでは１２インチ角ま
で使用され今後増々犬型化していく。かかるサイズの基
板の全面にわたって、着色ワニスヤ均一に塗布する手段
として一般的に回転塗布方式が最も高い信頼性を得てい
る。

ここで着色ワニス（３）のレオロジーを調べてみると１
例えば第４図のような挙動を示す。即ち、流体にズリ応
力（Ｓｌを加えたとぎ、降伏１ｌＩｔＳｏからズリ速度
ｎが観測され、ズリ応力（Ｓ）を増加していくと構造破
壊が進んでズリ速度（至）は急激に増大する。

（粘度ｔ’２１が低下する）その後ズリ応力（Ｓ）を下
げていりてもズリ速度（Ｄｌは急激には低下せず、新た
な降伏値Ｓ１が出現する。このＳ、は流体を放置してし
ばらくすると徐々にＳＯに近ずいていぎ初期状帳に回復
する、これは明らかに、塑性流体あるいはチキントロピ
ー性流坏としての非ニユートン性流動特性を示し１通常
の鋼鑵浴液１例えはホトレジスト等とは全く異っている
。勿論全ての着色ワニス（３）がかかる非ニュートン性
流坏の特性を示すのではなく液温、顔料の分散状岬、顔
料の大きさ。

膜厚を薄くするのが好ましく１着色ワニス（３）中の有
機顔料１２）の比率を高める事が望ましい。

しかし、有機顔料の含有比率を高めると１着色ワニス（
３）は流動性が低下し、チキントロピー法が顕在化し１
回転塗布性は著しく劣化する。かがるチキソトロピー性
をおびた着色ワニス（３）を通常の回転塗布装置をもち
いて通常の方法で回転塗布すると、第５図に示す様に基
板（３）の中心部即ち回転軸（５）上で膜厚が極端に厚
くなり、到底カラーフィルターとして使うことはできな
い。回転軸（５）の中心では１回軸に伴う外向の遠心力
は発生せず、第４図に示すＳｏ　　以下のズリ応力しか
作用しないので１着色ワニス（３）は外側に拡がること
ができない。

一方回転軸（５）からはずれた点では、遠心力が働いて
着色ワニス（３）が外側に回けて勧き出し、つれて同時
に粘度が急速に低下して増々外側に流動し易くなり、第
５図に示したように中心部の厚い塗膜になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、側脂ｍ液は）中に有機顔料（２）を分散させ
た着色ワニス（３）が、その流動特性として塑性流体な
いしチキソトロピー性流体である場合に１回転塗布する
際に、予め該着色ワニス（３）を基板（４）に滴下後に
基板（４）を水平方向に調速・停止を繰り返すことによ
り、該着色ワニスの粘度を下げた後。

回転塗布する方法及びその装置を提供するものである。

基板（４）を水平方向に急速に加速することによって着
色ワニス（３）に大きなズリ応力を与えることができ、
それにともなって粘度が低下する。第４図からも明らか
なように一度構造破壊が生じると１回復するまでに時間
的なズレが生じるので。

店仮（４）を水平方向に振動させた後に１回転塗布する
ことによって均一な膜厚を得る事ができる。尚基板（４
）を水平方向に振動させる場合の振巾として５０・＋ａ
以下、周期として２０　ＫＨｚ　　以下であって。

振動時間として６０秒間以下でよい。

基板（４）を振動させる目的はあくまで着色ワニス（３
）に対しズリ応力を働かせることであるから、′侍に振
動させる場合の加速度が重要である。

したがっである周期で振動させる場合でも時間Ｔと振動
の変位ｍｙの関係が第６図Ａ、Ｂに示す二つの場合を想
定したとき、明らかに急速加速と急速停止の組合せによ
る撮動であるＡが良好である。

振動終了後１回転塗布開始までの所焚時間は可能な限り
短時間、望ましくは１０秒以内である。以にの方法によ
り着色ワニス（３）を塗布することにより１回転塗布装
置の中心部から外周部にかけて均一に塗布することがで
きた。

次に本発明になる回転塗布装置を第７図を参照しながら
説明すると、該回転塗布装置は基板供給機構図、塗液供
給機構（Ｂ）、基板振動機構（０，基板振動機構（Ｄ）
、基板収納機構（Ｅｌ及び基板搬送機構［Ｆ］から構成
される。ガラス基板（４）は基板ホルダー（６）に納め
られ必要に応じ押し出４　ｆｌｆ　ｔ８）で台（９）Ｃ
てセットされ１次いで搬送機構（Ｆにより基板振動機構
ＦＣ）部に供給される。次に塗液供給１幾構（Ｂ）から
着色ワニス（３）がフィルターａ２を介してガラス基板
（４）に供給され、水平方向（ｙ及びＸ方向）の任意の
方向で該ガラス基板（４）を振動する。

次いで該ガラス基板（４）は搬送機構（′Ｆ１によりた
だちに基板振動機構０））部にセットされ、所定の条件
のもとに回転塗布される。次いで受は台α０にセットし
た後、押し機構０υによって基板収納機構（Ｅ）にセッ
トされた基板ホルダー（力に収納される。勿論第７図に
示した塗布装置は一具体例にすぎず１本発明の骨子であ
る振動機構及び振動機構が具備されていればよい。

以下に実施例に基いて本発明を詳述する。

（実施例１） 東し株式会社製”セミコファイン５Ｐ−９１０“９０．
１ｇに対し顔料及び分散剤をそれぞれ各９０ｇ、ｏ、１
ｇ添加して二本ロールで十分混練して赤・緑・青色ワニ
スを作った。以下に顔料及び分散剤を示す。

（赤色フィルタ用） ■顔料 リオトゲンレッドＧＤ（東洋インキ製造■製Ｃ，Ｉ　、
ピグメントレッド１６８　）　６．７５．９とりオノー
ゲノオレンジＲ（東洋インキ製造■ｇｃ、Ｉ。

ピグメントオレンジ３６　）　２．２５９との混合物■
分散助剤 下記構造式の化合物 ■讐ワｙ−ｈ！＋）−ｙ□ＹＳ（東洋イアヤニ造１掬製
Ｃ，１，ピグメントグリーン５６）６．７５ｇとりオノ
ーゲンエロ−６Ｇ（東洋インキ製造■候Ｃ，１，ピグメ
ントエロー１５４）２．２５ｇぬの混合物 ■分散助剤 下記の銅フタロシアニン＝導＝ ＣｕＰＣｅＳＯ２Ｎ（ＣｔＪＩｙｒ　）２　〕２（青色
フィルター用） ■顔料 リオノールブルーＥＳ（東洋インキ製＠　（ｍ　ＲＣ，
Ｉ　、ピダメントブルー１５　：　６　）　７．２　／
とりオノーゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ製造・、
陶Ｃ，１，ピグメントバイオレット２５　）　１．８　
ｇとの混合物 ■分散助剤 下記の銅フタロシアニン誘導俸 ＣｕＰＣｆＳＯ２ＮＨ（ＣＨ，、）３ＮＨ−Ｑ　］２次
に、　赤色ワニス１０ｇに対しＮ−メチル−２ピロリド
ン（以下Ｎ　Ｍ　Ｐと記す）を２ｇ添加して。

十分攪拌し１００＃Ｘ’１０　ＱｃＬＩＲサイズで１．
１　＋ｍ厚ガラス基板上に滴下した。次に該ガラス基板
を周期２ＨｚｒＦｘ巾３０刷で第８図に示す変位スケジ
ュールで３０秒間振動させ１次に直ちに、１２５０ｒｐ
１１１で６０秒間回転塗布し、６０℃１５分間の乾燥後
１３０℃６０分間プリベークして赤色皮膜を形成した。

ここでガラス基板の中心部と、中心より６０澗はずれた
。ガラス基板の対角線上に於ける膜厚はそれぞれ１．５
μであった。次に該赤色皮膜上にポジ型ホトレジスト東
京応化ｆｆ　’　ＯＦＰ　Ｒ−１１＠２５ｃｐを２００
ＯｒｐｍでスピンナーコートＬ／、８０’（：、３０分
間のプリペーフ後超高圧水銀燈でパターン露光しノンメ
タル現１象液で現１象し、更に該ノンメタル現像液で”
ＯＩ”ＰＲ−ｆｌ’の現家部に露出している該赤色皮膜
をエツチング除去した。

その後キシレン及び酢酸Ｎブチルの１対２混合浴液で’
０ＦＰＲ−Ｉ［を剥模し、２５０°Ｇ３０分間加熱焼成
して赤色フィルターを形成した。次に緑色ワニス１０Ｉ
に対しＮＭＰを４ｇ添加し混合・攪拌して、該赤色フィ
ルター上に１５００　ｒｐｍ６０秒間回転塗布し、以下
赤色ワニスの場合と同様な処理をして、赤色フィルター
に接して緑色フィルターを形成した。

次疋、青色ワニス１０ｇに対しＮ　”、Ｉ　Ｐ　２．５
　ｇを添加し混合攪拌後上記赤色及び緑色フィルター上
に１５０　Ｏｒｐｍ６０秒間回転塗布した。以降赤色ワ
ニスと同様に処理して、青色フィルターを形成した。以
上の全工程後了後２５０’Ｃで６０分間更に６００°Ｃ
，３０分間の加熱焼成してカラーフィルターを製造した
。

（比較例） 実施例１にもちいた赤色ワニスを１００ＴｒｒｒＲＸ１
００調サイズで１．１酎厚ガラス基板上に滴下し、赤色
ワニスが十分に基板上に広がるのを待って。

１２５Ｏｒｐｍ　で６０秒間回転塗布し％６０”Ｑ１５
分間の乾燥後１３０°Ｃ６０分間プリベークして赤色皮
膜を形成した。ここでガラス基板の中心部と。

中心部より６０−はずれたガラス基板の対角線上に於け
る膜厚を計測した。この結果中心部で６μないし１０μ
、中心より３０　ｔｔａｎはずれた点で１．８μであっ
た。中心部で膜厚が犬なる領域は火陥直径５　＋１１１
１の範囲内であった。

（実施例２） 実施例１にもちいた赤色ワニスを１ｏｏｘｘＩ　Ｄ　Ｄ
　ｗＲＸ　１．　ｉ　ｗ厚ガラス基板に滴下し、１辰巾
６１１Ｅ＋１１振動敢５０）Ｉｚの磁気振動板をもちい
て該ガラス基板の対角部を水平方向に１分間振動させた
後。

１２５０　ｒｐｍで６０秒間回転塗布し、６０°０１５
分間の乾燥後１３０℃６０分間プリベークして赤色皮膜
を形成した。ここでガラス基板の中心部ト中心より５０
１１０１１外側でガラス基板の対角、線上に於ける点で
の膜厚はそれぞれ１．５μであり、明らかに撮動の効果
がみられた。

（実施ｆｌＪ３） 実施例１，２と全く同じ材料及びプロセスによって赤色
ワニスをガラス上に滴下した。その後接ガラス基板の端
部を超音波ホーン部で２分間振動させた。このときガラ
ス基板の端部と該超音波ホーンの間に０．５４厚のテフ
ロンシートを挾んだ。

撮動終了後ただちに１２５　Ｏｒｐｍで６０秒間回伝塗
布し、６０°ＣＩ５分間の乾ノ栗後１６０°０６０分間
ブリベーフして赤色皮膜を形成した。ここで実施列１．
２と同様に二つの点廻於げる膜厚を測定した結果、それ
ぞれ１．５μであった。

以上いずれも膜厚測定には触針型ｊ摸厚計を便用した。

（発明の効果） 本発明の回転壁布方法及びその装置は１回転塗布の困難
な塑性流体ないしチキン）ｏピー性流体に対して高品位
な塗膜形成が可能になった。特にｍ脂中に有機顔料を分
散した着色ワニスを用いてｉｎｔ久性の秀れたカラーフ
ィルターを製造する技術的困難さを、解決した。本発明
は、他の塗工分野でも十分応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図【よ、カラーフィルターの製造プロセス
を示す説明図、第４図（よ、着色ワニスの流動特注図、
第５１寿、従来方式の回転塗布方法を示す説明図、第６
図１本発明になる最動を与えるときの状態ヲ示す図、第
７図ｔよ本発明になる回転塗布装置の一例を示す政念図
、第８図Ｉよ実症例にもちいられた振動の様子を示す図
１ゴ＼言０ （１）・・・」脂浴液　　　　・、２）・・・有櫃顔料
（３）・・・着色ワニス　　　（４）・・・基板、６）
（力・・・基板ホルダー　（５）・・・回転軸（８）旧
］・・・−表板押し出し１幾構　（９）ＱＯ）・・・台
■・・・基板供給機構　ｆＢ＋・・・塗夜共給機構（０
・・・振動１幾構　　　（Ｄ・・基板振動機構（Ｅ）・
・・基板収録機構　　（Ｄ・・・基板基搬磯構特許出、
願人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴　木　相　夫 第１図 第・１図 第５図 第８回

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂溶液中に顔料を分散した着色ワニスを基板上
   に供給後、該基板を回転して塗膜を形成する工程におい
   て、該基板を回転する直前に、該基板を水平方向に振動
   させることを特徴とする回転塗布方法。
2. （２）基板を振動させる振巾として、最大５０ｍｍの範
   囲にあって、振動の周期が１Ｈｚから２０ＫＨｚである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転塗布
   方法。
3. （３）樹脂溶液中に顔料を分散した着色ワニスを基板上
   に滴下後、該基板を回転して塗工する装置が、塗液供給
   機構、基板振動機構、および基板回転機構を具備してい
   ることを特徴とする回転塗布装置。