KR20090096327A

KR20090096327A - 화상 형성 방법, 컬러 필터 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20090096327A
Application number: KR1020090018019A
Authority: KR
Inventors: 코레시게 이토; 토시유키 마스다
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2009-09-10
Also published as: CN101526761B; JP5008590B2; CN101526761A; JP2009216779A

Abstract

기판에 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하여 화상을 형성하는 화상 형성 공정과, 화상이 형성된 상기 기판의 화상 형성면에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 치환함으로써 세정하는 제 1 세정 공정과, 상기 세정 후의 상기 기판의 화상 형성면에 또한 상기 세정시의 수압보다 높은 압력으로 순수를 분사하여 잔사를 제거함으로써 세정하는 제 2 세정 공정을 갖는 화상 형성 방법을 제공한다.

화상 형성 방법, 컬러 필터, 표시 장치

Description

화상 형성 방법, 컬러 필터 및 표시 장치{IMAGE FORMING METHOD, COLOR FILTER AND DISPLAY DEVICE }

본 발명은 노광 후의 감광성 수지층을 알칼리 용액에 의해 현상을 행하여 화상을 형성하는 화상 형성 방법, 및 상기 화상 형성 방법을 이용하여 형성된 컬러 필터 및 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치 등에 이용되는 컬러 필터는 최근 안료 분산 레지스트를 기판에 도포하는 방법을 중심으로 발달해 왔다. 단, 이 방법에서는 스핀 도포법 등을 이용하기 때문에 안료 분산 레지스트의 로스가 많고, 균일하게 도포하기 위한 조건 컨트롤도 어렵다는 문제를 갖고 있었다. 그 해결 수단으로서 열가소성 수지층을 갖는 감광성 전사 재료를 이용하는 방법이 제안되어 있다.

감광성 전사 재료를 이용하는 방법에서는 미리 가지지체 상에 균일하게 도포된 감광성 수지층(안료나 감광성 수지를 함유함)을 원하는 기판 상에 전사(라미네이트)하기 때문에 스핀 코터와 같이 감광성 수지가 다량으로 로스될 일이 없고, 막두께도 균일하게 형성할 수 있다. 이 감광성 전사 재료를 이용하는 방법에서는 가지지체 상에 열가소성 수지층을 더 형성함으로써 전사시에 감광성 수지층을 기판 상에 존재하는 요철에 추종시켜 감광성 수지층의 기판 상에서의 두께를 일정하게 유지할 수 있다. 이 경우, 감광성 수지층의 현상 전에 열가소성 수지층을 제거할 필요가 있어서 1% 트리에탄올아민 수용액 등의 현상액으로 처리하거나 하는 방법이 채용되고 있다(이하, 이 공정을 「PD 공정」이라고 할 경우가 있음).

또한, 열가소성 수지층의 제거 후에는 감광성 수지층의 비노광부(비화상부)를 현상 제거하여 패턴을 현재화하기 위해 또한 알칼리 현상액을 이용한 현상 처리가 행해지고 있다(이하, 이 공정을 「CD 공정」이라고 할 경우가 있음). 그 알칼리 현상액으로서, 예를 들면 탄산염과 음이온 계면활성제를 함유하는 알칼리 현상액이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 감광성 수지층의 현상 후에는 감광성 수지층에 함유되어 있는 성분이 현상 잔사로서 기판 상에 잔존하는 경우가 있다. 그 때문에, 이 현상 잔사를 제거할 목적으로 현상 공정 후에 세정제(계면활성제를 주성분으로서 함유하는 현상 잔막 제거용 액)를 이용하여 이 액 중에서 회전 브러시에 의해 마찰시킴으로써 잔사를 세정 제거하는 방법이 제안되어 있다(이하, 이 공정을 「SD 공정」이라고 할 경우가 있음). 이로 인해, 얻어지는 컬러 필터의 현상 잔사가 현저하게 줄어 컬러 필터의 품질이 향상되었다.

최근에는 비용 삭감의 관점으로부터 안료 분산 레지스트를 슬릿 형상 노즐을 이용하여 도포해서 안료 분산 레지스트의 액 절약화를 도모하는 컬러 필터의 제조법(이하, 슬릿 형상 노즐을 이용한 도포를 「슬릿 코트법」이라고 할 경우가 있음)이 제안되어 있다. 그런데, 흑색 패턴용이나 스페이서용 등의 일부의 재료는 슬릿 코트법에서는 줄무늬가 생기기 쉽다는 등의 문제를 포함하고 있다. 그 때문에, 이러한 재료는 전사법으로 기판 상에 형성하고, 그 이외의 재료는 슬릿 코트법으로 형성하는 방법이 알려져 있다. 이렇게 함으로써 생산성 좋게 컬러 필터를 제조할 수 있다고 여겨지고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평05-204164호 공보

상기한 바와 같이 SD 공정을 도입함으로써 현상 잔사의 발생이 현저하게 감소되었지만, 최근에는 기판이 대형화되고, 기판의 대형화에 따라 회전 브러시의 축 길이도 길어지는 경향이 있다. 그 때문에, 브러시 접촉 방식이 약한 부분은 잔사 제거가 불충분해지기 쉬워 브러시의 접촉 얼룩이 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 현상 후의 세정에 있어서 종래 이상으로 보다 정밀도 높은 브러시 관리가 필요해지고 있다.

현상 후의 세정은 상기와 같은 회전 브러시로 행하는 것 외에 초고압 마이크로 제트 등의 고압 분사 장치로 물을 분사하여 잔사를 제거하는 방법도 제안되어 있다. 예를 들면, 기판의 폭 방향으로 복수의 노즐을 배열하여 고압 순수를 분사하여 잔사를 제거함으로써 잔사 제거할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 각 노즐의 분사압의 편차 등에 의해 기판에 줄무늬 형상의 얼룩이 발생해버리는 경우가 있다.

또한, 상기한 바와 같이 흑색 패턴이나 스페이서용 등의 재료를 전사법으로 형성하고, 그 이외의 재료를 슬릿 코트법으로 형성할 경우, 전사법에 의해 화상이 형성된 기판 상의 비화소 영역 등에 현상 잔사가 남아버리면 그 후에 도포할 때에 도포 결함이 발생될 경우가 있다. 또한, 스페이서를 형성할 경우에는 스페이서의 편차가 커져 표시 장치로 했을 때의 표시 얼룩으로 이어질 가능성이 있다는 등의 과제가 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것이다. 상기 상황하 감광성 수지층을 노광 후에 현상하여 화상 형성할 경우에 있어서 현상 잔사의 발생을 억제하면서 현 상 등의 알칼리 처리 후에 있어서의 얼룩의 발생을 억제하여 고품질의 화상(컬러 필터를 포함함)을 형성할 수 있는 화상 형성 방법이 필요시되고 있다. 또한, 현상 잔사 및 얼룩이 저감된 고품질의 컬러 필터 및 표시 장치가 필요시되고 있다.

본 발명은 현상 후의 잔사 제거를 행할 경우에 고압 분사 장치로 순수를 고압 분사하기 전에 미리 고압 분사 장치에 의한 수압보다 낮은, 즉 잔사 제거에 적합하지 않은 저압력(예를 들면 수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°, 및 분사 노즐과 기판면의 거리 50~250㎜일 때에 노즐 분사압 0.5㎫ 이하)으로 기판 상에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 씻어내거나 하여 치환하는 조작을 설정하는 것이 감광성 수지층의 현상 후로부터 잔사 제거까지의 과정에서 생기기 쉬운 얼룩의 발생을 경감할 수 있다는 지견을 얻고, 이러한 지견에 기초하여 달성된 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 구체적 수단은 이하와 같다.

<1> 기판에 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하여 화상을 형성하는 화상 형성 공정과, 화상이 형성된 기판의 상기 화상 형성면에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 치환함으로써 세정하는 제 1 세정 공정과, 상기 세정 후의 상기 기판의 화상 형성면에 상기 세정시의 수압보다 높은 압력으로 순수를 더 분사하여 잔사를 제거함으로써 세정하는 제 2 세정 공정을 갖는 화상 형성 방법이다.

<2> 상기 감광성 수지층이 착색제를 함유하고, 상기 화상으로서 착색된 화상 패턴을 형성함으로써 상기 화상 패턴으로 구성된 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 <1>에 기재된 화상 형성 방법이다.

<3> 상기 화상 형성 공정은 가지지체 상에 적어도 감광성 수지층을 갖는 감광성 전사 재료를 이용하여 상기 기판 상에 감광성 수지층을 전사 형성하는 전사 공정을 포함하고, 기판 상에 전사 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하는 것을 특징으로 하는 상기 <1> 또는 상기 <2>에 기재된 화상 형성 방법이다.

<4> 상기 <1>~<3> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법에 있어서, 감광성 수지층을 현상하는 알칼리 용액은 탄산염 중 적어도 1종과 음이온 계면활성제 중 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다. 탄산염은 나트륨염 및 칼륨염 중 적어도 1종을 함유하고, 나트륨 이온과 칼륨 이온의 함유량의 합이 탄산염 중의 전체 양이온에 대하여 60~100질량%인 것이 바람직하다.

<5> 상기 <1>~<4> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법에 있어서, 제 1 세정 공정은 노즐 분사압 0.5㎫ 이하(수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°, 분사 노즐과 기판면의 거리 50~250㎜)가 되는 압력으로 순수를 공급하여 세정하는 것이 바람직하다.

<6> 또한, 상기 <1>~<5> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법에 있어서, 제 2 세정 공정은 노즐 분사압 2㎫ 이상(수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°, 분사노즐과 기판면의 거리 50~150㎜)이 되는 압력으로 순수를 분사하여 세정하는 것이 바람직하다.

<7> 상기 <1>~<6> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법에 있어서, 제 2 세정 공정은 상기 기판의 화상 형성면의 법선 방향과 순수의 분사 방향이 이루는 각도를 ±0~20°로 하여 세정하는 것이 바람직하다.

<8> 또한, 상기 <1>~<7> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법에 있어서, 제 1 세정 공정에서의 순수의 공급은 분사 노즐(수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°)과 기판면의 거리 50~250㎜일 때에 노즐 분사압 0.5㎫ 이하가 되는 압력으로 행하고, 제 2 세정 공정에서의 순수의 분사는 분사 노즐(수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°)과 기판면의 거리 50~150㎜일 때에 노즐 분사압 3~24㎫가 되는 압력으로 행하는 형태가 보다 바람직하다.

<9> 상기 <2>~<8> 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 방법을 이용하여 형성된 컬러 필터이다.

<10> 상기 <9>에 기재된 컬러 필터를 구비한 표시 장치이다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면 감광성 수지층을 노광 후에 현상하여 화상 형성할 경우에 현상 잔사의 발생을 억제하면서 현상 등의 알칼리 처리 후에 있어서의 얼룩의 발생을 억제하여 고품질의 화상(컬러 필터를 포함함)을 형성할 수 있는 화상 형성 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 현상 잔사 및 얼룩이 저감된 고품질의 컬러 필터 및 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서는 특히, 감광성 수지층의 형성을 감광성 전사 재료를 이용하여 전사에 의해 행할 경우에 현상 후의 완성도 향상(기판 상의 현상 제거된 비화소부 등에서의 잔사나 얼룩의 저감)을 도모할 수 있다. 또한, 세정시에 이용하는 회전 브러시의 정밀도 관리를 엄격하게 행하지 않아도 높은 품질의 화상(컬러 필터 포함함)을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 화상 형성 방법에 대해서 상세하게 설명하고, 상기 설명을 통해 본 발명의 컬러 필터 및 이를 구비한 표시 장치에 대해서도 상술한다.

<화상 형성 방법>

본 발명의 화상 형성 방법은 기판에 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하여 화상을 형성하는 화상 형성 공정과, 화상이 형성된 기판의 화상 형성면에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 치환함으로써 세정하는 제 1 세정 공정과, 제 1 세정 공정에서의 세정 후의 기판의 화상 형성면에 제 1 세정 공정에 있어서의 세정시의 수압보다 높은 압력으로 순수를 더 분사하여 잔사를 제거함으로써 세정하는 제 2 세정 공정을 설정하여 구성된 것이고, 필요에 따라 또 다른 공정을 갖고 있어도 좋다.

본 발명에 있어서는 노광 후의 감광성 수지층을 알칼리 용액으로 현상하여 화상을 형성한 후, 화상이 형성된 기판에 대하여 순수를 고압 분사해서 화상 형성면의 현상 잔사를 제거, 세정하기에 앞서 순수를 이용하여 현상 후에 기판의 화상 형성면에 남아있는 알칼리 용액을 씻어내어 순수로 치환해 두도록 하는 것(즉, 2단계 세정)이고, 그 후에 고압 분사 장치로 잔사 제거할 때에 잔사 제거성을 유지한 채 분사압의 불균일에 의해 생기기 쉬운 얼룩의 발생을 방지할 수 있다. 이로 인해 비화상부의 잔사 및 화상 중의 얼룩이 저감된 고품질의 화상(컬러 필터를 포함함) 을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서 말하는 알칼리 용액은 열가소성 수지층의 제거(상기 PD 공정)용의 알칼리 현상액, 감광성 수지층의 제거(상기 CD 공정)용의 알칼리 현상액, 및 현상 후의 잔사 제거(상기 SD 공정)용의 세정액을 포함하는 것이다.

이하, 본 발명의 화상 형성 방법을 구성하는 각 공정에 대해서 상술한다.

[화상 형성 공정]

화상 형성 공정은 기판에 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액 (이하, 단순히 현상액이라고도 함)에 의해 현상하여 화상을 형성한다. 본 공정에서는 후술하는 바와 같이 기판에 형성된 감광성 수지층을 노광한 후, 노광으로 경화되어 있지 않은 영역을 현상 제거하고, 원하는 노광 패턴을 현재화한다.

현상은 현상액으로서 알칼리 용액을 이용하여 알칼리 용액 중에 침지하는 방법이나 알칼리 용액을 샤워하는 샤워형 처리조에 의해 행할 수 있다. 특히, 기판을 반송하는 반송 기구의 상측에 샤워 노즐이 다수 설치된 샤워형 처리조를 이용하는 방법이 바람직하다. 샤워형 처리조를 이용하면 단시간으로 균일하게 감광성 수지층을 현상하는 것이 가능하다.

샤워형 처리조에 있어서의 노즐로서는 플랫 노즐, 콘형 노즐, 간접 분사 등을 들 수 있다. 특히, 플랫형 노즐을 이용함으로써 샤워의 충돌력에 의해 미노광의 감광성 수지가 탈막적으로 효율적이게 제거될 수 있다.

현상액인 알칼리 용액의 온도는 통상은 실온 부근으로부터 40℃의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 여기에서의 현상은 감광성 수지층을 현상 처리하는 것이지 만, 후술의 감광성 전사 재료를 이용할 경우에는 열가소성 수지층, 중간층, 및 감광성 수지층을 한번에 현상을 행해도 좋다. 바람직하게는 현상 얼룩이나 감광성 수지층의 현상시의 현상액에 의한 층의 열화를 적게 하기 위해 열가소성 수지층 및 중간층을 먼저 용해 제거한 후, 감광성 수지층의 현상을 행한다. 열가소성 수지층 및 중간층의 현상 후에 감광성 수지층의 현상을 행할 경우, 열가소성 수지층 및 중간층의 제거에 사용하는 현상액은 감광성 수지층을 열화시키지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 이 방법은 열가소성 수지층 및 중간층과 감광성 수지층의 용해 속도 차이를 고려하여 현상액을 선택함으로써, 또는 액체 온도, 스프레이압, 마찰시의 압력 등의 현상 처리 조건을 적절히 조합시킴으로써 행할 수 있다.

감광성 수지층 현상(CD 공정)용의 현상액인 알칼리 용액은 탄산염 중 적어도 1종과 음이온 계면활성제 중 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 탄산염은 나트륨염 및/또는 칼륨염을 함유하는 것이 바람직하다. 탄산염이 나트륨염 및/또는 칼륨염임으로써 필요한 pH 영역에서의 완충액을 얻을 수 있다. 또한, 감광성 수지층을 현상할 때에 저잔사 효과를 얻을 수 있다. 탄산염의 양이온으로서는 나트륨 이온 및 칼륨 이온 이외의 다른 양이온을 함유해도 좋다. 다른 양이온으로서는 리튬 이온, 알칼리토류 금속 이온, 암모늄 이온을 들 수 있다. 이렇게 탄산염 중에 나트륨 이온과 칼륨 이온 이외의 양이온이 함유될 경우, 나트륨 이온과 칼륨 이온의 함유량의 합은 탄산염 중의 전체 양이온에 대하여 60질량%~100질량%인 것이 바람직하고, 90질량%~100질량%인 것이 보다 바람직하다. 탄산염은, 예를 들면 리튬염만 또는 암모늄염뿐만 아니라 나트륨염 및/또는 칼륨염을 함 유하면 필요한 pH 영역에서 양호한 완충력을 얻을 수 있고, 또한 양호한 저잔사 효과가 얻어진다.

감광성 수지층을 현상할 때의 탄산염의 농도(이하, 이것을 「현상시 농도」라고 할 경우가 있음)는 0.04~0.5몰/㎏이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06~0.5몰/㎏이며, 가장 바람직하게는 0.08~0.4몰/㎏이다. 탄산염의 현상시 농도는 0.04몰/㎏ 이상이면 저잔사 효과가 양호하고, 0.5몰/㎏ 이하이면 화상(예를 들면, 컬러 필터의 착색 화소)의 엣지 부근에 잔막이 남는 것을 억제할 수 있다.

현상액은 사용 상태보다 진한 액을 제조하여 이것을 수송·저장해두고, 사용시에 적절히 희석하는 것이 비용상 바람직하다. 이러한 관점으로부터는 현상액이 생산된 상태(이하, 이 상태의 현상액의 농도를 「보존시 농도」라고 할 경우가 있음)를 고려하면 탄산염의 보존시 농도는 0.1~1.0몰/㎏이 바람직하다. 탄산염의 보존시 농도는 0.1몰/㎏ 이상이면 비화상부의 저잔사 효과 및 화상 근방의 잔막 억제 효과가 얻어짐과 아울러 비용적으로도 유리하고, 1.0몰/㎏ 이하이면 수송·보존시에 석출물이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 현상액은 보존시 농도가 현상시 농도에 대하여 바람직하게는 2~6배, 보다 바람직하게는 3~6배, 가장 바람직하게는 4~5배이다.

현상액의 현상시 농도에 있어서의 pH로서는 바람직하게는 pH9.3~10.9이고, 보다 바람직하게는 pH9.5~10.7이며, 가장 바람직하게는 pH9.7~10.6이다. pH는 9.3 이상이면 현상 속도를 빠르게 할 수 있어서 스루풋(throughput)이 양호해지고, 또한 양호한 완충력이 얻어진다. 또한, 10.9 이하이면 양호한 잔사 제거성이 얻어지 고, 또한 양호한 완충력을 얻을 수 있다.

상기 음이온 계면활성제로서는, 예를 들면 나프탈렌술폰산 유도체염, 폴리옥시에틸렌나프틸에테르황산염을 바람직하게 들 수 있다.

상기 나프탈렌술폰산 유도체염으로서는 나프탈렌술폰산의 염 및 적어도 1개의 알킬기를 갖는 알킬나프탈렌술폰산의 염으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 알킬나프탈렌술폰산의 알킬기로서는 탄소수 1~6의 치환기를 갖고 있어도 좋은 알킬기가 바람직하고, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기가 보다 바람직하며, 부틸기가 더욱 바람직하다. 알킬나프탈렌술폰산의 알킬기의 치환기 수로서는 1~6이 바람직하고, 1~3이 보다 바람직하다. 나프탈렌술폰산 유도체의 구체예로서는 나프탈렌술폰산, 부틸나프탈렌술폰산, 디부틸나프탈렌술폰산, 트리부틸나프탈렌술폰산을 들 수 있다.

상기 나프탈렌술폰산 유도체염은 각각 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 병용해도 좋지만, 2종 이상을 병용하는 것이 바람직하다. 또한, 나프탈렌술폰산 유도체염으로서는 나트륨염 및/또는 칼륨염이 바람직하다.

현상액은 다른 성분으로서 물과 혼화성의 유기 용제를 함유하고 있어도 좋다.

물과 혼화성의 유기 용제로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 부탄올, 디아세톤알코올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 벤질알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, ε-카프로락톤, γ-부티로락톤, 디메틸포름아미드, 디메틸아세 트아미드, 헥사메틸포스포르아미드, 락트산 에틸, 락트산 메틸, ε-카프로락탐, N-메틸피롤리돈을 들 수 있다. 물과 혼화성인 유기 용제의 현상액 중의 농도는 0.1~40질량%가 일반적이다.

또한, 감광성 전사 재료를 이용할 경우 상기 CD 공정 전에 필요에 따라 열가소성 수지층 및 중간층을 현상 제거하기 위한 알칼리 처리(PD 공정)를 설정할 수 있다.

PD 공정에 이용하는 현상액인 알칼리 용액은 알칸올아민을 함유하는 용액이 바람직하고, 트리에탄올아민 및/또는 디에탄올아민을 함유하는 용액이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서의 화상 형성 공정에서 감광성 전사 재료를 이용한 경우에는 상기 감광성 수지층의 현상(CD 공정) 후에 또한 잔사 제거를 행하기 위한 알칼리 처리(SD 공정)를 설정해도 좋다. 이 경우의 알칼리 용액에는 계면활성제를 주성분으로서 함유하는 현상 잔사 제거용의 알칼리 세정액이 일반적으로 이용된다.

현상 잔사 제거용의 알칼리 세정액으로서는 아세틸렌계 계면활성제, 알킬에테르계 계면활성제, 페녹시옥시알킬렌계 계면활성제, 나프탈렌계 계면활성제로부터 선택되는 적어도 1종의 계면활성제를 함유하는 알카리성 용액이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 화상 형성 공정에서는 상기의 현상 전에 기판 상의 감광성 수지층을 원하는 패턴 형상으로 노광하는 노광 공정을 설정할 수 있다. 이하, 노광 공정에 대해서 설명한다.

노광 공정에서는 기판 상에 형성된 감광성 수지층을 소정의 마스크를 통해 패턴 형상으로 노광(패턴 노광)한다. 패턴 노광에 사용되는 광원은 감광성 수지층의 감광성에 따라 선택된다. 예를 들면, 초고압 수은등, 크세논등, 카본아크등, 아르곤 레이저 등의 공지의 광원을 사용할 수 있다. 일본 특허 공개 평6-59119호 공보에 기재된 바와 같이, 400㎚ 이상의 파장 영역의 광투과율이 2% 이하인 광학 필터 등을 병용해도 좋다. 패턴 노광시의 노광량은 200mJ/㎠ 이하의 범위가 바람직하고, 150mJ/㎠ 이하의 범위가 보다 바람직하며, 더욱 바람직한 범위는 100~40mJ/㎠이다. 특히, 노광량이 150mJ/㎠ 이하인 경우 택트 타임의 단축이라는 점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서의 화상 형성 공정에 있어서 상기 노광 공정 전에는 피노광 대상인 감광성 수지층을 형성하는 공정을 설정할 수 있다. 이 공정에서는 노광·현상되는 감광성 수지층을 감광성 수지층 형성용의 도포액의 도포, 또는 가지지체 상에 감광성 수지층을 갖는 감광성 전사 재료를 이용한 전사 중 어떠한 방법으로 형성해도 좋다. 본 발명의 화상 형성 방법에 있어서는 현상 잔사의 저감 효과 및 고압 분사를 행했을 때의 화상 얼룩의 발생 방지 효과의 향상에 효과적인 점으로부터 감광성 전사 재료를 이용하여 감광성 수지층을 전사 형성하는 전사 공정에 의한 경우가 바람직하다.

감광성 전사 재료, 및 감광성 수지층 형성용의 도포액의 각 성분의 상세한 것은 후술한다.

전사에 의한 경우에는, 예를 들면 가지지체 상에 상기 가지지체측으로부터 순서대로 열가소성 수지, 중간층, 감광성 수지층이 적층된 감광성 전사 재료의 감 광성 수지층의 표면을 기판면에 부착시키고(라미네이트), 가지지체를 박리함으로써 기판 상에 감광성 수지층을 전사 형성한다. 이때, 감광성 전사 재료의 기판면에의 부착은 일반적으로 감광성 전사 재료의 감광성 수지층을 보호하기 위해 미리 설치되어 있는 보호 필름을 제거한 후, 제거에 의해 노출된 감광성 수지층의 표면을 기판면에 중첩시켜 가압, 가열하여 행해진다. 부착에는 라미네이터, 진공 라미네이터, 및 오토 컷 라미네이터 등의 공지의 라미네이터를 사용할 수 있다. 오토 컷 라미네이터는 생산성을 보다 높일 수 있다.

가지지체를 박리하여 부착시킨 후, 소정의 마스크 및 열가소성 수지 및 중간층을 통해 상기와 마찬가지의 노광 공정을 설정함으로써 감광성 수지층을 패턴 형상으로 노광한다.

본 발명에 있어서의 화상 형성 공정에서는 화상으로서 RGB 등의 1색 또는 2색 이상으로 착색된 착색 패턴(예를 들면 착색 화소)을 기판 상에 형성함으로써 상기 화상 패턴으로 구성된 컬러 필터를 형성할 수 있다. 즉, 이 경우에는 본 발명의 화상 형성 방법은 컬러 필터를 제작하는 컬러 필터의 제조 방법으로서 이용할 수 있다.

컬러 필터를 제작할 경우 RGB 등의 착색 화소는 기술(旣述)한 감광성 전사 재료를 이용하여 감광성 수지층을 전사 형성하는 전사법에 의해 형성할 수 있다. 그 중에서도, 바람직하게는 도포시의 도포 결함 발생 방지의 관점으로부터 감광성 전사 재료를 이용하여 블랙 매트릭스 등의 차광 패턴을 형성한 후에 감광성 수지층을 도포에 의해 형성하는 공정을 거쳐 형성한다. 이 경우, 기판 상의 블랙 매트릭 스 등의 차광 패턴이 형성된 측에 착색 화소를 형성하기 위한 감광성 수지층 형성용의 도포액을 상기 차광 패턴의 상측으로부터 도포하고 현상, 노광함으로써 착색 화소를 형성한다. 예를 들면, 적(R), 녹(G), 청(B)의 착색 화소를 형성할 경우, 예를 들면 처음으로 적색 화소를 형성하기 위한 도포액을 도포, 건조시킨 후에 패턴 노광, 현상, 및 가열 처리를 행하여 적색 화소를 형성하고, 이어서 마찬가지로 녹색 화소, 청색 화소를 형성한다. 그 후, 차광 패턴 및 모든 착색 화소(여기에서는 RGB)가 형성된 기판을 재가열함으로써 컬러 필터를 얻을 수 있다.

또한, 형성된 컬러 필터 상에는 감광성 전사 재료를 이용하여 또한 컬러 필터와 이에 대향 배치되는 기판의 거리를 소정 간격으로 유지하기 위한 스페이서재가 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 도포액의 도포는 공지의 도포법에 의해 행할 수 있고, 예를 들면 스피너법, 롤 코터법, 잉크젯법, 슬릿 코터법, 슬릿 스핀법 등을 들 수 있다. 이들 도포법 중에서 액 손실감의 관점에서 슬릿 코터를 이용하는 도포법이 보다 바람직하다. 상기 방법으로서는 일본 특허 공개 2006-23696호 공보의 단락 번호 [0023]에 기재된 슬릿 형상 노즐을 이용한 방법을 참조할 수 있다. 도포법에 의해 형성되는 감광성 수지층의 층 두께는 기판 상의 차광 패턴의 두께에 대응시켜 설정된다.

[제 1 세정 공정]

본 발명의 화상 형성 방법에 있어서는 고압 분사 장치에 의해 잔사 제거하는 후술의 제 2 세정 공정 전에 상기 화상 형성 공정에서 화상 형성된 기판의 화상 형 성면에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 치환함으로써 세정(이하, 수세 린스라고도 함)을 행하는 제 1 세정 공정을 설정한다. 제 1 세정 공정에서의 세정은 후술의 제 2 세정 공정과 같이 현상 후에 기판 상에 잔존하는 잔사를 제거하기에는 적합하지 않은 압력으로 순수를 기판의 화상 형성면에 공급하여 행하는 것이다.

기판 상에 알칼리 용액의 성분이 남은 상태에서 고압 분사 장치에 의해 잔사 제거하면 얼룩이 발생하기 쉽기 때문에 적어도 기판 상에 남아있는 알칼리 용액을 순수로 수세 린스함으로써 이후의 잔사 제거성을 확보하면서 현상 후의 알칼리 용액의 잔존에 의한 얼룩의 발생이 방지된다.

수세 린스의 방법으로서는 기판 상의 잔사를 제거하기에 적합하지 않은 저압력, 바람직하게는 노즐 분사압 0.5㎫ 이하(이때, 수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°, 분사 노즐과 기판면의 거리 50~250㎜)가 되는 압력으로 순수가 기판의 화상 형성면에 공급되는 방법이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 순수를 샤워 노즐이나 슬릿 노즐로부터 기판에 샤워하는 방법이나, 순수 중에 기판을 침지하는 방법 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는 기판을 반송하는 반송 기구 상에 샤워 노즐이 다수 설치된 샤워형 처리조를 이용하는 방법이 바람직하다.

샤워에 이용하는 노즐은 얼룩이 생기지 않는 범위에서 임의로 선택할 수 있지만, 넓은 각도로 분출 가능한 노즐 형상이 얼룩의 발생 방지의 점에서 바람직하다. 기판면 전체에 물이 균등하게 미치도록 펼쳐진 부채형으로 분사되는 분사 노즐이 바람직하고, 이 분사 노즐을 단독으로, 또는 부채가 펼쳐지는 방향으로 복수 배열하여 세정하는 것이 가능하다.

[제 2 세정 공정]

제 2 세정 공정은 상기 제 1 세정 공정에서 세정이 종료된 후의 기판의 화상 형성면에 또한 제 1 세정 공정에서의 세정시에 있어서의 수압보다 높은 압력으로 순수를 분사하여 잔사를 제거함으로써 세정을 행한다.

본 공정에서의 순수의 분사는 제 1 세정 공정에서의 수압보다 높은 압력이면 되지만, 본 공정에서는 기판 상에 잔존하는 잔사를 제거할 수 있는 압력으로 분사 할 필요가 있다는 점에서, 예를 들면 수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°, 및 분사 노즐과 기판면의 거리 50~150㎜일 때에 노즐 분사압 2㎫ 이상이 되는 압력으로 순수를 기판의 화상 형성면에 분사하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 노즐 분사압은 화소 결함 등의 발생이 없이 잔사를 제거할 수 있다는 점에서 2~34㎫이고, 특히 바람직하게는 3~24㎫이다.

고압 분사 장치로서는 초고압 마이크로 제트가 바람직하다. 초고압 마이크로 제트는 기판면으로의 인가 압력이 통상은 20~350kgf/㎠(1.9~34.3㎫)이고, 바람직하게는 30~250kgf/㎠(3.9~24.5㎫)인 것을 가리킨다. 인가 압력은 노즐의 형상에 따라 선정되고, 본 발명에서는 묘목(猫目)형 노즐(단면이 오목렌즈 형상)이 바람직하다.

초고압 마이크로 제트의 분사각은 수세 작용에 큰 영향을 미치는 파라미터이고, 감광성 수지층의 표면에 대한 분사각이 수직(90°)인 경우가 가장 잔사 제거 작용이 강하다. 한편, 비노광부에 있어서의 제거는 단지 잔사 제거 작용이 강한 것 만으로는 불충분하여 기계적인 물의 충격에 의해 불필요한 성분을 기판으로부터 제거하지 않으면 안된다. 그것을 위해서는 순수의 분사 방향은 기판에 대하여 수직 직(90°)이 가장 좋지만, 기판의 법선 방향과 순수의 분사 방향이 이루는 각도를 ±0~20° 정도로 하고, 기판의 진행 방향에 있어서 순수의 착수점의 전방으로부터 또는 후방에 분사해도 좋다.

경제적인 실시 형태로서는 연속 수세를 채용하는 것이 실제적이지만, 그 경우에 감광성 수지층의 폭 방향으로 물이 균등하게 미치도록 펼쳐진 부채형으로 분사되는 분사 노즐을 단독으로, 또는 부채가 펼쳐진 방향으로 복수 배열하고, 그 부채면 형상의 분사 방향에 대하여 직각 방향으로 감광성 수지를 정속 이동시키면서 물의 분사 부분을 통과하는 방법을 채용하여 연속 수세 처리를 행하는 것이 바람직하다. 상기의 분사압, 충격 각도, 수류(水流) 퍼짐 형상 등, 본 발명의 효과를 나타낼 수 있는 고압 분사 장치는 초고압 제트 정밀 세정 시스템 AF 시리즈(아사히 사낙(주)제)를 들 수 있다. 그 중에서도, 상대적으로 고압인 분사용으로는 AF5400S나 AF6200SW가, 상대적으로 저압인 분사용으로는 AF2800Ⅱ가 적합하다. 상기의 분사 인가압, 충격 각도, 및 수류 퍼짐 형상 등을 갖는 장치이면 이 기종에 한정되는 것이 아니고, 본 공정에서의 세정 수단으로서 적용시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는 현상 잔사의 제거성을 유지하면서 현상 후의 얼룩의 발생을 억제하여 고품질의 화상(컬러 필터를 포함함)을 형성하는 관점으로부터 상기 제 1 세정 공정에서의 순수의 공급은 분사 노즐(수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°)과 기판면의 거리 50~250㎜일 때에 노즐 분사압 0.5㎫ 이하가 되는 압력으로 행하고, 상기 제 2 세정 공정에서의 순수의 분사는 분사 노즐(수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°)과 기판면의 거리 50~150㎜일 때에 노즐 분사압 3~24㎫가 되는 압력 으로 행하는 경우가 바람직하다.

본 발명의 화상 형성 방법으로서는 상기 화상 형성 공정 및 세정 공정 후에 필요에 따라 포스트 노광이나 포스트 베이킹(가열 처리)을 행해도 좋다. 전사로부터 포스트 베이킹까지의 조작에 대해서는 일본 특허 공개 2005-3861호 공보의 단락번호 [0067]~[0069], [0072]~[0074]에 기재된 것을 바람직한 예로서 참조할 수 있다.

본 발명의 화상 형성 방법에 의해 형성되는 화상으로서는 적(R), 녹(G) 및 청(B) 등의 착색 패턴(예를 들면 착색 화소), 블랙 매트릭스 등의 차광 패턴, 및 포토 스페이서 등을 들 수 있다. 단, 본 발명에 있어서는 이들로 한정되는 것은 아니다.

(감광성 전사 재료)

다음으로, 감광성 수지층의 형성에 이용하는 감광성 전사 재료에 대해서 약설한다.

감광성 전사 재료는 가지지체 상에 상기 가지지체측으로부터 순서대로 열가소성 수지층, 중간층, 및 감광성 수지층이 형성된 것이 바람직하다. 감광성 전사 재료의 제조는, 예를 들면 일본 특허 공개 2005-3861호 공보의 단락 번호 [0064]~[0066]에 기재된 공정을 설정함으로써 행할 수 있다.

-가지지체-

감광성 전사 재료에 있어서의 가지지체로서는 가요성을 갖고, 가압, 또는 가압 및 가열 하에 있어서도 현저한 변형, 수축 또는 신장이 발생하지 않는 것이 바 람직하다. 그러한 가지지체의 예로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 트리아세트산 셀룰로오스 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있고, 그 중에서도 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 특히 바람직하다.

-열가소성 수지층-

감광성 전사 재료에 있어서의 열가소성 수지층은 피전사체인 기판의 표면에 요철이 존재할 경우에 요철에 추종하도록 쿠션성을 갖게 하는 것이다.

이 열가소성 수지층을 구성하는 성분으로서는 일본 특허 공개 평5-72724호 공보에 기재된 유기 고분자 물질이 바람직하고, 비카(Vicat)법[구체적으로는 미국 재료 시험법 에이에스티엠디(ASTMD)1235에 의한 폴리머 연화점 측정법]에 의한 연화점이 약 80℃ 이하의 유기 고분자 물질로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다.

구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 에틸렌과 아세트산 비닐 또는 그 비누화물 등의 에틸렌 공중합체, 에틸렌과 아크릴산 에스테르 또는 그 비누화물, 폴리염화비닐, 염화비닐과 아세트산 비닐 및 그 비누화물 등의 염화비닐 공중합체, 폴리염화비닐리덴, 염화비닐리덴 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌과 (메타)아크릴산 에스테르 또는 그 비누화물 등의 스티렌 공중합체, 폴리비닐톨루엔, 비닐톨루엔과 (메타)아크릴산 에스테르 또는 그 비누화물 등의 비닐 톨루엔 공중합체, 폴리(메타)아크릴산 에스테르, (메타)아크릴산 부틸과 아세트산 비닐 등의 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 아세트산 비닐 공중합체 나일론, 공중합 나일론, N-알콕시메틸화나일론, N-디메틸아미노화나일론 등의 폴리아미드 수지 등의 유기 고분자를 들 수 있다.

-중간층-

감광성 전사 재료에는 복수의 도포층의 도포시 및 도포 후의 보존시에 있어서의 성분의 혼합을 방지할 목적으로 중간층을 형성하는 것이 바람직하다. 중간층으로서는 일본 특허 공개 평5-72724호 공보에 「분리층」으로서 기재된 산소 차단 기능이 있는 산소 차단층이 바람직하다. 이 경우, 노광시의 감도가 향상되고, 노광기의 시간 부하가 줄어들며, 생산성이 향상된다.

상기 산소 차단층으로서는 낮은 산소 투과성을 나타내고, 물 또는 알칼리 수용액에 분산 또는 용해되는 것이 바람직하며, 공지한 것 중에서 적절히 선택할 수 있다. 이들 중 특히 바람직한 것은 폴리비닐알코올과 폴리비닐피롤리돈을 조합시켜서 함유하는 층이다.

-감광성 수지층-

감광성 수지층은 블랙 매트릭스 등의 차광성이 요구될 경우에는 일본 특허 공개 2005-3861호 공보에 기재된 감광성 흑색 수지층이나, 일본 특허 공개 2004-240039호 공보에 기재된 착색 조성물로 이루어지는 층 등과 마찬가지로 하여 형성할 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등의 착색 패턴(예를 들면, 컬러 필터를 구성하는 착색 화소 등)을 형성할 경우에는 일본 특허 공개 2006-23696호 공보에 기재된 착색 감광성 수지 조성물로 이루어지는 층과 마찬가지로 하여 형성할 수 있다.

RGB 등의 착색 패턴 형성용의 감광성 수지층은 가지지체 상에 적(R), 녹(G) 및 청(B) 등의 원하는 색상에 대응하는 감광성 수지층 형성용의 도포액을 도포하거 나 함으로써 형성할 수 있다. 감광성 수지층 형성용의 도포액의 조제에 이용하는 착색제를 이하에 나타낸다. 도포 방법에 대해서는 기술한 바와 같다.

착색제는 RGB 등의 착색 화소의 색상에 따라 임의의 안료, 염료 등이 선택된다. 착색제로서는 적색, 녹색, 청색, 황색, 자색, 마젠타색, 시안색의 공지의 안료 및 염료를 사용할 수 있다. 바람직한 예로서는 빅토리아 퓨어 블루 BO(C.I. 42595), 아우라민(C.I. 41000), 모노 라이트 옐로우 GT(C.I. 피그먼트 옐로우 12), 퍼머넌트 옐로우 GR(C.I. 피그먼트 옐로우 17), 퍼머넌트 옐로우 HR(C.I. 피그먼트 옐로우 83), 퍼머넌트 카민 FBB(C.I. 피그먼트 레드 146), 호스타 범 레드 ESB(C.I. 피그먼트 바이올렛 19), 퍼머넌트 루비 FBH(C.I. 피그먼트 레드 11), 파스텔 핑크 B 스프래쉬(C.I. 피그먼트 레드 81), 및 모나스트랄 퍼스트 블루(C.I. 피그먼트 블루 15)를 들 수 있다. 또한, 컬러 필터의 형성에 특히 바람직한 안료로서 C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 블루 15:1, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 22, C.I. 피그먼트 블루 60, C.I. 피그먼트 블루 64, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 바이올렛 23 등을 들 수 있다.

상기 안료 및 염료는 일반적으로 5㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하고, 1㎛ 이하가 바람직하다. 컬러 필터를 형성할 경우 바람직한 평균 입경은 0.5 ㎛ 이하이다.

-보호 필름-

가지지체 상의 감광성 수지층 상에는 저장할 때의 오염이나 손상으로부터 보호하기 위해 얇은 보호 필름을 설치하는 것이 바람직하다. 보호 필름은 가지지체와 같거나 또는 유사 재료로 이루어져도 좋지만, 감광성 수지층으로부터 용이하게 분리될 수 있는 것이 이용된다.

보호 필름에 이용하는 재료로서는, 예를 들면 실리콘지, 폴리올레핀 시트 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 시트가 적당하다.

(기판)

기판으로서는 특별히 제한은 없고, 유리판, 수지제의 시트나 필름, 수지 피복지 등의 공지의 기재로부터 소망에 따라 선택할 수 있다. 그 중에서도, 투명성의 기판이 바람직하고, 예를 들면 표면에 산화규소 피막을 갖는 소다 유리판, 저팽창 유리, 논알칼리 유리, 석영 유리판 등의 공지의 유리판, 또는 플라스틱 필름 등을 들 수 있다.

상기 기판은 미리 커플링 처리를 실시해둠으로써 감광성 수지 조성물 또는 감광성 전사 재료와의 사이의 밀착을 양호하게 할 수 있다. 커플링 처리로서는 일본 특허 공개 2000-39033호 공보에 기재된 방법이 바람직하다.

또한, 기판의 막두께로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 700~1200㎛가 일반적으로 바람직하고, 500~1100㎛가 특히 바람직하다.

<컬러 필터>

본 발명의 컬러 필터는 기술한 본 발명의 화상 형성 방법에 의해 형성된 것이고, 착색된 화상 패턴을 가지며, 상기 화상 패턴 상에 스페이서가 설치된 것이어도 좋다. 본 발명의 컬러 필터는 본 발명의 화상 형성 방법에 의해 기술한 바와 같이 순수를 고압 분사하는 제 2 세정 공정 전에 기판 상의 알칼리 용액을 미리 순수로 치환하는 제 1 세정 공정을 설정하는 2단계 세정을 행하여 형성되므로 잔사, 화상 중의 얼룩이나 화소 결함 및 스페이서에서는 높이 편차가 저감된 고품질을 갖고 있다.

<표시 장치>

본 발명의 표시 장치는 기술한 본 발명의 컬러 필터를 구비한 것이고, 그 이외에는 특별히 제한은 없으며, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 표시 장치, EL 표시 장치, CRT 표시 장치 등의 표시 장치 등이 포함된다.

표시 장치의 정의나 각 표시 장치의 설명에 대해서는, 예를 들면 「전자 디스플레이 디바이스(사사키 아키오저, (주)코교 쵸사카이, 1990년 발행)」, 「디스플레이 디바이스(이부키 스미아키저, 산교 토쇼(주) 1989년 발행)」 등에 기재되어 있다.

본 발명의 표시 장치 중 액정 표시 장치가 특히 바람직하다. 액정 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 「차세대 액정 디스플레이 기술(우치다 타츠오 편집, (주) 코교 쵸사카이 1994년 발행)」에 기재되어 있다. 액정 표시 장치에는 특별히 제한은 없고, 예를 들면 상기의 「차세대 액정 디스플레이 기술」에 기재되어 있는 여러가지 방식의 액정 표시 장치에 적용시킬 수 있다. 본 발명은 이들 중에서도 특히 컬러 TFT 방식의 액정 표시 장치에 대하여 유효하다. 컬러 TFT 방식의 액정 표시 장치에 대해서는, 예를 들면 「컬러 TFT 액정 디스플레이(쿄리츠 슛빤(주), 1996년 발행)」에 기재되어 있다. 또한, IPS 등의 횡전계 구동 방식, MVA 등의 화소 분할 방식 등의 시야각이 확대된 액정 표시 장치에도 적용 가능하다. 이들 방식에 대해서는, 예를 들면 「EL, PDP, LCD 디스플레이-기술과 시장의 최신 동향- (도레이 리서치 센터 조사 연구 부문, 2001년 발행)」의 43페이지에 기재되어 있다.

액정 표시 장치는 컬러 필터 이외에 전극 기판, 편광 필름, 위상차 필름, 백라이트, 스페이서, 시야각 보상 필름 등의 여러가지 부재로 구성된다. 이들의 부재에 대해서는, 예를 들면 「'94 액정 디스플레이 주변 재료·케미컬즈의 시장(시마 켄타로, (주)씨엠씨, 1994년 발행)」, 「2003 액정 관련 시장의 현상과 장래 전망(하권)(오모테 료키치, (주)후지 키메라 소우켄, 2003년 발행)」에 기재되어 있다.

본 발명의 표시 장치는 ECB(Electrically Controlled Birefringence), TN(Twisted Nematic), IPS(In-Plane Switching), FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), OCB(Optically Compensatory Bend), STN(Supper Twisted Nematic), VA(Vertically Aligned), HAN(Hybrid Aligned Nematic), GH(Guest Host)와 같은 다양한 표시 모드를 채용할 수 있다.

본 발명의 표시 장치는 본 발명의 컬러 필터를 구비하고 있음으로써 텔레비전, 모니터에 탑재되었을 때에 표시 얼룩이 방지되고, 넓은 색 재현 영역과 고콘트라스트를 발휘할 수 있으며, 노트 PC용 디스플레이나 텔레비전 모니터 등의 대화면의 표시 장치 등에도 바람직하게 이용할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 주지를 초과하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 언급이 없는 한 「부」는 질량 기준이다.

(실시예 1)

[컬러 필터의 제작]

<1. 감광성 농색 조성물의 조제>

-카본블랙 분산액(K-1)의 조제-

하기의 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 이용하여 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3㎜ 지르코니아 비드를 이용한 비드 분산기(상품명:디스퍼맷, GETZMANN사제)에서 8시간 미분산 처리를 실시하여 카본블랙 분산액(K-1)을 얻었다.

<조성>

·카본블랙(컬러 블랙 FW2, 데구사사제) … 26.7부

·분산제(디스파론 DA7500 산값 26 아민값 40, 쿠스모토 카세이(주)제)

… 3.3부

·벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=72/28[몰비]) 공중합체(분자량 30,000, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 50질량% 용액) … 10부

·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 60부

얻어진 카본블랙 분산액(K-1)을 이용하여 하기 표 1의 처방으로 감광성 농색 조성물(CK-1)을 조제했다. 표 1 중의 수치의 단위는 「부」이다.

상기 표 1 중의 각 성분의 상세한 것은 하기하는 바와 같다.

·수지 용액(C-2) : 벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=85/15몰비) 공중합체(Mw10000, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 50질량% 용액)

·UV 경화성 수지(C-3) : 상품명 「사이클로머 P ACA-250」 다이셀 카가쿠 코교(주)제[측쇄에 지환, COOH기, 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분:50질량%)]

·중합성 화합물(C-5) : 상품명 「TO-1382」 토아 고세이(주)제

(디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트의 말단 OH기의 일부를 COOH기로 치환한 5관능의 아크릴로일기를 갖는 모노머가 주성분)

·개시제(C-7) : 상품명 「OXE-02」 치바 스페셜티 케미컬즈사제

·계면활성제(C-8) : 상품명 「메가팩 R30」다이닛폰 잉크 카가쿠 코교(주)제

·용제 : PGMEA=프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

EEP=3-에톡시에틸프로피오네이트

<2. 도포에 의한 블랙 매트릭스의 형성>

-감광성 농색 조성물층의 형성-

얻어진 감광성 농색 조성물(CK-1)을 유리 기판(코닝사제 밀레니엄 0.7㎜ 두께)에 슬릿 코터(형번 HC6000, 히라타 키코우 가부시키가이샤제)를 이용하여 포스트 베이킹 후의 막두께가 1.2㎛가 되도록 슬릿과 유리 기판간의 간격, 토출량을 조절하여 도포 속도 120㎜/초로 도포했다.

-프리베이킹, 노광-

이어서, 핫플레이트를 이용하여 90℃에서 120초간 가열(프리베이킹 처리)을 행한 후, 미러 프로젝션 방식 노광기(형번 MPA-8000, 캐논 가부시키가이샤제)를 이용하여 100mJ/㎠로 노광했다.

-현상-

그 후, 수산화 칼륨계 현상액 CDK-1(후지필름 일렉트로닉스 머티리얼즈(주)제)의 1.0% 현상액(CDK-1을 1부, 순수를 99부 희석한 액, 25℃)으로 샤워압을 0.20㎫로 설정하여 60초간 현상했다. 그 후, 25℃의 순수를 20초간 플랫형 노즐(압력 0.05㎫, 분사각 110°)에서 샤워로 상기 노즐로부터 기판면까지 150㎜ 떨어진 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 분사하여 컬러 필터 기판 상의 현상액 및 세정액을 순수로 씻어내도록 치환했다. 그 후, 초고압 마이크로 제트(제트 정밀 세정 시스템 AF 시리즈 AF6200SW(아사히 사낙(주)제))를 이용하여 4㎫의 압력으로 25℃의 순수를 컬러 필터 기판의 기판면으로부터 100㎜의 거리를 떨어뜨리고, 15초간 고압 분사하여 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 남아있는 잔사를 제거함으로써 블랙 매트릭스 패턴을 얻었다.

-베이킹-

이어서, 220℃의 크린 오븐에서 40분간 포스트 베이킹 처리하여 착색 화소 형성 영역의 개구가 90㎛×200㎛이고, 블랙 매트릭스의 두께가 1.2㎛이며, 블랙 매트릭스의 선폭이 약 25㎛인 격자 형상 블랙 매트릭스 기판을 형성했다. X-Rite 361T(V)(사카타 잉크 엔지니어링(주)제)를 이용하여 형성된 블랙 매트릭스의 광학농도(OD)를 측정한 결과 4.2였다.

<3. 감광성 착색 조성물의 조제>

-3-1. 적색(R)용 감광성 착색 조성물(CR-1)의 조제-

하기 조성의 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 이용하여 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3㎜ 지르코니아 비드를 이용하여 비드 분산기(상품명:디스퍼맷, GETZMANN사제)에서 4시간 미분산 처리를 실시해서 적색(R)용 분산액(R-1)을 얻었다.

<조성>

·Pigment Red 254(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 43㎚) … 11부

·Pigment Red 177(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 58㎚) … 4부

·하기 분산 수지(A-3) … 5부

·분산제(상품명:Disperbyk-161, 빅케미사제)

(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트의 30% 용액) … 3부

·알칼리 가용성 수지 : 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체

[=75/25[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분:50질량%)] … 9부

·용제 B : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 68부

얻어진 적색(R)용 분산액(R-1)을 이용하여 하기 조성의 적색(R)용 감광성 착색 조성물(CR-1)을 조제했다.

<조성>

·상기 적색(R)용 분산액(R-1) … 100부

·에폭시 수지(상품명:EHPE3150, 다이셀 카가쿠 코교사제) … 2부

·중합성 화합물 : 디펜타에리스리톨펜타·헥사아크릴레이트 … 8부

·중합 개시제 : 4-(o-브로모-p-N,N-디(에톡시카르보닐메틸)아미노-페닐)-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진 … 1부

·중합 개시제 : 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1

… 1부

·중합 개시제 : 디에틸티옥산톤 … 0.5부

·중합 금지제 : p-메톡시페놀 … 0.001부

·불소계 계면활성제(상품명:Megafac R30, 다이닛폰 잉크 카가쿠 코교사제)

… 0.01부

·비이온계 계면활성제(상품명:테트로닉 R150, ADEKA사제) … 0.2부

·용제 : 프로필렌글리콜n-부틸에테르아세테이트 … 30부

·용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 100부

-3-2. 녹색(G)용 감광성 착색 조성물(CG-1)의 조제-

하기 조성의 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 이용하여 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3㎜ 지르코니아 비드를 이용한 비드 분산기(상품명:디스퍼맷, GETZMANN사제)에서 8시간 미분산 처리를 실시하여 녹색(G)용 분산액(G-1)을 얻었다.

·Pigment Green 36(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 47㎚) … 11부

·Pigment Yellow 150(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 39㎚) … 7부

·하기 분산 수지(A-3) … 5부

·분산제(상품명:Disperbyk-161, 빅케미사제, 30% 용액) … 3부

·알칼리 가용성 수지:벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체

(=85/15[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분:50질량%)) … 11부

·용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 70부

얻어진 녹색(G)용 분산액(G-1)을 이용하여 하기 조성의 녹색(G)용 감광성 착색 조성물(CG-1)을 조제했다.

·상기 녹색(G)용 분산액(G-1) … 100부

·에폭시 수지 : (상품명)EHPE3150(다이셀 카가쿠 코교사제) … 2부

·중합성 화합물 : 펜타에리스리톨의 테트라(에톡시아크릴레이트) … 2부

·중합 개시제 : 1,3-비스트리할로메틸-5-벤조옥소란트리아진 … 2부

… 1부

·중합 개시제 : 디에틸티옥산톤 … 0.5부

·중합 금지제 : p-메톡시페놀 … 0.001부

·불소계 계면활성제(상품명:Megafac R08, 다이닛폰 잉크 카가쿠 코교사제) … 0.02부

·비이온계 계면활성제(상품명:에뮬겐 A-60, 카오사제) … 0.5부

·용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 120부

·용제 : 프로필렌글리콜n-프로필에테르아세테이트 … 30부

-3-3. 청색(B)용 감광성 착색 조성물(CB-1)의 조제-

하기 조성의 각 성분을 3000rpm의 조건으로 호모지나이저를 이용하여 1시간 교반했다. 얻어진 혼합 용액을 0.3㎜ 지르코니아 비드를 이용하여 비드 분산기(상품명:디스퍼맷, GETZMANN사제)에서 4시간 미분산 처리를 실시해서 청색(B)용 분산액(B-1)을 얻었다.

<조성>

·Pigment Blue 15:6(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 55㎚) … 14부

·Pigment Violet 23(SEM 관찰에서의 평균 입자 지름 61㎚) … 1부

·하기 분산 수지(A-3) … 5부

·분산제(상품명:Disperbyk-161, 빅케미사제, 30% 용액) … 3부

·알칼리 가용성 수지 : 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체 … 4부

(=80/20[몰비] 공중합체, 분자량 30,000, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분:50질량%))

·용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 73부

얻어진 청색(B)용 분산액(B-1)을 이용하여 하기 조성의 청색(B)용 감광성 착색 조성물(CB-1)을 조제했다.

<조성>

·상기 청색(B)용 분산액(B-1) … 100부

·알칼리 가용성 수지 : 벤질메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체 … 7부

·에폭시 수지 : 셀록사이드 2080(상품명;다이셀 카가쿠 코교사제) … 2부

·UV 경화성 수지 : 사이클로머 PACA-250(상품명;다이셀 카가쿠 코교사제)

(측쇄에 지환, COOH기, 및 아크릴로일기가 있는 아크릴계 공중합체, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 용액(고형분:50질량%) … 4부

·중합성 화합물 : 디펜타에리스리톨펜타·헥사아크릴레이트 … 12부

·중합 개시제 : 1-(9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일)-1-(o-아세틸옥심)에탄온 … 3부

·중합 금지제 : p-메톡시페놀 … 0.001부

·비이온계 계면활성제(상품명:에뮬겐 A-60, 카오사제) … 1.0부

·용제 : 3-에톡시프로피온산 에틸 … 20부

·용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 … 150부

<4.분산 수지(A-3)의 합성>

(1. 연쇄 이동제(A3)의 합성)

디펜타에리스리톨헥사키스(3-메르캅토프로피오네이트)[DPMP;사카이 카가쿠 코교(주)제](하기 화합물(33)) 7.83부, 및 흡착 부위를 갖고 또한 탄소-탄소 2중 결합을 갖는 하기 화합물(m-6) 4.55부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르 28.90부에 용해시키고, 질소 기류하 70℃로 가열했다. 이것에 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)[V-65, 와코 쥰야쿠 코교(주)제] 0.04부를 첨가하여 3시간 가열했다. 또한, V-65를 0.04부 첨가하여 질소 기류하 70℃에서 3시간 반응시켰다. 실온까지 냉각시킴으로써 이하에 나타내는 메르캅탄 화합물(연쇄 이동제(A3))의 30% 용액을 얻었다.

(2. 분산 수지(A-3)의 합성)

상기한 바와 같이 하여 얻어진 연쇄 이동제(A3)의 30% 용액 4.99부, 메타크릴산 메틸 19.0부, 메타크릴산 1.0부, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르 4.66부의 혼합 용액을 질소 기류하 90℃로 가열했다. 이 혼합 용액을 교반하면서 2,2'-아조비스이소낙산 디메틸[V-601, 와코 쥰야쿠 코교(주)제] 0.139부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.36부, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 9.40부의 혼합 용액을 2.5시간에 걸쳐 적하했다. 적하 종료하고나서 90℃에서 2.5시간 반응시킨 후, 2,2'-아조비스이소낙산 디메틸 0.046부, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 4.00부의 혼합 용액을 투입하여 2시간 더 반응시켰다. 반응액에 프로필렌글리콜모노메틸에테르 1.52부, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 21.7부를 첨가하여 실온까지 냉각시킴으로써 특정 분산 수지(A-3)(폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량 24000)의 용액(특정 분산 수지 30질량%, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 21질량%, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 49질량%)을 얻었다.

이 특정 분산 수지(A-3)의 산값은 48㎎/g이었다. 분산 수지(A-3)의 구조를 이하에 나타낸다.

<컬러 필터의 제작>

-감광성 착색 조성물층의 형성-

얻어진 적색(R)용 감광성 착색 조성물(CR-1)을 상기 블랙 매트릭스 기판의 블랙 매트릭스 형성면측에 도포했다. 구체적으로는, 감광성 농색 조성물층을 형성하는 경우와 마찬가지로 포스트 베이킹 후의 감광성 착색 조성물층의 층 두께가 약 2.1㎛가 되도록 슬릿과 블랙 매트릭스 기판간의 간격, 토출량을 조절하여 도포 속도 120㎜/초로 도포했다.

-프리베이킹, 노광-

이어서, 핫플레이트를 이용하여 100℃에서 120초간 가열(프리베이킹 처리)을 행한 후, 미러 프로젝션 방식 노광기(형번 MPA-8000, 캐논 가부시키가이샤제)를 이 용하여 90mJ/㎠로 노광했다. 또한, 노광 패턴과 블랙 매트릭스의 중첩(노광 중첩량)이 8.0㎛가 되도록 마스크 패턴과 노광기를 설정했다.

-현상, 베이킹-

그 후, 수산화 칼륨계 현상액 CDK-1(후지 필름 일렉트로닉스 머티리얼즈(주)제)의 1.0질량% 현상액(CDK-1을 1부, 순수를 99부 희석한 액, 25℃)으로 샤워압을 0.2㎫로 설정하여 45초 현상했다. 그 후, 25℃의 순수를 20초간 플랫형 노즐(압력 0.05㎫, 분사각 110°)에서 샤워로 상기 노즐로부터 기판면까지 150㎜ 떨어진 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 분출하여 컬러 필터 기판 상의 현상액 및 세정액을 순수로 씻어내도록 치환했다. 그 후, 초고압 마이크로 제트(제트 정밀 세정 시스템 AF 시리즈, AF6200SW(아사히 사낙(주)제))를 이용하여 4㎫의 압력에서 25℃의 순수를 컬러 필터 기판의 기판면으로부터 100㎜의 거리를 떨어지게 해서 15초간 고압 분사하여 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 남아있는 잔사를 제거했다. 이어서, 220℃의 크린 오븐에서 30분간 포스트 베이킹 처리하여 열처리 완료된 적색 화소를 형성했다.

이어서, 적색(R)용 감광성 착색 조성물(CR-1)을 녹색(G)용 감광성 착색 조성물(CG-1)로 바꾼 것 이외에는 마찬가지로 하여 상기의 감광성 착색 조성물층의 형성, 프리베이킹, 노광, 현상, 및 베이킹을 순차 행해서 녹색 화소를 형성했다. 또한, 적색(R)용 감광성 착색 조성물(CR-1)을 청색(B)용 감광성 착색 조성물(CB-1)로 바꾼 것 이외에는 마찬가지로 하여 청색 화소를 형성하고, RGB 3색으로 이루어지는 컬러 필터를 얻었다.

다음으로, 얻어진 컬러 필터의 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소, 및 블랙 매트릭스 상에 또한 ITO(Indium Tin Oxide)의 투명 전극을 스퍼터링에 의해 형성했다. 이하, 이것을 「컬러 필터 기판」이라고 칭한다.

[스페이서의 제작]

<스페이서용 감광성 전사 필름의 제작>

두께 75㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 가지지체(PET 가지지체) 상에 하기 처방 A로 이루어지는 열가소성 수지층용 도포액을 도포, 건조시켜 건조층 두께 16.5㎛의 열가소성 수지층을 형성했다.

[열가소성 수지층용 도포액의 처방 A]

·메틸메타크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산(=55/11.7/4.5/28.8[몰비], 중량 평균 분자량 90,000) 공중합체 … 25.0부

·스티렌/아크릴산(=63/37[몰비], 중량 평균 분자량 8,000) 공중합체 … 58.4부

·2,2-비스[4-(메타크릴옥시폴리에톡시)페닐]프로판 … 39.0부

·하기 계면활성제 1 … 10.0부

·메탄올 … 90.0부

·1-메톡시-2-프로판올 … 51.0부

·메틸에틸케톤 … 700부

* 계면활성제 1

·하기 구조물 1 … 30%

·메틸에틸케톤 … 70%

이어서, 형성한 열가소성 수지층 상에 하기 처방 B로 이루어지는 중간층용 도포액을 도포, 건조시켜 건조층 두께 1.5㎛의 중간층을 적층했다.

[중간층용 도포액의 처방 B]

·폴리비닐알코올 … 3.22부

(PVA-205, 비누화율 80%, (주)크라레제)

·폴리비닐피롤리돈 … 1.49부

(PVP K-30, 아이에스피 재팬(주)제)

·메탄올 … 42.3부

·증류수 … 524부

이어서, 형성된 중간층 상에 또한 하기 표 2에 나타내는 처방 C1로 이루어지는 감광성 수지층용 도포액을 도포, 건조시켜 건조층 두께 4.1㎛의 감광성 수지층을 적층했다.

또한, 상기 표 2에 기재된 처방 중의 각 조성의 상세한 것은 이하와 같다.

* 안료

·실리카졸의 30% 메틸이소부틸케톤 분산물(상품명:MIBK-ST, 닛산 카가쿠 코교(주)제)

* 바인더 1

·메타크릴산/알릴메타크릴레이트 공중합체(=20/80[몰비], 질량 평균 분자량 36000)

* DPHA액(중합성 모노머)

·디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 … 76부

(상품명:KAYARAD DPHA, 니혼 카야쿠(주)제)

·프로필렌글리콜모노메틸에테르 … 24부

* 소색 염료

·빅토리아 퓨어 블루 BOH-M(호도가야 카가쿠(주)제)

* 계면활성제 2

·C₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂(40부)와 H(O(CH₃)CHCH₂)₇OCOCH=CH₂(55부)와 H(OCH₂CH₂)₇OCOCH=CH₂(5부)의 공중합체[중량 평균 분자량:3만] … 30부

·메틸에틸케톤 … 70부

이상과 같이 하여 PET 가지지체/열가소성 수지층/중간층/감광성 수지층의 적층 구조(3층의 합계 층 두께는 22.1㎛)로 구성한 후, 감광성 수지층의 표면에 또한 커버 필름으로서 두께 12㎛의 폴리프로필렌제 필름을 가열·가압해서 부착하여 스페이서용 감광성 전사 필름을 제작했다.

<스페이서의 제작>

얻어진 스페이서용 감광성 전사 필름의 커버 필름을 박리하여 노출된 감광성 수지층의 표면을 상기에서 제작한 ITO막이 스퍼터 형성된 컬러 필터 기판의 ITO막상에 중합시키고, 라미네이터 Lamic Ⅱ형[(주)히타치 인더스트리즈제]을 이용하여 선압 100N/㎝, 130℃의 가압·가열 조건 하에서 반송 속도 2m/분으로 부착시켰다. 그 후, PET 가지지체를 열가소성 수지층과의 계면에서 박리 제거하여 감광성 수지층을 열가소성 수지층 및 중간층과 함께 전사했다.

다음으로, 초고압 수은등을 갖는 프록시미티형 노광기((주)다이닛폰 카켄제)를 이용하여 마스크(화상 패턴을 갖는 석영 노광 마스크)와, 상기 마스크와 열가소성 수지층이 서로 마주하도록 배치된 컬러 필터 기판을 대략 평행하게 수직으로 세운 상태에서 마스크면과 감광성 수지층의 중간층에 접하는 측의 표면 사이의 거리를 40㎛로 하고, 마스크를 통해 열가소성 수지층측으로부터 노광량 60mJ/㎠로 프록시미티 노광했다.

다음으로, 트리에탄올아민계 현상액[트리에탄올아민 30% 함유, 상품명:T-PD2(후지 필름(주)제)를 순수로 12배(T-PD2를 1부와 순수 11부의 비율로 혼합)로 희석한 액]을 30℃에서 50초간 플랫 노즐 분사압 0.04㎫로 샤워 현상하여 열가소성 수지층과 중간층을 제거했다(PD 공정). 이어서, 이 유리 기판의 상면에 에어를 분출하여 액을 제거한 후, 순수를 샤워에 의해 10초간 분출하여 순수 샤워 세정하고, 에어를 분출하여 기판 상의 액 저류를 줄였다.

이어서, 탄산 Na계 현상액[0.38몰/리터의 탄산수소나트륨, 0.47몰/리터의 탄산 나트륨, 5%의 디부틸나프탈렌술폰산 나트륨, 음이온 계면활성제, 소포제, 및 안정제 함유; 상품명:T-CD1(후지 필름(주)제)을 순수로 10배로 희석한 액]을 이용하여 29℃에서 30초간 플랫형 노즐 분사압 0.15㎫로 샤워 현상하여 스페이서의 패턴상을 얻었다(CD 공정).

이어서, 세정제[비이온 계면활성제·소포제·안정제 함유; 상품명:T-SD3(후지 필름(주)제)]를 순수로 10배로 희석한 액을 이용하여 33℃에서 20초간 플랫형 노즐 분사압 0.02㎫로 샤워로 분출하여 형성된 패턴상의 주변의 잔사 제거를 행했다(SD 공정).

잔사 제거를 종료한 후, 25℃의 순수를 20초간 플랫형 노즐(압력 0.05㎫, 분사각 110°)에서 샤워로 상기 노즐로부터 기판면까지 150㎜ 떨어진 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 분출하여 컬러 필터 기판 상의 현상액 및 세정액을 순수로 씻어내도록 치환했다. 그 후, 초고압 마이크로 제트(제트 정밀 세정 시스템 AF 시리즈 AF6200SW(아사히 사낙(주)제))를 이용하여 8㎫의 압력으로 25℃의 순수를 컬러 필터 기판의 기판면으로부터 100㎜의 거리를 떨어지게 하여 15초간 고압 분사해서 컬러 필터 기판의 화소 형성면에 남아있는 잔사를 제거함으로써 스페이서 패턴을 얻었다.

다음으로, 스페이서 패턴이 형성된 컬러 필터 기판을 230℃ 하에서 30분간 가열 처리(포스트 베이킹)를 행하여 스페이서를 형성했다.

[액정 표시 장치의 제작]

스페이서가 형성된 컬러 필터 기판을 이용하여 컬러 필터의 착색 화소군의 주위를 둘로싸도록 설치된 블랙 매트릭스 바깥 테두리선에 상당하는 위치에 자외선 경화 수지의 밀봉제를 디스펜서 방식에 의해 도포하고, MVA 모드용 액정을 적하하여 대향 기판과 부착시키며, 부착된 기판을 UV 조사한 후 열처리하여 밀봉제를 경화시켰다. 이렇게 하여 액정 셀을 제작했다. 이 액정 셀의 양면에 (주)산릿츠제의 편광판 HLC2-2518을 부착하고, 이어서 냉음극관의 백라이트를 구성하여 편광판이 설치된 액정 셀의 배면이 되는 측에 배치해서 액정 표시 장치로 했다.

(실시예 2)

실시예 1의 「스페이서의 제작」에 있어서 T-SD3을 순수로 10배로 희석한 액을 이용하여 잔사의 제거를 행할 때에 나일론모를 갖는 회전 브러시를 이용하여 스페이서 패턴을 마찰시켜 잔사 제거를 행하도록 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 스페이서를 형성하고, 또한 액정 표시 장치를 제작했다.

(비교예 1)

실시예 1의 「스페이서의 제작」에 있어서 T-SD3을 순수로 10배로 희석한 액을 이용하여 패턴상의 주변의 잔사 제거를 종료한 후, 기판 상의 현상액 및 세정액을 순수로 치환하지 않고 순수를 고압 분사하여 컬러 필터 기판 상의 잔사를 제거한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 스페이서를 형성하고, 또한 액정 표시 장치를 제작했다.

(비교예 2)

실시예 2의 「스페이서의 제작」에 있어서 T-SD3을 순수로 10배로 희석한 액을 이용하여 잔사의 제거를 종료한 후, 기판 상의 현상액 및 세정액을 순수로 치환하지 않고 순수를 고압 분사하여 컬러 필터 기판 상의 잔사를 제거한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여 스페이서를 형성하고, 또한 액정 표시 장치를 제작했다.

(평가 1)

상기 실시예 및 비교예에서의 스페이서의 제작에 있어서 현상시에 발생한 현상 얼룩의 발생 상황을 육안 검사로 관찰함과 아울러 스페이서 주변부의 잔사, 화소의 결함(깨짐이나 흔들림)의 발생 상황을 광학 현미경에 의해 관찰하고, 하기의 평가 기준에 따라 평가했다. 평가 결과는 하기 표 3에 나타낸다.

<평가 기준>

A : 잔사, 화소 결함의 발생이 전혀 발견되지 않음.

B : 잔사, 화소 결함의 발생이 미미하게 발견됨.

C : 잔사, 화소 결함의 발생이 약간 발견됨.

D : 잔사, 화소 결함의 발생이 비교적 많이 발견됨.

E : 잔사, 화소 결함의 발생이 화소의 도처에 발견됨.

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 고압 분사 장치에 의해 순수를 분사시키기 전에 기판 상의 현상액 및 세정제를 순수로 치환한 실시예에서는 현상 얼룩과 현상 잔사, 화소 결함을 억제할 수 있었다. 이에 대하여, 비교예에서는 특히 고압 분사에 의한 얼룩의 발생이 발견되고, 화소 결함의 점에서도 뒤떨어져 있었다.

(평가 2)

실시예 1~2 및 비교예 1~2에서 제작한 액정 표시 장치를 이용하여 비교예의 액정 표시 장치와 비교함으로써 실시예의 액정 표시 장치를 평가한 결과, 양호한 표시 특성을 나타내는 것이 확인되었다.

일본 출원 2008-057730의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원, 및 기술 규격은 각각의 문헌, 특허출원, 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적이고, 또한 각각 기재된 경우와 같은 정도로 본 명세서 중에 참조에 의해 도입된다.

Claims

기판에 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하여 화상을 형성하는 화상 형성 공정;

화상이 형성된 기판의 상기 화상 형성면에 잔존하는 알칼리 용액을 순수로 치환함으로써 세정하는 제 1 세정 공정; 및

상기 세정 후의 상기 기판의 화상 형성면에 상기 세정시의 수압보다 높은 압력으로 순수를 더 분사하여 잔사를 제거함으로써 세정하는 제 2 세정 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 감광성 수지층이 착색제를 함유하고, 상기 화상으로서 착색된 화상 패턴을 형성함으로써 상기 화상 패턴으로 구성된 컬러 필터를 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 화상 형성 공정은 가지지체 상에 적어도 감광성 수지층을 갖는 감광성 전사 재료를 이용하여 상기 기판 상에 감광성 수지층을 전사 형성하는 전사 공정을 포함하고, 상기 기판 상에 전사 형성된 감광성 수지층을 노광 후에 알칼리 용액에 의해 현상하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 감광성 수지층을 현상하는 알칼리 용액은 탄산염 중 1종 이상과 음이온 계면활성제 중 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 탄산염은 나트륨염 및 칼륨염 중 1종 이상을 함유하고, 나트륨 이온과 칼륨 이온의 함유량의 합이 탄산염 중의 전체 양이온에 대하여 60~100질량%인 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세정 공정은 노즐 분사압 0.5㎫ 이하(수온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°, 분사 노즐과 기판면의 거리 50~250㎜)가 되는 압력으로 순수를 공급하여 세정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 세정 공정은 노즐 분사압 2㎫ 이상(수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°, 분사 노즐과 기판면의 거리 50~150㎜)이 되는 압력으로 순수를 분사하여 세정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 세정 공정은 상기 기판의 화상 형성면의 법선 방향과 순수의 분사 방향이 이루는 각도를 ±0~20°로 하여 세정하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 세정 공정에서의 순수의 공급은 분사 노즐(수 온 5~40℃, 노즐 분사각 0~180°)과 기판면의 거리 50~250㎜일 때에 노즐 분사압 0.5㎫ 이하가 되는 압력으로 행하고, 상기 제 2 세정 공정에서의 순수의 분사는 분사 노즐(수온 5~40℃, 노즐 분사각 35~165°)과 기판면의 거리 50~150㎜일 때에 노즐 분사압 3~24㎫가 되는 압력으로 행하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
제 2 항에 기재된 화상 형성 방법을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
제 10 항에 기재된 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.