JP2011158625A - カラーフィルターの製造方法およびカラーフィルター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】はじめに、基材70上に赤色着色層用材料71aを塗布し、次に、遮光部分64および赤色着色部分61に対応する領域に赤色着色層用材料71aが残るよう、赤色着色層用材料71aを露光する。その後、赤色着色層用材料71a上に遮光層用材料74aを塗布し、次に、遮光部分64に対応する領域に遮光層用材料74aが残るよう、遮光層用材料74aを露光する。その後、赤色着色層用材料71aおよび遮光層用材料74aを現像して、遮光層74と赤色着色層71とを含む遮光部分64を形成するとともに、赤色着色層71を含む赤色着色部分61を形成する。
【選択図】図1
Description
この場合、前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成した後に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、第3着色層を含む第3着色部分を形成してもよい。
若しくは、前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成する前に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、第3着色層を含む第3着色部分を形成してもよい。
若しくは、前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成する前に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、かつ、前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成した後に、第3着色層を含む第3着色部分を形成してもよい。
図1(a)に示すように、カラーフィルター60は、基材70と、基材70上に所定のパターンで形成された赤色着色層(第1着色層)71と、赤色着色層71上に所定パターンで形成された遮光層74と、赤色着色層71間に形成された緑色着色層(第2着色層)72および青色着色層(第3着色層)73と、を有している。
このうち赤色着色層71に用いられる着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色層72に用いられる着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料もしくはハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。これらの顔料もしくは染料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色層73に用いられる着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの顔料は単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
例えば、ネガ型感光性樹脂としては、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また例えば、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にC=Cなるアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。
また、ポジ型感光性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。
本実施の形態においては、各着色層71,72,73を構成する感光性樹脂として、ネガ型の感光性樹脂が用いられる。
遮光性粒子としては、感光性樹脂に所望の遮光性を付与することができる粒子が用いられ、例えば、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等が用いられる。
遮光層74を構成する感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれにおいても、各着色層71,72,73の場合と同様に、一般的なネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂を用いることができる。
なお、本実施の形態においては、遮光層74を構成する感光性樹脂として、ネガ型の感光性樹脂が用いられる。
次に、図2を参照して、カラーフィルター60を製造するカラーフィルター製造システム1について説明する。図1に示すように、カラーフィルター製造システム1は、複数枚の基材70が収納された複数の基材収納済みのカセット(図示せず)または空のカセット(図示せず)を保管するスタッカークレーン方式のコア装置10と、コア装置10の複数の基材出し入れ位置(基材搬出位置C1および基材搬入位置C2)のそれぞれに接続され、コア装置10内に保管されている基材収納済みのカセット内に収納された基材70に対してカラーフィルター60を製造するための各種の処理を行う複数の処理ライン20,30,40,50とを備えている。なお、コア装置10は水平な設置面上にて直線状に延びるように設置され、各処理ライン20,30,40,50は設置面上にてコア装置10の側部から逆U字状に横方向に張り出すように設置されている。
図2、図3(a)〜(d)、図4(a)〜(e)を参照して、カラーフィルター60の製造工程について説明する。
図3(a)は、カラーフィルター製造システム1の第1着色処理ライン30により実施される処理を示す図であり、図3(b)は、遮光層用処理ライン20により実施される処理を示す図であり、図3(c)は、第2着色処理ライン40により実施される処理を示す図であり、図3(d)は、第3着色処理ライン50により実施される処理を示す図である。図3(a)〜(d)においては、右側に、各処理ラインにおいて実施される処理の手順が示されており、左側に、各処理ラインによる処理が実施された後の、基材70の縦断面図が示されている。
また、図4(a)〜(c)は、第1着色処理ライン30により実施される処理をより詳細に示す図であり、図4(d)〜(e)は、遮光層用処理ライン20により実施される処理をより詳細に示す図である。図4(a)〜(e)においては、右側に、処理中の基材70を上方から見た場合の平面図が示されており、左側に、処理中の基材70の縦断面図が示されている。
次に、図3(a)および図4(a)に示すように、第1着色処理ライン30の塗布装置31により、基材70上に赤色着色層用材料71aを塗布する。赤色着色層用材料71aを基材70上に塗布する方法が特に限られることはなく、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法などを適宜用いることができる。
なお本実施の形態においては、上述のように、赤色着色層用材料71a(赤色着色層71)を構成する感光性樹脂として、ネガ型の感光性樹脂が用いられている。従って、赤色着色層用材料71aを露光する工程においては、遮光部分64および赤色着色部分61に対応する領域に塗布された赤色着色層用材料71aが露光される。また、図4(a)に示すように、マスク81は、遮光部分64および赤色着色部分61に対応する領域に形成された開口部81aと、それ以外の領域に形成された遮蔽部81bと、を有している。
その後、コア装置10のスタッカークレーンにより、露光済みの赤色着色層用材料71aが形成された基材70を、第1着色処理ライン30から遮光層用処理ライン20に搬送する。次に、図3(b)および図4(c)に示すように、遮光層用処理ライン20の塗布装置21により、露光済みの赤色着色層用材料71a上に遮光層用材料74aを塗布する。遮光層用材料74aを塗布する方法が特に限られることはなく、赤色着色層用材料71aの場合と同様に、様々な塗布方法を適宜用いることができる。
なお本実施の形態においては、上述のように、遮光層用材料74a(遮光層用74)を構成する感光性樹脂として、ネガ型の感光性樹脂が用いられている。従って、遮光層用材料74aを露光する工程においては、遮光部分64に対応する領域に塗布された遮光層用材料74aが露光される。また、図4(d)に示すように、マスク84は、遮光部分64に対応する領域に形成された開口部84aと、それ以外の領域に形成された遮蔽部84bと、を有している。
その後、焼成装置26により、形成された赤色着色層71および遮光層74に対して加熱処理が施される。
その後、コア装置10のスタッカークレーンにより、基材70を、遮光層用処理ライン20から第2着色処理ライン40に搬送する。次に、図3(c)に示すように、第2着色処理ライン40により、緑色着色部分62に対応する領域に緑色着色層72を形成する。この場合、遮光層用処理ライン20による処理の場合と同様に、まず、塗布装置41による緑色着色層用材料72aの塗布と、ホットプレート42による加熱と、コールドプレート43による冷却とが行われる。その後、緑色着色層用材料72aに対して、露光装置44による露光と、現像装置45による現像と、焼成装置46による焼成とが行われる。これによって、図3(c)の左側に示すように、緑色着色部分62に対応する領域に緑色着色層72が形成される。
なお、第2着色処理ライン40における各処理は、上述の遮光層用処理ライン20における各処理と略同一であり、詳細な説明は省略する。
その後、コア装置10のスタッカークレーンにより、基材70を、第2着色処理ライン40から第3着色処理ライン50に搬送する。次に、図3(d)に示すように、第3着色処理ライン50により、青色着色部分63に対応する領域に青色着色層73を形成する。この場合も、遮光層用処理ライン20による処理の場合と同様に、まず、塗布装置51による青色着色層用材料73aの塗布と、ホットプレート52による加熱と、コールドプレート53による冷却とが行われる。その後、青色着色層用材料73aに対して、露光装置54による露光と、現像装置55による現像と、焼成装置56による焼成とが行われる。これによって、図3(d)の左側に示すように、青色着色部分63に対応する領域に青色着色層73が形成される。
なお、第3着色処理ライン50における各処理も、上述の遮光層用処理ライン20における各処理と略同一であり、詳細な説明は省略する。
また本実施の形態によれば、カラーフィルター製造システム1において、第1着色処理ライン30に現像装置および焼成装置を設ける必要がない。このため、カラーフィルター製造システム1を構築するためのコストを削減することができる。
なお、光学濃度(OD値、Optical density)とは、光の透過率Tとの間に、“OD値=−logT”で表される関係を有する値のことである。例えば、遮光部分64における光の透過率が0.01の場合、OD値は2となる。また、遮光部分64における光の透過率が0.001の場合、OD値は3となる。すなわち、遮光部分64における光学濃度が高いということは、遮光部分64における光の透過率が小さいことを意味している。
次に、図5(a)〜(d)を参照して、本願発明の効果を比較の形態と比較して説明する。図5(a)〜(d)は、比較の形態におけるカラーフィルター製造方法を示す図である。図5(a)〜(d)に示す比較の形態において、図1乃至図4に示す本実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図6(a)〜(d)を参照して、本実施の形態の変形例におけるカラーフィルター製造方法について説明する。この場合、はじめに、緑色着色部分62に対応する領域に緑色着色層72を形成し(図6(a)参照)、次に、青色着色部分63に対応する領域に青色着色層73を形成する(図6(b)参照)。各着色層72,73を形成する方法は、図1乃至図4に示す本実施の形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。
次に、図7(a)〜(d)を参照して、本実施の形態のその他の変形例におけるカラーフィルター製造方法について説明する。図7(a)〜(d)に示すカラーフィルターの製造方法は、赤色着色層71および遮光層74を形成した後に青色着色層73を形成する点が異なるのみであり、その他の方法は図6(a)〜(d)に示す本実施の形態の変形例の場合と略同一である。このため、本変形例においても、露光済みの赤色着色層用材料71aと、露光済みの遮光層用材料74aとに対して、同時に現像処理を行い、また、同時に焼成処理を行うことができる。このことにより、露光済みの遮光層用材料74aに対する現像処理および焼成処理と、露光済みの赤色着色層用材料71aに対する現像処理および焼成処理とが、それぞれ別個に行われる場合に比べて、カラーフィルター製造方法における現像処理および焼成処理の回数を削減することができる。
若しくは、カラーフィルターは、2色または4色以上の着色層を有していてもよい。この場合、複数色の着色層のうちの1色の着色層は、1回の現像処理により遮光層74とともに形成される。
10 コア装置
20 遮光層用処理ライン
21 塗布装置
22 ホットプレート
23 コールドプレート
24 露光装置
25 現像装置
26 焼成装置
30 第1着色処理ライン
31 塗布装置
32 ホットプレート
33 コールドプレート
34 露光装置
37 バイパスライン
40 第2着色処理ライン
41 塗布装置
42 ホットプレート
43 コールドプレート
44 露光装置
45 現像装置
46 焼成装置
50 第3着色処理ライン
51 塗布装置
52 ホットプレート
53 コールドプレート
54 露光装置
55 現像装置
56 焼成装置
60 カラーフィルター
61 赤色着色部分
62 緑色着色部分
63 青色着色部分
64 遮光部分
70 基材
71 赤色着色層
71a 赤色着色層用材料
72 緑色着色層
72a 緑色着色層用材料
73 青色着色層
73a 青色着色層用材料
74 遮光層
74a 遮光層用材料
81 赤色着色層用材料用マスク
81a マスクの開口部
81b マスクの遮蔽部
84 遮光層用材料用マスク
84a マスクの開口部
84b マスクの遮蔽部
100 カラーフィルター
104 遮光部分
Claims (13)
- 遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分とを有するカラーフィルターを製造する方法において、
基材を準備する工程と、
前記基材上に第1着色層用材料を塗布する工程と、
前記基材の前記遮光部分および前記第1着色部分に対応する領域に前記第1着色層用材料が残るよう、前記第1着色層用材料を露光する工程と、
前記第1着色層用材料上に遮光層用材料を塗布する工程と、
前記基材の前記遮光部分に対応する領域に前記遮光層用材料が残るよう、前記遮光層用材料を露光する工程と、
前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成する工程と、を備えたことを特徴とするカラーフィルター製造方法。 - カラーフィルターは、遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分、第2着色部分および第3着色部分とを有し、
前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成した後に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、第3着色層を含む第3着色部分を形成することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - カラーフィルターは、遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分、第2着色部分および第3着色部分とを有し、
前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成する前に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、第3着色層を含む第3着色部分を形成することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - カラーフィルターは、遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分、第2着色部分および第3着色部分とを有し、
前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成する前に、第2着色層を含む第2着色部分を形成し、
前記第1着色層用材料および前記遮光層用材料を現像して、遮光層と第1着色層とを含む遮光部分を形成するとともに、第1着色層を含む第1着色部分を形成した後に、第3着色層を含む第3着色部分を形成することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - 前記第1着色層用材料は、露光により硬化するネガ型の感光性材料からなり、
前記第1着色層用材料を露光する工程において、前記基材の前記遮光部分および前記第1着色部分に対応する領域に塗布された前記第1着色層用材料が露光されることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - 前記第1着色層用材料は、露光により軟化するポジ型の感光性材料からなり、
前記第1着色層用材料を露光する工程において、前記基材の前記遮光部分および前記第1着色部分に対応する領域以外の領域に塗布された前記第1着色層用材料が露光されることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - 前記遮光層用材料は、露光により硬化するネガ型の感光性材料からなり、
前記遮光層用材料を露光する工程において、前記基材の前記遮光部分に対応する領域に塗布された前記遮光層用材料が露光されることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - 前記遮光層用材料は、露光により軟化するポジ型の感光性材料からなり、
前記遮光層用材料を露光する工程において、前記基材の前記遮光部分に対応する領域以外の領域に塗布された前記遮光層用材料が露光されることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルター製造方法。 - 基材と、基材上に形成された遮光層および第1着色層を有するカラーフィルターにおいて、
カラーフィルターをその法線方向から見た場合、入射した光を遮光する遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分と、に区画され、
前記第1着色部分は、前記基材と、前記基材上に形成された第1着色層とを含み、
前記遮光部分は、前記基材と、前記基材上に形成された第1着色層と、当該第1着色層上に形成された遮光層とを含むことを特徴とするカラーフィルター。 - 基材上に形成された第2着色層および第3着色層をさらに有し、
カラーフィルターをその法線方向から見た場合、入射した光を遮光する遮光部分と、遮光部分間に設けられた第1着色部分、第2着色部分および第3着色部分に区画され、
前記第2着色部分は、前記基材と、前記基材上に形成された第2着色層とを含み、
前記第3着色部分は、前記基材と、前記基材上に形成された第3着色層とを含むことを特徴とする請求項9に記載のカラーフィルター。 - 遮光層と第1着色層とを含む遮光部分と、遮光部分間に設けられ、第1着色層を第1着色部分とを有するカラーフィルターを製造するシステムにおいて、
カラーフィルター用の基材を保管するとともに搬送するコア装置と、
前記コア装置に接続された第1着色処理ラインであって、前記基材上に第1着色層用材料を塗布する塗布装置と、前記基材の前記遮光部分および前記第1着色部分に対応する領域に前記第1着色層用材料が残るよう、前記第1着色層用材料を露光する露光装置と、を有する第1着色処理ラインと、
前記コア装置に接続された遮光層用処理ラインであって、前記基材上に遮光層用材料を塗布する塗布装置と、前記基材の前記遮光部分に対応する領域に前記遮光層用材料が残るよう、前記遮光層用材料を露光する露光装置と、露光済みの前記遮光層用材料を現像する現像装置と、を有する遮光層用処理ラインと、を備え、
前記コア装置は、露光済みの前記第1着色層用材料が形成された前記基材を、前記第1着色処理ラインから前記遮光層用処理ラインに搬送し、
前記遮光層用処理ラインの前記現像装置において、露光済みの前記第1着色層用材と露光済みの前記遮光層用材料とがともに現像されることを特徴とするカラーフィルター製造システム。 - 前記第1着色処理ラインは、露光済みの前記第1着色層用材料を現像する現像装置をさらに有し、
前記第1着色処理ラインには、第1着色処理ラインの前記露光装置を経た前記基材を、第1着色処理ラインの前記現像装置をバイパスして前記コア装置に戻すバイパスラインが設けられていることを特徴とする請求項11に記載のカラーフィルター製造システム。 - 前記第1着色処理ラインは、第1着色処理ラインの前記現像装置を経た基材に対して加熱処理を施す焼成装置をさらに有し、
前記第1着色処理ラインには、第1着色処理ラインの前記露光装置を経た前記基材を、第1着色処理ラインの前記現像装置および前記焼成装置をバイパスして前記コア装置に戻すバイパスラインが設けられていることを特徴とする請求項12に記載のカラーフィルター製造システム。
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