JP4539336B2

JP4539336B2 - カラーフィルタ基板の現像方法及び現像装置

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Publication number: JP4539336B2
Application number: JP2005006057A
Authority: JP
Inventors: 幸太抜水
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: JP2006195127A

Description

本発明は、カラーフィルタ基板の現像処理に関するものであり、特に、基板の横幅が規定寸法より大きな基板を用いても、基板両端部の現像を良好に行うことのできるカラーフィルタ基板の現像方法及び現像装置に関する。

カラーフィルタ基板は液晶ディスプレイ装置の分野にて広く用いられている。
このカラーフィルタ基板は通常赤色、緑色、青色の着色画素を複数個、透明基板上に配列したものである。そして、コントラストの良好な画面を得るために、カラーフィルタ基板のこれら着色画素間に黒色のブラックマトリックスを形成している。

上記カラーフィルタ基板の形成方法の一例を図２（ａ）〜（ｄ）により説明する。先ず、ガラス等の透明基板（１）上に遮光層となるブラックマトリックス（２）を形成する（図２（ａ））。次に、ブラックマトリックス（２）を形成した透明基板（１）上に赤色の着色感光性樹脂組成物を塗布し、フォトマスクを介して露光をおこなった後、現像、水洗、乾燥を行い赤色の着色樹脂層（３）を着色画素として形成する（図２（ｂ））。
２色目以降も同様にして、緑色、青色の着色樹脂層（４）、（５）を着色画素として形成し（図２（ｃ）、（ｄ））、カラーフィルタ基板とするものである。

上記着色画素の形成において、未露光部の着色感光性樹脂組成物の除去方法として、例えば、アルカリ現像液をシャワー状にして透明基板上に噴射し、未露光部の着色感光性樹脂組成物を溶解、除去し、次に低圧スプレーを用いて純水を透明基板上に噴射し、未露光部の着色感光性樹脂組成物の残渣を除去する方法が用いられている。

図１は、カラーフィルタ基板用の現像装置の一例を示す断面図である。図１に示すように、カラーフィルタ基板用の現像装置は、搬入装置（１０）、現像槽（２０）、エアーナイフ（２２）、リンス槽（３０）、残渣除去槽（４０）、エアーナイフ（４２）、搬出装置（５０）、及び基板を搬送しながら現像、リンス、残渣除去の各々の処理を行わせるコンベア装置（６０）で構成されている。
現像槽（２０）内にはスプレー機構（２１）、リンス槽（３０）内には低圧スプレー機構（３１）、残渣除去槽（４０）内にはノズルスプレー機構（４１）が設けられている。尚、図１において、符号（１１）は現像前の基板を示している。

図３は、図１に示すスプレー機構（２１）を拡大して示す側面図である。また、図４は、図１における現像槽（２０）上方からの、現像槽（２０）内部でのスプレー機構（２１）の配置を示す平面図である。
図３及び図４に示すように、スプレー機構（２１）は、スプレー機構（２１）の下方にて進行する基板に現像液を噴射するノズル（２３）と、内部に配管の役目をする流路が形成されており、外部の下方に複数のノズルを取り付ける接続口を備えたマニホールド（集合管）（２４）で構成されている。
また、マニホールド（２４）の上部には、外部から現像液を供給する配管（図示せず）を接続する取り入れ口（２５）が設けられている。

ノズル（２３）は、マニホールド（２４）の長手方向の下部に、一定間隔（Ｌ３）で直線上に複数個が設けられており、取り入れ口（２５）は、例えば、長手方向の中央部の上部に設けられている。
現像槽（２０）内部でのスプレー機構（２１）の配置は、白太矢印で示す基板の進行方向
とスプレー機構（２１）の長手方向を平行且つ水平にして、基板の進行方向と直角な横幅方向に複数個が一定間隔（Ｌ４）で平行に設けられている。
従って、ノズル（２３）の配列は、基板の進行方向及び横幅方向で、各々一定間隔（Ｌ３、Ｌ４）を有した配列となっている。

例えば、基板サイズ６８０ｍｍ×８８０ｍｍ用の現像槽においては、１個のスプレー機構（２１）に約１０個のノズル（２３）が設けられており、スプレー機構（２１）は約１０個程度、すなわち、１００個程度のノズル（２３）が各々一定間隔を有した配列となっている。
このようなスプレー機構を有する現像槽（２０）での基板の有効幅（規定寸法）は、符号（Ｌ１）で示すスプレー機構（２１）の配置の両端間の距離に略等しい。従って、有効幅（規定寸法）以下のサイズを有する基板を用いた現像処理においては、未露光部の着色感光性樹脂組成物は均一に除去され、基板の全面で良好な現像が行われる。

ところが、現像装置は一般に、上記基板の規定寸法（Ｌ１）に対して、寸法に余裕幅（Ｌ２）をもたせて製作されているので、規定寸法より多少大きな基板であっても、現像処理を行うことができる。
カラーフィルタ基板の製造上の事情から、例えば、規定寸法として基板サイズ６８０ｍｍ×８８０ｍｍ用の現像装置に、上記余裕幅（Ｌ２）内のサイズである、例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ程度の基板を投入し現像処理を行うと、当然のことながら基板の両端部においては、未露光部の着色感光性樹脂組成物を充分に除去することが出来ず、一部が残存し、良好な現像が出来ていないといったことになる。
特開２０００−１３７３３５号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、着色感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法により着色画素を形成するカラーフィルタ基板の現像処理において、基板横幅が規定寸法より大きな基板を用いても、基板横幅が現像装置の余裕幅内であれば、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことのできるカラーフィルタ基板の現像方法を提供することを課題とするものである。
また、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことのできる現像装置を提供することを課題とする。

本発明は、前段現像槽で基板の横幅両端部の現像を行い、しかるのち通常の全面現像を行うカラーフィルタ基板の現像方法であって、前段現像槽での横幅両端部の現像に際して、現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続され、基板の横幅の変動に応じてノズル位置を対応させることを特徴とするカラーフィルタ基板の現像方法である。

また、本発明は、カラーフィルタ基板の現像装置において、現像槽は、基板の横幅両端部の現像を行う前段現像槽と通常の全面現像を行う後段現像槽とで構成され、前段現像槽の横幅方向の両端部には、基板の横幅両端部に現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続された前段スプレー機構が設けられていることを特徴とする現像装置である。

本発明は、前段現像槽で基板の横幅両端部の現像を行い、しかるのち通常の全面現像を行うカラーフィルタ基板の現像方法であって、前段現像槽での横幅両端部の現像に際して
、現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続され、基板の横幅の変動に応じてノズル位置を対応させるので、基板横幅が規定寸法より大きな基板を用いても、基板横幅が現像装置の余裕幅内であれば、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことのできるカラーフィルタ基板の現像方法となる。

また、本発明は、現像槽は、基板の横幅両端部の現像を行う前段現像槽と通常の全面現像を行う後段現像槽とで構成され、前段現像槽の横幅方向の両端部には、基板の横幅両端部に現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続された前段スプレー機構が設けられているので、基板横幅が規定寸法より大きな基板を用いても、基板横幅が現像装置の余裕幅内であれば、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことのできるカラーフィルタ基板の現像装置となる。

以下に、本発明を、その実施形態に基づいて詳細に説明する。
図５は、本発明によるカラーフィルタ基板の現像方法において用いられる現像装置における現像槽の一例の断面図である。
図５に示すように、この現像装置の現像槽は、基板の横幅両端部の現像を行う前段現像槽（７０）と通常の全面現像を行う後段現像槽（２０’）とで構成され、前段現像槽（７０）の横幅方向の両端部には、基板の横幅両端部に現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続された、本発明における前段スプレー機構（７１）が設けられている。
後段現像槽（２０’）は、前記図１に示す現像槽（２０）と同一の現像槽である。

図６は、図５に示す、本発明における前段スプレー機構（７１）を拡大して示す側面図である。また、図７は、図５における前段現像槽（７０）上方からの、前段現像槽（７０）内部での前段スプレー機構（７１）の配置を示す平面図である。図６及び図７に示すように、前段スプレー機構（７１）は、前段スプレー機構（７１）の下方にて進行する基板に現像液を噴射するノズル（２３）と、配管の方向が自由自在に撓むことのできる可撓管（たわみ管）（２６）と、内部に配管の役目をする流路が形成されており、外部の下方に複数のコネクタを取り付ける接続口を備えたマニホールド（集合管）（２４）で構成されている。

ノズル（２３）は、可撓管（たわみ管）（２６）を介しマニホールド（集合管）（２４）と接続されている。
また、マニホールド（２４）の上部には、外部から現像液を供給する配管（図示せず）を接続する取り入れ口（２５）が設けられている。

可撓管（２６）及びノズル（２３）は、マニホールド（２４）の長手方向の下部に、一定間隔（Ｌ３）で直線上に複数個が設けられており、取り入れ口（２５）は、例えば、長手方向の中央部の上部に設けられている。
前段現像槽（７０）内部での前段スプレー機構（７１）の配置は、白太矢印で示す基板の進行方向と前段スプレー機構（７１）の長手方向とを平行且つ水平にして、基板の進行方向と直角な横幅方向の両端部に各１個が平行に設けられている。

両端部に設けられる前段スプレー機構（７１）間の距離は、前記基板の有効幅（規定寸法）（Ｌ１）と略同一である。
また、例えば、基板サイズ６８０ｍｍ×８８０ｍｍ用の現像槽においては、１個の前段スプレー機構（７１）に約１０個のノズル（２３）が設けられている。

図８は、本発明における前段スプレー機構（７１）の構成を分解して示す説明図である
。図８に示すように、ノズル（２３）はソケット（２８）を介して可撓管（２６）に接続され、可撓管（２６）はコネクタ（２７）を介してマニホールド（２４）に接続されている。
マニホールド（２４）とノズル（２３）との間には、自由自在に撓ませることのできる可撓管（２６）が設けられているので、マニホールド（２４）の接続口（２９）とノズル（２３）との間の距離（Ｌ５）は、自在に変動させることができる。また、ノズル（２３）から現像液を噴射させる角度（θ）も自在に変動させることができる。

図９は、前段現像槽（７０）内部での前段スプレー機構（７１）の配置を示す、図７中の白太矢印で示す方向からの側面図である。図９（ａ）は、前段スプレー機構（７１）のノズル（２３）が垂直下方に現像液を噴射させるように調節した例である。また、図９（ｂ）は、ノズル（２３）が現像装置の余裕幅（Ｌ２）の箇所に現像液を噴射させるように調節した例である。
（ｂ）に示すようにノズル（２３）の位置を調節することによって、現像液は余裕幅（Ｌ２）の箇所にも噴射されるので、規定寸法（Ｌ１）より多少大きな基板であっても、基板の両端部においては、未露光部の着色感光性樹脂組成物を充分に除去することが出来、着色感光性樹脂組成物が残存しない、良好な現像が出来ることになる。

また、図１０は、図９と同様に白太矢印で示す方向からの側面図であるが、図１０（ａ）は、前段現像槽（７０）内部で前段スプレー機構（７１）から噴射される現像液の説明図、（ｂ）は、後段現像槽（２０’）内でスプレー機構（２１）から噴射される現像液の説明図である。また、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）を重ね合わせた説明図である。
図１０（ａ）に示すように、前段現像槽（７０）内では前段スプレー機構（７１）によって、主に符号（Ｌ１）〜（Ｌ２）間の基板部分が現像され、引き続き後段現像槽（２０’）内ではスプレー機構（２１）によって、主に符号（Ｌ１）の範囲内の基板部分が現像される。

従って、前段現像槽（７０）と後段現像槽（２０’）とで構成される現像槽の全体としては、基板の横幅が余裕幅（Ｌ２）であっても、基板の全面が均一に現像されることを表している。
尚、図１０（ｃ）から明らかなように、仮に前段現像槽（７０）において、符号（Ｌ１）の範囲内にも前段スプレー機構（７１）を設けると、符号（Ｌ１）の範囲内では現像は過剰となってしまう。すなわち、前段現像槽（７０）においては横幅方向の両端部のみに前段スプレー機構（７１）を設けることにより、基板の全面が均一に現像される。

本発明による現像装置は、上記のように、その現像槽は基板の横幅両端部の現像を行う前段現像槽と通常の全面現像を行う後段現像槽とで構成され、前段現像槽には、ノズルが可撓管によりマニホールドと接続された前段スプレー機構が設けられており、規定寸法より大きな基板を用いても、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことができる。

また、上記のように、本発明によるカラーフィルタ基板の現像方法は、前段現像槽での横幅両端部の現像に際して、現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続され、基板の横幅の変動に応じてノズル位置を対応させた現像を行い、しかるのち通常の全面現像を行うので、基板横幅が規定寸法より大きな基板を用いても、基板横幅が現像装置の符号（Ｌ２）で示す余裕幅内であれば、基板横幅の両端部において良好な現像を行うことのできるカラーフィルタ基板の現像方法となる。

また、基板の横幅が余裕幅（Ｌ２）内であれば、基板の横幅寸法の変動に応じてノズル位置を対応させることができる。
また、前段スプレー機構（７１）では、マニホールドとノズルとの間に自由自在に撓ませ
ることのできる可撓管（２６）が設けられており、ノズル（２３）から現像液を噴射させる角度（θ）は自在に変動させることができるので、基板上の現像液を両端部外へ排水するなどの調整ができ、現像液の滞留による現像ムラを解消することができる。

カラーフィルタ基板用の現像装置の一例を示す断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタ基板の形成方法の一例の説明図である。図１に示すスプレー機構を拡大して示す側面図である。図１における現像槽上方からの、現像槽内部でのスプレー機構の配置を示す平面図である。本発明によるカラーフィルタ基板の現像方法において用いられる現像装置における現像槽の一例の断面図である。図５に示す、本発明における前段スプレー機構を拡大して示す側面図である。図５における前段現像槽上方からの、前段現像槽内部での前段スプレー機構の配置を示す平面図である。本発明における前段スプレー機構の構成を分解して示す説明図である。（ａ）は、前段スプレー機構のノズルが垂直下方に現像液を噴射させるように調節した例である。（ｂ）は、ノズルが現像装置の余白幅の箇所に現像液を噴射させるように調節した例である。（ａ）は、前段現像槽内部で前段スプレー機構から噴射される現像液の説明図である。（ｂ）は、後段現像槽内でスプレー機構から噴射される現像液の説明図である。（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）を重ね合わせた説明図である。

符号の説明

１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリックス
３・・・赤色の着色樹脂層
４・・・緑色の着色樹脂層
５・・・青色の着色樹脂層
１０・・・搬入装置
１１・・・現像前の基板
２０・・・現像槽
２０’・・・後段現像槽
２１・・・スプレー機構
２３・・・ノズル
２４・・・マニホールド
２５・・・取り入れ口
２６・・・可撓管
２７・・・コネクタ
２８・・・ソケット
３０・・・リンス槽
３１・・・低圧スプレー機構
４０・・・残渣除去槽
４１・・・ノズルスプレー機構
４２・・・エアーナイフ
５０・・・搬出装置
６０・・・コンベア装置
７０・・・前段現像槽
７１・・・前段スプレー機構
Ｌ１・・・基板の規定寸法（スプレー機構の両端部の距離）
Ｌ２・・・現像装置の余裕幅
Ｌ３・・・ノズルの一定間隔
Ｌ４・・・スプレー機構の一定間隔
Ｌ５・・・接続口とノズルとの間の距離
θ・・・現像液の噴射角度

Claims

前段現像槽で基板の横幅両端部の現像を行い、しかるのち通常の全面現像を行うカラーフィルタ基板の現像方法であって、前段現像槽での横幅両端部の現像に際して、現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続され、基板の横幅の変動に応じてノズル位置を対応させることを特徴とするカラーフィルタ基板の現像方法。
カラーフィルタ基板の現像装置において、現像槽は、基板の横幅両端部の現像を行う前段現像槽と通常の全面現像を行う後段現像槽とで構成され、前段現像槽の横幅方向の両端部には、基板の横幅両端部に現像液を噴射するノズルが可撓管によりマニホールドと接続された前段スプレー機構が設けられていることを特徴とする現像装置。