説明

カラーフィルターの製造方法

【課題】基板上に予め形成された基板側アライメントマークがブラック層により覆われたとしても、基板側アライメントマークを用いて基板に対してブラック用マスクを精度良く確実に位置決めすることができるカラーフィルターの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によるカラーフィルターの製造方法において、基板2上にR画素パターン3と、G画素パターン4と、B画素パターン5とが形成され、同時にこれら画素パターン3、4、5のいずれかとともに基板2上に基板側アライメントマーク6が形成される。次にこれらの画素パターン3、4、5および基板側アライメントマーク6上に、ITO層7が形成され、ITO層7上のうち基板側アライメントマーク6に対応する部分に撥水材料層9が形成される。その後、撥水材料層9以外のITO層7上全面にブラック層8aが形成される。この撥水材料層9を介して外方へ現れる基板側アライメントマーク6を用いて、ブラック用マスク21の位置決めが行なわれる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ等においてカラー表示を実現させるために用いられるカラーフィルターの製造方法に係り、とりわけ、基板と、基板上に形成されたR画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンと、これら画素パターンのいずれかとともに基板上に予め形成された基板側アライメントマークと、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンの間に形成された遮光層とを有するカラーフィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、例えば液晶ディスプレイ等に使用されるカラーフィルターとして、図8に示すようなカラーフィルター31が知られている。このカラーフィルター31は、基板32と、基板32上にパターン状に形成された遮光層38と、基板32上に、遮光層38とともに形成された基板側アライメントマーク36とを備え、さらに、この遮光層38間にR(赤)画素パターン33、G(緑)画素パターン34、およびB(青)画素パターン35が形成されている。また、これらのR画素パターン33、G画素パターン34、およびB画素パターン35上に保護層39が形成され、この保護層39上にITO(Indium Tin Oxide)層37が形成されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開平8−50202号公報
【0003】
このようなカラーフィルター31を製造する場合、まず、基板32上に、遮光層38とともに基板側アライメントマーク36が形成される。次に、遮光層38上にR画素パターン33、G画素パターン34、およびB画素パターン35が順次形成される。
【0004】
その後、R画素パターン33、G画素パターン34、B画素パターン35、および基板側アライメントマーク36上に保護層39が形成され、この保護層39上にITO層37が形成される。このようにしてカラーフィルター31が得られる。
【0005】
次に、基板32上の遮光層38間に、R画素パターン33を形成する方法について詳述する。この場合、まず、基板32上にR画素パターン33を形成するR画素材料が全面塗布される。次にこのR画素材料がプリベークされて、R画素材料のうち溶剤のみを蒸発させる。次に、基板32上に形成された基板側アライメントマーク36を用いて、R画素パターン用マスク(図示せず)を基板2に対して位置決めする。
【0006】
このR画素パターン用マスクを位置決めする際、基板32上に形成された基板側アライメントマーク36上に、R画素材料が塗布されている。このR画素材料はある程度の透過率を有しているため、R画素材料を介して基板32上に形成された基板側アライメントマーク36は外方に現れる。このため、基板32上に形成された基板側アライメントマーク36を用いて、R画素パターン用マスクを基板32に対して確実に位置決めすることができる。
【0007】
次に、このR画素パターン用マスクを用いて、R画素材料が露光され、現像される。その後、R画素材料がポストベークされて固められ、R画素パターン33が形成される。
【0008】
次に、このR画素パターン33を形成する方法と同様にして、G画素パターン34およびB画素パターン35が順次形成される。
【0009】
一方、図8に示すカラーフィルター31とは異なる構造を有するカラーフィルターを製造するため、基板上に、まずR画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンのいずれかとともに基板側アライメントマークを予め形成し、その後、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターン間に、遮光層を形成する方法が考えられている。
【0010】
この場合、まず、基板上にR画素パターン、G画素パターン、B画素パターン、および基板側アライメントマークが形成され、次にR画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターン間に遮光層を形成するブラックインキが、全面塗布されて、ブラック層が形成される。次に、このブラック層がプリベークされて、ブラック層のうち溶剤のみを蒸発させる。次に、基板上に形成された基板側アライメントマークを用いて、ブラック用マスクを基板に対して位置決めする。その後、ブラック層を露光し、現像することにより遮光層が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、基板に対してブラック用マスクを位置決めする際、基板上に形成された基板側アライメントマークを用いる必要があるが、この際、基板側アライメントマーク上は透過率が低いブラック層により覆われている。このため、このブラック層を介して基板上に形成された基板側アライメントマークを外方から見ることは難しく、基板上に形成された基板側アライメントマークを用いて、ブラック用マスクを基板に対して正確に位置決めすることが困難となる。
【0012】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板上に、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンのいずれかとともに基板側アライメントマークを予め形成しておき、この基板側アライメントマークがブラック層により覆われたとしても、基板側アライメントマークを用いて基板に対してブラック用マスクを精度良く位置決めすることができるカラーフィルターの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、基板を準備する工程と、基板上にR画素パターンと、G画素パターンと、B画素パターンとを各々形成するとともに、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンのいずれかとともに基板側アライメントマークを形成する工程と、R画素パターン、G画素パターン、B画素パターン、および基板側アライメントマーク上にITO層を形成する工程と、ITO層上のうち、基板側アライメントマークに対応する部分に撥水材料層を形成する工程と、基板上のITO層上全面に顔料と溶剤と接合性樹脂とからなるブラックインキを塗布し、撥水材料層以外のITO層上全面にブラック層を形成する工程と、形成されたブラック層をプリベークする工程と、撥水材料層を介して外方へ現れる基板側アライメントマークと、ブラック用マスクのマスク側アライメントマークとを用いて、基板に対するブラック用マスクの位置決めを行なう工程と、ブラック用マスクを介してブラック層を露光し、現像することにより、R画素パターンと、G画素パターンと、B画素パターンとの間に遮光層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするカラーフィルターの製造方法である。
【0014】
本発明は、ブラックインキの顔料は、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性微粒子のうちいずれかの材料からなることを特徴とするカラーフィルターの製造方法である。
【0015】
本発明は、撥水材料は、シリコン系またはフッ素系の材料であって、無色透明な材料からなることを特徴とするカラーフィルターの製造方法である。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、基板上に、まず、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンが各々形成されるとともに、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンのいずれかとともに基板側アライメントマークが形成される。次に、R画素パターン、G画素パターン、B画素パターン、および基板側アライメントマーク上にITO層が形成される。その後、このITO層上のうち、基板側アライメントマークに対応する部分に撥水材料層が形成され、基板上のITO層上全面に、顔料と溶剤と接合性樹脂とからなるブラックインキが塗布されて、撥水材料層以外のITO層上全面にブラック層が形成される。すなわち、基板側アライメントマークに対応する部分に、ブラック層が形成されることがない。このことにより、この撥水材料層を介して基板に形成された基板側アライメントマークが外方へ現れる。このため、外方へ現れた基板側アライメントマークと、ブラック用マスクのマスク側アライメントマークとを用いて、基板に対してブラック用マスクの位置決めを容易かつ精度良く行なうことができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図1乃至図7は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法を示す図である。このうち図1は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法により製造されるカラーフィルターの断面構成を示す図であり、図2は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すモザイク型配置図であり、図3は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すトライアングル型配置図である。また、図4は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すストライプ型配置図であり、図5は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示す4面画素配置型配置図であり、図6は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法において遮光層を形成するために用いられる露光装置を示す概略図であり、図7は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法を示す図である。
【0018】
まず、図1により本発明におけるカラーフィルターの製造方法によって製造されるカラーフィルターについて説明する。図1に示すようにカラーフィルターは、例えば液晶ディスプレイ等においてカラー表示を実現させるためのものである。
【0019】
図1に示すカラーフィルター1は、基板2と、基板2上に各々形成されたR(赤)画素パターン3、G(緑)画素パターン4、およびB(青)画素パターン5とを備えている。また基板2上に、R画素パターン3、G画素パターン4、およびB画素パターン5のいずれかとともに同時に形成された基板側アライメントマーク6が設けられている。また、R画素パターン3、G画素パターン4、B画素パターン5、および基板側アライメントマーク6上に透明導電膜からなるITO(Indium Tin Oxide)層7が形成され、このITO層7上であって、R画素パターン3と、G画素パターン4と、B画素パターン5との間に顔料と溶剤と接合性樹脂(バインダー)とからなるブラックインキ8bを用いて遮光層8が形成されている。
【0020】
このうち、基板2に用いる材料としては、ガラスであることが好ましい。またこの基板2は、例えば、0.7mmの厚みを有し、350mm×300mmの長方形形状からなっている。
【0021】
また、R画素パターン3、G画素パターン4、およびB画素パターン5は、例えば図2に示すモザイク型、図3に示すトライアングル型、図4に示すストライプ型、図5に示す4面画素配置型により形成され、R画素パターン3、G画素パターン4、およびB画素パターン5の各パターン間の距離は、100μmとなっている。このR画素パターン3を形成するR画素材料としては、赤色の顔料を感光性樹脂に分散させた材料が好ましい。赤色の顔料としては、例えばアゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジケトピロロピロール系等が挙げられる。G画素パターン4を形成するG画素材料としては、緑色の顔料を感光性樹脂に分散させた材料が好ましい。緑色の顔料としては、例えばフタロシアニン系、ハロゲン化フタロシアニン系等が挙げられる。B画素パターン5を形成するB画素材料としては、青色の顔料を感光性樹脂に分散させた材料が好ましい。青色の顔料としては、例えばフタロシアニン系、スレン系、メチン・アゾメチン系、トリフェニルメタン系、トリアリルメタン系等が挙げられる。また、上記の各色画素材料に用いられる感光性樹脂としては、バインダー樹脂、光重合性モノマー、光開始剤、及び溶剤を含有する組成物やポリビニルアルコール、スチルバゾリウムキノリウム、及び水を含有する組成物等が挙げられる。
【0022】
また遮光層8は、上述のように、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性微粒子のうちいずれかの材料からなる顔料と溶剤と樹脂からなるブラックインキ8bを塗布することにより形成されている。遮光性微粒子は、特別に限定されることはないが、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、カーボンブラックなどが例示される。
【0023】
次に、図6により、本実施の形態におけるカラーフィルターの製造方法において遮光層を形成するために用いられる露光装置10について説明する。露光装置10は、基板2を保持する基板保持手段11と、基板保持手段11の上方に設けられ、マスク側アライメントマーク21aを含むブラック用マスク21と、このブラック用マスク21を保持するマスク保持手段13とを有している。これらの基板保持手段11とマスク保持手段13は、基板2とブラック用マスク21との間の距離が50μmとなるように、基板2およびブラック用マスク21を各々保持している。
【0024】
また、ブラック用マスク21のマスク側アライメントマーク21aおよび基板2の基板側アライメントマーク6の上方にCCDカメラ14が配置され、このCCDカメラ14は、約25万画素のエリアセンサを含み、基板側アライメントマーク6、およびマスク側アライメントマーク21aを撮像するようになっている。またCCDカメラ14の近傍に、アライメント用光源15が設けられている。
【0025】
また、基板保持手段11に、基板2を水平方向に沿って移動させる移動手段16が連結され、この移動手段16は制御手段17により駆動制御される。また、制御手段17にCCDカメラ14が接続されており、この制御手段17は、CCDカメラ14からの画像信号に基づいて、基板側アライメントマーク6とマスク側アライメントマーク21aとの間の配置誤差を求め、この配置誤差に基づいて移動手段16を駆動制御するようになっている。
【0026】
さらに、基板2の上方に露光光源18が設けられ、この露光光源18により、ブラック用マスク21を介して基板2上に形成されたブラック層8aを露光するようになっている。
【0027】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち本発明によるカラーフィルターの製造方法について説明する。
【0028】
図7(a)に示すように、まず基板2を準備する。この基板2は、予め洗浄されている。
【0029】
次に図7(b)、(c)、(d)に示すように、基板2上にR画素パターン3と、G画素パターン4と、B画素パターン5とが各々形成される。ここでは、最初にR画素パターン3が形成され、次にG画素パターン4が形成され、最後にB画素パターン5が形成される場合について説明する。またR画素パターン3、G画素パターン4、およびB画素パターン5を形成する方法としては、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法、転写法等があるが、本実施の形態においては、顔料分散法を用いた場合について説明する。
【0030】
まず、図7(b)に示すように、基板2上にR画素パターン3が形成される。この場合、まず、R画素パターン3を形成するR画素材料が基板2上に全面塗布される。次に、全面塗布されたR画素材料がプリベークされて、R画素材料のうち溶剤のみを蒸発させる。次に、R画素パターン用マスク(図示せず)を用いて、R画素材料が露光されて現像され、その後ポストベークされてR画素材料が所望の形状に固められる。このようにして、基板2上に、R画素パターン3が形成されるとともに、基板側アライメントマーク6が形成される(図7(b))。
【0031】
次に、R画素パターン3を形成する方法と同様にして、図7(c)、(d)に示すように、基板2上にG画素パターン4、およびB画素パターン5が順次形成される。
【0032】
次に、図7(e)に示すように、R画素パターン3、G画素パターン4、B画素パターン5、および基板側アライメントマーク6上にITO層7が形成される。
【0033】
次に、図7(f)、(g)に示すように、ITO層7上のうち、基板側アライメントマーク6に対応する部分に撥水材料層9が形成される。この場合、まず、図7(f)に示すように、ITO層7のうち基板側アライメントマーク6に対応する部分に、ディスペンサー22を用いて撥水材料23が滴下される。
【0034】
次に、図7(g)に示すように、滴下された撥水材料23を乾燥して、撥水材料23のうち溶剤が蒸発して、撥水材料23が硬化し、撥水材料層9が形成される。
【0035】
ここで、この撥水材料23は、シリコン系またはフッ素系の材料であって、無色透明な材料からなっていることが好ましい。このことにより、撥水材料層9上に、後述するブラック層8aが形成されることを確実に防止するとともに、基板側アライメントマーク6を外方に確実に現すことができる。
【0036】
次に、図7(h)に示すように、基板2上のITO層7上全面に、顔料と溶剤と接合性樹脂とからなるブラックインキ8bが塗布されて、撥水材料層9以外のITO層7上全面にブラック層8aが形成される。次に、形成されたブラック層8aがプリベークされて、ブラックインキ8bのうち溶剤のみを蒸発させる。次に、プリベークされたブラック層8aが冷却される。
【0037】
次に、ブラック層8aに対して露光を行なって、遮光層8を形成する作用について、図6および図7により説明する。まず図6および図7に示すように、撥水材料層9を介して外方へ現れる基板側アライメントマーク6を用いて、基板2に対するブラック用マスク22の位置決めが行なわれる。この場合、まず、基板2が、露光装置10の基板保持手段11により保持される。このとき、ブラック用マスク22は予めマスク保持手段13により、基板2の上方に保持されている。次に、露光装置10のアライメント用光源15を用いて、基板2上に形成された基板側アライメントマーク6と、ブラック用マスク21に形成されたマスク側アライメントマーク21aとが照射される。次に、露光装置10のCCDカメラ14を用いて、基板側アライメントマーク6とマスク側アライメントマーク21aとが撮像される。この場合、R画素材料により形成された基板側アライメントマーク6に対応する部分に撥水材料層9が形成されているため、この部分にブラック層8aが形成されることがない。さらに、撥水材料層9は無色透明な撥水材料23により形成されている。このことにより、この撥水材料層9を介して、基板側アライメントマーク6が外方に現われている。
【0038】
次に、撮像された画像信号が、CCDカメラ14に接続された制御手段17に送られる。次に、制御手段17において、この画像信号に基づき、基板側アライメントマーク6とマスク側アライメントマーク21aとの間の配置誤差が求められ、制御手段17は、次にこの配置誤差に基づいて移動手段16を駆動制御する。その後、移動手段16により基板保持手段11とともに基板2が移動し、基板側アライメントマーク6とマスク側アライメントマーク21aの位置合わせが行なわれる。このことにより、ブラック用マスク21を基板2に対して精度良く確実に位置決めすることができる。
【0039】
次に、露光装置10の露光光源18により、ブラック用マスク21を介してブラック層8aが露光される。その後、ブラック層8aが現像されて、乾燥され、ポストベークされて、所望の形状からなる遮光層8が形成される(図7(i))。
【0040】
なお、上述したR画素パターン3、G画素パターン4、およびB画素パターン5を形成する際に、図6に示す露光装置10と同様の装置を用いて、基板2に対してマスクを位置決めすることができ、このマスクを介して基板2上に塗布されたR画素材料、G画素材料、およびB画素材料を露光することができる。
【0041】
このように本実施の形態によれば、基板2上に、まず、R画素パターン3とともに基板側アライメントマーク6が形成され、次に、G画素パターン4、およびB画素パターン5が順次形成される。次に、R画素パターン3、G画素パターン4、B画素パターン5、および基板側アライメントマーク6上にITO層7が形成される。その後、このITO層7上のうち、基板側アライメントマーク6に対応する部分に、無色透明な撥水材料23により撥水材料層9が形成され、基板2上のITO層7上全面に、顔料と溶剤と接合性樹脂とからなるブラックインキ8bが塗布されて、撥水材料層9以外のITO層7上全面にブラック層8aが形成される。すなわち、基板側アライメントマーク6に対応する部分に、ブラック層8aが形成されることがない。このため、無色透明な撥水材料層9を介して基板2に形成された基板側アライメントマーク6が外方へ現れる。このため、露光装置10のCCDカメラ14を用いて、この基板側アライメントマーク6を確実に撮像することができる。この結果、基板2上に形成された基板側アライメントマーク6と、ブラック用マスク21のマスク側アライメントマーク21aとを用いて、基板2に対してブラック用マスク21の位置決めを容易かつ精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明におけるカラーフィルターの製造方法により製造されるカラーフィルターの断面構成を示す図。
【図2】図2は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すモザイク型配置図。
【図3】図3は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すトライアングル型配置図。
【図4】図4は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示すストライプ型配置図。
【図5】図5は、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンを示す4面画素配置型配置図。
【図6】図6は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法において遮光層を形成するために用いられる露光装置を示す概略図。
【図7】図7は、本発明におけるカラーフィルターの製造方法を示す図。
【図8】図8は、従来のカラーフィルターの断面構成を示す図。
【符号の説明】
【0043】
1 カラーフィルター
2 基板
3 R画素パターン
4 G画素パターン
5 B画素パターン
6 基板側アライメントマーク
7 ITO層
8 遮光層
8a ブラック層
8b ブラックインキ
9 撥水材料層
10 露光装置
11 基板保持手段
13 マスク保持手段
14 CCDカメラ
15 アライメント用光源
16 移動手段
17 制御手段
21 ブラック用マスク
21a マスク側アライメントマーク
22 ディスペンサー
23 撥水材料
31 カラーフィルター
32 基板
33 R画素パターン
34 G画素パターン
35 B画素パターン
36 基板側アライメントマーク
37 ITO層
38 遮光層
39 保護層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を準備する工程と、
基板上にR画素パターンと、G画素パターンと、B画素パターンとを各々形成するとともに、R画素パターン、G画素パターン、およびB画素パターンのいずれかとともに基板側アライメントマークを形成する工程と、
R画素パターン、G画素パターン、B画素パターン、および基板側アライメントマーク上にITO層を形成する工程と、
ITO層上のうち、基板側アライメントマークに対応する部分に撥水材料層を形成する工程と、
基板上のITO層上全面に顔料と溶剤と接合性樹脂とからなるブラックインキを塗布し、撥水材料層以外のITO層上全面にブラック層を形成する工程と、
形成されたブラック層をプリベークする工程と、
撥水材料層を介して外方へ現れる基板側アライメントマークと、ブラック用マスクのマスク側アライメントマークとを用いて、基板に対するブラック用マスクの位置決めを行なう工程と、
ブラック用マスクを介してブラック層を露光し、現像することにより、R画素パターンと、G画素パターンと、B画素パターンとの間に遮光層を形成する工程と、を備えたことを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項2】
ブラックインキの顔料は、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性微粒子のうちいずれかの材料からな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の製造方法。
【請求項3】
撥水材料は、シリコン系またはフッ素系の材料であって、無色透明な材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルターの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−175270(P2009−175270A)
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−11848(P2008−11848)
【出願日】平成20年1月22日(2008.1.22)
【出願人】(000002897)大日本印刷株式会社 (14,506)
【Fターム(参考)】