專利名稱：彩色濾光片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造在彩色液晶顯示器、有機(jī)EL(electroluminescence電致發(fā)光)顯示裝置、或者FED(field emission display場致發(fā)射顯示器)裝置等中使用的彩色濾光片的方法。
背景技術(shù)：
例如，彩色液晶顯示器的彩色濾光片，一直以來都是使用下述方法來制造，即，染色法，用于將具有感光性的染色基材涂敷到透明基板上，經(jīng)由光掩模對染色基材進(jìn)行曝光并顯影，將形成為規(guī)定的圖案的染色基材染色而作為著色層；顏料分散法，用于將預(yù)先分散了著色顏料的感光性抗蝕劑涂敷在透明基板上，經(jīng)由光掩模對感光性抗蝕劑進(jìn)行曝光并顯影，形成規(guī)定圖案的著色層；印刷法，用于利用印刷技術(shù)，例如日本專利申請公開昭63-235901號公報(bào)所公開的那樣通過噴墨方式等將印刷油墨向透明基板上直接以規(guī)定的圖案涂敷而得到著色層，等等。
在通過染色法、顏料分散法來制造彩色濾光片的方法中，在通過旋涂等將具有感光性的染色基材或感光性抗蝕劑涂敷在透明基板上的工序中，無法避免材料損失，另外，每次形成紅、綠以及藍(lán)這樣的各種顏色的著色圖案時(shí)，需要重復(fù)顯影工序、清洗工序。這樣，材料使用效率低，另外，工序復(fù)雜，因此，成為液晶顯示器成本高的一個(gè)主要原因。同時(shí)，印刷法存在很難形成高精度的著色圖案的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上這樣的狀況而做出的，其目的在于提供一種彩色濾光片的制造方法，能夠提高材料的使用效率以及簡化工序，并且可以形成高精度的著色圖案。
本發(fā)明所述的一種彩色濾光片的制造方法，是在透明基板上涂敷色料而制造彩色濾光片的方法，該透明基板是在表面上形成有具有超黑矩陣的功能的規(guī)定圖案的遮光性凸臺(bank)的透明基板，其特征在于，包括使噴嘴相對于上述透明基板進(jìn)行掃描，并使透明基板和噴嘴以規(guī)定的間距向著與該掃描方向垂直的方向相對地進(jìn)行間歇移動，同時(shí)從噴嘴連續(xù)地噴出具有感光性的色料，而在透明基板上的上述遮光性凸臺之間涂敷色料的工序；將形成有與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的透光部的掩模對位并重疊于上述透明基板的背面?zhèn)?，?jīng)由該掩模而從透明基板的背面?zhèn)冗M(jìn)行曝光，使涂敷在與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的部分的色料固化的工序；對上述透明基板的表面?zhèn)冗M(jìn)行顯影，使涂敷在與彩色濾光片的非有效部分對應(yīng)的部分的未固化的色料、以及涂敷在上述遮光性凸臺上的未固化的色料溶解而除去的工序。
本發(fā)明所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，上述遮光性凸臺的至少表面相對于色料具有疏液性。
在本發(fā)明所述的彩色濾光片的制造方法中，因?yàn)槭莾H從噴嘴連續(xù)地向形成有遮光性凸臺的透明基板上噴出色料，所以能夠抑制材料的損失。此外，形成色料的圖案可以不需要曝光、顯影、清洗這樣的工序。并且，因?yàn)樵谡诠庑酝古_之間涂敷色料，所以可以高精度地進(jìn)行色料的涂敷。并且，從噴嘴連續(xù)地噴出色料并被涂敷在透明基板上的色料中，被涂敷在與彩色濾光片的非有效部分對應(yīng)的部分的不需要的色料以及被涂敷在遮光性凸臺上的不需要的色料，通過從透明基板的背面?zhèn)鹊钠毓庖约氨砻鎮(zhèn)鹊娘@影而從透明基板上被除去，因此色料不會被涂敷在透明基板上的非有效部分。
因此，若使用本發(fā)明的上述的彩色濾光片的制造方法，則能夠提高材料的使用效率并且簡化工序，可以形成高精度的著色圖案。
另外，在本發(fā)明所述的制造方法中，在色料的涂敷工序中，可以可靠地防止由于色料溢出遮光性凸臺而導(dǎo)致的混色。


圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子，是用于說明彩色濾光片的制造方法的工序的圖，是表示在玻璃基板上形成有凸臺的狀態(tài)的概略立體圖。
圖2是將圖1所示的玻璃基板的一部分放大的局部立體圖。
圖3是用于說明彩色濾光片的制造方法的工序的圖，是表示將色料涂敷在玻璃基板的表面上的狀態(tài)的概略立體圖。
圖4是表示將色料涂敷在玻璃基板上的狀態(tài)的局部放大立體圖。
圖5是表示在玻璃基板的表面涂敷有色料的狀態(tài)的局部放大俯視圖。
圖6是表示在玻璃基板的非有效區(qū)域涂敷色料而附著的狀態(tài)的縱向剖面圖。
圖7是表示在玻璃基板的背面?zhèn)葘⒀谀０鍖ξ徊⑦M(jìn)行重疊的狀態(tài)的圖，是從背面?zhèn)扔^察玻璃基板的概略立體圖。
圖8是表示從玻璃基板的背面?zhèn)冉?jīng)由掩模板來曝光的狀態(tài)的縱向剖面圖。
圖9是對玻璃基板的表面?zhèn)冗M(jìn)行顯影、使涂敷在玻璃基板的非有效區(qū)域的未固化的色料溶解并除去的狀態(tài)的縱向剖面圖。
圖10是表示在顯影工序后色料殘留在玻璃基板的有效區(qū)域上的狀態(tài)的局部放大剖面圖。
圖11表示本發(fā)明的其他的實(shí)施方式，是表示色料被涂敷在玻璃基板的表面上的狀態(tài)的局部放大平面圖。
圖12是表示實(shí)施本發(fā)明的彩色濾光片的制造方法所使用的色料涂敷裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的概略俯視圖。
圖13是圖12所示的色料涂敷裝置的概略主視圖，是與配管系統(tǒng)一同表示的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。
圖1至圖10表示本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子，是用于說明彩色濾光片的制造方法中的各個(gè)工序的圖。
在制造彩色濾光片之前，首先，在透明基板、例如透明的玻璃基板上形成規(guī)定圖案的遮光性凸臺(bank)。圖1是表示在玻璃基板上形成凸臺的狀態(tài)的概略立體圖。圖2是將其中一部分放大的局部立體圖。圖1表示取有6部分的例子，在1張玻璃基板10上，設(shè)置有6個(gè)與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的有效區(qū)域A。
凸臺12是具有彩色濾光片中的超黑矩陣的功能的構(gòu)件，由遮光性材料構(gòu)成。該凸臺12，例如，是在玻璃基板10的表面上涂敷感光性樹脂材料，并經(jīng)由光掩模對感光性樹脂膜進(jìn)行曝光并顯影，而加工成規(guī)定的圖案、在本例中是加工成條紋狀的圖案而形成的。優(yōu)選凸臺12至少使其表面相對于后述的顏料分散型材料(色料)具有疏液性。作為為此的方法，是用具有疏液性的感光性樹脂材料形成凸臺12本身，或者，使用感光性樹脂材料(沒有疏液性)形成凸臺12后，在其表面涂覆疏墨劑，從而覆蓋形成疏液膜。形成疏液膜的材料優(yōu)選使用含有硅和氟中的至少一種的樹脂材料，例如可以使用硅樹脂或氟樹脂等。通過這樣使凸臺12具有疏液性，從而在后述的色料的涂敷工序中，能夠可靠地防止由于色料溢出凸臺12而導(dǎo)致的混色，所以是優(yōu)選的。
接著，使用后述的制造裝置，在預(yù)先形成有遮光性凸臺12的玻璃基板10上形成彩色濾光片。首先，將使紅、綠以及藍(lán)各著色顏料分別分散到具有感光性的樹脂基材(負(fù)型抗蝕劑)中的各色的顏料分散型材料(色料)分別涂敷在玻璃基板10的表面上。即，如圖3的概略立體圖所示，使噴嘴14對玻璃基板10向箭頭a的方向掃描，并使玻璃基板10和噴嘴14以規(guī)定的間隔向與該掃描方向垂直的箭頭b的方向相對的間歇移動，同時(shí)如圖4的局部放大立體圖所示，從噴嘴14連續(xù)地噴出色料16，在玻璃基板10上的相鄰的凸臺12之間形成的長槽18內(nèi)涂敷色料16。在如圖所示的例子中，將噴嘴14的與其掃描方向垂直的箭頭b方向上的位置固定，而向箭頭b的方向間歇地輸送玻璃基板10。向箭頭b方向的玻璃基板10的間歇輸送的間距是如下這樣設(shè)定的，例如通過一次掃描動作，從1個(gè)噴嘴14噴出一種顏色的色料，而將3種顏色的色料分別向相互相鄰的長槽18內(nèi)噴出的3個(gè)噴嘴14同時(shí)進(jìn)行掃描時(shí)，該間距為(凸臺12的寬度尺寸+長槽18的寬度尺寸)×3。在此，所謂1次掃描是指噴嘴14從玻璃基板10的一端移動到另一端，而通過2次掃描動作，噴嘴14就進(jìn)行了一次往復(fù)。并且，噴嘴14每進(jìn)行一次掃描，就將玻璃基板10間歇地輸送1個(gè)間距。噴嘴14的掃描速度例如是3m/sec左右的高速，并且從噴嘴14噴出的色料16的噴出流量例如是80μl/min～250μl/min這樣的微小流量。
通過上述的色料的涂敷工序，如圖5的局部放大俯視圖所示，在玻璃基板10的有效區(qū)域A呈條紋狀地形成紅、綠以及藍(lán)的各色的色料16R、16G、16B的涂敷部和遮光性的凸臺12。另一方面，因?yàn)閲娮?4以高速掃描的同時(shí)，從噴嘴14連續(xù)地噴出色料，所以如圖6所示，在玻璃基板10的非有效區(qū)域B也涂敷并附著了各色的色料16。圖6是從圖1中的箭頭V的方向來看玻璃基板10的縱向剖面圖。在該涂敷工序之后，對被涂敷在玻璃基板10上的色料16R、16G、16B進(jìn)行烘烤處理。
接著，如圖7所示的從背面?zhèn)瓤床ＡЩ?0的概略立體圖那樣，將掩模板20與玻璃基板10的背面?zhèn)葘ξ徊⑦M(jìn)行重疊，如圖8的縱向剖面圖所示，經(jīng)由掩模板20從玻璃基板10的背面?zhèn)日丈渥贤饩€等光U而進(jìn)行曝光。在掩模板20上形成有與彩色濾光片的有效部分(玻璃基板10的有效區(qū)域A)對應(yīng)的透光用開口部22，而透光用開口部22以外的部分、即與彩色濾光片的非有效部分(玻璃基板10的非有效區(qū)域B)對應(yīng)的部分成為遮光面24。在使用定位標(biāo)記(未圖示)等將該掩模板20與玻璃基板10的背面?zhèn)葘ξ徊⒅丿B之后，進(jìn)行曝光。由此，被涂敷在玻璃基板10的有效區(qū)域A的色料16光固化。另一方面，由于被涂敷在玻璃基板10的非有效區(qū)域B的色料16，通過掩模板20的遮光面24而被遮光，所以沒有被曝光而保持為未固化的狀態(tài)。
接著曝光工序，對玻璃基板10的表面?zhèn)冗M(jìn)行顯影。通過顯影，如圖6所示，被涂敷在玻璃基板10的非有效區(qū)域B的未固化的色料16，如圖9所示那樣地溶解而被除去，露出了非有效區(qū)域B的玻璃面。另外，在色料的涂敷工序中，即使在玻璃基板10的有效區(qū)域A中的凸臺12的表面上局部附著了色料，由于在曝光工序中，凸臺12上的色料被遮光性的凸臺12遮光，所以未被曝光而保持為未固化的狀態(tài)。因此，在顯影工序中，凸臺12上的色料溶解而被除去。另一方面，在玻璃基板10的有效區(qū)域A，如圖10中所示的從與圖1中的箭頭V方向垂直的箭頭W方向看玻璃基板10的局部放大縱向剖面圖那樣，在各凸臺12之間原樣保留了紅、綠以及藍(lán)的各色的色料16R、16G、16B。并且，通過切除玻璃基板10的有效區(qū)域A，來完成6張條紋狀彩色濾光片。
另外，在上述的實(shí)施方式中，凸臺12形成為條紋狀，但是也可以如圖11所示的與圖5同樣地表示的局部放大俯視圖那樣，將凸臺26形成為格子狀，在被格子狀的凸臺26包圍的各微小凹部28內(nèi)分別涂敷紅、綠以及藍(lán)的各色的色料16R、16G、16B。此時(shí)，在色料的涂敷工序中，因?yàn)閺膰娮?4連續(xù)地噴出色料并在玻璃基板10上呈直線狀地涂敷色料，所以在玻璃基板10的有效區(qū)域A中的凸臺26的表面上也被涂敷而附著了色料。即使在這種情況下，在曝光工序中，因?yàn)楸煌糠笤谕古_26的表面上的色料被遮光性的凸臺26遮光，所以沒有被曝光而保持為未固化的狀態(tài)。因此，在顯影工序中，被涂覆在凸臺26的表面的色料，因?yàn)榕c被涂敷在玻璃基板10的非有效區(qū)域B的未固化的色料一起溶解而被除去，所以完全沒有妨礙。
接著，基于圖12以及圖13說明在上述的色料的涂敷工序中所使用的色料涂敷裝置的具體結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖12是色料涂敷裝置的概略俯視圖，圖13是該裝置的概略主視圖，是與配管系統(tǒng)一同表示的圖。
該裝置具有保持在表面上形成有凸臺12的玻璃基板10的載物臺30；保持連續(xù)地噴出紅、綠以及藍(lán)的各色的色料的3只噴嘴14R、14G、14B的噴嘴單元32；使該噴嘴單元32相對于被保持在載物臺30上的玻璃基板10進(jìn)行掃描的噴嘴掃描機(jī)構(gòu)34、相對于該噴嘴掃描機(jī)構(gòu)34而使載物臺30以規(guī)定的間距向與噴嘴單元32的掃描方向垂直的方向間歇移動的間歇輸送機(jī)構(gòu)36、使玻璃基板10與載物臺30對位的定位機(jī)構(gòu)(未圖示)等。噴嘴單元32的各噴嘴14R、14G、14B，分別被連接到色料供給系統(tǒng)38(在圖13中僅示出了紅色的色料供給系統(tǒng)38，而省略了綠色以及藍(lán)色的色料的供給系統(tǒng)的圖示)。色料供給系統(tǒng)38具備存留色料的色料容器40R、40G、40B；流路連通色料容器40R、40G、40B和噴嘴14R、14G、14B的色料供給管42；以及插在色料供給管42的中途而設(shè)置的定壓泵44；質(zhì)量流量計(jì)46；壓力計(jì)48以及過濾器50。
噴嘴掃描機(jī)構(gòu)34，以高速、例如3m/sec的速度使噴嘴單元32左右往復(fù)移動。間歇輸送機(jī)構(gòu)36，在噴嘴單元32每從一端側(cè)移動到另一端側(cè)而掃描一次時(shí)，將保持玻璃基板10的載物臺30每次按規(guī)定的間距而間歇輸送。圖示例的裝置，首先將紅色的色料在玻璃基板10整體上呈條紋狀地涂敷，接著將綠色的色料在紅色的色料涂敷部的旁邊而呈條紋狀地涂敷在玻璃基板10整體上，最后將藍(lán)色的色料在綠色的色料涂敷部的旁邊而呈條紋狀地涂敷在玻璃基板10整體上，間歇輸送機(jī)構(gòu)36，在噴嘴單元32每從一端側(cè)移動到另一端側(cè)而掃描一次時(shí)，就使保持玻璃基板10的載物臺30按照每次以形成在玻璃基板10上的凸臺12以及長槽18的3列的寬度距離進(jìn)行間歇移動。
另外，也可以在噴嘴單元32上，將3只噴嘴14R、14G、14B，在與該掃描方向垂直的方向上按照(凸臺12的寬度尺寸+長槽18的寬度尺寸)的間隔錯(cuò)開位置而保持著，從3只噴嘴14R、14G、14B同時(shí)連續(xù)地噴出紅色、綠色以及藍(lán)色的各色的色料，并使載物臺30每次按照凸臺12以及長槽18的3列的寬度距離而間歇移動，將紅色、綠色以及藍(lán)色各色的色料同時(shí)涂敷在玻璃基板10上。如此，噴嘴的配置和數(shù)目、噴出方式等，或者載物臺30的間歇輸送的間距等，并不限定于上述說明的內(nèi)容。另外，也可以用固定載物臺30而使噴嘴單元32以規(guī)定的間距向與該掃描方向垂直的方向間歇移動的結(jié)構(gòu)，來代替使載物臺30以規(guī)定的間距移動的結(jié)構(gòu)。
此外，在上述的實(shí)施方式中，是在設(shè)有6個(gè)有效區(qū)域A的玻璃基板10上涂敷色料的，但是并不限于此，本發(fā)明的方法也適用于設(shè)有多個(gè)有效區(qū)域的玻璃基板。此外，并不限于具有多個(gè)有效區(qū)域，即使是只有一個(gè)有效區(qū)域而在其周圍設(shè)置非有效區(qū)域的玻璃基板，本發(fā)明的方法同樣適用，并能夠得到與上述內(nèi)容相同的作用效果。
權(quán)利要求
1.一種彩色濾光片的制造方法，是在透明基板上涂敷色料而制造彩色濾光片的方法，該透明基板是在表面上形成有具有超黑矩陣的功能的規(guī)定圖案的遮光性凸臺的透明基板，其特征在于，包括使噴嘴相對于上述透明基板進(jìn)行掃描，并使透明基板和噴嘴以規(guī)定的間距向著與該掃描方向垂直的方向相對地進(jìn)行間歇移動，同時(shí)從噴嘴連續(xù)地噴出具有感光性的色料，而在透明基板上的上述遮光性凸臺之間涂敷色料的工序；將形成有與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的透光部的掩模對位并重疊于上述透明基板的背面?zhèn)?，?jīng)由該掩模而從透明基板的背面?zhèn)冗M(jìn)行曝光，使涂敷在與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的部分的色料固化的工序；對上述透明基板的表面?zhèn)冗M(jìn)行顯影，使涂敷在與彩色濾光片的非有效部分對應(yīng)的部分的未固化的色料、以及涂敷在上述遮光性凸臺上的未固化的色料溶解而除去的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色濾光片的制造方法，其特征在于，上述遮光性凸臺的至少表面相對于色料具有疏液性。
全文摘要
一種能夠提高材料的使用效率以及簡化工序、并可以形成高精度的著色圖案的彩色濾光片制造方法。該方法包括使噴嘴(14)相對于在表面上形成有規(guī)定圖案的遮光性的凸臺(12)的玻璃基板(10)進(jìn)行掃描，并將玻璃基板以規(guī)定的間距向與掃描方向垂直的方向間歇輸送，同時(shí)從噴嘴連續(xù)噴出色料并在玻璃基板上的凸臺(12)之間涂敷色料的工序；將形成有與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的透光部的掩模板對位并重疊于玻璃基板的背面?zhèn)?，?jīng)由掩模板而從玻璃基板的背面?zhèn)冗M(jìn)行曝光，使涂敷在與彩色濾光片的有效部分對應(yīng)的部分的色料固化的工序；對玻璃基板的表面?zhèn)冗M(jìn)行顯影，使涂敷在與彩色濾光片的非有效部分對應(yīng)的部分的未固化的色料溶解并除去的工序。
文檔編號G02F1/1335GK1825145SQ20061000945
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者西洼宏昭, 尾本貢一, 藤本好博 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社