(57)【要約】【課題】  感光反応の効率を上げ、基板の品質にばらつきの生じない基板の水処理装置を提供する。【解決手段】  水処理装置に設けられた処理部９ａは枠状の本体１１を有し、本体１１の上枠にはコーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられている。  本体１１の下枠にはストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設けられている。  水処理の際は、基板７１の表面、即ち感光層１９が塗布されている面はコーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄで水処理される。一方、基板７１の裏面、即ち感光層１９が塗布されていない面はストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄで水処理される。  なお、コーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの噴射範囲はそれぞれ一部重なっている。【選択図】  図１０
2006276639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を有する基板を水で処理する水処理装置であって、
前記基板に水を吹きつけるコーンノズルを有することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記感光層を構成する感光剤は、少なくとも酸化チタンゾル液と、フルオロアルキルシランの加水分解溶液を含む感光剤であることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記基板はカラーフィルタ用基板であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の水処理装置。
【請求項４】
前記コーンノズルは、複数個が併設され、隣接するコーンノズルからの水の噴射領域が一部重なることを特徴とする請求項２または請求項３記載の水処理装置。
【請求項５】
前記コーンノズルは基板の感光層を有する面側に設けられて、前記基板の感光層を有する面側を水処理し、
ストレートノズルが基板の感光層を有さない面側に設けられて、前記基板の感光層を有さない面側を水処理することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項６】
前記基板を搬送する搬送手段を更に有することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項７】
前記搬送手段はコロであることを特徴とする請求項６記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、細密化が進み、電子機器を構成する部品においても、精度の高い微細なパターンが求められている。
特に、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータの普及により、これらの表示装置に求められるカラー液晶ディスプレイの精細さの向上には著しいものがある。
【０００３】
カラー液晶ディスプレイは、通常、赤、緑、青の三原色の着色パターンを備えたカラーフィルタを有しており、赤、緑、青のそれぞれの画素に対応する電極を流れる電流を入、切させることにより、液晶がシャッタとして作動し、それぞれの画素を光が通過してカラー表示を行う。
【０００４】
カラーフィルタの着色方法としては、基板を染色浴に浸漬する染色法や、顔料を分散した感光性樹脂層を形成して、これをパターニングする顔料分散法などがあるが、近年、インクジェット方式で着色インクを基板に吹きつける方法が提案されている。
【０００５】
インクジェット方式を用いる場合、基板表面には、あらかじめ感光剤を塗布し、その後暗箱内で紫外線等を用いて基板の一部を露光することにより、親インク面と撥インク面を形成しておく必要がある。
このような処理を行った面にインクを吹きつけると、親インク面にのみインクが定着するため、所望の着色層のパターンを形成することができる。
【０００６】
なお、露光前には基板を水処理するのが望ましい。
これは、感光剤の表面に水が付着していると、それが感光反応の効率を上げるためである。
このような方法としては、以下のようなものが知られている。
（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１-７４９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような方法では、水処理が部分的に不完全となる場合があり、基板の品質にばらつきが生じていた。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は基板の品質にばらつきが生じない基板の水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明は、感光層を有する基板を水で処理する水処理装置であって、前記基板に水を吹きつけるコーンノズルを有することを特徴とする水処理装置である。
前記感光層を構成する感光剤は、少なくとも酸化チタンゾル液と、フルオロアルキルシランの加水分解溶液を含む感光剤である。
前記基板はカラーフィルタ用基板であってもよい。
前記コーンノズルは、複数個が併設され、隣接するコーンノズルからの水の噴射領域が一部重なってもよい。
前記コーンノズルは前記基板の感光層を有する面側を水処理し、ストレートノズルが前記基板の感光層を有さない面側を水処理してもよい。
前記基板を搬送する搬送手段を更に有してもよい
前記搬送手段はコロであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板上に付着したゴミを除去すること、さらに十分水処理が行えることで、感光反応の効率がよくなるため、省エネルギーで露光でき、コスト的に有利な水処理装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態であるカラーフィルタの例を詳細に説明する。
最初に、図１を用いてカラーフィルタ用の基板７１の着色工程の概略を説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るカラーフィルタ用の基板７１の着色工程を示すフローチャートであって、図２は処理前の基板７１を示す図であり、図３は感光層１９を形成するための基板７１への感光剤の塗布工程を示す図である。
また、図４は基板７１に感光剤を塗布して形成した感光層１９の乾燥工程を示す図、図５は基板７１の水洗工程を示す図、図６は基板７１の露光工程を示す図であり、図７は基板７１へのインクの吹きつけ工程を示す図である。
【００１３】
図２に示すように、カラーフィルタ用の基板７１は、ガラス基板７３上にブラックマトリクス７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄを配置した構造を有している。
【００１４】
まず、図１および図３に示すように、ダイヘッド７７を用いて、感光剤を基板７１上に塗布し、感光層１９を形成する（ステップ１０１）。
感光層１９の具体例については後述する。
【００１５】
次に、図１および図４に示すように、乾燥機８１内で基板７１上に塗布した感光層１９を乾燥させる（ステップ１０２）。
なお、この状態では、感光層１９の表面はインクを弾く撥インク性を有している。
【００１６】
次に、図１および図５に示すように、感光層１９を塗布した基板７１を処理部８３で水洗する（ステップ１０３）。
水洗を行う目的は、一つは基板７１上に付着したゴミを除去するためであるが、もう一つは、感光層１９の表面に水が付着することで、反応効率が上がるため、省エネルギーで露光でき、コスト的に有利な水処理装置を提供するからである。
【００１７】
次に、図１および図６に示すように、感光層１９を塗布した基板７１に紫外線８９を照射し、感光層１９の一部を露光する（ステップ１０４）。
この際、基板７１の裏面、即ちガラス基板７３側から紫外線８９を照射するため、遮光部となるブラックマトリクス７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄの上部に塗布された感光層１９には紫外線８９が当たらず、この部分は撥インク性を有する撥インク部８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄのままである。
【００１８】
一方、ブラックマトリクス７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄが載置されていない部分に塗布された感光層１９には紫外線８９が当たるため、この部分は紫外線によって感光されて物性が変化し、親インク性を有する親インク部８５ａ、８５ｂ、８５ｃとなる。
【００１９】
次に、ノズル等を用い、カラーインク９１ａ、９１ｂ、９１ｃを基板７１の表面に吹きつける（ステップ１０５）。
この際、図７に示すように、撥インク部８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、８７ｄは撥インク性を有するためカラーインク９１ａ、９１ｂ、９１ｃは塗布されず、親インク部８５ａ、８５ｂ、８５ｃのみにカラーインク９１ａ、９１ｂ、９１ｃが塗布される。
【００２０】
このようにして、基板７１上にインクが塗布される。
【００２１】
ここで、感光層１９を構成する感光剤の成分について説明する。
感光剤は少なくとも２種類の溶液を混合してなる溶液であり、一方の溶液は酸化チタンとアルキルシリケートを含有する酸化チタンゾル液であり、他方の溶液はポリシロキサンである。
【００２２】
まず、酸化チタンについて説明する。酸化チタンは、紫外線を照射した際に光触媒として作用し、チタン表面に活性酸素を生じさせ、有機物を分解する。
本実施形態においては、光の照射により生じた活性酸素が撥インク性を発現させる有機物を分解するため、親インク性に変化させる。
酸化チタンにはアナタ−ゼ型とルチル型があり、本実施形態ではいずれも使用可能であるが、アナタ−ゼ型を使用するのが好ましい。
【００２３】
また、酸化チタンの粒径は小さいほど、光触媒反応が効果的に起こることから、平均粒径５０ｎｍ以下であることが好ましく、特に２０ｎｍ以下の酸化チタンを使用することが好ましい。
【００２４】
次に、アルキルシリケートについて説明する。アルキルシリケートは酸化チタンの分散安定剤として用いられる。
【００２５】
アルキルシリケートは一般式Ｓｉｎ  Ｏｎ−１  （ＯＲ）２ｎ＋２（ただしＳｉはケイ素、Ｏは酸素、Ｒはアルキル基を示す。）で表される化合物であり、ｎは１〜６の範囲内、Ｒは炭素数が１〜４のアルキル基であるものが好ましい。
【００２６】
アルキルシリケートの配合量としては、アルキルシリケート中のケイ素をＳｉＯ２に換算した量と、酸化チタン中のチタンをＴｉＯ２に換算した量との重量比（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２）が０．２〜１．５であるのが好ましく、特に好ましくは０．２〜１．０である。
これは、アルキルシリケートの配合量が、上記範囲より少ないと分散安定性が低下しやすく、逆に上記範囲より多いと、酸化チタンの光触媒機能が低下するからである。
【００２７】
次にポリシロキサンについて説明する。本実施形態では、撥インク性を有する置換基がポリシロキサンを構成するＳｉ原子に直接結合しているポリシロキサンが用いられる。
【００２８】
撥インク性を有する置換基としては、具体的には、アルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、またはエポキシ基等が挙げられる。
この撥インク性を有する置換基が、ポリシロキサンを構成するＳｉ原子に直接結合していることから、パターン形成体用塗工液を塗布して濡れ性変化層を形成した際に、感光層１９の表面が撥インク性を発現する。
【００２９】
一方、濡れ性変化層に紫外線等を照射することにより、これらの置換基は分解され、感光層１９の表面が親インク性を発現する。
【００３０】
なお、置換基が、ポリシロキサンを構成するＳｉ原子に直接結合している状態とは、置換基が、Ｏ原子等を介さず、Ｓｉ原子に直接結合していることをいう。
【００３１】
また、本実施形態で用いられるポリシロキサンは、通常、複数のアルコキシル基、アセチル基、またはハロゲンを置換基とし有するものである。
【００３２】
このようなポリシロキサンは、加水分解により縮合し、濡れ性変化層を形成した際に、主骨格が酸化チタンの光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えばゾルゲル反応等により、加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するもの等を挙げることができる。
【００３３】
この場合、一般式
Ｙｎ  ＳｉＸ（４−ｎ）
（ここでＹはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基、またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である）で示されるケイ素化合物の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であることが好ましく、上記２種類以上のケイ素化合物同士の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であってもよい。
【００３４】
なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態においては、上記撥インク性を有する置換基の中でも、フルオロアルキル基であることが特に好ましい。
【００３６】
上記フルオロアルキル基を含むケイ素化合物としては、フルオロアルキルシランが挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができ、以下のようなものが挙げられる。
【００３７】
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；および
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３。
【００３８】
次に水処理工程で用いられる水処理装置１の構造について説明する。図８は水処理装置１の構造を示す図であり、図９は図８の処理部９ａ付近の詳細図である。
【００３９】
水処理装置１は、カバー３を有し、カバー３の内部には、基板７１を搬送する複数の搬送コロ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが設けられている。
搬送コロ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの平面部は連結板７ａ、７ｂに軸支されている。
【００４０】
搬送コロ５ｂと搬送コロ５ｃの間には処理部９ａが設けられており、搬送コロ５ｃと搬送コロ５ｄの間には処理部９ｂが設けられている。
【００４１】
図９に示すように、処理部９ａは枠状の本体１１を有し、本体１１の上枠にはコーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられている。
本体１１の下枠にはストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設けられている。
なお、処理部９ｂの構造は処理部９ａと同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
本体１１の内部には水処理用の水が流れており、コーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄおよびストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの先端から水が噴射される。
【００４３】
次に、水処理装置１の動作について図８、図１０、図１１を用いて説明する。
なお、図１０は処理部９ａの側面図であって、図１１は図１０のコーンノズル１３ａ、１３ｂ付近の拡大図である。
【００４４】
基板７１を水処理する際はまず、搬送コロ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは図示しないモータ等によって回転することにより、基板７１を図８のＡ方向に搬送する。
【００４５】
同時に処理部９ａは、コーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄおよびストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの先端から水を噴射する。
【００４６】
そして、搬送された基板７１が本体１１の枠内を通過する際、コーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄおよびストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの先端から噴射された水が基板７１の表面を水処理する。
【００４７】
この際、図１０に示すように、基板７１の表面、即ち感光層１９が塗布されている面はコーンノズル１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄから矢印Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ方向に噴射された水で水処理される。
一方、基板７１の裏面、即ち感光層１９が塗布されていない面はストレートノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから矢印Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ方向に噴射された水で水処理される。
【００４８】
なお、全てのノズルをコーンノズルにしてもよいが、少なくとも基板７１の表面（感光層１９が塗布された面）を水処理するノズルはコーンノズルである必要がある。
【００４９】
基板７１の表面（感光層１９が塗布された面）を水処理する目的は、表面のゴミ等の除去だけでなく、感光層１９の表面に水を付着させることで、反応効率が上がるため、省エネルギーで露光でき、コスト的に有利な水処理装置を提供できるからである。したがって、表面に吹きつけムラが発生しないのが望ましい。
【００５０】
ここで、図１１に示すように、コーンノズル１３ａとコーンノズル１３ｂの基板７１への噴射範囲２１ａと噴射範囲２１ｂは一部が重なっている。
なお、コーンノズル１３ｂとコーンノズル１３ｃの噴射範囲およびコーンノズル１３ｃとコーンノズル１３ｄの噴射範囲も同様である。
そのため、水の吹きつけムラの発生を防ぐことができ、露光の際のムラを防止できる。
したがって、基板７１の表面（感光層１９が塗布された面）を水処理するノズルはコーンノズルである必要がある。
【００５１】
一方、基板７１の裏面（感光層１９が塗布されていない面）の水処理目的は、表面のゴミ等を除去することなので、吹きつけムラが発生しても基板の品質に大きな影響を与えることはない。
そのため、ストレートノズルを用いてもよい。
【００５２】
このように、本実施の形態によれば、水処理装置１が、コーンノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えた処理部９ａを有しているため、水の吹きつけムラを抑えることができる。
従って、露光の際のムラを防止することができ、基板の品質が改善される。
【００５３】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５４】
例えば、本発明の装置は、カラーフィルタの着色層を設けるとき以外にも、有機ＥＬの発光層を設けるとき、ディスプレイの電極を設けるとき、基板に電子回路を設けるとき等の微細なパターンを形成する際にも利用することができる。
また、基板上に遮光部を設けて、基板、遮光部、及び感光層が一体になった例について説明してきたが、感光層付基板と遮光部が別体となっていてもよく、また、遮光部はブラックマトリクス以外にも、ストライプ状でも曲線状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】カラーフィルタ用の基板７１の着色工程を示すフローチャート
【図２】処理前の基板７１を示す図
【図３】感光層１９を形成するための基板７１への感光剤の塗布工程を示す図
【図４】基板７１に感光剤を塗布した感光層１９の乾燥工程を示す図
【図５】基板７１の水洗工程を示す図
【図６】基板７１の露光工程を示す図
【図７】基板７１へのインクの吹きつけ工程を示す図
【図８】水処理装置１の構造を示す図
【図９】図８の処理部９ａ付近の詳細図
【図１０】処理部９ａの側面図
【図１１】図１０のコーンノズル１３ａ、１３ｂ付近の拡大図
【符号の説明】
【００５６】
１…………水処理装置
３…………カバー
５ａ………搬送コロ
７ａ………連結板
９ａ………処理部
１１………本体
１３ａ……コーンノズル
１５ａ……ストレートノズル
１９………感光層
７１………基板
７３………ガラス基板
７５ａ……ブラックマトリクス
７７………ダイヘッド
８１………乾燥機
８３………処理部
８５ａ……撥インキ部
８７ａ……親インキ部
８９………紫外線
９１ａ……カラーインク
【図１】
2006276639.tif 000003
【図２】
2006276639.tif 000004
【図３】
2006276639.tif 000005
【図４】
2006276639.tif 000006
【図５】
2006276639.tif 000007
【図６】
2006276639.tif 000008
【図７】
2006276639.tif 000009
【図８】
2006276639.tif 000010
【図９】
2006276639.tif 000011
【図１０】
2006276639.tif 000012
【図１１】
2006276639.tif 000013