(57)【要約】【課題】プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができるパターン形成方法を提供する。【解決手段】本発明によるパターン形成方法は、まず、プラスチック基材２が巻き付けられた供給ロール１１を準備する。次に、この供給ロール１１からプラスチック基材２が繰り出され、このプラスチック基材２に対して飽和状態の吸水率をもつよう吸水させる。その後、プラスチック基材２上に、樹脂層３ａが所定のパターンで設けられる。【選択図】図２
2011203498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を形成するパターン形成方法において、
プラスチック基材が巻き付けられた供給ロールを準備する工程と、
この供給ロールからプラスチック基材を繰り出し、このプラスチック基材に対して飽和状態の吸水率をもつよう吸水させる工程と、
吸水させる工程の後、プラスチック基材上に、樹脂層を所定のパターンで設ける工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
吸水させる工程において、供給ロールから繰り出されたプラスチック基材に、水が噴射されることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
吸水させる工程において、供給ロールから繰り出されたプラスチック基材は、水に浸漬されることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を形成するパターン形成方法において、
プラスチック基材が巻き付けられた供給ロールを準備する工程と、
この供給ロールを湿度９０％以上の雰囲気に曝して、供給ロールに巻き付けられたプラスチック基材に対して飽和状態の吸水率をもつよう吸水させる工程と、
吸水させる工程の後、供給ロールからプラスチック基材を繰り出し、このプラスチック基材上に、樹脂層を所定のパターンで設ける工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
樹脂層を所定のパターンで設ける工程は、
プラスチック基材上に、感光性を有する樹脂材料を塗布し、樹脂層を形成する工程と、
この樹脂層を所定のパターンで露光する工程と、
露光された樹脂層を現像し、パターニングする工程と、を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項６】
吸水させる工程と樹脂層を形成する工程との間、若しくは樹脂層を形成する工程と樹脂層を所定のパターンで露光する工程との間に、プラスチック基材を乾燥させ、プラスチック基材の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、インクジェット法により、プラスチック基材上に、インクを所定のパターンで塗布して、樹脂層を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項８】
樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、転写法により、プラスチック基材上に、所定のパターンを有する樹脂層が転写されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項９】
吸水させる工程と、樹脂層を所定のパターンで設ける工程との間に、プラスチック基材を乾燥させ、プラスチック基材の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせることを特徴とする請求項７または８に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、プラスチック基材上に導電性材料からなる配線層が設けられ、この配線層上に樹脂層が所定のパターンで設けられ、
樹脂層が所定のパターンで設けられた後、この樹脂層をレジストとして配線層がエッチングされてパターニングされることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載のパターン形成方法により、プラスチック基材上に、複数色の画素を構成するようにパターニングされた複数色の画素用樹脂層を形成する工程を備え、
カラーフィルターを得ることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を形成するパターン形成方法およびこの方法を含むカラーフィルターの製造方法に係り、とりわけ、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができるパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示パネルにおいて、ガラスではなく、プラスチック材料を基材として、その一面に、パターニングされたブラックマトリックス、並びに、複数の赤色画素、緑色画素、および青色画素を配設したカラーフィルターが開発されている。このように、基材をプラスチック製とすることにより、カラーフィルターを薄型化、低コスト化するとともに、基材が割れることを防止している（特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７７５５１号公報
【特許文献２】特開２００３−６６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、樹脂層をパターニングするためのプラスチック基材として、ロール状に巻き付けられたプラスチック基材を用いることがある。このようなプラスチック基材は、乾燥された状態でロール状に巻き付けられている。しかしながら、外部環境下で保管されている間に、プラスチック基材の外周側部分は水分を吸収する。一方、プラスチック基材の内周側部分は、外周側部分に遮られているため、水分を吸収しにくい。このことにより、ロールの外周側部分と内周側部分とにおいてプラスチック基材の吸水率は異なる。
【０００５】
このようなプラスチック基材を繰り出して樹脂層を形成し熱処理を施した場合、熱処理時に蒸発する水分量は、プラスチック基材の各部分によって異なってくる。このため、ロールから繰り出されたプラスチック基材の寸法変化量を、全領域に亘って一定にすることが困難になる。このことにより、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができるパターン形成方法および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】
【０００７】
本発明は、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を形成するパターン形成方法において、プラスチック基材が巻き付けられた供給ロールを準備する工程と、この供給ロールからプラスチック基材を繰り出し、このプラスチック基材に対して飽和状態の吸水率をもつよう吸水させる工程と、吸水させる工程の後、プラスチック基材上に、樹脂層を所定のパターンで設ける工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法である。
【０００８】
本発明は、吸水させる工程において、供給ロールから繰り出されたプラスチック基材に、水が噴射されることを特徴とするパターン形成方法である。
【０００９】
本発明は、吸水させる工程において、供給ロールから繰り出されたプラスチック基材は、水に浸漬されることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１０】
本発明は、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を形成するパターン形成方法において、プラスチック基材が巻き付けられた供給ロールを準備する工程と、この供給ロールを湿度９０％以上の雰囲気に曝して、供給ロールに巻き付けられたプラスチック基材に対して飽和状態の吸水率をもつよう吸水させる工程と、吸水させる工程の後、供給ロールからプラスチック基材を繰り出し、このプラスチック基材上に、樹脂層を所定のパターンで設ける工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成方法である。
【００１１】
本発明は、樹脂層を所定のパターンで設ける工程は、プラスチック基材上に、感光性を有する樹脂材料を塗布し、樹脂層を形成する工程と、この樹脂層を所定のパターンで露光する工程と、露光された樹脂層を現像し、パターニングする工程と、を有していることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１２】
本発明は、吸水させる工程と樹脂層を形成する工程との間、若しくは樹脂層を形成する工程と樹脂層を所定のパターンで露光する工程との間に、プラスチック基材を乾燥させ、プラスチック基材の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１３】
本発明は、樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、インクジェット法により、プラスチック基材上に、インクを所定のパターンで塗布して、樹脂層を形成することを特徴とするパターン形成方法である。
【００１４】
本発明は、樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、転写法により、プラスチック基材上に、所定のパターンを有する樹脂層が転写されることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１５】
本発明は、吸水させる工程と、樹脂層を所定のパターンで設ける工程との間に、プラスチック基材を乾燥させ、プラスチック基材の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１６】
本発明は、樹脂層を所定のパターンで設ける工程において、プラスチック基材上に導電性材料からなる配線層が設けられ、この配線層上に樹脂層が所定のパターンで設けられ、樹脂層が所定のパターンで設けられた後、この樹脂層をレジストとして配線層がエッチングされてパターニングされることを特徴とするパターン形成方法である。
【００１７】
本発明は、上述したパターン形成方法により、プラスチック基材上に、複数色の画素を構成するようにパターニングされた複数色の画素用樹脂層を形成する工程を備え、カラーフィルターを得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】
【００１８】
本発明によれば、供給ロールから繰り出されたプラスチック基材に飽和状態の吸水率をもたせて吸水率を一定にさせることにより、供給ロールに巻き付けられていた際の半径方向位置に関わらず、プラスチック基材の吸水率をほぼ均一にすることができる。このことにより、プラスチック基材上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、プラスチック基材上に、複数色の画素を構成するようにパターニングされた複数色の画素用樹脂層が精度良く形成されたカラーフィルターが得られる。このことにより、カラーフィルターの表示画像の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態におけるカラーフィルターの断面構成の一例を示す図。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態におけるパターン形成装置を示す図。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態におけるパターン形成方法の工程を示す図。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態におけるパターン形成装置を示す図。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態におけるパターン形成方法の工程を示す図。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態におけるパターン形成装置を示す図。
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態におけるパターン形成方法の工程を示す図。
【図８】図８は、本発明の実施例において、プラスチック基材の吸水率を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
第１の実施の形態
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３は、本発明の第１の実施の形態におけるパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法を示す図である。
【００２２】
まず、図１により本実施の形態におけるパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法により得られるカラーフィルター１の断面構成について説明する。このうちパターン形成方法は、プラスチック基材２上に、パターニングされた樹脂層３ａを形成するためのものである。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態におけるカラーフィルターの製造方法により得られるカラーフィルター１は、プラスチック基材２と、このプラスチック基材２上に形成され、複数のバンク（隔壁）３ｂを含むブラックマトリックス３とを備えている。このうちブラックマトリックス３は、複数のバンク３ｂによって形成された略矩形状の複数の開口部（図６参照）を有している。このような、ブラックマトリックス３は、感光性を有する感光性材料（樹脂材料）によりパターニングされた感光性材料層（樹脂層）３ａからなっている。
【００２４】
通常、プラスチック基材２上のブラックマトリックス３の各開口部３ｃ内に、複数色の画素が形成されている。すなわち、ブラックマトリックス３の各開口部３ｃ内に、赤色（Ｒ）画素用感光性材料、緑色（Ｇ）画素用感光性材料、および青色（Ｂ）画素用感光性材料により、複数の赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６が形成されている。各画素４、５、６の配列は、図示しないが、ストライプ配列、デルタ配列（トライアングル配列）、正方配列（四画素配列）等の公知の配列とすることができる。このように異なる色を有した三つの隣り合う画素によって、画面上における一つの表示画素が形成されるようになっている。更に、黄色画素（図示せず）等を追加して４色以上の画素が形成されるようにしても良い。
【００２５】
また、これらの画素４、５、６は、保護層７で覆われている。この保護層７上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ（Indium Tin Oxide））からなる透明電極膜８が形成されている。
【００２６】
このようなカラーフィルター１は、例えば、各画素４、５、６に対応して配列されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ）と液晶層とを含む液晶素子、および面光源と組み合わされて、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または電子ペーパー等に用いられる。この構成において、液晶はスイッチング素子によって制御されてシャッターとして機能し、面光源からの光を所望の色の画素のみを介して出射させる。このようにして、画面上にカラー映像が表示されるにようになっている。
【００２７】
次に、カラーフィルター１の各構成部材の材料について説明する。
【００２８】
プラスチック基材２に用いる材料としては、ＬＣＤ用途では、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネートが、高耐熱性、低吸水率、低リタデーションのため好ましい。電子ペーパー用途では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが、量産品で低コストのため好ましい。これ以外にも、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンナフトール、ポリイミド、有機無機複合樹脂が、高耐熱性を有しているため用いることができる。また、プラスチック基材２の厚さは、５０〜３００μｍであることが好ましく、とりわけ、ハンドリングのしやすさから、１００μｍ程度であることが好ましい。このことにより、後述するパターン形成装置１０の供給ロール１１および巻取ロール１９に巻き付けることができるとともに、必要な強度を確保することができる。
【００２９】
感光性材料層３ａを形成する感光性材料としては、遮光性を有する黒色の顔料と溶剤と接合性樹脂（バインダー）とを含む顔料分散型の感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。また、各色の画素用感光性材料としては、同様にして、各色の顔料を分散させた感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。
【００３０】
次に、図２を用いて、フォトリソグラフィー法を用いた本実施の形態におけるパターン形成方法を実施するためのパターン形成装置１０について説明する。
【００３１】
図２に示すように、パターン形成装置１０は、帯状の連続したプラスチック基材２が巻き付けられた供給ロール１１と、この供給ロール１１の進行方向下流側に設けられ、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に対して吸水させる吸水処理部１２とを有している。この吸水処理部１２は、プラスチック基材２の両面に水を噴射して、プラスチック基材が飽和状態の吸水率をもつようにプラスチック基材２を吸水処理するようになっている。
【００３２】
吸水処理部１２の下流側に、吸水したプラスチック基材２を加熱して乾燥させる乾燥処理部１３が設けられている。この乾燥処理部１３により、プラスチック基材２の吸水率が、常湿（約５０％）の雰囲気と平衡となるように調整される。
【００３３】
乾燥処理部１３の下流側に、プラスチック基材２上に感光性材料を膜状に塗布するレジスト塗布部１４が設けられている。このレジスト塗布部１４は、グラビアコータ、ダイコータなどの塗工方式によりプラスチック基材２上に感光性材料を塗布して、感光性材料層３ａを形成するようになっている。
【００３４】
このレジスト塗布部１４の下流側に、プラスチック基材２および感光性材料層３ａの乾燥を行うプリベーク処理部１５が設けられている。このプリベーク処理部１５は、感光性材料層３ａを、約５０℃〜１２０℃の温度で、約１〜５分間、乾燥するようになっている。
【００３５】
このプリベーク処理部１５の下流側に、感光性材料層３ａを所定のパターンで露光する露光処理部１６が設けられている。ここでは、所定形状のブラックマトリックス３とアライメントマーク（図示せず）を形成するためのフォトマスク１６ａを用いて露光を行うようになっている。
【００３６】
露光処理部１６の下流側に、露光された感光性材料層３ａを現像し、パターニングする現像処理部１７が設けられている。この現像処理部１７は、現像液として、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）の０．０５〜１０％溶液を用いて、感光性材料層３ａを現像する。このようにして、感光性材料層３ａが、所定のパターン、すなわち、複数の略矩形状の開口部を画定するようにパターニングされる。
【００３７】
現像処理部１７の下流側に、感光性材料層３ａがパターニングされたプラスチック基材２に対して熱処理を施して感光性材料層３ａを硬化させる熱処理部１８が設けられている。この熱処理部１８においては、プラスチック基材２が、そのガラス転移点付近の所定温度で、所定時間、熱処理されることが好ましい。例えば、プラスチック基材２にポリエチレンナフタレートを用いる場合には、プラスチック基材２は、感光性材料層３ａとともに、ポリエチレンナフタレートのガラス転移点である１５５℃付近の約１６０℃の温度で、感光性材料層３ａを熱硬化させるために、約６０分間、熱処理される。このようにして、感光性材料層３ａを硬化させる（ポストベーク）。
【００３８】
熱処理部１８の下流側に、熱処理が施されたプラスチック基材２を巻き取る巻取ロール１９が設けられている。また、供給ロール１１と巻取ロール１９との間に、プラスチック基材２を案内する複数の案内ロール２０が適所に設けられている。
【００３９】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち本実施の形態によるパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法について、図２および図３を用いて説明する。
【００４０】
まず、プラスチック基材２を準備する（ステップＳ１１）。この場合、図２に示すように、ポリエチレンナフタレートからなる帯状の連続したプラスチック基材２が巻き付けられた供給ロール１１を準備する。
【００４１】
次に、供給ロール１１からプラスチック基材２が繰り出され、このプラスチック基材２に対して、吸水処理部１２により、飽和状態の吸水率をもつよう吸水処理が施される（ステップＳ１２）。このようにプラスチック基材２を供給ロール１１から繰り出して吸水させることにより、吸水処理を短時間で行うことができる。
【００４２】
吸水処理されたプラスチック基材２は、乾燥処理部１３により加熱されて乾燥される（ステップＳ１３）。この場合、プラスチック基材２は、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるように加熱されて乾燥される。乾燥条件としては、プラスチック基材２が変形しないガラス転移点以下の温度で、吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるような時間とすれば良い。
【００４３】
乾燥されたプラスチック基材２上に、レジスト塗布部１４により感光性材料が膜状に塗布され、感光性材料層３ａが形成される（ステップＳ１４）。
【００４４】
次に、プラスチック基材２および感光性材料層３ａは、プリベーク処理部１５により乾燥（プリベーク）される（ステップＳ１５）。この場合、約５０℃〜１２０℃の温度で、約１〜５分間、乾燥される。このことにより、感光性材料層３ａに含まれる溶剤が蒸発し、感光性材料層３ａのプラスチック基材２への密着性を向上させることができる。
【００４５】
次に、露光処理部１６において、感光性材料層３ａは、所定のパターンで露光される（ステップＳ１６）。この場合、所定形状のブラックマトリックス３とアライメントマークを形成するためのフォトマスク１６ａを用いて露光が行われる。
【００４６】
露光された感光性材料層３ａは、現像処理部１７において現像される（ステップＳ１７）。このことにより、感光性材料層３ａを、所定のパターン、すなわち、複数の略矩形状の開口部を画定するようにパターニングすることができる。
【００４７】
次に、熱処理部１８により、感光性材料層３ａがパターニングされたプラスチック基材２に対して熱処理が施される（ステップＳ１８）。この場合、プラスチック基材２は、感光性材料層３ａとともに、約１６０℃、約６０分間、熱処理される。このことにより、感光性材料層３ａを硬化（ポストベーク）することができる。
【００４８】
このようにして、プラスチック基材２上に感光性材料層３ａがパターニングされる。その後、このプラスチック基材２は、巻取ロール１９に巻き取られて回収される（ステップＳ１９）。
【００４９】
その後、プラスチック基材２上に、複数色の画素を構成するようにパターニングされた複数色の画素用感光性材料層が形成される。すなわち、上述したステップＳ１４〜１９を繰り返すことにより、プラスチック基材２上に、赤色画素用感光性材料、緑色画素用感光性材料、および青色画素用感光性材料がそれぞれ塗布されて、プラスチック基材２上のブラックマトリックス３の各開口部３ｃ内に、複数の赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６がそれぞれ形成される。この場合、ステップ１４においては、各色の顔料を含む赤色画素用感光性材料、緑色画素用感光性材料、および青色画素用感光性材料がプラスチック基材２上に塗布され、また、ステップＳ１７においては、各画素４、５、６の配列に対応するフォトマスクを用いて露光が行われる。このことにより、複数の赤色画素４を構成するようにパターニングされた赤色画素用感光性材料層、複数の緑色画素５を構成するようにパターニングされた緑色画素用感光性材料層、および複数の青色画素６を構成するようにパターニングされた青色画素用感光性材料層が、それぞれ形成される。このようにして、カラーフィルター１が得られる。
【００５０】
このように本実施の形態によれば、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に飽和状態の吸水率をもたせて吸水率を一定にさせることにより、供給ロール１１に巻き付けられていた際の半径方向位置に関わらず、プラスチック基材２の吸水率をほぼ均一にすることができる。このことにより、プラスチック基材２上に、パターニングされた感光性材料層３ａを精度良く形成することができる。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、吸水されたプラスチック基材２は、乾燥処理部１３により乾燥されて、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡になる。このことにより、比較的高かったプラスチック基材２の吸水率を、常湿の雰囲気と平衡となる程度に低下させることができる。このことにより、この後に行われる露光時のパターニングの精度を向上させることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態によれば、精度良くブラックマトリックス３、赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６がパターニングされたプラスチック基材２を用いたカラーフィルター１が得られる。このことにより、カラーフィルター１の表示画像の精度を向上させることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、感光性材料を塗布する工程と、感光性材料層３ａを露光する工程との間に、感光性材料層３ａをプリベークする例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、感光性材料を塗布した後、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるようにプラスチック基材２を加熱して乾燥させるようにしても良い。この場合、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となった状態で、プラスチック基材２上の感光性材料層３ａを露光することができる。このため、プラスチック基材２の使用時（例えば、カラーフィルター１の使用時）の吸水率とほぼ等しい吸水率で露光することができ、露光時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態においては、プラスチック基材２を吸水させる工程と、感光性材料を塗布する工程との間に、乾燥処理部１３によりプラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるようにプラスチック基材２が加熱されて乾燥され、感光性材料が塗布された後に、感光性材料層３ａがプリベークされる例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、吸水したプラスチック基材２を乾燥させることなく、プラスチック基材２上に感光性材料を塗布し、この後に、プラスチック基材２の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせるようにしても良い。この場合においても、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となった状態で、プラスチック基材２上の感光性材料層３ａを露光することができる。このため、プラスチック基材２の使用時の吸水率とほぼ等しい吸水率で露光することができ、露光時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態において、吸水処理部１２が、プラスチック基材２の両面に水を噴射するように構成されている例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、吸水処理部１２において、プラスチック基材２が高温および高湿の雰囲気に曝されて、プラスチック基材２に対して飽和状態の吸水率をもたせるように構成しても良い。あるいは、プラスチック基材２が水に浸漬されて、プラスチック基材２に対して飽和状態の吸水率をもたせるように構成しても良い。
【００５６】
また、本実施の形態においては、プラスチック基材２上に、ブラックマトリックス３、各色の画素４、５、６がパターニングされて、カラーフィルター１が得られる例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、プラスチック基材２上にブラックマトリックス３を形成することなく、赤色画素用感光性材料、緑色画素用感光性材料、および青色画素用感光性材料を塗布して、複数の赤色画素を構成するようにパターニングされた赤色画素用感光性材料層、複数の緑色画素を構成するようにパターニングされた緑色画素用感光性材料層、および複数の青色画素を構成するようにパターニングされた青色画素用感光性材料層を形成して、カラーフィルター１を得るようにしても良い。この場合においても、赤色画素、緑色画素、および青色画素を精度良く形成することができ、カラーフィルター１の表示画像の精度を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態においては、カラーフィルター１の各色の画素として、赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６を形成する例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、カラーフィルター１の各色の画素として、イエロー（Ｙ）画素、マゼンタ（Ｍ）画素、シアン（Ｃ）画素を形成しても良い。すなわち、プラスチック基材２上に、イエロー画素用感光性材料、マゼンタ画素用感光性材料、およびシアン画素用感光性材料を塗布して、複数のイエロー画素を構成するようにパターニングされたイエロー画素用感光性材料層、複数のマゼンタ画素を構成するようにパターニングされたマゼンタ画素用感光性材料層、および複数のシアン画素を構成するようにパターニングされたシアン画素用感光性材料層を形成して、カラーフィルター１を得るようにしても良い。
【００５８】
第２の実施の形態
次に、図４および図５により、本発明の第２の実施の形態におけるパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法について説明する。
【００５９】
図４および図５に示す第２の実施の形態においては、インクジェット法により、プラスチック基材上にインクが所定のパターンに塗布される点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４および図５において、図１乃至図３に示す第１の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。
【００６０】
図４を用いて、インクジェット法を用いた本実施の形態におけるパターン形成方法を実施するためのパターン形成装置３０について説明する。
【００６１】
図４に示すように、パターン形成装置３０は、帯状の連続したプラスチック基材２が巻付けられた供給ロール１１と、この供給ロール１１の進行方向下流側に設けられ、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に対して吸水させる吸水処理部１２とを有している。
【００６２】
吸水処理部１２の下流側に、吸水したプラスチック基材２を加熱して乾燥させる乾燥処理部３１が設けられている。この乾燥処理部３１は、プラスチック基材２の吸水率を常湿の雰囲気と平衡になるように、プラスチック基材２を乾燥させるようになっている。
【００６３】
乾燥処理部３１の進行方向下流側に、インクジェット法により、プラスチック基材２上にインク（樹脂材料）を塗布するインクジェット印刷部３２が設けられている。このインクジェット印刷部３２は、所定のパターンでプラスチック基材２上にインクを塗布して、パターニングされたインク層（樹脂層）３ｃを形成するようになっている。ここで、インクに用いる材料としては、顔料または染料を含み、インクジェット法に適したインクを用いることが好ましい。
【００６４】
インクジェット印刷部３２の下流側に、インク層３ｃがパターニングされたプラスチック基材２に対して熱処理を施して、インク層３ｄを硬化させるための熱処理部１８が設けられている。
【００６５】
熱処理部１８の下流側に、熱処理が施されたプラスチック基材２を巻き取る巻取ロール１９が設けられている。また、供給ロール１１と巻取ロール１９との間に、プラスチック基材２を案内する複数の案内ロール２０が適所に設けられている。
【００６６】
図４および図５に示すパターン形成方法およびカラーフィルターの製造方法においては、まず、プラスチック基材２を準備する（ステップＳ３１）。この場合、図２に示すように、ポリエチレンナフタレートからなる帯状の連続したプラスチック基材２が巻き付けられた供給ロール１１を準備する。
【００６７】
次に、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に対して、吸水処理部１２により飽和状態の吸水率をもつよう吸水処理が施される（ステップＳ３２）。
【００６８】
吸水処理されたプラスチック基材２は、乾燥処理部３１により、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるように加熱されて乾燥される（ステップＳ３３）。この場合、プラスチック基材２は、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるように加熱されて乾燥される。乾燥条件としては、プラスチック基材２が変形しないガラス転移点以下の温度で、吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるような時間とすれば良い。
【００６９】
次に、インクジェット印刷部３２により、プラスチック基材２上にインクが塗布される（ステップＳ３４）。この場合、インクは、所定のパターン、すなわち、複数の略矩形状の開口部を画定するように塗布されて、パターニングされたインク層３ｃを形成することができる。
【００７０】
次に、熱処理部１８により、インク層３ｃがパターニングされたプラスチック基材２に対して熱処理が施される（ステップＳ３５）。この場合、プラスチック基材２は、インク層３ｃとともに、約１６０℃、約６０分間、熱処理される。このことにより、インク層３ｃを硬化することができる。
【００７１】
このようにして、プラスチック基材２上にインク層３ｃがパターニングされる。その後、このプラスチック基材２は、巻取ロール１９に巻き取られて回収される（ステップＳ３６）。
【００７２】
その後、プラスチック基材２上のインク層３ｃ（ブラックマトリックス３）の各開口部内に、赤色画素用インク、緑色画素用インク、および青色画素用インクがそれぞれ充填されて、複数の赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６が形成される。具体的には、上述したステップＳ３３〜３５を繰り返すことにより、各画素４、５、６が形成される。この場合、ステップＳ３４においては、各色の顔料または染料を含むインクが、それぞれのパターンで各開口部内に塗布される。このようにして、カラーフィルター１が得られる。
【００７３】
このように本実施の形態によれば、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２を飽和状態の吸水率をもたせて吸水率を一定にさせることにより、供給ロール１１に巻き付けられていた際の半径方向位置に関わらず、プラスチック基材２の吸水率をほぼ均一にすることができる。このことにより、プラスチック基材２上に、パターニングされたインク層３ｃを精度良く形成することができる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、吸水処理されたプラスチック基材２は、乾燥処理部３１により、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるように加熱されて乾燥される。このことにより、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となった状態で、プラスチック基材２上にインク層３ｃを塗布することができる。このため、プラスチック基材２の使用時（例えば、カラーフィルター１の使用時）の温度にほぼ等しい温度でインクをパターン状に塗布することができ、塗布時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態によれば、精度良くブラックマトリックス３、赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６がパターニングされたプラスチック基材２を用いたカラーフィルター１が得られる。このことにより、カラーフィルター１の表示画像の精度を向上させることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、乾燥処理部３１が、プラスチック基材２を、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるように加熱して乾燥する例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、吸水したプラスチック基材２を乾燥させることなく、プラスチック基材２上にインクを塗布するようにしても良い。この場合においても、プラスチック基材２の吸水率は、ほぼ均一になっているため、プラスチック基材２上に、パターニングされたインク層３ｃを精度良く形成することができる。
【００７７】
また、本実施の形態においては、インクジェット法により、プラスチック基材２上にインクを塗布して、ブラックマトリックス３、および各色画素４、５、６を形成した例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、ブラックマトリックス３をインクジェット法により形成すると共に、各色画素４、５、６を第１の実施の形態のようにフォトリソグラフィー法により形成してもよく、あるいは、ブラックマトリックス３をフォトリソグラフィー法により形成すると共に、各色画素４、５、６をインクジェット法により形成しても良い。
【００７８】
また、本実施の形態においては、カラーフィルター１の各色の画素として、赤色画素４、緑色画素５、および青色画素６を形成する例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、カラーフィルター１の各色の画素として、イエロー（Ｙ）画素、マゼンタ（Ｍ）画素、シアン（Ｃ）画素を形成しても良い。すなわち、プラスチック基材２上のブラックマトリックス３の各開口部３ｃ内に、イエロー（Ｙ）画素用インク、マゼンタ（Ｍ）画素用インク、およびシアン（Ｃ）画素用インクを塗布して、複数のイエロー画素を構成するようにパターニングされたイエロー画素用インク層、複数のマゼンタ画素を構成するようにパターニングされたマゼンタ画素用インク層、および複数のシアン画素を構成するようにパターニングされたシアン画素用インク層を形成して、カラーフィルター１を得るようにしても良い。
【００７９】
第３の実施の形態
次に、図６および図７により、本発明の第３の実施の形態におけるパターン形成方法について説明する。
【００８０】
図６および図７に示す第３の実施の形態におけるパターン形成方法においては、プラスチック基材上に、配線層をパターニングする点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図６および図７において、図１乃至図３に示す第１の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。
【００８１】
図６に示すように、本実施の形態におけるパターン形成装置４０においては、プラスチック基材２を加熱して乾燥させる乾燥処理部１３と、プラスチック基材２上に感光性材料を塗布するレジスト塗布部１４との間に、プラスチック基材２上に導電性材料（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ））を膜状に形成する配線層形成部４１が設けられている。この配線層形成部４１は、スパッタ法若しくはＥＢ蒸着法により、プラスチック基材２上に導電性材料からなる配線層４５を形成するようになっている。
【００８２】
本実施の形態におけるレジスト塗布部１４は、グラビアコータ、ダイコータ等の塗工方式によりプラスチック基材２上に、配線層４５を介してエッチングのレジスト用として使用可能な感光性材料を塗布して、感光性材料層４６を形成するようになっている。
【００８３】
また、熱処理部１８の下流側に、パターニングされた感光性材料層４６をレジストとして配線層４５をエッチングするエッチング加工部４２が設けられている。また、このエッチング加工部４２の下流側に、感光性材料層４６を除去するレジスト除去部４３が設けられている。
【００８４】
図６および図７に示すパターン形成方法においては、まず、帯状の連続したプラスチック基材２が巻き付けられた供給ロール１１を準備する（ステップＳ４１）。
【００８５】
次に、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に対して、吸水処理部１２により、飽和状態の吸水率をもつよう吸水処理が施される（ステップＳ４２）。
【００８６】
吸水処理されたプラスチック基材２は、乾燥処理部１３により、加熱されて乾燥される（ステップＳ４３）。この場合、プラスチック基材２は、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になるように加熱されて乾燥される。
【００８７】
乾燥されたプラスチック基材２上に、配線層形成部４１により、導電性材料からなる配線層４５が形成される（ステップＳ４４）。
【００８８】
次に、プラスチック基材２上に、配線層４５を介して、レジスト塗布部１４により感光性材料が膜状に塗布される（ステップＳ４５）。このことにより、配線層４５上に感光性材料層４６が形成される。
【００８９】
配線層４５上に塗布された感光性材料層４６は、プラスチック基材２とともにプリベーク処理部１５により加熱されて乾燥（プリベーク）される（ステップＳ４６）。この場合、約５０℃〜１２０℃の温度で、約１〜５分間、乾燥される。このことにより、感光性材料層４６に含まれる溶剤が蒸発し、感光性材料層４６を、配線層４５を介してプラスチック基材２へ密着させることができる。
【００９０】
次に、露光処理部１６において、感光性材料層４６は、所定のパターンで露光される（ステップＳ４７）。この場合、所定形状の配線パターンを形成するためのフォトマスク１６ａを用いて露光が行われる。
【００９１】
露光された感光性材料層４６は、現像処理部１７において現像される（ステップＳ４８）。このことにより、配線層４５上において、感光性材料層４６を、上述した配線パターンの形状にパターニングすることができる。
【００９２】
次に、熱処理部１８により、感光性材料層４６がパターニングされたプラスチック基材２に対して熱処理が施される（ステップＳ４９）。この場合、プラスチック基材２は、配線層４５および感光性材料層４６とともに、約１６０℃、約６０分間、熱処理される。このことにより、感光性材料層４６を硬化（ポストベーク）することができる。
【００９３】
その後、エッチング加工部４２により、感光性材料層４６をレジストとして配線層４５がエッチングされる（ステップＳ５０）。このことにより、配線層４５を、感光性材料層４６のパターンに対応してパターニングすることができる。
【００９４】
次に、レジスト除去部４３により配線層４５から感光性材料層４６が除去される（ステップＳ５１）。その後、プラスチック基材２は、パターニングされた配線層４５とともに巻取ロール１９に巻き取られて回収される（ステップＳ５２）。
【００９５】
このように本実施の形態によれば、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２に飽和状態の吸水率をもたせて吸水率を一定にさせることにより、供給ロール１１に巻き付けられていた際の半径方向位置に関わらず、プラスチック基材２の吸水率をほぼ均一にすることができる。このことにより、プラスチック基材２上に、配線層４５を介して、パターニングされた感光性材料層４６を精度良く形成することができる。このため、この感光性材料層４６をレジストとして配線層４５をエッチングすることにより、プラスチック基材２上に精度良く配線層４５をパターニングすることができる。
【００９６】
また、本実施の形態によれば、吸水されたプラスチック基材２は、乾燥処理部１３により乾燥されて、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡になる。このことにより、比較的高かったプラスチック基材２の吸水率を、常湿の雰囲気と平衡となる程度に低下させることができる。このことにより、この後に行われる露光時のパターニングの精度を向上させることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態においては、感光性材料層４６を塗布する工程と、感光性材料層４６を露光する工程との間に、感光性材料層４６をプリベークする例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、感光性材料を塗布した後、プラスチック基材２の吸水率を常湿の雰囲気と平衡となるようにプラスチック基材２を加熱して乾燥させるようにしても良い。この場合、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となった状態で、プラスチック基材２上の感光性材料層４６を露光することができる。このため、プラスチック基材２の使用時の吸水率とほぼ等しい吸水率で露光することができ、露光時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【００９８】
また、本実施の形態においては、プラスチック基材２を吸水させる工程と、導電性材料を塗布する工程との間に、乾燥処理部１３によりプラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるようにプラスチック基材２が加熱されて乾燥され、感光性材料が塗布された後に、感光性材料層４６がプリベークされる例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、吸水したプラスチック基材２を乾燥させることなく、プラスチック基材２上に導電性材料および感光性材料を塗布し、この後に、プラスチック基材２の吸水率を常湿の雰囲気と平衡にさせるようにしても良い。この場合においても、プラスチック基材２の吸水率が常湿の雰囲気と平衡となった状態で、プラスチック基材２上の感光性材料層４６を露光することができる。このため、プラスチック基材２の使用時の吸水率とほぼ等しい吸水率で露光することができ、露光時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【００９９】
また、本実施の形態においては、感光性材料層４６が、上述したようにフォトリソグラフィー法によりパターニングされる例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、感光性材料層４６を、インクジェット法によりパターニングさせても良い。この場合においても、パターニングされた感光性材料層４６を精度良く形成することができ、プラスチック基材２上に精度良く配線層４５をパターニングすることができる。
【０１００】
以上、本発明による実施の形態について説明してきたが、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に、適宜組み合わせることも可能である。また、これらの本実施の形態においては、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形も可能である。以下、代表的な変形例について説明する。
【０１０１】
プラスチック基材２上に樹脂層を所定のパターンで設ける方法として、転写法を採用することもできる。すなわち、吸水処理されたプラスチック基材２上に、所定のパターンを有する樹脂層（図示せず）を転写するようにしても良い。この場合においても、供給ロール１１から繰り出されたプラスチック基材２の吸水率は、ほぼ均一になっているため、プラスチック基材２上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができる。さらに、吸水処理されたプラスチック基材２を、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるように加熱して乾燥させ、その後に樹脂層を転写させるようにしても良い。このことにより、プラスチック基材２の使用時の吸水率にほぼ等しい吸水率で樹脂層を転写することができ、転写時のパターニングの精度を使用時においても維持することができ、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【０１０２】
以上、供給ロール１１からプラスチック基材２を繰り出して吸水処理を行う例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、プラスチック基材２が巻き付けられた状態で供給ロール１１を高湿（９０％以上の湿度）の雰囲気に曝して、プラスチック基材２を吸水させるようにしても良い。このことにより、供給ロール１１に巻き付けられていたプラスチック基材２の吸水率を、ほぼ均一にすることができ、プラスチック基材２上に、パターニングされた樹脂層を精度良く形成することができる。さらに、このようにして吸水処理されたプラスチック基材２を、その吸水率が常湿の雰囲気と平衡となるように加熱して乾燥させ、その後に樹脂層をパターン状に設けるようにしても良い。このことにより、パターニングの精度をより一層向上させることができる。
【実施例】
【０１０３】
本発明のパターン形成方法によるプラスチック基材２の吸水率を測定した。
【０１０４】
プラスチック基材２としては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルム（帝人デュポン製、品名：Ｑ６５ＦＡ、膜厚：１００μｍ）を用いた。このＰＥＮフィルムが、１４ｍの長さで帯状に形成されたものを用意し、これをロール状に巻き付け、所定期間、外部環境（周囲環境）下で保管した。その後、このロールからフィルムを繰り出し、巻内側（中心側）端を基準としてフィルムの長さ方向に１ｍ毎にフィルムの吸水率を測定した。その結果を、図８における「未処理」のグラフとして示す。
【０１０５】
また、上述のようにフィルムが巻き付けられたロールを、所定期間、外部環境下に保管した後、フィルムを繰り出し、７日間、水に浸漬させた。その後、同様にして、巻内側端を基準としてフィルムの長さ方向に１ｍ毎にフィルムの吸水率を測定した。その結果を、図８における「飽和吸水後」のグラフとして示す。
【０１０６】
さらに、上述のようにして水に浸漬させたフィルムに対して乾燥処理を施した。ここでは、１２０℃の温度で、約２分間、フィルムを乾燥させた。その後、同様にして、巻内側端を基準としてフィルムの長さ方向に１ｍ毎にフィルムの吸水率を測定した。その結果を、図８における「乾燥後」のグラフとして示す。
【０１０７】
なお、上述の吸水率の測定では、いずれも、クラボウ社製の透過型赤外線膜厚計／水分計ＲＸ−１００を用いた。
【０１０８】
図８に示すように、「未処理」のフィルムは、巻内側端からの長さが１２〜１４ｍの領域において、外部環境（常温常湿（約２３℃、約５０％）の雰囲気）と平衡となっているが、これよりも巻内側では、吸水率が低く、乾燥状態になっていることがわかった。
【０１０９】
また、「飽和吸水後」のフィルムは、その長さ方向の全領域に亘って吸水率が飽和状態の吸水率０．４８ｗｔ％程度となり、さらに、巻内側端からの長さが０〜１２ｍの領域における吸水率は、±０．０１ｗｔ％内に収まることがわかった。
【０１１０】
また、「乾燥後」のフィルムは、全領域に亘って、吸水率が常温常湿におけるフィルムの平衡状態の吸水率０．２８ｗｔ％程度となり、さらに、巻内側端からの長さが０〜１２ｍの領域における吸水率は、±０．０１ｗｔ％内に収まることがわかった。
【０１１１】
このことから、フィルムを飽和状態の吸水率をもつよう吸水させて、その後に乾燥させることにより、フィルムの吸水率がほぼ均一になることが確認できた。このため、ロールに巻き付けられていた際の半径方向位置に関わらず、フィルム上にパターニングされた樹脂層を精度良く形成できることがわかる。さらに、ロールの巻内側端からの長さが０〜１２ｍの領域における吸水率は、上述したように、±０．０１ｗｔ％以内に収まることが確認できた。この場合、このフィルム上のパターニングの寸法変化量は、±２．１μｍ／１００ｍｍ以内に収められる。このため、ロールに巻き付けられていたフィルム上に、パターニングされた樹脂層をより一層精度良く形成できることがわかる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      カラーフィルター
２      プラスチック基材
３      ブラックマトリックス
３ａ    感光性材料層
３ｂ    バンク（隔壁）
３ｃ    インク層
４      赤色画素
５      緑色画素
６      青色画素
７      保護層
８      透明電極膜
１０    パターン形成装置
１１    供給ロール
１２    吸水処理部
１３    乾燥処理部
１４    レジスト塗布部
１５    プリベーク処理部
１６    露光処理部
１６ａ  フォトマスク
１７    現像処理部
１８    熱処理部
１９    巻取ロール
２０    案内ロール
３０    パターン形成装置
３１    乾燥処理部
３２    インクジェット印刷部
４０    パターン形成装置
４１    配線層形成部
４２    エッチング加工部
４３    レジスト除去部
４５    配線層
４６    感光性材料層
【図１】
2011203498.tif 000003
【図２】
2011203498.tif 000004
【図３】
2011203498.tif 000005
【図４】
2011203498.tif 000006
【図５】
2011203498.tif 000007
【図６】
2011203498.tif 000008
【図７】
2011203498.tif 000009
【図８】
2011203498.tif 000010