(57)【要約】【課題】低コストで、乾燥炉を必要とせずに、乾燥ムラの無い高品質なパターン形成基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板上のパターン形成面を複数の領域に分割し、電気抵抗を有するブラックストライプ１２を形成する乾燥線形成工程＃１０１と、パターン形成面に３種類のインク１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを塗布する液状体塗布工程＃１０２と、ブラックストライプ１２に電圧を印加し、発生する熱によって塗布されたインク１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを乾燥させる乾燥工程＃１０３等とを備え、乾燥線形成工程＃１０１は、構成材料の混合比を部分的に変化させ、複数のライン状にブラックストライプ１２を形成し、乾燥工程＃１０３は、ブラックストライプ１２に印加させる電圧の周波数を複数のライン別に変える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のパターン形成面を複数の領域に分割し、電気抵抗を有する乾燥線を形成する乾燥線形成工程と、
前記パターン形成面の一部又は全部に少なくとも１種類の液状体を塗布する液状体塗布工程と、
前記乾燥線に電圧を印加し、発生する熱によって塗布された前記液状体を乾燥させる乾燥工程と、
を備えるパターン形成基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記乾燥線形成工程は、構成材料の混合比を部分的に変化させて前記乾燥線を形成すること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記乾燥線形成工程は、前記乾燥線を複数のライン状に形成すること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記乾燥工程は、前記乾燥線に印加させる電圧の周波数を前記複数のライン別に変えること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記液状体塗布工程は、前記乾燥線によって分割された領域の一部又は全部に前記液状体を塗布すること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記基板は、カラーフィルタを形成する基板であって、
前記乾燥線形成工程は、不透明金属を混合したブラックストライプ層によって前記乾燥線を形成すること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、
前記基板は、カラーフィルタを形成する基板であって、
前記乾燥線形成工程は、スパッタリング法を用いた透明金属層によって前記乾燥線を形成すること、
を特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項８】
基板と、
前記基板上のパターン形成面を複数の領域に分割すると共に、前記パターン形成面の一部又は全部に塗布された少なくとも１種類の液状体を乾燥させるための電気抵抗を有する乾燥線と、
を備えるパターン形成基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタ等に好適に利用できるパターン形成基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラーフィルタ（所望のパターンが形成された基板の一種）の製造方法として、フォトリソグラフィー法，インクジェット法等が知られており、どちらの方法も、まず、ガラス基板上に不透明樹脂を塗布後、マスク露光し、現像する方法、又は、クロム等をスパッタリング法にてブラックマトリックスを形成する。
ついで、インクジェット法の場合は、ブラックマトリックス間にＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのインクを塗布し、乾燥炉で乾燥させる。一方、フォトリソグラフィー法の場合は、レジストを塗布し、乾燥炉で乾燥させ、その後、マスク露光によって所定の部位をエッチングし、レジストを剥離するといった工程を３色分繰り返す。
【０００３】
また、上記のインクジェット法を用いて色素材を定着させ、色にじみの発生しない構成としたカラーフィルタ等の技術もある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、近年、カラーフィルタは大型化しており、上述した従来の技術では、大型化したカラーフィルタに対応しにくいといった問題があった。
図６は、従来のカラーフィルタを模式的に示す図である。
図６（Ａ）は、形成されたブラックマトリックス間に、インクを塗布し、乾燥炉にてインクを乾燥させた状態であるが、図６（Ｂ）に示すように、カラーフィルタの周縁部の４つ角は、インクの乾燥が速く、インクが平坦化する一方で、図６（Ｃ）に示すように、カラーフィルタの中央は、インクの乾燥が遅く、インクが未乾燥の状態（平坦化していない）であり、カラーフィルタ全面におけるインクの乾燥が均一にならずに乾燥ムラが発生し、品質が悪化するといった問題が生じていた。
【０００５】
また、乾燥炉を使用するため、設備や消費電力の面でもコストが高くなってしまい、カラーフィルタの大型化に対応するための大型の乾燥炉では、内部の温度均一化が技術的にも困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３３１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、低コストで、乾燥炉を必要とせずに、乾燥ムラの無い高品質なパターン形成基板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、基板（１１）上のパターン形成面を複数の領域に分割し、電気抵抗を有する乾燥線（１２）を形成する乾燥線形成工程（＃１０１）と、前記パターン形成面の一部又は全部に少なくとも１種類の液状体（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を塗布する液状体塗布工程（＃１０２）と、前記乾燥線（１２）に電圧を印加し、発生する熱によって塗布された前記液状体（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を乾燥させる乾燥工程（＃１０３）と、を備えるパターン形成基板の製造方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記乾燥線形成工程（＃１０１）は、構成材料の混合比を部分的に変化させて前記乾燥線（１２）を形成すること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記乾燥線形成工程（＃１０１）は、前記乾燥線（１２）を複数のライン状に形成すること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記乾燥工程は（＃１０３）、前記乾燥線（１２）に印加させる電圧の周波数を前記複数のライン別に変えること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記液状体塗布工程（＃１０２）は、前記乾燥線（１２）によって分割された領域の一部又は全部に前記液状体（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を塗布すること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記基板（１１）は、カラーフィルタを形成する基板であって、前記乾燥線形成工程（＃１０１）は、不透明金属を混合したブラックストライプ層によって前記乾燥線（１２）を形成すること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたパターン形成基板の製造方法において、前記基板（１１）は、カラーフィルタを形成する基板であって、前記乾燥線形成工程（＃１０１）は、スパッタリング法を用いた透明金属層によって前記乾燥線（１２）を形成すること、を特徴とするパターン形成基板の製造方法である。
【００１５】
請求項８の発明は、基板（１１）と、前記基板（１１）上のパターン形成面を複数の領域に分割すると共に、前記パターン形成面の一部又は全部に塗布された少なくとも１種類の液状体（１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ）を乾燥させるための電気抵抗を有する乾燥線（１２）と、を備えるパターン形成基板である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）電気抵抗を有する乾燥線を形成し、液状体を塗布した後に、乾燥線に電圧を印加し、発生する熱によって塗布された液状体を乾燥させたので、乾燥炉が不要となり、設備と消費電力との両方でコストを抑えることができる。
【００１７】
（２）構成材料の混合比を部分的に変化させて乾燥線を形成したので、液状体の乾燥が均一となり、乾燥ムラを防止することができる。
【００１８】
（３）乾燥線を複数のライン状に形成したので、各ライン別に液状体の乾燥速度を調節できるようになり、乾燥ムラをより防止することができる。
【００１９】
（４）乾燥線に印加させる電圧の周波数を複数のライン別に変えたので、発熱温度が制御でき、乾燥速度をコントロールすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、乾燥炉を必要とせず、設備と消費電力との両方でコストを抑えられるパターン形成基板及びその製造方法を提供するという目的を、透明基板と、透明基板の一方の面にフォトリソグラフィー法又はインクジェット法等の手段によりライン状に形成された一定の電気抵抗を持つブラックストライプ層と、この層の格子間をＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅのインクで埋め込むようにして形成されたカラーフィルタ部とを備え、電気抵抗を持つブラックストライプ層に電圧を印加し、発熱させてインクを乾燥させることにより実現した。
【実施例１】
【００２１】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例について、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるパターン形成基板の製造方法の実施例１を示す工程図であり、図２は、実施例１による製造方法で製造されるブラックストライプを含むカラーフィルタ製造装置を模式的に示す図であり、図３は、実施例１によるカラーフィルタの製造方法を模式的に示す図である。なお、カラーフィルタは、所望のパターンが形成された基板の一種である。
実施例１によるパターン形成基板の製造方法は、乾燥線形成工程＃１０１と、液状体塗布工程＃１０２と、乾燥工程＃１０３等とを備える。
【００２２】
まず、図２を参照して、実施例１による製造方法で製造されるブラックストライプを含むカラーフィルタ製造装置について説明する。
カラーフィルタ製造装置１０は、ガラス基板１１と、ブラックストライプ（乾燥線）１２と、電極１３と、排気装置１４等とを備えている。
【００２３】
ガラス基板１１は、カラーフィルタを形成する透明基板であり、無アルカリガラスである。
【００２４】
ブラックストライプ１２は、電気抵抗を有しており、ガラス基板１１上のパターン形成面を複数の領域に分割し、ＴＦＴ等のアクティブ素子の遮光を目的に設けられた複数のライン状のパターンである。
また、ブラックストライプ１２は、不透明樹脂と、不透明金属であるニッケル，クロム，マンガン等とをブラックストライプ用レジストに混合したものである。
【００２５】
さらに、ブラックストライプ１２は、構成材料の混合比を部分的に変化させて形成されており、例えば、ガラス基板１１の中心部付近は、ブラックストライプ１２の抵抗値が他の部分より高くなるようにレジストに含まれるニッケル，マンガン，クロムの混合比を変化させ、図２（Ｂ）に示すように、左端から右端までの抵抗値は、上の２ライン，下の２ラインが５０Ω，中央の２ラインが１００Ωに設定してあるので、電圧を印加した場合には、中央の２ラインが、より大きい発熱量を得ることができる。
【００２６】
電極１３は、ブラックストライプ１２へ電圧を印加するためのものである。
【００２７】
排気装置１４は、乾燥中に気化した溶剤を排気する装置であり、スクロール式ファン等を使用する。
【００２８】
次に、図３を参照して、実施例１によるカラーフィルタの製造方法を説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、ガラス基板１１上にコーター等でレジストを均一に塗布した後に乾燥させ、レジストをマスクしてから露光し、遮光された部分を現像液で取り除き、ブラックストライプ１２を製作する（乾燥線形成工程＃１０１）。
【００２９】
ついで、図３（Ｂ）に示すように、インクジェット法を用い、パターン形成面のブラックストライプ１２によって分割された領域に３色のインク（液状体）を塗布する（液状体塗布工程＃１０２）。なお、インク１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの溶剤系熱硬化インクである。
【００３０】
そして、図３（Ｃ）に示すように、ブラックストライプ１２に電圧を印加し、発生する熱によって塗布されたインクを乾燥させる（乾燥工程＃１０３）。なお、ブラックストライプ１２の電気抵抗を１０-4Ω／ｃｍ程度に設定した場合は、電極１３の電力０．４Ｗの印加電源にて、１５インチサイズのカラーフィルタを６分程度で乾燥させることができる。
【００３１】
このように、実施例１によれば、電気抵抗を有するブラックストライプ１２を形成し、インクを塗布した後に、ブラックストライプ１２に電圧を印加し、発生する熱によって塗布されたインクを乾燥させたので、乾燥炉が不要となり、スペースを省くことができ、かつ、少ない電力での乾燥が可能となり、設備と消費電力との両方でコストを抑えることができる。
【００３２】
また、ガラス基板１１の中心部付近は、ブラックストライプ１２の抵抗値が他の部分より高くなるように構成材料の混合比を部分的に変化させたので、インクの乾燥が均一となり、乾燥ムラを防止することができる。
【００３３】
さらに、ブラックストライプ１２を複数のライン状に形成したので、各ライン別にインクの乾燥速度を調節できるようになり、乾燥ムラをより防止することができる。
【００３４】
さらにまた、ブラックストライプ１２によって分割された領域にインクを塗布したので、効率良く乾燥させることができる。
【００３５】
一方、不透明金属と不透明樹脂とを混合したブラックストライプ１２を用いたので、カラーフィルタにそのまま適用でき、カラーフィルタを製造する場合の製造効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００３６】
図４は、実施例２によるカラーフィルタの製造方法を模式的に示す図である。
なお、前述した実施例１と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例２の製造方法における、実施例１の製造方法と異なる点は、各インクを塗布する場合に、フォトリソグラフィー法を用いた点である。
【００３７】
次に、実施例２によるカラーフィルタの製造方法を説明する。
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板１１上にコーター等でレジストを均一に塗布した後に乾燥させ、レジストをマスクしてから露光し、遮光された部分を現像液で取り除き、ブラックストライプ１２を製作する（乾燥線形成工程＃１０１）。
【００３８】
ついで、図４（Ｂ）に示すように、ブラックストライプ１２上にＲｅｄのレジスト１６を均一に塗布し（液状体塗布工程＃１０２）、ブラックストライプ１２に電圧を印加し、発生する熱によって塗布されたＲｅｄのレジスト１６を乾燥させる（乾燥工程＃１０３）。
【００３９】
さらに、図４（Ｃ）に示すように、Ｒｅｄのレジスト１６を定着させたくない部分に、遮光用のマスク１７を重ね、その後、光源１８を用いて露光する。
【００４０】
そして、図４（Ｄ）に示すように、遮光された部分のＲｅｄのレジスト１６を現像液で取り除く。
【００４１】
このようにして、ガラス基板１１上に対してＲｅｄのレジスト１６が定着したら、同様にして、残りのＧｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅについて、図４（Ｂ）〜（Ｄ）の工程を繰り返す。
【００４２】
このように、実施例２によれば、フォトリソグラフィー法を用いるので、インクジェット法より質の高いカラーフィルタを作製したい場合に有効であり、その方法ゆえに乾燥工程が多くなってしまうが、乾燥工程が多ければ多いほど、ブラックストライプ１２での乾燥により、作業時間を大幅に短縮でき、消費電力も減らせる。
【００４３】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）上述した各実施例では、カラーフィルタを例に挙げて説明したが、回路基板や特殊なパターン形成を必要とする場合の液状体の乾燥に用いてもよい。
【００４４】
（２）図５は、図２に示すブラックストライプの変形例を模式的に示す図である。上述した各実施例で、ブラックストライプ１２は、構成材料の混合比を部分的に変化させて形成する例で説明したが、図５（Ａ）に示すように、構成材料の混合比を変化させずに、各ライン別に電源１９を分け、図５（Ｂ）に示すように、ブラックストライプ１２に印加させる電圧の周波数を複数のライン別に変えてもよい。電力の印加方法は、ブラックマトリックスにパルス電源を用いて電圧を断続的に印加する。なお、電源１９は、サイリスタチョッパを用いてもよい。このようにすれば、発熱温度が制御でき、自在に乾燥速度をコントロールすることが可能である。また、ブラックストライプ１２は、同一の構成の材料を使用すればよいので製造しやすくなる。
【００４５】
（３）上述した各実施例で、ブラックストライプ１２は、レジストをマスクしてから露光し、遮光された部分を現像液で取り除く方法で形成したが、例えば、配合金属の粒子径を小さくし、インクジェットで塗り分ける方法や、フォトリソグラフィー法を用い、所定の発熱量ごとにマスクを用意し塗り分ける方法等であってもよい。
【００４６】
（４）上述した各実施例で、乾燥線は、ライン状のブラックストライプとしたが、格子状のブラックマトリックス等でもよい。また、乾燥線は、スパッタリング法により形成された透明金属層でもよい。乾燥線を透明金属層にし、かつ、図３（Ａ）に示すような長方形断面ではなく、上方に尖る土手状（略三角形又は半円状）断面にし、その土手の頂上付近までインクを塗布すれば、ガラス基板１１側から透明金属層を透過して、塗布したインクの色が識別できるので、ガラス基板１１上のすべての領域を塗布したインクの色で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるパターン形成基板の製造方法の実施例１を示す工程図である。
【図２】実施例１による製造方法で製造されるブラックストライプを含むカラーフィルタ製造装置を模式的に示す図である。
【図３】実施例１によるカラーフィルタの製造方法を模式的に示す図である。
【図４】実施例２によるカラーフィルタの製造方法を模式的に示す図である。
【図５】図２に示すブラックストライプの変形例を模式的に示す図である。
【図６】従来のカラーフィルタを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  カラーフィルタ製造装置
１１  ガラス基板
１２  ブラックストライプ
１３  電極
１４  排気装置
１５Ｒ  インクＲｅｄ
１５Ｇ  インクＧｒｅｅｎ
１５Ｂ  インクＢｌｕｅ
１６  レジスト
１７  マスク
１８  光源
１９  電源
【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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