(57)【要約】【課題】基板の場所による現像液に曝される現像時間の変動を解消し、基板の面内の寸法バラツキの少ない、均一な厚さ、パターン形状が安定した再現性の優れた現像処理するカラーフィルタの製造に用いる現像装置及びこれを用いたカラーフィルタの製造方法を提供することである。【解決手段】基板搬送方向と直交する水平面に対して直交方向に並列して配置するコンベアーロール面を傾斜させ、コンベアーロール上に載置した基板が水平方向に基板搬送されながら、傾斜させた基板面の、直上で、平行して配置した複数のスプレーノズルから基板面上へ現像液が供給されて、基板が水平移動しながら現像処理をするカラーフィルタの製造に用いる現像装置であって、前記傾斜させたコンベアーロールのうち、傾斜面の高い側に追加スプレーノズルを設けたことを特徴とする現像装置。【選択図】図1
2007286398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送方向と直交する水平面に対して直交方向に並列して配置するコンベアーロール面を傾斜させ、該コンベアーロール上に載置した基板が搬送方向に水平搬送されながら、傾斜した基板面の直上で、基板面に平行して配置した複数のスプレーノズルから基板面上へ現像液が供給されて、基板が水平移動しながら現像処理をするカラーフィルタの製造に用いる現像装置であって、
前記傾斜したコンベアーロールのうち、傾斜面の高い側に追加スプレーノズルを設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記追加スプレーノズルは、フルコーン型であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記スプレーノズルの流量調整、およびスプレーインパクトの強さは、スプレーマニホールドに枝をつけて行うことを特徴とする請求項１、又は２記載の現像装置。
【請求項４】
基板上に感光性樹脂に着色材を分散した感光性着色レジストを塗布し、パターン露光後、現像処理によって、所望のカラーフィルタのパターンを形成するカラーフィルタの製造方法において、
前記請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を用い、スプレーノズル及び追加スプレーノズルからコンベアーロール上の基板面へ現像液を供給し、基板全面での現像液に曝される時間が均一となるように現像処理することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、カラー画像の表示を行うために、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の三色の分光特性を有するカラーフィルタを用いる方法が広く採用されている。そのカラーフィルタの製造方法としては、感光性樹脂に顔料等の着色材を分散した感光性着色組成物をガラス等の透明基板に均一な厚さに塗布し、露光装置でパターン露光することで露光部分と非露光部分との現像液に対する溶解性に差異をもたせた後、現像処理によって、所望のカラーフィルタのパターンを形成するといった顔料分散法が広く用いられている。
【０００３】
図４は、従来の現像装置である。被処理のガラス基板は、コンベアライン６０上を搬送される。図左より現像装置内に投入され、現像処理ゾーン３０、水洗処理ゾーン４０、水切り等の乾燥処理ゾーン５０を通過して、装置外へ搬出される。
【０００４】
従来のカラーフィルタの製造方法のうち、現像装置に係わる工程を説明する。図５〜８の（ａ）〜（ｂ）は、現像処理の工程図の上面図であり、参考図はその部分拡大の側断面図である。
【０００５】
図５は、ＢＭパターンの現像処理の工程図の上面図であり、（ａ）は、処理前で、（ｂ）は、現像処理後である。なお、参考図はその部分拡大の側断面図である。最初のブラックマトリックス（遮光膜のＢＭパターン）の現像処理を行う。図５（ａ）では、基板上にＢＭレジスト１１を形成する。次いで、ＢＭパターンを形成したフォトマスクを介して露光処理する。図５（ａ）の参考図は基板５の片面上にＢＭレジスト１１を形成した上面図である。
【０００６】
図５（ｂ）では、前記露光したレジスト基板を用いて現像処理により遮光膜のＢＭパターン２１を形成する。なお、参考図では、基板上５にＢＭパターン２１が形成されている。
【０００７】
図６は、Ｒパターンの現像処理の工程図の上面図である。次いで、図６（ａ）では、前記基板上にＲレジスト１２を形成する。次いで、図６（ｂ）では、パターン露光したレジスト形成の基板を現像処理によりＲパターン２２を形成する。参考図では、基板上５にＢＭパターン２１、及びＲパターン２２が形成されている。
【０００８】
図７は、Ｇパターンの現像処理の工程図の上面図である。同様に、図７（ａ）では、前記基板上にＧレジスト１３を形成する。次いで、図７（ｂ）では、パターン露光したレジスト形成の基板を現像処理によりＧパターン２３を形成する。参考図では、基板上５にＢＭパターン２１、Ｒパターン２２、及びＧパターン２３が形成されている。
【０００９】
図８は、Ｂパターンの現像処理の工程図の上面図である。最後に、図８（ａ）では、前記基板上にＢレジスト１４を形成する。次いで、図８（ｂ）では、パターン露光したレジスト形成の基板を現像処理によりＢパターン２４を形成する。以上の現像工程を繰り返し実行する。参考図では、基板上５にＢＭパターン２１、Ｒパターン２２、Ｇパターン２３、及びＢパターン２４が形成されている。
【００１０】
また、近年、液晶表示装置の進歩に伴い、液晶表示装置は、例えば、対角２０インチのサイズから、３２インチ、６５インチへと、より大きなサイズのものが次第に実用されるようになってきた。これまで、このような液晶表示装置を効率よく生産するために、これらのサイズの液晶表示装置のカラーフィルタを一枚のガラス基板に多面付けして製造する方法がとられてきた。例えば、対角２０インチの液晶表示装置のカラーフィルタの製造は、約６８０×８８０ｍｍの形状のガラス基板に４面付けして、また、対角３２インチの液晶表示装置のカラーフィルタの製造は、約１５００×１８００ｍｍ大のガラス基板に８面付けして、また、対角６５インチの液晶表示装置のカラーフィルタの製造は、約１５００×１８００ｍｍ大のガラス基板に２面付けして、すなわち、液晶表示装置のカラーフィルタを製造するガラス基板の大きさは、対角インチのサイズの大型化に伴い、次第に大型化してきたものである。
【００１１】
スロットノズル塗布法によってガラス基板上へ感光性着色組成物を塗布し、カラーフィルタのパターンを形成する際に用いられる現像装置の多くは、現像槽と水洗槽とで構成されている。シート状のガラス基板は傾斜をつけて搬送されながら現像及び水洗される。すなわち、現像槽にては、ガラス基板は上方の現像スプレーから噴射される現像液によって現像され、引き続き水洗槽にては、ガラス基板は上方の洗浄水スプレーから噴射される洗浄水によって水洗される。
【００１２】
このような現像装置を用いて現像処理をおこなう際に、形成されるカラーフィルタのパターンの大きさ及び形状に影響を与える要因としては、現像工程における現像液の温度、現像液の疲労度、現像液の流量、流速、方向、実質的に現像液にさらされる現像時間などであり、また、水洗工程における、水洗への切り替えの迅速性、十分な安定した洗浄効果などが挙げられる。特に、実質的に現像液にさらされる現像時間がガラス基板の場所により変動することは、ガラス基板の面内バラツキを発生させる主な原因となっている。
【００１３】
図３は従来の現像装置の現像処理の説明図であり、（ａ）スプレーとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）Ａ−Ａ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｃ）Ｂ−Ｂ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、
（ｄ）Ｃ−Ｃ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり。
【００１４】
図３（ａ）に示すスプレーとガラスの関係では、コンベアー６上をガラス５が、ガラス進行方向８に搬送されている。スプレーマニホールド１には、スプレーノズル２が取り付けてあり、現像液４がスプレーとしてスプレーノズルから噴射されている。ガラス５の基板上には、現像液４が供給され、現像液４は、基板とともに搬送され、同時に時間経過とともに傾斜面の低い側へ流されている。図３（ａ）のガラス基板上の現像液４の分布状態は、基板の進行方向に同一ピッチで配置されたスプレーノズル２から連続して現像液４が供給されながら、同時に基板上の現像液４は、傾斜面を低い側へ流されている状態を示している。
【００１５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’の側断面図である。ガラス５上には、スプレー３の直下のガラス全面に現像液４あり、スプレーノズル２の直下においては、ガラス５上の全面に現像液４が供給されている。
【００１６】
ガラスが搬送されると、Ａ部分からＢ部分に搬送される。図３（ｃ）は、Ｂ−Ｂ’の側断面図である。ガラス５上には、スプレーノズルが配置されていない。コンベアー６のロール面は傾斜がつけてあるので、現像液が低い側に流れて、傾斜高い側（図左端側）は現像液が供給されていない。傾斜の高い側の現像液が流れて、実質的に現像液にさらされる現像時間がガラス基板の場所により変動することの一因となり、形成されるカラーフィル
タパターンの大きさ及び形状に影響を与える。
【００１７】
さらにガラスが搬送されると、Ｂ部分からＣ部分に搬送される。図３（ｄ）は、Ｃ−Ｃ’の側断面図である。ガラス５上には、スプレーノズルが配置されていない。Ｃ部分のガラス５では、現像液４が供給されていない部分がさらに増える。
【００１８】
上記のように、液晶表示装置を製造するガラス基板の大型化に伴い、ガラス基板を傾斜させて搬送されながら現像処理しなければならないといった大きな制約があり、実質的に現像液に曝される現像時間の変動などの要因を制御することにより、ガラス基板の面内の寸法バラツキが少ない、パターンの大きさ及び形状のバラツキが少ない、均一な、安定した再現性のある現像処理によりカラーフィルタを製造することは一段と困難なものとなってきた。
【００１９】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００１−４６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の課題は、ガラス基板の場所による実質的に現像液に曝される現像時間の変動を解消し、ガラス基板の面内バラツキ、すなわち、カラーフィルタパターンの大きさ及び形状のバラツキの少ない、均一な、安定した再現性のあるカラーフィルタを製造することができるカラーフィルタの製造に用いる現像装置およびこれを用いたカラーフィルタ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】
【００２１】
本発明の請求項１に係る発明は、基板搬送方向と直交する水平面に対して直交方向に並列して配置するコンベアーロール面を傾斜させ、該コンベアーロール上に載置した基板が搬送方向に水平搬送されながら、傾斜した基板面の直上で、基板面に平行して配置した複数のスプレーノズルから基板面上へ現像液が供給されて、基板が水平移動しながら現像処理をするカラーフィルタの製造に用いる現像装置であって、
前記傾斜したコンベアーロールのうち、傾斜面の高い側に追加スプレーノズルを設けたことを特徴とする現像装置である。
【００２２】
本発明の請求項２に係る発明は、前記追加スプレーノズルは、フルコーン型であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置である。
【００２３】
本発明の請求項３に係る発明は、前記スプレーノズルの流量調整、およびスプレーインパクトの強さは、スプレーマニホールドに枝をつけて行うことを特徴とする請求項１、又は２記載の現像装置である。
【００２４】
本発明の請求項４に係る発明は、基板上に感光性樹脂に着色材を分散した感光性着色レジストを塗布し、パターン露光後、現像処理によって、所望のカラーフィルタのパターンを形成するカラーフィルタの製造方法において、
前記請求項１乃至３のいずれか１項記載の現像装置を用い、スプレーノズル及び追加スプレーノズルからコンベアーロール上の基板面へ現像液を供給し、基板全面での現像液に曝される時間が均一となるように現像処理することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の現像装置を用いれば、ガラスの傾斜の高い側に追加スプレーノズルを設けたことにより、現像液に曝される現像時間の変動を解消するため、ガラス基板の面内の寸法バラツキが減少し、すなわち、カラーフィルタパターンの大きさ及び形状のバラツキの少ない、均一な、安定した再現性のある現像処理によるカラーフィルタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の現像装置およびこれを用いたカラーフィルタの製造方法を一実施形態に基づいて以下説明する。
【００２７】
図１は、本発明の現像装置の説明図であり、（ａ）スプレーノズル、追加スプレーノズルとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）Ａ２−Ａ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｃ）Ｂ２−Ｂ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｄ）Ｃ２−Ｃ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示す追加スプレーとガラスの関係では、ガラス全面に現像液があるようにすればよい。これは、追加スプレーノズル９を増やすことにより実現できる。ガラス傾斜の高い側のスプレーマニホールドに従来からあったスプレーノズルの間に追加スプレーノズルをつける。
【００２９】
図１（ａ）に示す本発明の現像装置のスプレーとガラスの関係では、コンベアー６上をガラス５が、ガラス進行方向８に搬送されている。スプレーマニホールド１には、スプレーノズル２が取り付けてあり、傾斜面の高い側に追加スプレーノズル９を追加して取り付けている。現像液４がスプレーとしてスプレーノズル２及び追加スプレーノズル９から噴射されている。ガラス５の基板上には、現像液４がスプレーノズル２及び追加スプレーノズル９から供給され、現像液４が基板とともに搬送され、同時に時間経過とともに傾斜面の低い側へ流されている。図１（ａ）のガラス基板上の現像液４の分布状態は、基板の進行方向に同一ピッチで配置されたスプレーノズル２、及び進行方向のスプレーノズル２間に配置した追加スプレーノズル９から連続して現像液４を供給しながら、同時に基板上の現像液４は、傾斜面を低い側へ流される状態を示している。
【００３０】
ガラス上には、図１（ｂ）のＡ２―Ａ２’部分のスプレーの直下のガラス全面に現像液あり、スプレーノズルの下のＡ２部分においては、ガラス上全面に現像液４が供給されている。
【００３１】
ガラスが搬送されるとＡ２部分からＢ２部分に搬送される。コンベアーは傾斜がつけてあるが、図１（ｃ）に示すＢ２―Ｂ２’部分へガラスが進み、該Ｂ２部分には追加スプレー９があるのでガラス傾斜高い側に現像液４’が供給されおり、すなわち、傾斜の高い側に追加したスプレーノズルから現像液４’が追加されて、実質的に現像液４、４’に曝される現像時間の変動なくなる。
【００３２】
さらにガラスが搬送されるとＢ２部分からＣ２部分に搬送される。図１（ｃ）に示すＣ２―Ｃ２’部分にガラスがさらに進んでも追加スプレーノズル９があるのでガラス傾斜高い側に現像液４’が供給されている。すなわち、傾斜の高い側に追加したスプレーノズルから現像液４’が追加されて、実質的に現像液４、４’に曝される現像時間の変動なくなる。
【００３３】
上記のように、液晶表示装置を製造するガラス基板の大型化に伴い、ガラス基板に傾斜をつけて搬送されながら処理しなければならないといった大きな制約からしても追加スプ
レーノズル９をつけることによって、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２では、実質的に現像液に曝される現像時間の変動が制御でき、ガラス基板の面内バラツキなど、カラーフィルタパターンの大きさ及び形状のバラツキの少ない、均一な、安定した再現性のあるカラーフィルタを製造することができる。
【００３４】
追加したスプレーノズルの液量が多いときは、カラーフィルタのパターンの大きさ及び形状のバラツキが生ずる恐れがある。そのときには、追加したスプレーノズルの液量を減らしてやればよい。ただたんに液量を減らすと、スプレーの広がりがせまくなり、ガラスの上の現像液のなくなるところがでてくる。
【００３５】
図２は、本発明の現像装置の一実施例の説明図であり、（ａ）追加スプレーノズルとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）は、スプレーノズル、追加スプレーノズルとガラスの位置関係のガラス進行方向の断面図である。
【００３６】
そこで、追加したスプレーノズルの液量を減らすときは、図２（ｂ）に示す追加スプレーノズル９とガラス５の関係において、追加スプレーの液量を減らして追加スプレーノズルをガラス５に近づけた。スプレーマニホールドに枝１０をつけてその先に追加スプレーノズルをつけることにより、液量調整とスプレーインパクト調整ができるので、ガラス基板の面内バラツキなど、カラーフィルタパターンの大きさ及び形状のバラツキの少ない、均一な、安定した再現性のあるカラーフィルタを製造することができる。
【００３７】
以下実施例により本発明の現像装置を用いたカラーフィルタの製造方法を説明する。
【実施例１】
【００３８】
これらのパターンが基板上に同時に形成される。低膨張ガラスの基板５を用い、サイズは、１８００ｍｍ×１５００ｍｍを使用した。レジスト、処理薬液等は公知の一般材を使用した。
【００３９】
現像装置は、本発明の追加スプレーノズルを備えた現像装置を用いて本発明の現像処理を実施した。
【００４０】
本発明の現像装置は、従来の現像装置に付設した追加スプレーには、流量調整およびスプレーインパクト調整のため、スプレーマニホールドに枝をつけてスプレーノズルとガラスとの距離も調整した。
【００４１】
最初に、パターン露光したブラックのレジストを形成したガラス基板にブラックの現像を行った。カラーフィルタ用ガラス基板全面にムラのない良好なブラックマトリックスパターンができた。破線枠の参考図はその部分拡大の側断面図である（図５（ｂ）参照）。
【００４２】
次いで、前記ガラス基板上にレッド用レジストを形成、パターン露光したレジスト形成のガラス基板にレッドの現像を行った（図５（ｄ）参照）。
【００４３】
同様に、前記ガラス基板上にグリーン用レジストを形成、パターン露光したレジスト形成のガラス基板にグリーンの現像を行った（図５（ｆ）参照）。
【００４４】
最後に、前記ガラス基板上にブルー用レジストを形成、パターン露光したレジスト形成のガラス基板にブルーの現像を行った（図５（ｈ）参照）。以上により、高精度のカラーフィルタが形成された。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の現像装置の一実施例の説明図であり、（ａ）スプレーノズル、追加スプレーノズルとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）Ａ２−Ａ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｃ）Ｂ２−Ｂ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｄ）Ｃ２−Ｃ２’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図である。
【図２】本発明の現像装置の一実施例の説明図であり、（ａ）追加スプレーノズルとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）スプレーノズル、追加スプレーノズルとガラスの位置関係の断面図である。
【図３】従来の現像装置の説明図であり、（ａ）スプレーとガラス及び現像液の分布状態の上面図であり、（ｂ）Ａ−Ａ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｃ）Ｂ−Ｂ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図であり、（ｄ）Ｃ−Ｃ’のスプレーの下ガラス全面現像液の分布状態の側断面図である。
【図４】現像装置。
【図５】ＢＭパターンの現像処理の工程図の上面図であり、（ａ）は、処理前であり、（ｂ）は、現像処理後であり、参考図はその部分拡大の側断面図である。
【図６】Ｒパターンの現像処理の工程図の上面図であり、（ａ）は、処理前であり、（ｂ）は、現像処理後であり、参考図はその部分拡大の側断面図である。
【図７】Ｇパターンの現像処理の工程図の上面図であり、（ａ）は、処理前であり、（ｂ）は、現像処理後であり、参考図はその部分拡大の側断面図である。
【図８】Ｂパターンの現像処理の工程図の上面図であり、（ａ）は、処理前であり、（ｂ）は、現像処理後であり、参考図はその部分拡大の側断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…スプレーマニホールド
２…スプレーノズル
３…スプレー
４…現像液
４’…追加スプレーノズルの現像液
５…ガラス
６…コンベアー
７…傾斜角度
８…ガラス進行方向
９…追加スプレーノズル
１０…枝
３０…現像処理ゾーン
４０…水洗処理ゾーン
５０…乾燥処理ゾーン
６０…コンベアライン
１１…ＢＭレジスト
１２…Ｒレジスト
１３…Ｇレジスト
１４…Ｂレジスト
２１…ＢＭパターン
２２…Ｒパターン
２３…Ｇパターン
２４…Ｂパターン
【図１】
2007286398.tif 000003
【図２】
2007286398.tif 000004
【図３】
2007286398.tif 000005
【図４】
2007286398.tif 000006
【図５】
2007286398.tif 000007
【図６】
2007286398.tif 000008
【図７】
2007286398.tif 000009
【図８】
2007286398.tif 000010