JPH04100005A - 転写によるカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、支持体の上に互いに異なる分光特性をもつ
複数色の色画素を備えたカラーフィルタを製造する技術
に関し、特に、前記色画素に対応した押し型を用いてシ
ート上の色素材を選択的に加熱し、前記支持体側に転写
する製造技術として有効な技術に関する。

（従来の技術） この種のカラーフィルタの製法として、従来、印刷法、
フォトリソグラフィ法および転写法などが知られている
。

各製法には、それぞれの利点および欠点がある。

たとえば、パターン精度からすると、フォトリソグラフ
ィ法が一番であるが、工程が多く複雑であるため、コス
トおよび歩留まりの点に難点がある。

コストの点からすると、印刷法は優れている。しかし、
印刷法には、印刷インキのにじみおよび位置合わせの点
に問題がある。転写法もコストの点では比較的優れてい
るが、まだ開発段階にある技術である。

（発明が解決しようとする課題） コスト的に有利な転写法に着目した場合、コスト低減の
実効をあげるためには、安定した高い歩留まりを得るこ
とが大切である。

この歩留まりの観点からすると、各色ごとの転写結果の
予備的な検査、およびそれによって見出される欠陥の修
正が必須といえる。

この発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、
転写法あるいは転写によって、カラーフィルタの高い製
品歩留まりを得ることができる技術を提供することを目
的とする。

（発明の開示） この発明では、支持体に対して、色画素を構成するため
の色素材を選択的に転写する場合、有効な転写が行われ
る範囲で比較的低い加熱温度（たとえば、２００〜２２
０℃）とする。そうした加熱温度によれば、熱膨張の影
響を比較的小さく押さえ、位置合わせを有利に行うこと
ができるし、転写する色素材は、表面部分だけが硬化し
た仮定着の状態であるため、不完全な部分の色素材を容
易に剥離することができ、その部分の色素材を再度転写
して有効に修正することができる。勿論、不完全な色素
材を剥離することなく、パターンの欠けた部分だけを部
分的に補填するような修正をする場合でも、元々ある色
素材と補填する色素材との間の接着性が良好であり、有
利な修正を行うことができる。また、転写した色素材に
ついて、そうした仮定着の状態で検査および修正を行う
ので、支持体を再使用する上でも有利である。なお、仮
定着した色素材は、表面が硬化しているため、塵が付着
しに＜＜、また、不用意に傷を付けるようなこともない
。

以下、この発明について、支持体、色素材、転写手段、
検査手段などの各項目ごとに明らかにする。

支持体 支持体は各色画素を支持するための部材であり、一般的
なガラス基板のほか、光透過性の他の部材、たとえば、
プラスチック基板あるいはフレキシブルなプラスチック
フィルム、さらには電気的な素子が形成された半導体基
板なども適用することができる。

たとえばガラス基板を支持体として用いる場合、その表
面を充分に洗浄および乾燥して用いることは勿論である
が、転写処理すべきガラス基板の表面に、クロム等の遮
光性の金属パターンをフォトリソグラフィ技術によって
予め形成しておくこともできる。クロム等の遮光性の金
属パターンは格子状であり、各色画素の境目を被い１画
像の鮮明度を増すことができる。また、境目を被う格子
状のパターンは、転写の位置合わせ基準として利用する
こともできるし、パターン精度が高いことから、転写す
る色素材のパターン精度を実際上高めることになる。

色素材 カラーフィルタの色画素は、一般に、レッド、グリーン
、ブルーの三色である。したがって、それらの色画素を
構成するための色素材も三色である。色素材はインクリ
ボンの形態で準備する。たとえば、厚さ２０〜３０μｍ
のポリエチレンテレフタレート等の耐熱性のプラスチッ
ク製のベースフィルムの上に色素材の層が載った構成で
ある。

色素材の層は、プラスチック材料の中に顔料を分散した
、たとえば３μｍ程度の厚さの層である。

プラスチックを着色する材料という点からすれば、顔料
のほか染料もあるが、ここでは、転写を溶融型とするた
め、耐熱性に優れた顔料を用いる。顔料は、また、コス
トの面でも有利である。

転写手段 転写装置の一例を第１図に示す。転写装Ｎ１０は、ガラ
ス基板等の支持体１２を支持する支持機構２０と１色素
材を含むインクリボン３２を繰り出すリボン繰り出し機
構３０と、ヒータを内蔵した押し型機構４０と、押し型
機構４０を上下動する上下動機構５０とを備えている。

支持機構２０には、その上面に支持体１２を吸着して固
定する固定台２２と、支持体１２の周縁部を持ち上げて
搬送する搬送装置２４とを含む。

固定台２２には、ｘ、Ｙ、θ方向の位置を微調整するた
めの調整装置２３がある。この調整装置２３によって、
固定台２２に載せた支持体１２の位置を押し型機構４０
との間で正確に調整することができる。

また、リボン繰り出し機構３０には、色素材を含むイン
クリボン３２を巻回した一対のリール３１ａ、３１ｂの
ほか、インクリボン３２に張力を与えるテンションロー
ラ装置３３ａ、３３ｂを含む。こうしたリボン繰り出し
機構３０は、支持体１２と押し型機構４０との間に位置
するインクリボン３２を、押し型の上下動に伴って一方
のリール３１ａから他方のリール３１ｂへと順次繰り出
す。

さらに、押し型機構４０には、本体４１の下面にヒータ
を内蔵した多数のポンチ状の押し型４２がある。このポ
ンチ状の押し型４２は、カラーフィルタの色画素の配置
に応じて、第２Ａ図に示すモザイク型、第２Ｂ図に示す
トライアングル型、第２Ｃ図に示すストライプ型、ある
いは第２Ｄ図に示す４画素配置型などの公知の配置をと
る。勿論、転写装置１０をレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ
）、ブルー（Ｂ）のすべての色画素用に兼用するように
することもできるし、各色画素ごとにそれぞれの押し型
を用意するようにすることもできる。兼用する場合には
、縦横に多数配列した押し型を電気的に選択して所定の
配置の押し型を得る。

ここで、第３図に示す押し型４２の断面形状に注意され
たい。押し型４２の端面ば、周縁４２ａがたとえば１μ
ｍ程度盛り上がり、その内側がくぼんだ形状である。周
縁４２ａの盛り上がりは。

転写した色素材の端縁を面取りし、その部分のパターン
の欠けを防止する上で有効である。

検査手段 転写を終えたら、その直後に転写の状況について検査を
行う。そして、もしも転写もれ、パターンの欠けなどの
欠陥があったら、それを修正する。

修正装置自体は、前記した転写装置１０に準じた装置を
用いることができる。欠陥部分に対応した押し型４２を
選択して転写処理をすれば良い。

その修正の前提として検査が重要である。第４図に検査
装置の一例を示す。検査装置８０は、支持体１２の上に
転写した色素材３２０（つまりは、各色画素）を照明す
る照明系６０と、照明系６０によって照明された色素材
３２０を観察する観察系７０とを含む。

照明系６０には、光源であるランプ６１のほか、ランプ
６１からの光を集光する反射鏡６２およびレンズ６３が
あり、さらに、レンズ６３の後方に遮熱フィルタ６４が
ある。また、観察系７０はＣＣＤカメラを主体としてお
り、支持体１２を左右に移動させつつ、その上の色素材
３２０の良否を観察し検査する。

次に、以上の各手段あるいは装置を含む、カラーフィル
タの製造ラインの一例を第５図に示す。

図に示すように、その製造ライン１００は一連となって
おり、外からの悪影響（いわゆる外乱）が入る余地は非
常に少ない。レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（
Ｂ）のすべての色画素についての転写、検査、修正を終
えた後、各色をまとめてポーストベーキングの処理を行
う、ポーストベーキングは、各色画素を支持体１２の上
に強固に定着させる処理であり、たとえば３００℃前後
の高温での加熱処理である。転写のための加熱温度は、
たとえば２００〜２２０℃であり、そのために転写した
色素材あるいは色画素は表面部分が硬化しているだけで
あるが、このポーストベーキングでの高温によって、色
画素は全体的に硬化して支持体１２に強固に付着する。

ついで、トップコーティング、およびそのベーキングの
各処理を行う、トップコーティングは。

定着された各色画素を保護するための表面保護膜を施す
処理であり、また、ベーキングはその表面保護膜を定着
させる処理である。

こうした一連のラインは製品の歩留まりを向上する上で
非常に有効であるが、さらに、特に重要な転写装置１０
の部分には、外気圧よりもたとえば水柱で１０ｃｍ程度
高く加圧して、外気が流れ込まないようにするのが良い
。

（発明の効果） この発明によれば、カラーフィルタの各色画素を転写に
よってパターニングすることによって、フォトリソグラ
フィ技術におけるマスクを不要として工程を簡略化する
ことができるのは勿論のこと、転写時の加熱温度を比較
的低くし、転写後に高温で各色画素をまとめて定着させ
るようにしているので、各色画素の位置合わせおよび修
正を正確かつ有効に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明で用いる転写装置の一例を示す概略
構成図、 第２Ａ〜２Ｄ図は、押し型の配置例を示す配置図、 第３図は、押し型の端面部の形状を示す断面図。 第４図は、この発明で用いる検査装置の一例を示す概略
構成図、そして、 第５図は、製造ラインを示すレイアウト図である。 １０・・・転写装置、１２・・・支持体、３２・・・イ
ンクリボン、４ｏ・・・押し型機構、８０・・・検査装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体の上に互いに異なる分光特性をもつ複数色の
   色画素を備えたカラーフィルタを製造するに際し、前記
   色画素に対応した押し型を用いてシート上の色素材を選
   択的に加熱し、前記支持体側に転写する製造方法であっ
   て、前記転写を各色ごとに行った後、それら支持体側に
   転写した色素材を、転写時の加熱温度よりも高い温度で
   まとめて加熱し、支持体の上に定着させることを特徴と
   する、転写によるカラーフィルタの製造方法。 ２、前記支持体側に転写した各色の色素材を、定着のた
   めの加熱処理前に検査し、欠陥を修正する、請求項１に
   記載した転写によるカラーフィルタの製造方法。 ３、転写を終えた色素材ごと、しかも、転写を終えた後
   ごとに、前記検査および欠陥の修正を行う、請求項２に
   記載した転写によるカラーフィルタの製造方法。 ４、前記押し型は、周縁が盛り上がり、その内側がくぼ
   んだ形状である、請求項１に記載した転写によるカラー
   フィルタの製造方法。 ５、前記支持体は、透明なガラス基板と、そのガラス基
   板の一面にフォトリソグラフィ技術によって形成した、
   遮光性の金属パターンとからなる、請求項１に記載した
   転写によるカラーフィルタの製造方法。