(57)【要約】【課題】カラーフィルタ基板にスペーサなどの高さの異なる構造物を形成する表示装置基板の製造工程において、ハーフトーンマスクの使用、及び頻繁なマスク洗浄の必要がなく、構造物の高さや大きさが変化する現象が抑えられる表示装置基板の製造方法を提供する。【解決手段】カラーフィルタ基板上に、感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成するように感光性樹脂組成物を塗布する工程、及び遮光部と透光部のみを有するフォトマスクを介して露光し複数の膜厚の異なる領域の膜厚の順に複数の高さの異なる構造物を形成する工程を含み、前記複数の膜厚の異なる領域を形成する方法は、スリットコータのスリットノズルのカラーフィルタ基板に対する相対的な水平方向への移動を変速制御しつつ、感光性樹脂組成物を吐出することによる表示装置基板の製造方法とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ基板上に、感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法により、複数の高さの異なる構造物を形成する表示装置基板の製造方法であって、次の１）、２）の工程を含むことを特徴とする表示装置基板の製造方法。
１）前記カラーフィルタ基板上に、前記感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成するように、スリットコータにより前記感光性樹脂組成物を塗布する工程。
２）前記カラーフィルタ基板上に塗布した前記感光性樹脂組成物を、遮光部と透光部のみを有するフォトマスクを介して露光し、前記複数の膜厚の異なる領域の膜厚の順に前記複数の高さの異なる構造物を形成する工程。
【請求項２】
前記感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成する方法は、前記スリットコータのスリットノズルの前記カラーフィルタ基板に対する相対的な水平方向への移動を変速制御しつつ、前記感光性樹脂組成物を吐出することによって行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板上に複数の高さの異なる構造物を形成する表示装置基板の製造方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置を始めとする平面型表示装置をカラー表示するために使用するカラーフィルタを透明基板上に効率よく製造する技術として、フォトリソグラフィ法により顔料分散タイプの感光性着色樹脂組成物を基板に塗布、乾燥後、露光、現像、硬化して形成する方法は従来より行われている。一般にフォトリソグラフィ法では、光照射部分が選択的に硬化または分解する感光性塗布材料の特性を利用して、選択的に光を透過する遮光パターンを予め形成したフォトマスクを露光装置に設置して、感光性材料を塗布した被露光基板とフォトマスクとの正確な位置合わせを行い露光する。
【０００３】
前記フォトマスクは、平坦で無欠陥であり、高い透明性を有し、機械的強度に優れ、熱に対して低膨張の合成石英基板またはガラス基板の表面に、金属クロム等の遮光膜パターンを高精度で形成している。フォトマスクを通してパターン露光される被露光基板としては、大画面の表示装置に使用するカラーフィルタを例にとると、大サイズのマザーガラス基板を用い、多面付けして製造することが量産上有利である。そこで、カラーフィルタの製造工程では、一括露光用の大型のフォトマスクを用い、フォトマスクと被露光基板との間に７０μｍ〜３００μｍ程度の均一な微小間隔（露光ギャップ）を設けてパターン露光するプロキシミティ（近接）露光が行われる。
【０００４】
露光装置の光源としては高圧水銀灯を用いることが一般的である。高圧水銀灯が出射する露光光の主波長は、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）とあるが、カラーフィルタにおけるパターンを形成するためには、通常、波長の短いｉ線が最も有効に利用される。
【０００５】
液晶表示装置は一般に、ガラス基板上の各画素に合わせて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を形成した画素電極基板と、着色画素パターンを配列したカラーフィルタ基板を、所定の間隔（セルギャップ）を設けて対向させて貼り合わせ、セルギャップ内に液晶を封入することにより構成される。ここで、セルギャップが均一に保持されていない場合、面内で液晶層の厚みの差が生じ、液晶の旋光特性差による着色や部分的な色ムラなどの表示不具合が起こる。
【０００６】
そのため、液晶にスペーサと称する直径２μｍから１０μｍの樹脂、ガラス、アルミナ等からなる粒子あるいは棒状体を多数混合し、セルギャップ保持を図っている。しかし、スペーサが透明な粒子であると、画素内に液晶と一諸に入っていることで、黒色表示時にスペーサを介した光漏れや、スペーサ近傍の液晶分子の配列が乱されることに起因して光漏れによるコントラスト低下といった問題が生じる。
【０００７】
このような問題を解決する技術として、例えばフォトリソグラフィ法により、感光性樹脂組成物を用いパターン露光、現像を行い、着色画素間のブラックマトリックス上に固定スペーサを形成する方法が特許文献１、２に提案されている。固定スペーサは、フォトスペーサ、あるいは柱状（ポスト）スペーサなどとも呼ばれる。固定スペーサは、図７に示すように、高さの高いメインスペーサ８２と高さの低いサブスペーサ８３で形成されることが多い。以下の記載では、固定スペーサを単にスペーサと略称し、カラーフィルタ基板にスペーサが形成された形態を表示装置基板と称する。
【０００８】
メインスペーサは液晶表示装置において液晶のセルギャップ規制を目的とし、サブスペーサは液晶パネルに機械的な圧力がかかったときの変形を防止する目的で形成される。メインスペーサとサブスペーサは、平面視の大きさを異ならせた設計仕様で形成されることが多く、選択的に位置決めされる複数のスペーサを、カラーフィルタ基板上に感光性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィ法により規則的に配して形成する。高さの異なるスペーサに関わる技術は、特許文献３に記載されている。
【０００９】
カラーフィルタのパターン（複数色の着色画素）やカラーフィルタのブラックマトリックス上に形成されるスペーサは、近年高精細化が進んでいる。高精細化対応のため、メインスペーサやサブスペーサなど高さの異なる構造物を形成する際に、それぞれの高さに応じて異なった透過率をもつフォトマスク、すなわち透光部と半透過（ハーフトーン）部を有するフォトマスク（以下、ハーフトーンマスクと称する）が用いられることが多くなっている。
【００１０】
たとえば、メインスペーサ８２と高さの低いサブスペーサ８３を形成するためのハーフトーンマスク（図７、符号８６）では、メインスペーサを形成するマスクパターン透光部８８の透過率よりサブスペーサ８３を形成するマスクパターン開口部（半透過部８９）の透過率を低くするために、半透過部８９には酸化クロムやモリブデンシリコン系の半透過膜パターンが形成されている。図７は、ハーフトーンマスク８６を用いて露光し（図７（ａ））、カラーフィルタ基板８０にメインスペーサ８２、サブスペーサ８３を形成して表示装置基板９０（図７（ｂ））を作製する工程の一部を示す模式断面図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−４８６３６号公報
【特許文献２】特開平８−２６２４８４号公報
【特許文献３】特開平９−２５８１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述のスペーサの製造工程では、生産数量に伴う露光シート数の増加とともに、サブスペーサの高さやサイズが変化する現象が見られている。ハーフトーンマスクを介して感光性樹脂組成物を露光する際、数十〜数百μｍの露光ギャップを設けているため両者は直接は接触しないが、露光を数百〜数千回繰り返すと、スペーサの製造工程で用いる感光性樹脂組成物から発生した昇華物が、ハーフトーンマスクの膜面に付着する現象が確認されるようになる。接触せずに汚れが付着することから、この汚れを昇華物汚れと呼んでいる。
【００１３】
ハーフトーンマスクに昇華物汚れが付着すると、ハーフトーンマスクを通過して感光性樹脂組成物に照射される露光量に変化が起こり、サブスペーサの高さやサイズが露光を繰り返すごとに変わっていく。露光量の変化は半透過膜と昇華物の薄膜干渉によるものであり、膜厚等の条件により露光量は高くなる方向へ変化する場合と低くなる方向へ変化する場合があり、前者（後者）の場合はサブスペーサは高く（低く）なる方向へ変化する。
【００１４】
サブスペーサの高さなどの特性値が変化すると、液晶表示装置作製時の液晶封入量マージンや貼り合わせ後の押圧耐性に不具合が生じる。このため、定期的にハーフトーンマスクを洗浄し昇華物を洗い落とす必要があるが、頻繁なマスク洗浄の工程が生産ラインの時間稼動率や生産性を低下させることが問題となる。また、ハーフトーンマスクは遮光部と透光部のみからなる通常のバイナリ型フォトマスクに比べ高価であるため、表示装置基板
、ひいては表示装置の製造コストを上昇させる要因となっている。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、カラーフィルタ基板にスペーサなどの高さの異なる構造物を形成する表示装置基板の製造工程において、ハーフトーンマスクの使用を必要とせず、従ってフォトマスク表面に昇華物が付着しても頻繁なマスク洗浄工程を行う必要がなく、構造物の高さや大きさが変化する現象が抑えられ、表示装置基板、ひいては表示装置の製造コストを抑制するとともに、生産ラインの時間稼動率や生産性を低下させない表示装置基板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】
【００１６】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、カラーフィルタ基板上に、感光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法により、複数の高さの異なる構造物を形成する表示装置基板の製造方法であって、次の１）、２）の工程を含むことを特徴とする表示装置基板の製造方法としたものである。
１）前記カラーフィルタ基板上に、前記感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成するように、スリットコータにより前記感光性樹脂組成物を塗布する工程。
２）前記カラーフィルタ基板上に塗布した前記感光性樹脂組成物を、遮光部と透光部のみを有するフォトマスクを介して露光し、前記複数の膜厚の異なる領域の膜厚に対応する前記複数の高さの異なる構造物を形成する工程。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成する方法は、前記スリットコータのスリットノズルの前記カラーフィルタ基板に対する相対的な水平方向への移動を変速制御しつつ、前記感光性樹脂組成物を吐出することによって行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置基板の製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、カラーフィルタ基板上に、感光性樹脂組成物の複数の膜厚の異なる領域を形成するようにスリットコータにより前記感光性樹脂組成物を塗布した後、フォトリソグラフィ法により複数の高さの異なる構造物を形成するので、ハーフトーンマスクを使用する必要がなく、表示装置基板、ひいては表示装置の製造コストを抑制する。また、フォトマスク表面に昇華物が付着しても頻繁なマスク洗浄工程を行う必要がないので、生産ラインの時間稼動率や生産性を低下させずに表示装置基板を製造することができる。また、ガラス基板の撓みを考慮して、スペーサの高さの分布を中央部は高く、周辺部は低く、変動をなだらかに形成することもできるので、対向ガラスを載せたときのセルギャップのばらつきを抑えられる効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の表示装置基板の製造方法で使用するスリットコータを例示する斜視図である。
【図２】図１のスリットコータにおけるスリットノズルの（ａ）斜視図（ｂ）断面図（塗液吐出時）である。
【図３】本発明の表示装置基板の製造方法に係り、感光性樹脂組成物の塗液を吐出する様態のうち、スリットノズルがカラーフィルタ基板に対して相対的に（ａ）遅く動く場合、（ｂ）速く動く場合を、カラーフィルタ基板を基準として示す模式断面図である。
【図４】スリットノズルがカラーフィルタ基板に対して相対的に（ａ）遅く動く場合、（ｂ）速く動く場合の吐出塗膜の断面形状を、カラーフィルタ基板を基準として近似する正規分布曲線の図である。
【図５】本発明の表示装置基板の製造方法に係り、（ａ）スリットノズルの搬送速度のステップ図、（ｂ）カラーフィルタ基板に感光性樹脂組成物を塗布し膜厚の異なる領域を形成する様態を例示する模式断面図である。
【図６】本発明の表示装置基板の製造方法に係り、露光によりカラーフィルタ基板にスペーサを形成する工程の一部を示す模式断面図である。
【図７】従来の方法で、ハーフトーンマスクを用いた露光によりカラーフィルタ基板にスペーサを形成する工程の一部を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の表示装置基板の製造方法について詳細に説明する。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。
【００２１】
［本発明の表示装置基板の製造方法で使用するスリットコータ］
説明の都合上、本発明の表示装置基板の製造方法で使用するスリットコータを先に説明する。
【００２２】
一般に、着色画素やスペーサを形成するために感光性樹脂組成物を基板に塗布する方法としては、スピンコート方式、スリット・スピンコート方式、スリットコート方式が公知となっている。複数の高さの異なる構造物を形成する本発明の表示装置基板の製造方法においては、スリット状の吐出部を有するスリットノズルを備え、スリットノズルより感光性樹脂組成物の塗液を滴下し、基板を回転させずに、スリットノズルを基板に対して相対的に水平方向に移動させて感光性樹脂組成物を塗布するスリットコータを用いる。
【００２３】
図１に示すように、本発明の表示装置基板の製造方法で使用するスリットコータ１００は、ガラス基板１を載置する定盤からなる基板ステージ２と、感光性樹脂組成物の塗液５を吐出するスリットノズル４と、ポンプ部６からスリットノズル４へ塗液を供給する塗液供給チューブ８と、スリットノズル搬送機構３０と、塗液供給機構６０を基本として構成されている。
【００２４】
スリットノズル搬送機構３０は、スリットノズル４を基板ステージ２上に支持するとともに水平方向に移動させる門型のガントリ３とノズル搬送制御部３１から構成され、塗液供給機構６０は、塗液充填槽５０と塗液を充填槽５０からスリットノズル４へ供給するポンプ部６とその供給量（吐出量）を調整するポンプ制御部（図示せず）とを基本として構成されている。
【００２５】
スリットノズル搬送機構３０を構成するガントリ３は、スリットノズル４におけるスリット状の吐出口がガラス基板１の表面に対向するように、スリットノズル４を基板ステージ２の上方に支持する。また、塗布動作時にガラス基板１とスリット状の吐出口との微小間隔を保ち、かつ非塗布動作時に十分な間隔を保てるように、Ｚ（垂直）方向に変位設定可能となっている。ガラス基板１表面とスリット状の吐出口先端面との微小間隔・クリアランスは、通常１０μｍから５００μｍの間の所定の値に設定される。
【００２６】
ガントリ３は、ガラス基板１のほぼ全面に亘って塗液を塗布できるように、図示しないリニアモータによりＸ（走行軸）方向に駆動可能である。また、ガントリ３は、ガラス基板１を載置する基板ステージ２上のガイドレールのエンコーダー（図示せず）でスリットノズル４の動きを監視しながら、ガラス基板１の所定の位置でスリットノズル４の移動速度を変更し、かつ維持するノズル搬送制御部３１を接続している。
【００２７】
ポンプ部６は、塗液供給チューブ８を介してスリットノズル４に繋がり、ガラス基板１の所定の位置でスリットノズル４からの塗液の吐出量を調整するポンプ制御部を接続している。ポンプ部６は流量特性に優れ、塗液の吐出応答性に優れたものが望ましい。ポンプ
としては、ピストン（シリンジ）ポンプ、ダイアフラムポンプなどの形式のポンプ部を採用できる。
【００２８】
次に、スリットノズル４についてより詳しく説明する。図２は、図１のスリットコータ１００におけるスリットノズル４の（ａ）斜視図（ｂ）断面図（塗液吐出時）である。図２（ｂ）に示すように、スリットノズル４の下側略半分は、長手方向（Ｙ方向）に垂直な面内における断面で下方に向けて細くなった略Ｖ字型の外観形状をなしている。
【００２９】
スリットノズル４の内部には、長手方向の両側端部間にわたって、かつ断面中央部の上寄りに、塗液を一時的に貯留するマニホールド４５が設けられている。さらに、スリットノズル４の内部には、マニホールド４５の上端部からスリットノズル４の上端部にまで達する空気抜き穴４７が設けられている。空気抜き穴４７は、スリットノズル４の長手方向の中央部に設けられ、マニホールド４５から空気及び空気が混入した塗液を排出する排出口である。
【００３０】
さらに、マニホールド４５の最下部と、Ｖ字型の下部の頂点部分に相当する下部の先端との間には、一定間隔のギャップ４１ａが、スリットノズル４の長手方向（Ｙ方向）の両側端部間にわたって設けられている。ギャップ４１ａの最下端が塗液を吐出するためのスリット４１ｂとなっている。すなわち、マニホールド４５に供給された塗液は所定の吐出圧を与えられると、ギャップ４１ａを経てスリット４１ｂからガラス基板１に向かって吐出される。
【００３１】
［感光性樹脂組成物を塗布する方法］
次に、本発明の表示装置基板の製造方法に係る、感光性樹脂組成物を塗布する方法について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の表示装置基板の製造方法に係り、感光性樹脂組成物の塗液を吐出する様態のうち、スリットノズルがカラーフィルタ基板に対して相対的に（ａ）遅く動く場合、（ｂ）速く動く場合を、カラーフィルタ基板を基準として（「カラーフィルタ基板を基準として」の意味するところは後述する）示す模式断面図である。スリットノズル４がスリット４１ｂから吐出する感光性樹脂組成物の塗液Ｌ１、Ｌ２は放射状であり、Ｘ−Ｚ平面の断面形状で見ると、図のような三角形状で近似することができる。尚、ギャップ４１ａ及びスリット４１ｂはスリットノズル４の長手方向（Ｙ方向）の両側端部間にわたって延びているので、Ｘ−Ｚ平面について考察すれば十分である。
【００３３】
元々、スリットノズル４がカラーフィルタ基板１０に対して相対的に遅く動く場合も速く動く場合も、スリットノズル４がスリット４１ｂから吐出する感光性樹脂組成物の塗液の形状は同じである。しかしながら、光性樹脂組成物の塗液がカラーフィルタ基板１０上で及ぶ範囲（Ｐ１、Ｐ２）は、吐出する時間内にスリットノズル４が相対的に遅く動く場合（Ｐ１）よりも速く動く場合（Ｐ２）の方が広くなる。従って、カラーフィルタ基板を基準として描くと、図３のように、速く動く場合（図３（ｂ））の塗布範囲ａ２は、遅く動く場合（図３（ａ））の塗布範囲ａ１よりも広くなる。
【００３４】
より定量的には、遅く動く場合の速度をＲ１、速く動く場合の速度をＲ２とすると、速く動く場合の塗液Ｌ２の形状は、遅く動く場合の塗液Ｌ１の形状よりも底辺の長い（ａ２＞ａ１）三角形状となり、これらには次式のような比例関係が成り立つ。
Ｒ１：Ｒ２＝ａ１：ａ２  ・・・（１）
【００３５】
吐出塗液Ｌ１、Ｌ２がカラーフィルタ基板１０に堆積した状態を吐出塗膜Ｔ１、Ｔ２と呼ぶと、吐出塗膜Ｔ１、Ｔ２のＸ−Ｚ平面の断面形状は塗布範囲ａ１、ａ２に関わらず、ほぼ図に示すような正規分布曲線ｇ１、ｇ２で近似できると考えられる。但し、本来正規分布曲線は−∞〜＋∞の範囲にわたるが、ここではカラーフィルタ基板１０に接する底辺を持つ正規分布曲線である。正規分布曲線ｇ１、ｇ２の底辺は、堆積直後は前記三角形状の底辺ａ１、ａ２に等しい。底辺は塗液の流動性とともに広がるが、同様に正規分布曲線で近似できると考えられる。
【００３６】
さらに、吐出塗液Ｌ１、Ｌ２の量（体積）は同じであるので、正規分布曲線ｇ１、ｇ２の面積Ｓ１、Ｓ２は等しくなり、本来正規分布曲線の面積は高さ、幅が変わっても１であるので、正規分布曲線ｇ１、ｇ２は、そのまま吐出塗膜Ｔ１、Ｔ２のＸ−Ｚ平面の断面形状の近似として利用することができる。
【００３７】
スリットノズルがカラーフィルタ基板に対して相対的に（ａ）遅く動く場合、（ｂ）速く動く場合の吐出塗膜Ｔ１、Ｔ２の断面形状を近似する正規分布曲線を座標上に表示したのが図４である。ここでは、（ａ）遅く動く場合の底辺が２．０（−１．０〜１．０）であり、（ｂ）速く動く場合の底辺３．０（−１．５〜１．５）の２／３倍である場合を例示している。ここで、（ａ）、（ｂ）の高さを比較すると、（ａ）は１．２、（ｂ）は０．８であり、底辺の長さに反比例して、（ａ）遅く動場合が（ｂ）速く動く場合の１．５倍になることが確認できる。すなわち、図３の記号で表わすとすれば、次式が成り立つ。
ａ１：ａ２＝ｈ２：ｈ１  ・・・（２）
【００３８】
式（１）と式（２）式の関係をまとめると、スリットノズル４のカラーフィルタ基板１０に対する相対的な速度がＲ１、Ｒ２であるとき、スリットノズル４が吐出した塗液Ｌ１、Ｌ２による塗膜Ｔ１、Ｔ２の高さｈ１、ｈ２はＲ１、Ｒ２に反比例した高さとなることが分る。すなわち、次式が成り立つ。
Ｒ１：Ｒ２＝ｈ２：ｈ１  ・・・（３）
以上により、スリットノズル４のカラーフィルタ基板１０に対する相対的な速度を、カラーフィルタ基板１０上の位置ごとに適宜変化（変速）させることによって、その位置の膜厚を変化できることが分かる。
【００３９】
スリットノズル４とカラーフィルタ基板１０の位置関係は相対的なものであればよいので、スリットノズル４が移動せずにカラーフィルタ基板１０が移動するような機構であってもよい。機構の簡易性の観点からはスリットノズル４が移動する方が好ましいが、カラーフィルタ基板１０が移動する場合は、特開２０１２−２３２２６９号公報に例示するような、基板浮上型であってもよい。
【００４０】
スリットノズル４が移動する場合、スリットノズル４の変速制御は、図１のノズル搬送制御部３１によって行う。ノズル搬送制御部３１（若しくはノズル搬送制御部３１と接続した中央処理制御部）には、予め入力部から、カラーフィルタ基板の品名、サイズ、厚さ、位置としての座標値（ｘ、ｙ）に紐付けされた塗布膜厚（指定値）の情報を入力しておく。
【００４１】
ノズル搬送制御部３１（若しくは中央処理制御部）では、前記の塗布膜厚情報と、別途指定する塗液の吐出量情報を基に、好適なスリットノズル４の移動速度（停止を含む）、塗り始めの加速度、途中の加速度、塗り終わりの減速度等を算出することで、ノズル搬送制御部３１はノズル搬送を可変制御しカラーフィルタ基板上に感光性樹脂組成物の所望の複数の膜厚の異なる領域を形成する。
【００４２】
図５は、本発明の表示装置基板の製造方法において、スリットノズル４のカラーフィルタ基板１０に対する相対的な速度をスリットノズルの搬送によって変え感光性樹脂組成物を塗布する方法を例示するための図であり、（ａ）スリットノズル４の搬送速度のカラー
フィルタ基板１０の位置に対するステップ図、（ｂ）膜厚の異なる領域を形成する様態を示す模式断面図である。すなわち、図５（ａ）のように、スリットノズル４の搬送速度をノズル搬送制御部３１からの信号により、カラーフィルタ基板１０の位置に対してステップ（階段）状に変化させつつ感光性樹脂組成物を吐出することによって、カラーフィルタ基板１０上に感光性樹脂組成物１１の複数の膜厚の異なる領域を形成する。本例では搬送速度の変化はステップ状であるが、曲線状であってもよい。
【００４３】
より具体的には、メインスペーサを形成する領域（図５（ａ）の１）、５））ではスリットノズル４のカラーフィルタ基板１０に対する相対的な搬送速度を小さくすることで、カラーフィルタ基板を基準とした塗液Ｌ１の幅を細くして塗膜Ｔ１を厚く形成している。また、サブスペーサを形成する領域（図５（ａ）の２）、４））では相対的な搬送速度を大きくすることで、塗液Ｌ２の幅を太くして塗膜Ｔ２を薄く形成している。さらに、露光を行わずスペーサを形成しない領域（図５（ａ）の３））がある場合は、相対的な速度を一層大きくし、塗液の吐出を停止することもできる。
【００４４】
［露光・現像によるスペーサの形成］
図６は、本発明の表示装置基板の製造方法に係り、露光・現像によりカラーフィルタ基板１０上にスペーサ１２、１３を形成する工程の一部を示す模式断面図である。図６（ａ）では、フォトマスク１６を介して、露光光１５をカラーフィルタ基板１０上の、本発明により作製した複数の膜厚の異なる領域を有する感光性樹脂組成物１１に照射している。フォトマスク１６は、遮光部１７と透光部１８のみを有する通常のバイナリ型フォトマスクであり、カラーフィルタ基板１０上にメインスペーサ１２、サブスペーサ１３を形成する部分がいずれも透光部１８となっている。
【００４５】
すなわち、複数の膜厚の異なる領域を有する感光性樹脂組成物１１の比較的膜厚の厚い領域にはメインスペーサ１２が形成され、それよりも膜厚の薄い領域にはサブスペーサ１３が形成される。図６（ｂ）には、露光後の現像処理により表示装置基板２０を作製した形態を示す。尚、図６では、感光性樹脂組成物１１の膜厚のピーク部を使ってメインスペーサ１２、サブピーク部を使ってサブスペーサ１３を形成しているが、必ずしもピーク部を使う必要はない。また、膜厚の異なる領域を複数利用することで、膜厚の異なる領域の膜厚の厚い順に複数の高さの異なるスペーサ（構造物）を同時に形成することもできる。
【００４６】
以上のように、本発明では、カラーフィルタ基板にスペーサなど高さの異なる構造物を形成する工程において、ハーフトーンマスクを使用せず、複数の膜厚の異なる領域を有するように塗布した感光性樹脂組成物を利用するので、表示装置基板、ひいては表示装置の製造コストを抑制し、生産ラインの時間稼動率や生産性を低下させない製造技術となる。
【実施例】
【００４７】
本発明の表示装置基板の製造方法で使用可能なスリットコータを使い、２枚の無アルカリガラス基板上にアクリル系ネガ型紫外線レジストを塗布する際に、塗膜の膜厚が２枚ともｈ＝１．３μｍになるようなスリットノズルの搬送速度Ｒ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、レジストの塗布量Ｖ（＝塗膜の体積、μＬ）の条件を調べ、塗布した。このときの試料をＡ、Ｂとし、表１に条件と膜厚を示す。（尚、正確には図３の符号を使えば、塗膜Ｔの高さｈと膜厚は異なるが、比例関係にあるので、膜厚をｈで代用している）。
【００４８】
【表１】
2018163208.tif 000003
【００４９】
ここで、レジストの塗布量Ｖは、塗膜Ｔの底辺の長さａと高さｈの積に比例し、次式（４）が成り立つ。
Ｖ∝ａ×ｈ  ・・・（４）
また、式（１）より、搬送速度Ｒと塗膜Ｔの底辺の長さａは比例するので、次式（５）、
（６）が成り立つ。
Ｖ∝Ｒ×ｈ  ・・・（５）
従って                        ｈ∝Ｖ／Ｒ  ・・・（６）
【００５０】
ここで、表１の試料Ａ、Ｂの結果について、式（６）の関係を満たしているかどうか調べると、
〔Ａ〕Ｖ／Ｒ＝４０００／１６５≒２４
〔Ｂ〕Ｖ／Ｒ＝２５００／１００＝２５
となり、ほぼ満たしていることが検証された。
【００５１】
従って、式（５）より、レジストの塗布量Ｖが一定であれば、搬送速度Ｒと膜厚ｈは反比例することも検証されたので、レジストの塗布量Ｖを試料Ｂと同じ２５００（μＬ）とし、搬送速度をＲ＝１６５（ｍｍ／ｓｅｃ）とした試料Ｃ（表１参照）の膜厚ｈは、
〔Ｃ〕１．３×１００／１６５≒０．８（μｍ）
となることが分かる。
【００５２】
表１の試料Ｂと試料Ｃの結果より、１０（ｍｍ／ｓｅｃ）の搬送速度Ｒの変化で、膜厚ｈは、ほぼ０．１μｍ変化することが分かり、典型的にメインスペーサとサブスペーサの高さの差が０．４μｍの場合、必要な搬送速度Ｒの差は４０（ｍｍ／ｓｅｃ）であり、十分制御可能なレベルであることが分かった。
【符号の説明】
【００５３】
１００・・・スリットコータ
１・・・・・ガラス基板
２・・・・・基板ステージ
３・・・・・ガントリ
３０・・・・ノズル搬送機構
３１・・・・ノズル搬送制御部
４・・・・・スリットノズル
４１ａ・・・ギャップ
４１ｂ・・・スリット
４５・・・・マニホールド
４７・・・・空気抜き穴
５・・・・・塗液
５０・・・・塗液充填槽
６・・・・・ポンプ部
６０・・・・塗液供給機構
８・・・・・塗液供給チューブ
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２・・・吐出塗液
Ｐ１、Ｐ２・・・・・吐出塗液の端
Ｔ１、Ｔ２・・・・・吐出塗膜
ｇ１、ｇ２・・・・・正規分布曲線
１０、８０・・・・カラーフィルタ基板
１１、８１・・・・感光性樹脂組成物
１２、８２・・・・メインスペーサ
１３、８３・・・・サブスペーサ
１５、８５・・・・露光光
１６・・・・・・・フォトマスク
８６・・・・・・・ハーフトーンマスク
１７、８７・・・・遮光部
１８、８８・・・・透光部
８９・・・・・・・半透過部（ハーフトーン膜）
２０、９０・・・・表示装置基板
【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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【図７】
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