(57)【要約】【課題】簡易な方法でカラーフィルタ全体の膜厚を把握し、カラーフィルタの形成不良を製造完了前に検出し、製造コストを低減できるカラーフィルタを提供する。【解決手段】カラーフィルタ層および透明電極を形成したガラス基板上にスペーサ用レジストをダイコート法により塗布し、減圧乾燥した後、ガラス基板の外縁部の直交する２方向についてスペーサ用レジストの膜厚を測定する。膜厚が許容値を超える場合には、スペーサ用レジストを剥離して、塗布前の状態に戻し、再度スペーサ用レジストを塗布する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にダイコート法によりレジストを塗布する工程と、
前記レジストが現像される前に前記レジストの膜厚を測定する工程と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記膜厚の測定は、基板上の直交する２方向で測定されることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記膜厚の測定は、基板上のカラーフィルタ・パターンの形成されていないところで行なわれることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
測定された膜厚が許容値を超える場合、前記レジストを剥離して、前記基板に再度レジストを塗布し、後続する工程を行なうことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等で用いられるカラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタであって、特に、ダイコート法を用いたカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等で用いられるカラーフィルタの製造においては、通常、ガラス基板上に、カラーフィルタ層、透明電極、およびスペーサを形成する。スペーサは、対向するガラス基板との間に液晶を注入するためのセルギャップを構成するために設けられる。このスペーサの形成不良は、液晶表示装置の表示欠陥の原因となる。
【０００３】
スペーサの形成不良を検査するものとして、カラーフィルタに形成された少なくとも１つのスペーサを含む領域を撮像し、その画像データを分析することにより不良を検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９９６２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、測定に時間がかかるため、測定点の数が多くても数点に制限され、カラーフィルタ全面の膜厚を把握できないという問題がある。また、この方法では、スペーサ形成後に検査を行なうため、スペーサの形成不良が検出された場合には、そのスペーサを含むカラーフィルタを破棄しなければならず、コスト上昇を招くという問題がある。また、連続的な不良の発生を認識できずに多くの基板を破棄する事もある。
【０００６】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、カラーフィルタ全面の膜厚を簡易な方法で把握し、カラーフィルタの製造完了前にカラーフィルタの形成不良を確実に検出することにより、製造コストを低減できるカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、基板上にダイコート法によりレジストを塗布する工程と、レジスト膜が現像される前にレジストの膜厚を測定する工程とを具備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。膜厚が許容値を超える場合、異常の発生を警告して連続した不良発生を防止すとともに、レジストを剥離して、基板に再度レジストを塗布し、後続する工程を行う。
【０００８】
ここで、膜厚の測定は、基板上のカラーフィルタ層の形成されていない部分において、直交する２方向で測定されることが望ましい。
【０００９】
上記方法によれば、レジストの膜厚が許容値を超えた場合にアラームを出し、レジストを剥離し、再度基板上にレジストを塗布できるので、基板を無駄に破棄する必要がなくなり、製造コストの上昇を防ぐことが可能になる。また、基板上の２方向についてだけ膜厚を測定する簡単な検査方法で、カラーフィルタ全面の膜厚が把握できる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。このカラーフィルタは製造コストが低減されているので、より安価で提供することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示すフローチャート、図２、図３は、各製造工程におけるカラーフィルタの断面図である。
【００１２】
カラーフィルタを製造する場合には、ガラス基板１上に、まず、カラーフィルタ層３および透明電極５を形成する（ステップ１０１、図２（ａ））。カラーフィルタ層３は塗布−フォトマスクによる露光−現像を繰り返すフォトリソグラフィー法により形成され、透明電極５は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）成膜により形成される。
【００１３】
次に、スペーサ用レジスト７を塗布する（ステップ１０２、図２（ｂ））。塗布には、例えば、ダイコート法による塗布装置を用いる。このダイコート法による塗布装置は、カラーフィルタ層３の製造工程においても用いる。塗布後、減圧乾燥し（ステップ１０３）、その後、塗布・乾燥されたスペーサ用レジスト７の膜厚測定を行なう。膜厚測定の詳細は後に述べる。
【００１４】
膜厚測定では、まず、ガラス基板１の一辺に沿って膜厚測定装置１１をＸ方向に走査させ、スペーサ用レジスト７の膜厚を測定する（ステップ１０４）。次に、Ｘ方向に直交するＹ方向に膜厚測定装置１１を走査させ、スペーサ用レジスト膜７の膜厚を測定する（ステップ１０５）。そして、ステップ１０４および１０５の膜厚測定結果が、前もって定めた膜厚の許容範囲にあるか否かをコンピュータ１３が判定する（ステップ１０６）。
【００１５】
膜厚の許容範囲は、例えば、以下のようにして決める。即ち、スペーサの高さは３〜５μｍで、許容誤差は±０．０５μｍ程度であるので、形成するスペーサの高さをｈμｍとするならば、ｈ±０．０５μｍの範囲をスペーサの高さの許容範囲とする。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、スペーサ用レジストを塗布すると、場合によっては、部分的に凹凸のむら９ができる。このむら９の凹凸が膜厚の許容範囲を超えた大きな凹凸の場合には、不良なスペーサが生成される可能性がある。
【００１７】
膜厚の測定結果が前もって定めた膜厚の許容範囲内にある場合には（ステップ１０６のｙｅｓ）、スペーサ用フォトマスクによる露光を行ない（ステップ１０９）、現像し（ステップ１１０）、スペーサが形成される。これによってスペーサ形成工程が完了し、液晶表示装置製造の次工程へ進む。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、スペーサ形成用フォトマスク１５により露光し（図３（ａ））、露光後のガラス基板１（図３（ｂ））を現像すると、高さが許容範囲内のスペーサ１７が形成される（図３（ｃ））。
【００１９】
一方、膜厚の測定結果が前もって定めた膜厚の許容範囲内にない場合には（ステップ１０６のｎｏ）、まずアラームを発し（ステップ１０７）、製造ラインの次の処理である露光工程を飛ばして現像処理を行なう（ステップ１０８）。この現像処理により、ガラス基板１上の全面に塗布したスペーサ用レジスト７が除去され、スペーサ用レジスト７の塗布前のガラス基板１の状態に戻る（図２（ｃ））。
【００２０】
この場合、液晶表示装置製造の次工程へは進まずに、そのガラス基板１を、再度、スペーサ用レジスト７を塗布する工程（ステップ１０２）に戻す。そして以降の処理（ステップ１０３〜１１０）を実行することにより、ガラス基板１を無駄にせずにカラーフィルタのスペーサを形成することができる。
【００２１】
ステップ１０８で一度スペーサ用レジスト７を剥離したガラス基板１に再度塗布したスペーサ用レジスト７の膜厚が再び許容範囲外である場合（ステップ１０６のｎｏ）は、ステップ１０７でアラームが出た時点で製造ラインの運転を中断するようにしてもよい。
【００２２】
次に、ステップ１０４、１０５の処理について詳しく述べる。
図４、図５は、膜厚測定装置１１の概略構成を示す図である。ガラス基板１上にはカラーフィルタ層３と透明電極５が設けられ、その上にスペーサ用レジスト７が塗布されている。尚、図４では、透明電極５の図示は省略している。
【００２３】
スペーサ用レジスト７の膜厚測定を行なう膜厚測定装置１１は、例えば、共焦点膜厚測定装置、光透過率膜厚測定装置等で構成できる。
【００２４】
共焦点膜厚測定装置の場合、スペーサ用レジスト７の感光を防ぐために、膜厚測定装置１１の照射する光の波長を約５５０ｎｍ（緑）とし、また、３〜５±０．０５μｍという薄い膜厚を測定可能にするために、開口数をある程度大きくする（ＮＡ＝０．９程度）。
【００２５】
コンピュータ１３は膜厚測定装置１１に接続されており、膜厚測定装置１１で測定された膜厚データはコンピュータ１３に送られる。コンピュータ１３は膜厚測定装置１１を制御するとともに、膜厚測定装置１１で測定された膜厚データを用いて、膜厚が許容範囲内であるか否かを判定する（図１のステップ１０６）。
【００２６】
次に、膜厚測定装置１１を用いた膜厚測定の手順について説明する。
まず、膜厚測定装置１１をＸ方向に走査し、スペーサ用レジスト７のＸ方向の膜厚を測定する。次に、膜厚測定装置１１をＹ方向に走査し、スペーサ用レジスト７のＹ方向の膜厚を測定する。このとき、図４、５に示しているように、ガラス基板１の外縁に近い部分を測定するのが望ましい。これは、既に形成されているカラーフィルタ層３へ影響を及ぼさないようにするためである。
【００２７】
スペーサ用レジスト７は、図示されていないダイコート法による塗布装置で塗布される。この塗布装置で、塗布液を吐出するヘッドは、ガラス基板１の一辺の長さとほぼ等しい長さの線状形状を有し、ヘッドの下面に長さ方向に沿って塗布液を吐出するためのスリットが設けられている。ヘッドは、塗布液を吐出しながら、同図の例えばＹ方向にガラス基板上を移動し、ガラス基板１の全面にスペーサ用レジスト７を塗布する。
【００２８】
この塗布装置によるスペーサ用レジスト７の塗布では、例えば、ヘッドのスリットの一部に目詰まり等があると、Ｙ方向に沿った筋状のむら（筋むら）が生じる場合がある。また、塗布装置のＹ方向の進行速度が変化すると、Ｘ方向に沿った筋状のむら（段むら）が生じる場合がある。
【００２９】
これらのむらは、膜厚測定装置１１によるＸ方向およびＹ方向の走査による膜厚測定で、適切に検出することが可能である。すなわち、膜厚測定装置１１のＸ方向の走査による測定では筋むらを、Ｙ方向の走査による測定では段むらを検出可能である。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、ダイコート法により塗布されたスペーサ用レジスト７のむらを、Ｘ方向、Ｙ方向の２回だけの簡易な膜厚測定により、ガラス基板１の全面について検出できる。また、この膜厚測定により、スペーサ用レジスト７の膜厚が許容範囲内にない場合には、スペーサ用レジスト７を剥離したうえで再度スペーサ用レジスタ７を塗布しなおすことが可能であり、基板等の破棄等が少なく、製造コストを低減することが可能となる。
【００３１】
以上に説明した実施の形態では、膜厚測定を、スペーサ用レジスト７の塗布・乾燥後に行なったが、同様の膜厚測定を、スペーサ用レジスト７のフォトマスクによる露光後（図１のステップ１０８の後）に行なってもよい。
【００３２】
この場合も、前述の実施の形態と同様に、膜厚測定後、コンピュータ１３により測定した膜厚データが許容範囲内にあるか否かを判定する。スペーサ用レジスト７の膜厚が許容範囲内にある場合には、現像処理を行ない、スペーサ形成を完了する。一方、膜厚が許容範囲内にない場合には、コンピュータ１３は、アラームを出し、次の現像工程に進まないように製造ラインの運転を中断する。これにより、不良なスペーサの形成を未然に防ぐことができる。
【００３３】
次に、１枚のガラス基板上に複数のカラーフィルタを形成する多面付けの場合について説明する。図６、図７は、１枚のガラス基板上に４つのカラーフィルタを形成する場合の膜厚測定装置の概略構成を示す図である。
【００３４】
図６、７に示すように、１枚のガラス基板２１上に４つのカラーフィルタ層２３と透明電極２５が設けられ、その上にスペーサ用レジスト２７が塗布してある。ただし、図６では、透明電極２５は省いて図示してある。
【００３５】
膜厚測定をする位置は、コンピュータ１３によって制御されるが、多面付けのガラス基板２１の場合は、複数のカラーフィルタ層２３の面と面の間の部分の膜厚を測定するように制御する。
【００３６】
すなわち、図６に示すように、膜厚測定装置１１によって、４枚のカラーフィルタ層の間の部分を、まずＸ方向に走査して膜厚を測定し、次にＹ方向に操作して膜厚を測定する。これは、既に形成されているカラーフィルタ層３へ影響を及ぼさないようにするためである。
【００３７】
多面付けの場合の膜厚測定位置は、以上の説明のように面間に限定されるものではなく、１面付けの場合と同様に、ガラス基板２１の外縁部分に対してＸ方向およびＹ方向に測定してもよい。また、図６、図７に示すような４つのカラーフィルタ層の面付けだけでなく、例えば、６面付け、８面付け等の場合にも同様にすることができる。
【００３８】
以上、実施の形態を、スペーサ形成工程について説明したが、この実施の形態は、ダイコート法によるカラーフィルタ製造であれば、他の工程にも適用することが可能である。すなわち、ブラックマトリクスやＲＧＢのカラーフィルタ層３の形成工程等に適用できる。
【００３９】
尚、ブラックマトリクスやＲＧＢの製造工程に適用する場合には、膜厚測定装置１１として光透過率による膜厚測定装置を使用するのが望ましい。これは、ブラックマトリクスやＲＧＢ形成用のレジストの透過率が低いからである。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るカラーフィルタの製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は前述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、カラーフィルタ全体の膜厚を簡易な方法で把握し、カラーフィルタの製造完了前にカラーフィルタの形成不良を確実に検出することにより、製造コストを低減できるカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るカラーフィルタの製造方法を示すフローチャート
【図２】各製造工程におけるカラーフィルタの断面図
【図３】各製造工程におけるカラーフィルタの断面図
【図４】膜厚測定装置の概略構成を示す図
【図５】膜厚測定装置の概略構成を示す断面図
【図６】多面付けのカラーフィルタの場合の膜厚測定装置の概略構成を示す図
【図７】多面付けのカラーフィルタの場合の膜厚測定装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
１………ガラス基板
３………カラーフィルタ層
５………透明電極
７………スペーサ用レジスト
１１………膜厚測定装置
１３………コンピュータ
【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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