(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶表示装置用のカラーフィルター形成側のガラス基板側への柱状のスペーサの形成方法を提供する。【解決手段】ブラックマトリクスを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターンニング方法における、該ネガ型の感光材を露光する露光方法であって、Ｙ方向に平行にその開口境界１３６を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ（遮光板とも言う）１３１，１３２を備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅１３５を制御して、近接露光にてネガ型の感光材を露光する。【選択図】図２
2005091790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックストライプを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターンニング方法における、該ネガ型の感光材を露光する露光方法であって、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ（遮光板とも言う）を備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にてネガ型の感光材を露光するもので、前記原版マスクは、カラーフィルタ形成基板の画素エリアに柱状スペーサを所定ピッチに形成するための、柱パターンを配列した第１のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＸ方向外側に、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記と所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第２のパターン領域と、Ｘ方向、第１のパターン領域と第２のパターン領域のわたり、これら領域のＹ方向両外側に前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第３のパターン領域とを備え、且つ、各柱パターンは全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものであり、前記１対のＸ方向移動マスキングアパーチャをそれぞれ所定の位置にして、第１の露光と第２の露光とを、原版マスクを、相対的に、X 方向送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして行い、カラーフィルタ形成基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することを特徴とする柱状スペーサ形成のための露光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板への柱状スペーサ形成のための露光方法であって、第１の露光は、Ｘ方向の一方側のマスキングアパーチャを、その開口境界が第２のパターン領域の遮光部上になる位置にして、他方側のマスキングアパーチャはその開口境界が第２のパターン領域にかからないようにして、露光するもので、第２の露光は、Ｘ方向の前記他方側のマスキングアパーチャを、その開口境界が第２のパターン領域の遮光部上になる位置にして、前記一方側のマスキングアパーチャはその開口境界が第２のパターン領域にかからないようにして、露光するものであることを特徴とする柱状スペーサ形成のための露光方法。
【請求項３】
ブラックストライプを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターンニング方法における、該ネガ型の感光材を露光する露光方法であって、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャと、Ｘ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＹ方向移動できる１対のＹ方向移動マスキングアパーチャとを備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にてネガ型の感光材を露光するもので、前記原版マスクは、カラーフィルタ形成基板の画素エリアに所定ピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第１のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＸ方向外側に、それぞれ、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第２のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＹ方向外側に、それぞれ、該領域のＸ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第３のパターン領域と、前記第２のパターン領域とそのＸ方向幅で、そのＹ方向外側で接し、また、前記第３のパターン領域のそのＹ方向幅で、そのＸ方向外側で接して前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第４のパターン領域とを備え、且つ、各柱パターンは全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものであり、前記２対のＸ方向移動およびＹ方向移動のマスキングアパーチャを、それぞれ所定の位置にして、第１の露光と、第１の露光位置に対し、原版マスクを、相対的に、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、また、原版マスクを、相対的に、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＹ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、計２行２列の４回の露光を行い、カラーフィルタ形成基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することを特徴とする柱状スペーサ形成のための露光方法。    
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板への柱状スペーサ形成のための露光方法であって、第２のパターン領域の遮光部の所定幅、あるいは、第２のパターン領域および第３のパターン領域の遮光部の所定幅は、シャッターの各マスキングアパーチャの位置精度±α［ｍｍ］に対応した２αより大であることを特徴とする柱状スペーサ形成のための露光方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板への柱パターン形成方法であって、送りピッチを、対応するブラックストライプを形成するための露光の送りピッチよりも大きくしたことを特徴とする柱状スペーサ形成のための露光方法。
【請求項６】
画素エリア全域と該画素エリアの外側の周辺領域とに、ギャップ制御用の柱状スペーサを配設した液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、各柱状スペーサは、所定のピッチで連続的に配置されており、且つ、少なくとも画素エリアの外周の１辺全体にわたりこれに沿い、周辺領域に柱状スペーサが存在しない柱状スペーサ非形成領域を設けていることを特徴とする液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、柱状スペーサを、フォトリソ法により配設したもので、基板に塗布された柱状スペーサ形成用のネガ型の感光材に対し、画素エリア全域には、所定のピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、また、画素エリア外側の周辺領域には、一部重ね露光して、所定のピッチで柱状スペーサの潜像を形成し、しかる後に、現像して、柱状スペーサを配設したものであることを特徴とする液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板。
【請求項８】
請求項６ないし７のいずれか１に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラックストライプを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するための露光方法、および液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶用表示装置やプラズマディスプレイ装置の実用化は盛んで、ますます、その量産化が要求されており、大型化の要求も強い。
【０００３】
これに伴い、液晶用表示装置用のカラーフィルタを形成したガラス基板からなる液晶表示パネルおよびプラズマディスプレイ装置用の表示パネル等に用いられるガラス基板からなる表示パネルの作製も、大サイズ化したガラス基板での量産化対応が必要となってきた。
【０００４】
大サイズ化したガラス基板へのフォトリソ法によるパターニングは、量産性や品質面（歩留り面）から投影露光が前提となるが、以下のような制約や問題がある。
【０００５】
（１）原版（マスク）から直接、等倍で、転写露光して大サイズのガラス基板へパターニングを行う場合には、大サイズの原版用のガラス基板が必要となるが、このガラス基板としてはＱＺ（石英ガラス）のような高価な低膨張ガラス基板であることが必要で、且つ、フラットネス（平坦性）が良いことが要求され、大サイズ化に伴いガラス基板の製造自体に時間や費用が大幅にかかるようになるため、従来は生産の対象とはならずガラス基板の入手自体が難しかった。
【０００６】
（２）また、大サイズの原版の作製を精度良く短時間で作製することは基本的に困難である。
【０００７】
精度良く描画するには、温度、位置精度を精度良く管理できる大サイズ描画用のＥＢ（電子ビーム）描画機等等の高価な描画装置が必要で、且つ、大サイズ描画であるため描画時間がかかり、パターン描画のコストアップにもつながってしまう。
【０００８】
（３）そして、投影露光による転写では原版は、その周囲を保持して固定されるため、原版が大サイズになるにしたがい自重による原版自身のベンド（たわみ）量が増大し、サイズが大き過ぎると適性な転写画像を得ることが難しくなる。
【０００９】
そして、原版のサイズが大型化するにしたがい原版と露光される基板（ガラス基板）とのギヤップを原版全面で使用できる範囲で保持することが難しくなり、原版の大サイズ化にも限界がある。
【００１０】
（４）レンズ投影ステッパー及びミラープロジエクションステッパーを用いて大サイズのガラス基板へパターニングを行う場合には、スループットが低くなり、且つ、装置が高価となってしまうという問題がある。
【００１１】
このため、従来は、例えば、ステップ露光方式で、且つ、近接露光（プロキシミティ露光）方式を採り入れた、特開平９−１２７７０２号公報に記載される、図５に示すような露光装置を用い、近接露光（プロキシミティ露光とも言う）により、相対的に原版とパターニングされる大サイズのガラス基板との位置を移動させ、原版の絵柄をずらして露光、即ちステップ露光して、パターニングを行なっていた。
【特許文献１】特開平９−１２７７０２号公報  この方法は、原版と大サイズのガラス基板とを、それぞれの面が水平方向になるようにし、所定のギャップを保った状態で、原版の背面から平行光を当てる露光方法であるが、原版のサイズは、そのたわみ（ベントとも言う）の影響を考慮したものである。
【００１２】
尚、図５において、図５（ａ）は露光装置の断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ１−Ｂ２から見た上面図の概略図であり、図６は光源部の概略構成図である。
【００１３】
図５、図６中、６００は露光装置、６１０はステージ、６１１はＸ駆動部、６１２はＹ駆動部、６１３はＺ駆動部、６１４はθ駆動部、６１５は基板保持部、６１５Ａは３点アオリ調整部、６１５Ｂは基板リフトアップ部、６１６はマスク保持部、６１６Ａはマスクの落下防止、６２０はガラス基板供給ロボット、６２０Ａはハンド部、６２１はガラス基板排用ロボット、６２１Ａはハンド部、６３０はガラス基板（ワーク）、６４０はマスク（原版）、６５０は光源部、６５０Ａは光源、６７０はギヤップセンサー、６８０はスコープ、６９０はエッジセンサー、ｍ１、ｍ２、ｍ３は反射鏡、ｓはシヤッター、ｌはフライアイレンズである。
【００１４】
尚、全体を分かり易くするため、図５（ａ）、図５（ｂ）においては光学系を簡略ないし省略して示している。
【００１５】
また、図５に示す露光装置は、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ（遮光板とも言う、図８の７５１、７５２に相当）を備えたシャッターである。
【００１６】
更に詳しくは、図５に示す装置は、ガラス基板６３０を、感光材面を上にして保持して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向及びθ方向に微動制御でき、且つ、少なくともＸ、Ｙ方向の１方向に所定の距離だけステップ移動できるステージと、ガラス基板６３０上側にマスク（原版）６４０をマスク面を下にして保持するマスク保持部６１６と、マスク（原版）６４０の裏面かガラス基板６３０側へ露光光を照射するための光源部６５０（詳細は図６に示す）とを有し、マスク（原版）６３０の絵柄を等倍にて、露光する位置をずらして複数回、露光転写するための露光装置であり、ステージ６１０上のガラス基板６３０と、マスク（原版）６４０との位置合せを自動で行う自動アライメント機構と、原版の絵柄領域を遮蔽することにより露光領域を制御する露光領域制御機構と、該基板と原版とのギヤップを制御するギヤップ制御機構とを備えている。
【００１７】
そして、ガラス基板６３０とマスク（原版）６４０とを近接させ、間隔を所定のギヤップに保ちながら露光を行う近接露光にて、ガラス基板６３０を所定のピッチでステップ移動させ、複数の位置にてマスク（原版）６４０を介してガラス基板６３０への露光を行い、マスク原版６４０の絵柄をガラス基板６３０に転写露光するものである。
【００１８】
尚、マスク（原版）６４０は、転写に際してのたわみが許容範囲内となるサイズである。
【００１９】
あるいは、特開平０９−１４１８０４号公報に記載されるような、マスク原版の自重によるたわみを考慮し、上記図５に示す露光装置を、マスク原版やガラス基板の面が鉛直方向に沿うように回転して配した露光装置が用いられるようになってきた。
【特許文献２】特開平０９−１４１８０４号公報  この場合の光源部の概略構成は図７のようになる。
【００２０】
実用レベルでは、先の図５に示す露光装置が用いられているのが実際である。
【００２１】
原版マスクからガラス基板への露光方法について、ここで、１例を、図８に基づいて簡単に説明しておく。
【００２２】
先ず、第１の位置にて、ガラス基板７３０とマスク７４０とを前述のアライメント機構とギヤップ制御機構により制御して、位置合せし、ギヤップ調整を完了した後、光源部のシヤッター（図示していない）を開放し、所定の時間だけ光源部からの光を採り入れ、マスク７４０の絵柄全領域（単位の絵柄領域７１０、８個分）を露光する第１の露光を行う。
第１の露光によるガラス基板７３０での潜像は図８（ｂ）（イ）のようになる。
【００２３】
図８（ａ）（イ）のマスク７４０の全絵柄７４０Ａがガラス基板側に転写される。
【００２４】
次いで、所定のピッチだけＸ方向にステージ１１０をズラシた第２の位置にて、再度で、位置合せし、ギヤップ調整を完了した後、図８（ａ）（イ）に示す絵柄７４０Ａの所定の領域のみを、マスキングアパーチャ７５１、７５２にて遮蔽した図８（ａ）（ロ）の状態で、所定の時間だけ光学系からの光を採り入れ、マスク７４０の絵柄７４０Ａの一部領域（単位の絵柄領域７１０、４個分）を露光する第２の露光を行う。
【００２５】
第２の露光によるガラス基板７３０での潜像は図８（ｂ）（ロ）のようになる。
【００２６】
結局、第１の露光と第２の露光とによる潜像の併せて図８（ｂ）（ハ）のようになり、目的とする図８（ｃ）に示す絵柄７４０Ｂを得ることができる。
【００２７】
尚、７１０ａは、単位の絵柄領域７１０を現像したものである。
【００２８】
一方、液晶表示装置においては、ますます、その画像品質の向上が求められており、液晶を封じるギャップの間隔のバラツキについても、ますます小とすることが求められており、従来は、ビーズを分散させてギャップを調整していたが、最近では、カラーフィルター形成側のガラス基板側に柱状のスペーサを形成し、ギャップを調整する方法も採られるようになってきた。
【００２９】
このような、液晶表示装置用のカラーフィルター形成側のガラス基板側への柱状のスペーサは、通常、ブラックマトリクスと所定の対応した位置に形成されるものであるが、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できることも要求され、その形成精度も厳しいものである。
【００３０】
このため、液晶表示装置用のカラーフィルター形成側のガラス基板側への柱状のスペーサをフォトリソ法により形成する場合も、ブラックマトリクスのパターニイングと同様、そのための露光は、先に述べた、図５に示す近接露光方法によるステップ露光が採られるが、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できる柱状のスペーサ形成方法が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上記のように、液晶表示装置用のカラーフィルター形成側のガラス基板側への柱状のスペーサをフォトリソ法による形成のための露光を、図５に示すような装置を用いステップ露光方式で、且つ、近接露光（プロキシミティ露光）方式を採り入れた露光法にて露光を行う場合において、液晶を封じる作業の際に画像領域内のギャップを均一に維持できるようにして、柱状のスペーサを形成する柱状のスペーサの形成方法が求められていた。
【００３２】
本発明は、これに対応するもので、ステップ露光方式で、且つ、近接露光（プロキシミティ露光）方式を採り入れた露光法にて露光を行い、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できる柱状のスペーサをフォトリソ形成できる、液晶表示装置用のカラーフィルター形成側のガラス基板側への柱状のスペーサの形成方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法は、ブラックストライプを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターンニング方法における、該ネガ型の感光材を露光する露光方法であって、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ（遮光板とも言う）を備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にてネガ型の感光材を露光するもので、前記原版マスクは、カラーフィルタ形成基板の画素エリアに柱状スペーサを所定ピッチに形成するための、柱パターンを配列した第１のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＸ方向外側に、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記と所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第２のパターン領域と、Ｘ方向、第１のパターン領域と第２のパターン領域のわたり、これら領域のＹ方向両外側に前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第３のパターン領域とを備え、且つ、各柱パターンは全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものであり、前記１対のＸ方向移動マスキングアパーチャをそれぞれ所定の位置にして、第１の露光と第２の露光とを、原版マスクを、相対的に、X 方向送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして行い、カラーフィルタ形成基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することを特徴とするものである。
【００３４】
そして、上記の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板への柱パターン形成のための露光方法であって、第１の露光は、Ｘ方向の一方側のマスキングアパーチャを、その開口境界が第２のパターン領域の遮光部上になる位置にして、他方側のマスキングアパーチャはその開口境界が第２のパターン領域にかからないようにして、露光するもので、第２の露光は、Ｘ方向の前記他方側のマスキングアパーチャを、その開口境界が第２のパターン領域の遮光部上になる位置にして、前記一方側のマスキングアパーチャはその開口境界が第２のパターン領域にかからないようにして、露光するものであることを特徴とするものである。
【００３５】
あるいは、本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法は、ブラックストライプを有する液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターンニング方法における、該ネガ型の感光材を露光する露光方法であって、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャと、Ｘ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＹ方向移動できる１対のＹ方向移動マスキングアパーチャとを備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にてネガ型の感光材を露光するもので、前記原版マスクは、カラーフィルタ形成基板の画素エリアに所定ピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第１のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＸ方向外側に、それぞれ、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第２のパターン領域と、前記第１のパターン領域のＹ方向外側に、それぞれ、該領域のＸ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部を形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第３のパターン領域と、前記第２のパターン領域とそのＸ方向幅で、そのＹ方向外側で接し、また、前記第３のパターン領域のそのＹ方向幅で、そのＸ方向外側で接して前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第４のパターン領域とを備え、且つ、各柱パターンは全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものであり、前記２対のＸ方向移動およびＹ方向移動のマスキングアパーチャを、それぞれ所定の位置にして、第１の露光と、第１の露光位置に対し、原版マスクを、相対的に、Ｘ方向送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、また、原版マスクを、相対的に、Ｙ方向送りピッチとして、（第１のパターン領域のＹ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、計２行２列の４回の露光を行い、カラーフィルタ形成基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することを特徴とするものである。
【００３６】
そして、上記のいずれか１の柱状スペーサ形成のための露光方法であって、第２のパターン領域の遮光部の所定幅、あるいは、第２のパターン領域および第３のパターン領域の遮光部の所定幅は、シャッターの各マスキングアパーチャの位置精度±α［ｍｍ］に対応した２αより大であることを特徴とするものである。
【００３７】
また、上記のいずれか１の柱状スペーサ形成のための露光方法であって、送りピッチを、対応するブラックストライプを形成するための露光の送りピッチよりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００３８】
本発明の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板は、画素エリア全域と該画素エリアの外側の周辺領域とに、ギャップ制御用の柱状スペーサを配設した液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、各柱状スペーサは、所定のピッチで連続的に配置されており、且つ、少なくとも画素エリアの外周の１辺全体にわたりこれに沿い、周辺領域に柱状スペーサが存在しない柱状スペーサ非形成領域を設けていることを特徴とするものである。
【００３９】
そして、上記に記載の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板であって、柱状スペーサを、フォトリソ法により配設したもので、基板に塗布された柱状スペーサ形成用のネガ型の感光材に対し、画素エリア全域には、所定のピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、また、画素エリア外側の周辺領域には、一部重ね露光して、所定のピッチで柱状スペーサの潜像を形成し、しかる後に、現像して、柱状スペーサを配設したものであることを特徴とするものである。
【００４０】
本発明の液晶表示装置は、上記いずれか１の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板を用いたことを特徴とするものである。
【００４１】
（作用）
本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法は、上記のような構成にすることにより、ステップ露光方式で、且つ、近接露光（プロキシミティ露光）方式を採り入れた露光法にて露光を行い、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できる柱状のスペーサをフォトリソ形成できる、液晶表示装置用のカラーフィルター形成基板側への柱状のスペーサの形成を可能としている。
【００４２】
具体的には、所定の絵柄の原版マスクを用い、１対のＸ方向移動マスキングアパーチャをそれぞれ所定の位置にして、第１の露光と第２の露光とを、原版マスクを、相対的に、Ｘ方向所定向きに、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして行い、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することにより、あるいは、前記とは別の所定の絵柄の原版マスクを用い、１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ、１対のＹ方向移動マスキングアパーチャ、をそれぞれ所定の位置にして、第１の露光と、第１の露光位置に対し、原版マスクを、相対的に、Ｘ方向所定向きに、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、また、原版マスクを、相対的に、Ｙ方向所定向きに、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＹ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、計２行２列の４回の露光を行い、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することにより、これを達成している。
【００４３】
詳しくは、原版マスクの、ガラス基板の画素エリアに柱状スペーサを形成するための第１のパターン領域の周辺部に所定の遮光部を設け、これに合せマスキングアパーチャの位置を決めて、各露光を行うことにより、達成している。
【００４４】
第２のパターン領域の遮光部の所定幅、あるいは、第２のパターン領域および第３のパターン領域の遮光部の所定幅は、シャッターの各マスキングアパーチャの位置精度±α［ｍｍ］に対応した２αより大であることにより、ガラス基板の画素エリア内の柱状スペーサの重ね露光を避けることができるものとしている。
【００４５】
そして、送りピッチを、対応するブラックストライプを形成するための露光の送りピッチよりも大きくすることにより、ブラックストライプをパターニングの際の重ね露光幅を小として、送りピッチ幅別を柱スペーサ形成のための重ね露光幅とは独立して採れ、作製の自由度を上げることができる。
【００４６】
また、本発明の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板は、上記のような構成にすることにより、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できるものとしている。
【００４７】
尚、各柱状スペーサは、所定のピッチで連続的に配置されており、且つ、少なくとも画素エリアの外周の１辺全体にわたりこれに沿い、周辺領域に柱状スペーサが存在しない柱状スペーサ非形成領域を設けている、（例えば、画素エリアのＸ、Ｙの１方向、あるいは２方向の外側に該、画素エリアに沿い所定幅の、柱状スペーサを設けない領域を配している）ことにより、この柱状スペーサ非形成領域に液晶表示装置作製の貼り合わせ工程の一つで、シール材が塗布される場合、柱状スペーサーがないことでシール密着性の向上がえられる。
【００４８】
また、液晶表示装置作製工程のチップ切断工程においてこの領域が切断ラインにかかる場合は切断機の刃こぼれや発塵等の不具合が発生しにくいという利点がある。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、上記のように、ステップ露光方式で、且つ、近接露光（プロキシミティ露光）方式を採り入れた露光法にて露光を行い、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できる柱状のスペーサをフォトリソ形成できる、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成側の基板側への柱状のスペーサの形成方法の提供を可能とした。
【００５０】
同時に、液晶を封じる作業の際に、画像領域内のギャップを均一に維持できるカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
【００５２】
図１は本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第１の例に用いられる原版マスクの絵柄を表した概略図で、図２（ａ）は第１の露光時の図１の原版マスクを選択的に遮光するマスキングアパーチャの位置を示した図で、図２（ｂ）は第２の露光時の図１の原版マスクを選択的に遮光するマスキングアパーチャの位置を示した図で、図３は液晶表示装置用のカラーフィルタ形成ガラス基板上での露光状態（潜像の状態）を示した図で、図４は本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第１の例に用いられる原版マスクの絵柄を表した概略図である。
【００５３】
尚、図１、図２、図４中の細点線はパターン領域の境部を示すもので、図３における細点線は、図１に示す各パターン領域による露光領域の境部を示すものである。
【００５４】
また、図１〜図４における太線矢印はＸ方向ないしＹ方向を示すものである。
【００５５】
図１〜図４中、１１０は原版マスク、１１１は第１のパターン領域、１１２Ａ、１１２Ｂは第２のパターン領域、１１２ａは遮光部、１１３Ａ、１１３Ｂは第３のパターン領域、１２０は柱パターン、１３１、１３２はマスキングアパーチャ、１３５は開口（シャッターの開口とも言う）、１３６は開口境界、２１１は画素エリア（第１のパターン領域による露光領域）、２１０は１回露光部、２１５は重ね露光部、２１２Ａ、２１２Ｂは第２のパターン領域による露光領域、２１３Ａ、２１３Ｂは第３のパターン領域による露光領域、４１０は原版マスク、４１１は第１のパターン領域、４１２Ａ、４１２Ｂは第２のパターン領域、４１２ａは遮光部、４１３Ａ、４１３Ｂは第３のパターン領域、４１３ａは遮光部、４１４Ａ，４１４Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄは第４のパターン領域、４２０は柱パターンである。
【００５６】
本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第１の例を図に基づいて説明する。
【００５７】
第１の例は、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ１３１、１３２（図２参照）を備えたシャッターにより、原版マスク１１０の両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にて露光する露光方法により、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成ガラス基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターニング方法で、Ｘ方向移動マスキングアパーチャのみを備えた図５に示す露光装置にて、近接露光をステップアンドレピート方式で行うものである。
【００５８】
ここでの、Ｘ方向、Ｙ方向は、互いに直行する所定の方向である。
【００５９】
柱状スペーサを形成するためのネガ型の感光材としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる。
【００６０】
また、原版マスクとしては、所定のサイズの乾板やクロム等の遮光膜、感光剤をこの順に配設したガラス基板基板等に、データを用いて露光を行う露光装置にて露光描画し、現像され、ないし、現像、エッチングされ、パターニングされたものもの（オリジナルとも言う）、あるいは、該オリジナルから別の乾板やクロム等の遮光膜、感光剤をこの順に配設したガラス基板基板に密着露光により転写する工程を１回以上用いて、パターニング形成されたものもの（コピーとも言う）を用いる。
【００６１】
第１の例に用いられる原版マスク１１０は、図１に示すように、
カラーフィルタ形成基板の画素エリアに柱状スペーサを所定ピッチに形成するための、柱パターン１２０を配列した第１のパターン領域１１１と、前記第１のパターン領域１１１のＸ方向外側に、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部１１２ａを形成し、それより外側にそれぞれ、前記と所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターン１２０を配列した第２のパターン領域１１２Ａ、１１２Ｂと、Ｘ方向、第１のパターン領域１１１と第２のパターン領域１１２Ａ、１１２Ｂにわたり、これら領域のＹ方向両外側に前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターン１２０を配列した第３のパターン領域１１３Ａ、１１３Ｂとを備え、且つ、各柱パターン１２０は全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものである。
【００６２】
上記原版マスク１１０を用い、図５に示す露光装置にて、図２（ａ）に示すように、１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ１３１、１３２をそれぞれ所定の位置にして、第１の露光を行い、次いで、原版マスクを、相対的に、Ｘ方向、前記他方側から一方側に、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシし、図２（ｂ）に示すように、１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ１３１、１３２をそれぞれ第１の露光の場合とは異なる所定の位置にして、第２の露光を行うものである。
【００６３】
第１の露光は、Ｘ方向の一方側のマスキングアパーチャ１３２を、その開口境界が第２のパターン領域１１２Ｂの遮光部１１２ａ上になる位置にして、他方側のマスキングアパーチャ１３１はその開口境界が第２のパターン領域１１２Ａにかからないようにして、露光するもので、第２の露光は、Ｘ方向の前記他方側のマスキングアパーチャ１３１を、その開口境界が第２のパターン領域１１２Ａの遮光部１１２ａ上になる位置にして、前記一方側のマスキングアパーチャ１３２はその開口境界が第２のパターン領域１１２Ｂにかからないようにして、露光するものである。
【００６４】
そして、図３に示すように、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア１１１全域において所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサを重ね露光することなく形成し、画素エリア１１１外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像の絵柄を配設する。
【００６５】
尚、本例においては、第２のパターン領域１１２Ａ，１１２Ｂの遮光部１１２ａの所定幅は、シャッターの各マスキングアパーチャの位置精度±α［ｍｍ］に対応した２αより大である。
【００６６】
また、本例のガラス基板におけるブラックストライプも、上記のようにして、２回露光により、画素エリア部のパターンを露光形成し、ブラックストライプのストライプ方向をＸ方向とし、この場合、送りピッチを、１回目の露光と２回目の露光とで画素領域が、４ｍｍ程度重なるようにしているが、本例における、送りピッチは、この対応するブラックストライプを形成するための露光の送りピッチよりも大きくしている。
【００６７】
本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第２の例を挙げる。
【００６８】
第２の例は、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャと、Ｘ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＹ方向移動できる１対のＹ方向移動マスキングアパーチャとを備えたシャッターにより、原版マスクの両側から、Ｘ方向開口幅を制御して、近接露光にて露光する露光方法により、液晶表示装置用のカラーフィルタ形成ガラス基板の一面に、ネガ型の感光材でフォトリソ法により、柱状スペーサを形成するためのパターニング方法で、図５に示す一対のＸ方向移動マスキングアパーチャを備えた露光装置に更に一対のＹ方向移動マスキングアパーチャとを備えたシャッターを用いた露光装置にて、近接露光をステップアンドレピート方式で行うものである。
【００６９】
第２の例は、Ｘ方向、Ｙ方向にも相対的に位置ズラシして、計２行２列の４回の露光を行うもので、これにより、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設するものである。
【００７０】
原版マスクとしては、図４に示すような、カラーフィルタ形成基板の画素エリアに所定ピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターン４２０を配列した第１のパターン領域４１１と、前記第１のパターン領域４１１のＸ方向外側に、それぞれ、該領域のＹ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部４１２ａを形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターン４２０を配列した第２のパターン領域４１２Ａ、４１２Ｂと、前記第１のパターン領域４２０のＹ方向外側に、それぞれ、該領域のＸ方向幅に跨り、両外側直ぐに所定幅の遮光部４１３ａを形成し、それより外側にそれぞれ、前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターン４２０を配列した第３のパターン領域４１３Ａ、４１３Ｂと、前記第２のパターン領域４１２Ａ、４１２ＢとそのＸ方向幅で、そのＹ方向外側で接し、また、前記第３のパターン領域４１３Ａ、４１３ＢとそのＹ方向幅で、そのＸ方向外側で接して前記所定のピッチに柱状スペーサを形成するための、柱パターンを配列した第４のパターン領域４１４Ａ、４１４Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄとを備え、且つ、各柱パターンは全て、Ｘ、Ｙ方向所定ピッチ位置上に形成されているものを用いる。
【００７１】
そして、前記２対のＸ方向移動およびＹ方向移動のマスキングアパーチャ（図示していない）を、それぞれ所定の位置にして、第１の露光と、第１の露光位置に対し、原版マスクを、相対的に、Ｘ方向、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＸ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、また、原版マスクを、相対的に、Ｙ方向、送りピッチとして、（第１のパターン領域のＹ方向の柱パターンの配列数×柱ピッチ幅）だけズラシして、計２行２列の４回の露光を行い、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設する。
【００７２】
シャッターのＸ方向移動マスキングアパーチャ、Ｙ方向移動マスキングアパーチャの各露光における位置は、基本的には、第１の例の場合と同様に、それぞれ、設定することにより、カラーフィルタ形成ガラス基板の画素エリア全域に所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を重ね露光することなく形成し、画素エリア外側全周に渡り、一部重ね露光して、所定のＸ、Ｙピッチで柱状スペーサの潜像を配設することができる。
【００７３】
本発明の液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板としては、上記実施の形態の第１の例の露光方法を用い、柱状スペーサを、フォトリソ法により配設したものや、第２の例の露光方法を用い、柱状スペーサを、フォトリソ法により配設したものが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７４】
本発明の液晶表示装置の実施の形態例としては、このようなカラーフィルタ形成基板を用いたも形態のものが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第１の例に用いられる原版マスクの絵柄を表した概略図である。
【図２】図２（ａ）は第１の露光時の図１の原版マスクを選択的に遮光するマスキングアパーチャの位置を示した図で、図２（ｂ）は第２の露光時の図１の原版マスクを選択的に遮光するマスキングアパーチャの位置を示した図である。
【図３】液晶表示装置用のカラーフィルタ形成ガラス基板上での露光状態（潜像の状態）を示した図である。
【図４】本発明の柱状スペーサ形成のための露光方法の実施の形態の第２の例に用いられる原版マスクの絵柄を表した概略図である。
【図５】図５（ａ）は露光装置の断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ１−Ｂ２から見た上面図の概略図である。
【図６】光源部の概略構成図である。
【図７】光源部の概略構成図である。
【図８】原版マスクからガラス基板への露光方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１０                原版マスク
１１１                第１のパターン領域
１１２Ａ、１１２Ｂ    第２のパターン領域
１１２ａ              遮光部
１１３Ａ、１１３Ｂ    第３のパターン領域
１２０                柱パターン
１３１、１３２        マスキングアパーチャ
１３５                開口（シャッターの開口とも言う）
１３６                開口境界
２１０                １回露光部
２１５                重ね露光部
２１１                画素エリア（第１のパターン領域による露光領域）
２１２Ａ、２１２Ｂ    第２のパターン領域による露光領域
２１３Ａ、２１３Ｂ    第３のパターン領域による露光領域
４１０                原版マスク
４１１                第１のパターン領域
４１２Ａ、４１２Ｂ    第２のパターン領域
４１２ａ              遮光部
４１３Ａ、４１３Ｂ    第３のパターン領域
４１３ａ              遮光部
４１４Ａ，４１４Ｂ、４１４Ｃ、４１４Ｄ    第４のパターン領域
４２０                柱パターン
【図１】
2005091790.tif 000003
【図２】
2005091790.tif 000004
【図３】
2005091790.tif 000005
【図４】
2005091790.tif 000006
【図５】
2005091790.tif 000007
【図６】
2005091790.tif 000008
【図７】
2005091790.tif 000009
【図８】
2005091790.tif 000010