(57)【要約】      （修正有）【課題】マスクの撓みを矯正することで、露光転写の際の解像度が向上し、色むらも発生しない液晶表示装置用カラーフィルタを製造する。【解決手段】マスクステージの下面に保持されているマスク６を、基板ステージ上で保持されている基板２に近接させていき、照射手段から露光用の光をマスク６に照射し、マスク６のパターンを基板２に露光転写することで基板２上にブラックマトリックス２０、カラーフィルタ画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）等を形成して製造される液晶表示装置用カラーフィルタである。この液晶表示装置用カラーフィルタの製造する基板の上面には、先に形成したブラックマトリックス２０の上部にマスク支持部材２２が形成されており、マスク６及び基板２が近接する際に、マスク支持部材２２がマスク６に当接することでマスク６の撓みが矯正される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して製造される液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
前記基板上に形成した前記ブラックマトリックの上部にマスク支持部材が形成されており、このマスク支持部材は、前記マスク及び前記基板が近接する際に、前記マスクの下面に当接して前記マスクの撓みを矯正することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
前記基板上に形成される前記マスク支持部材は、前記ブラックマトリックス、前記カラーフィルタ画素と同様に、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで形成される柱状のフォトスペーサであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して製造される液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、
前記マスクの下面にマスク支持部材が形成されており、このマスク支持部材は、前記マスク及び前記基板が近接する際に、前記基板の上面に形成した前記ブラックマトリックと当接して前記マスクの撓みを矯正することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
前記マスク支持部材の高さ及び前記ブラックマトリックスの高さの加算値は、前記マスク及び前記基板が近接する際のギャップ幅と同一の値に設定されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示用カラーフィルタ。
【請求項５】
マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して液晶表示装置用カラーフィルタを製造する方法において、
前記マスクの下面及び前記基板の上面の一方から突出するマスク支持部材を形成する工程と、
前記マスク及び前記基板を近接させたときに、前記マスク支持部材が前記マスク及び前記基板の間に位置して前記マスクの撓みを矯正する工程とを備えていることを特徴とする液晶表示装置用カラーの製造方法。
【請求項６】
前記マスク支持部材を前記基板の上面に形成する工程を行なう場合には、前記基板上に形成した前記ブラックマトリックの上部に、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで柱状のフォトスペーサを形成することを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置用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、近接露光で製造する液晶表示装置（ＬＣＤ）用カラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ用カラーフィルタは、透明な基板上に格子状のブラックマトリックスを形成し、その格子間の隙間を埋めるようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素を形成することで製造される。ブラックマトリックスを形成する際には、ブラックマトリックス形成用の感光剤を基板の表面に塗布し、ブラックマトリックス用のマスクを介しての露光、現像の工程を行なう。次いで、ブラックマトリックスを形成した基板上に、第１色目、例えば赤色の感光性着色剤を塗布し、第１色目用のマスクを介した露光、現像の工程を行なうことで、Ｒ（赤）のカラーフィルタ画素を形成する。次いで、第２色目（例えば緑色）、第３色目（例えば青色）も、第１色目と同様の工程を行なうことで、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素を形成する。
【０００３】
上述したＬＣＤ用カラーフィルタ製造の露光工程では、一般に、近接露光装置が使用されている。近接露光装置は、基板を基板ステージ上に保持するとともに、該基板をマスクステージのマスク保持枠の下面に保持されているマスク（ブラックマトリックス用マスク、第１色目用マスク、第２色目用マスク、第３色目用マスク）に接近させて両者のギャップ幅ＧＢを例えば数１０μｍ〜数１００μｍにし、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより、ブラックマトリックス用のマスクのパターンを基板に露光転写、第１〜第３色目用のマスクのパターンを基板に露光転写する装置である。
【０００４】
ところで、近接露光装置にはマスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式がある。このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合に、サイズが大型化したマスクが自重によって撓んでしまい、基板とのギャップ幅が均一にならない。このため、露光転写の際に解像度が悪化して色むらが発生しやすく、ＬＣＤ用カラーフィルタの品質が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、サイズが大型化したマスクの撓みを補正する技術として、例えば、マスクホルダを、マスクの対向する両側二辺だけを保持するように対向して配置した二つのホルダ部材と、これらのホルダ部材に保持されるマスクの両側二辺の縁部を上方から押圧してマスクの撓みを補正するマスク押え部とで構成し、マスクホルダを動作することでマスクの撓みを矯正するものが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１０９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のようにマスクホルダを動作させると、マスクの撓みを矯正する作業に時間がかかり、ＬＣＤ用カラーフィルタの生産効率が低下するおそれがある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、マスクの撓みを矯正することで、露光転写の際の解像度が向上し、色むらも発生しない液晶表示装置用カラーフィルタを製造することができるとともに、マスクの撓みを矯正する作業を無くすことで生産効率の低下を防止することができる液晶表示装置用カラーフィルタ及びそ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】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係る請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタは、マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して製造される液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記基板上に形成した前記ブラックマトリックの上部にマスク支持部材が形成されており、このマスク支持部材は、前記マスク及び前記基板が近接する際に、前記マスクの下面に当接して前記マスクの撓みを矯正することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記基板上に形成される前記マスク支持部材が、前記ブラックマトリックス、前記カラーフィルタ画素と同様に、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで形成される柱状のフォトスペーサである。
【０００８】
また、請求項３記載の発明は、マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して製造される液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、前記マスクの下面にマスク支持部材が形成されており、このマスク支持部材は、前記マスク及び前記基板が近接する際に、前記基板の上面に形成した前記ブラックマトリックと当接して前記マスクの撓みを矯正することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。
また、請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示用カラーフィルタにおいて、前記マスク支持部材の高さ及び前記ブラックマトリックスの高さの加算値は、前記マスク及び前記基板が近接する際のギャップ幅と同一の値に設定されている。
【０００９】
一方、請求項５記載の発明は、マスクステージの下面に保持されているマスクを、基板ステージ上で保持されている基板に近接させていき、照射手段から露光用の光を前記マスクに照射し、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで前記基板上にブラックマトリックス、カラーフィルタ画素等を形成して液晶表示装置用カラーフィルタを製造する方法において、前記マスクの下面及び前記基板の上面の一方から突出するマスク支持部材を形成する工程と、前記マスク及び前記基板を近接させたときに、前記マスク支持部材が前記マスク及び前記基板の間に位置して前記マスクの撓みを矯正する工程とを備えていることを特徴とする液晶表示装置用カラーの製造方法である。
【００１０】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記マスク支持部材を前記基板の上面に形成する工程を行なう場合には、前記基板上に形成した前記ブラックマトリックの上部に、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写することで柱状のフォトスペーサを形成するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液晶表示装置用カラーフィルタによると、製造途中においてマスク及び基板が近接する際には、基板の上面及びマスクの下面の一方に形成したマスク支持部材に、基板の上面及びマスクの下面の他方が当接してマスクの撓みが矯正されるので、露光転写の際の解像度が向上し、色むらの無い高品質の液晶表示装置用カラーフィルタを製造することができる。
また、本発明に係る液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によると、マスクの撓みを矯正する作業が不要となるので、生産効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る液晶表示装置（ＬＣＤ）用カラーフィルタの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態で使用する近接露光装置を示す図である。
この近接露光装置は、透明な基板２を基板ステージ４上に載置し、マスク６をマスクステージ８で保持して基板２に近接して対向配置し、照射装置１０から露光用の光を前記マスク６に照射することで、マスク６に形成したパターンをワーク２に露光転写する装置である。
【００１３】
図１の符号１２は、基板ステージ４をＹ軸方向に移動させるＹ軸送り台であり、このＹ軸送り台１２上に、基板ステージ４をＸ軸方向に移動させるＸ軸送り台１４が設置されている。また、Ｘ軸送り台１４上に、基板ステージ４がＺ軸方向に移動可能に（マスクに近接、離間する方向）設置されている。そして、基板ステージ４上のワーク２は、ワークチャック等で真空吸引されて保持されている。
【００１４】
マスクステージ８は、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム１６と、このマスクフレーム１６の中央部開口にすき間を介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスク保持枠１８とを備えており、マス＋クフレーム１６は装置ベース（図示せず）から突設された支柱１９によって基板ステージ４の上方の定位置に保持されている。
マスク保持枠１８の中央部開口の下面には、内方に張り出すフランジが開口の全周に沿って設けられており、このフランジの下面に、露光すべきパターンが描かれているマスク６がワークチャック等で真空吸引されて保持されている。
【００１５】
次に、上記構成の近接露光装置を使用したＬＣＤ用カラーフィルタの第１実施形態の製造手順について図２から図４を参照して説明する。
先ず、透明な基板２上にブラックマトリックス形成用の感光性樹脂を塗布し、この基板２を基板ステージ４上に載置する。次いで、ブラックマトリックス用パターンが描かれているマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、照射装置１０から露光用の光を、ブラックマトリックス用のマスク６に照射することで、図２に示すように、基板２上に格子状のブラックマトリックス２０を形成する。そして、ブラックマトリックス２０が形成された後に、現像工程を行なう。
次に、ブラックマトリックス２０を形成した基板２上にフォトスペーサ形成用の感光性樹脂を塗布し、この基板２を基板ステージ４上に載置する。なお、フォトスペーサ形成用の感光性樹脂としては、解離性、疎水性に優れたテフロン（登録商標）が好ましい。
【００１６】
次に、図示しないが、フォトスペーサ用パターンが描かれているマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、照射装置１０から露光用の光を、フォトスペーサ用のマスクに照射することで、図３に示すように、ブラックマトリックス２０の上部に、柱状のフォトスペーサ２２を形成する。フォトスペーサ２２は、基板２の表面の略全域に複数形成されているとともに、ブラックマトリックス２０の高さとフォトスペーサ２２の高さを合わせた高さがＨとされて突出している。そして、この高さＨは、近接露光装置が露光転写する際の基板２とマスク６とのギャップ幅ＧＢに一致している。なお、フォトスペーサ２２は、ＬＣＤ用カラーフィルタに対向して配置したトランジスタ側基板に当接することで、ＬＣＤ用カラーフィルタ及びトランジスタ側基板の間に所定の隙間を設けるための部材である。
【００１７】
次に、ブラックマトリックス２０及びフォトスペーサ２２を形成した基板２上に、第１色目の赤色の感光性着色剤を塗布し、基板ステージ４上に載置する。次いで、第１色目用パターンが描かれているマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、マスクステージ８を下方移動させることでマスク６を基板２上に近接させていき、図４に示すように、マスク６が基板２に形成した複数のフォトスペーサ２２上に載置される。そして、照射装置１０から露光用の光を、第１色目用のマスク６に照射することで、ブラックマトリックス２０の間の所定位置にＲ（赤）のカラーフィルタ画素を形成する。そして、Ｒ（赤）のカラーフィルタ画素が形成された後に、現像工程を行なう。
【００１８】
次に、Ｒ（赤）のカラーフィルタ画素を形成した基板２上に、第２色目の緑色の感光性着色剤を塗布し、基板ステージ４上に載置する。次いで、第２色目用パターンが描かれているマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、マスクステージ８を下方移動させることでマスク６を基板２上に近接させていき、図４に示すように、マスク６が基板２に形成した複数のフォトスペーサ２２上に載置される。そして、照射装置１０から露光用の光を、第２色目用のマスク６に照射することで、ブラックマトリックス２０の間の所定位置にＧ（緑）のカラーフィルタ画素を形成する。そして、Ｇ（緑）のカラーフィルタ画素が形成された後に、現像工程を行なう。
【００１９】
次に、Ｇ（緑）のカラーフィルタ画素を形成した基板２上に、第３色目の青色の感光性着色剤を塗布し、基板ステージ４上に載置する。次いで、第３色目用パターンが描かれているマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、マスクステージ８を下方移動させることでマスク６を基板２上に近接させていき、図４に示すように、マスク６が基板２に形成した複数のフォトスペーサ２２上に載置される。そして、照射装置１０から露光用の光を、第３色目用のマスク６に照射することで、ブラックマトリックス２０の間の所定位置にＢ（青）のカラーフィルタ画素を形成する。そして、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素が形成された後に、現像工程を行なう。
さらに、図示しないが、基板２上に形成したＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素上に透明なオーバーコート層を形成する。
【００２０】
したがって、本実施形態では、ＬＣＤ用カラーフィルタの製造においてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素を形成するときに、基板２の表面の略全域において同一の高さＨで突出している複数のフォトスペーサ２２上にマスク６が載置されることから、マスク６の撓みを無くすことができる。そして、フォトスペーサ２２の高さＨは、近接露光する際に互いが近接する基板２とマスク６とのギャップ幅ＧＢに一致しているので、フォトスペーサ２２上にマスク６を載置するだけで最適なギャップ幅に設定される。したがって、本実施形態は、露光転写の際の解像度が向上し、色むらの無い高品質のＬＣＤ用カラーフィルタを製造することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、マスク６の撓みを矯正する作業が不要となるので、ＬＣＤ用カラーフィルタの生産効率の低下を防止することができる。
さらに、ブラックマトリックス２０を形成した基板２上にフォトスペーサ形成用の感光性樹脂を塗布し、照射装置１０の露光用の光を、フォトスペーサ用パターンを描いたマスク６に照射するだけで、基板２上に柱状のフォトスペーサ２２が簡単に形成されるので、フォトスペーサ２２を効率良く形成することができる。
【００２２】
次に、本発明に係る第２実施形態のＬＣＤ用カラーフィルタの製造手順について図１、図２、図５及び図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、先ず、第１実施形態の図２で示したように、基板２上に格子状のブラックマトリックス２０を形成する。
次に、図５に示すように、第１色（赤色）目パターンＰ１が描かれているマスク６上に、フォトスペーサ形成用の感光性樹脂を塗布する。そして、このマスク６に対して、露光用の光を照射することで、第１色目パターンＰ１が描かれている領域以外のマスク６の面にフォトスペーサ２２を形成する。
【００２３】
そして、第１色目パターンＰ１及びフォトスペーサ２２を形成したマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、マスクステージ８を下方移動させていき、図６に示すように、マスク６の下面に形成したフォトスペーサ２２が基板２の上面に形成したブラックマトリックス２０に当接するまで、マスク６を基板２に近接させていく。このように、マスク６を基板２に近接させた状態では、ブラックマトリックス２０の高さと、フォトスペーサ２２の高さを合わせた高さがＨとなる。この高さＨは、近接露光装置が露光転写する際の基板２とマスク６とのギャップ幅ＧＢに一致する。そして、照射装置１０から露光用の光を、第１色目パターンＰ１及びフォトスペーサ２２を形成したマスク６に照射することで、フォトスペーサ２２及びブラックマトリックス２０の間の所定位置にＲ（赤）のカラーフィルタ画素を形成する。そして、Ｒ（赤）のカラーフィルタ画素が形成された後に、現像工程を行なう。
【００２４】
次に、図示しないが、第２色（緑色）目パターンが描かれているマスク６上に、ブラックマトリックス形成用の感光性樹脂を塗布し、このマスク６に対して、露光用の光を照射することで、第２色目パターンが描かれている領域以外のマスク６の面にフォトスペーサを形成する。次いで、第２色目パターン及びフォトスペーサを形成したマスク６をマスクステージ８で保持する。そして、マスクステージ８を下方移動させていき、マスク６の下面に形成したフォトスペーサが基板２の上面に形成したブラックマトリックス２０に当接し、これらブラックマトリックス２０及びフォトスペーサを合わせた高さが、基板２とマスク６とのギャップ幅ＧＢに一致したときに、照射装置１０から露光用の光を、第２色目パターン及びフォトスペーサを形成したマスク６に照射する。これにより、フォトスペーサ及びブラックマトリックス２０の間の所定位置にＧ（緑）のカラーフィルタ画素を形成する。そして、Ｇ（緑）のカラーフィルタ画素が形成された後に、現像工程を行なう。
そして、第１色目の赤色の工程、第２色目の緑色の工程と同様に、第３色目の青色の工程も行なっていく。
【００２５】
本実施形態も、ＬＣＤ用カラーフィルタの製造においてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ画素を形成するときに、マスクステージ８を下方移動させることでマスク６を基板２上に近接させていくと、基板２の上面に形成したブラケックマトリックス２０に、マスク６の下面に形成したフォトスペーサ２２が当接し、マスク６の撓みを無くすことができる。そして、ブラックマトリックス２０の高さと、フォトスペーサ２２の高さを合わせた高さＨが、近接露光する際に互いが近接する基板２とマスク６とのギャップ幅ＧＢに一致しているので、マスク６を基板２上に近接させていくだけで最適なギャップ幅に設定される。したがって、本実施形態も、露光転写の際の解像度が向上し、色むらの無い高品質のＬＣＤ用カラーフィルタを製造することができるとともに、マスク６の撓みを矯正する作業が不要となるので、ＬＣＤ用カラーフィルタの生産効率の低下を防止することができる。
また、本実施形態のマスク６は、第１色目パターン〜第３色目パターンが描かれている領域以外に形成されているフォトスペーサ２２が、パターンの保護部材となるという効果も奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る近接露光装置の概要を示す図である。
【図２】本発明に係る第１又は第２実施形態の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程において基板の上面にブラックマトリックスを形成する工程を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程においてフォトスペーサを形成する工程を示す図である。
【図４】本発明に係る第１又は第２実施形態の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程においてカラーフィルタ画素を形成する工程を示す図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程においてマスクのパターンが描かれている領域以外にフォトスペーサを形成する工程を示す図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程においてマスクを基板に近接させることで、マスクに形成したフォトスペーサを基板に形成したブラックマトリックスに当接させる工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
２    基板
４    基板ステージ
６    マスク
８    マスクステージ
１０  照射装置
１６  マスクフレーム
１８  マスク保持枠
２０  ブラックマトリックス
２２  フォトスペーサ（マスク支持部材）
Ｒ  赤のカラーフィルタ画素（カラーフィルタ画素）
Ｇ  緑のカラーフィルタ画素（カラーフィルタ画素）
Ｂ  青のカラーフィルタ画素（カラーフィルタ画素）
ＧＢ  ギャップ幅
【図１】
2007121999.tif 000003
【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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