(57)【要約】【課題】  より平坦なカラーフィルタを製造可能なカラーフィルタの製造方法を提供することである。【解決手段】  カラーフィルタの製造方法であって、ガラス基板の上面をカラーレジスト膜で被覆し、該カラーレジスト膜上にフォトマスクを介して所定のパターンを露光した後、現像して該カラーレジスト膜を局所的に残存させ、局所的に残存する該カラーレジスト膜を加熱して硬化させ画素を形成する。次いで、カラーレジスト膜形成ステップと、フォトリソステップと、硬化ステップと、を異なる色のカラーレジスト膜について繰り返して上面に複数色の画素が形成された複数色画素付きガラス基板を形成する。該複数色画素付きガラス基板をバイト切削装置のチャックテーブルの保持面で保持し、該チャックテーブルで保持された該複数色画素付きガラス基板の上面の該複数の画素にバイト工具を当接させるとともに該保持面と平行な面で該バイト工具を回転させつつ、該バイト工具と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させることで該複数色の画素を平坦化する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの製造方法であって、
ガラス基板の上面をカラーレジスト膜で被覆するカラーレジスト膜形成ステップと、
該カラーレジスト膜形成ステップを実施した後、該カラーレジスト膜上にフォトマスクを介して所定のパターンを露光した後、現像して該カラーレジスト膜を局所的に残存させるとともに、ガラス基板露出部を形成するフォトリソステップと、
該フォトリソステップを実施した後、局所的に残存する該カラーレジスト膜を加熱して硬化させ画素を形成する硬化ステップと、
該硬化ステップを実施した後、該カラーレジスト膜形成ステップと、該フォトリソステップと、該硬化ステップと、を異なる色のカラーレジスト膜について繰り返して該ガラス基板露出部に異なる色の画素を形成して、上面に複数色の画素が形成された複数色画素付きガラス基板を形成する複数色画素付きガラス基板形成ステップと、
該複数色画素付きガラス基板をバイト切削装置のチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、
該チャックテーブルに保持された該複数色画素付きガラス基板の上面の該複数の画素にバイト工具を当接させるとともに該保持面と平行な面で該バイト工具を回転させつつ、該バイト工具と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させることで該複数色の画素を平坦化する平坦化ステップと、
を具備したことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
カラーフィルタの製造方法であって、
ガラス基板の上面をカラーレジスト膜で被覆するカラーレジスト膜形成ステップと、
該カラーレジスト膜形成ステップを実施した後、該カラーレジスト膜上にフォトマスクを介して所定のパターンを露光した後、現像して該カラーレジスト膜を局所的に残存させるとともに、ガラス基板露出部を形成するフォトリソステップと、
該フォトリソステップを実施した後、局所的に残存する該カラーレジスト膜を加熱して硬化させ画素を形成する硬化ステップと、
該硬化ステップを実施した後、バイト切削装置のチャックテーブルの保持面で該画素の形成されたガラス基板を保持する保持ステップと、
該チャックテーブルに保持されたガラス基板の上面の該画素にバイト工具を当接させるとともに該保持面と平行な面で該バイト工具を回転させつつ、該バイト工具と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させることで該画素を平坦化する平坦化ステップと、
複数色のカラーレジスト膜について、該カラーレジスト膜形成ステップと、該フォトリソステップと、該硬化ステップと、該平坦化ステップとを繰り返してガラス基板上に複数色の画素を形成する繰り返しステップと、
を具備したことを特徴とする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、液晶又はイメージセンサと組み合わせて用いるのに好適なカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の透過量或いは反射量を制御する液晶と組み合わせて用いられるカラー液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は多数存在するが、顔料分散型のカラーレジストをガラス基板上に塗布し、露光ステップや現像ステップ等からなるフォトリソグラフィ法（以下、フォトリソ法と略称する）が現在の主流である。
【０００３】
フォトリソ法によるカラーフィルタの製造プロセスは次の通りである。まず、バックライトの光漏れや赤緑青（ＲＧＢ）の混色防止のために、最初にガラス基板上に厚さ０．１μｍ程度のクロム等からなるブラックマトリックスを形成する。
【０００４】
次いで、ガラス基板全面に顔料分散型のカラーレジスト（例えば赤レジスト）を塗布する。フォトマスクを介して所定のパターンを紫外線で露光して露光された部分をＵＶ硬化し、不溶化させる。次いで、現像液によりカラーレジストの不要な部分を除去した後、所定温度に加熱（ベーキング）し硬化させる。
【０００５】
カラーレジスト塗布工程、フォトリソ工程及びベーキング工程をＲＧＢの三色について繰り返し実施し、更にスパッタリングを用いてＩＴＯ（透明導電）膜を形成することによりカラーフィルタが製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１５２４４９号公報
【特許文献２】特開平５−１７３０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カラーフィルタにおいては、透過する光の均一性が極めて重要であり、ガラス基板上にカラーレジスト膜をできるだけ平坦に形成することが望まれている。一般に、カラーレジスト膜の塗布にはスピンコートが広く用いられていたが、高精度に平坦なカラーレジスト膜を形成することが難しいという問題がある。
【０００８】
従って、近年では、より大型のガラス基板に対応するとともにより平坦にカラーレジスト膜を塗布することのできるスリットコータ等の高精度なコータが用いられているが、製造コストがかかるという問題がある。
【０００９】
また、カラーフィルタの形成では、二色目及び三色目のカラーレジストをガラス基板上に塗布する際、それより前に作製したカラーパターンの上にカラーレジストが塗布され、しかもその上から露光するため、二色目及び三色目のカラーフィルタの表面に凹凸が生じるという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より平坦なカラーフィルタを製造可能なカラーフィルタの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明によると、カラーフィルタの製造方法であって、ガラス基板の上面をカラーレジスト膜で被覆するカラーレジスト膜形成ステップと、該カラーレジスト膜形成ステップを実施した後、該カラーレジスト膜上にフォトマスクを介して所定のパターンを露光した後、現像して該カラーレジスト膜を局所的に残存させるとともに、ガラス基板露出部を形成するフォトリソステップと、該フォトリソステップを実施した後、局所的に残存する該カラーレジスト膜を加熱して硬化させ画素を形成する硬化ステップと、該硬化ステップを実施した後、該カラーレジスト膜形成ステップと、該フォトリソステップと、該硬化ステップと、を異なる色のカラーレジスト膜について繰り返して該ガラス基板露出部に異なる色の画素を形成して、上面に複数色の画素が形成された複数色画素付きガラス基板を形成する複数色画素付きガラス基板形成ステップと、該複数色画素付きガラス基板をバイト切削装置のチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持された該複数色画素付きガラス基板の上面の該複数の画素にバイト工具を当接させるとともに該保持面と平行な面で該バイト工具を回転させつつ、該バイト工具と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させることで該複数色の画素を平坦化する平坦化ステップと、を具備したことを特徴とするカラーフィルタの製造方法が提供される。
【００１２】
請求項２記載の発明によると、カラーフィルタの製造方法であって、ガラス基板の上面をカラーレジスト膜で被覆するカラーレジスト膜形成ステップと、該カラーレジスト膜形成ステップを実施した後、該カラーレジスト膜上にフォトマスクを介して所定のパターンを露光した後、現像して該カラーレジスト膜を局所的に残存させるとともに、ガラス基板露出部を形成するフォトリソステップと、該フォトリソステップを実施した後、局所的に残存する該カラーレジスト膜を加熱して硬化させ画素を形成する硬化ステップと、該硬化ステップを実施した後、バイト切削装置のチャックテーブルの保持面で該画素の形成されたガラス基板を保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持されたガラス基板の上面の該画素にバイト工具を当接させるとともに該保持面と平行な面で該バイト工具を回転させつつ、該バイト工具と該チャックテーブルとを水平方向に相対移動させることで該画素を平坦化する平坦化ステップと、複数色のカラーレジスト膜について、該カラーレジスト膜形成ステップと、該フォトリソステップと、該硬化ステップと、該平坦化ステップとを繰り返してガラス基板上に複数色の画素を形成する繰り返しステップと、を具備したことを特徴とするカラーフィルタの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカラーフィルタの製造方法によると、ガラス基板上に形成された画素はバイト工具を円軌道で旋回切削することによって平坦化される。従って、カラーレジスト膜塗布時の平坦性によらず、高精度な平坦化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】カラーレジスト膜形成ステップを示す正面図である。
【図２】フォトリソステップ及び硬化ステップ実施後のガラス基板上に形成された画素を示す図である。
【図３】ガラス基板上に複数色の画素が形成された状態を示す正面図である。
【図４】バイト切削装置の斜視図である。
【図５】保持ステップを示す一部断面側面図である。
【図６】平坦化ステップを示す一部断面側面図である。
【図７】第２実施形態の平坦化ステップを示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。特に図示しないが、まず、バックライトの光漏れやＲＧＢの混色防止のために、最初にガラス基板上にクロム等からなる厚さ０．１μｍ程度のブラックマトリックスを形成する。
【００１６】
次いで、図１に示すように、スピンコータの保持テーブル４でガラス基板２を保持し、保持テーブル４を回転しながらノズル６から例えば赤顔料が分散されたカラーレジスト液７を滴下すると、遠心力により滴下されたカラーレジスト液７がレベリングされてほぼ一様な厚さのカラー（赤）レジスト膜８が形成される。
【００１７】
次いで、カラーレジスト膜８上にフォトマスクを介して所定のパターンを紫外線で露光して、露光された部分をＵＶ硬化し不溶化させる。更に、現像液によりカラーレジスト膜８の不要な部分を除去した後、カラーレジスト膜８を所定温度に加熱（ベーキング）して硬化させる。露光及びベーキング後の状態が図２に示されている。ガラス基板２上に所定間隔おいて複数の赤画素（赤レジスト膜）１０ａが形成されている。
【００１８】
カラーレジスト膜形成ステップ、フォトリソステップ、及び硬化ステップ（ベーキングステップ）を緑色カラーレジスト膜及び青色カラーレジスト膜について繰り返し、図３に示すように、ガラス基板２上に光の三原色である赤画素（赤レジスト膜）１０ａ、緑画素（緑レジスト膜）１０ｂ及び青画素（青レジスト膜）１０ｃを形成する。
【００１９】
本発明のカラーフィルタの製造方法の第１実施形態では、このようにガラス基板２上に光の三原色であるＲＧＢの画素１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成した後、これらの画素を図４に示すようなバイト切削装置１２で切削して平坦化する。
【００２０】
図４において、１４はバイト切削装置１２のベースであり、ベース１４の後方にはコラム１６が立設されている。コラム１６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１８が固定されている。
【００２１】
この一対のガイドレール１８に沿ってバイト切削ユニット２０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット２０は、そのハウジング３０が一対のガイドレール１８に沿って上下方向に移動する移動基台２２に取り付けられている。
【００２２】
バイト切削ユニット２０は、ハウジング３０と、ハウジング３０中に回転可能に収容されたスピンドル３２（図６参照）と、スピンドル３２の先端に固定されたマウント３４と、マウント３４に着脱可能に装着されたバイトホイール３５とを含んでいる。バイトホイール３５にはバイト工具３６が着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
バイト切削ユニット２０は、バイト切削ユニット２０を一対の案内レール１８に沿って上下方向に移動するボールねじ２４とパルスモータ２６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構２８を備えている。パルスモータ２６をパルス駆動すると、ボールねじ２４が回転し、移動基台２２が上下方向に移動される。
【００２４】
ベース１４の中間部分にはチャックテーブル４０を有するチャックテーブル機構３８が配設されており、チャックテーブル４０は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。４３は蛇腹であり、チャックテーブル機構３８をカバーする。スピンドル３２はチャックテーブル４０の保持面４ａに対して垂直な軸心を有している。
【００２５】
ベース１４の前側部分には、第１のウエーハカセット４２と、第２のウエーハカセット４４と、ウエーハ搬送用ロボット４６と、複数の位置決めピン５０を有する位置決め機構４８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）５２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）５４と、スピンナ洗浄ユニット５６が配設されている。
【００２６】
また、ベース１４の概略中央部には、チャックテーブル４０を洗浄する洗浄水噴射ノズル５８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル５８は、チャックテーブル４０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル４０に向かって洗浄水を噴射する。
【００２７】
本実施形態のカラーフィルタの製造方法では、ガラス基板２上にＲＧＢの画素１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成した後、図５に示すように、バイト切削装置２のチャックテーブル４０で複数画素付きガラス基板２を保持する保持ステップを実施する。
【００２８】
チャックテーブル４０は、多孔質セラミックス又はピンチャック等から形成された吸引保持部６０を有しており、吸引保持部６０はステンレス鋼等の金属材料によって形成されたチャックテーブル本体６２の嵌合凹部７中に嵌合されている。
【００２９】
吸引保持部６０の保持面６０ａはチャックテーブル本体６２の上面と面一に形成されている。チャックテーブル４０のチャックテーブル本体６２は、一端が吸引保持部６０に連通し他端が図示しない切替弁を介して負圧吸引源６６に選択的に接続される吸引路６４を有している。
【００３０】
本実施形態の平坦化ステップでは、図６に示すように、スピンドル３２を回転してバイト工具３６を円軌道で回転させながら、チャックテーブル４０に保持されたガラス基板２上に形成された赤画素（赤レジスト膜）１０ａ、緑画素（緑レジスト膜）１０ｂ及び青画素（青レジスト膜）１０ｃの表面に所定深さ切り込み、チャックテーブル４０を矢印Ｙ方向に所定の加工送り速度で直線的に加工送りして、ガラス基板２上に形成されたＲＧＢ画素１０ａ，１０ｂ，１０ｃの表面をバイト工具３６によって旋回切削して、その表面を平坦に加工して、例えば１．２μｍ厚に仕上げる。
【００３１】
図７を参照すると、本発明第２実施形態のカラーフィルタの製造方法の平坦化ステップが示されている。本実施形態のカラーフィルタの製造方法では、例えば赤レジスト膜についてカラーレジスト膜形成ステップと、フォトリソステップと、硬化ステップを実施してガラス基板２上に赤画素（赤レジスト膜）１０ａを形成した後、図７に示すように、バイト切削ユニット２０で赤画素（赤レジスト膜）１０ａを平坦化する平坦化ステップを実施する。
【００３２】
同様に、緑レジスト膜及び青レジスト膜について、カラーレジスト膜形成ステップと、フォトリソステップと、硬化ステップと、平坦化ステップとを繰り返して、ガラス基板２上に一様な厚さを有する赤画素（赤レジスト膜）１０ａ、緑画素（緑レジスト膜）１０ｂ、青画素（青レジスト膜）１０ｃの形成されたカラーフィルタを形成する。
【００３３】
上述した各実施形態のカラーフィルタの製造方法によると、ガラス基板２上に形成された画素１０ａ，１０ｂ，１０ｃはバイト切削ユニット２０によって平坦化される。従って、カラーレジスト膜塗布時の平坦性によらず、カラーレジスト膜の高精度な平坦化が可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
２    ガラス基板
４    保持テーブル
８    カラー（赤）レジスト膜
１０ａ    赤画素（赤レジスト膜）
１０ｂ    緑画素（緑レジスト膜）
１０ｃ    青画素（青レジスト膜）
１２    バイト切削装置
２０    バイト切削ユニット
３６    バイト工具
４０    チャックテーブル
【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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