(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を複数の連続した現像槽中を水平に搬送しながら、該現像槽に設けられたノズルからシャワー状にしたアルカリ現像液をガラス基板上に噴射して現像を行い、続いて、水洗槽中を水平に搬送しながら、該水洗槽に設けられたノズルからシャワー状にした純水を、ガラス基板の先端部と後端部とで殆ど時間差なくガラス基板上に噴射して水洗を行うアルカリ現像方法において、前記ガラス基板上に噴射するアルカリ現像液のｐＨ値を、複数の連続した現像槽の中央部の現像槽で最大値にし、搬入装置に隣接する先端部の現像槽及び搬出装置に隣接する後端部の現像槽に向かって、中性値に近づくよう段階的に漸減させることを特徴とするアルカリ現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの着色画素の現像方法に関するものであり、特に、複数の現像槽で構成される現像槽中で現像し、続く水洗槽中でガラス基板の先端部と後端部との間で殆ど時間差なく現像を停止した際に発生する、線幅のバラツキを縮小することのできるアルカリ現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置において、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となっている。
この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの場合、カラーフィルタは画素として形成されて使用される。この表示装置に用いるカラーフィルタの画素を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法が広く用いられている。
【０００３】
図１は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図２は、図１に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図１、及び図２に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）、透明導電膜（５４）が順次に形成されたものである。
図１、及び図２はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（５２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
【０００４】
ブラックマトリックス（５１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（５２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色ホトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成された例であり、樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックス（５１）と称している。
【０００５】
また、着色画素（５２）は、この樹脂ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗布膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。
【０００６】
また、透明導電膜（５４）の形成は、樹脂ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタリング法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
透明導電膜の成膜は、室温で成膜した後にアニールをして結晶化させ目的とする特性を得る方法や、結晶化温度以上の温度で成膜する方法、或いは、１００℃程度の結晶化する手前の低温加熱をした後にアニールをして目的とする特性を得る方法などがある。最近では、カラーフィルタへの影響を低減するために室温又は低温加熱にて形成する方法が一般的である。
【０００７】
図１、及び図２に示すカラーフィルタは、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーＴＶ、ノート型ＰＣなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して種々な機能が付加されるようになった。
【０００８】
図１に示すカラーフィルタに追加される機能としては、例えば、スペーサー機能、配向分割機能、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能、光路調整機能、光散乱機能などがあげられる。これら諸機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき１機能或いは複数の機能が図１に示すカラーフィルタに追加される。
【０００９】
上記、基本的な機能を備えたカラーフィルタ上に付随する層を形成する際には、パターンとして形成されない保護層（オーバーコート層）、及びスパッタリング法によって形成される透明導電膜を除き、いずれの層も前記ブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）と同様に、フォトレジストを用いてのフォトリソグラフィ法によってパターンに形成される。
【００１０】
上記ブラックマトリックス、着色画素、及び付随する各層をフォトリソグラフィ法によりパターンとして形成する際には、例えば、先ずガラス基板に対して必要に応じた洗浄処理を施し、続いて塗布装置による各々のフォトレジストの塗布、減圧乾燥装置による予備乾燥処理、プリベーク装置によるプリベーク処理、露光装置によるパターン露光、現像装置による現像処理、ポストベーク装置によるポストベーク処理が順次に施され、ガラス基板に所定のパターンを形成する。
【００１１】
着色画素の形成時における現像方法としては、例えば、アルカリ現像液をノズルからシャワー状にしてガラス基板上に噴射し、未露光部の着色フォトレジストを溶解、除去し、次に純水をノズルからシャワー状にしてガラス基板上に噴射し、未露光部の着色フォトレジストの残渣を除去し、アルカリ現像液を純水置換する方法が一般的に用いられている。
【００１２】
図３（ａ）、（ｂ）は、着色画素を形成する際の現像装置の一例の概略を示す断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、この一例として示す現像装置は、搬入装置（１０）、現像槽（２０）、搬出装置（４０）、搬入装置（６０）、水洗槽（３０）、搬出装置（７０）、及びガラス基板を搬送しながら現像、水洗を行わせるコンベア装置（８０）で構成されている。
現像槽（２０）は、現像槽１（２０−１）〜現像槽ｎ（２０−ｎ）で構成され、各現像槽１〜現像槽ｎ内には、ノズル（２１）が設けられている。また、水洗槽（３０）は１槽であり、水洗槽内には、ノズル（３１）が設けられている。
【００１３】
現像液としては、例えば、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ、界面活性剤、有機化合物からなるアルカリ現像液が用いられ、各現像槽１〜現像槽ｎのノズル（２１）からは、同一アルカリ濃度の現像液が噴射されるようになっている。
図３（ａ）中、符号（１１）で表すガラス基板は、白太矢印で示すように、図３（ａ）中、左方から現像槽１（２０−１）に投入され、現像が開始される。現像は、ガラス基板（１１）の先端部（ａ）から開始され、次第に後端部（ｂ）へと現像の開始が移る。
【００１４】
ガラス基板（１１）は、現像槽１（２０−１）〜現像槽ｎ（２０−ｎ）間を搬送されながら現像され、搬出装置（４０）へと搬出される。この搬出された現像後のガラス基板（１１Ｂ）の先端部（ａ）は、後端部（ｂ）に比べ現像時間が長い状態となっている。
【００１５】
続く水洗槽（３０）にては、各現像槽いおける現像液に比べ大量の純水が噴射される。ガラス基板（１１Ｃ）の先端部（ａ）と後端部（ｂ）での純水を与える時間差は、現像槽いおける現像液に比べ殆どなく、ガラス基板（１１Ｃ）の全面に略同時に純水が大量に噴射され、現像後のアルカリ現像液は純水置換されるようになっている。
【００１６】
このように、水洗槽（３０）にては、ガラス基板の先端部（ａ）と後端部（ｂ）との間で、殆ど時間差なく現像が停止されるので、現像槽（２０）での現像終了時にガラス基板の先端部（ａ）が後端部（ｂ）に比べ現像時間が長い状態であったことが、着色画素の線幅に影響を与えている。
つまり、ガラス基板の長さ方向（搬送方向）の先端部（ａ）では、後端部（ｂ）に比べ着色画素の線幅が細くなるといった線幅のバラツキ（面内線幅の不均一性）が問題となっている。
【特許文献１】特開平１０−１２３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、カラーフィルタの着色画素の現像方法において、複数の現像槽で構成される現像槽中を搬送しながら連続して現像し、続く純水による水洗にてガラス基板の先端部と後端部との間で殆ど時間差なく現像を停止した際に発生する、ガラス基板の長さ方向（搬送方向）の先端部では、後端部に比べ着色画素の線幅が細くなるといった線幅のバラツキ（面内線幅の不均一性）を縮小することのできるアルカリ現像方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ガラス基板を複数の連続した現像槽中を水平に搬送しながら、該現像槽に設けられたノズルからシャワー状にしたアルカリ現像液をガラス基板上に噴射して現像を行い、続いて、水洗槽中を水平に搬送しながら、該水洗槽に設けられたノズルからシャワー状にした純水を、ガラス基板の先端部と後端部とで殆ど時間差なくガラス基板上に噴射して水洗を行うアルカリ現像方法において、前記ガラス基板上に噴射するアルカリ現像液のｐＨ値を、複数の連続した現像槽の中央部の現像槽で最大値にし、搬入装置に隣接する先端部の現像槽及び搬出装置に隣接する後端部の現像槽に向かって、中性値に近づくよう段階的に漸減させることを特徴とするアルカリ現像方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ガラス基板を複数の連続した現像槽中を水平に搬送しながら、該現像槽に設けられたノズルからシャワー状にしたアルカリ現像液をガラス基板上に噴射して現像を行い、続いて、水洗槽中を水平に搬送しながら、該水洗槽に設けられたノズルからシャワー状にした純水を、ガラス基板の先端部と後端部とで殆ど時間差なくガラス基板上に噴射して水洗を行うアルカリ現像方法において、前記ガラス基板上に噴射するアルカリ現像液のｐＨ値を、複数の連続した現像槽の中央部の現像槽で最大値にし、搬入装置に隣接する先端部の現像槽及び搬出装置に隣接する後端部の現像槽に向かって、中性値に近づくよう段階的に漸減させるアルカリ現像方法であるので、ガラス基板の長さ方向（搬送方向）の先端部では、後端部に比べ着色画素の線幅が細くなるといった線幅のバラツキ（面内線幅の不均一性）を縮小することのできるアルカリ現像方法となる。
これにより、従来における線幅のバラツキ１．０〜１．５μｍに対し、線幅のバラツキは、０．５〜１．０μｍといった許容内に改善され、また、従来における着色画素の膜厚のバラツキ１．０〜２．０％に対し、膜厚のバラツキは、０．５〜１．０％といった許容内に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明によるアルカリ現像方法は、アルカリ現像液のｐＨ値を、複数の連続した現像槽の中央部の現像槽で最大値にし、搬入装置に隣接する先端部の現像槽及び搬出装置に隣接する後端部の現像槽に向かって、中性値に近づくよう段階的に漸減させることを特徴としている。
【００２１】
例えば、図３（ａ）に示す搬入装置（１０）に隣接する先端部の現像槽１（２０−１）のノズルから噴射するアルカリ現像液のｐＨ値を最も中性値に近いものとし、現像槽２（２０−２）以降におけるアルカリ現像液のｐＨ値を、複数の連続した現像槽の中央部の現像槽（現像槽ｉ（２０−ｉ）とする。図示せず。）に向かって最大値になるように、段階的に漸増させたものとする。
これにより、現像初期におけるガラス基板上の先端部（ａ）と後端部（ｂ）の時間差が着色画素の線幅に与える影響を少ないものとする。尚、上記最も中性値に近い値は、ｐＨ９．０〜ｐＨ９．５程度である。
【００２２】
現像槽の中央部の現像槽ｉ（２０−ｉ）に向かってｐＨ値を段階的に漸増させ、現像作用を漸増させ現像を促進する。中央部の現像槽ｉ（２０−ｉ）において現像作用を最大とする。
また、現像槽（ｉ＋１）（２０−（ｉ＋１））以降におけるアルカリ現像液のｐＨ値を、図３（ａ）に示す搬出装置（４０）に隣接する後端部の現像槽ｎ（２０−ｎ）に向かって最も中性値に近づくように段階的に漸減させたものとする。
これにより、現像末期におけるガラス基板上の先端部（ａ）と後端部（ｂ）の時間差が着色画素の線幅に与える影響を少ないものとする。尚、上記最も中性値に近い値は、ｐＨ９．０〜ｐＨ９．５程度である。
【００２３】
従って、搬出装置（４０）へ搬出された現像後のガラス基板の先端部（ａ）は、後端部（ｂ）に比べ現像時間が長い状態となっているものの、ガラス基板の長さ方向（搬送方向）の先端部（ａ）では、後端部（ｂ）に比べ着色画素の線幅が細くなるといった線幅のバラツキ（面内線幅の不均一性）は縮小されたものとなる。
【００２４】
尚、アルカリ現像液による現像量は、複数の連続した現像槽における現像の累計となるので、所望する現像量となるように、複数の連続した現像槽のｐＨ値は適宜に設定することになる。
各現像槽のｐＨ値は、中央部の現像槽ｉ（２０−ｉ）のｐＨ値を対称の基準として、〔現像槽１のｐＨ値〕＝〔現像槽ｎのｐＨ値〕、〔現像槽２のｐＨ値〕＝〔現像槽（ｎ−１）のｐＨ値〕、・・・・とすることが好ましい。
【００２５】
表１は、本発明によるアルカリ現像方法において用いられるアルカリ現像装置の一例における、現像槽の構成と各現像槽のアルカリ現像液のｐＨ値を示したものである。
表１に示すように、このアルカリ現像装置は、現像槽１〜現像槽８の８槽で構成されている。搬入装置に隣接する先端部の現像槽１のノズルから噴射するアルカリ現像液のｐＨ値は、最も中性値に近いものとなっており、以降、段階的に漸増し、中央部の現像槽４及び５にては最大値であるｐＨ１２となっている。
【００２６】
【表１】
0004888244.tif 000002
また、現像槽４及び５以降は、段階的に漸減し、現像槽８にては最も中性値に近いｐＨ９となっている。
また、〔現像槽１のｐＨ９〕＝〔現像槽８のｐＨ９〕、〔現像槽２のｐＨ１０〕＝〔現像槽７のｐＨ１０〕、・・・・と対称の関係を保っている。
【００２７】
このアルカリ現像装置におけるアルカリ現像液の平均ｐＨ値は、１０．５である。つまり、「ｐＨ１０．５×８槽」が、このアルカリ現像方法における現像量を略表したものとなる。
上記により、従来における線幅のバラツキ１．０〜１．５μｍに対し、線幅のバラツキは、０．５〜１．０μｍといった許容内に改善され、また、従来における着色画素の膜厚のバラツキ１．０〜２．０％に対し、膜厚のバラツキは、０．５〜１．０％といった許容内に改善された。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図２】図１に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、着色画素を形成する際の現像装置の一例の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０、６０・・・搬入装置
１１・・・ガラス基板
１１Ｂ・・・現像後のガラス基板
１１Ｃ・・・水洗槽中のガラス基板
２０・・・現像槽
（２０−１）〜（２０−ｎ）・・・現像槽１〜現像槽ｎ
２１、３１・・・ノズル
３０・・・水洗槽
４０、７０・・・搬出装置
５０・・・ガラス基板
５１・・・ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
５４・・・透明導電膜
８０・・・コンベア装置
ａ・・・ガラス基板の先端部
ｂ・・・ガラス基板の後端部
【図１】
0004888244.tif 000003
【図２】
0004888244.tif 000004
【図３】
0004888244.tif 000005