JP2010256684A - 露光装置、及びカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタの表示部の間の比較的狭い領域にダミー積層柱状スペーサーを設ける露光装置、カラーフィルタの製造方法。
【解決手段】基板ステージ６０、フォトマスクホルダー４０、露光光を透光／遮光し、基板ステージと同期して移動する複数基のブラインドシャッターＢＳを具備し、ブラインドシャッターは、隣接して設けられ、複数枚の遮光板で構成され、遮光板を展開／集結し全幅を調節が可能で、間隔の調節が可能。基板ステージと同期して移動しながら、露光光Ｅを部分的に透光／遮光し基板５０上に照射させる露光装置。表示部Ａ及びダミー積層柱状スペーサー領域Ｊの同一パターンに対応した同一マスクパターンのフォトマスクを用い、ブラインドシャッターの両内端間の間隔ｒ、ｓを、ダミー積層柱状スペーサー領域の幅に設定し露光する。
【選択図】図１９

Description

本発明は、表示装置用のカラーフィルタに関するものであり、特に、スリット露光によって基板上の比較的狭い領域にダミー積層柱状スペーサーを設けカラーフィルタを廉価に提供できる露光装置、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタに関する。

液晶表示装置などの表示装置において、カラー表示、反射率の低減、コントラストの調整、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られるカラーフィルタは、多くの場合、画素として形成され用いられる。表示装置に用いられるカラーフィルタの画素を形成する方法として、これまで実用されてきた方法には、印刷法、フォトリソグラフィ法などが挙げられる。

図１は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの画素の一例を拡大して示す平面図である。また、図２は、図１に示すカラーフィルタの画素の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（２１）、着色画素（２２）、及び透明導電膜（２３）が順次に形成されたものである。

液晶表示装置に用いられる上記カラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（２１）を形成し、次に、ブラックマトリックス（２１）が形成されたガラス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素（２２）を形成し、更に透明導電膜（２３）を形成するといった方法が広く用いられている。

ブラックマトリックス（２１）は遮光性を有し、その開口部にてガラス基板上で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（２１）の形成は、例えば、ガラス基板（５０）上に、黒色フォトレジストの塗布膜を設け、この塗布膜へのフォトマスクを介した露光、現像によってブラックマトリックスを形成するといったフォトリソグラフィ法がとられている。

また、着色画素（２２）は、例えば、赤色、緑色、青色の色再現フィルタの機能を有するものであり、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板（５０）上に、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の塗布膜を設け、この塗布膜へのフォトマスクを介した露光、現像によって着色画素を形成するといったフォトリソグラフィ法がとられている。
また、透明導電膜（２３）の形成は、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。

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。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。例えば、液晶表示装置を構成する基板間のギャップを保持するスペーサーの機能を有する柱状スペーサー（突起部）をカラーフィルタ上に形成する方法が開発された。

図３（ａ）、（ｂ）は、柱状スペーサー（Ｃｓ）が設けられたカラーフィルタの一例の断面図及び平面図である。図３（ｂ）に示すＸ−Ｘ線での断面が図３（ａ）に相当する。図３に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（５０）に設けられたブラックマトリックス（２１）上方の透明導電膜（２３）上に、柱状スペーサー（Ｃｓ）が設けられたものである。この柱状スペーサー（Ｃｓ）は、表示部では、着色画素（２２）と同様に等ピッチで配列されている。

これに対し、図４（ａ）、（ｂ）は、基本となるカラーフィルタに柱状スペーサーを設けたカラーフィルタの他の例の断面図、平面図であるが、この柱状スペーサーは積層構造となっている。柱状スペーサーを構成する複数の層を着色画素の形成と同時に形成することによって、柱状スペーサーを形成するための上記１工程を低減させ、柱状スペーサーを設けたカラーフィルタを廉価に製造することができる。

図４に示すように、この他の例として示す積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）は、表示部内のブラックマトリックス（２１）上の第一色目の着色画素の延長部（Ｅ１）と、第二色目のドットパターン（Ｐ２）と、第三色目のドットパターン（Ｐ３）と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成である。この上部パターン（Ｐ４）は、例えば、配向制御突起（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。この積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の平面形状は、図３に示す柱状スペーサー（Ｃｓ）と同様にドット状である。

第二色目のドットパターン（Ｐ２）は、第二色目の着色画素とは連続しておらず独立したパターンであるが、第二色目の着色画素の形成と同時に形成されたものである。第三色目のドットパターン（Ｐ３）も同様に独立したパターンであり、第三色目の着色画素の形成と同時に形成されたものである。従って、柱状スペーサー（Ｃｓ）を形成する際のような追加工程は不要なものとなる。

図５は、大サイズのガラス基板（５０）に、一基の液晶表示装置に対応したサイズのカラーフィルタが６面付けされて製造される例を示したものである。図５に示すように、ガラス基板（５０）は、カラーフィルタの表示部（Ａ）、表示部周囲の額縁部（Ｂ）、表示部間の面間領域（Ｆ）、ガラス基板の周縁部（Ｄ）で構成されている。
図４に示す積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）は、図５に示す表示部（Ａ）全域の、例えば、ブラックマトリックス（２１）上方に設けられている。

また、積層柱状スペーサーは、表示部（Ａ）以外の領域にも設けられている。これは、基板をパネルとして貼り合わせる際に、表示部（Ａ）以外のガラス基板（５０）の周縁部のギャップを保持し、表示部（Ａ）内のギャップを安定させるために設けるものである。例えば、表示部（Ａ）の周囲の額縁部（Ｂ）と称する部分、表示部（Ａ）間の面間領域（Ｆ）、ガラス基板（５０）の周縁部（Ｄ）などに積層柱状スペーサーが設けられる。これら表示部（Ａ）以外に設けられる積層柱状スペーサーをダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）と称している。また、図５中、符号（Ｃ）は、一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタの外周（仕上がりサイズ）を表している。

図６は、図５中、符号（Ｑ）にて囲む部分を拡大し、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）が設けられた領域を説明する平面図である。図６中、符号（Ｊ）、（Ｋ）、（Ｌ）は、カラーフィルタの外周外に設けられるダミー積層柱状スペーサーの各領域の位置を例示したものである。ダミー積層柱状スペーサーは、表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）とは連続して設けられてはおらず、各々は離れた位置に設けられている。

これは、パネルとして貼り合わせる際の、シール部、端子部、断裁マーク、位置合わせ
マークなどと干渉しないようにするためである。
尚、表示部（Ａ）間の間隔（Ｗ３）は２０〜２５ｍｍ程度、面間領域（Ｆ）内のダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）の幅（Ｗ４）は５〜１０ｍｍ程度のものである。

一方、カラーフィルタを大量に製造する際に、ガラス基板のサイズが６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度のサイズでは、例えば、仕上がりサイズで対角１７インチのカラーフィルタを４面付けして製造する。
この際の露光は、ガラス基板のサイズと略同程度のサイズのマスク基板に、対角１７インチのカラーフィルタを形成するためのマスクパターンが４面付けされたフォトマスクを用いて露光する方法が広く採用されている。４面付けされたマスクパターンの４画面全体を１回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法である。

また、ガラス基板のサイズが、例えば、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ程度の第５世代からは、マスクサイズの大型化によるコスト高と、マスクの自重による撓みの問題の解決のために、ＸＹ（２軸）ステップ露光方式へと移行している。
図７は、ＸＹステップ露光方式によりカラーフィルタを製造する際のステップ露光の一例を説明する平面図である。図７に示す例は、大サイズのガラス基板（５０）に、第１露光〜第６露光の６回の露光が行われた例である。第１露光から数えて５回のステップ移動（Ｐｙ、Ｐｘ）毎に、第２露光以降の各露光が行われたものである。符号（１Ｅｘ〜６Ｅｘ）は、各々第１露光〜第６露光の領域を表している。

このようなステップ露光方式への移行によって、マスクサイズの大型化によるコスト高は抑制され、自重による撓みの問題は解決された。
しかしながら、ガラス基板のサイズが、例えば、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ程度の第６世代、或いは、例えば、２１００ｍｍ×２４００ｍｍ程度の第８世代へと更に大型化へと移行するのに伴い、マスクサイズの大型化も付随し、コスト高と、撓みの問題が再燃している。

そこで、ガラス基板のサイズが更に大型化へと移行した際の、付随するフォトマスクのコスト高を回避するために、マスクサイズを更に大型にすることなく、むしろマスクサイズを小型化にしてカラーフィルタを製造すべく、様々な露光方式が試みられている。

図８は、スリット露光によりカラーフィルタを製造する際のスリット露光の一例を説明する平面図である。図８に示す例は、大サイズのガラス基板（５０）に第１露光と第２露光の２回の露光が行われる例である。
図８に示すように、露光ステージ（６０）上に載置されたガラス基板（５０）の上方にフォトマスク（ＰＭ２）が配置されている。フォトマスク（ＰＭ２）は露光装置内で固定されており、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向には移動しないようになっている。フォトマスク（ＰＭ２）の下方の露光ステージ（６０）は、ガラス基板（５０）を載置した状態で、図中左方、Ｘ軸方向に等速で移動するようになっている。また、Ｙ軸方向ではステップ移動を行うようになっている。

スリット露光とは、露光装置内に、ガラス基板の長さ方向（Ｘ軸方向）に短く、幅方向（Ｙ軸方向）に長いスリット（Ｓ）を設け、スリット（Ｓ）又はガラス基板をガラス基板の長さ方向（Ｘ軸方向）に移動させながらスリット（Ｓ）を介した露光光をガラス基板（５０）上の塗膜に与え、ガラス基板の全面を露光する露光方法である。
カラーフィルタを製造する際のスリット露光は、矩形状の着色画素を形成するので、上記スリット（Ｓ）は、例えば、着色画素のストライプの幅に対応した幅（Ｗ１）を開口部（５１）とし、他の部分を遮光部（５２）とした構成となる。この開口部（５１）が着色画素の形成に対応したマスクパターンとしてフォトマスク（ＰＭ２）上に設けられている。

図９は、スリット露光に用いられるフォトマスク（ＰＭ２）の一例におけるスリット（Ｓ）の部分を拡大して示す平面図である。このフォトマスク（ＰＭ２）は、ネガ型フォトレジストに対応した例である。
図９に示すように、スリット（Ｓ）の長手方向（Ｌｓ）はＹ軸と平行であり、この長手方向（Ｌｓ）に多数個の開口部（５１）が配設されている。スリット（Ｓ）は、幅（Ｗ１）、長さ（Ｌ１）の開口部（５１）が、開口部の長さ（Ｌ１）方向をＸ軸と平行にして、幅（Ｗ１）方向をＹ軸と平行にして、ピッチ（Ｐ１）で多数個が配設されたものである。

形成されたスリット（Ｓ）の長手方向（Ｌｓ）はＹ軸と平行である。開口部（５１）以外の部分は遮光部（５２）となっている。フォトマスク（ＰＭ２）の下方では、図９中、白太矢印で示す方向に露光ステージ（６０）を移動（Ｘ軸方向）させながら、開口部（５１）を透過した露光光をガラス基板（５０）上の塗膜に照射する。
この際の露光光としては、例えば、パルス光が用いられる。この発光時間は数μ秒程度であるので、露光ズレは許容される範囲にとどまる。例えば、１回の発光時間当たりの移動量をパターン繰り返しピッチの整数倍にし、同じ位置に複数回重ねて照射する。

図１０は、この方式によって製造されたカラーフィルタの一例を示す説明図である。図１０に示すように、このカラーフィルタは、ブラックマトリックス（２１）が形成されたガラス基板上に、赤色、緑色、青色の矩形状の着色画素（２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）が形成された状態のものである。各色の矩形状の着色画素は、各々が図１０中、Ｘ軸方向に画素間で途切れて等ピッチ（Ｐ２）で形成されている。また、Ｙ軸方向には、その各々の矩形状の着色画素の列が、赤色、緑色、青色の順に繰り返し等ピッチ（Ｐ１）で配設されている。すなわち、このフォトマスクを介したパルス露光にて、同一の矩形状の着色画素が多数個形成される。
尚、積層柱状スペーサーを構成するドットパターンを形成する際には、開口部の形状をドットパターンに対応した円形状とする。

図１１は、図９に示すフォトマスク（ＰＭ２）を用いスリット露光を行う露光装置の一例における露光系の概略を示す断面図である。図１１に示すように、露光ステージ（６０）上に載置されたガラス基板（５０）の上方にフォトマスク（ＰＭ２）が配置されている。フォトマスク（ＰＭ２）は、露光装置内で固定されており、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向には移動しないようになっている。フォトマスク（ＰＭ２）の下方の露光ステージ（６０）は、ガラス基板（５０）を載置した状態で図１１中、Ｘ軸方向に等速で移動するようになっている。

フォトマスク（ＰＭ２）の上方には、露光光（Ｅ）を透光／遮光するブラインドシャッター（ＢＳ）が配置されている。ブラインドシャッター（ＢＳ）として、上下に重ね合わせた４枚の遮光板で構成されるブラインドシャッターが例示されている。
フォトマスク（ＰＭ２）の開口部（５１）の上方で、４枚の遮光板を図１１中、左右に移動展開し、開口部（５１）を全閉状態とし、また、遮光部（５２）の左部上方、又は右部上方に移動集結し、開口部（５１）を全開状態とし、また、開口部（５１）上方で、左右に移動して、４枚の遮光板の全幅を調節し、開口部（５１）を任意の半開状態とする。

図１１〜図１５は、この一例に示す露光装置によるスリット露光を説明する断面図である。図１１〜図１５は、大サイズのガラス基板（５０）に１基の液晶表示装置に対応したサイズのカラーフィルタを６面付けした前記図５中、Ｘ−Ｘ線での断面を例として説明するものである。

図１１は、露光光（Ｅ）がガラス基板（５０）上の塗膜（５４）を照射する前の段階を
表したものである。露光ステージ（６０）上に載置されたガラス基板（５０）が、白太矢印で示すように、図１１中、右方より等速で移動し、ガラス基板（５０）の先端がフォトマスク（ＰＭ２）の開口部（５１）の下方に近づいている。ガラス基板（５０）上には塗膜（５４）が設けられている。ブラインドシャッター（ＢＳ）は全閉状態にある。
開口部（５１）は、表示部（Ａ）に形成する着色画素に対応したマスクパターンが設けられている。

図１２は、露光光（Ｅ）がガラス基板（５０）に照射を開始した段階を表したものである。ガラス基板（５０）上の表示部（Ａ）（着色画素の露光領域）の先端部（ａ１）が、開口部（５１）右端（ｃ）の下方に達した時点で、ブラインドシャッター（ＢＳ）の末端部（ｐ）は矢印で示すように、左方へ移動を開始する。露光光（Ｅ）は先端部（ａ１）から右方の塗膜（５４）への照射を開始する。

ブラインドシャッター（ＢＳ）の末端部（ｐ）は、ガラス基板（５０）の移動に同期して移動する。これにより、塗膜（５４）上での非露光領域と露光領域の境界が保たれた状態で表示部（Ａ）（露光領域）への露光光（Ｅ）の照射が継続される。
尚、図１２中、符号（Ｔ）はブラインドシャッター（ＢＳ）の開状態（半開状態）の透光領域を表している。

図１３は、露光光（Ｅ）が開口部（５１）の全域を照射する段階を表したものである。ブラインドシャッター（ＢＳ）の末端部（ｐ）は遮光部（５２）の左部上方に達し、４枚の遮光板が集結し、開口部（５１）を全開状態としている。フォトマスク（ＰＭ２）の下方を移動する表示部（Ａ）（露光領域）へは継続して露光光（Ｅ）が照射される。
この開口部（５１）が全開状態の露光継続中に、図１３中、点線矢印で示すように、４枚の遮光板で構成されるブラインドシャッター（ＢＳ）は一斉に素早く遮光部（５２）の右部上方へと移動する。

図１４は、露光光（Ｅ）が面間領域（Ｆ）（非露光領域）への照射を停止する段階を表したものである。ガラス基板（５０）上の表示部（Ａ）（露光領域）の末端部（ｂ１）が、開口部（５１）右端（ｃ）の下方に達した時点で、ブラインドシャッター（ＢＳ）の先端部（ｑ）は矢印で示すように、左方へ移動を開始する。露光光（Ｅ）は末端部（ｂ１）から右方の塗膜（５４）への照射を停止する。

ブラインドシャッター（ＢＳ）の先端部（ｑ）は、ガラス基板（５０）の移動に同期して移動する。これにより、塗膜（５４）上での露光領域と非露光領域の境界が保たれた状態で表示部（Ａ）（露光領域）への露光光（Ｅ）の照射が停止される。
尚、図１４中、符号（Ｔ）はブラインドシャッター（ＢＳ）の開状態（半開状態）を表している。

図１５は、露光光（Ｅ）が隣接する表示部（Ａ）（露光領域）への照射を開始する段階を表したものである。図１４に示す面間領域（Ｆ）（非露光領域）への照射が停止された状態で、隣接する表示部（Ａ）の先端部（ａ２）が、開口部（５１）右端（ｃ）の下方に達した時点で、ブラインドシャッター（ＢＳ）の末端部（ｐ）は矢印で示すように、左方へ移動を開始する。図１２と同様に、露光光（Ｅ）は先端部（ａ２）から右方の塗膜（５４）への照射を開始する。

ブラインドシャッター（ＢＳ）の末端部（ｐ）〜先端部（ｑ）間の間隔は一定に保たれて、ブラインドシャッター（ＢＳ）全体はガラス基板（５０）の移動に同期して左方へ移動する。従って、面間領域（Ｆ）（非露光領域）の幅は一定に保たれたものとなる。

上記のように、この露光装置を用いることによって、スリット露光において、表示部（Ａ）（露光領域）と面間領域（Ｆ）（非露光領域）間に明確な境界を設け、表示部（Ａ）に、着色画素を形成することができる。また、面間領域（Ｆ）（非露光領域）の幅は、カラーフィルアの仕様により定まるものであるが、４枚の遮光板の全幅を調節することによって、適宜に上記仕様に対応することができるようになっている。
尚、図中、符号（Ｗ３）で示すブラインドシャッターの遮光幅の最小は、２０ｍｍ程度である。

しかし、この露光装置は、フォトマスク（ＰＭ２）の開口部（５１）のサイズ（Ｗ２）よりも大きなサイズの表示部（Ａ）（露光領域）へのパターン形成は出来るが、開口部（５１）のサイズ（Ｗ２）よりも小さなサイズの領域へのパターン形成は出来ない。従って、前記図６に示すような、表示部（Ａ）と表示部（Ａ）の間の、比較的狭い幅（Ｗ４）の領域（Ｊ）にダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）を設けることはできない、といった問題がある（Ｗ４：５〜１０ｍｍ）。

さて、前述のように、着色画素をスリット露光によって形成する際には、例えば、図９に示すフォトマスク上の開口部（５１）（パターン）を介した照射を繰り返し行い、表示部（Ａ）に着色画素を形成している。
ダミー積層柱状スペーサーをスリット露光によって形成する際に、表示部（Ａ）全域のブラックマトリックス（２１）上方に設けられる積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）を構成する各パターンと、表示部（Ａ）以外の領域にも設けられるダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）を構成する各パターンとを、同一平面形状とすることによって、パターンの形成に用いるフォトマスクを共用することが可能となる。

これにより、共用するフォトマスクを用いての、表示部（Ａ）への積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の露光、及び面間領域（Ｆ）へのダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）の露光を行うことができ、積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーを設けたカラーフィルタを廉価に製造することが可能となる。

特開２００７−１２１３４４号公報 特開２００７−２８１３１７号公報

本発明は、上記に例示する、スリット露光を行う露光装置においては、表示部（Ａ）と表示部（Ａ）の間の、比較的狭い幅（Ｗ４）の領域（Ｊ）にダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）を設けることはできないといった問題を解決した露光装置を提供することを課題とするものである。
また、積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーのパターンの形成に用いるフォトマスクを共用できるものとし、表示部（Ａ）には積層柱状スペーサーを設け、また面間領域（Ｆ）にもダミー積層柱状スペーサーを設けたカラーフィルタを廉価に製造することのできるカラーフィルタの製造方法、並びにカラーフィルタを提供することを課題とする。

本発明は、スリット露光によって、基板上にパターンを形成する露光装置において、
１）前記基板を載置して水平に移動する基板ステージ、
２）該基板ステージ上方でフォトマスクを保持する、固定されたフォトマスクホルダー、３）該フォトマスクホルダーに保持されたフォトマスク上方で、上方からの露光光を透光／遮光し、基板ステージと同期して水平に移動する複数基のブラインドシャッターを少なくとも具備し、
４）該複数基のブラインドシャッターは、ａ）上記移動する方向に水平に隣接して平行に設けられており、ｂ）各ブラインドシャッターは、上下に重ね合わせた複数枚の遮光板で構成され、ｃ）各ブラインドシャッターの遮光板を、上記移動する方向にスライドさせて展開／集結することにより、各ブラインドシャッターの上記移動する方向の全幅を調節することが可能であり、ｄ）また、各ブラインドシャッター間の間隔を調節することが可能であって、
該複数基のブラインドシャッターは、基板ステージと同期して水平に移動しながら、上方からの露光光を上記移動する方向で部分的に透光／遮光し、下方のフォトマスクを介した露光光を、基板上に上記移動する方向で該部分的に照射させることを特徴とする露光装置である。

また、本発明は、上記発明による露光装置において、前記露光光がパルス光であることを特徴とする露光装置である。

また、本発明は、スリット露光によって、基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成するカラーフィルタの製造方法において、
１）露光装置として、請求項１又は請求項２記載の露光装置を用い、
２）フォトマスクとして、基板上の表示部及びダミー積層柱状スペーサー領域に形成する同一パターンに対応した同一マスクパターンが設けられたフォトマスクを用い、
３）隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔を、ダミー積層柱状スペーサー領域の幅に設定し、２基のブラインドシャッターの各全幅を、表示部とダミー積層柱状スペーサー領域間の間隔に設定し、
基板上の表示部及びダミー積層柱状スペーサー領域に、同一パターンを形成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。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記ダミー積層柱状スペーサー領域にダミー積層柱状スペーサーを設ける際に、隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔をなくし、ダミー積層柱状スペーサー領域に設けるダミー積層柱状スペーサーの層数、或いは層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの高さを調節する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。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記ダミー積層柱状スペーサー領域にダミー積層柱状スペーサーを設ける際に、ダミー積層柱状スペーサー下方にブラックマトリックスを形成せず、或いは、その層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの基板からの高さを調節する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。

また、本発明は、請求項３、請求項４、又は請求項５記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタである。

本発明は、基板を載置して水平に移動する基板ステージ、固定されたフォトマスクホルダー、上方からの露光光を透光／遮光し、基板ステージと同期して水平に移動する複数基のブラインドシャッターを具備し、複数基のブラインドシャッターは、移動する方向に水平に隣接して平行に設けられており、各ブラインドシャッターは、上下に重ね合わせた複
数枚の遮光板で構成され、各ブラインドシャッターの遮光板を、移動する方向にスライドさせて展開／集結することにより、各ブラインドシャッターの移動する方向の全幅を調節することが可能であり、また、各ブラインドシャッター間の間隔を調節することが可能であって、複数基のブラインドシャッターは、基板ステージと同期して水平に移動しながら、上方からの露光光を移動する方向で部分的に透光／遮光し、下方のフォトマスクを介した露光光を、基板上に移動する方向で部分的に照射させるので、表示部と表示部の間の、比較的狭い幅の領域にダミー積層柱状スペーサーを設けることのできる露光装置となる。

本発明は、上記発明による露光装置において、露光光がパルス光であるので、着色画素のような矩形状のパターン、或いはドットパターンのように、不連続なパターンの形成に好適な露光装置となる。

本発明は、露光装置として、請求項１又は請求項２記載の露光装置を用い、フォトマスクとして、基板上の表示部及びダミー積層柱状スペーサー領域に形成する同一パターンに対応した同一マスクパターンが設けられたフォトマスクを用い、隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔を、ダミー積層柱状スペーサー領域の幅に設定し、２基のブラインドシャッターの各全幅を、表示部とダミー積層柱状スペーサー領域間の間隔に設定するので、表示部には積層柱状スペーサーを設け、また面間領域にはダミー積層柱状スペーサーを設けたカラーフィルタを廉価に製造することのできるカラーフィルタの製造方法となる。

本発明は、隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔をなくし、ダミー積層柱状スペーサー領域に設けるダミー積層柱状スペーサーの層数、或いは層面積を変えて、または、ダミー積層柱状スペーサー下方にブラックマトリックスを形成せず、或いは、その層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの基板からの高さを調節するので、積層柱状スペーサーの高さに対するダミー積層柱状スペーサーの高さを、高くも低くも形成することが可能となる。

液晶表示装置用カラーフィルタの画素の一例を拡大して示す平面図である。 図１に示すカラーフィルタの画素のＸ−Ｘ線における断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、柱状スペーサーが設けられたカラーフィルタの一例の断面図及び平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、基本となるカラーフィルタに柱状スペーサーを設けたカラーフィルタの他の例の断面図、平面図である。 ガラス基板に、カラーフィルタが６面付けされて製造される例を示したものである。 図５中、符号（Ｑ）にて囲む部分を拡大し、ダミー積層柱状スペーサーが設けられた領域を説明する平面図である。 ステップ露光の一例を説明する平面図である。 スリット露光によりカラーフィルタを製造する際のスリット露光の一例を説明する平面図である。 スリット露光用フォトマスクのスリットの部分を拡大して示す平面図である。 スリット露光により製造されたカラーフィルタの一例を示す説明図である。 図９に示すフォトマスクを用いスリット露光を行う露光装置の一例における露光系の概略を示す断面図である。 図１１に示す露光装置によるスリット露光を説明する断面図である。 図１１に示す露光装置によるスリット露光を説明する断面図である。 図１１に示す露光装置によるスリット露光を説明する断面図である。 図１１に示す露光装置によるスリット露光を説明する断面図である。 本発明による露光装置の一例における露光系の概略を示す部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、ブラインドシャッターの全幅の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、ブラインドシャッターの間隔調節の説明図である。 表示部と表示部との間の、比較的狭い幅のダミー積層柱状スペーサー領域にパターンを形成する状態を示す説明図である。 積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーの断面を例示したものである。 積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーの断面を例示したものである。 積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーの断面を例示したものである。 積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーの断面を例示したものである。 積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーの断面を例示したものである。

以下に、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
図１６は、本発明による露光装置の一例における露光系の概略を示す部分断面図である。図１６に示すように、この露光装置は、ガラス基板（５０）を載置して水平に移動する露光ステージ（６０）、露光ステージ（６０）上方でフォトマスクを保持するフォトマスクホルダー（４０）、上方からの露光光（Ｅ）を透光／遮光し、下方のフォトマスクへ部分的に照射させるブラインドシャッターで構成されている。

フォトマスク（ＰＭ３）を保持するフォトマスクホルダー（４０）は、露光装置内で固定されており、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向には微調整以外には基本的に移動しないようになっている。フォトマスク（ＰＭ３）の下方の露光ステージ（６０）は、ガラス基板（５０）を載置した状態で図１６中、白太矢印で示すようにＸ軸方向に等速で移動するようになっている。
また、フォトマスク（ＰＭ３）上方のブラインドシャッターは、露光ステージ（６０）と同期して図１６中、矢印で示すように水平に移動するようになっている。

ブラインドシャッターは、複数基で構成され、図１６は、２基で構成される例である。２基のブラインドシャッター（ＢＳ−１、ＢＳ−２）は、ブラインドシャッターが移動する方向（Ｘ軸方向）に水平に隣接して平行に設けられている。
２基のブラインドシャッターは、各々上下に重ね合わせた３枚の遮光板で構成されるブラインドシャッターが例示されている。

図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、各ブラインドシャッターは、その遮光板をブラインドシャッターが移動する方向（Ｘ軸方向）にスライドさせて展開することにより、ブラインドシャッターの全幅を大きな幅（Ｗａ）とし、また、スライドさせて集結することにより、ブラインドシャッターの全幅を小さな幅（Ｗｂ）とすることが出来るようになっている。この大きな幅（Ｗａ）〜小さな幅（Ｗｂ）の範囲の部分が、上方からの露光光（Ｅ）を遮光する遮光領域（（Ｓｙ−ａ）〜（Ｓｙ−ｂ））となる。
。

図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、２基のブラインドシャッター（ＢＳ−１、ＢＳ−２）は、ブラインドシャッター間の間隔を、その移動する方向（Ｘ軸方向）に調節することが出来るようになっている。この大きな間隔（Ｋａ）〜小さな間隔（Ｋｂ）の範囲（及び各ブラインドシャッターの全幅）を調節し、第１ブラインドシャッター（ＢＳ−１）の遮光板の内端（ｒ）と第２ブラインドシャッター（ＢＳ−２）の遮光板の内端（ｓ）間のの間隔をなくすことが出来るようになっている。
図１８中、遮光板の内端（ｒ）と内端（ｓ）間の間隔が、上方からの露光光（Ｅ）を透光する透光領域（第２透光領域）（Ｔ２）となる。

フォトマスク（ＰＭ３）は、マスク基板（５３）上に開口部（５１）と遮光部（５２）が設けられたものであり、開口部（５１）には、ガラス基板（５０）上に形成するパターンに対応したマスクパターン、例えば、着色画素のマスクパターンが設けられている。

図１６中、符号（Ｓｙ−ａ、Ｓｙ−ｂ）が遮光領域であり、符号（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）が透光領域である。フォトマスク（ＰＭ３）は、露光装置内で固定されており、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向には移動しないようになっている。露光ステージ（６０）と、第１ブラインドシャッター（ＢＳ−１）及び第２ブラインドシャッター（ＢＳ−２）は同期して水平に等速で移動しながら、露光光（Ｅ）をガラス基板（５０）上の塗膜（５４）の第１透光領域（Ｔ１）、第２透光領域（Ｔ２）、第３透光領域（Ｔ３）に照射する。

図１９は、大サイズのガラス基板（５０）に１基の液晶表示装置に対応したサイズのカラーフィルタを６面付けした前記図５中、Ｘ−Ｘ線での断面、すなわち、図６を例として、表示部（Ａ）と表示部（Ａ）との間の、比較的狭い幅（Ｗ４）のダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）にパターンを形成する状態を示す説明図である。

第１ブラインドシャッター（ＢＳ−１）と第２ブラインドシャッター（ＢＳ−２）は、対向する遮光板の内端（ｒ、ｓ）間の間隔（Ｔ２）を、ダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）に幅（Ｗ４）に設定する（Ｔ２＝Ｗ４）。
また、第１ブラインドシャッター（ＢＳ−１）と第２ブラインドシャッター（ＢＳ−２）の各全幅（Ｓｙ−ａ、Ｓｙ−ｂ）を、表示部（Ａ）とダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）間の間隔（Ｗ５）に設定する（（Ｓｙ−ａ）＝（Ｓｙ−ｂ）＝Ｗ５）。

これにより、露光光（Ｅ）は、表示部（Ａ）と、表示部（Ａ）と表示部（Ａ）間の比較的狭いダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）を照射することになり、フォトマスク（ＰＭ３）上方の２基のブラインドシャッター（ＢＳ−１、ＢＳ−２）と、下方のガラス基板（５０）は同期して移動しながら表示部（Ａ）及びダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）に
同一のマスクパターンが露光され、例えば、着色画素が表示部（Ａ）及びダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）に形成されることになる。

露光光（Ｅ）は、ガラス基板（５０）上に形成するパターンがストライプ状でなく、矩形の着色画素、或いは積層柱状スペーサーを構成するドットパターンである際には、パルス光を用いることが好ましい。

図２０（ａ）は、表示部（Ａ）に設けられた積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の断面図を例示したものであり、また、（ｂ）は、ダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ）に設けられたダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）の断面図を例示したものである。（ａ）に示す積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）は、前記図４に示したものである。
（ｂ）に示すダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）は、表示部（Ａ）と表示部（Ａ）の間の、比較的狭い面間領域（Ｆ）に積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）と同一構成のスペーサーをダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）として設けたものである。

上記のように、本発明によれば、着色画素を形成するフォトマスクとして、共用するフォトマスクを用い、表示部（Ａ）及び比較的狭い面間領域（Ｆ）に同一着色画素を形成することが可能となり、また、積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）及びダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）を構成するドットパターンを形成するフォトマスクとして、共用するフォトマスクを用い、表示部（Ａ）及び比較的狭い面間領域（Ｆ）に同一ドットパターンを形成することが可能となる。

基板をパネルとして貼り合わせる際に、表示部（Ａ）以外のガラス基板（５０）の周縁部のギャップを保持し、表示部（Ａ）内のギャップを安定させるために設けるダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）は、表示部（Ａ）の周囲の額縁部（Ｂ）、面間領域（Ｆ）、周縁部（Ｄ）などに設けられる。
図２０に示すように、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−１）の高さ（ＤＨ１）は、基本的には表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の高さ（Ｈ１）略同一である。

しかし、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−１）を設ける部位は、この上記各領域内にての、シール部、端子部、断裁マーク、位置合わせマークなどと干渉しない部位となり、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−１）を設ける部位の周辺に形成されるパターン層の高さ、面積などに関連させてダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−１）の高さや、密度などを適宜に調節している。

図２１（ｂ）は、請求項４に係わる発明におけるダミー積層柱状スペーサーの一例を示したものである。図２１（ａ）は、図２０（ａ）に示すダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ）であり、比較のために併記したものである。図２１に示すように、このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−２）は、積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）よりも高さを低くしたダミー積層柱状スペーサーの一例である。

ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−２）は、ブラックマトリックス（２１）上の第一色目の着色画素の延長部（Ｅ１）と、第三色目のドットパターン（Ｐ３）と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成である。このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−２）の高さ（ＤＨ２）は、表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の高さ（Ｈ１）よりも低いものとなっている。

このような、第二色目のドットパターン（Ｐ２）のない積層を形成する際には、フォトマスクとして、ドットパターン（Ｐ２）に対応したマスクパターンが設けられたフォトマ
スクを用い、表示部（Ａ）には、ドットパターン（Ｐ２）を形成するために露光光を照射し、面間領域（Ｆ）（ダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ））には、図１８（ｂ）に示すように、２基のブラインドシャッター（ＢＳ−１、ＢＳ−２）の対向する両内端（ｒ、ｓ）間の間隔をなくし、露光光を照射しないといった手法をとる。

図２２（ｂ）は、請求項４に係わる発明におけるダミー積層柱状スペーサーの他の例を示したものである。図２２に示すように、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−３）は、ブラックマトリックス（２１）上の第一色目の着色画素の延長部（Ｅ１）と、第二色目のドットパターン（Ｐ２）と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成である。このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−３）の高さ（ＤＨ３）は、表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の高さ（Ｈ１）よりも低いものとなっている。

このような、第三色目のドットパターン（Ｐ３）のない積層を形成する際には、フォトマスクとして、ドットパターン（Ｐ３）に対応したマスクパターンが設けられたフォトマスクを用い、表示部（Ａ）には、ドットパターン（Ｐ３）を形成するために露光光を照射し、面間領域（Ｆ）（ダミー積層柱状スペーサー領域（Ｊ））には、図１８（ｂ）に示すように、２基のブラインドシャッター（ＢＳ−１、ＢＳ−２）の対向する両内端（ｒ、ｓ）間の間隔をなくし、露光光を照射しないといった手法をとる。

図２３（ｂ）は、請求項５に係わる発明におけるダミー積層柱状スペーサーの一例を示したものである。図２３に示すように、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−４）の下方にブラックマトリックス（２１）を形成せず、ダミー積層柱状スペーサーの基板からの高さを調節したものである。このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−４）の基板からの高さ（ＤＨ４）は、表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の基板からの高さ（Ｈ２）よりも低いものとなっている。
このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−４）の基板からの高さ（ＤＨ４）は、スペーサーとして機能しない高さであり、実質的にスペーサーの密度を減少させる効果がある。

図２４（ｂ）は、請求項５に係わる発明におけるダミー積層柱状スペーサーの他の例を示したものである。図２４に示すように、ダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−５）の下方のブラックマトリックス（２１）の層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの基板からの高さ（ＤＨ５）を調節したものである。このダミー積層柱状スペーサー（ＤＳＣｓ−５）の基板からの高さ（ＤＨ５）は、表示部（Ａ）内の積層柱状スペーサー（ＳＣｓ）の基板からの高さ（Ｈ２）よりも高いものとなっている。

上記のように、請求項３〜５に係わる発明を組み合わせることにより、様々な積層柱状スペーサー及びダミー積層柱状スペーサーを設けることが可能である。

２１・・・ブラックマトリックス
２２・・・着色画素
２３・・・透明導電膜
４０・・・フォトマスクホルダー
５０・・・基板（ガラス基板）
５１・・・スリットの開口部
５２・・・スリットの遮光部
５４・・・フォトレジストの塗膜
６０・・・露光ステージ
Ａ・・・カラーフィルタの表示部
Ｂ・・・表示部周囲の額縁部
ＢＳ・・・ブラインドシャッター
ＢＳ−１、ＢＳ−２・・・第１ブラインドシャッター、第２ブラインドシャッター
Ｃ・・・一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタの外周（仕上がりサイズ）
Ｃｓ・・・柱状スペーサー
Ｄ・・・ガラス基板の周縁部
ＤＳＣｓ・・・ダミー柱状スペーサー
Ｅ・・・露光光
Ｆ・・・表示部間の面間領域
Ｊ、Ｋ、Ｌ・・・ダミー積層柱状スペーサーの各領域の位置
ＰＭ、ＰＭ２、ＰＭ３・・・フォトマスク
Ｓ・・・スリット
ＳＣｓ・・・積層柱状スペーサー
（Ｓｙ−ａ）〜（Ｓｙ−ｂ）・・・遮光領域
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・第１透光領域、第２透光領域、第３透光領域

Claims (6)

1. スリット露光によって、基板上にパターンを形成する露光装置において、
   １）前記基板を載置して水平に移動する基板ステージ、
   ２）該基板ステージ上方でフォトマスクを保持する、固定されたフォトマスクホルダー、３）該フォトマスクホルダーに保持されたフォトマスク上方で、上方からの露光光を透光／遮光し、基板ステージと同期して水平に移動する複数基のブラインドシャッターを少なくとも具備し、
   ４）該複数基のブラインドシャッターは、ａ）上記移動する方向に水平に隣接して平行に設けられており、ｂ）各ブラインドシャッターは、上下に重ね合わせた複数枚の遮光板で構成され、ｃ）各ブラインドシャッターの遮光板を、上記移動する方向にスライドさせて展開／集結することにより、各ブラインドシャッターの上記移動する方向の全幅を調節することが可能であり、ｄ）また、各ブラインドシャッター間の間隔を調節することが可能であって、
   該複数基のブラインドシャッターは、基板ステージと同期して水平に移動しながら、上方からの露光光を上記移動する方向で部分的に透光／遮光し、下方のフォトマスクを介した露光光を、基板上に上記移動する方向で該部分的に照射させることを特徴とする露光装置。
2. 前記露光光がパルス光であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. スリット露光によって、基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成するカラーフィルタの製造方法において、
   １）露光装置として、請求項１又は請求項２記載の露光装置を用い、
   ２）フォトマスクとして、基板上の表示部及びダミー積層柱状スペーサー領域に形成する同一パターンに対応した同一マスクパターンが設けられたフォトマスクを用い、
   ３）隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔を、ダミー積層柱状スペーサー領域の幅に設定し、２基のブラインドシャッターの各全幅を、表示部とダミー積層柱状スペーサー領域間の間隔に設定し、
   基板上の表示部及びダミー積層柱状スペーサー領域に、同一パターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. 前記ダミー積層柱状スペーサー領域にダミー積層柱状スペーサーを設ける際に、隣接する２基のブラインドシャッターの対向する両内端間の間隔をなくし、ダミー積層柱状スペーサー領域に設けるダミー積層柱状スペーサーの層数、或いは層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの高さを調節するすることを特徴とする請求項３記載のカラーフィルタの製造方法。
5. 前記ダミー積層柱状スペーサー領域にダミー積層柱状スペーサーを設ける際に、ダミー積層柱状スペーサー下方にブラックマトリックスを形成せず、或いは、その層面積を変えて、ダミー積層柱状スペーサーの基板からの高さを調節するすることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のカラーフィルタの製造方法。
6. 請求項３、請求項４、又は請求項５記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ。

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