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JP2008281919A - Method for producing color filter forming substrate and color filter forming substrate - Google Patents

Method for producing color filter forming substrate and color filter forming substrate Download PDF

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JP2008281919A
JP2008281919A JP2007127835A JP2007127835A JP2008281919A JP 2008281919 A JP2008281919 A JP 2008281919A JP 2007127835 A JP2007127835 A JP 2007127835A JP 2007127835 A JP2007127835 A JP 2007127835A JP 2008281919 A JP2008281919 A JP 2008281919A
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Japan
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exposure
color filter
colored layer
forming substrate
black matrix
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Application number
JP2007127835A
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Inventor
Tsuneyoshi Shimizu
恒芳 清水
Koichi Asahi
晃一 旭
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

【課題】 ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法を提供する。同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板を提供する。
【解決手段】 ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To control a black matrix or a columnar spacer to a desired thickness in a color filter forming substrate formed by superposing each colored layer for forming pixels of red, green and blue colored layers. Provided is a method for manufacturing a color filter forming substrate. At the same time, there is provided a color filter forming substrate in which a black matrix and a columnar spacer are overlapped with each color layer for forming pixels of red, green, and blue color layers and have a desired thickness.
SOLUTION: A method for producing a color filter forming substrate having a black matrix, wherein R (red), G (green), and B (blue) colored layers are formed by a photolithography method using a photosensitive colored material. When forming the pixel, the three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) are overlapped to form a black matrix, and at least one color or more is obtained by the photolithography method. In the formation of the colored layer, the exposure amount to the black matrix forming region is set to an exposure amount different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer, and development is performed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法に関し、特に、3色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter forming substrate having a black matrix, and more particularly to a method for manufacturing a color filter forming substrate having a black matrix having a structure in which three colored layers are stacked.

液晶表示素子は、通常、カラーフィルタが形成されて電極を有するカラーフィルタ形成基板と、薄膜トランジスタ(TFT)や複数の走査電極などを具備した電極基板との、電極を有する2枚の基板を対向させて、両基板間に液晶が狭持された構造とされている。
カラーフィルタ形成基板には、例えば、透明基板上に、順に、ブラックマトリクス、赤、緑、青の着色画素、オーバーコート、透明電極が形成されている。
In a liquid crystal display element, usually, a color filter forming substrate having a color filter formed thereon and an electrode and an electrode substrate having a thin film transistor (TFT), a plurality of scanning electrodes, and the like are opposed to each other. Thus, the liquid crystal is sandwiched between both substrates.
In the color filter forming substrate, for example, a black matrix, red, green, and blue colored pixels, an overcoat, and a transparent electrode are sequentially formed on a transparent substrate.

カラーフィルタ形成基板におけるブラックマトリクスは、各画素間に配列された遮光領域や表示領域周縁に形成された額縁状の遮光部を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向上させ、またTFTなどの能動素子に光が入射して誤動作することを防ぐために設けられる。
ブラックマトリクスは、一般に、Cr等の金属膜や、カーボンブラック、顔料を樹脂と混ぜ合わせた樹脂ブラックを用いて形成されているが、特開2003−14917号公報(特許文献1)、特開2004−94236号公報(特許文献2)に開示されるように、赤、緑、青の着色画素を形成するための着色層のうち少なくとも2色以上を重ね合わせて形成される場合もある。
ブラックマトリクスは、各着色層のフォトリソ法による形成工程において、各着色層の重ね合わせて形成されるため、カラーフィルタ形成基板の製造において、ブラックマトリクス層を形成するための工程を省略することができるという利点がある。
特開2003−14917号公報 特開2004−94236号公報
The black matrix in the color filter forming substrate indicates a light shielding region arranged between pixels and a frame-shaped light shielding part formed at the periphery of the display region, improves the display contrast of the liquid crystal display device, and is an active element such as a TFT. It is provided in order to prevent light from being incident on and malfunctioning.
In general, the black matrix is formed using a metal film such as Cr, carbon black, or resin black obtained by mixing a pigment with a resin. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-14917 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2004. As disclosed in JP-A-94236 (Patent Document 2), at least two or more of the colored layers for forming colored pixels of red, green, and blue may be overlapped.
Since the black matrix is formed by superimposing the colored layers in the process of forming the colored layers by the photolithography method, the process for forming the black matrix layer can be omitted in manufacturing the color filter forming substrate. There is an advantage.
JP 2003-14917 A JP 2004-94236 A

一方、液晶表示装置は液晶層の厚み(セルギャップ)を保持するために、通常、薄膜トランジスタ(TFT)や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラーフィルタ形成基板との間に、この両基板間の間隔を一定に保つために、粒径の均一なプラスチックビーズやガラス繊維などを間隔制御用のスペーサーとして両基板間に散在させている。
しかし、このスペーサー部材に起因する不具合、例えば、スペーサーの凝集によるセルギャップムラ、スペーサー周辺での配向不良によるコントラスト低下など、を改善するために、フォトリソ法によりカラーフィルタ形成基板上に適切な柱形状の柱状スペーサーを形成することが、特開平10−82909号公報(特許文献3)、特開平10−20314号公報(特許文献4)などに提案され、実用化されている。
柱状スペーサーに代えることによって、ビーズスペーサーの欠点であった均一分布性、セル内でのビーズ移動、ビーズ周辺の配向の乱れで光が漏れることによるコントラスト低下などを、大幅に改善することができる。
このため、カラーフィルタ形成基板においても、柱状スペーサーを付けたカラーフィルタ形成基板の要求が高まってきている。
尚、特開平10−82909号公報、特開平10−20314号公報ではポリイミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、アクリル樹脂、ネガ型レジストを主成分とした材料によりスペーサーを形成することが提案されている。
柱状スペーサとしては、別に、赤、緑、青の着色画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成する方法も、特開平9−120075号公報(特許文献5)等に記載されている。
図6に示すように、遮光層からなるブラックストライプ15等上に、3色の着色層からなる柱状スペーサ26が形成される。
着色層の重ねにより柱状スペーサを形成する場合には、カラーフィルタ形成基板の製造において、柱状スペーサを形成するための工程を省略することができるという利点がある。
特開平10−82909号公報 特開平10−20314号公報 特開平9−120075号公報
On the other hand, in order to maintain the thickness (cell gap) of the liquid crystal layer, the liquid crystal display device is usually provided between an electrode substrate having a thin film transistor (TFT) and a plurality of scanning electrodes and a color filter forming substrate. In order to keep the distance between them constant, plastic beads or glass fibers having a uniform particle diameter are dispersed between the two substrates as spacers for controlling the distance.
However, in order to improve the defects caused by this spacer member, for example, cell gap unevenness due to spacer aggregation, and decrease in contrast due to poor alignment around the spacer, an appropriate column shape on the color filter forming substrate by photolithography It is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-82909 (Patent Document 3), Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-20314 (Patent Document 4), and the like and has been put to practical use.
By substituting the columnar spacer, it is possible to significantly improve the uniform distribution, which is a defect of the bead spacer, the bead movement in the cell, and the contrast decrease due to the light leaking due to the disturbance of the orientation around the bead.
For this reason, also in the color filter forming substrate, the demand for the color filter forming substrate with columnar spacers is increasing.
In JP-A-10-82909 and JP-A-10-20314, it is proposed to form a spacer with a material mainly composed of polyimide resin, polyvinyl alcohol resin, acrylic resin, and negative resist.
As the columnar spacers, a method for forming the colored layers for forming red, green, and blue colored pixels by overlapping each other is also described in JP-A-9-120075 (Patent Document 5) and the like. .
As shown in FIG. 6, columnar spacers 26 made of colored layers of three colors are formed on the black stripes 15 made of a light shielding layer.
In the case where the columnar spacers are formed by overlapping the colored layers, there is an advantage that a process for forming the columnar spacers can be omitted in manufacturing the color filter forming substrate.
JP-A-10-82909 Japanese Patent Laid-Open No. 10-20314 JP-A-9-120075

上記のように、近年では、カラーフィルタ形成基板のブラックマトリクスや柱状スペーサの形成を、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層のフォトリソ法による形成において行う方法も採られている。
しかし、最近、液晶表示装置に対する高品位表示要求は、一段と厳しくなってきており、上記従来の着色層の重ねによるブラックマトリクスや柱状スペーサの形成においては、その高さが各着色層の厚さにより決まってしまい、所望の厚さに制御することができず、品質面で問題となっていた。
本発明は、これに対応するもので、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法を提供しようとするものである。
同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。
As described above, in recent years, a method of forming the black matrix and the columnar spacer of the color filter forming substrate in the formation of each colored layer by the photolithography method for forming the pixels of the red, green, and blue colored layers has also been adopted. It has been.
However, recently, the demand for high-quality display for liquid crystal display devices has become more stringent. In the formation of the black matrix and the columnar spacers by overlapping the above-mentioned conventional colored layers, the height depends on the thickness of each colored layer. As a result, the thickness could not be controlled to a desired value, which was a problem in terms of quality.
The present invention corresponds to this, and is a color filter forming substrate in which a black matrix or a columnar spacer is formed by overlapping each colored layer for forming pixels of red, green, and blue colored layers. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a color filter forming substrate that can be controlled to a desired thickness.
At the same time, it is intended to provide a color filter forming substrate in which a black matrix and a columnar spacer are overlapped with each color layer for forming pixels of red, green, and blue color layers and have a desired thickness. is there.

本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち1以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものであることを特徴とするものであり、前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記1以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を100%として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、100%未満の所定の透過率にしていることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層のうち2以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法による露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることを特徴とするものである。
The method for producing a color filter forming substrate of the present invention is a method for producing a color filter forming substrate having a black matrix, and is a photolithography method using a photosensitive coloring material, and R (red), G (green), When forming pixels of each colored layer of B (blue), three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) are overlapped to form a black matrix, and at least In the formation of a colored layer by the photolithography method for one or more colors, the exposure amount to the black matrix formation region is different from the exposure amount to the pixel region of the coloring layer, and development is performed. It is characterized by.
In the method for manufacturing the color filter forming substrate, the pixels of each colored layer in the photolithography method are exposed through a corresponding photomask for forming the pixels of each colored layer. At least one of the photomasks has a transmittance of exposure light in a region corresponding to a pixel formation region of the colored layer and a transmittance of exposure light in a region corresponding to the black matrix formation region. In the photolithographic method, each colored layer is formed with a negative coloring material, and the one or more photomasks are formed in a pixel formation region. The exposure light transmittance of the corresponding region is set to 100%, and the exposure light transmittance of the region corresponding to the black matrix formation region is set to a predetermined transmittance of less than 100%. It is characterized in that there.
Then, in any one of the above-described methods for producing a color filter forming substrate, pixels of each colored layer of R (red), G (green), and B (blue) are obtained by photolithography using the photosensitive coloring material. Is formed by overlapping two or more of the three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) to form a columnar spacer, and at least one color or more of the photolithography method. In the formation of the colored layer by the above, the exposure amount to the columnar spacer forming region is different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer, and is exposed and developed. .
Further, in any one of the above-described methods for producing a color filter forming substrate, the exposure by the photolithography method repeatedly exposes an exposure area of a unit corresponding to a part of a repeated pattern of a colored layer to be formed, The exposure areas of the units are connected or the exposure areas of the units are continuously moved to form a desired exposure area.

本発明のカラーフィルタ形成基板は、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法により作製されたことを特徴とするものである。   The color filter forming substrate of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a color filter forming substrate according to any one of claims 1 to 5.

(作用)
本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法は、このような構成にすることにより、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法の提供を可能としている。
具体的は、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることにより、これを達成している。
詳しくは、少なくとも1色以上のフォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることにより、該1色以上の着色層については、それぞれ、画素領域とブラックマトリクスの形成領域とで着色層の厚みに差をつけることを可能とし、結果、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねたブラックマトリクスの総厚については、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層の画素領域の厚さの和とは、異なる厚さとすることができ、特に露光量を制御することにより、ブラックマトリクスの総厚を所望の厚さに制御することが可能である。
(Function)
In the method for manufacturing a color filter forming substrate of the present invention, with such a configuration, a black matrix or a columnar spacer is overlapped with each colored layer for forming pixels of red, green, and blue colored layers. With the formed color filter forming substrate, it is possible to provide a manufacturing method of the color filter forming substrate capable of controlling these to a desired thickness.
Specifically, when pixels of each colored layer of R (red), G (green), and B (blue) are formed by a photolithography method using a photosensitive coloring material, R (red), G (green) ) And B (blue) are superimposed to form a black matrix, and in the formation of the colored layer by the photolithography method of at least one color, the exposure amount to the black matrix formation region is This is achieved by exposing and developing the exposure amount different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer.
Specifically, in the formation of a colored layer by a photolithographic method of at least one color, the exposure amount to the black matrix forming region is different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer, and development is performed. Therefore, with respect to the colored layer of one or more colors, it is possible to make a difference in the thickness of the colored layer between the pixel region and the black matrix forming region. As a result, R (red), G (green) ), The total thickness of the black matrix in which the three colored layers of B (blue) are superimposed, and the sum of the thicknesses of the pixel regions of the three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) Can have different thicknesses, and in particular, by controlling the exposure amount, it is possible to control the total thickness of the black matrix to a desired thickness.

更に具体的には、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち1以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものである、請求項2の発明の形態とすることにより、少なくとも1色以上のフォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光することを、実用レベルで簡単に可能としている。
前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記1以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を100%として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、100%未満の所定の透過率にしている、請求項3の発明の形態が挙げられる。
More specifically, the formation of the pixels of each colored layer in the photolithography method is performed through a corresponding photomask for forming the pixels of each colored layer, and one or more of the photomasks are used. Each of the photomasks has different transmittances of exposure light in a region corresponding to the pixel formation region of the colored layer and exposure light transmittances in a region corresponding to the black matrix formation region. In the formation of the colored layer by the photolithographic method of at least one color, the exposure amount to the black matrix forming region is set to an exposure amount different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer. It is possible to do it easily at a practical level.
The formation of each colored layer in the photolithography method is performed with a negative coloring material, and the one or more photomasks have an exposure light transmittance of 100% in a region corresponding to a pixel formation region, The form of the invention of claim 3 wherein the transmittance of the exposure light in the region corresponding to the black matrix forming region is a predetermined transmittance of less than 100%.

更に、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層のうち2以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである、請求項4の発明の形態の場合、柱状スペーサの厚さも所望の厚さに制御することを可能としている。
また、前記フォトリソ法における露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることにより、ブラックマトリクスや柱スペーサの高さを所望の高さに制御でき、且つ、小サイズのマスクパターンにより大サイズの絵柄の露光を可能としており、特に、液晶表示装置等のカラーフィルタ形成基板の作製においては、有効である。
Furthermore, when forming pixels of each colored layer of R (red), G (green), and B (blue) by the photolithography method using the photosensitive coloring material, R (red), G (green) , B (blue) two or more of the three colored layers are overlapped to form a columnar spacer, and at least in the formation of the colored layer by the photolithography method of one or more colors, exposure to the columnar spacer formation region In the case of the form of the invention according to claim 4, the thickness of the columnar spacer is also controlled to a desired thickness, in which the amount is an exposure amount different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer. Making it possible.
Further, in the exposure in the photolithography method, an exposure area of a unit corresponding to a part of the repeated pattern of the colored layer to be formed is repeatedly exposed to connect the exposure areas of the units, or the exposure areas of the units are continuously formed Therefore, the height of the black matrix and column spacers can be controlled to a desired height, and the exposure of large-size images can be performed with a small-size mask pattern. In particular, it is effective in manufacturing a color filter forming substrate such as a liquid crystal display device.

本発明のカラーフィルタ形成基板は、このような構成にすることにより、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板の提供を可能としている。   With the color filter forming substrate of the present invention, the black matrix and the columnar spacer are overlapped with each colored layer for forming the pixels of the red, green, and blue colored layers, and the desired shape is obtained. It is possible to provide a color filter forming substrate having a thickness of 5 mm.

本発明は、上記のように、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせて形成したカラーフィルタ形成基板で、これらを所望の厚さに制御することができるカラーフィルタ形成基板の作製方法の提供を可能とした。
同時に、ブラックマトリクスや柱状スペーサを、赤、緑、青の着色層の画素を形成するための各着色層を重ね合わせ、且つ、所望の厚さにしたカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。
As described above, the present invention is a color filter forming substrate in which a black matrix or a columnar spacer is formed by overlapping each colored layer for forming pixels of red, green, and blue colored layers. It is possible to provide a method for manufacturing a color filter forming substrate that can be controlled to a thickness.
At the same time, it is possible to provide a color filter forming substrate in which a black matrix and a columnar spacer are overlapped with each colored layer for forming pixels of red, green, and blue colored layers and have a desired thickness.

本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第1の例における特徴的な工程を示した工程断面図で、図2は本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第2の例における特徴的な工程を示した工程断面図で、図3(a)は着色層形成のための繰り返しパターンを有するフォトマスクの概略断面図で、図3(b)は単位の繰り返しパターンを有するマスクの概略断面図で、図3(c)は図3(b)に示すマスクの平面図で、図4は繰り返し露光による重ね描画露光の一部を示した図で、図5は繰り返し露光による重ね描画露光を行うための装置の概略図である。
尚、図3においては遮光膜やハーフトーンの膜を保持するベース基材は省略して示している。
図1〜図5において、10は加工用基材、20は着色層、21は赤色の着色材料、21Rは赤色の着色層、22は緑色の着色材料、22Gは緑色の着色層、23は青色の着色材料、23Bは青色の着色層、25、25a〜25cはブラックマトリクス、26は柱状スペーサ、30、30a、30bはフォトマスク、30A、30Aa、30Abはフォトマスク、30Bはマスク、31は遮光部、32は開口部、33a、33b、33cはハーフトーン層、35は露光光、51〜54は第1の露光による露光領域、61〜64は第2の露光による露光領域、70は重ね露光によるつなぎ部、80は露光部、85は露光ヘッド、90はXYステージである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing characteristic steps in the first example of the method for manufacturing a color filter forming substrate of the present invention, and FIG. 2 is a second example of the method for manufacturing the color filter forming substrate of the present invention. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of a photomask having a repetitive pattern for forming a colored layer, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the mask showing a characteristic process. FIG. 3 (c) is a schematic sectional view, FIG. 3 (c) is a plan view of the mask shown in FIG. 3 (b), FIG. 4 is a diagram showing a part of repeated drawing exposure by repeated exposure, and FIG. It is the schematic of the apparatus for performing exposure.
In FIG. 3, the base substrate holding the light shielding film and the halftone film is omitted.
1 to 5, 10 is a processing substrate, 20 is a colored layer, 21 is a red colored material, 21R is a red colored layer, 22 is a green colored material, 22G is a green colored layer, and 23 is blue Coloring material, 23B is a blue colored layer, 25, 25a to 25c are black matrixes, 26 are columnar spacers, 30, 30a, 30b are photomasks, 30A, 30Aa, 30Ab are photomasks, 30B is a mask, 31 is light-shielding , 32 is an opening, 33a, 33b and 33c are halftone layers, 35 is exposure light, 51 to 54 are exposure areas by the first exposure, 61 to 64 are exposure areas by the second exposure, and 70 is the overlap exposure. , 80 is an exposure unit, 85 is an exposure head, and 90 is an XY stage.

本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第1の例を説明する。
第1の例は、3色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色の着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。
ここでは、各着色層形成の露光は、対応するフォトマスク30、30a、30bを用いて行うが、各フォトマスクは、それぞれ、各着色層の画素形成領域に対応する領域に対応する領域を開口部とし、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域をハーフトーン部として、露光光の透過率を、異なるものとしている。
本例は、各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料21、22、23を用いて行い、各フォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を100%として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、形成する着色層の所望の厚さに対応した、100%未満の所定の透過率にしている。
A first example of a method for manufacturing a color filter forming substrate of the present invention will be described.
The first example is a method for producing a color filter forming substrate having a black matrix having a structure in which three colored layers are laminated, and is a photolithography method using a photosensitive coloring material. When forming pixels of each colored layer of (green) and B (blue), a black matrix is formed by overlapping three colored layers of R (red), G (green), and B (blue). , R (red), G (green), and B (blue), the amount of exposure to the black matrix formation region is different from the amount of exposure to the pixel region of the color layer. , Exposing and developing.
Here, the exposure for forming each colored layer is performed using the corresponding photomasks 30, 30 a, and 30 b, and each photomask opens an area corresponding to the area corresponding to the pixel formation area of each colored layer. And the region corresponding to the black matrix forming region is a halftone portion, and the transmittance of the exposure light is different.
In this example, each colored layer is formed using negative-type coloring materials 21, 22, and 23, and each photomask has an exposure light transmittance of 100% in a region corresponding to the pixel formation region. The transmittance of the exposure light in the region corresponding to the black matrix forming region is set to a predetermined transmittance of less than 100% corresponding to the desired thickness of the colored layer to be formed.

更に、図1に基づいて特徴的な工程を説明する。
先ず、R(赤色)の着色層形成のため、加工用基板10の一面に赤色の着色材料21を塗布して膜形成した後、所定の露光機によりフォトマスク30を介して露光を行う。(図1(a))
露光機としては、通常、プロキシミティ露光機(近接露光機)が用いられ、平行光にて露光する。
フォトマスク21には、遮光部31、開口部32、ハーフトーン部33aが所定の形状で形成されている。
尚、フォトマスク21におけるハーフトーン部33aの作製については、例えば、クロム系の遮光部とその開口部にてパターンを形成している通常のバイナリー型のフォトマスクにおいて、所定の開口部を覆う酸化窒化クロムハーフトーン層を形成し形態ものが挙げられるが、これには限定されない。
着色材料としては、ここでは、各色の着色層形成に、共に、感光性樹脂に顔料や染料他を混ぜ分散させた、顔料分散型の着色材料を用いているが、これに限定はされない。
加工用基板10としては、通常、無アルカリガラスが用いられるが、プラスチック基板、ソーダライムガラス等も用いられている。
ここでは、開口部32を通過した露光光により、赤色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部33aを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。 遮光部に対応する領域は露光されない。
次いで、現像処理を行うことにより、赤色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、赤色の着色材料21がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の赤色の着色材料21は現像により除去される。(図1(b))
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板10の赤色の着色層形成面上に緑色の着色材料22を塗布して膜形成し、更に、上記と同様、露光機によりフォトマスク30aを介して露光を行う。(図1(c))
フォトマスク30aには、同様に、遮光部31、開口部32、ハーフトーン部33aが所定の形状で形成されており、開口部32を通過した露光光により、緑色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部33aを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。
この場合も、遮光部に対応する領域は露光されない
次いで、現像処理を行うことにより、緑色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、緑色の着色材料22がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の緑色の着色材料22は現像により除去される。(図1(d))
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板10の赤色の着色層21R、緑色の着色層22Gが形成された面上に青色の着色材料23を塗布して膜形成し、更に、上記と同様、露光機によりフォトマスク30bを介して露光を行う。(図1(e)) フォトマスク30bには、同様に、遮光部31、開口部32、ハーフトーン部33aが所定の形状で形成されており、開口部32を通過した露光光により、青色の着色層形成領域を露光し、ハーフトーン部33aを通過した露光光により、ブラックマトリクスの形成領域を露光する。
この場合も、遮光部に対応する領域は露光されない。
次いで、現像処理を行うことにより、青色の着色層形成領域は厚く、ブラックマトリクスの形成領域は薄く、青色の着色材料23がパターニングされ、また、遮光領域に対応する露光されない領域の青色の着色材料23は現像により除去される。(図1(f))
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行う。
このようにして、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層が所定の領域に形成され、且つ、ブラックマトリクスの形成領域には3色の着色層が積層形成された状態のブラックマトリクスを得ることができる。
尚、着色層が形成された基板は、例えば、更に、必要に応じて液晶の配向を制御するための配向制御用突起を形成し、更にOC層(保護膜)やITO膜が形成される。
本例の場合は、ハーフトーン部33aの露光光の透過率を制御することにより、薄い所望の厚さを得ることができる。
Further, a characteristic process will be described with reference to FIG.
First, in order to form an R (red) colored layer, a red coloring material 21 is applied to one surface of the processing substrate 10 to form a film, and then exposed through a photomask 30 with a predetermined exposure machine. (Fig. 1 (a))
Generally, a proximity exposure machine (proximity exposure machine) is used as the exposure machine, and exposure is performed with parallel light.
In the photomask 21, a light shielding portion 31, an opening 32, and a halftone portion 33a are formed in a predetermined shape.
The halftone part 33a in the photomask 21 is produced by, for example, an oxidation process that covers a predetermined opening in a normal binary type photomask in which a pattern is formed by a chromium-based light-shielding part and its opening. Examples include, but are not limited to, forming a chromium nitride halftone layer.
Here, as the coloring material, a pigment-dispersed coloring material in which a pigment, a dye, and the like are mixed and dispersed in a photosensitive resin is used for forming a colored layer of each color. However, the present invention is not limited to this.
As the processing substrate 10, alkali-free glass is usually used, but a plastic substrate, soda lime glass, or the like is also used.
Here, the red colored layer formation region is exposed by the exposure light that has passed through the opening 32, and the black matrix formation region is exposed by the exposure light that has passed through the halftone portion 33a. The area corresponding to the light shielding part is not exposed.
Next, by performing development processing, the red colored layer forming region is thick, the black matrix forming region is thin, the red coloring material 21 is patterned, and the red coloring material in the unexposed region corresponding to the light shielding region 21 is removed by development. (Fig. 1 (b))
Next, after performing drying, heat treatment, and the like as necessary, a green coloring material 22 is applied to the red coloring layer forming surface of the processing substrate 10 to form a film. Exposure is performed through the photomask 30a. (Fig. 1 (c))
Similarly, on the photomask 30a, a light shielding portion 31, an opening portion 32, and a halftone portion 33a are formed in a predetermined shape, and the green colored layer forming region is exposed by the exposure light that has passed through the opening portion 32. The black matrix forming region is exposed by the exposure light that has passed through the halftone portion 33a.
Also in this case, the region corresponding to the light shielding portion is not exposed.Next, by performing development processing, the green colored layer forming region is thick, the black matrix forming region is thin, the green coloring material 22 is patterned, The green coloring material 22 in the unexposed area corresponding to the light shielding area is removed by development. (Fig. 1 (d))
Next, after performing drying, heat treatment, etc. as necessary, a film is formed by applying a blue coloring material 23 on the surface of the processing substrate 10 on which the red coloring layer 21R and the green coloring layer 22G are formed. Further, similarly to the above, exposure is performed by the exposure machine through the photomask 30b. (FIG. 1 (e)) Similarly, the photomask 30b is formed with a light shielding portion 31, an opening 32, and a halftone portion 33a in a predetermined shape. The colored layer forming region is exposed, and the black matrix forming region is exposed by the exposure light passing through the halftone portion 33a.
Also in this case, the area corresponding to the light shielding portion is not exposed.
Next, by performing development processing, the blue colored layer forming region is thick, the black matrix forming region is thin, the blue coloring material 23 is patterned, and the blue coloring material in the unexposed region corresponding to the light shielding region 23 is removed by development. (Fig. 1 (f))
Next, drying, heat treatment, etc. are performed as necessary.
In this way, a black matrix in which a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer are formed in a predetermined region, and three color layers are stacked in the black matrix forming region. Can be obtained.
For example, the substrate on which the colored layer is formed further includes alignment control protrusions for controlling the alignment of the liquid crystal as necessary, and further an OC layer (protective film) and an ITO film are formed.
In the case of this example, a thin desired thickness can be obtained by controlling the transmittance of the exposure light of the halftone portion 33a.

本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第2の例を説明する。
第2の例は、3色の着色層を積層した構造のブラックマトリクスと柱状スペーサとを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色の着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものである。
ここでは、各着色層形成の露光は、対応するフォトマスク30A、30Aa、30Abを用いて行うが、各フォトマスクは、それぞれ、各着色層の画素形成領域および柱状スペーサ形成領域に対応する領域に対応する領域を開口部とし、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域をハーフトーン部として、露光光の透過率を、異なるものとしている。
第2の例も、第1の例と同様、各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料21、22、23を用いて行い、各フォトマスクは、各着色層の画素形成領域に対応する領域および柱状スペーサ形成領域の露光光の透過率を100%として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、100%未満の所定の透過率にしている。
A second example of the method for manufacturing the color filter forming substrate of the present invention will be described.
The second example is a method for producing a color filter forming substrate having a black matrix having a structure in which three colored layers are laminated and a columnar spacer, and is a photolithographic method using a photosensitive coloring material. When forming the pixels of the colored layers of red (red), G (green), and B (blue), the three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) are overlapped to form a black matrix. In the formation of colored layers of three colors R (red), G (green), and B (blue), the exposure amount to the black matrix formation region is defined as the exposure amount to the pixel region of the coloring layer. Different exposure amounts are exposed and developed.
Here, the exposure for forming each colored layer is performed using the corresponding photomasks 30A, 30Aa, and 30Ab. However, each photomask is in a region corresponding to the pixel forming region and the columnar spacer forming region of each colored layer, respectively. The corresponding region is an opening, and the region corresponding to the black matrix formation region is a halftone portion, and the transmittance of exposure light is different.
In the second example, as in the first example, each colored layer is formed using negative coloring materials 21, 22, and 23, and each photomask is placed in the pixel formation region of each colored layer. The exposure light transmittance in the corresponding region and the columnar spacer formation region is 100%, and the exposure light transmittance in the region corresponding to the black matrix formation region is set to a predetermined transmittance of less than 100%.

第2の例は、基本的には、第1の例と同様に、赤色の着色材料21、緑色の着色材料22、青色の着色材料23を、順に、それぞれ、上記のフォトマスクを30A、30Aa、30Ab用いて、露光して、現像して、ブラックマトリクス形成領域、柱状スペーサ形成領域に、それぞれ、3色の着色層が積層された構造の、ブラックマトリクス、柱状スペーサを形成する。
感光性の赤色の着色材料を塗布して膜形成し、フォトマスク30Aにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。(図2(a)、図2(b))
同様に、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板10の赤色の着色層21Rが形成された面上に感光性の緑色の着色材料22を塗布して膜形成し、フォトマスク30Aaにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。(図2(c)、図2(d))
更に、同様に、乾燥、熱処理等を必要に応じて行った後、加工用基板10の赤色の着色層21R、緑色の着色層22Gが形成された面上に感光性の青色の着色材料23を塗布して膜形成し、フォトマスク30Abにて露光、現像して、各着色層の画素形成領域、柱状スペーサ形成領域に、厚く、また、ブラックマトリクス形成領域に薄く、赤色の着色材料をパターン形成する。(図2(e)、図2(f))
次いで、乾燥、熱処理等を必要に応じて行う。
このようにして、赤色の着色層、緑色の着色層、青色の着色層が所定の領域に形成され、且つ、ブラックマトリクスの形成領域、柱状スペーサ形成領域には3色の着色層が積層形成された構造のものを得ることができる。
尚、着色層が形成された基板は、例えば、更に、必要に応じて液晶の配向を制御するための配向制御用突起を形成し、更にOC層(保護膜)やITO膜が形成される。
本例の場合は、ハーフトーン部33aの露光光の透過率を制御することにより、従来に(図6参照)比べ、ブラックマトリクスの形成領域、薄い所望の厚さを得ることができ、且つ、厚い、柱状スペーサ26を形成している。
各部材や露光機等については、第1の例と同様のものを用いたので、ここでは、それらの説明を省く。
In the second example, basically, as in the first example, the red coloring material 21, the green coloring material 22, and the blue coloring material 23 are sequentially applied to the photomasks 30A and 30Aa, respectively. , 30Ab, and exposure and development to form a black matrix and columnar spacers having a structure in which colored layers of three colors are laminated in the black matrix formation region and the columnar spacer formation region, respectively.
A photosensitive red coloring material is applied to form a film, exposed and developed with a photomask 30A, and thick in the pixel formation region and columnar spacer formation region of each colored layer, and thin in the black matrix formation region. The red coloring material is patterned. (Fig. 2 (a), Fig. 2 (b))
Similarly, after drying, heat treatment, and the like are performed as necessary, a photosensitive green coloring material 22 is applied to the surface of the processing substrate 10 on which the red coloring layer 21R is formed to form a film. The mask 30Aa is exposed to light and developed to form a pattern of red coloring material that is thick in the pixel formation region and columnar spacer formation region of each colored layer and thin in the black matrix formation region. (FIG. 2 (c), FIG. 2 (d))
Furthermore, similarly, after performing drying, heat treatment, and the like as necessary, the photosensitive blue coloring material 23 is formed on the surface of the processing substrate 10 on which the red coloring layer 21R and the green coloring layer 22G are formed. Coating to form a film, exposure and development with a photomask 30Ab, pattern formation of a red coloring material that is thick in the pixel formation region and columnar spacer formation region of each colored layer and thin in the black matrix formation region To do. (FIG. 2 (e), FIG. 2 (f))
Next, drying, heat treatment, etc. are performed as necessary.
In this way, a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer are formed in a predetermined region, and three colored layers are stacked in the black matrix forming region and the columnar spacer forming region. Can be obtained.
For example, the substrate on which the colored layer is formed further has alignment control protrusions for controlling the alignment of the liquid crystal as necessary, and further an OC layer (protective film) and an ITO film are formed.
In the case of this example, by controlling the transmittance of the exposure light of the halftone portion 33a, it is possible to obtain a black matrix forming region and a desired thin thickness compared to the conventional case (see FIG. 6), and A thick columnar spacer 26 is formed.
About each member, exposure machine, etc., since the same thing as the 1st example was used, those explanations are omitted here.

本発明の露光方法は、第1の例、第2の例におけるフォトマスクによる露光方法に限定はされない。
第2の例においては、着色層の画素領域、柱状スペーサに対応するフォトマスクの領域を、それぞれ、開口して露光光の透過率を100%としているが、柱状スペーサに対応するフォトマスクの領域を開口して露光光の透過率を100%とし、且つ、着色層の画素領域に対応するフォトマスクの領域の露光光の透過率を100%未満の所定の透過率とする形態も挙げられる。
また、単位の露光範囲を形成しているマスクを用いて、単位の露光範囲に対応する単位の露光領域を繰り返しずらして、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて重ねて、露光領域を繋ぐ露光を行い、同様の露光効果を得ても良い。
このような露光は、フォトマスクサイズを大きくしないで済み、各着色層の形成には有効である。
単位の露光範囲に対応する単位の露光領域を繰り返しずらして、露光領域を繋ぐ露光方法の場合は、ステップアンドリピート方式とも呼ばれているが、これについて、更に説明しておく。
通常、形成される着色層に繰り返しがあり、フォトマスク30、30a、30b、30A、30Aa、30Abには、単位の露光範囲が繰り返して形成されている。
例えば、図3(a)に示すフォトマスク30は、10Rのパターンを、所定のピッチで、A1−A2方向に配列させ、所定の形成する着色層の長さを有するものある。
してみると、図3(b)にその断面を示し、図3(c)にその平面を示す、マスク10Raによる露光を、A3−A4方向に繰り返し、繋ぐことにより、10Rのパターン分の露光を行うことができる。
更に、A1−A2方向に配列ピッチをずらして、順次、同様の繰り返し、繋ぐ露光を行うことにより、フォトマスク30による露光代えて、同様の露光を行うことができる。
図4に示すように、マスク30Bにより、第1の露光領域と第2の露光領域とを現像後に離れないように若干重ねて、第1の露光51〜54を行い、第2の露光601〜604を行う露光操作を、A3−A4方向に繰り返し、ずらして行う。
この露光操作を、更に、A1−A2方向に配列ピッチをずらしても行うことにより、フォトマスク30による露光効果に代えることができる。
露光装置としては、例えば、図5に示すような、XYステージ90上に加工用基材10を載せてその上側から、単位の露光領域10Raを等倍で投影露光できる露光ヘッド85にて露光する形態の装置が挙げられる。
この装置は、XYステージ90を連続的あるいは間歇的に移動させながら、単位の露光領域10Raを有するマスクの露光を繰り返し、露光する。
光源としては、感光性の着色材料を感光できる光で、例えば、高圧水銀灯やXeClエキシマレーザ(308nm)等が挙げられる。
前記単位の露光領域を連続的に移動させて重ねて、露光領域を繋ぐ露光方法の場合は、例えば、露光対象となる基材を、X−Yステージ上に載せ、X−Yステージの位置制御をレーザ干渉計を用いて行いながら、併せて光源となるエキシマレーザランプ光源のパルス発振制御しながら、単位の露光領域を相対的に露光対象となる基材から連続的に移動させて、所望の露光領域全体を露光するものである。
The exposure method of the present invention is not limited to the exposure method using the photomask in the first example and the second example.
In the second example, the pixel region of the colored layer and the photomask region corresponding to the columnar spacer are opened to set the exposure light transmittance to 100%, but the photomask region corresponding to the columnar spacer is used. And the exposure light transmittance in the region of the photomask corresponding to the pixel region of the colored layer is set to a predetermined transmittance of less than 100%.
Further, by using the mask forming the exposure range of the unit, the exposure area of the unit corresponding to the exposure range of the unit is repeatedly shifted, or the exposure areas of the unit are continuously moved and overlapped for exposure. You may perform the exposure which connects an area | region and may acquire the same exposure effect.
Such exposure does not require an increase in photomask size, and is effective for forming each colored layer.
In the case of an exposure method in which the exposure areas of the unit corresponding to the exposure range of the unit are repeatedly shifted to connect the exposure areas, which is also called a step-and-repeat method, this will be further described.
Usually, the formed colored layer is repeated, and the photomasks 30, 30a, 30b, 30A, 30Aa, and 30Ab are formed with repeated exposure ranges of units.
For example, the photomask 30 shown in FIG. 3A has a length of a colored layer to be formed by arranging 10R patterns in the A1-A2 direction at a predetermined pitch.
Then, FIG. 3B shows the cross section thereof, and FIG. 3C shows the plane thereof, and the exposure with the mask 10Ra is repeated in the A3-A4 direction, and the exposure is performed for the pattern of 10R. It can be performed.
Further, similar exposure can be performed in place of exposure by the photomask 30 by sequentially repeating similar and sequential exposures by shifting the arrangement pitch in the A1-A2 direction.
As shown in FIG. 4, the first exposure area 51 and the second exposure area are slightly overlapped with each other by a mask 30B so as not to be separated after development, the first exposures 51 to 54 are performed, and the second exposures 601 to 601 are performed. The exposure operation to perform 604 is repeated in the A3-A4 direction and shifted.
By performing this exposure operation even when the arrangement pitch is shifted in the A1-A2 direction, the exposure effect by the photomask 30 can be substituted.
As an exposure apparatus, for example, as shown in FIG. 5, a processing substrate 10 is placed on an XY stage 90, and exposure is performed from above by an exposure head 85 that can project and expose a unit exposure area 10Ra at the same magnification. In the form of a device.
This apparatus repeatedly exposes a mask having an exposure area 10Ra as a unit while moving the XY stage 90 continuously or intermittently.
The light source is light that can sensitize a photosensitive coloring material, and examples thereof include a high-pressure mercury lamp and a XeCl excimer laser (308 nm).
In the case of an exposure method in which the exposure areas of the unit are continuously moved and overlapped to connect the exposure areas, for example, a base material to be exposed is placed on an XY stage, and the position control of the XY stage is performed. While using a laser interferometer, while simultaneously controlling the pulse oscillation of the excimer laser lamp light source as a light source, the unit exposure area is moved continuously from the base material to be exposed, and a desired The entire exposure area is exposed.

本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第1の例における特徴的な工程を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the characteristic process in the 1st example of the manufacturing method of the color filter formation board | substrate of this invention. 本発明のカラーフィルタ形成基板の作製方法の第2の例における特徴的な工程を示した工程断面図である。It is process sectional drawing which showed the characteristic process in the 2nd example of the manufacturing method of the color filter formation board | substrate of this invention. 図3(a)は着色層形成のための繰り返しパターンを有するフォトマスクの概略断面図で、図3(b)は単位の繰り返しパターンを有するマスクの概略断面図で、図3(c)は図3(b)に示すマスクの平面図である。3A is a schematic cross-sectional view of a photomask having a repeating pattern for forming a colored layer, FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of a mask having a repeating pattern of units, and FIG. It is a top view of the mask shown to 3 (b). 繰り返し露光による重ね描画露光の一部を示した図である。It is the figure which showed a part of the superposition drawing exposure by repeated exposure. 繰り返し露光による重ね描画露光を行うための装置の概略図である。It is the schematic of the apparatus for performing the superposition drawing exposure by repeated exposure. 従来の柱状スペーサの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional columnar spacer.

符号の説明Explanation of symbols

10 加工用基材
20 着色層
21 赤色の着色材料
21R 赤色の着色層
22 緑色の着色材料
22G 緑色の着色層
23 青色の着色材料
23B 青色の着色層
25、25a〜25c ブラックマトリクス
26 柱状スペーサ
30、30a、30b フォトマスク
30A、30Aa、30Ab フォトマスク
30B マスク
31 遮光部
32 開口部
33a、33b、33c ハーフトーン層
35 露光光
51〜54 第1の露光による露光領域
61〜64 第2の露光による露光領域
70 重ね露光によるつなぎ部
80 露光部
85 露光ヘッド
90 XYステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing base material 20 Colored layer 21 Red colored material 21R Red colored layer 22 Green colored material 22G Green colored layer 23 Blue colored material 23B Blue colored layer 25, 25a-25c Black matrix 26 Columnar spacer 30, 30a, 30b Photomask 30A, 30Aa, 30Ab Photomask 30B Mask 31 Light shielding part 32 Opening part 33a, 33b, 33c Halftone layer 35 Exposure light 51-54 Exposure area 61-64 by 1st exposure Exposure by 2nd exposure Area 70 Linking portion 80 by overexposure 80 Exposure portion 85 Exposure head 90 XY stage

Claims (6)

ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板を作製する方法であって、感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層を重ねて、ブラックマトリクスを形成するもので、且つ、少なくとも1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、ブラックマトリクスの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。   A method for producing a color filter forming substrate having a black matrix, wherein pixels of each colored layer of R (red), G (green), and B (blue) are formed by a photolithography method using a photosensitive coloring material. In this case, three colored layers of R (red), G (green), and B (blue) are stacked to form a black matrix, and at least one colored layer is formed by the photolithography method. The method for producing a color filter forming substrate according to claim 1, wherein the exposure is performed with the exposure amount to the black matrix forming region being different from the exposure amount to the pixel region of the colored layer. 請求項1記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の画素の形成は、それぞれ、各着色層の画素を形成するための対応するフォトマスクを介して露光するもので、前記フォトマスクのうち1以上のフォトマスクは、それぞれ、着色層の画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率と、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率とが、異なるものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。   2. The method for producing a color filter forming substrate according to claim 1, wherein the formation of pixels of each colored layer in the photolithography method is performed through a corresponding photomask for forming the pixels of each colored layer. In the photomask, at least one of the photomasks includes an exposure light transmittance in a region corresponding to the pixel formation region of the colored layer, and an exposure light transmittance in a region corresponding to the black matrix formation region, respectively. A method for manufacturing a color filter forming substrate, wherein the substrate is different. 請求項2に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における各着色層の形成は、それぞれ、ネガ型の着色材料にて行うもので、前記1以上のフォトマスクは、画素形成領域に対応する領域の露光光の透過率を100%として、ブラックマトリクス形成領域に対応する領域の露光光の透過率を、100%未満の所定の透過率にしていることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。   3. The method for manufacturing a color filter forming substrate according to claim 2, wherein the formation of each colored layer in the photolithography method is performed with a negative coloring material, and the one or more photomasks are pixels. A color characterized in that the exposure light transmittance in the region corresponding to the formation region is 100%, and the exposure light transmittance in the region corresponding to the black matrix formation region is a predetermined transmittance of less than 100%. A method for producing a filter-formed substrate. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記感光性の着色材料を用いたフォトリソ法で、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各着色層の画素を形成する際に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3つの着色層のうち2以上を重ねて、柱状スペーサを形成するもので、少なくとも、1色以上の前記フォトリソ法による着色層の形成において、柱状スペーサの形成領域への露光量を、着色層の画素領域への露光量と異なる露光量として、露光して、現像するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。   4. The method for producing a color filter forming substrate according to claim 1, wherein R (red), G (green), and B (blue) are produced by a photolithography method using the photosensitive coloring material. ) To form a columnar spacer by superimposing two or more of the three colored layers of R (red), G (green), and B (blue). In the formation of the colored layer by the photolithography method of one or more colors, the exposure amount to the columnar spacer formation region is exposed and developed as an exposure amount different from the exposure amount to the pixel region of the coloring layer. A manufacturing method of a color filter forming substrate characterized by the above. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法であって、前記フォトリソ法における露光は、形成する着色層の繰り返しパターンの一部に対応する単位の露光領域を、繰り返して露光し、該単位の露光領域を繋ぎ、あるいは、前記単位の露光領域を連続的に移動させて、所望の露光領域とするものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の作製方法。   The method for producing a color filter forming substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the exposure in the photolithography method includes an exposure area in a unit corresponding to a part of a repetitive pattern of a colored layer to be formed. A method for producing a color filter forming substrate, characterized in that exposure is repeated, the exposure areas of the units are connected, or the exposure areas of the units are continuously moved to form a desired exposure area. ブラックマトリクスを有するカラーフィルタ形成基板であって、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ形成基板の作製方法により作製されたことを特徴とするカラーフィルタ形成基板。   A color filter forming substrate having a black matrix, which is manufactured by the method for manufacturing a color filter forming substrate according to any one of claims 1 to 5.
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