JP2007121805A - Method for manufacturing color-filter substrate - Google Patents

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Naoya Matsuoka
尚弥 松岡
Kohei Matsui
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a color-filter substrate which reduces deflection of a photomask by a simple method and forms a plurality of color filters by performing patterning processes, such as pattern exposure and developing, by using the photomask that is fixed and held in a mask holder. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the color-filter substrate is capable of obtaining a color-filter substrate, having reduced dimensional variation over the entire surface of the processed substrate and superior pattern shape reproducibility, by first fixing and holding the photomask, in a state of vertically placing the photomask, further putting the photomask in a horizontal state and setting the maskholder in an exposure apparatus, and performing pattern exposure of the photoprocess in a black matrix forming process, a color-filter forming process, and a columnar spacer forming process. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法に関し、特に、フォトマスクのたわみを軽減してパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってカラーフィルタ基板を作製するカラーフィルタ基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter substrate for a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for manufacturing a color filter substrate for manufacturing a color filter substrate by performing patterning processing such as pattern exposure and development while reducing the deflection of a photomask. .

近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイパネルの需要の増加はめざましいものがある。
一般に、液晶表示ディスプレイパネルにおいて、現在最も広く使用されている液晶セル駆動方式は、TN(ねじれネマティック)方式とSTN(超ねじれネマティック)方式による縦電界駆動型であり、近年、横電界駆動型(IPS:In Plane Switching)による液晶セル駆動方式の開発も進んでいる。
In recent years, with the increase in large color televisions, notebook computers, and portable electronic devices, there has been a remarkable increase in demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal display panels.
In general, the most widely used liquid crystal cell driving method in the liquid crystal display panel is a vertical electric field driving type using a TN (twisted nematic) method and an STN (super twisted nematic) method. Development of a liquid crystal cell driving method by IPS (In Plane Switching) is also in progress.

カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板として、透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等からなる着色フィルタ、柱状スペーサー等がフォトマスクを用いたパターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て形成される。   As a color filter substrate used in a color liquid crystal display panel, on a transparent substrate, a colored filter composed of a black matrix, a red filter, a green filter, a blue filter, a columnar spacer, etc. is patterned using a photomask, such as pattern exposure and development. It is formed through a photolithography process that performs processing.

以下カラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図6(a)〜(g)は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
まず、透明基板11上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂をスピンナー等にて塗布し、黒色感光性樹脂層21を形成し(図6(a)参照)、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス21aを形成する(図6(b)参照)。
A method for manufacturing the color filter substrate will be described below.
6A to 6G are partial schematic cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a color filter substrate.
First, a black photosensitive resin in which carbon black is dispersed in an acrylic resin is applied on a transparent substrate 11 with a spinner or the like to form a black photosensitive resin layer 21 (see FIG. 6A), pattern exposure, A black matrix 21a is formed by performing a patterning process such as development (see FIG. 6B).

次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21aが形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ31R’を形成する(図6(c)参照)。   Next, a red photosensitive resin solution in which a red pigment is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied to the transparent substrate on which the black matrix 21a is formed using a spinner or the like to form a red photosensitive resin layer. The red filter 31R ′ is formed by performing a series of patterning processes such as pattern exposure and development using the photomask (see FIG. 6C).

次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21a及び赤色フィルタ31R’が形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ32G’を形成する(図6(d)参照)。   Next, a green photosensitive resin solution in which a green pigment is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied on a transparent substrate on which the black matrix 21a and the red filter 31R ′ are formed using a spinner or the like, and the green photosensitive resin layer is applied. And a series of patterning processes such as pattern exposure and development using a predetermined photomask to form a green filter 32G ′ (see FIG. 6D).

次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21a、赤色フィルタ31R’及び緑色フィルタ32G’が形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ33B’を形成し、ブラックマトリクス21aが形成された透明基板11上に赤色フィルタ31R’、緑色フィルタ32G’及び緑色フィルタ33B’からなる着色フィルタ30を形成する(図6(e)参照)。   Next, a blue photosensitive resin solution in which a blue pigment is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied onto a transparent substrate on which the black matrix 21a, the red filter 31R ′, and the green filter 32G ′ are formed using a spinner or the like, A blue photosensitive resin layer is formed, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed using a predetermined photomask to form a blue filter 33B ′, on the transparent substrate 11 on which the black matrix 21a is formed. A colored filter 30 including a red filter 31R ′, a green filter 32G ′, and a green filter 33B ′ is formed (see FIG. 6E).

次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、透明基板11上のブラックマトリクス21a、赤色フィルタ31R’、緑色フィルタ32G’及び青色フィ
ルタ33B’上に透明導電膜を成膜し、透明電極41を形成する(図6(f)参照)
次に、アクリル系のクリアレジストをスピンナー等を用いて塗布して感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、柱状スペーサ51を形成し、透明基板11上にブラックマトリクス21aと、赤色フィルタ31R’、緑色フィルタ32G’及び緑色フィルタ33B’からなる着色フィルタ30と、透明電極41と、柱状スペーサ51とが形成されたカラーフィルタ基板200を得ることができる(図6(g)参照)。
Next, an indium tin oxide-based alloy target is sputtered to form a transparent conductive film on the black matrix 21a, the red filter 31R ′, the green filter 32G ′, and the blue filter 33B ′ on the transparent substrate 11, and the transparent electrode 41 is formed (see FIG. 6F).
Next, an acrylic clear resist is applied using a spinner or the like to form a photosensitive resin layer, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed using a predetermined photomask, so that the columnar spacers 51 are formed. A color filter substrate on which a black matrix 21a, a colored filter 30 including a red filter 31R ′, a green filter 32G ′, and a green filter 33B ′, a transparent electrode 41, and a columnar spacer 51 are formed on the transparent substrate 11. 200 can be obtained (see FIG. 6G).

上記カラーフィルタ基板の製造工程のフォトマスクを用いたパターン露光工程においては、パターン露光時の共通欠陥発生を防止したり、スループットを向上させるために、プロキシミティー(近接)露光装置の採用が進んでいる。
また、最近の液晶パネルの大型化が進んでおり、1m以上にも及ぶ処理基板サイズが展開されており、パターン露光に用いるフォトマスクも益々大型化の傾向にある。
In the pattern exposure process using a photomask in the manufacturing process of the color filter substrate, a proximity (proximity) exposure apparatus has been adopted in order to prevent occurrence of common defects during pattern exposure and improve throughput. Yes.
In addition, the recent increase in size of liquid crystal panels has led to the development of processing substrate sizes as large as 1 m or more, and photomasks used for pattern exposure are also becoming increasingly larger.

プロキシミティー(近接)露光装置は、露光光照射ユニット(特に、図示せず)と、フォトマスク60を保持するマスクホルダー61と、処理基板10を保持するワークステージ61とで構成されており、ワークステージ61が上下動することにより、フォトマスク60と処理基板10の位置決めを行っている。さらに、光学センサー等を用いて、フォトマスク60と処理基板10間のギャップの微調整を行っている。(図4参照)
ここで、処理基板10は平面精度の高いワークステージ61に吸着されているため、処理基板10の平面度は確保されるが、フォトマスク60は、マスクホルダー61の外周部のみで真空チャック62により固定保持されているため、フォトマスク60が大型化してくると、フォトマスク60の自重により中央部でたわみを生じる。
The proximity exposure apparatus includes an exposure light irradiation unit (not shown in particular), a mask holder 61 that holds a photomask 60, and a work stage 61 that holds a processing substrate 10. As the stage 61 moves up and down, the photomask 60 and the processing substrate 10 are positioned. Further, the gap between the photomask 60 and the processing substrate 10 is finely adjusted using an optical sensor or the like. (See Figure 4)
Here, since the processing substrate 10 is attracted to the work stage 61 having high planar accuracy, the flatness of the processing substrate 10 is ensured. However, the photomask 60 is formed by the vacuum chuck 62 only at the outer periphery of the mask holder 61. Since the photomask 60 is fixed and held, when the photomask 60 is increased in size, the photomask 60 is bent by its own weight.

これにより、フォトマスク60と処理基板10との露光ギャップは、外周部で大きく、中央部でたわみにより小さくなるという現象が発生する。
この状態でパターン露光を行うとギャップ量のバラツキに応じたパターン寸法のバラツキが発生し、処理基板10上でのパターン寸法、形状再現性に悪影響を及ぼし、問題となっている。
As a result, a phenomenon occurs in which the exposure gap between the photomask 60 and the processing substrate 10 is large at the outer peripheral portion and becomes small due to the deflection at the central portion.
If pattern exposure is carried out in this state, variations in pattern dimensions corresponding to variations in the gap amount occur, which adversely affects pattern dimensions and shape reproducibility on the processing substrate 10, which is a problem.

上記フォトマスクのたわみを解消する方法として、フォトマスクをマスクステージの下面に真空吸着により固定保持し、ワークステージを上昇させて、フォトマスクに当接させて、フォトマスクとワークステージを全面に渡って密着させ平行出しを行う。このとき、マスクステージによるフォトマスクの真空吸着をいったん解除する。ワークステージからフォトマスクにかかる力によりフォトマスクの歪みやたわみを修正した状態で、フォトマスクの真空吸着を開始し、マスクステージにフォトマスクを固定保持するという方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a method of eliminating the deflection of the photomask, the photomask is fixed and held on the lower surface of the mask stage by vacuum suction, the work stage is lifted and brought into contact with the photomask, and the photomask and the work stage are spread over the entire surface. And make parallel contact. At this time, the vacuum suction of the photomask by the mask stage is once released. There has been proposed a method in which vacuum suction of a photomask is started and the photomask is fixedly held on the mask stage in a state where distortion and deflection of the photomask are corrected by the force applied to the photomask from the work stage (for example, a patent Reference 1).

上記フォトマスクとワークステージを全面に渡って密着させて、フォトマスクの歪みやたわみを修正する方法は、フォトマスクの歪みやたわみを修正するという点では効果が認められるが、フォトマスクのパターン面がワークステージと接触、密着するため、フォトマスクのパターンを傷つけたり、ゴミ等を付着させ、新たにキズ、異物等の欠陥をフォトマスクに発生させる等の問題を有している。
特開2003−167355号公報
The method of correcting the distortion and deflection of the photomask by adhering the photomask and the work stage over the entire surface is effective in correcting the distortion and deflection of the photomask, but the pattern surface of the photomask However, since it comes into contact with and in close contact with the work stage, there are problems such as scratching the pattern of the photomask, attaching dust and the like, and newly generating defects such as scratches and foreign matter on the photomask.
JP 2003-167355 A

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、フォトマスクのたわみを簡易な方法で減少させ、マスクホルダーに固定保持さしたフォトマスクを用いてパターン露光、現像等
のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成するカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and reduces the deflection of a photomask by a simple method, and performs patterning processing such as pattern exposure and development using a photomask fixedly held on a mask holder. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter substrate for forming a plurality of colored filters.

本発明に於いて上記課題を達成するために、本発明では、少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、透明感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と有するカラーフィルタ基板の製造方法において、最初マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットして、パターン露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。   In order to achieve the above object in the present invention, in the present invention, at least a black photosensitive resin layer on a transparent substrate is subjected to patterning processing such as pattern exposure and development using a photomask to form a black matrix. A matrix forming step, a colored filter forming step in which a colored photosensitive resin layer is subjected to patterning processing such as pattern exposure and development using a photomask to form a plurality of colored filters, a transparent electrode forming step, and a transparent photosensitive resin In a manufacturing method of a color filter substrate having a columnar spacer forming step of forming a columnar spacer by performing patterning processing such as pattern exposure and development using a photomask, the photomask is first placed in a state in which the mask holder is placed vertically. Hold the mask holder in a horizontal position and set the mask holder on the exposure tool. Te is obtained by the method for manufacturing a color filter substrate and performing pattern exposure.

本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によると、たわみの少ないフォトマスクが固定保持されたマスクホルダーをプロキシミティー露光装置にセットして、カラーフィルタ基板のフォトプロセスを行うため、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
また、フォトマスクをたわみの少ない状態で簡易にマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、一連の露光プロセスでの処理時間を短縮できる。
According to the method for manufacturing a color filter substrate of the present invention, a mask holder on which a photomask with less deflection is fixed and set is set in a proximity exposure apparatus, and the photoprocessing of the color filter substrate is performed. A color filter substrate with little dimensional variation and excellent pattern shape reproducibility can be obtained.
In addition, since the photomask can be easily fixed and held on the mask holder with little deflection and can be set in the exposure apparatus, the processing time in a series of exposure processes can be shortened.

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図1(a)〜(f)、図2(g)〜(l)及び図3(m)〜(p)は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例を示す模式構成部分断面図を、図5(a)及び(b)は、マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットしている状態を示す説明図をそれぞれ示す。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、フォトマスクをたわみの少ない状態でマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、カラーフィルタ基板のフォトプロセスにおいて、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1 (a) to (f), FIGS. 2 (g) to (l), and FIGS. 3 (m) to (p) are schematic partial cross-sectional views showing an embodiment of the method for producing a color filter substrate of the present invention. FIGS. 5 (a) and 5 (b) show a state in which the photomask is fixed and held in a state where the mask holder is placed vertically, and the mask holder is set in the exposure apparatus in a horizontal state. An explanatory view is shown respectively. In the method for manufacturing a color filter substrate of the present invention, the photomask can be fixedly held on the mask holder with a small amount of deflection, and can be set on the exposure apparatus. A small color filter substrate with excellent pattern shape reproducibility can be obtained.

以下本発明のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
まず、透明基板11上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布、乾燥して、黒色感光性樹脂層21を形成する(図1(a)参照)。
ここで、透明基板11としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
The method for producing the color filter substrate of the present invention will be described below.
First, a black photosensitive resin solution in which carbon black is dispersed in an acrylic resin is applied on a transparent substrate 11 by using a spinner or the like, and dried to form a black photosensitive resin layer 21 (see FIG. 1A).
Here, as the transparent substrate 11, a glass substrate such as low expansion glass, non-alkali glass, or quartz glass, a plastic film, or the like can be used.

次に、透明基板12上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成されたブラックマトリクス形成用のフォトマスク60bを作製し、図5(a)及び(b)に示すように、まずマスクホルダー61を縦置きにした状態でフォトマスク60bの周辺部を真空チャック62で固定保持し(図5(a)参照)、さらに水平の状態にしてフォトマスク60bが固定保持されたマスクホルダー61をプロキシミティー露光装置(特に、図示せず)にセットする(図5(b)参照)。   Next, a photomask 60b for forming a black matrix in which a light shielding region and a transmission region are formed at predetermined positions on the transparent substrate 12 is manufactured. As shown in FIGS. 5A and 5B, first, as shown in FIGS. The peripheral portion of the photomask 60b is fixed and held by the vacuum chuck 62 with the 61 placed vertically (see FIG. 5A), and the mask holder 61 holding the photomask 60b fixed and held in a horizontal state is proxied. Set in a Mitty exposure apparatus (not shown) (see FIG. 5B).

次に、黒色感光性樹脂層21をパターン露光し(図1(b)参照)、現像等のパターニング処理を行って、透明基板11の所定位置にブラックマトリクス21aを形成する(図
1(c)参照)。
ここで、露光マスク60Hbと黒色感光性樹脂層21が形成された透明基板11との間には50〜300μmの露光ギャップが設定される。
Next, pattern exposure such as development is performed on the black photosensitive resin layer 21 (see FIG. 1B), and a black matrix 21a is formed at a predetermined position on the transparent substrate 11 (FIG. 1C). reference).
Here, an exposure gap of 50 to 300 μm is set between the exposure mask 60Hb and the transparent substrate 11 on which the black photosensitive resin layer 21 is formed.

次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料(例えば、ジアントラキノン系顔料)を分散した赤色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21aが形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、赤色感光性樹脂層31Rを形成する(図1(d)参照)。   Next, a red photosensitive resin solution in which a red pigment (for example, a dianthraquinone pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied onto a transparent substrate on which the black matrix 21a is formed using a spinner or the like. A conductive resin layer 31R is formed (see FIG. 1D).

次に、透明基板12上の所定位置に透過領域と遮光領域とが形成された赤色フィルタ形成用のフォトマスク60Rを作製し、図5(a)及び(b)に示すように、まずマスクホルダー61を縦置きにした状態でフォトマスク60Rの周辺部を真空チャック62で固定保持し(図5(a)参照)、さらに水平の状態にしてフォトマスク60Rが固定保持されたマスクホルダー61をプロキシミティー露光装置(特に、図示せず)にセットする(図5(b)参照)。   Next, a photomask 60R for forming a red filter in which a transmissive region and a light-shielding region are formed at predetermined positions on the transparent substrate 12 is manufactured. As shown in FIGS. 5A and 5B, first, as shown in FIGS. The peripheral portion of the photomask 60R is fixed and held by the vacuum chuck 62 with the 61 placed vertically (see FIG. 5A), and the mask holder 61 holding the photomask 60R fixed and held in the horizontal state is proxied. Set in a Mitty exposure apparatus (not shown) (see FIG. 5B).

次に、透明基板11上の赤色感光性樹脂層31Rを所定の露光量でパターン露光する(図1(e)参照)。
ここで、露光マスク60HRと赤色感光性樹脂層31Rが形成された透明基板11との間には50〜300μmの露光ギャップが設定される。
Next, the red photosensitive resin layer 31R on the transparent substrate 11 is pattern-exposed with a predetermined exposure amount (see FIG. 1 (e)).
Here, an exposure gap of 50 to 300 μm is set between the exposure mask 60HR and the transparent substrate 11 on which the red photosensitive resin layer 31R is formed.

次に、パターン潜像が形成された緑色感光性樹脂層32Rを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板11上に赤色フィルタ31R’を形成する(図1(f)参照)。   Next, the green photosensitive resin layer 32R on which the pattern latent image is formed is developed with a dedicated developer, thereby forming a red filter 31R 'on the transparent substrate 11 (see FIG. 1 (f)).

次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料(例えば、フタロシアニングリーン系顔料)を分散した緑色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21a及び赤色フィルタ31R’が形成された透明基板11上にスピンナー等を用いて塗布し、緑色感光性樹脂層32Gを形成する(図2(g)参照)。   Next, a green photosensitive resin solution in which a green pigment (for example, phthalocyanine green pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used on a transparent substrate 11 on which a black matrix 21a and a red filter 31R ′ are formed using a spinner or the like. To form a green photosensitive resin layer 32G (see FIG. 2G).

次に、透明基板12上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された緑色フィルタ形成用のフォトマスク60Gを作製し、図5(a)及び(b)に示すように、まずマスクホルダー61を縦置きにした状態でフォトマスク60Gの周辺部を真空チャック62で固定保持し(図5(a)参照)、さらに水平の状態にしてフォトマスク60Gが固定保持されたマスクホルダー61をプロキシミティー露光装置(特に、図示せず)にセットする(図5(b)参照)。   Next, a green filter forming photomask 60G in which a light shielding region and a transmission region are formed at predetermined positions on the transparent substrate 12 is manufactured. As shown in FIGS. 5A and 5B, first, as shown in FIGS. The peripheral portion of the photomask 60G is fixed and held by the vacuum chuck 62 with the 61 placed vertically (see FIG. 5A), and the mask holder 61 holding the photomask 60G fixed and held in a horizontal state is proxied. Set in a Mitty exposure apparatus (not shown) (see FIG. 5B).

次に、透明基板11上の緑色感光性樹脂層32Gを所定の露光量でパターン露光する(図2(h)参照)。
ここで、露光マスク60Gと緑色感光性樹脂層31Gが形成された透明基板11との間には50〜300μmの露光ギャップが設定される。
Next, the green photosensitive resin layer 32G on the transparent substrate 11 is pattern-exposed with a predetermined exposure amount (see FIG. 2 (h)).
Here, an exposure gap of 50 to 300 μm is set between the exposure mask 60G and the transparent substrate 11 on which the green photosensitive resin layer 31G is formed.

次に、パターン潜像が形成された緑色感光性樹脂層32Gを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板11上に緑色フィルタ32G’を形成する(図2(i)参照)。   Next, a green filter 32G 'is formed on the transparent substrate 11 by developing the green photosensitive resin layer 32G on which the pattern latent image is formed with a dedicated developer (see FIG. 2 (i)).

次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料(例えば、フタロシアニンブルー系顔料)を分散した青色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス21a、赤色フィルタ31R’ 及び緑色フィルタ32G’が形成された透明基板11上にスピンナー等を用いて塗布し、青色感光性樹脂層33Bを形成する(図2(j)参照)。   Next, a blue photosensitive resin solution in which a blue pigment (for example, phthalocyanine blue pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied to the transparent substrate 11 on which the black matrix 21a, the red filter 31R ′, and the green filter 32G ′ are formed. Is applied using a spinner or the like to form a blue photosensitive resin layer 33B (see FIG. 2 (j)).

次に、透明基板12上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された青色フィルタ形成用のフォトマスク60Bを作製し、図5(a)及び(b)に示すように、まずマスクホ
ルダー61を縦置きにした状態でフォトマスク60Bの周辺部を真空チャック62で固定保持し(図5(a)参照)、さらに水平の状態にしてフォトマスク60Bが固定保持されたマスクホルダー61をプロキシミティー露光装置(特に、図示せず)にセットする(図5(b)参照)。
Next, a photomask 60B for forming a blue filter in which a light shielding region and a transmission region are formed at predetermined positions on the transparent substrate 12 is manufactured. As shown in FIGS. 5A and 5B, first, as shown in FIGS. The peripheral portion of the photomask 60B is fixed and held by the vacuum chuck 62 with the 61 placed vertically (see FIG. 5A), and the mask holder 61 holding the photomask 60B fixed and held in a horizontal state is proxied. Set in a Mitty exposure apparatus (not shown) (see FIG. 5B).

次に、透明基板11上の青色感光性樹脂層33Bを所定の露光量でパターン露光する(図2(k)参照)。
ここで、露光マスク60Bと緑色感光性樹脂層33Bが形成された透明基板11との間には50〜300μmの露光ギャップが設定される。
Next, the blue photosensitive resin layer 33B on the transparent substrate 11 is subjected to pattern exposure with a predetermined exposure amount (see FIG. 2 (k)).
Here, an exposure gap of 50 to 300 μm is set between the exposure mask 60B and the transparent substrate 11 on which the green photosensitive resin layer 33B is formed.

次に、パターン潜像が形成された青色感光性樹脂層33Bを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板11上に青色フィルタ33B’を形成し、透明基板11上にブラックマトリクス21aと、赤色カラーフィルタ31R’、緑色カラーフィルタ32G’及び緑色カラーフィルタ33B’からなる着色フィルタ30とを形成する(図2(l)参照)。   Next, a blue filter 33B ′ is formed on the transparent substrate 11 by developing the blue photosensitive resin layer 33B on which the pattern latent image is formed with a dedicated developer, and the black matrix 21a and the black matrix 21a are formed on the transparent substrate 11. The color filter 30 including the red color filter 31R ′, the green color filter 32G ′, and the green color filter 33B ′ is formed (see FIG. 2 (l)).

次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、赤色カラーフィルタ31R’、緑色カラーフィルタ32G’及び緑色カラーフィルタ33B’からなる着色フィルタ30上に酸化インジウム錫からなる所定厚の透明導電膜を成膜して透明電極41を形成する(図3(m)参照)。   Next, a transparent conductive film having a predetermined thickness made of indium tin oxide is formed on the colored filter 30 made of the red color filter 31R ′, the green color filter 32G ′, and the green color filter 33B ′ by sputtering an indium tin oxide alloy target. To form a transparent electrode 41 (see FIG. 3M).

次に、アクリル系のクリアレジストをブラックマトリクス21a、赤色フィルタ31R’、緑色フィルタ32G’、緑色カラーフィルタ33B’ 及び透明電極41が形成された透明基板11上にスピンナー等を用いて塗布し、透明感光性樹脂層51を形成する(図3(n)参照)。   Next, an acrylic clear resist is applied onto the transparent substrate 11 on which the black matrix 21a, the red filter 31R ′, the green filter 32G ′, the green color filter 33B ′, and the transparent electrode 41 are formed using a spinner or the like, and transparent A photosensitive resin layer 51 is formed (see FIG. 3 (n)).

次に、透明基板12上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された柱状スペーサ形成用のフォトマスク60Sを作製し、図5(a)及び(b)に示すように、まずマスクホルダー61を縦置きにした状態でフォトマスク60Sの周辺部を真空チャック62で固定保持し(図5(a)参照)、さらに水平の状態にしてフォトマスク60Sが固定保持されたマスクホルダー61をプロキシミティー露光装置(特に、図示せず)にセットする(図5(b)参照)。   Next, a columnar spacer forming photomask 60S in which a light shielding region and a transmission region are formed at predetermined positions on the transparent substrate 12 is manufactured. As shown in FIGS. 5A and 5B, first, as shown in FIGS. The peripheral portion of the photomask 60S is fixed and held by the vacuum chuck 62 with the 61 placed vertically (see FIG. 5A), and the mask holder 61 holding the photomask 60S fixed and held in a horizontal state is proxyed. Set in a Mitty exposure apparatus (not shown) (see FIG. 5B).

次に、透明基板11上の透明感光性樹脂層51を所定の露光量でパターン露光する(図3(o)参照)。
ここで、露光マスク60Sと透明感光性樹脂層51が形成された透明基板11との間には50〜300μmの露光ギャップが設定される。
Next, the transparent photosensitive resin layer 51 on the transparent substrate 11 is subjected to pattern exposure with a predetermined exposure amount (see FIG. 3 (o)).
Here, an exposure gap of 50 to 300 μm is set between the exposure mask 60S and the transparent substrate 11 on which the transparent photosensitive resin layer 51 is formed.

次に、パターン潜像が形成された透明感光性樹脂層51を専用の現像液で現像処理することにより、透明基板11上の所定位置に柱状スペーサ51Sを形成し、透明基板11上にブラックマトリクス21aと、赤色カラーフィルタ31R’、緑色カラーフィルタ32G’及び緑色カラーフィルタ33B’からなる着色フィルタ30と、透明電極41と、柱状スペーサ51Sとを形成したカラーフィルタ基板100を得る(図3(p)参照)。   Next, the transparent photosensitive resin layer 51 on which the pattern latent image is formed is developed with a dedicated developer to form columnar spacers 51S at predetermined positions on the transparent substrate 11, and a black matrix is formed on the transparent substrate 11. 21a, a color filter substrate 100 formed with a color filter 30 including a red color filter 31R ′, a green color filter 32G ′, and a green color filter 33B ′, a transparent electrode 41, and a columnar spacer 51S is obtained (FIG. 3 (p )reference).

上記500×500mm、5mm厚の石英ガラスからなるフォトマスクを通常の方法でマスクホルダー61に固定保持した場合フォトマスクの中央部で30μmほどたわむことが知られているが、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法で用いたフォトマスク60b、60R、60G、60B、60Sの中央部でのたわみは10μmと軽減されていた。   It is known that when the photomask made of quartz glass of 500 × 500 mm and 5 mm thickness is fixed and held on the mask holder 61 by a normal method, it is bent about 30 μm at the center of the photomask. The deflection at the center of the photomasks 60b, 60R, 60G, 60B, and 60S used in this manufacturing method was reduced to 10 μm.

上記したように、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によれば、フォトマスクをた
わみの少ない状態でマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、カラーフィルタ基板のフォトプロセスにおいて、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
また、フォトマスクをたわみの少ない状態で簡易にマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、一連の露光プロセスでの処理時間を短縮できる。
As described above, according to the method for manufacturing a color filter substrate of the present invention, the photomask can be fixedly held on the mask holder with little deflection and can be set in the exposure apparatus. It is possible to obtain a color filter substrate with little dimensional variation over the entire surface and excellent in pattern shape reproducibility.
In addition, since the photomask can be easily fixed and held on the mask holder with little deflection and can be set in the exposure apparatus, the processing time in a series of exposure processes can be shortened.

(a)〜(f)は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。(A)-(f) is typical structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the color filter substrate of this invention. (g)〜(l)は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。(G)-(l) is typical structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the color filter substrate of this invention. (m)〜(p)は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。(M)-(p) is typical structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the color filter substrate of this invention. フォトマスク60のたわみによる処理基板10との位置によるギャップの変動状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fluctuation | variation state of the gap by the position with the process board | substrate 10 by the bending of the photomask 60. FIG. (a)は、マスクホルダー61を縦置きにした状態でフォトマスクの周辺部を真空チャック62で固定保持している状態を示す説明図である。(b)は、フォトマスクが固定保持されたマスクホルダー61を水平の状態にしている状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which has fixed and hold | maintained the peripheral part of the photomask with the vacuum chuck 62 in the state which set the mask holder 61 vertically. (B) is explanatory drawing which shows the state which has made the mask holder 61 in which the photomask was fixedly held horizontal. (a)〜(g)は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す模式構成断面図である。(A)-(g) is typical structure sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of a color filter substrate.

符号の説明Explanation of symbols

10……処理基板
11、12……透明基板
21……黒色感光性樹脂層
21a……ブラックマトリクス
30……着色フィルタ
31R……赤色感光性樹脂層
31R’……赤色フィルタ
32G……緑色感光性樹脂層
32G’……緑色フィルタ
33B……青色感光性樹脂層
33B’……青色フィルタ
41……透明電極
51……柱状スペーサ
60、60b、60R、60G、60B、60S……フォトマスク
61……マスクホルダー
62……真空チャック
71……ワークステージ
100、200……カラーフィルタ基板
10 …… Processed substrate 11, 12 ... Transparent substrate 21 …… Black photosensitive resin layer 21a …… Black matrix 30 …… Colored filter 31R …… Red photosensitive resin layer 31R ′ …… Red filter 32G …… Green photosensitive Resin layer 32G '... Green filter 33B ... Blue photosensitive resin layer 33B' ... Blue filter 41 ... Transparent electrode 51 ... Columnar spacers 60, 60b, 60R, 60G, 60B, 60S ... Photomask 61 ... Mask holder 62 ... Vacuum chuck 71 ... Work stage 100, 200 ... Color filter substrate

Claims (1)

少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、透明感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と有するカラーフィルタ基板の製造方法において、最初マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットして、パターン露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。   At least a black photosensitive resin layer on a transparent substrate is subjected to patterning processing such as pattern exposure and development using a photomask to form a black matrix, and a colored photosensitive resin layer is patterned using a photomask. A patterning process such as patterning such as exposure and development, a colored filter forming process for forming a plurality of colored filters, a transparent electrode forming process, and a patterning process such as pattern exposure and development using a photomask for the transparent photosensitive resin layer In the manufacturing method of the color filter substrate having the columnar spacer forming step of forming the columnar spacer, the photomask is first fixedly held in a state where the mask holder is first placed vertically, and further, the mask holder is placed in an exposure apparatus in a horizontal state. Color fill characterized by setting and pattern exposure Method of manufacturing a substrate.
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