JP2007155893A - 遮光マスクの製造方法及び遮光マスク - Google Patents

Abstract

【課題】遮光機能を十分発揮させることができるとともに、その取り付けも容易に行うことのできる遮光マスク及びその製造方法を提供する。
【解決手段】遮光マスク４１は、遮光部５１が形成されたマスク基板４２と保持基板４３とが紫外線硬化性樹脂よりなるシール材５２により貼り合わせられて一体化マスクとして形成される。シール材５２による貼り合わせ後（シール材５２の硬化後）の両基板４２，４３には、さらに、耐熱性を有する接着テープ５３が貼り付けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、遮光マスクの製造方法及び遮光マスクに係り、詳しくは、液晶等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）に用いる２枚の基板の貼り合わせ時に使用する遮光マスク及びその製造方法に関する。

従来、フラットパネルディスプレイの一つとして、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が知られている。液晶ディスプレイパネル（液晶パネル）は、一般に、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ（赤、緑、青）や遮光膜などが形成されたカラーフィルタ基板とが極めて狭い間隔（数μｍ程度）で対向して設けられ、それらの２枚の基板間に液晶が封入されて製造される。遮光膜は、コントラストを稼ぐため、及びＴＦＴを遮光して光リーク電流の発生を防止するために用いられる。アレイ基板とカラーフィルタ基板とは、例えば紫外線硬化性樹脂よりなるシール材で貼り合わせられている。

ところで、シール材に紫外線を照射して２枚の基板の貼り合わせを行う際には、紫外線が液晶に照射されると特性劣化を起こすので、シール材以外に紫外線が照射されないように遮光マスクが用いられる。このような遮光マスクに関連する先行技術は例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されている遮光マスクの構成では、パターン形成された遮光マスクを透明部材（一般には透明ガラス基板）よりなるマスク保持手段の下面に真空吸着により保持し、ワークステージに載置された２枚の基板に対し遮光マスクを介して紫外線を照射することにより２枚の基板の貼り合わせを行うものとなっている。
特開２００５−１８１５４０号公報（第１図）

しかし、近年はパネルサイズが大型化しており、従って、遮光マスクもパネルサイズに応じて大型化しているため、上記のような特許文献１に開示された方法では、遮光マスクをマスク保持手段に取り付ける際（真空吸着時）に、遮光マスクが傷ついたり破損したりすることがあった。又、遮光マスクの自重による撓みで真空吸着の際に位置ずれが生じたり、真空リークが生じて吸着状態が不安定となったりすることがあった。

この解決策として、遮光マスクをマスク保持手段の上面に保持させる方法が考えられる。しかし、この方法では遮光マスクと基板との距離が遠くなるだけでなく、透明ガラス（マスク保持手段）内で紫外線光が拡散することにより、液晶部分への紫外線の回り込みが生じて、遮光機能が低下するといった問題があった。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、遮光機能を十分発揮させることができるとともに、取り付けも容易に行うことのできる遮光マスク及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１又は７に記載の発明では、遮光部が形成されたマスク基板に、シール材を塗布する工程と、前記シール材を塗布したマスク基板を、透明ガラス基板よりなる保持基板に貼り合わせる工程と、を備えることを要旨とする。

この構成によれば、マスク基板を保持基板に貼り付けて一体化マスクとして遮光マスクを形成することで、パネル製造時に、マスク基板を保持基板に吸着保持させる作業は不要となる。これにより、マスク基板を傷つけたり破損させたりすることや、真空吸着の際に位置ずれが生じたり、真空リークが生じて吸着状態が不安定となったりすることを好適に回避することができる。即ち本構成では、遮光マスクの取り付けを保持基板の取り付けによって行うことができるため、遮光マスクの取り付けを極めて容易化することができる。従って、遮光マスクの取り付けの不便さから遮光機能を低下させてしまうといった問題も好適に回避することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１記載の遮光マスクの製造方法において、前記シール材は、前記マスク基板に対し前記遮光部が形成されている面と反対側の面において前記遮光部の形成位置に対応した位置に枠状に塗布されるとともに、その枠の一部に切れ目を有するように塗布されることを要旨とする。

この構成によれば、シール材がその一部に切れ目を有するように枠状に塗布されることで、マスク基板と保持基板との貼り合わせの際にそれらの両基板間に蓄積される熱をシール材の切れ目から逃がして両基板の接着性を高めることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２記載の遮光マスクの製造方法において、前記シール材は紫外線硬化性樹脂よりなり、前記貼り合わせ後の前記マスク基板及び前記保持基板に紫外線を照射して前記シール材を硬化させる工程をさらに備えることを要旨とする。

この構成によれば、耐熱性に優れる紫外線硬化性樹脂をシール材に用いることにより、マスク基板と保持基板の接着性を高め、熱によるマスク基板の剥がれを抑制することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３記載の遮光マスクの製造方法において、前記シール材を硬化させた後の前記マスク基板及び前記保持基板に耐熱性を有する接着テープを貼り付ける工程をさらに備えることを要旨とする。

この構成によれば、シール材によるマスク基板と保持基板との貼り合わせ後に、両基板にさらに接着テープを貼り付けることで、マスク基板をより確実に保持基板に固定させることができる。

請求項５に記載の発明では、請求項３又は４記載の遮光マスクの製造方法において、前記シール材を硬化させた後、前記保持基板に対し前記マスク基板が貼り合わせられている面と反対側の面に紫外線反射用の反射板を貼り付ける工程をさらに備えることを要旨とする。

この構成によれば、紫外線を照射してパネルの貼り合わせを行う際に、紫外線光が保持基板内で拡散することによる、同パネル（液晶等）への紫外線の回り込みを効果的に抑制することができる。又、保持基板に吸収される紫外線により熱が発生することを防止できるため、マスク基板の剥がれを好適に回避することができる。

請求項６に記載の発明では、請求項３乃至５のいずれか一項記載の遮光マスクの製造方法において、前記遮光マスクは、２枚の基板を貼り合わせてパネルを製造するパネル製造装置の、光照射装置に着脱可能に取り付けられ、前記光照射装置には、前記紫外線を発光する発光部と、前記保持基板の外周縁を固定する固定部とが備えられており、前記シール材を硬化させる工程では、前記マスク基板を前記保持基板の下に保持させた状態で該保持基板を前記固定部に固定し、前記保持基板越しに前記紫外線を前記シール材に照射して該シール材を硬化させることを要旨とする。

この構成によれば、パネル製造装置で用いる光照射装置に保持基板を固定する固定部を備えたことで、パネル製造装置の光照射装置を用いて遮光マスクの作成を行うことができる。固定部は、保持基板の外周縁を固定する構成であるため、保持基板（即ち遮光マスク）を傷つけたり破損させたりすることなくその取り付けを容易に行うことができる。又、本構成では、固定部に保持基板を固定し発光部からの紫外線照射によりシール材を硬化させた後（即ち、一体化マスクを形成した後）は、そのままパネル貼合せ処理に移行することができる。

上記発明によれば、遮光機能を十分発揮させることができ、又、取り付けも容易に行うことのできる遮光マスク及びその製造方法を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図５に従って説明する。
図１は、２枚の基板を貼り合わせてフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等のパネルを製造するパネル製造装置の全体の概略構成を示すブロック図である。尚、本実施の形態においては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のパネル、特には、アクティブマトリクス型の液晶パネルを製造するパネル製造装置を例に挙げて説明する。

このパネル製造装置には、液晶パネルを構成する２種類の基板Ｗ１，Ｗ２が供給される。第１の基板Ｗ１は、ＴＦＴ等が形成されたアレイ基板（ＴＦＴ基板ともいう）であり、第２の基板Ｗ２は、カラーフィルタや遮光膜（ブラックマトリクス）等が形成されたカラーフィルタ基板である。第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２は、それぞれの工程によって作成され、パネル製造装置に供給される。

第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２は、先ずシール描画装置１１に供給される。このシール描画装置１１は、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２のうち何れか一方の基板、本実施の形態では第１の基板Ｗ１の上面に、紫外線硬化性樹脂よりなるシール材を枠状に塗布する。シール材が塗布された第１の基板Ｗ１及び第２の基板Ｗ２は、搬送装置２１ａにより次いで液晶滴下装置１２に搬送される。

液晶滴下装置１２は、上記シール材が塗布された第１の基板Ｗ１の上面の予め設定された複数の所定位置に液晶を滴下する。液晶が滴下された第１の基板Ｗ１及び第２の基板Ｗ２は、搬送装置２１ｂにより次いで貼合せ装置１３のプレス装置１４に搬送される。

プレス装置１４は、処理室としてのチャンバを備える。チャンバ内には、真空吸着又は静電吸着により第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ保持する保持板が設けられており、プレス装置１４は、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２を上保持板と下保持板とにそれぞれ吸着保持した後、チャンバ内を真空排気する。次に、プレス装置１４は、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２に設けられたアライメントマークを用いて光学的に両基板Ｗ１，Ｗ２の位置合わせを行う。そして、プレス装置１４は、両基板Ｗ１，Ｗ２に所定の圧力を加えてそれら両基板Ｗ１，Ｗ２を所定の基板間隔となるまでプレスした後、チャンバ内を開放（大気導入）する。これにより、両基板Ｗ１，Ｗ２は、大気圧と両基板Ｗ１，Ｗ２間の圧力との圧力差によって、さらに所定のセル厚までプレスされる。このようにプレス装置１４によりプレスされた第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２は搬送装置２１ｃにより取り出され、次いで光照射装置としての硬化装置１５に搬送される。

硬化装置１５は、紫外線（ＵＶ）を発光する発光部３３（図２参照）を備えたＵＶ照射装置であって、該発光部３３からの紫外線を後述する遮光マスク４１（図２参照）を介して上記プレス後の２枚の基板Ｗ１，Ｗ２に照射する。この２枚の基板Ｗ１，Ｗ２に照射された紫外線は第２の基板Ｗ２越しにシール材に照射される一方、シール材の形成位置以外の部分への照射は遮光マスク４１によって遮光される。これにより、液晶等への紫外線の照射を防ぎながら、シール材のみを硬化させる。こうしてシール材が硬化された第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２（液晶パネル）は、搬送装置２１ｄにより、次いで検査装置１６に搬送される。

検査装置１６は、パネル貼り合わせ後の２枚の基板Ｗ１，Ｗ２間の位置ずれを測定して、その測定値を制御装置１７に出力する。制御装置１７は、この検査装置１６の測定値に基づいて、上記プレス装置１４における位置合わせに補正を加える等の制御を行う。例えば制御装置１７は、パネル貼り合わせ後の両基板Ｗ１，Ｗ２に生じている位置ずれ量を、そのずれ方向と反対方向に予めずらしておく等の補正を実施する。これにより、次に製造される液晶パネルの位置ずれを防止する。

図２は、硬化装置１５の概略構成を示す図である。
硬化装置１５は、ワークとしての液晶パネル（第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２）を載置するワークステージ３１と、遮光マスク４１を保持する固定部としての固定枠３２と、紫外線を発光する発光部３３とを備えている。

ワークステージ３１には、前述のプレス装置１４により所定のセル厚までプレスされた第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２が、例えば第１の基板Ｗ１を下、第２の基板Ｗ２を上にして載置される。

固定枠３２は、後述するマスク基板４２と保持基板４３とにより一体化形成されてなる遮光マスク４１を固定するものであり、本実施の形態では、例えば図２，図３に示すように、保持基板４３の外周縁下面を支持する支持枠３２ａと、該支持枠３２ａに対し図示しないネジにより固定される上枠３２ｂとから構成されている。即ち、保持基板４３が支持枠３２ａに支持された状態で上枠３２ｂが支持枠３２ａに対しネジで固定され、このネジの締め付けにより上枠３２ｂと支持枠３２ａとの間に保持基板４３が挟み込まれることによって、保持基板４３（つまり、遮光マスク４１）が固定されるようになっている。尚、保持基板４３は、その下面にマスク基板４２を保持した状態で固定枠３２に固定される。

この固定枠３２は、硬化装置１５内において図示しない駆動機構により昇降可能に支持されている。そして、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２が硬化装置１５内に搬送され、それら両基板Ｗ１，Ｗ２がワークステージ３１上に載置されると、固定枠３２に固定されている遮光マスク４１が第２の基板Ｗ２の上面に近接、もしくは密着する位置まで下降されるようになっている。

上記のような構成により、硬化装置１５は、発光部３３からの紫外線を、固定枠３２に固定されている遮光マスク４１を介して、第２の基板Ｗ２越しに第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２間のシール材に照射し、該シール材を硬化させる。これにより、紫外線の液晶等への照射を遮光マスク４１により防止しつつ、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２の貼り合わせを行う。

次に、本実施の形態の遮光マスク４１について説明する。
図５に示すように、本実施の形態の遮光マスク４１は、クロム等よりなる遮光部５１（図５中、斜線にて示す領域）が形成されたマスク基板４２と、該マスク基板４２を保持する保持基板４３とが紫外線硬化性樹脂よりなるシール材５２により貼り合わせられて形成されている。即ち、遮光マスク４１は、マスク基板４２と保持基板４３とからなる一体化マスクとして形成されている。

又、本実施の形態ではこうしたシール材５２に加えて、該シール材５２による貼り合わせ後のマスク基板４２と保持基板４３とに、耐熱性を有する接着テープ５３がマスク基板４２の少なくとも一辺に沿って貼り付けられている。このように、シール材５２に加えて接着テープ５３を使用することで、マスク基板４２をより確実に保持基板４３に固定させることができる。尚、図５は、接着テープ５３をマスク基板４２の２辺に沿って貼り付けた例を示している。

マスク基板４２は、本実施の形態では、液晶パネルの一方の基板であるカラーフィルタ基板を用いて構成されており、このカラーフィルタ基板に形成される遮光膜やカラーフィルタ等の位置（つまりは液晶パネルでのマスク位置）に対応した位置に遮光部５１が形成されている。勿論、カラーフィルタ基板を用いることに必ずしも限定されない。

保持基板４３は、石英ガラスを用いて構成されている。この保持基板４３はマスク基板４２よりも面積が大きく、且つ厚みの大きな透明ガラス基板である。勿論、石英ガラスを使用することに必ずしも限定されないが、光吸収による発熱を抑え、シール材５２によるマスク基板４２と保持基板４３との接着性を高めるには、できる限り透過率の高い材質がよい。因みに、本実施の形態では透過率約８５％を有する石英ガラスが使用されている。

このように、マスク基板４２をそれよりも厚みの大きな保持基板４３に貼り合わせて、一体化マスクとして遮光マスク４１を形成することで、遮光マスク４１の剛性を高めることができる。これにより、遮光マスク４１を固定枠３２に固定させる際、該遮光マスク４１が撓むことが抑制される。

次に、本実施の形態の遮光マスク４１の製造方法について説明する。
図４は、遮光マスク４１の製造方法を示す工程説明図である。
図４（ａ）に示す第１の工程では、マスク基板４２に対し遮光部５１が形成されている面と反対側の面において、該遮光部５１の形成位置（図中、破線で囲まれる枠内）に対応した位置にシール材５２を塗布する。この際、好ましくは、シール材５２を枠状に塗布するとともに、その枠の一部に切れ目を有するように塗布するのがよい。こうすることで、後述する第３の工程（図４（ｃ））で紫外線を照射してシール材５２を硬化させる際に、マスク基板４２と保持基板４３との貼り合わせ間に蓄積される熱（空気）をシール材５２の切れ目から逃がして両基板４２，４３の接着性を高めることができる。即ちマスク基板４２と保持基板４３との貼り合わせ間に蓄積される熱によって両基板４２，４３が剥がれ易くなることを抑制することができる。又、より好ましくは、上記枠状に塗布したシール材５２の内側にもさらにシール材５２を塗布するのがよい。こうすることで、マスク基板４２と保持基板４３との接着性をより高めることができる。尚、このようなシール材５２の塗布は、前述したシール描画装置１１（図１）を用いて行うことができる。

図４（ｂ）に示す第２の工程では、シール材５２を塗布したマスク基板４２を保持基板４３に接近させてそれらの両基板４２，４３を貼り合わせる。この貼り合わせは、前述したプレス装置１４（図１）を用いて行うことができる。

図４（ｃ）に示す第３の工程では、マスク基板４２を貼り合わせた保持基板４３を固定枠３２に固定（外周縁を固定）して硬化装置１５に供給し、発光部３３からの紫外線を、保持基板４３越しにシール材５２（図４（ｃ）では図示せず）に照射して同シール材５２を硬化させる。これにより、マスク基板４２と保持基板４３とを貼り合わせる。

その後、第４の工程として、シール材５２を硬化させたマスク基板４２と保持基板４３とに接着テープ５３を貼り付ける（図５参照）。以上の工程により、本実施の形態の遮光マスク４１が作成される。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）マスク基板４２をシール材５２により保持基板４３に貼り付け、一体化マスクとして遮光マスク４１を形成することで、マスク基板４２を真空吸着等により保持基板４３に保持させる作業は不要となる。従って、マスク基板４２を傷つけたり破損させたりすることや、真空吸着の際に位置ずれが生じたり真空リークが生じて吸着状態が不安定となったりすることを好適に回避することができる。又、硬化装置１５（光照射装置）にマスク保持のための真空吸着源が不要となるため、硬化装置１５を安価な構成で実現できる。

（２）遮光マスク４１の取り付けを保持基板４３の取り付けによって行うことができるため、遮光マスク４１の取り付けを極めて容易化することができる。従って、遮光マスクの取り付けの不便さから、遮光機能を低下させてしまうといったことも生じ得ない。

（３）マスク基板４２よりも厚みのある保持基板４３にマスク基板４２が貼り合わせられて形成されるため、マスク基板４２単体で用いる場合に比べて、遮光マスク４１の剛性を向上させることができる。

（４）シール材５２を枠状に塗布する際、その枠の一部に切れ目を設けるようにしたことで、マスク基板４２と保持基板４３との貼り合わせ時に両基板４２，４３間に蓄積される熱を枠（シール材５２）の切れ目から逃がして、該シール材５２による接着性を高めることができる。

（５）シール材５２に耐熱性に優れる紫外線硬化性樹脂を用いたことにより、熱によるマスク基板４２の剥がれを抑制することができる。
（６）シール材５２の硬化後、マスク基板４２と保持基板４３とに、さらに接着テープ５３を貼り付けるようにしたことで、マスク基板４２をより確実に保持基板４３に固定させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を上記説明した第１の実施の形態との相違点を中心に図６に従って説明する。なお、第１の実施の形態と同様な構成部分については同一符号を付して説明する。

図６に示すように、本実施の形態の遮光マスク６１は、保持基板４３に対しマスク基板４２が貼り合わせられている面と反対側の面に、銀板等よりなる紫外線反射用の反射板６２を貼り付けたものであり、この点において第１の実施の形態と異なる。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。尚、この反射板６２は、シール材５２に紫外線を照射して硬化させた後、即ち、上記第１の実施の形態で説明した第３の工程（図４（ｃ））の後に、マスク基板４２上の遮光部５１の形成位置（図５参照）に対応した位置に貼り付けられる。

本実施の形態では、このように保持基板４３上に反射板６２を設けたことで、第１及び第２の基板Ｗ１，Ｗ２の貼り合わせ（紫外線によるシール材硬化）の際に、保持基板４３内を通過しようとする紫外線を反射板６２により反射させることができる。これにより、保持基板４３内で紫外線光が拡散することによる、液晶等への紫外線の回り込みを効果的に抑制することができる。又、保持基板４３内に紫外線が吸収（紫外線照射光の約１５％分）されることによる熱の蓄積を抑えて、それによりマスク基板４２と保持基板４３とが剥がれ易くなることを抑制することができる。

なお、上記各実施の形態は、以下に記載する変形例の態様で実施してもよい。
・マスク基板４２と保持基板４３とを貼り合わせるシール材５２を、紫外線硬化性樹脂以外の材料を用いてもよい。

・シール材５２を、マスク基板４２における遮光部５１の形成面に塗布するようにしてもよい。
・シール材５２のみでマスク基板４２と保持基板４３との接着性を確保することができれば、接着テープ５３は必ずしも必要ない。

・シール材５２を枠状に塗布することに必ずしも限定されない。又シール材５２の枠の一部に切れ目を入れることにも必ずしも限定されない。即ち、上記実施の形態では、大気中でマスク基板４２と保持基板４３とを貼り合わせる際に、枠の切れ目から熱（空気）を抜くためにシール材５２の枠の一部に切れ目を入れるようにしたが、例えば、貼り合わせを真空下で行ってもよく、その場合には切れ目を不要とすることもできる。

パネル製造装置を示す概略構成図。 第１の実施の形態の硬化装置を示す概略構成図。 第１の実施の形態の固定枠を示す分解斜視図。 第１の実施の形態のマスク製造方法（ａ）〜（ｃ）を示す工程説明図。 第１の実施の形態の遮光マスクを示す斜視図。 第２の実施の形態の遮光マスクを示す側面図。

符号の説明

Ｗ１：第１の基板、Ｗ２：第２の基板、１１：シール描画装置、１３：貼合せ装置、１５：硬化装置、３２：固定枠（固定部）、３２ａ：支持枠、３２ｂ：上枠、３３：発光部、４１，６１：遮光マスク、４２：マスク基板、４３：保持基板、５１：遮光部、５２：シール材、５３：接着テープ、６２：反射板。

Claims (7)

1. 遮光部が形成されたマスク基板に、シール材を塗布する工程と、
   前記シール材を塗布したマスク基板を、透明ガラス基板よりなる保持基板に貼り合わせる工程と、
   を備える遮光マスクの製造方法。
2. 前記シール材は、前記マスク基板に対し前記遮光部が形成されている面と反対側の面において前記遮光部の形成位置に対応した位置に枠状に塗布されるとともに、その枠の一部に切れ目を有するように塗布される、
   請求項１記載の遮光マスクの製造方法。
3. 前記シール材は紫外線硬化性樹脂よりなり、
   前記貼り合わせ後の前記マスク基板及び前記保持基板に紫外線を照射して前記シール材を硬化させる工程をさらに備える、
   請求項１又は２記載の遮光マスクの製造方法。
4. 前記シール材を硬化させた後の前記マスク基板及び前記保持基板に耐熱性を有する接着テープを貼り付ける工程をさらに備える、
   請求項３記載の遮光マスクの製造方法。
5. 前記シール材を硬化させた後、前記保持基板に対し前記マスク基板が貼り合わせられている面と反対側の面に紫外線反射用の反射板を貼り付ける工程をさらに備える、
   請求項３又は４記載の遮光マスクの製造方法。
6. 前記遮光マスクは、２枚の基板を貼り合わせてパネルを製造するパネル製造装置における、光照射装置に着脱可能に取り付けられ、
   前記光照射装置には、前記紫外線を発光する発光部と、前記保持基板の外周縁を固定する固定部とが備えられており、
   前記シール材を硬化させる工程では、前記マスク基板を前記保持基板の下に保持させた状態で該保持基板を前記固定部に固定し、前記保持基板越しに前記紫外線を前記シール材に照射して該シール材を硬化させる、
   請求項３乃至５のいずれか一項記載の遮光マスクの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載の製造方法により製造された遮光マスク。
   

Images