JP2008180896A - Exposure method, exposure device and method for manufacturing color filter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure method for forming a first columnar spacer and a second columnar spacer thinner than the first columnar spacer, the method for forming the second columnar spacer with excellent uniformity of film thickness and line width without changing an aperture ratio of a photomask or subjecting a photomask to a process of reducing the transmittance for light, and to provide an exposure device and a method for manufacturing a liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The exposure method for exposing the surface of a photosensitive material layer formed on a substrate that is moved while scanning so as to form a first columnar spacer and a second columnar spacer thinner than the first columnar spacer, is characterized in that: the exposure is carried out by irradiating a region of the photosensitive material where the first columnar spacer is to be formed and a region where the second columnar spacer is to be formed with the light from a blinking light source through a photomask having an aperture for the first columnar spacer and an aperture for the second columnar spacer; and the number of exposure times in the region where the first columnar spacer is to be formed is larger than the number of exposure times in the region where the second columnar spacer is to be formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光方法、露光装置及びカラーフィルタの製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure method, an exposure apparatus, and a color filter manufacturing method.

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力という特徴を有するため、様々な表示装置、例えば、ノート型パソコン、携帯情報端末、デスクトップモニタ、デジタルカメラ等に広範に使用されている。なかでも、携帯電話やデジタルカメラ等のモバイル機器に使用されるディスプレイは、ほとんどが液晶表示装置である。   Since the liquid crystal display device has characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption, it is widely used in various display devices such as notebook personal computers, portable information terminals, desktop monitors, and digital cameras. Among them, most of the displays used for mobile devices such as mobile phones and digital cameras are liquid crystal display devices.

このようなモバイル機器に使用される液晶パネルは、使用時に強くディスプレイが押圧される可能性があるため、押圧耐性が必要である。この押圧耐性を満足させるために、液晶が収容される基板間に柱状スペーサーを介在させている。   A liquid crystal panel used in such a mobile device needs to have pressure resistance because the display may be strongly pressed during use. In order to satisfy this pressure resistance, a columnar spacer is interposed between the substrates in which the liquid crystal is accommodated.

高い押圧耐性を得るためには多数の柱状スペーサーを配置すればよいが、多数の柱状スペーサーを配置した場合には、柱状スペーサーがその形状を維持し、基板間の間隔が保たれるために、低温下で液晶が収縮した場合に、液晶に気泡が発生するという問題が生ずる。   In order to obtain high pressure resistance, it is only necessary to arrange a large number of columnar spacers, but when a large number of columnar spacers are arranged, the columnar spacers maintain their shape and the spacing between the substrates is maintained. When the liquid crystal contracts at a low temperature, there arises a problem that bubbles are generated in the liquid crystal.

このような問題を解決し、高い押圧耐性と低温下での気泡の発生の防止の双方を満たすために、本来のメイン柱状スペーサーに加え、高さの低いサブ柱状スペーサーを配置することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。即ち、押圧によりメイン柱状スペーサーが収縮しても、サブ柱状スペーサーにより基板間の間隔を保持することができる。また、低温下で液晶が収縮しても、この液晶の収縮に追随してメイン柱状スペーサーが収縮し、気泡の発生を防止することが可能であり、常温に戻るとメイン柱状スペーサーは元の形状に戻ることができる。   In order to solve such problems and satisfy both high pressure resistance and prevention of bubble generation at low temperatures, it is proposed to arrange a sub-column spacer with a low height in addition to the original main column spacer. (For example, refer to Patent Document 1). That is, even if the main columnar spacers contract due to the pressing, the distance between the substrates can be maintained by the sub columnar spacers. In addition, even if the liquid crystal shrinks at low temperatures, the main columnar spacer contracts following the contraction of the liquid crystal, preventing the generation of bubbles. You can return to

このような高さの異なるメイン柱状スペーサーとサブ柱状スペーサーは、露光工程において、開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施したフォトマスクを用いることにより形成されていた。即ち、フォトマスクの開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施すことにより、露光エネルギーの差を生じさせ、高さの異なる柱状スペーサーを形成する方法が採られていた(例えば、特許文献2参照)。   Such main columnar spacers and sub columnar spacers having different heights are formed by using a photomask in which the aperture ratio is changed or the light transmittance is reduced in the exposure process. In other words, a method has been adopted in which columnar spacers having different heights are formed by changing the exposure ratio of a photomask or by reducing the light transmittance to form a columnar spacer having a different height (for example, patents). Reference 2).

しかし、フォトマスクの開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施した場合には、サブ柱状スペーサー形成部は、小開口部や光透過率低減処理による回析光の影響や、フォトマスクと基板間の距離のバラツキの影響を、通常の柱状スペーサーよりも受け易いため、膜厚及び線幅の均一なサブ柱状スペーサーを形成することが困難である。また、光透過率低減処理部の処理状態によっても、膜厚及び線幅の均一性に劣るサブ柱状スペーサーが形成され易いという問題がある。   However, when the aperture ratio of the photomask is changed or the light transmittance reduction process is performed, the sub-columnar spacer formation portion is affected by the influence of the diffracted light due to the small openings and the light transmittance reduction process, Since it is more easily affected by the variation in the distance between the mask and the substrate than a normal columnar spacer, it is difficult to form a sub-columnar spacer having a uniform film thickness and line width. In addition, depending on the processing state of the light transmittance reduction processing unit, there is a problem in that sub-columnar spacers having inferior film thickness and line width uniformity are easily formed.

また、露光に使用するフォトマスクは極めて高価であるが、光透過率低減処理が施されたフォトマスクは更に高価となる。更に、露光エネルギーの差を生じさせるのに開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施しているため、スペーサーの仕様を変更する毎に新たなフォトマスクを製作する必要があり、製造コストが極めて高額となる。
特開2002−84779号公報 特開2006−39507号公報
In addition, a photomask used for exposure is extremely expensive, but a photomask subjected to light transmittance reduction processing is more expensive. Furthermore, since the aperture ratio is changed to reduce the exposure energy and the light transmittance is reduced, a new photomask must be manufactured each time the spacer specifications are changed. Cost is extremely high.
JP 2002-84779 A JP 2006-39507 A

本発明は、以上のような事情の下になされ、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成するための露光方法であって、フォトマスクの開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施すことなく、膜厚及び線幅の均一性に優れた第2の柱状スペーサーを形成することを可能とする露光方法、露光装置、及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made under the circumstances as described above, and is an exposure method for forming a first columnar spacer and a second columnar spacer having a thickness smaller than that of the first columnar spacer. An exposure method, an exposure apparatus, and an exposure apparatus capable of forming the second columnar spacers having excellent film thickness and line width uniformity without changing the aperture ratio of the mask or reducing the light transmittance. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、スキャニング移動する基板上に形成された感光性材料層の表面に、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成するための露光を行う露光方法において、前記露光は、点滅光源からの光を、第1の柱状スペーサー用開口と、第2の柱状スペーサー用開口とを有するフォトマスクを通して、前記感光性材料層の第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に照射することにより行われ、前記第1の柱状スペーサー形成領域への露光回数を、第2の柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多くしたことを特徴とする露光方法を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, a first aspect of the present invention includes a first columnar spacer on a surface of a photosensitive material layer formed on a scanning moving substrate, and a thickness greater than that of the first columnar spacer. In the exposure method for performing exposure to form a thin second columnar spacer, the exposure includes light from a flashing light source having a first columnar spacer opening and a second columnar spacer opening. The exposure is performed by irradiating the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region of the photosensitive material layer through a photomask. There is provided an exposure method characterized in that the number of exposures to a columnar spacer formation region is increased.

本発明の第2の態様は、表面に感光性材料層を有する基板をスキャニング移動する手段、点滅光源、第1の柱状スペーサー用開口と、第2の柱状スペーサー用開口とを有するフォトマスク、及び前記点滅光源からの光を前記フォトマスクを通して前記感光性材料層の第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に照射する手段を具備し、前記第1の柱状スペーサー形成領域への露光回数を、第2の柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多くしたことを特徴とする露光装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a means for scanning a substrate having a photosensitive material layer on a surface thereof, a flashing light source, a photomask having a first columnar spacer opening, and a second columnar spacer opening, and Means for irradiating light from the flashing light source to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region of the photosensitive material layer through the photomask, There is provided an exposure apparatus characterized in that the number of exposures is greater than the number of exposures to the second columnar spacer formation region.

以上の露光方法及び露光装置において、前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数は、前記第2の柱状スペーサー用開口の数より多く、前記第1の柱状スペーサー用開口は、前記基板のスキャニング方向に沿って複数個、所定のピッチで設けられ、前記露光を、前記基板が前記第1の柱状スペーサー用開口のピッチだけ移動する毎に行うことができる。   In the above exposure method and exposure apparatus, the number of first columnar spacer openings in the photomask is greater than the number of second columnar spacer openings, and the first columnar spacer openings are formed on the substrate. A plurality of them are provided at a predetermined pitch along the scanning direction, and the exposure can be performed each time the substrate is moved by the pitch of the first columnar spacer openings.

また、前記露光は、前記第1の柱状スペーサー用開口及び第2の柱状スペーサー用開口を通して、それぞれ第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に光を照射する第1の露光と、この第1の露光で用いられた第1の柱状スペーサー用開口とは異なる第1の柱状スペーサー用開口のみを通して前記第1の露光により光を照射された第1の柱状スペーサー形成領域のみに光を照射する第2の露光とを含むものとすることができる。   In addition, the exposure includes first exposure for irradiating light to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region through the first columnar spacer opening and the second columnar spacer opening, respectively. Only the first columnar spacer formation region irradiated with light by the first exposure passes through only the first columnar spacer opening different from the first columnar spacer opening used in the first exposure. 2nd exposure which irradiates.

更に、前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数及び第2の柱状スペーサー用開口の数を調整することにより、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光の回数を制御し、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光エネルギーの差を調整し、それによって前記第1の柱状スペーサーと第2の柱状スペーサーの厚さを制御することができる。   Furthermore, exposure to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region is performed by adjusting the number of first columnar spacer openings and the number of second columnar spacer openings in the photomask. And adjusting the difference in exposure energy between the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region, thereby adjusting the thickness of the first columnar spacer and the second columnar spacer. Can be controlled.

なお、前記光として、レーザ光又はフラッシュランプ光を用いることができる。   Note that laser light or flash lamp light can be used as the light.

本発明の第3の態様は、スキャニング移動する基板上に形成された感光性材料層を、上述した露光方法により露光し、現像することにより、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。   According to a third aspect of the present invention, the first columnar spacer and the first columnar spacer are formed by exposing and developing the photosensitive material layer formed on the scanning moving substrate by the exposure method described above. There is provided a method for producing a color filter, comprising the step of forming a second columnar spacer having a thinner thickness.

本発明によると、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成するための露光方法であって、露光される感光性材料層の第1の柱状スペーサー形成領域と第2の柱状スペーサー形成領域とに、露光回数を異ならせることにより、フォトマスクの開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施すことなく、膜厚及び線幅の均一性に優れた第2の柱状スペーサーを形成することを可能とする露光方法、露光装置、及び液晶表示装置の製造方法が提供される。   According to the present invention, there is provided an exposure method for forming a first columnar spacer and a second columnar spacer having a thickness smaller than that of the first columnar spacer, wherein the first photosensitive material layer is exposed. By changing the number of exposures for the columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region, the film thickness and line width can be changed without changing the aperture ratio of the photomask or reducing the light transmittance. There are provided an exposure method, an exposure apparatus, and a manufacturing method of a liquid crystal display device that can form a second columnar spacer having excellent uniformity.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本発明の一態様に係る露光方法は、スキャニング移動する基板上に形成された感光性材料層の表面に、第1の柱状スペーサー(以下、メイン柱状スペーサーと呼ぶ)と、このメイン柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサー(以下、サブ柱状スペーサーと呼ぶ)を形成するための露光を行う際に、感光性材料層のメイン柱状スペーサー形成領域への露光回数を、サブ柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多くし、それによって露光エネルギー量を異ならせたことを特徴とする。   An exposure method according to one embodiment of the present invention includes a first columnar spacer (hereinafter referred to as a main columnar spacer) on the surface of a photosensitive material layer formed on a substrate that moves by scanning, rather than the main columnar spacer. When performing exposure for forming a thin second columnar spacer (hereinafter referred to as a sub-columnar spacer), the number of exposures to the main columnar spacer-forming region of the photosensitive material layer is determined by sub-columnar spacer-forming region. This is characterized in that the exposure energy amount is varied by increasing the number of exposures to the above.

このような方法により露光し、現像することにより形成されたメイン柱状スペーサー及びサブ柱状スペーサーを図1に示す。図1において、ガラス基板1上にカラーフィルタ層2が形成され、このカラーフィルタ層2上に、メイン柱状スペーサー3及びサブ柱状スペーサー4が形成されている。   FIG. 1 shows main columnar spacers and sub-columnar spacers formed by exposure and development by such a method. In FIG. 1, a color filter layer 2 is formed on a glass substrate 1, and a main columnar spacer 3 and a sub columnar spacer 4 are formed on the color filter layer 2.

露光工程において、メイン柱状スペーサー形成領域への露光回数がサブ柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多いため、メイン柱状スペーサー形成領域への露光エネルギー量が多く、そのため、メイン柱状スペーサー形成領域の感光性材料層の架橋の程度が増加し、現像液により溶解され難くなる。これに対し、サブ柱状スペーサー形成領域への露光エネルギー量は少なく、そのため、サブ柱状スペーサー形成領域の感光性材料層の架橋の程度が少なく、現像液により溶解され易くなる。   In the exposure process, since the number of exposures to the main columnar spacer formation region is greater than the number of exposures to the sub columnar spacer formation region, the amount of exposure energy to the main columnar spacer formation region is large. The degree of cross-linking of the functional material layer increases and it becomes difficult to be dissolved by the developer. On the other hand, the amount of exposure energy to the sub-columnar spacer formation region is small, and therefore the degree of crosslinking of the photosensitive material layer in the sub-columnar spacer formation region is small and is easily dissolved by the developer.

その結果、図1に示すように、厚さの厚いメイン柱状スペーサー3と厚さの薄いサブ柱状スペーサー4が形成される。   As a result, as shown in FIG. 1, a thick main columnar spacer 3 and a thin sub columnar spacer 4 are formed.

以上のような露光を行うためには、露光に使用されるフォトマスクとして、メイン柱状スペーサー用開口の数を、サブ柱状スペーサー用開口の数より多くし、かつメイン柱状スペーサー用開口を基板のスキャニング方向に沿って複数個、所定のピッチで設けたものを用いるとともに、露光を、基板がメイン柱状スペーサー用開口のピッチだけ移動する毎に行えばよい。   In order to perform the exposure described above, the number of main columnar spacer openings is larger than the number of sub-columnar spacer openings as a photomask used for exposure, and the main columnar spacer openings are scanned on the substrate. A plurality of the electrodes provided at a predetermined pitch along the direction may be used, and the exposure may be performed every time the substrate moves by the pitch of the main columnar spacer openings.

例えば、最初に、メイン柱状スペーサー用開口及びサブ柱状スペーサー用開口を通して、それぞれメイン柱状スペーサー形成領域及びサブ柱状スペーサー形成領域に露光し、次いでこのメイン柱状スペーサー用開口とは異なるメイン柱状スペーサー用開口のみを通して、先に露光されたメイン柱状スペーサー形成領域のみに光を照射することにより、メイン柱状スペーサー形成領域には、サブ柱状スペーサー形成領域よりも多い回数の露光を行うことができる。それによって、メイン柱状スペーサー形成領域とサブ柱状スペーサー形成領域とで、露光エネルギーに差を設けることができ、サブ柱状スペーサーの厚さをメイン柱状スペーサーよりも薄く、均一に形成することが可能となる。   For example, first, the main columnar spacer forming region and the sub columnar spacer forming region are exposed to the main columnar spacer forming region and the sub columnar spacer forming region, respectively, and then only the main columnar spacer opening different from the main columnar spacer opening is used. Then, the main columnar spacer formation region can be exposed more times than the sub columnar spacer formation region by irradiating only the main columnar spacer formation region that has been previously exposed. Thereby, a difference in exposure energy can be provided between the main columnar spacer formation region and the sub columnar spacer formation region, and the thickness of the sub columnar spacer can be made thinner and uniform than the main columnar spacer. .

なお、メイン柱状スペーサー用開口の数及びサブ柱状スペーサー用開口の数を適宜調整することにより、メイン柱状スペーサー形成領域及びサブ柱状スペーサー形成領域への露光の回数を制御し、メイン柱状スペーサー形成領域及びサブ柱状スペーサー形成領域への露光エネルギーの差を調整し、それによってメイン柱状スペーサーとサブ柱状スペーサーの厚さを制御することが可能である。   The number of exposures to the main columnar spacer formation region and the sub columnar spacer formation region is controlled by appropriately adjusting the number of main columnar spacer openings and the number of sub columnar spacer openings. It is possible to control the thickness of the main columnar spacer and the sub columnar spacer by adjusting the difference in exposure energy to the sub columnar spacer formation region.

露光に用いられる光は、点滅光源からの光であり、レーザ光又はフラッシュランプ光が用いられる。   The light used for exposure is light from a blinking light source, and laser light or flash lamp light is used.

図2は、本発明の一実施形態に係る露光方法に用いる、パルス露光可能なレーザスキャニング露光装置を示す斜視図である。図2において、表面に感光性材料層(図示せず)が形成された基板11の被露光領域の上方に、複数(図では4個)の露光ヘッド12が、一定の方向(図2の場合、X方向)に沿って並置されている。これらの露光ヘッド12列の下を基板11が当該ヘッド列の並列方向と交差する方向、(図2の場合、X方向に直行するY方向)にスキャン移動し、レーザ発振機13から送られたレーザ光14が個々の露光ヘッド12に分岐され、個々の露光ヘッド12からフォトマスク15を通して基板11上の被露光領域へ照射され、露光が行われる。なお、露光光としては、レーザ光に限らず、フラッシュランプ光等の瞬時点滅が可能な光を用いることも可能である。   FIG. 2 is a perspective view showing a laser scanning exposure apparatus capable of pulse exposure used in the exposure method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, a plurality of (four in the figure) exposure heads 12 are arranged in a fixed direction (in the case of FIG. 2) above the exposed area of the substrate 11 having a photosensitive material layer (not shown) formed on the surface. , X direction). Under these exposure heads 12, the substrate 11 scans in the direction intersecting the parallel direction of the heads (in the case of FIG. 2, the Y direction orthogonal to the X direction) and sent from the laser oscillator 13. The laser beam 14 is branched to each exposure head 12 and irradiated from the individual exposure head 12 through the photomask 15 to the exposure area on the substrate 11 to perform exposure. The exposure light is not limited to laser light, and light that can be flashed instantaneously, such as flash lamp light, can also be used.

図2に示す露光装置に使用されるフォトマスク15を図3(a)に示す。図3(a)に示すように、フォトマスク15は、1つのサブ柱状スペーサー用開口21と、その両側にY方向に所定のピッチで設けられた6つのメイン柱状スペーサー用開口22a〜22fとを有している。以下、このフォトマスク15を用いて、基板11上に形成された感光性材料層を露光し、メイン柱状スペーサーとサブ柱状スペーサーとを形成する例について説明する。   A photomask 15 used in the exposure apparatus shown in FIG. 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the photomask 15 has one sub-columnar spacer opening 21 and six main columnar spacer openings 22a to 22f provided at predetermined pitches in the Y direction on both sides thereof. Have. Hereinafter, an example will be described in which the photosensitive material layer formed on the substrate 11 is exposed using the photomask 15 to form a main columnar spacer and a sub columnar spacer.

図2において、基板11を固定したステージ(図示せず)がY方向に移動し、基板11上の被露光領域がフォトマスク15の下に到達すると、レーザ発振機13から露光ヘッド12に分岐されたパルスレーザ光14がフォトマスク15を通して基板11上の被露光領域へ照射される。図3(b)、(c)、(d)は、基板11上の1つの被露光領域31が、フォトマスク15の開口22a〜22fの1ピッチづつ移動した位置を、フォトマスク15の位置に対応させて示している。実際には、図3(b)、(c)、(d)に示す被露光領域31はフォトマスク15の下にあるが、フォトマスク15の開口の位置と対応させるため、便宜上、フォトマスク15の右側に示している。   In FIG. 2, when a stage (not shown) to which the substrate 11 is fixed moves in the Y direction and the exposed area on the substrate 11 reaches below the photomask 15, the laser oscillator 13 branches to the exposure head 12. The pulsed laser beam 14 is irradiated to the exposed region on the substrate 11 through the photomask 15. 3B, 3 </ b> C, and 3 </ b> D, the position where one exposed region 31 on the substrate 11 is moved by one pitch of the openings 22 a to 22 f of the photomask 15 is the position of the photomask 15. Shown in correspondence. Actually, the exposed region 31 shown in FIGS. 3B, 3C, and 3D is under the photomask 15, but in order to correspond to the position of the opening of the photomask 15, the photomask 15 is shown for convenience. It is shown on the right side.

被露光領域31が図3(b)に示す位置にくると、フォトマスク15のサブ柱状スペーサー用開口21及びメイン柱状スペーサー用開口22a,22bを通して、レーザ光14がサブ柱状スペーサー形成領域32a,メイン柱状スペーサー形成領域32b,32cに照射される。   When the exposed region 31 comes to the position shown in FIG. 3B, the laser light 14 passes through the sub columnar spacer opening 21 and the main column spacer openings 22a and 22b of the photomask 15, and the laser beam 14 is sub columnar spacer forming region 32a and main. The columnar spacer formation regions 32b and 32c are irradiated.

次いで、ステージ(図示せず)がY方向に1ピッチ移動し、被露光領域31が図3(c)に示す位置にくると、被露光領域31のサブ柱状スペーサー形成領域32a,メイン柱状スペーサー形成領域32b,32cは、メイン柱状スペーサー用開口22c,22dに対応する位置にあり、フォトマスク15のメイン柱状スペーサー用開口22c,22dを通して、レーザ光14がメイン柱状スペーサー形成領域32b,32cに照射される。その結果、照射部32b,32cは2回露光されたことになる。このとき、サブ柱状スペーサー形成領域32aは露光されず、図3(b)に示す位置における1回の露光のままである。なお、このとき、フォトマスク15のサブ柱状スペーサー用開口21及びメイン柱状スペーサー用開口22a,22bを通して、レーザ光14が新たなサブ柱状スペーサー形成領域33a,メイン柱状スペーサー形成領域33b,33cに照射される。   Next, when the stage (not shown) moves one pitch in the Y direction and the exposed region 31 comes to the position shown in FIG. 3C, the sub columnar spacer forming region 32a of the exposed region 31 and the main columnar spacer are formed. The regions 32b and 32c are at positions corresponding to the main columnar spacer openings 22c and 22d, and the main columnar spacer formation regions 32b and 32c are irradiated with the laser beam 14 through the main columnar spacer openings 22c and 22d of the photomask 15. The As a result, the irradiation units 32b and 32c are exposed twice. At this time, the sub-columnar spacer formation region 32a is not exposed and remains exposed once at the position shown in FIG. At this time, the laser beam 14 is irradiated to the new sub columnar spacer formation region 33a and the main columnar spacer formation regions 33b and 33c through the sub column spacer opening 21 and the main column spacer openings 22a and 22b of the photomask 15. The

その後、ステージ(図示せず)がY方向に更に1ピッチ移動し、被露光領域31が図3(d)に示す位置にくると、被露光領域31のサブ柱状スペーサー形成領域32a,メイン柱状スペーサー形成領域32b,32cはメイン柱状スペーサー用開口22e,22fに対応する位置にあり、フォトマスク15のメイン柱状スペーサー用開口22e,22fを通して、レーザ光14がメイン柱状スペーサー形成領域32b,32cに照射される。その結果、メイン柱状スペーサー形成領域32b,32cは3回露光されたことになる。このときサブ柱状スペーサー形成領域32aは露光されず、図3(b)に示す位置における1回の露光のままである。   Thereafter, when the stage (not shown) further moves one pitch in the Y direction and the exposed region 31 comes to the position shown in FIG. 3D, the sub columnar spacer forming region 32a of the exposed region 31 and the main columnar spacer The formation regions 32b and 32c are at positions corresponding to the main columnar spacer openings 22e and 22f, and the laser beam 14 is irradiated to the main columnar spacer formation regions 32b and 32c through the main columnar spacer openings 22e and 22f of the photomask 15. The As a result, the main columnar spacer formation regions 32b and 32c are exposed three times. At this time, the sub-columnar spacer formation region 32a is not exposed and remains exposed once at the position shown in FIG.

なお、このとき、フォトマスク15のメイン柱状スペーサー用開口22c,22dを通して、レーザ光14がメイン柱状スペーサー形成領域33b,33cに照射される。その結果、メイン柱状スペーサー形成領域33b,33cは2回露光されたことになる。このときサブ柱状スペーサー形成領域33aは露光されず、図3(b)に示す位置における1回の露光のままである。また、フォトマスク15のサブ柱状スペーサー用開口21及びメイン柱状スペーサー用開口22a,22bを通して、レーザ光14が新たなサブ柱状スペーサー形成領域34a,メイン柱状スペーサー形成領域34b,34cに照射される。   At this time, the laser beam 14 is applied to the main columnar spacer formation regions 33b and 33c through the main columnar spacer openings 22c and 22d of the photomask 15. As a result, the main columnar spacer formation regions 33b and 33c are exposed twice. At this time, the sub-columnar spacer formation region 33a is not exposed and remains exposed once at the position shown in FIG. Further, the laser beam 14 is irradiated to the new sub columnar spacer formation region 34a and the main columnar spacer formation regions 34b and 34c through the sub columnar spacer opening 21 and the main columnar spacer openings 22a and 22b of the photomask 15.

以上のプロセスが繰り返され、その結果、すべてのメイン柱状スペーサー形成領域が3回露光されるのに対し、すべてのサブ柱状スペーサー形成領域には1回のみ露光される。これにより、メイン柱状スペーサー形成領域に加えられる露光エネルギーは、サブ柱状スペーサー形成領域に加えられる露光エネルギーの3倍となり、現像により、メイン柱状スペーサーと、これより膜厚の小さいサブ柱状スペーサーとが、均一な膜厚で得られる。   The above process is repeated. As a result, all the main columnar spacer formation regions are exposed three times, whereas all the sub columnar spacer formation regions are exposed only once. Thereby, the exposure energy applied to the main columnar spacer formation region is three times the exposure energy applied to the sub columnar spacer formation region, and by development, the main columnar spacer and the sub columnar spacer having a smaller film thickness are Obtained with a uniform film thickness.

以上のように、本実施形態に係る露光方法によると、フォトマスクの開口率を変更したり、光透過率の低減処理を施すことがないので、回折光の影響を受けることがなく、そのため、均一な線幅、膜厚のサブ柱状スペーサーを備える、耐押圧性及び低温発泡耐性を有する液晶表示装置を製造することが可能である。   As described above, according to the exposure method according to the present embodiment, since the aperture ratio of the photomask is not changed or the light transmittance is not reduced, it is not affected by the diffracted light. A liquid crystal display device having sub-columnar spacers with uniform line width and film thickness and having pressure resistance and low temperature foaming resistance can be manufactured.

また、小型のフォトマスクを使用することができるため、フォトマスク費用の低減が可能であるとともに、メイン柱状スペーサー用開口とサブ柱状スペーサー用開口とを同一サイズとすることができるため、柱状スペーサーの仕様が変更されてもフォトマスクを再製作する必要がないという利点がある。   In addition, since a small photomask can be used, the cost of the photomask can be reduced, and the main columnar spacer opening and the sub columnar spacer opening can have the same size. There is an advantage that the photomask does not need to be remanufactured even if the specifications are changed.

本発明の一実施形態に係る露光方法により得られたスペーサーを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the spacer obtained by the exposure method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る露光方法に用いられる露光装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the exposure apparatus used for the exposure method which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す露光装置に用いられるフォトマスク及びそれに対応して移動する被露光領域の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the to-be-exposed area | region which moves corresponding to the photomask used for the exposure apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…ガラス基板、2…カラーフィルタ層、3…メイン柱状スペーサー、4…サブ柱状スペーサー、11…基板、12…露光ヘッド、13…レーザ発振機、14…レーザ光、15…フォトマスク、21…サブ柱状スペーサー用開口、22a〜22f…メイン柱状スペーサー用開口、31…被露光領域、32a,33a,34a…サブ柱状スペーサー形成領域、32b,32c,33b,33c,34b,34c…メイン柱状スペーサー形成領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate, 2 ... Color filter layer, 3 ... Main columnar spacer, 4 ... Sub columnar spacer, 11 ... Substrate, 12 ... Exposure head, 13 ... Laser oscillator, 14 ... Laser beam, 15 ... Photomask, 21 ... Sub columnar spacer openings, 22a to 22f ... main columnar spacer openings, 31 ... exposed regions, 32a, 33a, 34a ... sub columnar spacer forming regions, 32b, 32c, 33b, 33c, 34b, 34c ... main columnar spacer forming region.

Claims (11)

スキャニング移動する基板上に形成された感光性材料層の表面に、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成するための露光を行う露光方法において、前記露光は、点滅光源からの光を、第1の柱状スペーサー用開口と、第2の柱状スペーサー用開口とを有するフォトマスクを通して、前記感光性材料層の第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に照射することにより行われ、前記第1の柱状スペーサー形成領域への露光回数を、第2の柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多くしたことを特徴とする露光方法。   Exposure for performing exposure to form a first columnar spacer and a second columnar spacer having a thickness smaller than that of the first columnar spacer on the surface of the photosensitive material layer formed on the scanning moving substrate. In the method, the exposure is performed by passing light from a flashing light source through a photomask having a first columnar spacer opening and a second columnar spacer opening, in a first columnar spacer formation region of the photosensitive material layer. And the second columnar spacer formation region is irradiated, and the number of exposures to the first columnar spacer formation region is made larger than the number of exposures to the second columnar spacer formation region. Exposure method. 前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数は、前記第2の柱状スペーサー用開口の数より多く、前記第1の柱状スペーサー用開口は、前記基板のスキャニング方向に沿って複数個、所定のピッチで設けられ、前記露光は、前記基板が前記第1の柱状スペーサー用開口のピッチだけ移動する毎に行われることを特徴とする請求項1に記載の露光方法。   The number of the first columnar spacer openings in the photomask is larger than the number of the second columnar spacer openings, and a plurality of the first columnar spacer openings are predetermined along the scanning direction of the substrate. 2. The exposure method according to claim 1, wherein the exposure is performed every time the substrate moves by a pitch of the first columnar spacer openings. 前記露光は、前記第1の柱状スペーサー用開口及び第2の柱状スペーサー用開口を通して、それぞれ第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に光を照射する第1の露光と、この第1の露光で用いられた第1の柱状スペーサー用開口とは異なる第1の柱状スペーサー用開口のみを通して前記第1の露光により光を照射された第1の柱状スペーサー形成領域のみに光を照射する第2の露光とを含むことを特徴とする請求項2に記載の露光方法。   The exposure includes first exposure for irradiating light to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region through the first columnar spacer opening and the second columnar spacer opening, respectively. Light is irradiated only on the first columnar spacer formation region irradiated with light by the first exposure only through the first columnar spacer opening different from the first columnar spacer opening used in the first exposure. The exposure method according to claim 2, further comprising: a second exposure. 前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数及び第2の柱状スペーサー用開口の数を調整することにより、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光の回数を制御し、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光エネルギーの差を調整し、それによって前記第1の柱状スペーサーと第2の柱状スペーサーの厚さを制御することを特徴とする請求項3に記載の露光方法。   The number of exposures to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region by adjusting the number of first columnar spacer openings and the number of second columnar spacer openings of the photomask. And adjusting the difference in exposure energy between the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region, thereby controlling the thickness of the first columnar spacer and the second columnar spacer. The exposure method according to claim 3. 前記光は、レーザ光又はフラッシュランプ光であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の露光方法。   The exposure method according to claim 1, wherein the light is laser light or flash lamp light. 表面に感光性材料層を有する基板をスキャニング移動する手段、点滅光源、第1の柱状スペーサー用開口と、第2の柱状スペーサー用開口とを有するフォトマスク、及び前記点滅光源からの光を前記フォトマスクを通して前記感光性材料層の第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に照射する手段を具備し、前記第1の柱状スペーサー形成領域への露光回数を、第2の柱状スペーサー形成領域への露光回数よりも多くしたことを特徴とする露光装置。   Means for scanning and moving a substrate having a photosensitive material layer on its surface, a flashing light source, a photomask having a first columnar spacer opening and a second columnar spacer opening, and light from the flashing light source to the photo Means for irradiating the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region of the photosensitive material layer through a mask, and the number of exposures to the first columnar spacer formation region is determined by the second columnar spacer; An exposure apparatus characterized in that the number of exposures to the formation area is increased. 前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数は、前記第2の柱状スペーサー用開口の数より多く、前記第1の柱状スペーサー用開口は、前記基板のスキャニング方向に沿って複数個、所定のピッチで設けられ、前記露光は、前記基板が前記第1の柱状スペーサー用開口のピッチだけ移動する毎に行われることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。   The number of the first columnar spacer openings in the photomask is larger than the number of the second columnar spacer openings, and a plurality of the first columnar spacer openings are predetermined along the scanning direction of the substrate. The exposure apparatus according to claim 6, wherein the exposure is performed every time the substrate moves by a pitch of the first columnar spacer openings. 前記露光は、前記第1の柱状スペーサー用開口及び第2の柱状スペーサー用開口を通して、それぞれ第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域に光を照射する第1の露光と、この第1の露光で用いられた第1の柱状スペーサー用開口とは異なる第1の柱状スペーサー用開口のみを通して前記第1の露光により光を照射された第1の柱状スペーサー形成領域のみに光を照射する第2の露光とを含むことを特徴とする請求項7に記載の露光装置。   The exposure includes first exposure for irradiating light to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region through the first columnar spacer opening and the second columnar spacer opening, respectively. Light is irradiated only on the first columnar spacer formation region irradiated with light by the first exposure only through the first columnar spacer opening different from the first columnar spacer opening used in the first exposure. The exposure apparatus according to claim 7, further comprising: a second exposure. 前記フォトマスクの第1の柱状スペーサー用開口の数及び第2の柱状スペーサー用開口の数を調整することにより、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光の回数を制御し、前記第1の柱状スペーサー形成領域及び第2の柱状スペーサー形成領域への露光エネルギーの差を調整し、それによって前記第1の柱状スペーサーと第2の柱状スペーサーの厚さを制御することを特徴とする請求項8に記載の露光装置。   The number of exposures to the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region by adjusting the number of first columnar spacer openings and the number of second columnar spacer openings of the photomask. And adjusting the difference in exposure energy between the first columnar spacer formation region and the second columnar spacer formation region, thereby controlling the thickness of the first columnar spacer and the second columnar spacer. The exposure apparatus according to claim 8, wherein: 前記光は、レーザ光又はフラッシュランプ光であることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 6, wherein the light is laser light or flash lamp light. スキャニング移動する基板上に形成された感光性材料層を、請求項1〜5のいずれかに記載の露光方法により露光し、現像することにより、第1の柱状スペーサーと、この第1の柱状スペーサーよりも厚さの薄い第2の柱状スペーサーを形成する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。   The first columnar spacer and the first columnar spacer by exposing and developing the photosensitive material layer formed on the scanning moving substrate by the exposure method according to claim 1. A method for producing a color filter, comprising the step of forming a second columnar spacer having a smaller thickness than the first columnar spacer.
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