JP2009075502A - Method of manufacturing color filter substrate and method of manufacturing electro-optical apparatus - Google Patents

Method of manufacturing color filter substrate and method of manufacturing electro-optical apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a color filter having excellent color reproducibility by forming a uniform film thickness resist by performing exposure of a substrate from upper and lower sides. <P>SOLUTION: The method has processes S2, S4 and S6 in which the color resist of a plurality of colors is formed on the substrate for the respective colors, and processes S3, S5 and S7 in which a patterning is performed by exposing the color resist of the respective colors, wherein the patterning process by exposing includes processes S11 and S12 in which the substrate is irradiated with exposure light from both the upper and lower sides for the color resist of at least one color among the plurality of colors. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーレジストにより構成されるカラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter substrate having a color filter layer made of a color resist and a method for manufacturing an electro-optical device.

電気光学装置、例えば、電気光学物質として液晶を用いた液晶装置は、陰極線管(CRT)に代わるディスプレイデバイスとして、各種情報処理機器の表示部や液晶テレビ等に広く用いられている。   An electro-optical device, for example, a liquid crystal device using liquid crystal as an electro-optical material, is widely used as a display device in place of a cathode ray tube (CRT) in a display unit of various information processing devices, a liquid crystal television, and the like.

このような液晶装置は、例えば、マトリクス状に配列した画素電極と、この画素電極に電気的に接続されたTFT(Thin Film Transistor : 薄膜トランジスタ)のようなスイッチング素子等が設けられた素子基板と、画素電極に対向する対向電極が形成された対向基板と、これら両基板との間に充填された電気光学物質たる液晶とによって構成される。   Such a liquid crystal device includes, for example, a pixel electrode arranged in a matrix, an element substrate provided with a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) electrically connected to the pixel electrode, It is composed of a counter substrate on which a counter electrode facing the pixel electrode is formed, and a liquid crystal as an electro-optical material filled between the two substrates.

TFTは走査線(ゲート線)を介して供給される走査信号(ゲート信号)によって導通する。走査信号を印加してスイッチング素子を導通状態にした状態で、データ線(ソース線)を介して画素電極に、階調に応じた電圧の画像信号を印加する。そうすると、画素電極と対向電極に、画像信号の電圧に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後、走査信号を取り去りTFTを非導通状態にしても、各電極における電荷の蓄積状態は、液晶層の容量性や蓄積容量等によって維持される。   The TFT is turned on by a scanning signal (gate signal) supplied via the scanning line (gate line). An image signal having a voltage corresponding to the gradation is applied to the pixel electrode through the data line (source line) in a state where the scanning signal is applied to make the switching element conductive. Then, charges corresponding to the voltage of the image signal are accumulated in the pixel electrode and the counter electrode. After the charge accumulation, even if the scanning signal is removed and the TFT is turned off, the charge accumulation state in each electrode is maintained by the capacitance of the liquid crystal layer, the accumulation capacitance, and the like.

このように、各スイッチング素子を駆動させ、蓄積させる電荷量を階調に応じて制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して光の透過率が変わり、画素毎に明るさを変化させることができる。こうして、階調表示することが可能となる。   In this way, when each switching element is driven and the amount of charge to be stored is controlled according to the gradation, the alignment state of the liquid crystal changes for each pixel, the light transmittance changes, and the brightness changes for each pixel. be able to. In this way, gradation display is possible.

ところで、液晶装置においては、カラー表示を可能とするために、対向基板と対向電極との間にカラーフィルタが形成されることもある。カラーフィルタ上には保護膜層が形成され、保護膜層上に対向電極及び配向膜が形成される。カラーフィルタは各画素に対応して赤(R)、緑(G)及び青(B)に着色されており、各画素を赤画素、緑画素及び青画素としてカラー表示を行う。   By the way, in a liquid crystal device, a color filter may be formed between a counter substrate and a counter electrode in order to enable color display. A protective film layer is formed on the color filter, and a counter electrode and an alignment film are formed on the protective film layer. The color filter is colored red (R), green (G), and blue (B) corresponding to each pixel, and performs color display with each pixel as a red pixel, a green pixel, and a blue pixel.

なお、特許文献1には、カラーレジストパターン形成後の平坦化膜の特性改善についての技術が開示されている。
特開平8−304619号公報
Patent Document 1 discloses a technique for improving the characteristics of a planarizing film after forming a color resist pattern.
JP-A-8-304619

従来、カラーフィルタとして、ネガタイプのカラーレジスト(ネガレジスト)を採用するものがある。R,G,Bのネガレジストを所定の色配列となるように露光してパターニングすることにより、カラーフィルタを得るのである。   Conventionally, as a color filter, there is one that employs a negative type color resist (negative resist). A color filter is obtained by exposing and patterning a negative resist of R, G, B so as to have a predetermined color arrangement.

しかしながら、露光光の波長、ネガレジストの特性等によっては、露光時に均一なプロファイルが得られないことがある。例えば、Bのネガレジストの場合には、露光プロファイルは逆テーパ状となり、B色のネガレジストは、中央と周辺部とで露光後に残る膜の厚さ(残膜厚)が異なり、膜厚に差が生じる。   However, depending on the wavelength of the exposure light, the characteristics of the negative resist, etc., a uniform profile may not be obtained during exposure. For example, in the case of a B negative resist, the exposure profile is inversely tapered, and the thickness of the film (residual film thickness) remaining after exposure differs between the center and the peripheral portion of the B color negative resist. There is a difference.

カラーフィルタの色度特性は、ネガレジストの膜厚に依存する。従って、不均一な膜厚のネガレジストによるカラーフィルタを用いると、色度にずれが生じ、色再現性に劣るという問題があった。   The chromaticity characteristics of the color filter depend on the film thickness of the negative resist. Therefore, when a color filter made of a negative resist having a non-uniform film thickness is used, there is a problem that chromaticity is shifted and color reproducibility is poor.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板の表面及び裏面の両方から露光を行うことで、レジストの膜厚を均一化することを可能にして、色むらがない高い色再現性を得ることができるカラーフィルタ基板の製造方法及び電気光学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 in view of such problems, and by performing exposure from both the front surface and the back surface of the substrate, it is possible to make the resist film thickness uniform, and high color without color unevenness. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter substrate and a method for manufacturing an electro-optical device that can achieve reproducibility.

本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に複数色のカラーレジストを各色毎に形成する工程と、各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程とを具備し、前記露光してパターニングする工程は、前記複数色のうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、前記基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程を含むことを特徴とする。   The method for manufacturing a color filter substrate according to the present invention includes a step of forming a color resist of a plurality of colors on a substrate for each color, and a step of exposing and patterning the color resist for each color. The patterning step includes irradiating exposure light from both above and below the substrate for the color resist of at least one of the plurality of colors.

このような構成によれば、基板上にカラーレジストを形成し、所定のパターンに露光する。各色毎にカラーレジストの形成及び露光を繰返すことで、所望の色配列のカラーフィルタ基板を得る。各色のカラーレジストのうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する。これにより、露光プロファイルを均一化することができ、露光によるレジストの残膜厚を均一化してフィルタ特性を均一化することができ、色むらがない色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。   According to such a configuration, a color resist is formed on the substrate and exposed to a predetermined pattern. By repeating the formation and exposure of the color resist for each color, a color filter substrate having a desired color arrangement is obtained. At least one of the color resists of each color is irradiated with exposure light from both above and below the substrate. As a result, the exposure profile can be made uniform, the remaining resist film thickness by exposure can be made uniform, the filter characteristics can be made uniform, and a color filter substrate having excellent color reproducibility without color unevenness can be obtained. Can do.

また、前記基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程は、前記基板の上方及び下方の一方ではフォトマスクを用いて露光を行い、他方では基板全面に露光を行う工程を含むことを特徴とする。   Further, the step of irradiating exposure light from both above and below the substrate includes a step of performing exposure using a photomask on one of the upper and lower sides of the substrate and exposing the entire surface of the substrate on the other side. Features.

このような構成によれば、他方からの露光光は、基板全面に対して行われるので、工程の管理が容易である。   According to such a configuration, the exposure light from the other is performed on the entire surface of the substrate, so that the process can be easily managed.

また、前記基板全面に露光を行う工程は、露光によって0よりも大きい残膜厚が生じる露光閾値よりも小さい露光量で行われることを特徴とする。   Further, the step of exposing the entire surface of the substrate is performed with an exposure amount smaller than an exposure threshold at which a residual film thickness larger than 0 is generated by the exposure.

このような構成によれば、基板一方からの露光が行われていない領域については、基板他方からの露光だけでは、残膜が生じることはなく、確実なパターン形成が可能である。   According to such a configuration, in the region where the exposure from one side of the substrate is not performed, the remaining film is not generated only by the exposure from the other side of the substrate, and a reliable pattern formation is possible.

また、前記基板全面に露光を行う工程は、青色のカラーレジストに対して実施することを特徴とする。   The step of exposing the entire surface of the substrate is performed on a blue color resist.

このような構成によれば、基板の上方及び下方の両方から露光光を照射することにより、青色のカラーレジストを露光する場合の逆テーパ状の露光プロファイルを均一化することができ、色むらがない色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。   According to such a configuration, by irradiating exposure light from both above and below the substrate, an inversely tapered exposure profile in the case of exposing a blue color resist can be made uniform, and color unevenness is caused. A color filter substrate having excellent color reproducibility can be obtained.

また、前記カラーレジストを各色毎に形成する工程の前に、前記基板上に遮光膜を形成する工程を具備したことを特徴とする。   In addition, a step of forming a light shielding film on the substrate is provided before the step of forming the color resist for each color.

また、前記カラーレジストを形成する工程及び各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程において、複数色のうち緑色のカラーレジストを最初に露光してパターニングすることを特徴とする。   In the step of forming the color resist and the step of exposing and patterning the color resist for each color, a green color resist of a plurality of colors is first exposed and patterned.

このような構成によれば、最初に行われるパターニングでは膜厚の管理が容易であり、緑色のレジストの膜厚を均一化しやすい。これにより、より色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。   According to such a configuration, the film thickness can be easily managed in the patterning performed first, and the film thickness of the green resist can be easily made uniform. Thereby, a color filter substrate with more excellent color reproducibility can be obtained.

本発明に係る電気光学装置の製造方法は、対向配置された第1及び第2の基板の間に電気光学物質を介在させて構成される電気光学装置の製造方法であって、前記第1の基板上に複数色のカラーレジストを各色毎に形成する工程と、各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程とを具備し、前記露光してパターニングする工程は、前記複数色のうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、前記第1の基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程を含むことを特徴とする。   An electro-optical device manufacturing method according to the present invention is an electro-optical device manufacturing method configured by interposing an electro-optical material between a first substrate and a second substrate arranged to face each other. Forming a color resist for each color on the substrate for each color; and exposing and patterning the color resist for each color, wherein the exposing and patterning includes: The color resist of at least one color includes a step of irradiating exposure light from both above and below the first substrate.

このような構成によれば、電気光学装置を構成する第1の基板上にカラーレジストを形成し、所定のパターンに露光する。各色毎にカラーレジストの形成及び露光を繰返すことで、所望の色配列のカラーフィルタ基板を得る。各色のカラーレジストのうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、第1の基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する。これにより、露光プロファイルを均一化することができ、露光によるレジストの残膜厚を均一化してフィルタ特性を均一化することができ、色むらがない色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。   According to such a configuration, the color resist is formed on the first substrate constituting the electro-optical device, and exposed to a predetermined pattern. By repeating the formation and exposure of the color resist for each color, a color filter substrate having a desired color arrangement is obtained. At least one of the color resists of each color is irradiated with exposure light from both above and below the first substrate. As a result, the exposure profile can be made uniform, the remaining resist film thickness by exposure can be made uniform, the filter characteristics can be made uniform, and a color filter substrate having excellent color reproducibility without color unevenness can be obtained. Can do.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法を示すフローチャートであり、図2は図1中の露光・パターニング工程の具体的な手順を示すフローチャートである。また、図3は図1のカラーフィルタ基板の製造方法によって製造されるカラーフィルタ基板を対向基板として用いて構成された液晶装置を示す平面図である。また、図4は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a color filter substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing a specific procedure of an exposure / patterning step in FIG. FIG. 3 is a plan view showing a liquid crystal device configured using the color filter substrate manufactured by the method for manufacturing the color filter substrate of FIG. 1 as a counter substrate. FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded to each other and the liquid crystal is sealed is cut along the line HH ′ in FIG.

先ず、図3及び図4を参照して、カラーフィルタ基板を用いて構成される液晶装置について説明する。図3及び図4に示すように、素子基板10とカラーフィルタ基板である対向基板20とは対向配置され、素子基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。素子基板10上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。   First, a liquid crystal device configured using a color filter substrate will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 3 and 4, the element substrate 10 and the counter substrate 20 that is a color filter substrate are disposed to face each other, and a liquid crystal 50 is sealed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. On the element substrate 10, pixel electrodes and the like constituting pixels are arranged in a matrix.

画素領域においては、図示しない複数本の走査線と複数本のデータ線とが交差するように配線され、走査線とデータ線とで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線とデータ線の各交差部分に対応してTFT(図示省略)が設けられ、このTFTに画素電極9aが電気的に接続される。   In the pixel area, a plurality of scanning lines (not shown) and a plurality of data lines are wired so as to intersect with each other, and pixel electrodes 9a are arranged in a matrix in an area partitioned by the scanning lines and the data lines. A TFT (not shown) is provided corresponding to each intersection of the scanning line and the data line, and the pixel electrode 9a is electrically connected to the TFT.

TFTは走査線のON信号によってオンとなり、これにより、データ線に供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。   The TFT is turned on by the ON signal of the scanning line, whereby the image signal supplied to the data line is supplied to the pixel electrode 9a. A voltage between the pixel electrode 9 a and the counter electrode 21 provided on the counter substrate 20 is applied to the liquid crystal 50.

一方、対向基板20には、TFTアレイ基板のデータ線、走査線及びTFTの形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFTのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に入射することが防止される。   On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a first light-shielding film 23 in a region facing the data line, scanning line, and TFT formation region of the TFT array substrate, that is, in a non-display region of each pixel. The first light shielding film 23 prevents incident light from the counter substrate 20 side from entering the TFT channel region, source region, and drain region.

第1遮光膜23上にはカラーフィルタ層24が設けられる。カラーフィルタ層24上にはオーバーコート層25が設けられる。オーバーコート層25は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等により形成された層である。このオーバーコート層25は、カラーフィルタ層24及び第1遮光膜23による凹凸を平坦化するとともに、カラーフィルタ層25及び第1遮光膜23から有機材料が染み出して液晶50を劣化させるのを防ぐ役割を担っている。   A color filter layer 24 is provided on the first light shielding film 23. An overcoat layer 25 is provided on the color filter layer 24. The overcoat layer 25 is a layer formed of acrylic resin, epoxy resin, or the like. The overcoat layer 25 flattens the unevenness due to the color filter layer 24 and the first light shielding film 23, and prevents the organic material from seeping out from the color filter layer 25 and the first light shielding film 23 to deteriorate the liquid crystal 50. Have a role.

オーバーコート層25上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向にラビング処理されている。   A counter electrode (common electrode) 21 is formed over the entire surface of the substrate 20 on the overcoat layer 25. An alignment film 22 made of a polyimide-based polymer resin is laminated on the counter electrode 21 and rubbed in a predetermined direction.

また、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。   The counter substrate 20 is provided with a light shielding film 42 as a frame for partitioning the display area. The light shielding film 42 is formed of, for example, the same or different light shielding material as the light shielding film 23.

遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、素子基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、素子基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口78が形成される。液晶注入口78より液晶が注入された後、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。こうして、素子基板10と対向基板20との間に液晶50が封入される。   A sealing material 41 that encloses liquid crystal in a region outside the light shielding film 42 is formed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. The sealing material 41 is disposed so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20, and fixes the element substrate 10 and the counter substrate 20 to each other. The sealing material 41 is missing in a part of one side of the element substrate 10, and a liquid crystal injection port 78 for injecting the liquid crystal 50 is formed in the gap between the bonded element substrate 10 and the counter substrate 20. The After the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 78, the liquid crystal injection port 78 is sealed with a sealing material 79. Thus, the liquid crystal 50 is sealed between the element substrate 10 and the counter substrate 20.

素子基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62が素子基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。素子基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、素子基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。   A data line driving circuit 61 and a mounting terminal 62 are provided along one side of the element substrate 10 in a region outside the sealing material 41 of the element substrate 10, and scanning lines are provided along two sides adjacent to the one side. A drive circuit 63 is provided. On the remaining side of the element substrate 10, a plurality of wirings 64 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 63 provided on both sides of the screen display area. In addition, a conductive material 65 for electrically connecting the element substrate 10 and the counter substrate 20 is provided in at least one corner of the counter substrate 20.

カラーフィルタ層24は、カラーレジストを露光・パターニングすることによって構成されている。カラーレジストとしては例えばネガタイプが採用される。カラーレジストは、樹脂、顔料、感光剤が溶解したものである。ネガタイプのカラーレジストにおいては、露光することによって、感光剤が反応して露光された部分の樹脂と顔料とが固まる。R,G,Bの色配列に応じて、各色のカラーレジストを順次露光・パターニングすることによって、所定の色配列のカラーフィルタ層24を構成することができる。   The color filter layer 24 is configured by exposing and patterning a color resist. For example, a negative type is adopted as the color resist. The color resist is a resin, pigment, and photosensitizer dissolved therein. In a negative type color resist, by exposure, the photosensitive agent reacts to harden the exposed resin and pigment. The color filter layer 24 having a predetermined color arrangement can be formed by sequentially exposing and patterning the color resists of the respective colors in accordance with the R, G, and B color arrangements.

次に、図1に示すカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。図3及び図4の対向基板20は図1のカラーフィルタ基板の製造方法によって製造されたものである。   Next, a method for manufacturing the color filter substrate shown in FIG. 1 will be described. The counter substrate 20 in FIGS. 3 and 4 is manufactured by the method for manufacturing the color filter substrate in FIG.

ステップS1においては、基板20上にブラックマトリクス(BM)としても機能する第1遮光膜23を形成する。次に、ステップS2において、緑(G)用のネガレジスト(Gレジスト)を第1遮光膜23上及び基板20上の全面に形成する。次にステップS3において、露光・パターニングを行う。   In step S <b> 1, a first light shielding film 23 that also functions as a black matrix (BM) is formed on the substrate 20. Next, in step S <b> 2, a green (G) negative resist (G resist) is formed on the entire surface of the first light shielding film 23 and the substrate 20. Next, in step S3, exposure and patterning are performed.

同様に、ステップS4,S5においては、赤(R)用のネガレジスト(Rレジスト)を第1遮光膜23上及び基板20上の全面に形成し、露光・パターニングを行う。   Similarly, in steps S4 and S5, a red (R) negative resist (R resist) is formed on the entire surface of the first light shielding film 23 and the substrate 20, and exposure and patterning are performed.

同様に、ステップS6,S7においては、青(B)用のネガレジスト(Bレジスト)を第1遮光膜23上及び基板20上の全面に形成し、露光・パターニングを行う。   Similarly, in steps S6 and S7, a blue (B) negative resist (B resist) is formed on the entire surface of the first light shielding film 23 and the substrate 20, and exposure and patterning are performed.

このように、カラーフィルタ層24は、Gレジスト、Rレジスト及びBレジストが所定の色配列に従ってパターニングされて構成される。Gレジストにより構成されるGフィルタ部、Rレジストにより構成されるRフィルタ部、Bレジストにより構成されるBフィルタ部は、所定の色配列に従って配列され、夫々緑色光、赤色光又は緑色光を透過する。   Thus, the color filter layer 24 is configured by patterning the G resist, the R resist, and the B resist according to a predetermined color arrangement. The G filter part composed of the G resist, the R filter part composed of the R resist, and the B filter part composed of the B resist are arranged according to a predetermined color arrangement and transmit green light, red light or green light, respectively. To do.

なお、カラーフィルタ層24を構成するGフィルタ部は、他の色フィルタ部よりも感度が高い。従って、Gレジストの膜厚を均一に構成することで、より色再現性に優れたカラーフィルタを得ることができる。ネガレジストを用いたカラーフィルタは、各色のレジストを順次露光・パターニングすることによって所望の色配列を構成することができる。各色のレジストが順次パターニングされるので、2色目以降のパターニングでは、既に形成されているレジストによる段差の影響によって、膜厚の管理が困難となる。従って、色再現性に最も影響を与えるGレジストを膜厚の管理が容易である最初に形成することによって、色再現性に優れたカラーフィルタを構成することができる。   Note that the G filter portion constituting the color filter layer 24 has higher sensitivity than the other color filter portions. Therefore, a color filter having more excellent color reproducibility can be obtained by making the G resist film thickness uniform. A color filter using a negative resist can form a desired color array by sequentially exposing and patterning resists of respective colors. Since the resists of the respective colors are sequentially patterned, it is difficult to manage the film thickness due to the step difference caused by the already formed resist in the patterning for the second and subsequent colors. Therefore, a color filter having excellent color reproducibility can be configured by first forming a G resist that has the greatest influence on color reproducibility and is easy to manage the film thickness.

本実施の形態においては、各色レジストのうちの少なくとも1つの色レジストについては、基板20の上方からの露光だけでなく、基板20の下方からの露光も行ってパターニングすることにより、膜厚の均一化を図っている。特にBレジストについては、露光プロファイルが逆テーパ状になるので、両方からの露光を行った方がよい。   In the present embodiment, at least one of the color resists is patterned by performing not only exposure from above the substrate 20 but also exposure from below the substrate 20, thereby making the film thickness uniform. We are trying to make it. In particular, for the B resist, since the exposure profile is inversely tapered, it is better to perform exposure from both.

図5は本実施の形態におけるBレジストの露光・パターニングを説明するための説明図である。また、図6は基板下方からの露光を行わない場合における露光を説明するための説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the exposure and patterning of the B resist in the present embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining exposure when exposure from below the substrate is not performed.

図5(a)及び図6(a)に示すように、Bレジスト70が形成された基板20の上方に、Bフィルタ部以外の部分にフォトマスク72が形成されたレチクル71を配置し、下向き矢印に示すように、レチクル71を介して基板上方から所定波長の露光光をBレジスト70に照射する。   As shown in FIGS. 5A and 6A, a reticle 71 having a photomask 72 formed on a portion other than the B filter portion is disposed above the substrate 20 on which the B resist 70 is formed, and is directed downward. As indicated by the arrow, the B resist 70 is irradiated with exposure light having a predetermined wavelength from above the substrate via the reticle 71.

図6(a)のように、基板上方のみから露光を行うと、露光プロファイルは逆テーパ状になる。これにより、特にBレジストに対する露光によって、図6(b)に示すように、残ったレジストの中央と周辺部とで膜厚に差が生じる。   As shown in FIG. 6A, when exposure is performed only from above the substrate, the exposure profile becomes a reverse taper shape. As a result, a difference in film thickness is caused between the center and the peripheral portion of the remaining resist as shown in FIG.

そこで、本実施の形態においては、図2のステップS11において基板上方から露光するだけでなく、更に、基板20の下方側にランプ73を配置して、上向き矢印に示すように、ランプ73から基板20の全面に露光光を照射する(ステップS12)。   Therefore, in the present embodiment, not only the exposure from the upper side of the substrate in step S11 of FIG. The entire surface of 20 is irradiated with exposure light (step S12).

図7は横軸に露光量をとり縦軸に残膜厚をとって、露光量と残膜厚との関係を示すグラフである。いま、露光量に対する残膜厚が0よりも大きくなる露光量を露光閾値Ethとする。図7に示すように、露光量が露光閾値Ethを超えることによって残膜厚が生じ、露光量が所定値を超えると、残膜厚の変化は小さくなる。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the exposure amount and the remaining film thickness, with the exposure amount on the horizontal axis and the remaining film thickness on the vertical axis. Now, let the exposure amount at which the remaining film thickness with respect to the exposure amount be greater than 0 be the exposure threshold Eth. As shown in FIG. 7, when the exposure amount exceeds the exposure threshold Eth, a remaining film thickness occurs. When the exposure amount exceeds a predetermined value, the change in the remaining film thickness becomes small.

本実施の形態においては、基板上方からの露光量と基板下方からの露光量とを合わせた露光量が、他の色レジストの領域については、露光閾値Ethを超えないように露光制御を行うようになっている。   In the present embodiment, exposure control is performed so that the exposure amount obtained by combining the exposure amount from above the substrate and the exposure amount from below the substrate does not exceed the exposure threshold Eth for the other color resist regions. It has become.

図8はこの制御による残膜厚を説明するための説明図である。図8の右上がり斜線部は基板上方からの露光(上方露光)によって影響を受ける領域を示している。この露光プロファイルは、図8に示すように逆テーパ状となり、基板表面側ではレジスト70は十分に露光されない。   FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the remaining film thickness by this control. A hatched portion rising to the right in FIG. 8 indicates a region affected by exposure (upward exposure) from above the substrate. This exposure profile is reversely tapered as shown in FIG. 8, and the resist 70 is not sufficiently exposed on the substrate surface side.

一方、図8の右下がり斜線部は、基板下方からの露光(下方露光)の露光領域を示している。図8の例では基板全域に下方露光を行っている。下方露光の露光量は露光閾値Ethよりも小さい。従って、当該露光によってレジストを残すパターン範囲以外の部分、即ち、下方露光光のみが照射される部分においては、レジストの残膜厚は0となる。   On the other hand, the diagonally downward slanted line portion in FIG. 8 indicates an exposure region of exposure (lower exposure) from below the substrate. In the example of FIG. 8, downward exposure is performed on the entire substrate. The exposure amount of the lower exposure is smaller than the exposure threshold Eth. Therefore, the remaining film thickness of the resist is 0 in a portion other than the pattern range where the resist is left by the exposure, that is, a portion irradiated only with the lower exposure light.

一方、パターン範囲では、上方露光光及び下方露光光が照射される。上方露光光は逆テーパ状の露光プロファイルを有し、下方露光光は、その露光プロファイルと逆の露光プロファイルを有する。従って、上方露光光の露光量と下方露光光の露光量とを適宜設定することで、上方及び下方露光が行われる領域については、露光量を露光閾値Ethよりも大きくすることができ、露光プロファイルを均一にすることができる。こうして、図5(b)に示すように、均一な膜厚のBレジストを形成することができる。   On the other hand, in the pattern range, upper exposure light and lower exposure light are irradiated. The upper exposure light has an inversely tapered exposure profile, and the lower exposure light has an exposure profile opposite to the exposure profile. Therefore, by appropriately setting the exposure amount of the upper exposure light and the exposure amount of the lower exposure light, the exposure amount can be made larger than the exposure threshold Eth for the region where the upper and lower exposures are performed, and the exposure profile. Can be made uniform. In this way, a B resist having a uniform film thickness can be formed as shown in FIG.

次に、カラーフィルタ層23を覆うようにアクリル樹脂やエポキシ樹脂等を塗布し、オーバーコート層25を形成する。次に、オーバーコート層25の表面にITOを用いて対向電極21を形成するとともに、ポリイミド等の配向膜22を形成してラビング処理を施す。   Next, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like is applied so as to cover the color filter layer 23 to form an overcoat layer 25. Next, the counter electrode 21 is formed on the surface of the overcoat layer 25 using ITO, and an alignment film 22 such as polyimide is formed and a rubbing process is performed.

このように本実施の形態においては、各色レジストのうち少なくとも1つの色レジストについては、基板上方から露光するだけでなく、基板下方からも露光する。これにより、露光プロファイルを均一化して、レジストの残膜厚を均一化することができる。レジストの膜厚を均一にすることができるので、カラーフィルタの特性を向上させることができ、色むらがない良好な色再現性を得ることができる。また、基板下方からの露光量は、露光閾値Ethよりも小さく設定されているので、下方からの露光によって他の色フィルタ部が悪影響を受けることはない。また、下方からの露光は基板全面に対して行えばよく、工程の管理が容易である。   Thus, in this embodiment, at least one color resist among the color resists is exposed not only from above the substrate but also from below the substrate. Thereby, the exposure profile can be made uniform, and the residual film thickness of the resist can be made uniform. Since the resist film thickness can be made uniform, the characteristics of the color filter can be improved, and good color reproducibility without color unevenness can be obtained. Further, since the exposure amount from the lower side of the substrate is set to be smaller than the exposure threshold Eth, the other color filter portions are not adversely affected by the exposure from the lower side. In addition, exposure from below may be performed on the entire surface of the substrate, and process management is easy.

なお、上記実施の形態においては、基板下方からの露光量を露光閾値Ethよりも小さくすることで、他の色フィルタ部への影響を回避するようになっているが、基板下方からの露光についてもレチクルを使用し、必要な部分のみに露光を行うようにしてもよい。この場合には、基板下方からの露光量を特に制限する必要はない。   In the above embodiment, the exposure amount from the lower side of the substrate is made smaller than the exposure threshold Eth to avoid the influence on other color filter units. Alternatively, a reticle may be used so that only the necessary portions are exposed. In this case, it is not necessary to limit the exposure amount from below the substrate.

また、図2においては、最初に基板上方からの露光を行い、次いで基板下方からの露光を行う例について説明したが、基板下方からの露光を先に行い、次いで基板上方からの露光を行ってもよく、更に、基板上方及び下方からの露光を同時に行うようにしてもよい。   In addition, in FIG. 2, the example in which the exposure from the upper side of the substrate is first performed and then the exposure from the lower side of the substrate is described. In addition, exposure from above and below the substrate may be performed simultaneously.

また、本実施の形態は、R,G,Bフィルタ部を重ねることでブラックマトリクスを構成する重ねBMにも適用可能である。重ねBMにおいては、R,G,Bレジストの露光時に、ブラックマトリクス部分にR,G,Bレジストを残すようにパターニングを行うようになっている。これにより、所定の色配列に応じたカラーフィルタ層が形成可能であると共に、R,G,Bレジストが重なった部分をブラックマトリクスとして機能させることが可能である。この重ねBMにおいては、Bフィルタ部の膜厚が黒に与える影響が大きいことを考慮して、最も膜厚の管理が容易な1色目の工程で、Bレジストの露光及びパターニングを行う。   The present embodiment can also be applied to an overlapping BM that constitutes a black matrix by overlapping R, G, and B filter portions. In the overlapping BM, patterning is performed so as to leave the R, G, B resist in the black matrix portion when the R, G, B resist is exposed. Accordingly, a color filter layer corresponding to a predetermined color arrangement can be formed, and a portion where the R, G, and B resists are overlapped can function as a black matrix. In this overlapping BM, considering that the film thickness of the B filter portion has a large influence on black, exposure and patterning of the B resist are performed in the process of the first color, which is the easiest to manage the film thickness.

また、上記各実施の形態においては、ネガタイプのレジストを用いる例について説明したが、ポジ型のレジストを用いる場合にも同様に適用することができることは明らかである。   In each of the above-described embodiments, the example using the negative type resist has been described. However, it is obvious that the present invention can be similarly applied to the case where the positive type resist is used.

なお、上記実施の形態においては、カラーフィルタ基板を対向基板として用いる例について説明したが、素子基板をカラーフィルタ基板とすることも可能である。   In the above embodiment, the example in which the color filter substrate is used as the counter substrate has been described. However, the element substrate may be a color filter substrate.

また、本発明のカラーフィルタ基板は、パッシブマトリクス型の液晶表示パネルだけでなく、アクティブマトリクス型の液晶パネル(例えば、TFT(薄膜トランジスタ)やTFD(薄膜ダイオード)をスイッチング素子として備えた液晶表示パネル)にも同様に適用することが可能である。更に、素子基板にカラーフィルタを形成したオンザチップカラーフィルタ(OCCF)にも同様に適用可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出を用いた装置(Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等)、DLP(Digital Light Processing)(別名DMD:Digital Micromirror Device)等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。また、本発明は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばLCOS(Liquid Crystal On Silicon)等にも適用可能である。LCOSでは素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。   The color filter substrate of the present invention is not limited to a passive matrix type liquid crystal display panel, but an active matrix type liquid crystal panel (for example, a liquid crystal display panel including a TFT (thin film transistor) or a TFD (thin film diode) as a switching element). It is possible to apply to the same. Further, the present invention can be similarly applied to an on-the-chip color filter (OCCF) in which a color filter is formed on an element substrate. In addition to liquid crystal display panels, electroluminescence devices, organic electroluminescence devices, plasma display devices, electrophoretic display devices, devices using electron emission (such as Field Emission Display and Surface-Conduction Electron-Emitter Display), DLP ( The present invention can be similarly applied to various electro-optical devices such as Digital Light Processing (aka DMD: Digital Micromirror Device). The present invention is also applicable to a display device for forming an element on a semiconductor substrate, for example, LCOS (Liquid Crystal On Silicon). In LCOS, a single crystal silicon substrate is used as an element substrate, and a transistor is formed on a single crystal silicon substrate as a switching element used for a pixel or a peripheral circuit. In addition, a reflective pixel electrode is used for the pixel, and each element of the pixel is formed under the pixel electrode.

本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタ基板の製造方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the manufacturing method of the color filter board | substrate which concerns on one embodiment of this invention. 図1中の露光・パターニング工程の具体的な手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the specific procedure of the exposure and patterning process in FIG. 図1のカラーフィルタ基板の製造方法によって製造されるカラーフィルタ基板を対向基板として用いて構成された液晶装置を示す平面図。The top view which shows the liquid crystal device comprised using the color filter substrate manufactured by the manufacturing method of the color filter substrate of FIG. 1 as a counter substrate. 素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H'線の位置で切断して示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded to each other and the liquid crystal is sealed is cut along the line HH ′ in FIG. 3. 本実施の形態におけるBレジストの露光・パターニングを説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating exposure and patterning of B resist in this Embodiment. 基板下方からの露光を行わない場合における露光を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the exposure in case the exposure from the lower part of a board | substrate is not performed. 横軸に露光量をとり縦軸に残膜厚をとって、露光量と残膜厚との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between an exposure amount and a residual film thickness, taking exposure amount on a horizontal axis and taking a residual film thickness on a vertical axis | shaft. 本実施の形態の露光制御による残膜厚を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the residual film thickness by the exposure control of this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

S1…BM形成工程、S2,S4,S6…レジスト形成工程、S3,S5,S7…露光・パターニング工程、S11…上方露光、S12…下方露光。     S1, BM formation step, S2, S4, S6 ... Resist formation step, S3, S5, S7 ... Exposure / patterning step, S11 ... Upper exposure, S12 ... Lower exposure.

Claims (7)

基板上に複数色のカラーレジストを各色毎に形成する工程と、
各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程とを具備し、
前記露光してパターニングする工程は、前記複数色のうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、前記基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
Forming a plurality of color resists for each color on the substrate;
And exposing and patterning the color resist for each color,
The step of exposing and patterning includes a step of irradiating exposure light from both above and below the substrate for a color resist of at least one of the plurality of colors. Manufacturing method.
前記基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程は、前記基板の上方及び下方の一方ではフォトマスクを用いて露光を行い、他方では基板全面に露光を行う工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。   The step of irradiating the exposure light from both above and below the substrate includes a step of performing exposure using a photomask on one of the upper and lower sides of the substrate and exposing the entire surface of the substrate on the other side. The method for producing a color filter substrate according to claim 1. 前記基板全面に露光を行う工程は、露光によって0よりも大きい残膜厚が生じる露光閾値よりも小さい露光量で行われることを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。   3. The method of manufacturing a color filter substrate according to claim 2, wherein the step of exposing the entire surface of the substrate is performed with an exposure amount smaller than an exposure threshold at which a residual film thickness greater than 0 is generated by exposure. 前記基板全面に露光を行う工程は、青色のカラーレジストに対して実施することを特徴とする請求項3に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。   The method for manufacturing a color filter substrate according to claim 3, wherein the step of exposing the entire surface of the substrate is performed on a blue color resist. 前記カラーレジストを各色毎に形成する工程の前に、前記基板上に遮光膜を形成する工程を具備したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。   5. The color filter substrate according to claim 1, further comprising a step of forming a light-shielding film on the substrate before the step of forming the color resist for each color. Method. 前記カラーレジストを形成する工程及び各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程において、複数色のうち緑色のカラーレジストを最初に露光してパターニングすることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。   The green color resist of a plurality of colors is first exposed and patterned in the step of forming the color resist and the step of exposing and patterning the color resist for each color. A method for manufacturing a color filter substrate. 対向配置された第1及び第2の基板の間に電気光学物質を介在させて構成される電気光学装置の製造方法であって、
前記第1の基板上に複数色のカラーレジストを各色毎に形成する工程と、
各色毎の前記カラーレジストを露光してパターニングする工程とを具備し、
前記露光してパターニングする工程は、前記複数色のうちの少なくとも1つの色のカラーレジストについては、前記第1の基板の上方及び下方の両方から露光光を照射する工程を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
A method for manufacturing an electro-optical device configured by interposing an electro-optical material between a first substrate and a second substrate arranged to face each other,
Forming a plurality of color resists for each color on the first substrate;
And exposing and patterning the color resist for each color,
The exposure and patterning step includes a step of irradiating exposure light from both above and below the first substrate for the color resist of at least one of the plurality of colors. A method for manufacturing an electro-optical device.
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