JP4706334B2 - Photomask with steps and method for manufacturing color filter substrate - Google Patents

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本発明は、カラーフィルタ基板の柱状スペーサーを近接露光法（プロキシミティー）にてパターン露光する際に使用するフォトマスク段差付フォトマスクと、着色フィルタ層からなるメインパターン領域上の柱状スペーサーの高さと透明基板周辺部のダミー柱状スペーサーの高さを変えて柱状スペーサーの上部位置を揃えたカラーフィルタ基板と、段差付フォトマスクを用いて柱状スペーサー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 photomask with a photomask step used for pattern exposure of columnar spacers of a color filter substrate by proximity exposure (proximity), and the height of the columnar spacers on a main pattern region formed of a colored filter layer. The present invention relates to a color filter substrate in which the height of dummy columnar spacers at the periphery of a transparent substrate is changed to align the upper positions of the columnar spacers, and a method for manufacturing a color filter substrate in which columnar spacers are manufactured using a stepped 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）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 a 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 system by IPS) 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は、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、青色フィルタからなる着色フィルタ層、透明電極層及び柱状スペーサーが形成されたものである。   A color filter substrate used in a color liquid crystal display panel is obtained by forming a color filter layer including a black matrix, a red filter, a green filter, and a blue filter, a transparent electrode layer, and a columnar spacer on a transparent substrate.

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７（ａ）〜（ｆ）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。
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にて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図７（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２１ｂ及び遮光額縁層２１ａを形成する（図７（ｂ）参照）。 A method for manufacturing the color filter substrate will be described below.
7A to 7F are 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 to form a black photosensitive resin layer 21 (see FIG. 7A), pattern exposure, and development. The black matrix 21b and the light-shielding frame layer 21a are formed by performing a patterning process such as (see FIG. 7B).

次に、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び遮光額縁層２１ａが形成された透明基板上に塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、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７（ｃ）参照）。   Next, a red photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, dianthraquinone pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is applied onto a transparent substrate on which the black matrix 21b and the light-shielding frame layer 21a are formed using a spinner. Then, a red photosensitive resin layer is formed, and a series of patterning processes such as exposure and development are performed using a predetermined exposure mask to form a red filter 31R (see FIG. 7C).

次に、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、遮光額縁層２１ａ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板上に塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、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３１Ｇを形成する。   Next, a green photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, phthalocyanine green pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used to form a black matrix 21b, a light-shielding frame layer 21a, and a red filter 31R using a spinner. The green filter 31G is formed by applying on a substrate, forming a green photosensitive resin layer, and performing a series of patterning processes such as exposure and development using a predetermined exposure mask.

次に、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、遮光額縁層２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３１Ｇが形成された透明基板上に塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使って露光、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３１Ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂ及び遮光額縁層２１ａが形成された透明基板上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３１Ｇ及び緑色フィルタ３１Ｂからなる着色フィルタ層３０を形成する（図７（ｄ）参照）。   Next, a blue photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, phthalocyanine blue pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used to form a black matrix 21b, a light-shielding frame layer 21a, a red filter 31R, and a green filter 31G using a spinner. A blue photosensitive resin layer is formed by coating on the formed transparent substrate, and a series of patterning processes such as exposure and development are performed using a predetermined exposure mask to form a blue filter 31B, and the black matrix 21b and A colored filter layer 30 composed of a red filter 31R, a green filter 31G, and a green filter 31B is formed on the transparent substrate on which the light-shielding frame layer 21a is formed (see FIG. 7D).

次に、着色フィルタ層３０、遮光額縁層２１ａ及び透明基板１１上にスパッタリングにて酸化インジウム錫膜からなる透明電極層４１を形成する（図７（ｅ）参照）。   Next, a transparent electrode layer 41 made of an indium tin oxide film is formed by sputtering on the colored filter layer 30, the light-shielding frame layer 21a, and the transparent substrate 11 (see FIG. 7E).

さらに、アクリル系樹脂を主成分とする感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、透明樹脂感光層を形成し、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、加熱硬化して柱状スペーサー６１ａ及びダミー柱状スペーサー６１ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂ、遮光額縁層２１ａ、着色フィルタ層３０、透明電極層４１、柱状スペーサー６１ａ及びダミー柱状スペーサー６１ｂ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７（ｆ）参照）。   Further, a photosensitive resin solution containing acrylic resin as a main component is applied by a spinner, a transparent resin photosensitive layer is formed, a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed, and heat-cured to form columnar spacers 61a and 61 By forming the dummy columnar spacer 61b, the color filter substrate 200 can be obtained in which the black matrix 21b, the light-shielding frame layer 21a, the colored filter layer 30, the transparent electrode layer 41, the columnar spacer 61a, and the dummy columnar spacer 61b are formed (FIG. 7 (f)).

上記透明樹脂感光層を形成して、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上記柱状スペーサー６１ａ及びダミー柱状スペーサー６１ｂを形成する方法では、着色フィルタ層３０と透明基板１１周辺部に形成される透明樹脂感光層はほぼ一定の厚さになるので、着色フィルタ層３０及び透明基板１１上に形成される柱状スペーサー６１ａとダミー柱状スペーサー６１ｂの高さはほぼ同じとなり、着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域の柱状スペーサー６１ａを基準にすると、透明基板１１周辺部のダミー柱状スペーサー６１ｂの上部の位置はδdだけ低くなる（図８参照）。 In the method of forming the columnar spacer 61a and the dummy columnar spacer 61b by forming the transparent resin photosensitive layer and performing a series of patterning processes such as pattern exposure and development, it is formed around the colored filter layer 30 and the transparent substrate 11 Since the transparent resin photosensitive layer to be formed has a substantially constant thickness, the columnar spacer 61a and the dummy columnar spacer 61b formed on the colored filter layer 30 and the transparent substrate 11 have substantially the same height. comes to a reference columnar spacers 61a of the main pattern region, the position of the upper portion of the dummy column spacer 61b of the transparent substrate 11 peripheral portion is lowered by [delta] d (see FIG. 8).

このカラーフィルタ基板２００と対向基板（ＴＦＴ基板）９０とを貼り合わせて周辺部をシールしてパネル化すると、図９に示すように、対向基板（ＴＦＴ基板）９０はカラーフィルタ基板２００の端部で曲げられるため、貼り合わせ時のセルギャップが着色フィルタ層３０の端部（Ａ部）で狭く、セルギャップの均一性が悪化し、液晶注入の際に時間を要する等の問題を有している。   When the color filter substrate 200 and the counter substrate (TFT substrate) 90 are bonded together and the periphery is sealed to form a panel, the counter substrate (TFT substrate) 90 is an end of the color filter substrate 200 as shown in FIG. Therefore, the cell gap at the time of bonding is narrow at the end portion (A portion) of the colored filter layer 30, the uniformity of the cell gap is deteriorated, and there is a problem that time is required for liquid crystal injection. Yes.

柱状スペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタ基板と対向基板とを貼り合わせしてパネル化した際、カラーフィルタ基板と対向基板のギャップの不均一性と対向基板の表層に損傷を与えたりするのを防止するために、柱状スペーサーの押し込み変形率を適性なものにしたカラーフィルタ基板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
これは、柱状スペーサーに使用する樹脂の押し込み変形率をある範囲に設定したものである。
特願２００１−１５９７０７号公報 When a color filter substrate for a liquid crystal display device provided with columnar spacers and a counter substrate are bonded to form a panel, the gap between the color filter substrate and the counter substrate is not uniform and the surface layer of the counter substrate is damaged. In order to prevent this, a color filter substrate in which the indentation deformation rate of the columnar spacer is appropriate has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In this case, the indentation deformation rate of the resin used for the columnar spacer is set within a certain range.
Japanese Patent Application No. 2001-159707

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、通常の透明樹脂感光層を近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光して柱状スペーサーを形成する際に使用する段差付フォトマスク及び段差付フォトマスクを使って全領域にわたって柱状スペーサーの高さを均一に形成したカラーフィルタ基板及びそ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 problems, and a stepped photomask and step used for forming a columnar spacer by pattern exposure of an ordinary transparent resin photosensitive layer by proximity exposure (proximity) method. It is an object of the present invention to provide a color filter substrate in which the height of columnar spacers is uniformly formed over the entire region using an attached photomask, and a method for manufacturing the same.

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層と、柱状スペーサーとが形成されてなるカラーフィルタ基板の柱状スペーサーを近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光する際に使用する、透明基板上に柱状スペーサー形成用パターンを設けたフォトマスクであって、カラーフィルタ基板の周辺部と対向する領域のフォトマスク用透明基板の板厚を、カラーフィルタ基板の着色フィルタ層形成領域と対向する領域のフォトマスク用透明基板の板厚より厚くしたことを特徴とする段差付フォトマスクとしたものである。
In order to achieve the above object in the present invention, first, in claim 1, a columnar spacer of a color filter substrate in which a colored filter layer comprising at least a plurality of colored filters and a columnar spacer are formed on a transparent substrate. Used for pattern exposure by proximity exposure (proximity) method, a photomask with a columnar spacer forming pattern on a transparent substrate, for a photomask in a region facing the periphery of the color filter substrate A stepped photomask is characterized in that the plate thickness of the transparent substrate is made thicker than the plate thickness of the transparent substrate for photomask in the region facing the colored filter layer forming region of the color filter substrate .

また、請求項２においては、透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層と、柱状スペーサーとが形成され、前記着色フィルタ層からなるメインパターン領域上の柱状スペーサーの高さと前記透明基板周辺部のダミー柱状スペーサーの高さを変えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも以下の工程を具備する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。。
（ａ）透明基板上にブラックマトリクス、遮光額縁層を形成する工程。
（ｂ）複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層を形成する工程。
（ｃ）透明電極層を形成する工程。
（ｄ）請求項１に記載の段差付フォトマスクを使って、近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光し、現像処理等を行って柱状スペーサーを形成する工程。
さらにまた、請求項３においては、前記着色フィルタ層からなるメインパターン領域上の柱状スペーサーと前記透明基板周辺部のダミー柱状スペーサーの上部位置が揃ってい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としたものである。
Also, in the second aspect, at least a plurality of consisting colored filter colored filter layer on a transparent substrate, the columnar spacers are formed, the height and the transparent columnar spacer main pattern region consisting of the colored filter layer a color filter substrate manufacturing method of changing the height of the dummy column spacer the substrate peripheral portion is obtained by the manufacturing method of the characteristics and to Luke color filter substrate that includes at least the following steps. .
(A) A step of forming a black matrix and a light-shielding frame layer on a transparent substrate.
(B) A step of forming a colored filter layer comprising a plurality of colored filters.
(C) A step of forming a transparent electrode layer.
(D) A step of forming a columnar spacer by performing pattern exposure by proximity exposure (proximity) method using the stepped photomask according to claim 1 and performing development processing or the like.
Furthermore, in claim 3, the columnar spacers on the main pattern region made of the colored filter layer and the upper positions of the dummy columnar spacers on the periphery of the transparent substrate are aligned. This is a method for manufacturing a color filter substrate.

本発明のカラーフィルタ基板は、着色フィルタ層からなるメインパターン領域上に設けた柱状スペーサーとカラーフィルタ基板周辺部に設けたダミー柱状スペーサーの上部位置が揃っているため、対向基板（ＴＦＴ基板）と貼り合わせしてパネル化した場合のパネルギャップを均一化でき、液晶注入効率を向上でき、高品位の液晶パネルを得ることができる。
また、本発明の段差付マスクを用いて近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光し、柱状スペーサーを形成するため、着色フィルタ層からなるメインパターン領域上に設けた柱状スペーサーとカラーフィルタ基板周辺部に設けたダミー柱状スペーサーの上部位置を揃えることができる。 In the color filter substrate of the present invention, since the columnar spacer provided on the main pattern region formed of the colored filter layer and the upper position of the dummy columnar spacer provided on the periphery of the color filter substrate are aligned, the counter substrate (TFT substrate) and When the panels are bonded together, the panel gap can be made uniform, the liquid crystal injection efficiency can be improved, and a high-quality liquid crystal panel can be obtained.
Further, in order to form a columnar spacer by pattern exposure using the stepped mask of the present invention by proximity exposure (proximity) method, the columnar spacer provided on the main pattern region composed of the colored filter layer and the periphery of the color filter substrate It is possible to align the upper positions of the dummy columnar spacers provided in the section.

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係る本発明の段差付フォトマスクは、図１に示すように、部分的に基板厚の異なる透明基板領域７１ａを有する透明基板７１上に柱状スペーサー形成用パターン７２ａ及び７２ｂを設けたもので、この透明基板７１の基板厚差（ｄ1−ｄ2）を近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光を行う際の露光ギャップとして利用しようとするものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the stepped photomask according to the first aspect of the present invention is provided with columnar spacer forming patterns 72a and 72b on a transparent substrate 71 having transparent substrate regions 71a partially having different substrate thicknesses. Therefore, the substrate thickness difference (d 1 −d 2 ) of the transparent substrate 71 is to be used as an exposure gap when pattern exposure is performed by the proximity exposure (proximity) method.

以下本発明の段差付フォトマスクの作製方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｆ）及び図４（ｇ）〜（ｈ）は、本発明の段差付フォトマスクの製造方法の一実施例を示す部分模式構成断面図である。
まず、ガラス基板等からなる所定厚の透明基板７１を準備する（図３(ａ)参照）。
透明基板７１としては、低膨張ガラス、石英ガラス等のガラス基板が利用できる。
次に、スピンコート法等により耐酸性のレジストを塗布し、レジスト層８１を形成する（図３(ｂ)参照）。 Hereinafter, a method for manufacturing the photomask with steps according to the present invention will be described.
3 (a) to 3 (f) and FIGS. 4 (g) to (h) are partial schematic cross-sectional views showing an embodiment of a method for producing a stepped photomask of the present invention.
First, a transparent substrate 71 having a predetermined thickness made of a glass substrate or the like is prepared (see FIG. 3A).
As the transparent substrate 71, a glass substrate such as low expansion glass or quartz glass can be used.
Next, an acid resistant resist is applied by spin coating or the like to form a resist layer 81 (see FIG. 3B).

次に、レジスト層８１に所定のマスクを使ってパターン露光、現像処理等のパターニング処理を行って、透明基板７１の所定位置にレジストパターン８１ａを形成する（図３(ｃ)参照）。   Next, patterning processing such as pattern exposure and development processing is performed on the resist layer 81 using a predetermined mask to form a resist pattern 81a at a predetermined position on the transparent substrate 71 (see FIG. 3C).

次に、レジストパターン８１ａをマスクにして弗酸を主成分とするエッチング液にて透明基板７１をエッチングして、基板厚ｄ2の基板厚の異なる透明基板領域７１ａを形成し
、レジストパターン８１ａを専用の剥離液で除去して、透明基板７１の所定位置に基板厚ｄ2の基板厚の異なる透明基板領域７１ａが形成された段差付透明基板を作製する（図３(ｄ)参照）。 Next, using the resist pattern 81a as a mask, the transparent substrate 71 is etched with an etchant containing hydrofluoric acid as a main component to form transparent substrate regions 71a having different substrate thicknesses d 2. It was removed by a dedicated stripper to produce a level difference with the transparent substrate transparent substrate region 71a having different substrate thickness of the substrate thickness d 2 is formed at a predetermined position of the transparent substrate 71 (see FIG. 3 (d)).

次に、段差付透明基板の加工面にスパッタリング等により、酸化クロム膜、クロム膜
及び酸化クロム膜からなる遮光層７２を形成する（図３(ｅ)参照）。 Next, a light shielding layer 72 made of a chromium oxide film, a chromium film, and a chromium oxide film is formed on the processed surface of the stepped transparent substrate by sputtering or the like (see FIG. 3E).

次に、遮光層７２上にスピンコート法等によりレジストを塗布し、レジスト層８２を形成し（図３(ｆ)参照）、電子ビーム描画装置にてパターン描画、現像処理等のパターニング処理を行って、遮光層７２上にレジストパターン８２ａを形成する（図４(ｇ)参照）。電子ビーム露光では、基板厚の異なる領域に形成されたレジスト層をパターン露光する際、露光面の位置（フォーカス）調整を比較的容易に行うことができる。   Next, a resist is applied on the light shielding layer 72 by a spin coat method or the like to form a resist layer 82 (see FIG. 3F), and patterning processing such as pattern drawing and development processing is performed by an electron beam drawing apparatus. Then, a resist pattern 82a is formed on the light shielding layer 72 (see FIG. 4G). In electron beam exposure, the position (focus) of the exposure surface can be adjusted relatively easily when pattern exposure is performed on resist layers formed in regions having different substrate thicknesses.

レジストパターン８２ａをマスクにして専用のエッチング液にて遮光層７２をエッチングし、レジストパターン８２ａを専用の剥離液で除去して、段差付透明基板の遮光層７２の所定位置に開口部７２ａ及び開口部７２ｂが形成された本発明の段差付フォトマスク７０を得る（図４(ｈ)参照）。   Using the resist pattern 82a as a mask, the light shielding layer 72 is etched with a dedicated etching solution, and the resist pattern 82a is removed with a dedicated stripping solution, and an opening 72a and an opening are formed at predetermined positions on the light shielding layer 72 of the stepped transparent substrate. The stepped photomask 70 of the present invention in which the portion 72b is formed is obtained (see FIG. 4H).

本発明に係るカラーフィルタ基板１００は、図２に示すように、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ｂと、遮光額縁層２１ａと、複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層３０と、透明電極層４１と、柱状スペーサー５１ａ及びダミー柱状スペーサー５１ｂとが形成されており、着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域上に形成された柱状スペーサー５１ａの上部と、透明基板１１周辺部に形成されたダミー柱状スペーサー５１ｂの上部とが同じ高さになるようにしてある。
これは、本発明のカラーフィルタ基板と対向基板（ＴＦＴ基板）とをパネル化した場合着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域と透明基板１１周辺部とを含めて、パネルギャップを均一化することができ、液晶注入に要する時間を短縮できる。 As shown in FIG. 2, the color filter substrate 100 according to the present invention includes a black matrix 21b, a light-shielding frame layer 21a, a color filter layer 30 composed of a plurality of color filters, and a transparent electrode layer 41 on a transparent substrate 11. The columnar spacer 51a and the dummy columnar spacer 51b are formed, and the upper portion of the columnar spacer 51a formed on the main pattern region made of the colored filter layer 30 and the dummy columnar spacer 51b formed on the periphery of the transparent substrate 11 are formed. It is designed to be the same height as the top.
This is because when the color filter substrate of the present invention and the counter substrate (TFT substrate) are made into a panel, the panel gap can be made uniform including the main pattern region formed of the colored filter layer 30 and the peripheral portion of the transparent substrate 11. And the time required for liquid crystal injection can be shortened.

以下本発明のカラーフィルタ基板１００の作製方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）及び図６（ｇ）〜（ｉ）は、本発明のカラーフィルタ基板１００の製造方法の一実施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等を分散した黒色の感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図５（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２１ｂ及び遮光額縁層２１ａを形成する（図５（ｂ）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。 Hereinafter, a method for manufacturing the color filter substrate 100 of the present invention will be described.
FIGS. 5A to 5F and FIGS. 6G to 6I are partial schematic cross-sectional views showing an embodiment of the method for manufacturing the color filter substrate 100 of the present invention.
First, a black photosensitive resin in which carbon black or the like is dispersed in an acrylic resin is applied on a transparent substrate 11 with a spinner to form a black photosensitive resin layer 21 (see FIG. 5A), pattern exposure, A black matrix 21b and a light-shielding frame layer 21a are formed by performing a patterning process such as development (see FIG. 5B).
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、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ及び遮光額縁層２１ａが形成された透明基板１１上に塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光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５（ｃ）参照）。   Next, a red photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, dianthraquinone pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used on the transparent substrate 11 on which the black matrix 21b and the light-shielding frame layer 21a are formed using a spinner. It is applied to form a red photosensitive resin layer, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed using a predetermined exposure mask to form a red filter 31R (see FIG. 5C).

次に、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、遮光額縁層２１ａ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板上に塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光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３１Ｇを形成する（図５（ｄ）参照）。   Next, a green photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, phthalocyanine green pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used to form a black matrix 21b, a light-shielding frame layer 21a, and a red filter 31R using a spinner. The green filter 31G is formed by applying on the substrate, forming a green photosensitive resin layer, and performing a series of patterning processes such as pattern exposure and development using a predetermined exposure mask (see FIG. 5D). .

次に、アクリル系の感光性樹脂に着色顔料（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スピンナーを用いてブラックマトリクス２１ｂ、遮光額縁層２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３１Ｇが形成された透明基板上に塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光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３１Ｂを形成し、ブラックマトリクス２１ｂ及び遮光額縁層２１ａが形成された透明基板上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３１Ｇ及び緑色フィルタ３１Ｂからなる着色フィルタ層３０を形成する（図５（ｅ）参照）。   Next, a blue photosensitive resin solution in which a color pigment (for example, phthalocyanine blue pigment) is dispersed in an acrylic photosensitive resin is used to form a black matrix 21b, a light-shielding frame layer 21a, a red filter 31R, and a green filter 31G using a spinner. A blue photosensitive resin layer is formed by coating on the formed transparent substrate, and a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed using a predetermined exposure mask to form a blue filter 31B, and a black matrix 21b The colored filter layer 30 including the red filter 31R, the green filter 31G, and the green filter 31B is formed on the transparent substrate on which the light-shielding frame layer 21a is formed (see FIG. 5E).

次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットを用いてスパッタリングして、着色フィルタ層３０、遮光額縁層２１ａ及び透明基板１１上に酸化インジウム錫膜からなる所定厚の透明電極層４１を形成する（図５（ｆ）参照）。
透明電極層４１の膜厚としては１４００Å前後である。 Next, sputtering is performed using an indium tin oxide-based alloy target to form a transparent electrode layer 41 having a predetermined thickness made of an indium tin oxide film on the colored filter layer 30, the light-shielding frame layer 21a, and the transparent substrate 11 (FIG. 5 (f)).
The film thickness of the transparent electrode layer 41 is about 1400 mm.

次に、アクリル系樹脂を主成分とする感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、透明樹脂感光層５１を形成する（図６（ｇ）参照）。
ここで、透明樹脂感光層５１の膜厚は、着色フィルタ層３０のメインパターン領域の膜厚ｔaと透明基板１１周辺部の膜厚ｔbとはほぼ同じ厚さになるため、透明基板１１周辺部に形成するダミー柱状スペーサーの高さが確保できる膜厚として、３〜５μｍの範囲に設定する。 Next, a photosensitive resin solution containing acrylic resin as a main component is applied with a spinner to form a transparent resin photosensitive layer 51 (see FIG. 6G).
Here, the film thickness of the transparent resin photosensitive layer 51 is approximately the same as the film thickness t a of the main pattern region of the colored filter layer 30 and the film thickness t b of the peripheral portion of the transparent substrate 11. The film thickness that can secure the height of the dummy columnar spacer formed in the peripheral portion is set in the range of 3 to 5 μm.

次に、近接露光（プロキシミティー）装置（ＴＭＥ−９５０Ｐ：トプコン製）に透明樹脂感光層５１が形成されたカラーフィルタ基板と上記段差付フォトマスク７０をセットして（図６（ｈ）参照）、露光ギャップを調整した後ＵＶ光でパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行い、加熱硬化して柱状スペーサー５１ａ及びダミー柱状スペーサー５１ｂを形成し、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ｂと、遮光額縁層２１ａと、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３１Ｇ及び緑色フィルタ３１Ｂからなる着色フィルタ層３０と、透明電極層４１と、着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域に柱状スペーサー５１ａと、透明基板１１周辺部にダミー柱状スペーサー５１ｂとが形成されたカラーフィルタ基板１００を得る（図６（ｉ）参照）。   Next, the color filter substrate on which the transparent resin photosensitive layer 51 is formed and the stepped photomask 70 are set in a proximity exposure (proximity) apparatus (TME-950P: manufactured by Topcon) (see FIG. 6 (h)). After adjusting the exposure gap, a series of patterning processes such as pattern exposure and development are performed with UV light, and heat curing is performed to form columnar spacers 51a and dummy columnar spacers 51b. A frame layer 21a, a colored filter layer 30 composed of a red filter 31R, a green filter 31G and a green filter 31B, a transparent electrode layer 41, a columnar spacer 51a in a main pattern region composed of the colored filter layer 30, and a peripheral portion of the transparent substrate 11 To obtain a color filter substrate 100 having dummy columnar spacers 51b formed thereon. (See FIG. 6 (i)).

ここで、透明基板１１周辺部に形成された透明樹脂感光層５１と段差付フォトマスク７０の開口部７２ｂとの露光ギャップを近接露光（プロキシミティー）法で一般的に用いられている標準ギャップに設定して、透明樹脂感光層５１の膜厚とほぼ同じ厚みのダミー柱状スペーサー５１ｂを形成する。
一方、着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域の透明樹脂感光層５１と段差付フォトマスク７０の開口部７２ａとの露光ギャップは標準ギャップより大きく設定し、露光光の回折（廻りこみ）によるパターンのボケを利用して、透明樹脂感光層５１の膜厚よりも薄い柱状スペーサー５１ａを形成する。
この方式の近接露光（プロキシミティー）法にて作製する柱状スペーサー５１ａの高さは、ダミー柱状スペーサー５１ｂよりも１〜２μｍ程低い値になる。 Here, the exposure gap between the transparent resin photosensitive layer 51 formed on the periphery of the transparent substrate 11 and the opening 72b of the stepped photomask 70 is changed to a standard gap generally used in proximity exposure (proximity) method. The dummy columnar spacer 51b having the same thickness as that of the transparent resin photosensitive layer 51 is set.
On the other hand, the exposure gap between the transparent resin photosensitive layer 51 in the main pattern region consisting of the colored filter layer 30 and the opening 72a of the stepped photomask 70 is set to be larger than the standard gap, and the pattern of the pattern due to the diffraction (around) of the exposure light is set. A columnar spacer 51 a that is thinner than the film thickness of the transparent resin photosensitive layer 51 is formed using blur.
The height of the columnar spacer 51a produced by this type of proximity exposure (proximity) method is about 1 to 2 μm lower than the dummy columnar spacer 51b.

上記本発明のカラーフィルタ基板１００と対向基板（ＴＦＴ基板）とをパネル化することにより、着色フィルタ層３０からなるメインパターン領域と透明基板１１周辺部とを含めて、パネルギャップを均一化でき、液晶注入に要する時間を短縮するこができる。   By making the color filter substrate 100 and the counter substrate (TFT substrate) of the present invention into a panel, the panel gap can be made uniform, including the main pattern region composed of the colored filter layer 30 and the peripheral portion of the transparent substrate 11, The time required for liquid crystal injection can be shortened.

本発明の段差付フォトマスクの一実施例を示す部分模式構成断面図である。It is a partial schematic structure sectional view showing one example of a photomask with a level difference of the present invention. 本発明のカラーフィルタ基板の一実施例を示す部分模式構成断面図である。It is a partial schematic structure sectional view showing one example of a color filter substrate of the present invention. （ａ）〜（ｆ）は、本発明の段差付フォトマスクの製造方法の工程の一部を示す部分模式構成断面図である。(A)-(f) is a partial schematic structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the photomask with a level | step difference of this invention. （ｇ）〜（ｈ）は、本発明の段差付フォトマスクの製造方法の工程の一部を示す部分模式構成断面図である。(G)-(h) is a partial schematic structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the photomask with a level | step difference of this invention. （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部分模式構成断面図である。(A)-(f) is a partial schematic structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the color filter substrate of this invention. （ｇ）〜（ｉ）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部分模式構成断面図である。(G)-(i) is a partial schematic structure sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the color filter substrate of this invention. （ａ）〜（ｆ）は、従来のカラーフィルタ基板の製造方法の工程を示す部分模式構成断面図である。(A)-(f) is a partial schematic structure sectional drawing which shows the process of the manufacturing method of the conventional color filter substrate. 従来のカラーフィルタ基板の柱状スペーサーとダミー柱状スペーサーとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the columnar spacer of a conventional color filter substrate, and a dummy columnar spacer. 従来のカラーフィルタ基板と対向基板（ＴＦＴ基板）を貼り合わせてパネル化した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which bonded the conventional color filter board | substrate and the opposing board | substrate (TFT board | substrate), and was panelized.

符号の説明Explanation of symbols

１１、７１……透明基板
７１ａ……基板厚の異なる透明基板領域
２１……遮光層
２１ａ……遮光額縁層
２１ｂ……ブラックマトリクス
３０……着色フィルタ層
３１Ｒ……赤色フィルタ
３１Ｇ……緑色フィルタ
３１Ｂ……青色フィルタ
４１……透明電極層
５１……透明感光性樹脂層
５１ａ、６１ａ……柱状スペーサー
５１ｂ、６１ｂ……ダミー柱状スペーサー
７０……段差付フォトマスク
７２……遮光層
７２ａ、７２ｂ……開口部
８１、８２……レジスト層
８１ａ、８２ａ……レジストパターン
９０……対向基板（ＴＦＴ基板）
１００、２００……カラーフィルタ基板
ｔa……透明基板周辺部の透明感光性樹脂層の膜厚
ｔb……着色フィルタ層からなるメインパターン領域の透明感光性樹脂層の膜厚
ｄ1……透明基板７１の板厚
ｄ2……基板厚の異なる透明基板領域７１ａの板厚
δd……柱状スペーサーとダミー柱状スペーサーとの高さの差 11, 71... Transparent substrate 71a... Transparent substrate region 21 with different substrate thickness... Shielding layer 21a... Shielding frame layer 21b ... Black matrix 30 ... Colored filter layer 31R ... Red filter 31G ... Green filter 31B ...... Blue filter 41 ...... Transparent electrode layer 51 ...... Transparent photosensitive resin layer 51 a, 61 a ...... Columnar spacers 51 b, 61 b ...... Dummy columnar spacer 70 ...... Stepped photomask 72 ...... Light shielding layers 72 a, 72 b ...... Openings 81, 82 ... resist layers 81a, 82a ... resist pattern 90 ... counter substrate (TFT substrate)
100, 200 ... Color filter substrate t a ... Film thickness t b of transparent photosensitive resin layer around transparent substrate ... Film thickness d 1 of transparent photosensitive resin layer in main pattern region made of colored filter layer ... Plate thickness d 2 of transparent substrate 71 ...... Plate thickness δ d of transparent substrate region 71a having different substrate thickness ...... Difference in height between columnar spacer and dummy columnar spacer

Claims (3)

透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層と、柱状スペーサーとが形成されてなるカラーフィルタ基板の柱状スペーサーを近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光する際に使用する、透明基板上に柱状スペーサー形成用パターンを設けたフォトマスクであって、カラーフィルタ基板の周辺部と対向する領域のフォトマスク用透明基板の板厚を、カラーフィルタ基板の着色フィルタ層形成領域と対向する領域のフォトマスク用透明基板の板厚より厚くしたことを特徴とする段差付フォトマスク。 A transparent substrate used when pattern exposure is performed by proximity exposure (proximity) method on a columnar spacer of a color filter substrate in which a colored filter layer composed of at least a plurality of colored filters and a columnar spacer are formed on a transparent substrate A photomask provided with a columnar spacer forming pattern thereon, wherein the thickness of the transparent substrate for the photomask in the region facing the peripheral portion of the color filter substrate is set to the region facing the colored filter layer forming region of the color filter substrate A photomask with a step, characterized in that it is thicker than the thickness of the transparent substrate for photomask. 透明基板上に少なくとも複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層と、柱状スペーサーとが形成され、前記着色フィルタ層からなるメインパターン領域上の柱状スペーサーの高さと前記透明基板周辺部のダミー柱状スペーサーの高さを変えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
（ａ）透明基板上にブラックマトリクス、遮光額縁層を形成する工程。
（ｂ）複数の着色フィルタからなる着色フィルタ層を形成する工程。
（ｃ）透明電極層を形成する工程。
（ｄ）請求項１に記載の段差付フォトマスクを使って、近接露光（プロキシミティー）法にてパターン露光し、現像処理等を行って柱状スペーサーを形成する工程。 A colored filter layer composed of at least a plurality of colored filters and a columnar spacer are formed on the transparent substrate, and the height of the columnar spacer on the main pattern region composed of the colored filter layer and the height of the dummy columnar spacer around the transparent substrate. color filter a method for manufacturing a substrate, characteristics and to Luke color filter substrate manufacturing method that includes at least the following steps to change the of.
(A) A step of forming a black matrix and a light-shielding frame layer on a transparent substrate.
(B) A step of forming a colored filter layer comprising a plurality of colored filters.
(C) A step of forming a transparent electrode layer.
(D) A step of forming a columnar spacer by performing pattern exposure by proximity exposure (proximity) method using the stepped photomask according to claim 1 and performing development processing or the like. 前記着色フィルタ層からなるメインパターン領域上の柱状スペーサーと前記透明基板周辺部のダミー柱状スペーサーの上部位置が揃ってい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 for manufacturing a color filter substrate according to claim 2, wherein the columnar spacers on the main pattern region made of the colored filter layer and the upper positions of the dummy columnar spacers on the periphery of the transparent substrate are aligned.
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