JP4806961B2 - 液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、積層フォトスペーサーを有するカラーフィルタの製造において、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法、及び積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造する製造装置に関する。

図４は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図５は、図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図４、及び図５に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ（４）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図４、及び図５はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（４２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。

液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成してブラックマトリックス基板とし、次に、このブラックマトリックス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（４２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。

ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。

このブラックマトリックス基板の製造には、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_X ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯ_X などの金属薄膜からなるブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（４０）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。

また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜（４３）の形成は、着色画素が形成されたブラックマトリックス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透
明導電膜を形成するといった方法がとられている。

図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーＴＶ、ノート型ＰＣなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。

例えば、スペーサー機能。従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子（ビーズ）を散布している。
このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。

このような問題を解決する技術として、感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により、例えば、画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー（突起部）を形成する方法が開発された。
図７は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図７に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ（７）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成され、ブラックマトリックス（４１）上方の透明導電膜（４３）上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー（４４）が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ（７）を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー（４４）が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。

また、例えば、配向分割機能。従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているＴＮ型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。

このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ、Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ−ＬＣＤ）が開発された。

図８（ａ）は、このようなＭＶＡ−ＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。図８（ａ）に示すように、ＭＶＡ−ＬＣＤ（８０）は、液晶分子（２１）を介して配向制御用突起（２２ａ）、（２２ｂ）が設けられたＴＦＴ側基板（２０）と、配向制御用突起（２３）が設けられたカラーフィルタ（８）とを配置した構造であるが、配向制御用突起（２２ａ）、（２２ｂ）及び配向制御用突起（２３）は一画素内で互い違いの位置に設けられている。

図８（ａ）に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御用突
起（２２ａ）〜配向制御用突起（２３）間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御用突起（２３）〜配向制御用突起（２２ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図８（ａ）に示す例では、一画素が２分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が２方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。また、図８（ｂ）、（ｃ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの他例の一画素を拡大して示す平面図、及び断面図である。この例は、平面形状が円形の配向制御用突起（９３）が形成されたカラーフィルタ（９）である。一画素内で液晶分子の傾斜方向が多方向になる。

図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される機能としては、上記スペーサー機能、配向分割機能の他に、高信頼性機能、透過・反射併用機能、分光特性調整機能などがあげられる。これら諸機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき１機能或いは複数の機能が図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される。
従って、例えば、図４に示すカラーフィルタ（４）にスペーサー機能及び配向分割機能が追加された仕様のカラーフィルタを製造する際には、図４に示すカラーフィルタ（４）を作製した後に、例えば、図８に示す配向制御用突起（９３）を形成し、続いて図７に示すフォトスペーサー（４４）を形成する。
すなわち、配向制御用突起を形成する工程と、フォトスペーサーを形成する工程の２工程が追加され所望する仕様のカラーフィルタを製造することになる。

これに対し、図６は、基本となるカラーフィルタに配向制御用突起とフォトスペーサーを具備させたカラーフィルタの一例であるが、このカラーフィルタは、そのフォトスペーサーが積層構造となっている。フォトスペーサーを構成する複数の中間層を着色画素の形成と同時に形成し、また、フォトスペーサーを構成する上部パターンを配向制御用突起の形成と同時に形成することによって、フォトスペーサーを形成するための上記追加する工程を低減させ、配向制御用突起とフォトスペーサーを具備させたカラーフィルタを廉価に製造することができる。

図６に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２−１、４２−２）、配向制御用突起（Ｍｖ）、積層フォトスペーサー（Ｐｓ）が形成されたものである。
この一例として示す積層フォトスペーサー（Ｐｓ）は、ブラックマトリックス（４１）上の第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）と、第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）と、第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）と、上部パターン（Ｐ４）を積層した構成である。積層フォトスペーサー（Ｐｓ）の高さは、第一色目の着色画素（４２−１）の上面から積層フォトスペーサーの上部パターン（Ｐ４）の上面までの高さ（Ｈ１）である。

第一色目の着色画素の延長パターン（Ｐ１）は、第一色目の着色画素（４２−１）を延長したものである。第二色目のスペーサーパターン（Ｐ２）は、第二色目の着色画素（４２−２）の形成と同時に形成されたものである。また、第三色目のスペーサーパターン（Ｐ３）は、第三色目の着色画素（図示せず）の形成と同時に形成されたものである。また、積層フォトスペーサーの上部パターン（Ｐ４）は、配向制御用突起（Ｍｖ）の形成と同時に形成されたものである。
従って、フォトスペーサーを形成するための前記追加工程は不要なものとなる。

しかし、一般に、積層フォトスペーサーの高さ（Ｈ１）は、下地となるブラックマトリックス（４１）、及び構成する各層の高さのバラツキに影響されるので、前記図７に示す従来のフォトスペーサー（４４）に比較し、そのバラツキは大きなものとなってしまうといった難点を有している。
積層フォトスペーサーの高さのバラツキが大きくなると、前記液晶表示装置の基板間のギャップを不均一なものとし、液晶表示装置の表示品質に悪影響を及ぼすこととなる。
特開２００５−３８５４号公報 特開平１１−３４４７００号公報 特開２００１−５１２６６号公報 特開２００２−２３６３７１号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、積層フォトスペーサーを構成する各層が、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンであっても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを課題とするものである。

また、本発明は、ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、積層フォトスペーサーを構成する各層として、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンを形成しても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を提供することを課題とする。

本発明は、少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置が、液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、前記運転の中断中に前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち前記製造装置外へ排出除去することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。

また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記製造装置外へ排出除去する前記ガラス基板は、前記積層フォトスペーサーを形成する
塗布装置内に３分間以上滞留していたガラス基板であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。

また、本発明は、少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置が、液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、前記製造装置の前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止めることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。

また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造に用いるフォトレジストの粘度が、３．０〜６．０ＭＰａ・ｓの範囲であり、形成された前記積層フォトスペーサーの高さのバラツキが０．２μｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法である。

また、本発明は、少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、
液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、前記運転の中断中に前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち前記製造装置外へ除去する排出除去機構を設けたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置である。

また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、前記製造装置の前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止める制御機構を設けたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置である。

本発明は、ガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、製造装置が、カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、運転の中断中に積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち製造装置外へ排出除去するので、積層フォトスペーサーを構成する各層が、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンであっても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。

また、本発明は、ガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、製造装置が、カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、製造装置の積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止めるので、積層フォトスペーサーを構成する各層が、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンであっても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法となる。

また、本発明は、ガラス基板を順次に洗浄装置へ搬送し、各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、運転の中断中に積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち製造装置外へ除去する排出除去機構を設けたので、積層フォトスペーサーを構成する各層として、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンを形成しても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置となる。

また、本発明は、ガラス基板を順次に洗浄装置へ搬送し、各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、製造装置の積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止める制御機構を設けたので、積層フォトスペーサーを構成する各層として、着色画素の形成と同時に形成する着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起の形成と同時に形成する上部パターンを形成しても、積層フォトスペーサーの高さのバラツキが小さな液晶表示装置用カラーフィルタを製造することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置となる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
液晶表示装置用カラーフィルタの実際の製造においては、前記積層フォトスペーサーの高さのバラツキは、基準の高さを中心にした数値の上下のバラツキではなく、下方へのバラツキ、すなわち、高さが低減する傾向が強いものとなっている。
ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーの上部パターンなどをフォトレジストを用いてのフォトリソグラフィ法によりパターンとして形成する際には、例えば、先ずガラス基板に対して必要に応じた洗浄処理を施し、続いて塗布装置によるフォトレジストの塗布、減圧乾燥装置による予備乾燥処理、プリベーク装置によるプリベーク処理、露光装置によるパターン露光、現像装置による現像処理、ポストベーク装置によるポストベーク処理を順次に施し、ガラス基板に所定のパターンを形成する。

この一連の処理を上記各パターンの形成毎に行うのであるが、本発明者は、上記一連の処理を精査した結果、フォトレジストの塗布の完了から予備乾燥処理の開始までの時間が形成される層の膜厚に大きく影響すること、すなわち、その時間が長くなるほど、形成される層の膜厚が低くなることを見出し、本発明をするに至った。

上記フォトレジストの塗布直後は、フォトレジストの塗膜は乾燥していないために流動性があり、次工程へガラス基板を搬送した場合には、搬送中に塗膜の膜厚が変化し易く膜厚にムラを発生させることがある。また、乾燥していないために搬送中に浮遊しているパーティクルなどが付着して固定し易い。
また、上記プリベーク処理においては、フォトレジストの塗膜の乾燥が不十分な状態から急峻に加熱処理をした場合には、ガラス基板を固定する固定ピンやガラス基板を昇降させる昇降ピンと、ガラス基板との接触跡が現像処理後の基板に現れることがある。この現象は、昇降ピン等と接触した部分と接触しない部分とでガラス基板の熱履歴が異なることが原因となっている。

予備乾燥処理は、上記搬送に伴う塗膜の膜厚の変化を防止し、パーティクルなどの付着固定を防止し、また、昇降ピンなどの接触跡を低減させるために、塗膜中の溶剤を減圧下で半ば蒸発させる予備的な乾燥処理である。
次工程のプリベーク処理は、塗膜中の溶剤を加熱によって蒸発させる本格的な乾燥処理である。塗膜中に溶剤が残留していると、フォトレジストの感度は著しく低下し、加えてカラーフィルタ基板への接着力が弱まるので、塗膜中に溶剤が残留することは好ましいことではない。

塗膜中の溶剤を半ば蒸発させる予備的な乾燥処理の開始が遅れると、例えば、ブラックマトリックスを形成し、次に着色画素を形成する際に、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に着色フォトレジストを塗布した後、予備乾燥の開始が遅れると、ブラックマトリックス上に重なった部分の着色フォトレジストが着色画素部の着色フォトレジスト中へ流動し拡がる。これにより、着色画素の延長パターンが形成されるブラックマトリックス上に重なった部分の着色フォトレジストの高さは低くなり、得られる着色画素の延長パターンの高さは低減されたものとなる。このことはスペーサーパターン、上部パターンにおいても同様である。

また、本発明者は、上記一連の装置の運転状況と、製造されたカラーフィルタの積層フォトスペーサーの高さのバラツキの関係を精査した結果、上記高さの低減は、製造中に何らかの異常により運転を中断した際に、塗布装置内にフォトレジストが塗布されたまま滞留していたガラス基板において高さの低減が著しく発生していることを見出した。
この塗布装置内にガラス基板が滞留する頻度は少ないものの、集計されたデータ上ではカラーフィルタの製造ロットにおける積層フォトスペーサーの高さの低減に影響を与えていたのである。

図２（ａ）〜（ｃ）、及び（ｂ’）は、上記一連の装置で構成される液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の一例におけるガラス基板の動線の説明図である。図２は、液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の内、塗布装置（１０）、減圧乾燥装置（２０）、プリベーク装置（３０）、及びガラス基板の異常時収容機構（バッファー）（５０）を示したものである。
異常時収容機構（バッファー）（５０）は、図２においては説明上、製造装置の減圧乾燥装置（２０）以降で随所に設けられている異常時収容機構の収容能力を集約して減圧乾燥装置（２０）とプリベーク装置（３０）の間の一か所に設けている。また、プリベーク装置（３０）には、説明上、プリベーク装置（３０）以降の各装置を集約した意味合いももたせている。
尚、ガラス基板は図示していないが、ガラス基板の動線を実線矢印で表している。

図２（ａ）は、製造装置が正常に運転されている状態を表している。図２（ａ）に示すように、ガラス基板は、前工程である洗浄装置（図示せず）から塗布装置（１０）へ搬送され、塗布装置（１０）にてフォトレジストが塗布される。塗布後に減圧乾燥装置（２０）へ搬送され、予備乾燥処理が施される。次に、プリベーク装置（３０）へ搬送され、プリベーク処理が施される。複数のガラス基板は、順次に塗布装置へ搬送され、各処理が施されプリベーク装置以降の装置へ搬送される。

図２（ｂ）は、製造装置のプリベーク装置（３０）以降で何らかの異常が発生した状態を表している。図２（ｂ）に示すように、プリベーク装置（３０）以降の装置は運転を中断し、点線で示すように、ガラス基板はプリベーク装置（３０）以降へは搬送されない。しかし、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）は、運転を中断せず、ガラス基板は異常時収容機構（バッファー）（５０）に収容され続ける。

図２（ｃ）は、上記異常が正常に復帰されプリベーク装置（３０）以降が運転を再開し、異常時収容機構（５０）に収容されていたガラス基板が先行してプリベーク装置（３０）に搬送され、プリベーク処理以降の処理が施される状態を表している。すなわち、図２（ａ）〜（ｃ）は、異常時収容機構（５０）が異常発生時の所期の機能を果たした場合である。

一方、図２（ｂ’）は、上記（ｂ）の段階、すなわち、プリベーク装置（３０）以降の装置の運転の中断中に塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）で処理されるガラス基板が、異常時収容機構（５０）の収容能力を越えてしまい塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）も運転を中断した状態を表している。
図２（ｂ’）の状態で上記異常が正常に復帰されると、図２（ｃ）に示す状態に戻る。すなわち、プリベーク装置（３０）以降が運転を再開し、異常時収容機構（５０）に収容されていたガラス基板が先行してプリベーク装置（３０）に搬送され、続いて、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）が運転を再開する。

この際、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）が運転を中断してから運転再開までの時間が長引くと、塗布装置（１０）中で滞留していたガラス基板上のフォトレジストは流動を開始し塗膜の膜厚は低くなる。そして、膜厚が低い状態で減圧乾燥装置（２０）以降の処理が施される。
すなわち、前記著しく膜厚の低い着色画素の延長パターン、スペーサーパターン、或いは配向制御用突起及び上部パターンで構成される積層フォトスペーサーが形成され、高さの低減した積層フォトスペーサーを有するカラーフィルタが製品中に混在してしまうこととなる。

図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の一例における各装置の配置、及びガラス基板の動線を示す説明図である。図３（ａ）は、液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の内、塗布装置（１０）、減圧乾燥装置（２０）、プリベーク装置（３０）、異常時収容機構（バッファー）（５０）、及びガラス基板の排出除去機構（６０）を示したものである。
図３（ａ）に示すように、ガラス基板の排出除去機構（６０）は、減圧乾燥装置（２０）と異常時収容機構（５０）の間に設けられており、排出除去機構（６０）は、塗布装置（１０）中でフォトレジストが塗布されたまま滞留していたガラス基板を運転再開時に塗布装置から搬出したのち製造装置外へ排出除去する。図３（ａ）は製造装置が正常に運転している状態である。

図３（ｂ）は、前記図２（ｂ’）に対応した図である。何らかの異常によりプリベーク装置（３０）以降の装置が運転を中断し、プリベーク装置（３０）以降の装置の運転の中断中に塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）で処理されるガラス基板が異常時収容機構（５０）の収容能力を越え、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）も運転を中断した状態を表している。

図３（ｃ）は、異常が正常に復帰され、プリベーク装置（３０）以降、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）が運転を再開し、異常時収容機構（５０）が作動している状態を表しており、運転を再開した直後である。
減圧乾燥装置（２０）中に滞留していたガラス基板（４０−１）は、図３（ｃ）に示すように、運転を再開した直後に減圧乾燥装置（２０）から搬送され、排出除去機構（６０）を通過して異常時収容機構（５０）に搬送される。減圧乾燥装置（２０）中に滞留していたガラス基板（４０−１）には既に予備乾燥処理が施されているので、滞留時間が長引いてもフォトレジスト塗膜の膜厚の低下は微小なものである。
従って、このガラス基板（４０−１）には、次の処理であるプリベーク処理が施されてもよい。このガラス基板（４０−１）は、異常時収容機構（５０）内に収容されていた先行するガラス基板に続いてプリベーク装置（３０）へ搬送される。

一方、塗布装置（１０）中に滞留していたガラス基板（４０−２）は、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）が運転を中断してから運転再開までの時間が長引き、ガラス基板上のフォトレジスト塗膜の膜厚は低くなっている。このガラス基板（４０−２）は、運転を再開した直後に塗布装置（１０）から減圧乾燥装置（２０）へ搬送され、予備乾燥処理が施される。予備乾燥処理の後に搬送された排出除去機構（６０）において、ガラス基板（４０−２）は、図３（ｄ）に示すように、製造装置外へ排出除去される。

運転を中断した際に塗布装置（１０）の前方で待機していた、ガラス基板（４０−３）以降のガラス基板は、図３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、運転を再開した直後に塗布装置（１０）へ搬送されフォトレジストの塗布、続く減圧乾燥装置（２０）での予備乾燥処理が施され排出除去機構（６０）を通過して異常時収容機構（５０）に搬送される。

上記のように、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法においては、製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、運転の中断中に塗布装置（１０）内に滞留していたガラス基板を塗布装置から搬出したのち製造装置外へ排出除去するので、積層フォトスペーサーの高さが著しく低減したカラーフィルタが製造ロット中に混入することはなくなる。

また、本発明は、製造装置外へ排出除去するガラス基板は、塗布装置内に３分間以上滞留していたガラス基板であることを特徴としている。すなわち、本発明者は、ガラス基板が塗布装置（１０）内に滞留する時間が３分間内であれば、フォトレジスト塗膜の膜厚の低下は微小であり、積層フォトスペーサーの高さの低減に影響を与えないことを既に見出しており、滞留する時間が３分間以上のガラス基板を塗布装置から搬出したのちに製造装置外へ排出除去することとしたものである。

上記、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、いずれも、運転の中断中に塗布装置内に滞留していたガラス基板を塗布装置から搬出したのちに製造装置外へ排出除去し、積層フォトスペーサーの高さが著しく低減したカラーフィルタが製造ロット中に混入することを防止する製造方法、いわば、製造中に発生した不良を除去する製造方法である。
一方、請求項３に係わる発明は、製造中に何らかの異常により運転を中断しても不良を発生させない製造方法である。

前記、図２（ｂ）に示すように、製造装置のプリベーク装置（３０）以降で何らかの異常が発生した際に、プリベーク装置（３０）以降の装置は運転を中断し、点線で示すように、ガラス基板はプリベーク装置（３０）以降へは搬送されない。しかし、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）は、運転を中断せず、ガラス基板は異常時収容機構（バッファー）（５０）に収容され続ける。
次に、図２（ｂ’）に示すように、プリベーク装置（３０）以降の装置の運転の中断が異常時収容機構（５０）の収容能力を越え、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）も運転を中断すると、ガラス基板は塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）内に滞留す
る。この内、塗布装置（１０）内での滞留が長引いたガラス基板が不良となるのである。

図１は、請求項３に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法で用いる製造装置の一例の各装置の配置、及びガラス基板の動線を示す説明図である。図１（ａ）は前記図２（ｂ）と同一である。また、図１（ｃ）は前記図２（ｂ’）と同一である。本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、製造中に何らかの異常により運転を中断する際の中断の順序は、図１（ａ）−（ｂ）−（ｃ）の順序で行う。
本発明においては、製造装置の減圧乾燥装置（２０）以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、図１（ｂ）中、★印で示すように、塗布装置（１０）へのガラス基板の搬送を停止させる（図１（ｂ））、或いは塗布装置（１０）へのガラス基板の搬送は行われても塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止めるといった製造方法である。

次に、減圧乾燥装置（２０）内のガラス基板が予備乾燥処理が施された後に、図１（ｂ）中、実線矢印で示すように、異常時収容機構（５０）へ搬送される。
次に、塗布装置（１０）内のガラス基板が減圧乾燥装置（２０）へ搬送されて予備乾燥処理が施された後に、塗布装置（１０）及び減圧乾燥装置（２０）は運転を中断する。
従って、減圧乾燥装置（２０）内には、予備乾燥処理が施されたガラス基板が滞留し、塗布装置（１０）内には、ガラス基板は滞留しない。或いは塗布装置（１０）内にガラス基板が滞留してもフォトレジストが塗布されていないガラス基板が滞留することになる。すなわち、積層フォトスペーサーの高さが著しく低減したカラーフィルタが製造されることはなくなる。

また、本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタの製造に用いるフォトレジストの粘度が、３．０〜６．０ＭＰａ・ｓの範囲であり、形成された前記積層フォトスペーサーの高さのバラツキが０．２μｍ以下であることを特徴としている。
フォトレジストの粘度が、３．０〜６．０ＭＰａ・ｓの範囲にあると、ガラス基板上へのフォトレジストの塗布が良好に行われ、且つ前記、例えば、ブラックマトリックスを形成し、次に着色画素を形成する際に、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に着色フォトレジストを塗布した後、予備乾燥の開始が遅れると、ブラックマトリックス上に重なった部分の着色フォトレジストが着色画素部の着色フォトレジスト中へ流動し拡がってしまうことが抑制され、着色画素の延長パターンが形成されるブラックマトリックス上に重なった部分の着色フォトレジストの高さの低減が少なくなる。
これにより、積層フォトスペーサーの高さバラツキが０．２μｍ以下のカラーフィルタが容易に製造できるものとなる。

また、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、ガラス基板の排出除去機構（６０）を設ける製造装置内の位置は、ガラス基板が塗布装置（１０）から搬出された直後が好ましい。しかし、本来、液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置にては、塗布装置（１０）と減圧乾燥装置（２０）の間は、直結させるような、至近距離にあることが優先されるので、減圧乾燥装置（２０）以降の、例えば、図３に一例として示すように、減圧乾燥装置（２０）と異常時収容機構（バッファー）（５０）との間に設けることとなる。

請求項３に係わる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法で用いる製造装置の一例の各装置の配置、及びガラス基板の動線を示す説明図である。 液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の一例におけるガラス基板の動線の説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置の一例における各装置の配置、及びガラス基板の動線を示す説明図である。 液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。 図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。 配向制御用突起とフォトスペーサーを具備させたカラーフィルタの一例である。 液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。 （ａ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの他例の一画素を拡大して示す平面図である。（ｃ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルタの他例の一画素を拡大して示す断面図である。

符号の説明

４、７、８、９・・・カラーフィルタ
１０・・・塗布装置
２０・・・減圧乾燥装置
２１・・・液晶分子
２２ａ、２２ｂ、２３、９３、Ｍｖ・・・配向制御用突起
３０・・・プリベーク装置
４０・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４２・・・着色画素
４３・・・透明導電膜
４４・・・フォトスペーサー
５０・・・ガラス基板の異常時収容機構（バッファー）
６０・・・ガラス基板の排出除去機構
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
Ｈ１・・・積層フォトスペーサーの高さ
Ｐｓ・・・積層フォトスペーサー
Ｐ１・・・第一色目の着色画素の延長パターン
Ｐ２・・・第二色目のスペーサーパターン
Ｐ３・・・第三色目のスペーサーパターン
Ｐ４・・・上部パターン

Claims (6)

1. 少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
   前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置が、液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、前記運転の中断中に前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち前記製造装置外へ排出除去することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
2. 前記製造装置外へ排出除去する前記ガラス基板は、前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に３分間以上滞留していたガラス基板であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
3. 少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置を用い、ガラス基板上に少なくとも樹脂ブラックマトリックス、着色画素、配向制御用突起及び積層フォトスペーサーを順次に形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、
   前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置が、液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、前記製造装置の前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止めることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
4. 前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造に用いるフォトレジストの粘度が、３．０〜６．０ＭＰａ・ｓの範囲であり、形成された前記積層フォトスペーサーの高さのバラツキが０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
5. 少なくとも洗浄装置、塗布装置、減圧乾燥装置、プリベーク装置、露光装置、現像装置、ポストベーク装置が、この順序に設けられ、上記洗浄装置への搬送機構、上記各装置間を連結する搬送機構、上記ポストベーク装置からの搬送機構を備え、複数のガラス基板を順次に上記洗浄装置へ搬送し、上記各装置にて順次に搬送されるガラス基板上に各処理を連続して行う液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置において、
   液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、該異常を正常に復帰させた後の運転再開後に、前記運転の中断中に前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置内に滞留していたガラス基板を前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置から搬出したのち前記製造装置外へ除去する排出除去機構を設けたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置。
6. 前記液晶表示装置用カラーフィルタの製造中に何らかの異常により運転を中断した際には、前記製造装置の前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置以降でのガラス基板の異常時収容数が満たされて、前記積層フォトスペーサーを形成する減圧乾燥装置からガラス基板の搬出が出来なくなるよりも前に、前記積層フォトスペーサーを形成する塗布装置でのガラス基板上への塗布を取り止める制御機構を設けたことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造装置。

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