JP5029192B2 - Method for manufacturing color filter for liquid crystal display device, and color filter for liquid crystal display device - Google Patents

Method for manufacturing color filter for liquid crystal display device, and color filter for liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a color filter for a liquid crystal display device, to manufacture the color filter preventing a second photospacer from being peeled off without restrictions on design. <P>SOLUTION: [A] A first mask PM11 having a pattern corresponding to a first photospacer Ps-1e and a pattern corresponding to a second photospacer Ps-2e and not wider than the pattern of the first photospacer is used to apply first exposure, development, and postbaking to a coating, thereby forming a second photospacer Ps-2' which has the same height as the first photospacer. [B] A second mask PM12 having a pattern corresponding to the second photospacer is used to apply second exposure L2 to the second photospacer, thereby forming the second photospacer. The wavelength of the second exposure is 185 and/or 254 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタのフォトスペーサーの形成に関するものであり、特に、2種のフォトスペーサーを同時に形成する際に、剥離することのない第二フォトスペーサーを有する液晶表示装置用カラーフィルタに関する。   The present invention relates to the formation of a photo spacer of a color filter for a liquid crystal display device, and in particular, a color for a liquid crystal display device having a second photo spacer that does not peel off when two types of photo spacers are formed simultaneously. Regarding filters.

図11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12は、図11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11、及び図12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11、及び図12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。
FIG. 11 is a plan view schematically showing an example of a color filter used in a liquid crystal display device. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of the color filter shown in FIG.
As shown in FIGS. 11 and 12, the color filter (4) used in the liquid crystal display device has a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) on a glass substrate (40). Are formed sequentially.
FIG. 11 and FIG. 12 schematically show a color filter, and 12 colored pixels (42) are represented. In an actual color filter, for example, several hundreds are displayed on a 17-inch diagonal screen. A large number of colored pixels of about μm are arranged.

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、次に、こ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。
As a method of manufacturing a color filter having the above structure, which is used in many liquid crystal display devices, first, a black matrix is formed on a glass substrate, and then a colored pixel is aligned with this black matrix pattern. A method of forming a transparent conductive film and aligning a transparent conductive film is widely used.
The black matrix (41) is a matrix having light shielding properties, the colored pixels (42) have, for example, red, green, and blue filter functions, and the transparent conductive film (43) is transparent. Provided as a simple electrode.

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。   The black matrix (41) is composed of a matrix portion (41A) between the colored pixels (42) and a frame portion (41B) surrounding the peripheral portion of the region (display portion) where the colored pixels (42) are formed. Yes. The black matrix determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device, making the image of the display device uniform and uniform. In addition, it has a function of making an image with improved contrast.

ガラス基板上へのブラックマトリックスの形成は、例えば、ガラス基板(40)上に金属薄膜を形成し、この金属薄膜をフォトエッチングすることによって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フォトレジスト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。
The black matrix is formed on the glass substrate by, for example, forming a metal thin film on the glass substrate (40) and photoetching the metal thin film.
Alternatively, the black matrix (41) is formed on the glass substrate (40) by photolithography using a black photoresist for forming a black matrix.

また、着色画素(42)の形成は、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色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、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、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。   In addition, the colored pixel (42) is formed by providing a coating film on a glass substrate on which the black matrix is formed using, for example, a negative coloring photoresist in which a pigment or other pigment is dispersed. A method of forming colored pixels by exposure to light and development is used. In addition, the transparent conductive film (43) is formed on a glass substrate on which a black matrix and colored pixels are formed by, for example, forming a transparent conductive film by sputtering using ITO (Indium Tin Oxide). ing.

図11、及び図12に示すカラーフィルタは、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。
The color filter shown in FIGS. 11 and 12 has a basic function as a color filter used in a liquid crystal display device. The liquid crystal display device incorporates such a color filter to realize full color display, and its application range is dramatically expanded, and many products using liquid crystal display devices such as liquid crystal color TVs and notebook PCs are created. It was done.

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、例えば、1)保護層(オーバーコート層)、2)透過表示の領域と反射表示の領域を通過する光の位相をそろえるため、もしくはギャップを調整するための透明樹脂膜、3)カラーフィルタの反射表示の領域への光散乱層、4)スペーサー機能を有するフォトスペーサー(突起部)、5)液晶の配向制御を行う配向制御突起、などの種々な機能がカラーフィルタの用途、仕様に基づき付加されるようになった。   With the development and practical use of various liquid crystal display devices, the color filters used in the liquid crystal display devices have, for example, 1) a protective layer (overcoat layer) and 2) a transmissive display in addition to the above basic functions. A transparent resin film for adjusting the phase of light passing through the region and the reflective display region, or adjusting the gap, 3) a light scattering layer for the reflective display region of the color filter, and 4) a photo spacer having a spacer function (Protrusions) 5) Various functions such as alignment control protrusions for controlling the alignment of liquid crystals have been added based on the use and specifications of the color filter.

例えば、スペーサー機能においては、従来の液晶表示装置では基板間にギャップを形成するために、スペーサービーズ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)を散布していた。
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。
For example, in the spacer function, in a conventional liquid crystal display device, transparent spherical particles (beads) of glass or synthetic resin called spacer beads are dispersed to form a gap between the substrates.
Since these spacers are transparent particles, if a spacer is included with the liquid crystal in the pixel, light will leak through the spacer during black display, and the substrate in which the liquid crystal material is enclosed Due to the presence of the spacers between them, the alignment of the liquid crystal molecules in the vicinity of the spacers is disturbed, and light leakage occurs at this part, and the contrast is lowered and the display quality is adversely affected.

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9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9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。
As a technique for solving such a problem, a method of forming a photo spacer (protrusion) having a spacer function at a position of a black matrix between pixels by using a photosensitive resin and by a photolithography method has been developed.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of such a color filter for a liquid crystal display device. As shown in FIG. 9, in the color filter (7) for a liquid crystal display device, a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed on a glass substrate (40). A photospacer (44) as a protrusion having a spacer function is formed on the transparent conductive film (43) above the black matrix (41). In the liquid crystal display device using such a color filter (7) for the liquid crystal display device, the photo spacer (44) is formed at a position avoiding the inside of the pixel, and thus the contrast is improved.

液晶表示装置用カラーフィルタと対向基板を貼り合わせてパネルとするパネル組み立て工程では、周辺部にシール部(図示せず)を設け、上下定盤間に荷重を加えシール部及びフォトスペーサー(44)を圧着し貼り合わせるが、この際に加わる荷重によってフォトスペーサーは多少の弾性変形をするので、この変形した状態で基板間のギャップが設定されることになる。
フォトスペーサー(44)が面内において、ある密度で形成されている際に、フォトスペーサーの断面積が小さいとパネル組み立て工程で基板間のギャップが均一になりにくく、液晶表示装置に色ムラなどが発生し易くなるので、フォトスペーサー(44)の断面積はある大きさ以上のもの、例えば、フォトスペーサー(44)の高さが、基板間ギャップである2μm〜5μm程度の際に、形状は角丸の矩形、菱形のもので、水平断面が対角長(12×12μm)〜(40×40μm)程度のものを用いている。
In a panel assembling process for attaching a color filter for a liquid crystal display device and a counter substrate to form a panel, a seal portion (not shown) is provided in the peripheral portion, a load is applied between the upper and lower surface plates, and the seal portion and the photo spacer (44) The photo spacer undergoes some elastic deformation due to the load applied at this time, and the gap between the substrates is set in this deformed state.
When the photo spacer (44) is formed at a certain density in the plane, if the cross-sectional area of the photo spacer is small, the gap between the substrates is difficult to be uniform in the panel assembly process, and the liquid crystal display device has uneven color. Since the cross-sectional area of the photo spacer (44) is larger than a certain size, for example, when the height of the photo spacer (44) is about 2 μm to 5 μm which is the inter-substrate gap, the shape is an angle. A round rectangle or rhombus with a horizontal cross section having a diagonal length (12 × 12 μm) to (40 × 40 μm) is used.

このように、フォトスペーサーによって基板間のギャップは設定されるのであるが、パネルに通常の荷重が加わった際のフォトスペーサーの変形を少なくし、また、過剰な荷重が加わった際のフォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐために、フォトスペーサーの密度を高めることがある。
しかし、フォトスペーサーの密度を十分に高くすると塑性変形や破壊は防げるが、パネル内に真空気泡(低温気泡)が発生するといった問題がある。
In this way, the gap between the substrates is set by the photospacer, but the deformation of the photospacer when a normal load is applied to the panel is reduced, and the photospacer of the photospacer when an excessive load is applied In order to prevent plastic deformation and destruction, the density of the photo spacer may be increased.
However, if the density of the photo spacer is sufficiently high, plastic deformation and destruction can be prevented, but there is a problem that vacuum bubbles (low temperature bubbles) are generated in the panel.

真空気泡(低温気泡)の発生は、例えば、パネル組み立ての際に発生する。基板を貼り合わせる時の加熱により液晶、フォトスペーサーなどパネルを構成する部材は、一旦、熱膨張する。貼り合わせ後のパネルの冷却時に液晶セルを構成する部材はすべて収縮しようとする。構成する部材の中では液晶の収縮率が最も大きいため、基板間のギャップを小さくする方向に収縮しようとする。
このとき、基板間のギャップが収縮しようとする変化量に対し、フォトスペーサーの変形が追従できなくなると、パネル内部に負圧が生じ、その結果パネル内に真空気泡(低温気泡)が発生することになる。
Generation | occurrence | production of a vacuum bubble (low temperature bubble) generate | occur | produces, for example in the case of panel assembly. The members constituting the panel, such as liquid crystal and photo spacers, are once thermally expanded by heating when the substrates are bonded together. All members constituting the liquid crystal cell tend to shrink when the panel after bonding is cooled. Among the constituent members, the contraction rate of the liquid crystal is the largest, so it tends to shrink in the direction of reducing the gap between the substrates.
At this time, if the deformation of the photo spacer cannot follow the amount of change that the gap between the substrates tends to shrink, a negative pressure is generated inside the panel, resulting in the generation of vacuum bubbles (cold bubbles) in the panel. become.

このような、パネル組み立ての際の低温気泡の発生を回避し、且つパネルに過剰な荷重が加わった際のフォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐために、フォトスペーサーの密度を高める技法としては、2種のフォトスペーサーを有する液晶表示装置用カラーフィルタが提案されている。図1は、2種のフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示した断面図である。図1に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、透明導電膜(43)、フォトスペーサーが順次に形成されたものである。
フォトスペーサーは、第一フォトスペーサー(Ps−1)と第二フォトスペーサー(Ps−2)で構成されている。
As a technique for increasing the density of the photospacer in order to avoid the generation of low-temperature bubbles during the panel assembly and to prevent plastic deformation and destruction of the photospacer when an excessive load is applied to the panel, there are 2 techniques for increasing the density of the photospacer. A color filter for a liquid crystal display device having a kind of photospacer has been proposed. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a color filter for a liquid crystal display device provided with two types of photo spacers. As shown in FIG. 1, in this color filter for a liquid crystal display device, a black matrix (41), a colored pixel (42), a transparent conductive film (43), and a photo spacer are sequentially formed on a glass substrate (40). Is.
The photo spacer is composed of a first photo spacer (Ps-1) and a second photo spacer (Ps-2).

第一フォトスペーサー(Ps−1)は基板間のギャップを設定している。この第一フォトスペーサー(Ps−1)は、パネルに荷重が加わると変形し、荷重が取り除かれると復元する。また、温度による液晶の熱膨張及び熱収縮に追従して変形する弾性を有している。
第二フォトスペーサー(Ps−2)は第一フォトスペーサー(Ps−1)より高さの低いフォトスペーサーである。この第二フォトスペーサー(Ps−2)は、パネルに過剰な荷重が加わった際に、その荷重を分散させ第一フォトスペーサー(Ps−1)の塑性変形、破壊を防ぐためのものである。
The first photospacer (Ps-1) sets a gap between the substrates. The first photo spacer (Ps-1) is deformed when a load is applied to the panel, and is restored when the load is removed. Moreover, it has the elasticity which deform | transforms following the thermal expansion and thermal contraction of the liquid crystal with temperature.
The second photo spacer (Ps-2) is a photo spacer having a lower height than the first photo spacer (Ps-1). This second photospacer (Ps-2) is for preventing the plastic deformation and destruction of the first photospacer (Ps-1) by dispersing the load when an excessive load is applied to the panel.

前記図11に示すカラーフィルタに、図1に示すフォトスペーサーが追加された仕様のカラーフィルタを製造する際、例えば、特に耐荷重の大きな第二フォトスペーサー(Ps−2)を必要とするために、第二フォトスペーサー(Ps−2)の形成には第一フォトスペーサー(Ps−1)の形成に用いるフォトレジストとは異なる材料のフォトレジストを用いる場合には、第一フォトスペーサー(Ps−1)を形成する工程と、第二フォトスペーサー(Ps−2)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。しかし、多くの場合には、同一のフォトレジストを用い第一フォトスペーサー(Ps−1)と、第一フォトスペーサー(Ps−1)より高さの低い第二フォトスペーサー(Ps−2)を同時に形成する方法でカラーフィルタを廉価に製造する。   When manufacturing a color filter having a specification in which the photo spacer shown in FIG. 1 is added to the color filter shown in FIG. 11, for example, a second photo spacer (Ps-2) having a particularly large load resistance is required. In the case of using a photoresist of a material different from that used for forming the first photospacer (Ps-1) for forming the second photospacer (Ps-2), the first photospacer (Ps-1) is used. ) And a step of forming the second photospacer (Ps-2) are added to manufacture a color filter having a desired specification. However, in many cases, the same photo resist is used and the first photo spacer (Ps-1) and the second photo spacer (Ps-2) having a lower height than the first photo spacer (Ps-1) are simultaneously used. A color filter is manufactured inexpensively by the forming method.

同一のフォトレジストを用い、高さの異なる2種のフォトスペーサーを同時に形成する第一の方法としては、例えば、使用するフォトマスク上のパターン(開口部)を狭くして光強度を減らし、高さの低いフォトスペーサーを形成するといった方法が挙げられる。
図2は、第一の方法を説明する断面図である。図2に示すように、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ガラス基板(40)上にフォトレジスト層(60)が形成され、その上方には近接露光のギャップ(G)を設けてフォトマスク(PM1)が配置されている。
As a first method of simultaneously forming two types of photo spacers having different heights using the same photoresist, for example, the pattern (opening) on the photomask to be used is narrowed to reduce the light intensity, For example, a method of forming a photo spacer having a low thickness can be used.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the first method. As shown in FIG. 2, a photoresist layer (60) is formed on a glass substrate (40) on which a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed. A photomask (PM1) is arranged above the gap (G) for proximity exposure.

フォトマスク(PM1)には、第一フォトスペーサー(Ps−1c)及び第二フォトスペーサー(Ps−2c)の形成に対応したパターン(開口部)が各々形成されている。フォトマスクの膜面(51)はフォトレジスト層(60)に対向している。図2は、ネガ型のフォトレジストが用いられた例である。
フォトマスク(PM1)上の、第一フォトスペーサー(Ps−1c)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W3)は、形成される第一フォトスペーサー(Ps−1c)の幅と略同一である。
The photomask (PM1) is formed with patterns (openings) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1c) and the second photospacer (Ps-2c). The film surface (51) of the photomask faces the photoresist layer (60). FIG. 2 shows an example in which a negative photoresist is used.
The width (W3) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1c) on the photomask (PM1) is substantially equal to the width of the formed first photospacer (Ps-1c). Are the same.

一方、第一フォトスペーサー(Ps−1c)より高さの低い第二フォトスペーサー(Ps−2c)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W4)は、第一フォトスペーサー(Ps−1c)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W3)よりも狭い(W3>W4)。これは、パターン(開口部)の幅を狭くして光強度を減らし、高さの低いフォトスペーサーを形成するためである。   On the other hand, the width (W4) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the second photo spacer (Ps-2c) having a height lower than that of the first photo spacer (Ps-1c) is the first photo spacer (Ps-1c). ) Is narrower than the width (W3) of the pattern (opening) corresponding to the formation of () (W3> W4). This is to reduce the light intensity by narrowing the width of the pattern (opening) and to form a photo spacer with a low height.

このような、同一のフォトレジストを用い、高さの異なる2種のフォトスペーサーを同時に形成する第一の方法の長所は、フォトマスク上の開口部の幅の調節により所望する高さの第二フォトスペーサー(Ps−2c)を得ることができるので、使用するフォトマスクの構造は単純であり、廉価な点である。
しかし、この第一の方法の短所は、フォトレジスト層(60)への露光は、第一フォトスペーサー(Ps−1c)が良好に形成されるように露光されるので、第二フォトスペーサー(Ps−2c)への露光は不足気味となり、フォトレジスト層の底部の硬化が十分にされず、形成された第二フォトスペーサー(Ps−2c)の高さのバラツキが大きくなり、また、形成された幅の狭い第二フォトスペーサー(Ps−2c)は透明導電膜(43)上から剥離し易い点である。
The advantage of the first method of simultaneously forming two kinds of photo spacers having different heights using the same photoresist is that the second height of the desired height is adjusted by adjusting the width of the opening on the photomask. Since the photospacer (Ps-2c) can be obtained, the structure of the photomask used is simple and inexpensive.
However, the disadvantage of this first method is that the exposure to the photoresist layer (60) is performed so that the first photospacer (Ps-1c) is well formed. -2c) is insufficiently exposed, the bottom of the photoresist layer is not sufficiently cured, and the height of the formed second photospacer (Ps-2c) is increased and formed. The narrow second photospacer (Ps-2c) is easy to peel off from the transparent conductive film (43).

また、同一のフォトレジストを用いて2種のフォトスペーサーを同時に形成し、2種のフォトスペーサーのガラス基板(40)上からの高さに差を設ける方法、言わば、第二の方法としては、例えば、第一フォトスペーサーを設ける位置に、予め、着色画素の延長部を積層して設け、この積層上に第一フォトスペーサーを形成するといった方法が挙げられる。   In addition, a method of forming two types of photo spacers simultaneously using the same photoresist, and providing a difference in height from the glass substrate (40) of the two types of photo spacers, in other words, as a second method, For example, there may be mentioned a method in which an extension portion of a colored pixel is previously laminated at a position where the first photo spacer is provided, and the first photo spacer is formed on this lamination.

図3は、第二の方法を説明する断面図である。図3に示すように、ブラックマトリックス(41)、赤色着色画素(42R)、緑色着色画素(42G)、青色着色画素(図示せず)、及び透明導電膜(43)が順次に形成されたガラス基板(40)上にフォトレジスト層(60)が形成され、その上方には近接露光のギャップ(G)を設けてフォトマスク(PM2)が配置されている。
ブラックマトリックス(41)には、赤色着色画素(42R)の延長部、緑色着色画素(42G)の延長部、青色着色画素片(42Bb)が順次に設けられ積層を形成している。第一フォトスペーサー(Ps−1d)は、この積層上に形成される。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the second method. As shown in FIG. 3, a glass in which a black matrix (41), a red colored pixel (42R), a green colored pixel (42G), a blue colored pixel (not shown), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed. A photoresist layer (60) is formed on the substrate (40), and a photomask (PM2) is disposed thereon with a gap (G) for proximity exposure.
In the black matrix (41), an extended portion of the red colored pixel (42R), an extended portion of the green colored pixel (42G), and a blue colored pixel piece (42Bb) are sequentially provided to form a laminate. The first photospacer (Ps-1d) is formed on this stack.

フォトマスク(PM2)には、第一フォトスペーサー(Ps−1d)及び第二フォトスペーサー(Ps−2d)の形成に対応したパターン(開口部)が各々形成されている。フォトマスクの膜面(51)はフォトレジスト層(60)に対向している。図3は、ネガ型のフォトレジストが用いられた例である。
形成される第一フォトスペーサー(Ps−1d)の幅(W5)と、形成される第二フォトスペーサー(Ps−2d)の幅(W6)は略同一である。
The photomask (PM2) is formed with patterns (openings) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1d) and the second photospacer (Ps-2d). The film surface (51) of the photomask faces the photoresist layer (60). FIG. 3 shows an example in which a negative photoresist is used.
The width (W5) of the formed first photo spacer (Ps-1d) and the width (W6) of the formed second photo spacer (Ps-2d) are substantially the same.

しかし、第一フォトスペーサー(Ps−1d)は、積層上に形成されているので、2種のフォトスペーサーのガラス基板(40)上からの高さには、符号(H7)で示す差がある。
フォトマスク(PM2)の、第一フォトスペーサー(Ps−1d)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W5)は、形成される第一フォトスペーサー(Ps−1d)の幅と略同一である。また、第二フォトスペーサー(Ps−2d)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W6)は、形成される第二フォトスペーサー(Ps−2d)の幅と略同一である。
However, since the first photospacer (Ps-1d) is formed on the laminate, the height of the two photospacers from the glass substrate (40) has a difference indicated by the reference symbol (H7). .
The width (W5) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the first photo spacer (Ps-1d) of the photomask (PM2) is substantially the same as the width of the first photo spacer (Ps-1d) to be formed. It is. The width (W6) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the second photospacer (Ps-2d) is substantially the same as the width of the second photospacer (Ps-2d) to be formed.

このような、同一のフォトレジストを用い、予め、形成した積層上に第一フォトスペーサーを設け、ガラス基板(40)上からの高さの異なる2種のフォトスペーサーを同時に形成する第二の方法の長所は、例えば、開口部の幅(W6)を、第一フォトスペーサー(Ps−1d)の形成に対応した開口部の幅(W5)と略同一のものとすることができるので、第二フォトスペーサー(Ps−2d)の高さのバラツキは減少し、また第二フォトスペーサー(Ps−2d)が透明導電膜(43)上から剥離するといったことは解消する点である。
しかし、この第二の方法の短所は、第一フォトスペーサー(Ps−1d)の高さ(H5)を所望する高さにするためには、積層の幅を十分な広さの幅に設ける必要があり、実際には設計面からの制約が大きい。
A second method in which the same photoresist is used, a first photo spacer is provided on a previously formed laminate, and two types of photo spacers having different heights from the glass substrate (40) are simultaneously formed. For example, the width (W6) of the opening can be made substantially the same as the width (W5) of the opening corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1d). The variation in the height of the photo spacer (Ps-2d) is reduced, and the second photo spacer (Ps-2d) is removed from the transparent conductive film (43).
However, the disadvantage of this second method is that the stack width needs to be sufficiently wide in order to make the height (H5) of the first photospacer (Ps-1d) the desired height. In reality, there are significant restrictions from the design aspect.

図4に示すように、一般には、フォトレジストの塗膜の厚さは、平坦な赤色着色画素(42R)上の塗膜の厚さ(H6)よりも、積層上の塗膜の厚さ(H5)の方が薄いものとなる(H6>H5)。
積層の幅(W7)を十分に広くすることによって、この差を少なく、略同一の厚さにすることが出来るのであるが、例えば、ブラックマトリックス(41)の幅には制約があるので、積層の幅(W7)を十分に広くすることは不可能な場合が多い。
特開2003−84289号公報 特開2005−84492号公報
As shown in FIG. 4, in general, the thickness of the coating film on the photoresist is larger than the thickness (H6) of the coating film on the flat red colored pixel (42R). H5) is thinner (H6> H5).
By making the width (W7) of the stack sufficiently wide, this difference can be reduced and the thickness can be made substantially the same. For example, the width of the black matrix (41) is limited, so It is often impossible to make the width (W7) sufficiently wide.
JP 2003-84289 A JP 2005-84492 A

本発明は、上記第一の方法の問題と第二の方法の問題を解決するためになされたものあり、液晶表示装置用カラーフィルタに、同一のフォトレジストを用い、高さの異なる2種のフォトスペーサーを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、第二フォトスペーサーの幅を第一フォトスペーサーの幅より狭くせず、すなわち、第二フォトスペーサーが透明導電膜から剥離することのないカラーフィルタを、第一フォトスペーサーの下方に積層を設けることなく、すなわち、設計面からの制約が伴うことなく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、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造した液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve the problems of the first method and the second method. The same photoresist is used for the color filter for the liquid crystal display device, and two kinds of different heights are used. In the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device that forms a photo spacer, the width of the second photo spacer is not made smaller than the width of the first photo spacer, that is, the second photo spacer is not peeled off from the transparent conductive film. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, which can manufacture a color filter without providing a stack under the first photo spacer, that is, without being restricted from the design aspect. Is.
It is another object of the present invention to provide a color filter for a liquid crystal display device manufactured using the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device.

本発明は、同一のフォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、及び現像処理により、高さの異なる2種のフォトスペーサーを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、
〔A〕1)フォトマスクとして、前記2種のフォトスペーサーの内の第一フォトスペーサーの形成に対応した幅を有するパターンと、第一フォトスペーサーより高さの低い第二フォトスペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第一マスクを用い、
2)着色画素が形成されたガラス基板上に設けられた、第一フォトスペーサー及び第二フォトスペーサー形成用のフォトレジストの塗膜への該第一マスクを介した第一露光、及び現像、ポストベークを施し、第一フォトスペーサー、及び第一フォトスペーサーの高さと同一の高さを有する前第二フォトスペーサーを形成し、
〔B〕1)フォトマスクとして、前記第一フォトスペーサーより高さの低い第二フォトス
ペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第二マスクを用い、
2)ガラス基板上に形成された前記前第二フォトスペーサーへの該第二マスクを介した第二露光により、前第二フォトスペーサーの高さを第一フォトスペーサーの高さより低いものとした第二フォトスペーサーを形成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。
The present invention relates to a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which two types of photo spacers having different heights are formed by exposure through a photomask to a coating film of the same photoresist and development processing.
[A] 1) As a photomask, it corresponds to the formation of a pattern having a width corresponding to the formation of the first photospacer of the two types of photospacers and the formation of the second photospacer having a height lower than that of the first photospacer. Using the first mask provided with a pattern having a width not narrower than the width of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer,
2) First exposure to the coating film of the photoresist for forming the first photo spacer and the second photo spacer provided on the glass substrate on which the colored pixels are formed, and development and post. Bake to form a first photo spacer and a front second photo spacer having the same height as the first photo spacer,
[B] 1) As a photomask, a pattern having a width not corresponding to the width of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer corresponding to the formation of the second photospacer having a height lower than that of the first photospacer is provided. Using the second mask
2) The height of the front second photo spacer is made lower than the height of the first photo spacer by the second exposure through the second mask to the front second photo spacer formed on the glass substrate. A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, characterized in that a two-photo spacer is formed.

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、前記第二露光は、ポストベークを施す前に行う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。   The present invention is also the method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, wherein the second exposure is performed before post-baking.

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、前記第二露光の光源の波長は、185nm及び/又は254nm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。   According to the present invention, in the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the above invention, the wavelength of the light source for the second exposure is 185 nm and / or 254 nm. Is the method.

また、本発明は、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を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタである。   Moreover, this invention is manufactured using the manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices of Claim 1, Claim 2, or Claim 3, The liquid crystal display device color filter characterized by the above-mentioned.

本発明は、〔A〕1)フォトマスクとして、第一フォトスペーサーの形成に対応した幅を有するパターンと、第二フォトスペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第一マスクを用い、2)第一フォトスペーサー及び第二フォトスペーサー形成用のフォトレジストの塗膜への第一マスクを介した第一露光、及び現像、ポストベークを施し、第一フォトスペーサー、及び第一フォトスペーサーの高さと同一の高さを有する前第二フォトスペーサーを形成し、
〔B〕1)フォトマスクとして、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第二マスクを用い、2)前第二フォトスペーサーへの第二マスクを介した第二露光により、前第二フォトスペーサーの高さを第一フォトスペーサーの高さより低いものとした第二フォトスペーサーを形成する液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であるので、第二フォトスペーサーが透明導電膜から剥離することのないカラーフィルタを、設計面からの制約が伴うことなく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。
The present invention [A] 1) As a photomask, a pattern having a width corresponding to the formation of the first photospacer and a pattern width corresponding to the formation of the first photospacer corresponding to the formation of the second photospacer Using a first mask provided with a pattern having a width that is not narrower 2) First exposure to the coating film of the photoresist for forming the first photo spacer and the second photo spacer through the first mask, and development , Post-baking, forming a first photo spacer, and a front second photo spacer having the same height as the first photo spacer,
[B] 1) Use a second mask provided with a pattern having a width not narrower than the width of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer as the photomask, and 2) a second mask to the previous second photospacer. Since the second exposure via the second photo spacer, the height of the front second photo spacer is lower than the height of the first photo spacer, so that the second photo spacer is formed. This is a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, in which a color filter in which a photospacer does not peel from a transparent conductive film can be manufactured without any restrictions from the design aspect.

また、本発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を用いて製造したので、設計面からの制約が伴うことなく製造した、第二フォトスペーサーが透明導電膜から剥離しないカラーフィルタとなる。   In addition, since the present invention is manufactured using the above-described method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, the second photo spacer manufactured without any restrictions from the design surface is a color filter that does not peel from the transparent conductive film. .

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図8は、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より製造された液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を模式的に示した断面図である。図8に示すように、この液晶表示装置用カラーフィルタは、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、透明導電膜(43)、及び高さの異なる2種のフォトスペーサーが順次に形成されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a color filter for a liquid crystal display device manufactured by the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 8, this color filter for a liquid crystal display device has a black matrix (41), a colored pixel (42), a transparent conductive film (43), and two kinds of different heights on a glass substrate (40). Photo spacers are sequentially formed.

このカラーフィルタにおけるフォトスペーサーは、第一フォトスペーサー(Ps−1e)と第二フォトスペーサー(Ps−2e)で構成され、第一フォトスペーサー(Ps−1e)は基板間のギャップを設定し、第二フォトスペーサー(Ps−2e)は過剰な荷重による第一フォトスペーサー(Ps−e)の塑性変形、破壊を防ぐものである。
第二フォトスペーサー(Ps−2e)の幅(W10)は、第一フォトスペーサー(Ps−1e)の幅(W9)より狭くないものであり、図9には幅(W10)と幅(W9)が同一の例が示されている。
また、第二フォトスペーサー(Ps−2e)の高さ(H12)は、後述する前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)への第二露光により第一フォトスペーサー(Ps−1e)の高さ(H9)より低いものとなっている。
The photo spacer in this color filter is composed of a first photo spacer (Ps-1e) and a second photo spacer (Ps-2e). The first photo spacer (Ps-1e) sets a gap between the substrates, The second photospacer (Ps-2e) prevents plastic deformation and destruction of the first photospacer (Ps-e) due to an excessive load.
The width (W10) of the second photo spacer (Ps-2e) is not narrower than the width (W9) of the first photo spacer (Ps-1e). FIG. 9 shows the width (W10) and the width (W9). The same example is shown.
The height (H12) of the second photospacer (Ps-2e) is the height of the first photospacer (Ps-1e) by the second exposure to the front second photospacer (Ps-2e ′) described later. It is lower than (H9).

図5〜図7は、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を説明する断面図である。図5に示すように、ブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、透明導電膜(43)が順次に形成されたガラス基板(40)上にフォトレジスト層(60)が形成され、その上方には近接露光のギャップ(G)を設けて第一フォトマスク(PM11)が配置されている。   5 to 7 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 5, a photoresist layer (60) is formed on a glass substrate (40) on which a black matrix (41), a colored pixel (42), and a transparent conductive film (43) are sequentially formed. Is provided with a first exposure mask (PM11) with a gap (G) for proximity exposure.

第一フォトマスク(PM11)には、第一フォトスペーサー(Ps−1e)及び第二フォトスペーサー(Ps−2e)の形成に対応したパターン(開口部)が各々形成されている。図5は、ネガ型のフォトレジストが用いられた例である。
第一フォトマスク(PM11)上の、第一フォトスペーサー(Ps−1e)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W9)は、形成される第一フォトスペーサー(Ps−1e)の幅と略同一である。また、第二フォトスペーサー(Ps−2e)における幅(W10)についても同様である。図5にて、第一フォトスペーサー(Ps−1e)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W9)と、第二フォトスペーサー(Ps−2e)の形成に対応したパターン(開口部)の幅(W10)は同一である。
On the first photomask (PM11), patterns (openings) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1e) and the second photospacer (Ps-2e) are formed. FIG. 5 shows an example in which a negative photoresist is used.
The width (W9) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1e) on the first photomask (PM11) is the width of the first photospacer (Ps-1e) to be formed. Is almost the same. The same applies to the width (W10) of the second photospacer (Ps-2e). In FIG. 5, the width (W9) of the pattern (opening) corresponding to the formation of the first photospacer (Ps-1e) and the pattern (opening) corresponding to the formation of the second photospacer (Ps-2e). Have the same width (W10).

図6は、第一露光(L1)に続いて施される現像、ポストベークが終了し、第一フォトスペーサー(Ps−1e)、及び前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)が形成された段階を示したものである。
図6に示すように、透明導電膜(43)を介した着色画素(42)上には、幅、高さが同一の第一フォトスペーサー(Ps−1e)、及び前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)が形成されている(W9=W10、H9=H10)。
In FIG. 6, the development and post-bake performed after the first exposure (L1) are finished, and the first photospacer (Ps-1e) and the front second photospacer (Ps-2e ′) are formed. Steps are shown.
As shown in FIG. 6, on the colored pixel (42) through the transparent conductive film (43), the first photospacer (Ps-1e) having the same width and height and the front second photospacer (Ps). -2e ') is formed (W9 = W10, H9 = H10).

このように、全く同一の2個のフォトスペーサーを同時に形成する本発明の製造方法の長所は、使用するフォトマスクの構造は単純で廉価な点である。また、フォトレジスト層(60)への露光は、第一フォトスペーサー(Ps−1e)及び前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)が共に良好に形成されるように同一の十分な露光が与えられるので、フォトレジスト層は底部まで十分に硬化し、両フォトスペーサーは透明導電膜(43)上から剥離し難いものとなる。   Thus, the advantage of the manufacturing method of the present invention in which two identical photo spacers are simultaneously formed is that the structure of the photomask used is simple and inexpensive. Also, the photoresist layer (60) is exposed to the same sufficient exposure so that both the first photospacer (Ps-1e) and the front second photospacer (Ps-2e ′) are well formed. Therefore, the photoresist layer is sufficiently cured to the bottom, and both the photo spacers are difficult to peel off from the transparent conductive film (43).

図7は、第二露光(L2)の状態を示す断面図である。図7に示すように、第一フォトスペーサー(Ps−1e)及び前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)が形成されたガラス基板(40)の上方には、近接露光のギャップ(G)を設けて、第二フォトマスク(PM12)が配置されている。
第二フォトマスク(PM12)には、第二フォトスペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅(W9)と同一の幅(W10)を有するパターン(開口部)が設けられている。第一フォトスペーサー(Ps−1e)に対応した部位には開口部はなく遮光されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state of the second exposure (L2). As shown in FIG. 7, a gap (G) for proximity exposure is formed above the glass substrate (40) on which the first photospacer (Ps-1e) and the front second photospacer (Ps-2e ′) are formed. A second photomask (PM12) is provided.
The second photomask (PM12) has a pattern (opening) corresponding to the formation of the second photospacer and having the same width (W10) as the width (W9) of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer. Is provided. The portion corresponding to the first photospacer (Ps-1e) has no opening and is shielded from light.

この第二フォトマスク(PM12)を介した第二露光(L2)により、前第二フォトスペーサー(Ps−2e’)は光崩壊を開始し、第一フォトスペーサー(Ps−1e)より高さの低いものとなり、第二フォトスペーサー(Ps−2e)が形成される(H9>H1
2)。
また、第二露光(L2)によって、第二フォトスペーサー(Ps−2e)の幅(W10)が変化することはない(W9=W10)。
By the second exposure (L2) through the second photomask (PM12), the front second photospacer (Ps-2e ′) starts photodisintegration and is higher than the first photospacer (Ps-1e). The second photo spacer (Ps-2e) is formed (H9> H1).
2).
Further, the width (W10) of the second photospacer (Ps-2e) is not changed by the second exposure (L2) (W9 = W10).

このように、本発明における液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法によれば、第二フォトスペーサーの幅は第一フォトスペーサーの幅より狭くないので、フォトレジスト層の底部の硬化が十分に行われ、第二フォトスペーサーの高さのバラツキが小さくなり、また、第二フォトスペーサーは透明導電膜上から剥離し難いものとなる。また、第一フォトスペーサーの下方に積層を設けないので、設計面からの制約を受けることはないカラーフィルタの製造方法となる。   Thus, according to the method for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to the present invention, the width of the second photo spacer is not narrower than the width of the first photo spacer, so that the bottom of the photoresist layer is sufficiently cured. The variation in height of the second photo spacer is reduced, and the second photo spacer is difficult to peel off from the transparent conductive film. In addition, since no lamination is provided below the first photospacer, the color filter manufacturing method is not subject to restrictions from the design aspect.

図5〜図8に示す高さの異なる2種のフォトスペーサーは、第二フォトスペーサー(Ps−2e)の高さ(H12)が、第一フォトスペーサー(Ps−1e)の高さ(H9)より低く(H12<H9)、且つ第一フォトスペーサー(Ps−1e)の幅(W9)と第二フォトスペーサー(Ps−2e)の幅(W10)が同一の例を示したものである。
しかし、本発明においては、第二フォトスペーサー(Ps−2e)の幅(W10)を第一フォトスペーサー(Ps−1e)の幅(W9)よりも広くすることが可能である。
5 to 8, the two photo spacers having different heights have the second photo spacer (Ps-2e) having a height (H12) and the first photo spacer (Ps-1e) having a height (H9). An example in which the width (W9) of the first photospacer (Ps-1e) is the same as the width (W10) of the second photospacer (Ps-2e) is lower (H12 <H9).
However, in the present invention, the width (W10) of the second photospacer (Ps-2e) can be made wider than the width (W9) of the first photospacer (Ps-1e).

第二フォトスペーサー(Ps−2e)の幅(W10)を第一フォトスペーサー(Ps−1e)の幅(W9)よりも広くすることにより、例えば、パネルに過剰な荷重が加わった際に、その荷重を分散させ第一フォトスペーサーの塑性変形、破壊を防ぐための第二フォトスペーサーの機能を強化させ、パネルに超過剰な荷重が加わった際への対応が容易に可能なものとなる。   By making the width (W10) of the second photo spacer (Ps-2e) wider than the width (W9) of the first photo spacer (Ps-1e), for example, when an excessive load is applied to the panel, The function of the second photospacer for dispersing the load and preventing the plastic deformation and destruction of the first photospacer is strengthened, and it becomes possible to easily cope with the case where an excessive load is applied to the panel.

第一フォトマスクとして、第一フォトスペーサーの形成に対応した大きさ(14μm×18μm)を有する矩形のパターン(開口部)と、第二フォトスペーサーの形成に対応した大きさ(14μm×18μm)を有する矩形のパターン(開口部)とが設けられたものを用いた。
また、第一フォトスペーサー及び第二フォトスペーサー形成用のフォトレジストとして、JSR(株)製:ネガ型フォトレジスト、品番NN810を用いた。
As the first photomask, a rectangular pattern (opening) having a size (14 μm × 18 μm) corresponding to the formation of the first photospacer and a size (14 μm × 18 μm) corresponding to the formation of the second photospacer A rectangular pattern (opening) provided was used.
Further, as a photoresist for forming the first photospacer and the second photospacer, JSR Co., Ltd. product: negative photoresist, product number NN810 was used.

ガラス基板上に、上記フォトレジストの塗膜を厚さ4.0μmにて設け、近接露光のギャップは120μmに設定し、上記第一フォトマスクを介し、超高圧水銀ランプからの照射光を150mJ/cm2 与える第一露光を行った。
現像は、無アルカリ溶液を用い、現像速度3.0μm/分にて行った。現像後に230℃・40分のポストベーク処理を施し、第一フォトスペーサー及び前第二フォトスペーサーを得た。第一フォトスペーサー及び前第二フォトスペーサーは、同一の大きさ(略14μm×18μm)及び同一の高さ(略4μm)を有するものであった。
The photoresist coating film is provided on a glass substrate at a thickness of 4.0 μm, the proximity exposure gap is set to 120 μm, and the irradiation light from the ultra-high pressure mercury lamp is 150 mJ / through the first photomask. A first exposure giving cm 2 was performed.
Development was performed using an alkali-free solution at a development rate of 3.0 μm / min. After the development, a post-baking treatment at 230 ° C. for 40 minutes was performed to obtain a first photospacer and a front second photospacer. The first photospacer and the front second photospacer had the same size (approximately 14 μm × 18 μm) and the same height (approximately 4 μm).

次に、第二フォトマスクとして、第二フォトスペーサーの形成に対応した大きさ(14μm×18μm)を有する矩形のパターン(開口部)とが設けられたものを用いた。この第二フォトマスクの第一フォトスペーサーの形成に対応した部位にはパターン(開口部)は設けられていない。   Next, a second photomask provided with a rectangular pattern (opening) having a size (14 μm × 18 μm) corresponding to the formation of the second photospacer was used. A pattern (opening) is not provided in a portion corresponding to the formation of the first photospacer of the second photomask.

第一フォトスペーサー及び前第二フォトスペーサーが形成されたガラス基板上に、上記第二フォトマスクを介し、低圧水銀ランプ(所謂、殺菌ランプ)からの波長254nm、低圧水銀ランプとガラス基板の距離を16.5mm±5mmに保ち第一露光を行った。
放射照度は、波長254nm:4.0mW/cmであった。この際の照射時間と前第二フォトスペーサーの高さの変化量の関係を図10に示す。
On the glass substrate on which the first photospacer and the front second photospacer are formed, the wavelength of 254 nm from the low-pressure mercury lamp (so-called sterilization lamp) and the distance between the low-pressure mercury lamp and the glass substrate are passed through the second photomask. The first exposure was performed while maintaining 16.5 mm ± 5 mm.
The irradiance was a wavelength of 254 nm: 4.0 mW / cm. FIG. 10 shows the relationship between the irradiation time and the amount of change in the height of the front second photospacer.

2種のフォトスペーサーを設けた液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the color filter for liquid crystal display devices which provided two types of photo spacers. 第一の方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining a 1st method. 第二の方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining a 2nd method. フォトレジストの塗膜の厚さの説明図である。It is explanatory drawing of the thickness of the coating film of a photoresist. 本発明の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of this invention. ポストベークが終了し、第一フォトスペーサー及び前第二フォトスペーサーが形成された段階を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a stage where post-baking is completed and a first photo spacer and a front second photo spacer are formed. 第二露光の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of 2nd exposure. 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より製造された液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically one Example of the color filter for liquid crystal display devices manufactured by the manufacturing method of the color filter for liquid crystal display devices by this invention. フォトスペーサーを形成した液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the color filter for liquid crystal display devices in which the photo spacer was formed. 照射時間と前第二フォトスペーサーの高さの変化量の関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between irradiation time and the variation | change_quantity of the height of a front 2nd photospacer. 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。It is the top view which showed typically an example of the color filter used for a liquid crystal display device. 図11に示すカラーフィルタのX−X’線における断面図である。It is sectional drawing in the X-X 'line | wire of the color filter shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

4、7・・・液晶表示装置用カラーフィルタ
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
41A・・・マトリックス部
41B・・・額縁部
42・・・着色画素
42Bb・・・青色着色画素片
42R・・・赤色着色画素
42G・・・緑色着色画素
43・・・透明導電膜
44・・・フォトスペーサー
60・・・フォトレジスト層
G・・・近接露光のギャップ
H3、H5、H9・・・第一フォトスペーサーの高さ
H4、H6、H10、H12・・・第二フォトスペーサーの高さ
H10・・・前第二フォトスペーサーの高さ
L・・・露光光
L1・・・第一露光
L2・・・第二露光
Ps−1、Ps−1c、Ps−1d・・・第一フォトスペーサー
Ps−2、Ps−2c、Ps−2d・・・第二フォトスペーサー
Ps−1e・・・本発明における第一フォトスペーサー
Ps−2e・・・本発明における第二フォトスペーサー
Ps−2e’・・・本発明における前第二フォトスペーサー
PM1、PM2・・・フォトマスク
PM11、PM12・・・第一フォトマスク、第二フォトマスク
W3、W5、W9・・・第一フォトスペーサーの形成に対応した開口部の幅
W4、W6、W10・・・第二フォトスペーサーの形成に対応した開口部の幅
W7・・・積層の幅
4, 7 ... Color filter 40 for liquid crystal display device ... Glass substrate 41 ... Black matrix 41A ... Matrix portion 41B ... Frame portion 42 ... Colored pixel 42Bb ... Blue colored pixel piece 42R ... red colored pixel 42G ... green colored pixel 43 ... transparent conductive film 44 ... photo spacer 60 ... photoresist layer G ... proximity exposure gaps H3, H5, H9 ... Height of first photo spacer H4, H6, H10, H12 ... Height of second photo spacer H10 ... Height of front second photo spacer L ... Exposure light L1 ... First exposure L2 ... Second exposure Ps-1, Ps-1c, Ps-1d... First photospacer Ps-2, Ps-2c, Ps-2d... Second photospacer Ps-1e. In First photo spacer Ps-2e ... Second photo spacer Ps-2e 'in the present invention Second photo spacer in the present invention PM1, PM2 ... Photo mask PM11, PM12 ... First photo mask , Second photomasks W3, W5, W9..., Opening widths W4, W6, W10 corresponding to the formation of the first photo spacer, and opening widths W7 corresponding to the formation of the second photo spacer. -Stack width

Claims (4)

同一のフォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、及び現像処理により、高さの異なる2種のフォトスペーサーを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、
〔A〕1)フォトマスクとして、前記2種のフォトスペーサーの内の第一フォトスペーサーの形成に対応した幅を有するパターンと、第一フォトスペーサーより高さの低い第二フォトスペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第一マスクを用い、
2)着色画素が形成されたガラス基板上に設けられた、第一フォトスペーサー及び第二フォトスペーサー形成用のフォトレジストの塗膜への該第一マスクを介した第一露光、及び現像、ポストベークを施し、第一フォトスペーサー、及び第一フォトスペーサーの高さと同一の高さを有する前第二フォトスペーサーを形成し、
〔B〕1)フォトマスクとして、前記第一フォトスペーサーより高さの低い第二フォトスペーサーの形成に対応した、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターンの幅より狭くない幅を有するパターンが設けられた第二マスクを用い、
2)ガラス基板上に形成された前記前第二フォトスペーサーへの該第二マスクを介した第二露光により、前第二フォトスペーサーの高さを第一フォトスペーサーの高さより低いものとした第二フォトスペーサーを形成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。
In a method for producing a color filter for a liquid crystal display device in which two types of photo spacers having different heights are formed by exposure through a photomask to the same photoresist coating film and development processing,
[A] 1) As a photomask, it corresponds to the formation of a pattern having a width corresponding to the formation of the first photospacer of the two types of photospacers and the formation of the second photospacer having a height lower than that of the first photospacer. Using the first mask provided with a pattern having a width not narrower than the width of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer,
2) First exposure to the coating film of the photoresist for forming the first photo spacer and the second photo spacer provided on the glass substrate on which the colored pixels are formed, and development and post. Bake to form a first photo spacer and a front second photo spacer having the same height as the first photo spacer,
[B] 1) As a photomask, a pattern having a width not corresponding to the width of the pattern corresponding to the formation of the first photospacer corresponding to the formation of the second photospacer having a height lower than that of the first photospacer is provided. Using the second mask
2) The height of the front second photo spacer is made lower than the height of the first photo spacer by the second exposure through the second mask to the front second photo spacer formed on the glass substrate. A method for producing a color filter for a liquid crystal display device, comprising forming a two-photo spacer.
前記第二露光は、ポストベークを施す前に行う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。   The method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the second exposure is performed before post-baking. 前記第二露光の光源の波長は、185nm及び/又は254nmであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。   The method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the wavelength of the light source for the second exposure is 185 nm and / or 254 nm. 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を用いて製造したことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。   A color filter for a liquid crystal display device produced by using the method for producing a color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, 2 or 3.
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