KR20120018151A - 컬러 필터, 액정 표시 장치, 컬러 필터의 제조 방법 - Google Patents

컬러 필터, 액정 표시 장치, 컬러 필터의 제조 방법 Download PDF

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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 블라인드셔터를 이용하여 인접하는 노광 영역을 차광하는 소형 마스크 연속 노광 방식을 이용하면서, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 균일한 높이를 갖는 더미 포토스페이서가 형성된 컬러 필터를 제공한다. 우선, 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해서, X축 방향으로 연장되어, 표시 화소 영역과 프레임 영역을 걸치는 착색층을 형성한다. 이 때, 블라인드셔터의 Y축으로 평행인 단부 엣지는, 최외주의 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, Y축 방향으로 연장되는 프레임 영역에 가장 가까운 변으로부터 500 내지 1000 μm만큼 분리하여 배치한다. 다음에, 해당 Y축 방향으로 연장되는 프레임 영역에 가장 가까운 변으로부터 300 μm 이내의 범위에 포토스페이서의 중심축이 위치하도록, 착색층 상에 포토스페이서를 형성한다.

Description

컬러 필터, 액정 표시 장치, 컬러 필터의 제조 방법{COLOR FILTER, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING COLOR FILTER}
본 발명은 액정 표시 장치 등에 이용되는 컬러 필터 및 컬러 필터의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등의 표시 장치에 있어서, 컬러 화상 표시, 반사율 감소, 콘트라스트 조정, 분광 특성 제어 등을 목적으로 컬러 필터가 널리 이용되고 있다. 컬러 필터를 제작하기 위해서는, 기판 상에 매트릭스상으로 배열하는 착색 화소를 형성할 필요가 있다. 기판 상에 착색 화소를 형성하기 위해서는, 일반적으로 포토리소그래피법이 널리 이용되고 있다. 구체적으로는, 우선 안료나 염료 등의 착색제를 분산시킨 감광성 수지(이하, "레지스트"라 함)를, 스핀 코팅법이나 스핀리스 코팅법을 이용하여 기판 상에 도포한 후, 프리베이킹으로 레지스트 중 여분의 용제를 제거한다. 이어서, 착색 화소에 대응한 개구 패턴(네가티브형 레지스트의 경우)을 갖는 포토마스크를 이용하여, 레지스트에 해당 개구 패턴을 노광한다. 노광은, 예를 들면 고압 수은등을 광원으로 하는 활성 에너지선을 포토마스크를 통해 레지스트에 조사함으로써 행한다. 마지막으로, 레지스트와 현상액을 접촉시켜 불필요한 레지스트를 용해 제거한 후, 세정 및 포스트 베이킹을 행한다. 이를 착색 화소의 색수만큼 반복하여 행한다.
레지스트에 개구 패턴을 노광하기 위해서는, 기판 표면 전체에 일괄해서 노광할 수 있는 프록시미티 노광(근접 노광) 방식이 이용되는 경우가 있다. 프록시미티 노광 방식에 이용되는 노광 장치에 있어서는, 광원인 초고압 수은등으로부터 조사되는 광의 조도 분포가 플라이아이 렌즈로 똑같이 된다. 그 후, 플라이아이 렌즈로부터 출사된 광은 콜리메이터 렌즈에 의해 평행광으로 변환된다. 포토마스크는, 기판과의 간격(갭)이 수십 내지 수백 μm가 되도록 배치된다. 그리고, 상기 평행인 조사광이 해당 포토마스크 전체면에 조사된다. 이 결과, 개구 패턴이 기판 상의 레지스트에 동배율로 전사된다.
프록시미티 노광 방식에 이용되는 노광 장치는, 예를 들면 투영 광학계를 구비한 노광 장치와 비교하여, 장치의 구조가 심플하다. 따라서, 프록시미티 노광 방식을 채용하면, 장치 비용을 감소시킬 수 있다는 이점이 생긴다. 또한, 1회로 포토마스크와 동일 면적으로 노광할 수 있기 때문에, 기판 상의 노광 영역의 크기에 대응한 포토마스크를 이용함으로써, 노광 공정의 처리 택트를 감소시킬 수 있다는 이점도 있다.
그러나, 최근 액정 패널을 구성하는 컬러 필터 및 TFT(박막 트랜지스터) 기판의 크기는 대형화되는 경향이 있다. 기판 크기의 일례를 예를 들면, 1500 mm×1800 mm(제6 세대), 2160 mm×2400 mm(제8 세대), 2850 mm×3050 mm(제10 세대) 등이 있다. 컬러 필터 기판 등의 대형화에 따라, 필연적으로 포토마스크의 크기의 대형화 및 프록시미티 노광 장치의 조명 광학계의 대형화가 요구된다. 이 결과, 포토마스크의 제조 비용이 증대한다는 문제가 발생한다. 또한, 컬러 필터 기판의 대형화는 조사 영역의 증대로 연결되기 때문에, 조사광의 에너지 효율이 저하된다는 문제도 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 포토마스크를 이용하지 않고, 레이저광으로 기판 상에 직접 패턴을 묘화하는 노광 방식(이하, "마스크리스 노광 방식"이라 함)이 이용되는 경우가 있다. 이는, 기판 상의 레지스트에 레이저광을 주사시키면서, 묘화 패턴에 따라 해당 레이저광을 적절하게 변조시키는 것이다. 따라서, 마스크리스 노광 방식에는, 고가의 포토마스크를 사용하지 않아도 된다는 이점이 있다. 그러나, 마스크리스 노광 방식으로는, 레이저광을 변조하는 변조 소자나 사용하는 레이저에 알맞은 레지스트의 개발이 곤란하다. 마스크리스 노광 방식으로는, 제조 비용을 감소시키면서 대형 크기의 컬러 필터를 노광하기 위해서는 아직 많은 과제가 있다.
따라서, 열거하여 배치한 복수의 소형 마스크를 이용하여, 기판을 반송하면서, 기판 상의 레지스트에 포토마스크의 개구 패턴을 반복하여 노광하는 방식(이하, "소형 마스크 연속 노광 방식"이라 함)이 이용되는 경우가 있다. 이 소형 마스크 연속 노광 방식으로서는, 포토마스크와 광원 사이에 배치되는 블라인드셔터가 기판의 반송과 동기하여 개폐함으로써, 레지스트에 대한 광의 조사 및 차광의 한정 교환이 적절하게 제어된다. 이 결과, 기판 상의 레지스트는, 노광되는 영역(이하, "노광 영역"이라 함)과 노광되지 않은 영역(이하, "비노광 영역"이라 함)으로 자유롭게 구획된다.
일본 특허 공개 제2007-11231호 공보 일본 특허 공개 제2007-281317호 공보 일본 특허 공개 제2007-121344호 공보
소형 마스크 연속 노광 방식을 이용하여 컬러 필터를 기판 상에 형성하는 경우에는, 제조 비용을 억제하기 위해서, 동일 기판 상에 복수의 컬러 필터가 노광된다. 각각의 컬러 필터의 표시 화소 영역에 대응하는 기판 상의 노광 영역에는, 착색 화소 패턴을 구성하는 착색층이 기판 반송 방향으로 순차 노광된다. 한편, 기판 반송 방향으로 인접하는 노광 영역 사이에는, 블라인드셔터가 폐쇄되어, 노광되지 않는다. 이 때, 기판 반송 방향에 있어서의 블라인드셔터 단부 엣지에서는, 조사광의 회절 및 커리메이션각이 영향을 미침으로써, 기판 반송 방향에 있어서의 노광 영역의 근방에, 조사량이 불충분한 영역(이 영역을 이하, "그레이존"이라 함)이 발생한다. 그레이존에 형성되는 착색층의 막 두께는, 다른 노광 영역의 착색층의 막 두께에 비교하여 상대적으로 얇으며, 기판 반송 방향에 있어서의 착색층의 양단부에 걸쳐서 서서히 얇아진다.
여기서 컬러 필터 기판의 표시 화소 영역에는, 상기 착색층 이외에, 포토스페이서가 형성된다. 또한, 포토스페이서는 표시 화소 영역의 외측의 영역에도 설치되는 것이 일반적이다(이하, 표시 화소 영역의 외측에 설치되는 포토스페이서를, 편의상 "더미 포토스페이서"라 함). 더미 포토스페이서를 설치함으로써, 표시 화소 영역의 외측에서의 기판과 대향 기판의 간격(셀 간격)이 일정하게 유지된다.
제품의 사양에 의해서는, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 더미 포토스페이서를 설치하고자 하는 경우가 있다. 그러나, 소형 마스크 방식으로 제작한 컬러 필터에 있어서는, 표시 화소 영역의 외측에 있어서의 착색층의 막 두께는 일정하지 않다. 따라서, 더미 포토스페이서의 높이가 불균일하게 되어, 표시 품질이 저하될 우려가 있다는 문제가 발생한다.
그 때문에, 본 발명의 목적은, 블라인드셔터를 이용하여 인접하는 노광 영역을 차광하는 노광 방식으로 형성되고, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 거의 균일한 높이의 더미 포토스페이서를 갖는 컬러 필터 및 이것을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 블라인드셔터를 이용하여 인접하는 노광 영역을 차광하는 노광 방식으로, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 거의 균일한 높이의 더미 포토스페이서를 갖는 컬러 필터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 컬러 필터는, 제1 방향 및 이것과 직교하는 제2 방향으로 복수의 화소가 매트릭스상으로 배열되고, 제1 방향으로 동일색의 화소가 정렬한다. 컬러 필터는, 기판과, 기판 상에 있어서, 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 차광층과, 개구부를 덮도록 형성되는 복수의 착색층과, 착색층 상에 형성되는 복수의 포토스페이서를 구비한다. 개구부가 배열되는 직사각형상 영역의 외측에서 해당 직사각형상 영역의 제2의 방향의 변을 따라서 연장되는 한쌍의 영역에서는, 착색층의 두께는, 제1의 방향의 적어도 양단부 근방에서 일정하지 않으며, 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 해당 한쌍의 영역의 가장 근처에 위치하는 변에서 300 μm 이내의 범위에만 포토스페이서의 중심축이 위치하도록, 착색층 상에 포토스페이서가 형성된다.
본 발명에 관한 컬러 필터의 제조 방법은, 제1의 방향 및 이것과 직교하는 제2의 방향으로 복수의 착색 화소가 매트릭스형으로 배열되어, 제1의 방향으로 동일색의 화소가 정렬하는 컬러 필터를, 1매의 기판 상에, 적어도 제1의 방향으로 복수 열거하여 형성한다. 상세하게는, 기판 상에, 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 차광층을 포함하여, 컬러 필터의 형성 영역이 되는 직사각형상 영역을, 제1의 방향으로 간헐적으로 복수 열거하여 형성하고, 레지스트를 도포한 기판을 제1의 방향으로 반송하면서 연속적 또는 간헐적으로 노광하는 처리와, 블라인드셔터를 이용하여 제1의 방향으로 인접하는 직사각형상 영역 사이를 부분적으로 차광하는 처리를 복수회 반복하고, 개구부를 덮는 복수의 착색층을 형성하고, 복수의 착색층의 형성을 컬러 필터를 구성하는 착색 화소의 색수분만큼 반복하여, 복수색의 착색층을 형성하고, 착색층 상에 포토스페이서를 형성하고, 블라인드셔터를 이용하여 직사각형상 영역 사이를 부분적으로 차광하는 처리에 있어서, 블라인드셔터의 제2의 방향의 한쌍의 단부 엣지는, 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 개구부가 배열되는 직사각형상 영역의 외측에서 해당 직사각형상 영역의 제2의 방향의 변을 따라서 연장되는 한쌍의 영역에 가장 가까운 변에서 500 내지 1000 μm만큼 떨어져서 배치되며, 포토스페이서의 형성에 있어서, 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 한쌍의 영역의 가장 근처에 위치하는 변에서 300 μm이내의 범위에만 포토스페이서의 중심축이 위치하도록 포토스페이서를 배치한다.
본 발명에 따르면, 블라인드셔터로 인접하는 노광 영역 사이를 차광하는 노광 방법으로, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 균일한 높이의 더미 포토스페이서를 갖는 컬러 필터 및 이것을 구비한 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 노광 방법의 개략도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 포토마스크의 부분 확대도이다.
도 3은, 소형 마스크 연속 노광 방식의 노광 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 그레이존의 발생 메카니즘을 설명하는 단면도이다.
도 5는, 착색층 단부의 프로파일도이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터의 부분 확대도이다.
(실시 형태)
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 노광 방법의 개략도이고, 도 2는, 도 1에 나타내는 포토마스크의 부분 확대도이고, 도 3은, 소형 마스크 연속 노광 방식의 노광 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 이하의 모든 도면에 있어서, 기판 반송 방향을 X축 플러스 방향으로 한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터의 제조 방법은 동일 기판 상에, 복수의 컬러 필터를 적어도 X축 방향으로 간헐적으로 복수 열거하여 형성하기 위한 것이다.
본 실시 형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 2행으로 나눠 배열한 12매의 포토마스크(b)를 이용하여 기판 상의 레지스트를 패터닝한다. 보다 상세하게는, 1행째(기판의 투입측)에는, 소정 간격을 두고 6매의 포토마스크(b)가 배치되고, 2행째에는, 1행째의 포토마스크의 간격 부분에 대응하여, 6매의 포토마스크(b)가 상보적으로 배치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 포토마스크(b)에는, X축 방향으로 연장되는 개구(e)가 Y축 방향으로 정렬한 스트라이프상의 슬릿(a)이 설치되어 있다. 12매의 포토마스크(b)에 의해서, Y축 방향으로 배열하는 4개의 표시 화소 영역의 각각이 X축 방향으로 간헐적 또는 연속적으로 노광된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기판(g)은 기판 반송 장치(도시하지 않음)에 의해서, X축 플러스 방향으로 반송된다(도면의 화살표 i). 포토마스크(b)의 각각은, 노광 헤드 내에서, 광원으로부터의 광(도시하지 않음)의 조사 범위 내에 고정되어 있다. 또한, 포토마스크(b)와 광원 사이에는, 블라인드셔터(m)가 도시하지 않는 이동 기구에 의해서 X축 방향으로 이동 가능하게 배치된다.
컬러 필터 기판을 제작하기 위해서는, 우선 기판(g) 상에 차광층으로서 블랙 매트릭스(도시하지 않음)를 형성한다. 보다 상세하게는, 기판(g) 상의 직사각형상의 표시 화소 영역(h)에, 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 블랙 매트릭스가 형성된다. 또한, 표시 화소 영역(h)을 둘러싸는 직사각형 환상이고, 또한 벨트상의 영역(프레임 영역)에 있어서는, 블랙 매트릭스는 기판(g) 상의 전체면에 형성된다. 또한, 표시 화소 영역(h)의 외측에는, 주변 더미 패턴 및 얼라인먼트 마크가 동시에 형성된다.
또한, 블랙 매트릭스의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 포토리소그래피법 등의 여러 가지 수법이 적용 가능하다. 또한, 기판(g)은, 컬러 필터로서 사용될 때에 요구되는 투명성, 강도, 내열성 및 내후성을 갖는 것이면 되고, 예를 들면 유리 기판, 석영 기판, 아크릴 등의 투명 수지 기판 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
다음에, 1색째(예를 들면, 적색)의 컬러 레지스트를 도포한 기판(g)을 X축 플러스 방향으로 반송하면서, 표시 화소 영역(h)에 1색째의 착색층을 형성한다. 보다 상세하게는, 블라인드 셔터(m)를 개방한 상태에서, 기판(g)을 X축 플러스 방향으로 연속적으로 반송하면서 광원으로부터의 광을 포토마스크(b)에 조사한다. 광원으로부터의 광을 연속적으로 조사하면, 스트라이프상의 슬릿(a)의 패턴이, X축 방향으로 연속적으로 표시 화소 영역(h)의 컬러 레지스트상에 베이킹된다. 이 때, 블랙 매트릭스 및 포토마스크(b)의 슬릿(a)의 위치를 CCD 카메라로 판독하면서, 축차, 기판(g)과 포토마스크(b)와의 상대적인 위치가 조정된다. 한편, X축 방향으로 인접하는 한 쌍의 표시 화소 영역(h)의 사이는, X축 방향으로 인접하는 표시 화소 영역의 간격보다 폭이 좁은 블라인드셔터로, 부분적으로 차광한다. 또한, 블라인드셔터의 X축 방향의 폭은 가변이고, 레지스트의 종류나 노광 조건(조사량, 현상 시간)에 따라서 적절하게 조정된다. 이 때, 블라인드셔터(m)는 폐쇄한 상태에서, 기판(g)의 반송과 동기하여 이동된다(도 3의 화살표 방향 n). 이 연속 노광 처리와 차광 처리를 복수회 반복한 후, 현상이나 세정 등의 소정의 공정을 행한다. 이상의 공정에 의해서, 1색째의 착색층은 X축 방향으로 연장되어, 표시 화소 영역(h)에서의 X축 방향으로 연속해 있는 개구부를 연속적으로 덮도록 형성된다. 또한, 광원으로부터의 광을 점멸시키면서 조사함으로써, 컬러 레지스트에 도트상으로 개구 패턴을 베이킹할 수도 있다.
1색째의 착색층의 형성 후, 2색째(예를 들면, 청색) 및 3색째(예를 들면, 녹색)의 착색층에 관해서도, 상기한 착색층 형성 처리를 반복하여 행함으로써, 1색째의 착색층과 마찬가지의 형태로 형성된다. 이 결과, X축 방향으로 연장된 적색, 청색 및 녹색의 착색층이 일정한 순서(예를 들면, 적색, 청색 및 녹색의 순)로 Y축 방향으로 반복하여 배열된다. 적색, 청색 및 녹색에 추가로, 4색째(예를 들면, 황색)의 착색층을 형성하는 경우도, 동일한 노광 방법을 적용할 수 있다.
그 후, 기판 상의 착색층 및 블랙 매트릭스의 표면 전체를 덮도록, 투명 전극막으로서 산화 인듐 주석(ITO)을 스퍼터링법으로 형성한다.
마지막으로, 착색층을 형성한 후의 기판에, 대향 기판과의 간격을 규제하기위한 포토스페이서를 표시 화소 영역에 형성하고, 표시 화소 영역의 외측에 더미 포토스페이서를 형성한다. 여기서, 착색층 상에 있어서는, 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 블라인드셔터로 차광되는 영역의 가장 근처에 위치하는 변에서 300 μm 이내의 범위에만 포토스페이서의 중심축이 위치하도록, 더미 포토스페이서를 형성(이 더미 포토스페이서의 형성 위치의 상세에 관해서는 후술함). 기판 상에 포토스페이서를 형성하기 위해서는, 포토스페이서 및 더미 포토스페이서를 노광하기 위한 레지스트를 도포한다. 그리고, 포토스페이서 및 더미 포토스페이서에 대응하는 패턴이 설치된 포토마스크를 이용하여 기판의 전체면에 일괄 노광을 행한다.
이하에, 상기한 착색층 상의 더미 포토스페이서 형성 위치의 상세에 관해서 설명한다.
도 4는, 그레이존의 발생 메카니즘을 설명하는 단면도이다.
블라인드셔터(m)에 의한 차광시에는, Y축과 평행인 블라인드셔터(m)의 단부 엣지에 의해서 광이 회절되어, q로 나타내는 영역의 조사 강도가 표시 화소 영역(h)에 대한 조사 강도에 비교하여 작아진다. 또한, 조사광은 커리메이션각 o(피조사면에 입사하는 광의 각도)를 갖기 때문에, 블라인드셔터(m)의 하측으로 광이 들어가거나, 반대로 조사되는 광의 일부가 블라인드셔터(m)로 차광되기도 한다(p로 나타내는 영역). 이 결과, 광의 조사량이 불충분해지는 영역(그레이존: q)이 생긴다. 이 그레이존 q 내의 광의 조사량은, 표시 화소 영역(h)의 외측과 X축 방향(도 4에서는, X축 플러스 방향)으로 진행함에 따라서 적어진다. 또한, 도 4에서는, 스페이스의 상황상, 블라인드셔터(m)의 Y축으로 평행인 한편의 단부 엣지 근방만을 나타내고 있지만, Y축과 평행인 다른 쪽의 블라인드셔터(m)의 단부 엣지에서도 동일한 그레이존이 형성된다.
도 5는, 그레이존에서의 착색층의 프로파일도이다.
상기한 그레이존 q에 형성되는 착색층(도 5의 그레이존 발생 영역에 대응하는 부분)은, 노광시에 있어서의 블라인드셔터를 표시 화소 영역의 외측에 배치함으로써, 프레임 영역 상에 위치시키고 있다. 그레이존에 형성되는 착색층은, 표시 화소 영역에 형성되는 착색층에 비교하여, 상대적으로 막 두께가 얇아진다. 보다 상세하게는, 그레이존 개시부에서 X축 플러스 방향으로 300 μm 이상 떨어진 위치에서 그레이존 선단부에 걸쳐서, 착색층의 막 두께는 급격히 감소한다. 이에 대하여, 그레이존 발생 개시부에서 X축 플러스 방향으로 300 μm 이내의 범위에서는, 착색층의 막 두께의 감소 정도는 작다. 이것은 해당 300 μm 이내의 범위에서는, 도 4에서 설명한 회절의 영향이 비교적 적기 때문이다. 또한, 블라인드셔터 단부 엣지 근방에서 차광되어 있던 다른 부분에도 전부 마찬가지로 막 두께가 감소한 착색층이 형성된다.
또한, 그레이존(q)에 형성되는 착색층의 길이(X축 방향)는, 최대치가 600 μm 정도이고, 실제로 형성되는 길이는 300 내지 600 μm의 범위 내로 변동된다. 따라서, 블라인드셔터의 위치 정밀도를 가미하여, 노광시에는, 블라인드셔터의 Y축으로 평행인 단부 엣지는, 최외주의 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변(도 6(c)의 변 w)으로부터 500 내지 1000 μm만 분리하여 배치한다. 이와 같이 블라인드셔터의 위치를 조정함으로써, 블라인드셔터의 배치에 오차가 생기더라도, 그레이존을 표시 화소 영역의 외측에 항상 위치시킬 수 있다. 이 결과, 블라인드셔터의 위치 정밀도에 관계 없이, 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변(w) (도 6(c))으로부터, 외측과 X축 방향으로 300 μm 이내에 위치하는 착색층의 막 두께 변동을 작게 할 수 있다.
여기서, 그레이존 발생 개시부로부터 300 μm 이내의 영역에서의 착색층의 막 두께를, 임의로 선택한 5개소(n:1 내지 5)에 관해서 측정하였다. 그 결과로부터, 표시 화소 영역에서의 착색층의 막 두께에 대하여 막 두께가 감소한 값을 하기 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에 도시된 바와 같이, 그레이존 발생 개시부로부터 300 μm 이내에서는, 상기 착색층의 막 두께의 감소값은, 대략 0.05 μm 이내에 포함되어 있는 것이 확인되었다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터의 부분 확대도이다. 보다 상세하게는, 도 6(a)는, 컬러 필터의 일부를 도시한 도면이고, 도 6(b)는 도 6(a)의 r부의 확대도이고, 도 6(c)는 도 6(b)의 C-C 선을 따른 단면도이다.
본 실시 형태로 제조된 컬러 필터는, 착색층의 위에서, 개구부의 외주변을 구성하는 변으로서, Y축 방향으로 신장하는 한쌍의 프레임 영역(s)에 가장 가까운 변(w) (도 6에서는, 한쌍 중 한편의 변(w)만이 도시되어 있음)으로부터 300 μm 이내의 범위(도 6의 x로 나타내는 범위가 300 μm 이하가 됨)에 더미 포토스페이서(v) 의 중심축이 위치하도록, 더미 포토스페이서(v)가 형성되어 있다. 또한, u는 각 착색층의 w를 연결한 가상선이다. 이 결과, 착색층의 막 두께가 일정하지 않은 영역을 확실하게 피하여 더미 포토스페이서(v)를 배치할 수 있다.
이상에서, 본 실시 형태에 관한 컬러 필터의 제조 방법을 이용하면, 블라인드셔터를 이용하여 인접하는 노광 영역을 차광하는 소형 마스크 연속 노광 방식을 이용하면서, 표시 화소 영역의 외측의 착색층 상에 균일한 높이를 갖는 더미 포토스페이서를 형성할 수 있다. 이 결과, 표시 품질이 양호한 표시 장치의 제작이 실현 가능해진다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 차광층으로서 블랙 매트릭스를 이용하고 있지만, 특히 이것으로 한정되지 않는다. 차광층은 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획할 수 있는 것이면 되고, 예를 들면 기판 상에 형성되는 금속 박막으로 이루어진 전극층일 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 각 색의 착색층은 X축 방향으로 연속적으로 연장되는 띠상으로 형성되어 있지만, 동일색의 도트 형상으로 X축 방향으로 연장되는 착색층을 형성할 수도 있다.
상기 실시 형태에 관한 컬러 필터를 이용한 액정 표시 장치는, 컬러 필터와 이에 대향하는 대향 기판을 접합시키고, 양 기판의 사이에 액정을 봉입함으로써 제작할 수 있다.
본 발명은, 액정 표시 장치 등에 이용되는 컬러 필터 등을 제조하기 위해서 사용할 수 있다.
a : 슬릿
b : 포토마스크
d : 슬릿의 일부
e : 개구
g : 기판
h : 표시 화소 영역
m : 블라인드셔터
o : 커리메이션각
p : 커리메이션각에 기인하는 저조도 영역
q : 그레이존
s : 프레임 영역
t : 착색층 단부
w : 개구부 바깥 둘레
u : 가상선
v : 더미 포토스페이서

Claims (3)

  1. 제1의 방향 및 이것과 직교하는 제2의 방향으로 복수의 화소가 매트릭스상으로 배열되고, 상기 제1의 방향으로 동일색의 화소가 정렬하는 컬러 필터로서,
    기판과,
    상기 기판 상에 있어서, 상기 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 차광층과,
    상기 개구부를 덮도록 형성되는 복수의 착색층과,
    상기 착색층 상에 형성되는 복수의 포토스페이서를 구비하고,
    상기 개구부가 배열되는 직사각형상 영역의 외측에서 해당 직사각형상 영역의 상기 제2의 방향의 변을 따라서 연장되는 한쌍의 영역에서는, 상기 착색층의 두께는, 상기 제1의 방향의 적어도 양단부 근방에서 일정하지 않으며, 상기 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 해당 한쌍의 영역의 가장 근처에 위치하는 변으로부터 300 μm 이내의 범위에만 상기 포토스페이서의 중심축이 위치하도록, 착색층 상에 상기 포토스페이서가 형성되는 컬러 필터.
  2. 제1의 방향 및 이것과 직교하는 제2의 방향으로 복수의 화소가 배열되는 액정 표시장치로서,
    컬러 필터와,
    상기 컬러 필터와 대향하는 대향 기판과,
    상기 컬러 필터 및 상기 대향 기판 사이에 봉입되는 액정을 구비하고,
    상기 컬러 필터는,
    기판과,
    상기 기판 상에 있어서, 상기 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 차광층과,
    상기 개구부를 덮도록 형성되는 복수의 착색층과, 상기 착색층 상에 형성되는 복수의 포토스페이서를 구비하고,
    상기 개구부가 배열되는 직사각형상 영역의 외측에서 해당 직사각형상 영역의 상기 제2의 방향의 변을 따라서 연장되는 한쌍의 영역에서는, 상기 착색층의 두께는, 상기 제1 방향의 적어도 양단부 근방에서 일정하지 않으며, 상기 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 해당 한쌍의 영역의 가장 근처에 위치하는 변으로부터 300 μm 이내의 범위에만 착색층 상에 상기 포토스페이서가 형성되는 액정 표시 장치.
  3. 제1의 방향 및 이것과 직교하는 제2의 방향으로 복수의 착색 화소가 매트릭스형으로 배열되어, 상기 제1의 방향으로 동일색의 화소가 정렬하는 컬러 필터를, 1매의 기판 상에, 적어도 상기 제1의 방향으로 복수 나란히 형성하는 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    상기 기판 상에, 상기 화소의 각각에 대응하는 복수의 개구부를 구획하는 격자상의 차광층을 포함하여, 상기 컬러 필터의 형성 영역이 되는 직사각형상 영역을, 상기 제1의 방향으로 간헐적으로 복수 나란히 형성하고,
    레지스트를 도포한 상기 기판을 상기 제1의 방향으로 반송하면서 연속적 또는 간헐적으로 노광하는 처리와, 블라인드셔터를 이용하여 제1의 방향으로 인접하는 직사각형상 영역 사이를 부분적으로 차광하는 처리를 복수회 반복하여, 상기 개구부를 덮는 복수의 착색층을 형성하고,
    상기 복수의 착색층의 형성을 컬러 필터를 구성하는 착색 화소의 색수분만큼 반복하여, 복수색의 착색층을 형성하고,
    상기 착색층 상에 포토스페이서를 형성하며,
    상기 블라인드셔터를 이용하여 직사각형상 영역 사이를 부분적으로 차광하는 처리에 있어서, 상기 블라인드셔터의 상기 제2의 방향의 한쌍의 단부 엣지는, 상기 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 상기 개구부가 배열되는 직사각형상 영역의 외측에서 해당 직사각형상 영역의 상기 제2의 방향의 변을 따라서 연장되는 한쌍의 영역에 가장 가까운 변으로부터 500 내지 1000 μm만 분리하여 배치되고,
    상기 포토스페이서의 형성에 있어서, 상기 개구부의 바깥 둘레를 구성하는 변으로서, 상기 한쌍의 영역의 가장 근처에 위치하는 변으로부터 300 μm 이내의 범위에만 상기 포토스페이서의 중심축이 위치하도록 상기 포토스페이서를 배치하는 컬러 필터의 제조 방법.
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