KR20120057567A - 컬러 필터 및 액정 표시 장치, 및 노광 마스크 - Google Patents

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료스케 야스이
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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

노광 헤드간에 있어서의 노광 조도의 차이, 패턴의 위치 어긋남에 기인하는 표시 불균일이 없고, 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 구성할 수 있는 컬러 필터, 그 제조용의 노광 마스크를 제공한다. 컬러 필터(1)는, 기판(2)과, 기판(2) 상에 설치되는 블랙 매트릭스(3)와, 적어도 제1 방향에서 블랙 매트릭스(3)와 부분적으로 겹치는 복수의 착색층(4)을 구비한다. 블랙 매트릭스(3)와 착색층(4)이 겹친 부분으로 이루어지는 중첩부(5)의 제1 방향에서의 폭은, 표시 영역 전체에서 편차가 나고, 또한, 그 편차 정도가 표시 영역 전체에서 균일하게 분포한다. 이 결과, 노광 헤드의 위치 어긋남이나 노광 조건의 변화에 의해, 중첩부(5)의 치수가 국소적으로 어긋났다고 해도, 표시 영역 전체에 분산된 폭의 편차로 뒤섞이기 때문에 전체적으로 불균일을 눈에 띄기 어렵게 할 수 있다.

Description

컬러 필터 및 액정 표시 장치, 및 노광 마스크 {COLOR FILTER, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, AND EXPOSURE MASK}
본 발명은, 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터 및 액정 표시 장치, 및 컬러 필터를 제조하기 위한 노광 마스크에 관한 것이다.
최근의 액정 표시 장치의 대형화에 수반하여, 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터의 대형화가 요구되고 있다. 컬러 필터의 제조 공정에서는, 포토리소그래피법에 의해 착색층 및 블랙 매트릭스를 패터닝하는데, 원치수 크기의 노광 마스크를 사용하는 일괄 노광 방식에서는 대형의 노광 마스크가 필요해진다. 이러한 대형의 노광 마스크는 매우 고가이기 때문에 컬러 필터의 제조 비용이 높아지는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위하여 노광 헤드를 복수개 탑재한 노광기를 사용하고, 각각의 노광 헤드에 소형의 노광 마스크를 장착하여 노광 대상이 되는 기판 전체면에 대하여 반복 노광을 행하는 방식(이하 「소형 마스크 연속 노광 방식」이라고 한다)이 채용되는 경우가 있다.
도 7은, 소형 마스크 연속 노광 방식에서의 노광 마스크의 배치도이다.
노광 마스크(18)는, 복수의 노광 헤드에 각각 장착되어, X축 방향으로 정렬하는 2행으로 배치되어 있다. 각 포토마스크에 형성된 마스크 패턴의 피치가 일정해지도록, 인접하는 노광 헤드에 장착한 노광 마스크(18) 사이에는 다른 행의 노광 헤드에 장착한 노광 마스크(18)가 간극없이 배치되어 있다.
보다 상세하게는, 각 행의 노광 마스크에는 간격이 마련되어 있고, 간격에 위치하는 패턴의 소부가 다른 행에 병치되어 있는 마스크에 의해 각각 보완된다. 예를 들어, 도면 중의 위치 P1에 배치되는 노광 마스크(18)에 의해 노광되는 부분과, 위치 P2에 배치되는 노광 마스크(18)에서 노광되는 부분 사이의 부분은, 위치 P3에 배치되는 노광 마스크(18)에 의해 노광된다. 이에 따라, X축 방향에서의 각 노광 패턴의 단부끼리 연결되어 합쳐진다(이하,이 연결되어 합쳐지는 부분을 「이음부」라고 한다).
일본 특허 공개 제2007-121344호 공보 일본 특허 공개 제2008-216593호 공보
소형 마스크 연속 노광 방식에서는, 노광 헤드간의 노광 조도의 차이, 기판에 대한 광축의 어긋남, 노광 마스크 패턴의 어긋남, 노광 마스크와 기판과의 위치 어긋남 등이 발생함으로써, 이음부에서 착색층 패턴의 막 두께, 선 폭, 위치가 급격하게 변화하는 문제가 있다.
도 8은, 이음부 부근에서의 액정 표시 장치의 간략 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
X축 방향에서, 착색층(14)은 블랙 매트릭스(13)에 부분적으로 중첩되어 중첩부(15)를 형성한다. 이음부를 넘어 착색층 패턴의 선 폭이나 위치가 변화하면, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이, 이음부(도 8에서, L로 표시한다)보다 좌측 영역(이하 「영역 A」라고 한다)과 이음부보다 우측(이하 「영역 B」이라고 한다)으로 중첩부(15)의 폭이 변화한다. 이와 같이 이음부를 경계로, 기판(12)과 대향 기판(16) 사이에 봉입된 액정(17)의 배향 상태가 변화하기 때문에, 액정 표시 장치에 있어서 국소적인 불균일로서 강조되어 시인(視認)되어 버린다.
그 때문에, 본 발명은, 국소적인 표시 불균일이 눈에 띄지 않아 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치를 구성할 수 있는 컬러 필터 및 컬러 필터를 제조하기 위한 노광 마스크의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 제1 방향 및 이것과 직교하는 제2 방향으로 복수의 화소가 배열되는 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터에 관한 것이다. 이 컬러 필터는, 기판과, 기판 상에 설치되는 블랙 매트릭스와, 적어도 제1 방향에서 블랙 매트릭스와 부분적으로 겹치는 복수의 착색층을 구비한다. 블랙 매트릭스 및 착색층의 중첩부의 제1 방향에서의 폭은 표시 영역의 전체에 걸쳐 변동하고, 또한, 중첩부의 폭 변동 정도는 표시 영역 전체에서 균일하다.
본 발명에 관한 컬러 필터를 사용하면, 중첩부의 폭 변동을 표시 영역 전체에 균일하게 분포시킬 수 있기 때문에, 노광 시에 있어서의 이음 부분의 착색 패턴의 형성 불균일이 발생한 경우에도, 착색 패턴의 불균일이 눈에 띄지 않아 표시 품질이 우수한 액정 표시 장치 및 이것에 사용되는 컬러 필터를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터의 간략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는, 투과부의 피치를 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
도 3은, 투과부의 폭을 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
도 4는, 투과부의 피치 및 폭을 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
도 5는, 3개 마다 투과부의 피치를 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
도 6은, 3개 마다 투과부의 폭을 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
도 7은, 소형 마스크 연속 노광 방식에 있어서의 노광 마스크의 배치도이다.
도 8은, 이음 부분에 있어서의 액정 표시 장치의 간략 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터의 간략 구성을 도시하는 단면도이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 컬러 필터(1)는, X축 및 Y축 방향으로 배열되는 복수의 화소를 갖는 액정 표시 장치에 사용되는 것이며, 기판(2)과, 블랙 매트릭스(3)와, 착색층(4)을 구비한다. 착색층(4)은, 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 색의 레지스트를 사용하여 리소그래피에 의해 기판(2) 상에 X축 방향에서 블랙 매트릭스(3)와 부분적으로 겹치게 형성된다. 중첩부(5)는, 상술한 블랙 매트릭스(3)와 착색층(4)이 겹친 부분을 말한다. 중첩부(5) 부근에서는 착색층(4)의 높이(Z축 방향)가 변화하기 때문에, 후술하는 바와 같이, 액정의 배향에 영향을 준다.
상술한 바와 같이, 소형 마스크 연속 노광 방식에서는, 노광 헤드의 위치 어긋남이나 노광 조건의 편차에 의해, 중첩부(5)의 폭이 설계값보다 어긋나버리는 경우가 있다(도 1). 이러한 중첩부(5)의 폭 변동은, 액정 분자의 배향성 편차로 연결되기 때문에, 화소 영역상에서 국소적으로 표시 불균일이 발생한다. 따라서, 본 발명에 관한 컬러 필터(1)에서는, 도 1에 도시한 바와 같은 중첩부(5)의 폭 변동을 의도적으로 표시 영역의 전체에 발생시키고, 또한, 그 변동의 정도(중첩부(5)의 폭 편차)를 표시 영역 전체에서 균일하게 분포시켰다. 보다 상세하게는, 하나의 노광 헤드에서 노광되는 노광 영역에 형성되는 중첩부(5)는 적어도 2종류의 폭을 갖는다. 그리고, 당해 노광 영역 내에서는, X축 방향에서, 중첩부(5)의 폭 전환(겹침 폭이 변화하는 부분)이 적어도 2회 이상 발생한다. 또한, 어느 노광 헤드에서 노광되는 노광 영역에서도, 중첩부(5)의 폭 분산이 일정해진다. 이 결과, 국소적인 경향 변동(표시 불균일)이 상대적으로 시인되기 어려워져, 화소 영역 전체를 매크로적으로 보았을 때의 화상 품질을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 관한 컬러 필터를 제조하기 위해서 사용하는 노광 마스크(8)에 대하여 도 2 내지 6을 사용하여 설명한다.
도 2는, 투과부의 피치를 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
노광 마스크(8A)는, 광을 투과하는 슬릿 형상의 투과부(9)을 구비하고 있고, 예를 들어 기판 표면 전체를 크롬으로 증착한 후, 투과부(9)에 상당하는 부분의 크롬을 제거한 것이면 바람직하게 사용된다.
도 2에 도시하는 노광 마스크(8A)에서는, 투과부(9)의 각각은 동일 폭이지만 도 2에 도시한 바와 같이 피치 P1 내지 P4가 일정하지 않다. 여기서 피치란, 인접하는 투과부의 가상 중심선의 간격이다. 또한 등피치란, 투과부의 가상 중심선이 등간격이 되도록 배치한 피치이다.
이 노광 마스크(8A)를 복수 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 컬러 필터를 제작하면, 착색층(4)의 피치 변동이, 표시 영역 전체에서 균일하게 동일한 정도로 분포한다. 착색층(4)의 피치가 상이하면, 중첩부(5)의 폭이 변동되기 때문에, 중첩부(5)의 폭 변동이 표시 영역 전체에 균일하게 동일한 정도로 분포된다.
도 3은, 투과부의 폭을 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
노광 마스크(8B)에서는, 투과부(9)의 각각은 등피치로 배열되어 있지만, 도 3에 도시하는 바와 같이 폭 W1 내지 W5가 일정하지 않다.
이 노광 마스크(8B)를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 제작한 컬러 필터(1)는, 착색층(4)의 폭 변동이 표시 영역 전역에 균일하게 동일한 정도로 분포된다. 착색층(4)의 폭이 상이하면, 중첩부(5)의 폭이 변동하기 때문에, 중첩부(5)의 폭 변동이 표시 영역 전체에 균일하게 동일한 정도로 분포된다.
도 4는, 투과부의 피치 및 폭을 랜덤하게 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
노광 마스크(8C)에서는, 투과부(9)의 피치 P1 내지 P4와, 투과부(9)의 폭 W1 내지 W5를 랜덤하게 변동시키고 있다.
이 노광 마스크(8C)를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 제작한 컬러 필터(1)는, 착색층(4)의 폭 및 피치 변동이, 표시 영역 전역에 균일하게 동일한 정도로 분포된다. 착색층(4)의 폭이 상이하면, 중첩부(5)의 폭이 변동된다. 또한, 착색층(4)의 피치가 상이함으로써도, 중첩부(5)의 폭이 변동된다. 이 결과, 중첩부(5)의 폭 변동이 표시 영역 전체에 균일하게 동일한 정도로 분포한다.
도 5는, 3개 마다의 투과부의 피치를 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
노광 마스크(8D)는, 투과부(9) 각각은 동일한 폭이지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 배열 피치가 3개 마다 P5와 P6 사이에서 교대로 반복하여 변화한다.
이 노광 마스크(8D)를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 제작한 컬러 필터(1)는, 착색층(4)의 피치가 표시 영역 전역에 걸쳐 3 화소 마다 반복하여 변동한다. 착색층(4)의 피치가 상이하면 중첩부(5)의 폭도 상이하기 때문에, 중첩부(5)의 폭은 표시 영역 전체에 걸쳐 3 화소마다 반복하여 변동한다. 이와 같이 3 화소마다 중첩부를 규칙적으로 반복하여 변동시켜도, 액정 표시 장치에서 표시 영역 전체에 미세한 불균일이 나타나, 국소적 변동에 의한 특정 개소에 강조되는 불균일은 시인되지 않게 된다.
도 6은, 3개 마다 투과부의 폭을 변동시킨 노광 마스크의 모식도이다.
노광 마스크(8E)는, 투과부(9) 각각의 배열 피치는 동일하지만, 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 폭이 3개 마다 W6과 W7 사이에서 교대로 반복하여 변화한다.
이 노광 마스크(8E)를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 제작한 컬러 필터(1)는, 착색층(4)의 폭이 표시 영역 전역에 걸쳐 3 화소마다 반복하여 변동한다. 착색층(4)의 폭이 상이하면 중첩부(5)의 폭도 상이하기 때문에, 중첩부(5)의 폭은 표시 영역 전체에 걸쳐 3 화소마다 반복하여 변동한다.
이상 설명한 도 2 내지 6의 노광 마스크를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 착색층을 형성하면, 하나의 노광 마스크로 형성한 레지스트 패턴에는, 피치나 폭 변동이 국소적으로 발생한다. 단, 이 노광 마스크를 복수매 사용하여 기판에 차례로 패턴을 형성하면, 노광 마스크 단체의 패턴이 기판 전체에 균등하게 소부됨으로써, 하나의 노광 마스크에서 발생하는 국소적인 변동이 화소 영역의 전체에 분산된다. 이 결과, 가령 노광 헤드의 위치 어긋남이나 노광 조건의 편차에 의해 중첩부의 폭이 변동되었다고 해도, 그 중첩부의 폭 변동을, 화소 영역 전체에 걸쳐 의도적으로 설치된 중첩부의 폭의 편차로 뒤섞이게 할 수 있다. 따라서, 상기의 노광 마스크를 사용하여 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 제조된 본 실시 형태의 컬러 필터에 의하면, 위치 어긋남 등에 의한 컬러 패턴의 치수나 위치가 국소적인 변동이 두드러지기 어려워 화소 영역 전체를 보았을 때에 화질에 불균일이 없는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 컬러 필터 착색층의 피치 및 폭을 변동시키고 있지만, 착색층 대신 블랙 매트릭스의 피치나 폭을 변동시켜도 좋고, 착색층 및 블랙 매트릭스를 함께 변동시켜도 좋다. 착색층에 있어서도, 적색, 녹색 및 청색 모두에 대하여 피치나 폭을 변동시켜도 좋고, 특정한 색만 변동시켜도 좋다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 노광 마스크 전체에서 모든 투과부의 피치나 폭을 변화시킨 예나, 특정 수의 투과부 등에 피치나 폭을 변화시킨 예를 설명했지만, 노광 마스크 내의 보다 한정된 범위 내의 투과부만, 그 피치나 폭을 변화시켜도 좋다. 이 경우에도, 소형 마스크 연속 노광 방식에서는, 복수의 마스크를 사용하기 때문에 화소 영역 전체에 중첩부 치수의 편차를 분산시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 차광층으로서 블랙 매트릭스를 사용하고 있지만, 특별히 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 상에 형성되는 금속 박막으로 이루어지는 전극층이어도 좋다.
실시예
이하에, 본 발명을 구체적으로 실시한 실시예에 대해서 설명한다. 실시예 1 내지 5는, 각각 도 2 내지 6에 나타낸 노광 마스크를 사용하여, 화소 영역 전체에 착색 패턴의 치수 편차를 발생시킨 것이다. 또한, 실시예 6 내지 10은, 각각 도 2 내지 6에 나타낸 노광 마스크를 사용하여, 화소 영역 전체에 블랙 매트릭스의 치수 편차를 발생시킨 것이다.
우선, 기판 상에 포토리소그래피법에 의해 흑색 안료 분산 레지스트로 블랙 매트릭스 패턴, 착색층 에리어 주변의 띠 형상 차광 영역, 주변 더미 패턴 및 위치 정렬을 위한 얼라인먼트 마크를 형성하였다.
이어서, 기판 상에 적색 안료, 투명 수지 및 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 단량체, 광중합 개시제 및 중합 금지제를 함유하고, 또한, 파장 340 내지 380nm의 레이저 조사로 경화 가능한 착색 레지스트를 정밀 슬릿 코터로 도포하였다.
기판 상의 레지스트로의 노광은 소형 마스크 연속 노광 방식에 의해 실시하였다. 도 7에 나타낸 것과 마찬가지로, 6판의 노광 마스크를 1행에 병치하고, 각 노광 마스크간의 공극을 보완하는 형태로, 마찬가지로 6판의 포토마스크를 후방 1행에 배치하였다. 기판을 Y축 방향으로 이송하면서, 기판에 막을 형성한 레지스트 위로 노광 마스크의 스트라이프 형상의 투과부를 개재하여 순차 조사함으로써, 스트라이프 형상의 착색층 패턴을 순차 소부하였다. 또한, 노광 마스크와 기판의 위치 정렬은, 기판 상의 블랙 매트릭스 패턴과 노광 마스크 패턴과의 위치 관계를 CCD 카메라로 화상 인식함으로써 차례로 노광 위치를 조정해 갔다.
그 후, 현상, 수세, 베이크 공정을 거쳐 적색의 착색층이 형성된다. 이하, 녹색 및 청색의 착색층에 대해서도 동일한 공정으로 순차 기판 상에 설치하여 컬러 필터를 형성하였다.
(실시예 1)
실시예 1에 관한 노광 마스크는, 도 2에 도시하는 노광 마스크 투과부의 배열 피치를 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 오프셋시킨 것을 사용하였다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 실시예 1에 관한 컬러 필터에서는, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 착색층 피치 변동 폭 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
이에 따라, 액정 표시 장치에 있어서, 기판 전체면의 화소 피치 변동에 의한 미세한 불균일이 표시 영역 전체에 완전하게 균일하게 발생하지만, 매크로적으로 관찰한 경우, 이음부의 착색층 폭이나 위치가 국소적인 변동에 의한 불균일이 강조되지 않게 되었다.
(실시예 2)
실시예 2에 관한 노광 마스크는, 도 3에 도시하는 노광 마스크 투과부의 모든 폭을 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시켰다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 선 폭 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 화소 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 3)
실시예 3에 관한 노광 마스크는, 도 4에 도시하는 노광 마스크 투과부의 배열 피치를 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 오프셋시킨 것을 사용하였다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해진다. 단, 여기서는, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해져 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다. 또한, 노광 마스크 투과부의 모든 폭을 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시켰다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 선 폭 변동량 0μm의 경우도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 착색층의 피치 변동 ±1.5μm 및 화소 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 4)
실시예 4에 관한 노광 마스크는, 도 5에 도시하는 노광 마스크 투과부의 피치를 3 화소(약 1mm)마다 배열 피치를 설계값으로부터, 도 5의 X축 방향에서의 일방향으로 0.5μm 어긋나게 한 것과, 타 방향으로 0.5μm 어긋나게 한 것을 교대로 배열하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 착색층 피치 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 5)
실시예 5에 관한 노광 마스크는, 도 6에 나타내는 노광 마스크 투과부의 폭을 기준값으로부터 0.5μm 증가시킨 것과, 반대로 0.5μm 감소시킨 것을 3 화소(약 1mm)마다 교대로 배치하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 착색층의 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 6)
실시예 6에 관한 노광 마스크는, 도 2에 도시하는 노광 마스크 투과부의 배열 피치를 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시킨 것을 사용하였다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각대로 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 실시예 6에 관한 컬러 필터에서는, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 블랙 매트릭스의 피치 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
이에 따라, 액정 표시 장치에 있어서, 기판 전체면의 블랙 매트릭스의 피치 변동에 의한 미세한 불균일이 표시 영역 전체에 완전하게 균일하게 발생하지만, 매크로적으로 관찰한 경우, 국소적인 변동에 의한 특정 개소의 불균일이 강조되지 않게 되었다.
(실시예 7)
실시예 7에 관한 노광 마스크는, 도 3에 도시하는 노광 마스크 투과부의 폭을 모든 슬릿 패턴의 선 폭을 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시켰다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 선 폭 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 블랙 매트릭스의 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 8)
실시예 8에 관한 노광 마스크는, 도 4에 도시하는 노광 마스크 투과부의 폭을 모든 슬릿 패턴의 선 폭을 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시켰다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 선 폭 변동량 0μm도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해진다. 단, 여기서는, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해져 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다. 또한, 노광 마스크의 투과부의 모든 폭을 -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서, 0.05μm 간격으로 랜덤하게 변동시켰다. 또한, -1.5μm 내지 +1.5μm의 범위에서 0.05μm 간격의 경우, 선 폭 변동량 0μm의 경우도 포함하여 61가지의 오프셋이 가능해지는데, 각 종류의 오프셋 발생 빈도가 거의 동일해지도록 하여 편차에 치우침이 발생하지 않도록 오프셋을 실시하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 블랙 매트릭스의 피치 변동 ±1.5μm 및 블랙 매트릭스의 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 9)
실시예 9에 관한 노광 마스크는, 도 5에 도시하는 노광 마스크의 투과부를 3 화소(약 1mm)마다 배열 피치를, 도 5의 X축 방향에서의 일방향으로 0.5μm 어긋나게 한 것과, 타 방향으로 0.5μm 어긋나게 한 것을 교대로 배열하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 인접 노광 헤드간의 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 블랙 매트릭스의 피치 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
(실시예 10)
실시예 10에 관한 노광 마스크는, 도 6에 나타내는 노광 마스크 투과부의 폭을 기준값으로부터 0.5μm 증가시킨 것과, 반대로 0.5μm 감소시킨 것을 3 화소(약 1mm)마다 교대로 배치하였다.
노광 조건의 최적화에 의해, 패턴 에지의 위치 어긋남은 1μm 이내로 수용할 수 있었기 때문에, 이음부에 있어서의 국소적인 패턴 폭이나 위치의 변동을, 컬러 필터 전역에 균일하게 분포시킨 블랙 매트릭스의 폭 변동 ±1.5μm로 뒤섞이게 할 수 있었다.
<산업상 이용가능성>
본 발명은, 컬러 필터를 구비한 액정 표시 장치 등에 이용할 수 있다.
1: 컬러 필터
2, 12: 기판
3, 13: 블랙 매트릭스
4, 14: 착색층
5, 15: 중첩부
8A 내지 8D, 18: 노광 마스크
9: 투과부
10: 액정 표시 장치
16: 대향 기판
17: 액정

Claims (8)

  1. 제1 방향 및 이것과 직교하는 제2 방향으로 복수의 화소가 배열되는 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터로서,
    기판과,
    상기 기판 상에 설치되는 차광층과,
    적어도 상기 제1 방향에서 상기 차광층과 부분적으로 겹치는 복수의 착색층을 구비하고,
    상기 차광층 및 상기 착색층 중첩부의 상기 제1 방향에서의 폭이 표시 영역의 전체에 걸쳐 변동되고, 또한, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 컬러 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차광층 및 상기 착색층 중 적어도 한쪽의 배열 피치가 랜덤하게 상이함으로써, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 컬러 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광층 및 착색층 중 적어도 한쪽의 폭이 랜덤하게 상이함으로써, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한, 컬러 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차광층 및 상기 착색층 중 적어도 한쪽의 배열 피치가 랜덤하게 상이하고, 또한, 상기 차광층 및 상기 착색층 중 적어도 한쪽의 폭이 랜덤하게 상이함으로써, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 컬러 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차광층 및 착색층 중 적어도 한쪽의 배열 피치가 적어도 2 화소마다 상이함으로써, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 컬러 필터.
  6. 제1항 또는 5항에 있어서, 상기 차광층 및 착색층 중 적어도 한쪽 폭이 적어도 2 화소마다 상이함으로써, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 컬러 필터.
  7. 제1 방향 및 이것과 직교하는 제2 방향으로 복수의 화소가 배열되는 액정 표시 장치로서,
    컬러 필터와,
    상기 컬러 필터와 대향하는 대향 기판과,
    상기 컬러 필터와 상기 대향 기판 사이에 봉입되는 액정을 구비하고,
    상기 컬러 필터는,
    기판과,
    상기 기판 상에 설치되는 차광층과,
    적어도 상기 제1 방향에서 상기 차광층과 부분적으로 겹치는 복수의 착색층을 구비하고,
    상기 차광층 및 상기 착색층 중첩부의 상기 제1 방향에서의 폭이 표시 영역의 전체에 걸쳐서 변동하고, 또한, 상기 중첩부의 폭 변동 정도가 표시 영역 전체에서 균일한 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 기재된 컬러 필터를 제조하기 위하여, 행렬 형상으로 배치된 복수의 노광 헤드의 각각에 장착되고, 노광 헤드 하부를 이송되는 기판 상의 피노광 영역에 순서대로 노광함으로써, 차광층 및 착색층 중 적어도 한쪽을 형성하기 위한 노광 마스크로서,
    슬릿 형상으로 형성되고, 광을 투과하는 복수의 투과부를 구비하고,
    상기 투과부의 폭 혹은 인접하는 투과부의 피치 중 적어도 한쪽 치수가 다른 노광 마스크.
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