WO2006051700A1

WO2006051700A1 - 液晶表示装置用基板の製造方法

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Publication number: WO2006051700A1
Application number: PCT/JP2005/019894
Authority: WO
Inventors: Jin Iino
Original assignee: Integrated Solutions Co., Ltd.
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US20070211206A1; US7812920B2; JP2006139040A; KR101143058B1; TWI399576B; JP4731886B2; KR20070086002A; CN100517009C; TW200615638A; CN101099106A

Abstract

　本発明は、ＴＦＴ基板の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成しようとする液晶表示装置用基板の製造方法を提供するものである。　そのために、ＴＦＴ基板６上にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの感光材を塗布するステップと、搬送手段３により前記感光材が塗布されたＴＦＴ基板６を所定の速度で搬送しながら撮像手段２で画素領域を撮像するステップと、制御手段４の画像処理部１３で前記撮像手段２により撮像された画素領域に予め設定された基準位置を検出するステップと、該検出された基準位置を基準にして露光光学系１の光源７の照射タイミングをランプコントローラ１６で制御し、ＴＦＴ基板６の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを形成するステップとを含むものである。

Description

液晶表示装置用基板の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、画素領域毎に薄膜トランジスタを形成した TFT基板上にカラーフィルタ又はブラックマトリクスを直接形成する液晶表示装置用基板の製造方法に関し、詳しくは、 TFT基板を所定速度で搬送しながら撮像した画素領域に予め設定された基準位置を検出して露光光の照射タイミングを制御することによって、 TFT基板の所定位置に所定の露光パターンを精度良く形成しょうとする液晶表示装置用基板の製造方法に係るものである。

背景技術

[0002] 一般に、液晶表示装置は、対向して配置した一組の透明基板間に液晶を封止した構成を有している。この場合、一方の透明基板は、画素電極と薄膜トランジスタとをァレイ状の画素領域に形成し、画素領域の周辺に薄膜トランジスタを駆動する配線を配設して TFT基板となるものである。また、他方の透明基板は、上記薄膜トランジスタ及び配線に対応してブラックマトリクスを形成し、ブラックマトリクスのピクセルを覆ってカラーフィルタを形成し、ブラックマトリクス及びカラーフィルタ上に共通電極を形成してカラーフィルタ基板となるものである。このような構成の液晶表示装置においては、上記一組の透明基板のァライメント誤差を考慮して一般にブラックマトリクスの線幅を広く設計している。そのため、従来の液晶表示装置においては、ブラックマトリクスのピクセルの開口率の低下を招き、画素領域の微細化が困難であった。

[0003] 一方、上記問題に対処して、 TFT基板の薄膜トランジスタ及び画素領域の周辺に配設された配線を覆ってカラーフィルタを形成する、いわゆる「カラーフィルタ'オン' TFT (color filter on TFT)」と呼ばれる液晶表示装置用基板の製造方法が提案されている（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2004— 70196号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0004] しかし、このような従来の液晶表示装置用基板の製造方法にぉ、ては、 TFT基板の薄膜トランジスタ及び配線のパターン上にカラーフィルタ及びブラックマトリクスの露光パターンを形成する露光工程は、 TFT基板の周辺に形成したァライメントマークとて行うものであったため、各ァライメントマークの位置及び各パターンの配列に高い絶対寸法精度が要求されるものであった。特に、大型ディスプレイ用基板の場合には、その要求はより厳しくなり各パターンの位置合わせがより困難なものとなっていた。したがって、薄膜トランジスタ及び配線のパターン上に形成されるカラーフィルタ及びブラックマトリクスの重ね合わせ精度を十分に向上できないことから、ブラックマトリクスの線幅を狭くすることができず、開口率の低下を抑えながら各画素領域の微細化を図ることができな力つた。したがって、高精細な液晶表示装置を実現することができなかった。

[0005] そこで、本発明は、このような問題点に対処し、 TFT基板の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成しょうとする液晶表示装置用基板の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために、本発明による液晶表示装置用基板の製造方法は、画素領域毎に薄膜トランジスタを設けると共に該薄膜トランジスタを駆動するための配線を前記画素領域の周辺に設けた TFT基板上に、カラーフィルタ又はブラックマトリタスを形成する液晶表示装置用基板の製造方法であって、前記 TFT基板上にカラ一フィルタ又はブラックマトリクスの感光材を塗布するステップと、前記感光材が塗布された TFT基板を所定の速度で搬送しながら前記画素領域を撮像するステップと、該撮像された画素領域に予め設定された基準位置を検出するステップと、該検出された基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御し、前記 TFT基板上の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを形成するステップとを含むものである。

[0007] このような方法により、画素領域毎に薄膜トランジスタを設けると共に該薄膜トランジスタを駆動するための配線を画素領域の周辺に設けた TFT基板上にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの感光材を塗布し、上記 TFT基板を所定の速度で搬送しながら画素領域を撮像し、該撮像された画素領域に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御する。これにより、 TFT基板上の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成する。

[0008] また、前記画素領域を撮像するステップは、前記 TFT基板の搬送方向にて前記露光パターンの形成位置の手前側を撮像位置とする撮像手段により行われるものである。これにより、撮像手段で TFT基板の搬送方向にて露光パターンの形成位置の手前側を撮像する。

[0009] さらに、前記撮像手段は、受光素子が一列状に配列されたものである。これにより、受光素子が一列状に配列された撮像手段で画素領域の一次元の画像データを取得する。

[0010] そして、前記基準位置を検出するステップは、前記撮像された画素領域の画像を 2 値化処理し、該 2値化処理された前記画素領域の画像データと予め設定された前記基準位置に相当する画像データとを比較して、両データが一致した部分を検出して行うものである。これにより、撮像された画素領域の画像を 2値化処理し、該 2値化処理された画素領域の画像データと予め設定された基準位置に相当する画像データとを比較し、両データが一致した部分を基準位置として検出する。

発明の効果

[0011] 請求項 1に係る発明によれば、薄膜トランジスタ及び配線を設けた TFT基板を所定の速度で搬送しながら画素領域を撮像し、該撮像された画素領域に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御して露光するようにしたことにより、 TFT基板上の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成することができる。したがって、ブラックマトリクスの線幅を狭くして開口率の低下を抑えながら各画素領域の微細化を図り、高精細な液晶表示装置を実現することができる。

[0012] また、請求項 2に係る発明によれば、 TFT基板の搬送方向にて露光パターンの形成位置の手前側を撮像するようにしたことにより、所定の露光領域に対して抜けのな V、露光パターンの形成ができる。

[0013] さらに、請求項 3に係る発明によれば、受光素子が一列状に配列された撮像手段で画素領域の一次元の画像データを取得するようにしたことにより、撮像手段のコストアップを抑制すると共に、データの処理速度を向上することができる。

[0014] そして、請求項 4に係る発明によれば、撮像された画素領域の画像を 2値化処理し、該 2値化処理された画素領域の画像データと予め設定した基準位置に相当する画像データとを比較して、両データが一致した部分を基準位置として検出するようにしたことにより、基準位置の検出をリアルタイムで高速に処理することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明による液晶表示装置用基板の製造方法の実施に使用される露光装置の構成を示す概念図である。

[図 2]上記露光装置の撮像手段及びマスクの開口部並びに画素領域の被露光領域との関係を示す説明図である。

[図 3]上記露光装置の画像処理部の内部構成において処理系統の前半部を示すブロック図である。

[図 4]同じく上記露光装置の画像処理部の内部構成において処理系統の後半部を示すブロック図である。

[図 5]本発明による液晶表示装置用基板の製造方法の製造工程を説明する平面図である。

[図 6]上記製造工程を説明する断面図である。

[図 7]上記露光装置による露光手順を説明するフローチャートである。

[図 8]上記画像処理部のリングバッファーメモリの出力を 2値ィ匕する方法を示す説明図である。

[図 9]上記 TFT基板の画素領域に予め設定された第 1の基準位置の画像とそのルツクアップテーブルを示す説明図である。

[図 10]上記 TFT基板の画素領域に予め設定された第 2の基準位置の画像とそのルックアップテーブルを示す説明図である。

[図 11]TFT基板の傾き調整を説明する平面図である。 [図 12]TFT基板の Y軸方向のァライメント調整を説明する平面図である。

[図 13]上記 TFT基板上に形成されるブラックマトリクスのマスクの例を示す平面図である。

[図 14]上記ブラックマトリクスを形成する際に使用される露光装置の他の構成例を示す説明図である。

[図 15]本発明による液晶表示装置用基板の製造方法の実施に使用される露光装置の更に他の構成例を示す説明図である。

符号の説明

[0016] 1…露光光学系

2…撮像手段

3…搬送手段

4…制御手段

6〜TFT基板

7· ··光源

13· ··画像処理部

16…ランプコントローラ

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図 1は本発明による液晶表示装置用基板の製造方法の実施に使用される露光装置の構成を示す概念図である。この露光装置は、露光光学系により露光光を照射して該露光光学系の経路上に介装するカラーフィルタ又はブラックマトリクスのマスクのノターンを TFT基板上に露光するもので、露光光学系 1と、撮像手段 2と、搬送手段 3と、制御手段 4とを備えている。

[0018] 上記露光光学系 1は、カラーフィルタ又はブラックマトリクスの感光性着色レジスト（感光材)が塗布された TFT基板 6に露光光を照射して所定のカラーフィルタ又はブラックマトリクスのパターンを露光するものであり、光源 7と、マスクステージ 8と、結像レンズ 9とを備えている。

[0019] 上記光源 7は、例えば紫外線を発光するランプであり、後述する制御手段 4により制御されて間歇的に発光するフラッシュランプである。また、マスクステージ 8は、マスク 10を載置して保持するものであり、光源 7と後述の結像レンズ 9との間の光路上に介装されている。そして、上記結像レンズ 9は、マスク 10の開口部 10aを TFT基板 6上に結像するものであり、 TFT基板 6と対向するように配設されている。なお、上記マスク 10は、 TFT基板 6の表面に平行で、その移動方向（矢印 A方向）に直交する方向に長い矩形状の開口部 10aを形成したものであり、上記開口部 10aは、図 2に示すように矢印 Aと直交する方向に一列状態に並んだ例えば五つの画素領域 11に対応して形成されている。なお、光源 7は、フラッシュランプでなくて通常の紫外線ランプであってもよい。この場合、露光光の間歇照射は、例えば光源 7の照射方向前方にシャッターを設けてこのシャッターを開閉制御して行ってもよい。

[0020] また、上記 TFT基板 6の移動方向（矢印 A方向）にて上記露光光学系 1による露光位置の手前側を撮像位置として、撮像手段 2が設けられている。この撮像手段 2は、 TFT基板 6に予め形成された画素領域を撮像するものであり、受光素子が一列状に配列された例えばライン CCDである。ここで、図 2に示すように、上記撮像手段 2の撮像位置と上記露光光学系 1による露光位置とは、所定の距離 Dだけ離れており、撮像手段 2で上記画素領域 11を撮像して力所定時間経過後に画素領域 11が上記露光位置に到達するようになっている。なお、上記距離 Dは、小さい程よい。これにより、 TFT基板 6の移動誤差を少なくすることができ、露光位置を上記画素領域 11に対してより正確に位置決めすることができる。また、同図に示すように、上記マスク 10 の開口部 10aの中心は結像レンズ 9の光軸中心と合致され、さらに、 TFT基板 6の搬送方向（矢印 A方向）において、撮像手段 2の撮像中心と合致されている。さらに、上記撮像手段 2の近傍部には、図示省略の照明手段が設けられており、撮像手段 2の撮像領域を照明できるようになって!/ヽる。

[0021] さらに、上記露光光学系 1の下方には、搬送手段 3が設けられている。この搬送手段 3は、ステージ上に TFT基板 6を載置して XY軸方向に移動可能にしたものであり、図示省略の搬送用モータが制御手段 4により制御されてステージ 3aを移動するようになっている。なお、上記 X軸方向は、 TFT基板 6の搬送方向（矢印 A方向）に一致し、 Y軸方向は、それと直交する方向である。また、上記搬送手段 3には、図示省略の例えばエンコーダやリニアセンサー等の位置検出センサーや速度センサーが設けられており、その出力を制御手段 4にフィードバックして位置制御及び速度制御を可能にしている。さらに、搬送手段 3には、ァライメント手段 5が設けられており、画素列に対する露光予定位置と上記マスク 10の開口部 10aの露光位置とのずれを上記基準位置に基づいて演算し、ステージ 3aの回転角度 Θや Y軸方向の位置を移動して上記ずれを補正できるようになつている。なお、ステージ 3aの角度 Θは角度センサーにより検出することができる。

[0022] そして、上記光源 7、撮像手段 2、及び搬送手段 3に接続して制御手段 4が設けられている。この制御手段 4は、装置全体が適切に駆動するように制御するものであり、撮像手段 2で撮像された上記画素領域 11に予め設定された基準位置を検出する画像処理部 13と、画素領域 11の CADデータや上記基準位置に相当するルックアップテーブル等のデータを記憶する記憶部 14と、上記撮像位置と露光位置との間の距離 Dと TFT基板 6の移動速度 Vとを用いて画素領域 11が撮像位置カゝら露光位置まで移動する時間 tを演算したり、上記基準位置に基づいて求めた露光予定位置 (以下、「被露光領域」と記載する）とマスク 10の開口部 10aとの位置ずれ等を演算する演算部 15と、上記基準位置を基準にして上記光源 7の露光光の照射タイミングを制御するランプコントローラ 16と、搬送手段 3のステージ 3aを X軸方向に所定速度で駆動すると共に搬送手段 3に備えるァライメント手段 5を駆動する搬送手段コントローラ 1 7と、装置全体を統合して制御する制御部 18とを備えている。

[0023] 図 3及び図 4は、画像処理部 13の一構成例を示すブロック図である。図 3に示すように、画像処理部 13は、例えば三つ並列に接続したリングバッファーメモリ 19A, 19 B, 19Cと、該リングバッファーメモリ 19A, 19B, 19C毎にそれぞれ並列に接続した例えば三つのラインバッファーメモリ 20A, 20B, 20Cと、該ラインバッファーメモリ 20 A, 20B, 20Cに接続され決まった閾値と比較してグレーレベルのデータを 2値ィ匕して出力する比較回路 21と、上記九つのラインバッファーメモリ 20A, 20B, 20Cの出力データと図 1に示す記憶部 14から得た被露光領域の左端を定める第 1の基準位置に相当する画像データのルックアップテーブル (以下、「左端用 LUT」と記載する）とを比較して、両データが一致したときに左端判定結果を出力する左端判定回路 22 と、上記九つのラインバッファーメモリ 20A, 20B, 20Cの出力データと、図 1に示す記憶部 14から得た被露光領域の右端を定める第 2の基準位置に相当する画像データのルックアップテーブル (以下、「右端用 LUT」と記載する）とを比較して、両データがー致したときに右端判定結果を出力する右端判定回路 23とを備えている。

[0024] また、図 4に示すように、画像処理部 13は、上記左端判定結果を入力して第 1の基準位置に相当する画像データの一致回数をカウントする計数回路 24Aと、該計数回路 24Aの出力と図 1に示す記憶部 14から得た左端画素番号とを比較して両数値が一致したときに左端指定信号を上記記憶部 14に出力する比較回路 25Aと、上記右端判定結果を入力して第 2の基準位置に相当する画像データの一致回数をカウントする計数回路 24Bと、該計数回路 24Bの出力と記憶部 14から得た右端画素番号とを比較して両数値が一致したときに右端指定信号を上記記憶部 14に出力する比較回路 25Bと、上記計数回路 24Aの出力に基づいて左端画素数 nをカウントする左端画素計数回路 26と、該左端画素計数回路 26の出力と記憶部 14から得た露光終了画素列番号 Nとを比較して両数値が一致したときに露光終了画素列指定信号を上記記憶部 14に出力する比較回路 27とを備えている。なお、上記計数回路 24A, 24 Bは、撮像手段 2による読取動作が開始されるとその読取開始信号によりリセットされる。また、左端画素計数回路 26は、予め指定した領域に対する露光が終了すると露光終了信号によりリセットされる。

[0025] 次に、液晶表示装置用基板の製造方法について説明する。

先ず、第 1の工程においては、図 5 (a)及び図 6 (a)に示すように公知の技術を適用して TFT基板上に TFT12と画素電極 28とをアレイ状の画素領域 11に形成し、画素領域の周辺に上記 TFT12を駆動するゲート電極線 (横配線）とデータ電極線 (縦配線）とカゝらなる配線 29を配設して TFT基板 6が作成される。

[0026] 第 2の工程においては、図 6 (b)に示すように TFT基板 6を覆って、例えば有機膜からなる平坦化層 30が形成される。

[0027] 第 3の工程においては、図 6 (c)に示すように平坦ィ匕層 30上に、例えばネガ型の赤色感光性着色レジスト (感光材)が塗布される。そして、上記露光装置を適用してレツド (R)のカラーフィルタ 31Rの露光パターンが形成される。以下、上記露光装置を用いて行う露光手順を図 7に示すフローチャートを参照して説明する。

[0028] 先ず、露光装置に電源が投入されると、図 1に示す撮像手段 2、照明手段及び制御手段 4が起動してスタンバイ状態となる。次に、搬送手段 3のステージ 3a上に TFT 基板 6が載置されて、図示省略のスィッチが操作されると、搬送手段 3は、制御手段 4 の搬送手段コントローラ 17により制御されて TFT基板 6を矢印 A方向に一定速度で搬送する。そして、上記 TFT基板 6が撮像手段 2の撮像位置に達すると、以下の手順に従って露光動作が実行される。

[0029] 先ず、ステップ S1においては、撮像手段 2で画素領域 11の画像が取得される。この取得した画像データは、図 3に示す画像処理部 13の三つのリングバッファーメモリ 19A, 19B, 19Cに取り込まれて処理される。そして、最新の三つのデータが各リングバッファーメモリ 19A, 19B, 19Cから出力される。この場合、例えばリングバッファ一メモリ 19Aから二つ前のデータが出力され、リングバッファーメモリ 19Bから一つ前のデータが出力され、リングバッファーメモリ 19C力も最新のデータが出力される。さらに、これらの各データはそれぞれ三つのラインバッファーメモリ 20A, 20B, 20Cにより、例えば 3 X 3の CCD画素領域の画像を同一のクロック（時間軸）に配置する。その結果は、例えば図 8 (a)に示すような画像として得られる。この画像を数値ィ匕すると、同図（b)のように 3 X 3の数値に対応することになる。これらの数値ィ匕された画像は、同一クロック上に並んでいるので、比較回路で閾値と比較されて 2値ィ匕される。例えば、閾値を" 45"とすれば、同図（a)の画像は、同図（c)のように 2値ィ匕されることになる。

[0030] ステップ S2においては、被露光領域の左右端の基準位置が検出される。具体的には、基準位置の検出は、左端判定回路 22において、上記 2値化データを図 1に示す記憶部 14力も得た左端用 LUTのデータと比較して行う。

[0031] 例えば、被露光領域の左端を指定する第 1の基準位置が、図 9 (a)に示すように画素領域 11の左上端隅部の配線 29の交差部に設定されている場合には、上記左端用 LUTは、同図（b)に示すものになり、このときの左端用 LUTのデータは、 "111100 100"となる。従って、上記 2値化データは、上記左端用 LUTのデータ" 111100100"と比較され、両データが一致したときに、撮像手段 2で取得した画像データが第 1の基準位置であると判定され、左端判定回路 22から左端の判定結果を出力する。なお、図 12に示すように、例えば画素領域 11が五つ並んでいるときには、各画素領域 11 の左上端隅部が第 1の基準位置に該当することになる。

[0032] 上記判定結果に基づいて、図 4に示す計数回路 24Aにおいて上記一致回数が力ゥントされる。そして、そのカウント数は、図 1に示す記憶部 14から得た左端画素番号と比較回路 25Aにお、て比較され、両数値が一致したとき左端指定信号を上記記憶部 14に出力する。この場合、図 12に示すように、例えば、左端画素番号として 1番目の画素領域 11を定めると、この画素領域 11の左上端隅部が第 1の基準位置と設定

1 1

される。したがって、該第 1の基準位置に対応する撮像手段 2のライン CCDにおけるエレメント番地、例えば ELが記憶部 14に記憶される。

1

[0033] 一方、上記 2値ィ匕データは、右端判定回路 23において、図 1に示す記憶部 14から得た右端用 LUTのデータと比較される。例えば、被露光領域の右端を指定する第 2 の基準位置が、図 10 (a)に示すように画素領域 11の右上端隅部の配線 29の交差部に設定されている場合には、上記右端用 LUTは、同図（b)に示すものになり、このときの右端用 LUTのデータは、 "111001001 "となる。従って、上記 2値ィ匕データは、上記右端用 LUTのデータ" 111001001 "と比較され、両データが一致したときに、撮像手段 2で取得した画像データが被露光領域の右端の基準位置であると判定され、右端判定回路 23から右端判定結果を出力する。なお、前述と同様に、図 12に示すように例えば画素領域 11が五つ並んでいるときには、各画素領域 11の右上端隅部が第 2の基準位置に該当することになる。

[0034] 上記判定結果に基づいて、図 4に示す計数回路 24Bにおいて上記一致回数が力ゥントされる。そして、そのカウント数は、図 1に示す記憶部 14から得た右端画素番号と比較回路 25Bにお、て比較され、両数値が一致したとき右端指定信号を上記記憶部 14に出力する。この場合、図 12に示すように、例えば、右端画素番号として 5番目の画素領域 11を定めると、この画素領域 11の右上端隅部が第 2の基準位置と設定

5 5

される。したがって、該第 2の基準位置に対応する撮像手段 2のライン CCDにおけるエレメント番地、例えば ELが記憶部 14に記憶される。そして、上述のようにして被露

5

光領域の左端及び右端の基準位置が検出されると、ステップ S3に進む。 [0035] ステップ S3においては、図 11に示すように、上記第 1の基準位置及び第 2の基準位置の検出時刻 t , tに基づいて搬送方向に対する TFT基板 6の傾き Θが演算部 1

1 2

5で演算される。例えば、搬送速度を Vとすると、搬送方向における第 1の基準位置と第 2の基準位置とのずれ量は、 (t t ) Vとなる。また、第 1の基準位置と第 2の基準

1 2

位置との間隔は、図 12に示すように第 1の基準位置に対応する撮像手段 2のエレメント番地 ELと第 2の基準位置に対応する撮像手段 2のエレメント番地 ELに基づい

1 5 て K(EL— EL )より求めることができる。ここで、 Kは撮像倍率である。したがって、 T

5 1

FT基板 6の傾き角 Θは、

Θ =arctan(t—t )V/{K(EL—EL ) }

1 2 5 1

を演算することにより求めることができる。なお、上記間隔は CADデータ力求めてもよい。

[0036] 傾き角 Θが演算されると、搬送手段コントローラ 17により制御されて搬送手段 3のァライメント手段 5が駆動されステージ 3aが角度 Θだけ回転される。これにより、図 12に示すように、画素領域 11の被露光領域の各辺とマスク 10の開口部 10aの各辺とが平行となる。

[0037] 次に、ステップ S4においては、第 1の基準位置と第 2の基準位置との中間位置が演算部 15で演算される。具体的には、記憶部 14から読み出した第 1の基準位置に対応する撮像手段 2のエレメント番地 ELと第 2の基準位置に対応する撮像手段 2のェ

1

レメント番地 ELに基づいて、上記中間位置は、（EL +EL

5 1 5 )Z2により求めることができる。

[0038] 次に、ステップ S5においては、ステップ S4で求めた中間位置と撮像手段 2の撮像中心（エレメント番地 EL )とがー致しているか否かが判定される。ここで、 "NO判定"

C

となるとステップ S6に進む。

[0039] ステップ S6においては、搬送手段コントローラ 17によりァライメント手段 5を制御してステージ 3aを移動させ、図 12に示すように K{EL — (EL +EL )Z2}分だけ Y軸方

C 1 5

向にて矢印 Βで示す方向に TFT基板 6を移動する。これにより、図 2に示すように、被露光領域の中心位置と撮像手段 2の撮像中心 (又はマスク 10の開口部 1 Oaの中心位置）とが一致する。そして、ステップ S7に進む。 [0040] 一方、ステップ S5において、 "YES判定"となるとなった場合にもステップ S7に進む

[0041] ステップ S7においては、画素領域 11の被露光領域が露光光学系 1の露光位置に設定されたか否かが判定される。この判定は、記憶部 14に記憶された第 1の基準位置の検出時刻 t、図 2に示す搬送方向における画素領域 11の幅 W及び搬送速度 V

1

並びに撮像位置と露光位置との距離 Dの各データに基づいて、撮像手段 2によって画素列の中心位置が撮像されてから TFT基板 6が距離 Dだけ搬送される時間 tを演算部 15で演算し、該時間 tを管理することによって行われる。ここで、時間 tが経過した、即ち被露光領域が露光位置に設定されたと判定 ("YES判定"）となると、ステツプ S8に進む。

[0042] ステップ S8においては、ランプコントローラ 16が起動して、光源 7を予め設定された所定時間だけ発光させる。この場合、 TFT基板 6が一定の速度で移動しているため、露光パターンの搬送方向のエッジがボケる場合がある。したがって、そのボケ量が許容値となるように搬送速度及び露光時間並びに光源 7のパワーを予め設定してお

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[0043] ステップ S9においては、左端画素数 nが図 4に示す左端画素計数回路 26でカウントされる。そして、ステップ S10に進んで、上記左端画素数 nが予め設定されて記憶部 14に記憶された露光終了画素列番号 Nと比較器 27で比較され、両数値が一致した力否かが判定される。

[0044] ステップ S10において、 "NO判定"となると、ステップ S1に戻って、次の基準位置の検出動作に移る。この場合、撮像手段 2の読取開始信号により、図 4に示す計数回路 24A, 24Bはリセットされる。

[0045] 一方、ステップ S10にお、て、 "YES判定"となると TFT基板 6の所定領域に対する全ての露光が終了し、図 4に示す露光終了信号により左端画素計数回路 26がリセットされる。そして、搬送手段 3は、ステージ 3aをスタート位置まで高速で戻す。

[0046] なお、上記露光光学系 1による露光可能領域が TFT基板 6の幅よりも狭いときには、上記ステップ S10が終了するとステージ 3aを Y軸方向に所定距離だけステップ移動して、上記ステップ S1〜S10を再度実行し、既露光領域に隣接する領域に露光を行う。なお、上記露光光学系 1及び撮像手段 2を Y軸方向に複数一列状態に配設して TFT基板 6の全幅に対して 1回で露光できるようにしてもよい。また、被露光領域に対して撮像手段 2による撮像領域が狭いときには、撮像手段 2を Υ軸方向に複数台並べて設置してもよい。

[0047] また、説明の便宜からステップ S1〜S10を一連の動作として説明したが、基準位置の検出は、上記各ステップの実行と並行して行われ、検出データは随時記憶部 14に記憶される。したがって、上記ステップ S3における TFT基板 6の Θ調整やステップ S 6における TFT基板 6の Y軸調整は、記憶部 14力も必要データを読み出して TFT基板 6がーつ前の露光位置カゝら次の露光位置まで移動する時間内に実行される。

[0048] 以上により、露光が終了すると現像してから、例えば 200°C〜230°Cで焼成することにより、図 5 (b)及び図 6 (c)に示すように例えばレッド (R)のカラーフィルタ 31Rが形成される。さらに、上述と同様にして、グリーン (G)及びブルー（B)のカラーフィルタ 3 1G, 31Bが形成される（図 5 (c)参照)。

[0049] 第 4の工程においては、カラーフィルタ上に例えばポジ型の感光性黒色レジストが塗布される。そして、図 5 (c)に示すように上記感光性黒色レジスト (感光材)を露光して TFT12及び配線 29に重なる位置を遮光するブラックマトリクス 32を形成する。この場合、使用するブラックマトリクス 32のマスク 10は、図 13に示しように開口部 10aが被露光領域の画素領域 11に対応して横一列に並んだものである。

[0050] なお、 TFT基板 6を覆って感光性黒色レジストが塗布されているため基板の上方から画素領域 11を撮像することができないので、この場合は、露光装置として、図 14に示すように撮像手段 2をステージ 3aの下側に配設して TFT基板 6の下側から基板を透して画素領域 11を撮像可能にしたものが適用される。このとき、露光手順は、第 3 の工程と同様にして行う。このようにして露光が終了し、現像を行ってから本焼成すれば、図 5 (c)及び図 6 (d)に示すようにカラーフィルタ上にブラックマトリクス 32が形成された液晶表示装置用基板が作製される。

[0051] また、ブラックマトリクス 32は、感光性黒色レジストを使用したものに限られず、例えば Cr等の金属膜であってもよい。この場合、カラーフィルタ 31R, 31G, 31B上にスノッタリング等により例えば Crの膜を形成し、該 Crの膜上にフォトレジストを塗布して上記露光装置を用いてブラックマトリクス 32のレジストパターンを作成し、該レジストパターンをマスクとして上記 Crの膜をエッチングすれば Crのブラックマトリクス 32を形成することができる。

[0052] このように、本発明の液晶表示装置用基板の製造方法によれば、 TFT基板 6を所定速度で搬送しながら画素領域 11を撮像し、該撮像された画素領域 11に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御するようにしたことにより、 TFT基板 6の所定位置にカラーフィルタ及びブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成することができる。

[0053] なお、上記実施形態において使用される露光装置は、マスク 10とレジストが塗布された TFT基板 6の位置を十分に離して、マスク 10の像を結像レンズ 9により TFT基板 6のレジストに結像するものとしている力これに限られず、例えば図 15に示すように、撮像手段 2をステージ 3aの下側に配設して TFT基板 6の下側から基板を透して画素領域 11を撮像可能にし、マスク 10をレジストの塗布された TFT基板 6に対して近接配置して、マスク 10の像を TFT基板 6のレジストに転写させる近接露光方式や、マスク 10と TFT基板 10とを接触させて、マスク 10の像を TFT基板 6のレジストに直接露光する接触露光方式の露光装置を適用してもょ、。 V、ずれの露光装置にぉ、ても、 TFT基板 6を所定の速度で搬送しながら画素領域 11を撮像し、該撮像された画素領域 11に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御することにより、 TFT基板 6の所定位置にカラーフィルタ及びブラックマトリクスの露光パターンを精度良く形成することができる。

[0054] また、上記露光装置は、マスクを使用するものに限られず、例えば、レーザビームを走査したり、又はマイクロミラーアレイを駆動して TFT基板 6上にカラーフィルタ 31R, 31G, 31B又はブラックマトリクス 32のパターンを直接露光するものであってもよぐ撮像手段 2で画素領域 11を撮像して該画素領域 11に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置を基準にして露光を制御する露光装置であればいかなるものであってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 画素領域毎に薄膜トランジスタを設けると共に該薄膜トランジスタを駆動するための配線を前記画素領域の周辺に設けた TFT基板上に、カラーフィルタ又はブラックマトリクスを形成する液晶表示装置用基板の製造方法であって、

前記 TFT基板上にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの感光材を塗布するステツプと、

前記感光材が塗布された TFT基板を所定の速度で搬送しながら前記画素領域を撮像するステップと、

該撮像された画素領域に予め設定された基準位置を検出するステップと、該検出された基準位置を基準にして露光光の照射タイミングを制御し、前記 TFT 基板上の所定位置にカラーフィルタ又はブラックマトリクスの露光パターンを形成するステップと、

を含むことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。

[2] 前記画素領域を撮像するステップは、前記 TFT基板の搬送方向にて前記露光パターンの形成位置の手前側を撮像位置とする撮像手段により行われることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置用基板の製造方法。

[3] 前記撮像手段は、受光素子が一列状に配列されたものであることを特徴とする請求項 2記載の液晶表示装置用基板の製造方法。

[4] 前記基準位置を検出するステップは、前記撮像された画素領域の画像を 2値化処理し、該 2値化処理された画像データと予め設定された前記基準位置に相当する画像データとを比較して、両データが一致した部分を検出して行うことを特徴とする請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。