WO2011086882A1 - カラーフィルタ基板の露光方法 - Google Patents

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layer
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color
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浩平 松井
安井　亮輔
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凸版印刷株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for exposing a color filter substrate used in a liquid crystal display device or the like.
  • the exposure mask As an exposure method using a small mask, an exposure machine in which a photomask smaller than the size of the substrate is mounted on the exposure head is used, and the entire surface of the substrate to be exposed is repeatedly exposed while the substrate is being transported (hereinafter referred to as “the exposure mask”). "Small mask continuous exposure method").
  • FIG. 10 is a plan view showing an exposure method in the small mask continuous exposure method
  • FIG. 11 is a side view showing a positional relationship among the substrate, the photomask, and the blind shutter.
  • a photomask 130 is placed on the substrate 120.
  • a plurality of openings 131 corresponding to dot-like colored pixels and photospacers (hereinafter referred to as “PS”) are provided.
  • PS dot-like colored pixels and photospacers
  • the substrate 120 is conveyed in the direction of the arrow in the figure, baking is sequentially performed on the display area on the substrate 120 through the opening 131 to form colored pixels and photo spacers (not shown).
  • the substrate 120 has a display area 140 where colored pixels are formed and a non-display area 150 surrounding the outer periphery of the display area 140.
  • the PS formed in the display region 140 is for keeping the distance between the two substrates constant when the color filter substrate 110 and the TFT substrate as the counter substrate are bonded together.
  • PS may also be provided in the non-display area 150 (PS provided in the non-display area 150 is hereinafter referred to as “dummy PS”).
  • the dummy PS keeps the distance between the two substrates outside the display area 140 constant and stabilizes the cell gap (the gap between the cells containing the liquid crystal). To play an important role.
  • PS (including dummy PS) is not arranged in all parts in the color filter substrate, and the dummy PS is partially formed so as not to interfere with contact with the TFT wiring or cutting out the substrate. There are areas that are not.
  • the region where the dummy PS is not formed causes the substrate to bend when the color filter substrate and the TFT substrate are bonded together, and the stress at the time of bonding differs between the display region and its periphery. Therefore, the arrangement density, size, and height of the dummy PS are adjusted separately from the PS in the display area in accordance with the distribution of stress generated when the color filter substrate and the TFT substrate are bonded to each other.
  • the dummy PSs are arranged at irregular pitches in the non-display area for the purpose of avoiding interference with an alance mark or the like necessary in the manufacturing process of the color filter substrate.
  • the same pattern is repeatedly baked in the substrate transport direction, so the pattern shape and the pattern arrangement pitch cannot be switched in the middle.
  • a plurality of color filters 110 are exposed on one substrate 120.
  • a display region 140 and a portion sandwiched between display regions 140 arranged in the substrate transport direction are displayed. Do not expose with the same photomask. Therefore, as shown in FIG. 11, a blind shutter 139 that moves in synchronization with the substrate is provided to shield the area between the display areas 140. Thereby, in the non-display area 150, there is a problem that the dummy PS cannot be exposed in a portion along a side orthogonal to the substrate transport direction.
  • an object of the present invention is to provide an exposure method capable of efficiently forming a dummy PS in a non-display area outside the display area of the color filter substrate using a small mask continuous exposure method.
  • a rectangular display region having a pair of sides extending in a first direction and a pair of sides extending in a second direction orthogonal to the first direction, and each of the sides in the first direction are provided.
  • the display area includes a pair of first non-display areas and a pair of second non-display areas along each of the sides in the second direction, and a plurality of colored pixels and a plurality of photospacers (PS) are provided in the display area.
  • the present invention relates to a method for exposing a color filter substrate in which a plurality of dummy photospacers (dummy PS) are provided in first and second non-display areas.
  • exposure is intermittently performed a plurality of times while a substrate coated with a photoresist is conveyed in a first direction, and a first dummy PS is formed in a first non-display area.
  • the step of forming the first layer and the step of forming the second layer are performed in an arbitrary order.
  • the first layer and the second layer are formed of a material different from the material for forming the colored pixels.
  • a substrate coated with a first color photoresist is intermittently exposed a plurality of times while being conveyed in a first direction, and a first region is exposed in the display area.
  • a colored pixel of one color is formed, and a first layer constituting the first dummy PS is formed of the same material as that of the colored pixel of the first color in the first non-display area.
  • performing a plurality of exposures intermittently while transporting the substrate coated with the second color photoresist in the second direction to form colored pixels of the second color in the display area.
  • a step of intermittently performing a plurality of exposures to form colored pixels of the third color in the display area, and a single exposure to the substrate coated with the photoresist, and in the first non-display area Forming a third layer constituting the first dummy PS on the first layer, and a fourth layer constituting the second dummy PS on the second layer in the second non-display area Forming a step.
  • the step of forming the colored pixel of the first color and the first layer, the step of forming the colored pixel of the second color and the second layer, and the step of forming the colored pixel of the third color are optional.
  • the third and fourth layers are formed of a material different from the material forming the colored pixels.
  • the present invention also provides a rectangular display region having a pair of sides extending in the first direction and a pair of sides extending in the second direction orthogonal to the first direction, and each of the sides in the first direction. And a pair of second non-display areas along each of the sides in the second direction.
  • the color filter substrate according to the present invention includes a plurality of colored pixels provided in the display region, a plurality of photo spacers provided in the display region, and a material that forms the colored pixels formed in the first non-display region.
  • a first dummy photospacer made of a first layer made of a material different from the first material and a second dummy photospacer formed in a second non-display region and made of a material different from the material forming the colored pixels.
  • a second dummy photo spacer made of a layer.
  • Another color filter substrate of the present invention includes a colored pixel formed in the display area, a photo spacer formed in the display area, a colored pixel of the first color provided in the first non-display area, A first dummy photo-spacer comprising a first layer formed of the same material and a third layer stacked on the first layer and formed of a material different from the colored pixel; A second layer provided in the display area and formed of the same material as the colored pixel of the second color; and a fourth layer stacked on the second layer and formed of a material different from the colored pixel; And a second dummy PS.
  • the dummy PS can be exposed to the entire non-display area located outside the four sides of the display area of the color filter substrate by using the small mask continuous exposure method.
  • FIG. 1 is a plan view showing a basic exposure method common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of photomask openings common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing a basic exposure method common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a color filter common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the PS and dummy PS on the color filter substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the color filter substrate exposure method according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing a basic exposure method common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of photomask openings common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing a basic exposure
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of PS and dummy PS on the color filter substrate according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing the color filter substrate exposure method according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing an exposure method by a small exposure mask continuous exposure method.
  • FIG. 11 is a side view showing the positional relationship among the substrate, photomask, and blind shutter.
  • FIG. 1 is a plan view showing a basic exposure method common to the embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the basic arrangement of photomask openings common to the embodiments of the present invention, and is an enlarged view of a portion A in FIG.
  • the area indicated by the right-down hatching is a display area in which display pixels are arranged, and the area indicated by the right-up hatching is a first non-display area described later.
  • the orientation of the substrate is specified using the X direction and the Y direction orthogonal to each other for convenience of explanation. Specifically, the X direction is a direction parallel to the opposing long side of the display area, and the Y direction is a direction parallel to the opposing short side of the display area (the same applies to the following drawings). ).
  • the photomasks 30a to 30l are respectively mounted on a plurality of exposure heads and arranged in two rows aligned in the X direction. More specifically, photomasks 30a, 30c, 30e, 30g, 30i, and 30k are arranged at a predetermined interval on the first line (the side on which the substrate 20 is loaded), and the first line includes the first line. Photomasks 30b, 30d, 30f, 30h, 30j, and 30l are complementarily arranged corresponding to the space portions of the photomask.
  • the photomasks 30a to 30l are provided with openings corresponding to a plurality of colored pixels and a plurality of PSs in the display region 40, and further to the left end of the photomask 30a, the right end of 30e, the left end of 30f, and 30k, Openings corresponding to a plurality of dummy PSs formed in a first non-display area 51 described later are provided.
  • the photomask 30a is formed with openings 31 and 32 divided into two regions (not shown, but the same applies to the other photomasks 30b to 30l). Is). This is because two patterns can be formed with one photomask.
  • the photomask is shifted up and down so that the aperture array 31 or 32 is selectively opposed to the light source, and the aperture array to be used is switched.
  • the Y direction of the substrate 20 coincides with the transport direction with respect to the photomasks 30a to 30l arranged as shown in FIG. 1, and intermittently while transporting the substrate 20 at a predetermined speed.
  • a plurality of exposures are performed, and colored pixels and PS are sequentially patterned on the display area 40 on the substrate 20, and a pair of areas (hereinafter referred to as “first non-display area”) along each of the Y-direction sides of the display area 40
  • the dummy PS is sequentially patterned.
  • the area between the display areas 40 adjacent in the substrate transport direction is shielded by using a blind shutter.
  • FIG. 3 is a plan view showing a basic exposure method common to the embodiments of the present invention, and shows an exposure method performed in combination with the exposure method of FIG.
  • a region indicated by right-down hatching is a display region
  • a region indicated by right-up hatching is a second non-display region described later.
  • the substrate 20 that has been exposed in the first non-display area 51 is rotated by 90 degrees from the state shown in FIG. 1, and the photomasks 30a to 30l are shown in FIG. Installed as shown (substrate transport direction coincides with substrate X direction).
  • the arrangement 32 of the other openings provided in each of the photomasks 30a to 30l are provided with a plurality of colored pixels and a plurality of PS openings in the display region 40.
  • the left end of the photomask 30a, the right end of 30c, the left end of 30d, Openings corresponding to the plurality of dummy PSs formed in the second non-display area 52 are provided at the right end, the left end of 30 g, the right end of 30 i, the left end of 30 j, and the right end of 30 l.
  • the X direction of the substrate 20 is matched with the transport direction, and exposure is intermittently performed a plurality of times while the substrate 20 is transported at a predetermined speed, and the colored pixels and PS are sequentially displayed on the display region 40 on the substrate 20. Patterning is performed, and the dummy PS is sequentially patterned in a pair of regions (hereinafter referred to as “second non-display regions”) 52 along each of the sides in the X direction in the display region 40. In this process, the area between the display areas 40 adjacent in the substrate transport direction is shielded by using a blind shutter.
  • the same color pixels in the display area 40 and the same color layer constituting the PS may be exposed by one scan in the X direction or the Y direction, or two scans in the X and Y directions. The exposure may be performed separately.
  • FIG. 4 is a plan view of the color filter substrate after exposure
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • the color filter substrate 10 after the small mask continuous exposure in the X and Y directions has colored pixels (not shown) and PS90 in the display area 40, and the first non-display area 51 and the second non-display area 51.
  • the non-display area 52 has a plurality of dummy PSs 71 and 72.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a part of the color filter substrate according to the first embodiment. More specifically, FIG. 6A shows a portion along the line II and a line II-II in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view corresponding to a portion, and FIG. 5B is a cross-sectional view corresponding to a portion along line III-III in FIG.
  • the dummy PS 71 is formed on the substrate 20 on which the black matrix 61 and the ITO film 63 are laminated.
  • the first layer 81 or the second layer 82 constituting the dummy PS 72 is formed.
  • a black matrix 61, a colored layer 62, and an ITO film 63 are laminated on the substrate 20.
  • a layer 91 constituting the first PS 90 is formed on the ITO film 63 on the upper layer of the black matrix 61.
  • the first layer 81 and the layer 91 are made of, for example, an insulating resin different from the colored layer that forms the colored pixel.
  • FIG. 7 is a plan view showing the color filter substrate exposure method according to the first embodiment. For simplification of description, only a region corresponding to one color filter substrate is illustrated in the entire substrate surface. Further, the upward direction in FIG. 7 is the substrate transport direction.
  • the black matrix 61 and the colored pixels 62 are formed on the substrate 20 using a known method, and the ITO film 63 is further formed so as to cover the black matrix 61 and the colored pixels 62. Further, a photoresist is applied on the substrate 20.
  • the first region 81 is exposed to the first non-display region 51 (the region indicated by the right-up hatching) on the substrate 20 while the display region 40 ( The layer 91 is exposed in an area indicated by right-downward hatching.
  • the substrate 20 is rotated by 90 degrees, and the second layer 82 is applied to the second non-display area 52 (area indicated by right-up hatching) while transporting the board 20 in the X direction shown in (b). Exposure.
  • a dummy PS 71 composed of a single layer in the first non-display area 51 with a desired arrangement pitch and shape.
  • a dummy PS 72 made of a single layer can be formed in the second non-display area 52.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of PS and dummy PS on the color filter substrate according to the second embodiment. More specifically, (a) is a cross-sectional view corresponding to a portion along line II in FIG. 5, and (b) is a cross-sectional view corresponding to a portion along line II-II in FIG. (C) is a cross-sectional view corresponding to a portion taken along line III-III in FIG.
  • the first layer 81 and the third layer 83 constituting the dummy PS 71 are formed on the substrate 20 on which the black matrix 61 is formed. And are formed.
  • the second non-display area 52 as shown in (b)
  • the second layer 82 and the fourth layer 84 constituting the dummy PS 72 are formed on the substrate 20 on which the black matrix 61 is formed. Is formed.
  • a black matrix 61 and a colored layer 62 are laminated on the substrate 20.
  • layers 91 to 93 constituting the PS 90 are laminated.
  • the third layer 83, the fourth layer 84, and the layer 93 are formed of an insulating resin that is different from the colored layer constituting the colored pixel.
  • FIG. 9 is a plan view showing a color filter substrate exposure method according to the second embodiment. Also in FIG. 9, the upward direction is the substrate transport direction.
  • the black matrix 61 is formed on the substrate 20 using a known means. Further, a red photoresist is applied to the substrate 20, and a small mask continuous exposure is performed while the substrate 20 is being conveyed in the Y direction shown in (a), thereby forming a red colored layer 62 in the display region 40.
  • the first layer 81 is formed in the first non-display area 51.
  • a green photoresist is applied to the substrate 20, and small mask continuous exposure is performed while transporting the substrate 20 in the X direction shown in (b), so that the green colored pixels and the layer 91 are formed in the display region 40. Then, the second layer 82 is formed in the second non-display area 52.
  • a blue photoresist is applied to the substrate 20, and small mask continuous exposure is performed while transporting the substrate 20 in the Y direction shown in (c), so that the blue colored pixels and the layer 92 are formed in the display region 40.
  • small mask continuous exposure may be performed while transporting the substrate 20 in the X direction.
  • an ITO film 63 is formed so as to cover the display area 40, the first non-display area 51, and the second non-display area 52.
  • a photoresist made of an insulating resin is applied to the substrate 20, and the substrate 20 is exposed once as shown in (d), and the first layer 81 in the first non-display area 51 is exposed.
  • the fourth layer 84 is formed on the second layer 82 in the second display area 52, and the layer 93 is formed on the layer 92 in the display area 40. .
  • a small mask not a single photomask having a size corresponding to a single color filter substrate is used.
  • the sub-PS is formed as a laminate of one layer made of the same material as the colored pixels of the first to third colors and one layer made of insulating resin, the first non-display The area, the second non-display area, and the display area can be exposed together. Further, by using a laminated structure, the dummy PS can be formed higher.
  • the scan order of the substrate is specified in the X direction and the Y direction.
  • the scan order of the substrate is in the X direction, the Y direction, and the X direction.
  • the scan order is not limited to these.
  • (a) and (b) in FIG. 7 may be performed in the reverse order.
  • the PS in the display area is formed while forming the dummy PS in the non-display area.
  • the present invention is not limited to this, and the PS is manufactured in a separate process. May be.
  • the color and the order of formation of the colored layers are specified, but the color and the order of formation are not limited to the example of the second embodiment and are arbitrary.
  • the present invention can be used, for example, in a method for exposing a color filter substrate used in a liquid crystal display device or an organic EL.

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Abstract

　小型マスク連続露光方式を用いて、カラーフィルタ基板の表示領域４辺の外側に位置する。非表示領域にダミーＰＳを形成できる露光方法を提供する。図７（ａ）に示すように、フォトレジストを塗布した基板２０をＹ方向に搬送しながら、基板２０上の第１の非表示領域５１（右上がりのハッチングで示す領域）に第１のレイヤー８１を露光しながら、表示領域にレイヤー９１を露光する。次に、基板２０を９０度回転させて、（ｂ）に示すように、基板２０をＸ方向に搬送しながら、第２の非表示領域５２（右上がりのハッチングで示す領域）に第２のレイヤー８２を露光する。これにより、所望の配置ピッチ及び形状にて、第１の非表示領域５１内にダミーＰＳ７１を形成し、第２の非表示領域５２内にダミーＰＳ７２を形成することができる。

Description

カラーフィルタ基板の露光方法
　本発明は、液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタ基板の露光方法に関する。
　近年の液晶表示装置の大型化に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタも大型化している。カラーフィルタの製造工程では、フォトリソグラフィ法によって着色層をパターニングするが、大型の露光マスクは非常に高価であるため、カラーフィルタの製造コストが高くなるという問題がある。そこで、小型マスクを用いた新しい露光方法が種々検討されている。
　小型マスクを用いた露光方法としては、基板の大きさより小さなフォトマスクを露光ヘッドに装着した露光機を用い、基板を搬送しながら、露光対象となる基板全面に対して繰り返し露光を行う方式（以下「小型マスク連続露光方式」という）がある。
　図１０は、小型マスク連続露光方式における露光方法を示す平面図であり、図１１は、基板とフォトマスクとブラインドシャッターとの位置関係を示す側面図である。
　図１０に示すように、フォトマスク１３０を基板１２０に対して配置する。フォトマスクには、例えば、ドット状の着色画素やフォトスペーサー（以下「ＰＳ」という）に対応する複数の開口１３１が設けられている。基板１２０を図の矢印方向に搬送しながら、基板１２０上の表示領域に開口１３１を通じて順次焼き付けを行い、着色画素やフォトスペーサー（図示せず）を形成する。
　基板１２０は、着色画素が形成される表示領域１４０及び表示領域１４０の外周を取り囲む非表示領域１５０を有する。表示領域１４０に形成されるＰＳは、カラーフィルタ基板１１０と対向基板であるＴＦＴ基板との貼り合わせ時に両基板の間隔を一定に保つためのものである。ＰＳは非表示領域１５０にも設けられる場合がある（非表示領域１５０に設けられるＰＳを以下「ダミーＰＳ」という）。ダミーＰＳは、カラーフィルタ基板１１０とＴＦＴ基板との貼り合わせの際に、表示領域１４０の外側における両基板の間隔を一定に保持し、セルギャップ（液晶が入っているセルの間隙）を安定化させるために重要な役割を担う。
特開２００６－２９２９５５号公報
　一般に、ＰＳ（ダミーＰＳを含む）はカラーフィルタ基板内の全ての部分に配置されるわけではなく、ＴＦＴ配線との接触や基板の切り出し時の障害とならないように、部分的にダミーＰＳの形成されない領域が存在する。このダミーＰＳの形成されない領域は、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板との貼り合わせ時に基板が撓む要因となり、表示領域とその周辺とで貼り合わせ時の応力が異なる。そこで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板との張り合わせ時に発生する応力の分布に合わせて、ダミーＰＳの配置密度、大きさ、高さが、表示領域内のＰＳとは別に調整される。また、カラーフィルタ基板の製造工程で必要なアラミメントマーク等との干渉を避ける目的で、ダミーＰＳは、非表示領域において不規則なピッチで配置される。
　しかし、上述した小型マスク連続露光方式では、基板搬送方向に対して同一のパターンを繰り返し焼き付けるため、途中でパターンの形状やパターンの配列ピッチを切り替えることができない。また、図１０に示すように、１枚の基板１２０には複数のカラーフィルタ１１０が露光されるが、この時、基板搬送方向に並ぶ表示領域１４０で挟まれた部分には、表示領域１４０と同じフォトマスクで露光を行わない。そのため、図１１に示すように、基板と同期して移動するブラインドシャッター１３９を設け、表示領域１４０間の領域を遮光する。これにより、非表示領域１５０において、基板搬送方向に直交する辺に沿う部分にはダミーＰＳを露光することができないという問題がある。
　それ故に、本発明では、小型マスク連続露光方式を用いて、カラーフィルタ基板の表示領域の外側の非表示領域にダミーＰＳを効率的に形成できる露光方法を提供することを目的とする。
　本発明は、第１の方向に延びる一対の辺と第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有し、表示領域に複数の着色画素及び複数のフォトスペーサー（ＰＳ）が設けられ、第１及び第２の非表示領域に複数のダミーフォトスペーサー（ダミーＰＳ）が設けられるカラーフィルタ基板の露光方法に関するものである。
　本発明に係るカラーフィルタ基板の露光方法は、フォトレジストを塗布した基板を第１の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、第１の非表示領域に第１のダミーＰＳを構成する第１のレイヤーを形成する工程と、フォトレジストを塗布した基板を第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、第２の非表示領域に第２のダミーＰＳを構成する第２のレイヤーを形成する工程とを備える。第１のレイヤーを形成する工程と、第２のレイヤーを形成する工程とを任意の順序で行う。第１のレイヤーと第２のレイヤーとは、着色画素を形成する材料とは異なる材料により形成する。
　本発明に係る他のカラーフィルタ基板の露光方法は、第１の色のフォトレジストを塗布した基板を第１の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、表示領域内に第１の色の着色画素を形成すると共に、第１の非表示領域内に第１の色の着色画素を形成する材料と同一材料からなり、第１のダミーＰＳを構成する第１のレイヤーを形成する工程と、第２の色のフォトレジストを塗布した基板を第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、表示領域内に第２の色の着色画素を形成すると共に、第２の非表示領域内に第２の色の着色画素を形成する材料と同一材料からなり、第２のダミーＰＳを構成する第２のレイヤーを形成する工程と、第３の色のフォトレジストを塗布した基板を第１または第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、表示領域に第３の色の着色画素を形成する工程と、フォトレジストを塗布した基板に対して１回の露光を行い、第１の非表示領域内の第１のレイヤー上に第１のダミーＰＳを構成する第３のレイヤーを形成すると共に、第２の非表示領域内の第２のレイヤー上に第２のダミーＰＳを構成する第４のレイヤーを形成する工程とを備える。第１の色の着色画素及び第１のレイヤーを形成する工程と、第２の色の着色画素及び第２のレイヤーを形成する工程と、第３の色の着色画素を形成する工程とを任意の順序で行う。第３及び第４のレイヤーは、着色画素を形成する材料とは異なる材料により形成する。
　また、本発明は、第１の方向に延びる一対の辺と第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有するカラーフィルタ基板に関するものである。
　本発明に係るカラーフィルタ基板は、表示領域内に設けられる複数の着色画素と、表示領域内に設けられる複数のフォトスペーサーと、第１の非表示領域内に形成され、着色画素を形成する材料とは異なる材料から形成される第１のレイヤーからなる第１のダミーフォトスペーサーと、第２の非表示領域内に形成され、着色画素を形成する材料とは異なる材料から形成される第２のレイヤーからなる第２のダミーフォトスペーサーとを備える。
　本発明の他のカラーフィルタ基板は、表示領域内に形成される着色画素と、表示領域内に形成されるフォトスペーサーと、第１の非表示領域に設けられ、第１の色の着色画素と同一材料から形成される第１のレイヤーと、第１のレイヤー上に積層され、着色画素とは異なる材料から形成される第３のレイヤーとからなる第１のダミーフォトスペーサーと、第２の非表示領域に設けられ、第２の色の着色画素と同一材料から形成される第２のレイヤーと、第２のレイヤー上に積層され、着色画素とは異なる材料から形成される第４のレイヤーとからなる第２のダミーＰＳとを備える。
　本発明によると、小型マスク連続露光方式を用いて、カラーフィルタ基板の表示領域４辺の外側に位置する非表示領域の全域にダミーＰＳを露光することができる。
図１は、本発明の各実施形態に共通する基本的な露光方法を示す平面図である。 図２は、本発明の各実施形態に共通するフォトマスクの開口の配置例を示す平面図である。 図３は、本発明の各実施形態に共通する基本的な露光方法を示す平面図である。 図４は、本発明の各実施形態に共通するカラーフィルタの平面図である。 図５は、図４に示すＢ部分の拡大図である。 図６は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板上のＰＳ及びダミーＰＳの断面図である。 図７は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の露光方法を示す平面図である。 図８は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板上のＰＳ及びダミーＰＳの断面図である。 図９は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板の露光方法を示す平面図である。 図１０は、小型露光マスク連続露光方式による露光方法を示す平面図である。 図１１は、基板とフォトマスクとブラインドシャッターとの位置関係を示す側面図である。
　（基本構成）
　図１は、本発明の各実施形態に共通する基本的な露光方法を示す平面図である。図２は、本発明の各実施形態に共通する基本的なフォトマスクの開口の配置を示す平面図であって、図１のＡ部分の拡大図である。図１において、右下がりのハッチングで示す領域は表示画素が配列される表示領域であり、右上がりのハッチングで示す領域は後述する第１の非表示領域である。また、以降の各図面においては、説明の便宜上、互いに直交するＸ方向及びＹ方向を用いて基板の向きを特定する。具体的には、Ｘ方向は、表示領域の対向する長辺に平行な方向であり、Ｙ方向は、表示領域の対向するに短辺に平行な方向である（以下の図においても同様である）。
　図１に示すように、フォトマスク３０ａ～３０ｌは、複数の露光ヘッドに夫々装着され、Ｘ方向に整列する２行に分けて配置されている。より詳細には、１行目（基板２０の投入側）には、所定間隔を空けてフォトマスク３０ａ、３０ｃ、３０ｅ、３０ｇ、３０ｉ、３０ｋが配置され、２行目には、１行目のフォトマスクの間隔部分に対応して、フォトマスク３０ｂ、３０ｄ、３０ｆ、３０ｈ、３０ｊ、３０ｌが相補的に配置されている。
　フォトマスク３０ａ～３０ｌには、表示領域４０における複数の着色画素、複数のＰＳに対応する開口が設けられており、更に、フォトマスク３０ａの左端、３０ｅの右端、３０ｆの左端及び３０ｋには、後述する第１の非表示領域５１に形成される複数のダミーＰＳに対応する開口が設けられる。
　ここで、図２に示すように、フォトマスク３０ａには、開口の配列３１及び３２が２つの領域に分けて形成されている（図示は省略するが、他のフォトマスク３０ｂ～３０ｌについても同様である）。これは、１枚のフォトマスクで２通りのパターンを形成可能とするためである。使用方法としては、Ｙ方向に基板２０を搬送する場合は開口３１を用いて露光を行い、後述するＸ方向に基板２０を搬送する場合は開口３２を用いて露光を行う。基板搬送方向をＸ及びＹ方向で切り替える際には、光源に対して開口の配列３１又は３２が選択的に対向するようにフォトマスクを上下にシフトさせ、使用する開口の配列を切り替える。
　図１の例では、基板２０上に８つのカラーフィルタ基板１０が形成される。露光時には、図１に示すように配列したフォトマスク３０ａ～３０ｌに対して、図１に示すように、基板２０のＹ方向と搬送方向を一致させ、所定の速度で基板２０を搬送しながら間欠的に複数回の露光を行い、基板２０上の表示領域４０に着色画素及びＰＳを順次パターニングし、表示領域４０のＹ方向の辺の各々に沿う一対の領域（以下「第１の非表示領域」という）５１にダミーＰＳを順次パターニングする。この過程において、基板搬送方向に隣接する表示領域４０間の領域は、ブラインドシャッターを用いて遮光される。
　図３は、本発明の各実施形態に共通する基本的な露光方法を示す平面図であって、図１の露光方法と組み合わせて行われる露光方法を示す。図３において、右下がりハッチングで示す領域は表示領域であり、右上がりのハッチングで示す領域は後述する第２の非表示領域である。
　Ｙ方向にスキャン露光を行った後には、第１の非表示領域５１の露光が終了した基板２０を、図１に示した状態から９０度回転させ、フォトマスク３０ａ～３０ｌに対して図３に示すように設置する（基板の搬送方向と基板のＸ方向とが一致する）。図３に示す露光時には、基板２０の向きに応じて露光すべきパターンを変える必要があるが、フォトマスク毎換装する代わりに、フォトマスク３０ａ～３０ｌの夫々に設けられた他方の開口の配列３２（図２参照）を用いることができる。また、フォトマスク３０ａ～３０ｌには、表示領域４０における複数の着色画素、複数のＰＳに対抗する開口が設けられており、更に、フォトマスク３０ａの左端、３０ｃの右端、３０ｄの左端、３０ｆの右端、３０ｇの左端、３０ｉの右端、３０ｊの左端及び３０ｌの右端には第２の非表示領域５２に形成される複数のダミーＰＳに対応する開口が設けられる。
　基板２０のＸ方向と搬送方向とを一致させ、所定の速度で基板２０を搬送しながら間欠的に複数回露光を行い、基板２０上の表示領域４０に着色画素及びＰＳを表示領域４０に順次パターニングし、表示領域４０におけるＸ方向の辺の各々に沿う一対の領域（以下「第２の非表示領域」という）５２にダミーＰＳを順次パターニングする。この過程において、基板搬送方向に隣接する表示領域４０間の領域は、ブラインドシャッターを用いて遮光される。
　尚、表示領域４０内の同一色の着色画素及びＰＳを構成する同一色の層は、Ｘ方向またはＹ方向の一回のスキャンで露光しても良いし、Ｘ及びＹ方向の２回のスキャンに分けて露光しても良い。
　図４は、露光後のカラーフィルタ基板の平面図であり、図５は、図４のＢ部分の拡大図である。
　Ｘ及びＹ方向に小型マスク連続露光を行った後のカラーフィルタ基板１０は、表示領域４０に着色画素（図示せず）やＰＳ９０を有し、かつ、第１の非表示領域５１及び第２の非表示領域５２に複数のダミーＰＳ７１及び７２を有する。
　以下、図６～１３と共に図５を参照しながら、各実施形態に係る露光方法を説明する。
　（第１の実施形態）
　図６は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の一部の断面図であり、より特定的には、（ａ）は、図５のＩ－Ｉラインに沿う部分及びＩＩ―ＩＩに沿う部分に相当する断面図であり、（ｂ）は、図５のＩＩＩ－ＩＩＩラインに沿う部分に相当する断面図である。
　図６（ａ）に示すように、第１の非表示領域５１及び第２の非表示領域５２においては、ブラックマトリクス６１及びＩＴＯ膜６３が積層された基板２０上に、ダミーＰＳ７１を構成する第１のレイヤー８１またはダミーＰＳ７２を構成する第２のレイヤー８２が形成されている。表示領域４０においては、（ｂ）に示すように、基板２０上にブラックマトリクス６１と着色層６２とＩＴＯ膜６３とが積層されている。そして、ブラックマトリクス６１の上層にあるＩＴＯ膜６３上に第１のＰＳ９０を構成するレイヤー９１が形成されている。本実施形態では、第１のレイヤー８１及びレイヤー９１は、例えば、着色画素を構成する着色層とは異なる絶縁樹脂により形成される。
　図７は、第１の実施形態に係るカラーフィルタ基板の露光方法を示す平面図である。尚、説明の簡略化の為、基板全面のうち１つのカラーフィルタ基板に対応する領域のみを図示している。また、図７における上方向が基板の搬送方向である。
　まず、公知の手法を用いて、基板２０上にブラックマトリクス６１と着色画素６２とを形成し、更にブラックマトリクス６１と着色画素６２とを覆うようにＩＴＯ膜６３を形成する。更に、基板２０上にフォトレジストを塗布する。
　（ａ）に示すＹ方向に基板２０を搬送しながら、基板２０上の第１の非表示領域５１（右上がりのハッチングで示す領域）に第１のレイヤー８１を露光しながら、表示領域４０（右下がりハッチングで示す領域）にレイヤー９１を露光する。
　次に、基板２０を９０度回転させて、（ｂ）に示すＸ方向に基板２０を搬送しながら、第２の非表示領域５２（右上がりのハッチングで示す領域）に第２のレイヤー８２を露光する。
　このように、基板２０に対してＸ及びＹ方向に１回ずつ小型マスク連続露光を行うことで、所望の配置ピッチ及び形状にて、第１の非表示領域５１内に単層からなるダミーＰＳ７１を形成し、第２の非表示領域５２内に単層からなるダミーＰＳ７２を形成することができる。
　（第２の実施形態）
　図８は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板上のＰＳ及びダミーＰＳの断面図である。より特定的には、（ａ）は、図５のＩ－Ｉラインに沿う部分に相当する断面図であり、（ｂ）は、図５のＩＩ―ＩＩに沿う部分に相当する断面図であり、（ｃ）は、図５のＩＩＩ－ＩＩＩラインに沿う部分に相当する断面図である。
　図８（ａ）に示すように、第１の非表示領域５１においては、ブラックマトリクス６１が表面に形成された基板２０上に、ダミーＰＳ７１を構成する第１のレイヤー８１及び第３のレイヤー８３とが形成されている。第２の非表示領域５２においては、（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス６１が表面に形成された基板２０上に、ダミーＰＳ７２を構成する第２のレイヤー８２及び第４のレイヤー８４とが形成されている。表示領域４０においては、（ｃ）に示すように、基板２０上にブラックマトリクス６１と着色層６２とが積層されている。ブラックマトリクス６１上の着色層６２には、ＰＳ９０を構成するレイヤー９１～９３が積層されている。第３のレイヤー８３、第４のレイヤー８４及びレイヤー９３は、着色画素を構成する着色層とは異なる絶縁樹脂により形成される。
　図９は、第２の実施形態に係るカラーフィルタ基板の露光方法を示す平面図である。図９においても、上方向が基板の搬送方向である。
　まず、公知の手段を用いて、基板２０上にブラックマトリクス６１を形成する。更に、基板２０に赤色のフォトレジストを塗布して、（ａ）に示すＹ方向に基板２０を搬送しながら小型マスク連続露光を行うことで、表示領域４０内に赤色の着色層６２を形成し、第１の非表示領域５１内に第１のレイヤー８１を形成する。
　次に、基板２０に緑色のフォトレジストを塗布し、（ｂ）に示すＸ方向に基板２０を搬送しながら小型マスク連続露光を行うことで、表示領域４０内に緑色の着色画素とレイヤー９１を形成し、第２の非表示領域５２内に第２のレイヤー８２を形成する。
　次に、基板２０に青色のフォトレジストを塗布し、（ｃ）に示すＹ方向に基板２０を搬送しながら小型マスク連続露光を行うことで、表示領域４０内に青色の着色画素とレイヤー９２を形成する。尚、本工程では、Ｘ方向に基板２０を搬送しながら小型マスク連続露光を行っても良い。
　次に、表示領域４０、第１の非表示領域５１及び第２の非表示領域５２を覆うように、ＩＴＯ膜６３を形成する。
　最後に、絶縁樹脂よりなるフォトレジストを基板２０に塗布し、（ｄ）に示すように、基板２０に対して１回の露光を行い、第１の非表示領域５１内の第１のレイヤー８１上に第３のレイヤー８３を形成すると同時に、第２の表示領域５２内の第２のレイヤー８２上に第４のレイヤー８４を形成し、表示領域４０内のレイヤー９２上にレイヤー９３を形成する。この工程では、小型のマスクではなく、１枚のカラーフィルタ基板に対応する大きさの１枚のフォトマスクが使用される。
　このように、第１～３の色の着色画素と同一材料からなる１層のレイヤーと、絶縁樹脂よりなる１層のレイヤーとの積層体としてサブＰＳを形成した場合でも、第１の非表示領域及び第２の非表示領域及び表示領域を一括して露光することできる。また、積層構造とすることにより、ダミーＰＳを更に高く形成することができる。
　尚、上記の第１の実施形態においては、基板のスキャン順序をＸ方向、Ｙ方向に特定しており、上記の第２の実施形態では、基板のスキャン順序をＸ方向、Ｙ方向、Ｘ方向に特定しているが、スキャン順序はこれらに限定されない。例えば、第１の実施形態においては、図７の（ａ）と（ｂ）とを逆の順番で行っても良い。更に、第２の実施形態においては、図９の（ａ）、（ｃ）、（ｂ）及び（ｄ）の順、または、図９の（ｂ）、（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）の順、または、図９の（ｂ）、（ｃ）、（ａ）及び（ｄ）の順、図９の（ｃ）、（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）の順、または、図９の（ｃ）、（ｂ）、（ａ）及び（ｄ）の順のいずれで行っても良い。
　また、上記の第１及び２の実施形態においては、非表示領域のダミーＰＳを形成しながら表示領域のＰＳを形成しているが、必ずしもこれに限定されず、ＰＳは別の工程で作製しても良い。
　更に、上記の第２の実施形態においては、着色層の色と形成順序を特定しているが、色や形成順序は第２の実施形態の例に限定されず、任意である。
　本発明は、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬに用いられるカラーフィルタ基板の露光方法に用いることができる。
１０　カラーフィルタ基板
２０　基板
３０　フォトマスク
３１、３２　開口の配列
４０　表示領域
５１　第１の非表示領域
５２　第２の非表示領域
６１　ブラックマトリクス
６２　着色層
６３　ＩＴＯ膜
７１、７２　ダミーＰＳ
８１　第１のレイヤー
８２　第２のレイヤー
８３　第３のレイヤー
８４　第４のレイヤー
９０　ＰＳ
９１～９３　レイヤー
 

Claims (4)

  1. 　第１の方向に延びる一対の辺と前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、前記第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、前記第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有し、前記表示領域に複数の着色画素及び複数のフォトスペーサー（ＰＳ）が設けられ、前記第１及び第２の非表示領域に複数のダミーフォトスペーサー（ダミーＰＳ）が設けられるカラーフィルタ基板の露光方法であって、
    　フォトレジストを塗布した基板を前記第１の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、前記第１の非表示領域に第１のダミーＰＳを構成する第１のレイヤーを形成する工程と、
    　フォトレジストを塗布した基板を前記第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、前記第２の非表示領域に第２のダミーＰＳを構成する第２のレイヤーを形成する工程とを備え、
    　前記第１のレイヤーを形成する工程と、前記第２のレイヤーを形成する工程とを任意の順序で行い、
    　前記第１のレイヤーと前記第２のレイヤーとを、前記着色画素を形成する材料とは異なる材料により形成する、カラーフィルタ基板の露光方法。
  2. 　第１の方向に延びる一対の辺と前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、前記第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、前記第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有し、前記表示領域に複数の着色画素及び複数のフォトスペーサー（ＰＳ）が設けられ、前記第１及び第２の非表示領域に複数のダミーフォトスペーサー（ダミーＰＳ）が設けられるカラーフィルタ基板の露光方法であって、
    　第１の色のフォトレジストを塗布した基板を前記第１の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、前記表示領域内に第１の色の着色画素を形成すると共に、前記第１の非表示領域内に前記第１の色の着色画素を形成する材料と同一材料からなり、第１のダミーＰＳを構成する第１のレイヤーを形成する工程と、
    　第２の色のフォトレジストを塗布した基板を前記第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、前記表示領域内に第２の色の着色画素を形成すると共に、前記第２の非表示領域内に前記第２の色の着色画素を形成する材料と同一材料からなり、第２のダミーＰＳを構成する第２のレイヤーを形成する工程と、
    　第３の色のフォトレジストを塗布した基板を前記第１または前記第２の方向に搬送しながら、間欠的に複数回の露光を行い、前記表示領域に第３の色の着色画素を形成する工程と、
    　フォトレジストを塗布した基板に対して１回の露光を行い、前記第１の非表示領域内の第１のレイヤー上に前記第１のダミーＰＳを構成する第３のレイヤーを形成すると共に、前記第２の非表示領域内の第２のレイヤー上に前記第２のダミーＰＳを構成する第４のレイヤーを形成する工程とを備え、
    　前記第１の色の着色画素及び前記第１のレイヤーを形成する工程と、前記第２の色の着色画素及び前記第２のレイヤーを形成する工程と、前記第３の色の着色画素を形成する工程とを任意の順序で行い、
    　前記第３及び第４のレイヤーを、前記着色画素を形成する材料とは異なる材料により形成する、カラーフィルタ基板の露光方法。
  3. 　第１の方向に延びる一対の辺と前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、前記第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、前記第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有するカラーフィルタ基板であって、
    　前記表示領域内に設けられる複数の着色画素と、
    　前記表示領域内に設けられる複数のフォトスペーサーと、
    　前記第１の非表示領域内に形成され、前記着色画素を形成する材料とは異なる材料から形成される第１のレイヤーからなる第１のダミーフォトスペーサーと、
    　前記第２の非表示領域内に形成され、前記着色画素を形成する材料とは異なる材料から形成される第２のレイヤーからなる第２のダミーフォトスペーサーとを備える、カラーフィルタ基板。
  4. 　第１の方向に延びる一対の辺と前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる一対の辺とを有する矩形状の表示領域と、前記第１の方向の辺の各々に沿う一対の第１の非表示領域と、前記第２の方向の辺の各々に沿う一対の第２の非表示領域とを有するカラーフィルタ基板であって、
    　前記表示領域内に形成される着色画素と、
    　前記表示領域内に形成されるフォトスペーサーと、
    　前記第１の非表示領域に設けられ、第１の色の前記着色画素と同一材料から形成される第１のレイヤーと、前記第１のレイヤー上に積層され、前記着色画素とは異なる材料から形成される第３のレイヤーとからなる第１のダミーフォトスペーサーと、
    　前記第２の非表示領域に設けられ、第２の色の前記着色画素と同一材料から形成される第２のレイヤーと、前記第２のレイヤー上に積層され、前記着色画素とは異なる材料から形成される第４のレイヤーとからなる第２のダミーＰＳとを備える、カラーフィルタ基板。
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