[发明专利]曝光方法、彩色滤光片的制造方法及曝光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如用于液晶显示装置的彩色滤光片的曝光方法及该曝光方法中所使用的曝光装置。

背景技术

液晶显示装置等的显示装置中广泛地使用彩色滤光片来实现彩色图像的显示、反射率的降低、对比度的调整、光谱特征(Spectral characteristics)的控制等目的。彩色滤光片是通过在基板上将着色像素排列成行列状而形成的。例如，作为将这些着色像素形成在基板上的方法，已知有印刷法或光刻法。

图7为表示彩色滤光片的像素的放大图，图8为图7所示的彩色滤光片像素的沿X-X线的剖面图。

图7及图8所示的彩色滤光片具备：基板50、形成在基板50上的格子状黑色矩阵21、着色像素22及透明导电膜23。黑色矩阵21具有遮光性，并规定着色像素22在基板50上的位置，并且使着色像素22的尺寸均匀一致。此外，黑色矩阵21具有如此功能：当将彩色滤光片使用于显示装置时，将不需要的光遮蔽，并实现高对比且没有不均现象的均匀画质。着色像素22发挥再现各颜色的滤光片(filter)的作用。

要形成彩色滤光片，首先，将黑色光阻剂涂布在基板50上，通过光掩膜曝光后进行显影，形成黑色矩阵21。接着，将彩色光阻剂涂布在基板50上，通过光掩膜曝光后进行显影，形成着色像素22。重复进行该着色像素22的形成处理直到在基板上形成所有颜色的着色像素22为止。进一步地，利用溅镀法(Sputtering Method)使ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)在基板50整面形成膜以覆盖黑色矩阵21及着色像素22，从而形成透明导电膜23。

在大量生产上述彩色滤光片的情况下，一般是在1片大的基板上排列形成多片彩色滤光片。例如，在尺寸为650mm×850mm左右的玻璃基板上能够形成4片对角为17英寸的彩色滤光片。

为了如上所述在1片基板上形成多片彩色滤光片，广泛使用光掩膜来进行曝光，该光掩膜的尺寸与基板尺寸大致相同，并形成有与所有彩色滤光片相对应的多个掩膜图案(例如在上述例子中是形成有与对角为17英寸的彩色滤光片相对应的4面掩膜图案的光掩膜)。根据该方法，通过一次曝光就能够在基板上同时形成与光掩膜上的所有掩膜图案对应的图案(即，所谓的一次曝光法)。

但是，随着彩色滤光片尺寸变大，光掩膜尺寸也大型化。因此，光掩膜的制造成本变高，并且，会发生曝光时光掩膜因本身重量而造成挠曲的问题。

因此，为了解决因光掩膜大型化所产生的高成本及挠曲的问题，采用的方法是，使用能将几个彩色滤光片同时曝光的1个光掩膜，一边改变光掩膜相对于基板的对向位置，一边进行多次曝光。例如，当基板尺寸为730mm×920mm左右(第4代)时，采用的是一边使基板相对于光掩膜在一个方向上阶段性移动，一边重复进行曝光的1轴分步(one-axis step)曝光方式。此外，当玻璃基板尺寸为1000mm×1200mm左右(第5代)时，采用的是一边使基板相对于光掩膜在两个方向上阶段性移动，一边重复进行曝光的XY(两轴)分步曝光方式(step-and-repeat方式，分步重复方式)。

图9是说明利用XY分步曝光方式来制造彩色滤光片的一例的平面图。

在基板50上设有：2行×3排的合计6片彩色滤光片被曝光的第1～第6曝光区域1Ex～6Ex。基板50被放置在曝光座60上，并能在XY方向上自由地移动。

首先，在使光掩膜PM与第1曝光区域1Ex重合的状态下进行曝光，在第1曝光区域1Ex形成光掩膜PM的掩膜图案。之后，使基板50在图的Y轴正方向上移动距离Py，使光掩膜PM与第2曝光区域2Ex重合，在第2曝光区域2Ex形成光掩膜PM的图案。接着，使基板50在X轴正方向上移动距离Px，使光掩膜PM与第3曝光区域3Ex重合，在第3曝光区域3Ex形成光掩膜PM的图案。以后同样地，一边使基板50在X方向或Y方向上移动一边重复进行曝光，从而在第4曝光区域4Ex～第6曝光区域6Ex形成图案。

通过使用这种XY两轴分步曝光方式，能解决光掩膜尺寸大型化所造成的制造成本的提高、及光掩膜的本身重量所造成的挠曲问题。然而，当基板尺寸进一步增大(例如，1500mm×1800mm左右(第6代)或2100mm×2400mm左右(第8代))，则形成在基板上的彩色滤光片本身也会大型化，必然使得光掩膜尺寸变大。其结果，再次产生光掩膜的成本提高及挠曲问题。

因此，正在尝试使用比1片彩色滤光片小的光掩膜、一边搬运基板一边连续地进行曝光的方式。