JP5055709B2

JP5055709B2 - プリベーク装置

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Publication number: JP5055709B2
Application number: JP2005101215A
Authority: JP
Inventors: 浩詩龍川; 亮介藤掛; 洋一坂口
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006284667A

Description

本発明は、ガラス基板上にフォトリソグラフィ法によってパターンを形成する際のプリベーク処理に関するものであり、特に、ガラス基板上の透明導電膜や塗膜に亀裂を発生させることのないカラーフィルタ基板のプリベーク装置に関する。

図４は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図５は、図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図４、及び図５に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ（４）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図４、及び図５はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（４２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。

液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次に、このブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（４２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。

ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。

ガラス基板上へのブラックマトリックスの形成は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックスの材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ_X）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜し、成膜された薄膜上に、例えば、ポジ型のフォトレジストを用いてエッチングレジストパターンを形成し、次に、成膜された金属薄膜の露出部分のエッチング及びエッチングレジストパターンの剥膜を行い、Ｃｒ、ＣｒＯ_Xなどの金属薄膜からなるブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
或いは、ガラス基板（４０）上に、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によってブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。

樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックスと称し、例えば、テレビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際に、クロムなどの金属をブラックマトリックスとして用いたときに起こる液晶表示装置での内部反射を抑制するために、低反射の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合、或いは、例えば、ＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｃｈｉｎｇ）方式に用いたときに起こる液晶表示装置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合などに採用されていた。しかし、ガラス基板が大型化するのに伴い、ブラックマトリックスの材料
としてクロムなどの金属を用い真空装置で薄膜を成膜するブラックマトリックスよりも、黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成する樹脂ブラックマトリックスの方が価格的に有利なものとなり、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。また、環境に配慮してクロムなどの金属を用いることを回避する傾向にある。

また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜（４３）の形成は、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。

図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、１基の液晶表示装置に対応した１枚のカラーフィルタを表しており、カラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタを大サイズのガラス基板に面付けした状態で製造する。
図６は、例えば、対角１７インチのカラーフィルタ（４）を６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度の大サイズのガラス基板に４面付けして製造するカラーフィルタ基板（６０）の一例を示した平面図である。

図４、及び図５に示すカラーフィルタ（４）は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとして基本的な機能を備えたものである。液晶表示装置は、このようなカラーフィルタを内蔵することにより、フルカラー表示が実現し、その応用範囲が飛躍的に広がり、液晶カラーＴＶ、ノート型ＰＣなど液晶表示装置を用いた多くの商品が創出された。
多様な液晶表示装置の開発、実用に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタには、上記基本的な機能に付随して下記のような、種々な機能が付加されるようになった。

１）高信頼性機能
液晶表示装置として高信頼性が求められる際には、着色画素のもつ耐熱性、耐湿性、及び耐薬品性などの性能を補うために、また、着色画素からの溶出物のバリアとして着色画素上に保護層（オーバーコート層）を形成することがある。
或いは、カラーフィルタとＴＦＴ側基板とのシール強度を向上させるために、保護層（オーバーコート層）を形成することがある。
或いは、液晶分子の配向をより均一なものにして表示品質を向上させる際に、着色画素上に保護層（オーバーコート層）を形成し、平坦性の高いカラーフィルタとすることがある。

２）透過・反射併用機能
一基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた半透過型液晶表示装置は、屋外の明るい環境下でも、屋内の暗い環境下でも用いることができる。図９は、半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一例の断面図である。図９に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が形成されたものである。
着色画素（４２）は透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）で構成されている。

透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）、及び反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の分光特性は、各々が透過表示用として、また反射表示用として適切な分光特性のものである。従って、液晶表示装置を透過型として表示する際には優れた明度、彩度を有するものとなり、また、反射型として表示する際には優れた明度、彩度を有するものとなる。
カラーフィルタとしては、透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）のＲＧＢ３色と、反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）のＲＧＢ３色の計６色の着色画素を形成することとなる。すなわち、透過表示の着色画素３色と反射表示の着色画素３色を形成する。

３）分光特性調整機能
図１０は、半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの他の例の断面図である。図１０に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が形成されたものである。

着色画素（４２）は透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）で構成されている。反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）は着色部（４５）と透明部（４６）で構成されている。

透過表示の着色画素（４２Ｔｒ）と反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の着色部（４５）は、透過表示用として適切な分光特性のものである。反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）に透明部（４６）を設けることによって、着色部（４５）の色光と透明部（４６）の白色光が混色し、反射表示の着色画素（４２Ｒｅ）の分光特性は反射表示用として適切な分光特性に調節されたものとなる。この透明部（４６）は透明なフォトレジストによって形成される。

上記、１）高信頼性機能、２）透過・反射併用機能、３）分光特性調整機能は、いずれも図４に示すカラーフィルタ（４）に付加されたものであるが、これらの層は、透明導電膜（４３）の形成前にガラス基板上に形成されており、透明導電膜（４３）の下面にこれらの層が設けられている。
一方、基本的な機能を備えたカラーフィルタ（４）の透明導電膜（４３）の上面に設けられる機能としては、例えば、下記のものが挙げられる。

４）スペーサー機能
従来の液晶表示装置に於いては、基板間にギャップを形成するために、スペーサーと呼ばれるガラス又は合成樹脂の透明球状体粒子（ビーズ）を散布している。
このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一緒にスペーサーが入っていると、黒色表示時にスペーサーを介して光がもれてしまい、また、液晶材料が封入されている基板間にスペーサーが存在することによって、スペーサー近傍の液晶分子の配列が乱され、この部分で光もれを生じ、コントラストが低下し表示品質に悪影響を及ぼす、などの問題を有していた。

このような問題を解決する技術として、感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により画素間のブラックマトリックスの位置にスペーサー機能を有するフォトスペーサー（突起部）を形成する方法が開発、実用された。
図７は、このような液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。図７に示すように、液晶表示装置用カラーフィルタ（７）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成され、ブラックマトリックス（４１）上方の透明導電膜（４３）上にスペーサー機能を有する突起部としてのフォトスペーサー（４４）が形成されている。このような液晶表示装置用カラーフィルタ（７）を用いた液晶表示装置には、フォトスペーサー（４４）が画素内を避けた位置に形成されているので、上記コントラストの改善がみられる。

５）配向分割機能
従来の液晶表示装置に於いては、液晶分子を一様に配向させるために、液晶を挟持する両基板に設けられた透明導電膜上に、予めポリイミドを塗布し、その表面に一様なラビング
処理をしておく。
しかし、多くの液晶表示装置に用いられているＴＮ型液晶においては、原理的に広い視野角を得ることは困難であり、中間調表示状態では斜め視角において光がもれ、コントラストが低下し表示品質が悪化する。すなわち、コントラストが良好な視野角は狭いといった問題を有していた。

このような問題を解決する一技術として、一画素内での液晶分子の配向方向が一方向でなく、複数の方向になるように制御し、複数の方向で均一な中間調表示をするようにした、すなわち視野角の広い、配向分割垂直配向型液晶表示装置（ＭＶＡ、Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ−ＬＣＤ）が開発された。

図８は、このようなＭＶＡ−ＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。図８に示すように、ＭＶＡ−ＬＣＤ（８０）は、液晶分子（１）を介して配向制御突起（２ａ）、（２ｂ）が設けられたＴＦＴ側基板（９）と、配向制御突起（３）が設けられたカラーフィルタ（８）とを配置した構造であるが、配向制御突起（２ａ）、（２ｂ）及び配向制御突起（３）は一画素内で互い違いの位置に設けられている。

図８に白太矢印で示すように、電圧印加時の状態では、一画素内で配向制御突起（２ａ）〜配向制御突起（３）間の液晶分子は、図中左斜めに傾斜し、配向制御突起（３）〜配向制御突起（２ｂ）間の液晶分子は、右斜めに傾斜する。すなわち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向を制御するものである。
図８に示す例では、一画素が２分割されたものとなり、一画素内で液晶分子の傾斜方向が２方向になり視野角特性の優れた液晶表示装置となる。

上記諸機能の内、そのカラーフィルタの用途、仕様にもとづき１機能或いは複数の機能が図４に示すカラーフィルタ（４）に追加される。
これらの機能は、基本となるカラーフィルタ上に付随する層として、各々対応して、透明導電膜（４３）の形成前に保護層（オーバーコート層）、反射表示の着色画素、分光特性調整用の透明部などを形成し具備させる。或いは透明導電膜（４３）の形成後にフォトスペーサー、配向制御用突起などを形成し具備させる。
従って、例えば、図４に示すカラーフィルタ（４）にスペーサー機能及び配向分割機能が追加された仕様のカラーフィルタを製造する際には、図４に示すカラーフィルタ（４）を作製した後に、例えば、配向制御用突起を形成し、続いてフォトスペーサーを形成する。

上記、基本となるカラーフィルタ上に付随する層を形成する際には、パターンとして形成されない保護層（オーバーコート層）を除き、いずれの層も前記ブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）と同様に、フォトレジストを用いてのフォトリソグラフィ法によってパターンに形成される。

上記ブラックマトリックス、着色画素、及び付随する各層をフォトリソグラフィ法によりパターンとして形成する際には、例えば、先ずガラス基板に対して必要に応じた洗浄処理を施し、続いて塗布装置によるフォトレジストの塗布、減圧乾燥装置による予備乾燥処理、プリベーク装置によるプリベーク処理、露光装置によるパターン露光、現像処理ユニットによる現像処理、加熱ユニットによるポストベーク処理が順次に施され、ガラス基板（カラーフィルタ基板）に所定のパターンを形成する。
以降、本願においては、例えば、前記図６に示すように、ガラス基板上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び付随する各層などを順次に形成しカラーフィルタを製造する工程上のガラス基板をカラーフィルタ基板と称することとする。

上記フォトレジストの塗布直後は、フォトレジストの塗膜は乾燥していないために流動
性があり、次工程へカラーフィルタ基板を搬送した場合には、搬送中に塗膜の膜厚が変化し易く膜厚にムラを発生させることがある。
予備乾燥処理は、この搬送に伴う塗膜の膜厚の変化を防止するために、塗膜中の溶剤を減圧下で半ば蒸発させる予備的な乾燥処理である。
次工程のプリベーク処理は、塗膜中の溶剤を加熱によって蒸発させる本格的な乾燥処理である。塗膜中に溶剤が残留していると、フォトレジストの感度は著しく低下し、加えてカラーフィルタ基板への接着力が弱まるので、塗膜中に溶剤が残留することは好ましいことではない。

図１（ａ）は、プリベーク装置の一例の概略を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、プリベーク装置（１０）は、加熱チャンバー（２０）と冷却チャンバー（３０）で構成されている。加熱チャンバー（２０）内には、ホットプレート（２１）を上部に備えたバキューム・テーブル（２２）が設けられており、また、冷却チャンバー（３０）内には、クールプレート（３１）を上部に備えたバキューム・テーブル（３２）が設けられている。
前記予備乾燥処理によって、塗膜中の溶剤を半ば蒸発させたカラーフィルタ基板は、加熱チャンバー（２０）内のホットプレート（２１）上に載置され、加熱による乾燥処理が施される。続いて、カラーフィルタ基板は、冷却チャンバー（３０）に搬送され、クールプレート（３１）上に載置され冷却処理が施されて常温に戻される。

図１（ｂ）は、ホットプレート（２１）を上部に備えたバキューム・テーブル（２２）の一例の概略を示す断面図である。図１（ｂ）は、移載用のロボット（図示せず）によって、カラーフィルタ基板（６０）がリフトピン（２３）上に受け渡された段階を示したものである。
カラーフィルタ基板（６０）は、前工程から移載用のロボットによって、底面を２本のアーム（図示せず）で支えられた状態でホットプレート（２１）上に載置されるが、そのままではホットプレート（２１）上に載置後、アームを退避することができないので、一旦、ホットプレート（２１）の上面から突出した状態でアームと干渉しない位置に設けられた複数のリフトピン（２３）上に受け渡され、その後にアームが退避する。

リフトピン（２３）は、ホットプレート（２１）に対し垂直方向に昇降自在であり、カラーフィルタ基板（６０）が受け渡された後に下降し、ホットプレート（２１）上に載置される。リフトピン（２３）が昇降するホットプレート（２１）に設けられた開口（２４）は、リフトピン（２３）が中空部（２５）内まで下降した後に、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気を吸引する開口と兼ねている。実施例的にはピンの開口と吸着口は別々にしても良い。
ホットプレート（２１）には、ヒーターが内蔵されている。また、バキューム・テーブル（２２）は、中空部（２５）を有し、上部にホットプレート（２１）を備え、下部には排気口（２６）が設けられている。ホットプレート（２１）上のカラーフィルタ基板（６０）を真空吸着する際には、排気口からの排気により行う。

図２（ａ）〜（ｃ）は、上記加熱チャンバー（２０）を用いたプリベーク処理の加熱動作を説明する断面図である。図２は、図１（ｂ）におけるホットプレート（２１）、リフトピン（２３）、カラーフィルタ基板（６０）の一部分を拡大して示したものである。
図２に示すように、カラーフィルタ基板（６０）へのプリベーク処理の加熱動作は、温度の急激な変化に伴うカラーフィルタ基板の破壊を回避するために、前工程から搬送されたカラーフィルタ基板（６０）を直ちにホットプレート（２１）に吸着させての加熱は行わず、（ａ）ならし加熱、（ｂ）プロキシ加熱、（ｃ）コンタクト加熱の三段階で加熱する動作から成っている。

先ず、図２（ａ）に示すように、ならし加熱を行う。例えば、厚さ０．７〜１．０ｍｍ程度のコーニング社製：無アルカリガラス♯１７３７（品番）を用いたカラーフィルタ基板（６０）がリフトピン（２３）上に受け渡された状態で、ホットプレート（２１）上面とカラーフィルタ基板（６０）の距離（Ｄ１）を、例えば、４５〜５０ｍｍ程度に離し、５秒程度の加熱を行う。
ホットプレート（２１）上面からの距離（Ｄ１）を４５〜５０ｍｍ程度に離すことによって、高温で一定に保たれているホットプレート（２１）からは、ゆるやかな第一段階の加熱がなされる。

次に、図２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ基板（６０）がリフトピン（２３）上に受け渡された状態で、リフトピン（２３）を下降させ、ホットプレート（２１）上面とカラーフィルタ基板（６０）の距離（Ｄ２）を、例えば、２ｍｍ程度に縮め、１５〜６０秒程度のプロキシ加熱を行う。
ホットプレート（２１）上面からの距離（Ｄ２）を２ｍｍ程度に縮めることによって、高温で一定に保たれているホットプレート（２１）からは、ホットプレート上より低い温度での第二段階の加熱がなされる。

次に、図２（ｃ）に示すように、リフトピン（２３）を更に下降させ、カラーフィルタ基板（６０）をホットプレート（２１）上に載置し、効果的に均一な加熱をするために、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気を吸引し、カラーフィルタ基板（６０）をホットプレート（２１）に吸着させながら第三段階のコンタクト加熱を、例えば、１１０秒程度行うといった三段階で加熱を行う動作である。

しかしながら、上記のような三段階の加熱動作によってプリベーク処理を行うと、温度の急激な変化、すなわち、熱衝撃によるカラーフィルタ基板（６０）の破壊は確かに回避されるものの、カラーフィルタ基板（６０）の透明導電膜（４３）及び透明導電膜（４３）上の塗膜には、亀裂が発生するといった問題がある。この亀裂は、複数の開口（２４）に対応したカラーフィルタ基板（６０）の複数の部分に発生する。

図３（ａ）、（ｂ）は、透明導電膜（４３）及び透明導電膜（４３）上の塗膜における亀裂の発生を説明する断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、図２（ｂ）に示すプロキシ加熱から、図２（ｃ）のコンタクト加熱に至る動作を詳細に説明するものである。
図３（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板（６０）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成され、続いて塗膜（４７）が設けられた状態のものである。カラーフィルタ基板（６０）へのプロキシ加熱が終了すると、白太矢印で示すように、リフトピン（２３）は下降を開始するが、この下降の開始と同時にカラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気の吸引が、矢印で示すように、開始される。

図３（ｂ）に示すように、リフトピン（２３）の頭部がホットプレート（２１）の上面より下の位置に下降する前に、すなわち、開口（２４）に入る前に符号（Ｂ）で示す、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気の吸引は充分に行われ、ガラス基板（４０）下面はホットプレート（２１）上面に吸着された状態になる。
このため、カラーフィルタ基板（６０）の開口（２４）に対応した部分は、下降中のリフトピン（２３）によって押し上げられ隆起する。このカラーフィルタ基板（６０）の隆起によって、開口（２４）に対応した部分の透明導電膜（４３）及び透明導電膜（４３）上の塗膜（４７）に亀裂が発生する。

一般に、ＩＴＯのような無機質の透明導電膜は、靱性が小さく亀裂が発生し易い。先ず透明導電膜（４３）に亀裂が起こり、この透明導電膜の亀裂に誘発されて透明導電膜（４
３）上の塗膜（４７）に亀裂が発生してしまうことになる。透明導電膜（４３）の下面に設けられているブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）などにては、亀裂の発生は殆どみられない。
すなわち、前記カラーフィルタ基板（４）に付加されている各層の内、透明導電膜（４３）の上面に設けられるフォトスペーサー（４４）、配向制御突起（３）を形成する際の塗膜における発生が顕著である。

上記亀裂の発生の説明は、図１（ａ）に示すプリベーク装置（１０）の加熱チャンバー（２０）を用いてカラーフィルタ基板（６０）を加熱する際に発生する亀裂についてであるが、冷却チャンバー（３０）を用いてカラーフィルタ基板（６０）を冷却する際にも同様の問題が発生する。
冷却チャンバー（３０）内に設けられたクールプレート（３１）を上部に備えたバキューム・テーブル（３２）の構造は、図１（ｂ）に示すホットプレート（２１）を上部に備えたバキューム・テーブル（２２）と同様のものであり、ホットプレート（２１）に代わりクールプレート（３１）が設けられている。クールプレート（３１）内には導管が備えられており、外部からの冷却水の循環によってクールプレート（３１）は冷却される。

プリベーク装置（１０）の冷却チャンバー（３０）での冷却動作は、温度、時間の設定の差異を除き、上記加熱チャンバー（２０）での加熱動作と同様である。すなわち、カラーフィルタ基板（６０）へのプリベーク処理の冷却動作は、温度の急激な変化に伴うカラーフィルタ基板の破壊を回避する動作を行う。また、冷却チャンバー（３０）での冷却において発生する亀裂の現象、原因も加熱の場合と同様である。
上記のようにして、亀裂が発生したカラーフィルタは、液晶表示装置の表示品質、耐性などに悪影響を及ぼすことになる。
特開平１１−１１２１９８号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、カラーフィルタ基板のプリベーク処理において、ホットプレートを上部に備えたバキューム・テーブルを用いて加熱
を行っても、ホットプレートの開口に対応したカラーフィルタ基板の部分の透明導電膜及び透明導電膜上の塗膜に亀裂が発生することのない、また、カラーフィルタ基板のプリベーク処理において、クールプレートを上部に備えたバキューム・テーブルを用いて冷却を行っても、クールプレートの開口に対応したカラーフィルタ基板の部分の透明導電膜及び透明導電膜上の塗膜に亀裂が発生することのないカラーフィルタ基板のプリベーク装置を提供することを課題とする。

本発明は、ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素、及び透明電極が順次に形成され、前記透明電極上に設けられたフォトレジストの塗膜をホットプレート又はクールプレートを用いてプリベーク処理する装置において、
前記ホットプレート又はクールプレートは、複数の開口を有するとともに、前記複数の開口には前記プレート上面より上昇し、前記ガラス基板を昇降させるリフトピンが配置されており、前記プレートと前記ガラス基板との距離を所定の距離離した状態でならし加熱又はならし冷却を行い、次いで、前記プレートと前記ガラス基板との距離を所定の距離に縮めた状態でプロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後、前記ガラス基板を下降し前記プレートに載置しコンタクト加熱又はコンタクト冷却を行うに際して、前記プロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後の前記ガラス基板の下降の開始後、かつ、前記プレートに載置する前に、前記複数の開口からの吸引が開始され、前記プレートに載置した時点で前記ガラス基板の前記プレートへの吸着が完了することを特徴とするプリベーク装置である。

本発明は、ホットプレート又はクールプレートは、複数の開口を有するとともに、複数の開口にはプレート上面より上昇し、ガラス基板を昇降させるリフトピンが配置されており、プレートとガラス基板との距離を所定の距離離した状態でならし加熱又はならし冷却を行い、次いで、プレートとガラス基板との距離を所定の距離に縮めた状態でプロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後、ガラス基板を下降しプレートに載置しコンタクト加熱又はコンタクト冷却を行うに際して、プロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後のガラス基板の下降の開始後、かつ、プレートに載置する前に、複数の開口からの吸引が開始され、プレートに載置した時点でガラス基板のプレートへの吸着が完了するので、ホットプレートの開口に対応したカラーフィルタ基板の部分の透明電極及び透明電極上の塗膜に亀裂が発生しない、また、クールプレートの開口に対応したカラーフィルタ基板の部分の透明電極及び透明電極上の塗膜に亀裂が発生しないカラーフィルタ基板のプリベーク装置となる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明のカラーフィルタ基板のプリベーク装置におけるプリベーク処理の加熱動作を説明する断面図である。図１１は、ホットプレート（２１）、リフトピン（２３）、カラーフィルタ基板（６０）の一部分を拡大して示したものである。図１１（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ）に示すプロキシ加熱から、図３（ｂ）のコンタクト加熱に至る、本発明における動作を詳細に説明するものである。

図１１（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板（６０）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成され、続いて塗膜（４７）が設けられた状態のものである。
カラーフィルタ基板（６０）へのプロキシ加熱が終了すると、白太矢印で示すように、リフトピン（２３）は下降を開始する。しかし、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気の吸引は、この下降の開始と同時には開始されない。尚、符号（Ｄ２）はプロキシ加熱でのカラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の距離を表している。

次に、図１１（ｂ）に示すように、リフトピン（２３）は下降を続けホットプレート（２１）の上面の上方、符号（Ｄ３）の位置にリフトピン（２３）の頭部が達した時点で、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気の吸引が、矢印で示すように開始される。

次に、図１１（ｃ）に示すように、リフトピン（２３）は更に下降を続け、リフトピン（２３）に支えられていたカラーフィルタ基板（６０）をホットプレート（２１）上に載置する。この時点では、符号（Ｂ）で示す、カラーフィルタ基板（６０）とホットプレート（２１）の間の空気の吸引は充分に行われており、ガラス基板（４０）下面はホットプレート（２１）上面に吸着された状態になる。すなわち、リフトピン（２３）がカラーフ
ィルタ基板（６０）をホットプレート（２１）上に載置した時点で吸着が完了する。前記図３（ｂ）に示すように、リフトピン（２３）の頭部が開口（２４）に入る前に、カラーフィルタ基板（６０）の吸着が完了してしまうことはない。

従って、カラーフィルタ基板（６０）の開口（２４）に対応した部分は、下降中のリフトピン（２３）によって押し上げられ隆起し、開口（２４）に対応した部分の透明導電膜（４３）及び透明導電膜（４３）上の塗膜（４７）に亀裂が発生することはない。

空気の吸引を開始する時点は、リフトピン（２３）の頭部が図１１（ｂ）に示す、符号（Ｄ３）の位置に達した時点であるが、この時点は、カラーフィルタ基板に用いられるガラスの種類、各層の形成に用いられるフォトレジストの種類に応じて適宜に設定されることになる。

また、冷却チャンバー（３０）を用いてカラーフィルタ基板（６０）を冷却する際のバキューム・テーブル（３２）の構造は、図１（ｂ）に示すホットプレート（２１）を上部に備えたバキューム・テーブル（２２）と同様であり、ホットプレート（２１）に代わりクールプレート（３１）が設けられたものである。また、冷却チャンバー（３０）での冷却動作は、温度、時間の設定の差異を除き、上記加熱チャンバー（２０）での加熱動作と同様である。
また、冷却チャンバー（３０）での冷却において発生する亀裂の現象、原因も加熱の場合と同様である。従って、本発明における冷却動作と加熱動作は同様のものとなる。

（ａ）は、プリベーク装置の一例の概略を示す断面図である。（ｂ）は、ホットプレートを上部に備えたバキューム・テーブルの一例の概略を示す断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、加熱チャンバーを用いたプリベーク処理の動作を説明する断面図である。（ａ）、（ｂ）は、透明導電膜及び透明導電膜上の塗膜における亀裂の発生を説明する断面図である。液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。図４に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。対角１７インチのカラーフィルタを大サイズのガラス基板に４面付けして製造する一例を示した平面図である。フォトスペーサー（突起部）を形成した液晶表示装置用カラーフィルタの部分断面図である。配向制御突起が設けられたＬＣＤの断面を模式的に示した説明図である。半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一例の断面図である。半透過型液晶表示装置に用いるカラーフィルタの他の例の断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明のカラーフィルタ基板のプリベーク装置におけるプリベーク処理の加熱動作を説明する断面図である。

符号の説明

１・・・液晶分子
２ａ、２ｂ、３・・・配向制御突起
４、７、８・・・カラーフィルタ
９・・・ＴＦＴ側基板
１０・・・プリベーク装置
２０・・・加熱チャンバー
２１・・・ホットプレート
２２・・・加熱チャンバーのバキューム・テーブル
２３・・・リフトピン
２４・・・開口
２５・・・中空部
２６・・・排気口
３０・・・冷却チャンバー
３１・・・クールプレート
３２・・・冷却チャンバーのバキューム・テーブル
４０・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４１Ａ・・・ブラックマトリックスのマトリックス部
４１Ｂ・・・ブラックマトリックスの額縁部
４２・・・着色画素
４２Ｔｒ・・・透過表示の着色画素
４２Ｒｅ・・・反射表示の着色画素
４３・・・透明導電膜
４４・・・フォトスペーサー
４５・・・着色部
４６・・・透明部
４７・・・塗膜
６０・・・カラーフィルタ基板
８０・・・ＭＶＡ−ＬＣＤ
Ｄ１・・・ならし加熱でのホットプレートとカラーフィルタ基板の距離
Ｄ２・・・プロキシ加熱でのホットプレートとカラーフィルタ基板の距離
Ｄ３・・・吸引を開始する時点でのホットプレートとカラーフィルタ基板の距離
Ｌ・・・リフトピン間の距離

Claims

ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素、及び透明電極が順次に形成され、前記透明電極上に設けられたフォトレジストの塗膜をホットプレート又はクールプレートを用いてプリベーク処理する装置において、
前記ホットプレート又はクールプレートは、複数の開口を有するとともに、前記複数の開口には前記プレート上面より上昇し、前記ガラス基板を昇降させるリフトピンが配置されており、前記プレートと前記ガラス基板との距離を所定の距離離した状態でならし加熱又はならし冷却を行い、次いで、前記プレートと前記ガラス基板との距離を所定の距離に縮めた状態でプロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後、前記ガラス基板を下降し前記プレートに載置しコンタクト加熱又はコンタクト冷却を行うに際して、前記プロキシ加熱又はプロキシ冷却を行った後の前記ガラス基板の下降の開始後、かつ、前記プレートに載置する前に、前記複数の開口からの吸引が開始され、前記プレートに載置した時点で前記ガラス基板の前記プレートへの吸着が完了することを特徴とするプリベーク装置。