JP2006047757A - ブラックマトリクス基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、細線化されたブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板、およびそのブラックマトリクス基板の製造方法を提供することを主目的としている。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、基材上に、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、フォトマスクを用いて、パターン状にエネルギーを照射し、第１露光部を形成する第１露光工程と、
前記フォトマスクの遮光部の各辺の垂直方向について、前記各辺の遮光部幅未満の距離だけ、前記フォトマスクを移動させて配置し、前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、エネルギーを照射し、第２露光部を形成する第２露光工程と、
前記第１露光部および前記第２露光部の前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去する現像工程と、
未露光の前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを焼成する焼成工程と
を有することを特徴とするブラックマトリクス基板の製造方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタ等に用いられる、ブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板、およびその製造方法に関するものである。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。このような液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタとしては、通常、ブラックマトリクスが形成され、そのブラックマトリクスの開口部に着色層が形成されることとなる。

このようなブラックマトリクスとしては、従来よりクロム等の金属を真空蒸着させた金属薄膜をエッチング加工したものが用いられているが、近年、黒色の顔料等を分散させた樹脂を塗布し、フォトリソグラフィー法等によってパターニングすることにより形成される樹脂製ブラックマトリクスの開発が進められ、実用化されている。このような樹脂製のブラックマトリクスにおいては、金属薄膜からなるブラックマトリクスと比較して、真空蒸着等のプロセスが不要であり、大面積のカラーフィルタにも適用可能である、という利点を有する。

ここで、近年、液晶ディスプレイ等の高画質化が求められていることから、カラーフィルタの高精細化が望まれており、上述したようなブラックマトリクスにおいて、線幅が太い場合には、カラーフィルタの高精細化を図ることができず、またカラーフィルタの光透過率が低くなるため、液晶表示装置の輝度が低くなる。そこで、より細線化したブラックマトリクスを有するカラーフィルタ等の提供が望まれており、例えば特許文献１や特許文献２に示されるように、樹脂製ブラックマトリクスの材料面の改良等も進められている。しかしながら、材料面のみで、上記細線化を行うことは難しく、さらなる改良や、製造面から上記ブラックマトリクスを細線化する方法の提供が望まれていた。

またさらに、一般的な感光性樹脂からなるブラックマトリクスの形成は、ネガ型のフォトレジストを用いて行われているが、ネガ型のフォトレジストを用いてブラックマトリクスを形成した場合、フォトマスクを通過した光が回折してしまうこと等から、本来未露光部とすべき部位が感光されてしまい、フォトマスクの開口面積を小さくすることによって細線化を行うことが難しかった。また、フォトマスクの開口面積を小さくした場合、光硬化が十分に進まない、という問題もあった。

特開平９−１９７１１５号公報 特開２０００‐２９２６１５号公報

そこで、細線化されたブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板、およびそのブラックマトリクス基板の製造方法の提供が望まれている。

本発明は、基材上に、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布するレジスト塗布工程と、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、フォトマスクを用いて、パターン状にエネルギーを照射し、第１露光部を形成する第１露光工程と、上記フォトマスクの遮光部の各辺の垂直方向について、上記各辺の遮光部幅未満の距離だけ、上記フォトマスクを移動させて配置し、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、エネルギーを照射し、第２露光部を形成する第２露光工程と、上記第１露光部および上記第２露光部の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去する現像工程と、未露光の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを焼成する焼成工程とを有することを特徴とするブラックマトリクス基板の製造方法を提供する。

本発明によれば、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを用いてブラックマトリクスを形成することから、露光の際の光の回折によってブラックマトリクスの線幅が太くなることを防止することができ、細線化されたブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板とすることができる。また、上記第１露光工程および第２露光工程を行うことによってブラックマトリクスを形成することから、一つのフォトマスクを用いて、様々な線幅や様々な形状のブラックマトリクスを形成することができ、またさらに膜厚やＯＤ値が均一な、線幅の細いブラックマトリクスを形成することができる。

また、本発明は、基材と、上記基材上に形成されたブラックマトリクスとを有するブラックマトリクス基板であって、上記ブラックマトリクスの開口部の形状が、矩形の４つの角のうち、対角の２つの角に矩形状凹部を有するような形状であり、同一の形状の開口部が複数形成されていることを特徴とするブラックマトリクス基板を提供する。

本発明によれば、矩形状凹部を有するような形状に、ブラックマトリクスの開口部が形成されていることから、このブラックマトリクス基板をカラーフィルタに用いた際、片方の矩形状凹部を、一般的なカラーフィルタに形成されるＴＦＴ隠しとして用い、もう一方の矩形状凹部を、柱状スペーサを形成する領域として用いることができる。これにより、上記矩形状凹部に柱状スペーサを形成して液晶表示装置とした際、液晶駆動側基板側に形成されたＴＦＴによる段差によって柱状スペーサの高さ等が不安定となることがなく、カラーフィルタと対向基板とのギャップを、安定して均一に保つものとすることができるのである。

本発明によれば、ブラックマトリクスの形状や線幅を、容易に調整することができ、細線化されたブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板を製造することができる。

本発明は、カラーフィルタ等に用いられる、ブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板、およびその製造方法に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。

Ａ．ブラックマトリクス基板の製造方法
まず、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法について説明する。本発明のブラックマトリクス基板の製造方法は、基材上に、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布するレジスト塗布工程と、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、フォトマスクを用いて、パターン状にエネルギーを照射し、第１露光部を形成する第１露光工程と、上記フォトマスクの遮光部の各辺の垂直方向について、上記各辺の遮光部幅未満の距離だけ、上記フォトマスクを移動させて配置し、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、エネルギーを照射し、第２露光部を形成する第２露光工程と、上記第１露光部および上記第２露光部の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去する現像工程と、未露光の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを焼成する焼成工程とを有することを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、基材１上にブラックマトリクス形成用ポジ型レジスト２を塗布するレジスト塗布工程（図１（ａ））と、そのブラックマトリクス形成用レジスト２に、フォトマスク３を用いてエネルギー４を照射し、第１露光部５を形成する第１露光工程（図１（ｂ）および（ｃ））と、そのフォトマスク３をずらして配置してエネルギー４を照射し、第２露光部６を形成する第２露光部形成工程（図１（ｃ）および（ｄ））と、第１露光部５および第２露光部６を除去し、ブラックマトリクス７を形成する現像工程と、未露光の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジスト２を焼成する焼成工程と（図１（ｅ））を有するものである。

本発明においては、同一のフォトマスクを用いて、第１露光工程および第２露光工程を行うことによって、様々なパターン状の開口部を有するフォトマスクを使用することなく、種々の形状や線幅のブラックマトリクスを形成することが可能となる。ここで、細線遮光部を有するフォトマスクを用いて、一回の露光によりブラックマトリクスを形成した場合、例えば図７に示すように、光の回折および増幅により、本来露光されない領域である部分のブラックマトリクス形成用ポジ型レジスト２にもエネルギー４が照射されてしまい、ブラックマトリクス７の膜厚を均一にすることや、目的とするＯＤ値を有するブラックマトリクス７を形成することができないため、実際に利用可能な細線可能なブラックマトリクス７の形成が困難であった。

一方、本発明によれば、目的とするブラックマトリクスの線幅より太い幅の遮光部を有するフォトマスクを用い、例えば図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、２回のエネルギー照射により露光が行われることから、光の回折の影響を小さいものとすることができ、均一にエネルギー４を照射することができる。したがって、ブラックマトリクスの膜厚やＯＤ値が均一な、細線化されたブラックマトリクスを形成することができる。
以下、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法について、各工程ごとに詳しく説明する。

１．レジスト塗布工程
まず、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法におけるレジスト塗布工程について説明する。本発明におけるレジスト塗布工程は、基材上に、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布する工程であれば、その塗布方法等は特に限定されるものではない。例えば、後述するようなブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを、溶剤に溶解させて、一般的なブラックマトリクス形成用材料の塗布に用いられるスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート、バーコート等の公知の塗布方法により塗布することにより行うことができる。

また、使用される溶剤としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、エチル３−エトキシプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ジメチルカルビトール、ジエチルカルビトール、ブチルカルビトール、シクロヘキサノン、２−ブトキシエタノール、３−メチルー３−メトキシブタノール等が挙げられる。なお、上記方法によりブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布した後、必要に応じて５０℃〜１２０℃で、２分〜１０分加熱を行うことが好ましい。これにより、上記ブラックマトリクス形成用材料中に含有される溶剤を揮発させて層を形成することができ、基材と塗膜との密着性をより高いものとすることができるからである。

ここで、本工程によりブラックマトリクス形成用材料を塗布し、上記溶剤を揮発させて乾燥させた後のブラックマトリクス形成用材料の膜厚としては、製造されるブラックマトリクス基板の用途等にもよるが、通常０．１μｍ〜３．０μｍ程度、中でも１．０μｍ〜１．６μｍ程度とされる。

また、本発明に用いられるブラックマトリクス形成用ポジ型レジストとしては、エネルギーが照射されると、分解等により耐現像液溶解性が低くなるものであり、通常ポジ型感光性樹脂、遮光性を有する着色剤または染料等を含有するものとすることができる。

このようなブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに用いられる感光性樹脂としては、例えばナフトキノンジアジド、ベンゾキノンジアジドなどのキノンジアジド類や、ジアゾメチルドラム酸、ジアゾジメドン、３−ジアゾ−２，４−ジオンなどのジアゾ化合物や、ｏ−ニトロベンジルエステル、オニウム塩、オニウム塩とポリフタルアルデヒド、コリン酸ｔ−ブチルの混合物の様な光分解剤（溶解抑制剤）と、ＯＨ基を持ちアルカリに可溶なハイドロキノン、フロログルシン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノンなどのモノマーや、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのノボラック樹脂、スチレンとマレイン酸、マレイミドの共重合物、フェノール系とメタクリル酸、スチレン、アクリロニトリルの共重合物などのポリマーの混合物や縮合物、あるいはポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ヘキサフルオロブチル、ポリメタクリル酸ジメチルテトラフルオロプロピル、ポリメタクリル酸トリクロロエチル、メタクリル酸メチル−アクリルニトリル共重合体、ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリα−シアノアクリレート、ポリトリフルオロエチル−α−クロロアクリレートなどが挙げられる。この中でも汎用性の面から、ノボラック樹脂を主成分とする混合・縮合物が好ましく用いられる。

また、上記遮光性を有する顔料等としては、例えばカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子等が挙げられる。

２.第１露光工程
次に、本発明における第１露光工程について説明する。本発明における第１露光工程は、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、フォトマスクを用いてパターン状に露光し、第１露光部を形成する工程である。ここで、上記第１露光部とは、本工程によりエネルギーが照射された領域をいうこととする。

ここで、一般的なブラックマトリクスの形成に用いられるフォトマスクとしては、目的とするブラックマトリクスのパターン状に開口部、または遮光部が形成されたものが用いられる。一方、本発明に用いられるフォトマスクとしては、本工程および後述する第２露光工程において、フォトマスクをずらして露光を行うことによって、目的とするブラックマトリクスが形成される領域以外の領域にエネルギーを照射することが可能となるようなものが用いられる。

また、本工程により照射されるエネルギー照射量としては、照射された領域の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストの耐現像液溶解性を低くすることが可能であり、後述する現像工程において、エネルギーが照射された領域のブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去することが可能なものであれば特に限定されるものではない。このようなエネルギー照射量としては通常、２０ｍＪ／ｃｍ^２〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内、中でも２５ｍＪ／ｃｍ^２〜５００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内、特に３０ｍＪ／ｃｍ^２〜３００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲内とすることができる。

また、この際照射されるエネルギーとしては、上記光開始剤の種類等により適宜選択されるものであり、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを溶解させることが可能なエネルギーであれば特に限定されるものではない。ここで、本発明でいうエネルギーとは、いかなるエネルギー線の照射をも含み、可視光の照射に限定されるものではない。通常、このようなエネルギーとしては、紫外光を用いることができ、特に２５０ｎｍ〜４５０ｎｍ程度の波長の光等を用いることができる。

３．第２露光工程
次に、本発明の第２露光工程について説明する。本発明の第２露光工程は、上記フォトマスクを、第１露光工程においてフォトマスクが配置されていた位置から、遮光部の各辺の垂直方向について、上記各辺の遮光部幅未満の距離だけ、上記フォトマスクを移動させて配置し、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、エネルギーを照射し、第２露光部を形成する工程である。上記第２露光部とは、本工程によりエネルギーが照射された領域をいうこととする。

例えば図２の模式図に示すような開口部１１と遮光部１２とを有するフォトマスク３（図２（ａ））を用いて上記第１露光工程および第２露光工程を行う場合、第２露光工程におけるフォトマスクの位置（図２（ｂ）において、実線で示される位置Ａ´）は、第１露光工程でのフォトマスクの位置（図２（ｂ）において、破線で示される位置Ａ）からずらして配置されることとなる。この際、第２露光工程において、遮光部１２´の位置は、第１露光工程での遮光部１２の位置から、遮光部１２の各辺の垂直方向（例えばｘおよびｙ）について、各辺の遮光部幅（ａおよびｂ）より短い距離（ｓおよびｔ）移動させた状態（ｘ´およびｙ´）となるように配置される。ここで、各辺の遮光部幅とは、各辺を端辺とする遮光部について、各辺からもう一方の端辺まで各辺から垂直に引いた直線の距離をいうこととする。また、第２露光工程においてフォトマスクをずらす方向としては、例えばＸ方向のみ、Ｙ方向のみであってもよく、Ｘ方向およびＹ方向の両方にずらしてもよいが、少なくともどちらか一方向には移動させるものとする。

また、例えば図３に示すような開口部１１および遮光部１２を有するフォトマスクを用いて、上記第１露光工程におけるフォトマスクの位置（図中破線で示される位置）から、Ｘ方向に移動させて（図中実線で示される位置に）フォトマスクを配置する場合には、フォトマスクの遮光部１２の各辺（例えばαおよびβ）の垂直方向（γ_１方向およびγ_２方向）について、その各辺（αおよびβ）の遮光部幅（ａおよびｂ）未満の距離（ｓおよびｔ）移動させた位置（α´およびβ´）となるように移動させることとなる。なお、この場合、辺ｐおよび辺ｑについては、垂直方向に移動しない。

ここで、本工程において照射するエネルギー照射量としては、照射された領域の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストの耐現像液溶解性を低くすることが可能であり、後述する現像工程において、エネルギーが照射された領域のブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去することが可能なものであれば特に限定されるものではない。このようなエネルギー照射量としては通常、２０Ｊ／ｃｍ^２〜１０００Ｊ／ｃｍ^２の範囲内、中でも２５Ｊ／ｃｍ^２〜５００Ｊ／ｃｍ^２の範囲内、特に３０Ｊ／ｃｍ^２〜３００Ｊ／ｃｍ^２の範囲内とすることができる。また、例えば照射されるエネルギーとしては、第１露光工程と同様のエネルギーとすることができる。

４．現像工程
次に、本発明の現像工程について説明する。本発明の現像工程は、上述した第１露光工程および第２露光工程で形成された第１露光部および第２露光部が除去する工程である。

ここで、本工程においては、上記第１露光工程および第２露光工程のいずれにおいてもエネルギーが照射されなかった領域のみのブラックマトリクス形成用ポジ型レジストが残存し、ブラックマトリクスとして形成されることとなる。

本工程に用いられる現像液としては、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを溶解させるようなものが用いられ、一般的なポジ型レジストの現像に用いられるもの等を用いることができる。

また通常、上記現像液を用いた現像後、ポストベークを行うこと等により、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストの硬化を促進させて、ブラックマトリクス基板とされる。

ここで、上記各工程により形成されるブラックマトリクスの形状としては、特に限定されるものではなく、ブラックマトリクス基板の用途等に応じて適宜選択されるものである。本発明においては、特にブラックマトリクス基板がカラーフィルタに用いられることが好ましく、カラーフィルタのブラックマトリクスとして用いられるような形状に、ブラックマトリクスが形成されることが好ましい。これは上記製造方法により製造されたブラックマトリクスは、細線とすることが可能であることから、高精細なカラーフィルタを形成することが可能となるからである。

このように、本発明により製造されたブラックマトリクス基板がカラーフィルタに用いられる場合、形成されるブラックマトリクス基板のブラックマトリクスの線幅は、２μｍ〜４０μｍ程度、中でも２μｍ〜１５μｍ程度、特に４μｍ〜８μｍ程度とされることが好ましい。

５．焼成工程
次に、本発明の焼成工程について説明する。本発明の焼成工程は、上記第１露光工程および第２露光工程において、露光されていない未露光の上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを焼成する工程であり、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを、焼成することが可能であれば、特に限定されるものではない。
このような焼成は、通常、オーブンやヒータ等を用いて１００℃〜３００℃で１０分〜４０分程度加熱することにより行うことができる。

Ｂ．ブラックマトリクス基板
次に、本発明のブラックマトリクス基板について説明する。本発明のブラックマトリクス基板は、基材と、上記基材上に形成されたブラックマトリクスとを有するブラックマトリクス基板であって、上記ブラックマトリクスの開口部の形状が、矩形の４つの角のうち、対角の２つの角に矩形状凹部を有するような形状であり、同一の形状の開口部が複数形成されていることを特徴とするものである。ここで、対角の２つの角とは、対角線上にある２つの角をいうこととする。

本発明のブラックマトリクス基板は、例えば図４に示すように、基材１と、その基材１上に形成されたブラックマトリクス７とを有するものであり、そのブラックマトリクス７の開口部８の形状が、矩形状のうち対角の２つの角に、矩形状凹部１３を有するものであって、同一の開口部８が複数形成されているものである。

一般的なカラーフィルタに用いられるブラックマトリクス基板の開口部には、矩形状の一つの角に、矩形状凹部が形成されており、この矩形状凹部は、カラーフィルタと対向して配置される液晶駆動側基板に形成されるＴＦＴを隠すＴＦＴ隠しとして用いられる。また、このＴＦＴ隠しは、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つための柱状スペーサを配置する領域としても用いられる。

しかしながら、この場合、カラーフィルタと液晶駆動側基板を対向させて配置した際、液晶駆動側基板側にはＴＦＴが形成されているため、その上に設けられることとなる柱状スペーサが安定せず、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが困難となる場合があった。また、上記ＴＦＴ隠し以外のブラックマトリクス上に柱状スペーサを形成することも考えられるが、ブラックマトリクスが細線化された場合には、そのブラックマトリクス上に柱状スペーサを形成することは困難であり、実現できなかった。

一方、本発明においては、上記矩形状凹部が対角する２つの角に形成されている。したがって、一つの矩形状凹部をカラーフィルタのＴＦＴ隠しとして用い、もう一方の矩形状凹部を、柱状スペーサを形成する領域として用いることができる。これにより、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させて配置し、液晶表示装置として用いた際、柱状スペーサが安定してカラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが可能となり、高品質な液晶表示装置を形成することができるのである。
以下、本発明のブラックマトリクス基板の各構成ごとに詳しく説明する。

１．ブラックマトリクス
まず、本発明のブラックマトリクス基板に用いられるブラックマトリクスについて説明する。本発明のブラックマトリクス基板に用いられるブラックマトリクスは、後述する基材上に形成されるものであり、その開口部の形状が、矩形の４つの角のうち、対角の２つの角に矩形状凹部を有するような形状であり、同一の形状の開口部が複数形成されていることを特徴とするものである。なお、上記矩形状凹部は、一つのブラックマトリクス基板のいずれの開口部においても、同一方向の対角線上の２つの角に形成されるものとする。

本発明においては、上記ブラックマトリクスの線幅は、２μｍ〜４０μｍ程度、中でも２μｍ〜１５μｍ程度、特に４μｍ〜８μｍ程度とされることが好ましい。これにより、高精細なカラーフィルタに用いられることが可能なブラックマトリクス基板とすることができるからである。上記線幅は、上記矩形状凹部を構成する領域以外の領域における遮光部の線幅をいうこととする。

また、上記矩形状凹部の面積としては、ブラックマトリクス基板の用途等に応じて適宜選択される。

また、一つのブラックマトリクス基板に形成される上記同一の形状を有する開口部の個数としては、ブラックマトリクス基板の用途等に応じて適宜選択されるものであるが、通常９２１６００個以上形成されることが好ましく、中でも３９３２１６０個〜５７６００００個形成されることが好ましい。

上述したような形状を有するブラックマトリクスは、例えば、上記形状の開口部または遮光部を有するフォトマスクを用いてネガ型レジストまたはポジ型レジストを用いて形成したもの等であってもよいが、本発明においては、特に、矩形状のフォトマスクおよびポジ型レジストを用いて、上述した「Ａ．ブラックマトリクス基板の製造方法」の項で説明したような方法で、形成されたものであることが好ましい。このような方法により、ブラックマトリクスを形成した場合、同一のフォトマスクで、上記開口部の形状や、ブラックマトリクスの線幅等を、適宜選択することが可能となり、またブラックマトリクスの線幅を細いものとすることができるからである。

上記方法により、上記形状のブラックマトリクスを形成する方法として、具体的には、例えば図５に示すような、開口部１１および遮光部１２を有するようなフォトマスク３を用いて形成することができる。例えば図６に示すように、基材上に形成されたブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに上記フォトマスクを用いてエネルギーを照射し、上記第１露光部５を形成する（図６（ａ））。その後、同一のフォトマスクを、斜め方向に移動させて、エネルギーを照射し、第２露光部６を形成する（図６（ｂ））。その後、第１露光部５および第２露光部６のブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去することにより、上述したような形状を有するブラックマトリクス７が基材１上に形成されたブラックマトリクス基板とすることができるのである。

なお、このようなブラックマトリクスに用いられるブラックマトリクス形成用ポジ型レジスト等については、上述した「Ａ．ブラックマトリクス基板の製造方法」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

２．基材
次に、本発明のブラックマトリクス基板に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、上記ブラックマトリクスが形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、ブラックマトリクス基板の種類や用途等に合わせて適宜選択される。また、透明性や可撓性についても適宜選択されることとなる。

このようなブラックマトリクス基板に用いられる基材としては、例えば紙基材の樹脂積層板、ガラス布・ガラス不織布基材の樹脂積層板、セラミック、金属等を用いることができる。

本発明においては、特にブラックマトリクス基板がカラーフィルタに用いられることが好ましく、一般的なカラーフィルタに基材として用いられるものを用いることが好ましい。

３．ブラックマトリクス基板
次に、本発明のブラックマトリクス基板について説明する。本発明のブラックマトリクス基板は、上記基材上に、上記形状を有するブラックマトリクスを有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて、適宜他の部材を有するものであってもよい。ここで、本発明のブラックマトリクス基板は、上述したように、高精細なカラーフィルタに特に好適に用いられる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

[実施例]
２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン‐ｏ‐ナフトキノン‐１，２−ジアジド‐５‐スルホン酸トリエステル４０重量部および、クレゾールノボラック樹脂６０重量部をプロピレングリコールモノメチルアセテート７００重量部に溶解させて感光性樹脂溶液を調製した。その後、着色剤としてカーボンブラック分散液１８重量部を混合攪拌し、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを調製した。このブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを、スピンコート法によりガラス基板上に膜厚が１．５μｍとなるように塗布して乾燥させた後、９０℃で１０分間加熱し、溶剤を揮発させて塗膜を形成した。続いて、開口部が２５μｍ□、遮光部幅が３０μｍの繰り返しパターンを有するフォトマスクを準備し、上記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、このフォトマスクを介して露光強度が３００Ｊ／ｃｍ^２となるように、紫外線を超高圧水銀灯（ＵＶ露光装置：ＴＯＰＣＯＮ社製）により、プロキシミティ露光（第１露光）した。

次に、フォトマスクを図２（ｂ）に示すように、遮光部の各辺の垂直方向について２２μｍずつ平行移動させて配置し、上記と同様の条件にて露光を行った（第２露光）。その後、フォトマスクを取り外し、２．３５％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液（３０℃）にて上記感光部分を溶解除去し、純水洗浄・エアフロー乾燥した。続いて、２００℃で２０分間焼成することにより硬化させ、目的とするパターン状に形成されたブラックマトリクスを得た。

上記ブラックマトリクスが形成されたブラックマトリクス基板を光学顕微鏡により観察したところ、図１（ｅ）に示すような断面形状を有することが確認され、ブラックマトリクスの縦方向の線幅が７．９μｍ、横方向の線幅が８．２μｍ、開口部の幅は縦方向が４７．１μｍ、横方向が４６．８μｍであった。また、ブラックマトリクスの膜厚は１．２３μｍであり、ＯＤ値は３．６５であった。またさらに、上記ブラックマトリクス内でＯＤ値および膜厚にバラつきがみられなかった。なお、上記ＯＤ値は、分光光度計により測定を行い、ＸＹＺ表式系のＹから下記の式によって求められた値である。
ＯＤ値＝−ｌｏｇ_１０（Ｙ／１００）

［比較例］
開口部が４７μｍ□、遮光部幅が８μｍの繰り返しパターンを有するフォトマスクを用いて、１回の露光のみでブラックマトリクス形成用ポジ型レジストの露光を行った以外は、実施例と同様にブラックマトリクス形成用基板を形成した。なお、露光は、上記フォトマスクを介して露光強度が３００Ｊ／ｃｍ^２となるように、紫外線を超高圧水銀灯（ＵＶ露光装置：ＴＯＰＣＯＮ社製）により、プロキシミティ露光して行った。

上記ブラックマトリクスが形成されたブラックマトリクス基板を光学顕微鏡により観察したところ、図７（ｂ）に示すような断面形状を有することが確認され、ブラックマトリクスの縦方向の線幅が６．０μｍ、横方向の線幅が６．３μｍ、開口部の幅は縦方向が４９．０μｍ、横方向が４８．７μｍであった。また、ブラックマトリクスの中央部の膜厚のは０．９７μｍであり、この部分のＯＤ値は３．０であった。またさらに、上記ブラックマトリクス内でＯＤ値および膜厚にバラつきがみられた。

本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の一例を示した工程図である。 本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の第２露光工程でのフォトマスクの移動について説明する説明図である。 本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の第２露光工程を説明するための説明図である。 本発明のブラックマトリクス基板の一例を示す平面図である。 本発明のブラックマトリクス基板の製造に用いられるフォトマスクの一例を示す平面図である。 本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の一例を示す工程図である。 従来のブラックマトリクス基板の製造方法により製造されたブラックマトリクスの形状を説明する説明図である。

符号の説明

１…基材
２…ブラックマトリクス形成用ポジ型レジスト
３…フォトマスク
４…エネルギー
５…第１露光部
６…第２露光部
７…ブラックマトリクス
８、１１…開口部
１２…遮光部

Claims (2)

1. 基材上に、ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを塗布するレジスト塗布工程と、
   前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、フォトマスクを用いて、パターン状にエネルギーを照射し、第１露光部を形成する第１露光工程と、
   前記フォトマスクの遮光部の各辺の垂直方向について、前記各辺の遮光部幅未満の距離だけ、前記フォトマスクを移動させて配置し、前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストに、エネルギーを照射し、第２露光部を形成する第２露光工程と、
   前記第１露光部および前記第２露光部の前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを除去する現像工程と、
   未露光の前記ブラックマトリクス形成用ポジ型レジストを焼成する焼成工程と
   を有することを特徴とするブラックマトリクス基板の製造方法。
2. 基材と、前記基材上に形成されたブラックマトリクスとを有するブラックマトリクス基板であって、
   前記ブラックマトリクスの開口部の形状が、矩形の４つの角のうち、対角の２つの角に矩形状凹部を有するような形状であり、同一の形状の開口部が複数形成されていることを特徴とするブラックマトリクス基板。
   

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