JP2006184399A - 露光マスク用ブランク及びその製造方法並びに露光マスク、液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】柱状スペーサーならびにオーバーコート層を備えた液晶表示装置用カラーフィルタを製造するにあたり、製造工程の簡略化を図るための工程及びその工程に使用する露光マスクを考案し、製造コスト低減化を図った液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための露光マスク用ブランクであって、ガラス基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜と紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とが形成されており、前記半透過膜の紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上であり、前記半透過膜は酸化インジウムと酸化錫との化合物膜からなるＩＴＯ膜からなり、前記酸化錫が原子数比で１０％以下含有されている。
【選択図】図１
【解決手段】液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための露光マスク用ブランクであって、ガラス基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜と紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とが形成されており、前記半透過膜の紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上であり、前記半透過膜は酸化インジウムと酸化錫との化合物膜からなるＩＴＯ膜からなり、前記酸化錫が原子数比で１０％以下含有されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括で形成するための露光マスク、露光マスク用ブランク及び柱状スペーサーとオーバーコート層を一括で形成した液晶表示装置用カラーフィルタに関する。
従来の液晶表示装置では、スペーサーと呼ばれるガラスまたは合成樹脂のビーズスペーサーと呼ばれる球状スペーサーが使われてきた。しかし、このビーズスペーサーは位置が定まっておらず、液晶表示装置基板上の表示領域にも存在する為、ビーズスペーサーによる、光の散乱・透過及びビーズスペーサー近傍の配向の乱れにより、液晶表示装置の表示品位が低下するという問題を有している。
このため、従来の球状スペーサーの限界が指摘され、定位置への配置形成が可能な柱状スペーサーを用いた液晶表示装置用カラーフィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
このため、従来の球状スペーサーの限界が指摘され、定位置への配置形成が可能な柱状スペーサーを用いた液晶表示装置用カラーフィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、ガラス基板大型化の動向から液晶表示装置製造工程においては、セルギャップの均一性確保が最大の課題となり、液晶注入工程短縮の必要性から、液晶滴下法が今後、主流になると考えられているが、こうした点に対応するには柱状スペーサー付きカラーフィルタが必須とされている。
更に、この柱状スペーサーに加えカラーフィルタに付与されるオーバーコート層とは、液晶表示装置の広視野角化に対応するため平坦化、イオンバリアを目的とした保護層である。
更に、この柱状スペーサーに加えカラーフィルタに付与されるオーバーコート層とは、液晶表示装置の広視野角化に対応するため平坦化、イオンバリアを目的とした保護層である。
液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーもオーバーコート層も感光性樹脂を用いたフォトリソ工程で形成される。図１０にオーバーコート層と柱状スペーサーが形成された従来の液晶表示装置用カラーフィルタの一例を示す。
このオーバーコート層と柱状スペーサーは、まず、オーバーコート層７３を形成した後に柱状スペーサー７４が形成される。
このように、現状ではオーバーコート層と柱状スペーサーは、個別の材料と個別のプロセスを経て作製されている。そのため、装置コストを圧迫し、カラーフィルタの製造原価に大きく影響を与えている。
このオーバーコート層と柱状スペーサーは、まず、オーバーコート層７３を形成した後に柱状スペーサー７４が形成される。
このように、現状ではオーバーコート層と柱状スペーサーは、個別の材料と個別のプロセスを経て作製されている。そのため、装置コストを圧迫し、カラーフィルタの製造原価に大きく影響を与えている。
従って、液晶表示装置における高速応答、大画面、広視野角化といった今後のトレンドに対応するためには、柱状スペーサー及びオーバーコート層を備えた液晶表示装置用カラーフィルタが求められることになるが、同時にこれらの普及のためには、性能だけでなく、価格の大幅な低減が必要である。
特開２００１−３２４７１６号公報
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、柱状スペーサーならびにオーバーコート層を備えた液晶表示装置用カラーフィルタを製造するにあたり、製造工程の簡略化を図るための工程及びその工程に使用する露光マスクを考案し、製造コスト低減化を図った液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための露光マスク用ブランクであって、ガラス基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜と紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とが形成されていることを特徴とする露光マスク用ブランクとしたものである。
また、請求項２においては、前記半透過膜の紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の露光マスク用ブランクとしたものである。
また、請求項３においては、前記半透過膜は酸化インジウムと酸化錫との化合物膜からなるＩＴＯ膜からなり、前記酸化錫が原子数比で１０％以下含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光マスク用ブランクとしたものである。
また、請求項４においては、前記半透過膜は、キャリアガスと酸素ガスを用いた反応性スパッタリングにより成膜され、前記酸素ガス流量の割合が総流量に対して０．６％以上になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の露光マスク用ブランクの製造方法としたものである。
また、請求項５においては、請求項１乃至３に記載の露光マスク用ブランクを用いて作製したことを特徴とする露光マスクとしたものである。
また、請求項６においては、ガラス基板上に少なくともブラックマトリクス、赤色フィルタ、青色フィルタ、緑色フィルタ、オーバーコート層、柱状スペーサーが形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、請求項５に記載の露光マスクを用いて柱状スペーサーとオーバーコート層を一括露光にて形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法としたものである。
さらにまた、請求項７においては、請求項６に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法にて作製されたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタとしたものである。
本発明の露光用マスクを用いて、液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括露光にて形成することにより、液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の簡略化を図ることができ、液晶表示装置用カラーフィルタの製造コストの低減につなげることができる。
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、露光マスクを作製するための本発明の露光マスク用ブランクの構成例を、図２は、液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための本発明の露光マスクの構成例を、図３は、本発明の露光マスクを用いて柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成した本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの構成例をそれぞれ示す。
図１は、露光マスクを作製するための本発明の露光マスク用ブランクの構成例を、図２は、液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための本発明の露光マスクの構成例を、図３は、本発明の露光マスクを用いて柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成した本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの構成例をそれぞれ示す。
請求項１に係る本発明の露光マスク用ブランク１０は、図１に示すように、石英基板等からなるガラス基板１１上に、紫外線透過率制御機能を有する半透過膜２１と、紫外線遮蔽効果を有するＣｒ膜等からなる遮光膜３１とで構成されている。
請求項２に係る本発明の露光マスク用ブランク１０ａの半透過膜２１の紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を持たせてある。
この半透過膜２１のパターン露光における作用効果について、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
図４（ａ）に示すガラス基板１１上に波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有する半透過膜２１とＣｒ膜等からなる遮光膜３１とが形成された本発明の露光マスク用ブランク１０をパターニング処理して、マスクパターンＰ1及びマスクパターンＰ2が形成された露光マスク１０ｂを用いて、ガラス基板５１上に形成されたネガレジスト７２をパターン露光し(図４（ｂ）参照)、現像処理して、ネガレジスト７２の膜厚と同等でパターン化されたレジストパターン７２ａとネガレジスト７２の膜厚よりも膜減りしたレジストパターン７２ｂが得られる。
この半透過膜２１のパターン露光における作用効果について、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
図４（ａ）に示すガラス基板１１上に波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有する半透過膜２１とＣｒ膜等からなる遮光膜３１とが形成された本発明の露光マスク用ブランク１０をパターニング処理して、マスクパターンＰ1及びマスクパターンＰ2が形成された露光マスク１０ｂを用いて、ガラス基板５１上に形成されたネガレジスト７２をパターン露光し(図４（ｂ）参照)、現像処理して、ネガレジスト７２の膜厚と同等でパターン化されたレジストパターン７２ａとネガレジスト７２の膜厚よりも膜減りしたレジストパターン７２ｂが得られる。
これは、マスクパターンＰ1からは通常の露光波長の露光光が照射され、マスクパターンＰ2から照射される露光光は、半透過膜２１ａにて３００ｎｍで５％以下、３８０ｎｍで４５％以上の透過率制御を行っているので、ネガレジスト７２にマスクパターンＰ1とマスクターンＰ2で同じ露光量でパターン露光した場合マスクパターンＰ1では、ネガレジストが完全に硬化する露光条件になっているのでほぼレジスト厚相当のマスクパターン形状に応じたレジストパターン７２ａが、マスクパターンＰ2では、半透過膜２１ａにより露光光の波長選択と露光制御が行われるため、レジストパターン７２ａよりも膜厚が減少したレジストパターン７２ｂが形成される。
このことから、本発明の露光用マスクを用いて一括露光することにより、１枚の露光マスクで高さの異なるレジストパターンを同時に得ることができる。
このことから、本発明の露光用マスクを用いて一括露光することにより、１枚の露光マスクで高さの異なるレジストパターンを同時に得ることができる。
請求項３に係る本発明の露光マスク用ブランクは、半透過膜２１が酸化インジウムと酸化錫の化合物膜からなるＩＴＯ膜で構成されており、半透過膜２１の光学特性（紫外光に対して、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上の透過率特性）を満たすために、酸化錫が原子数比で１０％以下含有されるようにしている。
以下、本発明の露光マスク用ブランクの製造方法について説明する。
請求項４に係る露光マスク用ブランク１０の製造方法は、まず、ガラス基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を成膜する。
図５に、ＡｒとＯ2の総流量に対してＯ2流量を０％から４％まで変化させて成膜した時の半透過膜２１の分光透過率データを示す。図５で、波長３８０ｎｍでの分光透過率は、Ｔ１：１８．２％、Ｔ２：４１．８％、Ｔ３：５３．８％、Ｔ４：６２．４％、Ｔ５：６３．２％となり、番号が大きくなるほど、Ｏ2流量を高めて成膜した膜である。一方、波長３００ｎｍでの透過率は全て５％以下を満足している。この結果から、Ｔ３以上でほぼ所望の分光透過率特性が得られるが、これはほぼ０．６％以上のＯ2流量で作製した膜である。
さらに、その上にＣｒ膜等からなる遮光膜３１を形成して、本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク１０を得る。半透過膜２１と遮光膜３１の膜厚はそれぞれ２５００Å、１０００Å程度であり、遮光膜３１は金属Ｃｒ膜の上に酸化Ｃｒ膜を積層した２層構成が一般的である。
請求項４に係る露光マスク用ブランク１０の製造方法は、まず、ガラス基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を成膜する。
図５に、ＡｒとＯ2の総流量に対してＯ2流量を０％から４％まで変化させて成膜した時の半透過膜２１の分光透過率データを示す。図５で、波長３８０ｎｍでの分光透過率は、Ｔ１：１８．２％、Ｔ２：４１．８％、Ｔ３：５３．８％、Ｔ４：６２．４％、Ｔ５：６３．２％となり、番号が大きくなるほど、Ｏ2流量を高めて成膜した膜である。一方、波長３００ｎｍでの透過率は全て５％以下を満足している。この結果から、Ｔ３以上でほぼ所望の分光透過率特性が得られるが、これはほぼ０．６％以上のＯ2流量で作製した膜である。
さらに、その上にＣｒ膜等からなる遮光膜３１を形成して、本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク１０を得る。半透過膜２１と遮光膜３１の膜厚はそれぞれ２５００Å、１０００Å程度であり、遮光膜３１は金属Ｃｒ膜の上に酸化Ｃｒ膜を積層した２層構成が一般的である。
上記露光マスク用ブランク１０を用いて、請求項５に係る本発明の露光マスクの作製法について説明する。
図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ｆ）〜（ｈ）に本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクを用いて本発明の露光マスクを作成する製造方法の一例を示す。
まず、透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用い、Ｏ2の割合が総流量に対して０．６％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにて、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有するＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を成膜し、さらにその上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる遮光膜３１を形成して露光マスク用ブランク１０を作製する（図６（ａ）参照）。
ここで、半透過膜２１の膜厚は２０００〜３０００Å程度、遮光膜３１は１０００Å前後である。
図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ｆ）〜（ｈ）に本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクを用いて本発明の露光マスクを作成する製造方法の一例を示す。
まず、透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用い、Ｏ2の割合が総流量に対して０．６％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにて、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有するＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を成膜し、さらにその上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる遮光膜３１を形成して露光マスク用ブランク１０を作製する（図６（ａ）参照）。
ここで、半透過膜２１の膜厚は２０００〜３０００Å程度、遮光膜３１は１０００Å前後である。
次に、電子線ポジ型レジストを用いてスピンナー塗布等により所定厚のレジスト４１を形成する（図６（ｂ）参照）。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画を行い、現像処理して、完全にレジストを除去した開口部４２と、露光ドーズ量を調整して一部レジストを残したレジストパターン４１ａを形成する（図６（ｃ）参照）。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画を行い、現像処理して、完全にレジストを除去した開口部４２と、露光ドーズ量を調整して一部レジストを残したレジストパターン４１ａを形成する（図６（ｃ）参照）。
次いで、このレジストパターン４１ａをマスクにして開口部４２の遮光膜３１のエッチングを行なう（図６（ｄ）参照）。さらに引き続いて、半透過膜２１のエッチングを行なう（図６（ｅ）参照）。
ここで、遮光膜３１のエッチャントとしては、［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを、半透過膜２１のエッチャントとしては、ＦｅＣｌ3＋ＨＣｌ（ＦｅＣｌ3：ＨＣｌ＝１：３）をそれぞれ用いる。
ここで、遮光膜３１のエッチャントとしては、［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを、半透過膜２１のエッチャントとしては、ＦｅＣｌ3＋ＨＣｌ（ＦｅＣｌ3：ＨＣｌ＝１：３）をそれぞれ用いる。
次いで、全面露光を行ない、レジストパターン４１ａを遮光膜３１界面まで現像により除去し、レジストパターン４１ｂを形成する（図７（ｆ）参照）。
このとき、レジストパターン４１ａ以外のレジストは残すため、オーバー露光にならないように注意する。
次に、レジストパターン４１ｂをマスクにして上記Ｃｒエッチャントにて遮光膜３１をエッチングにて除去する（図７（ｇ）参照）。
このとき、レジストパターン４１ａ以外のレジストは残すため、オーバー露光にならないように注意する。
次に、レジストパターン４１ｂをマスクにして上記Ｃｒエッチャントにて遮光膜３１をエッチングにて除去する（図７（ｇ）参照）。
最後に、レジストパターン４１ｂを剥離することにより、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有する半透過膜によるマスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａを有する本発明の露光マスク１０ａを得る（図７（ｈ）参照）。
ここで、露光マスク１０ａのマスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａは、開口部２２が柱状スペーサー形成用のパターンとして、マスクパターン２１ａがオーバーコート層形成用のパターンとして、遮光パターン３１ａがオーバーコート層のパターニング用として作用する。
ここで、露光マスク１０ａのマスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａは、開口部２２が柱状スペーサー形成用のパターンとして、マスクパターン２１ａがオーバーコート層形成用のパターンとして、遮光パターン３１ａがオーバーコート層のパターニング用として作用する。
以下、請求項６または７に係る本発明の液晶表示装置用カラーフィルタの作製法について述べる。
図８（ａ）〜（ｅ）及び図９（ｆ）〜（ｈ）は液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の一例を示す部分構成断面図である。
まず、ガラス基板５１の裏面に裏ＩＴＯ５２を形成する（図８（ａ）参照）。
次に、カーボンブラック等の遮光剤を分散した黒色の感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ガラス基板５１上の所定位置にブラックマトリックス５３を形成する（図８（ｂ）参照）。
ここで、裏ＩＴＯ５２としては酸化インジウム系の透明導電膜が一般的である。
また、遮光材としては、カーボンブラックの他に酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉及び赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。
図８（ａ）〜（ｅ）及び図９（ｆ）〜（ｈ）は液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の一例を示す部分構成断面図である。
まず、ガラス基板５１の裏面に裏ＩＴＯ５２を形成する（図８（ａ）参照）。
次に、カーボンブラック等の遮光剤を分散した黒色の感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ガラス基板５１上の所定位置にブラックマトリックス５３を形成する（図８（ｂ）参照）。
ここで、裏ＩＴＯ５２としては酸化インジウム系の透明導電膜が一般的である。
また、遮光材としては、カーボンブラックの他に酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉及び赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。
次に、赤色の有機顔料をエポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、ポリエステル系及びポリビニル系等の樹脂溶液に分散し、感光性を持たせた着色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布して、感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ガラス基板５１上の所定位置のブラックマトリックス５３間に赤色フィルタ６１Ｒを形成する（図８（ｃ）参照）。
次に、緑色の有機顔料をエポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、ポリエステル系及びポリビニル系等の樹脂溶液に分散し、感光性を持たせた着色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布して、感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ガラス基板５１上の所定位置のブラックマトリックス５３間に緑色フィルタ６２Ｇを形成する（図８（ｄ）参照）。
次に、青色の有機顔料をエポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ウレタン系、ポリエステル系及びポリビニル系等の樹脂溶液に分散し、感光性を持たせた着色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布して、感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、ガラス基板５１上の所定位置のブラックマトリックス５３間に青色フィルタ６３Ｂを形成する（図８（ｅ）参照）。
上記赤色、緑色、青色の有機顔料としてはフタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドンアントラキノン系、ペリレン系及びペリノン系等が使用される。
上記赤色、緑色、青色の有機顔料としてはフタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ系、キナクリドンアントラキノン系、ペリレン系及びペリノン系等が使用される。
次に、ネガ型の感光性樹脂を用いて柱状スペーサー及びオーバーコート層を形成するための所定厚の感光性樹脂層７１を形成する（図９（ｆ）参照）。
感光性樹脂層７１の膜厚は、柱状スペーサーの高さによって設定される。
感光性樹脂層７１の膜厚は、柱状スペーサーの高さによって設定される。
ここで、ネガ型の感光性樹脂としては、エポキシ系、アクリル系ノボラック系の感光性樹脂が使用できる。
次に、マスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａを有する本発明の露光マスク１０ａを用いて感光性樹脂層７１を露光する（図９（ｇ）参照）。
感光性樹脂層７１の膜厚は、柱状スペーサーの高さによって設定される。
この露光処理は感光性樹脂層７１に柱状スペーサー及びオーバーコート層のパターン潜像を形成するためのものである。
また、遮光パターン３１ａは、液晶表示装置用カラーフィルタ周辺部のオーバーコート層を除去するためのものである。
感光性樹脂層７１の膜厚は、柱状スペーサーの高さによって設定される。
この露光処理は感光性樹脂層７１に柱状スペーサー及びオーバーコート層のパターン潜像を形成するためのものである。
また、遮光パターン３１ａは、液晶表示装置用カラーフィルタ周辺部のオーバーコート層を除去するためのものである。
次に、所定の現像液で感光性樹脂層７１を現像処理し、柱状スペーサー７１ａ及びオーバーコート層７１ｂを形成し、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタ１００を得る（図９（ｈ）参照）。
このように、本発明の露光マスク１０ａを用いることにより、１回の露光で高さの異なる柱状スペーサー７１ａ及びオーバーコート層７１ｂを形成することができ、液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の簡略化及び液晶表示装置用カラーフィルタの製造コストの低減につなげることができる。
ここで、柱状スペーサー７１ａはブラックマトリックス５３上に形成され、高さ５μｍ前後の柱状が一般的である。オーバーコート層７１ｂは赤色、緑色及び青色カラーフィルタ上に形成され、高さ１．５μｍ前後の膜厚が一般的である。
また、液晶表示装置用カラーフィルタ１００は横電界方式の液晶表示装置に組み込まれ、視野角の広いカラー液晶ディスプレイとして展開されている。
このように、本発明の露光マスク１０ａを用いることにより、１回の露光で高さの異なる柱状スペーサー７１ａ及びオーバーコート層７１ｂを形成することができ、液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の簡略化及び液晶表示装置用カラーフィルタの製造コストの低減につなげることができる。
ここで、柱状スペーサー７１ａはブラックマトリックス５３上に形成され、高さ５μｍ前後の柱状が一般的である。オーバーコート層７１ｂは赤色、緑色及び青色カラーフィルタ上に形成され、高さ１．５μｍ前後の膜厚が一般的である。
また、液晶表示装置用カラーフィルタ１００は横電界方式の液晶表示装置に組み込まれ、視野角の広いカラー液晶ディスプレイとして展開されている。
まず、ガラス基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたガス圧０．２５Ｐａ
のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｏ2の割合が総流量に対して０．６％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにて膜厚２５００Åの波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有するＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を形成した。
さらに、その上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる膜厚１０００Åの遮光膜３１をスパッターにて形成して露光マスク用ブランク１０を作製した（図１参照）
のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｏ2の割合が総流量に対して０．６％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにて膜厚２５００Åの波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上の透過率特性を有するＩＴＯ膜からなる半透過膜２１を形成した。
さらに、その上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる膜厚１０００Åの遮光膜３１をスパッターにて形成して露光マスク用ブランク１０を作製した（図１参照）
まず、露光マスク用ブランク１０上に、電子線ポジ型レジストを用いてスピンナー塗布等により所定厚のレジスト４１を形成した（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画を行い、現像処理して、完全にレジストを除去した開口部４２と、露光ドーズ量を調整して一部レジストを残したレジストパターン４１ａを形成した（図６（ｃ）参照）
次に、レジストパターン４１ａをマスクにして開口部４２の遮光膜３１を［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを用いてエッチングした（図６（ｄ）参照）。
さらに、ＦｅＣｌ3＋ＨＣｌ（ＦｅＣｌ3：ＨＣｌ＝１：３）からなるエッチャントを用いて、半透過膜２１のエッチングを行なった（図６（ｅ）参照）。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画を行い、現像処理して、完全にレジストを除去した開口部４２と、露光ドーズ量を調整して一部レジストを残したレジストパターン４１ａを形成した（図６（ｃ）参照）
次に、レジストパターン４１ａをマスクにして開口部４２の遮光膜３１を［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを用いてエッチングした（図６（ｄ）参照）。
さらに、ＦｅＣｌ3＋ＨＣｌ（ＦｅＣｌ3：ＨＣｌ＝１：３）からなるエッチャントを用いて、半透過膜２１のエッチングを行なった（図６（ｅ）参照）。
次に、全面露光を行ない、現像にてレジストパターン４１ａを除去し、レジストパターン４１ｂを形成した（図７（ｆ）参照）。
次に、レジストパターン４１ｂをマスクにして［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントにて遮光膜３１をエッチングにて除去した（図７（ｇ）参照）。
次に、レジストパターン４１ｂをマスクにして［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントにて遮光膜３１をエッチングにて除去した（図７（ｇ）参照）。
最後に、レジストパターン４１ｂを剥離することにより、マスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａを有する本発明の露光マスク１０ａを得た（図２及び図７（ｈ）参照）。
まず、０．７ｍｍ厚の無アルカリガラス（ＯＡ−２：日本電気硝子（株）製）からなるガラス基板５１の裏面に裏ＩＴＯ５２を形成した（図８（ａ）参照）。
次に、ガラス基板５１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、黒色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、幅１４μｍ、高さ１．３μｍのブラックマトリクス５３を形成した（図８（ｂ）参照）。
次に、ガラス基板５１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、黒色感光性樹脂層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、幅１４μｍ、高さ１．３μｍのブラックマトリクス５３を形成した（図８（ｂ）参照）。
次に、アクリル系樹脂にジアントラキノン系顔料を分散した感光性樹脂溶液をスピンナーを用いて塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理及び加熱硬化処理を行って、幅８０μｍ、膜厚１．３μｍの赤色カラーフィルタ６１Ｒを形成した（図８（ｃ）参照）。
次に、アクリル系樹脂にフタロシアニングリーン系顔料を分散した感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理及び加熱硬化処理を行って、幅８０μｍ、膜厚１．３μｍの緑色カラーフィルタ６２Ｇを形成した（図８（ｄ）参照）。
次に、アクリル系樹脂にフタロシアニンブルー系顔料を分散した感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定の露光マスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理及び加熱硬化処理を行って、幅８０μｍ、膜厚１．３μ
ｍの青色カラーフィルタ６３Ｂを形成した（図８（ｅ）参照）。
ｍの青色カラーフィルタ６３Ｂを形成した（図８（ｅ）参照）。
次に、アクリル系樹脂を主成分とした感光性樹脂溶液をスピンナーで塗布し、カラーフィルタ上に５μｍ厚の感光性樹脂層７１を形成した（図９（ｆ）参照）。
次に、マスクパターン２１ａ、開口部２２及び遮光パターン３１ａを有する本発明の露光マスク１０ａを用いて感光性樹脂層７１を露光した（図９（ｇ）参照）。
次に、アルカリ現像液で感光性樹脂層７１を現像処理し、高さ５μｍ、幅１４μｍの柱状スペーサー７１ａ及び１．０μｍ厚のオーバーコート層７１ｂを形成し、本発明の液晶表示装置用カラーフィルタ１００を得た（図９（ｈ）参照）。
上記したように、本発明の露光マスク１０ａを用いることにより、液晶表示装置用カラーフィルタ上に１回の露光で高さの異なる柱状スペーサー７１ａ及びオーバーコート層７１ｂを形成することができ、液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程の簡略化及び液晶表示装置用カラーフィルタの製造コストの低減につなげることができる。
１０……露光マスク用ブランク
１０ａ、１０ｂ……露光マスク
１１、５１……ガラス基板
２１……半透過膜
２１ａ……マスクパターン
２２……開口部
３１……遮光膜
３１ａ……遮光パターン
４１……レジスト
４１ａ、４１ｂ……レジストパターン
４２……開口部
５２……裏ＩＴＯ
５３……ブラックマトリクス
６１Ｒ……赤色フィルタ
６２Ｇ……緑色フィルタ
６３Ｂ……青色フィルタ
７１……感光性樹脂層
７１ａ……柱状スペーサー
７１ｂ……オーバーコート層
７２……ネガレジスト
７２ａ、７２ｂ……レジストパターン
７３……オーバーコート層
７４……柱状スペーサー
Ｐ1、Ｐ2……マスクパターン
１０ａ、１０ｂ……露光マスク
１１、５１……ガラス基板
２１……半透過膜
２１ａ……マスクパターン
２２……開口部
３１……遮光膜
３１ａ……遮光パターン
４１……レジスト
４１ａ、４１ｂ……レジストパターン
４２……開口部
５２……裏ＩＴＯ
５３……ブラックマトリクス
６１Ｒ……赤色フィルタ
６２Ｇ……緑色フィルタ
６３Ｂ……青色フィルタ
７１……感光性樹脂層
７１ａ……柱状スペーサー
７１ｂ……オーバーコート層
７２……ネガレジスト
７２ａ、７２ｂ……レジストパターン
７３……オーバーコート層
７４……柱状スペーサー
Ｐ1、Ｐ2……マスクパターン
Claims (7)
- 液晶表示装置用カラーフィルタの柱状スペーサーとオーバーコート層を一括形成するための露光マスク用ブランクであって、ガラス基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜と紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とが形成されていることを特徴とする露光マスク用ブランク。
- 前記半透過膜の紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の露光マスク用ブランク。
- 前記半透過膜は酸化インジウムと酸化錫との化合物膜からなるＩＴＯ膜からなり、前記酸化錫が原子数比で１０％以下含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光マスク用ブランク。
- 前記半透過膜は、キャリアガスと酸素ガスを用いた反応性スパッタリングにより成膜され、前記酸素ガス流量の割合が総流量に対して０．６％以上になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の露光マスク用ブランクの製造方法。
- 請求項１乃至３に記載の露光マスク用ブランクを用いて作製したことを特徴とする露光マスク。
- ガラス基板上に少なくともブラックマトリクス、赤色フィルタ、青色フィルタ、緑色フィルタ、オーバーコート層、柱状スペーサーが形成されてなる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法において、請求項５に記載の露光マスクを用いて柱状スペーサーとオーバーコート層を一括露光にて形成することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
- 請求項６に記載の液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法にて作製されたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタ。
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