JP2006313288A

JP2006313288A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JP2006313288A
Application number: JP2005136685A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fujii; 幸男藤井; Koichi Rokuhara; 行一六原
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-16

Abstract

【課題】多段厚みの膜パターンを効率よく形成可能なカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】多階調パターンを感光膜に対して露光する露光工程と、多階調パターンが露光された感光膜を現像して多段膜３０ｂを形成する現像工程と、多段膜３０ｂを洗浄する洗浄工程と、備えるカラーフィルタの製造方法である。露光工程では、感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて投影することにより多階調パターンを露光し、洗浄工程では、多段膜３０ｂに対して斜めに液滴を噴射する。
【選択図】図６

Description

本発明はカラーフィルタの製造方法に関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの平面ディスプレイや、電子回路の製造など、数μｍ〜１００μmの精密なパターンを形成することが要求される用途では、フォトリソグラフィー法が主として採用される。

フォトリソグラフィー法は、基板への感光膜（レジスト）の塗布、感光膜へ光パターンを照射する露光、感光膜の現像による感光膜の一部除去等を含む工程である。
近年では、カラーフィルタの製造において、より複雑な形状の膜の形成が求められている。例えば、高視野角技術として注目されている垂直配向型の液晶パネルでは、液晶の配向方向を規制するためにカラーフィルタ表面に１μｍ程度の突起構造が形成される。また、カラーフィルタ表面に同様に液晶のセルギャップを既定するためのスペーサ（２〜４μｍ）が形成される。また、半透過タイプの液晶パネルにおいては、透過領域と反射領域のセルギャップを個別に調節するべくカラーフィルタの表面を多段に加工することが行われている。このようにカラーフィルタのフォトリソグラフィー工程は増加しているが、一方で、カラーフィルタのコストダウンの要求は厳しく、工程簡略化への要求は強い。

上述のような複雑形状の膜をフォトリソグラフィー法によって簡易に形成するには、多階調パターンの露光によって多段厚みの膜すなわち多段膜を形成することが好ましい。そして、このような多階調パターンを露光する方法としては、透過率が互いに異なる領域を配置したフォトマスク（いわゆる階調マスク）を用いて露光する方法がある。
特開平０８−１６６５０６号公報特開２００２−０２３１５０号公報

しかしながら、このような階調マスクは極めて高価である。さらに、大面積のフォトマスクの透過率を厳密に管理することは極めて困難であり、露光量の管理が不十分となるために多階調パターンの露光精度も不十分となる。したがって、カラーフィルタの製造において、階調マスクを用いないで多段膜を形成する方法が求められている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、多段膜を低コスト、かつ、精度良く形成可能な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。

本発明者らが鋭意検討した結果、感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて投影することにより多階調パターンを露光し、その後現像して多段の膜を得、さらに、その後液滴を斜めに噴射してこの多段の膜を洗浄することにより極めて精度の高い多段膜を得ることができることを見出し本発明を完成するに至った。

本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、多階調パターンを感光膜に対して露光する露光工程と、多階調パターンが露光された感光膜を現像して多段膜を形成する現像工程と、多段膜を洗浄する洗浄工程と、を備えるカラーフィルタの製造方法である。露光工程では、感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて投影することにより多階調パターンを露光する。また、洗浄工程では、多段膜に対して斜めに液滴を噴射する。

本発明によれば、光ドットをずらして重ねて複数回露光することにより感光膜に多階調パターンが露光され、この感光膜を現像することにより多段膜が形成される。

ここで、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して複数回重ねて露光するので、光ドットのサイズより小さな解像度での多階調パターンの形成が可能となる。これにより、多段膜における斜線や曲線をスムーズなものとすることができ、また、モアレ現象の発生を抑制することもできる。

また、光ドットの多重投影により多階調パターンを形成するので、多階調マスクを用いる場合に比べて、多階調パターンの照度の管理が容易であって高精度のパターニングが可能となり、また、低コストでの実施が可能となり、さらに、パターンの大型化にも容易に対応できる。

また、ビームをポリゴンミラー等によりスキャンさせるのではなく、光ドットをその投影位置をずらしながら重ねていくので、感光膜に入射する光の入射角が、ポリゴンミラーによるビームのスキャン等に比べて、多階調パターン内でばらつきにくい。したがって、現像後の多段膜のパターンの断面形状がほぼ均一となり、光ドットの境界におけるムラが生じにくい。

さらに、現像後に多段膜に対して斜めに液滴を噴射することによりこの現像後の多段膜を洗浄するので、多段パターニングされた膜において不可避的に発生する残渣（突起等）が効果的に除去される。特に、多段膜に特有の中間階調領域の部分には残渣が残りやすいが、液滴の斜め噴射により十分に未溶解樹脂等の残渣が除去され、パターンのエッジ形状がシャープになり、各段における厚みを均一にしやすい。

ここで、露光工程では、感光膜に対して光ドットを投影する状態又は感光膜に対して光ドットを投影しない状態を選択可能な光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いて、各光変調素子の状態に応じた光ドットの有無により形成される単階調パターンを感光膜に対して露光すると共に、この単階調パターンを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて露光することが好ましい。

これによれば、単階調パターンを重ねて複数回露光することにより感光膜に多階調パターンを好適に露光することができる。また、空間光変調器を用いて単階調パターンの露光を行うので、照度の管理がより容易であり、大型基板への適用もより容易である。

また、このような光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いてずらしながら露光する際には、空間光変調器の幅に起因するムラやモアレが発生する場合があるが、本発明では斜めに液滴を噴射することによって不要な残渣が効率的に除去されるため、このようなムラやモアレの低減の効果も大きい。

ここで、光変調素子としては、単階調パターンの各ドットの明暗に応じて、光源からの光を感光膜へ反射させる又は透過させる第一の状態、又は、光源からの光を感光膜へ反射させない又は透過させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものを好適に利用できる。

また、カラーフィルタの具体例としては、平面ディスプレイ用のカラーフィルタが挙げられる。

また、このような製造方法によって、例えば、カラーフィルタにおける、ブラックマトリクス、透明着色樹脂層、透明平坦化層、配向規制構造、散乱層、マイクロレンズ、スペーサ等を形成することができる。

感光膜の具体例としては、遮光性樹脂層、無色透明樹脂層、透明着色樹脂層等が挙げられる。

本発明によれば、多段膜を低コストかつ高精度に形成可能なカラーフィルタの製造方法が提供される。

本実施形態にかかるカラーフィルタの製造方法について説明する。

ここでは、カラーフィルタの透明平坦化層に凹凸構造のパターニングをするべく、透明なネガ型の感光膜３０ａに多階調パターン１２を露光し、現像し、洗浄するパターニング方法について説明する。

まず、本実施形態では、以下に示すような露光装置１を用いて感光膜３０ａに多階調パターンを露光する。この露光装置１は、基板３０に対して光の多階調パターン１２を照射する装置であり、少なくとも、基板３０を支持するステージ４０、ステージ４０を駆動するステージ駆動部４５、光源５０、光の単階調パターン１７を形成する空間光変調器６０、及び、コンピュータ装置７０を備えている。

ステージ４０は、その上面に基板３０を載置する。ステージ駆動部４５は、このステージ４０を駆動することにより空間光変調器６０から照射される光の単階調パターン１７を基板３０上の所望の位置に露光させることができる。基板３０の上面には少なくとも感光膜３０ａが設けられている。ステージ駆動部４５は、ステージ４０上の感光膜３０ａを、空間光変調器６０に対して、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙに移動させることができる。

光源５０は、空間光変調器６０に対して光を照射する光源である。光源の光の周波数は、感光膜３０ａにおいて光反応を進行させることが可能であれば特に限定されないが、２００〜４５０ｎｍ程度の波長を用いることが好ましい。このような波長の光を出射する光源としては、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、半導体やＹＡＧ等の各種レーザまたはこれらの高次階調波が挙げられる。光源５０は、空間光変調器６０に設けられた全ての光変調素子６２（後述）に光を照射する。

空間光変調器６０は、その表面に、行列状に配列された複数の光変調素子６２を有しており、ステージ４０の上方に基板３０に面して設けられている。各光変調素子６２は、後述するコンピュータ装置７０の露光制御部７６に制御され、それぞれ、光源５０からの光を感光膜３０ａへ投影する第一の状態（図１のＢ１参照）、又は、光源５０からの光を感光膜３０ａ以外の部分へ導く、すなわち、感光膜３０ａへ投影しない第二の状態（図１のＢ２参照）のいずれかの状態に定められる。

第１の状態にされた光変調素子６２によって感光膜３０ａ上には光ドットが投影され、第２の状態にされた光変調素子６２によって感光膜３０ａ上には光が照射されない暗ドットが形成される。したがって、各光変調素子６２の状態に応じて、感光膜３０ａ上には、光ドット又は暗ドットが行列状に組み合わされた二次元状の光の単階調パターン１７が投影される。

具体的には、空間光変調器６０としては、微少ミラー（光変調素子６２）の反射面の傾きを変えて第一の状態と第二の状態とを切り替えるＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、反射型の液晶表示素子（光変調素子６２）を用い反射／非反射を切り替えることにより第１の状態と第２の状態を実現するＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）、複数のリボンからなり１つの光ドット（画素）に対応するリボン群（光変調素子６２）が多数並べられ各リボン群による回折／非回折を切替えることにより第１の状態と第２の状態を実現するＧＬＶ（Grating Light Valve）等の反射型の空間光変調器や、透過形の液晶表示素子（光変調素子６２）を用い透過／非透過を切り替えることにより第１の状態と第２の状態を実現する透過形の空間光変調器等を使用することができる。透過形の空間光変調器を用いる場合には、光源５０は空間光変調器６０を挟んで基板３０と反対側に配置される。なお、空間光変調器６０において、光変調素子６２はｎ，ｍをそれぞれ２以上の整数とした時に、１行ｍ列、ｎ行１列、又は、ｎ行ｍ列に配置されていればよい。

コンピュータ装置７０は、空間光変調器６０、光源５０及びステージ駆動部４５に接続されており、これらを制御する。このコンピュータ装置７０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、少なくとも多階調パターンデータ記憶部７２、単階調パターンデータ生成部７４、及び、露光制御部７６の機能を実行する。

多階調パターンデータ記憶部７２は、基板３０の感光膜３０ａに露光されるべき多階調パターン１２に対応する多階調パターンデータ１０を記憶する（図２参照）。この多階調パターンデータ１０は、多階調パターン１２における各部分の多階調の明暗情報を含むデータであり、露光に先立って外部から公知の方法によって入力されている。ここでは、多階調パターンデータ１０及び多階調パターン１２は任意であるが、例えば、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形輪郭パターン１０ａ，１０ｂ，１０ｃや、曲線輪郭パターン１０ｅや、細線状パターン１０ｅ等を有するパターンであることができ、図２の（ｂ）の露光量分布に示すように、全体として多階調となっている。なお、本明細書の図面においては、多階調パターンにおける黒色の濃い部分が露光量が多い部分を示す。

図１に戻って、単階調パターンデータ生成部７４は、多階調パターンデータ記憶部７２に記憶された多階調パターンデータ１０に基づいて複数の単階調パターンデータ１５を生成する。単階調パターンデータ１５は、例えば、図３に示すようなものである。各単階調パターンデータ１５は、空間光変調器６０における光変調素子６２の配列に対応する複数の画素からなる行列パターンである。各画素は光ドットが投影されるべき画素１５ｏｎ又は光ドットが投影されるべきでない画素１５ｏｆｆにより形成される。本実施形態では、空間光変調器６０により形成される光ドットは概ね正方形であり、画素も正方形とされている。単階調パターンデータ１５の設定方法については後述する。

図１に戻って、露光制御部７６は、単階調パターンデータ生成部７４により生成された複数の単階調パターンデータ１５を空間光変調器６０に供給して各光変調素子６２を駆動すると共に光源５０を駆動し、各単階調パターンデータ１５に対応する単階調パターン１７を感光膜３０ａ上にそれぞれ露光する。

さらに、露光制御部７６は、ステージ４０を主走査方向（Ｘ）や副走査方向（Ｙ）へ駆動し、図４に示すように、単階調パターン１７を互いに一部が重なるように順に重ねて露光させ、単階調パターン１７を重ねることによって多階調パターン１２を露光する。ここで、単階調パターン１７は、単階調パターンデータ１５に対応する単階調パターンであり、各画素は、光ドットが投影されるべき画素１５ｏｎに対応する光ドット１７ｏｎ、又は光ドットが投影されるべきでない画素１５ｏｆｆに対応する暗ドット１７ｏｆｆにより形成される。光ドット１７ｏｎが重なることにより重なり部分の露光量が多くなり、多階調パターンが実現する。

そして、特に本実施形態では、図４に示すように、単階調パターン１７を、一定の方向に、この一定の方向における光ドット１７ｏｎの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつずらしながら順に重ねて露光することにより多階調パターン１２を得る。この場合、光ドット１７ｏｎの径Ｗとは、光ドット１７ｏｎのずらし方向における幅である。したがって、単階調パターン１７をドットの配列における斜め方向にずらす場合には光ドット１７ｏｎについての斜め方向に沿う幅Ｗとなり、単階調パターンを斜め方向でなく単階調パターン１７のドットの配列における行又は列方向にずらす場合には、光ドット１７ｏｎについての当該方向に沿う幅となる。また、光ドットが円形の場合には光ドット１７ｏｎの径は直径となる。

本実施形態では、特に、図４に示すように、単階調パターン１７を、斜め方向に幅Ｗよりも短い距離Ｈずらしながら多数重ねることにより多階調パターン帯１２ｂを得る。

図４では、例示として、図３に示す単階調パターンデータ１５に対応する単階調パターン１７を重ねて露光している。図４より理解されるように、ずらす距離Ｈが光ドットの径Ｗよりも小さいと、光ドット１７ｏｎの一部同士が重なることとなり、単階調パターン１７の光ドット１７ｏｎすなわち画素の大きさよりも細かい解像度で多階調パターン１２の輪郭を描画をすることが可能である。

なお、単階調パターン１７における一つの光ドット１７ｏｎの照度は、感光膜が光により可溶化するポジ型の場合には、光ドット１７ｏｎが一つのみ照射されるとこの後の現像工程において全部の厚みでなく上から一部の厚みのみが除去される程度にその部分が可溶化するように設定され、感光膜３０ａが光により不溶化するネガ型の場合には、一つの光ドット１７ｏｎのみが照射されるとこの後の現像工程において全部の厚みでなく下から一部の厚みのみが残存する程度にその部分が不溶化するように設定される。なお、多段膜の形成にはポジ型感光層を使用することが好ましい。

これにより、光ドット１７ｏｎが複数回重ねられれば重ねられるほど、感光層における可溶化度又は不溶化度が高まることとなる。

さらに、本実施形態では、図５に示すように、単階調パターン１７を斜め方向にずらしながら重ねることによって多階調パターン帯１２ｂを露光し、さらにこの多階調パターン帯１２ｂを互いに平行に複数並べて露光することによって感光膜３０ａのほぼ全体に多階調パターン１２を形成する。このとき、多階調パターン帯１２ｂの幅方向の端部同士は互いに重なるようにされている。

そして、前述した単階調パターンデータ生成部７４では、各単階調パターン１７がこのように重ねて露光されることを前提として、各単階調パターンが重ねられることにより形成する多階調パターン１２すなわち露光量の濃淡が、多階調パターンデータ記憶部７２に記憶された多階調パターンデータ１０に対応するものとなるようにそれぞれ設定される。

これにより、感光膜３０ａ上に、多階調パターンデータ１０に対応する多階調パターン１２が露光され、潜像が形成する。

なお、図４においては、説明を簡単にするために互いに同一な単階調パターン１７を重ね合わせているが、一般的には、互いに異なる単階調パターン１７をずらして重ねることによって、例えば、図２に対応するような任意の多階調パターンを再現することができる。

次に、このように露光された感光膜３０ａを公知の現像液で現像すると、露光量の差に応じて、現像後の感光膜３０ａの厚みは多段となり、例えば、図６に示すような断面構造を有する多段膜３０ｂ（図６参照）が形成する。

具体的には、ネガ型感光性樹脂に対して多階調露光を行うと照射部分が不溶化する傾向があるので、露光量が０の部分の膜厚が一番薄く、露光量が多い部分ほど膜厚が厚くなる多段膜の形成が可能となる。

一方、ポジ型感光性樹脂に対して露光を行うと照射部分が可溶化する傾向があるので、露光量０の部分の膜厚が一番厚く、露光量が増えるにしたがって膜厚が薄くなる多段膜の形成が可能となる。

その後、基板３０上の多段膜３０ｂを洗浄する。ここでは、図６に示すように、液体供給源２０２からの液体をノズル２０１に供給することにより、ノズル２０１から液滴２０４を噴射し、これらの液滴２０４を多段膜３０ｂに当てることにより、多段膜３０ｂに残った残渣、例えば、多段のコーナーに残った残渣部分３０ｚ等を除去する。

液滴２０４を形成する液体としては、具体的には、例えば、水や、現像工程で使用する現像液や、これを希釈した液等を用いることが可能である。また、これらに界面活性剤を添加することも効果的である。

液滴２０４は、ノズル２０１から１〜２５ＭＰａの圧力で吐出することが好ましく、２〜１５ＭＰａの圧力で吐出することがより好ましい。圧力が２５ＭＰａより高すぎるとパターンが破壊する可能性が増し、また、圧力が１ＭＰａよりも小さいと、残渣除去効率が低下する傾向がある。なお好適な液滴径は、１０〜５０μｍである。

また、液滴２０４が、多段膜３０ｂに対して斜めに当たるようにノズル２０１を斜めに配置する。具体的には、図５に示すように、ノズル２０１の軸と、パターニングされた膜３０ｂに垂直な線Ｌと、が為す角をθとすると、θ≠９０°とし、特に５°≦θ≦４５°とすることが好ましい。θが５°を下回る場合には、着弾した液滴２０４が比較的厚みの大きな液層を形成し、その後に着弾する液滴２０４の機械的エネルギーを減少させるため、残渣の除去効率が低下する傾向がある。一方、θが４５°を超える場合には、液滴２０４の飛行距離が長くなる傾向があるため、液滴と空気との摩擦により液滴２０４のエネルギーが減衰するために好ましくない。

なお、具体的には、図６に示すように、基板３０を移動させながら、固定したノズル２０１から多段膜３０ｂに対して液滴２０４を当てることが好ましい。このとき、ノズルの傾斜方向は、図５に示すように、液滴２０４が基板３０の進行方向と逆の方向に向かうように傾斜されることが好ましいが、ノズルを進行方向に向かうように傾斜させても実施は可能である。

その後、洗浄後の多段膜３０ｂに対して、エアー源２１０に接続されたエアーナイフから、エアー流を基板３０の表面に吹き付け、基板３０を乾燥させる。このようにして、多段膜としての透明平坦化膜が完成する。

続いて本実施形態による作用について説明する。

本実施形態によれば、単階調パターン１７を光ドット１７ｏｎの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつ、すなわち、光ドット１７ｏｎを光ドット１７ｏｎの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつずらして感光膜３０ａに重ねて複数回露光している。そうすると、光ドット１７ｏｎが重なった部分の面積は光ドット１７ｏｎよりも小さいので、これを利用して、光ドット１７ｏｎのサイズより小さな解像度で感光膜３０ａに多階調パターン１２を露光することができる。これにより、斜線や曲線をスムーズなものとすることができ、ジグザグの少ない輪郭の形成が可能となって、曲線の再現性や斜線の再現性が向上し高精度な多階調パターンが形成可能となる。さらに、多階調パターンに周期性がある場合、光ドット１７ｏｎの大きさとこの周期との関係によってはモアレが発生する場合があるが、光ドット１７ｏｎの大きさよりも十分に解像度の高い多階調パターンの形成が可能なので、距離Ｈを適切に設定することによりモアレも発生しにくくなる。

また、空間光変調器６０を用いて光ドット１７ｏｎを投影することによって単階調パターン１７を感光膜３０ａに露光しているので、階調マスクを使用する場合に比して単階調パターンにおける照度の管理が容易であり、高精度の多階調パターニングが可能である。さらに、階調マスクを使用しないので、比較的低コストでの実施が可能となり、カラーフィルタのような大面積基板への適用も容易である。

さらに、空間光変調器を用いて光ドットを投影することにより露光を行うので、感光膜３０ａに入射する光の入射角が、ポリゴンミラーによる点光源のスキャン等に比べて、単階調パターン内で殆どばらつかない。したがって、現像後の感光膜３０ａのパターンの断面形状がほぼ均一となり、パターンの周辺におけるムラが生じにくい。

また、多階調パターン帯１２ｂを互いに一部のみが重なるようにずらして並べて重ねて露光している。そのため、それぞれの多階調パターン帯１２ｂ同士の境目における継ぎ目の部分が目立たなくなり、より一層ムラを低減させうる。

加えて、本実施形態では、現像後に、多段膜３０ｂに液滴を斜めに当てることにより洗浄を行っているので、現像後の多段膜のコーナー部等に不可避的に存在する残渣３０ｚ等を効率よく除去でき、高解像度の多段パターンでも精度の高いパターニングが可能となっている。

また、本実施形態では、空間光変調器６０を用いて全体パターン帯１２ｂを平行に並べているので（図５参照）、全体パターン帯１２の幅に起因するムラやモアレが生じることが考えられるが、斜め洗浄によりこのようなモアレやムラの低減も可能となっている。

これらによって、性能の良い大型のカラーフィルタの実現が可能である。

なお、上記実施形態では空間光変調器６０に対してステージ４０を動かしているが、ステージに対して空間光変調器６０を動かしても良く、さらに、ステージ４０及び空間光変調器６０を互いに動かしても良い。

また、特に基板が大型の場合には、光源５０及び空間光変調器６０の組合せを複数備えても良い。

また、上述の移動距離Ｈは光ドットの径よりも小さければ特に限定されない。移動距離Ｈを小さくすると、重なり回数が増えるため、より階調数の大きな多階調パターンを形成し得る。この場合には、特に、感光膜の厚みが連続的に変化するような例えば、ドーム型形状等のパターニングが可能となり、特にスペーサ等に適する。

なお、上記実施形態におけるパターンは、例示であり、必要に応じて様々な多段パターン（多階調パターン）の設定が可能であることは言うまでもない。

さらに、上記実施形態では、複数の光ドットを投影可能な空間光変調器を用いて光ドットを重ねて投影しているが、一つの光ドットのみを投影可能な光学系を用いて一筆書きの要領で光ドットをずらして重ねることにより多階調パターンを形成しても良いのは言うまでも無い。

＜液晶表示素子用カラーフィルタの構造＞
続いて、本発明の製造方法を適用できるカラーフィルタＣＦの例及び液晶ディスプレイＬＣＤの例について図７を参照して説明する。

カラーフィルタＣＦは、無アルカリガラスなどの透明基板６１上に、表示単位としてのＲＧＢ副画素である透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂと、これらの透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂを区画する遮光パターンとしてのブラックマトリクス６３が主として形成されているものである。

ブラックマトリクス６３は、隣接する透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂの境界を区画して混色を防止するもので、極めて高いパターンの精度及び均一性が要求される。ブラックマトリクス６３の形状は、格子状やストライプ状が一般的であるが、表示の解像度を高めるために屈折形状や、多角形形状が採用されることもある。

ブラックマトリクス６３は、クロムやモリブデン、ニッケルといった金属製の遮光性薄膜と反射防止膜とを組み合わせた薄膜をパターニングしたものであってもよく、また、カーボンブラックやチタン化合物やフェライト化合物を分散した遮光性樹脂からなるものであってもよい。遮光性の樹脂としては、感光性を有する物であればこれを直接フォトリソ法でパターニングしてもよく、また、感光性がない場合にはその上にレジストマスクを形成し種々のエッチングにより形成しても良い。

そして、このブラックマトリクス６３の製造工程において、薄膜や遮光性樹脂のパターニング、及び、レジストマスクのパターニングにおいて、上述のパターニング方法を採用した製造方法を用いることにより多段の断面構造等を有するブラックマトリクスが容易に形成できる。

ブラックマトリクス６３の開口内にはR（赤）、G（緑）、B（青）の透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂが所定の順番に形成されている。

透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂは、ブラックマトリクス６３の開口部を覆うパターンに形成される。例えば１画素がRGB三色のストライプで形成される場合、副画素の線幅、すなわち、ブラックマトリクス６３の開口幅は１画素のピッチの約１/３である。

このような透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂも、感光性の透明着色樹脂の直接パターニングや、透明着色樹脂層上に設けたレジストマスクを用いたパターニングにより製造することができ、これらの工程にも上述のパターニング方法を適用できる。

そして、必要に応じて、これらの透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ上に表面を平坦化させる透明平坦化層８０が設けられ、その上にさらに、液晶駆動のための共通電極となる透明導電膜８５が形成される。

透明平坦化層８０は、ブラックマトリクス６３／透明着色樹脂層７３Ｒ、７３Ｇ，７３Ｂに重ねて塗布するもので透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ、ブラックマトリクス６３の段差を埋め、液晶セルに適した平滑性を付与するとともに、カラーフィルタＣＦから汚染物質の溶出を防止する。また、透明平坦化層８０についても液晶セル設計の必要性に応じて、微細なパターニングを行なう場合があり、この場合、上述のパターニング方法を用いることができる。

また、透明導電膜８５としては、ＩＴＯ等を利用できる。透明電極膜８５の表面には、必要に応じてスリット加工（バンク加工）をする場合があるが、これも上述のパターニング方法により行える。

また、視野角特性を改善するための加工として、液晶の配向方向を分割するためのバンクを透明導電膜８５上に形成したり、透明導電膜８５そのものにスリットを形成するなどの加工が行なわれてもよく、この場合にも、上述のパターニング方法を適用できる。

さらに、透明電極膜８５上に液晶のセルギャップを調整するための柱状スペーサ９０の形成が行なわれる。柱状スペーサ９０は、上記のブラックマトリクスや透明着色樹脂層、透明平坦化層のパターンを重ねることでも形成可能であるが、高さ精度や変形特性を極めて厳密に管理することが必要であることから、専用の感光性樹脂層を重ね塗りし、フォトリソ加工で仕上げることが一般に行なわれる。この工程にも上述のパターニング方法を適用できる。

さらに、透明導電膜８５上には必要に応じて配向膜８６が形成される。

なお、透明基板６１上には、ブラックマトリクス６３以外に、ＲＧＢの着色層の重ね合せや貼り合せや品質管理のための図示しないマーク類が形成されていてもよい。

また、半透過型液晶の場合には、液晶セル内の光路長が反射領域では透過領域の２倍となる。このため、透過表示と反射表示の表示特性を同時に最適化するため、反射・透過両用の液晶パネルでは反射部及び透過部毎で互いに異なるセルギャップを形成する場合もある。例えば、反射板の下にかさ上げ層を形成する場合等である。この工程にも上述のパターニング方法を適用できる。

そして、このようにして作成したカラーフィルタの上に、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴを対向配置し、配向膜８６と薄膜トランジスタ基板ＴＦＴとの間に液晶１２０を封入することにより、平面ディスプレイとしての液晶表示素子が完成する。薄膜トランジスタ基板ＴＦＴは、薄膜トランジスタ素子３００の下面に画素電極３０１及び配向膜８７を有しており、薄膜トランジスタ素子３００の上には偏光膜１１５が形成されている。

このようなカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクス６３、透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ、及び、透明平坦化膜８０、透明導電膜８５、柱状スペーサ９０等の段差等の形成において上述のパターニング方法を用いると、継ぎ目によるムラのない視認性に優れた平面ディスプレイが効率よく得られる。さらに、この方法により、透明導電膜と配向膜との間に配向規制構造を有する樹脂層（例えば、ノボラック、アクリル等）を設けてもよく、また液晶パネルの任意の位置に散乱層やマイクロレンズをこの方法により形成しても良い。

特に、このような、カラーフィルタの製造において、例えば、５回から７回程度行われるフォトリソ工程のなかでなるべく多くの露光工程を上述の装置及び方法により行うことでカラーフィルタ及び平面ディスプレイを好適に得ることができる。

なお、上述のカラーフィルタは、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタでなく、白色有機ＥＬ発光素子等を用いた平面ディスプレイ用のカラーフィルタ等にも適用できる。

＜感光膜の材料＞
続いて、上述の方法を用いる際の感光膜を形成する感光性樹脂材料について例示する。

感光性樹脂材料としてはネガ型感光性樹脂とポジ型感光性樹脂とをいずれも利用できる
ここでは、主としてネガ型感光性樹脂について説明する。

＜ネガ型感光材料＞
ネガ型感光性樹脂は、光の照射部分が現像液に対して不溶化し残存するもので、一般にはバインダーポリマー、光重合性化合物、光反応開始材、溶媒、及び、分散剤等の添加物を含み、さらに必要に応じて着色材や遮光材を配合したものが使用される。

＜光重合性化合物（架橋剤）＞
光重合性化合物とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカル、酸などによって重合し得る化合物であって、例えば重合性炭素−炭素不飽和結合を有する化合物が挙げられる。該化合物は、単官能の光重合性化合物であってもよいし、２官能または３官能以上の多官能の光重合性化合物であってもよい。単官能光重合性化合物としては、例えばノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。２官能光重合性化合物としては、例えば１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのビス（アクリロイロキシエチル）エーテル、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。３官能以上の光重合性化合物としては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。好ましい光重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートである。該光重合性化合物はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いられるが、２官能以上の光重合性化合物が好ましく用いられ、２種以上の光重合性化合物を用いる場合には少なくとも１種は２官能以上の光重合性化合物を用いることが好ましい。該光重合性化合物の使用量は、バインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部あたり通常は０．１質量部以上７０質量部以下、好ましくは１質量部以上６０質量部以下である。

＜バインダーポリマー＞
バインダーポリマーとしては、着色剤や遮光剤を分散することができ、着色組成物層に、他成分とともに光照射によって架橋性機能を付与する透明樹脂が使用される。該バインダーポリマーとしては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、メチル（メタ）アクリレートやエチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル化合物、グリシジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル化合物、（メタ）アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−（メタ）アクリロキシメチルオキセタン、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシエチルオキセタン、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシエチルオキセタンのような不飽和カルボン酸オキセタンエステル化合物の重合物、メラミンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。

該バインダーポリマーとしては、単量体はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせた共重合体を使用することもできる。該共重合体としては、例えばベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、スチレン／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／メチルメタクリレート／メタクリル酸／スチレン共重合体などが挙げられる。特に、ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体が好ましい。該共重合体におけるカルボキシル基を有する単量体単位の含有量は質量分率で５〜５０％、好ましくは１０〜４０％である。

該バインダーポリマーは、ポリスチレンを標準としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で求められる重量平均分子量が５，０００〜４００，０００の範囲、さらには１０，０００〜３００，０００の範囲にあるのが好ましい。該バインダーポリマーは、感光性樹脂の全固形分に対して質量分率で通常５〜９０％の範囲、好ましくは２０〜７０％の範囲で用いられる。

＜光重合開始剤＞
光重合開始剤は、光を照射されることによって活性ラジカルを発生する活性ラジカル発生剤が挙げられ、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物などが挙げられる。アセトフェノン系化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパン−１−オンのオリゴマーなどが挙げられる。ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。チオキサントン系化合物としては、例えば、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。トリアジン系化合物としては、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ピペロニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。活性ラジカル発生剤として、例えば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアントラキノン、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物などを用いることもできる。活性ラジカル発生剤として、市販のものを用いることもできる。市販の光重合開始剤としては、例えば、商品名「Irgacure-907」（アセトフェノン系光重合開始剤、Ciba Specialty Chemicals社製）などが挙げられる。これらの光重合開始剤はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。光重合開始剤の使用量は、バインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部に対して通常１質量部以上３０質量部以下、好ましくは３質量部以上２０質量部以下である。

＜光重合開始助剤＞
光重合開始助剤は、光重合開始剤と組み合わせて、光重合開始剤によって開始した光重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物である。光重合開始助剤としては、例えばアミン系化合物、アルコキシアントラセン系化合物などが挙げられる。アミン系化合物としては、例えばトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン（通称ミヒラーズケトン）、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノンなどが挙げられる。アルコキシアントラセン系化合物としては、例えば９，１０−ジメトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。光重合開始助剤として市販のものを用いることもでき、市販の光重合開始助剤としては、例えば商品名「EAB-F」（保土谷化学工業（株）製）などが挙げられる。該光重合開始助剤を用いる場合、その使用量は、光重合開始剤１モルあたり通常１０モル以下、好ましくは０．０１モル以上５モル以下である。光重合開始剤および光重合開始助剤を用いる場合の使用量は、その合計量がバインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部に対して通常１質量部以上３０質量部以下、好ましくは３質量部以上２０質量部以下である。

＜着色剤＞
着色剤としては染料や顔料を用いることができる、顔料としては有機および無機顔料を用いることができ、具体的には、カラーインデックス（The Society of Dyers and Colourists出版）でピグメント（Pigment）に分類されている化合物が挙げられる。

＜遮光材＞
遮光材としては、カーボン、アニリンブラック、ペリレン化号物といった有機顔料、チタンブラック、マグネタイトといった無機顔料が挙げられる。

＜溶媒＞
溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシペンチルアセテートなどのアルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類、アニソール、フェネトール、メチルアニソールなどの芳香族脂肪族エーテル類、アセトン、２−ブタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、４−メチル−２−ペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、乳酸エチル、２−ヒドロキシイソ酪酸メチルなどのエステル類、γ−ブチロラクトンなどの環状エステル類などが挙げられる。こうした溶剤は、それぞれ単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができ、感光性樹脂における溶剤の含有量が質量分率で通常２０質量％以上９０質量％以下、好ましくは５０質量％以上８５質量％以下となるように使用される。

＜添加剤＞
添加剤としては、例えば、充填剤、バインダーポリマー以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、凝集防止剤、有機酸、硬化剤などが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤および両性界面活性剤などが挙げられる。密着促進剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

＜ポジ型感光材料＞
いっぽう、ポジ型感光材料は、光の照射部分が現像液に対して可溶化するもので、一般的には光反応により親水化する化合物と樹脂材料とを複合化することで構成される。ポジ型顔料は、例えば、カラーフィルタの製造においてはCrやALといった金属材料、ITOやIZOといった無機材料の薄膜に積層され、エッチングパターンを形成するために使用される。

ポジ型感光剤は、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリイミド、などを耐薬品性と密着性を有する樹脂と光分解性化合物と組み合わせたものを好適に用いることができる。また、光分解性化合物としてはジアゾナフトキノン及びオルトニトロベンジル化合物の複合物を挙げることができる。さらに、現像後の露光量に対応した残膜量の安定性を高めるためにレジストに顔料や染料、紫外線吸収剤を添加し吸光性を付与することも有効である。

＜実施例１＞
洗浄した５０ｍｍ四方の無アルカリガラス（ダウコーニング社１７３７、厚み０．７ｍｍ）に黒色（遮光性）ポジ型感光性樹脂（東京応化工業（株）製：ＣＦＰＲ−ｐ−ＢＫ−７０）を塗布し、ホットプレート上で１００℃、９０秒間プリベークし、膜厚１．９μｍのフォトレジスト膜を形成した。

このフォトレジスト膜に対して、ダイレクトイメージ描画機（ペンタックス社製ＤＩ−２０８０）を用いて、図８の（ａ）に示すような多階調パターンを露光した。ここで、領域Ａは露光量０ｍＪ／ｃｍ^２の矩形領域、領域Ｂは露光量１００ｍＪ／ｃｍ^２の矩形領域、領域Ｃは露光量２００ｍＪ／ｃｍ^２の矩形領域、領域Ｄは領域Ａ，Ｂ及びＣを取り囲む露光量５００ｍＪ／ｃｍ^２の矩形領域３である。図８（ａ）のＺ−Ｚ線におけるにおける露光量の露光量分布を図８の（ｂ）に示す。

ここでは、１０μm×１０μmの光ドット又は暗ドットを１０２４個×７８０個組み合わせて配置することにより単階調パターンを発生させた。さらに、この単階調パターンを光ドットの径以下の距離ずつ、光ドットの辺に対して斜め方向にずらしながら単階調パターンを順に重ね合わせることにより、図８の（ａ）及び（b）に示すような多階調パターンの露光を行った。また、一つの領域内における照度分布がそれぞれ±３％以内となるようにした。

露光後のフォトレジストを０．５％水酸化カリウム水溶液を用いて２３℃で８０秒シャワー現像し、その後、マイクロジェット洗浄装置を用い、１，２，５，１０，２０，３０ＭＰａの各圧力で液滴を噴射して現像後の膜を洗浄した（実施例１〜６）。ここで、液滴吐出用ノズルは、図６においてθ＝１５°となるように取り付けた。基板全面に対して６０秒程度かけて洗浄を行った後、エアーナイフにより乾燥させ、２２０℃で１８分間熱処理して多段膜を得た。液滴を形成する液体としては、水を用いた。

各多段膜表面形状を、触針式段差計を用いて測定した。各領域の平均厚み及び標準偏差σを図９に示す。

いずれの場合も十分な精度で多段膜の形成ができた。特に、液滴供給圧力を２〜２０ＭＰａにすると、再現性の良い多段膜ができた。また、現像後の感光膜のパターンの周囲におけるムラが殆ど生じなかった。

図１は、実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図２は、多階調パターンデータに関する図であり、（ａ）は単階調パターンデータの平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における露光量分布図である。図３は、単階調パターンデータの平面図である。図４は、感光膜に単階調パターンをずらしながら重ねて露光する様子を示す模式図である。図５は、感光膜に単階調パターンをずらしながら重ねて露光して多階調パターン帯を形成する様子を示す斜視図である。図６は、パターニングされた多段膜を洗浄する様子を示す概念図である。図７は、図１の露光装置で露光することにより作成するカラーフィルタ及び液晶表示素子を示す断面図である。図８は、実施例に関する図面であり、（ａ）は多階調パターンの模式図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ面での露光量分布、及び（ｃ）は現像後の残膜厚みである。図９は、実施例における各領域の平均厚み及び標準偏差σを示す表である。

符号の説明

１０…多階調パターンデータ、１２…多階調パターン、１２ｂ…多階調パターン帯（多階調パターン）、１５…単階調パターンデータ、１７…単階調パターン、１７ｏｎ…光ドット、３０ａ…感光膜、５０…光源、６０…空間光変調器、６２…光変調素子、ＣＦ…カラーフィルタ。

Claims

多階調パターンを感光膜に対して露光する露光工程と、前記多階調パターンが露光された感光膜を現像して多段膜を形成する現像工程と、前記多段膜を洗浄する洗浄工程と、備えるカラーフィルタの製造方法であって、
前記露光工程では、
前記感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、前記光ドットを前記光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら前記感光膜に対して重ねて投影することにより前記多階調パターンを露光し、
前記洗浄工程では、前記多段膜に対して斜めに液滴を噴射するカラーフィルタの製造方法。
前記露光工程では、
前記感光膜に対して光ドットを投影する状態又は前記感光膜に対して光ドットを投影しない状態を選択可能な光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いて、前記各光変調素子の状態に応じた光ドットの有無により形成される単階調パターンを前記感光膜に対して露光すると共に、前記単階調パターンを前記光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら前記感光膜に対して重ねて露光する請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
前記光変調素子は、光源からの光を前記感光膜へ反射させる第一の状態又は光源からの光を前記感光膜へ反射させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものである請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
前記光変調素子は、光源からの光を前記感光膜へ透過させる第一の状態又は光源からの光を前記感光膜へ透過させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものである請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
前記カラーフィルタは平面ディスプレイ用のカラーフィルタである請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
前記現像後の感光膜は、ブラックマトリクス、透明着色樹脂層、透明平坦化層、配向規制構造、散乱層、マイクロレンズ又はスペーサの少なくとも一つである請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。