JP2009180784A - カラーフィルタ用フォトマスク、カラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配向制御用突起を形成する開口部35の外形は円形又は多角形であり、開口部内に外形と相似な環状遮光部38を有する。開口部の寸法が8〜30μm、環状遮光部の線幅が0.5〜4μmである。
【選択図】図1
Description
図5、及び図6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5、及び図6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。
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。
表示の領域への光散乱層、3)スペーサー機能を有するフォトスペーサー(突起部)、4)液晶の配向制御を行う配向制御用突起、などの種々な機能がカラーフィルタの用途、仕様にもとづき付加されるようになった。
この技法は、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。
平面形状が円形の配向制御用突起(23A)の幅(W3)は、例えば、8〜16μm程度、高さ(H3)は1.0〜1.6μm程度である。透明なフォトレジストを用いて形成される。
このスペーサーは透明な粒子であることから、画素内に液晶と一諸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。
図8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8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。このフォトスペーサー(44)の幅は、15μm程度、高さは4μm程度である。
とフォトマスクの間にギャップを設けて露光を行う近接露光が広く採用されている。このギャップ量は形成するパターンの大きさなどにより異なるものであるが、100μm程度のものである。
このようなフォトマスクを用い、近接露光によって配向制御用突起を形成すると、ギャップによる露光光の干渉及び回折により、配向制御用突起の頭頂部が凹むといった問題が生じる。
配向制御用突起の頭頂部の形状は、液晶の配向を良好に制御する上で重要なものであり、頭頂部に凹みがあると、液晶に配向不良が生じて光漏れをもたらすことになる。
しかしながら、ギャップ量を150μm(G2)以上に保って近接露光を行うと、形成される配向制御用突起の幅及び高さのバラツキは大きなものとなる、といった問題が発生する。
つまり、配向制御用突起を近接露光により形成する際に、ギャップ量を、例えば、150μm(G2)とすることで、頭頂部の形状は良好なものとなるが、幅及び高さのバラツキは大きなものとなる。また、ギャップ量を、例えば、100μm(G2)とすることで、幅及び高さのバラツキは小さなものとなが、頭頂部は凹むといった問題がある。
フォトスペーサーにおいては、その高さの精度が、前記基板間の間隔を保つ上で重要なものであり、ギャップ量として、例えば、100μm(G1)を採用することになる。
つまり、フォトスペーサーの場合には、ギャップを設けた近接露光によって形成する際に
、制約されずにギャップ量を100μm(G1)とした形成が可能であり、その幅、高さ、共にバラツキの範囲は小さなフォトスペーサーが得られる。
この半透過膜(57)は、フォトスペーサーの高さより低い高さを有する配向制御用突起を同一フォトレジストを用い、一回の同時露光で形成するために、配向制御用突起の形成に対応した露光光を減衰させるために設けたものである。
上記半透過膜は、低波長領域に吸収をもたない波長選択性のあるものが好ましい。低波長領域をカットすることで、レジスト膜表面が硬化しにくくなり、フォトスペーサと配向制御用突起の膜厚差がつくようになる。
一方、フォトスペーサーは、前記のように、フォトスペーサーを単独で形成する際のギャップ量、例えば、100μmに比較し、配向制御用突起と同時に形成する際にはギャップ量が150μmとなるので、得られるフォトスペーサーの幅及び高さのバラツキの範囲は、ギャップ量が100μmの際と比較して大きくなるといった問題が生じる。
つまり、配向制御用突起及びフォトスペーサーが共に問題を抱えることになる。
また、該カラーフィルタ用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタを提供することを課題とする。
また、該カラーフィルタ用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタを提供することを課題とする。
1)前記フォトマスク上の、該フォトスペーサーの形成に対応した開口部の外形は円形又は多角形であり、
2)前記フォトマスク上の、該配向制御用突起の形成に対応した開口部の外形は円形又は多角形であり、該開口部内に該外形と相似な環状遮光部を有し、該開口部には半透過膜が設けられていることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。
電膜が形成され、該透明導電膜上に配向制御用突起を形成するカラーフィルタの製造方法において、
1)前記ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素を順次に形成する工程、
2)該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の全面に透明導電膜を形成する工程、
3)該透明導電膜が形成されたガラス基板上に、ネガ型フォトレジストの塗膜を設け、フォトマスクを介した近接露光による露光、及び現像処理により配向制御用突起を形成する工程を具備し、
前記フォトマスクとして請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタ用フォトマスクを用い、配向制御用突起を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
1)前記ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素を順次に形成する工程、
2)該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の全面に透明導電膜を形成する工程、
3)該透明導電膜が形成されたガラス基板上に、ネガ型フォトレジストの塗膜を設け、フォトマスクを介した近接露光による露光、及び現像処理により配向制御用突起及びフォトスペーサーを形成する工程を具備し、
前記フォトマスクとして請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用フォトマスクを用い、配向制御用突起及びフォトスペーサーを同時に形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
型フォトレジストを用い近接露光で露光を行っても、その頭頂部の形状が良好で、且つその幅及び高さのバラツキが小さな配向制御用突起を形成することができ、同時にその幅及び高さのバラツキが小さなフォトスペーサーを形成することができるカラーフィルタ用フォトマスクとなる。
図1は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの一実施例の開口部の部分を拡大して示す平面図である。このカラーフィルタ用フォトマスクは、配向制御用突起を形成するためのものであり、配向制御用突起を形成するフォトレジストとしてネガ型フォトレジストを用いた際のものである。
また、このカラーフィルタ用フォトマスクは、フォトマスクと基板上に設けられたフォトレジスト層との間にギャップを設けた近接露光にて用いられるものである。
図1は、開口部(35)の外形が正八角形であり、環状遮光部(38)の形状は開口部(35)の外形と相似な正八角形の例を示してある。
外径(D1)の寸法が30μm以上の場合には、配向制御用突起の頭頂部は凸状にならない。
また、環状遮光部(38)の線幅(D2)は、0.5〜4μmであることが好ましい。線幅(D2)が0.5μm以下のフォトマスクは、作製するのが困難であり、また、線幅(D2)が4μm以上では、解像してしまい配向制御用突起は環状となる。
この開口部(35)は、前記図1に示すように、その開口部の中央部に環状遮光部(38)を有する開口部である。フォトスペーサーの形成に対応した開口部(36)は、前記図9に示す開口部(54)のような光透過部を有したものである。
半透過膜(37)としては、例えば、フォトマスクを製造する際に成膜したクロム膜をフォトエチングして更に薄膜にした半透過膜が用いられる。本発明における波長選択性を有する薄膜は、ITO薄膜、Ti、Wを含む化合物薄膜、或いは、Ti、Moを含む化合物薄膜などであり、これらを用いると波長によって透過率の異なる半透過膜を形成することができる。
23A、MV・・・配向制御用突起
33、53・・・遮光部
35・・・本発明における配向制御用突起の形成に対応した開口部
36、56・・・フォトスペーサーの形成に対応した開口部
37、57・・・半透過膜
38・・・環状遮光部
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
42・・・着色画素
43・・・透明導電膜
44、PS・・・フォトスペーサー
50・・・石英基板
54・・・開口部
55・・・配向制御用突起の形成に対応した開口部
60・・・フォトレジスト層
E・・・露光光
G・・・近接露光のギャップ
PM・・・フォトマスク
PM1、PM2・・・本発明によるフォトマスク
Claims (9)
- ネガ型フォトレジストを用い、近接露光により配向制御用突起を形成する際に使用するフォトマスクにおいて、前記フォトマスク上の、該配向制御用突起の形成に対応した開口部の外形は円形又は多角形であり、該開口部内に該外形と相似な環状遮光部を有することを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスク。
- 前記開口部の外形の寸法が8〜30μm、環状遮光部の線幅が0.5〜4μmであることを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ用フォトマスク。
- ネガ型フォトレジストを用い、近接露光により配向制御用突起及びフォトスペーサーを1露光で同時に形成する際に使用するフォトマスクにおいて、
1)前記フォトマスク上の、該フォトスペーサーの形成に対応した開口部の外形は円形又は多角形であり、
2)前記フォトマスク上の、該配向制御用突起の形成に対応した開口部の外形は円形又は多角形であり、該開口部内に該外形と相似な環状遮光部を有し、該開口部には半透過膜が設けられていることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスク。 - 前記配向制御用突起の形成に対応した開口部の外形の寸法が8〜30μm、環状遮光部の線幅が0.5〜4μmであることを特徴とする請求項3記載のカラーフィルタ用フォトマスク。
- 前記半透過膜が波長選択性を有する薄膜であることを特徴とする請求項3又は請求項4記載のカラーフィルタ用フォトマスク。
- ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜が形成され、該透明導電膜上に配向制御用突起を形成するカラーフィルタの製造方法において、
1)前記ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素を順次に形成する工程、
2)該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の全面に透明導電膜を形成する工程、
3)該透明導電膜が形成されたガラス基板上に、ネガ型フォトレジストの塗膜を設け、フォトマスクを介した近接露光による露光、及び現像処理により配向制御用突起を形成する工程を具備し、
前記フォトマスクとして請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタ用フォトマスクを用い、配向制御用突起を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜が形成され、該透明導電膜上に配向制御用突起及びフォトスペーサーを形成するカラーフィルタの製造方法において、
1)前記ガラス基板上に少なくともブラックマトリックス、着色画素を順次に形成する工程、
2)該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の全面に透明導電膜を形成する工程、
3)該透明導電膜が形成されたガラス基板上に、ネガ型フォトレジストの塗膜を設け、フォトマスクを介した近接露光による露光、及び現像処理により配向制御用突起及びフォトスペーサーを形成する工程を具備し、
前記フォトマスクとして請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ用フォトマスクを用い、配向制御用突起及びフォトスペーサーを同時に形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 請求項6記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項7記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタ。
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