JP2010002908A - Method of manufacturing black matrix substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a black matrix substrate having a resin type black matrix with high precision. <P>SOLUTION: A photosensitive resin layer including a negative photosensitive resin composition for a black matrix formed on a transparent substrate, is exposed via a photomask having a translucent part and a light shield part in a prescribed pattern and having a light shield part at an intersection of the translucent part which has an I-letter shape or a corridor-like shape and which is continuous with the light shield part. Thereafter, a black matrix pattern is formed by developing, and a black matrix substrate is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はブラックマトリックス基板の製造方法に係り、特に樹脂タイプのブラックマトリックスを備えたブラックマトリックス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a black matrix substrate, and more particularly to a method for manufacturing a black matrix substrate having a resin type black matrix.

近年、フラットディスプレイとして、モノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイが注目されている。液晶ディスプレイには、3原色の制御を行うためにアクティブマトリックス方式および単純マトリックス方式とがあり、いずれの方式においてもカラーフィルタが用いられている。そして、カラーの液晶ディスプレイは構成画素部を3原色(R,G,B)とし、液晶の電気的スイッチングにより3原色の各光の透過を制御してカラー表示を行うものである。   In recent years, monochrome or color liquid crystal displays have attracted attention as flat displays. The liquid crystal display includes an active matrix system and a simple matrix system for controlling the three primary colors, and color filters are used in both systems. In a color liquid crystal display, the constituent pixel portions are set to three primary colors (R, G, B), and color transmission is performed by controlling transmission of light of the three primary colors by electrical switching of the liquid crystal.

液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、透明基板上に各着色パターンと透明電極膜を形成して構成されている。そして、発色効果や表示コントラストを上げるために、着色パターンのR,G,Bの各画素の境界部分に遮光膜(ブラックマトリックス)が形成される。また、アクティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、薄膜トランジスタ(TFT)をスイッチング素子として用いているため、光リーク電流を抑制する必要がある。このため、ブラックマトリックスに対してより高い遮光性が要求されている。   A color filter for a liquid crystal display is formed by forming each colored pattern and a transparent electrode film on a transparent substrate. In order to increase the coloring effect and display contrast, a light shielding film (black matrix) is formed at the boundary between the R, G, and B pixels of the colored pattern. In addition, since an active matrix liquid crystal display uses a thin film transistor (TFT) as a switching element, it is necessary to suppress a light leakage current. For this reason, a higher light shielding property is required for the black matrix.

従来、カラーフィルタを製造するためのブラックマトリックス基板としては、透明基板上に、クロム薄膜をフォトエッチングしてブラックマトリックスを形成したもの、親水性樹脂レリーフを染色してブラックマトリックスとしたもの、黒色顔料等を分散した感光樹脂組成物を用いてブラックマトリックスを形成したもの、黒色電着塗料を電着してブラックマトリックスを形成したもの、印刷によりブラックマトリックスを形成したもの等がある。   Conventionally, as a black matrix substrate for producing a color filter, a black matrix is formed by photoetching a chromium thin film on a transparent substrate, a black matrix is formed by dyeing a hydrophilic resin relief, and a black pigment. There are those in which a black matrix is formed using a photosensitive resin composition in which a black matrix is dispersed, those in which a black matrix is formed by electrodeposition of a black electrodeposition paint, and those in which a black matrix is formed by printing.

上述の黒色顔料等を分散した感光性樹脂組成物を用いてレリーフ形成してブラックマトリックスとする場合、ネガ型の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層をフォトマスクを介したプロキシミティ露光により露光し、その後、現像することによりレリーフパターンを形成する。しかし、プロキシミティ露光における光の回折作用により、感光性樹脂層はフォトマスクの透光部のパターン幅よりも広幅で露光され、特にフォトマスクの透光部が交差する箇所ではこの傾向が著しい。このため、露光後に現像され形成されたブラックマトリックスパターンは、交差箇所において太りがみられ、フォトマスクのパターンに忠実な高精度のブラックマトリックスパターンが得られないという問題があった。   In the case of forming a relief by using the photosensitive resin composition in which the above-described black pigment or the like is dispersed to form a black matrix, the photosensitive resin layer made of the negative photosensitive resin composition is subjected to proximity exposure through a photomask. A relief pattern is formed by exposure and then development. However, due to the light diffraction effect in proximity exposure, the photosensitive resin layer is exposed with a width wider than the pattern width of the light transmitting portion of the photomask, and this tendency is particularly remarkable at the location where the light transmitting portions of the photomask intersect. For this reason, the black matrix pattern developed and formed after exposure is thickened at the intersections, and there is a problem that a highly accurate black matrix pattern faithful to the pattern of the photomask cannot be obtained.

このような問題を解消するために、プロキシミティ露光における感光性樹脂層とフォトマスクとの距離を小さく設定したり、露光に使用する光をより波長の短いものとすることにより、光の回折作用を低減して高精度のブラックマトリックスを形成することが考えられる。しかし、プロキシミティ露光における感光性樹脂層とフォトマスクとの距離を小さく設定すると、透明基板やフォトマスク等に微小なゴミが存在していた場合、フォトマスクへの感光性樹脂組成物の付着が生じ易くなり、このようなフォトマスクを使用した場合、ブラックマトリックスに欠陥が生じるという問題がある。また、露光に使用する光をより波長の短いものとすることにより、ブラックマトリックスの形成に使用できる感光性樹脂組成物の選択の幅が狭まるという問題がある。   In order to solve such problems, the distance between the photosensitive resin layer and the photomask in proximity exposure is set to be small, or the light used for exposure has a shorter wavelength, thereby diffracting light. It is conceivable to form a highly accurate black matrix by reducing the above. However, if the distance between the photosensitive resin layer and the photomask in proximity exposure is set to a small value, adhesion of the photosensitive resin composition to the photomask will occur if there is minute dust on the transparent substrate or photomask. When such a photomask is used, defects occur in the black matrix. Moreover, there is a problem that the range of selection of the photosensitive resin composition that can be used for forming the black matrix is narrowed by making the light used for exposure shorter in wavelength.

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂タイプのブラックマトリックスを高い精度で備えたブラックマトリックス基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a black matrix substrate provided with a resin type black matrix with high accuracy.

このような目的を達成するために、本発明は、透明基板上にブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介してプロキシミティ露光し現像することによりブラックマトリックスパターンを形成するブラックマトリックス基板の製造方法において、フォトマスクは透光部と遮光部とを所定のパターンで備え、透光部の交差箇所内に位置し前記遮光部に連続したI字形状の遮光部を備えたものを使用するような構成とした。   In order to achieve such an object, the present invention applies a negative photosensitive resin composition for a black matrix on a transparent substrate to form a photosensitive resin layer, and the photosensitive resin layer is formed into a black matrix. In the method for manufacturing a black matrix substrate in which a black matrix pattern is formed by proximity exposure through a photomask for development and development, the photomask includes a light-transmitting portion and a light-shielding portion in a predetermined pattern. A configuration in which an I-shaped light-shielding portion that is located in the intersection and is continuous with the light-shielding portion is used.

また、本発明は、透明基板上にブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介してプロキシミティ露光し現像することによりブラックマトリックスパターンを形成するブラックマトリックス基板の製造方法において、フォトマスクは透光部と遮光部とを所定のパターンで備え、透光部の交差箇所を囲むように位置し、かつ、前記遮光部に連続した回廊形状の遮光部を備えたものを使用するような構成とした。   The present invention also provides a method for forming a photosensitive resin layer by applying a negative photosensitive resin composition for black matrix on a transparent substrate, and proxying the photosensitive resin layer through a photomask for black matrix. In the method of manufacturing a black matrix substrate in which a black matrix pattern is formed by exposing and developing with a mity, the photomask is provided with a light-transmitting portion and a light-shielding portion in a predetermined pattern, and is positioned so as to surround the intersection of the light-transmitting portions. And it was set as the structure which used the thing provided with the corridor-shaped light shielding part which followed the said light shielding part.

本発明の他の態様として、I字形状の前記遮光部および回廊形状の前記遮光部の幅は0.5〜5.0μmの範囲であり面積は透光部の交差箇所の面積の1〜30%の範囲であるような構成とした。   As another aspect of the present invention, the width of the I-shaped light-shielding portion and the corridor-shaped light-shielding portion is in the range of 0.5 to 5.0 μm, and the area is 1 to 30 of the area where the light-transmitting portions intersect. % Of the composition.

本発明によれば透明基板上に形成したブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を、透光部と遮光部とを所定のパターンで備え、透光部の交差箇所内に位置し上記遮光部に連続したI字形状の遮光部を備えたフォトマスク、あるいは、透光部の交差箇所を囲むように位置し、かつ、上記遮光部に連続した回廊形状の遮光部を備えたフォトマスクを介して露光し現像することにより、透光部の交差箇所に対応する領域での露光面積の拡大が有効に防止され、感光性樹脂層の露光パターンがフォトマスクの透光部のパターンに極めて近いパターンとなり、高精度のブラックマトリックスを備えたブラックマトリックス基板の製造が可能であり、また、露光における感光性樹脂層とフォトマスクとの距離を小さく設定する必要がなく、したがって、フォトマスクの汚染が防止され、ブラックマトリックス基板の製造歩留が大幅に向上し、さらに、露光に使用する光源に制限がないので、ブラックマトリックスの形成に使用できるネガ型の感光性樹脂組成物の選択の幅が広くなるという効果が奏される。   According to the present invention, a photosensitive resin layer made of a negative photosensitive resin composition for a black matrix formed on a transparent substrate is provided with a light-transmitting portion and a light-shielding portion in a predetermined pattern, and the light-transmitting portion intersects. A photomask provided with an I-shaped light-shielding part that is located within the area and continuous with the light-shielding part, or a corridor-shaped light-shielding that is located so as to surround the intersection of the light-transmitting parts and that is continuous with the light-shielding part By exposing and developing through a photomask having a portion, it is possible to effectively prevent the exposure area from being enlarged in a region corresponding to the intersection of the light-transmitting portions, and the exposure pattern of the photosensitive resin layer can be transmitted through the photomask. The pattern is very close to the pattern of the light part, and it is possible to manufacture a black matrix substrate with a highly accurate black matrix. In addition, the distance between the photosensitive resin layer and the photomask during exposure is small. Therefore, the photomask is prevented from being contaminated, the production yield of the black matrix substrate is greatly improved, and the light source used for exposure is not limited, so that it can be used for forming the black matrix. The effect of widening the range of selection of the photosensitive resin composition is exhibited.

本発明のブラックマトリックス基板の製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating one Embodiment of the manufacturing method of the black matrix board | substrate of this invention. 本発明のブラックマトリックス基板の製造方法において使用するフォトマスクの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the photomask used in the manufacturing method of the black matrix substrate of this invention. 本発明のブラックマトリックス基板の製造方法により形成されたブラックマトリックスの交差部を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the intersection of the black matrix formed by the manufacturing method of the black matrix board | substrate of this invention. 従来のブラックマトリックス基板の製造方法において使用するフォトマスクの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the photomask used in the manufacturing method of the conventional black matrix substrate. 従来のブラックマトリックス基板の製造方法により形成されたブラックマトリックスの交差部を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the intersection of the black matrix formed by the manufacturing method of the conventional black matrix board | substrate. 本発明のブラックマトリックス基板の製造方法において使用するフォトマスクの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the photomask used in the manufacturing method of the black matrix substrate of this invention. 本発明のブラックマトリックス基板の製造方法において使用するフォトマスクの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the photomask used in the manufacturing method of the black matrix substrate of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明のブラックマトリックス基板の製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram for explaining an embodiment of a method for producing a black matrix substrate of the present invention.

図1において、まず、透明基板2にブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層3を形成する(図1(A))。感光性樹脂層3の厚みは、形成しようとするブラックマトリックスの厚みに応じて設定することができ、また、塗布方法は、ロールコート法、スピンコート法、ブレードコート法等の従来公知の塗布手段を用いることができる。   In FIG. 1, first, a negative photosensitive resin composition for black matrix is applied to a transparent substrate 2 to form a photosensitive resin layer 3 (FIG. 1A). The thickness of the photosensitive resin layer 3 can be set according to the thickness of the black matrix to be formed, and the coating method is a conventionally known coating means such as a roll coating method, a spin coating method, or a blade coating method. Can be used.

次に、この感光性樹脂層3をブラックマトリックス用のフォトマスク11を介してプロキシミティ露光を行う(図1(B))。図2は本発明において使用するフォトマスク11の一例を示す平面図であり、図1(B)に示したフォトマスク11は図2のA−A線における断面形状である。   Next, this photosensitive resin layer 3 is subjected to proximity exposure through a photomask 11 for black matrix (FIG. 1B). FIG. 2 is a plan view showing an example of the photomask 11 used in the present invention, and the photomask 11 shown in FIG. 1B has a cross-sectional shape taken along line AA in FIG.

図2において、フォトマスク11は透明基材12に所定のパターンで遮光層を設けて遮光部13A(斜線で示されている)を形成したものであり、この遮光部13Aの非形成領域はブラックマトリックスパターンに相当するマトリックス状の透光部14を構成している。そして、透光部14の交差箇所14aには十字形状に遮光部13B(斜線で示されている)が形成されている。これにより、正方形状である透光部14の交差箇所14aの4か所の角部14bに遮光部13Bが存在することになる。   In FIG. 2, a photomask 11 is obtained by providing a light shielding layer with a predetermined pattern on a transparent substrate 12 to form a light shielding portion 13A (shown by oblique lines). The non-forming region of this light shielding portion 13A is black. A matrix-like light transmitting portion 14 corresponding to the matrix pattern is formed. A light shielding portion 13B (shown by diagonal lines) is formed in a cross shape at the intersection 14a of the light transmitting portion 14. Thereby, the light-shielding part 13B exists in the four corner | angular parts 14b of the intersection 14a of the translucent part 14 which is square shape.

遮光部13Bの線幅は、露光時の照射光の回折作用により感光性樹脂層3を透光部14の交差箇所14aの形状で露光できるような幅とする必要があり、例えば、0.5〜5.0μmの範囲で設定することができる。また、透光部14の交差箇所14aの面積に占める遮光部13Bの面積は1〜30%の範囲で設定することが好ましい。   The line width of the light-shielding portion 13B needs to be a width that allows the photosensitive resin layer 3 to be exposed in the shape of the intersecting portion 14a of the light-transmitting portion 14 by the diffracting action of the irradiation light at the time of exposure. It can set in the range of -5.0 micrometers. Moreover, it is preferable to set the area of the light-shielding part 13B which occupies for the area of the intersection 14a of the translucent part 14 in the range of 1 to 30%.

このようなフォトマスク11を介した感光性樹脂層3の露光により、感光性樹脂層3は光の回折作用によりフォトマスク11の透光部14のパターン幅よりも若干広い幅で露光される。そして、フォトマスク11の透光部14の交差箇所14aに対応する位置の感光性樹脂層3は、上記の遮光部13Bの作用により交差箇所14aの正方形状に極めて近い形状で露光されることになる。   By exposing the photosensitive resin layer 3 through the photomask 11 as described above, the photosensitive resin layer 3 is exposed with a width slightly larger than the pattern width of the light transmitting portion 14 of the photomask 11 due to the diffraction of light. Then, the photosensitive resin layer 3 at a position corresponding to the intersecting portion 14a of the light transmitting portion 14 of the photomask 11 is exposed in a shape very close to the square shape of the intersecting portion 14a by the action of the light shielding portion 13B. Become.

上記のようなフォトマスク11を構成する透明基材および遮光層材料には特に制限はなく、従来からフォトマスクに使用されている材料を使用することができる。   There is no restriction | limiting in particular in the transparent base material and light shielding layer material which comprise the above photomasks 11, The material conventionally used for the photomask can be used.

フォトマスク11を介した感光性樹脂層3のプロキシミティ露光では、使用する光源の波長には特に制限はなく、使用する感光性樹脂組成物に対応して適宜光源を設定することができる。また、感光性樹脂層3とフォトマスク11との距離は、50〜300μmの範囲で任意に設定することができ、フォトマスク11の感光性樹脂組成物による汚染を防止することができる。   In the proximity exposure of the photosensitive resin layer 3 through the photomask 11, the wavelength of the light source to be used is not particularly limited, and the light source can be appropriately set according to the photosensitive resin composition to be used. Further, the distance between the photosensitive resin layer 3 and the photomask 11 can be arbitrarily set within a range of 50 to 300 μm, and contamination of the photomask 11 with the photosensitive resin composition can be prevented.

次に、感光性樹脂層3を現像することにより、ブラックマトリックス4が透明基板2上に形成され、ブラックマトリックス基板1が得られる(図1(C))。   Next, by developing the photosensitive resin layer 3, the black matrix 4 is formed on the transparent substrate 2, and the black matrix substrate 1 is obtained (FIG. 1C).

図3は、このように作製されたブラックマトリックス基板1のブラックマトリックス4の交差部の部分拡大図である。図3において、ブラックマトリックス4(斜線で示されている)は、上述のフォトマスク11の透光部14のパターン(鎖線で示されている)幅wよりも若干広い幅Wを有している。また、ブラックマトリックス4の交差部4aは、フォトマスク11の透光部14の交差箇所14a(二点鎖線で示されている)の正方形状に極めて近い形状であり、交差部4aの4か所の角部4bは湾曲の極めて少ないシャープな形状を呈している。   FIG. 3 is a partially enlarged view of the intersecting portion of the black matrix 4 of the black matrix substrate 1 manufactured as described above. In FIG. 3, the black matrix 4 (shown by oblique lines) has a width W slightly larger than the pattern w (shown by chain lines) of the light transmitting portion 14 of the photomask 11 described above. . Further, the intersection 4a of the black matrix 4 has a shape very close to the square shape of the intersection 14a (indicated by a two-dot chain line) of the light transmitting portion 14 of the photomask 11, and the four portions of the intersection 4a. The corner 4b has a sharp shape with very little curvature.

一方、図4に示されるような透明基材102に所定のパターンで遮光層を設けて遮光部103を形成し、この遮光部103の非形成領域をブラックマトリックスパターンに相当するマトリックス状の透光部104とした従来のフォトマスク101を使用して、上記のようなプロキシミティ露光を行った場合、形成されるブラックマトリックス114は図5に示されるような形状となる。すなわち、ブラックマトリックス114(斜線で示されている)は、フォトマスク101の透光部104のパターン(鎖線で示されている)幅wよりも若干広い幅Wを有している点で、上記のブラックマトリックス4と同様である。しかし、ブラックマトリックス114の交差部114aは、露光時の照射光の回折作用により、フォトマスク101の透光部104の交差箇所104a(二点鎖線で示されている)よりも大きな面積となり、その形状は4か所の角部114bに湾曲が生じたものとなる。このようなブラックマトリックスの角部の湾曲の大きさLを図5に示されるように規定した場合、本発明により製造されたブラックマトリックス基板では、交差部4aの4か所の角部4bにおける湾曲の大きさLを5μm以下とすることが可能であるが、従来の製造方法では、交差部114aの4か所の角部114bにおける湾曲の大きさLは5μmを超えることになる。   On the other hand, a light shielding layer is formed in a predetermined pattern on a transparent substrate 102 as shown in FIG. 4 to form a light shielding portion 103, and a non-formation area of the light shielding portion 103 is formed in a matrix-like light transmission corresponding to a black matrix pattern. When proximity exposure as described above is performed using the conventional photomask 101 as the portion 104, the formed black matrix 114 has a shape as shown in FIG. That is, the black matrix 114 (shown by diagonal lines) has a width W slightly larger than the width w of the pattern (shown by chain lines) of the light transmitting portion 104 of the photomask 101. This is the same as the black matrix 4. However, the intersection 114a of the black matrix 114 has a larger area than the intersection 104a (indicated by a two-dot chain line) of the light transmitting portion 104 of the photomask 101 due to the diffraction effect of the irradiation light at the time of exposure. The shape is such that four corners 114b are curved. When the magnitude L of the curve at the corners of the black matrix is defined as shown in FIG. 5, in the black matrix substrate manufactured according to the present invention, the curves at the four corners 4b of the intersection 4a. However, in the conventional manufacturing method, the bending size L at the four corners 114b of the intersecting portion 114a exceeds 5 μm.

本発明において使用するフォトマスクは、上述のフォトマスク11に限定されるものではない。図6および図7は、本発明において使用できるフォトマスクの他の例を示す平面図である。   The photomask used in the present invention is not limited to the photomask 11 described above. 6 and 7 are plan views showing other examples of the photomask that can be used in the present invention.

図6に示されるフォトマスク21は、透明基材22に所定のパターンで遮光層を設けて遮光部23A(斜線で示されている)を形成したものであり、この遮光部23Aの非形成領域はブラックマトリックスパターンに相当するマトリックス状の透光部24を構成するものである。そして、透光部24の交差箇所24a(鎖線で囲まれた正方形状)内にはI字形状に遮光部23B(斜線で示されている)が形成され、さらに、交差箇所24a(正方形状)の対向する2辺にもI字形状に遮光部23B(斜線で示されている)が形成されている。これにより、正方形状である透光部24の交差箇所24aの4か所の角部24bの近傍に遮光部23Bが形成されたことになる。   The photomask 21 shown in FIG. 6 is obtained by providing a light shielding layer with a predetermined pattern on a transparent base material 22 to form a light shielding portion 23A (shown by hatching). Constitutes a matrix-like translucent portion 24 corresponding to a black matrix pattern. A light shielding portion 23B (shown by diagonal lines) is formed in an I shape within the intersection 24a (square shape surrounded by a chain line) of the light transmitting portion 24, and further, the intersection 24a (square shape). A light shielding portion 23B (shown by hatching) is also formed in an I shape on the two opposing sides. As a result, the light shielding portions 23B are formed in the vicinity of the four corner portions 24b of the intersecting portions 24a of the translucent portion 24 having a square shape.

また、図7に示されるフォトマスク31は、透明基材32に所定のパターンで遮光層を設けて遮光部33A(斜線で示されている)を形成したものであり、この遮光部33Aの非形成領域はブラックマトリックスパターンに相当するマトリックス状の透光部34を構成するものである。そして、透光部34の交差箇所34a(実線で囲まれた正方形状)の周囲には遮光部33B(斜線で示されている)が形成されている。これにより、正方形状である透光部34の交差箇所34aの4か所の角部34bの近傍に遮光部33Bが形成されたことになる。   In addition, the photomask 31 shown in FIG. 7 is obtained by forming a light shielding portion 33A (shown by hatching) by providing a light shielding layer with a predetermined pattern on the transparent base material 32. The formation region constitutes a matrix-like light transmitting portion 34 corresponding to a black matrix pattern. A light-shielding portion 33B (shown by diagonal lines) is formed around an intersection 34a (a square shape surrounded by a solid line) of the translucent portion 34. As a result, the light shielding portions 33B are formed in the vicinity of the four corner portions 34b of the intersecting portion 34a of the transparent portion 34 having a square shape.

尚、フォトマスク11と同様に、上述のフォトマスク21,31においも、遮光部23B,33Bの線幅は露光時の照射光の回折作用により感光性樹脂層をフォトマスクの透光部の交差箇所の形状で露光できるような幅に設定する必要がある。   Similar to the photomask 11, the line widths of the light-shielding portions 23B and 33B in the photomasks 21 and 31 described above are such that the photosensitive resin layer is crossed by the light-transmitting portion of the photomask by the diffracting action of the irradiation light during exposure. It is necessary to set the width to allow exposure with the shape of the part.

上述のような本発明のブラックマトリックス基板の製造方法に使用するブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物は、着色剤として染料、無機顔料、有機顔料等を感光性樹脂に含有させた公知の種々のネガ型の感光性樹脂組成物から適宜選択して使用することができる。また、透明基板2としては、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材を用いることができる。この中で特にコーニング社製7059ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、ブラックマトリックス基板を用いてアクティブマトリックス方式によるLCD用のカラーフィルタを製造する場合に適している。   The negative photosensitive resin composition for black matrix used in the method for producing a black matrix substrate of the present invention as described above is a publicly known material in which a photosensitive resin contains a dye, an inorganic pigment, an organic pigment or the like as a colorant. The various negative photosensitive resin compositions can be appropriately selected and used. The transparent substrate 2 may be a rigid material such as quartz glass, pyrex glass or synthetic quartz plate, or a flexible material such as a transparent resin film or an optical resin plate. . Among these, Corning 7059 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and workability in high-temperature heat treatment, and is a non-alkali glass that does not contain an alkali component in the glass. This is suitable for manufacturing a color filter for an LCD by an active matrix method using a matrix substrate.

次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
(実施例1)
まず、図2に示されるような形状のブラックマトリックス用フォトマスクAを下記仕様で作製した。
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
Example 1
First, a photomask A for black matrix having a shape as shown in FIG.

ブラックマトリックス用のフォトマスクA
・透明基材2 :厚み5.0mm、外形300×430mm
・透光部14の線幅 :26μm
・透光部14のピッチ :110μm
・遮光部13Bの幅 :1μm
次に、ブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物(富士フィルムオーリン(株)製CK−S171)をスピンコート法によりガラス基板(コーニング(株)製7059ガラス(厚み0.7mm))上に塗布し乾燥して感光性樹脂層(厚み1.5μm)を形成した。次いで、上記のブラックマトリックス用のフォトマスクAを介して下記の条件で感光性樹脂層に対してプロキシミティ露光を行った。
Photomask A for black matrix
-Transparent base material 2: thickness 5.0mm, external shape 300x430mm
-Line width of translucent part 14: 26 μm
-Pitch of the light transmitting portions 14: 110 μm
-The width of the light shielding part 13B: 1 μm
Next, a negative type photosensitive resin composition for black matrix (CK-S171 manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.) was spin-coated on a glass substrate (Corning Co., Ltd. 7059 glass (thickness 0.7 mm)). And dried to form a photosensitive resin layer (thickness 1.5 μm). Next, proximity exposure was performed on the photosensitive resin layer through the above-described black matrix photomask A under the following conditions.

露光条件
・光源 :ウシオ電機(株)製USH3502MA
(波長405nm)
・露光量 :300mJ
・マスクの近接距離 :200μm
次いで、感光性樹脂層を現像し、さらに洗浄、乾燥してマトリックス状のブラックマトリックスパターンを形成しブラックマトリックス基板Aを得た。
Exposure condition / light source: USH3502MA manufactured by USHIO INC.
(Wavelength 405nm)
・ Exposure: 300mJ
-Proximity distance of mask: 200 μm
Next, the photosensitive resin layer was developed, further washed and dried to form a matrix-like black matrix pattern to obtain a black matrix substrate A.

このブラックマトリックス基板Aは、ブラックマトリックスの線幅が30μmであり、交差部における湾曲の大きさL(図5に示すように規定)が2μmであり、フォトマスクAのパターンに極めて近い高精度なものであった。また、上記のブラックマトリックス基板Aの製造においてフォトマスクAの汚染は発生しなかった。   This black matrix substrate A has a black matrix line width of 30 μm, a curve L at the intersection (defined as shown in FIG. 5) of 2 μm, and has a high accuracy very close to the pattern of the photomask A. It was a thing. Further, in the production of the black matrix substrate A, the photomask A was not contaminated.

一方、比較例として、図4に示されるような形状の従来のブラックマトリックス用フォトマスクBを下記仕様で作製した。   On the other hand, as a comparative example, a conventional black matrix photomask B having a shape as shown in FIG.

ブラックマトリックス用のフォトマスクB
・透明基材102 :厚み5.0mm、外形330×430mm
・透光部104の線幅 :28μm
・透光部104のピッチ:110μm
次に、上記と同様にしてガラス基板上に形成した感光性樹脂層を上記の従来のブラックマトリックス用のフォトマスクBを介して同様の条件で露光した。
Photomask B for black matrix
Transparent substrate 102: thickness 5.0 mm, outer shape 330 × 430 mm
-Line width of translucent part 104: 28 μm
-Pitch of the light transmitting parts 104: 110 μm
Next, the photosensitive resin layer formed on the glass substrate in the same manner as described above was exposed under the same conditions through the above-described conventional black matrix photomask B.

次いで、感光性樹脂層を現像し、さらに洗浄、乾燥してマトリックス状のブラックマトリックスパターンを形成しブラックマトリックス基板Bを得た。   Next, the photosensitive resin layer was developed, further washed and dried to form a matrix-like black matrix pattern to obtain a black matrix substrate B.

このブラックマトリックス基板Bは、ブラックマトリックスの線幅が32μmであるが、交差部における湾曲の大きさL(図5に示すように規定)が8μmと大きく、フォトマスクBのパターンに対して交差部での精度が低いものであった。尚、上記のブラックマトリックス基板Bの製造においてフォトマスクBの汚染は発生しなかった。   In this black matrix substrate B, the black matrix has a line width of 32 μm, but the curve size L (defined as shown in FIG. 5) at the intersecting portion is as large as 8 μm, and the intersecting portion with respect to the pattern of the photomask B The accuracy at was low. In the production of the black matrix substrate B, the photomask B was not contaminated.

また、上記のフォトマスクBを使用し、プロキシミティ露光におけるマスクの近接距離を75μmとした他は、上記のブラックマトリックス基板Bの製造と同様にしてブラックマトリックス基板Cを得た。   Further, a black matrix substrate C was obtained in the same manner as in the manufacture of the black matrix substrate B except that the photomask B was used and the proximity distance of the mask in proximity exposure was set to 75 μm.

このブラックマトリックス基板Cは、ブラックマトリックスの線幅が30μmであり、また、交差部における湾曲の大きさL(図5に示すように規定)が4μmであり、フォトマスクBのパターンに極めて近い高精度なものであったが、マスクの近接距離が小さいため露光段階でフォトマスクBの汚染が発生し易いものであった。   This black matrix substrate C has a black matrix line width of 30 μm and a curve size L (specified as shown in FIG. 5) at the intersection of 4 μm, which is very close to the pattern of the photomask B. Although it was accurate, the proximity of the mask was small, so that the photomask B was easily contaminated at the exposure stage.

高精細のブラックマトリックス基板の製造に有用であり、ブラックマトリックスを備えた種々のカラーフィルタの製造に利用可能である。   It is useful for manufacturing a high-definition black matrix substrate, and can be used for manufacturing various color filters having a black matrix.

1…ブラックマトリックス基板
2…透明基板
3…感光性樹脂層
4…ブラックマトリックス
11,21,31…ブラックマトリックス用のフォトマスク
13(13A,13B),23A,23B,33A,33B…遮光部
14,24,34…透光部
14a,24a,34a…透光部の交差箇所
14b,24b,34b…透光部の交差箇所の角部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Black matrix board | substrate 2 ... Transparent substrate 3 ... Photosensitive resin layer 4 ... Black matrix 11, 21, 31 ... Photomask 13 (13A, 13B), 23A, 23B, 33A, 33B ... Light-shielding part 14, 24, 34: Translucent part 14a, 24a, 34a ... Intersection of the translucent part 14b, 24b, 34b ... Corner of the intersection of the translucent part

Claims (3)

透明基板上にブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介してプロキシミティ露光し現像することによりブラックマトリックスパターンを形成するブラックマトリックス基板の製造方法において、
フォトマスクは透光部と遮光部とを所定のパターンで備え、透光部の交差箇所内に位置し前記遮光部に連続したI字形状の遮光部を備えたものを使用することを特徴とするブラックマトリックス基板の製造方法。
A negative photosensitive resin composition for a black matrix is applied on a transparent substrate to form a photosensitive resin layer, and the photosensitive resin layer is subjected to proximity exposure through a photomask for black matrix and developed. In the black matrix substrate manufacturing method for forming a black matrix pattern by:
The photomask has a light-transmitting part and a light-shielding part in a predetermined pattern, and uses a photomask having an I-shaped light-shielding part that is located in the intersection of the light-transmitting parts and is continuous with the light-shielding part. A method for manufacturing a black matrix substrate.
透明基板上にブラックマトリックス用のネガ型の感光性樹脂組成物を塗布して感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層をブラックマトリックス用のフォトマスクを介してプロキシミティ露光し現像することによりブラックマトリックスパターンを形成するブラックマトリックス基板の製造方法において、
フォトマスクは透光部と遮光部とを所定のパターンで備え、透光部の交差箇所を囲むように位置し、かつ、前記遮光部に連続した回廊形状の遮光部を備えたものを使用することを特徴とするブラックマトリックス基板の製造方法。
A negative photosensitive resin composition for a black matrix is applied on a transparent substrate to form a photosensitive resin layer, and the photosensitive resin layer is subjected to proximity exposure through a photomask for black matrix and developed. In the black matrix substrate manufacturing method for forming a black matrix pattern by:
A photomask having a light-transmitting portion and a light-shielding portion in a predetermined pattern, and having a corridor-shaped light-shielding portion that is located so as to surround an intersection of the light-transmitting portions and that is continuous with the light-shielding portion is used. A method for manufacturing a black matrix substrate.
I字形状の前記遮光部および回廊形状の前記遮光部の幅は0.5〜5.0μmの範囲であり面積は透光部の交差箇所の面積の1〜30%の範囲であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のブラックマトリックス基板の製造方法。 The width of the I-shaped light-shielding part and the corridor-shaped light-shielding part is in the range of 0.5 to 5.0 μm, and the area is in the range of 1 to 30% of the area of the intersection of the light-transmitting parts. A method for producing a black matrix substrate according to claim 1 or 2.
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