JP2013101361A - Manufacturing method of color filter - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a color filter using a gradation mask which can perform delicate adjustment of transmittance and is useful for forming three or more kinds of different members in a color filter.SOLUTION: A manufacturing method of a color filter uses a gradation mask 11. The gradation mask comprises: a transparent substrate 12; a light shielding film 13 formed on the transparent substrate 12 in a pattern shape; and a semitransparent film 14 having a transmittance adjustment function. The gradation mask comprises: a transmission area 21 which has only the transparent substrate 12; a light shielding area 22 where a main pattern of the light shielding film 13 is provided on the transparent substrate 12; and a second semitransparent region 24 in which only an auxiliary pattern of the semitransparent film 14 is provided on the transparent substrate 12 and at least either one of the auxiliary pattern of the semitransparent film 14 and an opening has size of a resolution limit or below.

Description

本発明は、例えば液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置などに用いられるカラーフィルタの製造方法であって、階調マスクを用いたハーフトーン露光によってカラーフィルタにおける各種部材を形成する、カラーフィルタの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used in, for example, a liquid crystal display device or an organic electroluminescence display device, and forms various members in the color filter by halftone exposure using a gradation mask. It is about the method.

液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置のリソグラフィー工程数を減らすパターン形成方法に関しては、例えばリフロー法またはアッシング法が開示されている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。また、上記の特許文献には、露光光の解像限界以下の微小スリットを有するフォトマスク(スリットマスク)、および半透明膜を用い、露光光に対して階調を有するフォトマスク(ハーフトーンマスク)が開示されている。   For example, a reflow method or an ashing method is disclosed as a pattern forming method for reducing the number of lithography steps of a display device such as a liquid crystal display device or an organic electroluminescence display device (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, in the above-mentioned patent documents, a photomask (slit mask) having a minute slit below the resolution limit of exposure light, and a photomask (halftone mask) having a gradation with respect to the exposure light using a translucent film ) Is disclosed.

スリットマスクでは、露光光を実質的に遮光するクロム膜などの一般的な遮光膜を用い、遮光膜に露光機の解像限界以下の微細なスリットを配置する(例えば特許文献3参照)。このマスクのスリットは、解像限界以下のサイズであるため、それ自身はレジスト上に結像せずに、周囲の非開口部領域も含めたエリアに、サイズに応じた露光光を透過する。このため、スリットマスクは、スリットが形成された領域と、その周囲を含めたエリアに、あたかも半透明膜があるかのように機能する。   In the slit mask, a general light shielding film such as a chromium film that substantially shields exposure light is used, and a fine slit below the resolution limit of the exposure machine is disposed in the light shielding film (see, for example, Patent Document 3). Since the slit of the mask has a size not larger than the resolution limit, the mask itself does not form an image on the resist, and the exposure light according to the size is transmitted to the area including the surrounding non-opening region. For this reason, the slit mask functions as if a translucent film exists in the area where the slit is formed and the area including the periphery of the area.

また、ハーフトーンマスクは、露光光を実質的に遮光する遮光膜と、露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とを用い、光を透過する透過領域と、光を透過しない遮光領域と、透過する光の量が調整された半透明領域とを有することにより、階調を出すマスクである(例えば特許文献4参照)。   The halftone mask uses a light-shielding film that substantially shields the exposure light and a semi-transparent film that transmits the exposure light at a desired transmittance. The light-transmissive area and the light-shielded area that does not transmit light. And a semi-transparent region in which the amount of transmitted light is adjusted (see, for example, Patent Document 4).

ハーフトーンマスクを用いたパターン形成方法としては、例えば、液晶表示装置用カラーフィルタにおける柱状スペーサおよび液晶配向機能突起を一括形成する方法が開示されている(特許文献5参照)。このハーフトーンマスクでは、透過率の異なる領域によって透過光の量を制御することにより、現像後の感光性樹脂層の厚みを2段階に制御することができるので、ハーフトーンマスクを用いた一括露光によって、2種類のパターンを同時に形成することができる。   As a pattern forming method using a halftone mask, for example, a method is disclosed in which columnar spacers and liquid crystal alignment function protrusions in a color filter for a liquid crystal display device are collectively formed (see Patent Document 5). In this halftone mask, the thickness of the photosensitive resin layer after development can be controlled in two stages by controlling the amount of transmitted light according to regions having different transmittances, so that batch exposure using a halftone mask is possible. Thus, two types of patterns can be formed simultaneously.

特許第3415602号公報Japanese Patent No. 3415602 特開2000−66240号公報JP 2000-66240 A 特開2002−196474号公報JP 2002-196474 A 特開2002−189280号公報JP 2002-189280 A 特開2005−84366号公報JP 2005-84366 A

上記のスリットマスクにおいては、スリットの線幅やピッチを変化させることにより、露光・現像後の感光性樹脂層の厚みを制御することができる。しかしながら、表示装置の製造に適用されるような大型のスリットマスクにおいては、現在のパターニング技術では、微細なスリットの線幅は1.0μm程度までが限界であり、透過率の微妙な調整が困難である。   In the slit mask described above, the thickness of the photosensitive resin layer after exposure and development can be controlled by changing the line width and pitch of the slit. However, in the case of a large-sized slit mask that is applied to the manufacture of a display device, the line width of a fine slit is limited to about 1.0 μm with the current patterning technology, and it is difficult to finely adjust the transmittance. It is.

一方、上記のハーフトーンマスクにおいては、半透明膜の透過率を調整することにより、露光・現像後の感光性樹脂層の厚みを制御することができる。この半透明膜の透過率は、半透明膜の厚み等を調整することにより制御することができる。このことから半透明膜の透過率を比較的高くする場合には、半透明膜の厚みを薄くする必要がある。しかしながら半透明膜の厚みが薄すぎると、半透明膜成膜時の装置搬送速度が速くなるため、装置的に薄膜を安定に成膜することが困難となるという問題があった。また、半透明膜の透過率を比較的低くする場合には、半透明膜の厚みを厚くする必要がある。しかしながら半透明膜の厚みが厚すぎて透過率が低すぎると、膜厚分布に対する透過率の割合が大きくなるため、実質的な透過率分布が悪化するという問題があった。   On the other hand, in the above halftone mask, the thickness of the photosensitive resin layer after exposure and development can be controlled by adjusting the transmittance of the semitransparent film. The transmittance of the translucent film can be controlled by adjusting the thickness of the translucent film. For this reason, when the transmittance of the semitransparent film is relatively high, it is necessary to reduce the thickness of the semitransparent film. However, if the thickness of the semi-transparent film is too thin, the apparatus transport speed at the time of forming the semi-transparent film is increased, which makes it difficult to form a thin film stably in an apparatus. In addition, when the transmittance of the semitransparent film is relatively low, it is necessary to increase the thickness of the semitransparent film. However, if the thickness of the semitransparent film is too thick and the transmittance is too low, the ratio of the transmittance to the film thickness distribution increases, so that there is a problem that the substantial transmittance distribution deteriorates.

また、ハーフトーンマスクまたはスリットマスクを用いた一括露光により、3種類以上のパターンを同時に形成するには、ハーフトーンマスクおよびスリットマスクを多階調化すればよい。   Further, in order to simultaneously form three or more types of patterns by batch exposure using a halftone mask or a slit mask, the halftone mask and the slit mask may be multi-graded.

スリットマスクにおいては、周期的にスリットの線幅やピッチを変化させることにより、多階調化することができる。しかしながら、上述したように表示装置の製造に適用されるような大型のスリットマスクにおいては、現在のパターニング技術では、微細なスリットの線幅は1.0μm程度までが限界であり、透過率の微妙な調整が困難であった。   In the slit mask, multiple gradations can be achieved by periodically changing the line width and pitch of the slit. However, as described above, in a large-sized slit mask that is applied to the manufacture of a display device, the line width of a fine slit is limited to about 1.0 μm with the current patterning technology, and the transmittance is subtle. Adjustment was difficult.

また、ハーフトーンマスクにおいては、半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行うことにより、多階調化することができる。しかしながら、複数回のパターニングを行う場合は、エッチング選択比を考慮する必要があるため、複数のエッチング技術(複数の装置・エッチャント・ガスなど)を準備する必要があり、設備や工程が増えるという問題があった。そのため、実際に多階調のハーフトーンマスクを作製するのは困難であった。   In the halftone mask, multiple gradations can be achieved by repeatedly forming and patterning a semitransparent film. However, when performing patterning multiple times, it is necessary to consider the etching selectivity, so it is necessary to prepare multiple etching techniques (multiple devices, etchants, gases, etc.), which increases the number of facilities and processes. was there. Therefore, it was difficult to actually produce a multi-tone halftone mask.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、透過率の微妙な調整が可能なハーフトーンマスク(階調マスク)を用いたカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とする。さらには、カラーフィルタにおける3種以上の異種部材を形成するのに有用なハーフトーンマスク(階調マスク)を用いたカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a method of manufacturing a color filter using a halftone mask (gradation mask) capable of finely adjusting the transmittance. . Furthermore, it is a main object of the present invention to provide a color filter manufacturing method using a halftone mask (gradation mask) useful for forming three or more kinds of different members in a color filter.

上記目的を達成するために、本発明は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜の補助パターンのみが設けられ、上記半透明膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもつ第2半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate, and exposing the photosensitive resin layer using a gradation mask. Development of a color filter having a different member forming step of simultaneously forming a plurality of different members made of the photosensitive resin, wherein the gradation mask is formed on the transparent substrate and the transparent substrate. A light-shielding film having a light-shielding film formed in a pattern and a translucent film having a transmittance adjusting function, a light-transmitting region having only the transparent substrate, and a light-shielding light in which the main pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate A second semi-transparent region in which only the auxiliary pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the semi-transparent film and the opening has a dimension less than or equal to the resolution limit; Have To provide a method for manufacturing a color filter according to claim Rukoto.

本発明によれば、階調マスクにおいて、半透明膜の補助パターンのみが形成された第2半透明領域が設けられているので、従来のスリットマスクのような遮光膜をスリット化する場合や、従来の階調マスクのような半透明膜を形成するだけの場合では得られなかった透過率を達成することができ、透過率の設計の幅が広がる。したがって、本発明においてはこのような階調マスクを用いることにより、感光性樹脂層の膜厚制御が容易となり、種々の厚みや高さの部材を同時に形成することが可能である。   According to the present invention, in the gradation mask, since the second semi-transparent region in which only the auxiliary pattern of the semi-transparent film is formed is provided, when a light shielding film like a conventional slit mask is slitted, Transmittance that cannot be obtained by simply forming a translucent film like a conventional gradation mask can be achieved, and the range of transmittance design is widened. Therefore, in the present invention, by using such a gradation mask, it is easy to control the film thickness of the photosensitive resin layer, and members of various thicknesses and heights can be formed simultaneously.

上記発明においては、上記階調マスクが、上記透明基板上に上記遮光膜の補助パターンおよび上記半透明膜のパターンが設けられ、上記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、上記遮光膜の補助パターンの開口部にて上記透明基板上に上記半透明膜が形成されている第3半透明領域を有していてもよい。これにより、3種以上の異種部材を同時に形成することが可能となるからである。   In the above invention, the gradation mask is provided with the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening is resolved. You may have the 3rd semi-transparent area | region which has the dimension below a limit and the said translucent film | membrane is formed on the said transparent substrate in the opening part of the auxiliary pattern of the said light shielding film. This is because it is possible to simultaneously form three or more kinds of different members.

また本発明は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記遮光膜の補助パターンおよび上記半透明膜のパターンが設けられ、上記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、上記遮光膜の補助パターンの開口部にて上記透明基板上に上記半透明膜が形成されている第3半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。   The present invention also includes a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate, and exposing the photosensitive resin layer using a gradation mask, developing the photosensitive resin layer, and developing the photosensitive resin layer. A method for manufacturing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming a plurality of different members made of a functional resin, wherein the gradation mask is formed in a pattern on the transparent substrate and the transparent substrate. A transparent region having only a transparent substrate, a light-shielding region in which the main pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and the transparent substrate. Provided with an auxiliary pattern of the light shielding film and a pattern of the translucent film, and at least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening has a dimension less than or equal to a resolution limit. At down the opening to provide a method for manufacturing a color filter; and a third semi-transparent area in which the semi-transparent film on the transparent substrate is formed.

本発明によれば、階調マスクにおいて、遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが形成され、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている第3半透明領域が設けられているので、従来のスリットマスクのような遮光膜をスリット化する場合や、従来の階調マスクのような半透明膜を形成するだけの場合では得られなかった透過率を達成することができ、透過率の設計の幅が広がる。したがって、本発明においてはこのような階調マスクを用いることにより、感光性樹脂層の膜厚制御が容易となり、種々の厚みや高さの部材を同時に形成することが可能である。   According to the present invention, in the gradation mask, the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film are formed, and the semitransparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. Since the translucent area is provided, the transmittance was not obtained when a light-shielding film such as a conventional slit mask was made into a slit, or when only a semi-transparent film such as a conventional gradation mask was formed. Can be achieved and the range of transmittance design is expanded. Therefore, in the present invention, by using such a gradation mask, it is easy to control the film thickness of the photosensitive resin layer, and members of various thicknesses and heights can be formed simultaneously.

上述の発明においては、上記階調マスクにおいて、上記第3半透明領域の全域に上記半透明膜が形成されていてもよい。第3半透明領域にて半透明膜のパターニングが容易だからである。   In the above-described invention, in the gradation mask, the semitransparent film may be formed over the entire third semitransparent region. This is because it is easy to pattern the translucent film in the third translucent region.

また、上記階調マスクにおいて、上記第3半透明領域にて、上記遮光膜の補助パターンの開口部のみに上記半透明膜が形成されていてもよい。   In the gradation mask, the semitransparent film may be formed only in the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film in the third semitransparent region.

さらに本発明においては、上記階調マスクが、上記透明基板上に上記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域を有することが好ましい。階調マスクが、透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域を有する場合には、透過率が少なくとも4段階に段階的に変化するので、この階調マスクを用いた一括露光により、形状、厚み、高さ等の異なる3種以上の異種部材を同時に形成することができる。さらに、階調マスクを製造する際には、半透明膜を所定のパターンに加工することにより、透過率の異なる第1半透明領域および第2半透明領域が得られるので、多階調化のために半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行う必要がなく、比較的簡便な工程で階調マスクを製造することができる。そのため、このような階調マスクは、カラーフィルタを構成する3種以上の異種部材を同時に形成するのに有用であるということができる。   In the present invention, it is preferable that the gradation mask has a first translucent region in which only the main pattern of the translucent film is provided on the transparent substrate. When the gradation mask has a transmissive area, a light shielding area, a first semi-transparent area, and a second semi-transparent area, the transmittance changes stepwise in at least four stages. By exposure, three or more kinds of different members having different shapes, thicknesses, heights, and the like can be simultaneously formed. Furthermore, when manufacturing the gradation mask, the first translucent area and the second translucent area having different transmittances can be obtained by processing the translucent film into a predetermined pattern. Therefore, it is not necessary to repeatedly form and pattern the semitransparent film, and the gradation mask can be manufactured by a relatively simple process. Therefore, it can be said that such a gradation mask is useful for simultaneously forming three or more kinds of different members constituting the color filter.

また本発明においては、上記階調マスクが、上記透明基板上に上記遮光膜の補助パターンが設けられ、上記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、上記遮光膜の補助パターンの開口部にて上記透明基板が露出している第4半透明領域を有していてもよい。これにより、3種以上の異種部材を同時に形成することが可能となるからである。   In the present invention, the gradation mask is provided with an auxiliary pattern of the light shielding film on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening has a dimension that is not more than a resolution limit. The transparent substrate may have a fourth translucent region exposed at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. This is because it is possible to simultaneously form three or more kinds of different members.

さらに本発明においては、上記階調マスクにおいて、上記補助パターンの形状がスリット状であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, in the gradation mask, the auxiliary pattern preferably has a slit shape.

また本発明は、上記目的を達成するために、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記半透明膜のパターンが、メインパターンと、上記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のスリットパターンのみが設けられた第2半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate, and exposing the photosensitive resin layer using a gradation mask. And developing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming three or more different members made of the photosensitive resin, wherein the gradation mask includes a transparent substrate, the transparent mask, and the transparent mask. A light-shielding film formed in a pattern on a substrate and a translucent film having a transmittance adjusting function, and the pattern of the translucent film is a resolution limit in exposure in the main pattern and the different member forming step The slit pattern having the following slit width, the transparent region having only the transparent substrate, the light-shielding region in which the pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and the translucent film on the transparent substrate A method for producing a color filter, comprising: a first semi-transparent region provided with only a main pattern; and a second semi-transparent region provided only with a slit pattern of the semi-transparent film on the transparent substrate. provide.

本発明によれば、階調マスクが透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域を有し、透過率が少なくとも4段階に段階的に変化するので、この階調マスクを用いた一括露光により、形状、厚み、高さ等の異なる3種以上の異種部材を同時に形成することができる。
また、階調マスクにおいては、半透明膜のスリットパターンが形成された第2半透明領域が設けられているので、遮光膜をスリット化した場合では得られなかった透過率を達成することができ、透過率の設計の幅が広がる。したがって、本発明においてはこのような階調マスクを用いることにより、感光性樹脂層の膜厚制御が容易となり、種々の厚みや高さの部材を同時に形成することが可能である。
さらに、階調マスクを製造する際には、半透明膜を所定のパターンに加工することにより、透過率の異なる第1半透明領域および第2半透明領域が得られるので、多階調化のために半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行う必要がなく、比較的簡便な工程で階調マスクを製造することができる。そのため、本発明に用いられる階調マスクは、カラーフィルタを構成する3種以上の異種部材を同時に形成するのに有用であるということができる。
According to the present invention, the gradation mask has a transmissive region, a light shielding region, a first semi-transparent region, and a second semi-transparent region, and the transmittance changes stepwise in at least four stages. By the collective exposure used, three or more kinds of different members having different shapes, thicknesses, heights, and the like can be simultaneously formed.
Further, since the gradation mask is provided with the second semi-transparent region in which the slit pattern of the semi-transparent film is formed, it is possible to achieve the transmittance that was not obtained when the light shielding film was slit. , The breadth of transmittance design. Therefore, in the present invention, by using such a gradation mask, it is easy to control the film thickness of the photosensitive resin layer, and members of various thicknesses and heights can be formed simultaneously.
Furthermore, when manufacturing the gradation mask, the first translucent area and the second translucent area having different transmittances can be obtained by processing the translucent film into a predetermined pattern. Therefore, it is not necessary to repeatedly form and pattern the semitransparent film, and the gradation mask can be manufactured by a relatively simple process. Therefore, it can be said that the gradation mask used in the present invention is useful for simultaneously forming three or more kinds of different members constituting the color filter.

上記発明においては、上記遮光膜のパターンが、メインパターンと、上記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、上記遮光領域が、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた領域であり、上記階調マスクが、さらに上記透明基板上に上記遮光膜のスリットパターンおよび上記半透明膜のメインパターンが設けられた第3半透明領域を有していてもよい。これにより、4種以上の異種部材を同時に形成することが可能となるからである。   In the above invention, the pattern of the light shielding film comprises a main pattern and a slit pattern having a slit width equal to or less than a resolution limit in exposure in the different member forming step, and the light shielding region is formed on the transparent substrate. A region where the main pattern of the light shielding film is provided, and the gradation mask further includes a third semitransparent region where the slit pattern of the light shielding film and the main pattern of the semitransparent film are provided on the transparent substrate. You may have. This is because four or more kinds of different members can be formed simultaneously.

さらに本発明は、上述したカラーフィルタの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタを提供する。   Furthermore, the present invention provides a color filter manufactured using the above-described color filter manufacturing method.

本発明においては、階調マスクが所定の構成を有することにより、透過率の設計の幅が広がるので、この階調マスクを用いることにより、部材の厚みや高さの制御が容易となり、種々の厚みや高さの部材を同時に形成することが可能である。   In the present invention, since the gradation mask has a predetermined configuration, the range of transmittance design is widened. By using this gradation mask, the thickness and height of the member can be easily controlled. It is possible to simultaneously form members having thicknesses and heights.

本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the color filter of this invention. カラーフィルタにおけるサブピクセルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sub pixel in a color filter. 本発明に用いられる階調マスクの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the gradation mask used for this invention. 実施例1および実施例2における半透明膜の分光スペクトルを示すグラフである。6 is a graph showing spectral spectra of semi-transparent films in Example 1 and Example 2. 本発明のカラーフィルタの製造方法の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the auxiliary pattern of the translucent film | membrane in the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the auxiliary pattern of the translucent film | membrane in the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the auxiliary pattern of the translucent film | membrane in the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the auxiliary pattern of the translucent film | membrane in the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクにおける第3半透明領域の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 3rd translucent area | region in the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明のカラーフィルタの製造方法の利点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the advantage of the manufacturing method of the color filter of this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 本発明に用いられる階調マスクの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the gradation mask used for this invention. 実施例3および比較例2における半透明膜の分光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the spectrum of the semi-transparent film in Example 3 and Comparative Example 2.

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタについて詳細に説明する。   The color filter manufacturing method and color filter of the present invention will be described in detail below.

A.カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は、用いる階調マスクにおける遮光膜のパターンおよび半透明膜のパターンの構成により、3つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様に分けて説明する。
A. Color Filter Manufacturing Method The color filter manufacturing method of the present invention can be divided into three embodiments according to the configuration of the light shielding film pattern and the semitransparent film pattern in the gradation mask to be used. In the following, each embodiment will be described separately.

I.第1実施態様
本発明のカラーフィルタの製造方法の第1実施態様は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜の補助パターンのみが設けられ、上記半透明膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもつ第2半透明領域とを有することを特徴とするものである。
I. 1st embodiment 1st embodiment of the manufacturing method of the color filter of this invention is the photosensitive resin layer formation process which forms the photosensitive resin layer which consists of photosensitive resin on a board | substrate, The said photosensitive resin layer is a floor. A method of manufacturing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming a plurality of different members made of the photosensitive resin by exposing and developing using a tone mask, wherein the gradation mask is transparent A substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function, a transmission region having only the transparent substrate, and the light-shielding film on the transparent substrate. Only the light-shielding area provided with the main pattern and the auxiliary pattern of the semi-transparent film are provided on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the semi-transparent film and the opening is a dimension that is below the resolution limit And a second semi-transparent region having.

なお、解像限界以下とは、異種部材形成工程での露光における解像限界以下を意味する。   In addition, below the resolution limit means below the resolution limit in exposure in a different member formation process.

本実施態様のカラーフィルタの製造方法について図面を参照しながら説明する。
図15に例示する階調マスク101は、透明基板102上に遮光膜(123a,123b)および半透明膜(124a,124b)がパターン状に形成されたものである。階調マスク101においては、透明基板102のみを有する透過領域131と、透明基板102上に遮光膜のメインパターン123aが設けられた遮光領域132と、透明基板102上に半透明膜の補助パターン124bのみが設けられた領域134と、透明基板102上に半透明膜のメインパターン124aのみが設けられた領域133と、透明基板102上に遮光膜の補助パターン123bが設けられた領域136とが混在している。そして、領域134では半透明膜の補助パターン124bが解像限界以下の寸法を有し、領域136では遮光膜の補助パターン123bが解像限界以下の寸法を有している。
The manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated referring drawings.
A gradation mask 101 illustrated in FIG. 15 has a light shielding film (123a, 123b) and a semitransparent film (124a, 124b) formed in a pattern on a transparent substrate. In the gradation mask 101, a transmission region 131 having only the transparent substrate 102, a light shielding region 132 in which a main pattern 123 a of a light shielding film is provided on the transparent substrate 102, and an auxiliary pattern 124 b of a semitransparent film on the transparent substrate 102. A region 134 where only the semi-transparent film main pattern 124a is provided on the transparent substrate 102, and a region 136 where the light shielding film auxiliary pattern 123b is provided on the transparent substrate 102. doing. In the region 134, the auxiliary pattern 124b of the translucent film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit, and in the area 136, the auxiliary pattern 123b of the light shielding film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit.

従来のスリットマスクは、例えば上記の透過領域131と、遮光領域132と、領域136とを有するものである。このような従来のスリットマスクでは、透過領域131と遮光領域132と領域136とで透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の光反応(硬化反応、酸発生反応)(図15においてはネガ型感光性樹脂の硬化反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる複数種の部材140a、140dを同時に形成することができる。   A conventional slit mask has, for example, the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 136 described above. In such a conventional slit mask, the transmittance is different between the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 136. Therefore, the photoreaction (curing reaction, acid generation reaction) of the photosensitive resin layer depends on the transmittance of each region. ) (The curing reaction of the negative photosensitive resin in FIG. 15) differs, and by developing after exposure, a plurality of types of members 140a and 140d having different thicknesses can be formed simultaneously.

しかしながら、表示装置に製造に用いられるような大型のマスクでは、微細なパターンの線幅は1.0μm程度が限界であった。このため、上記の領域136にて遮光膜の補助パターン123bの寸法をそれ以上小さくすることができない場合には、部材140aの厚みと部材140dの厚みの中間の厚みの部材が得られるように透過率を調整することができない。   However, in the case of a large mask used for manufacturing a display device, the line width of a fine pattern is limited to about 1.0 μm. For this reason, when the dimension of the auxiliary pattern 123b of the light shielding film cannot be further reduced in the region 136, transmission is performed so that a member having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140d can be obtained. The rate cannot be adjusted.

これに対し、本実施態様に用いられる階調マスクは、上記の領域134のような、半透明膜の補助パターンのみが設けられた第2半透明領域を有している。この半透明膜は透過率調整機能を有し、遮光膜よりも透過率が高く、透明基板よりも透過率が低い。そのため、半透明膜を微細なパターン状に加工することにより、遮光膜を微細なパターン状に加工する場合と比較して、透過領域の透過率に対しての微妙な透過率の調整が可能である。したがって、半透明膜の補助パターンのみが設けられた第2半透明領域を設けることにより、部材140aの厚みと部材140dの厚みの中間の厚みの部材140bが得られるように透過率を調整することが可能である。   On the other hand, the gradation mask used in this embodiment has a second semi-transparent region provided with only the auxiliary pattern of the semi-transparent film, such as the region 134 described above. This translucent film has a transmittance adjusting function, has a higher transmittance than the light shielding film, and a lower transmittance than the transparent substrate. Therefore, by processing the translucent film into a fine pattern, it is possible to finely adjust the transmittance with respect to the transmittance of the transmissive region compared to processing the light shielding film into a fine pattern. is there. Therefore, by providing the second semi-transparent region where only the auxiliary pattern of the semi-transparent film is provided, the transmittance is adjusted so that the member 140b having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140d can be obtained. Is possible.

また、従来の階調マスクは、例えば上記の透過領域131と、遮光領域132と、領域133とを有するものである。このような従来の階調マスクでは、透過領域131と遮光領域132と領域133とで透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の光反応(硬化反応、酸発生反応)(図15においてはネガ型感光性樹脂の硬化反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる複数種の部材140a、140cを同時に形成することができる。   Further, the conventional gradation mask has, for example, the above-described transmission region 131, light shielding region 132, and region 133. In such a conventional gradation mask, since the transmittance is different between the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 133, the photoreaction (curing reaction, acid generation) of the photosensitive resin layer depends on the transmittance of each region. Reaction) (the curing reaction of the negative photosensitive resin in FIG. 15) varies, and by developing after exposure, a plurality of types of members 140a and 140c having different thicknesses can be formed simultaneously.

上記の領域133の透過率は、半透明膜の厚み等を調整することにより制御することができる。例えば半透明膜の透過率を比較的高くする場合には半透明膜の厚みを薄くする必要がある。しかしながら半透明膜の厚みが薄すぎると、半透明膜成膜時の装置搬送速度が速くなるため、装置的に薄膜を安定に成膜することが困難となる。このように半透明膜の透過率を比較的高くしようとすると不具合があり、部材140aの厚みと部材140cの厚みの中間の厚みの部材が得られるように透過率を調整することは困難である。   The transmittance of the region 133 can be controlled by adjusting the thickness of the translucent film. For example, when the transmittance of the semitransparent film is relatively high, it is necessary to reduce the thickness of the semitransparent film. However, if the thickness of the semi-transparent film is too thin, the apparatus transport speed at the time of forming the semi-transparent film is increased, so that it is difficult to form a thin film stably in an apparatus. Thus, there is a problem when trying to make the transmissivity of the semitransparent film relatively high, and it is difficult to adjust the transmissivity so that a member having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140c can be obtained. .

これに対し、上述したように、本実施態様に用いられる階調マスクは、上記の領域134のような、半透明膜の補助パターンのみが設けられた第2半透明領域を有している。この半透明膜は透過率調整機能を有し、遮光膜よりも透過率が高く、透明基板よりも透過率が低い。そのため、半透明膜を微細なパターン状に加工することにより、従来の階調マスクのように半透明膜だけで透過率を制御する場合と比較して、透過領域の透過率に対しての微妙な透過率の調整が可能である。したがって、半透明膜の補助パターンのみが設けられた第2半透明領域を設けることにより、部材140aの厚みと部材140cの厚みの中間の厚みの部材140bが得られるように透過率を調整することが可能である。   On the other hand, as described above, the gradation mask used in this embodiment has the second semi-transparent region provided with only the auxiliary pattern of the semi-transparent film, such as the region 134 described above. This translucent film has a transmittance adjusting function, has a higher transmittance than the light shielding film, and a lower transmittance than the transparent substrate. Therefore, by processing the translucent film into a fine pattern, the transmissivity in the transmissive region is more subtle than in the case where the transmissivity is controlled only by the translucent film like a conventional gradation mask. It is possible to adjust the transmittance. Therefore, by providing the second semi-transparent region in which only the auxiliary pattern of the semi-transparent film is provided, the transmittance is adjusted so that the member 140b having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140c can be obtained. Is possible.

このように本実施態様おいては、階調マスクにおける第2半透明領域にて微妙な透過率の調整が可能であり、従来では形成できなかった厚みのパターンを形成することができる。すなわち、本実施態様においては、透過率の設計の幅が広い、所定の階調マスクを用いるので、部材の厚みや高さの制御が容易であり、種々の部材の厚みや高さを容易に設計することができるのである。   As described above, in this embodiment, it is possible to finely adjust the transmittance in the second semi-transparent region in the gradation mask, and it is possible to form a pattern having a thickness that cannot be formed conventionally. That is, in this embodiment, since a predetermined gradation mask having a wide transmittance design range is used, the thickness and height of the members can be easily controlled, and the thickness and height of various members can be easily set. It can be designed.

なお、本発明において異種部材とは、厚みおよび高さの少なくともいずれか一つが異なる部材をいう。異種部材の機能は同一であっても異なっていてもよい。ここで、厚みとは、部材自体の厚みであり、高さとは、基板からの高さをいう。   In the present invention, the dissimilar member refers to a member that is different in at least one of thickness and height. The functions of the different members may be the same or different. Here, the thickness is the thickness of the member itself, and the height is the height from the substrate.

以下、本実施態様のカラーフィルタの製造方法における各工程について説明する。なお、用途については、第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。   Hereinafter, each process in the manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated. In addition, since it describes in a 3rd embodiment about a use, description here is abbreviate | omitted.

1.感光性樹脂層形成工程
本実施態様における感光性樹脂層形成工程は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する工程である。
1. Photosensitive resin layer forming step The photosensitive resin layer forming step in this embodiment is a step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate.

本実施態様に用いられる感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。本実施態様により形成される複数種の異種部材は感光性樹脂からなるものであるので、形成する異種部材に応じて、使用する感光性樹脂の種類が適宜選択される。中でも、ネガ型感光性樹脂が好ましく用いられる。上述したように、本実施態様に用いられる階調マスクでは、第2半透明領域にて透過領域に対する微妙な透過率の調整が可能である。そのため、このような階調マスクを利用した露光では、遮光領域、透過領域および第2半透明領域に応じてネガ型感光性樹脂の硬化反応に差が生じるので、形状、厚み、高さ等の異なる異種部材を形成するのに有利となる。   As the photosensitive resin used in the present embodiment, any of a negative photosensitive resin and a positive photosensitive resin can be used. Since the plurality of types of dissimilar members formed by the present embodiment are made of a photosensitive resin, the type of the photosensitive resin to be used is appropriately selected according to the dissimilar member to be formed. Among these, a negative photosensitive resin is preferably used. As described above, in the gradation mask used in this embodiment, it is possible to finely adjust the transmittance with respect to the transmissive region in the second translucent region. Therefore, in the exposure using such a gradation mask, a difference occurs in the curing reaction of the negative photosensitive resin depending on the light shielding region, the transmission region, and the second translucent region, so that the shape, thickness, height, etc. It is advantageous to form different dissimilar members.

なお、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。
また、感光性樹脂層形成工程のその他の点については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Since the negative photosensitive resin and the positive photosensitive resin are described in a third embodiment to be described later, description thereof is omitted here.
Further, since other points of the photosensitive resin layer forming step are the same as those in the third embodiment, description thereof is omitted here.

2.異種部材形成工程
本実施態様における異種部材形成工程は、感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する工程である。
以下、階調マスク、および異種部材の形成方法について説明する。
2. Different member forming step In the present embodiment, the different member forming step is a step in which the photosensitive resin layer is exposed using a gradation mask and developed to simultaneously form a plurality of types of different members made of photosensitive resin. .
Hereinafter, a gradation mask and a method for forming different members will be described.

(1)階調マスク
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜の補助パターンのみが設けられ、上記半透明膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもつ第2半透明領域とを有するものである。
(1) Tone mask The tone mask used in this embodiment has a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function, and A transmission region having only a transparent substrate, a light-shielding region in which the main pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and only an auxiliary pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate. At least one of the auxiliary pattern and the opening has a second translucent region having a dimension that is less than or equal to the resolution limit.

図16は本実施態様に用いられる階調マスクの一例を示す模式図である。なお、図16(a)は図16(b)のA−A線断面図である。図16に例示するように、階調マスク61は、透明基板62上に半透明膜64および遮光膜63がパターン状に形成されたものである。この階調マスク61においては、透明基板62のみを有する透過領域71と、透明基板62上に遮光膜のメインパターン63aが設けられた遮光領域72と、透明基板62上に半透明膜のメインパターン64aのみが設けられた第1半透明領域73と、透明基板62上に半透明膜の補助パターン64bのみが設けられた第2半透明領域74とが混在している。そして、第2半透明領域74では半透明膜の補助パターン64bおよび/または開口部64cが解像限界以下の寸法を有している。   FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a gradation mask used in this embodiment. FIG. 16A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As illustrated in FIG. 16, the gradation mask 61 is obtained by forming a translucent film 64 and a light shielding film 63 in a pattern on a transparent substrate 62. In the gradation mask 61, a transmission region 71 having only a transparent substrate 62, a light shielding region 72 in which a main pattern 63 a of a light shielding film is provided on the transparent substrate 62, and a main pattern of a semitransparent film on the transparent substrate 62. The first semi-transparent region 73 provided with only 64a and the second semi-transparent region 74 provided only with the semi-transparent film auxiliary pattern 64b on the transparent substrate 62 are mixed. In the second semi-transparent region 74, the auxiliary pattern 64b and / or the opening 64c of the semi-transparent film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit.

なお、半透明膜の透過率特性、形成材料、構成、厚みおよび成膜方法等、遮光膜の透過率特性、形成材料、厚み、成膜方法等、透明基板、ならびに階調マスクの製造方法については、第3実施態様に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様に用いられる階調マスクのその他の構成について説明する。   Regarding the transmissivity characteristics, forming material, configuration, thickness, and film forming method of the semi-transparent film, the transmissivity characteristics of the light shielding film, forming material, thickness, film forming method, etc., and the transparent substrate and gradation mask manufacturing method Will be described in detail in the third embodiment, and a description thereof will be omitted here. Hereinafter, other configurations of the gradation mask used in this embodiment will be described.

(i)第2半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクおける第2半透明領域は、透明基板上に半透明膜の補助パターンのみが設けられ、半透明膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもつ領域である。
(I) Second translucent region The second translucent region in the gradation mask used in this embodiment is provided with only the auxiliary pattern of the semitransparent film on the transparent substrate, and the auxiliary pattern of the translucent film and the opening At least one of these is a region having a dimension less than the resolution limit.

なお、本実施態様における半透明膜の補助パターンとは、開口部を有し、この半透明膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもつものであり、第2半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分をいう。   The auxiliary pattern of the translucent film in the present embodiment has an opening, and the auxiliary pattern and / or the opening of the semitransparent film has a dimension that is less than the resolution limit. A semi-transparent film portion formed in a fine pattern in the region.

第2半透明領域では、半透明膜の補助パターンが解像限界以下の寸法であってもよく、半透明膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法であってもよく、半透明膜の補助パターンおよび開口部のいずれもが解像限界以下の寸法であってもよい。これは、目的とする第2半透明領域の透過率に応じて適宜選択される。例えば、半透明膜の補助パターンが解像限界以下の寸法である場合は、半透明膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法である場合と比較して、透過率を高くすることができる。
中でも、半透明膜の補助パターンが解像限界以下の寸法であることが好ましい。上述したように、半透明膜の補助パターンの開口部よりも、半透明膜の補助パターンを微細なパターンとし解像限界以下の寸法とするほうが、透過率をより高くすることができるからである。
In the second semi-transparent region, the auxiliary pattern of the semi-transparent film may have a dimension that is less than or equal to the resolution limit, and the opening of the auxiliary pattern of the semi-transparent film may have a dimension that is less than or equal to the resolution limit. Both the auxiliary pattern of the film and the opening may have dimensions that are less than the resolution limit. This is appropriately selected according to the desired transmittance of the second translucent region. For example, when the auxiliary pattern of the semitransparent film has a dimension below the resolution limit, the transmittance should be increased compared to the case where the opening of the auxiliary pattern of the semitransparent film has a dimension below the resolution limit. Can do.
Especially, it is preferable that the auxiliary pattern of a semi-transparent film | membrane is a dimension below a resolution limit. As described above, the transmissivity can be further increased by setting the auxiliary pattern of the semitransparent film to be a fine pattern and having a dimension below the resolution limit rather than the opening of the auxiliary pattern of the semitransparent film. .

半透明膜の補助パターンの形状としては、特に限定されるものではなく、例えば図17(a)〜(e)に示すようなスリット状、図18(a)〜(e)に示すような円形のドット状、図19(a)〜(e)に示すような多角形のドット状、図20(b)に示すような円形の開口部を有する円形のリング状、図20(a),(c)〜(e)に示すような多角形の開口部を有する多角形のリング状など、種々の形状が挙げられる。
また、半透明膜の補助パターンの開口部の形状としては、上記の半透明膜の補助パターンの形状と同様の種々の形状が挙げられる。
The shape of the auxiliary pattern of the translucent film is not particularly limited, and for example, a slit shape as shown in FIGS. , A polygonal dot shape as shown in FIGS. 19 (a) to 19 (e), a circular ring shape having a circular opening as shown in FIG. 20 (b), and FIGS. Various shapes such as a polygonal ring shape having a polygonal opening as shown in c) to (e) can be mentioned.
The shape of the opening of the auxiliary pattern of the semitransparent film includes various shapes similar to the shape of the auxiliary pattern of the semitransparent film.

例えば、半透明膜の補助パターンの形状がスリット状やドット状である場合、半透明膜の補助パターンは複数のスリットやドットが配列されたものであってもよく、一つのスリットやドットであってもよい。半透明膜の補助パターンの開口部の形状がスリット状やドット状である場合も、上記と同様である。   For example, when the shape of the auxiliary pattern of the translucent film is a slit or a dot, the auxiliary pattern of the semitransparent film may be a plurality of slits or dots arranged, or a single slit or dot. May be. The same applies to the case where the shape of the opening of the auxiliary pattern of the translucent film is slit or dot.

また、図17(a)〜(e)、図18(a),(b)に例示するように、半透明膜の補助パターン64bが複数のスリットやドットが配列されたものである場合、そのピッチとしては、特に限定されるものではなく、目的とする第2半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。半透明膜の補助パターンの開口部が複数のスリットやドットが配列されたものである場合も、上記と同様である。   In addition, as illustrated in FIGS. 17A to 17E and FIGS. 18A and 18B, when the auxiliary pattern 64b of the translucent film has a plurality of slits and dots arranged, The pitch is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the target transmittance of the second translucent region. The same applies to the case where the opening portion of the auxiliary pattern of the translucent film has a plurality of slits and dots arranged therein.

なお、後述する第3実施態様に用いられる階調マスクおける第2半透明領域は、半透明膜の補助パターンの形状がスリット状であり、この半透明膜の補助パターン(スリットパターン)が解像限界以下の寸法をもつものとなる。   In the second semi-transparent region in the gradation mask used in the third embodiment to be described later, the shape of the auxiliary pattern of the semi-transparent film is a slit shape, and the auxiliary pattern (slit pattern) of the semi-transparent film is resolved. It will have dimensions below the limit.

第2半透明領域は、上述したように透明基板上に半透明膜の補助パターンのみが設けられた領域である。すなわち、第2半透明領域には、遮光膜は形成されておらず、また半透明膜のメインパターンも形成されていない。   As described above, the second translucent region is a region in which only the auxiliary pattern of the translucent film is provided on the transparent substrate. That is, the light-shielding film is not formed in the second semi-transparent region, and the main pattern of the semi-transparent film is not formed.

また、第2半透明領域においては、半透明膜の補助パターンの幅およびピッチの少なくともいずれか一方が異なる領域が複数存在していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となる。   In the second translucent region, there may be a plurality of regions in which at least one of the width and pitch of the auxiliary pattern of the translucent film is different. Thereby, further multi-gradation can be achieved.

第2半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率よりも高ければ、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクを用いて形成するパターンによって適宜選択される。   The transmittance of the second translucent region is not particularly limited as long as it is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, and higher than the transmittance of the first translucent region. It is appropriately selected depending on the pattern formed using the gradation mask used in the above.

第2半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、第2半透明領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the second translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the application of the gradation mask used in this embodiment. For example, the shape of the second translucent region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(ii)第1半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板上に半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域を有することが好ましい。図16に例示する階調マスクにおいては、第2半透明領域74に半透明膜の補助パターン64bを配置することにより、透過領域71、遮光領域72および第1半透明領域73の各領域の透過率に対して、第2半透明領域74の透過率を異なるものとすることができる。透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域では透過率が異なるので、上記の階調マスクは、透過率が少なくとも4段階に段階的に変化する多階調のマスクとなる。
(Ii) First translucent region The gradation mask used in this embodiment preferably has a first translucent region in which only the main pattern of the translucent film is provided on the transparent substrate. In the gradation mask illustrated in FIG. 16, by transmitting the auxiliary pattern 64 b of the semitransparent film in the second semitransparent region 74, the transmission of each region of the transmission region 71, the light shielding region 72, and the first semitransparent region 73 is performed. The transmittance of the second translucent region 74 can be different with respect to the rate. Since the transmittance is different in the transmissive region, the light-shielding region, the first semi-transparent region, and the second semi-transparent region, the above-described gradation mask is a multi-gradation mask in which the transmittance changes stepwise in at least four stages. .

上記第1半透明領域では半透明膜のパターンが半透明膜のメインパターンであり、上記第2半透明領域では半透明膜のパターンが微細なパターン状に加工された半透明膜の補助パターンである。そのため、半透明膜を所定のパターンに加工することにより、透過率の異なる第1半透明領域および第2半透明領域を得ることができる。したがって、多階調化のために半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行う必要がなく、比較的簡便な工程で多階調のマスクを得ることができる。   In the first semi-transparent region, the semi-transparent film pattern is the main pattern of the semi-transparent film, and in the second semi-transparent region, the semi-transparent film pattern is the auxiliary pattern of the semi-transparent film processed into a fine pattern. is there. Therefore, the first translucent region and the second translucent region having different transmittances can be obtained by processing the translucent film into a predetermined pattern. Therefore, it is not necessary to repeatedly form and pattern a translucent film in order to increase the number of gradations, and a multiple gradation mask can be obtained by a relatively simple process.

さらに、上記第1半透明領域では半透明膜のメインパターンが形成され、上記第2半透明領域では半透明膜の補助パターンが形成されているため、第2半透明領域は第1半透明領域よりも高い透過率となり、透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域では透過率が異なるものとなる。そのため、上記階調マスクを用いて感光性樹脂層を露光した場合には、各領域の透過率に応じて感光性樹脂層の光反応(硬化反応、酸発生反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる3種類のパターンを一括形成することができる。したがって、3種類以上のパターンを一括形成する場合に好適である。   Furthermore, since the main pattern of the semitransparent film is formed in the first semitransparent region and the auxiliary pattern of the semitransparent film is formed in the second semitransparent region, the second translucent region is the first semitransparent region. The transmittance is higher than that of the transmission region, the light shielding region, the first semi-transparent region, and the second semi-transparent region. Therefore, when the photosensitive resin layer is exposed using the gradation mask, the degree of photoreaction (curing reaction, acid generation reaction) of the photosensitive resin layer varies depending on the transmittance of each region. By developing after exposure, three types of patterns having different thicknesses can be collectively formed. Therefore, it is suitable when three or more types of patterns are collectively formed.

なお、本実施態様に用いられる階調マスクにおける半透明膜のメインパターンとは、解像限界以上の寸法をもつものであり、第1半透明領域の全域に形成されている半透明膜の部分をいう。   The main pattern of the translucent film in the gradation mask used in the present embodiment is a part of the translucent film that has a dimension equal to or larger than the resolution limit and is formed in the entire first translucent region. Say.

この半透明膜のメインパターンの寸法および形状は、第1半透明領域、遮光領域、第3半透明領域の寸法および形状に応じて適宜調整される。   The size and shape of the main pattern of the semi-transparent film are appropriately adjusted according to the size and shape of the first semi-transparent region, the light shielding region, and the third semi-transparent region.

第1半透明領域は、透明基板上に半透明膜のメインパターンのみが設けられた領域である。すなわち、第1半透明領域には、遮光膜は形成されておらず、また半透明膜の補助パターンも形成されていない。   The first semi-transparent region is a region where only the main pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate. That is, the light-shielding film is not formed in the first semi-transparent region, and the auxiliary pattern of the semi-transparent film is not formed.

第1半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第2半透明領域の透過率よりも低ければ、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクを用いて形成するパターンによって適宜選択される。   The transmittance of the first translucent region is not particularly limited as long as it is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, and lower than the transmittance of the second translucent region. It is appropriately selected depending on the pattern formed using the gradation mask used in the above.

第1半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、第1半透明領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the first translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the use of the gradation mask used in the present embodiment. For example, the shape of the first translucent region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(iii)第3半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板上に遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている第3半透明領域を有していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となる。
(Iii) Third translucent region The gradation mask used in this embodiment is provided with a light shielding film auxiliary pattern and a semitransparent film pattern on a transparent substrate, and at least one of the light shielding film auxiliary pattern and the opening. One of them may have a third translucent region having a dimension equal to or less than the resolution limit and having a translucent film formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. Thereby, further multi-gradation can be achieved.

図21に例示するように、第3半透明領域75は、透明基板62上に遮光膜の補助パターン63bおよび半透明膜のパターン(図21では半透明膜のメインパターン64a)が設けられ、遮光膜の補助パターン63bおよび/または開口部63cが解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部63cにて透明基板62上に半透明膜64が形成されている領域である。ここで、図21(a)は図21(b)のB−B線断面図である。   As illustrated in FIG. 21, the third semi-transparent region 75 is provided with a light-shielding film auxiliary pattern 63 b and a semi-transparent film pattern (a semi-transparent film main pattern 64 a in FIG. 21) on the transparent substrate 62. This is a region in which the auxiliary pattern 63b and / or the opening 63c of the film has a dimension less than the resolution limit, and the translucent film 64 is formed on the transparent substrate 62 in the opening 63c of the auxiliary pattern of the light shielding film. Here, FIG. 21A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

なお、本実施態様に用いられる階調マスクにおける遮光膜の補助パターンとは、開口部を有し、この遮光膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもつものであり、第3半透明領域内で微細なパターン状に形成されている遮光膜の部分をいう。   The auxiliary pattern of the light shielding film in the gradation mask used in the present embodiment has an opening, and the auxiliary pattern and / or the opening of the light shielding film has a dimension equal to or lower than the resolution limit. A portion of the light shielding film formed in a fine pattern in the third translucent region.

第3半透明領域では、透明基板上に遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されていれば、半透明膜のパターンとしては特に限定されるものではない。例えば、図22(a)〜(c)に示すように第3半透明領域75の全域に半透明膜が形成され、半透明膜のメインパターン64aとされていてもよく、また図22(d),(e)に示すように第3半透明領域75にて遮光膜の補助パターンの開口部63cのみに半透明膜が形成され、半透明膜の補助パターン64bとされていてもよい。   In the third translucent region, the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film are provided on the transparent substrate, and the auxiliary pattern of the light shielding film and / or the opening has a dimension that is less than the resolution limit. If the translucent film is formed on the transparent substrate at the opening of the pattern, the pattern of the translucent film is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 22A to 22C, a semi-transparent film may be formed over the entire third semi-transparent region 75 to form a main pattern 64a of the semi-transparent film. ), (e), a semi-transparent film may be formed only in the opening 63c of the auxiliary pattern of the light-shielding film in the third semi-transparent region 75 to form the auxiliary pattern 64b of the semi-transparent film.

なお、本実施態様に用いられる階調マスクにおける半透明膜のメインパターンとは、解像限界以上の寸法をもつものであり、上述したように第1半透明領域の全域に形成されている半透明膜の部分だけでなく、第3半透明領域の全域に形成されている半透明膜の部分をもいう。
また、本実施態様に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンとは、開口部を有し、この半透明膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもつものであり、上述したように第2半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分だけでなく、第3半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分をもいう。
Note that the main pattern of the semitransparent film in the gradation mask used in this embodiment has a dimension equal to or greater than the resolution limit, and as described above, is formed in the entire semitransparent region. It refers not only to the transparent film portion but also to the semitransparent film portion formed over the entire third semitransparent region.
Further, the auxiliary pattern of the semitransparent film in the gradation mask used in the present embodiment has an opening, and the auxiliary pattern and / or the opening of the semitransparent film has a dimension that is less than the resolution limit. Yes, as described above, not only the part of the semitransparent film formed in a fine pattern in the second semitransparent region, but also the semitransparent film formed in a fine pattern in the third semitransparent region Also refers to the part.

さらに、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されているとは、図22(a),(b),(d)に例示するように透明基板の一方の面に遮光膜および半透明膜が形成され、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている場合だけでなく、図22(c),(e)に例示するように透明基板の一方の面に遮光膜が形成され、透明基板の他方の面に半透明膜が形成され、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている場合も含まれる。   Further, the semi-transparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film, as shown in FIGS. 22 (a), (b), and (d). In addition to the case where a light-shielding film and a semi-transparent film are formed on the surface, and the semi-transparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light-shielding film, examples are shown in FIGS. A light-shielding film is formed on one surface of the transparent substrate, a semi-transparent film is formed on the other surface of the transparent substrate, and a semi-transparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light-shielding film. It is also included.

第3半透明領域では、遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法であってもよく、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法であってもよく、遮光膜の補助パターンおよび開口部のいずれもが解像限界以下の寸法であってもよい。これは、目的とする第3半透明領域の透過率に応じて適宜選択される。例えば、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法である場合は、遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法である場合と比較して、透過率を低くすることができる。
中でも、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法であることが好ましい。上述したように、遮光膜の補助パターンよりも、遮光膜の補助パターンの開口部を微細なパターンとし解像限界以下の寸法とするほうが、透過率をより低くすることができるからである。
In the third translucent region, the auxiliary pattern of the light shielding film may have a dimension less than or equal to the resolution limit, and the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film may have a dimension less than or equal to the resolution limit. Both the pattern and the opening may have dimensions that are less than the resolution limit. This is appropriately selected according to the transmittance of the target third translucent region. For example, in the case where the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit, the transmittance can be lowered compared to the case where the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit. .
Especially, it is preferable that the opening part of the auxiliary pattern of a light shielding film is a dimension below a resolution limit. This is because, as described above, the transmittance can be further lowered by setting the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film to be a fine pattern and having a dimension below the resolution limit rather than the auxiliary pattern of the light shielding film.

遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法をもつ場合、遮光膜の補助パターンの寸法としては解像限界以下であれば特に限定されるものではなく、目的とする第3半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。同様に、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法をもつ場合、遮光膜の補助パターンの開口部の寸法としては解像限界以下であれば特に限定されるものではなく、目的とする第3半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。   When the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension less than or equal to the resolution limit, the dimension of the auxiliary pattern of the light shielding film is not particularly limited as long as it is less than or equal to the resolution limit. It is adjusted appropriately according to the rate. Similarly, when the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension below the resolution limit, the dimension of the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film is not particularly limited as long as it is below the resolution limit. It adjusts suitably according to the transmittance | permeability of the 3rd semi-transparent area | region.

なお、遮光膜の補助パターンおよび開口部の形状等については、上記第2半透明領域の項に記載した半透明膜の補助パターンおよび開口部の形状等と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、半透明膜のメインパターンについては、上記第1半透明領域の項に記載したものと同様であり、半透明膜の補助パターンおよび開口部については、上記第2半透明領域の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
Since the auxiliary pattern of the light shielding film and the shape of the opening are the same as the auxiliary pattern of the semitransparent film and the shape of the opening described in the section of the second semitransparent region, the description here Omitted.
The main pattern of the translucent film is the same as that described in the section of the first translucent area, and the auxiliary pattern and the opening of the translucent film are described in the section of the second translucent area. Since this is the same as that described above, description thereof is omitted here.

なお、後述する第3実施態様に用いられる階調マスクにおける第3半透明領域は、遮光膜の補助パターンの形状がスリット状であり、この遮光膜の補助パターン(スリットパターン)が解像限界以下の寸法をもち、さらに第3半透明領域の全域に半透明膜が形成され、半透明膜のパターンが半透明膜のメインパターンであるものとなる。   In the third translucent region in the gradation mask used in the third embodiment to be described later, the shape of the auxiliary pattern of the light shielding film is a slit shape, and the auxiliary pattern (slit pattern) of the light shielding film is below the resolution limit. Further, a semitransparent film is formed over the entire third semitransparent region, and the pattern of the semitransparent film is the main pattern of the semitransparent film.

第3半透明領域には、遮光膜のメインパターンは形成されていない。上述したように、第3半透明領域の全域に半透明膜が形成され、半透明膜のパターンが半透明膜のメインパターンとされる場合には、第3半透明領域には半透明膜の補助パターンは形成されない。一方、第3半透明領域にて遮光膜の補助パターンの開口部のみに半透明膜が形成され、半透明膜のパターンが半透明膜の補助パターンとされる場合には、第3半透明領域には半透明膜のメインパターンは形成されない。   The main pattern of the light shielding film is not formed in the third translucent region. As described above, when the translucent film is formed in the entire region of the third translucent area and the pattern of the translucent film is the main pattern of the translucent film, the translucent film is formed in the third translucent area. An auxiliary pattern is not formed. On the other hand, when the semi-transparent film is formed only in the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film in the third semi-transparent area, and the semi-transparent film pattern is the auxiliary pattern of the semi-transparent film, the third semi-transparent area The main pattern of the semi-transparent film is not formed in.

また、第3半透明領域においては、遮光の補助パターンの幅およびピッチの少なくともいずれか一方が異なる領域が複数存在していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となる。   In the third translucent region, there may be a plurality of regions in which at least one of the width and the pitch of the light shielding auxiliary pattern is different. Thereby, further multi-gradation can be achieved.

第3半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率より低く、第2半透明領域の透過率より低ければ、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクを用いて形成するパターンによって適宜選択される。   If the transmittance of the third translucent region is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, lower than the transmittance of the first translucent region, and lower than the transmittance of the second translucent region, The pattern is not limited and is appropriately selected depending on the pattern formed using the gradation mask used in this embodiment.

第3半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、第3半透明領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the third translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the application of the gradation mask used in this embodiment. For example, the shape of the third translucent region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(iv)第4半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板上に遮光膜の補助パターンが設けられ、遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板が露出している第4半透明領域を有していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となる。
(Iv) Fourth translucent region The gradation mask used in this embodiment is provided with a light shielding film auxiliary pattern on a transparent substrate, and at least one of the light shielding film auxiliary pattern and the opening is below the resolution limit. And a fourth semi-transparent region in which the transparent substrate is exposed at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. Thereby, further multi-gradation can be achieved.

図23に例示するように、第4半透明領域76は、透明基板62上に遮光膜の補助パターン63bが設けられ、遮光膜の補助パターン63bおよび/または開口部63cが解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部63cにて透明基板62が露出している領域である。ここで、図23(a)は図23(b)のC−C線断面図である。   As illustrated in FIG. 23, in the fourth translucent region 76, the auxiliary pattern 63b of the light shielding film is provided on the transparent substrate 62, and the auxiliary pattern 63b and / or the opening 63c of the light shielding film has a dimension less than the resolution limit. The transparent substrate 62 is exposed in the opening 63c of the auxiliary pattern of the light shielding film. Here, FIG. 23A is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

なお、本実施態様に用いられるにおける遮光膜の補助パターンとは、開口部を有し、この遮光膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもつものであり、上述したように第3半透明領域内で微細なパターン状に形成されている遮光膜の部分だけでなく、第4半透明領域内で微細なパターン状に形成されている遮光膜の部分をもいう。   The auxiliary pattern of the light shielding film used in the present embodiment has an opening, and the auxiliary pattern and / or the opening of the light shielding film has a dimension that is less than the resolution limit. In addition, it refers not only to the portion of the light-shielding film formed in a fine pattern in the third semi-transparent region, but also to the portion of the light-shielding film formed in a fine pattern in the fourth semi-transparent region.

第4半透明領域では、遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法であってもよく、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法であってもよく、遮光膜の補助パターンおよび開口部のいずれもが解像限界以下の寸法であってもよい。これは、目的とする第4半透明領域の透過率に応じて適宜選択される。例えば、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法である場合は、遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法である場合と比較して、透過率を低くすることができる。   In the fourth translucent region, the auxiliary pattern of the light shielding film may have a dimension less than or equal to the resolution limit, and the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film may have a dimension less than or equal to the resolution limit. Both the pattern and the opening may have dimensions that are less than the resolution limit. This is appropriately selected according to the desired transmittance of the fourth translucent region. For example, in the case where the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit, the transmittance can be lowered compared to the case where the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension that is less than or equal to the resolution limit. .

遮光膜の補助パターンが解像限界以下の寸法をもつ場合、遮光膜の補助パターンの寸法としては解像限界以下であれば特に限定されるものではなく、目的とする第4半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。同様に、遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法をもつ場合、遮光膜の補助パターンの開口部の寸法としては解像限界以下であれば特に限定されるものではなく、目的とする第4半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。   When the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension less than or equal to the resolution limit, the dimension of the auxiliary pattern of the light shielding film is not particularly limited as long as it is less than or equal to the resolution limit. It is adjusted appropriately according to the rate. Similarly, when the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension below the resolution limit, the dimension of the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film is not particularly limited as long as it is below the resolution limit. It adjusts suitably according to the transmittance | permeability of a 4th translucent area | region.

なお、遮光膜の補助パターンおよび開口部の形状等については、上記第2半透明領域の項に記載した半透明膜の補助パターンおよび開口部の形状等と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the auxiliary pattern of the light shielding film and the shape of the opening are the same as the auxiliary pattern of the semitransparent film and the shape of the opening described in the section of the second semitransparent region, the description here Omitted.

また、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板が露出しているとは、図23に例示するように、遮光膜の補助パターンの開口部63cにて透明基板62の両方の面が露出している場合をいう。例えば図22(c),(e)に示すように、遮光膜の補助パターンの開口部63cにて透明基板62の一方の面しか露出していない場合は含まれない。   Further, the transparent substrate is exposed at the opening portion of the auxiliary pattern of the light shielding film, as shown in FIG. 23, both surfaces of the transparent substrate 62 are exposed at the opening portion 63c of the auxiliary pattern of the light shielding film. If you are. For example, as shown in FIGS. 22C and 22E, the case where only one surface of the transparent substrate 62 is exposed at the opening 63c of the auxiliary pattern of the light shielding film is not included.

第4半透明領域では、透明基板上に遮光膜の補助パターンが設けられ、遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板が露出していれば、透明基板上に半透明膜のパターンが形成されていてもよい。例えば図23に示すように、第4半透明領域76には、遮光膜の補助パターン63bと同様の位置に、半透明膜の補助パターン64bが形成されていてもよい。   In the fourth translucent region, an auxiliary pattern of the light shielding film is provided on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening has a dimension less than or equal to the resolution limit, and the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film If the transparent substrate is exposed at the part, a pattern of a semitransparent film may be formed on the transparent substrate. For example, as shown in FIG. 23, a semi-transparent film auxiliary pattern 64b may be formed in the fourth semi-transparent region 76 at the same position as the light-shielding film auxiliary pattern 63b.

なお、本実施態様に用いられる階調マスクにおける半透明膜の補助パターンとは、開口部を有し、この半透明膜の補助パターンおよび/または開口部が解像限界以下の寸法をもつものであり、上述したように第2半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分、第3半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分だけでなく、第4半透明領域内で微細なパターン状に形成されている半透明膜の部分をもいう。   The semi-transparent film auxiliary pattern in the gradation mask used in the present embodiment has an opening, and the semi-transparent film auxiliary pattern and / or the opening has a dimension less than the resolution limit. Yes, as described above, only the part of the semi-transparent film formed in a fine pattern in the second semi-transparent region and the part of the semi-transparent film formed in a fine pattern in the third semi-transparent region Instead, it also refers to the part of the translucent film formed in a fine pattern within the fourth translucent region.

半透明膜の補助パターンおよび開口部については、上記第2半透明領域の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the auxiliary pattern and the opening of the semitransparent film are the same as those described in the section of the second semitransparent region, description thereof is omitted here.

なお、後述する第3実施態様に用いられる階調マスクにおける第4半透明領域は、遮光膜の補助パターンの形状がスリット状であり、この遮光膜の補助パターン(スリットパターン)が解像限界以下の寸法をもつものとなる。   In the fourth translucent region in the gradation mask used in the third embodiment to be described later, the shape of the auxiliary pattern of the light shielding film is a slit shape, and the auxiliary pattern (slit pattern) of the light shielding film is below the resolution limit. It has the dimension of.

第4半透明領域には、遮光膜のメインパターンおよび半透明膜のメインパターンは形成されていない。   In the fourth translucent region, the main pattern of the light shielding film and the main pattern of the semitransparent film are not formed.

また、第4半透明領域においては、遮光の補助パターンの幅およびピッチの少なくともいずれか一方が異なる領域が複数存在していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となる。   In the fourth translucent region, there may be a plurality of regions in which at least one of the width and pitch of the light shielding auxiliary pattern is different. Thereby, further multi-gradation can be achieved.

第4半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率より低く、第2半透明領域の透過率より低ければ、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクを用いて形成するパターンによって適宜選択される。   If the transmittance of the fourth translucent region is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, lower than the transmittance of the first translucent region, and lower than the transmittance of the second translucent region, The pattern is not limited and is appropriately selected depending on the pattern formed using the gradation mask used in this embodiment.

第4半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、第4半透明領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the fourth translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the use of the gradation mask used in this embodiment. For example, the shape of the fourth translucent region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(v)遮光領域
本実施態様に用いられる階調マスクにおける遮光領域は、透明基板上に遮光膜のメインパターンが設けられた領域である。
なお、本実施態様における遮光膜のメインパターンとは、解像限界以上の寸法をもつものであり、遮光領域の全域に形成されている遮光膜の部分をいう。
(V) Light-shielding region The light-shielding region in the gradation mask used in this embodiment is a region where a main pattern of a light-shielding film is provided on a transparent substrate.
In addition, the main pattern of the light shielding film in this embodiment has a dimension equal to or greater than the resolution limit and refers to a portion of the light shielding film formed over the entire light shielding region.

遮光領域には、透明基板上に少なくとも遮光膜のメインパターンが形成されていればよく、例えば遮光膜のメインパターンのみが形成されていてもよく、遮光膜のメインパターンおよび半透明膜のパターンが形成されていてもよい。この場合の半透明膜のパターンとしては特に限定されるものではない。   In the light shielding region, it is only necessary that at least the main pattern of the light shielding film is formed on the transparent substrate.For example, only the main pattern of the light shielding film may be formed, and the main pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film are included. It may be formed. In this case, the pattern of the translucent film is not particularly limited.

遮光領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、遮光領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the light shielding region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the application of the gradation mask used in this embodiment. For example, the shape of the light shielding region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(vi)透過領域
本実施態様に用いられる階調マスクにおける透過領域は、透明基板のみを有する領域である。すなわち、透過領域には、遮光膜および半透明膜のいずれも形成されていない。
(Vi) Transmission region The transmission region in the gradation mask used in this embodiment is a region having only a transparent substrate. That is, neither the light-shielding film nor the translucent film is formed in the transmission region.

透過領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、本実施態様に用いられる階調マスクの用途に応じて適宜調整される。例えば、透過領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The size and shape of the transmissive region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the application of the gradation mask used in this embodiment. For example, the shape of the transmission region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(vii)階調マスク
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板上に遮光膜および半透明膜がパターン状に形成されたものであり、上述した透過領域、遮光領域および第2半透明領域等を有するものであればよく、透明基板、遮光膜および半透明膜の積層順としては特に限定されるものではない。例えば、透明基板、遮光膜および半透明膜の順に積層されていてもよく、透明基板、半透明膜および遮光膜の順に積層されていてもよく、半透明膜、透明基板および遮光膜の順に積層されていてもよい。
(Vii) Gradation mask The gradation mask used in the present embodiment is obtained by forming a light shielding film and a semitransparent film in a pattern on a transparent substrate. What is necessary is just to have an area | region etc., As a lamination order of a transparent substrate, a light shielding film, and a semi-transparent film | membrane, it does not specifically limit. For example, the transparent substrate, the light shielding film and the semi-transparent film may be laminated in this order, the transparent substrate, the semi-transparent film and the light shielding film may be laminated in this order, or the semi-transparent film, the transparent substrate and the light shielding film may be laminated in this order. May be.

また、本実施態様においては、遮光膜上に低反射層が形成されていてもよい。低反射層を設けることにより、階調マスクの使用時において、ハレーションを防止することができるからである。
なお、低反射層については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, a low reflection layer may be formed on the light shielding film. This is because by providing the low reflection layer, halation can be prevented when the gradation mask is used.
In addition, since it describes in the 3rd embodiment mentioned later about a low reflection layer, description here is abbreviate | omitted.

本実施態様に用いられる階調マスクは、透過率が3段階以上に段階的に変化するものである。階調マスクは、3階調の階調マスクに限定されるものではなく、第2半透明領域における半透明膜の補助パターンまたは開口部の寸法を周期的に変化させることにより、3階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。   The gradation mask used in this embodiment has a transmittance that changes in three steps or more. The gradation mask is not limited to a three-gradation gradation mask, but can be changed to three gradations or more by periodically changing the size of the auxiliary pattern or the opening of the semi-transparent film in the second semi-transparent region. It is possible to use a multi-tone gradation mask.

また、本実施態様においては、半透明膜のメインパターンおよび補助パターン、ならびに遮光膜の補助パターンを組み合わせることにより、4階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。例えば図21および図23に示すように、階調マスク61が、透過領域71、遮光領域72および第2半透明領域74の他に、第1半透明領域73、第3半透明領域75、第4半透明領域76を有することにより、多階調化が可能である。この場合、階調マスクは、例えば透過領域、遮光領域、第2半透明領域、および第1半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第2半透明領域、第1半透明領域および第3半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第2半透明領域、および第4半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第2半透明領域、第4半透明領域および第3半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第2半透明領域、第1半透明領域、第4半透明領域および第3半透明領域を有していてもよい。   In the present embodiment, a multi-tone mask having four or more tones can be obtained by combining the main pattern and auxiliary pattern of the translucent film and the auxiliary pattern of the light shielding film. For example, as shown in FIGS. 21 and 23, the gradation mask 61 includes a first translucent area 73, a third translucent area 75, a first translucent area 74, a light shielding area 72, and a second translucent area 74. By having the four translucent regions 76, it is possible to increase the number of gradations. In this case, the gradation mask may include, for example, a transmissive region, a light-shielding region, a second semi-transparent region, and a first semi-transparent region, and the transmissive region, the light-shielding region, the second semi-transparent region, and the first semi-transparent region. It may have a transparent region and a third semi-transparent region, and may have a transmissive region, a light-shielding region, a second semi-transparent region, and a fourth semi-transparent region. A translucent region, a fourth translucent region, and a third translucent region may be included, and a transmissive region, a light shielding region, a second translucent region, a first translucent region, a fourth translucent region, and a third semitransparent region may be included. It may have a transparent region.

なお、階調マスクの用途および大きさ等については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。   The use and size of the gradation mask will be described in a third embodiment to be described later, and will not be described here.

(2)異種部材の形成方法
本実施態様においては、感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成することができる。
(2) Method for forming different members In this embodiment, a plurality of different members made of a photosensitive resin can be formed simultaneously.

異種部材の種類としては、複数種であればよく、2種であってもよく、3種以上であってもよい。本実施態様により形成される複数種の異種部材としては、露光工程を経て形成される種々の部材を挙げることができる。形成可能な複数種の異種部材としては、感光性樹脂を用いて形成することができるものであればよいが、中でも、厚みや高さが微妙に異なる異種部材を含むことが好ましい。具体的には(1)厚みの異なるスペーサ、(2)透過部用配向制御用突起および反射部用配向制御用突起、(3)配向制御用突起および遮光部、(4)RGB用オーバーコート層およびW用オーバーコート層などを挙げることができる。   As a kind of different member, there may be two or more kinds, two kinds, or three or more kinds. Examples of the different types of members formed according to this embodiment include various members formed through an exposure process. As the plural types of dissimilar members that can be formed, any member that can be formed using a photosensitive resin may be used, but among them, it is preferable to include dissimilar members having slightly different thicknesses and heights. Specifically, (1) spacers having different thicknesses, (2) transmissive portion alignment control protrusions and reflective portion alignment control protrusions, (3) alignment control protrusions and light shielding portions, and (4) RGB overcoat layers And an overcoat layer for W.

なお、形成可能な3種以上の異種部材については、後述する第3実施態様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。
また、異種部材の形成方法のその他の点については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Note that three or more types of dissimilar members that can be formed can be the same as those in the third embodiment described later, and thus the description thereof is omitted here.
In addition, since other points of the method for forming the dissimilar member are the same as those in the third embodiment, description thereof is omitted here.

3.その他の工程
本実施態様においては、感光性樹脂層形成工程前または異種部材形成工程後に、カラーフィルタにおける各種部材を形成する工程を必要に応じて行うことができる。
なお、その他の工程については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
3. Other Steps In this embodiment, a step of forming various members in the color filter can be performed as necessary before the photosensitive resin layer forming step or after the different member forming step.
The other steps are the same as those in the third embodiment, and a description thereof is omitted here.

II.第2実施態様
本発明のカラーフィルタの製造方法の第2実施態様は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記遮光膜の補助パターンおよび上記半透明膜のパターンが設けられ、上記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、上記遮光膜の補助パターンの開口部にて上記透明基板上に上記半透明膜が形成されている第3半透明領域とを有することを特徴とするものである。
II. Second Embodiment A second embodiment of the method for producing a color filter of the present invention includes a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate, and the photosensitive resin layer. A method of manufacturing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming a plurality of different members made of the photosensitive resin by exposing and developing using a tone mask, wherein the gradation mask is transparent A substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function, a transmission region having only the transparent substrate, and the light-shielding film on the transparent substrate. A light shielding region provided with a main pattern, and an auxiliary pattern of the light shielding film and a pattern of the translucent film are provided on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening. And a third semi-transparent region in which the translucent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light-shielding film. is there.

なお、解像限界以下とは、異種部材形成工程での露光における解像限界以下を意味する。   In addition, below the resolution limit means below the resolution limit in exposure in a different member formation process.

本実施態様のカラーフィルタの製造方法について図面を参照しながら説明する。
図24に例示する階調マスク101は、透明基板102上に遮光膜(123a,123b)および半透明膜(124a)がパターン状に形成されたものである。階調マスク101においては、透明基板102のみを有する透過領域131と、透明基板102上に遮光膜のメインパターン123aが設けられた遮光領域132と、透明基板102上に遮光膜の補助パターン123bおよび半透明膜のメインパターン124aが設けられた領域135と、透明基板102上に半透明膜のメインパターン124aのみが設けられた領域133と、透明基板102上に遮光膜の補助パターン123bが設けられた領域136とが混在している。そして、領域135では遮光膜の補助パターンの開口部123cが解像限界以下の寸法を有し、領域136では遮光膜の補助パターンの開口部123cが解像限界以下の寸法を有している。
The manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated referring drawings.
A gradation mask 101 illustrated in FIG. 24 is obtained by forming a light shielding film (123a, 123b) and a semitransparent film (124a) in a pattern on a transparent substrate. In the gradation mask 101, a transmission region 131 having only the transparent substrate 102, a light shielding region 132 in which a main pattern 123a of the light shielding film is provided on the transparent substrate 102, an auxiliary pattern 123b of the light shielding film on the transparent substrate 102, and A region 135 in which the main pattern 124a of the semitransparent film is provided, a region 133 in which only the main pattern 124a of the semitransparent film is provided on the transparent substrate 102, and an auxiliary pattern 123b of the light shielding film is provided on the transparent substrate 102. Area 136 is mixed. In the region 135, the opening 123c of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension less than or equal to the resolution limit, and in the region 136, the opening 123c of the auxiliary pattern of the light shielding film has a dimension less than or equal to the resolution limit.

従来のスリットマスクは、例えば上記の透過領域131と、遮光領域132と、領域136とを有するものである。このような従来のスリットマスクでは、透過領域131と遮光領域132と領域136とで透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の光反応(硬化反応、酸発生反応)(図24においてはポジ型感光性樹脂の酸発生反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる複数種の部材140a、140dを同時に形成することができる。   A conventional slit mask has, for example, the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 136 described above. In such a conventional slit mask, the transmittance is different between the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 136. Therefore, the photoreaction (curing reaction, acid generation reaction) of the photosensitive resin layer depends on the transmittance of each region. ) (Acid generation reaction of the positive photosensitive resin in FIG. 24) is different, and by developing after exposure, a plurality of types of members 140a and 140d having different thicknesses can be formed simultaneously.

しかしながら、表示装置に製造に用いられるような大型のマスクでは、微細なパターンの線幅は1.0μm程度が限界であった。このため、上記の領域136にて遮光膜の補助パターンの開口部の寸法をそれ以上小さくすることができない場合には、部材140aの厚みと部材140dの厚みの中間の厚みの部材が得られるように透過率を調整することができない。   However, in the case of a large mask used for manufacturing a display device, the line width of a fine pattern is limited to about 1.0 μm. For this reason, when the dimension of the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film cannot be further reduced in the region 136, a member having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140d can be obtained. The transmittance cannot be adjusted.

これに対し、本実施態様に用いられる階調マスクは、上記の領域135のような、遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている第3半透明領域を有している。この半透明膜は透過率調整機能を有し、遮光膜よりも透過率が高く、透明基板よりも透過率が低い。そのため、遮光膜を微細なパターン状に加工するとともに、遮光膜の開口部に半透明膜を形成することにより、遮光膜を微細なパターン状に加工するだけの場合と比較して、遮光領域の透過率に対しての微妙な透過率の調整が可能である。したがって、遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている第3半透明領域を設けることにより、部材140aの厚みと部材140dの厚みの中間の厚みの部材140eが得られるように透過率を調整することが可能である。   On the other hand, the gradation mask used in this embodiment is provided with a light shielding film auxiliary pattern and a semitransparent film pattern as in the above-described region 135, and a transparent substrate is formed at the opening of the light shielding film auxiliary pattern. A third translucent region having a translucent film formed thereon is provided. This translucent film has a transmittance adjusting function, has a higher transmittance than the light shielding film, and a lower transmittance than the transparent substrate. For this reason, the light shielding film is processed into a fine pattern, and a semi-transparent film is formed in the opening of the light shielding film. It is possible to finely adjust the transmittance with respect to the transmittance. Therefore, the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film are provided, and the member is provided by providing the third semitransparent region in which the semitransparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. It is possible to adjust the transmittance so as to obtain a member 140e having a thickness between the thickness of 140a and the thickness of the member 140d.

また、従来の階調マスクは、例えば上記の透過領域131と、遮光領域132と、領域133とを有するものである。このような従来の階調マスクでは、透過領域131と遮光領域132と領域133とで透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の光反応(硬化反応、酸発生反応)(図24においてはポジ型感光性樹脂の酸発生反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる複数種の部材140a、140cを同時に形成することができる。   Further, the conventional gradation mask has, for example, the above-described transmission region 131, light shielding region 132, and region 133. In such a conventional gradation mask, since the transmittance is different between the transmission region 131, the light shielding region 132, and the region 133, the photoreaction (curing reaction, acid generation) of the photosensitive resin layer depends on the transmittance of each region. (Reaction) (Acid generation reaction of positive photosensitive resin in FIG. 24) is different, and by developing after exposure, a plurality of types of members 140a and 140c having different thicknesses can be formed simultaneously.

上記の領域133の透過率は、半透明膜の厚み等を調整することにより制御することができる。例えば半透明膜の透過率を比較的低くする場合には半透明膜の厚みを厚くする必要がある。しかしながら、半透明膜の厚みが厚すぎて半透明膜の透過率が低すぎると、膜厚分布に対する透過率の割合が大きくなるため、実質的な透過率分布が悪化する。このように、半透明膜の透過率を比較的低くしようとすると不具合があり、部材140aの厚みと部材140cの厚みの中間の厚みの部材が得られるように透過率を調整することは困難である。   The transmittance of the region 133 can be controlled by adjusting the thickness of the translucent film. For example, when the transmittance of the semitransparent film is relatively low, it is necessary to increase the thickness of the semitransparent film. However, if the thickness of the translucent film is too thick and the transmissivity of the translucent film is too low, the ratio of the transmissivity with respect to the film thickness distribution increases, so that the substantial transmissivity distribution deteriorates. As described above, there is a problem when the transmittance of the translucent film is relatively low, and it is difficult to adjust the transmittance so that a member having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140c can be obtained. is there.

これに対し、上述したように、本実施態様に用いられる階調マスクは、上記の領域135のような、遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている第3半透明領域を有している。この半透明膜は透過率調整機能を有し、遮光膜よりも透過率が高く、透明基板よりも透過率が低い。そのため、遮光膜を微細なパターン状に加工するとともに、遮光膜の開口部に半透明膜を形成することにより、従来の階調マスクのように半透明膜だけで透過率を制御する場合と比較して、遮光領域の透過率に対しての微妙な透過率の調整が可能である。したがって、半透明膜の補助パターンのみが設けられた第2半透明領域を設けることにより、部材140aの厚みと部材140cの厚みの中間の厚みの部材140eが得られるように透過率を調整することが可能である。   On the other hand, as described above, the gradation mask used in the present embodiment is provided with the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semitransparent film as in the region 135 described above, and the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. A third translucent region in which a translucent film is formed on the transparent substrate. This translucent film has a transmittance adjusting function, has a higher transmittance than the light shielding film, and a lower transmittance than the transparent substrate. For this reason, the light-shielding film is processed into a fine pattern, and a translucent film is formed in the opening of the light-shielding film, so that the transmittance is controlled only with a semi-transparent film like a conventional gradation mask. Thus, it is possible to finely adjust the transmittance with respect to the transmittance of the light shielding region. Therefore, by providing the second semi-transparent region in which only the auxiliary pattern of the semi-transparent film is provided, the transmittance is adjusted so that the member 140e having a thickness intermediate between the thickness of the member 140a and the thickness of the member 140c can be obtained. Is possible.

このように本実施態様おいては、階調マスクにおける第3半透明領域にて微妙な透過率の調整が可能であり、従来では形成できなかった厚みのパターンを形成することができる。すなわち、本実施態様においては、透過率の設計の幅が広い、所定の階調マスクを用いるので、部材の厚みや高さの制御が容易であり、種々の部材の厚みや高さを容易に設計することができるのである。   As described above, in this embodiment, it is possible to finely adjust the transmittance in the third semi-transparent region in the gradation mask, and it is possible to form a pattern having a thickness that cannot be formed conventionally. That is, in this embodiment, since a predetermined gradation mask having a wide transmittance design range is used, the thickness and height of the members can be easily controlled, and the thickness and height of various members can be easily set. It can be designed.

なお、本発明において異種部材とは、厚みおよび高さの少なくともいずれか一つが異なる部材をいう。異種部材の機能は同一であっても異なっていてもよい。ここで、厚みとは、部材自体の厚みであり、高さとは、基板からの高さをいう。   In the present invention, the dissimilar member refers to a member that is different in at least one of thickness and height. The functions of the different members may be the same or different. Here, the thickness is the thickness of the member itself, and the height is the height from the substrate.

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法における各工程について説明する。なお、用途については、後述する第3実施態様に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。   Hereinafter, each process in the manufacturing method of the color filter of this invention is demonstrated. In addition, since it describes in detail in the 3rd embodiment mentioned later about an application, description here is abbreviate | omitted.

1.感光性樹脂層形成工程
本実施態様における感光性樹脂層形成工程は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する工程である。
1. Photosensitive resin layer forming step The photosensitive resin layer forming step in this embodiment is a step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate.

本実施態様に用いられる感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。本実施態様により形成される複数種の異種部材は感光性樹脂からなるものであるので、形成する異種部材に応じて、使用する感光性樹脂の種類が適宜選択される。中でも、ポジ型感光性樹脂が好ましく用いられる。上述したように、本実施態様に用いられる階調マスクでは、第3半透明領域にて遮光領域に対する微妙な透過率の調整が可能である。そのため、このような階調マスクを利用した露光では、遮光領域、透過領域および第3半透明領域に応じてポジ型感光性樹脂の酸発生反応に差が生じるので、形状、厚み、高さ等の異なる異種部材を形成するのに有利となる。   As the photosensitive resin used in the present embodiment, any of a negative photosensitive resin and a positive photosensitive resin can be used. Since the plurality of types of dissimilar members formed by the present embodiment are made of a photosensitive resin, the type of the photosensitive resin to be used is appropriately selected according to the dissimilar member to be formed. Of these, positive photosensitive resins are preferably used. As described above, in the gradation mask used in this embodiment, it is possible to finely adjust the transmittance with respect to the light shielding region in the third translucent region. Therefore, in the exposure using such a gradation mask, the acid generation reaction of the positive photosensitive resin varies depending on the light shielding region, the transmission region, and the third translucent region, so that the shape, thickness, height, etc. It is advantageous to form different kinds of members.

なお、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。
また、感光性樹脂層形成工程のその他の点については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Since the negative photosensitive resin and the positive photosensitive resin are described in a third embodiment to be described later, description thereof is omitted here.
Further, since other points of the photosensitive resin layer forming step are the same as those in the third embodiment, description thereof is omitted here.

2.異種部材形成工程
本実施態様における異種部材形成工程は、感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する工程である。
以下、階調マスク、および異種部材の形成方法について説明する。
2. Different member forming step In the present embodiment, the different member forming step is a step in which the photosensitive resin layer is exposed using a gradation mask and developed to simultaneously form a plurality of types of different members made of photosensitive resin. .
Hereinafter, a gradation mask and a method for forming different members will be described.

(1)階調マスク
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記遮光膜の補助パターンおよび上記半透明膜のパターンが設けられ、上記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、上記遮光膜の補助パターンの開口部にて上記透明基板上に上記半透明膜が形成されている第3半透明領域とを有するものである。
(1) Tone mask The tone mask used in this embodiment has a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function, and A transmission region having only a transparent substrate, a light shielding region in which the main pattern of the light shielding film is provided on the transparent substrate, an auxiliary pattern of the light shielding film and a pattern of the semitransparent film are provided on the transparent substrate, At least one of the auxiliary pattern of the light shielding film and the opening has a dimension that is not more than a resolution limit, and the semitransparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. And three translucent regions.

図25は本実施態様に用いられる階調マスクの一例を示す模式図である。なお、図25(a)は図25(b)のD−D線断面図である。図25に例示するように、階調マスク61は、透明基板62上に半透明膜64および遮光膜63がパターン状に形成されたものである。この階調マスク61においては、透明基板62のみを有する透過領域71と、透明基板62上に遮光膜のメインパターン63aが設けられた遮光領域72と、透明基板62上に半透明膜のメインパターン64aのみが設けられた第1半透明領域73と、透明基板62上に遮光膜の補助パターン63bおよび半透明膜のパターン(図25においては半透明膜のメインパターン64a)が設けられた第3半透明領域75とが混在している。そして、第3半透明領域75では遮光膜の補助パターン63bおよび/または開口部63cが解像限界以下の寸法を有している。   FIG. 25 is a schematic diagram showing an example of a gradation mask used in this embodiment. FIG. 25A is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. As illustrated in FIG. 25, the gradation mask 61 is obtained by forming a translucent film 64 and a light shielding film 63 on a transparent substrate 62 in a pattern. In the gradation mask 61, a transmission region 71 having only a transparent substrate 62, a light shielding region 72 in which a main pattern 63 a of a light shielding film is provided on the transparent substrate 62, and a main pattern of a semitransparent film on the transparent substrate 62. A first semi-transparent region 73 provided with only 64a, and a third light-shielding film auxiliary pattern 63b and a semi-transparent film pattern (semi-transparent film main pattern 64a in FIG. 25) provided on the transparent substrate 62. A semi-transparent region 75 is mixed. In the third translucent region 75, the auxiliary pattern 63b and / or the opening 63c of the light-shielding film has a dimension that is less than the resolution limit.

なお、半透明膜の透過率特性、形成材料、構成、厚みおよび成膜方法等、遮光膜の透過率特性、形成材料、厚み、成膜方法等、透明基板、ならびに階調マスクの製造方法については、第3実施態様に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。また、遮光領域および透過領域については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様に用いられる階調マスクのその他の構成について説明する。   Regarding the transmissivity characteristics, forming material, configuration, thickness, and film forming method of the semi-transparent film, the transmissivity characteristics of the light shielding film, forming material, thickness, film forming method, etc., and the transparent substrate and gradation mask manufacturing method Will be described in detail in the third embodiment, and a description thereof will be omitted here. Further, since the light shielding region and the transmissive region are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted here. Hereinafter, other configurations of the gradation mask used in this embodiment will be described.

(i)第3半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクにおける第3半透明領域は、透明基板上に遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられ、遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部にて透明基板上に半透明膜が形成されている領域である。
なお、第3半透明領域については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(I) Third Semi-Transparent Area The third semi-transparent area in the gradation mask used in the present embodiment is provided with a light-shielding film auxiliary pattern and a semi-transparent film pattern on a transparent substrate. In this region, at least one of the openings has a dimension equal to or smaller than the resolution limit, and the semitransparent film is formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light shielding film.
The third translucent region is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

(ii)第1半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、図25に例示するように、透明基板62上に半透明膜のメインパターン64aのみが設けられた第1半透明領域73を有することが好ましい。図25に例示する階調マスクにおいては、第3半透明領域に遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンを配置することにより、透過領域、遮光領域および第1半透明領域の各領域の透過率に対して、第3半透明領域の透過率を異なるものとすることができる。透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第3半透明領域では透過率が異なるので、上記の階調マスクは、透過率が少なくとも4段階に段階的に変化する多階調のマスクとなる。
(Ii) First Translucent Area As shown in FIG. 25, the gradation mask used in this embodiment is a first translucent area 73 in which only a main pattern 64a of a semitransparent film is provided on a transparent substrate 62. It is preferable to have. In the gray scale mask illustrated in FIG. 25, the auxiliary pattern of the light-shielding film and the pattern of the semi-transparent film are arranged in the third semi-transparent region, whereby the transmission of each region of the transmission region, the light-shielding region and the first semi-transparent region The transmittance of the third translucent region can be different from the rate. Since the transmittance is different between the transmissive region, the light-shielding region, the first semi-transparent region, and the third semi-transparent region, the above-described gradation mask is a multi-gradation mask in which the transmittance changes stepwise in at least four stages. .

上記遮光領域には遮光膜のメインパターンが設けられ、上記第1半透明領域には半透明膜のメインパターンが設けられ、上記第3半透明領域には遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが設けられている。そのため、遮光膜および半透明膜をそれぞれ所定のパターンに加工することにより、透過率の異なる遮光領域、第1半透明領域および第3半透明領域を得ることができる。したがって、多階調化のために半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行う必要がなく、比較的簡便な工程で多階調のマスクを得ることができる。   A main pattern of a light shielding film is provided in the light shielding region, a main pattern of a semitransparent film is provided in the first semitransparent region, and an auxiliary pattern of the light shielding film and a semitransparent film are provided in the third semitransparent region. A pattern is provided. Therefore, by processing the light-shielding film and the semi-transparent film into predetermined patterns, it is possible to obtain a light-shielding area, a first semi-transparent area, and a third semi-transparent area having different transmittances. Therefore, it is not necessary to repeatedly form and pattern a translucent film in order to increase the number of gradations, and a multiple gradation mask can be obtained by a relatively simple process.

さらに、上記第1半透明領域では半透明膜のメインパターンが形成され、上記第3半透明領域では遮光膜の補助パターンおよび半透明膜のパターンが形成されているため、第3半透明領域は第1半透明領域よりも低い透過率となり、透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第3半透明領域では透過率が異なるものとなる。そのため、上記階調マスクを用いて感光性樹脂層を露光した場合には、各領域の透過率に応じて感光性樹脂層の光反応光反応(硬化反応、酸発生反応)の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる3種類のパターンを一括形成することができる。したがって、3種類以上のパターンを一括形成する場合に好適である。   Further, since the main pattern of the semi-transparent film is formed in the first semi-transparent region, and the auxiliary pattern of the light shielding film and the pattern of the semi-transparent film are formed in the third semi-transparent region, the third semi-transparent region is The transmittance is lower than that of the first translucent region, and the transmissivity is different between the transmissive region, the light shielding region, the first translucent region, and the third translucent region. Therefore, when the photosensitive resin layer is exposed using the gradation mask, the degree of the photoreactive photoreaction (curing reaction, acid generation reaction) of the photosensitive resin layer varies depending on the transmittance of each region. Thus, by developing after exposure, three types of patterns having different thicknesses can be collectively formed. Therefore, it is suitable when three or more types of patterns are collectively formed.

なお、第1半透明領域については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   The first translucent region is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

(iii)第2半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、図26に例示するように、透明基板62上に半透明膜の補助パターン64bのみが設けられ、半透明膜の補助パターン64bおよび開口部64cの少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもつ第2半透明領域74を有していてもよい。ここで、図26(a)は図26(b)のE−E線断面図である。これにより、さらなる多階調化が可能となる。
なお、第2半透明領域については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(Iii) Second Translucent Area As shown in FIG. 26, the gradation mask used in this embodiment is provided with only the semitransparent film auxiliary pattern 64b on the transparent substrate 62, and the semitransparent film auxiliary pattern. At least one of 64b and the opening 64c may have a second translucent region 74 having a dimension that is less than or equal to the resolution limit. Here, FIG. 26 (a) is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 26 (b). Thereby, further multi-gradation can be achieved.
The second translucent region is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

(iv)第4半透明領域
本実施態様に用いられる階調マスクは、図27に例示するように、透明基板62上に遮光膜の補助パターン63bが設けられ、遮光膜の補助パターン63bおよび開口部63cの少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、遮光膜の補助パターンの開口部63cにて透明基板62が露出している第4半透明領域76を有していてもよい。ここで、図27(a)は図27(b)のF−F線断面図である。これにより、さらなる多階調化が可能となる。
なお、第4半透明領域については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
(Iv) Fourth Translucent Area As shown in FIG. 27, the gradation mask used in this embodiment is provided with a light shielding film auxiliary pattern 63b on a transparent substrate 62, and the light shielding film auxiliary pattern 63b and the opening. At least one of the portions 63c may have a fourth translucent region 76 having a dimension that is less than or equal to the resolution limit and in which the transparent substrate 62 is exposed at the opening 63c of the auxiliary pattern of the light shielding film. Here, Fig.27 (a) is the FF sectional view taken on the line of FIG.27 (b). Thereby, further multi-gradation can be achieved.
The fourth translucent region is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

(v)階調マスク
本実施態様に用いられる階調マスクは、透明基板上に遮光膜および半透明膜がパターン状に形成されたものであり、上述した透過領域、遮光領域および第3半透明領域等を有するものであればよく、透明基板、遮光膜および半透明膜の積層順としては特に限定されるものではない。例えば、透明基板、遮光膜および半透明膜の順に積層されていてもよく、透明基板、半透明膜および遮光膜の順に積層されていてもよく、半透明膜、透明基板および遮光膜の順に積層されていてもよい。
(V) Tone mask The tone mask used in the present embodiment is obtained by forming a light-shielding film and a semi-transparent film in a pattern on a transparent substrate, and the above-described transmission region, light-shielding region, and third semi-transparency. What is necessary is just to have an area | region etc., As a lamination order of a transparent substrate, a light shielding film, and a semi-transparent film | membrane, it does not specifically limit. For example, the transparent substrate, the light shielding film and the semi-transparent film may be laminated in this order, the transparent substrate, the semi-transparent film and the light shielding film may be laminated in this order, or the semi-transparent film, the transparent substrate and the light shielding film may be laminated in this order. May be.

また、本実施態様においては、遮光膜上に低反射層が形成されていてもよい。低反射層を設けることにより、階調マスクの使用時において、ハレーションを防止することができるからである。
なお、低反射層については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。
In this embodiment, a low reflection layer may be formed on the light shielding film. This is because by providing the low reflection layer, halation can be prevented when the gradation mask is used.
In addition, since it describes in the 3rd embodiment mentioned later about a low reflection layer, description here is abbreviate | omitted.

本実施態様に用いられる階調マスクは、透過率が3段階以上に段階的に変化するものである。階調マスクは、3階調の階調マスクに限定されるものではなく、第3半透明領域における半透明膜の補助パターンまたは開口部の寸法を周期的に変化させることにより、3階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。   The gradation mask used in this embodiment has a transmittance that changes in three steps or more. The gradation mask is not limited to a three-gradation gradation mask, but can be changed to three gradations or more by periodically changing the size of the auxiliary pattern or opening of the semi-transparent film in the third semi-transparent region. It is possible to use a multi-tone gradation mask.

また、本実施態様においては、半透明膜のメインパターンおよび補助パターン、ならびに遮光膜の補助パターンを組み合わせることにより、4階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。例えば図26および図27に示すように、階調マスク61が、透過領域71、遮光領域72および第3半透明領域75の他に、第1半透明領域73、第2半透明領域74、第4半透明領域76を有することにより、多階調化が可能である。この場合、階調マスクは、例えば透過領域、遮光領域、第3半透明領域、および第1半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第3半透明領域、第1半透明領域および第2半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第3半透明領域、および第4半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第3半透明領域、第4半透明領域および第2半透明領域を有していてもよく、透過領域、遮光領域、第3半透明領域、第1半透明領域、第4半透明領域および第2半透明領域を有していてもよい。   In the present embodiment, a multi-tone mask having four or more tones can be obtained by combining the main pattern and auxiliary pattern of the translucent film and the auxiliary pattern of the light shielding film. For example, as shown in FIGS. 26 and 27, the gradation mask 61 includes a first translucent area 73, a second translucent area 74, a first translucent area 75, a light-shielding area 72, and a third translucent area 75. By having the four translucent regions 76, it is possible to increase the number of gradations. In this case, the gradation mask may include, for example, a transmissive region, a light-shielding region, a third semi-transparent region, and a first semi-transparent region, and the transmissive region, the light-shielding region, the third semi-transparent region, and the first semi-transparent region. It may have a transparent region and a second semi-transparent region, and may have a transmissive region, a light-shielding region, a third semi-transparent region, and a fourth semi-transparent region. A translucent region, a fourth translucent region, and a second translucent region may be included, and a transmissive region, a light shielding region, a third translucent region, a first translucent region, a fourth translucent region, and a second semitransparent region may be included. It may have a transparent region.

なお、階調マスクの用途および大きさ等については、後述する第3実施態様に記載するので、ここでの説明は省略する。   The use and size of the gradation mask will be described in a third embodiment to be described later, and will not be described here.

(2)異種部材の形成方法
本実施態様においては、感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成することができる。
(2) Method for forming different members In this embodiment, a plurality of different members made of a photosensitive resin can be formed simultaneously.

異種部材の種類としては、複数種であればよく、2種であってもよく、3種以上であってもよい。本実施態様により形成される複数種の異種部材としては、露光工程を経て形成される種々の部材を挙げることができる。形成可能な複数種の異種部材としては、感光性樹脂を用いて形成することができるものであればよいが、中でも、厚みや高さが微妙に異なる異種部材を含むことが好ましい。具体的には(1)厚みの異なるスペーサ、(2)透過部用配向制御用突起および反射部用配向制御用突起、(3)配向制御用突起および遮光部、(4)RGB用オーバーコート層およびW用オーバーコート層などを挙げることができる。   As a kind of different member, there may be two or more kinds, two kinds, or three or more kinds. Examples of the different types of members formed according to this embodiment include various members formed through an exposure process. As the plural types of dissimilar members that can be formed, any member that can be formed using a photosensitive resin may be used, but among them, it is preferable to include dissimilar members having slightly different thicknesses and heights. Specifically, (1) spacers having different thicknesses, (2) transmissive portion alignment control protrusions and reflective portion alignment control protrusions, (3) alignment control protrusions and light shielding portions, and (4) RGB overcoat layers And an overcoat layer for W.

なお、形成可能な3種以上の異種部材については、後述する第3実施態様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。
また、異種部材の形成方法のその他の点については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
Note that three or more types of dissimilar members that can be formed can be the same as those in the third embodiment described later, and thus the description thereof is omitted here.
In addition, since other points of the method for forming the dissimilar member are the same as those in the third embodiment, description thereof is omitted here.

3.その他の工程
本実施態様においては、感光性樹脂層形成工程前または異種部材形成工程後に、カラーフィルタにおける各種部材を形成する工程を必要に応じて行うことができる。
なお、その他の工程については、第3実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
3. Other Steps In this embodiment, a step of forming various members in the color filter can be performed as necessary before the photosensitive resin layer forming step or after the different member forming step.
The other steps are the same as those in the third embodiment, and a description thereof is omitted here.

III.第3実施態様
本発明のカラーフィルタの製造方法の第3実施態様は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、上記感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、上記階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記半透明膜のパターンが、メインパターンと、上記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のスリットパターンのみが設けられた第2半透明領域とを有することを特徴とするものである。
III. Third Embodiment A third embodiment of the method for producing a color filter of the present invention includes a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate, and the photosensitive resin layer. A method for producing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming three or more different members made of the photosensitive resin by exposing and developing using a tone mask, wherein the gradation mask comprises: A transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function. The pattern of the translucent film is a main pattern and the dissimilar member forming step. A slit pattern having a slit width less than or equal to a resolution limit in the exposure of the first, the transparent area having only the transparent substrate, the light-shielding area in which the pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and the transparent pattern. A first translucent region in which only the main pattern of the translucent film is provided on a bright substrate; and a second translucent region in which only the slit pattern of the translucent film is provided on the transparent substrate. It is a feature.

本発明のカラーフィルタの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明によりカラーフィルタにおける厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起を形成する例である。まず、図1(a)に示すように、基板1上に遮光部2および着色層3を形成し、この着色層3上に透明電極層4を形成し、さらに透明電極層4上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。次いで、図1(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
A method for producing a color filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of forming spacers and alignment control protrusions having different thicknesses in a color filter according to the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a light shielding portion 2 and a colored layer 3 are formed on a substrate 1, a transparent electrode layer 4 is formed on the colored layer 3, and a negative type is formed on the transparent electrode layer 4. A photosensitive resin layer 5 made of a photosensitive resin is formed. Next, as shown in FIG. 1B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.

この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものである。半透明膜14のパターンは、メインパターン14aと、解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターン14bとから構成されている。階調マスク11においては、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とが混在している。   The gradation mask 11 is obtained by forming a light shielding film 13 and a semitransparent film 14 in a pattern on a transparent substrate 12. The pattern of the translucent film 14 is composed of a main pattern 14a and a slit pattern 14b having a slit width equal to or less than the resolution limit. In the gradation mask 11, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, a light shielding region 22 in which the pattern of the light shielding film 13 and the main pattern 14 a of the semitransparent film are provided on the transparent substrate 12, and the transparent substrate 12. The first semitransparent region 23 in which only the main pattern 14a of the semitransparent film is provided and the second semitransparent region 24 in which only the slit pattern 14b of the semitransparent film is provided on the transparent substrate 12 are mixed.

階調マスク11の透過領域21では、露光光がそのまま透明基板12を透過する。また、第1半透明領域23では、半透明膜14が透過率調整機能を有しているので、露光光が所定の透過率で透過する。さらに、第2半透明領域24では、解像限界以下のスリット幅で半透明膜のスリットパターン14bが形成されているため、第1半透明領域23よりも高い透過率で、露光光が透過する。また、遮光領域22では、遮光膜が実質的に露光光を透過しないものであるので、露光光は透過しない。このように、階調マスク11では、透過領域21と第1半透明領域23と第2半透明領域24と遮光領域22とで、露光光の透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、形状や厚みの異なる3種の異種部材(高スペーサ31a、低スペーサ31bおよび配向制御用突起31c)が形成される。   In the transmission region 21 of the gradation mask 11, the exposure light passes through the transparent substrate 12 as it is. In the first translucent region 23, since the translucent film 14 has a transmittance adjusting function, the exposure light is transmitted with a predetermined transmittance. Further, in the second semi-transparent region 24, the slit pattern 14b of the semi-transparent film is formed with a slit width equal to or less than the resolution limit, so that the exposure light is transmitted with a higher transmittance than the first semi-transparent region 23. . Further, in the light shielding region 22, the light shielding film does not substantially transmit the exposure light, and therefore does not transmit the exposure light. As described above, in the gradation mask 11, the transmittance of the exposure light is different between the transmissive region 21, the first semi-transparent region 23, the second semi-transparent region 24, and the light-shielding region 22. Thus, the degree of the curing reaction of the photosensitive resin layer is different, and development is performed after exposure to form three different kinds of members (high spacer 31a, low spacer 31b, and alignment control protrusion 31c) having different shapes and thicknesses. Is done.

本発明に用いられる階調マスクにおいては、第1半透明領域に半透明膜のメインパターンが配置され、第2半透明領域に半透明膜のスリットパターンが形成されているので、第1半透明領域と第2半透明領域とで透過率が異なるものとなる。透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域では透過率が異なるので、上記階調マスクは、透過率が少なくとも4段階に段階的に変化する多階調のマスクとなる。本発明においては、このような所定の階調マスクを用いることにより、カラーフィルタを構成する3種以上の異種部材を一回の露光により同時に形成することができる。   In the gradation mask used in the present invention, the semi-transparent film main pattern is arranged in the first semi-transparent region, and the semi-transparent film slit pattern is formed in the second semi-transparent region. The transmittance differs between the region and the second translucent region. Since the transmittance is different between the transmissive region, the light shielding region, the first semi-transparent region, and the second semi-transparent region, the gradation mask is a multi-tone mask in which the transmittance changes stepwise in at least four stages. In the present invention, by using such a predetermined gradation mask, three or more kinds of different members constituting the color filter can be simultaneously formed by one exposure.

また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、所定の階調マスクを用いるので、部材の厚みや高さの制御が容易であるという利点を有する。
図2に例示する階調マスク101は、透明基板102上に遮光膜103および半透明膜104がパターン状に形成されたものである。遮光膜103のパターンは、メインパターン103aと、解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターン103bとから構成され、同様に、半透明膜104のパターンは、メインパターン104aと、解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターン104bとから構成されている。階調マスク101においては、透明基板102のみを有する透過領域111と、透明基板102上に遮光膜のメインパターン103aが設けられた遮光領域112と、透明基板102上に遮光膜のスリットパターン103bが1つ設けられた第1領域113と、透明基板102上に遮光膜のスリットパターン103bが3つ設けられた第2領域114と、透明基板102上に半透明膜のスリットパターン104bが1つ設けられた第3領域115と、透明基板102上に半透明膜のメインパターン104aおよび遮光膜のスリットパターン103bが設けられた第4領域116とが混在している。
In addition, since the color filter manufacturing method of the present invention uses a predetermined gradation mask, it has an advantage that the thickness and height of the member can be easily controlled.
A gradation mask 101 illustrated in FIG. 2 is obtained by forming a light shielding film 103 and a semitransparent film 104 in a pattern on a transparent substrate 102. The pattern of the light shielding film 103 is composed of a main pattern 103a and a slit pattern 103b having a slit width less than or equal to the resolution limit. Similarly, the pattern of the translucent film 104 is less than or equal to the main pattern 104a and less than the resolution limit. The slit pattern 104b has a slit width. In the gradation mask 101, a transmissive region 111 having only the transparent substrate 102, a light shielding region 112 in which the main pattern 103 a of the light shielding film is provided on the transparent substrate 102, and a slit pattern 103 b of the light shielding film on the transparent substrate 102. One first region 113 provided, one second region 114 provided with three light-shielding film slit patterns 103b on the transparent substrate 102, and one semi-transparent film slit pattern 104b provided on the transparent substrate 102 The third region 115 is mixed with the fourth region 116 in which the main pattern 104a of the semitransparent film and the slit pattern 103b of the light shielding film are provided on the transparent substrate 102.

従来のスリットマスクでは、第1領域113および第2領域114のように、遮光膜のスリットパターン103bのスリット幅やピッチを変えることにより、透過率を調整することができる。このため、透過領域111および遮光領域112の他に、第1領域113および第2領域114のような遮光膜のスリットパターンが形成された領域を設けることにより、多階調化していた。図2に示す例では、透過領域111と第1領域113と第2領域114とで透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することにより、厚みの異なる3種のパターン130a、130bおよび130cを同時に形成することができる。   In the conventional slit mask, the transmittance can be adjusted by changing the slit width and pitch of the slit pattern 103 b of the light shielding film as in the first region 113 and the second region 114. For this reason, in addition to the transmissive region 111 and the light shielding region 112, by providing regions where the slit pattern of the light shielding film, such as the first region 113 and the second region 114, is provided, the number of gradations is increased. In the example shown in FIG. 2, the transmission region 111, the first region 113, and the second region 114 have different transmittances. Therefore, the degree of the curing reaction of the photosensitive resin layer varies depending on the transmittance of each region. By developing after exposure, three types of patterns 130a, 130b and 130c having different thicknesses can be formed simultaneously.

しかしながら、表示装置に製造に用いられるような大型のマスクでは、微細なパターンの線幅は1.0μm程度が限界であった。このため、第1領域113にて遮光膜のスリットパターン103bのスリット幅をそれ以上細くすることができない場合には、パターン130aの厚みとパターン130bの厚みの中間の厚みのパターンが得られるように透過率を調整することができない。同様に、第2領域114にて遮光膜のスリットパターン103bのスリット幅をそれ以上細くすることができず、また遮光膜のスリットパターン103bのピッチをそれ以上狭くすることができない場合には、パターン130cの厚みよりも薄いパターンが得られるように透過率を調整することができない。   However, in the case of a large mask used for manufacturing a display device, the line width of a fine pattern is limited to about 1.0 μm. For this reason, when the slit width of the slit pattern 103b of the light shielding film cannot be further reduced in the first region 113, a pattern having a thickness intermediate between the thickness of the pattern 130a and the thickness of the pattern 130b is obtained. The transmittance cannot be adjusted. Similarly, when the slit width of the slit pattern 103b of the light shielding film cannot be further reduced in the second region 114, and the pitch of the slit pattern 103b of the light shielding film cannot be reduced further, the pattern The transmittance cannot be adjusted so that a pattern thinner than 130c can be obtained.

これに対し、本発明に用いられる階調マスクは、半透明膜のスリットパターンのみが設けられた第2半透明領域を有するので、例えば半透明膜のスリットパターン104bが1つ形成された第3領域115(第2半透明領域)を設けることにより、パターン130aの厚みとパターン130bの厚みの中間の厚みのパターン130dが得られるように透過率を調整することが可能である。また、本発明に用いられる階調マスクは、遮光膜のスリットパターンおよび半透明膜のメインパターンが設けられた第3半透明領域を有していてもよいので、例えば半透明膜のメインパターン104aおよび遮光膜のスリットパターン103bが形成された第4領域116(第3半透明領域)を設けることにより、パターン130cの厚みよりも薄いパターン130eが得られるように透過率を調整することが可能である。   On the other hand, since the gradation mask used in the present invention has the second semi-transparent region provided with only the semi-transparent film slit pattern, for example, a third semi-transparent film slit pattern 104b is formed. By providing the region 115 (second translucent region), the transmittance can be adjusted so that a pattern 130d having a thickness intermediate between the thickness of the pattern 130a and the thickness of the pattern 130b can be obtained. The gradation mask used in the present invention may have a third semi-transparent region provided with a slit pattern of a light shielding film and a main pattern of a semi-transparent film. In addition, by providing the fourth region 116 (third translucent region) where the slit pattern 103b of the light shielding film is formed, the transmittance can be adjusted so that a pattern 130e thinner than the thickness of the pattern 130c can be obtained. is there.

このように本発明おいては、階調マスクの各領域における微妙な透過率の調整が可能であり、従来では形成できなかった厚みのパターンを形成することができる。すなわち、本発明においては、透過率の設計の幅が広い、所定の階調マスクを用いるので、部材の厚みや高さの制御が容易であり、種々の部材の厚みや高さを容易に設計することができる。   As described above, in the present invention, it is possible to finely adjust the transmittance in each region of the gradation mask, and it is possible to form a pattern having a thickness that cannot be formed conventionally. That is, in the present invention, since a predetermined gradation mask having a wide range of transmittance design is used, the thickness and height of the member can be easily controlled, and the thickness and height of various members can be easily designed. can do.

また本発明においては、3種以上の異種部材を1回の露光により同時に形成することができるので、材料の共通化、材料塗布量の低減、現像液使用量の低減が可能である。さらに、3種以上の異種部材を形成するために、露光および現像を繰り返して行う必要がなく、製造工程数が減少して良品率が向上し、プロセス時間を短縮することができる。   In the present invention, since three or more kinds of different members can be formed simultaneously by one exposure, it is possible to share materials, reduce the amount of material applied, and reduce the amount of developer used. Furthermore, it is not necessary to repeat exposure and development to form three or more kinds of different members, the number of manufacturing steps is reduced, the yield rate is improved, and the process time can be shortened.

さらに、本発明に用いられる階調マスクにおいては、半透明膜のパターンが、メインパターンと、微細なスリット状に加工されたスリットパターンとから構成されており、半透明膜を所定のパターンに加工することにより、透過率の異なる第1半透明領域および第2半透明領域を得ることができる。したがって、本発明に用いられる階調マスクは、多階調化のために半透明膜の成膜およびパターニングを繰り返し行う必要がなく、比較的簡便な工程で製造可能である。   Further, in the gradation mask used in the present invention, the pattern of the semitransparent film is composed of a main pattern and a slit pattern processed into a fine slit shape, and the semitransparent film is processed into a predetermined pattern. By doing so, it is possible to obtain the first translucent region and the second translucent region having different transmittances. Therefore, the gradation mask used in the present invention does not need to be repeatedly formed and patterned a semitransparent film in order to increase the number of gradations, and can be manufactured by a relatively simple process.

図3は、本発明によりカラーフィルタにおける厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層を形成する例である。まず、図3(a)に示すように、基板1上に遮光部2および着色層3を形成し、この着色層3上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。次いで、図2(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものであり、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とを有している。
上記階調マスク11では、透過領域21、遮光領域22、第1半透明領域23および第2半透明領域24で透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することによって、形状や厚みの異なる3種の異種部材(高スペーサ32a、低スペーサ32bおよびオーバーコート層32c)が形成される。
FIG. 3 is an example of forming spacers and overcoat layers having different thicknesses in a color filter according to the present invention. First, as shown in FIG. 3A, the light shielding portion 2 and the colored layer 3 are formed on the substrate 1, and the photosensitive resin layer 5 made of a negative photosensitive resin is formed on the colored layer 3. Next, as shown in FIG. 2B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.
The gradation mask 11 has a light shielding film 13 and a semi-transparent film 14 formed in a pattern on a transparent substrate 12, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, and a light shielding film 13 on the transparent substrate 12. And a light shielding region 22 provided with a main pattern 14a of a semi-transparent film, a first semi-transparent region 23 provided only with a main pattern 14a of a semi-transparent film on the transparent substrate 12, and a semi-transparent region on the transparent substrate 12. And a second translucent region 24 provided with only the slit pattern 14b of the transparent film.
In the gradation mask 11, since the transmittance is different between the transmissive region 21, the light shielding region 22, the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24, the photosensitive resin layer is cured according to the transmittance of each region. The degree of reaction is different, and development is performed after exposure, whereby three types of different members (high spacer 32a, low spacer 32b, and overcoat layer 32c) having different shapes and thicknesses are formed.

図4は、本発明によりカラーフィルタにおけるスペーサおよび配向制御用突起を形成する例であり、半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、非表示領域にスペーサを形成し、透過部および反射部に均一な厚みの配向制御用突起を形成する例である。まず、図4(a)に示すように、基板1上に遮光部2および着色層3を形成し、この着色層3上にギャップ調整層6を形成し、そのギャップ調整層6を覆うように透明電極層4を形成し、さらに透明電極層4上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。表示領域のうち、ギャップ調整層6が設けられている領域は反射部rであり、ギャップ調整層6が設けられていない領域は透過部tである。次いで、図4(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものであり、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とを有している。
上記階調マスク11では、透過領域21、遮光領域22、第1半透明領域23および第2半透明領域24で透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することによって、形状や高さの異なる3種の異種部材(スペーサ33a、透過部用配向制御用突起33bおよび反射部用配向制御用突起33c)が形成される。
FIG. 4 is an example of forming spacers and alignment control protrusions in a color filter according to the present invention. In a color filter used in a transflective liquid crystal display device, a spacer is formed in a non-display region, and a transmissive part and a reflective part. This is an example of forming alignment control protrusions having a uniform thickness. First, as shown in FIG. 4A, the light shielding portion 2 and the colored layer 3 are formed on the substrate 1, the gap adjusting layer 6 is formed on the colored layer 3, and the gap adjusting layer 6 is covered. A transparent electrode layer 4 is formed, and a photosensitive resin layer 5 made of a negative photosensitive resin is formed on the transparent electrode layer 4. Of the display area, the area where the gap adjustment layer 6 is provided is the reflection part r, and the area where the gap adjustment layer 6 is not provided is the transmission part t. Next, as shown in FIG. 4B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.
The gradation mask 11 has a light shielding film 13 and a semi-transparent film 14 formed in a pattern on a transparent substrate 12, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, and a light shielding film 13 on the transparent substrate 12. And a light shielding region 22 provided with a main pattern 14a of a semi-transparent film, a first semi-transparent region 23 provided only with a main pattern 14a of a semi-transparent film on the transparent substrate 12, and a semi-transparent region on the transparent substrate 12. And a second translucent region 24 provided with only the slit pattern 14b of the transparent film.
In the gradation mask 11, since the transmittance is different between the transmissive region 21, the light shielding region 22, the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24, the photosensitive resin layer is cured according to the transmittance of each region. The degree of reaction differs, and development is performed after exposure to form three different types of members (spacer 33a, transmission portion orientation control projection 33b, and reflection portion orientation control projection 33c) having different shapes and heights. Is done.

図5は、本発明によりカラーフィルタにおけるスペーサ、配向制御用突起および遮光部を形成する例である。まず、図5(a)に示すように、基板1上に着色層3を形成し、その着色層3上に透明電極層4を形成し、さらに透明電極層4上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。次いで、図5(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものであり、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とを有している。
上記階調マスク11では、透過領域21、遮光領域22、第1半透明領域23および第2半透明領域24で透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することによって、形状や厚みの異なる3種の異種部材(スペーサ34a、配向制御用突起34bおよび遮光部34c)が形成される。
この場合、感光性樹脂層を形成するためにネガ型感光性樹脂および黒色着色剤を含む感光性樹脂組成物を用いることにより、遮光性を有するスペーサ34a、配向制御用突起34bおよび遮光部34cを得ることができる。
FIG. 5 shows an example in which the spacer, the alignment control protrusion, and the light shielding portion are formed in the color filter according to the present invention. First, as shown in FIG. 5 (a), a colored layer 3 is formed on a substrate 1, a transparent electrode layer 4 is formed on the colored layer 3, and a negative photosensitive resin is formed on the transparent electrode layer 4. A photosensitive resin layer 5 is formed. Next, as shown in FIG. 5B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.
The gradation mask 11 has a light shielding film 13 and a semi-transparent film 14 formed in a pattern on a transparent substrate 12, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, and a light shielding film 13 on the transparent substrate 12. And a light shielding region 22 provided with a main pattern 14a of a semi-transparent film, a first semi-transparent region 23 provided only with a main pattern 14a of a semi-transparent film on the transparent substrate 12, and a semi-transparent region on the transparent substrate 12. And a second translucent region 24 provided with only the slit pattern 14b of the transparent film.
In the gradation mask 11, since the transmittance is different between the transmissive region 21, the light shielding region 22, the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24, the photosensitive resin layer is cured according to the transmittance of each region. The degree of reaction is different, and development is performed after exposure to form three types of different members (spacer 34a, orientation control protrusion 34b, and light shielding portion 34c) having different shapes and thicknesses.
In this case, by using a photosensitive resin composition containing a negative photosensitive resin and a black colorant to form the photosensitive resin layer, the light-shielding spacer 34a, the alignment control protrusion 34b, and the light-shielding portion 34c are formed. Can be obtained.

図6は、本発明によりカラーフィルタにおけるスペーサ、ギャップ調整層およびオーバーコート層を形成する例であり、半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタにおいて、非表示領域にスペーサを形成し、反射部にギャップ調整層を形成し、着色層を覆うようにオーバーコート層を形成する例である。まず、図6(a)に示すように、基板1上に遮光部2および着色層3を形成し、その着色層3上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。次いで、図6(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものであり、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とを有している。
上記階調マスク11では、透過領域21、遮光領域22、第1半透明領域23および第2半透明領域24で透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することによって、形状や高さの異なる3種の異種部材(スペーサ35a、ギャップ調整層35bおよびオーバーコート層35c)が形成される。表示領域のうち、ギャップ調整層35bが設けられている領域は反射部rであり、ギャップ調整層35bが設けられていない領域は透過部tである。
FIG. 6 is an example of forming a spacer, a gap adjusting layer and an overcoat layer in a color filter according to the present invention. In a color filter used in a transflective liquid crystal display device, a spacer is formed in a non-display area, In this example, a gap adjusting layer is formed on the overcoat layer so as to cover the colored layer. First, as shown in FIG. 6A, the light shielding portion 2 and the colored layer 3 are formed on the substrate 1, and the photosensitive resin layer 5 made of a negative photosensitive resin is formed on the colored layer 3. Next, as shown in FIG. 6B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.
The gradation mask 11 has a light shielding film 13 and a semi-transparent film 14 formed in a pattern on a transparent substrate 12, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, and a light shielding film 13 on the transparent substrate 12. And a light shielding region 22 provided with a main pattern 14a of a semi-transparent film, a first semi-transparent region 23 provided only with a main pattern 14a of a semi-transparent film on the transparent substrate 12, and a semi-transparent region on the transparent substrate 12. And a second translucent region 24 provided with only the slit pattern 14b of the transparent film.
In the gradation mask 11, since the transmittance is different between the transmissive region 21, the light shielding region 22, the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24, the photosensitive resin layer is cured according to the transmittance of each region. The degree of reaction is different, and development is performed after exposure to form three types of different members (spacer 35a, gap adjusting layer 35b, and overcoat layer 35c) having different shapes and heights. Of the display region, the region where the gap adjustment layer 35b is provided is the reflection portion r, and the region where the gap adjustment layer 35b is not provided is the transmission portion t.

図7は、本発明によりカラーフィルタにおけるスペーサおよび厚みの異なるオーバーコート層を形成する例であり、液晶表示装置に用いられ、1ピクセルが4色(赤・緑・青・白)のサブピクセルで構成されるカラーフィルタにおいて、スペーサと、赤色・緑色・青色および白色に応じて厚みの異なるオーバーコート層とを形成する例である。
ここで、1ピクセルが4色(赤・緑・青・白)のサブピクセルで構成されるカラーフィルタにおいては、例えば図8に示すように、赤R・緑G・青B・白Wのサブピクセルがモザイク状に配列されており、基板1上に、赤R・緑G・青Bのサブピクセルに応じて赤色パターン3R、緑色パターン3Gおよび青色パターン3Bが形成され、白Wのサブピクセルに相当する部位には着色層は形成されていない。
まず、図7(a)に示すように、基板1上に、遮光部2と、赤R・緑G・青Bのサブピクセルに応じて赤色パターン(図示せず)、緑色パターン(図示せず)および青色パターン3Bから構成される着色層とを形成し、その着色層上にネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層5を形成する。このとき、白Wのサブピクセルに相当する部位には着色層は形成されない。次いで、図7(b)に示すように、感光性樹脂層5を階調マスク11を介して露光する。
この階調マスク11は、透明基板12上に遮光膜13および半透明膜14がパターン状に形成されたものであり、透明基板12のみを有する透過領域21と、透明基板12上に遮光膜13のパターンおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた遮光領域22と、透明基板12上に半透明膜のメインパターン14aのみが設けられた第1半透明領域23と、透明基板12上に半透明膜のスリットパターン14bのみが設けられた第2半透明領域24とを有している。
上記階調マスク11では、透過領域21、遮光領域22、第1半透明領域23および第2半透明領域24で透過率が異なるので、各領域の透過率に応じて、感光性樹脂層の硬化反応の程度が異なるものとなり、露光後に現像することによって、形状や厚みの異なる3種の異種部材(スペーサ36a、赤色・緑色・青色(RGB)用オーバーコート層36bおよび白色(W)用オーバーコート層36c)が形成される。
FIG. 7 shows an example in which spacers and overcoat layers having different thicknesses are formed in a color filter according to the present invention, which is used in a liquid crystal display device, and one pixel is a subpixel of four colors (red, green, blue, and white). This is an example in which a spacer and an overcoat layer having different thicknesses according to red, green, blue, and white are formed in the configured color filter.
Here, in a color filter in which one pixel is composed of sub-pixels of four colors (red, green, blue, and white), for example, as shown in FIG. Pixels are arranged in a mosaic pattern, and a red pattern 3R, a green pattern 3G, and a blue pattern 3B are formed on the substrate 1 according to the red R, green G, and blue B subpixels. A colored layer is not formed in the corresponding part.
First, as shown in FIG. 7A, a red pattern (not shown) and a green pattern (not shown) are formed on the substrate 1 in accordance with the light shielding portion 2 and the red R, green G, and blue B subpixels. And a colored layer composed of the blue pattern 3B, and a photosensitive resin layer 5 made of a negative photosensitive resin is formed on the colored layer. At this time, a colored layer is not formed in a portion corresponding to the white W sub-pixel. Next, as shown in FIG. 7B, the photosensitive resin layer 5 is exposed through the gradation mask 11.
The gradation mask 11 has a light shielding film 13 and a semi-transparent film 14 formed in a pattern on a transparent substrate 12, a transmission region 21 having only the transparent substrate 12, and a light shielding film 13 on the transparent substrate 12. And a light shielding region 22 provided with a main pattern 14a of a semi-transparent film, a first semi-transparent region 23 provided only with a main pattern 14a of a semi-transparent film on the transparent substrate 12, and a semi-transparent region on the transparent substrate 12. And a second translucent region 24 provided with only the slit pattern 14b of the transparent film.
In the gradation mask 11, since the transmittance is different between the transmissive region 21, the light shielding region 22, the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24, the photosensitive resin layer is cured according to the transmittance of each region. The degree of reaction differs, and development is carried out after exposure, so that three different kinds of members having different shapes and thicknesses (spacer 36a, red / green / blue (RGB) overcoat layer 36b, and white (W) overcoat are obtained. Layer 36c) is formed.

このように本発明においては、階調マスクが、透過率が4段階以上に段階的に変化するものであるので、この所定の階調マスクを用いることにより、カラーフィルタを構成する、形状、厚み、高さ等の異なる3種以上の種々の異種部材を同時に形成することができる。   As described above, in the present invention, since the transmittance of the gradation mask changes in four steps or more, the shape and thickness of the color filter constituting the color filter by using this predetermined gradation mask. In addition, three or more different kinds of different members having different heights can be formed at the same time.

なお、本発明において異種部材とは、厚みおよび高さの少なくともいずれか一つが異なる部材をいう。異種部材の機能は同一であっても異なっていてもよい。ここで、厚みとは、部材自体の厚みであり、高さとは、基板からの高さをいう。
図1に示す例において、高スペーサ31aと低スペーサ31bとでは、機能が同一であるが、厚みおよび高さが異なる。また、高スペーサ31aおよび低スペーサ31bと、配向制御用突起31cとでは、機能が異なり、厚みおよび高さが異なり、形状も異なる。
図4に示す例において、透過部用配向制御用突起33bと反射部用配向制御用突起33cとでは、機能が同一であり、厚みも同一であるが、高さが異なる。また、スペーサ33aと、透過部用配向制御用突起33bおよび反射部用配向制御用突起33cとでは、機能が異なり、厚みおよび高さが異なり、形状も異なる。
図7に示す例において、RGB用オーバーコート層36bとW用オーバーコート層36cとでは、機能が同一であり、高さも同一であるが、厚みが異なる。また、スペーサ36aと、RGB用オーバーコート層36bおよびW用オーバーコート層36cとでは、機能が異なり、厚みおよび高さが異なり、形状も異なる。
したがって、図1および図3〜図7において、それぞれ得られる3種の部材は異種部材である。
In the present invention, the dissimilar member refers to a member that is different in at least one of thickness and height. The functions of the different members may be the same or different. Here, the thickness is the thickness of the member itself, and the height is the height from the substrate.
In the example shown in FIG. 1, the high spacer 31a and the low spacer 31b have the same function but are different in thickness and height. Further, the high spacer 31a and the low spacer 31b and the alignment control protrusion 31c have different functions, different thicknesses and heights, and different shapes.
In the example shown in FIG. 4, the transmission portion orientation control projection 33b and the reflection portion orientation control projection 33c have the same function and the same thickness, but different heights. Further, the spacer 33a, the transmission portion orientation control projection 33b, and the reflection portion orientation control projection 33c have different functions, different thicknesses and heights, and different shapes.
In the example shown in FIG. 7, the RGB overcoat layer 36b and the W overcoat layer 36c have the same function and the same height, but different thicknesses. The spacer 36a, the RGB overcoat layer 36b, and the W overcoat layer 36c have different functions, different thicknesses and heights, and different shapes.
Accordingly, in FIG. 1 and FIGS. 3 to 7, the three types of members obtained are different members.

従来では、図4に例示するような反射部および透過部にそれぞれ配向制御用突起を形成する場合、図4(a)に示すように反射部rと透過部tとで感光性樹脂層5の厚みが異なることがあった。この場合にフォトマスクを用いて一括露光すると、反射部と透過部とで形成される配向制御用突起の厚みが異なるものとなり、透過部に形成された配向制御用突起の厚みが反射部に形成された配向制御用突起の厚みよりも厚くなってしまうという不具合があった。そのため、反射部および透過部に均一な厚みの配向制御用突起を形成するには、露光を複数回行い、透過部に配向制御用突起を形成する工程と反射部に配向制御用突起を形成する工程とを別々に行う必要があった。
これに対し、本発明においては所定の階調マスクを用いるので、基板からの高さの異なる部位に均一な厚みの部材を同時に形成することができる。
Conventionally, when the alignment control protrusions are formed on the reflection part and the transmission part as illustrated in FIG. 4, the reflection resin r 5 and the transmission part t are formed of the photosensitive resin layer 5 as shown in FIG. The thickness was sometimes different. In this case, when the photomask is used for batch exposure, the thickness of the alignment control protrusion formed on the reflective portion and the transmissive portion is different, and the thickness of the alignment control protrusion formed on the transmissive portion is formed on the reflective portion. There has been a problem that the thickness becomes larger than the thickness of the alignment control projection. Therefore, in order to form an alignment control protrusion having a uniform thickness on the reflective part and the transmissive part, exposure is performed a plurality of times, and an alignment control protrusion is formed on the transmissive part and an alignment control protrusion is formed on the reflective part. It was necessary to carry out the process separately.
On the other hand, in the present invention, since a predetermined gradation mask is used, members having a uniform thickness can be simultaneously formed at portions having different heights from the substrate.

また、従来では、図7に例示するような1ピクセルが4色のサブピクセルで構成されるカラーフィルタにおいてオーバーコート層を形成する場合、図7(a)に示すように赤R・緑G・青Bのサブピクセルでは白Wのサブピクセルよりも感光性樹脂層5の厚みが厚くなることがあった。この場合にフォトマスクを用いて一括露光すると、赤・緑・青のサブピクセルと白のサブピクセルとで形成されるオーバーコート層の厚みが異なるものとなり、表面が平坦なオーバーコート層が得られないという不具合があった。
これに対し、本発明においては所定の階調マスクを用いるので、基板からの高さの異なる部位に表面が平坦な部材を形成することもできる。
Conventionally, when an overcoat layer is formed in a color filter in which one pixel is composed of four sub-pixels as illustrated in FIG. 7, red R, green G, In the blue B subpixel, the photosensitive resin layer 5 may be thicker than the white W subpixel. In this case, when the photomask is used for batch exposure, the thickness of the overcoat layer formed by the red, green, and blue subpixels differs from that of the white subpixel, resulting in an overcoat layer with a flat surface. There was a bug that there was no.
On the other hand, since a predetermined gradation mask is used in the present invention, a member having a flat surface can be formed at a portion having a different height from the substrate.

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法における各工程について説明する。   Hereinafter, each process in the manufacturing method of the color filter of this invention is demonstrated.

1.感光性樹脂層形成工程
本発明における感光性樹脂層形成工程は、基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する工程である。
1. Photosensitive resin layer formation process The photosensitive resin layer formation process in this invention is a process of forming the photosensitive resin layer which consists of photosensitive resin on a board | substrate.

本発明に用いられる感光性樹脂としては、ネガ型感光性樹脂およびポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。本発明により形成される3種以上の異種部材は感光性樹脂からなるものであるので、形成する異種部材に応じて、使用する感光性樹脂の種類が適宜選択される。中でも、ネガ型感光性樹脂が好ましく用いられる。上述したように、階調マスクを利用した露光では、遮光領域、透過領域、第1半透明領域および第2半透明領域に応じてネガ型感光性樹脂の硬化反応に差が生じるので、形状、厚み、高さ等の異なる異種部材を形成するのに有利となる。   As the photosensitive resin used in the present invention, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used. Since the three or more kinds of different members formed by the present invention are made of a photosensitive resin, the type of the photosensitive resin to be used is appropriately selected according to the different members to be formed. Among these, a negative photosensitive resin is preferably used. As described above, in the exposure using the gradation mask, a difference occurs in the curing reaction of the negative photosensitive resin depending on the light shielding region, the transmission region, the first semitransparent region, and the second semitransparent region. This is advantageous for forming different kinds of members having different thicknesses and heights.

ネガ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。この場合も、3種以上の異種部材は感光性樹脂からなるものであるので、形成する部材に応じて、使用するネガ型感光性樹脂を選択すればよい。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また例えば、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、少なくとも紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にC=Cなるアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基(例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分)とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(DPHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)、テトラメチルペンタトリアクリレート(TMPTA)等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマー等が挙げられる。   The negative photosensitive resin is not particularly limited, and those generally used can be used. Also in this case, since three or more kinds of different members are made of a photosensitive resin, the negative photosensitive resin to be used may be selected according to the member to be formed. For example, a chemically amplified photosensitive resin based on a crosslinked resin, specifically, a chemically amplified photosensitive resin in which a crosslinking agent is added to polyvinylphenol and an acid generator is further added. Also, for example, as an acrylic negative photosensitive resin, it has a photopolymerization initiator that generates at least a radical component when irradiated with ultraviolet rays, and has an acrylic group of C = C in the molecule. And a functional group (for example, a component having an acidic group in the case of development with an alkali solution) that can dissolve the unexposed portion by subsequent development can be used. Among the above-mentioned components having an acrylic group, relatively low molecular weight polyfunctional acrylic molecules include dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), tetramethylpentatriacrylate (TMPTA) and the like. Can be mentioned. Moreover, as a high molecular weight polyfunctional acrylic molecule, the polymer etc. which introduce | transduced the acrylic group through the epoxy group to the one part carboxylic acid group part of a styrene-acrylic acid-benzylmethacrylate copolymer are mentioned.

さらに、必要に応じて、カーボンブラック、銅−鉄−マンガン複合酸化物、酸化インジウムスズ(ITO)、アルミニウム、銀、酸化鉄等の導電性粉体等の添加物をネガ型感光性樹脂に添加してもよい。例えば図5に示すように、3種以上の異種部材の一つとして遮光部を形成する場合には、ネガ型感光性樹脂にカーボンブラック等の黒色着色剤が添加された感光性樹脂組成物が用いられる。   In addition, additives such as conductive powders such as carbon black, copper-iron-manganese composite oxide, indium tin oxide (ITO), aluminum, silver, iron oxide, etc., are added to the negative photosensitive resin as necessary. May be. For example, as shown in FIG. 5, in the case where the light shielding part is formed as one of three or more kinds of different members, a photosensitive resin composition in which a black colorant such as carbon black is added to a negative photosensitive resin is used. Used.

また、ポジ型感光性樹脂としては特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。上述したように、3種以上の異種部材は感光性樹脂からなるものであるので、形成する部材に応じて、使用するポジ型感光性樹脂を選択すればよい。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした感光性樹脂等が挙げられる。   Moreover, it does not specifically limit as positive type photosensitive resin, What is generally used can be used. As described above, since the three or more kinds of different members are made of the photosensitive resin, the positive photosensitive resin to be used may be selected according to the member to be formed. Specifically, a photosensitive resin using a novolac resin as a base resin can be used.

上記感光性樹脂を含有する感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等を使用することができる。   Examples of the method for applying the photosensitive resin composition containing the photosensitive resin include spin coating, casting, dipping, bar coating, blade coating, roll coating, gravure coating, flexographic printing, and spraying. A coating method or the like can be used.

塗布後の感光性樹脂層の厚みは、形成する異種部材に応じて適宜調整される。例えば図1に示すように、3種以上の異種部材のうち、最も高い(最も厚い)部材の高さ(厚み)に適合するように、感光性樹脂層の厚みが調整される。図1の例においては、高スペーサの高さに適合するように感光性樹脂層の厚みが調整される。   The thickness of the photosensitive resin layer after coating is appropriately adjusted according to the different member to be formed. For example, as shown in FIG. 1, the thickness of the photosensitive resin layer is adjusted so as to match the height (thickness) of the highest (thickest) member among three or more kinds of different members. In the example of FIG. 1, the thickness of the photosensitive resin layer is adjusted to match the height of the high spacer.

上記の感光性樹脂組成物の塗布後は、感光性樹脂層に対して加熱処理(プリベーク)を施してもよい。   After application of the photosensitive resin composition, the photosensitive resin layer may be subjected to heat treatment (pre-baking).

本発明に用いられる基板としては、例えば石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、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透明な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1737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特性に優れ、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、アクティブマトリックス方式による液晶表示装置用のカラーフィルタに適している。   As a substrate used in the present invention, for example, a non-flexible transparent rigid material such as quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, synthetic quartz plate, or a flexible resin material such as a transparent resin film or an optical resin plate is used. A transparent flexible material can be used. Among these, Corning 1737 glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, excellent dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment, and is an alkali-free glass containing no alkali component in the active matrix. Suitable for color filters for liquid crystal display devices.

2.異種部材形成工程
本発明における異種部材形成工程は、感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を同時に形成する工程である。
以下、階調マスク、および異種部材の形成方法について説明する。
2. Different member forming step In the present invention, the different member forming step is a step in which the photosensitive resin layer is exposed and developed using a gradation mask to simultaneously form three or more different members made of a photosensitive resin. .
Hereinafter, a gradation mask and a method for forming different members will be described.

(1)階調マスク
本発明に用いられる階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、上記半透明膜のパターンが、メインパターンと、上記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、上記透明基板のみを有する透過領域と、上記透明基板上に上記遮光膜のパターンが設けられた遮光領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域と、上記透明基板上に上記半透明膜のスリットパターンのみが設けられた第2半透明領域とを有するものである。
以下、階調マスクの各構成について説明する。
(1) Gradation mask The gradation mask used in the present invention has a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function. The pattern of the transparent film is composed of a main pattern and a slit pattern having a slit width equal to or less than a resolution limit in exposure in the dissimilar member forming step, the transmission region having only the transparent substrate, and the transparent substrate on the transparent substrate A light-shielding region provided with a light-shielding film pattern, a first semi-transparent region where only the main pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate, and only a slit pattern of the semi-transparent film on the transparent substrate. And a second translucent region provided.
Hereinafter, each configuration of the gradation mask will be described.

(i)半透明膜
階調マスクに用いられる半透明膜は、透明基板上にパターン状に形成され、透過率調整機能を有するものである。また、半透明膜のパターンは、メインパターンと、異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなるものである。
(I) Translucent film The translucent film used for the gradation mask is formed in a pattern on a transparent substrate and has a transmittance adjusting function. The translucent film pattern is composed of a main pattern and a slit pattern having a slit width equal to or less than a resolution limit in exposure in the different member forming process.

半透明膜のメインパターンは、第1半透明領域に配置されるものであるが、遮光領域に配置されていてもよい。また、階調マスクが後述する第3半透明領域を有する場合は、この第3半透明領域にも半透明膜のメインパターンが配置される。
この半透明膜のメインパターンの寸法および形状は、第1半透明領域、遮光領域、第3半透明領域の寸法および形状に応じて適宜調整される。
The main pattern of the semitransparent film is arranged in the first semitransparent area, but may be arranged in the light shielding area. When the gradation mask has a third semi-transparent region to be described later, the main pattern of the semi-transparent film is also disposed in the third semi-transparent region.
The size and shape of the main pattern of the semi-transparent film are appropriately adjusted according to the size and shape of the first semi-transparent region, the light shielding region, and the third semi-transparent region.

また、半透明膜のスリットパターンは、第2半透明領域に配置されるものである。
この半透明膜のスリットパターンのスリット幅は、異種部材形成工程での露光における解像限界以下のサイズであれば特に限定されるものではなく、目的とする第2半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。また、半透明膜のスリットパターンのピッチは、特に限定されるものではなく、目的とする第2半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。
The slit pattern of the semitransparent film is arranged in the second semitransparent region.
The slit width of the slit pattern of the translucent film is not particularly limited as long as it is a size less than the resolution limit in exposure in the different member forming process, and depends on the transmittance of the target second translucent region. Are adjusted accordingly. Moreover, the pitch of the slit pattern of the semitransparent film is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the transmittance of the target second semitransparent region.

半透明膜の透過率特性としては、特に限定されるものではないが、2つの好ましい態様を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a transmittance | permeability characteristic of a semi-transparent film | membrane, Two preferable aspects can be mentioned.

半透明膜の透過率特性の第1の態様は、波長365nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長365nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が6.5%〜13.0%の範囲内であるという透過率特性である。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、輝線スペクトルの端部がおおよそ300nmであり、I線の波長が365nmであることから、各波長での透過率の差が上記範囲であれば、長波長域(350nm〜450nm程度)だけでなく短波長域(300nm〜350nm程度)の光も所定の透過率で半透明膜を透過する。短波長域の光は、エネルギーが高く、反応速度(硬化速度もしくは分解速度)が速いという利点がある。このため、短波長域の光を有効に利用することにより、露光時間を短縮することが可能である。また、ネガ型感光性樹脂を用いた場合、短波長域での露光は、感光性樹脂層が表面から硬化する傾向にあるので、感光性樹脂層内部からの不純物の拡散を抑えることができる。   In the first aspect of the transmissivity characteristic of the translucent film, the transmissivity at a wavelength of 365 nm is larger than the transmissivity at a wavelength of 300 nm, and the difference between the transmissivity at a wavelength of 365 nm and the transmissivity at a wavelength of 300 nm is 6.5. It is the transmittance | permeability characteristic that it exists in the range of% -13.0%. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the end of the emission line spectrum is approximately 300 nm and the wavelength of the I-line is 365 nm. Light not only in the wavelength range (about 350 nm to 450 nm) but also in the short wavelength range (about 300 nm to 350 nm) is transmitted through the translucent film with a predetermined transmittance. Light in a short wavelength region has advantages of high energy and a high reaction rate (curing rate or decomposition rate). For this reason, it is possible to shorten the exposure time by effectively using light in a short wavelength region. Further, when a negative photosensitive resin is used, exposure in a short wavelength region tends to cure the photosensitive resin layer from the surface, so that diffusion of impurities from the inside of the photosensitive resin layer can be suppressed.

上記の365nmおよび300nmでの透過率の差の好ましい範囲は、形成する異種部材によって異なる。例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起を形成する場合は、6.5%〜13.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは8%〜12%の範囲内である。また例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層を形成する場合は、6.5%〜13.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは6.5%〜10%の範囲内である。
さらに、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以上の異種部材を形成する場合は、6.5%〜10.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは6.5%〜9.0%の範囲内である。また、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以下の異種部材を形成する場合は、10.0%〜13.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは10.5%〜12.0%の範囲内である。
The preferable range of the difference in transmittance at 365 nm and 300 nm is different depending on the dissimilar member to be formed. For example, when forming spacers and orientation control protrusions having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 6.5% to 13.0%, more preferably in the range of 8% to 12%. is there. For example, when forming spacers and overcoat layers having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 6.5% to 13.0%, more preferably in the range of 6.5% to 10%. Is within.
Furthermore, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or more is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is in the range of 6.5% to 10.0%. More preferably, it is in the range of 6.5% to 9.0%. Further, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or less is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is in the range of 10.0% to 13.0%. Preferably, it is in the range of 10.5% to 12.0%.

また、波長405nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長405nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が10.5%〜21.0%の範囲内であることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、H線の波長が405nmである。上記の場合と同様に、短波長域の光を有効に利用することができるからである。   Further, the transmittance at a wavelength of 405 nm is larger than the transmittance at a wavelength of 300 nm, and the difference between the transmittance at a wavelength of 405 nm and the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the range of 10.5% to 21.0%. Is preferred. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the wavelength of H-ray is 405 nm. This is because light in a short wavelength region can be used effectively as in the above case.

上記の405nmおよび300nmでの透過率の差の好ましい範囲は、形成する異種部材によって異なる。例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起を形成する場合は、10.5%〜21.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは13%〜17%の範囲内である。また例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層を形成する場合は、10.5%〜21.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは10.5%〜14.5%の範囲内である。
さらに、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以上である異種部材を形成する場合は、10.5%〜15.5%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは12.0%〜14.0%の範囲内である。また、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以下である異種部材を形成する場合は、15.5%〜21.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは16.0%〜18.0%の範囲内である。
The preferable range of the difference in transmittance at 405 nm and 300 nm varies depending on the different member to be formed. For example, when forming spacers and orientation control protrusions having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 10.5% to 21.0%, more preferably in the range of 13% to 17%. is there. For example, when forming spacers and overcoat layers having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 10.5% to 21.0%, more preferably 10.5% to 14.5%. Is within the range.
Further, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or more is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 10.5% to 15.5%. It is preferable that it is within a range of 12.0% to 14.0%. In the case where a different member having a height difference of 3 μm or less is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 15.5% to 21.0%. It is preferable that it is within a range of 16.0% to 18.0%.

さらに、波長436nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長436nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が13.5%〜27.0%の範囲内であることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、G線の波長が436nmである。この場合も同様に、短波長域の光を有効に利用することができるからである。   Furthermore, the transmittance at a wavelength of 436 nm is larger than the transmittance at a wavelength of 300 nm, and the difference between the transmittance at a wavelength of 436 nm and the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the range of 13.5% to 27.0%. Is preferred. For example, when a high-pressure mercury lamp is used for the exposure apparatus, the wavelength of G-line is 436 nm. In this case as well, light in the short wavelength region can be used effectively.

上記の436nmおよび300nmでの透過率の差の好ましい範囲は、形成する異種部材によって異なる。例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起を形成する場合は、13.5%〜27.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは18%〜22%の範囲内である。また例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層を形成する場合は、13.5%〜27.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは13.5%〜17.5%の範囲内である。
さらに、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以上である異種部材を形成する場合は、13.5%〜20.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは13.5%〜17.0%の範囲内である。また、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以下である異種部材を形成する場合は、20.0%〜27.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは20.0%〜23.0%の範囲内である。
The preferable range of the difference in transmittance at 436 nm and 300 nm varies depending on the different member to be formed. For example, when forming spacers and orientation control protrusions having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 13.5% to 27.0%, more preferably in the range of 18% to 22%. is there. For example, when forming spacers and overcoat layers having different thicknesses as different members, the content is preferably in the range of 13.5% to 27.0%, more preferably 13.5% to 17.5%. Is within the range.
Further, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or more is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 13.5% to 20.0%. It is preferable that it is within a range of 13.5% to 17.0%. Further, in the case where a dissimilar member having a height difference of 3 μm or less is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 20.0% to 27.0%. It is preferable that it is within a range of 20.0% to 23.0%.

また、波長300nmでの透過率は、半透明膜の厚みおよび形成する異種部材によって異なるものではあるが、3.5%〜70%の範囲内であることが好ましく、中でも7.0%〜70%の範囲内であることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであることから、波長300nmでの透過率が上記範囲であれば、短波長域の光をより確実に利用することができるからである。   Further, the transmittance at a wavelength of 300 nm varies depending on the thickness of the translucent film and the dissimilar member to be formed, but is preferably in the range of 3.5% to 70%, particularly 7.0% to 70%. % Is preferable. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the end of the emission spectrum is approximately 300 nm. Therefore, if the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the above range, light in a short wavelength region should be used more reliably. Because you can.

上記の300nmでの透過率の好ましい範囲は、形成する異種部材によって異なる。例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起を形成する場合は、10%〜50%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは15%〜45%の範囲内である。また例えば、異種部材として厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層を形成する場合は、3.5%〜20%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは5%〜10%の範囲内である。
さらに、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以上である異種部材を形成する場合は、3.5%〜15.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは7.0%〜10.0%の範囲内である。また、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以下である異種部材を形成する場合は、15.0%〜70.0%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは20.0%〜50.0%の範囲内である。
The preferable range of the transmittance at 300 nm is different depending on the different member to be formed. For example, when spacers and alignment control protrusions having different thicknesses are formed as different members, it is preferably in the range of 10% to 50%, and more preferably in the range of 15% to 45%. For example, when forming spacers and overcoat layers having different thicknesses as different members, it is preferably in the range of 3.5% to 20%, more preferably in the range of 5% to 10%.
Further, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or more is formed corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 3.5% to 15.0%. It is preferable that it is within a range of 7.0% to 10.0%. Further, in the case of forming a dissimilar member having a height difference of 3 μm or less corresponding to the transmissive region and the first translucent region of the gradation mask, it is within the range of 15.0% to 70.0%. It is preferable that it is within a range of 20.0% to 50.0%.

さらに、波長250nm〜600nmにおける平均透過率は、10%〜60%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは20%〜50%の範囲内である。平均透過率が上記範囲未満では、第1半透明領域と遮光領域との透過率の差が出にくくなる場合があり、また平均透過率が上記範囲を超えると、第2半透明領域と透過領域との透過率の差が出にくくなる場合があるからである。   Furthermore, the average transmittance at a wavelength of 250 nm to 600 nm is preferably in the range of 10% to 60%, more preferably in the range of 20% to 50%. If the average transmittance is less than the above range, a difference in transmittance between the first semi-transparent region and the light-shielding region may be difficult to occur, and if the average transmittance exceeds the above range, the second semi-transparent region and the transmission region may be difficult. This is because it may be difficult to produce a difference in transmittance.

なお、上述した各波長での透過率は、階調マスクに使用する透明基板の透過率をリファレンス(100%)として、半透明膜の透過率を測定することができる。装置としては、紫外・可視分光光度計(例えば日立U-4000等)、またはフォトダイオードアレイを検出器としている装置(例えば大塚電子MCPD等)を用いることができる。   In addition, the transmittance | permeability in each wavelength mentioned above can measure the transmittance | permeability of a semi-transparent film | membrane using the transmittance | permeability of the transparent substrate used for a gradation mask as a reference (100%). As the apparatus, an ultraviolet / visible spectrophotometer (for example, Hitachi U-4000) or an apparatus having a photodiode array as a detector (for example, Otsuka Electronics MCPD) can be used.

また、半透明膜の透過率特性の第2の態様は、波長300nm〜450nmの範囲内における透過率分布が7%以下であるという透過率特性である。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであり、I線の波長が365nm、H線の波長が405nm、G線の波長が436nmであることから、各波長を含む300nm〜450nmの範囲内における透過率分布が上記範囲であれば、露光光の長波長域(350nm〜450nm程度)も短波長域(300nm〜350nm程度)もほぼ一定の透過率で半透明膜を透過するので、露光光を有効に活用することができる。また、ある波長における透過率を調整することにより、露光波長域全体において透過率を所定の範囲内に調整することができ、現像後の感光性樹脂層の膜厚を制御することができる、すなわち感光性樹脂層の膜厚制御が容易である。   Moreover, the 2nd aspect of the transmittance | permeability characteristic of a semi-transparent film | membrane is a transmittance | permeability characteristic that the transmittance | permeability distribution in the range of wavelength 300nm-450nm is 7% or less. For example, when a high-pressure mercury lamp is used for the exposure apparatus, the end of the emission spectrum is approximately 300 nm, the wavelength of I-line is 365 nm, the wavelength of H-line is 405 nm, and the wavelength of G-line is 436 nm. If the transmittance distribution within the range of 300 nm to 450 nm including the above is within the above range, both the long wavelength range (about 350 nm to 450 nm) and the short wavelength range (about 300 nm to 350 nm) of the exposure light are translucent with almost constant transmittance. Since the light passes through the film, the exposure light can be used effectively. Further, by adjusting the transmittance at a certain wavelength, the transmittance can be adjusted within a predetermined range over the entire exposure wavelength range, and the film thickness of the photosensitive resin layer after development can be controlled. It is easy to control the film thickness of the photosensitive resin layer.

波長300nm〜450nmの範囲内における透過率分布は、中でも、5%以下であることが好ましい。   The transmittance distribution in the wavelength range of 300 nm to 450 nm is preferably 5% or less.

また、波長250nm〜600nmにおける透過率分布は、20%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下である。一般に、カラーフィルタの製造工程において、露光条件として露光波長域を250nm〜600nmの範囲内で設定することが多いため、250nm〜600nmにおける透過率分布が上記範囲であれば、広い波長域を有効に利用することができるからである。   Moreover, it is preferable that the transmittance | permeability distribution in wavelength 250nm -600nm is 20% or less, More preferably, it is 10% or less. In general, in the color filter manufacturing process, the exposure wavelength range is often set as an exposure condition within a range of 250 nm to 600 nm. Therefore, if the transmittance distribution at 250 nm to 600 nm is within the above range, a wide wavelength range is effectively used. This is because it can be used.

さらに、波長300nmでの透過率は、半透明膜の膜厚および形成する異種部材によって異なるものではあるが、10%〜70%の範囲内であることが好ましい。上述したように、例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであることから、波長300nmでの透過率が上記範囲であれば、短波長域の光をより確実に利用することができるからである。   Furthermore, the transmittance at a wavelength of 300 nm varies depending on the film thickness of the translucent film and the dissimilar member to be formed, but is preferably in the range of 10% to 70%. As described above, for example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, since the end of the emission spectrum is approximately 300 nm, if the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the above range, light in a short wavelength region is more This is because it can be used reliably.

上記の300nmでの透過率の好ましい範囲は、形成する異種部材によって異なる。例えば、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以上の異種部材を形成する場合は、10%〜30%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは10%〜20%の範囲内である。また、階調マスクの透過領域と第1半透明領域とに対応して、高さの差が3μm以下の異種部材を形成する場合は、30%〜70%の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは30%〜50%の範囲内である。   The preferable range of the transmittance at 300 nm is different depending on the different member to be formed. For example, when a different member having a height difference of 3 μm or more is formed corresponding to the transmission region and the first translucent region of the gradation mask, it is preferably within a range of 10% to 30%. More preferably, it is in the range of 10% to 20%. Further, in the case where a different member having a height difference of 3 μm or less is formed corresponding to the transmission region and the first translucent region of the gradation mask, it is preferably within a range of 30% to 70%. More preferably, it is in the range of 30% to 50%.

また、半透明膜の波長250nm〜600nmにおける平均透過率は、10%〜60%の範囲内であることが好ましい。平均透過率が上記範囲未満では、第1半透明領域と遮光領域との透過率の差が出にくくなる場合があり、また平均透過率が上記範囲を超えると、第2半透明領域と透過領域との透過率の差が出にくくなる場合があるからである。   Moreover, it is preferable that the average transmittance | permeability in wavelength 250nm -600nm of a translucent film | membrane is in the range of 10%-60%. If the average transmittance is less than the above range, a difference in transmittance between the first semi-transparent region and the light-shielding region may be difficult to occur, and if the average transmittance exceeds the above range, the second semi-transparent region and the transmission region may be difficult. This is because it may be difficult to produce a difference in transmittance.

なお、透過率分布は、300nm〜450nmにおける最大透過率(Tmax)と最小透過率(Tmin)との差を、300nm〜450nmにおける平均透過率(Tav)を2倍した値で割った値に、100を乗じた値である。(透過率分布=(Tmax−Tmin)/(2Tav)×100)
また、透過率の測定方法については、透過率特性の第1の態様に記載した方法と同様である。
The transmittance distribution was obtained by dividing the difference between the maximum transmittance (T max ) and the minimum transmittance (T min ) at 300 nm to 450 nm by the value obtained by doubling the average transmittance (T av ) at 300 nm to 450 nm. It is a value obtained by multiplying the value by 100. (Transmissivity distribution = (T max −T min ) / (2T av ) × 100)
Further, the transmittance measurement method is the same as the method described in the first aspect of the transmittance characteristic.

第1の態様の透過率特性を有する半透明膜の形成材料としては、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、窒化物、炭化物などが挙げられる。半透明膜および遮光膜を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜の形成材料は遮光膜と同系の材料であることが好ましい。後述するように遮光膜の形成材料がクロム系材料であることが好ましいことから、半透明膜の形成材料も、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロムなどのクロム系材料であることが好ましい。これらのクロム系材料は、機械的強度に優れており、さらには退光性がなく安定しているため、長時間の使用に耐えうるという利点を有する。   Examples of the material for forming the translucent film having the transmittance characteristics of the first aspect include oxides such as chromium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, and silicon, nitrides, and carbides. From the advantage that the translucent film and the light-shielding film can be patterned by the same etching equipment and process, the material for forming the translucent film is preferably a material similar to the light-shielding film. As will be described later, it is preferable that the light-shielding film forming material is a chromium-based material. Therefore, the semi-transparent film forming material is also a chromium-based material such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, or chromium oxynitride carbide. It is preferable that These chromium-based materials have an advantage that they can withstand long-time use because they are excellent in mechanical strength and are stable without light-retarding.

第1の態様の場合、半透明膜の形成材料が酸化窒化炭化クロム(Cr)であることが特に好ましい。ここで、wは<0.01、CrとOとNとの元素比率はCr:30〜60%、O:30〜70%、N:0〜40%であることが好ましく、中でもCr:35〜45%、O:40〜60%、N:2〜20%であることが好ましい。 In the case of the first aspect, it is particularly preferable that the material for forming the translucent film is chromium oxynitride carbide (Cr x O y N z C w ). Here, w is preferably <0.01, and the element ratio of Cr, O, and N is preferably Cr: 30 to 60%, O: 30 to 70%, and N: 0 to 40%. It is preferable that it is -45%, O: 40-60%, N: 2-20%.

また、第2の態様の透過率特性を有する半透明膜の形成材料としては、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、ニッケル等の金属の膜、あるいは、クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、ニッケル等の金属の窒化物、炭化物などが挙げられる。
例えば金属、金属窒化物および金属炭化物は吸収係数が比較的大きいため、波長300nm〜450nmにおいて透過率分布が所定の範囲となり、上述の透過率特性を有する場合が多い。これに対し、金属の酸化物は吸収係数が比較的小さく、長波長(紫外・可視領域)になるほど吸収係数がほぼゼロに近づくため、波長が長くなるほど透過率が高くなるような透過率特性を示す場合が多い。したがって、半透明膜の形成材料としては、上述したように金属、金属窒化物、金属炭化物が用いられるのである。なお、上述の透過率特性を満たしていれば、金属、金属窒化物、金属炭化物を用いた半透明膜は微量の酸素を含んでいてもよい。
Further, as a material for forming the translucent film having the transmittance characteristic of the second aspect, for example, a film of a metal such as chromium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, nickel, or chromium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum And nitrides and carbides of metals such as silicon and nickel.
For example, since metals, metal nitrides, and metal carbides have a relatively large absorption coefficient, the transmittance distribution is within a predetermined range at wavelengths of 300 nm to 450 nm, and often has the above-described transmittance characteristics. In contrast, a metal oxide has a relatively small absorption coefficient, and the absorption coefficient approaches almost zero as the wavelength becomes longer (ultraviolet / visible region). Therefore, the transmittance characteristic increases as the wavelength increases. Often shown. Therefore, as described above, metal, metal nitride, and metal carbide are used as the material for forming the translucent film. Note that the translucent film using a metal, metal nitride, or metal carbide may contain a trace amount of oxygen as long as the above-described transmittance characteristics are satisfied.

第2の態様の場合においても、半透明膜および遮光膜を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜の形成材料は遮光膜と同系の材料であることが好ましい。後述するように遮光膜の形成材料がクロム系材料であることが好ましいことから、半透明膜の形成材料も、クロム、窒化クロムなどのクロム系材料であることが好ましい。   Also in the case of the second embodiment, the semi-transparent film and the light-shielding film are preferably made of the same material as the light-shielding film because of the advantage that the semi-transparent film and the light-shielding film can be patterned by the same etching equipment and process. As will be described later, since the light-shielding film forming material is preferably a chromium-based material, the translucent film forming material is also preferably a chromium-based material such as chromium or chromium nitride.

第2の態様では、半透明膜の形成材料が金属であることがより好ましい。金属は、金属窒化物、金属炭化物等よりも吸収係数が高いので、金属を用いることにより、上述したような好適な透過率特性を満たす半透明膜とすることができるからである。
特に、半透明膜の形成材料はクロムであることが好ましい。上述したように、パターニングの点で半透明膜の形成材料が遮光膜と同系の材料であることが好ましく、遮光膜の形成材料がクロム系材料であることが好ましいからである。クロムを用いた半透明膜は、微量の酸素や窒素を含んでいてもよいが、半透明膜中のクロム含有量が80%以上であることが好ましく、特に95%以上であることが好ましい。上述した好適な透過率特性を満足する半透明膜とすることができるからである。
In the second aspect, the material for forming the translucent film is more preferably a metal. This is because a metal has a higher absorption coefficient than that of a metal nitride, a metal carbide, or the like, and therefore, by using a metal, a translucent film that satisfies the above-described suitable transmittance characteristics can be obtained.
In particular, the material for forming the translucent film is preferably chromium. As described above, this is because the material for forming the translucent film is preferably the same material as the light-shielding film, and the material for forming the light-shielding film is preferably a chromium-based material in terms of patterning. The translucent film using chromium may contain a small amount of oxygen or nitrogen, but the chromium content in the translucent film is preferably 80% or more, and particularly preferably 95% or more. It is because it can be set as the semi-transparent film | membrane which satisfies the suitable transmittance | permeability characteristic mentioned above.

また、第2の態様では、半透明膜の形成材料として、モリブデンシリサイド、タンタルも好ましく用いられる。タンタルを用いた半透明膜は、上記のクロムの場合と同様に、微量の酸素や窒素を含んでいてもよい。   In the second embodiment, molybdenum silicide and tantalum are also preferably used as the material for forming the translucent film. The translucent film using tantalum may contain a small amount of oxygen or nitrogen as in the case of chromium.

半透明膜は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。   The translucent film may be a single layer or may be composed of a plurality of layers.

半透明膜の厚みとしては、上述した透過率特性を満たす膜厚であることが好ましい。第1の態様の透過率特性を満たす半透明膜の厚みとしては、例えばクロムを用いた場合は5〜50nm程度であることが好ましく、また酸化クロムを用いた場合は5nm〜150nm程度であることが好ましい。また、第2の態様の透過率特性を満たす半透明膜の厚みとしては、例えばクロムを用いた場合は5nm〜20nm程度であることが好ましい。半透明膜の透過率はその厚みにより変わるので、厚みを制御することで所望の透過率とすることができる。また、半透明膜が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、厚みと組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。   The thickness of the translucent film is preferably a film thickness that satisfies the above-described transmittance characteristics. The thickness of the translucent film satisfying the transmittance characteristics of the first aspect is preferably about 5 to 50 nm when chromium is used, for example, and about 5 to 150 nm when chromium oxide is used. Is preferred. The thickness of the translucent film that satisfies the transmittance characteristics of the second aspect is preferably about 5 nm to 20 nm when chromium is used, for example. Since the transmissivity of the translucent film varies depending on its thickness, the desired transmissivity can be obtained by controlling the thickness. Further, when the translucent film contains oxygen, nitrogen, carbon, etc., the transmittance varies depending on the composition, so that the desired transmittance can be realized by simultaneously controlling the thickness and the composition.

半透明膜のパターンは、半透明膜を成膜し、パターニングすることにより形成することができる。半透明膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Arガス等のキャリアガス、酸素(炭酸)ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Crターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Arガス、酸素(炭酸)ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。なお、半透明膜のパターニング方法については、後述の階調マスクの製造方法の項に記載するので、ここでの説明は省略する。   The pattern of the semitransparent film can be formed by forming a semitransparent film and patterning it. As a method for forming the translucent film, for example, a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, an ion plating method, or a vacuum vapor deposition method is used. For example, when forming a chromium oxynitride chromium carbide film using a sputtering method, a reactive gas sputtering method using a Cr target by introducing a carrier gas such as Ar gas, oxygen (carbonic acid) gas, or nitrogen gas into the reactor. Thus, a chromium oxynitride carbide carbide film can be formed. At this time, the composition of the chromium oxynitride carbide film can be controlled by controlling the flow rates of Ar gas, oxygen (carbonic acid) gas, and nitrogen gas. The patterning method of the translucent film will be described in the section of the method for manufacturing a gradation mask described later, and will not be described here.

(ii)遮光膜
階調マスクに用いられる遮光膜は、透明基板上にパターン状に形成され、実質的に露光光を透過しないものである。
(Ii) Light-shielding film The light-shielding film used for the gradation mask is formed in a pattern on a transparent substrate and does not substantially transmit exposure light.

遮光膜のパターンは遮光領域に配置されるものであり、遮光領域はこの遮光膜のパターンによって画定される。この遮光膜のパターンの寸法および形状は、遮光領域の寸法および形状に応じて適宜調整される。   The pattern of the light shielding film is arranged in the light shielding area, and the light shielding area is defined by the pattern of the light shielding film. The size and shape of the pattern of the light shielding film are appropriately adjusted according to the size and shape of the light shielding region.

また、遮光膜のパターンは、メインパターンと、異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなるものであってもよい。階調マスクが後述する第3半透明領域を有する場合は、遮光膜のメインパターンは遮光領域に配置され、遮光膜のスリットパターンは第3半透明領域に配置される。   Further, the pattern of the light shielding film may be composed of a main pattern and a slit pattern having a slit width equal to or less than a resolution limit in exposure in the different member forming process. When the gradation mask has a third semi-transparent region to be described later, the main pattern of the light shielding film is disposed in the light shielding region, and the slit pattern of the light shielding film is disposed in the third semi-transparent region.

この遮光膜のメインパターンの寸法および形状は、遮光領域の寸法および形状に応じて適宜調整される。
また、遮光膜のスリットパターンのスリット幅は、異種部材形成工程での露光における解像限界以下のサイズであれば特に限定されるものではなく、目的とする第3半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。また、遮光膜のスリットパターンのピッチは、特に限定されるものではなく、目的とする第3半透明領域の透過率に応じて適宜調整される。
The size and shape of the main pattern of the light shielding film are appropriately adjusted according to the size and shape of the light shielding region.
In addition, the slit width of the slit pattern of the light shielding film is not particularly limited as long as it is a size that is equal to or smaller than the resolution limit in exposure in the different member forming process, and depends on the transmittance of the target third translucent region. Are adjusted accordingly. Further, the pitch of the slit pattern of the light shielding film is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the desired transmittance of the third translucent region.

遮光膜の露光波長における平均透過率は0.1%以下であることが好ましい。なお、平均透過率の測定方法については、上記半透明膜の項に記載した方法と同様である。   The average transmittance at the exposure wavelength of the light shielding film is preferably 0.1% or less. In addition, about the measuring method of average transmittance | permeability, it is the same as that of the method described in the term of the said semi-transparent film | membrane.

このような遮光膜の形成材料としては、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜の形成材料を用いることができる。遮光膜の形成材料としては、例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などが挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系材料が好適に用いられる。このようなクロム系材料は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。クロム系材料を用いた遮光膜は、単層であってもよく、2層以上が積層されたものであってもよい。   As a material for forming such a light shielding film, a material for forming a light shielding film generally used for a photomask can be used. Examples of the material for forming the light shielding film include chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, silicon oxide, and silicon oxynitride. Among these, chromium-based materials such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride are preferably used. This is because such a chromium-based material has the most actual use record and is preferable in terms of cost and quality. The light shielding film using a chromium-based material may be a single layer or may be a laminate of two or more layers.

また、遮光膜は、低反射機能を有していてもよい。低反射機能により、露光光の乱反射を防止することができるので、より鮮明なパターンを形成することができる。遮光膜に低反射機能を付加するには、例えば遮光膜表面に露光光の反射を防止する酸化クロム等のクロム化合物を含有させればよい。この場合、遮光膜が、表面に向かって徐々に含有成分が変化する傾斜界面により形成されたものであってもよい。   Further, the light shielding film may have a low reflection function. Since the low reflection function can prevent irregular reflection of exposure light, a clearer pattern can be formed. In order to add a low reflection function to the light shielding film, for example, a chromium compound such as chromium oxide for preventing reflection of exposure light may be contained on the surface of the light shielding film. In this case, the light shielding film may be formed by an inclined interface in which the content component gradually changes toward the surface.

遮光膜の厚みとしては、特に限定されるものではなく、例えばクロムを用いた場合には50nm〜150nm程度とすることができる。   The thickness of the light shielding film is not particularly limited. For example, when chromium is used, the thickness can be about 50 nm to 150 nm.

遮光膜のパターンは、遮光膜を成膜し、パターニングすることにより形成することができる。遮光膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)が用いられる。なお、遮光膜のパターニング方法については、後述の階調マスクの製造方法の項に記載するので、ここでの説明は省略する。   The pattern of the light shielding film can be formed by forming a light shielding film and patterning it. As a method for forming the light shielding film, for example, a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, an ion plating method, or a vacuum vapor deposition method is used. The light-shielding film patterning method will be described in the section of a method for manufacturing a gradation mask, which will be described later, and will not be described here.

(iii)第1半透明領域および第2半透明領域
階調マスクにおける第1半透明領域は、透明基板上に半透明膜のメインパターンのみが設けられた領域である。すなわち、第1半透明領域には、遮光膜は形成されていない、また半透明膜のスリットパターンも形成されていない。
(Iii) First translucent area and second translucent area The first translucent area in the gradation mask is an area where only the main pattern of the translucent film is provided on the transparent substrate. That is, no light shielding film is formed in the first semitransparent region, and no slit pattern of the semitransparent film is formed.

階調マスクにおける第2半透明領域は、透明基板上に半透明膜のスリットパターンのみが設けられた領域である。すなわち、第2半透明領域には、遮光膜は形成されていない、また半透明膜のメインパターンも形成されていない。   The second semitransparent region in the gradation mask is a region where only the slit pattern of the semitransparent film is provided on the transparent substrate. That is, the light-shielding film is not formed in the second semi-transparent region, and the main pattern of the semi-transparent film is not formed.

また、第2半透明領域においては、半透明膜のスリットパターンのスリット幅およびピッチの少なくともいずれか一方が異なる領域が複数存在していてもよい。例えば図9に示すように、半透明膜のスリットパターン14bが1つ形成された第2半透明領域24aと、半透明膜のスリットパターン14bが2つ形成された第2半透明領域24bと、半透明膜のスリットパターン14bが5つ形成された第2半透明領域24cとが混在していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となり、4種以上の異種部材を同時に形成することができる。   In the second translucent region, there may be a plurality of regions in which at least one of the slit width and pitch of the slit pattern of the translucent film is different. For example, as shown in FIG. 9, a second translucent region 24a in which one semi-transparent film slit pattern 14b is formed, and a second translucent region 24b in which two semi-transparent film slit patterns 14b are formed, The second semitransparent region 24c in which five slit patterns 14b of the semitransparent film are formed may be mixed. Thereby, it is possible to further increase the number of gradations, and four or more kinds of different members can be simultaneously formed.

第1半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第2半透明領域の透過率よりも低ければ、特に限定されるものではなく、形成する異種部材によって適宜選択される。   The transmittance of the first translucent region is not particularly limited as long as it is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, and lower than the transmittance of the second translucent region. It is appropriately selected depending on the member.

また、第2半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率よりも高ければ、特に限定されるものではなく、形成する異種部材によって適宜選択される。   The transmittance of the second translucent region is not particularly limited as long as it is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, and higher than the transmittance of the first translucent region. It is appropriately selected depending on the different member.

第1半透明領域および第2半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、形成する異種部材に応じて適宜調整される。例えば、第1半透明領域および第2半透明領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The dimensions and shapes of the first translucent region and the second translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the dissimilar member to be formed. For example, the shapes of the first translucent region and the second translucent region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

階調マスクは、図10に例示するように、透明基板12上に遮光膜のスリットパターン13bおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた第3半透明領域25を有していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となり、4種以上の異種部材を同時に形成することができる。この第3半透明領域には、遮光膜のメインパターンおよび半透明膜のスリットパターンは形成されていない。   As illustrated in FIG. 10, the gradation mask may have a third semi-transparent region 25 in which a light-shielding film slit pattern 13 b and a semi-transparent film main pattern 14 a are provided on the transparent substrate 12. Thereby, it is possible to further increase the number of gradations, and four or more kinds of different members can be simultaneously formed. In the third semi-transparent region, the main pattern of the light shielding film and the slit pattern of the semi-transparent film are not formed.

第3半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率より低く、第2半透明領域の透過率より低ければ、特に限定されるものではなく、形成する異種部材によって適宜選択される。   If the transmittance of the third translucent region is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, lower than the transmittance of the first translucent region, and lower than the transmittance of the second translucent region, The material is not limited and is appropriately selected depending on the different member to be formed.

第3半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、形成する甥種部材に応じて適宜調整される。   The size and shape of the third translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the seed member to be formed.

また、階調マスクは、図10に例示するように、透明基板12上に遮光膜のスリットパターン13bが設けられた第4半透明領域26を有していてもよい。これにより、さらなる多階調化が可能となり、4種以上の異種部材を同時に形成することができる。図10に例示するように、この第4半透明領域26には、遮光膜のスリットパターン13bと同様の位置に、半透明膜のスリットパターン14bが形成されていてもよい。また、第4半透明領域には、遮光膜のメインパターンおよび半透明膜のメインパターンは形成されていない。   Further, as illustrated in FIG. 10, the gradation mask may include a fourth semi-transparent region 26 in which a light-shielding film slit pattern 13 b is provided on the transparent substrate 12. Thereby, it is possible to further increase the number of gradations, and four or more kinds of different members can be simultaneously formed. As illustrated in FIG. 10, a semi-transparent film slit pattern 14 b may be formed in the fourth semi-transparent region 26 at the same position as the light-shielding film slit pattern 13 b. Further, the main pattern of the light shielding film and the main pattern of the semitransparent film are not formed in the fourth semitransparent region.

第4半透明領域の透過率は、透過領域の透過率より低く、遮光領域の透過率より高く、第1半透明領域の透過率より低く、第2半透明領域の透過率より低ければ、特に限定されるものではなく、形成する異種部材によって適宜選択される。   If the transmittance of the fourth translucent region is lower than the transmittance of the transmissive region, higher than the transmittance of the light shielding region, lower than the transmittance of the first translucent region, and lower than the transmittance of the second translucent region, The material is not limited and is appropriately selected depending on the different member to be formed.

第4半透明領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、形成する異種部材に応じて適宜調整される。   The size and shape of the fourth translucent region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the different member to be formed.

(iv)透過領域および遮光領域
階調マスクにおける透過領域は、透明基板のみを有する領域である。すなわち、透過領域には、遮光膜および半透明膜のいずれも形成されていない。
(Iv) Transmission region and light shielding region The transmission region in the gradation mask is a region having only a transparent substrate. That is, neither the light-shielding film nor the translucent film is formed in the transmission region.

階調マスクにおける遮光領域は、透明基板上に遮光膜のパターンが設けられた領域である。遮光領域には、透明基板上に少なくとも遮光膜のパターンが形成されていればよく、例えば遮光膜のパターンのみが形成されていてもよく、遮光膜のパターンおよび半透明膜のパターンが形成されていてもよい。階調マスクが上記第3半透明領域を有する場合は、遮光領域は、透明基板上に遮光膜のメインパターンが設けられた領域となる。   The light shielding region in the gradation mask is a region where a light shielding film pattern is provided on a transparent substrate. The light shielding region only needs to have at least a light shielding film pattern formed on the transparent substrate. For example, only the light shielding film pattern may be formed, and the light shielding film pattern and the semitransparent film pattern are formed. May be. When the gradation mask has the third semi-transparent region, the light shielding region is a region where the main pattern of the light shielding film is provided on the transparent substrate.

透過領域および遮光領域の寸法および形状としては、特に限定されるものではなく、形成する異種部材に応じて適宜調整される。例えば、透過領域および遮光領域の形状としては、円形、矩形、枠体、多角形、線形など、種々の形状とすることができる。   The dimensions and shapes of the transmissive region and the light shielding region are not particularly limited, and are appropriately adjusted according to the different member to be formed. For example, the shapes of the transmission region and the light shielding region can be various shapes such as a circle, a rectangle, a frame, a polygon, and a line.

(v)透明基板
本発明に用いられる透明基板は、一般にフォトマスクに用いられる基板を使用することができる。透明基板としては、例えばホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の光学研磨された低膨張ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。中でも、石英ガラスは、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特性に優れている。
(V) Transparent substrate As the transparent substrate used in the present invention, a substrate generally used for a photomask can be used. As the transparent substrate, for example, optically polished low expansion glass such as borosilicate glass and aluminoborosilicate glass, quartz glass, synthetic quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, soda lime glass, white sapphire and the like are not flexible. A transparent rigid material, or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin film can be used. Among them, quartz glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.

(vi)階調マスク
階調マスクは、透明基板上に遮光膜および半透明膜がパターン状に形成されたものであり、上述した透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域等を有するものであればよく、透明基板、遮光膜および半透明膜の積層順としては特に限定されるものではない。例えば、図1に示すように透明基板12、遮光膜13および半透明膜14の順に積層されていてもよく、図11(a)に示すように透明基板12、半透明膜14および遮光膜13の順に積層されていてもよく、図11(b)に示すように半透明膜14、透明基板12および遮光膜13の順に積層されていてもよい。
(Vi) Gradation mask The gradation mask is obtained by forming a light-shielding film and a semi-transparent film in a pattern on a transparent substrate. What is necessary is just to have an area | region etc., As a lamination order of a transparent substrate, a light shielding film, and a semi-transparent film | membrane, it does not specifically limit. For example, the transparent substrate 12, the light shielding film 13, and the semi-transparent film 14 may be laminated in this order as shown in FIG. The semi-transparent film 14, the transparent substrate 12, and the light-shielding film 13 may be laminated in this order as shown in FIG.

階調マスクにおいては、遮光膜上に低反射層が形成されていてもよい。低反射層を設けることにより、階調マスクの使用時において、ハレーションを防止することができるからである。
低反射層としては、例えば酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等の膜が挙げられる。これらの膜は、遮光膜にクロム系材料を用いた場合、遮光膜のエッチング時に同時にエッチングすることが可能である。
In the gradation mask, a low reflection layer may be formed on the light shielding film. This is because by providing the low reflection layer, halation can be prevented when the gradation mask is used.
Examples of the low reflection layer include films of chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, and the like. When a chromium-based material is used for the light shielding film, these films can be etched simultaneously with the etching of the light shielding film.

階調マスクは、透過率が4段階以上に段階的に変化するものである。階調マスクは、4階調の階調マスクに限定されるものではなく、第2半透明領域における半透明膜のスリットパターンのスリット幅およびピッチを周期的に変化させることにより、4階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。例えば図9に示すように、半透明膜のスリットパターン14bのピッチを周期的に変化させることにより、3種類の第2半透明領域24a、24bおよび24cの透過率を異なるものとすることができる。   The gradation mask has a transmittance that changes in four steps or more. The gradation mask is not limited to the gradation mask of 4 gradations, but can be changed to 4 gradations or more by periodically changing the slit width and pitch of the slit pattern of the semitransparent film in the second semitransparent region. It is possible to use a multi-tone gradation mask. For example, as shown in FIG. 9, the transmittance of the three types of second semi-transparent regions 24a, 24b, and 24c can be made different by periodically changing the pitch of the slit pattern 14b of the semi-transparent film. .

また、本発明においては、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターン、ならびに遮光膜のスリットパターンを組み合わせることにより、4階調以上の多階調の階調マスクとすることが可能である。例えば図10に示すように、階調マスク11が、透明基板12上に遮光膜のスリットパターン13bおよび半透明膜のメインパターン14aが設けられた第3半透明領域25や、透明基板12上に遮光膜のスリットパターン3bが設けられた第4半透明領域26を有していることにより、多階調化が可能である。   In the present invention, a multi-tone mask having four or more tones can be obtained by combining the main pattern and slit pattern of the translucent film and the slit pattern of the light shielding film. For example, as shown in FIG. 10, the gradation mask 11 is formed on the transparent substrate 12 in the third semi-transparent region 25 where the light-shielding film slit pattern 13 b and the semi-transparent film main pattern 14 a are provided, or on the transparent substrate 12. By having the fourth translucent region 26 provided with the slit pattern 3b of the light shielding film, it is possible to increase the number of gradations.

階調マスクの大きさとしては、形成する異種部材に応じて適宜調整されるが、例えば300mm×400mm〜1,600mm×1,800mm程度とすることができる。   The size of the gradation mask is appropriately adjusted according to the dissimilar member to be formed, and can be, for example, about 300 mm × 400 mm to 1,600 mm × 1,800 mm.

(vii)階調マスクの製造方法
本発明に用いられる階調マスクの製造方法としては、透明基板上に半透明膜および遮光膜をパターン状に形成することにより、所望の位置に透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域等を配置することができる方法であれば特に限定されるものではない。
(Vii) Gradation Mask Manufacturing Method A gradation mask manufacturing method used in the present invention includes a translucent film and a light shielding film at a desired position by forming a translucent film and a light shielding film in a pattern on a transparent substrate. The method is not particularly limited as long as the region, the first translucent region, the second translucent region, and the like can be arranged.

本発明に用いられる階調マスクの製造方法の一例としては、透明基板上に遮光膜を成膜したマスクブランクを用いて、遮光膜をパターニングし、遮光膜の中間パターンを形成する第1パターニング工程と、遮光膜の中間パターンが形成された透明基板の全面に半透明膜を成膜する半透明膜成膜工程と、遮光膜の中間パターンおよび半透明膜をパターニングして、遮光膜のパターンならびに半透明膜のメインパターンおよびスリットパターンを形成する第2パターニング工程とを有する製造方法が挙げられる。   As an example of a method for manufacturing a gradation mask used in the present invention, a first patterning step of patterning a light shielding film and forming an intermediate pattern of the light shielding film using a mask blank having a light shielding film formed on a transparent substrate And a translucent film forming step of forming a translucent film on the entire surface of the transparent substrate on which the intermediate pattern of the light shielding film is formed, patterning the intermediate pattern and the semitransparent film of the light shielding film, The manufacturing method which has the 2nd patterning process which forms the main pattern and slit pattern of a semi-transparent film | membrane is mentioned.

上記の階調マスクの製造方法の例を図12に示す。
まず、透明基板12上に遮光膜53を成膜したマスクブランク50を準備する(図12(a))。次に、遮光膜53上にポジ型レジスト材料を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、第1レジスト膜51を形成する(図12(b))。次いで、パターン露光および現像を行うことにより第1レジストパターン51´を形成する(図12(c))。この際、得られる階調マスクにおける第1半透明領域23および第2半透明領域24では第1レジスト膜51が除去され、透過領域21および遮光領域22では第1レジスト膜51が残存するようにパターン露光する。そして、第1レジストパターン51´より露出している遮光膜53をエッチングし、残存している第1レジストパターン51´を除去して、遮光膜中間パターン53´を形成する(図12(d))。図12(a)〜(d)は第1パターニング工程である。
An example of a method for manufacturing the above-described gradation mask is shown in FIG.
First, a mask blank 50 having a light shielding film 53 formed on a transparent substrate 12 is prepared (FIG. 12A). Next, a positive resist material is applied onto the light shielding film 53 and baked for a predetermined time after the application, thereby forming a first resist film 51 (FIG. 12B). Next, pattern exposure and development are performed to form a first resist pattern 51 ′ (FIG. 12C). At this time, the first resist film 51 is removed in the first semi-transparent region 23 and the second semi-transparent region 24 in the obtained gradation mask, and the first resist film 51 remains in the transmissive region 21 and the light-shielding region 22. Pattern exposure. Then, the light shielding film 53 exposed from the first resist pattern 51 ′ is etched, and the remaining first resist pattern 51 ′ is removed to form a light shielding film intermediate pattern 53 ′ (FIG. 12D). ). 12A to 12D show the first patterning step.

次に、遮光膜中間パターン53´が形成された透明基板12の全面に、半透明膜54を成膜する(図12(e)、半透明膜成膜工程)。   Next, a semitransparent film 54 is formed on the entire surface of the transparent substrate 12 on which the light shielding film intermediate pattern 53 ′ is formed (FIG. 12E, a semitransparent film forming step).

次に、半透明膜54上にポジ型レジスト材料を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、第2レジスト膜52を形成する(図12(f))。次いで、パターン露光および現像を行うことにより第2レジストパターン52´を形成する(図12(g))。この際、得られる階調マスクにおける透過領域21では第2レジスト膜52が除去され、遮光領域22および第1半透明領域23では第2レジスト膜52が残存し、第2半透明領域24では第2レジスト膜52がスリット状にパターニングされるようにパターン露光する。そして、第2レジストパターン52´より露出している半透明膜54をエッチングし、続いて、下層の遮光膜中間パターン53´が露出している箇所をさらにエッチングし、残存している第2レジストパターン52´を除去して、遮光膜13のパターン、半透明膜のメインパターン14aおよびスリットパターン14bを形成する(図12(h))。図12(f)〜(h)は第2パターニング工程である。   Next, a positive resist material is applied on the semitransparent film 54, and baked for a predetermined time after the application, thereby forming a second resist film 52 (FIG. 12 (f)). Next, a second resist pattern 52 ′ is formed by performing pattern exposure and development (FIG. 12G). At this time, the second resist film 52 is removed in the transmission region 21 in the obtained gradation mask, the second resist film 52 remains in the light shielding region 22 and the first semi-transparent region 23, and the second semi-transparent region 24 in the second semi-transparent region 24. 2. Pattern exposure is performed so that the resist film 52 is patterned into a slit shape. Then, the semitransparent film 54 exposed from the second resist pattern 52 'is etched, and then the portion where the lower light shielding film intermediate pattern 53' is exposed is further etched to leave the remaining second resist The pattern 52 'is removed, and the pattern of the light shielding film 13, the main pattern 14a of the translucent film, and the slit pattern 14b are formed (FIG. 12 (h)). FIGS. 12F to 12H show the second patterning process.

上記の方法では、遮光膜のみ、または半透明膜のみを選択的にエッチングする必要がない。このため、遮光膜および半透明膜に用いる材料が限定されないという利点を有する。例えば、遮光膜および半透明膜に同系の材料、具体的にはクロム系材料を用いることができる。また、エッチング選択性が要求されないので、複数のエッチング技術(複数の装置・エッチャントなど)を用いる必要がなく、製造コストを削減することができる。さらに、遮光膜および半透明膜にクロム系材料を用いた場合には、従来のバイナリマスクと同様のプロセスで階調マスクを製造することができ、複雑な工程を要しないという利点も有する。   In the above method, it is not necessary to selectively etch only the light shielding film or only the translucent film. For this reason, it has the advantage that the material used for a light shielding film and a semi-transparent film is not limited. For example, a similar material, specifically, a chromium-based material can be used for the light-shielding film and the translucent film. In addition, since etching selectivity is not required, it is not necessary to use a plurality of etching techniques (a plurality of apparatuses, etchants, etc.), and the manufacturing cost can be reduced. Further, when a chromium-based material is used for the light shielding film and the semitransparent film, the gradation mask can be manufactured by the same process as the conventional binary mask, and there is an advantage that a complicated process is not required.

また、本発明に用いられる階調マスクの製造方法の他の例としては、透明基板上に半透明膜および遮光膜がこの順に積層されたマスクブランクを用いて、半透明膜および遮光膜をパターニングし、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターン、ならびに遮光膜の中間パターンを形成する第1パターニング工程と、遮光膜の中間パターンのみをパターニングして、遮光膜のパターンを形成する第2パターニング工程とを有する製造方法が挙げられる。   As another example of the method of manufacturing a gradation mask used in the present invention, a semi-transparent film and a light-shielding film are patterned using a mask blank in which a semi-transparent film and a light-shielding film are laminated in this order on a transparent substrate. A first patterning step of forming a main pattern and a slit pattern of a translucent film, and an intermediate pattern of the light shielding film, and a second patterning step of forming only the intermediate pattern of the light shielding film to form a pattern of the light shielding film. The manufacturing method which has this.

上記の階調マスクの製造方法の例を図13に示す。
まず、透明基板12上に半透明膜54および遮光膜53がこの順に積層されたマスクブランク50を準備する(図13(a))。次に、遮光膜53上にポジ型レジスト材料を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、第1レジスト膜51を形成する(図13(b))。次いで、パターン露光および現像を行うことにより第1レジストパターン51´を形成する(図13(c))。この際、得られる階調マスクにおける透過領域21では第1レジスト膜51が除去され、遮光領域22および第1半透明領域23では第1レジスト膜51が残存し、第2半透明領域24では第1レジスト膜51がスリット状にパターニングされるようにパターン露光する。そして、第1レジストパターン51´より露出している遮光膜53をエッチングし、続いて、下層の半透明膜54が露出している箇所をさらにエッチングし、残存している第1レジストパターン51´を除去して、半透明膜のメインパターン14aおよびスリットパターン14b、ならびに遮光膜中間パターン53´を形成する(図13(d))。図13(a)〜(d)は第1パターニング工程である。
An example of a method for manufacturing the above-described gradation mask is shown in FIG.
First, a mask blank 50 in which a translucent film 54 and a light shielding film 53 are laminated in this order on a transparent substrate 12 is prepared (FIG. 13A). Next, a positive resist material is applied onto the light shielding film 53 and baked for a predetermined time after the application to form the first resist film 51 (FIG. 13B). Next, pattern exposure and development are performed to form a first resist pattern 51 ′ (FIG. 13C). At this time, the first resist film 51 is removed in the transmissive region 21 in the obtained gradation mask, the first resist film 51 remains in the light shielding region 22 and the first semi-transparent region 23, and the first semi-transparent region 24 in the second semi-transparent region 24. The pattern exposure is performed so that one resist film 51 is patterned into a slit shape. Then, the light shielding film 53 exposed from the first resist pattern 51 ′ is etched, and then the portion where the lower semitransparent film 54 is exposed is further etched to leave the remaining first resist pattern 51 ′. Are removed to form a main pattern 14a and a slit pattern 14b of a semi-transparent film, and a light shielding film intermediate pattern 53 '(FIG. 13D). FIGS. 13A to 13D show the first patterning step.

次に、半透明膜のメインパターン14aおよびスリットパターン14b、ならびに遮光膜中間パターン53´が形成された透明基板12上にポジ型レジスト材料を塗布し、塗布後に所定時間ベークし、第2レジスト膜52を形成する(図13(e))。続いて、パターン露光および現像を行うことにより第2レジストパターン52´を形成する(図13(f))。この際、得られる階調マスクにおける第1半透明領域23では第2レジスト膜52が除去され、透過領域21および遮光領域22では第2レジスト膜52が残存し、第2半透明領域24では半透明膜のスリットパターン14bに対応させて第2レジスト膜52がスリット状にパターニングされるようにパターン露光する。そして、第2レジストパターン52´より露出している遮光膜中間パターン53´をエッチングし、残存している第2レジストパターン52´を除去して、遮光膜13のパターンを形成する(図13(g))。図13(e)〜(g)は第2パターニング工程である。   Next, a positive resist material is applied on the transparent substrate 12 on which the main pattern 14a and the slit pattern 14b of the semitransparent film and the light shielding film intermediate pattern 53 'are formed, and baked for a predetermined time after the application, whereby the second resist film 52 is formed (FIG. 13E). Subsequently, a second resist pattern 52 'is formed by performing pattern exposure and development (FIG. 13F). At this time, the second resist film 52 is removed in the first semi-transparent region 23 in the obtained gradation mask, the second resist film 52 remains in the transmissive region 21 and the light-shielding region 22, and semi-transparent in the second semi-transparent region 24. Pattern exposure is performed so that the second resist film 52 is patterned into a slit shape corresponding to the slit pattern 14b of the transparent film. Then, the light shielding film intermediate pattern 53 ′ exposed from the second resist pattern 52 ′ is etched, and the remaining second resist pattern 52 ′ is removed to form a pattern of the light shielding film 13 (FIG. 13 ( g)). FIGS. 13E to 13G show the second patterning step.

上記の方法では、階調マスクの製造工程の途中で半透明膜成膜工程を行う必要がない。このため、半透明膜の成膜時のリスク(欠陥や汚れなど)を低減することができる。また、TAT(Turn Around Time)の短縮化が可能である。   In the above method, it is not necessary to perform the semitransparent film forming step in the middle of the manufacturing process of the gradation mask. For this reason, the risk (defect, dirt, etc.) at the time of film-forming of a semi-transparent film | membrane can be reduced. Further, TAT (Turn Around Time) can be shortened.

なお、階調マスクの製造方法については、特開2005−84366公報、特開2005−181827公報、特開2005−208128公報、特開2006−18001公報を参照することができる。   For a method of manufacturing a gradation mask, reference can be made to JP-A-2005-84366, JP-A-2005-181827, JP-A-2005-208128, and JP-A-2006-18001.

(2)異種部材の形成方法
本発明においては、感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を同時に形成することができる。
(2) Method for forming different members In the present invention, three or more different members made of a photosensitive resin can be formed simultaneously.

本発明により形成される3種以上の異種部材としては、露光工程を経て形成される種々の部材を挙げることができる。形成可能な3種以上の異種部材としては、感光性樹脂を用いて形成することができるものであればよく、具体的には(1)厚みの異なるスペーサおよび配向制御用突起、(2)厚みの異なるスペーサおよびオーバーコート層、(3)スペーサ、透過部用配向制御用突起および反射部用配向制御用突起、(4)スペーサ、配向制御用突起および遮光部、(5)スペーサ、オーバーコート層およびギャップ調整層、(6)スペーサ、RGB用オーバーコート層およびW用オーバーコート層などを挙げることができる。   Examples of the three or more kinds of different members formed according to the present invention include various members formed through an exposure process. As the three or more kinds of dissimilar members that can be formed, any member that can be formed using a photosensitive resin may be used. Specifically, (1) spacers having different thicknesses and alignment control protrusions, and (2) thicknesses. Different spacers and overcoat layers, (3) spacers, transmissive portion orientation control projections and reflective portion orientation control projections, (4) spacers, orientation control projections and light shielding portions, (5) spacers, overcoat layers And a gap adjusting layer, (6) a spacer, an RGB overcoat layer, a W overcoat layer, and the like.

本工程においては、まず、感光性樹脂層を階調マスクを介して露光する。露光方法としては、特に限定されるものではなく、例えば感光性樹脂の表面から数十μm程度の間隙をあけて階調マスクを配置し、露光するプロキシミティ露光を行うことができる。この露光により、感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いた場合には照射部分で硬化反応が生じ、ポジ型感光性樹脂を用いた場合には照射部分で酸発生反応が生じる。   In this step, first, the photosensitive resin layer is exposed through a gradation mask. The exposure method is not particularly limited, and, for example, proximity exposure can be performed in which a gradation mask is arranged with a gap of about several tens of μm from the surface of the photosensitive resin to perform exposure. By this exposure, when a negative photosensitive resin is used as the photosensitive resin, a curing reaction occurs at the irradiated portion, and when a positive photosensitive resin is used, an acid generating reaction occurs at the irradiated portion.

上記の露光後は、現像が行われる。現像により、感光性樹脂層が部分的に除去される。感光性樹脂としてネガ型感光性樹脂を用いた場合には、露光により硬化した部分が残存し、その他の部分が選択的に除去される。透過領域から露光された部位では硬化反応が十分に進行するのに対し、第2半透明領域から露光された部位では硬化反応が不十分となり、第1半透明領域から露光された部位では第2半透明領域から露光された部位よりもさらに硬化反応が不十分となるので、形状、厚み、高さ等の異なる3種以上の異種部材を同時に形成することができる。また、感光性樹脂としてポジ型感光性樹脂を用いた場合には、露光により分解した部分が選択的に除去され、その他の部分が残存する。透過領域から露光された部位では酸発生反応が十分に進行するのに対し、第2半透明領域から露光された部位では酸発生反応が不十分となり、第1半透明領域から露光された部位では第2半透明領域から露光された部位よりもさらに酸発生反応が不十分となるので、形状、厚み、高さ等の異なる3種以上の異種部材を同時に形成することができる。
この現像は、一般的な現像方法に従って行うことができる。
After the exposure, development is performed. The photosensitive resin layer is partially removed by development. When a negative photosensitive resin is used as the photosensitive resin, a portion cured by exposure remains and other portions are selectively removed. The curing reaction proceeds sufficiently at the part exposed from the transmission region, whereas the curing reaction becomes insufficient at the part exposed from the second translucent region, and the second is performed at the part exposed from the first translucent region. Since the curing reaction is further insufficient as compared with the portion exposed from the translucent region, three or more kinds of different members having different shapes, thicknesses, heights, and the like can be formed simultaneously. In addition, when a positive photosensitive resin is used as the photosensitive resin, the portion decomposed by the exposure is selectively removed, and the other portions remain. The acid generation reaction proceeds sufficiently in the part exposed from the transmission region, whereas the acid generation reaction becomes insufficient in the part exposed from the second translucent region, and in the part exposed from the first translucent region. Since the acid generation reaction is further insufficient as compared with the portion exposed from the second translucent region, three or more kinds of different members having different shapes, thicknesses, heights, and the like can be formed simultaneously.
This development can be performed according to a general development method.

また、露光および現像後、形成された異種部材に対して加熱処理(ポストベーク)を施してもよい。この加熱処理は、例えば温度100〜250℃、処理時間10〜60分程度で適宜設定することができる。   Moreover, you may heat-process (post-bake) with respect to the formed dissimilar member after exposure and image development. This heat treatment can be appropriately set, for example, at a temperature of 100 to 250 ° C. and a treatment time of about 10 to 60 minutes.

3.その他の工程
本発明においては、感光性樹脂層形成工程前または異種部材形成工程後に、カラーフィルタにおける各種部材を形成する工程を必要に応じて行うことができる。
3. Other Steps In the present invention, a step of forming various members in the color filter can be performed as necessary before the photosensitive resin layer forming step or after the different member forming step.

例えば、基板上に着色層を形成する着色層形成工程を行うことができる。着色層は、通常、赤色パターン、緑色パターンおよび青色パターンから構成されるものである。
着色層は、例えば所望の着色剤を含有する感光性樹脂組成物を使用した顔料分散法により形成することができる。さらに、着色層の形成方法としては、印刷法、電着法、転写法、インクジェット法等の一般的な方法を使用することもできる。
着色層の厚みは、例えば0.5〜3.0μmの範囲で設定することができる。
For example, a colored layer forming step of forming a colored layer on the substrate can be performed. The colored layer is usually composed of a red pattern, a green pattern, and a blue pattern.
The colored layer can be formed, for example, by a pigment dispersion method using a photosensitive resin composition containing a desired colorant. Furthermore, as a method for forming the colored layer, a general method such as a printing method, an electrodeposition method, a transfer method, or an ink jet method can be used.
The thickness of the colored layer can be set, for example, in the range of 0.5 to 3.0 μm.

また例えば、基板上に遮光部(ブラックマトリックスという場合もある。)を形成する遮光部形成工程を行うことができる。遮光部は、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等によりクロム等の金属薄膜を形成し、この金属薄膜をパターニングすることにより形成することができる。この場合、遮光部の厚みは、200〜5000Å程度とすることができる。
また、遮光部は、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させたポリイミド樹脂組成物、アクリル樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物等を用いて樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングすることにより形成することもできる。さらに、遮光部は、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含有させた感光性樹脂組成物を用いて樹脂層を形成し、この樹脂層をパターニングすることにより形成することもできる。
Further, for example, a light shielding part forming step of forming a light shielding part (sometimes referred to as a black matrix) on the substrate can be performed. The light shielding portion can be formed by forming a metal thin film such as chromium by sputtering, vacuum deposition, or the like and patterning the metal thin film. In this case, the thickness of the light-shielding part can be about 200 to 5000 mm.
The light shielding part is formed by forming a resin layer using a polyimide resin composition, an acrylic resin composition, an epoxy resin composition, or the like containing light shielding particles such as carbon fine particles, and patterning the resin layer. You can also Furthermore, the light shielding part can also be formed by forming a resin layer using a photosensitive resin composition containing light shielding particles such as carbon fine particles and metal oxide, and patterning the resin layer.

さらに例えば、基板上に透明電極層を形成する透明電極層形成工程を行うことができる。透明電極層の形成材料としては、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)等、またはその合金等を挙げることができる。
透明電極層の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等の一般的な成膜方法を用いることができる。
この透明電極層の厚みは、例えば200〜5000Å程度とすることができる。
Further, for example, a transparent electrode layer forming step of forming a transparent electrode layer on the substrate can be performed. Examples of the material for forming the transparent electrode layer include indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), and alloys thereof.
As a film forming method of the transparent electrode layer, for example, a general film forming method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, a CVD method, or the like can be used.
The thickness of the transparent electrode layer can be, for example, about 200 to 5000 mm.

また例えば、基板上にギャップ調整層を形成するギャップ調整層形成工程を行うことができる。ギャップ調整層の形成材料としては、例えば感光性アクリル樹脂、感光性ポリイミド、ポジレジスト、カルド樹脂、ポリシロキサン、ベンゾシクロブテン等を挙げることができる。
ギャップ調整層の形成方法としては、上記材料を用いて例えばフォトリソグラフィー法等により、形成することができる。
Further, for example, a gap adjusting layer forming step for forming a gap adjusting layer on the substrate can be performed. Examples of the material for forming the gap adjusting layer include photosensitive acrylic resin, photosensitive polyimide, positive resist, cardo resin, polysiloxane, benzocyclobutene, and the like.
As a method for forming the gap adjusting layer, the gap adjusting layer can be formed by using, for example, a photolithography method using the above material.

さらに例えば、異種部材を覆うように配向膜を形成する配向膜形成工程を行うことができる。配向膜は、例えば可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミド、変性ポリイミド等の有機化合物を、一般的な印刷法、塗布方法により塗布し、その後、焼成することにより形成することができる。このような配向膜には、配向処理(ラビング)は不要である。
配向膜の厚みは、500〜1000Å程度とすることができる。
Furthermore, for example, an alignment film forming step of forming an alignment film so as to cover different members can be performed. The alignment film can be formed, for example, by applying an organic compound such as soluble polyimide, polyamic acid type polyimide, or modified polyimide by a general printing method or application method, and then baking. Such an alignment film does not require alignment treatment (rubbing).
The thickness of the alignment film can be about 500 to 1000 mm.

4.用途
本発明のカラーフィルタの製造方法は、所定の階調マスクを用いていることから、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造、特に大型の液晶表示装置用のカラーフィルタの製造に適している。
また、本発明のカラーフィルタの製造方法は、モノクロの液晶表示装置用の基板の製造に適用することもできる。
4). Applications The color filter manufacturing method of the present invention uses a predetermined gradation mask, and is therefore suitable for manufacturing a color filter for a liquid crystal display device, particularly for manufacturing a color filter for a large liquid crystal display device.
The color filter manufacturing method of the present invention can also be applied to manufacture of a substrate for a monochrome liquid crystal display device.

B.カラーフィルタ
本発明のカラーフィルタは、上述したカラーフィルタの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。
本発明のカラーフィルタは、感光性樹脂からなる複数種の異種部材を有するものであり、この複数種の異種部材を構成する感光性樹脂が同一であるものである。好ましくは、カラーフィルタは、上記感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を有する。
なお、異種部材については、上記カラーフィルタの製造方法の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
また、カラーフィルタのその他の構成としては、一般的なカラーフィルタと同様とすることができる。
B. Color Filter The color filter of the present invention is manufactured using the above-described color filter manufacturing method.
The color filter of the present invention has a plurality of kinds of different members made of a photosensitive resin, and the photosensitive resins constituting the plurality of kinds of different members are the same. Preferably, the color filter has three or more kinds of different members made of the photosensitive resin.
Since the dissimilar members are described in the section of the color filter manufacturing method, description thereof is omitted here.
Further, other configurations of the color filter can be the same as those of a general color filter.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
[実施例1]
(階調マスクの作製)
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜中間パターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Example 1]
(Production of gradation mask)
A commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is placed on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate. After coating with a thickness of 600 nm and baking on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired light-shielding film intermediate pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.).
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a desired light-shielding film intermediate pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.

次いで、遮光膜中間パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、酸化窒化炭化クロム膜(半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:CO:N=1:0.5:0.5
・パワー:1.5kW
・ガス圧:3mTorr
・基板搬送速度:62cm/min
このとき、酸化窒化炭化クロム膜の膜厚は35nmとした。酸化窒化炭化クロム膜の分光スペクトルを図14に示す。
次に、酸化窒化炭化クロム膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で半透明膜および遮光膜をエッチングし、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターン、ならびに遮光膜パターンを得た。エッチングは半透明膜および遮光膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、階調マスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and washed well, and then the chromium oxynitride carbide film (translucent film) is subjected to the following conditions: A film was formed by a sputtering method.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 = 1: 0.5: 0.5
・ Power: 1.5kW
・ Gas pressure: 3mTorr
・ Substrate transport speed: 62 cm / min
At this time, the thickness of the chromium oxynitride carbide film was set to 35 nm. FIG. 14 shows a spectral spectrum of the chromium oxynitride chromium carbide film.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied again on the chromium oxynitride carbide film at a thickness of 600 nm, and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, the image to be the main pattern and the slit pattern of the translucent film is drawn again with a laser drawing device (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Obtained.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the semi-transparent film and the light-shielding film are etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.), and the main pattern and slit pattern of the semi-transparent film are obtained. In addition, a light shielding film pattern was obtained. Etching was performed on the translucent film and the light shielding film.
Finally, the remaining resist was peeled off, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction was performed as necessary to obtain a gradation mask.

(カラーフィルタの作製)
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1000Å)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。
(Production of color filter)
As the substrate, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate was washed according to a conventional method, a chromium thin film (thickness: 1000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. A positive-type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.

次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。   Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.

<赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for red pattern>
Red pigment (Ciba Specialty Chemicals Chromophthal Red A2B) 4.8 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.2 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3 1.0 part by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I 5.0 parts by weight initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight initiator (2, 2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 part by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for green pattern>
Green pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.8 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 Parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, polymer I 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2 ′ -Bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for blue pattern>
Blue pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, Polymer I, 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2'-bis (o -Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

なお、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   The polymer I is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.

次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、長方形状(100μm×300μm)とした。   Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. The red pattern was rectangular (100 μm × 300 μm).

その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが配列された着色層を形成した。
次に、ブラックマトリックス、着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明電極層(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. As a result, a colored layer in which a red pattern, a green pattern, and a blue pattern were arranged was formed.
Next, a transparent electrode layer (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering so as to cover the black matrix and the colored layer.

次に、透明電極層上にネガ型感光性樹脂組成物(JSR製 オプトマーNN850)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:100mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
Next, a negative photosensitive resin composition (Optomer NN850 manufactured by JSR) was applied on the transparent electrode layer by spin coating, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.
<Exposure conditions>
・ Exposure amount: 100 mJ / cm 2 (I-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、凸形状の3種類のパターンを同時に形成した。この3種類のパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察し、寸法を測定した。結果を表1に示す。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, and then heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to simultaneously form three types of convex patterns. The cross-sectional shapes of these three types of patterns were observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 2013101361
Figure 2013101361

上記の階調マスクを露光プロセスに用いることにより、高さの異なる2種類のスペーサ(セル保持用カラムスペーサ)、および配向制御用突起を所望の寸法にて形成することができた。   By using the above-described gradation mask in the exposure process, two types of spacers (cell holding column spacers) having different heights and alignment control projections could be formed with desired dimensions.

[実施例2]
(階調マスクの作製)
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜中間パターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
[Example 2]
(Production of gradation mask)
A commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is placed on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate. After coating with a thickness of 600 nm and baking on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired light-shielding film intermediate pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.).
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a desired light-shielding film intermediate pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.

次いで、遮光膜中間パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、酸化窒化炭化クロム膜(半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:CO:N=1:0.5:0.5
・パワー:1.5kW
・ガス圧:3mTorr
・基板搬送速度:30cm/min
このとき、酸化窒化炭化クロム膜の膜厚は75nmとした。酸化窒化炭化クロム膜の分光スペクトルを図14に示す。
次に、酸化窒化炭化クロム膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で半透明膜および遮光膜をエッチングし、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターン、ならびに遮光膜パターンを得た。エッチングは半透明膜および遮光膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、階調マスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and washed well, and then the chromium oxynitride carbide film (translucent film) is subjected to the following conditions: A film was formed by a sputtering method.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 = 1: 0.5: 0.5
・ Power: 1.5kW
・ Gas pressure: 3mTorr
・ Substrate transport speed: 30 cm / min
At this time, the thickness of the chromium oxynitride carbide film was 75 nm. FIG. 14 shows a spectral spectrum of the chromium oxynitride chromium carbide film.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied again on the chromium oxynitride carbide film at a thickness of 600 nm, and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, the image to be the main pattern and the slit pattern of the translucent film is drawn again with a laser drawing device (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Obtained.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the semi-transparent film and the light-shielding film are etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.), and the main pattern and slit pattern of the semi-transparent film are obtained. In addition, a light shielding film pattern was obtained. Etching was performed on the translucent film and the light shielding film.
Finally, the remaining resist was peeled off, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction was performed as necessary to obtain a gradation mask.

(カラーフィルタの作製)
基板として、大きさが100mm×100mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1000Å)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。
(Production of color filter)
A glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared as a substrate. After this substrate was washed according to a conventional method, a chromium thin film (thickness: 1000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. A positive-type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.

次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。   Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.

<赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for red pattern>
Red pigment (Ciba Specialty Chemicals Chromophthal Red A2B) 4.8 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.2 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3 1.0 part by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I 5.0 parts by weight initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight initiator (2, 2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 part by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for green pattern>
Green pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.8 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 Parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, polymer I 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2 ′ -Bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for blue pattern>
Blue pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, Polymer I, 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2'-bis (o -Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

なお、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   The polymer I is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.

次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、長方形状(100μm×300μm)とした。   Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. The red pattern was rectangular (100 μm × 300 μm).

その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが配列された着色層を形成した。   Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. As a result, a colored layer in which a red pattern, a green pattern, and a blue pattern were arranged was formed.

次に、着色層上にネガ型感光性樹脂組成物(JSR製 オプトマーNN850)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:100mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
Next, a negative photosensitive resin composition (Optomer NN850 manufactured by JSR) was applied on the colored layer by a spin coating method, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.
<Exposure conditions>
・ Exposure amount: 100 mJ / cm 2 (I-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、3種類のパターンを同時に形成した。この3種類のパターンの一部について断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察し、また3種類のパターンの寸法等を測定した。結果を表2に示す。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, followed by heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes to form three types of patterns simultaneously. The cross-sectional shape of a part of these three types of patterns was observed with a scanning electron microscope, and the dimensions and the like of the three types of patterns were measured. The results are shown in Table 2.

Figure 2013101361
Figure 2013101361

上記の階調マスクを露光プロセスに用いることにより、高さの異なる2種類のスペーサ(セル保持用カラムスペーサ)、およびオーバーコート層を同時に形成することができた。   By using the above gradation mask for the exposure process, two types of spacers having different heights (cell holding column spacers) and an overcoat layer could be formed simultaneously.

[比較例1]
(階調マスクの作製)
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜のメインパターンおよびスリットパターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜のメインパターンおよびスリットパターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
[Comparative Example 1]
(Production of gradation mask)
A commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is placed on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate. After coating with a thickness of 600 nm and baking on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired mask pattern main pattern and slit pattern are drawn by a photomask laser drawing device (Micronic LRS11000-TFT3). did.
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, the chromium film was etched using the resist pattern as an etching mask, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain the desired main pattern and slit pattern of the light-shielding film. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.

次いで、遮光膜パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、酸化窒化炭化クロム膜(半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:CO:N=1:0.5:0.5
・パワー:1.5kW
・ガス圧:3mTorr
・基板搬送速度:62cm/min
このとき、酸化窒化炭化クロム膜の膜厚は35nmとした。酸化窒化炭化クロム膜の分光スペクトルを図14に示す。
次に、酸化窒化炭化クロム膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、半透明膜のメインパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で半透明膜をエッチングし、半透明膜のメインパターンを得た。エッチングは半透明膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、透過領域、遮光領域(遮光膜メインパターン)、第1半透明領域(半透明膜メインパターン)および第4半透明領域(遮光膜スリットパターン)を有する階調マスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding film pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and after cleaning, a chromium oxynitride carbide film (translucent film) is sputtered under the following conditions: The film was formed by the method.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 = 1: 0.5: 0.5
・ Power: 1.5kW
・ Gas pressure: 3mTorr
・ Substrate transport speed: 62 cm / min
At this time, the thickness of the chromium oxynitride carbide film was set to 35 nm. FIG. 14 shows a spectral spectrum of the chromium oxynitride chromium carbide film.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied again on the chromium oxynitride carbide film at a thickness of 600 nm, and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, an image serving as a main pattern of the translucent film was again drawn with a laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the translucent film was etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) to obtain a main pattern of the translucent film. Etching was performed on the translucent film.
Finally, the remaining resist is peeled off, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction is performed as necessary, and the transmissive area, light-shielding area (light-shielding film main pattern), and first translucent area A gradation mask having (translucent film main pattern) and a fourth translucent region (light-shielding film slit pattern) was obtained.

(カラーフィルタの作製)
実施例1と同様にして、基板上にブラックマトリックス、着色層および透明電極層を形成した。
(Production of color filter)
In the same manner as in Example 1, a black matrix, a colored layer, and a transparent electrode layer were formed on the substrate.

次に、透明電極層上にネガ型感光性樹脂組成物(JSR製 オプトマーNN850)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:100mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
Next, a negative photosensitive resin composition (Optomer NN850 manufactured by JSR) was applied on the transparent electrode layer by spin coating, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.
<Exposure conditions>
・ Exposure amount: 100 mJ / cm 2 (I-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、凸形状の3種類のパターンを同時に形成した。この3種類のパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察し、寸法を測定した。結果を表3に示す。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, and then heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to simultaneously form three types of convex patterns. The cross-sectional shapes of these three types of patterns were observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results are shown in Table 3.

Figure 2013101361
Figure 2013101361

上記の階調マスクを露光プロセスに用いた場合には、所望の高さを有するスペーサを形成できなかった。   When the above gradation mask was used in the exposure process, a spacer having a desired height could not be formed.

[実施例3]
(階調マスクの作製)
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜中間パターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
[Example 3]
(Production of gradation mask)
A commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is placed on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate. After coating with a thickness of 600 nm and baking on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired light-shielding film intermediate pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.).
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a desired light-shielding film intermediate pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.

次いで、遮光膜中間パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、クロム膜(半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:N=4:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
・基板搬送速度:65cm/min
半透明膜の膜厚は10nmとした。半透明膜の分光スペクトルを図28(a)に示す。
次に、半透明膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で半透明膜および遮光膜をエッチングし、半透明膜のメインパターンおよびスリットパターン、ならびに遮光膜パターンを得た。エッチングは半透明膜および遮光膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、透過領域、遮光領域(遮光膜メインパターン)、第1半透明領域(半透明膜メインパターン)および第3半透明領域(遮光膜補助パターン・半透明膜スリットパターン)を有する階調マスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and after being washed well, the chromium film (translucent film) is sputtered under the following conditions. To form a film.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: N 2 = 4: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
・ Substrate transport speed: 65 cm / min
The film thickness of the semitransparent film was 10 nm. The spectrum of the semitransparent film is shown in FIG.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was again applied on the semitransparent film at a thickness of 600 nm and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, the image to be the main pattern and the slit pattern of the translucent film is drawn again with a laser drawing device (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). Obtained.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the semi-transparent film and the light-shielding film are etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.), and the main pattern and slit pattern of the semi-transparent film are obtained. In addition, a light shielding film pattern was obtained. Etching was performed on the translucent film and the light shielding film.
Finally, the remaining resist is peeled off, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction is performed as necessary, and the transmissive area, light-shielding area (light-shielding film main pattern), and first translucent area A gradation mask having a (translucent film main pattern) and a third semitransparent region (light shielding film auxiliary pattern / semitransparent film slit pattern) was obtained.

(カラーフィルタの作製)
実施例1と同様にして、基板上にブラックマトリックス、着色層および透明電極層を形成した。
(Production of color filter)
In the same manner as in Example 1, a black matrix, a colored layer, and a transparent electrode layer were formed on the substrate.

次に、透明電極層上にポジ型感光性樹脂組成物(ロームアンドハース社製 LC130)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:60mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
Next, a positive photosensitive resin composition (LC130 manufactured by Rohm and Haas) was applied onto the transparent electrode layer by spin coating, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.
<Exposure conditions>
・ Exposure dose: 60 mJ / cm 2 (I-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、凸形状の3種類のパターンを同時に形成した。この3種類のパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察し、寸法を測定した。結果を表4に示す。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, and then heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to simultaneously form three types of convex patterns. The cross-sectional shapes of these three types of patterns were observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results are shown in Table 4.

Figure 2013101361
Figure 2013101361

上記の階調マスクを露光プロセスに用いることにより、高さの異なる2種類のスペーサ(セル保持用カラムスペーサ)、および配向制御用突起を所望の寸法にて形成することができた。   By using the above-described gradation mask in the exposure process, two types of spacers (cell holding column spacers) having different heights and alignment control projections could be formed with desired dimensions.

[比較例2]
(階調マスクの作製)
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜中間パターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
[Comparative Example 2]
(Production of gradation mask)
A commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is placed on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate. After coating with a thickness of 600 nm and baking on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired light-shielding film intermediate pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.).
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a desired light-shielding film intermediate pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.

次いで、遮光膜中間パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、クロム膜(第1半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:N=4:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
・基板搬送速度:65cm/min
第1半透明膜の膜厚は10nmとした。第1半透明膜の分光スペクトルを図28(a)に示す。
次に、第1半透明膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、第1半透明膜のメインパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で第1半透明膜をエッチングし、第1半透明膜のメインパターンを得た。エッチングは第1半透明膜に対して行った。
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and after being thoroughly cleaned, a chromium film (first translucent film) is sputtered under the following conditions: The film was formed by the method.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: N 2 = 4: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
・ Substrate transport speed: 65 cm / min
The film thickness of the first translucent film was 10 nm. The spectrum of the first translucent film is shown in FIG.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was again applied on the first translucent film at a thickness of 600 nm and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, an image to be the main pattern of the first translucent film is drawn again with a laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern. It was.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the first translucent film was etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES, manufactured by The Inktec Co., Ltd.) to obtain a main pattern of the first translucent film. . Etching was performed on the first translucent film.

次いで、遮光膜中間パターンおよび1半透明膜のメインパターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、クロム膜(第2半透明膜)を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:N=4:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
・基板搬送速度:45cm/min
第2半透明膜の膜厚は30nmとした。第2半透明膜の分光スペクトルを図28(b)に示す。
次に、第2半透明膜上に市販のフォトレジスト(東京応化製 ip−3500)を再度、厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレート上で15分ベークした。続いて、第2半透明膜のメインパターンとなる像を再度、レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で描画し、専用デベロッパー(東京応化社製 NMD3)で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)で第2半透明膜および遮光膜をエッチングし、第2半透明膜のメインパターンを得た。エッチングは第2半透明膜および遮光膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、透過領域、遮光領域(遮光膜メインパターン)、半透明領域a(第1半透明膜メインパターン)および半透明領域b(第2半透明膜メインパターン)を有する階調マスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern and the main pattern of the one semi-transparent film are formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and washed well, and then the chromium film (second semi-transparent) Film) was formed by sputtering under the following conditions.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: N 2 = 4: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
-Substrate transport speed: 45 cm / min
The film thickness of the second translucent film was 30 nm. The spectrum of the second translucent film is shown in FIG.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was again applied on the second translucent film at a thickness of 600 nm and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes. Subsequently, the image that becomes the main pattern of the second translucent film is drawn again with a laser drawing device (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.) and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) to obtain a resist pattern. It was.
Next, using the resist pattern as an etching mask, the second semitransparent film and the light-shielding film are etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.), and the main pattern of the second semitransparent film Got. Etching was performed on the second translucent film and the light shielding film.
Lastly, the remaining resist is stripped, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction is performed as necessary, so that a transmissive area, a light-shielding area (light-shielding film main pattern), and a semi-transparent area a ( A gradation mask having a first translucent film main pattern) and a translucent region b (second translucent film main pattern) was obtained.

(カラーフィルタの作製)
実施例1と同様にして、基板上にブラックマトリックス、着色層および透明電極層を形成した。
(Production of color filter)
In the same manner as in Example 1, a black matrix, a colored layer, and a transparent electrode layer were formed on the substrate.

次に、透明電極層上にポジ型感光性樹脂組成物(ロームアンドハース社製 LC130)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:60mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
Next, a positive photosensitive resin composition (LC130 manufactured by Rohm and Haas) was applied onto the transparent electrode layer by spin coating, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.
<Exposure conditions>
・ Exposure dose: 60 mJ / cm 2 (I-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、凸形状の3種類のパターンを同時に形成した。この3種類のパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察し、寸法を測定した。結果を表5に示す。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, and then heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes to simultaneously form three types of convex patterns. The cross-sectional shapes of these three types of patterns were observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results are shown in Table 5.

Figure 2013101361
Figure 2013101361

比較例2と実施例3とでは同様の結果が得られた。比較例2では、実施例3と比較してマスク作製に約1.5倍のコストがかかることから、本発明の構成の階調マスクを用いることにより、コスト削減を図れることが確認された。   Similar results were obtained in Comparative Example 2 and Example 3. In Comparative Example 2, it took about 1.5 times as much cost to manufacture the mask as compared with Example 3, so it was confirmed that the cost can be reduced by using the gradation mask of the configuration of the present invention.

1 … 基板
2 … 遮光部
3 … 着色層
4 … 透明電極層
5 … 感光性樹脂層
11、61 … 階調マスク
12、62 … 透明基板
13、63 … 遮光膜
13a … 遮光膜のメインパターン
13b … 遮光膜のスリットパターン
63b … 遮光膜の補助パターン
63c … 遮光膜の補助パターンの開口部
14、64 … 半透明膜
14a … 半透明膜のメインパターン
14b … 半透明膜のスリットパターン
64b … 半透明膜の補助パターン
64c … 半透明膜の補助パターンの開口部
21、71 … 透過領域
22、72 … 遮光領域
23、73 … 第1半透明領域
24、74 … 第2半透明領域
25、75 … 第3半透明領域
26、76 … 第4半透明領域
31a … 高スペーサ
31b … 低スペーサ
31c … 配向制御用突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Light-shielding part 3 ... Colored layer 4 ... Transparent electrode layer 5 ... Photosensitive resin layer 11, 61 ... Tone mask 12, 62 ... Transparent substrate 13, 63 ... Light-shielding film 13a ... Main pattern of light-shielding film 13b ... Light-shielding film slit pattern 63b ... Light-shielding film auxiliary pattern 63c ... Light-shielding film auxiliary pattern openings 14, 64 ... Translucent film 14a ... Translucent film main pattern 14b ... Translucent film slit pattern 64b ... Semi-transparent film Auxiliary pattern 64c ... Semi-transparent film auxiliary pattern opening 21, 71 ... Transmission region 22, 72 ... Light-shielding region 23, 73 ... First semi-transparent region 24, 74 ... Second semi-transparent region 25, 75 ... Third Translucent area 26, 76 ... 4th translucent area 31a ... High spacer 31b ... Low spacer 31c ... Protrusion for orientation control

Claims (9)

基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、前記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記階調マスクは、透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜(位相差が実質的に使用波長の半波長またはその奇数倍になる半透明膜を除く。)とを有し、前記透明基板のみを有する透過領域と、前記透明基板上に前記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、前記透明基板上に前記半透明膜の補助パターンのみが設けられ、前記半透明膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法をもつ第2半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate; and a plurality of the photosensitive resin layers formed by exposing and developing the photosensitive resin layer using a gradation mask. A method for producing a color filter having a different member forming step for simultaneously forming different kinds of different members,
The gradation mask includes a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function (the phase difference is substantially a half wavelength of the used wavelength or an odd multiple thereof). A transparent region having only the transparent substrate, a light-shielding region in which a main pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and the semi-transparent on the transparent substrate. A method for producing a color filter, wherein only the auxiliary pattern of the film is provided, and the opening of the auxiliary pattern of the semitransparent film has a second semitransparent region having a dimension less than or equal to a resolution limit.
前記階調マスクが、前記透明基板上に前記遮光膜の補助パターンおよび前記半透明膜のパターンが設けられ、前記遮光膜の補助パターンおよび開口部の少なくともいずれか一方が解像限界以下の寸法をもち、前記遮光膜の補助パターンの開口部にて前記透明基板上に前記半透明膜が形成されている第3半透明領域を有することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。   The gradation mask is provided with an auxiliary pattern of the light-shielding film and a pattern of the semi-transparent film on the transparent substrate, and at least one of the auxiliary pattern of the light-shielding film and the opening has a dimension equal to or less than a resolution limit. 2. The method for producing a color filter according to claim 1, further comprising a third translucent region in which the translucent film is formed on the transparent substrate at an opening of the auxiliary pattern of the light shielding film. . 基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、前記感光性樹脂からなる複数種の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記階調マスクは、透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜とを有し、前記透明基板のみを有する透過領域と、前記透明基板上に前記遮光膜のメインパターンが設けられた遮光領域と、前記透明基板上に前記遮光膜の補助パターンおよび前記半透明膜のパターンが設けられ、前記遮光膜の補助パターンの開口部が解像限界以下の寸法をもち、前記遮光膜の補助パターンの開口部にて前記透明基板上に前記半透明膜が形成されている第3半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate; and a plurality of the photosensitive resin layers formed by exposing and developing the photosensitive resin layer using a gradation mask. A method for producing a color filter having a different member forming step for simultaneously forming different kinds of different members,
The gradation mask includes a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function, the transmission region having only the transparent substrate, and the transparent A light shielding region where the main pattern of the light shielding film is provided on the substrate, and an auxiliary pattern of the light shielding film and a pattern of the semitransparent film are provided on the transparent substrate, and an opening of the auxiliary pattern of the light shielding film is uncovered. And a third translucent region having a dimension less than an image limit and having the translucent film formed on the transparent substrate at the opening of the auxiliary pattern of the light-shielding film. Method.
前記階調マスクにおいて、前記第3半透明領域の全域に前記半透明膜が形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のカラーフィルタの製造方法。   4. The method of manufacturing a color filter according to claim 2, wherein the semi-transparent film is formed in the entire area of the third semi-transparent region in the gradation mask. 5. 前記階調マスクが、前記透明基板上に前記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域を有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。   5. The color according to claim 1, wherein the gradation mask has a first semi-transparent region in which only a main pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate. A method for manufacturing a filter. 前記階調マスクにおいて、前記補助パターンの形状がスリット状であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。   6. The color filter manufacturing method according to claim 1, wherein the auxiliary pattern has a slit shape in the gradation mask. 基板上に感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層を、階調マスクを用いて露光し、現像して、前記感光性樹脂からなる3種以上の異種部材を同時に形成する異種部材形成工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記階調マスクは、透明基板と、前記透明基板上にパターン状に形成された遮光膜および透過率調整機能を有する半透明膜(位相差が実質的に使用波長の半波長またはその奇数倍になる半透明膜を除く。)とを有し、前記半透明膜のパターンが、メインパターンと、前記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、前記透明基板のみを有する透過領域と、前記透明基板上に前記遮光膜のパターンが設けられた遮光領域と、前記透明基板上に前記半透明膜のメインパターンのみが設けられた第1半透明領域と、前記透明基板上に前記半透明膜のスリットパターンのみが設けられた第2半透明領域とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer made of a photosensitive resin on a substrate; and exposing and developing the photosensitive resin layer using a gradation mask, and developing the photosensitive resin layer 3. A method of manufacturing a color filter having a different member forming step of simultaneously forming different members of a species or more,
The gradation mask includes a transparent substrate, a light-shielding film formed in a pattern on the transparent substrate, and a translucent film having a transmittance adjusting function (the phase difference is substantially a half wavelength of the used wavelength or an odd multiple thereof). And the semitransparent film pattern comprises a main pattern and a slit pattern having a slit width less than or equal to a resolution limit in exposure in the different member forming step, A transmissive region having only a transparent substrate; a light-shielding region in which the pattern of the light-shielding film is provided on the transparent substrate; and a first semi-transparent region in which only the main pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate; And a second semi-transparent region in which only the slit pattern of the semi-transparent film is provided on the transparent substrate.
前記遮光膜のパターンが、メインパターンと、前記異種部材形成工程での露光における解像限界以下のスリット幅をもつスリットパターンとからなり、前記遮光領域が、前記透明基板上に前記遮光膜のメインパターンが設けられた領域であり、前記階調マスクが、さらに前記透明基板上に前記遮光膜のスリットパターンおよび前記半透明膜のメインパターンが設けられた第3半透明領域を有することを特徴とする請求項7に記載のカラーフィルタの製造方法。   The pattern of the light shielding film includes a main pattern and a slit pattern having a slit width equal to or less than a resolution limit in exposure in the different member forming step, and the light shielding region is formed on the transparent substrate on the main surface of the light shielding film. The gradation mask has a third semi-transparent region in which a slit pattern of the light-shielding film and a main pattern of the semi-transparent film are further provided on the transparent substrate. The manufacturing method of the color filter of Claim 7. 請求項1から請求項8までのいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。   A color filter manufactured using the method for manufacturing a color filter according to claim 1.
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