JP2021076763A - カラーフィルタの製造方法、及びそれに用いるフォトマスク - Google Patents

Abstract

【課題】高精細カラーフィルタに対応するように、着色画素の区画部に安定して形成されたＢＭを備え、従って視認性で優位性を有するカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】透明性基板上に複数の着色画素と、着色画素を区画するブラックマトリクス（ＢＭ）と、をフォトリソグラフィ法で形成するカラーフィルタの製造方法であって、ＢＭは、平面視で少なくとも第１の方向に周期的に配列する線状のパターンによりパターニングされて着色画素を区画し、第１の方向に配列する線状のパターンの周期をｐとするとき、周期ｐのＮ倍（Ｎは２以上の整数）を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いて、ＢＭ用レジストを塗布した透明性基板の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の方向に、周期ｐの長さ分ずつずらした、Ｎ回の露光工程を含んで、線状にパターニングされたＢＭを形成するカラーフィルタの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルタの製造方法、特に高精細な着色画素とブラックマトリクスを備えるカラーフィルタの製造方法、及びそれに用いるフォトマスクに関する。

液晶表示装置は、一対の透明性基板間に液晶層を挟持した液晶パネルにより構成されている。具体的には、着色画素等を形成したカラーフィルタ基板と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の駆動回路を形成したＴＦＴアレイ基板とを対向させ、ギャップを制御するスペーサを介して貼り合わせ、ギャップ内に液晶を封入した層で構成されている。

最近では、液晶パネル自身の大型化が要求されるとともに、生産効率の向上も求められる。このため、カラーフィルタ基板では、マザーガラスのサイズを大型化して、多面付けしたカラーフィルタ基板を効率良く製造することが特に重要である。例えば、図６（ａ）では、１枚のマザーガラス６０Ｍに４×４のカラーフィルタ基板６０Ｃが面付けされている。以下本願では、面付けされたカラーフィルタ基板の単位を「セル」と呼ぶことがある。

各セル６０Ｃのアクティブエリア６６は、図６（ｂ）のように、額縁部６５によって区画されている。アクティブエリア６６内では、図６（ｃ）のように、ブラックマトリクス（以下、ＢＭと呼ぶことがある。符号６２、６３）線により着色画素を形成するための開口部６４が区画されている。ＢＭは、カラーフィルタ基板をＴＦＴアレイ基板と貼り合わせた後に、ＴＦＴアレイのソース配線と呼ばれる細線と、ゲート配線と呼ばれる太線に平面視でそれぞれ略重なるようなＢＭ細線６２とＢＭ太線６３により格子状にパターニングされている。額縁部６５の線幅は、ＢＭ細線６２、ＢＭ太線６３よりもはるかに太い線幅となっている。

ＢＭ細線６２、及びＢＭ太線６３は、遮光性を有し、表示画像の画素間のコントラストを高め、視認性を向上させる。また、額縁部６５は、画質低下につながるバックライト（光源）からの光漏れを遮光する機能を有する。
尚、本願では、ＢＭ細線とＢＭ太線を区別しない場合、単にＢＭパターンと呼ぶ。

カラーフィルタ基板の製造では、ガラス基板等からなる透明性基板（以下、ガラス基板で代表する）上に、ＢＭ細線６２とＢＭ太線６３と額縁部６５とを一括して形成した後、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の着色画素を順次形成する。ＢＭ、額縁部、着色画素のパターンは通常、フォトリソグラフィ法により形成される。

フォトリソグラフィ法によるＢＭ、額縁部、及び着色画素の形成は通常下記の手順を繰り返して行われる。
１）被露光基板への感光性（黒色または着色）レジストの塗布。
２）近接（プロキシミティ）露光機を用いた、フォトマスクパターンの露光転写。
ここで、被露光基板とフォトマスクの近接距離（露光ギャップ）：１００μｍ前後。
露光波長：波長２５０〜４００ｎｍ程度の紫外（ＵＶ）光。
３）現像装置を用いた、着色画素やＢＭパターンの形成。

尚、ＢＭ及び額縁部の構成材料・方法については、近年、環境面の問題や、製造方法の簡便さから、従来のＣｒ（クロム）に替わって黒色顔料を分散させた感光性レジスト（黒色レジスト）にフォトリソグラフィを行って、直接形成する方法が多く採用されるようになっている。Ｃｒ膜を用いる場合はレジストパターンをマスクとしたＣｒ膜のエッチング工程が加わる。以下、ＢＭは黒色レジストのパターンで形成するとして説明する。

一般に、近接露光では、フレネル回折により解像度が低下してしまうことが知られている（例えば、特許文献１、２）。カラーフィルタの製造においても、カラーフィルタの精細化に伴い微細化が進むと、ＢＭパターンがフォトマスクパターンと異なる形状で解像してしまう現象が生じる。

図７（ａ）は、ＢＭ細線６２’の、額縁部ＢＭ６５に近い部分に細りが発生した様態を示す模式平面図である。尚、通常、パターンはネガ型レジストで形成するため、フォトマスクパターンの開口部（透光部）がＢＭパターン領域となる。

図７（ｂ）は、従来のカラーフィルタにおいて、図７（ａ）から点線楕円Ｓ内を抽出し、ＢＭ細線と額縁部の露光強度分布（相対値）を、光学シミュレーションにより得られた等高線で示す平面図である。図７（ｂ）から分かるように、フレネル回折の影響でＢＭ細線部の露光強度は１．０未満で額縁部より小さく、全体的にＢＭ細線の線幅は、フォトマスクの開口幅よりも小さくなる。また、額縁部を形成するフォトマスクパターンの広い開口部と、ＢＭ細線を形成する細い開口部の交差部（Ａ部）では、フレネル回折の影響が特に大きくなり、光強度が弱まることが分かる。これによりＡ部で顕著な細りが発生する。

さらに、現像時のマイクロローディング効果によってもＢＭパターンに細りが発生する。すなわち、ＢＭは格子状パターンのため、黒色レジストが除去され現像液が疲労するが、額縁部では黒色レジストが除去されないため、現像液の疲労がない。従って、額縁部に近づくほど現像液の活性状態が維持されるので、額縁部に近いＢＭ細線の線幅は、中央部と比較して現像が進み、細くなってしまう。

上記の現象に対し、ＢＭパターン形成用のフォトマスクにおいて、額縁部近傍領域のＢＭ細線を、現像工程でＢＭ細線が中央の線幅に対して細くなる分だけ、あらかじめ線幅を太く補正を施しておく方法が開示されている（特許文献３）。

図８は、従来のカラーフィルタの製造方法に係る、（ａ）ＢＭパターンを形成するための補正部５２−Ｐｃを有するフォトマスクのパターン領域５０−Ｐ、（ｂ）転写形成したＢＭパターン領域６０−Ｂ、（ｃ）着色画素を形成したカラーフィルタ６０を例示する模式平面図である。補正部５２−Ｐｃを有する効果により、ＢＭ細線６２は、額縁部６５の近傍まで線幅の変化は発生していない。尚、図８では、フレネル回折による、フォトマスクの開口幅に対するＢＭ細線の線幅の全体的な細りに対する補正については図示を略している。

特開２００５−１７３３８４号公報 特開２００８−３１７３号公報 特開２００２−１２２８５６号公報

しかしながら、カラーフィルタの精細化がさらに進み、具体的には１１００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）以上の高精細パターンの領域になると、フォトマスクのＢＭ細線形成用パターンで隣り合う開口部間の距離が近すぎるためフレネル回折の影響がさらに顕著になり、角部の丸まりや解像不良が発生する。そのため、目的の形状を持つＢ
Ｍ細線を解像することが困難になる。

図９（ａ）は、従来のカラーフィルタの製造方法に係る、ＢＭパターンを形成するための補正部５２−Ｐｃ’を有するフォトマスクのＢＭパターン領域５０−Ｐ’を示し、図８（ａ）と同じ形態だが、ここでＢＭ細線を形成するフォトマスクパターンの開口部のピッチＰは例えば１０μｍ以下である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のフォトマスクを用いて転写・現像した結果、ＢＭ細線が消失し転写形成できなかったＢＭパターン領域６０−Ｂ’を例示する模式平面図である。

そこで、ＢＭの形成工程を２回に分けることでＢＭ細線を形成する方法があり、実施されている。図１０は、そのようなカラーフィルタの製造方法に係る、（ａ）第１のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン７０−１）、（ｂ）第２のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン７０−２）、（ｃ）（ａ）、（ｂ）を合わせたＢＭパターン７０を例示する模式平面図である。

図１０で例示する方法により、高精細なＢＭ細線を有するＢＭパターンを形成することができるが、図１０の方法では、フォトマスクの搬入から搬出までの工程を２回繰り返すことになり、フォトマスクも２枚必要となる。このため、従来の工程よりもカラーフィルタの生産効率が低下するとともに、コスト的に不利となってしまう問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、１１００ｐｐｉ以上の高精細カラーフィルタに対応するように、着色画素の区画部に安定して形成されたＢＭを備え、従って視認性で優位性を有するカラーフィルタの製造方法、及びそれに用いるフォトマスクを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の第一態様は、透明性基板上に複数の着色画素と、前記着色画素を区画するブラックマトリクスと、をフォトリソグラフィ法で形成するカラーフィルタの製造方法であって、
前記ブラックマトリクスは、平面視で少なくとも第１の方向に周期的に配列する線状のパターンによりパターニングされて前記着色画素を区画し、
前記第１の方向に配列する前記線状のパターンの周期をｐとするとき、
前記周期ｐのＮ倍（Ｎは２以上の整数）を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いて、
前記ブラックマトリクス用レジストを塗布した前記透明性基板の、前記フォトマスクに対する平面視での位置を、前記第１の方向に、前記周期ｐの長さ分ずつずらした、Ｎ回の露光工程を含んで、
前記線状にパターニングされた前記ブラックマトリクスを形成する、ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法としたものである。

また、前記周期ｐは１０μｍ以下である、ことを特徴とする。

また、本発明の第二態様に係るフォトマスクは、上記第一態様に係るカラーフィルタの製造方法に用いるものであって、
前記第１の方向に、前記周期ｐのＮ倍を周期とする線状の透光部を有し、
前記第１の方向と直交する第２の方向に配列し前記線状の透光部と接続する矩形の透光部を有し、前記矩形の透光部の前記第１の方向の幅は前記周期ｐ以上である、ことを特徴とするフォトマスクとしたものである。

本発明によれば、１１００ｐｐｉ以上の高精細カラーフィルタに対応する、高精細な着色画素の区画部に安定して形成されたＢＭを備える。従って視認性で優位性を有するカラーフィルタ、及びその製造に用いるフォトマスクが得られる。これらにより高品位な表示装置が得られる。また、ＢＭの形成に使用するフォトマスクは１枚であるため、高精細カラーフィルタの製造であっても、生産効率の低下と生産コストの上昇を抑制することができる。

本発明のカラーフィルタの製造方法の第一実施形態に係り、２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の第二実施形態に係り、３回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法に用いるフォトマスクの実施形態に係り、（ａ）図１の製造方法に用いるフォトマスクの第一実施形態、（ｂ）図２の製造方法に用いるフォトマスクの第二実施形態を示す模式平面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の第三実施形態に係り、第一実施形態と同様に２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の第四実施形態に係り、第一実施形態と同様に２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。 従来のカラーフィルタにおける、（ａ）カラーフィルタの面付け、（ｂ）セル、（ｃ）セルの一端部を拡大して例示する模式平面図である。 従来のカラーフィルタにおいて、（ａ）ＢＭの細りが発生する様態を示す模式平面図、（ｂ）ＢＭ細線と額縁部の露光強度分布を示す平面図である。 従来のカラーフィルタの製造方法に係る、（ａ）ＢＭパターンを形成するための補正部を有するフォトマスクのパターン領域、（ｂ）転写形成したＢＭパターン領域、（ｃ）着色画素を形成したカラーフィルタを例示する模式平面図である。 従来のカラーフィルタの製造方法に係る、（ａ）ＢＭパターンを形成するための補正部を有するフォトマスクのパターン領域、（ｂ）ＢＭ細線が転写形成できなかったＢＭパターン領域を例示する模式平面図である。 従来のカラーフィルタの製造方法に係る、（ａ）第１のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン、（ｂ）第２のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン、（ｃ）（ａ）、（ｂ）を合わせたＢＭパターンを例示する模式平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るカラーフィルタの製造方法、及びそれに用いるフォトマスクについて図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。

図１は、本発明のカラーフィルタの製造方法の第一実施形態に係り、２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。

図１（ａ）は第１の露光で転写形成したＢＭパターン１０−１を図示しており、ＢＭ細線１２−１、ＢＭ太線１３−１、額縁部１５−１が形成されている。ここでＸ方向（図１（ｃ）参照）に配列するＢＭ細線１２−１の周期ｐｘ２は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。また、ＢＭ太線１３−１のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上である。

図１（ｂ）は第２の露光で転写形成したＢＭパターン１０−２を図示しており、ＢＭ細線１２−２、ＢＭ太線１３−２、額縁部１５−２が形成されている。同じフォトマスク（後述の図３（ａ）参照）を用いているので、ここでもＸ方向に配列するＢＭ細線１２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。同じく、ＢＭ太線１３−２のＸ方向線幅は周期ｐ以上である。

第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。

以上のように、第１の露光、第２の露光では、Ｘ方向に配列するＢＭ細線１２−１、１２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍であるように形成するので、フレネル回折の影響は緩和され、図１（ｃ）に示すように、目的とするＢＭ細線１２が形成される。

また、ＢＭ太線１３−１のＸ方向線幅ａ、及びＢＭ太線１３−２のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上である。第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。その結果、ＢＭ太線１３−１、１３−２はつながり、図１（ｃ）に示すように、目的とするＢＭ太線１３が形成される。

以上のようにして、図１（ｃ）に示すように、目的とする格子状のＢＭパターン１０が形成される。尚、額縁部１５の一部には２重露光となる部分ができるが、額縁部であることと、１重露光で膜厚が飽和する露光量としているので、２重露光しても膜厚に大きな差は生じす、問題とはならない。

図２は、本発明のカラーフィルタの製造方法の第二実施形態に係り、３回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。

図２（ａ）は第１の露光で転写形成したＢＭパターン２０−１を図示しており、ＢＭ細線２２−１、ＢＭ太線２３−１、額縁部２５−１が形成されている。ここでＸ方向に配列するＢＭ細線２２−１の周期ｐｘ３は最終的なＢＭ細線の周期ｐの３倍である。また、ＢＭ太線２３−１のＸ方向線幅ｂは周期ｐ以上である。

図２（ｂ）は第２の露光で転写形成したＢＭパターン２０−２を図示しており、ＢＭ細線２２−２、ＢＭ太線２３−２、額縁部２５−２が形成されている。同じフォトマスク（後述の図３（ｂ）参照）を用いているので、ここでもＸ方向に配列するＢＭ細線２２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの３倍である。同じく、ＢＭ太線２３−２のＸ方向線幅は周期ｐ以上である。

第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。

図２（ｃ）は第３の露光で転写形成したＢＭパターン２０−３を図示しており、ＢＭ細線２２−３、ＢＭ太線２３−３、額縁部２５−３が形成されている。第１、第２の露光時と同じフォトマスクを用いているので、ここでもＸ方向に配列するＢＭ細線２２−３の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの３倍である。同じく、ＢＭ太線２３−３のＸ方向線幅は周期ｐ以上である。

第３の露光は、第２の露光よりもさらに、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、Ｘ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。

以上のように、第１の露光、第２の露光、第３の露光では、Ｘ方向に配列するＢＭ細線２２−１、２２−２、２２−３の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの３倍であるように形成するので、フレネル回折の影響は緩和され、図２（ｄ）に示すように、目的とするＢＭ細線２２が形成される。

また、ＢＭ太線２３−１のＸ方向線幅ｂ、ＢＭ太線２３−２のＸ方向線幅ｂ、及びＢＭ太線２３−３のＸ方向線幅ｂは周期ｐ以上である。第２、第３の露光は、それぞれ前回の露光よりも、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、Ｘ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。その結果、ＢＭ太線２３−１、２３−２、２３−３はつながり、図２（ｄ）に示すように、目的とするＢＭ太線２３が形成される。

以上のようにして、図２（ｄ）に示すように、目的とする格子状のＢＭパターン２０が形成される。尚、額縁部２５の一部には２重露光となる部分ができるが、額縁部であることと、１重露光で膜厚が飽和する露光量としているので、２重露光しても膜厚に大きな差は生じす、問題とはならない。

図３（ａ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法に用いるフォトマスクに係り、図１の、２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する製造方法に用いるフォトマスクを示す模式平面図である。本発明のフォトマスクの第一実施形態１０Ｐは、ＢＭ細線を形成するための透光部１２ｐ、２回のずらし露光によりＢＭ太線を形成するための透光部１３ｐ、及び額縁部を形成するための透光部１５ｐを有する。ここで透光部１３ｐのＸ方向の開口幅ａ’は、ずらし露光によりつながってＢＭ太線を形成するために、ＢＭ細線の周期ｐ以上の長さとなっている。

図３（ｂ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法に用いるフォトマスクに係り、図２の、３回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する製造方法に用いるフォトマスクを示す模式平面図である。本発明のフォトマスクの第二実施形態２０Ｐは、ＢＭ細線を形成するための透光部２２ｐ、３回のずらし露光によりＢＭ太線を形成するための透光部２３ｐ、及び額縁部を形成するための透光部２５ｐを有する。ここで透光部２３ｐのＸ方向の開口幅ｂ’は、ずらし露光によりつながってＢＭ太線を形成するために、ＢＭ細線の周期ｐ以上の長さとなっている。

尚、図３（ａ）、（ｂ）に図示する符号ｐｇの部分は、フォトマスクのハンドリングや搬送のための外周部であり、非露光エリアであるので、不要であれば省略してもよい。

図４は、本発明のカラーフィルタの製造方法の第三実施形態に係り、第一実施形態と同様に２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。尚、第三実施形態は２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する例を示しているが、第二実施形態と同様に、３回以上のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成してもよい。

図４（ａ）は第１の露光で転写形成したＢＭパターン３０−１を図示しており、ＢＭ細線３２−１、額縁部３５−１が形成されている。ここでＸ方向（図４（ｃ）参照）に配列するＢＭ細線３２−１の周期ｐｘ２は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。また、額縁部３５−１のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上であってもよい。第一実施形態とは、ＢＭ太線
を備えていない点が異なる。

図４（ｂ）は第２の露光で転写形成したＢＭパターン３０−２を図示しており、ＢＭ細線３２−２、額縁部３５−２が形成されている。第１の露光時と同じフォトマスクを用いているので、ここでもＸ方向に配列するＢＭ細線３２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。

第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。

以上のように、第１の露光、第２の露光では、Ｘ方向に配列するＢＭ細線３２−１、３２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍であるように形成するので、フレネル回折の影響は緩和され、図４（ｃ）に示すように、目的とするＢＭ細線３２が形成される。

また、額縁部３３−１のＸ方向線幅ａ、及び額縁部３３−２のＸ方向線幅ａを周期ｐ以上とした場合について説明する。第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。その結果、額縁部３３−１、３３−２はつながり、図１（ｃ）に示すように、目的とする額縁部３３が形成される。

以上のようにして、図４（ｃ）に示すように、目的とするＢＭパターン３０が形成される。ＢＭパターン３０はＢＭ太線を形成していないため、ＢＭ細線３２のみからなるストライプ状のＢＭパターンの形成が可能となる。尚、額縁部３５の一部には２重露光となる部分ができるが、額縁部であることと、１重露光で膜厚が飽和する露光量としているので、２重露光しても膜厚に大きな差は生じす、問題とはならない。

図５は、本発明のカラーフィルタの製造方法の第四実施形態に係り、２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する様態を説明するための模式平面図である。尚、第四実施形態は２回のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成する例を示しているが、第二実施形態と同様に、３回以上のずらし露光で高精細ＢＭパターンを形成してもよい。

図５（ａ）は第１の露光で転写形成したＢＭパターン４０−１を図示しており、ＢＭ細線４２−１、ＢＭ太線４３−１、額縁部４５−１が形成されている。ここでＸ方向（図５（ｃ）参照）に配列するＢＭ細線４２−１の周期ｐｘ２は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。また、ＢＭ太線４３−１のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上である。さらに額縁部４５−１のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上であってもよい。第一実施形態とは、ＢＭ太線４３−１をＢＭパターン全体ではなく所定の任意の箇所のみに形成している点が異なる。ＢＭ太線４３−１を形成する位置は、ＢＭ上に形成するフォトスペーサなどの位置によって適宜決定することができる。

図５（ｂ）は第２の露光で転写形成したＢＭパターン４０−２を図示しており、ＢＭ細線４２−２、ＢＭ太線４３−２、額縁部４５−２が形成されている。第１の露光と同じフォトマスクを用いているので、ここでもＸ方向に配列するＢＭ細線４２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍である。同じく、ＢＭ太線４３−２のＸ方向線幅は周期ｐ以上である。また、ＢＭ太線４３−２はＢＭパターン全体ではなく、所定の任意の箇所のみに形成している。

第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図
示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。

以上のように、第１の露光、第２の露光では、Ｘ方向に配列するＢＭ細線４２−１、４２−２の周期は最終的なＢＭ細線の周期ｐの２倍であるように形成するので、フレネル回折の影響は緩和され、図５（ｃ）に示すように、目的とするＢＭ細線４２が形成される。

また、ＢＭ太線４３−１のＸ方向線幅ａ、及びＢＭ太線４３−２のＸ方向線幅ａは周期ｐ以上である。第２の露光は、ブラックマトリクス用レジスト（ネガ型）を塗布した透明性基板（不図示）の、フォトマスクに対する平面視での位置を、第１の露光よりもＸ方向に最終的なＢＭ細線の周期ｐの長さ分ずらして露光する。その結果、ＢＭ太線４３−１、４３−２はつながり、図５（ｃ）に示すように、目的とするＢＭ太線４３が形成される。

以上のようにして、図５（ｃ）に示すように、目的とするＢＭパターン４０が形成される。尚、額縁部４５の一部には２重露光となる部分ができるが、額縁部であることと、１重露光で膜厚が飽和する露光量としているので、２重露光しても膜厚に大きな差は生じす、問題とはならない。

以上説明したように、本発明のカラーフィルタの製造方法では、目的とするＢＭ細線の周期のＮ倍を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いるので、フレネル回折が緩和され、高精細なＢＭ細線を転写形成することができる。また、連続的にずらし露光を行うのみで格子状またはストライプ状のＢＭパターンや、フォトスペーサを任意に配置可能なＢＭ太線パターンを一部領域に備えたストライプ状のＢＭパターンを形成できる。

従って、使用するフォトマスクはどの実施形態においても各々１枚であり、フォトマスクの搬入、搬出も１回のみとなり、高精細カラーフィルタの製造であっても、生産効率の低下と生産コストの上昇を抑制することができる。 尚、これらの実施形態では図示を略しているが、フレネル回折による転写後形状を補正するＯＰＣ（光近接効果補正）などを適宜行ってもよい。

目的とするＢＭ細線の周期の何倍を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いるかは、形成する着色画素の大きさに依存する。着色画素が小さくなるほどＢＭ細線の周期も小さくなり解像することが困難になるため、大きな倍数を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いる方がよい。例えば、拡大レンズを通して見る必要がある表示装置の場合、超高精細な着色画素を有することになるので、大きな倍数を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いることが好ましい。

本発明のカラーフィルタの製造方法、及びそれに用いるフォトマスクは、高い表示品質が求められる高精細液晶表示装置、及びそれを構成するカラーフィルタ基板、液晶表示パネルの製造に好適に用いることができる。

１０−１、２０−１、３０−１、４０−１・・・第１の露光で転写形成したＢＭパターン１０−２、２０−２、３０−２、４０−２・・・第２の露光で転写形成したＢＭパターン２０−３・・・・・・・・第３の露光で転写形成したＢＭパターン
１０、３０、４０・・・・・・・・・・第１及び第２の露光で転写形成したＢＭパターン２０・・・・・・・・・・第１、第２、及び第３の露光で転写形成したＢＭパターン
１２−１、２２−１、３２−１、４２−１・・・第１の露光で転写形成したＢＭ細線
１２−２、２２−２、３２−２、４２−２・・・第２の露光で転写形成したＢＭ細線
２２−３・・・・・・・・第３の露光で転写形成したＢＭ細線
１２、３２、４２・・・・・・・・・・第１及び第２の露光で転写形成したＢＭ細線
２２・・・・・・・・・・第１、第２、及び第３の露光で転写形成したＢＭ細線
１３−１、２３−１、３３−１、４３−１・・・第１の露光で転写形成したＢＭ太線
１３−２、２３−２、３３−２、４３−２・・・第２の露光で転写形成したＢＭ太線
２３−３・・・・・・・・第３の露光で転写形成したＢＭ太線
１３、３３、４３・・・・・・・・・・第１及び第２の露光で転写形成したＢＭ太線
２３・・・・・・・・・・第１、第２、及び第３の露光で転写形成したＢＭ太線
１５−１、２５−１、３５−１、４５−１・・・第１の露光で転写形成した額縁部
１５−２、２５−２、３５−２、４５−２・・・第２の露光で転写形成した額縁部
２５−３・・・・・・・・第３の露光で転写形成した額縁部
１５、３５、４５・・・・・・・・・・第１及び第２の露光で転写形成した額縁部
２５・・・・・・・・・・第１、第２、及び第３の露光で転写形成した額縁部
１０Ｐ・・・・・・・・・本発明のフォトマスクの第一実施形態
１２ｐ・・・・・・・・１０ＰのＢＭ細線用透光部
１３ｐ・・・・・・・・１０ＰのＢＭ太線用透光部
１５ｐ・・・・・・・・１０Ｐの額縁部用透光部
２０Ｐ・・・・・・・・・本発明のフォトマスクの第二実施形態
２２ｐ・・・・・・・・２０ＰのＢＭ細線用透光部
２３ｐ・・・・・・・・２０ＰのＢＭ太線用透光部
２５ｐ・・・・・・・・２０Ｐの額縁部用透光部
ｐｇ・・・・・・・・・・フォトマスクの外周部（非露光エリア）
５０−Ｐ、５０−Ｐ’
・・・ＢＭパターンを形成するための補正部を有するフォトマスクのパターン領域
５２−Ｐ・・・・フォトマスクのＢＭ細線用透光部
５２−Ｐ’・・・フォトマスクのＢＭ細線用透光部
５２−Ｐｃ・・・フォトマスクのＢＭ細線用透光部の補正部
５２−Ｎ・・・フォトマスクの遮光部
５２−Ｎ’・・・フォトマスクの遮光部
５２−Ｐｃ’・・・フォトマスクのＢＭ細線用透光部の補正部
５３−Ｐ・・・・フォトマスクのＢＭ太線用透光部
５５−Ｐ・・・フォトマスクの額縁部用透光部
６０・・・・・・カラーフィルタ
６０Ｍ・・・・・・マザーガラス
６０Ｃ・・・・・・・カラーフィルタ基板（セル）
６０−Ｂ・・・・・転写形成したＢＭパターン領域
６０−Ｂ’・・・・・ＢＭ細線を転写形成できなかったＢＭパターン領域
６２・・・・・ＢＭ細線
６２’・・・・細りが生じたＢＭ細線
６２−１・・・第１のフォトマスクで転写形成したＢＭ細線
６２−２・・・第２のフォトマスクで転写形成したＢＭ細線
６３・・・・・・ＢＭ太線
６３−１・・・第１のフォトマスクで転写形成したＢＭ太線
６３−２・・・第２のフォトマスクで転写形成したＢＭ太線
６４・・・・・・開口部
６５・・・・・・額縁部
６６・・・・・・アクティブエリア
７０−１・・・・第１のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン
７０−２・・・・第２のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン
７０・・・・・・第１及び第２のフォトマスクで転写形成したＢＭパターン
Ｐ、ｐ・・・・・周期
ａ、ｂ・・・・・ＢＭ太線のＸ方向線幅
ａ’、ｂ’・・・・ＢＭ太線用透光部のＸ方向幅

Claims (3)

1. 透明性基板上に複数の着色画素と、前記着色画素を区画するブラックマトリクスと、をフォトリソグラフィ法で形成するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記ブラックマトリクスは、平面視で少なくとも第１の方向に周期的に配列する線状のパターンによりパターニングされて前記着色画素を区画し、
   前記第１の方向に配列する前記線状のパターンの周期をｐとするとき、
   前記周期ｐのＮ倍（Ｎは２以上の整数）を周期とする線状の透光部を有するフォトマスクを用いて、
   前記ブラックマトリクス用レジストを塗布した前記透明性基板の、前記フォトマスクに対する平面視での位置を、前記第１の方向に、前記周期ｐの長さ分ずつずらした、Ｎ回の露光工程を含んで、
   前記線状にパターニングされた前記ブラックマトリクスを形成する、
   ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記周期ｐは１０μｍ以下である、
   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。
3. 請求項１、または２に記載のカラーフィルタの製造方法に用いるフォトマスクであって、
   前記第１の方向に、前記周期ｐのＮ倍を周期とする線状の透光部を有し、
   前記第１の方向と直交する第２の方向に配列し前記線状の透光部と接続する矩形の透光部を有し、前記矩形の透光部の前記第１の方向の幅は前記周期ｐ以上である、
   ことを特徴とするフォトマスク。

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