JP4459607B2 - カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法と該方法に用いられる露光用マスク - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイに用いられるカラーフィルタ用のブラックストライプに関し、特に、擬似近接露光を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法、及び該方法に用いられる露光用マスクに関する。

従来、液晶表示装置用のカラーフィルタは、赤、緑、青の各着色層（フィルタとも言う）の隙間から入射光が漏れてディスプレイのコントラストが低下しないように、あるいは、表示に寄与してない、液晶表示素子のソース配線、画素電極とソース配線の隙間等を遮光するために、ブラックストライプ（ここでは、線状配列の他、格子状の配列であるブラックマトリクスも含む）を設けているが、最近では、このようなカラーフィルタ用のブラックストライプとして樹脂製のものが形成されるようになってきた。

そして、このようなカラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプ（ブラックマトリクスを含む）をカラーフィルタ形成用基板に形成する際には、近接露光（プロキシミティー露光とも言う）を用いたフォトリソグラフィー法を用い、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物（レジストとも言う）を、カラーフィルタ形成用基板に塗布し、例えば、図５に示すような露光装置にてマスクのパターンを近接露光し、現像して、目的とする絵柄に形成していたが、マスクのパターンとしては、目的とするストライプ形状と同じストライプ形状のパターンを用い、線幅シフト量を小さくする方向で、感光性材料やプロセスを最適化してきた。
ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物は、樹脂中にカーボン等の遮光性顔料を分散させてなるもので、遮光性が高いにもかかわらず、高い感光性を持たせるために、大量の反応開始剤が含まれているため、わずかな光にも反応して硬化が進み、転写露光の際の回折光の影響を受け、マスクのパターンをブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に忠実に転写できず、ストライプ形状のパターンの開口幅より広い幅のブラックストライプが形成されていた。
そして、ブラックストライプとしては薄膜で高い光学濃度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）が必要であり、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物は、顔料濃度が高い組成とならざるを得ないため、形成されるブラックストライプの基板密着性とエッジの直線性を落とすこととなる。
プロセス条件としては、線幅シフト量を小さくするために露光量を低く抑え、露光ギャップを小さくし、現像時間を長くしていた。
また、これまで、プロセス条件と感光性材料の特性とのバランスにより、細線化を達成してきたが、露光量を下げることによって硬化性不足が生じたり、狭ギャップにすることにより、マスクに異物が付着し、共通欠陥を発生させたりしていた。
更にまた、硬化性不足と長い現像時間により、密着性不足や狭マージンとなっていた。

尚、図５において、図５（ａ）は露光装置の断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ１−Ｂ２から見た上面図の概略図であり、図６は光源部の概略構成図である。
図５、図６中、６００は露光装置、６１０はステージ、６１１はＸ駆動部、６１２はＹ駆動部、６１３はＺ駆動部、６１４はθ駆動部、６１５は基板保持部、６１５Ａは３点アオリ調整部、６１５Ｂは基板リフトアップ部、６１６はマスク保持部、６１６Ａはマスクの落下防止、６２０はガラス基板供給ロボット、６２０Ａはハンド部、６２１はガラス基板排用ロボット、６２１Ａはハンド部、６３０はガラス基板（ワーク）、６４０はマスク（原版）、６５０は光源部、６５０Ａは光源、６７０はギヤップセンサー、６８０はスコープ、６９０はエッジセンサー、ｍ１、ｍ２、ｍ３は反射鏡、ｓはシヤッター、ｌはフライアイレンズである。
尚、全体を分かり易くするため、図５（ａ）、図５（ｂ）においては光学系を簡略ないし省略して示している。
また、図５に示す露光装置は、Ｙ方向に平行にその開口境界を設け、それぞれ、独立してＸ方向移動できる１対のＸ方向移動マスキングアパーチャ（遮光板とも言う、図８の７５１、７５２に相当）を備えたシャッターである。

更に詳しくは、図５に示す装置は、ガラス基板６３０を、感光材面を上にして保持して、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向及びθ方向に微動制御でき、且つ、少なくともＸ、Ｙ方向の１方向に所定の距離だけステップ移動できるステージと、ガラス基板６３０上側にマスク（原版）６４０をマスク面を下にして保持するマスク保持部６１６と、マスク（原版）６４０の裏面かガラス基板６３０側へ露光光を照射するための光源部６５０（詳細は図６に示す）とを有し、マスク（原版）６３０の絵柄を等倍にて、近接露光にて転写するための露光装置であり、繰り返し露光もできるもので、ステージ６１０上のガラス基板６３０と、マスク（原版）６４０との位置合せを自動で行う自動アライメント機構と、原版の絵柄領域を遮蔽することにより露光領域を制御する露光領域制御機構と、該基板と原版とのギヤップを制御するギヤップ制御機構とを備えている。
尚、被露光基板とマスクとを近接させ、間隔を所定のギヤップに保ちながら露光を行い、マスクのパターンの開口が、該開口の形状、方向に忠実に転写される露光方法を、一般的には近接露光（プロキシミティー露光）と言う。
また、光源部としては、通常、高圧水銀灯が用いられ、マスク（原版）６４０へは、露光光は垂直入射される。

また、ネガ型のブラックレジストを近接露光（プロキシミティー露光）を用い、マスクのパターンにパターン形成する方法は、特開２０００−１９９９６７号公報にも記載されている。
また、特願２００３−０３６０６８号公報には、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法であって、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物をカラーフィルタ形成用基板に配設した後、小開口部が遮光部を介して連なるパターンを有するフォトマスクにて近接露光して、現像して、ブラックストライプを形成する方法が記載されている。
特開２０００−１９９９６７号公報 特願２００３−０３６０６８号公報 尚、例えば、ブラックストライプを有するカラーフィルタ基板としては、図７に示すような、透明基板７１上に、ブラックストライプ７２と各着色層７３ａ、７３ｂ、７３ｃを形成し、オーバーコート層７４で覆い平坦化した表面に透明電極７５を配した構造のものが挙げられ、このような、カラーフィルタ基板（図７の７０）を用いた液晶表示素子としては、例えば、図８に示すような、カラーフィルタ基板７０と多数の画素電極８２を備えるＴＦＴ側基板８０を対向させ、この間に液晶８４を封入した構造のものが挙げられる。

上記のように、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプ（以下、ストライプが格子状の形状のブラックマトリクスを含むものとする）をカラーフィルタ形成用基板に形成する際には、目的とするストライプ形状と同じストライプ形状のパターンを用い、線幅シフト量を小さくする方向で、感光性材料やプロセスを最適化してきたが、この方法には、基本的に、硬化性不足、密着性不足、狭マージンという問題があり、近年のディスプレイの高精細化に伴うカラーフィルタにおけるストライプの幅の微小化、高品質化への要求には対応が難しくなってきた。
本発明は、これに対応するもので、上記従来の、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法における、露光装置や樹脂製のブラックストライプ形成用の感光性材料、プロセスを使用して、近年のディスプレイの高精細化に伴うカラーフィルタにおけるストライプの幅の微小化（６μｍレベル）、高品質化に対応できるカラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプの形成方法を提供しようとするものである。

本発明のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法は、近接露光法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法であって、ブラックストライプ形成用のネガ型の感光性の樹脂組成物をカラーフィルタ形成用基板に配設した後、露光用マスクの開口パターンが、その形状、方向で忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、露光ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に対し、所定のブラックストライプ形成用の開口パターンを有する露光用マスクを用いてブラックストライプ形成用の露光を行い、更に、現像して、所望のブラックストライプの形状を得るものであり、前記所定の露光用マスクのブラックストライプ形成用の開口パターンは、ブラックストライプのストライプ方向に４５度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンであることを特徴とするものである。
そして、上記のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法であって、形成するブラックストライプの線幅が１０μｍ以下であることを特徴とするものである。 尚、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に対し、露光用マスクの開口パターンの形状、方向が忠実に転写されるように、カラーフィルタ形成用基板とマスク（原版）とを近接させ、間隔を所定のギヤップに保ちながら露光を行う、一般に近接露光と言われている露光方式を、ここでは特に正規の近接露光といい、本発明のように、正規の近接露光におけるギャップを更に広げて、１００μｍ〜３００μｍ程度のギャップとし、回折効果により、露光用マスクの開口パターンの形状、方向が忠実に転写されない転写条件での露光方式をも、ここでは近接露光法と言っている。
尚、上記本発明のような近接露光法を擬似近接露光法と言う場合もある。
また、ここでの「露光ギャップを広げて調整した、転写条件にて、」とは、露光ギャップを広げ、露光ギャップや露光量などを調整した転写条件にて、の意味である。

本発明の露光用マスクは、近接露光法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法において用いられる、ブラックストライプ絵柄形成用の露光用マスクであって、ブラックストライプのストライプ方向に４５度度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンであることを特徴とするものである。

本発明に関わるカラーフィルタ基板は、上記のいずれかのカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法により形成された、樹脂製のブラックストライプを備えたカラーフィルタ形成用基板を用い、該ブラックストライプの開口部に着色層を配したものであることを特徴とするものである。
本発明に関わる液晶表示素子は、上記カラーフィルタ基板の樹脂製のブラックストライプ及び着色層を覆う透明共通電極を有するカラーフィルタ基板と、該カラーフィルタ基板に対向する、多数の画素電極を備える対向基板と、前記カラーフィルタ基板と対向基板の間に封入された液晶を備えることを特徴とするものである。

（作用）
本発明のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法は、このような構成にすることにより、従来の、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法における、露光装置や樹脂製のブラックストライプ形成用の感光性材料、プロセスを使用して、近年のディスプレイの高精細化に伴うカラーフィルタにおけるストライプの幅の微小化（６μｍレベルの線幅）、高品質化に対応できるカラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプの形成方法を提供しようとするものである。
具体的には、ブラックストライプ形成用のネガ型の感光性の樹脂組成物をカラーフィルタ形成用基板に配設した後、露光用マスクの開口パターンが、その形状、方向で忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、露光ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に対し、所定のブラックストライプ形成用の開口パターンを有する露光用マスクを用いてブラックストライプ形成用の露光を行い、更に、現像して、所望のブラックストライプの形状を得るものであり、前記所定の露光用マスクのブラックストライプ形成用の開口パターンは、ブラックストライプのストライプ方向に４５度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンであることにより、これを達成している。
詳しくは、正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記の配列パターンにて露光を行うことにより、露光量を、マスクのパターンの開口が、該開口の形状、方向に忠実に転写される正規の近接露光位置による露光の場合の露光量よりも大きくして、所定の線幅を得ることを可能としている。
したがって、正規の近接露光位置による露光の場合のようにシフト量を小さくする必要はなく、プリベーク温度を高くでき、露光量を増やすことができ、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物から形成されたブラックストライプ部をの密着性、硬化性を確保を容易にできるものとしている。
また、露光ギャップを正規の近接露光位置による露光の場合よりも広げて行うため、マスクに付着する異物による共通欠陥不良の発生を減らすことができる。
特に、形成するブラックストライプの線幅が１０μｍ以下である場合には、有効である。

本発明は、このような構成にすることにより、従来の、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法における、露光装置や樹脂製のブラックストライプ形成用の感光性材料、プロセスを使用して、近年のディスプレイの高精細化に伴うカラーフィルタにおけるストライプの幅の微小化（６μｍレベルの線幅）、高品質化に対応できるカラーフィルタ用樹脂製のブラックストライプの形成方法の提供を可能とした。
特に、密着性、硬化性が良い、６μｍレベルの線幅の樹脂製のブラックストライプの提供を可能とした。

本発明の実施の形態例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法の実施の形態の１例を説明するための図で、図１（ａ）は使用される、露光用マスクのパターンを示した図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す露光用マスクのパターンにより露光されて現像された後のブラックストライプの状態を示した図で、図１（ｃ）は各位置の１つの正方形開口１１ａ単独で露光して現像した場合形成される樹脂部位置をそれぞれまとめて示した図で、図２（ａ）は使用される露光用マスクのパターンの他の例を示した図で、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すパターンの開口を、正方形開口２１１ａの配列で示した概略図で、図３（ａ）は２（ａ）に示すパターンの開口２１１と同じ形状の開口３１１を示した図で、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、それぞれ、図３（ａ）の開口の一部を遮光し全体の開口面積を小としたパターンを示した図で、図４は露光用マスクのパターンの開口形状と樹脂部の形状、方向の関係を示した図である。
図１〜図３において、１１０は露光用マスクのパターン、１１１は開口部、１１１ａは単位の開口部、１１２は遮光部、１２０はブラックストライプ（樹脂部とも言う）、１２１は基材（カラーフィルタ用基板とも言う）、１２５は（各単位の開口部が単独の場合に形成される）樹脂部位置、２１０は露光用マスクのパターン、２１１は開口部、２１２は遮光部、２１１ａは単位の開口部、３１１、３１１ａ、３１１ｂは開口部、３１２は遮光部、４１１は開口部、４１２は遮光部、４１３は樹脂部、４１４は基材、４２１は開口部、４２２は遮光部、４２３は樹脂部、４２４は基材である。

本例のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法を、図１、図４、図５に基づいて説明する。
本例は、近接露光（プロキシミティー露光）法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法で、線幅が１０μｍ以下の線幅の細いブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法である。
そして、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物をカラーフィルタ形成用基板に配設した後に、露光用マスクの開口パターンが、その形状、方向で忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に対し、所定のブラックストライプ形成用の開口パターンを有する露光用マスクを用いてブラックストライプ形成用の露光を行い、更に、現像して、所望のブラックストライプの形状を得るものであり、露光用マスクのブラックストライプ形成用の開口パターンは、ブラックストライプのストライプ方向に４５度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンである。

本例は、先に説明した図５に示すような近接露光用の露光装置を用いた場合、マスクの開口パターンの形状、方向に忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げた場合、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に形成されるようになる性質を利用するもので、このような性質の転写条件にて、露光用マスクのパターンを露光するものである。
露光に際しては、マスクのパターンの開口が、該開口の形状、方向に忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、露光ギャップを広げて調整した、転写条件を予め設定しておく。
これは、例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すような、正方形の開口を有するパターンを用いて、種々の露光ギャップにて露光、現像を行い、形成される樹脂部の絵柄形状をみて判断することができる。
図４（ａ）は、露光用マスクのパターンの開口を示し、図４（ａ１）は回折の影響により、樹脂部が露光現像後に、絵柄が４５度回転されていることを示した図で、また、図４（ｂ）は開口を示し、図４（ｂ１）は回折の影響により樹脂部が露光現像後に、絵柄が４５度回転されることを示した図である。
このような開口の幅Ｗ１１を１０μｍとした場合、露光ギャップが１００μｍ〜３００μｍの間で、このような性質の転写条件を容易に得ることができる。
また、広い範囲の露光量に対してもＷ１１＞Ｗ１２となる。
尚、上記転写条件をシミュレーションにて、近似的に求めることもできる。

露光用マスクとしては、図１（ａ）に示すような、単位の正方形の開口（単位の開口部という）を接して連なるように所定ピッチＰ１でストライプ方向に配列させたパターンの他にも、図２（ａ）に示すような、単位の正方形の開口を所定ピッチＰ２で一部重ねて連なるようにストライプ方向に配列させた形状のパターンや、更に、これらのパターンの一部を開口させない遮光部とした、例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す各形状のものが、適用できる。
上記単位の正方形の開口は、いずれもストライプ方向に４５度傾いているもので、このようにすることにより、形成されるブラックストライプの直線性を良いものとできる。

次に、これらの開口パターンにて、ストライプ状に樹脂部が形成される理由を、図１（ａ）に示すパターンの場合を例に挙げて、簡単に説明しておく。
図１（ｃ）は各位置の１つの正方形開口１１１ａ単独で露光して現像した場合を想定し、形成される樹脂部位置１２５をそれぞれまとめて示した図で、各樹脂部位置１２５は離れているが、正方形開口１１１ａが配列した状態で露光された場合、図１（ｃ）の各樹脂部の位置の間は、それぞれ、対応する隣接する方形開口１１１ａからの回折光が主に重畳されて露光されるため、現像すると、図１（ｂ）に示すようにストライプ状にブラックストライプが形成されるのである。
そして、正方形開口１１１ａ間のピッチを変え、図２（ａ）に示すように、更に隣接する単位の正方形開口を重ねた開口形状の開口パターンとすることにより、また、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、これら開口パターンの開口の一部を遮光部とすることにより、線幅や形状を調整することが可能である。
また、先にも述べた通り、図４において、広い範囲の露光量に対してもＷ１１＞Ｗ１２となることから、上記のような開口パターンを用いた場合にも、単位の正方形開口の幅は形成されるブラックストライプの線幅より大で、図１で言えば、Ｗ１＞Ｗ２で、露光量を大とすることができる。

本例においては、正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記の配列パターンにて露光を行うことにより、露光量を、マスクのパターンの開口が、該開口の形状、方向に忠実に転写される正規の近接露光位置による露光の場合の露光量よりも大きくして、所定の線幅を得ることが可能である。
本例の場合、正規の近接露光位置による露光の場合のようにシフト量を小さくする必要はなく、プリベーク温度を高くでき、露光量を増やすことができ、ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物から形成されたブラックストライプ部の密着性、硬化性を確保が容易にできる。
また、露光ギャップを正規の近接露光位置による露光の場合よりも広げて行うため、マスクに付着する異物による共通欠陥不良の発生を減らすことができる。

基材（カラーフィルタ形成用基板）１２１は、透明基板（図７の７１参照）とも言われ、ガラスが多く用いられるが、アクリル樹脂等のプラスチックフィルムまたはシートを用いても良い。
また、必要に応じて、その上にブラックレジストとの密着性を向上させるためにアンカーコートを施してもよい。
ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物は、黒色の顔料または染料及び感光性材料を含むものである。
感光性材料としては、ＵＶレジスト、ＤＥＥＰ−ＵＶレジスト、紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。

ＵＶレジストとしては、環化ポリイソプレン−芳香族ビスアジド系レジスト、フェノール樹脂ー芳香族アジド化合物系レジスト等のネガ型レジストを挙げることができる。
また、ＤＥＥＰ−ＵＶレジストとしては、ポリビニルフェノール−３，３' −アジドフェニルスルホン及びポリメタクリル酸グリシジル等のネガ型レジストを挙げることができる。

また、紫外線硬化型樹脂組成物としては、ベンゾフェノン及びその置換誘導体、ベンゾイン及びその置換誘導体、アセトフェノン及びその置換誘導体、オキシム系化合物等の中から選ばれる１種または２種以上の光重合開始剤を２〜１０質量％程度含有した、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等の樹脂を挙げることができる。

更に具体的に述べると、前記紫外線硬化型樹脂組成物の樹脂として、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩素化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルファン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、及び、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタアクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタアクリレート、ｎ−ペンチルアクリルアクリレート、ｎ−ペンチルメタアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタアクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体（例えば東亜合成化学（株）製Ｍ−５６００）、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、これらの酸無水物等の１種以上からなるポリマー又はコポリマー等を１種若しくは複数含む感光性樹脂組成物が挙げられる。

また、前記紫外線硬化型樹脂組成物を構成する光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミン）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミン）ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジェトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセテート、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、２−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスペロン、メチレンアントロン、４−アジドベンジルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、２−フェノール−１、２−ブチジオン−２−（ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニル−プロパントリオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシ−プロパントリオン−２−（ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノー１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、ｎ−フェニルチオアクリドン、４，４−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、アデカ（株）製Ｎ１７１７、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられる。
本発明においては、これらの光重合開始剤を１種又は２種以上使用することができる。

ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物は、低融点溶剤と高沸点溶剤からなる用材に分散させた状態でブラックストライプ形成用基板である透明基板に塗布する。
低融点溶剤としては、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、また、高沸点溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルセルソルブ、３−メトキシブチルアセテート等が挙げられる。
また、低融点溶剤と高沸点溶剤の混合溶媒として、高沸点溶剤が５０％以上を占める割合で含まれる混合溶媒を用いることができる。
尚、塗布したブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物を、例えば、ホットプレート等を用いて仮硬化後に、該樹脂組成物上に、露光ギャップを介して、露光用マスクを配置し、露光を行う。

図１は本発明のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法の実施の形態の１例を説明するための図で、図１（ａ）は使用される、露光用マスクのパターンを示した図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す露光用マスクのパターンにより露光されて現像された後のブラックストライプの状態を示した図で、図１（ｃ）は各位置の１つの正方形開口１１ａ単独で露光して現像した場合形成される樹脂部位置をそれぞれまとめて示した図である。 図２（ａ）は使用される露光用マスクのパターンの他の例を示した図で、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すパターンの開口を、正方形開口２１１ａの配列で示した概略図である。 図３（ａ）は図２（ａ）に示すパターンの開口２１１と同じ形状の開口３１１ を示した図で、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、それぞれ、図３（ａ）の開口の一部を遮光し全体の開口面積を小としたパターンを示した図である。 露光用マスクのパターンの開口形状と樹脂部の形状、方向の関係を示した図である。 図５（ａ）は露光装置の断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ１−Ｂ２から見た上面図の概略図である。 光源部の概略構成図である。 カラーフィルタ基板の概略断面図である。 液晶表示素子の概略断面図である。

符号の説明

１１０ 露光用マスクのパターン
１１１ 開口部
１１１ａ 単位の開口部
１１２ 遮光部
１２０ ブラックストライプ（樹脂部とも言う）
１２１ 基材
１２５ （各単位の開口部が単独の場合に形成される）樹脂部位置
２１０ 露光用マスクのパターン
２１１ 開口部
２１２ 遮光部
２１１ａ 単位の開口部
３１１、３１１ａ、３１１ｂ 開口部
３１２ 遮光部
４１１ 開口部
４１２ 遮光部
４１３ 樹脂部
４１４ 基材
４２１ 開口部
４２２ 遮光部
４２３ 樹脂部
４２４ 基材
７０ カラーフィルタ基板
７１ 透明基板
７２ ブラックストライプ
７３ａ 赤着色層（Ｒフィルターとも言う）
７３ｂ 緑着色層（Ｇフィルターとも言う）
７３ｃ 青着色層（Ｂフィルターとも言う）
７４ オーバーコート層
７５ 透明電極（共通透明電極とも言う）
８０ ＴＦＴ基板
８１ 透明基板
８２ 画素電極
８３ａ、８３ｂ 配向膜
８４ 液晶
８５ａ，８５ｂ 偏光板
８６ バックライト

Claims (3)

1. 近接露光法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法であって、ブラックストライプ形成用のネガ型の感光性の樹脂組成物をカラーフィルタ形成用基板に配設した後、露光用マスクの開口パターンが、その形状、方向で忠実に転写される正規の近接露光位置から露光ギャップを更に広げ、回折効果により、正方形開口パターンが、露光、現像後に、４５度回転した状態の形状に転写されるように、露光ギャップを広げて調整した、転写条件にて、前記ブラックストライプ形成用の感光性の樹脂組成物に対し、所定のブラックストライプ形成用の開口パターンを有する露光用マスクを用いてブラックストライプ形成用の露光を行い、更に、現像して、所望のブラックストライプの形状を得るものであり、前記所定の露光用マスクのブラックストライプ形成用の開口パターンは、ブラックストライプのストライプ方向に４５度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンであることを特徴とするカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法。
2. 請求項１に記載のカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法であって、形成するブラックストライプの線幅が１０μｍ以下であることを特徴とするカラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプの形成方法。
3. 近接露光法を用いたフォトリソグラフィー法により、カラーフィルタ用の樹脂製のブラックストライプをカラーフィルタ形成用基板に形成する方法において用いられる、ブラックストライプ絵柄形成用の露光用マスクであって、ブラックストライプのストライプ方向に４５度度傾いた正方形開口パターンを所定のピッチで、前記ブラックストライプのストライプ方向に、配列させた開口形状の配列パターン、あるいは、前記配列パターンの開口の一部を遮光部とした開口パターンであることを特徴とする露光用マスク。

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