JP4706374B2 - カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
一般に、液晶表示ディスプレイパネルにおいて、現在最も広く使用されている液晶セル駆動方式は、TN(ねじれネマティック)方式とSTN(超ねじれネマティック)方式による縦電界駆動型であり、近年、横電界駆動型(IPS)による液晶セル駆動方式の開発も進んでいる。
図1(a)〜(f)は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
まず、透明基板11上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂をスピンナーにて塗布し、黒色感光性樹脂層21を形成し(図1(a)参照)、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス21aを形成する(図1(b)参照)。
このため、一定幅のパターンの一部にある大きさの露光領域が付加されていると、その付加された露光領域の端部の一定幅のパターン幅が、付加された露光領域以外のパターン幅と異なるという現象が発生している。
図6にブラックマトリクスを形成する際に使用する露光マスクの一例を、図7にブラックマトリクス基板の一例をそれぞれ示す。
露光マスク50gは、透明基板上に遮光領域51と透過領域からなるブラックマトリクス露光パターン52とブラックマトリクス露光パターン52に隣接した状態で所定サイズの開口領域53dが形成されたものである(図6参照)。
ブラックマトリクス基板60gは、透明基板11上に黒色感光性樹脂層を形成し、上記露光マスク50gを用いて、近接露光法(プロキシミティー)にてパターン露光し、現像等のパターニング処理を行って、透明基板11上にブラックマトリクス21aとブラック領域21cとを形成したものである(図3(a)参照)。
図7(a)は、ブラックマトリクス基板60gの模式平面図を、図7(b)は、図7(a)の模式平面図をA−A’線で切断した模式構成断面図を、図7(c)は、図7(a)の模式平面図をB−B’線で切断した模式構成断面図をそれぞれ示す。
これは、細い線幅のブラックマトリクス露光パターン52に隣接した状態で所定サイズの開口領域53dが形成されると、露光光がその隣接した開口領域53dに集まってしまい、相対的に光強度の弱い部分が、隣接したブラックマトリクス露光パターン52の端部に出来るのが主要因と推定している。
このようなブラックマトリクス21aの線幅細りが発生すると着色フィルタ層形成工程で白抜け等の不具合が発生する。
図9(a)は、着色フィルタ形成工程を経てブラックマトリクス21a間に、赤色フィルタ31R、緑色フィルタ31G及び緑色フィルタ31Bが形成されたカラーフィルタ基板100aの模式平面図を、図9(b)は、図9(a)の模式平面図をA−A’線で切断した模式構成断面図を、図10は、図9(a)の模式平面図のC部を拡大した模式平面図をそれぞれ示す。
図9及び図10のカラーフィルタ基板100aでは、ブラック領域21cに隣接したブラックマトリクス21aの端部でδwの細りが発生した状態で、カラーフィルタ形成を行い、緑色フィルタ31Gの形成工程で位置ズレが発生し、緑色フィルタ31Gの右端とブラックマトリクス21aとのオーバーラップ量がわずかとなり、緑色フィルタ31Gの右端
とδwの線幅細りが発生したブラックマトリクス21aとの間で白抜けが発生した状態を示す。
もし、ブラックマトリクス21aの線幅を6μmとすると、各着色フィルタのオーバーラップ量は計算上は3μmとなるが、実際はガラスの熱膨張、転写精度のバラツキ等により、各着色フィルタとブラックマトリクス21aとのオーバーラップマージン量は、3μm以下となる。
このような状況の中で、ブラック領域21cに隣接するブラックマトリクス21aで変位量δwが1.5μmの線幅細りが発生し、緑色フィルタ31Gの右端とブラックマトリクス21aとのオーバーラップ量が0.5μmで緑色フィルタ31Gが形成されたとすると、ブラックマトリクス21aで1.5μmの線幅細りδwが発生した領域では、約1.0μmの白抜けが発生したことになる。
しかしながら、この方法では、データ数もかなりの量になり、露光マスクのパターン補正としては、必ずしも最善の方法とは思われない。
前記ブラックマトリクス形成工程のパターン露光に使用する露光マスクの特定部位に隣接するブラックマトリクス露光パターンのパターン幅が補正され、
前記補正が、ブラックマトリクスの線幅細りを無くすよう、パターン幅を増設する補正であることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
ーン幅が補正されていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法したものである。
請求項1〜3に係る本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、図1(a)〜(f)に示すように、まず、透明基板11上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布、乾燥して、黒色感光性樹脂層21を形成する(図1(a)参照)。
ここで、透明基板11としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
ここで、近接露光法(プロキシミティー)にてパターン露光し、現像等の一連のパターニング処理を行って、透明基板11上にブラックマトリクスを形成する場合のブラックマトリクス形状再現について説明する。
図2(b)に示す露光マスク50bは、遮光層51と透過領域からなるブラックマトリクス露光パターン52とブラックマトリクス露光パターン52の所定位置に透過領域からなる特定部位53bが隣接した状態で形成されたものである。
図2(c)に示す露光マスク50cは、遮光層51と透過領域からなるブラックマトリクス露光パターン52とブラックマトリクス露光パターン52の所定位置に透過領域からなる特定部位53cが隣接した状態で形成されたものである。
するブラックマトリクス21aの端部がδBだけ細ったブラックマトリクス基板60aが得られる(図3(a)参照)。
同様に、露光マスク50bを使った場合果特定部位53bが露光されて形成された特定ブラック領域21bに隣接するブラックマトリクス21aの端部がδBだけ細ったブラックマトリクス基板60bが得られる(図3(b)参照)。
同様に、露光マスク50cを使った場合果特定部位53cが露光されて形成された特定ブラック領域21bに隣接するブラックマトリクス21aの端部がδBだけ細ったブラックマトリクス基板60cが得られる(図3(c)参照)。
特定ブラック領域21bに隣接するブラックマトリクス21a端部の細り量δBは、線幅6μmのブラックマトリクス露光パターンを有する露光マスクを用いた場合、特定部位のサイズ等によっても変わってくるが、100〜180μmの露光ギャップの近接露光法(プロキシミティー)にてパターン露光し、現像等の一連のパターニング処理を行うことにより、0.5〜2μmとなる。
カラーフィルタ基板のブラックマトリクスに形成される特定部位は1枚の基坂内では一定であるため、ブラックマトリクス端部の細り量δBをパターンシミュレーションすることにより、容易にパターン補正量に反映できる。
ここで、変位量δhは2μm前後、変位量δwは1〜2μmとなる。
ここで、変位量δhは2μm前後、変位量δwは1〜2μmとなる。
ここで、変位量δhは2μm前後、変位量δwは1〜2μmとなる。
1aの形状再現状態を示す。
特定ブラック領域21bに隣接するブラックマトリクス21aの線幅は、ほぼ所定(6μm)幅の形状再現性を示すブラックマトリクス基板60a、60b及び60cが得られる。
ここで、特定ブラック領域21bに隣接するブラックマトリクス21aの線幅は6μmであった。
21……黒色感光性樹脂層
21a……ブラックマトリクス
21b……特定ブラック領域
21c……ブラック領域
30……着色カラーフィルタ層
31R……赤色フィルタ
31G……緑色フィルタ
31B……青色フィルタ
41……透明導電膜
50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g……露光マスク
51……遮光層
52……ブラックマトリクス露光パターン
53a、53b、53c……特定部位
53d……開口領域
60、60a、60b、60c、60d、60e、60f、60g……ブラックマトリクス基板
B……ブラックマトリクス露光パターンのパターン幅
δB……変位量
h……特定部位の高さ
δh……変位量
w……ブラックマトリクスの線幅
δw……変位量
Claims (2)
- 少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタ層を形成する着色フィルタ層形成工程と、透明電極形成工程とを有するカラーフィルタ基板の製造方法において、
前記ブラックマトリクス形成工程のパターン露光に使用する露光マスクの特定部位に隣接するブラックマトリクス露光パターンのパターン幅が補正され、
前記補正が、ブラックマトリクスの線幅細りを無くすよう、パターン幅を増設する補正であることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記特定部位はブラックマトリクス露光パターンの所定位置に所定サイズの透過領域が隣接して形成された部位であって、前記特定部位の上下にδhμmを加えた範囲で、前記特定部位に隣接するブラックマトリクス露光パターンのパターン幅が補正されていることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
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