JP4978290B2 - フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 - Google Patents
フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4978290B2 JP4978290B2 JP2007110321A JP2007110321A JP4978290B2 JP 4978290 B2 JP4978290 B2 JP 4978290B2 JP 2007110321 A JP2007110321 A JP 2007110321A JP 2007110321 A JP2007110321 A JP 2007110321A JP 4978290 B2 JP4978290 B2 JP 4978290B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- photomask
- photosensitive resin
- pattern
- positive photosensitive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタにブラックマトリックスを製造するために用いるフォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置に関する。
特許文献１などの従来の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ４は、図１の断面図に模式的に示すように、透明基板４０上にブラックマトリックス４１が形成されている。そして、ブラックマトリックス４１は、カラーフィルタ４の着色画素層４２の島状の領域の間隙の帯状の線が縦横に形成された格子状のパターンのマトリックス部４１Ａと、着色画素層４２が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む幅が広い額縁部４１Ｂとで構成されている。ブラックマトリックス４１は、カラーフィルタ４の着色画素層４２の個々の着色画素の位置を定め、個々の着色画素の大きさを均一なものにする機能を有する。また、ブラックマトリックス４１は、液晶表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
図３の断面図のように、ブラックマトリックス４１の製造工程は、先ず、透明基板４０の面上にブラックマトリックス４１の材料としてのクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯｘ）などの金属、もしくは金属化合物を薄膜状に成膜した金属性薄膜１０を形成する。次に、金属性薄膜１０の面上にポジ型のフォトレジストのポジ型感光性樹脂組成物層を塗布しプリベークする。次に、図３（ａ）のように、フォトマスクを介してそのポジ型感光性樹脂組成物層を露光・現像しポストベークして線状のエッチングレジストパターン６１を形成する。次に、図３（ｂ）のように、この線状のエッチングレジストパターン６１により保護した金属性薄膜１０の露出部分をエッチングし、次に剥離液で線状のエッチングレジストパターン６１を剥離し金属性薄膜１０からなるブラックマトリックス４１を形成する。
このポジ型感光性樹脂組成物層にフォトマスクのパターンを露光するパターン露光に用いるフォトマスクは、透明基板４０のサイズと略同程度のサイズのフォトマスクを用いて、カラーフィルタ４の画面全体を１回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法が用いられている。一括露光法では、透明基板４０に形成したポジ型感光性樹脂組成物層の上方に、近接露光のギャップを開けてフォトマスクを配置し、フォトマスクのパターンが形成された膜面を透明基板４０のポジ型フォトレジストの塗布膜に対向させて下に向けて近接露光する。
以下に公知文献を記す。
特開平１１−７２６０８号公報
携帯端末用などの小型、高精細な液晶表示装置に用いるカラーフィルタ４では、ブラックマトリックス４１の幅を６μｍ未満の５μｍや４μｍに形成する必要がある。しかし、透明基板４０の上方に設置するフォトマスクとの間にギャップ（Ｇ）を設けた近接露光によって、均一なパターンを形成する際には、露光装置における露光強度の面内バラツキ、露光光のディグリネーション（平行度）、ギャップ（Ｇ）の面内バラツキなどが重要な要
素となってくる。このようなギャップ（Ｇ）を設けた近接露光法によって、パターンを形成する際には、露光光の回折の影響を受けるので、形成できるパターンの幅は制約され、ギャップ（Ｇ）の幅が１００μｍ程度で得られるブラックマトリックス４１の幅は６μｍ程度が限度であった。そのため、ブラックマトリックス４１の幅を更に細線に形成する技術が必要である。
素となってくる。このようなギャップ（Ｇ）を設けた近接露光法によって、パターンを形成する際には、露光光の回折の影響を受けるので、形成できるパターンの幅は制約され、ギャップ（Ｇ）の幅が１００μｍ程度で得られるブラックマトリックス４１の幅は６μｍ程度が限度であった。そのため、ブラックマトリックス４１の幅を更に細線に形成する技術が必要である。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高精細な液晶表示装置に用いる高精細なカラーフィルタ４を製造することを目的とする。その高精細なカラーフィルタ４は幅が６μｍ未満のブラックマトリックス４１が必要である。金属性薄膜１０をエッチングしてそのブラックマトリックス４１を形成するために、ポジ型のフォトレジスト層をフォトマスクにより近接露光で露光・現像して幅が細い線状のエッチングレジストパターン６１を形成する。そうして、幅が６μｍ未満のブラックマトリックス４１を形成したカラーフィルタ４を製造することを課題とするものである。また、このカラーフィルタ４を備えた高精細な液晶表示装置を製造することを課題とする。
本発明は、フォトマスクの近接露光法を用いたフォトリソグラフィ法により、ポジ型フォトレジスト層を露光・現像して所望形状の線状のエッチングレジストパターンを形成してブラックマトリックスを形成する際に使用するフォトマスクにおいて、そのポジ型フォトレジスト層により線状のエッチングレジストパターンを形成するためのフォトマスクの遮光パターンとして、フォトマスクの光透過領域中に、幅が４．０μｍ〜９．０μｍの幅を有し、その中央にスリット状に光透過部を設けた二本線ストライプ状の遮光パターンを形成したフォトマスクである。
すなわち、本発明は、透明基板上に金属性薄膜を形成する第１の工程と、前記金属性薄膜面上にポジ型感光性樹脂組成物層を形成する第２の工程と、前記ポジ型感光性樹脂組成物層にフォトマスクのパターンを近接露光法により露光・現像することで線状パターンとしたエッチングレジストを形成する第３の工程と、前記エッチングレジストをマスクにして前記金属性薄膜をエッチングすることで前記透明基板上にブラックマトリックスを形成する第４の工程と、前記エッチングレジストを剥離する第５の工程と、前記透明基板上に着色画素層を形成する第６の工程を具備し、前記ポジ型感光性樹脂組成物層を露光するのに用いる露光光の波長をλとし、λが４３０ｎｍ以下の露光光に対して、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂組成物層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とし、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクにより、幅が６μｍ未満の前記ブラックマトリッ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である。
また、本発明は、透明基板上にポジ型感光性樹脂遮光層を形成する第１の工程と、前記
ポジ型感光性樹脂遮光層にフォトマスクのパターンを近接露光法により露光・現像することで前記透明基板上にブラックマトリックスを形成する第２の工程と、前記透明基板上に着色画素層を形成する第３の工程を具備し、前記ポジ型感光性樹脂遮光層を露光するのに用いる露光光の波長をλとし、λが４３０ｎｍ以下の露光光に対して、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂遮光層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とし、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクにより、幅が６μｍ未満の前記ブラックマトリッ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である。
ポジ型感光性樹脂遮光層にフォトマスクのパターンを近接露光法により露光・現像することで前記透明基板上にブラックマトリックスを形成する第２の工程と、前記透明基板上に着色画素層を形成する第３の工程を具備し、前記ポジ型感光性樹脂遮光層を露光するのに用いる露光光の波長をλとし、λが４３０ｎｍ以下の露光光に対して、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂遮光層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とし、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクにより、幅が６μｍ未満の前記ブラックマトリッ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である。
また、本発明は、透明基板上に形成した金属性薄膜上に設けたポジ型感光性樹脂組成物層にフォトマスクのパターンを波長λが４３０ｎｍ以下の露光光により、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂組成物層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とした近接露光法により露光・現像することで線状パターンとしたエッチングレジストを形成し、前記エッチングレジストをマスクにして前記金属性薄膜をエッチングし、次に、前記ポジ型感光性樹脂組成物層の被露光部分を除去することにより前記エッチングレジストのブラックマトリックスを形成する際に使用する前記フォトマスクにおいて、前記ポジ型感光性樹脂組成物層に線状パターン化した前記エッチングレジストを形成するための単位の遮光パターンとして、前記露光光の前記波長λに対して、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成したことを特徴とするフォトマスクである。
また、本発明は、透明基板上に形成したポジ型感光性樹脂遮光層にフォトマスクのパターンを波長λが４３０ｎｍ以下の露光光により、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂遮光層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とした近接露光法により露光・現像することでブラックマトリックスを形成する際に使用する前記フォトマスクにおいて、前記ポジ型感光性樹脂遮光層にブラックマトリックスを形成するための単位の遮光パターンとして、前記露光光の前記波長λに対して、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成したことを特徴とするフォトマスクである。
また、本発明は、上記二本線ストライプ状の遮光パターンにおいて、上記光透過部の幅が前記二本線ストライプ状の遮光パターンの内のいずれの線幅とも等しいことを特徴とする上記のフォトマスクである。
また、本発明は、上記の製造方法で形成したことを特徴とするカラーフィルタである。
また、本発明は、上記のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置である。
本発明のフォトマスクにより、ポジ型フォトレジストに近接露光で露光を行い、幅６μｍ未満の線状のエッチングレジストパターンを形成することができ、それにより、６μｍ未満の幅のブラックマトリックスを得ることができる効果がある。それにより、携帯端末用などの小型、高精細な液晶表示装置に用いるカラーフィルタを供することが可能になる効果がある。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
（フォトマスクの形成）
図２（ａ）は、本実施形態による、フォトマスク２０の一実施形態の遮光パターンの一部を拡大して示す平面図である。このフォトマスク２０を用いてポジ型フォトレジストのポジ型感光性樹脂組成物層６０を、波長３６５ｎｍの光で近接露光・現像して線状のエッチングレジストパターン６１を形成し、その線状のエッチングレジストパターン６１で保護して金属性薄膜１０をエッチングすることでブラックマトリックス４１のパターンを形成する。図２（ａ）に示すように、線状のエッチングレジストパターン６１を形成するための単位の遮光パターンとして、フォトマスク２０の光透過領域中に、幅（Ｗ）が４．０μｍ〜９．０μｍの帯状領域の遮光パターンＰを有し、その遮光パターンＰの中央に幅（Ｗｔ）が２．０μｍから５．０μｍのスリット状の光透過部Ｔを設けた、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを形成する。
＜第１の実施形態＞
（フォトマスクの形成）
図２（ａ）は、本実施形態による、フォトマスク２０の一実施形態の遮光パターンの一部を拡大して示す平面図である。このフォトマスク２０を用いてポジ型フォトレジストのポジ型感光性樹脂組成物層６０を、波長３６５ｎｍの光で近接露光・現像して線状のエッチングレジストパターン６１を形成し、その線状のエッチングレジストパターン６１で保護して金属性薄膜１０をエッチングすることでブラックマトリックス４１のパターンを形成する。図２（ａ）に示すように、線状のエッチングレジストパターン６１を形成するための単位の遮光パターンとして、フォトマスク２０の光透過領域中に、幅（Ｗ）が４．０μｍ〜９．０μｍの帯状領域の遮光パターンＰを有し、その遮光パターンＰの中央に幅（Ｗｔ）が２．０μｍから５．０μｍのスリット状の光透過部Ｔを設けた、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを形成する。
図２（ａ）に示すように、線状のエッチングレジストパターン６１を形成するための単位の遮光パターンＰとして、遮光パターンを二本線ストライプ状に形成し、二本線ストライプの遮光パターンＰの幅（Ｗ）が４．０μｍ〜９．０μｍで、その遮光パターンＰの中央に遮光パターンＰの幅（Ｗ）の半分から３分の１の幅（Ｗｔ）の、すなわち２．０μｍから４．５μｍの幅のスリット状の光透過部Ｔを有する遮光パターンＰが形成されたものである。
（ブラックマトリックスの形成工程）
まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、透明基板４０上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス４１を設ける。透明基板４０には、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明材料を使用できる。中でもガラス基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている。
まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、透明基板４０上にコントラスト向上のためのブラックマトリックス４１を設ける。透明基板４０には、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明材料を使用できる。中でもガラス基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている。
次に、ブラックマトリックス４１は、以下のようにして形成する。先ず、透明基板４０の面にクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯｘ）あるいはＮｉＣｕ合金などの金属もしくは金属化合物の金属性薄膜１０をスパッタ等の方法により約０．２μｍの厚さで形成する。次に、金属性薄膜１０上に、ポジ型感光性樹脂組成物層６０を形成する。
次に、先に形成したフォトマスク２０のパターンをポジ型感光性樹脂組成物層６０に露光する。図２（ｂ）にフォトマスク２０の断面図とフォトマスク２０の透過光がポジ型感光性樹脂組成物層６０の位置に照射する光強度分布を示す。図２（ｂ）において、フォトマスク２０の上方からの露光光（Ｌ）が、フォトマスク２０の光透過部を透過して透明なポジ型感光性樹脂組成物層６０に照射される。その光はフォトマスク２０の二本線ストライプ状の遮光パターンＰの外周端で回折して、その中央位置の直下のポジ型感光性樹脂組成物層６０の位置まで回り込む。その光が照射されたポジ型感光性樹脂組成物層６０は現像液に可溶なものへと光分解される。
すなわち、ポジ型感光性樹脂組成物層６０にフォトマスク２０を介して照射された光の内、フォトマスク２０の二本線ストライプ状の遮光パターンＰの外周端の光がその遮光パターンＰの下方部分に回り込んだ光と、二本線ストライプ状の遮光パターンＰの領域の中心線上のスリット状の光透過部Ｔを透過した光が、ポジ型感光性樹脂組成物層６０の位置で干渉し、二本線ストライプ状の遮光パターンＰの領域のストライプ群の中心線の直下のポジ型感光性樹脂組成物層６０の位置では光強度が弱まる。この現象は、ポジ型感光性樹脂組成物層６０面での光強度と、使用する遮光パターンの形状の関係についてシミュレーションを行った結果、具体的には、露光波長λが３６５ｎｍの場合は、近接露光のギャップ（Ｇ）を１００μｍとすると、遮光パターンＰの幅（Ｗ）が４μｍ〜９μｍの幅を有し、スリット状の光透過部Ｔの幅（Ｗｔ）が２．０μｍ〜５．０μｍであると、微細な線状のエッチングレジストパターン６１が形成されることを見出した。すなわち、フォトマスク２０の二本線ストライプ状の遮光パターンＰの幅（Ｗ）が４．０μｍより小さいと、それ自体小さすぎて干渉の効果が少なく、線状のエッチングレジストパターン６１が形成されない。また、二本線ストライプ状の遮光パターンＰの幅（Ｗ）が９．０μｍより大きいと、図２（ｂ）の線状のエッチングレジストパターン６１の断面形状が一山のかまぼこ状にならず、断面に段差のある山状の断面になってしまう。二本線ストライプ状の遮光パターンＰのスリット状の光透過部Ｔの幅（Ｗｔ）が５．０μｍより大きいと、その遮光パターンＰによって囲まれるスリット状の光透過部Ｔ自体をポジ型感光性樹脂組成物層６０に投影してしまい、二本線ストライプ状の遮光パターンＰの領域のストライプ群の中心線の直下のポジ型感光性樹脂組成物層６０が光分解された線状のエッチングレジストパターン６１となってしまう。
このように、幅Ｗが４．０μｍ以上９．０μｍ以下の帯状領域の中央線部に幅（Ｗｔ）が２．０μｍ以上４．５μｍ以下のスリット状の光透過部Ｔを設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０で露光することで、二本線ストライプ状の遮光パターンＰの中心線部のスリット状の光透過部Ｔの直下のポジ型感光性樹脂組成物層６０の位置では、ポジ型感光性樹脂組成物層６０の光分解は少なく、現像処理によって図２（ｃ）および図３（ａ）に示すように、線状のエッチングレジストパターン６１を形成する。
シミュレーションの結果により、ポジ型感光性樹脂組成物層６０を露光する光の波長λは３６５ｎｍに限定されず、微細な線状のエッチングレジストパターン６１が形成される条件は、波長λに関する各部の寸法が相似なものでは同じ結果が得られる。すなわち、シミュレーションにより、ポジ型感光性樹脂組成物層６０を露光するのに適切な光の波長λで波長が４３０ｎｍ以下の露光光に対して、近接露光の近接露光のギャップ（Ｇ）が、２００λ以上で４００λ以下であり、遮光パターンＰの幅（Ｗ）が１１λから２５λであり、スリット状の光透過部Ｔの幅（Ｗｔ）が遮光パターンＰの幅（Ｗ）の０．２５倍から０．６倍の場合に、幅が１４λ以下の、すなわち幅が６μｍ以下の微細な線状のエッチングレジストパターン６１が形成されることを見出した。
次に、図３（ｂ）のように、その線状のエッチングレジストパターン６１をエッチングマスクにして、金属性薄膜１０を硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液などのエッチング液によりエッチングしてパターニングし、ブラックマトリックス４１を形成する。こうして、このような二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０を用いることによって、線幅が６．０μｍ未満のブラックマトリックス４１を形成することができる。
（着色画素層４２の形成工程）
次に、図３（ｃ）に示すように、格子状に形成したブラックマトリックス４１の格子で区切られた領域内に、印刷法により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素層４２を所望の形状に配置し約２μｍの厚さに形成する。すなわち、着色画素層４２は、印刷装置により塗工材料をパターン状に形成し、その後、後述する加熱工程を経て着色画素層４２を形成する。印刷法によるパターニング方法としては、塗工材料をシリコンブランケット上に均一に塗工し、凸版あるいは凹版を押し付けて非画線部を除去した後に、基板上に転写して厚さが約２μｍのパターン形成する。この塗工材料には、適正な溶剤成分を含有することでパターン形成しやすい塗工皮膜を形成することができる。さらに、塗工材料中に、印刷性の向上を目的として、例えば粒径が１０〜１００nｍのフィラー成分を、固形分中に５〜５０重量％含有させる。塗工材料における着色剤としては、顔料、染料等を使用することができる。塗工材料に用いられる熱硬化性樹脂は、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などを用いることができる。特に、耐熱性や耐光性を要求されるカラーフィルタ４を製造する場合には、アクリル樹脂を用いることが好ましい。
次に、図３（ｃ）に示すように、格子状に形成したブラックマトリックス４１の格子で区切られた領域内に、印刷法により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色画素層４２を所望の形状に配置し約２μｍの厚さに形成する。すなわち、着色画素層４２は、印刷装置により塗工材料をパターン状に形成し、その後、後述する加熱工程を経て着色画素層４２を形成する。印刷法によるパターニング方法としては、塗工材料をシリコンブランケット上に均一に塗工し、凸版あるいは凹版を押し付けて非画線部を除去した後に、基板上に転写して厚さが約２μｍのパターン形成する。この塗工材料には、適正な溶剤成分を含有することでパターン形成しやすい塗工皮膜を形成することができる。さらに、塗工材料中に、印刷性の向上を目的として、例えば粒径が１０〜１００nｍのフィラー成分を、固形分中に５〜５０重量％含有させる。塗工材料における着色剤としては、顔料、染料等を使用することができる。塗工材料に用いられる熱硬化性樹脂は、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などを用いることができる。特に、耐熱性や耐光性を要求されるカラーフィルタ４を製造する場合には、アクリル樹脂を用いることが好ましい。
その他の変形例として、この着色画素層４２は、顔料分散インキを分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂感光性樹脂を乾燥膜厚が約１．３μｍになるようにスピンコーターにより塗布し乾燥させてフォトリソグラフィー法で着色画素層４２のパターンを形成することもできる。
（透明電極４３の形成工程）
次に、液晶ディスプレイの場合は、図３（ｄ）に示すように、着色画素層４２の面上に
、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜をスパッタリング法で形成した透明導電膜４３を形成する。
次に、液晶ディスプレイの場合は、図３（ｄ）に示すように、着色画素層４２の面上に
、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜をスパッタリング法で形成した透明導電膜４３を形成する。
これにより、最終的に、図３（ｃ）あるいは図３（ｄ）に示すように、透明基板４０、ブラックマトリックス４１、及び赤、緑、青の着色画素層４２を合わせたカラーフィルタ４が完成する。このようにして製造したカラーフィルタ４を、液晶層を介して、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させることで、携帯端末用などの小型、高精細な液晶表示装置が実現する。
以上のように、本実施形態によれば、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０を用いることによって、線幅が６．０μｍ未満の高精細なブラックマトリックス４１を形成することができるので、高精細なカラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ４が製造でき、これを用いた高精細な液晶表示装置が得られる効果がある。
＜第２の実施形態＞
（フォトマスクの形成）
第１の実施形態と同様にしてフォトマスク２０を形成する。
（ブラックマトリックス４１の作製工程）
次に、第２の実施形態では、ブラックマトリックス４１は、以下のようにして形成する。先ず、ｍ−クレゾール／ｐ−クレゾール／ホルムアルデヒド混合物から得られたノボラック樹脂５部、ｏ−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステル１．８部、ヘキサメトキシメチロール化メラミン２部、光酸発生剤０．５部、カーボンブラック２部及びエチルセロソルブアセテート２５部の混合物をメンブランフィルターを用いて加圧濾過して感光性樹脂組成物であるポジ型ブラックマトリックス組成物を得る。ここで、カーボンブラックの他にチタンブラック（ＴｉＯ2）を用いることもできる。
（フォトマスクの形成）
第１の実施形態と同様にしてフォトマスク２０を形成する。
（ブラックマトリックス４１の作製工程）
次に、第２の実施形態では、ブラックマトリックス４１は、以下のようにして形成する。先ず、ｍ−クレゾール／ｐ−クレゾール／ホルムアルデヒド混合物から得られたノボラック樹脂５部、ｏ−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステル１．８部、ヘキサメトキシメチロール化メラミン２部、光酸発生剤０．５部、カーボンブラック２部及びエチルセロソルブアセテート２５部の混合物をメンブランフィルターを用いて加圧濾過して感光性樹脂組成物であるポジ型ブラックマトリックス組成物を得る。ここで、カーボンブラックの他にチタンブラック（ＴｉＯ2）を用いることもできる。
図４（ａ）のように、このポジ型ブラックマトリックス組成物を、スピンコータによって無アルカリガラス基板（品番１７３７：コーニング社製）の透明基板４０の面に乾燥後の膜厚が１．５ μｍになるように塗布し、１００℃で１分加熱するプリベークを行いポジ型感光性樹脂遮光層７０を形成する。
次に、第１の実施形態と同様に二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０でポジ型感光性樹脂遮光層７０を露光することで、フォトマスク２０の二本線ストライプ状の遮光パターンＰの中心線部、すなわち、スリット状の光透過部Ｔの直下のポジ型感光性樹脂遮光層７０での光強度を弱くし、その位置のポジ型感光性樹脂遮光層７０の光分解を少なくする。それにより、図４（ｂ）に示すように、ポジ型感光性樹脂遮光層７０をアルカリ現像し、次に１３０℃で２０分加熱するポストベークを行うことで幅が６μｍ未満の高精細な線のブラックマトリックス４１のパターンを得る。
（着色画素層４２の形成工程）
第１の実施形態と同様にして、図４（ｃ）のように、厚さが約２μｍの着色画素層４２を形成する。また、液晶ディスプレイの場合には、更に図４（ｄ）のように、透明導電膜４３を積層し、例えば、薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ、液晶層を介して液晶表示装置を構成する。本実施形態では、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０を用い、ポジ型ブラックマトリックス組成物を用いることで、高精細な線のブラックマトリックス４１を持つカラーフィルタ４が得られる効果があり、また、カラーフィルタ４の製造工程が単純になり製造コストを低減できる効果がある。
第１の実施形態と同様にして、図４（ｃ）のように、厚さが約２μｍの着色画素層４２を形成する。また、液晶ディスプレイの場合には、更に図４（ｄ）のように、透明導電膜４３を積層し、例えば、薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ、液晶層を介して液晶表示装置を構成する。本実施形態では、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０を用い、ポジ型ブラックマトリックス組成物を用いることで、高精細な線のブラックマトリックス４１を持つカラーフィルタ４が得られる効果があり、また、カラーフィルタ４の製造工程が単純になり製造コストを低減できる効果がある。
下記に実施例により具体的に本発明を説明する。
（ポジ型フォトレジストの組成）
線状のエッチングレジストパターン６１の形成に用いるポジ型フォトレジストの感光性樹脂組成物の組成を下記に示す。
・樹脂 ：クレゾールノボラックエポキシ樹脂 １２ｗｔ％
・感光剤 ：ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ） １４ｗｔ％
・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（ＰＧＭＡＣ）
７３．９５％
（フォトマスクのパターン）
線状のエッチングレジストパターン６１を形成する遮光パターンＰとして、図２（ａ）に示す遮光パターンＰを形成した。すなわち、幅（Ｗ）が９μｍで、スリット状の光透過部Ｔの幅（Ｗｔ）が３μｍで、幅が３μｍのストライプ状の遮光部が３μｍ隔てて２本形成された二本線ストライプ状の遮光パターンＰを用いた。
（ポジ型フォトレジストの組成）
線状のエッチングレジストパターン６１の形成に用いるポジ型フォトレジストの感光性樹脂組成物の組成を下記に示す。
・樹脂 ：クレゾールノボラックエポキシ樹脂 １２ｗｔ％
・感光剤 ：ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ） １４ｗｔ％
・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（ＰＧＭＡＣ）
７３．９５％
（フォトマスクのパターン）
線状のエッチングレジストパターン６１を形成する遮光パターンＰとして、図２（ａ）に示す遮光パターンＰを形成した。すなわち、幅（Ｗ）が９μｍで、スリット状の光透過部Ｔの幅（Ｗｔ）が３μｍで、幅が３μｍのストライプ状の遮光部が３μｍ隔てて２本形成された二本線ストライプ状の遮光パターンＰを用いた。
（線状のエッチングレジストパターン６１の形成）
ガラス基板の透明基板４０の面に上記組成の感光性樹脂組成物を塗布して膜厚２．０μｍのポジ型感光性樹脂組成物層６０を設けた。上記フォトマスク２０を介してこのポジ型感光性樹脂組成物層６０へ、プロキシミティ露光方式により、露光波長を３６５ｎｍにより、近接露光のギャップ（Ｇ）を１００μｍとし、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ2与え露光した。そして、ポジ型感光性樹脂組成物層６０を現像しベーキングすることで線状のエッチングレジストパターン６１を形成した。得られた線状のエッチングレジストパターン６１は、高さ（膜厚）が１．３μｍで幅が５μｍの断面形状がかまぼこ状の良好な線状のエッチングレジストパターン６１であった。
ガラス基板の透明基板４０の面に上記組成の感光性樹脂組成物を塗布して膜厚２．０μｍのポジ型感光性樹脂組成物層６０を設けた。上記フォトマスク２０を介してこのポジ型感光性樹脂組成物層６０へ、プロキシミティ露光方式により、露光波長を３６５ｎｍにより、近接露光のギャップ（Ｇ）を１００μｍとし、露光量を１００ｍＪ／ｃｍ2与え露光した。そして、ポジ型感光性樹脂組成物層６０を現像しベーキングすることで線状のエッチングレジストパターン６１を形成した。得られた線状のエッチングレジストパターン６１は、高さ（膜厚）が１．３μｍで幅が５μｍの断面形状がかまぼこ状の良好な線状のエッチングレジストパターン６１であった。
次に、その線状のエッチングレジストパターン６１をエッチングマスクにして、金属性薄膜１０をエッチングして、線幅が５．０μｍのブラックマトリックス４１を形成した。
このように、二本線ストライプ状の遮光パターンＰを有するフォトマスク２０を用いることによって、線幅が６．０μｍ未満のブラックマトリックス４１を形成することができた。
４・・・カラーフィルタ
１０・・・金属性薄膜
２０・・・フォトマスク
４０・・・透明基板
４１・・・ブラックマトリックス
４１Ａ・・・マトリックス部
４１Ｂ・・・額縁部
４２・・・着色画素層
４３・・・透明導電膜
６０・・・ポジ型感光性樹脂組成物層
６１・・・線状のエッチングレジストパターン
７０・・・ポジ型感光性樹脂遮光層
Ｇ・・・近接露光のギャップ
Ｌ・・・露光光
Ｐ・・・二本線ストライプ状の遮光パターン
Ｔ・・・二本線ストライプ状の遮光パターンの中央線部のスリット状の光透過部
Ｗ・・・二本線ストライプ状の遮光パターンの幅
Ｗｔ・・・スリット状の光透過部の幅
１０・・・金属性薄膜
２０・・・フォトマスク
４０・・・透明基板
４１・・・ブラックマトリックス
４１Ａ・・・マトリックス部
４１Ｂ・・・額縁部
４２・・・着色画素層
４３・・・透明導電膜
６０・・・ポジ型感光性樹脂組成物層
６１・・・線状のエッチングレジストパターン
７０・・・ポジ型感光性樹脂遮光層
Ｇ・・・近接露光のギャップ
Ｌ・・・露光光
Ｐ・・・二本線ストライプ状の遮光パターン
Ｔ・・・二本線ストライプ状の遮光パターンの中央線部のスリット状の光透過部
Ｗ・・・二本線ストライプ状の遮光パターンの幅
Ｗｔ・・・スリット状の光透過部の幅
Claims (7)
- 透明基板上に金属性薄膜を形成する第１の工程と、前記金属性薄膜面上にポジ型感光性樹脂組成物層を形成する第２の工程と、前記ポジ型感光性樹脂組成物層にフォトマスクのパターンを近接露光法により露光・現像することで線状パターンとしたエッチングレジストを形成する第３の工程と、前記エッチングレジストをマスクにして前記金属性薄膜をエッチングすることで前記透明基板上にブラックマトリックスを形成する第４の工程と、前記エッチングレジストを剥離する第５の工程と、前記透明基板上に着色画素層を形成する第６の工程を具備し、前記ポジ型感光性樹脂組成物層を露光するのに用いる露光光の波長をλとし、λが４３０ｎｍ以下の露光光に対して、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂組成物層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とし、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクにより、幅が６μｍ未満の前記ブラックマトリッ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。
- 透明基板上にポジ型感光性樹脂遮光層を形成する第１の工程と、前記ポジ型感光性樹脂遮光層にフォトマスクのパターンを近接露光法により露光・現像することで前記透明基板上にブラックマトリックスを形成する第２の工程と、前記透明基板上に着色画素層を形成する第３の工程を具備し、前記ポジ型感光性樹脂遮光層を露光するのに用いる露光光の波長をλとし、λが４３０ｎｍ以下の露光光に対して、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂遮光層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とし、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成し、前記フォトマスクにより、幅が６μｍ未満の前記ブラックマトリッ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。
- 透明基板上に形成した金属性薄膜上に設けたポジ型感光性樹脂組成物層にフォトマスクのパターンを波長λが４３０ｎｍ以下の露光光により、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂組成物層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とした近接露光法により露光・現像することで線状パターンとしたエッチングレジストを形成し、前記エッチングレジストをマスクにして前記金属性薄膜をエッチングし、次に、前記ポジ型感光性樹脂組成物層の被露光部分を除去することにより前記エッチングレジストのブラックマトリックスを形成する際に使用する前記フォトマスクにおいて、前記ポジ型感光性樹脂組成物層に線状パターン化した前記エッチングレジストを形成するための単位の遮光パターンとして、前記露光光の前記波長λに対して、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成したことを特徴とするフォトマスク。
- 透明基板上に形成したポジ型感光性樹脂遮光層にフォトマスクのパターンを波長λが４３０ｎｍ以下の露光光により、前記フォトマスクと前記ポジ型感光性樹脂遮光層の近接露光のギャップを２００λ以上４００λ以下とした近接露光法により露光・現像することでブラックマトリックスを形成する際に使用する前記フォトマスクにおいて、前記ポジ型感光性樹脂遮光層にブラックマトリックスを形成するための単位の遮光パターンとして、前記露光光の前記波長λに対して、前記フォトマスクに、幅が１１λ以上２５λ以下の帯状の単位遮光パターンの二本の線の間に幅が前記帯状の単位遮光パターンの０．２５倍以上０．５４倍以下のスリット状の光透過部を設けて成る二本線ストライプ状の遮光パターンを形成したことを特徴とするフォトマスク。
- 前記二本線ストライプ状の遮光パターンにおいて、前記光透過部の幅が前記二本線ストライプ状の遮光パターンの内のいずれの線幅とも等しいことを特徴とする請求項３又は４に記載のフォトマスク。
- 請求項１又は２の製造方法で製造したことを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項６に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007110321A JP4978290B2 (ja) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007110321A JP4978290B2 (ja) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008268483A JP2008268483A (ja) | 2008-11-06 |
| JP4978290B2 true JP4978290B2 (ja) | 2012-07-18 |
Family
ID=40048083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007110321A Expired - Fee Related JP4978290B2 (ja) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4978290B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7076846B2 (ja) * | 2018-05-30 | 2022-05-30 | エルジー・ケム・リミテッド | インプリント用フォトマスク及びこれの製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07281413A (ja) * | 1994-04-05 | 1995-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 減衰型位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| JP4736277B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2011-07-27 | 凸版印刷株式会社 | カラーフィルターの着色画素の形成方法及びカラーフィルターのブラックマトリックスの形成方法 |
| JP2003257817A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2008026668A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 階調マスク |
-
2007
- 2007-04-19 JP JP2007110321A patent/JP4978290B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008268483A (ja) | 2008-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016106868A1 (zh) | 一种彩色滤光片基板的制作方法 | |
| KR20000047768A (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
| KR20100052500A (ko) | 수지 박막과 그 제조방법, 및 액정 디스플레이용 컬러필터와 그 제조방법 | |
| JP5011973B2 (ja) | フォトマスク | |
| JP4736277B2 (ja) | カラーフィルターの着色画素の形成方法及びカラーフィルターのブラックマトリックスの形成方法 | |
| JP2006510052A (ja) | ポスト・スペーサを有する液晶ディスプレイ、およびその製造 | |
| JP4978290B2 (ja) | フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ及び液晶表示装置 | |
| JP2012013840A (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JP3147863B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JP2008309985A (ja) | カラーフィルタ用フォトマスク及びそれを用いたカラーフィルタの製造方法 | |
| JP4887958B2 (ja) | フォトマスク | |
| JP4810713B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JP3122498B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JPH08278498A (ja) | カラーフィルタ | |
| JP2009069223A (ja) | 樹脂製薄膜の製造方法 | |
| JPH10133012A (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JPH085815A (ja) | カラーフィルターの製造方法 | |
| JPH07294722A (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JP2018180082A (ja) | カラーフィルタの製造方法およびカラーフィルタ | |
| JPH06331816A (ja) | カラーフィルタ | |
| JPH07287112A (ja) | カラーフィルタ及びカラーフィルタの製造方法 | |
| JPH0740082B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| KR100202233B1 (ko) | 컬러필터어레이의 제조방법 | |
| JPH06100684B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JPH11160525A (ja) | カラーフィルタおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100319 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120321 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120403 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4978290 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |