JP5286841B2 - Photomask and method for manufacturing color filter using photomask - Google Patents

Photomask and method for manufacturing color filter using photomask Download PDF

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Description

本発明は、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタなどに関するものである。 The present invention relates to a color filter used for a liquid crystal display device and the like.

VA方式(Vertical Alignment方式、垂直配向方式)液晶表示装置用のカラーフィルタにおいて、スペーサのほかに、液晶配向用突起物(リブ)を形成することが行われ、スペーサとリブとを形成する際には、2回のフォトリソグラフィー工程を要していた。   In a color filter for a VA mode (Vertical Alignment mode, vertical alignment mode) liquid crystal display device, in addition to spacers, liquid crystal alignment protrusions (ribs) are formed. When forming spacers and ribs, Required two photolithography steps.

また、更に近年では、液晶パネルでの低温発泡と外部からの圧力に対する適性を両立させるために、スペーサよりも低いサブスペーサを形成する方法が考案されている。この場合、スペーサ形成工程、リブ形成工程に加えて、更にもう1つのサブスペーサ形成工程を合わせて合計3回のフォトリソグラフィー工程が必要であった。   Furthermore, in recent years, a method of forming a sub-spacer lower than the spacer has been devised in order to achieve both low-temperature foaming in the liquid crystal panel and suitability for external pressure. In this case, in addition to the spacer formation step and the rib formation step, a total of three photolithography steps are required including another sub-spacer formation step.

そこで、フォトリソグラフィー工程を減らすために、ハーフトーンマスクを用いることが考えられた。ハーフトーンマスクを用いたカラーフィルタの製造方法を図5を用いて説明する。フォトマスク101には、基板11上に遮光パターン12とハーフトーンパターン13、ハーフトーンパターン49とを有する。ハーフトーンパターン13とハーフトーンパターン49は同じ材質である。フォトマスク101を用いて、基板23上の遮光層25と着色層27の上にコーティングされたポジ型フォトレジストを露光し、現像すると、カラーフィルタ102が得られる。カラーフィルタ102において、サブスペーサ51はハーフトーンパターン49に対応して形成されるため、ハーフトーンパターン13に対応して形成されるリブ19と同程度の高さであり、スペーサ17と比べて低すぎるため、サブスペーサ51はサブスペーサとしての役割を果たさない。
つまり、フォトマスク101では、カラーフィルタ102において、2種類の高さしか実現できず、3種類の高さを持つ構造物を一括して形成することは不可能であった。
Therefore, it has been considered to use a halftone mask in order to reduce the photolithography process. A method of manufacturing a color filter using a halftone mask will be described with reference to FIG. The photomask 101 has a light shielding pattern 12, a halftone pattern 13, and a halftone pattern 49 on the substrate 11. The halftone pattern 13 and the halftone pattern 49 are the same material. When a positive photoresist coated on the light shielding layer 25 and the colored layer 27 on the substrate 23 is exposed and developed using the photomask 101, a color filter 102 is obtained. In the color filter 102, since the sub-spacer 51 is formed corresponding to the halftone pattern 49, it has the same height as the rib 19 formed corresponding to the halftone pattern 13, and is lower than the spacer 17. Therefore, the sub-spacer 51 does not serve as a sub-spacer.
That is, in the photomask 101, only two types of heights can be realized in the color filter 102, and it has been impossible to collectively form structures having three types of heights.

また、スペーサとサブスペーサとリブとを一度に形成する方法も考えられている。図6は、従来のフォトマスク103と、従来のカラーフィルタ104とを示す図である。フォトマスク103には、基板11上に遮光パターン12とハーフトーンパターン13、遮光パターン53とを有する。遮光パターン53は、遮光パターン12と同じ材質であるが、幅が狭い。フォトマスク103を用いて、基板23上の遮光層25と着色層27の上にコーティングされたポジ型フォトレジストを露光し、現像すると、カラーフィルタ104がえられる。カラーフィルタ104において、サブスペーサ55は遮光パターン53に対応して形成される。遮光パターン53は幅が狭く、遮光パターン53の周囲を通過した透過光が、回折して回り込むため、遮光パターン53に対応する箇所においても、完全に遮光できない。そのため、サブスペーサ55は、遮光パターン12により遮光されて形成されるスペーサ17に比べて、低くなる(例えば、特許文献1参照)。   A method of forming the spacer, the sub-spacer, and the rib at a time is also considered. FIG. 6 is a diagram showing a conventional photomask 103 and a conventional color filter 104. The photomask 103 has a light shielding pattern 12, a halftone pattern 13, and a light shielding pattern 53 on the substrate 11. The light shielding pattern 53 is made of the same material as the light shielding pattern 12 but has a narrow width. When a positive type photoresist coated on the light shielding layer 25 and the colored layer 27 on the substrate 23 is exposed and developed using the photomask 103, a color filter 104 is obtained. In the color filter 104, the sub spacer 55 is formed corresponding to the light shielding pattern 53. The light-shielding pattern 53 is narrow in width, and transmitted light that has passed around the light-shielding pattern 53 diffracts and circulates. Therefore, the sub-spacer 55 is lower than the spacer 17 formed by being shielded from light by the light-shielding pattern 12 (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−94064号公報JP 2007-94064 A

しかしながら、カラーフィルタ104においては、遮光パターン53の幅が狭いため、サブスペーサ55の幅も狭くなり、強度が十分でないという問題点があった。   However, in the color filter 104, since the width of the light shielding pattern 53 is narrow, the width of the sub-spacer 55 is also narrowed, and there is a problem that the strength is not sufficient.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、カラーフィルタのスペーサ、サブスペーサ、リブを一工程のフォトリソグラフィーで高品質に形成する方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a color filter spacer, sub-spacer, and rib with high quality by one-step photolithography. is there.

前述した目的を達成するために、の発明は、遮光パターンからなる第1の遮光領域と、中心に遮光パターンを有し、前記遮光パターンの周囲に、前記遮光パターンの端部から5μm以内にハーフトーンパターンを有する第2の遮光領域と、ハーフトーンパターンからなる第3の遮光領域と、を有するフォトマスクを用いて、ポジ型フォトレジストが塗布された基板を露光する工程と、前記基板を現像し、前記第1の遮光領域に対応するスペーサと、前記第2の遮光領域に対応して、中心の前記遮光パターンに対応する箇所が高く、周囲の前記ハーフトーンパターンに対応する箇所が低いサブスペーサと、前記第3の遮光領域に対応するリブと、を形成する工程と、前記基板をベークし、前記サブスペーサから、前記サブスペーサの中心の高い部分と、前記高い部分の周囲の低い部分とが熱により軟化して融合されており、前記スペーサよりも高さの低いサブスペーサと、前記リブから、前記サブスペーサよりも低いリブと、を形成する工程と、を具備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。前記第2の遮光領域の前記遮光パターンの幅が、50μm以下であることが好ましい。また、前記第2の遮光領域の前記ハーフトーンパターンの幅が、2μm以上であることが好ましい。
In order to achieve the above-described object, the first invention has a first light-shielding region composed of a light-shielding pattern, a light-shielding pattern at the center, and within 5 μm from the edge of the light-shielding pattern around the light-shielding pattern. a step of the second light shielding region, with a third light blocking area consisting halftone pattern, a photomask having a, exposing the substrate to a positive photoresist is applied with a halftone pattern on the substrate The portion corresponding to the first light-shielding region and the portion corresponding to the second light-shielding region are high corresponding to the central light-shielding pattern, and the portion corresponding to the surrounding halftone pattern is low sub spacer, a rib corresponding to the third light-blocking region, and forming a baking said substrate, from said sub-spacers, the center of the sub-spacer And a lower portion around the high portion are softened and fused by heat, and a sub-spacer lower in height than the spacer, and a rib lower than the sub-spacer from the rib, forming a method for producing a color filter characterized by ingredients Bei to Rukoto a. The width of the light shielding pattern in the second light shielding region is preferably 50 μm or less. Moreover, it is preferable that the width | variety of the said halftone pattern of a said 2nd light-shielding area | region is 2 micrometers or more.

また、第の発明は、遮光部中に、開口パターンからなる第1の開口領域と、中心に開口パターンを有し、前記開口パターンの周囲に、前記開口パターンの端部から5μm以内にハーフトーンパターンを有する第2の開口領域と、ハーフトーンパターンからなる第3の開口領域と、を有するフォトマスクを用いて、ネガ型フォトレジストが塗布された基板を露光する工程と、前記基板を現像し、前記第1の開口領域に対応するスペーサと、前記第2の開口領域に対応して、中心の前記開口パターンに対応する箇所が高く、周囲の前記ハーフトーンパターンに対応する箇所が低いサブスペーサと、前記第3の開口領域に対応するリブと、を形成する工程と、前記基板をベークし、前記サブスペーサから、前記サブスペーサの中心の高い部分と、前記高い部分の周囲の低い部分とが熱により軟化して融合されており、前記スペーサよりも高さの低いサブスペーサと、前記リブから、前記サブスペーサよりも低いリブと、を形成する工程と、を具備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。前記第2の開口領域の前記開口パターンの幅が、50μm以下であることが好ましい。また、前記第2の開口領域の前記ハーフトーンパターンの幅が、2μm以上であることが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, the light-shielding portion has a first opening region having an opening pattern and an opening pattern in the center, and the periphery of the opening pattern is halfway within 5 μm from the end of the opening pattern. developing a second opening region having a tone pattern, a third opening region consisting of the halftone pattern using a photomask and a step of exposing a substrate to negative photoresist is applied, the substrate In addition, the spacer corresponding to the first opening region and the portion corresponding to the central opening pattern are high and the portion corresponding to the surrounding halftone pattern is low corresponding to the second opening region. a spacer, a rib corresponding to the third opening region, and forming a baking said substrate, from said sub-spacers, the central high portion of the sub-spacers, Serial and a lower part of the periphery of the high portion is fused is softened by heat, and the sub-spacers lower height than the spacer, from the rib, and forming a rib lower than the sub-spacers a method of manufacturing a color filter, wherein ingredients Bei to Rukoto a. The width of the opening pattern in the second opening region is preferably 50 μm or less. Moreover, it is preferable that the width | variety of the said halftone pattern of a said 2nd opening area | region is 2 micrometers or more.

本発明により、カラーフィルタのスペーサ、サブスペーサ、リブを一工程のフォトリソグラフィーで高品質に形成する方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for forming a color filter spacer, sub-spacer, and rib with high quality by one-step photolithography.

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1を用いて、第1の実施形態に係るカラーフィルタ4の製造方法について説明する。図1(a)に示すようなフォトマスク1を用いて、図1(b)に示すような、ポジ型フォトレジスト16を塗布したカラーフィルタ2を露光し、現像すると、図1(c)に示すような、カラーフィルタ3が得られる。カラーフィルタ3をベークすることで、図1(d)に示すようなカラーフィルタ4が得られる。   A method of manufacturing the color filter 4 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. When a color filter 2 coated with a positive photoresist 16 as shown in FIG. 1B is exposed and developed using a photomask 1 as shown in FIG. 1A, the result shown in FIG. A color filter 3 as shown is obtained. By baking the color filter 3, a color filter 4 as shown in FIG. 1D is obtained.

図1(a)は、フォトマスク1を示す図である。フォトマスク1は、基板11に、遮光パターン12、ハーフトーンパターン13、遮光パターン14、ハーフトーンパターン15とを有する。遮光パターン12を第1遮光領域と、遮光パターン14とハーフトーンパターン15とを第2遮光領域と、ハーフトーンパターン13を第3遮光領域と呼ぶこととする。   FIG. 1A shows a photomask 1. The photomask 1 has a light shielding pattern 12, a halftone pattern 13, a light shielding pattern 14, and a halftone pattern 15 on a substrate 11. The light shielding pattern 12 is referred to as a first light shielding region, the light shielding pattern 14 and the halftone pattern 15 are referred to as a second light shielding region, and the halftone pattern 13 is referred to as a third light shielding region.

基板11は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、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。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、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。   As the substrate 11, a substrate generally used for a color filter can be used. For example, inflexible transparent rigid materials such as borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, alkali-free glass, quartz glass, synthetic quartz glass, soda lime glass, white sapphire, transparent resin film, optical resin film, etc. A transparent flexible material having the following flexibility can be used. As the flexible material, acrylic such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether ketone, Examples include fluororesin, polyether nitrile, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic polyimide, and the like. However, those made of general plastics can also be used. In particular, 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.

遮光パターン12は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が0.1%以下であることが好ましい。遮光パターン12としては、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜を用いることができ、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の膜が挙げられる。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膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、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。このクロム系膜は、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。   The light shielding pattern 12 substantially does not transmit exposure light, and the average transmittance at the exposure wavelength is preferably 0.1% or less. As the light shielding pattern 12, a light shielding film generally used for a photomask can be used, and examples thereof include chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, silicon oxide, and silicon oxynitride. A membrane is mentioned. Of these, chromium-based films such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride are preferably used. This is because such a chromium-based film has the most use record and is preferable in terms of cost and quality. This chromium-based film may be a single layer or may be a laminate of two or more layers.

遮光パターン12の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には50nm〜150nm程度とすることができる。   The thickness of the light shielding pattern 12 is not particularly limited, and for example, in the case of a chromium film, it can be set to about 50 nm to 150 nm.

遮光パターン12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。   As the film formation method of the light shielding pattern 12, 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.

成膜後、遮光パターン12のパターニングを行う。パターニング方法は特に限定されないが、通常はリソグラフィー法が用いられる。   After the film formation, the light shielding pattern 12 is patterned. The patterning method is not particularly limited, but usually a lithography method is used.

ハーフトーンパターン13は、特に限定されるものではなく、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、炭化物などの膜が挙げられる。ハーフトーンパターン13および遮光パターン12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、ハーフトーンパターン13と遮光パターン12が同系の材料からなる膜であることが好ましい。前述するように遮光パターン12がクロム系膜であることが好ましいことから、ハーフトーンパターン13も、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膜であることが好ましい。また、これらのクロム系膜は、機械的強度に優れており、さらには安定しているため、長時間の使用に耐えうるマスクとすることができる。   The halftone pattern 13 is not particularly limited, and examples thereof include films of oxides such as chromium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, and silicon, nitrides, and carbides. From the advantage that the halftone pattern 13 and the light shielding pattern 12 can be patterned by the same etching equipment and process, it is preferable that the halftone pattern 13 and the light shielding pattern 12 are films made of similar materials. Since the light shielding pattern 12 is preferably a chromium-based film as described above, the halftone pattern 13 is also preferably a chromium-based film such as chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, or chromium oxynitride carbide. In addition, these chromium-based films have excellent mechanical strength and are stable, so that a mask that can withstand long-term use can be obtained.

特に、ハーフトーンパターン13の元素比率は、金属の含有量は97%以上であることが好ましく、中でも99%以上であることが好ましい。また、窒素の含有量は、3%以下であることが好ましく、中でも2%以下であることが好ましい。さらに、酸素の含有量は、3%以下であることが好ましく、中でも2%以下であることが好ましい。   Particularly, the element ratio of the halftone pattern 13 is such that the metal content is preferably 97% or more, and more preferably 99% or more. Further, the nitrogen content is preferably 3% or less, and more preferably 2% or less. Furthermore, the oxygen content is preferably 3% or less, and more preferably 2% or less.

また、ハーフトーンパターン13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。これにより、複数の透過率を有する多階調のマスクとすることができる。   The halftone pattern 13 may be a single layer or may be composed of a plurality of layers. Thus, a multi-tone mask having a plurality of transmittances can be obtained.

ハーフトーンパターン13の膜厚としては、例えばクロム膜の場合は5〜50nm程度とすることができ、また酸化クロム膜の場合は5nm〜150nm程度とすることができる。ハーフトーンパターン13の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚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、ハーフトーンパターン13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、膜厚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 film thickness of the halftone pattern 13 can be about 5 to 50 nm in the case of a chromium film, for example, and can be about 5 to 150 nm in the case of a chromium oxide film. Since the transmittance of the halftone pattern 13 varies depending on the film thickness, the desired transmittance can be obtained by controlling the film thickness. Further, when the halftone pattern 13 contains oxygen, nitrogen, carbon, or the like, the transmittance varies depending on the composition. Therefore, the desired transmittance can be realized by simultaneously controlling the film thickness and the composition.

ハーフトーンパターン13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。   As a film formation method of the halftone pattern 13, 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.

成膜後、パターニングを行い、ハーフトーンパターン13を形成する。   After film formation, patterning is performed to form a halftone pattern 13.

第2遮光領域は、図2(a)に示すような、円形の遮光パターン14と、遮光パターン14と同心円状に形成した円形のハーフトーンパターン15からなる。第2遮光領域は、円形状だけでなく、多角形状の外形を有する環状であっても、図2(b)に示すような帯状のパターンであってもよい。図2(a)、(b)に示す遮光パターン14の幅Aは、2〜50μmであることが好ましく、2〜30μmであることがより好ましい。また、図2(a)、(b)に示すハーフトーンパターン15の幅Bは、2μm以上であることが好ましい。また、ハーフトーンパターン15は、遮光パターン14の全体を囲んでいる必要はなく、一部についているだけでもよい。さらに、遮光パターン14とハーフトーンパターン15とつながっている必要はない。ハーフトーンパターン15は遮光パターン14の端部から5μm以内にあることが好ましい。   The second light shielding region includes a circular light shielding pattern 14 and a circular halftone pattern 15 formed concentrically with the light shielding pattern 14 as shown in FIG. The second light-shielding region may be not only a circular shape but also a ring shape having a polygonal outer shape, or a belt-like pattern as shown in FIG. The width A of the light shielding pattern 14 shown in FIGS. 2A and 2B is preferably 2 to 50 μm, and more preferably 2 to 30 μm. Further, the width B of the halftone pattern 15 shown in FIGS. 2A and 2B is preferably 2 μm or more. Further, the halftone pattern 15 does not need to surround the entire light-shielding pattern 14 but may be only partially attached. Further, it is not necessary to connect the light shielding pattern 14 and the halftone pattern 15. The halftone pattern 15 is preferably within 5 μm from the end of the light shielding pattern 14.

また、後述するサブスペーサ21が、ベーク工程において、前記遮光パターン14に対応して現像されたフォトレジストと、前記ハーフトーンパターン15に対応して現像されたフォトレジストが、一体化するように、第2領域の幅は200μm以下であることが好ましい。   Further, in a baking process, a sub spacer 21 described later is integrated so that the photoresist developed corresponding to the light shielding pattern 14 and the photoresist developed corresponding to the halftone pattern 15 are integrated. The width of the second region is preferably 200 μm or less.

遮光パターン14は遮光パターン12と、ハーフトーンパターン15はハーフトーンパターン13と同じ材料、同じ工程で形成される。   The light shielding pattern 14 and the halftone pattern 15 are formed by the same material and the same process as the halftone pattern 13.

図1(b)は、露光前のカラーフィルタ2を示す図である。カラーフィルタ2は、基板23の上に遮光層25と着色層27を有し、全面にポジ型のフォトレジスト16を塗布してある。   FIG. 1B is a diagram showing the color filter 2 before exposure. The color filter 2 has a light shielding layer 25 and a colored layer 27 on a substrate 23, and a positive type photoresist 16 is applied on the entire surface.

ポジ型フォトレジスト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。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等を用いることができる。また、熱可塑性を有することが好ましい。   The positive photoresist is not particularly limited, and a commonly used one can be used. Specifically, a chemically amplified photosensitive resin using a novolac resin as a base resin can be used. Moreover, it is preferable to have thermoplasticity.

基板23は、基板11に用いられる材料を用いることができる。   For the substrate 23, a material used for the substrate 11 can be used.

遮光層25は、ブラックマトリクスとも呼ばれ、複数の開口部を備え、着色画素を通過しない光がカラーフィルタ1を通過しないように形成され、平均透過率が0.1%以下であることが好ましい。遮光層25は、カーボン微粒子、金属酸化物等の遮光物質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ができる。この場合遮光層25の厚さは、0.5〜4μm程度である。   The light shielding layer 25 is also referred to as a black matrix, has a plurality of openings, is formed so that light that does not pass through the colored pixels does not pass through the color filter 1, and preferably has an average transmittance of 0.1% or less. . The light shielding layer 25 can be formed by forming a resin layer using a photosensitive resin composition containing a light shielding material such as carbon fine particles and metal oxide, and patterning the resin layer. In this case, the thickness of the light shielding layer 25 is about 0.5 to 4 μm.

前記遮光物質として、カーボンブラック、酸化チタン、四酸化鉄等の金属酸化物粉末、金属硫化物粉末、金属粉末の他に、赤、青、緑色等の顔料の混合物等を用いることができる。   As the light-shielding substance, a mixture of pigments such as red, blue, and green can be used in addition to metal oxide powder such as carbon black, titanium oxide, and iron tetroxide, metal sulfide powder, and metal powder.

前記感光性樹脂組成物としては、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。なお、樹脂の着色は不問である。   As the photosensitive resin composition, any of a negative photosensitive resin and a positive photosensitive resin can be used. In addition, the coloring of resin is not ask | required.

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ネガ型感光性樹脂を用いることができる。   The negative photosensitive resin is not particularly limited, and a commonly used negative photosensitive resin can be 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。   Moreover, it does not specifically limit as positive type photosensitive resin, What is generally used can be used.

また、遮光層25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もできる。この場合、遮光層25の厚みは、5〜500nm程度である。   The light shielding layer 25 can also be formed by forming a metal thin film of chromium or the like by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method and patterning the metal thin film. In this case, the thickness of the light shielding layer 25 is about 5 to 500 nm.

着色層27は、透過した光を着色するための層であり、赤色層、緑色層、青色層などの、顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成されている。前記感光性樹脂組成物としては、遮光層25に用いた感光性樹脂組成物と同様の感光性樹脂組成物のうち、樹脂として透明なものを使用することができる。着色層27の厚みは、0.5〜5μm程度である。   The colored layer 27 is a layer for coloring the transmitted light, and is formed of a photosensitive resin composition containing a pigment such as a red layer, a green layer, or a blue layer. As the photosensitive resin composition, among the photosensitive resin compositions similar to the photosensitive resin composition used for the light shielding layer 25, a transparent resin can be used. The thickness of the colored layer 27 is about 0.5 to 5 μm.

なお、着色層27は、遮光層25の開口部を覆うように形成される。遮光層25の上に着色層27が重なってもよいし、遮光層25と着色層27が隣接してもよい。   The colored layer 27 is formed so as to cover the opening of the light shielding layer 25. The colored layer 27 may overlap the light shielding layer 25, or the light shielding layer 25 and the colored layer 27 may be adjacent to each other.

また、カラーフィルタ2には、ほかにも透明電極層(図示せず)などを有する。   The color filter 2 has a transparent electrode layer (not shown) in addition.

図1(c)は、カラーフィルタ3を示す図である。カラーフィルタ3は、基板23の上に遮光層25と着色層27を有し、遮光層25の上にスペーサ17とサブスペーサ21を、着色層27の上にリブ19を有する。   FIG. 1C shows the color filter 3. The color filter 3 has a light shielding layer 25 and a colored layer 27 on the substrate 23, a spacer 17 and a sub-spacer 21 on the light shielding layer 25, and a rib 19 on the colored layer 27.

カラーフィルタ3は、カラーフィルタ2をフォトマスク1を用いて露光し、現像して作製される。   The color filter 3 is produced by exposing the color filter 2 using the photomask 1 and developing.

スペーサ17は、第1遮光領域に対応して形成され、サブスペーサ21は第2遮光領域に対応して形成され、リブ19は、第3遮光領域に対応して形成される。   The spacer 17 is formed corresponding to the first light shielding region, the sub-spacer 21 is formed corresponding to the second light shielding region, and the rib 19 is formed corresponding to the third light shielding region.

ハーフトーンパターン13は、露光光を完全には遮光しないため、部分的に感光したフォトレジスト16により形成されるリブ19は、完全に遮光されたフォトレジスト16により形成されるスペーサ17より高さが低くなる。   Since the halftone pattern 13 does not completely shield the exposure light, the rib 19 formed by the partially exposed photoresist 16 has a height higher than the spacer 17 formed by the completely shielded photoresist 16. Lower.

サブスペーサ21は、遮光パターン14に対応する箇所は高く、ハーフトーンパターン15に対応する箇所は低くなっている。   The sub-spacer 21 has a high portion corresponding to the light shielding pattern 14 and a low portion corresponding to the halftone pattern 15.

図1(d)は、カラーフィルタ3を示す図である。カラーフィルタ4は、カラーフィルタ3をポストベークしたものであり、基板23上に、遮光層25と着色層27とを有し、遮光層25の上にはスペーサ29とサブスペーサ33を有し、着色層27の上にはリブ31を有する。   FIG. 1D is a diagram illustrating the color filter 3. The color filter 4 is obtained by post-baking the color filter 3, and has a light shielding layer 25 and a colored layer 27 on the substrate 23, and has a spacer 29 and a sub-spacer 33 on the light shielding layer 25. Ribs 31 are provided on the colored layer 27.

現像後のポジ型のフォトレジスト16は、熱可塑性を有し、ポストベーク中に軟化する。   The positive photoresist 16 after development has thermoplasticity and softens during post-baking.

スペーサ29は、スペーサ17がポストベーク中に熱により軟化し、丸みを帯びたものである。   The spacer 29 is rounded because the spacer 17 is softened by heat during post-baking.

リブ31も、リブ19がポストベーク中に熱により軟化し、丸みを帯びたものである。   The ribs 31 are also rounded because the ribs 19 are softened by heat during post-baking.

リブ31は、配向制御用突起とも呼ばれ、近傍の液晶分子にプレチルト角を与える作用、および電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とする部材である。   The rib 31 is also referred to as an alignment control protrusion, and has a function of giving a pretilt angle to nearby liquid crystal molecules and a function of distorting the lines of electric force in a desired direction, so that a plurality of alignment directions of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are formed. It is a member that can be controlled in the direction.

サブスペーサ33は、サブスペーサ21の中心の高い部分と周囲の低い部分が熱により軟化して融合し、全体として幅が広くて背の低い構造物となる。サブスペーサ33は、幅が広いため、外部からの圧力を受け止めることが可能である。   In the sub-spacer 33, a high portion at the center of the sub-spacer 21 and a low portion around the soft spacer are softened and fused to form a structure having a wide width and a short height as a whole. Since the sub-spacer 33 is wide, it can receive pressure from the outside.

サブスペーサ33は、スペーサ29よりも高さが低い。通常はスペーサ29のみでセルギャップを確保しているが、液晶セルに荷重がかかる際に、スペーサ29が弾性変形を示す範囲内でサブスペーサ33もともに外部加重を受けるようになっており、液晶セルの対荷重特性を向上させることができる。   The sub-spacer 33 is lower than the spacer 29. Normally, the cell gap is secured only by the spacer 29. However, when a load is applied to the liquid crystal cell, both the sub-spacers 33 are subjected to an external load within the range in which the spacer 29 exhibits elastic deformation. The load resistance characteristics of the cell can be improved.

第1の実施の形態によれば、スペーサ29、サブスペーサ33、リブ31を一括して作製可能である。また、フォトマスク1を作製する際に、遮光パターン作製工程とハーフトーンパターン作製工程の2工程のみであるため、フォトマスク製作工程の簡略化が可能である。   According to the first embodiment, the spacer 29, the sub-spacer 33, and the rib 31 can be manufactured together. In addition, when the photomask 1 is manufactured, since there are only two processes of a light shielding pattern manufacturing process and a halftone pattern manufacturing process, the photomask manufacturing process can be simplified.

また、第1の実施の形態によれば、サブスペーサ33は、上底が大きいため、強度が高く、高品質のサブスペーサである。   In addition, according to the first embodiment, the sub-spacer 33 is a high-quality sub-spacer having a high strength because it has a large upper base.

また、第1の実施の形態によれば、遮光パターン14とハーフトーンパターン15のサイズを変えることで、サブスペーサ21の構造を変え、ポストベーク後のサブスペーサ33の高さと幅とを自由に制御できる。   Further, according to the first embodiment, by changing the sizes of the light shielding pattern 14 and the halftone pattern 15, the structure of the sub-spacer 21 can be changed, and the height and width of the post-baking sub-spacer 33 can be freely set. Can be controlled.

次に、第2の実施形態にかかるカラーフィルタ8の製造方法について説明する。以下の実施形態で第1の実施形態にかかるフォトマスク1などと同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。   Next, a method for manufacturing the color filter 8 according to the second embodiment will be described. In the following embodiment, the same number is attached | subjected to the element which fulfill | performs the same aspect as the photomask 1 etc. concerning 1st Embodiment, and the duplicate description is avoided.

図3(a)に示すようなフォトマスク5を用いて、図3(b)に示すような、ポジ型フォトレジスト16を塗布したカラーフィルタ6を露光し、現像すると、図3(c)に示すような、カラーフィルタ7が得られる。カラーフィルタ7をベークすることで、図3(d)に示すようなカラーフィルタ8が得られる。   When the color filter 6 coated with the positive photoresist 16 as shown in FIG. 3B is exposed and developed using the photomask 5 as shown in FIG. 3A, the result shown in FIG. A color filter 7 as shown is obtained. By baking the color filter 7, a color filter 8 as shown in FIG. 3D is obtained.

図3(a)は、フォトマスク5を示す図である。フォトマスク5は、基板11に、遮光パターン12、ハーフトーンパターン13、遮光パターン35を有する。遮光パターン12は第1遮光領域を、遮光パターン35は第2遮光領域を、ハーフトーンパターン13は第3遮光領域を形成する。   FIG. 3A shows the photomask 5. The photomask 5 has a light shielding pattern 12, a halftone pattern 13, and a light shielding pattern 35 on a substrate 11. The light shielding pattern 12 forms a first light shielding region, the light shielding pattern 35 forms a second light shielding region, and the halftone pattern 13 forms a third light shielding region.

遮光パターン35は、遮光パターン12と同じ材質でできているが、遮光パターン12よりも幅が広い。   The light shielding pattern 35 is made of the same material as the light shielding pattern 12, but is wider than the light shielding pattern 12.

図3(b)は、露光前のカラーフィルタ6を示す図である。カラーフィルタ6は、基板23の上に形成された遮光層25と着色層27の上に、フォトレジスト16を有し、カラーフィルタ2と同様の構造を持つ。   FIG. 3B shows the color filter 6 before exposure. The color filter 6 has a photoresist 16 on the light shielding layer 25 and the colored layer 27 formed on the substrate 23, and has the same structure as the color filter 2.

図3(c)は、カラーフィルタ7を示す図である。カラーフィルタ7は、基板23の上に遮光層25と着色層27を有し、遮光層25の上にスペーサ17とサブスペーサ37を、着色層27の上にリブ19を有する。カラーフィルタ7は、カラーフィルタ6をフォトマスク5を用いて露光し、現像して得られる。   FIG. 3C shows the color filter 7. The color filter 7 has a light shielding layer 25 and a colored layer 27 on the substrate 23, a spacer 17 and a sub-spacer 37 on the light shielding layer 25, and a rib 19 on the colored layer 27. The color filter 7 is obtained by exposing the color filter 6 using the photomask 5 and developing.

サブスペーサ37は、フォトマスク5の第2領域に対応して形成され、スペーサ17と高さは同じであるが、サブスペーサ37はより幅が広い。   The sub-spacer 37 is formed corresponding to the second region of the photomask 5 and has the same height as the spacer 17, but the sub-spacer 37 is wider.

図3(d)は、カラーフィルタ8を示す図である。カラーフィルタ8は、カラーフィルタ7をポストベークして形成される。   FIG. 3D shows the color filter 8. The color filter 8 is formed by post-baking the color filter 7.

サブスペーサ39は、ポストベークにより、サブスペーサ37よりも低くなる。これは、サブスペーサ37は、十分に幅が広いため、熱可塑性により軟化する際に、高さが低くなるためである。   The sub-spacer 39 is lower than the sub-spacer 37 by post-baking. This is because the sub-spacer 37 is sufficiently wide so that when it is softened due to thermoplasticity, the height is lowered.

第2の実施形態によれば、スペーサ29、サブスペーサ39、リブ31という高さの異なる3種の構造物を一括して作成できる。   According to the second embodiment, three types of structures having different heights, that is, the spacer 29, the sub-spacer 39, and the rib 31 can be collectively created.

また、第2の実施形態によれば、フォトマスク5の作製工程は、遮光パターン作製工程とハーフトーンパターン作製工程の2工程のみであるため、フォトマスク製作工程の簡略化が可能である。   Further, according to the second embodiment, since the photomask 5 is manufactured by only two processes, ie, a light shielding pattern manufacturing process and a halftone pattern manufacturing process, the photomask manufacturing process can be simplified.

また、第2の実施形態によれば、サブスペーサ39は上底が広く、剛性が高い。   Further, according to the second embodiment, the sub-spacer 39 has a wide upper base and high rigidity.

なお、カラーフィルタ3のスペーサ17、リブ19、サブスペーサ21を形成するため、またはカラーフィルタ7のスペーサ17、リブ19、サブスペーサ37を形成するために、ネガ型感光性樹脂を用いてもよい。ネガ型感光性樹脂を用いる場合には、フォトマスク1、5の遮光パターンのある箇所が開口部となり、遮光パターンのない箇所に遮光パターンが形成され、遮光パターンの有無が逆転した構造である、図4(a)、(b)に示すようなフォトマスク9,10を用いる。フォトマスク9、10を用いて、遮光層25と着色層27とを有する基板23にネガ型フォトレジストをコーティングしたカラーフィルタを露光し、現像することで、カラーフィルタ3、7を形成可能である。   In order to form the spacer 17, the rib 19 and the sub-spacer 21 of the color filter 3, or to form the spacer 17, the rib 19 and the sub-spacer 37 of the color filter 7, a negative photosensitive resin may be used. . In the case of using a negative photosensitive resin, a portion with a light shielding pattern of the photomasks 1 and 5 becomes an opening, a light shielding pattern is formed at a portion without the light shielding pattern, and the presence or absence of the light shielding pattern is reversed. Photomasks 9 and 10 as shown in FIGS. 4A and 4B are used. The color filters 3 and 7 can be formed by exposing and developing a color filter obtained by coating a negative photoresist on the substrate 23 having the light shielding layer 25 and the colored layer 27 using the photomasks 9 and 10. .

以下、本発明について実験例を用いて具体的に説明する。
(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、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 using experimental examples.
(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 with a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, a desired light-shielding pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic).
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 resist pattern was used as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was stripped to obtain a desired light-shielding 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、窒化クロム膜(ハーフトーンパターン)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=5:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
窒化クロム膜の膜厚は10nmとした。
次に、窒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。
続いてハーフトー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)で窒化クロム膜およびクロム膜をエッチングし、ハーフトーンパターンおよび遮光パターンを得た。
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、フォトマスクを得た。
Next, the substrate on which the light-shielding pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and after being thoroughly washed, a chromium nitride film (halftone pattern) is formed by sputtering under the following conditions: A film was formed.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: N 2 = 5: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
The film thickness of the chromium nitride film was 10 nm.
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied again on the chromium nitride 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 a halftone pattern was again drawn with a laser drawing device (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic) 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 a mask, the chromium nitride film and the chromium film were etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) to obtain a halftone pattern and a light shielding pattern.
Finally, the remaining resist was stripped, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction was performed as necessary to obtain a photomask.

(フォトマスクを用いたパターンの形成)
大きさが100mm×100mm、厚みが0.7mmのガラス基板を準備し、このガラス基板上にポジ型感光性レジスト(ロームアンドハース社製 LC100VL)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、フォトマスクを介して下記条件にて露光した。
<露光条件>
・露光量:50mJ/cm(I線換算)
・露光ギャップ:150μm
(Pattern formation using a photomask)
A glass substrate having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared, and a positive photosensitive resist (LC100VL manufactured by Rohm and Haas Co.) was applied on the glass substrate by a spin coat method. Pre-baked at 3 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through the photomask.
<Exposure conditions>
・ Exposure dose: 50 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、ポストベークとして、230℃、30分間の加熱処理を施し、凸形状のパターンを形成した。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, and then heat treatment was performed at 230 ° C. for 30 minutes as a post bake to form a convex pattern.

[実験例1]
一枚のマスク内に、直径30μmの円形のクロム膜(Cr30μm)と、直径18μmの円形のクロム膜(Cr18μm)と、直径5μmの円形のクロム膜と直径30μmのハーフトーンパターンが同心円状になる遮光領域(Cr5μm+HT30μm)を設けたマスクを作製し、前記条件でポジ型フォトレジストの露光と現像を行った。
[Experiment 1]
In one mask, a circular chromium film (Cr 30 μm) with a diameter of 30 μm, a circular chromium film with a diameter of 18 μm (Cr 18 μm), a circular chromium film with a diameter of 5 μm, and a halftone pattern with a diameter of 30 μm are concentric. A mask provided with a light shielding region (Cr 5 μm + HT 30 μm) was prepared, and the positive photoresist was exposed and developed under the above conditions.

[実験例2]
一枚のマスク内に、直径20μm、30μm、40μm、60μmの円形のクロム膜を設けたマスクを作製し、前記条件でポジ型フォトレジストの露光と現像を行った。
[Experiment 2]
A mask in which a circular chromium film having a diameter of 20 μm, 30 μm, 40 μm, and 60 μm was provided in one mask was produced, and the positive photoresist was exposed and developed under the above conditions.

実験例1、実験例2のマスクを用いて形成されたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡で観察し、寸法を測定した。実験例1についての結果を表1に、実験例2についての結果を表2に示す。   The cross-sectional shape of the pattern formed using the masks of Experimental Example 1 and Experimental Example 2 was observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results for Experimental Example 1 are shown in Table 1, and the results for Experimental Example 2 are shown in Table 2.

Figure 0005286841
Figure 0005286841

表1に示すとおり、サブスペーサは、スペーサより高さが低い。また、Cr5μm+HT30μmのマスクに対応するサブスペーサの上底サイズは、Cr18μmのマスクに対応するサブスペーサの上底サイズよりも大きく、Cr5μm+HT30μmのマスクに対応するサブスペーサのほうが、強度が高い。   As shown in Table 1, the sub-spacer is lower than the spacer. Further, the size of the upper base of the sub-spacer corresponding to the mask of Cr 5 μm + HT 30 μm is larger than that of the sub-spacer corresponding to the mask of Cr 18 μm, and the sub-spacer corresponding to the mask of Cr 5 μm + HT 30 μm has higher strength.

Figure 0005286841
Figure 0005286841

表2に示すとおり、マスクサイズが30μmをピークに、径が小さくても大きくても、構造物の高さは低くなる。そのため、直径30μmのマスクに対応する構造物をスペーサに、直径60μmのマスクに対応する構造物をサブスペーサにすることにより、高いスペーサと、低くて幅が広く、強度の高いサブスペーサを得ることができる。   As shown in Table 2, the height of the structure is low regardless of whether the mask size is 30 μm or less and the diameter is small or large. Therefore, by using a structure corresponding to a mask having a diameter of 30 μm as a spacer and a structure corresponding to a mask having a diameter of 60 μm as a sub-spacer, a high spacer and a low, wide and strong sub-spacer can be obtained. Can do.

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法などの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although suitable embodiment, such as the manufacturing method of the color filter concerning this invention, was demonstrated, referring an accompanying drawing, this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

第1の実施の形態に係るカラーフィルタ4の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the color filter 4 which concerns on 1st Embodiment. (a)第1の実施の形態にかかる第2遮光領域の平面図、(b)第1の実施の形態にかかる第2遮光領域の別の実施例の平面図。(A) The top view of the 2nd light shielding area | region concerning 1st Embodiment, (b) The top view of another Example of the 2nd light shielding area | region concerning 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係るカラーフィルタ8の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the color filter 8 which concerns on 2nd Embodiment. (a)第1の実施の形態の別の実施例にかかるフォトマスク9、(b)第2の実施の形態の別の実施例に係るフォトマスク10を示す図。(A) The photomask 9 concerning another Example of 1st Embodiment, (b) The figure which shows the photomask 10 which concerns on another Example of 2nd Embodiment. 従来の実施形態に係る、(a)フォトマスク101、(b)カラーフィルタ102を示す図。The figure which shows (a) photomask 101 and (b) color filter 102 based on conventional embodiment. 従来の実施形態に係る、(a)フォトマスク103、(b)カラーフィルタ104を示す図。The figure which shows (a) photomask 103 and (b) color filter 104 based on conventional embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1………フォトマスク
2、3、4………カラーフィルタ
5………フォトマスク
6、7、8………カラーフィルタ
9、10………カラーフィルタ
11………基板
12………遮光パターン
13………ハーフトーンパターン
14………遮光パターン
15………ハーフトーンパターン
16………フォトレジスト
17………スペーサ
19………リブ
21………サブスペーサ
23………基板
25………遮光層
27………着色層
29………スペーサ
31………リブ
33………サブスペーサ
35………遮光パターン
37………サブスペーサ
39………サブスペーサ
41………遮光パターン
43………ハーフトーンパターン
45………遮光パターン
47………ハーフトーンパターン
49………ハーフトーンパターン
51………サブスペーサ
53………遮光パターン
55………サブスペーサ
101………フォトマスク
102………カラーフィルタ
103………フォトマスク
104………カラーフィルタ
1 ... Photomask 2, 3, 4 ......... Color filter 5 ......... Photomask 6, 7, 8 ......... Color filter 9, 10 ......... Color filter 11 ...... Substrate 12 ...... Light shielding Pattern 13... Halftone pattern 14... Shading pattern 15... Halftone pattern 16... Photoresist 17 ... Spacer 19 ... Rib 21 ... Subspacer 23 ... Substrate 25 ...... Light-shielding layer 27 .... Colored layer 29 .... Spacer 31 .... Rib 33 .... Sub-spacer 35 .... Light-shielding pattern 37 .... Sub-spacer 39 .... Sub-spacer 41 .... Light-shielding pattern. 43 ……… Halftone pattern 45 ……… Shading pattern 47 ……… Halftone pattern 49 ……… Halftone pattern 51 ……… Subspacer 3 ......... shielding pattern 55 ......... sub spacer 101 ......... photomask 102 ......... color filter 103 ......... photomask 104 ......... color filter

Claims (6)

遮光パターンからなる第1の遮光領域と、
中心に遮光パターンを有し、前記遮光パターンの周囲に、前記遮光パターンの端部から5μm以内にハーフトーンパターンを有する第2の遮光領域と、
ハーフトーンパターンからなる第3の遮光領域と、
を有するフォトマスクを用いて、ポジ型フォトレジストが塗布された基板を露光する工程と、
前記基板を現像し、
前記第1の遮光領域に対応するスペーサと、
前記第2の遮光領域に対応して、中心の前記遮光パターンに対応する箇所が高く、周囲の前記ハーフトーンパターンに対応する箇所が低いサブスペーサと、
前記第3の遮光領域に対応するリブと、を形成する工程と、
前記基板をベークし、
前記サブスペーサから、前記サブスペーサの中心の高い部分と、前記高い部分の周囲の低い部分とが熱により軟化して融合されており、前記スペーサよりも高さの低いサブスペーサと、
前記リブから、前記サブスペーサよりも低いリブと、を形成する工程と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A first light-shielding region comprising a light-shielding pattern;
A second light-shielding region having a light-shielding pattern in the center, and having a halftone pattern within 5 μm from an end of the light-shielding pattern around the light-shielding pattern;
A third light-blocking region comprising a halftone pattern;
Exposing a substrate coated with a positive type photoresist using a photomask having:
Developing the substrate ;
A spacer corresponding to the first light shielding region;
Corresponding to the second light shielding region, a sub-spacer having a high location corresponding to the central light shielding pattern and a low location corresponding to the surrounding halftone pattern;
Forming a rib corresponding to the third light shielding region ;
Baking the substrate ;
From the sub-spacer, a high portion of the center of the sub-spacer and a low portion around the high portion are softened and fused by heat, and a sub-spacer having a lower height than the spacer,
Forming ribs lower than the sub-spacers from the ribs ;
Method of manufacturing a color filter according to the characteristics of the ingredients Bei to Rukoto.
前記第2の遮光領域の前記遮光パターンの幅が、50μm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。 2. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, wherein a width of the light shielding pattern in the second light shielding region is 50 μm or less . 前記第2の遮光領域の前記ハーフトーンパターンの幅が、2μm以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法 3. The method for manufacturing a color filter according to claim 1 , wherein a width of the halftone pattern of the second light shielding region is 2 μm or more. 4. 遮光部中に、開口パターンからなる第1の開口領域と、
中心に開口パターンを有し、前記開口パターンの周囲に、前記開口パターンの端部から5μm以内にハーフトーンパターンを有する第2の開口領域と、
ハーフトーンパターンからなる第3の開口領域と、
を有するフォトマスクを用いて、
ネガ型フォトレジストが塗布された基板を露光する工程と、
前記基板を現像し、
前記第1の開口領域に対応するスペーサと、
前記第2の開口領域に対応して、中心の前記開口パターンに対応する箇所が高く、周囲の前記ハーフトーンパターンに対応する箇所が低いサブスペーサと、
前記第3の開口領域に対応するリブと、を形成する工程と、
前記基板をベークし、
前記サブスペーサから、前記サブスペーサの中心の高い部分と、前記高い部分の周囲の低い部分とが熱により軟化して融合されており、前記スペーサよりも高さの低いサブスペーサと、
前記リブから、前記サブスペーサよりも低いリブと、を形成する工程と、
を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A first opening region comprising an opening pattern in the light shielding portion;
A second opening region having an opening pattern in the center, and having a halftone pattern within 5 μm from an end of the opening pattern around the opening pattern;
A third opening area comprising a halftone pattern;
Using a photomask having
Exposing a substrate coated with a negative photoresist;
Developing the substrate;
A spacer corresponding to the first opening region;
Corresponding to the second opening region, a sub-spacer having a high location corresponding to the central opening pattern and a low location corresponding to the surrounding halftone pattern;
Forming a rib corresponding to the third opening region ;
Baking the substrate ;
From the sub-spacer, a high portion of the center of the sub-spacer and a low portion around the high portion are softened and fused by heat, and a sub-spacer having a lower height than the spacer,
Forming ribs lower than the sub-spacers from the ribs ;
Method of manufacturing a color filter according to the characteristics of the ingredients Bei to Rukoto.
前記第2の開口領域の前記開口パターンの幅が、50μm以下であることを特徴とする請求項に記載のカラーフィルタの製造方法。 The color filter manufacturing method according to claim 4 , wherein a width of the opening pattern of the second opening region is 50 μm or less . 前記第2の開口領域の前記ハーフトーンパターンの幅が、2μm以上であることを特徴とする請求項4または請求項5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 4 , wherein a width of the halftone pattern in the second opening region is 2 μm or more .
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