JP5309507B2 - プロキシミティ露光用フォトマスクおよびカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶表示装置用カラーフィルタを形成する際に用いられるプロキシミティ露光用フォトマスク、およびそのプロキシミティ露光用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法に関するものである。

従来より液晶表示装置のカラーフィルタの着色層の形成等には、基板上に形成された感光性樹脂層にパターン露光を行い、露光後に感光性樹脂層を現像することによって、目的とするパターンを形成するフォトリソグラフィー法が用いられている。フォトリソグラフィー法においては、フォトマスクを介して光を照射するのが一般的である。

この際、フォトマスクが被露光体に密着することによって生じる傷を防ぐため、または、フォトマスクに塵埃が付着している場合に欠陥が生じるのを防ぐために、フォトマスクと被露光体との間に間隙を設けて露光する、すなわちプロキシミティ（近接）露光を行うことが多い。しかしながら、このような間隙を設けた場合、フレネル回折現象等により、細かいパターンを目的とする形状に形成することができないという問題があった。

これは例えば図８に示すような、細かい遮光部２を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて露光を行った場合、回折光によって、遮光部２に対応する領域の感光性樹脂が感光してしまうからである。したがって、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用いてネガ型のレジストを感光した場合には、遮光部に対応した形状の孔部を形成することができず、またポジ型のレジストを感光した場合には、遮光部に対応するパターン状に凸状部材を形成することや、また形成された凸状部材の高さを基板内で一定とすることができない、という問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プロキシミティ露光により、細かいパターンを形成することが可能なプロキシミティ露光用フォトマスク、およびそのプロキシミティ露光用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、透明基板、上記透明基板上に形成された略正多角形または略円形の遮光部、および上記透明基板上の上記遮光部の外周に形成された解像限界以下の大きさの補助遮光部を有することを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスクを提供する。

本発明によれば、上記補助遮光部が形成されていることから、遮光部のパターンを細かいものとした場合であっても、遮光部領域内への回折光を少ないものとすることができ、さらに回折光が干渉してしまうことを防止することができる。したがって、遮光部と同様のパターン状に高精細に感光性樹脂を感光し、パターニングすることが可能となる。

上記発明においては、上記遮光部の径が４０μｍ以下であることが好ましい。一般的に、このような大きさの遮光部が、回折光の影響を受けやすいからである。

また本発明は、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用い、上記遮光部に対応する孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。本発明によれば、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用いることから、高精細なパターン状に孔部を有する着色層を容易に形成することができる。

またさらに本発明は、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用い、上記遮光部に対応する液晶配向制御用突起を形成する液晶配向制御用突起形成工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。本発明によれば、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用いることから、高精細なパターン状、かつ目的とする高さに液晶配向制御用突起を容易に形成することができる。

本発明によれば、遮光部のパターンを細かいものとした場合であっても、目的とするパターン状に感光性樹脂を感光し、パターニングすることが可能なプロキシミティ露光用フォトマスクとすることができる。

本発明は、例えば液晶表示装置用カラーフィルタを形成する際等に用いられるプロキシミティ露光用フォトマスク、およびそのプロキシミティ露光用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法である。以下、それぞれについて説明する。

Ａ．プロキシミティ露光用フォトマスク
まず、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクについて説明する。本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクは、透明基板、上記透明基板上に形成された略正多角形または略円形の遮光部、および上記透明基板上の上記遮光部の外周に形成された解像限界以下大きさの補助遮光部を有することを特徴とするものである。

本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクは、例えば図１に示すように、透明基板１と、その透明基板１上に形成された遮光部２と、その遮光部２の外周に形成された補助遮光部３とを有するものである。なお、本発明でいう「遮光部の外周に形成された」とは、補助遮光部が遮光部の外周に接して形成されたことを指す。また、本発明でいう略円形とは、円形もしくは、通常円形とされる形状に変形された図形を含む形状を指し、具体的には、最小径を１とした場合の最大径が０．８〜１．２の範囲内となる楕円形や、円の一部を直線または曲線で切り取った形状、上記楕円形の一部を直線または曲線で切り取った形状等を挙げることができる。また、略正多角形とは、正多角形もしくは、通常正多角形とされる形状に変形された図形を含む形状を指し、具体的には、通常各角から中心を通るように引いた直線のうち、最小の直線の長さを１とした場合、最長の直線の長さが０．８〜１．２の範囲内となる多角形等を挙げることができる。

なお、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて感光性樹脂層のパターニングを行った場合、補助遮光部に対応するパターンは解像されずに、遮光部の形状に対応したパターンのみが形成される。

本発明によれば、上記補助遮光部を有することから、プロキシミティ露光を行った際、遮光部領域への回折光を少ないものとすることができ、また、さらに遮光部の中心部近傍で回折光が干渉してしまうことを防止することができる。この理由について、プロキシミティ露光用フォトマスクを用いた露光における光強度分布のシミュレーションを参考にして説明する。光強度分布のシミュレーションでは、一般的なフレネル回折に基づく、下記の数式（１）により、基板上の点Ｐでの光の振幅Ｅ_Ｐを、対応するプロキシミティ露光用フォトマスクの開口部（露光光の透過領域）の各点からの球面波の積分値として計算により求め、さらに、下記の数式（２）により、点Ｐでの光強度Ｉを、計算により求めることができる。

図２は、下記の数式（１）による基板５２上の点Ｐでの光強度分布の計算を説明するための図であり、プロキシミティ露光用フォトマスク１１の開口部の任意の点Ｑと、基板５２上の任意の点Ｐとの位置関係を示した模式図である。図２において、点Ｓは点Ｑを通過した露光光５３が直進した場合の基板５２上の位置である。

ここで、数式（１）において、ｋ＝２π／λであり、Ｅ_Ｐは基板上の点Ｐにおける光の振幅、Ａは入射光の強度によって決まる定数、λは入射光の波長、δは線分ＱＳと線分ＱＰのなす角、ｒは点Ｑから点Ｐまでの距離、ｉは虚数単位である。

Ｉ＝Ｅ_Ｐ×Ｅ_Ｐ ^＊ （２）
ここで、数式（２）において、Ｅ_Ｐ ^＊はＥ_Ｐの共役複素数である。

なお、上記の計算は、プロキシミティ露光用フォトマスクの開口部を有限の微小区間に区切り、計算機により行うものとする。

例えば図８に示すような、半径１０μｍの円状の遮光部２を有する補助遮光部のない一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合と、例えば図４に示すような半径８．５μｍの円状の遮光部２、および図４中のＤの補助遮光部の大きさが３．５μｍ、図４中のＥの補助遮光部の幅１．７μｍであるような本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合とについて、それぞれ遮光部の中心からの距離と相対光強度（光の入射強度を１とする）との関係をシミュレーションにより求めた結果を図６に示す。

図６に示す相対光強度を示すグラフは、プロキシミティ露光のギャップを１５０μｍ、光源を水銀ランプ、λを３６５ｎｍとしている。

図６に示すように、補助遮光部が形成されていない一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクにおいては、遮光部領域内でも回折光によって相対光強度が高く、また干渉により相対光強度がより高くなっている部分も存在する。そのため、感光性樹脂のパターニングを行った際、遮光部に対応する領域でも感光性樹脂が感光されてしまい、ネガ型レジストを用いて円形に孔部を形成したり、あるいはポジ型レジストを用いて円形に凸状部材を形成することが困難となる。一方、補助遮光部が形成されている本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合、遮光部領域内への回折光が少なく、レジスト材料の設計が容易となる。

さらに、例えば図８に示すような、半径１０μｍの円状の遮光部２を有する補助遮光部のない一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合と、例えば図４に示すような半径５μｍの円状の遮光部２、および図４中のＤの補助遮光部の大きさが３μｍ、図４中のＥの補助遮光部の幅１μｍであるような本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合とについて、それぞれ遮光部の中心からの距離と相対光強度（光の入射強度を１とする）との関係をシミュレーションにより求めた結果を図７に示す。

図７に示すように、一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合の遮光部中心の相対光強度と同程度の相対光強度となるように、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの補助遮光部の寸法を調整した場合、一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクを用いた場合に比べて微細な形状を安定して形成することが可能となる。

したがって、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いることにより、細かいパターンの作成が可能であり、例えばネガ型レジストのパターニングを行うことにより、目的とするパターン状、すなわち遮光部の形状に高精細に孔部を形成することが可能である。またポジ型レジストのパターニングを行うことにより、目的とするパターン状、すなわち遮光部の形状に凸状部材を目的とする高さに高精細に形成することが可能である。
以下、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクについて、各構成ごとに詳しく説明する。

１．補助遮光部
本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクに用いられる補助遮光部は、透明基板上の後述する遮光部の外周に形成されるものである。このような補助遮光部としては、プロキシミティ露光の際、上記遮光部領域に生じる回折光を減少させ、かつ回折光の干渉を防止するものであればよく、実質的に露光光を透過させない遮光性部材等から形成されているものであってもよく、また例えば露光光の一部を透過させるハーフトーン遮光性部材等からなるものであってもよい。

また、上記補助遮光部の形状としては、プロキシミティ露光の際、上記遮光部領域に生じる回折光を減少させ、かつ回折光の干渉を防止する形状であれば特に限定されない。図３は上記補助遮光部の形状のいくつかの例を示したものである。具体的には図３に示すように、半円形（図３（ａ））、多角形（図３（ｂ））や、矩形（図３（ｃ））等様々な形状が挙げられるが、本発明においては、特に矩形状が好ましい。他形状と比較した場合、より効果的に回折光の干渉を防止することが可能だからである。

またこのような補助遮光部は、プロキシミティ露光の際、上記遮光部領域に生じる回折光を減少させ、かつ回折光の干渉を防止することができるのであれば特に限定されないが、遮光部の周囲に例えば図１に示すように等間隔に形成されているのが好ましい。ネガ型レジストを用いて安定に円形の孔部を形成したり、あるいはポジ型レジストを用いて安定に円形の凸状部材を形成することが可能だからである。特に液晶配向制御用の凸状部材を形成する場合、安定に円形の凸状部材を形成することで液晶の配向方向を均一にすることができる。

図４は補助遮光部の一例を示す図である。図４中のＤを補助遮光部の大きさ、図４中のＥを補助遮光部の幅、Ｆを隣り合う補助遮光部の間隔とする。
上記補助遮光部の大きさとしては、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて露光および現像を行った際、解像されない大きさであれば特に限定されるものではないが、１．０μｍ〜６．０μｍ程度が好ましく、特に２．０μｍ〜４．０μｍ程度が好ましい。上記補助遮光部が上記範囲に満たない場合、所望する補助遮光部の効果を得ることができないからであり、上記補助遮光部が上記範囲を越える場合、発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて露光および現像を行った際、解像されるおそれがあるからである。

また、上記補助遮光部の幅としては、図４中のＥを補助遮光部の幅とし、Ｆを隣り合う補助遮光部の間隔としたとき、Ｅの寸法とＦの寸法は同じ程度であるのが望ましい。本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクに用いられる遮光部は回折光の打ち消し効果を狙ったものであるため、Ｅの寸法とＦの寸法が同程度の場合がもっとも効果が期待できるからである。また矩形の補正遮光部の数は図４中では１６個であるが、この数に限らずとも本発明の効果を得ることが出来る。さらにＥ及びＦの寸法が小さく、矩形の補正遮光部の数は多い方が好ましい。これは本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて露光および現像を行った際、補助遮光部が解像されにくくなるためである。実際にはマスク描画機の制約をうけるもののＥおよびＦの寸法は３μｍ以下程度が望ましく、２μｍ以下であればさらに好ましい。

上記補助遮光部の形成方法は、上記補助遮光部の種類等に応じて適宜選択される。例えば、一般的なフォトマスクにおける遮光部やハーフトーン遮光部の形成方法と同様とすることができ、例えば遮光膜やハーフトーン遮光膜を成膜した後、パターニングすることにより形成することができる。遮光膜やハーフトーン遮光膜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）が挙げられ、この遮光膜やハーフトーン遮光膜を一般的な方法により、エッチング等することにより形成することができる。

また上記補助遮光部の形成材料についても、一般的なフォトマスクの遮光部やハーフトーン遮光部に用いられるものと同様とすることができる。上記補助遮光部が実質的に露光光を透過させない遮光膜からなる場合には、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、酸化窒化ケイ素等を用いることができる。本発明においては上記の中でも、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材料が好適に用いられる。このようなクロム系材料は、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。このクロム系材料を用いた補助遮光部は、単層であってもよく、また２層以上が積層されたものであってもよい。

また、補助遮光部が露光光の一部を透過させるハーフトーン遮光膜からなる場合には、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、ニッケル等の金属の膜、あるいは、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、ニッケル等の金属の窒化物、炭化物などを用いることができる。

本発明においては、補助遮光部形成の際に、後述する遮光部の形成材料と同一のものであってもよいし、異なるものであってもよいが、同一のものを用いることが好ましい。補助遮光部および遮光部の形成材料が同一であれば、補助遮光部および遮光部を一括して形成することができるからである。

なお、上記補助遮光部は、低反射機能を有していてもよい。低反射機能により、露光光の乱反射を防止することができるので、より鮮明なパターンを形成することができる。補助遮光部に低反射機能を付加するには、例えば補助遮光部表面に露光光の反射を防止する酸化クロム等のクロム化合物を含有させればよい。この場合、補助遮光部が、表面に向かって徐々に含有成分が変化する傾斜界面により形成されたものとすることもできる。

また上記補助遮光部の厚みとしては、特に限定されるものではなく、例えばクロムを用いた場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。なお本発明においては、補助遮光部の厚みが遮光部の厚みと同程度とされることが好ましい。上述したように、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの製造過程において、補助遮光部および遮光部を一括して形成することができるからである。

２．遮光部
次に、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクに用いられる遮光部について説明する。本発明に用いられる遮光部は、後述する透明基板上に略正多角形または略円形に形成されるものであり、その形状はプロキシミティ露光用フォトマスクの種類や用途等に応じて適宜選択される。

本発明においては、上記遮光部の径が４０μｍ以下、中でも６．０μｍ〜３０μｍ程度、特に１０μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。一般的に、上記範囲内の径を有する遮光部が、回折光の影響を受けやすいからである。なお、上記遮光部が略多角形である場合の上記遮光部の径とは、各角から中心を通るように引いた直線の長さをいうこととする。

このような遮光部の形成材料や形成方法としては、一般的なフォトマスクに用いられる遮光部の形成材料や形成方法と同様とすることができ、上記補助遮光部の項で説明したものと同様とすることができる。また、上記遮光部は低反射機能を有していてもよく、低反射機能を付与する方法についても、上記補助遮光部の項で説明したものと同様とすることができる。

本発明に用いられる遮光部の厚みとしては、遮光部の形成材料等により適宜選択され、例えばクロムを用いた場合には通常５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。

また、遮光部の露光波長における平均透過率は０．１％以下であることが好ましい。これにより、目的とするパターン状に高精細にパターニングを行うことができるからである。なお、上記平均透過率は、後述する透明基板の透過率をリファレンス（１００％）として測定することができる。また上記平均透過率の測定には、紫外・可視分光光度計（例えば日立Ｕ-４０００等）、またはフォトダイオードアレイを検出器としている装置（例えば大塚電子ＭＣＰＤ等）を用いることができる。

３．透明基板
本発明に用いられる透明基板は、上記遮光部および補助遮光部を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、一般的なフォトマスクに用いられる透明基板を使用することができる。透明基板としては、例えばホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の光学研磨された低膨張ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、パイレックス（登録商標）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。中でも、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。

４．プロキシミティ露光用フォトマスク
次に、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクについて説明する。本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクは、上記透明基板上に、上記遮光部および補助遮光部を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば必要に応じてハーフトーン遮光部が形成されているもの等であってもよい。

本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクは、従来カラーフィルタの製造に用いられている高圧水銀ランプを使用することにより効果を発揮することができるが、特に露光光源を限定するものではない。

また本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクは、ネガ型のレジストを用いて、上記遮光部に対応する微細な孔部を有するパターンを形成する場合や、ポジ型のレジストを用いて、上記遮光部に対応する微細な凸状部材を形成する場合に好適に用いられる。具体的には、後述するような、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの着色層を形成する際や、カラーフィルタの液晶配向制御部材を形成する際に特に有用である。

Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上述したプロキシミティ露光用フォトマスクを用いて、カラーフィルタの各種部材を形成する方法であり、半透過型液晶表示装置用のカラーフィルタの着色層を形成する実施態様（第１実施態様）、およびカラーフィルタの液晶配向制御部材を形成する実施態様（第２実施態様）がある。以下、それぞれの実施態様ごとに説明する。

１．第１実施態様
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法の第１実施態様について説明する。本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用い、上記遮光部に対応する孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有することを特徴とする方法である。

本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、例えば図５に示すような、遮光部２および補助遮光部３を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを用い、ネガ型の感光性樹脂を含有する着色層形成用組成物の露光を行うことにより、遮光部２と同様のパターン状に孔部が形成された着色層を形成する着色層形成工程を有する方法である。

一般的なプロキシミティ露光用フォトマスクを用いてネガ型の感光性樹脂を露光し、孔部を有する着色層を形成する場合、プロキシミティ露光用フォトマスクの遮光部領域に露光光が回折したり、またその回折光が干渉すること等から、目的とするパターン状に径の小さい孔部を形成することが困難である。しかしながら本実施態様によれば、上記補助遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを用いることから、遮光部領域内への回折光を低減させることや、回折光の干渉を防止することができる。したがって、目的とするパターン状に高精細に孔部が形成された着色層を形成することができる。

なお着色層に上記孔部を有するカラーフィルタは、通常、半透過型液晶表示装置に用いられ、上記孔部が形成されている領域は、反射光用領域として用いられる。反射光用領域の着色層に上記孔部が形成されていることにより、半透過型液晶表示装置の反射モードおよび透過モードの色度や輝度等を均一なものとすることが可能となるのである。以下、本実施態様における着色層形成工程およびその他の工程について説明する。

（１）着色層形成工程
本実施態様における着色層形成工程は、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用い、上記遮光部に対応する孔部を有する着色層を形成する工程であり、ネガ型の感光性樹脂を含有する着色層形成用組成物を露光および現像し、上記遮光部と同様のパターン状に孔部が形成された着色層を形成する工程とすることができる。

本工程により形成される上記孔部の形状は、半透過型液晶表示装置の種類等に合わせて適宜選択され、例えば矩形状や円形状とすることができる。また上記孔部の径は、３０μｍ以下、中でも６．０μｍ〜２５μｍの範囲内、特に８．０μｍ〜２０μｍの範囲内とされることが好ましい。これにより、高精細なパターン状に着色層を形成することが可能となるからである。

なお、本工程に用いられる着色層形成用組成物については、ネガ型の感光性樹脂を含有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの着色層を形成する際に用いられるものと同様のものを用いることができる。また、着色層形成用組成物を露光および現像する方法についても、一般的なカラーフィルタの着色層を形成する方法と同様とすることができる。

（２）その他の工程
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上記着色層形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば遮光部を形成する遮光部形成工程や、上記着色層上に透明電極層を形成する透明電極層形成工程等、必要な工程を有していてもよい。これらの各工程については、一般的なカラーフィルタの製造方法における各工程と同様とすることができる。

２．第２実施態様
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法の第２実施態様について説明する。本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上記プロキシミティ露光用フォトマスクを用い、上記遮光部に対応する液晶配向制御用突起を形成する液晶配向制御用突起形成工程を有することを特徴とする方法である。

本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すような、遮光部２および補助遮光部３を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを用い、ポジ型の感光性樹脂を含有する液晶配向制御用突起形成用組成物を露光することにより、遮光部２と同様のパターン状に液晶配向制御用突起を形成する液晶配向制御用突起形成工程を有する方法である。

一般的なフォトマスクを用いてポジ型の感光性樹脂を露光し、細かいパターン状に液晶配向制御用突起を形成する場合、フォトマスクの遮光部領域への露光光の回折や、またその回折光の干渉等により、目的とするパターン状、かつ均一な高さに液晶配向制御用突起を形成することが難しい。しかしながら本実施態様によれば、上記補助遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを用いることから、遮光部領域内への回折光を低減させることや、回折光の干渉を防止することができる。したがって、目的とするパターン状に高精細に液晶配向制御用突起を形成することができ、また形成された液晶配向制御用突起の高さを均一なものとすることが可能となる。

なお、上記液晶配向制御用突起は、通常、透明電極層の上に形成されるものであり、液晶表示装置に電圧を印加した際の液晶の配向方向を制御する部材である。以下、本実施態様の液晶配向制御用突起形成工程およびその他の工程について説明する。

（１）液晶配向制御用突起形成工程
本実施態様における液晶配向制御用突起形成工程は、上記遮光部に対応する液晶配向制御用突起を形成する工程であり、ポジ型の感光性樹脂を含有する液晶配向制御用突起形成用組成物の露光および現像を行うことにより、遮光部と同様のパターン状に液晶配向制御用突起を形成する工程である。

本工程により形成される上記液晶配向制御用突起の形状は、カラーフィルタの種類等に合わせて適宜選択され、例えば矩形状や円形状とすることができる。また上記液晶配向制御用突起の径は、１６μｍ以下、中でも６．０μｍ〜１４μｍの範囲内、特に８．０μｍ〜１２μｍの範囲内とされることが好ましい。

また、本工程により形成される液晶配向制御用突起の高さとしては、通常０．５μｍ〜３μｍ程度、中でも０．５μｍ〜２μｍ程度とされることが好ましい。これにより、精度よく液晶の配向方向を制御することが可能となるからである。

ここで、本工程に用いられる液晶配向制御用突起形成用組成物については、ポジ型の感光性樹脂を含有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタの液晶配向制御用突起を形成する際に用いられるものと同様のものを用いることができる。また、液晶配向制御用突起形成用組成物を露光および現像する方法についても、一般的なカラーフィルタの液晶配向制御用突起を形成する方法と同様とすることができる。

（２）その他の工程
本実施態様のカラーフィルタの製造方法は、上記液晶配向制御用突起形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば遮光部を形成する遮光部形成工程や、着色層を形成する着色層形成工程、上記着色層上に透明電極層を形成する透明電極層形成工程等、必要な工程を有していてもよい。これらの各工程については、一般的なカラーフィルタの製造方法における各工程と同様とすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。

[実施例１]
透明基板上に、下記組成のネガ型感光性樹脂溶液を塗布し乾燥した。
＜ネガ型感光性樹脂溶液＞
・赤色顔料（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドＡ２Ｂ）
・・・４．８重量部
・黄色顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） ・・・１．２重量部
・分散材（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ・・・３．０重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９） ・・・４．０重量部
・ポリマーＩ ・・・５．０重量部
・イルガキュア９０７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）・・・１．４重量部
・（２，２‘ビス（ｏ-クロロフェニル）-４,５,４',５'-テトラフェニル-１,２’-ビイ
ミダゾール） ・・・０．６重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・８０．０重量部
※ポリマーＩはベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２-ヒドロキシエチルメ
タクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
その後、図４に示すような、遮光部および補助遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを使用し、露光量６０ｍＪ／ｃｍ^２ 、露光ギャップ１５０μｍの条件にて露光および現像した。なお、上記プロキシミティ露光用フォトマスクの遮光部の直径は１６μｍ、図４中のＤを補助遮光部の大きさが３μｍ、図４中のＥを補助遮光部の幅１．７μｍとした。上記孔部の穴径を測定したところ、１２μｍであった。

[比較例１]
図８に示すような、遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを使用し、実施例１と同様のネガ型の感光性樹脂含有組成物を露光および現像した。上記プロキシミティ露光用フォトマスクの遮光部の直径は２０μｍとした。この場合、感光性樹脂をパターニングすることができず、孔部が形成されなかった。

[実施例２]
透明基板上に、下記組成のポジ型感光性樹脂溶液を塗布し乾燥した。
＜ポジ型感光性樹脂溶液＞
・アルカリ可溶性ノボラック樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製 ＭＰ４０２ＦＰＹ
） ・・・９０重量部
・キノンジアジド基含有ベンゾフェノン化合物（東洋合成工業（株）製 ＮＴｅｓｔｅｒ） ・・・９重量部
・添加剤（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−４０３） ・・・１重量部
・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） ・・・２５０重量部
・溶剤（シクロヘキサノン） ・・・５０重量部
実施例１と同様に、図４に示すような、遮光部および補助遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを使用した。なお、上記プロキシミティ露光用フォトマスクの遮光部の直径は８μｍ、図４中のＤを補助遮光部の大きさが３μｍ、図４中のＥを補助遮光部の幅０．８μｍとした。露光量８０ｍＪ／ｃｍ^２、露光ギャップ１５０μｍの条件にて露光および現像し、凸状部材を形成した。上記凸状部材の下底径を測定したところ１０．５μｍであった。また高さは１．２μｍであった。

[比較例２]
比較例１と同様に図８に示すような、遮光部を有するプロキシミティ露光用フォトマスクを使用した。上記プロキシミティ露光用フォトマスクの遮光部の直径は１０μｍとした。実施例２と同様のポジ型の感光性樹脂含有組成物を露光および現像し、凸状部材を形成した。上記凸状部材の下底径を測定したところ、実施例と同様に１０．５μｍであったが、高さは０．７μｍであった。

本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの一例を示す平面図である。 フレネル回折を説明するための図である。 補助遮光部の形状のいくつかの例を示す図である。 補助遮光部の形状の例を示す図である。 本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの他の一例を示す平面図である。 本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの利点を説明するためのグラフである。 本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクの利点を説明するためのグラフである。 従来のプロキシミティ露光用フォトマスクの一例を示す平面図である。

符号の説明

１ … 透明基板
２ … 遮光部
３ … 補助遮光部

Claims (4)

1. 透明基板、前記透明基板上に形成された略円形の遮光部、および前記透明基板上の前記遮光部の外周に接して形成された解像限界以下の大きさの補助遮光部を複数個有し、
   隣り合う前記補助遮光部が間隔を有することを特徴とするプロキシミティ露光用フォトマスク。
2. 前記遮光部の径が４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光用フォトマスク。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロキシミティ露光用フォトマスクを用い、前記遮光部に対応する孔部を有する着色層を形成する着色層形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、
   露光ギャップが正規の近接露光位置から更に広げたものではないことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. 請求項１または請求項２に記載のプロキシミティ露光用フォトマスクを用い、前記遮光部に対応する液晶配向制御用突起を形成する液晶配向制御用突起形成工程を有するカラーフィルタの製造方法であって、
   露光ギャップが正規の近接露光位置から更に広げたものではないことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。

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