JP2010014870A

JP2010014870A - Color filter and method for manufacturing the same

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Publication number: JP2010014870A
Application number: JP2008173313A
Authority: JP
Inventors: Risa Kishimoto; 梨紗岸本; Tomonobu Sumino; 友信角野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: JP5195092B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a color filter, which has at least color layers, a black matrix, and columnar spacers formed on a substrate and is used for a liquid crystal display and the like, through a fewer processes. <P>SOLUTION: The color filter 1 is provided with a red layer 9, a green layer 11, and a blue layer 13 having predetermined patterns on the substrate, and on these color layers, a transparent electrode layer 5 is disposed. On the transparent electrode layer 5, the black matrix 7 having an opening is arranged, and the columnar spacers 15 are arranged on a part of the black matrix 7. The black matrix 7 and the columnar spacers 15 can be formed integrally from the same black photosensitive resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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.

従来、液晶表示装置用のカラーフィルタの生産方法として、ブラックマトリクスを形成し、ブラックマトリクスの上に着色層を形成し、着色層の上に透明電極層を形成し、透明電極層の上に柱状スペーサ及びリブを形成する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, as a method for producing a color filter for a liquid crystal display device, a black matrix is formed, a colored layer is formed on the black matrix, a transparent electrode layer is formed on the colored layer, and a columnar shape is formed on the transparent electrode layer. A method of forming spacers and ribs has been considered (for example, see Patent Document 1).

図７を用いて、従来のカラーフィルタ１０１を説明する。カラーフィルタ１０１は、透明な基板６の上に、開口部を有するブラックマトリクス１０３を形成し、ブラックマトリクス１０３の開口部を覆うように、赤色層９、緑色層１１、青色層１３といった着色層を設ける。着色層の上には、オーバーコート層１０５を設け、表面の平滑性を高める。更に、オーバーコート層１０５の上には、透明電極層５を設け、透明電極層５の上にさらに柱状スペーサー１０７を形成する。 A conventional color filter 101 will be described with reference to FIG. The color filter 101 forms a black matrix 103 having an opening on a transparent substrate 6, and includes colored layers such as a red layer 9, a green layer 11, and a blue layer 13 so as to cover the opening of the black matrix 103. Provide. An overcoat layer 105 is provided on the colored layer to enhance the surface smoothness. Further, the transparent electrode layer 5 is provided on the overcoat layer 105, and columnar spacers 107 are further formed on the transparent electrode layer 5.

特開２００７−１７１６２３号公報JP 2007-171623 A

しかしながら、従来の方法では、ブラックマトリクスと柱状スペーサーを、それぞれ別の工程により形成するため、多くの工程が必要であるという問題点があった。 However, the conventional method has a problem that many steps are required because the black matrix and the columnar spacer are formed in separate steps.

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、より少ない工程で、カラーフィルタを製造することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to produce a color filter with fewer steps.

前述した目的を達成するために、第１の発明は、基板上に、少なくとも、着色層、ブラックマトリクス、柱状スペーサーが形成されたカラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタである。 In order to achieve the above-described object, the first invention is a color filter in which at least a colored layer, a black matrix, and a columnar spacer are formed on a substrate, and the black matrix and the columnar spacer are the same. It is a color filter formed in a lump with the black photosensitive resin composition.

第２の発明は、基板上に、少なくとも、着色層、ブラックマトリクス、柱状スペーサー、リブが形成された、カラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーと前記リブとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタである。 A second invention is a color filter in which at least a colored layer, a black matrix, columnar spacers, and ribs are formed on a substrate, wherein the black matrix, the columnar spacers, and the ribs are the same black photosensitive. It is a color filter characterized by being formed in a lump with an adhesive resin composition.

第３の発明は、基板と、前記基板上に形成された着色層と、前記着色層上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された、柱状スペーサーと、ブラックマトリクスと、を有し、前記ブラックマトリクスと柱状スペーサーとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタである。 A third invention includes a substrate, a colored layer formed on the substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, a columnar spacer formed on the transparent electrode layer, a black matrix, And the black matrix and the columnar spacer are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

第４の発明は、基板と、前記基板上に形成された着色層と、前記着色層上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成された、ブラックマトリクスと、柱状スペーサーと、リブと、を有し、前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーと前記リブとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタである。 According to a fourth invention, there is provided a substrate, a colored layer formed on the substrate, a transparent electrode layer formed on the colored layer, a black matrix formed on the transparent electrode layer, a columnar spacer, And a rib, and the black matrix, the columnar spacer, and the rib are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

また、前記ブラックマトリクスの下で、ある色の着色層と他の色の着色層とを重ねてもよい。 Further, a colored layer of a certain color and a colored layer of another color may be stacked under the black matrix.

第５の発明は、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、ブラックマトリクス以外の構造に対応する透過部または／および半透過部とを備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、を備え、前記ブラックマトリクスと前記ブラックマトリクス以外の構造とを一括して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。 5th invention respond | corresponds to the structure (a) which apply | coats a negative black photosensitive resin composition, the said semi-transparent part corresponding to a black matrix, and structures other than a black matrix. A step (b) of exposing using a photomask having a transmissive part or / and a semi-transmissive part, a step (c) of developing the black photosensitive resin composition, and exposing the black photosensitive resin composition again And a step (e) of post-baking the black photosensitive resin composition, wherein the black matrix and the structure other than the black matrix are collectively formed. It is a manufacturing method of a filter.

また、前記ブラックマトリクス以外の構造が、柱状スペーサーまたは／およびリブであることが好ましい。 The structure other than the black matrix is preferably a columnar spacer or / and a rib.

第６の発明は、着色層と透明電極層とを順に積層した基板の透明電極層上に、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、柱状スペーサに対応する透過部とを備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、を備え、前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサとを一括して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。 The sixth invention comprises a step (a) of applying a negative black photosensitive resin composition on a transparent electrode layer of a substrate in which a colored layer and a transparent electrode layer are sequentially laminated, and the black photosensitive resin composition. A step (b) of exposing using a photomask comprising a translucent part corresponding to a black matrix and a transmissive part corresponding to a columnar spacer; and a step (c) of developing the black photosensitive resin composition; A step (d) of re-exposing the black photosensitive resin composition; and a step (e) of post-baking the black photosensitive resin composition, and forming the black matrix and the columnar spacers together. And a color filter manufacturing method.

第７の発明は、着色層と透明電極層とを順に積層した基板の透明電極層上に、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、柱状スペーサに対応する透過部と、リブに対応する半透過部と、を備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、を備え、前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサと前記リブとを一括して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。 The seventh invention comprises a step (a) of applying a negative black photosensitive resin composition on a transparent electrode layer of a substrate in which a colored layer and a transparent electrode layer are sequentially laminated, and the black photosensitive resin composition. (B) exposing using a photomask comprising a transflective portion corresponding to a black matrix, a transmissive portion corresponding to a columnar spacer, and a transflective portion corresponding to a rib; and the black photosensitive resin composition A step (c) for developing the product, a step (d) for exposing the black photosensitive resin composition again, and a step (e) for post-baking the black photosensitive resin composition, and the black matrix. And the columnar spacers and the ribs are collectively formed.

本発明により、より少ない工程で、カラーフィルタを製造することができる。 According to the present invention, a color filter can be manufactured with fewer steps.

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.

第１の実施形態に係るカラーフィルタ１について説明する。
図１は、カラーフィルタ１を示す図である。カラーフィルタ１は、基板６に、所定のパターンの赤色層９、緑色層１１、青色層１３とを有し、これら着色層の上に透明電極層５を有する。透明電極層５の上に、開口部を有するブラックマトリクス７を有し、一部のブラックマトリクス７の上に柱状スペーサー１５を有する。 The color filter 1 according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a color filter 1. The color filter 1 has a red layer 9, a green layer 11, and a blue layer 13 having a predetermined pattern on a substrate 6, and a transparent electrode layer 5 on the colored layer. A black matrix 7 having an opening is provided on the transparent electrode layer 5, and a columnar spacer 15 is provided on a part of the black matrix 7.

基板６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、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性及び高温加熱処理における特性に優れている。 As the substrate 6, 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. Examples of the flexible material include acrylic such as polymethyl methacrylate, polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether ketone, Fluorine resin, polyether nitrile, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polycyclohexene, polynorbornene resin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic polyimide, etc. can be mentioned. However, those made of general plastics can also be used. In particular, alkali-free glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.

赤色層９は、赤色顔料などの顔料を含んだ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。感光性樹脂としては無色透明なものを使用することが好ましい。赤色層９の厚みは、０．５〜３μｍ程度である。前記感光性樹脂組成物としては、ネガ型感光性樹脂及びポジ型感光性樹脂のいずれも用いることができる。 The red layer 9 can be formed by forming a resin layer using a photosensitive resin composition containing a pigment such as a red pigment and patterning the resin layer. It is preferable to use a colorless and transparent resin as the photosensitive resin. The thickness of the red layer 9 is about 0.5 to 3 μm. As the photosensitive resin composition, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used.

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。例えば、架橋型樹脂をベースとした化学増幅型感光性樹脂、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。また、アクリル系ネガ型感光性樹脂として、紫外線照射によりラジカル成分を発生する光重合開始剤と、分子内にアクリル基を有し、発生したラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる官能基（例えば、アルカリ溶液による現像の場合は酸性基をもつ成分）とを含有するものを用いることができる。上記のアクリル基を有する成分のうち、比較的低分子量の多官能アクリル分子としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、テトラメチルペンタトリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等が挙げられる。また、高分子量の多官能アクリル分子としては、スチレン−アクリル酸−ベンジルメタクリレート共重合体の一部のカルボン酸基部分にエポキシ基を介してアクリル基を導入したポリマーや、メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられる。 The negative photosensitive resin is not particularly limited, and a commonly used negative photosensitive resin can be used. For example, a chemically amplified photosensitive resin based on a crosslinked resin, specifically, a chemically amplified photosensitive resin in which a crosslinking agent is added to polyvinylphenol and an acid generator is further added. In addition, as an acrylic negative photosensitive resin, a photopolymerization initiator that generates a radical component upon irradiation with ultraviolet rays, a component that has an acrylic group in the molecule, causes a polymerization reaction by the generated radical, and cures thereafter, What contains the functional group (for example, the component which has an acidic group in the case of image development by an alkaline solution) which can dissolve an unexposed part by image development can be used. Among the above-mentioned components having an acrylic group, relatively low molecular weight polyfunctional acrylic molecules include dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA), dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA), tetramethylpentatriacrylate (TMPTA) and the like. Can be mentioned. Examples of the high molecular weight polyfunctional acrylic molecule include a polymer in which an acrylic group is introduced via an epoxy group into a part of the carboxylic acid group of the styrene-acrylic acid-benzyl methacrylate copolymer, and methyl methacrylate-styrene- An acrylic acid copolymer etc. are mentioned.

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。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が挙げられる。 Moreover, it does not specifically limit as positive type photosensitive resin, What is generally used can be used. Specifically, a chemically amplified photosensitive resin using a novolac resin as a base resin can be used.

緑色層１１は、緑色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成され、青色層１３は、青色顔料などの顔料を含んだ感光性樹脂組成物で形成される。緑色層１１及び青色層１３は赤色層９と同様の方法で形成される。感光性樹脂組成物としては、赤色層９に用いた感光性樹脂組成物と同様の感光性樹脂組成物を使用することができる。これら赤色層９、緑色層１１、青色層１３は、着色層と呼ばれる。 The green layer 11 is formed of a photosensitive resin composition containing a pigment such as a green pigment, and the blue layer 13 is formed of a photosensitive resin composition containing a pigment such as a blue pigment. The green layer 11 and the blue layer 13 are formed in the same manner as the red layer 9. As the photosensitive resin composition, the same photosensitive resin composition as the photosensitive resin composition used for the red layer 9 can be used. These red layer 9, green layer 11, and blue layer 13 are called colored layers.

また、図１においては、赤色層９、緑色層１１、青色層１３がそれぞれ接しているが、それぞれの着色層間に隙間を設けてもよい。また、赤色層９、緑色層１１、青色層１３以外に、黄色やシアンなどの他の色の着色層を設けてもよい。 In FIG. 1, the red layer 9, the green layer 11, and the blue layer 13 are in contact with each other, but a gap may be provided between the colored layers. In addition to the red layer 9, the green layer 11, and the blue layer 13, a colored layer of another color such as yellow or cyan may be provided.

透明電極層５は、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）と呼ばれるこれらの複合酸化物及び酸化亜鉛が使用できる。透明電極層５の厚みは、５〜５００ｎｍ程度である。 For the transparent electrode layer 5, tin oxide, indium oxide, a composite oxide called ITO (Indium Tin Oxide) and zinc oxide can be used. The thickness of the transparent electrode layer 5 is about 5 to 500 nm.

ブラックマトリクス７は、複数の開口部を備え、着色層を通過しない光がカラーフィルタ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。ブラックマトリクス７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される。この場合ブラックマトリクス７の厚さは、０．５μｍ〜２μｍ程度である。ブラックマトリクス７は、透明電極層５とＴＦＴ基板の電極との間の短絡を防ぐため、体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。 The black matrix 7 includes a plurality of openings, is formed so that light that does not pass through the colored layer does not pass through the color filter, and preferably has an average transmittance of 0.1% or less. The black matrix 7 is 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 black matrix 7 is about 0.5 μm to 2 μm. The black matrix 7 has a volume resistivity of 10 ³ Ω · cm or more, preferably 10 ⁸ Ω · cm or more, in order to prevent a short circuit between the transparent electrode layer 5 and the electrode of the TFT substrate.

前記遮光物質として、酸化チタンや四酸化鉄等の金属酸化物粉末、金属硫化物粉末、金属粉末、カーボンブラックや、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, metal oxide powder such as titanium oxide or iron tetroxide, metal sulfide powder, metal powder, carbon black, a mixture of pigments such as red, blue, and green can be used.

また、前記感光性樹脂組成物としては、赤色層９を形成するのに用いられる感光性樹脂組成物のうち、ネガ型感光性樹脂組成物を用いることができる。樹脂の着色は不問である。 Moreover, as the said photosensitive resin composition, a negative photosensitive resin composition can be used among the photosensitive resin compositions used in order to form the red layer 9. FIG. The coloring of the resin is not questioned.

柱状スペーサー１５は、ブラックマトリクス７が形成する平面より突出した突起であり、カラーフィルタ１と対向するＴＦＴ基板との間隔を保持し、液晶分子が注入されるギャップを形成する。柱状スペーサー１５は、ブラックマトリクス７と同じ感光性樹脂組成物を用いて、ブラックマトリクス７を形成する際に同時に形成される。柱状スペーサー１５の高さは、１〜５μｍ程度である。 The columnar spacer 15 is a protrusion protruding from the plane formed by the black matrix 7, and maintains a gap between the color filter 1 and the TFT substrate facing the color filter 1 to form a gap into which liquid crystal molecules are injected. The columnar spacer 15 is formed simultaneously with the formation of the black matrix 7 using the same photosensitive resin composition as that of the black matrix 7. The height of the columnar spacer 15 is about 1 to 5 μm.

次に、第１の実施形態に係るカラーフィルタ１の製造方法を説明する。図２は、カラーフィルタ１の製造工程を示す図である。 Next, a method for manufacturing the color filter 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the color filter 1.

まず、図２（ａ）に示すように、基板６の上に、赤色層９、緑色層１１、青色層１３などの着色層を形成する。赤色層９は、赤色顔料などを含む感光性樹脂組成物を塗布し、パターニングすることにより形成される。感光性樹脂組成物の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。 First, as shown in FIG. 2A, colored layers such as a red layer 9, a green layer 11, and a blue layer 13 are formed on the substrate 6. The red layer 9 is formed by applying and patterning a photosensitive resin composition containing a red pigment or the like. Examples of the method for applying the photosensitive resin composition include spin coating, casting, dipping, bar coating, blade coating, roll coating, gravure coating, flexographic printing, spray coating, and die coating. Can be mentioned.

次に、所定のフォトマスクを介して光を照射し、赤色層９となる箇所を硬化し、光が照射されなかった部分の未硬化の感光性樹脂を溶剤で溶解除去することによって、赤色層９を形成する。緑色層１１、青色層１３も同様の手法で形成される。 Next, light is irradiated through a predetermined photomask, the portion that becomes the red layer 9 is cured, and the uncured photosensitive resin in the portion that has not been irradiated with light is dissolved and removed with a solvent to thereby remove the red layer. 9 is formed. The green layer 11 and the blue layer 13 are also formed by the same method.

次に、図２（ｂ）に示すように、赤色層９、緑色層１１、青色層１３の上に、透明電極層５を形成する。透明電極層５は、蒸着法やスパッタリング法、ＣＶＤ法により形成される。 Next, as illustrated in FIG. 2B, the transparent electrode layer 5 is formed on the red layer 9, the green layer 11, and the blue layer 13. The transparent electrode layer 5 is formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method.

次に、図２（ｃ）に示すように、遮光物質を含む黒色感光性樹脂組成物２５を塗布する。感光性樹脂の塗布方法としては、赤色層９の形成と同様の方法を用いることができる。 Next, as shown in FIG.2 (c), the black photosensitive resin composition 25 containing a light-shielding substance is apply | coated. As a method for applying the photosensitive resin, the same method as that for forming the red layer 9 can be used.

次に、フォトマスク１６ａを用いて光２３を照射し、ブラックマトリクス７及び柱状スペーサー１５となる箇所を硬化する。露光方法としては、特に限定されるものではなく、例えば感光性樹脂の表面から数十〜数百μｍ程度の間隙をあけてフォトマスクを配置し、露光するプロキシミティ露光を行うことができる。この露光により、露光部分で硬化反応が生じる。 Next, the photomask 16a is used to irradiate the light 23, and the black matrix 7 and the columnar spacers 15 are cured. The exposure method is not particularly limited, and for example, proximity exposure can be performed in which a photomask is arranged and exposed with a gap of about several tens to several hundreds of micrometers from the surface of the photosensitive resin. This exposure causes a curing reaction in the exposed portion.

次に、図２（ｄ）に示すように、光２３が照射されなかった部分の未硬化の黒色感光性樹脂組成物２５を溶剤で溶解除去することによって、ブラックマトリクス７及び柱状スペーサー１５を現像する。現像は、一般的な現像方法に従って行うことができる。現像により、黒色感光性樹脂組成物２５のうち、露光により硬化した部分が残存し、その他の部分が選択的に除去される。フォトマスク１６ａの透過部１９から露光された部位では硬化反応が十分に進行し、透過部１９に対応して高さの高い柱状スペーサー１５を形成できる。一方、半透過部２０から露光された部位では硬化反応が不十分となるので、半透過部２０に対応して柱状スペーサー１５よりも薄いブラックマトリクス７を形成できる。また、遮光部２１は光２３を通さないため、遮光部２１に対応する部位では硬化反応が生じず、構造物を形成しない。 Next, as shown in FIG. 2 (d), the black matrix 7 and the columnar spacer 15 are developed by dissolving and removing the uncured black photosensitive resin composition 25 in a portion not irradiated with the light 23 with a solvent. To do. Development can be performed according to a general development method. By development, a portion cured by exposure remains in the black photosensitive resin composition 25, and other portions are selectively removed. The curing reaction sufficiently proceeds at the portion exposed from the transmission part 19 of the photomask 16 a, and the columnar spacer 15 having a high height can be formed corresponding to the transmission part 19. On the other hand, since the curing reaction is insufficient at the portion exposed from the semi-transmissive portion 20, the black matrix 7 thinner than the columnar spacer 15 can be formed corresponding to the semi-transmissive portion 20. Moreover, since the light shielding part 21 does not transmit the light 23, a curing reaction does not occur in a part corresponding to the light shielding part 21, and a structure is not formed.

また、図２（ｄ）に示すように、現像後のブラックマトリクス７及び柱状スペーサー１５に対して光２３により、再度露光し、さらにポストベークを行う。ポストベークは、例えば温度１００〜２５０℃、処理時間１０〜６０分程度で適宜設定することができる。その結果、図２（ｅ）に示すように、ブラックマトリクス及び柱状スペーサー１５を形成し、カラーフィルタ１を得る。 Further, as shown in FIG. 2D, the black matrix 7 and the columnar spacer 15 after development are exposed again with light 23 and further post-baked. Post-baking can be appropriately set, for example, at a temperature of 100 to 250 ° C. and a processing time of about 10 to 60 minutes. As a result, as shown in FIG. 2E, a black matrix and columnar spacers 15 are formed, and the color filter 1 is obtained.

黒色感光性樹脂組成物２５を用いて柱状スペーサー１５を形成する場合、感光性樹脂組成物が黒色であるため、フォトマスク１６ａを用いた露光の際、感光性樹脂組成物２５を光が通りにくいため、硬化が不十分となる。そのため、この後のポストベーク工程において加熱により熱だれを起こしてしまい、柱状スペーサー１５の形状を保つことが難しかった。そのため、図２（ｄ）に示すように、現像後に再度の露光を実施し、黒色感光性樹脂組成物２５を十分に硬化させ、熱だれを防ぐ。 When the columnar spacer 15 is formed using the black photosensitive resin composition 25, since the photosensitive resin composition is black, it is difficult for light to pass through the photosensitive resin composition 25 during exposure using the photomask 16a. Therefore, the curing is insufficient. For this reason, in the subsequent post-baking step, heat is caused by heating, and it is difficult to maintain the shape of the columnar spacer 15. Therefore, as shown in FIG. 2 (d), exposure is performed again after development, and the black photosensitive resin composition 25 is sufficiently cured to prevent dripping.

なお、再度の露光は、基板の表側（着色層を有する側）、裏側（着色層を有しない側）、両面からのいずれでもよいが、基板の表側から露光することが、製造工程上好ましい。 The re-exposure may be performed from the front side (side having a colored layer), the back side (side not having a colored layer), or both sides of the substrate, but exposure from the front side of the substrate is preferable in the manufacturing process.

カラーフィルタ１を液晶表示装置に用いる場合、カラーフィルタ１の着色層側にＴＦＴ基板が設けられる。ＴＦＴ基板は、ＴＦＴと電極を有し、スペーサー１５に接する。ＴＦＴ基板とカラーフィルタに挟まれて形成されたギャップに液晶分子が注入され、ＴＦＴのスイッチングにより液晶分子への電圧の印加のＯＮ／ＯＦＦが行われ、液晶表示装置が駆動する。 When the color filter 1 is used in a liquid crystal display device, a TFT substrate is provided on the color layer side of the color filter 1. The TFT substrate has a TFT and an electrode, and is in contact with the spacer 15. Liquid crystal molecules are injected into a gap formed between the TFT substrate and the color filter, and voltage application to the liquid crystal molecules is turned ON / OFF by switching the TFT, thereby driving the liquid crystal display device.

フォトマスク１６ａは、図３に示すように、マスク基板１７に所定のパターンを有する遮光パターン２９と半透明パターン３１を有する。 As shown in FIG. 3, the photomask 16 a has a light shielding pattern 29 having a predetermined pattern and a semitransparent pattern 31 on the mask substrate 17.

マスク基板１７は、基板６に用いられる基板と同様の基板を用いることができる。特に、石英ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性及び高温加熱処理における特性、光透過性に優れている。 As the mask substrate 17, a substrate similar to the substrate used for the substrate 6 can be used. In particular, quartz glass is a material having a low coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability, characteristics in high-temperature heat treatment, and light transmittance.

遮光パターン２９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２９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 29 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 29, 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２９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 film thickness of the light shielding pattern 29 is not particularly limited, and for example, in the case of a chromium film, it can be about 50 nm to 150 nm.

遮光パターン２９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 a method for forming the light shielding pattern 29, 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２９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 29 is patterned. The patterning method is not particularly limited, but usually a lithography method is used.

半透明パターン３１は、ハーフトーンパターンとも呼ばれ、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。半透明パターン３１及び遮光パターン２９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、半透明パターン３１と遮光パターン２９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２９がクロム系膜であることが好ましいことから、半透明パターン３１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 translucent pattern 31 is also called a halftone pattern, and is not particularly limited. Examples thereof include films of oxides such as chromium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, and silicon, nitrides, and carbides. From the advantage that the semi-transparent pattern 31 and the light-shielding pattern 29 can be patterned by the same etching equipment and process, it is preferable that the semi-transparent pattern 31 and the light-shielding pattern 29 are films made of similar materials. As described above, since the light-shielding pattern 29 is preferably a chromium-based film, the translucent pattern 31 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、半透明パターン３１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。 In particular, the element ratio of the translucent pattern 31 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、半透明パターン３１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。 Moreover, the translucent pattern 31 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.

半透明パターン３１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。半透明パターン３１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、半透明パターン３１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 translucent pattern 31 can be, for example, about 5 to 50 nm in the case of a chromium film, and about 5 nm to 150 nm in the case of a chromium oxide film. Since the transmissivity of the translucent pattern 31 varies depending on the film thickness, the desired transmissivity can be obtained by controlling the film thickness. Further, when the translucent pattern 31 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.

半透明パターン３１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 forming method of the translucent pattern 31, 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、半透明パターン３１を形成する。 After film formation, patterning is performed to form a translucent pattern 31.

第１の実施形態によれば、ブラックマトリクス７を形成すると同時に、柱状スペーサー１５が形成されるため、柱状スペーサー１５を形成する工程を独立して設ける必要がなく、カラーフィルタ１の作製工程が削減される。 According to the first embodiment, since the columnar spacer 15 is formed at the same time as the black matrix 7 is formed, it is not necessary to provide the step of forming the columnar spacer 15 independently, and the number of steps for manufacturing the color filter 1 is reduced. Is done.

また、第１の実施形態によれば、柱状スペーサー１５とブラックマトリクス７とを現像後、再度露光するため、ポストベーク工程においても柱状スペーサー１５が熱だれせず、柱状スペーサー１５とブラックマトリクス７との膜厚差を維持することができる。 Further, according to the first embodiment, since the columnar spacer 15 and the black matrix 7 are developed and then exposed again, the columnar spacer 15 is not heated even in the post-baking process, and the columnar spacer 15 and the black matrix 7 are not heated. The film thickness difference can be maintained.

また、第１の実施形態によれば、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板とが、絶縁体の柱状スペーサー１５を介して接するため、カラーフィルタ１とＴＦＴ基板とは短絡しない。 In addition, according to the first embodiment, the color filter 1 and the TFT substrate are in contact with each other via the insulating columnar spacer 15, so that the color filter 1 and the TFT substrate are not short-circuited.

次に、第２の実施形態について説明する。
図４は、第２の実施形態にかかる、カラーフィルタ２の製造工程の一部を示す図である。 Next, a second embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a part of the manufacturing process of the color filter 2 according to the second embodiment.

第２の実施形態は、第１の実施形態におけるフォトマスク１６ａに対して、フォトマスク１６ｂを用いて製造する以外は、同様に製造する。 In the second embodiment, the photomask 16a in the first embodiment is manufactured in the same manner except that the photomask 16b is used.

図４（ａ）に示すように、フォトマスク１６ｂは、透過部１９の周囲に半透過部２０を有さないため、図４（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２は、ブラックマトリクス７の上でない部位に柱状スペーサー１５を有する。 As shown in FIG. 4A, the photomask 16b does not have the semi-transmissive part 20 around the transmissive part 19, so that the color filter 2 includes the black matrix 7 as shown in FIG. Columnar spacers 15 are provided at portions not above.

第２の実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、柱状スペーサー１５の設置箇所を自由に設定できる。 According to 2nd Embodiment, in addition to the effect by 1st Embodiment, the installation location of the columnar spacer 15 can be set freely.

次に、第３の実施形態について説明する。
図５は、第３の実施形態にかかる、カラーフィルタ３の製造工程の一部を示す図である。 Next, a third embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a part of the manufacturing process of the color filter 3 according to the third embodiment.

第３の実施形態は、第１の実施形態におけるフォトマスク１６ａに対して、フォトマスク１６ｃを用いて製造する以外は、同様に製造する。 In the third embodiment, the photomask 16a in the first embodiment is manufactured in the same manner except that the photomask 16c is used.

図５（ａ）に示すように、フォトマスク１６ｃは、リブ２７に対応する半透過部２０を有するため、図５（ｂ）に示すように、カラーフィルタ３は、リブ２７を有する。 As shown in FIG. 5A, since the photomask 16c has the semi-transmissive portion 20 corresponding to the rib 27, the color filter 3 has the rib 27 as shown in FIG.

リブ２７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、及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 27 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, thereby changing the alignment directions of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. It is a member that can be controlled in the direction.

また、リブ２７のほかに、サブスペーサー（図示せず）を設けてもよい。サブスペーサーは、柱状スペーサー１５よりも高さが少し低い突起である。通常は柱状スペーサー１５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、柱状スペーサー１５が弾性変形を示す範囲内で、サブスペーサー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。 In addition to the ribs 27, sub-spacers (not shown) may be provided. The sub-spacer is a protrusion having a slightly lower height than the columnar spacer 15. Normally, the cell gap is secured only by the columnar spacer 15, but when the load is applied to the liquid crystal cell, the columnar spacer 15 is also subjected to external load within the range where the columnar spacer 15 exhibits elastic deformation. The load resistance characteristics of the liquid crystal cell can be improved.

第３の実施形態によれば、第２の実施形態による効果に加えて、ブラックマトリクス７を形成する際に、一括して柱状スペーサー１５とリブ２７を形成することができる。 According to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the columnar spacers 15 and the ribs 27 can be formed collectively when the black matrix 7 is formed.

次に、第４の実施形態について説明する。
図６は、第４の実施形態にかかる、カラーフィルタ４を示す図である。 Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating the color filter 4 according to the fourth embodiment.

第４の実施形態は、図６に示すように、ブラックマトリクス７の下のある部位では赤色層９と緑色層１１を重ねており、他の部位では緑色層１１と青色層１３を重ねている。柱状スペーサー１５の硬化を容易にするために、黒色感光性樹脂組成物２５を、通常のブラックマトリクスを形成する際に用いられる黒色感光性樹脂組成物よりも、光学濃度が低い黒色感光性樹脂組成物を使用することが考えられる。その際、ブラックマトリクス７の遮光率が、通常よりも低下する可能性があるため、ブラックマトリクス７の下の着色層どうしを重ねて、着色層において透過光を吸収し、ブラックマトリクス７の遮光を手助けさせるためである。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the red layer 9 and the green layer 11 are overlapped at a part below the black matrix 7, and the green layer 11 and the blue layer 13 are overlapped at other parts. . In order to facilitate the curing of the columnar spacers 15, the black photosensitive resin composition 25 has a lower optical density than the black photosensitive resin composition used when forming a normal black matrix. It is conceivable to use an object. At that time, since the light blocking ratio of the black matrix 7 may be lower than usual, the colored layers under the black matrix 7 are overlapped with each other to absorb the transmitted light in the colored layer, thereby blocking the light blocking of the black matrix 7. This is to help you.

なお、重ねる着色層の組み合わせは、任意に選ぶことができ、赤色層９と青色層１３とを重ねてもよい。また、図６において重ねて示している赤色層９と緑色層１１、緑色層１１と青色層１３を着色層を重ねなくともよい。 Note that the combination of the colored layers to be overlaid can be arbitrarily selected, and the red layer 9 and the blue layer 13 may be overlaid. Further, the red layer 9 and the green layer 11 shown in FIG. 6 and the green layer 11 and the blue layer 13 may not be overlapped with the colored layer.

第４の実施形態によれば、第３の実施形態による効果に加えて、ブラックマトリクス７の遮光を補強することができる。 According to the fourth embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, the light shielding of the black matrix 7 can be reinforced.

以下、本発明について実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。
［実施例］
（フォトマスクの作製）
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 with reference to examples and comparative examples.
[Example]
(Production of photomask)
A commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied 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 pattern was drawn with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronic Co., Ltd.).
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（半透明パターン）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_２＝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。
続いて半透明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）で窒化クロム膜及びクロム膜をエッチングし、半透明パターン及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 washed well, a chromium nitride film (translucent 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 translucent pattern was drawn again with a laser drawing apparatus (Micronic LRS11000-TFT3) and developed with a dedicated developer (Tokyo Ohka NMD3) 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 translucent 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.

フォトマスクは、ブラックマトリクスに対応する半透明パターンを有し、柱状スペーサーに対応する円状の開口部を遮光パターンに有する。 The photomask has a translucent pattern corresponding to the black matrix, and has a circular opening corresponding to the columnar spacer in the light shielding pattern.

（フォトマスクを用いた柱状スペーサーとブラックマトリクスの形成）
ネガ型感光性樹脂組成物（ポリマー１）、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を以下の成分で調製した。ネガ型黒色感光性樹脂組成物は、光学濃度が０．５となるように調製した。 (Formation of columnar spacer and black matrix using photomask)
A negative photosensitive resin composition (Polymer 1) and a negative black photosensitive resin composition were prepared with the following components. The negative black photosensitive resin composition was prepared so that the optical density was 0.5.

＜ポリマー１＞
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体３２重量部
・エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン社製エピコート１８０ｓ７０１８重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート４２重量部
・チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルカギュア９０７８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３００重量部 <Polymer 1>
・ Methyl methacrylate-styrene-acrylic acid copolymer 32 parts by weight ・ Epoxy resin: Japan Epoxy Resin Epicoat 180s70 18 parts by weight ・ Dipentaerythritol pentaacrylate 42 parts by weight ・ Ciba Specialty Chemicals Inc. Irukagua 907 8 parts by weight Parts ・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 300 parts by weight

＜ネガ型黒色感光性樹脂組成物＞
・赤顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｔＲｅｄ２５４）２．５０重量部
・青顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｔＢｌｕｅ１５：６）２．５０重量部
・黄顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｔＹｅｌｌｏｗ１３９）１．２５重量部
・顔料誘導体（ゼネカ社製ソルスパース５０００）０．６０重量部
・分散剤（ゼネカ社製ソルスパース２４０００）２．４０重量部
・モノマー（サートマー社製ＳＲ３９９）４．００重量部
・バインダー樹脂（ポリマー１）５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガキュア９０７）１．４０重量部
・開始剤（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
・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）７９．７５重量部 <Negative black photosensitive resin composition>
Red pigment (CI Pigmet Red254) 2.50 parts by weight Blue pigment (CI Pigmet Blue 15: 6) 2.50 parts by weight Yellow pigment (CI Pigmet Yellow 139) 1.25 parts by weight Pigment derivative (Solsperse 5000 manufactured by Zeneca) 0.60 parts by weight Dispersant (Solsperse 24000 manufactured by Zeneca) 2.40 parts by weight Monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.00 parts by weight Binder resin (Polymer 1) 5.0 parts by weight / initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.40 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′- Tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 7 9.75 parts by weight

次いで、基板として、大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備し、定法にしたがって洗浄した。その後、ガラス基板上にネガ型黒色感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、８０℃のホットプレートで９０秒のプリベイクを行った。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：７５ｍＪ／ｃｍ^２（Ｉ線換算）
・露光ギャップ：２００μｍ Next, a glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared as a substrate, and washed according to a conventional method. Thereafter, a negative black photosensitive resin composition was applied on a glass substrate by spin coating, dried under reduced pressure, and then pre-baked for 90 seconds on a hot plate at 80 ° C. Then, it exposed on the following conditions through the photomask.
<Exposure conditions>
・ Exposure amount: 75 mJ / cm ² (I-line conversion)
・ Exposure gap: 200μm

次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行った。着色層を有する側より、基板全面に、フォトマスクを介さずに１０００ｍＪ／ｃｍ^２程度の露光を行った。その後、２３０℃のオーブンで、３０分焼成を行い、ポストベークを行った。 Next, development was performed using a 0.05 wt% potassium hydroxide aqueous solution. From the side having the colored layer, the entire surface of the substrate was exposed to about 1000 mJ / cm ² without using a photomask. Then, it baked for 30 minutes in 230 degreeC oven, and performed post-baking.

［比較例１］
現像後の再度の露光を省略する以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。 [Comparative Example 1]
A color filter was produced in the same manner as in Example except that the second exposure after development was omitted.

［比較例２］
フォトマスクを介して露光を行う際に、下記条件で露光を行い、再度の露光を省略する以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。
＜露光条件＞
・露光量：１０００ｍＪ／ｃｍ^２（Ｉ線換算）
・露光ギャップ：２００μｍ [Comparative Example 2]
When performing exposure through a photomask, a color filter was produced in the same manner as in Example except that exposure was performed under the following conditions and re-exposure was omitted.
<Exposure conditions>
・ Exposure dose: 1000 mJ / cm ² (I-line conversion)
・ Exposure gap: 200μm

［評価］
実施例、比較例１、比較例２で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。結果を表１に示す。 [Evaluation]
The cross-sectional shape of the pattern formed in Example, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was observed with a scanning electron microscope, and the dimensions were measured. The results are shown in Table 1.

なお、柱状スペーサーの好ましい膜厚は３〜３．５μｍであり、ブラックマトリクスの好ましい膜厚は１〜１．５μｍであり、柱状スペーサーとブラックマトリクスの好ましい膜厚差は２〜２．５μｍである。 The preferable film thickness of the columnar spacer is 3 to 3.5 μm, the preferable film thickness of the black matrix is 1 to 1.5 μm, and the preferable film thickness difference between the columnar spacer and the black matrix is 2 to 2.5 μm. .

表１に示すとおり、実施例においては、膜厚差が２．８３μｍであり、適切な膜厚差である。現像後の再度の露光工程により、ポストベーク後においても、柱状スペーサーの高さが十分に高いためである。 As shown in Table 1, in the example, the film thickness difference is 2.83 μm, which is an appropriate film thickness difference. This is because the height of the columnar spacer is sufficiently high even after post-baking by the second exposure step after development.

一方、比較例１においては、柱状スペーサーの高さが低く、その結果、膜厚差が０．８６μｍと小さくなり、十分な膜厚差を得ることができなかった。これは、フォトマスクを介した露光の際に、柱状スペーサーへの露光が不十分であるために、図８（ａ）に示すように、現像後の柱状スペーサー１５は十分な膜厚を有しているが、図８（ｂ）に示すように、ポストベーク後のスペーサー１０９は、ポストベーク中に熱だれをし、高さが低くなるためである。 On the other hand, in Comparative Example 1, the height of the columnar spacer was low. As a result, the film thickness difference was as small as 0.86 μm, and a sufficient film thickness difference could not be obtained. This is because the exposure to the columnar spacer is insufficient during the exposure through the photomask, so that the post-development columnar spacer 15 has a sufficient film thickness as shown in FIG. However, as shown in FIG. 8B, the spacer 109 after the post-baking is dripped with heat during the post-baking, and the height becomes low.

比較例２においては、柱状スペーサーの高さの維持は可能であるが、ブラックマトリクスの膜厚が厚くなり、その結果、膜厚さが０．７１μｍと小さくなり、十分な膜厚差を得ることができなかった。これは、フォトマスクを介した露光の際に、露光量が１０００ｍＪ／ｃｍ^２と過大であるため、半透明パターンを介した露光であってもブラックマトリクスへの露光量が大きくなり、柱状スペーサーへの露光量と差がなくなってしまうからである。 In Comparative Example 2, it is possible to maintain the height of the columnar spacer, but the film thickness of the black matrix increases, and as a result, the film thickness decreases to 0.71 μm, and a sufficient film thickness difference is obtained. I could not. This is because the exposure amount is excessively 1000 mJ / cm ^{2 at} the time of exposure through the photomask, so that the exposure amount to the black matrix increases even in the case of exposure through the semi-transparent pattern, leading to the columnar spacer. This is because there is no difference from the exposure amount.

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、各種の変更例又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 a color filter concerning this invention, was described, 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１を示す図。The figure which shows the color filter 1 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the color filter 1 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るフォトマスク１６ａを示す図。The figure which shows the photomask 16a which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係るカラーフィルタ２の製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the color filter 2 which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係るカラーフィルタ３の製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the color filter 3 which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施の形態に係るカラーフィルタ４を示す図。The figure which shows the color filter 4 which concerns on 4th Embodiment. 従来の実施の形態に係るカラーフィルタ１０１を示す図。The figure which shows the color filter 101 which concerns on the conventional embodiment. 従来の実施の形態に係るポストベーク後のスペーサー１０９を説明する図。The figure explaining the spacer 109 after the post-baking which concerns on conventional embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１、２、３、４………カラーフィルタ
５………透明電極層
６………基板
７………ブラックマトリクス
９………赤色層
１１………緑色層
１３………青色層
１５………柱状スペーサー
１６………フォトマスク
１７………マスク基板
１９………透過部
２０………半透過部
２１………遮光部
２３………光
２５………黒色感光性樹脂組成物
２７………リブ
２９………遮光パターン
３１………半透明パターン
１０１………カラーフィルタ
１０３………ブラックマトリクス
１０５………オーバーコート
１０７………柱状スペーサー
１０９………スペーサー 1, 2, 3, 4, ... Color filter 5 ... Transparent electrode layer 6 Substrate 7 Black matrix 9 Red layer 11 Green layer 13 Blue layer 15 ...... Columnar spacer 16 ...... Photomask 17 ...... Mask substrate 19 ...... Transmission part 20 ...... Semi-transmission part 21 ...... Light-shielding part 23 ... Light 25 ... ...... Black photosensitive resin composition 27 ......... Rib 29 ......... Shading pattern 31 ......... Semi-transparent pattern 101 ......... Color filter 103 ......... Black matrix 105 ......... Overcoat 107 ......... Columnar spacer 109 ......... Spacer

Claims

基板上に、少なくとも、着色層、ブラックマトリクス、柱状スペーサーが形成された、カラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter in which at least a colored layer, a black matrix, and a columnar spacer are formed on a substrate,
The color filter, wherein the black matrix and the columnar spacer are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

基板上に、少なくとも、着色層、ブラックマトリクス、柱状スペーサー、リブが形成された、カラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーと前記リブとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter in which at least a colored layer, a black matrix, a columnar spacer, and a rib are formed on a substrate,
The color filter, wherein the black matrix, the columnar spacer, and the rib are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

基板と、
前記基板上に形成された着色層と、
前記着色層上に形成された透明電極層と、
前記透明電極層上に形成された、柱状スペーサーと、ブラックマトリクスと、
を有し、
前記ブラックマトリクスと柱状スペーサーとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタ。 A substrate,
A colored layer formed on the substrate;
A transparent electrode layer formed on the colored layer;
Columnar spacers formed on the transparent electrode layer, a black matrix,
Have
The color filter, wherein the black matrix and the columnar spacer are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

基板と、
前記基板上に形成された着色層と、
前記着色層上に形成された透明電極層と、
前記透明電極層上に形成された、ブラックマトリクスと、柱状スペーサーと、リブと、
を有し、
前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサーと前記リブとが、同一の黒色感光性樹脂組成物で一括して形成されることを特徴とするカラーフィルタ。 A substrate,
A colored layer formed on the substrate;
A transparent electrode layer formed on the colored layer;
A black matrix, a columnar spacer, and a rib formed on the transparent electrode layer,
Have
The color filter, wherein the black matrix, the columnar spacer, and the rib are collectively formed of the same black photosensitive resin composition.

前記ブラックマトリクスの下で、ある色の着色層と他の色の着色層とが重なることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載のカラーフィルタ。 5. The color filter according to claim 1, wherein a colored layer of a certain color and a colored layer of another color overlap each other under the black matrix.

ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、ブラックマトリクス以外の構造に対応する透過部または／および半透過部とを備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、
を備え、
前記ブラックマトリクスと前記ブラックマトリクス以外の構造とを一括して形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 Applying the negative black photosensitive resin composition (a);
(B) exposing the black photosensitive resin composition using a photomask comprising a transflective portion corresponding to a black matrix and a transmissive portion or / and a transflective portion corresponding to a structure other than the black matrix; ,
Developing the black photosensitive resin composition (c);
A step (d) of again exposing the black photosensitive resin composition;
A step (e) of post-baking the black photosensitive resin composition;
With
A method of manufacturing a color filter, wherein the black matrix and a structure other than the black matrix are formed in a lump.

前記ブラックマトリクス以外の構造が、柱状スペーサーまたは／およびリブであることを特徴とする請求項６記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 6, wherein the structure other than the black matrix is a columnar spacer or / and a rib.

着色層と透明電極層とを順に積層した基板の透明電極層上に、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、柱状スペーサに対応する透過部とを備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、
を備え、
前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサとを一括して形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 (A) applying a negative black photosensitive resin composition on the transparent electrode layer of the substrate in which the colored layer and the transparent electrode layer are sequentially laminated;
Exposing the black photosensitive resin composition using a photomask having a transflective portion corresponding to a black matrix and a transmissive portion corresponding to a columnar spacer;
Developing the black photosensitive resin composition (c);
A step (d) of again exposing the black photosensitive resin composition;
A step (e) of post-baking the black photosensitive resin composition;
With
A method of manufacturing a color filter, wherein the black matrix and the columnar spacer are formed in a lump.

着色層と透明電極層とを順に積層した基板の透明電極層上に、ネガ型黒色感光性樹脂組成物を塗布する工程（ａ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリクスに対応する半透過部と、柱状スペーサに対応する透過部と、リブに対応する半透過部と、を備えるフォトマスクを用いて露光する工程（ｂ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を現像する工程（ｃ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物を再度露光する工程（ｄ）と、
前記黒色感光性樹脂組成物をポストベークする工程（ｅ）と、
を備え、
前記ブラックマトリクスと前記柱状スペーサと前記リブとを一括して形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 (A) applying a negative black photosensitive resin composition on the transparent electrode layer of the substrate in which the colored layer and the transparent electrode layer are sequentially laminated;
(B) exposing the black photosensitive resin composition using a photomask including a semi-transmissive portion corresponding to a black matrix, a transmissive portion corresponding to a columnar spacer, and a semi-transmissive portion corresponding to a rib When,
Developing the black photosensitive resin composition (c);
A step (d) of again exposing the black photosensitive resin composition;
A step (e) of post-baking the black photosensitive resin composition;
With
The method for producing a color filter, wherein the black matrix, the columnar spacers, and the ribs are collectively formed.