JP4957140B2 - Photomask for color filter, method for producing color filter, color filter, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタを構成するパターンを形成する技術に関するものであり、特に、近接露光による露光にてフォトマスクの遮光部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスク、及び近接露光による露光にてフォトマスクの光透過部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクに関するものである。また、カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a technique for forming a pattern constituting a color filter, and in particular, a photomask in which a pattern corner corresponding to a corner of a light-shielding portion of a photomask is not rounded by exposure by proximity exposure. In addition, the present invention relates to a photomask in which pattern corners corresponding to the corners of the light transmitting portion of the photomask are not rounded in exposure by proximity exposure. The present invention also relates to a color filter manufacturing method, a color filter, and a liquid crystal display device.
液晶表示装置は自発光型の表示装置ではないので、その表示には他からの光を必要とし、例えば、その後方にバックライトを設け、後方からの光によって表示を行っている。このような液晶表示装置は透過型液晶表示装置と称され、主に屋内のような暗い環境下で用いられる。
また、例えば、その後方に光反射層を設け、液晶表示装置を観視する際の周囲からの外光によって表示を行う液晶表示装置がある。このような液晶表示装置は反射型液晶表示装置と称され、主に屋外のような周囲が明るい環境下で用いられる。
Since the liquid crystal display device is not a self-luminous display device, the display needs light from the other, for example, a backlight is provided behind the display, and the display is performed by the light from the back. Such a liquid crystal display device is called a transmissive liquid crystal display device, and is mainly used in a dark environment such as indoors.
Further, for example, there is a liquid crystal display device in which a light reflection layer is provided behind the liquid crystal display device, and display is performed by external light from the surroundings when the liquid crystal display device is viewed. Such a liquid crystal display device is called a reflection type liquid crystal display device, and is mainly used in a bright environment such as outdoors.
半透過型液晶表示装置と称される液晶表示装置は、１基の液晶表示装置において透過型と反射型の両機能を兼ね備えた液晶表示装置である。この半透過型液晶表示装置は、屋外のような非常に明るい環境下でも、屋内のような暗い環境下でも用いることができるものであり、モバイル機器に用いられる。 A liquid crystal display device called a transflective liquid crystal display device is a liquid crystal display device that has both a transmissive type and a reflective type function in one liquid crystal display device. This transflective liquid crystal display device can be used in a very bright environment such as outdoors or in a dark environment such as indoors, and is used in mobile devices.
図３は、半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を示したものであり、一画素に対応する部位を拡大して示す平面図である。また、図４は、図３に示すカラーフィルタを用いた半透過型液晶表示装置の一画素の部分を示す断面説明図である。図３におけるＸ−Ｘ’線の断面が、図４に示すカラーフィルタ（３０）の断面に相当する。 FIG. 3 shows an example of a color filter used in a transflective liquid crystal display device, and is a plan view showing an enlarged portion corresponding to one pixel. FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a pixel portion of a transflective liquid crystal display device using the color filter shown in FIG. 3 corresponds to the cross section of the color filter (30) shown in FIG.
図３、及び図４に示すように、この半透過型液晶表示装置は、カラーフィルタ（３０）、カラーフィルタ上に形成された透明電極（１４）、液晶（５０）、ＴＦＴ素子（図示せず）などが形成されたＴＦＴ基板（４０）、ＴＦＴ基板上に形成された透明電極（４１）及び反射電極（４２）で構成されている。
カラーフィルタ（３０）は、ガラス基板（１１）上にブラックマトリックス（１２）、着色画素（１３）が形成されたものである。また、透明電極（４１）及び反射電極（４２）はＴＦＴ素子のドレイン電極と接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the transflective liquid crystal display device includes a color filter (30), a transparent electrode (14) formed on the color filter, a liquid crystal (50), a TFT element (not shown). ) And the like, and a transparent electrode (41) and a reflective electrode (42) formed on the TFT substrate.
The color filter (30) has a black matrix (12) and colored pixels (13) formed on a glass substrate (11). The transparent electrode (41) and the reflective electrode (42) are connected to the drain electrode of the TFT element.
１画素の領域（Ｐｘ）はブラックマトリックス（１２）を除くと、光透過領域（Ｔｒ）と光反射領域（Ｒｅ）とで構成されている。
光透過領域（Ｔｒ）は、透過型液晶表示装置として機能する領域であり、光反射領域（Ｒｅ）は、反射型液晶表示装置として機能する領域である。
Except for the black matrix (12), one pixel region (Px) is composed of a light transmission region (Tr) and a light reflection region (Re).
The light transmissive region (Tr) is a region that functions as a transmissive liquid crystal display device, and the light reflective region (Re) is a region that functions as a reflective liquid crystal display device.
１画素の領域（Ｐｘ）内の着色層（１５）及びスルーホール（開口部）を有する着色層（１６）は、同一の着色層形成材料を用いて設けられた同一厚さの着色層である。図４にては、説明上、左斜線と右斜線で表記してある。また、図４中、反射電極（４２）の両端の上方が着色層（１５）とスルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）との境界であり、鎖線で表記してある。
着色画素（１３）の光透過領域（Ｔｒ）には、その全領域に厚さＤ１の均一な着色層（１５）が形成され、また、光反射領域（Ｒｅ）には、外光が入反射するスルーホール（開口
部）（１７）を有する着色層（１６）が形成されている。
The colored layer (15) in one pixel region (Px) and the colored layer (16) having a through hole (opening) are colored layers of the same thickness provided using the same colored layer forming material. . In FIG. 4, for the sake of explanation, the left diagonal line and the right diagonal line are used. In FIG. 4, the upper part of both ends of the reflective electrode (42) is the boundary between the colored layer (15) and the colored layer (16) having a through hole (opening) (17), which is indicated by a chain line. .
In the light transmission region (Tr) of the colored pixel (13), a uniform colored layer (15) having a thickness D1 is formed in the entire region, and external light enters and reflects in the light reflection region (Re). A colored layer (16) having through holes (openings) (17) to be formed is formed.
すなわち、１画素の領域（Ｐｘ）内では、光透過領域（Ｔｒ）の均一な着色層（１５）と、光反射領域（Ｒｅ）のスルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）とで着色画素（１３）が構成されている。そして、このスルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）の色濃度的な厚さは、その平均厚さ（Ｄ２）で表される。
また、着色層（１６）のスルーホール（開口部）（１７）が、何も設けていない、着色層の欠落した状態であると、カラーフィルタの表面の平坦性は悪化したものとなる。これにより、液晶の配向が乱され、表示品質に悪影響を及ぼすことになる。従って、一般には、着色層（１６）のスルーホール（開口部）（１７）には無色透明な樹脂を充填し、平坦性を保たせている。
That is, in a region (Px) of one pixel, a colored layer (16) having a uniform colored layer (15) in the light transmitting region (Tr) and a through hole (opening) (17) in the light reflecting region (Re) (16). ) Constitutes a colored pixel (13). The color density thickness of the colored layer (16) having the through hole (opening) (17) is represented by the average thickness (D2).
Further, when the through hole (opening) (17) of the colored layer (16) is in a state where nothing is provided and the colored layer is missing, the flatness of the surface of the color filter is deteriorated. As a result, the alignment of the liquid crystal is disturbed, which adversely affects the display quality. Therefore, in general, the through-hole (opening) (17) of the colored layer (16) is filled with a colorless and transparent resin to maintain flatness.
図４に示す、厚さＤ１を有する均一な着色層（１５）の分光透過率は、過型液晶表示装置に好適な分光透過率を有する。光透過領域（Ｔｒ）においては白太矢印（Ａ）で示すバックライトからの白色光が、ＴＦＴ基板（４０）、透明電極（４１）、液晶（５０）、透明導電膜（１４）を経て着色画素（１３）の光透過領域（Ｔｒ）の着色層（１５）を通過し色光となり白細矢印（Ｐ）で示すように、外部へ射出するようになっている。
従って、この半透過型液晶表示装置のバックライトを点灯し透過型液晶表示装置として使用した際には、透過型液晶表示装置として優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をする。
The spectral transmittance of the uniform colored layer (15) having the thickness D1 shown in FIG. 4 has a spectral transmittance suitable for the over-type liquid crystal display device. In the light transmission region (Tr), white light from the backlight indicated by the white arrow (A) is colored through the TFT substrate (40), the transparent electrode (41), the liquid crystal (50), and the transparent conductive film (14). The light passes through the colored layer (15) in the light transmission region (Tr) of the pixel (13), becomes colored light, and is emitted to the outside as indicated by a thin white arrow (P).
Therefore, when the backlight of this transflective liquid crystal display device is turned on and used as a transmissive liquid crystal display device, a transmissive color display having excellent brightness and saturation as the transmissive liquid crystal display device is obtained.
また、この半透過型液晶表示装置のバックライトを消灯し、屋外のような明るい環境下で反射型液晶表示装置として使用した際には、光反射領域（Ｒｅ）において、斜線太矢印（Ｂ）で示す周囲からの外光が、ガラス基板（１１）、平均厚さ（Ｄ２、Ｄ２＜Ｄ１）の、スルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）を通過し色光となり反射電極（４２）にて反射され、斜線細矢印（Ｑ）で示すように、再び外部へ射出するようになっている。 In addition, when the backlight of this transflective liquid crystal display device is turned off and used as a reflective liquid crystal display device in a bright environment such as outdoors, a hatched thick arrow (B) in the light reflection region (Re) The external light from the surroundings shown in FIG. 5 passes through the colored layer (16) having the through-hole (opening) (17) of the glass substrate (11) and the average thickness (D2, D2 <D1) to become colored light, which is a reflective electrode The light is reflected at (42) and is emitted to the outside again as indicated by the hatched thin arrow (Q).
この際の反射光は、平均厚さ（Ｄ２）のスルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）を２回にわたり通過しているので、透過型液晶表示装置に用いられる着色画素の分光透過率に近似した分光透過率を有するものとなる。
このようなカラーフィルタを用いることにより、透過型液晶表示装置としての優れた明度、彩度を有する透過カラー表示をし、また、反射型液晶表示装置として暗くならず、優れた明度、彩度を有する反射カラー表示をすることが可能となる。
The reflected light at this time passes through the colored layer (16) having through holes (openings) (17) having an average thickness (D2) twice, so that the colored pixels used in the transmissive liquid crystal display device It has a spectral transmittance close to the spectral transmittance.
By using such a color filter, a transmissive color display having excellent brightness and saturation as a transmissive liquid crystal display device is obtained, and as a reflective liquid crystal display device, it is not dark and has excellent brightness and saturation. It is possible to display a reflective color display.
上記着色画素（１３）は、ブラックマトリックス（１２）が形成されたガラス基板（１１）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成される。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成される。 The colored pixel (13) is obtained by photolithography using a negative colored photoresist in which a pigment such as a pigment is dispersed on a glass substrate (11) on which a black matrix (12) is formed, that is, The colored pixels are formed as colored pixels by exposure to a coating film of a colored photoresist through a photomask and development processing. Red, green, and blue colored pixels are sequentially formed.
カラーフィルタを製造する際の上記フォトマスクを介した露光には、ガラス基板（１１）のサイズと略同程度のサイズのフォトマスクを用いて露光する方法が広く採用されている。カラーフィルタの画面全体を１回の露光で一括して行う、所謂、一括露光法である。この露光法では、フォトレジストの塗布膜が設けられたガラス基板の上方に、近接露光のギャップを介してフォトマスクが配置され、マスクパターンが形成されたフォトマスクは、その膜面を下方、すなわち、ガラス基板の塗布膜に対向させる近接露光が広く採用されている。 For the exposure through the photomask when manufacturing the color filter, a method of performing exposure using a photomask having a size substantially the same as the size of the glass substrate (11) is widely adopted. This is a so-called batch exposure method in which the entire screen of the color filter is collectively performed by one exposure. In this exposure method, a photomask is disposed above a glass substrate on which a photoresist coating film is provided via a proximity exposure gap, and the photomask on which a mask pattern is formed has its film surface below, that is, Proximity exposure that opposes a coating film on a glass substrate has been widely adopted.
上記近接露光による露光方法は、ガラス基板（１１）にフォトマスクを密着することに
よって生じるキズを防止するため、また、フォトマスクに塵埃が付着した際に画素が欠陥となってしまうのを防止するためフォトレジストが塗布されたガラス基板とフォトマスクとは、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度の間隔を保って露光を行う方法である。
The exposure method by the proximity exposure described above prevents scratches caused by sticking the photomask to the glass substrate (11), and prevents the pixels from becoming defective when dust adheres to the photomask. Therefore, the glass substrate on which the photoresist is applied and the photomask are, for example, a method of performing exposure while maintaining an interval of about 50 μm to 100 μm.
図５は、カラーフィルタの製造における近接露光の一例を説明する断面図である。図５に示すように、ガラス基板（１１）上に着色フォトレジストの塗布膜（４７）が形成され、その上方には近接露光のギャップ（Ｇ）を設けてフォトマスク（ＰＭ）が配置されている。
フォトマスク（ＰＭ）には、スルーホール（開口部）（１７）の形成に対応したパターンが形成されている。フォトマスクの膜面（１８）は着色フォトレジストの塗布膜（４７）に対向している。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of proximity exposure in the manufacture of a color filter. As shown in FIG. 5, a colored photoresist coating film (47) is formed on a glass substrate (11), and a photomask (PM) is disposed thereabove with a proximity exposure gap (G). Yes.
On the photomask (PM), a pattern corresponding to the formation of the through hole (opening) (17) is formed. The film surface (18) of the photomask faces the coating film (47) of the colored photoresist.
図６（ａ）〜（ｃ）は、半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの他の例を示す平面図である。図６（ａ）〜（ｃ）に示す他の例は、着色画素（１３）の図中上半部が光透過領域（Ｔｒ）であり、この上半部には着色層（１５）が設けられている。また、下半部が光反射領域（Ｒｅ）であり、この下半部にはスルーホール（開口部）（１７）を有する着色層（１６）が設けられている。 6A to 6C are plan views showing other examples of color filters used in the transflective liquid crystal display device. In another example shown in FIGS. 6A to 6C, the upper half of the colored pixel (13) in the drawing is a light transmission region (Tr), and a colored layer (15) is provided in the upper half. It has been. The lower half is a light reflection region (Re), and a colored layer (16) having a through hole (opening) (17) is provided in the lower half.
図６（ａ）は、スルーホール（開口部）（１７）が円形、図６（ｂ）は、スルーホール（開口部）（１７）が正方形、図６（ｃ）は、スルーホール（開口部）（１７）が図中左右対称に設けられた２個の矩形の例である。
このように、着色層（１６）に設けられるスルーホール（開口部）（１７）の形状は円形に限定されず、各種の多角形が用いられる。図６（ａ）〜（ｃ）に示すスルーホール（開口部）（１７）の形状は、スルーホール（開口部）（１７）の所望する形状を表したものである。
6A shows a circular through hole (opening) (17), FIG. 6B shows a square through hole (opening) (17), and FIG. 6C shows a through hole (opening). ) (17) is an example of two rectangles provided symmetrically in the figure.
Thus, the shape of the through hole (opening) (17) provided in the colored layer (16) is not limited to a circle, and various polygons are used. The shape of the through hole (opening) (17) shown in FIGS. 6A to 6C represents the desired shape of the through hole (opening) (17).
近接露光による露光方法を採用した場合には、以下に説明するように、多角形状のスルーホール（開口部）（１７）を所望する形状に形成することは困難なことである。尚、着色画素（１３）は、幅（ａ）約２５μｍ、長さ（ｂ）約７５μｍ程度であり、正方形の一辺（ｃ）は約７５μｍ程度のものである。 When the exposure method by proximity exposure is adopted, it is difficult to form a polygonal through hole (opening) (17) in a desired shape as described below. The colored pixel (13) has a width (a) of about 25 μm and a length (b) of about 75 μm, and one side (c) of the square is about 75 μm.
図７（ａ）は、図６（ｂ）に示す着色画素を形成する際に用いるカラーフィルタ用フォトマスクの一例のパターンの一部を拡大して示す平面図である。着色画素を形成するフォトレジストとしてネガ型着色フォトレジストを用いた際のものである。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すカラーフィルタ用フォトマスクを用いて形成された着色画素を拡大して示す平面図である。 FIG. 7A is an enlarged plan view showing a part of an example of a color filter photomask used when forming the colored pixels shown in FIG. 6B. This is a case where a negative colored photoresist is used as the photoresist for forming the colored pixels. FIG. 7B is an enlarged plan view showing colored pixels formed using the color filter photomask shown in FIG.
このカラーフィルタ用フォトマスクは、フォトマスクと基板上に設けられた着色フォトレジスト層との間に間隙を設けた近接露光方式にて用いられるものである。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、このフォトマスクは光透過部（５２）と遮光部（５１）で構成され、光透過部（５２）の反射表示部（Ｒｅ）には、着色画素（５３）内に形成するスルーホール（開口部）（Ｋ１）に対応した正方形遮光部（Ｓ１）が設けられている。 This color filter photomask is used in a proximity exposure system in which a gap is provided between a photomask and a colored photoresist layer provided on a substrate. As shown in FIGS. 7A and 7B, this photomask is composed of a light transmission part (52) and a light shielding part (51), and the reflection display part (Re) of the light transmission part (52) A square light shielding part (S1) corresponding to a through hole (opening part) (K1) formed in the colored pixel (53) is provided.
この正方形遮光部（Ｓ１）は、遮光部（５１）とは繋がっておらず、光透過部（５２）内で島状に孤立した遮光部である。このフォトマスクを図５に示すように配置し、その上方から照射光（Ｌ）を露光すると、上方から照射された光は、近接露光の回折効果により正方形遮光部（Ｓ１）端で下方に回り込み、特に正方形の四隅の角部（頂点）（ｄ）の下方での照射量が多くなり、スルーホール（開口部）（Ｋ１）の四隅の角部の部分は丸味を帯びてしまう。 This square light-shielding part (S1) is not connected to the light-shielding part (51), and is a light-shielding part isolated in an island shape in the light transmission part (52). When this photomask is arranged as shown in FIG. 5 and the irradiation light (L) is exposed from above, the light irradiated from above wraps downward at the end of the square light shielding portion (S1) due to the diffraction effect of proximity exposure. In particular, the amount of irradiation below the corners (vertices) (d) of the four corners of the square increases, and the corners of the four corners of the through hole (opening) (K1) are rounded.
この丸味の半径（ｒ１）は、ネガ型着色フォトレジストを用いた近接露光にては、例えば、正方形遮光部（Ｓ１）の一辺（ｃ）が約１２μｍの際に５μｍ程度のものとなる。
この正方形の四隅の角部（頂点）での丸味によってスルーホール（開口部）（Ｋ１）の面積は変化し、前記図４に示すスルーホール（開口部）を有する着色層（１６）の平均厚さ（Ｄ２）に影響を及ぼす。すなわち、この平均厚さ（Ｄ２）の変化は、反射型液晶表示装置の反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらすこととなる。
The round radius (r1) is, for example, about 5 μm when the side (c) of the square light-shielding portion (S1) is about 12 μm in the proximity exposure using the negative coloring photoresist.
The area of the through hole (opening) (K1) varies depending on the roundness at the corners (vertices) of the four corners of the square, and the average thickness of the colored layer (16) having the through hole (opening) shown in FIG. Affects (D2). That is, the change in the average thickness (D2) causes a change in brightness and saturation in the reflective color display of the reflective liquid crystal display device.
また、図８（ａ）は、図６（ｃ）に示す着色画素を形成する際に用いるカラーフィルタ用フォトマスクの一例のパターンの一部を拡大して示す平面図である。
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すカラーフィルタ用フォトマスクを用いて形成された着色画素を拡大して示す平面図である。
この着色画素（６３）の反射表示部（Ｒｅ）には、スルーホール（開口部）（Ｋ２）として左右対称に２個の矩形が設けられている。スルーホール（開口部）（Ｋ２）は、着色画素内にあるが、左スルーホール（開口部）（Ｋ２）の左辺、及び右スルーホール（開口部）（Ｋ２）の右辺は各々、着色画素の長辺を延長した線（ｆ）に接した状態になっている。
FIG. 8A is an enlarged plan view showing a part of an example of a color filter photomask used for forming the colored pixels shown in FIG.
FIG. 8B is an enlarged plan view showing colored pixels formed using the color filter photomask shown in FIG.
The reflective display part (Re) of the colored pixel (63) is provided with two rectangles symmetrically as through-holes (openings) (K2). The through hole (opening) (K2) is in the colored pixel, but the left side of the left through hole (opening) (K2) and the right side of the right through hole (opening) (K2) are respectively colored pixels. The long side is in contact with the line (f).
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、このフォトマスクは光透過部（６２）と遮光部（６１）で構成され、光透過部（６２）の反射表示部（Ｒｅ）には、着色画素（６３）内に形成するスルーホール（開口部）（Ｋ２）に対応した矩形遮光部（Ｓ２）が設けられている。 As shown in FIGS. 8A and 8B, this photomask is composed of a light transmission part (62) and a light shielding part (61), and the reflection display part (Re) of the light transmission part (62) A rectangular light shielding portion (S2) corresponding to a through hole (opening portion) (K2) formed in the colored pixel (63) is provided.
この矩形遮光部（Ｓ２）は、遮光部（６１）とは繋がっており、遮光部（６１）が延長された状態の遮光部である。このフォトマスクを図５に示すように配置し、その上方から照射光（Ｌ）を露光すると、上方から照射された光は、近接露光の回折効果により矩形遮光部（Ｓ２）端で下方に回り込み、特に矩形の角部（頂点）（ｄ）の下方での照射量が多くなり、図７に示す正方形遮光部（Ｓ１）の場合と同様に、スルーホール（開口部）（Ｋ２）の角部の部分は半径（ｒ１）を有する丸味を帯びてしまう。 The rectangular light shielding portion (S2) is connected to the light shielding portion (61), and is a light shielding portion in a state where the light shielding portion (61) is extended. When this photomask is arranged as shown in FIG. 5 and the irradiation light (L) is exposed from above, the light irradiated from above wraps downward at the end of the rectangular light shielding portion (S2) due to the diffraction effect of proximity exposure. In particular, the amount of irradiation below the corner (vertex) (d) of the rectangle is increased, and the corner of the through hole (opening) (K2) is the same as in the case of the square light shield (S1) shown in FIG. Is rounded with a radius (r1).
一方、フォトマスクの上方から照射された光は、特に光透過部（６２）の角部（頂点）（ｅ）の下方での照射量が少なくり、スルーホール（開口部）（Ｋ２）の角部の部分は丸味を帯びてしまう。 On the other hand, the amount of light irradiated from above the photomask is particularly low below the corner (vertex) (e) of the light transmitting portion (62), and the corner of the through hole (opening) (K2). The part is rounded.
上記のように、光透過部（６２）内に、遮光部（６１）とは繋がって遮光部（６１）が延長された状態の矩形遮光部（Ｓ２）が設けられたフォトマスクの際には、矩形遮光部（Ｓ２）の矩形の角部（頂点）（ｄ）の下方でのスルーホール（開口部）（Ｋ２）の角部の丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ２）の面積の変化と、光透過部（６２）の角部（頂点）（ｅ）の下方でのスルーホール（開口部）（Ｋ２）の角部の丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ２）の面積の変化が発生し、この両者が反射型液晶表示装置の反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらすこととなる。 As described above, in the case of a photomask in which the rectangular light-shielding portion (S2) in a state where the light-shielding portion (61) is extended in the light-transmitting portion (62) is connected to the light-shielding portion (61). The change in the area of the through hole (opening) (K2) due to the roundness of the corner of the through hole (opening) (K2) below the rectangular corner (vertex) (d) of the rectangular light shielding part (S2) And the change in the area of the through hole (opening) (K2) due to the roundness of the corner of the through hole (opening) (K2) below the corner (vertex) (e) of the light transmitting portion (62). Both of these occur and change the brightness and saturation in the reflective color display of the reflective liquid crystal display device.
尚、図７（ａ）に示すフォトマスクの光透過部（５２）の四隅（ｇ）、及び図８（ａ）に示すフォトマスクの光透過部（６２）の四隅（ｇ）においても、上記光透過部（６２）の角部（頂点）（ｅ）の下方での着色画素の丸味現象は発生しているのであるが、上記四隅（ｇ）の下方には、光透過部（５２）又は光透過部（６２）の四隅の形状に相似のブラックマトリックス（１２）が設けられているので、この部分での丸味現象の影響は少ない。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、フォトリソグラフィ法によってガラス基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、近接露光法によってフォトマスクを介した露光を行っても、フォトマスクの遮光部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and when a pattern constituting a color filter is formed on a glass substrate by a photolithography method, even if exposure through a photomask is performed by a proximity exposure method. Another object of the present invention is to provide a photomask in which the corners of the pattern corresponding to the corners of the light-shielding part of the photomask are not rounded.
また、フォトリソグラフィ法によってガラス基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、近接露光法によってフォトマスクを介した露光を行っても、フォトマスクの光透過部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクを提供することを課題とするものである。 In addition, when a pattern constituting a color filter is formed on a glass substrate by photolithography, a pattern corresponding to the corner of the light transmission portion of the photomask even if exposure through a photomask is performed by proximity exposure. It is an object of the present invention to provide a photomask whose corners are not rounded.
また、上記カラーフィルタ用フォトマスクを用いたカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、及び液晶表示装置を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a color filter manufacturing method, a color filter, and a liquid crystal display device using the color filter photomask.
本発明における第一の発明は、透過表示部と反射表示部を有し、反射表示部にスルーホール（開口部）として左右対称に２個の矩形が設けられ、スルーホール（開口部）は、着色画素内にあり、左スルーホール（開口部）の左辺、及び右スルーホール（開口部）の右辺は各々、着色画素の長辺を延長した線に接した状態になっている矩形状のカラーフィルタを構成するパターンを、ネガ型フォトレジストを用い、近接露光により形成する際に使用するフォトマスクにおいて、着色画素内のスルーホールの角部に相当する前記フォトマスクの遮光部の角部に、多角形の補正遮光パターンをその頂点を接して設け、着色画素外側のスルーホール角部に相当する前記フォトマスクの光透過部の角部に、多角形の補正開口パターンをその頂点を接して設けたことを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。
The first invention in the present invention has a transmissive display portion and a reflective display portion, and the reflection display portion is provided with two rectangles symmetrically as through-holes (openings), and the through-holes (openings) are A rectangular color that is in the colored pixel, and the left side of the left through-hole (opening) and the right side of the right through-hole (opening) are in contact with a line that extends the long side of the colored pixel. the pattern constituting the filter, using a negative photoresist, the photomask used at the time of Rikatachi formed by the proximity exposure, the corner of the light shielding portion of the photomask corresponding to the corner portion of the through hole in the coloring in the pixel A polygonal correction light-shielding pattern is provided in contact with the apex , and a polygonal correction aperture pattern is provided at the apex at the corner of the light transmitting portion of the photomask corresponding to the through-hole corner outside the colored pixel. Touching A photomask for a color filter, wherein the digit.
また、本発明は、上記第一の発明によるカラーフィルタ用フォトマスクにおいて、前記遮光部の角部の内角が、７０°〜１２０°の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。 Further, the present invention is the color filter photomask according to the first invention, wherein an inner angle of a corner portion of the light shielding portion is in a range of 70 ° to 120 °. .
また、本発明は、上記第一の発明によるカラーフィルタ用フォトマスクにおいて、前記多角形の補正遮光パターンの頂点を交点とする２辺の長さが、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。 Further, according to the present invention, in the color filter photomask according to the first aspect of the present invention, the lengths of two sides with the vertex of the polygonal correction light-shielding pattern as intersections are both in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. It is a photomask for a color filter characterized by being.
また、本発明は、上記第一の発明によるカラーフィルタ用フォトマスクにおいて、前記光透過部の角部の内角が、７０°〜１２０°の範囲であることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。
Further, the present invention is the color filter photomask according to the first invention, wherein an inner angle of a corner portion of the light transmitting portion is in a range of 70 ° to 120 °. is there.
また、本発明は、上記第一の発明によるカラーフィルタ用フォトマスクにおいて、前記多角形の補正開口パターンの頂点を交点とする２辺の長さが、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスクである。
According to the present invention, in the color filter photomask according to the first aspect of the present invention, the lengths of two sides having the vertexes of the polygonal correction aperture pattern as intersections are both in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. It is a photomask for a color filter characterized by being.
本発明における第二の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ用フォトマスクを使用して、カラーフィルタを構成するパターンを形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, a color filter is formed by using the color filter photomask according to any one of
本発明における第三の発明は、請求項６記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造したことを特徴とするカラーフィルタである。
A third aspect of the present invention is a color filter manufactured using the method for manufacturing a color filter according to
本発明における第四の発明は、請求項７記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising the color filter according to the seventh aspect.
本発明における第一の発明は、フォトマスクの遮光部の角部に、多角形の補正遮光パターンをその頂点を接して設けたカラーフィルタ用フォトマスクであるので、フォトリソグラフィ法によってガラス基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、近接露光法によってフォトマスクを介した露光を行っても、フォトマスクの遮光部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクとなる。 The first aspect of the present invention is a color filter photomask in which a polygonal correction light-shielding pattern is provided at the corner of the light-shielding part of the photomask in contact with the apex thereof. A photomask whose pattern corners corresponding to the corners of the light-shielding portion of the photomask are not rounded even when exposure is performed through the photomask by the proximity exposure method when forming the pattern constituting the color filter. It becomes.
さらに、本発明における第一の発明は、フォトマスクの光透過部の角部に、多角形の補正開口パターンをその頂点を接して設けたカラーフィルタ用フォトマスクであるので、フォトリソグラフィ法によってガラス基板上にカラーフィルタを構成するパターンを形成する際に、近接露光法によってフォトマスクを介した露光を行っても、フォトマスクの光透過部の角部に対応したパターン角部が丸味を帯びることのないフォトマスクとなる。
Further , the first invention in the present invention is a color filter photomask in which a polygonal correction aperture pattern is provided in contact with the apex at the corner of the light transmitting portion of the photomask. When forming a pattern constituting a color filter on a substrate, the pattern corner corresponding to the corner of the light transmitting portion of the photomask is rounded even if exposure is performed through a photomask by the proximity exposure method. It becomes a photomask without any.
また、本発明は、上記フォトマスクを用いるので、カラーフィルタを構成するパターン角部が丸味を帯びることのないカラーフィルタの製造方法となる。また、反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらさないカラーフィルタ及び液晶表示装置となる。 In addition, since the present invention uses the photomask, the present invention provides a method for producing a color filter in which the pattern corners constituting the color filter are not rounded. In addition, a color filter and a liquid crystal display device that do not cause changes in lightness and saturation in reflective color display are obtained.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの一参考例のパターンの一部を拡大して示す平面図である。このカラーフィルタ用フォトマスクは、着色画素を形成するためのものであり、着色画素を形成するフォトレジストとしてネガ型着色フォトレジストを用いた際のものである。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すカラーフィルタ用フォトマスクを用いて形成された着色画素を拡大して示す平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1A is an enlarged plan view showing a part of a pattern of a reference example of a photomask for a color filter according to the present invention. This color filter photomask is for forming colored pixels, and is obtained when a negative colored photoresist is used as a photoresist for forming colored pixels. FIG. 1B is an enlarged plan view showing the colored pixels formed using the color filter photomask shown in FIG.
本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクは、フォトマスクと基板上に設けられた着色フォトレジスト層との間に間隙を設けた近接露光方式にて用いられるものである。その間隙は形成するパターンの大きさ等によって異なるものであるが、通常５０μｍ〜１００μｍの範囲内とされる。 The color filter photomask according to the present invention is used in a proximity exposure method in which a gap is provided between a photomask and a colored photoresist layer provided on a substrate. The gap varies depending on the size of the pattern to be formed, but is usually in the range of 50 μm to 100 μm.
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、このフォトマスクは光透過部（２２）と遮光部（２１）で構成され、光透過部（２２）は幅（ａ）約２５μｍ、長さ（ｂ）約７５μｍ程度の矩形で、所望する着色画素（２３）の形状となっている。
図１に示す一参考例は、前記図７に示すカラーフィルタ用フォトマスク及び着色画素に対応させて説明するものである。
As shown in FIGS. 1A and 1B, this photomask is composed of a light transmission part (22) and a light shielding part (21). The light transmission part (22) has a width (a) of about 25 μm and a length. (B) A rectangle of about 75 μm and a desired colored pixel (23) shape.
One reference example shown in FIG. 1 is to explain in correspondence to the photomask and the color pixels for a color filter shown in FIG. 7.
このフォトマスクの光透過部（２２）の反射表示部（Ｒｅ）には、着色画素（２３）内に形成するスルーホール（開口部）（Ｋ３）に対応した正方形遮光部（Ｓ３）が設けられている例である。
この正方形遮光部（Ｓ３）は、遮光部（２１）とは繋がっておらず、光透過部（２２）内
で島状に孤立した遮光部である。
The reflection display portion (Re) of the light transmission portion (22) of the photomask is provided with a square light shielding portion (S3) corresponding to a through hole (opening portion) (K3) formed in the colored pixel (23). This is an example.
This square light-shielding part (S3) is not connected to the light-shielding part (21), and is a light-shielding part isolated in an island shape within the light transmission part (22).
図２は、正方形遮光部（Ｓ３）を拡大して示す説明図である。図２に示すように、正方形遮光部（Ｓ３）の四偶の各角部（ｈ）の光透過部（２２）側に補正遮光パターン（Ｈ３）が設けられている。補正遮光パターン（Ｈ３）の形状として二等辺三角形が用いた例である。
二等辺三角形の補正遮光パターン（Ｈ３）は、その頂点を正方形遮光部（Ｓ３）の四偶の各角部（ｈ）に接して設けられている。角部（ｈ）の内角（θ）の二等分線（ｋ）に対し、補正遮光パターン（Ｈ３）が対称に位置するように設けられている。
FIG. 2 is an explanatory view showing the square light shielding portion (S3) in an enlarged manner. As shown in FIG. 2, the correction light-shielding pattern (H3) is provided on the light transmitting part (22) side of each corner (h) of the square even part of the square light-shielding part (S3). In this example, an isosceles triangle is used as the shape of the correction light-shielding pattern (H3).
The isosceles triangular correction light-shielding pattern (H3) is provided with its apex in contact with each corner (h) of the quadrant of the square light-shielding part (S3). The correction light-shielding pattern (H3) is provided symmetrically with respect to the bisector (k) of the inner angle (θ) of the corner (h).
このフォトマスクを図５に示すように配置し、その上方から照射光（Ｌ）を露光すると、上方から照射された光は、近接露光の回折効果により正方形遮光部（Ｓ３）端で下方に回り込むが、補正遮光パターン（Ｈ３）によって角部（ｈ）での回り込みが抑制され、特に正方形の四隅の角部（ｈ）の下方での照射量が多くなることはない。従って、スルーホール（開口部）（Ｋ３）の四隅の角部の部分（ｈ’）が丸味を帯びてしまうことはない。 When this photomask is arranged as shown in FIG. 5 and the irradiation light (L) is exposed from above, the light irradiated from above wraps downward at the end of the square light-shielding portion (S3) due to the diffraction effect of proximity exposure. However, wraparound at the corner (h) is suppressed by the corrected light-shielding pattern (H3), and in particular, the amount of irradiation below the corner (h) of the four corners of the square does not increase. Therefore, the corner portions (h ′) at the four corners of the through hole (opening) (K3) are not rounded.
すなわち、丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ３）の面積の変化はない。
従って、前記図４に示すスルーホール（開口部）を有する着色層（１６）の平均厚さ（Ｄ２）に影響を及ぼすことはなく、反射型液晶表示装置の反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらすことはなくなる。
That is, there is no change in the area of the through hole (opening) (K3) due to roundness.
Therefore, the average thickness (D2) of the colored layer (16) having the through hole (opening) shown in FIG. 4 is not affected, and the brightness and saturation in the reflective color display of the reflective liquid crystal display device are not affected. No change is brought about.
図１及び図２に示す正方形遮光部（Ｓ３）は、着色画素（２３）内に形成する正方形のスルーホール（開口部）を例とし、スルーホール（開口部）（Ｋ３）に対応したフォトマスク上の遮光部を説明したものである。
この正方形遮光部（Ｓ３）の角部（ｈ）の内角（θ）は９０°であるが、本発明においては、フォトマスク上の遮光部の角部の内角は、７０°〜１２０°であることを特徴としている。
The square light-shielding portion (S3) shown in FIGS. 1 and 2 is a photomask corresponding to the through-hole (opening) (K3), taking a square through-hole (opening) formed in the colored pixel (23) as an example. The upper shading part is demonstrated.
The inner angle (θ) of the corner (h) of the square light-shielding portion (S3) is 90 °, but in the present invention, the inner angle of the corner of the light-shielding portion on the photomask is 70 ° to 120 °. It is characterized by that.
角部の内角が１２０°以上の際には、角部の下方への照射光の回り込みの影響は少ないので、遮光部の角部に補正遮光パターン（Ｈ３）を設ける必要はない。
また、内角が７０°以下の角部を有する遮光部を用いることは少ない。
従って、フォトマスク上の遮光部の角部の内角が、７０°〜１２０°の範囲である場合に補正遮光パターン（Ｈ３）を設けと効果的なものとなる。
When the inner angle of the corner is 120 ° or more, the influence of the irradiation light wrapping around the corner is small, and therefore it is not necessary to provide the correction light-shielding pattern (H3) at the corner of the light-shielding portion.
Moreover, it is rare to use a light-shielding portion having a corner portion with an inner angle of 70 ° or less.
Therefore, it is effective to provide the correction light-shielding pattern (H3) when the inner angle of the corner of the light-shielding part on the photomask is in the range of 70 ° to 120 °.
また、本発明においては、多角形の補正遮光パターンの頂点を交点とする２辺の長さが、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることが好ましい。すなわち、図１及び図２においては、二等辺三角形の補正遮光パターン（Ｈ３）の頂点を交点とする２辺の長さ（ｉ、ｊ）は、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the lengths of two sides having the vertexes of the polygonal correction light-shielding pattern as intersections are in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. That is, in FIG. 1 and FIG. 2, the lengths (i, j) of two sides with the vertex of the isosceles correction light-shielding pattern (H3) as an intersection are both in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. It is preferable.
前記図７に示すスルーホール（開口部）（Ｋ１）の角部の部分の丸味（ｒ１）は、遮光部（Ｓ１）の角部の内角、近接露光のギャップ量、フォトレジストの解像性などによって変動するものであり、丸味の発生を抑制する補正遮光パターンの面積は適宜に設定することになるが、補正遮光パターンの１辺の長さが６．０μｍ以上であると、補正遮光パターンが解像され角部の形状が悪化することがある。また、１辺の長さが０．５μｍ以下の補正遮光パターンは、フォトマスクの製造設備の制約により作成することが困難である。
概ね、０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であると好ましい結果が得られる。
The roundness (r1) of the corner portion of the through hole (opening portion) (K1) shown in FIG. 7 is the inner angle of the corner portion of the light shielding portion (S1), the gap amount of proximity exposure, the resolution of the photoresist, and the like. The area of the correction light-shielding pattern that suppresses the occurrence of roundness is appropriately set. If the length of one side of the correction light-shielding pattern is 6.0 μm or more, the correction light-shielding pattern is It may be resolved and the shape of the corner may deteriorate. In addition, it is difficult to create a corrected light-shielding pattern having a side length of 0.5 μm or less due to restrictions on photomask manufacturing equipment.
In general, preferable results are obtained when the thickness is in the range of 0.5 μm to 6.0 μm.
また、図９（ａ）は、本発明によるカラーフィルタ用フォトマスクの一実施例のパターンの一部を拡大して示す平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すカラーフィルタ用フォトマスクを用いて形成された着色画素を拡大して示す平面図である。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、このフォトマスクは光透過部（３２）と遮光部（３１）で構成され、光透過部（３２）は幅（ａ）約２５μｍ、長さ（ｂ）約７５μｍ程度の矩形で、所望する着色画素（３３）の形状となっている。
図９に示す一実施例は、前記図８に示すカラーフィルタ用フォトマスク及び着色画素に対応させて本発明を説明するものである。
FIG. 9A is an enlarged plan view showing a part of the pattern of one embodiment of the color filter photomask according to the present invention. FIG. 9B is an enlarged plan view showing the colored pixels formed using the color filter photomask shown in FIG.
As shown in FIGS. 9A and 9B, this photomask is composed of a light transmission part (32) and a light shielding part (31), and the light transmission part (32) has a width (a) of about 25 μm and a length. (B) A rectangle of about 75 μm and a desired color pixel (33) shape.
The embodiment shown in FIG. 9 explains the present invention in correspondence with the color filter photomask and the colored pixels shown in FIG.
この着色画素（３３）の反射表示部（Ｒｅ）には、スルーホール（開口部）（Ｋ４）として左右対称に２個の矩形が設けられている。スルーホール（開口部）（Ｋ４）は、着色画素内にあるが、左スルーホール（開口部）（Ｋ４）の左辺、及び右スルーホール（開口部）（Ｋ４）の右辺は各々、着色画素の長辺を延長した線（ｆ）に接した状態になっている。 The reflective display part (Re) of the colored pixel (33) is provided with two rectangles symmetrically as through-holes (openings) (K4). The through hole (opening) (K4) is in the colored pixel, but the left side of the left through hole (opening) (K4) and the right side of the right through hole (opening) (K4) are respectively colored pixels. The long side is in contact with the line (f).
このフォトマスクの光透過部（３２）の反射表示部（Ｒｅ）には、着色画素（３３）内に形成するスルーホール（開口部）（Ｋ４）に対応した矩形遮光部（Ｓ４）が設けられている例である。
この矩形遮光部（Ｓ４）は、遮光部（３１）とは繋がっており、遮光部（３１）が延長された状態の遮光部である。
The reflection display part (Re) of the light transmission part (32) of the photomask is provided with a rectangular light shielding part (S4) corresponding to a through hole (opening part) (K4) formed in the colored pixel (33). This is an example.
The rectangular light shielding portion (S4) is connected to the light shielding portion (31) and is a light shielding portion in a state where the light shielding portion (31) is extended.
図１０は、矩形遮光部（Ｓ４）を拡大して示す説明図である。図１０に示すように、光透過部（３２）の各角部（ｌ）の遮光部（３１）側に補正開口パターン（Ｈ４）が設けられている。補正開口パターン（Ｈ４）の形状として正六角形が用いられた例である。
正六角形の補正開口パターン（Ｈ４）は、その頂点を光透過部（３２）の角部（ｌ）に接して設けられている。角部（ｌ）の内角（θ）の二等分線（ｋ）に対し、補正開口パターン（Ｈ４）が対称に位置するように設けられている。
FIG. 10 is an explanatory view showing the rectangular light shielding portion (S4) in an enlarged manner. As shown in FIG. 10, the correction aperture pattern (H4) is provided on the light shielding part (31) side of each corner (l) of the light transmission part (32). This is an example in which a regular hexagon is used as the shape of the correction opening pattern (H4).
The regular hexagonal correction opening pattern (H4) is provided with its apex in contact with the corner (l) of the light transmission part (32). The correction aperture pattern (H4) is provided symmetrically with respect to the bisector (k) of the inner angle (θ) of the corner (l).
このフォトマスクを図５に示すように配置し、その上方から照射光（Ｌ）を露光すると、上方から照射された光は、近接露光の回折効果により矩形遮光部（Ｓ４）端で下方に回り込むが、補正開口パターン（Ｈ４）によって角部（ｌ）での回り込みが補強され、特に光透過部（３２）の角部（ｌ）の下方での照射量が少なくなることはない。従って、スルーホール（開口部）（Ｋ４）の角部の部分（ｌ’）が丸味を帯びてしまうことはない。 When this photomask is arranged as shown in FIG. 5 and the irradiation light (L) is exposed from above, the light irradiated from above wraps downward at the end of the rectangular light shielding portion (S4) due to the diffraction effect of proximity exposure. However, the correction aperture pattern (H4) reinforces the wraparound at the corner (1), and the amount of irradiation below the corner (1) of the light transmitting portion (32) is not particularly reduced. Accordingly, the corner portion (l ') of the through hole (opening) (K4) is not rounded.
すなわち、丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ４）の面積の変化はない。
従って、前記図４に示すスルーホール（開口部）を有する着色層（１６）の平均厚さ（Ｄ２）に影響を及ぼすことはなく、反射型液晶表示装置の反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらすことはなくなる。
That is, there is no change in the area of the through hole (opening) (K4) due to roundness.
Therefore, the average thickness (D2) of the colored layer (16) having the through hole (opening) shown in FIG. 4 is not affected, and the brightness and saturation in the reflective color display of the reflective liquid crystal display device are not affected. No change is brought about.
一方、フォトマスクの上方から照射された光は、近接露光の回折効果により矩形遮光部（Ｓ４）端で下方に回り込むが、図１及び図２に示す例と同様に、補正遮光パターン（Ｈ３）によって角部（ｈ）での回り込みが抑制され、特に角部（ｈ）の下方での照射量が多くなることはない。従って、スルーホール（開口部）（Ｋ４）の角部の部分（ｈ’）は丸味を帯びない。 On the other hand, the light irradiated from above the photomask wraps downward at the end of the rectangular light shielding portion (S4) due to the diffraction effect of the proximity exposure, but as in the example shown in FIGS. 1 and 2, the corrected light shielding pattern (H3). Therefore, the wraparound at the corner (h) is suppressed, and the irradiation amount below the corner (h) is not particularly increased. Therefore, the corner portion (h ′) of the through hole (opening) (K4) is not rounded.
上記のように、光透過部（３２）内に、遮光部（３１）とは繋がって遮光部（３１）が延長された状態の矩形遮光部（Ｓ４）が設けられたフォトマスクの際に、矩形遮光部（Ｓ４）の矩形の角部（ｈ）の下方でのスルーホール（開口部）（Ｋ４）の角部の丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ４）の面積の変化は発生せず、また、光透過部（３２）の角部（ｌ）の下方でのスルーホール（開口部）（Ｋ４）の角部の丸味によるスルーホール（開口部）（Ｋ４）の面積の変化が発生することもない。
従って、反射型液晶表示装置の反射カラー表示における明度、彩度に変化をもたらすこと
はない。
As described above, in the photomask in which the light shielding part (32) is provided with the rectangular light shielding part (S4) in a state where the light shielding part (31) is extended in the light transmitting part (32). There is no change in the area of the through hole (opening) (K4) due to the roundness of the corner of the through hole (opening) (K4) below the rectangular corner (h) of the rectangular light shielding part (S4). In addition, the area of the through hole (opening) (K4) changes due to the roundness of the corner of the through hole (opening) (K4) below the corner (l) of the light transmission part (32). There is nothing.
Accordingly, there is no change in brightness and saturation in the reflective color display of the reflective liquid crystal display device.
尚、図１（ａ）に示すフォトマスクの光透過部（２２）の四隅（ｇ）、及び図９（ａ）に示すフォトマスクの光透過部（３２）の四隅（ｇ）においても、上記光透過部（３２）の角部（ｌ）の下方での着色画素の丸味現象は発生している。
上記四隅（ｇ）の下方には、光透過部（２２）又は光透過部（３２）の四隅の形状に相似のブラックマトリックス（１２）が設けられているので、この部分での丸味現象の影響は少ないのであるが、ブラックマトリックス（１２）の幅と丸味の半径との関係で影響が懸念される場合には、光透過部（２２）又は光透過部（３２）の四隅に補正開口パターン（Ｈ４）を設けることが好ましい。
Note that the four corners (g) of the light transmission part (22) of the photomask shown in FIG. 1A and the four corners (g) of the light transmission part (32) of the photomask shown in FIG. The rounded phenomenon of the colored pixels occurs below the corner (l) of the light transmission part (32).
Below the four corners (g), a black matrix (12) similar to the shape of the four corners of the light transmitting part (22) or the light transmitting part (32) is provided. However, if there is a concern about the relationship between the width of the black matrix (12) and the radius of roundness, the correction aperture pattern (in the four corners of the light transmitting portion (22) or the light transmitting portion (32)). H4) is preferably provided.
図９及び図１０に示す矩形遮光部（Ｓ４）は、着色画素（３３）内に形成する矩形のスルーホール（開口部）（Ｋ４）を例とし、スルーホール（開口部）（Ｋ４）に対応したフォトマスク上の遮光部を説明したものである。
このフォトマスク上の光透過部の角部の内角（θ）は９０°であるが、本発明においては、フォトマスク上の光透過部の角部の内角は、７０°〜１２０°であることを特徴としている。
The rectangular light shielding portion (S4) shown in FIGS. 9 and 10 corresponds to the through hole (opening) (K4) by taking a rectangular through hole (opening) (K4) formed in the colored pixel (33) as an example. The light-shielding part on the photomask was explained.
The inner angle (θ) of the light transmitting portion on the photomask is 90 °, but in the present invention, the inner angle of the light transmitting portion on the photomask is 70 ° to 120 °. It is characterized by.
角部の内角が１２０°以上の際には、角部の下方への照射光の回り込みの影響は少ないので、遮光部の角部に補正開口パターン（Ｈ４）を設ける必要はない。
また、内角が７０°以下の角部を有する光透過部を用いることは少ない。
従って、フォトマスク上の光透過部の角部の内角が、７０°〜１２０°の範囲である場合に補正遮光パターン（Ｈ３）を設けと効果的なものとなる。
When the inner angle of the corner is 120 ° or more, there is little influence of the irradiation light wrapping around the corner, so that it is not necessary to provide the correction aperture pattern (H4) at the corner of the light shielding portion.
In addition, it is rare to use a light transmission portion having a corner portion with an inner angle of 70 ° or less.
Therefore, it is effective to provide the correction light-shielding pattern (H3) when the inner angle of the corner of the light transmitting portion on the photomask is in the range of 70 ° to 120 °.
また、本発明においては、多角形の補正開口パターンの頂点を交点とする２辺の長さが、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることが好ましい。すなわち、図９及び図１０においては、正六角形の補正開口パターン（Ｈ４）の頂点を交点とする２辺の長さ（ｉ、ｊ）は、共に０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the lengths of the two sides having the vertexes of the polygonal correction aperture pattern as intersections are both in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. That is, in FIGS. 9 and 10, the lengths (i, j) of the two sides having the vertex of the regular hexagonal correction opening pattern (H4) as the intersection are both in the range of 0.5 μm to 6.0 μm. Is preferred.
前記図８に示すスルーホール（開口部）（Ｋ２）の角部の部分の丸味（ｒ２）は、光透過部（６２）の角部の内角、近接露光のギャップ量、フォトレジストの解像性などによって変動するものであり、丸味の発生を抑制する補正開口パターンの面積は適宜に設定することになるが、補正開口パターンの１辺の長さが６．０μｍ以上であると、補正開口パターンが解像され補正開口パターンが形状されることがある。また、１辺の長さが０．５μｍ以下の補正開口パターンは、フォトマスクの製造設備の制約により作成することが困難である。
概ね、０．５μｍ〜６．０μｍの範囲であると好ましい結果が得られる。
The roundness (r2) of the corner portion of the through hole (opening) (K2) shown in FIG. 8 is the inner angle of the corner portion of the light transmission portion (62), the gap amount of the proximity exposure, and the resolution of the photoresist. The area of the correction aperture pattern that suppresses the occurrence of roundness is appropriately set. If the length of one side of the correction aperture pattern is 6.0 μm or more, the correction aperture pattern May be resolved to form a corrected aperture pattern. In addition, it is difficult to create a correction opening pattern having a side length of 0.5 μm or less due to restrictions of photomask manufacturing equipment.
In general, preferable results are obtained when the thickness is in the range of 0.5 μm to 6.0 μm.
図１１（ａ）、（ｂ）は、カラーフィルタを構成するパターンとして、ブラックマトリックスを形成する際に使用するフォトマスクにおいて、本発明を適用した例を示す説明図である。図１１（ｂ）は、前記着色画素、例えば、図６に示す着色画素（１３）に対応した他のブラックマトリックスの一例を拡大して示す平面図である。
このブラックマトリックス（７４）は、着色画素を区切るマトリックス部（７３Ａ）とＴＦＴ素子を遮光するＴＦＴ遮光部（７３Ｂ）とで構成され、両者は一体的に繋がっている。ＴＦＴ遮光部（７３Ｂ）は着色画素内に突出した状態になっている。
FIGS. 11A and 11B are explanatory views showing an example in which the present invention is applied to a photomask used when forming a black matrix as a pattern constituting a color filter. FIG. 11B is an enlarged plan view showing an example of another black matrix corresponding to the colored pixel, for example, the colored pixel (13) shown in FIG.
The black matrix (74) is composed of a matrix portion (73A) that separates the colored pixels and a TFT light shielding portion (73B) that shields the TFT elements, and the two are integrally connected. The TFT light-shielding part (73B) is in a state of protruding into the colored pixel.
図１１（ａ）は、（ｂ）に示すブラックマトリックス（７４）を形成するためのフォトマスクの一例を示す平面図である。図１１（ａ）に示すように、このフォトマスクは、マトリックス部（７３Ａ）とＴＦＴ遮光部（７３Ｂ）の形成に対応した光透過部（７２）と遮光部（７１）で構成されている。
遮光部（７１）の角部（ｍ）には、角部（ｍ）の光透過部（７２）側に補正遮光パターン（Ｈ３）が設けられている。また、光透過部（７２）の角部（ｎ）には、角部（ｎ）の遮光部（７１）側に補正開口パターン（Ｈ４）が設けられている例である。
FIG. 11A is a plan view showing an example of a photomask for forming the
At the corner (m) of the light shielding part (71), a corrected light shielding pattern (H3) is provided on the light transmitting part (72) side of the corner (m). Further, in the corner part (n) of the light transmission part (72), a correction aperture pattern (H4) is provided on the light shielding part (71) side of the corner part (n).
このようなフォトマスクを用いることによって、形成されるブラックマトリックスのＴＦＴ遮光部（７３Ｂ）は、各角部において丸味を帯びることはない。 By using such a photomask, the formed black matrix TFT light shielding portion (73B) is not rounded at each corner.
１１…ガラス基板
１２、７４…ブラックマトリックス
１３、２３、３３、５３、６３…着色画素
１４…透明導電膜
１５…光透過領域の均一な着色層
１６…光反射領域の開口部を有する着色層
１７…スルーホール（開口部）
２１、３１、５１、６１、７１…遮光部
２２、３２、５２、６２、７２…光透過部
３０…半透過型液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ
４０…ＴＦＴ素子などが形成されたＴＦＴ基板
４１…ＴＦＴ基板上に形成された透明電極
４２…ＴＦＴ基板上に形成された反射電極
４７…着色フォトレジストの塗布膜
５０…液晶
７３Ａ…マトリックス部
７３Ｂ…ＴＦＴ遮光部
Ａ…バックライトからの白色光
Ｂ…周囲からの外光
Ｄ１…着色層の厚さ
Ｄ２…開口部を有する着色層の平均厚さ
Ｇ…近接露光のギャップ
Ｈ３…補正遮光パターン
Ｈ４…補正開口パターン
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４…スルーホール（開口部）
Ｌ…照射光
Ｌ１…外光
Ｌ２…反射光
ＰＭ…フォトマスク
Ｐｘ…１画素の領域
Ｒｅ…光反射領域
Ｐ…光透過領域の色光
Ｑ…光反射領域の色光
Ｓ１、Ｓ３…正方形遮光部
Ｓ２、Ｓ４…矩形遮光部
Ｔｒ…光透過領域
ａ…着色画素の幅
ｂ…着色画素の長さ
ｃ…正方形の一辺
ｄ、ｈ…正方形の四隅の角部（頂点）
ｅ…光透過部の角部（頂点）
ｆ…着色画素の長辺を延長した線
ｇ…フォトマスクの光透過部の四隅
ｉ、ｊ…正六角形の補正開口パターンの頂点を交点とする２辺の長さ
ｒ１…透過部の丸味の半径
ｒ２…遮光部の丸味の半径
θ…正方形遮光部の角部の内角
DESCRIPTION OF
21, 31, 51, 61, 71... Light-shielding
L ... Irradiation light L1 ... External light L2 ... Reflected light PM ... Photomask Px ... 1 pixel area Re ... Light reflection area P ... Light transmission area color light Q ... Light reflection area color light S1, S3 ... Square light shielding part S2, S4 ... rectangular light shielding portion Tr ... light transmission region a ... colored pixel width b ... colored pixel length c ... square side d, h ... square corners (vertices)
e ... Corner (vertex) of light transmitting part
f: line obtained by extending the long side of the colored pixel g: four corners i and j of the light transmission part of the photomask: the length r2 of two sides with the apex of the regular hexagonal correction aperture pattern: the round radius of the transmission part r2 ... Round radius of the light shielding part θ ... Inner angle of the corner of the square light shielding part
Claims (8)
反射表示部にスルーホール（開口部）として左右対称に２個の矩形が設けられ、スルーホール（開口部）は、着色画素内にあり、左スルーホール（開口部）の左辺、及び右スルーホール（開口部）の右辺は各々、着色画素の長辺を延長した線に接した状態になっている矩形状の
カラーフィルタを構成するパターンを、
ネガ型フォトレジストを用い、近接露光により形成する際に使用するフォトマスクにおいて、
着色画素内のスルーホールの角部に相当する前記フォトマスクの遮光部の角部に、多角形の補正遮光パターンをその頂点を接して設け、
着色画素外側のスルーホール角部に相当する前記フォトマスクの光透過部の角部に、多角形の補正開口パターンをその頂点を接して設け
たことを特徴とするカラーフィルタ用フォトマスク。 A transmissive display portion and a reflective display portion;
The reflection display part is provided with two rectangles symmetrically as through-holes (openings), the through-holes (openings) are in the colored pixels, the left side of the left through-hole (opening), and the right through-hole The right side of each (opening) is a rectangular shape that is in contact with a line extending the long side of the colored pixel.
The pattern that makes up the color filter
A photomask for use in using a negative photoresist, which Rikatachi formed by the proximity exposure,
A polygonal correction light-shielding pattern is provided in contact with the apex at the corner of the light-shielding part of the photomask corresponding to the corner of the through hole in the colored pixel ,
A color filter photo, characterized in that a polygonal correction aperture pattern is provided in contact with the apex at the corner of the light transmission portion of the photomask corresponding to the corner of the through hole outside the colored pixel. mask.
ィルタ。 A color filter manufactured using the method for manufacturing a color filter according to claim 6 .
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