JP6657755B2 - カラーフィルタの製造方法及びフォトマスクセット - Google Patents
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Description
示させると、色特性が違う表示をするという問題が起きる。この違っている色特性は色画素内で起きているので、動作が画素単位の表示装置の信号操作では修正することができない不具合である知見を得た。
。
図1の平面図と図2の側断面図に、本実施形態で製造する5色の色画素を有するカラーフィルタ100の構成を示す。すなわち、第1の色画素R(赤色画素)と第2の色画素G(緑色画素)と第3の色画素B(青色画素)と第4の色画素C1(例えば黄色画素)と第5の色画素C2(例えば白色画素)を用いたカラーフィルタ100の構成を示す。
本実施形態で用いるフォトマスクは、図5に示す第1のフォトマスク10を用いて1色目を露光し、図6に示す第2のフォトマスク20を用いて2色目から4色目を露光する。最後の5色目を図7に示す第1のフォトマスク10aを用いて露光する。
第1のフォトマスク10と10aは、図5と図7のように、マスク用基板11の片面上に成膜した金属薄膜層をエッチングすることにより遮光膜パターン12と窓部透過部13とアライメントマーク(図示せず)を形成した。
第2のフォトマスク20には、図6のように、マスク用基板11の片面上に成膜した金属薄膜層をエッチングすることにより遮光膜パターン12と窓部透過部13とアライメントマーク(図示せず)を形成し、マスク用基板11を全透過する透明な窓部透過部13の片端側に遮光膜パターン12との間にグラデーションパターン14の領域を形成した。
グラデーションパターン14は、金属薄膜又は酸化金属薄膜からなる遮光膜を微小な網点図形の集合のパターンに形成した濃度分布マスク(グレートーンマスク)で形成することができる。グラデーションパターン14の窓部透過部13側では微小な網点図形の濃度を小さくして透明性を高め、遮光膜パターン12側では微小な網点図形の濃度を大きくして遮光性を高める。
あるいは、グラデーションパターン14の変形例1として、半透明の金属酸化物や無機物の膜を段階的に透過率が変わる様に層形成することでグラデーションパターン14を形成することもできる。
以下で、本発明の第1の実施形態のカラーフィルタ100の製造方法を、図3(a)から図4(g)の側断面図と、図5から図7を参照して説明する。
図3(a)は、ブラックマトリックス2の形成工程であり、まず、ガラス等の透明なカラーフィルタ用基板1上に、例えば100nmの厚さの金属、又は金属及び金属酸化膜の複合膜のブラックマトリックス2を形成する。
ング法等にて形成する。
次に、図5(b)のように、カラーフィルタ用基板1上に、赤色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を塗布する。
次に、カラーフィルタ用基板1上に第1のフォトマスク10を設置し、露光装置のアライメント手段を用いて、カラーフィルタ用基板1のブラックマトリックス2のアライメントマークと第1のフォトマスク10のアライメントマークを合わせることで、第1のフォトマスク10をカラーフィルタ用基板1に位置合わせする。
第1の色画素Rを形成するために用いる第1のフォトマスク10は、図5のように、透明基板部1の面に、全波長域を遮光する遮光膜パターン12と、露光光Lが全透過する窓部透過部13を形成した構成の第1のフォトマスク10を用いる。
そうして位置合わせした第1のフォトマスク10のパターンを顔料分散樹脂層3に露光する。
次に、露光した顔料分散樹脂層3を現像することで、図3(b)のように、カラーフィルタ用基板1上に、ブラックマトリックス2の開口部に、第1の色画素R(赤色画素)のパターンを形成する。
次に、図6(b)の側断面図のように、カラーフィルタ用基板1上のブラックマトリックス2の所定の開口部に第1の色画素R(赤色画素)のパターンが形成されたカラーフィルタ100に、緑色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を塗布する。
図6(b)のように、緑色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を形成したカラーフィルタ用基板1上に第2のフォトマスク20を設置する。そして、露光装置のアライメント手段を用いて、カラーフィルタ用基板1のブラックマトリックス2のアライメントマークと第2のフォトマスク20のアライメントマークを合わせることで、第2のフォトマスク20をカラーフィルタ用基板1に位置合わせする。
第2のフォトマスク20は、図6のように、窓部透過部13を有する遮光膜パターン12とアライメントマーク(図示せず)を形成し、特に、その窓部透過部13の中ほどから片端の遮光膜パターン12との間にグラデーションパターン14を形成して構成する。
そうして図6(b)の断面図に示すようにカラーフィルタ用基板1に位置合わせした第2のフォトマスク20のパターンを顔料分散樹脂層3に露光する。
次に、露光した顔料分散樹脂層3を現像することで、図3(c)のように、カラーフィルタ用基板1上に、ブラックマトリックス2の開口部に、第2の色画素G(緑色画素)を形成する。
次に、第3色目の色画素B(青色画素)を、第2色目の色画素Gを形成する場合と同様にして、図6(b)と同様にして、カラーフィルタ用基板1上のブラックマトリックス2の所定の開口部に第2の色画素G(緑色画素)のパターンが形成されたカラーフィルタ100に、緑色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を塗布する。
そして、青色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を形成したカラーフィルタ用基板1上に第2のフォトマスク20を設置し、カラーフィルタ用基板1のブラックマトリックス2のアライメントマークと第2のフォトマスク20のアライメントマークを合わせることで、第2のフォトマスク20をカラーフィルタ用基板1に位置合わせする。
そうして位置合わせした第2のフォトマスク20のパターンを顔料分散樹脂層3に露光する。
次に、第4色の色画素C1(黄色画素)を、第2色目の色画素Gを形成する場合と同様にして、図6(b)と同様にして、カラーフィルタ用基板1上のブラックマトリックス2の所定の開口部に第3の色画素B(青色画素)のパターンが形成されたカラーフィルタ100に、第4の色画素C1用の色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を塗布する。
そして、第4の色画素C1用の色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を形成したカラーフィルタ用基板1上に第2のフォトマスク20を設置し、カラーフィルタ用基板1のブラックマトリックス2のアライメントマークと第2のフォトマスク20のアライメントマークを合わせることで、第2のフォトマスク20をカラーフィルタ用基板1に位置合わせする。
そうして位置合わせした第2のフォトマスク20のパターンを顔料分散樹脂層3に露光する。
次に、露光した顔料分散樹脂層3を現像することで、図4(e)のように、カラーフィルタ用基板1上に、ブラックマトリックス2の開口部に、第4の色画素C1(黄色画素)を形成する。
次に、図4(b)のように、カラーフィルタ用基板1上のブラックマトリックス2の所定の開口部で、先に形成された第4の色画素C1(黄色画素)と第1の色画素R(赤色画素)のパターンの間に囲まれた開口部に、第5色の色画素C2(白色画素)用の色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を塗布する。
図7(b)のように、第5の色画素C2用の色の顔料を分散した感光性樹脂組成物の顔料分散樹脂層3を形成したカラーフィルタ用基板1上に第1のフォトマスク10aを設置し、カラーフィルタ用基板1のブラックマトリックス2のアライメントマークと第1のフォトマスク10aのアライメントマークを合わせることで、第1のフォトマスク10aをカラーフィルタ用基板1に位置合わせする。
そうして位置合わせした第1のフォトマスク10aのパターンを顔料分散樹脂層3に露光する。
次に、露光した顔料分散樹脂層3を現像することで、図4(f)のように、カラーフィルタ用基板1上に、ブラックマトリックス2の開口部に、第5の色画素C2(白色画素)を形成する。
次に、図4(g)の様に、各色画素で形成したカラーフィルタ層の表面全面に、例えば真空蒸着法により、導電性の透明電極、具体的には金属酸化物、例えば通常、ITOの透明電極パターン4を形成することで、本発明のカラーフィルタ100を完成させる。
2・・・ブラックマトリックス
3・・・顔料分散樹脂層
4・・・透明電極パターン
10、10a・・・第1のフォトマスク
11・・・マスク用基板
12・・・遮光膜パターン
13・・・窓部透過部
14・・・グラデーションパターン
20・・・第2のフォトマスク
100・・・カラーフィルタ
L・・・露光光
R・・・カラーフィルタ層の第1の色画素(赤色画素)
G・・・カラーフィルタ層の第2の色画素(緑色画素)
B・・・カラーフィルタ層の第3の色画素(青色画素)
C1・・・カラーフィルタ層の第4の色画素(例えば黄色画素)
C2・・・カラーフィルタ層の第5の色画素(例えば白色画素)
Claims (2)
- カラーフィルタ用透明基板上に、格子状に形成されたブラックマトリックスの開口部に矩形の色画素から成る色画素列をN色分形成する製造工程で用いるフォトマスクのセット
であって、
第1のフォトマスクが
フォトマスク用基板の第1面側に少なくとも、
遮光部と、
光透過部が前記露光工程時に前記ブラックマトリックスの開口部に位置合わせした際に、前記ブラックマトリックスの開口部に近い側のブラックマトリックスに重なる矩形形状の光透過部を有する第1のフォトマスクと、
第2のフォトマスクが、
フォトマスク用基板の第1面側に少なくとも
遮光部と、
光透過部が前記露光工程時に前記ブラックマトリックスの開口部に位置合わせした際に、前記ブラックマトリックスの開口部に近い側のブラックマトリックスに重なる矩形の光透過部と、
前記光透過部の四辺のうち、1つ前の色画素形成工程で形成した色画素と隣接する側の辺の1辺に沿って、かつ、前記ブラックマトリックスの開口部まで至る領域に、前記ブラックマトリックスから前記ブラックマトリックスの開口部に向かって透過光量が段階的に高くなる様にグラデーションパターンを設けたグラデーションパターン部を有する第2のフォトマスクと、
から成るフォトマスクセット。 - 請求項1に記載のフォトマスクセットを用いるカラーフィルタの製造方法であって、ブラックマトリックスを形成したカラーフィルタ用透明基板上に露光工程を含むフォトリソグラフィ法によりN色分の色画素列を形成する際、2色目以降の色画素列は1つ前の色画素列の隣に形成し、
1色目の色画素形成の露光工程に前記第1のフォトマスクを用い、
2色目からN−1色目の色画素形成の露光工程に前記第2のフォトマスクを用い、
N色目の色画素形成の露光工程に前記第1のフォトマスクを用いることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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