(57)【要約】【課題】  大きな基板への適用が容易でかつムラの生じにくいカラーフィルタの製造方法を提供する。【解決手段】  全体パターンを感光膜に対して露光する露光工程と、全体パターンが露光された感光膜を現像してパターニングされた膜３０ｂを形成する現像工程と、パターニングされた膜３０ｂを洗浄する洗浄工程と、を備えるカラーフィルタの製造方法である。露光工程では、感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて投影することにより全体パターンを露光する。洗浄工程では、パターニングされた膜３０ｂに対して斜めに液滴２０４を噴射する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体パターンを感光膜に対して露光する露光工程と、前記全体パターンが露光された感光膜を現像してパターニングされた膜を形成する現像工程と、前記パターニングされた膜を洗浄する洗浄工程と、を備えるカラーフィルタの製造方法であって、
前記露光工程では、
前記感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、前記光ドットを前記光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら前記感光膜に対して重ねて投影することにより前記全体パターンを露光し、
前記洗浄工程では、前記パターニングされた膜に対して斜めに液滴を噴射するカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記露光工程では、
前記感光膜に対して光ドットを投影する状態又は前記感光膜に対して光ドットを投影しない状態を選択可能な光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いて、前記各光変調素子の状態に応じた光ドットの有無により形成された部分パターンを、前記感光膜に対して前記光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら前記感光膜に重ねて露光することによって前記全体パターンの露光を行う請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記光変調素子は、光源からの光を前記感光膜へ反射させる第一の状態、又は、光源からの光を前記感光膜へ反射させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものである請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記光変調素子は、光源からの光を前記感光膜へ透過させる第一の状態、又は、光源からの光を前記感光膜へ透過させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものである請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記カラーフィルタは平面ディスプレイ用のカラーフィルタである請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記現像後の感光膜は、ブラックマトリクス、透明着色樹脂層、配向規制構造、散乱層、マイクロレンズ、又はスペーサの少なくとも一つである請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの平面ディスプレイや、電子回路の製造など、数μｍ〜１００μmの精密なパターンを形成することが要求される用途では、フォトリソグラフィー法が主として採用される。
【０００３】
フォトリソグラフィー法は、基板への感光膜（レジスト）の塗布、感光膜へ光パターンを照射する露光、感光膜の現像による感光膜のパターニング（レジストパターンの形成）等を含む工程である。フォトリソグラフィー法は、光パターンの重ね合わせ精度を高くできることから大型基板への対応も可能とされている。
【０００４】
ところで、平面ディスプレイ用のカラーフィルタを製造する場合には、特に大型のガラス基板、例えば、幅２ｍを超えるガラス基板に対してフォトリソグラフィー法を適用する必要がある。このため、このような基板の大型化に伴って、カラーフィルタの製造においてはフォトリソグラフィー法に対してさらなる露光精度の向上と低コスト化が求められている。
【０００５】
そして、カラーフィルタの製造に用いるフォトリソグラフィー法における光パターンの露光方式として、従来は、透明性の高い石英マスクを用いたマスク投影方式が主流であった。しかしながら、石英マスク自体が高価であり、さらに光パターン毎にマスクを用意する必要がるため好ましくない。
【０００６】
近年、高価なフォトマスクを使用せず、光パターンの元となる光パターンデータに基づいてレーザスポット光をポリゴンミラー等によりスキャンさせて光パターンを感光膜に直接描画する方法、いわゆる直接露光（直接描画）法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。また、空間光変調器等を用いて所定の大きさの光ドットの組み合わせを感光膜に投影して光パターンを形成するマスクレス投影法もある。
【特許文献１】特開平09-073171号公報
【特許文献２】特開平09-318809号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
直接露光法は、高価なフォトマスクを用いないことから、製造コストを低下できることが期待できるのみならず、ライン切り替え時間の短縮、新規製品開発時間の短縮など多くのメリットが期待される。
【０００８】
しかしながら、直接露光法では、ポリゴンミラー等を用いてスポット光を走査することにより感光膜に光パターンを照射するため、光が感光膜に入射する角度が感光膜の場所によって大きく変化する。したがって、現像後の感光膜のパターンの断面形状が場所によって著しく不均一となる。
【０００９】
そして、カラーフィルタのような大型基板に対しては、感光膜に大きな全体パターンを形成する必要があり、一つのポリゴンミラーで大きな全体パターンの形成を行うのには多大な時間を有する。そこで、スループットを短くするためには、全体パターンを複数に分割して部分パターンを生成し、多数のポリゴンミラー等を用いて同時並行的に感光膜に対して部分パターンを複数の場所に描画することが要求される。そうすると、各部分パターンの描画領域同士の境界で、パターンの断面の不均一性に起因して、継ぎ目に微妙なずれが生じ、カラーフィルタとして用いる場合に問題となるムラが生じてしまう。
【００１０】
一方、マスクレス投影法では、所定サイズの光ドットを組み合わせてパターンを形成するため、光ドットのサイズによってパターンの解像度が制約を受ける。したがって、曲線や斜線がスムーズなものとならず、また、カラーフィルタにおいては周期的なパターンが良く用いられるところこのような周期的なパターンの場合にモアレが発生しやすくなる。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、大きな基板への適用が容易で、モアレやムラが生じにくく、かつ、十分な解像度でパターニングされた膜を形成可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らが鋭意検討した結果、所定の大きさの光ドットを、感光膜上に光ドットの径よりも小さい距離ずつ露光位置をずらしてながら重ねて投影して全体パターンを形成しその後現像することによってモアレやムラが少なくかつ高解像度にパターニングされた膜を形成でき、さらに、液滴を斜めに噴射して現像後のパターニングされた膜を洗浄することによりさらにモアレやムラ等を低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明に係るカラーフィルタの製造方法は、感光膜に対して全体パターンを露光する露光工程と、全体パターンが露光された感光膜を現像してパターニングされた膜を形成する現像工程と、パターニングされた膜を洗浄する洗浄工程と、を備えるカラーフィルタの製造方法である。そして、露光工程では、感光膜に対して所定の大きさの光ドットを投影すると共に、この光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて投影することにより全体パターンを露光する。また、洗浄工程では、パターニングされた膜に対して斜めに液滴を噴射する。
【００１４】
本発明によれば、光ドットを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら重ねて投影することによって全体パターンを形成しているので、光ドット以下の解像度でパターンの輪郭の描画が可能となる。したがって、全体パターンにおける斜線や曲線をスムーズなものとすることができ、また、周期的なパターンにおけるモアレ現象の発生を抑制することもできる。
【００１５】
また、光ドットをずらして重ねて投影することにより全体パターンを露光しているので、大きな基板への適用も容易である。また、ビームをポリゴンミラー等によりスキャンさせるのではなく、光ドットをその投影位置をずらしながら重ねていくので、感光膜に入射する光の入射角が、ポリゴンミラーによるビームのスキャン等に比べて、部分パターン内でばらつきにくい。したがって、現像後の感光膜のパターンの断面形状がほぼ均一となり、光ドットの境界におけるムラが生じにくい。
【００１６】
また、現像後にパターニングされた膜に対して斜めに液滴を噴射することによりこのパターニングされた膜を洗浄するので、パターニングされた膜において不可避的に発生する残渣（突起等）が効果的に除去され、パターンのエッジ形状が平均化され、モアレやムラ等をより一層効率よく低減できる。
【００１７】
ここで、露光工程では、感光膜に対して光ドットを投影する状態又は感光膜に対して光ドットを投影しない状態を選択可能な光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いて、各光変調素子の状態に応じた光ドットの有無により形成される部分パターンを感光膜に対して露光すると共に、この部分パターンを光ドットの径よりも小さい距離ずつずらしながら感光膜に対して重ねて露光することによって全体パターンを露光することが好ましい。
【００１８】
これによれば、部分パターンを重ねて複数回露光することにより感光膜に全体パターンを好適に露光することができる。また、空間光変調器を用いて単階調パターンの露光を行うので、照度の管理がより容易であり、大型基板への適用もより容易である。
【００１９】
また、このような光変調素子が複数並べられた空間光変調器を用いてずらしながら露光する際には、空間光変調器の幅に起因するムラやモアレが発生する場合があるが、本発明では斜めに液滴を噴射することによって不要な残渣が効率的に除去されるため、このようなムラやモアレの低減の効果が大きい。
【００２０】
光変調素子としては、部分パターンの各場所の明暗に応じて、光源からの光を感光膜へ反射させる又は透過させる第一の状態、又は、光源からの光を感光膜へ反射させない又は透過させない第二の状態のいずれかの状態を選択するものを好適に利用できる。
【００２１】
また、カラーフィルタの具体例としては、平面ディスプレイ用のカラーフィルタが挙げられる。
【００２２】
また、このような製造方法によって、例えば、カラーフィルタにおけるブラックマトリクス、透明着色樹脂層、配向規制構造、散乱層、マイクロレンズ、スペーサ等を形成することができる。
【００２３】
感光膜の具体例としては、遮光性樹脂層、無色透明樹脂層、透明着色樹脂層等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、大きな基板への適用が容易で、モアレやムラが生じにく、かつ十分な解像度でパターニングされた膜を形成可能なカラーフィルタの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本実施形態にかかるカラーフィルタの製造方法について説明する。
【００２６】
ここでは、カラーフィルタのブラックマトリクスのパターニングをするべく、遮光性の感光膜３０ａに全体パターン１２を露光し、現像し、洗浄するパターニング方法について詳しく説明する。
【００２７】
まず、本実施形態では、以下に示すような露光装置１を用いて感光膜３０ａに全体パターンを露光する。この露光装置１は、基板３０に対して光の全体パターン１２を照射する装置であり、少なくとも、基板３０を支持するステージ４０、ステージ４０を駆動するステージ駆動部４５、光源５０、光の部分パターン１７を形成する空間光変調器６０、及び、コンピュータ装置７０を備えている。
【００２８】
ステージ４０は、その上面に基板３０を載置する。ステージ駆動部４５は、このステージ４０を駆動することにより空間光変調器６０から照射される光の部分パターン１７を基板３０上の所望の位置に露光させることができる。基板３０の上面には少なくとも感光膜３０ａが設けられている。ステージ駆動部４５は、ステージ４０上の感光膜３０ａを、空間光変調器６０に対して、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙに移動させることができる。
【００２９】
光源５０は、空間光変調器６０に対して光を照射する光源である。光源の光の周波数は、感光膜３０ａにおいて光反応を進行させることが可能であれば特に限定されないが、２００〜４５０ｎｍ程度の波長を用いることが好ましい。このような波長の光を出射する光源としては、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、半導体やＹＡＧ等の各種レーザまたはこれらの高次階調波が挙げられる。光源５０は、空間光変調器６０に設けられた全ての光変調素子６２（後述）に光を照射する。
【００３０】
空間光変調器６０は、その表面に、行列状に配列された複数の光変調素子６２を有しており、ステージ４０の上方に基板３０に面して設けられている。各光変調素子６２は、後述するコンピュータ装置７０の露光制御部７６に制御され、それぞれ、光源５０からの光を感光膜３０ａへ投影する第一の状態（図１のＢ１参照）、又は、光源５０からの光を感光膜３０ａ以外の部分へ導く、すなわち、感光膜３０ａへ投影しない第二の状態（図１のＢ２参照）のいずれかの状態に定められる。
【００３１】
第１の状態にされた光変調素子６２によって感光膜３０ａ上には光ドットすなわち光ドットが投影され、第２の状態にされた光変調素子６２によって感光膜３０ａ上には光が照射されない暗ドットが形成される。したがって、各光変調素子６２の状態に応じて、感光膜３０ａ上には、光ドット又は暗ドットが行列状に組み合わされた二次元状の光の部分パターン１７が投影される。
【００３２】
具体的には、空間光変調器６０としては、微少ミラー（光変調素子６２）の反射面の傾きを変えて第一の状態と第二の状態とを切り替えるＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、反射型の液晶表示素子（光変調素子６２）を用い反射／非反射を切り替えることにより第１の状態と第２の状態を実現するＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）、複数のリボンからなり１つの光ドット（画素）に対応するリボン群（光変調素子６２）が多数並べられ各リボン群による回折／非回折を切替えることにより第１の状態と第２の状態を実現するＧＬＶ（Grating Light Valve）素子等の反射型の空間光変調器や、透過形の液晶表示素子（光変調素子６２）を用い透過／非透過を切り替えることにより第１の状態と第２の状態を実現する透過形の空間光変調器等を使用することができる。透過形の空間光変調器を用いる場合には、光源５０は空間光変調器６０を挟んで基板３０と反対側に配置される。なお、空間光変調器６０において、光変調素子６２はｎ，ｍをそれぞれ２以上の整数とした時に、１行ｍ列、ｎ行１列、又は、ｎ行ｍ列に配置されていればよい。
【００３３】
コンピュータ装置７０は、空間光変調器６０、光源５０及びステージ駆動部４５に接続されており、これらを制御する。このコンピュータ装置７０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、少なくとも全体パターンデータ記憶部７２、部分パターンデータ生成部７４、及び、露光制御部７６の機能を実行する。
【００３４】
全体パターンデータ記憶部７２は、基板３０の感光膜３０ａに露光されるべき全体パターン１２に対応する全体パターンデータ１０を記憶する（図２参照）。この全体パターンデータ１０は、全体パターン１２における各部分の明又は暗の２階調の明暗情報を含むデータであり、露光に先立って外部から公知の方法によって入力されている。ここでは、全体パターンデータ１０及び全体パターン１２は任意であるが、例えば、図２に示すように、矩形輪郭パターン１０ａ，１０ｂ、菱形輪郭パターン１０ｃ、曲線輪郭パターン１０ｅ、細線状パターン１０ｅ等を有するパターンであることができ、全体として明又は暗の２階調となっている。なお、本明細書の図面においては、各パターンにおける濃い部分が明るい部分を示す。
【００３５】
図１に戻って、部分パターンデータ生成部７４は、全体パターンデータ記憶部７２に記憶された全体パターンデータ１０に基づいて複数の部分パターンデータ１５を生成する。部分パターンデータ１５は、例えば、図３に示すようなものである。各部分パターンデータ１５は、空間光変調器６０における光変調素子６２の配列に対応する複数の画素からなる行列パターンである。各画素は光ドットが投影されるべき画素１５ｏｎ又は光ドットが投影されるべきでない画素１５ｏｆｆにより形成される。本実施形態では、空間光変調器６０により形成される光ドットは概ね正方形であり、画素も正方形とされている。部分パターンデータ１５については後述する。
【００３６】
図１に戻って、露光制御部７６は、部分パターンデータ生成部７４により生成された複数の部分パターンデータ１５を空間光変調器６０に供給して各光変調素子６２を駆動すると共に光源５０を駆動し、各部分パターンデータ１５に対応する部分パターン１７を感光膜３０ａ上にそれぞれ露光する。
【００３７】
さらに、露光制御部７６は、ステージ４０を主走査方向（Ｘ）や副走査方向（Ｙ）へ駆動し、図４に示すように、部分パターン１７を互いに一部が重なるように順に重ねて露光させ、部分パターン１７を重ねることによって全体パターン１２を露光する。ここで、部分パターン１７は、部分パターンデータ１５に対応する部分パターンであり、各画素は、光ドットが投影されるべき画素１５ｏｎに対応する光ドット１７ｏｎ、又は光ドットが投影されるべきでない画素１５ｏｆｆに対応する暗ドット１７ｏｆｆにより形成される。
【００３８】
そして、特に本実施形態では、図４に示すように、部分パターン１７を、一定の方向に、この方向における光ドット１７ｏｎの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつずらしながら順に重ねて露光することにより全体パターン帯１２ｂを得る。この場合、光ドット１７ｏｎの径Ｗとは、光ドット１７ｏｎのずらし方向における幅である。したがって、部分パターン１７をドットの配列における斜め方向にずらして露光する場合には光ドット１７ｏｎについての斜め方向に沿う幅Ｗとなり、部分パターンを斜め方向でなく部分パターン１７のドットの配列における行又は列方向にずらして露光する場合には、光ドット１７ｏｎについての当該方向に沿う幅となる。また、光ドットが円形の場合には光ドット１７ｏｎの径は直径となる。
【００３９】
本実施形態では、特に、図４に示すように、部分パターン１７を、斜め方向に幅Ｗよりも短い距離Ｈずらしながら多数重ねることにより全体パターン帯１２ｂを得る。
【００４０】
図４では、例示として、図３に示す部分パターンデータ１５に対応する部分パターン１７を重ねて露光している。図４より理解されるように、ずらす距離Ｈが光ドットの径Ｗよりも小さいと、光ドット１７ｏｎの一部同士が重なることとなり、全体パターン１２の光ドット１７ｏｎすなわち画素の大きさよりも細かい解像度で全体パターン帯１２ｂ及び全体パターン１２の輪郭を描画をすることが可能である。
【００４１】
なお、部分パターン１７における一つの光ドット１７ｏｎの照度は、感光膜が光により不溶化するネガ型の場合には、光ドット１７ｏｎが多数回、例えば数十回から数百回照射されることによりこの後の現像工程においてその部分が一切除去されること無く残存できる程度に不溶化するように設定され、感光膜が光により可溶化するポジ型の場合には、一つの光ドット１７ｏｎが複数回照射されることによりこの後の現像工程においてその部分が完全に除去され得る程度に可溶化するように設定される。したがって、光ドット１７ｏｎが多数回重ねられた部分が、図２の全体パターンデータ１０における黒い部分に対応することとなり現像されることとなる。一方、光ドット１７ｏｎが照射されない部分あるいは光ドット１７ｏｎが殆ど照射されなかった部分は、図２の全体パターンデータ１０における白い部分に対応することとなり、現像されない。そして、実際には、図４に比べてより細かいピッチＨでかつ各場所ごとに多数回の重ね合わせを行って全体パターンを形成するので、形成されるパターンは極めて解像度が高く、かつ、実質的に２階調のパターンとなる。
【００４２】
また、本実施形態では、図５に示すように、部分パターン１７を斜め方向にずらしながら重ねることによって全体パターン帯１２ｂを露光し、さらにこの全体パターン帯１２ｂを互いに平行に複数並べて露光することによって感光膜３０ａのほぼ全体に全体パターン１２を形成する。このとき、全体パターン帯１２ｂの幅方向の端部同士は互いに重なるようにされている。
【００４３】
そして、前述した部分パターンデータ生成部７４では、各部分パターン１７がこのように重ねて露光されることを前提として、各部分パターンが重ねられることにより形成する全体パターン１２が、全体パターンデータ記憶部７２に記憶された全体パターンデータ１０に対応するものとなるようにそれぞれ設定される。
【００４４】
これにより、感光膜３０ａ上に、全体パターンデータ１０に対応する全体パターン１２が露光され、潜像が形成する。
【００４５】
なお、図４においては、説明を簡単にするために互いに同一な部分パターン１７を重ね合わせているが、一般的には、互いに異なる部分パターン１７をずらして重ねることによって、例えば、図２に対応するような任意の全体パターンを再現することができる。
【００４６】
次に、このように露光された感光膜３０ａを公知の現像液で現像すると、パターニングがされた膜３０ｂ(図４参照)が完成する。
【００４７】
具体的には、ネガ型感光性樹脂に対して露光を行うと、照射部分、例えば、図４における斜線ハッチ部分が残存し、ポジ型感光性樹脂に対して露光を行うと、照射部分が除去される。
【００４８】
これによって、例えば、図６に示すように、パターニングされた膜３０ｂにおいて開口３０ｄが生じる。
【００４９】
その後、基板３０上のパターニングされた膜３０ｂを洗浄する。ここでは、図６に示すように、液体供給源２０２からの液体をノズル２０１に供給することにより、ノズル２０１から液滴２０４を噴射し、これらの液滴２０４をパターニングされた膜３０ｂに当てることにより、パターニング膜３０ｂに残った残渣、例えば、開口のエッジに残った突出部分３０ｚ等を除去する。
【００５０】
液滴２０４を形成する液体としては、具体的には、例えば、水や、現像工程で使用する現像液や、これを希釈した液等を用いることが可能である。また、これらに界面活性剤を添加することも効果的である。
【００５１】
液滴２０４は、ノズル２０１から１〜２５ＭＰａの圧力で吐出されることが好ましく、２〜１５ＭＰａの圧力で吐出されることがより好ましい。圧力が２５ＭＰａより高すぎるとパターンが破壊する可能性が増し、また、圧力が１ＭＰａよりも小さいと、残渣除去効率が低下する傾向がある。なお好適な液滴径は、１０〜５０μｍである。
【００５２】
また、液滴２０４が、パターニングされた膜３０ｂに対して斜めに当たるようにノズル２０１を斜めに配置する。具体的には、図５に示すように、ノズル２０１の軸と、パターニングされた膜３０ｂに垂直な線Ｌと、が為す角をθとすると、θ≠９０°とし、特に５°≦θ≦４５°とすることが好ましい。θが５°を下回る場合には、着弾した液滴２０４が比較的厚みの大きな液層を形成し、その後に着弾する液滴２０４の機械的エネルギーを減少させるため、残渣の除去効率が低下する傾向がある。一方、θが４５°を超える場合には、液滴２０４の飛行距離が長くなる傾向があるため、液滴と空気との摩擦により液滴２０４のエネルギーが減衰するために好ましくない。
【００５３】
なお、具体的には、図６に示すように、基板３０を移動させながら、固定したノズル２０１からパターニングされた膜３０ｂに対して液滴２０４を当てることが好ましい。このとき、ノズルの傾斜方向は、図５に示すように、液滴２０４が基板３０の進行方向と逆の方向に向かうように傾斜されることが好ましいが、ノズルを進行方向に向かうように傾斜させても実施は可能である。
【００５４】
その後、洗浄後のパターニングされた膜３０ｂに対して、エアー源２１０に接続されたエアーナイフから、エアー流を基板３０の表面に吹き付け、基板３０を乾燥させる。このようにして、パターニングされた膜としてのブラックマトリクスが完成する。
【００５５】
続いて本実施形態による作用について説明する。
【００５６】
本実施形態によれば、部分パターン１７を光ドット１７ｏｎの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつ、すなわち、光ドット１７ｏｎを光ドットの径Ｗよりも小さい距離Ｈずつずらして感光膜３０ａに重ねて複数回投影することにより全体パターン帯１２ｂを露光し、最終的に全体パターン１２を露光している。これにより、光ドット１７ｏｎ未満の解像度でパターンの輪郭の描画が可能となる。したがって、ジグザグの少ない輪郭の形成が可能となり、曲線の再現性や斜線の再現性が向上し高精度な全体パターンが形成可能となる。さらに、全体パターン１２や全体パターン帯１２ｂに周期性がある場合、光ドット１７ｏｎの大きさとこの周期との関係によってはモアレ（周期的な明暗パターン）が発生する場合があるが、光ドットの大きさよりも十分に解像度の高いパターンの形成が可能なので、モアレも発生しにくくなる。
【００５７】
さらに、光ドット１７ｏｎをずらして重ねることにより全体パターンを露光しているので、大型の基板にも容易に適用できる。したがって、性能の良い大型のカラーフィルタの実現が可能である。
【００５８】
また、空間光変調器を用いて光ドットを投影することにより露光を行うので、感光膜３０ａに入射する光の入射角の均一性が、ポリゴンミラーによる点光源のスキャン、いわゆる首振り等によりパターンを描画する場合に比べて極めて高い。そのため、光ドットの境界における村が少なく、現像後の感光膜３０ａのパターンの断面形状がほぼ均一、たとえば、ほぼ垂直となり、全体パターン帯１２ｂ等の継ぎ目におけるムラが生じにくい。
【００５９】
さらに、光変調素子６２を行列状に多数配置してなる空間光変調器６０を用いて光ドットの投影を行っているので、多数の光ドット１７ｏｎを効率よく投影できる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、全体パターン帯１２ｂを互いに周辺部が重なるように露光しているので、隣接する全体パターン帯１２ｂ間における継ぎ目部分がより目立たなくなり、継ぎ目に起因するムラを一層抑制できる。
【００６１】
加えて、本実施形態では、現像後に、パターニングされた膜３０ｂに液滴を斜めに当てることにより洗浄を行っているので、現像後の開口に不可避的に存在する残渣を効率よく除去でき、高解像度のパターンでもムラやモアレの少ないパターニングが可能となっている。なお、垂直に液滴を当てると、液体の流れが基板上に滞留するので、洗浄効果が低下し、また、洗浄ムラが顕著となる。
【００６２】
また、本実施形態では、空間光変調器６０を用いて全体パターン帯１２ｂを平行に並べているので（図５参照）、全体パターン帯１２の幅に起因するムラやモアレが生じることが考えられるが、斜め洗浄によりこのようなモアレやムラの低減も可能となっている。
【００６３】
これらによって、性能の良い大型のカラーフィルタの実現が可能である。
【００６４】
なお、上記実施形態では空間光変調器６０に対してステージ４０を動かしているが、ステージに対して空間光変調器６０を動かしても良いし、ステージ４０及び空間光変調器６０を互いに動かしても良い。
【００６５】
また、特に基板が大型の場合には、光源５０及び空間光変調器６０の組合せを複数備えても良い。
【００６６】
また、上述の移動距離Ｈは光ドットの径Ｗよりも小さければ特に限定されない。移動距離Ｈを小さくすると、より解像度が上がる。
【００６７】
なお、上記実施形態における全体パターンは、例示であり、必要に応じて様々な形状の２階調のパターンの設定が可能であることは言うまでもない。
【００６８】
さらに、上記実施形態では、複数の光ドットを投影可能な空間光変調器を用いて光ドットを重ねて露光しているが、一つの光ドットのみを投影可能な光学系を用いて一筆書きの要領で光ドットをずらして重ねることにより全体パターンを形成しても良いのは言うまでも無い。
【００６９】
＜液晶表示素子用カラーフィルタの構造＞
続いて、本発明の製造方法を適用できるカラーフィルタＣＦの例及び液晶ディスプレイＬＣＤの例について図７を参照して説明する。
【００７０】
カラーフィルタＣＦは、無アルカリガラスなどの透明基板６１上に、表示単位としてのＲＧＢ副画素である透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂと、これらの透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂを区画する遮光パターンとしてのブラックマトリクス６３が主として形成されているものである。
【００７１】
ブラックマトリクス６３は、隣接する透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂの境界を区画して混色を防止するもので、極めて高いパターンの精度及び均一性が要求される。ブラックマトリクス６３の形状は、格子状やストライプ状が一般的であるが、表示の解像度を高めるために屈折形状や、多角形形状が採用されることもある。
【００７２】
ブラックマトリクス６３は、クロムやモリブデン、ニッケルといった金属製の遮光性薄膜と反射防止膜とを組み合わせた薄膜をパターニングしたものであってもよく、また、カーボンブラックやチタン化合物やフェライト化合物を分散した遮光性樹脂からなるものであってもよい。遮光性の樹脂としては、感光性を有する物であればこれを直接フォトリソ法でパターニングしてもよく、また、感光性がない場合にはその上にレジストマスクを形成し種々のエッチングにより形成しても良い。
【００７３】
そして、このブラックマトリクス６３の製造工程において、薄膜や遮光性樹脂のパターニング、及び、レジストマスクのパターニングにおいて、上述のパターニング方法を採用した製造方法を用いることができる。
【００７４】
ブラックマトリクス６３の開口内にはR（赤）、G（緑）、B（青）の透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂが所定の順番に形成されている。
【００７５】
透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂは、ブラックマトリクス６３の開口部を覆うパターンに形成される。例えば１画素がRGB三色のストライプで形成される場合、副画素の線幅、すなわち、ブラックマトリクス６３の開口幅は１画素のピッチの約１/３である。
【００７６】
このような透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂも、感光性の透明着色樹脂の直接パターニングや、透明着色樹脂層上に設けたレジストマスクを用いたパターニングにより製造することができ、これらの工程にも上述のパターニング方法を適用できる。
【００７７】
そして、必要に応じて、これらの透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ上に表面を平坦化させる透明平坦化層８０が設けられ、その上にさらに、液晶駆動のための共通電極となる透明導電膜８５が形成される。
【００７８】
透明平坦化層８０は、ブラックマトリクス６３／透明着色樹脂層７３Ｒ、７３Ｇ，７３Ｂに重ねて塗布するもので透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ、ブラックマトリクス６３の段差を埋め、液晶セルに適した平滑性を付与するとともに、カラーフィルタＣＦから汚染物質の溶出を防止する。また、透明平坦化層８０についても液晶セル設計の必要性に応じて、微細なパターニングを行なう場合があり、この場合、上述のパターニング方法を用いることができる。
【００７９】
また、透明導電膜８５としては、ＩＴＯ等を利用できる。透明電極膜８５の表面には、必要に応じてスリット加工（バンク加工）をする場合があるが、これも上述のパターニング方法により行える。
【００８０】
また、視野角特性を改善するための加工として、液晶の配向方向を分割するためのバンクを透明導電膜８５上に形成したり、透明導電膜８５そのものにスリットを形成するなどの加工が行なわれてもよく、この場合にも、上述のパターニング方法を適用できる。
【００８１】
さらに、透明電極膜８５上に液晶のセルギャップを調整するための柱状スペーサ９０の形成が行なわれる。柱状スペーサ９０は、上記のブラックマトリクスや透明着色樹脂層、透明平坦化層のパターンをフォトリソ法により積層することでも形成可能であるが、高さ精度や変形特性を極めて厳密に管理することが必要であることから、専用の感光性樹脂層を重ね塗りし所定のパターンをフォトリソ加工で仕上げることが一般に行なわれる。これらの工程にも上述のパターニング方法を適用できる。
【００８２】
さらに、透明導電膜８５上には必要に応じて配向膜８６が形成される。
【００８３】
なお、透明基板６１上には、ブラックマトリクス６３以外に、ＲＧＢの着色層の重ね合せや貼り合せや品質管理のための図示しないマーク類が形成されていてもよい。
【００８４】
また、半透過型液晶の場合には、液晶セル内の光路長が反射領域では透過領域の２倍となる。このため、透過表示と反射表示の表示特性を同時に最適化するため、反射・透過両用の液晶パネルでは反射部及び透過部毎で互いに異なるセルギャップを形成する場合もある。例えば、反射板の下にかさ上げ層を形成する場合等である。この工程にも上述のパターニング方法を適用できる。
【００８５】
そして、このようにして作成したカラーフィルタの上に、薄膜トランジスタ基板ＴＦＴを対向配置し、配向膜８６と薄膜トランジスタ基板ＴＦＴとの間に液晶１２０を封入することにより、平面ディスプレイとしての液晶表示素子が完成する。薄膜トランジスタ基板ＴＦＴは、薄膜トランジスタ素子３００の下面に画素電極３０１及び配向膜８７を有しており、薄膜トランジスタ素子３００の上には偏光膜１１５が形成されている。
【００８６】
このようなカラーフィルタにおいて、ブラックマトリクス６３、透明着色樹脂層７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ、及び、透明平坦化膜８０、透明導電膜８５、柱状スペーサ９０等の開口等の形成において上述のパターニング方法を用いると、継ぎ目によるムラのない視認性に優れた平面ディスプレイが得られる。さらに、この方法により、透明導電膜と配向膜との間に配向規制構造を有する樹脂層（例えば、ノボラック、アクリル等）を設けてもよく、また液晶パネルの任意の位置に散乱層やマイクロレンズをこの方法により形成しても良い。
【００８７】
特に、このような、カラーフィルタの製造において、例えば、５回から７回程度行われるフォトリソ工程のなかでなるべく多くの露光工程を上述の装置及び方法により行うことで、より、継ぎ目のむら無く、かつ、断面形状に優れたカラーフィルタ及び平面ディスプレイを得ることができる。
【００８８】
なお、上述のカラーフィルタは、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタでなく、白色有機ＥＬ発光素子等を用いた平面ディスプレイ用のカラーフィルタ等にも適用できる。
【００８９】
＜感光膜の材料＞
続いて、上述の方法を用いる際の感光膜を形成する感光性樹脂材料について例示する。
【００９０】
感光性樹脂材料としてはネガ型感光性樹脂とポジ型感光性樹脂とをいずれも利用できる
ここでは、主としてネガ型感光性樹脂について説明する。
【００９１】
＜ネガ型感光材料＞
ネガ型感光性樹脂は、光の照射部分が現像液に対して不溶化し残存するもので、一般にはバインダーポリマー、光重合性化合物、光反応開始材、溶媒、及び、分散剤等の添加物を含み、さらに必要に応じて着色材や遮光材を配合したものが使用される。
【００９２】
＜光重合性化合物（架橋剤）＞
光重合性化合物とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカル、酸などによって重合し得る化合物であって、例えば重合性炭素−炭素不飽和結合を有する化合物が挙げられる。該化合物は、単官能の光重合性化合物であってもよいし、２官能または３官能以上の多官能の光重合性化合物であってもよい。単官能光重合性化合物としては、例えばノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。２官能光重合性化合物としては、例えば１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのビス（アクリロイロキシエチル）エーテル、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。３官能以上の光重合性化合物としては、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。好ましい光重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートである。該光重合性化合物はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いられるが、２官能以上の光重合性化合物が好ましく用いられ、２種以上の光重合性化合物を用いる場合には少なくとも１種は２官能以上の光重合性化合物を用いることが好ましい。該光重合性化合物の使用量は、バインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部あたり通常は０．１質量部以上７０質量部以下、好ましくは１質量部以上６０質量部以下である。
【００９３】
＜バインダーポリマー＞
バインダーポリマーとしては、着色剤や遮光剤を分散することができ、着色組成物層に、他成分とともに光照射によって架橋性機能を付与する透明樹脂が使用される。該バインダーポリマーとしては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物、メチル（メタ）アクリレートやエチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸エステル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル化合物、グリシジル（メタ）アクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル化合物、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル化合物、（メタ）アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−（メタ）アクリロキシメチルオキセタン、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシエチルオキセタン、３−メチル−３−（メタ）アクリロキシエチルオキセタンのような不飽和カルボン酸オキセタンエステル化合物の重合物、メラミンアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
【００９４】
該バインダーポリマーとしては、単量体はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせた共重合体を使用することもできる。該共重合体としては、例えばベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、スチレン／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン／メチルメタクリレート／メタクリル酸／スチレン共重合体などが挙げられる。特に、ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体が好ましい。該共重合体におけるカルボキシル基を有する単量体単位の含有量は質量分率で５〜５０％、好ましくは１０〜４０％である。
【００９５】
該バインダーポリマーは、ポリスチレンを標準としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で求められる重量平均分子量が５，０００〜４００，０００の範囲、さらには１０，０００〜３００，０００の範囲にあるのが好ましい。該バインダーポリマーは、感光性樹脂の全固形分に対して質量分率で通常５〜９０％の範囲、好ましくは２０〜７０％の範囲で用いられる。
【００９６】
＜光重合開始剤＞
光重合開始剤は、光を照射されることによって活性ラジカルを発生する活性ラジカル発生剤が挙げられ、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、トリアジン系化合物などが挙げられる。アセトフェノン系化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパン−１−オンのオリゴマーなどが挙げられる。ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。チオキサントン系化合物としては、例えば、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。トリアジン系化合物としては、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ピペロニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。活性ラジカル発生剤として、例えば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアントラキノン、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物などを用いることもできる。活性ラジカル発生剤として、市販のものを用いることもできる。市販の光重合開始剤としては、例えば、商品名「Irgacure-907」（アセトフェノン系光重合開始剤、Ciba Specialty Chemicals社製）などが挙げられる。これらの光重合開始剤はそれぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。光重合開始剤の使用量は、バインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部に対して通常１質量部以上３０質量部以下、好ましくは３質量部以上２０質量部以下である。
【００９７】
＜光重合開始助剤＞
光重合開始助剤は、光重合開始剤と組み合わせて、光重合開始剤によって開始した光重合性化合物の重合を促進するために用いられる化合物である。光重合開始助剤としては、例えばアミン系化合物、アルコキシアントラセン系化合物などが挙げられる。アミン系化合物としては、例えばトリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン（通称ミヒラーズケトン）、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノンなどが挙げられる。アルコキシアントラセン系化合物としては、例えば９，１０−ジメトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。光重合開始助剤として市販のものを用いることもでき、市販の光重合開始助剤としては、例えば商品名「EAB-F」（保土谷化学工業（株）製）などが挙げられる。該光重合開始助剤を用いる場合、その使用量は、光重合開始剤１モルあたり通常１０モル以下、好ましくは０．０１モル以上５モル以下である。光重合開始剤および光重合開始助剤を用いる場合の使用量は、その合計量がバインダーポリマーおよび光重合性化合物の合計量１００質量部に対して通常１質量部以上３０質量部以下、好ましくは３質量部以上２０質量部以下である。
【００９８】
＜着色剤＞
着色剤としては染料や顔料を用いることができる、顔料としては有機および無機顔料を用いることができ、具体的には、カラーインデックス（The Society of Dyers and Colourists出版）でピグメント（Pigment）に分類されている化合物が挙げられる。
【００９９】
＜遮光材＞
遮光材としては、カーボン、アニリンブラック、ペリレン化号物といった有機顔料、チタンブラック、マグネタイトといった無機顔料が挙げられる。
【０１００】
＜溶媒＞
溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシペンチルアセテートなどのアルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類、アニソール、フェネトール、メチルアニソールなどの芳香族脂肪族エーテル類、アセトン、２−ブタノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、４−メチル−２−ペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、乳酸エチル、２−ヒドロキシイソ酪酸メチルなどのエステル類、γ−ブチロラクトンなどの環状エステル類などが挙げられる。こうした溶剤は、それぞれ単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができ、感光性樹脂における溶剤の含有量が質量分率で通常２０質量％以上９０質量％以下、好ましくは５０質量％以上８５質量％以下となるように使用される。
【０１０１】
＜添加剤＞
添加剤としては、例えば、充填剤、バインダーポリマー以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、凝集防止剤、有機酸、硬化剤などが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤および両性界面活性剤などが挙げられる。密着促進剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【０１０２】
＜ポジ型感光材料＞
いっぽう、ポジ型感光材料は、光の照射部分が現像液に対して可溶化するもので、一般的には樹脂と光反応により親水化する化合物とを複合化することで構成され、例えば、カラーフィルタの製造においてはCrやALといった金属材料、ITOやIZOといった無機材料の薄膜に積層し、エッチングパターンを形成するために使用される。
【０１０３】
ポジ型感光剤は、ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリイミド、などを耐薬品性と密着性を有する樹脂と光分解性化合物と組み合わせたものを好適に用いることができる。
【実施例】
【０１０４】
＜実施例Ａ＞
２０ｃｍ四方の無アルカリガラス（ダウコーニング社１７３７、厚み０．７ｍｍ）に遮光性感光性樹脂（東京応化工業（株）製：ＢＫ−４６１７）を塗布し、ホットプレート上で９０℃、１１０秒間乾燥し、膜厚１．２μｍの遮光性樹脂膜を形成した。
【０１０５】
この遮光性樹脂膜に対して、ダイレクトイメージ描画機（ペンタックス社製ＤＩ−２０８０）を用いて、１２０μm×３６０μmピッチ（線幅２０μm）のブラックマトリクス用の格子状の全体パターンを前述の方法で露光した。
【０１０６】
ここでは、１０μm×１０μmの光ドット又は暗ドットを１０２４個×７８０個組み合わせて配置することにより部分パターンを発生させた。部分パターンのずらし量Hは光ドット径未満の値とした。光ドットを多数回重ねることにより形成した全体パターンにおける明部の露光量は１０ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０１０７】
露光後の遮光性樹脂膜を無機アルカリ現像液（KOH０．０５％）を用いて２３℃で８０秒シャワー現像した。その後、マイクロジェット洗浄装置を用い、１，２，５，１０，２０，３０ＭＰａの各圧力で液滴を噴射して現像後の膜を洗浄した（実施例Ａ１〜Ａ６）。ここで、液滴吐出用ノズルは、図５においてθ＝１５°となるように取り付けた。基板全面に対して６０秒程度かけて洗浄を行った後、エアーナイフにより乾燥させ、２２０℃で２０分間熱処理した。液滴を形成する液体としては、水を用いた。各液滴供給圧力毎のパターンの外観評価結果を図８に示す。
【０１０８】
いずれの場合もモアレは観察されず、また、継ぎ目のむらも十分に抑制されていた。特に圧力２ＭＰａ以上では継ぎ目のムラが殆ど無くなった。一方、圧力３０ＭＰａではパターンの欠落が発生する場合があった。作成後の実施例Ａ２のパターンの写真を図９に示す。
【０１０９】
図９に示すように、現像後の各ブラックマトリクスパターンは均一な線幅分布を有していた。
【０１１０】
＜実施例Ｂ＞
無アルカリガラス（コーニング社製１７３７：３７０×４７０mm）上に、低反射クロム膜（酸化クロム／金属クロム膜：０．２μm）、及び、感光性樹脂として東京応化工業（株）製ＯＮＰＲ−１３をこの順に塗布した基板を用意し、感光性樹脂に対して線幅１０μmのジグザグ状スリットパターン（折れ角度±４５°、１５０μｍ×３００μｍピッチ、スリット幅１０μｍ）ならびにブラックマトリクス用格子パターン（１１０μｍ×３３０μｍピッチ、線幅１２μｍ）を露光した。露光条件は露光量を１５０ｍＪ／ｃｍ２とした以外は実施例Ａ１と同様とした。露光後の感光性樹脂を無機アルカリ現像液（KOH０．５％）を用いてシャワー現像しさらに１０ＭＰａの圧力で６０秒間、斜めからの液滴による洗浄を行ってレジストパターンを得た。その後、さらに硝酸第二セリウムアンモニウム溶液を用いてこのレジストパターンをマスクとしてクロム膜をエッチングした。得られたパターニング膜を図１１及び図１２に示す。１０μmm四方の光ドットを用いてパターンを形成したにもかかわらず、滑らかな１０μm幅のジグザグ（斜め）パターンや、滑らかな１２μm幅のブラックマトリクスを形成することができた。また、これらのパターンは全体的にモアレや継ぎ目ムラが無く、幅も均一であった。
【０１１１】
＜比較例１＞
図１２に示すように、実施例１の感光性樹脂（感光膜３０ａ）の表面に、レーザ光源１００からのレーザ光をポリゴンミラー１０２に照射してスキャンさせることにより部分パターンを形成し、この部分パターンを位置をずらして露光することにより、実施例１の全体パターンと同様の全体パターンを描画により行った。現像後の斜め液滴による洗浄も行わなかった。現像後のブラックマトリクスは、部分パターン走査領域の境界において断面が不均一となって段差を生じ、不連続なムラを生じていた。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１は、実施形態に係る露光措置を示す概略構成図である。
【図２】図２は、全体パターンデータに関する模式図である。
【図３】図３は、部分パターンデータの平面図である。
【図４】図４は、感光膜に部分パターンをずらしながら重ねて露光する様子を示す模式図である。
【図５】図５は、感光膜に部分パターンをずらしながら重ねて露光して全体パターン帯を形成する様子を示す斜視図である。
【図６】図６は、パターニングされた膜を洗浄する様子を示す概念図である。
【図７】図７は、図１の露光装置で露光することにより作成するカラーフィルタ及び液晶表示素子を示す断面図である。
【図８】図８は、実施例Ａ１〜Ａ６の条件を及び結果を示す表である。
【図９】図９は、実施例Ａ２の現像後のブラックマトリクスのＳＥＭ写真である。
【図１０】図１０は、実施例Ｂの現像後のクロム膜のジグザグパターンのＳＥＭ写真である。
【図１１】図１１は、実施例Ｂの現像後のクロム膜のブラックマトリクスのＳＥＭ写真である。
【図１２】図１２は、比較例１の露光方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…全体パターンデータ、１２…全体パターン、１２ｂ…全体パターン帯（全体パターン）、１５…部分パターンデータ、１７…部分パターン、１７ｏｎ…光ドット、３０ａ…感光膜、５０…光源、６０…空間光変調器、６２…光変調素子、ＣＦ…カラーフィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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