(57)【要約】【課題】黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って形成したブラックマトリクスを加熱硬化するための加熱処理を行っても、ブラックマトリクス表面にしわ状の不良が発生しないカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。【解決手段】ブラックマトリクス形成工程に使用する黒色感光層がネガ型のレジストを用いた黒色感光層であり、透明基板１１上に形成された黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクス２１を形成した後、透明基板１１の裏面よりＵＶ光で裏露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法であり、裏露光を行う前記ＵＶ光が３６５ｎｍの波長強度を有し、照射光量が５ｍＪ／ｃｍ2以上、３００ｍＪ／ｃｍ2以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、透明基板上に形成された黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、を有するカラーフィルタ基板の製造方法において、
前記ブラックマトリクス形成工程に使用する前記黒色感光層がネガ型のレジストを用いた黒色感光層であり、前記透明基板上に形成された前記黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、前記透明基板の裏面よりＵＶ光で裏露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
裏露光を行う前記ＵＶ光が３６５ｎｍの波長強度を有していることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】
裏露光を行う前期ＵＶ光の照射光量が５ｍＪ／ｃｍ2以上、３００ｍＪ／ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法で作製されたカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィープロセスを用いたカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板に関し、特に、ブラックマトリクス形成工程に使用する黒色感光層がネガ型のレジストを用いた黒色感光層であり、感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、透明基板の裏面よりＵＶ光で裏露光を行うカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要の増加はめざましいものがある。
このカラーカラー液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタ基板は、パターン精度、分光特性、外観レベルに対しても高度のものが要求されている。
【０００３】
カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板は、ガラス基板等の透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等からなる着色フィルタ、スペーサー等がフォトマスクを用いたパターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て形成されるのが一般的である。
【０００４】
以下カラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ｅ）〜（ｇ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を工程順に示す模式構成断面図である。
まず、透明基板１１上にアクリル系のレジストにカーボンブラックを分散した黒色レジストをスピンナー等にて塗布して黒色感光層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２２を形成する（図４（ａ）参照）。
【０００５】
次に、ブラックマトリクス２１が形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに赤色顔料を分散した赤色レジストをスピンナー等にて塗布して、赤色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３４Ｒを形成する（図４（ｂ）参照）。
【０００６】
次に、ブラックマトリクス２２及び赤色フィルタ３４Ｒが形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに緑色顔料を分散した緑色レジストをスピンナー等にて塗布して緑色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３５Ｇを形成する（図４（ｃ）参照）。
【０００７】
次に、ブラックマトリクス２２、赤色フィルタ３４Ｒ及び緑色フィルタ３５Ｇが形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに青色顔料を分散した青色レジストをスピンナー等にて塗布して青色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３６Ｂを形成し、ブラックマトリクス２２が形成された透明基板１１上に赤色フィルタ３４Ｒ、緑色フィルタ３５Ｇ及び青色フィルタ３６Ｂを形成する（図２（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、透明基板１１上のブラックマトリクス２２、赤色フィルタ３４Ｒ、緑色フィルタ３５Ｇ及び青色フィルタ３６Ｂ上に透明導電膜を成膜し、透明電極４２を形成する（図５（ｅ）参照）
次に、ブラックマトリクス２２、赤色フィルタ３４Ｒ、緑色フィルタ３５Ｇ及び青色フィルタ３６Ｂが形成された透明基板１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布して感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、配向制御突起５２を形成する（図５（ｆ）参照）。
【０００９】
次に、ブラックマトリクス２２、赤色フィルタ３４Ｒ、緑色フィルタ３５Ｇ、青色フィルタ３６Ｂ及び配向制御突起５２が形成された透明基板１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布して感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、スペーサー６２を形成し、透明基板１１上にブラックマトリクス２２と、赤色フィルタ３４Ｒと、緑色フィルタ３５Ｇと、青色フィルタ３６Ｂと、透明電極４２と、配向制御突起５２と、スペーサー６２と、が形成されたカラーフィルタ基板を得ることができる（図５（ｇ）参照）。
【００１０】
上記カラーフィルタ基板の製造工程のパターン露光では、プロキシミティー露光方式、または投影露光方式が採用されており、解像性の求められるブラックマトリクス形成工程では、投影露光方式が使われる場合が多い。
【００１１】
フォトリソグラフィー工程で使用されるレジストには、ポジレジスト、またはネガレジストがあり、ポジレジストではパターン露光された領域が現像工程で溶解して、ネガレジストでは非露光領域が現像工程で溶解して、それぞれパターンが形成される。
【００１２】
上記カラーフィルタ基板の製造工程の各工程において、ネガ型レジストを使用する場合、赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青色フィルタを形成するために使用する着色レジストでは、紫外光が着色レジストの深さ方向に進行するために、深さ方向の架橋反応が進む。
したがって、現像処理後は深さ方向まで全体が硬化している。
【００１３】
しかし、ブラックマトリクス形成工程において、ネガ型の黒色レジストを使った黒色感光層をパターン露光した場合、黒色レジストがカーボンブラック等の黒色顔料を使用しているため、パターン露光に使用した紫外光が黒色感光層表面で止まってしまい、表面での重合ばかりが促進され、深さ方向の架橋硬化が進まない。
【００１４】
したがって、ネガ型の黒色レジストを使った黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って形成されたブラックマトリクスは、硬化が進んだ表面に対して、深さ方向は未硬化で柔らかい状態と推定される。
【００１５】
これによって、ネガ型の黒色レジストを使った黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って形成したブラックマトリクスは、加熱硬化時の加熱処理で深さ方向の柔らかい部分と表面の硬い部分とで硬化歪みが発生し、パターン表面にしわ状の不良が発生するという問題がある。
現在の対策としては、パターン露光時の照度を下げたり、輝線選択フィルターを搭載して輝線分布を調整する等の方法が取られているが、露光時間が掛かるために有効な手段とはいえない。
【００１６】
上記問題を解決する方法として、ネガ型の黒色レジストを使った黒色感光層をパターン露光する際、透明基板の両面から同時パターン露光して、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクスを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
上記の両面からの同時パターン露光方法は、黒色感光層を両面からパターン露光しているため、ブラックマトリクス表面のしわ状の不良発生という面では有効な方法であるが、露光マスクが２枚必要であることの他に、透明基板の両面から同時パターン露光しているため、ブラックマトリクスが微細化、高精度化している現状では、パターンの位置合わせ
精度を確保し難いという問題を有している。
【特許文献１】特開平８−１７９３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、透明基板上に形成された黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、を有するカラーフィルタ基板の製造方法において、前記黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って形成したブラックマトリクスを加熱硬化するための加熱処理を行っても、ブラックマトリクス表面にしわ状の不良が発生しないカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板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】
【００１９】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくとも、透明基板上に形成された黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、を有するカラーフィルタ基板の製造方法において、
前記ブラックマトリクス形成工程に使用する前記黒色感光層がネガ型のレジストを用いた黒色感光層であり、前記透明基板上に形成された前記黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、前記透明基板の裏面よりＵＶ光で裏露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【００２０】
また、請求項２においては、裏露光を行う前記ＵＶ光が３６５ｎｍの波長強度を有していることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【００２１】
また、請求項３においては、裏露光を行う前期ＵＶ光の照射光量が５ｍＪ／ｃｍ2以上、３００ｍＪ／ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【００２２】
また、請求項４においては、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法で作製されたカラーフィルタ基板としたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、透明基板上に形成された黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、透明基板の裏面よりＵＶ光で裏露光するため、ブラックマトリクス両面からの硬化が促進され、加熱硬化処理してもブラックマトリクス表面にしわ状の不良が発生するのを防止できる。
結果として、ブラックマトリクス表面にしわ状の不良のない表示品位に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明のカラーフィルタ基板の一実施例を示す模式構成図である。
本発明のカラーフィルタ基板１００は、ガラス基板等からなる透明基板１１上に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａと、赤色フィルタ３１Ｒと、緑色フィルタ３２Ｇと、青色フィルタ３３、透明電極４１と、配向制御突起５１と、スペーサー６１とが形成されおり、ブラックマトリクス形成工程において、黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、透明基板１１の裏面よりＵＶ光で裏露光を行ってブラックマトリクス２１ａを形成したＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式のカラーフィルタ基板の一例である。
また、カラーフィルタ基板１００は、ブラックマトリクス形成工程において、黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行った後、透明基板１１の裏面よりＵＶ光で裏露光を行っているため、加熱硬化処理を行っても、ブラックマトリクス２１ａ表面にしわ等の不良が発生せず、表示品位に優れたカラーフィルタ基板となっている。
【００２５】
以下、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）及び図３（ｆ）〜（ｈ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例を工程順に示す模式構成断面図である。
【００２６】
まず、透明基板１１上にアクリル系のネガ型レジストにカーボンブラックを分散した黒色レジストをスピンナー等にて塗布、予備乾燥して黒色感光層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１を形成する（図２（ａ）参照）。
ここで、透明基板１１としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が使用できる。
また、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用でき、投影露光装置が好適である。
【００２７】
次に、ブラックマトリクス２１が形成された透明基板１１の裏面よりＵＶ光を照射して裏露光し、裏露光されたブラックマトリクス２１ａを形成する（図２（ｂ）参照）。
ここで、裏露光に使用するＵＶ光は、請求項２に記載したように、３６５ｎｍの波長強度を有する長管タイプのＵＶランプ等が使用できる。
波長３６５ｎｍはネガ型感光レジストにおいて、極一般的な吸収波長である。
吸収感度はレジストによって異なるが３００〜３５０ｎｍの波長も含まれていることが望ましい。
【００２８】
また、裏露光に使用するＵＶ光の照射光量は、請求項３に記載したように、５ｍＪ／ｃｍ2以上、３００ｍＪ／ｃｍ2以下が好適である。
照射光量が５ｍＪ／ｃｍ2以下では、未硬化部分の光重合が不十分で、表裏面での硬化歪は緩和できない。
照射光量が３００ｍＪ／ｃｍ2以上では、ガラス基板とパターン界面で密着力が低下するために、剥がれ等の不具合が発生する。
【００２９】
次に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａが形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに赤色顔料（例えば、ジアントラキノン系顔料）を分散した赤色レジストをスピンナー等にて塗布、予備乾燥して、所定厚の赤色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒを形成する（図２（ｃ）参照）。
ここで、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用できる。
【００３０】
次に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａ及び赤色フィルタ３１Ｒが形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに緑色顔料（例えば、フタロシアニングリーン系顔
料）を分散した緑色レジストをスピンナー等にて塗布、予備乾燥して、所定厚の緑色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇを形成する（図２（ｄ）参照）。
ここで、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用できる。
【００３１】
次に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ及び緑色フィルタ３２Ｇが形成された透明基板１１上にアクリル系のレジストに青色顔料（例えば、フタロシアニンブルー系顔料）を分散した青色レジストをスピンナー等にて塗布、予備乾燥して、所定厚の青色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂを形成し、裏露光されたブラックマトリクス２１ａが形成された透明基板１１上に赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂを形成する（図２（ｅ）参照）。
ここで、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用できる。
【００３２】
次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、透明基板１１上の裏露光されたブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂ上に透明導電膜を成膜し、透明電極４１を形成する（図３（ｆ）参照）
次に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ及び青色フィルタ３３Ｂが形成された透明基板１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布、予備乾燥して、所定厚の感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、配向制御突起５１を形成する（図３（ｇ）参照）。
ここで、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用できる。
【００３３】
次に、裏露光されたブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ、青色フィルタ３３Ｂ及び配向制御突起５１が形成された透明基板１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布、予備乾燥して、所定厚の感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、スペーサー６１を形成する。
ここで、パターン露光に使用する露光装置としては、プロキシミティー露光装置、投影露光装置が使用できる。
以上の工程により、透明基板１１上に裏露光されたブラックマトリクス２１ａと、赤色フィルタ３１Ｒと、緑色フィルタ３２Ｇと、青色フィルタ３３Ｂと、透明電極４１と、配向制御突起５１と、スペーサー６１と、が形成された本発明のカラーフィルタ基板１００を得ることができる（図３（ｈ）参照）。
【００３４】
上記したように、本発明のカラーフィルタ基板１００は、ブラックマトリクス形成工程において、黒色感光層をパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成した後、透明基板１１の裏面よりＵＶ光で裏露光を行っているため、ブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ、緑色フィルタ３２Ｇ、青色フィルタ３３Ｂ、配向制御突起５１、スペーサー６１の加熱硬化を行うための加熱処理を行っても、ブラックマトリクス２１ａ表面にしわ等の不良が発生せず、表示品位に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図３】（ｆ）〜（ｈ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、従来のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図５】（ｅ）〜（ｇ）は、従来のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１……透明基板
２１、２２……ブラックマトリクス
２１ａ……裏露光されたブラックマトリクス
３１Ｒ、３４Ｒ……赤色フィルタ
３２Ｇ、３５Ｇ……緑色フィルタ
３３Ｂ、３６Ｂ……青色フィルタ
４１、４２……透明電極
５１、５２……配向突起
６１、６２……スペーサー
１００……カラーフィルタ基板
【図１】
2008304752.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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