(57)【要約】      （修正有）【課題】高精細なパターンを正確に形成することを可能とするパターン層形成体の製造方法を提供する。【解決手段】基板１上にフォトレジスト２を塗布する基板準備工程と、光の透過を遮る遮光層３と、パターン層８のパターンを形成するための開口部４とを有し、開口部４の長さが、パターン層８の長さよりも短いフォトマスク５を準備し、基板１またはフォトマスク５の少なくとも一方を移動させながらフォトレジスト２を露光する露光工程と、露光されたフォトレジスト２を現像することによりパターン層を形成する現像工程とを有する。【選択図】  図１
2004240095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成されたパターン層とを有し、前記パターン層がフォトリソグラフィー法により形成されたパターン層形成体であり、前記パターン層のパターニングを行う際の露光が、前記基板または露光する際に使用するフォトマスクの少なくとも一方を移動させながら行うパターン層形成体の製造方法であって、
前記基板上にフォトレジストが塗布された基板を準備する基板準備工程と、
光の透過を遮る遮光層と、前記パターン層のパターンを形成するための開口部とを有し、前記開口部の前記移動の方向における長さが、前記パターン層のパターンの前記移動の方向における長さよりも短い前記フォトマスクを準備し、前記フォトマスクを介して、前記基板または前記フォトマスクの少なくとも一方を移動させながら前記フォトレジストを露光する露光工程と、
前記露光されたフォトレジストを現像することにより所望のパターンが形成されたパターン層を形成する現像工程と、
を有することを特徴とするパターン層形成体の製造方法。
【請求項２】
前記パターン層形成体が液晶ディスプレイ用基板に用いられるものであることを特徴とする請求項１に記載のパターン層形成体の製造方法。
【請求項３】
基板と、前記基板上に形成されたパターン層とを有し、チップの大きさが５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上であり、前記チップに形成されたパターンが線幅２０μｍ以下、長さ３０μｍ以下であることを特徴とするパターン層形成体。
【請求項４】
前記パターン層は、液晶ディスプレイの柱状スペーサであることを特徴とする請求項３に記載のパターン層形成体。
【請求項５】
前記パターン層は、複数配向分割型垂直配向モード液晶ディスプレイの配向制御突起であることを特徴とする請求項３に記載のパターン層形成体。
【請求項６】
光の透過を遮る遮光層と、パターン層のパターンを形成するための開口部とを有する移動露光用フォトマスクであり、
前記開口部の前記移動の方向における長さが、前記パターン層のパターンの前記移動の方向における長さよりも短いことを特徴とする移動露光用フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細なパターンを有するパターン層形成体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイは、薄型、軽量、小消費電力、フリッカーレスといった特徴から、ノートパソコンを中心にその市場が急速に拡大してきた。特に、最近になって、こうしたパソコン用ディスプレイの一環として、ノートパソコンに比べてより大型のデスクトップ用モニターの需要が発生している。また、パソコン用のみならず、従来であればＣＲＴが主流であったテレビ向けにも液晶ディスプレイが利用されるようになってきた。
【０００３】
このような液晶ディスプレイは、カラーフィルタ等が形成されているカラーフィルタ側基板と、上記カラーフィルタ側基板と対向する基板であり、薄膜トランジスタ等が形成されたアレイ側基板と、これらカラーフィルタ側基板およびアレイ側基板に狭持された液晶層とを少なくとも有する構造とされている。
【０００４】
さらに、液晶ディスプレイを構成する各基板上には、様々なパターンを有する部材が複数形成されている。例えば、上記液晶層の間隔を一定に保持する柱状スペーサ、カラーフィルタ、液晶の配向を制御する配向制御突起等など高精細なパターンが要求される。一般的にこれらの部材のパターニングは、フォトリソグラフィー法により行われている。
【０００５】
このようなフォトリソグラフィー法によるパターニング方法では、光の透過を遮る遮光層と、形成するパターンに沿って形成された開口部とを有するフォトマスクを介して、フォトレジストにパターン露光し、パターン露光されたフォトレジストを現像することにより、フォトレジストをパターニングする方法が採られている。しかしながら、フォトレジストに露光する際、フォトマスクの開口部を通過した光が、フォトレジストに到達する間に、回折等の現象を要因として、開口部よりも僅かに広がる場合があった。このように開口部の範囲を越えて露光された領域においては、一定時間、所定の露光量で照射されることによりフォトレジストの反応が促進し、結果的に、実際に形成されたフォトレジストのパターンが、所望とするパターンよりも大きく形成されるといった不都合があった。
【０００６】
例えば、図２に示すように、フォトマスクの開口部２０に対して、実際にフォトレジスト２１において露光された領域２２は、開口部２０の四方向に対して楕円状に広がって形成される傾向があった。このような傾向は、例えば、線幅が狭く、長さが長いパターンを形成する場合に、顕著に現れることから、そのような形状にパターンを形成することは困難であった。
【０００７】
そこで、そのような形状のパターンを形成する際には、フォトレジストとフォトマスクとの間隔を狭めたり、露光量を低くする等の手段により改善が試みられているが、特に、チップのサイズが大きい場合には、使用されるフォトマスクのサイズも大きくなるため、フォトマスクに生じるたわみを無視することができず、フォトレジストとフォトマスクとの間隔を狭めることは難しかった。さらに、露光量を低くした場合は、フォトレジストの反応性が低下するため、精度の高いパターンの形成には不向きであった。
【０００８】
なお、本発明に関する先行文献は発見されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精細なパターンを正確に形成することを可能とするパターン層形成体の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、基板と、上記基板上に形成されたパターン層とを有し、上記パターン層がフォトリソグラフィー法により形成されたパターン層形成体であり、上記パターン層のパターニングを行う際の露光が、上記基板または露光する際に使用するフォトマスクの少なくとも一方を移動させながら行うパターン層形成体の製造方法であって、
上記基板上にフォトレジストが塗布された基板を準備する基板準備工程と、
光の透過を遮る遮光層と、上記パターン層のパターンを形成するための開口部とを有し、上記開口部の上記移動の方向における長さが、上記パターン層のパターンの上記移動の方向における長さよりも短い上記フォトマスクを準備し、上記フォトマスクを介して、上記基板または上記フォトマスクの少なくとも一方を移動させながら上記フォトレジストを露光する露光工程と、
上記露光されたフォトレジストを現像することにより所望のパターンが形成されたパターン層を形成する現像工程と、
を有することを特徴とするパターン層形成体の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明においては、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながらフォトレジストにパターン露光を行い、かつ、このような露光工程に合わせて、フォトマスクの形状を上述した形状としていることから、フォトマスクの開口部を越えて光が広がる範囲を従来よりも小さくすることが可能であり、また、フォトマスクの開口部を越えて露光された領域においては、移動しながらの露光であるため十分に反応が促進され得る程度の露光量が照射されにくくなる。従って、所望とするパターンと比較し、露光領域が不都合に広範囲に形成されることを抑制することができるため、正確にパターンを形成することが可能である。また、露光工程において移動距離または移動方向を変更するだけで異なるパターンを形成することができることから、同一のフォトマスクにより対応することができるパターンの幅を広げることができる。
【００１２】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記パターン層形成体が液晶ディスプレイ用基板に用いられるものであることが好ましい。上述したパターン層形成体の製造方法によれば、従来形成することが困難であったパターンであっても正確に形成することが可能であるため、液晶ディスプレイの品質を向上させることができるからである。
【００１３】
本発明においてはまた、請求項３に記載するように、基板と、上記基板上に形成されたパターン層とを有し、チップの大きさが５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上であり、上記チップに形成されたパターンが線幅２０μｍ以下、長さ３０μｍ以下であることを特徴とするパターン層形成体を提供する。
【００１４】
従来は、上述した大きさを有するチップにおいて、上記パターンを形成することは不可能であったが、本発明においては、上述したパターン層形成体を提供することが可能であることから、例えば、このようなパターン層形成体を液晶ディスプレイ用基板等に用いることにより、液晶ディスプレイの品質向上に有益となる。
【００１５】
上記請求項３に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記パターン層は、液晶ディスプレイの柱状スペーサであることが好ましい。表示特性に影響を及ぼすことが少ない柱状スペーサとすることができるからである。さらに、請求項５に記載するように、上記パターン層は、複数配向分割型垂直配向（以下、複数配向分割型垂直配向をＭＶＡと略す場合がある。）モード液晶ディスプレイの配向制御突起であることが好ましい。目的とするパターンに精度良く形成された配向制御突起を得ることができるため、液晶の配向が所望の方向に的確に整えられ、高視野角、高コントラスト、高速応答、忠実な色再現および高精細な表示等を実現することができるからである。
【００１６】
さらに本発明においては、請求項６に記載するように、光の透過を遮る遮光層と、パターン層のパターンを形成するための開口部とを有する移動露光用フォトマスクであり、上記開口部の上記移動の方向における長さが、上記パターン層のパターンの上記移動の方向における長さよりも短いことを特徴とする移動露光用フォトマスクを提供する。
【００１７】
このような移動露光用フォトマスクを用いることにより、開口部を越えて露光される領域を小さくすることができ、また、移動露光用フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら露光することが可能となることから、開口部を越えて露光された領域において、反応が促進され得る程度に十分な露光量を照射されにくくすることができる。従って、目的とするパターンと比較し、不都合にパターンが広がることを抑制することができ、正確なパターンの形成が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のパターン層形成体の製造方法、パターン層形成体および移動露光用フォトマスクについて説明する。
【００１９】
Ａ．パターン層形成体の製造方法
まず、本発明のパターン層形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン層形成体の製造方法は、基板と、上記基板上に形成されたパターン層とを有し、上記パターン層がフォトリソグラフィー法により形成されたパターン層形成体であり、上記パターン層のパターニングを行う際の露光が、上記基板または露光する際に使用するフォトマスクの少なくとも一方を移動させながら行うパターン層形成体の製造方法であって、上記基板上にフォトレジストが塗布された基板を準備する基板準備工程と、光の透過を遮る遮光層と、上記パターン層のパターンを形成するための開口部とを有し、上記開口部の上記移動の方向における長さが、上記パターン層のパターンの上記移動の方向における長さよりも短い上記フォトマスクを準備し、上記フォトマスクを介して、上記基板または上記フォトマスクの少なくとも一方を移動させながら上記フォトレジストを露光する露光工程と、上記露光されたフォトレジストを現像することにより所望のパターンが形成されたパターン層を形成する現像工程とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明においては、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながらフォトレジストにパターン露光を行い、かつ、このような露光工程に合わせて、フォトマスクの形状を上述した形状としていることから、フォトマスクの開口部を越えて光が広がる範囲を従来よりも小さくすることが可能であり、また、フォトマスクの開口部を越えて露光された領域においては、移動しながらの露光であるため十分に反応が促進され得る程度の露光量が照射されにくくなる。従って、所望とするパターンと比較し、露光領域が不都合に広範囲に形成されることを抑制することができるため、正確なパターンの形成が可能となる。また、露光工程を行う際、移動距離または移動方向を変更するだけで異なるパターンを形成することができることから、同一のフォトマスクにより対応することができるパターンの幅を広げることができる。これにより、フォトマスクに要するコストの削減を図ることができる。
【００２１】
このような利点を有する本発明のパターン層形成体の製造方法について図面を用いて具体的に説明する。
【００２２】
図１は、本発明のパターン層形成体の製造方法の一例を示した工程図である。まず、図１（ａ）に示すように、基板１上にフォトレジスト２を塗布する。次に、図１（ｂ）に示すように、露光された光の透過を遮る遮光層３と、パターン層のパターンを形成する開口部４とを有しており、この開口部４において、黒矢印で示した移動方向における長さが、形成するパターン層のパターンの同一方向における長さよりも短いフォトマスク５を準備する。このようなフォトマスク５を介して、フォトレジスト２にパターン露光する。このパターン露光の際、本発明においては、フォトマスク５を黒矢印方向に移動させながら露光を行う。従って、フォトレジスト２上に形成される露光領域は、移動の進行に伴い徐々に形成され、最終的には、図１（ｃ）に示すように、露光領域６および未露光領域７が形成されたフォトレジスト２を得る。
【００２３】
さらに、このようにしてパターン露光されたフォトレジスト２を現像・洗浄することにより、図１（ｄ）に示すように、未露光領域７は除去され、露光領域６のみが残存したパターン層８が形成される。
【００２４】
本発明においては、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら露光し、このような露光方法に合わせたフォトマスクを用いて、パターン層のパターニングを行うものである。一般的なフォトマスクおよび基板を固定した状態で行う露光方法においては、開口部を越えて露光されたフォトレジストの領域にも、反応の促進に十分な露光量が与えられるため、必然的に、形成されたパターンが所望とするパターンよりも拡大してしまう問題があった。しかしながら、本発明においては、開口部の大きさが従来よりも小さいことから、開口部を越えて露光される領域も小さくできる効果がある。さらに、フォトマスクまたは基板を移動させながら露光していることから、開口部を越えて露光された領域においては、反応が促進され得る程度に十分な露光量が照射されない場合があり、結果的に、不都合にパターンが広がることを抑制することができるのである。また、移動距離を変更するだけで異なる長さを有するパターンを形成することができることから、線幅を同じくし、長さのみが異なるパターンに同一のフォトマスクを用いて幅広く対応することが可能である。
【００２５】
以下、このような本発明のパターン層形成体の製造方法について各工程毎に分けて詳細に説明する。
【００２６】
１．基板準備工程
まず、基板準備工程について説明する。本発明における基板準備工程とは、基板上にフォトレジストが塗布された基板を準備する工程である。
【００２７】
本発明は、基板上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターニングしてパターン層を形成するが、フォトレジストをパターニングする際に行われる露光工程に特徴を有するものである。
【００２８】
このような本工程において準備される基板上には、少なくともフォトレジストがその最表面に成膜されていればよいが、本発明におけるパターン層形成体の用途に応じて、他の部材が基板上に形成されていてもよい。
【００２９】
以下、本工程で用いられるフォトレジストおよび基板について説明する。
【００３０】
（１）フォトレジスト
本発明において用いることができるフォトレジストは、一般的にフォトリソグラフィー法において用いられているフォトレジストを用いることができ、またポジ型であってもネガ型であっても特に限定されるものではない。具体的に用いることができるフォトレジストとしては、ノボラック樹脂系、ゴム＋ビスアジド系、アクリル樹脂系等を挙げることができる。
【００３１】
本工程におけるフォトレジストの塗布方法は、一般的に塗工液を全面に塗布する方法であれば特に限定されるものではなく、具体的には、スピンコーティング法、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、スプレーコート法等の塗布方法が用いられる。
【００３２】
本発明において、上記フォトレジストをコーティングする際に用いられるフォトレジスト溶媒としては、フォトレジストの溶解性に優れたものであれば特に限定はされない。しかしながら、基板上に他の部材が既に形成されている上にフォトレジストを塗布する場合には、そのような他の部材が溶解しにくい溶媒を用いることが望ましい。
【００３３】
（２）基板
本工程において、上述したフォトレジストは基板上に塗布される。このような基板としては、一般的に各種パターン層形成体に用いられている基板であれば特に限定されるものではないが、本発明におけるパターン層形成体の用途として液晶ディスプレイ用基板が好ましいことから、透明性を有する基板であることが好ましい。このような基板の材料として例えば、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等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、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等を用いることができる。
【００３４】
２．露光工程
次に、露光工程について説明する。本発明における露光工程とは、基板または本工程において露光する際に使用するフォトマスクの少なくとも一方を移動させながらフォトレジストを露光する工程であり、詳しくは、光の透過を遮る遮光層と、パターン層のパターンを形成するための開口部とを有し、上記開口部の上記移動の方向における長さが、上記パターン層のパターンの上記移動の方向における長さよりも短いフォトマスクを準備し、上記フォトマスクを介して、上記基板または上記フォトマスクの少なくとも一方を移動させながら上記フォトレジストを露光する工程である。
【００３５】
本発明においては、このようなフォトマスクを用い、このフォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら、フォトレジストを露光することにより、開口部を越えて露光される領域を小さくでき、開口部を越えて露光された領域において、反応が促進され得る程度に十分な露光量を照射されにくくすることができる。従って、不都合にパターンが広がることを抑制する効果が得られる。また、本工程において移動距離または移動方向を変更するだけで、同一のフォトマスクを用いて異なるパターンを形成することができることから、一つのフォトマスクで対応することができるパターンの幅を広げることができる。従って、フォトマスクに要するコストの削減を図ることができる。
【００３６】
このような本工程において用いるフォトマスク等について説明する。
【００３７】
（１）フォトマスク
本発明におけるフォトマスクは、光の透過を遮る遮光層と、パターン層のパターンを形成するための開口部とを有するものであれば特に限定はされないが、中でも、透明基板に上記遮光層および上記開口部が形成されているフォトマスクであることが好ましい。
【００３８】
また、本発明では、このようなフォトマスクの上記開口部が、本工程においてフォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させる際の移動方向における長さが、同様の移動方向におけるパターン層のパターンの長さよりも短く形成されていることを特徴とする。このようなフォトマスクとすることにより、本工程において、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方の移動に伴い、徐々に露光領域をフォトレジスト上に形成することが可能となる。従って、移動方向に対する露光領域の長さは、本工程における移動距離によって変化することから、移動距離または移動方向を変えることにより、同一のフォトマスクを用いて異なるパターンを形成することができる。よって一つのフォトマスクを用いて形成することが可能なパターンの幅が広がるため、フォトマスクに要する費用の削減を図ることができる。
【００３９】
このようなフォトマスクにおいて遮光層は、本工程において露光する際に、フォトレジストの未露光領域となる領域上に光が照射されることを防止するため、光の透過を妨げる役割を担っている。このような遮光層を形成する材料としては、一般的に遮光層として用いられる材料であれば特に限定されるものではなく、遮光性に優れた材料が好適に用いられる。本発明においては、中でも金属クロム材料を好適に用いることができる。さらに、その上に酸化クロム材料を成膜してもよい。
【００４０】
上述したような材料により形成された遮光層に開口部を形成する方法としては、透明基板上に遮光層を公知の成膜方法により成膜し、その後、遮光層をパターニングすることにより開口部を設ける方法や、金属等からなる遮光層にエッチング法等により開口部となる小孔を形成する方法等を挙げることができる。
【００４１】
このようにして形成された開口部は、露光する際のフォトマスクまたは基板の移動方向における長さが、形成されるパターン層のパターンの同様の移動方向における長さよりも短かく形成されているのであれば特に限定はされない。しかしながら、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させる際に、その移動距離があまりにも短い場合には、本発明における効果が得られない場合があるので、パターンの移動方向における長さに対して、開口部の同様の方向における長さは、、２５％〜７０％の範囲内であることが好ましく、その中でも、５０％〜６０％の範囲内であることが好ましい。両者の長さを比較して、上述した範囲内の関係にあれば、移動に伴いフォトレジスト上に徐々に露光領域を形成することができ、また、このような露光領域が所望のパターンに対して不都合に大きく形成されることが抑制されるため、パターンを正確に形成することが可能となるからである。
【００４２】
また、本発明においてフォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させる際の移動の仕方としては、特に限定はされず、一方向のみに移動させる場合であってもよく、複数の異なる方向に移動させる場合であってもよい。従って、例えば、所定の方向に移動させた後、その所定の方向に対して垂直方向にも移動させる場合には、上述した開口部の形状は、そのような二方向の移動方向における長さが短く形成されていることとなる。このような場合、開口部の形状は、従来と比較し全体的に小さくすることができる。
【００４３】
（２）露光
本工程においては、上述したフォトマスクを介して、フォトレジストにパターン露光を行う。この際に使用される光源としては、光硬化型樹脂組成物を硬化させることが可能な光を照射することができる光源を挙げることができ、具体的には、紫外光を含む光の光源を用いることができる。このような紫外光を含む光の光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を挙げることができる。また、本発明における露光量としては、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら露光するため、露光時間が最も短くなるフォトレジストの部分において、露光による反応が起こり得る露光量とする。
【００４４】
このような露光の際の移動方向としては、特に限定はされないが、形成するパターン層のパターンにおける長さ方向であることが好ましい。長さの短い線幅方向よりも、長さの長い長さ方向に移動させる方が、本発明における効果を活かすことができるからである。
【００４５】
３．現像工程
次いで、現像工程について説明する。本発明における現像工程とは、上述した露光工程により露光されたフォトレジストを現像することにより所望のパターンが形成されたパターン層を有するパターン層形成体を得る工程である。
【００４６】
以下、本工程においてフォトレジストを現像する際に使用するフォトレジスト現像液および本工程において形成されるパターン層について説明する。
【００４７】
（１）フォトレジスト現像液
本発明に用いることができるフォトレジスト現像液としては、フォトレジストに対する溶解性に優れたものであれば特に限定はされない。しかしながら、基板上に何らかの他の部材が形成されている場合には、そのような部材を溶解させることがないフォトレジスト現像液であることが好ましい。具体的には、一般的に使用されている有機アルカリ系現像液を使用できるが、そのほかに、無機アルカリ、またはフォトレジスト層の現像が可能な水溶液を使用することができる。フォトレジスト層の現像を行った後は水で洗浄するのが望ましい。
【００４８】
（２）パターン層
本発明におけるパターン層とは、上述したパターン層形成体の製造方法により形成された層である。
【００４９】
このようなパターン層のパターンとしては、上述した露光工程において、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら露光していることにより、移動させる際の移動距離または移動の仕方に応じて、異なるパターンとなる。例えば、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を一方向に移動させる際に、移動距離を変化させることにより、線幅を同じくし長手方向の長さが異なるパターンを形成することができる。一方、複数の異なる方向に移動させることにより、ラインパターン以外のパターンも形成することが可能である。
【００５０】
このようなパターン層を有するパターン層形成体の用途としては、微細なパターンに精度良くかつ正確に形成されたパターン層を必要とする用途であれば特に限定はされない。具体的には、液晶ディスプレイ用基板を挙げることができる。本発明により製造されたパターン層形成体を液晶ディスプレイ用基板として用いることにより、液晶ディスプレイの品質の向上に効果があるからである。
【００５１】
なお、ここでいう液晶ディスプレイ用基板とは、内部に液晶層を挟持し、液晶ディスプレイを構成するものであるが、例えば、カラーフィルタを有するカラーフィルタ側基板、薄膜トランジスタ等を有するアレイ側基板、さらには、薄膜トランジスタ上に直接カラーフィルタが形成されているオンチップ型の基板等を挙げることができる。
【００５２】
Ｂ．パターン層形成体
次に本発明のパターン層形成体について説明する。本発明におけるパターン層形成体は、基板と、前記基板上に形成されたパターン層とを有し、チップの大きさが５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上であり、前記チップに形成されたパターンが線幅２０μｍ以下、長さ３０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００５３】
従来では、上述したような形状のパターンを形成しようとすると、光の回折等を要因として、実際に形成されたパターンが所望とするパターンよりも広がってしまう不都合があった。特にこのような不都合は、線幅が狭く、長手方向の長さの長いパターンの線幅方向において顕著であり、ある程度の長さを有するパターンにおいては線幅の細線化は困難であった。そこで、このような不都合を回避するため、パターニングを行う際の露光において、使用するフォトマスクと、露光される部材との間隔を狭めることにより、露光された光が所定範囲以上に広がることによる影響を小さくする手段が考えられるが、上述した大きさを有するチップにおいては、使用するフォトマスクがそのようなチップの大きさに見合った大きさとなることから、フォトマスク自身の重さによりたわみが発生し、使用するフォトマスクと、露光される部材との間隔を狭めることは困難であった。従って、従来においては、上述した大きさを有するチップにおいて、上記パターンを形成することは非常に困難であったのである。
【００５４】
しかしながら、本発明においては、上述するように線幅が狭く長手方向の長さが長いパターンを有するパターン層を形成することが可能であることから、そのようなパターン層を有するパターン層形成体において、例えば、パターン層形成体を液晶ディスプレイ用基板等に用いることにより、液晶ディスプレイの品質向上に有益となる。
【００５５】
なお、ここでいう、チップとは、カラーフィルタ等の機能性素子を構成する最小の単位であり、このようなチップが集合して、パターン層を構成するものとする。
【００５６】
このようなパターン層形成体において、チップの大きさは、上述した範囲内の大きさであれば特に限定はされないが、その中でも、７３０ｍｍ×９２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。さらに、そのようなチップに形成されるパターンとしても、上述した範囲内の大きさであれば特に限定はされないが、その中でも、線幅が４μｍ〜１０μｍの範囲内、長さが６μｍ〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。このような範囲のパターン層は、特に、従来形成することができず、本発明の利点を大きく活かすことができるからである。
【００５７】
このような本発明のパターン層形成体の用途としては、上述したように液晶ディスプレイ用基板を挙げることができるが、このような場合、パターン層形成体を構成するパターン層の用途としては、パターン状に形成することを必要とする部材であれば特に限定はされない。その中でも、液晶ディスプレイの柱状スペーサや、ＭＶＡモード液晶ディスプレイの配向制御突起を挙げることができる。以下、柱状スペーサおよび配向制御突起について説明する。
【００５８】
（１）柱状スペーサ
本発明における柱状スペーサとは、内部に液晶層を挟持する２枚の基板間に配され、当該２枚の基板間の間隙を一定に保持するために設けられるものである。
【００５９】
このような柱状スペーサの形状としては、液晶ディスプレイの表示品質を低下させることがない形状であれば特に限定はされない。具体的に、その線幅としては、２μｍ〜２０μｍの範囲内、その中でも、４μｍ〜１８μｍの範囲内であることが好ましい。また、柱状スペーサの長さとしては、一般的には、２μｍ〜２０μｍの範囲内、その中でも、６μｍ〜１８μｍの範囲内であることが好ましい。上述したような形状であれば、本発明のパターン層形成体のパターン層とすることができるからである。また、このような形状に正確に形成することができるため、柱状スペーサが表示品質に及ぼす影響を小さくすることができる。
【００６０】
また、柱状スペーサの高さは、一般的な液晶ディスプレイにおいて用いられている高さであれば特に限定はされず、具体的には、２．５μｍ〜５．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００６１】
（２）配向制御突起
本発明における配向制御突起とは、液晶層の配向を制御する突起を意味する。このような配向制御突起に接触する液晶分子は、配向制御突起との接触面に対して垂直方向に配向するため、液晶層に電圧を印加した際に、この突起近傍の傾斜した液晶分子を起点として、各液晶分子を所定の方向に配向させることが可能となる。これにより、配向制御突起の頂点を境に液晶の配向方向を、水平方向に見て１８０度、鉛直方向には傾斜した角度で、対称的に配向させることができる。そして、隣接する２つの領域を１組とし、さらにこの組み合わせを複数組み合わせて１画素を表示することで、観測者の見る角度を配向制御突起の垂直方向に変化させても、観測者は常に同じ像を見ることが可能となる。すなわち、広い視野角を確保することができる。なお、配向制御突起は、直線状（特にジグザグ線状）であるのが好ましいがこれに限定されず、点線状等であってもよい。
【００６２】
このような配向制御突起の高さは、一般的に０．５〜２μｍとすることが好ましい。
【００６３】
さらに、本発明においては、このような配向制御突起が所定間隔毎に９０度屈折してなるジグザグ線状に設けられてなり、各ジグザグ線が互いに平行なストライプ状に形成されていることが好ましい。これにより、配向制御突起線の垂直方向のみならず、上下左右の全方向において完全に対称な視野角特性を得ることができるからである。すなわち、配向制御突起線の９０度の屈折角を境に隣接した２つの領域間で、水平方向に１８０度の対称性を有している液晶分子の配向が、９０度異なっている。このため、屈折角および配向制御突起を境に４つの領域に分割されることになり、これら４つの領域間で、液晶分子の長軸の配向角度が、ジグザグ線の中心軸に対し、水平方向に４５度の角度で、鉛直方向には傾斜した角度で、４方向に配向する。このようにして、１つの画素を互いに対称な角度で４分割して表示することができるので、観測者は上下左右の全方向において常に同じ像を見ることが可能となる。
【００６４】
本発明においては、パターン層形成体のパターン層を配向制御突起とすることにより、上述した形状に正確に形成された配向制御突起を得ることができるため、液晶の配向が所望の方向に的確に整えられ、高視野角、高コントラスト、高速応答、忠実な色再現および高精細な表示等を実現することができる。
【００６５】
Ｃ．移動露光用フォトマスク
次に、移動露光用フォトマスクについて説明する。本発明の移動露光用フォトマスクは、光の透過を遮る遮光層と、パターン層のパターンを形成するための開口部とを有する移動露光用フォトマスクであり、前記開口部の前記移動の方向における長さが、前記パターン層のパターンの前記移動の方向における長さよりも短いことを特徴とするものである。
【００６６】
このような移動露光用フォトマスクを用いることにより、開口部を越えて露光される領域を小さくすることができ、また、移動露光用フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながら、フォトレジストに露光することが可能となることから、開口部を越えて露光された領域において、反応が促進され得る程度に十分な露光量を照射されにくくすることができる。従って、目的とするパターンと比較し、不都合にパターンが広がることを抑制することができ、正確なパターンの形成が可能となる。
【００６７】
このような移動露光用フォトマスクは、上述した「Ａ．パターン層形成体の製造方法の２．露光工程」の中に記載したフォトマスクと同様なのでここでの説明は省略する。
【００６８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００６９】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【００７０】
［実施例］
カラーフィルタ用の基板として５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法に従って洗浄した後、基板の片側に柱状スペーサ用感光材料（ＪＲＳ（株）製オプトマーＮＮシリーズ）を塗布し、減圧乾燥した。
【００７１】
その後、１００℃にてプリベークを行い、８μｍ×８μｍの開口が所定の位置に配置されたマスクを用いて露光した。この露光の時に一定方向に７μｍ移動した。その後、アルカリ現像液（０．０５ｗｔ％ＫＯＨ水溶液）にて現像し、２３０℃で３０分焼成した。これにより図３に示す縦ａおよび横ｂの長さが、縦８μｍおよび横１４μｍの長方形柱状スペーサ構造体を得た。
【００７２】
［比較例］
カラーフィルタ用の基板として５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法に従って洗浄した後、基板の片側に柱状スペーサ用感光材料（ＪＲＳ（株）製オプトマーＮＮシリーズ）を塗布し、減圧乾燥した。
【００７３】
その後、１００℃にてプリベークを行い、８μｍ×１４μｍの開口が所定の位置に配置されたマスクを用いて露光した。その後、アルカリ現像液（０．０５ｗｔ％ＫＯＨ水溶液）にて現像し、２３０℃で３０分焼成した。これより図４に示す縦ｃおよび横ｄの長さが、縦１０μｍおよび横１４μｍの楕円形の柱状スペーサ構造体を得た。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、フォトマスクまたは基板の少なくとも一方を移動させながらフォトレジストにパターン露光を行い、かつ、このような露光工程に合わせて、フォトマスクの形状を上述した形状としていることから、フォトマスクの開口部を越えて光が広がる範囲を従来よりも小さくすることが可能であり、また、フォトマスクの開口部を越えて露光された領域においては、移動しながらの露光であるため十分に反応が促進され得る程度の露光量に到達しにくくすることができる。従って、所望とするパターンと比較し、露光領域が不都合に広範囲に形成されることを抑制することができるため、パターンを正確に形成することできるといった効果を奏する。また、露光工程において移動距離または移動方向を変更するだけで異なるパターンを形成することができることから、同一のフォトマスクを用いて対応することができるパターンの幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン層形成体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】従来のパターン層形成体の製造方法において形成されたフォトレジスト上の露光領域の一例を示す説明図である。
【図３】実施例により得られた柱状スペーサ構造体を示す説明図である。
【図４】比較例により得られた柱状スペーサ構造体を示す説明図である。
【符号の説明】
１  …  基板
２  …  フォトレジスト
３  …  遮光層
４  …  開口部
５  …  フォトマスク
６  …  露光領域
７  …  未露光領域
８  …  パターン層
【図１】
2004240095.tif 000003
【図２】
2004240095.tif 000004
【図３】
2004240095.tif 000005
【図４】
2004240095.tif 000006