JP2004046114A

JP2004046114A - 色層形成方法および同方法により得られるカラーフィルタ

Info

Publication number: JP2004046114A
Application number: JP2003134346A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ishino; 石野　隆行
Original assignee: Nippon Electric Kagoshima Ltd; NEC Kagoshima Ltd
Current assignee: Nippon Electric Kagoshima Ltd; NEC Kagoshima Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】製造時間を大幅に短縮させた生産性の高い色層形成方法を提供する。
【解決手段】それぞれの着色レジストについて、洗浄された基板上に着色レジストを塗布するレジスト塗布工程と、着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥並びに仮焼成工程と、パターンを焼き付ける露光工程と、焼き付けたパターンを現像する現像工程と、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後の着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によってレジスト表面部を硬化させる光硬化及び仮ポストベーク工程とを繰り返す。最後の着色レジスト形成時においては、光硬化及び仮ポストベーク工程の代わりに全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる本焼成工程を行う。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフイルタ等の色層形成方法に関し、とくに基板上に複数の着色レジストからなる色層を形成する色層形成方法および同方法により得られるカラーフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示パネルや、プラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイパネルやカメラ等に使用される光学カラーフィルタの製造における着色レジスト硬化工程では、後工程で形成するレジストパターンに欠損や不具合が生じないようにすることが重要な要素の１つとなっている。
図６を参照しながら基板上にカラーフィルタを形成する従来の手順を説明する。基板に付着した異物等を除去するレジスト塗布前洗浄工程（ステップＳ３１、ステップＳ３８、ステップＳ４５）後、基板上に感光性の着色レジストを塗布するレジスト塗布工程（ステップＳ３２、ステップＳ３９、ステップＳ４６）を経る。次に、レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥工程（ステップＳ３３、ステップＳ４０、ステップＳ４７）並びに仮焼成工程（ステップＳ３４、ステップＳ４１、ステップＳ４８）が行われる。次に、パターンを焼き付ける露光工程（ステップＳ３５、ステップＳ４２、ステップＳ４９）、焼き付けたパターンを現像する現像工程（ステップＳ３６、ステップＳ４３、ステップＳ５０）を経て、基板上に形成された現像パターンをホットプレートやオーブンで十分に加熱焼成してレジストに含有する溶剤を完全に揮発除去し、かつ熱硬化させる本焼成工程（ステップＳ３７、ステップＳ４４、ステップＳ５１）を行う。この一連の工程を第１色目、第２色目、第３色目のフィルタパターンを形成する毎に行っている。
しかしながら、この製造手順では、必要な処理条件として上記本焼成工程における焼成温度が２００〜２３０℃程度、恒温保持時間約１時間となっている。そのため、昇温及び降温時間を考慮に入れると３〜４時間と、カラーフィルタ製造工程の中において最も長時間を要する工程となる。このため、生産性向上という面では十分とは言えない。
そこで、例えば、特許文献１には、各色層毎の本焼成による硬化工程を本焼成より緩和した条件（仮ポストベーク工程）で実施する技術が開示されている。
この技術は、従来色層毎に前述した条件で本焼成（完全硬化）を実施していたものを、後の工程、具体的には後の現像工程にて当該レジスト層が剥がれなどの欠陥を起こさないレベルまで、熱硬化させる仮ポストベーク工程、つまり熱による半硬化工程を代わりに設けるものである。ただし、複数色のうち最後の色層パターンを形成した後だけは一括して本焼成（完全硬化）を行うこととしている。これにより、基板上にレジストを塗布してパターンを形成し、複数色についてこれを繰り返すことで得られる色層形成方法の全体の硬化工程に要する時間短縮において一応の効果を奏している。
【０００３】
なお、本発明における実施の形態に部分的に関連すると思われる公知文献例として、下記特許文献２があるが、同文献については、実施の形態の説明箇所で別途、説明することとする。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３７７２４号公報　（［００３５］〜［００３７］、図３）
【特許文献２】
特開平８−１９４１０９号公報　（［００６８］〜［００７１］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来技術では一応の効果を奏しているが、さらに時間短縮を図ることが望まれる。そこで、仮ポストベーク工程の時間をさらに短くする代わりに温度を少し上げれば、時間短縮が可能なように思われるが、実験の結果、色層レジストの表面硬化が不十分であり、次工程の現像液が染みこんでしまう欠点のあることが判明した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造時間が長時間に及ぶ焼成工程において、従来の熱のみによる半硬化工程を、光による表面硬化工程のみならず、基板側からの熱によって、色層の基板側の面、すなわち界面側の表面硬化工程を併用することを特徴とする。これにより、製造時間を大幅に短縮させた生産性の高い色層形成方法、カラーフィルタ形成方法、カラーフィルタを提供することができる。
係る目的を達成するための本発明は、基板上に複数の着色レジストからなる色層を形成する色層形成方法であって、それぞれの着色レジストについて、洗浄された基板上に着色レジストを塗布するレジスト塗布工程と、着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥並びに仮焼成工程と、パターンを焼き付ける露光工程と、焼き付けたパターンを現像する現像工程と、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後の着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる光硬化及び仮ポストベーク工程とを繰り返し、最後の着色レジスト形成時においては、光硬化及び仮ポストベーク工程の代わりに全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる本焼成工程を行うことを特徴とする。
また、本発明によれば、基板上に、黒色の感光性レジストからなる遮光層と、複数の着色レジストからなる色層とを形成するカラーフィルタ形成方法であって、遮光層とそれぞれの着色レジストについて、洗浄された基板上に着色レジストを塗布するレジスト塗布工程と、着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥並びに仮焼成工程と、パターンを焼き付ける露光工程と、焼き付けたパターンを現像する現像工程と、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる光硬化及び仮ポストベーク工程とを繰り返し、最後の着色レジスト形成時においては、光硬化及び仮ポストベーク工程の代わりに遮光層と全ての現像後着色レジストパターンとを一括して硬化させる本焼成工程を行うことを特徴とする。
さらに、本発明によれば、基板上に、複数の着色レジストからなる色層と、ネガ型レジストからなる透明有機層間膜と、を形成するカラーフィルタ形成方法であって、それぞれの着色レジストと透明有機層間膜とについて、洗浄された基板上に着色レジストを塗布するレジスト塗布工程と、着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥並びに仮焼成工程と、パターンを焼き付ける露光工程と、焼き付けたパターンを現像する現像工程と、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる光硬化及び仮ポストベーク工程とを繰り返し、最後の透明有機層間膜形成時においては、光硬化及び仮ポストベーク工程の代わりに全ての現像後着色レジストパターンと透明有機層間膜とを一括して硬化させる本焼成工程を行うことを特徴とする。
本発明においては、配線及びアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタが形成された基板上に、複数の着色レジストからなる色層を形成することができる。さらに、基板上に複数の着色レジストからなる色層を形成した本発明のカラーフィルタにおいては、それぞれの着色レジストは、洗浄された基板上に着色レジストを塗布し、減圧乾燥並びに仮焼成によって着色レジストに含まれる溶剤を揮発させ、露光によってパターンを焼き付け、焼き付けたパターンを現像して、後に行われるレジスト塗布と現像において、現像後着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる工程とを繰り返し、最後の着色レジストの形成時においては、光及び熱による硬化の代わりに全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる本焼成を行うことで形成されることを特徴とする。
また、本発明の他の実施形態によれば、基板上に、黒色の感光性レジストからなる遮光層と、複数の着色レジストからなる色層とを形成したカラーフィルタであって、遮光層とそれぞれの着色レジスト層は、洗浄された基板上に着色レジストを塗布し、減圧乾燥並びに仮焼成によって着色レジストに含まれる溶剤を揮発させ、露光によってパターンを焼き付け、焼き付けたパターンを現像して、後に行われるレジスト塗布と現像において、現像後着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる工程とを繰り返し、最後の着色レジスト形成においては、光及び熱による硬化の代わりに全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる本焼成を行うことで形成されることを特徴とする。
本発明のさらに別の実施形態によれば、基板上に、複数の着色レジストからなる色層と、ネガ型レジストからなる透明有機層間膜と、を形成したカラーフィルタであって、それぞれの着色レジスト層と透明有機層間膜とは、洗浄された基板上に着色レジストを塗布し、減圧乾燥並びに仮焼成によって着色レジストに含まれる溶剤を揮発させ、露光によってパターンを焼き付け、焼き付けたパターンを現像して、後に行われるレジスト塗布と現像において、現像後着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって硬化させる工程とを繰り返し、最後の透明有機層間膜形成においては、光及び熱による硬化の代わりに全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる本焼成を行うことで形成されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
図１および図２を参照すると本発明によるカラーフィルタ基板は、透明基板２０１上に金属または黒色レジストにて遮光層２０２を設け、着色レジストにて赤色層２０３、緑色層２０４、青色層２０５を順次形成し、透明有機層間膜２０６を形成した後、透明導電膜にて対向電極２０７を形成した構造になっている。
【０００９】
透明基板２０１は、製造工程の加熱処理において変性、変形しない透明なものであればよい。ガラス、石英、プラスチックなどを適用することができるが、フラットディスプレイパネル用には、一般的にはガラスが多用されている。
【００１０】
遮光層２０２は、透過光の混色防止等の品質向上の目的で設けられているが、必ずしも必要なものではない。遮光層２０２は、クロム等の遮光性の金属をフォトリソグラフィ及びエッチングにて形成するもの、あるいは感光性の黒色レジストを基板に塗布し、所望パターンの露光及び現像をして形成するものがある。
【００１１】
色層形成で塗布されるレジストは、ＵＶ光照射にて変性するレジストであればよく、通常ネガ型の感光性着色レジストで、感光性ポリイミド、ＰＶＡ系樹脂、感光性アクリル樹脂、感光性エポキシ樹脂などを使用するのが一般的である。レジストを塗布する方法も任意であり、スピンコート、スリットコート、コーティング等の方法にて行われる。
【００１２】
色層形成後、本実施形態では、色層、すなわち着色レジストが色層形成以降の工程で変質または品質劣化することがないよう、耐薬品性の高い透明有機層間膜などのオーバーコート膜２０６にて被膜している。オーバーコート膜２０６には、パターン形成の必要がなければ透明な有機レジストを塗布して本焼成を行うことにより形成する。パターン形成が必要な場合は感光性レジストを使用し、感光性レジストを塗布した基板を所望のパターンに露光、現像して形成する。また、オーバーコート膜用途の感光性レジストで、感光材の着色がある場合は、現像後に全面露光にてブリーチングを実施した後、本焼成を行い形成する。
【００１３】
次に、図３に示されたフローチャートを参照しながら色層２０３、２０４、２０５の製造手順を説明する。
【００１４】
第１色目（例えば赤色）の形成工程では、透明基板２０１に付着した異物等を除去するレジスト塗布前洗浄工程（ステップＳ１）の後に、基板上に感光性の赤色レジストを塗布するレジスト塗布工程（ステップＳ２）を行う。次に、レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥工程（ステップＳ３）並びに仮焼成工程（ステップＳ４）を行う。次に、パターンを焼き付ける露光工程（ステップＳ５）、焼き付けたパターンを現像する現像工程（ステップＳ６）を行う。次に、現像にて形成されたレジストパターンを後に行われる塗布工程にて溶剤に混溶したり、２色目以降の現像工程でさらに現像される等の不具合が生じない程度まで光及び熱による硬化させる光硬化工程と仮ポストベーク工程（ステップＳ７）により、所望の第１色目パターンを得る。第２色目（例えば緑色）は上記ステップを繰り返す（ステップＳ８〜ステップＳ１４）。最後の第３色目（例えば青色）形成工程では、第１及び２色目のパターン形成と同様にレジスト塗布前洗浄工程から現像までの工程を行い（ステップＳ１５〜ステップＳ２０）、現像後に得られた全色（赤色、緑色、青色）のレジストパターンを十分に硬化させる本焼成工程（ステップＳ２１）を行っている。
【００１５】
各レジスト塗布前洗浄工程（ステップＳ１、ステップＳ８、ステップＳ１５）は、色層形成に限らず、レジスト塗布前に行うことが望ましい。洗浄方法は、ブラッシング洗浄、超音波洗浄、イソプロパノール等薬液洗浄を用いることができる。しかし、後述する表面硬化のための光硬化工程及び熱硬化工程により、表面および基板側界面のみがそれぞれ硬化された色層パターンに対しては、物理的な欠損の少ない純水洗浄を用いることが望ましい。洗浄後の基板乾燥は、赤外線（ＩＲ）ヒータ、ホットプレート等で１２０〜１８０℃／２〜５分程度の条件で行う。
【００１６】
各レジスト塗布工程（ステップＳ２、ステップＳ９、ステップＳ１６）で塗布されるレジストの例としては、ネガ型の感光性着色レジストで、感光性ポリイミド、ＰＶＡ系樹脂、感光性アクリル樹脂、感光性エポキシ樹脂などが使用される。また、レジストを塗布する方法も任意であり、スピンコート、スリットコート、コーティング等の方法にて行われる。
【００１７】
レジストの塗布直後の減圧乾燥工程（ステップＳ３、ステップＳ１０、ステップＳ１７）は、レジストに含有する溶剤成分を揮発させ、次工程の仮焼成における熱分布を緩和する役目を果たし、到達真空圧／時間は、塗布量及び溶剤含有率等で設定される。
【００１８】
仮焼成工程（ステップＳ４、ステップＳ１１、ステップＳ１８）は、レジストに含有する溶剤成分を減圧乾燥工程時よりも、さらに揮発除去する工程であり、ホットプレート、オーブン等で７０〜１００℃／２〜４分程度の条件で行われる。
【００１９】
仮焼成を完了したレジスト塗布基板は、露光工程（ステップＳ５、ステップＳ１２、ステップＳ１９）にて所望のパターンを露光することになる。露光の方法は任意で、レジストに対し感光変性させるものであればよく、マスクを用いた投射方式やレーザによる描画等で行う。この露光に使用する光は、レジストが感度を有する波長を持つものであれば任意であり、紫外線、水銀ランプのｇ，ｈ，ｉ線、キセノンランプ光、エキシマレーザ光、Ｘ線、電子線、γ線、イオンビーム等を使用する。
【００２０】
露光が完了すると現像工程（ステップＳ６、ステップＳ１３、ステップＳ２０）にて現像を行う。現像は、用いたレジスト組成物に対応した方法で現像し、現像液は有機アルカリ溶液または無機アルカリ溶液等を使用するのが一般的である。
【００２１】
色層の表面および基板側界面のみをそれぞれ硬化させるための本発明における光硬化工程および熱硬化工程は、色層の内部まで完全硬化させるものではないので、その順序は問わないし、同時に行うことも可能である。光照射による本発明の光硬化工程（ステップＳ７、ステップＳ１４）は、現像工程により得られた色層パターンの膜表面に対する表面硬化処理であり、次の色材料および現像液が膜表面に染み込むのを防止することを意図した工程である。一方、本発明の仮ポストベーク工程（ステップＳ７、ステップＳ１４）は、現像工程により得られた色層パターン膜と下地、つまり基板との密着界面に対する処理であり、この界面から、次の色材料および現像液が染み込むのを防止し、さらには剥がれが発生することを防止することを意図した工程である。
図４を参照して、本発明による光硬化工程および熱硬化（仮ポストベーク）工程について、以下に詳細に述べる。図４では、遮光層となる遮光膜パターン３０２が透明基板３０１上にすでに形成されており、その上に最初の色層パターン膜３０４が現像工程を経て形成されている場合である。光硬化工程（ステップＳ７、ステップＳ１４）では、基板３０１上に形成された色層パターン膜３０４の表面を照射光４０１で照射し、レジストの被照射表面近傍において、後工程の処理で不具合が生じない程度まで、硬化させる。使用する光源は、露光工程で用いた光と同等であり、レジストが感度を有する波長を持つものであれば任意である。露光工程と同じ光源を用いることが、製造コストの削減の点で望ましい。本実施形態では、常圧紫外線等の一括照射で１０００ｍｊ／ｃｍ２　程度の条件で行う。この条件は、色層パターンの露光時の適正露光量の５〜１０倍程度が好ましく、上記条件では約１分程度の所要時間で済む。この光硬化工程を行うことにより、色層パターンの表面部のみが硬化し、後工程における現像液などが表面から染みこむことを防止することができる。従来のオーブンを用いた仮ポストベーク工程に比べ、昇温及び降温時間が不要となるので、色層の表面のみを短時間で効果的に硬化させることが可能となる。
また、本発明における仮ポストベーク（簡単な熱硬化）工程（ステップＳ７、ステップＳ１４）は、基板３０１上に形成されたレジスト３０４がその基板との密着界面において、密着性を向上させ、後工程の処理において界面への浸みこみ等による不具合が生じない程度まで硬化させる条件で行う。この加熱処理は、図４に示されるようにホットプレート４００を使用し、基板３０１の裏面側より加熱する方法を採用することが望ましい。加熱は、１２０〜１５０℃／２〜５分程度の条件で行う。オーブンの代わりにホットプレートを採用すると、その昇温及び降温時間がオーブン使用に比較し、大幅に低減する事が出来る。また、ホットプレートは、基板洗浄後の乾燥時に使用されるものをそのまま採用できるので、コンパクトで安価というホットプレートの特性を有効に活用できる。しかも、図４に示すように、ホットプレート４００を基板３０１の下面に配置し、基板を加熱する構成としているので、色層３０４の基板側に面した表面（界面）を容易に短時間に硬化することができ、基板との接着力を短時間で強化することができる。いうまでもなく、色層３０４の遮光膜パターン３０２に面した表面（界面）も容易に短時間に硬化される。
【００２２】
また、複数のレジストパターンのうち、最終の現像パターンを形成した後で、一括して本焼成を行う本焼成工程（ステップＳ２１）は、ホットプレート、オーブン等を用いて、２００〜２３０℃程度／約１時間の恒温加熱処理を実施する。後工程の透明有機層間膜２０６の形成等における加熱処理で、含有揮発ガスが発生する等の不具合を防止することができる。
【００２３】
前述した特許文献１では、着色レジスト層の露光後、現像後レジスト層が、引き続いて形成される他の色のレジスト層の現像工程において、剥がれなどの欠陥を起こさないレベルまで、現像後レジスト層を硬化させる条件で行われる。具体的には、８０〜１００℃で５〜１５分（好ましくは９０℃で１０分）の加熱処理を、ホットプレート、オーブン、赤外線照射などにより行うことが記載されている。それに対して本実施形態では、最終の色層形成工程以外は、仮ポストベーク工程に代わり色層の表面硬化のための光硬化工程と、色層の基板側の表面（界面）硬化のための仮ポストベーク工程（光照射工程ならびに簡単な熱硬化工程）としているため、表面硬化させるのに必要十分な処理時間は約２０〜４０分と非常に短時間で完了する。従って、全体の製造時間を大幅に短縮することが可能となり、生産性の向上と工程内在庫を低減することができる。
なお、カラーフィルタの製造方法において、黒、赤、緑、青の色の色材画素画像を形成する４工程のうち、最終工程を除く３工程のうちの少なくとも一工程において、現像後得られた色材画素画像の熱硬化処理を省略し、露光装置による光硬化程度の処理とする技術が、特許文献２（特開平８−１９４１０９号公報）に開示されている。特許文献２では、耐塗布溶剤性に優れた光重合性組成物を採用することにより、その後の光重合性組成物の塗布に対して十分に耐久性を有する色材画素画像を形成することができると、記載されている。すなわち、図３に示された製造手順のステップＳ７、または／及びステップＳ１４において、露光装置による光硬化だけを行う手順が示されていることとなるが、本発明のように光硬化のみならず、色層の基板側の表面のみを熱硬化させるような、両工程を併用することについては、開示も示唆もない。特許文献２では、前述した仮ポストベーク工程を採用する場合に比べ時間短縮の効果は大であるが、色層と基板との界面近傍の色層の硬化は不十分であり、本発明のような接着力の向上は期待できない。また、特殊材料を使うため、汎用性に欠ける。現像処理後の熱硬化処理を省略しているが、極めて特殊な光重合性組成物が必要とされ、市販の一般的なレジスト材料では、実現困難である。とくに、光照射で基板との密着を図るには、照射光を透過する特殊なレジストでなければならない。周知の安価な材料を使えないので、製造コストの増加は避けられない。とくに、黒色レジストの場合は、基板との界面まで光が届かないため、基板との密着力を確保することは困難である。これに対して、本発明は、従来の色層レジストを用いても、時間短縮でき、製造コストの増加を抑制することができる利点がある。すなわち、次工程の現像液などが表面にも界面にも染みこませないようにするため、上表面硬化は光照射手段を用い、下面（界面側表面）は熱硬化手段を用いて、互いの長所と短所を補うようにしている（相補的な働き）。
【００２４】
本実施形態では、色層の表面のみを硬化させる光硬化と色層の基板側の表面（界面）のみを硬化させる熱硬化（仮ポストベーク）の両方を行うことによって、着色レジストパターン（色層）の透明基板２０１への密着度を、いずれか一方のみの処理で済ませる場合に比べて高めることができる。よって、他の着色レジストパターンを形成する際に、現像工程において使用する現像液が、着色レジストパターンの表面に染みこむことを防止するのみならず、着色レジストパターンと透明基板２０１との間に現像液がしみ込む不具合をも確実に防止することができる。そして、このような効果が、製造時間の短縮効果を発揮しつつ、達成できるので、極めて実用性の高い製法となる。
【００２５】
次に、添付図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態について説明する。
【００２６】
上述した実施形態では、通常の透明基板上へのカラーフィルタ層形成に適用したが、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）アレイ基板上へのカラーフィルタ層形成についても適応することができる。その構成を図５に示す。
【００２７】
まず、ＴＦＴアレイ基板は透明基板５０１上に配線５０２及びアモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｓｉｌｉｃｏｎ：ａ−ｓｉ）５０３にてＴＦＴを形成している。配線５０２に使用されるクロム等金属膜は、スパッタリング法等にて形成され、ａ−ｓｉはＣＶＤ法等にて形成される。このＴＦＴアレイ基板上に上述した第１の実施形態と同様の製造手順で着色レジストからなる色層５０４、５０５、５０６を順次形成し、その上に金属または黒色レジストにて遮光層５０７が設けられ、透明有機層間膜５０８を形成した後、透明導電膜にて画素電極５０９を形成した構造になっている。
【００２８】
配線５０２及びアモルファスシリコン５０３からなるＴＦＴが形成された透明基板上に、上述した第１の実施形態と同様の手順で赤色層５０４、緑色層５０５、青色層５０６を形成することで、色層の透明基板５０１への密着度を高めることができる。よって、他の色層を形成する際に、現像工程において使用する現像液が、着色レジストパターンと透明基板５０１との間にしみ込む不具合を防止することができる。
【００２９】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、遮光層２０２で黒色の感光性レジストを使用する場合には、遮光層２０２、第１色目の色層、第２色目の色層の形成までを光硬化と仮ポストベークでその表面部のみを硬化させ、第３色目の色層の形成時に本焼成で全体の一括硬化（完全硬化）させるものであってもよい。また、透明有機層間膜２０６に色層と同様のネガ型レジストを使用する場合には、第１色目の色層、第２色目の色層、第３色目の色層の形成までを光硬化と仮ポストベークでその表面部のみ（基板との界面部を含む）を硬化させ、透明有機層間膜２０６の形成時に本焼成で一括硬化させるものであってもよい。さらに、遮光層２０２、第１色目の色層、第２色目の色層、第３色目の色層の形成までを光硬化と仮ポストベークでその表面部のみ（基板との界面部を含む）を硬化させ、透明有機層間膜２０６の形成時に本焼成で一括硬化させるものであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明は、最終の色層形成工程以外は、本焼成に代わり、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後の着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によってその表面部のみ（基板との界面部を含む）を硬化させる光硬化及び仮ポストベーク工程となっているため、硬化させるのに必要十分な硬化処理は約２０〜４０分と非常に短時間で完了する。従って、製造時間を大幅に短縮することが可能となり、生産性の向上と工程内在庫を低減することができる。しかも、着色レジストパターンの基板への密着度を高めることができる。よって、他の着色レジストパターンを形成する際に、現像工程において使用する現像液が、着色レジストパターンと基板との間にしみ込む不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラーフィルタ基板の構成を示す平面図である。
【図２】図１に示されたカラーフィルタ基板のＩ−Ｉ線に沿った断面構造図である。
【図３】本発明による色層の製造手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明による光硬化工程と仮ポストベーク工程を示す図である。
【図５】本発明により得られた、ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルタ層が形成された基板の構成を示す平面図である。
【図６】従来のカラーフィルタ層の製造手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０１、３０１　透明基板
２０２、３０２　遮光層
２０３、２０４、２０５、３０４　色層
２０６　透明有機層間膜
２０７　対向電極
４００　ホットプレート
４０１　照射光

Claims

基板上に複数の着色レジストからなる色層を形成する色層形成方法において、基板上に第一の着色レジストを塗布、露光、現像して、第一の色層パターンを形成する第一の工程と；前記第一の色層パターンの表面部に光を照射して前記表面部のみを硬化させる第二の工程と；前記第一の色層パターンの前記基板に面する側の表面部を加熱して熱硬化させる第三の工程とを有し、前記第二および第三の工程を経た後に、最終工程で前記基板上に形成されるレジストを焼成する焼成工程、前記焼成工程における加熱温度は、前記表面部が硬化された前記色層パターンの全体が同時に硬化するように前記第三の工程時の加熱温度より高熱であることを特徴とする色層形成方法。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記第二の工程における前記光は、前記第一の工程で使用した露光光源の光を使用し、前記第三の工程は前記基板の前記色層パターン形成面の反対側に配置されて、前記基板を加熱する局所的な熱源を使用する。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記第一乃至第三の工程を繰り返す工程をさらに有し、前記最終工程のレジストが前記第一の着色レジストとは異なる色の着色レジストである。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記第一乃至第三の工程を着色レジストの色を変えて繰り返す工程をさらに有し、前記最終工程のレジストがオーバーコート膜となるレジストである。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記第一乃至第三の工程を繰り返す工程をさらに有し、前記第一の着色レジストは黒色レジストである。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記第一の工程は、複数の着色レジストに対してそれぞれの着色レジストについて行われるものであり、洗浄された基板上に各着色レジストを塗布するレジスト塗布工程と、各着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる減圧乾燥並びに仮焼成工程と、パターンを焼き付ける露光工程と、焼き付けたパターンを現像する現像工程とを有するものであり、前記第二および第三の工程は、後に行われるレジスト塗布工程及び現像工程において、現像後の着色レジストパターンが欠陥を起こさないレベルまで光及び熱によって前記着色レジストパターンの表面部のみを硬化させる光硬化工程および前記着色レジストパターンの前記基板側に面した表面部を硬化させる仮ポストベーク工程である。
請求項１に記載の色層形成方法において、前記基板上には配線及びアモルファスシリコンからなる薄膜トランジスタが予め形成されている。
基板上に複数の着色レジストからなる色層を形成する色層形成方法において、基板上に第一の着色レジストを塗布する第一のレジスト塗布工程と；前記第一のレジスト塗布工程後に前記第一の着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる第一の揮発工程と；前記第一の揮発工程後に前記第一の着色レジストにパターンを焼き付ける第一の露光工程と；前記第一の露光工程後に前記第一の着色レジストに焼き付けたパターンを現像して第一の色層パターンを形成する第一の現像工程と；前記第一の色層パターンの少なくとも表面を光によって硬化させる第一の光硬化工程と；前記第一の色層パターンの少なくとも下面を熱によって硬化させる第一の仮ポストベーク工程と；前記第一の光硬化工程および前記第一の仮ポストベーク工程の後に前記第一の色層パターンを有する前記基板上に第二の着色レジストを塗布する第二のレジスト塗布工程と；前記第二のレジスト塗布工程後に前記第二の着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる第二の揮発工程と；前記第二の揮発工程後に前記第二の着色レジストにパターンを焼き付ける第二の露光工程と；前記第二の露光工程後に前記第二の着色レジストに焼き付けたパターンを現像して第二の色層パターンを形成する第二の現像工程と；前記第二の色層パターンの少なくとも表面を光によって硬化させる第二の光硬化工程と；前記第二の色層パターンの少なくとも下面を熱によって硬化させる第二の仮ポストベーク工程と；前記第二の光硬化工程および前記第二の仮ポストベーク工程の後に前記第一の色層パターンおよび前記第二の色層パターンを有する前記基板上に第三の着色レジストを塗布する第三のレジスト塗布工程と；前記第三のレジスト塗布工程後に前記第三の着色レジストに含まれる溶剤を揮発させる第三の揮発工程と；前記第三の揮発工程後に前記第三の着色レジストにパターンを焼き付ける第三の露光工程と；前記第三の露光工程後に前記第三の着色レジストに焼き付けたパターンを現像して第三の色層パターンを形成する第三の現像工程と；前記第一の色層パターン、前記第二の色層パターンおよび前記第三の色層パターンを前記第一、第二および第三の仮ポストベーク工程時の温度より高熱で同時に加熱して硬化させる本焼成工程とを有することを特徴とする色層形成方法。
請求項８に記載の色層形成方法を用いたカラーフィルタの形成方法において、前記基板上には、黒色の感光性レジストからなる遮光層を形成する工程をさらに有し、前記本焼成工程では、前記遮光層を含めて全ての現像後着色レジストパターンを一括して硬化させる。
請求項８に記載の色層形成方法を用いたカラーフィルタの形成方法において、前記本焼成工程の前に前記第三の色層パターンの少なくとも表面を光によって硬化させる第三の光硬化工程と、前記第三の色層パターンの少なくとも下面を熱によって硬化させる第三の仮ポストベーク工程とを有し、その後に前記第一乃至第三の色層パターン上にオーバーコート層を形成して後、前記本焼成工程を行う。
請求項８に記載の色層形成方法により形成されたカラーフィルタ。