JP2008268278A - Color filter, method for manufacturing the same, solid-state image pickup device, and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示用や撮像用などに用いられるカラーフィルタおよびその製造方法、このカラーフィルタを用いた固体撮像素子および液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a color filter used for display or imaging, a manufacturing method thereof, a solid-state imaging device and a liquid crystal display device using the color filter.
今日の固体撮像素子に求められる性能として、画素数の増加、受光感度の向上などの高機能化および高性能化の要求はもとより、小型化の要求も一層強くなっている。固体撮像素子に求められる性能により受光画素部のサイズも更に微細化が進み、これに用いられるカラーフィルタの製造においても、より寸法精度や平坦性の高いパターン製造が必要になっている。 The performance required for today's solid-state imaging devices is not only demands for higher functionality and higher performance such as an increase in the number of pixels and improvement in light receiving sensitivity, but also demands for miniaturization. The size of the light-receiving pixel portion is further miniaturized due to the performance required for the solid-state imaging device, and in the manufacture of the color filter used therefor, it is necessary to manufacture a pattern with higher dimensional accuracy and flatness.
従来の固体撮像素子に用いられるカラーフィルタの製造方法として、フォトリソグラフィ技術を利用する方法が一般的に知られている。これによる要部縦断面構造を図１０に示している。 As a method for producing a color filter used in a conventional solid-state imaging device, a method using a photolithography technique is generally known. The main part longitudinal cross-sectional structure by this is shown in FIG.
図１０は、従来のフォトリソグラフィ技術を利用する方法により製造されたカラーフィルタの要部縦断面図である。 FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an essential part of a color filter manufactured by a method using a conventional photolithography technique.
図１０に示すように、基板１０１上の所定平面に、Ｇ（緑）パターン１０２を、フォトリソグラフィ技術により形成後、この上に、Ｒ（赤）パターン１０３の材料を塗布し、フォトリソグラフィ技術によりＲパターン１０３を形成する。さらに、この基板部上に、Ｂ（青）パターン１０４の材料を塗布し、フォトリソグラフィ技術によりＢパターン１０４を形成する。このフォトリソグラフィ技術を利用する従来の方法で使用される材料としては、染料または顔料を含むカラーレジスト材料を用いるのが一般的である。 As shown in FIG. 10, after a G (green) pattern 102 is formed on a predetermined plane on the substrate 101 by a photolithography technique, a material for an R (red) pattern 103 is applied thereon, and then a photolithography technique is used. An R pattern 103 is formed. Further, the material of the B (blue) pattern 104 is applied on the substrate portion, and the B pattern 104 is formed by photolithography. As a material used in a conventional method utilizing this photolithography technique, a color resist material containing a dye or a pigment is generally used.
また、特許文献１に示される従来のカラーフィルタの製造方法では、図１１（ａ）のように、基板１１１上に、遮光パターンであるブラックストライプまたはブラックマトリクス用の材料を塗布した後に、図１１（ｂ）のように遮光用の区画パターン１１２を形成する。次に、区画パターン１１２の複数領域のうち、図１１（ｃ）のように所定色パターンに対応した領域に所定色パターン材料１１３ａとして熱可塑性樹脂溶液を位置させ、図１１（ｄ）のようにこれを加熱流動化させてレベリングし、さらにこれを加熱して熱硬化させて所定色カラーフィルタ１１３を形成する。また同様に、区画パターン１１２の複数領域のうち、所定色パターンに対応した領域に別の所定色パターン材料を位置させ、図１１（ｄ）のようにこれを加熱流動化させてレベリングし、さらにこれを加熱して熱硬化させて別の所定色カラーフィルタ（図示せず）を形成する。さらに同様に、区画パターン１１２の複数領域のうち、更に別の所定色パターンに対応した領域に更に別の所定色パターン材料を位置させ、図１１（ｄ）のようにこれを加熱流動化させてれレベリングし、さらにこれを加熱して熱硬化させて更に別の所定色カラーフィルタ（図示せず）を形成する。
図１０に示す従来技術の固体撮像素子におけるカラーフィルタの製造方法では、受光画素部上に、これに対応させてカラーフィルタをフォトリソグラフィ技術で形成した場合、隣接する各色パターン同士の端部に重なり部分Ｘが避けられず、カラーフィルタに平坦な上面が得られにくく、各色パターン形成におっけるズレ精度やパターン形成後の形状により高い加工精度が求められる。 In the manufacturing method of the color filter in the solid-state imaging device of the prior art shown in FIG. 10, when the color filter corresponding to this is formed on the light receiving pixel portion by the photolithography technique, it overlaps the end portions of the adjacent color patterns. The portion X is unavoidable, and it is difficult to obtain a flat upper surface on the color filter, and high processing accuracy is required depending on the displacement accuracy and the shape after pattern formation in each color pattern formation.
次に、特許文献１に示される従来技術では、カラーフィルタの形成後に、カラーフィルタに重なり部分がなく平坦な上面が得られる反面、遮光パターンであるブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンそのものの形成がより微細なパターンや加工寸法精度が必要になって、従来のフォトリソグラフィ技術では加工精度に限界が生じる。 Next, in the prior art disclosed in Patent Document 1, after the color filter is formed, the color filter has a flat upper surface without an overlapping portion, but on the other hand, the formation of the partition pattern itself such as a black stripe or black matrix which is a light shielding pattern. However, a finer pattern and processing dimensional accuracy are required, and the processing accuracy is limited in the conventional photolithography technology.
また、遮光パターンであるブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを用いた場合、工程数が多くなりコスト高となる。また、固体撮像素子での受光画素部にブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを用いた場合には、加工精度が劣った場合に、ブラックストライプまたはブラックマトリクスによって受 光画素部への入射光を妨げてしまい、受光性能の低下や画質の劣化を招く結果になってしまう。 In addition, when a partition pattern such as a black stripe or a black matrix, which is a light shielding pattern, is used, the number of steps increases and the cost increases. In addition, when a partition pattern such as a black stripe or black matrix is used for the light receiving pixel portion in the solid-state imaging device, the incident light to the light receiving pixel portion is transmitted by the black stripe or black matrix when the processing accuracy is poor. As a result, the light receiving performance is deteriorated and the image quality is deteriorated.
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、フォトリソグラフィ技術を用いて、受光性能の低下や画質の劣化の他、コスト高を招くことなく各色パターン間で重なり部分のない平坦な上面を形成することができるカラーフィルタおよびその製造方法、このカラーフィルタを用いた固体撮像素子および液晶表示素子を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and uses a photolithography technique to provide a flat upper surface without overlapping portions between each color pattern without lowering the light receiving performance and image quality and without increasing the cost. It is an object of the present invention to provide a color filter that can be formed, a manufacturing method thereof, a solid-state imaging device and a liquid crystal display device using the color filter.
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上の平坦面に、複数の空領域をそれぞれ囲む区画パターンを第１色パターンとして形成する第１色パターン形成工程と、該区画パターンの空領域内に第２色パターン以降の色パターン材料を順次位置させて熱リフローさせ、該第２色パターン以降の色パターンを順次形成する第２以降の色パターン形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The color filter manufacturing method according to the present invention includes a first color pattern forming step of forming a partition pattern surrounding each of a plurality of sky regions as a first color pattern on a flat surface on a substrate, and in the sky region of the partition pattern. A second and subsequent color pattern forming step of sequentially forming the color pattern material after the second color pattern and thermally reflowing the color pattern material after the second color pattern to sequentially form the color pattern after the second color pattern. The objective is achieved.
また、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターン形成工程は、前記区画パターンを格子状または蜂の巣状に形成する。 In the first color pattern forming step in the color filter manufacturing method of the present invention, the partition pattern is formed in a lattice shape or a honeycomb shape.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターン形成工程は、前記第１色パターンとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする。 Furthermore, in the first color pattern forming step in the method for producing a color filter of the present invention, the color filter is patterned using a color resist containing a dye or a pigment as the first color pattern by a photolithography technique.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第２以降の色パターン形成工程は、前記第１色パターンにより囲まれた複数の空領域内に、前記第２色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理により前記第２色パターン材料のみを流動化させて該第２色パターンを形成する第２色パターン形成工程とを有する。 Further, the second and subsequent color pattern forming steps in the color filter manufacturing method of the present invention may be performed by photolithography as a material of the second color pattern in a plurality of empty regions surrounded by the first color pattern. A second color pattern material forming step of patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment, and a second color pattern for forming only the second color pattern material by heat treatment to form the second color pattern Forming step.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第２以降の色パターン形成工程は、前記第１色パターンにより囲まれた複数の空領域のうち、所定の空領域内に、前記第２色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理により前記第２色パターン材料のみを流動化させて該第２色パターンを形成する第２色パターン形成工程と、該複数の空領域のうちの残る所定の空領域内に、前記第３色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第３色パターン材料形成工程と、熱処理により該第３色パターン材料のみを流動化させて該第３色パターンを形成する第３色パターン形成工程とを有する。 Further, in the second and subsequent color pattern forming steps in the method for manufacturing a color filter of the present invention, among the plurality of sky regions surrounded by the first color pattern, the second color pattern is included in a predetermined sky region. As a material, a second color pattern material forming step of patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment by a photolithography technique, and fluidizing only the second color pattern material by heat treatment, the second color pattern A second color pattern forming step of forming a color pattern, and using a color resist containing a dye or a pigment by a photolithography technique as a material of the third color pattern in a predetermined empty region remaining among the plurality of empty regions A third color pattern material forming step for patterning the color filter and only the third color pattern material by heat treatment By fluidizing a third color pattern forming step of forming a third color pattern.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法におけるパターン材料を熱処理により熱リフローさせて前記第１色パターンと同一膜高さにレベリングする。 Further, the pattern material in the color filter manufacturing method of the present invention is thermally reflowed by heat treatment to level the same film height as the first color pattern.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における空領域内にパターニングされるパターン材料は、該空領域面積よりも小さく前記第１色パターンよりも厚膜である。 Furthermore, the pattern material patterned in the empty region in the color filter manufacturing method of the present invention is smaller than the empty region area and thicker than the first color pattern.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における空領域内へのパターン材料のパターニングは、フォトリソグラフィ技術のズレ精度のマージンを考慮して、前記空領域内に対するパターン材料位置、面積および膜厚を設定する。 Furthermore, patterning of the pattern material in the empty region in the color filter manufacturing method of the present invention sets the pattern material position, area, and film thickness in the empty region in consideration of the margin of deviation accuracy of the photolithography technology. To do.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における空領域内へのパターン材料のパターニングは、フォトリソグラフィ技術の形状精度のマージンを考慮して、前記空領域内に対するパターニング形状を前記区画パターンの単位外周形状、矩形状、正方形状または丸形状に設定する。 Further, in the color filter manufacturing method of the present invention, the pattern material is patterned in the empty region in consideration of the margin of the shape accuracy of the photolithography technique, and the pattern shape in the empty region is changed to the unit outer peripheral shape of the partition pattern. Set to rectangular, square or round shape.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターンと前記第２以降の色パターンに用いる各カラーフィルタ材料は、前記熱処理に対する流動性に違いを有するカラーフィルタ材料とする。 Furthermore, each color filter material used for the first color pattern and the second and subsequent color patterns in the color filter manufacturing method of the present invention is a color filter material having a difference in fluidity with respect to the heat treatment.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターンのカラーフィルタ材料は、前記熱処理による熱リフローしない染料または顔料を含むカラーレジストを用いる。 Furthermore, the color filter material of the 1st color pattern in the manufacturing method of the color filter of this invention uses the color resist containing the dye or pigment which does not heat-reflow by the said heat processing.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第２以降の色パターンのカラーフィルタ材料は、前記熱処理により熱リフロー可能とし、更なる加熱処理にて熱硬化可能とする染料または顔料を含むカラーレジストを用いる。 Further, the color filter material of the second and subsequent color patterns in the color filter manufacturing method of the present invention is a color resist containing a dye or pigment that can be thermally reflowed by the heat treatment and can be thermally cured by further heat treatment. Use.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターンを緑色とし、前記第２色パターンおよび前記第３色パターンを赤色および青色としてベイヤー配列とされている。 Furthermore, in the color filter manufacturing method of the present invention, the first color pattern is green, the second color pattern and the third color pattern are red and blue, and a Bayer array is provided.
さらに、本発明のカラーフィルタの製造方法における第１色パターンをＹ（イエロー）とし、前記第２色パターンおよび前記第３色パターンをＭ（マゼンダ）およびＣ（シアン）としてＹＭＣ配列とされている。 Further, in the method for manufacturing a color filter of the present invention, the first color pattern is Y (yellow), and the second color pattern and the third color pattern are M (magenta) and C (cyan) to form a YMC array. .
本発明のカラーフィルタは、本発明の上記カラーフィルタの製造方法により製造されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The color filter of the present invention is manufactured by the method for manufacturing the color filter of the present invention, and thereby the above object is achieved.
また、本発明のカラーフィルタにおける第１色パターンおよび前記第２以降の色パターンにおいて、互いに隣接する色パターン同士がその端部で互いに重なることなく平坦な上面を有している。 Further, in the first color pattern and the second and subsequent color patterns in the color filter of the present invention, the color patterns adjacent to each other have a flat upper surface without overlapping each other at their end portions.
さらに、本発明のカラーフィルタにおける第１色パターンに前記熱処理による流動性のない材料を用い、前記第２以降の色パターンに該熱処理により熱リフロー可能で、その後の加熱処理により熱硬化可能とする材料を用いる。 Furthermore, the first color pattern in the color filter of the present invention is made of a material that does not flow by the heat treatment, and the second and subsequent color patterns can be thermally reflowed by the heat treatment and can be thermally cured by the subsequent heat treatment. Use materials.
本発明の固体撮像素子は、本発明の上記カラーフィルタが用いられ、該カラーフィルタを通して被写体光をカラー撮像可能とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The solid-state imaging device of the present invention uses the color filter of the present invention, and enables the subject light to be color-captured through the color filter, thereby achieving the above object.
本発明のおよび液晶表示素子は、本発明の上記カラーフィルタが用いられ、該カラーフィルタを通してカラー液晶表示を可能とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
The liquid crystal display element of the present invention uses the color filter of the present invention, and enables color liquid crystal display through the color filter, thereby achieving the above object.
With the above configuration, the operation of the present invention will be described below.
本発明では、平坦化された一面に平面的に閉じた空領域（内部領域である凹部）を形成する区画パターンを、第１色パターンとしてカラーフィルタで形成する。第２以降の色パターンでは、第１色パターンとして形成したカラーフィルタの区画パターンにより囲まれる空領域（内部領域部分）に、第２以降の色パターンとしてカラーフィルタ材料を位置させ、これを加熱工程（熱処理）による熱リフローを利用して流動化させ、第１色パターンのカラーフィルタの膜高さ（膜厚）に、第２以降の色パターンのカラーフィルタの膜高さを合わせること（レベリング）が可能となる。これによって、フォトリソグラフィ技術を用いて、従来のように各色パターン間で重なり部分（無効部分）のない平坦な上面を形成することが可能となり、また、従来のようにブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを設けることがないので、受光性能の低下や画質の劣化の他、コスト高を招くこともない。 In the present invention, a partition pattern that forms a planarly closed empty region (a concave portion that is an internal region) on a flattened surface is formed with a color filter as a first color pattern. In the second and subsequent color patterns, the color filter material is positioned as the second and subsequent color patterns in the empty region (inner region portion) surrounded by the partition pattern of the color filter formed as the first color pattern, and this is the heating step. Fluidization is performed using thermal reflow by (heat treatment), and the film height of the color filter of the second and subsequent color patterns is matched to the film height (film thickness) of the color filter of the first color pattern (leveling). Is possible. As a result, it becomes possible to form a flat upper surface without overlapping portions (invalid portions) between the color patterns as in the prior art by using a photolithography technique, and in the conventional manner, such as a black stripe or a black matrix. Since a partition pattern is not provided, cost is not increased in addition to a decrease in light receiving performance and image quality.
この場合に、第１色パターンとしてカラーフィルタを区画パターンとして形成するが、この第１色パターンとしてカラーフィルタは加熱工程による熱リフローが起こらない染料または顔料を含むカラーレジストを用いる。また、第２以降の色パターンのカラーフィルタは、パターン材料形成後に加熱による熱リフローが発生し、その後の加熱処理により熱硬化可能とする染料または顔料を含むカラーレジストを用いる。 In this case, a color filter is formed as a partition pattern as the first color pattern. As the first color pattern, a color resist containing a dye or pigment that does not cause thermal reflow due to the heating process is used. Further, the color filters of the second and subsequent color patterns use a color resist containing a dye or a pigment that is thermally reflowed by heating after the pattern material is formed and can be thermally cured by the subsequent heat treatment.
本発明によれば、カラーフィルタで区画パターンを形成するため、従来のカラーフィルタの製造工程に比べても製造工程の増加（工数増加）を抑えることができて、コスト増加も抑えることができる。また、従来のようにブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを設けることなく、カラーフィルタの製造に用いるフィルタ材料も従来の染料または顔料を含むカラーレジストによるカラーフィルタ材料のみで形成するため、受光画素部への入射光の妨げを防ぐこともできて固体撮像素子の受光性能の低下や画質劣化を抑えることができる。さらに、本発明で得られるカラーフィルタ上面の平坦性で、それ以降に形成されるオーバーコートやマイクロレンズの形成にも高精度の形状を得ることができると共に、平坦化膜も必要なくなるかまたはより薄くできるため、マイクロレンズと受光画素部との距離も近くなって焦点が合わせやすく受光効率の改善を図ることができる。 According to the present invention, since the partition pattern is formed by the color filter, an increase in manufacturing steps (an increase in man-hours) can be suppressed as compared with a conventional manufacturing process of color filters, and an increase in cost can also be suppressed. In addition, without providing a partition pattern such as a black stripe or a black matrix as in the prior art, a filter material used for manufacturing a color filter is also formed only from a color filter material using a color resist containing a conventional dye or pigment. Therefore, it is possible to prevent the light incident on the part from being obstructed, and it is possible to suppress the deterioration of the light receiving performance and the deterioration of the image quality of the solid-state imaging device. Further, the flatness of the upper surface of the color filter obtained in the present invention makes it possible to obtain a highly accurate shape for the formation of overcoats and microlenses formed thereafter, and a flattening film is not necessary or more necessary. Since the thickness can be reduced, the distance between the microlens and the light receiving pixel portion is reduced, and focusing can be easily performed, and the light receiving efficiency can be improved.
以下に、本発明のカラーフィルタおよびその製造方法の実施形態１，２を固体撮像素子およびその製造方法に適用した場合について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態１，２では、固体撮像素子およびその製造方法を例に説明するが、これに限らず、液晶表示素子およびその製造方法に本発明のカラーフィルタおよびその製造方法の実施形態１，２を適用することもできる。
（実施形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）〜図３（ａ）および図３（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態１に係るカラーフィルタの製造方法の各製造工程を示す要部平面図および要部縦断面図である。
Hereinafter, a case where the color filter of the present invention and Embodiments 1 and 2 of the manufacturing method thereof are applied to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings. In the first and second embodiments, the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the color filter of the present invention and the manufacturing method thereof according to the first embodiment are not limited thereto. , 2 can also be applied.
(Embodiment 1)
1 (a) and FIG. 1 (b) to FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are respectively a plan view and a main part showing respective manufacturing steps of the method for manufacturing a color filter according to Embodiment 1 of the present invention. It is a principal part longitudinal cross-sectional view.
まず、図１（ａ）および図１（ｂ）の第１色パターン形成工程に示すように、平坦な一面を持つ基板１上に、染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタ（Ｇ；緑）をフォトリソグラフィ技術によって所定形状（市松模様など）にパターニングし、マトリックス状（格子状）の区画パターンとして第１色パターン２を形成する。形成された区画パターンを持つカラーフィルタ（第１色パターン２）は、内側に正方形状や矩形状の空領域（内部領域）を形成している。区画パターンを有する第１色パターン２の材料は、フォトリソグラフィ技術により高い寸法精度を持ち、パターニング後の形状は加熱工程による熱リフローは発生しない。 First, as shown in the first color pattern forming step in FIGS. 1A and 1B, a color filter (G; G) is formed on a substrate 1 having a flat surface using a color resist containing a dye or a pigment. The first color pattern 2 is formed as a matrix (lattice) partition pattern by patterning green) into a predetermined shape (such as a checkered pattern) by photolithography. The formed color filter (first color pattern 2) having the partition pattern forms a square or rectangular empty area (inner area) on the inner side. The material of the first color pattern 2 having the partition pattern has high dimensional accuracy by a photolithography technique, and the shape after patterning does not cause thermal reflow due to the heating process.
次に、図２（ａ）および図２（ｂ）の第２色パターン材料形成工程に示すように、区画パターン（第１色パターン２）により囲まれる空領域２１（内部領域）内に、染料または顔料を含むカラーレジストを用いて、第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａ（第２色パターン材料）をフォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａのパターニング面積は、第１色パターン２によって囲まれる空領域内に、空領域面積よりも小さく、第１色パターン２の膜厚よりも厚膜でパターン形成する。第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａのパターンは、第１色パターン２によって囲まれた空領域内の中央位置に形成され、フォトリソグラフィ技術のズレ精度および形状精度は、第１色パターン２が形成されるカラーフィルタの区画パターンよりも高い加工精度は求められなくても形成が可能である。即ち、第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａのパターンは、きっちりと空領域内の中央位置に形成される必要はなく、多少の位置ズレがあっても、その後の熱リフローによって吸収可能である。要するに、フォトリソグラフィ技術のズレ精度のマージンを考慮して、空領域内に対するパターン材料位置、面積および膜厚を設定すればよい。 Next, as shown in the second color pattern material forming step in FIGS. 2A and 2B, the dye is contained in the empty region 21 (inner region) surrounded by the partition pattern (first color pattern 2). Alternatively, the color filter material 3a (second color pattern material) for the second color pattern is patterned by photolithography using a color resist containing a pigment. The pattern area of the color filter material 3a for the second color pattern is smaller than the area of the empty region and thicker than the thickness of the first color pattern 2 in the empty region surrounded by the first color pattern 2. Form. The pattern of the color filter material 3a for the second color pattern is formed at the center position in the empty region surrounded by the first color pattern 2, and the displacement accuracy and shape accuracy of the photolithography technique are the same as those of the first color pattern 2. It can be formed even if higher processing accuracy than the partition pattern of the color filter to be formed is not required. That is, the pattern of the color filter material 3a for the second color pattern does not need to be formed exactly at the center position in the empty area, and can be absorbed by subsequent thermal reflow even if there is a slight misalignment. . In short, the position, area and film thickness of the pattern material in the empty region may be set in consideration of the margin of deviation accuracy of the photolithography technique.
その後、図３（ａ）および図３（ｂ）の第２色パターン形成工程に示すように、第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａは、パターン安定化のための加熱工程を流用することにより、形成パターン材料（カラーフィルタ材料３ａ）を流動化させて熱リフローをさせると共に、熱硬化特性を持つものであり、熱リフロー後の第２色パターン３の膜厚（高さ；レベル）を、第１色パターン２の形成カラーフィルタパターンと同じ膜厚（膜高さ；レベル）に形成して、第１色パターン２および第２色パターン３の上面を平坦化する。
このようにして、本実施形態１のカラーフィルタ１０が製造される。
Thereafter, as shown in the second color pattern forming step in FIGS. 3A and 3B, the color filter material 3a for the second color pattern is obtained by diverting the heating step for pattern stabilization. The formation pattern material (color filter material 3a) is fluidized and heat reflowed, and has thermosetting properties. The film thickness (height; level) of the second color pattern 3 after heat reflowing is Formation of the first color pattern 2 The first color pattern 2 and the second color pattern 3 are planarized by forming the first color pattern 2 with the same film thickness (film height; level) as the color filter pattern.
In this way, the color filter 10 of Embodiment 1 is manufactured.
即ち、本実施形態１のカラーフィルタ１０の製造方法は、基板１上に、第１色パターン２として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第１色パターン形成工程と、第１色パターン２により囲まれた複数の空領域内に、第２色パターン３のカラーフィルタ材料３ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理によりカラーフィルタ材料３ａのみを流動化させて第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程とを有している。 That is, in the manufacturing method of the color filter 10 of the first embodiment, the first color pattern is formed by patterning the color filter on the substrate 1 using the color resist containing the dye or the pigment as the first color pattern 2 by the photolithography technique. A color filter is patterned using a color resist containing a dye or a pigment by photolithography as a color filter material 3a of the second color pattern 3 in a plurality of empty regions surrounded by the formation process and the first color pattern 2 The second color pattern material forming step and the second color pattern forming step of forming only the color filter material 3a by heat treatment to form the second color pattern 3.
以上により、本実施形態１によれば、基板１上の平坦面に、複数の空領域をそれぞれ囲む区画パターンを第１色パターン２として形成する第１色パターン形成工程と、この区画パターンの複数の空領域のうちの所定空領域内に第２色パターン用の色パターン材料３ａを形成してこれを熱リフローさせて、第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程を有している。これによって、第１色パターン２自体で区画パターンを形成するため、従来のカラーフィルタの製造工程に対して工程増加を抑えることができて、製造コストの増加も抑えることができる。また、従来のようにブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを設けることなく、カラーフィルタの製造に用いるフィルタ材料も従来の染料または顔料を含むカラーレジストによるカラーフィルタ材料のみで形成するため、受光画素部への入射光の妨げを防ぐことができて固体撮像素子の受光性能の低下や画質劣化を抑えることができる。さらに、カラーフィルタ１０の上面の平坦性で、それ以降に形成されるオーバーコートやマイクロレンズの形成にも高精度の形状を得ることができると共に、平坦化膜も必要なくなるかまたはより薄くできるため、マイクロレンズと受光画素部との距離も近くなってレンズ焦点を合わせやすく受光効率の改善をも図ることができる。
（実施形態２）
上記実施形態１では、本発明の基本構成として、第１色パターン２と第２色パターン３の二種類の色パターンを一例としたカラーフィルタ１０の製造方法について説明したが、本実施形態２では、第１色パターン２、第２色パターン３および後述の第３色パターン４の３種類（ＲＧＢの三原色）の色パターンを一例としたベイヤー配列のカラーフィルタ１０Ａおよびその製造方法について説明する。
As described above, according to the first embodiment, the first color pattern forming step for forming, as the first color pattern 2, the partition pattern that surrounds the plurality of empty regions on the flat surface of the substrate 1, and the plurality of partition patterns. A second color pattern forming step of forming the second color pattern 3 by forming the color pattern material 3a for the second color pattern in the predetermined empty region of the empty regions and thermally reflowing the color pattern material 3a. Yes. Accordingly, since the partition pattern is formed by the first color pattern 2 itself, it is possible to suppress an increase in the process with respect to the manufacturing process of the conventional color filter, and it is possible to suppress an increase in manufacturing cost. In addition, without providing a partition pattern such as a black stripe or a black matrix as in the prior art, a filter material used for manufacturing a color filter is also formed only from a color filter material using a color resist containing a conventional dye or pigment. Therefore, it is possible to prevent the light incident on the part from being obstructed, and to suppress the deterioration of the light receiving performance and the image quality of the solid-state imaging device. Furthermore, because the flatness of the upper surface of the color filter 10 can provide a highly accurate shape for the formation of overcoats and microlenses formed thereafter, a flattening film can be eliminated or thinner. In addition, the distance between the microlens and the light receiving pixel portion is also shortened so that the lens can be easily focused and the light receiving efficiency can be improved.
(Embodiment 2)
In the first embodiment, as a basic configuration of the present invention, the manufacturing method of the color filter 10 using the two color patterns of the first color pattern 2 and the second color pattern 3 as an example has been described. A Bayer-arranged color filter 10A and a method for manufacturing the same will be described using three types (RGB three primary colors) of a first color pattern 2, a second color pattern 3, and a third color pattern 4 described later as an example.
図４（ａ）および図４（ｂ）〜図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態２に係るカラーフィルタの製造方法の各製造工程を示す要部平面図および要部縦断面図である。 4 (a) and 4 (b) to FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b) are respectively a plan view and a main part showing respective manufacturing steps of the method for manufacturing a color filter according to Embodiment 2 of the present invention. It is a principal part longitudinal cross-sectional view.
まず、図４（ａ）および図４（ｂ）の第１色パターン材料成膜工程に示すように、平坦な一面を持つ基板１上の全面に、染料または顔料を含むカラーレジスト材料を用いてカラーフィルタ材料（Ｇ；緑）を塗布して成膜する。 First, as shown in the first color pattern material film forming step of FIGS. 4A and 4B, a color resist material containing a dye or a pigment is used on the entire surface of the substrate 1 having a flat surface. A color filter material (G; green) is applied to form a film.
次に、図５（ａ）および図５（ｂ）の第１色パターン形成工程に示すように、フォトリソグラフィ技術によって所定形状（ベイヤー配列）にパターニングし、マトリックス状（格子状）の区画パターンとして第１色パターン２を形成する。形成された区画パターンを持つカラーフィルタ（第１色パターン２）は、内側に正方形状や矩形状の空領域２１（内部領域）を形成している。区画パターンを有する第１色パターン２の材料は、フォトリソグラフィ技術により高い寸法精度を持ち、パターニング後の形状は加熱工程による熱リフローは発生しない。 Next, as shown in the first color pattern forming step in FIGS. 5A and 5B, patterning is performed in a predetermined shape (Bayer array) by a photolithography technique to form a matrix-like (lattice-like) partition pattern. A first color pattern 2 is formed. The formed color filter (first color pattern 2) having the partition pattern forms a square or rectangular empty region 21 (inner region) on the inner side. The material of the first color pattern 2 having the partition pattern has high dimensional accuracy by a photolithography technique, and the shape after patterning does not cause thermal reflow due to the heating process.
続いて、図６（ａ）および図６（ｂ）の第２色パターン材料形成工程に示すように、区画パターン（第１色パターン２）により囲まれる複数の空領域のうち、所定の空領域２１（内部領域）内の中央部分に、染料または顔料を含むカラーレジストを用いて、第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａをフォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａのパターニング面積は、区画パターン（第１色パターン２）によって囲まれる所定の空領域２１内に、空領域面積よりも小さく、第１色パターン２の膜厚よりも厚膜でパターン形成する。第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａのパターンは、第１色パターン２によって囲まれた所定の空領域２１内の中央位置に形成され、フォトリソグラフィ技術のズレ精度および形状精度は、第１色パターン２が形成されるカラーフィルタの区画パターンよりも高い加工精度は求められなくても形成が可能である。 Subsequently, as shown in the second color pattern material forming step in FIGS. 6A and 6B, a predetermined empty region among a plurality of empty regions surrounded by the partition pattern (first color pattern 2). The color filter material 3a for the second color pattern is patterned by a photolithography technique using a color resist containing a dye or a pigment at a central portion 21 (inner region). The patterning area of the color filter material 3a for the second color pattern is smaller than the empty area area in the predetermined empty area 21 surrounded by the partition pattern (first color pattern 2), and the film of the first color pattern 2 The pattern is formed with a thick film rather than a thick film. The pattern of the color filter material 3a for the second color pattern is formed at the center position in the predetermined empty region 21 surrounded by the first color pattern 2, and the deviation accuracy and shape accuracy of the photolithography technique are the first color. The pattern 2 can be formed even if high processing accuracy is not required as compared with the partition pattern of the color filter on which the pattern 2 is formed.
その後、図７（ａ）および図７（ｂ）の第２色パターン形成工程に示すように、第２色パターン用のカラーフィルタ材料３ａは、パターン安定化のための加熱工程を流用することにより、形成パターン（カラーフィルタ材料３ａ）を流動化させて熱リフローをさせると共に、熱硬化特性を持つものであり、熱リフロー後の第２色パターン３の膜厚（高さ；レベル）を第１色パターン２の形成カラーフィルタパターンと同じ膜厚（膜高さ；レベル）に形成して、第１色パターン２および第２色パターン３の上面を平坦化する。 Thereafter, as shown in the second color pattern forming process of FIGS. 7A and 7B, the color filter material 3a for the second color pattern is obtained by diverting the heating process for pattern stabilization. The formation pattern (color filter material 3a) is fluidized to cause thermal reflow, and has thermosetting characteristics. The film thickness (height; level) of the second color pattern 3 after thermal reflow is the first. Formation of Color Pattern 2 The color filter pattern is formed to have the same film thickness (film height; level), and the upper surfaces of the first color pattern 2 and the second color pattern 3 are flattened.
さらに、図８（ａ）および図８（ｂ）の第３色パターン材料形成工程に示すように、複数の空領域のうちの残る所定の空領域３１内に、第３色パターン用のカラーフィルタ材料４ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする。この第３色パターン用のカラーフィルタ材料４ａのパターニング面積は、区画パターン（第１色パターン２）によって囲まれる所定の空領域３１内に、空領域面積よりも小さく、第１色パターン２の膜厚よりも厚膜でパターン形成する。第３色パターン用のカラーフィルタ材料４ａのパターンは、第１色パターン２によって囲まれた所定の空領域３１内の中央位置に形成され、フォトリソグラフィ技術のズレ精度および形状精度は、第１色パターン２が形成されるカラーフィルタの区画パターンよりも高い加工精度は求められなくても形成が可能である。 Further, as shown in the third color pattern material forming step in FIGS. 8A and 8B, the color filter for the third color pattern is formed in the predetermined empty region 31 among the plurality of empty regions. As the material 4a, a color filter is patterned using a color resist containing a dye or a pigment by a photolithography technique. The patterning area of the color filter material 4a for the third color pattern is smaller than the area of the empty region in the predetermined empty region 31 surrounded by the partition pattern (first color pattern 2), and the film of the first color pattern 2 The pattern is formed with a thick film rather than a thick film. The pattern of the color filter material 4a for the third color pattern is formed at the center position in the predetermined empty region 31 surrounded by the first color pattern 2, and the deviation accuracy and shape accuracy of the photolithography technique are the first color. The pattern 2 can be formed even if high processing accuracy is not required as compared with the partition pattern of the color filter on which the pattern 2 is formed.
さらに、図９（ａ）および図９（ｂ）の第３色パターン形成工程に示すように、第３色パターン４のカラーフィルタパターンは、上記第２形成カラーフィルタパターンの場合と同様に、安定化のための加熱工程を流用することにより、形成パターンを流動化させて熱リフローをさせると共に、熱硬化特性を持つものであり、熱リフロー後のカラーフィルタパターン（第３色パターン４）の膜厚（膜高さ）がカラーフィルタパターン（第１色パターン２）と同じ膜厚（膜高さ；レベル）で形成する。 Further, as shown in the third color pattern forming step of FIGS. 9A and 9B, the color filter pattern of the third color pattern 4 is stable as in the case of the second formed color filter pattern. The film of the color filter pattern (third color pattern 4) after heat reflow is obtained by diverting the formation pattern into fluid by reusing the heating process for heat treatment, heat reflow, and thermosetting properties. The thickness (film height) is the same as the color filter pattern (first color pattern 2) (film height; level).
このようにして、本実施形態２のカラーフィルタ１０Ａが製造される。このカラーフィルタ１０Ａは、第１色パターン２および第２以降の色パターン３、４において、互いに隣接する色パターン同士がその端部で互いに重なることなく平坦な上面を有している。この場合に、第１色パターン２に熱処理による流動性のない材料を用い、第２以降の色パターン３，４に熱処理により熱リフロー可能で、その後の加熱処理により熱硬化可能とする材料を用いている。 In this way, the color filter 10A of the second embodiment is manufactured. The color filter 10A has a flat upper surface in the first color pattern 2 and the second and subsequent color patterns 3 and 4 such that adjacent color patterns do not overlap each other at the end portions. In this case, a material that does not flow by heat treatment is used for the first color pattern 2, and a material that can be thermally reflowed by heat treatment for the second and subsequent color patterns 3, 4 and that can be thermally cured by subsequent heat treatment is used. ing.
即ち、本実施形態２のカラーフィルタ１０Ａの製造方法において、第１色パターン２として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第１色パターン形成工程と、この第１色パターン２により囲まれた複数の空領域のうち、所定の空領域内に、第２色パターン３用のカラーフィルタ材料３ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理により第２色パターン材料３ａのみを流動化させて第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程と、複数の空領域のうちの残る所定の空領域内に、第３色パターン４の材料４ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第３色パターン材料形成工程と、熱処理により第３色パターン材料４ａのみを流動化させて第３色パターン４を形成する第３色パターン形成工程とを有している。 That is, in the manufacturing method of the color filter 10A of the second embodiment, as the first color pattern 2, a first color pattern forming step of patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment by photolithography technology, Among the plurality of sky regions surrounded by the first color pattern 2, a color resist containing a dye or a pigment is used as a color filter material 3a for the second color pattern 3 in a predetermined sky region by photolithography. A second color pattern material forming step of patterning the color filter, a second color pattern forming step of forming only the second color pattern material 3 by fluidizing only the second color pattern material 3a by heat treatment, and a plurality of empty regions As a material 4a of the third color pattern 4 in a predetermined empty area where a photolithograph is left A third color pattern material forming step of patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment according to a technique, and a third color pattern 4 formed by fluidizing only the third color pattern material 4a by heat treatment. A color pattern forming step.
以上により、本実施形態２によれば、基板１上の平坦面に、複数の空領域をそれぞれ囲む区画パターンを第１色パターン２として形成する第１色パターン形成工程と、この区画パターンの複数の空領域のうちの所定空領域内に第２色パターン用の色パターン材料３ａを形成してこれを熱リフローさせて、第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程と、この区画パターンの複数の空領域のうちの残る所定空領域内に第３色パターン用の色パターン材料４ａを形成してこれを熱リフローさせて、第３色パターン４を形成する第３色パターン形成工程とを有している。これによって、第１色パターン２で区画パターンを形成するため、従来のカラーフィルタの製造工程に対して工程増加を抑えることができて、製造コストの増加も抑えることができる。また、従来のようにブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを設けることなく、カラーフィルタの製造に用いるフィルタ材料も従来の染料または顔料を含むカラーレジストによるカラーフィルタ材料のみで形成するため、受光画素部への入射光の妨げを防ぐことができて固体撮像素子の受光性能の低下や画質劣化を抑えることができる。さらに、カラーフィルタ１０Ａの上面の平坦性で、それ以降に形成されるオーバーコートやマイクロレンズの形成にも高精度の形状を得ることができると共に、平坦化膜も必要なくなるかまたはより薄くできるため、マイクロレンズと受光画素部との距離も近くなってレンズ焦点を合わせやすく受光効率の改善をも図ることができる。 As described above, according to the second embodiment, the first color pattern forming step of forming, as the first color pattern 2, the partition pattern surrounding each of the plurality of empty regions on the flat surface on the substrate 1, and the plurality of partition patterns. A second color pattern forming step for forming the second color pattern 3 by forming the color pattern material 3a for the second color pattern in a predetermined empty area of the empty areas and thermally reflowing the material. A third color pattern forming step of forming the third color pattern 4 by forming the color pattern material 4a for the third color pattern in the remaining predetermined empty area of the plurality of empty areas of the pattern and thermally reflowing the color pattern material 4a. And have. Thus, since the partition pattern is formed by the first color pattern 2, it is possible to suppress an increase in the process with respect to the manufacturing process of the conventional color filter, and it is possible to suppress an increase in manufacturing cost. In addition, without providing a partition pattern such as a black stripe or a black matrix as in the prior art, a filter material used for manufacturing a color filter is also formed only from a color filter material using a color resist containing a conventional dye or pigment. Therefore, it is possible to prevent the light incident on the part from being obstructed, and to suppress the deterioration of the light receiving performance and the image quality of the solid-state imaging device. Further, the flatness of the upper surface of the color filter 10A can provide a highly accurate shape for the formation of overcoats and microlenses formed thereafter, and a flattening film can be eliminated or made thinner. In addition, the distance between the microlens and the light receiving pixel portion is also shortened so that the lens can be easily focused and the light receiving efficiency can be improved.
このようにして得られた本実施形態２のカラーフィルタ１０Ａが用いられ、カラーフィルタ１０Ａを通して被写体光をカラー撮像可能とする固体撮像素子を得ることができる。なお、これに限らず、このカラーフィルタ１０Ａが用いられ、カラーフィルタ１０Ａを通してカラー液晶表示を可能とする液晶表示素子をも製造することもできる。 The color filter 10A of the second embodiment obtained in this way is used, and a solid-state imaging device capable of performing color imaging of subject light through the color filter 10A can be obtained. However, the present invention is not limited to this, and the color filter 10A can be used, and a liquid crystal display element that enables color liquid crystal display through the color filter 10A can also be manufactured.
なお、上記実施形態１、２では、特に説明しなかったが、本発明のカラーフィルタの製造方法として、基板１上の平坦面に、複数の空領域をそれぞれ囲む区画パターンを第１色パターン２として形成する第１色パターン形成工程と、この区画パターンの空領域内に第２色パターン以降の色パターン材料を熱リフローさせて、第２色パターン以降の色パターンを順次形成する第２以降の色パターン形成工程とを有すればよい。これによって、フォトリソグラフィ技術を用いて、受光性能の低下や画質の劣化の他、コスト高を招くことなく各色パターン間で重なり部分のない平坦な上面を形成する本発明の目的を達成することができる。 Although not specifically described in the first and second embodiments, as a method for manufacturing a color filter of the present invention, a partition pattern that surrounds a plurality of empty regions on a flat surface on a substrate 1 is provided as a first color pattern 2. A first color pattern forming step formed as follows, and a color pattern material after the second color pattern is thermally reflowed in the empty area of the partition pattern, and the second and subsequent color patterns are sequentially formed. And a color pattern forming step. As a result, the object of the present invention can be achieved by using a photolithography technique to form a flat upper surface without overlapping portions between each color pattern without lowering the light receiving performance and image quality, and without increasing the cost. it can.
また、上記実施形態１、２では、第１色パターン形成工程として、第１色パターン２である区画パターンを格子状（またはマトリクス状）に形成する場合について説明したが、これに限らず、第１色パターン形成工程として、第１色パターン２である区画パターンを蜂の巣状（ハニカム状）に形成してもよい。 In the first and second embodiments, the first color pattern forming step has been described with respect to the case where the partition pattern that is the first color pattern 2 is formed in a lattice shape (or matrix shape). As the one-color pattern forming step, the partition pattern as the first color pattern 2 may be formed in a honeycomb shape (honeycomb shape).
さらに、上記実施形態１では、第２以降の色パターン形成工程として、第１色パターン２により囲まれた複数の空領域内に、第２色パターン３の材料３ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理により第２色パターン材料３ａのみを流動化させて第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程とを有する場合について説明し、または、上記実施形態２では、第２以降の色パターン形成工程として、第１色パターン２により囲まれた複数の空領域のうち、所定の空領域内に、第２色パターン３の材料３ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、熱処理により第２色パターン材料３ａのみを流動化させて第２色パターン３を形成する第２色パターン形成工程と、複数の空領域のうちの残る所定の空領域内に、第３色パターン４の材料４ａとして、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第３色パターン材料形成工程と、熱処理により第３色パターン材料４ａのみを流動化させて第３色パターン４を形成する第３色パターン形成工程とを有する場合について説明したが、これらに限らず、４種類以上の色パターンを有するカラーフィルタとしてもよい。 Furthermore, in the first embodiment, as the second and subsequent color pattern forming steps, a dye or a photolithography technique is used as the material 3a of the second color pattern 3 in the plurality of empty regions surrounded by the first color pattern 2. A second color pattern material forming step of patterning a color filter using a color resist containing a pigment, and a second color pattern forming step of forming only the second color pattern material 3 by fluidizing only the second color pattern material 3a by heat treatment Or, in the second embodiment, as the second and subsequent color pattern forming steps, among the plurality of sky regions surrounded by the first color pattern 2, As the material 3a of the two-color pattern 3, a color filter is patterned using a color resist containing a dye or a pigment by photolithography. A second color pattern material forming step for performing a second heat treatment, a second color pattern forming step for forming only the second color pattern material 3a by fluidizing the second color pattern material 3a by heat treatment, and a predetermined remaining of the plurality of empty regions A third color pattern material forming step of patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment by photolithography as the material 4a of the third color pattern 4 in the empty region of the third color pattern 4, and a third color pattern by heat treatment Although the case where it has the 3rd color pattern formation process which fluidizes only the material 4a and forms the 3rd color pattern 4 was demonstrated, it is good also as a color filter which has not only these but 4 or more types of color patterns.
さらに、上記実施形態１、２では、空領域内へのパターン材料のパターニングは、フォトリソグラフィ技術の形状精度のマージンを考慮して、空領域内に対するパターニング形状を正方形状または矩形状に設定したが、これに限らず、区画パターンの単位外周形状や丸形状（円形または楕円形）などに設定することもできる。 Furthermore, in the first and second embodiments, patterning of the pattern material in the empty region is performed by setting the patterning shape in the empty region to a square shape or a rectangular shape in consideration of the shape accuracy margin of the photolithography technique. However, the present invention is not limited to this, and the section pattern unit outer peripheral shape or round shape (circular or elliptical) can also be set.
さらに、上記実施形態１、２では、第１色パターン２と第２以降の色パターン３などに用いる各カラーフィルタ材料として、熱処理に対する流動性の有無を有するカラーフィルタ材料を用いたが、これに限らず、各カラーフィルタ材料として、熱処理に対する流動性の違い（流動性の有無を含むが、温度に応じた流動性も含む）を有するカラーフィルタ材料を用いてもよい。 Further, in the first and second embodiments, the color filter material having fluidity with respect to the heat treatment is used as each color filter material used for the first color pattern 2 and the second and subsequent color patterns 3, etc. Not only the color filter materials but also color filter materials having a difference in fluidity with respect to heat treatment (including the presence or absence of fluidity but also including fluidity depending on temperature) may be used.
さらに、上記実施形態２では、第１色パターン２を緑色とし、第２色パターン３および第３色パターン４を赤色および青色としてベイヤー配列としたが、これに限らず、第１色パターン２をＹ（イエロー）とし、第２色パターン３および第３色パターン４をＭ（マゼンダ）およびＣ（シアン）としてＹＭＣ配列としてもよい。 In the second embodiment, the first color pattern 2 is green, the second color pattern 3 and the third color pattern 4 are red and blue, and the Bayer arrangement is used. However, the first color pattern 2 is not limited to this. Y (yellow) may be used, and the second color pattern 3 and the third color pattern 4 may be set to M (magenta) and C (cyan) to form a YMC arrangement.
以上のように、本発明の好ましい実施形態１，２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１，２に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１，２の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention was illustrated using preferable Embodiment 1, 2 of this invention, this invention should not be limited and limited to this Embodiment 1,2. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of the specific preferred embodiments 1 and 2 of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
本発明は、表示用や撮像用などに用いられるカラーフィルタおよびその製造方法、このカラーフィルタを用いた固体撮像素子および液晶表示素子の分野において、カラーフィルタで区画パターンを形成するため、従来のカラーフィルタの製造工程に比べても製造工程の増加を抑えることができて、コスト増加も抑えることができる。また、従来のようにブラックストライプまたはブラックマトリクスなどの区画パターンを設けることなく、カラーフィルタの製造に用いるフィルタ材料も従来の染料または顔料を含むカラーレジストによるカラーフィルタ材料のみで形成するため、受光画素部への入射光の妨げを防ぐこともできて固体撮像素子の受光性能の低下や画質劣化を抑えることができる。さらに、本発明で得られるカラーフィルタ上面の平坦性で、それ以降に形成されるオーバーコートやマイクロレンズの形成にも高精度の形状を得ることができると共に、平坦化膜も必要なくなるかまたはより薄くできるため、マイクロレンズと受光画素部との距離も近くなって焦点が合わせやすく受光効率の改善を図ることができる。 In the field of a color filter used for display and imaging, a manufacturing method thereof, a solid-state imaging device using the color filter, and a liquid crystal display device, the present invention forms a partition pattern with the color filter. Compared to the manufacturing process of the filter, an increase in the manufacturing process can be suppressed, and an increase in cost can also be suppressed. In addition, without providing a partition pattern such as a black stripe or a black matrix as in the prior art, a filter material used for manufacturing a color filter is also formed only from a color filter material using a color resist containing a conventional dye or pigment. Therefore, it is possible to prevent the light incident on the part from being obstructed, and it is possible to suppress the deterioration of the light receiving performance and the deterioration of the image quality of the solid-state imaging device. Further, the flatness of the upper surface of the color filter obtained in the present invention makes it possible to obtain a highly accurate shape for the formation of overcoats and microlenses formed thereafter, and a flattening film is not necessary or more necessary. Since the thickness can be reduced, the distance between the microlens and the light receiving pixel portion is reduced, and focusing can be easily performed, and the light receiving efficiency can be improved.
１ 基板
２ 第１色パターン
３ａ、４ａ カラーフィルタ材料
３ 第２色パターン
４ 第３色パターン
１０、１０Ａ カラーフィルタ
２１、３１ 空領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st color pattern 3a, 4a Color filter material 3 2nd color pattern 4 3rd color pattern 10, 10A Color filter 21, 31 Empty area
Claims (19)
前記第１色パターンにより囲まれた複数の空領域内に、前記第２色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、
熱処理により前記第２色パターン材料のみを流動化させて該第２色パターンを形成する第２色パターン形成工程とを有する請求項１または３に記載のカラーフィルタの製造方法。 The second and subsequent color pattern forming steps include:
A second color pattern material is formed by patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment as a material of the second color pattern in a plurality of empty regions surrounded by the first color pattern by a photolithography technique. Process,
The method for producing a color filter according to claim 1, further comprising a second color pattern forming step of forming only the second color pattern material by fluidizing the second color pattern material by heat treatment.
前記第１色パターンにより囲まれた複数の空領域のうち、所定の空領域内に、前記第２色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第２色パターン材料形成工程と、
熱処理により前記第２色パターン材料のみを流動化させて該第２色パターンを形成する第２色パターン形成工程と、
該複数の空領域のうちの残る所定の空領域内に、前記第３色パターンの材料として、フォトリソグラフィ技術によって染料または顔料を含むカラーレジストを用いてカラーフィルタをパターニングする第３色パターン材料形成工程と、
熱処理により該第３色パターン材料のみを流動化させて該第３色パターンを形成する第３色パターン形成工程とを有する請求項１または３に記載のカラーフィルタの製造方法。 The second and subsequent color pattern forming steps include:
Among the plurality of sky regions surrounded by the first color pattern, a color filter is patterned in a predetermined sky region using a color resist containing a dye or a pigment as a material of the second color pattern by a photolithography technique. A second color pattern material forming step,
A second color pattern forming step in which only the second color pattern material is fluidized by heat treatment to form the second color pattern;
A third color pattern material is formed by patterning a color filter using a color resist containing a dye or a pigment by photolithography as a material of the third color pattern in the remaining predetermined empty region of the plurality of empty regions. Process,
4. The method for producing a color filter according to claim 1, further comprising a third color pattern forming step of forming only the third color pattern material by fluidizing to form the third color pattern.
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2007
- 2007-04-16 JP JP2007107303A patent/JP2008268278A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150109342A (en) * | 2013-01-25 | 2015-10-01 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | Color filter substrate, liquid-crystal display device, and method for manufacturing color filter substrate |
| KR102101262B1 (en) * | 2013-01-25 | 2020-04-16 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | Color filter substrate, liquid-crystal display device, and method for manufacturing color filter substrate |
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