JP4969063B2 - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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- Optical Filters (AREA)
Description
一方、近年では、シェーディング低減による画質向上の観点から、カラーフィルタに対しては更なる薄膜化が求められている。
<1> 着色剤及び熱硬化性化合物を少なくとも含む着色剤含有熱硬化性組成物を熱硬化させることにより、前記着色剤の濃度が層の全固形分に対して65質量%以上100質量%未満である着色層を形成し、該着色層上に感光性樹脂層を形成して画像記録材料とする工程と、前記画像記録材料の少なくとも前記感光性樹脂層をパターン露光する工程と、パターン露光後の前記画像記録材料をアルカリ現像する工程と、アルカリ現像後の画像記録材料にドライエッチング処理を施して前記着色層にパターンを形成する工程とを有するカラーフィルタの製造方法であって、前記着色層のドライエッチング速度A(μm/min)及び層厚Aft(μm)、並びに前記感光性樹脂層のドライエッチング速度B(μm/min)及び層厚Bft(μm)が、下記関係式を満たすことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
Bft=k(B×Aft/A)
〔式中、kは0.2≦k<1.00を満たす値を表す。〕
<3> 前記着色剤の濃度が、前記着色層の全固形分に対して68質量%以上90質量%未満である前記<1>又は<2>に記載のカラーフィルタの製造方法である。
<4> 前記感光性樹脂層が、o−ナフトキノンジアジド化合物を含んでポジ型に構成されている前記<1>〜<3>のいずれか1つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<5> 前記感光性樹脂層が、ネガ型の感光性樹脂組成物を含んでネガ型に構成されている前記<1>〜<4>のいずれか1つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<6> 前記感光性樹脂層が、光重合開始剤とエチレン性不飽和結合を有する重合性化合物とを含んでネガ型に構成されている前記<1>〜<4>のいずれか1つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
<7> 前記着色剤が顔料であって、体積平均粒子径が0.005〜0.015μmである顔料粒子が顔料の総質量に対して75質量%以上含まれている前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載のカラーフィルタの製造方法である。
−露光工程−
露光工程では、着色層上に感光性樹脂層(以下、「フォトレジスト」ということがある。)を有する画像記録材料の少なくとも感光性樹脂層(フォトレジスト)をパターン状に露光する。本工程での露光により、感光性樹脂層に所望パターンに潜像が形成される。
現像工程では、前記露光工程でパターン露光された後の画像記録材料をアルカリ現像する。本工程でのアルカリ現像により、前記露光工程で形成された潜像にしたがってポジ型では感光性樹脂層(フォトレジスト)の露光部のみが現像除去され、ネガ型では感光性樹脂層(フォトレジスト)の非露光部のみが現像除去され、フォトレジストからなるパターンが形成される。このパターンは、後述のエッチング工程で着色層にパターン形成する際のマスクとして機能するものである。
エッチング工程では、前記現像工程でアルカリ現像された後の画像記録材料をドライエッチング処理し、画像記録材料の着色層にパターンを形成する。本工程で形成されたパターンは、カラーフィルタもしくはカラーフィルタの着色画素を構成する。
ここで、Aは、着色層のドライエッチング速度(μm/min)を表し、Aftは着色層の層厚(μm)を表し、Bは感光性樹脂層(フォトレジスト)のドライエッチング速度(μm/min)を表し、Bftは感光性樹脂層(フォトレジスト)の層厚(μm)を表し、kは0.2≦k<1.00を満たす値を表す。
例えば、Dektak 6M(Veeco社製)を用いて好適に測定できる。
画像記録材料は、支持体上に、少なくとも、着色層と、該着色層上に設けられた感光性樹脂層とを有してなり、必要に応じて他の層を有していてもよい。
本発明に係る画像記録材料は、少なくとも一層の着色層を有してなる。この着色層は、カラーフィルタを構成する層であり、着色剤と熱硬化性化合物とを少なくとも含む着色樹脂層、又は蒸着法により蒸着された蒸着層のいずれであってもよい。
着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)は、着色剤の少なくとも1種を用いて好適に構成することができる。着色剤には、顔料、染料等が含まれ、公知のものの中から適宜選択することができる。以下、本発明において好適な顔料及び染料を中心に説明する。
顔料としては、従来公知の種々の無機顔料又は有機顔料が挙げられる。また、無機であれ有機であれ、なるべく細かいものを選択するのが好ましい。
ハンドリング適性を考慮すると、顔料の粒子径としては、体積平均粒子径で0.001〜0.1μmが好ましく、0.005〜0.05μmがさらに好ましい。また、粒子径が0.005〜0.015μmの範囲内にある顔料粒子が、顔料の総質量に対して75質量%以上含まれていることが特に好ましい。粒子径の分布を前記範囲とするには、後述する分散方法によって顔料を分散することが特に好ましい。
C.I.Pigment Yellow 11,24,31,53,83,93,99,108,109,110,138,139,147,150,151,154,155,167,180,185,199;
C.I.Pigment Orange 36,38,43,71;
C.I.Pigment Red 81,105,122,149,150,155,171,175,176,177,209,220,224,242,254,255,264,270;
C.I.Pigment Violet19,23,32,39;
C.I.Pigment Blue 1,2,15,15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
C.I.Pigment Green 7,36,37;
C.I.Pigment Brown25,28;
等を挙げることができる。
C.I.Pigment Yellow 11,24,108,109,110,138,139,150,151,154,167,180,185;
C.I.Pigment Orange 36,71;
C.I.Pigment Red 122,150,171,175,177,209,224,242,254,255,264;
C.I.Pigment Violet 19,23,32;
C.I.Pigment Blue 15:1,15:3,15:6,16,22,60,66;
染料としては、特に制限なく使用することができ、従来カラーフィルタ用として公知の染料などが挙げられる。例えば、特開昭64−90403号公報、特開昭64−91102号公報、特開平1−94301号公報、特開平6−11614号公報、特登2592207号、米国特許第4,808,501号明細書、米国特許第5,667,920号明細書、米国特許第5,059,500号明細書、特開平5−333207号公報、特開平6−35183号公報、特開平6−51115号公報、特開平6−194828号公報等に記載の色素が挙げられる。
以下、酸性染料及びその誘導体について詳述する。
酸性染料は、スルホン酸やカルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基を有する色素であれば特に限定されないが、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩基性化合物との塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等の必要とされる性能の全てを考慮して選択される。
Acid alizarin violet N;
Acid black 1,2,24,48;
Acid blue 1,7,9,15,18,23,25,27,29,40,42,45,51,62,70,74,80,83,86,87,90,92,96,103,112,113,120,129,138,147,150,158,171,182,192,210,242,243,256,259,267,278,280,285,290,296,315,324:1,335,340;
Acid chrome violet K;
Acid Fuchsin;
Acid green 1,3,5,9,16,25,27,50,58,63,65,80,104,105,106,109;
Acid orange 6,7,8,10,12,26,50,51,52,56,62,63,64,74,75,94,95,107,108,169,173;
Acid violet 6B,7,9,17,19;
Acid yellow 1,3,7,9,11,17,23,25,29,34,36,38,40,42,54,65,72,73,76,79,98,99,111,112,113,114,116,119,123,128,134,135,138,139,140,144,150,155,157,160,161,163,168,169,172,177,178,179,184,190,193,196,197,199,202,203,204,205,207,212,214,220,221,228,230,232,235,238,240,242,243,251;
Direct Orange 34,39,41,46,50,52,56,57,61,64,65,68,70,96,97,106,107;
Direct Red 79,82,83,84,91,92,96,97,98,99,105,106,107,172,173,176,177,179,181,182,184,204,207,211,213,218,220,221,222,232,233,234,241,243,246,250;
Direct Violet 47,52,54,59,60,65,66,79,80,81,82,84,89,90,93,95,96,103,104;
Direct Green 25,27,31,32,34,37,63,65,66,67,68,69,72,77,79,82;
Mordant Orange 3,4,5,8,12,13,14,20,21,23,24,28,29,32,34,35,36,37,42,43,47,48;
Mordant Red 1,2,3,4,9,11,12,14,17,18,19,22,23,24,25,26,30,32,33,36,37,38,39,41,43,45,46,48,53,56,63,71,74,85,86,88,90,94,95;
Mordant Violet 2,4,5,7,14,22,24,30,31,32,37,40,41,44,45,47,48,53,58;
Mordant Blue 2,3,7,8,9,12,13,15,16,19,20,21,22,23,24,26,30,31,32,39,40,41,43,44,48,49,53,61,74,77,83,84;
Mordant Green 1,3,4,5,10,15,19,26,29,33,34,35,41,43,53;
Food Yellow 3;
、及びこれらの染料の誘導体が挙げられる。
Acid blue 23,25,29,62,80,86,87,92,138,158,182,243,324:1;
Acid orange 8,51,56,63,74;
Acid red 1,4,8,34,37,42,52,57,80,97,114,143,145,151,183,217,249;
Acid violet 7;
Acid yellow 17,25,29,34,42,72,76,99,111,112,114,116,134,155,169,172,184,220,228,230,232,243;
Acid Green 25;
などの染料及びこれらの染料の誘導体が好ましい。
次に、酸性染料と塩を形成する含窒素化合物、及び酸性染料とアミド結合を形成する含窒素化合物について説明する。
具体的には、酸性染料中の酸の官能基数の0<n≦5の間の数値が実用上多く用いられ、有機溶剤や現像液に対する溶解性、塩形成性、吸光度、硬化性組成物中の他の成分との相互作用、耐光性、耐熱性等、必要とする性能の全てを考慮して選択される。吸光度のみの観点で選択する場合には、nは0<n≦4.5の間の数値をとることが好ましく、0<n≦4の間の数値をとることがより好ましく、0<n≦3.5の間の数値をとることが特に好ましい。
着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)は、熱硬化性化合物の少なくとも1種を用いて好適に構成することができる。熱硬化性化合物は、例えば着色層を形成する際に、熱の付与により着色層の硬化を担う化合物であり、加熱により膜硬化を行なえるものであれば特に限定はなく、熱で反応して硬化する官能基(熱硬化性基)を有する化合物の中から選択することができる。
これら化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせてもよく、以降に示す他種のものとの組み合わせも可能である。
以下、前記(b)のメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物及びウレア化合物を総じて、(b)における(メチロール基、アルコキシメチル基又はアシロキシメチル基含有)化合物という。
前記メラミン化合物として、例えば、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜5個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物、などが挙げられる。
これら(b)における化合物は、単独で使用してもよく、組み合わせて使用してもよい。
前記ナフトール化合物においても、OH基のオルト位以外は、未置換であっても置換基を有していてもよい。
前記(c)におけるアルコキシメチル基含有化合物は、前記(c)におけるメチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒の存在下で加熱することにより得られる。
前記(c)におけるアシロキシメチル基含有化合物は、前記(c)におけるメチロール基含有化合物を塩基性触媒の存在下アシルクロリドと反応させることにより得られる。
これら(c)における化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組合わせて使用してもよい。
着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)は、バインダーの少なくとも1種を用いて好適に構成することができる。バインダーは、顔料分散液の調製の際に添加する場合が多く、アルカリ可溶性を必要とせず、有機溶剤に可溶であればよい。
中でも、グリシジル(メタ)アクリレートなどアクリル樹脂系のものを共重合した樹脂が好ましい。例えば、ベンジルメタアクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、ヒドロキシエチルメタクリレート/ベンジルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体、ベンジルメタアクリレート/ヒドロキシエチルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート/イソブチルメタアクリレート共重合体、並びにこれらと目的に応じて他のモノマーを種々組み合わせたものが挙げられる。また、各々の共重合比、分子量なども任意に選択可能である。
着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)は、少なくとも1種の硬化剤を用いて好適に構成することができる。前記熱硬化性化合物としてエポキシ樹脂を用いる場合には、硬化剤を添加することが好ましい。この場合、加熱によりエポキシ基と反応して重合反応し、架橋密度が向上することで硬化する。
着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)は、少なくとも1種の硬化触媒を用いて好適に構成することができる。
高い着色剤濃度を実現するためには、前記硬化剤との反応による硬化以外に、主としてエポキシ基同士の反応による硬化が有効である。この場合には、硬化剤を用いずに硬化触媒を用いて構成することが好ましい。
着色層の形成は、上記したように、既述の着色剤及び熱硬化性化合物、並びに必要に応じてバインダー、硬化剤、硬化触媒等を含んで調製された着色剤含有熱硬化性組成物を用いて行なえるが、着色剤含有熱硬化性組成物の調製には一般に、溶剤を用いることができる。すなわち、着色剤含有熱硬化性組成物は、各種成分が溶剤に溶解された溶液(例えば塗布液)として用いることができる。
芳香族炭化水素類、例えば、トルエン、キシレン、等が好適に挙げられる。
着色層及び、これを構成する着色剤含有熱硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてその他の各種添加物、例えば、分散剤、充填剤、前記以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、等を配合することができる。
分散剤は、前記顔料の分散性を向上させるために添加することができる。
分散剤としては、公知のものを適宜選定して用いることができ、例えば、カチオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、高分子分散剤等が挙げられる。
分散剤の着色層(又は着色剤含有熱硬化性組成物)中における添加量としては、通常顔料100質量部に対して、0.1〜50質量部程度が好ましい。
以下、本発明に係る画像記録材料の着色層の形成に用いる着色剤含有熱硬化性組成物の調製方法について説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、一般に顔料は合成後、種々の方法で乾燥を経て供給される。通常は水媒体から乾燥させて粉末体として供給されるが、水が乾燥するには大きな蒸発潜熱を必要とし、乾燥して粉末とさせるには大きな熱エネルギーを与えるため、顔料は一次粒子が集合した凝集体(二次粒子)を形成しているのが普通である。
本発明では、蒸着法によって、カラーフィルタ又はその着色画素を構成する着色層の形成を行なってもよい。複数色からなるカラーフィルタの場合、既述のように少なくとも1色を着色樹脂層で構成すると共に、他の少なくとも1色を蒸着により構成するようにしてもよい。
また、着色層の密着性改良のため、既述の着色樹脂層(着色剤含有熱硬化性組成物)と同時に、あるいは色素蒸着の前又は後に蒸着するようにすることも可能である。
本発明に係る画像記録材料は、前記着色層の上層として、少なくとも一層の感光性樹脂層を有する。この感光性樹脂層は、ポジ型もしくはネガ型のフォトレジストで構成されており、前記着色層にドライエッチング処理を施してパターン形成する際のパターンマスクとして機能するものである。
感光性樹脂層を露光するものとしては、前記放射線のうちg線、i線が好ましく、中でもi線が好ましい。
例えば、特公昭54−23574号公報では、有機ハロゲン化物からなる光酸発生剤と組合せてノボラック樹脂を光硬化させる技術が記載されている。また、西独公開特許2057473号公報には、ジアゾ化合物からなる光酸発生剤とメチロール化メラミンなどからなる光硬化性組成物との結合剤としてノボラックなどのフェノール樹脂を適用できることが記載されている。更に特開昭60−263143号公報では、光酸発生剤とメラミン樹脂などの酸硬化性アミノブラスト樹脂、それに一般的なノボラック樹脂とからなる組成物が記載されており、水性現像可能で熱安定性の高いネガ画像が得られるとされている。また、特開昭62−164045号公報には、かかる組成物の光酸発生剤として、遠紫外域に光吸収を有する有機ハロゲン化物が有利に使えることが記載されている。同様に、特開平2−52348号公報には、類似の系の光酸発生剤として、特定領域のpKa値を持つ有機ハロゲン化物が有利であることが記載されている。更に、特開平2−154266号公報には、同様な光硬化性組成物の光酸発生剤として、オキスムスルフォン酸エステル類が有効であることの記載がある。また、別な例として、特開平2−146044号公報では、特定のトリクロロトリアジン基を有する光酸発生剤とアルコキシ化メラミンにm−クレゾールを30%以上含有するノボラック樹脂を組み合わせた組成物が高エネルギー線露光用に有用であることが記載されている。更に、欧州特許397460A号公報には、同様な組成物に於いて分岐度の高いノボラック樹脂を用いることが示されている。
本発明に係る画像記録材料は、支持体を用いて構成することができる。支持体としては、例えば、液晶表示素子等に用いられるソーダガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、石英ガラスおよびこれらに透明導電膜を付着させたものや、撮像素子等に用いられる光電変換素子基板、例えばシリコン基板等や、相補性金属酸化膜半導体(CMOS)等が挙げられる。これらの支持体には、各画素を隔離するブラックストライプが形成されている場合もある。
また、これらの支持体上には、必要により、上部の層との密着改良、物質の拡散防止あるいは基板表面の平坦化のために下塗り層を設けてもよい。
−顔料分散液の調製−
緑色(G)、青色(B)、赤色(R)の各色についてそれぞれ下記表1に示す各素材をそれぞれニーダーで均一に混練した後に、混練物を二本ロールで乾式分散処理(混練分散処理)した。
次いで、乾式分散処理を施された分散物に、溶剤成分としてプロピレングリコールモノメチルエチルアセテートを785質量部加えた。その後、ホモジナイザーにて2000rpmで30分間攪拌処理し、顔料が均一に分散した、緑色(G)、青色(B)、赤色(R)の各色の分散組成物を調製した。得られた分散組成物を、0.3mmジルコニアビーズを用いたビーズ分散機(商品名:ディスパーマット、GETZMANN社製)にて微分散処理を施した。
得られた各色の顔料分散液について、顔料分散液(1)に対しては20質量部、顔料分散液(2)に対しては6質量部、顔料分散液(3)に対しては8質量部の多官能エポキシ樹脂「EHPE−3150」(ダイセル化学(株)製)を添加した。さらに、各顔料分散液に、硬化触媒として四国化成(株)製の「1B2PZ」を前記多官能エポキシ樹脂の1/50(質量)となるように添加した。溶解確認後、本組成物中の固形分が15質量%になるように、プロピレングリコールモノメチルエチルアセテートでピグメントショックが起こらないように注意しながら希釈した。前記手順により、顔料分散液(1)は72.0質量%、顔料分散液(2)は71.0質量%、顔料分散液(3)は75.1質量%といった高い顔料濃度の3色の着色剤含有熱硬化性組成物R,G,Bを調製した。
−膜厚の調整−
富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製の「CT−2000L」を塗布し硬化させた下塗り層を有するシリコンウェハー基板を3枚用意し、シリコンウェハー基板の各々の下塗り層上に、上記のようにして得られた着色剤含有熱硬化性組成物R,G,及びBの各々をスピンコータにてそれぞれ膜厚0.5μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートにて100℃で2分間の加熱処理を行ない、塗布膜を乾燥させ、パターン形成用の着色層R,G,Bを設けた。続いて、ホットプレートを使用して225℃で6分間の加熱を行ない、着色層を熱硬化させた。熱硬化後の層厚はいずれも、0.5μmであった。
・着色層(G)・・・・・・・・・・・・0.35μm/min
・着色層(B)・・・・・・・・・・・・0.30μm/min
・着色層(R)・・・・・・・・・・・・0.33μm/min
・レジスト層(FHi−3950)・・・0.24μm/min
このとき、各着色層のエッチング速度をAとし、その層厚をAftとすると共に、FHi−3950からなるレジスト層のエッチング速度をBとし、その層厚をBftとすると、RGB全色とも、Bft=B×Aft/Aの関係を満たす。
上記とは別に、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製の「CT−2000L」を塗布し硬化させた下塗り層を有するシリコンウェハー基板を3枚用意し、シリコンウェハー基板の各々の下塗り層上に、上記の着色剤含有熱硬化性組成物R,G,及びBの各々をスピンコータにてそれぞれ膜厚0.5μmの塗布膜となるように塗布した後、ホットプレートにて100℃で2分間の加熱処理を行ない、塗布膜を乾燥させ、パターン形成用の着色層R,G,Bを設けた。続いて、ホットプレートを使用して225℃で6分間の加熱を行ない、着色層を熱硬化させた。熱硬化後の層厚はいずれも、0.5μmであった。
上記のようにして得られた各画像記録材料に対して、レジスト層の上方からi線ステッパーを用いて、200mJ/cm2の露光量でパターン露光を行なった。次いで、パターン露光後の各画像記録材料に対して、アルカリ現像液FHD−5(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を用いて1分間現像処理を行ない、1.5μm×1.5μmサイズの格子状に、レジスト層が残るマスク部とフォトレジストが溶解して着色層が露出する非マスク部とを形成した。
以上のようにして、各色について、矩形性の高い1.5μm四方のパターンが形成され、シリコンウェハー基板上にB、G、又はRのパターンが形成されてなるカラーフィルタを作製した。
−Blueパターンの形成−
実施例1と同様にして、青色(Blue)パターンを形成した。このとき、実施例1と同様に、ドライエッチングの終了と共にマスク部におけるレジスト層も着色層上に残っておらず、レジスト層を剥離する剥離工程は不要であった。
Blueパターンが形成されたシリコンウェハー基板を用い、既述のようにして調製した緑色の着色剤含有熱硬化性組成物Gを、シリコンウェハー基板のBlueパターンが形成されている側に塗布した後、ホットプレートを使用して100℃で2分間の加熱処理し塗布膜を乾燥させて、緑色パターン形成用の膜厚0.5μmの着色層(G層)を設けた。続いて、ホットプレートを使用して225℃で6分間の加熱を行ない、G層を熱硬化させた。続いて、熱硬化させたG層(着色層)上に、FHi−3950(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製;ポジ型フォトレジスト)を、実施例1と同様の膜厚(すなわち膜厚0.343μm)となるようにスピンコータで塗布し、レジスト層を形成した後、これを100℃で2分間加熱処理し乾燥させて、緑色用画像記録材料とした。
なお、ドライエッチング処理は、実施例1と同様に、発光分光分析法により行ない、非マスク部の着色層がちょうどエッチングされたところでエッチングを終了するように設定して行なった。
上記より、Blueパターン及びGreenパターンが形成されたシリコンウェハー基板を用い、既述のようにして調製した赤色の着色剤含有熱硬化性組成物Rを、シリコンウェハー基板のBlueパターン及びGreenパターンが形成されている側に更に塗布した後、ホットプレートを使用して100℃で2分間の加熱処理し、塗布膜を乾燥させて、赤色パターン形成用の膜厚0.5μmの着色層(R層)を設けた。続いて、ホットプレートを使用して225℃で6分間の加熱を行ない、R層を熱硬化させて赤色用画像記録材料とした。
なお、エッチングの終点は発光分光分析法により検出して行ない、Blueパターン及びGreenパターン上にあるR層がちょうどエッチングされたところでエッチングを終了するように設定して行なった。
実施例1において、「−膜厚の調整−」で用いたFHi−3950をFHi−3200(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製;ポジ型フォトレジスト)に代えてエッチング速度を算出すると共に、「−画像記録材料の作製−」では、熱硬化させた緑色の着色層Gの表面に塗布したFHi−3950をFHi−3200に代え、着色層(G)の層厚(Aft)を0.56μmとし、FHi−3200の膜厚(Bft)を0.14μmとして34秒間のエッチング処理を行ない、最終的に膜厚0.5μmの緑色(Green)パターンが形成されるようにしたこと以外、実施例1と同様にして、カラーフィルタを作製した。
実施例3において、着色層(G)の層厚Aft及びFHi−3200の膜厚Bft並びにエッチング時間を、着色層(G)の層厚(Aft)を0.5μmとし、FHi−3200の膜厚(Bft)を0.58μmとし、86秒間のドライエッチング処理を行なうようにしたこと以外、実施例3と同様にして、カラーフィルタを作製した。
その結果、着色層(G)上には約0.08μmのレジスト膜が残り、レジストの剥離工程を必要とした。このとき、関係式中のkは1.16であった。
実施例1において、着色剤含有熱硬化性組成物B,G,Rをそれぞれ、下記組成を混合、溶解して調製した青色の染料溶解液(B)、緑色の染料溶解液(G)、及び赤色の染料溶解液(R)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、エッチング速度を測定し、シリコンウェハー基板上にB、G、又はRのパターンが形成されてなるカラーフィルタを作製した。
−染料溶解液(G)−
acid Green 25 …115部
acid Yellow17 … 40部
樹脂(実施例1の顔料分散液(1)に同じ) … 25部
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業(株)製、EHPE−3150)… 19.6部
硬化触媒(四国化成(株)製、1B2PZ) … 0.4部
acid Blue 23 …125部
acid violet 7 … 25部
樹脂(実施例1の顔料分散液(2)に同じ) … 20部
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業(株)製、EHPE−3150)… 19.6部
硬化触媒(ジャパンエナジー製、IM−1000) … 0.4部
acid Red 8 …80部
acid Yellow 34 …20部
樹脂(実施例1の顔料分散液(3)に同じ) …10部
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業(株)製、エポリードGT401)… 5部
エポキシ樹脂(ダイセル化学工業(株)製、EHPE−3150) … 9.6部
硬化触媒(ジャパンエナジー製、IM−1000) … 0.3部
硬化触媒(四国化成(株)製、1B2PZ) … 0.1部
以上のようにして、着色剤として染料を用いた場合も、エッチング用パターンマスクをなすレジスト層の厚みを制御することで、剥離工程の省略が可能であり、RGB3色のカラーフィルタを作製することができた。また、このようにして作製されたカラーフィルタの表面は膜表面の荒れも抑えられた。
実施例1において、着色剤含有熱硬化性組成物Rを塗布して着色層Rを設ける操作に代えて、赤色顔料(日本真空(株)製)の蒸着により蒸着して着色層Rを設けるようにすると共に、着色層Rのエッチング速度を算出し、さらに 着色層(R)の層厚Aft及びFHi−3950の膜厚Bft並びにエッチング時間を、着色層(R)の層厚(Aft)を0.248μmとし、FHi−3950の膜厚(Bft)を0.198μmとし、42.5秒間のドライエッチング処理を行なうように変更したこと以外、実施例1と同様にして、シリコンウェハー基板上にRのパターンが形成されたカラーフィルタを作製した。
Claims (3)
- 着色剤及び熱硬化性化合物を少なくとも含む着色剤含有熱硬化性組成物を熱硬化させることにより、前記着色剤の濃度が層の全固形分に対して65質量%以上100質量%未満である着色層を形成し、該着色層上に感光性樹脂層を形成して画像記録材料とする工程と、
前記画像記録材料の少なくとも前記感光性樹脂層をパターン露光する工程と、
パターン露光後の前記画像記録材料をアルカリ現像する工程と、
アルカリ現像後の画像記録材料にドライエッチング処理を施して前記着色層にパターンを形成する工程と、を有し、
前記着色層のドライエッチング速度A(μm/min)及び層厚Aft(μm)、並びに前記感光性樹脂層のドライエッチング速度B(μm/min)及び層厚Bft(μm)が、下記関係式を満たすことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
Bft=k(B×Aft/A)
〔式中、kは0.2≦k<1.00を満たす値を表す。〕 - 前記着色剤の濃度が、前記着色層の全固形分に対して68質量%以上90質量%未満である請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記着色剤が顔料であって、体積平均粒子径が0.005〜0.015μmである顔料粒子が顔料の総質量に対して75質量%以上含まれている請求項1又は請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法。
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