JPH01134306A - Production of color filter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、CCD (チャージ・カップルド・デバイス
) 、BBD (パケット・ブリケート・デバイス)
、CID (チャージ・インジェクションφデバイス)
などからなる固体撮像素子、液晶表示素子などのカラー
フィルターの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to CCD (charge coupled device), BBD (packet coupled device)
, CID (charge injection φ device)
The present invention relates to a method of manufacturing color filters for solid-state imaging devices, liquid crystal display devices, etc.
[従来の技術]
従来、液晶表示素子や固体撮像素子のカラーフィルター
の製法としては、主として次の2つの製法が知られてい
る。[Prior Art] Conventionally, the following two methods are mainly known as methods for manufacturing color filters for liquid crystal display elements and solid-state image sensors.
1つは、まず基体であるガラスなどの透明基板または固
体撮像素子の上(受光面)に被染色性塗膜形成材料を塗
布し、硬化させて染色基質層を形成する。該染色基質層
の上にレジストを用いて第1色目のパターンを形成した
後、露出している染色基質部を所要の分光特性を有する
第1色目の染料で染色し、しかる後にレジストを剥離す
ることにより第1色目の色相パターンを形成する。次に
、第2色目、第3色目などの色相パターンを同様の手順
を繰返すことにより形成し、最後に表面保護層を形成す
る。この製法は、単一の染色基質層を複数の色相パター
ンに染分ける方法である。First, a dyeable coating film-forming material is applied onto a transparent substrate such as glass or a solid-state imaging device (light-receiving surface), and is cured to form a dyed substrate layer. After forming a first color pattern using a resist on the dyed substrate layer, the exposed dyed substrate portion is dyed with a first color dye having the required spectral characteristics, and then the resist is peeled off. By this, a hue pattern of the first color is formed. Next, hue patterns of a second color, a third color, etc. are formed by repeating the same procedure, and finally a surface protective layer is formed. This manufacturing method is a method in which a single dyed substrate layer is dyed into a plurality of hue patterns.
もう1つの製法は、まず感光性を付与した被染色性塗膜
形成材料を基体上に均一に塗布し、乾燥して感光性染色
基質層を形成する。次に、該基質層の第1色目のパター
ン部となる箇所を選択的に露光することにより光硬化さ
せた後に現像処理し、前記基質層の所定パターン以外の
部分を除去する。Another manufacturing method is to uniformly apply a dyeable coating film-forming material imparted with photosensitivity onto a substrate and dry it to form a photosensitive dyed substrate layer. Next, portions of the substrate layer that will become the first color pattern portions are selectively exposed to light to photocure, and then developed, and portions of the substrate layer other than the predetermined pattern are removed.
次に、得られた第1色目のパターンを所定の分光特性を
有する染料で染色する。次に、耐染性を有する、すなわ
ち染料によって染色されない透明な防染のための保護層
を前記の基体および染色された第1色目の色相パターン
上全面に形成する。次いで第2色目、第3色目などの色
相パターンを形成するために、こうして形成された保護
層の上に前記の感光性塗膜形成材料を塗布して感光性染
色基質層を形成し、選択的露光、現像、染色および保護
層形成の工程を必要回数繰返し、最後に表面保護層を形
成する。この製法で製造されるカラーフィルターにおい
ては、各色相パターンは相互の混染を防止するための保
護層で仕切られ独立しており、全体としては色相パター
ンの層・と保護層が交互に積層された形態をなしている
。Next, the obtained first color pattern is dyed with a dye having predetermined spectral characteristics. Next, a transparent protective layer having dye resistance, that is, not dyed by dye, is formed over the entire surface of the substrate and the dyed first color hue pattern. Next, in order to form a hue pattern of a second color, a third color, etc., the photosensitive coating film-forming material is applied onto the thus formed protective layer to form a photosensitive dyeing substrate layer, and selectively dyed. The steps of exposure, development, dyeing and protective layer formation are repeated as many times as necessary, and finally a surface protective layer is formed. In color filters manufactured using this manufacturing method, each hue pattern is separated by a protective layer to prevent mutual dyeing and is independent, and the overall hue pattern layer and protective layer are laminated alternately. It has a similar shape.
上記いずれの方法の場合でも、防染または表面保護のた
めに設けられる保護層は、透明性、特に可視領域全域に
おける光透過性が高いことが要求される。In any of the above methods, the protective layer provided for resisting dyeing or for surface protection is required to have high transparency, particularly high light transmittance in the entire visible region.
ところで、例えば固体撮像素子のボンディングパット部
に当る前記保護層の部分は本要部として除去し、開口部
を設ける必要があるなどの理由により、保護層の一部を
不要部として除去する場合がある。そのため、従来この
ような保護層を形成する材料としては感光性材料を使用
し、パターニング後、要部を光硬化させ、次いで現像処
理により不要部を除去する方法が採られてきた。By the way, for example, the portion of the protective layer corresponding to the bonding pad portion of the solid-state image sensor may be removed as the main portion, and a portion of the protective layer may be removed as an unnecessary portion due to reasons such as the need to provide an opening. be. Therefore, conventional methods have been adopted in which a photosensitive material is used as a material for forming such a protective layer, and after patterning, important parts are photocured, and then unnecessary parts are removed by a development process.
[発明が解決しようとする問題点]
ところが、保護層の不要部を除去するために用いられる
現像液およびリンス液は一般に引火性の高い有機溶媒で
あり、大量に使用する場合には環境上などの種々の問題
があった。また、この現像処理の条件は厳しく制限され
た上、染色基質層にクラックや面荒れ、さらには染色基
質中の染料の溶出による色あせなどの問題が生じる場合
があり、優れたカラーフィルターを高い生産効串で製造
することができないという問題を有していた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the developing solution and rinsing solution used to remove unnecessary parts of the protective layer are generally highly flammable organic solvents, and when used in large quantities, there are environmental concerns. There were various problems. In addition, the conditions for this development process are strictly limited, and problems such as cracks and surface roughness in the dyed substrate layer, as well as fading due to the elution of the dye in the dyed substrate, can occur, making it possible to produce excellent color filters at high prices. There was a problem in that it could not be manufactured using an effective skewer.
[問題点を解決するための手段]
本発明は前記の問題点を解決するものとして、染色層の
防染または表面保護のために保護層を形成する工程と、
該保護層の不要部を除去する工程とを有する、基体上に
カラーフィルターを製造する方法において、前記保護層
を、下記一般式(I)で表わされる単量体(以下、単量
体■という)と、下記一般式(II)で表わされる単量
体(以下、単量体■という)とからなる共重合体により
形成し、該保護層の不要部の除去をドライエツチングに
より行なうことを特徴とするカラーフィルターの製造方
法を提供するものである。[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned problems, and includes a step of forming a protective layer for resisting dyeing or surface protection of the dyed layer;
In the method for manufacturing a color filter on a substrate, the protective layer is formed of a monomer represented by the following general formula (I) (hereinafter referred to as monomer ) and a monomer represented by the following general formula (II) (hereinafter referred to as monomer (2)), and the unnecessary portions of the protective layer are removed by dry etching. The present invention provides a method for manufacturing a color filter.
一般式(I)
(式中、R1は水素原子または炭素数1〜5のアルキル
基、R2は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または
炭素数1〜5のアルコキシ基である。)
一般式(II)
(式中、R3は水素原子または炭素数1〜5のアルキル
基、nは1〜5の整数である。)ここで前記一般式(I
)で表わされる単量体Iとしては、例えば、4′−アク
リロキシカルコン、4′−メタクロイロキシカルコン、
4’ −(α−エチル)−アクリロキシカルコン、4’
−(α−プロピル)−アクリロキシカルコン、4’−(
α−ブチル)アクリロキシカルコン、4′−アクリロキ
シ−4−メトキシカルコン、4′−アクリロキシ−4−
エトキシカルコン、4′−メタクロイロキシ−4−メト
キシカルコン、4′−メタクロイロキシ−4−エトキシ
カルコン、4’ −(α−エチル)アクリロキシ−4−
メトキシカルコン、4′−(α−ブチル)アクリロキシ
−4−メトキシカルコン、4’−(α−ブチル)アクリ
ロキシ−4−エトキシカルコン、4′ −アクリロキシ
−4−ブトキシカルコン、4′−メタクロイロキシ−4
−ブトキシカルコン、4′ −アクリロキシ−4−メチ
ルカルコン、4′ −アクリロキシ−4−エチルカルコ
ン、4′−メタクリロキシ−4−ブチルカルコンなどを
挙げることができ、これらの化合物の中でも、4′−メ
タクロイロキシカルコンが好ましい。General Formula (I) (In the formula, R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.) General Formula (II) (wherein, R3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5).
) Examples of the monomer I include 4'-acryloxychalcone, 4'-methacryloxychalcone,
4'-(α-ethyl)-acryloxychalcone, 4'
-(α-propyl)-acryloxychalcone, 4'-(
α-Butyl)acryloxychalcone, 4'-acryloxy-4-methoxychalcone, 4'-acryloxy-4-
Ethoxychalcone, 4'-methacryloxy-4-methoxychalcone, 4'-methacryloxy-4-ethoxychalcone, 4'-(α-ethyl)acryloxy-4-
Methoxychalcone, 4'-(α-butyl)acryloxy-4-methoxychalcone, 4'-(α-butyl)acryloxy-4-ethoxychalcone, 4'-acryloxy-4-butoxychalcone, 4'-methacryloxy-4
-butoxychalcone, 4'-acryloxy-4-methylchalcone, 4'-acryloxy-4-ethylchalcone, 4'-methacryloxy-4-butylchalcone, etc. Among these compounds, 4'-methacryloxy-4-methylchalcone, etc. Chloroxychalcone is preferred.
また、前記一般式(II)で表わされる単量体■として
は、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリ
シジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プ
ロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル
酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、
メタクリル酸−3゜4−エポキシブチル、メタクリル酸
−4,5−エポキシペンチル、アクリル酸−6,7−エ
ポキシペンチル、メタクリル酸−6,7−エポキシペン
チル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシペンチ
ルなどを挙げることができ、これらの化合物の中でも、
前記一般式(II)において、R3が水素原子、メチル
基またはエチル基であり、nが1または2であるものが
好ましい。Examples of the monomer (2) represented by the general formula (II) include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, α-ethyl glycidyl acrylate, α-n-propylacrylate, α-n-butyl acrylate, and α-n-butyl acrylate. glycidyl acid, 3,4-epoxybutyl acrylate,
3゜4-epoxybutyl methacrylate, 4,5-epoxypentyl methacrylate, 6,7-epoxypentyl acrylate, 6,7-epoxypentyl methacrylate, 6,7-ethyl acrylate Among these compounds, epoxypentyl, etc. can be mentioned.
In the general formula (II), it is preferable that R3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and n is 1 or 2.
上記単量体■および単量体■の共重合比は、好ましくは
単量体11モルに対して単量体■が1〜100モルであ
る。この共重合比において単量体Hの割合が1モルより
小さいと、単量体Iがわずかに可視光線を吸収する性質
を有することから得られる共重合体に着色が生じ、この
共重合体によって形成される塗膜の透明性が低下するだ
けでなく、塗膜と基体との密着性が悪化する傾向がある
。The copolymerization ratio of monomer (1) and monomer (2) is preferably 1 to 100 moles of monomer (1) to 11 moles of monomer. If the proportion of monomer H in this copolymerization ratio is less than 1 mole, the resulting copolymer will be colored because monomer I has the property of slightly absorbing visible light. Not only does the transparency of the formed coating film decrease, but also the adhesion between the coating film and the substrate tends to deteriorate.
また共重合比において単量体■の割合が100モルを超
えると、得られる共重合体は放射線に対する感度が不十
分なものとなって良好な硬化塗膜を得ることができない
。If the proportion of monomer (1) exceeds 100 moles in the copolymerization ratio, the resulting copolymer will have insufficient sensitivity to radiation, making it impossible to obtain a good cured coating film.
さらに、前記単量体■および単量体■は他の単量体と共
重合してもよく、当該他の単量体としては、例えば、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタク
リル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メ
タクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、メタ
クリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシエチ
ル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル
酸−2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−2−ヒドロ
キシブチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシブチル、そ
の他のアクリル酸もしくはメタクリル酸系化合物、スチ
レン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニ
ルナフタレ 、ンなどのビニル芳香族化合物、ブタジェ
ン、イソプレン、ピペリレン、ジメチルブタジェン、そ
の他のジエン系化合物などを挙げることができる。Furthermore, monomer (1) and monomer (2) may be copolymerized with other monomers, such as methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, methacrylate, etc. Ethyl acid, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, acrylic 2-hydroxypropyl acid, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate, other acrylic acid or methacrylic acid compounds, styrene, α-methylstyrene, p- Examples include vinyl aromatic compounds such as methylstyrene, vinylnaphthalene, butadiene, isoprene, piperylene, dimethylbutadiene, and other diene compounds.
当該他の単量体の共重合比は、通常、単量体■および単
量体■の合計量1モルに対して0. 2モル程度以下で
ある。The copolymerization ratio of the other monomers is usually 0.00 to 1 mole of the total amount of monomer (1) and monomer (2). It is about 2 moles or less.
本発明で用いる共重合体は、そのポリスチレン換算数平
均分子量が10.000〜500,00゛0であること
が好ましく、当該分子量が10,000未満の場合には
感度が低く、そのために塗膜を硬化させる場合において
大きな放射線量が必要とされる。一方、当該分子量が5
00,000を超える場合には、当該共重合体の溶液が
ゲル化しやすくなり、その保存安定性が不十分となる。The copolymer used in the present invention preferably has a polystyrene equivalent number average molecular weight of 10.000 to 500,000. If the molecular weight is less than 10,000, the sensitivity is low, and therefore the coating film In case of curing large radiation doses are required. On the other hand, the molecular weight is 5
If it exceeds 00,000, the copolymer solution tends to gel and its storage stability becomes insufficient.
次に、上述した共重合体の製造方法について述べる。Next, a method for producing the above-mentioned copolymer will be described.
本発明で用いる共重合体の製造において使用する溶媒は
、単量体および重合開始剤を溶解し、かつ生成する共重
合体を溶解し、また溶媒自身が反応しないものであれば
特に限定されるものではなく、例えば、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、ジエチルケトン、ジイソブチルケトン
、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、エチルエーテ
ル、イソプロピルエーテル、ジイソアミルエーテル、エ
チレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジオキ
サン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、ギ酸
エチル、ギ酸プロピル、ギ酸−n−ブチル、酢酸エチル
、酢酸イソプロピル、酢酸−〇−ブチル、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテートなどのエステル系
溶媒などを挙げることができる。The solvent used in the production of the copolymer used in the present invention is particularly limited as long as it dissolves the monomer and polymerization initiator, dissolves the produced copolymer, and does not react itself. For example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl ether, isopropyl ether, diisoamyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol , dioxane, ether solvents such as tetrahydrofuran, ester solvents such as ethyl formate, propyl formate, n-butyl formate, ethyl acetate, isopropyl acetate, 〇-butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, etc. Examples include solvents.
また、本発明で用いる共重合体の製造において使用され
る重合開始剤は特に限定されるものではなく、−膜内な
ラジカル重合開始剤を用いることができ、例えば、アゾ
ビスイソブチロニトリルなどのアゾ系化合物;ベンゾイ
ルペルオキシド、ジクミルペルオキシドなどのペルオキ
シ系化合物を挙げることができる。重合開始剤の使用量
は、通常重合に用いられる単量体の合計量1モルに対し
て1/1.000〜1/200モルである。重合開始剤
の使用量が少ないと重合収率が低下し、使用量が多すぎ
ると目的とする分子量の共重合体が得にくくなる。なお
、重合温度は通常20〜120℃の範囲である。Furthermore, the polymerization initiator used in the production of the copolymer used in the present invention is not particularly limited, and an intra-membrane radical polymerization initiator can be used, such as azobisisobutyronitrile, etc. Examples include azo compounds; peroxy compounds such as benzoyl peroxide and dicumyl peroxide. The amount of the polymerization initiator used is usually 1/1.000 to 1/200 mole based on 1 mole of the total amount of monomers used for polymerization. If the amount of the polymerization initiator used is too small, the polymerization yield will decrease, and if the amount used is too large, it will be difficult to obtain a copolymer with the desired molecular weight. In addition, the polymerization temperature is usually in the range of 20 to 120°C.
本発明で用いられる共重合体の製造において使用する溶
媒の母は、全単量体に対して・、通常0゜5〜4倍量(
重囲)である。The base solvent used in the production of the copolymer used in the present invention is usually 0.5 to 4 times the amount of all monomers (
heavy enclosure).
また本発明において用いられる共重合体には、単量体H
のエポキシ基を開環させる触媒として、アミン類、カル
ボン酸類、無水カルボン酸類などを添加することもでき
る。In addition, the copolymer used in the present invention includes monomer H
As a catalyst for ring-opening the epoxy group, amines, carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, etc. can also be added.
本発明に使用される共重合体は、通常適当な溶剤、例え
ば前記共重合体の製造において使用する溶剤に溶解させ
ることによって塗膜を形成するための溶液とされる。こ
の溶液は、染色基質層を有する基板上に塗布されるもの
であるが、塗布の方法としては、例えば、スプレーコー
ト法、ロールコート法、回転塗布法などを挙げることが
できる。The copolymer used in the present invention is usually prepared as a solution for forming a coating film by dissolving it in a suitable solvent, such as the solvent used in the production of the copolymer. This solution is applied onto a substrate having a dyed substrate layer, and examples of the application method include a spray coating method, a roll coating method, and a spin coating method.
染色基質層上に形成される共重合体の塗膜に対しては、
通常50〜100℃で10分間〜1時間程度の熱処理を
行ない、これによって塗膜の溶媒を除去した後、紫外線
、電子線などの放射線を照射して硬化される。ここで、
例えば紫外線の場合の照射量は、波長が365nmの紫
外線で通常50〜1,000mJ/c−とされる。この
放射線の照射を、従来技術の被染色層と防染膜を交互に
積層していくカラーフィルターの製造方法においては、
−層づつ行なわずに何層も重ね合わせてから行なうこと
もできる。その場合の放射線の照射量は一層の場合に比
べて多くなる。For the copolymer coating formed on the dyed substrate layer,
Usually, heat treatment is performed at 50 to 100° C. for about 10 minutes to 1 hour to remove the solvent from the coating film, and then the coating is cured by irradiation with radiation such as ultraviolet rays or electron beams. here,
For example, in the case of ultraviolet rays, the irradiation amount is usually 50 to 1,000 mJ/c- for ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm. In the conventional method of manufacturing color filters, in which the radiation irradiation is carried out by alternately layering layers to be dyed and anti-dyeing films,
- It is also possible to stack several layers and then do it, instead of doing it one layer at a time. In that case, the amount of radiation irradiated will be higher than in the case of one layer.
本発明の方法において、ドライエツチングにより除去さ
れる保護層の不要部としては、例えば、固体撮像素子の
ボンディングパットに相当する部分、スクライブライン
に相当する部分などが挙げられる。In the method of the present invention, unnecessary portions of the protective layer that are removed by dry etching include, for example, portions corresponding to bonding pads of a solid-state imaging device, portions corresponding to scribe lines, and the like.
本発明の方法に使用されるドライエツチング法としては
、前記組成物を硬化させた保護層の不要部以外を予め適
当な材料、例えば、ポリイソプレン環化物からなるネガ
型レジスト、ノボラ・ンク樹脂からなるポジ型レジスト
でマスクしておき、全面に高運動エネルギーのイオンを
照射するスバ・フタエツチング法などの物理的ドライエ
ツチング法;保護層の不要部以外に予めマスクを設は化
学的活性度の高いプラズマにより保護層の不要部を工・
ソチングするプラズマエツチング法などの化学的ドライ
エツチング法を挙げることができる。In the dry etching method used in the method of the present invention, unnecessary parts of the protective layer obtained by curing the composition are etched with a suitable material such as a negative resist made of a polyisoprene cyclized product or a novola resin. A physical dry etching method such as the sub-bottom etching method in which the entire surface is masked with a positive resist and ions with high kinetic energy are irradiated; Machining unnecessary parts of the protective layer using high-temperature plasma
Examples include chemical dry etching methods such as plasma etching methods that involve sowing.
また保護層の不要部以外を、保護層として用いた前記組
成物を用いてマスクし、ドライエツチングしてもよい。Alternatively, the parts other than unnecessary parts of the protective layer may be masked using the composition used as the protective layer, and then dry etched.
その場合、マスクと保護層ではドライエツチング速度が
同じであるため、マスクの厚みは保護層より厚くする必
要がある。In this case, the mask and the protective layer have the same dry etching rate, so the mask needs to be thicker than the protective layer.
上記ドライエツチング法は、通常、50〜250Wの高
周波電力を用い、0.1〜10Torrの減圧下に10
〜500m1/minの酸素を流すことにより実施され
る。The above dry etching method usually uses a high frequency power of 50 to 250 W and a vacuum of 0.1 to 10 Torr.
It is carried out by flowing oxygen at ~500 ml/min.
さらに上記以外のドライエツチング法としては、予めマ
スクを設けることなく保護層の不要部をイオンビームで
選択的に走査するイオンビームエツチング法なども挙げ
ることができる。Further, dry etching methods other than those described above include an ion beam etching method in which unnecessary portions of the protective layer are selectively scanned with an ion beam without providing a mask in advance.
なお上記ドライエツチング法において、ネガ型レジスト
、ポジ型レジストなどを、マスクとして用いた場合には
、マスクの除去にもドライエツチング法を用いてもよい
が、レジストの剥離液を用いてマスクを除去してもよい
。In the dry etching method described above, if a negative resist, positive resist, etc. is used as a mask, the dry etching method may also be used to remove the mask, but the mask may be removed using a resist stripping solution. You may.
本発明の方法は、従来公知のカラーフィルターの製法、
す・なわち大別して次の2つの製法のいずれの方法とし
ても実施することができる。The method of the present invention includes a conventional method for manufacturing a color filter,
In other words, it can be broadly classified into the following two manufacturing methods.
第1の製法は、
(I)基体上に感光性染色基質層を形成する工程、(i
i) 前記基質層の第1色目のパターン部を選択的に
露光後、現像する工程、
(I11)前記の現象後、第1色目のパターン部を所定
の分光特性を有する染料で染色する工程、および
(Iv)前記の染色後、基体全面に保護層を形成する工
程、
により第1色目のパターンを形成し、次に(Iv)工程
で形成した保護層を基体として、前記の(i)〜(Iv
)の工程を所要の色の数だけ繰返すことによって所要数
の色相パターンを積層状態で形成する方法である。本発
明によると、こうして積層後に保護層の不要部がドライ
エツチングにより除去され、(i)工程に用いられる基
体は、例えば、ガラス、プラスチックなどの透明基体ま
たは固体撮像素子である。感光性染色基質層の形成は、
感光性を付与した高分子化合物溶液をローラーコ、−ト
、ディッピング、スピンナーなどを用いて基体上に均一
に塗布し、乾燥することにより行なうことができる。こ
こで感光性染色基質層となる高分子化合物の具体例とし
ては、ゼラチン、カゼイン、フィッシュグルー、卵白な
どの水溶性天然高分子化合物およびポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリルなど
の水溶性合成高分子化合物に感光剤、例えば、重クロム
酸アンモニウム、重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カ
リウムなどの重クロム酸塩、p−ジアゾフェニルアミン
、1−ジアゾ−4−ジメチルアミノベンゼン・ヒドロフ
ルオボレート、1−ジアゾ−3−メチル−4−ジメチル
アニリン中サルフェート、1−ジアゾ−3−モノエチル
ナフチルアミンなど、およびそれらのパラホルムアルデ
ヒド縮合物などのジアゾニウム塩、4,4′ −ジアジ
ドスチルベン−2,2−ジスルホン酸およびその塩、2
.6−ビス(4−アジドベンザル−2−スルホン酸)シ
クロヘキサノンおよび、その塩などのアジドスルホン酸
化合物のような水などの溶媒への溶解性があり、かつ紫
外線などの活性光により、高分子中の−COOH,−N
H2、−OH,−CONH2、〉COなどの非共存電子
対をもつ基との配位結合が可能な化合物を混合した組成
物を挙げることができる。この感光剤の添加量は、通常
、高分子化合物に対し重量比として1〜50%、好まし
くは10〜30%である。このようにして形成される感
光性染色基質層の膜厚は、0.3〜2μmの範囲である
ことが望ましい。The first manufacturing method includes (I) a step of forming a photosensitive dyed substrate layer on a substrate;
i) selectively exposing and developing the first color patterned portion of the substrate layer; (I11) after the above phenomenon, dyeing the first color patterned portion with a dye having predetermined spectral characteristics; and (Iv) a step of forming a protective layer on the entire surface of the substrate after the dyeing, to form a pattern of the first color, and then using the protective layer formed in step (Iv) as a substrate, using the steps (i) to (Iv
) is repeated for the required number of colors to form a required number of hue patterns in a laminated state. According to the present invention, after lamination, unnecessary portions of the protective layer are removed by dry etching, and the substrate used in step (i) is, for example, a transparent substrate such as glass or plastic, or a solid-state imaging device. The formation of the photosensitive dyed substrate layer is
This can be carried out by uniformly applying a photosensitive polymer compound solution onto a substrate using a roller coat, dipping, spinner, etc., and drying it. Specific examples of polymer compounds that will become the photosensitive dyeing substrate layer include water-soluble natural polymer compounds such as gelatin, casein, fish glue, and egg white, and water-soluble synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, and polyacrylonitrile. The compound may be a photosensitizer, such as dichromates such as ammonium dichromate, sodium dichromate, potassium dichromate, p-diazophenylamine, 1-diazo-4-dimethylaminobenzene hydrofluoroborate, 1-diazo-4-dimethylaminobenzene hydrofluoroborate, etc. Diazonium salts such as sulfates in diazo-3-methyl-4-dimethylaniline, 1-diazo-3-monoethylnaphthylamine, etc., and their paraformaldehyde condensates, 4,4'-diazidostilbene-2,2-disulfone Acids and their salts, 2
.. Azidosulfonic acid compounds such as 6-bis(4-azidobenzal-2-sulfonic acid) cyclohexanone and its salts are soluble in solvents such as water, and are soluble in polymers by active light such as ultraviolet rays. -COOH, -N
Examples include compositions in which a compound capable of forming a coordinate bond with a group having a non-coexisting electron pair such as H2, -OH, -CONH2, and >CO is mixed. The amount of the photosensitizer added is usually 1 to 50%, preferably 10 to 30%, based on the weight of the polymer compound. The thickness of the photosensitive dyed substrate layer thus formed is preferably in the range of 0.3 to 2 μm.
(I1)工程の選択的露光は公知の方法にしたがって行
なうことができ、所要パターンのマスクを介して、光源
として水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプな
どを用いて照射することにより行なうことができる。露
光により所要パターン部を硬化させた後、温水などの現
像液により現像して不要部分を除去する。The selective exposure in step (I1) can be performed according to a known method, and can be performed by irradiating through a mask with a desired pattern using a mercury lamp, ultra-high pressure mercury lamp, metal halide lamp, etc. as a light source. After the required pattern portions are cured by exposure, unnecessary portions are removed by developing with a developer such as warm water.
(iii)工程で用いられる染料は、通常、水溶性染料
であり、酸性、直接および塩基性のいずれの水溶性染料
も使用することができる。使用できる染料の具体例とし
ては、次のものを挙げることができる。The dye used in step (iii) is usually a water-soluble dye, and any of acidic, direct and basic water-soluble dyes can be used. Specific examples of dyes that can be used include the following.
(I)赤色染料としては、スミノール・ミリング・スカ
ーレット・G(住友化学)、チバクロン・スカーレット
・G−P (チバ・ガイギー社)、チバクロン・プロン
ト・スカーレット(チバ・ガイギー社)、スミノール・
ファスト・レッド・G(住友化学)、スミライト・スプ
ラ・レッド・4BL(住友化学)、アミニル・レッド・
E−2BL(住友化学)、アミニル・レッド? E−3
8L(住友化学)、アジド・スカーレット・901(住
友化学)、スミノール・ミリングΦスカーレット・FG
(住友化学)、スミノール・ミリング・オレンジ・FG
(住友化学)、スミノール・ファスト・オレンジ・PO
(住友化学)、マキシロン・レッド・GRL (チバ・
ガイギー社)、エリオシン拳スカーレ・ソト・RE(チ
バ・ガイギー社)、ミカワンΦブリリアント・レッド0
8BS(三菱化学)、アンド・ライト・スカーレットΦ
GL130%(三菱化学)、カヤノール・ミリング・レ
ッドR8125(日本化薬)などが挙げられる。(I) Red dyes include Suminol Milling Scarlet G (Sumitomo Chemical), Cibacron Scarlet G-P (Ciba Geigy), Cibacron Pronto Scarlet (Ciba Geigy), and Suminol.
Fast Red G (Sumitomo Chemical), Sumilite Splat Red 4BL (Sumitomo Chemical), Aminyl Red
E-2BL (Sumitomo Chemical), Aminyl Red? E-3
8L (Sumitomo Chemical), Azide Scarlet 901 (Sumitomo Chemical), Suminol Milling Φ Scarlet FG
(Sumitomo Chemical), Suminol Milling Orange FG
(Sumitomo Chemical), Suminol Fast Orange PO
(Sumitomo Chemical), Maxilon Red GRL (Ciba)
Geigy Co.), Erioshin Ken Scarle Soto RE (Ciba Geigy Co.), Mikawan Φ Brilliant Red 0
8BS (Mitsubishi Chemical), and light scarlet Φ
Examples include GL130% (Mitsubishi Chemical) and Kayanol Milling Red R8125 (Nippon Kayaku).
(2)緑色染料としては、スミノール・ミリング・ブリ
リアント・グリーン・5G(住友化学)、アシド・ブリ
リアントφミリング・グリーン・G(住友化学)、アン
ド・ブリリアント・ミリング・グリーン・B(住友化学
)、ミカチオン・オリーブ・グリーン・3GS (チバ
・ガイギー社)、カヤノールφミリング・グリーン・5
GW(日本化薬)、ソオリイダゾール・グリーン・P−
GG(ヘキスト)、ペーパー・ファスト・グリーン・5
G(バイエル)などが挙げられる。(2) Green dyes include Suminol Milling Brilliant Green 5G (Sumitomo Chemical), Acid Brilliant φ Milling Green G (Sumitomo Chemical), and Brilliant Milling Green B (Sumitomo Chemical), Mikation Olive Green 3GS (Ciba Geigy), Kayanol φ Milling Green 5
GW (Nippon Kayaku), Sooriidazole Green P-
GG (Hoechst), Paper Fast Green 5
Examples include G (Bayer).
(3)青色染料としては、スミライト・スプラ・ターコ
イス・ブルー・G(住友化学)、チバクロン・ブル−−
3G−A(チバ・ガイギー社)、チバクロラン・ブルー
・8G(チバ・ガイギー社)、プロジオン・ターコイス
・H−A (CI’C) 、カヤチオン・ターコイス・
P−A(日本化薬)、カヤチオン・ターコイス・P−N
GF (口本化薬)、スミカロン中ブルーΦE−FBL
(住友化学)、スミカロン・ブリリアント・ブルー−
3−BL(住友化学)、スミノール・レベリング・スカ
イブルー・R・エキストラ・コンク(住友化学)、オラ
ゾールφブルー・GN(チバ・ガイギー社)、マキジオ
ン・ブルー・3GS (三菱化学)、マキジオン・ブル
ー・2GS (三菱化学)、カヤノール・ミリング・ブ
ルー・GW(日本化薬)、カヤシル・スカイブルー・R
(日本化薬)などが挙げられる。(3) Blue dyes include Sumilite Supra Turquoise Blue G (Sumitomo Chemical), Cibacron Blue.
3G-A (Ciba Geigy), Cibachlorane Blue 8G (Ciba Geigy), Prodione Turquoise H-A (CI'C), Kayathion Turquoise
P-A (Nippon Kayaku), Kayathion Turquoise P-N
GF (Kuchihonkayaku), Sumikaron Medium Blue ΦE-FBL
(Sumitomo Chemical), Sumikalon Brilliant Blue
3-BL (Sumitomo Chemical), Suminol Leveling Sky Blue R Extra Conc (Sumitomo Chemical), Orazole φ Blue GN (Ciba Geigy), Makidion Blue 3GS (Mitsubishi Chemical), Makidion Blue・2GS (Mitsubishi Chemical), Kayanol Milling Blue GW (Nippon Kayaku), Kayasil Sky Blue R
(Nippon Kayaku), etc.
(Iv)工程における保護層の形成は、本発明に係る前
記組成物溶液を塗布し、硬化させて行なう。The formation of the protective layer in step (Iv) is carried out by applying and curing the composition solution according to the present invention.
感光性染色基質層の塗布方法は特に制限されないが、回
転塗布法、スプレーコート法、ロールコート法、ディッ
ピング法、印刷法などが好ましく、形成される保護層の
厚さは0.1μm〜10μmの範囲が望ましい。この方
法で製造されるカラーフィルターにおいては、各色相の
パターン間に設けられる保護層は主として相互の防染を
目的とする防染保護層として働き、最終的に形成される
保護層はカラーフィルターの表面を引っかきなどにより
損われるのを防止することを目的とする表面保護層とし
て働く。The coating method of the photosensitive dyed substrate layer is not particularly limited, but spin coating, spray coating, roll coating, dipping, printing, etc. are preferred, and the thickness of the protective layer formed is 0.1 μm to 10 μm. Range is preferred. In the color filter manufactured by this method, the protective layer provided between the patterns of each hue mainly functions as a resist-dyeing protective layer for the purpose of mutually resisting dyeing, and the finally formed protective layer is the color filter's protective layer. It acts as a surface protective layer to prevent the surface from being damaged by scratches, etc.
第2のカラーフィルターの製法は、
(I)基体上に染色基質層を形成する工程、(I1)染
色基質層の上にレジストを用いて第1色目のパターンを
形成し、露出している第1色目パターン部を第1色目染
料で染色し、しかる後にレジストを剥離する工程、
(fil)第2色目、第3色目などの色相パターンを(
if)工程の繰返しにより形成する工程、(Iv)最後
に表面保護層を形成する工程、からなる方法である。本
発明によると、該(Iv)工程で表面保護層が前述の本
発明に係る組成物溶液の塗布および硬化により形成され
、次いで該表面保護層の不要部が前述したドライエツチ
ングにより除去される。なお該第2の製法に用いられる
種々の材料は、上述した第1の製法にて説明したものと
同様である。The manufacturing method of the second color filter includes: (I) forming a dyed substrate layer on the substrate; (I1) forming a pattern of the first color on the dyed substrate layer using a resist; The process of dyeing the first color pattern part with the first color dye and then peeling off the resist, (fil) dyeing the hue pattern of the second color, third color, etc. (
This is a method consisting of (if) a step of forming by repeating the steps, and (iv) a step of finally forming a surface protective layer. According to the present invention, in step (Iv), a surface protective layer is formed by applying and curing the composition solution according to the present invention, and then unnecessary portions of the surface protective layer are removed by the dry etching described above. The various materials used in the second manufacturing method are the same as those explained in the first manufacturing method above.
[実 施 例]
次に実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明は
これら実施例により限定されるものではない。[Examples] Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
4′ −メタクロイロキシカルコンとメタクリル酸グリ
シジルとの共重合体(グリシジルユニットとカルコンユ
ニットのモル比は78:22)5gをエチルセロソルブ
アセテート45gに溶解し、この溶液を孔径0.2μm
のフィルターでろ過した後、以下の防染および表面の保
護層用組成物とした。Example 1 5 g of a copolymer of 4'-methacryloxychalcone and glycidyl methacrylate (molar ratio of glycidyl units and chalcone units is 78:22) was dissolved in 45 g of ethyl cellosolve acetate, and this solution was dissolved in a pore size of 0.2 μm.
After filtering through a filter, the following composition for resist dyeing and surface protective layer was prepared.
まず、第1図(a)に示すように、固体撮像素子からな
り、受光部1を有する固体撮像素子2上に上記組成物の
溶液を3.000回転で回転塗布し、80℃で10分間
乾燥し、波長365nmおよび強度7.3mW/cdの
紫外線を照射し、透明な下地膜3を形成した。First, as shown in FIG. 1(a), a solution of the above composition is spin-coated at 3,000 revolutions on a solid-state imaging device 2 which is a solid-state imaging device and has a light-receiving section 1, and then heated at 80° C. for 10 minutes. It was dried and irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm and an intensity of 7.3 mW/cd to form a transparent base film 3.
次に第1図(b)に示すように、基板上に重クロム酸ア
ンモニウムを含むゼラチン水溶液を3゜000回転で回
転塗布した後、80℃で10分間乾燥後、マスクを介し
て紫外線を照射した。次に温水で現像を行ない、未照射
部のゼラチンとゼラチン中の重クロム酸アンモニウムを
洗い出し、除去し、150℃で30分間の熱処理を行な
って、第1色用にパターニングされた染色基質層4を形
成した。Next, as shown in Figure 1(b), an aqueous gelatin solution containing ammonium dichromate was spin-coated onto the substrate at 3°000 rotations, dried at 80°C for 10 minutes, and then irradiated with ultraviolet rays through a mask. did. Next, development is performed with warm water to wash out and remove gelatin in the unirradiated area and ammonium dichromate in the gelatin, and heat treatment is performed at 150°C for 30 minutes to form the dyed substrate layer 4 patterned for the first color. was formed.
次に第1図(C)に示すように、これを下記染色浴に6
0℃で5分間浸漬することによりパターニングされた染
色基質層4を染色し、さらに水洗し、150℃で30分
間乾燥することにより、赤色に染色された第1色層5を
形成した。Next, as shown in Figure 1(C), add this to the following dyeing bath for 6 hours.
The patterned dyed substrate layer 4 was dyed by dipping at 0° C. for 5 minutes, further washed with water, and dried at 150° C. for 30 minutes to form a first color layer 5 dyed red.
染 色 浴
次に第1図(d)に示すように、上記保護層用組成物の
溶液を3,000回転で全面に回転塗布し、80℃で1
0分間乾燥し、波長365nmおよび強度7 、 3
m W / cJの紫外線を照射し、1番目の防染保護
層6を形成した。この保護層の厚さは0.6μmであっ
た。Dyeing Bath Next, as shown in FIG. 1(d), a solution of the above-mentioned protective layer composition was applied over the entire surface at 3,000 revolutions, and then dyed at 80°C for 1 hour.
Dry for 0 minutes, wavelength 365 nm and intensity 7,3
Ultraviolet rays of mW/cJ were irradiated to form the first dye-resistant protective layer 6. The thickness of this protective layer was 0.6 μm.
次に第1図(e)に示すように、第2色(緑色)および
第3色(青色)についても、染色基質層の形成から保護
層の形成までの操作を同様に繰返して、第2色層7.2
番目の防染保護層8、第3色層9および表面保護層10
を形成した。Next, as shown in FIG. 1(e), for the second color (green) and the third color (blue), the operations from forming the dyed substrate layer to forming the protective layer are repeated in the same way, and the second color Color layer 7.2
th anti-dye protection layer 8, third color layer 9 and surface protection layer 10
was formed.
次に第1図(f)に示すように、最上層である表面保護
層10の上にポジ型レジスト11を回転塗布し、プレベ
ーク(80℃/10分間)を行なった後、固体撮像素子
のスクライブライン12およびポンディングパッド13
の上に当る部分をマスクを介して露光し、露光部をアル
カリ溶液で現像し、溶解除去した。さらにポストベーク
(I30℃/30分間)を行なった後、100Wのプラ
ズマエツチング装置を用い酸素ガスの流ff1100m
l/mi n、0.25To r rの条件でドライエ
ツチングを行なって、スクライブライン12およびポン
ディングパッド13に当る保護層部分を除去し、第2図
に示すカラーフィルターを得た。得られたカラーフィル
ターは、可視領域全域において優れた光透過性を示した
。Next, as shown in FIG. 1(f), a positive resist 11 is spin-coated on the surface protection layer 10, which is the uppermost layer, and after pre-baking (80° C./10 minutes), the solid-state image sensor is coated. Scribe line 12 and pounding pad 13
The area above was exposed to light through a mask, and the exposed area was developed with an alkaline solution and dissolved and removed. After further post-baking (I30°C/30 minutes), using a 100W plasma etching device, an oxygen gas flow of ff1100m was applied.
Dry etching was carried out under the conditions of 1/min and 0.25 Torr to remove the portions of the protective layer corresponding to the scribe line 12 and the bonding pad 13, thereby obtaining the color filter shown in FIG. The obtained color filter showed excellent light transmittance throughout the visible region.
[発明の効果]
本発明の方法によると、使用する共重合体が可視および
近紫外領域に吸収を有しないために、可視領域全域にお
いて高い透明性を有する防染および表面保護の保護層を
備え、また、保護層においては一層毎にボンディングパ
ット部を除去する工程を省くことができるので、作業環
境上からも、さらに性能的にも優れたカラーフィルター
を高い生産効率で製造することができる。[Effects of the Invention] According to the method of the present invention, since the copolymer used has no absorption in the visible and near-ultraviolet regions, a protective layer for resisting staining and surface protection having high transparency in the entire visible region is provided. Furthermore, since the process of removing the bonding pad portions of each layer of the protective layer can be omitted, color filters that are excellent in terms of work environment and performance can be manufactured with high production efficiency.
第1図は本発明の方法を例示する工程説明図であり、第
2図は本発明の方法で得られたカラーフィルターの断面
図である。
2・・・・・・・・・固体撮像素子
6、8.10・・・・・・・・・保 護 層11・・・
・・・・・・レジスト
12・・・・・・・・・スクライブライン13・・・・
・・・・・ボンディングパッドCq
派FIG. 1 is a process explanatory diagram illustrating the method of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a color filter obtained by the method of the present invention. 2...Solid-state image sensor 6, 8.10...Protective layer 11...
...Regist 12...Scribe line 13...
...Bonding pad Cq group
Claims (1)
する工程と、該保護層の不要部を除去する工程とを有す
る、基体上にカラーフィルターを製造する方法において
、前記保護層を、下記一般式( I )で表わされる単量
体と、下記一般式(II)で表わされる単量体とからなる
共重合体により形成し、該保護層の不要部の除去をドラ
イエッチングにより行なうことを特徴とするカラーフィ
ルターの製造方法。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1は水素原子または炭素数1〜5のアルキ
ル基、R^2は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基ま
たは炭素数1〜5のアルコキシ基である。) 一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^3は水素原子または炭素数1〜5のアルキ
ル基、nは1〜5の整数である。)[Claims] 1) A method for manufacturing a color filter on a substrate, comprising the steps of forming a protective layer for resisting dyeing or protecting the surface of the dyed layer, and removing unnecessary parts of the protective layer. In the above, the protective layer is formed of a copolymer consisting of a monomer represented by the following general formula (I) and a monomer represented by the following general formula (II), and unnecessary parts of the protective layer are A method for manufacturing a color filter, characterized in that removal is performed by dry etching. General formula (I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, R^1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R^2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.) General formula (II) ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available ▼ (In the formula, R^3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n is It is an integer from 1 to 5.)
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