JPH027001A

JPH027001A - 微細パターンの形成方法

Info

Publication number: JPH027001A
Application number: JP63158480A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Konno; 近野　仁志; Masayoshi Shimamura; 正義島村
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、フォトリソグラフィ技術を要するような微
細パターンの形成方法に関し、より詳しくは、基板の平
坦な一面に、平面的に閉じた内部領域を形成する第１の
パターンと、この第１のパターンが囲む内１部領域の部
分を占める第２のバタ−ンとを形成する技術に関する。

この技術は、たとえば、マトリクス状の遮光パターンと
、この遮光パターンの内側に位置するフィルタ画素とを
有するカラーフィルタの製造に有効に利用することがで
きる。

（従来の技術）カラーフィルり自体は、フルカラーあるいはマルチカラ
ーデイスプレィなどのカラー表示に用いる部品の一つと
して良く知られている。

従来、この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、および印刷技術を利用
する方法が知られている。しかし、それらには、各々、
一長一短がある。前者では、パターンの寸法精度および
色純度がすぐれている反面、工程数が多く、シかも材料
が高価であるため、コスト高となり、また、大画面化が
難しく、他方、後者では、コス１−および大画面化の面
では有利であるが、パターンの寸法精度、膜厚の均一性
、表面状態の各点に難点があり、画質に不安がある。

一方、フォトリソグラフィおよび印刷の両技術を組み合
わせることによって、各々の利点を生かすようにした方
法も知られている。たとえば、特開昭６２−１５３９０
２号の公報は、透明基体上に、感光性樹脂でマトリクス
を形成し、その上部に印刷法により黒色層を設けてブラ
ックマトリクスとし、そのブラックマトリクスの内側の
間隙部に染色性感光樹脂を用いるか、あるいは印刷法で
画素部を形成する方法を示している。また、別の特開昭
５９−２２６３０５号の公報は、まず、フォトリソグラ
フィ技術によってブラックマトリクスを形成し、ついで
、ブラックマトリクスの内側部分に感光性インキを印刷
した後、基板の裏側から露光する裏露光法を用いて、ブ
ラックマトリクス上に位置する感光性インキの未露光部
を除去する方法を示している。

（発明が解決しようとする課題）本発明者は、フォトリソグラフィおよび印刷の両技術を
組み合わせることに興味をもち、種々検討した。その結
、果１次のようなことが分かった。

前記した特開昭６２−１５３９０２号に記載された技術
では１画素部を形成する際、それとブラックマトリクス
との位置合わせ上、パターンの重なりが避けられず、し
かもまた、印刷法では良好な表面状態を得にくいため、
表面に凹凸が生じやすく、したがって、その上に形成す
る透明電極パターン（ＩＴＯ）に断線を生じるおそれが
ある。

この点、別の特開昭５９−２２６３０５号に記載された
技術では、位置合わせ上、ブラックマトリクスのパター
ンの幅だけ余裕度、あるいは許容誤差があるという利点
がある。しかしその反面、比較的に高価な感光性インキ
を用いるという難点があり、さらに、裏露光法を用いる
ために作業性に少し難点がある。また、ブラックマトリ
クスのパターンの幅は、たとえば数十μｍ程度であるの
で、位置合わせ上、必ずしも充分な余裕度とはいえなに
’ｓこの発明は以上の検討結果を考慮してなされたものであ
り、位置合わせの点で有利であり、しかも表面の凹凸が
少ないカラーフィルタ等を安価に得ることができる技術
を提供することを［１的とするものである。

（発明の概要）この発明では、第１図にそのプロセスの概要を示すよう
に、まず、基板１０の平坦な一面１０　ａに、平面的に
閉じた内部領域１２を形成する第１のパターン１４を、
パターンの加工精度の高いフォトリソグラフィ技術によ
ってパターニングする（第１図Ａ）。

ついで、第１のパターン１４が囲む内部領域１２の部分
に、流動性のあるパターン材料によって、その内部領域
１２の大きさよりも一回り小さい部分パターン１６を形
成する（第１図Ｂ）。そして、部分パターン１６をレベ
リングすることによって、その周縁部を第１のパターン
１４の内側面に接するようにする（第１図Ｃ）。

これにより、表面が平坦で、しかも第１のパターン１４
により寸法が規制される高精度な第２のパターン１６′
を得ることができる。第２のパターン１６′を得るため
の部分パターン１６については、ステンシル等を用いる
方法、あるいはインキジェット法など印刷あるいは印刷
に準じた比較的に簡便で安価な手段によって形成するこ
とができる。その場合、第１のパターン１４が囲む内部
領域１２に対して、部分パターン１．６を位置合わせす
る際、内部領域１２の径が第１のパターン１４の幅に比
べて大きいので、充分な目合わせ余裕をとることができ
る。

（実施例）第２図はカラーフィルタの製造に適用した場合のプロセ
スを示している。

まず、第２図Ａに示すように、透明で、しかも互いに平
行かつ平坦な面１０ａ、、１０ｂをもつガラス基板１０
を用意し、その−面１０ａに、カーボンブラックを混入
した黒色ポリイミド樹脂材料を用いて黒色ポリイミド樹
脂層２０を形成する。

この層２０の厚さは、たとえば１〜４μｍ程度の比較的
に厚く、後で述べる障壁機能を生じるような値に設定す
る。層２０の形成には、スピンコード、ロールコートあ
るいは印刷などの手段が適用できるが、できるだけ均一
な塗布層を得るため。

レベリングを付加するのも良い。そして、良く知られた
フォトリソグラフィ技術によって、層２０をパターニン
グし、第２図Ｂに示すように、マトリクス状の遮光パタ
ーン（第１のパターン）１４を形成する。遮光パターン
１４は平面的番Ｊ見て閉じており、その内側にたとえば
正方形状の内部領域１２を形成している。遮光パターン
１４の幅ｄが２０〜６０μｍ程度であるのに対し、内部
領域１２の部分の径Ｙは１００〜３００μｍ程度とかな
り大きい。パターニング後、この遮光パターン１４は熱
処理をすることによって、充分な耐溶剤性を与える。こ
うして得た遮光パターン１４は、フォトリソグラフィ技
術によるため、高い寸法精度をもつ。

次に、第２図Ｃに示すように、遮光パターン１４が囲む
内部領域１２の部分に、内部領域１２の径Ｙよりも小さ
な部分パターン１６を形成する。

この部分パターン１６の形成は、赤、緑、青の三原色に
対応して各色ごとに行なわれる。部分パターン１６のパ
ターン材料には、ポリアミド、ポリイミド等の熱硬化性
樹脂材料に各色に応じた着色材を混入した着色樹脂材料
を用いる。ただ、ここで留意すべきは、そのパターン材
料に充分な流動性をもたせることである。そのため、着
色樹脂材料を表面張力の低いメチルセロソルブ、エチレ
ングリコールモノアルキルエーテル類およびそのエステ
ル体、アルキルケトン類等の溶剤で希釈し、低粘度の流
動性のある溶液とする。

部分パターン１６の形成方法として、ステンシル３０を
用いる方法が好適である。ステンシル３０は内径Ｘの開
孔３２をもつが、スクリーン印刷と同様、スキージ３４
によってその開孔３２を通して内部領域１２の部分に前
記の流動性のある着色樹脂材料を流し込むことができる
。ステンシル３０の内径Ｘ自体は内部領域１２の径Ｙよ
りも充分に小さく設定することができる。充分な位置合
わせ余裕をとるため、遮光パターン１４の幅ｄ、および
内部領域１２の径Ｙに対して、次の関係を満足させるよ
うにするのが良い。

０＜Ｘ＜Ｙ　−２ｄさて、内部領域１２の中に位置する部分パターン１６は
、流動性があるため、レベリングによって平坦にするこ
とができる。第２図りがレベリングを終えた状態を示す
が、それから分かるように、レベリング時、遮光パター
ン１４は部分パターン１６の拡がりを妨げる障壁として
機能する。したがって、部分パターン１６の材料の量は
、レベリング後、遮光パターン１４と平坦化した部分パ
ターン１６（つまり、フィルタ画素、あるいは第２のパ
ターン１６′）との高さがほぼ同じになるように設定す
るのが良い。その設定のための要因として、ステンシル
３０の厚さ、開孔３２の大きさ、スキージ３４の角度、
あるいはそれに対する圧力、さらには、パターン材料自
体の粘度などがある。

こうして得た各フィルタ画素１６′は、遮光パターン１
４の内側面に接し、したがって、その寸法精度が遮光パ
ターン１４のそれと同等である。

なお、レベリング時、ガラス基板１０に超音波振動を軽
く加えて、レベリングを促進させるのも良い、また、各
色のフィルタ画素１６′は、同時に熱処理することによ
って硬化させるようにするのが良い。工程数の減少、お
よび熱による着色材の劣化防止の上で有利になるからで
ある。

なお、この発明は、カラーフィルタの製造以外にも、前
記したような特定のパターンの特殊な印刷法、あるいは
形成方法として、たとえば装飾シートの製造などにも適
用することができる。

また、第１のパターンである遮光パターン１４は、マト
リクス状のほか、ストライプ状に形成することもできる
のは勿論のこと、それに応じて、内部領域１２の形状を
、長方形あるいは菱形などにすることができる。その場
合、遮光パターン１４は、平面的に見て完全に閉じた構
成にするのが好ましい。

（発明の効果）この発明によれば、高精度なフォトリソグラフィ技術と
比較的に安価な印刷あるいは印刷に準じた技術とを組み
合わせることによって、両技術の利点を生かすことがで
きるのに加え、さらに、閉じた内部領域１２を形成する
第１のパターン１４を障壁として利用しているので、内
部領域１２を占める第２のパターン１６′を形成するに
際し、部分パターン１６の位置合わせを充分な余裕をも
って行なうことができ、しかも、レベリングによって、
平坦で表面性の良好なパターンあるいはカラーフィルタ
等の製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｃは、この発明によるプロセスの概要を示す
断面図、第２図Ａ−Ｄは、この発明の一実施例を示す断面図であ
る。１０・・・基板、１２・・・内部領域、１４・・・第１
のパターン（遮光パターン）。１６・・・部分パターン、１６′・・・第２のパターン
（フィルタ画素）、３０・・・ステンシル、３２・・・
開孔。

Claims

【特許請求の範囲】１、基板の平坦な一面に、平面的に閉じた内部領域を形
成する第１のパターンと、この第１のパターンが囲む内
部領域の部分を占める第２のパターンとを形成する微細
パターンの形成方法であって、次の（Ａ）〜（Ｃ）の各
工程を含むことを特徴とする、微細パターンの形成方法
。（Ａ）基板の平坦な一面に、前記第１のパターンをフォ
トリソグラフィ技術によってパターニングする第１工程
。（Ｂ）前記基板の一面の、第１のパターンが囲む内部領
域の部分に、流動性のあるパターン材料によって、その
内部領域の大きさよりも一回り小さい部分パターンを形
成する第２工程。（Ｃ）第２工程で得た部分パターンをレベリングするこ
とによって、その周縁部を前記第１のパターンの内側面
に接するようにする第３工程。２、部分パターンを形成するに際し、内径Ｘの開孔を有
するステンシルを用いる、請求項１に記載の微細パター
ンの形成方法、ただし、第１のパターンの幅をｄ、内部
領域の部分の径をＹとして、前記Ｘは、０＜Ｘ＜Ｙ−２
ｄを満足する。３、第１のパターンは、第３工程のレベリング時、部分
パターンに対する障壁として機能するに充分な厚さをも
っている、請求項１に記載の微細パターンの形成方法。４、第１のパターンがカラーフィルタにおける遮光パタ
ーンであり、かつ、第２のパターンがフィルタ画素であ
る、請求項１〜３のいずれか一つに記載の微細パターン
の形成方法。