JPH0289003A - Formation of color filter - Google Patents

Formation of color filter

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JPH0289003A
JPH0289003A JP63240083A JP24008388A JPH0289003A JP H0289003 A JPH0289003 A JP H0289003A JP 63240083 A JP63240083 A JP 63240083A JP 24008388 A JP24008388 A JP 24008388A JP H0289003 A JPH0289003 A JP H0289003A
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JP
Japan
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photomask
color
color filter
photoresist
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP63240083A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Iida
満 飯田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To easily and accurately form the color filter by forming light shielding parts to a transparent substrate exclusive of the parts where patterns of desired colors are disposed and aligning the light shielding parts on the transparent substrate on which a photoresist layer for coloration is formed and the light transmission parts of a photomask. CONSTITUTION:A black matrix 2 to be disposed between the colored patterns is formed on the substrate 1. The photoresist 3 for coloration of the 1st color, for example, red is applied thereon and thereafter, the photomask 4 corresponding to the 1st color is registered to the surface on the side opposite to the surface of the substrate 1 coated with the photoresist 3 at the specified gap maintained therebetween. The desired colored patterns are formed by repeating the position setting, exposing and developing of the photomask. The color filter is easily and accurately formed in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラーフィルターの形成方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for forming a color filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

カラーフィルタは、液晶カラーデイスプレー装置やカラ
ー固体撮像装置等に広く用いられており、その形成方法
としては、一つには、ガラス等の透明基板にゼラチン、
着色フォトレジスト等の着色用フォトレジストを塗布し
、着色用フォトレジストを塗布した面にフォトマスクを
密着させて露光し、次いで現像する工程を繰り返すこと
により、例えば、赤、緑、青等の所望の着色パターンを
形成する密着露光方法が知られており、また、他の方法
としては、フォトマスクを着色用フォトレジストに密着
させずにあるギャップを保って配置し、露光の後現像す
る工程を繰り返すことにより所望の着色パターンを形成
する、プロキシミティー露光方法も知られている。
Color filters are widely used in liquid crystal color display devices, color solid-state image pickup devices, etc., and one way to form them is to coat gelatin on a transparent substrate such as glass.
By repeating the process of applying a coloring photoresist such as a colored photoresist, exposing the surface with a photomask in close contact with the surface coated with the coloring photoresist, and then developing, a desired color such as red, green, blue, etc. can be obtained. A contact exposure method is known to form a colored pattern, and another method is to place a photomask on a colored photoresist with a certain gap between them without making it come into close contact with the photoresist, and then develop the photoresist after exposure. A proximity exposure method is also known, in which a desired colored pattern is formed by repeating exposure.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、密着露光方法では、次のような問題が生
じる。即ち、密着露光においては着色パターンに相当す
る数のフォトマスクを、各色の配置に精度よく一致させ
る必要があるが、フォトマスクを各色の配置に一致させ
る方法としては、先ず、フォトマスクと被露光対象基板
とを、ある−定のギャップを取り、位置合わせした後、
それらを密着させるようにしている。しかしながら、こ
の密着の際、位置ズレが生じることがあり、精度の高い
位置合ねせをすることができないものである。このため
、被露光対象基板の着色パターンのトータルピッチが極
くわずか狂ってしまい、例えば液晶層を介して、セル組
みする際、相対的な位置関係がズしてしまい、デイスプ
レー上の正確な色彩が得られなかったり、あるいは、デ
イスプレー全面に渡っての色彩が不均一になるという事
態が生じていた。また、密着露光方式の場合、複数回に
わたって、フォトレジスト面にフォトマスクを密着し、
露光するため、フォトレジスト面及びフォトマスク上に
異物が付着しやすく、このため、異物が付着した部分の
フォトレジスト面上は、露光しても光が当たらず、現像
後、欠陥となりカラーフィルターとしての使用に耐えな
いという問題もあった。
However, the following problems arise with the contact exposure method. In other words, in contact exposure, it is necessary to use a number of photomasks corresponding to the colored patterns to precisely match the arrangement of each color. After aligning the target board with a certain gap,
I try to keep them close together. However, during this close contact, positional deviation may occur, making it impossible to achieve highly accurate positioning. For this reason, the total pitch of the colored pattern on the substrate to be exposed is slightly off, and for example, when assembling a cell through the liquid crystal layer, the relative positional relationship will be off, and the exact pitch on the display will be off. In some cases, colors may not be obtained or the colors may be uneven across the display. In addition, in the case of the contact exposure method, the photomask is placed in close contact with the photoresist surface multiple times.
Due to exposure, foreign matter tends to adhere to the photoresist surface and the photomask.For this reason, the parts of the photoresist surface where the foreign matter has adhered are not exposed to light, and after development, they become defects and cannot be used as color filters. There was also the problem that it could not withstand use.

また、プロキシミティー露光方式では、密着露光方式に
おける異物の付着という問題は軽減されるが、フォトマ
スクと被露光対象基板との位置合わせについては、密着
露光方式はどのズレはないが、高い精度で位置決めを行
うには、テレビジョンカメラでモニターしたり、レーザ
ースキャン方式により、モニターするなどしなければな
らず、装置が複雑となるものであった。更に、プロキシ
ミティー露光方式の場合、フォトマスクと被露光対象基
板との間に一定のギャップを設定するわけであるが、こ
の際、フォトマスクの平坦性及び被露光対象基板の平坦
性の問題から、それらの間のギャップがどの位置におい
ても一定に設定することが非常に困難であり、その結果
被露光対象基板に焼き付けられた着色パターンに寸法の
バラツキが生じやすいものであった。また、一定のギャ
ップを取っているために、解像度の悪い着色フォトレジ
ストでは微細パターンを形成できないという問題もあっ
た。
In addition, with the proximity exposure method, the problem of foreign matter adhering to the contact exposure method is alleviated, but when it comes to alignment between the photomask and the substrate to be exposed, the contact exposure method does not cause any misalignment, but it does not have high accuracy. In order to determine the position, it is necessary to monitor with a television camera or a laser scanning method, which makes the device complicated. Furthermore, in the case of the proximity exposure method, a certain gap is set between the photomask and the substrate to be exposed. It is very difficult to set a constant gap between them at any position, and as a result, variations in size tend to occur in the colored pattern printed on the substrate to be exposed. Furthermore, due to the constant gap, there was also the problem that fine patterns could not be formed using colored photoresists with poor resolution.

本発明は、上記の課題を解決するものであって、容易に
、かつ精度良くカラーフィルタを形成できるカラーフィ
ルターの形成方法を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a color filter that can easily and accurately form a color filter.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するために、本発明のカラーフィルタ
ーの形成方法は、透明基板上に、着色用フォトレジスト
を塗布した後、着色用フォトレジスト層面の反対側から
フォトマスクを通して露光し、次いで、現像工程を繰り
返すことによりカラーフィルターを形成するカラーフィ
ルターの形成方法において、先ず前記透明基板に所定の
色のパターンが配置される部分以外に遮光部を形成し、
その後前記着色用フォトレジスト層を形成し、前記透明
基板の着色用フォトレジス)J1面とは反対側の面に、
各色のパターンに対応する光透過部を存するフォトマス
クを設け、あるギャップを保ち、前記遮光部と前記フォ
トマスクの光透過部とのアライメントを行うことにより
、各色の着色用フォトレジスト層面ごとに露光、現像を
行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for forming a color filter of the present invention includes coating a colored photoresist on a transparent substrate, exposing it to light through a photomask from the side opposite to the surface of the colored photoresist layer, and then, In a method for forming a color filter in which a color filter is formed by repeating a developing step, first, a light-shielding portion is formed on the transparent substrate other than a portion where a pattern of a predetermined color is arranged,
After that, the coloring photoresist layer is formed on the surface of the transparent substrate opposite to the coloring photoresist) J1 surface,
By providing a photomask with a light-transmitting part corresponding to a pattern of each color, maintaining a certain gap, and aligning the light-shielding part with the light-transmitting part of the photomask, each coloring photoresist layer surface is exposed. , development is performed.

〔作用および発明の効果〕[Action and effect of the invention]

本発明によれば、すべての色の配置がまず遮光部、即ち
ブラックマトリクスによって確定するので、フォトマス
クの光透過部が色パターンと多少の位置ズレが生じても
、得られる着色パターン精度に変化はない。
According to the present invention, the arrangement of all colors is first determined by the light-shielding part, that is, the black matrix, so even if the light-transmitting part of the photomask is slightly misaligned with the color pattern, the accuracy of the colored pattern obtained will change. There isn't.

また、着色用フォトレジスト層と反対側より、フォトマ
スクを介して露光することで、前記着色用フォトレジス
ト層面への異物の付着が極めて少ないこと、及び、フォ
トマスクと基板に一定のギャップを取っているため、フ
ォトマスク上にも異物の付着が極めて少ない。
Furthermore, by exposing through a photomask from the side opposite to the coloring photoresist layer, it is possible to minimize the adhesion of foreign matter to the surface of the coloring photoresist layer, and by keeping a certain gap between the photomask and the substrate. Therefore, there is very little foreign matter adhering to the photomask.

更に、フォトマスクとしては、各色用のフォトマスクを
用いるわけであるが、ブラックマトリクスが最終的なフ
ォトマスクの役割りをすることから、密着露光方法と同
程度の高い解像性が得られる。
Further, although a photomask for each color is used as a photomask, since the black matrix serves as the final photomask, high resolution comparable to that of the contact exposure method can be obtained.

以上のように本発明によれば、フォトマスクの位置合わ
せを極めて簡単に行うことができ、欠陥部の極めて少な
いカラーフィルターが、容易に精度よく形成することが
可能である。更に、解像度においても、密着露光と同程
度の高解像度が実現でき、多少解像度の悪いフォトレジ
ストを使用することも可能となるものである。
As described above, according to the present invention, it is possible to extremely easily align the photomask, and it is possible to easily and accurately form a color filter with extremely few defective parts. Furthermore, in terms of resolution, it is possible to achieve a high resolution comparable to that of contact exposure, and it is also possible to use photoresists with somewhat poor resolution.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつつ本発明の1実施例について説明
する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、以下の実施例では、第1図に示すような着色パタ
ーンを形成するものとして説明する。なお、第1図にお
いて、RlG、  Bはそれぞれ、赤色パターン、緑色
パターン、青色パターンを示す。
The following examples will be described assuming that a colored pattern as shown in FIG. 1 is formed. In FIG. 1, RlG and B represent a red pattern, a green pattern, and a blue pattern, respectively.

本発明においては、先ず、第2図に示すように、ガラス
等の基板1に対して、着色パターンの間に配置されるブ
ラックマトリクス2を形成する。当該ブラックマトリク
ス2はCr薄膜で形成できるが、ブラックマトリクスの
パターンのトータルピッチが各色パターンのピッチ精度
を支配するので、当KCr薄膜によるブラックマトリク
ス2形成に際しては、EB描画によるレチクルで、ステ
ッパー等を用いて、ピッチ精度及び寸法精度の優れたパ
ターニング方法により形成する必要があるものである。
In the present invention, first, as shown in FIG. 2, a black matrix 2 arranged between colored patterns is formed on a substrate 1 such as glass. The black matrix 2 can be formed using a Cr thin film, but since the total pitch of the black matrix pattern controls the pitch accuracy of each color pattern, when forming the black matrix 2 using the KCr thin film, it is necessary to use a stepper etc. with a reticle drawn by EB drawing. It is necessary to use a patterning method with excellent pitch accuracy and dimensional accuracy.

ブラックマトリクス2が形成されたら、次に、第3図に
示すように、ブラックマトリクス2の上から、1色目、
例えば赤色の着色用フォトレジスト3を塗布し、その後
、基板1の着色用フォトレジスト3を塗布した面とは反
対側の面に一定のギャップを保って、1色目に対応する
フォトマスク4を位置合わせする。ここで、ギャップの
大きさとしては、フォトマスク4と基板1が接触しない
ようにするため、30〜70μm程度とするのがよい。
After the black matrix 2 is formed, as shown in FIG.
For example, a red coloring photoresist 3 is applied, and then a photomask 4 corresponding to the first color is placed on the opposite side of the substrate 1 to which the coloring photoresist 3 is applied, keeping a certain gap. Match. Here, the size of the gap is preferably about 30 to 70 μm in order to prevent the photomask 4 and the substrate 1 from coming into contact with each other.

フォトマスク4の光透過部の大きさは、第1図の横方向
については、Xより大きく、x+aより小さければよい
。即ち、フォトマスク4の寸法をX+ΔXとすると、Δ
Xは0〈ΔX<aなる条件を満足すればよい。第1図の
縦方向についても同様である。つまり、本発明において
はブラックマトリクス2を形成したので、フォトマスク
4には従来要求されていたような高い精度は要求されな
いのである。
The size of the light transmitting portion of the photomask 4 in the lateral direction in FIG. 1 should be larger than X and smaller than x+a. That is, if the dimensions of the photomask 4 are X+ΔX, Δ
It is sufficient that X satisfies the condition 0<ΔX<a. The same applies to the vertical direction in FIG. In other words, in the present invention, since the black matrix 2 is formed, the photomask 4 is not required to have high precision as conventionally required.

フォトマスク4を所定の位置に配置した後、露光及び現
像を行うと第4図に示すように1色目の着色パターンが
形成される。なお、露光に際しては、散乱光の影響を抑
えるために、コリメーシaン角が1〜3°程度の略平行
となされた光線を用いるのが好ましい。
After placing the photomask 4 at a predetermined position, exposure and development are performed to form a colored pattern of the first color as shown in FIG. In addition, during exposure, in order to suppress the influence of scattered light, it is preferable to use substantially parallel light beams with a collimation angle a of about 1 to 3 degrees.

2色目以降は、それぞれの色に対応する着色用フォトレ
ジストの塗布、フォトマスク4の位置設定、露光、現像
を繰り返すことで、第1図に示されているような所望の
着色パターンが形成される。
For the second and subsequent colors, by repeating the application of a coloring photoresist corresponding to each color, setting the position of the photomask 4, exposure, and development, a desired coloring pattern as shown in FIG. 1 is formed. Ru.

以上、本発明の1実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可
能である。例えば、着色パターンの形状としては、第1
図のようなドツトパターンの他、ストライプ状のパター
ンでもよいものである。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the shape of the colored pattern is
In addition to the dot pattern shown in the figure, a striped pattern may also be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は着色パターンの1例を示す図、第2図、第3図
、第4図は本発明に係るカラーフィルターの形成方法の
工程を示す図である。 1・・・基板、2・・・ブラックマトリクス、3・・・
着色フォトレジスト、4・・・フォトマスク出  願 
 人 大日本印刷株式会社
FIG. 1 is a diagram showing an example of a colored pattern, and FIGS. 2, 3, and 4 are diagrams showing steps of a method for forming a color filter according to the present invention. 1...Substrate, 2...Black matrix, 3...
Colored photoresist, 4...Photomask application
People Dai Nippon Printing Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)透明基板上に、着色用フォトレジストを塗布した
後、着色用フォトレジスト層面の反対側からフォトマス
クを通して露光し、次いで、現像工程を繰り返すことに
よりカラーフィルターを形成するカラーフィルターの形
成方法において、先ず前記透明基板に所定の色のパター
ンが配置される部分以外に遮光部を形成し、その後前記
着色用フォトレジスト層を形成し、前記透明基板の着色
用フォトレジスト層面とは反対側の面に、各色のパター
ンに対応する光透過部を有するフォトマスクを設け、前
記遮光部と前記フォトマスクの光透過部とのアライメン
トを行うことにより、各色の着色用フォトレジスト層面
ごとに露光、現像を行うことを特徴とするカラーフィル
ターの形成方法。
(1) A method for forming a color filter, in which a coloring photoresist is applied on a transparent substrate, and then exposed through a photomask from the opposite side of the coloring photoresist layer, and then a color filter is formed by repeating the development process. First, a light shielding portion is formed on the transparent substrate other than the portion where the pattern of a predetermined color is arranged, then the coloring photoresist layer is formed, and the coloring photoresist layer is formed on the surface of the transparent substrate opposite to the coloring photoresist layer. A photomask having a light transmitting part corresponding to a pattern of each color is provided on the surface, and by aligning the light shielding part and the light transmitting part of the photomask, the photoresist layer for coloring each color is exposed and developed for each surface. A method for forming a color filter, characterized by performing the following steps.
(2)前記フォトマスクの光透過部は当該着色パターン
よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のカラー
フィルターの形成方法。
(2) The method for forming a color filter according to claim 1, wherein the light transmitting portion of the photomask is larger than the colored pattern.
(3)前記フォトマスクは前記透明基板と所定のギャッ
プをもって配置されることを特徴とする請求項1または
2に記載のカラーフィルターの形成方法。
(3) The method of forming a color filter according to claim 1 or 2, wherein the photomask is arranged with a predetermined gap from the transparent substrate.
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