JPH03287102A - 色フィルタの製造方法 - Google Patents

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 本発明は、カラービデオカメラや液晶テレビ等に使用す
る色フィルタの製造方法に関するものである。

従来の技術 一般的に用いられている従来法第一の色フィルタの製造
方法を第５図（Ａ）〜（Ｅ）の工程断面図を用いて以下
に説明する。

まず基板１の上にポリビニルアルコール、グリユー、ゼ
ラチン、カゼイン等に重クロム酸アンモン等で感光性を
付与した染色ベース材２を、ローラーコート、ディッピ
ング、スピンナー等で均一に塗布し、乾燥させる。その
後遮光部３を有するホトマスク４を用いて光５を照射す
るマスク露光法により１色目のパターン部分だけを光硬
化させ（第５図（Ａ））、光が遮断され硬化していない
部分を現像除去して染色ベース膜６を形成する。

（第５図（Ｂ））その後、所定の分光特性を有する染料
で１色目の例えば赤（図中：Ｒ）に染色する。次に染料
で染色されることのない透明な防染膜７を全面に形成す
る。（第５図（Ｃ）参照）−般に防染膜は、防染効果を
重視することから染色ベース膜とは異なる材料から成る
。次に前記と同様にして前記染色ベース材を均一に塗布
し、乾燥した後マスク露光法で露光現像して２色目の染
色ベース膜６を形成後、所定の分光特性を有する第２の
染料で例えば緑（図中：Ｇ）に染色する。さらに、前記
透明な防染膜７を全面に形成する。次も前記同様に前記
染色ベース材を均一に塗布し、乾燥した後マスク露光法
で露光現像して３色目の染色ベース膜６を形成後、所定
の分光特性を有する第３の染料で例えば青（図中二Ｂ）
に染色する。

最後にフィルタ保護膜８を形成して第５図（Ｄ）、（Ｅ
）（同図（Ｅ）は同図（Ｄ）の拡大図）に示すような色
フィルタが製造される。

次に、従来法第二の色フィルタの製造方法を第６図（Ａ
）〜（Ｆ）の工程断面図を用いて以下に説明する。

マス前記同様基板１の上にポリビニルアルコール、グリ
ユー、ゼラチン、カゼイン等に重クロム酸アンモン等で
感光性を付与した染色ベース材を、ローラーコート、デ
ィッピング、スピンナー等で均一に塗布し、乾燥した後
マスク露光法で１色目のパターン部分だけを光硬化させ
、未硬化部分を現像除去して染色ベース膜６を形成する
。（第６図（Ａ））その後、所定の分光特性を有する染
料で１色目のパターンを染色する（図中：Ｒ）。次に例
えば化学処理としてタンニン酸の水溶液中に浸漬し、染
色パターン層内部からの染み出しゃ、外部からの染み込
みを防止すべく染色膜を改質、染料を固着させる。（第
６図（Ｂ）参照）。次に前記と同様にして前記染色ベー
ス材を均一に塗布し、乾燥した後前記１色目のパターン
に隣接した位置にマスク露光法で露光現像して２色目の
染色ベース膜を形成後（第６図（Ｃ）Ｌ所定の分光特性
を有する第２の染料で染色（図中二Ｇ）し、さらに、前
記化学処理を施す。（第６図（Ｄ）参照） 次も前記同様に前記染色ベース材を均一に塗布し、乾燥
した後２色目のパターンに隣接した位置にマスク露光法
で露光現像して３色目の染色ベース膜を形成。その後所
定の分光特性を有する第３の染料で染色（図中二Ｂ）し
、さらに前記化学処理を施す。（第６図（Ｅ）参照）。

最後にフィルタ保護膜８を形成して第６図（Ｆ）（拡大
図）に示すような色フィルタが製造される。

発明が解決しようとする課題 ポリビニルアルコール、グリユー、ゼラチン、カゼイン
等に架橋材の重クロム酸アンモン等で感光性を持たせた
場合、ネガ型の感光物となる。通常ネガ型感光物質はパ
ターンの切れが悪く、パターンエッヂがダレるのが一般
的である。従って、前記のようにマスクを用いて露光し
、未露光部分を現像除去する従来の方法では第５図（Ｅ
）に示す如く、順次積層するために各色フイルタ間には
段差が生しる。このためパターンの解像度が悪くパター
ンエッヂ部でダレ９が生しる。さらにパターンエッヂの
ダレで生した樹脂膜厚のムラ１０が染色のムラとなり画
質を悪くする等の欠点があった。

また、従来法第一では染色ベース膜間に二重染色を防く
ための防染膜７を設けており、厚膜となる上防染膜は染
色ベース膜とは異種の材料から戒っていることから染色
ベース膜と防染膜との密着性も工程管理上の課題となっ
ていた。

従来法第二では、見かけ上単層ではあるが従来法第一の
防戦膜形成工程が化学処理工程に代わり、各層の染色ベ
ース膜形成においては染色ベース材塗布、露光、現像を
繰り返さなければならず、フィルタ形成に要する工程数
は従来と変わらなかった。また、染色ベース膜は露光、
現像することから前記パターンダレは解消されず各色フ
ィルタの形成においてパターンエツジでのアライメント
補正が必要であった。

課題を解決するための手段 本発明は基板上に形成した感光性を付与した染色ベース
膜を、染色するに適正な露光条件で全面露光する工程と
、前記染色ベース膜をホトマスクを用いて選択的に染色
に不適正な条件で露光する工程と、前記ベース膜の表面
をレジスト保護する工程と、選択的にレジスト除去しレ
ジスト除去にて露出した染色ベース膜を染色する工程と
、染色された染色ベース膜を化学処理する工程と、前記
レジスト保護膜を完全除去する工程と、染色ベース膜表
面に保護膜を形成する工程とから成り、単層の染色ベー
ス膜において露光量の異なる部分を設けることで重合度
を変化させ、−回露光部は染色される部分、二重露光部
は高重合化されて膜が密になり染色されない部分として
設けるもので、−層毎に行なう染色ベース材の塗布や現
像工程、さらには防染膜も必要とせず、−度塗布形成し
た染色ベース膜上の一度塗布したレジスト膜を選択的に
開口しながら染色ベース膜を染め分けて得る薄膜色フィ
ルタを提供するものである。

作用 前記手段を用いれば、単層の染色ベース膜において露光
量の異なる部分を設けることができる。

染色ベース材は露光量を多くすることで高重合な膜とな
る。すなわち、−回露光部は染色される部分、二重露光
部は高重合化されて膜が密になり染色されない部分とし
て設けられる。前記選択露光時における露光部分すなわ
ち高重合部分は、隣接したパターンの挟間に在って前記
価々のパターンの染色に当たり混色を防ぐ壁となる。染
色ベース膜の表面をレジストで保護し、選択的にレジス
１〜除去を行ない、レジスト開口部のパターンのみを染
色することで染色パターンを得る。染色された染色ベー
ス膜の化学処理は染料を固着させるものである。前記レ
ジスト保護膜の選択除去、染色、化学処理工程を、必要
とする色の数だけ繰り返し、最後に残存するレジストを
完全に除去し、染色ベース膜の表面に保護膜を形成する
ことにより薄膜のカラーフィルタが完成する。

実施例 本発明の実施例を第１〜５図を用いて以下に説明する。

第１図は、本発明の概要を一目できるよう工程を抜粋し
たものである。

まず、基板１に感光性を付加した染色ベース材２を塗布
し、乾燥した後染色するに適正な露光条件で全面露光す
る。（第１図（Ａ））次に、遮光部３を有するホトマス
ク４ｂを用いて選択的に露光し、染色ベース膜中に重合
度の異なる部分６および６ｂを設ける。（第１図（Ｂ）
）次に、ボジレジス目１を保護マスクとして形成。レジ
スト開口部の露出した染色ベース膜を染色、化学処理す
る。（第１図（Ｃ））前記レジストに新たな開口部を設
は染色、化学処理をする工程を繰り返し、必要とする色
フィルタを得る。最後に染色ベース膜表面にフィルタ保
護膜８を形成して色フルタは完成する。（第１図（Ｄ）
） これら色フイルタ形成工程の詳細な実施例を第２〜５図
に示す。

まず基板１の上に、カゼインに重クロム酸アンモン等で
感光性を付与した染色ベース材２を、スピンナーで均一
に塗布し、乾燥させる。その後遮光部３を有する第２の
マスク４ｂを用いて色パターンの境界すなわちＲＧ間、
Ｃ，Ｂ間、ＢＲ間それぞれに位置する部分を二重露光し
、高重合化させて染色されない部分６ｂを得る。（第２
図（Ｂ）、（Ｃ）） 次に、余分な架橋材を除去するために洗浄を行なう。次
に、染色ベース膜上にポジレジスト１１を塗布し、ホト
マスク４を用いて前記レジストを光５により感光させる
。（第２図（Ｄ））ポジレジストは、光によって分解し
現像除去されるのでレジスト開口部からは染色ベース膜
６が露出する。

（第２図（Ｅ））露出した染色ベース膜を第１の染料を
用いて例えば赤（図中：Ｒ）に染めた後、タンニン酸溶
液中に浸漬し染料を固着させる。

（第２図（Ｆ））このようにして１色目のＲフィルタが
完成する。

次に、前記残存したるポジレジストｌｌ上にホトマスク
４を載置する。このとき１色目の赤（図中：Ｒ）パター
ンに隣接した位置にレジスト開口部が位置するようにセ
ットし露光する。（第３図（Ａ））感光したレジストは
、現像除去され、開口部からは第２の色に染められるべ
き染色ベース膜６が露出する。（第３図（Ｂ））露出し
た染色ベース膜を第２の染料を用いて例えば緑（図中：
Ｇ）に染めた後、タンニン酸溶液中に浸漬し染料を固着
させる。（第３図（Ｃ））このとき１色目のパターンは
染料固着処理をしているため混色は０ 生しない。このようにして２色目のＧフィルタが完成す
る。

次に、前記残存したるポジレジスト１１上を全面露光す
る。（第４図（Ａ））感光したレジストは、現像除去さ
れ、開口部からは第３の色に染められるべき染色ベース
膜６が露出する。露出した染色ベース膜を第３の染料を
用いて例えば青（図中：Ｂ）に染めた後、タンニン酸溶
液中に浸漬し染料を固着させる。（第４図（Ｂ））この
ときも、１゜２色目のパターンは染料固着処理をしてい
るため混色は生しない。このようにして３色目のＢフィ
ルタが完成する。

最後に染色ベース膜上にフィルタ保護膜８を形成して薄
膜の色フィルタが完成する。

なお、本実施例ではＲ，Ｇ、Ｂの３色によるものを形成
したが色分離を必要とするものであれば、染色の際のレ
タス１〜保護膜間口部を選択形成することにより、単層
の染色ベース膜中に複数色の染め分けが可能なことは言
うまでもない。

また、基板が透明基板で液晶ＴＶの対向基板として用い
る場合には前記方法でよいが、基板が固体撮像装置にお
いては第３色目も２色目同様ホトマスクを介して選択的
にレジストを露光し、染色に必要な部分のみのレジスト
を開口する。そして、全色染め終えた時点で基板上に残
存する余分なレジストを除去する。このようにすること
によって、基板中のフィルタ形成領域以外の例えば固体
撮像装置の電極取り出し部上に第１の露光により形成さ
れた染色ベース膜は、染色工程において常に前記電極の
保護膜となる。一般に染料は酸性染料であり前記電極材
料であるアルミの腐食を防止する保護膜となるのである
。そして、最後にフィルタ部をレジストで保護しドライ
エツチングによって染色ベース膜を除去、前記電極を露
出させる。

発明の効果 本発明によれば、各フィルタを積層形成しないため各パ
ターンの解像度に課題が生じない。また、マスク露光後
従来のように未露光部分を現像除去しないので、課題と
なっていたパターンダレを生しない。従って、パターン
エッヂのブレで生して１ ２ いた樹脂膜厚のムラもなくて、染色のムラもないので画
質向上を図ることが出来る。さらに、染色ベース膜間に
二重染色防止用として設けていた防染膜が不要となり、
薄膜の色フィルタを得ることが出来る。

本発明は、単層の染色ベース膜において露光量を変化さ
せ、−回露光部は染色される部分、二重露光部は高重合
化されて膜が密になり染色されない部分として設けてい
る。そこで、選択露光時における露光部分すなわち高重
合部分は、隣接したパターンの挟間に在って個々のパタ
ーンの壁となっており各色パターン混色を防止し、画質
向上を図ることが出来る。また、−回形成した染色ベー
ス膜上に一回形成したポジレジストを選択露光、現像、
染色、化学処理を繰り返すことで下層の染色ベース膜を
露出させ染め分けていくことから、工程が簡略化できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概要を一目できるように抜粋した工
程断面図、第２〜４図は、本発明による実施例を説明す
る工程断面図、第５図は、従来法の積層型フィルタ形成
法を説明する工程断面図、第６図は、従来法の単層並列
形成法を説明する工程断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・染色ベース材、３
・・・・・・遮光部、４．４ｂ・・・・・・ホトマスク
、５・・・・・・光、６・・・・・・染色ベース膜、７
・・・・・・防染膜、８・・・・・・保護膜、９・・・
・・・パターンダレ、１０・・・・・・膜厚ムラ、１１
・・・・・・ポジレジスト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成した感光性を付与した染色ベース膜
   を染色するに適正な条件で全面露光する工程と、ホトマ
   スクを用いて選択的に染色するに不適正な条件で露光す
   る工程と、前記染色ベース膜の表面をレジスト保護する
   工程と、前記レジストを選択的に除去する工程と、レジ
   スト除去された部分を染色する工程と、染色された染色
   ベース膜を化学処理する工程と、前記レジスト保護膜を
   完全除去する工程と染色ベース膜表面に保護膜を形成す
   る工程とを備えて成る色フィルタの製造方法。
2. （２）基板が透光性基板であることを特徴とする請求項
   （１）記載の色フィルタの製造方法。
3. （３）基板が固体撮像素子であることを特徴とする請求
   項（１）記載の色フィルタの製造方法。