JPS6177004A - カラ−フイルタ−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】 （１）技術分野 本発明は、ＣＯＤ　（チャージ、カップルド、デバイス
）、ＢＢＤ　（パケット、ブリゲート、デバイス）、Ｃ
ＩＤ（チャージ、インジェクション、デバイス）　、Ｂ
ＡＳＩＳ　（ベース、ストアータイプ、イメージセンサ
−）等のカラー固体撮像素子、密着型イメージセンサ−
およびカラーディスプレイ用等に用いられるカラーフィ
ルターの製造方法に関する。

（２）従来の技術 従来、カラーフィルター等の製法に於いて、色素層を真
空蒸着によって色素の蒸着薄膜として形成する方法が１
例えば特開昭５５−１４８４０８号公報等に提案されて
いる。この方法によれば、色素そのもので着色層が形成
でき、染色法に於ける媒染層が不要なので、きわめて薄
膜化され、かつ非水工程によって色素層が形成できると
いう利点を有している。こうして蒸着により形成された
色素層をパターンニングする方法としては、従来ドライ
エツチング法が使用されてきた。これは、色素層上にレ
ジストマスクパターンを形成した後、これをエツチング
用マスクとして非レジスト部分の色素層をイオンないし
プラズマ雰囲気中で蒸発させて除去し、所望の形状のカ
ラーフィルターを形成するものである。しかしながら、
このような方法では、色素層上に色素層を損なうことな
くパターンの形成が不可能で、かつ耐ドライエッング性
の良いレジストの選択が容易ではなく、またレジストマ
スクがフィルター上に残存するために構成が複雑になる
という問題点を有していた。

一方、基板上に溶解可能なレジストパターンを形成し、
しかる後に色素層を形成し１次いで下部の溶解可能なレ
ジストパターンを溶解除去することによってその上層に
形成された不要な色素層をも同時に遊離除去させる、い
わゆるリバースエツチング法（またはリフトオフ法）が
１例えば特公昭４７−１６８１５号公報等により知られ
ている。どのリフトオフ法によれば、後で溶解可能な物
質、主にポジ型レジストを用いて所望形状の色素層に対
してネガティブな関係にあるパターンレジストを設けた
後に基板上全体に色素層を設け、しかる後に下層のレジ
ストパターンを溶解することによって所望形状の着色パ
ターンが得られる。この方法と色素層の真空蒸着法とを
併用すれば、基板上に色素層のみの着色パターンが得ら
れるためシンプルな構成のカラーフィルターが製造され
るという長所を有する。

しかし、このリフトオフ法に於いては、所定の露光マス
クを介して、紫外光等によりフォトレジストに対して光
露光を行う露光工程が必須であり、露光マスクのパター
ンの位置を色素膜を形成する基板に対して高精度に再現
させるために、アライメント（位置合わせ）工程が必要
となる。しかし、アライメント工程は、露光マスクと基
板上の位置関係を高精度に合わせるためには多くの作業
時間を要するという欠点があった。また、このアライメ
ント工程は熟練を要し、誰でもが容易に実施できるもの
ではないことも問題点として指摘されていた。更にこの
露光工程に於いては、紫外光等の拡散を防止し、形成さ
れるフォトレジストパターンの断面形状を望ましいもの
にするために、露光マスクと基板上を密着させる必要が
ある。しかし、この密着工程には、色素膜パターンの剥
離１色素膜への傷の生成、ゴミの付着といった、得られ
るカラーフィルターの製造歩留りを低下させる要因が潜
んでいる。

（３）発明の開示 本発明者らは、リフトオフ法によるカラーフィルターの
製造方法につき鋭意検討した結果、最後の色素層を形成
する際に、既に基板上に形成されている一色以上の色素
層を露光マスクの代用として使用し、透明基板の色素層
の形成されていない方の面側からフォトレジストの光露
光を実施することにより、最後の色素層の形成に際して
は露光マスクのアライメント操作が不要になることを見
い出し本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、ポジ型フォトレジストを用いた蒸着色
素膜のり／−−スエＺチング法による欠点、即ち、前記
の露光工程の有する欠点を解消し、工程の簡略化、熟練
作業の軽減を可能にする新規なカラーフィルターの製造
方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は２作業ミス等による製造歩留りの低
下を防止することのできる微細カラーフィルターの製造
方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、密着露光工程の有する露光マスク
と基板の密２ａによる色素層、レジス・上層の剥離を防
ＩＥすることのできる微細カラーフィルターの製造方法
を提供することを目的とする。

このような目的を達成する本発明は、透明基板上に所望
の形状の複数色の色；１ｉ；膜が形成されたカラーフィ
ルターを製造する方法に於いて、紫外光に対して透過率
の低い一色以上の色素膜が形成された該基板上に最後の
色素層を形成するに際して、 １）紫外光を感光波長とするポジ型フォトレジストを使
用して、前記一色以上の色素膜が形成された該基板上に
レジスト被膜を形成する工程と。

２）該透明基板の該レジスト被膜の形成されていない方
の面側から、該レジスト被膜に対して紫外光を露光する
工程と、 ３）該レジスト被膜の現像処理を行い、レジストパター
ンを形成する工程と、 ４）該基板上に、紫外光に対して透過特性を有する色素
を蒸着し１次いで該レジストパターンを除去する工程と
。

を有することを特徴とするカラーフィルターの製造方法
である。

このような本発明では、紫外光に対して透過率の低い一
色以上の色素層を基板上に形成した後、該色素層を露光
マスクの代用として使用するので、最後の色素層の形成
に際して従来のような露光マスクの７ラインメント操作
の必要がない。

貨って、工程の簡略化あるいは作業ミス等による歩留り
低下の防止をはかる等のことが可能である。また、遠紫
外光のような水晶あるいはホタル石等の限られた材質の
基板にしか透過性を有しない露光源を用いるのではなく
、例えばガラス板あるいは各種の樹脂等、その適用範囲
の広い紫外光を用いるので、基板４．（質の選択範囲を
拡大することも可能である。更には、紫外光を用いるこ
とで、遠紫外光の場合のような長時間の露光が不必要と
なり、露光時間が短縮されるので、これによる大幅なコ
ストダウンあるいは歩留りの向上も可能である。

（４）発明の実施態様 以下１本発明によるカラーフィルターの製造方法につき
図面に基づいて説明するが、代表的な態様は第１図から
第５図により示される。

゛第１図に示されるように、基板ｌ上に少なくとも一色
以上（本図に於いては二色）からなる紫外光に対して透
過率の低い色素膜２．３を形成する。このような色素膜
は種々の方法によって形成することができるが、特にリ
フトオフ法と色素の法着法とを併用することによって形
成するのが有利である。まず１本発明の方法が適用され
る第１図に示された紫外光に対して透過率の低い一色以
上の色素膜が形成された基板を製造するまでの代表的製
造方法につき簡略に説明する。透明基板ｌ上に１例えば
ポジ型フォトレジストを使用して、レジスト被膜を形成
する０次いで所望の色素膜パターンに応じた露光マスク
をこのレジスト被１１１ｉ上に位置合わせを行いつつ密
着設置、あるいは極めて接近させて設置し、該露光マス
クを介して紫外光等の露光源による光露光を行い、露光
部分のレジストを現像液を用いて選択的に溶解すること
によってレジストパターンを得る０次にこのレジストパ
ターンの形成された基板上に紫外光に対して透過率の低
い色素の蒸着を実施し、基板上全体に色素層を形成する
０次いで該レジストパターンを溶解除去することによっ
て不要な色素層もレジストパターンとともに除去され、
第一色目の色素膜パターン２が形成される。上記に例示
したリフトオフ法は、極めて代表的な態様であり、もち
ろん従来知られている種々の改良法が併用されでもさし
つかえない、必要に応じ、以上の工程を繰り返して実施
することにより二色以上の紫外光に対して透過率の低い
色素膜パターン２．３を有する基板が形成される。上記
工程は、紫外光に対して透過特性を有する最後の色素層
を形成する前の段階まで繰り返し実施される。すなわち
、三色からなる色素膜パターンを基板上に形成する場合
には、第二色目迄の色素膜パターン２．３を上記の方法
等によって形成する。

このようにして形成された紫外光に対して透過率の低い
一色以上の色素膜が形成された該基板１上に１次に第２
図に示されるように、紫外光を感光波長とするポジ型フ
ォトレジスト暦４を、例えばスピンナー等の塗布手段等
により形成する。レジスト層４は、乾燥後、適当な温度
条件下でプリベークされる０次いで、この透明基板１の
レジスト被膜４の形成されていない方の面側から、レジ
スト被膜に対して紫外光による光露光５を実施する。こ
の際、既に基板上に形成されている一色以上の色素層が
上記ポジ型フォトレジストの感光波長域、すなわち紫外
光に対して吸収特性を有してお・す、この層が露光マス
クの代用とし機能するので、紫外光に対して透過特性を
有する最後の色素層を形成する部分のポジ型フォトレジ
ストに対してのみ光露光が行われる。

次に第３図に示されるように、露光部分のレジスト被膜
を現像液を用いて選択的に溶解し、色素層の上部にのみ
にレジストが残存するレジストパターン４′が得られる
。

次に第４図に示されるように、該基板ｌ上に紫外光に対
して透過特性を有する最後の色素層（図におい、ては第
三色目）６の蒸着を実施する。

最後にレジストパターンをレジスト現像液等の手段によ
って除去することによって不要な色素層もレジストパタ
ーンとともに除去され、目的とする第５図に示されるカ
ラーフィルターが形成される。尚、最後の色素層が紫外
光に対する透過透過特性を有することによって、不要な
部分の色素層が形成されている基板上のレジストパター
ンの現像液による溶解除去を可能ならしめる光露χが可
能となる。

以上、第２図から第５図に示したカラーフィルターの製
造工程は１本発明の方法を実施するのに必須の工程のみ
を説明したものであり、もちろん上記以外に種々の改良
工程が付加されてさしつかえない。

未発ＩＪのカラーフィルターに用いられる透明基板上し
ては、ポジ型フォトレジストの紫外光による光露光を妨
げないものであれば、その使用目的により、特に限定さ
れずに種々のものが使用でき、例えば、ガラス板、光学
用樹脂板あるいはゼラチン、ポリビニルアルコール、ヒ
ドロキシルエチルセルロース、メチルメタクリレート、
ポリエステル、ポリブチラール、ポリアミド等の樹脂フ
ィルム等が使用できる。

本発明の方法に用いるレジスト樹脂材料としては、ポジ
型のフォトレジストを使用する。露光マスクとして代用
される一色以上の色素層を基板上に形成するに際して使
用されるフォトレジストとしては、特に紫外光を感光波
長とするものである必要はないが、工程等の簡略化の点
から、最後の色素層を形成するに際して使用される紫外
光を感光波長とする７オトレジストと同様のものを使用
するのが好ましい。

このような紫外光を感光波長とするポジ型のフォトレジ
ストの具体例としては、以下に列挙するような商品名で
市販されているフェノールノボランク型のフォトレジス
トが代表的なものとして挙げられ、これ等を適宜選択し
て用いることができる。

例えば、ＡＺシリーズ：　　１１１．１１９Ａ、　　１
２０．３４０、１３５０Ｂ、　１３５０Ｊ、　　１３７
０．１３７５．１４５０゜１４５０Ｊ、１４７０．１４
７５．２４００．２４１５．２４３０　（以上。

シブレー製）　；　Ｗａｙｃｏａｔ　ＨＰＲ−２０４，
２０５，２０８，２０７、１１８２、Ｗａｙｃｏａｔ　
ＭＰＲ（以上、ハント製）；Ｋｏｄａｋ　Ｍｉｃｒｏ　
Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　Ｒｅ５ｉｓｔ　　（：１ダツク製）
；ｌ５ｏｆｉｎｅ　Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　Ｒｅ５ｉｓｔ　
　（マイクロイメージテクノロジー製）、ＰＣ１２９，
１２９ＳＦ　（ポリクローム製）；０ＦＰＲシリーズ７
７．７８，８００（以上、東京応化工業製）　　；　Ｊ
ＳＲＰｏ５ｉｔｉｖｅ　ＰｈａｔａｒｅｓＩｓｔ　ＰＦ
ＩＲ３００３（Ｅ１本合成ゴム製）　；　５ｅｌｅｃｔ
ｉｌｕｚ　Ｐ　（メルク製）等が挙げられる。

本発明の方法に用いる色素としては、蒸着可能な種々の
色素が、カラーフィルターとしての目的に沿った分光特
性を有するものから適宜選択され使用される。なお、最
後の色素層を形成する際には、それまでに形成された色
素層自体を露光マスクとして機能させるので、最後の色
素層を形成するまでに基板上に形成される色素層は、最
後の色素層を形成するために使用されるポジ型のフォト
レジストの露光源である紫外光に対して遮光性を有する
ものであることが要請される。すなわち、最後の色素層
を形成するために使用されるポジ型フォトレジストの感
光波長である紫外光に対して透過率の低い色素からなる
一色以上の色素膜が形成された基板上に、最後に該レジ
ストの感光波長である紫外光に対して透過特性を有する
色素からなる色素膜を蒸着により形成する。

具体的には例えば、加法混色に適用される赤、緑および
青の三色を用いるカラーフィルターであれば、紫外光に
対して透過率の低い赤および線系色素を基板上に形成し
た後、最後に紫外光に対して透過率の高い青系色素を使
用する。あるいは。

最後にマゼンタかシアンを使用することも可能である。

尚、最後に基板上に形成される以外の色素層の形成順序
は、任意とし得る。又、上記色素は、基若可能でカラー
フィルターとしての目的に沿った分光特性を有するもの
であれば、この種の技術分野で一般に広く知られている
ものを適宜選択して使用することが可能である。

木発明の方法に従って形成されたカラーフィルターは、
その色素層上に必要に応じて、更に透明保護膜を被覆し
てもよい、透明保護膜としては、ＳｉＯ、Ｍｇｏ７、Ｐ
ｂＦ２、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、５ｎ０２等を真空基若
若しくはＣＶＤ法により成膜するか、ポリウレタン樹脂
、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂、カラスレジン
、ポリパラキシレン樹脂等をスピンナー塗布したものが
代表的なものとして挙げられる。

本発明の方法によれば、最終の色素膜／ぐターン形成時
に露光プスクのアライメント工程が不要になって色素膜
と露光マスクとの密着工程が省略されるとともに、必要
に応じて基板上色素膜とを無機物膜により保護させるこ
とも可能であり、従ってカラーフィルターの製造工程の
短縮化がはかれると同時に、得られるカラーフィルター
の外観不良、例えばパターンずれ等による歩留りの低下
を減少させることが可能である。

また、木発明の方法は、例えば薄膜トランジスターをス
イッチング素子として用いた回路基板上にカラーモザイ
クフィルターを形成する上で好適なもので、特にこのカ
ラーモザイクフィルターを有する回路基板は、液晶カラ
ーディスプレイＩくネルの基板に有効なものである。

（５）実施例 以下５木発明を実施例に基づき、より具体的に説明する
。

［実施例］ ガラス板上に紫外光を感度波長とするポジ型フォトレジ
スト、　０ＦＰＲ８００（商品２名、ダイキン工業■′
！Ａ）をスピナーにより５０００〜７０００Ａの膜厚に
塗布し、８０℃で３０分間プリベークした０次いで、露
光部の形状が所望の色素膜パターンと同一の露光マスク
をこのレジスト被膜上に位置合わせを行いつつ密着設置
し、該露光マスクを介して紫外光により露光を行った０
次に、露光部分のレジストを０ＦＰＲ専用現像液（ダイ
キン工業■９Ｍ）に１分浸漬し１次いで専用リンス液に
１分浸漬してレジストパターンを基板上に形成した０次
にレジストパターンの形成された基板全面に紫外線露光
を行いこのレジストパターンを溶剤可溶性にした。続い
てこのこのレジストパターンの形成された基板上、ｐｂ
フタロシアニンを詰めたＭＯポートとを真空容器内に設
置し、真空度１０″〜ｌＯ°’Ｔａｒｒに於テＭＯポー
トを４５０〜５５０℃に加熱し、基板上にｐｂフタロシ
アニンを約４００ＯＡの膜厚に蒸着した０次いで該基板
を０ＦＰＲ専用現像液中に浸漬するとともに撹拌を行な
い、レジストパターンを溶解除去することによってレジ
ストパターン上に形成された不要な色素層もレジストパ
ターンとともに除去ら、第一色目の色素１漠パターンを
基板上に形成した。

次に、ｐｂフタロシアニンの代わりにイルガジンレッド
（商品名、チバガイギー製、（：、１．遂７１１２？）
を用いたことを除き、第一色目の色素膜パターンの形成
された基板に対して上記と同一の工程を繰り返し実施す
ることにより、第二色目の色素膜パターンを該基板上に
形成した。

更に、このようにして二色の色素膜が形成された基板上
に、第一色目の場合と同様にして０ＦＰＲ８００のレジ
スト被膜を形成した０次いで、透明基板の色素膜パター
ン及びレジスト被膜の形成されていない方の面から、紫
外光により光露光を行った。以下は第一色目の場合と同
様にして、レジストの現像、銅フタロシアニンを用いた
蒸着による第三色目の色素膜の形成、レジストパターン
の溶解除去、を実施することにより、透明基板上に三色
の色素膜が形成されたカラーフィルターが製造された。

尚、最後の色Ｊ層を形成するに際して、色素層自体を露
光マスクとして機能させるため、一色目、二色口に形成
される色素層は、ポジ型フォトレジス）　０ＦＰＲ８０
０の感度波長である紫外光に対して遮光性を有するもの
であることを必要とするが、一色目および二色口の色素
層を上記と逆の順序で形成することも可能である。

［比較例］ 実施例のポジ型フォトレジストを遠紫外光を感度波長と
するポジ型フォトレジストＦＰＭ　２１０とし、露光源
を遠紫外光とする以外は、実施例と同様の方法でカラー
フィルターを作成した。

その所用露光時間は、第１表に示したような紫外光を感
度波長とする実施例のものに比し、著しく長いものであ
った。ちなみに紫外光を感度波長とする実施例のフォト
レジスト０ＦＰＲ８００の露光時間は、本例の遠紫外光
を感度波長とするフォトレジストＦＰＭ　２１Ｇの１７
１００であった。

第１表 （６）発明の効果 以上に説明した如く、本発明の方法では、紫外光に対し
て透過率の低い一色以上の色素層を基板上に形成した後
、該色素層を露光マスクの代用として使用するので、最
後の色素層の形成に際して従来のような露光マスクの７
ラインメント８作の必要がない、従って、工程の簡略化
あるいは作業ミス等による歩留り低下の防止をはかる等
のことが可能となった。また、遠紫外光のような水晶あ
るいはホタル石等の限られた材質の基板にしか透過性を
有しない露光源を用いるのではなく、例えばガラス板あ
るいは各種の樹脂等、その適用範囲の広い紫外光を用い
るので、基板材質の選択Ｉｔ囲を拡大することも可能と
なった。更には、紫外光を用いることで遠紫外光の場合
のような長時間の露光が不必要となり、露光時間が短縮
されるので、これによる大幅なコストダウンあるいは歩
留りの向上も可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明のカラーフィルターの製造
方法の基本的な工程を示すための模式％式％：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　透明基板上に所望の形状の複数色の色素膜が形成され
   たカラーフィルターを製造する方法に於いて、紫外光に
   対して透過率の低い一色以上の色素膜が形成された該基
   板上に最後の色素層を形成するに際して、 （１）紫外光を感光波長とするポジ型フォトレジストを
   使用して、前記一色以上の色素膜が形成された該基板上
   にレジスト被膜を形成する工程と、 （２）該透明基板の該レジスト被膜の形成されていない
   方の面側から、該レジスト被膜に対して紫外光を露光す
   る工程と、 （３）該レジスト被膜の現像処理を行い、レジストパタ
   ーンを形成する工程と、 （４）該基板上に、紫外光に対して透過特性を有する色
   素を蒸着し、次いで該レジストパターンを除去する工程
   と、 を有することを特徴とするカラーフィルターの製造方法
   。