JPS62175701A - 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】 〔産業上の利用分野〕 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）、ｃｒ
ｏ（チャージ、インジェクション、デバイス）、ＢＡＳ
［Ｓ（ベース、ストアータイプ、イメージ、センサー）
等のカラー固体撮像素ｔ、密着型イメージセンサ−及び
カラーディスプレイ用（液晶、ＥＣ等）等に用いられる
カラーフィルターの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

カラーフィルターとしては、基板上に親水性高分子物質
からなる媒染層を設け、その媒染層を色素で染色して着
色層とする染色カラーフィルターが知られているが、こ
の種類のカラーフィルターは （１）媒染層が必要である。

（２）となり合う色層の混色を防ぐために媒染層の上に
防染用の中間層を設ける必要がある。

（３）媒染層の染色により色を出す関係上、どうしても
層の厚さを３５　くする必要がある。

（４）染料による染色なので着色層の耐湿性、耐光性が
充分でなく退色し易い。

などの欠点がある。

これらの欠点のない他の形式のカラーフィルターとして
、色素層を例えば真空蒸着によって色素の蒸着薄膜とし
て形成したものがある。この種類の゛カラーフィルター
の製造方法として基板上に溶解可能なフォトレジストパ
ターンを形成し、しかる後に色素層を形成し、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（又はリ
フトオフ法）が、例えば特公昭４７−１６８１５号公報
等により知られている。このリバースエツチング法によ
れば、後で溶解可能な物質、主にポジ型レジストを用い
て所望形状の着色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例えば真空蒸着法による色
素層を設け、しかる後下層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
方法によれば色素層のみの着色パターンが得られるため
シンプルな構成となる長所を有する。

リバースエツチング法により第５図に示すようなカラー
フィルターを形成するには、第６図を参照しつつ以下に
概説する方法を各着色パターン原料について繰り返すこ
とにより行なう。すなわち、まず、基板１上に感光性樹
脂（フォトレジスト）２を塗布し、フォトリソ技術で該
フォトレジストをバターニングして所望形状のフォトレ
ジストパターンを形成する。その状態を第６図（ａ）に
模式断面図として示しである。次いで、（ｂ）に示すよ
うにその全面に真空蒸着法等により色素層３を設ける。

その後基板上に残存するレジストパターンを除去液で溶
解し、その上層の色素層と共に遊離除去して、（Ｃ）に
示すような色素層パターン４を形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の除去液による溶解工程において、各着色パターン
形成の完了時点の検知は、着色パターンを構成する色素
層同士の間隙に存在する不要な色素層３＾を目視で１！
察することにより行っていた。つまり不要な色素層３Ａ
が完全に除去されたと判断した時点で、レジストパター
ンの除去液による溶解操作を停止していた。

しかしながら、このような検知法では上記の間隙の幅が
狭まいと、そこに残存する不要な色素層３＾は、隣接す
る本来必要な色素層のために見ずら〈完全に除去された
か否かの判断は非常に困難であった。従って、前記除去
液による溶解操作の中止が早すぎ、製造上の欠陥の１つ
である「色素残り」が発生してしまう場合が少なくなか
った。

逆に溶解操作を不必要に長時間続けすぎることは時間的
にも経済的にも損失が大きい。

また、溶解工程中、基板を目視で常に観察している必要
があるので、この工程を自動化する際の大きな障害とな
っていた。

本発明は上述の従来の欠点を解決するために為されたも
のであり、その目的は、着色パターンの間隙の幅に係わ
りなく、着色パターンの形成が実際に完了する時点を、
はとんど誤差なく、しかも容易に検知可能であって、色
素残りや経済的ロス等を防止できるカラーフィルターの
製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、溶解工程の自動化を容易にするカ
ラーフィルターの製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

Ｌ記目的達成可能な本発明のカラーフィルターの製造方
法は、フォトレジストの積層された基板を、マスクを介
してパターン露光し、然る後現像溶解することによりパ
ターン化されたフォトレジストの層を形成し、更にその
上に色素層を積層ちし、次いで色素層が層着された該フ
ォトレジストの層を溶解除去して着色パターンを形成す
る工程を、複数の色素層原料につき繰り返えすカラーフ
ィルターの製造方法において、面記溶解除去に際して、
色素層が層着されたフォトレジストの一部分に光を照射
し、該部分を透過した光の強度を測定し、該部分での光
透過率が、基板単独の光透過率と等しくなった時点で溶
解除去操作を停止することを特徴とする。

以下、図面を参照しつつ、３色の着色パターンから成る
カラーフィルターを製造する場合を例にとって本発明の
詳細な説明する。まず、基板の３色の着色パターンを配
設しようとする部分（以Ｆ、機能部という）と、その他
の部分（以下、非機能部という）とに感光性樹脂を塗布
等の方法により積層し、層状のレジストを形成する（第
１工程）。なお、感光性樹脂はポジ型として以下説明す
るがネガ型のものも使用可能である。

次いで、第１図に示すように露光マスク５を介して上記
の基板１にパターン状に光を照射する（第２工程）。し
かる後、光が照射された部分のレジスト２を、それのみ
が溶解する現像液により、溶かして除去し、第２図に示
すようにレジストパターンを形成する（第３工程）。第
２図に示すように、レジストパターンは基板１の機能部
ＩＡ、非機能部ＩＢ共に形成する。機能部１＾内の主レ
ジストパターンは、配設しようとする第１の着色パター
ンに対応するように形成する。即ち、第１の着色パター
ンを配設しようとする部分のみにお゛いてレジストが除
去されるように、形成する。一方、非機能部ＩＢの補助
レジストパターンは任意の形状でよいが、各パターン自
身の幅は、主レジストパターンの各パターン幅よりも大
きくする。

この理由については後述する。

次いで、第３図に示すように上記の基板１上に色素層３
を積層する。この積層には真空蒸着法が好ましく利用で
きるが、印刷法、スピンナー塗布法、浸漬法等であマて
もよい。

次に、第４図に示すように、光源６と、光の強度（また
は光の強度より光透過率）を測′定可能な測定器７とが
付設され、且つレジスト溶解液８が満たされたリフトオ
フｊｔ！９内に第３図に示した積層体ｌＯを入れて、主
及び補助レジストパターンを溶解除去する。こうして、
レジストパターンを、その七に層着された不要な色素層
３と共に除去して第１の着色パターンを形成する。積層
体ｌＯは、機械的手段（不図示）等によって上下に揺動
し、レジストパターンの溶解除去を進みやすくするとよ
い。レジストパターンがより除去しやすくなるように超
音波振動等の他の物理的な力を併用してもよい。

レジストの溶解工程中、光源６より適当な波長の光を積
層体ｌＯの非機能部ＩＢに向けて照射する。第３図にお
ける２ｘの部分（終点検知部２Ｘ）には、この２ｘ部分
の大きさ及び光のスポットの大きさに応じて、積層体１
０が上下に揺動していることから、光が断続的または連
続的に照射されることになる。よって、この終点検知部
２ｘから透過した光の大きさが測定器７により断続的ま
たは連続的に測定できる。測定の結果、終点検知部２×
での光透過率が基板１のみを光が照射した場合の光透過
率と等しくなったとき、溶解操作を停止する。

この停止時点では、補助レジストパターンは実質的に完
全に除去されている。一方、主レジストパターンは、そ
の幅が補助レジストパターンより小さく、除去されやす
いことから、この時点で同様に除去されていると認識で
きる。即ち、機能部１＾内の第１の着色パターンが完成
されている。

従って、完成後のカラーフィルターには色素残りが生じ
ない。（これが、補助レジストパターンの幅に関する前
述の制限についての理由である。） また、補助レジストパターンの幅を余り大きくせず、適
切な幅に選定すれば、言い換えれば、終点検知部２ｘの
幅を余り大きくしなければ、溶解操作の停止時点が、機
能部ＩＡ内にある着色パターンの実際の完了時より遅れ
ることを防止することができる。従って、製造上、時間
的、経済的ロスが生じないようにすることも可能となる
。

以上述べた工程を、他の色素層原料につき繰り返えすこ
とによりカラーフィルターの製造が完了する。

上記実施例では、透過光の光強度の検知が容易となるよ
うに、終点検知のための補助レジストパターン幅を大き
くして、そこでの検知を実施したが、可能ならば、基板
機能部に直接光を照射し、そこでの検知を実施してもよ
い。

本発明の方法に使用可能な色素材料、レジスト材料の種
類については特に制限はない。

また基板についても通常カラーフィルター用基板として
使用される材料すなわち例えばガラス板：光学用樹脂板
；ゼラチン；ポリビニルアルコール、とドロキシエチル
セルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル
、ポリビニルブチラール、ポリアミドなどの樹脂フィル
ム：さらには各種の機能をもつ機材を直接基板として用
いる場合等にも制限なく末法が適用できる。したがって
ブラウン管表示面、ｉ像管の受光 部、ＣＣＤ、ＢＢＤ、（、ＩＤ、ＢＡＳＩＳ等の固体撮
像素子が形成されたウェハー、薄膜半導体を用いた密着
型イメージセンサ−１液晶ディスプレー面、カラ電子写
真用感光体等に直接色素層をカラーフィルターとして層
着させる場合においても末法が適用できる。

〔発明の効果〕

本発明の方法によって、着色パターン間隙の幅がどんな
に微少になっても、着色パターン形成の完γ時点がほと
んど誤差なく、しかも容易に検知可能となった。その結
果、色素残りの発生がなくなると共に、時間的、経済的
損失も減少し、カラーフィルター製造における歩留りの
向にやコストの低減につながった。

更に、着色パターン形成の完了時点を機械的手段によっ
て検知するために、人間が目視観察する必要がなくなり
、カラーフィルター製造工程の自動化を進める上で有益
である。

（実施例） コーニング社＄７０５９のガラス基板上に東京応化製の
７オトレジスト０ＦＰＲ７８をスピンナーを用いて約１
−の膜厚に塗布し、フォトリソ技術でパターン形状に形
成した（第２図）。次いで真空蒸着法でＣｕフタロシア
ニン顔料を約３０００人の膜厚に蒸着した（第３図）。

第３図の２Ｙの部分の幅は、１０騨、終点検知部２ｘの
幅は４０−とした。

この基板を０ＦＰＲ専用現像液の入ったリフトオフ槽に
入れ、タングステンランプから出た５３０ｎｍの波長を
もつ光を基板に照射し、光の透過率を測定したところ５
０％であフた。そして基板の揺動を開始し、基板のみに
おける透過率９２％と等しくなった時点でリフトオフ工
程を終了した。次に、ｐｂフタロシアニン顔料、アント
ラキノン系顔料につき上記工程を繰り返えし、緑色と赤
色の各着色パターンを形成した。その際も、測定される
透過率が９２％になった時点でリフトオフ工程を終えた
。

以トの操作によりカラーフィルターが製造された。この
カラーフィルターを顕微鏡で調べたところ色素残りは全
くなかった。

比較例 目視により着色パターンを観察して不要な色素が除去さ
れたと判断した時点でリフトオフの終点を検知した以外
は実施例と全く同様に製造したカラーフルターは、色素
残り等の欠陥が全画素の面積の１０％にわたる部分に発
生していた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の方法の一実施例の工程図、第
５図はカラーフィルターの模式断面図、第６図はリバー
スエツチング法によりカラーフィルターを形成する方法
を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）フォトレジストの積層された基板を、マスクを介し
   てパターン露光し、然る後現像溶解することによりパタ
   ーン化されたフォトレジストの層を形成し、更にその上
   に色素層を積層し、次いで色素層が層着された該フォト
   レジストの層を溶解除去して着色パターンを形成する工
   程を、複数の色素層原料につき繰り返えすカラーフィル
   ターの製造方法において、前記溶解除去に際して、色素
   層が層着されたフォトレジストの一部分に光を照射し、
   該部分を透過した光の強度を測定し、該部分での光透過
   率が、基板単独の光透過率と等しくなった時点で溶解除
   去操作を停止することを特徴とするカラーフィルターの
   製造方法。