JPH11271527A - 色フィルタアレ―の作製法 - Google Patents

色フィルタアレ―の作製法

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JPH11271527A
JPH11271527A JP1950899A JP1950899A JPH11271527A JP H11271527 A JPH11271527 A JP H11271527A JP 1950899 A JP1950899 A JP 1950899A JP 1950899 A JP1950899 A JP 1950899A JP H11271527 A JPH11271527 A JP H11271527A
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filter array
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Luther C Roberts
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Elaine R Lewis
アール ルイス エライン
Sharlene A Wilson
エー ウィルソン シャーレン
David L Losee
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    • G02B5/223Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光や熱に対して安定で、かつ低価格で高品質
の色フィルタアレーを簡単に製造する方法を提供する。 【解決手段】 色フィルタアレーを第一の基板300上
に作製する方法であって、第一の基板300上に接着補
助層301を成膜し、接着補助層301を中間層で被覆
し、中間層をフォトレジスト層で被覆し、フォトレジス
ト層を露光および現像して、第一の開口列を形成し、パ
ターン化されたフォトレジスト層304をマスクに用い
て中間層をエッチングして、中間層内に第二の開口列を
シフトオフ法により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、顔料を用いた色
フィルタアレーの作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】色フィルタアレーは種々の方法によって
作製されている。例えば、媒染剤(mordant m
aterial)を成膜してパターン化した層に染料を
吸収させて作製する方法がある。上記方法の例は、Pa
ce等による米国特許第4,764,670号およびS
now等による米国特許第4,876,167号に記載
がある。この方法にはいくつかの問題点がある。例え
ば、媒染剤層の厚さを制御する必要があること、および
適切な色調を得る上で染料の使用量を精密に制御する必
要があること等である。さらにこの方法には、染料受容
層に染料が侵入することによって該受容層が膨潤し、そ
のため得られる最小寸法が制約されるという問題があっ
て、微細なフィルタ素子用には適用できない。また、こ
の方法には、染料が光や熱の照射によって褪色しやすい
という問題がある。
【0003】別の色フィルタアレーの作製方法として、
ドナーシートから受容部材中の受容層に染料を転写させ
る方式のものがある。この方法の例は、先願のDeBo
er等による米国特許第5,576,265号に記載が
ある。この方法には、染料が受容部材中の染料受容層内
で拡散し、そのためにフィルタ素子の輪郭の鮮明さが低
下するという問題がある。
【0004】この他に、屈折率の異なる材料の層を複数
成膜することによって二色性フィルタを形成する方法が
ある。この方法の例は、Hanrahan等による米国
特許第5,246,803号に記載がある。この二色性
フィルタの製法上の問題として、組成の異なる多層薄膜
の形成および膜厚制御の複雑さがある。つまり前記製法
においては、高真空槽内でスパッタ工程を精密に制御す
る必要があり、さらに真空槽を頻繁に清掃して該真空槽
の内面および槽内の部材上に堆積した材料類を除去する
必要がある。
【0005】染料あるいは二色性フィルタ以外の原料に
よる色フィルタアレーの作製法として、有機顔料を使用
する方法がある。有機顔料は染料よりも光や熱に対して
安定であり、かつ三層または四層以上の層形成を必要と
しないため、二色性フィルタよりも簡単にフィルタ形成
を行える。有機顔料は熱的に安定であるため、物理的気
相成長法(PVD)と呼ばれる、図1に示すシステムに
よって、所定の真空(partial vacuum)
下で蒸着して膜形成することができる。基板102は開
口マスク104に隣接して設置される。前記開口マスク
により基板の一部に開口が形成される。顔料薄膜形成用
の原料が原料ボート100内に入れられ、該ボートに通
電することにより原料の加熱が行われる。あるいは、適
当に設置された熱源からの輻射熱によって原料ボートの
加熱を行うこともできる。減圧下で加熱されると、原料
は蒸発して原料ボート中から飛び出し、マスク105に
衝突する。この原料蒸気の一部がマスク105内の開口
を通過して、ライン103上および該ライン間の領域を
飛行し、基板102およびマスク104上に堆積する。
【0006】従来方式の原料ボートを用いたPVD法に
はいくつかの問題点がある。多くの場合、基板上に堆積
される材料の膜厚と均一性の制御が難しい。このことは
特に、鮮明な色調をもつ色フィルタアレーの作製に必要
な、二つ以上の原料を同時に堆積する場合に顕著であ
る。一般に前記共堆積法では、複数の原料ボートから気
化する原料の蒸発速度を同時に制御する必要がある。ま
た一般に、原料ボート、マスクおよび基板移動機構を、
適切に配置して用いる必要がある。さらに、蒸着材がマ
スクや真空機構上に剥げ落ちる程度まで堆積して、有害
な不純物混入や蒸着原料の浪費の原因になることがあ
り、このために槽内を頻繁に清掃する必要がある。加え
て、前記基板移動機構は有害な蒸着材の粒状化をもたら
し、このことが基板汚染を招く因になる。
【0007】この他に、標準的なPVD法には、原料ボ
ートと基板間の距離を長くする必要があるという問題が
ある。このために大形の真空槽が必要であり、さらに大
型のポンプを用いて所定の真空度を得る必要が生じる。
加えて大形のマスクが必要であり、そのために材料の使
用効率が低下すると共に、マスク上への蒸着材の堆積に
よる不純物混入の問題がより深刻になる。場合により、
原料ボートを基板に対して特有に軸ズレさせて設置する
ことが、均一な被覆形成を行う上で必要であり、この場
合は材料の使用効率がさらに低下する。また、一つのポ
ンプ排気によって複数の基板上に被覆形成する場合は、
原料補充の問題が生じる。さらに、多層膜形成の際に
は、前記PVD方法では、複数サイクルでの複数の色材
膜の形成時に各層の厚さを精密にモニタする必要があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】光や熱に対して安定
で、かつ低価格で高品質の色フィルタアレーを簡単に製
造する方法が必要とされる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光や熱
に対して安定であると共に前述の製法上の問題点が解決
された、低価格で高品質の色フィルタアレーを提供する
ことである。前記製法上の問題点は、基板上に均一な厚
さの顔料層を形成することによって解決される。
【0010】上記目的は、以下の方法によって均一な厚
さの有機顔料層からなる色フィルタアレーを第一の基板
上に作製することにより達成される。該方法は、 a)前記第一の基板上に接着補助層を成膜する工程と、 b)前記接着補助層を中間層で被覆する工程と、 c)前記中間層をフォトレジスト層で被覆する工程と、 d)前記フォトレジスト層を露光および現像して、第一
の開口列を形成する工程と、 e)該パターン化されたフォトレジスト層をマスクに用
いて前記中間層をエッチングして、前記中間層内に第二
の開口列を形成する工程であって、該第二の開口は対応
する前記パターン化されたフォトレジスト層内の第一の
開口よりも幅広である開口列の形成工程と、 f)前記パターン化されたフォトレジスト層上に有機顔
料層を形成する工程と、 g)前記パターン化されたフォトレジスト層とその上層
の有機顔料層をリフトオフする工程と、 h)前記中間層を除去して、前記有機顔料層を前記第二
の開口中の所定の位置に残す工程と、を含む。
【0011】別の実施形態において、本発明は、有機顔
料層からなる色フィルタアレーを第一の基板上に作製す
る別の方法を提供する。該方法は、前述の方法を含むも
のであるが、ただし前記有機顔料が熱転写性であって、
かつ工程f)が、少なくとも一つの該熱転写性材料を第
二の基板上に堆積する工程と、堆積された熱転写性材料
層を第一の基板上のフォトレジスト層に対して熱転写可
能で、ただし間隔を置いた位置関係に配置する工程と、
該堆積された熱転写性材料層を十分に加熱して有機顔料
をフォトレジスト層に転写させる工程と、を含む。
【0012】本発明の特徴の一つに、本発明が均一な厚
さの顔料層を用いる用途に適用されることがあり、前記
用途として液晶表示器、発光ダイオード表示器あるいは
画像センサなどがある。本方法の効果として、光と熱に
対して安定でかつ鮮明な色調をもつ色フィルタアレー
を、複数の色材の共堆積により、単一工程で形成し得る
こと、並びに顔料層のパターン化によって顔料素子アレ
ーを形成し得ることがある。さらに、本発明により、熱
転写性顔料層作製の間に蒸発により顔料が高純度化され
る、また蒸着原料を有効利用して一様に高品質な大面積
の層形成を行えるという効果が得られる。その他に、層
厚を精密に制御できること、成膜用真空槽の補修頻度の
減少、および堆積過程のモニタ回数の低減といった効果
がある。加えて、本発明により、標準的なPVD法と比
べて高い圧力およびより小形の真空槽内で成膜を行うこ
とができ、その結果サイクル時間が短縮されると共に安
価な真空装置の使用が可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に従来方式のシステムを示
す。このシステムは、成膜用原料を含んだ加熱式原料ボ
ート100、基板102およびマスク104,105を
含む。前記マスクによって、原料蒸気の進路が経路10
3および該経路間の領域に制限される。
【0014】色フィルタアレーは、顔料の蒸着により作
製される。前記作製方法は、標準的なPVD法と異な
り、第一の基板上に受容層を設ける必要がなく、かつ転
写される顔料層と第一の基板とを物理的に接触させるこ
となく転写を行うことができる。この作製方法を図2お
よび図3〜図11に示す。
【0015】図2に、第二の基板200から第一の基板
201への顔料材の転写(矢印205で表す)システム
を示す。前記転写は、熱源202から開口部204を通
した輻射熱(矢印203で表す)での加熱により促進さ
れる。
【0016】図3に、表面に接着補助層301が形成さ
れた第一の基板300を示す。第一の基板300はガラ
スまたはプラスチックなどの透明材料で形成される、あ
るいは画像センサ形成用のデバイスウェハ(devic
e wafer)などの半導体材料で基板300を形成
することもできる。前記接着補助層は数種の方法によっ
て基板上に成膜され、該方法として、スピン塗布、化学
的気相成長法、スパッタ、あるいは真空蒸着がある。接
着補助層301に使用される材料は種々の原料により作
製され、該材料として、有機ポリマ、スピンオングラス
材あるいは酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料
がある。この接着補助層をパターン化して、該接着補助
層中に凹部のアレーを形成する。あるいは、パターン化
された中間層306の形成後に接着補助層301を形成
することもできる(図7との関連で後述)。
【0017】図4に示すように、接着補助層301上に
中間層302が形成される。前記中間層は数種の方法に
よって形成され、該方法としてスピン塗布、化学的気相
成長法、スパッタあるいは真空蒸着がある。この中間層
は種々の材料で作製され、該材料としてスピンオングラ
ス材、有機ポリマ、フォトレジストあるいはシリコン含
有ポリマがある。また、酸化シリコンや窒化シリコンな
どの無機材料を使用することもできる。
【0018】図5に示すように、中間層302上にフォ
トレジスト層303が形成される。フォトレジスト層3
03はフォトレジスト層単独で形成されており、典型的
には従来方法と同様にスピン塗布によって成膜される。
あるいは、このフォトレジスト層を別の材料層上に成膜
されたフォトレジスト層を含む複層構成にしてもよい。
前記別材料は、エッチング工程でエッチング可能なもの
であり、該材料としてスピンオングラス材または酸化シ
リコンなどがある。前記エッチング可能な材料は種々の
方法で成膜され、該方法としてスピン塗布、真空蒸着、
スパッタあるいは化学的気相成長法がある。
【0019】図6に示すように、フォトレジスト層30
3が露光および現像されて、第一の開口305列をもつ
パターン化されたフォトレジスト層304が形成され
る。前記フォトレジスト層が複層構成の場合は各層の材
料を適宜選択して、上層がパターン化された後、該上層
をエッチング工程でのマスクに用いて下層のエッチング
を行い、それによってフォトレジスト層内に開口列が形
成されるようにする。
【0020】図7に示すように、前記パターン化された
フォトレジスト層304をマスクに用いて中間層302
をエッチングして、第二の開口307列をもつパターン
化された中間層306を形成する。前記開口307は前
記パターン化されたフォトレジスト層304内の開口よ
り幅が広い。前記中間層が酸化シリコンや窒化シリコン
などの無機材料で作製される場合は、溶液エッチングあ
るいはプラズマエッチングによってエッチング処理を行
う。中間層がフォトレジストまたは有機ポリマで形成さ
れる場合は、エッチング処理を、フォトレジスト分野で
公知の現像工程、または該ポリマ材に適した溶剤を用い
た溶解工程、あるいはプラズマエッチングや反応性イオ
ンエッチングなどの気相法によって行う。
【0021】図8に、表面に均一な厚さの顔料層309
が形成された第二の基板308を示す。第二の基板30
8上の顔料層309は、第一の基板300上のパターン
化されたフォトレジスト層304に対して転写可能な位
置に備わる。前記顔料層は、数種の方法によって厚さが
均一になるように第二の基板上に形成される。前記方法
として、物理的気相成長法、真空蒸着、あるいは昇華が
ある。この顔料材は、フォトレジストのリフトオフ(図
10)用溶剤に溶解または分散されないものであること
が好ましい。また、この顔料材で形成される層がリフト
オフ用溶剤を浸透させるものであることが効果的であ
る。
【0022】図9に示すように、顔料が第二の基板30
8から第一の基板300上のパターン化されたフォトレ
ジスト304に転写されて、転写顔料層310が形成さ
れる。前記転写は、第二の基板308に熱を加えること
で行われる。基板308は、典型的には鋼やアルミニウ
ムなどの金属、あるいはポリイミドフィルムなどの耐熱
性プラスチックで作製される。前記加熱は、第二の基板
308の被覆されていない側の面を電磁波で照射するこ
とにより行う。前記電磁波は、基板または顔料層に吸収
される波長をもつものであり、吸収された電磁波が輻射
の緩和過程で熱に変換される。この電磁輻射は、細長い
ランプ光源を用いて広い範囲で同時に行うか、あるいは
レーザ走査ビームを用いて行う。明らかに、画像形状で
の光照射により顔料層の一部だけを加熱して転写するこ
とができる。この他に、顔料層309を転写させるため
の第二の基板308の加熱方法として、第二の基板30
8への通電を用いる方法がある。この方法は、特に基板
308の全体または一部が金属で出来ている場合に実施
される。さらに別の方法では、第二の基板が加熱物に直
接接触することで加熱され、該加熱物として、金属ブロ
ック、高温ローラおよびその他の機構等がある。前記加
熱物は必要な温度に加熱または予備加熱され、直接的に
熱接触することで基板に熱を伝達する。色材転写時の典
型的な圧力と距離の範囲は、約0.1Torr以下の圧
力において距離が約0.1mmから約3mm、0.00
1Torrより低い圧力において距離が約50mm未満
である。
【0023】図10に示すように、パターン化されたフ
ォトレジスト層304が上層の転写顔料層310と共に
リフトオフ処理によって除去され、結果的にパターン化
された中間層306中の第二の開口307内の転写顔料
層310が残る。
【0024】リフトオフ工程の詳細を以下に示す。
【0025】フォトレジスト層が、適当な波長の電磁輻
射によって画像形状にパターン化され、次の現像工程で
後続の層形成が必要な領域に開口が設けられる。前記後
続層は、該開口領域と残部のフォトレジスト領域の両方
の上に堆積される。次のリフトオフ工程で、フォトレジ
ストが溶剤中に溶解または膨潤し、それによって該フォ
トレジストが下方の基板から分離されてリフトオフが行
われ、所望の堆積膜が基板上の所定位置に残る。リフト
オフ処理およびリフトオフ用の代表的材料については、
1989年Plenum Press(ニューヨーク)
刊、W.M.Moreau著「半導体リソグラフィ」第
12章に記載がある。
【0026】通常のリフトオフ工程においては、パター
ン化されたフォトレジスト層304は下部の全ての層と
共に除去される。本発明の特徴は、フォトレジスト層と
その上部の顔料層だけが除去され、パターン化された中
間層と中間層中の開口内の顔料層は残ることである。本
方法のもう一つの特徴として、前記上部顔料層にリフト
オフ用の溶剤が浸透することがあり、これにリフトオフ
用溶剤がフォトレジストの全域に同時に浸透して該フォ
トレジストを溶解または膨潤させ、その結果きわめて迅
速にリフトオフを行うことができる。これに対し、上部
の材料層にリフトオフ用溶剤が浸透しない場合は、フォ
トレジストの露出端からのみ溶剤が浸透していく。パタ
ーン化されたフォトレジスト層304がリフトオフ処理
によって除去されると、中間層は、図11に示す別の処
理法によってきわめて迅速に除去される。
【0027】図11に、パターン化された中間層306
を取り除いた後の転写顔料層310を示す。前記パター
ン化された中間層の除去は各種方法によって行われる。
前記方法として、溶液エッチングあるいはプラズマエッ
チング(スピンオングラス材、酸化シリコンまたは窒化
シリコンの場合)、溶剤を用いた溶解処理あるいは現像
処理(フォトレジストの場合)、および溶解処理(ポリ
マ層の場合)がある。
【0028】以上、種々の層および基板について説明を
行った。明らかに、各層および基板を多層構造にしても
よい。また、前記顔料層は複数の顔料で形成することも
可能であり、前記複数の顔料は一種類ずつあるいは同時
のいずれかの方法で堆積される。
【0029】図3〜図11に示した製法に使用される顔
料として次のものがある、すなわち、青色顔料15、ニ
ッケルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシア
ニン、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニン、バナジ
ルフタロシアニン、チタニルフタロシアニンおよびチタ
ニルテトラフロロフタロシアニンなどのフタロシアニ
ン、黄色顔料110および黄色顔料173などのイソイ
ンドリノン(isoindolinones)、黄色顔
料139および黄色顔料185などのイソインドリン、
黄色顔料151、黄色顔料154、黄色顔料175、黄
色顔料194、橙色顔料36、橙色顔料62、赤色顔料
175、赤色顔料208などのベンツイミダゾロン、黄
色顔料138などのキノフタロン、赤色顔料122、赤
色顔料202および紫色顔料19などのキナクリドン、
赤色顔料123、赤色顔料149,赤色顔料179、赤
色顔料224および紫色顔料29などのペリレン、紫色
顔料23などのジオキサジン(dioxazine
s)、赤色顔料88および紫色顔料38などのチオイン
ジゴ、2,8−ジフロロエピインドリジオンなどのエピ
インドリジオン(epindolidiones)、赤
色顔料168などのアンタントロン、イソビオラントロ
ン、青色顔料60などのインダントロン、黄色顔料19
2などのイミダゾベンツイミダゾロン、橙色顔料67な
どのピラゾロキナゾロン、赤色顔料254、Irgaz
in DPP Rubin TR、Cromophta
l DPP Orange TRおよびChromop
htal DPP Flame Red FP(全てC
iba Pigments製)などのケトピロロピロー
ル、および赤色顔料177などのビスアミノアントロン
がある。
【0030】
【実施例】以上記述した発明の実施形態にしたがって、
以下の実験を行った。
【0031】実施例1:真空昇華により高純度化された
市販の銅フタロシアニンを、真空ベルジャー中で約6×
10-5Torrに減圧した状態で、タンタル製原料ボー
ト100中で通電加熱した。この結果、約0.2μmの
フタロシアニンが約25μm厚さの304型ステンレス
鋼フォイル(Atlantic Metals and
Alloys社製)の一面上に堆積した。次にこの被
覆形成したフォイルをシリコンウェハから約3mm距離
を置いた位置に取り付けてアセンブリを作製した。前記
ウェハは、表面に約0.5μmの酸化シリコン層が形成
されており、その上にポリ(メチルグルタルイミド)
(Microlithgraphic Chemica
ls社製SF−13「PMGI」)をスピン塗布した後
250℃で45秒間焼成して厚さ約1μmの層を形成
し、その上にフォトレジストAZ5214IR(Hoe
chst Celanese社製)をスピン塗布した後
90℃で60秒間焼成して厚さ約1.3μmの層を形成
し、さらにGCAシリーズ6300型ステップ繰り返し
式露光機によって365nmの光を用いて約38mJ/
cm2のエネルギでパターン露光し、次いでホットプレ
ート上で120℃で40秒間焼成した後、約250mJ
/cm2のエネルギの光でフラッド(flood)露光
を施し、さらにAZ327 MIF型現像器(Hoec
hst Celanese社製)で3分間現像してパタ
ーン化したフォトレジスト層を形成したものである。こ
の場合、前記フォイルの被覆形成されていない側の面
は、約30mm間隔に設置された四つの加熱ランプ(G
eneral Electric製、部品番号QH50
0T3/CL)のアレーから約25mm離れた箇所に位
置していた。前記アセンブリを約6×10-5Torrの
減圧下で、加熱ランプを120V/4Aの条件で60秒
間電力供給してフタロシアニンをシリコンウェハに転写
させた。このウェハを真空槽から取り出し、Brans
on3200型超音波浴を用いてアセトントレー中で9
0秒間超音波洗浄した。この処理によってフォトレジス
トは全て除去され、所望の形状の銅フタロシアニンが形
を損なうことなくウェハ上に残った。
【0032】実施例2:真空昇華により高純度化された
市販の銅フタロシアニンを、真空ベルジャー中で約6×
10-5Torrに減圧した状態で、タンタル製原料ボー
ト100中で通電加熱した。この結果、約0.2μmの
フタロシアニンが、約25μm厚さのステンレス鋼フォ
イルの一面上に堆積した。次にこの被覆形成されたフォ
イルをガラス基板から約3mm距離を置いた位置に取り
付け、両端を二つの電極で挟んで固定してアセンブリを
作製した。このアセンブリを約0.1Torrの真空下
で、(30Vで)約10秒間フォイルに通電し、フォイ
ル端の温度を約26℃にしてフタロシアニンをガラス基
板に転写させた。
【0033】実施例3:タンタル製原料ボート100に
約0.1gの黄色顔料110(Ciba−Geigy社
製)を半分程度充填し、約2.5×10-5Torrの真
空下で、温度が375〜417℃になるまで通電加熱し
た。原料ボート100から蒸発した顔料材は、雰囲気温
度に保たれた状態で約25μm厚さのステンレス鋼フォ
イルの一面上に凝縮して堆積した。この堆積膜の厚さを
水晶振動子モニタによってモニタし、厚さが約0.45
μmに達した時点で堆積を終了した。
【0034】同様の方法で、あらかじめ黄色顔料110
が被覆された鋼フォイル上に厚さ約0.15μmのチタ
ニルフタロシアニン(H.W.Sands社製)を成膜
した。この成膜は、約2×10-4Torrの減圧下で3
31〜437℃の温度範囲で行った。
【0035】前記二重被覆された鋼フォイルをスライド
ガラスから約2mm距離を置いた位置に取り付け、両端
を二つの電極で挟んで固定した後、約3.3×10-5
orrの真空下で30Vで10秒間通電加熱した。この
結果、色材が全てスライドガラスに転写し、695〜7
15nmの波長域で3.0以上の光学濃度をもつ透明な
連続層の形成が確認された。転写後の両色材層に外力を
加えて別々の層に分離することは不可能であった。
【0036】実施例4:色材の堆積順を逆にしたこと以
外は、実施例3と同様の手順を繰り返した。色材は全て
スライドガラスに転写され、透明な外観の連続層が得ら
れた。
【0037】実施例5:市販のチタニルフタロシアニン
(Aldrich Chemical社製)を、真空ベ
ルジャー中で約1.1×10-4Torrに減圧した状態
で、タンタル製原料ボート100中で通電加熱した。こ
の結果、約0.15μmのフタロシアニンが、約25μ
m厚さのステンレス鋼フォイルの一面上に堆積した。こ
の被覆形成されたフォイルを基板に用いて、別工程で第
二の色材層を形成した。前記色材層の形成は、橙色顔料
36(Hoechst Celanese社製Novo
perm Orange HL−70)をタンタル製原
料ボート100中で約1.3×10-4Torrの減圧下
で加熱することにより行った。この結果、約0.3μm
の顔料が前記フタロシアニン被覆上に堆積し、二重に被
覆された層が前記鋼フォイル上に形成された。この二重
被覆フォイルをシリコンウェハの一面から約2mm距離
を置いて取り付けた後、両端を二つの電極で挟んで固定
してアセンブリを作製した。前記シリコンウェハは、実
施例1と同様に、表面に約1.0μmのポリ(メチルグ
ルタルイミド)(Microlithgraphic
Chemicals社製PMGI)からなる接着補助層
と、パターン化されたAZ5214IRフォトレジスト
(Hoechst Celanese社製)層が形成さ
れたものである。前記アセンブリを約1.1×10-4
orrの真空中に配置して、前記フォイルに(30V
で)約10秒間通電した。この結果、フタロシアニンと
橙色顔料36が共にウェハに転写された。このウェハを
超音波浴(Branson 2200)中で30秒間ア
セトン洗浄して、ウェハ面の頂部上のフォトレジストお
よび顔料を除去した結果、ウェハ上の所望の位置に顔料
層のパターンが残った。
【0038】実施例6:市販の青色顔料60(BASF
社製Paliogen Blue L6385)を、真
空ベルジャー中で約1.0〜1.6×10-5Torrに
減圧した状態で、タンタル製原料ボート100中で通電
加熱した。この結果、約0.4μmの青色顔料60が約
25μm厚さのステンレス鋼フォイルの一面上に堆積し
た。次にこの被覆形成されたフォイルをシリコンウェハ
から約3.5mm距離を置いた位置に取り付けてアセン
ブリを作製した。前記ウェハは、実施例1で述べた様
に、表面に約0.5μmの酸化シリコン層が形成されて
おり、その上にポリ(メチルグルタルイミド)(Mic
rolithgraphic Chemicals社製
「PMGI」)をスピン塗布した後焼成して厚さ約1μ
mの層を形成し、その上にフォトレジストAZ5214
IR(Hoechst Celanese社製)をスピ
ン塗布した後焼成して厚さ約1.3μmの層を形成した
ものである。実施例1と同様に、この後前記フォトレジ
スト層にパターン化および現像処理を施した。この時、
該フォイルの被覆されていない側の面は30mm間隔に
設置された四つの加熱ランプ(General Ele
ctric社製、部品番号QH500T3/CL)のア
レーから25mm距離を置いた箇所に位置していた。前
記アセンブリを約1.4×10-5Torrの真空下で、
加熱ランプに120V/4Aの条件で60秒間電力供給
して顔料をシリコンウェハに転写させた。このウェハを
真空槽から取り出し、Branson3200型超音波
浴を用いて、体積比で30:70のアセトンとイソプロ
ピルアルコールの混合溶媒トレー中で90秒間超音波洗
浄した。この処理によってフォトレジストは全て除去さ
れ、所望の形状の顔料パターンが形を損なうことなくウ
ェハ上に残った。ただし微視的には、若干の不要な顔料
が顔料素子間に除去されずに残っていることが認められ
た。
【0039】実施例7:表面に約0.5μmの酸化シリ
コン層が形成されたシリコンウェハ上に、ポリ(メチル
グルタルイミド)(Microlithgraphic
Chemicals社製SF−13「PMGI」)を
毎分3500回転でスピン塗布した後、ホットプレート
上で250℃で45秒間焼成して厚さ約1.1μmの層
を形成した。この層上に、スピンオングラス材(All
ied−Signal Advanced Mater
ials製Acugaalss211)層を毎分250
0回転でスピン塗布して、厚さ約0.2μmの層を形成
した。このウェハを185℃で2分間焼成した後、フォ
トレジストAZ5209E(Hoechst Cela
nese社製)を毎分2500回転でスピン塗布し、さ
らに90℃で60秒間焼成して厚さ約1.2μmの層を
形成した。次いで前記フォトレジストを、GCAシリー
ズ6300型ステップ繰り返し式露光機によって約50
mJ/cm2のエネルギで露光した後、AZ327 M
IF型現像器(Hoechst Celanece社
製)で60秒間現像してパターン化した。このウェハ
を、30:1に希釈した酸化物用エッチング液(Oli
n Microelectronics Materi
als製)中に2分間浸責してスピンオングラス層のエ
ッチングを行った。このウェハの断面を劈開破壊して走
査型電子顕微鏡で観察した結果、フォトレジスト層がス
ピンオングラス層の外周端から約1.0μm外側の範囲
を覆っていることがわかった。
【0040】実施例8:市販の青色顔料60(BASF
社製Paliogen Blue L6385)を、真
空ベルジャー中で約1.4〜1.8×10-5Torrに
減圧した状態で、タンタル製原料ボート100中で通電
加熱した。この結果、約0.4μmの顔料が約25μm
厚さのステンレス鋼フォイルの一面上に堆積した。前述
と同様に、この被覆形成されたフォイルをシリコンウェ
ハから約3.5mm距離を置いた位置に取り付けてアセ
ンブリを作製した。この時、前記顔料が被覆されたフォ
イルの被覆されていない側の面は30mm間隔に設置さ
れた四つの加熱ランプ(General Electr
ic社製、部品番号QH500T3/CL)のアレーか
ら約60mm距離を置いた箇所に位置していた。前記ア
センブリを約2.6×10-5Torrの真空中で、加熱
ランプに60秒間電力供給して顔料をシリコンウェハに
転写させた。このウェハを真空槽から取り出し、体積比
で30:70のアセトンとイソプロピルアルコールの混
合溶媒トレー中で2分間超音波洗浄した。光学顕微鏡観
察の結果、不要な顔料は全て除去されていた。この後、
前記ウェハを30:1に希釈した酸化物用エッチング剤
(Olin Microelectronics Ma
terials製)の水溶液中に浸責してスピンオング
ラス層を除去した結果、所望の形状の青色顔料60が形
を損なうことなくウェハ上に残った。
【0041】以上の説明は、本発明者等によるもっとも
好適な実施形態を示したものである。上記実施形態は本
発明者等の考える最良の形態であるが、従来技術による
種々の変更が可能なことは明らかである。したがって、
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、添
付した特許請求の範囲によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 代表的な従来方式の物理的気相成長法(PV
D)システムを示す図である。
【図2】 本発明による、第二の基板から第一の基板に
顔料を熱転写させる、代表的なシステムを表す図であ
る。
【図3】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図4】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図5】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図6】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図7】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図8】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図9】 本発明による色フィルタアレーの作製方法に
おける一工程を示す図である。
【図10】 本発明による色フィルタアレーの作製方法
における一工程を示す図である。
【図11】 本発明による色フィルタアレーの作製方法
における一工程を示す図である。
【符号の説明】
100 原料ボート、102 基板、103 経路、1
04 マスク、105マスク、200 第二の基板、2
01 第一の基板、202 熱源、203輻射熱、20
4 開口部、205 矢印、300 第一の基板、30
1 接着補助層、302 中間層、303 フォトレジ
スト層、304 パターン化されたフォトレジスト層、
305 第一の開口、306 パターン化された中間
層、307 第二の開口、308 第二の基板、309
顔料層、310 転写顔料層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャーレン エー ウィルソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 セネカ フォールス ステート アールティ 414 4483 (72)発明者 デビッド エル ロージー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート ウェスト チャーチ ストリート 100

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 均一な厚さの有機顔料からなる色フィル
    タアレーを第一の基板上に作製する方法が、 a)前記第一の基板上に接着補助層を成膜する工程と、 b)前記接着補助層を中間層で被覆する工程と、 c)前記中間層をフォトレジスト層で被覆する工程と、 d)前記フォトレジスト層を露光および現像して、第一
    の開口列を形成する工程と、 e)該パターン化されたフォトレジスト層をマスクに用
    いて前記中間層をエッチングして、前記中間層内に第二
    の開口列を形成する工程であって、該第二の開口は対応
    する前記パターン化されたフォトレジスト層内の第一の
    開口よりも幅広である開口列の形成工程と、 f)前記パターン化されたフォトレジスト層上に有機顔
    料層を形成する工程と、 g)前記パターン化されたフォトレジスト層とその上層
    の有機顔料層をリフトオフする工程と、 h)前記中間層を除去して、前記有機顔料層を前記第二
    の開口中の所定の位置に残す工程と、を含むことを特徴
    とする色フィルタアレーの作製方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の色フィルタアレーの作製方法
    において、前記有機顔料が熱転写性であり、かつ工程
    f)が、少なくとも一つの該熱転写性有機顔料層を第二
    の基板上に形成する工程と、該形成された熱転写性有機
    顔料層を第一の基板上のフォトレジスト層に対して転写
    可能な位置関係で、ただし間隔を置いて配置する工程
    と、該形成された熱転写性有機顔料層を十分に加熱して
    有機顔料を前記フォトレジスト層に転写させる工程と、
    を含むことを特徴とする色フィルタアレーの作製方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の色フィルタアレーの作製方法
    において、前記中間層がスピンオングラス(spin−
    on−glass)材、酸化シリコン、窒化シリコン、
    または酸窒化(oxynitride)シリコンのいず
    れかを含むことを特徴とする色フィルタアレーの作製方
    法。
JP1950899A 1998-01-29 1999-01-28 色フィルタアレ―の作製法 Ceased JPH11271527A (ja)

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