JPS6385603A - Preparation of color filter - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、液晶ディスプレイや撮像素子、潤色センサー
等に用いるカラーフィルターの製造方法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a color filter used in liquid crystal displays, image sensors, color emitters, etc.
（従来の技術）
第３図は従来の着色ポリイミド樹脂を用いたカラーフィ
ルターの製造方法における各工程を示す説明図である。(Prior Art) FIG. 3 is an explanatory diagram showing each step in a conventional method for manufacturing a color filter using colored polyimide resin.
第３図（、）の工程では、基板１上に、第１色目の着色
ポリイミド２を回転塗布法により塗布し、塗布された着
色ポリイミド２のセミキュア（半硬化）を行う、セミキ
ュアされた状態は、完全に硬化するに至る手前の状態で
あり、まだこの状態では着色ポリイミド２をフォトレジ
ストの現像液にてエツチングすることが可能である。セ
ミキュアの温度は、約１３０〜１５０’ＣでＮ２ガス雰
囲気中又は空気中で行う。In the process shown in FIG. 3(,), the first colored polyimide 2 is applied onto the substrate 1 by spin coating, and the applied colored polyimide 2 is semi-cured. , it is in a state just before being completely cured, and in this state it is still possible to etch the colored polyimide 2 with a photoresist developer. The temperature of semi-cure is about 130 to 150'C in a N2 gas atmosphere or in air.
第３図（ｂ）の工程では、セミキュア状態になった着色
ポリイミド２上にポジ型のフォトレジスト３を回転塗布
する０次に、このフォトレジスト３のプリベーク（約９
０〜１００℃）を行う。In the process shown in FIG. 3(b), a positive type photoresist 3 is spin-coated on the semi-cured colored polyimide 2. Next, this photoresist 3 is prebaked (approximately 90%
0 to 100°C).
第３図（ｃ）の工程では、フォトマスク４を通して泗択
的な露光を行う、フォトマスク４における透過部４１の
下のフォトレジスト３には光が当たり、遮光部４２の下
のフォトレジスト３には光が当たらない。In the process shown in FIG. 3(c), selective exposure is performed through the photomask 4. The photoresist 3 under the transparent part 41 of the photomask 4 is exposed to light, and the photoresist 3 under the light-shielding part 42 is exposed to light. There is no light shining on it.
第３図（ｄ）の工程では、アルカリ水溶液からなる現像
液によって現像処理を行う、このとき、露光工程におい
て光の当たった部分では、フォトレジスト３は勿論のこ
と、セミキュア状萼の着色ポリイミド２まで現像液中に
溶は出す、一方、露光工程において光の当たらなかった
部分では、フォトレジスト３がそのままの状態で残り、
その下の着色ポリイミド２もフォトレジスト３に保護さ
れて残存する。第３図（ｄ）は、この現〔象凌の状態を
示している。In the step of FIG. 3(d), development is performed using a developer consisting of an alkaline aqueous solution. At this time, in the areas exposed to light in the exposure step, not only the photoresist 3 but also the colored polyimide 2 of the semi-cured calyx is removed. On the other hand, in the areas that were not exposed to light during the exposure process, the photoresist 3 remains as it is.
The colored polyimide 2 underneath is also protected by the photoresist 3 and remains. Figure 3(d) shows this current situation.
第３図（ｅ）の工程では、フォトレジスト３の剥離を行
う、その後、残存する着色ポリイミド２のボストキュア
（後の熱処理）を行う、処理温度は、着色ポリイミド２
中に含有されている着色剤が分解しない範囲内で、でき
るだけ高温（約２００〜３００℃）で処理する。In the step shown in FIG. 3(e), the photoresist 3 is peeled off, and then the remaining colored polyimide 2 is subjected to post-curing (subsequent heat treatment).
The treatment is carried out at as high a temperature as possible (approximately 200 to 300°C) within a range that does not decompose the colorant contained therein.
第３［Ｚ（ｆ）の工程では、ボストキュアを終えた着色
ポリイミド２上に透明な保ｆｆ１５を回転塗布する。こ
の保護Ｎ５は第２色目′以後のパターニング工程におい
て、第１色目の着色ポリイミド２のパターンが侵される
のを防止する役割を持っている。これで第１色目（例え
ば青色）のパターニングが完成したことになる。In the third step (Z(f)), a transparent adhesive 15 is spin-coated on the colored polyimide 2 that has undergone post-curing. This protection N5 has the role of preventing the pattern of the colored polyimide 2 of the first color from being attacked in the patterning process after the second color'. This completes the patterning of the first color (for example, blue).
第２色目（例えば緑色）及び第３色目（例えば赤色）に
ついては、前述の第３図（ａ）〜（ｆ）の工程をそれぞ
れ繰り返し、第３図（ｇ）に示すように、第２色目の着
色ポリイミド６、保護層５、第３色目の着色ポリイミド
７、及び、表面保護層８を形成するものである０表面保
護Ｎ８は中間保護層５と同様に透明な材質よりなる。For the second color (e.g. green) and the third color (e.g. red), repeat the steps of FIGS. 3(a) to (f) described above, and as shown in FIG. 3(g), The colored polyimide 6, the protective layer 5, the third colored polyimide 7, and the surface protection N8 forming the surface protection layer 8 are made of a transparent material like the intermediate protection layer 5.
第４図は従来の他の製造方法における各工程を説明する
ための図である。第４図（ａ）〜（ｅ）に示す工程は、
第３図（ａ）〜（ｅ）に示すのと同じ工程であり、第１
色目の着色ポリイミド２がパターニングされる。第２色
目及び第３色目については、第４図（ａ）〜（ｅ）に示
す工程を夫々繰り返して、各色の着色ポリイミド６．７
をパターニングする。すなわち、この製造方法において
は各着色ポリイミド２．６．７の間に中間保護層５がな
く、３色の着色ポリイミド２，６．７の全部が、基板１
上に直接収りｆｆけられることになる。第４図（「）に
示す工程では、各着色ポリイミド２，６．７を覆うよう
に、透明な表面保護層８を形成する。FIG. 4 is a diagram for explaining each step in another conventional manufacturing method. The steps shown in FIGS. 4(a) to (e) are as follows:
This is the same process as shown in FIGS. 3(a) to (e), and the first
The colored polyimide 2 is patterned. For the second and third colors, the steps shown in FIGS.
pattern. That is, in this manufacturing method, there is no intermediate protective layer 5 between the colored polyimides 2, 6.7, and all of the three colored polyimides 2, 6.7 are coated on the substrate 1.
It will fit directly onto the top. In the step shown in FIG. 4(), a transparent surface protection layer 8 is formed so as to cover each colored polyimide 2, 6.7.
（発明が解決しようとする問題点）
第３図に示す従来例にあっては、各色のフィルター層の
間に中間保護層５が存在し、全暦数として６層になる。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional example shown in FIG. 3, an intermediate protective layer 5 exists between the filter layers of each color, resulting in a total of six layers.
これは工程的に考えると、時間の掛かるプロセスである
。又、特性的に考えると。From a technical standpoint, this is a time-consuming process. Also, if you think about it in terms of characteristics.
３色が同じ層内に位置していないので、たとえば、微細
パターンになった場合、斜光に対して色ずれを起こす可
能性が高い、又、保護層が多くなるので、フィルターと
しての膜厚が大きくなり、クラックが入りやすいという
開運もある。Since the three colors are not located in the same layer, for example, in the case of a fine pattern, there is a high possibility that color shift will occur due to oblique light.Also, since the number of protective layers increases, the film thickness as a filter will increase. It's good luck that it gets bigger and cracks more easily.
第４図に示す従来例にあっては、工程的には、第３（２
ＩのＵＣ来例に比べて中間保護層５が不要であるので工
程数がｌ’ｌ１１減されるが、第２色目の着色ポリイミ
ド６、第３色目の着色ポリイミド７をパターニング現像
する際に、その工程よりも前に既にパターニングされて
いる着色ポリイミドの上に陵の工程の着色ポリイミドが
若干残り、いわゆる混色のような現象が起こりやすいと
いった問題がある。また、その若干残る着色ポリイミド
を完全にエツチングするために、現像条件を厳しくする
と、本来はエツチングしたくないフォトレジスト下の着
色ポリイミドのサイドエッチが進み、微細パターンにな
ると、形状精度低下の間にか生じる。In the conventional example shown in FIG.
Compared to the conventional UC example of I, since the intermediate protective layer 5 is not required, the number of steps is reduced by l'l11, but when patterning and developing the colored polyimide 6 of the second color and the colored polyimide 7 of the third color, There is a problem in that some colored polyimide from the last step remains on the colored polyimide that has already been patterned before that step, and a phenomenon such as so-called color mixing tends to occur. In addition, if the development conditions are made stricter to completely etch the slightly remaining colored polyimide, side etching of the colored polyimide under the photoresist, which is originally not desired to be etched, progresses, resulting in a fine pattern and a decrease in shape accuracy. or occur.
本発明はこのような点に濫みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、多色の着色ポリイミド樹脂を基
板上にパターニングする際の工程数を削減すると共に、
混色の発生を防止できるようにしたカラーフィルターの
製造方法を提供するにある。The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to reduce the number of steps when patterning multicolored colored polyimide resin on a substrate, and to
To provide a method for manufacturing a color filter that can prevent color mixture from occurring.
（間ｍ点を解決するための手段）
本発明に係るカラーフィルターの製造方法にあっては、
基板上に塗布されたカラーペーストをフォトリソグラフ
ィ法によりパターニングして複数の色のカラーフィルタ
ーを基板上に形成する方法において、各色のパターニン
グ工程毎にカラーペースト上に残っているフォトレジス
トの剥離および残存するカラーペーストの熱硬化を行う
ことなく、すべての色のパターニング工程の終了後に一
括してフォトレジストの剥離を行い、その後、基板上に
残存するカラーペーストを同時に熱硬化するようにした
ものである。(Means for solving the problem of m points) In the method for manufacturing a color filter according to the present invention,
In a method of forming color filters of multiple colors on a substrate by patterning a color paste applied on a substrate using photolithography, the photoresist remaining on the color paste is peeled off and remains after each color patterning process. The photoresist is removed at once after the patterning process for all colors is completed, without the need to heat cure the color paste, and then the color paste remaining on the substrate is heat cured at the same time. .
（作用）
本発明にあっては、このように、各色のパターニング工
程でその都度フォトレジストを剥離することなく、すべ
ての色のパターニング工程の終了後に一括してフォトレ
ジストを剥離するようにしたので、多色カラーフィルタ
ー製造の工程数が削減されると共に、各色のフィルター
間の混色が生じるおそれがなくなるものである。(Function) According to the present invention, as described above, the photoresist is removed at once after the patterning process of all colors is completed, without removing the photoresist each time in the patterning process of each color. , the number of steps for manufacturing multicolor color filters is reduced, and there is no possibility of color mixing between filters of different colors.
（実施例）
第１図は本発明の一実施例に係るカラーフィルターの製
造方法における各工程を示す図である。(Example) FIG. 1 is a diagram showing each step in a method for manufacturing a color filter according to an example of the present invention.
第１図（ａ）〜（ｄ）は、第３図（ａ）〜（ｄ）又は第
４図（ａ）〜（ｄ）と同じ工程であるので、重複する説
明は省略する。第１図（ｅ）の工程においては、第１図
（ｄ）の工程で着色ポリイミド２の上に残っているフォ
トレジスト３を剥離することなく、また、第１色目の着
色ポリイミド２のボストキュアも行わず、第２色目の着
色ポリイミド６を塗布し、塗布された着色ポリイミド６
のセミキュア（約１２０℃で３０分）を行う、このセミ
キュアは、第２色目の着色ポリイミド６のセミキュアを
行うと同時に、フォトレジスト３のハードベークをも兼
ねている。Since FIGS. 1(a) to (d) are the same steps as FIGS. 3(a) to (d) or FIGS. 4(a) to (d), redundant explanation will be omitted. In the step of FIG. 1(e), the photoresist 3 remaining on the colored polyimide 2 is not peeled off in the step of FIG. 1(d), and the post cure of the colored polyimide 2 of the first color is not performed. The colored polyimide 6 of the second color is applied without applying the colored polyimide 6.
This semi-cure is carried out at approximately 120° C. for 30 minutes. This semi-cure not only semi-cures the colored polyimide 6 of the second color but also serves as hard baking of the photoresist 3.
第１５（ｆ）の工程では、ポジタイプのフォトレジスト
３を回転塗布して、セミキュア（約９０℃〜１００℃〉
を行い、フォトマスク４を介して遼択的に露光を行う、
この際、第１色目の着色ポリイミド２上のフォトレジス
ト３は、第１図（ｅ）の工程でハードベークされていて
、安定した状芯になっていると考えられるが、なるべく
露光されないことが望ましい、従って、第２色目の着色
ポリイミド６は、フォトレジスト３の感光する波長域を
カットするものであれば良い、実施例では、ポジ′タイ
プのフォトレジスト３としてシブレイ社のマイクロポジ
ット５１４００シリーズを使っているが、このフォトレ
ジストは３５０〜４５０ｎ論のスペクトル出力を持つ光
源で露光される。一方、着色ポリイミドの分光透過率特
性は、第２１′２ｆｆに示すようになっており、緑色（
第２図（ｂ））、赤色（第２図（Ｃ））については３５
０〜４５０ｎ鵠の波長の光をほとんど透過しない、した
がって、第１色口に青色（第２図（ａ））の着色ポリイ
ミドを使用し、第２色口、第３色目に緑色、又は、赤色
を使用すると、第１色目の着色ポリイミド２を覆うフォ
トレジスト３は感光されずに済む。In the 15th (f) step, a positive type photoresist 3 is spin-coated and semi-cured (approximately 90°C to 100°C).
and selectively expose to light through a photomask 4.
At this time, the photoresist 3 on the colored polyimide 2 of the first color has been hard-baked in the step shown in FIG. Therefore, the colored polyimide 6 of the second color may be one that cuts the wavelength range to which the photoresist 3 is sensitive. In the example, Microposit 51400 series manufactured by Sibley Co., Ltd. As used, the photoresist is exposed with a light source having a spectral output of 350 to 450 nm. On the other hand, the spectral transmittance characteristics of colored polyimide are as shown in 21'2ff, and are green (
Figure 2 (b)), red color (Figure 2 (C)) is 35
Almost no light with a wavelength of 0 to 450 nm is transmitted.Therefore, the first color is blue (Fig. 2 (a)) colored polyimide, and the second and third colors are green or red. When using this method, the photoresist 3 covering the colored polyimide 2 of the first color is not exposed to light.
第１図（ｇ）の工程では、第１図（ｆ）の工程でｊＡ択
的に露光したものをアルカリ性水溶液からなる現像液で
現像９８埋する。実施例ではシブレイ社のマイクロポジ
ットデベロッパーを水で１：１に希釈したものをｆ受用
している９
第１図（ｈ）の工程では、フォトレジスト３の７１１疏
を行うことなく、再び、第１図（ｅ）〜（ｇ）と同様の
工程を繰り返して、第３色目の着色ポリイミド７をパタ
ーニングする。In the step of FIG. 1(g), the material selectively exposed to light in the jA direction in the step of FIG. 1(f) is developed 98 with a developer consisting of an alkaline aqueous solution. In the example, Sibley's Microposit developer diluted 1:1 with water was used.9 In the process shown in FIG. The same steps as in FIGS. 1(e) to 1(g) are repeated to pattern the third colored polyimide 7.
第１図（ｉ＞の工程では、第１ｆ！！、目〜第３色目の
着色ポリイミド２．６．７上のフォトレジスト３を同時
に剥離し、各着色ポリイミド２．６．７のボストキュア
を行う、具体的には、約３００℃のＮ２ガス雰囲気中で
キュアする。In the step of Fig. 1 (i>), the photoresist 3 on the colored polyimides 2.6.7 of 1f!!, 3rd to 3rd colors is simultaneously peeled off, and each colored polyimide 2.6.7 is post-cured. Specifically, curing is performed in an N2 gas atmosphere at about 300°C.
第１図（ｊ）の工程では、透明な表面保護膜８を塗布し
、これを熱硬化させてカラーフィルターの製造工程を完
了する。In the step shown in FIG. 1(j), a transparent surface protective film 8 is applied and thermally cured to complete the color filter manufacturing process.
尚、第１図（ｊ）に示すカラーフィルターの基板１とし
ては、ガラス基板を用いても良いし、シリコン半導体受
光素子、又は、液晶表示素子を用いても良く、基板１と
して受光素子や表示素子を用いる場合には、各色のカラ
ーフィルターは受光部や表示部に対応する位置にパター
ニングされるものである。Note that as the substrate 1 of the color filter shown in FIG. 1(j), a glass substrate may be used, a silicon semiconductor light receiving element, or a liquid crystal display element may be used. When using the element, color filters of each color are patterned at positions corresponding to the light receiving section and the display section.
（発明の効果）
以上のように、本発明にあっては、カラーペースト上の
フォトレジストの剥離、及び、カラーペーストの熱硬化
を各色間時に行うようにしたから、カラーフィルター製
造プロセスの工程削減が可能になるという効果があり、
また、前に形成されているカラーペーストの上にはフォ
トレジストが残っているので、別の色のカラーペースト
が付着するおそれがなく、混色が起こらないという効果
があり、さらにまた、前に形成されているカラーペース
トが必要以上にエツチング液にさらされることがないか
ら、カラーペーストの膜荒れが少なくなり、形状の精度
も向上するという効果がある。(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, the peeling of the photoresist on the color paste and the heat curing of the color paste are performed between each color, thereby reducing the number of steps in the color filter manufacturing process. It has the effect of making it possible to
In addition, since the photoresist remains on top of the previously formed color paste, there is no risk of color paste of another color adhering to it, which has the effect of preventing color mixing. Since the color paste being etched is not exposed to the etching solution more than necessary, there is an effect that the roughness of the color paste film is reduced and the precision of the shape is improved.
第１図（ａ）乃至（ｊ）は本発明の一実施例に係る製造
方法における各工程を示す説明図、第２図（ａ）（ｂ）
（Ｃ）は同上に用いるカラーフィルターの特性図、第３
図（ａ）乃至（ｇ）は従来例に係る製造方法における各
工程を示す説明図、第４図（ａ）乃至（８）は他の従来
例に係る製造方法における各工程を示す説明図である。
１は基板、２．６．７は着色ポリイミド、３はフォトレ
ジスト、４はフォトマスクである。FIGS. 1(a) to (j) are explanatory diagrams showing each step in a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2(a) to (b)
(C) is a characteristic diagram of the color filter used in the above, the third
Figures (a) to (g) are explanatory diagrams showing each process in a manufacturing method according to a conventional example, and Figures 4 (a) to (8) are explanatory diagrams showing each process in a manufacturing method according to another conventional example. be. 1 is a substrate, 2, 6, 7 is colored polyimide, 3 is a photoresist, and 4 is a photomask.
Claims (4)
グラフィ法によりパターニングして複数の色のカラーフ
ィルターを基板上に形成する方法において、各色のパタ
ーニング工程毎にカラーペースト上に残っているフォト
レジストの剥離および残存するカラーペーストの熱硬化
を行うことなく、すべての色のパターニング工程の終了
後に一括してフォトレジストの剥離を行い、その後、基
板上に残存するカラーペーストを同時に熱硬化すること
を特徴とするカラーフィルターの製造方法。(1) In a method of forming color filters of multiple colors on a substrate by patterning color paste applied on a substrate using photolithography, the amount of photoresist remaining on the color paste is removed after each color patterning step. The feature is that the photoresist is removed at once after the patterning process of all colors is completed, without peeling and heat curing of the remaining color paste, and then the color paste remaining on the substrate is heat cured at the same time. A method for manufacturing a color filter.
ミド系樹脂よりなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のカラーフィルターの製造方法。(2) The method for manufacturing a color filter according to claim 1, wherein the color paste is made of a polyimide resin mixed with a colorant.
ーの形成は、カラーペーストを基板上に塗布してセミキ
ュアする工程と、カラーペースト上にポジ型のフォトレ
ジストを塗布してフォトレジストのプリベークを行う工
程と、フォトレジストを選択的に露光する工程と、フォ
トレジストの現像とカラーペーストのエッチングとを前
記フォトレジストの現像液にて同時に行う工程とを複数
回繰り返して行なわれることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のカラーフィルターの製造方法。(3) The formation of the color filter by the photolithography method includes a step of applying a color paste on the substrate and semi-curing it, a step of applying a positive photoresist on the color paste and pre-baking the photoresist, Claims characterized in that the step of selectively exposing the photoresist and the step of simultaneously developing the photoresist and etching the color paste using a developer for the photoresist are repeated multiple times. 2. The method for producing a color filter according to item 1.
のカラーペーストはフォトリソグラフィ法で用いるポジ
型のフォトレジストの感光波長域の光を吸収するように
選択されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
のカラーフィルターの製造方法。(4) A patent characterized in that among the plurality of color pastes, the second and subsequent color pastes are selected so as to absorb light in the sensitive wavelength range of a positive photoresist used in photolithography. A method for producing a color filter according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231401A JPS6385603A (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Preparation of color filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231401A JPS6385603A (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Preparation of color filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385603A true JPS6385603A (en) | 1988-04-16 |
Family
ID=16923025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61231401A Pending JPS6385603A (en) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | Preparation of color filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6385603A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02287402A (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color filter manufacturing method |
| US5955226A (en) * | 1994-12-26 | 1999-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display screen, method of manufacturing same, and cathode ray tube |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61231401A patent/JPS6385603A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02287402A (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Color filter manufacturing method |
| US5955226A (en) * | 1994-12-26 | 1999-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display screen, method of manufacturing same, and cathode ray tube |
| US6140758A (en) * | 1994-12-26 | 2000-10-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cathode ray tube with color filter |
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