JPH0862416A - Pigment for color filter and manufacture of color filter - Google Patents
Pigment for color filter and manufacture of color filterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタ用の色
素および当該カラーフィルタ用色素を用いるカラーフィ
ルタの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter dye and a method for manufacturing a color filter using the color filter dye.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のカラーフィルタの製造方法には、
例えば染色法やカラーレジスト法がある。このうち、固
体撮像素子のような微細なパターンが要求されるカラー
フィルタの製造には、染色法が多く用いられている。染
色法は、基体上にパターンを形成した後、基体を色素の
水溶液(以下、染色液と記す)に浸漬して上記パターン
を染色する方法である。2. Description of the Related Art A conventional color filter manufacturing method is
For example, there are a dyeing method and a color resist method. Among them, a dyeing method is often used for manufacturing a color filter such as a solid-state image sensor that requires a fine pattern. The dyeing method is a method of forming a pattern on a substrate and then immersing the substrate in an aqueous dye solution (hereinafter referred to as a dyeing solution) to dye the pattern.
【0003】ところが染色法は、製造工程が複雑である
という欠点がある。またカラーフィルタの分光特性に影
響するパラメータの数が極めて多いため、分光特性のコ
ントロールが非常に難しいという問題がある。However, the dyeing method has a drawback that the manufacturing process is complicated. Moreover, since the number of parameters that affect the spectral characteristics of the color filter is extremely large, there is a problem that it is very difficult to control the spectral characteristics.
【0004】一方、カラーレジスト法では、色素とバイ
ンダとを含む着色液を用いる。そして着色液を基体上に
塗布した後、着色層をフォトリソグラフィ法によってパ
ターンニングすることにより着色パターンを形成する。
この方法では、各色毎にパターンニング工程を繰り返し
て行うが、各繰り返し工程の間にパターンを熱硬化処理
する。したがって、熱硬化処理時の耐熱性の点から、通
常は上記色素として顔料が用いられている。On the other hand, the color resist method uses a coloring liquid containing a dye and a binder. Then, after applying the coloring liquid on the substrate, the coloring layer is patterned by a photolithography method to form a coloring pattern.
In this method, the patterning process is repeated for each color, but the pattern is heat-cured during each repeating process. Therefore, from the viewpoint of heat resistance during the heat curing treatment, a pigment is usually used as the dye.
【0005】カラーレジスト法は、染色工程がないので
分光特性のコントロールが容易である。また、染色法に
比べて製造工程が簡略化される利点がある。したがっ
て、画素が大きい液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ
の製造においては主流になりつつある方法である。Since the color resist method does not have a dyeing step, it is easy to control the spectral characteristics. Further, there is an advantage that the manufacturing process is simplified as compared with the dyeing method. Therefore, this method is becoming the mainstream in the manufacture of color filters for liquid crystal displays having large pixels.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記カラ
ーレジスト法では、色素に用いる顔料の粒子径が大きい
ため、露光時に光散乱を起こして解像度が落ちる。よっ
て、固体撮像素子のように微細なパターンが要求される
用途には適さないという問題がある。一方、粒子径が小
さい色素に染料がある。染料は粒子径が小さいことによ
り高い解像度が得られるため、微細パターンが形成され
るカラーフィルタには適している。However, in the above color resist method, since the particle size of the pigment used for the dye is large, light scattering occurs at the time of exposure and the resolution deteriorates. Therefore, there is a problem that it is not suitable for an application such as a solid-state imaging device that requires a fine pattern. On the other hand, there is a dye as a pigment having a small particle size. Since the dye has a small particle size and high resolution, it is suitable for a color filter in which a fine pattern is formed.
【0007】ところがカラーフィルタのように薄い膜厚
(通常2μm以下)で十分な濃度の着色パターンを得る
には、着色液に染料を高濃度に溶解させる必要がある
が、一般に溶解性の良い染料は耐熱性や耐光性が弱い。
例えば有機溶剤に対する溶解性の良い染料として、分散
染料や油溶性染料がある。しかし、その大部分は加熱に
よって昇華したり分解するため、形成されるカラーフィ
ルタの分光特性が変化する問題が生じる。However, in order to obtain a colored pattern having a thin film thickness (usually 2 μm or less) such as a color filter and having a sufficient concentration, it is necessary to dissolve a dye in a coloring liquid at a high concentration, but a dye having a good solubility is generally used. Has poor heat resistance and light resistance.
For example, disperse dyes and oil-soluble dyes are dyes having good solubility in organic solvents. However, most of them are sublimated or decomposed by heating, which causes a problem that the spectral characteristics of the formed color filter change.
【0008】またに染料には、ナトリウムスルホナート
基(−SO3 Na基)のようにアルカリ金属を有してい
るものがある。このような染料では、固体撮像素子のよ
うにアルカリ金属を嫌う用途においては、信頼性上のト
ラブルを引き起こす可能性がある。Some dyes have an alkali metal such as sodium sulfonate group (--SO 3 Na group). Such dyes may cause reliability problems in applications where solid metals such as solid-state image sensors do not like alkali metals.
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、耐熱性や耐光性を有するとともに有機溶
剤に対して溶解性が良く、しかもアルカリ金属を含まな
いカラーフィルタ用色素および当該カラーフィルタ用色
素を用いたカラーフィルタの製造方法を提供することを
目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it has heat resistance and light resistance, has good solubility in organic solvents, and does not contain an alkali metal, and a dye for a color filter and the color. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a color filter using a filter dye.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のカラーフィルタ用の色素(以下、本発明色素
と記す)は、染料にN−3−ヒドロキシプロピルスルフ
ァモイル基を導入した化合物からなるものである。A dye for a color filter of the present invention (hereinafter referred to as a dye of the present invention) for solving the above-mentioned problems has an N-3-hydroxypropylsulfamoyl group introduced into the dye. It is composed of compounds.
【0011】また本発明のカラーフィルタの製造方法
(以下、本発明方法と記す)は、まず上記カラーフィル
タ用色素とバインダとを含む着色液を基体上に塗布して
着色層を形成する。次いで着色層をパターンニングし
て、上記基体上に着色層のパターンを形成する方法であ
る。Further, in the method for producing a color filter of the present invention (hereinafter referred to as the method of the present invention), first, a coloring liquid containing the color filter dye and a binder is applied on a substrate to form a coloring layer. Then, the colored layer is patterned to form a pattern of the colored layer on the substrate.
【0012】さらに本発明方法は、上記バインダが、上
記カラーフィルタ用色素のN−3−ヒドロキシプロピル
スルファモイル基と反応する官能基を有する化合物から
なる方法である。また本発明方法は、上記N−3−ヒド
ロキシプロピルスルファモイル基と反応する官能基が、
N−メチロール基、N−アルコキシメチル基、ハロゲン
化アルキル基、イソシアナート基、酸無水物、クロルス
ルホン基、ビニルスルホン基、エポキシ基およびカルボ
キシル基のうちの少なくとも一つである方法である。Furthermore, the method of the present invention is a method in which the binder comprises a compound having a functional group that reacts with the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group of the color filter dye. Further, in the method of the present invention, the functional group which reacts with the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is
The method is at least one of N-methylol group, N-alkoxymethyl group, halogenated alkyl group, isocyanate group, acid anhydride, chlorosulfone group, vinylsulfone group, epoxy group and carboxyl group.
【0013】[0013]
【作用】本発明色素は、N−3−ヒドロキシプロピルス
ルファモイル基の水酸基によって、有機溶剤に対して高
い溶解性を示す。また染料が耐熱性、耐光性を有するも
のでは、染料に上記N−3−ヒドロキシプロピルスルフ
ァモイル基が導入されていても耐熱性、耐光性がほとん
ど変わらない。さらに本発明色素は、アルカリ金属を含
まない。The dye of the present invention exhibits high solubility in organic solvents due to the hydroxyl group of N-3-hydroxypropylsulfamoyl group. Further, when the dye has heat resistance and light resistance, the heat resistance and light resistance hardly change even if the above-mentioned N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into the dye. Furthermore, the dye of the present invention does not contain an alkali metal.
【0014】また本発明方法では、有機溶剤に対して高
い溶解性を示す上記本発明色素を含む着色液を用いるた
め、所要の色素濃度の着色層のパターンが形成される。
さらにバインダが、N−3−ヒドロキシプロピルスルフ
ァモイル基と反応する官能基を有する化合物を用いる
と、着色層の形成工程において着色層に熱が加わった際
に、N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基の水
酸基と上記官能基とが共有結合して高分子化する。Further, in the method of the present invention, since the coloring liquid containing the dye of the present invention having high solubility in the organic solvent is used, the pattern of the colored layer having the required dye concentration is formed.
Furthermore, when the binder has a compound having a functional group that reacts with the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group, when heat is applied to the colored layer in the step of forming the colored layer, N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is used. The hydroxyl group of the moyl group and the above functional group are covalently bonded to form a polymer.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明色素および本発明方法の実施例
を説明する。本発明色素において、その特徴とするとこ
ろは、当該色素が染料にN−3−ヒドロキシプロピルス
ルファモイル基(−SO2 NHCH2 CH2 CH2 OH
基)を導入した化合物からなる点にある。EXAMPLES Examples of the dye of the present invention and the method of the present invention will be described below. In the present invention the dye, and its features, the dye in the dye N-3- hydroxypropyl sulfamoyl group (-SO 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 OH
Group) is introduced.
【0016】例えば、アゾ系染料にN−3−ヒドロキシ
プロピルスルファモイル基を導入した(化1)に示す構
造のマゼンタ色素や(化2)に示す構造のイエロー色素
などが挙げられる。For example, a magenta dye having a structure shown in (Chemical formula 1) in which an N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into an azo dye and a yellow dye having a structure shown in (Chemical formula 2) can be cited.
【0017】[0017]
【化1】 Embedded image
【化2】 Embedded image
【0018】またフタロシアニン系染料にN−3−ヒド
ロキシプロピルスルファモイル基を導入した、例えば
(化3)に示す構造のシアン色素が挙げられる。Further, a cyan dye having a structure shown in (Chemical Formula 3), for example, in which an N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into a phthalocyanine dye, can be mentioned.
【化3】 [Chemical 3]
【0019】このような色素は、例えば次のような方法
にて製造する。いわゆる酸性染料と呼ばれているナトリ
ウムスルホナート基(−SO3 Na基)を有する色素に
塩素化剤を作用させて、ナトリウムスルホナート基をク
ロロスルホナート基(−SO3 Cl基)にする。次いで
n−プロピルアミン(CH3 CH2 CH2 NH2 )を作
用させることによって得ることができる。また、色素を
直接クロルスルホン化した後、n−プロピルアミンと反
応させても良い。Such a dye is produced, for example, by the following method. By the action of chlorinating agent to the dye having a sodium sulfonate group, which is so-called acid dye (-SO 3 Na group), a sodium sulfonate group to chloro sulfonate group (-SO 3 Cl group). Then, it can be obtained by reacting with n-propylamine (CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 ). Alternatively, the dye may be directly chlorosulfonated and then reacted with n-propylamine.
【0020】上記カラーフィルタ用色素は、N−3−ヒ
ドロキシプロピルスルファモイル基の水酸基(−OH
基)によって、一般的な極性有機溶剤に極めて高い溶解
性を示す。しかも染料が耐熱性、耐光性を有するもので
は、N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基が導
入されていても、耐熱性や耐光性がほとんど変化しな
い。また染料の粒子径は小さいため、露光時には高解像
度を得ることが可能になものになる。さらに上記カラー
フィルタ用色素はアルカリ金属(例えばナトリウム)を
含まないので、カラーフィルタの製造に用いる際には信
頼性上のトラブルも発生しない。The above-mentioned dye for color filter is a hydroxyl group (--OH of N-3-hydroxypropylsulfamoyl group).
Group) shows extremely high solubility in general polar organic solvents. Moreover, when the dye has heat resistance and light resistance, the heat resistance and light resistance hardly change even if the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced. Further, since the particle diameter of the dye is small, it becomes possible to obtain high resolution during exposure. Further, since the color filter dye does not contain an alkali metal (for example, sodium), reliability problems do not occur when it is used for manufacturing a color filter.
【0021】したがって、耐熱性や耐光性を有するとと
もに有機溶剤に対して高い溶解性を示し、さらに高解像
性を有するカラーフィルタ用色素を実現することができ
る。このため、カラーレジスト法を用いた固体撮像素子
のような微細なパターンが要求されるカラーフィルタの
製造に非常に有効なものになる。Therefore, it is possible to realize a dye for a color filter which has high heat resistance and light resistance, high solubility in an organic solvent, and high resolution. Therefore, it is very effective for manufacturing a color filter that requires a fine pattern such as a solid-state imaging device using a color resist method.
【0022】次に、本発明方法の第1実施例を、図1に
示す工程図(その1)と図2に示す工程図(その2)と
を用いて説明する。この発明は、染料に上記N−3−ヒ
ドロキシプロピルスルファモイル基を導入した化合物か
らなるカラーフィルタ用色素を用いる方法である。Next, a first embodiment of the method of the present invention will be described with reference to the process drawing (No. 1) shown in FIG. 1 and the process drawing (No. 2) shown in FIG. This invention is a method of using a dye for a color filter, which comprises a compound in which the above N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into a dye.
【0023】製造に先立ち、上記カラーフィルタ用色素
とバインダポリマーとを含む例えば(表1)に示すよう
な着色液を、マゼンタ、イエロー、シアンの各色ごとに
用意する。なお(表1)におけるマゼンタ、イエロー、
シアンの各色素は、(化1)、(化2)、(化3)で示
した構造のものである。またこの実施例では、上記着色
液を構成するバインダポリマーとして、N−3−ヒドロ
キシプロピルスルファモイル基の水酸基と反応する官能
基を有する化合物を用いる。Prior to production, a coloring liquid as shown in, for example, (Table 1) containing the color filter dye and the binder polymer is prepared for each color of magenta, yellow and cyan. Note that magenta, yellow, and
The cyan dyes have the structures shown in (Chemical Formula 1), (Chemical Formula 2), and (Chemical Formula 3). Further, in this example, a compound having a functional group that reacts with the hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is used as the binder polymer forming the coloring liquid.
【0024】N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイ
ル基の水酸基と反応する官能基は、N−メチロール基、
N−アルコキシメチル基、ハロゲン化アルキル基、イソ
シアナート基、酸無水物、クロルスルホン基、ビニルス
ルホン基、エポキシ基およびカルボキシル基のうちの少
なくとも一つからなる。(表1)に示すバインダポリマ
ーは、例えばエポキシ基を有する化合物の一例を示して
いる。また、着色液を用意するとともに(表2)に示す
要素で構成した熱硬化性樹脂溶液と、(表3)に示す要
素で構成したネガレジストを用意する。The functional group which reacts with the hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is N-methylol group,
It comprises at least one of an N-alkoxymethyl group, a halogenated alkyl group, an isocyanate group, an acid anhydride, a chlorosulfone group, a vinylsulfone group, an epoxy group and a carboxyl group. The binder polymer shown in (Table 1) shows an example of a compound having an epoxy group, for example. Further, a coloring liquid is prepared and a thermosetting resin solution composed of the elements shown in (Table 2) and a negative resist composed of the elements shown in (Table 3) are prepared.
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【表3】 [Table 3]
【0026】まず図1(a)に示すように、予め固体撮
像素子(図示せず)を形成したウエハ1表面に、上記熱
硬化性樹脂溶液を塗布する。その後、熱処理して溶媒を
除去するとともに硬化させて、平坦化層2を形成する。
なお、図1(a)において符号1aに示すのはスクライ
ブ部であり、1bに示すのはボンディングパッドであ
る。First, as shown in FIG. 1A, the thermosetting resin solution is applied to the surface of the wafer 1 on which a solid-state image pickup device (not shown) is formed in advance. Then, it heat-processes and a solvent is removed and it hardens | cures and the planarization layer 2 is formed.
In FIG. 1A, reference numeral 1a indicates a scribe portion, and reference numeral 1b indicates a bonding pad.
【0027】次いで図1(b)に示すように、平坦化層
2が形成されたウエハ1を基体として、ウエハ1上に上
記マゼンタ着色液を塗布する。その後、熱処理して溶媒
を除去するとともに熱硬化させてマゼンタ着色層3を形
成する。さらにマゼンタ着色層3上に上記ネガレジスト
の膜を形成し、フォトリソグラフィ法によって第1レジ
ストパターン4を形成する。Then, as shown in FIG. 1B, the magenta coloring liquid is applied onto the wafer 1 using the wafer 1 on which the flattening layer 2 is formed as a base. Then, heat treatment is performed to remove the solvent and heat cure to form the magenta colored layer 3. Further, the negative resist film is formed on the magenta colored layer 3, and the first resist pattern 4 is formed by photolithography.
【0028】次に図1(c)に示すように、第1レジス
トパターン4をマスクにしてエッチングを行ってマゼン
タ着色層3をパターンニングする。そして、マゼンタ着
色層3のパターンからなるマゼンタフィルタ5を形成す
る。Next, as shown in FIG. 1C, etching is performed using the first resist pattern 4 as a mask to pattern the magenta colored layer 3. Then, the magenta filter 5 having the pattern of the magenta colored layer 3 is formed.
【0029】次に図1(d)に示すように、スクライブ
部1aおよびボンディングパッド1bを除く平坦化層2
上に上記ネガレジストを新たに塗布し、第1中間層6を
形成する。この際、マゼンタフィルタ5を覆うように第
1中間層6を形成する。Next, as shown in FIG. 1D, the flattening layer 2 excluding the scribe portion 1a and the bonding pad 1b.
The negative resist is newly applied on the top surface to form the first intermediate layer 6. At this time, the first intermediate layer 6 is formed so as to cover the magenta filter 5.
【0030】第1中間層6の形成後は、図1(b)、
(c)に示す工程を上記イエロー着色液を用いて同様に
行う。そして図2(e)に示すように、イエロー着色層
のパターンからなるイエローフィルタ7を形成する。な
お、ネガレジストのパターン4をマスクにしてエッチン
グを行う際には、イエローフィルタ7の形成とともに平
坦化層2の不要部分が第1中間層6をマスクにしてエッ
チング除去される。After the formation of the first intermediate layer 6, as shown in FIG.
The step shown in (c) is similarly performed using the yellow coloring liquid. Then, as shown in FIG. 2E, a yellow filter 7 having a pattern of a yellow colored layer is formed. When etching is performed using the pattern 4 of the negative resist as a mask, the unnecessary portion of the flattening layer 2 is removed by etching with the first intermediate layer 6 as a mask together with the formation of the yellow filter 7.
【0031】次いで、図2(f)に示すようにスクライ
ブ部1aおよびボンディングパッド1bを除く第1中間
層6上に、上記ネガレジストからなる第2中間層8を形
成する。この際、イエローフィルタ7を覆うように第2
中間層8を形成する。Next, as shown in FIG. 2F, the second intermediate layer 8 made of the above negative resist is formed on the first intermediate layer 6 excluding the scribe portion 1a and the bonding pad 1b. At this time, the second filter is formed so as to cover the yellow filter 7.
The intermediate layer 8 is formed.
【0032】第2中間層8の形成後は、図1(b)、
(c)に示す工程を上記シアン着色液を用いて同様に行
う。そして図2(g)に示すように、シアン着色層のパ
ターンからなるシアンフィルタ9を形成する。なお、ネ
ガレジストのパターン4をマスクにしてエッチングを行
う際には、シアンフィルタ9の形成とともに平坦化層2
の不要部分が第2中間層8をマスクにしてエッチング除
去される。After the formation of the second intermediate layer 8, as shown in FIG.
The step shown in (c) is similarly performed using the cyan coloring liquid. Then, as shown in FIG. 2G, a cyan filter 9 having a pattern of a cyan colored layer is formed. When etching is performed with the negative resist pattern 4 as a mask, the cyan filter 9 is formed and the planarization layer 2 is formed.
The unnecessary portions of are removed by etching using the second intermediate layer 8 as a mask.
【0033】続いて、図2(g)に示すようにスクライ
ブ部1aおよびボンディングパッド1bを除く第2中間
層8上に、上記ネガレジストからなるオーバコート層1
0を形成する。この際、シアンフィルタ9を覆うように
オーバコート層10を形成する。以上の工程によって、
固体撮像素子が形成されたウエハ1上に、マゼンタフィ
ルタ5、イエローフィルタ7およびシアンフィルタ9か
ら構成されるカラーフィルタ11が製造される。Then, as shown in FIG. 2G, the overcoat layer 1 made of the above negative resist is formed on the second intermediate layer 8 excluding the scribe portion 1a and the bonding pad 1b.
Form 0. At this time, the overcoat layer 10 is formed so as to cover the cyan filter 9. By the above process,
A color filter 11 including a magenta filter 5, a yellow filter 7 and a cyan filter 9 is manufactured on the wafer 1 on which the solid-state image sensor is formed.
【0034】上記第1実施例では、有機溶剤に良好に溶
解するカラーフィルタ用色素を用いて構成した着色液を
使用する。このため、膜厚を薄く形成するカラーフィル
タ11の製造でも、所要の色素濃度のマゼンタフィルタ
5、イエローフィルタ7およびシアンフィルタ9を形成
することができる。In the first embodiment described above, a coloring liquid composed of a dye for a color filter which is well dissolved in an organic solvent is used. Therefore, the magenta filter 5, the yellow filter 7, and the cyan filter 9 having the required dye density can be formed even when the color filter 11 having a small film thickness is manufactured.
【0035】また、カラーフィルタ用色素は耐熱性、耐
光性を有するので、ウエハ1に塗布した着色液を加熱硬
化する際にも着色液中の各色素濃度は保持される。さら
にカラーフィルタ用色素はアルカリ金属を含まないの
で、アルカリ金属に起因する信頼性上のトラブルの生じ
ないカラーフィルタ11が形成される。Further, since the color filter dye has heat resistance and light resistance, each dye concentration in the color liquid is maintained even when the color liquid applied to the wafer 1 is cured by heating. Further, since the color filter dye does not contain an alkali metal, the color filter 11 in which reliability troubles due to the alkali metal do not occur is formed.
【0036】また上記第1実施例では、着色液の構成要
素であるバインダポリマーにエポキシ基を有する化合物
を用いている。そのため着色液の加熱硬化時に、(化
4)に示すようにカラーフィルタ用色素のN−3−ヒド
ロキシプロピルスルファモイル基の水酸基とエポキシ基
とが共有結合して高分子化する。なお、(化4)では、
色素のN−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基以
外の部分とバインダポリマーのエポキシ基以外の部分を
省略している。In the first embodiment, a compound having an epoxy group is used as the binder polymer which is a constituent of the coloring liquid. Therefore, when the coloring liquid is heated and cured, the hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group of the color filter dye and the epoxy group are covalently bonded to form a polymer as shown in (Chemical Formula 4). In addition, in (Chemical formula 4),
The portion of the dye other than the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group and the portion of the binder polymer other than the epoxy group are omitted.
【0037】この結果、従来より耐熱性が向上したカラ
ーフィルタ11を形成することができる。しかも、マゼ
ンタフィルタ5、イエローフィルタ7およびシアンフィ
ルタ9を順次形成する際において、形成したフィルタの
色素が後の工程で溶出することを防止することができ
る。なお、N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル
基の水酸基とバインダポリマーとは加熱だけで効果的に
反応するが、必要に応じて酸やアルカリの触媒作用を利
用しても良い。As a result, it is possible to form the color filter 11 having improved heat resistance as compared with the conventional one. Moreover, when the magenta filter 5, the yellow filter 7, and the cyan filter 9 are sequentially formed, the dye of the formed filter can be prevented from being eluted in a later step. The hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group and the binder polymer effectively react with each other only by heating, but if necessary, a catalytic action of acid or alkali may be used.
【0038】また第1実施例では、着色層の形成とフォ
トリソグラフィ法およびエッチング法による着色層のパ
ターンニングとを各色ごとに繰り返し行うだけでカラー
フィルタ11を形成できる。このため、カラーフィルタ
11の製造工程の簡略化を図ることができる。よって、
第1実施例によれば、簡略化した製造工程で常に所望の
分光特性を有するカラーフィルタ11を安定して製造す
ることができる。Further, in the first embodiment, the color filter 11 can be formed only by repeatedly forming the colored layer and patterning the colored layer by the photolithography method and the etching method for each color. Therefore, the manufacturing process of the color filter 11 can be simplified. Therefore,
According to the first embodiment, the color filter 11 having desired spectral characteristics can always be stably manufactured by the simplified manufacturing process.
【0039】次に、本発明のカラーフィルタの製造方法
の第2実施例を、図3に示す工程図(その1)と図4に
示す工程図(その2)とを用いて説明する。この実施例
は、N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基を有
するカラーフィルタ用色素とバインダポリマーとを含む
着色液に感光性を持たせた場合のカラーフィルタの製造
方法である。Next, a second embodiment of the method for manufacturing a color filter of the present invention will be described with reference to the process drawing (No. 1) shown in FIG. 3 and the process drawing (No. 2) shown in FIG. This example is a method for producing a color filter in which a coloring liquid containing a color filter dye having an N-3-hydroxypropylsulfamoyl group and a binder polymer is made to have photosensitivity.
【0040】まず製造に先立って、(表4)に示すよう
な着色液をマゼンタ、イエロー、シアンの各色ごとに用
意する。なお(表4)におけるマゼンタ、イエロー、シ
アンの各色素は、(化1)、(化2)、(化3)で示し
た構造のものである。また(表4)では、N−3−ヒド
ロキシプロピルスルファモイル基の水酸基と反応するカ
ルボキシル基を有する化合物を、バインダポリマーとし
た例を示している。さらに(表4)に示すように、光重
合モノマー、熱光重合開始剤および熱光重合促進剤を構
成要素にして、着色液に感光性を持たせている。First, prior to manufacturing, a coloring liquid as shown in (Table 4) is prepared for each color of magenta, yellow and cyan. The magenta, yellow, and cyan dyes in (Table 4) have the structures shown in (Chemical formula 1), (Chemical formula 2), and (Chemical formula 3). Further, (Table 4) shows an example in which a compound having a carboxyl group that reacts with the hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is used as a binder polymer. Further, as shown in (Table 4), the colored liquid is made to have photosensitivity by using a photopolymerization monomer, a thermal photopolymerization initiator and a thermal photopolymerization accelerator as constituent elements.
【0041】またこのような着色液を用意するととも
に、第1実施例と同様の(表2)に示す熱硬化性樹脂溶
液(以下、第1樹脂溶液と記す)と、(表5)に示す要
素で構成した熱硬化性樹脂溶液(以下、第2樹脂溶液と
記す)とを用意する。さらに、第1実施例と同様の(表
3)に示すネガレジストを用意する。In addition to preparing such a coloring liquid, a thermosetting resin solution (hereinafter referred to as a first resin solution) shown in (Table 2) similar to that of the first embodiment is shown in (Table 5). A thermosetting resin solution composed of elements (hereinafter referred to as a second resin solution) is prepared. Furthermore, the same negative resist as shown in (Table 3) as in the first embodiment is prepared.
【0042】[0042]
【表4】 [Table 4]
【表5】 [Table 5]
【0043】まず図3(a)に示すように、第1実施例
と同様のウエハ1を用い、ウエハ1表面に上記第1樹脂
溶液からなる平坦化層2を形成する。次いで図3(b)
に示すように、平坦化層2が形成されたウエハ1を基体
として、ウエハ1上に上記マゼンタ着色液を塗布してマ
ゼンタ着色層13を形成する。First, as shown in FIG. 3A, a wafer 1 similar to that of the first embodiment is used, and a flattening layer 2 made of the first resin solution is formed on the surface of the wafer 1. Then, FIG. 3 (b)
As shown in FIG. 2, the magenta coloring layer 13 is formed by coating the wafer 1 on which the flattening layer 2 is formed with the magenta coloring liquid on the wafer 1.
【0044】続いて図3(c)に示すように、フォトリ
ソグラフィ法によってマゼンタ着色層13をパターンニ
ングする。例えばマゼンタフィルタ15の形成予定部分
を露光して光硬化させる。次いで、現像液を用いて未硬
化部分を除去する。その後、さらにポストベークを行っ
てパターンニングしたマゼンタ着色層13を熱硬化させ
てマゼンタフィルタ15を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 3C, the magenta coloring layer 13 is patterned by the photolithography method. For example, the portion where the magenta filter 15 is to be formed is exposed and photocured. Then, the uncured portion is removed using a developing solution. Then, post-baking is further performed to heat the patterned magenta colored layer 13 to form a magenta filter 15.
【0045】次に図3(d)に示すように、平坦化層2
上に上記第2樹脂溶液からなる第1中間層16を形成す
る。この際、マゼンタフィルタ15を覆うように第1中
間層16を形成する。また第1中間層16の形成後は、
図3(b)、(c)に示す工程を上記イエロー着色液を
用いて同様に行う。そして、イエロー着色層のパターン
からなるイエローフィルタ17を形成する。Next, as shown in FIG. 3D, the flattening layer 2
A first intermediate layer 16 made of the second resin solution is formed on the top. At this time, the first intermediate layer 16 is formed so as to cover the magenta filter 15. Further, after the formation of the first intermediate layer 16,
The steps shown in FIGS. 3B and 3C are similarly performed using the yellow coloring liquid. Then, the yellow filter 17 having the pattern of the yellow colored layer is formed.
【0046】次いで、図4(f)に示すように第1中間
層16上に、上記第2樹脂溶液からなる第2中間層18
を形成する。この際、イエローフィルタ17を覆うよう
に第2中間層18を形成する。その後、図3(b)、
(c)に示す工程を上記シアン着色液を用いて同様に行
い、シアン着色層のパターンからなるシアンフィルタ1
9を形成する。Then, as shown in FIG. 4F, the second intermediate layer 18 made of the second resin solution is formed on the first intermediate layer 16.
To form. At this time, the second intermediate layer 18 is formed so as to cover the yellow filter 17. After that, as shown in FIG.
The step shown in (c) is similarly performed using the above cyan coloring liquid to form a cyan filter 1 having a pattern of a cyan coloring layer.
9 is formed.
【0047】続いて、図4(f)に示すようにスクライ
ブ部1aおよびボンディングパッド1bを除く第2中間
層18上に、上記ネガレジストからなるオーバコート層
20を形成する。この際、シアンフィルタ19を覆うよ
うにオーバコート層20を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 4F, the overcoat layer 20 made of the above negative resist is formed on the second intermediate layer 18 excluding the scribe portion 1a and the bonding pad 1b. At this time, the overcoat layer 20 is formed so as to cover the cyan filter 19.
【0048】そして、図4(g)に示すように、オーバ
ーコート層20をマスクにして平坦化層2、第1中間層
16および第2中間層18の不要部分をエッチング除去
する。以上の工程によって、固体撮像素子が形成された
ウエハ1上に、マゼンタフィルタ15、イエローフィル
タ17およびシアンフィルタ19から構成されるカラー
フィルタ21が製造される。Then, as shown in FIG. 4G, unnecessary portions of the planarizing layer 2, the first intermediate layer 16 and the second intermediate layer 18 are removed by etching using the overcoat layer 20 as a mask. Through the above steps, the color filter 21 including the magenta filter 15, the yellow filter 17, and the cyan filter 19 is manufactured on the wafer 1 on which the solid-state image sensor is formed.
【0049】上記第2実施例では、感光性を持たせた着
色液を用いるので、着色層を露光、現像するだけでマゼ
ンタフィルタ15、イエローフィルタ17およびシアン
フィルタ19を形成することができる。よって、カラー
フィルタ21の製造工程を一層簡略化することができ
る。In the second embodiment, since the coloring liquid having photosensitivity is used, the magenta filter 15, the yellow filter 17 and the cyan filter 19 can be formed only by exposing and developing the coloring layer. Therefore, the manufacturing process of the color filter 21 can be further simplified.
【0050】また露光の際は高解像度を得ることが可能
なカラーフィルタ用色素を用いるので、微細なパターン
のカラーフィルタ21を形成することができる。しかも
カラーフィルタ用色素は、耐熱性、耐光性および有機溶
剤に対して良好な溶解性を有するので、常に所望の分光
特性を有するカラーフィルタ21を安定して製造するこ
とができる。In addition, since a color filter dye capable of obtaining a high resolution is used at the time of exposure, the color filter 21 having a fine pattern can be formed. Moreover, since the color filter dye has heat resistance, light resistance, and good solubility in organic solvents, it is possible to always stably manufacture the color filter 21 having desired spectral characteristics.
【0051】また上記第2実施例では、着色液の構成要
素であるバインダポリマーにカルボキシル基を有する化
合物を用いている。そのため現像後の加熱硬化時に、
(化5)に示すようにカラーフィルタ用色素のN−3−
ヒドロキシプロピルスルファモイル基の水酸基とカルボ
キシル基とが共有結合して高分子化する。なお、(化
5)では、色素のN−3−ヒドロキシプロピルスルファ
モイル基以外の部分とバインダポリマーのカルボキシル
基以外の部分を省略している。この結果、より耐熱性が
向上したカラーフィルタ21を形成できる。また、各フ
ィルタの形成途中での色素の溶出を完全に防止すること
ができる。In the second embodiment, a compound having a carboxyl group is used as the binder polymer which is a constituent of the coloring liquid. Therefore, at the time of heat curing after development,
As shown in (Chemical Formula 5), N-3-
The hydroxyl group of the hydroxypropylsulfamoyl group and the carboxyl group covalently bond to form a polymer. In (Chemical Formula 5), the portion of the dye other than the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group and the portion of the binder polymer other than the carboxyl group are omitted. As a result, the color filter 21 having improved heat resistance can be formed. Further, it is possible to completely prevent the elution of the dye during the formation of each filter.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように本発明色素は、N−
3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基の水酸基によ
って有機溶剤に対して高い溶解性を示す。しかも染料に
N−3−ヒドロキシプロピルスルファモイル基を導入し
てなるので、染料の耐熱性や耐光性を有しかつ露光時に
は高解像度を示す色素が実現可能になる。したがって、
カラーレジスト法を用いた微細なパターンが要求される
カラーフィルタの製造に非常に有効なものになる。また
本発明色素はアルカリ金属を含まないので、固体撮像素
子のようなアルカリ金属を嫌う用途に好適である。As described above, the dye of the present invention is N-
Due to the hydroxyl group of the 3-hydroxypropylsulfamoyl group, it has high solubility in organic solvents. Moreover, since the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into the dye, a dye having heat resistance and light resistance of the dye and exhibiting high resolution at the time of exposure can be realized. Therefore,
This is very effective for manufacturing a color filter that requires a fine pattern using the color resist method. Further, since the dye of the present invention does not contain an alkali metal, it is suitable for applications where an alkali metal is disliked, such as a solid-state image sensor.
【0053】また本発明方法は、有機溶剤に良好な溶解
性を示す上記本発明色素含む着色液を使用するため、所
要の色素濃度の着色層のパターンを形成することができ
る。また、着色層の形成と着色層のパターンニングの工
程だけで着色層のパターンを形成することができる。し
たがって、微細なパターンのカラーフィルタを、簡略化
した製造工程でしかも所望の分光特性に安定して製造す
ることができる。Further, since the method of the present invention uses the coloring liquid containing the above-mentioned dye of the present invention which exhibits good solubility in an organic solvent, it is possible to form a colored layer pattern having a required dye concentration. Further, the pattern of the colored layer can be formed only by the steps of forming the colored layer and patterning the colored layer. Therefore, a color filter having a fine pattern can be stably manufactured with a desired spectral characteristic by a simplified manufacturing process.
【0054】さらにバインダが、N−3−ヒドロキシプ
ロピルスルファモイル基と反応する官能基を有する化合
物を用いる際には、製造工程でN−3−ヒドロキシプロ
ピルスルファモイル基の水酸基と上記官能基とが高分子
化する。よって、より耐熱性が向上したカラーフィルタ
を形成することができる。Further, when the binder is a compound having a functional group which reacts with the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group, the hydroxyl group of the N-3-hydroxypropylsulfamoyl group and the above-mentioned functional group are used in the production process. And become high molecular weight. Therefore, a color filter having improved heat resistance can be formed.
【図1】本発明方法の第1実施例を示す工程図(その
1)である。FIG. 1 is a process diagram (1) showing a first embodiment of the method of the present invention.
【図2】本発明方法の第1実施例を示す工程図(その
2)である。FIG. 2 is a process diagram (No. 2) showing the first embodiment of the method of the present invention.
【図3】本発明方法の第2実施例を示す工程図(その
1)である。FIG. 3 is a process drawing (1) showing a second embodiment of the method of the present invention.
【図4】本発明方法の第2実施例を示す工程図(その
2)である。FIG. 4 is a process diagram (2) showing the second embodiment of the method of the present invention.
1 ウエハ(基体) 3 マゼンタ着色層 5、15 マゼンタフィルタ(着色層のパターン) 7、17 イエローフィルタ(着色層のパターン) 9、19 シアンフィルタ(着色層のパターン) 11、21 カラーフィルタ 1 Wafer (Substrate) 3 Magenta Colored Layer 5, 15 Magenta Filter (Colored Layer Pattern) 7, 17 Yellow Filter (Colored Layer Pattern) 9, 19 Cyan Filter (Colored Layer Pattern) 11, 21 Color Filter
【化4】 [Chemical 4]
【化5】 [Chemical 5]
Claims (4)
導入した化合物からなることを特徴とするカラーフィル
タ用色素。1. A dye for a color filter, comprising a compound in which an N-3-hydroxypropylsulfamoyl group is introduced into the dye.
用いてカラーフィルタを製造する方法であって、 前記カラーフィルタ用色素とバインダとを含む着色液を
基体上に塗布して着色層を形成する工程と、 前記着色層をパターンニングして、前記基体上に着色層
のパターンを形成する工程とを有することを特徴とする
カラーフィルタの製造方法。2. A method for producing a color filter using the color filter dye according to claim 1, wherein a colored liquid containing the color filter dye and a binder is applied onto a substrate to form a colored layer. And a step of patterning the colored layer to form a pattern of the colored layer on the substrate, the method for producing a color filter.
法において、 前記バインダは、前記カラーフィルタ用色素のN−3−
ヒドロキシプロピルスルファモイル基と反応する官能基
を有する化合物からなることを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。3. The method for manufacturing a color filter according to claim 2, wherein the binder is N-3- of the color filter dye.
A method for producing a color filter comprising a compound having a functional group that reacts with a hydroxypropylsulfamoyl group.
法において、 前記官能基は、N−メチロール基、N−アルコキシメチ
ル基、ハロゲン化アルキル基、イソシアナート基、酸無
水物、クロルスルホン基、ビニルスルホン基、エポキシ
基およびカルボキシル基のうちの少なくとも一つである
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。4. The method for producing a color filter according to claim 3, wherein the functional group is an N-methylol group, an N-alkoxymethyl group, a halogenated alkyl group, an isocyanate group, an acid anhydride, a chlorosulfone group, A method for producing a color filter, which comprises at least one of a vinyl sulfone group, an epoxy group and a carboxyl group.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22102194A JPH0862416A (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Pigment for color filter and manufacture of color filter |
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Publication Number | Publication Date |
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