專利名稱：色輪形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在彩色圖像顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)中使用的色輪。
背景技術(shù)：
在彩色圖像顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)中，將上述色輪設(shè)置在光路上，用來產(chǎn)生周期性顏色變化。即，在盤的圓周方向上設(shè)置多種透射來自光源的白光中的特定波長的光的濾光器構(gòu)成色輪，通過使該色輪在光路上高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生周期性顏色變化。將透過色輪的光投射到圖像轉(zhuǎn)換裝置，通過將其以使連續(xù)的彩色圖像在觀看者眼中能夠成一體的方式映在屏幕上，來生成全彩色圖像。這樣的色輪用于例如具有DLP(數(shù)字光處理器)等光學(xué)系統(tǒng)的液晶投影儀或DMD(Digital Micromirror Device數(shù)字微鏡器件)投影儀等顏色順序彩色顯示裝置中。
作為這樣的色輪，例如，在特開2001-337390號(hào)公報(bào)中公開了沿盤的圓周方向分割為多個(gè)顏色區(qū)域的色輪，該色輪是將扇形的各種顏色濾色段設(shè)置在盤上或?qū)⒏鞣N顏色濾色段設(shè)置為盤狀而形成的。
但是，由于必須對(duì)扇形濾色段進(jìn)行正確的切斷加工，并進(jìn)行通過將扇形濾色段粘接等來形成1個(gè)盤的加工，導(dǎo)致光束通過扇形濾色段的邊界處時(shí)產(chǎn)生噪聲，而且還有旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度降低、旋轉(zhuǎn)不平衡、產(chǎn)生摩擦風(fēng)音等問題，存在調(diào)整這些濾色段需要熟練度和時(shí)間、成本的缺點(diǎn)。
例如，在美國第5711889號(hào)專利說明書中公開了通過光刻法在1個(gè)盤上制造3色濾色陣列的方法。
但是，例如，在RGB為1個(gè)周期、各區(qū)域的圓周角為120的情況下，需要使用將圓周角240的區(qū)域遮光的光掩模(使用正性抗蝕劑的情況)，或使用將圓周角120的區(qū)域遮光的光掩模(使用負(fù)性抗蝕劑的情況)，對(duì)每個(gè)RGB必須進(jìn)行3次光掩模對(duì)準(zhǔn)(alignment)曝光，但是在存在光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差的情況下，還存在各RGB透射膜彼此之間產(chǎn)生重疊或空隙，這些重疊或空隙導(dǎo)致圖像不清晰或閃爍的問題。當(dāng)然，通過盡量減小光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差，可以得到由各透射膜彼此之間的重疊或空隙引起的圖像不清晰或閃爍較少的高精度的色輪，但是為此，存在需要用來制造模型的非常昂貴的設(shè)備的問題。
在使用反復(fù)對(duì)準(zhǔn)光掩模來制造色輪的一般的光刻法的情況下，由于需要對(duì)每個(gè)RGB進(jìn)行3次光掩模對(duì)準(zhǔn)曝光，因此在色輪制造時(shí)需要很大的工作量和能量，存在處理時(shí)間長、速度慢的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種色輪形成方法，它可以解決現(xiàn)有的通過粘接等來粘貼扇形濾色段的方法和現(xiàn)有的光刻法中存在的問題，與這些方法相比，該方法在成本、精度、制造容易度方面具有綜合優(yōu)勢。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明1的色輪形成方法，該色輪在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底上設(shè)置有能透射希望波長的光的濾光器，其特征在于，包括下述工序，該工序?qū)谒霰P襯底表面?zhèn)纫?guī)定區(qū)域上形成的顏色透射膜與相鄰區(qū)域之間的邊界線中的至少一條邊界線的部分用作從里面曝光的掩模。
上述發(fā)明中，通過包括將包含與在以前工序中已經(jīng)形成的顏色透射膜與相鄰區(qū)域之間的邊界線中的至少一條邊界線的部分用作從里面曝光的掩模的工序，能夠在理論上完全避免在用作從里面曝光的掩模的邊界線處產(chǎn)生重疊或空隙。此外，在該工序中兼用的光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差僅表現(xiàn)為各RGB透射膜面積的增減，由于各RGB透射膜之間的重疊或空隙對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各RGB透射膜面積增減對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響，因此，本發(fā)明在防止圖像不清晰和閃爍方面非常有利。這樣，在理論上不會(huì)產(chǎn)生重疊和空隙是本發(fā)明最大的特征和優(yōu)點(diǎn)。
另外，通過使作為從里面曝光的掩模使用的包含邊界線的部分具有里面曝光的掩模的作用，能夠在與該邊界線對(duì)應(yīng)的部分上形成非常清晰的圖案邊緣。
本發(fā)明中，所述邊界線除了可以為直線，還可以為曲線。
本發(fā)明2的色輪形成方法，該色輪在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底上設(shè)置有能透射希望波長的光的濾光器，其特征在于，包括下列工序(1)在所述盤襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆光致抗蝕劑，(2)在所述光致抗蝕劑的第1規(guī)定區(qū)域之外的區(qū)域上采用光掩模，進(jìn)行曝光顯影，去除第1規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(3)在工序2之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第1顏色透射膜，(4)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第1顏色透射膜，在第1規(guī)定區(qū)域上形成第1顏色透射膜，(5)在工序4之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆抗蝕劑，(6)將遮蓋所述第1顏色透射膜的一部分以及第3規(guī)定區(qū)域的光掩模設(shè)置在所述襯底的里面，從所述襯底的里面?zhèn)冗M(jìn)行曝光、顯影，去除第2規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(7)在工序6之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第2顏色透射膜，(8)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第2顏色透射膜，在第2規(guī)定區(qū)域上形成第2顏色透射膜，(9)在工序8之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆抗蝕劑，(10)從所述襯底的里面對(duì)整個(gè)面進(jìn)行曝光、顯影，去除第3規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(11)在工序10之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第3顏色透射膜，(12)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第3顏色透射膜，在第3規(guī)定區(qū)域上形成第3顏色透射膜。
上述發(fā)明中，在工序(6)中，通過使包含已經(jīng)形成的第1顏色透射膜中沒有被光掩模遮光的邊界線的部分具有里面曝光的掩模的作用，可以在理論上完全避免在用作從里面曝光的掩模的邊界線處產(chǎn)生重疊或空隙。同樣地，在工序(10)中，通過不使用光掩模，而使已經(jīng)形成的第1和第2顏色透射膜本身具有里面曝光的掩模的作用，可以在理論上完全避免在各邊界線處產(chǎn)生重疊或空隙。
此外，在工序(6)中兼用的光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差僅表現(xiàn)為各RGB透射膜面積的增減，由于各RGB透射膜的重疊或空隙對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各RGB透射膜面積增減對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響，因此，本發(fā)明在防止圖像不清晰和閃爍方面非常有利。在工序(10)中，由于不使用光掩模，因此在理論上不會(huì)產(chǎn)生光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差問題。這也是本發(fā)明最大的特征和優(yōu)點(diǎn)。
上述發(fā)明中，在工序(10)中，由于不使用光掩模，因此能夠?qū)?duì)準(zhǔn)光掩模的次數(shù)減少1次從而相應(yīng)地減少該部分的工序時(shí)間。而在采用重復(fù)對(duì)準(zhǔn)光掩模制造色輪的一般光刻法的情況下，在對(duì)應(yīng)于工序(10)的工序中必須進(jìn)行光掩模的對(duì)準(zhǔn)。
上述發(fā)明中，在工序(6)中，通過使包含已經(jīng)形成的第1顏色透射膜中沒有被光掩模遮光的邊界線的部分具有里面曝光的掩模的作用，可以形成非常清晰的圖案邊緣。并且，在工序(10)中，通過不使用光掩模，而使已經(jīng)形成的第1和第2顏色透射膜本身具有里面曝光的掩模的作用，可以形成非常清晰的圖案邊緣。
另外，由于工序(4)、(8)、(12)是剝離工序，所以只要在整個(gè)襯底上形成各顏色透射膜即可(例如，只要在整個(gè)面上進(jìn)行蒸鍍即可)，因此，與采用在被蒸鍍的襯底和蒸鍍源之間插入掩模并僅在所需位置上進(jìn)行蒸鍍的掩模蒸鍍等原始方法的情況相比，由于不需要使用掩模且不需要對(duì)準(zhǔn)掩模，因此有優(yōu)勢。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，所述邊界線除了為直線，還可以為曲線。
在發(fā)明1或發(fā)明2所述的發(fā)明中，各顏色透射膜不局限于多層膜，還可以是單層膜。由于多層膜具有可以僅透射特定波長區(qū)域的光、可以將該透射率提高到極限等優(yōu)點(diǎn)而比較理想，因此，各顏色透射膜最好是通過蒸鍍法或?yàn)R射法形成的多層膜。通過蒸鍍法或?yàn)R射法形成的多層膜的耐熱性和耐久性比較好，因此比較理想。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，在1個(gè)色輪中存在n個(gè)周期(n是自然數(shù))的顏色透射區(qū)域，形成各顏色透射區(qū)域的圓周角為360°/3n的色輪的情況下，最好在所述工序(6)中使用遮蓋圓周角θ為360°/3n＜θ＜2×360°/3n的區(qū)域的光掩模。
通過使用這樣的光掩模，例如，在1個(gè)色輪內(nèi)存在1個(gè)周期RGB的情況(RGB的3個(gè)區(qū)域?yàn)?周的情況)(例如圖1)下，在1個(gè)色輪內(nèi)存在2個(gè)周期的RGB的情況(RGB的6個(gè)區(qū)域?yàn)?周的情況)(例如圖3(a))下，在1個(gè)色輪內(nèi)存在3個(gè)周期的RGB的情況(RGBRGBRGB的9個(gè)區(qū)域?yàn)?周的情況)(例如圖3(b))下，甚至在1個(gè)色輪內(nèi)存在任意個(gè)周期的RGB的情況下，發(fā)明2所述的所有的工序的次數(shù)(包含掩模的對(duì)準(zhǔn)次數(shù))都不變，僅變化使用的掩模的形狀，就可以分別作成上述周期的色輪。具體而言，1個(gè)周期的情況下使用矩形掩模等(例如圖2的工序6)，2個(gè)周期的情況下使用領(lǐng)結(jié)型掩模(例如圖4(a))，3個(gè)周期的情況下使用電風(fēng)扇的葉片型掩模(例如圖4(b))，分別將發(fā)明2所述的處理僅執(zhí)行一遍即可。
例如，在1個(gè)色輪內(nèi)存在1個(gè)周期的RGB、各區(qū)域的圓周角為120°的情況下，通過使用遮蓋大于120°小于240°的區(qū)域的掩模，在工序(6)中兼用的光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差僅表現(xiàn)為各RGB透射膜面積的增減，由于各RGB透射膜的重疊或空隙對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各RGB透射膜面積增減對(duì)圖像不清晰和閃爍的影響，因此，本發(fā)明在防止圖像不清晰和閃爍方面非常有利。與此相反，使用將圓周角240°的區(qū)域遮光的光掩模(使用正性抗蝕劑的情況)或?qū)A周角120°的區(qū)域遮光的光掩模(使用負(fù)性抗蝕劑的情況)時(shí)，由于光掩模的對(duì)準(zhǔn)誤差會(huì)在各RGB透射膜之間產(chǎn)生重疊或空隙，因此不會(huì)獲得本發(fā)明的效果。
在1個(gè)周期的RGB的情況下，只要是大于120°小于240°的掩模，都可以應(yīng)用于本發(fā)明，但是，從對(duì)準(zhǔn)操作及掩模操作的容易度的角度考慮，在120°和240°之間的180°附近的掩模是最佳的。尤其是，如果使用180°的掩模，即可以遮蓋一半襯底的矩形光掩模等，則可以便宜地制造光掩模，例如，可以代用或利用一邊的直線性非常高的不透明襯底，從對(duì)準(zhǔn)操作非常容易的角度考慮是最佳的?；谕瑯拥目紤]，在2個(gè)周期的情況下，從操作方面來講，具有2個(gè)可遮蓋90°左右的區(qū)域的扇形的領(lǐng)結(jié)型的掩模最佳，n個(gè)周期的情況下，具有n個(gè)可遮蓋(360°/3n)×1.5左右的區(qū)域的扇形的掩模最佳。
由于各透射膜與光掩模相比容易通過曝光用的紫外線，因此，從確保曝光時(shí)間精度的余量以進(jìn)行輕松操作的角度考慮，最好使用在可以進(jìn)行自由對(duì)準(zhǔn)操作的范圍內(nèi)，對(duì)盡可能大的區(qū)域進(jìn)行遮光的掩模。具體而言，1個(gè)周期的情況下，優(yōu)選能遮蓋220°±10°左右的區(qū)域的扇形掩模，2個(gè)周期的情況下，優(yōu)選具有2個(gè)能遮蓋100°±5°左右區(qū)域的扇形的領(lǐng)結(jié)型掩模，n個(gè)周期的情況下，優(yōu)選具有n個(gè)能遮蓋(360°/3n)×1.5±10左右的區(qū)域的扇形的掩模，更一般地，在1個(gè)扇形區(qū)域的圓周角為θ的情況下，優(yōu)選具有多個(gè)可遮蓋2θ-(5°～10°)左右的區(qū)域的扇形的掩模。
通過將本發(fā)明這樣的掩模設(shè)計(jì)思想與里面曝光組合起來，與采用反復(fù)對(duì)準(zhǔn)光掩模來制造色輪的現(xiàn)有光刻法的情況相比，在設(shè)備投資、工序容易度這兩個(gè)方面都有絕對(duì)優(yōu)勢，并且還可以形成比現(xiàn)有光刻法更高質(zhì)量的色輪。特別地，在要求投影儀圖像質(zhì)量高的同時(shí)，還強(qiáng)烈要求提高RGB重復(fù)周期數(shù)的情況下，本發(fā)明特別有效。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，在工序(10)中，可以在所述襯底的里面的第3規(guī)定區(qū)域的一部分上施加光掩模之后，從所述襯底的里面?zhèn)葘?duì)整個(gè)面進(jìn)行曝光。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，想在例如襯底上保留白色區(qū)域(透明區(qū)域)時(shí)，可以容易地保留白色區(qū)域。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，在所述工序(11)中，能夠形成藍(lán)色透射膜，即最后形成藍(lán)色透射膜(B膜)。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，在所述工序(6)和工序(10)中，利用紅色透射膜(R膜)以及綠色透射膜(G膜)進(jìn)行里面曝光時(shí)，由于通常可以省去僅阻隔特定波長的紫外線的濾光器(這里，僅阻隔來自曝光光源的光之中，透過R膜以及G膜的波長的光的濾光器)，因而比較理想。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，最好在貼有紫外線截止薄膜的小室內(nèi)進(jìn)行一系列工序。由此，可以降低設(shè)備成本、節(jié)省空間等。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，最好使用僅包含光源或得到與光源平行的光線的裝置、簡單的對(duì)準(zhǔn)裝置的非常簡單且價(jià)格便宜的曝光裝置。由此，可以降低設(shè)備成本、節(jié)省空間(曝光裝置的小型化)等。


圖1是表示采用本發(fā)明的色輪形成方法制成的色輪的一個(gè)例子的示意圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的色輪形成方法的示意圖。
圖3(a)和(b)是表示采用本發(fā)明的色輪形成方法制成的色輪的其它例子的示意圖。
圖4(a)和(b)是用來說明在本發(fā)明的色輪形成方法中使用的光掩模的其它例子的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
首先，說明采用本發(fā)明的色輪形成方法制成的色輪的一個(gè)實(shí)施形式。
圖1是表示采用本發(fā)明的色輪形成方法制成的色輪的一個(gè)例子的示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的色輪1具有在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底2上形成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)濾色器R、G、B的結(jié)構(gòu)。
各濾色器R、G、B形成為內(nèi)角(圓周角)為120°的扇形。入射到這些濾色器R、G、B上的白光分別被調(diào)制為紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)光。
這樣的色輪可以有效地用于分時(shí)順序顏色方式的彩色顯示裝置中。
其次，說明本發(fā)明的色輪形成方法。
圖2是用于說明本發(fā)明的色輪形成方法的示意圖，以形成圖1所示的色輪的情況為例。圖中，Z表示抗蝕劑層，R、G、B分別表示紅色透射多層膜、綠色透射多層膜以及藍(lán)色透射多層膜，R/Z、Z/R、G/Z/R等標(biāo)記按照上層/(中間)層/下層的順序表示多層膜。
首先，利用所屬技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法對(duì)圖1所示的盤狀襯底、例如石英玻璃、硼硅酸玻璃、鋁硅酸玻璃、表面涂有二氧化硅的鈉石灰玻璃等無機(jī)玻璃或透明塑料等構(gòu)成的盤狀襯底進(jìn)行清洗。
然后，如圖2所示，首先通過旋涂法等，在上述清洗過的盤襯底的整個(gè)表面上涂覆現(xiàn)有公知的光致抗蝕劑(例如，東京応化工業(yè)(株)社制造的OFPR-5000)，使成膜后的厚度為5～7μm左右(工序1)。圖2中，Z表示光致抗蝕劑。
之后，涂覆完抗蝕劑之后，等待數(shù)分鐘直到抗蝕劑干燥，將光致抗蝕劑在熱板(例如85℃左右)上預(yù)焙數(shù)分鐘(例如，1分鐘)后，等待直到冷卻到室溫左右。
然后，在涂覆了光致抗蝕劑的面上的除第1規(guī)定區(qū)域之外的區(qū)域上采用光掩模PM，通過紫外線照射(例如，200μW/cm2、3分鐘)對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行曝光(工序2)。
之后，使用顯影液(例如，東京応化工業(yè)(株)社制造的NMD-3)進(jìn)行顯影，去掉第1規(guī)定區(qū)域上的光致抗蝕劑，之后進(jìn)行清洗(工序2)。
將顯影、清洗后的襯底在熱板(例如100℃左右)上進(jìn)行數(shù)分鐘的后烘干(例如，3分鐘)。
隨后，通過蒸鍍(對(duì)整個(gè)面進(jìn)行蒸鍍)，在盤襯底的表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第1顏色透射多層膜(在該實(shí)施方式中為紅色，在圖2中用R表示)(工序3)。該工序3之后，如圖2所示，在盤狀襯底的表面上具有在襯底上直接形成的紅色透射多層膜部分(R)和在光致抗蝕劑上形成的紅色透射多層膜部分(R/Z)。
之后，將在襯底上直接形成的紅色透射多層膜部分(R)之外的其它部分，即在光致抗蝕劑上形成的紅色透射多層膜部分(R/Z)進(jìn)行剝離(Lift off)，去掉光致抗蝕劑(工序4)?？梢赃m當(dāng)選擇現(xiàn)有的剝離劑(stripper)作為這時(shí)使用的剝離劑，例如，可以使用丙酮或2％左右的氫氧化鈉水溶液，但是最好使用抗蝕劑剝離液(例如，東京応化工業(yè)(株)社制造的106號(hào))。在該工序4之后，如圖2所示，成為在襯底表面的規(guī)定位置(第1規(guī)定區(qū)域)上形成紅色透射多層膜部分(R)的狀態(tài)。
去掉上述抗蝕劑之后，進(jìn)行清洗。
接著，與工序1相同，在襯底整個(gè)表面上涂覆光致抗蝕劑，進(jìn)行預(yù)焙(工序5)。該工序5之后，如圖2所示，成為在襯底的表面上形成在紅色透射多層膜部分(R)上設(shè)置了抗蝕劑的部分(Z/R)，以及在襯底上直接設(shè)置抗蝕劑的部分(Z)的狀態(tài)。
以上說明的工序1～工序5是與現(xiàn)有的光刻法基本相同的工序。
然后，在本發(fā)明中，在所述襯底的里面上配置遮蓋襯底的里面的預(yù)定部分，即第1顏色透射多層膜的一部分(在本實(shí)施方式中，在紅色透射多層膜部分(R)上設(shè)置了抗蝕劑的部分(Z/R)的一部分)以及第3規(guī)定區(qū)域(在本實(shí)施方式中，是在后續(xù)工序11中形成藍(lán)色B的區(qū)域)的光掩模PM，從所述襯底的里面?zhèn)冗M(jìn)行曝光、顯影，去掉第2規(guī)定區(qū)域(在本實(shí)施方式中，是在后續(xù)工序7中形成綠色G的區(qū)域)的光致抗蝕劑(工序6)。
然后，與工序3相同，通過蒸鍍(對(duì)整個(gè)面進(jìn)行蒸鍍)，在盤襯底的表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第2顏色透射多層膜(在本實(shí)施方式中為綠色，圖2中用G表示)(工序7)。該工序7之后，如圖2所示，在盤狀襯底的表面上有在紅色透射多層膜(R)上設(shè)置了抗蝕劑(Z)并在其上設(shè)置了綠色透射多層膜(G)的部分(G/Z/R)、在襯底上直接形成綠色透射多層膜(G)的部分(G)、以及在抗蝕劑(Z)上設(shè)置了綠色透射多層膜(G)的部分(G/Z)。
工序7之后，與工序4相同，將在襯底上直接形成的綠色透射多層膜部分(G)之外的其它部分，即在光致抗蝕劑上形成的綠色透射多層膜部分(G/Z和G/Z/R中的G/Z)剝離，去掉光致抗蝕劑(工序8)。該工序8之后，如圖2所示，成為在襯底的表面的預(yù)定位置上直接形成紅色透射多層膜部分(R)和綠色透射多層膜部分(G)的狀態(tài)。
本發(fā)明中，在工序8之后，與工序1相同，在襯底的表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)上涂覆抗蝕劑(工序9)，然后不使用光致抗蝕劑，從襯底的里面?zhèn)葘?duì)整個(gè)面進(jìn)行曝光、顯影，去掉第3規(guī)定區(qū)域上的光致抗蝕劑(工序10)。此時(shí)，想在襯底上保留白色部分時(shí)，只要在對(duì)應(yīng)的位置上采用光掩模進(jìn)行曝光即可。該工序10之后，如圖2所示，在襯底表面上有在紅色透射多層膜部分(R)上形成抗蝕劑(Z)的部分(Z/R)、在綠色透射多層膜部分(G)上形成抗蝕劑(Z)的部分(Z/R)以及什么也沒形成的部分。
工序10之后，與工序3相同，通過蒸鍍(對(duì)整個(gè)面進(jìn)行蒸鍍)，在盤襯底的表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第3顏色透射多層膜(在本實(shí)施方式中為藍(lán)色，圖2中用B表示)(工序11)。該工序11之后，如圖2所示，在襯底表面上形成在紅色透射多層膜部分(R)上形成了抗蝕劑(Z)以及藍(lán)色透射多層膜的部分(B/Z/R)、在綠色透射多層膜部分(G)上形成抗蝕劑(Z)以及藍(lán)色透射多層膜的部分(B/Z/G)、在襯底上直接形成藍(lán)色透射多層膜部分(B)的部分(B)。
最后，在工序12中通過去掉不需要的抗蝕劑，可以在襯底表面上形成所希望的多個(gè)顏色透射多層膜。
雖然上述圖1所示的色輪1中R、G、B的重復(fù)為1個(gè)周期，但是在上述工序(6)中，通過使用圖4(a)以及(b)所示的光掩模PM，也可以形成如圖3(a)所示的RGB重復(fù)2個(gè)周期的色輪以及如圖3(b)所示的RGB重復(fù)3個(gè)周期的色輪等多個(gè)周期的色輪。
以上，雖然說明了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，但是本發(fā)明不局限于這些實(shí)施方式。
例如，在上述實(shí)施方式中，在工序3中，在最初形成藍(lán)色透射多層膜(B膜)作為第1顏色透射多層膜的情況下，在工序6的里面曝光時(shí)，最好加入阻隔透過B膜的波長的光(例如，波長為不超過420nm的紫外線)而使這些波長之外的紫外線盡可能多地透過的濾光器。這是因?yàn)橥干渌{(lán)色光的藍(lán)色透射多層膜(B膜)具有比在紅色透射多層膜部分(R)、綠色透射多層膜部分(G)更容易透射紫外線的傾向，B膜比R膜、G膜作為對(duì)紫外線的光掩模的性能差，因此用濾波器來輔助其性能。具體而言，通過加入濾光器，可以顯著降低透過沒有被光掩模遮蓋的B膜的曝光光強(qiáng)度(幾乎為零)，通過調(diào)整曝光條件，可以確認(rèn)存在下述條件在與光掩模對(duì)應(yīng)的區(qū)域和與B膜對(duì)應(yīng)的區(qū)域上保留抗蝕劑而在其它區(qū)域上去掉抗蝕劑(例如，200μW/cm2、15分鐘)。如果不加入濾光器，則會(huì)去掉與沒有用光掩模遮蓋的B膜對(duì)應(yīng)的區(qū)域的抗蝕劑。
如上述實(shí)施方式所示，在最后形成B膜的情況下，在利用R膜或G膜進(jìn)行里面曝光時(shí)，由于通?？梢允∪H阻隔特定波長的紫外線的濾光器(這里，是指僅阻隔來自曝光光源的光之中，透過R膜、G膜的波長的光的濾光器)因此比較理想。由于膜組成或膜材料不同，即使是R膜或G膜，有時(shí)也能透射紫外線，在這種情況下，根據(jù)需要(紫外線透射量)，利用R膜、G膜進(jìn)行里面曝光時(shí)，最好加入僅阻隔透過R膜、G膜的波長的光的濾光器。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明中，多次重復(fù)工序(5)～(8)，可以形成4種顏色以上的色輪(例如，RGBX或RGBY等(X、Y表示包含白色、黑色(不透射)的其它顏色))。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，可以除了R、G、B之外還可以形成例如黑色等區(qū)域。
在上述發(fā)明2所述的發(fā)明以及上述實(shí)施方式中，在上述工序(6)中，遮蓋第1顏色透射(多層)膜和與其相鄰的第3規(guī)定區(qū)域，先形成了第2顏色透射(多層)膜，但是，當(dāng)然也可以遮蓋第1顏色透射(多層)膜的一部分以及與其相鄰的第2規(guī)定區(qū)域，先形成第3顏色透射(多層)膜。
雖然上述實(shí)施方式中說明了在所有工序中使用正性抗蝕劑的情況，但是，對(duì)于使用負(fù)性抗蝕劑的情況也同樣適用。例如，在上述工序2中，可以使用負(fù)性抗蝕劑。
成膜也不局限于蒸鍍，可以采用濺射法涂覆法等成膜方法。另外，各顏色透射膜不局限于多層，也可以為單層。由于多層膜具有可以僅透射特定波長區(qū)域的光、可以將透射率提高到極限等優(yōu)點(diǎn)而比較理想，所以，各顏色透射膜最好是通過蒸鍍法或?yàn)R射法而形成的多層膜。由于由蒸鍍法或?yàn)R射法形成的多層膜的耐熱性和耐久性比較好，因此比較理想。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種色輪形成方法，它解決了現(xiàn)有的通過粘接等來粘貼扇形濾色段的方法和現(xiàn)有的光刻法中存在的問題，并且與這些方法相比，該方法在成本、精度、制造的容易度方面具有綜合優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種色輪形成方法，該色輪在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底上設(shè)置有能透射希望波長的光的濾光器，其特征在于，包括下述工序，該工序?qū)谒霰P襯底表面?zhèn)纫?guī)定區(qū)域上形成的顏色透射膜與相鄰區(qū)域之間的邊界線中的至少一條邊界線的部分用作從里面曝光的掩模。
2.一種色輪形成方法，該色輪在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底上設(shè)置有能透射希望波長的光的濾光器，其特征在于，包括下列工序(1)在所述盤襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆光致抗蝕劑，(2)在所述光致抗蝕劑的第1規(guī)定區(qū)域之外的區(qū)域上采用光掩模，進(jìn)行曝光顯影，去除第1規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(3)在工序2之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第1顏色透射膜，(4)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第1顏色透射膜，在第1規(guī)定區(qū)域上形成第1顏色透射膜，(5)在工序4之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆抗蝕劑，(6)將遮蓋所述第1顏色透射膜的一部分以及第3規(guī)定區(qū)域的光掩模設(shè)置在所述襯底的里面，從所述襯底的里面?zhèn)冗M(jìn)行曝光、顯影，去除第2規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(7)在工序6之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第2顏色透射膜，(8)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第2顏色透射膜，在第2規(guī)定區(qū)域上形成第2顏色透射膜，(9)在工序8之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上涂覆抗蝕劑，(10)從所述襯底的里面對(duì)整個(gè)面進(jìn)行曝光、顯影，去除第3規(guī)定區(qū)域的光致抗蝕劑，(11)在工序10之后的襯底表面?zhèn)鹊恼麄€(gè)面上形成第3顏色透射膜，(12)通過剝離去除光致抗蝕劑上的第3顏色透射膜，在第3規(guī)定區(qū)域上形成第3顏色透射膜。
3.如權(quán)利要求2所述的色輪形成方法，在1個(gè)色輪中存在n個(gè)周期的顏色透射區(qū)域，各顏色透射區(qū)域的圓周角為360°/3n，其中n是自然數(shù)，其特征在于，在所述工序(6)中使用遮蓋圓周角θ為360°/3n＜θ＜2×360°/3n的區(qū)域的光掩模。
4.如權(quán)利要求2所述的色輪形成方法，其特征在于，在所述工序(10)中，在所述襯底的里面的第3規(guī)定區(qū)域的一部分上施加光掩模之后，從所述襯底的里面?zhèn)葘?duì)整個(gè)面進(jìn)行曝光。
5.如權(quán)利要求2所述的色輪形成方法，其特征在于，在所述工序(11)中，形成藍(lán)色透射膜。
6.一種色輪，其特征在于，該色輪是由權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的色輪形成方法形成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在成本、精度、制造容易度方面具有綜合優(yōu)勢的色輪形成方法，該色輪在由能透射光的材料構(gòu)成的盤襯底上設(shè)置有能透射希望的波長的光的濾光器，該色輪形成方法的特征在于，包括下述工序，該工序?qū)谒霰P襯底表面?zhèn)纫?guī)定區(qū)域上形成的顏色透射膜與相鄰區(qū)域之間的邊界線中的至少一條邊界線的部分用作從里面曝光的掩模。
文檔編號(hào)G02B7/00GK1488987SQ03149809
公開日2004年4月14日 申請日期2003年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者亀井雅之, 三橋武文, 水橋衛(wèi), 井雅之, 文 申請人:獨(dú)立行政法人物質(zhì)·材料研究機(jī)構(gòu), 株式會(huì)社村上開明堂, 獨(dú)立行政法人物質(zhì) 材料研究機(jī)構(gòu)