JPH01304401A - 多色カラーフィルターの製造方法 - 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〕 この発明は、多色カラーフィルターの製造方法に関し、
さらに、ｊＦ　Ｉ、　＜は、固体撮像素子などの撮像素
子とか、液晶デイスプレィなどの表示素子に附午さねる
微細な多色カラーフィルターの製造方法の改良に係るも
のである。

〔従来の技術〕

従来例でのこの種の多色カラーフィルターとして、こさ
では、例えば、特公昭５２−１７３５号公報に開示され
ている製造方法によって構成され゛た。　Ｗ（ホワイト
）、Ｙｃ（イエロー）、Ｇｙ（シアン）、Ｇ（グリーン
）の４色からなる多色カラーフィルターの断面構造を第
２図に示す。

すなわち、この第２図従来例梼成において、符ＳＦ　ｌ
はガラスとか受光素子アレイなどが配置された゛ｈ導体
などによる基板を示し、２はこの基板Ｉトに所定位置を
占めてそれぞれに形成された第１のカラーフィルター（
例えば、シアン、　（ｙ）層、３はこの上に被覆形成さ
れた透明ポリマーによる防染１１Ｑであり、４はこの防
染膜３上に所定位置を占めてそれぞれに形成された′：
ＪｒＪ２のカラーフィルター（例えば、イエロー、　Ｙ
ｅ）層、５はこのＬに被覆形成された透明ポリマーによ
る保護膜であって、さらに、Ｂはシアン（Ｃいフィルタ
一部、７はグリーン（Ｇ）　フィルタ一部、８はイエロ
ー（Ｙｃ）フィルタ一部、９はホワイト（Ｗ）フィルタ
一部に相当し、こわらの各部は、相１ｆに隣接する状態
で配置されている。

しかして、この従来例構成による多色カラーフィルター
は、次のようにして製造される。

基板Ｉ十にあって、まず、スピン塗布法などにより、被
染色性のポリマー（例えばセラヂン、カセインなど）の
薄膜を所望の膜Ｊ’；１で形成させ、かつフォトリソグ
ラフィ技術を用い、この薄膜をバターニングして所期通
りにパターン配置された個々の薄膜片を得ると共に、公
知の染色法によりこれらの各薄膜片を所期の分光特性に
染色処理することによって、第１層［１となる第１のカ
ラーフィルター（Ｇｙ）層２をそれぞれに形成し、つい
で、これらの各第１のカラーフィルター（Ｃｙ）層２−
トを透明ポリマーによる防染＋１ｉ２３で被覆した後、
これらの各第１のカラーフィルター（Ｇｙ）層２の直上
部の部分、およびｉｆ及的に隣接する上部々分で、同様
な操作を繰り返すことによって、今度は、第２層１１と
なる第２のカラーフィルター（Ｙｃ）層４を形成し、か
つこれらの各第２のカラーフィルター（Ｙｅ）層４につ
いても、これらの上を透明ポリマーによる保護ｌｌ５２
５で被覆保護する。

つまり、以上のようにして、基板１−トでの相互に可及
的接近した配置位置にあって、それぞれに第１のカラー
フィルター（にｙ）層２のみによるシアン（Ｇｙ）フィ
ルタ一部６と、第１のカラーフィルター　（Ｇｙ）層２
．および第２のカラーフィルター（Ｙｅ）層４の東ね合
せによるグリーン（Ｇ）フィルタ一部７と、第２のカラ
ーフィルター（Ｙｅ）層４のみによるイエロー（Ｙｅ）
フィルタ一部８と、それに、透明ポリマーのみによるホ
ワイト（＋４）フィルタ一部９との４色からなる多色カ
ラーフィルター構造を得るのである。

こ＼で、この従来例構成による製造工程においては、第
１層目の各フィルター層の形成、この第１層目の各フィ
ルター層の直−Ｌ部と可及的に隣接する上部４分での防
染膜を介した第２層１１の各フィルター層の形成４その
トの保護膜と云う６１層構造であることから、各フィル
ター層の相〃間、特に、第１層［１と第２層目との隣接
される各フィルター層の相互間にあって、必然的に段差
部分を生ずることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来方法の場合には、以上のようにして所期の多色カラ
ーフィルターを製造するために、積層された層間での隣
接される各フィルター層の相互間に必然的に段差部分を
生じ、この段差部分において、レンズ効果などによるク
ロストーク作用の発生９分光特性のシフト変化作用の発
生を避は得ないものであった。

この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、従って、その［］的とするところは、
積層された層間での隣接される各フィルター層相４間の
段差部分を解消した。この種の多色カラーフィルターの
製造方法を提供することである。

〔１課題を解決するための手段〕 面記［−１的を達成するために、この発明に係る多色カ
ラーフィルターの製造方法は、カラーフィルター層の形
成に際して、四部状にパターン開口させた透明樹脂膜を
形成すると共に５このパターン開口部での凹部状の部分
内にカラーフィルター層を形成させ、かつこれらの透明
樹脂膜とカラーフィルター層との膜厚をはゾ等しくさせ
るようにしたものである。

すなわち、この発明は、基板上にあって、凹部状にパタ
ーン開口させた第１の透明樹脂膜を形成し、このパター
ン開口部の凹部状部分内を被染色性の第１のポリマーの
薄膜で埋め込むと共に、この薄膜を所期の分光特性に染
色して、第１の透明樹脂膜とはｇ等しい１１！２厚の第
１のカラーフィルター層を形成し、かつ必要に応じてこ
れらの一ヒを透明ポリマーによる防染膜で被覆する工程
と、首記防染膜トに、四部状にパターン開［１させた第
２の透明樹脂膜を形成し、このパターン開［」部の凹部
状部分内を被染色性の第２のポリマーの薄１１Ｑで埋め
込むと共に、この薄膜を所１υＩの分光特性に染色して
、第２の透明樹脂膜とは輩等しい膜厚の第２のカラーフ
ィルター層を形成するに程とを、少なくとも含むことを
特徴とする多色カラーフィルターの製造方法である。

〔作　　　用〕

従って、この発明方法においては、カラーフィルター層
の形成に際しで、四部状にパターン開口させた透明樹脂
膜を形成すると共に、このパターン開Ｅ１部での四部状
の部分内にカラーフィルター層を形成させ、かつこれら
の透明樹脂膜とカラーフィルター層との膜厚をは輩等ｌ
ノ〈させているので、多層に積層される外層毎のカラー
フィルター層間に段差部分を生ずることがない。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る多色カラーフィルターの製造方法
の一実施例につき、第１図を参照して詳細に説明する。

第１図（ａ）ないｌノ（ｈ）はこの実施例方法による多
色カラーフィルターの主要な製造工程を順次模式的に示
すそわぞわに断面構造図であり、これらの第１図（ａ）
ないしくｈ）に示す実施例構成において、面記第２図に
示す従来例構成と同一符号は同一または相当部分を表わ
している。

すなわち、この第１図実施例構成においても、符号１１
はガラスとか受光素子アレイなどが配置された゛ｒ、導
体などによる基板を示し、１２はこの基板＋１４−に形
成されて所定位置をそわぞれにパターン開ｒ−ＪＩ２ａ
ｊ、た第１の透明樹脂膜、１３はこの第１の透明樹脂膜
１２の各パターン開口部！２ａを埋めるようにして基板
１上にそれぞれに形成された第１のカラーフィルター（
例えばＣｙ）層、１４はこれらのトに被覆形成された透
明ポリマーによる防染膜であり、また、１５はこの防染
膜１４Ｊ：に形成されて所定位置をそれぞれにパターン
開口＋５ａ　Ｌ、た第２の透明樹脂＋１！２．１６はこ
の第２の透明樹脂膜１５の各パターン開口部１５ａを埋
めるようにして防染膜１４上にそれぞれに形成された第
２のカラーフィルター（例えばＹｅ）層、１７はこれら
のトに被覆形成された透明ポリマーによる保護膜である
。そしてこＳでも、２１はシアン（Ｃｙ）フィルタ一部
、２２はグリーン（Ｇ）フィルタ一部、２３はイエロー
（Ｙｅ）フィルタ一部、２４はホワイト（Ｗ）フィルタ
一部に相当し、これらの各部は、相互に隣接する状態で
配置されている。

次に、この実施例構成による多色カラーフィルターの製
造工程について述べる。

ガラスなどの基板ｌ上にあって、まず、スピン塗布法な
どにより、感光性透明樹脂レジスト（ネガレジスト；富
士薬品Ｊ　ＦＶＲなど、ポジレジスト：東京応化製０Ｄ
ＩＩＲ−１０１０など）の薄膜を塗布した上で、この薄
膜を所定パターン通りに露光、現像し、所定位置にそれ
ぞれにパターン開［１部＋２ａを四部状に開口して、同
該当部相当の基板１面を露出させた第１の透明樹脂膜１
２を形成する（第１図（ａ））。

その後、前記パターン開口部１２ａを含む第１の透明樹
脂膜１２上に、面記と同様にしてスピン塗布法などによ
って、被染色性の第１のポリマー（例えばセラチン、カ
セイン、ポリビニルアルコールなど）の薄■ｎ、を所望
の膜厚で形成させ、こ＼でも露光、現像して、前記各パ
ターン開口部１２ａに該当する四部状の部分内を、こＳ
でのパターニングされた薄膜１３ａによってそれぞれに
埋め込む（同図（ｂ））と共に、公知の染色法によりこ
れらの薄膜１３ａを所期の分光特性に染色処理すること
によって、第１層目となる第１のカラーフィルター（（
：ｙ）層！３をそれぞれに形成するが、このとき、第１
の透明樹脂膜１２の膜厚に対して、この第１のカラーフ
ィルター（Ｃｙ）層１３の■ｑＪ５を可及的に等しくす
るのが望ましく、これによって、これらの両者が平坦化
される（同図（Ｃ））。

ついで、これらの第１の透明樹脂膜１２．および各第１
のカラーフィルター（Ｃｙ）層１３上を透明ポリマーに
よる防染膜Ｉ４で被覆した（同図（ｄ））後、各第１の
カラーフィルター（Ｇｙ）層１３の直上部°に対応する
上部々分、および可及的に隣接する上部々分にあって、
＋ｉｒｆ記と全く同様にスピン塗布法などにより、感光
性透明樹脂レジストの薄膜を塗１７ｒ　Ｌ／、かつこの
薄１１Ｑを所定パターン通りに露光、現像することで、
所定位置にそれぞれにパターン開［１部１５ａを四部状
に開［Ｉして、同該当部相当の防染１模１４面を露出さ
せた第２の透明樹脂ｆｆ！２１５を形成する（第１図（
ｅ））。

さらに、Ｉｉｑ記パターン開り部１５ａを含む第２の透
明樹脂膜１５Ｊ、に、前記と同様にしてスピン塗布法な
どによって、被染色性の第２のポリマーの薄膜を所望の
膜厚で形成させ、こ＼でも露光、現像して、６１記各パ
タ一ン開１１１部１５ａに該当する四部状の部分内を、
こへてのバターニングされた薄膜１６ａによってそれぞ
れに埋め込む（同図（ｒ））と共に、公知の染色法によ
りこれらの薄１１５！１８３を所期の分光特性に染色処
理することによって、第２層［Ｉとなる第２のカラーフ
ィルター（Ｙｃ）層１６をそ第１ぞれに形成するが、こ
きでも、第２の透明樹脂膜１５の膜厚に対して、この第
２のカラーフィルター（Ｙｃ）層１６の膜厚を可及的に
等しくして両者を平坦化させ（同図（ｇ））、最後に、
こｌｘらの第２の透明樹脂！ＩＱ　＋　５　、および谷
第２のカラーフィルター（Ｙｃ）層１６上を透明ポリマ
ーによる保護１１Ｑｘ７で被覆することで、所期のカラ
ーフィルターを得るのである（同図（）ｌ））　。

つまり、以上のようにして、基板１１上での相互に可及
的接近した配置位置にあって、それぞれに第１のカラー
フィルター（Ｇｙ）層１３のみによるシアン（（：ｙ）
フィルタ一部２１と、第１のカラーフィルター（Ｃい層
１３．および第２のカラーフィルター（Ｙｃ）層１６の
重ね合せによるグリーン（Ｇ）フィルタ一部２２と、第
２のカラーフィルター（Ｙｅ）層ｆ６のみによるイエロ
ー（Ｙｅ）フィルタ一部２３と、それに、透明ポリマー
のみによるホワイト（Ｗ）フィルタ一部２４どの４色か
らなる多色カラーフィルター構造を得るのである。

従って、この実施例による製造方法では、カラーフィル
ター層の形成に際して、四部状にパターン開［Ｉさせた
透明樹脂膜を形成した上で、このパターン開口部での凹
部状の部分内にカラーフィルター層を形成させるように
したから、カラーフィルター層の形成精度が向上され、
同時に、これらの透明樹脂膜とカラーフィルター層との
ＩＩＱ厚をはゾ等しくさせるようにしているので、多層
に８１層される各層毎のカラーフィルター層間の段差部
分が解消され、このために段差部分によって生じていた
レンズ効果などによるクロストークとか、分光特性のシ
フト変化を抑制できるのである。

なお、前記実施例方法においては、第１のカラーフィル
ター層と第２のカラーフィルター層との間に防染膜を介
在させているか、これを第１の透明樹脂膜で兼用させる
か、あるいは、第１のカラーフィルター層を染色後、定
着処理することで、これを省略することも可能である。

また、この実施例方法では、シアン（Ｇｙ）とイエロウ
（Ｙｃ）の重ね合せを含んで、シアン（Ｇｙ）　、グリ
ーン（Ｇ）、イエロウ（Ｙｃ）、ホワイト（胃）の４色
カラーフィルターを構成させる場合について述べたが、
各色独立に形成されるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、
ブルー（Ｂ）などのカラーフィルターにも適用して同様
な作用、効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明方法によれば、所定のＪ
、Ｃ板上にあって、四部状にパターン開［１させた透明
樹脂膜を形成し、このパターン開口部の凹部状部分内を
被染色性のポリマーの薄膜で埋め込むと共に、この薄膜
を所期の分光特性に染色して、透明樹脂膜とはズ等しい
膜Ｈのカラーフィルター層を形成させるようにしたので
、従来の方法に比較して、個々のカラーフィルター層自
体の形成精度を格段に向」二でき、また、多層に積層さ
れる各層毎のカラーフィルター層間に段差部分を生ずる
ことかなく、従って、この各層ｉｉｊのカラーフィルタ
ー層間での段差部分の存在に伴なう、レンズ効果などに
よるクロストーク作用の発生とか、分光特性のシフト変
化作用の発生などを効果的がつ良好に抑制でき、しかも
、構造が比較連部ｉｐで容易に実施し得るなどの優れた
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｈ）はこの発明方法の−実施例を
通用した多色カラーフィルターの主要な製造工程を順次
模式的に示すそれぞれに断面構造図であり、また、第２
図は従来例方法によって構成された多色カラーフィルタ
ーの概要を模式的に示す断面構造図である。 １１・・・・基板、１２・・・・第１の透明樹脂膜、１
２ａ・・・・同一１−透明樹脂膜のパターン開１１部、
１３ａ・・・・被染色性の第１のポリマーの薄膜、Ｉ３
・・・・第１のカラーフィルター（例えばＣｙ）層、１
４・・・・透明ポリマーによる防染膜、１５・・・・第
２の透明樹脂膜、１５ａ・・・・同上透明樹脂膜のパタ
ーン開口部、！６ａ・・・・被染色性の第２のポリマー
の薄膜、１６・・・・第２のカラーフィルター（例えば
Ｙｅ）層、１７・・・・透明ポリマーによる保護膜。 ２１・・・・シアン（Ｃｙ）フィルタ一部、２２・・・
・グリーン（Ｇ）　フィルタ一部、２３・・・・イエロ
ー（Ｙｅ）フィルタ一部、２４・・・・ホワイト（Ｗ）
フィルタ一部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定の基板上にあつて、凹部状にパターン開口させた
   第１の透明樹脂膜を形成し、このパターン開口部の凹部
   状部分内を被染色性の第１のポリマーの薄膜で埋め込む
   と共に、この薄膜を所期の分光特性に染色して、第１の
   透明樹脂膜とほゞ等しい膜厚の第１のカラーフィルター
   層を形成し、かつ必要に応じてこれらの上を透明ポリマ
   ーによる防染膜で被覆する工程と、前記防染膜上に、凹
   部状にパターン開口させた第２の透明樹脂膜を形成し、
   このパターン開口部の凹部状部分内を被染色性の第２の
   ポリマーの薄膜で埋め込むと共に、この薄膜を所期の分
   光特性に染色して、第２の透明樹脂膜とほゞ等しい膜厚
   の第２のカラーフィルター層を形成する工程とを、少な
   くとも含むことを特徴とする多色カラーフィルターの製
   造方法。