JPH03246503A - 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］ 本発明は、カラーフィルターの製造方法に関し、特にカ
ラー撮像素子やカラーセンサー及びカラーデイスプレー
などの微細色分解用として好適なカラーフィルターの製
造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、カラーフィルターは、ガラス、プラスチック等の
透明性基板やあるいは、Ｓｉ等の不透明基板上に色相の
異なる複数の着色パターンの形成を順次繰り返して製造
されている。

そのカラーフィルターの代表的な製造方法・には、染色
法、電着法、印刷法等が挙げられるが、近年、微細パタ
ーンカラーフィルターを安定的に生産住良（製造する方
法の１つとして、特開昭５７−１６４０７号公報、特開
昭５７−７４７０７号公報、特開昭６０−１２９７０７
号公報、特開昭６２−２１８９０２号公報等に感光性樹
脂を用いて、フォトリソグラフィーによりパターン形成
する方法が提案されている。

一方、カラーフィルターを配設するカラーデバイスの高
性能化から、デバイスとしての色再現性の向上が強（望
まれている。すなわち、例えば、カラー撮像素子やカラ
ーセンサーの場合には、カラーフィルター画素間からの
透過光による迷光の発生防止、また斜入射光による隣接
画素色との混色防止が望まれ、さらにカラーデイスプレ
ィの場合には、カラーフィルター画素間からの透過光に
よるコントラスト、色純度の低下の防止が望まれている
。近年、特に撮像素子の小サイズ高密度化及びセンサー
、デイスプレィの大サイズ高精細化の動向において、こ
れらの要望は強い。

これに対する解決策として、一般的にカラーフィルター
画素間部分に非透光性膜を形成する方法がとられている
。

従来、この様な非透光性膜をカラーフィルター画素間に
形成する方法としては、例えば、予め非透光性膜パター
ンが形成された基板上にアライメントしながらカラーフ
ィルターを形成していく方法、あるいは、予めカラーフ
ィルターパターンの形成された基板上にアライメントし
ながら非透光性膜パターンを形成してい（方法を用いて
いた。

すなわち、これらの方法では、いずれにしてもカラーフ
ィルターパターン形成と非透光性膜パターン形成との間
にアライメントの操作を有している為、この精度により
カラーフィルターパターン間に、透光部の無い一致した
サイズの非透光性膜パターンを形成することが難しかっ
た。さらに、これらの重なり部が生じた場合には、カラ
ーフィルター上に段差を生じζ構造的に要求の強い平坦
性の優れたカラーフィルターを形成するのが難しかった
。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述の従来例のもつ欠点を解消せしめ
、簡便な製造プロセスにより、微細パターンを有するカ
ラーフィルター画素間に隙間な（非透光性金属膜を配置
させることのできるカラーフィルターの製造方法を提供
することにある。

さらに、本発明の目的は、これにより特性の優れたカラ
ーデバイスを提供することにある。

［課題を解決するための手段］および［作用］すなわち
、本発明は、基板上の各色カラーフィルター画素間に隙
間な（金属膜を配置させたカラーフィルターの製造方法
において、 （イ）基板上に非透光性金属パターンを形成する工程と
、 （ロ）前記非透光性金属パターンが形成された基板上に
、樹脂中に着色材料を含有させた着色樹脂を塗布した後
、マスクを介して露光、現像することにより着色樹脂膜
を非透光性金属パターン上にかかるようにパターニング
する工程と、（ハ）前記（ロ）の工程を色相の異なる着
色樹脂を用いて複数回繰り返して複数色の着色樹脂パタ
ーンを形成する工程と、 （：）前記非透光性金属パターン上に積層された着色樹
脂を研磨により除去する工程により、各色カラーフィル
ター画素間に隙間な（金属膜を形成することを特徴とす
るカラーフィルターの製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のカラーフィルターの製造方法は、基板上に、非
透光性金属パターンを形成し、その上に樹脂中に着色材
料を含有させた着色樹脂を塗布した後、マスクを介して
露光、現像する工程を色相の異なる着色樹脂を用いて複
数回繰り返して複数色の着色樹脂パターンを非透光性金
属パターン上にかかるように形成し、次いで非透光性金
属パターン上にかかって積層された不要の着色樹脂を研
磨により除去することにより、特に着色樹脂パターン形
成時にはアライメントがラフで済む簡便な方法で、各色
カラーフィルター画素間に隙間な（非透光性金属膜を形
成することができる。

この様なカラーフィルターを用いた撮像素子やセンサー
デバイスにおいては、色再現性の向上が期待できるとと
もに、充分な遮光により、光素子の誤動作の防止にも結
びつく。さらに、液晶デスプレイデバイスにおいては、
コントラスト、色純度の向上が期待できるとともに、電
極補助線としての機能を合わせ持たせることが可能とな
り、画素電極の低抵抗配線化により、大画面デイスプレ
ィにおける信号遅延及びセル内発熱等による表示品位の
低下防止にも効果的である。

さらに、従来に比べ、より平坦性の優れたカラーフィル
ター構造をとることができる為、液晶デイスプレィにカ
ラーフィルターを内設するタイプにおいては、配向欠陥
の少ない表示品位の優れたデバイスを得ることができる
。

以下、本発明を図面に基づき説明する。

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明のカラーフィルターの製
造方法の代表的な態様を示す工程図である。

まず、第１図（ａ）に示す様に、基板１上に非透光性金
属パターン２を形成する。

次に、第１図（ｂ）に示す様に、非透光性金属パターン
２が形成された基板１上に、樹脂中に着色材料を含有さ
せた第１の着色樹脂液を用いて所定の膜厚になるように
塗布した後、適当な温度条件でプリベークを行ない着色
樹脂膜３を形成する。

次に、第１図（Ｃ）に示す様に、着色樹脂膜３の感度を
有する光（例えば、高圧水銀灯等）を用いて、形成しよ
うとするパターンに対応した所定のパターンを有するフ
ォトマスク４を介して露光を行い、現像、リンス処理を
行った後、ポストベーク処理をして第１図（ｄ）に示す
様な非透光性金属パターン２にかかる様に着色樹脂パタ
ーン５を形成する。なお、２色以上からなるカラーフィ
ルターを形成する場合には、さらに必要に応じて、すな
わち用いられるフィルターの色の数に応じて、各色に対
応した着色材料を分散させた着色樹脂液をそれぞれ用い
て第１図（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返して行い、例え
ば第１図（ｅ）に示す様な３色の着色樹脂パターン５，
６．７からなるカラーフィルターを形成することができ
る。

次に、第１図（ｆ）に示す様に、前記の着色樹脂パター
ンの形成工程において、非透光性金属パターン２にかか
る様に積層された不要の着色樹脂５　ａ、　６　ａ、　
７　ａを研磨により除去することにより、非透光性金属
パターン２を各色カラーフィルター画素間に隙間な（配
置させたカラーフィルターを得ることができる。なお、
必要に応じて、第１図（ｇ）に示すようにカラーフィル
ター上部に保護膜８を形成することができる。

本発明における非透光性金属膜としては、Ｃｒ。

Ａｊ’、　Ｎｉ、　Ｍｏ、　Ｃｕ等をはじめとする一般
の金属材料から任意に選定することができる。特に、液
晶デイスプレィにおいて、透明電極の抵抗値を下げる為
には、より比抵抗の小さいものから選択するのが好まし
い。また、非透光性金属膜は、前記金属材料を蒸着、ス
パッタリング等の真空成膜法にて形成し、その膜厚は１
００人〜３ｐｍ程度、好ましくは１０００人〜２μｍ程
度が適している。

また、非透光性金属膜のパターニングはエツチングやリ
フトオフ等の微細加工技術が用いられる。

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂パタ
ーンを形成する樹脂としては、感光性を付与したゼラチ
ン、カゼイン、グリユー、ポリビニルアルコール、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニル
アセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、セルロー
ス樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリシリコン樹脂なら
びに一般のフォトレジスト樹脂等から任意に選定するこ
とができる。

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂パタ
ーンを形成する着色材料としては、有機顔料、無機顔料
、染料等のうち所望の分光特性が得られるものであれば
、特に限定されることなく用いることができる。この場
合、各材料を単体で用いることも、これらのうちのいく
つかの混合物として用いることもできる。ただし、カラ
ーフィルターの色特性及び諸性能から勘案すると有機顔
料が着色材料として最も好ましい。

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合ア
ゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシアニン系顔料、
そしてインジゴ系、アントラキノン系、ペリレン系、ペ
リノン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソイン
ドリノン系、フタロン系、メチン・アゾメチン系、その
他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらの
うちのいくつかの混合物が用いられる。

本発明において、着色樹脂パターンを形成するために使
用する着色樹脂液は、上記樹脂の溶液に所望の分光特性
を有する上記着色材料をｌＯ〜１５０重量％程度の割合
で配合し、超音波あるいは三本ロール等により充分に分
散させた後、フィルターにて粒径の大きいものを除去し
て調製する。

本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹脂膜は
、前記着色樹脂液をスピンナー、ロールコータ−９印刷
装置等の塗布装置により基板上に塗布することにより形
成される。その膜厚は所望とする分光特性に応じて決定
されるが、通常は０．５〜５ｐｍ程度、好ましくは、１
〜２ｐｍ程度が望ましい。

なお、本発明のカラーフィルターを液晶デイスプレィ等
に用いる場合には、着色樹脂膜の膜厚を非透光性金属膜
の膜厚と同程度か、それより厚（塗布、成膜することに
よって、研磨工程によりカラーフィルターの表面を平坦
にすることができ、液晶の配向不良の少ない表示品位の
優れたパネルを形成することが可能となる。さらに、カ
ラーフィルター上に形成する透明電極と電気的にコンタ
クトをとることにより、低抵抗配線化も可能となり、大
画面デイスプレィにおける信号遅延対策やパネル内発熱
対策にも効果を発し、表示品位の優れたパネルを形成す
ることが可能となる。

本発明における研磨の方法としては、例えばホイールや
ベルトを使用した研磨により行なうことができる。その
具体的な方法は、回転するホイールやベルトに砥粒をつ
け、基板に押しつけることにより、研磨を行なう。研磨
に用いる研磨材には、アルミナ、酸化クロム、ダイヤモ
ンドパウダー、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、炭化ケ
イ素、酸化セリウム、酸化鉄、炭化ホウ素、コランダム
、エメリー、ザクロ石、フリント、粘土等が用いられる
。

なお、本発明におけるカラーフィルターの有する着色樹
脂パターンは、必要に応じて着色樹脂パターン表面に、
ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネ
ート、アクリル、エポキシ、シリコン系等の有機樹脂や
５ｉＪ４．　ＳｉＯ□、　５ｉＯＡＩ！ｚＯ３，Ｔａ２
Ｏ３等の無機膜をスピンコード、ロールコート等の塗布
法で、あるいは蒸着法によって、保護膜として設けるこ
とができる。

以上説明した様な着色樹脂パターンを有するカラーフィ
ルターは適当な基板上に形成することができる。例えば
、ガラス板、透明樹脂板、樹脂フィルム、あるいはブラ
ウン管表示面、撮像管の受光面、ＣＣＤ、　ＢＢＤ、　
ＣＩＤ、　ＢＡＳＩＳ等の固体撮像素子が形成されたウ
ェハー、薄膜半導体を用いた密着型イメージセンサ−１
液晶デイスプレー面、カラー電子写真用感光体等があげ
られる。

着色樹脂パターンと下地の基板間との接着性を更に増す
必要がある場合には、基板上にあらかじめシランカップ
リング剤等で薄（塗布した後に着色樹脂パターンを形成
するか、あるいは、あらかじめ着色樹脂中にシランカッ
プリング剤等を少量添加したものを用いてカラーフィル
ターを形成することにより、−層効果的である。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を示し、さらに具体的に説明する
。

実施例１ ガラス基板上にＥＢ蒸着法により膜厚１．５ｇｍのＡｐ
を成膜した後、このへρ上にフォトレジスト０ＦＰＲ−
８００（商品名、東京応化工業■社製）をスピンナー塗
布法により塗布し、８０℃、３０分間のプリベークを行
った。そして形成しようとする非透光性金属パターンの
形状に対応したストライブ状のパターンマスクを介して
高圧水銀灯にてフォトレジストを露光した。露光終了後
、該フォトレジストの被露光部のみを溶解する専用現像
液ＮＭＤ−３（商品名、東京応化工業■社製）にて現像
し、水洗処理を施した後、１２０℃、３０分間のボスト
ベークを行った。そして、４０℃に加熱した混酸アルミ
液（商品名、和光紬薬工業■社製）の中で基板をエツチ
ング処理した。エツチング処理の終了した基板をレジス
ト剥離液Ｎ−３０３（商品名、長瀬産業■社製）で処理
しフォトレジストを剥離した。この様にしてガラス基板
上にストライブ状の非透光性金属パターンを形成した。

非透光性金属パターンが形成されたガラス基板上に、所
望の分光特性を得ることができる青色着色樹脂材［ヘリ
オゲン　ブルー　（ＨｅｌｉｏｇｅｎＢｌｕｅ）　Ｌ７
０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ
、　７４１６０）を、ＰＡ−１０００（商品名、宇部興
産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチルー２−ピ
ロリドン、顔料：ボリマー＝１：２配合）に分散させ、
かつセロソルブ系溶剤で希釈して作製した感光性の着色
樹脂液］をスピンナー塗布法により、１．５μｍの膜厚
に塗布し、７０℃、２０分間のプリベークを行なった。

次に、形成しようとするパターン形状に対応したパター
ンマスクを介して高圧水銀灯にて着色樹脂膜を露光した
。このとき、形成される着色樹脂パターンのエツジが非
透光性金属パターン上に重なる様に配慮した。露光終了
後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する専用現像液
にて超音波を使用して現像し、専用リンス液で処理した
後、１５０℃、３０分間のボストベークを行ない、パタ
ーンのエツジが非透光性金属パターン上に重なった形状
を有した青色着色樹脂膜を形成した。

続いて、青色着色パターンの形成されたガラス基板上に
、第２色目として緑色着色樹脂材［リオノール　グリー
ン（Ｌｉｏｎｏｌ　Ｇｒｅｅｎ）　６ＹＫ　（商品名。

東洋インキ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ、　７４２６５）をＰ
Ａ−１０００（商品名、宇部興産社製、ポリマー分１０
％、溶剤＝Ｎ−メチルー２−ピロリドン、顔料二ポリマ
ー＝１：２配合）に分散させ、かつセロソルブ系溶剤で
希釈して作製した感光性の着色樹脂液］を用いる以外は
、上記と同様にして、パターンのエツジが非透光性金属
パターン上に重なった形状の緑色着色パターンを基板上
の所定の位置に形成した。

さらに、この様にして青色及び緑色パターンの形成され
ている基板上に、第３色目として、赤色着色樹脂材［イ
ルガジン　レッド　（Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｒｅｄ）ＢＰＴ
　（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社
製。

Ｃ，１，Ｎｏ、７１１２７　）をＰＡ−１０００（商品
名、宇部興産社製、ポリマー分ｌＯ％、溶剤二Ｎ−メチ
ルー２−ピロリドン、顔料：ボリマー＝１＝２配合）に
分散させ、かつセロソルブ系溶剤で希釈して作製した感
光性の着色樹脂液］を用いる以外は、上記と同様にして
、パターンのエツジが非透光性金属パターン上に重なっ
た形状の赤色着色パターンを基板上の所定の位置に形成
し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色ストライブの
着色樹脂パターンを得た。

このようにして得られた３色ストライブの着色樹脂パタ
ーンを有する基板の表面を６０ｒｐｍで回転するポリウ
レタン製のパッドに押しつけ、粒径１．０μｍのアルミ
ナの砥粒を水に分散させた液をパッド上に滴下して研磨
を行った。研磨は非透光性金属パターン上の着色樹脂が
すべて除去されるまで行なった。

得られたカラーフィルターは各色ストライブパターン間
に隙間な（金属膜が配置され、かっ各色ストライブパタ
ーンおよび金属膜の膜厚が均一になっていた。さらに、
得られたカラーフィルターは耐熱性、耐光性１機械的特
性等の緒特性に優れたものであった。

実施例２ ガラス基板上にＥＢ蒸着法により膜厚１．０μｍのＡｉ
）を成膜した後、このＡｌ１上にフォトレジスト０ＦＰ
Ｒ−８００（商品名、東京応化工業■社製）をスピンナ
ー塗布法により塗布し、８０℃、３０分間のプリベーク
を行った。そして形成しようとする非透光性金属パター
ンの形状に対応した格子状のパターンマスクを介して高
圧水銀灯にてフォトレジストを露光した。露光終了後、
該フォトレジストの被露光部のみを溶解する専用現像液
ＮＭＤ−３（商品名、東京応化工業■社製）にて現像し
、水洗処理を施した後、１２０℃、３０分間のボストベ
ークを行った。そして、４０℃に加熱した混酸アルミ液
（商品名、和光純薬玉業■社製）の中で基板をエツチン
グ処理した。エツチング処理の終了した基板をレジスト
剥離液Ｎ−３０３（商品名、長瀬産業■社製）で処理し
フォトレジストを剥離した。この様にしてガラス基板上
に格子状の非透光性金属パターンを形成した。

非透光性金属パターンが形成されたガラス基板上に、所
望の分光特性を得ることができる青色着色樹脂材［へり
オゲン　ブルー　（ＨｅｌｉｏｇｅｎＢｌｕｅ）　Ｌ７
０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社製）を重クロム酸ア
ンモニウムを架橋剤として含むポリビニルアルコール樹
脂水溶液に分散させ作製した感光性の着色樹脂液］をス
ピンナー塗布法により、１．０μｍの膜厚に塗布し、８
０°Ｃｌ２Ｏ分間のプリベークを行なった。次に、形成
しようとするパターン形状に対応したパターンマスクを
介して高圧水銀灯にて着色樹脂膜を露光した。このとき
、形成される着色樹脂パターンのエツジが非透光性金属
パターン上に重なる様に配慮した。露光終了後、水／Ｉ
ＰＡ混合液にて着色樹脂膜の現像を行った。そして、１
５０℃、３０分間のボストベークを行ない、パターン形
状を有した青色着色樹脂膜を形成した。

続いて、第２色目として緑色着色樹脂材［リオノール　
グリーン（Ｌｉｏｎｏｌ　Ｇｒｅｅｎ）　６ＹＫ　（商
品名。

東洋インキ社製）を重クロム酸アンモニウムを架橋剤と
して含むポリビニルアルコール樹脂水溶液に分散させ作
製した感光性の着色樹脂液］、および第３色目として、
赤色着色樹脂材［イルガジンレッド　（Ｉｒｇａｚｉｎ
　Ｒｅｄ）　ＢＰＴ　（商品名、チバガイギー社製）を
重クロム酸アンモニウムを架橋剤として含むポリビニル
アルコール樹脂水溶液に分散させ作製した感光性の着色
樹脂液］を用いる以外は上記と同様にして、パターンの
エツジが非透光性金属パターン上に重なった形状のＲ（
赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）ｃ）３色モザイクの着色樹脂
パターンを得た。

このようにして得られた３色モザイクの着色樹脂パター
ンを有する基板の表面を研磨して非透光性金属パターン
上の着色樹脂を除去した。この様にして得られたカラー
フィルターは各色モザイクパターン間に隙間な（金属膜
が配置された構造を有していた。

実施例３ 実施例１にて形成されたカラーフィルター基板を用い、
第２図に示す構造の強誘電性液晶素子２１を以下の様に
形成した。

すなわち、画素間に非透光性金属膜３０を有するカラー
フィルター上に保護膜２９として、感光性ポリイミド［
ＰＩ−３００（商品名、宇部興産社製）］を１．０μｍ
の膜厚で塗布形成した。

次に、非透光性金属膜とコンタクトを取るパターン形成
に対応したパターンマスクを用い、露光、現像、リンス
処理を行い、ボストベークして非透光性金属膜上にスー
ルホールを有する保護膜パターンを形成した。

そして、１５００人の厚さのＩＴＯをスパッタリング法
にて成膜し、非透光性金属膜とコンタクトをとるパター
ン形成を行ない、透明電極２５のパターンを得た。続い
て配向制御膜２７としてポリイミドを印刷法により　１
００人の膜厚で塗布し、ラビング処理を施した。

この様にして得られたカラーフィルター基板と対向基板
との間に１．５μｍ径のシリカビーズを散布して、両基
板のストライブ状パターン電極が直交する様に貼り合わ
せてセル組し、強誘電性液晶２４を注入し、封口して液
晶素子を得た。

得られた強誘電性液晶素子はコントラスト、色純度に優
れ、かつ、コンタクトが施された非透光性金属膜による
透明電極の低抵抗化から、信号遅延及びセル内発熱によ
る表示品位の低下のない優れたものであった。

さらに、カラーフィルター表面の優れた平坦性により配
向欠陥の少ない液晶素子を得ることができた。

実施例４ 薄膜トランジスターを基板として、該基板上に本発明に
おけるカラーフィルターを形成してなるカラー液晶表示
素子の作製を以下のようにして実施した。

まず第３図（ａ）に示すように、ガラス基板（商品名：
　７０５９、コーニング社製）１上に１０００人の層厚
のＩＴＯ画素電極３１をフォトリソ工程により所望のパ
ターンに成形した後、この面に更にＡｉ）を１０００人
の層厚に真空蒸着し、この蒸着層をフォトリソ工程によ
り所望の形状にパターンニングして第３図（ｂ）に示す
ようなゲート電極３２を形成した。

続いて、感光性ポリイミドを前記電極の設けられた基板
１面上に塗布し絶縁層３３を形成し、パターン露光及び
現像処理によってドレイン電極３８と画素電極３１との
コンタクト部を構成するスルーホール３４を第３図（ｃ
）に示すように形成した。

ここで、基板１を堆積槽内の所定の位置にセットし、堆
積槽内にＨ２で希釈されたＳｉＨ４を導入し、真空中で
グロー放電法により、前記電極３１．３２及び絶縁層３
３の設けられた基ｍｌ全面に２０００人の層厚のａ−３
ｉからなる光導電層（イントリンシック層）３５を堆積
させた後、この光導電層３５上に引続き同様の操作によ
って、１０００人の層厚のｎ１層３６を第３図（ｄ）に
示したように積層した。この基板１を堆積槽から取り出
し、前記ｎ°層３６及び光導電層３５のそれぞれを、こ
の順にドライエツチング法により所望の形状に第３図（
ｅ）に示したようにパターンニングした。

次に、このようにして光導電層３５及びｎ＋層３６が設
けられている基板面に、ＡＰを１０００人の層厚で真空
蒸着した後、このＡｉｌ蒸着層をフォトリソ工程により
所望の形状にパターンニングして、第３図（ｆ）に示す
ようなソース電極３７及びドレイン電極３８を形成した
。

さらに、この上に絶縁層３９を形成した後に、画素電極
３１のそれぞれに対応させて、実施例２と同様の方法に
より、パターン間に金属膜の遮光層からなる非透光性金
属パターン２を有する赤、青及び緑の３色の着色樹脂パ
ターン５，６．７を、第３図（ｇ）に示すように形成し
た後、第３図（ｈ）の如くこの基板面全面に配向機能を
付与した保護膜８としてのポリイミド樹脂を１２００人
の層厚に塗布し、２５０℃、１時間の加熱処理によって
樹脂の硬化を行ないカラーフィルターが一体化された薄
膜トランジスターを作製した。

このように作製されたカラーフィルター付き薄膜トラン
ジスターを用いて更に、カラー用液晶表示素子を形成し
た。

すなわち、ガラス基板（商品名：　７０５９、コーニン
グ社製）の−面に前記の方法と同様にして、１０００人
のＩＴＯ電極層を形成し、更に該電極層上に配向機能を
付与したポリイミド樹脂からなる層厚１２００人の絶縁
層を形成し、この基板と先に形成したカラーフィルター
付き薄膜トランジスターとの間に液晶を封入して全体を
固定して、カラー用液晶表示素子を得た。

このようにして形成されたカラー用液晶表示素子は、良
好な特性を有するものであった。

実施例５ パターン間に非透光性金属膜を有する３色カラーフィル
ターを画素電極上に設ける代わりに、対向電極上に設け
る以外は実施例４と同様にして、本発明のカラーフィル
ターを有するカラー用液晶表示素子を得た。

このようにして形成されたカラー用液晶表示素子は、良
好な特性を有するものである。

実施例６ パターン間に非透光性金属膜を有する３色カラーフィル
ターをまず対向基板上に形成した後に、対向電極を設け
る以外は実施例４と同様にして、本発明のカラーフィル
ターを有するカラー用液晶表示素子を得た。

この様にして形成されたカラー用液晶表示素子は良好な
特性を有するものであった。

実施例７ ＣＣＤ　　（チャージ、カップルド、デバイス）の形成
されたウェハーを基板として用い、ＣＣＤの有する各受
光セルに対応して、カラーフィルターの有する各着色パ
ターンが配置されるように、パターン間に非透光性金属
膜を有する３色ストライブカラーフィルターを形成する
以外は、実施例２と同様にして本発明のカラーフィルタ
ーを有するカラー固体撮像素子を形成した。なお、カラ
ーフィルター上には、アクリル樹脂系の保護膜を形成し
た。

このようにして形成されたカラー固体撮像素子は、良好
な特性を有するものであった。

実施例８ ＣＣＤ　　（チャージ、カップルド、デバイス）の形成
されたウェハーに、実施例２に於いて形成したカラーフ
ィルターを、ＣＣＤの有する各受光セルに対応して、カ
ラーフィルターの有する各着色パターンが配置されるよ
うに位置合わせをして貼着し、カラー固体撮像素子を形
成した。

このようにして形成されたカラー固体撮像素子は、良好
な特性を有するものであった。

実施例９ 第４図の部分平面概略図に示すような本発明のカラーフ
ィルターを有するカラー用フォトセンサーアレイの形成
を第５図に示した工程に従って以下のように実施した。

まず、ガラス基板（商品名：　７０５９、コーニング社
製）１の上にグロー放電法によってａ−５ｉ　（アモル
ファスシリコン）層からなる光導電層（イントリンシッ
ク層）４５を第５図（ａ）に示すように設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４をガ
ス圧０．５０Ｔｏｒｒ、　ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）パワー１０Ｗ、基板温度２５０℃で２時
間基板上に堆積させることによって０．７μｍの膜厚の
光導電層４５を得た。

続いて、この光導電層４５上にグロー放電法により第５
図（ｂ）に示すようにｎ＋層４６を設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４と、
Ｈ２で１００　ｐｐｍに希釈されたＰＨ３とを１＝１０
で混合したガスを原料として用い、その他は、先の光導
電層の堆積条件と同様にして光導電層４５に連続して、
０．１μｍの層厚のｎ′″層４６を設けた。

次に、第５図（Ｃ）に示すように電子ビーム蒸着法でＡ
ｊ）を０．３μｍの層厚にｎ′″層４層上６上積させて
、導電層４９を堆積した。続いて、第５図（ｄ）に示す
ように導電層４９の光変換部となる部分に相当する部分
を除去した。

すなわち、ポジ型のマイクロポジット１３００−２７（
商品名、５ｈｉｐｌｅｙ社製）フォトレジストを用いて
所望の形状にフォトレジストパターンを形成した後、リ
ン酸（８５容量％水溶液）　硝酸（６０容量％水溶液）
、氷酢酸及び水を１６：１：２：１の割合で混合したエ
ツチング溶液を用いて露出部（レジストパターンの設け
られていない部分）の導電層４９を基板上から除去し、
共通電極４１及び個別電極４０を形成した。

次に、光変換部となる部分のｎ＋層４６を第５図（ｅ）
に示すように除去した。

すなわち、上記マイクロポジット１３００−２７フオト
レジストを基板から剥離した後、平行平板型プラズマエ
ツチング装置ＤＥＭ−４５１（日型アネルバ社製）を用
いてプラズマエツチング法（別名リアクティブイオンエ
ツチング法）でＲＦパワー１２０Ｗ、ガス圧０．　ＩＴ
ｏｒｒでＣＦ４ガスによるドライエツチングを５分間行
ない、露出部のｎ＋層４６及び光導電層４５の表面層の
一部を基板から除去した。

なお、本実施例では、エツチング装置のカソード材料の
インプランテーションを防止するために、カソード上に
ポリシリコンのスパッタ用ターゲット（８インチ、純度
９９．９９９％）を置き、その上に試料をのせ、カソー
ド材料のＳＵＳが露出する部分はドーナッツ状に切抜い
たテフロン（登録商標）シートでカバーし、ＳＵ３面が
ほとんどプラズマでさらされない状態でエツチングを行
なった。

その後、窒素を３４）／ｍｉｎの速度で流したオーブン
内で２０℃、６０分の熱処理を行なった。

こうして作成されたフォトセンサーアレイの表面に、次
に保護層を以下のようにして形成した。

すなわち、フォトセンサーアレイ上にグロー放電法によ
って保護層４７としてのシリコンナイトライド層を形成
した。

すなわち、Ｈ２でｌＯ容量％に希釈されたＳｉＨ＜と１
００％ＮＨ３を１：４の流量比で混合した混合ガスを用
い、その他は先のａ−５ｉ層を形成したのと同様にして
、０．５μｍの層厚のシリコンナイトライド（ａ−Ｓｉ
Ｎ旧層からなる保護層４７を第５図（ｆ）に示すように
形成した。

更に、この保護層４７を基板として、実施例１と同様に
して、パターン間に非透光性金属膜を有する青、緑、赤
の３色の着色パターンからなるカラーフィルターを形成
した後、保護膜を形成し、第４図に示すように、各フォ
トセンサー上にそれぞれ着色フィルターが配置されたカ
ラーフォトセンサーアレイを形成した。

本実施例に於いて形成されたカラーフォトセンサーアレ
イに於いても、良好な特性を有するものであった。

実施例ＩＯ 実施例１に於いて形成したカラーフィルターを、接着剤
を用いて、実施例９に於いて形成したフォトセンサーア
レイ上に貼着することによりカラーフォトセンサーアレ
イを形成した。

本実施例に於いて形成したカラーフォトセンサーも実施
例９に於いて形成したものと同様に、良好な特性を有す
るものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のカラーフィルターの製造
方法によれば、簡°便な方法により、各色カラーフィル
ター画素間に隙間なく非透光性金属膜を設けることが可
能となる。

従って、この様なカラーフィルターを配置した撮像素子
やセンサーデバイスにおいては、（１）色再現性の向上 （２）光素子の誤動作防止 さらに、液晶デイスプレィデバイスにおいては、（１）
コントラスト、色純度の向上 （２）平坦性による配向欠陥の減少 （３）非透光性金属膜を電極補助線としても活用するこ
とにより、信号遅延あるいはセル内発熱による表示品位
の低下防止 等に優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明のカラーフィルターの製
造方法を示す工程図、第２図は本発明により得られるカ
ラーフィルターを用いた強誘電性液晶素子の断面図、第
３図（ａ）〜（ｈ）は本発明により得られるカラーフィ
ルターを用いた液晶表示素子の形成工程図、第４図は本
発明により得られるカラーフィルターを用いたフォトセ
ンサーアレイの模式的平面部分図および第５図（ａ）〜
（ｇ）は、第４図に示したフォトセンサーアレイの形成
工程図である。 １　、２２．２３・・・基板 ２・・・非透光性金属パターン ３・・・着色樹脂膜 ４・・・フォトマスク ５．６．７・・・着色樹脂パターン ５　ａ、　６　ａ、　７　ａ・・・不要の着色樹脂８．
２９・・・保護膜 ２１・・・強誘電性液晶素子 ２４・・・強誘電性液晶 ２５、２６・・・透明電極 ２７、２８・・・配向制御膜 ３０・・・非透光性金属膜 ３１・・・画素電極 ３２・・・ゲート電極 ３３、３９・・・絶縁層 ３４・・・スルーホール ３５、４５・・・光導電層 ３６、４６・・・ｎ１層 ３７・・・ソース電極 ３８・・・ドレイン電極 ４０・・・個別電極 ４１・・・共通電極 ４７・・・保護層 ４９・・・導電層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上の各色カラーフィルター画素間に隙間なく
   金属膜を配置させたカラーフィルターの製造方法におい
   て、 （イ）基板上に非透光性金属パターンを形成する工程と
   、 （ロ）前記非透光性金属パターンが形成された基板上に
   、樹脂中に着色材料を含有させた着色樹脂を塗布した後
   、マスクを介して露光、現像することにより着色樹脂膜
   を非透光性金属パターン上にかかるようにパターニング
   する工程と、（ハ）前記（ロ）の工程を色相の異なる着
   色樹脂を用いて複数回繰り返して複数色の着色樹脂パタ
   ーンを形成する工程と、 （ニ）前記非透光性金属パターン上に積層された着色樹
   脂を研磨により除去する工程により、 各色カラーフィルター画素間に隙間なく金属膜を形成す
   ることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
2. （２）前記基板が表示装置の表示部である請求項１記載
   のカラーフィルターの製造方法。
3. （３）前記基板が固体撮像素子である請求項１記載のカ
   ラーフィルターの製造方法。
4. （４）前記基板がイメージセンサーの受光面である請求
   項１記載のカラーフィルターの製造方法。