JPH01237502A

JPH01237502A - カラーフイルター

Info

Publication number: JPH01237502A
Application number: JP63064317A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takao; 高尾　英昭; Tatsuo Murata; 辰雄村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-22

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に関するもので、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に関する
ものである。

〔従来の技術〕　　゛従来、カラーフィルターとしては、基板上にゼラチン、
カゼイン、グリユーあるいはポリビニルアルコールなど
の親水性高分子物質からなる媒染層を設け、その媒染層
を色素で染色して着色層を形成する染色カラーフィルタ
ーが知られている。

このような染色法では、使用可能な染料が多（フィルタ
ーとして要求される分光特性への対応が比較的容易であ
るが、媒染層の染色工程に、染料を溶解させた染色洛中
に媒染層を浸漬するというコントロールの難しい湿式１
程を採用しており、また各色毎に防染用の中間層を設け
るといった複雑な工程を有するため歩留りが悪いといっ
た欠点を有している。また染色可能な色素の耐熱性が１
５０℃程度以下と比較的低く、該フィルターに熱的処理
を必要とする場合には、使用が困難である上、染色膜自
体の耐熱性、耐光性等の信頼性が劣るといった欠点も有
している。

これに対し、従来、ある種の着色材料が透明樹脂中に分
散されてなる着色樹脂を用いたカラーフィルターが知ら
れている。

例えば、特開昭５８−４６３２５号公報、特開昭６０−
７８４０１号公報、特開昭６０−１８４２０２号公報、
特開昭６０−１８４２０３号公報、特開昭６０−１８４
２０４号公報、特開昭６０−１８４２０５号公報等に示
されている様に、ポリアミノ系樹脂に着色材料を混合し
た着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、
該ポリアミノ系樹脂自体は、耐熱性、耐光性等の特性に
優れ、印刷による方法あるいは着色樹脂膜上にレジスト
によるマスクを設けた後に、該着色樹脂膜をエツチング
する方法等によりパターン状のカラーフィルターを形成
することが可能である。

また、特開昭５７−１６４０７号公報、特開昭５７−７
４’１０７号公報、特開昭６０−１２９７０７号公報等
に示されている様に、感光性樹脂に着色材料を混合した
着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、カ
ラーフィルターの製造方法にとっては一般的なフォトリ
ソ工程のみで微細パターン化でき、工程の簡素化は可能
となる。

しかし、これらの着色材料が透明樹脂中に分散されてな
る着色樹脂を用いたカラーフィルターにおいては、分散
させる着色材料中に含有する不純物がカラーフィルター
中に溶は込み、例えば、液晶表示素子等では現在主流で
あるカラーフィルターのセル内への内股に対し、該不純
物が経時的に液晶に影響を及ぼし、表示特性を劣化させ
るという信頼性の上で充分に満足のい（ものではなかっ
た。

また、固体撮像素子等では、現在主流になりつつある素
子上へ直接カラーフィルターを形成することに対し、該
不純物、ことに可動性イオン等が経時的に半導体素子あ
るいは配線等に影響を及ぼし、撮像特性を劣化させると
いう信頼性上充分に満足のいくものではなかった。一般
に、これらの問題に対しては、特定の着色材料を選定及
び着色材料の精製等の方法が考えられるが、これによれ
ば、使用可能な着色材料の範囲が限定されるほか、新た
に精製という難しいプロセスを行なわなければならない
。さらに、これらの手段をとったにしても、信頼性の上
から充分に満足できるものはなかなか得られなかった。

一方、着色材料が透明樹脂中に分散されてなる着色樹脂
を用いたカラーフィルターにおいては、分光特性等の光
学的性能にすぐれ、均一で欠陥の少ないものを形成する
には、着色材料の樹脂中への分散性が大きく影響を及ぼ
し、この観点で従来のものは充分に満足のいくものでは
なかった。

〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明の目的は
、上述の従来例のもつ欠点を解消せしめ、着色材料の種
類を選ばず、着色材料中に含有する不純物によるデバイ
ス（素子）へのダメージをなくし、かつ分散性の良い着
色材料の形に処理することにより、光学的特性に優れ、
かつ品質、信頼性に優れたカラーフィルターを提供する
ことにある。

また、簡便な製造プロセスにより微細パターンを形成す
ることができ、さらに機械的特性をはじめ、耐熱性、耐
光性、耐溶剤性等の緒特性の優れたカラーフィルターを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手゛段（及び作用）〕すなわ
ち、本発明は、樹脂中に着色材料を分散してなる着色樹
脂により形成された複数色のパターン状着色樹脂層を有
するカラーフィルターにおいて、該パターン状着色樹脂
層中に、着色材料及び樹脂の各々に対し親和性をもつ化
学構造基を同一分子内に有する高分子化合物を含むこと
を特徴とするカラーフィルターである。

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有する着色樹脂層を形成す
る樹脂としては、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、ポリバラキシリレン、ポリ
カーボネート、ポリビニルアセクール、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、ポリシリコン樹脂及
びこれらの樹脂に感光性を付与した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
るが、特にカラーフィルターの必要特性及びパターンの
加工性等の観点からは、以下にあげる樹脂が好ましい。

すなわち、感光性基をその分子内に持つ芳香族系のポリ
アミド樹脂及びポリイミド樹脂で、特に２００℃以下に
て硬化膜が得られ、可視光波長域（４００〜７００　ｎ
　ｍ　）で特定の光吸収特性を持たない（光透過率で９
０％程度以上のもの）芳香族系のポリアミド樹脂が好ま
しい。該樹脂の感光性を有する基としては、以下に示す
様な感光性の炭化水素不飽和基をもつ芳香族鎖であれば
良く、例えば、（１）安息香酸エステル類す（式中Ｒ１はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１Ｘは−Ｈ１
又は−Ｃ６Ｈ５、Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ３、Ｚは−又はエ
チル基又はグリシジル基を示す）（２）ベンジルアクリ
レート類（式中Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ３を示す）（３）ジフェニルエーテル類（式中Ｒ２はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＮＨ−１ＣＨ２＝ＣＹ
−Ｃｏｏ−（ＣＨ２）２−ＯＣＯ又はＣｌ２＝ＣＹ−Ｃ
ｏｏ−ＣＨ２−を１ヶ以上含むもの、Ｘ。

Ｙは前記と四基を示す）（４）カルコン類及びその他化合物鎖（式中Ｒ３はＨ−、アルキル基、アルコキシ基を示す）
等が挙げられる。

これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂及
びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソコートＰＡ−
１０００（宇部興産（株）製）、リソコー）ＰＩ−３０
０，ＰＩ−４００（宇部興産（株）製）等が挙げられる
。

、上記感光性ポリアミノ系樹脂（ポリアミド樹脂及びポ
リイミド樹脂）は、化学構造的にも、これらの耐久性に
優れた樹脂系であり、これらを用いて形成したカラーフ
ィルターの耐久性も非常に良好なものとなる。

本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層を形成す
る着色材料としては、有機顔料９無機顔料、染料等のう
ち所望の分光特性を得られるものであれ）ｉ′、特に限
定されるものではない。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、染料を用いた場合には、染料
自体の耐久性により、カラーフィルターの性能が支配さ
れてしまうが、上記本発明の樹脂系を用いれば、通常の
染料カラーフィルターに比べ性能の優れたものが形成可
能である。従って、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（つかの混合物が用
いられる。

本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層に含まれ
る高分子化合物としては、主鎖中または側鎖に、用いる
樹脂と親和性を持つ化学構造基を有し、かつ同一分子中
の他の部分に、用いる着色材料と親和性を持つ化学構造
基を有するものがよ（、カラーフィルター中に存在させ
る場合の緒特性を勘案すると分子量が１．０００〜３万
程度、好ましくは、３，０００〜２万程度が望ましい。

樹脂と親和性を持つ化学構造基としては、主鎖中に存在
する場合には、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン
系、ポリアミド系、ポリイミド系等の構造、あるいはそ
の低高分子共重合体の構造を一例として挙げることがで
きる。また、側鎖に存在する場合には、−ＣＯＯＨ基、
−〇Ｈ基、−ＮＨ２基、＝ＮＨ基等の化学構造基を一例
として挙げることができる。

着色材料と親和性を持つ化学構造基としては、−〇〇〇
Ｈ基、−８ｏ、Ｈ基及びこれらの塩あるいは、−ＮＨ２
基、二ＮＨ基、置換アミノアルキル基等が一例として挙
げることができる。

これらの化学構造基は、着色樹脂中に用いる樹脂成分あ
るいは着色材料成分と、化学構造的に類似しているもの
、すなわち、ファン・デル・ワールス力、静電気的引力
の他、水素結合等により強い親水性を有するものあるい
は、化学的に結合を生じるもの等から適宜選定する。

本発明における高分子化合物は、着色材料を分散する前
の樹脂中にあらかじめ混合してお（か、またはあらかじ
め該高分子化合物にて着色材料の表面処理を施しておく
。高分子化合物によって着色材料表面を処理する方法と
しては、従来公知の方法で行なうことができ、例えば、（１）顔料と上記高分子化合物を溶融混練した後、適当
な粒度に粉砕する方法、（２）顔料を上記高分子化合物の溶液あるいはエマルジ
ョン中に分散させ、適当な手段、例えば、スプレードラ
イ方法、共沈、蒸発乾固により両者を同時に析出させる
方法。

（３）顔料をモノマー中、モノマー溶液あるいはモノマ
ー分散液中に分散させ、モノマーを顔料表面上で重合さ
せて被覆する方法、（４）流動床中等において高分子化合物溶液やエマルジ
ョンを噴霧して顔料表面を樹脂で被覆する方法、等がいずれも使用できる。

この様に高分子化合物で処理した着色材料粒子の大きさ
は、形成したカラーフィルター層の透過率に影響を及ぼ
すため、できる限り微細なものが好ましいが、通常は粒
径が０．１〜０．８μｍの範囲にあるものが好ましい。

また、あらかじめ樹脂中に混合する、あるいは表面処理
する高分子化合物の量は、着色材料に含まれる不純物を
包囲し、その移動を阻子できる量であればよ（、用いる
着色材料の多孔性、粒度、表面積等によらて変化するが
、一般的には着色材料１００重量部に対して、高分子化
合物を約５〜３０重量部、好ましくは、１０〜２０重量
部程度が望ましい。

本発明において、着色樹脂層を形成するために使用する
着色樹脂は、上記のいずれかの樹脂溶液に所定量の高分
子化合物を混合した後、着色材料を樹脂に対し、ｌＯ〜
１５０％程度の割合で配合するか、あるいはあらかじめ
所定量の高分子化合物にて表面処理した着色材料を上記
割合にて配合し、超音波、三本ロール、ボールミル、サ
ンドミ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、通常は１μｍ程度のフィルターにて
除去して調製する。

本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層は、スク
リーン、オフセット等の印刷工程により、あるいは感光
性樹脂を用いた場合には、前記着色樹脂をスピンナー、
ロールコータ−等の塗布装置により基板上に塗布し、フ
ォトリソ工程により）（ターン状に形成され、その層厚
は所望とする分光特性に応じて決定されるが、通常は０
．５〜５μｍ程度、好ましくは１〜２μｍ程度が望まし
い。

なお、本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層は
、それ自体充分な耐久性を有する良好な材料で構成され
ているが、特に、より各種の環境条件から、着色樹脂層
を保護するためには、着色樹脂層表面に、ポリアミド、
ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリコ
ン系等の有機樹脂やＳｔ　３　Ｎ　４．　ＳｉＯ２，Ｓ
ｉｎ、　　ｋｌ　２０３゜Ｔａ　２０３等の無機膜をス
ピンコード、ロールコートの塗布法で、あるいは蒸着法
によって、保護層として設けることができる。さらに、
上記保護層を形成した後、材料によっては配向処理を施
すことにより、液晶を用いたデバイスへの適用も可能と
なる。

以上説明した様な着色樹脂層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。

着色樹脂層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
剤等で薄く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。

以下、図面を参照しつつ、代表的な本発明のカラーフィ
ルターの形成法を説明する。

第１図は本発明のカラーフィルターの形成法を説明する
工程図である。まず、第１図（ａ）に示すごとく、あら
かじめ所定量の該高分子化合物を混合したポリアミノ系
樹脂液に所望の分光特性を有する着色材料を所定量配合
したポリアミノ系樹脂液（ＮＭＰ溶液）、あるいは、所
望の分光特性を有する着色材料をあらかじめ該高分子化
合物にて表面処理し、該着色材料が所定量配合されたポ
リアミノ系樹脂液（ＮＭＰ溶液）を用い、第１色目の着
色樹脂膜２を所定の基板ｌ上に、スピンナーを用い、所
定の膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条件下で
プリベークを行う。次いで、第１図（ｂ）に示すごと（
、感光性着色樹脂の感度を有する光（例えば、高圧水銀
灯等）で、形成しようとするパターンに対応した所定の
パターン形状を有するフォトマスク３を介して着色樹脂
膜を露光し、パターン部の光硬化を行なう。

そして第１図（Ｃ）のごとく光硬化部分２ａを有した着
色樹脂膜２を、未露光部分のみを溶解する溶剤（例えば
、Ｎ−メチル−２−ピロリドン系溶剤等を主成分とする
もの）にて超音波現像した後、リンス処理（例えば、１
，１，１．）リクロロエタン等）を行なう。次いで、ボ
ストベーク処理を行ない、第１図（ｄ）のごとき本発明
のパターン状着色樹脂層４を得ることができる。

なお、２色以上からなる本発明のカラーフィルターを形
−成する場合には、更に必要に応じて、すなわち用いら
れるフィルターの色の数に応じて、第１図（ａ）から第
１図（ｄ）までの工程を、各色に対応した高分子化合物
を混合させた樹脂中に着色材料を分散させた着色樹脂液
を用いて、あるいは各色に対応した高分子化合物にて表
面処理済の着色材料を分散させた着色樹脂液を用いて繰
り返して行ない、例えば、第１図（ｅ）に示した様な異
なる色のパターン状着色樹脂層４．５及び６の３色から
なるカラーフィルターを形成することができる。

また、本発明のカラーフィルターは、第１図（ｆ）に示
すようにフィルター上部に、先に挙げたような材料から
形成した保護層７を有しているものであっても良い。

〔作　用〕

本発明のカラーフィルターは、樹脂中に着色材料を分散
してなる着色樹脂により形成された複数色のパターン状
着色樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、該パタ
ーン状着色樹脂中に、着色材料及び樹脂の各々に対し親
和性をもつ化学構造基を同一分子内に有する高分子化合
物を含むことにより、着色材料を樹脂中に分散させる場
合、非常に分散性の良い形となり、色特性をはじめ、膜
の均−性等の良好な欠陥の少ないカラーフィルターを得
ることができる。

さらに、パターン状着色樹脂層が、表面をあらかじめ該
高分子化合物にて表面処理された着色材料を用いた着色
樹脂により形成する場合には、着色材料中に含有する不
純物を包み込む形となり、該着色材料を用いて形成した
パターン状の着色樹脂層からデバイス（素子）への不純
物の影響をおさえることができ、着色材料の種類を問わ
ず使用することができる。

〔実施例〕

実施例１まず、青、緑、赤色の着色樹脂材を以下の様に調整した
。

すなわち、芳香族ポリアミド樹脂［ＰＡ−１０００（商
品名、宇部興産社製）］ｌＯ重量部を含有するＮＭＰ溶
液５０重量部中に、高分子化合物［Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ
−１６０（商品名、ＢＹＫ　　Ｃｈｅｍｉｅ社製）］溶
液を有効成分で２重量部混合した。この溶液中に、青色
着色材料［へりオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　　
Ｂｌｕｅ）Ｌ７０８０　（商品名、ＢＡＳＦ社製、Ｃ１
１，Ｎｏ、７４１６０）］１１０重量を約５倍量のＮＭ
Ｐ溶液に分散させたものを少量ずつ添加していき、系全
体を超音波にて充分分散させ、１μｍのフィルターにて
粗粒子をカットさせて青色着色樹脂材を得た。

同様にして、緑色着色材料［リオノール　グリーン（Ｌ
ｉｏｎｏｌ　　Ｇｒｅｅｎ）　６ＹＫ　（商品名、東洋
インキ社製、Ｃ０１，Ｎｏ、７４２６５）］及び赤色着
色材料［イルガジン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅ
ｄ）　ＢＰＴ　（商品名、チバガイギー社製、Ｃ，１，
Ｎｏ、７１１２７）］から、緑色着色樹脂材及び赤色着
色樹脂材を得た。

次に、これらの着色樹脂材を用いて、カラーフィルター
を以下の様に形成した。

すなわち、ガラス基板上に、青色着色樹脂材をスピンナ
ー塗布法により、１．５μｍの膜厚に塗布した。次に該
着色樹脂層に７０℃、３０分間のプリベークを行なった
後、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露光した。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（Ｎ
−メチル−２ピロリドンを主成分とする現像液）にて超
音波を使用して現像し、専用リンス液（１，１，１，）
リクロロエタンを主成分とするリンス液）で処理した後
、１５０℃、３０分間のポ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、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を用いる以外は、上記
と同様にして、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、赤色着色樹脂材を用
いる以外は、上記と同様にして、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色ストライプの着色パターンを得た。

このようにして形成された３色カラーフィルターの分光
特性を第２図に示す。

得られたカラーフィルターは光学顕微鏡および電子顕微
鏡（ＳＥＭ）観察から分散性にすぐれ、また分光特性、
膜の均一性に優れ、欠陥の少ないものであった。さらに
、耐熱性に優れ、２５０℃以上の温度にも耐え、これに
よりカラーフィルター上にＩＴＯのスパッタによる形成
が可能となる。

又、硬度が高（機械的特性が優れ、液晶セル内にスペー
サーと接する形でカラーフィルターを構成したものでも
圧着時にカラーフィルターが破損したりしない。更に、
耐溶剤性に優れ、硬化後は各溶剤に強く、各生産プロセ
ス工程中に変化することがな（、また耐光性にも優れた
ものである。

そして、カラーフィルターからの不純物移動によるデバ
イスへのダメージもなく、信頼性の高いものであった。

実施例２まず、青、緑、赤色の着色材料の表面処理を以下の様に
行なつた。

すなわち、粒径１μｍ以下に粉砕処理した青色着色材料
［へりオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　　Ｂｌｕｅ
）Ｌ７０８０　（商品名、ＢＡＳＦ社製、Ｃ，１，Ｎｏ
、７４１６０）］ｌＯ重量部を約５倍量のＮＭＰ溶液に
加え超音波分散させる。

この状態の中に、高分子化合物［Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−
１６０（商品名、ＢＹＫ　　Ｃｈｅｍｉｅ社製）］溶液
を有効成分で２重量部含有するＮＭＰ溶液５０重量部を
少量ずつ添加していき、充分分散させた後、溶剤を蒸発
させた。

得られた青色のブロックを粉砕し、粒径を０．８μｍ以
下にそろえ、表面処理された青色着色材料を得た。

同様にして、緑色着色材料［リオノール　グリーン（Ｌ
ｉｏｎｏｌ　　Ｇｒｅｅｎ）　６ＹＫ　（商品名、東洋
インキ社製、Ｃ，１，Ｎｏ、７４２６５）］及び赤色着
色材料［イルガジン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅ
ｄ）　ＢＰＴ　（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇ
ｅｉｇｙ）社製、Ｃ，Ｉ。

Ｎｏ、７１１２７）］についても、それぞれ表面処理さ
れた緑色及び赤色着色材料を得た。

次に、これらの表面処理された着色材料を用いて、カラ
ーフィルターを以下の様に形成した。

すなわち、ガラス基板上に、所望の分光特性を得ること
のできる青色着色樹脂材［表面処理を施した青色着色材
料を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−ビロリドン、顔料：
ポリマー−１：２配合）に分散させ作製した感光性の着
色樹脂材］、所望の分光特性を得ることのできる緑色着
色樹脂材［表面処理を施した緑色着色材料をＰＡ−１０
００（同上）に分散させ作製した感光性の着色樹脂材］
、及び所望の分光特性を得ることのできる赤色着色樹脂
材［表面処理を施した赤色着色材料をＰＡ−１０００（
同上）に分散させ作製した感光性の着色樹脂材コを用い
、実施例１と同様にして、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青
）の３色ストライプ着色パターンを得た。

この様にして得られたカラーフィルターは、実施例１と
同様に優れた諸特性を有するものであった。

実施例３高分子化合物として、［５ｏｌｓｐｅｒｓｅ２００００
　（商品名、ＩＣＩ社製）］を用いる以外は実施例１と
同様にして本発明のカラーフィルターを得た。

実施例４高分子化合物として、［５ｏｌｓｐｅｒｓｅ２００００
　（商品名、ＩＣＩ社製）］を用いる以外は実施例２と
同様にして本発明のカラーフィルターを得た。

実施例５薄膜トランジスターを基板として、該基板上に本発明の
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ｉ、ｏｏｏ人の層厚
の１７０画素電極１１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１，０００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１２を形成した。

続いて、感光性ポリイミド（商品名：セミコファイン、
東し社製）を前記電極の設けられた基板１面上に塗布し
絶縁層１３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１８と画素電極１１とのコンタクト部を
構成するスルーホール１４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で稀釈されたＳｉＨ４を導入し、真空中で
グロー放電法により、前記電極１１．　１２及び絶縁層
１３の設けられた基板１全面に２，０００人の層厚のＡ
−３ｉからなる光導電層（イントリンシック層）１５を
堆積させた後、この光導電層１５上に引続き同様の操作
によって、１，０００人の層厚のｎ＋層１６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１６及び
光導電層１５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１５及びｎ１層１６が設
けられている基板面に、Ａｌを１，０００人の１層厚で
真空蒸着した後、このＡｊ７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１７及びドレイン電極１８を形成
した。

最後に、画素電極１１のそれぞれに対応させて、実施例
１と同様な方法により、赤、青および緑の３色の着色パ
ターンを第３図（ｇ）に示すように形成した後、第３図
（ｈ）の如（この基板面全面に配向機能を付与した絶縁
膜２２としてのポリイミド樹脂を１，２００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、１．０００
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１，２００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
好な機能を有するものであった。

実施例６３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３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、
良好な機能を有するものである。

実施例７３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３と同様にして、本発
明のカラーフィルターを有丈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、
良好な機能を有するものであった。

実施例８まず、基板上に３色カラーフィルターを実施例１と同様
にして形成した。

次に、得られたカラーフィルターパターン上に保護及び
平坦化層として透明樹脂膜［ＰＡ−１０００（商品名、
宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤二Ｎ−メチルー
２−ピロリドン）］をスピンナー塗布法により約１．０
μｍの膜厚で形成した。

次に、ＩＴＯを５００人の厚さにてスパッタリング法に
より成膜し、エツチングによりパターニングして透明電
極層を形成した。この上に配向膜としてポリイミド形成
溶液（日立化成工業（株）製、ｒＰＩＱＪ）をスピンナ
ー塗布し、１５０℃で３０分間加熱し、２０００人のポ
リイミド皮膜を形成した。しかる後、このポリイミド皮
膜表面をラビング処理した。

このようにして形成したカラーフィルター基板と、あら
かじめ基板上に透明電極パターン及び配向膜を形成しラ
ビング処理した対向する基板とを貼り合わせてセル組み
し、強誘電性液晶を注入し、封口して液晶素子を得た。

得られたカラー用液晶表示素子は良好な機能を有するも
のであった。

実施例９ＣＯＤ　（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、ＣＯＤ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、３色ストライプカラーフィ
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。

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

実施例１０ＣＯＤ　（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にお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。

実施例１１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様に実施した。

まず、ガラス基板（商品名：　７０５９．コーニング社
製）ｌの上にグロー放電法によってＡ−Ｓｉ　（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）１５を第５図（ａ）に示すように設けた。

即ち、Ｈ２でｌＯ容量％に稀釈されたＳｉＨ４をガス圧
０．５０Ｔｏｒｒ、ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　　Ｆｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ）パワーｌＯＷ、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１５を得た。

続いて、この光導電層１５上にグロー放電法により第５
図（ｂ）に示すようにｎ＋層１６を設けた。

即ち、Ｈ２で１０容量％に稀釈されたＳｉＨ４と、Ｈ２
で１１００ｐｐに稀釈された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１５に連続して、０
．１μｍの層厚のｎ＋層１６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
４を０．３μｍの層厚にｎ＋層１６上に堆積させて、導
電層１９を堆積した。続いて、第５図（ｄ）に示すよう
に導電層１９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１９を基板上から除去し、
共通電極２１及び個別電極２０を形成した。

次に、光変換部となる部分のｎ＋層１６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（日電アネルバ社製）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．ＩＴｏｒｒ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１６及び光導電層
１５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り
抜いたテフロンシートでカバーし、ＳＵＳ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３１！／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７としてのシリコンナイトライド層を形成し
た。

即ち、Ｈ２でｌＯ容量％に稀釈されたＳｉＨ４と１００
％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−Ｓｉ層を形成したのと同様ニして、０
．５μｍの層厚のシリコンナイトライド（Ａ−５ｉＮＨ
）層からなる保護層７を第５図（ｆ）に示すように形成
した。

更に、この保護層７を基板として、実施例４と同様にし
て、青５、緑４、赤６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、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。

本実施例において形成されたカラーフォトセンサーアレ
イにおいても、良好な機能を有するものであった。

実施例１２実施例４にお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１１にお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。

本実施例において形成したカラーフォトセンサーも実施
例１１において形成したものと同様に、良好な機能を有
するものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、着色樹脂層中に
、着色材料及び樹脂の各々に対し親和性をもつ化学構造
基を同一分子内に有する高分子化合物を含むことにより
、■易分散が可能となり、かつ０分光透過率及び膜の均
一性の良好なカラーフィルターを得ることが可能となっ
た。

また、着色樹脂層が、表面をあらかじめ高分子化合物に
て表面処理された着色材料を用いた着色樹脂により形成
する場合には、■着色材料中に含有する不純物を包囲し
、カラーフィルター層から各種デバイス（素子）へのダ
メージを与えることがなく、信頼性の優れたカラーデバ
イスを作製することが可能となった。従って、■分散さ
せる着色材料の種類を問わず、包設計上、有利となった
。

また、本発明において使用した感光性を有する芳香族系
のポリアミド樹脂および芳香族系のポリイミド樹脂を用
いれば、機械的強度にも優れ、かつ、耐熱性、耐光性、
耐溶剤性等の諸特性に優れた微細パターンを有するカラ
ーフィルターが、簡便に作製できる着色樹脂材を用い、
簡便な製造工程により作製することが可能となった。従
って、性能の良好なカラーフィルターを必要とする広範
囲な各種デバイスへの適用が可能となり、諸特性の優れ
たカラーデバイスを作製することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明のカラーフィルターの形
成法を説明するための工程図、第２図は実施例１におい
て得られた本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂
層の分光透過率を示すグラフ、第３図（ａ）〜（ｈ）は
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
子の形成工程図、第４図は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模式的平面部分
図、第５図（ａ）〜（ｇ）は、第４図に示したカラー用
フォトセンサーアレイの形成工程図である。ｌ：基板　　　　　　２：着色樹脂膜２ａ：光硬化部分　　３：フォトマスク４．５，６　：
パターン状着色樹脂層７：保護層８：赤色着色樹脂層の分光特性９：緑色着色樹脂層の分光特性ｌＯ：青色着色樹脂層の分光特性１１：画素電極　　　　　１２：ゲート電極１３：絶縁
層　　　　　　１４ニスルーホール１５：光導電層　　
　　　１６　：　ｎ＋層１７：ソース電極　　　　１８
ニドレイン電極１９：導電層　　　　　　２０：個別電
極２１：共通電極　　　　　２２：絶縁膜特許出願人　
　キャノン株式会社第１図液長く々究〕第　３図４５．６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂中に着色材料を分散してなる着色樹脂により
形成された複数色のパターン状着色樹脂層を有するカラ
ーフィルターにおいて、該パターン状着色樹脂層中に、
着色材料及び樹脂の各々に対し親和性をもつ化学構造基
を同一分子内に有する高分子化合物を含むことを特徴と
するカラーフィルター。
（２）前記着色材料が、あらかじめ前記高分子化合物に
て表面処理した着色材料である請求項第１項のカラーフ
ィルター。
（３）前記樹脂が、芳香族系のポリアミド樹脂またはポ
リイミド樹脂である請求項第１項のカラーフィルター。
（４）前記樹脂が、感光性基を分子内に有する芳香族系
ポリアミド樹脂または芳香族系ポリイミド樹脂である請
求項第１項のカラーフィルター。
（５）前記着色樹脂層が、基板上に前記着色樹脂を用い
てフオトリソ工程あるいは印刷工程により形成したパタ
ーン状の着色樹脂層である請求項第１項のカラーフィル
ター。
（６）前記基板が表示装置の表示部である請求項第５項
のカラーフィルター。
（７）前記基板が固体撮像素子である請求項第５項のカ
ラーフィルター。
（８）前記基板がイメージセンサーの受光面である請求
項第５項のカラーフィルター。