JPH01237503A

JPH01237503A - カラーフイルター

Info

Publication number: JPH01237503A
Application number: JP63064318A
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くフィルタ
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（、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
４７０７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。

さらに、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構造に対し、着色材料の分散性
の悪さからカラーフィルターの表面状態が粗くなり、こ
れに起因して液晶への配向に影響を及ぼし、表示特性を
低下させてしまうことがあった。

これを改善する為にカラーフィルター上に平坦化を目的
とする有機系のパッシベーション層を設ける場合には、
かなりの厚膜層を設定せねばならなく、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。

また、固体撮像素子等では、解像度の向上を目的として
画素の微細化が進んでおり、一画素が約１０μｄ程度以
下のレベルにもなることもある。

この様な場合、着色材料の分散性が悪いと、各画素毎に
色特性のバラツキが生じ、撮像特性を低下させてしまい
、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、分散性の良い着色材料の形に処理することに
より、光学特性に優れ、高品質なカラーフィルターを提
供することにある。

また、液晶デバイス、撮像素子、センサーデバイス等と
一体化するカラーデバイスを形成する場合、各デバイス
自体のもつ特性に影響を及ぼすことがない高品質、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。

さらに、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が
、あらかじめポリマ−粒子の表面に着色材料粒子を融合
させた複合粒子着色材料を用いた着色樹脂により形成さ
れている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
る樹脂及びポリマー粒子としては、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。

ポリパラキシリレン、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。

ポリシリコン樹脂及びこれらの樹脂に感光性をｊ　　　
　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、分散性を考慮して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（、例えば、（１）安息香酸エステル類す（式中Ｒ１＋１ＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１Ｘは−Ｈ
又は−Ｃ，Ｈ５、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 υ （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ＣＨ２＝ＣＹ−Ｃ
ｏｏ−ＣＨ２−をｌヶ以上含むもの、Ｘ。

Ｙは前記と開基を示す）（４）カルコン類及びその他化合物鎖り（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、例えば、リソコー
トＰＡ−１０００（宇部興産（株）製）、リソコートＰ
Ｉ−３００，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。

なお、分散性の観点から複合粒子着色材料を形成するポ
リマー粒子は、用いる樹脂と等しい材料がより望ましい
。

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、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ば、
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くつかの混合物が
用いられる。

本発明における着色材料は、あらかじめポリマー粒子表
面に着色材料粒子を融合させた複合粒子の形に処理して
お（。

ポリマー粒子表面に着色材料粒子を融合させた複合粒子
を形成する方法としては、例えば、あらかじめ粒度調整
したポリマー粒子と粒度調整した着色材料粒子を粉体状
態のまま任意の割合で混合した後、ポリマーのガラス転
移点温度あるいは軟化温度近傍の雰囲気内で粉砕しなが
ら融合させる方法等がある。

この様に着色材料粒子をポリマー粒子表面に融合させた
複合粒子着色材料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
、望ましくは０．１〜０．４μｍの範囲にあるものが好
ましい。また、着色材料粒子の量は必要とする色濃度及
びポリマー粒子の表面積等より任意に設定されるが、通
常はポリマー１００重量部に対して着色材料を１０〜２
００重量部程度の割合で用いる。

本発明において、着色樹脂層を形成するために使用する
着色材料は、上記のいずれかの樹脂溶液に所望の分光特
性を有する上記複合着色材料を１０〜１５０％程度の割
合で配合し、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以下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パ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’ＰＳｉ３Ｎ４，５ｉ０２．Ｓｉｎ、
ＡＩｔ２０３゜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、ＣＯＤ。

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（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、所望
の分光特性を有する着色材料をあらかじめポリマー粒子
表面に融合させた複合粒子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
く、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（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、
ポ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、各色に対応した複合粒子着色材
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、パター
ン状着色樹脂層が、あらかじめポリマー粒子の表面に着
色材料粒子を融合させた複合粒子着色材料を用いた着色
樹脂により形成されていることにより、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。

これにより、液晶デバイス、撮像素子、センサーデバイ
ス等と一体化されたカラーデバイスにおいても、各デバ
イスの本来もつ特性に影響を及ぼすことなく高品質、高
性能のカラーデバイスを容易に得ることができる。

〔実施例〕

実施例１゜まず、青、緑、赤色の複合粒子着色材料を以下の様に調
製した。

すなわち、粒径１μｍ以下に粉砕処理した青色材料［へ
りオゲン　ブルー　（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　　Ｂｌｕｅ）
Ｌ７０８０　（商品名、ＢＡＳＦ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ
、７４１６０）］と、粒径１μｍ以下に粉砕処理した芳
香族ポリアミドポリマーとを等量混合し、ポリマーの軟
化温度の気流中で融合処理をして、青色の複合粒子着色
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）コ及び赤色着
色材料［イルガジン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅ
ｄ）　ＢＰＴ　（商品名、チバガイギ−（Ｃ４ｂａ−Ｇ
ｅｉｇｙ）社製、Ｃ，Ｉ。

Ｎｏ、７１１２７）］についても、それぞれ複合粒子化
された緑色及び赤色着色樹脂材を得た。

次に、これらの複合粒子化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、青色着色樹脂材［複合粒子
化された青色着色材料を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−
ピロリドン、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］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゜トリクロロエタ
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、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［複合粒子化された緑
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−ピロリドン
、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］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［複
合粒子化された赤色着色材料をＰＡ−１０００（商品名
、宇部興産社製、ポリマー分ｌＯ％、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
散させ作製した感光性の着色樹脂材］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
トライブ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、硬度が高く機械的特性が優れ、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。

さらに、このカラーフィルターはカラーデバイスとして
要求される特性を満足するものである。

実施例２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１，０００人の層
厚のＩＴＯ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Ａ４をｉ、ｏｏｏ
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
−３ｔ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ｎ＋層１６が設
けられている基板面に、ＡＩを１．０００人の層厚で真
空蒸着した後、このＡｌ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、１．０
００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３３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１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４３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１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った。

実施例５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、「ＰＩＱＪ）をスピンナ
ー塗布し、１５０℃で３０分間加熱し、２．０００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６ＣＣＤ　（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１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７ＣＯＤ　（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１において形成したカラーフィ
ルターを、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８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（商品名ニア０５９．コーニング社製
）１の上にグロー放電法によってＡ−３ｉ（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容容量軸稀釈されたＳｉＨ４をガス圧
０．５０ＴｏｒｒＳＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　　Ｆｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ）パワ−１０Ｗ１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ｌＯ容量％に稀釈されたＳｉＨ４と、Ｈ２
で１１００ｐｐに稀釈されたＰＨ，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、０．１
μｍの層厚のｎ１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
Ｉ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！９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ＳＯ３が露出する部分はドーナツツ状に切り抜
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１０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にして、０
．５μｍの層厚のシリコンナイトライド（Ａ−ＳｉＮＨ
）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１と同様にし
て、青５、緑４、赤６の３色の着色ノ（ターンからなる
カラーフィルターを形成し、第４図１壬示すように、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９実施例１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８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８において形成したものと同様にミ良好な機能を有す
るものであった。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、着色樹脂層があらか
じめポリマー粒子表面に着色材料粒子を融合させた複合
粒子着色材料を用いた着色樹脂により形成されることに
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。これにより、■分散させる着色材料の種類を
問わず、急設計上、非常に有利となった。また、液晶デ
バイス、撮像素子、センサーデバイス等とカラーフィル
ターを一体化したカラーデバイスを形成する際、カラー
フィルターを設けた後でも各デバイス自体のもつ特性に
影響を及ぼさず、■高品質で信頼性の優れたカラーデバ
イスを得ることが可能となった。

さらに、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
実施例２において得られた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図は実
施例８において得られた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１０：青色着色樹脂層の分光特性ｌｌ：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２
１：共通電極　　　　　２２：絶縁膜特許出願人　　キ
ャノン株式会社ラ皮長（々尻）４．５．６

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が、あ
らかじめポリマー粒子の表面に着色材料粒子を融合させ
た複合粒子着色材料を用いた着色樹脂により形成されて
いることを特徴とするカラーフィルター。
（２）前記、ポリマー粒子が着色樹脂に用いられる樹脂
と同じものである請求項第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。