JPH01501973A

JPH01501973A - マイクロエレクトロニクス用光フィルタ

Info

Publication number: JPH01501973A
Application number: JP63501695A
Authority: JP
Inventors: ブリューワ　テリー　エル; ホーレイ　ダン　ダブリュー; ラム　ジェームス　イー; ラーサム　ウイリアム　ジェー; スティチェノーテ　リン　ケー
Original assignee: ブリューワ　サイエンス　インコーポレイテッド
Priority date: 1987-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-06
Also published as: ATE157465T1; EP0298116A4; WO1988005180A1; DE3856007T2; DE3856007D1; EP0298116B1; EP0298116A1; KR890700856A; KR960005891B1

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】マイクロエレクトロニクス月光フィルタ韮ＪしＬ訪近年、光を放出したり、何らかの方法で光を変調したり。

もしくはあるスペクトルの光を感知したり放出したりする電子装置が多く開発されてきている。マイクロエレクトロニクス産業、特に、ビデオカメラでは、平らなパネルディスプレイや他のデバイスはカラー光線を感知したり、放出したりすることができなければならない、このことは、直接集積構成として又は「ハイブリッド技術」によるかのいずれかでデバイスにフィルタを組み込むことにより実施されるのが典型的である０本発明は、カラーフィルタを組み込む電子デバイスに関するもので、。

フィルタを形成する方法、及びこれにより形成された新規なフィルタに関するものである。

ｉ見技監フィルタを有する従来のデバイスは米国特許第４，３１５゜０８７号に開示されている。従来のフィルタをつくる典型的な技術は米国特許第４，３１５，９７８号に説明されている。これらのフィルタはフィルタのエレメント間に保護層を使用する多段プロセスを必要とする。その結果としてフィルタの異なるカラーエレメントが別個のレベルに存在することとなる。ビデオカメラや同様の装置にカラーフィルタを使用することが、エヌ、キオケ等の「ヒート・アンド・インチグレーテッド・カラー・フィルタ」、ケイ、ポルスキーの「カラーフィルタ・アンド・プロセッシング・オールタネーチブス・フォア・ワン−チップ・カメラズＪ、１９８５年８月のＩＥＥＥトランザクションズ・オン・エレクトロン・デバイシズの第Ｅｄ−３２巻、第２号に説明されており、その内容は本文に含めるものとする。

ｌ豆立鼠放フィルタの全てのエレメントを同じレベルに置いたカラーフィルタの製法を出願人は開発した。保護層や平坦下層は不要である０本発明の方法は少なくとも部分的にダイ（染料）が溶解しているポリマーとダイとの組合せを使用する。ポリマーとダイとの溶液を極めて完全な薄いフィルムとして塗布する。このフィルムは連続しており、均一であり、そして電子デバイスの要件と両立できる極めて優れた機械的、化学的、そして電子的特性を有している０例えば１本発明のポリマーとダイは０．１ミクロンから２５ミクロンもしくはそれ以上の厚みまで一様に塗布できる。そのポリマーとダイとは選択したある波長範囲で高い色分解能を有している０色は赤、緑、青もしくは他の普通の色、例えばイエロー、シアン、マゼンタである０本発明の材料で形成されたフィルタはアレイの形１例えば線条とか格子の形になって、ビデオカメラやビデオディスプレイ等の色彩素を形成する。

更に１本発明の材料を使って例えば写真のための単色のカラーフィルタをつくれる。こうしてできたフィルタは赤外線波長や紫外線波長のような可視波長や不可視波長の両方にわたるどのような光スペクトルについてつくれる。

本発明に使用するのが好ましいのはポリアミン酸やＰＭＭＡのようなポリマーやポリマープレカーソルと可溶性ダイであって、それは、一様な被膜を形成でき、その被膜は非常に良い絶縁特性と、良好な接着特性と、普通のホストレジストシステムでの湿式と乾式現像性と所望波長での非常に高い光透過性とを有して１例えば、赤、青そして緑をつくり、そして望ましくない波長の光ははり完全に排除することができる０本発明の被膜の材料のフィルム厚みは電子電気デバイスと両立することができ、そしてそれの非常に高い分解能特性は電子電気デバイスと両立することができる。８ミクロンもしくはそれ以下の素子のパターンをつくれる。その光吸収フィルムは非常に良い熱的な、化学的な安定性をそして経年不変化性を示し、電子電気デバイスの一体部分となっていられる０例えば１本発明のフィルタはビデオカメラで全寿命中安定しており、そして一定の色透過性を示す、宇宙探検で遭遇するような低圧と低重力状態を含む、有害なもしくは腐食性の環境で使用するにはその優れた化学抵抗性は特に有利である。

本発明の材料は、ガラス、珪素、二酸化珪素、アルミニュウム、Ｍ化珪素そしてポリマー、例えばポリアミドとホトレジストとの接着性は特に優れている０本発明の材料の硬化は、従来の手段例えば高温で焼くなどして、又は適当なポリマーを使って、マイクロ波や紫外線や赤外線を放射して、又は科学的に実施できる０本発明の材料は従来のレジストシステム、基体そして接着促進剤と両立できる。

硬化したシステムは優れた光学的な透明性を有している。４１Ｎとダイシステムとは非常に両立性がよく、そして硬化した材料の溶解性は非常に小さいか、もしくは溶解は非常に緩慢である。フィルタアレイの形に複数のフィルタを配置するときも中間もしくは保護層は必要ではない。

もし望むのであれば、コントラストを高めるため隣接フィルタ要素の色を部分的に重ね合わせてもよい１色の調整と再現性とは優れている。基体にビヒクルを塗布する前にビヒクルにダイを入れて、色吸収にムラが生じないようにする０本発明の材料の電気特性も優れている。その材料は非常に高い電気抵抗と非常に高い絶縁強度とを有している。

凰皿立！見髪■里第１図は、本発明の方法と材料とを使用したビデオカメラなどの集積カラーフィルタとセンサの略図である。

第２図は１本発明の方法と材料とを使用したビデオカメラなどのハイブリッドカラーフィルタとセンサの略図である。

第３図は、第１図と第２図に示されたカラーフィルタとセンサとを組み入れたビデオカメラとモニタの略図である。

第４図は、カラーフィルタをつくる従来の方法を示す流れ線図である。

第５図は、カラーフィルタをつくる本発明の方法を示す流れ線図である。

第６図は、本発明の集積フィルタを使用する液晶の平らなパネルディスプレイの略図である。

第７図は、ハイブリッドのフィルタ構造を使用する別の平らなパネルディスプレイの略図である。

第８図は、更に別の平らなパネルディスプレイの略図である。

１を　る　の本発明の材料は非常に広い用途を有する０例えば、それは「ハイブリッド」フィルタと集積フィルタの技術に代わって使用できる。「ハイブリッド」フィルタをつくるのに使用できるし、電子デバイスに直接フィルタを一体に組み込むこともできる８例えば、本発明のフィルタを使って、テレビジョン等のカラービデオカメラや平らなパネルディスプレイをつくれる。

本発明の材料は充分な絶縁特性、充分な接着特性そしてホトレジストシステムでの湿式及び又は乾式エツチング現像特性をもつ一様で、薄い、しかっり結合した連続フィルムをつくるポリマーもしくはポリマープレカーソルと可溶性ダイとを含んでいる３本発明のフィルタは所望の波長範囲、例えば赤、緑そして青の原色における高い色分解能を有している。フィルムの厚みは電気電子デバイスと天文することができ、そして被膜はマイクロエレクトニクデバイスのような電気電子デバイスが必要とする高い分解能を有している。光透過フィルムも電気システムの一体部分となっていられるのに必要な充分な熱的、化学的安定性と経年不変性とを示している。

被膜材料はポリイミド樹脂もしくはポリイミド樹脂プレカーソルのようなビヒクルと溶剤溶性ダイとを含む溶液である。

被膜材料は非常に高い抵抗と非常に高い絶縁強度とを有し、これを塗布した電気電子デバイスの性能を損なうようなことはない、被膜材料は大きな粒子を有していない、それは溶液であり。

そして被膜は非常に均一だからである０本発明の材料は珪素、酸化珪素アルミニュームその他の基体に非常によく接着する。

本発明の製品は従来の仕方で使用できる。その材料は普通のマイクロエレクトロニク基体に噴射できる１例えば毎分５゜００回転でスピンをかけると１．５ミクロンの厚みのフィルムをつくれる。その材料を焼くと、溶剤を除きモしてポリマープレカーソルを架橋させる。もしその製品を湿式エツチングしようとするなら、ボジチブホトレジストを頂部にかける。従来のように、レジストを焼き、露光しそして現像する１本発明の被膜層はホトレジストのないところで現像され、従ってホトレジストと同じパターンとなる。もしその材料を乾式エツチングするなら、アルミニュウムもしくは他の適当なエツチングマスクを被膜層の頂部に置き、パターンをつくる。それから基体を室の中に入れてイオンもしくはプラズマエツチングをする。エツチングマスクをかけていないところで被膜層はエツチングをうける。パターンをつけてから光吸収層を高温で焼いてポリマーを硬化する。

被覆とパターンニング工程を反復し同じ基体の上に幾つものカラーエレメントを配置する０例えば、そのプロセスを実施して第１の組の間隔をおいたある色（赤）のカラーエレメントもしくは色彩素を基体の上に置き、そのプロセスを繰り返して第２の組の別の色（青）のカラーエレメントもしくは色彩素を基体の上に置き、また繰り返して第３の組の別の色（緑）のカラーエレメントもしくは色彩素を基体の上に置く、このプロセスを第５図に略図的に示す８アレイの色の数と割合とは所望のままに変えれる。ビデオなどでは赤や青の２倍の緑の色彩素を使うのが普通である。

第１図に示すように、集積フィルタ１０をマイクロエレクトロニクス基体１２の上につくる。この基体１２の電極層１４はこの方面の技術でよく知られているように個別にアドレスできる電極１６．１８．２０．２２そして２４からつくられている。平らな層としてフィルタ層２６を直接電極の上にパターンの形に沈着させる。このフィルタ層は個別の色素１例えば、赤。

緑そして青２８．３０．３２．３４．３６を有する。

第２図に示すように、「ハイブリッド」フィルタ５０をガラス基体５２を利用してつくる。ガラス基体５２は１個々の色素からつくられた例えば赤５２．６２．緑５８そして青６０゜６４のフィルタの平坦アレイ５４を有する。これらのフィルタエレメントはここで説明するようにガラス基体５２にパターンの形に沈着されている。フィルタアレイ５４を有するガラス基体５２は、電極層６８を有するマイクロエレクトロニクス基体６６に配置される。電極層は個別にアドレスできる電極７０．７２．７４．７６そして７８を有している１個々のフィルタエレメント５６．５８．６０．６２モして６４が電極７０．７２゜７４．７６そして７８に合うようにしてガラス基体５２をマイクロエレクトロニクス基体６６にのせる。

フィルタ１０もしくはフィルタ５０のような本発明のフィルタを第３図に示すようにビデオカメラ１００に組み込む、ビデオカメラ１００は普通のレンズ１０２と、先に説明したツイヤ１０６を通り、それからガンマ補正手段１０８．１１０そして１１２を通って送られる。このとき出力信号はモニタ１１４に送られる。

信号は普通のテープもしくは他の媒体に例えばデジタルの形で記録される。

第４図に示されているように、普通のゼラチンプロセスにより基体２００にゼラチンレジスト２０２を塗布する。基体２ｏＯと塗布レジスト２０２とを予め焼いてゼラチンレジスト２０２を固定する。レジスト２０２をパターンに露光してゼラチンレジスト２０２にパターンをつける。それから、ゼラチン層２０２を現像して基体２０２にゼラチン構成２０４を形成する。

ゼラチン構成２０４をまた焼いて、例えば赤のダイ溶液に漬けてその溶液をゼラチン構成２０４に染み込ませる。このようにして染めたゼラチン構成２０４に保護層２０６を被せ、その保護層を硬化してそれが溶解しないようにする。このプロセスを２度、３度と繰り返して最終のフィルタを基体２００の上につくる。この最終のフィルタは、保護層２０６が被覆している赤く染めたゼラチン構成２０４．保護層２１０が被覆している青く染めたゼラチン構成２０８そして保護層２１０の上の緑に染めたゼラチン構成２１２を有している。緑橋造２１２は全保護層２１４で被覆され、これが全構造体を保護し、平坦な形にしている。

対照的に、第５図に示すように、基体２５０の上にポリアミン酸（ポリイミドプレカーソル）のようなビヒクル２５２を塗布することにより基体２５０に集積フィルタを出願人は製作した。ビヒクル２５２はここで説明したように可溶性フィルタダイを含んでいる。基体２５０とビヒクル２５２とを予め焼いてレジン２５２を不溶性とし、それからレジン２５２にホトレジスト２５４を被せ、そして再び焼く、ホトレジスト２５４を露光してホトレジスト２５４とその下のレジン層２５２とにパターンをつけ現像して基体２５０の上に例えば赤の色素の構成２５６を形成する。それから、ホトレジスト２５４を取り除き、基体２５０の上に色素２５６を露出し、それからカラーフィルタ要素２５６を焼いてフィルタ要素２５６を不溶性とする。このプロセスを２度、３度繰り返して例えば赤２５６．青２５８そして緑２６０のような別個の色素を持つアレイを基体２５０に形成する。第５図に示されるように、フィルタエレメントの７レイは実質的に平坦型アレイであり、分離もしくは保護層を必要としない、こうして、アレイは最大の光学的特性を与える。

すなわち、フィルタを通る光の散乱もしくは屈折はフィルタが平坦型構造であるので最小となる。

その方法と適用の仕方で異なるが、光吸収層の厚さは、数ミクロンから数十ミクロンの範囲である。スピンをかけることで１ミクロンから１０ミクロンの厚みができる。従来のスプレー法では２５ミクロンの厚みのフィルムができる６本発明の製品は非常に小さいジェオメトリのパターンをつくれるという点でユニークである９例えば２ミクロンの厚みのフィルムを湿式処理すると５ミクロンの線を判別できる。乾式処理では１ミクロン以下の線を識別できる。

一度フィルムを焼くと、本発明の被膜は普通の溶剤に溶けなくなる、従って、複数の色素を複数回置いていくのにアレイの形に色毎のフィルタエレメントを置いていくときの中間の保護もしくは平坦化層の使用を必要としない、更に、基体へ被膜をつける前に被膜にダイを入れる。ダイを入れた被膜を使用すれば、被膜をつけた後フィルタ要素を乾燥する段階を省略できる。ゼラチンカラーフィルタと異なリダイは本発明のフィルタにそれが沈着されたときには含まれている。このことは、フィルタのスペクトル特性を非常に良くコントロールできるようにしている。ゼラチンを染色する過程において多くの要因が再現性を制限している。これらは、ダイ濃度、ＰＨ、ダイ裕の温度そしてゼラチンをダイ浴に漬けている時間である。また、ゼラチンの性質と厚みも重要な変数である。ゼラチン（フィッシュグルー）は品質の悪い材料であり、その物理的、化学的性質は広く変化する。

被膜の抵抗率は３ｘｌＯ’ｓオ一ムセンチメートルないしはそれ以上であり、絶縁強度は毎センチメートル当り７　ｘ　１０’ボルトを越える。これらは有機材料のフィルムとしては卓越した電気的特性であり、そして普通の材料より遥かによいのである。

本発明のフィルタ層のためのビヒクルは、ポリイミド樹脂を形成するのに使用するポリイミドプレカーソルを含むのが典型である。このプレカーソルは典型的にはポリアミン酸であり。

これはオキシジアニリン（ＯＤＡ）をピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と反応させることにより、もしくはＯＤＡをＰＭＤＡとペンゾフェノンチカンルポン酸二無水物（ＢＴＤＡ）と反応されることによりつくられる。他の等価のポリアミン酸とポリミドプレカーソルも使用できる。ポリミドプレカーソルの反応体を化学量論的な量だけ含むのが典型である。ある処方では、少なくともある水溶性ポリマーと他の添加剤１例えばシラン類、可塑剤、抗酸化剤類、架橋剤そのほか普通の添加剤を含む、他のポリマーも使用でき、それらはＰＭＭＡ、４アミノフェニルスルホン（４ＡＰＳ）、３アミノフエニルスルホン（３ＡＰＳ）、ビス（アミノフェキシフェニルスホン）（ＢＡＰＳ）、ビニルピリジンポリマー類、リンゴ酸無水物ポリマー類とそれらの混合物を含む、所望の色を吸収する可溶性有機ダイからダイを選択する。ある場合には赤、青、緑の主成分の色をつくる。

他のダイの組合せ１例えば、黄、シアンそしてマジェンタでもよい。

例示的ダイを次に示す、これらのダイを組合せて、説明のため示した赤、青、緑の主成分の色以外の色をつくれるし、他の適当なダイとダイの組合せも使用できることを理解されたい。

遣」二」１粍癒料　匿榎各　供絵貧アシド・　アシド・　アーカシュ・バイオレット４９　バイオレット４９　ケミカルアシド・ブルー９　アルファズリンＦＧＮＤ　キーストン・アニリンブロモフェノール・ブルー　アルドリッチ・ケミカル６；−ブトキシ−２，６−アルドリッチ・ケミカルソルベント・イエロー　カルコ・チノリン・　アメリカン・シアンアミドイエローセレス・ブルーＣｖ　モービ・ケミカルコーマリン５０４　エクシトンソルベント・ブルー３５　ヒサーム・ブルー２００　モートン・ケミカルソルベント・グリーン３　ヒサーム・ブルー・　モートン・ケミカルグリーンＢＰソルベント・　ヒサーム・パープル　モートン・ケミカルバイオレット１３　ＫＩＦソルベント・　アイオゾル・オレンジ　クロンブトン＆ノーレスオレンジ２３ソルベント・レッド６８　アイオゾル・レッド　クロンプトン＆ノーレスソルベント・　アイオゾル・イエロー　クロンブトン＆ノーレスイエロー４２アシド・　キーアシド・　キーストン・アニリンバイオレット１７　バイオレット５８ＮＳソルベント・　キーファスト・スピリット　キーストン・アニリンバイオレット２３　バイオレットＢＲキープラスト・　キーストン・アニリンバイオレットＭＲキープラスト・　キーストン・アニリンバイオレット３Ｒソルベント・　ランプロノール・　ＩＣＩアメリカズオレンジ６２　オレンジ及ソルベント・レッド８　ランプロノール・　ＩＣＩアメリカズレッド２ＢＲランプロノール・　ＪＣＩアメリカズスカーレットＧソルベント・　ランプロノール・　ＩＣＩアメリカズイエロー２１　イエロー２ＲＮランプロノール・　ＩＣエアメリカズイエロ−３Ｇソルベント・ブルー３７　ルクストール・ファスト・　アルドリッチ・ケミカルブルーＡＲＮソルベント・ブルー３８　ルクストール・ファスト・　アルドリッチ・ケミカルブルーＭＢＳＮマクロレックス・　モーベイ・ケミカルブルーＲＲメチレン・バイオレット　アルドリッチ・ケミカルソルベント・　モートン・　モートン・ケミカルバイオレット１４　バイオレット１４ソルベント・　ネオペン・レッド３３６　ＢＡＳＦワントッドレッド１２２ソルベント・　ネオペン・　ＢＡＳＦワントッドイエロー８２　イエロー１５９ソルベント・ブルーフ０　ネオザポン・ブルー８０７　ＢＡＳＦワントッドソルベント・　ネオザポン・　ＢＡＳＦワントッドオレンジ６２　オレンジ２５１ソルベント・　ネオザポン・レッド３５５　ＢＡＳＦワントッドレッド１１９ソルベント・　ネオザポン・レッド３９５　ＢＡＳＦワントッドレッド１２２ソルベント・　ネオザポン・　ＢＡＳＦワントッドイエロー７９　イエロー０８１ソルベント・　ネブトン・ブルーフ２２　ＢＡＳＦワントッドブルー３８　ネラミン・レッドＳＪ　ＩＣＩアメリカズ４−（４−ニトロフェニル　アルドリッチ・ケミカルアゾ）−１−ナホトールソルベント・ブルー１４　オイル・ブルーＮ　アルドリッチ・ケミカルソルベント・　オイル・イエロー　バサイック・カラー＆イエロー５６　Ｅ−１９０ケミカルソルベント・ブルー４９　オラゾル・ブルーＢＬＮ　チバ・ガイギーソルベント・ブルー４８　オラゾル・ブルー２ＧＬ？’Ｊ　チバ・ガイギーソルベント・ブルー６７　オラゾル・ブルーＧＮ　チバ・ガイギーソルベント・　オラゾル・オレンジＧ　チバ・ガイギーオレンジ１１ソルベント・　オラゾル・オレンジＲＬＮ　チバ・ガイギーオレンジ５９ソルベント・　オラゾル・ピンク５ＢＬＧ　チバ・ガイギーレッド１２７ソルベント・レッド７　オラゾル・レッドＢ　チバ・ガイギーソルベント・　オラゾル・レッドＧ　チバ・ガイギーレッドユ２５ソルベント・　オラゾル・レッド２ＢＬ　チバ・ガイギーレッド１３２ソルベント・　オラゾル・レッド３ＧＬ　チバ・ガイギーレッド１３０ソルベント・　オラゾル・　チバ・ガイギーバイオレット２４　バイオレット１４ソルベント・　オラゾル・　チバ・ガイギーイエロー８８　イエロー２ＧＬＮソルベント・　オラゾル・　チバ・ガイギーイエロー８９　イエロー２ＲＬＮソルベント・　オラゾル・　チバ・ガイギーイエロー２５　イエロー３Ｒソルベント・　オラゾル・　チバ・ガイギーイエロー１４６　イエロー４ＯＮソルベント・　ベロックス・レッドＡＡＰ　モートン・ケミカルレッド１１１ソルベント・　ベロックス・レッド４６　モートン・ケミカルレッド４６ソルベント・　ペロス・レッド６１　モートン・ケミカルレッド２０７ソルベント・　ベロックス・　モートン・ケミカルイエロー６３　イエローＯＳビラクロム・　ビラム・プロダクトブライト・ピンクレゾリン・イエロー５ＧＬ　モーベイ・ケミカルソルベント・ブルー４４　サビニル・ブルーＧＬＳ　サンドーズ・ケミカルソルベント・ブルー４５　サビニル・ブルーＲＬＳ　サンドーズ・ケミカルソルベント・　サビニル・レッドＢＬＳＮ　サンドーズ・ケミカルレッド９０：１ソルベント・レッド９１　サビニル・レッド５ＢＬＳ　サンドーズ・ケミカルソルベント・　サビニル・ファイア　サンドーズ・ケミカルレッド１２４　レッド３ＧＬＳソルベント・　サビニル・ピンク６ＢＬＳ　サンドーズ・ケミカルレッド１２７ソルベント・レッド９２　サビニル・　サンドーズ・ケミカルスカーレットＲＬＳソルベント・　サビニル・　サンドーズ・ケミカルイエロー８３　イエロー５ＬＳソルベント・　サビニル・　サンドーズ・ケミカルイエロー１３８　イエロー５ＧＬＳソルベント・ブルー４　ソルベント・ブルー４　７−カジユ・ケミカルソルベント・ブルー５　ソルベント・ブルー５　７−カジユ・ケミカルツルビナツク・　ケミカル・クリアリングゴールデン・イエローソルベント・ブルー２５　スーダンブルー６７０　ＢＡＳＦワントッドスーダン・イエロー１４６　ＢＡＳＦワントッドスーダン・オレンジＧ　アルドリッチ・ケミカルサルファナシＩＩＩ　アルドリッチ・ケミカル上」５丘ＩＬＩＬレッド被膜は、ここに述べるように１次のようなイエロー・ダイの１つ以上を次のようなレッド・ダイの１つ以上と組み合わせて溶媒中にａ′脂ビヒクルを溶解することによって作成される。

ソルベント・イエロー８３　ソルベント・レッド９０ソルベント・イエロー１３８　ソルベント・レッド９１ソルベント・オレンジ２３　ソルベント・レッド６８ソルベント・イエロー４２　ソルベント・レッド８ソルベント・オレンジ６２　ランプロノール・スカーレットＧソルベント・イエロー２１　ソルベント・レッド１２２ランプロノール・イエロー３Ｇ　ソルベント・レッド１１９ソルベント・イエロ−８２ソルベント・レッド１２７ソルベント・オレンジ６２　ソルベント・レッド７ソルベント・イエロ−７９ソルベント・レッド１２５ソルベント・オレンジ１１　ソルベント・レッド１３２ソルベント・オレンジ５９　ソルベント・レッド１３０ソルベント・イエロ−８８ソルベント・レッド１１１ソルベント・イエロー８９　ソルベント・レット４６ソルベント・イエロー２５　ソルベント・レッド２０７ソルベント・イエロー１６３　ソルベント・レッド９２カーカミン　ソルベント・レッド１０９スーダン・イエロー　ソルベント・レッド１１８ソルベント・イエロー３３　ネラミン・レッドＳＪレゾリン・イエロー５ＧＬ　ビラクロム・ブライト・ピンクソルベント・イエロー５６　ワックスオリン・ルピンＴＲＦＭコーマリン５０４６′−ブトキシ−２，６−ジアミツー３，３′−アゾジピリジンスーダンオレンジＧツルビナツク・ゴールデン・イエロー！巳と＝２［１グリーン被膜は、ここに述べるように、次のようなイエロー・ダイの１つ以上と次のようなブルー・ダイの１つ以上とを組み合わせて溶媒中に樹脂ビヒクルを分解することによって作成される。

五ｌイエロー・ダイ　ブルー・ダイソルベント・イエロー８３　ソルベント・グリーン３ソルベント・イエロー１３８　ソルベント・ブルー３８ソルベント・イエロー４２　ソルベント・ブルーフ０ソルベント・イエロー２１　ソルベント・ブルー３８ランプロノール・イエロー３Ｇ　ソルベント・ブルー６７ソルベント・イエロー８２　ソルベント・ブルー６７ソルベント・イエロー７９　ソルベント・ブルー４４ソルベント・イエロ −８８ソルベント・ブルー２５ソルベント・イエロー８９ソルベント・イエロー２５ソルベント・イエロー１４６ソルベント・イエロー１６３ソルベント・イエロー２１プ」に」創Ｉブルー被膜は、ここに述べるように、次のようなブルー・ダイの１つ以上を用いて溶媒中に樹脂ビヒクルを溶解することによって作成される。

五ニブルー・ダイソルベント・ブルー３５ソルベント・バイオレット１３ソルベント・ブルー３７ソルベント・ブルー３８ソルベント・バイオレット１４ソルベント・ブルーフ０ソルベント・ブルー１４ソルベント・ブルー４９ソルベント・ブルー４８ソルベント・ブルー６７ソルベント・バイオレット２４ソルベント・ブルー４４ソルベント・ブルー４５ソルベント・ブルー３５ソルベント・ブルー２５ソルベント・レッド１２７ソルベント・ブルー４キープラスト・バイオレットＭＲメチレン・バイオレットキープラスト・バイオレット３Ｒソルベント・バイオレット２３アシド・バイオレット４９アシド・バイオレット１７ソルベント・ブルー５マクロレックス・ブルーＲＲプロモチモル・ブルーサルファナシＩＩＩセレス・ブルーｚｖ４−（４−ニトロフェニルアゾ）−１−ナフトールダイ及びビヒクル又はビヒクルプリカーソルは、システム全体が同じ溶解性となるように溶媒システムに含まれる。典型的な溶媒は、サイクロへフサノン、ＮＰＮ（？Ｃメチル・ピロリドン）。

セロゾルブ、エーテル、クロロベンゼン、グリコール、ケトン。

水、及び樹脂及びダイを共通に溶解できるように働く同様の溶媒を含んでいる。

本発明は、畠願人の例を参照することによって更に理解されよう。

次のような被膜組成を用いてブルーのフィルタ被膜を作成した。

ソルベント・ブルー４９　６％ソルベント・ブルー３８　２％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１４％ＮＭＰ　３２％２−メトキシエチルエーテル　４６％この被膜は、混合物を数時間撹乱することによって溶液中に入れた。混合物をフィルタに通して、溶解しない材料を除去した。

次いで、被膜溶液を、ガラス基体と、成長した二酸化シリコンの層を有するシリコン基体との上に分散させた。そしてこれら基体を５０００ｒｐｍで９ｏ秒間スピンさせ、厚さが１．６ミクロンのフィルムを形成した。このフィルムをホットプレートしたフィルムは、　ＡＺ−１４７０（登録商標）ホトレジスト（シソプレイ社）を被覆した。このホトレジストは５００ｒｐｍで３０秒間スピンし、次いで、９０”Ｃの対流オーブンで３０分間ベータした。このホトレジストは、ストライプのカラーフィルタマスクを用いてパターン化し、接触プリンタにおいて紫外線に露出した。各基体上の露出したホトレジストは、水と１＝１で希釈されたＭＦ−３１２（登録商標）現像剤（シップレイ社）中に２ｏ秒間侵漬することによって現像した。この現像段階によってパターンがホトレジスト及びダイのついたフィルムに移された。このパターン化した基体を１１０℃で３０秒間ベークし、フィルムから水を除去すると共に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに２０秒間侵漬することによってダイのついたフィルムからフォトレジストを除去した。

次いで、基体を２５０”Ｃの対流オーブンで１時間ベータすることによって硬化した。この硬化した各基体は、約４００なｔ１シ５２５ナノメータの光を透過することのできるブルーのストリップピクセルをそれらの表面上に有していた。

五ｌ：例１の基体に１次の組成を用いてグリーンのフィルタ被膜を被覆した。

ソルベント・イエロー８２　８％ソルベント・ブルー４４　４％ソルベント・ブルー３８　４％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１６％ＮＭＰ　３８％２−メトキシエチルエーテル　３０％例１と同じ手順をたどったが、第１のホットプレートは１６４℃でベークし、最終的な硬化は２３０℃で行なった。この硬化した各々の基体は、ストリップのブルー及びグリーンピクセルを有していた。グリーンのピクセルは、約５００ないし６００ナノメータの光を透過することができた。

五ｌ：例２の基体に１次の組成を用いてレッドのフィルタ被膜を被覆した。

ソルベント・レッド１３２　６％ソルベント・イエロー８９　７％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１７％ＮＭＰ　４０％２−メトキシエチルエーテル　３０％例１と同じ手順をたどったが、第１のホットプレートは１７２℃でベークし、最終的な硬化は２３０℃で行なった。この硬化した各々の基体は、ストリップのレッド、ブルー及びグリーンビクセルを有していた。レッドのピクセルは、約５７０ないし７００ナノメータの光を透過することができた。完成したフィルタは、電子、マイクロエレクトロニック、光学１等の多数の用途に適したものであった。各基体のパターン化したアレイは。

中間の平坦化層も保護層もなしに直接被覆された。フィルタアレイは、実質的に平坦であり、ピクセルの「ステアステップ」配列をもたないものであった。ガラス基体上に作成されたフィルタは、液晶ディスプレイ等の「ハイブリッド」フィルタとして用いるのに適したものであった。これらフィルタは、優れた光透過性、耐溶媒性及び寸法特性を有していた。フィルタ被膜は、厚さが約１．６ミクロンであり、化学的、熱的及び光学的に安定なものである。シリコン／二酸化シリコン基体上に作成されたフィルタは、１チツプビデオカメラ（チップを基体として用いる）のための光学フィルタとして適している。

例１ないし３に示した手順を用いて次の組成から被膜を形成した。

豊土：レッドソルベント・レッド１３２　６％ソルベント・イエロー８２　７％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１７％ＮＭＰ　４０％２−メトキシエチルエーテル　３０％ ■旦：レッドソルベント・レッド９２　１０％カーカミン　３％ソルベント・レッド１２７　１％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　ｌＯ％ＮＭＰ　３６％サイクロヘクサノン　４０％五旦：レツドソルベント・レッド１３２　１０％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１８％ＮＭＰ　４０％２−メトキシエチルエーテル　３２％豊ユニグリーンソルベント・イエロー１４６　８％ソルベント・ブルー３８　１０％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１６％ＮＭＰ　３７％２−メトキシエチルニーチル　２９％五ｌニゲリーンソルベント・イエロー１４６　９％ソルベント・ブルー４４　９％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１６％ＮＭＰ　３７％２−メトキシエチルエーテル　２９％ｆＬｉニゲリーンソルベント・イエロー８２　８％ソルベント・ブルー３８　１０％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１６％ＮＭＰ　３７％サイクロヘクサノン　２９％五よ立ニゲリーンソルベント・イエロー７９　９％ソルベント・ブルー４４　９％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１６％ＮＭＰ　３７％サイクロヘクサノン　２９％り」」２ニブル− ソルベント・ブルー４９　６％ソルベント・ブルー４４　２％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１４％ＮＭＰ　３２％サイクロヘクサノン　４６％員よ主ニブル− ソルベント・ブルー４５　１５％ソルベント・ブルー４４　２％ボ’Ｊ７ミツク・７シド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１３％ＮＭＰ　２９％サイクロへフサノン　４１％五上立ニブルーソルベント・バイオレット２４　６％ソルベント・ブルー４４　２％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１４％ＮＭＰ　３２％２−メトキシエチルエーテル　４６％ＬＬｉニブル− ソルベント・バイオレット１３　６％ソルベント・ブルー３８　２％ポリアミック・アシド（ＢＴＤＡ／４−ＡＰＳ）　１４％ＮＭＰ　３２％２−メトキシエチルエーテル　４６％ｉ！ＬＬ５Ｌ：イエローソルベント・イエロー１４６　１０％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１５％ＮＭＰ　２８％２−メトキシエチルエーテル　４７％五よ旦：イエローソルベント・イエロー４２　１２％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１８％ＮＭＰ　３０％サイクロヘクサノン　４０％豆よユニイエローソルベント・イエロー８２　１０％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１５％ＮＭＰ　２８％サイクロヘクサノン　４７％孤ユ」３イエローソルベント・イエロー７９　７％ソルベント・イエロー８８　７％ポリアミック・アシド（４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１８％ＮＭＰ　２８％サイクロヘクサノン　４０％五よ主：マゼンタソルベント・バイオレット１４　１０％ポリアミック・アシド（４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１５％ＮＭＰ　３５％２−メトキシエチルエーテル　４０％五ｌ立：マゼンタソルベント・バイオレット１３　１０％ポリアミック−アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１５％Ｎ　１４　Ｐ　３５　％サイクロへフサノン　４０％五ｌよ：マゼンタソルベント・バイオレット２４　１５％ポリアミック・アシド（４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１６％Ｎ　Ｍ　Ｐ　３５％サイクロヘキサノン　３４％五ｌｌ：マゼンタソルベント・レッド１２７　８％ソルベント・バイオレット２３　８％ポリアミック・アシド（１４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１５％ＮＭＰ　３５％サイクロヘキサノン　３４％例２３ニジアンソルベント・ブルー３８　１２％ポリアミック・アンド（４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１６％Ｎ　Ｍ　Ｐ　３６％サイクロヘキサノン　３５％員且土ニジアンソルベント・ブルー４４　１２％ポリアミック・アシド（４−ＡＰＳ／ＢＴＤＡ）　１６％ＮＭＰ　３６％２−メトキシエチルニーテル　３６％例２５ニジアンソルベント・ブルー２５　６％ソルベント・ブルー６７　６％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１６％ＮＭＰ　３６％サイクロへキサノン　３６％五且旦ニジアンソルベント・ブルーフ０　６％ソルベント・ブルー４８　６％ポリアミック・アシド（ＰＭＤＡｌｏＤＡ）　１６％ＮＭＰ　３６％サイクロヘキサノン　３６％［：例１ないし例３の手順を使用し、インジウム−スズ−酸化物（ＩＴ○）が被覆されたガラス基体を用いて、ビデオモニタ等のためのフラットパネルディスプレイを形成することができる。フラットパネルディスプレイは「ハイブリッド」設計のものであってもよいし、フィルタをモノリシック式に集積してもよい、液晶ディスプレイは、液晶セルに電界をかけることによって動作する。この電界により光学特性が変化すると共にセルにおける液晶の見掛けが変化する。セルは、通常、インジウム−スズ−酸化物のような透明な導電性材料の連続シートをセルの片側に被覆し１次いで１個々にアドレスすることのできるパターン化された電極をセルの反対側に配置することによって作成される５次いで、ハイブリッド技術によるか或いはフィルタをセルにモノリシック式に集積することによりセルにカラーフィルタが配置される０本発明のフィルタは、いずれかの方法で液晶ディスプレイに用いられる。更に１本発明のカラーフィルタは、連続的な又はパターン化された電極上でパターン化することができる。従来の液晶ディスプレイにおいては、ダイで処理されていないポリイミドのような整列材料のような薄い層がディスプレイに付着される。この整列層はフェルトで強化され。

液晶と接触するように配置される。整列層が機械的に摩耗すると、液晶を電極平面に対して特定の仕方で方向付けするような場所ができる０本発明のカラーフィルタを用いると、整列層を排除することができる。というのは１本発明のカラーフィルタのポリイミドビヒクルが強化され、これを用いて、整列層を追加することなく液晶を方向付けすることができる。

第６図は、２つのガラスプレート３０２と３０４との間に形成されたモノリシック集積されたフラットパネルディスプレイ３００を示している。上方のプレート３０２にはインジウム−スズ−酸化物３０６の導電性被膜が配置されて、電極が形成される。下方のガラスプレート３０４には、個々にアドレスできるパターン化された電極３０８．３１０．３１２及び３１４が配置されている。各電極３０８．３１０．３１２及び３１４には１図示されたように、カラーフィルタ３１６，３１８，３２０及び３２２がパターン化されている。フィルタ３１６．３１８．３２０及び３２２は、前記したように、電極上に配置されて、パターン化されている。フィルタ３１６．３１８，３２０及び３２２は、配置されてパターン化された後に、当業技術で良く知られたように、フェルトホイールで研磨され、フィルタのポリイミドが配向されると共に、液晶材料を整列する場所が与えられる０次いで、ガラスプレート３０２及び３０４は。

この技術で通常そうであるように、サンドインチ構造で接合され１通常の液晶材料３２６がプレート３０２と３０４との間の空所に注入され、構造体がシールされて、フラットパネルディスプレイが形成さ九る。電極の接続と、フラットパネルを表示又は取り付ける周囲の構造体は、一般的なものである。

第７図は、フラットパネルディスプレイの別の構造を示している。男７図においては、ガラスパネル４０２と４０４との間にフラットパネルディスプレイ４００が形成される。ガラスパネル４０２の上には、一連の個々にアドレスできる電極４０６．４０８．４１０及び４１２が配置される。ガラスパネル４ｏ４の上には、一連のフィルタ４１４，４１６．４１８及び４２０が配置され、これらは１図示されたように、電極４０６゜４０８．４１０及び４１２と整列するように配置される。フィルタ４１４，４１６，４１８及び４２０は、前記したように。

ガラスプレート４０４上に配置されてパターン化される。平坦化及び保護層４２２は１回定されたように、フィルタ４１４゜４１６．４１８及び４２０上に配置され１例えば、インジウム−スズ−酸化物の電極層４２４が保護層の上に配置される０次いで、整列層４２６が電極の上部に配置され１通常そうであるように、フェルトホイールで緩衝され、液晶材料のための整列場所を形成する。次いで１通常の場合のように、ガラスパネル４０２及び４０４がサンドインチ構成で接合され、フラットパネルディスプレイが作成される０次いで、液晶材料４２８が２つのパネル間の空所に注入される。フラットパネルディスプレイのための電気接続構造体及び支持構造体は従来のものであることが明らかであろう。

第８図は１本発明のフィルタ及びハイブリッド技術を用いて作成したフラットパネルディスプレイ５００を示している。

フラットパネルディスプレイ５００は、ガラスプレート５０２．５０４及び５０６を用いたサンドインチ構造のものである。一連のカラーフィルタ５０８，５１０．５１２及び５１４が前記したようにプレート５０６上にパターン化される。

一連の電極５１６．５１８，５２０及び５２４は１図示されたように、ガラスプレート５０４上に作成される。又、図示されたように、例えば、インジウム−スズ−酸化物を用いて、プレート５０２上に透明な電極５２６が配置される。もし所望ならば、電極５１６．５１１５２０及び５２４上に整列層が含まれてもよいが、図示明瞭化のため、整列層は図示されていない、ガラスプレート５０６は、フィルタ５０８．５１０．５１２及び５１４と共に、図示されたようにプレート５０４に接合されるが、このときフィルタは電極５１６．５１８，５２０及び５２４と整列される０次いで、３つ全部のガラスプレート５０２．５０４及び５０６が良く知られたようにサンドインチ構造で接合され。

プレート５０２と５０６との間の空所に、通常そうであるように液晶５２８が充填される。フラットパネルディスプレイの電極及び支持構造体のための電気接点構造体も従来のものであることが明らかである。

上記の例は個別のビヒクル及び溶解可能なダイを用いるものとして示したが、ダイはビヒクルポリマの一部分であって、例えば、添加コンパウンドとしてポリマに添加してもよいことが明らかであろう、又、ポリマは、所望の波長の光を透過する所望のフィルタ特性を有するものでもよい。

本発明の精神から逸脱することなく、ここに開示した発明に修正がなされ得ることが当業者に明らかであろう。本発明は、上記した特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲のみによって規定されるものとする。

国際調査報告１Ｍ１−１ａｔｍａ＋ｍＮ＠、、、、ｌマ、、、、、ｎＯｎ、。

Claims

【特許請求の範囲】

１．マイクロホトリソグラフィック工程によってマイクロエレクトロニックフィルタ等を製造するのに使用するフィルタ被膜材料において、溶媒中に含まれたダイ及びビヒクルの組合せ体を具備し、上記被膜は、基体上に被覆したときに高い電気抵抗率と高い絶縁耐力とを有し、上記組合せ体は、基体に付着したときにびったりと結合された均一な被膜を形成するように働き、上記組合せ体は、ホトレジストを被覆し、像を形成し、パラーン化しそして現像したときに、鮮明に画成された実質的に溶解不能なカラーフィルタマイクロエレメントを基体上に形成するように働き、これらのエレメントは、安定であって、カラー光線を一貫して透過し且つ分解するように働くことを特徴とするフィルタ被膜材料。
２．上記ビヒクルは、ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂のポリマ及びコポリマの容易に溶解し得るポリアミックアシドプレカーソル、及びこれらと水に溶解し得る樹脂との組合せ体より成る群から選択される請求項１に記載のフィルタ被膜材料。
３．上記ビヒクルは、ポリイミド樹脂のポリアミックアシドプレカーソルより成る群から選択される請求項１に記載のフィルタ被膜材料。
４．上記ビヒクルは、ＯＤＡ及びＰＭＤＡ、又はＯＤＡ、ＰＭＤＡ及びＢＴＤＡより成る群から選択され、ビヒクルの成分は、ほゞ化学量論的な量で存在する請求項３に記載のフィルタ被膜材料。
５．上記ビヒクルは、ＰＭＭＡ、４−ＡＰＳ、３−ＡＰＳ又はＢＡＰＳを含む請求項３に記載のフィルタ被膜。
６．上記フィルタ被膜は、抗酸化剤、架橋剤、カソ剤及び添加物を含む請求項１に記載のフィルタ被膜。
７．上記フィルタ被膜材料は、複数のフィルタエレメントの付与に適合する請求項１に記載のフィルタ被膜材料。
８．マイクロホトリソグラフィック工程によってマイクロエレクトロニックフィルタ等を製造するためのフィルタ被膜材料において、溶媒中に含まれたダイ及びビヒクルの組合せ体を具備し、この組合せ体は、基体に付与したときにびったりと結合された均一な被膜を形成するように働き、上記組合せ体は、ホトレジストを被覆し、像を形成し、パラーン化しそして現像したときに、複数の鮮明に画成された平らな実質的に溶解不能なカラーフィルタマイクロエレメントを基体上に形成するように働き、上記被膜材料は、基体上に被覆したときに高い電気抵抗率と、高い絶縁耐力とを有し、そして湿式及び乾式のエッチング工程によって現像及びエッチングすることができ、上記被膜は、化学的及び熱的に安定であって、光の屈曲又は散乱が最小になるようにカラー光線を一貫して透過し且つ分解するように働くことを特徴とするフィルタ被膜材料。
９．マイクロホトリソグラフィック工程によってマイクロエレクトロニックカラーフィルタ等を製造する方法において、フィルタ被膜材料の層をフィルタ基体に付着し、フィルタ被膜材料は、ビヒクル及びそれに組み込まれたダイを含み、基体上に個別のカラーエレメントを造影しそして現像し、これらカラーエレメントを硬化して、カラーエレメントを実質的に溶解不能にし、硬化されたフィルタエレメントは安定で且つカラー光線を一貫して透過しそして分解するように働くことを特徴とする方法。
１０．上記基体には、フィルタエレメントの実質的に平らなアレイが被覆され、フィルタエレメントは複数のカラ一のものである請求項９に記載の方法。
１１．上記ビヒクルは、ポリイミド樹脂、ポリイミド樹脂のポリマ及びコポリマの容易に溶解し得るポリアミックアシドプレカーソル、及びこれらと水に溶解し得る樹脂との組合せ体より成る群から選択される請求項９に記載の方法。
１２．上記ビヒクルは、ポリイミド樹脂のポリアミックアシドプレカーソルより成る群から選択される請求項９に記載の方法。
１３．上記ビヒクルは、ＯＤＡ及びＰＭＤＡ、又はＯＤＡ、ＰＭＤＡ及びＢＴＤＡより成る群から選択され、ビヒクルの成分は、ほゞ化学量論的な量で存在する請求項１２に記載の方法。
１４．上記ビヒクルは、ＰＭＭＡ、４−ＡＰＳ、３−ＡＰＳ又はＢＡＰＳを含む請求項１２に記載の方法。
１５．上記ダイは、溶解可能である請求項９に記載の方法。
１６．請求項１０に記載の方法によって形成されたマイクロエレクトロニックフィルタエレメント。