JPS60249102A - カラ−フイルタ− - 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、カラーフィルターに関する。詳しくは、カラ
ー用固体撮像素子に塔載する色分解カラーフィルターに
関する。

〔従来の技術〕

カラーフィルターの製造方法には大別して次のλつがあ
げられる。

■　被染色層上にパターニングしたレジストを設け、露
出している被染色層の部分全染色して染色層全形成後レ
ジスト１剥離し、その後に同様にして次の染色層を形成
する。（単一の被染色層全複数の染色部分に染め分ける
方、法。） ■　被染色層を所定のパターンに露光し、現像した後染
色して染色＃全形成し、次いで、透明な耐染色性絶縁層
全複核後、その上に同様にして次の染色層を形成する。

上記■の方法は、各染色部分の境界における色のにじみ
等の問題があり、一般には■の方法が広く行われている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のようにして製造されるカラーフィルターは大別し
て三原色、すなわち赤、緑、青から成るものと、補色系
すなわちシアン、黄色、マジエンタもしくはそのうちの
２色と透明層とからなるものがあるが、いずれの場合に
おいてもカラーフィルターの分光特性がカラー用固体撮
像素子の色再現性の良否全決定していることはいうまで
もなく、さまざまな染料もしくはそれ等の紹合せが試み
られてきた。しかしながら。

補色糸の場合のシアンは特に選択がむずかしく、良好な
分光特性金持った染料の選択がほとんど不可能なのが実
情であった。原色糸のｊ弱含の緑も、この色は通常黄色
とシアンの混色によって作るため良好な分光特性を持っ
たシアンがないことが煩いして事情は同様であった。

良好な分光特性の目やすとしてはｌ　ｊ　Ｏｎｍでの透
過率が２チ以下になるように染色した時のＳＯ％の透過
率１［える波長が５７０　ｎｍよシ長波長になるもめが
められているが、従来の染料ではｊ　Ａ　Ｏｎｍ以下の
ものしかなく吸収を長波長側にシフトさせた染料が切望
されていたのである。

緑の染料の場合も事情は同様で、５′θ％の透過率金与
える長波長側の吸収が！　７０　ｎｍより長波長のもの
が切望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者勢は以上のような事情に鑑み、鋭意検討を重ね
た結果、特定の７タロシアニン系染料が良好な分光特性
を持ったシアン染料として有効であること全知得し、本
発明全児成するに至った。

すなわち本発明の要旨は、一層又は複数の着色／！を有
するカラーフィルターにおいて、該着色層の少くとも一
層が下記一般式［１）で示されるフタロシアニン系染料
金含有すること全特徴とするカラーフィルター （但Ｌ’　ＲＪ、Ｒ２、Ｒ”及ＵＲ’　ｕ水ＸＩＲ子又
ｕ−８ｏ３Ｍ基〔Ｍは水素原子、アルカリ金属又は十 −ＮＲ’Ｒ’Ｒ’Ｒ８Ｍ　（Ｒ’％Ｒ’、Ｒ’　及びＲ
”Ｈ水Ｘｉ子又ＶｉＣ＋〜Ｃ６のアルキル基を表わす。

）を表わす。〕を表わし、そのうち少くとも７つは−Ｂ
Ｏ，Ｍ基である。）Ｋ存する。

本発明のカラーフィルターは一層又は複数の着色−を有
し、その少くとも一層は前記一般式（１）で示されるフ
タロシアニン系染料全含有している。

式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒａ及びＲ４は水素原子又は−８ｏ
、Ｍ基を表わし、そのうち少くともｌっ、好ましくけ２
つ以上は一８ｏ、Ｍ基を表わす。

ここでＭは、水素原子、アルカリ金属、例えＲ８基（Ｒ
１、Ｒ６、Ｒ７及びＲａは水素原子又はｃ、〜Ｃ６のア
ルキル基を表わす。）、例えば、−ＮＨい−Ｎ（ＣＨ，
入等、ｔ−表わす。

本発明の７タロシアニン系染料は、例えは、下記反応式
に従い、容易に合成することができる。

上記着色層を有する本発明のカラーフィルタ−の−例に
つき図面を用いて詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｊ）は直付型カラーフィルターの製造
工程の一例を示す説明図である。

図中／杖シリコンウェハー、コは光検知部、３は保護膜
、ｌは平坦化層、ｊは被染色層、ｊ′は着色層、ｔはマ
スク、７は耐染色性絶縁層、ｒＦｉポンディ／グ・パッ
ド、Ｐ＃−ｉ被染色層、り′は着色層、１０ｄ表面層、
全それぞれ示す。

直付型カラーフィルターの場合は固体撮像素子面上に直
接カラーフィルターが設けられるものであり、その基体
と々る固体撮像素子は例えば第１図（ａ）に示すような
シリコンウェハー／に光検知部コが設けられ、その上面
にリンガラス、石英等の保護膜３が設けられた構造とさ
れている。固体撮像素子にはその他、走査線、遮光膜等
が設けられているが、図面には省略した。

本発明のカラーフィルターは上述のような固体撮像素子
の上面に形成するものでありその工程順に説明する。

まず固体撮像素子の保護膜３の上Ｋｏ、λ〜コ、Ｏμ程
度の厚さに平坦化層ダを被覆する。この平坦化層は後述
する耐染色性絶縁層７と同じもの全使用するのが良い。

この層によって光検知部の表面が平坦化され、被染色層
ｊ、耐染色性絶縁／＠７等の形成が容易となり、また被
染色層ｊの厚みむら等に基づく色のヒズミ等が軽減され
る。次いでこの平坦化層≠上に所定のポンディングパッ
ドｒ等を加工する（第１図（ｂ））。

この平坦化層グの材質、ポンディングパッドざの加工方
法については後に耐染色性絶縁層７の説明と合せて詳細
に述べる。

次いで平坦化層参上にゼラチン、カゼイン。

グリユー、アルブミン等、或いは、ポリビニルアルコー
ル等の合成ポリマー等の水溶性ポリマン −と重クロム酸アクモニウム等の重クロム酸塩との混合
物全塗布して被染色層ｊ１！−構成するための感光性物
質層？形成する（第１図（Ｃ））。

被染色層ｊを構成するための感光性物質層は、通常、Ｏ
０／〜λμとなるように設ける。

次いで、被染色層ｊｉ構成するための感光性物質層上に
所定のパターンを有するマスクｔを通して露光する（第
１図（ｄ））。被染色層ｊを構成するための感光性物質
には、通常、ｔ≠０〜３　ｇ　Ｏｒｏｎに感光性？もた
せるようにするので、かかる領域の波長を有する高圧水
銀燈等を光源として露光する。

次いで、水で現像して所定のパターンの被染色層ｊを構
成する部分を形成しく第１図（ｅ））、所定の分光特性
金有する第１色目の染料で常法によシ染色して着色層ｊ
′を形成する。次に耐染色層７を形成する。耐染色層は
、例えば、（ａ）　一般式（Ｉｔ） １ （式中、Ｒ１ｉｊアルキル基を示し、Ｒ１は水素原子ま
たはメチル基を示す。）で表わされる単位、 一般式（ＩＩＩ） ３ （ ０ＯＨ （式中、Ｒ３は水素原子またはメチル基を示す。〕で表
わされる単位、 および、一般式（ｆＶ） ４ ００００Ｈ，ＯＨ，ＯＨ （式中、Ｒ４は水素原子またはメチル基を示す。）で表
わされる単位を有する共重合体と （ｂ）　一般式（Ｖ） （成田、Ｘは・・ロゲンアニオン、ＢＦθ、番 ＰＦ”または治機スルホン酸アーオンを示し、ｎは２〜
−２０ｆｒ：示す。）で表わされる単位を有するジアゾ
樹脂？エチルセロソルブ、　Ｎ　−メチルピロリドン等
の溶媒に溶解した溶液全前記着色層ｊ′上に塗布し、≠
ｌｌ−０〜３　Ｊ’　Ｏｎｍの波長の高圧水銀燈等によ
シ露光することによって形成することができる。

次いで、該馴染色層７に前述と同様にして被染色層？構
成するための感光性物質の層を設け、露光、現像して所
定のパターンの被染色層り全形成する。そして、所定の
分光特性７有する第２色目の染料で染色して第２の着色
層２′を形成する（第１図（１））。

かかる操作を繰返し、耐染色性絶縁層？介して更に他の
着色層を形成してもよい。

着色層としては、赤、緑、宵の三原色系の３種ｆｃ用い
ることもあれば、シアン、緑、黄の補色系の３種金用い
ることもある。その際、例えば、第１のシアンの着色層
に、第２の黄の着色層全形成重なるように形成して、そ
の重なシ部分で第３色目の緑色を得るようにしてもよい
。

本発明においては補色系の場合のシアン層、威いは、原
色系の場合の線層全染色する場合のシアン染料として前
記一般式〔１〕で示されるフタロシアニン染料全使用す
ることが特命である。

通常、最上部の着色層上に、表面の平滑化、或いは着色
層の保膿のために表面層ｉｏｎ設ける。

表面層ＩＯとしては、強度、透明性、中間層及び染色層
との密着性及びボンディング・パッド部などの加工性が
要求され、その要求と満たしたものならなんでもよいが
、前述の感光性組成物を使用しても良い。

表面層ｔｏは通常θ、ｌ−λμの膜厚となるように設け
さらに露光現像して所定のボンディング・パッドなどの
加工全行なう【第１図（ｊ））。

以上のようにして本発明のカラーフィルター？得ること
が出来るが、本発明のカラーフィルターのシアン層もし
くは緑層の分光透過特性が良好なため忠実な色再現性ケ
得ることが可能となるのである。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明全具体的に述べる。

実施例／、２および比較例 多数の光検知部とこれらを駆動する駆動回路とからなる
固体揖像累子基板上にメタクリル酸メチルとメタクリル
酸とメタクリル酸コーヒドロキシエチルの共重合体と３
〜７０程度の重合度のジアゾ樹脂の溶液（溶媒エチルセ
ロソルブ／Ｎ−メチルピロリドン＝８／２（容量比）混
合溶媒）全膜厚がλμとなるようにスピンコーティング
塗布して、平坦化層全形成するための樹脂贋金形成した
。塗布した樹脂層は黄色みを帯びてｂた。この平坦化＃
全形成する樹脂層にボンディング・パッド等の所定のパ
ターンを有するマスク全通して、高圧水銀燈が装備され
たマスクアライナ−ＭＡｌｏ型（ミヵサ■製）を用いＪ
　００　ミリジュール／ｃｄＩのエネルギー量で露光し
た後２０ｃのエチルセロソルブでλｌｉＪ［像した。得
られたボンディング・パッド部などの加工がなされた平
坦化層は、黄色みが消え透明な層であった。

次いでこの平坦化層上にゼラチン−重クロム酸アンモニ
ウム（１０：、２、重量比）の水溶液を膜厚が／μとな
るようにスピンコーティングにより塗布して被染色層を
形成する感光性物質層を形成した。この被染色Ｍを形成
する感光性物質層に、所定のパターン全有するマスク全
通して前記と同じ装置を用いλ００ミリジュール／７の
エネルギー量で露光した後、ｌ／−ｊｃの水で７分間現
像した。次いで／λ（７ｃで７５分加熱してゼラチン膜
を硬化させた。

酢酸をｐＨを≠に調整した′カヤノールイエ０−Ｎ、ｆ
Ｇ’（日本化薬■製）【カヤノールは日本化薬■の商品
名）の約０．１％水浴液中に７ＪｉＣ，７分間浸漬し染
色処理して第１の着色層全形成した。

次いで平坦化層と同じ組成の感光性組成物を膜厚がＯ０
ｊμとなるようにスピンコーティング塗布し、平坦化層
の場合と同様に露光、現像して透明でかつボンディング
・パッド部などの加工がなされた耐染色性絶縁層全形成
した。

次いで、この耐染色性絶縁層上Ｋ、前述と同様にしてゼ
ラチン−重クロム酸アンモニウム層を形成し、前述と同
様に露光、現像した後、酢酸でｐＨｆ　ｊ、□　Ｋ調整
した（ｈｔａｔＰｏ％ｓｏ、Ｎａ）、のＯ，コチ水溶液
中に６０Ｃで５分間浸漬して染色処理をして第コの着色
層を形成した。（実施例１）次いで、保論膜として平坦
化層と同じ感光性組成物全膜厚０．ｊｒμとなるように
スピンコーティングにより塗布して前記と同様の条件に
て露光、現像してポンディング・パッド部等の加工のな
された透明な表面層全形成しカラーフィルターが直付さ
れた固体カラー撮像素子を得た。

この固体カラー撮像素子全市販のＶＴＲカメラに実装し
て色再現性をみたところ良好であった。また、ガラス基
板にゼラチン−重クロム酸アンモニウム（ｌＯ：２、重
量比）の水溶液ｔｌμの膜厚になるようにスピンコーテ
ィングし１．２００ミリジユール／ｃｎｒのエネルギー
量で全面露光し、硬化させた。次いでａｏＣの水で１分
間現像後、酢酸でｐＨｆ　ＬＯＫ調整した下記第１表に
示す染料の０．２％水溶液中にｔｏＣで５分間浸漬して
染色した。（実施例λ、比較例）得られた試料の分光透
過特性を分光光度計（日立カラーアナライザー３０７型
）を用いて測定した。その結果を第１表に示した。

第１表 ／）透過率ｊＯ％を与える波長 ２）＆ｓＯｒｓｍＫおける透過率 ３）三菱化成工業株式会社製（ダイアクロンは登録量＃
） 〔発明の効果〕 悴 以上のように１本発明によるとλＴ−４０１１Ｉｓが３
７０　ｎｍ以上の良好な分光特性金持ったシアンにより
優れた色再現性７有する色分解カラーフィルター金得る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第７図（ａ）〜（ｊ）Ｆｉ直付型カラーフィルターの製
造工程の一例を示す説明図である。 ｌ＃′ｉシリコンウェハー、λは光検知部、３は保護膜
、グは平坦化層、！及びりは被染色層、ｊ′及び２′は
着色層、６はマスク、７は耐染色性絶縁層１．ｒＦｉボ
ンデインク・パッド、ｉｏは表面層全それぞれ示す。 出　願　人　三菱化成工業株式会社 代　理　人　弁理士　長谷用　− （＃丘か７名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一層又は複数の着色層を有するカラーフィルター
   において、該着色層の少くとも一層が下記一般式（１）
   で示されるフタロシアニン系染料全含有することを特徴
   とするカラーフィルター。 但しＲ１、ＨＭ、　ＢＲ及びＲ４Ｆｉ水素原子又は子又
   は０１〜Ｃ６のアルキル基を表わす。）を表わす。〕？
   表わし、そのうち少くとも１つは一８ｏ、’Ｍ基である
   。