JPS63124002A

JPS63124002A - カラーフィルター、その製造方法およびこれを用いた素子

Info

Publication number: JPS63124002A
Application number: JP61271260A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takao; 高尾　英昭; Miki Tamura; 美樹田村; Masaru Kamio; 優神尾; Tatsuo Murata; 辰雄村田; Nobuyuki Sekimura; 関村　信行; Toru Takahashi; 通高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1988-05-27
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JP2544915B2

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およびその製造方法に関する
もので、特にカラー撮像素子やカラーセンサー及びカラ
ーディスプレーなどの微細色分解用として好適なカラー
フィルターおよびそ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
を色素て染色して着色層を形成する染色カラーフィルタ
ーか知られている。

このような染色法では、使用可能な染料か多くフィルタ
ーとして要求される分光特性への対応か比較的容易であ
るが、媒染層の染色工程に、染料を溶解させた染色浴中
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か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１５０℃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、使用か困難である上、染色膜自体の耐熱性、耐光性
等の信頼性か劣るといった欠点も有している。

これに対し、従来、ある種の着色材か透明樹脂中に分散
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５８−４５３２５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
れたものであるか、非感光性樹脂であるためカラーフィ
ルターのパターン形成には、微細パターンに不利な印刷
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とい
う製造工程の煩雑な方法をとらなければならなかった。

近年感光性を有するポリイミド樹脂を用いた着色剤か知
られてきたか、この樹脂はポリイミド前駆体型で、ｆｌ
つ、イミド化の為に通常３００℃以上の熱硬化か必要で
あった。

一方、特開昭５５−１３４８［１７号公報、特開昭５７
−１６４０７号公報、特開昭５７−７４７０７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）オトリソ工程のみて微細パタ
ーン化でき、工程の簡素化は可能となるが、該感光性樹
脂として一般に用いられているものは、樹脂膜材と感光
性硬化剤とを混合してつくらねばならない煩雑なものや
、耐熱性、耐光性等の特性に充分満足いくものではなか
った。

また、たとえ性能の優れた感光性樹脂を用いたとしても
、その中の含有される着色材の光吸収により、本来感光
性樹脂のもつ感光特性より劣る状態となってしまう。具
体的には、着色材を混合した感光性樹脂は未着色のもの
に比べ、一般的に２倍以上の露光量を必要とし、本来工
程的には簡易なカラーフィルターの形成方法であっても
生産性の劣るものとなっていた。

［発明か解決しようとする問題点］本発明の目的は、上述の従来例のもつ欠点を解消せしめ
、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、かつ着色材を含有する感光性樹脂のもつ感度
低下から生じる露光プロセスの生産性低下を改善し、さ
らに機械的特性をはじめ、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等
の諸特性の優れたカラーフィルターおよびその製造方法
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］即ち、本
発明の第一の発明は、感光性を有する基を分子内に持つ
低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に着色材料を分散してな
る着色樹脂のフォトリソ工程により形成されたパターン
状の着色樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、該
各パターン状の着色樹脂層上に、着色樹脂より高感度で
、好ましくはその感度が着色樹脂に対して２倍以上の高
感度で、かつ硬化後に着色樹脂の現像液に溶解しないレ
ジスト層を有することを特徴とするカラーフィルターで
ある。

また、第二の発明は、基板上に、感光性を有する基を分
子内に持つ低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に着色材料を
分散してなる着色樹脂からなる着色樹脂膜と、前記着色
樹脂より高感度で、かつ硬化後に着色樹脂の現像液に溶
解しないレジスト膜を順次塗布形成した後、所定のマス
クを介して、レジスト膜の光硬化に必要とする光量で露
光してレジスト膜の露光部を硬化し、次いで未硬化のレ
ジスト膜及びその下部にある着色樹脂膜を同時に現像し
て除去した後、着色樹脂膜の光硬化に必要とする光量で
全面露光することによりパターン状の着色樹脂層上にレ
ジスト層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。

すなわち、本発明のカラーフィルターは、機械的特性や
耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性の良い樹脂系及び
着色材料を用いた着色樹脂層から形成されているため、
信頼性に優れた特性を有し、さらに所望の分光性をもつ
カラーフィルターを簡易に設計することが可能な上、一
般のフォトリソ工程のみの簡便な方法で微細なパターン
を形成してなるものである。

また、一般に着色材を含有する感光性樹脂のもつ感度低
下から生じる露光プロセスの生産性低下に対し、着色樹
脂層形成後に着色樹脂より高感度で、かつ硬化後に着色
樹脂の現像液に溶解しないレジスト層を形成し、バター
ニングに際しては、まず該レジスト層のみを硬化するの
に必要な光量のみで露光した後、未露光部のレジスト層
を下部着色樹脂層とともに現像した後、全面露光を行な
うという方法を用いているため、アライナ−を使用する
露光プロセス時間の短縮がはかれるものである。

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
る感光性を有する基を分子内に持つ低温硬化型ポリアミ
ノ系樹脂（以下、感光性ポリアミノ系樹脂と称す）とし
ては、２００℃以下にて硬化膜の得られるもの、例えば
１５０℃×３０分程度の熱て硬化膜を形成できる、例え
ば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、可視光波長域（４００
〜７００ｎｍ　）で特定の光吸収特性を持たないもの（
光　・透過率で９０％程度以上のもの）が好ましい。こ
の観点からは、特に芳香族系のポリアミド樹脂が好まし
い。

また、本発明における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類で
あれば良く、例えば、（１）安息香酸エステル類 υ （式中Ｒ１はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１ＸバーＨ又
バーＣａＨｓ、Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ，，２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−１（：Ｈ２−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−（ＣＨｔ）ｚ−ＯＣＯ又はＣＨａ−ＣＹ−
ＣＯＯ−ＣＨｚ−を１ヶ以上含むもの、Ｘ、Ｙは前記意
義を示す）（４）カルコン類及びその他化合物鎖 υ （式中Ｒ３はＨ−、アルキル基、アルコキシ基を示す）等か挙げられる。

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）−ＰＡ
−１０００（宇部興産■製）、リソコートＰＩ−４００
（宇部興産■製）等が挙げられる。

一般にフォトリソ工程で用いられる感光性樹脂は、その
化学構造によって差はあるものの、機械的特性をはじめ
耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優れたものは少
ない。これに対し、上記本発明の感光性ポリアミノ系樹
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、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衡が支配されてしまうが、上
記本発明の樹脂系を用いれば、通常の染色カラーフィル
ターに比べ性能の優れたものか形成回部である。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
有機顔料か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、へ
りノン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソイン
トリノン系、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か用いられる。

本発明において、着色樹脂層を形成するために使用する
着色樹脂は、上記感光性ポリアミノ系樹脂溶液に所望の
分光特性を有する上記着色材料を１０〜５０％程度の割
合で配合し、超音波あるいは三木ロール等により充分に
分散させた後、望ましくはＩＨ程度のフィルターにて粒
径の大きいものを除去して調製する。

本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層は、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、その層厚は所望とする分光特性に
応じて決定されるか、通常は０．５〜５μｍ程度、好ま
しくは、１〜２終蕩程度か望ましい。

本発明のレジスト層を形成する感光性材料としては、着
色樹脂層を構成するものと同じ芳香族系の感光性ポリア
ミド樹脂、感光性ポリイミド樹脂をはじめ、感光性アク
リル樹脂等のうち透明性か優れ（４００ｎｍ〜７００ｎ
腸の可視光波長域で特定の光吸収特性をもたずに、光透
過率で９０％以上のもの）、本発明で用いる感光性着色
樹脂よりも高い感度特性をもち、かつ光硬化後には着色
樹脂の現像液に不溶なものであればよい。

また通常、該レジスト層は、そのままカラーフィルター
上に形成され着色樹脂上の保護層的な役割りも果たすた
め、機械的特性をはじめ耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の
耐久性の良い樹脂かよく、その様な観点からは、着色樹
脂層を構成するものと同じ芳香族系の感光性ポリアミド
樹脂か好ましい。

本発明のレジスト層は、基板上に塗布形成された着色樹
脂層上に、前記感光性樹脂をスピンナー、ロールコータ
−等の塗布装置により、通常は０．５〜３．０４ｔａ程
度の膜厚で、好ましくは０．５〜１．０ト厘程度の膜厚
で塗布する。

次いで、該レジスト層を光硬化するのに要する露光量の
みで所定のパターンマスクを介して露光する。そして、
望ましくは着色樹脂層の現像液と同じもので露光された
レジスト層の現像を行ない、未露光のレジスト部と同時
にその下層にあたる着色樹脂層もバターニングする。

しかる後、全面露光して着色樹脂パターンも光硬化し、
次いで熱硬化を行ない、上部に透明な保護層を有する着
色樹脂パターンが形成される。

なお、本発明のカラーフィルターの有する上部にレジス
ト層を構成した着色樹脂層は、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、場合によっては
、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、レジスト層表面に、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Ｓｉ、Ｎ、、　５ｉｆｔ、　Ｓｉｎ、　Ａｊ）ｚＯ
ｉ、　Ｔａ＊Ｏｚ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、それ自体に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。

本発明で用いる高感度レジスト層の感度としては、一般
に１０１００Ｏ／ｃｍ”以下、好ましくは５００ｍＪ／
ｃｍ’以下で、着色樹脂層の感度としては５００ｗｒＪ
／ｃｔａ２以上、好ましくは１００口ｍＪ／ｃｔａ”以
上である。

又、着色樹脂層の感度に対する高感度レジスト層の感度
は２倍以上が好ましい。尚、感度は数値が小さいほど高
感度を示す。

以上説明した様な上部にレジスト層を構成した着色樹脂
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０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薄膜半導体
を用いた液晶ディスプレー基板面、強誘電性液晶ディス
プレー基板面、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、所望
の分光特性を有する着色材料を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ｓ２を所定の基板１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
ベークを行なう。

次いで、該着色樹脂膜２上に、着色材料を構成するもの
と同様のポリアミノ系樹脂液をスピンナーを用い、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
リベークを行ない、透明なレジストＩ！１７を形成する
。

次いで、第１図（ｂ）に示すごとく、レジスト膜の感度
を有する光（例えば、高圧水銀灯等）で、かつレジスト
膜を光硬化するのに必要な露光量で、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を介してレジスト膜を露光し、パターン部の光
硬化を行なう。

そして第１図（Ｃ）に示すごとく、光硬化部分７ａを有
したレジストｒ１７Ｉ７を、未露光部分のみ及び着色樹
脂を溶解する溶剤（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、上
記レジストパターン膜とその下部の着色樹脂膜のみを残
したパターンを形成し、リンス処理（例えば、１，１，
１．）−リクロロエタン等）を行なう、その後、全面露
光を行ない着色樹脂パターン部の光硬化を実施した後、
ポストベーり処理を行ない、第１図（ｄ）のごとき本発
明のレジスト層７ｂをその上層に有するパターン状着色
樹脂層４を得ることがてきる。

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Ｃａ）から第１
図（ｄ）までの工程を、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レジスト
層を有した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８を有しているものであっても良い。

［実施例］以下に本発明の実施例を示す、以下の実施例での「感度
」は、膜厚１．Ｏｔｔ■の感光層を形成した時の現像後
の残膜が０．５１厚となるのに必要な高圧水銀灯の露光
量（ｍＪ／ｃ＋＊２）で表わす。

実施例１ガラス基板上に、所望の分光特性を得ることのできる青
色着色樹脂膜［ヘリオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ
　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社
製。

Ｃ，１，Ｎｏ、　７４１６０）をＰＡ−１０００Ｇ　（
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＝ｌ：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、１．５４ｔａの膜厚に塗布した。

次に該着色樹脂層に８０℃１３０分間のプリベークを行
なった後、該着色樹脂層上にレジスト材ＰＡ−１０００
Ｇ　　（商品名、宇部興産社製）をスピンナー塗布法に
より　０．５μ■の膜厚に塗布した０次に、８０℃、３
０分間のプリベークを行なった。そして、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ＰＡ−１０００Ｇの光硬化に必要な露光量
にて露光した。この時の着色樹脂層の感度は１５００ｍ
Ｊ／ｃｍ２であった。また、この時の非着色樹脂層の感
度は３８０＋ｗＪ／ｃ＋ｓ２であった。

露光終了後、該レジスト膜の未露光部及びその下層にあ
る着色樹脂膜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
上部にレジスト膜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−１０００Ｇ（商品名、宇部興産社製、ポリマー分ｌ
Ｏ％、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、上部にレジ
スト層を有した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、チバガイギー（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社
製。

Ｃ，１，Ｎｏ、　７１１２７）をＰＡ−１０００Ｇ　（
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、上部にレジスト層を有した赤
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。

得られたカラーフィルターは耐熱性に優れ、２５０℃以
上の温度にも耐え、これによりＣＦ上にＩＴＯのスパッ
タによる形成が可使となる。

また、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ＣＦを構成したものでも圧着時にＣ
Ｆが破損したりしない、さらに、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
とがなく、また耐光性にも優れたものである。

さらに、得られたカラーフィルターは、膜厚も同−に設
定されているため、表面上の段差も少なく、わずかな段
差においても配向欠陥にむすびつく様な強誘電性液晶素
子にも有用なものである。

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２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１００ＯＡの層
厚の１．Ｔ、０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ＡＲを１００
ＯＡ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２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
てトレイン電極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２図（Ｃ）に示すように
形成した。

ここで、基板ｌを堆積槽内の所定の位置にセットシ、堆
８１槽内にＨ２で希釈されたＳｉＨ，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ｌ全面に２００ＯＡの層厚
のａ−３ｉからなる光導電層（イントリンシック層）１
５を堆積させた後、この光導電ＷＪ１５上に引続き同様
の操作によって、１００ＯＡの層厚のｎ０層１６を第２
図（ｄ）に示したように積層した。この基板ｌを堆積槽
から取り出し、前記００層１６及び光導電層１５のそれ
ぞれを、この順にトライエツチング法により所望の形状
に第２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ｎ０層１６が設
けられている基板面に、Ａｉｌを１００ＯＡの層厚で真
空蒸着した後、このＡＲ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２図（ｆ）に示す
ようなソース電極１７及びトレイン電極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、その上部にレジスト層を有する
赤、青及び緑の３色の着色パターンを第２図（ｇ）に示
すように形成した後、第２図（ｈ）の如くこの基板面全
面に配向機能を付与した絶縁１１ｉ２２としてのポリイ
ミド樹脂を１２０ＯＡ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。

１０００Ａの１．Ｔ、０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
２００Ａ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２と同様にして１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
機能を有するものであった。

実施例５３色カラーフィルターを、まず実施例１と同様にして形
成した後、第３図に示すように、　ＩＴＯを５００人の
厚さにスパッタリング法により成膜し。

透引電極３５とした。この上に配向制御膜３７として、
ポリイミド形成溶液（日立化成工業’ＰＩＱＪ　）を３
０００ｒｐｍで回転するスピンナーで塗布し、１５０℃
で３０分間加熱を行なって、２０００人のポリイミド被
膜を形成した。しかる後、このポリイミド被膜表面をラ
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、対向
する基板３３を貼り合わせてセル組し、強誘電性液晶を
注入、封口して液晶素子を得た。

このようにして形成されたカラー用強誘電性液晶素子は
、良好な機能を有するものであった。

実施例６ＣＯＤ　　（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
ターンが配こされるように、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てあった。

実施例７ＣＣＤ　　（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か配置されるよ
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
な機能を有するものであった。

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）ｌ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。

すなわち、Ｈ２でｌＯ容量％に希釈されたＳｉＨ，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０．７終醜の膜厚の
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００層１６を設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ，と、
Ｈ２で１００　ｐｐｍに希釈されたＰＨ３とを１＝ｌＯ
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　Ｂの層厚の００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０．３鉢■の層厚にｎ０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１３００−２７７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ＯＥＭ−４５１（日型アネルハ社製）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″ｃＣＦ、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抜い
たテフロンシートでカバーし、８０８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’／ｓｉｎ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。

次に、こうして作成されたフォトセンサーアレイの表面
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８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１０容量％に希釈されたＳｉＨ４と１
００％ＮＨ，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−３ｉ層を形成したのと同様にして
、０．５４ｍの層厚のシリコンナイトライド（ａ−３ｉ
ＮＨ）層からなる保護層８を第５゛図（ｆ）に示すよう
に形成した。

更に、この保護層８を基板として、実施例１と同様にし
て、レジスト層７ｂをその上部に構成した青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４１使を有するものであった。

実施例９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８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８に於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。

実施例１Ｏ実施例１で用いた非着色感光性樹脂層に代えて、ポリイ
ミド感光性樹脂である東し社製の「フォトニースｕＲ３
６００（商品名）」（感度５０ｙｒＪ／ｃｍ２以下）で
形成した膜厚１０００人の被膜を用いたほかは、全く同
様の方法て作成したところ実施例１と同様の結果が得ら
れた。

［発明の効果］本発明によれば、感光性基を分子内に有するポリアミノ
系樹脂に着色材料が分散されてなる着色樹脂材を用い、
かつ、そのパターニングの際に問題となっていた感光性
樹脂の感度低下に対し１着色樹脂膜上に非着色の同系の
レジスト層を設けているため、以下の様な効果が得られ
る。

すなわち、アライナ−による露光時間は、高感度の非着
色レジスト層に必要な露光量により決定されるので、短
時間でアライナ−露光工程を実施することが可能となり
、生産性に優れた方法である。

また、非着色レジスト層は、カラーフィルターの形成工
程においては、着色樹脂層の現像時のマスクになると同
時に、カラーフィルターの形成後には、表面保護層の役
割りを果たすという２つの機能を有する。

さらに本発明によれば、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。

な３、本発明によれば１着色樹脂中の着色材の種類や濃
度と着色樹脂層の厚さをコントロールすることで容易に
所望の分光特性を設計することが可能である。

【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、ＮＩＪ２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
示素子の製造工程図、第３図は本発明のカラーフィルタ
ーを有するカラー用強誘電性液晶素子の断面構成図、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、３３・・・基板２・・・着色樹脂膜３・・・フォトマスク４．５．６・・・パターン状着色樹脂層７・・・レジス
ト膜７ａ・・・光硬化部分７ｂ・・・レジスト層８・・・保護層１１・・・画素電極１２・・・ゲート電極１３・・・絶縁層１４・・・スルホール１５・・・光導電層１６・−ｎＩ層１７・・・ソース電極１８・・・トレイン電極１９・・・導電層２０・・・個別電極２１・・・共通電極２２・・・絶縁膜３１・・・強誘電性液晶素子３４・・・強誘電性液晶３５．３６・・・透明電極３７．３８・・・配向制御膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光性を有する基を分子内に持つ低温硬化型ポリ
アミノ系樹脂中に着色材料を分散してなる着色樹脂のフ
ォトリソ工程により形成されたパターン状の着色樹脂層
を有するカラーフィルターにおいて、該各パターン状の
着色樹脂層上に、着色樹脂より高感度で、かつ硬化後に
着色樹脂の現像液に溶解しないレジスト層を有すること
を特徴とするカラーフィルター。
（２）前記レジスト層が、着色樹脂を構成する透明な感
光性の低温硬化型ポリアミノ系樹脂よりなる特許請求の
範囲第１項記載のカラーフィルター。
（３）前記ポリアミノ系樹脂が感光性基を分子内に持ち
、２００℃以下にて硬化膜を得ることのできる芳香族系
のポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂よりなる特許
請求の範囲第１項または第２項記載のカラーフィルター
。
（４）基板上に、感光性を有する基を分子内に持つ低温
硬化型ポリアミノ系樹脂中に着色材料を分散してなる着
色樹脂からなる着色樹脂膜と、前記着色樹脂より高感度
で、かつ硬化後に着色樹脂の現像液に溶解しないレジス
ト膜を順次塗布形成した後、所定のマスクを介して、レ
ジスト膜の光硬化に必要とする光量で露光してレジスト
膜の露光部を硬化し、次いで未硬化のレジスト膜及びそ
の下部にある着色樹脂膜を同時に現像して除去した後、
着色樹脂膜の光硬化に必要とする光量で全面露光するこ
とによりパターン状の着色樹脂層上にレジスト層を形成
することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
（５）前記レジスト層が、着色樹脂を構成する透明な感
光性の低温硬化型ポリアミノ系樹脂よりなる特許請求の
範囲第４項記載の製造方法。
（６）前記ポリアミノ系樹脂が感光性基を分子内に持ち
、２００℃以下にて硬化膜を得ることのできる芳香族系
のポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂よりなる特許
請求の範囲第４項または第５項記載の製造方法。
（７）前記基板が表示装置の表示部である特許請求の範
囲第４項記載の製造方法。
（８）前記基板が固体撮像素子である特許請求の範囲第
４項記載の製造方法。
（９）前記基板がイメージセンサーの受光面である特許
請求の範囲第４項記載の製造方法。