JPS63147103A

JPS63147103A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS63147103A
Application number: JP61294361A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sekimura; 関村　信行; Hideaki Takao; 高尾　英昭; Masaru Kamio; 優神尾; Tatsuo Murata; 辰雄村田; Miki Tamura; 美樹田村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPH0629884B2

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
ディスプレイやカラー撮像素子及びカラーセンサーなど
の微細な色分解用フィルター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
５０００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。

上述の欠点を解消しうるカラーフィルターとしである種
の着色材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の提案がなされている。このカラー
フィルターは例えば、特開昭５８−４６３２５号公報、
特開昭６０−７８４０１号公報、特開昭６０−１８４２
０２号公報、特開昭６０−１８４２０３号公報、特開昭
６０−１８４２０４号公報、特開昭６０−１８４２０５
号公報、特開昭５７−１６４０７号公報、特開昭５７−
７４７０７号公報や特開昭６０−１２９７０７号公報な
どに開示されており、耐熱性や耐光性を改善したカラー
フィルターとすることが可能になった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した着色材、特に顔料を樹脂に分散含有させて形成
したカラーフィルターを微細な色分解用フィルターとし
て適用する際には、該カラーフイ青色樹脂層、緑色樹脂
層と赤色樹脂層がモザイク状又はストライプ状に配列し
た態様で構成されている。

この様な顔料を分散させた色分解用カラーフィルターを
カラー液晶ディスプレイ画面に適用すると、観察者のデ
ィスプレイ画面に対する観察角度が変化した時、ディス
プレイ画面における青色。

緑色と赤色のカラーバランスに変動を生じることが判明
した。特に、ディスプレイ画面の垂直軸に対する観察角
度が大きくなるに従って、順に緑色成分と赤色成分の割
合が減少し、全体的に青味がかった色調を呈することが
判明した。

従って、本発明の目的は、前述の問題点を解消した新規
なカラーフィルターを提供することにあり、特にカラー
液晶ディスプレイ画面、固体撮像素子やイメージセンサ
−に適用しつる色分解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〕本発明は
、基板上に青伍着色材を分散含有する青色樹脂層、緑色
着色材を分散含有する緑色樹脂層と赤色着色材を分散含
有する赤色樹脂層とを有するカラーフィルターにおいて
、前記青色着色材（特に青色顔料）、緑色着色材（特に
、緑色顔料）及び赤色着色材（特に、赤色顔料）の平均
をそれぞれＶＢ、ＶＧ及びＶＲとした時、ＶＢ、ＶＧと
ＶＲとの間でＶＢ＜ＶＧ＜ＶＲの関係を有している点を
特徴としている。すなわち、本発明は、ＶＢ、ＶＣとＶ
ＲをＶＢ＜ＶＧ＜ＶＲとすることによって、青色樹脂層
。

緑色樹脂層と赤色樹脂層の入射光に対する散乱効率を均
一化することができ、この結果観察者のディスプレイ画
面に対する観察角度が変化した場合であってもディスプ
レイ画面における青色、緑色と赤色のカラーバランスの
変動を防止することができ、高品位なカラー画面をディ
スプレイすることが可能となった。

又、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と
して顔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ているので、優れたカラーフ
ィルターを簡易に設計することが可能な上、一般の印刷
工程やフォトリソ工程のみの簡便な方法で微細なパター
ンを形成できるものである。

本発明における樹脂中に分散する青（Ｂ）、緑（Ｇ）。

赤（Ｒ）色の顔料粒子の平均粒子径（直径）は、その顔
料の平均体積で換算することができ、青顔料の平均体積
をＶＢ、緑顔料の平均体積をＶＧ、赤顔料の平均体積を
ＶＲとすると、ｖＢ：ｖＧ：ｖＲの比率は、ＶＲを１．０とした時、（
０，４〜０．６）　：　（０，６〜０．８）　：　１．
０が好ましい。

又、本発明で用いる顔料粒子の平均粒子径は、平均体積
換算で、一般に１．ＯＸ　１０’　μｒｎ’　〜１．Ｏ
Ｘ　１０−２μｒｒｌ’、好ましくは１．ＯＸ　１０−
’　μｍ−１，０Ｘ　１０−３μ％の範囲が適している
。

ここに言う顔料粒子の大きさは、着色樹脂層を光学顕微
鏡かＳＥＭ分析等で評価できるものである。

最も簡便な方法としては、光学顕微鏡下で観察し、各色
粒子１００個程度の平均値の大きさとして評価できる。

本発明において、樹脂中の顔料粒子の大きさを所定の大
きさに設定する方法としては、■あらかじめ顔料に表面
処理剤をコートした顔料をフルイを通して、所望の大き
さに揃えた顔料を樹脂溶液に配合し、超音波あるいは三
本ロール等により充分に分散させた後、カラーフィルタ
ーとして形成する。

■顔料を樹脂溶液に配合し超音波あるいは三本ロール等
により充分に分散させた後、濾過紙等のフィルターにて
数回フィルタリングして適正な大きさの着色樹脂とし、
前記樹脂をカラーフィルターとして形成する。

等の方法がある。

本発明で言う青色とは波長４００−５００μｍの範囲に
透過光量のピークをもつ色調、緑色とは波長５００−６
００μｍの範囲に透過光量のピークをもつ色調、赤色と
は波長６００−７００μｍの範囲で透過光量のピークを
もつ色調を言う。

本発明のカラーフィルターを構成する着色樹脂層を形成
する樹脂としては３００°Ｃ以下で硬化膜の得られるも
の、例えばアクリル系樹脂、ポリアミノ系樹脂（ポリイ
ミド樹脂、ポリアミド樹脂）、エポキシ系樹脂、ウレタ
ン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコン樹脂等で
、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。

アクリル系樹脂としては日本合成ゴム社製のＪ　Ｍ　Ｃ
−２５や積木ファインケミカル社製のＲＦＣ−１０等が
挙げられる。

前記樹脂に感光性を持たせるには感光性を有する基を分
子内に持つようにすれば良い。

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鎖であれば
良（、例えば、（１）安息香酸エステル類（式中Ｒ１はＣＨＸ＝ＣＹ−Ｃｏｏ−Ｚ〜、Ｘは−Ｈ又
は−Ｃ６Ｈ５、Ｙは−１１又は−ＣＦＩ３、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ＣＨ２＝ＣＹ
−Ｃｏｏ−ＣＨ２−を１ヶ以上含むもの、Ｘ、Ｙは同義
語である。）（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）Ｈ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）ＰＡ−
１０００（宇部興産（横裂）、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、通常の染色カラ
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。これ
らの顔料は、樹脂中に１０重量％〜７０重量％、好まし
くは３０重量％〜５０重量％の範囲で分散含有させるこ
とができる。

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
ドリジン系、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。又、本発明ては
着色剤として前述の顔料の他に染料を用いることも可能
である。

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、−例として挙げれば上記感し、超音波ある
いは三本ロー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、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ｉ脂や５ｉ３Ｎ４，５ｉｎ２．Ｓｉｎ、Ａ
ｆ、、０３゜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。この
保護層の膜厚は、一般に５０００人〜２μｍ程度の範囲
に設定するのが好ましい。

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液晶ディスプレー面、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、一層効果的である。

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図は本発明の感光性着色樹脂によるカラーフィルタ
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（Ｎ　Ｍ　Ｐ溶液）を
用い、第１色目の着色樹脂膜２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タを行う。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
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．　ｌ−リクロロエタン等）を行う。次いで
、ポストベーク処理を行い、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、各色に対応した着色材料を本発
明による粒径で分散させた着色樹脂液をそれぞれ用いて
繰り返して行い、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を有しているのであっても良い。

本発明のカラーフィルターは、液晶セルを構成している
基板に適用することができる。第３図は、本発明のカラ
ーフィルターを用いた液晶セルの断面図である。第３図
に示す液晶セルは、一対の平行配置した上基板３１ａ及
び下基板３１ｂと、それぞれの基板に配線した透明電極
３２ａと３２ｂを備えている。上基板３１ａと下基板３
１ｂとの間には強誘電性液晶、好ましくは少なくとも２
つの安定状態をもつ非らせん構造の強誘電性液晶３３が
配置されている。

前述した透明電極３２ａと３２ｂは、強誘電性液晶３３
をマルチブレクシング駆動するために、それぞれストラ
イプ形状で配線され、且つそのストライブ形状が互いに
交差させて配置されていることが好ましい。

第３図に示す液晶セルでは、基板３１ａと３１ｂにそれ
ぞれ配向制御膜３４ａと３４ｂが配置されている。

この配向制御膜３４ａと３４ｂとしては、ラビング処理
されたポリイミド膜、ポリビニルアルコール膜、ポリア
ミド膜などを用いることができるほか、ＳｉＯやＳｉＯ
３の斜方蒸着膜を用いることができる。

青色樹脂／５３５Ｂ、緑色樹脂層３５Ｇと赤色樹脂層３
５Ｒをストライブ状又はモザイク状に配列させて形成し
たカラーフィルター３５が下基板３１ｂの上に設けられ
ている。このカラーフィルター３５の上側には、前述し
た保護層７と同様の保護層３６が設けられている。

又、本発明の別の好ましい具体例では、第３図に示す透
明電極３２ｂを下基板３１ｂに接して形成し、その上に
前述したカラーフィルター３５と配向制御膜３４ｂを順
に積層することができる。この際、保護層３６は省略す
ることも可能であるが、前述した強誘電性液晶３３とし
て無電界時でカイラルスメクチックＣ液晶のらせん構造
を消失させる膜厚（例えば、０．５μｍ−１０μｍ）に
設定したカイラルスメクチックＣ液晶を用いた場合では
、透明電極３２ａと３２ｂシヨートを防止する上で、保
護層３６を絶縁層として機能させて用いるのが好ましい
。

この種の強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有
する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラガバル
により、米国特許第４３６７９２４号明細書で提案され
ている。。

本発明のカラーフィルターを内蔵した液晶素子で用いる
ことができる強誘電性液晶としては、例えばｐ−デシロ
キシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシ
ンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ｐ−へキシロキシベン
ジリデン−ｐ′−アミノ−２−クロルプロピルシンナメ
ート（ＨＯＢＡＣＰＣ）、ｐ−デシロキシベンジリデン
−ｐ′−アミノ−２メチルブチル−α−シアノシンナメ
ート（ＤＯＢＡＭＢＣＣ）、ｐ−テトラデシロキシベン
ジリデン−ｐ′　アミノ−２−メチルブチル−ｄ−シア
ノシンナメート（Ｔ　Ｄ　ＯＢ　Ａ　Ｍ　Ｂ　ＣＣ）、
ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−
メチルブチル−α−クロロシンナメート（ＯＯＢ　Ａ　
Ｍ　Ｂ　ＣＣ）、ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ
′−アミノ−２−メチルブチル−α−メチルシンナメー
ト、４．４’　−アゾキシンンナミツクアミツドービス
（２−メチルブチル）エステル、４−ｏ−（２−メチル
）プチルレゾルシリデンー４′−オクチルアリニン、４
−（２′−メチルブチル）フェニル−４′−オクチルオ
キシビフェニル−４−カルボキンレート、４−へキシル
オキシフェニル−４（２５−メチルブチル）ビフェニル
−４′　−カルボキンレート、４−オクチルオキシフェ
ニル−４−（２’−メチルブチル）ビフェニル−４′−
カルボキシレート、４−へブチルフェニル−４−（４’
−メチルヘキシル）ビフェニル−４′−カルホキシレー
）、４−（２’メチルブチル）フェニル−４−（４′メ
チルヘキシル）ビフェニル−４′−カルボキシレートな
どを挙げることができ、これらは単独又は２種以上組合
せて用いることができ、又強誘電性を示す範囲で他のコ
レステリック液晶やスメクチック液晶を含有させること
ができる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ガラス基板上に、所望の分光特性を得ることができる青
色着色樹脂材〔へりオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ
　　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０　（商品名、ＢＡＳＦ社製
、　Ｃ，Ｉ、Ｎｏ、７４１６０）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・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〕をろ過フィルター（
カルラアイス社のメンブラウンフィルターＳ　Ｍ　１１
３　）を２回通して分散中の顔料の粒径が約０．０６０
μ（直径）のものを選別した。この選別には、初めに所
望の粒径より少し大きめなろ過フィルターを通し、次に
所望の粒径より小さなろ過フィルターを通すことにより
、所定の大きさの粒子を選別した。このようにして顔料
を分散させた着色樹脂材をスピンナー塗布法により、２
．０μｍの膜厚に塗布した。次に該着色樹脂層に８０°
Ｃ，３０分間のプリベークを行った後、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象液）にて超音波を使用して現
像し、専用リンス液（＋、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°０１３
０分間のポストベークを行い、パターン形状を有した青
色着色樹脂膜を形成した。

この青色着色樹脂膜を光学顕微鏡にてランダムに１００
個を選別し、その平均粒子径を測定したところ、平均体
積換算で、樹脂中には青顔料が約１．１Ｘ１０″′μ３
の平均体積で均一に分散していた。

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、顔料二ポリマー
＝１＝２配合）に分散させ作製した感光性の着色樹脂材
〕を用い前述と同様の方法でろ過フィルターを通して分
散中の顔料の粒径が約０．０６６μ（直径）のものを選
択した以外は、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。

前記と同様の方法で平均体積を測定したところ、このよ
うにして形成した緑色着色樹脂中には、緑顔料が約１．
５Ｘ１０−”μ３の平均体積で均一に分散していた。

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
ルガシン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅｄ）ＢＰＴ
　（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社
製、　Ｃ，１，Ｎｏ、７１１２７）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：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〕を用い前述と同様の
方法でろ過フィルターを通して分散中の顔料の粒径が約
０．０７６μ（直径）のものを選択した以外は、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
形成した。前記と同様の方法で平均体積を測定したとこ
ろ、赤色着色樹脂中には赤顔材が約２．３　Ｘ　１０−
’μ３の体積で均一に分散していた。前記のような方法
で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の散乱光を積分球（日立社製
２１０−２１０１）を用いて測定したところ、青色、緑
色と赤色の各色での散乱率はそれぞｎ約０．５％で、そ
れぞれほぼ同程度の散乱率であった（散乱率は、入射光
量に対する散乱光量の割合で表わす）。

又、前述で得たカラーフィルターの視角依存性は、該カ
ラーフィルターの垂直軸に対する観察角度を変化させる
ことによって測定した。その結果、カラーフィルターの
垂直軸に対する観察角度が７０°付近の位置で観察した
時のカラーバランスとカラーフィルターの垂直軸の位置
で観察した時のカラーバランスは、はぼ同程度のもので
あることが判明した。

得られたカラーフィルターは耐熱性に優れ、２５０００
以上の温度にも耐え、これによりカラーフィルター上に
透明電極に利用するＩＴＯ（インジウム−ティン−オキ
サイド）のスパッタによる形成が可能となった。

また、本例のカラーフィルターは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
の破損を生じることはなかった。さらに、本例のカラー
フィルターは１．ｆ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った。

比較例１実施例１で用いたそれぞれの青色顔料、緑色顔料と赤色
顔料の平均粒子径を平均体積換算で１．５ＸＩＯ−′“
μＭに設定したほかは、実施例１と全く同様の方法でカ
ラーフィルターを調製した。この比較用カラーフィルタ
ーにおける青色、緑色と赤色の各色で散乱率を実施例１
と同様の方法で測定したところ、青色光（４００〜５０
０ｎｍ）、緑色光（５００−６００ｎ　ｍ　）と赤色光
（６００−７００ｒｉｍ）の散乱率は、それぞれ約１．
０％ｉ、約０．５％と約０．３％であった。

この比較用カラーフィルターの視角依存性を実施例１と
同様の方法で測定したところ、このカラーフィルターの
垂直軸に対する観察角度が３０’　を越えた位置から次
第に青味がかった色調を呈する様になった。

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４図（ａ）に示すように、ガラス基板（商品名・
７０５９コ一ニング社製）４１上に１０００人の層厚の
ＩＴＯ画素電極４２をフォトリソ工程により所望のパタ
ーンに形成した後、この面に更にアルミニウムを１００
０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ニングして第４図（ｂ）に示
すようなゲート電極４３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４２と４３の設けられた基板４１
面上に塗布し絶縁層４４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４５と画素電極４２とのコ
ンタクト部を構成するスルーホール４６を第４図（Ｃ）
に示すように形成した。

ここで、基板４１を堆積槽内の所定の位置にセットし、
堆積槽内にＨ２で希釈されたＳｉＨ４を導入し、真空中
でグロー放電法により、前記電極４２゜４３及び絶縁層
４４の設けられた基板４１全面に２０００人の層厚のａ
−３ｉからなる光導電層（イントリンシック層）４７を
堆積させた後、この光導電層４７上に引続き同様の操作
によって、１０００人の層厚のｎ＋層４８を第４図（ｄ
）に示したように積層した。

この基板４１を堆積槽から取り出し、前記ｎ＋層４８及
び光導電層４７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４図（ｅ）に示したようにパ
ターニングした。

次に、このようにして光導電層４７及びｎ”層４８が設
けられている基板４１面にＡＡを１０００人の層厚で真
空蒸着した後、このＡＡ蒸着層をフォトリソ工程により
所望の形状にパターニングして、第４図（ｆ）に示すよ
うなソース電極４９及びドレイン電極４５を形成した。

最後に画素電極４２のそれぞれに対応させて、実施例１
と同様な方法によりカラーフィルター３５を第４図（ｇ
）に示すように形成した後、第４図（１１）の如くこの
基板４１重合部に配向機能を付与した絶禄膜４０として
のポリイミド樹脂を１２００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いカラー
フィルター３５が一体化された薄；漠トランジスターを
作製した。

このように作製されたカラーフィルター３５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、１０００人
の１．Ｔ、Ｏ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１２００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ツイスト・ネマチ
ツク液晶（メルク社製のＺＬ１１２３　；商品名）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、表
示品位の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、表
示品位の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、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。

実施例５ＣＣＤ　（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
ーンが配置されるように、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、フレ
アがなくセンサーの色特性の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７第５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６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）６１の上にグロー放電法によってａ−５ｉ（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）６２を第６図（ａ）に示すように設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４をガ
ス圧０．５０Ｔｏｒｒ、　ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　　Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ）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６２を得た。

続いて、この光導電層６２上にグロー放電法により第６
゛図（ｂ）に示すようにｎ＋層６３を設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４と、
Ｈ２で１１００ｐｐに希釈された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６２の堆積条件と同様にして光導電層６２に連続して
、０．１μｍの層厚のｎ＋層６３を設けた。

次に、第６図（ｃ）に示すように電子ビーム蒸着法てＡ
ｌを０．３μｍの層厚にｎ＋層６３上に堆積させて、導
電層６４を堆積した。続いて、第６図（ｄ）に示すよう
に導電層６４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６４を基板上から除去し、
共通電極６５及び個別電極６６を形成した。

次に、光変換部となる部分のｎ＋層６３を第６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（日型アネルバ社製）を用
いてプラズマエツチング法）でＲＦパワー１２０Ｗ、ガ
ス圧０．１ＴｏｒｒでＣＦ４ガスによるドライエツチン
グを５分間行い、露出部のｎ＋層６３及び光導電層６４
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ツン用ターゲット（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ツツ状に切抜い
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った。その後
、窒素を３ｆ／ｍｉｎの速度で流したオーブン内で２０
℃、６０分の熱処理を行った。

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６７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６７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％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−３ｉ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　−Ｓ
　ｉ　Ｎ　Ｈ）層からなる保護層６７を第６図（ｆ）に
示すように形成した。

更に、この保護層６７を基板として、実施例１と同様に
して、青色、緑色、赤色の３色の着色パターンからなる
カラーフィルター３５を形成し、第５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、フレアがなく、色特性の良好な機能を有
するものであった。

実施例８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７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。

本実施例において形成したカラーフォトセンサーも実施
例７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〕

本発明によれば、感光性基を分子内に有するか、もしく
は感光性基を有しない樹脂中に顔料を分散させてなる着
色樹脂材を用い、前記樹脂中に分散させる分散中の顔料
粒子の平均値の大きさを青顔料、緑顔料、赤顔料の順に
大きく形成してパターン形状の着色樹脂層を有するため
、以下のような効果が得られる。

すなわち、カラーフィルターから散乱される散乱強度が
青色、緑色、赤色の各色でほぼ同じ価になるので、カラ
ーバランスの視角依存性を解消する。ことができ、表示
素子においては、その表示品位が大幅に向上するもので
ある。又センサー素子においても、同じ理由から色特性
が向上する。

又、本発明によれば機械的強度にも優れ、かつ耐熱性、
耐光性、耐溶剤性等の緒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できるもの
である。

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、緒特性の優
れたカラーデバイスを作製することが可能となった。

さらに本発明によれば、着色樹脂中の着色材の種類は濃
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、第２図は実施例１に於い
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図は本発明のカラー
フィルターを用いた液晶セルの断面図、第４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５図は本発明のカラーフィ
ルターを何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６図（ａ）〜（ｇ）は、第５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。第１図２眉色用′指環（０）　　　　　Ｅヨヨヨヨヨヨヨ干ヨヨヨヨヨヨヨヨ
ヨヨヨヨヨ９．、、。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に、青色着色材を分散含有する青色樹脂層
、緑色着色材を分散含有する緑色樹脂層と赤色着色材を
分散含有する赤色樹脂層とを有するカラーフィルターに
おいて、前記青色着色材、緑色着色材及び赤色着色材の
平均体積をそれぞれＶ＿Ｂ、Ｖ＿Ｇ及びＶ＿Ｒとした時
、Ｖ＿Ｂ＜Ｖ＿Ｇ＜Ｖ＿Ｒの関係を有していることを特徴とするカラーフィルター
。
（２）前記樹脂層が分子内に感光性基をもつ樹脂によっ
て被膜形成させて得た層であ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Ｖ＿Ｂ、Ｖ＿ＧとＶ＿Ｒとの間でＶ＿Ｂ：Ｖ
＿Ｇ：Ｖ＿Ｒ＝０．４〜０．６：０．６〜０．８：１の
関係を有している特許請求の範囲第１項記載のカラーフ
ィルター。
（４）前記Ｖ＿Ｂ、Ｖ＿ＧとＶ＿Ｒがそれぞれ１．０×
１０＾−＾６μｍ＾３〜１．０×１０＾−＾２μｍ＾３
である特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルター。
（５）前記Ｖ＿Ｂ、Ｖ＿ＧとＶ＿Ｒがそれぞれ１．０×
１０＾−＾５μｍ＾３−１．０×１０＾−＾３μｍ＾３
である特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルター。
（６）前記着色材が樹脂中に１０重量％〜７０重量％の
割合で分散含有している特許請求の範囲第１項記載のカ
ラーフィルター。
（７）前記着色材が樹脂中に３０重量％〜５０重量％の
割合で分散含有している特許請求の範囲第１項記載のカ
ラーフィルター。
（８）前記着色材が有機顔料である特許請求の範囲第１
項記載のカラーフィルター。
（９）前記樹脂層が感光性ポリアミノ樹脂によって形成
した層である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のカ
ラーフィルター。
（１０）前記青色樹脂層、緑色樹脂層と赤色樹脂層の上
に保護層が設けられている特許請求の範囲第１項記載の
カラーフィルター。
（１１）前記保護層の上に透明電極が設けられている特
許請求の範囲第１０項記載のカラーフィルター。
（１２）前記青色樹脂層、緑色樹脂層と赤色樹脂層の上
に透明電極が設けられている特許請求の範囲第１項記載
のカラーフィルター。
（１３）前記青色樹脂層、緑色樹脂層及び赤色樹脂層と
基板との間に透明電極が設けられている特許請求の範囲
第１項記載のカラーフィルター。
（１４）前記青色樹脂層、緑色樹脂層及び赤色樹脂層の
上側に液晶と接する配向制御膜が設けられている特許請
求の範囲第１項記載のカラーフィルター。
（１５）前記液晶が強誘電性液晶である特許請求の範囲
第１４項記載のカラーフィルター。
（１６）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
である特許請求の範囲第１５項記載のカラーフィルター
。
（１７）前記液晶がツイスト・ネマチツク液晶である特
許請求の範囲第１４項記載のカラーフィルター。