JPS63155104A - カラーフィルターおよびこれを用いた素子 - 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
の親木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１５０°Ｃ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５８−４６：１２５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６０−１８
４２０４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
。

一方、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すトリソ工
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。

しかし、この様な感光性樹脂に着色材料を混合した着色
樹脂を用いてカラーフィルターを形成する場合、一般に
露光波長域における着色材料自体の光吸収かあるため、
感光性樹脂の光硬化に必要な露光エネルギーは通常より
かなり大きなものとなる。また、露光面、すなわち感光
性着色樹脂表面から深さ方向に透過していく露光量は着
色材料により著しく減少され、場合によっては感光性着
色樹脂膜の底部に当たる基板との界面付近での光硬化か
不充分となり、現像時に膜ハカレ等を生じることかあっ
た。

一方、感光性樹脂に着色材料を混合した着色樹脂を用い
たカラーフィルターの場合、必要とする色特性を満たす
為に、通常複数色の着色材料を用いて１つの色特性を得
る方法がとられている。

この場合、カラーフィルターの透過率の良いものにする
ためには、できる限り少ない色数の着色材料を用いて行
われる。

しかし、この様な、異なる光吸収特性をもつ複数の着色
材料が感光性樹脂層に混入されているものでは、露光時
の光は感光性樹脂中で複雑な挙動を示し、非常に大きな
露光エネルギーが必要な上、光硬化度の不均一な着色樹
脂膜が形成され、場合によっては露光による着色材料自
体の劣化も生じ、プロセス上の膜の安定性、耐久性、そ
してカラーフィルターとしでの性濠、耐久性上の問題か
残されていた。

［発明が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
、より小さな露光エネルギーで効率的にパターン形成で
きると共に、露光時の着色材料自体の劣化を防ぎ、かつ
膜の深さ方向での光硬化のバラツキを減らした、安定し
た着色樹脂膜を有するカラーフィルターを提供すること
にある。

すなわち、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、さらに分光特性、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］ すなわち、本発明は、感光性樹脂中に少なくとも着色材
料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ工程の繰
り返しにより形成される複数のパターン状着色樹脂層の
うち、少なくとも１色は複数の着色材料により１つの色
成分を得る着色樹脂層であるカラーフィルターにおいて
、該複数の着色材料を露光波長域での光吸収特性の小さ
い順に着色樹脂層上部から下部の方向へ配置してなるこ
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
る感光性樹脂としては、一般に公知のものを使用できる
が、特に性能の優れたカラーフィルターを得る観点から
、以下に掲げる感光性基を分子内に持つ芳香族系のポリ
アミド樹脂または芳香族系のポリイミド樹脂が好ましい
。

具体的には、　２００°Ｃ以下にて硬化膜の得られるも
の、例えば１５０℃〜２００℃×３０分程度の熱で硬化
膜を形成し、特に、可視光波長域（４００〜７００ｎｓ
）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鎖で
あれば良く、例えば、 （１）安息香酸エステル類 υ （式中Ｒ，はＣＨＸ−ＣＹ−Ｃ：０Ｏ−Ｚ−１Ｘは一■
又は−（：ｓＨｓ、Ｙは−１１又は−ＣＨｌ、Ｚは−又
はエチル基又はグリシジル基を示すン （２）ベンジルアクリレート類 （３）ジフェニルエーテル類 （式中Ｒ２はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＮＩ＋−２ＣＨ２−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−（ＣＨ，）　２−ＯＣＯ又はＣＩ（２”Ｃ
Ｙ−Ｃｏｏ−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 （式中Ｒ３はＨ−、アルキル基、アルコシキ基を示す） 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、リソコートＰＡ−
１０００（宇部興産■製）、リソコートＰＩ−４００（
宇部興産輛製）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、上記感光性樹脂は、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
ともてきる。

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１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。従つて
、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。

本発明において１着色樹脂層を形成するために使用する
着色樹脂は、上記感光性樹脂溶液に所望の分光特性を有
する上記着色材料を感光性樹脂１００重量部に対し１０
〜１５０重量部程度の割合で配合し、超音波あるいは三
本ロール、ボールミル、サントミル等により充分に分散
させた後、１ｕ、■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。

本発明の複数の着色材料から１つの色成分を得る着色樹
脂層で着色材料を露光波長域での光吸収特性の小さい順
に上部から下部へ配置させる方法としては、以下の２つ
の方法がある。

すなわち、 （１）単一色の着色材料からなる着色樹脂層を光吸収特
性の順に従って積層配置する方法、あるいは、 （２）着色材料自体に比重差のあるものを用い、光吸収
特性の順に従って分布配置させる方法等である。

具体的には、（１）の方法の場合には、露光時に使用す
る主な光の波長域である　３５００層〜４５０ｎｍ（例
えばピーク波長としては、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（
４０Ｓｎｍ）、ｇ線（４：１６ｎｍ）＃りの範囲での光
吸収率のより高い色の感光性着色樹脂層を塗布形成し、
次いでこの上により光吸収率の低い色の感光性樹脂層を
順に積層した後、マスクを介して一度に露光してバター
ニングするものである。

また、（２）の方法の場合には、上記範囲での光吸収率
の高い着色材料はど比重の大きいものを予め設定し、前
記方法により分散させる。この様にして得られた感光性
着色樹脂を用い、基板上に１度にて塗布形成した後、マ
スクを介して露光し。

バターニングするものである。この場合には、塗布後の
プリベーク等の乾燥時に溶剤の対流と共に着色材料が層
内て移動し、比重のより大きいものほど層内の下部へ分
布する様になる。

なお、この方法においては、調製する着色樹脂の粘度に
もよるが、着色材料の比重差をより太きくとると効果的
である。また着色樹脂の粘度による影響も大きく、低粘
度化するとさらに効果が増す０通常は１着色樹脂の粘度
が５０〜８００　（ＣＰＳ）程度で、比重差が少なくと
も０．２以上あればよい。

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０．５〜５１程度、好ましくは、１
〜２μ園程度か望ましい。

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
ン系等の有機樹脂や５ｉＪ４．　Ｓ！０＊、　Ｓｉｎ、
　Ａｌ２Ｏ３，Ｔａｔ０３＊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、　ＣＣＤ、　ＢＢＤ、　ＣＩ
Ｄ、　ＲＡＳＩＳ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図は本発明のカラーフィルターの形成法を説明する
工程図の１例で・ある、まず、第１図（ａ）に示すごと
く、所望の分光特性を有し、かつ露光波長域での光吸収
率の高い着色材料を所定量配合された感光性樹脂液を用
い、第１色目の下層の着色樹脂膜２を基板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なう０次いで１．所望
の分光特性を有し、かつ露光波長域での光吸収率の低い
着色材料を所定量配合された感光性樹脂液を用い、第１
色目の下層の着色樹脂膜２の上に、スピンナーにて塗布
形成し、プリベークを行ない上層の着色樹脂膜３を形成
する。

そして、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４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）のごとく光硬化部分５を有した着色
樹脂１８！２及び３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０次いで、ボ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６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分散
させた着色樹脂液をそれぞれ用いて、単色あるいは上記
と同様に積層して、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６
，７及び８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：４層９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、感光性樹脂中に少なくと
も着色材料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ
工程の繰り返しにより形成される複数のパターン状着色
樹脂層のうち、少なくとも１色は複数の着色材料により
１つの色成分を得る着色樹脂層であるカラーフィルター
において、該複数の着色材料を露光波長域での光吸収特
性の小さい順に着色樹脂層上部から下部の方向へ配置し
てなるので、複数の着色材料からなる着色樹脂層は、そ
の上部から下部の方向に露光波長域での着色材料の光吸
収特性の小さい順に配置しているため、露光時の光に対
し、着色樹脂層上部での着色材料による光吸収は、着色
材料がランダムに感光性樹脂中に配置されている一般的
なものに比べ少なくなり、従って、より多くの光量が着
色樹脂層下部に達し、結果として少ない露光量で着色樹
脂層全体に均一な光硬化が可能となるものである。

また、少ない露光量での光硬化が可能となることから、
露光時の着色材料自体の光劣化も減少することができる
。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ レフト、グリーン、ブルー３色のカラーフィルターを作
製するのにあたり、グリーン色部分については、シアン
色とイエロー色の各着色樹脂層の端層により形成した０
本実施例で用いたシアン着色樹脂層とイエロー着色樹脂
層の各分光特性図を第２図（ａ）に示す、この第２図（
ａ）から、露光波長域（約３５０〜４５０ｎｇｇ　）で
の光吸収の大きいイエロー着色樹脂層を下層に、より光
吸収の小さいシアン着色樹脂層を上層に形成した。

すなわち、ガラス基板上に所望の分光特性を得ることの
てきるイエロー着色樹脂材［ファーストーゲン　スーパ
ー　イエロー（Ｆａｓｔｏｇｅｎ　ＳｕｐｅｒＹｅｌｌ
ｏｗ　）　ＧＲＯ（商品名、大日本インキ化学工業社製
）をＰＡ−１０００Ｇ　　（商品名、宇部興産社製、ポ
リマー分ｌＯ％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン）
に分散（顔料：ボリマー＝１．２配合）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、ｌｐｍ
の膜厚に塗布した。

次に、該着色樹脂層に７０°Ｃｌ２Ｏ分間のプリベーク
を行なった後、シアン着色樹脂材［へりオゲンブルー　
（Ｉｌｅｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ）　　Ｌ７０８０　（
商品名。

ＢＡＳＦ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ、７４１６０　）をＰＡ
−１０００Ｇ　　（商品名、宇部興産社製、ポリ了−分
１０％、溶剤＝Ｎ−メチルー２−ピロリドン）に分散（
顔料：ボリマー＝ｌ：８配合）させ作製した感光性の着
色樹脂材］を同様にスピンナーにより、Ｉｇｍの膜厚に
塗布した。７０℃、２０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省（５００■Ｊ／ｃｍ
”）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−）−リクロロエタンを主成分とするリンス
液）て処理した後、２０σ℃、３０分間のボストベーク
を行ない、パターン形状を有したグリーン色着色樹脂膜
を形成した。

続いて、グリーン色着色パターンの形成されたガラス基
板上に、第２色目としてブルー色着色樹脂材［ヘリオゲ
ン　ブルー　（ｔｉｅ目ｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ）Ｌ７０８
０　（商品名、　ＢＡＳＦ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ、７４
１６０　）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）に分散（顔料：ボリマー＝１＝２配合）させ作
製した感光性の着色樹脂材］を用い２１の膜厚に形成す
る以外は、上記と同様にしてブルー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、この様にしてグリーン色及びブルー色パターン
の形成されている基板上に、第３色目として、レッド色
着色樹脂材［イルガジン　レット（Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｒ
ｅｄ）　ＢＰＴ　（商品名、チバガイギ−（（：ｉｂａ
−Ｇｅｉｇｙ）社製、　Ｃ，１，Ｎｏ、　７１１２７）
をＰＡ−１０００Ｃ（商品名、宇部興産社製、ポリマー
分１０％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散
（顔料：ボリマー＝１＝２配合）させ作製した感光性の
着色樹脂材］を用い、２ｐ、ｍの膜厚に形成する以外は
、上記と同様にして、レッド色着色パターンを基板上の
所定の位置に形成し、レッド（赤）、グリーン（緑）、
ブルー（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ｗＳｚ図（ｂ）に示す。

得られたカラーフィルターは、分光特性をはしめ、耐熱
、耐光、耐溶剤性および密着性に優れ、各生産プロセス
中に変化することのない良好なものであった。

比較例１ 実施例１のグリーン色部分を、シアン着色樹脂層を下層
に、イエロー着色樹脂層を上層に端層し、同様の露光ｌ
　（５００ｍＪ／　ｃ■２）にてパターンを形成したと
ころ、下層までの光硬化が不充分なため、現像プロセス
で剥離が生じ、良好なカラーフィルターが得られなかっ
た。

実施例２ レッド、グリーン、ブルー３色のカラーフィルターを作
製するのにあたり、グリーン色部分については、比重値
の大きいイエロー顔料と比重値の小さいシアン顔料を共
に分散させた着色樹脂材を用いて形成した。

すなわち、ガラス基板上に所望の分光特性を得ることの
できるグリーン着色樹脂材［ファーストーゲン　スーパ
ー　イエロー（Ｆａｓｔｏｇｅｎ　ＳｕｐｅｒＹｅｌｌ
ｏｗ）　ＧＲＯ（商品名、大日本インキ化学工業社製、
比重＝　１．８５）及びファーストゲン　ブルー（Ｆａ
ｓｔｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ）　ＧＮＰＷ　　（商品名、大
日本インキ化学工業社製、比重＝　１．６０）をＰＡ−
１０００ｃ　　（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）に分散（イ
エロー顔料ニジアン顔料：ボリマー＝ｌ：ｌ：２配合）
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、２．０終−の膜厚に塗布した。

次いで、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Ｔ￥′１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、２００℃、３０分間のボストベ
ークを行ない、パターン形状を有したグリーン色若色樹
脂膜を形成した。

続いて、グリーン色着色パターンの形成されたガラス基
板上に、実施例１と同様にして、ブルー色およびレッド
色の着色パターンを形成し、３色ストライブのカラーフ
ィルターを得た。

得られたカラーフィルターは、分光特性をはじめ、耐熱
、耐光、耐溶剤性および密着性に優れ、各生産プロセス
中に変化することのない良好なものであった。

比較例２ 実施例２のグリーン着色樹脂材に用いるイエロー顔料を
［シミュラー　ファース　イエロー（Ｓｙｍｕｌｅｒ　
Ｆａｓｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　）　４１８１　（商品名、大
日本インキ化学工業社製、比ｉ−１，：ｌ：ｌ）　］に
する以外は、実施例２と同様にしてグリーン色パターン
を形成したところ、露光時の光硬化が不充分なため、現
像プロセスで」離が生じ、良好なカラーフィルターが得
られなかった。

実施例３ 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）ｌ上に１（１００Ａの層
厚の１．Ｔ、０画素電極１１を）オ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Ａ！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３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し、塩
８Ｉ槽内に０２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１１．１２及び絶縁層
１３の設けられた基板ｌ全面に２０００Ａの層厚のａ−
３ｉ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ｌＳ上に引続き同様の操作
によって、１００ＯＡの層厚の００層１６を第３図（ｄ
）に示したようにａ層した。この基板１を堆積槽から取
り出し、前記１０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ｎ０層１６が設
けられている基板面に、Ａ！を１００ＯＡの層厚で真空
蒸着した後、このＡＩ！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及びトレイン電極ｌ８を形成した
。

最後に１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レッド、ブルー及びグリーンの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）の如くこの基板面全面に配向機１＠を
付与した絶縁膜２２としでのポリイミド樹脂を１２００
Ａ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、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Ｓ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
好な機を走を有するものであった。

実施例４ ３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３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５ ３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３と同様にして９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６ 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、得え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Ｂ　［ＰＡ−１０１）ＱＣ（
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）］をスピンナー塗布法により
約１０口μ■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■製。

’ＰＩＱＪ　）をスピンナー塗布し、１５０℃で３０分
間加熱し、２０００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７ ＣＣＤ　　（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、良好
なａ能を有するものであった。

実施例８ ＣＣＯ＜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
位置合わせなして貼着し、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９ 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、■２でｌＯ容量％に希釈されたＳｉＬをガス
圧０．５０Ｔｏｒｒ、　ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ）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鉢■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！ｈ１Ｒされた５ｉＨｎ
と、Ｈ２で１００　ｐｐｍに希釈されたＰＨ，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
で、０．１ルーの層厚の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
ｊ）を０．３４ｍ、の層厚にｎ′″層１層上６上積させ
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１：１００−２７
（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＃（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００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　ＤＩＪ−４５１（日型アネルバ社製）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．Ｉ
ＴｏｒｒでＣＦ、ガスによるドライエツチングを５分間
行ない、露出部のｎ０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が露出する部分はト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’／ｗｉｎ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９としでのシリコンナイトライド層を形成し
た。

すなわち、■２てｌＯ容量％に希釈されたＳｉＨ４と１
００％ＮＨ，をｌ：４の流量比で混合した混合ガスを用
い、その他は先のａ−５ｉ層を形成したのと同様にして
、０．５μ■の層厚のシリコンナイトライド（ａ−３ｉ
Ｎｌｌ）層からなる保護層９を第５図（ｆ）に示すよう
に形成した。

更に、この保護層９を基板として、実施例１と同様にし
て、グリーン、ブルー、レッド（６゜７．８）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、良好な機能を有するものであった。

実施例１Ｏ 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９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９に於いて形成したものと同様に、良好な機イ克を有
するものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、感光性樹脂中
に着色材料を分散した青色樹脂を用い、フォトリソ工程
にて形成するカラーフィルターで、１つの色成分を複数
の着色材料により得る場合、露光波長域での着色材料の
光吸収の小さいものほど上層部へ配置したため、露光プ
ロセス時における着色樹脂層内での光透過が優れ、それ
により着色樹脂層全体の均一な光硬化が行なわれ、密着
性の良い、プロセス上安定した着色樹脂膜を形成するこ
とができる。

また、露光量自体が少なくてすむことにより、生産性に
優れ、かつ着色材料自体の不必要な劣化も少なく、品質
の良いカラーフィルターを形成することができる。

また、本発明において使用した感光性基を有する芳香族
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、性濠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）〜（「）は本発明の代表的なカラーフィル
ターの形成法を説明するための工程図、第２図（ａ）　
、　（ｂ）は実施例Ｉにおけるシアン色とイエロー色の
着色樹脂層の分光透過率を示すグラフ及びそれを用いて
得たカラーフィルターの有する着色樹脂層の分光透ｉＭ
率を示すグラフ、第３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二基板　　　　　　２，３：、ｉ色樹脂膜４：フォト
マスク　　５：光硬化部分 ６．７．８＋パタ一ン状着色樹脂層 ９：保護層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）感光性樹脂中に少なくとも着色材料を分散してな
   る着色樹脂を用い、フォトリソ工程の繰り返しにより形
   成される複数のパターン状着色樹脂層のうち、少なくと
   も１色は複数の着色材料により１つの色成分を得る着色
   樹脂層であるカラーフィルターにおいて、該複数の着色
   材料を露光波長域での光吸収特性の小さい順に着色樹脂
   層上部から下部の方向へ配置してなることを特徴とする
   カラーフィルター。 （２）前記感光性樹脂が、感光性基を分子内に持つ芳香
   族系のポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂である特許
   請求の範囲第１項記載のカラーフィルター。 （３）前記複数の着色材料により１つの色成分を得る着
   色樹脂層が、イエローとシアンの着色材料によりグリー
   ンを得る層で、着色樹脂層上部にシアンの着色材料、下
   部にイエローの着色材料を配置して形成されている特許
   請求の範囲第１項記載のカラーフィルター。（４）前記
   着色樹脂層が基板上に設けられたパターン状の着色樹脂
   層である特許請求の範囲第１項または第３項記載のカラ
   ーフィルター。 （５）前記着色樹脂層が基板上に感光性着色樹脂膜を塗
   布形成した後、所定のマスクにて露光、現像することに
   より形成したパターン状の着色樹脂層である特許請求の
   範囲第１項または第３項記載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特許請求の範
   囲第４項または第５項記載のカラーフィルター。 （７）前記基板が固体撮像素子である特許請求の範囲第
   ４項または第５項記載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特許
   請求の範囲第４項または第５項記載のカラーフィルター
   。