JPS63165803A

JPS63165803A - カラーフィルターおよびこれを用いた素子

Info

Publication number: JPS63165803A
Application number: JP61309070A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sekimura; 関村　信行; Hideaki Takao; 高尾　英昭; Miki Tamura; 美樹田村; Masaru Kamio; 優神尾; Tatsuo Murata; 辰雄村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-09
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0769486B2

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し、特にカラーディスプ
レーやカラー撮像素子及びカラーセンサーなどの微細色
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＃］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
５０°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、耐光性等の信頼性が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５８−４６３２５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、これらのカラーフィルターは、ポリア
ミノ系樹脂に着色材を混合した着色樹脂膜により形成さ
れているために、耐熱性、＃光性等の特性に優れた有用
なカラーフィルターである。

さらに、近年ではカラーフィルターの製造工程を簡単に
するために、感光性を有する、例えばポリイミド樹脂を
用いた着色材を使用したカラーフィルターが開発されて
いる０例えば、特開昭５７−１６４０７号公報、特開昭
５７−７４７０７号公報、特開昭６０−１２９７０７号
公報等に開示されている。

しかしながら、前記の着色樹脂膜により形成さるカラー
フィルターは、いずれも着色樹脂膜の表面粗さについて
の検討か行なわれていないために、カラーフィルターに
光が照射された時のカラーフィルターの散乱量が、赤色
、緑色、青色の各着色樹脂膜によって種々に異なり、色
の表示品位やセンサーの色特性に悪影響を及ぼすために
充分に満足のいくものでなかった。

［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
、従来の着色樹脂層を使用することにより、カラーフィ
ルターが有する耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の利点をそ
のまま保有すると共に、さらに表示品位やセンサーの色
特性が良く、フレアの少ない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］及び［作用］すなわち
、本発明は、樹脂中に顔料を分散してなる着色樹脂を用
いて、印刷工程または７オトリソエ程により形成さ、れ
る青色、緑色および赤色の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、前記各着色樹脂層の表
面粗さが青色着色樹脂層、緑色着色樹脂層、赤色着色樹
脂層の順に大きくなる様に形成されていることを特徴と
するカラーフィルターである。

以下１本発明の詳細な説明する。

一般に、ある粒子に光か当ったとき、光は散乱し、その
粒子が光の波長に比べて小さい場合は、その散乱強度は
粒子の体積の２乗に比例し、そのときの波長の４乗に反
比例することがレイリー散乱として知られている。

従って１表面に凹凸がある場合も、レイリー散乱に相当
する散乱が起こるので、カラーフィルターにおいて、着
色樹脂層の表面が粗れている場合、入射光が散乱を受け
るのは避けることはできない。

いま、図面に基づいて入射光の散乱状態について説明す
る。第６図は、着色樹脂層の表面粗さにより光が散乱す
る状態を示す説明図である。同第６図において、基板６
１上に、樹脂６２中に顔料粒子６３が分散している着色
樹脂層を形成し、該着色樹脂層に入射光６４を入射させ
ると、入射光６４は着色樹脂層の表面の粗れにより、散
乱光６５となって散乱される。

一方、カラーフィルターの着色樹脂層の表面が完全に平
滑であれば、散乱がほとんど発生しないが、しかし顔料
を樹脂中に分散させてなる着色樹脂により形成されるカ
ラーフィルターの場合、顔料は樹脂に溶解せず、所定の
粒径の顔料が樹脂中に分散しているので、どうしても表
面は粗れやすい。

しかしながら、従来においては、前記着色樹脂層による
カラーフィルターの表面粗さについて検討がなされてい
なかワたのて、青色、緑色、赤色の各着色樹脂層の表面
粗さがほぼ同一の場合には、青色の着色樹脂層の散乱が
一番大きく１次に緑色の着色樹脂層の散乱が大きく、赤
色の着色樹脂層の散乱が一番小さくなる。

また、同じ青色の着色樹脂層でも、表面粗さが大きい程
、散乱強度も大きくなる。

このように、従来は青色、緑色、赤色の各着色樹脂層の
散乱強度が各々異なるので、例えば液晶表示素子の場合
は各色の見え方が異なり表示品位を低下させている。

又、固体撮像素子等のセンサーの場合は、各色の分光特
性のバランスが異なり、センサー特性な低下させている
。

本発明のカラーフィルターは、着色樹脂層の表面粗さを
青色着色樹脂層、緑色着色樹脂層、赤色着色樹脂層の順
に大きくすることにより、青色、緑色、赤色の各着色樹
脂層の散乱強度をほぼ等しくして、カラーバランスを良
好にするものである。

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て、優れたカラーフィルターを
簡易に設計することが可能であると共に、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
を形成することができる。

本発明における着色樹脂層の表面粗さは、　ＪＩＳＢ　
０６旧で規定している中心線平均粗さ値（Ｒａ）で表わ
されるものである。

いま、本発明におけるカラーフィルターの表面粗さを（
Ｒａ）で表わし、青色着色樹脂層の粗れを（Ｒａ）Ｂ　
、緑色着色樹脂層の粗れを（Ｒａ）Ｇ　、赤色着色樹脂
層の粗れを（Ｒａ）ｆｉとすると、（Ｒａ）ａ　＜　（
ｎａ）ａ　＜　（Ｒａ）＊を満足することを要し、例え
ば、（Ｒａ）＋ｓ　：　（Ｒａ）ａ：　（Ｒａ）Ｒの比
率は、（Ｒａ）＊を１．０とすると、（０，７〜０．８
５）　：　（０，８５〜０．９５）　：　１．０が好ま
しい。

表面粗さの評価法としては、スローン社製のＤｅｋｔａ
ｋ　３０３０等の触針式の「表面形状測定器」が簡便で
ある。

本発明において、着色樹脂層の表面を粗くする方法とし
ては、例えば ■前記樹脂に分散させる顔料粒子の大きさをコントロー
ルして、表面の凹凸を形成する ■前記着色樹脂で形成した着色樹脂層の表面にコロナ放
電を行ない、コロナを照射して凹凸を形成する等が挙げられる。

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
る樹脂としては、　３００℃以下で硬化膜が得られるも
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、シリコン系樹脂
等で、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。

アクリル系樹脂としては５日本合成ゴム社製のＪＭＣ−
２５や積木ファインケミカル社製のＲＦＣ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類であれば
良く、例えば、（１）安息香酸エステル類（式中Ｒ，はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１Ｘは一■又
は−ＣａＨｓ、Ｙは一■又は−ＣＨＩ、２は−又はエチ
ル基又ミグリシジル基を示す）（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Ｒ，はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＮ）ｌ−１ＣＬ−ＣＹ
−ＣＯＯ−（ＣＨｔ）　＊−０ＣＯ又はＣ）ｌ＊＝ｃＹ
−ＣＯＯ−ＣＨＩ−をｌヶ以上含むもの、ｘ、ｙは前記
と同基を示す）（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■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
る顔料としては、有機顔料、無機顔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
。また、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、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顔料をｌＯ〜
５０％程度の割合で配合し、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、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０．５〜５１程度、好ましくは、１
〜２ｐｓ＋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
ン系等の有機樹脂や５ｉＪ４．　ｓｉｏ！、　ＳｉＯ，
ＡＲｘ０３＋　Ｔａ＊０３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。

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ニへ−
１薄膜半導体を用いた密着型イメージセンサ−１液晶デ
イスプレー面、カラー電子写真用感光体、エレクトロク
ロミイ−（ＥＣ）表示装置の基板等があげられる。

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顔料を所定量
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［１２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０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
なう。

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゛ルー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
、ポ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（ａ）から第１
図（ｄ）まての工程を、各色に対応した顔料を分散させ
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１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
形成した保護層フ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。

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
色着色樹脂材［へりオゲン　ブルー（ｌｌｅｌｉｏｇｅ
ｎ　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０ｇＧ　　（商品名、　ＢＡＳＦ
社製。

Ｃ・■・Ｎｏ、　７４１６０）で１粒子の直径が約０．
０４＃Ｌのものを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：ポリマーＮ１：２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、２
．０μ■の膜厚に塗布した０次に該着色樹脂層に８０＠
Ｃ，３０分間のプリベークを行なワた後、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℃、３
０分間のポストベークを行ない、パターン形状を有した
青色着色樹脂膜を形成した。この様にして形成した青色
カラーフィルターの表面粗さは約Ｒａ−９０人であった
。

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）で、
粒子の直径か約０．０４５１Ｌのものを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：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コを用いる
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。この様にして形成した緑色カ
ラーフィルターの表面粗さは約Ｒａ＝１００人であった
。

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　レット　（Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｒｅｄ）ＢＰＴ
　（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社
製９Ｃ，１，Ｎｏ、　７１１２７）で１粒子の直径が約
０．０５１ＬのものをＰＡ−１０００（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、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］を用いる以外は、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。この様にして形成した赤色カラーフィルターの
表面粗さは約Ｒａ−１１０人であった。

この様にして、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色ス
トライブの着色パターンを得た。

また、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を用いて測
定したところ、青色、緑色、赤色の各色若色パターンで
の散乱強度は、０．１％以下とほぼ同じものであった。

従って、ピーズ率が小さいので、コントラストも向上し
、良好な表示品位のカラーフィルターを得ることができ
た。

通常、散乱を考える場合、例えば緑色フィルターの場合
は、緑色よりも短波長城の青色の光を大きく散乱するは
ずであるが、本発明の様な顔料を用いる吸収タイプのカ
ラーフィルターでは、青色を顔料が吸収するので、青色
での散乱は極力おさえられる。

従って、本発明の様に、所望の色の波長域に対してのみ
散乱を考えれば有効なものである。

また、得られたカラーフィルターは耐熱性に優れ、２５
０℃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能となる。

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。

比較例１青色、緑色、赤色の顔料の粒子の直径が約０．０６ルの
同一の大きさの顔料を用いて実施例１と同様の方法で、
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色ストライブの着色
パターンを形成したカラーフィルターを作成した。

得られた赤色、緑色、青色の着色パターンの散乱強度は
０．１〜０．５％の散乱強度となり各色で一定していな
かった。

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１０００人の層厚
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Ａｉ）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ン露光グして第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１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１１．１２及び絶縁層１
３の設けられた基板１全面に２０００人の層厚のａ−３
ｔからなる光導電層（イントリンシック層）　１５を堆
績させた後、この光導電層１５上に引続き同様の操作に
よって、１０００人の層厚の００層１６を第３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ｎ０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、　Ａｉ）を１０００人の層厚で
真空蒸着した後、このＡｐ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１８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赤、青及び緑の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能を付与した絶縁Ｗ１
２２としてのポリイミド樹脂を１２００人の層厚に塗布
し、２５０°Ｃ１１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。

１０００人のｌＴ、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１２
００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、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。

この様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、ＣＯＤ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６ＣＣＤ　　（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Ｓｉｎ、をガ
ス圧０．５０Ｔｏｒｒ、　ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）パワー１（ＩＷ、基板温度２５０℃で２
時間基板上に堆積させることによりて０．７終■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ｎ争層１６を設けた。

すなわち、■えてｌＯ容量％に希釈された５ｉＨａと、
１１２で１００　ｐｐ■に希釈されたＰＨ３とを１　：
　ｔｏ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　終■の層厚のｎ０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＾
βを０．３　ｐｍの層厚にｎ◆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１ｇ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
ツチング法置ＤＥＭ−４５１（日型アネルバ社製）を用
いてプラズマエツチング法（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０．１Ｔｏ
ｒｒ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３、本実施例では、エツチング装置のカソード材料の
インブランテーシジンな防止するために、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Ｌ／、ＳＯ３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３Ｒ／■ｉｎ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７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ｌＯ容量％に希釈されたＳｊＨ，と１
００％ＮＨｓ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暦を形成したのと同様にして
、０．５　Ｂの層厚のシリコンナイトライド（ａ−Ｓｉ
ＮＨ）ＷＪからなる保護層７を第５図（ｆ）に示すよう
に形成した。

更に、この保護層７を基板として、実施例１と同様にし
て、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、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。

本実施例に於いて形成したカラーフォトセンサーも実施
例７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てあった。

［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してなる着色
樹脂材を用いて着色樹脂層を形成し、該着色樹脂層の表
面粗さを、青色着色樹脂層、緑色着色樹脂層、赤色着色
樹脂層の順に大きく形成したパターン形状の着色樹脂層
を宥するため、以下の様な効果がある。

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、赤色の各色の着色樹脂層でほぼ同じ値にな
るので、各色のコントラストも同じになり、表示素子に
おいては、その表示品位が大幅に向上する。また、セン
サー素子においても、同一の理由からコントラストが向
上し、かっ色特性も良好なものとなる。

また、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。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。

さらに本発明によれば、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て容易に
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（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
程図および第６図は本発明における着色樹脂層の表面粗
さにより光が散乱される状態を示す説明図である。１．６１：基板　　　　２：着色樹脂膜２ａ：光硬化部
分　　　３：フォトマスク４．５，６：パターン状着色
樹脂層７：保護層８：赤色着色樹脂層の分光特性９：緑色着色樹脂層の分光特性

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂中に顔料を分散してなる着色樹脂を用いて、
印刷工程またはフォトリソ工程により形成される青色、
緑色および赤色の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、前記各着色樹脂層の表面粗さが
青色着色樹脂層、緑色着色樹脂層、赤色着色樹脂層の順
に大きくなる様に形成されていることを特徴とするカラ
ーフィルター。
（２）前記樹脂が感光性基を分子内に有する樹脂である
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項記載のカラー
フィルター。
（４）前記着色樹脂層が基板上に感光性基を有する着色
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。
（５）前記基板がネマチック液晶又は強誘電性液晶から
なる表示装置およびエレクトロクロミィー（ＥＣ）表示
装置等の表示部である特許請求の範囲第３項または第４
項記載のカラーフィルター。
（６）前記基板が固体撮像素子である特許請求の範囲第
３項または第４項記載のカラーフィルター。
（７）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３項または第４項記載のカラーフィルター
。