JPS63191105A

JPS63191105A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS63191105A
Application number: JP62022462A
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: 1987-02-04
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1988-08-08
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2787679B2

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
ーか知られている。

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℃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か知られ
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、耐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。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、前記の着色樹脂によりカラーフィルター
を形成する方法においては、樹脂中に顔料を分散させる
ため、どうしても表面層の粗れを無くすのが難しく、前
記着色樹脂層表面ての入射光の散乱が大きく生ずるので
、表示素子の表示品位やセンサーの色特性に悪影響を及
ぼし、デバイスとして充分に満足のいくものでなかった
。

〔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
、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］すなわち、本発明は、屈折率がｎｌの樹脂中に顔料を分
散してなる着色樹脂を用いて、印刷工程またはフォトリ
ソ工程によりパターン状に形成した着色樹脂層上に、前
記樹脂と同一か又は他の樹脂（屈折率ｎｚ）もしくは無
機物（屈折率ｎ３）を用いて散乱防止層を形成してなり
、かつ屈折率ｎ１とｎ２又はｎｌとｎ３の屈折率差が０
．３以下であることを特徴とするカラーフィルターであ
る。

一般に、凹凸のある表面に光が入射すると、その表面で
の光散乱は避けられない。そこて凹凸のある表面での散
乱を防止する方法としては、前記着色樹脂層の表面の上
に、もう一層コーティングし、前記表面における凹凸を
緩和させる方法がとられる。しかしながら、凹凸はある
程度緩和されるが、凹凸のある下の層である着色樹脂層
とその上の層との境界面での反射散乱は避けられない。

本発明は着色樹脂層の樹脂の屈折率ｎ１と、その上に形
成された散乱防止層の樹脂の屈折率ｎ２もしくは無機物
の屈折率ｎ３とのｎ、とｎ２又はｎ、とｎ３の屈折率差
を０．３以下（Ｉｎ、−ｎ２１≦０．３又は１．ｎ、−
ｎ３Ｉ≦０．３）にすることにより、前記界面での散乱
をデバイスに影響のない程度に小さくすることにある。

第６図は、着色樹脂層と、その上層である散乱防止層に
より入射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６１上に、樹脂６２中に顔料を分散さ
せ、顔料粒子５３が分散している着色樹脂層を形成し、
その上に散乱防止層６４を形成したカラーフィルターに
、入射光６５を入射させたときに入射光６５か着色樹脂
層と散乱防止層の間て散乱され、散乱光６６となる。

カラーフィルターの着色樹脂層の表面が完全に平滑てあ
れば、散乱はほとんど発生しないが、顔料を樹脂中に分
散させてなる着色樹脂によるカラーフィルターの場合、
顔料は樹脂に溶解せず、ある粒径で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。

そこて、従来、前記着色樹脂層の表面粗さを少なくする
方法として着色樹脂層の上にある程度の厚さく例えば、
１〜２ル）をもつ他の樹脂層又は無機物層をコーティン
グし、表面の粗さを平滑にする方法がとられていた。

しかしながら、このような方法においても、着色樹脂層
と上層の樹脂層の屈折率差かある場合は、その粗れた界
面での散乱が生じるので、表示品位を低下させたり、フ
レアーによりカラー特性を損なう原因になっている。

そこで、本発明のカラーフィルターは着色樹脂層の表面
粗さから生ずる散乱を１着色樹脂（屈折率ｎ□）の上に
、ｎ□との屈折率差が０．３以下になるような樹脂（屈
折率ｎ２）又は無機物（屈折率ｎ３）を形成して防止す
ることにより、従来問題になっていた表示品位やカラー
特性を向上させるものである。

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
た特性を宥しているのて、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
形成できるものである。

また、屈折率がｎｌとｎ２の２つの層の界面でられる。

従って、この界面が凹凸状態の場合は、その界面て光が
散乱される。

本発明者等の実験により、この界面での散乱光が約１％
を越えると、表示装置の表示品位やセンサーの色特性等
の性能を低下させることが判明した。

そこて、本発明者等は、散乱光を１％以下にする為に、
ｎｌとｎｌ又はｎｌとｎ３の屈折率差を０．３以下、好
ましくは０．２５以下にすることで、従来の欠点を改良
するものである。

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
る樹脂としては、　３００°Ｃ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（４００〜７００ｎｍ　）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）か好ましい。

アクリル系樹脂としては、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ＲＦＧ等が挙げられ
る。

尚、樹脂の屈折率は通常１．４〜２．０、好ましくは１
．４〜１．８が望ましい。

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Ｒ１はＣ）ＩＸ−ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１Ｘは＝■
又は−ＣｓＨｓ、　Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ３、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−■又は−ＣＨ，を示す）（３）ジフェニルエーテル類（式中Ｒ２はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＮＨ−１Ｃ１（２−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−（ＣＨ，）　２−ＯＣＯ−又はＣＨ２−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−ＧＨ，−を１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Ｒ１は　Ｈ−、アルキル基、アルコシキ基を示す
）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、リソコートＰへ−
１０００（宇部興産■製）、リソコートｐｒ：４ｏｏ　
＜宇部興産輛製）等が挙げられる。

一般にフォトリソ工程て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てきる
。また、カラーフィルターの色特性及び諸性使から勘案
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か用いられる。

又、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、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０．５〜５終諷程度、好ましくは、
１〜２終１程度か望ましい。

なお、本発明のカラーフィルターは、着色樹脂層表面に
、散乱防止の目的および保護膜としての機能を有する散
乱防止層として、前記着色樹脂層を形成する樹脂と同じ
樹脂、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
ｉｏ□、　Ｓｉｎ、　Ａｊ’２０＊＋Ｔａ２Ｏ，等の無
ａ膜をスピンコード、ロールコートの塗布法で、あるい
は蒸着法によって設けることができる。さらに、上記散
乱防止層を形成した後、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耳部とな
る。

散乱防止層の膜厚は、通常は０．５〜３ｐｍ程度、好ま
しくは０．５・〜２終麿が望ましい。尚、散乱防止層を
形成する樹脂あるいは無機物の屈折率は、通常は１．４
〜２．０程度、好ましくは１．４〜１．８か望ましい。

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、（：ＣＤ、　ＢＢＤ、　ＣＩ
Ｄ、　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、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色目の着色樹脂膜２を所定の基板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
温度条件下てプリベークを行なう。次いて、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−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、ｔ
、ｉ、ｔ　−トリクロロエタン等）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４を得ることかできる。

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
を形成することかできる。

さらに、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をも兼ねた散乱
防止層７ａを有しているものである。

［作用］本発明のカラーフィルターは、屈折率がｎｌの樹脂中に
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パターン状に形成した着色樹脂層
上に、前記樹脂と同一か又は他の樹脂（屈折率ｎ２）も
しくは無機物（屈折率ｎ、）を用いて散乱防止層を形成
し、かつ屈折率ｎ１とｎ２又はｎ□とｎ３の屈折率差が
０．３以下であるので、顔料を含有するために表面がど
うしても粗れ易い着色樹脂層の表面からの入射光の散乱
が小さくなるために、表示品位や色特性等を改良するこ
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（）Ｉｅ旨ｏｇｅｎ
　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社
製。

Ｃ，１，Ｎｏ、　７４１６０）をＰＡ−１０００（Ｍ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］をスピンナー塗
布法により、２．０４ｍの膜厚に塗布した０次に該着色
樹脂層に８０℃、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。Ｎ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）で処理した後
、１５０℃、３０分間のボストベークを行ない、ツマタ
ーン形状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−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）に顔料：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、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　（Ｔｒｇａｚｉｎ　Ｒｅｄ）ＢＰＴ
　（商品名、チバガイギー（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１０％、溶剤＝Ｎ−メチ
ルー２−ピロリドン）に顔料：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、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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）
、Ｂ（青）の３色ストライプの着色パターンを得た。

さらに、前記着色樹脂（屈折率１．７０）層の上に、散
乱防止層兼保護層として屈折率１．４９のアクリル系樹
脂（積木ケミカル社製、ＲＦＣ）をスピンナーで１．０
ｐｍの膜厚に塗布形成した。

なお、前記樹脂の塗布方法としては、ロールコータ−法
、印刷法等の通常用いられる塗布方法によっても達成さ
れるものである。

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（■日立製
作所部、２１０−２１０１）を用いて測定したところ、
着色樹脂層と散乱防止層との界面ての散乱強度は、０．
４％以下となり、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。

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Ｏ
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
とかなく、また耐光性にも優れたものである。

比較例１保護層として屈折率１．３８のフッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦｚ）無機物を用いる以外は実施例１と同様の方法で
、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色ストライプの着
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
１％以上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）１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Ａｊ）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ｌ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１
３の設けられた基板ｌ全面に２０００人の層厚のａ−３
ｉ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１５上に引続き同様の操作によ
って、１０００人の層厚のｎ＋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ｎ＋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ｎ＋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、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膜２
２としての屈折率１．７５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
て樹脂の硬化を行ないカラーフィルターか一体化された
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（商品名ニア０５９、コーニング
社製）の−面に前記の方法と同様にして、１０００人の
１．７．０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
示品位の良好な機走な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５Ｃ（：Ｄ　　（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
うに位置合わせなして貼着し、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（商品名ニア０５．９、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１０容量％に希釈されたＳｉＨ４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って０．７μ層の膜厚
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°層１６を設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４と、
Ｈ２で１００　ｐｐｍに希釈されたＰＨ，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
電層の堆積条件と同様にして光導電層１５に連続して、
０．１４ｍの層厚のｎ″″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０．３４ｍ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）フォトレジストな用いて
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：ｌ：２二１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１３００−２７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５１　ＤＥＭ−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）てＲＦパワー　１２０Ｗ、ガス圧０．
ＩＴｏｒｒでＣＦ４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】６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、本実施例ては、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・ンツ状に切抜
いたテフロン（登録商標）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’／ｇ＋ｉｎの速度で流したオーブ
ン内で２０°Ｃ１６０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、１１□で１０容量％に希釈されたＳｉＨ，と
１００％Ｎ）Ｉ：Ｉ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、０．５μ箇の層厚のシリコンナイトライド（ａ
−３ｉＮＨ）層からなる保護層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屈折率がｎｌの樹脂中に顔料を分
散してなる着色樹脂を用いて形成したパターン状の着色
樹脂層上に、屈折率がｎ２の樹脂層もしくはｎ３の無機
物層をｎ、とｎ２又はｎｌとｎ３の屈折率差が０．３以
下になる様に形成するため、以下の様な効果が得られる
。

すなわち、着色樹脂層表面の凹凸から散乱される散乱強
度が１．０％以下になるので、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か向上し、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、筒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つ
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か可能である。

【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と散乱防止層により入射光が散乱
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７ａ、６４：散乱防止層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）屈折率がｎ＿１の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
パターン状に形成した着色樹脂層上に、前記樹脂と同一
か又は他の樹脂（屈折率ｎ＿２）もしくは無機物（屈折
率ｎ＿３）を用いて散乱防止層を形成してなり、かつ屈
折率ｎ＿１とｎ＿２又はｎ＿１とｎ＿３の屈折率差が０
．３以下であ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
。