JPH0629884B2 - Color filter - Google Patents
Color filterInfo
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- JPH0629884B2 JPH0629884B2 JP29436186A JP29436186A JPH0629884B2 JP H0629884 B2 JPH0629884 B2 JP H0629884B2 JP 29436186 A JP29436186 A JP 29436186A JP 29436186 A JP29436186 A JP 29436186A JP H0629884 B2 JPH0629884 B2 JP H0629884B2
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- color filter
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- filter according
- layer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラーフイルターに関するもので、特にカラー
デイ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イルターとして好適なカラーフイル
ターに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a color filter, and more particularly to a color filter suitable as a fine color separation filter such as a color display, a color image pickup device and a color sensor. .
従来カラーフイルターとしては、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イルター
が知られている。As a conventional color filter, there is known a dye color filter in which a mordant layer made of a hydrophilic polymer such as gelatin, casein, glyu or polyvinyl alcohol is provided on a substrate, and the mordant layer is dyed with a dye to form a colored layer. Has been.
このような染色法では、使用可能な染料が多くフイルタ
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工
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15
0℃程度以下と比較的低く、該フイ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。In such a dyeing method, there are many dyes that can be used, and it is relatively easy to respond to the spectral characteristics required of a filter, but in the dyeing step of the mordant layer, the mordant layer is formed in a dye bath in which the dye is dissolved. It employs a wet process that is difficult to control, such as dipping, and it has a drawback that the yield is poor because it has a complicated process such as providing an intermediate layer for dye protection for each color. The heat resistance of dyeable dyes is 15
It is relatively low at about 0 ° C. or less, and when the filter requires thermal treatment, it is difficult to use and also has a drawback that the dyeing film itself has poor reliability such as heat resistance and light resistance. ing.
上述の欠点を解消しうるカラーフイルターとしてある種
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
たカラーフイルターの提案がなされている。このカラー
フイルターは例えば、特開昭58−46325号公報、特開昭6
0−78401号公報、特開昭60−184202号公報、特開昭60−
184203号公報、特開昭60−184204号公報、特開昭60−18
4205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イルターとする
ことが可能になった。As a color filter capable of eliminating the above-mentioned drawbacks, there has been proposed a color filter using a colored resin in which a certain kind of coloring material is dispersed in a transparent resin. This color filter is disclosed, for example, in JP-A-58-46325 and JP-A-6-46325.
0-78401, JP-A-60-184202, JP-A-60-
184203, JP-A-60-184204, JP-A-60-18
4205, JP 57-16407, JP 57-74707
JP-A No. 60-129707 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-129707 have made it possible to provide a color filter having improved heat resistance and light resistance.
前述した着色材、特に顔料を樹脂に分散含有させて形成
したカラーフイルターを微細な色分解用フイルターとし
て適用する際には、該カラーフイルターはガラス基板上
に微細な(例えば105μm2以下)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。When the color filter formed by dispersing and containing the above-mentioned coloring material, particularly a pigment in a resin is applied as a fine color separation filter, the color filter is fine (eg, 10 5 μm 2 or less) on a glass substrate. The blue resin layer, the green resin layer and the red resin layer are arranged in a mosaic pattern or a stripe pattern.
この様な顔料を分散させた色分解用カラーフイルターを
カラー液晶デイスプレイ画面に適用すると、観察者のデ
イスプレイ画面に対する観察角度が変化した時、デイス
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、デイスプレイ画
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。When a color filter for color separation in which such a pigment is dispersed is applied to a color liquid crystal display screen, when the observer's viewing angle with respect to the display screen changes, the color balance of blue, green and red on the display screen changes. It has been found. In particular, it was found that as the viewing angle with respect to the vertical axis of the display screen was increased, the ratio of the green component and the red component was decreased in order, and the color tone was bluish as a whole.
従って、本発明の目的は、前述の問題点を解消した新規
なカラーフイルターを提供することにあり、特にカラー
液晶デイスプレイ画面,固体撮像素子やイメージセンサ
ーに適用しうる色分解フイルターを提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a novel color filter that solves the above-mentioned problems, and in particular to provide a color separation filter applicable to a color liquid crystal display screen, a solid-state image sensor and an image sensor. is there.
〔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イルター
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 とした時、 との間で 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、 を 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イ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イ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イスプレイすること
が可能となった。[Means for Solving Problems] and [Function] The present invention includes a blue resin layer containing a blue coloring material dispersed therein, a green resin layer containing a green coloring material dispersed therein, and a red coloring material dispersedly contained on a substrate. In a color filter having a red resin layer, the average of the blue coloring material (particularly blue pigment), the green coloring material (particularly green pigment) and the red coloring material (particularly red pigment) is calculated. And when Between It is characterized by having the relationship of. That is, the present invention is To By so doing, the scattering efficiencies of the blue resin layer, the green resin layer, and the red resin layer with respect to the incident light can be made uniform. As a result, even when the viewing angle of the observer with respect to the display screen changes, the display screen can be changed. It is possible to prevent the fluctuation of the color balance of blue, green and red in, and it is possible to display a high quality color screen.
又、本発明のカラーフイ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
イルターを簡易に設計することが可能な上、一般の印刷
工程やフオトリン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。Further, the color filter of the present invention has mechanical properties, heat resistance,
Since it is formed of a resin system having good durability such as light resistance and solvent resistance and a colored resin layer using a pigment as a coloring material,
Since it has excellent characteristics of reliability, it is possible to easily design an excellent color filter, and it is possible to form a fine pattern by a simple method such as a general printing process or a photorin process. .
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 緑顔料の平均体積を 赤顔料の平均体積を とすると、 の比率は、 を1.0とした時、 (0.4〜0.6):(0.6〜0.8):1.0が好ましい。Blue (B), green (G), red (R) dispersed in the resin of the present invention
The average particle size (diameter) of the color pigment particles can be converted by the average volume of the pigment, and the average volume of the blue pigment can be calculated as The average volume of green pigment The average volume of the red pigment Then, The ratio of Is set to 1.0, (0.4 to 0.6): (0.6 to 0.8): 1.0 is preferable.
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1.0×10-6μm3〜1.0×10-2μm3、好まし
くは1.0×10-5μm3の範囲が適している。The average particle size of the pigment particles used in the present invention is, in terms of average volume, generally 1.0 × 10 −6 μm 3 to 1.0 × 10 −2 μm 3 , preferably 1.0 × 10 −5 μm 3. There is.
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。The size of the pigment particles here can be evaluated by an optical microscope or SEM analysis of the colored resin layer.
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。The simplest method is to observe under an optical microscope and evaluate the average value of about 100 particles of each color.
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篩を
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、カラーフイルターとして形成する。In the present invention, as a method for setting the size of the pigment particles in the resin to a predetermined size, a pigment having a surface treatment agent coated on the pigment is passed through a sieve, and a pigment having a desired size is prepared in a resin solution. After being mixed and sufficiently dispersed by ultrasonic waves or three rolls, a color filter is formed.
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、濾過紙等のフイルターにて
数回フイ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イルターとして形成する。After the pigment is blended in the resin solution and sufficiently dispersed by ultrasonic waves or three rolls, it is filtered several times with a filter such as filter paper to obtain a colored resin of an appropriate size,
The resin is formed as a color filter.
等の方法がある。There is a method such as.
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500−600μmの範
囲に透過光量のピークをもつ色調、赤色とは波長600−7
00μmの範囲で透過光量のピークをもつ色調を言う。In the present invention, blue means a color tone having a peak of transmitted light in the wavelength range of 400 to 500 μm, green means a tone having a peak of transmitted light amount in the wavelength range of 500 to 600 μm, and red means a wavelength of 600-7.
A color tone that has a peak of transmitted light in the range of 00 μm.
本発明のカラーフイ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℃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。As the resin forming the colored resin layer constituting the color filter of the present invention, a cured film is obtained at 300 ° C. or lower,
For example, acrylic resin, polyamino resin (polyimide resin, polyamide resin), epoxy resin, urethane resin, polycarbonate resin, silicon resin, etc., which have specific light absorption characteristics especially in the visible light wavelength range (400 to 700 nm). Those that do not have (light transmittance of about 90% or more) are preferable.
アクリル系樹脂としては日本合成ゴム社製のJMC−25や
積水フアインケミカル社製のRFG−10等が挙げられる。Examples of the acrylic resin include JMC-25 manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. and RFG-10 manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.
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。To impart photosensitivity to the resin, a group having photosensitivity may be included in the molecule.
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 (式中R1はCHX=CY−COO−Z−、Xは−H又
は−C6H5、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−H又はCH3を示す) (3)ジフエニルエーテル類 (式中R2はCHX=CY−CONH−、CH2=CY
−COO−(CH2)2−OCO−又はCH2=CY−
COO−CH2−を1ケ以上含むもの、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) 等が挙げられる。The photosensitive group in the present invention may be an aromatic chain having a photosensitive hydrocarbon unsaturated group as shown below, for example, (1) benzoic acid esters (In the formula, R 1 is CHX = CY-COO-Z-, X is -H or -C 6 H 5 , Y is H or -CH 3 , Z is-or an ethyl group or a glycidyl group.) (2) Benzyl Acrylates (Wherein Y represents -H or CH 3 ) (3) Diphenyl ethers (In the formula, R 2 is CHX = CY-CONH-, CH 2 = CY.
-COO- (CH 2) 2 -OCO- or CH 2 = CY-
COO-CH 2 - which the containing 1 Ke or more, X, Y are synonymous. ) (4) Chalcones and other compound chains (In the formula, R 3 represents H-, an alkyl group or an alkoxy group) Etc.
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−10
00(宇部興産(株)製),リソコートPI−400(宇部興
産(株)製)等が挙げられる。Specific examples of aromatic polyamide resins and polyimide resins having these groups in the molecule are lysocoat PA-10.
Examples include 00 (manufactured by Ube Industries, Ltd.) and Lithocoat PI-400 (manufactured by Ube Industries, Ltd.).
一般にフオ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イルターの耐
久性も非常に良好なものとなる。Generally, the photosensitive resins used in the photolithography process have excellent durability such as mechanical properties, heat resistance, light resistance, and solvent resistance, although there are differences depending on their chemical structures. On the other hand, the above-mentioned photosensitive polyamino resin of the present invention is a resin system having excellent durability in terms of chemical structure as well, and the color filter formed by using them also has very good durability. Becomes
本発明のカラーフイ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イ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
ーフイ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、カラーフイ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。The coloring material forming the colored resin layer of the color filter of the present invention is not particularly limited as long as it can obtain desired spectral characteristics among organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like. In this case, each material can be used alone or as a mixture of some of them. However, when a dye is used, the performance of the color filter is governed by the durability of the dye itself.However, when the resin system of the present invention is used, a product having excellent performance is formed as compared with a normal dyed color filter. It is possible. Therefore, the organic pigment is most preferable as the coloring material in consideration of the color characteristics and various performances of the color filter. These pigments can be dispersed and contained in the resin in the range of 10% by weight to 70% by weight, preferably 30% by weight to 50% by weight.
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、
そしてイソジゴ系、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。又、本発明では
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。The organic pigments include azo pigments such as soluble azo pigments, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, phthalocyanine pigments,
And a condensed polycyclic pigment containing isodigo-based, anthraquinone-based, perylene-based, perinone-based, dioxazine-based, quinacridone-based, isoindolinone-based, phthalone-based, methine / azomethine-based, other metal complex-based pigments, or some of these A mixture of these is used. Further, in the present invention, a dye may be used as the colorant in addition to the above-mentioned pigment.
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、一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着色材料を10
〜50重量%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、フイルターにて粒径
の大きいものを除去して調製する。In the present invention, the coloring resin used to form the coloring resin layer is, for example, 10% by weight of the above-mentioned coloring material having the desired spectral characteristics in the photosensitive polyamino resin solution.
It is mixed at a ratio of about 50% by weight and sufficiently dispersed by ultrasonic waves or a three-roll mill, and then the one having a large particle size is removed by a filter to prepare.
本発明のカラーフイ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,ロールコーター等の塗布装置に
より基板上に塗布し、フオ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。The colored resin layer of the color filter of the present invention is formed by applying the colored resin on a substrate with a coating device such as a spinner or a roll coater, and forming it in a pattern by a photolithography process, the layer thickness of which has a desired spectral characteristic. However, it is usually about 0.5 to 5 μm, preferably 1 to 5 μm.
About 2 μm is desirable.
なお、本発明のカラーフイ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Si3N4,SiO2,Al2O3,Ta2O3
等の無機膜をスピンコート,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50
00Å〜2μm程度の範囲に設定するのが好ましい。Although the colored resin layer of the color filter of the present invention is composed of a good material having sufficient durability itself, in particular, in order to protect the colored resin layer from various environmental conditions, On the surface of the colored resin layer, organic resin such as polyamide, polyimide, polyurethane, polycarbonate, silicon-based resin, Si 3 N 4 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 3
Inorganic film such as spin coating, roll coating method,
Alternatively, it can be provided as a protective layer by a vapor deposition method. Further, after forming the protective layer, depending on the material, an alignment treatment may be performed to make it applicable to a device using liquid crystal. The thickness of this protective layer is generally 50
It is preferable to set it in the range of about 00Å to 2 μm.
以上説明した様な着色樹脂層を有するカラーフイルター
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,樹脂フイルム、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エハー、薄膜半導体を用いた
密着型イメージセンサー、液晶デイスプレイー面、カラ
ー電子写真用感光体等があげられる。The color filter having the colored resin layer as described above can be formed on an appropriate substrate. For example, a glass plate, a transparent resin plate, a resin film, or a cathode ray tube display surface, a light receiving surface of an image pickup tube, a wafer on which a solid-state image pickup device such as CCD, BBD, CID, or BASIS is formed, or a contact-type image sensor using a thin film semiconductor. , Liquid crystal display surfaces, color electrophotographic photoconductors, and the like.
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ツプリング
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ツプリ
ング剤等を少量添加したものを用いてカラーフイルター
を形成することにより、一層効果的である。If it is necessary to further increase the adhesion between the colored resin layer and the underlying substrate, either apply a thin coating of a silane coupling agent or the like on the substrate beforehand to form the colored resin pattern, or It is more effective to form a color filter by using a material to which a small amount of a silane coupling agent or the like is added.
以下、図面を参照しつつ、代表的な本発明のカラーフイ
ルターの形成法を説明する。Hereinafter, a typical method of forming a color filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の感光性着色樹脂によりカラーフイルタ
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クを行う。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オトマスク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。FIG. 1 is a process diagram illustrating a method for forming a color filter using the photosensitive colored resin of the present invention. First, as shown in FIG. 1 (a), using a polyamino resin solution (NMP solution) in which a predetermined amount of a coloring material having desired spectral characteristics is blended,
The colored resin film 2 of the first color is applied and formed on a predetermined substrate 1 using a spinner so as to have a predetermined film thickness, and prebaked under appropriate temperature conditions. Then, as shown in FIG. 1 (b), light having the sensitivity of the photosensitive coloring resin (for example,
The colored resin film is exposed with a high-pressure mercury lamp or the like) through the photomask 3 having a predetermined pattern shape corresponding to the pattern to be formed, and the pattern portion is photocured.
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液(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,トリクロロエタン等)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。Then, as shown in FIG. 1 (c), the colored resin film 2 having the photo-cured portion 2a is dissolved in a solution that dissolves only the unexposed portion (for example, one containing N-methyl-2-pyrrolidone-based solvent as a main component). ) Ultrasonic wave development, and then rinse treatment (for example,
1,1,1, trichloroethane, etc.). Then, post-baking treatment is performed to obtain the patterned colored resin layer 4 of the present invention as shown in FIG. 1 (d).
なお、2色以上からなる本発明のカラーフイルターを形
成する場合には、更に必要に応じて、すなわち用いられ
るフイ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
ラーフイルターを形成することができる。In the case of forming a color filter of the present invention having two or more colors, it is further necessary, that is, depending on the number of colors of the filter to be used, from FIG. 1 (a) to FIG.
The steps up to (d) are repeated by using the colored resin liquids in which the coloring materials corresponding to the respective colors are dispersed in the particle size according to the present invention, for example, different colors as shown in FIG. 1 (e). It is possible to form a color filter composed of three colors of the patterned colored resin layers 4, 5 and 6.
また、本発明のカラーフイルターは、第1図(f)に示す
ようにフイルター上部に、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。Further, the color filter of the present invention may have a protective layer 7 formed of the above-mentioned materials on the upper part of the filter as shown in FIG. 1 (f).
本発明のカラーフイルターは、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
ーフイ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31b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。The color filter of the present invention can be applied to a substrate that constitutes a liquid crystal cell. FIG. 3 is a sectional view of a liquid crystal cell using the color filter of the present invention. The liquid crystal cell shown in FIG. 3 includes a pair of upper and lower substrates 31a and 31b arranged in parallel, and transparent electrodes 32a wired to the respective substrates.
It has 32b. A ferroelectric liquid crystal, preferably a non-helical ferroelectric liquid crystal 33 having at least two stable states, is arranged between the upper substrate 31a and the lower substrate 31b.
前述した透明電極32aと32bは、強誘電性液晶33をマルチ
プ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、且つそのストライプ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。It is preferable that the transparent electrodes 32a and 32b described above are wired in stripes and are arranged such that the stripes intersect each other in order to drive the ferroelectric liquid crystal 33 by multiplexing.
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34
a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SiO2の斜方蒸着膜を用いることが
できる。In the liquid crystal cell shown in FIG. 3, orientation control films 34a and 34b are arranged on substrates 31a and 31b, respectively. This orientation control film 34
As a and 34b, a rubbing-treated polyimide film, polyvinyl alcohol film, polyamide film, or the like can be used, and also an oblique vapor deposition film of SiO or SiO 2 can be used.
青色樹脂層35B、緑色樹脂層35Gと赤色樹脂層35Rをスト
ライプ状又はモザイク状に配列させて形成したカラーフ
イルター35が下基板31bの上に設けられている。このカ
ラーフイルター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。A color filter 35 formed by arranging the blue resin layer 35B, the green resin layer 35G and the red resin layer 35R in a stripe shape or a mosaic shape is provided on the lower substrate 31b. Above the color filter 35, a protective layer 36 similar to the above-mentioned protective layer 7 is provided.
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
たカラーフイルター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
イラルスメクチツク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
メクチツク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。In another preferred embodiment of the present invention, the transparent electrode 32b shown in FIG. 3 is formed in contact with the lower substrate 31b, and the color filter 35 and the alignment control film 34b described above may be sequentially laminated on the transparent electrode 32b. . At this time, the protective layer 36 may be omitted, but the ferroelectric liquid crystal 33 has a film thickness (for example, 0.5 μm to 10 μm) that eliminates the helical structure of the chiral smectic C liquid crystal when no electric field is applied. In the case of using the chiral smectic C liquid crystal set to, transparent electrodes 32a and 32b
The protective layer 36 is preferably used by functioning as an insulating layer in order to prevent short-circuiting.
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。A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using a ferroelectric liquid crystal of this kind has been proposed by Clark and Lagabal in US Pat. No. 4,367,924.
本発明のカラーフイ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−ヘ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(HOB
ACPC)、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(TDOBAMBCC)、
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(OOBAMBCC)、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
シシンナミツクアミツド−ビス(2−メチルブチル)エ
ステル、4−o−(2−メチル)ブチルレゾルシリデン
−4′−オクチルアリニン、4−(2′−メチルブチ
ル)フエニル−4′−オクリチルオキシビフエニル−4
−カルボキシレート、4−ヘキシルオキシフエニル−4
(2″−メチルブチル)ビフエニル−4′−カルボキシ
レート、4−オクチルオキシフエニル−4−(2″−メ
チルブチル)ビフエニル−4′−カルボキシレート、4
−ヘプチルフエニル−4−(4″−メチルヘキシル)ビ
フエニル−4′−カルボキシレート、4−(2″メチル
ブチル)フエニル−4−(4″メチルヘキシル)ビフエ
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ツク液晶や
スメクチツク液晶を含有させることができる。Ferroelectric liquid crystals that can be used in a liquid crystal device incorporating the color filter of the present invention include, for example, p-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC), p-hexyloxybenzylidene- p'-amino-2-chloropropyl cinnamate (HOB
ACPC), p-decyloxybenzylidene-p'-amino-
2-methylbutyl-α-cyanocinnamate (DOBAMBCC),
p-tetradecyloxybenzylidene-p'amino-2-
Methylbutyl-d-cyanocinnamate (TDOBAMBCC),
p-octyloxybenzylidene-p'-amino-2-
Methylbutyl-α-chlorocinnamate (OOBAMBCC), p
-Octyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-α-methylcinnamate, 4,4'-azoxycinnamamide-bis (2-methylbutyl) ester, 4-o- (2-methyl) butyl Resorsilidene-4'-octylalinine, 4- (2'-methylbutyl) phenyl-4'-octylyloxybiphenyl-4
-Carboxylate, 4-hexyloxyphenyl-4
(2 "-methylbutyl) biphenyl-4'-carboxylate, 4-octyloxyphenyl-4- (2" -methylbutyl) biphenyl-4'-carboxylate, 4
-Heptylphenyl-4- (4 "-methylhexyl) biphenyl-4'-carboxylate, 4- (2" methylbutyl) phenyl-4- (4 "methylhexyl) biphenyl-4'-carboxylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more, and may contain other cholesteric liquid crystals or smectic liquid crystals in a range showing ferroelectricity.
以下に本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention will be shown below.
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〔ヘリオゲン ブルー(Heliogen Blue)L70
80(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〕をろ過フイルター
(カルツアイス社のメンブラウンフイルターSM113)を
2回通して分散中の顔料の粒径が約0.060μm(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イルターを通し、次に所望の粒径
より小さなろ過フイ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℃、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。Example 1 A blue colored resin material [Heliogen Blue L70] capable of obtaining desired spectral characteristics on a glass substrate.
80 (trade name, manufactured by BASF, CI No. 74160) is PA-1000 (trade name, manufactured by Ube Industries, polymer content 10%, solvent = N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blended) The photosensitive pigmented resin material prepared by dispersing the pigment in the solution was passed through a filter filter (Men Brown filter SM113, manufactured by Calz Ice Co., Ltd.) twice, and the particle diameter of the dispersed pigment was about 0.060 μm (diameter).
I chose the ones. In this selection, first, a filter having a size slightly larger than the desired particle size was passed through, and then a filter having a size smaller than the desired particle size was passed through to select particles having a predetermined size. The colored resin material in which the pigment was dispersed in this manner was applied to a film thickness of 2.0 μm by a spinner application method. Next, the colored resin layer was prebaked at 80 ° C. for 30 minutes, and then exposed with a high pressure mercury lamp through a pattern mask corresponding to the pattern shape to be formed. After completion of the exposure, development is carried out using ultrasonic waves with a dedicated developing solution (developing solution containing N-methyl-2-pyrrolidone as a main component) that dissolves only the unexposed portion of the colored resin film, and a dedicated rinsing solution ( After treatment with a rinse liquid containing 1,1,1, trichloroethane as a main component, post-baking was performed at 150 ° C. for 30 minutes to form a blue colored resin film having a pattern shape.
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1.1×10-4μm3の平均体
積で均一に分散していた。This blue colored resin film was randomly selected 100 with an optical microscope, and the average particle size was measured.The average volume of the blue pigment in the resin was about 1.1 × 10 -4 μm 3 . It was dispersed evenly.
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.
I.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−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イルタ
ーを通して分散中の顔料の粒径が約0.066μm(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1.5×10-4μm3
の平均体積で均一に分散していた。Subsequently, a green colored resin material [Lionol Green 6YK (trade name, manufactured by Toyo Ink Co., C.
I.No.74265) was dispersed in PA-1000 (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer content 10%, solvent = N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blended) to make it photosensitive. [Coloring resin material] through a filter filter in the same manner as described above, and the particle diameter of the dispersed pigment is about 0.066 μm (diameter).
A green colored pattern was formed at a predetermined position on the substrate in the same manner as above except that the above-mentioned one was selected. When the average volume was measured by the same method as described above, in the green coloring resin thus formed, the green pigment was about 1.5 × 10 −4 μm 3
Were evenly dispersed in the average volume of.
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 レツド(Irgazin Red)BPT(商品名,チバガイ
ギー(Ciba−Geigy)社製,C.I.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−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
様の方法でろ過フイルターを通して分散中の顔料の粒径
が約0.076μm(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料が約2.3×10-4μm3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色ストライプの着色パ
ターンを得た。Furthermore, as a third color, a red colored resin material [Irgazin Red BPT (trade name, manufactured by Ciba-Geigy, CINo .71127) is dispersed in PA-1000 (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd., polymer content 10%, solvent = N-methyl-2-pyrrolidone, pigment: polymer = 1: 2 blend) to prepare a photosensitive colored resin. Material) through a filter filter in the same manner as above using a pigment having a particle size of about 0.076 μm (diameter), which was selected in the same manner as above except that a red colored pattern was formed on the substrate. Formed in position. When the average volume was measured by the same method as described above, the red pigment was uniformly dispersed in the red colored resin in a volume of about 2.3 × 10 −4 μm 3 . R as described above
A colored pattern of three-color stripes of (red), G (green) and B (blue) was obtained.
このようにして形成された2色カラーフイルターの分光
特性を第2図に示す。The spectral characteristics of the two-color filter thus formed are shown in FIG.
得られたカラーフイ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れ約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)。The scattering light of the obtained color filter is integrated sphere (made by Hitachi
210-2101), the scattering rate for each color of blue, green and red was about 0.5%, which was about the same as the scattering rate (scattering rate is the amount of scattered light relative to the amount of incident light). Expressed as a percentage).
又、前述で得たカラーフイルターの視角依存性は、該カ
ラーフイ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、カラーフイルターの
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イ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、ほぼ同程度のものであ
ることが判明した。The viewing angle dependence of the color filter obtained above was measured by changing the observation angle with respect to the vertical axis of the color filter. As a result, the color balance when observed at a position where the observation angle to the vertical axis of the color filter is around 70 ° and the color balance when observed at the vertical axis position of the color filter are almost the same. found.
得られたカラーフイルターは耐熱性に優れ、250℃以上
の温度にも耐え、これによりカラーフイルター上に透明
電極に利用するITO(インジウム−テイン−オキサイ
ド)のスパツタによる形成が可能となった。The obtained color filter has excellent heat resistance and can withstand a temperature of 250 ° C. or higher, which makes it possible to form ITO (indium-tein-oxide) used as a transparent electrode on the color filter with a spatula.
また、本例のカラーフイ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
イルターを構成したものでも圧着時にカラーフイルター
の破損を生じることはなかった。さらに、本例のカラー
フイルターは耐溶剤性に優れ、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った。Further, the color filter of this example had high hardness and excellent mechanical properties, and even when the color filter was configured so as to be in contact with the spacer in the liquid crystal cell, the color filter was not damaged during pressure bonding. Furthermore, the color filter of this example has excellent solvent resistance, and is strong against each solvent after curing,
It did not change during each production process, and was also excellent in light resistance.
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1.5×10-4μm3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イ
ルターを調製した。この比較用カラーフイルターにおけ
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(400〜500nm)、緑色光(5
00-600nm)と赤色光(600-700nm)の散乱率は、それぞれ約
1.0%、約0.5%と約0.3であった。Comparative Example 1 Except that the average particle size of each of the blue pigment, green pigment and red pigment used in Example 1 was set to 1.5 × 10 −4 μm 3 in terms of average volume, the same method as in Example 1 was used. A color filter was prepared. When the scattering rate of each color of blue, green and red in this comparative color filter was measured by the same method as in Example 1, blue light (400 to 500 nm) and green light (5
(00-600 nm) and red light (600-700 nm) have scattering rates of about
It was 1.0%, about 0.5% and about 0.3.
この比較用カラーフイ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、このカラーフイルターの
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。The viewing angle dependence of this comparative color filter was measured by the same method as in Example 1. As a result, the color filter gradually exhibited a bluish color tone from a position where the observation angle with respect to the vertical axis exceeded 30 °. It was
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
カラーフイ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。Example 2 Using a thin film transistor as a substrate, the color filter of the present invention was formed on the substrate to prepare a color liquid crystal display device as follows.
まず第4図(a)に示すように、ガラス基板(商品名:705
9コーニング社製)41上に1000Åの層厚のITO画素電極42
をフオ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1000Åの層厚に真空蒸着
し、この蒸着層をフオトリソ工程により所望の形状にパ
ターンニングして第4図(b)に示すようなゲート電極43
を形成した。First, as shown in FIG. 4 (a), a glass substrate (product name: 705
9 Corning) 41 ITO pixel electrode with a layer thickness of 1000Å 42
After forming a desired pattern by the phototriso process,
Aluminum is further vacuum-deposited on this surface in a layer thickness of 1000Å, and this vapor-deposited layer is patterned into a desired shape by a photolithography process to form a gate electrode 43 as shown in FIG. 4 (b).
Was formed.
続いて、感光性ポリイミド(商品名:セミコフアイン、
東レ社製)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。Next, photosensitive polyimide (trade name: semi-coffin,
Toray Co., Ltd.) is applied to the surface of the substrate 41 on which the electrodes 42 and 43 are provided to form an insulating layer 44, and a through hole that forms a contact portion between the drain electrode 45 and the pixel electrode 42 by pattern exposure and development processing. 46 was formed as shown in FIG. 4 (c).
ここで、基板41を堆積槽内の所定の位置にセツトし、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2000Åの層厚のa−Siからなる光導電層
(イントリンシツク層)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、1000Å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。Here, the substrate 41 is set at a predetermined position in the deposition tank, SiH 4 diluted with H 2 is introduced into the deposition tank, and the electrodes 42 and 43 and the insulating layer 44 are formed by a glow discharge method in vacuum. After depositing a photoconductive layer (intrinsic layer) 47 made of a-Si having a layer thickness of 2000 Å on the entire surface of the substrate 41 provided with, a 1000 Å layer is formed on the photoconductive layer 47 by the same operation. Thick n +
Layer 48 was laminated as shown in Figure 4 (d). This board 41
Then, the n + layer 48 and the photoconductive layer 47 were patterned in this order into a desired shape by a dry etching method as shown in FIG. 4 (e).
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Alを1000Åの層厚で真空蒸着した
後、このAl蒸着層をフオ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。Next, Al is vacuum-deposited on the surface of the substrate 41 on which the photoconductive layer 47 and the n + layer 48 are provided in this manner with a layer thickness of 1000 Å, and this Al vapor deposition layer is patterned into a desired shape by a photolithography process. Then, the source electrode 49 and the drain electrode 45 as shown in FIG. 4 (f) were formed.
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イルター35を第4図(g)に示
すように形成した後、第4図(h)の如くこの基板41面全
面に配向機能を付与した絶縁膜40としてのポリイミド樹
脂を1200Å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イルター35が一体化
された薄膜トランジスターを作製した。Finally, a color filter 35 is formed corresponding to each of the pixel electrodes 42 in the same manner as in Embodiment 1 as shown in FIG. 4 (g), and then, as shown in FIG. 4 (h), the substrate 41 surface is formed. A polyimide resin as an insulating film 40 having an orientation function applied to the entire surface is applied to a layer thickness of 1200 Å, and the resin is cured by heat treatment at 250 ° C. for 1 hour to manufacture a thin film transistor in which a color filter 35 is integrated. .
このように作製されたカラーフイルター35付き薄膜トラ
ンジスターを用いて更に、アーム用液晶表示素子を形成
した。A liquid crystal display element for an arm was further formed by using the thin film transistor with the color filter 35 thus produced.
すなわち、ガラス基板(商品名:7059、コーニング社
製)の一面に前記の方法と同様にして、1000ÅのI.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1200Åの絶縁層を形成し、
この基板と先に形成したカラーフイ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ZLI123;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。That is, a glass substrate (trade name: 7059, manufactured by Corning) is attached to one side of the ITO of 1000 Å in the same manner as the above method.
An electrode layer is formed, and an insulating layer having a layer thickness of 1200 Å made of a polyimide resin having an orientation function is further formed on the electrode layer,
Twisted nematic liquid crystal (ZLI123; product name, manufactured by Merck & Co., Inc.) was sealed between the substrate and the thin film transistor with a color filter formed previously, and the whole was fixed to obtain a liquid crystal display device for color.
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。The color liquid crystal display element formed in this manner had a function of good display quality.
実施例3 3色カラーフイ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
明のカラーフイルターを有するカラー用液晶表示素子を
得た。Example 3 Instead of providing a three-color filter on the pixel electrode,
A color liquid crystal display device having the color filter of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2 except that it was provided on the counter electrode.
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。The color liquid crystal display element formed in this manner has a function of good display quality.
実施例4 3色カラーフイ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
発明のカラーフイルターを有するカラー用液晶表示素子
を得た。Example 4 A color liquid crystal display device having a color filter of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2 except that a three-color filter was first formed on a counter substrate and then a counter electrode was provided.
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。The color liquid crystal display element formed in this manner had a function of good display quality.
実施例5 CCD(チヤージ、カツプルド、デバイス)の形成された
ウエ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、カラーフイルターの有する各着色パターンが
配置されるように、3色ストライプカラーフイルターを
形成する以外は、実施例1と同様にして本発明のカラー
フイルターを有するカラー固体撮像素子を形成した。Example 5 A wafer on which a CCD (charge, coupled, device) is formed is used as a substrate, and three-color stripe color is arranged so that each colored pattern of the color filter is arranged corresponding to each light receiving cell of the CCD. A color solid-state image sensor having the color filter of the present invention was formed in the same manner as in Example 1 except that the filter was formed.
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。The color solid-state image pickup element formed in this manner had no flare and had a good function of the color characteristics of the sensor.
実施例6 CCD(チヤージ、カツプルド、デバイス)の形成された
ウエハーに、実施例1に於いて形成したカラーフイルタ
ーを、CCDの有する各受光セルに対応して、カラーフイ
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。Example 6 The color filter formed in Example 1 is arranged on a wafer on which a CCD (charge, coupled, device) is formed, and each colored pattern of the color filter is arranged in correspondence with each light receiving cell of the CCD. The color solid-state imaging device was formed by aligning and sticking as described above.
このようにして形成されたカー固体撮像素子は、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。The Kerr solid-state image pickup device thus formed had no flare and had a good function of the color characteristics of the sensor.
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
イルターを有するカラー用フオ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。Example 7 A color photosensor array having a color filter of the present invention as shown in the partial plan schematic view of FIG. 5 was formed according to the steps shown in FIG. 6 as follows.
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−Si(アモルフアスシリ
コン)層からなる光導電層(イントリンシツク層)62を
第6図(a)に示すように設けた。First, glass substrate (Product name: 7059, Corning) 61
A photoconductive layer (intrinsic layer) 62 consisting of an a-Si (amorphous silicon) layer was provided on the above by a glow discharge method as shown in FIG. 6 (a).
すなわち、H2で10容量%に希釈されたSiH4をガス圧0.50
Torr、RF(Radio Frequency)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0.7μmの
膜厚の光導電層62を得た。That is, SiH 4 diluted with H 2 to 10% by volume is used for gas pressure 0.50.
Torr, RF (Radio Frequency) power 10W, substrate temperature 250 ℃
The photoconductive layer 62 having a thickness of 0.7 μm was obtained by depositing it on the substrate for 2 hours.
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。Then, on the photoconductive layer 62, as shown in FIG.
An n + layer 63 was provided as shown in (b).
すなわち、H2で10容量%に希釈されたSiH4と、H2で100p
pm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。That is, SiH 4 diluted to 10% by volume with H 2 and 100 p with H 2 .
A gas of 1:10 mixed with PH 3 diluted to pm is used as a raw material, and the other conditions are the same as the deposition conditions of the photoconductive layer 62 above. Thick n + layer 63
Was set up.
次に、第6図(c)に示すように電子ビーム蒸着法でAl
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。Next, as shown in FIG. 6 (c), Al is formed by electron beam evaporation.
Was deposited on the n + layer 63 with a layer thickness of 0.3 μm to deposit the conductive layer 64. Subsequently, as shown in FIG. 6 (d), a portion of the conductive layer 64 corresponding to the portion to be the light conversion portion was removed.
すなわち、ポジ型のマイクロポジツト1300−27(商品
名、Shipley社製)フオトレジストを用いて所望の形状
にフオ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。That is, after forming a photoresist pattern in a desired shape using a positive-type microposit 1300-27 (trade name, manufactured by Shipley) photoresist, phosphoric acid (85% by volume aqueous solution), nitric acid (60% by volume) Aqueous solution), glacial acetic acid and water in a ratio of 16: 1: 2: 1 to remove the conductive layer 64 on the exposed portion (the portion where the resist pattern is not provided) from the substrate by using an etching solution to form a common electrode. 65 and individual electrodes 66 are formed.
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。Next, as shown in FIG. 6 (e), the n + layer 63 in the portion to be the light conversion portion was removed.
すなわち、上記マイクロポジツト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(日電アネルバ社製)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。That is, after peeling off the microposite 1300-27 photoresist from the substrate, a parallel plate type plasma etching apparatus DEM-451 (manufactured by Nichiden Anerva Co., Ltd.) was used with a plasma etching method) at RF power 120 W and gas pressure 0.1 Torr. CF 4
Dry etching with gas is performed for 5 minutes, and n +
Part of the surface layers of layer 63 and photoconductive layer 64 were removed from the substrate.
なお、本実施例では、エツチング装置のカソード材料の
インプランテーシヨ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タ用ターゲツト(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3
/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。In this embodiment, in order to prevent the implantation of the cathode material of the etching apparatus, a polysilicon target for the sputtering (8 inches, purity) is formed on the cathode.
99.999%), the sample was placed on it, and the part of the cathode material where SUS was exposed was covered with a Teflon sheet cut out in a donut shape, and etching was performed while the SUS surface was hardly exposed to plasma. Then add 3 nitrogen
Heat treatment was carried out at 20 ° C. for 60 minutes in an oven that was flowed at a speed of / min.
こうして作成されたフオ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。Next, a protective layer 67 was formed on the surface of the photosensor array thus prepared as follows.
すなわち、フオ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。That is, a silicon nitride layer as the protective layer 67 was formed on the photo sensor array by the glow discharge method.
すなわち、H2で10容量%で希釈されたSiH4と100%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-Si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−SiNH)層からなる保護層67
を第6図(f)に示すように形成した。That is, using a mixed gas in which SiH 4 diluted with H 2 at 10% by volume and 100% NH 3 were mixed at a flow rate ratio of 1: 4, other than the same as in forming the a-Si layer. , A protective layer 67 made of a silicon nitride (a-SiNH) layer having a layer thickness of 0.5 μm
Was formed as shown in FIG. 6 (f).
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
ラーフイルター35を形成し、第5図に示すように、各フ
オトセンサー上にそれぞれ着色フイルターが配置された
カラーフオトセンサーアレイを形成した。Further, using this protective layer 67 as a substrate, a color filter 35 consisting of three colored patterns of blue, green and red is formed in the same manner as in Example 1, and as shown in FIG. A color photosensor array was formed in which colored filters were arranged on the respective surfaces.
本実施例に於いて形成されたカラーフオトセンサーアレ
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。The color photosensor array formed in this example also had no flare and had a good color characteristic.
実施例8 実施例1に於いて形成したカラーフイルターを、接着剤
を用いて、実施例7に於いて形成したフオトセンサーア
レイ上に貼着することによりカラーフオトセンサーアレ
イを形成した。Example 8 The color filter formed in Example 1 was attached to the photosensor array formed in Example 7 with an adhesive to form a color photosensor array.
本実施例において形成したカラーフオトセンサーも実施
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。The color photo sensor formed in this example also had a good function as in the case formed in Example 7.
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。According to the present invention, a colored resin material obtained by dispersing a pigment in a resin having a photosensitive group in the molecule or having no photosensitive group is used, and the pigment particles in the dispersion are dispersed in the resin. Since the blue pigment, the green pigment, and the red pigment are formed in the order of magnitude of the average value to have the patterned colored resin layer, the following effects can be obtained.
すなわち、カラーフイ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。That is, since the scattering intensity scattered from the color filter has almost the same value for each color of blue, green, and red, it is possible to eliminate the viewing angle dependence of the color balance, and the display quality of the display element is significantly improved. It will improve. Also in the sensor element, the color characteristics are improved for the same reason.
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、耐溶剤性等の諸特性に優れた微細パターンを有
するカラーフイ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。Further, according to the present invention, the mechanical strength is excellent, and the heat resistance,
The color filter having a fine pattern excellent in various properties such as light resistance and solvent resistance can be easily manufactured by using a colored resin material and a simple manufacturing process.
従って、性能の良好なカラーフイ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。Therefore, it is possible to apply to a wide variety of devices that require a color filter with good performance, and it is possible to produce a color device with excellent characteristics.
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。Further, according to the present invention, it is possible to easily design desired spectral characteristics by controlling the concentration of the colorant in the colored resin and the thickness of the colored resin layer.
第1図(a)〜(f)は本発明のカラーフイルターの形成法を
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イ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イル
ターを用いた液晶セルの断面図、第4図(a)〜(h)は本発
明のカラーフイ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イルターを有す
るカラー用フオ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オトセン
サーアレイの形成工程図である。1 (a) to 1 (f) are process drawings for explaining a method for forming a color filter of the present invention, and FIG. 2 is a colored resin layer of the color filter of the present invention obtained in Example 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal cell using the color filter of the present invention, and FIGS. 4 (a) to 4 (h) are liquid crystal display devices for color having the color filter of the present invention. FIG. 5 is a schematic plan partial view of a color photo sensor array having a color filter of the present invention.
FIGS. 6A to 6G are process diagrams of forming the color photo sensor array shown in FIG.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 辰雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田村 美樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−129738(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Tatsuo Murata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Miki Tamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Co., Ltd. (56) References JP-A-60-129738 (JP, A)
Claims (17)
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イル
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 とした時、 の関係を有していることを特徴とするカラーフイルタ
ー。1. A color filter having a blue resin layer containing a dispersed blue colorant, a green resin layer containing a dispersed green colorant, and a red resin layer containing a red colorant dispersed on a substrate, wherein the blue The average volume of coloring material, green coloring material and red coloring material, respectively And when A color filter characterized by having the following relationship.
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項記載のカラーフイルター。2. The color filter according to claim 1, wherein the resin layer is a layer obtained by forming a film from a resin having a photosensitive group in the molecule.
フイルター。3. The above Between The color filter according to claim 1, which has the following relationship.
求の範囲第1項記載のカラーフイルター。4. The above Are 1.0 × 10 −6 μm 3 to 1.0 × 10 −2 μm 3 respectively , and the color filter according to claim 1.
求の範囲第1項記載のカラーフイルター。5. The above Are 1.0 × 10 −5 μm 3 to 1.0 × 10 −3 μm 3 respectively , and the color filter according to claim 1.
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
カラーフイルター。6. The colorant in the resin is 10% by weight to 70% by weight.
The color filter according to claim 1, wherein the color filter is dispersed and contained in the following ratio.
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
カラーフイルター。7. The coloring material is 30% by weight to 50% by weight in the resin.
The color filter according to claim 1, wherein the color filter is dispersed and contained in the following ratio.
囲第1項記載のカラーフイルター。8. The color filter according to claim 1, wherein the coloring material is an organic pigment.
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
載のカラーフイルター。9. The color filter according to claim 1 or 2, wherein the resin layer is a layer formed of a photosensitive polyamino resin.
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
記載のカラーフイルター。10. The color filter according to claim 1, wherein a protective layer is provided on the blue resin layer, the green resin layer and the red resin layer.
いる特許請求の範囲第10項記載のカラーフイルター。11. The color filter according to claim 10, wherein a transparent electrode is provided on the protective layer.
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
項記載のカラーフイルター。12. A transparent electrode is provided on the blue resin layer, the green resin layer and the red resin layer.
The color filter described in the item.
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項記載のカラーフイルター。13. The color filter according to claim 1, wherein a transparent electrode is provided between the blue resin layer, the green resin layer, the red resin layer and the substrate.
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項記載のカラーフイルター。14. The color filter according to claim 1, wherein an alignment control film in contact with the liquid crystal is provided above the blue resin layer, the green resin layer and the red resin layer.
の範囲第14項記載のカラーフイルター。15. The color filter according to claim 14, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
ク液晶である特許請求の範囲第15項記載のカラーフイル
ター。16. The color filter according to claim 15, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
ある特許請求の範囲第14項記載のカラーフイルター。17. The color filter according to claim 14, wherein the liquid crystal is a twisted nematic liquid crystal.
Priority Applications (4)
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EP87118335A EP0271105B1 (en) | 1986-12-10 | 1987-12-10 | Color filter |
DE3750122T DE3750122T2 (en) | 1986-12-10 | 1987-12-10 | Color filter. |
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JPS61190378A (en) * | 1985-02-20 | 1986-08-25 | 株式会社日立製作所 | Color filter for image display |
JPS61210327A (en) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Matrix type liquid crystal color display device |
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JPS61249024A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-06 | Canon Inc | Liquid crystal optical element |
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- 1986-12-10 JP JP29436186A patent/JPH0629884B2/en not_active Expired - Lifetime
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