JPS63191103A

JPS63191103A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS63191103A
Application number: JP62022460A
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: 1987-02-04
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1988-08-08

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
るか、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か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６０−１８
４２０４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、前記の着色樹脂膜により形成さるカラー
フィルターは、顔料を樹脂中に分散させる方法により作
成されるので、顔料は樹脂に溶解せずに、粒径の大きさ
も、樹脂中の分布もランダムに分散しやすい。

従って、大きな粒径の顔料がカラーフィルターの表面層
に多く分布すれば、表面層での光散乱が多くなり、逆に
小さな粒径の顔料が表面層に多く分布すれば光散乱が少
なくなるので、製造ロットにより、出来上るカラーフィ
ルターの特性のバラツキが非常に大きくなり、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
イスとして十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
１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を有するカラーフィルターにおい
て、前記着色樹脂層中の顔料粒子を基板表面から膜厚方
向に順に小さくなるように分布してなることを特徴とす
るカラーフィルターである。

本発明のカラーフィルターは樹脂中に顔料を分散してな
る着色樹脂を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で、前記着色樹脂層中の顔
料粒子を基板表面から膜厚方向に順に小さくなるように
分布することにより、従来に比して着色樹脂層の膜厚を
薄くでき、かつ表示品位や色特性等を改良することを特
徴とするものである。

先に述べたように、着色樹脂層においては、樹脂中に顔
料が分散しているので、これらの顔料粒子に光が入射す
ると光は散乱を受け、粒子が大きければ大きい程、同じ
波長の光においては、散乱強度も大きくなる。従って、
顔料粒子の大きさによって樹脂中での散乱もまちまちと
なる。

第６図は、樹脂中に大きさの順に分布させた顔料粒子に
より光が散乱する状態を示す説明図である。同第１図に
おいて、樹脂６２中に顔料６３ａ〜６３ｃを分散させ、
該顔料粒子が基板６１面から膜厚方向に大きさの順、６
３ｃ、　６３ｂ、　６３ａに分散している着色樹脂層（
カラーフィルター）を基板６１上に形成し、入射光６４
が顔料粒子６３ａ〜６３ｃにより、上から順に散乱光６
５による散乱と吸収を受けて、入射していく。

このように本発明によるカラーフィルターは、着色樹脂
層の表面はど顔料粒子が小さいのて、入射光の表面に近
いほど散乱は小さく、従って透過する光がそれだけ多く
なり、その分顔料粒子により吸収される光も必然的に多
くなるから、光の利用効率か従来に比して大きくなる。

従って、顔料ての吸収効率も従来に比べて大きくなるの
で、その分膜厚も薄くなる利点がある。

また、顔料粒子の大きさは特に限定する必要はなく、通
常のカラーフィルターに使用される大きさであればよく
、例えば、粒径０．２隣■以下、好ましくは０．１Ｂ以
下の範囲のものを用いて、基板表面から膜厚方向に順に
小さくなる様に分布すればよい。

顔料粒子の大きさは、着色樹脂層の断面を光学顕微鏡や
５ｉｌ１分析等で観察して評価できる。

本発明において、樹脂中の顔料粒子の大きさを膜厚方向
に小さくする方法としては、分散させる顔料粒子の大き
さが異なる着色樹脂層を数種類用意し、顔料粒子の大き
い着色樹脂層の順に基板上に形成する方法等が有効であ
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
いて着色樹脂層が形成されているため、信頼性に優れた
特性を有し、優れたカラーフィルターを簡易に設計する
ことが可能なうえ、一般の印刷工程やフォトリソ工程の
みの簡便な方法で微細なパターンを形成できるものであ
る。

本発明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（光透過率て９０％程
度以上のもの）が好ましい。

アクリル系樹脂としては、日本合成ゴム社製のＪＭＣ−
２５や積木ファインケミカル社製のＲＦＣ等が挙けられ
る。

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

本発明における感光性を有する基としては、以下に示す
様な感光性の炭化水素不飽和基をもつ芳香族鎖であれば
良く１例えば、（１）安息香酸エステル類（式中Ｒ１はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＯ−Ｚ−１Ｘは一■又
は−Ｃ，Ｈ５、Ｙは−１＋又は−ＣＨ，，２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（３）ジフェニルエーテル類（式中Ｒ２はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＮＨ−１ＣＨ２−ＣＹ
−ＣＯＯ−（Ｃ）＋２）　２−ＯＣＯ−又はＣＨｚ−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−ＣＨｔ−を１ヶ以上含むもの、Ｘ、Ｙは前
記と同系を示す）（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）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１０〜
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
定されるか、通常は０．５〜５μ諺程度、好ましくは、
１〜２鉢■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て構成され
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１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５１３Ｎ４．５ｉ０２．　ＳｉＯ，
ＡＲｔ０３＋　Ｔａｚ０３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
温度条件下てプリベークを行なう。次いで、第１図（ｂ
）に示すごとく、感光性着色樹脂の感度を有する光（例
えば、高圧水銀灯等）で、形成しようとするパターンに
対応した所定のパターン形状を有するフォトマスク３を
介して着色樹脂膜を露光し、パターン部の光硬化を行な
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、１
，１，１．）−リクロロエタン等）を行なう。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１例え
ば、第１図（ｅ）に示した様な異なる色のパターン状着
色樹脂層４゜５及び６の３色からなるカラーフィルター
を形成することができる。

また、本発明のカラーフィルターは、第１図（ｆ）に示
すようにフィルター上部に、先に挙げたような材料から
形成した保護層７を有しているものであっても良い。

［実施例コ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［ヘリオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ
　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社
製。

Ｃ，ｉ　Ｎｏ、　７４１６０）をＰＡ−１０００（商品
名、宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチ
ルー２−ピロリドン）に顔料：ボリマー＝１＝２配合で
、かつ顔料粒子の大きさく直径）が０．０８μＬ　Ｄ、
０５μ瓢、０　、０２ＩＬｍで、それぞれ分散させ作製
した３種類の感光性の着色樹脂材］を、ガラス基板面か
ら順に０．０８Ｉ１．１１粒径の着色樹脂層、０．０５
ｇ■粒径の着色樹脂層、０．０２Ｂ粒径の着色樹脂層と
して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°Ｃ１３０分間のブリベ
ータを行なった後、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分間のボストベーク
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。

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Ｐ
Ａ−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）に顔料：ボリ
マー＝１：２配合で上記と同様の粒径で分散させ作製し
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　（Ｉｒｇａｚｉｎ　Ｒｅｄ）ＢＰＴ
　（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社
製。

Ｃ，ｌ　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＝ｌ二２配合で
上記と同様の粒径で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。

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りても達成さ
れるものである。

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（Ｎ日立製
作所型、２１Ｇ−２１０１）を用いて測定したところ、
青色、緑色、赤色の各包着色パターンでの散乱強度は、
Ｑ、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かできた。

通常、散乱を考える場合、例えば緑色フィルターの場合
は、緑色よりも短波長域の青色の光を大きく散乱するは
ずであるか、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＃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粒径か約０．０５〜２
．０隔膳で、膜厚方向での顔料粒子の大きさが一定して
いない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、実施例
１と同様の方法て作成した。

得られた赤色、緑色、青色の着色パターンの散乱強度は
０．１〜１．０％の散乱強度となり各色で一定していな
いので、光の吸収効率も充分とはならなかった。

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Ａｉ）をｌ００
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シ、堆
積槽内にＨ２て希釈された５ｉＨｎ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
ｉからなる光導電Ｆ（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０９層１６を第３図（ｄ）
に示したように積層した。この基板１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、ＡＰを１０００人の層厚で真空
蒸着した後、このへρ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［２
２としてのポリイミド樹脂を１２００人の層厚に塗布し
、２５０℃、１時間の加熱処理によって樹脂の硬化を行
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：　７０５９、コーニン
グ社製）の−面に前記の方法と同様にして、１０００人
の１．７．０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Ｉ２００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てあった。

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、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色ストライプカラーフィ
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部を有するもの
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か配置されるよ
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。

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、■２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ４をガ
ス圧０．５０Ｔｏｒｒ、　ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）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　Ｂ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ＳｉＨ，と、
■２で１００　ｐｐｍ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
ｐを０−３　ｐ、ｍの層厚にロ＋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ｌ　３００−２７
（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＋ｌ：２：ｌ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１３０Ｇ−２７７オト
レジストを基板から剥離した後、平行平板型プラズマエ
ツチング装置ＤＥＭ−４５１（日型アネルバ社製）を用
いてプラズマエツチング法（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．ＩＴｏ
ｒｒでＣＦｓガスによるドライエツチングを５分間行な
い、露出部のｎ１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が露出する部分はドーナッツ状に切抜い
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３４１／膳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１０容量％に希釈されたＳ＋Ｈ４と１
００％ＮＨ，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
、０．５鉢層の層厚のシリコンナイトライド（ａ−５ｉ
ＮＨ）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、フレアかなく、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。

［発明の効果コ本発明によれば、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、前記着色樹脂層中
の顔料粒子を基板表面から膜厚方向に順に小さくなるよ
うに分布させるため、以下の様な効果が得られる。

すなわち、カラーフィルターから散乱される散乱強度が
小さくなり、かつその分顔料での光吸収の効率も高くな
るので、表示素子においては、その表示品位が大幅に向
上するものである。また、センサー素子においても、同
°−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。更に、構造上の利点からは、従来に比
して膜厚が薄くなる効果もある。

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、耐溶剤性等の緒特性に優れた微細パター
ンを有するカラーフィルターが。

簡便に作製できる着色樹脂材を用い、簡便な製造工程に
より作製することができる。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
用か可能となり、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で容易に
所望の分光特性を設計することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明のカラーフィルターの形
成法を説明するための工程図、第２図は実施例１に於い
て得られた本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂
層の分光透過率を示すグラフ、第３図（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樹脂中に大きさの順に分布させ
た顔料粒子により光が散乱される状態な示す説明図であ
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ｌＯ：青色着色樹脂層の分光特性１１：画素電極　　　　１２：ゲート電極１３：絶縁層
　　　　　１４：スルホール１５：光導電層　　　　１
６：ｎＩ層１７：ソース電極　　　１８ニドレイン電極１９：導電
層　　　　　２０：個別電極２１：共通電極　　　　２
２：絶縁膜６２：樹脂６３ａ　、　６３ｂ　、　６３ｃ　：顔料６４：入射光
　　　　　６５：散乱光第１図第２図演長　（ｎｍ）第３図第５図

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パターン状に形成
した着色樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、前
記着色樹脂層中の顔料粒子を基板表面から膜厚方向に順
に小さくなるように分布してな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
。