JP2787679B2 - カラーフイルター - Google Patents

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、グリュ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
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
150℃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60−184204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57−7
4707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で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］ すなわち、本発明は、屈折率がn₁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n₁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。そこで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n₂とのn₁とn₂又はn₁とn₃の屈折率差を0.3以下（|
n₁−n₂|≦0.3又は|n₁−n₃|≦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63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が着色樹脂層と散乱
防止層の間で散乱され、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で
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。 そこで、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（例えば
１〜２μ）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がある場合は、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、着色樹脂（屈折率n₁）の上
に、n₁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
優れた特性を有しているので、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、一般に印刷
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n₁とn₂の２つの層の界面での反射率Re
f.は一般式 で与えられる。 従って、この界面が凹凸状態の場合は、その界面で光
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。 そこで、本発明者等は、散乱光を１％以下にする為
に、n₁とn₁又はn₁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℃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）
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−2
5や積水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）ジフェニルエーテル類 （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、アルコキシ基を示す） 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（株）製）、リソコートPI−400（宇部
興産（株）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ド系
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。 又、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ド系樹脂溶
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，ロールコーター等の塗布装置
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0.5〜５μｍ程度、好ましくは、
１〜２μｍ程度が望ましい。 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Si₃N₄,SiO₂,S
iO,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
スへの適用も可能となる。 散乱防止層の膜厚は、通常は0.5〜３μｍ程度、好ま
しくは0.5〜２μｍ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が望ましい。 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、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、エレクトロクロミィー（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
当な温度条件下で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−トリクロロエタン等）を行なう。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
を形成することができる。 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n₁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n₃）を用いて散乱防止層を形成し、
かつ屈折率n₁とn₂又はn₁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［ヘリオゲン ブルー（Heliogen Blu
e）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−２−ピロリドン）に顔料：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℃、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。 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）を顔
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、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）に顔料：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、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
水ケミカル社製、RFG）をスピンナーで1.0μｍ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、ロールコーター
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（（株）
日立製作所製、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での散乱強度は、0.4
％以下となり、ヒーズ率と小さいので、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、高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CF
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 保護層として屈折率1.38のフッ化マグネシウム（Mg
F₂）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1000Åの層厚のI.T.O
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Alを1000Å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、東レ社製）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
ってドレイン電極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13の設けら
れた基板１全面に2000Åの層厚のａ−Si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、1000Å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、この順にドライエッ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、Alを1000Åの層厚で真空蒸着した
後、このAl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及びドレイン電極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22としての屈折率1.75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３ ３色カラーフィルターを画素電極上に設ける代わり
に、対向電極上に設ける以外は実施例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４ ３色カラーフィルターをまず対向基板上に形成した後
に、対向電極を設ける以外は実施例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５ CCD（チャージ、カップルド、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能を有するも
のであった。 実施例６ CCD（チャージ、カップルド、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。 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）
１の上にグロー放電法によってａ−Si（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 Frequency）パワー10W、基板温度25
0℃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10
0ppm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、0.1μｍ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
Alを0.3μｍ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
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、Shipley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ッ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フォトレジ
ストを基板から剥離した後、平行平板型プラズマエッチ
ング装置DEM−451（日電アネルバ社製）を用いてプラズ
マエッチング法（別名リアクティブイオンエッチング
法）でRFパワー120W、ガス圧0.1TorrでCF₄ガスによるド
ライエッチングを５分間行ない、露出部のn⁺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、エッ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、SUS面がほとんど
ブラズマでさらされない状態でエッチングを行なった。
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
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n₁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n₁とn₂又はn₁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が向上し、かつ色特
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 10: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、16:n⁺層 17:ソース電極、18:ドレイン電極 19:導電層、20:個別電極 21:共通電極、22:絶縁膜 62:樹脂、63:顔料粒子 65:入射光、66:散乱光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神尾 優 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 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

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．屈折率がn₁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
   n₁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。 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。