JPS63191102A

JPS63191102A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS63191102A
Application number: JP62022459A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takao; 高尾　英昭; Miki Tamura; 美樹田村; Masaru Kamio; 優神尾; Tatsuo Murata; 辰雄村田; Nobuyuki Sekimura; 関村　信行
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するもので、特にカラー
撮像素子やカラーセンサー及びカラーディスプレーなど
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か悪いといっ
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、ある種の着色材料か透明樹脂中に分
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６０−１８４２０：１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、ポリアミノ系樹脂に着色材を混合し
た着色樹脂材を用い、印刷による方法、あるいは着色樹
脂膜上にレジストによるマスクを設けた後に、該着色樹
脂膜をエツチングする方法により、カラーフィルターを
形成することかできる。

また、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
示されている様に、感光性樹脂に着色材を混合した着色
樹脂材を用い、フォトリソ工程による方法にてカラーフ
ィルターを形成することかできる。

これらのカラーフィルターは前記染色カラーフィルター
に比べて、信頼性の高い材料を用いることができる上、
比較的簡便な方法で形成することかでき、有用なカラー
フィルターといえる。

しかしながら、この様な着色材料と樹脂により構成され
た着色樹脂を用いて形成したカラーフィルターにおいて
は、その形成プロセス、あるいは各種のデバイスを形成
するプロセス等における加熱処理のくり返しにより、着
色材料と樹脂の熱膨張率の違いから、着色材料の周囲に
微細な空気層か形成され、これによりカラーフィルター
の入射光に対する散乱か多くなり、透過率の低下及び分
光特性のブロード化か生じ、光学的特性上の問題か残さ
れていた。

さらに、場合によっては、この空隙により、カラーフィ
ルターの強度的特性にも影響を及ぼすことがあり、例え
ば、カラー液晶デバイスでカラーフィルターをセル内部
に配置し、スペーサーを介してセル組みする場合などに
、カラーフィルターかスベサーにより破壊され、欠陥を
生ずることもあった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、上述の従来例のもつ欠点を解消せしめ、カラ
ーフィルタ一層内に発生する空気層による光散乱を無く
し、透過率を高め、かつシャープな分光特性をもつカラ
ーフィルターを得ると共に機械的特性をはじめとして、
耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の緒特性の優れたカラーフ
ィルターを提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］すなわち、本発明は、樹脂と着色材料よりなる複数色の
パターン状の着色樹脂層を有するカラーフィルターにお
いて、樹脂の熱膨張係数をαＲ（１／ｄｅｇ　）　、着
色材料の熱膨張係数をα。

（１／ｄｅｇ　）とした場合、α□≦α。の関係からな
ることを特徴とするカラーフィルターである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のカラーフィルターを構成する樹脂としては、そ
の熱膨張係数か着色材料の熱膨張係数と等しいが、又は
それ以下のものであればよいが、カラーフィルターとし
ての必要性能及びその形成プロセス等の観点から、特に
以下に挙げるものを用いることか好ましい。

すなわち、感光性基を分子内に有するポリアミノ系樹脂
で、２００℃以下にて硬化膜の得られるもの、例えば１
５０°Ｃ×３０分程度の熱で硬化、膜を形成できる、例
えば感光性基をその分子内に有する芳香族系のポリアミ
ド樹脂およびポリイミド樹脂で、特に、可視光波長域（
４００〜７００　ｎｍ）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。

この観点からは、特に芳香族系のポリアミド樹脂が好ま
しい。

また、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 υ （式中Ｒ１はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＯ−２−２Ｘは−Ｈ又
は−ＣｂＨ＝、、Ｙは−Ｈ又は−Ｃ１１３、Ｚは−又は
エチル基又はグリシジル基を示す）（２）ペンシルアクリレート類（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−（：Ｙ−ＣＯＮＨ−１ＣＨ，−Ｃ
Ｙ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−ＯＣＯ−又はＣＨ，−ＣＹ
−（：０Ｏ−ＣＬ−をｌヶ以上含むもの、Ｘ、Ｙは前記
と四基を示す）（４）カルコン類及びその他化合物鎖（式中Ｒ３は１ト、アルキル基、アルコシキ基を示す）等か挙げられる。

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、機械的特性をはしめ
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を構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、かつ使用する樹脂の熱膨張係数と等しいが、又
は大きい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。たたし、
染料を用いた場合には、染料自体の耐久性により、カラ
ーフィルターの性能か支配されてしまうが、上記の樹脂
系を用いれば、通常の染色カラーフィルターに比べ性能
の優れたものか形成可能である。

従って、カラーフィルターの色特性及び諸性能から勘案
すると有機顔料が着色材料として最も好ましい。

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、ｍ合ア
ゾ系等のアゾ系顔料をはしめ、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３いて、カラーフィルターの着色樹脂層を形成
するために使用する着色樹脂は、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し、樹脂の熱膨張係数
と等しいが、又は大きい熱膨張係数を有する上記着色材
料を１０〜１５０％程度の割合で配合し、超音波あるい
は三本ロール、ボールミルやサンドミル等により充分に
分散させた後、好ましくは［１程度のフィルターにて粒
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は、前記着色樹脂液をスピン
ナー、ロールコータ−等の塗布装置により基板上に塗布
し、）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〜Ｓ牌■程度、好ましくは、１〜２終麿程度か
望ましい。

なお、本発明のカラーフィルターは、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、カラーフィルターの着色樹脂層を
保護するためには、カラーフィルターの着色樹脂層表面
に、ポリアミド。

ボリイミ１＜、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Ｓｉ３Ｎ４．５ｉｆｔ、　Ｓ
ｉｎ。

ＡＩ！２０３．　Ｔａ２Ｏ３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ｗＩ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等の固体撮像素子か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等があげられる。

カラーフィルターの着色樹脂層と下地の基板間との接着
性を更に増す必要かある場合には、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
ターンを形成するが、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
の分光特性を有し、樹脂の熱膨張係数以上の値をもつ着
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）て、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、更に必要に応して、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、樹脂の熱膨張係
数以上の値をもつ着色材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。

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。

［作用］本発明のカラーフィルターは、樹脂と着色材料よりなる
複数色のパターン状の着色樹脂層を宥するカラーフィル
ターにおいて、樹脂の熱膨張係数なαＲ（１／ｄｅｇ　
）　、着色材料の熱膨張係数をα。

（１／ｄｅｇ　）とした場合、α８≦α。の関係からな
る様に、その構成する着色材料の熱膨張係数を樹脂より
大きく設定しているので、後の加熱処理工程によっても
、着色材料周囲に空気層か形成されることなく、それに
より不必要な光散乱は発生せず、光学的特性の優れたカ
ラーフィルターを形成し、かつ強度的にも優れたものを
形成することかてきる。

［実施例］以下に本発明の実施例を示す。

なお、熱膨張係数の測定は、次の様に行なった。すなわ
ち、樹脂についてはフィルム化したものを、また着色材
料についてはプレスし薄板状にしたものを用い、一定温
度（１００〜１５０℃より任意に設定）て、一定時間（
１〜２時間）加熱した場合の前後における寸法変化から
熱膨張係数として算出した。

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（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ
　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社
製。

熱膨張係数ａｃ　＝　４〜７　Ｘ　１０−’　（１／ｄ
ｅｇ　）　）をＰＡ−１０００Ｃ（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、熱膨張係数ａ、Ｉ＝　２〜４　Ｘ　１０−’　
（１／ｄｅｇ　）に分散（顔料：ボリマー＝１：２配合
）させて作製した感光性着色樹脂材］をスピンナー塗布
法により、１．５４ｍの膜厚に塗布した。次に該着色樹
脂層に７０°Ｃ１３０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、
２００°Ｃ１３０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、熱膨張係数α。＝４〜７　Ｘ　１０−
’（１／ｄｅｇ　）　）を、ＰＡ−１０００Ｇ　（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、熱膨張係数α、＝２〜４　Ｘ　
１０−’（１／ｄｅｇ　）に分散（顔料：ボリマー＝１
：２配合）させて作製した感光性着色樹脂材コを用いる
以外は、上記と同様にして緑色着色パターンを基板上の
所定の位置に形成した。

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。

熱膨張係数ｃｘｃ　＝　４〜７　Ｘ　１０−’　（１／
ｄｅｇ　）　）をＰＡ−１０００Ｇ　（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、熱膨張係数αＲ＝　２〜４　Ｘ　１０−’
　（１／ｄｅｇ　）に分散（顔料：ボリマー＝ｌ：２配
合）させて作製した感光性着色樹脂材］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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色
ストライプの着色パターンを得た。

この様にして形成された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は、高透過率で分光特性が得
られる上、耐熱性、耐光性、耐溶剤性及び機械的特性に
優れたものであった。

比較例１実施例１において、感光性ポリアミド樹脂を用いる代わ
りに、重クロム酸アンモニウムを架橋剤として含むポリ
ビニルアルコール樹脂（熱膨張係数ａ　ｍ　＝　１０〜
１２ｘ　１０−’　（１／ｄｅｇ　）　）を用い３色カ
ラーフィルターを形成した。

すなわち、該感光性を有する青色着色材をスピンナーに
より塗布し、７０℃、２０分間乾燥した後、通常の方法
により露光現像し、１５０℃で３０分間の加熱処理によ
り、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、同様の方法にて緑色着色パターン、赤色着色パ
ターンを所定の位置に形成し、Ｒ（赤）、　Ｇ　（緑）
　、　Ｂ　（青）の３色ストライプパターンを得た。

この様にして形成された３色カラーフィルターの分光特
性を実施例１と比較して第２図に示す。

得られたカラーフィルターは、実施例１のものに比べ、
透過率、分光特性に劣るものであった。

実施例２薄膜トランジスターを基板として、該基板上に本発明の
カラーフィルターを形成してなるカラー液晶表示素子の
作製を以下のようにして実施した。

まず第３図（ａ）に示すように、ガラス基板（商品名：
　７０５９、コーニング社製）ｌ上に１００ＯＡの層厚
の［、Ｔ、０画素電極１１を）オ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ＡＰを１００Ｏ
Ａ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１を堆積槽内の所定の位置にセットし、堆
積槽内にＨ２で希釈されたＳｉＨ４を導入し、真空中で
グロー放電法により、前記電極１１．１２及び絶縁層１
３の設けられた基板ｌ全面に２０００Ａ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、１００ＯＡの層厚のｎ０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
の順にドライエッチンク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１００ＯＡの層厚で真
空蒸着した後、このＡｉ）蒸着層をフォトリソ工程によ
り所望の形状にパターンニングして、第３図（ｆ）に示
すようなソース電極１７及びトレイン電極１８を形成し
た。

最後に１画素電極１１のそれぞれに対応させて、実施例
１と同様な方法により赤、青及び緑の３色の着色パター
ンを第３図（ｇ）に示すように形成した後、第３図（ｈ
）の如くこの基板面全面に配向機能を付与した絶縁膜２
２としてのポリイミド樹脂を１２００Ａ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。

１０００ＡのｌＴ、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１２
００人の絶縁層を形成し、この基板と先に形成したカラ
ーフィルター付き薄膜トランジスターとの間に液晶を封
入して全体を固定して、カラー用液晶表示素子を得た。

このようにして形成されたカラー用液晶表示素子は、ス
ペーサーによるカラーフィルターのダメージもなく、特
に光学的特性の観点から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、同
様に良好な機能を有するものであった。

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同様に
良好な機能を有するものであった。

実施例５まず、基板上に３色カラーフィルターを実施例１と同様
にして形成した。

次に、得えられたカラーフィルターパターン上に保護及
び平坦化層として透明樹脂膜［ＰＡ−１０００に（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）］をスピンナー塗布法により約１
．０　Ｈの膜厚で形成した。

次に、ＩＴＯを５００人の厚さにてスパッタリング法に
より成膜し、エツチングによりバターニングして透明電
極層を形成した。この上に配向膜としてポリイミド形成
溶液（日立化成工業■製、’ＰＩＱＪ　）をスピンナー
塗布し、　１５０℃で３０分間加熱し、２０００人のポ
リイミド皮膜を形成した。しかる後、このポリイミド皮
膜表面をラビング処理した。

このようにして形成したカラーフィルター基板と、あら
かじめ基板上に透明電極パターン及び配向膜を形成しラ
ビング処理した対向する基板とを貼り合わせてセル組み
し、強誘電性液晶を注入し、封口して液晶素子を得た。

得られたカラー用液晶表示素子は同様に良好な機能を有
するものであった。

実施例６ＣＣＯ（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
ンか配置されるように、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、光学
的特性の観点から良好な機能を有するものであった。

実施例７ＣＣＤ　　（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、同様
に良好な機能を有するものであった。

実施例８第４図の部分平面概略図に示すような本発明のカラーフ
ィルターを有するカラー用フォトセンサーアレイの形成
を第５図に示した工程に従って以下のように実施した。

まず、ガラス基板（商品名：　７０５９、コーニング社
製）ｌの上にグロー放電法によってａ−３ｉ　（アモル
ファスシリコン）層からなる光導電層（イントリンシッ
ク層）１５を第５図（ａ）に示すように設けた。

すなわち、Ｈ２で１０容量％に希釈されたＳｉＨ＜をガ
ス圧０．５０Ｔｏｒｒ、ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ）パワーＬＯＷ、基板温度２５０°Ｃ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ｎ０層１６を設けた。

すなわち、Ｈａで１０容量％に希釈された５ｉＨｎと、
Ｈ２で１００　ｐｐ■に希釈されたＰＨ３とを１：１０
て混合したガスを原料として用い、その他は、先の光導
電層の堆積条件と同様にして光導電層１５に連続して、
０．１　Ｂ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
ｊ）を０．３　Ｂの層厚に００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）フォトレジストを用いて
所望の形状にフォトレジストパターンを形成した後、リ
ン酸（８５容量％水溶液）、硝酸（６０容量％水溶液）
、氷酢酸及び水を１６：１：２：１の割合で混合したエ
ツチング溶液を用いて露出部（レジストパターンの設け
られていない部分）の導電層１９を基板上から除去し、
共通電極２１及び個別電極２０を形成した。

次に、光変換部となる部分の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ｎ０層１６及び光導電層１５の表面層の一
部を基板から除去した。

なお、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が露出する部分はト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３４）／＋ｓｉｎ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■の層厚のシリコンナイトライド（ａ−３ｉ
ＮＨ）層からなる保護Ｒ７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、緑、赤の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か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、光学的特性の観点から良好な機能を有す
るものであった。

実施例９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８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８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］以上説明したように、本発明によれば、樹脂と着色材料
よりなるカラーフィルターにおいて、樹脂の熱膨張係数
を着色材料の熱膨張係数以下に設定したことにより、熱
処理プロセスを経た場合でも着色材料周囲に空気層か形
成されることがなくなる。従って、不必要な光散乱は発
生せず、透過率１分光特性等の光学的特性の優れた、か
つ強度的にも優れたカラーフィルターを形成することか
可能となった。

また、本発明で用いた樹脂系によれば、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、簡便な方法により作製することか可
能であり、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か可能となった。

【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および
比較例１に於いて得られたカラーフィルターの分光透過
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である。に基板　　　　　　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８．９．１０＋実施例１におけるカラーフィルターの分
光特性８　’、９　’、１０’　　：比較例１におけるカラー
フィルターの分光特性８．８’：赤色９．９’：緑色１０、１０’　　：青色

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂と着色材料よりなる複数色のパターン状の着
色樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、樹脂の熱
膨張係数をα＿Ｒ（１／ｄｅｇ）、着色材料の熱膨張係
数をα＿Ｃ（１／ｄｅｇ）とした場合、α＿Ｒ≦α＿Ｃ
の関係からなることを特徴とするカラーフィルター。
（２）前記樹脂が芳香族系のポリアミド樹脂またはポリ
イミド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）前記樹脂が感光性基を分子内に有する芳香族系の
ポリアミド樹脂またはポリイミド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。
（４）前記カラーフィルターが、樹脂中に着色材料を分
散させた着色樹脂を用い、フォトリソ工程あるいは印刷
工程により形成された着色樹脂層からなる特許請求の範
囲第１項記載のカラーフィルター。
（５）前記カラーフィルターが、表示装置の表示部に形
成されている特許請求の範囲第１項または第４項記載の
カラーフィルター。
（６）前記カラーフィルターが、固体撮像素子に形成さ
れている特許請求の範囲第１項または第４項記載のカラ
ーフィルター。
（７）前記カラーフィルターが、イメージセンサーの受
光面に形成されている特許請求の範囲第１項または第４
項記載のカラーフィルター。