JPS63191104A - カラ−フイルタ− - Google Patents
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- JPS63191104A JPS63191104A JP62022461A JP2246187A JPS63191104A JP S63191104 A JPS63191104 A JP S63191104A JP 62022461 A JP62022461 A JP 62022461A JP 2246187 A JP2246187 A JP 2246187A JP S63191104 A JPS63191104 A JP S63191104A
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Landscapes
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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。
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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。
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
ーが知られている。
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1
程を採用しており、また各色毎に防染用の中間層を設け
るといった複雑な工程を有するため歩留りが悪いといっ
た欠点を有している。また染色可能な色素の耐熱性が1
50°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。
ーとして要求される分光特性への対応が比較的容易であ
るが、媒染層の染色工程に、染料を溶解させた染色浴中
に媒染層を浸漬するというコントロールの難しい湿式1
程を採用しており、また各色毎に防染用の中間層を設け
るといった複雑な工程を有するため歩留りが悪いといっ
た欠点を有している。また染色可能な色素の耐熱性が1
50°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が知られ
ている。
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60−184
204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
着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、該
ポリアミノ系樹脂自体は、耐熱性、耐光性等の特性に優
れたものであるが、非感光性樹脂であるためカラーフィ
ルターのパターン形成には、微細パターンに不利な印刷
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とい
う製造工程の煩雑な方法をとらなければならなかった。
78401号公報、特開昭60−184202号公報、
特開昭60−184203号公報、特開昭60−184
204号公報、特開昭60−184205号公報等に示
されている様に、ポリアミノ系樹脂に着色材を混合した
着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、該
ポリアミノ系樹脂自体は、耐熱性、耐光性等の特性に優
れたものであるが、非感光性樹脂であるためカラーフィ
ルターのパターン形成には、微細パターンに不利な印刷
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とい
う製造工程の煩雑な方法をとらなければならなかった。
一方、特開昭57−11i407号公報、特開昭57−
74707号公報、#開閉60−12’1707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
着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、カ
ラーフィルターの製造方法にとっては一般的なフォトリ
ソ工程のみて微細パターン化でき。
74707号公報、#開閉60−12’1707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
着色樹脂膜を特徴とするカラーフィルターによれば、カ
ラーフィルターの製造方法にとっては一般的なフォトリ
ソ工程のみて微細パターン化でき。
工程の簡素化は可能となる。
しかし、この様な感光性樹脂に着色材料を混合した着色
樹脂を用いてカラーフィルターを形成する場合、一般に
露光波長域における着色材料自体の光吸収があるため、
感光性樹脂の光硬化に必要な露光エネルギーは通常より
かなり大きなものとなる。
樹脂を用いてカラーフィルターを形成する場合、一般に
露光波長域における着色材料自体の光吸収があるため、
感光性樹脂の光硬化に必要な露光エネルギーは通常より
かなり大きなものとなる。
一般に、感光性樹脂に対する露光時の光強度は、光照射
面から深さ方向に入つていくに従い、指数関数的に減少
していく。従って、感光性樹脂に、さらに光吸収特性を
もつ着色材料の混入による光照射面から深さ方向に対す
る露光時の入射光強度の減衰は、著しく大きくなり、場
合によっては感光性着色樹脂膜の底部に当たる基板との
界面付近での光硬化が不充分となり、現像時に膜ハガレ
等を生じることがあった。
面から深さ方向に入つていくに従い、指数関数的に減少
していく。従って、感光性樹脂に、さらに光吸収特性を
もつ着色材料の混入による光照射面から深さ方向に対す
る露光時の入射光強度の減衰は、著しく大きくなり、場
合によっては感光性着色樹脂膜の底部に当たる基板との
界面付近での光硬化が不充分となり、現像時に膜ハガレ
等を生じることがあった。
また、この露光時の入射光強度の減衰を補うため、露光
エネルギーを非常に大きくすると、着色材料自身の劣化
を生じることもあった。
エネルギーを非常に大きくすると、着色材料自身の劣化
を生じることもあった。
さらに、着色樹脂膜表面は、着色材料混入により、表面
の粗れか生じ、カラーフィルター表面における散乱を伴
ない、カラーフィルターの光学的性能を落す上、液晶表
示素子内面に構成させる場合ては、液晶分子の配向を乱
すこともあった。
の粗れか生じ、カラーフィルター表面における散乱を伴
ない、カラーフィルターの光学的性能を落す上、液晶表
示素子内面に構成させる場合ては、液晶分子の配向を乱
すこともあった。
この様に、感光性樹脂に着色材料を混合した着色樹脂を
用いてカラーフィルターを形成する場合、そのプロセス
におけるカラーフィルター膜の安定性、耐久性、そして
カラーフィルターとしての性能上の問題が残されていた
。
用いてカラーフィルターを形成する場合、そのプロセス
におけるカラーフィルター膜の安定性、耐久性、そして
カラーフィルターとしての性能上の問題が残されていた
。
[発明か解決しようとする問題点]
本発明の目的は、上述の従来例のもつ欠点を解消せしめ
、より少ない露光エネルギーで効率的にパターン形成で
きると共に、露光時の着色材料自体の劣化を防ぎ、膜の
深さ方向での光硬化のバラツキを減らし、安定した着色
樹脂膜を得、かつ表面状態のより平滑な着色樹脂膜を有
するカラーフィルターを提供することにある。
、より少ない露光エネルギーで効率的にパターン形成で
きると共に、露光時の着色材料自体の劣化を防ぎ、膜の
深さ方向での光硬化のバラツキを減らし、安定した着色
樹脂膜を得、かつ表面状態のより平滑な着色樹脂膜を有
するカラーフィルターを提供することにある。
すなわち、簡便な製造プロセスにより微細バターンを形
成することがてき、さらに分光特性、機械的特性をはじ
め、平坦性、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性の優
れたカラーフィルターを提供することにある。
成することがてき、さらに分光特性、機械的特性をはじ
め、平坦性、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性の優
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、感光性樹脂中に少なくとも着色材
料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ工程の繰
り返しにより形成される複数のパターン状着色樹脂層を
有するカラーフィルターにおいて、該着色材料を着色樹
脂層の表面部から底部にかけて次第に多く分散させてな
ることを特徴とするカラーフィルターである。
料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ工程の繰
り返しにより形成される複数のパターン状着色樹脂層を
有するカラーフィルターにおいて、該着色材料を着色樹
脂層の表面部から底部にかけて次第に多く分散させてな
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の有する着色樹脂層を形成す
る感光性樹脂としては、一般に公知のものを使用するこ
とが可能であるが、特に性能の優れたカラーフィルター
を得る観点から、以下に挙げる感光性基を分子内に持つ
芳香族系のポリアミド樹脂または芳香族系のポリイミド
樹脂が好ましい。
る感光性樹脂としては、一般に公知のものを使用するこ
とが可能であるが、特に性能の優れたカラーフィルター
を得る観点から、以下に挙げる感光性基を分子内に持つ
芳香族系のポリアミド樹脂または芳香族系のポリイミド
樹脂が好ましい。
具体的には、200°C以下にて硬化膜の得られるもの
、例えば150°C×30分程度の熱で硬化膜を形成し
、特に、可視光波長城(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。
、例えば150°C×30分程度の熱で硬化膜を形成し
、特に、可視光波長城(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 (式中R+はCHX−CY−COO−Z−1Xは−H又
は−Cr、H−、、Yは−H又は−CH,、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 (3)ジフェニルエーテル類 (式中R2はCHX−CY−CONH−1CH2=tl
:Y−COO−(CH2) 2−OCO−又4;t C
H2−CY−Coo−CH2−をlヶ以上含むもの、x
、yは前記と開基を示す) (4)カルコン類及びその他化合物鎖 (式中R3は H−、アルキル基、アルコシキ基を示す
) 等が挙げられる。
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R+はCHX−CY−COO−Z−1Xは−H又
は−Cr、H−、、Yは−H又は−CH,、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 (3)ジフェニルエーテル類 (式中R2はCHX−CY−CONH−1CH2=tl
:Y−COO−(CH2) 2−OCO−又4;t C
H2−CY−Coo−CH2−をlヶ以上含むもの、x
、yは前記と開基を示す) (4)カルコン類及びその他化合物鎖 (式中R3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(宇部興産輛製)、リソコートPI−400(
宇部興産■製)等が挙げられる。
びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソコートPA−
1000(宇部興産輛製)、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、上記感光性樹脂は、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。
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、上記感光性樹脂は、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
ともてきる。
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
ともてきる。
ただし、染料を用いた場合には、染料自体の耐久性によ
り、カラーフィルターの性能が支配されてしまうが、上
記樹脂系を用いれば1通常の染色カラーフィルターに比
べ性能の優れたものが形成可能である。従って、カラー
フィルターの色特性及び諸性能から勘案すると有機顔料
か着色材料として最も好ましい。
り、カラーフィルターの性能が支配されてしまうが、上
記樹脂系を用いれば1通常の染色カラーフィルターに比
べ性能の優れたものが形成可能である。従って、カラー
フィルターの色特性及び諸性能から勘案すると有機顔料
か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、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
トリノン系、フタロン系、メチン・アゾメチン系、その
他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらの
うちのいくつかの混合物か用いられる。
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
トリノン系、フタロン系、メチン・アゾメチン系、その
他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらの
うちのいくつかの混合物か用いられる。
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、上記感光性樹脂溶液に所望の分光特性を有
する上記着色材料を感光性樹脂100重量部に対し10
〜150重量部程度の割合て配合し、超音波あるいは三
本ロール、ボールミル、サンドミル等により充分に分散
させた後、1終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。
着色樹脂は、上記感光性樹脂溶液に所望の分光特性を有
する上記着色材料を感光性樹脂100重量部に対し10
〜150重量部程度の割合て配合し、超音波あるいは三
本ロール、ボールミル、サンドミル等により充分に分散
させた後、1終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。
本発明の着色材料を着色樹脂層の表面部から底部にかけ
て次第に多く分布させる方法としては、大きく分けて、
以下の2つの方法がある。即ち、(1)同一顔料で濃度
を変えた2つ以上の着色樹脂液を調整しておき、基板上
に濃度の高いものから順に積層塗布して分布させる方法
、あるいは、(2)着色材料の感光性樹脂液中における
分散安定性をコントロールさせる方法等である。
て次第に多く分布させる方法としては、大きく分けて、
以下の2つの方法がある。即ち、(1)同一顔料で濃度
を変えた2つ以上の着色樹脂液を調整しておき、基板上
に濃度の高いものから順に積層塗布して分布させる方法
、あるいは、(2)着色材料の感光性樹脂液中における
分散安定性をコントロールさせる方法等である。
具体的には、(2)の方法の場合には、(a)表面の酸
、塩基性度を変えた幾つかの同一着色材料を同−感光性
樹脂中に分散させ、分散性の悪い着色材料を沈降させ濃
度分布をつける方法、(b)分散させる樹脂の密度に対
して、0.3以上大きい密度をもつ着色材料を分散させ
、沈降により濃度分布をつける方法、この際、カラーフ
ィルターを構成する赤色フィルター、青色フィルターと
緑色フィルターの各フィルター中の樹脂と着色材料の密
度差を0.3以上とするのがよい、(c)溶媒との相溶
性の劣る着色材料を分散させ、沈降により濃度分布をつ
ける方法、(d)着色材料の粒径分布の大きいものを分
散させ、沈降により濃度分布をつける方法等が挙げられ
る。
、塩基性度を変えた幾つかの同一着色材料を同−感光性
樹脂中に分散させ、分散性の悪い着色材料を沈降させ濃
度分布をつける方法、(b)分散させる樹脂の密度に対
して、0.3以上大きい密度をもつ着色材料を分散させ
、沈降により濃度分布をつける方法、この際、カラーフ
ィルターを構成する赤色フィルター、青色フィルターと
緑色フィルターの各フィルター中の樹脂と着色材料の密
度差を0.3以上とするのがよい、(c)溶媒との相溶
性の劣る着色材料を分散させ、沈降により濃度分布をつ
ける方法、(d)着色材料の粒径分布の大きいものを分
散させ、沈降により濃度分布をつける方法等が挙げられ
る。
これらの場合には、着色樹脂液の粘度か濃度分布に大き
く影響し、低粘度化すると効果は大きい0通常は、着色
樹脂液の粘度が10〜5oo(cps)程度で、好まし
くは50〜300((:PS)程度がよい。
く影響し、低粘度化すると効果は大きい0通常は、着色
樹脂液の粘度が10〜5oo(cps)程度で、好まし
くは50〜300((:PS)程度がよい。
また、これらの(1) 、 (2)の方法において濃度
分布をつける場合、あらかじめ感光性樹脂のみでの膜厚
方向に対する露光時の光減衰率に応じて着色材料を分布
させることにより、膜厚方向のどの点においても光強度
を一定にすることができ、均一化された光硬化膜を得、
より効果的である。
分布をつける場合、あらかじめ感光性樹脂のみでの膜厚
方向に対する露光時の光減衰率に応じて着色材料を分布
させることにより、膜厚方向のどの点においても光強度
を一定にすることができ、均一化された光硬化膜を得、
より効果的である。
本発明のカラーフィルターの有する着色樹脂層は、前記
着色樹脂をスピンナー、ロールコータ−等の塗布装置に
より基板上に塗布し、フォトリソ工程によりパターン状
に形成され、その層厚は所望とする分光特性に応じて決
定されるが、通常は0.5〜5終l程度、好ましくは、
1〜2隣m程度か望ましい。
着色樹脂をスピンナー、ロールコータ−等の塗布装置に
より基板上に塗布し、フォトリソ工程によりパターン状
に形成され、その層厚は所望とする分光特性に応じて決
定されるが、通常は0.5〜5終l程度、好ましくは、
1〜2隣m程度か望ましい。
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Si3N、、 Sin、、 Sin
、 Ai)20z、 Ta2O,3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1七と
なる。
、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Si3N、、 Sin、、 Sin
、 Ai)20z、 Ta2O,3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1七と
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てきる。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
。
は適当な基板上に形成することがてきる。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
。
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。
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。
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、同一顔料で分散安定性をコントロー
ルした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。
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、同一顔料で分散安定性をコントロー
ルした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)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。
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。次いて
、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を得ることができる。
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。次いて
、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、かつ各同一顔料
で分散安定性をコントロールした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
形成することができる。
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、かつ各同一顔料
で分散安定性をコントロールした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を有しているものてあっても良い。
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を有しているものてあっても良い。
[作用]
本発明のカラーフィルターは、感光性樹脂中に少なくと
も着色材料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ
工程の繰り返しにより形成される複数のパターン状着色
樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、該着色材料
を着色樹脂層の表面部から底部にかけて次第に多く分散
させて分布配置させてなるので、露光時の光に対し、着
色樹脂層上部での着色材料による光吸収は、着色材料が
ランダムに感光性樹脂中に分布しているものに比べ少な
くなり、それにより、より多くの光量が着色樹脂層の底
部に達し、結果として少ない露光量で着色樹脂全体に均
一な光硬化が可能となる上、露光時の着色材料自体の光
劣化も減少させることができる。また、着色樹脂層の表
面部にいくほど着色材料が少なく分布している為、カラ
ーフィルター表面の粗さはより小さくすることか可能と
なる。
も着色材料を分散してなる着色樹脂を用い、フォトリソ
工程の繰り返しにより形成される複数のパターン状着色
樹脂層を有するカラーフィルターにおいて、該着色材料
を着色樹脂層の表面部から底部にかけて次第に多く分散
させて分布配置させてなるので、露光時の光に対し、着
色樹脂層上部での着色材料による光吸収は、着色材料が
ランダムに感光性樹脂中に分布しているものに比べ少な
くなり、それにより、より多くの光量が着色樹脂層の底
部に達し、結果として少ない露光量で着色樹脂全体に均
一な光硬化が可能となる上、露光時の着色材料自体の光
劣化も減少させることができる。また、着色樹脂層の表
面部にいくほど着色材料が少なく分布している為、カラ
ーフィルター表面の粗さはより小さくすることか可能と
なる。
[実施例]
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1
用いる感光性樹脂と顔料との密度差を利用し、顔料の沈
降現像からカラーフィルタ一層の深さ方向に対する濃度
分布をつけたカラーフィルターを形成した。(第2図(
a)、(b)参照)すなわち、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[リオノー
ルブルー (Lionol Blue) ES (商品
名、東洋インキ社製、密度=2’ (g/c*3) )
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、密度
= 1.4 (g/c■3))に分散(顔料:ボリマー
=1=2配合、粘度=220(CPS))させて作製し
た感光性着色樹脂材コをスピンナー塗布法により、1.
5終層の膜厚に塗布した0次に該着色樹脂層に70℃、
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
銀灯にて露光量= 350(mJ/c■2)で露光した
。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℃、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。
降現像からカラーフィルタ一層の深さ方向に対する濃度
分布をつけたカラーフィルターを形成した。(第2図(
a)、(b)参照)すなわち、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[リオノー
ルブルー (Lionol Blue) ES (商品
名、東洋インキ社製、密度=2’ (g/c*3) )
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、密度
= 1.4 (g/c■3))に分散(顔料:ボリマー
=1=2配合、粘度=220(CPS))させて作製し
た感光性着色樹脂材コをスピンナー塗布法により、1.
5終層の膜厚に塗布した0次に該着色樹脂層に70℃、
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
銀灯にて露光量= 350(mJ/c■2)で露光した
。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℃、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[シアニン グリーン
(Cyanine Green) 6YKP (商品名
。
、第2色目として緑色着色樹脂材[シアニン グリーン
(Cyanine Green) 6YKP (商品名
。
東洋インキ社製、密度= 3.4 (g/cm’) )
をPA−100OC(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、密度
=1.4 (g/c諺3))に分散(顔料:ボリマー=
1:2配合、粘度= 220(CPS))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
て緑色着色パターンを基板上の所定の位置に形成した。
をPA−100OC(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、密度
=1.4 (g/c諺3))に分散(顔料:ボリマー=
1:2配合、粘度= 220(CPS))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。
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。
密度=1.7(g/c+Iff))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、密度= 1.4 (g
/c+*3) )に分散(顔料:ボリマー=1=2配合
、粘度= 220 (CPS) )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)。
(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、密度= 1.4 (g
/c+*3) )に分散(顔料:ボリマー=1=2配合
、粘度= 220 (CPS) )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色ストライブの着色パターンな得た。
この様なカラーフィルターの形成方法においては、感光
性樹脂中に顔料が分散されているにもかかわらず、少な
い露光量で効率的にパターニングすることか可能であっ
た。
性樹脂中に顔料が分散されているにもかかわらず、少な
い露光量で効率的にパターニングすることか可能であっ
た。
なお、カラーフィルターの断面を光学顕微鏡或いは電子
顕微鏡にて観察すると、顔料がカラーフィルター表面よ
り底面部の方へ多く分布していた。
顕微鏡にて観察すると、顔料がカラーフィルター表面よ
り底面部の方へ多く分布していた。
また、得られたカラーフィルターの表面粗さは、約0.
01〜0.1(g■)レベルであり、平面性の優れたも
のてあった。
01〜0.1(g■)レベルであり、平面性の優れたも
のてあった。
比較例1
実施例1に対し、感光性樹脂と顔料との密度差をより少
ない関係にし、濃度分布の少ないカラーフィルターを形
成し比較した。(第2図(C)、(d)参照) すなわち、実施例1において、青色着色樹脂に用いる顔
料を[シアニン ブルー(Cyanine Blue)
PRPL (商品名、東洋インキ社製、密度=1.6(
g/c■3) ) ] 、緑色着色樹脂材に用いる顔料
を[ファストーゲン グリーン(Fastogen G
reen)GND (商品名、大日本インキ化学社製、
密度=2.2 (g/cm’) ) ] 、赤色着色樹
脂材に用いる顔料を[クロモフタール し・ンド(Cr
omophtal Red) G(商品名、チバガイギ
ー(C4ba−Geigy)社製、密度= 1.4 (
g/cm3) ) ] 、そして、着色樹脂材の粘度を
5oo(cps)にする以外は同様にして、R(赤)、
G(緑)、B(青)の3色ストライプの着色パターンを
得た。
ない関係にし、濃度分布の少ないカラーフィルターを形
成し比較した。(第2図(C)、(d)参照) すなわち、実施例1において、青色着色樹脂に用いる顔
料を[シアニン ブルー(Cyanine Blue)
PRPL (商品名、東洋インキ社製、密度=1.6(
g/c■3) ) ] 、緑色着色樹脂材に用いる顔料
を[ファストーゲン グリーン(Fastogen G
reen)GND (商品名、大日本インキ化学社製、
密度=2.2 (g/cm’) ) ] 、赤色着色樹
脂材に用いる顔料を[クロモフタール し・ンド(Cr
omophtal Red) G(商品名、チバガイギ
ー(C4ba−Geigy)社製、密度= 1.4 (
g/cm3) ) ] 、そして、着色樹脂材の粘度を
5oo(cps)にする以外は同様にして、R(赤)、
G(緑)、B(青)の3色ストライプの着色パターンを
得た。
この様なカラーフィルターの形成方法においては、露光
量が600mJ/cm”必要となる上、得られたカラー
フィルターの表面粗さは、約0.2〜0.5(μ鴎)レ
ベルであり、実施例1と比べ、生産性及び性能として劣
るものであった。
量が600mJ/cm”必要となる上、得られたカラー
フィルターの表面粗さは、約0.2〜0.5(μ鴎)レ
ベルであり、実施例1と比べ、生産性及び性能として劣
るものであった。
なお、カラーフィルター断面を光学顕微鏡或いは電子顕
微鏡にて観察すると、顔料は断面内でほぼ一様に分布し
ていた。
微鏡にて観察すると、顔料は断面内でほぼ一様に分布し
ていた。
実施例2
あらかじめ、同一顔料で濃度の異なる2種の着色樹脂材
を作製しておき、これを積層させることにより濃度分布
なつけたカラーフィルターを形成した。
を作製しておき、これを積層させることにより濃度分布
なつけたカラーフィルターを形成した。
すなわち、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 (Hel
iogen Blue) L7080 (商品名、
BASF社製、 C,1,No、74160 )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)に分散(
顔料:ボリマー=1:1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、0.75 p、
ygの膜厚に塗布した。次に、該着色樹脂層に70°C
l2O分間のプリベークを行なった後、該着色樹脂層上
に、上記と同一の顔料およびポリマーを分散(顔料:ボ
リマー=l:4配合)させて作製した感光性の着色樹脂
材を用い、同様に0.75 tt■の膜厚に塗布した。
のできる青色着色樹脂材[へりオゲンブルー (Hel
iogen Blue) L7080 (商品名、
BASF社製、 C,1,No、74160 )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)に分散(
顔料:ボリマー=1:1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、0.75 p、
ygの膜厚に塗布した。次に、該着色樹脂層に70°C
l2O分間のプリベークを行なった後、該着色樹脂層上
に、上記と同一の顔料およびポリマーを分散(顔料:ボ
リマー=l:4配合)させて作製した感光性の着色樹脂
材を用い、同様に0.75 tt■の膜厚に塗布した。
次に、70℃、20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量=350(mJ/cm2
)で露光した。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−)−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。
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量=350(mJ/cm2
)で露光した。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−)−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。
続いで、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。
、第2色目として緑色着色樹脂材[リオノール グリー
ン(Lionol Green) 6YK (商品名。
東洋インキ社製、 C,1,No、74265 )を、
PA−1000tl:(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
分散(顔料:ポリマー=1:lおよびl:4配合)させ
て作製した濃度の異なる2種類の感光性着色樹脂材]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。
PA−1000tl:(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
分散(顔料:ポリマー=1:lおよびl:4配合)させ
て作製した濃度の異なる2種類の感光性着色樹脂材]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 (rrgazin Red)BPT
(商品名、チバガイギー((:iba−Geigy)
社製。
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 (rrgazin Red)BPT
(商品名、チバガイギー((:iba−Geigy)
社製。
C,1,No、71127 )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)に分散(顔料:ポリマー=
1=1および1:4配合)させて作製した濃度の異なる
2種類の感光性着色樹脂材]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色ストライブ
の着色パターンを得た。
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)に分散(顔料:ポリマー=
1=1および1:4配合)させて作製した濃度の異なる
2種類の感光性着色樹脂材]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色ストライブ
の着色パターンを得た。
この様なカラーフィルターの形成方法においては、顔料
に不必要な劣化を生じさせない様な少ない露光量で効率
的にパターニングすることができた。
に不必要な劣化を生じさせない様な少ない露光量で効率
的にパターニングすることができた。
また、得られたカラーフィルターの表面粗さは、約0.
01〜0.1(絡■)レベルであり、平面性の優れたも
のであった。
01〜0.1(絡■)レベルであり、平面性の優れたも
のであった。
実施例3
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。
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Af!を100
0人の層厚に真空蒸着し、この蒸着層をフォトリソ工程
により所望の形状にパターニングして第3図(b)に示
すようなゲート電極12を形成した。
7059、コーニング社製)l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Af!を100
0人の層厚に真空蒸着し、この蒸着層をフォトリソ工程
により所望の形状にパターニングして第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。
東し社製)を前記電極の設けられた基板1面上に塗布し
絶縁層13を形成し、パターン露光及び現像処理によっ
てトレイン電極18と画素電極11とのコンタクト部を
構成するスルーホール14を第3図(C)に示すように
形成した。
ここで、基板lを堆積槽内の所定の位置にセットし、堆
積槽内にH2で希釈された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2000人の層厚のa−8
iからなる光導電層(イントリンシック層)15を堆積
させた後、この光導電層15上に引続き同様の操作によ
って、1000人の層厚のn+層16を第3図(d)に
示したように積層した。この基板lを堆積槽から取り出
し、前記n′″層16及び光導電層15のそれぞれを、
この順にドライエツチング法により所望の形状に第3図
(e)に示したようにパターンニングした。
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2000人の層厚のa−8
iからなる光導電層(イントリンシック層)15を堆積
させた後、この光導電層15上に引続き同様の操作によ
って、1000人の層厚のn+層16を第3図(d)に
示したように積層した。この基板lを堆積槽から取り出
し、前記n′″層16及び光導電層15のそれぞれを、
この順にドライエツチング法により所望の形状に第3図
(e)に示したようにパターンニングした。
次に、このようにして光導電層15及び00層16が設
けられている基板面に、A!を1000人の層厚で真空
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
。
けられている基板面に、A!を1000人の層厚で真空
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、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が一体化された薄膜トランジスタ
ーを作製した。
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。
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.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1200人の
絶縁層を形成し、この基板と先に形成したカラーフィル
ター付き薄膜トランジスターとの間に液晶を封入して全
体を固定して、カラー用液晶表示素子を得た。
グ社製)の−面に前記の方法と同様にして、1000人
の1.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1200人の
絶縁層を形成し、この基板と先に形成したカラーフィル
ター付き薄膜トランジスターとの間に液晶を封入して全
体を固定して、カラー用液晶表示素子を得た。
このようにして形成されたカラー用液晶表示素子は、良
好な機能を有するものであった。
好な機能を有するものであった。
実施例4
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。
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、良
好な機能を有するものであった。
好な機能を有するものであった。
実施例5
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。
、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良好な
機能を有するものてあった。
機能を有するものてあった。
実施例6
まず、基板上に3色カラーフィルターを実施例2と同様
にして形成した。
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−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)]をスピンナー塗布法により約1
.0終■の膜厚で形成した。
び平坦化層として透明樹脂膜[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)]をスピンナー塗布法により約1
.0終■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、エツチングによりパ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、’P[QJ )をスピンナー
塗布し、 150°(、?’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。
より成膜し、エツチングによりパ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、’P[QJ )をスピンナー
塗布し、 150°(、?’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。
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良好な機能を有するも
のであった。
のであった。
実施例7
CCD(チャージ、カップルド、デバイス)の形成され
たウェハーを基板として用い、CCDの有する各受光セ
ルに対応して、カラーフィルターの有する各着色パター
ンが配置されるように、3色ストライブカラーフィルタ
ーを形成する以外は、実施例1と同様にして本発明のカ
ラーフィルターを有するカラー固体撮像素子を形成した
。
たウェハーを基板として用い、CCDの有する各受光セ
ルに対応して、カラーフィルターの有する各着色パター
ンが配置されるように、3色ストライブカラーフィルタ
ーを形成する以外は、実施例1と同様にして本発明のカ
ラーフィルターを有するカラー固体撮像素子を形成した
。
このようにして形成されたカラー固体撮像素子は、良好
な機能を有するものであった。
な機能を有するものであった。
実施例8
CC:D (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
ように位置合わせなして貼着し、カラー固体撮像素子を
形成した。
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
ように位置合わせなして貼着し、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、良好
な機能を宥するものであった。
な機能を宥するものであった。
実施例9
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。
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。
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 Fr
equency)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涛■の膜厚
の光導電層15を得た。
ガス圧0.50Torr、 RF (Radio Fr
equency)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涛■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ゝfi16を設けた。
図(b)に示すようにnゝfi16を設けた。
すなわち、■2でIO容量%に希釈された5iHnと、
■2で100 ppmに希釈されたPH,とをl: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、
0.1給■の層厚のn+層16を設けた。
■2で100 ppmに希釈されたPH,とをl: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、
0.1給■の層厚のn+層16を設けた。
次に、第5図(C)に示すように電子ビーム蒸着法でA
l1を0.3 pm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。
l1を0.3 pm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。
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。
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CF、ガスによるドライエツチングを5分間行な
い、露出部のn+層16及び光導電層15の表面層の一
部を基板から除去した。
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CF、ガスによるドライエツチングを5分間行な
い、露出部のn+層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ウッ状に切抜い
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。
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ウッ状に切抜い
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3 j)/sinの速度で流したオーブ
ン内で20°C160分の熱処理を行なった。
ン内で20°C160分の熱処理を行なった。
こうして作成されたフォトセンサーアレイの表面に、次
に保護層を以下のようにして形成した。
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。
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5iHnと1
00%NN3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
、0.5 p、mの層厚のシリコンナイトライド(a−
3iNH)層からなる保護層7を第5図(f)に示すよ
うに形成した。
00%NN3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
、0.5 p、mの層厚のシリコンナイトライド(a−
3iNH)層からなる保護層7を第5図(f)に示すよ
うに形成した。
更に、この保護層7を基板として、実施例1と同様にし
て、青、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。
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、良好な機能を有するものであった。
イに於いても、良好な機能を有するものであった。
実施例10
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9に於いて形成したフォトセンジ−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。
を用いて、実施例9に於いて形成したフォトセンジ−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9に於いて形成したものと同様に、良好な機部を有す
るものであった。
例9に於いて形成したものと同様に、良好な機部を有す
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、感光性樹脂中に
着色材料を分散した着色樹脂を用い、フォトリソ工程に
て形成するカラーフィルターて、着色材料を着色樹脂層
表面部から底部にかけて、次第に多く分布配置されてい
る為、露光プロセス時における着色樹脂層の深さ方向で
の光透過が優れ、これにより、均一な光硬化が行なわれ
、密着性の良い安定した着色樹脂膜を得ることかできる
。
着色材料を分散した着色樹脂を用い、フォトリソ工程に
て形成するカラーフィルターて、着色材料を着色樹脂層
表面部から底部にかけて、次第に多く分布配置されてい
る為、露光プロセス時における着色樹脂層の深さ方向で
の光透過が優れ、これにより、均一な光硬化が行なわれ
、密着性の良い安定した着色樹脂膜を得ることかできる
。
また、露光量自体も少なくてすむことから、生産性に優
れ、かつ着色材料自体の不必要な光劣化も少なく、品質
の良いカラーフィルターを形成することができる。
れ、かつ着色材料自体の不必要な光劣化も少なく、品質
の良いカラーフィルターを形成することができる。
さらに、着色樹脂層表面部にいくほど着色材料が少なく
分布している為、カラーフィルター上の表面粗さをより
小さくすることができ、表面散乱の少ない光学特性の優
れたカラーフィルターが得られ、又、液晶デバイス等に
用いる場合にも、配向欠陥の誘発をよりおさえることの
できるカラーフィルターを得ることができる。
分布している為、カラーフィルター上の表面粗さをより
小さくすることができ、表面散乱の少ない光学特性の優
れたカラーフィルターが得られ、又、液晶デバイス等に
用いる場合にも、配向欠陥の誘発をよりおさえることの
できるカラーフィルターを得ることができる。
また、本発明において使用した感光性を有する芳香族ポ
リアミド樹脂及び芳香族ポリイミド樹脂を用いれば、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、簡便な製造工程により作製することができ、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。
リアミド樹脂及び芳香族ポリイミド樹脂を用いれば、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、簡便な製造工程により作製することができ、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。
第1図(a)〜(f)は本発明の代表的なカラーフィル
ターの形成法を説明するための工程図、第2図(a)
、 (b)は各々実施例1におけるカラーフィルター断
面の着色材料分布を模式的に示す説明図および入射光強
度の深さ方向に対する変化を概念的に示すグラフ、第2
図(c) 、 (d)は各々比較例1におけるカラーフ
ィルター断面の着色材料分布を模式的に示す説明図8よ
び入射光強度の深さ方向に対する変化を概念的に示すグ
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。 1: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:樹脂層 9:着色材料 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ニドレイン電極 1
9:導電層 20:個別電極 21:共通電極22:絶縁膜
ターの形成法を説明するための工程図、第2図(a)
、 (b)は各々実施例1におけるカラーフィルター断
面の着色材料分布を模式的に示す説明図および入射光強
度の深さ方向に対する変化を概念的に示すグラフ、第2
図(c) 、 (d)は各々比較例1におけるカラーフ
ィルター断面の着色材料分布を模式的に示す説明図8よ
び入射光強度の深さ方向に対する変化を概念的に示すグ
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。 1: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:樹脂層 9:着色材料 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ニドレイン電極 1
9:導電層 20:個別電極 21:共通電極22:絶縁膜
Claims (8)
- (1)感光性樹脂中に少なくとも着色材料を分散してな
る着色樹脂を用い、フォトリソ工程の繰り返しにより形
成される複数のパターン状着色樹脂層を有するカラーフ
ィルターにおいて、該着色材料を着色樹脂層の表面部か
ら底部にかけて次第に多く分散させてなることを特徴と
するカラーフィルター。 - (2)前記着色材料が、着色樹脂層の表面部から底部に
かけての深さ方向の各位置における光強度を一定にする
ように分布されている特許請求の範囲第1項記載のカラ
ーフィルター。 - (3)前記感光性樹脂が、感光性基を分子内に持つ芳香
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。 - (5)前記着色樹脂層が基板上に感光性着色樹脂膜を塗
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4項記載のカラーフィルター。 - (6)前記基板が表示装置の表示部である特許請求の範
囲第4項または第5項記載のカラーフィルター。 - (7)前記基板が固体撮像素子である特許請求の範囲第
4項または第5項記載のカラーフィルター。 - (8)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4項または第5項記載のカラーフィルター
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62022461A JPS63191104A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | カラ−フイルタ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62022461A JPS63191104A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | カラ−フイルタ− |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63191104A true JPS63191104A (ja) | 1988-08-08 |
Family
ID=12083346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62022461A Pending JPS63191104A (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | カラ−フイルタ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63191104A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5671030A (en) * | 1990-08-30 | 1997-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal panel having a color filter with passivation and insulating layers extending to the seal |
US5721089A (en) * | 1990-11-16 | 1998-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Photosensitive material, color filter and liquid crystal device having the color filter |
-
1987
- 1987-02-04 JP JP62022461A patent/JPS63191104A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5671030A (en) * | 1990-08-30 | 1997-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal panel having a color filter with passivation and insulating layers extending to the seal |
US5721089A (en) * | 1990-11-16 | 1998-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Photosensitive material, color filter and liquid crystal device having the color filter |
US5721077A (en) * | 1990-11-16 | 1998-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for producing a color filter |
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