JP2001021715A - Color filter and manufacture thereof - Google Patents

Color filter and manufacture thereof

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JP2001021715A
JP2001021715A JP11193384A JP19338499A JP2001021715A JP 2001021715 A JP2001021715 A JP 2001021715A JP 11193384 A JP11193384 A JP 11193384A JP 19338499 A JP19338499 A JP 19338499A JP 2001021715 A JP2001021715 A JP 2001021715A
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color filter
film
colored pattern
pixel
color
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Shunji Horiuchi
俊二 堀内
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a flat filter surface by effectively preventing separation of a colored pattern film without lowering of sensitivity and uneven sensitivity. SOLUTION: This color filter 30 is formed by red, green and blue colored pattern films 32, 34, 36. The respective unit cells 34A of the green colored pattern 34 are arranged like checkers in a picture element matrix. In the colored pattern 34, the unit cells 34A are connected diagonally by a bridging part 34B to improve the adhesiveness of each corner part of each unit cell 34A, whereby separation can be prevented. The unit cells of the red and blue colored patterns 32, 36 are line-sequentially arranged and formed in an area surrounded with each unit cell 34A and bridging part 34B of the colored pattern 34. The corner parts of the unit cell are cut not to overlap the bridging part 34B.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種光学装置の発
光面や受光面に着色パターン膜を接着形成したカラーフ
ィルタ及びその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a color filter in which a colored pattern film is adhered to a light emitting surface and a light receiving surface of various optical devices, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カラービデオカメラやカラー
スチルカメラ等に使用される固体撮像装置として、各画
素を構成する受光素子の表面に原色系または補色系のカ
ラーフィルタを配置したものが提供されている。この固
体撮像装置では、半導体基板上に受光素子や信号電荷の
転送レジスタ等を積層形成した状態で、凹凸を有する素
子表面に平坦化膜を積層し、この平坦化膜の上にカラー
フィルタを皮着形成するものである。また、カラーフィ
ルタの上面には、さらに接着層を介してマイクロレンズ
が配置される。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a solid-state imaging device used in a color video camera, a color still camera, or the like, a device in which a primary color or a complementary color filter is arranged on a surface of a light receiving element constituting each pixel has been provided. ing. In this solid-state imaging device, a flattening film is stacked on the surface of a device having irregularities with a light receiving element and a signal charge transfer register stacked on a semiconductor substrate, and a color filter is coated on the flattening film. It is to be formed. Further, a microlens is further disposed on the upper surface of the color filter via an adhesive layer.

【0003】図5は、従来のカラーフィルタを設ける固
体撮像装置における素子構造を示す断面図である。本図
において、半導体基板110内には、フォトダイオード
等より構成された受光素子112と、CCDによる転送
レジスタ部14等が形成されている。また、半導体基板
110の上面には絶縁膜116が設けられ、この絶縁膜
116を介して転送レジスタ部114に対応する転送電
極118が設けられている。また、絶縁膜116の上面
には、受光素子112の受光領域以外の部分を遮光する
遮光膜120が設けられており、その上面に、半導体基
板110の全体を覆う状態でパッシベーション膜122
が設けられている。
FIG. 5 is a sectional view showing an element structure in a solid-state imaging device provided with a conventional color filter. In the figure, a light receiving element 112 composed of a photodiode or the like, a transfer register unit 14 using a CCD, and the like are formed in a semiconductor substrate 110. An insulating film 116 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 110, and a transfer electrode 118 corresponding to the transfer register unit 114 is provided via the insulating film 116. In addition, a light-shielding film 120 that shields a portion other than the light-receiving region of the light-receiving element 112 is provided on the upper surface of the insulating film 116, and the passivation film 122 is formed on the upper surface so as to cover the entire semiconductor substrate 110.
Is provided.

【0004】そして、このパッシベーション膜122の
上面に、平坦化膜124が設けられ、この平坦化膜12
4の平坦な上面にカラーフィルタ130が設けられてい
る。本例のカラーフィルタ130は、RGB(レッド、
グリーン、ブルー)の3原色の着色パターン膜132、
134、136より構成されている。さらに、カラーフ
ィルタ130の上には、透明樹脂膜140によるマイク
ロレンズ142が設けられている。
[0004] A flattening film 124 is provided on the upper surface of the passivation film 122.
The color filter 130 is provided on the flat upper surface of the fourth. The color filter 130 of the present example has RGB (red,
Green, blue) colored pattern film 132 of three primary colors,
134 and 136. Further, a micro lens 142 made of a transparent resin film 140 is provided on the color filter 130.

【0005】一般に、平坦化膜124としては、アクリ
ル系樹脂等の光加工性樹脂やポリイミド系樹脂等の熱硬
化樹脂を用いることができる。また、カラーフィルタ1
30を構成する着色パターン膜としては、カゼインやゼ
ラチン等の有機膜を染色する染色法や、所定粒径分布を
有する顔料や不溶性染料を樹脂中に分散させた感光性樹
脂組成物を用いるカラーレジスト法によって形成するも
のが知られている。
In general, as the flattening film 124, a photo-setting resin such as an acrylic resin or a thermosetting resin such as a polyimide resin can be used. Also, color filter 1
As a colored pattern film constituting 30, a dyeing method for dyeing an organic film such as casein or gelatin, or a color resist using a photosensitive resin composition in which a pigment having a predetermined particle size distribution and an insoluble dye are dispersed in a resin. Those formed by the method are known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な固体撮像装置においては、小型化や多画素化が進んで
おり、カラーフィルタの着色パターンが微細化されるに
あたって、着色パターン膜の剥離や離脱等による欠陥が
増えてきており、概して平坦化膜と着色パターン膜との
接着性が悪い場合が多いため、平坦化膜と着色パターン
膜との接着性を改善することが求められている。しかし
ながら、平坦化膜と着色パターン膜との接着力を単純に
高くした場合、特に上述した顔料分散感光性樹脂を用い
た場合等において、レジストパターンを現像する際の現
像残渣等が多く発生し、感度ムラ等の問題が発生する。
In the solid-state imaging device as described above, the size and the number of pixels have been reduced, and when the color pattern of the color filter is miniaturized, the color pattern film may be peeled off. Defects due to separation and the like are increasing, and the adhesion between the flattening film and the colored pattern film is generally poor in many cases. Therefore, it is required to improve the adhesion between the flattening film and the colored pattern film. However, when the adhesion between the flattening film and the colored pattern film is simply increased, particularly when the above-described pigment-dispersed photosensitive resin is used, a large amount of development residues and the like are generated when developing the resist pattern, Problems such as sensitivity unevenness occur.

【0007】また、単に接着面積を大きくして平坦化膜
と着色パターン膜との接着性を向上させようとすると、
各色の着色パターン間の重複面積が大きくなり、全体と
して感度ダウンや感度ムラ等の問題が生じることにな
る。また、カラーフィルタの着色パターン膜に段差が存
在することによっても、感度ダウンや感度ムラ等の問題
が発生する。
Further, if the adhesion area between the flattening film and the colored pattern film is improved by simply increasing the adhesion area,
The overlapping area between the colored patterns of each color becomes large, and as a whole, problems such as reduced sensitivity and sensitivity unevenness occur. Also, the presence of steps in the color pattern film of the color filter causes problems such as reduced sensitivity and uneven sensitivity.

【0008】例えば、図5に示す従来例では、各色の着
色パターン膜132、134、136は、一部が重複し
た状態で形成されており、また、グリーンの着色パター
ン膜134に対して、レッドとブルーの着色パターン膜
132、136の膜厚が大きく、段差を有するカラーフ
ィルタ130となっている。これは、上述のように平坦
化膜124と各着色パターン132、134、136と
の接着性が悪いため、3つの色のなかで最も画素数が多
く接触面積の大きいグリーンの着色パターン膜134を
最初に平坦化膜124に形成し、かつ、このグリーンの
着色パターン膜134の面積を大きくすることにより、
平坦化膜124との接着面積を大きくし、接着性をでき
るだけ大きくしたものである。この結果、次いで形成さ
れるレッドとブルーの着色パターン膜132、136
が、グリーンの着色パターン膜134の上に重複する状
態で形成され、膜厚が大きくなっている。したがって、
このような構成では、各色の着色パターン間の重複や段
差により、感度ダウンや感度ムラ等の問題が発生する。
For example, in the conventional example shown in FIG. 5, the colored pattern films 132, 134 and 136 of the respective colors are formed so as to partially overlap each other. The blue and blue colored pattern films 132 and 136 have a large film thickness, so that the color filter 130 has a step. Since the adhesion between the flattening film 124 and each of the coloring patterns 132, 134, and 136 is poor as described above, the green coloring pattern film 134 having the largest number of pixels and the largest contact area among the three colors is used. By first forming the flattened film 124 and increasing the area of the green colored pattern film 134,
The bonding area with the flattening film 124 is increased, and the bonding property is increased as much as possible. As a result, the subsequently formed red and blue colored pattern films 132, 136
Are formed on the green colored pattern film 134 so as to overlap with each other, and the film thickness is large. Therefore,
In such a configuration, problems such as reduced sensitivity and sensitivity unevenness occur due to overlapping or steps between the colored patterns of each color.

【0009】また、このようにカラーフィルタに段差が
ある場合、マイクロレンズ142の平坦化のため、透明
樹脂膜40の膜厚を大きくすることが必要となり、撮像
装置全体の薄型、軽量化が妨げられるという問題があ
る。また、この種の固体撮像装置において、画素の微細
化に伴い、感度、スミア特性、シェーディング等の要請
から、受光素子とマイクロレンズとの間隔をできるだけ
小さくする必要があるが、上述のような実情により透明
樹脂膜の膜厚を小さくできず、受光素子とマイクロレン
ズとの間隔を小さくできないため、各種特性を改善でき
ないという問題がある。
When the color filter has a step, it is necessary to increase the thickness of the transparent resin film 40 in order to flatten the microlenses 142, which hinders a reduction in thickness and weight of the entire image pickup apparatus. There is a problem that is. In this type of solid-state imaging device, the distance between the light receiving element and the microlens must be reduced as much as possible due to demands for sensitivity, smear characteristics, shading, and the like as pixels become finer. As a result, the thickness of the transparent resin film cannot be reduced, and the distance between the light receiving element and the microlens cannot be reduced, so that various characteristics cannot be improved.

【0010】そこで本発明の目的は、感度ダウンや感度
ムラ等を発生させることなく、着色パターン膜の剥離等
を有効に防止して平坦なフィルタ面を形成でき、良好な
特性を維持できるカラーフィルタ及びその製造方法を提
供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a color filter capable of effectively preventing peeling of a colored pattern film, forming a flat filter surface, and maintaining good characteristics without causing sensitivity reduction or sensitivity unevenness. And a method for manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、基板上に複数の光学素子をマトリクス状に配
置した光学装置に設けられ、前記各光学素子の表面に各
光学素子に選択的に対応する複数色の着色パターン膜を
皮着して形成されるカラーフィルタにおいて、前記複数
色の着色パターン膜は、それぞれ対応する各光学素子の
表面に設けられた複数の画素部を有するとともに、前記
複数色の着色パターン膜のうち、少なくとも1色の着色
パターン膜は、前記複数の画素部を前記マトリクスの対
角線方向に結合する結合部を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical device having a plurality of optical elements arranged in a matrix on a substrate. In a color filter formed by skinning a plurality of colored pattern films corresponding to each other, the plurality of colored pattern films have a plurality of pixel portions provided on the surface of each corresponding optical element. The color pattern film of at least one color among the color pattern films of a plurality of colors has a connecting portion for connecting the plurality of pixel portions in a diagonal direction of the matrix.

【0012】また本発明は、基板上に複数の光学素子を
マトリクス状に配置した光学装置に設けられ、前記各光
学素子の表面に各光学素子に選択的に対応する複数色の
着色パターン膜を皮着して形成されるカラーフィルタの
製造方法において、前記複数色の着色パターン膜のう
ち、少なくとも1色の着色パターン膜を形成する場合
に、当該着色パターン膜に対応する各光学素子の表面に
配置される複数の画素部と、前記複数の画素部を前記マ
トリクスの対角線方向に結合する結合部とを同時にパタ
ーン形成するようにしたことを特徴とする。
The present invention is also provided in an optical device in which a plurality of optical elements are arranged in a matrix on a substrate, and a colored pattern film of a plurality of colors selectively corresponding to each optical element is provided on the surface of each optical element. In the method of manufacturing a color filter formed by skinning, when forming a colored pattern film of at least one color among the colored pattern films of the plurality of colors, the method may be applied to a surface of each optical element corresponding to the colored pattern film. A plurality of pixel portions to be arranged and a coupling portion for coupling the plurality of pixel portions in a diagonal direction of the matrix are simultaneously patterned.

【0013】本発明のカラーフィルタでは、着色パター
ン膜が各光学素子の表面に設けられた複数の画素部を有
するとともに、これら複数の画素部を画素マトリクスの
対角線方向に結合する結合部を有することにより、各画
素部の接着状態が結合部によって補強されることにな
る。したがって、着色パターン膜の基板に対する接着力
自体を大きくしたり、接着面積をそれほど大きくするこ
となく、着色パターン膜の接着性を向上して剥離等を防
止でき、感度ダウンや感度ムラ等を発生させることな
く、平坦なフィルタ面を形成でき、良好な特性のカラー
フィルタを提供することが可能となる。
[0013] In the color filter of the present invention, the colored pattern film has a plurality of pixel portions provided on the surface of each optical element, and has a connecting portion for connecting the plurality of pixel portions in a diagonal direction of the pixel matrix. Thereby, the bonding state of each pixel portion is reinforced by the joint portion. Accordingly, the adhesion of the colored pattern film to the substrate itself is not increased, and the adhesion of the colored pattern film can be improved and peeling or the like can be prevented without increasing the adhesive area so much. Without forming a flat filter surface, a color filter having good characteristics can be provided.

【0014】また本発明のカラーフィルタの製造方法で
は、着色パターン膜を形成する場合に、各光学素子の表
面に配置される複数の画素部と、これら複数の画素部を
画素マトリクスの対角線方向に結合する結合部とを同時
にパターン形成することにより、各画素部の接着状態を
結合部によって補強した着色パターンを形成することが
できる。したがって、着色パターン膜の基板に対する接
着力自体を大きくしたり、接着面積をそれほど大きくす
ることなく、着色パターン膜の接着性を向上して剥離等
を防止でき、感度ダウンや感度ムラ等を発生させること
なく、平坦なフィルタ面を形成でき、良好な特性のカラ
ーフィルタを形成することが可能となる。
In the method for manufacturing a color filter according to the present invention, when forming a colored pattern film, a plurality of pixel portions arranged on the surface of each optical element and the plurality of pixel portions are arranged in a diagonal direction of a pixel matrix. By simultaneously forming a pattern with the bonding portion to be bonded, a colored pattern in which the bonding state of each pixel portion is reinforced by the bonding portion can be formed. Accordingly, the adhesion of the colored pattern film to the substrate itself is not increased, and the adhesion of the colored pattern film can be improved and peeling or the like can be prevented without increasing the adhesive area so much. Without forming a flat filter surface, a color filter having good characteristics can be formed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるカラーフィル
タ及びその製造方法の実施の形態について説明する。図
1は、本実施の形態によるカラーフィルタの着色パター
ンを示す説明図であり、図2は、図1に示すカラーフィ
ルタの1つの着色パターンを構成する画素部と結合部の
具体例を示す拡大平面図である。また、図3は、図1に
示すカラーフィルタにおける色配列を説明する平面図で
あり、図4は、図1に示すカラーフィルタを設ける固体
撮像装置における素子構造を示す断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a color filter and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a coloring pattern of a color filter according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view showing a specific example of a pixel portion and a coupling portion constituting one coloring pattern of the color filter shown in FIG. It is a top view. FIG. 3 is a plan view illustrating a color arrangement in the color filter shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing an element structure in a solid-state imaging device provided with the color filter shown in FIG.

【0016】まず、本形態によるカラーフィルタの説明
に先だって、図4に示す固体撮像素子の構成について説
明する。図4において、半導体基板10内には、フォト
ダイオード等より構成された受光素子12と、CCDに
よる転送レジスタ部14等が形成されている。また、半
導体基板10の上面には絶縁膜16が設けられ、この絶
縁膜16を介して転送レジスタ部14に対応する転送電
極18が設けられている。また、絶縁膜16の上面に
は、受光素子12の受光領域以外の部分を遮光する遮光
膜20が設けられており、その上面に、半導体基板10
の全体を覆う状態でパッシベーション膜22が設けられ
ている。
First, prior to the description of the color filter according to the present embodiment, the configuration of the solid-state imaging device shown in FIG. 4 will be described. In FIG. 4, a light receiving element 12 composed of a photodiode or the like, a transfer register unit 14 using a CCD, and the like are formed in a semiconductor substrate 10. An insulating film 16 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 10, and a transfer electrode 18 corresponding to the transfer register unit 14 is provided via the insulating film 16. A light-shielding film 20 is provided on the upper surface of the insulating film 16 to shield the light-receiving element 12 from light other than the light-receiving region.
Passivation film 22 is provided so as to cover the entire surface of the substrate.

【0017】そして、このパッシベーション膜22の上
面に、平坦化膜24が設けられ、この平坦化膜24の平
坦な上面にカラーフィルタ30が設けられている。本例
のカラーフィルタ30は、RGB(レッド、グリーン、
ブルー)の3原色の着色パターン膜32、34、36よ
り構成されている。図示のように、各着色パターン膜3
2、34、36は、等しい膜厚で形成されている。さら
に、カラーフィルタ30の上には、透明樹脂膜40によ
るマイクロレンズ42が設けられている。
A flattening film 24 is provided on the upper surface of the passivation film 22, and a color filter 30 is provided on a flat upper surface of the flattening film 24. The color filter 30 of the present example includes RGB (red, green,
(Blue) colored pattern films 32, 34, 36. As shown, each colored pattern film 3
2, 34 and 36 are formed with the same film thickness. Further, a micro lens 42 made of a transparent resin film 40 is provided on the color filter 30.

【0018】以上のような構成の固体撮像素子は、各受
光素子12は、半導体基板10上にマトリクス状に設け
られており、撮像領域の各画素を構成しており、本例の
カラーフィルタ30は、各受光素子12に対してマトリ
クス状にRGBのユニットセル(画素部)を設けたもの
である。本例のユニットセルは、それぞれ正方形状に形
成され、隣接するセル同士が互いに隙間のない状態で、
しかも重複を避ける状態で形成されたものである。
In the solid-state imaging device having the above-described configuration, each light receiving element 12 is provided in a matrix on the semiconductor substrate 10 to constitute each pixel in an imaging area. In the figure, RGB unit cells (pixel units) are provided in a matrix for each light receiving element 12. The unit cells of this example are each formed in a square shape, and in a state where adjacent cells have no gap therebetween,
Moreover, it is formed in a state in which duplication is avoided.

【0019】そして、本例のカラーフィルタ30では、
グリーンの着色パターン34の各ユニットセル34A
(図2)が、図3に示す画素マトリクスにおいて市松模
様状に配列されている。すなわち、グリーンの各ユニッ
トセル34Aは、画素マトリクスの縦方向及び横方向に
1画素おきで、かつ、画素マトリクスの対角線方向に隣
接する配列で設けられている。このグリーンの各ユニッ
トセル34Aは、図1に示すように、それぞれのコーナ
部が、対角線方向に細線状に形成された橋渡し部(結合
部)34Bで結合されている。すなわち、本例では、第
1色としてのグリーンの着色パターン34が、各ユニッ
トセル34Aを橋渡し部34Bによって対角線方向に結
合し、各ユニットセル34Aの各コーナ部の接着性を改
善して剥離等を防止したものである。
In the color filter 30 of this embodiment,
Each unit cell 34A of the green coloring pattern 34
(FIG. 2) are arranged in a checkered pattern in the pixel matrix shown in FIG. That is, the green unit cells 34A are provided every other pixel in the vertical and horizontal directions of the pixel matrix, and are arranged in an array adjacent to each other in the diagonal direction of the pixel matrix. As shown in FIG. 1, each of the green unit cells 34A has its corners joined by a bridging portion (joining portion) 34B formed in a diagonal thin line. That is, in this example, the green colored pattern 34 as the first color connects the unit cells 34A in a diagonal direction by the bridging portions 34B, improves the adhesiveness of the corners of the unit cells 34A, and separates the unit cells 34A. Is prevented.

【0020】このようにグリーンの着色パターン34の
平坦化膜24との接着性が改善することにより、この着
色パターン34を形成する際に、現像工程に用いる高圧
リンスや2流体リンス等の圧力を高くしたり、また時間
を長くした場合でも、着色パターン34のユニットセル
34Aの剥離は生じない。したがって、このような現像
工程において、グリーンの着色パターン34の非画素領
域に存在する除去すべき着色膜を確実に除去でき、残渣
除去率を向上することができる。
By improving the adhesiveness of the green colored pattern 34 to the flattening film 24 as described above, when forming the colored pattern 34, the pressure of a high-pressure rinse or a two-fluid rinse used in the developing step is reduced. Even when the height is increased or the time is lengthened, the unit cell 34A of the colored pattern 34 does not peel off. Therefore, in such a developing step, the colored film to be removed present in the non-pixel region of the green colored pattern 34 can be reliably removed, and the residue removal rate can be improved.

【0021】なお、このようなグリーンの着色パターン
34の後に形成されるレッドとブルーの着色パターン3
2、36については、グリーンの着色パターン34の各
ユニットセル34A及び橋渡し部34Bによって包囲さ
れた領域に形成されることになる。このため、平坦化膜
24との間の接着だけでなく、グリーンの着色パターン
34との接着により固定されるため、十分な接着性を得
ることができ、容易に剥離等の生じない状態で形成され
ることになる。
The red and blue coloring patterns 3 formed after the green coloring pattern 34 are used.
2 and 36 are formed in a region surrounded by each unit cell 34A and the bridging portion 34B of the green coloring pattern 34. For this reason, since it is fixed not only by the adhesion with the flattening film 24 but also by the adhesion with the green coloring pattern 34, sufficient adhesiveness can be obtained, and it is formed in a state in which peeling or the like does not easily occur. Will be done.

【0022】また、本例においては、図2に示すよう
に、ユニットセル34Aの1辺の長さaに対して、橋渡
し部34Bの幅bが1/5以下となる形状に形成されて
いる。このように、橋渡し部34Bの幅bを小さくする
ことにより、隣接する画素(レッド、ブルーのユニット
セル32A、36A)への影響を最小限に抑え、感度ダ
ウンや感度ムラを防止することが可能となる。なお、図
2では、2つのユニットセル34Aと1本の橋渡し部3
4Bを示しているが、本例の着色パターン34では、図
1に示すように、各ユニットセル34Aの4つのコーナ
部にそれぞれ設けられている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the width b of the bridging portion 34B is formed to be 1/5 or less of the length a of one side of the unit cell 34A. . In this manner, by reducing the width b of the bridging portion 34B, it is possible to minimize the influence on the adjacent pixels (red and blue unit cells 32A and 36A) and to prevent a reduction in sensitivity or uneven sensitivity. Becomes In FIG. 2, two unit cells 34A and one bridge 3
4B, the coloring pattern 34 of the present example is provided at each of the four corners of each unit cell 34A as shown in FIG.

【0023】また、RGBの残りの第2色(レッド)及
び第3色(ブルー)の着色パターン膜32、36は、線
順次配列となっている。すなわち、各着色パターン膜3
2、36のユニットセル(画素部)32A、36Aは、
画素マトリクスの縦方向及び横方向に1画素おきで、か
つ、画素マトリクスの対角線方向に隣接しない配列で設
けられている。そして、これらの着色パターン膜32、
36では、各ユニットセル32A、36Aを結合する橋
渡し部(結合部)は設けられていない。また、各ユニッ
トセル32A、36Aは、斜めにカットされており、上
述したグリーンの着色パターン34の橋渡し部34Bと
の重複を避けるような構成となっている。このように本
例では、各着色パターン32、34、36を重複するこ
となく配置でき、各ユニットセル32A、34A、36
Aを容易に平坦化し、感度ダウンや感度ムラのない、高
精度のカラーフィルタ30を提供することができる。
The remaining color pattern films 32, 36 of the second color (red) and the third color (blue) of RGB are arranged in a line-sequential manner. That is, each colored pattern film 3
2, 36 unit cells (pixel units) 32A, 36A
The pixels are provided every other pixel in the vertical and horizontal directions of the pixel matrix, and are not adjacent to each other in the diagonal direction of the pixel matrix. Then, these colored pattern films 32,
In 36, a bridging portion (joining portion) for joining the unit cells 32A and 36A is not provided. Each of the unit cells 32A and 36A is cut diagonally, and is configured to avoid overlapping of the green colored pattern 34 with the bridging portion 34B. As described above, in this example, the coloring patterns 32, 34, and 36 can be arranged without overlapping, and the unit cells 32A, 34A, 36
A can be easily flattened, and a high-precision color filter 30 free from sensitivity reduction and sensitivity unevenness can be provided.

【0024】また、このようにカラーフィルタを平坦化
できるため、上述したマイクロレンズ42の形成が容易
となり、また、透明樹脂膜40の薄型化も可能となる。
すなわち、図5に示す従来例のように、カラーフィルタ
が平坦でなく、段差が大きい場合には、マイクロレンズ
を平坦化するために、透明樹脂膜の膜厚を大きくする必
要があるが、本例では、カラーフィルタ30を平坦化
し、透明樹脂膜40を薄型化しても容易にマイクロレン
ズ42を平坦化できるようにしたものである。このよう
に透明樹脂膜40の薄型化及び軽量化により、撮像装置
全体の薄型、軽量化に貢献でき、この撮像装置が設けら
れる各種機器の小型、軽量化に寄与できる。
Further, since the color filter can be flattened in this manner, the formation of the above-described microlens 42 is facilitated, and the thickness of the transparent resin film 40 can be reduced.
That is, when the color filter is not flat and the step is large as in the conventional example shown in FIG. 5, it is necessary to increase the thickness of the transparent resin film in order to flatten the microlens. In the example, even if the color filter 30 is flattened and the transparent resin film 40 is thinned, the microlens 42 can be easily flattened. Thus, the reduction in thickness and weight of the transparent resin film 40 can contribute to the reduction in thickness and weight of the entire imaging device, and can contribute to the reduction in size and weight of various devices provided with the imaging device.

【0025】また、この種の固体撮像装置では、画素の
微細化に伴い、感度、スミア特性、シェーディング等の
要請から、受光素子12とマイクロレンズ42との間隔
をできるだけ小さくする必要がある。したがって、本例
のように、カラーフィルタ30を平坦化し、透明樹脂膜
40を薄型化することにより、受光素子12とマイクロ
レンズ42との間隔を小さくすることが可能となり、固
体撮像装置の各種特性の改善にも貢献することができ
る。
In this type of solid-state imaging device, the distance between the light receiving element 12 and the microlens 42 needs to be reduced as much as possible due to demands for sensitivity, smear characteristics, shading, and the like as pixels become finer. Therefore, by flattening the color filter 30 and reducing the thickness of the transparent resin film 40 as in the present example, the distance between the light receiving element 12 and the microlens 42 can be reduced, and various characteristics of the solid-state imaging device can be achieved. Can also contribute to the improvement of

【0026】以上のようなカラーフィルタ30の着色パ
ターン膜32、34、36を形成する方法としては、例
えば染色法やカラーレジスト法を用いることができる。
染色法では、カゼインやゼラチン等の有機膜(被染色
膜)を平坦化膜24上に塗布して乾燥し、マスク露光、
パターン現像の後、このパターン化された有機膜を染色
し、固着処理を行うものである。また、カラーレジスト
法では、所定粒径(例えば1μm以下)の分布を有する
顔料や不溶性染料を樹脂中に分散させた感光性樹脂組成
物(レジスト)を平坦化膜24上に塗布して乾燥し、マ
スク露光、パターン現像を行うものである。そして、こ
のような着色パターン膜の形成工程において、グリーン
の着色パターン膜34を形成する際には、そのマスク露
光のパターンに、上述したユニットセル34Aと橋渡し
部34Bとを有するパターンを用いることにより、図1
に示すようなグリーンの着色パターン膜34を形成する
ものとする。
As a method for forming the colored pattern films 32, 34, 36 of the color filter 30 as described above, for example, a dyeing method or a color resist method can be used.
In the dyeing method, an organic film (film to be dyed) such as casein or gelatin is coated on the flattening film 24, dried, and exposed by a mask.
After pattern development, the patterned organic film is dyed and fixed. In the color resist method, a photosensitive resin composition (resist) in which a pigment or an insoluble dye having a distribution of a predetermined particle size (for example, 1 μm or less) is dispersed in a resin is applied on the flattening film 24 and dried. , Mask exposure and pattern development. When forming the green colored pattern film 34 in the formation process of such a colored pattern film, the pattern having the unit cell 34A and the bridging portion 34B described above is used as the mask exposure pattern. , FIG.
The green colored pattern film 34 shown in FIG.

【0027】なお、本発明では、上述のような染色法や
カラーレジスト法等において、マスク露光によって感光
した領域が可溶となったり、不溶となったりする膜を広
い意味で感光性素膜というものとし、上述のような着色
パターン膜の形成には、いずれの方法を採用してもよい
ものとする。また、以上の例では、本発明のカラーフィ
ルタを固体撮像装置に適用した例を説明したが、本発明
はこれに限らず、例えばLCD表示装置のカラーフィル
タ等としても広く適用し得るものである。また、以上の
例では、RGBの3原色に対するカラーフィルタの例を
説明したが、例えばRGBの補色に対するカラーフィル
タや、あるいは単色のカラーフィルタについても同様に
適用し得るものである。
In the present invention, in the above-described dyeing method, color resist method and the like, a film in which a region exposed by mask exposure becomes soluble or insoluble becomes a photosensitive element film in a broad sense. In this case, any method may be employed for forming the above-described colored pattern film. In the above example, an example in which the color filter of the present invention is applied to a solid-state imaging device has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to, for example, a color filter of an LCD display device. . In the above example, the example of the color filters for the three primary colors of RGB has been described. However, for example, a color filter for a complementary color of RGB or a single color filter can be similarly applied.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明のカラーフィ
ルタでは、着色パターン膜が各光学素子の表面に設けら
れた複数の画素部を有するとともに、これら複数の画素
部を画素マトリクスの対角線方向に結合する結合部を有
することにより、各画素部の接着状態が結合部によって
補強されるようにした。したがって、着色パターン膜の
基板に対する接着力自体を大きくしたり、接着面積をそ
れほど大きくすることなく、着色パターン膜の接着性を
向上して剥離等を防止でき、感度ダウンや感度ムラ等を
発生させることなく、平坦なフィルタ面を形成でき、良
好な特性のカラーフィルタを提供することが可能とな
る。
As described above, in the color filter of the present invention, the colored pattern film has a plurality of pixel portions provided on the surface of each optical element, and the plurality of pixel portions are arranged in a diagonal direction of the pixel matrix. By having the coupling portion to be coupled, the bonding state of each pixel portion is reinforced by the coupling portion. Accordingly, the adhesion of the colored pattern film to the substrate itself is not increased, and the adhesion of the colored pattern film can be improved and peeling or the like can be prevented without increasing the adhesive area so much. Without forming a flat filter surface, a color filter having good characteristics can be provided.

【0029】また本発明のカラーフィルタの製造方法で
は、着色パターン膜を形成する場合に、各光学素子の表
面に配置される複数の画素部と、これら複数の画素部を
画素マトリクスの対角線方向に結合する結合部とを同時
にパターン形成することにより、各画素部の接着状態を
結合部によって補強した着色パターンを形成するように
した。したがって、着色パターン膜の基板に対する接着
力自体を大きくしたり、接着面積をそれほど大きくする
ことなく、着色パターン膜の接着性を向上して剥離等を
防止でき、感度ダウンや感度ムラ等を発生させることな
く、平坦なフィルタ面を形成でき、良好な特性のカラー
フィルタを形成することが可能となる。
In the method of manufacturing a color filter according to the present invention, when forming a colored pattern film, a plurality of pixel portions arranged on the surface of each optical element and the plurality of pixel portions are arranged in a diagonal direction of a pixel matrix. By simultaneously forming a pattern with the joints to be joined, a colored pattern in which the adhesion state of each pixel portion is reinforced by the joints is formed. Accordingly, the adhesion of the colored pattern film to the substrate itself is not increased, and the adhesion of the colored pattern film can be improved and peeling or the like can be prevented without increasing the adhesive area so much. Without forming a flat filter surface, a color filter having good characteristics can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態によるカラーフィルタの一
例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a color filter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すカラーフィルタの1つの着色パター
ンを構成する画素部と結合部の具体例を示す拡大平面図
である。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a specific example of a pixel unit and a coupling unit which constitute one coloring pattern of the color filter shown in FIG.

【図3】図1に示すカラーフィルタにおける色配列を説
明する平面図である。
FIG. 3 is a plan view illustrating a color arrangement in the color filter shown in FIG.

【図4】図1に示すカラーフィルタを設ける固体撮像装
置における素子構造を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an element structure in a solid-state imaging device provided with the color filter shown in FIG.

【図5】従来の固体撮像装置における素子構造を示す断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing an element structure in a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……半導体基板、12……受光素子、14……転送
レジスタ部、16……絶縁膜、18……転送電極、20
……遮光膜、22……パッシベーション膜、24……平
坦化膜、30……カラーフィルタ、32、34、36…
…着色パターン膜、32A、34A、36A……ユニッ
トセル(画素部)、34B……橋渡し部(結合部)、4
0……透明樹脂膜、42……マイクロレンズ。
10 semiconductor substrate, 12 light receiving element, 14 transfer register section, 16 insulating film, 18 transfer electrode, 20
... Shielding film, 22... Passivation film, 24... Flattening film, 30... Color filter, 32, 34, 36.
... Colored pattern film, 32A, 34A, 36A ... Unit cell (pixel part), 34B ... Bridge part (coupling part), 4
0: transparent resin film, 42: microlens.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に複数の光学素子をマトリクス状
に配置した光学装置に設けられ、前記各光学素子の表面
に各光学素子に選択的に対応する複数色の着色パターン
膜を皮着して形成されるカラーフィルタにおいて、 前記複数色の着色パターン膜は、それぞれ対応する各光
学素子の表面に設けられた複数の画素部を有するととも
に、 前記複数色の着色パターン膜のうち、少なくとも1色の
着色パターン膜は、前記複数の画素部を前記マトリクス
の対角線方向に結合する結合部を有する、 ことを特徴とするカラーフィルタ。
1. An optical device having a plurality of optical elements arranged in a matrix on a substrate, wherein a plurality of colored pattern films corresponding to the respective optical elements are selectively applied on the surface of the respective optical elements. In the color filter formed as described above, the plurality of colored pattern films have a plurality of pixel portions provided on the surface of each corresponding optical element, and at least one of the plurality of colored pattern films is provided. Wherein the colored pattern film includes a coupling portion that couples the plurality of pixel portions in a diagonal direction of the matrix.
【請求項2】 前記複数色の着色パターン膜の各画素部
は、それぞれ方形状に形成され、各着色パターン膜の画
素部が互いに隙間のない状態で配置されていることを特
徴とする請求項1記載のカラーフィルタ。
2. The pixel portion of each of the plurality of colored pattern films is formed in a square shape, and the pixel portions of each of the colored pattern films are arranged without any gap therebetween. The color filter according to 1.
【請求項3】 前記複数色の着色パターン膜は3色の着
色パターン膜であり、前記3色のうち第1色の着色パタ
ーン膜は、各画素部が前記マトリクスの縦方向及び横方
向に1画素おきで、かつ、前記マトリクスの対角線方向
に隣接する配列で設けられるとともに、各画素部を結合
する結合部を有し、前記3色のうち残りの第2色及び第
3色の着色パターン膜は、各画素部が前記マトリクスの
縦方向及び横方向に1画素おきで、かつ、前記マトリク
スの対角線方向に隣接しない配列で設けられるととも
に、各画素部を結合する結合部を有していないことを特
徴とする請求項2記載のカラーフィルタ。
3. The colored pattern film of a plurality of colors is a colored pattern film of three colors, and a colored pattern film of a first color among the three colors is such that each pixel portion is one in a vertical direction and a horizontal direction of the matrix. A colored pattern film that is provided at every pixel and adjacent to each other in the diagonal direction of the matrix and has a coupling portion that couples each pixel portion, and the remaining second and third color pattern films of the three colors Is that each pixel portion is provided every other pixel in the vertical and horizontal directions of the matrix, and is arranged in an array that is not adjacent to the matrix in a diagonal direction, and has no coupling portion that couples each pixel portion. The color filter according to claim 2, wherein:
【請求項4】 前記3色は赤緑青の3色であり、前記第
1色は緑色であることを特徴とする請求項3記載のカラ
ーフィルタ。
4. The color filter according to claim 3, wherein the three colors are red, green, and blue, and the first color is green.
【請求項5】 前記結合部は前記複数の画素部のコーナ
部間を結合する細線状に形成されていることを特徴とす
る請求項2記載のカラーフィルタ。
5. The color filter according to claim 2, wherein the connection portion is formed in a thin line shape connecting the corner portions of the plurality of pixel portions.
【請求項6】 前記結合部の線幅は、前記画素部の1つ
の辺の1/5以下に形成されていることを特徴とする請
求項5記載のカラーフィルタ。
6. The color filter according to claim 5, wherein a line width of the connection portion is formed to be 1/5 or less of one side of the pixel portion.
【請求項7】 前記結合部を設けた着色パターン膜以外
の着色パターン膜は、各画素部のコーナ部をカットし、
前記結合部との重複を避ける状態に形成されていること
を特徴とする請求項5記載のカラーフィルタ。
7. A colored pattern film other than the colored pattern film provided with the coupling portion cuts a corner portion of each pixel portion,
The color filter according to claim 5, wherein the color filter is formed so as to avoid overlapping with the connecting portion.
【請求項8】 基板上に複数の光学素子をマトリクス状
に配置した光学装置に設けられ、前記各光学素子の表面
に各光学素子に選択的に対応する複数色の着色パターン
膜を皮着して形成されるカラーフィルタの製造方法にお
いて、 前記複数色の着色パターン膜のうち、少なくとも1色の
着色パターン膜を形成する場合に、当該着色パターン膜
に対応する各光学素子の表面に配置される複数の画素部
と、前記複数の画素部を前記マトリクスの対角線方向に
結合する結合部とを同時にパターン形成するようにし
た、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
8. An optical device in which a plurality of optical elements are arranged in a matrix on a substrate, and a colored pattern film of a plurality of colors corresponding to each optical element is selectively applied on the surface of each optical element. In the method for manufacturing a color filter formed by: forming at least one color pattern film among the plurality of color pattern films, the color filter is disposed on the surface of each optical element corresponding to the color pattern film. A method of manufacturing a color filter, wherein a plurality of pixel portions and a connecting portion that connects the plurality of pixel portions in a diagonal direction of the matrix are simultaneously formed in a pattern.
【請求項9】 前記各画素部はそれぞれ方形状に形成
し、前記結合部は前記複数の画素部のコーナ部間を結合
する細線状に形成することを特徴とする請求項8記載の
カラーフィルタの製造方法。
9. The color filter according to claim 8, wherein each of the pixel portions is formed in a square shape, and the connecting portion is formed in a thin line shape connecting corner portions of the plurality of pixel portions. Manufacturing method.
【請求項10】 前記結合部の線幅は、前記画素部の1
つの辺の1/5以下に形成することを特徴とする請求項
9記載のカラーフィルタの製造方法。
10. The line width of the coupling part is one of the pixel part.
The method for manufacturing a color filter according to claim 9, wherein the color filter is formed at 1 / or less of one side.
【請求項11】 前記結合部を設けた着色パターン膜以
外の着色パターン膜は、当該着色パターン膜に対応する
各光学素子の表面に配置される方形状の各画素部のコー
ナ部をカットし、前記結合部との重複を避ける状態に形
成することを特徴とする請求項9記載のカラーフィルタ
の製造方法。
11. A coloring pattern film other than the coloring pattern film provided with the coupling portion, cuts corner portions of each rectangular pixel portion disposed on the surface of each optical element corresponding to the coloring pattern film, The method according to claim 9, wherein the color filter is formed so as to avoid overlapping with the connecting portion.
【請求項12】 前記着色パターン膜は、前記基板の光
学領域全体に感光性素膜を形成した後、所定のパターン
形状に対応したマスクを通して前記感光性素膜を露光
し、この露光によって膜質の変化した感光性素膜のパタ
ーンを現像することにより形成することを特徴とする請
求項9記載のカラーフィルタの製造方法。
12. The colored pattern film, after forming a photosensitive element film over the entire optical region of the substrate, exposing the photosensitive element film through a mask corresponding to a predetermined pattern shape, and by exposing the photosensitive element film, The method for manufacturing a color filter according to claim 9, wherein the pattern is formed by developing the changed pattern of the photosensitive element film.
【請求項13】 前記感光性素膜は予め着色剤を分散さ
せたものであることを特徴とする請求項12記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
13. The method for manufacturing a color filter according to claim 12, wherein the photosensitive element film has a colorant dispersed therein in advance.
【請求項14】 前記感光性素膜は被染色材よりなり、
前記現像後、前記被染色材を染色することにより着色す
ることを特徴とする請求項12記載のカラーフィルタの
製造方法。
14. The photosensitive element film is made of a material to be dyed,
The method for producing a color filter according to claim 12, wherein the material to be dyed is colored by dyeing after the development.
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