JPH0247604A

JPH0247604A - カラーフィルタ

Info

Publication number: JPH0247604A
Application number: JP63198382A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yamamoto; 山本　克巳; Itsuo Yaguchi; 矢口　逸夫; Eizaburo Watanabe; 渡辺　英三郎; Shinji Ito; 伊藤　慎次
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-16
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2792863B2

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〕本発明は固体撮像素子等の撮像素子や液晶表示素子上に
形成されるカラーフィルタに関する。

〔従来の技術〕

以下、撮像素子の場合を例にとると、撮像管や固体撮像
素子からカラー画像情報を得るために、受光部の前面部
に赤、緑、青あるいはイエローシアン、マゼンタなどの
色相に分れた色分解用のカラーフィルタを設けることが
行なわれている。

現在、このカラーフィルタとしては、染色されやすい感
光性樹脂を写真製版技術により・イタ−／化し、この・
９ター／を染料にて染色して所望の分光特性を得るいわ
ゆる有機染色形（あるいはオンチップ形という。）の物
が広く採用されている。以上の事は、表示素子では光の
人受関係が入れ替るだけで、同一である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この有機染色形のカラーフィルタにおい
ては、次に述べる問題がある。

各種素子や硝子等の基板上に赤、緑、宵の三原色のフィ
ルタ層を形成したカラーフィルタにおいて、青のフィル
タ層では、感光性樹脂層の染色性などの条件により感光
性樹脂層の層厚を、他の色のフィルタの感光性樹脂層の
層厚に比較して大変薄く形成することがある。このよう
に感光樹脂層の層厚が薄いと、染料を染色して感光性樹
脂層が膨潤した時の層厚も、他の色の感光性樹脂層が染
色されて膨潤した時の層厚さよりも薄いことになる。こ
の結果、基板上に形成した層厚さが異なる隣合う各色の
フィルタ層の間には段差が形成される。このように各フ
ィルタ層の間に段差が形成されると、層厚の厚いフィル
タを通った光が段差部分から漏れ出て隣合う層厚さの薄
いフィルタ層の中に入ることがある。このため、フィル
タ層の分光特性が低下して、カラー画像情報に色のにじ
みや色むらが発生して良好なカラー画像情報が得られな
いことがある。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、各フィル
タ層を平坦に揃えて各フィルタ層の間の段差をなくし、
色のにじみや色むらがない良好なカラー画像情報を得る
ことができるカラーフィルタを提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的達成するために本発明のカラーフィルタは、基
板上に、感光性樹脂に染料で染色してなる複数の色相の
フィルタ層を形成してなるカラーフィルタにおいて、少
なくともその一部の色相のフィルタ層が透明層と重ねて
形成されたフィルタ層を備えていることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

この構成によシ、層厚の薄いフィルタ層については、透
明層に重ねてフィルタ層を形成して、他のフィルタ層の
層厚と同じ厚さＫすることにより、各フィルタ層の層厚
を揃えて各フィルタ層の間の段差を無くすことができる
。このため、各フィルタ層の間で光の漏れ出しがなくな
り、色のにじみや色むらの発生を防止できる。

〔実施例１〕以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明を固体撮像素子上に赤、緑、青の三原色のフィル
タ層を形成し九カラーフィルタに適用した一実施例を、
第１図を参照して説明する。第１図は、この実施例の構
成を模式的に示している。

図中１は電荷転送形の固体撮像素子で、その内部には受
光部２が並べて形成してあり、表面部には各受光部２の
間に沿って格子状に配線層３が突出形成しである。固体
撮像素子１の表面部上には、配線層３の高さより厚い層
厚を持つ透明樹脂からなる平滑化層４が形成しである。

この平滑化層４の上面には、多数の赤のフィルタ層５と
、多数の青のフィルタ層７と、多数の緑のフィルタ層６
が夫々固体撮像素子ノの受光部２に対向して並べて形成
しである。これら各フィルタ層５．６．７は、ゼラチン
などの天然樹脂に重クロム酸カリウムなどを添加してな
るネガ形の水溶性感光性樹脂層を形成し、この感光性樹
脂層に酸性染料、塩基性染料などの染料で所定の色相に
染色して形成したものである。

ここで、赤のフィルタ層５の層厚と緑のフィルタ層６の
層厚とは同じ厚さであシ、青のフィルタ層７の層厚は赤
のフィルタ層５と緑のフィルタ層６０層厚に比較して薄
くなっている。これは青のフィルタ層７の染色性などの
条件によるものであり、これらの特性を適切に考慮して
設定し九層厚が赤のフィルタ層５と、緑のフィルタ層６
の各層厚よりも薄くなるためである。そこで、青のフィ
ルタ層７を形成する各部分に夫々前のフィルタ層７と同
じ形状の透明樹脂からなる透明層８が形成してあり、こ
れら各透明層８の上に重ねて青のフィルタ層７を夫々形
成しである。すなわち、赤および緑のフィルタ層５，６
の層厚から青のフィルタ層７の層厚を差引いた厚さを持
って透明層８を形成し、この透明層８の形成後に、透明
層８の表面上に青のフィルタ層７を形成して、透明層８
の厚さとフィルタ層７の厚さとを合せ九層厚が、赤およ
び緑のフィルタ層５．６の層厚と同じ大きさになるよう
にしである。なお、透明層８は青のフィルタ層７に先立
って形成してもよく、その形成時点は特定されない。各
フィルタ層の層厚について具体的にみると、赤および緑
のフィルタ層５，６用の感光性樹脂層の染色前の層厚は
約９０００〜１２０００Ｘ、青のフィルタ層２用の感光
性樹脂層の染色前の層厚は約３０００１である。そして
、赤および緑のフィルタ層５．６用の感光性樹脂層の染
色後の層厚は約１４０００−１ｓｏｏｏ　ｌ、ｔｏ：ｙ
イルタ層７用の感光性樹脂層の染色後の層厚は約５ｏｏ
ｏ１である。このままでは赤および緑のフィルタ層５．
６と青のフィルタ層７との間には最大１μｍの段差が形
成される。そこで、青のフィルタ層７の下側に重ねて形
成する透明層８は約９０００〜１００００Ｘの層厚で形
成する。これにより各フィルタ層５．６．７の平滑化層
４の表面からの厚さが揃い各フィルタ層５，６．７の間
に段差が形成されず、各フィルタ層５〜７０表面が平坦
に揃えられる。

従って、このように構成されたカラーフィルタでは、各
フィルタ層５．６．７の間で光の漏れ出して隣合うフィ
ルタ層に入夛込むことがなく、夫夫のフィルタ層５，６
．７を通った光はそのまま固体撮像素子１の対向する受
光部２に入射される。

このため、カラー画像情報には色のにじみゃ色むらが生
じない。

なお、本発明のカラーフィルタに構成するフィルタ層の
色相は緑、赤、青に限定されず、イエロシアン、マゼン
タなどの組合せでも良い。また、本発明のカラーフィル
タは、固体撮像素子に適用することに限定されずに撮像
管や液晶デイスプレィ等各種表示装置に適用することも
できる。

〔実施例２〕以下、別な本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明を固体撮像素子上に赤、緑、背の三原色のフィル
タ層を形成したカラーフィルタに適用した実施例を、第
２図を参照して説明する。第２図は、この実施例の構成
を模式的に示している。

図中１１は電荷・転送形の固体撮像素子で、その内部に
は受光部Ｉ２が並べて形成してあり、表面部には各受光
部１２０間に沿って格子状に配線層１３が突出形成しで
ある。固体撮像素子ＩＩの表面部上には、配線層１３の
高さより厚い層厚を持つ透明樹脂からなる平滑化層Ｊ４
が形成しである。この平滑化層１４の上面には、多数の
赤のフィルタ層１５と、多数の青のフィルタ層１７と、
多数の緑のフィルタ層１６が夫々固体撮像素子１ノの受
光部１２に対向して防染膜２１を介しながら並べて形成
しである。この上には上面保護層１９と集光層２０が設
けられる。これら各フィルタ層１５゜１６．１７は、ゼ
ラチンなどの天然樹脂に重クロム酸カリウムなどを添加
してなるネガ形の水溶性感光性樹脂層を形成し、この感
光性樹脂層に酸性染料、塩基性染料などの染料で所定の
色相に染色して形成したものである。また、この防染膜
２Ｉは一つの色の染料が他の色相のフィルタに染まらな
い様忙設けたものである。

ここで、赤のフィルタ層１５の層厚と緑のフィルタ層１
６の層厚とは同じ厚さであり、青のフィルタ層１７の層
厚は赤のフィルタ層１５と緑のフィルタ層１６の層厚に
比較して薄くなっている。

これは背のフィルタ層１７の染色性などの条件によるも
のであり、これらの特性を適切に考慮して設定し九層厚
が赤のフィルタ層１５と、緑のフィルタ層１６の各層厚
よりも薄くなるためである。

そこで、青のフィルタ層１７を形成する各部分に夫々前
のフィルタ層１７と同じ形状の透明樹脂からなる透明層
１８が形成してあり、これら各透明層１８の上に重ねて
青のフィルタ層１７を夫々形成しである。すなわち、赤
および緑のフィルタ層１５゜１６の層厚から青のフィル
タ層１７の層厚を差引いた厚さを持って透明Ｒ４１Ｂを
形成し、この透明層１８の形成後に、透明層１８の表面
上に青のフィルタ層１７を形成して、透明層１８の厚さ
とフィルタ層１７の厚さとを合、せた層厚が、赤および
緑のフィルタ層１５．１６の層厚と同じ大きさになるよ
うにしである。なお、透明層１８は青のフィルタ層１７
の形成前に形成すればよく、その形成時点は特定されな
い。また、透明層１８より青のフィルタ層１７を設けら
れているかは、一つには集光層２０からの距離を均一に
するためであり、この為各色の受光量を均一にしてしま
う効果がある。二つ目には、青のフィルタ層１７を形成
するとき、他色の凹部の底に染色前の樹脂を流し込まな
ければならないが、この場合にはスピンコード等の手段
でも均一に樹脂を流し込むのが困難だからである。各フ
ィルタ層の層厚について具体的にみると、赤および緑の
フィルタ層１５．１６用の感光性樹脂層の染色前の層厚
は約９０００〜１２０００芙、青のフィルタ層１７用の
感光性樹脂層の染色前の層厚は約３０００Ｘである。そ
して赤および緑のフィルタ層１５．１６用の感光性樹脂
層の染色後の層厚は約１４０００〜１５０００１．青の
フィルタ層１７用の感光性樹脂層の染色後の層厚は約５
０００Ｘである。このままでは赤および緑のフィルタ層
１５．１６と青のフィルタ層１７との間には最大１μｍ
の段差が形成される。そこで、青のフィルタ層１７の下
側に重ねて形成する透明層１８は約９０００〜１ｏｏｏ
ｏＸの層厚で形成する。これにより各フィルタ層１５，
１６．１７の平滑化層ノ４の表面からの厚さが揃い各フ
ィルタ層１５゜１６．１７の間に段差が形成されず、各
フィルタ面層１５〜１７の表ゝリセが平坦に揃えられる。

〔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によれば、
各フィルタ層を平坦な状態に形成して、色のにじみや色
むらのない良好なカラー画像情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラーフィルタの一実施例の構造を示
す図、第２図は本発明のカラーフィルタの他の実施例の
構造を示す図である。１・・・固体撮像素子、２・・・受光部、３・・・配線
層、４・・・平滑化層、５，６．７・・・フィルタ層、
８・・・透明層、１１・・・固体撮像素子、１２・・・
受光部、１３・・・配線層、１４・・・平滑化層、１５
．１６．１７・・・フィルタ層、１８・・・透明層、１
９・・・上面保護層、２０・・・集光層、２１・・・防
染膜。

Claims

【特許請求の範囲】

基板上に、感光性樹脂に染料で染色してなる複数の色相
のフィルタ層を形成してなるカラーフィルタにおいて、
少なくともその一部の色相のフィルタ層が透明層と重ね
て形成されたフィルタ層を備えていることを特徴とする
カラーフィルタ。