JPH0493902A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

カラーフィルターの製造方法

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JPH0493902A
JPH0493902A JP2256769A JP25676990A JPH0493902A JP H0493902 A JPH0493902 A JP H0493902A JP 2256769 A JP2256769 A JP 2256769A JP 25676990 A JP25676990 A JP 25676990A JP H0493902 A JPH0493902 A JP H0493902A
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color filter
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photosensitive resin
photocell
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Sang-Gi Jeong
鄭 相基
Han-Su Park
朴 漢守
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、カラーフィルターの製造方法に係るものであ
り、特に感度を向上させるための集光レンスを有するカ
ラーフィルターの製造方法に関する。
(従来の技術及び発明か解決しようとする課題)最近、
家庭用ビデオカメラの需要急増と共に、ビデオカメラの
小型・軽量化が要求されている。
したかって、ビデオカメラの撮像装置として既存の撮像
管から固体イメージセンサ−装置に変わりつつある。C
CDまたはMO8方式の固体イメージセンサ−装置は、
半導体分野の半導体高集積技術の発展により、カラー化
が加速化され解像度も目立って向上されている。
カラー固体イメージセンサ−装置はマトリックス状のフ
ォトセルアレイ領域上にカラーフィルターを採用するこ
とによって具現化される。カラーフィルターは、互いに
異なる色分解特性を有する少なくとも三つ以上の着色パ
ターングループを有する。3原色の組み合わせの場合の
カラーフィルターは、赤、青、緑の着色パターングルー
プを有し、補色の組み合わせの場合のカラーフィルター
は、シアニン、イエロー、マゼンタの着色パターンクル
ープを有する。
したがって、固体イメージセンサ−装置のフォトセルア
レイ領域上にカラーフィルターを製造するためには、感
光性樹脂塗布、露光、現像、染色及び混色防止工程を少
なくとも3回以上要する。
それゆえ、カラーフィルターは複数の層が積層される構
造なので非常に厚い。このような厚いカラーフィルター
はフォトセルアレイに達する光透過量を減少させるよう
になるので、固体イメージセンサ−装置の感度を落とす
このようなカラーフィルターの厚さによる光透過量減少
を防止させるため、フォトセルアレイに重畳されるよう
にカラーフィルターの表面に集光レンズアレイを形成し
て各フォトセルに光を集光させることによって感度を向
上させる技術が日本国公開特許公報昭61−19965
9号に開示されているが、その構造は非常に複雑である
本発明は、このような従来の不具合を解消するために成
されたものであり、その第1の目的は、光透過量を向上
させ得るカラーフィルターの製造方法を提供することで
ある。
また、本発明の第2の目的は、固体イメージセンサ−装
置の感度を向上させ得るカラーフィルターの製造方法を
提供することである。
さらに、本発明の第3の目的は、工程の単純化及び材料
節減などにより、経済的なカラーフィルターの製造方法
を提供することである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、基板上に染色可能
な感光性樹脂を塗布する工程と、前記工程で形成された
感光性樹脂層に所定のパターンを露光し現像して所定の
パターン層を残す工程と、前記の残されたパターン層を
所定の色素で染色する工程と、前記染色されたパターン
層の表面上に所定曲率半径を有し、耐染色性の優れる透
明の樹脂よりなる集光レンズを形成する工程と、前記−
連の工程等を順次繰り返して互いに異なる色素で染色さ
れた少なくとも三つ以上の着色パターン層を形成する工
程とを具備してなることを特徴とする。
(作用) 以上のような工程を採用することによって、基板を固体
イメージセンサ−装置で使う場合は最初感光性樹脂を塗
布する前に、表面平坦化工程及びボンディングパッド保
護層塗布工程が行われるから、この平坦化層の厚さを調
節して最適フォーカシングが得られる。
そして、前記集光レンズには、耐熱性、耐染色性材料か
使われる。したがって、集光レンズが混色防止機能を兼
ねるので、混色防止用中間層を除去できてカラーフィル
ターの全体厚さを減少させ得る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を、添付した図面を参照しつつ説
明する。
まず、本発明の詳細な説明する前に、従来のカラーフィ
ルターの製造方法を第1A図から第1E図までを参照し
て説明する。
第1A図を参照すれば、参照番号1は凹凸の形成された
固体イメージセンサ−装置の半導体基板である。図示し
た半導体基板1は、フォトセルアレイ領域の一部分て、
各凹部にはそれぞれフォトセルla、]、b、lcを有
する。フォトセルは半導体基板1内に形成されるフォト
ダイオードである。半導体基板1の各凸部には、絶縁膜
及び配線用導体層を有する。このような凹凸の形成され
た半導体基板1の表面上に、例えばポリイミド(pol
yimide)のような有機高分子物質を塗布して平坦
化層2を形成し、引き続き図示されていないボンディン
グパッドを保護するための耐染色性の保護膜3を覆い、
この保護膜3は後述する着色パターン形成時ボンディン
グパッドの腐蝕を防止する。
第1B図を参照すれば、前記保護膜3の表面上に感光性
樹脂、例えば重クロム酸塩か混合されたゼラチン(ge
latjn)またはカゼイン(casein)などを塗
布して通常の写真蝕刻工程により残そうとする部分を露
光し現像して第1着色パターン4を形成する。そして、
例えば、PGMA(polyglicidyl met
hacrylate)の混色防止用材料を前記第1着色
パターン4の形成された構造の表面上に塗布する。
第1B図の工程によりフォトセル1aに重畳されるよう
に保護層3上に第1着色パターン層4か形成される。前
述した第1B図の工程をフォトセル1b及びフォトセル
1Cに対して順次に2回繰り返すと第1C図及び第1D
図に図示したような第2着色パターン層6及び中間層7
、そして第3着色パターン層8及び中間層9が順次に形
成される。
第1E図を参照すれば、前記工程により第1゜第2及び
第3着色パターン層4.6.8及び中間層5.7.9が
形成された結果物の表面に、例えば、PGMAのような
材料を被覆してフォーカス調節層10を形成する。引き
続きフォーカス調節層10上にアクリル樹脂のような透
明樹脂物質を塗布し、これを写真蝕刻工程によりフォト
セルにオーバーラツプされるようにパターン化し、この
パターンを所定温度で加熱してリフロー(ref lo
w)させた後、ソフトベーク処理する(日本国特許公開
公報昭60−60757号参照)。そうすると、第1E
図のように所定曲率半径を有する集光レンズ11a、l
lb、llcが得られる。
このように、第1A図から第1E図にかけて固体イメー
ジセンサ−装置に搭載されるカラーフィルターは少なく
とも3つ以上混色防止用中間層を有するので、全体の厚
さかおよそ10〜12μm程度でとても厚い。
したがって、フォトセルに達する光パスが複雑になり光
透過率が低下されるので、感度が落ちる。
また、多くの段階の工程を経るので作業性も落ちるし、
中間層が2重、3重に重なることがあるので、材料の無
駄使いにより経済面において不利である。
第2A図から第2D図を参照して本本発明によるカラー
フィルターの製造方法を説明する。
第2A図は、前述した第1A図の工程と同一である。
第2B図は、前述した第1B図の工程で混色防止用中間
層5を集光レンズllaで代置したところが異なる。す
なわち、保護膜3上に感光性樹脂を塗布した後、露光、
現像工程を経て第1着色パターン層4を残し、引き続き
耐染色性、耐熱性の優れる透明の樹脂で前記第1着色パ
ターン層4上に、2公知のレンズ形成技術を利用して集
光レンズ11aを形成する。したがって、この集光レン
ズ11aは次の染色工程時、第1着色パターン層4が混
色されるのを防止する混色防止機能も兼ねるようになる
第2C図及び第2D図では、第2B図の工程を順次繰り
返すことによって、第2着色パターン層6及び集光レン
ズ11b、第3着色パターン層8及び集光レンズ11C
を順次に形成することを示す。
ここで、集光レンズlla、llb、llcは耐塩基性
特性を有する物質であれば可能である。
また、集光レンズlla、llb、llcを感光性樹脂
でする場合には、着色パターン層4,6゜8の感光性樹
脂とは異なる放射線感応特性を有するものが工程の単純
化を考慮するとき望ましい。
(発明の効果) 以上のように本発明では、着色パターン層4゜6.8の
形成後、従来の混色防止用中間層5,7゜9を塗布する
ことではなく、着色パターン層上に直接に集光レンズを
1つづつ形成することによって集光レンズで混色を防止
できるので、中間層5゜7.9を除去することができる
。それゆえ、カラーフィルターの全体厚さを5〜6μm
程度に縮められる。
また、本発明の製造方法によれば、カラーフィルターの
全体の厚さが減少され、層構成も単純化されるので、光
透過率が向上され、フォトセルの感度を上昇させること
ができ、材料を節減させ得る。
【図面の簡単な説明】
第1A図乃至第1E図は、従来のカラーフィルターの製
造工程順序図、 第2A図乃至第2D図は、本発明のカラーフィルターの
製造工程順序図である。 1・・・基板、  2・・・平坦化層、 3・・・保護
層、4.6.8・・・着色パターン層、 5.7.9・・・中間層、 1 a、  1 b、  1 c−=フ*トセル、10
・・・フォーカス調節層、 11a、 Hb、 llc ・・・集光レンズ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に染色可能な感光性樹脂を塗布する工程と
    、 前記工程で形成された感光性樹脂層に所定のパターンを
    露光し現像して所定のパターン層を残す工程と、 前記の残されたパターン層を所定の色素で染色する工程
    と、 前記染色されたパターン層の表面上に所定曲率半径を有
    し、耐染色性の優れる透明の樹脂よりなる集光レンズを
    形成する工程と、 前記一連の工程等を順次繰り返して互いに異なる色素で
    染色された少なくとも三つ以上の着色パターン層を形成
    する工程とを具備してなることを特徴とするカラーフィ
    ルターの製造方法。
  2. (2)前記集光レンズは、前記感光性樹脂層とは異なる
    放射線感応特性を有する感光性樹脂より形成することを
    特徴とする請求項(1)記載のカラーフィルターの製造
    方法。
  3. (3)前記集光レンズは、アクリル系樹脂より形成する
    ことを特徴とする請求項(1)記載のカラーフィルター
    の製造方法。
  4. (4)前記基板は、固体イメージセンサー装置であり、
    前記最初の感光性樹脂を塗布する前に、固体イメージセ
    ンサー装置のフォトセルアレイ領域にポリイミド(po
    lyimide)系の有機高分子物質を塗布し、入射光
    が前記フォトセルにフォーカシングされるようにその厚
    さを調節しながら平坦化層を形成して基板の表面を平坦
    化する工程と、前記フォトセルアレイ領域の周辺部に配
    置されたボンディングパッドを保護するための保護層を
    塗布する工程を順次にさらに具備することを特徴とする
    請求項(1)記載のカラーフィルターの製造方法。
  5. (5)前記固体イメージセンサー装置の所定領域上に搭
    載されるカラーフィルターの全体厚さは、5〜6μm程
    度であることを特徴とする請 求項(4)記載のカラーフィルターの製造方法。
  6. (6)前記少なくとも三つ以上の着色パターン層は、そ
    れぞれ赤、青、緑のうちいずれか一色で着色されること
    を特徴とする請求項(1)から(4)のいずれか一項に
    記載のカラーフィルターの製造方法。
  7. (7)前記少なくとも三つ以上の着色パターン層は、そ
    れぞれシアニン(cyanine)、イエロー(yel
    low)、マゼンタ(magenta)のうちいずれか
    一色で着色されることを特徴とする請求項(1)から(
    4)のいずれか一項に記載のカラーフィルターの製造方
    法。
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