JPH11337715A - カラーフィルタおよびこれを用いた固体撮像装置 - Google Patents
カラーフィルタおよびこれを用いた固体撮像装置Info
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- JPH11337715A JPH11337715A JP13933698A JP13933698A JPH11337715A JP H11337715 A JPH11337715 A JP H11337715A JP 13933698 A JP13933698 A JP 13933698A JP 13933698 A JP13933698 A JP 13933698A JP H11337715 A JPH11337715 A JP H11337715A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 染色によるカラーフィルタよりも耐光性に優
れ、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分光特性
に優れたカラーフィルタを提供する。 【解決手段】 難溶化した染料を含む透明樹脂からな
り、分光透過率曲線が、可視光領域において透過率が5
0%よりも大きい第1の領域と透過率が50%よりも小
さい第2の領域とを有し、前記第1の領域と前記第2の
領域とを画する透過率50%となる波長が、475〜5
05nmおよび560〜610nmから選ばれる少なく
とも一つの領域に存在する着色部分を含むカラーフィル
タ3a、3b、3cを、平坦化層4上に形成する。
れ、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分光特性
に優れたカラーフィルタを提供する。 【解決手段】 難溶化した染料を含む透明樹脂からな
り、分光透過率曲線が、可視光領域において透過率が5
0%よりも大きい第1の領域と透過率が50%よりも小
さい第2の領域とを有し、前記第1の領域と前記第2の
領域とを画する透過率50%となる波長が、475〜5
05nmおよび560〜610nmから選ばれる少なく
とも一つの領域に存在する着色部分を含むカラーフィル
タ3a、3b、3cを、平坦化層4上に形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ、
特に固体撮像装置に適したカラーフィルタに関するもの
であり、またこのカラーフィルタを備えた固体撮像装置
に関するものである。
特に固体撮像装置に適したカラーフィルタに関するもの
であり、またこのカラーフィルタを備えた固体撮像装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】画像のカラー化が進展するに伴って、液
晶表示装置や固体撮像装置におけるカラーフィルタの重
要性はさらに高まってきている。従来、カラーフィルタ
の製造方法は、顔料等を透明樹脂に分散させる方法と、
被染色材料を染料により染色する方法とに大別される。
微細な加工が要求される固体撮像装置のカラーフィルタ
は、通常、染色による方法により製造される。
晶表示装置や固体撮像装置におけるカラーフィルタの重
要性はさらに高まってきている。従来、カラーフィルタ
の製造方法は、顔料等を透明樹脂に分散させる方法と、
被染色材料を染料により染色する方法とに大別される。
微細な加工が要求される固体撮像装置のカラーフィルタ
は、通常、染色による方法により製造される。
【0003】固体撮像装置用カラーフィルタの染色によ
る従来の製造方法を図4により説明する。図4において
は、図示を簡略化するためにカラーフィルタ近傍のみを
表示する。まず、絶縁膜25上に形成された平坦化層2
4を下地層としてその表面に被染色材料となる樹脂が塗
布され、i線等の紫外線により露光され、純水等により
現像される。この樹脂は、第1の染料により染色され、
第1の着色部分23aとなる。次いで、この第1の着色
部分23a上にアクリル樹脂等からなる第1の隔離層2
3dが形成される(図4(a))。隔離層は、着色部分
間の混色を防止するために形成される。第1の隔離層2
3d上には、上記と同様にして第2の染料により染色さ
れた第2の着色部分23bが形成され(図4(b))、
この着色部分23b上に、第2の隔離層23e、さらに
は第3の染料により染色された第3の着色部分23cが
形成される(図4(c))。各着色部分23a、23
b、23cは、所定の分光透過率特性を有するRGB3
色(補色が利用されることもある)に染色される。この
ようにして、固体撮像装置の各受光部に対応するように
着色部分が配置されたカラーフィルタが形成される。
る従来の製造方法を図4により説明する。図4において
は、図示を簡略化するためにカラーフィルタ近傍のみを
表示する。まず、絶縁膜25上に形成された平坦化層2
4を下地層としてその表面に被染色材料となる樹脂が塗
布され、i線等の紫外線により露光され、純水等により
現像される。この樹脂は、第1の染料により染色され、
第1の着色部分23aとなる。次いで、この第1の着色
部分23a上にアクリル樹脂等からなる第1の隔離層2
3dが形成される(図4(a))。隔離層は、着色部分
間の混色を防止するために形成される。第1の隔離層2
3d上には、上記と同様にして第2の染料により染色さ
れた第2の着色部分23bが形成され(図4(b))、
この着色部分23b上に、第2の隔離層23e、さらに
は第3の染料により染色された第3の着色部分23cが
形成される(図4(c))。各着色部分23a、23
b、23cは、所定の分光透過率特性を有するRGB3
色(補色が利用されることもある)に染色される。この
ようにして、固体撮像装置の各受光部に対応するように
着色部分が配置されたカラーフィルタが形成される。
【0004】一方、顔料を用いたカラーフィルタは、耐
光性の観点からは染料を用いたカラーフィルタよりも優
れている。また、顔料を用いたカラーフィルタでは、混
色を防止するための隔離層を形成する必要はなく、さら
に樹脂の染色や色の定着工程を省くことができる。顔料
分散型のカラーフィルタとしては、例えば特開昭60−
129707号公報に記載されているように、所定の粒
径分布を有する顔料を分散させた透明樹脂が知られてい
る。同公報には、粒径1μm以上の粒子が全粒子の10
重量%以下であり、0.01μm〜0.3μmの範囲の
粒子が全粒子の60重量%以上である粒径分布を有する
顔料を分散させたカラーフィルタが、特に液晶表示装置
に適したフィルタとして開示されている。
光性の観点からは染料を用いたカラーフィルタよりも優
れている。また、顔料を用いたカラーフィルタでは、混
色を防止するための隔離層を形成する必要はなく、さら
に樹脂の染色や色の定着工程を省くことができる。顔料
分散型のカラーフィルタとしては、例えば特開昭60−
129707号公報に記載されているように、所定の粒
径分布を有する顔料を分散させた透明樹脂が知られてい
る。同公報には、粒径1μm以上の粒子が全粒子の10
重量%以下であり、0.01μm〜0.3μmの範囲の
粒子が全粒子の60重量%以上である粒径分布を有する
顔料を分散させたカラーフィルタが、特に液晶表示装置
に適したフィルタとして開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】固体撮像装置の使用環
境が多様化するに伴い、固体撮像装置用カラーフィルタ
にも、顔料分散型に匹敵する程度の耐光性やコスト削減
のための工程削減が求められるようになってきた。しか
し、耐光性の高いとされる顔料分散型のカラーフィルタ
には、使用できる顔料に限りがあるため、得ることがで
きる分光透過特性にも制限があった。従って、染色によ
るカラーフィルタを従来型の顔料を用いたカラーフィル
タに置換することにより顔料分散型カラーフィルタの上
記利点を活かそうとすると、従来と同じ程度の分光透過
特性を有するカラーフィルタとすることができない場合
が生じていた。
境が多様化するに伴い、固体撮像装置用カラーフィルタ
にも、顔料分散型に匹敵する程度の耐光性やコスト削減
のための工程削減が求められるようになってきた。しか
し、耐光性の高いとされる顔料分散型のカラーフィルタ
には、使用できる顔料に限りがあるため、得ることがで
きる分光透過特性にも制限があった。従って、染色によ
るカラーフィルタを従来型の顔料を用いたカラーフィル
タに置換することにより顔料分散型カラーフィルタの上
記利点を活かそうとすると、従来と同じ程度の分光透過
特性を有するカラーフィルタとすることができない場合
が生じていた。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みて為されたも
のであって、染色によるカラーフィルタよりも耐光性に
優れ、簡略化された工程により製造でき、しかも従来実
績のある染色によるカラーフィルタと同等の分光透過特
性を有し、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分
光特性に優れたカラーフィルタと、このカラーフィルタ
を用いた固体撮像装置を提供することを目的とする。
のであって、染色によるカラーフィルタよりも耐光性に
優れ、簡略化された工程により製造でき、しかも従来実
績のある染色によるカラーフィルタと同等の分光透過特
性を有し、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分
光特性に優れたカラーフィルタと、このカラーフィルタ
を用いた固体撮像装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のカラーフィルタは、難溶化した染料を含む
透明樹脂からなり、分光透過率曲線が、可視光領域にお
いて透過率が50%よりも大きい第1の領域と透過率が
50%よりも小さい第2の領域とを有し、前記第1の領
域と前記第2の領域とを区分する透過率50%となる波
長が、475〜505nmおよび560〜610nmか
ら選ばれる少なくとも一つの領域に存在する着色部分を
備えたことを特徴とする。
に、本発明のカラーフィルタは、難溶化した染料を含む
透明樹脂からなり、分光透過率曲線が、可視光領域にお
いて透過率が50%よりも大きい第1の領域と透過率が
50%よりも小さい第2の領域とを有し、前記第1の領
域と前記第2の領域とを区分する透過率50%となる波
長が、475〜505nmおよび560〜610nmか
ら選ばれる少なくとも一つの領域に存在する着色部分を
備えたことを特徴とする。
【0008】このようなカラーフィルタとすることによ
り、染色によるカラーフィルタよりも耐光性を向上さ
せ、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分光特性
を理想に近い状態とすることができる。
り、染色によるカラーフィルタよりも耐光性を向上さ
せ、既存の顔料を用いたカラーフィルタよりも分光特性
を理想に近い状態とすることができる。
【0009】本発明のカラーフィルタにおいては、難溶
化した染料が、平均粒径0.2μm以下の粒子であるこ
とが好ましい。ここで、平均粒径とは、個数平均粒径の
意味である。平均粒径が0.2μmよりも大きくなる
と、カラーフィルタの表面の平滑性やパターンのエッジ
の直線性が低下し、色ムラ不良や色ザラ不良となるおそ
れがある。
化した染料が、平均粒径0.2μm以下の粒子であるこ
とが好ましい。ここで、平均粒径とは、個数平均粒径の
意味である。平均粒径が0.2μmよりも大きくなる
と、カラーフィルタの表面の平滑性やパターンのエッジ
の直線性が低下し、色ムラ不良や色ザラ不良となるおそ
れがある。
【0010】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、前記着色部分が、難溶化した染料と、難溶化する以
前の状態の前記染料とを含むことが好ましい。難溶化し
た染料のみにより透明樹脂を着色しようとすると、アク
リル樹脂等有機材料からなる下地層にレジスト残りが生
じるおそれがあるからである。
は、前記着色部分が、難溶化した染料と、難溶化する以
前の状態の前記染料とを含むことが好ましい。難溶化し
た染料のみにより透明樹脂を着色しようとすると、アク
リル樹脂等有機材料からなる下地層にレジスト残りが生
じるおそれがあるからである。
【0011】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、前記着色部分が、前記染料を含んだ状態で有機酸を
含む溶液により処理されたものであることが好ましい。
また、この有機酸は、染料を透明樹脂に定着させる作用
を有するものから選択されることが好ましく、タンニン
酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブドウ酸から
選ばれる少なくとも一つ、特にタンニン酸および酒石酸
から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。こ
のような好ましい例によれば、カラーフィルタの耐光性
をさらに改善することができる。
は、前記着色部分が、前記染料を含んだ状態で有機酸を
含む溶液により処理されたものであることが好ましい。
また、この有機酸は、染料を透明樹脂に定着させる作用
を有するものから選択されることが好ましく、タンニン
酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブドウ酸から
選ばれる少なくとも一つ、特にタンニン酸および酒石酸
から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。こ
のような好ましい例によれば、カラーフィルタの耐光性
をさらに改善することができる。
【0012】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、前記着色部分が、前記染料と感光剤とを含む透明樹
脂を露光し、現像することにより形成されたものである
ことが好ましく、さらに、前記着色部分は、タンニン
酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブドウ酸から
選ばれる少なくとも一つの有機酸を含む現像液により現
像されたものであることが好ましい。
は、前記着色部分が、前記染料と感光剤とを含む透明樹
脂を露光し、現像することにより形成されたものである
ことが好ましく、さらに、前記着色部分は、タンニン
酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブドウ酸から
選ばれる少なくとも一つの有機酸を含む現像液により現
像されたものであることが好ましい。
【0013】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、三原色(RGB三原色)およびこの三原色に対する
補色から選ばれるいずれか一色に着色された着色部分に
より構成され、各着色部分が難溶化した染料および顔料
から選ばれる少なくとも一方により着色されていること
が好ましい。本発明のカラーフィルタは、難溶化された
染料を含む前記着色部分により、原色または補色のすべ
ての色が構成されていてもよいが、原色および補色から
選ばれる一色に顔料により着色された着色部分を含んで
いてもよい。この場合は、三原色またはその補色が、難
溶化された染料により着色された着色部分と、顔料によ
り着色された着色部分とにより構成される。もっとも、
難溶化された染料と顔料とをともに有する着色部分が含
まれていても構わない。難溶化された染料により着色さ
れる着色部分は、マゼンタを含むことが好ましい。
は、三原色(RGB三原色)およびこの三原色に対する
補色から選ばれるいずれか一色に着色された着色部分に
より構成され、各着色部分が難溶化した染料および顔料
から選ばれる少なくとも一方により着色されていること
が好ましい。本発明のカラーフィルタは、難溶化された
染料を含む前記着色部分により、原色または補色のすべ
ての色が構成されていてもよいが、原色および補色から
選ばれる一色に顔料により着色された着色部分を含んで
いてもよい。この場合は、三原色またはその補色が、難
溶化された染料により着色された着色部分と、顔料によ
り着色された着色部分とにより構成される。もっとも、
難溶化された染料と顔料とをともに有する着色部分が含
まれていても構わない。難溶化された染料により着色さ
れる着色部分は、マゼンタを含むことが好ましい。
【0014】上記カラーフィルタは、特に固体撮像装置
用として適した特性を有し、本発明は、上記カラーフィ
ルタを備えた固体撮像装置を提供するものでもある。
用として適した特性を有し、本発明は、上記カラーフィ
ルタを備えた固体撮像装置を提供するものでもある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。まず、本発明のカラーフィルタを形
成するための原料組成物について説明する。この原料組
成物には、上記に規定される分光透過特性を満たす染料
が含まれる。このような染料としては、モノアゾ染料、
ポリアゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタ
ン染料、フタロシアニン染料、含金属染料等種々の染料
を用いることができる。各色ごとに以下に例示する。
について説明する。まず、本発明のカラーフィルタを形
成するための原料組成物について説明する。この原料組
成物には、上記に規定される分光透過特性を満たす染料
が含まれる。このような染料としては、モノアゾ染料、
ポリアゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタ
ン染料、フタロシアニン染料、含金属染料等種々の染料
を用いることができる。各色ごとに以下に例示する。
【0016】 (青色染料) トリフェニルメタン染料 (赤色染料) 金属錯塩染料(含金属染料) (緑色染料) 銅フタロシアニン系染料 (黄色染料) アゾ染料 (マゼンタ染料) キサンテン系染料 (シアン染料) 銅フタロシアニン系染料
【0017】原料組成物に含まれる染料は、少なくとも
その一部が難溶化される。ここで難溶化とは、水、低級
アルコールに代表される極性溶媒に対する溶解性を低下
させる処理をいい、完全に不溶化する場合も含まれる。
染料の難溶化は、染料に含まれる極性基に有機化合物を
作用させ、好ましくは反応させることにより行うことが
好ましい。このような化学反応に利用できる有機化合物
は、用いる染料に応じて適宜選択されるが、例えばアク
リル酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸化合物やビニー
ル基を有する有機酸エステルやカルボキシル基等の酸性
基を有する共重合物を用いることができる。
その一部が難溶化される。ここで難溶化とは、水、低級
アルコールに代表される極性溶媒に対する溶解性を低下
させる処理をいい、完全に不溶化する場合も含まれる。
染料の難溶化は、染料に含まれる極性基に有機化合物を
作用させ、好ましくは反応させることにより行うことが
好ましい。このような化学反応に利用できる有機化合物
は、用いる染料に応じて適宜選択されるが、例えばアク
リル酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸化合物やビニー
ル基を有する有機酸エステルやカルボキシル基等の酸性
基を有する共重合物を用いることができる。
【0018】難溶化した染料は、上記のように、平均粒
径0.2μm以下の粒子であることが好ましく、粒径
0.3〜0.4μmの粒子が全粒子の3%以下であるこ
とがさらに好ましく、0.4μm以上の粒子が全粒子の
0.3%以下であることが特に好ましい。
径0.2μm以下の粒子であることが好ましく、粒径
0.3〜0.4μmの粒子が全粒子の3%以下であるこ
とがさらに好ましく、0.4μm以上の粒子が全粒子の
0.3%以下であることが特に好ましい。
【0019】上記のように、カラーフィルタの原料組成
物には、難溶化した染料に加え、難溶化していない染料
を添加することが好ましい。アクリル樹脂等からなる基
材上へのレジスト残りを少なくするためである。難溶化
した染料と、難溶化していない染料との混合比は、例え
ば重量比で10:1〜10:4とすることが好ましい。
物には、難溶化した染料に加え、難溶化していない染料
を添加することが好ましい。アクリル樹脂等からなる基
材上へのレジスト残りを少なくするためである。難溶化
した染料と、難溶化していない染料との混合比は、例え
ば重量比で10:1〜10:4とすることが好ましい。
【0020】カラーフィルタの原料組成物には、上記染
料の他に、被膜形成性樹脂が含まれる。この被膜形成性
樹脂は、バインダーとして作用するものであれば特に制
限されないが、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)
アクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸
ビニル、これらの共重合体等を用いることができる。ゼ
ラチン、カゼイン等のタンパク系樹脂等を用いてもよ
い。ただし、被膜形成性樹脂としては、水溶性の樹脂を
用いることが好ましい。
料の他に、被膜形成性樹脂が含まれる。この被膜形成性
樹脂は、バインダーとして作用するものであれば特に制
限されないが、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)
アクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸
ビニル、これらの共重合体等を用いることができる。ゼ
ラチン、カゼイン等のタンパク系樹脂等を用いてもよ
い。ただし、被膜形成性樹脂としては、水溶性の樹脂を
用いることが好ましい。
【0021】また、この組成物には、光重合性の架橋剤
が含まれる。架橋剤としては、光の照射により重合しう
るものであれば特に制限されないが、例えばヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート等のアクリレート系化合物を用いるこ
とが好ましい。
が含まれる。架橋剤としては、光の照射により重合しう
るものであれば特に制限されないが、例えばヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート等のアクリレート系化合物を用いるこ
とが好ましい。
【0022】さらに、この組成物には、光重合開始剤が
含まれていることが好ましい。光重合開始剤としては、
ハロメチル−S−トリアジン系化合物、チオキサントン
系化合物等従来から提案されてきたものを、特に制限す
ることなく用いることができる。また、この組成物には
必要に応じて分散剤等を配合することが好ましい。
含まれていることが好ましい。光重合開始剤としては、
ハロメチル−S−トリアジン系化合物、チオキサントン
系化合物等従来から提案されてきたものを、特に制限す
ることなく用いることができる。また、この組成物には
必要に応じて分散剤等を配合することが好ましい。
【0023】これらの化合物に、乳酸エチル、エチルセ
ルソルブ、アルコール系またはプロピレングリコール系
等の溶剤が加えられて、カラーフィルタ原料組成物とさ
れる。
ルソルブ、アルコール系またはプロピレングリコール系
等の溶剤が加えられて、カラーフィルタ原料組成物とさ
れる。
【0024】次に、本発明のカラーフィルタの製造方法
の例を図1に基づいて説明する。図1においても、図4
と同様、簡略化のために固体撮像装置のカラーフィルタ
近傍のみを表示する。絶縁膜5上に形成されたアクリル
樹脂等からなる平坦化層4を下地層としてその表面に第
1の原料組成物が塗布され、所定のマスクパターンを介
してi線等により露光され、現像される(図1
(a))。このようにして第1の着色部分3aが形成さ
れる。次いで、上記と同様に、第2の原料組成物が塗布
され、露光、現像され、第2の着色部分3bが形成され
る(図1(b))。さらに第3の原料組成物が塗布さ
れ、露光、現像され、第3の着色部分3cが形成される
(図1(c))。図1(c)に示したように、各着色部
分は、互いに重ならないように、かつ下方の受光部(図
示省略)と1対1に対応するように形成される。上記原
料組成物は、各着色部分3a、3b、3cが上記所定の
分光透過率特性を有するRGB3色(補色が利用される
こともある)となるように調製される。
の例を図1に基づいて説明する。図1においても、図4
と同様、簡略化のために固体撮像装置のカラーフィルタ
近傍のみを表示する。絶縁膜5上に形成されたアクリル
樹脂等からなる平坦化層4を下地層としてその表面に第
1の原料組成物が塗布され、所定のマスクパターンを介
してi線等により露光され、現像される(図1
(a))。このようにして第1の着色部分3aが形成さ
れる。次いで、上記と同様に、第2の原料組成物が塗布
され、露光、現像され、第2の着色部分3bが形成され
る(図1(b))。さらに第3の原料組成物が塗布さ
れ、露光、現像され、第3の着色部分3cが形成される
(図1(c))。図1(c)に示したように、各着色部
分は、互いに重ならないように、かつ下方の受光部(図
示省略)と1対1に対応するように形成される。上記原
料組成物は、各着色部分3a、3b、3cが上記所定の
分光透過率特性を有するRGB3色(補色が利用される
こともある)となるように調製される。
【0025】以上のように、本発明のカラーフィルタ
は、難溶化された染料と、被膜形成性樹脂と、架橋剤や
光重合開始剤等の感光剤とを含む原料組成物を準備する
工程と、原料組成物からなる層を平坦化層などの下地層
上に形成する工程と、原料組成物からなる層を、例えば
所定のマスクパターンを介して露光した後に現像するこ
とにより、パターニングする工程とを含む方法により形
成される着色部分を含んでいる。上記の工程は、RGB
三原色またはその補色を構成する各着色部分について、
着色部分が互いに重ならないように繰り返される。
は、難溶化された染料と、被膜形成性樹脂と、架橋剤や
光重合開始剤等の感光剤とを含む原料組成物を準備する
工程と、原料組成物からなる層を平坦化層などの下地層
上に形成する工程と、原料組成物からなる層を、例えば
所定のマスクパターンを介して露光した後に現像するこ
とにより、パターニングする工程とを含む方法により形
成される着色部分を含んでいる。上記の工程は、RGB
三原色またはその補色を構成する各着色部分について、
着色部分が互いに重ならないように繰り返される。
【0026】なお、上記カラーフィルタにおいては、着
色部分すべてにではなく既存の顔料により好ましい分光
特性が得られない部分のみにおいて、難溶化した染料を
含む上記原料組成物を適用しても構わない。例えば、マ
ゼンタのみを難溶化染料により着色し、補色を構成する
他の着色部分は顔料により着色してもよい。顔料として
は、従来から用いられてきた有機顔料や無機顔料を特に
制限することなく用いることができる。
色部分すべてにではなく既存の顔料により好ましい分光
特性が得られない部分のみにおいて、難溶化した染料を
含む上記原料組成物を適用しても構わない。例えば、マ
ゼンタのみを難溶化染料により着色し、補色を構成する
他の着色部分は顔料により着色してもよい。顔料として
は、従来から用いられてきた有機顔料や無機顔料を特に
制限することなく用いることができる。
【0027】好ましい分光透過特性は、分光透過率曲線
が、可視光領域において透過率50%となる波長が、上
記と同様、475〜505nmおよび560〜610n
mから選ばれる少なくとも一つの波長領域、さらに好ま
しくは480〜500nmおよび560〜585nmか
ら選ばれる少なくとも一つの波長領域に存在するという
条件により規定することができる。本発明のカラーフィ
ルタにおいては、三原色またはその補色を構成する各色
すべてが上記条件を満たすことが好ましい。
が、可視光領域において透過率50%となる波長が、上
記と同様、475〜505nmおよび560〜610n
mから選ばれる少なくとも一つの波長領域、さらに好ま
しくは480〜500nmおよび560〜585nmか
ら選ばれる少なくとも一つの波長領域に存在するという
条件により規定することができる。本発明のカラーフィ
ルタにおいては、三原色またはその補色を構成する各色
すべてが上記条件を満たすことが好ましい。
【0028】各着色部分における好ましい分光透過特性
は、各部分ごとに適宜定められる。例えば、グリーン、
マゼンタのように透過率50%となる波長が可視光領域
に2つ存在する着色部分においては、透過率50%とな
る短波長側の波長と長波長側の波長とが、それぞれ上記
領域における短波長側の領域と長波長側の領域とに存在
することが好ましい。
は、各部分ごとに適宜定められる。例えば、グリーン、
マゼンタのように透過率50%となる波長が可視光領域
に2つ存在する着色部分においては、透過率50%とな
る短波長側の波長と長波長側の波長とが、それぞれ上記
領域における短波長側の領域と長波長側の領域とに存在
することが好ましい。
【0029】例えば、補色を利用したカラーフィルタに
おける各着色部分の好ましい分光透過特性は以下のとお
りである。なお、以下の分光透過特性は、上記と同様、
可視光透過率が50%となる領域により表示する。ま
た、各着色部分の分光透過率曲線の例を図2に示す。
おける各着色部分の好ましい分光透過特性は以下のとお
りである。なお、以下の分光透過特性は、上記と同様、
可視光透過率が50%となる領域により表示する。ま
た、各着色部分の分光透過率曲線の例を図2に示す。
【0030】 ・マゼンタ(図2における11):短波長側 480〜500nm 長波長側 560〜580nm ・シアン (図2における12): 565〜585nm ・イエロー(図2における13): 485〜500nm ・グリーン(図2における14):短波長側 570〜610nm 長波長側 485〜500nm
【0031】また、上記で説明したように、本発明のカ
ラーフィルタには、各着色部分の間にアクリル樹脂等の
隔離層を設ける必要はない。このため、染色によりカラ
ーフィルタを形成する方法よりも製造工程を簡略化する
ことができる。また、上記製造工程において用いる各着
色部分の現像には、例えばアルカリ性の非メタル有機ア
ンモニア水溶液等の現像液を用いることができる。
ラーフィルタには、各着色部分の間にアクリル樹脂等の
隔離層を設ける必要はない。このため、染色によりカラ
ーフィルタを形成する方法よりも製造工程を簡略化する
ことができる。また、上記製造工程において用いる各着
色部分の現像には、例えばアルカリ性の非メタル有機ア
ンモニア水溶液等の現像液を用いることができる。
【0032】現像液には、定着作用を有する有機酸を混
合して用いることが好ましい。難溶化していない染料
や、難溶化が不十分であった染料を樹脂内に定着させる
ためである。定着作用を有する有機酸としては、タンニ
ン酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸、ブドウ酸等を挙
げることができる。このような有機酸は、水等の溶媒に
溶解させ、例えば濃度1〜5重量%の溶液として用いる
ことが好ましい。現像液の好ましい一例は、1〜5重量
%のタンニン酸と1〜5重量%の酒石酸とを含む水溶液
である。また、現像液は、加温して用いることが好まし
く、35〜45℃の状態で用いることがさらに好まし
い。
合して用いることが好ましい。難溶化していない染料
や、難溶化が不十分であった染料を樹脂内に定着させる
ためである。定着作用を有する有機酸としては、タンニ
ン酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸、ブドウ酸等を挙
げることができる。このような有機酸は、水等の溶媒に
溶解させ、例えば濃度1〜5重量%の溶液として用いる
ことが好ましい。現像液の好ましい一例は、1〜5重量
%のタンニン酸と1〜5重量%の酒石酸とを含む水溶液
である。また、現像液は、加温して用いることが好まし
く、35〜45℃の状態で用いることがさらに好まし
い。
【0033】なお、このような定着液は、現像液に混合
するのではなく現像液とは別に用いてもよい。この場
合、定着液は、現像前に着色部分に接触させることが好
ましい。
するのではなく現像液とは別に用いてもよい。この場
合、定着液は、現像前に着色部分に接触させることが好
ましい。
【0034】図3は、上記で説明したカラーフィルタを
備えた本発明の固体撮像装置の一形態を示す断面図であ
る。以下、カラーフィルタ以外の部分を中心に、その製
造方法と構造を簡単に説明する。
備えた本発明の固体撮像装置の一形態を示す断面図であ
る。以下、カラーフィルタ以外の部分を中心に、その製
造方法と構造を簡単に説明する。
【0035】まず、n型半導体基板10の表層に形成さ
れたp型ウェル層11内に、n型不純物領域である受光
部(フォトダイオード部)12が、垂直転送レジスタ1
3等とともにイオン注入法により形成される。次いでp
型ウェル層11上に、熱酸化法によりシリコン酸化膜が
形成され、さらにこの上にCVD法(化学気相堆積法)
によりシリコン窒化膜が形成される。但し、図3におい
てはシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜はともに絶縁
膜7として表示されている。引き続いて、シリコン窒化
膜上にCVD法により多結晶シリコン膜が形成される。
この多結晶シリコン膜は、受光部12の上方がエッチン
グにより除去され、さらに熱酸化される。その結果、パ
ターン化された多結晶シリコン電極8(ゲート電極)
と、この電極8を覆うシリコン酸化膜が形成される。
れたp型ウェル層11内に、n型不純物領域である受光
部(フォトダイオード部)12が、垂直転送レジスタ1
3等とともにイオン注入法により形成される。次いでp
型ウェル層11上に、熱酸化法によりシリコン酸化膜が
形成され、さらにこの上にCVD法(化学気相堆積法)
によりシリコン窒化膜が形成される。但し、図3におい
てはシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜はともに絶縁
膜7として表示されている。引き続いて、シリコン窒化
膜上にCVD法により多結晶シリコン膜が形成される。
この多結晶シリコン膜は、受光部12の上方がエッチン
グにより除去され、さらに熱酸化される。その結果、パ
ターン化された多結晶シリコン電極8(ゲート電極)
と、この電極8を覆うシリコン酸化膜が形成される。
【0036】次いで、多結晶シリコン電極8を覆うよう
に、かつ受光部12上方は避けて遮光膜6が形成され
る。遮光膜6としては、例えばスパッタリング法により
形成されたアルミニウム膜が用いられる。遮光膜6とし
ては、タングステン等の金属やタングステンシリサイド
等の金属化合物を用いてもよい。遮光膜6上には、絶縁
膜5が形成される。この絶縁膜5としては、BPSG
(ボロン−リン−シリケートガラス)膜等が用いられ
る。BPSG膜はCVD法により形成することができ
る。この膜の表面は下部構造6、7、8の凸凹を反映し
た波形となる。この絶縁膜5上には、シリコン酸化膜、
シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等からなる保護膜が
例えばCVD法により形成される。この保護膜は、水
分、不純物、ダスト等の浸透を防止する役割を担い、厚
く形成する必要はない(図3においては図示省略)。
に、かつ受光部12上方は避けて遮光膜6が形成され
る。遮光膜6としては、例えばスパッタリング法により
形成されたアルミニウム膜が用いられる。遮光膜6とし
ては、タングステン等の金属やタングステンシリサイド
等の金属化合物を用いてもよい。遮光膜6上には、絶縁
膜5が形成される。この絶縁膜5としては、BPSG
(ボロン−リン−シリケートガラス)膜等が用いられ
る。BPSG膜はCVD法により形成することができ
る。この膜の表面は下部構造6、7、8の凸凹を反映し
た波形となる。この絶縁膜5上には、シリコン酸化膜、
シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等からなる保護膜が
例えばCVD法により形成される。この保護膜は、水
分、不純物、ダスト等の浸透を防止する役割を担い、厚
く形成する必要はない(図3においては図示省略)。
【0037】さらに保護膜上には、第1の平坦化層4が
形成される。第1の平坦化層4は、絶縁膜5よりも屈折
率が高い材料から構成することが好ましい。上記のよう
に絶縁膜5をBPSGにより構成する場合、このような
材料としては、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂、ア
クリル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は回転塗布法
等により成膜することができる。このように、絶縁膜5
よりも屈折率の高い平坦化層4を採用し、これらの膜の
界面を図3に示したような波形とすれば、第1の平坦化
層4は、層内マイクロレンズとして機能することにな
る。上記BPSGは、レンズ形成に好ましい波形曲線を
構成する観点からも好ましい材料である。この層内マイ
クロレンズは、後述するオンチップマイクロレンズとと
もに、受光部12への集光効率を向上させる作用を奏す
る。
形成される。第1の平坦化層4は、絶縁膜5よりも屈折
率が高い材料から構成することが好ましい。上記のよう
に絶縁膜5をBPSGにより構成する場合、このような
材料としては、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂、ア
クリル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は回転塗布法
等により成膜することができる。このように、絶縁膜5
よりも屈折率の高い平坦化層4を採用し、これらの膜の
界面を図3に示したような波形とすれば、第1の平坦化
層4は、層内マイクロレンズとして機能することにな
る。上記BPSGは、レンズ形成に好ましい波形曲線を
構成する観点からも好ましい材料である。この層内マイ
クロレンズは、後述するオンチップマイクロレンズとと
もに、受光部12への集光効率を向上させる作用を奏す
る。
【0038】第1の平坦化層4上にはカラーフィルタ層
3a、3b、3cが形成される。カラーフィルタ層は、
上記に説明した方法により製造される。カラーフィルタ
層上には、第2の平坦化膜2が形成され、この平坦化膜
上には、さらにオンチップマイクロレンズ1が形成され
る。マイクロレンズは、平坦化層2上に形成した感光性
樹脂からなる層を各受光部に対応するようにi線ステッ
パ等により分割し、分割した各合成樹脂を、加熱し、軟
化させて、ドーム型のレンズ形状へと変形させることに
より形成される。合成樹脂としては、例えば、ポリパラ
ビニルフェノール系樹脂にナフトキノンジアジドを添加
した感光性の樹脂を用いることができる。
3a、3b、3cが形成される。カラーフィルタ層は、
上記に説明した方法により製造される。カラーフィルタ
層上には、第2の平坦化膜2が形成され、この平坦化膜
上には、さらにオンチップマイクロレンズ1が形成され
る。マイクロレンズは、平坦化層2上に形成した感光性
樹脂からなる層を各受光部に対応するようにi線ステッ
パ等により分割し、分割した各合成樹脂を、加熱し、軟
化させて、ドーム型のレンズ形状へと変形させることに
より形成される。合成樹脂としては、例えば、ポリパラ
ビニルフェノール系樹脂にナフトキノンジアジドを添加
した感光性の樹脂を用いることができる。
【0039】なお、上記では、層内レンズを備えたCC
D固体撮像装置について説明したが、本発明はこれに限
ることなく各種の固体撮像装置に用いることが可能であ
り、例えばMOS型の固体撮像装置にも適用することが
できる。
D固体撮像装置について説明したが、本発明はこれに限
ることなく各種の固体撮像装置に用いることが可能であ
り、例えばMOS型の固体撮像装置にも適用することが
できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
難溶化した染料を含む透明樹脂からなり、分光透過率曲
線が、可視光領域において透過率が50%よりも大きい
第1の領域と透過率が50%よりも小さい第2の領域と
を有し、前記第1の領域と前記第2の領域とを区分する
透過率50%となる波長が、475〜505nmおよび
560〜610nmから選ばれる少なくとも一つの領域
に存在する着色部分を含むカラーフィルタとすることに
より、染色により製造されるよりも耐光性に優れ、染色
工程や定着工程を省いた方法により製造することがで
き、しかも既存の顔料を分散させたものよりも理想に近
く従来実績のある染色によるフィルタの分光特性と一致
する分光特性を有するカラーフィルタとすることができ
る。このカラーフィルタは、特に、固体撮像装置の性能
向上に有用である。
難溶化した染料を含む透明樹脂からなり、分光透過率曲
線が、可視光領域において透過率が50%よりも大きい
第1の領域と透過率が50%よりも小さい第2の領域と
を有し、前記第1の領域と前記第2の領域とを区分する
透過率50%となる波長が、475〜505nmおよび
560〜610nmから選ばれる少なくとも一つの領域
に存在する着色部分を含むカラーフィルタとすることに
より、染色により製造されるよりも耐光性に優れ、染色
工程や定着工程を省いた方法により製造することがで
き、しかも既存の顔料を分散させたものよりも理想に近
く従来実績のある染色によるフィルタの分光特性と一致
する分光特性を有するカラーフィルタとすることができ
る。このカラーフィルタは、特に、固体撮像装置の性能
向上に有用である。
【図1】 本発明のカラーフィルタの製造工程の例を示
す図である。
す図である。
【図2】 本発明のカラーフィルタの各着色部分の分光
透過率曲線の例を示す図である。
透過率曲線の例を示す図である。
【図3】 本発明の固体撮像装置の構造の例を示す断面
図である。
図である。
【図4】 従来の固体撮像装置用カラーフィルタの製造
工程を示す図である。
工程を示す図である。
1 マイクロレンズ 2 第1の平坦化層 3a、3b、3c カラーフィルタ(着色部分) 4 第2の平坦化層 11 マゼンタ 12 シアン 13 イエロー 14 グリーン
フロントページの続き (72)発明者 横沢 賢二 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 和賀 信幸 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内
Claims (9)
- 【請求項1】 難溶化した染料を含む透明樹脂からな
り、分光透過率曲線が、可視光領域において透過率が5
0%よりも大きい第1の領域と透過率が50%よりも小
さい第2の領域とを有し、前記第1の領域と前記第2の
領域とを区分する透過率50%となる波長が、475〜
505nmおよび560〜610nmから選ばれる少な
くとも一つの領域に存在する着色部分を含むことを特徴
とするカラーフィルタ。 - 【請求項2】 難溶化した染料が、平均粒径0.2μm
以下の粒子として存在する請求項1に記載のカラーフィ
ルタ。 - 【請求項3】 前記着色部分が、難溶化した染料と、難
溶化する以前の状態の前記染料とを含む請求項1に記載
のカラーフィルタ。 - 【請求項4】 前記着色部分が、前記染料を含んだ状態
でタンニン酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブ
ドウ酸から選ばれる少なくとも一つの有機酸を含む溶液
により処理されたものである請求項1に記載のカラーフ
ィルタ。 - 【請求項5】 前記着色部分が、前記染料と感光剤とを
含む透明樹脂を露光し、現像することにより形成された
請求項1に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項6】 前記染料と感光剤とを含む透明樹脂を、
タンニン酸、酒石酸、ヒドロキシカルボン酸およびブド
ウ酸から選ばれる少なくとも一つの有機酸を含む現像液
により現像する請求項5に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項7】 三原色および三原色に対する補色から選
ばれるいずれか一色に着色された着色部分により構成さ
れ、各着色部分が難溶化した染料および顔料から選ばれ
る少なくとも一方により着色された請求項1に記載のカ
ラーフィルタ。 - 【請求項8】 マゼンタに着色された着色部分を含み、
この着色部分が難溶化した染料により着色された請求項
7に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項9】 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の
カラーフィルタを備えた固体撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13933698A JPH11337715A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | カラーフィルタおよびこれを用いた固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13933698A JPH11337715A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | カラーフィルタおよびこれを用いた固体撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11337715A true JPH11337715A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15242961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13933698A Pending JPH11337715A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | カラーフィルタおよびこれを用いた固体撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11337715A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246578A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
US7683302B2 (en) | 2004-10-08 | 2010-03-23 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device having on-chip color filter layers and solid-state imaging device manufacturing method of the solid-state imaging device |
CN108114913A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-05 | 凌云光技术集团有限责任公司 | 一种滤光片的选取方法及装置 |
JP2022167753A (ja) * | 2021-04-22 | 2022-11-04 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 有機el表示装置 |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP13933698A patent/JPH11337715A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002246578A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置の製造方法 |
US7683302B2 (en) | 2004-10-08 | 2010-03-23 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device having on-chip color filter layers and solid-state imaging device manufacturing method of the solid-state imaging device |
US7989752B2 (en) | 2004-10-08 | 2011-08-02 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and solid-state imaging device manufacturing method |
US8134110B2 (en) | 2004-10-08 | 2012-03-13 | Panasonic Corporation | Solid-state imaging device and solid-state imaging device manufacturing method |
CN108114913A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-05 | 凌云光技术集团有限责任公司 | 一种滤光片的选取方法及装置 |
JP2022167753A (ja) * | 2021-04-22 | 2022-11-04 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 有機el表示装置 |
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