JPS59208511A - 色分解フイルタ−の製造方法 - Google Patents

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】 本発明１１ま色分解フィルターの製造方法に関する。

色分解フィルターはカラーテレビジョン用撮像管、カラ
ーテレビジョン用固体撮像素子等に多く用いられ、また
近年では液晶表示方式のカラーテレビジョン受信装置に
も多く用いられている。又これらに使用される色分解フ
ィルターは、フィルタ一層が無機質からなる色分解フィ
ルターと有機質よりなる色分解フィルターに分類すると
とが出来る。無機質色分解フィルターは、いわゆる多層
膜の干渉フィルターである。即ち１透明基板上に１例え
ばＴｉＯ２と５ｉ０２等の屈折率の異なる薄膜を所定の
厚さにスパッタリング法あるいは、真空蒸着法等により
形成し、光の干渉作用により一定範囲の波長領域のみ透
過させ、前記カラーテレビジョン用撮像管又はカラーテ
レビジョン用固体撮像素子の撮像面に色分解した光学像
な形成する為に使用される。

とじて感知可能とする。

無機質色分解フィルターは、前記多層膜をＩＣの製造技
術として一般的に用いられているリフトオフ法やホトエ
ツチング法の技術により、フィルタ一層をストライプ状
又はドツト状に加工する。

しかしながら、この色分解フィルターの製造はくり返し
工程が多く、非能率であり、また例えばＴ　ｉ　Ｏ２−
Ｓ　ｉ　０２等の膜を交互に形成し、その干渉作用を利
用して色分解フィルターな製造する為に、各膜の屈折率
及び膜厚な一定に押えることは高度の技術を要する。ま
た、その分光カーブのバラツキが発生し、前述０カラー
テレビジヨン用撮像管やカラーテレビジョン用固体操像
素子に用いられる場合には、色再現性に於て問題の発生
が多い。また更に例えばＴｉＯ２やＳ　ｉ０２等の蒸着
又はスペッタ−リング膜は、基板に対する伺着力の改善
及びその必要光学特性を得る為に４００℃〜５００℃の
加熱が必要であり、通常は無機質色分解フィルターの形
成中は光学的モニターによ置から室温中へ取り出した後
に分光カーブの変化−６−゛ を生じ、前述のモニタ一時の特性と室温中へ取り出して
からの特性の相関関係が必ずしも一致せず収率低下の原
因となっている。

一方１有機質色分解フィルターの製造に関しても、塗布
工程、露光法によるパターンニング工程及び染色工程等
を何度もくり返して−やつと色分解フィルターの一平面
を得ることが出来るが１製造能率が極めて悪いことは明
らかである。

これらの欠点を解決する為に、例えば第１図に示す如く
、一定の分光特性な有する透過性フィルムな多数重ね合
わせて成ることを特徴とする色分解フィルターの製造方
法が提案されている（特開昭５６−４７０１１号公報）
。この提案は第１図（ａｔに示す如く５例えば赤色光透
過型のフィルム１Ｒに接着層（図示していない）な用い
て緑色光透過型のフィルムｉＧ１接合し次に青色光透過
型のフィルム１Ｂを同じく接着剤を用いて接合し、順４
− 照）。

以後、とれをスライスし色分解フィルターろとＩ−で完
成するか、あるいは必要に応じてこれを研磨することに
より高精度の色分解フィルター３２完成する（第１図［
ｃｌ参照）。

しかし、この色分解フィルターの製造方法は前述の如く
フィルム状シートを重ね合わせていく為に１製造工程中
フイルムのシワや伸びが発生してスライス後にフィルタ
ーのピッチ乱れを発生し易く、また更にフィルム状シー
トを接着層な介して接合してゆくが５例えば実際の色分
解フィルターとして使用する場合には５〜２０μｍ程度
のピッチが多く、従って５μｍ〜２０μｍ厚のフィルム
状シートな前述の如き方法により高精度のピッチな保ち
つつ積層接着してゆくことは、極めて困難であり、必要
精度が得られにくい。

更に近年では、カラーテレビジョンの画質向上を目的と
してカラーテレビジョン撮像管や固体撮像素子用に用い
られる色分解フィルターはそのピッチが更に微細化して
ゆく傾向にあり、前述の理由からとれらの製造は極めて
むずかしい。

本発明はとれらの欠点な解決し、色分解フィルターな精
度よくかつ大量に製造する方法を提供するものである。

本発明は例えば第２図ｆａｌに示す如く平滑基板４な用
意し、これに例えばスピンナー法あるいはゲップ法−ス
プレー法等により５例えば第１層として赤色光のみを透
過させるフィルタ一層５Ｒを形成する。このフィルタ一
層５　］′１．の形成は、ゼラチン、グＩＪ、−等の染
色性コート層をまずコートし、これを染色液により染色
してもよいが、予め所定の染料又は顔料等？コート材の
中に混合し、これを直接コートしてもよい。次に必要に
応じて熱処理な実施する。続いて第２層として緑色イフ
ィルター５Ｇを形成するが、コート材がゼラチンやグＩ
Ｊ、−の如く染料等の拡散がしやすい場合には第１層と
第２層の間へ非染材料である例えばアクリル系コート材
等（図示していない）をコートしてもよいし、またタン
ニン酸による染料の拡散防止処理をしてもよい。これに
より各層間に於ける染料の相互拡散？防止する。続いて
第５層としては例えば青色光のみ？透過する青色フィル
ター１ｇ　５　ｎ　ｋ形成する。以下順次同様な方法に
より各層を重ねてゆき、第２図（ａ）に示すフィルター
ブロック６を完成する。塗布法や浸漬法にて積層するか
ら各層間に接着層は不要である。

本発明による色分角イフィルターの製造方法に於ては５
例えば各フィルタ一層の巾を１μｍ以下にすることも容
易に出来る。何故ならば、例えばスピンナ一方式でフィ
ルタ一層をコートする場合にはｂ　　１１’ｍ以下の膜
厚を得ることは５例えば半導体ＴＣ用や半導体用ホトマ
スクの製造工程に於いて通常０．２〜０５μｍｔ程度の
ホトレジスト膜な容易にコートしており、通常の技術の
形成で可能なことは公知の事実である。また更にスピン
ナ一方式の場合には、スピンナーの回転数？変更するこ
とによって、任意の厚さな有するフィルタ一層な形成す
ることが可能であり、これはスライス後の色分解フィル
ターのピッチを任意の巾に設定出来ることを意味する。

従来法によれば色分解フィルターの一色のｄ］は５μｍ
が限界とされているが。

カラーテレビジョン技術に於ては、その画質向」ニの目
的で、近年微細化した色分解フィルターが要求されてお
り、本発明は従来方式と比較して飛躍的に微細化可能な
色分解フィルターの製造方法であると言える。前述の如
く製造した色フイルタ−ブロック６は５例えばダイヤモ
ンドフォイル等によりスライスして色分解フィルター７
を得る。スライスの方向は第２図１ａ）のように積層面
に対して垂直であることが基本的であるが、場合によっ
てはスライス方向の角度な変えることにより同一のフィ
ルターブロックから種々のピッチ？有する色分解フィル
ターな製造することが出来る。

令名に説明して来た色分解フィルターの製造方法は、フ
ィルタ一層を単純に重ね合わせて色クイルターブロック
２作り、とれをスライスするものであるから、いわゆる
ストライプ状の色分解フィルターが出来る。しかし近年
、固体撮像素子に用いられている色分解フィルターは、
固体撮像素子のレイアウトの関係から、モザイク型の色
分解フィルターが多く用いられて来ている。

本発明は、これらのモザイク型色分解フィルターの製造
方法も併せて提供するものである。モザイク型色分解フ
ィルターの製造方法の考え方は、前記説明１−て来たフ
ィルタ一層を重ね合わせてフィルターブロックを形成後
スライスする工程は全く同様であるが、第３図に示す如
く１スライス後に形成される色フィルター素子のレイア
ウトと対応した形で各フィルタ一層な予めフォトリソグ
ラフィの技術によりフィルター素子部の有る部分となし
の部分（間隙層）？形成する。第６図はまず前記有機色
分解フィルターの製造方法で説明して来た如くガラス？
光学研磨した平滑基板８に染色性？有し、かつ感光性を
与えたゼラチン又はブリー−等？例えばスピンナーによ
り塗布する。この時のコート膜厚はフィルターブロック
形成後スライス１−だ時に得られるフィルター素子寸法
に関係することは、以下の説明から容易に判る。第３図
に示す如く例えばこれを赤色光のみを通過する赤色フィ
ルター要用の感光膜とすると、マスク露光法により所定
のパターン部のみを元価１ヒさせ−その後現像して該パ
ターン部以外の感光膜を除し。

その後赤色透過型染料により染色して赤色フィルタ一層
９Ｒｆｇ：形成する（第６図（１）参照）。勿論この時
に予め染色、顔料等を感光材中へ混入ｌ−でおいてもよ
い。次に必要に応じて隣接するフィルタ一層の染料の相
互拡散を防止する為にタンニン酸等による染料の定着処
理な実施しておいてもよい。

続いて例えば第２色目用感光剤をコートする前に第３図
（２）に示す如く第１色目形成後の表面凹凸な平滑化す
る為に表面平滑化用コート剤を塗布して間隙層１０ａを
形成する。この表面平滑化用コート剤は熱硬化性を有す
る材料や元価イヒ性を有する材料で良く、特に限定する
必要はないが、生産性な考えて工程の合理化なする場合
には、光硬化型材Ｆｌヲ用いると都合が良い。続いて第
２色目用の感光剤をコートする。

この第２色目用感元膜はフィルターブロック形成後スラ
イスして得られる色分解フィルターの形状及び寸法と対
応を得られる様に予め形成しておくことは第１色目の赤
色フィルタ一層９Ｒを形成する場合と全く同様である。

次に第１色目と同様し例えば緑色光透過型の染料によＰ
）染色して第６図（３）に示すように緑色フィルタ一層
９０な形成する。

続いて前記方法により表面平滑用コート剤にて第二の間
隙層１０１）を形成し、さらに例えば青色フィルタ一層
９Ｂな形成する。以下前記同様な方法によ１表面平滑用
コート膜からなる間隙層１０Ｃ１続いて例えば赤色フィ
ルタ一層１１Ｒ５間隙層１２ａと順次形成しく第３図（
５）参照）−最終的に第４図（］）に示す如くフィルタ
ーブロック１３ケ完成する。

次に透明基板８を取り外し、スライスすることにより第
４図（２）に示す如く色分解フィルター１４が完成され
る。勿論１色分解フィルター１４の表面は必要に応じて
研磨な施して仕上げることも可能である。

以上本発明の詳細な説明して来た様に１本発明によれば
その第１は透明基板に染色性を有する例えば、ゼラチン
１グリユー等をスピンナー法でコートシ必要処理な実施
した後染色するか、あるいは染料、顔料等を予め混入し
たコート剤を順次重ねてゆきフィルターブロックな完成
する。例えばスピンナー法によりコートする際には、ス
ピンナーの回転速度を適当に設定することにより前記の
説明の如くフィルターブロックをスライスし１色分解フ
ィルターとして完成した時のフィルタ一層の巾な任意に
設定することが可能であり、又特に微細化の要求に対し
ても例えば通常の半導体製造工程で行われているホトレ
ジスト塗布の如くフィルタ一層の厚さな例えば０．５μ
ｍ程度に設定することは極めて容易である。従ってフィ
ルターブロックをスライスして色分解フィルターな完成
することを考えると、完成された色分解フィルターのフ
ィルター素子中は容易に０５μｍ程度には微細化は可能
である。

又２本発明によれば、ストライプ状の色分解フィルター
のみなら−ず、前記第４図（２）に示す如きモザイク状
の色分解フィルターも簡単かつ大量に生産することが可
能な色分解フィルターの製造方法を提供するものである
。モザイク型色分解フィルターの製造方法は、前記スト
ライプ状の色分解フィルターの製造方法の途中に於てフ
ィルタ一層な形成する材料として感光性材料？用い、マ
スク露光法によりパターンニングを実施し１順次前記ス
トライプ状の色分解フィルターの製造方法と同様に重ね
てゆき、フィルタープロ・ツク完成後スライス及び必要
に応じて研磨な施すことによりモザイク状色分解フィル
ターが完成される。

本発明は、ストライプ状又はモザイク状色分解フィルタ
ーな微細的に精度よく大量に製造する製造方法を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｔ〜ｆｃｌは、従来の有機質色分解フィルタ
ーの製造方法の一例を示す説明図であり、第２図（ａｌ
〜（１））は１本発明の有機質色分解フィルターの製造
方法の一実施例を示す説明図、第６図（１１〜（５）お
よび第４図（１１〜（２）は本発明の有機質色分解フィ
ルターの製造方法の他の実施例を示す説明図である。 ｆ／ＩＩ（８１・・・基板　ｆ５１　ｆ９１１団・・・
フィルタ一層　（６）−フィルターブロック　＋７１＋
１４１・・・色分解フィルター　（１１１１Ｔ１２１・
・・間隙層 特許出願人 凸版印刷株式会社 代表者鈴木和夫 （ａ） （シ） （Ｃ） 第２図 （ａ） （ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平滑面な有する基板上に液体状の着色材料もしく
   は染色性を有する未着色材料を塗布し、必要に応じて未
   着色材料の塗布層を染色し、各層？順次重ね合せフィル
   ターブロックを形成する工程と。 これをスライスする工程な含むことを特徴とする色分解
   フィルターの製造方法。
2. （２）着色材料または未着色材料に感光性を有する拐料
   を用いてバタンニングな行い、スライス後必要とする色
   分解フィルターが得られるようあらかじめスライス後の
   パターン形状に対応した間隙層、を施しておく工程を含
   むことを特徴とする特許請