JPS61267005A - 色分解フイルタ及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、固体撮像素子や撮像管に使用され、カラー
撮像を可能にする色分解フィルタ及びその製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

第６図は例えば特公昭５２−１７３７５号公報に示され
た従来の色分解フィルタの断面図であり、６は基板、７
ｂは該基板６上にストライプ状に設けられた青色色分解
フィルタアレイ、８は該青色色分解フィルタアレイ７ｂ
を覆うように上記基板６上に設けられた混色防止膜、９
ｂは該混色防止膜８上にストライプ状に設けられた黄色
色分解フィル護膜である。

上記各色のフィルタアレイ７ｂ、９ｂを形成する場合は
、通常被染色材をストライブ状又はモザイク状などの所
望の形状に形成し、これを例えば三原色あるいは補色な
どの染料で適宜所望の濃さに染色することによって行な
われる。

このように従来の色分解フィルタを製造する場合は、被
染色材を所定の形状に形成する工程と、この被染色材に
染料を染色などの手段で付着してれにより色分解フィル
タを形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の色分解フィルタの製法では、所定の基板上に被染
色材を所望の形に形成し、着色することが必要である。

そしてこの所望形状の成形においては、通常被染色材料
として用いられる水溶性高分子、例えばゼラチン、カゼ
イン、グルー、ポリビニルアルコールなどに、何らかの
方法で感光性を付与し、いわゆる写真製版を経て所望の
形状を得ている。ところがこの被染色材料は、解像性の
良いものは被染色性が劣り、逆に被染色性の良いものは
解像度が悪いという問題を有している。この問題は、例
えば撮像素子の解像性を高くしてＴＶ画面上に再生され
る画像の品質を良くするために必要な単位フィルタの密
度を高くする際に重大な欠点となる。また、この従来製
法では着色において、元来、半導体工業のような極度に
清浄性を必要とするプロセスには馴染にくい染色工程が
必要であるなどの問題点があった。

この発明は、上記のような従来の問題点を解消するため
になされたもので、染色工程を必要とすることなく、し
かも数μｍ以下の所望のフィルタ形状を得ることができ
る従来とは全く興なる構造及び工程による高密度・高性
能色分解フィルタを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る色分解フィルタは、分子が気水界面に吸
着され得る単分子膜形成性及び電離放射線によるパター
ニング性を有する染料を用いていわゆるラングミュア・
プロジェット法（以下Ｌ−Ｂ法と記す）によって基板上
に染料分子の単分子膜の累積膜を形成し、これをＸＳａ
、電子線１分子線あるいは紫外線などの電離放射線を用
いたいわゆる写真製版プロセスによりパターニングする
ものである。

〔作用〕

この発明においては、染料分子は、例えばその発色団が
親水性又は親油性（疎水性）のいずれかの性質に対応し
て、それぞれ親水性又は親油性で且つ炭素数が５〜３０
個程度で、電離放射線に感光する二重結合や三重結合あ
るいはエポキシ基などの反応基を有する炭化水素鎖を有
しており、このような染料分子はＬ−Ｂ法により、水面
上で容易に単分子膜を形成し、またこの単分子膜は所望
の基板、例えばガラスウェハあるいは固体撮像素子を形
成したシリコンウェハなどの表面に移転され、更にほこ
の単分子膜が積み上げられて累積膜となることとなる。

このようにして得られた染料薄膜を露光・現像すること
によって所望のフィルタパターンがｉ辱られ９以上の操
作を繰り返して所定の色分解フィルタが形成される。

そしてこの場合、本発明による色分解フィルタは、従来
法によるフィルタ形成と異なり染色工程が不要であり、
しかもフィルタの厚さは数１０〜数１０００人と非常に
薄く、そのため数μｍ以下の微小なフィルタパターンの
形成が容易であり、高密度化に対応可能である。またフ
ィルタの光学濃度は染料分子の累積数によって決まるの
で、通常の染色法よりも光学濃度のコントロールが容易
で且つフィルタ性能の安定化が可能である。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図について説明する。

第５図は本発明の一実施例による色分解フィルタを示し
、以下の実施例ては良溶な、つまり親水性を有する染料
を用いる場合について説明する。

なお親油性（疎水性）染料については、対応する炭化水
素鎖を親水性とすることにより同様のプロセスが可能で
ある。

第５図において、６は基板、７ａは該基板６上にストラ
イブ状に形成された青色色分解フィルタアレイ、８はこ
の青色色分解フィルタアレイ７ａを覆うように基板６上
に形成された混色防止膜であり、これは例えば透明なホ
トレジストからなる。

９ａは上記混色防止膜８上にストライブ状に形成された
黄色色分解フィルタアレイ、１０はこの黄色色分解フィ
ルタアレイ９ａを覆うように混色防止膜８上に形成され
た保護膜であり、これも例えば透明なホトレジストから
なり、このようにして色分解フィルタが構成されている
。

ここで、上記基板６として透明ガラス又は透明石英製の
ウェハを用いれば撮像管あるいは固体撮像素子の貼合用
色分解フィルタが得られる。また、基板６として固体撮
像素子が形成されたシリコンウェハを用いればいわゆる
直付は型のカラー固体撮像素子が得られる。

上記青色色分解フィルタアレイ７ａ、黄色色分解フィル
タアレイ９ａは、分子が気水界面に吸着する単分子膜形
成性及びＸ線、電子線９分子線あるいは紫外線などの電
離放射線による露光で微細パターンの形成が可能なパタ
ーニング性が付与された染料を用いて形成されたもので
ある。

このような単分子膜形成性、パターニング性が付与され
た染料には第１図ｔａ＞〜（Ｃ）に示すものがあり、こ
れらは以下のようにして単分子膜形成性とパターニング
性を付与したもので゛ある。即ち、親水性の青色染料分
子１に、例えばＸ線、電子線。

分子線、紫外線などの電離放射線１１に感応する二重結
合３（第１図（ａ））、三重結合４（第１図山））ある
いはエポキシａ５　（第１図（Ｃ））などの反応基を有
する親油性炭化水素鎖２を各染料分子１個当たり、１本
あるいは複数本結合させたものである。

なお、第１図（ａｌ〜（Ｃ）では青色染料分子１に直鎖
状炭化水素２を結合した例を示したが、この炭化水素は
本発明の目的である単分子膜形成性とパターニング性を
染料に具備させうるなら直鎖中に芳香環や他の原子団を
有するものであってもよい。

第２図ないし第４図は第５図に示した色分解フィルタを
本発明の一実施例による色分解フィルタの製造方法によ
り製造する場合の工程図であり、以下第２図ないし第５
図に沿って本実施例方法を説明する。

まず上記のような新しい機能が付与された染料を溶解性
が良くかつ揮発性の高い溶媒で所定の濃度に溶解する。

この溶液を少量水槽中に滴下する。

すると溶媒が蒸発し、Ｌ−Ｂ法に従って水面上に染料分
子の単分子層が形成される。次いで予め水中に浸漬して
おいた基板６を引き上げ装置により所定の速度で引き上
げると、基板６上に上記単分子層が移転し、染料分子が
規則正しく配列した単分子膜が形成される（第２図（ａ
ｌ参照）。なお同図中では二重結合３を有する染料分子
１についてのみ示したが、他の反応基を有するものも同
様に移転できる。

上記単分子膜の積み上げ（Ｉ積）は、基板６の上下動を
繰り返すことによって行なわれ、所望の光学濃度になる
まで累積を行なう（第２図山））。

このようにして得られた染料累積膜を乾燥後、第３図に
示すように、電離放射ｌ５ｌｌを用いて該染料思積膜の
色分解フィルタアレイとして必要な部分を露光し、これ
を現像すれば、第４図に示すように、露光により架橋さ
れた部分３ａから成る所望の青色色分解フィルタアレイ
７ａが得られる。

次いで第５図に示すように、上記色分解フィルタアレイ
７ａ上に例えば透明なホトレジストなどで混色防止膜８
を形成し、更に上述と同様にして単分子膜形成性とパタ
ーニング性の機能が付与された黄色染料分子の累積膜を
この混色防止膜８上に形成する。なお、この混色防止膜
８はプロセス条件を適切に選定すれば省略することも可
能である。上記青色フィルタ形成と同様にして、黄色染
料分子累積膜を電離放射線１１により露光して黄色色分
解フィルタアレイ９ｂを形成する。なお、青色フィルタ
と黄色フィルタとが重なった部分は緑色の色分解フィル
タアレイとなっている。更にこの黄色フィルタを形成し
た後、透明のホトレジストなどで保護膜１０を形成する
ことによってカラー撮像素子用色分解フィルタとなる。

このように、本実施例による色分解フィルタは、従来の
染色法を用いて得られるフィルタに比べて染色工程とい
う特殊な工程を必要としないので、工程が大幅に短縮さ
れ、且つ欠陥の発生が大幅に低減され、歩留りが著しく
向上する。またフィルタそのものが染料分子を主体とし
て形成されており、従来のような被染色材という夾雑物
がないので色が非常に鮮明なフィルタが得られ、従って
撮像素子としての再現性が大幅に向上する。更に極限的
には分子オーダの解像度が可能であり、従って現状より
さらに微細な色分解フィルタの形成が容易となり、隣接
するフィルタとの混色が起こらず一層の高密度化に対応
できる。また光学濃度は染料分子の累積数によって決ま
るので、該光学濃度の制御が容易である。　　” 〔発明の効果〕 以上のように本発明に係る色分解フィルタ及びその製造
方法によれば、単分子膜形成性及び電離放射線によるパ
ターニング性が付与された染料を用いて、該染料の単分
子膜を累積形成し、これをパターニングするようにした
ので、微小なフィルタパターンの形成が容易であり、高
密度化できる効果があり、フィルタの光学濃度の制御が
容易であり、フィルタ性能を安定化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による色分解フィルタに用
いた単分子膜形成性とパターニング性が付与された染料
分子を示し、第１図（ａｌは二重結合を有する炭化水素
鎖が結合された染料分子を示す図、第１開山）は三重結
合を有する炭化水素鎖が結合された染料分子を示す図、
第１図（Ｃ１はエポキシ基を有する炭化水素鎖が結合さ
れた染料分子を示す図、第２図ないし第４図は本発明の
一実施例による色分解フィルタの製造方法を説明するた
めの工程図であり、第２図（ａｌは基板上に移転された
染料分子の単分子膜を示す図、第２開山）は基板上に移
転された染料分子の累積膜を示す図、第３図は基板上に
移転された染料分子の電離放射線による露光を示す図、
第４図は基板上に移転された染料分子の現像後パターン
を示す図、第５図はこの発明の一実施例による色分解フ
ィルタを示す断面図、第６図は従来の色分解フィルタを
示す断面図である。 図において、１は青色染料分子、２は炭化水素鎖、３は
二重結合、４は三重結合、５はエポキシ基、６は基板、
７ａは青色色分解フィルタアレイ（色分解フィルタ部）
、９ａは黄色色分解フィルタアレイ（色分解フィルタ部
）、１１は電離放射線である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定色光を通過せしめる複数の所定色色分解フィ
   ルタ部を有し、カラー撮像を行なうための色分解フィル
   タにおいて、上記各所定色色分解フィルタ部を、分子が
   気水界面に吸着され得る単分子膜形成性及び電離放射線
   による露光によりパターン形成され得るパターニング性
   が付与された染料を用いて形成したことを特徴とする色
   分解フィルタ。
2. （２）上記染料が、特定の分光特性を有する親水性又は
   親油性の染料分子に、該分子の性質に対応した親油性又
   は親水性を有し、かつ５ないし３０個の炭素分子を含み
   、電離放射線に感光し得る二重結合、三重結合あるいは
   エポキシ基等の反応基を含む炭化水素鎖をエステル化反
   応又はアミノ化反応により結合させてなるものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の色分解フィ
   ルタ。
3. （３）分子が気水界面に吸着され得る単分子膜形成性及
   び電離放射線による露光によりパターン形成され得るパ
   ターニング性が付与された染料を用いて単分子膜を形成
   する工程と、この単分子膜を基板上に複数積み上げて累
   積膜とする工程と、電離放射線を上記累積膜に照射して
   これをパターニングする工程とを含むことを特徴とする
   色分解フィルタの製造方法。