JPS62257103A - カラ−フイルタアレイの製造方法 - 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〉 本発明は、カラーフィルタアレイの製造方法に関し、特
には光学的に透明な基板上あるいは固体撮像素子上に、
微小なモザイク状あるいはストライブ状に複数個の色分
解フィルタパターンを形成し、かつその一部の色分解フ
ィルタパターンは、他の２色以上の色分解フィルタ層を
重ね合わせることによって形成したカラーフィルタアレ
イの製造方法に関するものである。

〈従来技術〉 従来、透明基板上や固体撮像素子上などにモザイク状あ
るいはストライプ状にカラーフィルタアレイを形成する
方法としては、例えば、次のような方法が広く用いられ
ている。すなわち、ポリビニルアルコール、カゼイン、
或いはゼラチン等の親水性高分子材料に重クロム酸アン
モニウム等で感光性を付与し、前記基板上に均一に塗布
し乾燥した後に、マスク露光法で第１の色のパターン部
分だけを光硬化させ、現像して所望のパターンを形成す
る。次いで所定の分光特性を有する染料で染色して第１
の色分解フィルタ層を形成し、混色防止のための透明な
防染膜を全面に塗布する。同様にして、再び感光膜を形
成し、露光、現像して所望のパターンを形成し、この工
程を必要回数繰シ返した後、最後に透明な保護膜を塗布
してカラーフィルタアレイを完成する。

前記工程においては、作業時間を短縮するために、例え
ば、第３の色分解フィルタパターンを第１と第２の色分
解フィルタ層を重ねることによって形成する方法が用い
られている。このような工程ヲ、シアン（Ｃｙ）フィル
タ層トイエロ（Ｙｅ　ｊ　フィルタ層を用い、両者を重
ねた部分をグリーン（Ｇ）フィルタパターンとする補色
型について、第３図を用いて説明する。

まず基板１の上にｃｙフィルタ層２を形成し、基板１お
よび該ｃｙフィルタ層２の全表面上に防染膜３を被着す
る（第３図（Ａ））。次に、その上に被染色性感光膜４
を塗布し、所要のパターンのマスク５を介してＹｅフィ
ルタパターンとＧフィルタパターンとすべき部分のみを
所要の波長の光６で露光する（同図（Ｂ）　）ｏ次にこ
れを現像し、Ｙｅで染色することによってＹｅフィルタ
層７が形成され、全面に保護膜８を被着することによっ
てｃｙフィルタ層とＹｅフィルタ層の互いに重なってい
ない部分にＣｙフィルタパターン９とＹｅフィルタパタ
ーン１０が、互いに重なっている部分にＧフィルタパタ
ーン１１が形成されることになる（同図（Ｃ））０ 〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この方法では感光膜４を塗布、形成する
場合、下地にＣｙフィルタ層２の形成されている部分と
形成されていない部分が存在するため、段差等の影響に
よって第３図（Ｂ）の段階ですでに感光膜４に膜厚差が
生じ、ｃｙフィルタ層層上上は薄く、他の部分ではそれ
よりも厚く形成される。このような感光膜４を同一の露
光および現像条件でパターニングしＹｅで染色すれば、
第３図（Ｃ）に示すように、Ｇフィルタパターン１１の
部分のＹｅフィルタ層７とＹｅフィルタパターン１０の
部分のＹｅフィルタ層７とではその膜厚の差が生じ、そ
のため分光特性にも差が生じる。

すなわち、第４図に示すようにＣｙフィルタ層およびＹ
ｅフィルタパターンの部分のＹｅフィルタ層の分光透過
率曲線１２．１３において、本来Ｇフィルタパターンの
部分の分光透過率曲線は、斜線を施した領域１４を囲む
曲線であるのに対して短波長側にシフトした曲線１５と
なり、良好な分光特性を持つカラーフィルタアレイを製
造することは困難であった。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記従来の方法の問題点に鑑みてなされたも
ので、感光膜が持つ特性を有効に利用することによって
、第１の色分解フィルタ層が形成する段差等の影響にか
かわらず、第２と第３の色分解フィルタパターンを形成
する部分の第２の色分解フィルタ層の膜厚を個別に設定
することによって、工程が簡単で、しかも良好な分光特
性を持つ第３の色分解フィルタパターンを有するカラー
フィルタアレイの製造方法を提供するものである。

一般に、ネガ型の感光膜は露光量が増加するに伴って現
像、染色後の膜厚も増加する。今、感光膜の塗布後の膜
厚に対する現像、染色後の膜厚の割合を残膜率とすると
、第５図に示すように露光量の増加と共にこの残膜率も
増加する。従って、感光膜の塗布後の膜厚が場所によっ
て異なっても、露光量を独立に制御することによって、
すなわち塗布後の膜厚の薄い部分と厚い部分とで露光量
を変えることによって結果的に染色後の膜厚を等しくし
たシ、あるいは所望の膜厚差を付与することができる。

〈実施例１〉 第１図（Ａ）に示したように、従来方法と同一の方法で
透明なガラス板或いは固体撮像素子等からなる基板１６
の上に、第１の色であるＣｙフィルタ層１７を形成し、
基板１６およびｃｙフィルタ層１７の全表面上に防染膜
１８を塗布する。次に、その上に被染色性感光膜１９を
塗布し、所望のパターンのマスク２０を介してＹｅ　７
　イルタパターンとＧフィルタパターンとすべき部分の
みを所要の波長の光２１で露光する（同図（Ｂ−ｔ））
。引き続き所望のパターンのマスク２２を介してＧフィ
ルタパターンとすべき部分のみを再度露光する（同図（
ｃ−１））。この２回の露光量は、感光膜１９をＹｅで
染色した後にＧフィルタパターン部のＹｅフィルタ層の
膜厚が、Ｙｅフィルタパターン部のＹｅフィルタ層の膜
厚と等しくなるように設定する。次いで現像後、所望の
Ｙｅ染料で染色してその後全面に保護膜２３を塗布すれ
ば、膜厚の等しいＹｅフィルタ層２４がＹｅフィルタパ
ターン２５とＧフィルタパターン２６の部分に形成され
たカラーフィルタアレイが完成する（同図（Ｄ））。

上記工程において被染色性感光膜は、ポリビニルアルコ
ール、カゼイン、或いはゼラチン等の高分子材料に重ク
ロム酸アンモニウム等の感光剤を添加したものが用いら
れる。

〈実施例２〉 第４図（Ａ）の如く、前記実施例１と同様に基板１６上
にＣｙフィルタ１７を形成し、防染膜１８を塗布して、
その上に被染色性感光膜を塗布する。

次に、第４図（Ｂ　−２）に示す如く所望のパターンの
マスク２７を介してＹｅ　フィルタパターンとすべき部
分のみを所要の波長の光２８で露光する。

引き続き所望のパターンのマスク２９を介して、Ｇフィ
ルタパターンとすべき部分のみを露光する（同図（Ｃ−
２））。この２回の露光量は、Ｙｅフィルタパターン部
のＹｅフィルタ層とＧフィルタパターン部のＹｅフィル
タ層のＹｅで染色後の膜厚が等しくなるように設定する
。次いで現像後、所望のＹｅ染料で染色して全面に保護
膜を塗布すれば、第４図（Ｄ）のように、膜厚の等しい
Ｙｅフィルタ層がＹｅフィルタパターンとＧフィルタパ
ターンの部分に形成されたカラーフィルタアレイが完成
する。

第２図はこれらの実施例によって作製されたカラーフィ
ルタの分光透過特性である０回図から明らかなようにＹ
ｅフィルタパターン部とＧフィルタパターン部とでＹｅ
フィルタ層の膜厚を等しくすることができたため、得ら
れたＧフィルタパターンの部分の分光透過曲線３０は、
Ｃｙフィルタ層およびＹｅフィルタパターン部のＹｅフ
ィルタ層の夫々の分光透過曲線３１および３２の重なる
領域３３を囲む曲線とほぼ一致することが判る。

なお本方法を用いれば、Ｙｅフィルタ層の感光膜の塗布
膜厚と露光量を適当に制御することによって、Ｇフィル
タパターン部の分光透過曲線を必要に応じて短波長側あ
るいは長波長側にシフトさせることも可能となる。

〈発明の効果〉 以上述べたように、本発明では第１および第２の色分解
フィルタ層の互いに重なる部分を第３の色分解フィルタ
パターンとし、互いに重ならない部分をそれぞれ第１お
よび第２の色分解フィルタパターンとしてカラーフィル
タアレイを製造するに際して、第２と第３の色分解フィ
ルタパターンを形成する第２の色分解フィルタ層の光硬
化のための露光量を、第２の色分解フィルタ層と第３の
色分解フィルタ層の夫々の領域で各々独立に制御するこ
とによって膜厚を個別に設定でき、そのため第２と第３
の色分解フィルタパターン部の分光特性を所望の特性に
することができる。さらに、第２の色分解フィルタ層の
形成のための感光膜の塗布、現像工程も従来通り一度だ
けでよく、工程も露光工程が１回増えるだけであり簡単
であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明による実施例の工程を説
明するための断面図、第２図は同実施例の方法で形成さ
れたＣｙ、ＹｅおよびＧの各フィルタの分光透過特性を
示す図、第３図（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のカラーフィル
タの製造方法を説明するための断面図、第４図は従来の
方法によってＣｙフィルタ層とＹｅフィルタ層とを重ね
てＧフィルタ層を形成した時の各フィルタの分光透過特
性を示す図、第５図は感光膜の露光量に対する残膜率を
表わす図である。 １．１６：基板　２．１７：Ｃｙフィルタ層３．１８：
防染膜　４．１９：感光膜　５．２２゜２７．２９：マ
スク　６．２１．２８：光　７゜２４　ａ　Ｙｅ　７　
イルタ層゛　８，２３：保護膜代理人　弁理士　杉　山
　毅　至（他１名）、皮表（ｎｍ）　　　　　　　　　
＠−ｔ　ｌ　（”Ｊ’ｃｍ２）第４図　　　　　　　　
　　　　第５！！２第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に、第１の色に染色された第１の色分解フ
   ィルタ層と第２の色に染色された第２の色分解フィルタ
   層を形成し、これら第１および第２の色分解フィルタ層
   の互いに重なる部分を第３の色分解フィルタパターンと
   し、互いに重ならない部分をそれぞれ第１および第２の
   色分解フィルタパターンとしてカラーフィルタアレイを
   製造する方法において、 第２の色分解フィルタ層に用いる被染色性材料を光硬化
   させるに要する露光量を、第２と第３の色分解フィルタ
   パターンの部分で各々独立に制御することによって、該
   第２の色分解フィルタ層を形成することを特徴とするカ
   ラーフィルタアレイの製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、第２の色分解フ
   ィルタパターン層に用いる被染色性材料の露光量は、前
   記第２と第３の色分解フィルタパターンの部分に形成さ
   れる前記第２の色分解フィルタ層の膜厚を等しくする値
   に設定してなることを特徴とするカラーフィルタアレイ
   の製造方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記
   色分解フィルタ層は、ポリビニルアルコール、カゼイン
   、或いはゼラチン等に感光剤を添加してなる感光性を有
   する被染色性材料からなることを特徴とするカラーフィ
   ルタアレイの製造方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、前記基板は、ガ
   ラス等の光学的に透明な基板あるいは固体撮像素子であ
   ることを特徴とするカラーフィルタアレイの製造方法。