JP3742366B2 - カラーホイールの形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー映像表示装置の光学系に用いられるカラーホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記カラーホイールは、カラー映像表示装置の光学系において、光路上に配置されて周期的にカラー変化を発生させるために使用される。すなわち、光源からの白色光の特定の波長を透過する数種のフィルタをディスクの円周方向に配置したカラーホイールが光路上で高速で回転することによって、周期的にカラー変化を発生させる。カラーホイールを透過した光は、画像変換装置に投射され、連続したカラーイメージを観察者の目の中で一体化できるように画面上に映し出すことによりフルカラーイメージが生成される。このようなカラーホイールは、例えば、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）のような光学系を有する液晶プロジェクタまたはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）プロジェクタなどの色順次カラー表示装置において使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなカラーホイールとして、例えば、特開２００１−３３７３９０号公報には、ディスクの円周方向に複数の色領域に分割されたカラーホイールであって、扇型の各色のカラーフィルタセグメントをディスク上又はディスク状に配置してなるカラーホイールが開示されている。
しかしながら、扇型のカラーフイルタセグメントを正確に切断加工したり、扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって１枚のディスクとなるように仕上げる加工が必要であり、光ビームがその境界を通過する際にノイズを発生する原因となり、回転強度や回転バランス、風切り音等の問題もあり、これらを調整するのに熟練と時間、コストを要するという欠点がある。
【０００４】
また、例えば米国特許第５，７１１，８８９号明細書には、フォトリソグラフィー法により１枚のディスク上に３色のカラーフィルタアレイを製造する方法が開示されている。
しかしながら、例えばＲＧＢが１周期で各領域の円周角が１２０°の場合、円周角２４０°の領域を遮光するフォトマスク（ポジレジスト使用の場合）又は円周角１２０°の領域を遮光するフォトマスク（ネガレジスト使用の場合）を使用し、ＲＧＢ毎に３回フォトマスクをアライメントして露光を行う必要があるが、フォトマスクのアライメント誤差がある場合、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙が発生し、この重なりや空隙が画像の不鮮明さやちらつきの原因となるという問題がある。もちろん、フォトマスクのアライメント誤差を極力低減することによって、各透過性膜同士の重なりや空隙に起因する画像の不鮮明さやちらつきの少ない高精度のカラーホイールを得ることが可能であるが、このためには、パターン作成用の極めて高価な設備が必要であるという課題があった。
また、フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する通常のフォトリソグラフィー法を使用した場合、ＲＧＢ毎に３回フォトマスクをアライメントして露光を行う必要があるので、カラーホイールの作製に多大な労力及びエネルギを要し、プロセス時間が長くプロセス速度が遅いという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、従来の扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって貼り合わせる方法及び従来のフォトリソグラフィー法による課題の双方を解決し、これらの方法に比べ、コスト、精度、製造の容易さの面で総合的に優れるカラーホイールの形成方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明のカラーホイールの形成方法は、光を透過できる材質からなるディスク基板上に、所望の波長の光を透過できるフィルタが配置されたカラーホイールの形成方法であって、
前記ディスク基板の表面側の所定領域に形成されたカラー透過性膜における隣接する領域との境界線のうち少なくとも一方の境界線を含む部分を、裏面からの露光のマスクとして利用する工程を含むことを特徴とするものである（請求項１）。
上記発明では、前工程において既に形成されたカラー透過性膜における隣接する領域との境界線のうち少なくとも一方の境界線を含む部分を、裏面からの露光のマスクとして利用する工程を含むことで、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。また、この工程で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。このような、原理的に重なりや空隙を発生しないことは本発明の極めて大きな特徴、長所である。
さらに、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、この境界線に対応する部分について、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。
本発明において、前記境界線は直線である場合の他、曲線である場合も含まれる。
【０００７】
また、本発明のカラーホイールの形成方法は、光を透過できる材質からなるディスク基板上に、所望の波長の光を透過できるフィルタが配置されたカラーホイールの形成方法であって、
（１） 前記ディスク基板の表面側全面にレジストを塗布する工程、
（２） 前記フォトレジストの第１の所定領域にフォトマスクを適用し、露光・現像を施して、第１の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（３） 工程２後のディスク基板の表面側全面に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（４） フォトレジスト上の第１のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第１の所定領域に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（５） 工程２後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（６） 前記第１のカラー透過性膜の一部および第３の所定の領域を遮蔽するフォトマスクを前記基板の裏面に配置し、前記基板の裏面側から露光し、現像を行い、第２の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（７） 工程６後の基板表面側全面に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（８） フォトレジスト上の第２のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第２の所定領域に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（９） 工程８後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（１０） 前記基板の裏面側から全面露光し、現像を行い、第３の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（１１） 工程１０後の基板表面側全面に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
（１２） フォトレジスト上の第３のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第３の所定領域に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
を含むことを特徴とするものである（請求項２）。
上記発明では、工程（６）において、既に形成された第１のカラー透過性膜におけるフォトマスクで遮光されていない境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。同様に、工程（１０）においては、フォトマスクを使用することなく既に形成された第１及び第２のカラー透過性膜自体に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、各境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。
また、工程（６）で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。工程（１０）においては、フォトマスクを使用しないので、フォトマスクのアライメント誤差の問題は原理的に生じない。これらのことも本発明の極めて大きな特徴、長所である。
さらに、上記発明では、工程（１０）においては、フォトマスクを使用しないので、フォトマスクのアライメント回数を１回低減できその分の工程時間を削減できる。フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する通常のフォトリソグラフィー法を使用した場合は、工程（１０）に対応する工程においてフォトマスクのアライメントが必須となる。
また、上記発明では、工程（６）において、既に形成された第１のカラー透過性膜におけるフォトマスクで遮光されていない境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。また、工程（１０）においては、フォトマスクを使用することなく既に形成された第１及び第２のカラー透過性膜自体に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。
さらに、工程（４）、（８）、（１２）は、リフトオフ工程なので、各カラー透過性膜を基板全面に成膜すれば良い（例えば全面蒸着すれば良い）ので、被蒸着基板と蒸着源との間にマスクを介在させ必要な個所のみ蒸着を行うマスク蒸着のような原始的な方法を採る場合に比べ、マスクの使用及びマスクのアライメントが不要であるので、有利である。
なお、上述した請求項２に記載の発明において、前記境界線は直線である場合の他、曲線である場合も含まれる。
また、上述した請求項１又は２に記載の発明において、各カラー透過性膜は、多層膜に限らず、単層膜とすることも可能である。多層膜の場合、特定の波長域のみ透過するようにしたり、その透過率を極限まで高めることが可能である等の利点があるので好ましく、従って、各カラー透過性膜は、蒸着法やスパッタ法によって多層膜とすることが好ましい。蒸着法やスパッタ法によって形成された多層膜は、耐熱性や耐久性に優れるので好ましい。
【０００８】
上記請求項２に記載の発明では、１つのカラーホイール内にｎ周期（ｎは自然数）のカラー透過性領域が存在し、各カラー透過性領域の円周角が３６０°／３ｎであるカラーホイールを形成する場合において、円周角θが３６０°／３ｎ＜θ＜２×３６０°／３ｎの領域を遮蔽するフォトマスクを前記工程（６）において用いることが好ましい（請求項３）。
このようなフォトマスクを使用することで、例えば、１つのカラーホイール内に１周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢの３領域で１周する場合）（例えば図１）でも、１つのカラーホイール内に２周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢＲＧＢの６領域で１周する場合）（例えば図３（ａ））でも、１つのカラーホイール内に３周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢＲＧＢＲＧＢの９領域で１周する場合）（例えば図３（ｂ））でも、更には１つのカラーホイール内に任意周期のＲＧＢが存在する場合でも、請求項２に記載のすべての工程の回数（マスクのアライメント回数を含む）は不変で、使用するマスクの形状を変更するだけで、これらを作り分けることができる。具体的には、１周期の場合は矩形マスク等（例えば図２の工程６）、２周期の場合は蝶ネクタイ型のマスク（例えば図４（ａ））、３周期の場合は扇風機の羽根型マスク（例えば図４（ｂ））を使用して、請求項２に記載のプロセスをそれぞれ１回通すだけでよい。
また、例えば１つのカラーホイール内に１周期のＲＧＢが存在し各領域の円周角が１２０°の場合は、１２０°より大きく、２４０°未満の領域を遮光するマスクを使用することによって、工程（６）で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。これに対し、円周角２４０°の領域を遮光するフォトマスク（ポジレジスト使用の場合）又は円周角１２０°の領域を遮光するフォトマスク（ネガレジスト使用の場合）を使用した場合は、フォトマスクのアライメント誤差によって各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙が生じるため本発明の効果が得られない。
１周期のＲＧＢの場合、１２０°超２４０°未満のマスクであれば本発明の適用が可能であるが、アライメント作業が容易でマスクが扱いやすいという観点からは１２０°と２４０°の中間の１８０°付近のマスクが好ましい。特に、１８０°のマスク、即ち基板の半分を遮蔽可能な矩形フォトマスク等を用いると、フォトマスクを安価に作製可能であり、例えば、一辺の直線性が極めて高い不透明基板で代用又は利用可能であり、アライメント作業が極めて容易となるという観点から好ましい。同様の観点から、２周期の場合は、９０°程度の領域を遮蔽可能な扇形を２枚持った蝶ネクタイ型のマスクが作業上好ましく、ｎ周期の場合は、（３６０°／３ｎ）×１．５程度の領域を遮蔽可能な扇形をｎ枚持ったマスクが好ましい。
また、各透過性膜は、フォトマスクよりは露光用の紫外線を通しやすいため、露光時間の精度に対する裕度を確保して作業を楽にする観点からは、アライメント作業が不自由にならない範囲で、なるべく大きな領域を遮光するマスクを用いることが好ましい。具体的には、１周期の場合は、２２０°±１０°程度の領域を遮蔽可能な扇形のマスクが好ましく、２周期の場合は、１００°±５°程度の領域を遮蔽可能な扇形を２枚持った蝶ネクタイ型のマスクが好ましく、ｎ周期の場合は、（３６０°／３ｎ）×１．５±５°程度の領域を遮蔽可能な扇形をｎ枚持ったマスクが好ましく、より一般的には１つの扇形の領域の円周角がθである場合２θ−（５°〜１０°）程度の領域を遮蔽可能な扇形を複数枚持ったマスクが好ましい。
このような本発明のマスク設計思想と裏面露光とを組み合わせることにより、フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する従来のフォトリソグラフィー法を使用した場合に比べ、設備投資、工程の容易さの双方で圧倒的に優れ、かつ、従来のフォトリソグラフィー法よりも高品質なカラーホイールを形成できる。特に、ＲＧＢの繰り返し周期数を上げることがプロジェクターの高画質化とともに強く求められており、このような場合に本発明は特に有効である。
【０００９】
上記請求項２に記載の発明においては、工程（１０）において、前記基板の裏面における第３の所定領域の一部にフォトマスクを施した後に前記基板の裏面側から全面露光することができる（請求項４）。
このように構成することによって、例えば基板上にホワイト領域（透明領域）を残したい場合には容易にホワイト領域を残すことが可能となる。
【００１０】
上記請求項２に記載の発明においては、前記工程（１１）において、青色透過性膜を形成する、即ち青色透過性膜（Ｂ膜）を最後に成膜することができる（請求項５）。
このように構成することで、前記工程（６）や工程（１０）において赤色透過性膜（Ｒ膜）や緑色透過性膜（Ｇ膜）を利用して裏面露光を行う際に、特定波長の紫外光のみ遮断するフィルター（ここでは、露光光源からの光のうち、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルター）を通常省くことができるので好ましい。
【００１１】
なお、上記請求項２に記載の発明においては、一連の工程を紫外線カットフィルムを貼ったブース内で行うことが好ましい。これにより、設備コスト低減、省スペース等を実現できる。
また、上記請求項２に記載の発明においては、光源のみ又は光源と平行光線を得る手段や、簡易アライメント手段等を含む簡易で極めて安価な露光装置を使用することが好ましい。これにより、設備コスト低減、省スペース（露光装置の小型化）等を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの一態様について説明する。
図１は、本発明の形成方法を適用して作製したカラーホイールの一例を示す概略図である。
図１に示すように、本発明のカラーホイール１は、光を透過できる材質からなるディスク基板２上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂが形成された構成を有している。
各カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂは、内角（円周角）が１２０゜の扇型となるように構成されている。そして、これらのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂに入射した白色光は、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光に変調される。
このようなカラーホイールは、時分割色順次方式のカラー表示装置等に有効に活用可能である。
【００１４】
次に、本発明のカラーホイールの形成方法を説明する。
図２は、本発明のカラーホイールの形成方法を説明するための概略図であり、上記図１に示すカラーホイールを形成する場合を例に取る。なお、図中、Ｚは、レジスト層を示し、Ｒ、Ｇ，Ｂは各々赤色透過性多層膜、緑色透過性多層膜及び青色透過性多層膜を示し、そしてＲ／Ｚ、Ｚ／Ｒ、Ｇ／Ｚ／Ｒ等の表現は、上層／（中間）層／下層の順で示すものとする。
【００１５】
まず、図１に示すようなディスク状の基板、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等の無機ガラス類または透明プラスチック等からなるディスク状の基板を、当該技術分野で公知の方法により洗浄する。
【００１６】
次いで、図２に示すように、上記で洗浄した基板の表面全体にまず、従来公知のフォトレジスト（例えば、東京応化工業（株）社製：ＯＦＰＲ−５０００）を、スピンコート等により、成膜後の厚みが５〜７μｍ程度となるように塗布する（工程１）。なお、図２においてＺはフォトレジストを示す。
その後、レジスト塗布完了後レジストが乾燥するまで数分待ち、フォトレジストをホットプレート（例えば８５℃程度）上で数分間（例えば１分間）プリベークした後、室温程度に冷めるまで待つ。
【００１７】
次いで、フォトレジストが塗布された面における第１の所定領域にフォトマスクＰＭを適用して、紫外線照射（例えば、２００μＷ／ｃｍ2、３分）によりフォトレジストを露光する（工程２）。
その後、現像液（例えば、東京応化工業（株）社製：ＮＭＤ−３）を用いて現像を行い第１の所定領域のフォトレジストを除去し、その後洗浄を行う（工程２）。
現像・洗浄の終わった基板をホットプレート（例えば１１０℃程度）上で数分間（例えば３分間）ポストベークする。
【００１８】
次いで、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第１のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては赤、図２中Ｒで示す）（工程３）。この工程３後においては、図２に示す通り、ディスク状の基板の表面には、基板上に直接形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ）と、フォトレジスト上に形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ／Ｚ）が存在している。
【００１９】
次いで、基板上に直接形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ）以外の部分、すなわち、フォトレジスト上に形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ／Ｚ）をリフトオフしてフォトレジストを除去する（工程４）。この際に使用されるストリッパとしては従来公知のものから適宜選択することが可能であり、例えばアセトンや約２％程度の水酸化ナトリウム水溶液を使用することができるが、レジスト剥離液（例えば、東京応化工業（株）社製：１０６番）を使用することが好ましい。この工程４後においては、図２に示す通り、基板の表面の所定の位置（第１の所定領域）に赤色透過性多層膜部分（Ｒ）が形成された状態となる。
上記レジスト除去後、洗浄を行う。
【００２０】
次いで、工程１と同様にして、基板の表面全体にフォトレジストを塗布し、プリベークを行う（工程５）。この工程５後においては、図２に示す通り、基板の表面上には、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）の上にレジストが設けられた部分（Ｚ／Ｒ）と、基板上に直接レジストが設けられた部分（Ｚ）とが形成された状態となる。
以上、説明した工程１〜工程５は、従来のフォトリソグラフィー法と略同様な工程である。
【００２１】
次いで、本発明においては、基板の裏面の所定部分、すなわち第１のカラー透過性多層膜の一部（この実施の形態においては赤色透過性多層膜部分（Ｒ）の上にレジストが設けられた部分（Ｚ／Ｒ）の一部）および第３の所定の領域（この実施の形態においては後工程１１で青色Ｂを形成する領域）を遮蔽するフォトマスクＰＭを前記基板の裏面に配置し、前記基板の裏面側から露光し、現像を行い、第２の所定領域（この実施の形態においては次工程７で緑色Ｇを形成する領域）のフォトレジストを除去する（工程６）。
【００２２】
次いで、工程３と同様にして、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第２のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては緑、図２中Ｇで示す）（工程７）。この工程７後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜（Ｒ）上にレジスト（Ｚ）が設けられ更にその上に緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ／Ｚ／Ｒ）と、基板上に直接緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ）と、レジスト（Ｚ）上に緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ／Ｚ）が基板の表面上に存在することとなる。
【００２３】
工程７に続いて、工程４と同様にして基板上に直接形成された緑色透過性多層膜部分（Ｇ）以外の部分、すなわち、フォトレジスト上に形成された緑色透過性多層膜部分（Ｇ／ＺおよびＧ／Ｚ／ＲにおけるＧ／Ｚ）をリフトオフしてフォトレジストを除去する（工程８）。この工程８後においては、図２に示す通り、基板の表面の所定の位置に赤色透過性多層膜部分（Ｒ）と緑色透過性多層膜部分（Ｇ）が直接形成された状態となる。
【００２４】
工程８に続いて、本発明では、工程１と同様にして基板の表面側全面にレジストを塗布し（工程９）、そしてフォトマスクを使用せずに基板の裏面側から全面露光し、現像を行い、第３の所定領域のフォトレジストを除去する（工程１０）。なお、この際に、基板上に白色部分を残したい場合には、対応する箇所にフォトマスクを適用して露光すればよい。この工程１０後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）上にレジスト（Ｒ）が形成された部分（Ｚ／Ｒ）、緑色透過性多層膜部分（Ｇ）上にレジスト（Ｒ）が形成された部分（Ｚ／Ｒ）および何も形成されていない部分が基板の表面上に存在する。
【００２５】
工程１０に続いて、工程３と同様にして、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第３のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては青、図２中Ｂで示す）（工程１１）。この工程１１後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）上にレジスト（Ｒ）および青色透過性多層膜が形成された部分（Ｂ／Ｚ／Ｒ）と、緑色透過性多層膜部分（Ｇ）上にレジスト（Ｒ）および青色透過性多層膜が形成された部分（Ｂ／Ｚ／Ｇ）と、基板上に直接青色透過性多層膜（Ｂ）が形成された部分（Ｂ）とが基板表面上に形成される。
【００２６】
最後に、工程１２において不要なレジストを除去することによって、所望とする複数のカラー透過性多層膜を基板表面上に形成することが可能となる。
【００２７】
なお、上記図１に示すカラーホイール１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの繰返しが１周期であるが、上記工程（６）において図４（ａ）や（ｂ）に示すようなフォトマスクＰＭを使用することによって、図３（ａ）に示すようなＲＧＢの繰返しが２周期のカラーホイールや図３（ｂ）に示すようなＲＧＢの繰返しが３周期のカラーホイールなど、複数周期のカラーホイールを形成することも可能である。
【００２８】
以上、本発明の特定の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、上記実施の形態において、工程３において第１のカラー透過性多層膜として青色透過性多層膜（Ｂ膜）を最初に形成する場合にあっては、工程６の裏面露光に際し、Ｂ膜を透過する波長の光（例えば波長４２０ｎｍ以下の紫外光）を遮断し、それ以外の波長の紫外光線はなるべく多く透過させるようなフィルターを入れることが特に好ましい。これは、青い光を透過させる青色透過性多層膜（Ｂ膜）は、赤色透過性多層膜（Ｒ膜）や緑色透過性多層膜（Ｇ膜）よりもかなり紫外線を透過させやすい傾向があり、Ｂ膜はＲ膜やＧ膜よりも紫外線に対するフォトマスクとしての性能が劣るので、それを補助するためである。具体的には、フィルターを入れることでフォトマスクで遮蔽されていないＢ膜を透過する露光光強度を著しく低減（ほとんどゼロに）でき、露光条件を調整することにより、フォトマスクに対応する領域及びＢ膜に対応する領域にレジストが残り、その他の領域ではレジストが除去される条件（例えば、２００μＷ／ｃｍ2、１５分）が存在することが確認されたためである。フィルターを入れないと、フォトマスクで遮蔽されていないＢ膜に対応する領域のレジストが除去されてしまう。
また、上記実施の形態のように、Ｂ膜を最後に成膜する場合は、Ｒ膜やＧ膜を利用して裏面露光を行う際に、特定波長の紫外光のみ遮断するフィルター（ここでは、露光光源からの光のうち、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルター）を通常省くことができるので好ましい。なお、膜組成や膜質によってＲ膜やＧ膜であっても紫外線を透過させることがあるので、この場合には、必要性（紫外線透過量）に応じ、Ｒ膜やＧ膜を利用して裏面露光を行う際に、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルターを入れることが好ましい。
【００３０】
また、上記請求項２に記載の発明においては、工程（５）〜（８）を複数回繰返して、４色以上のカラーホイール（例えばＲＧＢＸやＲＧＢＸＹなど（Ｘ，Ｙは白色、黒色（不透過）を含む他の色を示す））を形成することができる。
このように構成することで、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外に黒色等の領域を形成可能となる。
【００３１】
さらに、上記請求項２に記載の発明及び上記実施の形態では上記工程（６）において、第１のカラー透過性（多層）膜の一部およびこれと隣接する第３の所定の領域を遮蔽し、第２のカラー透過性（多層）膜を先に形成したが、上記工程（６）において、第１のカラー透過性（多層）膜の一部およびこれと隣接する第２の所定の領域を遮蔽し、第３のカラー透過性（多層）膜を先に形成することができることは言うまでもない。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では全ての工程でポジ型レジストを用いる場合について説明したが、ネガ型レジストを用いる場合についても同様に適用可能である。例えば、上記工程２においては、ネガ型レジストを用いることが可能である。
成膜は蒸着に限らず、スパッタ法や塗布法などの成膜方法を適用可能である。また、各カラー透過性膜は、多層膜に限らず、単層膜とすることも可能である。多層膜の場合、特定の波長域のみ透過するようにしたり、その透過率を極限まで高めることが可能である等の利点があるので好ましく、従って、各カラー透過性膜は、蒸着法やスパッタ法によって多層膜とすることが好ましい。蒸着法やスパッタ法によって形成された多層膜は、耐熱性や耐久性に優れるので好ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって貼り合わせる方法及び従来のフォトリソグラフィー法による課題の双方を解決し、これらの方法に比べ、コスト、精度、製造の容易さの面で総合的に優れるカラーホイールの形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの一例を示す概略図である。
【図２】本発明のカラーホイールの形成方法を説明するための概略図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの別の例を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーホイールの形成方法で使用するフォトマスクの別の例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１ カラーホイール
２ ディスク状基板
Ｚ レジスト
Ｒ 赤色透過性多層膜
Ｇ 緑色透過性多層膜
Ｂ 青色透過性多層膜
ＰＭ フォトマスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー映像表示装置の光学系に用いられるカラーホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記カラーホイールは、カラー映像表示装置の光学系において、光路上に配置されて周期的にカラー変化を発生させるために使用される。すなわち、光源からの白色光の特定の波長を透過する数種のフィルタをディスクの円周方向に配置したカラーホイールが光路上で高速で回転することによって、周期的にカラー変化を発生させる。カラーホイールを透過した光は、画像変換装置に投射され、連続したカラーイメージを観察者の目の中で一体化できるように画面上に映し出すことによりフルカラーイメージが生成される。このようなカラーホイールは、例えば、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）のような光学系を有する液晶プロジェクタまたはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）プロジェクタなどの色順次カラー表示装置において使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなカラーホイールとして、例えば、特開２００１−３３７３９０号公報には、ディスクの円周方向に複数の色領域に分割されたカラーホイールであって、扇型の各色のカラーフィルタセグメントをディスク上又はディスク状に配置してなるカラーホイールが開示されている。
しかしながら、扇型のカラーフイルタセグメントを正確に切断加工したり、扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって１枚のディスクとなるように仕上げる加工が必要であり、光ビームがその境界を通過する際にノイズを発生する原因となり、回転強度や回転バランス、風切り音等の問題もあり、これらを調整するのに熟練と時間、コストを要するという欠点がある。
【０００４】
また、例えば米国特許第５，７１１，８８９号明細書には、フォトリソグラフィー法により１枚のディスク上に３色のカラーフィルタアレイを製造する方法が開示されている。
しかしながら、例えばＲＧＢが１周期で各領域の円周角が１２０°の場合、円周角２４０°の領域を遮光するフォトマスク（ポジレジスト使用の場合）又は円周角１２０°の領域を遮光するフォトマスク（ネガレジスト使用の場合）を使用し、ＲＧＢ毎に３回フォトマスクをアライメントして露光を行う必要があるが、フォトマスクのアライメント誤差がある場合、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙が発生し、この重なりや空隙が画像の不鮮明さやちらつきの原因となるという問題がある。もちろん、フォトマスクのアライメント誤差を極力低減することによって、各透過性膜同士の重なりや空隙に起因する画像の不鮮明さやちらつきの少ない高精度のカラーホイールを得ることが可能であるが、このためには、パターン作成用の極めて高価な設備が必要であるという課題があった。
また、フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する通常のフォトリソグラフィー法を使用した場合、ＲＧＢ毎に３回フォトマスクをアライメントして露光を行う必要があるので、カラーホイールの作製に多大な労力及びエネルギを要し、プロセス時間が長くプロセス速度が遅いという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、従来の扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって貼り合わせる方法及び従来のフォトリソグラフィー法による課題の双方を解決し、これらの方法に比べ、コスト、精度、製造の容易さの面で総合的に優れるカラーホイールの形成方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明のカラーホイールの形成方法は、光を透過できる材質からなるディスク基板上に、所望の波長の光を透過できるフィルタが配置されたカラーホイールの形成方法であって、
前記ディスク基板の表面側の所定領域に形成されたカラー透過性膜における隣接する領域との境界線のうち少なくとも一方の境界線を含む部分を、裏面からの露光のマスクとして利用する工程を含むことを特徴とするものである（請求項１）。
上記発明では、前工程において既に形成されたカラー透過性膜における隣接する領域との境界線のうち少なくとも一方の境界線を含む部分を、裏面からの露光のマスクとして利用する工程を含むことで、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。また、この工程で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。このような、原理的に重なりや空隙を発生しないことは本発明の極めて大きな特徴、長所である。
さらに、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、この境界線に対応する部分について、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。
本発明において、前記境界線は直線である場合の他、曲線である場合も含まれる。
【０００７】
また、本発明のカラーホイールの形成方法は、光を透過できる材質からなるディスク基板上に、所望の波長の光を透過できるフィルタが配置されたカラーホイールの形成方法であって、
（１） 前記ディスク基板の表面側全面にレジストを塗布する工程、
（２） 前記フォトレジストの第１の所定領域にフォトマスクを適用し、露光・現像を施して、第１の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（３） 工程２後のディスク基板の表面側全面に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（４） フォトレジスト上の第１のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第１の所定領域に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（５） 工程２後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（６） 前記第１のカラー透過性膜の一部および第３の所定の領域を遮蔽するフォトマスクを前記基板の裏面に配置し、前記基板の裏面側から露光し、現像を行い、第２の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（７） 工程６後の基板表面側全面に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（８） フォトレジスト上の第２のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第２の所定領域に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（９） 工程８後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（１０） 前記基板の裏面側から全面露光し、現像を行い、第３の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（１１） 工程１０後の基板表面側全面に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
（１２） フォトレジスト上の第３のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第３の所定領域に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
を含むことを特徴とするものである（請求項２）。
上記発明では、工程（６）において、既に形成された第１のカラー透過性膜におけるフォトマスクで遮光されていない境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、裏面からの露光のマスクとして利用する境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。同様に、工程（１０）においては、フォトマスクを使用することなく既に形成された第１及び第２のカラー透過性膜自体に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、各境界線における重なりや空隙の発生を原理的に完全に回避できる。
また、工程（６）で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。工程（１０）においては、フォトマスクを使用しないので、フォトマスクのアライメント誤差の問題は原理的に生じない。これらのことも本発明の極めて大きな特徴、長所である。
さらに、上記発明では、工程（１０）においては、フォトマスクを使用しないので、フォトマスクのアライメント回数を１回低減できその分の工程時間を削減できる。フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する通常のフォトリソグラフィー法を使用した場合は、工程（１０）に対応する工程においてフォトマスクのアライメントが必須となる。
また、上記発明では、工程（６）において、既に形成された第１のカラー透過性膜におけるフォトマスクで遮光されていない境界線を含む部分に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。また、工程（１０）においては、フォトマスクを使用することなく既に形成された第１及び第２のカラー透過性膜自体に、裏面露光におけるマスクの役割を持たせることで、極めてシャープなパターンエッジを形成することができる。
さらに、工程（４）、（８）、（１２）は、リフトオフ工程なので、各カラー透過性膜を基板全面に成膜すれば良い（例えば全面蒸着すれば良い）ので、被蒸着基板と蒸着源との間にマスクを介在させ必要な個所のみ蒸着を行うマスク蒸着のような原始的な方法を採る場合に比べ、マスクの使用及びマスクのアライメントが不要であるので、有利である。
なお、上述した請求項２に記載の発明において、前記境界線は直線である場合の他、曲線である場合も含まれる。
また、上述した請求項１又は２に記載の発明において、各カラー透過性膜は、多層膜に限らず、単層膜とすることも可能である。多層膜の場合、特定の波長域のみ透過するようにしたり、その透過率を極限まで高めることが可能である等の利点があるので好ましく、従って、各カラー透過性膜は、蒸着法やスパッタ法によって多層膜とすることが好ましい。蒸着法やスパッタ法によって形成された多層膜は、耐熱性や耐久性に優れるので好ましい。
【０００８】
上記請求項２に記載の発明では、１つのカラーホイール内にｎ周期（ｎは自然数）のカラー透過性領域が存在し、各カラー透過性領域の円周角が３６０°／３ｎであるカラーホイールを形成する場合において、円周角θが３６０°／３ｎ＜θ＜２×３６０°／３ｎの領域を遮蔽するフォトマスクを前記工程（６）において用いることが好ましい（請求項３）。
このようなフォトマスクを使用することで、例えば、１つのカラーホイール内に１周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢの３領域で１周する場合）（例えば図１）でも、１つのカラーホイール内に２周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢＲＧＢの６領域で１周する場合）（例えば図３（ａ））でも、１つのカラーホイール内に３周期のＲＧＢが存在する場合（ＲＧＢＲＧＢＲＧＢの９領域で１周する場合）（例えば図３（ｂ））でも、更には１つのカラーホイール内に任意周期のＲＧＢが存在する場合でも、請求項２に記載のすべての工程の回数（マスクのアライメント回数を含む）は不変で、使用するマスクの形状を変更するだけで、これらを作り分けることができる。具体的には、１周期の場合は矩形マスク等（例えば図２の工程６）、２周期の場合は蝶ネクタイ型のマスク（例えば図４（ａ））、３周期の場合は扇風機の羽根型マスク（例えば図４（ｂ））を使用して、請求項２に記載のプロセスをそれぞれ１回通すだけでよい。
また、例えば１つのカラーホイール内に１周期のＲＧＢが存在し各領域の円周角が１２０°の場合は、１２０°より大きく、２４０°未満の領域を遮光するマスクを使用することによって、工程（６）で併せて使用するフォトマスクのアライメント誤差は各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減として現れるだけであり、画像の鮮明さやちらつきに対する影響は、各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙の影響の方が、各ＲＧＢ透過性膜の面積の増減よりも圧倒的に大きくなるので、本発明は画像の鮮明さやちらつき防止の点で圧倒的に有利である。これに対し、円周角２４０°の領域を遮光するフォトマスク（ポジレジスト使用の場合）又は円周角１２０°の領域を遮光するフォトマスク（ネガレジスト使用の場合）を使用した場合は、フォトマスクのアライメント誤差によって各ＲＧＢ透過性膜同士の重なりや空隙が生じるため本発明の効果が得られない。
１周期のＲＧＢの場合、１２０°超２４０°未満のマスクであれば本発明の適用が可能であるが、アライメント作業が容易でマスクが扱いやすいという観点からは１２０°と２４０°の中間の１８０°付近のマスクが好ましい。特に、１８０°のマスク、即ち基板の半分を遮蔽可能な矩形フォトマスク等を用いると、フォトマスクを安価に作製可能であり、例えば、一辺の直線性が極めて高い不透明基板で代用又は利用可能であり、アライメント作業が極めて容易となるという観点から好ましい。同様の観点から、２周期の場合は、９０°程度の領域を遮蔽可能な扇形を２枚持った蝶ネクタイ型のマスクが作業上好ましく、ｎ周期の場合は、（３６０°／３ｎ）×１．５程度の領域を遮蔽可能な扇形をｎ枚持ったマスクが好ましい。
また、各透過性膜は、フォトマスクよりは露光用の紫外線を通しやすいため、露光時間の精度に対する裕度を確保して作業を楽にする観点からは、アライメント作業が不自由にならない範囲で、なるべく大きな領域を遮光するマスクを用いることが好ましい。具体的には、１周期の場合は、２２０°±１０°程度の領域を遮蔽可能な扇形のマスクが好ましく、２周期の場合は、１００°±５°程度の領域を遮蔽可能な扇形を２枚持った蝶ネクタイ型のマスクが好ましく、ｎ周期の場合は、（３６０°／３ｎ）×１．５±５°程度の領域を遮蔽可能な扇形をｎ枚持ったマスクが好ましく、より一般的には１つの扇形の領域の円周角がθである場合２θ−（５°〜１０°）程度の領域を遮蔽可能な扇形を複数枚持ったマスクが好ましい。
このような本発明のマスク設計思想と裏面露光とを組み合わせることにより、フォトマスクを繰り返しアライメントしてカラーホイールを作製する従来のフォトリソグラフィー法を使用した場合に比べ、設備投資、工程の容易さの双方で圧倒的に優れ、かつ、従来のフォトリソグラフィー法よりも高品質なカラーホイールを形成できる。特に、ＲＧＢの繰り返し周期数を上げることがプロジェクターの高画質化とともに強く求められており、このような場合に本発明は特に有効である。
【０００９】
上記請求項２に記載の発明においては、工程（１０）において、前記基板の裏面における第３の所定領域の一部にフォトマスクを施した後に前記基板の裏面側から全面露光することができる（請求項４）。
このように構成することによって、例えば基板上にホワイト領域（透明領域）を残したい場合には容易にホワイト領域を残すことが可能となる。
【００１０】
上記請求項２に記載の発明においては、前記工程（１１）において、青色透過性膜を形成する、即ち青色透過性膜（Ｂ膜）を最後に成膜することができる（請求項５）。
このように構成することで、前記工程（６）や工程（１０）において赤色透過性膜（Ｒ膜）や緑色透過性膜（Ｇ膜）を利用して裏面露光を行う際に、特定波長の紫外光のみ遮断するフィルター（ここでは、露光光源からの光のうち、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルター）を通常省くことができるので好ましい。
【００１１】
なお、上記請求項２に記載の発明においては、一連の工程を紫外線カットフィルムを貼ったブース内で行うことが好ましい。これにより、設備コスト低減、省スペース等を実現できる。
また、上記請求項２に記載の発明においては、光源のみ又は光源と平行光線を得る手段や、簡易アライメント手段等を含む簡易で極めて安価な露光装置を使用することが好ましい。これにより、設備コスト低減、省スペース（露光装置の小型化）等を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの一態様について説明する。
図１は、本発明の形成方法を適用して作製したカラーホイールの一例を示す概略図である。
図１に示すように、本発明のカラーホイール１は、光を透過できる材質からなるディスク基板２上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂが形成された構成を有している。
各カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂは、内角（円周角）が１２０゜の扇型となるように構成されている。そして、これらのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂに入射した白色光は、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光に変調される。
このようなカラーホイールは、時分割色順次方式のカラー表示装置等に有効に活用可能である。
【００１４】
次に、本発明のカラーホイールの形成方法を説明する。
図２は、本発明のカラーホイールの形成方法を説明するための概略図であり、上記図１に示すカラーホイールを形成する場合を例に取る。なお、図中、Ｚは、レジスト層を示し、Ｒ、Ｇ，Ｂは各々赤色透過性多層膜、緑色透過性多層膜及び青色透過性多層膜を示し、そしてＲ／Ｚ、Ｚ／Ｒ、Ｇ／Ｚ／Ｒ等の表現は、上層／（中間）層／下層の順で示すものとする。
【００１５】
まず、図１に示すようなディスク状の基板、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等の無機ガラス類または透明プラスチック等からなるディスク状の基板を、当該技術分野で公知の方法により洗浄する。
【００１６】
次いで、図２に示すように、上記で洗浄した基板の表面全体にまず、従来公知のフォトレジスト（例えば、東京応化工業（株）社製：ＯＦＰＲ−５０００）を、スピンコート等により、成膜後の厚みが５〜７μｍ程度となるように塗布する（工程１）。なお、図２においてＺはフォトレジストを示す。
その後、レジスト塗布完了後レジストが乾燥するまで数分待ち、フォトレジストをホットプレート（例えば８５℃程度）上で数分間（例えば１分間）プリベークした後、室温程度に冷めるまで待つ。
【００１７】
次いで、フォトレジストが塗布された面における第１の所定領域にフォトマスクＰＭを適用して、紫外線照射（例えば、２００μＷ／ｃｍ2、３分）によりフォトレジストを露光する（工程２）。
その後、現像液（例えば、東京応化工業（株）社製：ＮＭＤ−３）を用いて現像を行い第１の所定領域のフォトレジストを除去し、その後洗浄を行う（工程２）。
現像・洗浄の終わった基板をホットプレート（例えば１１０℃程度）上で数分間（例えば３分間）ポストベークする。
【００１８】
次いで、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第１のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては赤、図２中Ｒで示す）（工程３）。この工程３後においては、図２に示す通り、ディスク状の基板の表面には、基板上に直接形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ）と、フォトレジスト上に形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ／Ｚ）が存在している。
【００１９】
次いで、基板上に直接形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ）以外の部分、すなわち、フォトレジスト上に形成された赤色透過性多層膜部分（Ｒ／Ｚ）をリフトオフしてフォトレジストを除去する（工程４）。この際に使用されるストリッパとしては従来公知のものから適宜選択することが可能であり、例えばアセトンや約２％程度の水酸化ナトリウム水溶液を使用することができるが、レジスト剥離液（例えば、東京応化工業（株）社製：１０６番）を使用することが好ましい。この工程４後においては、図２に示す通り、基板の表面の所定の位置（第１の所定領域）に赤色透過性多層膜部分（Ｒ）が形成された状態となる。
上記レジスト除去後、洗浄を行う。
【００２０】
次いで、工程１と同様にして、基板の表面全体にフォトレジストを塗布し、プリベークを行う（工程５）。この工程５後においては、図２に示す通り、基板の表面上には、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）の上にレジストが設けられた部分（Ｚ／Ｒ）と、基板上に直接レジストが設けられた部分（Ｚ）とが形成された状態となる。
以上、説明した工程１〜工程５は、従来のフォトリソグラフィー法と略同様な工程である。
【００２１】
次いで、本発明においては、基板の裏面の所定部分、すなわち第１のカラー透過性多層膜の一部（この実施の形態においては赤色透過性多層膜部分（Ｒ）の上にレジストが設けられた部分（Ｚ／Ｒ）の一部）および第３の所定の領域（この実施の形態においては後工程１１で青色Ｂを形成する領域）を遮蔽するフォトマスクＰＭを前記基板の裏面に配置し、前記基板の裏面側から露光し、現像を行い、第２の所定領域（この実施の形態においては次工程７で緑色Ｇを形成する領域）のフォトレジストを除去する（工程６）。
【００２２】
次いで、工程３と同様にして、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第２のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては緑、図２中Ｇで示す）（工程７）。この工程７後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜（Ｒ）上にレジスト（Ｚ）が設けられ更にその上に緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ／Ｚ／Ｒ）と、基板上に直接緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ）と、レジスト（Ｚ）上に緑色透過性多層膜（Ｇ）が設けられた部分（Ｇ／Ｚ）が基板の表面上に存在することとなる。
【００２３】
工程７に続いて、工程４と同様にして基板上に直接形成された緑色透過性多層膜部分（Ｇ）以外の部分、すなわち、フォトレジスト上に形成された緑色透過性多層膜部分（Ｇ／ＺおよびＧ／Ｚ／ＲにおけるＧ／Ｚ）をリフトオフしてフォトレジストを除去する（工程８）。この工程８後においては、図２に示す通り、基板の表面の所定の位置に赤色透過性多層膜部分（Ｒ）と緑色透過性多層膜部分（Ｇ）が直接形成された状態となる。
【００２４】
工程８に続いて、本発明では、工程１と同様にして基板の表面側全面にレジストを塗布し（工程９）、そしてフォトマスクを使用せずに基板の裏面側から全面露光し、現像を行い、第３の所定領域のフォトレジストを除去する（工程１０）。なお、この際に、基板上に白色部分を残したい場合には、対応する箇所にフォトマスクを適用して露光すればよい。この工程１０後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）上にレジスト（Ｒ）が形成された部分（Ｚ／Ｒ）、緑色透過性多層膜部分（Ｇ）上にレジスト（Ｒ）が形成された部分（Ｚ／Ｒ）および何も形成されていない部分が基板の表面上に存在する。
【００２５】
工程１０に続いて、工程３と同様にして、蒸着（全面蒸着）により、ディスク基板の表面側全面に第３のカラー透過性多層膜を形成する（本実施の形態においては青、図２中Ｂで示す）（工程１１）。この工程１１後においては、図２に示す通り、赤色透過性多層膜部分（Ｒ）上にレジスト（Ｒ）および青色透過性多層膜が形成された部分（Ｂ／Ｚ／Ｒ）と、緑色透過性多層膜部分（Ｇ）上にレジスト（Ｒ）および青色透過性多層膜が形成された部分（Ｂ／Ｚ／Ｇ）と、基板上に直接青色透過性多層膜（Ｂ）が形成された部分（Ｂ）とが基板表面上に形成される。
【００２６】
最後に、工程１２において不要なレジストを除去することによって、所望とする複数のカラー透過性多層膜を基板表面上に形成することが可能となる。
【００２７】
なお、上記図１に示すカラーホイール１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの繰返しが１周期であるが、上記工程（６）において図４（ａ）や（ｂ）に示すようなフォトマスクＰＭを使用することによって、図３（ａ）に示すようなＲＧＢの繰返しが２周期のカラーホイールや図３（ｂ）に示すようなＲＧＢの繰返しが３周期のカラーホイールなど、複数周期のカラーホイールを形成することも可能である。
【００２８】
以上、本発明の特定の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
例えば、上記実施の形態において、工程３において第１のカラー透過性多層膜として青色透過性多層膜（Ｂ膜）を最初に形成する場合にあっては、工程６の裏面露光に際し、Ｂ膜を透過する波長の光（例えば波長４２０ｎｍ以下の紫外光）を遮断し、それ以外の波長の紫外光線はなるべく多く透過させるようなフィルターを入れることが特に好ましい。これは、青い光を透過させる青色透過性多層膜（Ｂ膜）は、赤色透過性多層膜（Ｒ膜）や緑色透過性多層膜（Ｇ膜）よりもかなり紫外線を透過させやすい傾向があり、Ｂ膜はＲ膜やＧ膜よりも紫外線に対するフォトマスクとしての性能が劣るので、それを補助するためである。具体的には、フィルターを入れることでフォトマスクで遮蔽されていないＢ膜を透過する露光光強度を著しく低減（ほとんどゼロに）でき、露光条件を調整することにより、フォトマスクに対応する領域及びＢ膜に対応する領域にレジストが残り、その他の領域ではレジストが除去される条件（例えば、２００μＷ／ｃｍ2、１５分）が存在することが確認されたためである。フィルターを入れないと、フォトマスクで遮蔽されていないＢ膜に対応する領域のレジストが除去されてしまう。
また、上記実施の形態のように、Ｂ膜を最後に成膜する場合は、Ｒ膜やＧ膜を利用して裏面露光を行う際に、特定波長の紫外光のみ遮断するフィルター（ここでは、露光光源からの光のうち、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルター）を通常省くことができるので好ましい。なお、膜組成や膜質によってＲ膜やＧ膜であっても紫外線を透過させることがあるので、この場合には、必要性（紫外線透過量）に応じ、Ｒ膜やＧ膜を利用して裏面露光を行う際に、Ｒ膜やＧ膜を透過する波長の光のみを遮断するフィルターを入れることが好ましい。
【００３０】
また、上記請求項２に記載の発明においては、工程（５）〜（８）を複数回繰返して、４色以上のカラーホイール（例えばＲＧＢＸやＲＧＢＸＹなど（Ｘ，Ｙは白色、黒色（不透過）を含む他の色を示す））を形成することができる。
このように構成することで、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外に黒色等の領域を形成可能となる。
【００３１】
さらに、上記請求項２に記載の発明及び上記実施の形態では上記工程（６）において、第１のカラー透過性（多層）膜の一部およびこれと隣接する第３の所定の領域を遮蔽し、第２のカラー透過性（多層）膜を先に形成したが、上記工程（６）において、第１のカラー透過性（多層）膜の一部およびこれと隣接する第２の所定の領域を遮蔽し、第３のカラー透過性（多層）膜を先に形成することができることは言うまでもない。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では全ての工程でポジ型レジストを用いる場合について説明したが、ネガ型レジストを用いる場合についても同様に適用可能である。例えば、上記工程２においては、ネガ型レジストを用いることが可能である。
成膜は蒸着に限らず、スパッタ法や塗布法などの成膜方法を適用可能である。また、各カラー透過性膜は、多層膜に限らず、単層膜とすることも可能である。多層膜の場合、特定の波長域のみ透過するようにしたり、その透過率を極限まで高めることが可能である等の利点があるので好ましく、従って、各カラー透過性膜は、蒸着法やスパッタ法によって多層膜とすることが好ましい。蒸着法やスパッタ法によって形成された多層膜は、耐熱性や耐久性に優れるので好ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の扇型のカラーフイルタセグメントを接着等によって貼り合わせる方法及び従来のフォトリソグラフィー法による課題の双方を解決し、これらの方法に比べ、コスト、精度、製造の容易さの面で総合的に優れるカラーホイールの形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの一例を示す概略図である。
【図２】本発明のカラーホイールの形成方法を説明するための概略図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーホイールの形成方法を適用して作製したカラーホイールの別の例を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、本発明のカラーホイールの形成方法で使用するフォトマスクの別の例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１ カラーホイール
２ ディスク状基板
Ｚ レジスト
Ｒ 赤色透過性多層膜
Ｇ 緑色透過性多層膜
Ｂ 青色透過性多層膜
ＰＭ フォトマスク
Claims (5)
- 光を透過できる材質からなるディスク基板上に、所望の波長の光を透過できるフィルタが配置されたカラーホイールの形成方法であって、
（１） 前記ディスク基板の表面側全面にレジストを塗布する工程、
（２） 前記フォトレジストの第１の所定領域にフォトマスクを適用し、露光・現像を施して、第１の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（３） 工程２後のディスク基板の表面側全面に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（４） フォトレジスト上の第１のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第１の所定領域に第１のカラー透過性膜を形成する工程、
（５） 工程４後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（６） 前記第１のカラー透過性膜の一部および第３の所定の領域を遮蔽するフォトマスクを前記基板の裏面に配置し、前記基板の裏面側から露光し、現像を行い、第２の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（７） 工程６後の基板表面側全面に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（８） フォトレジスト上の第２のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第２の所定領域に第２のカラー透過性膜を形成する工程、
（９） 工程８後の基板表面側全面にレジストを塗布する工程、
（１０） 前記基板の裏面側から全面露光し、現像を行い、第３の所定領域のフォトレジストを除去する工程、
（１１） 工程１０後の基板表面側全面に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
（１２） フォトレジスト上の第３のカラー透過性膜をリフトオフにより除去して、第３の所定領域に第３のカラー透過性膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする、カラーホイールの形成方法。 - １つのカラーホイール内にｎ周期（ｎは自然数）のカラー透過性領域が存在し、各カラー透過性領域の円周角が３６０°／３ｎであるカラーホイールの形成方法であって、
円周角θが３６０°／３ｎ＜θ＜２×３６０°／３ｎの領域を遮蔽するフォトマスクを前記工程（６）において用いることを特徴とする請求項１に記載のカラーホイールの形成方法。 - 前記工程（１０）において、前記基板の裏面における第３の所定領域の一部にフォトマスクを施した後に前記基板の裏面側から全面露光することを特徴とする請求項１に記載のカラーホイールの形成方法。
- 前記工程（１１）において、青色透過性膜を形成することを特徴とする請求項１に記載のカラーホイールの形成方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載のカラーホイールの形成方法によって形成されたことを特徴とするカラーホイール。
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