JPH03140903A - Color filter array - Google Patents
Color filter arrayInfo
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Landscapes
- Optical Filters (AREA)
Abstract
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ーアレイに関する。さらに詳し
くは、ＬＣＤ（液晶デイスプレィ）、ＥＣＤ（エレクト
ロ・クロミック・デイスプレィ）、ＥＬＤ（エレクトロ
争ルミネッセンス・デイスプレィ）、ＣＲＴ（陰極線管
）デイスプレィ、蛍光表示管、ＬＥＤ （発光ダイオー
ド・デイスプレィ）などの画像表示素子、撮像管、固体
撮像素子 （ＣＣＤ：チャージ・カップルド・デバイス
）などの画像入力素子などに用いられるカラーフィルタ
ーアレイに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to color filter arrays. More specifically, image displays such as LCD (liquid crystal display), ECD (electrochromic display), ELD (electroluminescent display), CRT (cathode ray tube) display, fluorescent display tube, LED (light emitting diode display), etc. The present invention relates to color filter arrays used in image input devices such as devices, image pickup tubes, and solid-state image sensors (CCDs: charge-coupled devices).
（従来の技術）
白黒表示が可能な画像表示素子の各画素に、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを
重ねることによりカラー画像表示が実現されている。ま
た光の強弱を感知可能な素子をマトリクス状に配置した
画像入力素子において、マトリクスの各素子に赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターを重ねることにより
カラー画像入力が実現されている。これら、光の三原色
すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の微細なフィル
ターが各画素に対応するように、モザイク状あるいはス
トライプ状に配置されたものをカラーフィルターと称し
、各種のカラー画像表示素子、カラー画像入力素子に広
く用いられている。(Prior art) Color image display is achieved by layering filters of the three primary colors of light, namely red (R), green (G), and blue (B), on each pixel of an image display element capable of black and white display. . In addition, in an image input device in which elements capable of sensing the intensity of light are arranged in a matrix, each element of the matrix is colored red (R).
Color image input is realized by overlapping , green (G), and blue (B) filters. These fine filters of the three primary colors of light, red (R), green (G), and blue (B), arranged in a mosaic or stripe pattern so as to correspond to each pixel, are called color filters. It is widely used in color image display devices and color image input devices.
従来、カラーフィルターは印刷法、染色法、電気泳動着
色法等により作製されてきた。印刷法は、基材上に顔料
を分散したインク（光の三原色すなわち赤（Ｒ）、緑（
Ｇ）、青（Ｂ））を、例えばオフセット印刷などを用い
て直接印刷する方法である。Conventionally, color filters have been produced by printing methods, dyeing methods, electrophoretic coloring methods, and the like. The printing method uses ink (the three primary colors of light, red (R), green (
This is a method of directly printing G) and blue (B)) using, for example, offset printing.
染色法は、基材上に塗布した感光性アクリル樹脂やゼラ
チンを、フォトリソグラフを用いて所定の形状に加工し
、染料を用いて染色・固着、これを各色（すなわち光の
三原色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））ごとに繰り返
す方法である。The dyeing method uses photolithography to process photosensitive acrylic resin or gelatin coated onto a substrate into a predetermined shape, dyes and fixes it using dye, and dyes it in each color (i.e., the three primary colors of light, red (R ), green (G), and blue (B)).
電気泳動着色法は、あらかじめ所定の形状にフォトリソ
グラフによりパターニングされた透明電極を基材上に設
け、電気泳動性の染料を用いた電着法により赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）に着色し分ける方法である。In the electrophoretic coloring method, a transparent electrode patterned in advance by photolithography into a predetermined shape is provided on a base material, and red (R), red (R),
This is a method of coloring green (G) and blue (B).
（発明が解決しようとする課題）
前述したように、カラーフィルターは微細なフィルター
であり、各画素のうちのたとえ一個の画素に欠点が生じ
てもその商品品位は著しく損なわれる。従来の印刷法に
は微細加工性に問題があり、高品位のカラーフィルター
アレイを歩留まりよく得ることは困難である。染色法、
電気泳動着色法では、高品位のカラーフィルターアレイ
を作製可能であるが、フォトリングラフを用いるために
量産性に劣り、大面積のものを容易に得ることができな
いという欠点がある。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, color filters are minute filters, and even if a defect occurs in even one of the pixels, the quality of the product will be significantly impaired. Conventional printing methods have problems with microfabrication, making it difficult to obtain high-quality color filter arrays at a high yield. staining method,
Although it is possible to produce a high-quality color filter array using the electrophoretic coloring method, it has the drawback that it is inferior in mass productivity due to the use of photorin graphs and cannot easily obtain large-area filter arrays.
（課題を解決するための手段）
本発明者は、前記従来技術の問題点を解決すべく検討し
本発明に到達した。すなわち本発明は、感光性樹脂組成
物の膜からなり、該膜の厚み方向に屈折率が周期的に変
化し、光の三原色（ＲＧＢ）に対応する特定波長域の光
線が各々に透過するいわゆる干渉フィルターが、モザイ
ク状またはストライブ状に多数配置されたことを特徴と
するカラーフィルターアレイである。(Means for Solving the Problems) The present inventor conducted studies to solve the problems of the prior art and arrived at the present invention. That is, the present invention consists of a film of a photosensitive resin composition, the refractive index changes periodically in the thickness direction of the film, and light rays in specific wavelength ranges corresponding to the three primary colors of light (RGB) are transmitted through each so-called so-called film. This is a color filter array characterized by a large number of interference filters arranged in a mosaic or stripe pattern.
本発明における感光性樹脂組成物は特に限定するもので
はないが、エポキシ系、アクリレート系、ポリブタジェ
ン等の感光性樹脂を用いる組成物である。The photosensitive resin composition in the present invention is not particularly limited, but is a composition using a photosensitive resin such as epoxy, acrylate, or polybutadiene.
本発明におけるカラーフィルターアレイ製造時のパター
ンのマスクの開口部に入射せしめるＲＧＢ相当の光とは
特に厳密に規定するものではないが、それぞれの波長は
Ｒが３００−３５０ナノメーター、Ｇが２６０−３００
ナノメータ、Ｂが２００−２５０ナノメータが好ましい
。また、入射光は直線偏光レーザーを用い電場ベクトル
は露光時には入射面と直交する方向が望ましい。製造時
に用いる反射膜を除去する方法としては、特に限定しな
いが酸等の薬品を用いるのが好ましい。In the present invention, the RGB-equivalent light that is incident on the opening of the mask of the pattern when manufacturing the color filter array is not particularly strictly defined, but the respective wavelengths are 300-350 nanometers for R and 260-350 nanometers for G. 300
nanometer, preferably B is 200-250 nanometer. Further, it is preferable that the incident light be a linearly polarized laser and the electric field vector be perpendicular to the plane of incidence during exposure. The method for removing the reflective film used during manufacturing is not particularly limited, but it is preferable to use chemicals such as acids.
本発明における感光性樹脂組成物は、前記した感光性樹
脂組成物でよいが、好ましくは、透明な組成物となる感
光性樹脂組成物である。本発明に詔いて膜に形成された
、モザイク状、あるいはストライブ状の各々多数の干渉
フィルタ一部（ＲＧＢ各々に対応した３種）以外のマス
ク部は、好ましくは黒色に染色しまたは着色するか、ま
たは反射性膜を配したものである。The photosensitive resin composition in the present invention may be the photosensitive resin composition described above, but is preferably a photosensitive resin composition that becomes a transparent composition. The mask portion other than a portion of each of the many mosaic or stripe interference filters (three types corresponding to each of RGB) formed on the film according to the present invention is preferably dyed or colored black. or with a reflective coating.
本発明によれば、透明感光性樹脂組成物（透明フォトレ
ジスト）の硬化による屈折率変化を利用し、多層膜干渉
フィルターを形成するため、カラーフィルターパターン
形状をコントロールスルと七が可能であり、光の直進性
を利用するためカラーフィルターパターンエツジ形状を
シャープにすることができる。また透明フォトレジスト
内に露光によって形成される多層膜の層数、屈折率をコ
ントロールすることにより任意の透過波長半値幅、透過
率を簡単に得る事ができる。According to the present invention, since a multilayer interference filter is formed by utilizing the change in refractive index caused by curing of a transparent photosensitive resin composition (transparent photoresist), it is possible to control the color filter pattern shape. By utilizing the straightness of light, the edge shape of the color filter pattern can be sharpened. Furthermore, by controlling the number of layers and refractive index of the multilayer film formed by exposure within the transparent photoresist, it is possible to easily obtain any desired transmission wavelength half-width and transmittance.
透明フォトレジストに入射したレーザー光は反射膜で反
射されなどして、その２光束は定在波を生じる。定在波
の腹は入射光波長の半波長ごとに存在し、フォトレジス
トを硬化させる。しかし、定在波の節の部分に詔いては
フォトレジストにエネルギーを与えない。従って、屈折
率の異なる２種類の層が、厚み方向に分布する事となり
、その光学的厚み分布は、入射光の波長・光量及び照射
時間で任意にコントロール可能である。The laser beam incident on the transparent photoresist is reflected by a reflective film, and the two beams generate a standing wave. Antinodes of the standing wave exist at every half wavelength of the incident light wavelength, and harden the photoresist. However, applying power to the nodes of standing waves does not impart energy to the photoresist. Therefore, two types of layers with different refractive indexes are distributed in the thickness direction, and the optical thickness distribution can be arbitrarily controlled by the wavelength, light amount, and irradiation time of the incident light.
本発明のカラーフィルターアレイには、必要に応じて保
護カバーを施すこと、また、フィルター性能を損わない
かぎりにおいて、全体の７オトレジストを均一または不
均一の麩理を施すこと等は実行されてよい。The color filter array of the present invention may be provided with a protective cover as necessary, and the entire 7-oto-resist may not be coated uniformly or unevenly as long as it does not impair filter performance. good.
透明フォトレジスト表面、あるいは透明基板と５−
一〇−
透明フォトレジストの接合面において透明フォトレジス
トはその性格上微細な凹凸を有し光は散乱されやすくな
る。この作用により、本発明によるカラーフィルターア
レイを、斜め方向からの視認性に劣る表示素子、例えば
ＬＣＤ （液晶デイスプレィ）等に用いた場合、その視
認性を大幅に改善できる。On the surface of the transparent photoresist, or on the bonding surface between the transparent substrate and the transparent photoresist, the transparent photoresist has fine irregularities due to its nature, and light is easily scattered. Due to this effect, when the color filter array according to the present invention is used in a display element having poor visibility from an oblique direction, such as an LCD (liquid crystal display), the visibility can be greatly improved.
本発明によるカラーフィルターアレイは、その構成から
明かなように、大面積化、量産化に優れ、また光干渉を
用いるため透過光半値幅、透過率の自由度が高いため鮮
やかな色合いを容易に実現できる、耐環境性能すぐれる
透明フォトレジストを使用することが可能であるなどの
優れた特性を有する。As is clear from its configuration, the color filter array according to the present invention is suitable for large area and mass production, and because it uses optical interference, it has a high degree of freedom in the half-width of transmitted light and transmittance, making it easy to create vivid colors. It has excellent properties such as being able to use a transparent photoresist with excellent environmental resistance.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらになんら限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these in any way.
（実施例） 以下に、実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Examples will be described below based on the drawings.
第１図において透明基板として、通常のガラス基α 板を用い、その上に反射膜を形成する（１）。In Figure 1, a normal glass substrate α is used as the transparent substrate. Using a plate, a reflective film is formed on it (1).
本実施例においてはアルミを５０００オングストローム
の厚さにスパッタリングした。In this example, aluminum was sputtered to a thickness of 5000 angstroms.
反射膜裏面に透明フォトレジスト膜を形成するし １）。A transparent photoresist film is formed on the back side of the reflective film. 1).
本実施例においてはフォトレジストを５ミクロンの厚み
にスピンコードした。In this example, the photoresist was spin coded to a thickness of 5 microns.
次に、カラーフィルターアレイ用にパターニングしたマ
スクのそれぞれの開口部に光の三原色すなわち赤（Ｒ）
、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長の１７２の波長を有する光
を光ファイバーを介して入射せしめる装置機構１）を用
いて、透明フォトレジ本実施例においては、光ファイバ
ーと光源にシングルモード光ファイバーと白色レーザー
をそれぞれ使用した。Next, the three primary colors of light, red (R), are applied to each opening of the patterned mask for the color filter array.
, green (G), and blue (B) wavelengths through an optical fiber. In this example, a single-mode optical fiber is used as the optical fiber and the light source. and a white laser, respectively.
最後に酸を用いて反射膜であるアルミの金属膜を除去す
る。本実施例においては硝酸を用いた。Finally, the reflective aluminum metal film is removed using acid. In this example, nitric acid was used.
以上の過程を経て幅７０μｍ１長さ７０μｍの透過光半
値幅１００ナノメーター、透過率９５％の赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のドツトパターンにより構成される横
２００ｍ＋ａ１縦２００ ｍｍのカラーフィルターアレ
イを得た。Through the above process, a dot pattern of red (R), green (G), and blue (B) with a width of 70 μm and a length of 70 μm, a half-width of transmitted light of 100 nanometers, and a transmittance of 95% was created, with a width of 200 m + a length of 200 mm. A color filter array was obtained.
得られたカラーフィルターアレイを液晶表示素子に使用
した結果、良好なカラー画像を得た。When the obtained color filter array was used in a liquid crystal display device, a good color image was obtained.
（発明の効果）
以上述べたように、本発明におけるカラーフィルターア
レイは、目詰まりなどによる画素の欠落の無い優れた品
位を有し、良好鮮明なカラー画像表示を可能ならしめ、
かつ大面積化が容易で、量産性に優れるなど、優れた特
性を有する。(Effects of the Invention) As described above, the color filter array of the present invention has excellent quality without missing pixels due to clogging, etc., and enables good and clear color image display.
It also has excellent properties, such as being easy to expand into a large area and being suitable for mass production.
第１図は実施例に示されたカラーフィルターアレイ作成
の工程の概略図である。
第２図は実施例によって作製されたカラーフィルターア
レイの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the process of producing a color filter array shown in Examples. FIG. 2 is a schematic diagram of a color filter array produced according to an example.
Claims (1)
厚み方向に周期的に変化し、光の三原色（ＲＧＢ）に対
応する特定波長域の光線が各々に透過するいわゆる干渉
フィルターがモザイク状またはストライプ状に多数配置
されたことを特徴とするカラーフィルターアレイ。(1) A so-called interference filter consisting of a film of a photosensitive resin composition, whose refractive index changes periodically in the thickness direction of the film, and through which light rays in specific wavelength ranges corresponding to the three primary colors of light (RGB) are transmitted. A color filter array characterized by a large number of colors arranged in a mosaic or stripe pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1281165A JPH03140903A (en) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Color filter array |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP1281165A JPH03140903A (en) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | Color filter array |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140903A true JPH03140903A (en) | 1991-06-14 |
Family
ID=17635257
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03140903A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066221A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Interference color filter and method for manufacturing the same |
-
1989
- 1989-10-26 JP JP1281165A patent/JPH03140903A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066221A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Interference color filter and method for manufacturing the same |
| JP4734801B2 (en) * | 2001-08-29 | 2011-07-27 | 大日本印刷株式会社 | Interference color filter and manufacturing method thereof |
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