JPS60188902A - 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】 し発明の技術分野〕 この発明は固体撮傅素子、撮像管などの撮像素子の撮像
面または多色表示素子などの画像素子の画像面に載置さ
れ多色画像を得るための色分解フィルタ（以下「カラー
フィルタ」と呼ぶ）の製造方法に関するものである。

し従来技術〕 以下、固体撮像素子の撮像面に載置されるカラーフィル
タを例にとシ説明する。

固体撮像素子が多色画像を撮像するためには、固体撮像
素子の撮像面に投映される画像の画素を三原色に分解す
るカラーフィルタが必要である。

第１図（Ａ）〜（功は従来の固体撮像素子用カラーフィ
ルタの製造方法の一例の主要段階における要部の状態を
示す断面図である。

まず、第１図（Ａ）に示すように、ガラス基板、シリコ
ン基板などからなる基板（１）の表面の固体撮像素子の
撮像面に投映される画像の画素に対応する音１５分上に
、ゼラチン、ポリビニールアルコールなどの水溶性樹脂
に感光性を付与した透明なネガ形の感光液を均一に塗布
し乾燥して感光膜を形成したのちに、この感光膜に周知
の写真製版処理を施して基板（１）の表面の後述の第１
の染色膜を形成すべき部分上に第１の染色膜形成用感光
膜を残す。

次いで、三原色をｅｏｉｘする第１の色の光（この明細
書では、色の光を「色光」と呼ぶ）を透過させる染料を
用いて上記第１の染色膜形成用感光膜を着色して第１の
染色膜（２ａ）を形成する。

次に、第１図（Ｂ）に示すように、基板（１）の表面上
および第１．の染色膜（２ａ）の表面上にわたって第１
の染色膜（２ａ）が染料によって着色されるのを防止す
る透明な中間防染膜（３ａ）を形成する。次いで、第１
図（Ａｔに示した段階における方法と同様の方法によっ
て、中間防染膜（３ａ）の表面の第１の染色膜（２ａ）
の一方の側の第１の染色膜（２ａ）との間に間隔をおい
た部分上に、上記三原色を構成する第２の色光を透過さ
せる染料を用いて着色された第２の染色膜（２ｂ）を形
成する。

次に、第１図（Ｃりに示すように、中間防染膜（３ａ）
の表面上および第２の染色膜（２ｂ）の表面上にわたっ
て、中間防染ｉ　（３ａ）と同様の中間防染膜（３ｂ）
を形成する。次いで、第１図（蜀に示し九段階における
方法と同様の方法によって、中間防染膜（３ｂ）の表面
の第２の染色膜（２ｂ）に関し第１の染色１１１２ａ）
側とは反対側の第２の染色膜（２ｂ）との間に間隔をお
いた部分上に、上記三原色を構成する第３の色光を透過
させる染料を用いて着色された第３の染色膜（２Ｃ）を
形成する。

最後に、第１図（ｌに示すように、中間防染膜（３ｂ）
の表面上および＠３の染色膜（２Ｃ）の表面上にわたっ
て透明な表面保護膜（４）を形成すると、この従来の方
法になる固体撮像素子用カラーフィルタが得られる。

ところで、この従来例の方法では、カラーフィルタの固
体撮像素子の撮像面に投映される画像の画素に対応する
部分に、この部分の画素を三原色′に分解する染色膜（
２ａ）、　（２ｂ）、　（２Ｃ）を形成することができ
るが、染色＊、　（２ａ）、　（２ｂ）、　（２Ｃ）を
形成するために中間防染Ｍ　（３ａ）、　（３ｂ）の形
成が必要であるので、製造工程が多くなるという問題が
あった。

そこで１固体搗像素子の撮像面に投映される画像の画素
を分解する三原色を、シャン紫青色（以下「０７色」と
呼ぶ）と黄色（以下「Ｙｅ色」と呼ぶ）と０７色および
Ｙｅ色の混色になる緑色（以下「Ｇ色」と呼ぶ）とで朴
′成することによつ１、中間防染膜の形成を一回にする
ことができる工も数の少ない固体撮像素子用カラーフィ
ルタの製造方法が先行技術によって開発されている０第
２図（尋および＜ＩＩは先行技術による固体撮像素子用
カラーフィルタの製造方法り主要段階におし）゛る要部
の状態を示す断面図である。

図において、第１図に示した符号と同一符号は同等部分
を示す。

まず、第２図（Ａに示すように、第１図（Ａｔに示した
段階における方法と同持の方法によって、基板（１）の
表面のし１体撮像素子の撮像面に投映される画像の画素
に対応する部分のａｙ色光透過膜を形成すべき部分上お
よび０色光透過膜を形成すべき部分上にそれぞれ０７色
染料を用いて着色された０７色染色農（２ｃｌ）および
Ｏｙ色梁色膜（２ｅ）を形成する。次いで、基板（１）
の表面上およびＯｙ色染色＋１９（２ｄ）、　（２ｅ）
の表面上にわたって中ＩＩＩ防染股（３ａ）を形成した
のちに、中間防染ｊ４＝ｋ　（３ａ）の表面上に透明々
感光液を塗布し乾燥して感光膜（２）を形成する。次い
で、感光膜（２）の０７色染色Ｎ（２ｅ）の真上の部分
およびＭｅ色光透過膜を形成すべき部分を、これらの部
分にそれぞれ対応する部分に透明窓（５ａ）および透明
窓（５ｂ）を有するフォトマスク（５）を介して姥光す
る。

次に、第２図（日に示すように、この露光された感光膜
（２）を現像し、Ｙｅ色染料を用いて着色しそ、中間防
染膜（３ａ）の表面のａｙ色染色膜（２ｅ）の真上の部
分上にＹｅ色染色１％（ｚｆ）を形成するとともに中間
防染１（３ａ）の表面上にＹｅ色染色膜（２ｇ）を形成
する。

最後に、図示していないが、中間防染ＪＥ＝　（３ａ）
の鉄面上およびＹｅ色染色膜（２ｆ）、　（２ｇ）の表
面上にわたって表面保ｎｈを形成すると、この先行技術
による方法になる固体撮像素子用カラーフィルタが得ら
れる。

この先行技術による方法では、カラーフィルタの固体撮
像索子の撮像面に投映される画像の画素に対応する部分
に、この部分の画素をＣｒ７色とＧ色とＹｅ色との三原
色に分解する０７色光透過膜を構成するａｙ色染色膜（
２ｄ）とＧ色光透過膜を棺・欣。

する０７色染色膜（２ｅ）およびＹｅ色染色膜（２ｆ）
とＹｅ色光透過膜を構成するＹｅ色染色ｊω（２ｇ）と
を、中間防染膜（３ａ）のみの形成によって、形成する
ことができるので、製造工程を第１圀に示した従来例の
場合よシ少なくすることができる。

しかしながら、この先行技価による方法では、感光膜（
２）のａｙ色染色ｋ　（２ｄ）、　（２８）上の部分の
膜厚がその他の部分の膜厚よシ淘くなるので、Ｙｅ色染
色膜（２ｇ）の膜厚をＯｙ色染色月か（ｚａ）、　（２
θ）の膜厚と同一程度にしようとすれば、Ｙｅ色染色肱
・（２ｆ）の膜厚が０７色染色膜（２θ）の膜厚よシ淘
くなる。従って、Ｙｅ色染色膜（２ｆ）およびＯｙ色染
色膜（２ｅ）で構成されるＧ色光透過膜を透過するＧ色
光の短波長側が、Ｙｅ色染色膜（２ｆ）の膜厚とＯｙ色
染色膜（２ｅ）の膜厚とが同一程度である振合のそれに
比べて、短波長側にシフトしてＧ色光が色ずれする。

第３図は先行技術による方法になるカラーフィルタの０
７色光、Ｇ色光およびＹｅ色光の波長と透過率との関係
の一例を示す図である０ 図において、横軸は０７色光、Ｇ色光およびＹｅ色光の
波長（単位ｎｍ　）を示し、縦軸はａｙ色光。

Ｇ色光およびＹｅ色光の透過率（単位チ）を示す００ｙ
、ＧおよびＹθはそれぞれ０７色光、Ｇ色光およびＹｅ
色光でおる。彦お、Ｏｙ色染色膜（２ａ）、　（２ｅ）
の膜厚とＹｅ色染色膜（２ｇ）の膜厚とが同一程度であ
る。

第３図に示すように、Ｙｅ色染色膜（２ｆ）の膜厚とＣ
ｙ色染色膜（２ｅ）の膜厚とが同一程度であればＧ色光
が０７色光とＹｅ色光との交わる部分で構成されるが、
先行技術による方法では、Ｙｅ色染色膜（２ｆ）の膜厚
がＣｙ色染色膜（２ｅ）の膜厚よシ薄くなるので、Ｇ色
光６８波長側にシフトしてＧ色光が色ずれする。

よって、先行技術による方法では、０１色、Ｇ色および
Ｙｅ色の良好な色ノくランスを得ること力五す、−Ｐ禍
、１ビー　自＃介角再却性を得ることは容易ではなかっ
た。

［発明の概要〕 この発明は、かかる欠点を除去する目的でなされたもの
で、撮像素子の撮像面または画像素子の画像面に載置さ
れ上記撮像面″！！たけ上記画像面における画像の画素
を第１の色と第２の色と第１および第２の色の混色にな
る第３の色とで構成される三原色に分解するカラーフィ
ルタの製造方法において、基板の表面の上記撮像面また
は上記画像面における画像の画素に対応する部分の一部
分上に第１の色光透過膜構成用第１の染色色版と第３の
色光透過膜構成用第１の染色色版とを形成し、これらの
第１の染色色版の表面上および基板の表面上にわたって
中間防染膜およびネガ形の感光膜を１１次形成したのち
に、感光膜の第３の色光透過Ａｋ構成用第１の染色色版
の真上の部分および第２の色光透過膜を形成すべき部分
を露光し、再度第３の色光透過腺徊成用第１の染色色版
の真上の部分のみを露光し、これらの露光が施された感
光膜を現像して中間防染膜の表面上に第３の色光透過膜
構成用第２の色染色膜および第２の色光透過膜構成用第
２の色染色膜を形成することによって、良好な色再現性
を得ることができるカラーフィルタの製造方法を提供す
るものである。

〔発明の実施例〕

第４図（尋および（１１１９はこの発明の一実施例の固
体４％　像素子用カラーフィルタの製造方法の生簀段階
における要部の状態を示す断面図である。

図において、第２図に示した符号と同一符号は同等部分
を示す。

まず、第４図（Ａ）に示すように、第２図（Ａ）に示し
た段階における方法と同様の方法によって、基板（１）
の表面の固体撮像素子の撮像画に投映される画像の画素
に対応する部分上に１この実施例での第１の色光透過膜
栴成用第１の色染色膜であるＯｙ色光透過膜桜成用Ｏｙ
色染色膜（２ｄ）およびこの実施例での第３の色光透過
膜構成用第１の色染色膜である０色光透過に構成用０７
色染色膜（２ｅ）を形成する。次いで、基板（１）の表
面上および０７色染色Ｍ　（２４）、　（２ｅ）の表面
上にわたって中間防染膜（３ａ）およびネガ形の感光膜
（２）を順次形成したのちに、感光膜（２）の０７色染
色膜（２ｅ）の真上の部分およびこの実施例での第２の
色光透過膜であるＹｅ色光透過膜を形成すべき部分に、
これらの部分にそれぞれ対応する部分に透明窓（５ａ）
および透明窓（５ｂ）を有するフォトマスク（５）を介
して一回目の鮮光を施す。しかるのち、再度感光膜（２
）のＯｙ色染色Ｂ　（２ｅ）の真上の部分に、この部分
に対応する部分にのみ透明窓（６ａ）を有するフォトマ
スク（６１を介して二回目の簾光を施す。

次に、第４図（鋳に示すように、第２図（功に示した段
階における方法と同様の方法によって、これらの露光が
施された感光膜（２）を現像して、中間防染膜（３ａ）
の表面の０７色染色膜（２６）の真上の部分上にこの実
施例での第３の色光透過膜構成用第２の色染色膜である
Ｇ色光透過膜構成相Ｙｅ色染色膜（２ｈ）を形成すると
ともに中間防染＃　（３ａ）の表面上にこの実施例での
第２の色光透過膜構成用第２の色染色膜であるＹｅ色光
透過駆栴成用Ｙｅ色染色膜（２ｇ）を形成する。

最後に、図示していないが、中間防染膜（３ａ）の表面
上およびＹｅ色染色膜（２ｇ）、　（ｚｈ）の表面上に
わたって表面保護欣を形成すると、この実施例の方法に
なる固体撮像素子用カラーフィルタが得られる。

この実施例の方法では、Ｙｅ色染色膜（２ｇ）が感光膜
（２）への−回目の露光によって形成され、Ｙｅ色染色
膜（２ｈ）が感光ＩＰ１（２）への−回目と二回目との
二重無光によって形成されるので、唐光Ｍｋ　（２）の
Ｙｅ色染色＃　（２ｇ）が形成される部分の膜厚、感光
膜（２）のＹｅ色染色膜（２ｈ）が形成される部分の膜
厚および感光膜（２）への簀光量と残膜率との関係を前
原、して、感光！Ｉｊ　（２）への−回゛目の熟光働と
二回目の露光量とを制御すれは、Ｙｅ色染色Ｉ［Ｉ（２
ｇ）の膜厚とＹｅ色染色膜（２ｈ）の膜厚とを同一程度
にすることができる。従って、’（３Ｙ色染色展（２（
１）、　（２ｅ）の膜厚とＹｅ色染色膜（２ｇ）、　（
２ｈ）の膜厚とを同一程良にすることができるので、Ｙ
ｅ色染色＃　（２ｈ）およびＣｙ色染色膜（２ｅ）で構
成されるＧ色光透過膜ｆＰネ禍峰スａ荀臀の鈎波与個雀
麹波長側にシフトしてＧ色光が色ずれするのを防止する
ことができる。

第５図はこの実施例の方法になるカラーフィルタの０７
色光、Ｇ色光およびＹｅ色光の波長と透過率との関係の
一例を示す図である。

図において、横軸および縦軸はそれぞれ第３図に示した
横軸および縦軸と同様であシ、０７ｖ　ＧおよびＹｅは
それぞれ第３図に示したＯｙ、ＧおよびＹｅと同様であ
る。なお、Ｏｙ色染色膜（２ｄ）、　（２ｅ）の膜厚と
Ｙｅ色染色膜（２ｇ）、　（２ｈ）の膜厚とが同一程度
である。

第５図に示すように、この冥加・例の方法では、Ｏｙ色
染色膜（２ｅ）の膜厚とｙｅ色染色膜（２ｈ）の膜厚と
を同一程度にすることができるので、Ｇ色光の短波長１
１１１へのシフトによる色ずれをなくすことができる。

従って、０１色、Ｇ色およびＹｅ色の良好な色バランス
を得ることができ、良好な色再現性を得ることができる
。

この実施例では、画像の画素を、０１色とＹｅ色とＧ色
とで構成される三原色に分解する場合について述べたが
、この発明はこれに限らず、第１の色と第２の色と第１
および第２の色の混色になる第３の色とで構成される三
原色に分解する場合にも適用することができる。

なお、これまで、固体撮像素子用カラーフィルタの製造
方法を例にとシ述べたが、この発明はこれに限らず、撮
像管などの撮像素子、多色表示素子などの画像素子に用
いられるカラーフィルタの製造方法にも適用することが
できる。

（発明の効果〕 以上、説明したように、この発明のカラーフィルタの製
造方法では、撮像素子の撮像面または画像素子の画像面
に載置され上記撮像面または上記画像面における画像の
画素を第１の色と第２の色と第１および第２の色の混色
になる第３の色とで構成される三原色に分解するカラー
フィルタの製造方法において、基板の表面の上記撮像面
または上記画像面における画像の画素に対応する部分の
一部分上に第１０色光透過膜構成用第１の染色色族と第
３０色光透過膜構成用第１の色条色版とを形成する工程
と、これらの第１の色条色版の表面上および基板の表面
上にわたって中間防染膜およびネ・ガ形の感光膜を順次
形成したのちに、感光膜の第３の色光透過膜本成用第１
の色条色版の真上の部分および第２の色光透過膜を形成
すべき部分に一回目の露光を施し、再度第３の色光透過
膜構成用筆１の色条色版の真上の部分のみに二回目の露
光を施す工程と、これらの露光が施された感光膜を現像
して中間防染膜の表面上に第ざの色光透過膜構成用筆２
の色条色版および第２の色光透過膜槁′成用第２の染色
色層を形成する工程とを倫え、感光膜への一回目の無光
量と二回目の胸先量とを制御することによって、第３０
色光透過膜構成用第２の染色色層の膜厚と第２の色光透
過展構成用第２の色条色版の膜厚とを同一程度にするの
で、第３の色光透過膜構成用筆１の色条色版の膜厚と第
３の色光透過膜構成用筆２の染色色層のｓｉとを同一程
度にすることが可能となυ、これらのめ１の色条色版と
＃２の染色色換とを透過する第３の色光の色ずれをなく
すことができ、良好な色再現性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の固体撮像素子用カラーフィルタの製造方
法の一例の主要段階における要部の状態を順次示す断面
図、第２図は先行技術による固体撮像素子用カラーフィ
ルタの製造方法の主要段階における壁部の状態を順次示
す断面図、第３図は先行技術による方法になるカラーフ
ィルタの０１色光、Ｇ色光およびＹｅ色光の波長と透過
率との関係の一例を示す図、第４図はこの発明の一実首
例の固体撮像素子用カラーフィルタの製造方法の１俄段
階における壁部の状態を順次示す断面図、第５図社この
実施例の方法に表るカラーフィルタの０１色光、Ｇ色光
およびＹｅ色光の波長と透過率との関係の一例を示す図
でおる０ 図において、（１）は基板、（２）は感光膜、（２ｄ）
および°（２ｅ）はそれぞれＯｙ色光透過Ｉｌ！構成用
Ｏｙ色染色膜（第１の色光透過膜構成用筆１の色条色版
）およびＧ色光透過膜構成用Ｏｙ色染色膜（第３よび（
２ｈ）はそれぞれＹｅ色光透過膜構成用Ｙｅ色染色膜（
第２の色光透過膜＃４−成用第２の色条色版）およびＧ
色光透過Ｐ＃ｌ成用Ｙｅ色染色膜（第３０色光透過膜構
成用第２の染色色勝）である０なお、図中同一符号はそ
れぞれ同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄 第１図 （Ａ） 、Ｚ＾ （Ｃ） （Ｄ） 手続補正書（自発） １．１１件の表示　特願昭　５９−０４６１０６号；３
．補正をする者 代表者片山仁へ部 ４、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第９頁第４行〜第５行Ｋ「横軸は一一一一
一一を示し」とあるのを「横軸は単色光源の光の波長（
単位ｎｍ）を示し」と訂正する。 以　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子の撮像面または画像素子の画像面に載置
   され上記撮像面または上記画像面における画像の画素を
   第１の色と第２の色と上記第１および第２の色の混色に
   なる第３の色とで構成される三原色に分解する色分解フ
   ィルタを製造する方法において、基板の表面の上記撮像
   面または上記画像面における画像の画素に対応する部分
   の第１の色光透過膜を形成すべき部分上および第３の色
   光透過膜を形成すべき部分上にそれぞれ第１０色光透過
   膜構成用第１の色染色膜および第３の色光透過膜構成用
   第１の色染色膜を形成する第１の工程１上記基板の表面
   上、上記第１の色光透過膜構成用第１の色染色膜の表面
   上および上記第３の色光透過膜構成用第１の色染色膜の
   表面上にわたって透明な中間防染膜およ、びネガ形ｐ感
   光膜を順次形成する第２の工程、上記感光膜や上記第３
   の色光透過膜栴成用第１の色染色展の真上の部分および
   第２の色光透過膜を形成すべき部分を露光する嬉３の工
   程、上、動感光膜の上記第３の色光透過膜格成用第１の
   色染色膜の真上の部分のみを再度露光する第４の工程、
   並びに上記第３および第４の工程において露光された上
   記感光膜を現像して上記中間防染膜の表面の上記第３の
   色光透過膜＃４成用第１の色染色膜の真上の部分上に第
   ３の色光透過版楊成用第２の色染色膜を形成するととも
   に上記中間防染膜の表面上に第２の色光透過膜栴成用第
   ２の色染色膜を形成する第５の工程を備え、上記第３の
   工程における上記緩光膜への露光量と上記第４の工程゛
   における上記感光膜への霧光量とを制御することによっ
   て上記第３０色光透過膜禍成用第２の色染色膜の膜厚と
   上記第２の色光透過膜檜成用第２の色染色膜の膜厚とを
   同一程度にすることを特徴とする色分解フィルタの製造
   方法。