JPH01188090A - カラー固体撮像素子板 - 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】 本発明は、カラー固体撮像素子板に関し、更に詳しくは
１個の固体撮像素子から２種以上の色信号を取り出す単
板方式あるいは２扱方式のカラー固体撮像素子板に関す
る。

固体撮像カラーカメラはＣＣＤ、　　ＭＯＳ、　　ＢＢ
Ｄ等の固体撮像素子の各画素に対向させてモザイク状あ
るいはストライプ状の色分離フィルター、例えば赤、緑
、青（以後、それぞれＲ，Ｇ、Ｂと略記する）の各フィ
ルター素子を配置することによりＲ，Ｇ、Ｂのカラー信
号を取り出している。固体撮像素子はＳｉ面上に複雑な
電極構造があり各電極の吸収等により、たとえば第１図
に示すごとく分光感度特性は可視域の短波長領域の分光
感度が悪いという傾向がある。第１図はＣＣＯの分光感
度特性であるが、ＣＣＤ以外のＭＯＳ、ＢＢＤ等でもＳ
ｉを使用しているので短波長領域に吸収を生じ分光感度
は第１図に示したものと同様の傾向を示す。

このような固体撮像素子を用いてカラーカメラを構成す
るには色分離フィルターを介してカラー信号を得る必要
があるが、たとえばＲ，Ｇ、Ｂの各フィルター素子を配
置した色分離フィルターの各フィルター素子の分光特性
は一般に第２図に示す特性をもつ。このような色分離フ
ィルターとしては有機系樹脂を染料で着色した有機染色
フィルター、グイクロイッタフィルター等がある。

第３図に固体カラーカメラの光学系の一例を示すが撮像
レンズｌにより被写体を固体撮像素子４の感光部領域に
結像させる。色分離フィルター層３の各フィルター素子
は固体撮像素子４の各画素に対応させて配置する。色分
離フィルター層の配置法としては、色分離フィルター層
を透明基板上に形成した色分離フィルターと固体撮像素
子の間にリレーレンズを介して対応させる方法（以下、
リレーレンズ法という）、色分離フィルター層を透明支
持体上に形成した色分離フィルターを固体撮像素子の各
画素に対応して接着剤により貼り合せる方法（以下、貼
合せ法という）及び固体撮像素子上に直接色分離フィル
ターを加工配置する方法（以下、直接法という）がある
。第３図は直接法の例を示す。

第３図示の如く、固体撮像素子４に直接色分離フ身ルタ
ー層を設けた素子を本明細書において便宜上カラー固体
撮像素子という。また、固体撮像素子では特に近赤外部
での感度が大きいことと、色分離フィルターが近赤外部
で透過特性を有することのために、不要信号の重畳とな
って輝度及び色度誤差を生じることを防ぐため通常赤外
線カットフィルター２を色分離フィルター３と撮像レン
ズ１の間に配置する。第４図に赤外線カットフィルター
の分光透過率特性を示す。

以上より固体撮像カラーカメラの固体撮像素子の各カラ
ー信号の総合感度は第５図に示すようになる。さらに、
第６図に固体撮像素子から得られる各カラー信号の出力
を示す。

このように各カラー信号の出力レベルが大きく異なって
しまう。例えばＢ信号はＧ信号の１７３〜１／４の出力
となる。このような場合Ｒ信号あるいはＧ信号がＢ信号
へ混入したり、Ｂ信号が相対的に小さいために生じるＢ
信号のＳ／Ｎ劣化が生じカラーカメラとしての色再現性
を著しく劣化させる。

本発明の目的は、上記のような各カラー信号出力レベル
が大きく異なる問題を改善したカラー固体撮像素子板の
提供、すなわち出力レベルを揃えるようにしたカラー固
体撮像素子の提供にある。

本発明は、総合感度特性が各カラーの出力レヘルが一定
になるようにするため一定の、たとえば第２図に示す色
分離フィルター分光透過率特性をもつ、固体撮像素子の
受光面に存在する感光部（複数）上に設けるフィルター
素子の全面をおおうように補正フィルター層を色分離フ
ィルター層の上または下に層設することを特徴とする。

以下、上記の本発明についてフレーム転送方式〇ＣＤカ
ラー固体撮像素子への適用を例にとり図面に基づき詳細
に説明する。まず、第７図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明に
係るカラー固体撮像素子板の構造例を示す模式断面図で
ある。第７図（ａ）に示すカラー固体撮像素子板は固体
撮像素子の受光面に存在する感光部１１上に色分離フィ
ルター層１２（−例としてＲ，Ｇ、Ｂの各色素子を設け
た場合を示す）を設け、さらにその上に補正フィルター
層１３を設けた構造をもつ。又、第７図（ｂ）に示すカ
ラー固体撮像素子板は感光部１１の上に補正フィルター
層１３を設け、さらにその上に色分離フィルター層１２
を設けた構造をもつ。又さらに、第７図（Ｃ）に示すカ
ラー固体撮像素子板は色分離フィルター層１２の上下に
補正フィルター層１３を有する。

上述の例において、色分離フィルター層は第８図（ａ）
に示す分光透過率特性を有し、さらに上記補正フィルタ
ー層が第８図（ａ）においてＰで示す如き分光透過率特
性を有するような淡いシアン色であるとすると、該色分
離フィルターの分光透過率特性は第８図（ｂ）に示すよ
うになる。

従って、このような分光透過率特性を有するフィルタ一
部分をもつ本発明のカラー固体撮像素子板は赤外線カッ
トフィルターを介して被写体を撮像すると、総合感度は
第９図に示すようになり、固体撮像素子から得られるＲ
、Ｇ、Ｂの各カラー信号は第１０図のようになり、各出
力信号が均一化し出力レベルの高い信号が低出力レベル
信号へ混入する等の問題を改善でき、高品質のカラー画
像が得られる。

本発明のカラー固体撮像素子板を製造する方法としては
、固体撮像素子の受光面の少なくとも感光部を含む部分
にカゼイン、ゼラチン、グリユー等の有機樹脂を製版し
有機染料により着色して各分光特性を有するフィルター
素子形成後、同様の方法で被着色性有機樹脂を形成後、
日本化薬味製染料であるカヤノールミーリングターキス
ブルー３Ｇ、カヤノールミーリングウルトラスカイＳＦ
、カヤジオンターキスＰＧＦあるいは三菱化成工業■製
ダイアシドブリリアントスカイフ゛ル−四、ダイアシド
ライトフ゛ル−２八等により染色して補正フィルター層
を形成すると良い。あるいは補正フィルター層を形成後
各フィルター素子を形成する方法をとっても良い。ただ
し色分離フィルターは各色の分光特性を有するように着
色する場合には通常分光透過率特性を測定しながら着色
するため、補正フィルター層を形成後各フィルター層を
形成する方が製造しやすい。

上記においては有機染色フィルターについて説明したが
、色分離フィルター層又は補正フィルター層を多層干渉
薄膜により形成することも可能であることは明らかであ
り、多層干渉薄膜で色分離フィルター層を形成し、補正
フィルター層を有機染色フィルターで形成することも、
この逆も可能である。また、補正フィルター層をフタロ
シアニン等の顔料を蒸着して形成することも可能である
。

以下、実施例を示して本発明につきさらに具体的に説明
する。

尚、以下の文中の「部」は「重量部」を示す。

実施例 ｉｔのウェハープロセスである気相成長、不純物拡散、
写真蝕刻、金属蒸着技術等により製造したＣＯＤ固体撮
像素子受光面の感光部を含む部分にカゼイン−重クロム
酸アンモニウムからなる水性感光液を０．４μの膜厚に
塗布した後、乾燥し固体撮像素子のボンディングバット
部領域に上記カゼイン樹脂層が形成されないような所定
の形状をもつマスクを正確に位置合せ密着露光後、温水
により非露光部を除去し被着色層を形成する。次に日本
化薬味製のカヤジオンターキスＰＧＦの０．０８％水溶
液（６０″Ｃ）で２分間染色して補正フィルター層を形
成後タンニン酸及び酒石酸アンチモニルカリウム溶液で
防染処理をする。ついで同様の方法で水性感光液を０．
８μ塗布、乾燥、所定形状マスクによる露光、現像、Ｒ
フィルター素子の染色、防染処理を行ない、以下同様の
工程をくり返し、Ｇフィルター素子、Ｂフィルター素子
を形成する。各フィルター素子も固体撮像素子のボンデ
ィングパット部に着色層形成されないようにする。補正
フィルター層及び各フィルター層及びフィルター素子形
成後、色分離フィルターの保護を目的に日本合成ゴム■
製の環化ブタジェン系ネガレジストである透明なＣＢＲ
レジストを１．０μ塗布後、所定形状をもつマスクを用
い露光、現像を行ない保護膜としてボンディングバット
部領域以外に形成した後１６０℃、３０　ｍｉｎ熱処理
して本発明のカラー固体撮像素子板を作製した。この後
、ダイシングによりチップ化、グイボンディング、ワイ
アーボンディング、パンケージングを通常の方法で行な
い、単板方式のカラー固体カメラを作製した。

各フィルター素子の染色浴組成は下記の通りである。

Ｒ染浴 カヤノールミーリングレフト　Ｒ３（日本化ｉＱｌ製）
　　　　　１部酢酸　　　　　　　３部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
部Ｇ染浴 ブリリアントブト（ヘキスト社製）　　　　　　　　　
　　　　　　　１部スミノールイエｏ−ＭＲ（住友化学
Ｑｍ製）　　　　　１部酢酸　　　　　　　３部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
部Ｂ染浴 カヤノールサイアニン６Ｂ　　（日本（１（ＩＩ製）　
　　　　　　　　１部酢酸　　　　　　　３部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００
部

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＣＤ固体撮像素子の分光感度特性を示すグラ
フ、第２図はＲ，Ｇ、Ｂの各フィルター素子を配置した
色分離フィルターの分光透過率特性を示すグラフ、第３
図は固体撮像カラーカメラの光学系の一例を示す説明図
、第４図は赤外線カットフィルターの分光透過率特性を
示すグラフ、第５図は、固体撮像カラーカメラの固体撮
像素子の各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに
第６図はこのような固体撮像素子から得られる各カラー
信号の出力を示すグラフ、第７図は本発明に係るカラー
固体撮像素子板の構造例を示す模式断面図、第８図（ａ
）は本発明に係るカラー固体撮像素子板の色分離フィル
ターと補正フィルター層の分光透過率特性を別々に示す
グラフ、同じく第８図（ｂ）は総合して示すグラフ、第
９図は上記カラー固体撮像素子板における固体撮像素子
の各カラー信号の総合感度を示すグラフ、さらに第１０
図はこのような固体撮像素子から得られる各カラー信号
の出力を示すグラフである。 １１・・・固体撮像素子の感光部 １２・・・色分離フィルター層 １３・・・補正フィルター層 特許出願人　大日本印刷株式会社 代理人　弁理士　平　木　祐　輔 同　　弁理士　石　井　貞　次 第１図 第４図 木表（ｎｍ） 第５図　　　　第６図 第７図 第８図 （ａ）（ｂ） 第９図　　　　第１０図 手続補正書 昭和６３年１１月　５日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　　殿 ２、発明の名称 カラー固体撮像素子板 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 柱　所　東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号名称　
（２８９）大日本印刷株式会社 代表者北島義俊 ４、代　理　人 住　所　東京都港区虎ノ門１丁目１５番７号６、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第５頁第１２行「上または」を削除する。 （２）明細書第５頁第１６行〜１７行「（ａ）〜（Ｃ）
」を削除する。 （３）明細書第５頁第１８行「第７図（ａ）」となるを
「第７図」と補正する。 （４）明細書第５頁第２０行「感光部１１上に色分離フ
ィルター」とあるを「感光部１１上に補正フィルター層
１３を設け、その上に色分離フィルターＪと補正する。 （５）明細書第６頁第２行〜９行「を設け、さらに・・
・・・・・・・・を有する。」とあるを「を設けた構造
をもつものである。」と補正する。 （６）明細書第６頁第１０行「フィルター層」とあるを
「フィルター層１２」と補正する。 （７）明細書第６頁第１２行「フィルター層」とあるを
「フィルター層１３」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固体撮像素子の受光面に存在する感光部（複数）上に色
   分離フィルター層を有し、かつ該色分離フィルター層の
   下に、上記色分離フィルター層を構成する各色フィルタ
   ー素子の分光透過率特性を固体撮像素子の分光感度特性
   による出力レベルの変化に応じたものにさせる分光透過
   率特性をもつ淡いシアン色の全体に一様な材質の補正フ
   ィルター層が前記色分離フィルター層を構成する各色フ
   ィルター素子の全面をおおうように層設されていること
   を特徴とするカラー固体撮像素子板。