JPH0263204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カラーフイルタの製造法に係わり、
ガラス等の透明基板や固体撮像素子板の上にカラ
ーフイルタ層として赤、緑、青やイエロー、シア
ン、マゼンタのような一定の色組のフイルター層
をストライプ状やマトリクス状の微細パターンに
形成し、ビデオカメラ等に内蔵してカラー画像信
号を電気信号に変換するために用いるカラーフイ
ルターの製造方法に係わる。

（発明の従来技術） 従来、染色性樹脂層、例えばゼラチン、グリユ
ー、低分子量ゼラチン等からなる染色されやすい
樹脂層をフイルターにするには、特公昭52−
17376号公報に記載しているように染色したい部
分のみを開口部とした耐染色性レジスト膜を形成
し、染色されやすい樹脂層を染料液に浸漬するな
どして着色するものであつた。しかしながら、こ
のような方法では、フイルター層中に含まれる染
料が経時変化により拡散し、隣接する他の色相の
フイルター層と混色するという問題があつた。一
部には、フイルター層の間に防染層や介在層を設
けるという工夫も提案されているが、工程が増え
ることや、高い画像精度のフイルター層が得られ
にくいという問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、隣接するカラーフイルタ
パターンの混色を生ずることがなく、しかもパタ
ーン精度の高いカラーフイルタの製造法を提供す
るにある。

（発明の概要） すなわち、本発明は、基体上に形成された染色
性薄膜であつて、紫外線を照射することにより分
解する染色防止剤を存在させることにより非染色
性薄膜に改質した薄膜に対して、 (a) 該非染色性薄膜の所望部分に紫外線を照射し
て染色防止剤を分解することにより前記非染色
性薄膜を部分的に染色性薄膜に交換する工程、 (b) 部分的に変換された染色性薄膜を所定の色の
染料溶液にて染色しフイルタ層とする工程、 (c) 該フイルタ層に対して染料定着剤を吸着させ
ることによりフイルタ層の染料を定着する工
程、 上記工程(a)〜(c)を必要色数だけ繰り返すことを
特徴とするカラーフイルタの製造方法である。

（発明の詳述） 本発明の製造方法によるカラーフイルタは、ガ
ラス板のような透明基板の上に形成される場合
と、固体撮像素子板の上に透明平滑層等を介在さ
せて形成される場合がある。いずれの場合でも用
いる染色性薄膜は、染料例えば直接染料、塩基性
染料、酸性染料等に染まりやすい物質からなる薄
膜であり、具体的には、ゼラチン、低分子量ゼラ
チン、グリユー等のポリペプチドを主剤とし、重
クロム酸塩を架橋剤とする水溶性の感光性樹脂を
用いると良い。かかる感光性樹脂液を基体上に塗
布し、乾燥後、光を照射すると硬化して水不溶性
となり、染料溶液に浸漬して着色することができ
るものである。

染色防止剤は、紫外線（実際には遠紫外線であ
ることが多い。）によつて分解するものであり、
タンニン酸、ホルマリン、フエノール等の有機系
防染剤が適用できる。これらの染色防止剤は波長
に180nmから365nm程度の遠紫外線の照射により
分解することができる。

この染色防止剤を染色性薄膜に存在させて非染
色性薄膜とする。その手段としては、基体上に非
染色性薄膜を塗布形成したあと、染色性防止剤の
溶液を薄膜に接触させて染色性薄膜に吸着させる
方法があり、他の方法として染色性薄膜を形成す
るための感光樹脂液の中にあらかじめ添加してお
き、これを塗布して非染色性薄膜とすることであ
る。紫外線を部分的に照射する手段について言う
と、要は部分的に照射するのであるから、紫外線
を所望部分を除いて遮ぎる物質をパターン状に紫
外線の光源と染色性薄膜の間に介在させれば良
い。

以下、図面の第１図および第２図に基いて本発
明の工程を説明する。第１図イに示すようにガラ
ス製透明基板や固体撮像素子板等からなる基板１
上に染色防止剤を含有させて非染色性薄膜に改質
してなる染色性薄膜２を形成する。これに対し
て、第１図ロに示すように石英マスク３を密着し
て紫外線４を部分照射する。石英マスク３は、紫
外線の透過率が高い石英ガラスを透明基板５と
し、その片面に金属や金属化合物からなる遮光層
６を部分的に設けたものであり、石英マスク３を
用いることにより、第１色目に染色したい個所に
のみ選択的に紫外線を露光できるものである。か
くすれば、第１図ハに示すように、紫外線を照射
された部分２ａは、染色防止剤が分解して、染色
可能な領域となる。続いて、染色液に浸漬するな
どして染色を行なえば、染色防止剤が存在する部
分２ｂは染まらず、紫外線を照射された部分２ａ
のみが染色されて第１色目のフイルター層７ａと
なる。しかる後、このフイルター層７ａの染料を
定着すべく、染料定着剤の溶液を接触させる。こ
うすることによつて、フイルター層７ａの染料
は、その後の工程によつても溶出せず、また他の
染料がフイルター層７ａを新たに染色することを
妨げる（第１図ニ参照）。

第１図ホは、第二色目のフイルター層を作成す
るための工程を示し、この状態は、第一色目の工
程では前述の第１図ロに相当するものである。た
だし、第１図ホでは、すでに作成したフイルター
層７ａと照射領域が重ならないように石英マスク
をあてがい、紫外線を照射して第２色目のフイル
ター領域を作成する。以下この工程をフイルター
層の必要色数が満たされるまで繰り返すことにな
る。

第２図は、本発明の他の実施例を示すもので、
これについても説明すると、第２図イに示すよう
に、基板１の上にフイルター層となる染色性薄膜
２に染色防止剤を含浸もしくは混入し、その上に
紫外線吸収性の感光性樹脂膜８を均一に塗布形成
する。感光性樹脂は、ほとんどのものが紫外線に
感応し、紫外線を吸収するから、本発明に用いる
ことができる。必要に応じて、感光性樹脂に紫外
線吸収剤を混入して用いても良い。第２図ロに示
すように、感光性樹脂膜８に対して、公知のフオ
トリングラフイ技術を用いて部分照射と現像を行
ない、パターン化することにより、紫外線を照射
すべき部分を開口部９とした感光性樹脂膜８′と
する。しかる後、上方より紫外線４を照射する。
この時、感光性樹脂膜８′は、前述の石英マスク
３と同様に紫外線４を部分的に遮断し、紫外線を
照射された部分２ａのみが、染色可能な領域とな
る（第２図ハ参照）。続いて染料液に浸漬すれば、
第２図ニに示すように紫外線を照射された部分２
ａのみが着色し、第一色目のフイルター層７ａと
なる。

染色後、フイルター層７ａに対して定着処理を
行ない、感光性樹脂膜８′を溶解除去して、第２
図ホの状態となし、第一色目のフイルター層７ａ
の形成工程が終了する。

続いて第２図ヘに示すように、第２色目のフイ
ルター層を形成するべく、第２色目のフイルター
層となる染色性薄膜２ｂの部位を紫外線にて部分
的に照射する。このために、感光性樹脂膜８″と
して第２色目のフイルタ層となる個所を開口部と
するものを新たに作成することになる。以下は、
必要とするフイルタ層の色数が満たされるまで、
かかる工程を繰り返すものである。

（実施例 １） 図面の第１図イ〜ホに示す本発明の一実施例に
従い、カラーフイルタを作成した。

ガラス基板上に、下記に示す水溶性感光材料を
スピンコート法にて塗布し、乾燥硬化させて全面
露光により膜厚1.2μの染色性薄膜を形成した。

低分子量ゼラチン ……15重量部 （平均分子量約20000） 重クロム酸アンモニウム ……２重量部 水 ……85重量部 ついで、50〜60℃に加温した１重量％のタンニ
ン酸水溶液に約１分間浸漬して、該染色性薄膜中
にタンニン酸を吸着させ、非染色性薄膜とする。
このタンニン酸水溶液は多価フエノールでゼラチ
ンなどの染色性薄膜に対して吸着性が良い。

つぎにあらかじめ所望部分を開口部とした石英
マスクを介在させ、第１図ロに示す如く、Ｕ字型
遠紫外線ランプからの距離５cmで照射時間30秒〜
１分間照射し、露光部に相当する非染色性薄膜中
のタンニン酸を酸化分解して染色可能領域とし
た。

続いて、下記に示す染色液に約３分間浸漬して
赤フイルタ層を作成した。

カヤノールミーリングレツドRS ……10g （日本化薬（株）製） 酢酸 ……10c.c. 水 ……1000c.c. 液温 ……60℃ 染色後、下記の染料定着液(1)，(2)にそれぞれ50
秒間浸漬して染料の溶出を防止した（第１図ニ参
照）。

定着液(1)（液温50〜60℃） タンニン酸 ……0.5重量部 酢酸 ……1.0重量部 水 ……98.5重量部 定着液(2)（液温60℃） 酒石酸アンチモニルカリウム ……1.0重量部 水 ……99重量部 第２色目以降の別の色のカラーフイルタ層を形
成するには、以上の工程を繰り返した。参考まで
に、緑フイルタ層、青フイルタ層を形成するため
の染色液の組成と染色条件を示す。

（緑色染色液） スミノールミーリングブリリアントグリーン
5G ……3g （住友化学（株）製） 酢酸 10c.c. 水 1000c.c. 液温 60℃ 浸漬時間３分 （青色染色液） カヤノール・サイアニンＧ 6g （日本化薬（株）製） 酢酸 ５c.c. 水 1000c.c. 液温 50℃ 浸漬時間２分 〔実施例 ２〕 図面の第２図イ〜ヘに示す本発明の実施例を以
下に記す。第２図イに示す如くガラス基板上に染
色性薄膜を塗布形成し、１重量％のタンニン酸溶
液を50〜60℃の温度にして約１分間浸漬し、該染
色性感光性材料中にタンニン酸を吸着させ非染色
性をもたせる。

つぎに、マスク用感光樹脂（例えばポジタイプ
AZ−1350）を第２図ロに示す如く全面に塗布し、
公知の手段により露光現像して第２図ハに示す如
く所望のパターンを形成し、その上に遠紫外線を
照射してパターニングにより露出された前記染色
性薄膜を酸化分解して染色性を持たせ、通常の手
段で第２図ニに示す如く所望の色に染色したの
ち、さらに実施例１と同様に染料定着液を吸着さ
せて非染色性を与える。その後表面に残つたマス
ク用レジストを剥膜して第１色目のカラーフイル
タ層の形成を完了する。

第２色目以降の別の色のカラーフイルタ層の形
成は第２図のイからホまでの工程をくりかえすこ
とにより多数組のフイルタ層が形成できる。

（発明の効果） 上記のように、本発明は、染色性薄膜にタンニ
ン酸等の染色防止剤を存在させて非染色性に改質
し、所望部分に紫外線を照射してその部分だけを
染色性に変換するものであるから、染料液による
染色に際して、隣接する染色したくない部分に染
料が染着することがない。また、染色後のフイル
タ層に対しては染色定着処理を行なうものである
から、その後の経時変化によつてもカラーフイル
タ層間に染料の拡散による混色が防止される。

また、染色可能な領域は、紫外線乃至遠紫外線
という短波長光によつて作成されるから、光の回
折が少なく、カラーフイルタのパターン精度とし
て極めて高密度で精確なものが達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図イ〜ホは、本発明のカラーフイルタの製
造方法の一実施例を工程順に示す模式断面図であ
り、第２図イ〜ヘは本発明の他の実施例を工程順
に示す模式断面図である。 １……基体、２……染色性薄膜、３……石英マ
スク、４……紫外線、５……透明基板、６……遮
光層、７……フイルタ層、８……感光性樹脂膜、
９……開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体上に形成された染色性薄膜であつて、紫
   外線を照射することにより分解する染色防止剤を
   存在させることにより非染色性薄膜に改質した薄
   膜に対して、 (a) 該非染色性薄膜の所望部分に紫外線を照射し
   て染色防止剤を分解することにより前記非染色
   性薄膜を部分的に染色性薄膜に交換する工程、 (b) 部分的に変換された染色性薄膜を所定の色の
   染料溶液にて染色しフイルタ層とする工程、 (c) 該フイルタ層に対して染料定着剤を吸着させ
   ることによりフイルタ層の染料を定着する工
   程、 上記工程(a)〜(c)を必要色数だけ繰り返すことを
   特徴とするカラーフイルタの製造方法。 ２ 基体がガラス製の透明基板である特許請求の
   範囲第１項記載のカラーフイルタの製造方法。 ３ 基体が固体撮像素子板である特許請求の範囲
   第１項記載のカラーフイルタの製造方法。 ４ 非染色性薄膜の所望部分に紫外線を照射する
   際、石英マスクを介して照射する特許請求の範囲
   第１項記載のカラーフイルタの製造方法。 ５ 非染色性薄膜の所望部分に紫外線を照射する
   際、該非染色性薄膜の上に紫外線吸収性の感光性
   樹脂膜を照射部を除いて形成して照射する特許請
   求の範囲第１項記載のカラーフイルタの製造方
   法。 ６ 照射する紫外線が波長180〜365nmの遠紫外
   線である特許請求の範囲第１項記載のカラーフイ
   ルタの製造方法。