JPH03198004A - 光学フィルターアレイの製法 - 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】 （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）、ＣＲＴ（陰
極線管）デイスプレィなどの画像表示素子、撮像管、個
体撮像素子などの画像入力素子に用いられるカラーフィ
ルターアレイに関する。

（従来の技術） 白黒表示が可能な画像素子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素子が実現されている。ま
た光の俗物を感知可能な素子をマトリックス状に配置し
た画像入力素子において、マトリックスの各素子にＲＧ
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。

これ等光の三原色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アレイと称し、各種のカラー
画像素足素子、カラー画像入力素子に広く用いられてい
る。

従来カラーフィルターアレイは、主に染色法とよばれる
方法により作成されている。この染色法とは、基板上に
塗布した感光性ゼラチンやアクリル樹脂、カゼイン、グ
リユーなどを、フォトリソグラフィーを用いて所定の形
状に加工し、染料等を用いて、染色、着色させ、フィル
ターとするものである。この他、真空蒸着技術を用いて
、多層誘電体膜を作成して、干渉フィルターを形成し、
フィルターとする干渉フィルター法、さらにスクリーン
印刷やオフセット印刷等の印刷技術を応用した印刷法な
どが開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来のカラーフィルターの製法には次のような課題を有
している。染色法では、塗布、パターニング、染色とい
った作業工程を３原色について各々くり返して行わねば
ならず、繁雑であり、製造コストがかかる欠点を有して
いる。干渉フィルター法では、高真空の作成等の工程を
必要とし、膜厚の制御が、光の波長単位で必要となり、
極めて高度な技術を要しその結果、フィルターの収率の
低下等の欠点を有している。印刷法では、非常に簡単で
安価にフィルターを作成できる長所を有しているが、微
細パターンを作成するとき、その微細度に限界があると
いう欠点を有している。

（課題を解決するための手段） 本発明は、従来のカラーフィルターアレイで問題となっ
ていた、繁雑、複雑な工程を必要とせず、微細なパター
ンが作成できる光学フィルターアレイの製造方法である
。すなわち本発明は、２つ以上のコヒーレントな、任意
のビーム径を有する光線を、それぞれホログラム光学素
子を用いて、任意の角度に回折させ、ある角度をもって
交差させて、このとき発生する干渉じまを、透明基板上
に塗布した光感応性材料に照射し、該材料内に、塗布面
（基板面）に平行な方向に、照射されて光感応した照射
部層と、未照射部層とを形成さすことを特徴とする光学
フィルターアレイの製法である。

本発明の光学フィルターアレイは、体積ホログラムによ
って作成するものである。体積ホログラムにおける、そ
の干渉しまの間隔（Ｄ）は、Ｄ＝ｍλ／２ｓｉｎθで与
えられる間隔であり（このとき式中において、ｍは整数
、θは２つの光線の交差する角度、λはレーザー光線の
波長を表わす）、レーザー光線の交差する角度、レーザ
ー光線の波長をコントロールすることによりフントロー
ルして得ることができる。このＤをλＴ／２（λＴは製
作しようとするフィルターの中心波長）となるようにコ
ントロールすればよい。本発明は、２つ以上のレーザー
光線の角度を制御するのにホログラム光学素子を利用す
ることを特徴とするものである。ホログラム光学素子は
、必要とするフィルターアレイの分光特性や大きさに合
わせて、任意の角度に回折するように設計し製作する。

通常利用されるカラーフィルターアレイを製作する場合
には、それぞれの３原色の波長に合ったように回折する
ホログラム光学素子を３枚用意し、３回各々使用して露
光（照射）してカラーフィルターアレイを製作する。

本発明に用いる製造用のホログラム光学素子において、
その材質およびホログラムの方式は、特に限定されるも
のではないが、好ましくは、光感応性材料（光感応性樹
脂）による体積ホログラムである。本発明に用いる塗布
される光感応性材料としでは特に限定されるものではな
いが、光感応性（感光性）樹脂が好ましく、なかでも光
照射によって感応したとき感応前の屈折率よりも３％以
上好ましくは５％以上さらに好ましくは１０％以上変化
する感光性樹脂である。

（実施例） ホログラム光学素子に垂直に光線を入射させたとき、透
過した光が、同素子に対して以下の角度となるようなホ
ログラム光学素子を３種類用意した。各々の角度は赤色
フィルターとして８４．０５″、縁周フィルターとして
７１．４＠　青色フィルターとして５８．９５＠である
。ホログラム光学素子は、重クロム酸ゼラチンによる体
積ホログラムによって得たものである。次にこのホログ
ラム光学素子に不必要な部分の光を透過しないようにブ
ラックマスクをかぶせてカラーフィルターアレイ製造用
ホログラム光学素子とした（第１図にその構成概略を示
す）。このホログラム光学素子を第１図に示すようなカ
ラーフィルターアレイ製作装置にとりつけて、光感応性
材料を露光（照射）する。このとき、該素子を、順次、
赤用、縁周、青用ととりかえて照射し、光感応性材料を
、所定パターンに各々感応せしめ、現象、定着して、カ
ラーフィルターアレイを製作した。このときの光感応性
材料としては重クロム酸ゼラチンを用い、ガラス基板上
に厚さ６μｍで均一にコーティング（塗布）したものを
使用した。このとき使用したレーザー光は発振波長４６
５．８μｍのＡｒレーザーである。このようにして製作
したカラーフィルターアレイの分光特性を第３図に示す
。また第４図には、本実施例のカラーフィルターアレイ
の断面概略図を示す。

（発明の効果） 本発明によれば、繁雑な工程も必要とせず、複雑な技術
を要することなく、透過光のスペクトル域を自由にコン
トロールして、光学フィルターアレイ、（カラーフィル
ターアレイ）を提供しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の製造法の概略を示すもので
あり、第２図は、カラーフィルターアレイを製造するた
めに使うホログラム光学素子の断面概略図であり、第３
図は、実施例でのカラーフィルターアレイの分光特性の
概略を示すものであり、第４図は、実施例のカラーフィ
ルターアレイの断面概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つ以上のコヒーレントな、任意のビーム径を有
   する光線を、それぞれホログラム光学素子を用いて、任
   意の角度に回折させ、ある角度をもって交差させて、こ
   のとき発生する干渉じまを、透明基板上に塗布した光感
   応性材料に照射し、該材料内に、塗布面（基板面）に平
   行な方向に、照射されて光感応した照射部層と、未照射
   部層とを形成さすことを特徴とする光学フィルターアレ
   イの製法。