JPS58100108A - 色フイルタ素子 - 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、カラーテレビジョン映像信号を発生させるた
めの撮ｌ管や固体撮像素子などにおいて色分解に用いら
れる光透過型の色分解フィルタ（色フィルタ素子）に関
する。

従来、所要の各色パターンを有するように構成された色
フィルタ素子としては、例えば、第１図に示すように、
ガラス基板ｌ上にゼラチン層を染色媒体として、加法混
色の３原色である赤、緑。

青などの層２Ｒ，２Ｇ　、２Ｂ　　を形成させ、かつ、
前記の６異なる色の層間には、色の混色を防止するため
の分離層３　ａ　！　３　ｂ　＋　３　ｃ　　などを介
在させた構成形態のものや、例えば第２図に示すように
、ガラス塾板ｌ上に加法混色の３原色である赤、緑、青
の内の各−色の染料によって七ねぞれ所定のパターンに
染色されたゼラチン層またはポリマ一層４Ｒ，４Ｇ。

４Ｂの積層構造のものなどが知られていた。

前記の第１図に示す構成の色フィルタ素子は、光学研磨
の施こされたガラス基板１上に、ゼラチンに感光性を付
与した感光液を塗布し、そわを乾燥させて感光膜を形成
した後に、フォトマスクを通して紫外線により所定のパ
ターンの無光を行なうことにより光硬化により現像時に
溶解されないゼラチンパターンが得られるようにし、現
ｒ象処理後にゼラチンパターンをある１色の染料によっ
て染色し、次いで、−前記のよう托して染色さｔまたピ
ッチ／パターン上に、ニトロセルローズ、トリジ゛セテ
ートーセルーーズなどの分離層を設けてがら、前記した
と同様の工程により、他の２色の内の１色によって染色
されたゼラチンパターンを得、さらに、そのゼラチンパ
ターン上に分離層を設けてから前記したと同様の工程に
よって、残る１色によって染色したゼラチンパターンを
形成させることにより作られる。

また、前記した第２図示の構成の色フィルタ素子は、光
学研磨の施こされたガラス基板１上に、ゼラチン層また
はポリマ一層を形成させた後に、その上にフォトレジス
トパターンを形成させて、フォトレジストの存在しない
部分と対応するゼラチン層またはポリマ一層の部分をあ
る一色の染料で染色し、次いでフォトレジストパターン
を除去してから、前記のようにして所定のパターンに染
色されているゼラチン層またはポリマ一層上に、新らた
なゼラチン層またはポリマ一層を形成し、その新らたな
ゼラチン層またはポリマ一層上にフォトレジストパター
ンを形成させて、前記の新らたなゼラチン＠またはポリ
マ一層を、他の２色の内の１色によって所定のパターン
に染色し、さＣ）に、残りの１色によって所定のパター
ンに染色されたゼラチン層またはポリマ一層も前述した
と同様な工程を繰返すことにより七わを形成させること
によって得ることができる。

第１図及び第２図に示される色フィルタ素子は、前述し
たような作り方に従ろて得られるものであるために、そ
れを作る際には複数回の染色工程が必要とされ、したが
って、再現性が良（高精度の色フィルタ素子を得るのが
困難であった。また、前述した従来の色フィルタ素子に
おいては、厚さが数ミクロン−メータのゼラチン層が用
いられるが、厚さが大きいということから均一性やパタ
ーンの形成精度が得難いという欠点もあり、さらに、そ
の層が３層に及ぶために前記の欠点が製造上の歩留まり
の悪化を招く原因となっていた。

本発明は、従来の色フィル゛り素子におけるような諸欠
点のない色フィルタ素子を容易に提供することができる
ようにすることを目的としてなきオｌたものであり、以
下、添付図面を参照して本発明の色フィルタ素子、すな
わち、電子線照射により架橋して溶解性が劣化する高分
子材に、所定の色の染料、顔料などの色素材を混合また
は添加してなる電子感材の膜を、１電子ビームにより描
画して各色パターンを形成暑せた色フィルタ素子の具体
的な内容を詳細に説明する。

第３図ｆａ）〜（第２）は、：本発明の色フィルタ素子
の製作工程を図示説明ｊるための図であって、第３図（
ａ）図は光学研磨され［たガラス基板１であり、また、
第３図（ｂ１図などめ中に示されている５Ｒ，第３図（
ｅ）図などの中に示きれている５Ｇ、第３図（−〇。

（−２）図などの中に示きれている５Ｂなどは、それぞ
れ、電子線の照射−より架橋して溶解性が劣化する高分
子材料に、負フィルタとして所定の色成分を有する染料
また畔顔料を溶解混合して得た電子感材の嘆であって、
・電子感材の膜５Ｒは赤色の染料または顔料を含んで構
成されており、また、電子感材の膜５Ｇは緑色の染料ま
たは顔料を含んで構成さ第１ており、さらに電子感材５
Ｂは青色の染料または顔料を含んで構成さ汎ているもの
である。

前記のように電子線の照射により架橋して溶解性が劣化
する高分子材料としては、例えば、丁すメタクリル酸グ
リシジル（ＰＧＭＡ、商品名東京Ｌ６化工業０ＥＢＲ−
１００）が好適でもろが、前記した材料の他に、例えば
エボキン化ポリノタンエン、ｉ　′Ｊグリル酸グリンジ
ルーアクリル酸エチル、りｊＪ　ｊＪメチル化ポリスチ
レンなどのように、アクリルを含むものや、ポリスチレ
ンを含むものなどの高分子材料で電子線照射によって不
溶性の架橋を作るものであれば良好に使用できる。

また、前記した高分子材に溶解混合させる染料、顔料と
しては、色フィルタで必要とされる色成分を有し、かつ
、高分子材に良好に溶解混合し７５ろものであれば何で
もよいが、色フィルタ素子が１ノ１１法混色の３原色に
分解するフィルタとして構成される場合には、赤色染料
としてＥＡＳＴＭＡＮ　Ｒｅｄ９０１、緑色染料として
ＥＡＳＴＭＡＮ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒ−ＧＦＤ４０チとＥ
ＡＳＴＭＡＮ　Ｂｌｕｅ　ＢＧＮ　６０％　との混合物
、青色染料としてＥＡＳＴＭＡＮ　Ｐｏ１ｙｅｓｔｅｒ
　Ｂｌｕｅ　４ＲＬ、などが良好に使用できる。

第３図ｆａｔ図に示すガラス基板１の表面を、スピンナ
ー法またはデツピング法によって、ある特定な色例えば
赤色の染料が溶解混合されている高分子材によって均一
に被覆し５次に、それを８０℃程度の温奪で硬化乾燥す
ると、ガラス基板１には第３図（ｂ１図に示すように赤
色染料を含んだ電子感材の！５Ｒが形成される。電子感
材の膜の膜厚は、電子感材の膜によって所定のフィルタ
特性が得られるものとなされるべきことにいうまでもな
（、それは膜中の染料の光特性や量などφとも関連して
定めらねる。

第３図（ｃ）図は、前記した第３図（ｂ）図示のものの
電子感材の膜５Ｒに電子ビームＥＢによって所定のパタ
ーンを描画している状態を示し、ており、第３図（ｃ）
図中の斜線の部分は、電子ビームの照射によって不溶体
化された部分を示す。第３図（ｃ）図示のものは塩４象
処理によって、第３図（ｄ１図示のように、前工程にお
いて不溶体化された部分だけがガラス基板ｌ上に残され
た状態のものとなるが、そのパターンは前工程における
電子ビームＥＢによる描画によって定まることはいうま
でもなく、パター／とじてストライブ状としたり、））
るいは市松状とするなど自由である。

次に、第５図（ｄ１図示のものの表面側をｆａｌｌえば
緑色の染料を含む高分子材で被覆し、それを硬化乾燥さ
せて電子感材の膜５Ｇを形成させろ。この状態が第３図
（、）図に示されている。第５図ｔｅ１図示のものに対
して電子ビームＥＢにより所定のパターンを描画してい
る状態が第３図（ｆ、）図と第３図（ｆ２）図とに示さ
れている。

第３図Ｄ＋）図に示す電子ビーム団による描画は、後の
工程の現像処理によってガラス基板ｌ上に残されるべき
電子感材の膜５Ｇの部分と、以前の工程において既にガ
ラス基板１上に残さ第１ていた電子感材の嘆５Ｒの部分
とが互いに接した状顧となさねつるようにして行なわｈ
、また、第３図（ｆ２）図（（示す電子ビーム団による
描画は、後の工程の現１ψ処理によってガラス基板１上
に残さ第１るべき電子感材の膜５Ｒの部分と、以前の工
程において既にガラス基板ｌ上に残されていた電子感材
の膜５Ｒの部分とが僅かに離隔した状態となされうるよ
うにして行なわれる（この点は第３図（１１）図及び第
３図（ｉ、）図に示されている電子ビーＡＥＢによる所
定のパターンの描画についても同様である）。

そして、第３図（ｇｓ）　＋　（ｇｔ）図は、前記した
第３図（ｆｌ）　、（ｆ２）図示の状態のものを現像処
理して得らｆ＋たものを示す。次いで、第３図（ｇｔ）
、（ｇ２）図示のものの表面側を、例えば青色の染料を
含む高が子材で被覆し、それを硬化乾燥させて電子感材
の膜５Ｂを形成させ、第３図（ｈｔ）　、　（ｈ２）図
示の状態のものを得、次に、第３図（＋、）　、（ｉｔ
）図示のように亀子ビーム団によって所定パターンを描
画した後に現ｌ象処理を行なうと、第３図（Ｊｌ）　、
（Ｊ２）図示の状態の完成された色フィルタ素子が得ら
れる。

こ第１までの説明は、ガラス基板１上に各色のフィルタ
パターンを形成させる場合の例についての本のであった
が、例えば、前述した各色のフィルタパターンを固体撮
像板における素子上に直接に形成させる場合には、ガラ
ス基板１０代わりに撮像素子のウェハーが用いられるの
であり、例えば、所定の撮像素子としてのバンベー；’
　ヨ７　ＶＸ　（ＣＶＤ法で形成したＳｉＯ□膜）が形
成された上に、まず、赤の染料を含む電子感材の膜を５
００オンダスト１−ム〜ｌｌ１ｍの厚さに設けて、そわ
に電子ビー７、で所定のパターンを描画して現像し、以
下、順次に緑の染料を含む電子感材の膜と青の染料？含
む電子感材の膜についても同様な工程によって各色のフ
ィルタパター／を形成させる。フィルタパターンとして
は、第３図＜）−図示の状態のもののように、各色のフ
ィルタパターンの相互間に間隙が設けられているものと
なされるのがよい。

撮像素子の受光部分のみに、各色のフィルタパターンを
形成して色フィルタ素子を構成する場合に、最小のパタ
ーン寸法は、電子ビーム描画装置と電子感材の解像度に
よって決まるが、実験に、【ると４Ｉｉｒｎ〜２ｔｔｎ
程度までの寸法のパター／の形成は充分に可能であり、
また電子、ビーノ・照射による光学フィルタ特性の変化
も実用上で問題がなかった。

このように、撮像素子の受光部分に合わせて所定の色パ
ターンを高精度で形成させることができるので、本発明
を実施することによりカラーテレヒンヨンカメラの特性
改善を容易、かつ、効果的に実現できる。また、本発明
の色フィルタ素子がそれの各色のフィルタパターンを一
層に含むように構成された場合には、従来例に比べ、光
透過率において約ｌＯ−程度の改善が得られる。

なお、本発明の実施に当り、各色のフィルタパターンの
間に電子照射に対して不感な特性の分離層を介在させて
層状に構成して、混色が生じないようなものとして構成
するようにしてもよいことは勿論である。

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の色フィルタ素子は、途中に染色工程を含まない製作
法で、簡単に作ることができ、容易に高精度の色フィル
タ素子を提供することができるのであり、本発明によれ
ば既述した従来例のものにおける諸問題点が良好に解消
さね、高密度高品質が要求されるカラーテレビジョンカ
メラ用の色フィルタ素子を容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来の色フィルタ素子の縦断正面
図、第３図（ａ）〜（Ｊ、）図は本発明の色フィルタ素
子を作る場合の工程を図示説明するための縦断正面図で
ある。 ｌ・・・ガラス基板、５Ｒ，５Ｇ、５Ｂ・・・電子感材
の膜。 ＦＢ・・・電子ビーム、 特許出願人　日本ヒクター′珠式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光透過型の色分解フィルタであって、電子線の照射
   により架橋して溶解性が劣化する高分子材に、所定の色
   の染料、顔料などの色素材を混合または添加してなる電
   子感材の膜を、電子ビームにより描画して各色パターン
   を形成したことを特徴とする色フィルタ素子 ２高分子材として、メタクリル酸、アクリル酸。 ポリスチレ／の一種または混合物を含むものを用いた特
   許請求の範囲第１項記載の色フィルタ素子