JPS592009A - 色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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、色フィルタの製造方法に関し、更に詳しくは
、混色等が生ずることなく、良好な分光特性を有する色
フィルタを、簡便に得ることが可能な色フィルタの製造
方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

カラーテレビジ璽ンカメラ等に使用される固体撮像素子
用色フィルタは、従来、例えば、第１図に示したよりな
方法で製造されている。

即ち、先ず、ガラス基板又は固体撮像素子等の基板上に
、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−重クロム
酸アンモニウム（ＡＤ（：）等の７オトレジスト材料を
塗布する。次いで、錯塩又はクロムマスクを介して紫外
線露光することによシ透明パタンを形成し、現像、リン
ス、加熱乾燥処理を施す。

この透明バタンを、染料等の着色物質を含有する染色溶
液中に浸漬して、染色、埋入処理を施した後、水洗、乾
燥することによシ定着され、１層の色フィルタが形成さ
れる。そして、上記操作を繰シ返すことによシ、目的と
する色フィルタが製造される。

しかしながら、上記した製造方法においては、製造工程
が非常に複線、且つ、炉頂であるという問題点を有して
いる。即ち、上記処理において、透明バタン形成時に加
熱乾燥処理を十分性なわないと、透明バタンか染色工程
において膨潤し、場合によっては基板から剥離すること
がある。そのため、１層の色フィルタを形成するには少
なくとも数時間〜１日程度を要し、色フイルタ完成品を
短時間で得ることができないという問題点を有している
。

又、染色処理後の乾燥時において、乾燥条件によっては
透明バタンが失透す、る場合があるため、条件の制御に
注意を払わねばならないという問題点を有している。

更に、形成され九色フィルタ層の上に他の色フィルタ層
を形成する場合に、透明バタンの位置がずれているとそ
れぞれの着色バタン同士が混色し、分光特性が低下する
という問題点を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記し九問題点を解消し、混色等が生
ずることなく、良好な分光特性を有する色フィルタを、
簡便に得ることが可能な色フィルタの製造方法を提供す
る仁とにある。

〔発明の概要〕 本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、染料で着色した
フォトレジスト材料を使用し、それぞれの色フィルタ層
の間に透明保護層を設けるしとドよυ、上記目的が達成
されることを見出し、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明の色フィルタの製造方法は、固体撮儂素子
上に着色層を積層して形成する色フィルタにおいて、 前記着色層を、染料で着色したフォトレジスト材料を用
いてバタン形成することによシ形成し、且つ、それぞれ
の着色層の表面に透明保護層を形成することを特徴とす
るものである。

以下において、本発明を更に詳しく説明する。

本発明においては、先ず、固体撮像素子表面を平滑化す
る目的から、高分子材料を塗布し、乾燥することによシ
、固体撮像素子表面に透明層を設けることが好ましい。

この透明層の膜厚は、平滑化のために充分な厚さであれ
ばよく、０．１〜５ｐｍであることが好ましい。

次いで、第２図に示したよりな７０−シート図に従って
、色フィルタを製造することが可能である。即ち、染料
及びフォトレジスト材料から成る着色レジストを前記固
体累子上に塗布し、乾燥（プリベーキング）した後、所
望のバタンを有するシャドウマスクを介して紫外線露光
する。次いで、この素子を現像、リンス及び加熱処理（
ポストベーキング）することにより色フィルタの着色層
が形成される。

尚、上記処理において、ブリベーキング処理は、例えば
、４０〜８０℃において１０〜３０分程度施すことが好
ましい。又、ポストベーキング処理は、例えば、８０〜
ＩＦ）０℃において１０〜６０分程度施すことが好まし
い。

紫外線露光に際しては、例えば、半導体製造用マスクア
ライナ−等を使用して適宜露光せしめることが可能であ
る。

現像及びリンスは、通常、色フィルタの製造に際して採
用されている方法でよく、例えば、蒸留水郷にｌθ〜３
０秒程度浸漬して現偉し、メタノール等を用いてリンス
をする方法が採用される。

色フィルタを製造するには、次いで、上記色フイルタ層
上に高分子材料を塗布し、乾燥することにより、透明保
護層を形成した後、上記と同様に着色レジストを塗布し
て同じ操作を繰シ返せばよい。

本発明の製造方法においては、赤、實及び緑の３色の着
色層から成る色フィルタを製造することは勿論可能であ
るが、工程の簡略化等の点から、青及び黄色の２色の着
色層から成る補色型色フィルタを製造することが好まし
い。

本発明において形成されるそれぞれの着色層の膜厚は、
０．５〜２μｍであることが好ましい。膜厚が０．５μ
ｍ未満であると、色フィルタとしての色濃度を得ること
が困難であり、ｚｐｍを超えると、紫外線照射によシ膜
が硬化しない等の欠点を有するためである。

又、本発明において、それぞれの着色層の間に形成され
る透明保護層の膜厚は、０．１〜２μｍであることが好
ましい。

本発明において使用される着色レジストを構成す石フォ
トレジスト材料は、通常、色フィルノ岬の製造に使用さ
れているものであればいかなるものでも使用可能である
。このようなフォトレジスト材料としては、例えば、Ｔ
ＰＲＳＦＰＲ（東京応化工業■製）　、ＫＰＲ，ＫＴＦ
Ｒ（コダック■製）、ＡＺ　（シップレイ■製）等の市
販のレジスト材料数ＵＫゼラｆ：ｙ−＃、ＤＣ，ｌｙゼ
イ：、ｙ−ｋＤｃ　　ＰＶＡ−ＡＤＣ，スチリルピリジ
ン化Ｐｖ、ム、スチリルキノリン化ＰＶＡ等の公知のレ
ジスト材料等が挙げられる。

又、本発明の着色レジストの他の成分である染料は、色
フイルタ分光特性曲線を満足するものであればいかなる
ものでも使用可能である。このよう表染料としては、補
色型色フィルタを製造する際に使用される青色染料、黄
色染料並びに通常の色フィルタを製造する際に使用され
る赤色染料、緑色染料及び前記青色染料があシ、具体的
には次に示すような染料が使用される。

青色染料として鴫、例えば、スミフィックスターキスブ
ルーＧ１ス建フィックス　ターキスブルー　Ｅ　？　、
スミフィックス　ターキスブルーＨＧＦスイノール　ｉ
−リング　ブリリアント　スカイブルーＲ１スミノール
　レベリング　スカイブルーＲ１スミノール　レベリン
グブルーＡＧＧ、スミライト　スプラブルーＧ（以上、
住人化学■製）、ソーラーシアニン６Ｇ、　　ソーラー
ピヱアーブルーＡＦＸ、アシドブリリアントブルー（三
井東圧■製）等が挙げられる。これら青色染料の配合量
は、前記フォトレジスト材料に対し、０．０１−１０重
量％であることが好ましく、更に好ましくは０．５〜５
重量％である。

黄色染料としては、例えば、スミノール　ｉ−リングイ
エローＭＲ，スミノールレベリングイエ０−ＮＲ，スミ
ノールファーストイエロー２０Ｆ。

スミノール　ミーリングイエロー３Ｇ、スミノールミー
リングイエロー４Ｇ、スミノールファーストイエローＧ
１スミライト　イエローＧＲ，スミカロンイエローに４
ＧＬ　（以上、住人化学■製）、カヤノール　ミーリン
グイエローｏ１カヤノールイｘａ−Ｎ５Ｇ、カヤジオン
　イエローＰ！ＳＧ、　カヤシルイエローＧＧ（以上、
日本化薬■製）、セルマゾールイエローＲ，セルマゾー
ル　イエ１ｌ−ＧＲ。

クリソフェニンＫＧ、ダイレクト　ファースト　イエロ
ー、アミニルイエロー５ＧＬ、　　ソーラーピュアーイ
エロー等が挙げられる。これら黄色染料の配合量は、前
記フォトレジスト材料に対し、０．０１−１０重景％で
あることが好ましく、更に好ましくは０．５〜５重量％
である。

赤色染料としては、例えば、スミノールファーストレッ
ドＢ（住人化学■製）、アイゼンブリリアントスカーレ
ツ）３ＲＨ（採土ケ谷化学■製）、カヤクアシド田−ダ
ミンＦＢ　（日本化薬■製）等が挙げられる。これら赤
色染料の配合量は、前記フォトレジスト材料に対し、０
．０１−１０重量％であることが好ましく、更に好まし
くは０．５〜５重量％である。

緑色染料としては、例えば、スミラングリーンＢＬ　（
住人化学■製）、アイゼンブースランオリーブグリーン
ＧＬＨ（採土ケ谷化学■製）、ダイヤアシドシアニング
リーンＧＷＡ　（三菱化成工業■製）、アンドブリリア
ント　ミーリンググリーンＢ（三井東圧＠＃）等が挙げ
られる。これら緑色染料の配合量は、前記フォトレジス
ト材料に対し、０．０１−１０重量％である仁とが好ま
しく、更に好ましくは０、Ｉ＄−５重量％である。

本発明において使用される染料は、上記した群より選ば
れた１種もしくは２種以上のものを適宜選択したもので
ある。

尚、これらの染料の使用に際しては、市販の染料である
場合に、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム（ボウ硝）等
が含有されているため、フォトレジスト材料に溶解しな
いことがある。このような問題を避けるためには、必要
に応じて、適宜、精製等の処理を施して使用することが
好ましい。

本発明における着色層の形成に際しては、上記したフォ
トレジスト材料及び染料をそれぞれ水に溶解したものを
混合するか、或いはこれらを所定量混合した復水に溶解
したものを、平滑化した固体撮儂素子上に、例えば、ス
ピンコード法、シルクスクリーン法等の方法を用いて塗
布することが好ましい。

本発明において、固体撮像素子表面を平滑化する目的で
形成されゐ透明層又は着色層の上に形成される透明保護
層に使用される高分子材料は、透明な被膜を形成するこ
とが可能なものであれば特に制限はない。このような高
分子材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼ
ラチン、カゼイン、ポリスチレン、ポリアクリル酸エス
テル、ポリメタクリル酸エステル岬のア、クリル樹脂、
ポリカーボネート樹脂及びボリイオド樹脂等が挙げられ
、これらから成ゐ群よシ選ばれた１種もしくは２種以上
のものが使用される。

上記し九透明層又は透明保護層の形成は、上記した高分
子材料を適当な粘度に調整した本のを、例えば、スピン
コード法、シルクスクリーン法等の方法を用いて塗布し
、次いで、８０〜１５０℃の温度範囲で１０〜３０分程
度乾燥することによシ達成することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明方法は、従来のレジストパターンを形成した彼、
染色を施す方法に比較して、直接着色レジストパターン
層を形成するものであるために、工程が簡略化され九も
のである。従って、短時間の間に大量の色フィルタを製
造することが可能であるという利点を有している。

又、本発明方法によシ得られる色フィルタは、各着色層
が透明保護層によシ被覆されているために、混色等の問
題が生ずることのないものである。

従りて、分光特性が曳好た固体撮像素子を得ることが可
能である。

〔発明の実施例〕

以下において、実施例を掲げ、本発明を更に詳しく説明
する。

電荷結合型素子（ＣＣＵ）固体撮像素子上にポリブタジ
ェン樹脂を塗布し、２００Ｃ，６０分で乾燥し、表面を
平滑化した。

次いで、メチル−ｒ−スチリルピリジニウムメチル硫酸
塩を１．７モル％含有するポリビニルアルコール（重合
度１５００）１０重量％水溶液１０６６及び黄色染料と
してスミノールミーリングイエローＭＲ（住友化学■製
）の４重量に水溶液３　ａ＠を混合した溶液を、上記Ｃ
ＣＤ固体撮像素子上にスピンナーを用いてｉ　、ａｍの
膜厚となるように塗布した。空気中で８０℃×３０分乾
燥した後、所望のパターンを有するシャドウマスクを介
して、３６５　ｍｍの紫外線を６００ｍＪ／ｃｄの条件
で露光した。次いで、水で２０秒間現像し、メタノール
でリンスをした後、１００℃Ｘ３０分乾燥させる仁とに
より黄色着色層を形成した。

上記処理によシ得たＣＣＤ固体撮像素子の分光特性を測
定したところ、従来の染色法によシ形成したものと比較
して、何ら遜色のないものであることが確認された。

この固体撮像素子に、ポリブタジェンを用いて乾燥時の
膜厚が１μｍとなるように塗布し、１１５０℃×３０分
間ポストベーキング処理を施すことにより透明保護層を
形成した。

次いで、上記メチル−ｒ−スチリルピリジニウムメチル
硫酸塩を含有するポリビニルアルコール水溶液１０・ｅ
及び青色染料としてカヤノールターキスブルー（日本化
薬■製）の４重量％水溶液３・ｅを混合した溶液をスピ
ンナーを用いてｌ／１ｆｆｌの膜厚となるように塗布し
た。空気中で８０℃×３０分乾燥した後、所望のパター
ンを有するシャドウマスクを介して、２５３１１ｆｆｌ
及び３６５　ｎｍの紫外線を２０００　ｍＪ　／−の条
件で露光した。次いで、水で１０秒間現像し、メタノー
ルでリンスをした後、Ｚｏｏ℃×３０分乾燥させること
によシ青色着色層を形成した。

更に、ＦＳＲ（富士薬品工業■製）を用いて、乾燥時の
膜厚が１．５μｍとなるように塗布し、露光した後、１
６０℃×３０分ボストベーキング処理を施すことによシ
、透明保護層を形成し、補色型色フィルタを形成した。

このようにして得られた色フィルタについて、顕微分光
光度計を用いて観察したところ、青色及び黄色のそれぞ
れの着色層が全く混色してい表いものであることが確認
された。又、この色フィルタについて、その分光特性を
測定したとζろ、染色法によル得た色フィルタと比較し
て遜色ないものであることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による色フイルタ製造時のフローシート
図、第２図は本発１方法による色フイルタ製造時の７０
−シート図である。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子上に着色層を積層して形成する色フィルタ
   の製造方法において、 前記着色層を、染料で着色したフォトレジスト材料を用
   いてバタン形成することにょ〕形成し、且つ、それぞれ
   の着色層の表面に透明保護層を形成することを特徴とす
   る色フィルタの製造方法。