JPS62264005A - 高精度カラ−フイルタの製造方法 - Google Patents

高精度カラ−フイルタの製造方法

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JPS62264005A
JPS62264005A JP61105330A JP10533086A JPS62264005A JP S62264005 A JPS62264005 A JP S62264005A JP 61105330 A JP61105330 A JP 61105330A JP 10533086 A JP10533086 A JP 10533086A JP S62264005 A JPS62264005 A JP S62264005A
Authority
JP
Japan
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transparent
layer
filter
ultraviolet
color filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP61105330A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Saeki
佐伯 英夫
Shoji Suzuki
章司 鈴木
Osamu Kaneda
兼田 修
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

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] この発明はカラーイメージセンサ等の撮像ディバイス等
において用いられる色分解フィルタの製造方法に関し、
特に微細化されたフィルタパターンを解像性良く形成す
ることが可能な高密度カラーフィルタの製造方法に関す
る。 [従来の技術] 第3図は従来の製造方法を用いて形成されたカラーフィ
ルタの断面構造を示す図であり、たとえば特公昭52−
17375号公報に記載されている。以下、第3図を参
照して従来のカラーフィルタの製造方法について説明す
る。 その表面に固体撮像素子等が形成されたシリコンウエハ
またはガラス板等からなる基板1表面上に透明な下地膜
2を基板1表面を保護するために形成する。次に透明下
地膜2上に、ゼラチンまたはポリビニールアルコール等
の染色可能な水溶性樹脂に感光性を付与した感光液を回
転塗布法を用いて付着させて乾燥し固化させた後、露光
光としてたとえば紫外線を用いた写真製版技術を用いて
この感光膜をストライブ状またはモザイク状の所要の形
状にバタ′−ニングする。このパターニングされた部分
を予め定められた分光特性を有する染料等を用いて染色
し、第1色が着色されたフィルタパターン層4bが形成
される。次にフィルタパターン4bJ:および下地透明
膜2表面上に透明な中間層5を形成して被覆した後、再
び感光膜を形成し、写真製版技術を用いてこの感光膜を
所望のパターンに形成し、さらに予め定められた第2の
分光特性をaする染料で着色して第2色の着色フィルタ
パターン6bを形成する。次に、この第2のフィルタパ
ターン6b上および透明中間層5上にさらに透明中間膜
を形成し、上述の工程を必要な色数に応じて順次繰返し
、最後に最上層に光学的に透明な保護層7を形成し色分
解フィルタが完成する。なお、第3図においては図面の
簡単化のため、フィルタパターンが2層からなる場合が
示されている。この上述の方法を用いて色分解フィルタ
(カラーフィルタ)を製造する方法が一般に広く採用さ
れている。 第3図に示されるカラーフィルタの構成においては、シ
アンおよびイエローをそれぞれ第1色および第2色とす
る補色型カラーフィルタが一例として示されている。こ
の場合、第1色のシアンと第2色のイエローのフィルタ
パターンを重ねて形成することにより第3色のグリーン
フィルタが形成され、また着色されたフィルタのない部
分は白色のフィルタとなる。このカラーフィルタを撮像
ディバイスに用いる場合においては、外部から与えられ
る光がこれらのフィルタパターンを通過し、所定の分光
特性を有する光に色分解された後各フィルタパターン直
下に形成された光電変換部(たとえば固体撮像索子にお
いては各画素に含まれるフォトダイオードであるが、図
示はしていない)へ与えられ、そこで電気信号に変換さ
れて撮像信号が得られる。これらのフィルタのパターン
配置はその直下に形成される対応する光電変換部に正確
に一致することが必要であり、またそのパターン形状に
も精度が要求される。これらのフィルタパターンに対し
て要求される精度は、撮像管や固体撮像素子等の撮像デ
ィバイスの集積度が増加し、装置が小型化するに従って
より一層厳しいものとなる。 [発明が解決しようとする問題点] これらのフィルタパターンを形成するための染色可能な
感光性材料は、露光された部分が架橋して高分子を形成
し、水、溶媒等に不溶性となるネガ型の感光性材料が用
いられている。したがって、その材料の特性上ネガ型感
光材料はポジ型感光材料に比べて解像性が極度に劣り、
また、従来の製造方法においては感光性材料を露光して
現像した後のフィルタパターンに「周辺だれ」が生じ、
パターン側面とド地基板とのなす角が小さくなっている
。 第4図は従来の製造方法を用いて形成された感光性材料
を露光、現像した後のフィルタパターン断面のプロファ
イルを示す図である。第4図において、基板1表面上に
下地透明層2を介してフィルタパターンを形成するため
の感光膜4が形成される。この感光膜4をパターニング
するために、予め定められたパターン形状を有するマス
ク8を介してたとえば紫外線からなる露光光9aが照射
され、露光光照射部分の感光膜が感光し、これを現像す
ることによりフィルタパターンが形成される。第4図か
ら見られるように従来の製造方法により形成されたフィ
ルタパターンの断面はそのパターンエツジが著しくだれ
ている。 この感光膜の低解像性は、撮像ディバイスの小型化・高
集積化においては隣接した異なる色のフィルタパターン
の分離を劣化させ、混色を発生させる原因となり、撮像
ディバイスの性能劣化や歩留りを著しく低下させる。 それゆえ、この発明の目的は上述の欠点を除去し、被染
色性ネガ型感光材料の解像性を改善し、小型化・高集積
された撮像ディバイスに対応することができる高精度の
カラーフィルタを実現することができる製造方法を提供
することである。 [問題点を解決するための手段] この発明に係る高密度カラーフィルタの製造方法は、可
視光に対して透明でありかつ紫外線を吸収する紫外線吸
収層をフィルタパターンを形成するための感光膜とその
直下の透明層との間に設けるようにしたものである。 紫外線吸収層は、好ましくは可視光に対し透明であり、
かつフィルタパターンを形成するための感光膜および透
明層と密着性の良い薄膜を形成することができる高分子
材料中に、可視光に対しては透明でありかつ紫外線を吸
収する紫外線吸収剤を混入して形成される。 [作用] 第4図に示されるフィルタパターンにおいては、露光光
線の下地基板等の表面からの反射光線により、フィルタ
パターンを形成するための感光膜の不要の部分も露光さ
れ、これにより周辺だれか発生すると考えられる。すな
わち、本願発明者は、ネガ型感光材料の低解像性はその
材料の本質にかかわるものであるが、種々の検討を行な
った結果露光光に対し基板または下地透明層表面からの
露光光の反射を抑制することによりネガ型感光材料の解
像性を大幅に改善することが可能であることを見い出し
た。すなわちこの発明における紫外線吸収層は、第4図
に示されるようにマスク8を介して照射される露光光線
9aによって生じる下地基板等の表面からの反射露光光
線9bをそこに含有する紫外線吸収剤によって完全に吸
収し、フィルタパターン形成用感光膜4の不要部分が露
光されることを防止し、これにより感光膜4の解像性を
向上させる。 また、紫外線吸収層が、フィルタパターンと重なり合う
部分に形成されても、この紫外線吸収層は可視光に対し
て透明な特性を有するため、フィルタとしての分光特性
性能は何ら損なわれることはない。
【発明の実施例】
第1図はこの発明の製造方法を用いて形成されたカラー
フィルタの構成の一例を示す断面図である。以下、第1
図を参照してこの発明の一実施例である高密度カラーフ
ィルタの製造方法について説明する。 従来と同様にして、基板1表面上に透明下地層2が形成
される。次に透明下地層2表面上に可視光に対して光学
的に透明でありかつ紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含
有する(可視光に対して透明)透明高分子材料を用いて
露光光線の反射を防止するための紫外線吸収層3が形成
される。可視光に対して透明であり、かつ紫外線を選択
的に吸収する紫外線吸収剤としては、たとえば2−(2
゛−ヒドロキシ−5−−t−オクチル、フェニル)−ベ
ンゾトリアゾール、2−(2”−ヒドロキシ−3″、5
゛−ジ−t−アミル、フェニル)−ベンゾトリアゾール
、2− (2−−ヒドロキシ−5−−1−ブチル、フェ
ニル)−トリアゾールおよび2− (2−−ヒドロキシ
−3゛−t−ブチル−5゛−メチル−フェニル)−5−
クロロベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系
材料または2.4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−
ヒドロキシル4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフ
ェノン系材料が利用可能である。しかし上述の紫外線吸
収剤はQiなる例示であり、可視光に対して透明であり
、かつ紫外線を選択的に吸収する材料であれば他の材料
を用いても同様の効果を得ることができる。 また、紫外線吸収剤を混入して紫外線吸収層3を形成す
るためのベース材料としては、フィルタ製造プロセスで
従来から用いられている透明下地層および透明中間層を
形成するための材料が利用可能である。しかし、また、
これに代えて、可視光に対し透明でありかつフィルタパ
ターンを形成するための材料および透明の下地・中間層
の材料と密告性良く強靭な薄膜を形成することができ、
かつ紫外線吸収剤と均一に混和することができ、さらに
感光性を有しパターニング可能な材料であれば利用可能
である。このような材料としては、たとえばメタクリル
酸エステル系のポリマーまたはコポリマー、アクリル酸
エステル系のポリマーまたはコポリマー、ポリスチレン
系材料、さらに、ケイ皮酸ビニル、カルコン基等を側鎖
に角°するポリマーまたはコポリマー等の高分子材料が
ある。 これらの高分子材料中に混入される紫外線吸収剤の添加
量としては0.01〜10f11ffi%(対固型分)
、より望ましくは0.1〜5IL1%であり、この添加
量以下では紫外線吸収効果が著しく低下し、またこれ以
上の添加量ではフィルムパターンを形成するための材料
との密着性が悪化するなどの問題点が新たに発生する。 また紫外線吸収層の層厚は0.2〜0. 6μm程度が
望ましく、これ以下の層厚では紫外線吸収層の露光光反
射防止機能が不十分となり、またピンホール等の欠陥も
増加する。一方、これ以」二の層厚では、紫外線吸収層
の写真製版技術による加工が困難となる。 なお、上述の説明においては、紫外線吸収層形成用の材
料中に予め紫外線吸収剤を混入して紫外線吸収層を形成
する方法について説明したが、紫外線吸収用の薄膜を透
明層上に形成した後、紫外線吸収剤をアルコールまたは
ケトン等の溶剤中に溶解させ、紫外線吸収用の薄膜をこ
の溶液中に浸漬するかまたはこの溶液をシャワー法また
はスプレー法等を用いて薄膜に噴射して紫外線吸収剤を
薄膜中に浸透させる方法も可能であり、また他の方法を
用いてもよい。 次に、上述の方法を用いて形成した紫外線吸収剤Ah紫
外線吸収膜3上にフィルタパターン形成用感光膜を回転
検認を用いて形成し乾燥して固化させた後、マスク8を
用いて露光し、現像することにより所望のパターンを有
するフィルタ層が形成される。 次にこの所望のパターンに形成されたフィルタ層を所望
の分光特性を有する染料を用いて染色し、第1色の着色
パターン(フィルタパターン)4bが形成される。次い
で上述と同様の方法を用いて中間透明層5および紫外線
吸収層3を順次形成し、次に第2色の着色パターン(第
2のフィルタパターン)6bを形成し、この上述の工程
を所望の色フイルタ数だけ順次繰返した後、最上層に透
明保護層7を形成する。これにより高密度カラーフィル
タが形成される。 第2図はこの発明の製造方法を用いて形成されるフィル
タパターンの現像後の断面プロファイルを示す図である
。第2図に示されるように、感光膜4をマスク8を介し
て露光光線9aを照射して感光させた場合、基板1表面
で反射された反射露光光9bは紫外線吸収層3に含有さ
れた紫外線吸収剤により吸収され、感光膜4の不要の部
分の感光を防止することができ、マスク8のパターンに
対し精度の良い周辺だれのほとんどないフィルタ断面プ
ロファイル10aが実現される。 なお、第2図においては、下地基板1表面からの反射露
光光を吸収遮断することについて説明しているが、各感
光膜それぞれの下地透明層にそれぞれ紫外線吸収層を形
成すると、各感光膜と下地層との界面における露光光の
乱反射等をも抑制することができ、フィルタパターンの
高解像化に対いしさらに有効である。 なお、上記実施例においては最上層の透明保護層7上に
は紫外線吸収層を形成していないが、透明保護層7上に
紫外線吸収層を形成すればフィルタへ入射する紫外線を
遮断することができ、フィルタの耐光性を改善すること
ができる。 [発明の効果] 以上のように、この発明によれば、可視光に対して光学
的に透明であり紫外線を選択的に吸収する紫外線吸収剤
を含有する紫外線吸収層を感光膜直下に設けたので、感
光膜の下地層表面等からの反射露光光線を吸収・遮断す
ることができ感光膜の「カブリ」 (感光膜の不要部分
が感光されマスクパターンと異なるフィルタパターンが
形成される)を防+lZすることができ、感光膜の解像
特性を改善することができフィルタパターンを精度良く
形成することができ、フィルタパターンの高密度化が可
能となり、これにより高密度カラーフィルタの実現が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に従って作成された高密度カラーフィ
ルタの断面構造の一例を示す図である。 第2図はこの発明に従って形成されたフィルタパターン
の現像後の断面プロファイルを示す図であり、この発明
の効果を示すための図である。第3図は従来の製造方法
を用いて作成されたカラーフィルタの断面構造を示す図
である。第4図は従来の製造方法を用いて形成されたフ
ィルタパターンの現像後の断面プロファイルを示す図で
ある。 図において、1は基板、2は透明下地層、3は紫外線吸
収剤含有紫外線吸収層、4はフィルタパターンを形成す
るための感光膜、4bは第1のフィルタパターン(着色
パターン)、5は透明中間層、6bは第2のフィルタパ
ターン(着色パターン)、7は透明保護層、8はマスク
、9aは露光光線、9bは反射露光光線、10a、IQ
bは各々本発明および従来の製造方法における現像後の
フィルタパターンの断面プロファイルである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 萬2図 IO各ニジ帽良!L々ルタパターン確印面フ’b774
1V毫  ;へ − 手続補正書(自発) 1.事件の表示   特願昭61−105330号2、
発明の名称 高密度カラーフィルタの美造方法 3、補正をする者 代表者志岐守哉 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1) 明**第3′R第4行の1゛ビニールアルコー
ル」を1ビニルアルコール」に訂正する。 (2) 明[1!第3頁第6行の]露光光」を「露光光
線」に訂正する。 (3) 明III第6頁第9行および第10行の「露光
光」を共に「露光光線」に訂正する。 (4) 明細書第8頁第5行および第5行ないし第6行
の「露光光」を共に「露光光線」に訂正する。 (5) 明細書第11頁第7行ないし第8行の「対固型
分」を:対固形分」に訂正する。 (6) 明細書第11頁第75行の「露光光」を「露光
光線」に訂正する。 (7) 明細書第13頁第9行ないし第10行、141
6行および第19行の1−露光光」をともに「露光光a
1に訂正する。 以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め定められた分光特性を有する光を選択的に通
    過させるために、基板上に光学的に透明な層を介して予
    め定められたパターン形状に形成されたフィルタ層を有
    する高密度カラーフィルタの製造方法であって、 前記透明層と前記フィルタ層との間に紫外線を吸収する
    紫外線吸収層を形成するステップを備える、高密度カラ
    ーフィルタの製造方法。
  2. (2)前記紫外線吸収層の層厚は、0.2〜0.6μm
    である、特許請求の範囲第1項記載の高密度カラーフィ
    ルタの製造方法。
  3. (3)前記紫外線吸収層は、光学的に透明な高分子材料
    と、前記高分子材料に均一に混入される紫外線吸収剤と
    から構成され、 前記紫外線吸収剤の前記高分子材料への添加量は、0.
    01〜10重量%である、特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の高密度カラーフィルタの製造方法。
  4. (4)前記紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系材料
    またはベンゾフェノン系材料である、特許請求の範囲第
    3項記載の高密度カラーフィルタの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63301904A (ja) * 1987-06-02 1988-12-08 Sharp Corp カラ−固体撮像素子
JPH02156668A (ja) * 1988-12-09 1990-06-15 Matsushita Electron Corp カラー固体撮像装置
JP2009065178A (ja) * 2008-10-03 2009-03-26 Toppan Printing Co Ltd 固体撮像素子
US7659929B2 (en) 2004-08-24 2010-02-09 Panasonic Corporation Solid-state image sensor and method of manufacturing thereof

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