JPH0915420A - カラー液晶プロジェクター用カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】染色法、顔料分散法、印刷法に依らない高光屈
折率材料と低光屈折率材料の交互多層積層による分光透
過率の良好な耐熱性及び耐候性のある無機系の多層膜法
によってカラー化したカラー液晶プロジェクター用カラ
ーフィルタを提供することにある。 【構成】透明基板１上に高屈折率材料と低屈折率材料と
を交互に多層に積層し、それぞれ赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂのピ
ーク領域の分光透過率がいずれも８５％以上である光吸
収率の少ない多層薄膜干渉フィルタによる、特に強力光
源の発する熱に対して耐熱性のあるカラーフィルタパタ
ーン層Ｌを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ（テレビ
カメラ）で撮影されたテレビ画像や録画ビデオ画像、あ
るいは写真カメラで撮影された写真画像をビデオ録画に
より画像変換処理したビデオ画像を、反射型若しくは透
過型映写用スクリーン上に拡大投影して鑑賞するための
カラー液晶プロジェクターに使用するカラー液晶プロジ
ェクター用カラーフィルタ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会におけるオーディオ・
ビジュアル化の進展に伴って、テレビ画像や録画ビデオ
画像を、反射型若しくは透過型映写用スクリーン上に拡
大投影して画像情報を楽しむ鑑賞スタイルが普及してき
ている。

【０００３】テレビ画像や録画ビデオ画像を、反射型若
しくは透過型映写用スクリーン上に拡大投影するために
は、ＣＲＴ表示方式や液晶表示方式によるカラーテレビ
画像プロジェクターが用いられている。

【０００４】上記カラー液晶表示方式のカラーテレビ画
像プロジェクターには、単一のカラー液晶テレビ画面の
前面に単一の拡大光学レンズ系、後面に照明光源をそれ
ぞれ配置して、該レンズ系を介してカラー液晶テレビ画
面を映写スクリーン上に拡大投影するようにした１眼方
式のカラー液晶プロジェクターがある。

【０００５】また、上記カラー液晶表示方式のカラーテ
レビ画像プロジェクターには、３台のモノクロ液晶テレ
ビ画面のそれぞれ前面に各画面毎にレッド（Ｒ）、グリ
ーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のうち、その色成分に該当す
る色のカラーフィルタと、拡大光学レンズ系とをこの順
に配置し、前記３台のモノクロ液晶テレビ画面のそれぞ
れ後面に照明光源を配置して、３つのレンズ系を介して
各々モノクロ液晶テレビ画面を映写スクリーン上に拡大
投影するようにした３眼方式のカラー液晶プロジェクタ
ーがある。

【０００６】上記１眼方式のカラー液晶プロジェクター
に使用されるカラー液晶テレビ画面は、テレビ画像の各
画素毎にパターン形成したＲ、Ｇ、Ｂの三色のカラーフ
ィルタパターンと、電荷の印加によつて透光性から遮光
性若しくは遮光性から透光性にそれぞれ分子配向する液
晶とを、１：１にて規則的に配列したカラー液晶表示パ
ネルによりカラー画像が出力表示される。

【０００７】また上記３眼方式のカラー液晶プロジェク
ターに使用される３台のモノクロ液晶テレビ画面は、
Ｒ、Ｇ、Ｂの三色の各成分画像に相当する各色成分毎の
モノクロ（白黒）画像をモノクロ液晶表示パネルにより
映し出し、各パネル毎に配置したその色成分に該当する
色のカラーフィルタを介してカラー画像が出力表示され
る。

【０００８】上記カラー液晶プロジェクターは、ＣＲＴ
表示方式によるカラープロジェクターとは異なり、使用
されるカラー液晶表示パネル本体がブラウン管などのよ
うな蛍光発光機能を備えていないため、カラー液晶表示
パネルの後方若しくは側方にバックライトと称する白色
光の強力な照明光源が配置される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に上記カラー液晶
プロジェクターのカラー液晶表示パネルやモノクロ液晶
表示パネルに使用されるＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタ
は、染着性樹脂（ゼラチンなど）を染料により染色する
染色法、顔料を分散させたフォトレジストを使用する顔
料分散法、印刷インキを用いて印刷する印刷法などによ
って、カラーフィルタの着色がされており、現状ではこ
れら有機系のカラーフィルタが主流となっている。

【００１０】しかしながら、上記有機系のカラーフィル
タは、染料や顔料を使用しているため、特にレッド系の
染料や顔料は、耐熱性や耐候性がなく、また、酸、アル
カリなどの薬品に対して比較的弱い傾向がある。

【００１１】また、上記染色法は、耐熱性、耐光性に欠
け、印刷法は、パターンのサイズ（平面視サイズ）が６
０〜１００μｍ程度であり、微細化に欠ける。

【００１２】また、染色法、顔料分散法、印刷法とも
に、カラーフィルタの各Ｂ、Ｇ、Ｒのピーク透過領域で
の分光透過率が低く、特にブルー（青）、グリーン
（緑）のピーク透過領域での分光透過率が８０％以下、
レッド（赤）も８５％以下と低く、バックライト（照明
光）の光利得など光効率化に欠けるものである。

【００１３】そのため、これら染色法、顔料分散法、印
刷法によるカラーフィルタを採用したカラー液晶プロジ
ェクターは、強力な照明光源から発生する熱や、大気の
温湿度変動によるカラーフィルタの劣化が比較的起き易
い。

【００１４】ところで、熱や温湿度に対して強く、ま
た、酸やアルカリなどの薬品に強いカラーフィルタとし
ては、従来より無機化合物の薄膜を多層に積層して多層
薄膜による分光透過によりカラー化した高透過性の干渉
フィルタ（多層薄膜干渉フィルタ）があり、その製造方
法としては、例えば特開昭５９−１５２４０７号公報、
特開平１−１７２９０５号公報、特開平５−４５５１４
号公報、特開平５−４５５１５号公報などに開示されて
いる。

【００１５】しかしながら、これら耐熱性、耐候性、耐
薬品性のあるカラーフィルタは、カラー画像検出用セン
サー（ＣＣＤ）のカラーフィルタには使用されている
が、カラー液晶プロジェクターには使用されていないの
が現状である。

【００１６】本発明は、染色法、顔料分散法、印刷法に
依らない高光屈折率材料と低光屈折率材料の交互多層積
層による分光透過率の良好な耐熱性及び耐候性のある無
機系の多層膜法によってカラー化したカラー液晶プロジ
ェクター用の多層薄膜干渉フィルタによるカラーフィル
タを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、透
明基板上に高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に多層
に積層し、それぞれ赤、緑、青のピーク領域の分光透過
率がいずれも８５％以上である光吸収率の少ない多層薄
膜干渉フィルタによるカラーフィルタパターンを備えた
ことを特徴とするカラー液晶プロジェクター用カラーフ
ィルタである。

【００１８】次に、本発明の第２発明は、上記第１発明
のカラー液晶プロジェクター用カラーフィルタの前記多
層薄膜干渉フィルタによるカラーフィルタパターンを、
リフトオフ方式を用いてパターン化することを特徴とす
るカラー液晶プロジェクター用カラーフィルタの製造方
法である。

【００１９】次に、本発明の第３発明は、上記第１発明
のカラー液晶プロジェクター用カラーフィルタの前記多
層薄膜干渉フィルタによるカラーフィルタパターンを、
ドライエッチング方式を用いてパターン化することを特
徴とするカラー液晶プロジェクター用カラーフィルタの
製造方法である。

【００２０】

【実施例】本発明の第１発明のカラー液晶プロジェクタ
ー用カラーフィルタを、図１の実施例に従って以下に詳
細に説明する。

【００２１】図１は、第１発明のカラー液晶プロジェク
ター用カラーフィルタ、所謂、カラー液晶プロジェクタ
ーに使用されるカラー液晶表示パネルのカラーフィルタ
の側断面図である。

【００２２】透明基板１（ガラス基板）の表面には、カ
ラー表示画素領域ＣＰc 毎に設けられた３つの画素パタ
ーン領域Ｐc （ピクセル領域）に、同一平面形状の青色
（ブルー）パターンＢ、緑色（グリーン）パターンＧ、
赤色（レッド）パターンＲの画素パターン（ピクセル）
による光透過性のカラーパターン層Ｌが形成されてい
る。

【００２３】それぞれパターンＢ、Ｇ、Ｒは、高光屈折
率材料（例えば、光屈折率ｎ≧２．０）による薄膜と、
低光屈折率材料（例えば、光屈折率ｎ≦１．５）による
薄膜とを、交互に多層に積層したパターンである。

【００２４】高光屈折率材料としては、酸化チタン（Ｔ
ｉＯ₂ 、光屈折率；２．４０）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、
硫化亜鉛（ＺｎＳ）などが使用され、低光屈折率材料と
しては、二酸化珪素（ＳｉＯ₂ 、光屈折率；１．４
６）、一酸化珪素ＳｉＯ、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ
₂ ）などが使用される。

【００２５】各々パターンＢ、Ｇ、Ｒは、これらの材料
の加熱蒸気を用いて、ＰＶＤ法（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖ
ａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）におけるスパッタリ
ング法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法
などイオンアシストによる蒸着法により、透明基板１上
に薄膜を多層に積層してパターン形成されている。

【００２６】なお、各薄膜の膜厚は、同一のλ／４程度
（λ；プロジェクター照明光源の波長）が適当であり、
薄膜の積層数は７〜３０層の範囲、若しくは９〜３０層
の範囲が適当である。

【００２７】各々パターンＢ、Ｇ、Ｒは、それぞれパタ
ーンＢ、Ｇ、Ｒの薄膜層間の光屈折率に交互に相違をも
たせたことによって、各々パターンＢ、Ｇ、Ｒに入射す
る照明光源からの白色光（散乱光又は光学レンズ系によ
る規則的発散光）は、各々パターンＢ、Ｇ、Ｒを透過す
る分光透過光と、各々パターンＢ、Ｇ、Ｒの薄膜表面乃
至多層薄膜界面で光屈折率の相違によって生じる表面反
射光とに分離し、分光発色させた干渉フィルタであり、
積層される各薄膜の膜厚と積層数とを、それぞれ各色毎
に適正に設定することにより、所定の色の青色パターン
Ｂ、緑色パターンＧ、赤色パターンＲが形成されてい
る。

【００２８】また、それぞれパターンＢ、Ｇ、Ｒを透過
する光の透過率は、青、緑、赤のピーク領域の分光透過
率が、いずれも８５％〜９０％以上の透過率を備えてお
り、パターンＢ、Ｇ、Ｒにおける光吸収率の少ない干渉
フィルタによるカラーフィルタパターンである。

【００２９】なお上記本発明のカラーフィルタは、透明
基板１とフィルタパターン層Ｌとの層間、又は、フィル
タパターン層Ｌの表面側に、各々パターンＢ、Ｇ、Ｒの
境界部に沿って、真空蒸着法、スパッタリング蒸着法に
より形成した遮光性薄膜（不透明薄膜）を、フォトリソ
グラフィ法、フォトエッチング法などによりパターン形
成したクロム、酸化クロム、あるいはアルミニウムによ
る細線状のブラックマトリクスパターンが設けられてい
るが図面では省略してある。

【００３０】次に第２発明のカラー液晶プロジェクター
用カラーフィルタの製造方法を、図２（ａ）〜（ｊ）の
側断面図に示す製造工程の実施例に従って以下に詳細に
説明する。

【００３１】まず、（ａ）ガラス製の透明基板１上に、
耐熱性のフォトレジストを塗布し、レジスト層２を塗布
形成する。

【００３２】なお、透明基板１面には、後においてパタ
ーン形成される各フィルタパターンＢ、Ｇ、Ｒの境界部
に相当する部分に沿って、予めストライプ状、網目状な
ど細線状の遮光性ブラックマトリクスパターン（図示せ
ず）をパターン形成しておくものである。

【００３３】ブラックマトリクスパターンのパターン形
成は、真空蒸着法、スパッタリング法などにより、透明
基板１の片面に、全面的にクロム、酸化クロム、アルミ
ニウムなどの遮光性薄膜層を形成した後、フォトリソグ
ラフィ法、フォトエッチング法などにより、フォトレジ
スト、リフトオフ材を用いて、パターン露光処理、現像
処理、パターンエッチング処理などを行って、遮光性薄
膜層を遮光性ブラックマトリクスパターンにパターンニ
ングするものである。

【００３４】続いて、レジスト層２上に、各々カラー表
示画素パターン領域ＣＰc 毎に、例えば１色目のパター
ンＧに相当する画素パターン領域Ｐc をパターン露光
し、現像処理することにより、（ｂ）透明基板１上にレ
ジストパターン２ａをパターン形成する。

【００３５】続いて、（ｃ）透明基板１及びレジストパ
ターン２ａ上より、イオンアシスト法により、高光屈折
率材料と低光屈折率材料とを用いて、所定の膜厚と層数
に基づいて交互に薄膜を多層に積層形成することによ
り、緑色層Ｇ₀ （例えば、層厚１．９μｍ程度）を積層
形成する。

【００３６】続いて、（ｄ）透明基板１上よりレジスト
パターン２ａを剥離除去（リフトオフ）することによ
り、透明基板１上の各々カラー表示画素パターン領域Ｃ
Ｐc 毎の画素パターン領域Ｐc に、緑色のパターンＧを
パターン形成する。

【００３７】次に、（ｅ）透明基板１上及び緑色のパタ
ーンＧ上より全面にフォトレジストを塗布し、パターン
露光することにより、レジストパターン３ａをパターン
形成する。

【００３８】続いて、（ｆ）透明基板１及びレジストパ
ターン３ａ上より、イオンアシスト法により、高光屈折
率材料と低光屈折率材料とを用いて、所定の膜厚と層数
に基づいて交互に薄膜を多層に積層形成することによ
り、赤色層Ｒ₀ （例えば、層厚１．５μｍ程度）を積層
形成する。

【００３９】続いて、（ｇ）透明基板１上よりレジスト
パターン３ａを剥離除去（リフトオフ）することによ
り、透明基板１上の各々カラー表示画素パターン領域Ｃ
Ｐc 毎の画素パターン領域Ｐc に、赤色のパターンＲを
パターン形成する。

【００４０】次に、（ｈ）透明基板１上及び緑色のパタ
ーンＧ及び赤色のパターンＲ上より全面にフォトレジス
トを塗布し、パターン露光することにより、レジストパ
ターン４ａをパターン形成する。

【００４１】続いて、（ｆ）透明基板１及びレジストパ
ターン４ａ上より、イオンアシスト法により、高光屈折
率材料と低光屈折率材料とを用いて、所定の膜厚と層数
に基づいて交互に薄膜を多層に積層形成することによ
り、青色層Ｂ₀ （例えば、層厚１．１０μｍ程度）を積
層形成する。

【００４２】続いて、（ｊ）透明基板１上よりレジスト
パターン４ａを剥離除去（リフトオフ）することによ
り、透明基板１上の各々カラー表示画素パターン領域Ｃ
Ｐc 毎の画素パターン領域Ｐc に、青色のパターンＢを
パターン形成する。

【００４３】これによって、透明基板１上に、各々カラ
ー表示画素パターン領域ＣＰc 毎に干渉膜により着色さ
れた青色のパターンＢ、緑色のパターンＧ、赤色のパタ
ーンＲによるカラーフィルタパターン層Ｌがそれぞれパ
ターン配置されたカラー液晶プロジェクター用のカラー
フィルタが製造される。

【００４４】そして最終的に、必要に応じて、前記パタ
ーン化したカラーフィルタパターン層Ｌの表面に透明な
合成樹脂を均一に塗布するオーバーコート方式、又はカ
ラーフィルタパターン層Ｌの表面若しくはカラーフィル
タパターン層Ｌの表面のオーバーコートの表面をバフ研
磨方式などにより平滑に研磨する表面研磨方式を用いて
平滑化するものである。

【００４５】なお、上記カラーフィルタの製造方法にお
いては、予めブラックマトリクスパターンを形成した透
明基板１上に、青色のパターンＢ、緑色のパターンＧ、
赤色のパターンＲをそれぞれパターン形成するものであ
るが、本発明においては、これに限定されるものではな
く、透明基板１上に青色のパターンＢ、緑色のパターン
Ｇ、赤色のパターンＲをそれぞれパターン形成した後、
又は、その各パターンＢ、Ｇ、Ｒ上にオーバーコートを
施した後にブラックマトリクスパターンをパターン形成
してもよい。

【００４６】次に第３発明のカラー液晶プロジェクター
用カラーフィルタの製造方法を、図３（ａ）〜（ｊ）及
び図４（ａ）〜（ｄ）の側断面図に示す製造工程の実施
例に従って以下に詳細に説明する。

【００４７】まず、図３（ａ）ガラス製の透明基板１上
に、イオンアシスト法により、高光屈折率材料と低光屈
折率材料とを用いて、所定の膜厚と層数に基づいて交互
に薄膜を多層に積層形成することにより、青色層Ｂ
₀ （例えば、層厚１．１０μｍ程度）を積層形成する。

【００４８】続いて、（ｂ）青色層Ｂ₀ 上に、クロム金
属（Ｃｒ）などの金属材料を用いてスパッタリングによ
りエッチングマスク層５を形成した後、（ｃ）エッチン
グマスク層５上にフォトレジスト層６を塗布する。

【００４９】続いて、（ｄ）フォトリソグラフィ法に
て、該フォトレジスト層６を各々カラー表示画素パター
ン領域ＣＰc 毎に、例えば１色目のパターンＧに相当す
る画素パターン領域Ｐc をパターン露光し、現像処理し
て、レジストパターン６ａをパターン形成する。

【００５０】続いて、（ｅ）レジストパターン６ａをマ
スクパターンとして、金属エッチング用エッチャントを
用いて下層の金属製のエッチングマスク層５をエッチン
グする。

【００５１】続いて、（ｆ）レジストパターン６ａを有
機溶剤にて除去することにより、青色層Ｂ₀ 上に金属製
のエッチングマスクパターン５ａをパターン形成する。

【００５２】続いて、（ｇ）エッチングマスクパターン
５ａ上より、青色層Ｂ₀ に対してドライエッチング（反
応性イオンエッチンク）を行い、各々カラー表示画素パ
ターン領域ＣＰc 毎の青色層Ｂ₀ の中間部の画素パター
ン領域Ｐc を除去する。

【００５３】続いて、（ｈ）エッチングマスクパターン
５ａ上より、イオンアシスト法により、高光屈折率材料
と低光屈折率材料とを用いて、所定の膜厚と層数に基づ
いて交互に薄膜を多層に積層形成することにより、緑色
層Ｇ₀ （例えば、層厚１．９μｍ程度）を積層形成す
る。

【００５４】続いて、（ｉ）青色層Ｂ₀ 上より金属製の
エッチングマスクパターン５ａを、金属エッチング用エ
ッチンャントを用いて剥離除去して、透明基板１上の各
々カラー表示画素パターン領域ＣＰc 毎の画素パターン
領域Ｐc に、緑色のパターンＧとその両側に青色層Ｂ₀
をパターン形成する。

【００５５】次に、（ｊ）透明基板１上にパターン形成
された緑色のパターンＧとその両側の青色層Ｂ₀ 上の全
面に、金属製のエッチングマスク層７をスパッタリング
により形成する。

【００５６】続いて、該エッチングマスク層７上よりフ
ォトレジスト層を塗布した後、フォトレジスト層をパタ
ーン露光し、現像処理して、レジストパターンを形成
し、該レジストパターンをエッチングマスクパターンと
して、金属製のエッチングマスク層７を金属エッチング
用エッチャントによりエッチングする。

【００５７】そして、図４（ａ）各々カラー表示画素パ
ターン領域ＣＰc 毎の緑色のパターンＧとその片側の青
色層Ｂ₀ 上に、エッチングマスクパターン７ａをパター
ン形成する。

【００５８】続いて、図４（ｂ）エッチングマスクパタ
ーン７ａ上より、一側の青色層Ｂ₀に対してドライエッ
チング（反応性イオンエッチンク）を行うことにより、
一側の青色層Ｂ₀ を除去して、他側に青色のパターンＢ
をパターン形成する。

【００５９】続いて、図４（ｃ）エッチングマスクパタ
ーン７ａ及び透明基板１上より、イオンアシスト法によ
り、高光屈折率材料と低光屈折率材料とを用いて、所定
の膜厚と層数に基づいて交互に薄膜を多層に積層形成す
ることにより、赤色層Ｒ₀ （例えば、層厚１．５μｍ程
度）を積層形成する。

【００６０】続いて、図４（ｄ）エッチングマスクパタ
ーン７ａを青色のパターンＢと緑色のパターンＧ上より
金属エッチング用エッチャントを用いて除去することに
よって、透明基板１上に、各々カラー表示画素パターン
領域ＣＰc 毎に干渉膜により着色された、青色のパター
ンＢ、緑色のパターンＧ、赤色のパターンＲによるカラ
ーフィルタパターン層Ｌがパターン配置されたカラー液
晶プロジェクター用のカラーフィルタが製造される。

【００６１】そして最終的に、必要に応じて、前記パタ
ーン化したカラーフィルタパターン層Ｌの表面に透明な
合成樹脂を均一に塗布するオーバーコート方式、又はカ
ラーフィルタパターン層Ｌの表面若しくはカラーフィル
タパターン層Ｌの表面のオーバーコートの表面をバフ研
磨方式などにより平滑に研磨する表面研磨方式を用い
て、平滑化するものである。

【００６２】図５は、上記本発明の多層膜法によるカラ
ーフィルタの一使用例を説明するカラー液晶プロジェク
ターの概要側面図である。

【００６３】透明基板１の片面に多層膜法によるカラー
フィルタパターン層Ｌを備えた本発明のカラーフィルタ
は、パターン層Ｌの表面に、表面が平滑化された透明オ
ーバーコート８を備える。

【００６４】該オーバーコート８の表面には透明電極
（図示せず）を備え、該電極に平行に離間対向して、透
明基板２１（対向電極基板）と透明な電極２１ａ（対向
電極）とを備え、両対向する電極のいずれか一方の電極
は、フィルタパターンＢ、Ｇ、Ｒに対応する形状のマト
リクスパターン電極となっている。

【００６５】前記オーバーコート８表面の電極と、対向
電極２１ａとの離間対向間には、液晶２２が充填シール
され、両電極間に印加する画像表示信号に基づく駆動電
荷量に対応して、液晶２２は光透過乃至不透過のいずれ
かに変化して駆動動作する。

【００６６】また、使用する液晶２２の種類によって
は、該液晶２２に接するように液晶配向用の配向板（図
示せず）が必要に応じて設けられる。

【００６７】対向電極２１ａ側、又はカラーフィルタ側
より、光拡散板、光収光性のフレネルレンズ板（凸レン
ズ板）、コリメーターレンズなど（図示せず）を介し
て、照明光源１１からの光束１１ａが照射され、両電極
間に印加する電荷に対応して駆動し、画像表示動作する
液晶２２と、本発明のカラーフィルタとを透過したカラ
ー表示画像光の光束１１ａは、拡大光学レンズ系１２
（凸レンズ系）を介して拡大されて、所定の反射型スク
リーンや透過型スクリーンなど映写スクリーン面に投影
されるものである。

【００６８】以下に、本発明のカラー液晶プロジェクタ
ー用カラーフィルタの製造方法の具体的実施例を示す。

【００６９】＜実施例１＞ガラス製の透明基板上に、ス
ピンコート法によりフォトレジストを塗布し、フォトリ
ソグラフィ法にて、１色目の多層薄膜干渉の透過性のカ
ラーフィルタパターン（例えば緑色のパターンＧ）の非
形成部に膜厚３．４μｍ程度のレジストパターンをパタ
ーン形成した。（図２（ｂ）参照）

【００７０】なお、レジストパターンに使用するフォト
レジストとして、高解像度を持ち、粘土が比較的高く、
厚膜形成が可能な耐熱性のフォトレジストを使用し、例
えば耐熱温度約１３０℃、粘土５６ｃｐｓ程度の特性を
持つ、ＦＨ５６００Ｆ（富士ハント社製）を使用した。

【００７１】続いて、前記パターン形成したレジストパ
ターン上より、イオンアシストによる蒸着法にて、高光
屈折率材料と低光屈折率材料とによる薄膜を交互に多層
に積層形成して、総膜厚が約２．０μｍ（厳密には、
１．９４μｍ）の１色目の多層干渉フィルタとなる緑色
層を形成した。（図２（ｃ）参照）

【００７２】なお、積層形成は、イオンアシスト蒸着法
を用い、蒸着条件としては、到達真空圧１０^-4Ｐａ程
度、イオン化ガスとしてＡｒガス（アルゴンガス）にＯ
₂ （酸素）１０％を混合したガスを用い、７ＳＣＣＭの
ガス流量にて、カフマン型イオン銃（シンクロン社製）
に導入して３００ｅＶの出力で照射した。

【００７３】続いて、前記１色目の多層薄膜干渉のカラ
ーフィルタパターン（例えば緑色のパターンＧ）の非形
成部に形成されているレジストパターンを、中和系の溶
剤（あるいは有機溶剤）にて剥離除去（リフトオフ）し
て、該レジストパターン上の緑色層を透明基板上より除
去し、緑色のパターンをパターン形成した。（図２
（ｄ）参照）

【００７４】なお、中和系溶剤として、マイクロポジッ
ト、リムーバ１１６５（シプレイ社製）を用いて、約９
０℃にて２０分間で、前記レジストパターンを完全に剥
離除去した。

【００７５】続いて、２色目の多層薄膜干渉のカラーフ
ィルタパターン（例えば赤色のパターンＲ）の非形成部
（前記緑色のパターンＧ上を含めて）に、同様にしてレ
ジストパターンをパターン形成した。（図２（ｅ）参
照）

【００７６】続いて、前記パターン形成したレジストパ
ターン上より、イオンアシストによる蒸着法にて、同様
にして、高光屈折率材料と低光屈折率材料とによる薄膜
を交互に多層に積層形成して、総膜厚が約１．５μｍ
（厳密には、１．５４μｍ）の２色目の多層干渉フィル
タとなる赤色層を形成した。（図２（ｆ）参照）

【００７７】なお、高光屈折率材料として、二酸化チタ
ン（ＴｉＯ₂ ）を用い、レート１．０Å／秒、バックフ
ィルガスとして、酸素（Ｏ₂ ）を、約８５ＳＣＣＭ、真
空圧３×１０^-2Ｐａの分圧で行った。また、低光屈折率
材料として、二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）を用い、レート
２．０Å／秒、バックフィルガスは使用せず、真空圧３
×１０^-3Ｐａで行った。

【００７８】続いて、前記２色目の多層薄膜干渉のカラ
ーフィルタパターン（例えば赤色のパターンＲ）の非形
成部に形成されているレジストパターンを、同様にして
中和系の溶剤（あるいは有機溶剤）にて剥離除去（リフ
トオフ）して、該レジストパターン上の赤色層を透明基
板上より除去し、赤色のパターンＲを緑色のパターンＧ
に隣接してパターン形成した。（図２（ｇ）参照）

【００７９】続いて、３色目の多層薄膜干渉のカラーフ
ィルタパターン（例えば青色のパターンＢ）の非形成部
（前記緑色のパターンＧ上、及び赤色のパターンＲ上を
含めて）に、同様にしてレジストパターンをパターン形
成した。（図２（ｈ）参照）

【００８０】続いて、前記パターン形成したレジストパ
ターン上より、イオンアシストによる蒸着法にて、同様
にして、高光屈折率材料と低光屈折率材料とによる薄膜
を交互に多層に積層形成して、総膜厚が約１．０μｍ
（厳密には、１．０８μｍ）の３色目の多層干渉フィル
タとなる青色層を形成した。（図２（ｉ）参照）

【００８１】続いて、前記３色目の多層薄膜干渉のカラ
ーフィルタパターン（例えば青色のパターンＲ）の非形
成部に形成されているレジストパターンを、同様にして
中和系の溶剤（あるいは有機溶剤）にて剥離除去（リフ
トオフ）して、該レジストパターン上の青色層を透明基
板上より除去し、青色のパターンＲを緑色のパターンＧ
に隣接してパターン形成し、本発明の多層薄膜干渉によ
るカラー液晶プロジェクター用のカラーフィルタを得
た。（図２（ｊ）参照）

【００８２】なお、必要に応じて、該カラーフィルタの
パターン表面を、耐熱性のある透明な合成樹脂（エポキ
シ系樹脂、アミド系樹脂）を用いてオーバーコートする
か、若しくはバフ研磨による表面研磨方式にて研磨し
て、平滑化した。

【００８３】＜実施例２＞ガラス製の透明基板上に、ス
パッタリング法にて、高光屈折率材料と低光屈折率材料
とによる薄膜を交互に多層に積層形成して、総膜厚が約
１．０μｍ（厳密には、１．０８μｍ）の透過性の多層
薄膜干渉のカラーフィルタパターン（例えば青色のパタ
ーンＢ）となる青色層を形成した。（図３（ａ）参照） なお、蒸着条件として、到達真空圧１０^-4Ｐａ、透明基
板の加熱温度２５０〜３００℃とした。また、高光屈折
率材料として、二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）を用い、レー
ト１．０Å／秒、バックフィルガスとしてアルゴンガス
に酸素（Ｏ₂ ）１０％を混合したガスを用い、真空圧
（２×１０^-3Ｔｏｒｒ）の分圧で行った。また、低光屈
折率材料として、二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）を用い、レー
ト１．０Å／秒、バックフィルガスとしてアルゴンガス
に酸素（Ｏ₂ ）１０％を混合したガスを用い、真空圧
（２×１０^-3Ｔｏｒｒ）の分圧で行った。

【００８４】続いて、青色層上の全面に、スパッタリン
グ法にて、クロム金属（Ｃｒ）を膜厚約２０００Å積層
して、ドライエッチングマスク層を形成した。（図３
（ｂ）参照）

【００８５】続いて、ドライエッチングマスク層上の全
面に、ウエットエッチングマスク層としてフォトレジス
トをスピンコート法にて塗布した。（図３（ｃ）参照）

【００８６】続いて、フォトリソグラフィ法にて、ウエ
ットエッチングマスク層の１色目の多層薄膜干渉の透過
性のカラーフィルタパターン（例えば緑色のパターン
Ｇ）の非形成部に、膜厚３．４μｍ程度のウエットエッ
チングレジストパターンをパターン形成した。（図３
（ｄ）参照）

【００８７】続いて、前記ウエットエッチングレジスト
パターンをウエットエッチングマスク、硝酸第二セリウ
ムアンモニウム液をエッチャントとして、ドライエッチ
ングマスク層の１色目のパターン（例えば緑色のパター
ンＧ）形成部をエッチング除去した。（図３（ｅ）参
照）

【００８８】続いて、前記ウエットエッチングレジスト
パターンを有機溶剤にて溶解除去して、青色層上にクロ
ム金属によるドライエッチングマスクパターンを形成し
た。（図３（ｆ）参照）

【００８９】続いて、ドライエッチングマスクパターン
上よりドライエッチング法にて、青色層の１色目のパタ
ーン（例えば緑色のパターンＧ）形成部をエッチング除
去した。（図３（ｇ）参照） なお、ドライエッチングは、反応性イオンエッチングに
より行い、エッチング条件としてはＣ₂ Ｆ₆ ガス（又は
ＨＦガス）を、流量１０ＳＣＣＭ、ガス圧１．２Ｐａに
て反応室内に導入し、電極上に設置された前記透明基板
に対して、０．２５Ｗ／ｃｍ² の条件で約１時間印加し
て行った。

【００９０】続いて、クロム金属によるドライエッチン
グマスクパターン上より、前記青色層と同様にして、ス
パッタリング法にて、高光屈折率材料と低光屈折率材料
とによる薄膜を交互に多層に積層形成して、総膜厚が約
２．０μｍ（厳密には、１．９４μｍ）の透過性の多層
薄膜干渉のカラーフィルタパターン（例えば１色目の緑
色のパターンＧ）となる緑色層を形成した。（図３
（ｈ）参照）

【００９１】続いて、前記青色層上のクロム金属による
ドライエッチングマスクパターンを硝酸第二セリウムア
ンモニウム液（エッチャント）にて（必要に応じて超音
波を併用）溶解除去して、透明基板上に１色目の緑色の
パターンＧをパターン形成した。（図３（ｉ）参照）

【００９２】続いて、青色層上及び１色目の緑色のパタ
ーンＧ上より全面に、スパッタリング法にてクロム金属
によるドライエッチングマスク層を形成した。（図３
（ｊ）参照）

【００９３】続いて、前記同様に、クロム金属によるド
ライエッチングマスク層の全面にフォトレジストを塗布
してウエットエッチングマスク層を形成し、フォトリソ
グラフィ法にて前記１色目の緑色のパターンＧ上及び２
色目の青色のパターンＢの形成部上にウエットエッチン
グマスクパターンを形成した後、下層のクロム金属によ
るドライエッチングマスク層を硝酸第二セリウムアンモ
ニウム液をエッチャントとしてウエットエッチングを行
い、前記１色目の緑色のパターンＧ上及び２色目の青色
のパターンＢの形成部上に、ドライエッチングマスクパ
ターンを形成した。（図４（ａ）参照）

【００９４】続いて、ドライエッチングマスクパターン
上よりドライエッチング法にて、青色層の３色目のパタ
ーン（例えば赤色のパターンＲ）形成部をエッチング除
去して、２色目の青色のパターンＢをパターン形成し
た。（図４（ｂ）参照） なお、ドライエッチングは、反応性イオンエッチングに
より行い、エッチング条件としては、前記同様にして行
った。

【００９５】続いて、クロム金属によるドライエッチン
グマスクパターン上より、前記緑色層と同様にして、ス
パッタリング法にて、高光屈折率材料と低光屈折率材料
とによる薄膜を交互に多層に積層形成して、総膜厚が約
２．０μｍ（厳密には、１．９４μｍ）の透過性の多層
薄膜干渉のカラーフィルタパターン（例えば３色目の赤
色のパターンＲ）となる赤色層を形成した。（図４
（ｃ）参照）

【００９６】続いて、前記１色目の緑色のパターンＧ及
び２色目の青色のパターンＢ上のクロム金属によるドラ
イエッチングマスクパターンを、硝酸第二セリウムアン
モニウム液（エッチャント）にて（必要に応じて超音波
を併用）溶解除去して、透明基板上に３色目の赤色のパ
ターンＲをパターン形成し、各々カラー表示画素パター
ン領域ＣＰc 毎のそれぞれ画素パターン領域Ｐc に、そ
れぞれ３色の青色パターンＢ、緑色パターンＧ、赤色パ
ターンＲをパターン形成し、本発明の多層薄膜干渉によ
るカラー液晶プロジェクター用のカラーフィルタを得
た。（図４（ｄ）参照）

【００９７】なお、必要に応じて、該カラーフィルタの
パターン表面を、透明な耐熱性のある合成樹脂（エポキ
シ系樹脂、アミド系樹脂）を用いてオーバーコートする
か、若しくはバフ研磨による表面研磨方式にて研磨し
て、平滑化した。

【００９８】上記実施例１及び実施例２により得られた
カラーフィルタのそれぞれ耐熱性、耐候性（耐湿性、耐
光性）、精細度、透過率を、下記の条件にて試験し、測
定した結果、各色パターンＢ、Ｇ、Ｒの色の劣化は知見
されず、良好な結果が得られた。 精細度 パターン形成可能最小パターン；ドットサイズ
直径５μｍ 透過率 Ｂ、Ｇ、Ｒ各色のピーク領域の分光透過率；８
５％以上

【００９９】

【作用】本発明の第１発明のカラー液晶プロジェクター
用カラーフィルタは、透明基板１上に、高屈折率材料と
低屈折率材料とを交互に多層に積層して、青（Ｂ）、緑
（Ｇ）、赤（Ｒ）のピーク透過領域の分光透過率がいず
れも８５％以上である光吸収率の少ない多層薄膜干渉フ
ィルタによる耐熱性と耐候性のあるカラーフィルタパタ
ーンＬを備えているので、カラー液晶プロジェクターの
カラーフィルタとして使用した際に、プロジェクターの
強力光源から発生する熱や光源に含有する紫外線に対す
る劣化の少ないカラーフィルタとして作用する。

【０１００】また、本発明の第２発明のカラー液晶プロ
ジェクター用カラーフィルタの製造方法は、多層薄膜干
渉フィルタによるカラーフィルタパターンを、イオンア
シスト法により、無機化合物の高光屈折率材料と低光屈
折率材料との薄膜を、所定膜厚と層数の組合せにより交
互に多層に積層して分光着色し、それをリフトオフ方
式、又はエッチング方式によりパターン化してあるの
で、従来の印刷方式などに比較して、きわめて高精細な
カラーフィルタパターン層Ｌが得られる。

【０１０１】また、得られたカラーフィルタのカラーフ
ィルタパターン層Ｌの表面を、必要に応じて、透明な合
成樹脂を用いてオーバーコート方式若しくは研磨方式に
て平滑化することにより、平滑化以前においてパターン
形成時にレジストパターンやエッチングマスクパターン
を剥離除去（リフトオフ）、又はフォトレジスト層やエ
ッチングマスク層をエッチングによりパターン形成した
際に、各色のパターンＢ、Ｇ、Ｒのエッジ部分、又はレ
ジストパターンやマスクパターンのエッジ部分に剥離残
滓や剥離残留物やエッジ部分の立ち上がり（バリなど）
が発生した場合には、それを除去することができる。

【０１０２】また、得られたカラーフィルタのカラーフ
ィルタパターン層Ｌの表面に透明なオーバーコートを施
した後に、該コートの表面をバフ研磨などにより研磨し
て平滑化することにより、カラーフィルタパターン層Ｌ
の表面はそのままの状態で、カラーフィルタパターン層
Ｌの表面をオーバーコートを介して平滑化することがで
きる。

【０１０３】このように、カラーフィルタパターン層Ｌ
の表面の剥離残滓や剥離残留物やエッジ部分の立ち上が
り（バリなど）を除去することにより、また、カラーフ
ィルタパターン層Ｌの表面をオーバーコートを介して平
滑化することにより、本発明のカラーフィルタの透明基
板１と、これに平行に所定微細距離を以て離間対向させ
る透明基板による対向電極基板（図示せず）との間に
は、液晶を充填封入するための均一なセルギャップが形
成でき、良質な表示画像の得られる耐熱性及び耐候性、
耐薬品性のあるカラー液晶プロジェクター用のカラーフ
ィルタとしての役割を果たすことができる。

【０１０４】

【発明の効果】本発明のカラー液晶プロジェクター用カ
ラーフィルタは、染色法や、顔料分散法、あるいは印刷
法に依らない高光屈折率材料と低光屈折率材料の交互多
層積層によって、分光透過率の良好な耐熱性及び耐候性
及び耐薬品性のあるカラーフィルタが得られ、強力光源
を使用したカラー液晶プロジェクター用のカラーフィル
タとして効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー液晶プロジェクター用カラーフ
ィルタの側断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｊ）は本発明のカラー液晶プロジェ
クター用カラーフィルタの製造方法の一実施例の製造工
程を示す側断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｊ）は本発明のカラー液晶プロジェ
クター用カラーフィルタの製造方法の他の実施例の製造
工程を示す側断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明のカラー液晶プロジェ
クター用カラーフィルタの製造方法の他の実施例の製造
工程を示す側断面図である。

【図５】本発明のカラー液晶プロジェクター用カラーフ
ィルタの一使用例を示すカラー液晶プロジェクターの概
要側面図である。

【符号の説明】

ＣＰc …カラー表示画素パターン Ｐc …画素パターン
（ピクセル） Ｌ…フィルタパターン層 Ｂ…青色パターン Ｇ…緑色パターン Ｒ…赤色パター
ン Ｂ₀ …青色層 Ｇ₀ …緑色層 Ｒ₀ …赤色層 １…透明基板 ２…フォトレジスト層 ２ａ…レジストパターン（リフトオフパターン） ３ａ…レジストパターン ４ａ…レジストパターン ５…金属製エッチングマスク層 ５ａ…エッチングマス
クパターン ６…フォトレジスト層 ６ａ…レジストパターン ７…金属製エッチングマスク層 ７ａ…エッチングマス
クパターン ８…透明オーバーコート層（及び透明電極層） １１…照明光源 １１ａ…光束 １２…光学レンズ系 ２１…透明基板 ２１ａ…透明電極層 ２２…液晶

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に高屈折率材料と低屈折率材料
   とを交互に多層に積層し、それぞれ赤、緑、青のピーク
   領域の分光透過率がいずれも８５％以上である光吸収率
   の少ない多層薄膜干渉フィルタによるカラーフィルタパ
   ターンを備えたことを特徴とするカラー液晶プロジェク
   ター用カラーフィルタ。
2. 【請求項２】請求項１記載のカラー液晶プロジェクター
   用カラーフィルタの前記多層薄膜干渉フィルタによるカ
   ラーフィルタパターンを、リフトオフ方式を用いてパタ
   ーン化することを特徴とするカラー液晶プロジェクター
   用カラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】請求項１記載のカラー液晶プロジェクター
   用カラーフィルタの前記多層薄膜干渉フィルタによるカ
   ラーフィルタパターンを、ドライエッチング方式を用い
   てパターン化することを特徴とするカラー液晶プロジェ
   クター用カラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】前記パターン化したカラーフィルタパター
   ン表面を、オーバーコート方式若しくは表面研磨方式を
   用いて平滑化することを特徴とする請求項２又は請求項
   ３記載のカラー液晶プロジェクター用カラーフィルタの
   製造方法。