JPH03126902A - カラーフィルタの製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、カラー液晶表示装置に用いると好適なカラー
フィルタの製造方法に関する。

〈従来技術〉 液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造方法は数多
く提案され、幾つかの方法が実用になっている１例えば
透明基板上に可染性感光性樹脂を塗布し常法に従って画
像形成して、例えば赤色に染色、以下同様にして緑・青
を染色してカラーフィルタを製造する（これを仮に染色
法と呼ぶ）。

感光性樹脂中に予め色素を分散させ、通常の方法で画像
形成して、赤・緑・青の色フィルタを順次形成する方法
がある（これを仮に着色樹脂法と呼ぶ）、透明基板上に
透明導電層を成膜し、該透明導電膜をパターン化した後
、着色すべきパターンにのみ通電しながら電着塗料で着
色像を形成する方法がある（これを仮に電着法と呼ぶ）
０以上は、基本的には、フォトリソグラフィーの手法に
よってカラーフィルタを製造する方法であるが、その他
に印刷によってカラーフィルタを製造することもできる
。

カラーフィルタの画素サイズは、１００μｍから２００
μｍ角、寸法精度は５μｍ以下、画面寸法は対角数イン
チから数十インチであるが、将来は更に大型化が求めら
れ、位置精度は１５μｍ以下が望ましい。またカラーフ
ィルタは、ポリイミド等の配向処理に耐える熱安定性、
洗浄処理または透明導電膜のパタニング加工が可能な耐
酸・耐アルカリ性が要求されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来から実用化されているカラーフィルタの製造方法の
うち染色法および着色樹脂法は、感光液の塗布、ソフト
ベーク・露光・現像・染色・ハード−ベークを３回ない
し４回繰り返して赤・緑・青・　（黒）からなるカラー
フィルタを製造する。

（着色樹脂法では「染色」工程を含まない。）ここで感
光液の塗布及びそのソフトベーク、及びハード−ベーク
は比較的長時間を必要とするので工程が長くなる。電着
法は透明基板上に透明導電膜（ＩＴＯ）を成膜して、微
細加工した後、各色ごとに前記ＩＴＯに通電してカラー
フィルタを形成する。しかがって、隣接する二つのパタ
ーンは、確実に分離していなければならないので高度の
微細加工技術を必要とする。各色形成後にハード−ベー
ク工程が入り、所要時間が長くなる。以上のようにいず
れの方法もカラーフィルタを製造するに要する時間が長
い、またワークサイズの大型化の要求、即ち画面寸法の
大型化及び多面付によるコストダウンの要求に対し、従
来技術の感光液塗布、ベーク露光等は大型化の対応がむ
ずかしい。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、予じめ透明基板上に透明導電膜および透明な
誘電体を設け、他方導電性支持体上に膜厚４μｍないし
２０μｍまでの絶縁体を所望の形状に設け、前記誘電体
層と該支持体の絶縁体を有する面とを対向した後、少な
くとも４００Ｖ以上の直流電圧を透明導電膜と導電性支
持体間に印加して、導電性支持体上の絶縁体の除かれた
部分で空中放電させ、該誘電体上に静１を潜像を形成し
、該静電潜像をもとに電子写真用液中に浸漬し現像した
後乾燥し、所望の着色層を得、以下同様にして他の色相
の着色層を順次形成することを特徴とするカラーフィル
タの製造方法である。

また、必要ならば、導電性支持体と絶縁体間に体積抵抗
が、１０’Ωｃｍないし１０１Ωｃｍで膜厚がＯ，ＩＩ
Ｉｍから１０ｔＩｍである中間層を介在させた上記カラ
ーフィルタの製造方法を提供する。

また、以上の方法で製造したカラーフィルタに、接着剤
を塗布し、透明基板に転写することができる。この場合
、転写される前の基板及び導電膜はかならずしも透明で
ある必要はない。

く作用〉 本発明に従えば従来のフォトリソグラフィ工程を用いた
染色法及び着色樹脂法に比較して、塗布およびソフトベ
ークの工程が削除でき、所要時間は大幅に短縮できる。

また例えば、特開昭５７−２００７７１号公報に記載さ
れている電着法では、透明基板上の透明導電膜を、カラ
ーフィルタの形状に応じて微細加工し、各色別に通電す
るための処理が必要になる。一方、本発明では、カラー
フィルタのパターン形状は、予じめ準備された導電性支
持基板上の絶縁体の形状で決まり、これは繰り返し使用
することができるので、多数枚を処理する際には、大幅
な時間短縮になる。ＷＩ像形形成必要な時間は、絶縁体
と誘電体をアライメントしてから密着し、ただちに電圧
を印加することによって潜像形成ができる。潜像形成か
ら現像までは極めて短時間で処理しなければならないの
で、全工程の処理時間は従来から実用化されている方式
に比べ大幅に短縮できる。

〈発明の詳述〉 以下、図面を参照しながら本発明を詳述する。

第１図から第７図は、零発の様態を示す模式図である。

透明基板（１）上に透明導電膜（２）を設け、その上に
透明な誘電体層（３）を形成する。これを仮に基板（Ａ
）と呼ぶ（第１図参照）、ここで透明基板（１）は液晶
表示装置に用いるガラス板であり、具体的には青板ガラ
ス又は白板ガラスが適用できる。透明導電膜（２）とし
ては、酸化錫、酸化インジューム、及びその混合物であ
るＩＴＯ，更にはパラジューム等の金属薄膜が用いられ
る。該透明導電膜（２）の表面抵抗は１０１Ω以下であ
ることが好ましい。

透明な誘電体層（３）は、各種樹脂膜、例えばアクリル
樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂又はシリコーン樹脂
等が使用できる。液晶パネルの構造上、該誘電体層は薄
い方が好ましい。しかし、膜厚と表面電位は、一定膜厚
以下では比例関係にあり、又現像時のトナー付着量は表
面電位に規制されるという関係から、Ｗｊ４［は１μｍ
ないし６μｍ程度が必要である。

また第２図に示すように、導電性支持体（４）上に任意
形状の絶縁体（５）を設け、これを仮に版（Ｂ）と呼ぶ
、ここで導電性支持体（４）は電気抵抗１０５Ωｃｍ以
下の金属板、金属薄膜形成ガラス、ＩＴＯ形戊形成ルム
、カーボン、分散樹脂体がある。絶縁体（５）は、印刷
に於る版に相当するので、パターン加工が容易にできる
素材が好ましい。例えば、ポジ型ホトレジスト、ネガ型
ホトレジストが用いられる。その他に、必要に応して各
種合成樹脂や無機絶縁体を各種手法によってパターン加
工して対応することもできる。絶縁体（５）の膜厚は４
μｍから２０ａｍが望ましいが、かならずしもこの範囲
内に限定されるものではない９Ｍ厚が４μｍ以下では放
電電圧が急激に高くなり、ギャップのわずかの偏差によ
って、放電の有無が生じるために、潜像にムラが生じる
。また２０ｕｍ以上になると、パターン加工自体が困難
になってくるため好ましくない。

次に第３図に示すように、誘電体層（３）と絶縁体（５
）を対向密着して、透明導１１　ｌｌ１（２）と導電性
支持体（４）間に４００Ｖ以上の直流電圧を印加するこ
とによって、導電性支持体（４）と誘電体層（３）の空
隙部（７）で空中放電が生じて、誘電体層〔３）の表面
に版（Ｂ）に応じた＃電潜像が形成できる。

次に第４図に示すように、電子写真用液体現像剤（８）
中に基板（Ａ）を浸し、対向電極Ｑｆｆｌと透明導ｔ　
ＩＩＩ（２）間にバイアス電源ＯＤを介し、必要に応じ
適宜電圧を印加することにより、仮に赤色トナー（９）
によって潜像は可視化される。以降同様にして、緑色ト
ナー・青色トナーを用いてカラーフィルタ層０２１を形
成する。

第３図に示した静電潜像形成時に、空隙部（７）のギャ
ップが場所によって異なると、放電開始電圧及び放ｉｔ
流に差が生じ、静電潜像が不均一になる。この現像を防
ぐ方法として、第６図、第７図で示す用に導電性支持体
（４）上に中間層０３）を介することが有効である。中
間層ＱΦの厚みとしては０．１μｍ以上１０μｍ以下で
、体積抵抗が１０１ΩＣｍから１０１Ωｃｍの抵抗体、
例えば金属酸化物、具体的には酸化アルミニウム、酸化
鉄、酸化クロム、二酸化珪素等が適用でき、さらにはカ
ーボンや金属粉を分散させた樹脂層が用いられる。

第５図に示すように、誘電体層（３）上に形成されたカ
ラーフィルタ層０２１は場合によって他の透明基体に転
写することもできる。かかる操作によって透明導電膜（
２）を除いたカラーフィルタを製造することができる。

第５図に示す誘電体層（３）に形成されたカラーフィル
タ層Ｑ２１の表面上に、透明な樹脂からなるオーバーコ
ート層を設け、更に透明導電膜を形成することができる
。

〈実施例〉 以下具体的な実施例にもとすいて本発明を説明する。

〈実施例１〉 第１図で示す基１　（Ａ）の具体例として、表面抵抗４
Ｘ１０”ΩＩＴＯ（酸化インジェームと酸化錫の混合物
）が放膜された１、１ｍｍ厚青板ガラス基板上に絶縁性
樹脂ＦＯＲ（富士薬品工業株式会社製商品名）をスピン
ナーで回転塗布して、２３０″Ｃ３０分間加熱した。こ
のときの誘電体層の膜厚は５．６μｍであった。他方、
第２図で示す版（Ｂ）として、上記ＩＴＯ付ガラス基板
に、ポジ型レジストマイクロポジット１４００　（シプ
レーファ−イースト株式会社製）３７重量％品を、スピ
ンナーで１００Ｏｒ　ｐ　ｍ　３０秒間、回転塗布し、
９０°Ｃ３０分ソフトベーク後、露光、現像し、１５０
°Ｃで６０分間加熱した。このとき絶縁体の膜厚は５．
２μｍであった０次に上記基板（Ａ）と版（Ｂ）を対向
密着し、１７０間に直流７００Ｖの電圧を約２秒間印加
して、基板（Ａ）に版（Ｂ）と同一パターンの静電潜像
を形成した。

一方、電子写真用液体現像剤（石原産業株式会社製）の
紅色現像剤と黄色現像剤を混合して赤色現像剤を準備し
、上記基板（Ａ）を赤色現像剤に浸して現像した。以降
同様にして基板（Ａ）と版（Ｂ）の位置合せ後、密着し
て、電圧を印加して潜像を形成し、緑色現像剤で２色目
の着色層を形成し、さらに継続して青色着色層を形成し
、第５図に示すようなカラーフィルタ層０２１を製造し
た。

〈実施例２〉 基板（Ａ）として、ポリエステルフィルムの片面にＩＴ
Ｏの透明導電膜を形成したハイビーム７０Ｌ−ＢＬＯ２
（東し株式会社製商品名）に酢酸ビニルポリマーをバー
コーターで膜厚７μｍに塗布して誘電体層とし、基４！
ｉ、（Ａ）とした、他方、実施例１で用いたＩＴＯ付ガ
ラス基村上に中間膜としてカーボンインキ（カーボンと
樹脂分が重量比１：１）をスピンナーで塗布し、２３０
　’Ｃ３０分加熱した。このときの膜厚は５．０μｍで
あった。次にこのカーボンインキの上にポリイミドワニ
ス５Ｐ−９１０（東し株式会社製商品名）をメチルセロ
ソルブで１．５倍に希釈し、スピンナで１０１００Ｏｒ
ｐ秒間塗布し、１１０°Ｃ２０分間乾燥した０次に感光
性樹脂のマイクロボジント１４００．２５重量％品を３
００Ｏｒｐｍで回転塗布し、９０″Ｃ３０分間のソフト
ベーク後、露光した。専用現像剤ＭＦ３１２を純水で２
倍に希釈して現像し、同時に５Ｐ−９１０をエツチング
し絶縁体（５）とした０次に２５０℃６０分間乾燥して
６μｍ高さの凹凸を有する版（Ｂ）を製造し、上記基板
（Ａ）を密着して直流７００Ｖの電圧を２秒間印加して
静電潜像を形成した。以下潜像の可視化の工程は実施例
１と同じであった。

３回の現像によってハイビーム７０Ｌ−ＢＬ−０２上に
カラーフィルタ層を形成した０次に、透明基板７０９５
ガラス（米国コーニング社製）上に光硬化性接着剤を塗
布した後、カラーフィルタを密着し、ガラス面から紫外
線（３０ｍ　Ｊ　／　ｃｍｔ）を照射し、次に透明基板
とハイビーム７０Ｌ−Ｂ　Ｌ　０．２を分離してカラー
フィルタを製造した。

（光硬化性接着剤＆ｌｌ戒） １０重量部 〈実施例３〉 基板（Ａ）として、厚み１゜ １ｍｍ７０５９ガ ラス板（米国コーニング社製）上に金属クロムを底膜し
、常法に従って金属クロムをパターン化した。即ち、液
晶ディスブーでもちいられるカラーフィルタの標準的な
ブラックマトリックスである。

この上に以下のモノマー組成を重合したアクリル系樹脂
を塗布し２３０°Ｃ３０分間加熱４．０μｍの膜厚の誘
電体層を得た。

〈実施例４〉 基板（Ａ）として、厚み１．１ｍｍ７０５９ガラスＦｉ
＜米国コーニング社製）上に金属クロムを底膜し、常法
に従って金属クロムをパターン化した。即ち、液晶ディ
スブーでもちいられるカラーフィルタの標準的なブラッ
クマトリックスである。

この上に以下のモノマー組成を乗号したアクリル系＃Ａ
Ｊ１を塗布し２３０°Ｃ３０分間加熱４．０ｐｍの膜厚
の誘電体層を得た。

七ツマ−＆Ｉ威 他方、表面抵抗４Ｘ１０”ΩｃｍのＩＴＯガラス基板上
の有効部分に中間層として１０００人のＳｉＯ，ｌｌｊ
をスパッタリングで製膜した０次に実施例１と同様にマ
イクロポジット１４００を回転塗布、ソフトベーク、露
光、現像の工程を経て、膜厚５．２μｍの絶縁体を有す
る版（Ｂ）を得た。

次に基板（Ａ）と版（Ｂ）をアライメントして基板（Ａ
）のクロム部及び版（Ｂ）のＩＴＯ部間に直流電圧７０
０■を印加し、基板（Ａ）上に静電潜像を形成した。以
降実施例１で開示したように、液体現像剤で赤・緑・青
色からなるカラーフィルタ層を形成した。次に前記アク
リル系樹脂をコートして乾燥し、引き続いてＩＴ○膜を
スパッタ法により形成した。

〈発明の効果〉 本発明のカラーフィルタの製造方法は、工程が容易であ
り、処理時間が従来法に比較して大巾に短縮可能である
から、コスト的にも極めて有利なカラーフィルタの製造
方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは、本発明の製造方法を工程順に
示す説明図である。第６図および第７図は、それぞれ本
発明の製造方法に用いる版（Ｂ）のその他の実施例を示
す説明図である。 １　・・・・透明基板　　　２　・・・・透明導電膜３
　・、・・誘電体Ｎ　　　４　・・・・導電性支持体５
　・・・・絶縁体　　　　６　・・・・直流電源７　・
・・・空隙部　　　　８　・・・・液体現像剤９　・・
・・　トナー　　　１０　・・・・対向電極１１　・・
・・バイアス電源 １２　・・・・　カラーフィルタ層 １３　・・・・中間層 特　　許　　出　　願　　人 凸版印刷株式会社 代表者　鈴木和夫 （外１名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に透明導電膜および透明な誘電体層を設け
   、他方導電性支持体上に膜厚４μｍ以上２０μｍ以下の
   絶縁体を所望の形状に設け、前記誘電体層と該支持体の
   絶縁体を有する面とを対向した後、少なくとも４００Ｖ
   以上の直流電圧を透明導電膜と導電性支持体間に印加し
   て、空隙部分で空中放電させて、該誘電体層上に静電潜
   像を形成し、該静電潜像をもとに電子写真用液体現像剤
   で所望の着色層を現像し、以下同様にして他の色相の着
   色相を順次形成することを特徴とするカラーフィルタの
   製造方法。
2. （２）導電性支持体上に、体積抵抗が１０＾５Ωｃｍな
   いし１０＾８Ωｃｍで膜厚が１０μｍ以下である中間層
   を介在させて絶縁体を形成することを特徴とする請求項
   （１）に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. （３）請求項（１）で作製したカラーフィルタの表面に
   少なくとも透明なオーバーコート層および透明導電膜を
   設けたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. （４）請求項（１）で作成したカラーフィルタに、接着
   剤を塗布し、透明基板に転写することを特徴とするカラ
   ーフィルタの製造方法。