KR100206297B1

KR100206297B1 - 컬러필터의 제조방법 및 이 제조방법에 사용하는 차광막용 레지스트

Info

Publication number: KR100206297B1
Application number: KR1019910700500A
Authority: KR
Inventors: 세이이찌로 요꼬야마; 히데아끼 쿠라타; 미쯔루 에이다
Original assignee: 이데미쯔 아끼스께; 이데미쯔 코오산 가부시끼 가이샤
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1999-07-01
Also published as: EP0444201A4; KR920701839A; EP0444201A1; US5248576A; CA2042035A1; WO1991004505A1

Abstract

색소막 형성용의 투명전극을 액정 구동용의 투명전극에 사용할 수 있는 컬러필터의 제조방법 및 이 방법에 있어서 절연성의 블랙 매트릭스를 형성하는 데에 사용되는 차광막용 레지스트가 개시되어 있다.

상기 제조방법은, 색분해된 개별의 색에 상당하는 투명전극 이외의 전극상에 블랙 매트릭스의 형성과 동시에 블랙 매트릭스재로 전극인출 창구대로서의 절연층을 형성하고, 이어서 그 위에서 부터 각각의 전극인출 창구대 단위내는 전기적으로 접속되고, 또한 다른 전극인출 창구대와는 전기적으로 접속되지 않도록 도전층을 형성하므로서 전극인출 창구대의 각각을 형성한 후, 상기 색소층을 미셸 전해법에 의하여 형성하도록 하고 있다.

Description

컬러필터의 제조방법 및 이 제조방법에 사용하는차광막용 레지스트

종래부터, 액정 TV나 퍼스컴의 디스플레이 등에 사용되는 컬러필터의 제조방법으로서는,

① 기판상의 젤라틴 층을 염색하고 나서 포토레지스트 및 자외선 경화를 행하는 염색법.

② 레지스트제 중에 안료를 분산시키고, 그리고 자외선 경화를 행하는 분산법.

③ 기판에 색소막 패턴등을 직접 인쇄하는 인쇄법.

④ 적당한 용매에 안료를 분산시키고, 기판상에 형성된 전극을 이용하여 전착도장을 행하는 전착법(電着法)등이 알려져 있다.

그러나, 상기 ① 의 염색법은, 내광성이 나쁘고, 상기 ②의 분산법은 공정이 복잡하여 생산성이 낮다. 또, 상기 ③이 인쇄법은 정밀도가 낮고, 내광성도 나쁘다. 이들 방법에 비하여, 상기④의 전착법은 내광성이나 내열성이 양호하나, 색소층을 형성하기 위하여 투명전극이 필요할 뿐 아니라, 형성되는 색소층이 절연막으로 되기 때문에, 상기 ①-③ 의 방법과 마찬가지로, 컬러필터의 표면에 액정 구동을 위한 전극을 마련할 필요가 있다.

이에 대하여, 도전성의 색소층을 형성할 수 있는 컬러필터의 제조방법으로서, 절연성의 기판상에 소광 형상의 투명전극을 형성하고, 그 위에 미셀전해에 의하여 도전성 다공질의 소수성 색소박막을 형성하는 미셀전해법이 제안되어 있다(일본과 특개소 63-243298호 공보 참조).

한편, 최근에는 차광막이 컬러필터, 액정표시재료, 전자표시재료, 컬러 디스플레이 등의 표시소자에 없어서는 안되는 것으로 되어 있으며, 이들 표시소자는, 랩톱 퍼스컴, 노트퍼스컴, 오디오, 차량탑재용 내부패널, 시계, 전자식 탁상계산기, 비디오데크, 팩시밀리, 통신기, 게임기 및 측정기기등의 각종 분야에서 널리 이용되고 있다.

예를들면, 컬러필터에 있어서는, 적(R),녹(G),청(B) 등의 각화소간에 형성되는 블랙 매트릭스로서 차광막이 사용되고 있다. 이 블랙 매트릭스는, 화소간의 누설광에 의한 콘트라스트 및 색순도의 저하를 방지하는 역할을 하고 있다.

종래, 인쇄법, 분산법 또는 염색법 등에 의하여 컬러필터드의 각 화소(색소층)를 형성할 경우, 차광막으로서는, 대부분의 경우 카아본계 포토레지스트제나 크롬막이 사용되고 있다.

그러나, 카아본계 포토레지스트제나 크롬막은 도전성이 있기 때문에, 액정 구동전극과 색소층 형성 전극을 공유할 수 없다고 하는 문제가 있다. 즉, 색소층 형성용으로 패터닝한 IT0전극상에 먼저 블랙 매트릭스를 형성하면, 좌우의 전극과 도통해 버려, 미셀전해법 등에 의하여 색소층을 형성할 수 없다고 하는 문제점이 생기고, 반대로, 색소층을 형성한 후에 블랙 매트리스를 형성하여도, 액정 구동시에 좌우의 전극과 도통해 버려, 액정이 작동하지 않는다고 하는 문제점이 생긴다. 이와 같이, 카아본계 포토레지스트제를 사용하였을 경우에는, 도전성이 뛰어난 미셀전해법 또는 전착법에 의하여 색소층을 형성할 수 없다고 하는 문제가 있다.

이 때문에, 절연성이 있는 차광막용 레지스트의 개발이 요망되고 있으며, 절연성이 포토레지스트제로서 유기 안료계의 레지스트제가 개발되고 있다. 그러나, 상술한 종래의 절연성을 가지는 유기안료계 포토 레지스트제를 사용한 차광막은, 적(R),녹(G),청(B)의 각 색안료를 함유한 3종류의 포토레지스트를 혼합하거나, 또는 적(R), 청(B)의 안료를 함유한 2종류의 포토레지스트를 혼합하고, 포토리소그래피 법에 의하여 형성되고 있기 때문에, 차광율이 낮고, 따라서, 충분한 차광율을 얻을려고 하면 막두께가 두꺼워진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 투명전극을 컬러필터 제조시의 색소의 형성과 제조후의 액정구동과의 양쪽에 공용할 수 있는 구성을 가지는 컬러필터의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 높은 차광율을 가지는 고절연성의 차광막을 형성할 수 있는 차광막용 레지스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 미셀 전해법에 의한 색소층을 가지는 컬러필터의 제조방법, 및 이 방법에 있어서 블랙 매트릭스의 형성에 사용되는 차광막용 레지스트에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 컬러필터의 일실시양태를 모식적으로 도시한 단면도, 제2도는 투명전극 형성용의 마스크를 도시한 평면도, 제3도는 블랙 매트릭스 및 전극인출 영역 형성용의 마스크를 도시한 평면도, 제4도 및 제5도는 전극 인출 영역의 단면도, 제6도는 포토리소그래피법에 의한 차광막의 제조공정의 일구체예를 도시한 플로우도이다.

도면중 (1)은 유리기판, (2)는 투명전극, (3)은 블랙스트라이프, (4)는 색소층,(5)는 코오팅층,(6)은 배향층을 나타낸다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법은, 절연성 기판, 투명전극, 블랙매트릭스 및 3원색의 색소층 순으로 적층된 컬러필터 제조방법에 있어서, 컬러필터 표면에 색소층의 3원색에 각각 대응시킨 전극인출창구대를 가지는 전기 절연성 전극인출 영역을 블랙매트릭스 형성과 동시에 블랙매트릭스재로 형성한 후, 3원색 중1색에 대응한 복수의 전극인출창구대를 도전층에 의해 전기적으로 접속함과 아울러 다른 3원색에 대응한 전극인출창구대는 전기적으로 절연된 상태에서 전기적으로 접속한 복수의 전극인출창구대를 개재하여 통전하여 3원색 중 1색의 색소층을 미셸전해법으로 형성하며, 순차적으로 다른 3원색의 색을 미셸전해법으로 형성하도록 구성하고 있다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법은, 절연성과 블랙 매트릭스의 형성과 동시에 컬러필터의 일부에 전극인출창구대를 형성한 후, 투명전극 위에 미셸 전해법에 의하여 도전성의 색소층을 적층하도록 하였으므로, 색소층 형성용의 전극을 액정 구동용 전극으로서 사용할 수 있는 컬러필터를 간단하게 제조할 수 있다.

또, 본 발명의 차광막용 레지스트는, 절연성 유기 안료 분산 레지스트 또는 절연성 투명 레지스트의 적어도 1종 이상의 레지스트와, 도전성 고차광성 레지스트를 함유한 구성(제1 레지스트), 또는, 2종 이상의 절연성 유기 안료 분산레지스트를 함유한(제2 레지스트), 또는, 절연성 투명 레지스트에 흑색 유기 안료를 분산시킨 구성(제3 레지스트)으로 하고 있으며, 바람직하게는, 차광막으로 하였을 때의 면저항치가 각각 10⁷Ω/㎠ 이상으로 되는 구성으로 하고 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법에 있어서는, 우선, 색분해된 개별의 색에 상당하는 투명전극 이외의 전극상에 블랙 매트릭스의 형성과 동시에, 블랙 매트릭스재로 전극 인출 창구대로서의 절연층을 형성하고 이어서 그 위에서 부터 각각의 전극 인출 창구대 단위내는 전기적으로 접속되고, 또한 다른 전극 인출창구대와는 전기적으로 접속되지않도록 도전층을 형성하므로서 전극 인출 창구대 각각을 형성한다.

그 일실시태양을 제1도를 참조하여 구체적으로 나타내면, 컬러필터(10)를 제조하려면은, 맨처음에 절연성 유리기판(예를들면, 청색판유리, 무알칼리유리, 석영유리제의 판) (1)의 표면을 알칼리 수용액 또는 순수등으로 충분히 세정한다.

다음에, 유리기판(1)의 한쪽 표면상에, 증착법, 스패터법, 파이오졸법 또는 초미립자 캐스트법등을 이용하여 투명전극용 재료층을 형성한다. 이 전극용 재료층에 표면산화처리 또는 베이킹 처리를 행하여, 저항치를 조정한다. 또한, 그 층 위에서 부터, 레지스트제(예를들면 자외선 경화성 수지)를 스핀코오트, 딥 또는 캐스트법에 의하여 도포하고, 적당한 마스크를 이용하여 노광(예를들면 자외선 노광)하고, 미경화 레지스트제 부분을 현상 후, 세정 제거한다. 잔류한 레지스트제를 경화하고 나서, 노출된 전극용 재료를 적당한 에칭액으로 에칭하고, 레지스트층을 박리하고, 세정하여, 원색의 각각에 상당하는 투명전극(2) [2B,2G,2R]을 형성한다. 다음에, 투명전극(2)을 답지한 유리기판(1)상에 예를들면 나중에 상세하게 설명하는 포토리소그래피법을 이용하여, 블랙 매트릭스 또는 스트라이프(3)을 형성한다. 예를들면, 자외선 경화성 수지와 흑색안료로 이루어진 레지스트제등의 본 발명 차광막용 레지스트를 스핀코오터 또는 로울 코오터에 의하여 도포하고, 적당한 블랙 스트라이프용 마스크를 사용하여 노광하고, 이어서 상법대로 수세, 현상, 세정 및 베이킹을 행한다.

투명 전극용의 마스크 및 블랙 매트리스용 마스크를 적당하게 선택하면, 블랙 매트릭스의 형성과 동시에 컬러필터의 일부에 전극안출 창구대를 형성할 수 있다. 예를들면, 제2도에 도시한 마스크(20)를 사용하여 투명전극을 유리기판 상에 형성하면, 광의 3원색인 청색(B), 녹색(G) 및 적색(R)에 상당하도록 형성한 3개의 선(21B),(21G),(21R)에 각각 대응하여, 가장 짧은 전극선(2R)과 중간적 길이의 전극선(2G)과 가장 긴 전극선(2R)이 3개 1조를 반복단위로 하여 10단위 형성된다.

블랙 매트리스는, 예를들면 제3도에 도시한 마스크(30)를 사용하여 형성한다. 마스크(30)는 블랙 매트릭스 형성용 패턴(31) 뿐만 아니라, 전극 인출 영역 형성용 패턴(32)도 가지고 있다. 패턴(32)은 3조의 전극인출 창구대를 형성하기 위한 패턴으로 이루어진다. 즉, 전극선(B)용의 전극 인출 창구대 형성용 패턴(32B)과, 전극선(G)용의 전극인출 창구대 형성용 패턴(32G)과. 전극선(R)용의 전극인출 창구대 형성용 패턴(32R)으로 이루어진다. 블랙 매트릭스와 절연층을 동시에 형성하려면은, 본 발명의 차광막용 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다.

마스트(20) 및 마스크(30)를 사용하여 조제한 컬러필터의 전극인출 영역을 제4도 및 제5도에 도시한다. 제4도는, 마스크(30)의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라서 형성되는 컬러필터의 단면도이고, 제5도는, 마스크(30)의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라서 형성되는 컬러필터의 단면도이다. 제4도및 제5도에 도시한 바와 같이, 전극선(2G)와 (2R)과는 절연층(41)에 의하여 피복되어 있는 것에 대하여, 전극선(2B)은 상호 도전층(42)에 의하여 전기적으로 접선되어 있다.

여기에서, 상기 블랙 매트릭스의 형성에 호적하게 사용되는 본 발명의 차광막용 레지스트에 대하여 상술한다.

제1레지스트는, 절연성 유기안료 분산 레지스트 또는 절연성 투명 레지스트의 적어도 1종 이상의 레지스트와, 도전성 고차광성 레지스트를 함유하여 이루어진 것이다.

여기에서, 절연성 유기안료 분산 레지스트는, 아크릴계 레지스트, 에폭시계 레지스트 또는 폴리이미드계 레지스트 등의 레지스트에 절연성의 유기안료를 분산시켜서 이루어진 것이다.

절연성의 유기 안료로서는, 적색계 안료로서, 페릴렌계 안료, 안트라퀴논계 안료, 디 안트라퀴논계 안료, 아조계 안료, 디아조계 안료, 키나크리돈계 안료, 안트라센계 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 페릴렌 안료, 키나크리돈, 나프토올AS, 시코민 안료, 디안트라퀴논, 수단 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,R, 비스아조, 벤조피란등을 들 수 있다.

청색계 안료로서는, 프탈로시아닌계 안료,구리프탈로시아닌계 안료, 인단트론계 안료, 인도페놀계 안료, 시아닌계 안료등을 들 수 있다. 구체적으로는, 클로로 구리프탈로시아닌, 클로로 알루미늄프탈로시아닌, 바나딘산 프탈로시아닌, 마그네슘 프탈로시아닌, 아연프탈로시아닌, 철프탈로시아닌, 코발트프탈로시아닌등의 프탈로시아닌 금속착제, 프탈로시아닌, 메로시아닌, 인도페놀블루등을 들 수 있다.

또, 시판의 절연성의 유기안료 분산 레지스트로서는, 적(R),녹(G), 청(B)의 3원색 외에, 노랑(Y),보라(V)등의 유기안료를 함유한 유기안료 분산 레지스트(일본국, 후지 한트테크놀로지사 제품 컬러 모자이크 CR,CG, CY,CV등)등이 시판되고 있다.

절연성 투명 레지스트는, 투명 레지스트 중 절연성을 가진 것이 모두 함유되고, 예를들면, 자외선 경화형 레지스트 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 아크릴계 레지스트 아로닉스[일본국,동아합성(東亞合成)(주)사 제품]나 도오레포토니스(일본국, 도오레제품)등을 들 수 있다.

도전성 고차광성 레지스트로서는, 아크릴계 레지스트, 에폭시계 레지스트 또는 폴리이미드계 레지스트 등의 레지스트 중에 도전성 입자를 분산시켜서 이루어진 도전성 입자 분산 레지스트를 들 수 있다. 이 경우, 도전성 입자로서는, 카아본, 산화크롬, 금속 미립자등의 고차광성 재료를 들 수 있다.

상기 각 레지스트(절연성 유기 안료 분산 레지스트, 절연성 투명 레지스트, 도전성 고차광성 레지스트)를 함유하여 이루어지는 제1레지스트는, 통상, 상기 각 레지스트를 혼합하므로서 조제된다. 또, 예를들면, 하나의 레지스트제에 절연성 유기안료 및 도전성 고차광성 입자를 혼합하고, 분산시킴으로서도 조제할 수 있다. 어느 조제방법에서든, 각 안료나 도전성 입자등이 레지스트제 중에 균일하게 분산되도록 혼합하는 것이 바람직하다.

혼합비율은 적당히 선택되나, 차광막으로 하였을 때의 면저항치의 비율을 10⁷Ω/㎠ 이상으로 되도록 하는 것이, 미셸전해법 등을 사용할 경우 바람직하다. 이 경우에 용제등을 더하여도 된다. 혼합은 발열하지 않는 혼합기를 사용하여 행하는 것이 레지스트의 응집을 방지한다고 하는 관점에서 바람직하다.

제2레지스트는, 2종 이상의 절연성 유기안료 분산 레지스트를 함유하여 이루어진 것이다.

여기에서, 절연성 유기안료 분산 레지스트에 관해서는, 앞서 설명한 제1레지스트와 마찬가지이다.

조제 방법으로서는, 예를들면, 2색의 안료를 각각 1가지색씩 함유하는 2종류의 포토레지스트재를 혼합하는 방법, 또는, 2색의 안료의 쌍방을 하나의 레지스트제에 혼합하고, 분산시키는 방법등을 들 수 있다. 어느 조제방법에 있어서나, 각 안료가 레지스트제 중에 균일하게 분산되도록 혼합하는 것이 바람직하다.

레지스트의 혼합비율, 차광막으로 하였을 때의 바람직한 면저항치등에 관해서는, 앞서 설명한 제1레지스트의 경우와 마찬가지이다.

제3레지스트는, 절연성 투명 레지스트에 흑색 유기안료를 분산하여 이루어진 것이다. 여기에서, 절연성 투명 레지스트에 관해서는, 상기 제1레지스트와 마찬가지이다.

흑색 유기안료로서는, 페릴렌 블랙, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙등을 들 수 있다. 또한, 2종 이상의 흑색 유기안료를 절연성 투명 레지스트에 분산시키는 경우도 포함된다. 흑색 유기안료는 레지스트제 중에 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1-제3 레지스트는, 포지티브형 및 네가티브형의 자외선 레지스트 중 어느 것이어도 되고, 또 EB 레지스트, X선 레지스트등이어도 된다.

본 발명의 컬러필터의 제조방법에 있어서는, 상기 제1-제3 레지스트를 사용하여, 포토리소그래피법에 의하여 블랙 매트릭스를 형성하는 것이 바람직하다.

제6도는 포토리소그래피법에 의한 차광막의 제조공정의 일구체예를 도시한 플로우도이다.

① 우선, 유리등의 기판상에, 상기 제1-제3 레지스트 중 어느 것이든 하나를 도포한다. 도포방법으로서는, 스핀코오터 또는 로울코오터를 사용한 코오팅 방법이나, 콤프레서를 이용한 분무도포 등을 들 수 있다. 스핀코오터 또는 로울 코오터의 회전수는, 레지스트의 점도, 소망하는 막두께등에 의하여 적당히 선택되고, 예를들면, 500-3000rpm의 회전수로 행해진다.

②차광막용 레지스트의 도포후, 노광을 행한다. 노광은 노광기에 의하여 행해지고, 소망의 패턴을 가지는 포토마스크를 개재하여 노광하므로서, 패턴에 대응한 부분의 레지스트 만을 감광시킨다. 노광기 및 노광조건등은 적당히 선택되고, 특별히 제한되는 일은 없다.

노광량은, 예를들면, 20-200mJ/㎠의 범위에서 선택된다.

또, 광원은 사용하는 차광막용 레지스트의 감광 특성에 따라 결정되고, 예를들면 2kw의 고압 수은등을 사용할 수 있다.

③ 노광후, 프리베이크가 행해진다. 프리베이크는, 현상전에 기판과 차광막용 레지스트와의 용착성을 높이고, 현상시에 있어서의 결함 발생등을 억제하는 등의 목적으로 행해진다.

프리베이크 오븐, 핫플레이트등에 의하여 가열하므로서 행해진다.

프리베이크에 있어서의 가열온도 및 가열시간은 사용하는 레지스트에 따라 적당히 선택되고, 예를들면 85-100℃의 온도에서 5-10분간 행해진다.

④프리베이크 후, 현상이 행해진다. 현상은, 노광된 부분(네가티브 레지스트의 경우) 또는 비노광부분(포지티브 레지스트의 경우)의 레지스트를 제거할 목적으로 행해지고, 이 현상에 의하여 소망의 패턴이 형성된다. 현상액은, 사용하는 레지스트제의 성분에 따라 다르고, 레지스트를 용해, 제거할 수 있는 것 중에서 적당히 선택된다.

시판의 레지스트제를 사용할 경우에는, 각각의 레지스트에 적합한 현상액이 시판되고 있으므로, 이들 시판품을 사용하면 되나, 주로 알칼리 수용액이 많다.

현상액의 농도 및 현상시간은, 사용하는 레지스트 및 현상액에 따라 적당히 선택된다. 현상시간은, 예를들면 20-30초 사이에서 선택된다.

⑤ 현상후, 순수샤워, 순수층에서의 침지등에 의해 헹굼을 행한다.

헹굼은 현상액 제거를 목적으로 행해진다.

⑥ 헹굼후, 포스트 베이크가 행해진다. 포스트베이크는 패터닝된 차광막용 레지스트와 기판과의 밀착성을 높이기 위함등의 목적으로 행해진다. 이 포스트베이크는, 프리베이크와 마찬가지로, 오븐, 핫플레이트등에 의하여 가열하므로서 행해진다. 포트스베이크에 있어서의 가열온도 및 가열시간은 적당히 선택되고, 예를들면 200-220℃ 온도에서 5-10분간 행해진다.

본 발명 방법에 있어서는, 앞서 설명한 블랙 매트릭스의 형성 후, 투명 전극상에 미셸전해법에 의하여 도전성 다공질의 소수성 색소 박막으로 이루어지는 색소층을 형성한다.

또한, 「도전성 다공질」이란, 해당 막 또는 층이 다공질이므로 도전성을 가진 것, 즉, 해당 막 또는 층 아래에 배치된 투명전극을 액정구동용 등에 사용할 수 있을 정도의 도전성인 것을 의미한다.

따라서, 해당막 또는 층을 구성하는 재료 그 자체가 도전성일 필요는 없다.

이 미셸전해법으로 상기 색소의 박막을 형성하려면은, 다음과같은 조작 순서를 이용할 수 있다.

즉, 물에 필요에 따라서 지지 전해질등을 더하여 전기 전도도를 조절한 수성매체에, 페로센 유도체로 이루어진 미셸화제와 색소재료(소수성 색소)를 더하여 충분히 혼합 교반하여 분산시키면, 이 색소재료를 내부에 취입한 미셸이 형성된다. 이것을 전해 처리하면, 미셸이 양극으로 끌어당겨지고, 양극(투명전극)상에서 미셸중의 페로센 유도체가 전자e^-를 잃고(페로센 중의 Fe²⁺가 Fe³⁺에 산화된다), 그것과 함께 미셸이 붕괴되어 내부의 색소재료가 양극상에 석출되어 박막을 형성한다.

한편, 산화된 페로센 유도체는 음극으로 끌어당겨져서 전자 e^-를 받아들이고, 다시 미셸을 형성한다. 이와 같은 미셸의 형성과 붕괴가 반복되는 공정으로, 색소재료의 입자가 투명전극상에 석출되어 박막형상의 것으로 되고, 소망하는 색소박막이 형성된다. 이렇게 하여 형성되는 색소 박막은, 일반적으로 막두께 0.1∼10.0㎛, 특별하게는 0.1∼2.0㎛이고, 다공질로 되므로, 높은 도전성을 가진다. 막두께가 0.1㎛ 미만이면 색소층의 색상을 충분하게 표시할 수 없고, 10.0㎛를 초과하면 도전성이 낮아지므로 바람직하지 않다.

미셸 전해법에서 사용하는 미셸화제는, 페로센유도체로 이루어지는 것이다. 여기에서 페로센 유도체로서는, 각종의 것이 있으나 예를들면 일반식[1]

[Ⅰ]

[식중 R¹및 R²는 각각 탄소수 6이하의 알칼기, 탄소수 6이하의 알콕시기, 아미노기, 디메틸 아미노기, 수산기, 아세틸아미노기, 카르복실기, 메톡시카르보닐기, 아세톡시기, 알데히드기 또는 할로겐을 나타내고, R³은 수소 또는 탄소수 4∼18의 직쇄 또느 분기 알킬기, 또는 알케닐기를 나타내고, R⁴및 R⁵는 각각 수소 또는 메틸기를 나타내고, Y는 산소, 옥시카르보닐기 또는 아실옥시기를 나타내고, a는 0∼4의 정수, b는 0∼4의 정수, m은 1∼18의 정수, n은 2.0∼70.0의 실수를 나타낸다.] 로 표시되는 페로센 유도체를 대표예로서 들 수 있다. 이들 화합물은, 예를들면 PCT 국제공개 WO88/07538호 공보, WO89/01939호 공보, 일본국 특원소 63-233797호 명세서 등에 기재되어 있다. R¹및 R²의 탄소수 6이하의 알칼리기는, 예를들면 메틸기(CH₃) 또는 에틸기(C₂H₅)이고, 알콕시기는, 예를들면 메톡시기(OCH₃) 또는 에톡시기(OC₂H₅)이고, 할로겐은, 예를들면 염소, 브롬, 플루오르 또는 요오드이다. R¹및 R²는 동일하거나 달라도 되고, 또한 R¹및 R²가 각각 복수개의 페로센의 5원 고리에 존재하였을 경우에도, 복수의 치환기가 각각 동일하거나 달라도 된다. 또, 상기 식[1]중의

등이다.

또, n은 상기 옥시알킬렌기의 반복수를 나타내는 것으로, 20-70.0의 정수 뿐만 아니라, 이들을 포함하는 실수를 의미하고, 옥시알킬렌기의 반복수의 평균치를 나타내는 것이다. 본 발명의 미셸전해법에서 사용하는 페로센유도체는, 상기 일반식[1]로 표시되는 것 외에, 여러가지의 것이 있으며, 암모늄형, 피리딘형(PCT국제 공개 WO88/07538호 공보등)을 비롯하여, 일본국 특원소 63-233797호 명세서, 동 63-233798호 명세서, 동 63-248600호 명세서, 동 63-248601호 명세서, 일본국 특원평 1-45370호 명세서, 동 1-54956호 명세서, 동 1-70680호 명세서, 동 1-70681호 명세서, 동 1-76498호 명세서 및 동 1-76499호 명세서에 기재된 페로센 유도체를 들 수 있다.

이들 페로센 유도체는 극히 효율좋게 소수성 물질을 수성매체에 가용화 내지 분산시킬 수 있다.

본 발명에서 사용하는 미셸전해법에서는, 우선 수성매체중에 상기의 페로센 유도체로 이루어진 미셸화제, 지지염 및 색소재료를 넣고, 초음파, 유화기(homogenizer) 또는 교반기 등에 의하여 충분히 분산시켜 미셸을 형성시키고, 그 후 필요에 따라 과잉의 색소재료를 제거하고, 얻어진 미셸용액(또는 분산액)을 정치한 채 또는 약간의 교반을 가하면서 투명전극을 사용하여 전해처리 한다. 또, 전해처리중에 상기의 색소재료를 미셀 용액(분산액)에 보충 첨가하여도 되고, 또는 양극 근방의 미셸용액을 시스템 밖으로 인출하고, 인출한 미셸용액(분산액)에 색소재료를 더하여 충분히 혼합 교반하고, 그런 연후에 이 액을 양극 근방으로 되돌리는 순환회로를 병설하여도 된다. 이때, 미셸화제의 농도는, 한계 미셸농도 이상, 구체적으로는, 약 0.1mM이상이면 된다. 한편, 색소재료의 농도는, 포화농도 이상이면 된다. 또 전해조건은, 각종 상황에 따라 적당히 선택하면 되나, 통상은, 액온 0-70℃, 바람직하게는 5-40℃이고, 또 전압은 미셸화제인 페로센 유도체의 산화환원 전위이상에서 수소발생 전위 이하의전압, 구체적으로는 0.03-1.00V 바람직하게는 0.15-0.7V로 하고, 전류밀도는 10mA/㎠이하, 바람직하게는 50-300㎂/㎠로 한다.

이 전해처리를 해하면, 미셸전해법의 원리에 따른 반응이 진행된다.

이것을 페로센 유도체 중의 Fe 이온의 거동에 주목하면, 양극에서는 페로센의 Fe²⁺이 Fe³⁺으로 되어, 미셸이 붕괴되고, 색소재료의 입자가 양극(투명전극)상에 석출된다. 한편, 음극에서는, 양극에서 산화된 Fe³⁺이 Fe²⁺로 환원되어, 원래의 미셸로 되돌아오므로, 반복하여 동일 용액으로 제막조작을 행할 수 있다.

이와 같은 전해처리에 의해 양극(투명전극)상에는 소망하는 색소재료의 박막이 형성된다.

미셸 전해법에서 사용하는 지지염(지지전해질)은, 수성매체의 전기전도도를 조절하기 위하여 필요에 따라 더하는 것이다. 이 지지염의 첨가량은, 가용화 또는 분산되어 있는 색소재료의 석출을 방해하지 않는 범위면 되고, 통상은 상기 미셸화제의 0-300배 정도의 농도, 바람직하게는 50-200배 정도의 농도를 기준으로 한다. 이 지지염을 추가하지 않고 전해를 행할 수도 있으나, 이 경우 지지염을 함유하지 않은 순도가 높은 박막을 얻을 수 있다. 또, 지지염을 사용할 경우, 그 지지염의 종류는, 미셸의 형성이나 전극에의 상기 색소재료의 석출을 방해하는 일 없이, 수상매체의 전기전도도를 조절할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없다.

구체적으로는, 일반적으로 널리 지지염으로서 사용되고 있는 황산염(리튬, 칼륨, 나트륨, 루비듐, 알루미늄 등의 염), 아세트산염(리튬, 칼륨, 나트륨, 루비듐, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바룸, 알루미늄 등의 염), 할로겐화물염(리튬, 칼륨, 나트륨, 루비듐, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄 등의 염), 수용성 산화물염(리튬, 칼륨, 나트륨, 루비듐, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄 등의 염)이 호적하다.

미셸전해법에서 사용하는 투명전극의 재료는, 페로센 유도체의 산화전위(+0.15-0.30V에 대한 카로멜전극)로서 귀금속 또는 도전체이면 된다. 구체적으로는 ITO(산화 인듐과 산화 주석과의 혼합산화물), 산화주석, 도전성 고분자 필름 등을 들 수 있다.

본 발명의 조제방법에 있어서, 색소막을 형성하는 색소재료는 광의 삼원칙을 나타내는 색소재료, 즉 적색, 녹색 및 청색의 소수성 색소를 비롯하여, 각종의 색을 나타내는 것을 들 수 있다. 적색으로서는, 페릴렌계 안료, 레이크 안료, 아조계 안료, 키나크리돈계 안료, 안트라퀸논계 안료 또는 안트라센계 안료 등이 있고, 예를들면 페릴렌 안료, 레이크안료(Ca,Ba,Sr,Mn), 키나크리돈, 나트토올 AS, 시코민 안료, 디안트라퀴논, 수단Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ, R, 디스아조, 벤조피란, 황화카드뭄계 안료, Fe(Ⅲ) 산화물계 안료등이 있고, 그중 페릴렌 안료나 레이크 안료가 바람직하다.

또, 녹색색소로서는, 할로겐 다치환 프탈로시아닌계 안료, 할로겐 다치환 구리 프탈로시아닌계 안료 또는 트리페닐 메탄계 염기성 염료등이 있고, 예를들면 클로로 다치환 프탈로시아닌, 그 구리착체 또는 바륨-트리페닐메탄 염료등이 있다. 또한, 청색색소로서는, 구리 프탈로시아닌계 안료, 인단트렌계 안료, 인도페놀계 안료 또는 시아닌계 안료등이 있고, 예를들면 클로로 구리 프탈로시아닌, 클로로 알루미늄 프탈로시아닌, 바나딘산 프탈로시아닌, 마그네슘 프탈로시아닌, 아연프탈로시아닌, 철프탈로시아닌, 코발트 프탈로시아닌등의 프탈로시아닌 금속착체, 프탈로시아닌, 메로시아닌 또는 인도페놀블루 등이 있다.

본 발명에 있어서 삼원색의 소수성 색소박막을 형성하려면은, 최초에 적색, 녹색 및 청색이 소수성 색소 중 어느것이든 하나를 수성 매체에 더하고, 상기의 미셸전해법을 행하여, 최초의 소망 색조의 박막을 형성하고, 계속해서 소수성 색소의 종류를 변경하여 차례차례로 미셸전해법을 반복하여 행하므로서, 삼원색(적, 녹, 청)의 소수성 색소를 각각의 각 투명전극상에 형성할 수 있다.

또한, 적색, 녹색 또는 청색의 소수성 색소를 동시에 수성 매체 중에 존재하게 하고, 여기에 미셸전해법을 적용하므로서도 마찬가지의 컬러필터를 제조할 수 있다.

다음에, 경우에 따라, 색소층 및 블랙 매트릭스 위에서부터, 톱코오트재 예를들면, 아크릴계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르계 수지. 폴리올레핀계 수지, 포스파젠 수지, 폴리페닐렌 술파이드계 수지를 스핀 코오터 또는 로울코오터에 의하여 도포하고, 80-150℃에서 5-60분간 건조하여 도전성 코오팅층을 형성할 수 있다. 코오팅층을 마련하므로서 액정과의 접촉면을 평활화 할 수 있다. 코오팅층을 도전성 재료로 조제하면, 코오팅층에 의한 전압강하를 방지할 수 있다. 또, 이들의 코오트제에 ITO 입자등의 투명 도전성 입자를 더하여도 된다.

마지막으로, 필요에 따라, 예를들면 폴리아미드산 모노머, 폴리이미드계 수지 올리고머 등을 스핀코오터 또는 로울코오터에 의하여 도포하고, 200-300℃에서 30분간-2시간 중합하고, 순수등으로 세정하고, 건조(60-100℃에서 30분간-2시간 또는 자외선 조사등)하여 최상층으로 배향층을 형성한다. 이 배향층에 의하여 액정을 배향시킨다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 이것은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

[투명 ITO 전극의 형성]

유리기판(NA45:일본국 호야제: 사이즈 320×300×0.5mm)을 0.1N의 NaOH로 세정한 후, 순수에 의한 세정을, 배수의 액저항이 10⁷Ω/㎝가 될 때까지 반복하였다. 이 유리기판을 진공 스패터 장치 중에 넣고, ITO를 스패터하였다. 또한, 형성된 ITO층을 공기중에서 100℃에서 표면산화하여 표면저항 100Ω/㎠로 조정하였다. 그 후, 레지스트제(FH-2130: 일본국 후지 한트 일렉트로닉스테크놀로지사 제품)를 로울 코오터로 도포하고, 80℃에서 5분간 프리베이크 한 후, 500W 고압수은등을 사용하고, 제2도에 도시한 스트라이프 마스크를 개재하여 자외선 노광(60초)을 행하였다. 또한, 제2도에 도시한 마스크 각각의 선의 폭은 90㎛이고 각 선의 간격은 20㎛이다.

다음에 수세를 행하고, 남은 레지스트제 부착의 ITO를 현상액(HPRD-410 일본 후지 한트 일렉트로닉스테크놀로지사 제품)에 담그고 5분간 현상하였다. 또한 수세하고 230℃에서 5분간 가열하였다. 레지스트제가 충분히 경화된 후, IN·HCI/IM·FeCl₃의 에칭액에 담그고, ITO를 20분간 에칭하였다. 에칭 종료후, 순수로 세정하고, 레지스트 박리제(마이크로 스트립 2001: 일본국 후지 한트 일렉트로닉스테크놀로지사 제품)을 사용하여 경화하고 레지스트를 박리하였다. 또 수세를 행하였다.

[블랙스트라이프의 형성]

상기 공정으로 얻어진 ITO 전극이 담지된 유리 기판상에, 자외선 경화 폴리머와 흑색안료를 함유한 컬러레지스트제(컬러 레지스트 CK : 일본국 후지 한트 일렉트로닉스테크놀로지사 제품)를 3,000rpm으로 스핀코오트 하여 레지스트 막을 형성하였다. 80℃에서 5분간 프리베이크한 후, 산소 레지스트제로서 폴리비닐 알코올을 400rpm으로 스핀코오트 하였다. 또한, 80℃에서 5분간 프리베이크 한 후, 500W 고압 수은등을 사용하여, 제3도에 도시한 블랙 스트라이프용 마스크를 개재하여 자외선 노광을 행하였다. 또, 제3도의 마스크에 있어서 블랙 스트라이프용의 패턴은 안길이 90×310㎛. 선폭 20㎛이고, 전극 인출 창구용 패턴은 안길이 90㎛×5mm이다. 수세를 행한 후, 컬러 레지스트 현상액 CD(일본국 후지 한트 일렉트로닉스테크놀로지사 제품)를 사용하여 현상하였다. 이렇게 하여, 블랙스트라이프를 형성함과 동시에, 삼원색의 각각에 대응하는 각 전극선의 전극인출 창구를 형성하였다. 다음에, 동일색의 전극선 끼리는 전기적으로 접속하나 다른 색의 전극선과는 전기적으로 접속하지 않도록, 도전성 온페이스트를 띠형상으로 도포하여 3개의 전극인출 창구대를 형성하였다.

[색소층의 형성]

로 표시되는 화합물(FPEG)의 2mM수용액에 적색안료(Lithol Scarlet K3700:BASF제), 녹색안료(Heliogen Green L9361: BASF제)또는 청색안료(Heliogen Blue B7080:BASF제)를 각각 1-2g 더하여 분산시키고, 또 브롬화 리튬(지지염) 0.1M을 더하고, 초음파 유화기로 30분간 분산시키고, 또 교반기로 3일간 교반하여 색소 분산액을 조제하였다.

적색 안료 분산액 중에 상기 공정으로 얻어지는 기판을 침지하고(전극 인출 영역은 침지하지 않음),적색 색소용 전극선의 전극인출 창구대를 사용하고, 참조전극으로서 포화 감홍전극 및 음극으로서 알루미늄 판을 이용하고, 미셸 전해를 행하였다(0.5V,25℃, 30분간). 전해처리 종료 후, 순수로 세정하고, 180℃에서 1시간 베이킹 처리하고, 적색 색소층 4R을 행하였다.

마찬가지로 하여, 녹색 색소층 4G 및 청색색소층 4B를 순차 형성하였다.

각 색소층의 평균막 두께는, 각각 0.5㎛ (적색 색소층), 0.4㎛(녹색 색소층)및 0.6㎛(청색 색소층)이었다.

[코오팅층 및 배향층의 형성]

톱코오트제(옵토머 JHR: 일본 합성 고무제)를 3,000rpm으로 스핀코오트하고, 80℃에서 프리베이크 처리를 행하였다. 또한, 폴리아미드산의 N-메틸 피롤리돈 용액을 마찬가지로 스핀코오트 하고, 진공중에서 250℃에서 1시간 중합시켰다. 순수로 세정한 후, 80℃에서 1시간 건조하여, 도전성 코오팅층[(5): 0.2㎛]과 배향층[(6): 0.1㎛]을 가지는 본 발명의 컬러필터를 얻었다.

이렇게 하여 얻어진 컬러필터의 배향층(6) 상에, 또 ITO를 상기와 마찬가지로 스패터하고, 컬러필터 내부의 ITO와의 저항치를 테스터로 측정하였더니 10⁵Ω/㎠였다. 또, ITO간의 절연저항은 10¹³Ω/㎠이고, 도전성의 컬리필터가 형성되었다는 것을 알았다.

[실시예 2]

[투명 ITO 전극의 형성]

ITO막으로서 20Ω/㎠의 면저항을 가지는 300mm각의 유리기판[일본국 호야(주)사 제품 NA45]상에, 자외선 경화형 레지스트제(IC-28/T3: 일본국 후지 한트테크놀로지사 제품)를 크실렌으로 2배의 희석한 용액을 1000rpm의 회전속도로 스핀코오트 한다.

스핀 코오트 후, 80℃에서 15분간 프리베이크를 행한다. 그 후, 이 레지스트/ITO 기판을 노광기에 세트한다.

마스크는, 선폭 100㎛, 캡 20㎛, 선 길이 155㎛의 스트라이프 패턴으로 한다. 광원으로는 2kw의 고압수은등을 사용한다(노광능력: 100mw/㎠·S). 근접거리 70㎛로 하여, 60초간 노광한 후, 알칼리 현상액으로 현상한다. 현상 후, 순수로 헹군 후, 180℃에서 포스트베이크 한다. 다음에, 에칭액으로서, 1M FeCl₃, 1N HCI, 0.1N HNO₃, 0.1N Ce(NO₃)₄로 이루어진 수용액을 준비하고, ITO를 에칭한다.

에칭의 종점은 전기저항에 의하여 측정하였다. 상기 에칭에는 약 40분간을 필요로 하였다. 에칭 후, 순수로 헹구고, 레지스트를 1N NaOH로 박리한다.

이상의 공정에 의하여, 유리기판상에 스트라이프 형상의 ITO 전극을 형성한다.

[차광막용 레지스트 및 블랙 매트릭스의 형성]

도전성 고차광성 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CK)와 절연성 투명 레지스트[아크릴계 레지스트 셀루솔브 아세테이트 10% 용액 : 일본국 동아합성(주)사 제품]를 3:1 중량부의 비율로 혼합한 것을 차광막용 레지스트(블랙 매트릭스 형성용 레지스트)로서 사용한다.

미리 작성한 ITO 전극 패터닝 유리기판을 10rpm으로 회전시키고, 이 위에 상기 차광막용 레지스트를 30㏄분무한다. 다음에, 2500rpm으로 스핀코오트하여 기판상에 균일하게 제막한다. 이 기판을 80℃에서 15분간 프리베이크한다. 2㎾의 고압수은등을 가진 얼라이먼트 기능 부착의 노광기로 위치 맞춤을 하면서, 블랙 매트릭스 패턴의 전사용 마스크를 개재하여 노광한다. 그 후, 현상액(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CD를 4배 희석한 것)을 사용하여 30초간 현상한다.

또한 순수로 헹구고, 200℃에서 100분간 포스트베이크를 행한다. 이렇게 하여, 블랙 매트릭스를 형성함과 동시에, 삼원색 각각에 대응하는 각 전극선의 전극인출 창구를 형성한다.

[색소막의 형성]

4ℓ의 순수에 페로센 유도체 미셸화제(일본국 도오닝 화학사 제품), LiBr(일본국, 화광순약(和光純藥)사 제품] 및 크로모프타올 A2B(일본국 지바가이기사 제품)를 더하고, 각각 2mM/ℓ, 0.1M/ℓ, 10g/ℓ 농도의 용액으로 하고, 초음파 유화기로 30분간 분산시키고, 미셸 용액으로 한 후, 상기 공정으로 얻어진 기판을 미셸 용액에 침지하고(전극인출 영역은 침지하지 않음), 적색 색소용 전극선(스트라이프 R)에 포텐쇼 스탯(Potentiostat)을 접속하고, 0.5V로 정전위 전해를 행하고, 컬러필터의 적색색소층을 형성한다. 전해처리 종료 후, 순수로 세정하고, 오븐(180℃)으로 프리베이크 한다.

마찬가지로 하여, 녹색 색소로서 헬리오겡그린 L9361(BASF사 제품)을 사용하여 녹색 색소층을 , 청색 색소로서 헬리오겡블루 K7080을, 녹색색소로서(BASF사 제품)을 사용하여 청색 색소층을 순차 형성한다.

이와 같이 하여 얻어진 컬러필터의 블랙 스트라이프는, 막두께 1.7㎛, 차광율이 92%로 극히 높은 데다, 면저항은 10³Ω/㎠ 이었다.

RGB의 필터의 막두께는 0.6-0.1㎛의 범위에 그쳐, 극히 요철이 적은 컬러필터로 되고, 통전 전극 이외의 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[실시예 3]

차광막용 레지스트로서, 도전성 고차광성 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CK), 절연성 유기안료(녹색) 분산레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CG), 절연성 유기안료(청색)분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CB)를, 각각 3:1:1:1의 비율로 혼합한 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀 코오트의 회전수를 2000rpm으로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 1.9㎛, 차광율이 93%로 극히 높은 데다, 면저항은 10¹⁰Ω/㎠로 되어, 통전 전극 이외에 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[실시예 4]

차광막용 레지스트로서, 도전성 고차광성 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CK)와 절연성 투명 레지스트[아크릴계 레지스트 아로닉스 셀루솔브 아세테이트 10% 용액: 일본국, 동아합성(주)사 제품]를 1:1 중량부의 비율로 혼합한 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스 형성시의 스핀 코오트의 회전수를 1000rpm으로 한 것이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그 결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 2.3㎛, 차광율이 99%, 면저항 10³Ω/㎠로 되어, 통전 전극 이외의 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[실시예 5]

차광막용 레지스트로서, 도전성 입자분산 레지스트(도전성 입자로서 산화크롬을 함유한 것), 절연성 투명 레지스트[아크릴계 레지스트 아로닉스 셀루솔보 아세테이트 10% 용액: 일본국, 동아합성(주)사 제품], 절연성 유기안료(적색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CR), 절연성 유기안료(청색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CB)를 각각 1:1.5:5:5 중량부의 비율로 혼합한 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀 코오트의 회전수를 2000rpm으로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그 결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 1.9㎛, 차광율이 97%, 면저항 10¹³Ω/㎠로 되어, 통전 전극 이외의 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[실시예 6]

차광막용 레지스트로서, 절연성 유기안료(적색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CR), 절연성 유기안료(청색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CB), 절연성 유기안료(흑색) 분산 레지스트(페릴렌 블랙 함유 : BASF사 제품 : K0084), 절연성 투명 레지스트[아크릴계 아로닉스 셀루솔브 아세테이트 10%용액 : 일본국 동아합성(주)사 제품]를 각각 15:15.30:40 중량부의 비율로 혼합한 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀코오트의 회전수를 2000rpm으로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그 결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 1.9㎛, 차광율이 99%, 면저항 10¹³Ω/㎠로 되어, 통전 전극 이외의 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[실시예 7]

차광막용 레지스트로서, 흑색 유기안료(페닐렌 블랙 : BASF사 제품 : K0084)를 절연성 투명 레지스트[아크릴계 레지스트 아로닉스 셸루솔브 아세테이트 10% 용액 : 일본국 동아합성(주)사 제품]에 1:1.4 중량부의 비율로 되도록 분산시킨 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀코오트의 회전수를 2000rpm으로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

[실시예 8]

차광막용 레지스트로서, 흑색 유기안료(페닐렌 블랙 : BASF사 제품 : K0084)를 절연성 투명 레지스트[도오레 포토니스 NMP 3% 용액 : 일본국 도오레 제품]에 1:1.5 중량부의 비율로 되도록 분산시킨 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀코오트의 회전수를 2000rpm으로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

[실시예 9]

차광막용 레지스트로서, 절연성 유기안료(적색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CR), 절연성 유기안료(녹색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CG), 절연성 유기안료(청색) 분산 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CB)를 각각 1.5:1:1 중량부의 비율로 혼합한 레지스트를 사용하고, 블랙 매트릭스의 형성시 스핀코오트의 회전수를 400rpm으로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그 결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 2.9㎛, 차광율이 88%, 면저항 10¹³Ω/㎠로 되어, 통전 전극 이외의 전극에 박막이 형성되는 일 없이, 컬러필터를 제조할 수 있었다. 또, 컬러필터의 저항치는 10⁵Ω/㎠로 되어 도전성의 컬러필터라는 것이 판명되었다.

[비교예]

차광막용 레지스트로서, 도전성 투명 레지스트(일본국 후지 한트 테크놀로지사 제품 CK)를 사용한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 컬러필터를 제조하였다.

그 결과, 블랙 매트릭스의 물성은, 막두께 2.4㎛, 차광율이 99%, 면저항 10⁵Ω/㎠로 되어, 첫번째 색의 색소 박막 형성시에 통전 전극 이외에 전극에도 박막이 형성되어, 컬러필터를 제조할 수 없었다.

상술한 바와같이, 본 발명의 컬러필터의 제조방법에 의하면, 색소막 형성용의 투명전극을 액정 구동용의 투명전극에 사용할 수 있는 컬러필터를 용이하게 제조할 수 있었다. 즉, 미셸전해법에 의한 색소층은 극히 얇고 다공질이므로, 그 아래에 배치되어 있는 전극의 전위 저항 강하가 작아져, 직접 액정 구동측의 필터로서 사용할 수 있었다. 또한, 최상층에 투명전극을 마련할 필요가 없으므로, 전극과의 변잡한 위치 맞춤(positioning)을 필요로 하지 않는다. 또, 본 발명에 있어서의 색소층은, 종래법으로 형성된 것에 비하여 도전율, 내열성, 내약품성, 내광성 등에 뛰어나 있다. 또, 이 색소층은, 도전량을 조절하므로서, 그 막 두께를 자유자재로 제어할 수 있기 때문에, 레벨링(levelling)이 용이하다.

따라서, 본 발명의 컬러필터는, 예를들면, 액정표시소자, 일렉트로크로믹 표시소자, 계조(階調) 표시소자, 플라즈마 디스플레이 패널, 분광기기, 고체촬상소자, 조광기 등의 각종 필터에 이용할 수 있다. 구체적으로는, 예를들면 랩톱형의 퍼스날 컴퓨터 워드프로세서, 액정 컬러 TV(휴대용 또는 벽걸이용), 오로라비젼, 비디오카메라, 뷰파인더, 시계, 측량기기 패널, 자동차의 내부패널, 액정컬러필터, 액정프로젝터, 색조유리등의 분야에 유효하게 이용된다.

또, 본 발명의 차광막용 레지스트는, 고절연성이며 또한 고차광성이라고 하는 뛰어난 특성을 가진다. 따라서, 본 발명의 차광막용 레지스트에 의하면, 종래의 3색(R,G,B)혼합 레지스트에 의한 차광막용 레지스트를 사용하였을 경우에 비하여, 동일의 막두께에서는, 차광율이 50% 정도 높은 차광막을 제조할 수 있다. 또한, 미셸 전해법에 의한 RGB 컬러필터를 작성하는 것이 가능해지고, 컬러필터 형성 후, 컬러필터 형성용 전극을 액정 구동용 전극으로서 사용하는 것이 가능해진다. 또한, 컬러필터 형성시에 차광막용 레지스트가 조금도 방해로 되지 않을 뿐만 아니라, 차광막용 레지스트의 벽으로 미세영역을 간막이 할 수 있어, 박리나 얼룩이 없는 안정한 컬러필터의 제조가 가능해진다.

Claims

절연성 기판, 투명전극, 블랙매트릭스 및 3원색의 색소층 순으로 적층된 컬러필터 제조방법에 있어서, 컬러필터 표면에 색소층의 3원색에 각각 대응시킨 전극인출창구대를 가지는 전기 절연성 전극인출 영역을 블랙매트릭스 형성과 동시에 블랙매트릭스재로 형성한 후, 3원색 중1색에 대응한 복수의 전극인출창구대를 도전층에 의해 전기적으로 접속함과 아울러 다른 3원색에 대응한 전극인출창구대는 전기적으로 절연된 상태에서 전기적으로 접속한 복수의 전극인출창구대를 개재하여 통전하여 3원색 중 1색의 색소층을 미셸전해법으로 형성하며, 순차적으로 다른 3원색의 색을 미셸전해법으로 형성하는 컬러필터의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스를 절연성 유기 안료 분산 레지스트 또는 절연성 투명 레지스트 중 적어도 1종 이상의 레지스트와 도전성 고차광성 레지스트를 함유하는 차광막용 레지스트를 사용하여 포토리소그래피법에 의하여 형성하는 컬러필터의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스를 2종 이상의 절연성 유기 안료 분산 레지스트를 함유하는 차광막용 레지스트를 사용하여 포토리소그래피법에 의하여 형성하는 컬러필터의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스를 절연성 투명 레지스트에 흑색 유기안료를 분산시킨 차광막용 레지스트를 사용하여 포토리소그래피법에 의하여 형성하는 컬러필터의 제조방법.
제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 블랙매트릭스의 면저항치를 10⁷Ω/㎠이상으로 하는 컬러필터의 제조방법.
절연성 유기 안료 분산 레지스트 또는 절연성 투명 레지스트 중 적어도 1종 이상의 레지스트와 도전성 고차광성 레지스트를 함유하는 차광막용 레지스트로서, 차광막으로 만들었을 때의 면저항치가 10⁷Ω/㎠이상인 차광막용 레지스트.
제6항에 있어서, 2종 이상의 절연성 유기 안료 분산 레지스트를 함유하는 차광막용 레지스트.
절연성 투명 레지스트에 흑색 유기 안료를 분산시킨 차광막용 레지스트.