JPH0361400A - カラーフィルターおよびその製造方法ならびに液晶装置 - 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】 【産業上の利用針！！ｆ１ 本発明はカラーデイスプレィ！ｔ！ｉ　ａ　＋こ用いる
カラーフィルターの製造方法に関する。

［従来の技術１ 水に難溶性もしくは不溶性の色素粒子を電解により荷電
する界面活性剤で取り囲み、ミセルコロイドを形成し、
Ｔ！１解酸化によりミセルを破壊することでアノードＷ
ｉ極上に色素粒子膜を形成する方法によりカラーフィル
ターを製造する方法を我１は発明した（特願昭６３−１
７５６１０）。しかし、該色素薄膜は色素粒子の堆積膜
であるため基板上に物理的に吸着されているにすぎず、
また、色素粒子同志も互いに物理吸着しているに過ぎな
いため、例えば液晶ＴＶのような液晶パネルのカラーフ
ィルターとして採用する場合、パネル化のプロセスにお
いて、強力な超音波洗浄を適用すると一部はがれたりあ
るいは液晶配向処理に必要なラビングにより一部工１１
離するというような膜の密着性に関わる問題が発生した
。

そこでこれらの問題の回ｉ１？Ｊとしては、色素薄膜上
に樹脂等をコーティングする方法が容易に推考される。

しかしながら、この場合コーティングする樹脂の厚みが
厚いと色素粒子膜は十分ＩＱ　設され、密着性は向上す
るちのの本カラーフィルタの特徴の一つである電解に使
用した電極がそのまま液晶駆動に使用できるというメリ
ットが生かされなくなってしまう。すなわち、色素薄膜
上に厚く樹脂膜が形成されると液晶駆動時に色素薄膜に
よる印加電圧のロスの他に樹脂膜による印加電圧のロス
が生じるため液晶駆動電圧が小さくなり液晶駆動性が低
下してしまうという問題が生しる。

−・方、印加電圧を相対的に大きくすることで液晶駆動
電圧の低下をカバーしようとすると、液晶駆動用ＩＣの
耐圧の問題が生じ適切でなかった。

従って、色素薄膜上に色素薄膜以外の膜を形成しないか
あるいは、形成しても膜厚は可能な限り薄くし、色素薄
膜以外の膜による電圧ロスを最小限度におさえられる方
法で色素′４．膜の密着性を向上させる方法が要求され
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように我々の発明したカラーフィルターを液晶カ
ラーデイスプレィに採用する場合、色素薄膜の密着性が
弱いという問題が発生したが、液晶駆動特性を低下させ
ることなく容易に密着性を向上させることが困難であっ
た。

そ５で本発明はそのような課題を解決するためのちので
その目的とするところは、本発明の色素薄膜は色素粒子
の堆積構造であるため膜内には空隙が多いことに着目し
１色素薄膜の粒子内の空隙部にポリマー体組織を形成し
、さら（こ色素薄膜上にちポリマー体組織は形成される
が、ン夜品駆動・Ｉ’ｌ−を低下させない程度に極力薄
く形成することにより、液晶駆動性を低下させることな
く色素薄膜の密着性を向上させる方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段１ 本発明のカラーフィルターの製造方法は、水に難溶性ら
しくは不溶性の色素粒子、電解により少なくとも酸化で
きる界面活性剤および支持電解質を基本成分とし、該色
素粒子を界面活性剤で取り囲んだ色素のミセルコロイド
水溶液を調製し、このミセルを電解により破壊し、透明
導電体基板上に色素粒子を析出させ色素薄膜を形成した
後、該色素薄膜内空陵部および色素薄ｌｌｑ上にポリマ
ー体組織を形成することを特徴とする。第１図に本発明
により製造したカラーフィルターの断面を模式％式％ ポリマー体組織の形成法としては、電気化学的方法ある
いは塗布法により形成する。

電気化学的方法としては電着法あるいは電解重合〆去を
用い、色素薄膜を形成した透明導電体表面における透明
導電体を色素粒子との空隙部および色素薄膜内の色素粒
子間空隙部および色素薄膜上にポリマー体組織を形成す
る。なお、色素薄膜上にはポリマー体組織は極力薄く形
成するものとし、色素粒子の密着性が確保できる最低限
のレベルが好ましい。色素膜上の形成される膜厚として
は望ましくは色素薄膜の膜厚をほとんど増やさない程度
がよく、上限は色素薄膜の１／２以内の膜厚が好ましい
と考える。

塗１５法としては、スビンコーｔ−メ去、ディッピング
法、ロールコート法、カーランコート法、っしキリ印刷
法、スクリーン印刷法、スプレー法などがあり特に限定
はしないが、塗布液はできるだけ希薄な濃度が好ましく
、そのことによりポリマ前駆体あるいはポリマー分子が
透明導電体表面と色素粒子との空隙部および色素薄膜内
の色素粒子間空隙部に十分に含浸し、さらには色素薄膜
上には極力薄くポリマー体組織が形成されるものとする
。

また、ポリマー体組織は十分に重合、硬化を促進するた
め、塗布した援用いるポリマ−４１１駆体あるいはポリ
マー分子の性質により必要に応して加熱、紫外線照射等
の処理を行うことが望ましい。

また、ポリマー１本組織はカラーフィルターに用いる性
格上光の透過性をあまり低下させないものが望ましい。

［実　施　例１ （実施例１） 対角５インチのガラス基板上に透明電極としてＩＴＯを
スパッタリングにより形成し、さらにフォトリソ法を用
い幅１１００ｕで本Ｃ’１３００本のストライブ状の電
極として形成した。

次に第１Ｐに示す組成の赤、Ｌ３．青の色素（有機顔料
）のミセルコロイド水溶液をそれぞれ作成し１色ごとに
電解成膜した。

第　　１　　表 ＊ フェロセニルＰＥＧ　（同じ化学製） （電解で酸化、還元できる） ＊２　臭化リチウム ＊３　アントラキノン系顔料 ＊４　臭素化塩素化鋼フタロシアニン ＊５　α型銅フタロシアニン 電解電位は０．４Ｖ　（ｖｓ、Ｓ、Ｃ，Ｅ）とし、電解
時間は色素膜厚が、それぞれ１．Ｏｕｍとなるように調
整した。また、色素、４膜は青、緑、青の繰り返しのス
トライブパターンになるように、電解時に電極を選択的
に通電した。成膜後は１８０℃で３０分焼成した。

以上の操作により、赤、緑、青の３色の繰り返しのスト
ライブパターンからなる色素ｎｔｌｉを形成した。

続いて、この色素薄膜を形成した基板を下記に記述する
電着可能なポリマー前駆体溶液中に浸漬し、色素薄膜が
形成されている透明電極を電着用電極として再度利用し
ポリマー前駆体の電着を行なった。

ポリマー前駆体溶ン夜はアクリル酸とメラミンを７：３
の割合で含み、イソプロピルアルコール。

ブヂルセロソルブを含む水溶液（株式会社シミズ製）で
あり、アクリル酸＋メラミンが５ｗｔ％含まれるように
濃度調整したものを用いた。

電着は色素薄膜が形成されている透明電極側をアノード
とし、白金の対向電極間に＋３，５Ｖを印加し５分行な
った。電着後は純水中で３０秒間水洗レスビンドライヤ
ーにより水の振り切り乾燥をした後１８０℃で３０分焼
成した。

以上の操作によりアクリル・メラミン重合体が色素膜中
に形成された。また、色素膜上にはＯ０５ｕｍのみ重合
体が形成されたにすぎなかった。

色素膜内にポリマー体が形成されたか否かは、密着性テ
ストにより確認された。

すなわち、完成したカラーフィルターのスコッチテープ
のひきはがしによる密着付テストを実施しても色素膜は
全く剥離することはなかった。

また、アルカリ脱脂液（６０℃）中に浸漬し、超音波洗
浄を試みたが、従来の色素薄膜単体のちのは２０秒で一
部ハクリが生したちのの本実施例のものは、全く問題が
なかった。

さらに液晶パネル化プロセスを流動したが全く問題はな
く、ラビング処理でダメージを受けることちなかった。

最終的にＴＮ型液晶を用いカラー液晶パネルを作成し、
液晶の駆動特性を確認したが、従来の色素薄膜単体の場
合に比べて何ら差異は認められなく良好な結果が得られ
た。

（実施例２） 実施例１と同様に３色の色素薄膜を形成した後この色素
薄膜を形成した基板を電解置台可能なモノマー溶液中に
浸漬し、これをアノードとして電解重合を行なった。

モノマー溶液は、プロピレンカーボネートを溶媒とし、
０．２ＭのＮ−メチルビロールを含み、支持電解質とし
て０．２Ｍの過塩素酸リチウムも含んでいる。

Ｎ−メチルビロールの電解重合は白金板を対向電極とし
て′０．０５ｍＡ／ｃｒｎ’の定電流重合で１分行なっ
た。

電解重合を行なった後は基板を１５０°Ｃで１０分乾燥
した。

以上の換作によりポリ−Ｎ−メチルピロールが色素膜内
に形成された。また、色素薄膜−Ｌには、０、　　ｌｕ
ｍのポリピロールが形成されたにすぎなかった。さらに
ポリ−Ｎ−メチルビロールは通常褐色を呈するが、本実
施例では、膜厚が薄いため、カラーフィルターとしての
光透過性にはほとんど影響を与えなかった。

結果として、色素薄膜の密着性は実施例１と同様に良好
であった。また、本実施例は液晶駆動・［Ｉ［を大幅に
向上させるメリットを（Ｅんだ。

すなわち、ポリ−Ｎ−メチルビロールは導電性有機物質
であり、そのことにより、色素薄膜による電圧ロスが低
減されたことによるものであった。

（実施例３） 実施例１と同様の電着法を実施例１の色素薄膜を１色形
成し焼成するごとに適用したが、実施例１と同等の良好
な結果が得られた。

（実施例４） 実施例１と同様の電着法を実施例１の色素薄膜を１色成
膜し水洗するのみで焼成することなく適用し、これを３
回繰り返すことで３色のカラーフィルターを作成したが
実施例１と同等の良好な結果が得られた。

（実施例５〉 実施例２と同様の電解重合法を実施例１の色素薄膜を１
色形成し焼成するごとに］０用したが実施例２と同等の
良好な結果が得られた。

（実施例６） 実施例２と同様の電解重合法を実施例１の色素薄膜を１
色形成し水洗するのみで焼成することなく適用し、こね
を３回繰り返すことで３色のカラーフィルターを作成し
たが実施例２と同等の良好な結果が得られた。

（実施例７） 実施例１と同様に３色の色素薄膜を形成した１多この色
素薄膜上にスビンコー１−法により熱硬化望のポリイミ
ド前駆体溶液を塗布した。

ｐ奥硬化型のポリイミド前駆体溶液はチッソ（株）製Ｐ
ＳＩ−Ｇ７４２５ＺＳＡを用いた。固形分濃度が２％に
なるようにエチルカルピトールにより希釈して用いた。

塗１５後は３０分風乾し２００°Ｃで３０分間焼成した
。

以上の操作によってポリイミド前駆体の含浸作用により
ポリイミド樹脂が色素薄膜内にも形成され、また色素薄
膜上には０．０５＋１ｍ形成されたにすぎなかった。

結果として、色素薄膜の密着性は実施例１と同様に良好
であった。また、液晶駆動性についても同等であった。

（実施例８） 実施例ｌと同様に３色の色素薄膜を形成した後この色素
薄膜上にロールコート法により光硬化型のポリイミド前
駆体漬液を塗布した。

光硬化型ポリイミド前駆体溶油は宇部興産製Ｐ１−３０
０を用いた。固形分濃度が２％になるようにＮ−メグル
ー２−ピロッドンにより希釈して用いた 塗布後は３０風乾し、１００℃で５分ブレベク後ＵＶ照
射装置によりｌ　Ｊ　／　ｃ　ｍ’のエネルギの紫外線
を照射した。さらに２００℃で５分間のポストベークし
た。

以上の操作によりポリイミド前駆体の含浸作用によりポ
リイミド樹脂が色素薄膜内にも形成されまｔ：色素薄膜
上には０．０８ｕｍ形成されたにすぎなかった。

結果として、色素薄膜の密着性は実施例１と同様に良好
であった６また。液晶駆動性についても同様に良好であ
った。

さらに実施例７．８については形成したポリイミド膜が
液晶配向膜として使用できる副次的るｈ果も見い出した
。すなわち、配向！ｌＸ塗布を工夫すればそのまま密着
性向上処理にも用いることができるというメリットが得
られた。

また、実施例７．８のような塗市法においてちｔ）ｆ　
ノ１な材料が適用できるわけであるが１例えば、！を市
して焼成することによりＳ　ｎ　０２やＺｎＯのような
導電性酸化物膜が形成できるような有機金属溶液を塗布
剤として用いることにより、色素、１膜に導電性を付与
すれば７夜品駆動性ち大幅に向上できるという大きなメ
リッ１−も期待できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明により電解により成膜した色素薄膜
の密着性を液晶駆動性を低下させることなく飛躍的に向
−ヒさせることができ、高性能、高信頼性でさらに低コ
ストのカラーフィルターを提供できるこつとなった。

また、実施例に示したように、カラーフィルターへの導
電性の付与などの大きな副次的効果ら（号られ、さらに
電解重合による方法は、電子写真感光体の作成法にその
まま適用できる可能性も示唆された。すなわち、色素膜
をキャリア発生層とし、電解重合膜をキャリア梯動層に
適用すればよいことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラーフィルターの断面を模式的に示
す図である。 色素粒子 ポリマー組織体 ＴＯ ガラス基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水に不溶性もしくは難溶性の色素粒子、電解により
   少なくとも酸化できる界面活性剤および支持電解質を基
   本成分とし、該色素粒子が該界面活性剤で取り囲まれた
   色素粒子のミセルコロイド水溶液を調製した後、該ミセ
   ルを電解酸化により破壊し、導電体基板上に色素粒子を
   析出させ色素薄膜を形成する方法を用いたカラーフィル
   ターの製造方法において、該色素薄膜を形成した後該色
   素薄膜内空隙部および色素薄膜上にポリマー体組織を形
   成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。 ２）ポリマー体組織が電気化学的方法により形成される
   ことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製
   造方法。 ３）ポリマー体組織が塗布法により形成されることを特
   徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。