JPH04333801A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等に用い
るカラーフィルタに係わり、さらに言えば、電子写真方
式のカラーフィルタの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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、いくつかの方法が実用化さ
れている。例えば、透明基板上に感光性樹脂を塗布し、
常法に従って所望のパターンを形成し、該パターンを例
えばレッドに染色、以下同様にして、グリーン・ブルー
を形成してカラーフィルタを製造する（これを染色法と
いう）方法がある。このほかには、予め顔料や染料等の
色素を分散した感光性樹脂を使用して、常法に従って所
望のパターンを形成しレッド・グリーン・ブルーの画素
を順次形成する方法（これを着色樹脂法という）、透明
基板上に透明導電膜からなる所望のパターンを形成した
のち、着色すべきパターンにのみ通電しながら電着して
画素を形成する方法（これを電着法という）、オフセッ
ト印刷等によってカラーフィルタを製造する印刷法など
がある。

【０００３】その他にも、真空蒸着によって画素を基板
上に形成する方法、カラー写真の様にハロゲン化銀乳剤
によって画素を形成する方法などが提案されている。

【０００４】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
布及びそのソフトベーク、ハードベークが比較的長時間
を要し工程が長くなる。電着法では、各色ごとにパター
ン化したＩＴＯに通電して色材を電着する。したがって
、ＩＴＯは同色のパターン同士が接続していなければな
らず、画素形状や配列に制約が生じる。また、異なる色
間ではＩＴＯは導通してはならず、ＩＴＯのパターン化
には高度な微細加工技術が必要である。

【０００５】印刷法は、感光液の塗布・露光・現像とい
った所謂フォトリソグラフィーの必要がなく製造工程は
比較的短い。しかし、パターンの形状や位置精度を高度
に維持しなければならず、高度で特殊な印刷技術が必要
である。

【０００６】そこで、より簡便なカラーフィルタ製造方
法として、電子写真方式によるカラーフィルタの製造に
関する方法が特開昭４８−１６５２９号公報、特開昭５
６−６９６０４号公報、特開昭５６−１１７２１０号公
報、特開昭６３−２３４２０３号公報に示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】電子写真方式によるカ
ラーフィルタの製造に於いては、光導電体層を帯電させ
た後に、所定のマスクを通して露光を行い、画素部分以
外の電荷を除去し、静電潜像を形成し、現像する工程を
用いるため、他のカラーフィルタ作製工程に比較して工
程が簡単である。

【０００８】しかし、電子写真方式のカラーフィルタに
おいては、液晶パネルを駆動させるための信号線をカラ
ーフィルタの上に改めて設けなければならない。信号線
を形成するためには、先ずカラーフィルタ上に絶縁用の
オーバーコート層を設け、続いて導電膜を全面に設けた
後、パターニングして信号線を形成することが必要であ
る。

【０００９】さらに、カラーフィルタ上にオーバーコー
ト層と信号線を形成しても、電子写真方式のカラーフィ
ルタでは光導電体層の下の部分に導電体層があるために
、オーバーコート層にピンホールが有った場合には、信
号線とカラーフィルタの導電体層がショートしてしまう
ために、信号線同士がショートしてしまうという問題点
があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、透明基板上に画素形状の導電
性パターンと、光導電体層とを順次積層したカラーフィ
ルタ用基材に帯電を行う工程、カラーフィルタ用基材の
非画素形成部の導電性パターン上の光導電体層に静電潜
像を残す工程、帯電と同じ極性の電荷を有するトナーを
用いて現像を行ない、画素形成部にトナーを付着させ画
素を形成する工程、を複数回繰り返すカラーフィルタの
製造方法により上記課題を解決した。

【００１１】なお、画素形成後に帯電電荷と反対の極性
を有するブラックトナーを用いて現像を行ない、ブラッ
クパターンを形成する工程を付加してもよい。

【００１２】

【作用】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法は、
透明基板上に画素形状の導電性パターンと、光導電体層
とを順次積層しているカラーフィルタ用基材を用いるの
で、導電性パターンは画素形成時には電子写真方式の導
電体として、また、液晶パネル製造後には駆動用の信号
線とすることができる。

【００１３】以下に本発明を詳細に説明する。図１に本
発明の製造方法により製造されたカラーフィルタの一例
の断面図を示す。透明基板３は通常ガラスを使用するが
、透明で各層を保持できるものならば有機物、無機物を
問わず使用可能である。また、ガラスに就いてもソーダ
ライムガラス、珪ほう酸ガラスなど種々のものが使用可
能である。

【００１４】透明基板３上に導電性パターン２を形成す
る。導電性パターンは、リソグラフィー法を用いてＩＴ
Ｏ（インジウムスズ酸化物）等の透明性導電膜をパター
ニングする方法を用いることが出来るが、形状を良好に
形成できる方法であれば他のパターン形成法を用いてよ
い。また、導電性パターンの材質としても無機物に限ら
ず導電性有機高分子の使用も可能である。導電性パター
ン２は図１では紙面に垂直に延びている。また、液晶パ
ネル製造後には信号線として使用するため、連続でなけ
ればならず、さらに隣のパターンとはショートしてはな
らない。これらの条件を満たすパターンはいくつか考え
られるが、ストライプ状のパターンが使用上都合がよい
。

【００１５】透明基板３の最上面には光導電体層１を形
成する。光導電体層に用いる光導電性材料は、ＰＶＫ（
ポリビニルカルバゾール）等が使用可能である。透明基
板上に導電性パターンを設け、さらに光導電体層を設け
たものをカラーフィルタ用基材と言う。

【００１６】図１ではカラーフィルタ用基材の上にレッ
ド４、グリーン５、ブルー６の各画素を形成した場合を
示している。

【００１７】図２（ａ）　〜（ｅ）　は、本発明のカラ
ーフィルタの製造工程の一例を示す断面図である。

【００１８】図２（ａ）　はカラーフィルタ用基材上に
帯電を行う工程を説明するものである。帯電器１０を用
いてカラーフィルタ用基材全面に負帯電を行う。なお、
図では負帯電した場合を示しているが正帯電でも同様の
工程になる。

【００１９】図２（ｂ）　は上記カラーフィルタ用基材
の非画素形成部の導電性パターン上の光導電体層に静電
潜像を残す工程を説明するものである。前記工程で帯電
後、マスク７を通して露光用の光８を照射する。露光は
マスクの光の通る部分が画素部分に合うようにして行う
。露光の際に光導電体層１の下の部分に導電性パターン
が有って、光の当たった部分（画素形成部）の帯電は低
下し、非画素形成部には帯電（静電潜像）が残っている
。

【００２０】図２（ｃ）　は帯電と同じ極性の電荷を有
するトナーを用いて現像を行ない、画素形成部にトナー
を付着させ画素を形成する工程を説明するものである。 露光後に帯電と同じ極性の電荷、つまり負電荷を有する
トナーを用いて現像（反転現像）を行うと現像後、画素
形成部に画素４が形成できる（図２（ｄ）　参照）。な
お、帯電を行う工程において正帯電を行った場合、この
工程において正電荷を有するトナーを用いて現像を行な
えばよい。

【００２１】トナーの色を変えて、同様の工程をさらに
２回繰り返し、レッド４、グリーン５、ブルー６の３色
の画素を有するカラーフィルタを製造できる（図２（ｅ
）　参照）。

【００２２】さらに、本発明のカラーフィルタの製造方
法においては、必要に応じて遮光用のブラックパターン
を設けてもよい。

【００２３】レッド、グリーン、ブルーの各画素を形成
後、再び帯電を行いブラックパターンの部分が非露光部
になるようにして露光を行う。ブラックパターンの形成
部分は、カラーフィルタ用基材においては、導電性パタ
ーンが無い部分に当たる。このためこの部分では、露光
によって帯電が落ちることがなく、露光後に帯電と反対
の極性を持つブラックトナーによって現像を行うと、ブ
ラックパターンが形成できる。

【００２４】この一連の工程においては、導電性パター
ンは共通電位に接地しておくのが良い。

【００２５】

【実施例】本発明の一実施例を詳細に説明する。

【００２６】ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）をスパッ
タ法により透明基板であるガラス（コーニング製低膨張
ガラス　　商品名７０５９）に成膜した。膜厚は約０．
１μｍであった。つぎにポジ型フォトレジスト（シプレ
イ社製　　商品名Ｓ−１４００−２７）を塗布し、カラ
ーフィルタのレッド、グリーン、ブルーの画素に対応す
る部分が光を遮光し、さらにそれらの遮光部分がそれぞ
れの色に対応する部分はお互いにつながっているように
作製したフォトマスクを用いて露光後、現像して導電性
パターニング用のレジストパターンを得た。このフォト
マスクの遮光部分はストライプ状であった。次にレジス
トパターンをマスクとしてＩＴＯ膜を塩酸を主成分とす
るエッチング液を用いてエッチングを行ない、フォトレ
ジスト膜を除去してＩＴＯの導電性パターンを形成した
。

【００２７】一方、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（亜
南香料（株）商品名ツビコール２１０）１００重量部、
をシクロヘキサノン９００重量部に溶解して光導電体層
用の母液とした。この母液を上記の導電性パターンを形
成した透明基板上にワイヤーコータにより約３μｍの厚
さに塗布し、１５０℃のオーブンにて３０分間乾燥し、
カラーフィルタ用基材とした。

【００２８】導電性パターンの全ての端部を接地した後
、このカラーフィルタ用基材に、コロナ帯電器を用いて
−６ｋＶを印加して、光導電体層に負のコロナ放電を行
い、全面に帯電した。

【００２９】帯電の終了したカラーフィルタ用基材の上
からカラーフィルタ用レッドパターンのマスクを導電性
パターンに重なるように位置合わせし、画素になる部分
の帯電電位が低下するように露光して静電潜像を形成し
た。

【００３０】続いて特開昭６２−２６９１０１号公報記
載の環化ゴムとハロゲン含有メタクリレートの反応によ
り得られた白色ラテックスに赤色着色剤（保土ヶ谷化学
工業（株）社製　　商品名Ｓｐｉｌｏｎ　Ｒｅａｄ　Ｇ
ＲＬＨ）を分散させて、イソパラフィン系溶媒（エッソ
化学社製　　商品名アイソパーＧ）を加え作成した負帯
電液体トナーであるレッドトナー液を調製し、上記カラ
ーフィルタ用基材を浸漬して現像を行なったところ、レ
ッド画素が良好に形成された。

【００３１】次にレッド画素が形成されたカラーフィル
タ用基材を帯電して、レッドの画素の隣の部分に他の部
分よりも帯電電位の低くなった静電潜像が形成されるよ
うに導電性パターンにマスク位置を合わせて露光を行い
、グリーントナー液によって現像し、グリーン画素を形
成した。さらに同様の工程をブルートナー液に就いて行
い、ブルー画素を形成した。

【００３２】以上の工程によりレッド・グリーン・ブル
ーの３色の画素が形成でき、良好なカラーフィルタが形
成できた。

【００３３】なお、画像形成工程に於いては導電性パタ
ーンの端部は絶えず共通電位に接地した。

【００３４】前記工程により製造されたカラーフィルタ
を単純マトリクス型液晶表示装置に組み込み、導電性パ
ターンを信号線として駆動したところ良好な画像表示が
できた。

【００３５】なお、ＰＶＫの光導電性をカラーフィルタ
形成後、加熱することによって低下させた。これにより
液晶表示の際に必要な絶縁性を向上させた。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係わる製造方法によるカラーフ
ィルタは、従来の方法とは異なり導電膜がパターニング
されて導電性パターンとなっており、導電性パターンは
画素形成時には電子写真方式の導電体として用いること
ができ、さらに液晶パネル作成時には液晶の駆動用の信
号線として使用できるようになった。よって、製造が簡
単となり、信号線同士のショートがなくなった。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるカラーフィルタの断面図である
。

【図２】（ａ）　〜（ｅ）　は本発明に係わるカラーフ
ィルタの製造方法の説明図であって、（ａ）　はカラー
フィルタ用基材上に帯電を行う工程、（ｂ）　はカラー
フィルタ用基材の非画素形成部の導電性パターン上の光
導電体層に静電潜像を残す工程、（ｃ）　は帯電と同じ
極性の電荷を有するトナーを用いて現像を行ない、画素
形成部にトナーを付着させ画素を形成する工程、（ｄ）
　は現像後の画素、（ｅ）　は３色の画素を有するカラ
ーフィルタを示す。

【符号の説明】

１　　　　光導電体層 ２　　　　導電性パターン ３　　　　透明基板 ４　　　　レッド画素 ５　　　　グリーン画素 ６　　　　ブルー画素 ７　　　　マスク ８　　　　露光用の光 ９　　　　トナー １０　　　　帯電器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に画素形状の導電性パターンと
   、光導電体層とを順次積層したカラーフィルタ用基材を
   用いたカラーフィルタの製造方法であって、（ａ）　カ
   ラーフィルタ用基材上に帯電を行う工程、（ｂ）　上記
   カラーフィルタ用基材の非画素形成部の導電性パターン
   上の光導電体層に静電潜像を残す工程、（ｃ）　帯電と
   同じ極性の電荷を有するトナーを用いて現像を行ない、
   画素形成部にトナーを付着させ画素を形成する工程、上
   記（ａ）　〜（ｃ）　を複数回繰り返すことを特徴とす
   るカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】画素形成後に帯電電荷と反対の極性を有す
   るブラックトナーを用いて現像を行ない、ブラックパタ
   ーンを形成する工程を付加する請求項１記載のカラーフ
   ィルタの製造方法。