JPH05134107A - カラーフイルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子写真方式によるカラーフィルタが、容易
に、画素形成の際の同一画素内でのトナー付着量を均一
化され、また同一画素内の分光色度特性のばらつきも低
減されたものであること、及びその製造方法を提供す
る。 【構成】各一画素は長方形をなし、全画素が同じ向きに
配置してあること。そして、行方向には一列おきに整列
し且つ隣合う列は短辺の二分の一の長さだけずれてお
り、また列方向には全列がそれぞれ整列していること。
そして互いに隣接するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），
そしてブルー（Ｂ）の３つの各画素がそれぞれ三角形の
頂点をなす配置を占めていること。さらに行方向上と列
方向上とのそれぞれにある最も近傍の同色画素間の間隔
が互いに等しいことを特徴とする。

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、固体撮
像素子等に用いられるカラーフィルタに係わる。さらに
詳しくは、カラーフィルタが、特に光導電体層上に形成
された静電潜像に応じたトナーの付着により作製され
る、いわゆる電子写真方式による製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】前記液晶表示装置、固体撮像素子等に用
いられるカラーフィルタの製造方法には数多くのものが
提案され、そのうちのいくつかは実用化されている。例
えば、透明基板上に感光性樹脂を塗布した後、従来法の
一つに従って所望の画素パターンを形成した後に前記パ
ターンをレッドに染色し、以下同様にして、順にグリー
ン、次にブルーを染色することにより、カラーフィルタ
を製造する染色法がある。また他の従来法として、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、
通常のフォトリソグラフィー法に従ってレッド，グリー
ン，そしてブルーの画素を順次形成する着色樹脂法があ
る。あるいは別の従来法として、透明基板上に透明導電
膜による所望のパターンを形成した後、着色すべきパタ
ーンにのみに通電しながら、着色された樹脂を電着させ
画素を形成する電着法がある。そして、オフセット印刷
法等によって画素を形成する印刷法がある。さらに、こ
れらの方法以外にも、真空蒸着によって画素を基板上に
形成する方法、カラー写真のようにハロゲン化銀乳化剤
によって画素を形成する方法等がある。

【０００３】従来から、実用化されているカラーフィル
タの前記製造方法のうち染色法及び着色樹脂法は、感光
液の塗布及びその焼成が比較的長時間を要し工程が長く
なりがちである。また、電着法にあっては、透明導電膜
の同色用パターンが異色用パターンと導通することなく
互いに接続していなければならず、画素形状や配列に制
約が生じるだけでなく、透明導電膜のパターン化には高
度な微細加工技術が必要となる。そして、印刷法は、感
光液の塗布・露光・現像等のフォトリソグラフィ工程の
必要がなく製造工程が比較的短いものの、パターン形状
や位置精度を高度に維持しなければならず、高度で特殊
な印刷技術を必要とする。

【０００４】そこで、より簡便なカラーフィルタの製造
方法として、電子写真方式によるカラーフィルタの製造
方法の開発が進んでいる。尚、これに関する特許出願も
なされており、例えば、特開昭４８−１６５２９号公
報、特開昭５６−６９６０４号公報、特開昭５６−１１
７２１０号公報、特開昭６３−２３４２０３号公報に示
されている。

【０００５】この電子写真方式によるカラーフィルタの
製造方法は、概ね、光導電体層を帯電させた後に所定の
マスクを介して露光を施して画素部以外の領域の電荷の
減少もしくは除去を行う。これにより形成された静電潜
像に応じて、トナーを付着させ、現像するという工程で
作製される。このため従来法と比較して簡便に製造出来
るという利点がある。

【０００６】しかし、本方式では露光部である非画素部
と非露光部である画素部との間の電位勾配によって、現
像液中のトナーを移動させて光導電体層上に付着させる
ことにより画素を形成することから、非画素部と画素部
との間の電位勾配が縦方向と横方向でと異なる場合、つ
まり縦横それぞれの方向に配置された同色画素間の距離
が互いに等しくない場合には、同一画素内でのトナー付
着の不均一さが生じ、これによりカラーフィルタの分光
色度特性が同一画素内ですら大きくばらつき、カラーフ
ィルタとしての品質上の観点から非常に大きな問題とな
ってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題に鑑
みなされたものであり、その課題とするところは、前記
電子写真方式によるカラーフィルタの製造方法、画素形
成の際の同一画素内でのトナー付着量を均一にし、同一
画素内の分光色度特性のばらつきを低減することが容易
なカラーフィルタ及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段は、すなわち、トナーが基体上
に形成された静電潜像に応じて付着することを、複数回
繰り返すことにより作製される、いわゆる電子写真方式
によるカラーフィルタにおいて、（イ）各一画素は長方
形をなし、全画素が同じ向きに配置してあること。
（ロ）ここで長辺に沿った方向を行方向とし、短辺に沿
った方向を列方向とすると、行方向には一列おきに整列
し且つ隣合う列は短辺の二分の一の長さだけずれてお
り、また列方向には全列がそれぞれ整列していること。
（ハ）互いに隣接するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），
そしてブルー（Ｂ）の３つの各画素がそれぞれ三角形の
頂点をなす配置を占めていること。（ニ）行方向上と列
方向上とのそれぞれにある最も近傍の同色画素間の間隔
が互いに等しいこと。前記（イ）乃至（ニ）を具備する
ことを特徴とするカラーフィルタである。

【０００９】また、トナーが基体上に形成された静電潜
像に応じて付着することを、複数回繰り返すことにより
作製される、いわゆる電子写真方式によるカラーフィル
タの製造方法において、（ホ）各一画素を長方形とし、
全画素を同じ向きに配置すること。（ヘ）ここで長辺に
沿った方向を行方向とし、短辺に沿った方向を列方向と
すると、行方向には画素を一個おきに整列させ且つ隣合
う列を短辺の二分の一の長さだけ互いにずらし、また列
方向には全列をそれぞれ整列させること。（ト）互いに
隣接するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），そしてブルー
（Ｂ）の３つの各画素をそれぞれ三角形の頂点をなす配
置にすること。（チ）行方向上と列方向上とのそれぞれ
にある最も近傍の同色画素間の間隔を互いに等しくする
こと。前記（ホ）乃至（チ）を具備することを特徴とす
るカラーフィルタの製造方法も提供する。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。まず、本
発明に使用する基体は、支持体上に導電体層を設け、更
に前記導電体層上に光導電体層を設けた構造を有してい
る。支持体としては、透明性を有し且つ支持体としての
強度を有するものとして、例えばガラス或いは有機高分
子化合物を用いる。また導電体層としては、透明性を有
し且つ帯電，露光及び現像時に光導電体層に流出入する
電荷のチャンネルとなる導電性を有するものであり、材
質としては例えばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、
あるいはスズ等の金属の酸化物が適当である。また形態
としては薄い膜であり、支持体上に前記金属酸化物をス
パッタリング法や真空蒸着法により容易に形成できる
が、基材に損傷を与えなければ公知の他の成膜手段を用
いて構わない。そして光導電体層としては、少なくとも
光導電性及び透明性を有することが必要で、一例とし
て、材質にはＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）を用
い、前記導電体層上にスピンコート法を施した後、ベー
キング処理を行ない成膜することにより容易に得られ
る。

【００１１】次に、本発明の電子写真方式によるカラー
フィルタの製造方法について、例として通常の現像の場
合、すなわち、光導電体層上の帯電電位が高い静電潜像
部分にトナーが付着する場合について説明する。

【００１２】まず、例えばコロナ帯電器を用い、光導電
体層を帯電させる。帯電完了後に、前記の如き配置で各
一つの色に関する全画素に対応したパターンを遮光部と
して設けたマスクを介して露光を行い、一色目用の静電
潜像を形成する。一色目の画素に対応する各静電潜像部
はある一定の電位を有しており、各静電潜像部の周囲に
ある露光された部分よりも高電位となっている。前記静
電潜像を形成後に、そことは電荷極性が反対の一色目用
トナーを付着させ現像を行い、トナー定着のためのベー
キングを施し一色目の画素を完成させる。続いて、同様
の工程で二色目以降の画素を形成してゆき、カラーフィ
ルタを完成させるものである。

【００１３】尚、前記現像には予め前記の如き反対の電
荷極性に帯電させてあるトナーを分散させ調整した現像
液を用意しておき、作製中のカラーフィルター用の基体
を浸漬させて行なうものである。

【００１４】

【作用】本発明の電子写真方式によるカラーフィルタ及
びその製造方法によると、前記行方向上と列方向上とに
ある最も近傍の同色画素の間隔がそれぞれ等しいことか
ら、任意の一つの色に関する各画素部とその周囲のそれ
以外の部分との間の電位勾配が前記行方向と列方向とで
互いに等しくなり、前記静電潜像を形成した作製中のカ
ラーフィルタ用の基体を現像液に浸漬した際に、前記の
一つの色に関する画素部以外の部分の界面および界面近
傍のトナーが画素部に移動するのに、前記同一画素部の
行方向および列方向とに大きく片寄った方向性を有する
傾向が皆無に等しく、且つ同一画素部に十分均一に付着
する。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を詳細に説明する。

【００１６】まず、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（亜
南香料社製、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ＩＴＯ付きソーダガラス
基板に、スピンコート法で塗布した後、オーブンを用い
１５０℃で３０分間乾燥を行い、約２μｍの厚さの光導
電体層を形成した。

【００１７】次に、コロナ帯電器を用い、光導電体層表
面を＋２００Ｖに帯電させた。帯電終了後、予め本発明
の構成要件に基づきパターン設計しておいた第一色目用
の画素パターンのマスクを介して、前記光導電体層を選
択的に露光（光源：ブラックライト社製 波長３６６ｎ
ｍ、露光時間１ｓｅｃ）し静電潜像を形成した。

【００１８】尚、前記マスクは、長方形からなる一画素
の行方向（長辺）と列方向（短辺）との長さがそれぞれ
２００μｍと１００μｍであり、且つ遮光用ブラックマ
トリクスの幅も行方向と列方向とがそれぞれ３０μｍと
２０μｍの寸法のものを使用した。

【００１９】続いて、予め用意しておいた現像液に、前
記静電潜像を形成した基体を浸漬しレッド（Ｒ）画素の
現像を行った。しかる後に７０℃，１５分間のベーキン
グを施しレッド（Ｒ）トナーを定着させ、レッド（Ｒ）
の画素を形成した。

【００２０】尚、前記現像液は、特開昭６２−２６９１
０１号公報記載の環化ゴムとハロゲン含有メタクリレー
トとの反応により得られた白色ラテックスに、赤色着色
剤（保土ヶ谷化学工業社製、商品名Spilon Read GRLH）
を分散させ、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）を加え作製した負帯電液体レッド
（Ｒ）トナーを調整しておいたものである。

【００２１】以下同様の工程に従い、第二色目と第三色
目とのそれぞれの画素パターン用の所定のマスクと、グ
リーン（Ｇ）用、及びブルー（Ｂ）用の現像液とを用い
て、それぞれの画素を形成した。完成させたカラーフィ
ルタの画素パターンは（図１）に示すとおりである。こ
れにより、電子写真方式による、画素内の濃度差がな
く、一画素内での分光色度特性のばらつきのない良好な
カラーフィルタを得ることが出来た。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、任意
の一色に関する全画素のそれぞれは、行方向上と列方向
上とにあるそれぞれ最も近傍の同色の画素と間の間隔
が、行方向と列方向とで等しいために、各一個の画素部
とその周囲の部分との間の電位勾配が行方向と列方向と
で等しくなることから、現像の際のトナーの挙動をバラ
ンスよく利用でき、電子写真方式を用いても、画素形成
時の同一画素内でのトナー付着量を均一にし、且つ分光
色度特性のばらつきが低減された良好な品質のカラーフ
ィルタ及びその製造方法を提供することが出来た。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる電子写真方式による
カラーフィルタの画素配置を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・レッド画素 ２・・・グリーン画素 ３・・・ブルー画素 ４・・・ブラックマトリクス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーが基体上に形成された静電潜像に応
   じて付着することを、複数回繰り返すことにより作製さ
   れる、いわゆる電子写真方式によるカラーフィルタにお
   いて、 （イ）各一画素は長方形をなし、全画素が同じ向きに配
   置してあること。 （ロ）ここで長辺に沿った方向を行方向とし、短辺に沿
   った方向を列方向とすると、行方向には一列おきに整列
   し且つ隣合う列は短辺の二分の一の長さだけずれてお
   り、また列方向には全列がそれぞれ整列していること。 （ハ）互いに隣接するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），
   そしてブルー（Ｂ）の３つの各画素がそれぞれ三角形の
   頂点をなす配置を占めていること。 （ニ）行方向上と列方向上とのそれぞれにある最も近傍
   の同色画素間の間隔が互いに等しいこと。 上記（イ）乃至（ニ）を具備することを特徴とするカラ
   ーフィルタ。
2. 【請求項２】トナーが基体上に形成された静電潜像に応
   じて付着することを、複数回繰り返すことにより作製さ
   れる、いわゆる電子写真方式によるカラーフィルタの製
   造方法において、 （ホ）各一画素を長方形とし、全画素を同じ向きに配置
   すること。 （ヘ）ここで長辺に沿った方向を行方向とし、短辺に沿
   った方向を列方向とすると、行方向には画素を一個おき
   に整列させ且つ隣合う列を短辺の二分の一の長さだけ互
   いにずらし、また列方向には全列をそれぞれ整列させる
   こと。 （ト）互いに隣接するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），
   そしてブルー（Ｂ）の３つの各画素をそれぞれ三角形の
   頂点をなす配置にすること。 （チ）行方向上と列方向上とのそれぞれにある最も近傍
   の同色画素間の間隔を互いに等しくすること。 上記（ホ）乃至（チ）を具備することを特徴とするカラ
   ーフィルタの製造方法。