JPH06281809A - カラーフィルタとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】透明導電体層を形成するような手間や時間やコ
ストがかからず、可視光の透過率を損ねて色特性に悪影
響を与えたりせず、さらには装置に使用される際にショ
ート等による損傷の危険が無いこと、以上を容易に且つ
安定して実施することが出来、且つ製造が簡便であると
いう電子写真方式の利点を失わないというカラーフィル
タとその製造方法を提供する。 【構成】基体中の光導電体層に帯電して選択的に露光す
ることにより静電潜像パターンを形成し、次いでトナー
を付着させる工程を形成する色の数によって複数回繰り
返すことによって得られるカラーフィルタで、基体が絶
縁性透明支持体上に直接に光導電体層が設けてあり、導
電性マスクをアースし密着露光することにより得られる
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、液晶表示装置をはじめ
とする各種の表示装置あるいは固体撮像素子等々に広く
用いられるいわゆるカラーフィルタに係わり、特には電
子写真方式により着色層を形成するカラーフィルタとそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置等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、前記パター
ンをレッドに染色し、同様にして、以下グリーン及びブ
ルーを染色することにより、カラーフィルタを製造する
染色法があり、また、予め顔料を分散した感光性樹脂を
使用して、常法に従ってレッド・グリーン・ブルーの画
素を順次形成する顔料分散法や、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
ーンにのみ通電しながら、顔料を分散させた帯電樹脂を
電着させて画素を形成する電着法、オフセット印刷等に
よって画素を形成する印刷法がある。前記の方法以外に
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】実用化されているカラーフィルタの製造方
法のうち前記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、電着法においては、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
工技術が必要である。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、特殊な印刷技術を要する。

【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
に関する方法が特開昭４８−１６５２９号公報、特開昭
５６−６９６０４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。

【０００５】電子写真方式によるカラーフィルタは、光
導電体を帯電させた後に、所定のフォトマスクを通して
露光を行い、画素部分以外の電荷を除去し静電潜像を形
成した後、電荷をもつ各カラートナーの分散液に浸漬し
て現像するという様な工程で作製される為に比較的簡便
に製造出来ることで注目されている。

【０００６】しかし、前記露光工程において、露光部の
電荷を除去する為には、予め光導電体層の下にＩＴＯ等
の透明導電体層を形成しておき、その導電体層を通じて
アースをとる必要があり、その透明導電体層を形成する
為に、製造に費やす時間や手間そしてコストがかかると
いう問題があった。

【０００７】またその他の問題として、前記透明導電体
層は本件のような電子写真方式によりカラーフィルタを
作製した後は、製品中の構成要素としては不必要である
ばかりでなく、可視光域においてカラーフィルタの透過
率を下げるなど色特性に悪い影響を与えるという問題が
あった。

【０００８】さらには、電子写真方式により製造したカ
ラーフィルタを液晶表示装置に組み込む場合、特にはＸ
Ｙマトリクス駆動方式の液晶表示装置の場合では、駆動
用の配線パターンがカラーフィルタの画素上に設けられ
る為に、もし画素にピンポールがあったような場合に
は、カラーフィルタ中に設けてある前記透明導電体層と
駆動用の配線パターンとの間でのショートが発生してし
まい、その結果、液晶表示装置の駆動が出来なくなると
いうおそれもあり問題であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、前
記透明導電体層に係わる各問題、すなわち形成の為に手
間や時間やコストがかかること、また可視光域において
カラーフィルタの透過率を下げるなど色特性に悪影響を
与えることを抑止すること、さらには透明導電体層と前
記配線パターンとの間でのショートのように駆動機能へ
損傷を与えかねない危険も回避すること、以上を容易に
且つ安定して実施することが出来、且つ製造が簡便であ
るという電子写真方式の利点を失わないというカラーフ
ィルタとその製造方法とを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為に
本発明が提供する手段は、すなわち、基体中の光導電体
層に対して帯電を行い、選択的に露光することにより静
電潜像パターンを形成し、次いで前記静電潜像パターン
に応じてトナーを付着させる工程を、形成する色の数に
よって前記工程を複数回繰り返すことによって得られる
カラーフィルタにおいて、前記基体が絶縁性透明支持体
上に直接に前記光導電体層が設けてあり、さらにその上
に各色の着色層が設けられていることを特徴とするカラ
ーフィルタである。

【００１１】あるいは、基体中の光導電体層に対して帯
電を行い、選択的に露光することにより静電潜像パター
ンを形成し、次いで前記静電潜像パターンに応じてトナ
ーを付着させる工程を、形成する色の数によって前記工
程を複数回繰り返すことによって得るカラーフィルタの
製造方法において、前記基体が絶縁性透明支持体上に直
接に前記光導電体層が設けてあり、また前記選択的な露
光の為に使用するフォトマスクは導電性を有するものを
使用し、前記フォトマスクをアースした状態で前記光導
電体層と密着させて露光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。

【００１２】以下に本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。まず、本発明に使用するカラーフィルタの基体につ
いて説明する。本発明に使用する基体は、支持体１上に
光導電体層２を設けた構造を有している。支持体１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
ガラス或いは有機高分子化合物を用いる。光導電体層２
としては、光導電性及び透明性を有するＰＶＫ（ポリビ
ニルカルバゾール）等を、スピンコート法等で前記支持
体１上に形成したものを用いる。

【００１３】次に、本発明に使用する電子写真方式カラ
ーフィルタの製造工程について説明する。まず、帯電器
３を用い、光導電体層２を表面電位数千Ｖ程度に帯電さ
せる（図１参照）。帯電工程終了後、所定のパターンを
有し、アースを確保してある導電性を有するフォトマス
ク４を基体の光導電体層２に密着させて、紫外線ランプ
５で露光を行い（図２参照）、第１色目の画素の静電潜
像パターンを形成する。その後、基体を第１色目の画素
用の現像液であるトナー分散液６に数秒間浸漬し現像す
る（図３参照）。現像終了後、トナーをさらに凝集さ
せ、定着させるためにベーキング処理を施し、第１色目
の画素７となる着色層の形成を終了する（図４参照）。

【００１４】以下、同様の工程で第２色目以降の各画素
となる着色層の形成を順次行い、電子写真方式によるカ
ラーフィルタを完成させる（図５参照）。そして導電性
を有するフォトマスクとしては、ガラスやフィルム等の
透明支持体上に導電性材料（例えば金属）からなる遮光
パターンを有するものが好ましいが、この他にも特に支
持体自体が導電性材料からなり所定の遮光パターンを有
しているものでも使用できる。

【００１５】尚、カラーフィルタに一般的に必要とされ
る遮光パターン（いわゆるブラックマトリクスやブラッ
クストライプ等）に関しては、着色層と同様にトナーを
付着させて形成するか、あるいはそれ以外の方法で形成
するのか、いずれでも良い。また着色層や遮光パターン
を形成する順序としても、特には限定しない。

【００１６】

【作用】本発明によると、光導電体層をガラス等の透明
支持体上に直接に形成し、帯電後の露光工程では所定の
選択的露光用のフォトマスクの材質を導電性のものと
し、使用の際には光導電体と密着させて使用し且つアー
スを確保しておく。このことにより、露光時に光導電体
層の内部で励起された電荷が、予め帯電により備わって
いた電荷と電気的な中和を起こし、その結果余剰になっ
た電荷をこのフォトマスクを通じて除去することが出来
るようになる。つまり、前記透明導電体層が担っていた
前記余剰になった電荷の除去を前記フォトマスクが代替
わりして作用する為、従来の技術においては通常は設け
る必要のあった透明導電体層を、わざわざ設ける必要が
無くなる。また透明導電体層が無い為に、前記のショー
トのようなトラブルの発生も心配なくなる。

【００１７】

【実施例】ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（アナン製、
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、カラーフィ
ルタ用基体とした。

【００１８】次に、６ｋＶの高電圧に印加したコロナ帯
電器を用いて光導電体層表面を帯電させ１０００Ｖ程度
の電位にした。帯電終了後にこの光導電体層上に所定の
パターンを有する金属クロム製のフォトマスクを密着さ
せて紫外線露光（ブラックライト、波長３６６ｎｍ、５
秒間露光）を行ない静電潜像パターンを形成した。

【００１９】続いて、バインダ樹脂の白色ラテックスに
赤色着色剤を分散させ、粒径が約０．５μｍのレッドト
ナーにしたものに、イソパラフィン系溶媒（エッソ化学
製、商品名：アイソパーＧ）を加え作製した正帯電レッ
ドトナーの現像液を調整し、この現像液に前記静電潜像
パターンを形成した基体を浸漬して現像を行い、着色層
としてレッド画素を形成した（第１色目の工程）。

【００２０】次にトナーをさらに凝集させ、定着させる
ために温度１５０℃で１時間のベーキング処理を施し、
レッド画素の形成を終了した。以下同様にして、グリー
ンとブルーとの各画素及びブラックマトリクス像の現像
を行った。これにより、従来の技術（図６参照）とは異
なり、透明支持体であるガラス基板とその上の光導電体
層の間に透明導電体層を設けていない構造であり、電子
写真方式による良好なカラーフィルタを完成させた（図
４参照）。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、透明
支持体と光導電体層との間の透明導電体層を設けなくと
も、露光時に前記導電体層が果たしていた余剰な電荷を
除去する役割を前記フォトマスクが担うことができる。
さらには透明導電体層の設けないため、製造の便宜の面
において手間を省き、時間やコストの節約も可能にな
る。また品質に関しても可視光の透過率を損なわない為
にカラーフィルタの色特性を向上させることになる。そ
のうえＸＹマトリクス駆動方式の液晶表示装置の駆動用
の配線パターンとのショート等による損傷のおそれも無
くなる。結局、以上のことが容易に且つ安定して実施す
ることが出来、且つ製造が簡便であるという電子写真方
式の利点を失わないというカラーフィルタとその製造方
法とを提供することが出来るようになった。

【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製造方法の一
実施例について、その工程の概略を断面図を用いて示す
説明図である。

【図２】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について、その工程の概略を断面図を用いて示す
説明図である。

【図３】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について、その工程の概略を断面図を用いて示す
説明図である。

【図４】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について、その工程の概略を断面図を用いて示す
説明図である。

【図５】本発明に係わるカラーフィルタの一実施例につ
いて、その構造の概略を断面図を用いて示す説明図であ
る。

【図６】従来の技術に係わるカラーフィルタの一例につ
いて、その構造の概略を断面図を用いて示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１・・・支持体 ２・・・光導電体層 ３・・・帯電器 ４・・・導電性フォトマスク ５・・・紫外線ランプ ６・・・第１色目トナー分散液 ７・・・画素 ８・・・導電体層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体中の光導電体層に対して帯電を行い、
   選択的に露光することにより静電潜像パターンを形成
   し、次いで該静電潜像パターンに応じてトナーを付着さ
   せる工程を、形成する色の数によって該工程を複数回繰
   り返すことによって得られるカラーフィルタにおいて、
   該基体が絶縁性透明支持体上に直接に該光導電体層が設
   けてあり、さらにその上に各色の着色層が設けられてい
   ることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】基体中の光導電体層に対して帯電を行い、
   選択的に露光することにより静電潜像パターンを形成
   し、次いで該静電潜像パターンに応じてトナーを付着さ
   せる工程を、形成する色の数によって該工程を複数回繰
   り返すことによって得るカラーフィルタの製造方法にお
   いて、該基体が絶縁性透明支持体上に直接に該光導電体
   層が設けてあり、また該選択的な露光の為に使用するフ
   ォトマスクは導電性を有するものを使用し、該フォトマ
   スクをアースした状態で該光導電体層と密着させて露光
   することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。