JPH09159813A - 着色部材の製造方法及び導電膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造プロセスの短縮が可能で、かつ着色層の
耐久性や機械的強度が優れた高精細のカラーフィルタを
作製できる製造方法の提供。 【解決手段】 側鎖に１−置換エトキシ基が導入された
シロキサン及び光酸発生剤を含有するシロキサン組成物
からなる膜の所定の領域を露光、ベークした後、色素成
分を含有する溶液に浸漬し、次いで膜を加熱乾燥して三
次元化せしめることをＲ，Ｇ，Ｂの３色について繰返し
てカラーフィルタを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シロキサン組成物
を用いた着色部材の製造方法及び導電膜の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】以前より液晶表示素子は、小型のフラッ
トパネルディスプレイや電卓、時計、自動車用ディスプ
レイ、パーソナルコンピューター用ディスプレイなどに
広く使用されており、また小型液晶テレビに代表される
動画ディスプレイもすでに製品化されている。一方、近
年はフルカラーディスプレイの需要が急速な伸びを示し
ており、フルカラーディスプレイの要素部品であるカラ
ーフィルタの開発が活発に進められている。

【０００３】これまで上述したようなカラーフィルタ
は、一般にＲ，Ｇ，Ｂの３色について、それぞれ色素成
分を含有するネガ型レジスト膜を基板上に形成し、パタ
ーン光を照射して所定の領域を選択的に硬化させた後未
硬化部を現像・除去することで作製されている。然るに
この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の３種類のレジストが必要とな
り、しかも成膜、露光、現像の工程を３度繰返さなくて
はならず、工程数が多く製造プロセスが煩雑であるとい
う問題点があった。

【０００４】また最近、有機ポリシラン膜に紫外線を照
射した後染料の溶液に浸漬させれば、光酸化された紫外
線照射部の有機ポリシラン膜を選択的に着色できること
が報告されており(Yokoyama et al,Chemistry Letters,
1563-1566,1991）、これを利用してカラーフィルタを作
製することも試みられている。例えば特開平５−１８８
２１５号には、下記一般式で表される有機ポリシランの
膜を基板上に形成した後、選択的な紫外線の照射と染料
の溶液への浸漬をＲ，Ｇ，Ｂの３色について繰返すカラ
ーフィルタの製造方法が開示されている。さらに特開平
７−９２６９５号においては、同様の有機ポリシランの
膜について紫外線の照射と金属酸化物ゾルへの浸漬を施
すことで、所望の導電膜パターンなどを作製できること
が示されている。

【０００５】

【化２】

【０００６】上述したようなカラーフィルタの製造方法
によれば、現像の工程が一切不要となり、しかも成膜は
１度だけ行なわれれば足りるので、色素成分を含有する
ネガ型レジスト膜を用いる通常の方法に比べ、製造プロ
セスを著しく簡略化することができる。またＲ，Ｇ，Ｂ
の３色について成膜が一括して行なわれるので、得られ
る着色層の表面が平坦で高精細なカラーフィルタを作製
することが可能である。しかしながら、ここで用いられ
る上記一般式で表される有機ポリシランにおいては、紫
外線に対する感度が充分ではないため、紫外線照射部と
それ以外の部分との間で高いコントラストを確保し難
い。さらに、こうした有機ポリシランを用いてカラーフ
ィルタあるいは導電膜パターンを作製する場合、得られ
る着色層や導電膜の耐久性や機械的強度についても満足
できるものではなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、色素
成分を含有するネガ型レジスト膜を成膜、露光、現像し
て着色層を形成する従来のカラーフィルタの製造方法
は、製造プロセスが煩雑であるためその簡略化が望まれ
ていた。一方このようなネガ型レジスト膜の代わりに特
定の有機ポリシランを用い、有機ポリシラン膜の紫外線
照射部を選択的に着色することで現像の工程を不要化し
た技術も提案されているが、有機ポリシランの紫外線に
対する感度が充分ではなく、かつ得られる着色層の耐久
性や機械的強度も劣るという問題があった。

【０００８】本発明はこれらの問題を解決して、製造プ
ロセスの短縮が可能で、かつ着色層の耐久性や機械的強
度が優れた高精細のカラーフィルタなどを作製できる着
色部材の製造方法を提供することを目的としている。ま
た本発明の別の目的は、優れた耐久性及び機械的強度を
有する導電膜パターンを容易に作製することが可能な導
電膜の製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願第１の発明は、下記一般式（１）、
（２）のいずれかで表される繰返し単位を有するシロキ
サン及び放射線の照射により酸を発生する化合物を含有
するシロキサン組成物を主体とした有機ケイ素化合物膜
を形成する成膜工程と、得られた有機ケイ素化合物膜の
所定の領域に放射線を照射する露光工程と、露光工程の
後色素成分を含有する溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬
する着色工程と、所定の領域が着色された有機ケイ素化
合物膜中のシロキサンを加熱硬化せしめる三次元化工程
とを有する着色部材の製造方法である。また本願第２の
発明は、下記一般式（１）、（２）のいずれかで表され
る繰返し単位を有するシロキサン及び放射線の照射によ
り酸を発生する化合物を含有するシロキサン組成物を主
体とした有機ケイ素化合物膜を形成する成膜工程と、得
られた有機ケイ素化合物膜の所定の領域に放射線を照射
する露光工程と、露光工程の後導電成分を含有する溶液
に有機ケイ素化合物膜を浸漬する導電成分含浸工程と、
少なくとも導電成分が含浸した領域の有機ケイ素化合物
膜中のシロキサンを加熱硬化せしめる三次元化工程とを
有する導電膜の製造方法である。すなわち、本願第１の
発明、第２の発明は、いずれも上述したような特定のシ
ロキサン組成物を用いた点が特徴的であり、以下にこの
シロキサン組成物を用いた本発明の着色部材の製造方法
及び導電膜の製造方法について詳細に説明する。

【００１０】

【化３】

【００１１】本発明で用いられるシロキサン組成物にお
いて、第１の成分である上記一般式（１）、（２）のい
ずれかで表される繰返し単位を有するシロキサンは、少
なくとも一方の側鎖に１−置換エトキシ基が導入された
ことを特徴としている。本発明では、こうしたシロキサ
ンに対し第２の成分である放射線の照射により酸を発生
する化合物（以下光酸発生剤という）を配合すること
で、放射線の照射時に光酸発生剤から発生した酸でシロ
キサンの側鎖の１−置換エトキシ基が分解され、シラノ
ール性水酸基を生成する。従って、これらシロキサン及
び光酸発生剤を含有するシロキサン組成物を主体とした
有機ケイ素化合物膜を形成した後、この有機ケイ素化合
物膜に所定のパターン光照射を施すことで、露光部で選
択的にシロキサンの側鎖が分解されてシラノール性水酸
基が生成し、潜像が形成される。

【００１２】続いて、有機ケイ素化合物膜を色素成分を
含有する溶液に浸漬して、露光部でのシラノール性水酸
基と色素成分との相互作用に基づき、露光部に選択的に
色素成分を吸着させる。次いで、少なくとも露光部で生
成したシラノール性水酸基が互いに反応する温度、好ま
しくは未露光部においてもシロキサンの側鎖の１−置換
エトキシ基が分解されるとともに、膜中に生成したシラ
ノール性水酸基が互いに反応する程度の温度に有機ケイ
素化合物膜を加熱することで、シロキサンのケイ素原子
がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合で三次元的に架橋、硬化され、結
果的に得られたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目状構造中の所
定の領域に色素成分が含有されてなる着色層が形成され
る。一方ここで、色素成分の代わりに導電成分を含有す
る溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬すれば、それ以外は
全く同様にして所定の領域が導電化された導電膜が形成
される。

【００１３】このとき本発明では、有機ケイ素化合物膜
が光酸発生剤を含有する組成を有しているので、上述し
たような潜像が充分な感度で形成される。従って得られ
る着色層などについて、露光部と未露光部との間で高い
コントラストを確保し得る。さらに、シロキサンのケイ
素原子の４本の結合手中、３本または４本がＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合に供されてケイ素原子がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合で
三次元的に架橋、硬化されるため、耐久性や機械的強度
が優れた着色層あるいは導電膜パターンを得ることがで
きる。

【００１４】本発明において、上記一般式（１）、
（２）のいずれかで表される繰返し単位を有するシロキ
サンは、重量平均分子量が５００〜１００，０００のポ
リマーであることが好ましい。これは重量平均分子量が
５００未満だと、機械的強度の充分な塗膜を形成するこ
とが困難となり、逆に重量平均分子量が１００，０００
を越えると、シロキサンの溶媒可溶性が低下してやはり
塗膜の形成に支障をきたすおそれがあるからである。さ
らにこのシロキサンは、ホモポリマーであってもコポリ
マーであってもよく、さらには上記一般式（１）、
（２）のいずれかで表される繰返し単位以外の他の繰返
し単位とのコポリマーであっても構わない。

【００１５】本発明で、こうしたシロキサンの少なくと
も一方の側鎖に導入される１−置換エトキシ基として
は、具体的にはｔ−ブチル基、ｉ−プロピル基、１，１
−フェニルメチルエチル基、１−メトキシエチル基、
１，１−メチルメトキシエチル基、１−エトキシエチル
基、１，１−メチルエトキシエチル基、１，１−ジフェ
ニルエチル基、１，１−ジメチルプロピル基、１−エト
キシプロピル基、１，１−メチルエトキシプロピル基な
どが挙げられる。またシロキサンの他方の側鎖には、こ
れら１−置換エトキシ基以外のアルコキシル基や置換ま
たは非置換の炭化水素基、さらには水素原子が導入され
ていてもよく、ここでの炭化水素基としてはメチル基、
エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチ
ル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ｎ−
ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基及びフ
ェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナチル
基、ジフェニル基などのアリール基が例示される。一
方、シロキサンの末端基については特に限定されるもの
ではなく、例えば水酸基、アルコキシル基、シロキシル
基などであればよい。

【００１６】なお上述したようなシロキサンのうち、特
に上記一般式（２）で表される繰返し単位からなるもの
は、一方の側鎖に炭化水素基が導入されていることに基
づき、シロキサンのケイ素原子をＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合で
三次元的に架橋、硬化させた際にもケイ素原子の４本の
結合手のうち１本が有機残基と結合しており、残りの３
本がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に供される。従って、こうした
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目状構造中に色素成分が含有さ
れた着色層などにおいて、ケイ素原子の４本の結合手が
いずれもＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に供される場合に比べ加熱
硬化時の収縮が小さく、基板側での歪みの発生などが抑
えられるとともにその可撓性が高められる。さらに、一
方の側鎖に導入された炭化水素基が芳香族炭化水素基で
あれば、他方の側鎖の１−置換エトキシ基が分解された
際に生成したシラノール性水酸基が安定化されるのでよ
り好ましい。

【００１７】これに対し、上記一般式（１）の側鎖に導
入されたアルコキシル基がともに１−置換エトキシ基で
ある繰返し単位からなるものは、露光時に１個のケイ素
原子につき２個のシラノール性水酸基が生成するので感
度の点で有利であるうえ、この後色素成分や導電成分が
吸着される速度が速く、着色などに要する時間の大幅な
短縮にも寄与する。また本発明では、こうした１−置換
エトキシ基が特にｔ−ブトキシ基などの酸で分解されや
すい３級アルコキシル基であれば、露光時における上述
したようなシラノール性水酸基の生成効率が高められ、
結果として露光部とそれ以外の部分との間で高いコント
ラストを容易に確保することが可能となる。ここで、本
発明で用いられるシロキサンの具体例を列挙する。

【００１８】

【化４】

【００１９】

【化５】

【００２０】一方本発明において、上述したようなシロ
キサンに対し配合される光酸発生剤は、放射線の照射に
より酸を発生し得るものであれば特に限定されず、例え
ばオニウム塩、ハロゲン含有化合物、キノンジアジド化
合物、スルホン化合物、スルホン酸化合物、ニトロベン
ジル化合物などが用いられ得る。なおこれらの中でも、
オニウム塩及びキノンジアジド化合物は特に好ましい。
具体的にオニウム塩としては、ヨードニウム塩、スルホ
ニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニ
ウム塩などを挙げることができ、好ましくは

【００２１】

【化６】 で表される化合物、

【００２２】

【化７】 で表される化合物、及び

【００２３】

【化８】 で表される化合物などである。ハロゲン含有化合物とし
ては、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアル
キル基含有ヘテロ環状化合物などを挙げることができ、
好ましくは

【００２４】

【化９】 で表される化合物、及び

【００２５】

【化１０】 で表される化合物などである。キノンジアジド化合物と
しては、ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノ
ン化合物などを挙げることができ、好ましくは

【００２６】

【化１１】 で表される化合物、

【００２７】

【化１２】 で表される化合物、

【００２８】

【化１３】 で表される化合物、及び

【００２９】

【化１４】 で表される化合物などである。スルホン化合物として
は、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホンなどを
挙げることができ、好ましくは

【００３０】

【化１５】 で表される化合物などである。ニトロベンジル化合物と
しては、ニトロベンジルスルホネート化合物、ジニトロ
ベンジルスルホネート化合物などを挙げることができ、
好ましくは

【００３１】

【化１６】 で表される化合物などである。

【００３２】スルホン酸化合物としては、アルキルスル
ホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、ア
リールスルホン酸エステル、イミノスルホナートなどを
挙げることができ、好ましくは

【００３３】

【化１７】 で表される化合物、

【００３４】

【化１８】 で表される化合物、及び

【００３５】

【化１９】 で表される化合物などである。

【００３６】本発明において、これら光酸発生剤の好ま
しい配合量は、シロキサンに対し０．０１〜５０ｗｔ％
さらには０．０５〜２０ｗｔ％である。この理由は、光
酸発生剤の配合量が０．０１ｗｔ％未満だと、シロキサ
ン及び光酸発生剤を含有するシロキサン組成物の光に対
する感度が低下する傾向があり、逆に光酸発生剤の配合
量が５０ｗｔ％を越えると、シロキサン組成物の塗膜の
形成が困難となるからである。

【００３７】なお本発明におけるシロキサン組成物は、
通常シロキサン及び光酸発生剤を芳香族系、エステル
系、エーテル系、ケトン系、アルコール系、フェノール
系などの溶媒に溶解させて調製されたうえで、本発明の
着色部材の製造方法または導電膜の製造方法に供され
る。ここで溶媒の具体例としては、トルエン、キシレ
ン、クロロベンゼン、エチルアセテートセロソルブ、乳
酸エチル、プロピレングリコールモノエチルアセテー
ト、セロソルブ、ヘキサン、オクタン、シクロヘキサノ
ン、メチルエチルケトン、ブチロラクトン、メチルイソ
ブチルケトン、ジブチルエーテル、ブタノール、ｎ−メ
チルピロリドン、ジメチルホルムアミドなどを挙げるこ
とができる。

【００３８】本発明では、上述したようなシロキサン組
成物を主体とした有機ケイ素化合物膜を形成し、その所
定の領域に放射線を照射したうえで色素成分を含有する
溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬すれば、露光部に色素
成分が選択的に吸着して露光部が着色される。従って、
この後必要に応じて有機ケイ素化合物膜の全面または未
露光部を露光したうえで、有機ケイ素化合物膜中のシロ
キサンを加熱硬化させれば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目
状構造における所定の領域が選択的に着色された着色部
材を製造することができる。

【００３９】こうした本発明の着色部材の製造方法にお
いては、色素成分として塩基性染料、油溶性染料、分散
染料、顔料などを用いることが可能である。ここで、こ
れら染料及び顔料のＣ．Ｉ．Ｎｏ．を具体的に示すと、
染料では塩基性染料としてベーシック・レッド（Ｂａｓ
ｉｃ Ｒｅｄ）１２、ベーシック・レッド２７、ベーシ
ック・バイオレット（Ｂａｓｉｃ Ｖｉｏｌｅｔ）７、
ベーシック・バイオレット１０、ベーシック・バイオレ
ット４０、ベーシック・ブルー（ＢａｓｉｃＢｌｕｅ）
１、ベーシック・ブルー７、ベーシック・ブルー２６、
ベーシック・ブルー７７、ベーシック・グリーン（Ｂａ
ｓｉｃ Ｇｒｅｅｎ）１、ベーシック・イエロー（Ｂａ
ｓｉｃ Ｙｅｌｌｏｗ）２１、油溶性染料としてソルベ
ント・レッド（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ）１２５、ソル
ベント・レッド１３２、ソルベント・レッド８３、ソル
ベント・レッド１０９、ソルベント・ブルー（Ｓｏｌｖ
ｅｎｔ Ｂｌｕｅ）６７、ソルベント・ブルー２５、ソ
ルベント・イエロー（Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ）
２５、ソルベント・イエロー８９、ソルベント・イエロ
ー１４６、分散染料としてディスパース・レッド（Ｄｉ
ｓｐｅｒｓ Ｒｅｄ）６０、ディスパース・レッド７
２、ディスパース・ブルー（Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕ
ｅ）５６、ディスパース・ブルー６０、ディスパース・
イエロー（Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ）６０など
が挙げられる。また顔料については、ピグメント・レッ
ド（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ）２２０、ピグメント・レ
ッド２２１、ピグメント・レッド５３：１、ピグメント
・ブルー（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ）１５：３、ピグ
メント・ブルー６０、ピグメント・グリーン（Ｐｉｇｍ
ｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ）７、ピグメント・バイオレット
（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ）３７などが例示され
る。

【００４０】また、このような色素成分を含有する溶液
を調製する際に用いられる溶媒としては水、アルコール
などが挙げられ、色素成分の溶液中の濃度は１〜１０ｗ
ｔ％程度であることが好ましい。すなわち濃度が１ｗｔ
％未満だと、充分に着色された着色層を得ることが困難
となり、濃度が１０ｗｔ％を越えると、得られる着色層
に色ムラが生じるおそれがある。

【００４１】さらに、金属アルコキシドあるいはその分
解生成物のゾル溶液を用い、これに色素成分を配合して
着色ゾルを調製しても構わない。なお、ここでの金属ア
ルコキシドは半金属のアルコキシドであってもよく、例
えばケイ素やアルミニウム、ジルコニウム、チタンなど
のエトキシドをアルコールと水の混合溶媒に溶解または
分散させ、次いで酸を加えてゾル化させた後色素成分を
配合することで調製される。金属アルコキシドの配合量
は、溶液の流動性が失われることがない範囲内で適宜設
定されればよく、具体的には溶媒に対し７０ｗｔ％以下
程度である。

【００４２】本発明において、シロキサン組成物を主体
とした有機ケイ素化合物膜の所定の領域に放射線を照射
した後、上述したような着色ゾルに浸漬してその露光部
への着色を行なうと、例えば水、アルコールなどの溶媒
には不溶である顔料を着色ゾル中に分散させたうえで吸
着させることも可能となるので、色素成分の選択の幅が
広められる。また着色ゾルを用いることは、特にそれぞ
れ異なる色素成分を有機ケイ素化合物膜の互いに異なる
領域に吸着させて着色層を多色化する場合、すでに所定
の領域が色素成分で着色された有機ケイ素化合物膜をこ
れとは異なる色素成分を含有する溶液に浸漬した際に、
先に吸着された色素成分が溶液中に放出され難い点で有
利である。

【００４３】さらに、ケイ素のアルコキシドあるいはそ
の分解生成物のゾル溶液については、有機ケイ素化合物
膜を浸漬したときにこのケイ素のアルコキシドあるいは
その分解生成物が色素成分とともに吸着して、有機ケイ
素化合物膜を加熱硬化した際、シロキサン組成物への放
射線の照射で生成したシラノール性水酸基と相互に反応
する。従って、架橋成分としてＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網
目状構造に直接関与することになり、着色部材における
着色層の耐久性などの向上に寄与する。なおここでは、
ケイ素のアルコキシドあるいはその分解生成物とシロキ
サン組成物への放射線の照射で生成したシラノール性水
酸基との反応を促進させる触媒が、ゾル溶液中に配合さ
れていてもよい。

【００４４】またこのとき、アセトニトリル、ジオキサ
ン、テトラヒドロフランなどの水溶性有機溶媒を適宜併
用することで、着色工程における色素成分の吸着速度を
速めることも可能である。ただし水溶性有機溶媒を併用
する場合、その量は２０ｗｔ％以下に設定されることが
好ましい。この理由は、溶液中の水溶性有機溶媒の量が
多いと、着色の工程での膜の溶出が促進される傾向があ
るからである。

【００４５】なお、特にケイ素のアルコキシドあるいは
その分解生成物のゾル溶液は、色素成分を配合すること
なく、露光及び着色の工程の後加熱硬化に先だって有機
ケイ素化合物膜に浸漬させてもよい。この場合も、ケイ
素のアルコキシドあるいはその分解生成物が架橋成分と
なってＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目状構造に取り込まれる
ので、結果的に耐久性などが優れた着色層を得ることが
可能となる。

【００４６】上述したようなシロキサン組成物及び色素
成分を用いて着色部材を製造する場合、まずシロキサン
組成物を１〜５０ｗｔ％程度含有する溶液を調製して透
光性のガラスや樹脂などからなる透明基板上に塗布した
後、５０〜１５０℃程度の温度で乾燥させて溶媒を揮発
させ、シロキサン組成物を主体とした有機ケイ素化合物
膜を形成する。ここで、本発明におけるこうした有機ケ
イ素化合物膜の成膜に当っては、シロキサン組成物を含
有する溶液を調製し、必要に応じて０．１μｍ程度のフ
ィルタで濾過した後、透明基板上にスピンコートすれば
よい。また、透明基板上に形成される有機ケイ素化合物
膜の膜厚は、０．１〜５μｍ程度が好ましい。何となれ
ば０．１μｍ未満だと、得られる着色層中における色素
成分の含有量が不充分となるおそれがあり、逆に５μｍ
を越えて厚いと、着色の工程において膜の最下層まで均
一に色素成分を吸着させることが困難となるためであ
る。

【００４７】次いで、所望のパターンを有するマスクを
通して透明基板上の有機ケイ素化合物膜に、高圧水銀ラ
ンプ、キセノンランプ、低圧水銀ランプ、ＫｒＦエキシ
マレーザ、ＡｒＦエキシマレーザなどから放射線を照射
する。このように放射線を照射することで、本発明で用
いられるシロキサン組成物では光酸発生剤から発生した
酸がシロキサンの側鎖の１−置換エトキシ基を分解し、
シラノール性水酸基が生成する。

【００４８】上述したような露光の工程において、放射
線の波長は１５０〜４００ｎｍ程度であればよいが、特
に２００〜３００ｎｍの波長の紫外線を有機ケイ素化合
物膜に照射したときは充分に着色された着色層が得られ
やすい。また照射量は０．１ｍＪ〜１０Ｊ、さらには１
ｍＪ〜３Ｊ程度に設定されることが好ましい。すなわち
照射量が１０Ｊを越えると、露光時間が長時間化して製
造性が低下するうえ、ピンホールなどが発生して膜質も
損なわれる傾向がある。一方０．１ｍＪ未満では、露光
不足のため着色の工程における有機ケイ素化合物膜の露
光部への着色が不充分となるおそれがある。

【００４９】次に、必要に応じて光酸発生剤から発生し
た酸によるシロキサンの側鎖の分解を助長するためのベ
ークを施した後、有機ケイ素化合物膜を色素成分を含有
する溶液に０〜５０℃の温度下０．５〜１０分程度浸漬
する。ここで、シラノール性水酸基が生成した有機ケイ
素化合物膜の露光部に色素成分が吸着して、露光部が選
択的に着色される。続いて、有機ケイ素化合物膜を６０
〜２５０℃で５〜３０分程度加熱硬化せしめることで、
有機ケイ素化合物膜中に浸透した色素成分の溶媒が除去
されるとともに、露光の工程において多数生成したシラ
ノール性水酸基が相互に反応し、結果的にシロキサンの
ケイ素原子がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合で三次元架橋する。従
って、このようなＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目状構造中に
色素成分が含有されてなる耐久性や機械的強度の優れた
着色層が得られる。なおここでは、有機ケイ素化合物膜
を色素成分を含有する溶液に浸漬した後、加熱硬化に先
だって水洗あるいはエアブローなどで有機ケイ素化合物
膜中の溶媒を除去してもよい。

【００５０】さらに本発明の着色部材の製造方法におい
ては、上述したような露光及び着色の工程を例えばＲ，
Ｇ，Ｂの３色について繰返し、着色層を多色化すること
ができる。ここで図１に、本発明の着色部材の製造方法
で着色層を多色化する場合の工程図を示す。

【００５１】この場合は、まず透明基板１上の有機ケイ
素化合物膜２の第１の領域について、第１の領域とは逆
パターンを有するマスク３₁ を通して紫外線４などの放
射線を照射する（図１（ａ））。続いて、有機ケイ素化
合物膜２を第１の色素成分を含有する溶液に浸漬して、
第１の領域を着色する（図１（ｂ））。

【００５２】次に、必要に応じて有機ケイ素化合物膜を
未露光部ではシロキサンの側鎖が分解しない程度に加熱
乾燥し、第１の領域におけるシロキサンの部分的な三次
元架橋を進行させた後、有機ケイ素化合物膜２の第２の
領域について、第２の領域とは逆パターンを有するマス
ク３₂ を通して紫外線４などを照射する（図１
（ｃ））。続いて、有機ケイ素化合物膜２を第２の色素
成分を含有する溶液に浸漬して、第２の領域を着色する
（図１（ｄ））。なおこのとき、一旦紫外線４などが照
射されてすでにシラノール性水酸基が生成した領域につ
いては再度紫外線４などが照射されても特に問題はな
く、第１の領域と第２の領域を合わせた領域と逆パター
ンを有するマスクを用いて、第１の領域及び第２の領域
に紫外線４などを照射しても構わない。

【００５３】さらに、やはり必要に応じて有機ケイ素化
合物膜を加熱乾燥した後、有機ケイ素化合物膜２の第３
の領域について、第３の領域とは逆パターンを有するマ
スク３₃ を通して紫外線４などを照射する（図１
（ｅ））。続いて、有機ケイ素化合物膜２を第３の色素
成分を含有する溶液に浸漬して、第３の領域を着色する
（図１（ｆ））。ここでも、第１〜第３の領域を合わせ
た領域と逆パターンを有するマスクを用いて、第１〜第
３の領域全てに紫外線４などを照射してもよい。

【００５４】次いで、有機ケイ素化合物膜２の全領域に
ついて膜中のシロキサンを加熱硬化せしめ三次元化させ
ることで、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の網目状構造中に第１〜
第３の色素成分が含有、固定された着色層が得られる。
ただし、上述したような有機ケイ素化合物膜の加熱乾燥
の際に進行したシロキサンの三次元架橋がほぼ完全なも
のであるなら、こうしたシロキサンの加熱硬化はもはや
特に必要がない。またこのとき、有機ケイ素化合物膜中
のシロキサンの加熱硬化に先だって膜全面を露光し、第
１〜第３の領域外におけるシロキサンの側鎖の１−置換
エトキシ基の分解を進行させておいてもよい。

【００５５】なお、このようにそれぞれ異なる色素成分
を有機ケイ素化合物膜の互いに異なる領域に吸着させて
着色層を多色化する場合、吸着速度の速い色素成分から
順に着色が行なわれることが好ましい。これは吸着速度
の速い色素成分ほど一旦吸着されると放出されにくく、
加熱乾燥によるシロキサンの部分的な三次元架橋を不要
化あるいは短縮することが可能となるからである。ただ
し、吸着速度の速い色素成分から順に着色が行なわれる
ときでも、先に着色が行なわれた領域における混色の発
生を防止する観点から露光、着色及びシロキサンの部分
的な三次元架橋の工程を繰返して、着色層が多色化され
た着色部材を製造することが望まれる。

【００５６】上述した通り本発明の着色部材の製造方法
においては、互いに異なる色素成分を含有する複数の着
色領域を有する多色化された着色層を簡略化された製造
プロセスで得ることができ、例えばＲ，Ｇ，Ｂの着色層
を備えるカラーフィルタを極めて容易に作製することが
可能となる。さらに、黒色に着色された第４の領域がブ
ラックマトリクスとして形成されてもよく、この場合も
Ｒ，Ｇ，Ｂに着色される第１〜第３の領域及び第４の領
域に関して、吸着速度の速い色素成分から順次着色が行
なわれることが好ましい。

【００５７】またここで作製されるカラーフィルタは、
Ｒ，Ｇ，Ｂなどの各着色領域について成膜が一括して行
なわれていることに起因してその表面平坦性が良好であ
り、例えばフルカラーディスプレイ用の液晶表示素子に
特に好ましく適用される。図２に、このような液晶表示
素子の縦断面図を示す。図中、１１₁ 及び１１₂ は、例
えばコーニング社製７０５７、ＮＨテクノグラス社製Ｎ
Ａ−４５、日本電気硝子社製ＯＡ−２といった無アルカ
リガラスなどからなる透明基板であり、それぞれの対向
面には、ＩＴＯなどからなる透明電極１２₁ 及び１２₂
が形成されている。さらに走査電極となる透明電極１２
₂ が形成された透明基板１１₂ 側は、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色
層を備えるカラーフィルタ１０が、透明基板１１₂ と透
明電極１２₂ との間に設けられてカラーフィルタ基板と
なっている。

【００５８】一方、表示電極となる透明電極１２₁ が形
成された透明基板１１₁ 側は、透明電極１２₁ に接する
形でＴＦＴ１３が実装されている。このＴＦＴ１３で
は、まず透明基板１１₁ 上にＴａ，Ｍｏ−Ｔａなどから
なるゲート電極１４が設けられており、ゲート電極１４
はＴａ₂ Ｏ₅ ，ＳｉＮ，Ａｌ₂ Ｏ₃ などからなるゲート
絶縁膜１５で被覆されている。ゲート絶縁膜１５上には
半導体層１６が形成されており、さらに半導体層１６上
の所定領域には、ソース電極１７及びドレイン電極１８
が接続している。ここで半導体層１６は真性半導体非晶
質Ｓｉ（ｉ−Ｓｉ）などで、ソース電極１７及びドレイ
ン電極１８はｎ型半導体非晶質Ｓｉ（ｎ⁺−Ｓｉ）やＴ
ｉなどで形成すればよい。また、透明電極１２₁ 及びＴ
ＦＴ１３の表面、並びに透明電極１２₁ と対向する透明
電極１２₂ の表面には、それぞれ液晶配向膜１９₁ 及び
１９₂ が形成されており、液晶配向膜１９₁ 及び１９₂
の間には液晶２０が封入されている。

【００５９】さらに、他の液晶表示素子の縦断面図を図
３に示す。なおここで、図２に示す液晶表示素子と同一
部分については、図２と同様の符号を付して説明を省略
する。図示されるようにこの液晶表示素子では、ＴＦＴ
１３が実装された透明基板１１₁ 側に、所定の領域がそ
れぞれＲ，Ｇ，Ｂに着色された有機ケイ素化合物膜を着
色層とするカラーフィルタ１０が形成されている。具体
的にはＴＦＴ１３上に、パッシベーション膜２１、カラ
ーフィルタ１０、密着層２２及び透明電極１２₂ がこの
順で積層形成されており、透明電極１２₂ はパッシベー
ション膜２１、カラーフィルタ１０及び密着層２２に設
けられたコンタクトホールを通してＴＦＴ１３のドレイ
ン電極１８と接続されている。また透明基板１１₁ 上に
は、補助容量を確保するための１対の電極２３₁ 及び２
３₂ がＴＦＴ１３とは離隔して形成されており、やはり
パッシベーション膜２１、カラーフィルタ１０及び密着
層２２に設けられたコンタクトホールを通して、透明電
極１２₂ と電極２３₂ が接続されている。

【００６０】ここで、図３中のカラーフィルタ１０を本
発明の着色部材の製造方法で作製する場合、カラーフィ
ルタ１０のコンタクトホール形成部を残して上述したよ
うな露光及び着色の工程を繰返し、Ｒ，Ｇ，Ｂなどに着
色された各着色領域を形成することが好ましい。すなわ
ちこの場合は、各着色の工程後あるいは露光及び着色の
工程を繰返した後に有機ケイ素化合物膜を加熱乾燥し、
露光及び着色が行なわれた領域のシロキサンのみ部分的
な三次元架橋を進行させておけば、一次元構造のシロキ
サンを含有するコンタクトホール形成部を有機溶媒など
で溶解除去することで、例えば別途フォトレジスト材料
を用いたフォトリソグラフィー技術によることなく、コ
ンタクトホールを簡略に設けることが可能となる。

【００６１】なお以上は、着色部材をカラーフィルタと
してアクティブマトリックス型表示形式の液晶表示素子
に適用した例を示したが、その他単純マトリックス型表
示形式の液晶表示素子などにも全く同様に適用すること
ができる。またこのようなカラーフィルタは、液晶表示
素子以外にも固体撮像素子など幅広い分野で用いること
が可能である。

【００６２】さらに本発明においては、シロキサン組成
物を主体とした有機ケイ素化合物膜を形成し、その所定
の領域に放射線を照射した後、色素成分の代わりに導電
成分を含有する溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬すれ
ば、以下は全く同様にして導電膜を得ることができる。
すなわちここでは、導電成分を含有する溶液に有機ケイ
素化合物膜を浸漬した際に、シラノール性水酸基が生成
している露光部に導電成分が選択的に吸着する。続い
て、膜中のシラノール性水酸基が互いに反応する程度に
有機ケイ素化合物膜を加熱することで、シロキサンのケ
イ素原子がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合で三次元的に架橋、硬化
されるとともに導電成分が凝集する。従って、Ｓｉ−Ｏ
−Ｓｉ結合の網目状構造における所定の領域が選択的に
導電化された、配線や電極などとして有用な導電膜を製
造することが可能である。なおこのとき、有機ケイ素化
合物膜の露光部に導電成分が含浸した後、図３に示した
液晶表示素子におけるコンタクトホール形成部の場合と
全く同様にして、別途フォトレジスト材料を用いること
なく未露光部の有機ケイ素化合物膜を有機溶媒などで溶
解除去することもできる。

【００６３】本発明の導電膜の製造方法において、上述
したような導電成分には例えば各種金属や導電性酸化物
の微粒子を用いることができ、具体的にはＡｌ、Ａｇ、
Ｃｕ、Ｔｉなどの金属や、ＩＴＯ（Ｉｎ及びＳｎの酸化
物）、ネサ（Ｓｎの酸化物）などの導電性酸化物の微粒
子が挙げられる。これらのうちＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ
の微粒子は、有機ケイ素化合物膜中のシラノール性水酸
基との相互作用を高める観点から、導電性が著しく損わ
れない程度の自然酸化膜がその表面に形成されているこ
とが好ましい。さらに、ＩｎやＳｎといった酸化物が導
電性を有するものについては、アセチルアセトン錯体な
どの金属キレート錯体や金属アルコキシドのような通常
ゾル・ゲル法で用いられる成分であってもよい。何とな
れば、こうした成分は有機ケイ素化合物膜に吸着した後
膜中のシロキサンの加熱硬化の際に導電性酸化物に変換
され得るからである。

【００６４】また本発明の導電膜の製造方法では、導電
成分を含有する溶液として、特に上述したような微粒子
を含有するゾル溶液を調製することが好ましい。このと
き用いられる溶媒としては水、アルコールなどが挙げら
れ、導電成分の溶液中の濃度は１〜１０ｗｔ％程度であ
ることが好ましい。すなわち濃度が１ｗｔ％未満だと、
充分に導電化された導電膜を得ることが困難となり、濃
度が１０ｗｔ％を越えると、溶液中で導電成分が凝集し
て流動性が失われるおそれが生じる。

【００６５】なおここで、各種金属や導電性酸化物の微
粒子を含有する溶液を調製するには、直接こうした微粒
子を溶媒に分散させてもよいが、金属アルコキシドをア
ルコールと水の混合溶液に溶解または分散させ、次いで
酸を加えてゾル化させる方法が微粒子の分散性の良好な
溶液を調製できる点で好ましい。このとき溶液中におけ
る微粒子の粒径は、微粒子の分散性を損わない観点か
ら、０．１μｍ以下であることが望まれる。

【００６６】さらに本発明においては、上述したような
着色部材及び導電膜の製造方法を図３に示す液晶表示素
子に適用すれば、図中のコンタクトホール形成部に導電
成分を含浸せしめ直接導電化することで、有機ケイ素化
合物膜を溶解除去してコンタクトホールを設けることな
く、ＴＦＴ１３や電極２３₂ と表示電極としての透明電
極１２₁ との接続部を形成することが可能となる。すな
わち、有機ケイ素化合物膜を形成した後、Ｒ，Ｇ，Ｂの
３色と黒色のブラックマトリクスについての露光及び着
色の工程、並びにコンタクトホール形成部に対する露光
及び導電成分含浸の工程を所望の順で繰返せば、１度の
成膜でカラーフィルタとしての多色化された着色層と上
述したような接続部となる導電膜とを得ることができ、
製造プロセスの大幅な簡略化が実現される。

【００６７】また図３に示される液晶表示素子について
は、表示電極としての透明電極１２₁ の形成の際に、本
発明の導電膜の製造方法を適用しても構わない。さらに
本発明では、色素成分及び導電成分を含有する溶液を調
製し、有機ケイ素化合物膜の所定の領域に放射線を照射
した後この溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬すれば、導
電性を有する着色層を得ることもできる。従って、液晶
表示素子におけるカラーフィルタの作製に当って、こう
した導電性を有する着色層を形成すれば、カラーフィル
タの着色層に表示電極を兼ねさせることも可能である。

【００６８】なお本発明においては、上述したようなシ
ロキサン組成物を用いることで、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の
網目状構造中に色素成分や導電成分以外の成分を含有さ
せることもできる。例えば、有機ケイ素化合物膜の所定
の領域に導電成分を吸着させるとともに、他の領域では
有機ケイ素化合物膜中のシロキサンを加熱硬化させる際
酸化物誘電体や酸化物圧電体に変換され得る成分を、別
途有機ケイ素化合物膜に吸着させることで、容量素子や
圧電素子を製造することが可能である。

【００６９】

【発明の実施の形態】

実施例１ 下記化学式で表されるシロキサン（Ｐ−１）１５ｇと光
酸発生剤（Ｋ−１）０．１ｇとメチルイソブチルケトン
７０ｇの混合溶液をガラス基板上にスピンコート法で塗
布した後乾燥して、膜厚約２μｍの有機ケイ素化合物膜
を形成した。なおここでのシロキサン（Ｐ−１）はＧＰ
Ｃによる分析の結果重量平均分子量が約２０，０００
で、低分子量の成分も含まれていた。

【００７０】

【化２０】

【００７１】得られた有機ケイ素化合物膜にカラーフィ
ルタ用マスクを重ね、低圧水銀ランプから紫外線を１０
ｍＪ／ｃｍ² 照射した後、８０℃、１分のベークを施し
た。続いて色素成分としてビクトリアブルーＢＨ（保土
ヶ谷化学社製トリフェニルメタン系染料）を１ｗｔ％含
有するアセトニトリル１０ｗｔ％水溶液に、有機ケイ素
化合物膜を２５℃５分間浸漬した。水洗後、１００℃で
３０分加熱乾燥したところ、露光部が青色に染色されて
いた。

【００７２】次に有機ケイ素化合物膜に対し、青色に染
色された領域が覆われるよう位置をずらしてマスクを重
ね、紫外線を同様に照射しベークを施した。続いて、色
素成分としてアストラフロキシンＦＦ（保土ヶ谷化学社
製メチン系染料）を１ｗｔ％含有するアセトニトリル１
０ｗｔ％水溶液に、有機ケイ素化合物膜を２５℃で２分
間浸漬した。水洗後、１００℃で３０分加熱乾燥して、
所定の領域が青色及び赤色に染色された有機ケイ素化合
物膜を得た。

【００７３】さらに、この有機ケイ素化合物膜に再度位
置をずらしてマスクを重ね、紫外線を照射しベークを施
した。続いて、色素成分としてブリリアントベーシック
シアニン６ＧＨ（保土ヶ谷化学社製トリフェニルメタン
系染料）及びイエロー７ＧＬＨ（保土ヶ谷化学社製メチ
ン系染料）をそれぞれ０．５ｗｔ％、０．７ｗｔ％含有
するアセトニトリル１０ｗｔ％水溶液に、有機ケイ素化
合物膜を２５℃で１０分間浸漬し、水洗した後１００℃
で３０分加熱乾燥した。さらにマスクを外し、有機ケイ
素化合物膜に対し低圧水銀ランプから紫外線を１０ｍＪ
／ｃｍ² 照射して膜全面を露光した後、有機ケイ素化合
物膜を１００℃で３０分加熱乾燥した。この結果、所定
の領域がそれぞれ赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色
（Ｇ）に着色された有機ケイ素化合物膜を、着色層とし
て備えた着色部材が作製された。

【００７４】次いで上述したような着色部材について、
トルエン、エタノール、ジメチルアセトアミド及びブチ
ロラクトンに対する耐薬品性を調べることでその耐久性
を評価したところ、これらの有機溶媒に浸漬されても色
素は溶出せず、かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちる
こともなく、充分に固定化されていることが判った。ま
た着色層における光透過率は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色領域
でそれぞれの特性吸収において１．９％、１．５％、
１．８％といずれも良好な値を示した。

【００７５】実施例２ 有機ケイ素化合物膜の所定の領域をＲ、Ｇ、Ｂの各色に
染色して水洗した後、１５０℃で３０分加熱して膜中の
シロキサンを架橋、硬化させた以外は実施例１と全く同
様にして着色部材を作製した。この着色部材について
も、トルエン、エタノール、ジメチルアセトアミド及び
ブチロラクトンの各有機溶媒に浸漬されても色素は溶出
せず、かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちることもな
く充分に固定化されており、優れた耐久性を有すること
が確認された。

【００７６】実施例３ 下記化学式で表される重量平均分子量約２０，０００の
シロキサン（Ｐ−２）１５ｇと光酸発生剤（Ｋ−２）
０．１ｇとトルエン７０ｇの混合溶液をガラス基板上に
スピンコート法で塗布した後、８０℃で１分乾燥させて
膜厚約２μｍの有機ケイ素化合物膜を形成した。次い
で、有機ケイ素化合物膜を赤色及び緑色に染色する際の
いずれの場合にも、アセトニトリル水溶液に２５℃、５
分浸漬した以外は実施例１と全く同様にして着色部材を
作製した。

【００７７】

【化２１】

【００７８】この着色部材について、トルエン、エタノ
ール、ジメチルアセトアミド及びブチロラクトンに対す
る耐薬品性を調べることでその耐久性を評価したとこ
ろ、これらの有機溶媒に浸漬されても色素は溶出せず、
かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちることもなく、充
分に固定化されていることが判った。また着色層におけ
る光透過率は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色領域でそれぞれの特
性吸収において２％、１．５％、１．８％といずれも良
好な値を示した。

【００７９】実施例４ シロキサン（Ｐ−２）及び光酸発生剤（Ｋ−２）の代わ
りに、それぞれ下記化学式で表される重量平均分子量約
１８，０００のシロキサン（Ｐ−３）、光酸発生剤（Ｋ
−３）を用いた以外は実施例３と全く同様にして着色部
材を作製した。この着色部材について、トルエン、エタ
ノール、ジメチルアセトアミド及びブチロラクトンに対
する耐薬品性を調べることでその耐久性を評価したとこ
ろ、これらの有機溶媒に浸漬されても色素は溶出せず、
かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちることもなく、充
分に固定化されていることが判った。また着色層におけ
る光透過率は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色領域でそれぞれの特
性吸収において１．８％、２．０％、１．８％といずれ
も良好な値を示した。

【００８０】

【化２２】

【００８１】実施例５ シロキサン（Ｐ−２）の代わりに下記化学式で表される
重量平均分子量約１９，０００のシロキサン（Ｐ−４）
を用いた以外は実施例３と全く同様にして着色部材を作
製した。この着色部材についてトルエン、エタノール、
ジメチルアセトアミド及びブチロラクトンに対する耐薬
品性を調べることでその耐久性を評価したところ、これ
らの有機溶媒に浸漬されても色素は溶出せず、かつ着色
層が透明基板から剥がれ落ちることもなく、充分に固定
化されていることが判った。また着色層における光透過
率は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色領域でそれぞれの特性吸収に
おいて１．９％、１．７％、２．１％といずれも良好な
値を示した。

【００８２】

【化２３】

【００８３】実施例６ シロキサン（Ｐ−２）の代わりに下記化学式で表される
重量平均分子量約２０，０００のシロキサン（Ｐ−５）
を用いた以外は実施例３と全く同様にして着色部材を作
製した。この着色部材についてトルエン、エタノール、
ジメチルアセトアミド及びブチロラクトンに対する耐薬
品性を調べることでその耐久性を評価したところ、これ
らの有機溶媒に浸漬されても色素は溶出せず、かつ着色
層が透明基板から剥がれ落ちることもなく、充分に固定
化されていることが判った。また着色層における光透過
率は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色領域でそれぞれの特性吸収に
おいて１．７％、２．０％、１．８％といずれも良好な
値を示した。

【００８４】

【化２４】

【００８５】実施例７ テトラエトキシシラン５０ｇ、アセトニトリル４０ｇ及
び水５０ｇを混合した後、さらに塩酸０．１ｇを加えテ
トラエトキシシランをゾル化したゾル溶液を調製した。
次いで、各着色工程の後１００℃で３０分加熱乾燥させ
なかった以外は、実施例１と全く同様にして得た所定の
領域がＲ，Ｇ，Ｂに着色された有機ケイ素化合物膜を、
上述したようなゾル溶液に浸漬して１５０℃で１時間加
熱し、膜中のシロキサンを架橋、硬化せしめ着色部材を
作製した。この着色部材を、トルエン、エタノール、ジ
メチルアセトアミド及びブチロラクトンの各有機溶媒に
浸漬したところ、色素は溶出せず、かつ着色層が透明基
板から剥がれ落ちることもなく充分に固定化されてお
り、優れた耐久性を有していた。また、鉛筆引っ掻き試
験法（ＪＩＳ−Ｋ５４０１）で測定された着色層の表面
硬度は６Ｈであり、充分な機械的強度を有することが確
認された。

【００８６】実施例８ テトラエトキシシラン５０ｇ、アセトニトリル４０ｇ及
び水５０ｇを混合した後、さらに塩酸０．１ｇを加えテ
トラエトキシシランをゾル化したゾル溶液を調製した。
次いで、各着色工程の後１００℃で３０分加熱乾燥させ
なかった以外は、実施例５と全く同様にして得た所定の
領域がＲ，Ｇ，Ｂに着色された有機ケイ素化合物膜を、
上述したようなゾル溶液に浸漬して１５０℃で１時間加
熱し、膜中のシロキサンを架橋、硬化せしめ着色部材を
作製した。この着色部材を、トルエン、エタノール、ジ
メチルアセトアミド及びブチロラクトンの各有機溶媒に
浸漬したところ、色素は溶出せず、かつ着色層が透明基
板から剥がれ落ちることもなく充分に固定化されてお
り、優れた耐久性を有していた。また、鉛筆引っ掻き試
験法（ＪＩＳ−Ｋ５４０１）で測定された着色層の表面
硬度は６Ｈであり、充分な機械的強度を有することが確
認された。

【００８７】実施例９ テトラエトキシシラン５０ｇ、アセトニトリル４０ｇ及
び水５０ｇを混合し、得られた溶液に色素成分としてＰ
Ｒ２３８（山陽色素製顔料）を１０ｇ配合した後、ボー
ルミルで塩酸０．１ｇを加えながら５時間分散させて着
色ゾルを調製した。次いで、実施例１と全く同様にして
有機ケイ素化合物膜を形成し、低圧水銀ランプからその
全面に紫外線を５ｍＪ／ｃｍ² 照射し８０℃、１分のベ
ークを施した後、上述したような着色ゾルに室温で１０
分間浸漬した。水洗後、１５０℃で３０分加熱し、有機
ケイ素化合物膜中のシロキサンを架橋、硬化させたとこ
ろ、全面が赤色に着色された有機ケイ素化合物膜を着色
層として備えた着色部材が作製された。この着色部材を
トルエン、エタノール、ジメチルアセトアミド及びブチ
ロラクトンの各有機溶媒に浸漬したところ、色素は溶出
せず、かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちることもな
く充分に固定化されており、優れた耐久性を有すること
が確認された。

【００８８】実施例１０ テトラエトキシシラン５０ｇ、アセトニトリル４０ｇ及
び水５０ｇを混合し、得られた溶液に色素成分としてＰ
Ｒ２３８（山陽色素製顔料）を１０ｇ配合した後、ボー
ルミルで塩酸０．１ｇを加えながら５時間分散させて着
色ゾルを調製した。次いで、実施例５と全く同様にして
有機ケイ素化合物膜を形成し、低圧水銀ランプからその
全面に紫外線を５ｍＪ／ｃｍ² 照射し８０℃、１分のベ
ークを施した後、上述したような着色ゾルに室温で１０
分間浸漬した。水洗後、１５０℃で３０分加熱し、有機
ケイ素化合物膜中のシロキサンを架橋、硬化させたとこ
ろ、全面が赤色に着色された有機ケイ素化合物膜を着色
層として備えた着色部材が作製された。この着色部材を
トルエン、エタノール、ジメチルアセトアミド及びブチ
ロラクトンの各有機溶媒に浸漬したところ、色素は溶出
せず、かつ着色層が透明基板から剥がれ落ちることもな
く充分に固定化されており、優れた耐久性を有すること
が確認された。

【００８９】実施例１１ 実施例１で作製された着色部材表面上にＩＴＯ膜をスパ
ッタ成膜した後、溶媒可溶性のポリイミドのワニスを塗
布して熱処理、ラビング処理を順次施し、着色層上に透
明電極及び液晶配向膜が設けられてなるカラーフィルタ
基板を得た。一方、表面に透明電極としてＩＴＯ膜が蒸
着された硬質ガラスを過酸化水素水及び硫酸の混合物で
処理して水洗後、リンサードライヤーで乾燥し、さらに
１５０℃で３０分乾燥した。次いでこのような硬質ガラ
ス上にＴＦＴを実装した後、ＴＦＴ及びＩＴＯ膜上に溶
媒可溶性のポリイミドのワニスを塗布して熱処理、ラビ
ング処理を順次施し、ＴＦＴ及び液晶配向膜が設けられ
てなるＩＴＯ付き透明基板を得た。

【００９０】次に、これらのカラーフィルタ基板及びＩ
ＴＯ付き透明基板を、それぞれの液晶配向膜が対向する
ようにスペーサを介して５μｍの間隔で配置しシール
後、得られた液晶セルに液晶として６ＣＢ（４，４′−
ヘキシルシアノビフェニル）を封入した。この液晶表示
素子について、室温での電圧保持率を測定したところ９
５％と良好な値を示した。

【００９１】実施例１２ テトラエトキシシラン１００ｇ、エチルアルコール１０
０ｇ及び純水１００ｇを混合し、得られた溶液に導電成
分として平均粒径０．１μｍ以下のＡｇ微粒子を２０ｇ
配合した後、塩酸０．３ｇを加え室温で２時間撹拌する
ことで、Ａｇ微粒子が均一に分散されたゾル溶液を調製
した。一方、実施例１と全く同様に有機ケイ素化合物膜
を形成して所定のマスクパターンを重ね、低圧水銀ラン
プから紫外線を１０ｍＪ／ｃｍ² 照射し、さらに８０
℃、１分のベークを施した。次に、上述した通りのゾル
溶液に有機ケイ素化合物膜を室温で１０分浸漬し、１８
０℃で３０分加熱して導電成分が含浸した領域のシロキ
サンを架橋、硬化させ、露光部が選択的に導電化された
導電膜を形成した。なおこの後、有機ケイ素化合物膜に
対し低圧水銀ランプから紫外線を１０ｍＪ／ｃｍ² 照射
して膜全面を露光し、さらに有機ケイ素化合物膜を１０
０℃で３０分加熱乾燥した。ここでこうして形成された
導電膜においては、マスクパターンを通して紫外線を照
射した際の未露光部におけるシート抵抗が１０¹⁰Ω／□
以上であるのに対し、露光部のシート抵抗は３８０Ω／
□と充分な導電性を有することが確認された。

【００９２】実施例１３ ここではＴＦＴが実装された透明基板上に、実施例１と
同様にしてカラーフィルタとなる着色部材を作製し、図
３に示されるような液晶表示素子のカラーフィルタ基板
を製造した。具体的には、まずシロキサン（Ｐ−１）１
５０重量部に光酸発生剤（Ｋ−１）１重量部を配合し、
これらの１８ｗｔ％トルエン溶液を調製した。次いで、
このトルエン溶液をＴＦＴが実装された透明基板上に塗
布後乾燥して、膜厚約２μｍの有機ケイ素化合物膜を形
成した。

【００９３】次に有機ケイ素化合物膜に対し、実施例１
と同様の露光、ベーク、着色及び加熱乾燥の工程を繰返
して、Ｒ，Ｇ，Ｂに着色された各着色領域と黒色に着色
されたブラックマトリクスを形成した。ただしここで
は、テトラエトキシシラン５０ｇ、アセトニトリル４０
ｇ、水５０ｇ、色素成分１０ｇ及び塩酸０．１ｇを用い
実施例９と全く同様にして着色ゾルを調製し、これに露
光後の有機ケイ素化合物膜を浸漬させた。またこのとき
Ｒ，Ｇ，Ｂ及び黒色の色素成分としては、それぞれＰＲ
２３８、ビクトリアブルーＢＨ、ブリリアントベーシッ
クシアニン６ＧＨ（４．２ｇ）＋イエロー７ＧＬＨ
（５．８ｇ）、ハイミクロンブラックＫ（御国色素社製
顔料）を用いた。

【００９４】一方、導電成分としてＡｇ微粒子の代わり
にＩＴＯ微粒子を用いた以外は実施例１２と全く同様の
ゾル溶液を調製した。続いて、有機ケイ素化合物膜の着
色領域外の所定の領域を実施例１２と同様に露光、ベー
クした後、導電成分を含有するゾル溶液に室温で１０分
浸漬し、さらに１８０℃で３０分加熱して有機ケイ素化
合物膜中のシロキサンを架橋、硬化させ、表示電極との
接続部を設けた。

【００９５】次いで、こうしてＲ，Ｇ，Ｂの着色領域、
ブラックマトリクス及び導電化された接続部が形成され
た有機ケイ素化合物膜上に、シロキサン（Ｐ−１）と光
酸発生剤（Ｋ−１）を上述したような配合比で含有する
トルエン溶液を再度塗布、乾燥して、膜厚約０．５μｍ
の有機ケイ素化合物膜を形成した。続いて所定のマスク
パターンを重ね、再び実施例１２と同様の露光、ベーク
及び導電成分含浸の工程を繰返し、さらに１８０℃で３
０分加熱して有機ケイ素化合物膜中のシロキサンを架
橋、硬化させ、露光部に表示電極となる透明電極を形成
するとともに未露光部は絶縁膜化した。なおこのとき、
有機ケイ素化合物膜の露光部に導電成分を含浸させ１８
０℃で３０分加熱した後、実施例１２と全く同様に有機
ケイ素化合物膜に対し低圧水銀ランプから紫外線を１０
ｍＪ／ｃｍ² 照射して膜全面を露光したうえで、有機ケ
イ素化合物膜を１００℃で３０分加熱乾燥した。

【００９６】得られたカラーフィルタ基板においては、
その表面の凹凸が極めて小さく表面平坦性が非常に優れ
ていた。また、接続部を介してのＴＦＴと表示電極との
電気的接続も良好なものであった。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の着色部材
の製造方法及び導電膜の製造方法によれば、製造プロセ
スを短縮しながら、耐久性、機械的強度が優れた高精細
のカラーフィルタや導電膜パターンを容易に作製するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の着色部材の製造方法において着色層
を多色化する場合の工程図。

【図２】 フルカラーディスプレイ用の液晶表示素子の
縦断面図。

【図３】 フルカラーディスプレイ用の他の液晶表示素
子の縦断面図。

【符号の説明】

１，１１₁ ，１１₂ …透明基板、２…有機ケイ素化合物
膜、３₁ ，３₂ ，３₃ …マスク、４…紫外線、１０…カ
ラーフィルタ、１２₁ ，１２₂ …透明電極、１３…ＴＦ
Ｔ、１４…ゲート電極、１５…ゲート絶縁膜、１６…半
導体層、１７…ソース電極、１８…ドレイン電極、１９
₁ ，１９₂ …液晶配向膜、２０…液晶、２１…パッシベ
ーション膜、２２…密着層、２３₁ ，２３₂ …電極。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ 1/1343 1/1343 Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０３ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０３ 7/075 ５１１ 7/075 ５１１ (72)発明者 可児 利佳子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 藤岡 佐和子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 沖野 剛史 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 平岡 俊郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）、（２）のいずれかで
   表される繰返し単位を有するシロキサン及び放射線の照
   射により酸を発生する化合物を含有するシロキサン組成
   物を主体とした有機ケイ素化合物膜を形成する成膜工程
   と、得られた有機ケイ素化合物膜の所定の領域に放射線
   を照射する露光工程と、露光工程の後色素成分を含有す
   る溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬する着色工程と、所
   定の領域が着色された有機ケイ素化合物膜中のシロキサ
   ンを加熱硬化せしめる三次元化工程とを有することを特
   徴とする着色部材の製造方法。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１記載のシロキサン組成物を主体
   とした有機ケイ素化合物膜を形成する成膜工程と、得ら
   れた有機ケイ素化合物膜の第１の領域に放射線を照射す
   る第１の露光工程と、第１の露光工程の後第１の色素成
   分を含有する溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬する第１
   の着色工程と、有機ケイ素化合物膜の第２の領域に放射
   線を照射する第２の露光工程と、第２の露光工程の後第
   ２の色素成分を含有する溶液に有機ケイ素化合物膜を浸
   漬する第２の着色工程と、所定の領域が着色された有機
   ケイ素化合物膜中のシロキサンを加熱硬化せしめる三次
   元化工程とを有することを特徴とする着色部材の製造方
   法。
3. 【請求項３】 色素成分を含有する溶液に次いで金属ア
   ルコキシド及びその分解生成物の少なくとも１種を含有
   するゾル溶液に有機ケイ素化合物膜を浸漬することを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の着色部材の製造
   方法。
4. 【請求項４】 色素成分並びに金属アルコキシド及びそ
   の分解生成物の少なくとも１種を含有するゾル溶液に有
   機ケイ素化合物膜を浸漬することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の着色部材の製造方法。
5. 【請求項５】 着色部材がカラーフィルタであることを
   特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項記載の着
   色部材の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載のシロキサン組成物を主体
   とした有機ケイ素化合物膜を形成する成膜工程と、得ら
   れた有機ケイ素化合物膜の所定の領域に放射線を照射す
   る露光工程と、露光工程の後導電成分を含有する溶液に
   有機ケイ素化合物膜を浸漬する導電成分含浸工程と、少
   なくとも導電成分が含浸した領域の有機ケイ素化合物膜
   中のシロキサンを加熱硬化せしめる三次元化工程とを有
   することを特徴とする導電膜の製造方法。