JPH11211909A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

カラーフィルターの製造方法

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JPH11211909A
JPH11211909A JP1460498A JP1460498A JPH11211909A JP H11211909 A JPH11211909 A JP H11211909A JP 1460498 A JP1460498 A JP 1460498A JP 1460498 A JP1460498 A JP 1460498A JP H11211909 A JPH11211909 A JP H11211909A
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JP
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thin film
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forming
electrolytically
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JP1460498A
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Toshiki Nakajima
俊貴 中島
Fumiaki Matsushima
文明 松島
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミセル電解法によるカラーフィルターの製造
において、再現性良く、安定な電解成膜を可能とする方
法を提供する。 【解決手段】 ミセル電解を行う電解槽において、電解
液中に挿入する対極の表面積を薄膜を電解形成する電極
の表面積の4倍以上とした、該対極を白金、白金めっ
き、金またはITO等の該電解液に腐食されない電極と
した、又は薄膜を電解形成する電極の電位を酸素発生ま
たは該界面活性剤以外の酸化反応、すなわち副反応の開
始電位以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶テレビ、パソ
コン用ディスプレイ等に用いられるアクティブおよびパ
ッシブカラーパネルに用いるカラーフィルターの製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気化学的に酸化還元される界面活性剤
のミセル水溶液中に、顔料粒子を分散した後、該ミセル
水溶液を電解することにより基板上に顔料膜を形成する
手法をもちいたカラーフィルターの製造方法について
は、特開平2−24603号公報に開示されている。ま
た、このカラーフィルターに疎水化した導電粒子を共析
させることについては、特開平2−267298号公報
に開示されている。
【0003】該電解液の製造方法は、顔料および疎水化
処理を行った導電粒子をホモミキサー、ボールミル、超
音波ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー等により機
械的な力を与えることにより、分散させることによる。
【0004】上記のようにして得られた電解液中で、電
解を行うことにより、顔料および疎水化処理した導電粒
子から界面活性剤が脱離し薄膜が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】該電解液中において薄
膜の電解形成を行う場合、その電解方法としては、以下
に示す3つの方法が挙げられる。 (1)薄膜を電解形成する電極と対極の2極を用い、2
極間の電圧を制御する方法 (2)薄膜を電解形成する電極、対極、および一定の電
位を示す参照極の3極を用い、該参照極に対して薄膜を
電解形成する電極の電位をポテンショスタットにて制御
する方法 (3)薄膜を電解形成する電極と対極間を流れる電流を
制御する方法 しかし、前記3つの方法には、それぞれ以下のような欠
点が見られる。 (1)薄膜を電解形成する電極と対極の2極を用い、2
極間の電圧を制御する方法の場合、電圧の設定を同一に
した場合でも、これら2極の表面積の比率で各電極にお
ける電気化学的ポテンシャルが異なり、再現性良く電解
成膜ができない場合がある。また、電解液が時間、ある
いは電解成膜の繰り返しとともに変化した場合、各電極
における電気化学的ポテンシャルが変化し、再現性良く
電解成膜ができない。 (2)薄膜を電解形成する電極、対極、および一定の電
位を示す参照極の3極を用い、該参照極に対して薄膜を
電解形成する電極の電位をポテンショスタットにて制御
する方法の場合、前記(1)の方法や前記(3)の方法
と比較して装置が高価となる。また、薄膜を電解形成す
る電極の電位はポテンショスタットにより制御される
が、対極の電位については考慮されておらず、該対極表
面または近傍の電解液の変化により、再現性良く電解が
できない場合がある。 (3)薄膜を電解形成する電極と対極間を流れる電流を
制御する方法の場合、前記(1)の方法と同様の問題点
がある。
【0006】そこで、本発明は上記した問題点を解決
し、再現性よく安定な電解成膜を安価なコストで実現す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1のカラーフィル
ターの製造方法は、顔料粒子を界面活性剤で取り囲んだ
ミセルのコロイド水溶液を調製し、このミセルを電解に
より破壊してアノード電極上に顔料粒子の薄膜を析出さ
せるカラーフィルターの製造方法において、電解液中に
挿入する対極の表面積が薄膜を電解形成する電極の表面
積の4倍以上であることを特徴とする。
【0008】請求項2のカラーフィルターの製造方法
は、顔料粒子及び透明導電粒子を界面活性剤で取り囲ん
だミセルのコロイド水溶液を調製し、このミセルを電解
により破壊してアノード電極上に顔料粒子及び透明導電
粒子からなる薄膜を析出させるカラーフィルターの製造
方法において、電解液中に挿入した対極の表面積が薄膜
を電解形成する電極の表面積の4倍以上であることを特
徴とする。
【0009】請求項3のカラーフィルターの製造方法
は、請求項1又は2に記載のカラーフィルターの製造方
法において、前記対極が、該電解液に腐食されない電極
であることを特徴とする。
【0010】請求項4のカラーフィルターの製造方法
は、請求項1又は2に記載のカラーフィルターの製造方
法において、前記薄膜を電解形成する電極の電位が、酸
素発生または該界面活性剤以外の酸化反応、すなわち副
反応の開始電位以下であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明を実施例および比較例に基
づいて、さらに詳しく説明する。
【0012】(実施例1)ITO粒子と、カラーフィル
ター用の顔料からなる以下の組成のミセル電解液を50
0ml調製した。
【0013】 フタロシアニンブルー 5.0g/l ジオキサジンバイオレット 1.0g/l フェロセニルPEG 3.7g/l LiBr(支持塩) 10.5g/l 疎水化処理ITO 18.0g/l 原料を計量、撹拌した後、超音波ホモジナイザー(日本
精機製作所,型式:RUS600T,出力:20kHz,600W)によ
り分散処理を90分間行った。
【0014】該ミセル電解液中に、薄膜を電解形成する
電極としてITO電極パターンを持ったガラス基板、対
極としてチタン/白金めっき電極基板を浸漬させた。薄
膜を電解形成する電極をアノード、対極をカソードと
し、0.4Vの定電圧で10分間電解を行った。この
際、(対極の表面積)/(薄膜を電解形成する電極の表
面積)=4の電極構成を用いた。
【0015】図1、101は、該電解時の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。電解中、電気化学的ポ
テンシャルは安定している。また、この結果ITO電極
上に青色の顔料膜が0.7マイクロメートル形成され
た。
【0016】(比較例1)実施例1と同様に 該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてチタン/白金
めっき電極基板を浸漬させ、薄膜を電解形成する電極を
アノード、対極をカソードとし、0.4Vの定電圧で1
0分間電解を行った。但し、(対極の表面積)/(薄膜
を電解形成する電極の表面積)=3の電極構成を用い
た。
【0017】図1、102は、該電解時の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。実施例1と異なり、電
気化学的ポテンシャルは不安定となった。また、顔料膜
の形成の再現性が不安定になり、顔料膜の形成が見られ
ない場合から、膜厚0.7マイクロメートルまでの間で
膜厚がばらついた。さらに、顔料膜のはがれ、ムラが見
られる場合もあった。
【0018】(実施例2)実施例1と同様に、該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてチタン/白金
めっき電極基板を浸漬させた。薄膜を電解形成する電極
をアノード、対極をカソードとし、0.6Vの定電圧で
10分間電解を行った。この際、(対極の表面積)/
(薄膜を電解形成する電極の表面積)=4の電極構成を
用いた。
【0019】図2、201は、該電解時の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。電解中、電気化学的ポ
テンシャルは安定している。また、この結果ITO電極
上に青色の顔料膜が0.7マイクロメートル形成され
た。
【0020】(比較例2)実施例2と同様に、該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてチタン/白金
めっき電極基板を浸漬させた。薄膜を電解形成する電極
をアノード、対極をカソードとし、0.6Vの定電圧で
10分間電解を行った。但し、(対極の表面積)/(薄
膜を電解形成する電極の表面積)=3の電極構成を用い
た。
【0021】図2、202は、該電解時の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。実施例2と異なり、電
気化学的ポテンシャルは不安定となった。また、顔料膜
の形成の再現性が不安定になり、0.6〜0.7マイク
ロメートルまでの間で膜厚がばらついた。さらに、顔料
膜のはがれ、ムラが見られる場合もあった。
【0022】(実施例3)ITO粒子と、カラーフィル
ター用の顔料からなる以下の組成のミセル電解液を50
0ml調製した。
【0023】 フタロシアニンブルー 5.0g/l ジオキサジンバイオレット 1.0g/l フェロセニルPEG 2.6g/l LiBr(支持塩) 10.5g/l 疎水化処理ITO 10.8g/l 原料を計量、撹拌した後、超音波ホモジナイザー(日本
精機製作所,型式:RUS600T,出力:20kHz,600W)によ
り分散処理を90分間行った。
【0024】該ミセル電解液中に、薄膜を電解形成する
電極としてITO電極パターンを持ったガラス基板、対
極として白金電極基板を浸漬させた。薄膜を電解形成す
る電極をアノード、対極をカソードとし、0.4Vの定
電圧で15分間電解を行った。この際、(対極の表面
積)/(薄膜を電解形成する電極の表面積)=4の電極
構成を用いた。
【0025】図3、301は、該電解液の使用初期の電
解時における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。但し測定は電解開始後
10分間のみとなっている。電解中、電気化学的ポテン
シャルは安定している。また、この結果ITO電極上に
青色の顔料膜が0.65マイクロメートル形成された。
【0026】さらに、3日後の電解時における、薄膜を
電解形成する電極の電気化学的ポテンシャルを、図3、
302に表す。該電解液の使用初期と同等の値を示して
いる。また、この結果ITO電極上に青色の顔料膜が
0.60マイクロメートル形成された。
【0027】なお、この成膜膜厚の低下は電解液を使用
せずに放置した場合でも起こっており、電解成膜による
影響ではないことが判った。
【0028】(比較例3)実施例3と同様に、該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてステンレス
(SUS304)電極基板を浸漬させた。薄膜を電解形
成する電極をアノード、対極をカソードとし、0.4V
の定電圧で15分間電解を行った。この際、(対極の表
面積)/(薄膜を電解形成する電極の表面積)=4の電
極構成を用いた。
【0029】図4、401は、該電解液の使用初期の電
解時における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポ
テンシャルを表したものである。但し測定は電解開始後
10分間のみとなっている。電解中、電気化学的ポテン
シャルは安定している。また、この結果ITO電極上に
青色の顔料膜が0.65マイクロメートル形成された。
【0030】さらに、3日後の電解時における、薄膜を
電解形成する電極の電気化学的ポテンシャルを、図4、
402に表す。該電解液の使用初期と比較して、電気化
学的ポテンシャルの低下が見られる。また、電解中の該
電気化学的ポテンシャルは不安定となった。また、この
際、ITO電極上に顔料膜の形成は見られなかった。
【0031】(実施例4)実施例1と同様に、該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてチタン/白金
めっき電極基板を浸漬させた。但し、実施例1とは異な
る形状のITO電極パターンを用いた。
【0032】薄膜を電解形成する電極をアノード、対極
をカソードとし、0.4Vの定電圧で8分間電解を行っ
た。この際、(対極の表面積)/(薄膜を電解形成する
電極の表面積)=7の電極構成を用いた。該薄膜の電解
形成を同一電解液中で50基板繰り返した。
【0033】図5は、該電解時のの薄膜を電解形成する
電極の電気化学的ポテンシャルを表したものである。
【0034】該電解液において、副反応となる酸化反応
が開始される電位は、飽和カロメル電極基準で+0.8
0V vs. SCEであった。本実施例において測定さ
れた、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテンシャ
ルは、該副反応の開始電位以下を保ち、かつ電解中安定
である。また、薄膜の電解形成を50基板繰り返しても
該電気化学的ポテンシャルは一致している。
【0035】この結果、ITO電極上に形成された顔料
膜厚は0.80から0.85マイクロメートルの範囲内
であり、カラーフィルター製造上、問題にならないばら
つきであった。
【0036】(比較例4)実施例4と同様に、該ミセル
電解液中に、薄膜を電解形成する電極としてITO電極
パターンを持ったガラス基板、対極としてチタン/白金
めっき電極基板を浸漬させた。薄膜を電解形成する電極
をアノード、対極をカソードとし、0.8Vの定電圧で
10分間電解を行った。この際、(対極の表面積)/
(薄膜を電解形成する電極の表面積)=7の電極構成を
用いた。該薄膜の電解形成を同一電解液中で4基板繰り
返した。
【0037】図6は、該電解時のの薄膜を電解形成する
電極の電気化学的ポテンシャルを表したものである。
【0038】該電解液において、副反応となる酸化反応
が開始される電位は、飽和カロメル電極基準で+0.8
0V vs. SCEであった。本比較例において測定さ
れた、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテンシャ
ルは、該副反応の開始電位以上を示している。そのた
め、該電気化学的ポテンシャルは電極基板ごとに変化し
ており、また電解中の安定性も劣化してきている。
【0039】この結果ITO電極上に形成された顔料膜
厚は0.68から0.82マイクロメートルの範囲にば
らついた。
【0040】
【発明の効果】以上のごとく、本発明の方法によれば、
再現性良く電解成膜ができ、カラーフィルターの安定な
製造が可能となる。また、薄膜を電解形成する電極と対
極の2極を用いた安価な装置により、前記カラーフィル
ターの安定な製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1および比較例1における、薄膜を電解
形成する電極の電気化学的ポテンシャルを示す図。
【図2】実施例2および比較例2における、薄膜を電解
形成する電極の電気化学的ポテンシャルを示す図。
【図3】実施例3における、薄膜を電解形成する電極の
電気化学的ポテンシャルを示す図。
【図4】比較例3における、薄膜を電解形成する電極の
電気化学的ポテンシャルを示す図。
【図5】実施例4において、電解成膜を50基板繰り返
した時の、1、10、20、30、40、50枚目の基
板、すなわち薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテ
ンシャルを示す図。
【図6】比較例4において、電解成膜を4基板繰り返し
た時の、該基板、すなわち薄膜を電解形成する電極の電
気化学的ポテンシャルを示す図。
【符号の説明】
101 (対極の表面積)/(薄膜を電解形成する電極
の表面積)=4の電極構成による0.4V定電圧電解時
における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテン
シャル。 102 (対極の表面積)/(薄膜を電解形成する電極
の表面積)=3の電極構成による0.4V定電圧電解時
における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテン
シャル。 201 (対極の表面積)/(薄膜を電解形成する電極
の表面積)=4の電極構成による0.6V定電圧電解時
における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテン
シャル。 202 (対極の表面積)/(薄膜を電解形成する電極
の表面積)=3の電極構成による0.6V定電圧電解時
における、薄膜を電解形成する電極の電気化学的ポテン
シャル。 301 電解液の使用初期における、電解時の薄膜を電
解形成する電極の電気化学的ポテンシャル。白金対極を
使用、0.4V定電圧電解。 302 電解液の使用3日後における、電解時の薄膜を
電解形成する電極の電気化学的ポテンシャル。白金対極
を使用、0.4V定電圧電解。 401 電解液の使用初期における、電解時の薄膜を電
解形成する電極の電気化学的ポテンシャル。ステンレス
(SUS304)対極を使用、0.4V定電圧電解。 402 電解液の使用3日後における、電解時の薄膜を
電解形成する電極の電気化学的ポテンシャル。ステンレ
ス(SUS304)対極を使用、0.4V定電圧電解。 501 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における1番目の基板の、電気化学的ポテン
シャル。 510 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における10番目の基板の、電気化学的ポテ
ンシャル。 520 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における20番目の基板の、電気化学的ポテ
ンシャル。 530 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における30番目の基板の、電気化学的ポテ
ンシャル。 540 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における40番目の基板の、電気化学的ポテ
ンシャル。 550 2極式0.4V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における50番目の基板の、電気化学的ポテ
ンシャル。 601 2極式0.8V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における1番目の基板の、電気化学的ポテン
シャル。 602 2極式0.8V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における2番目の基板の、電気化学的ポテン
シャル。 603 2極式0.8V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における3番目の基板の、電気化学的ポテン
シャル。 604 2極式0.8V定電圧電解時の、薄膜を電解形
成する電極における4番目の基板の、電気化学的ポテン
シャル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料粒子を界面活性剤で取り囲んだミセ
    ルのコロイド水溶液を調製し、このミセルを電解により
    破壊してアノード電極上に顔料粒子の薄膜を析出させる
    カラーフィルターの製造方法において、 電解液中に挿入する対極の表面積が薄膜を電解形成する
    電極の表面積の4倍以上であることを特徴とするカラー
    フィルターの製造方法。
  2. 【請求項2】 顔料粒子及び透明導電粒子を界面活性剤
    で取り囲んだミセルの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てアノード電極上に顔料粒子及
    び透明導電粒子からなる薄膜を析出させるカラーフィル
    ターの製造方法において、 電解液中に挿入した対極の表面積が薄膜を電解形成する
    電極の表面積の4倍以上であることを特徴とするカラー
    フィルターの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のカラーフィルタ
    ーの製造方法において、 前記対極が、該電解液に腐食されない電極であることを
    特徴とするカラーフィルターの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載のカラーフィルタ
    ーの製造方法において、 前記薄膜を電解形成する電極の電位が、酸素発生または
    該界面活性剤以外の酸化反応、すなわち副反応の開始電
    位以下であることを特徴とするカラーフィルターの製造
    方法。
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