JP2674272B2 - 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Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶パネル等のカラーディスプレイ装置に
用いられるカラーフィルターの製造方法に関する。
用いられるカラーフィルターの製造方法に関する。
非水溶性の有機物あるいは無機物粒子を水系の溶液中
で電極上で形成する方法は皆無であった。
で電極上で形成する方法は皆無であった。
湿式法での有機膜の成膜方法としては、LB膜、電解重
合法が知られている。LB膜は、水の表面に親水基と疎水
基を含む分子を展開し、これを基板の上に採取する方法
であり、成膜分子が限定されるものであり、無機物粒子
等の成膜はできない。
合法が知られている。LB膜は、水の表面に親水基と疎水
基を含む分子を展開し、これを基板の上に採取する方法
であり、成膜分子が限定されるものであり、無機物粒子
等の成膜はできない。
電解重合法は、有機物を水系あるいは有機系の溶媒に
溶解し、電解することで電極上に高分子化した膜を析出
させる方法である。これも有機物としては、現在までの
ところ不飽和結合を持つ分子に限定され、無機物の成膜
はできなかった。
溶解し、電解することで電極上に高分子化した膜を析出
させる方法である。これも有機物としては、現在までの
ところ不飽和結合を持つ分子に限定され、無機物の成膜
はできなかった。
最近になり、湿式法で有機物顔料の成膜を行なう方法
として佐治等（J.Am.Clem.Soc.,109,5881（1987）,Che
m,Lett893（1988））がミセルの電解法を報告してい
る。
として佐治等（J.Am.Clem.Soc.,109,5881（1987）,Che
m,Lett893（1988））がミセルの電解法を報告してい
る。
我々はすでにこのミセル電解法を用い、他の非水溶性
の有機物粒子及び非水溶性の無機物粒子の成膜が可能で
あることを見い出している。
の有機物粒子及び非水溶性の無機物粒子の成膜が可能で
あることを見い出している。
これらのミセル電解法は、電解により荷電する特性を
持つ界面活性剤のミセル中に、非水溶性の有機物、無機
物を分散あるいは可溶化させた後、ミセルを電解により
破壊し、有機物、無機物を電極上に析出させるものであ
る。
持つ界面活性剤のミセル中に、非水溶性の有機物、無機
物を分散あるいは可溶化させた後、ミセルを電解により
破壊し、有機物、無機物を電極上に析出させるものであ
る。
従来の技術からわかるように、ミセル電解法による有
機顔料による成膜は原理上、ミセルコロイド溶液中に浸
漬されている透明電極で通電された部分には全て有機顔
料膜が成膜される。
機顔料による成膜は原理上、ミセルコロイド溶液中に浸
漬されている透明電極で通電された部分には全て有機顔
料膜が成膜される。
第２図はミセル電解法により作成されるカラーフィル
ターのパターン形状であり、その１部の電極上に有機顔
料膜を形成したものである。図からわかるように、22の
液晶パネルを組んだ時の端子部、23のシール部に有機顔
料膜が形成されていた。端子部に有機顔料膜が形成され
ると、外部回路と接続時の密着性、耐久性が落ちるとい
う課題があり、又シール部に有機顔料膜があるとシール
の密着強度が落ち、液晶パネルの耐久性が悪化するとい
う課題があった。
ターのパターン形状であり、その１部の電極上に有機顔
料膜を形成したものである。図からわかるように、22の
液晶パネルを組んだ時の端子部、23のシール部に有機顔
料膜が形成されていた。端子部に有機顔料膜が形成され
ると、外部回路と接続時の密着性、耐久性が落ちるとい
う課題があり、又シール部に有機顔料膜があるとシール
の密着強度が落ち、液晶パネルの耐久性が悪化するとい
う課題があった。
これを回避するために、ミセル電解法によるカラーフ
ィルターを作製後、端子部、シール部から有機顔料等を
ふき取るという作業を行っていた。
ィルターを作製後、端子部、シール部から有機顔料等を
ふき取るという作業を行っていた。
この作業は工数もかかり、完全にふき取ることは困難
であったため、カラーフィルターのコストアップととも
に、液晶パネルの信頼性ダウンという課題を有してい
た。
であったため、カラーフィルターのコストアップととも
に、液晶パネルの信頼性ダウンという課題を有してい
た。
本発明のカラーフィルターの製造方法は，電解により
荷電する特性を持つ界面活性剤のミセル溶液中に，有機
顔料を分散した後，該ミセル溶液中で電解を行い透明電
極上に前記有機顔料を析出させて，色素薄膜を形成する
カラーフィルターの製造方法において， 前記電解前に，撥水性を有する物質が添加されたレジ
ストを前記色素薄膜の形成が不要な部分に配設すること
を特徴とする。
荷電する特性を持つ界面活性剤のミセル溶液中に，有機
顔料を分散した後，該ミセル溶液中で電解を行い透明電
極上に前記有機顔料を析出させて，色素薄膜を形成する
カラーフィルターの製造方法において， 前記電解前に，撥水性を有する物質が添加されたレジ
ストを前記色素薄膜の形成が不要な部分に配設すること
を特徴とする。
次に工程を追って詳細に説明する。
本発明の電解ミセル法によるカラーフィルターは、 1.石英、ガラス、プラスチック等の透明基板上に、所定
のパターンを持つ透明電極を形成する。透明電極として
は、SnO2、ITO（Indium Tin Oxide）等があり、蒸着、C
VD、スパッタ法により成膜後、フォトリソ、エッチング
法によりパターニングする。
のパターンを持つ透明電極を形成する。透明電極として
は、SnO2、ITO（Indium Tin Oxide）等があり、蒸着、C
VD、スパッタ法により成膜後、フォトリソ、エッチング
法によりパターニングする。
2.上記基板上にレジストを色素成膜が不要な部分にパタ
ーン形成する。
ーン形成する。
レジストのパターン形成の方法としては、紫外線硬化
型あるいは分解型のいわゆるフォトレジストのネガタイ
プ、ポジタイプを用いて、フォトリソプロセスによって
形成する方法がある。また、フレキソ印刷、スクリーン
印刷、オフセット印刷等の直接パターン形成の可能な手
法を用いて形成しても良い。
型あるいは分解型のいわゆるフォトレジストのネガタイ
プ、ポジタイプを用いて、フォトリソプロセスによって
形成する方法がある。また、フレキソ印刷、スクリーン
印刷、オフセット印刷等の直接パターン形成の可能な手
法を用いて形成しても良い。
レジスト材料としては、前述のフォトレジストを用い
ても良いし、あるいは熱、電子線硬化型のレジストを用
いても良い。
ても良いし、あるいは熱、電子線硬化型のレジストを用
いても良い。
この後、ミセル電解液中に浸漬し、引き上げた時、レ
ジストと透明基板面にミセル電解液が残りやすく、レジ
ストパターンに沿って顔料膜の線にラインが生じやす
い。この対策としてミセル電解後の十分な水洗が必要で
あるが、他の方法としてレジスト材料の中に撥水性の物
質を練り込む方法がある。
ジストと透明基板面にミセル電解液が残りやすく、レジ
ストパターンに沿って顔料膜の線にラインが生じやす
い。この対策としてミセル電解後の十分な水洗が必要で
あるが、他の方法としてレジスト材料の中に撥水性の物
質を練り込む方法がある。
撥水性の物質としては、シリコン系樹脂、フッ素系樹
脂、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等があ
る。
脂、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等があ
る。
これらの物質の添加割合は、レジスト材料と撥水性の
質物の組み合わせによって異なるが、0.005wt％以上で
あれば良い。上限はこれらの撥水性物質がレジスト材料
に混合し、かつレジスト材料の特性を劣化させない範囲
であれば良い。
質物の組み合わせによって異なるが、0.005wt％以上で
あれば良い。上限はこれらの撥水性物質がレジスト材料
に混合し、かつレジスト材料の特性を劣化させない範囲
であれば良い。
3.次にこの基板をミセル電解液に浸漬する。
本発明の界面活性剤は、限界ミセル温度が低く容易に
ミセル化するもので、電解により荷電し、これにより電
極及びミセルを形成する界面活性剤どうしで反発がおこ
り、ミセルが崩壊し、中にとり込まれている粒子が電極
上に析出するものであれば良い。例えば、一般式〔Ｍ
（C5H5）２〕M:Ti、Ｖ、Cr、Fe、Co、Ni、Ru、Os、Pdを
もつ界面活性剤があり、市販のものとしては、フェロセ
ンを導入したフェロセニルPEG等がある。
ミセル化するもので、電解により荷電し、これにより電
極及びミセルを形成する界面活性剤どうしで反発がおこ
り、ミセルが崩壊し、中にとり込まれている粒子が電極
上に析出するものであれば良い。例えば、一般式〔Ｍ
（C5H5）２〕M:Ti、Ｖ、Cr、Fe、Co、Ni、Ru、Os、Pdを
もつ界面活性剤があり、市販のものとしては、フェロセ
ンを導入したフェロセニルPEG等がある。
この界面活性剤を限界ミセル濃度以上に水に溶解し、
この中に無機材料あるいは有機材料あるいはこれらの混
合材料を分散する。これらの材料は非水溶性であれば何
でも良い。本発明はカラーフィルターに関するものであ
り、この材料は、有機顔料となる。
この中に無機材料あるいは有機材料あるいはこれらの混
合材料を分散する。これらの材料は非水溶性であれば何
でも良い。本発明はカラーフィルターに関するものであ
り、この材料は、有機顔料となる。
この後、支持電解質を加える。支持電解質としては、
NaCl、Na2SO4、LiBr、Li2SO4等がある。
NaCl、Na2SO4、LiBr、Li2SO4等がある。
ミセル溶液の調整後、超音波あるいは撹拌によって懸
濁、分散させる。
濁、分散させる。
次にこの液中に電極を浸漬し、電解を行う。電解電位
は界面活性剤の種類によって異なるが、フェロセニルPE
Gを用いた場合は、飽和カロメル電極に対して、＋0.2V
以上で行うのが良い。＋0.2Vは、フェロセニルPEGの酸
化電位であり、界面活性剤がプラスにチャージし、ミセ
ルが崩壊し電極上にミセル溶液に分散した材料が成膜さ
れる。
は界面活性剤の種類によって異なるが、フェロセニルPE
Gを用いた場合は、飽和カロメル電極に対して、＋0.2V
以上で行うのが良い。＋0.2Vは、フェロセニルPEGの酸
化電位であり、界面活性剤がプラスにチャージし、ミセ
ルが崩壊し電極上にミセル溶液に分散した材料が成膜さ
れる。
次に実施例を用いて詳細に説明する。
（実施例１） 対角2.6インチのガラス基板上に透明電極としてITO
（Indium Tin Oxide）膜をスパッタリングにより形成
し、更にライン巾100μｍ、ラインピッチ130μｍで本数
300本のストライプ状の電極を第１図のように形成し
た。
（Indium Tin Oxide）膜をスパッタリングにより形成
し、更にライン巾100μｍ、ラインピッチ130μｍで本数
300本のストライプ状の電極を第１図のように形成し
た。
次にスクリーン印刷によりアルカリ溶解タイプの熱硬
化性レジスト、太陽インキ株式会社製のUDE−203を第１
図11のようにパターン印刷を行ない、色素膜形成の不要
な部分をカバーした。
化性レジスト、太陽インキ株式会社製のUDE−203を第１
図11のようにパターン印刷を行ない、色素膜形成の不要
な部分をカバーした。
次に第１表に示す組成の赤、緑、青の色素（有機顔
料）のミセルコロイド水溶液をそれぞれ作成し１色ごと
に電解成膜した。電解成膜後十分水洗を行ない、レジス
トとガラス間にミセルコロイド水溶液が残らないことを
確認し、次の工程に進んだ。
料）のミセルコロイド水溶液をそれぞれ作成し１色ごと
に電解成膜した。電解成膜後十分水洗を行ない、レジス
トとガラス間にミセルコロイド水溶液が残らないことを
確認し、次の工程に進んだ。
電解電位は0.4V（VS.S.C.E）とし、電解時間は色素膜
厚がそれぞれ1.0μｍとなるように調整した。また、色
素薄膜は青、緑、青の繰り返しのストライプパターンに
なるように、電解時に電極を選択的に通電した。成膜後
は150℃で30分焼成した。
厚がそれぞれ1.0μｍとなるように調整した。また、色
素薄膜は青、緑、青の繰り返しのストライプパターンに
なるように、電解時に電極を選択的に通電した。成膜後
は150℃で30分焼成した。
以上の操作により、赤、緑、青の３色に繰り返しのス
トライプパターンからなる色素薄膜を形成した。
トライプパターンからなる色素薄膜を形成した。
続いて、この色素薄膜を形成した基板を下記に記述す
る電着可能なポリマー前駆体溶液中に浸漬し、色素薄膜
が形成されている透明電極を電着用電極として再度利用
しポリマー前駆体の電着を行なった。
る電着可能なポリマー前駆体溶液中に浸漬し、色素薄膜
が形成されている透明電極を電着用電極として再度利用
しポリマー前駆体の電着を行なった。
ポリマー前駆体溶液はアクリル酸とメラミンを7:3の
割合で含み、イソプロピルアルコール、ブチルセロリル
ブを含む水溶液（株式会社シミズ製）であり、アクリル
酸＋メラミンが5wt％含まれるように濃度調整をしたも
のを用いた。
割合で含み、イソプロピルアルコール、ブチルセロリル
ブを含む水溶液（株式会社シミズ製）であり、アクリル
酸＋メラミンが5wt％含まれるように濃度調整をしたも
のを用いた。
電着は色素薄膜が形成されている透明電極側をアノー
ドとし、白金の対向電極間に＋3.5Vを印加し５分行なっ
た。電着後は純水中で30秒間水洗しスピンドライヤーに
より水の振り切り乾燥をした後150℃で30分焼成した。
ドとし、白金の対向電極間に＋3.5Vを印加し５分行なっ
た。電着後は純水中で30秒間水洗しスピンドライヤーに
より水の振り切り乾燥をした後150℃で30分焼成した。
以上の操作によりアクリル・メラミン重合体が色素膜
中に形成された。また、色素膜上には0.05μｍのみ重合
体が形成されたにすぎなかった。
中に形成された。また、色素膜上には0.05μｍのみ重合
体が形成されたにすぎなかった。
この後、レジストを剥離するために40℃、10％のKOH
液に１分間浸漬、十分水洗後、５％H2SO4液に１分間浸
漬、水洗することで中和を行った。
液に１分間浸漬、十分水洗後、５％H2SO4液に１分間浸
漬、水洗することで中和を行った。
カラーフィルター面を観察したところ、液晶パネル端
子部、シール部に色素膜は形成されておらず、かつレジ
スト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残ることはなか
った。
子部、シール部に色素膜は形成されておらず、かつレジ
スト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残ることはなか
った。
最終的にTN型液晶を用いてカラー液晶パネルを作成
し、液晶の駆動特性、耐久信頼性を確認した。駆動特性
については従来と変わらず、耐久信頼性はカラーフィル
ターのないTN液晶パネルと同等であった。
し、液晶の駆動特性、耐久信頼性を確認した。駆動特性
については従来と変わらず、耐久信頼性はカラーフィル
ターのないTN液晶パネルと同等であった。
（実施例２） 実施例１と同様のITOのストライプパターンを形成し
たガラス基板の色素膜の不要な部分にレジストをオフセ
ット印刷により印刷した。
たガラス基板の色素膜の不要な部分にレジストをオフセ
ット印刷により印刷した。
レジストは、実施例１で用いたUDE−203にフロロコー
ティング剤FX−3325を重量比で0.1％添加したものを用
いた。
ティング剤FX−3325を重量比で0.1％添加したものを用
いた。
以下実施例１と同様のプロセスでミセル電解法を用い
たカラーフィルターを作製した。
たカラーフィルターを作製した。
カラーフィルター面を観察したところ、液晶パネル端
子部、シール部に色素膜は形成されておらず、かつレジ
スト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残ることはなか
った。
子部、シール部に色素膜は形成されておらず、かつレジ
スト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残ることはなか
った。
又、TN型液晶を用いてカラー液晶パネルを作成したと
ころ、液晶の駆動特性、耐久信頼性とも実施例１と同様
のレベルとなった。
ころ、液晶の駆動特性、耐久信頼性とも実施例１と同様
のレベルとなった。
（実施例３） レジスト材料をUV硬化型レジストインキ81108（２）
（奥野製薬株式会社製）を用い、この中にフッ素系界面
活性剤フロラードFC−725を重量比で0.05％加えた。
（奥野製薬株式会社製）を用い、この中にフッ素系界面
活性剤フロラードFC−725を重量比で0.05％加えた。
上記レジスト材料を用い実施例１と同様のプロセスで
カラーフィルターを作製した。この時、プロセス中で充
分な水洗を行なわなかったにもかかわらず、実施例１と
同様にレジスト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残る
ことはなかった。
カラーフィルターを作製した。この時、プロセス中で充
分な水洗を行なわなかったにもかかわらず、実施例１と
同様にレジスト膜とガラス基板の境界線に色素膜が残る
ことはなかった。
又、同様にTN型液晶を用いてカラー液晶パネルを作成
したところ、液晶の駆動特性、耐久信頼性とも実施例１
と同様のレベルとなった。
したところ、液晶の駆動特性、耐久信頼性とも実施例１
と同様のレベルとなった。
上述の如く，本発明によれば，例えば液晶パネルの端
子部やシール部に有機顔料が形成されることがない。し
たがって，色素薄膜の形成が不要な部分から有機顔料を
拭き取ることが必要なくなり，その工数が削減できる。
また，拭き取りが完全でないために生じる液晶パネルの
信頼性低下という課題もあわせて解決できた。
子部やシール部に有機顔料が形成されることがない。し
たがって，色素薄膜の形成が不要な部分から有機顔料を
拭き取ることが必要なくなり，その工数が削減できる。
また，拭き取りが完全でないために生じる液晶パネルの
信頼性低下という課題もあわせて解決できた。
第１図 本発明のレジストコートされたカラーフィルタ
ーの図 第２図 従来法により作製したカラーフィルターの図 11……レジストコート部 21……ミセル電解法用電源コンタクト部 22……液晶パネル端子部 23……液晶パネルシール部 24……カラーフィルター用表示部
ーの図 第２図 従来法により作製したカラーフィルターの図 11……レジストコート部 21……ミセル電解法用電源コンタクト部 22……液晶パネル端子部 23……液晶パネルシール部 24……カラーフィルター用表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 邦容 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−11703（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−11824（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】電解により荷電する特性を持つ界面活性剤
のミセル溶液中に，有機顔料を分散した後，該ミセル溶
液中で電解を行い透明電極上に前記有機顔料を析出させ
て，色素薄膜を形成するカラーフィルターの製造方法に
おいて， 前記電解前に，撥水性を有する物質が添加されたレジス
トを前記色素薄膜の形成が不要な部分に配設することを
特徴とするカラーフィルターの製造方法。 - 【請求項２】前記撥水性を有する物質として，シリコン
系樹脂，フッ素系樹脂，シリコン系界面活性剤またはフ
ッ素系界面活性剤を用いたことを特徴とする請求項１記
載のカラーフィルターの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9952990A JP2674272B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | カラーフィルターの製造方法 |
| EP19900113106 EP0407947A3 (en) | 1989-07-12 | 1990-07-09 | Color filter and process for preparing the same |
| KR1019900010544A KR910003426A (ko) | 1989-07-12 | 1990-07-12 | 칼라 필터 및 이의 제조방법 |
| US08/183,204 US5399450A (en) | 1989-04-28 | 1994-01-18 | Method of preparation of a color filter by electrolytic deposition of a polymer material on a previously deposited pigment |
| US08/406,263 US5554466A (en) | 1989-04-28 | 1995-03-17 | Color filter and method of preparation |
| US08/468,479 US5705302A (en) | 1989-04-28 | 1995-06-06 | Color filter for liquid crystal display device and method for producing the color filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9952990A JP2674272B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | カラーフィルターの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03296020A JPH03296020A (ja) | 1991-12-26 |
| JP2674272B2 true JP2674272B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14249753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9952990A Expired - Fee Related JP2674272B2 (ja) | 1989-04-28 | 1990-04-16 | カラーフィルターの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674272B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0659117A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-04 | Seiko Epson Corp | カラーフィルターの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6111703A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-20 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−フイルタ−の製造方法 |
| JPS6211824A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-20 | Stanley Electric Co Ltd | カラ−液晶表示素子の製造方法 |
| JP2699422B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1998-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶パネル用カラーフィルターおよび液晶装置 |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP9952990A patent/JP2674272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03296020A (ja) | 1991-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |