JP3073769B2 - カラーフィルタ、その製造方法及び該カラーフィルタを使用した液晶プロジェクター - Google Patents

カラーフィルタ、その製造方法及び該カラーフィルタを使用した液晶プロジェクター

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JP3073769B2 JP05514689A JP51468993A JP3073769B2 JP 3073769 B2 JP3073769 B2 JP 3073769B2 JP 05514689 A JP05514689 A JP 05514689A JP 51468993 A JP51468993 A JP 51468993A JP 3073769 B2 JP3073769 B2 JP 3073769B2
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義雄 廣井
暢明 渡部
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は新規なカラーフィルタ，カラーフィルタの製
造方法及び該カラーフィルタを用いた液晶プロジェクタ
ーに関し、さらに詳しくは耐光性及び耐熱性に優れ高輝
度光源の使用に耐えるＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）三原色
色素膜を有するカラーフィルタ、このものをミセル電解
法により効率よく製造する方法、及び該カラーフィルタ
を使用した寿命の長い経済的に有利な液晶プロジェクタ
ーに関するものである。
背景技術 近年、液晶テレビやラップトップパソコンなどのカラ
ー画像表示には、線形電極単純マトリックス時分割駆動
方式及び各画素に薄膜トランジスタ（TFT）を付加した
アクティブマトリックス方式によるフルカラー表示の開
発が進められ、すでに小型カラー液晶テレビなどが商品
化されている。
このようなフルカラー表示にはRGB三原色色素膜を有
するカラーフィルタが用いられ、そしてこのカラーフィ
ルタの製造方法として、従来種々の方法、例えば染色法
（特開昭60−55301号公報）、印刷法（特開昭58−46325
号公報，特開昭59−29225号公報）、顔料分散法（特開
昭60−237403号公報）、電着法（特開昭61−270730号公
報）、蒸着法（特開昭55−166607号公報）、ミセル電解
法（特開昭63−243298号公報、特表昭63−50538号公
報）などが知られている。これらのカラーフィルタは液
晶テレビ（特開昭61−7886号公報）、ラップトップパソ
コン（特開昭60−105613号公報）など多くの液晶表示材
料として利用されている。
ところで、液晶テレビプロジェクター，オーバーヘッ
ドプロジェクター，ビデオプロジェクターなどの液晶プ
ロジェクターは、カラーCRTに代わる大型の表示装置と
して注目され、近年急速に開発されてきた。この液晶プ
ロジェクターにおいては、単板式（特開昭60−41068号
公報）と３板式（特開昭63−306792号公報）の二種類の
方式が知られている。しかしながら、単板式の場合、従
来のカラーフィルタがいずれも耐光性が悪く、寿命が短
いため、長寿命化することが望まれている。一方、３板
式方式では、光学系やダイクロイックミラーが３系統相
当分必要であるため、製造コストを高くつくのを免れな
い上、光学系が複雑であるという欠点を有している。
したがって、耐光性に優れたカラーフィルタの開発が
望まれており、この耐光性に優れたカラーフィルタが開
発された場合、それを用いることにより、強い光源を使
用する単板式液晶プロジェクターを製造することが可能
となる。また、オーバヘッドプロジェクター用、車搭載
用の液晶パネルにおいては、強いバックライトの使用が
可能となり、信頼性が向上するとともに、寿命が著しく
長くなる。
また、カラーフィルタは、それぞれの色において、そ
れぞれ一部の波長の光を遮光するため、熱が発生する。
その結果、強い輝度の光源をカラーフィルタに照射する
とカラーフィルタの表面温度が上昇する。したがって、
より明るい画面を実現するために、さらに輝度の高い光
源を用いると、カラーフィルタの表面温度がより上昇
し、その結果、より高い温度条件下での耐光性が要求さ
れる。
従来、耐光性の高いカラーフィルタの色素有機顔料と
して、特開昭62−89906号公報に記載されているよう
に、カラーインデックスピグメントナンバー（C.I.P.）
で、 赤色（Ｒ）:9,27,122,123,149,168,177,180,192,215,21
6,217,220,223,224,226,227,228,240 黄色（Ｙ）:20,24,86,93,109,110,117,125,137,138,14
7,148,153,154,166,168 緑色（Ｇ）:7,36 青色（Ｂ）:15,15:6,22,60,64 紫色（Ｖ）:19,23,30,37,40,50 の混合系顔料を用いることが知られている。
しかしながら、近年開発された液晶プロジェクター
は、３〜５インチのパネルを40〜200インチに拡大する
もので、パネルには非常に強い輝度の光源を用いて投射
する必要がある。画素にマイクロレンズを付けて集光す
る方法も知られているが、この場合も集光され、10万ル
ックス以上の光が、カラーフィルタを通過している。こ
のような強い輝度の光源のもとでは、前記有機顔料の中
でもすべての顔料が耐える訳ではない。そこで10万ルッ
クス以上、好ましくは50万ルックス以上、さらに好まし
くは100万ルックス以上の光源のもとで耐えるカラーフ
ィルタが望まれている。特に赤色及び緑色の劣化が激し
く改善が望まれている。
発明の開示 このような事情に鑑み、本発明者らは、液晶プロジェ
クター、車搭載用の大型の液晶パネルなどに好適に用い
られる高輝度光源の使用に耐える耐光性に優れたカラー
フィルタ、このものを効率よく製造する方法及び該カラ
ーフィルタを使用した寿命の長い液晶プロジェクターを
開発すべき鋭意研究を重ねた結果、次のことを見出し
た。
まず、前記強い輝度の光源を用いた場合の耐光性の顔
料を選定した。すなわち、前記強い輝度の光源を用いた
場合の耐光性顔料として、C.I.Pigment Red 168（アン
スアンスロン系顔料）,C.I.Pigment Red 117（ジアント
ラキノン系顔料）,C.I.Pigment Yellow 110（イソイン
ドリノン系顔料）,C.I.Pigment Green 7（クロロ銅フタ
ロシアニン系顔料）,C.I.Pigment Green 36（クロロブ
ロモ銅フタロシアニン系顔料）,C.I.Pigment Blue 15:
3,15:4（モノクロロ銅フタロシアニン系顔料）,C.I.Pig
ment Blue 15:6（モノクロロ銅フタロシアニン系顔
料）,C.I.Pigment Violet 23（ジオキサン系顔料）が充
分に耐光性を有していることを見出した。また、赤色や
緑色は青色に比べて劣化が激しく、その原因を追求した
結果、赤色や緑色の色調整に用いられる黄色顔料が著し
く劣化することが分かった。したがって前記顔料の組合
せとして、赤色（Ｒ）には、C.I.Pigment Red 168単独
又はC.I.Pigment Red 117単独、あるいはC.I.Pigment R
ed 168とC.I.Pigment Yellow 110との混合系顔料又はC.
I.Pigment Red 177とC.I.Pigment Yellow 110との混合
系顔料を用い、緑色（Ｇ）には、C.I.Pigment Green 7
やC.I.Pigment Green 36とC.I.Pigment Yellow 110との
混合系顔料を用い、青色（Ｂ）には、C.I.Pigment Blue
15:3,15:4,15:6とC.I.Pigment Violet 23との混合系顔
料を使用することにより、カラーフィルタ全体が耐光性
を有することを見出した。
従来のカラーフィルタの顔料は、分光特性を優先させ
選定しているため、強い輝度の光源を用いた場合の耐光
性が悪かった。また、前記強い輝度の光源を用いて、特
開昭62−89906号公報に記載されているような耐光性の
顔料を使用する場合、分光特性が不充分であるものもあ
る。以上のような結果から、強い輝度の光源を用いた場
合の耐光性の顔料としては、前記で選定した顔料を使用
することは不可欠である。
一方、ある程度の耐光性を保有している顔料を用い
て、さらに耐光性を向上させるには、顔料の１次粒子が
粗大粒子から微細粒子までといったように粒径分布が広
い場合、光による粒子成長が速く、光照射による色の変
化が大きいことに着目し、有機顔料の１次粒子の平均粒
径が20〜200nm、好ましくは20〜150nm、さらに好ましく
は20〜100nmの範囲に入るような透明性の高い範囲にお
いて、粒径分布を制御して±35nm以内に制御することに
より、粒子が均一に揃い光による粒子成長の防止が可能
となり、その結果著しく耐光性が向上することを見出し
た。
さらに、緑色の色素膜の場合、赤や青と異なり、ある
波長以上又は以下の透過光を遮光すればよいという単純
な遮光ではなく、赤の波長も青の波長も同時にバランス
よく遮光することが要求される。すなわち、波長485nm
以下の透過光と波長610nm以上の透過光を遮光する必要
があり、波長485nm以下の透過光については黄色により
遮光し、波長610nm以上の透過光については、緑色によ
り遮光することが必要である。具体的には、波長485nm
の透過率（T485）と波長610nm（T610）との比率（T485/
T610）が3.5以下、好ましくは3.0以下、さらに好ましく
は、0.5〜3.0になることが必要である。
さらに、カラーフィルタとしての特性を発揮するため
には、光源のRGBの波長の光を充分に有効利用するた
め、RGB各色の各波長における透過光の積算光量が最大
になるようにする必要がある。具体的には各色素膜の最
大透過率を60％以上、好ましくは65％以上、さらに好ま
しくは70％以上にすることが必要である。特に緑色にお
ける透過光の積算光量が最大になるようにするために、
緑色の最大透過率の波長が540〜550nmの範囲になるよう
にする必要がある。
以上のように、波長485nmの透過率（T485）と、波長6
10nmの透過率（T610）との比率（T485/T610）が3.5以
下、好ましくは3.0以下、さらに好ましくは0.5〜3.0、
色素膜の最大透過率を60％以上、好ましくは65％以上、
さらに好ましくは70％以上、その最大透過率の波長が54
0〜550nmの範囲になるように、前記分級操作を含め顔料
の選定と混合の調整を行うことにより、極めて良好な分
光特性をもつ緑の色素膜を得ることが可能となった。
さらに、前記黄色有機顔料の中で、赤色又は緑色ある
いはその両方の色調整に用いる黄色顔料として、C.I.Pi
gment Yellow 110（イソインドリノン系顔料）を用いる
ことがさらに好ましいことが分かった。また、緑色はC.
I.Pigment Green 36（クロロブロモ銅フタロシアニン系
顔料）とC.I.Pigment Yellow 110（イソインドリノン系
顔料）との混合により、上記分光を得ることを見出し
た。
ところで、ミセル電解法では、バインダー樹脂がない
ため、特に耐熱性，耐光性に優れる上、顔料系にとって
重要な問題である消偏性についても改善される。したが
って、カラーフィルタの製造方法としては、顔料分散法
でも印刷法でもミセル電解法でもよいが、ミセル電解法
が特に好ましい。
しかし、有機顔料を用いてミセル電解法で、この耐光
性に優れるカラーフィルタを製造するためには、従来知
られている有機顔料の分散液の調製法（特開昭63−2432
98号公報，特開平２−30794号公報）だけでは不充分で
ある。すなわち、有機顔料の１次粒子の平均粒径を200n
m以下にするためには、フェロセン誘導体からなる界面
活性剤と有機顔料と支持塩とを水性媒体に混合し、その
混合液を出力50W以上、好ましくは300W以上、さらに好
ましくは600W以上の超音波分散機を用いて、１リットル
当たり0.5時間以上、好ましくは１リットル当たり0.5〜
２時間で、超音波を照射して分散したのち、4000×ｇ
（ｇは重力加速度）以上の遠心力で遠心分離し、必要に
よりフィルタろ過を行うことにより、顔料分散液中の有
機顔料の１次粒子の平均粒径が、20〜200nmの範囲にあ
り、粒径分布が±35nm以内であるように分級した顔料分
散液を調製することができる。このような有機顔料分散
液を用いて、ミセル電解法により製膜することにより、
初めてミセル電解法により、耐光性に優れるカラーフィ
ルタを製造することができることを見出した。
本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、（１）赤，緑，青色の三原色の色
素膜を有するカラーフィルタにおいて、赤，緑，青色の
各色の色素膜を形成する有機顔料として、１次粒子の平
均粒径が20〜200nmの範囲にあり、粒径分布が35nm以内
であって、カラーフィルタとして用いた場合、投影用の
高輝度光源を用いて10万ルックス以上の照度で表面温度
50℃以上の条件で100時間以上の露光照射に対して色差
が５以内である有機顔料を用いたことを特徴とするカラ
ーフィルタ、（２）赤，緑，青色の三原色の色素膜を有
するカラーフィルタにおいて、緑色の色素膜の波長485n
mの透過率（T485）と波長610nmの透過率（T610）との比
率（T485/T610）が3.5以下であって、色素膜の最大透過
率が60％以上であり、かつその最大透過率の波長が540
〜550nmの範囲であることを特徴とするカラーフィル
タ、及び（３）赤，緑，青色の三原色の色素膜を有する
カラーフィルターにおいて、赤色（Ｒ）色素としてC.I.
Pigment Red 168単独又はC.I.Pigment Red 117単独、あ
るいはC.I.Pigment Red 168とC.I.Pigment Yellow 110
との混合系顔料又はC.I.Pigment Red 177とC.I.Pigment
Yellow 110との混合系顔料を用い、緑色（Ｇ）色素と
してC.I.Pigment Green 7及びC.I.Pigment Green 36の
中から選ばれた少なくとも一種とC.I.Pigment Yellow 1
10との混合系顔料を用い、かつ青色（Ｂ）色素としてC.
I.Pigment Blue 15:3,15:4,15:6の中から選ばれた少な
くとも一種と、C.I.Pigment Violet 23との混合系顔料
を用いたことを特徴とするカラーフィルタを提供するも
のであり、また、前記（１）及び（２）のカラーフィル
タにおいて、好ましくは、有機顔料の中で、赤色又は緑
色あるいはその両方の色調整に用いる黄色顔料としてC.
I.Pigment Yellow 110を用いたカラーフィルタを、ま
た、前記（２）のカラーフィルタにおいて、好ましく
は、有機顔料の中で、少なくとも緑色の色調整に用いる
顔料としては、C.I.Pigment Yellow 110とC.I.Pigment
Green 36とを混合して用いたカラーフィルタを提供する
ものである。
さらに、本発明は、赤，緑及び青色の顔料それぞれ
を、フェロセン誘導体からなる界面活性剤を用い、水性
媒体中に分散させて分散液を調製したのち、いずれか１
つの分散液に、絶縁性基体上に透明導電性薄膜を有する
カラーフィルタ製造用基板を挿入し、これに通電処理を
施して該基板の電極上に色素膜を形成させ、次いで残り
の２つの分散液について同様の操作を繰り返し行うこと
により、赤，緑，青色の三原色色素膜を前記基板上に形
成させることを特徴とする前記（１），（２）又は
（３）のカラーフィルタの製造方法を提供するものであ
り、また、この製造方法において、好ましくは、顔料分
散液として、フェロセン誘導体からなる界面活性剤と有
機顔料と支持塩とを水性媒体中に混合し、その混合液を
出力300W以上の超音波分散機を用いて、１リットル当た
り、0.5時間以上超音波を照射して分散したのち、4000
×ｇ以上の遠心力で遠心分離し、顔料分散液中の有機顔
料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲にあり、粒
径分布が±35nm以内であるように分級した顔料分散液を
用いる製造方法を提供するものである。
さらに、本発明は、前記（１），（２）又は（３）の
カラーフィルタを使用したことを特徴とする液晶プロジ
ェクターをも提供するものである。
図面の簡単な説明 第１図は、実施例１で得られたカラーフィルタの分光
特性を示すグラフである。
第２図は、比較例２で得られたカラーフィルタにおけ
る光照射前と光照射後の色度座標図である。
第３図は、調製例６及び７で得られた顔料分散液中の
有機顔料の１次粒子の粒径分布を示すグラフである。
第４図は、実施例11及び比較例９で得られた色素膜の
光照射前と光照射後の分光透過率を示すグラフである。
第５図は、電極取出帯部作製デザインのマスクを示す
説明図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明の第１のカラーフィルタは、RGBの三原色色素
膜を有するものであって、RGBの各色の色素膜を形成す
る有機顔料として、１次粒子平均粒径が20〜200nm、好
ましくは20〜150nm、さらに好ましくは20〜100nmの範囲
にあり、粒径分布が、±35nm以内であって、カラーフィ
ルタとして用いた場合、投影用の高輝度光源を用いて10
万ルックス以上の照度で表面温度が50℃以上の条件で10
0時間以上の露光照射に対して色差が５以内であるもの
が用いられており、光輝度光源の使用に耐えるものであ
る。
また、本発明の第２のカラーフィルタは、RGBの三原
色の色素膜を有するものであって、緑色の色素膜とし
て、その波長485nmの透過率（T485）と、波長610nmの透
過率（T610）との比率（T485/T610）が3.5以下、好まし
くは3.0以下、さらに好ましくは0.5〜3.0で、色素膜の
最大透過率が60％以上、好ましくは65％以上、さらに好
ましくは70％以上であり、かつその最大透過率の波長が
540〜550nmの範囲にある分光特性の極めて良好なものを
用いたカラーフィルタである。
これらの第１及び第２のカラーフィルタにおいて、赤
色又は緑色あるいはその両方の色調整に用いる黄色顔料
として、式 で示されるC.I.Pigment Yellow 110（イソインドリノン
系顔料）を用いることにより、カラーフィルタとしてよ
り優れた効果を発揮する。
また、前記第２のカラーフィルタにおいて、少なくと
も緑色の色調整に用いる顔料として、前記C.I.Pigment
Yellow 110と式 で示されるC.I.Pigment Green 36（クロロブロモ銅フタ
ロシアニン系顔料）とを混合して用いることにより、前
記の分光が容易に得られる。
さらに本発明の第３のカラーフィルタは、RGBの三原
色色素膜を有するものであって、赤色色素，緑色色素及
び青色色素として、それぞれ以下に示す特定の顔料を用
いることが必要である。すなわち赤色色素としては、式 で示されるC.I.Pigment Red 168（アンスアンスロン系
顔料）単独又は式 で示されるC.I.Pigment Red 177（ジアントラキノン系
顔料）単独、あるいは前記C.I.Pigment Red 168とC.I.P
igment Yellow 110との混合系顔料または前記C.I.Pigme
nt Red 177とC.I.Pigment Yellow 110との混合系顔料を
用いることが必要である。この赤色顔料の混合系におけ
るC.I.Pigment Red 168またはC.I.Pigment Red 177の含
有量は50重量％以上であることが望ましい。
また、緑色色素としては、例えば式 で示されるC.I.Pigment Green 7（クロロ銅フタロシア
ニン系顔料）及び前記C.I.Pigment Green 36の中から選
ばれた少なくとも一種と前記C.I.Pigment Yellow 110と
の混合系顔料を用いることが必要である。この緑色顔料
の混合系におけるC.I.Pigment Green 7やC.I.Pigment G
reen 36の含有量は40重量％以上であるのが望ましい。
さらに青色色素としては、例えば式 で示されるC.I.Pigment Blue 15:3,15:4,15:6（いずれ
もクロロ銅フタロシアニン系顔料）の中から選ばれた少
なくとも一種と式 で示されるC.I.Pigment Violet 23（ジオキサジン系顔
料）との混合物からなる青色顔料を用いることが必要で
ある。この青色顔料の混合系におけるC.I.Pigment Blue
15:3,15:4,15:6の中から選ばれた少なくとも一種の含
有量は70重量％以上であるのが望ましい。
RGB三原色色素として、前記の赤色顔料，緑色顔料及
び青色顔料を使用して作成されたRGBの三原色色素膜を
有するカラーフィルタは耐光性に優れ、高輝度光源の使
用に耐え、かつ分光特性が良好である。
本発明のカラーフィルタの製造方法については特に制
限はなく、従来公知の方法、例えば染色法，印刷法，顔
料分散法，電着法，蒸着法，ミセル電解法などの方法の
中から任意の方法を選び用いることができるが、これら
の方法の中で、ミセル電解法が特に好適である。RGB三
原色色素膜がミセル電解処理により形成されたカラーフ
ィルタは、消偏性が減少する上に、バインダー樹脂を用
いていないため、特に耐熱性及び耐光性に優れる。
ミセル電解法によるカラーフィルタの製造方法につい
ては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることがで
きるが、以下に示す本発明の方法を用いることにより、
効率よくカラーフィルタを製造することができる。
次に、本発明の方法によるカラーフィルタの製造につ
いて説明すると、本発明の方法は、ミセル電解法によっ
て、RGBの三原色色素膜を、絶縁性基体上に透明導電性
薄膜を有するカラーフィルタ製造用基板の該透明導電性
薄膜上に形成させて、カラーフィルタを製造する方法で
ある。
本発明の方法においては、まず、所望の赤色顔料，緑
色顔料及び青色顔料それぞれを、フェロセン誘導体から
なる界面活性剤（ミセル化剤）を用い、水性媒体中に分
散させて分散液を調製する。この際用いられる水性媒体
としては、水をはじめ、水とアルコールとの混合液、水
とアセトンとの混合液など、種々の媒体を挙げることが
できる。
該分散液の調製において、界面活性剤として用いるフ
ェロセン誘導体としては、アンモニウム型，エーテル
型，エステル型，その他各種のものがあるが、その中で
代表的なものを例示すれば、式 で示されるFPEG、式 で示されるFEST8、式 で示されるFEST9、式 で示されるFTMAなどが挙げられる。
これらフェロセン誘導体のミセル化剤の酸化還元電位
は、次の通りである。
酸化還元電位 FPEG :0.25V FEST8:0.19V FEST9:0.22V FTMA :0.14V なお、フェロセン誘導体としては、このほか国際公開
WO89/01939号明細書，特開平１−45370号公報，特開平
１−226894号公報，特開平２−83387号公報，特開平２
−250892号公報などに記載された方法によって製造され
るものを使用することができる。
本発明の方法においては、界面活性剤として前記フェ
ロセン誘導体を一種用いてもよいし、二種以上を組み合
わせて用いてもよく、また、所望により前記フェロセン
誘導体と他の界面活性剤とを組み合わせて用いてもよ
い。その他の界面活性剤としては、例えば、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル，ポリオキシエチレン脂肪酸
エステル，ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル，ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキル
エーテルなどの非イオン性界面活性剤などが好ましく挙
げられ、そのほか、アルキル硫酸塩，ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル硫酸塩，アルキルトリメチルアンモ
ニウム塩，脂肪酸ジエチルアミノエチルアミドなどのカ
チオン性，アニオン性界面活性剤を使用することもでき
る。
本発明の方法において用いらる顔料分散液は次のよう
にして調製するのが有利である。すなわち、まず水性媒
体中に前記フェロセン誘導体からなる界面活性剤、所望
に応じて用いられる他の界面活性剤、各有機顔料及び支
持塩を入れて混合し、この混合液を出力50W以上、好ま
しくは300W以上、さらに好ましくは600W以上の超音波分
散機を用いて、１リットル当たり0.5時間以上、好まし
くは１リットル当たり0.5〜２時間の範囲で超音波を照
射して分散させる。次いでこのものを4000×ｇ以上の遠
心力で遠心分離し、必要によりフィルタろ過を行い、顔
料分散液中の有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200n
mの範囲にあり粒径分布が±35nm以内であるように分級
した顔料分散液を調製する。
この際の界面活性剤の濃度については、特に制限はな
いが、通常は該フェロセン誘導体及び所望により用いら
れる他の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度以上、好ま
しくは臨界ミセル濃度合計の平衡〜３ミリモル／リット
ルの範囲で選ばれる。
一方、各顔料濃度は通常１〜500g/リットルの範囲で
選ばれる。
該支持塩は、電気伝導度を調製するために用いられる
ものであって、その添加量は、分散している顔料の析出
を妨げない範囲であればよく通常は0.01〜2.00モル／リ
ットルの範囲で選ばれる。この支持塩を加えずに電解を
行うこともできるが、この場合支持塩を含まない純度の
高い薄膜が得られる。また、支持塩を用いる場合、その
支持塩の種類は、ミセルの形成や電極への前記顔料の析
出を妨げることなく、水性媒体の電気伝導度を調節しう
るものであれば特に制限はない。
具体的には、一般に広く支持塩として用いられている
硫酸塩（リチウム，カリウム，ナトリウム，ルビジウ
ム，アルミニウムなどの塩），酢酸塩（リチウム，カリ
ウム，ナトリウム，ルビジウム，ベリリウム，マグネシ
ウム，カルシウム，ストロンチウム，バリウム，アルミ
ニウムなどの塩），ハロゲン化物塩（リチウム，カリウ
ム，ナトリウム，ルビジウム，カルシウム，マグネシウ
ム，アルミニウムなどの塩），水溶性酸化物塩（リチウ
ム，カリウム，ナトリウム，ルビジウム，カルシウム，
マグネシウム，アルミニウムなどの塩）、更には、アン
モニウム塩などが好適であり、例えば、LiBr,KCl,Li2SO
4（NH4）3BF4などがが挙げられる。
このようにして、赤色顔料，緑色顔料及び青色顔料そ
れぞれを分散した三種の分散液を調製する。なお、混合
系顔料のミセル分散液は、水性媒体中に混合すべき顔料
を界面活性剤、支持塩とともに一度に加え、分散させる
ことにより調製してもよいし、あるいは水性媒体中に混
合すべき単一顔料を界面活性剤、支持塩とともに加え、
分散させて得られたそれぞれの分散液を混合することに
より、調製してもよい。
次に、前記のようにして調製された分散液のいずれか
１つに、絶縁性基板上に透明導電性薄膜を有するカラー
フィルタ製造用基板、例えばブラックマトリックス付IT
O（酸化インジウム酸化スズとの複合酸化物）基板やベ
タ又はパターニングされたITO基板などを挿入し、これ
に通電してミセル電解を行い該基板の電極上に所望の色
素膜を形成させ、次いで残りの２つの分散液についても
同様の操作を繰り返し行うことにより、RGBの三原色色
素膜を前記基板上に形成させる。該カラーフィルタ製造
用基板に用いられる絶縁性基体としては、例えば、青板
ガラス（ソーダライム），白板ガラス，無アルカリガラ
ス（例えば、コーニング社製:7059,HOYA社製:NA45），
低膨張ガラス（LE），石英ガラスなどのガラス板や、ポ
リエチレンテレフタレートなどのプラスチック板などが
挙げられるが、これらの中でガラス板が好適である。こ
のガラス板は研磨品が好ましいが、無研磨品であっても
よい。
これらの絶縁性基板上に設けられた透明導電性薄膜の
材料はフェロセン誘導体の酸化電位より貴な金属又は導
電体であればよく、このようなものとしては、例えば、
ITO（酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物）、二
酸化スズなどの導電性金属酸化物、さらには導電性ポリ
マーなどが挙げられる。薄膜の形成は、例えば、スパッ
タリング法，蒸着法,CVD法，コーティング法などにより
行うことができる。なお、ガラス板上にシリカをコート
したのち、その上に導電性薄膜を形成すると、導電性薄
膜とガラス板との密着性が向上するので有利である。
カラーフィルタ製造用基板としては、ブラクマトリク
ス付ITO基板が好ましく用いられる。このブラックマト
リックス付ITO基板を作成するには、まず、絶縁性基板
上に、フォトグラフィー法によって行い、ブラックマト
リックスを形成する。フォトリソグラフィー法によるパ
ターニングは、（イ）レジスト塗布，（ロ）露光，
（ハ）現像，（ニ）ポストベーク，（ホ）導電性薄膜の
エッチング，（ヘ）レジスト剥離の順で行われる。な
お、露光に際しては、ブラックマトリックス形成用のマ
スクを使用する。
ブラックマトリックスが形成された基板上には、さら
に絶縁膜を形成しても良い。この絶縁膜は、シリカ（Si
O2），チタニア（TiO2），アルミナ（Al2O3）などのス
パッタや、シリカ又はポリマーの塗布（コート）若しく
は浸漬（ディップ）などによって形成される。
そして、該絶縁膜上またはガラス基板上には、ITO薄
膜を形成する。このITO膜は、スパッタ法，蒸着法，バ
イオゾル法等などによって形成することができる。
さらに、ITO薄膜のパターニングをする場合には、フ
ォトリソグラフィー法によって行い、ITO電極を形成す
る。フォトリソグラフィー法によるパターニングのプロ
セスは前記の導電性薄膜のパターニングと同様である。
なおITO電極は、色素層形成用電極として用いられ、通
常、パターンはストライプパターンとされる。
このようにして、絶縁性基板上に透明導電性薄膜を有
するカラーフィルタ製造用基板が得られる。
本発明においては、該カラーフィルタ製造用基板を前
記三種の分散液のいずれか１つに挿入し、これに通電し
てミセル電解を行う。電解条件は、各種状況に応じて適
宜選べばよいが、通常液温は０〜90℃、好ましくは10〜
40℃の範囲で選ばれ、電圧は、0.03〜1.5V、好ましくは
酸化還元電位〜0.9Vの範囲で選ばれる。
次に、残りの２つの分散液について、それぞれ前記と
同様な操作を繰り返し行うことにより、該基板上にRGB
の三原色色素膜を形成することができる。
また、次の方法によりミセル電解処理を行ってもよ
い。すなわち、カラーフィルタ製造用基板におけるパタ
ーニングされた導電性薄膜を目的電極とその他の電極に
分け、該目的電極には、前記ミセル化剤の酸化還元電位
より高い電位を印加し、その他の電極の少なくとも１つ
には、自然電位を含む製膜されない範囲の電位（制御電
位）を印加する。この制御電位は、より具体的には前記
ミセル化剤の酸化還元電位より低い電位である。
ミセル化剤としてフェロセン誘導体のみを使用した場
合、フェロセン誘導体がFPEGでは、目的電極に＋0.3〜
＋0.9V程度、その他の電極に−0.3〜＋0.28V程度の電位
を印加する。FEST8では、目的電極，その他の電極にそ
れぞれ＋0.3〜＋0.9V,−0.3〜＋0.25V,FEST9では、＋0.
3〜0.9V,−0.3〜＋0.25V,FTMAでは、＋0.2〜＋0.9V,−
0.3〜＋0.20Vの電位を印加する。
次に、この方法の一例について説明すると、パターニ
ングされたR,G,Bの透明電極を有するカラーフィルタ製
造用基板において、Ｒ極から該赤色顔料からなるＲ色素
膜を形成する場合、Ｒ極を目的電極とし、Ｇ極とＢ極を
その他の電極として、前記赤色顔料含有分散液を電解処
理する。次いで、Ｇ極を目的電極にし、Ｒ極とＢ極をそ
の他の電極として前記緑色顔料含有分散液を電解処理
し、さらにＢ極を目的電極にし、Ｒ極とＧ極をその他の
電極として前記青色顔料含有分散液を電解処理すること
により、該基板上にRGBの三原色色素膜が形成される。
このようなミセル電解法によると、膜厚が均一な色素
膜を形成することができる。
本発明においては、このようなミセル電解処理により
形成された色素膜は、通常導電率調整液洗浄，純水洗
浄，電解洗浄などを施したのち、温水乾燥され、さらに
室温〜140℃程度の温度にて５〜30分間程度プリベーク
処理が施される。
このようにして形成されたRGBの三原色色素膜には、
通常、保護膜が設けられ、該色素膜の表面が保護され
る。この保護膜は例えば、アクリル系，エステル系，ポ
リイミド系，環化ゴム系，シロキサン系，エポキシ系な
どのホモポリマーや共重合ポリマーをスピンコートする
ことにより形成することができる。次いで、この上に、
常法によりITOをスパッタしてITO薄膜を形成させたの
ち、常法に従いITOパターニングを行うことにより、所
望のカラーフィルタが得られる。なお、ITOスパッタの
代わりに、ITOをマスキング蒸着すればITOパターニング
操作は不必要となる。
本発明の方法に従い、ミセル電解処理により形成され
たRGBの三原色色素膜を有するカラーフィルタは、分光
特性に優れ、かつ消偏性が向上する上に、バインダー樹
脂を用いていないため、耐熱性及び耐光性に極めて優れ
ている。
次に、本発明の方法以外の方法である顔料分散法によ
るカラーフィルタの製造について簡単に説明する。
該顔料分散法においては、まずエチルセロソルブアセ
テートなどの適当な有機溶媒に、所望の赤色顔料，緑色
顔料及び青色顔料それぞれを添加し、さらにアクリル系
やアクリル／アクリレート系などのレジスト及びトリア
ジン系などの開始剤を添加して、混合機で充分均質に混
合したのち、遠心分離やろ過（テフロン製やポリプロピ
レン製等）などの分級操作を行い、R,G及びＢの三種の
分散レジスト剤を調製する。なお、混合系顔料の分散レ
ジスト剤は、有機溶媒中に混合すべき顔料をレジストや
開始剤とともに一度に加え、分散させることにより調製
してもよいし、あるいは有機溶媒中に混合すべき単一顔
料をレジストや開始剤とともに加え、分散させて得られ
たそれぞれの分散レジストを混合することにより調製し
てもよい。
該分散レジスト剤においては、有機顔料の１次粒子の
平均粒径が20〜200nmの範囲にあり、かつ粒径分布が±3
5nm以内にあるように調整するのがよく、また、得られ
る緑色の色素膜の波長485nmの透過率（T485）と波長610
nmの透過率（T610）との比率（T485/T610）が3.5以下
で、該色素膜の最大透過率が、60％以上であり、かつそ
の最大透過率の波長が540〜550nmの範囲にあるように、
顔料の選定と混合比の調整を行うのが望ましい。
次に前記の分散レジスト剤のいずれか１つを、カラー
フィルタ製造用基板、例えばブラックマトリックス付IT
O基板に、スピンコーターやロールコータなどを用い、5
00〜3000rpm程度で塗布したのち、室温〜150℃程度の温
度で５〜60分間プリベークし、次いで高圧水銀灯などで
露光処理する。次に、現像処理，リンス処理を行い、さ
らに150〜280℃程度の温度で30〜150分間程度ポストベ
ークすることにより、該基板上に所望の色素膜を形成さ
せる。次いで残りの２つの分散レジスト剤についても同
様の操作を繰り返し行うことにより、RGBの三原色色素
膜を該基板上に形成させる。
このようにして形成された色素膜は、前記のミセル電
解法と同様にして、保護膜の形成（トップコート）,ITO
薄膜の形成及びITOパターニングを行うことにより、所
望のカラーフィルタが得られる。
本発明のカラーフィルタは耐光性に優れていることか
ら、液晶プロジェクターに用いることにより、強い光源
の使用に耐えるばかりでなく、さらに強い輝度の光源を
カラーフィルタに照射したときの発熱にも耐え、単板式
液晶プロジェクターを製造することが可能となる。ま
た、オーバーヘッドプロジェクター用，車載用の液晶パ
ネルとしても強い光源の使用が可能となり、信頼性，寿
命が著しく増す。
このように、本発明のカラーフィルタは液晶プロジェ
クター（液晶テレビプロジェクター，オーバヘッドプロ
ジェクター，ビデオプロジェクターなど）に極めて有利
であり、該カラーフィルタを用いた液晶プロジェクター
の提供も本発明の目的とするものである。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。
調製例１〜12 ミセル電解法用分散液の調製 純水５リットルに、臭化リチウムを0.1モル／リット
ルになるように添加し、界面活性剤FPEG又はFESTと顔料
とを第１表に示す量比で攪拌混合し、連続式超音波分散
機RUS−600T（日本精機:600W）を用いて、液温30℃±５
℃の条件下で第１表に示す時間、超音波分散したのち、
第１表中の処理を行い、分散液を調製した。さらに、こ
の得られた分散液を遠心分離機C20B2（日立工機）でア
ングルローターRPR10−２（日立工機）を用い、25℃の
条件下、第１表の回転数、時間で遠心分離を行い、顔料
粒子の分級処理を行った。この遠心分離装置は、9500rp
mで12600×g,8000rpmで6200×ｇの遠心力が作用する。
このように調製した分散液の顔料１次粒子の粒径分布を
透過型電子顕微鏡Ｈ−800（日立製作所）を用いて観察
した。その分析結果を１次粒子の重量平均粒径と粒径分
布範囲として第１表に示す。
調製例13〜20 分散法用レジストの調製 ECA（エチルセロソルブアセテート）と分散助剤とソ
ルビタン脂肪酸エステル化合物と顔料とを混合し、サン
ドミルにて分散したのち、第２表に示す処理を行い、分
散液を調製した。この際、添加した顔料の使用量を第２
表にまとめた。また、加圧ろ過は、テフロン製の平均細
孔径0.45μｍのフィルタを用いて行った。
このようにして調製した分散液の顔料１次粒子の粒径
分布を透過型電子顕微鏡Ｈ−800（日立製作所社製）を
用いて観察した。その分析結果を有機顔料の１次粒子の
重量平均粒径と粒径分布範囲として第２表に示す。さら
に紫外線硬化性の樹脂として、ECA溶媒に溶解したもの
（CT:富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製、
固形分濃度20重量％）１リットルを、該分散液１リット
ルに添加し、充分に混合してレジスト溶液を調製した。
実施例１ ITO基板パターニング工程 ITO膜として20Ω／□の面抵抗を持つガラス基板（青
板ガラス，研磨，シリカディプ品：松崎真空社製）に紫
外線硬化型レジスト剤（FH22130:富士ハントエレクトロ
ニクステクノロジー社製）を1000rpmの回転速度でスピ
ンコートした。スピンコート後、80℃で15分間プリペー
クを行った。その後、このレジスト/ITO基板を露光機に
セットした。マスクは、線幅100μm,ギャップ20μm,縦
線230mm,1920本のストライプ縦パターンとした。光源は
2kWの高圧水銀灯を用いた。プロキシミティギャップ70
μｍをとり、120mJ/cm2露光したのち、現像液（FHD−5:
富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製）にて現
像した。現像後純水にてリンスしたのち、180℃でポス
トベークした。次に、エッチング液として1M FeCl3・6N
HCl・0.1N HNO3・0.1N Ce（NO3）４の水溶液を準備
し、前記基板のITOをエッチングした。
エッチングの終点は電気抵抗により測定した。前記エ
ッチングには約20分の時間を要した。エッチング後、純
水でリンスし、レジストを1N NaOHにて剥離した。
このようにして、ITOパターニングガラス基板を得
た。
ブラックマトリックス作製工程 ブラックマトリックス形成レジスト剤として富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー社のカラーモザイクCK
に同CR,CG,CBをそれぞれ3:1:1:1重量部混合したものを
用いた。先に作製したITOパターニングガラス基板を10r
pmで回転させ、この上にこのレジスト剤30ccを噴霧し
た。次に、スピンコートの回転数を500rpmにし、基板上
に均一に製膜した。この基板を80℃で15分間プリベーク
した。そして、高圧水銀灯2kWのアライメント機能のあ
る露光機で位置合わせしながら、ブラックマトリックス
のデザイン（90×310μｍ角・20μｍ線幅）のマスクを
用いて露光した。光源は2kWの高圧水銀灯を用いた。プ
ロキシミティギャップ70μｍをとり、100mJ/cm2露光し
たのち、アルカリ現像液にて現像した。その後、富士ハ
ントCD（現像液）を純水で４杯希釈し、30秒現像した。
さらに、純水でリンスし、200℃,100分間ポストベーク
した。
分散液調製工程 Ｒの分散液として、調製剤２で調製したクロモフター
ルレッドA2B（チバガイギー社製）の分散液を用いた。
また、Ｇの混合分散液として、調製例４で調製したヘ
リオゲングリーンL9361（BASF社製）の分散液と、調製
例７で調製したイルガジンエロー2RLT（チバガイギー社
製）の分散液とを、重量比70:30の割合で混合したの
ち、混合液を超音波ホモジナイザーで30分間分散させた
ものを用いた。
さらに、（Ｂ）の混合分散液として、調製例10で調製
したファストゲンブルーTGR（大日本インキ社製）の分
散液と調製例12で調製したファストゲンスーパーバイオ
レット2RN（大日本インキ社製）の分散液とを、重量比8
0:20の割合で混合したもの用いた。
色素膜製造工程 前記ITOパターニング基板をＲの前記分散液に挿入
し、ストライプのＲ列にポテンショスタットを接続し
て、0.5Vvs.SCE、25分間の定電位電解を行い、カラーフ
ィルタＲの薄膜を形成させた。その後、純水で洗浄後、
オーブンにて100℃で15分間ベークした。
次に、この基板をＧの前記分散液に挿入し、0.5Vvs.S
CE、20分間の定電位電解を行い、カラーフィルタRGの薄
膜を得た。製膜後、Ｒの場合と同じ条件で後処理を行っ
た。
最後に、この基板をＢの前記分散液に挿入し、0.5Vv
s.SCE、15分間の定電位電解を行い、カラーフィルタRGB
の薄膜を得た。製膜後、Ｒの場合と同じ条件で後処理を
行った。
このようにして、RGBカラーフィルタ色素薄膜を得
た。
保護膜の形成 前記色素薄膜基板をスピンコーターにセットし、平坦
膜剤としてOS−808（長瀬産業（株）製）をディスペン
サーを用いて塗布した。このとき、基板を10rpmの回転
数でゆっくり回転し、基板全体にむらなく塗布した。さ
らに、800rpmで２分間回転し、均一な薄膜を得た。その
後、260℃,2時間ベークし硬化させた。このようにし
て、保護膜を形成したRGBカラーフィルタを得た。
評価結果 耐光性の評価 このカラーフィルタを5cmほどの小片に分割し、１枚
はRGBの各色ごとに色座標に取り、その分光特性（第１
図）を東京電色（株）製,TC−1800DAMにより測定した。
その後160Wのメタルハライドランプを用い、100万ルッ
クスの照度で1000時間光照射した。このとき、表面温度
は30℃であった。
結果は、第３表に示すように、RGBの各色の色差ΔEab
は光照射前後でほとんど変化がなかった。なお、東京電
色（株）製,TC−1800DAMにより測定した色差はLab系の
ΔEab（JISZ−8730）を用いて表した。
消偏性の評価 ２枚の直行する偏光板を90度回転させ、その前後の輝
度の比（コントラスト）を測定すると2000になった。次
に、この２枚の直行する偏光板の間にカラーフィルタの
別の小片を挟み、同様に偏光板を90度回転させ、輝度の
変化を測定した。そして、その前後の輝度の比（コント
ラスト）を測定したところ、RGBのうちＢが最も小さく9
09となり、従来のカラーフィルタに比べて高いコントラ
ストが観測された。
実施例２ ブラックマトリックスの形成 無アルカリガラス基板（HOYA社製）:NA45/300角，厚
さ1.1mm）に、Cr薄膜を約2000Åスパッタした（アルバ
ック社製:SDP−550VT）。この上に、ポジ型レジスト剤
（FH−2130:富士ハントエレクトロニクステクノロジー
社製）を1000rpmの回転速度でスピンコートした。スピ
ンコート後、80℃で15分間プリベークした。その後、こ
のレジスト/Cr/ガラス基板をステッパー露光機にセット
した。マスクは、画素サイズ90μｍ×310μｍ・線幅20
μm,有効エリア160mm×155mmの格子パターンを四分割し
たものを用いて露光した。露光能力は100mJ/cm2、スキ
ャンスピード5mm/秒で露光したのち、専用の現像液にて
現像した。現像後、純水にてリンスしたのち、150℃で
ポストベークした。次に、エッチング液として1N HClO4
・0.1N HNO3・0.1N Ce（NO3）４の水溶液を準備し、前
記基板のCrをエッチングした。エッチングの終点は電気
抵抗により測定した。前記エッチングには20分を要し
た。エッチング後、純水でリンスし、レジストを1N NaO
Hにて剥離した。純水で充分に洗浄し、ブラックマトリ
ックス（BM）を完成させた。
絶縁膜・ITO薄膜電極の形成 次に、このBM上に、絶縁膜としてOCDTYPE−７（シリ
カ：東京応化（株）製）を1000rpmの回転速度でスピン
コートした。250℃で60分間ベークしたのち、室温まで
冷却し、さらに、アルバック社製:SDP−550VTに基板を
セットし、基板の上からITOを約1700Åスパッタした。
このときワークを、180℃としてITOの表面抵抗を20Ω／
□に調整した。
ITO膜/Cr/ガラス基板（NA45/300角:HOYA社製）にポジ
型レジスト剤（FH−2130:富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー社製）を1000rpm回転速度でスピンコート
した。スピンコート後、80℃で15分間プリベークを行っ
た。その後、このレジスト/ITO/Crガラス基板をコンタ
クト露光機にセットした。マスクは、線幅92μｍ・ギャ
ップ18μm,線長155mmの縦ストライプパターンとした。
光源は2kWの高圧水銀灯を用いた。アライメントしたの
ち、プロキシミティギャップ50μｍをとり、120mJ/cm2
露光したのち、アルカリ現像液2.4wt％TMAH（テトラメ
チルアンモニウムハイドライド）にて現像した。現像
後、純水にてリンスしたのち、150℃でポストベークし
た。次にエッチング液として1MFeCl3・1N HCl・0.1N HN
O3・0.1N Ce（NO3）４の水溶液を準備し、前記基板のIT
Oをエッチングした。前記エッチングには20分を要し
た。エッチング後、純水でリンスし、レジストを1N NaO
Hにて剥離した。さらに、純水で洗浄してITO電極の隣接
同士の電気的リークがないことを確認し、ITOパターニ
ングBM付き基板を完成させた。
電極取出帯の形成 アクリル系レジスト（CT:富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製）を電極取り出し窓枠帯として用い
た。
前工程で作製した前記ITOパターニングBM付き基板
を、10rpm回転させ、この上にこの前記レジスト剤30cc
を噴霧した。次に、スピンコートの回転数を1500rpmに
し、基板上に均一に製膜した。この基板を80℃で15分間
プリベークした。そして、高圧水銀灯2kWのアライメン
ト機能のあるコンタクト露光機で位置合わせしながら、
電極取出帯の部分のみを作製するデザインのマスク（第
５図参照）を用いて露光した。その後、現像液で90分間
現像した。さらに、純水でリンスし、180℃,100分間ポ
ストベークした。このようにして、カラーフィルタ作製
用基板を完成させた。
分散液調製工程 Ｒの混合分散液として、調製例２で調製したクロモフ
タールレッドA2B（チバガイギー社製）の分散液と、調
製例７で調製したイルガジンエロー2RLT（チバガイギー
社製）の分散液とを、重量比65:35の割合で混合したの
ち、混合液を超音波ホモジナイザーで30分間分散させた
ものを用いた。
また、Ｇの混合分散液として、調製例４で調製したヘ
リオゲングリーンL9361（BASF社）の分散液と、調製例
７で調製したイルガジンエロー2RLT（チバガイギー社
製）の分散液とを、重量比70:30の割合で混合したの
ち、混合液を超音波ホモジナイザーで30分間分散させた
ものを用いた。
さらに、Ｂの分散液として、調製例10で調製したファ
ストゲンブルーTGR（大日本インキ社製）の分散液と、
調製例12で調製したファストゲンスーパーバイオレット
2RN（大日本インキ社製）の分散液とを、重量比80:20の
割合で混合したものを用いた。
色素膜製造工程 前記ITOパターニング基板をＲの前記分散液に挿入
し、ストライプのＲ列にポテンショスタットを接続し
て、0.5Vvs.SCE、25分間の定電位電解を行い、カラーフ
ィルタＲの薄膜を形成させた。その後、純水で洗浄後、
オーブンにて100℃で15分間ベークした。
次に、この基板をＧの前記分散液に挿入し、0.5Vvs.S
CE、20分間の定電位電解を行い、カラーフィルタRGの薄
膜を得た。製膜後、Ｒの場合と同じ条件で後処理を行っ
た。
最後に、この基板をＢの前記分散液に挿入し、0.5Vv
s.SCE、15分間の定電位電解を行い、カラーフィルタRGB
の薄膜を得た。製膜後、Ｒの場合と同じ条件で後処理を
行った。
このようにして、RGBカラーフィルタ色素薄膜を得
た。
保護膜の形成 次に、前記で作製したRGBカラーフィルタ基板を10rpm
で回転させ、この上にJSS−7265トップコート剤〔日本
合成ゴム（株）製〕30ccを噴霧したのち、スピンコート
の回転数を1000rpmにし、基板（RGBカラーフィルタ色素
薄膜）上に均一に製膜した。次いで、これを220℃て50
分間ポストベークした。
評価結果 実施例１と同様にして行った。その結果を第３表に示
す。
実施例３及び比較例１ 実施例２において、RGBミセル電解液の代わりに、第
３表に示すように調製された顔料分散液を用いた以外
は、実施例２と同様に行った。その結果を第３表に示
す。
実施例４ ブラックマトリックスの形成 無アルカリガラス基板（HOYA社製）:NA45/300角，厚
さ1.1mm）に、Cr薄膜を約2000Åスパッタした（アルバ
ック社製:SDP−550VT）。この上に、ポジ型レジスト剤
（FH−2130:富士ハントエレクトロニクステクノロジー
社製）を1000rpmの回転速度でスピンコートした。スピ
ンコート後、80℃で15分間プリベークした。その後、こ
のレジスト/Cr/ガラス基板をステッパー露光機にセット
した。マスクは、画素サイズ90μｍ×310μｍ・線幅20
μm,有効エリア160mm×155mmの格子パターンを四分割し
たものを用いて、ｉ線で露光した。スキャンスピード5m
m/秒で120mJ/cm2露光したのち、専用の現像液にて現像
した。現像後、純水にてリンスしたのち、150℃でポス
トベークした。次に、エッチング液として1N HClO4・0.
1N HNO3・0.1N Ce（NO3）４の水溶液を準備し、前記基
板のCrをエッチングした。前記エッチングには20分を要
した。エッチング後、純水でリンスし、レジストを1N N
aOHにて剥離した。純水で充分に洗浄し、ブラックマト
リックス（BM）を完成させた。
絶縁膜形成 次に、このBM上に、絶縁膜としてOCDTYPE−７（シリ
カ：東京応化（株）製）を1000rpmの回転速度でスピン
コートした。
250℃で60分間ベークしたのち、室温まで冷却した。
分散レジス調製及び製膜工程 前記クロムBM付き基板を10rpmで回転させ、この上に
調製例13で調製したＲレジスト剤30ccを噴霧したのち、
スピンコートの回転数を500rpmにし、基板上に均一に製
膜した。この基板を80℃で15分間プリベークした。そし
て、高圧水銀灯2kWのアライメント機能のある露光機で
位置合わせしながら、Ｒストライプのデザインマスクを
用いて露光したのち、富士ハントCD（現像液）を純水で
４倍希釈したものを用いて30秒間現像した。さらに、純
水でリンスし、200℃で100分間ポストベークした。
次に、調製例14の分散液と調製例15の分散液を重量比
7:3の割合で混合し、Ｇレジスト剤を調製した。先に作
製した前記Ｒ付きBM基板を10rpmで回転させ、この上に
Ｇレジスト剤30ccを噴霧したのち、スピンコートの回転
数を500rpmにし、基板上に均一に製膜した。この基板を
80℃で15分間プリベークした。そして、高圧水銀灯2kW
のアライメント機能のある露光機で位置合わせしなが
ら、Ｇストライプのデザインマスクを用いて露光した。
その後、富士ハントCD（現像液）を純水で４倍希釈した
ものを用いて30秒間現像した。さらに純水でリンスし、
200℃で100分間ポストベークした。
次に調製例19の分散液と調製例20の分散液とを重量比
9:1の割合で混合し、Ｂレジスト剤を調製した。先に作
製した前記RG付きBM基板を10rpmで回転させながら、こ
の上にこのＢレジスト剤30ccを噴霧したのち、スピンコ
ートの回転数を500rpmにし、基板上に均一に製膜した。
この基板を80℃で15分間プリベークした。そして、高圧
水銀灯2kWのアライメント機能のある露光機で位置合わ
せしながら、Ｂストライプのデザインのマスクを用いて
露光した。その後、富士ハントCD（現像液）を純水で４
倍に希釈したものを用い、30秒間現像した。さらに、純
水でリンスし、200℃で100分間ポストベークした。
このようにして、RGBのカラーフィルタ薄膜を得た。
保護膜の形成 次に、先に作製したRGBカラーフィルタ基板を10rpmで
回転させ、この上にJSS−715トップコート剤〔日本合成
ゴム（株）製〕30ccを噴霧したのち、スピンコートの回
転数を1000rpmにし、基板（RGBカラーフィルタ色素薄
膜）上に均一に製膜した。
次いで、これを220℃で50分間ポストベークした。
評価結果 実施例１と同様にして行った。その結果を第４表に示
す。
比較例２ 実施例４における分散レジストの代わりに、第４表に
示すようにして調製した分散レジストを用いた以外は、
実施例４と同様に行った。結果を第４表に示す。また、
光照射前（実線）と光照射後（点線）の色度座標を第２
図に示す。
以上の結果から、有機顔料の種類及びその組合せとし
て、赤色（Ｒ）にはC.I.P.R.168単独又はC.I.P.R.177単
独あるいはC.I.P.R.168とC.I.P.Y.110との混合系顔料又
は、C.I.P.R.177とC.I.P.Y.110との混合系顔料を用い、
緑色（Ｇ）には、C.I.P.G.7やC.I.P.G.36とC.I.P.Y.110
との混合系顔料を用い、青色（Ｂ）には、C.I.P.B.15:3
や15:4や15:6とC.I.P.V.23との混合系顔料を用いるのが
有効であることが分かる。
実施例５〜８ カラーフィルタの緑を製造するために、調製例４と調
製例７の分散液を第５表の条件で混合し、ITOとして20
Ω／□の面抵抗をもつ透明電極基板（青色ガラス：厚み
1.1t:ジオマテック社製）をこの分散液に浸漬し、白金
電極を対極として、0.5Vvs.SCEの電位で15分間製膜して
色素膜を形成した。この色素膜基板を純水で充分洗浄し
たのち、乾燥させた。さらに、この基板を10rpmで回転
させ、この上にJSS−7265トップコート剤（日本合成ゴ
ム社製）を30cc噴霧し、次いで、スピンコートの回転数
を1000rpmにし、薄膜基板上に均一に塗布した。この基
板を220℃、50分間ポストベークした。
この薄膜基板の波長485nmの透過率（T485）と、波長6
10nmの透過率（T610）との比率（T485/T610）と、色素
膜の最大透過率（TMAX）及びその最大透過率の波長（λ
MAX）を測定した。その結果を第５表に示す。
波長485nm以下の透過光については、黄色の顔料の遮
光能力により、遮光し、波長610nm以上の透過光につい
ては、緑色の顔料の遮光能力により遮光することがで
き、波長485nmの透過率（T485）と波長610nmの透過率
（T610）との比率（T485/T610）を3.5以下に制御するこ
とができた。
さらに、緑色の最大透過率を60％以上、緑色の最大透
過率の波長（λMAX）が540〜550hmの範囲になるように
することができた。このように、分級操作を含め、顔料
の選定と混合比の調整を行うことにより、理想的な分光
特性をもつ緑の色素膜を得ることが可能となった。
実施例9,10及び比較例３〜６ ITOとして20Ω／□の面抵抗をもつ透明電極基板（青
板ガラス：厚み1.1t:ジオマテック社製）を第６表に示
したミセル電解分散液に浸漬し、白金電極を対極とし
て、0.5Vvs.SCEの電位で第６表に示す時間、製膜して色
素膜を形成した。このときの分散液の粒径分布の代表例
を図3A（調製例６），図3B（調製例７）に示す。
この色素膜基板を純水で充分に洗浄したのち、乾燥さ
せた。その基板の耐光性試験として、13.5kWのキセノン
ランプを用い、光源から300mmの距離に基板を設置し、
基板温度70℃の条件下で可視照度33万ルックス，紫外線
放射照度130W/m2（300〜400nm）で露光を100時間行い、
露光前後の色差を測定した。その結果を第６表に示す。
有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲に
入るような透明性の高い範囲において、粒径分布を制御
して±35nm以内に制御することにより、粒子が均一に揃
い、その結果、著しく耐光性が向上した。
実施例11,12及び比較例７〜10 ITOとして20Ω／□の面抵抗をもつ透明電極基板（青
板ガラス：厚み1.1t:ジオマテック社製）を第７表に示
した調製例のミセル電解用分散液に浸漬し、白金電極を
対極として、0.5Vvs.SCEの電位で第７表に示す時間、製
膜し色素膜を形成した。この色素膜基板を純水で充分に
洗浄したのち、乾燥させた。
さらに、この基板を10rpmで回転させ、この上にJSS−
7265トップコート剤（日本合成ゴム社製）30ccを噴霧し
たのち、スピンコートの回転数を1000rpmにし、薄膜基
板上に均一に塗布した。この基板を220℃で50分間ポス
トベークした。
この基板の耐光性試験として、2.5kWのキセノンラン
プを用い、光源から90mmの距離に基板を設置し、基板温
度120℃の条件下で可視照度52万ルックス，紫外線放射
照度170W/m2（300〜400nm）で露光を200時間行い、露光
前後の色差を測定した。結果を第７表に示す。
有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲に
入るような透明性の高い範囲において、粒径分布を制御
して±35nm以内に制御することにより、粒子が均一に揃
い、その結果、著しく耐光性が向上した。
第４図は、実施例11（Ａ）と比較例９（Ｂ）の光照射
前（実線）と光照射後（点線）の色素膜の分光透過率で
ある。
実施例13及び比較例11 透明ガラス基板（青板ガラス：厚み1.1t:ジオマテッ
ク社製）を10rpmで回転させ、この上に第７表に示す分
散レジストを、30cc噴霧したのち、スピンコートの回転
数を1000rpmにし、薄膜基板上に均一に塗布した。この
基板を220℃で50分間ポストベークした。
この基板の耐光性試験として、2.5kWのキセノンラン
プを用い、光源から90mmの距離に基板を設置し、基板温
度120℃の条件下で可視光照度52万ルックス（380〜780n
m）、紫外線強度170W/m2（300〜400nm）で露光を200時
間行い、露光前後の色差を測定した。その結果を第７表
に示す。
有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲に
入るような透明性の高い範囲において、粒径分布を制御
して±35nm以内に制御することにより、粒子が均一に揃
い、その結果、著しく耐光性が向上した。
実施例14,15及び比較例12〜15 ITOとして20Ω／□の面抵抗をもつ透明電極基板（青
板ガラス：厚み1.1t:ジオマテック社製）を第８表に示
した調製例のミセル電解用分散液に浸漬し、白金電極を
対極として、0.5Vvs.SCEの電位で第８表に示す時間、製
膜し色素膜を形成した。この色素膜基板を純水で充分洗
浄したのち、乾燥させた。
さらに、この基板を10rpmで回転させ、この上にJSS−
7265トップコート剤（日本合成ゴム社製）30ccを噴霧し
たのち、スピンコートの回転数を1000rpmにし、薄膜基
板上に均一に塗布した。この基板を220℃で50分間ポス
トベークした。
この基板の耐光性試験として、160Wのメタルハライド
ランプを用い、光源から下記の照度になるように距離に
基板を設置し、基板温度70℃の条件下で可視照度100万
ルックスで露光を500時間行い露光前後の色差を測定し
た。その結果を第８表に示す。
有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲に
入るような透明性の高い範囲において、粒径分布を制御
して±35nm以内に制御することにより、粒子が均一に揃
い、その結果、著しく耐光性が向上した。
実施例16及び比較例16〜18 透明ガラス基板（青板ガラス：厚み1.1t:ジオマテッ
ク社製）を10rpmで回転させ、この上に第９表に示す分
散レジストを、30ccを噴霧したのち、スピンコートの回
転数を1000rpmにし、薄膜基板上に均一に塗布した。こ
の基板を220℃で50分間ポストベークした。
この基板の耐光性試験として、160Wのメタルハライド
ランプを用い、光源から下記の照度になるような距離に
基板を設置し、基板温度70℃の条件下で可視照度100万
ルックスで露光を500時間行い、露光前後の色差を測定
した。その結果を第９表に示す。
有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200nmの範囲に
入るような透明性の高い範囲において、粒径分布を制御
して±35nm以内に制御することにより、粒子が均一に揃
い、その結果、著しく耐光性が向上した。
実施例17 カラー液晶ディスプレイの作製 実施例２で作製した保護膜形成ずみの色素薄膜基板上
に、マスキング蒸着によりITOを形成した。この際、基
板温度を250℃とし、1100ÅのITOを製膜し、面抵抗を20
Ω／□とした。このようにしてカラーフィルタを作成し
た。このカラーフィルタ基板の表面にポリアミック酸樹
脂モノマーをレジスト同様にスピンコートした。ポリア
ミック酸樹脂モノマーを250℃、１時間硬化させポリイ
ミド樹脂化を行い、ラビングしたものを用いた。次い
で、このものと前記カラーフィルタ基板との間に、ガラ
スビース,TN液晶の順に入れ、接着剤にて封止し、パネ
ルを完成させた。FPCにトライバーICを搭載した取り出
し電極を接続し、偏光板を両面に接着したのち、TFTを
作動させ、良好な液晶駆動を確認した。
さらに、光学系レンズ100万ルックスの光源をセット
し、100インチのスクリーンに投影して、1000時間画像
を投影した後の各画素の色純度を測定した結果、Ｒは初
期92％，投影後92％,Gは初期70％，投影後69％,Bは初期
79％，投影後79％とほとんど劣化しなかった。
産業上の利用可能性 以上のように、本発明によれば、光輝度光源の使用に
耐える耐光性及び耐熱性に優れた、RGBの三原色色素膜
を有するカラーフィルタが得られる。特にこのカラーフ
ィルタをミセル電解法にて作製することにより、分光特
性及び消偏性に優れ、しかもバインダー樹脂を用いない
ため、極めて耐光性及び耐熱性に優れたカラーフィルタ
を得ることができる。
本発明のカラーフィルタは耐光性に優れていることか
ら、液晶プロジェクターに用いることにより、強い光源
の使用に耐えるばかりでなく、さらに強い輝度の光源を
カラーフィルタに照射したときの発熱に耐えられる単板
式液晶プロジェクターの製造が可能となる。また、オー
バーヘッドプロジェクター用、車載用の液晶パネルにし
ても、強い光源の使用が可能となり、信頼性及び寿命が
著しく増す。
本発明のカラーフィルタは、例えばカラーFLC液晶パ
ネル，カラーラップトップパソコン，カラーワープロ，
カラーワークステーション，カラーオーロラビジョン，
液晶カラープロジェクター，液晶カラーテレビ，液晶カ
ラーOHP,カラー車搭載インパネル，カラー機器モニター
などに好適に用いられ、その適用範囲は極めて広く、実
用的価値の高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 暢明 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−129707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−208704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89906（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24603（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−41086（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/20 G02B 5/20 101

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】赤，緑，青色の三原色の色素膜を有するカ
    ラーフィルタにおいて赤，緑，青色の各色の色素膜を形
    成する有機顔料として、１次粒子の平均粒径が20〜200n
    mの範囲にあり、粒径分布が、±35nmであって、カラー
    フィルタとして用いた場合、投影用の高輝度光源を用い
    て、10万ルックス以上の照度で表面温度50℃以上の条件
    で100時間以上の露光照射に対して色差が５以内である
    有機顔料を用いたことを特徴とするカラーフィルタ。
  2. 【請求項２】赤，緑，青色の三原色の色素膜を有するカ
    ラーフィルタにおいて、緑色の色素膜の波長485nmの透
    過率（T485）と、波長610nmの透過率（T610）との比率
    （T485/T610）が3.5以下であって、色素膜の最大透過率
    が（TMAX）60％以上であり、かつその最大透過率の波長
    （λMAX）が540〜550nmの範囲であることを特徴とする
    カラーフィルタ。
  3. 【請求項３】有機顔料の中で、赤色又は緑色あるいはそ
    の両方の色調整に用いる黄色顔料として、C.I.Pigment
    Yellow 110を用いた請求項１又は２記載のカラーフィル
    タ。
  4. 【請求項４】有機顔料の中で、少なくとも緑色の色調整
    に用いる顔料として、C.I.Pigment Yellow 110とC.I.Pi
    gment Green 36とを混合して用いた請求項２記載のカラ
    ーフィルタ。
  5. 【請求項５】赤，緑，青色の三原色の色素膜を有するカ
    ラーフィルタにおいて、赤色（Ｒ）色素としてC.I.Pigm
    ent Red 168単独又はC.I.Pigment Red 117単独、あるい
    はC.I.Pigment Red 168とC.I.Pigment Yellow 110との
    混合系顔料又はC.I.Pigment Red 177とC.I.Pigment Yel
    low 110との混合系顔料を用い、緑色（Ｇ）色素として
    C.I.Pigment Green 7及びC.I.Pigment Green 36の中か
    ら選ばれた少なくとも一種とC.I.Pigment Yellow 110と
    の混合系顔料を用い、かつ青色（Ｂ）色素としてC.I.Pi
    gment Blue 15:3,15:4,15:6の中から選ばれた少なくと
    も一種とC.I.Pigment Violet 23との混合系顔料を用い
    たことを特徴とするカラーフィルタ。
  6. 【請求項６】赤，緑及び青色の顔料それぞれを、フェロ
    セン誘導体からなる界面活性剤を用い水性媒体中に分散
    させて分散液を調製したのち、いずれか１つの分散液
    に、絶縁性基体上に透明導電性薄膜を有するカラーフィ
    ルタ製造用基板を挿入し、これに通電処理を施して該基
    板の電極上に色素膜を形成させ、次いで残りの２つの分
    散液について同様の操作を繰り返し行なうことにより、
    赤，緑，青色の三原色の色素膜を前記基板上に形成させ
    ることを特徴とする請求項1,2又は５記載のカラーフィ
    ルタの製造方法。
  7. 【請求項７】顔料分散液として、フェロセン誘導体から
    なる界面活性剤と有機顔料と支持塩とを水性媒体中に混
    合し、その混合液を出力50W以上の超音波分散機を用い
    て、１リットル当たり、0.5時間以上超音波を照射して
    分散したのち、4000×ｇ以上の遠心力で遠心分離し、顔
    料分散液中の有機顔料の１次粒子の平均粒径が20〜200n
    mの範囲にあり、粒径分布が±35nm以内であるように分
    級した顔料分散液を用いる請求項６記載のカラーフィル
    タの製造方法。
  8. 【請求項８】請求項1,2又は５記載のカラーフィルタを
    使用したことを特徴とする液晶プロジェクター。
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