JP3331840B2 - カラーフィルタとカラーフィルタ用基板、およびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子や液
晶表示装置等に装着されて、色分解、色再生または反射
率低減等を行なうために用いられるカラーフィルタ及び
カラーフィルタ用基板に関する。さらに詳しくは、ブラ
ックストライプ、またはブラックマトリックスと称され
る着色パターン部分を明確にするためのブラックパター
ンが形成されたカラーフィルタ用基板及び該基板上に着
色パターン層を形成してなるカラーフィルタである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、液晶表示装置に用いるカ
ラーフィルタの製造方法が数多く提案され、その内いく
つかの方法が実用化されている。

【０００３】前記の方法のいくつかを例示すると、ま
ず、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、該パターンを例えばレッドに染
色、以下同様にしてグリーン、ブルーを形成してカラー
フィルタを製造する方法（一般に染色法と称する）があ
る。このほかにも、予め顔料等の色素を分散した感光性
樹脂を使用して、常法に従って所望のパターンを形成
し、レッド、グリーン、ブルーの着色パターンを順次形
成する方法（一般に顔料分散法と称する）、透明基板上
に透明導電層からなる所望のパターンを形成したのち、
着色すべきパターンのみに通電しながら電着して着色パ
ターンを形成する方法（一般に電着法と称する）、オフ
セット印刷等によってカラーフィルタを製造する方法
（一般に印刷法と称する）が提案されている。

【０００４】従来から実用化されているカラーフィルタ
の製造方法のうち、染色法及び顔料分散法は、一般に、
感光液の塗布、ソフトベーク、露光、現像、染色（顔料
分散法では染色工程を含まない）そしてハードベークか
らなる工程を、３回乃至４回繰り返してレッド、グリー
ン、ブルー（場合によりブラック）からなるカラーフィ
ルタを製造する。ここで、感光液の塗布及びそのソフト
ベーク、ハードベークは比較的長時間を要するために、
製造所要時間が長くなる。また、大型基板のカラーフィ
ルタを製造する際には、大型の基板に対して感光液を順
次・均一に塗布していくが、高生産性や高品質を維持し
たうえでこれを行うことは、至って困難となる。

【０００５】また、前記電着法では、透明基板上に透明
導電層として所謂ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘ
ｉｄｅ）が一般に多用される。このＩＴＯを成膜して各
色パターンにあわせて微細加工したのち、各色ごとに前
記ＩＴＯに通電して色材を電着する。したがって、ＩＴ
Ｏは端子部で導通をとるために同色の画素同士が接続し
ていなければならず、画素形状や画素配列に制約が生じ
る。また、異なる色間ではＩＴＯは通電していてはなら
ず、ＩＴＯのパターン化には高度な微細加工技術が必要
となる。また、前記印刷法は、感光液の塗布、露光、現
像といった所謂フォトリソグラフィーの必要がなく製造
工程は比較的短い。しかし、パターンの形状や位置精度
を高度に維持しなければならず、この要求を十分に満た
すには、極めて高度で特殊な印刷技術が必須となってし
まう。

【０００６】そこで、より簡便なカラーフィルタ製造方
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。

【０００７】これらにおいては、ガラス等の透明基板上
に透明導電層と透明光導電体層から構成される電子写真
感光体基板を形成する。次に、該透明光導電体層表面に
帯電を行ない、該透明光導電体層のパターン形成部以外
を露光し、非画素部の帯電電荷を除去し電荷の静電潜像
パターンを描く。次に、画素部分にあたる静電潜像に対
して逆極性の着色トナーを付着させる。この工程を繰り
返し行うことにより、レッド、グリーン、ブルーの着色
画素を電子写真感光体基板上に形成し、カラーフィルタ
を製造する。カラーの種類は、前記レッド、グリーン、
及びブルー以外のもの例えば、イエロー、マゼンタ、シ
アン等も使用目的や要求仕様により様々に組み合わせて
用いられる。

【０００８】ここでは、少なくとも透明光導電体層が設
けられた基板のことを、特に電子写真感光体基板と称し
ている。また、前記現像には、透明光導電体層の表面の
帯電電荷に対して逆極性の電荷を持つトナーを付着させ
る正現像法と、帯電電荷に対して同極性の電荷を持つト
ナーを付着させる反転現像法とがある。この反転現像法
では、入色すべき画素部分に該当する部位のみ帯電電荷
を露光により除去し、この部位に同極性の電荷を持つト
ナーを付着させる。

【０００９】通常のカラーフィルタでは、高いコントラ
ストを得る目的から、レッド、グリーン、及びブルーの
各画素間に、遮光パターンとしてマトリックス状をなす
ブラックマトリックス（これとは別にストライプ状をな
すブラックストライプもある）を形成する。カラーフィ
ルタから不要に漏れてしまう光は、これらの遮光パター
ンの存在によって、可能な限り完全に近く遮光すること
が重要になっている。この遮光パターンには高い遮光性
が必要であり、しかも遮光パターンとカラーの各画素と
の境界部から、前記のような不要な光の漏れがあっては
ならない。例えば、液晶表示装置では、液晶パネル背面
側のバックライトからの光を遮光しなければならない。

【００１０】

【本発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電
子写真により作成されるカラーフィルタは、遮光パター
ンやカラー着色画素自身は光導電性を示さないことから
繰り返しパターン形成を行うと、この遮光パターンと着
色画素の境界部をオーバーラップし重ねて形成すること
が出来ず、白抜けと称される隙間が発生しやすいという
問題があった。この白抜けが生じたカラーフィルタを、
例えば液晶パネルへ組み込んで動作させた場合、前記隙
間よりバックライトからの光が漏れてしまい、その結
果、分光透過率特性の変動や、コントラストが低下する
等の新たな問題が生じてしまう。このことは、カラーフ
ィルタの製品としての品質のうえで、その商品価値を大
きく損なう重大な問題となる。

【００１１】そこで、電子写真方式が本来有している特
徴を維持し、遮光パターンと着色画素との間から光の漏
れがおこる白抜けを防止するために、例えば、特願平５
年第３９７９０号により、新たなカラーフィルタの製造
方法が提案されている。この製造方法は電子写真感光体
基板上に遮光パターンを形成した後、再び透明光導電体
層を設け、着色画素を形成することを特徴とする方法で
あり、遮光パターンの上部に着色画素が重なり合う形で
画像の形成が可能となり、遮光パターンと着色画素との
間からの光の漏れを防止することが出来る。

【００１２】しかしながら、この方法により作成された
カラーフィルタは、透明光導電体層が２層構成をとるた
めに、製造コストの上昇を招き、電子写真方式のメリッ
トが損なわれる恐れがある。

【００１３】本発明は前記従来の技術が抱える問題点に
鑑みなされたものであり、その目的とするところは、遮
光パターン上に透明光導電体層を積層しなくても遮光パ
ターンと着色画素との間に隙間が発生することがなく、
簡便で短時間に製造することを可能とするカラーフィル
タとカラーフィルタ用基板、およびそれらの製造方法を
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、透明支持体上に形成した遮光パター
ンが透明光導電体層に対して突起せずに面一ならば、着
色画素を形成するために施した帯電電荷の帯電性に遮光
パターンと透明光導電体層で差が生じなく、選択的な露
光後に於て一様な静電潜像が描け、着色画素が遮光パタ
ーンにオーバーラップしなくても、完全に隣接させて形
成でき隙間が生じる問題を解決できると考えた。

【００１５】そこで、まず本発明の請求項１記載のカラ
ーフィルタは、透明支持体上に少なくとも遮光パターン
と感光性を有する透明光導電体層が面一に形成されてあ
る基板上に、複数色の着色画素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。

【００１６】そして、請求項２記載のカラーフィルタ
は、遮光パターンがトナーからなることを特徴とする請
求項１に記載のカラーフィルタである。

【００１７】そして、請求項３記載のカラーフィルタ
は、遮光パターンは特に着色顔料とポリブタジエンから
なり、且つ透明光導電体層が感光性を有することを特徴
とする請求項１に記載のカラーフィルタである。

【００１８】それから、請求項４記載のカラーフィルタ
用基板は、透明支持体上に少なくとも遮光パターンと感
光性を有する透明光導電体層が面一に形成されているこ
とを特徴とするカラーフィルタ用基板である。

【００１９】そして、請求項５記載のカラーフィルタ用
基板は、遮光パターンがトナーからなることを特徴とす
る請求項４に記載のカラーフィルタ用基板である。

【００２０】そして、請求項６記載のカラーフィルタ用
基板は、遮光パターンは特に着色顔料とポリブタジエン
からなり、且つ透明光導電体層が感光性を有することを
特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタである。

【００２１】本発明の請求項７記載のカラーフィルタの
製造方法は、透明導電層を形成した透明支持体に感光性
を有する透明光導電体層を形成し、遮光パターン状のマ
スクを介して露光した後、現像により遮光パターン状に
該透明光導電体層を除去し、露出した透明導電層にトナ
ーを付着させて該透明光導電体層と面一に遮光パターン
を形成する。次いで、該透明光導電体層及び遮光パター
ンを帯電させ、選択的な露光を行い静電潜像パターンを
形成した後該静電潜像パターンに着色トナーを付着させ
ることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

【００２２】請求項８記載のカラーフィルタ用基板は透
明導電層を形成した透明支持体に感光性を有する透明光
導電体層を形成し、遮光パターン状のマスクを介して露
光した後、現像により遮光パターン状に該透明光導電体
層を除去し、次いで露出した透明導電層にトナーを付着
させて該透明光導電体層と面一に遮光パターンを形成す
ることを特徴とするカラーフィルタ用基板の製造方法で
ある。

【００２３】さて、これらをもう少し詳細に説明する
と、請求項１に記載のカラーフィルタでは、前記透明支
持体上の遮光パターンと透明光導電体層が面一に形成さ
れてある基板上に、複数色の着色画素が設けられている
ことにより、遮光パターンと着色画素との間からの光の
漏れを防止することが出来き、分光特性及び色再現特性
に優れたカラーフィルタを簡便で短時間にしかも低コス
トで製造することが可能になる。

【００２４】また、請求項２あるいは３に記載のカラー
フィルタでは、透明支持体上に感光性を有する透明光導
電体層を形成し、露光、現像によって遮光パターン（ブ
ラックマトリックスパターン）領域を除去した部位にト
ナーを付着させる。したがって、遮光パターンを透明光
導電体層に段差なく面一に形成することが可能になり、
着色画素を形成するために施した帯電電荷の帯電性に遮
光パターンと透明光導電体層で差が生じることはなくな
り、選択的な露光後に於て一様な静電潜像が描け、レッ
ド、グリーン、ブルー画素を遮光パターンに隙間なく形
成することが可能になる。

【００２５】そして、請求項４に記載のカラーフィルタ
用基板では、前記透明支持体上の透明光導電体層と遮光
パターンが面一に形成されたことにより、着色画素を形
成するために施した帯電電荷の帯電性に遮光パターンと
透明光導電体層で差が生じることはなくなり、選択的な
露光後に於て一様な静電潜像が描ける。この静電潜像で
形成したレッド、グリーン、ブルー画素は遮光パターン
に隙間なく形成することが可能になる。

【００２６】また、請求項５あるいは６のいずれかに記
載のカラーフィルタ用基板では、透明支持体上に感光性
を有する透明光導電体層を形成し、露光、現像によって
遮光パターン（ブラックマトリックスパターン）領域を
除去した部位にトナーを付着させる。したがって遮光パ
ターンを透明光導電体層に段差なく面一に形成すること
が可能になり、着色画素を形成するために施した帯電電
荷の帯電性に遮光パターンと透明光導電体層で差が生じ
ることはなくなり、選択的な露光後に於て一様な静電潜
像が描ける。また、遮光パターンは該透明光導電体層を
露光、現像除去した領域にトナーを付着させ形成される
ことから、従来の電子写真法で形成するパターンに比
べ、エッジ部の断面形状及び解像度を格段に向上させる
ことが可能になる。更に塗膜の塗布形成プロセスは一回
のみであることから大画面への対応も可能になる。

【００２７】それから、請求項７に記載のカラーフィル
タの製造方法では、透明支持体上に感光性を有する透明
光導電体層を形成し、露光、現像によって遮光パターン
領域を除去した部位にトナーを付着させる。したがっ
て、遮光パターンを透明光導電体層に段差なく面一に形
成することが可能になり、着色画素を形成するために施
した帯電電荷の帯電性に遮光パターンと透明光導電体層
で差が生じなく、選択的な露光後に於て一様な静電潜像
が描け、レッド、グリーン、ブルー画素を遮光パターン
に隙間なく形成することが可能になる。

【００２８】そして、請求項８記載のカラーフィルタ用
基板の製造方法では、透明支持体上に感光性を有する透
明光導電体層を形成し、露光、現像によって遮光パター
ン領域を除去した部位にトナーを付着させる。したがっ
て遮光パターンを透明光導電体層に段差なく面一に形成
することが可能になり、着色画素を形成するために施し
た帯電電荷の帯電性に遮光パターンと透明光導電体層で
差が生じなく、選択的な露光後に於て一様な静電潜像が
描ける。また、遮光パターンは該透明光導電体層を露
光、現像除去した領域にトナーによって形成されること
から、従来の電子写真法で形成するパターンに比べ、エ
ッジ部の断面形状及び解像度を格段に向上させることが
可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例のカラ
ーフィルタを示す断面図であり、図において１は透明基
板（透明支持体）、２は該透明基板１上に形成された透
明導電層、３は所定位置に遮光域３ａを形成した感光性
を有する透明光導電体層、４は前記遮光量領域３ａに透
明光導電体層３と面一に形成された遮光パターン（ブラ
ックマトリックスパターン）、５は第１色目画素、６は
第２色目画素、７は第３色目画素である。

【００３０】透明基板１は、可視光領域に対して吸収が
なく、かつ支持体としての機械的強度を有する平板上の
もので、例えば、ガラス基板、透明プラスチック基板等
が好適に用いられる。

【００３１】透明光導電体層３は、感光性及び光導電性
を有する材料から構成される。感光性を有するとは、紫
外線などの光の照射で溶解度、接着性、軟化点などが変
化し、溶液により溶解除去できる性質を言い、光導電性
とは、光の照射で導電性が現われる性質を言う。感光性
材料及び光導電性を有する材料は、可視光領域で吸収が
なく透明であることが必要であり、可視光領域の４００
〜７００ｎｍの光透過率が９０％以上であることが好ま
しい。この透明光導電体層は、ブラックマトリックスの
マスクパターンに応じてネガ型ないしポジ型が使い分け
られる。感光性材料としては例えば、透明樹脂及び光架
橋剤からなる組成物、透明樹脂と光重合性あるいは光分
解性のモノマー、オリゴマー及び光開始剤からなる組成
物、感光性官能基を有する油溶性樹脂、感光性官能基を
有する水溶性樹脂等が使用でき、光導電性材料としては
無機あるいは有機の各種光導電材料が使用できる。

【００３２】透明樹脂としては、アクリル系樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂、スチレン
樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド
樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、スチレンーマレ
イン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロ
ピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルー酢酸ビニル共重
合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリブタ
ジエン、ゴム系樹脂、環化ゴム、ロジン誘導体、セルロ
ース類、尿素樹脂等が挙げられる。光架橋剤としては、
ジアゾ化合物、クロム塩、重クロム酸塩、ビスアジド化
合物が使用できる。

【００３３】光重合性あるいは光分解性のモノマー、オ
リゴマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２ーヒ
ドロキシエチルアクリレート、２ーヒドロキシプロピル
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、メラミンアクリレート、２ーヒドロキシプロピルメ
タクリレート、各種アクリル酸エステル、各種メタクリ
ル酸エステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビ
ニルアセテート、Ｎーヒドロキシメチルアクリルアミ
ド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート、スチレン、酢酸ビニ
ル、アクリルニトリル、ジペンタエリスリトールヘキサ
アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレ
ートのカプロラクトン付加物のヘキサアクリレート、エ
ポキシアクリレートプレポリマー等を例示できる。

【００３４】光重合開始剤としては、４，４’−ビス
（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４’−ビス（ジメ
チルアミノベンゾフェノン）、オルトベンゾイル安息香
酸メチル、トリメチロールプロパントリアクリレート、
ミヒラーズケトン、２−（２，３−ジクロロフェニル）
−４，５−ジフェニルイミダゾール、２，４−ジエチル
チオキサントン、エチル−４−（ジエチルアミノ）ベン
ゾエート、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ
−２−メチル−１−フェニルプロパン−１オン、１−ヒ
ドリキシシンクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシ
アセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチ
オ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１，２−
ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリ
ノフェニル）−ブタノン−１，２，４，６−トリ（トリ
クロロミチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，
６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、アシ
ルフォスフィンオキサイド、４−（２−ヒドロキシエト
キシ）−フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケ
トン等が用いられる。

【００３５】感光性官能基を有する油溶性樹脂として
は、ビスアジド系の光分解架橋型感光性樹脂、ｏーキノ
ンジアジド系の光分解型感光性樹脂、ケイヒ酸の光架橋
型感光性樹脂等を例示できる。また、スチレン、カルボ
キシル基を有するビニル化合物および水酸基を有するビ
ニル化合物からなるビニル系共重合化合物にイソシアネ
ート基を介して感光性のビニル基を導入した感光性共重
合化合物も使用できる。感光性官能基を有する水溶性樹
脂としては、重クロム酸塩を添加して感光化したポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）、感光基としてスチルバゾリ
ウム基を付加したポリビニルアルコール系樹脂が例示で
きる。

【００３６】光導電性を有する材料としては、酸化亜
鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化ジルコニウムなど
の微分末状の無機材料、あるいは、ポリビニルカルバゾ
ールやポリビニルアントラセン、ビニルアクリジンなど
のπ電子共鳴環を有する化合物が使用できる。この中で
もビニルカルバゾールが優れた光導電性を有することか
ら特に好ましい。

【００３７】感光性を有する透明光導電層３は感光性樹
脂材料をバインダーマトリックスとして、光導電性材料
を膜中に分散させることあるいは、感光性樹脂材料を構
成する透明樹脂や光重合性または光分解性モノマー、オ
リゴマーとの共重合体組成物として形成される。

【００３８】遮光パターン４はブラックマトリックスと
称されるもので、形成膜成分としてアニオン性ないしカ
チオン性の樹脂と、着色成分として黒色顔料のカーボン
ブラック、チタンブラック、アニリンブラック、鉄黒を
材料から構成される。この材料は、樹脂と顔料から成る
分散した帯電粒子が付着したもので、粒子状態ではトナ
ーと言われる。

【００３９】アニオン性の樹脂は、電気抵抗値が慨ね１
０¹⁰Ω・ｃｍ以上であり、比誘電率が３以下の環式飽和
炭化水素系あるいは芳香族炭化水素系溶媒へ可溶化ない
し分散する塩基性物質であり、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリブタジエン樹脂、マレイン化樹脂、エポ
キシ樹脂等にカルボキシル基等を導入した樹脂が例示で
きる。中でも、液状ポリブタジエンのマレイン化物が良
く用いられる。また、付加した酸無水物を一価アルコー
ルによりハーフエステル化して変性することもできる。
カチオン性の樹脂は、酢酸、プロピオン酸、乳酸、蟻酸
等の酸ないし酸性物質で、上記溶媒へ可溶化ないし分散
される樹脂である。さらに、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリアミド樹
脂等にアミノ基、アンモニウム、スルホニウム等のオニ
ウム基を導入した樹脂が例示できる。

【００４０】ブラックマトリックスとなるトナーは、前
記形成膜成分としてのアニオン性ないしカチオン性の樹
脂と、着色成分としての黒色顔料を、電気抵抗値が慨ね
¹⁰Ω・ｃｍ以上であり、比誘電率が３以下の環式飽和炭
化水素系あるいは芳香族炭化水素系溶媒へ可溶化ないし
分散した形態をとる。前記溶媒は、例えば、ｎ−ペンタ
ン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレン、トルエン、
パラフィン、シクロパラフィン、塩素化パラフィン、ナ
フサ、あるいはケロシン軽油等のものが例示できる。

【００４１】前記樹脂および着色成分は、アイガーミ
ル、サンドミル、ロールミル等の分散機を用いて十分分
散した後、所定の濃度まで希釈し、液体現像トナーが調
整される。通常固形分濃度は、１〜２０重量％で用いら
れる。

【００４２】第１色目画素５から第３色目画素７は、レ
ッド、グリーン及び、ブルーの３色を重複しないように
それぞれに対応させてなる着色画素である。

【００４３】次ぎに、本実施例のカラーフィルタの製造
法について図２〜図８に基づき説明する。まず、透明基
板１上に、ＩＴＯ等の透明導電層２を形成し、スピンコ
ート法等により感光性の透明光導電性樹脂８を塗布す
る。その後、該感光性の透明光導電体層８にベーキング
を施す（図２）。次ぎに、該感光性の透明光導電体層８
上にＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の酸素遮断膜９
を塗布し再びベーキング処理を施す。次いで、所定の遮
光パターン（ブラックマトリックスパターン）用マスク
１０を介して紫外線１１により該感光性の透明光導電樹
脂８の露光を行なう（図３）。

【００４４】次ぎに、感光性の透明光導電樹脂８にアル
カリ水溶液にて現像処理を行ない透明導電層２を露出さ
せ、さらにベーキング処理を施し、所定形状の遮光領域
３ａを形成した感光性を有する感光性透明光導電体層３
を形成する（図４）。

【００４５】次ぎに、透明導電層２をアース１２に接続
し、帯電器１３を該感光性透明光導電体層３の一端部か
ら他端部に向かって移動させ、感光性を有する透明光導
電体層３が数百Ｖ程度の電位になるように、その表面を
帯電させる（図５）。

【００４６】次ぎに、カチオン性樹脂と黒色顔料を絶縁
性、低誘電率の溶媒に分散した液体現像トナーに数十秒
間浸漬し、感光性を有する透明光導電体層３の遮光領域
３ａに同膜厚の遮光パターン４を形成する（図６）。

【００４７】次いで、再び感光性を有する透明光導電体
層３および遮光パターン４の表面全体を図５と同様に帯
電を施し、所定の着色画素用マスク１４を介して紫外線
１１により感光性を有する透明光導電体層３に露光を行
ない、第１色目の画素用の静電潛像パターンを形成する
（図７）。

【００４８】次ぎに、この静電潛像パターンが形成され
た透明基板１を第１色目の画素用の現像液である第１色
目トナー分散液に数十秒間浸漬し第１色目画素５を現像
する。そして、現像終了後に、付着したトナーを定着さ
せるために、ベーキング処理を施し第１色目画素５の形
成を終了する（図８）。以下、図７、８の工程を繰り返
し行ない第２色目画素６及び第３色目画素７を順次形成
し、図１に示すような本実施例のカラーフィルタを得る
ことがでる。

【００４９】この製造方法では、感光性を有する透明光
導電体層３がパターニング可能な感光成分と、静電潛像
形成可能な光導電成分を有していることから、アルカリ
現像等により優れた形状のパターン形成が可能なこと及
び十分な電子写真特性を呈することになる。

【００５０】このようにすることで、透明光導電層と段
差のない面一なブラックマトリックスパターンを形成で
き、後工程で着色画素を形成するために繰り返し施した
帯電電荷が、立体的凹凸に起因して面内電荷分布を不均
一としていた影響を受けず、均一な静電潛像を描けるこ
とから、レッド、グリーン、ブルー画素をブラックマト
リックスパターンに隙間なく形成することが可能にな
り、品質の優れたカラーフィルタを低コストで得ること
ができる。

【００５１】

【実施例】

＜実施例＞メタクリル酸８．０重量部、メタクリル酸メ
チル３２重量部、メタクリル酸−ｎ−ブチル６．５重量
部、２−ヒドロキシメタクリレート１４重量部、シクロ
ヘキサノン４８０重量部を４つ口フラスコ内に仕込み、
８５℃に加熱しておき、別途ブトキシメチルアクリルア
ミド３０重量部、ビニルカルバゾール（アナン（株）
製、商品名：ツビコール２１０）７０重量部、過酸化ベ
ンゾイル１重量部の混合させておいた溶液を、８５℃を
保ちながら微量ずつ滴下して加え、４時間反応させ樹脂
を作製した。この樹脂１００重量部に対し、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート４重量部、ミヒラーズケ
トン０．２重量部、２−（２、３−ジクロロフェニル）
−４，５−ジフェニルイミダゾール０．２重量部を加え
て溶解し、液状の感光性透明光導電樹脂材料を得た。

【００５２】つぎに、感光性透明光導電樹脂材料を固形
分２０重量部になるようシクロヘキサノンを加え調整
し、スピンコート法にて２μｍの膜厚で塗布し、クリー
ンオーブンにて７０℃で２０分間ベーキング処理し、感
光性を有する透明光導電体層３を形成した。次いで、酸
素遮断膜９としてＰＶＡを塗布し、７０℃で２０分間ベ
ーキング処理を行なった。

【００５３】次ぎに、ブラックマトリックスのポジパタ
ーン状のマスクを介して紫外線露光を行ない、アルカリ
性水溶液にて現像し遮光領域３ａの感光性透明導電体層
３を溶解除去し透明導電層２を露出させた。遮光領域３
ａの断面形状は特に優れていた。

【００５４】さらにここで、無水マレイン酸と平均分子
量１５００のマレイン化ポリブタジエンのハーフエステ
ル化物を反応させたマレイン化変性ポリブタジエン（合
成平均分子量２０００）と、黒色有機顔料（三菱マテリ
アル（株）製、商品名：チタンブラック−０１３Ｒ）を
同量の比率でアイガーミル分散し十分な分散を行ない、
次いで溶媒（エッソ化学（株）製、商品名：アイソパー
Ｇ）で希釈して、固形分濃度１％のプラス極性の液体現
像トナーを作製した。

【００５５】次ぎに、コロナ帯電器を用いて＋６ｋＶを
印加し、コロナ放電を行ない感光性透明光導電体層３を
＋２００Ｖに帯電させ、上記の液体現像トナーへ３０秒
間浸漬しブラックマトリックスパターン形成し定着させ
るためのベーキング処理を２００℃、１時間実施しブラ
ックマトリックス基板を作製した。形成したブラックマ
トリックスの膜厚は感光性透明光導電体層と同じ２μ
ｍ、光学的濃度（ＯＤ値。尚、ＯＤとはＯｐｔｉｃａｌ
Ｄｅｎｓｉｔｙの略）は３、エッジの解像性は特に優
れたものであった。また、この基板の表面の凹凸を接触
式の膜厚計を用いて測定したところ、表面段差はなく凹
凸は０．１μｍ以内であり、十分平滑であることが確認
された。

【００５６】次ぎに、コロナ帯電器を用いて該ブラック
マトリックス基板の表面を、＋１００Ｖに帯電させ、所
定の着色画素パターンを有するマスクを介して露光（８
ｍＪ／ｃｍ² ）を行ない、静電潛像パターンを形成し
た。

【００５７】前記工程の間に、白色ラテックスに青色着
色材（東洋インキ製造（株）製、商品名：リオノールブ
ルーＥ）を分散させ、さらにイソパラフィン系溶媒を加
え、正帯電ブルートナーの現像液とした。そして、上記
の静電潛像を形成した基板を、この現像液中に浸漬して
現像を行なった。ここでは、第１色目画素５はブルー画
素とした。しかる後に、１３０℃で３０分間ベーキング
処理を施し、第１色目画素を定着させた。

【００５８】以上の帯電から定着の工程をレッド画素及
びグリーン画素各々について繰り返し行ない、カラーフ
ィルタを得た。ここでは、レッドトナーの着色材として
は、クロモフタルレッドＡ２Ｂ（顔料、商品名、ＢＡＳ
Ｆ製）を、また、グリーントナーの着色材としては、リ
オノールグリーン６ＹＫ（顔料、商品名、東洋インキ製
造（株）製）を、それぞれ使用した。なお、トナーの調
整については、着色材が異なる点以外は、前記ブルート
ナーと同様とした。

【００５９】以上によりえられたカラーフィルタは、白
抜けが全く生じず、且つ所望の分光透過率特性を有し、
さらに高いコントラストを有するものであった。また、
このカラーフィルタは膜厚が３μｍと薄いうえに、表面
も良好な平坦性を有したものであった。

【００６０】＜比較例１＞以下は、本実施例のカラーフ
ィルタとの比較のために行った比較例である。透明基板
１上に透明導電層２を形成し、該透明導電層２上に感光
性を有しない透明光導電体層１５を形成した。次いで、
帯電、露光を行い、色材に黒色有機顔料（三菱マテリア
ル（株）製、商品名：チタンブラック−０１３Ｒ）を分
散した液体現像トナーを用いて、基板を浸漬して現像を
行い、透明光導電層上にブラックマトリックスパターン
を形成した。

【００６１】次に、前記ブラックマトリックスパターン
を形成する工程と同様の方法により、ブルー、レッド、
グリーンの各画素を形成した。

【００６２】このようにして作成したカラーフィルタを
光学顕微鏡で観察したところ、ブラックマトリックスと
各着色画素（レッド、グリーン、ブルー）とのエッジ部
分は隣接しておらず、着色画素の周囲にブラックマトリ
ックスパターンとの隙間が、幅約３から５μｍを生じて
いた。また、この部分からは光が漏れだしていることが
認められ、カラーフィルタのコントラストも低いもので
あった（図９）。

【００６３】これは、遮光パターンを形成した後に、着
色画素を形成するために帯電した電荷が、遮光パターン
部でより高電位に帯電していたため、着色材トナーが静
電気的な斥力の影響を受け隙間を介して形成されたもの
であった。

【００６４】＜比較例２＞透明基板１上に透明導電層
２、感光性を付与していない透明光導電体層を形成し、
比較例１と同様にして遮光パターンを形成した。次い
で、さらにその上に透明光導電体層を再び形成し、着色
画素を形成するために、各画素毎に帯電、露光、現像を
行い、ブルー、レッド及びグリーンの各画素を形成し
た。

【００６５】このようにして作成したカラーフィルタを
光学顕微鏡で観察したところ、ブラックマトリックスと
各着色画素（レッド、グリーン、ブルー）とのエッジ部
分に隙間はなく、オーバーラップされた形で形成されて
いることが確認された。しかし、カラーフィルタとして
の膜厚が厚くなり分光透過率特性のピーク値が数％低下
するこや、工程数が増加したことによるコストの上昇、
潜在的な歩留まりの低下を招くといった電子写真方式の
メリットが損なわれているものであった（図１０）。

【００６６】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、透明導電層が形成された透明支持体上に、遮光パタ
ーン、透明光導電体層が設けられ、該透明光導電体層上
に複数色の着色画素を設けてなるカラーフィルタにおい
て、遮光パターンを該透明光導電体層に面一に形成して
おり、このことにより、表面段差のないカラーフィルタ
用基板を製造できる。この後、該基板上に電子写真方式
により着色画素を形成した場合の着色画素と遮光パター
ンとの境界部を隙間なく形成させることができる。つま
り、遮光パターン上に透明光導電体層を積層しなくても
遮光パターンと着色画素との間に隙間が発生することが
なく、簡便で短時間に製造することを可能とし、カラー
フィルタが良品質でコストも安くできることになり、前
記課題を満足するカラーフィルタとカラーフィルタ用基
板、およびそれらの製造方法を提供することが出来た。

【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一実施例を示
す断面図ある。

【図２】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図３】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図４】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図５】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図６】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図７】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図８】本発明に係わるカラーフィルタの製造方法の一
実施例について製造過程を示す説明図である。

【図９】従来の技術に係わるカラーフィルタの一例を示
す断面図である。＜比較例１＞

【図１０】従来の技術に係わるカラーフィルタの一例を
示す断面図である。＜比較例２＞

【符号の説明】

１・・・透明基板 ２・・・透明導電層 ３・・・感光性を有する透明光導電体層 ３ａ・・・遮光領域 ４・・・遮光パターン（ブラックマトリックスパター
ン） ５・・・第１色目画素 ６・・・第２色目画素 ７・・・第３色目画素 ８・・・感光性の透明光導電製樹脂 ９・・・酸素遮断膜 １０・・・遮光パターン用マスク １１・・・紫外線 １２・・・アース １３・・・帯電器 １４・・・着色画素用マスク １５・・・感光性を有しない透明光導電体層 １６・・・感光性を有しない第２層目の透明光導電体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−84112（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明支持体上に少なくとも遮光パターンと
   感光性を有する透明光導電体層とが面一に形成されてあ
   る基板上に、複数色の着色画素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】前記遮光パターンがトナーからなることを
   特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】前記遮光パターンは着色顔料とポリブタジ
   エンを主成分とし、且つ前記透明光導電体層が感光性を
   有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィル
   タ。
4. 【請求項４】透明支持体上に少なくとも遮光パターンと
   感光性を有する透明光導電体層とが面一に形成されてい
   ることを特徴とするカラーフィルタ用基板。
5. 【請求項５】前記遮光パターンがトナーからなることを
   特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ用基板。
6. 【請求項６】前記遮光パターンは着色顔料とポリブタジ
   エンを主成分とし、且つ前記透明光導電体層が感光性を
   有することを特徴とする請求項４に記載のカラーフィル
   タ用基板。
7. 【請求項７】透明導電層を形成した透明支持体に感光性
   を有する透明光導電体層を形成し、遮光パターン状のマ
   スクを介して露光した後、現像により遮光パターン状に
   該透明光導電体層を除去し、露出した透明導電層にトナ
   ーを付着させて該透明光導電体層と面一に遮光パターン
   を形成し、次いで該透明光導電体層及び遮光パターンを
   帯電させ、選択的な露光を行い静電潜像パターンを形成
   した後該静電潜像パターンに着色トナーを付着させるこ
   とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
8. 【請求項８】透明導電層を形成した透明支持体に感光性
   を有する透明光導電体層を形成し、遮光パターン状のマ
   スクを介して露光した後、現像により遮光パターン状に
   該透明光導電体層を除去し、次いで露出した透明導電層
   にトナーを付着させて該透明光導電体層と面一に遮光パ
   ターンを形成することを特徴とするカラーフィルタ用基
   板の製造方法。