JPH0235402A - 導電性複合カラーフィルター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、導電カラーフィルターの実施態様、より詳細
には液晶のセルにより変調された光を着色するため、液
晶のセルを有するスクリーン上にカラーフィルターのモ
ザイクを形成することができるようにすることに関する
。

（従来の技術） カラーフィルターのこれらのモザイクはカラーテレビの
平面スクリーン又はコンピュータ一端末のカラースクリ
ーンに使用される。

このようなスクリーンを製造するためには、添加剤色度
測定により映像を得るためある一定距離で観測されるな
らば、赤、緑、青の３組のフィルターを合体できるよう
に製造することが必要である。

本発明は、より詳細には線と柱の交差により直接位置が
決定される複層液体スクリーンを有するスクリーンに適
用されるが、言い換えれば、このスクリーンにはカラー
フィルターがセルの線状又は柱状の電極の上に直接配置
されている。

カラーフィルターのモザイクを実施する方法が最近いく
つか知られている。

ウチダタツオ他による電子装置に関するＩＥＥＥトラン
ザクションｖｏ１．ＥＤ　３０．　Ｎｏ、５．　ｐ　５
０３−５０７．１９８３に記載されているタイトル「カ
ラー層を電極上に有する全面着色マトリクスＬＣＤＪの
論文には、液晶セルの透明電極の上にカラーフィルター
を形成する写真石版術の方法が記載されている。

この方法によれば、まず第１に、紫外線放射に露出させ
た後層を硬くするため感光剤で混入されたゼラチンの層
が電極の上に沈着されている。次に、そのゼラチンの層
は適当なマスクを使用し硬くないゼラチンを取り除いた
紫外線放射に露出されていることにより電極に対応した
位置で硬くされている。次に、光沢のある電極の上には
陽光に感光する樹脂層が沈着しているが、これが電極を
保護するのみで着色を必要としないマスクを通して放射
に露出されやすいようにされている。樹脂は露出部分か
ら除かれており、保護されていない電極上のゼラチン層
は着色されており、表面にある樹脂はすべて取り除かれ
ている。

これらの処理は、赤、緑、青で光沢をつけられた電極を
連続して得るように再開される。最後に、着色フィルタ
ーは交差結合剤で混入されたポリビニールアルコールの
保護コーティングにより光沢をつけられる。

この方法には、カラーフィルターを形成するため紫外線
に露出させるための感光剤の使用を必要とする欠点があ
る。さらに、この方法はフィルターへの着色処理はコー
ティングのゼラチンを硬くした後なので、電極上に沈着
したコーティングのゼラチン内に着色剤を均一に含むこ
とができない。さらに、この方法は着色剤の濃度、ｐＨ
（酸性の着色剤）、浴槽の温度及びゼラチン（自然産出
）の成分に左右される。さらに、得られたカラーフィル
ターの温度安定性はほんの僅かである。

最後に、この方法には赤、青、緑に着色されたフィルタ
ーのモザイクを得るため４個のマスクを連続に使用する
必要がある。

Ｗ、Ｊ、Ｌａｔｈａｍ、　ＳＩＤ　８７　Ｄｉｇｅｔ、
　ｐ、３７９−３８２のタイトル「液晶デイスプレィの
カラーフィルターの新しい種類」の論文には、液晶セル
の透明電極上にカラーフィルターを形成する写真石版術
の方法が述べられている。

この方法によると、まずコーティングは基質の全面に沈
着しており、このコーティングは重合体の酸性混合液と
Ｎ−メチルピロルデインの着色剤から構成される。コー
ティングはイミドの状態から始めるため適当な温度、通
常は１７０６Ｃ〜１８０°Ｃで乾燥される。

このように乾燥され前重合のコーティングは、紫外線か
ら樹脂を取り除くように乾燥された陽光に感光する樹脂
でコーティングされる。基質はマスクを通して光が当て
られ、露出樹脂とそれに対応した重合体の酸性液の準コ
ーティングはアルカリ性溶液により取り除かれる。

露出していない樹脂は重合体の酸性液を溶かさない有機
溶液により取り除かれ、重合体の酸性液は２００°Ｃ〜
２５０°Ｃで約１時間焼きなまされ、完全にイミドとな
る。これらの処理は３種のカラーすなわち赤、青、緑を
連続的に得るため再度行なわれる。

この方法には、温度に対する安定性のあるフィルターを
得ることができる利点があるが、それらの抵抗の規格値
は高く、赤に対しては６．１０”　ｏｈｍ、Ｃｍｓ緑に
対しては８．ＩＱ”　ｏｈｍ、ｃｍ　、青に対しては２
．１０”　ｏｈｎ＋、ｃｍである。

同一の方法を、Ｄ、Ａ、Ｂｏｌｏｎ他がＳＩＤ　８７　
Ｄｉｇｅｓｔ。

ｐ　３９５−３９６の論文「カラーフィルター重合体酸
性液」で記載している。

アトミックエネルギー協会の文献ＦＡ−Ａ−２５９５１
４８にも写真石版術によりカラーフィルターを生成する
方法が述べである。

この方法によれば、まず基質の全面に第１番目のコーテ
ィングにより沈着されるが、このコーティングはギ酸の
中にあるポリアミドと着色剤の混合液により生成される
。

この第１番目のコーティングを乾燥した後陰光に感光す
るコーティングの第２番目のコーティングは上面に沈着
する。第２番目の樹脂層のある領域をマスクを通して放
射露出させた後、露出していない第２番目のコーティン
グの樹脂（接合部）の初期の紫外線により除去される。

これに対応した着色剤／ポリアミド混合液の準コーティ
ングはエタノールと阜擦により取り除かれる。

沈着したフィルターを保護する樹脂のコーティングはイ
ロプロバノルの樹脂で除去される。得られたフィルター
は１２０度で嵐時間乾燥され、１６０℃で６分焼き戻さ
れる。これらの処理は３色、すなわち赤、緑、青を連続
して得るように繰り返される。

この方法はウチダタツオの方法に比較してかなりの利点
があるが、まだ非導電性のカラーフィルターを得るに終
っている。カラーフィルターは、ウチダタツオの論文及
びタイトルが「カラーフィルタを用いた液晶マルチカラ
ーデイスプレィ」ユーロディスプレイ８１．　ｐ、３９
−４２で記載されているようにシルクスクリーン印刷法
によっても実施される。

この方法によれば、３種のインク（赤、緑、青）は、基
質の電極上に彩色される。それを個々に沈着した後、彩
色されたコーティングは１００°Ｃで１時間処理され安
定化する。基質はポリビニールアルコールの１％水溶液
の中で固くされ、乾燥後、最後に１５０°Ｃ〜２００℃
で３０分焼きなまされる。

この方法では、着色された彩色模様のストリップの段階
が使用に際して長くかかりすぎ、ストリップの輪郭が丸
みを帯びすぎる。さらに得られたカラーフィルターはま
だ非導電性である。

カラーフィルターの製造の他の方法として電極を施した
アルミニウム層を着色する技術を用いたものがあり、こ
れはタイトルが「改良形層色鮮明度に対するブラックマ
スク採用のＬＣＤ用マイクロドツトカラーフィルター」
の論文に記載されており、これはＣ，Ｊ、　Ｗａｌｋｅ
ｒ及びＢ、　Ｎｅｅｄｈａｍ、日本デイスプレィ所有８
６．　ｐ、２９４−２９７による。

この方法では、アルミニウムのフィルムはガラス気質の
上に真空に沈着され、すべてがイオン酸とグリセリンを
含む電解液内で固められるが、これらはすべて陽極とし
て作用する。部分的な電気分解によりアルミニウムのフ
ィルムに浸透性を与えること、ができる。

すすいで乾燥した後、アルミニウムのフィルムは保護用
のラッカーコート（アセチル　セルロース）でコートさ
れる。水の中で乳化された陰先に感光する樹脂はラッカ
ーコートの上に沈着する。

樹脂が乾燥した時、マスクを通して紫外線に露出される
。非露出部分は砕いたあと乾燥し除去される。その後、
３種類の着色剤の１つを含むアルコール溶液が使用され
る。

このアルコール溶液は保護用のラッカー層を溶かし、着
色剤をアルミニウムの吸収孔に移動させる。余分な着色
剤は乾燥後、特殊な乳液を使用した樹脂コーティングを
溶かすことにより除去される。すすいで乾燥した後、着
色剤の１つは他の２つの着色剤を処理するため同じ方法
で行なわれる。最後に一組のフィルターは９５℃で４０
分間でニッケルアセテートの水溶液内に浸し安定にされ
る。この処理はアルミニウムを含む含水酸化物に変換す
ることであり、これにより着色剤をアルミニウムコーテ
ィング内に閉じ込めることができる。このようにして得
られたフィルターは電気的に絶縁性がある。ＩＴＯ（イ
ンジウムとすすの酸化物）の層は電極の接続網を明らか
にするため刻まれているフィルター上に沈着している。

この方法は電極があるアルミニウムのコーティングの伝
送が比較的弱く、得られたカラーの鮮明度が低い。

カラーフィルターを製造する既に知られた他の技術とし
て種々の有機的色素の高温蒸発があり、これはタイトル
が「カラー液晶に対する高品質有機色素カラーフィルタ
ー」の論文があり、Ｔ、ウエノ他、日本デイスプレィ８
６．　ｐ、３（１２−３２２による。

この方法では３原色使用のフィルターを３種類の原色、
すなわち黄、赤、青を除いた組み合わせにより得られる
が、それぞれの着色剤は熱抵抗技術を使用し基質上に真
空下で蒸発させて得られる。それぞれの映像点は蒸発時
にメタリックマスクを使用することにより作られる。こ
の方法では単一のマスクがオフセットステップバイステ
ップの３種類のカラーに使われている。デイスプレィの
ため導電性の層は電極の接続網を形成するように刻まれ
ている。

写真石版術の各段階を含まず比較的簡単であるが、この
方法もまだ非導電性のフィルターの形である。さらに、
電極についてのマスクの位置決定がきわめて難しい。

カラーフィルターのモザイクを実施する技術として知ら
れているものの最後として、セルの電極上にカラー重合
体の薄いフィルムを電気めっきして直接位置を決める方
法がある。この方法はＭ。

スギツヤ他の文献ｔｌｓ−Ａ−４５２２６９１に詳しく
記載されている。

この方法によ、ればポリエステル、すなわちアクリル樹
脂、メラミン、分散剤及び色素の混合物は少しの水と水
素有機溶液を撹拌することにより分散される。この分散
は有機溶液、有機アミンと少しの水で混合される。撹拌
の後、この乳剤は使用される。使用された重合体には遊
離カルボキシル作用（−ＧＯ，Ｈ）があり、乳剤内で重
合体は有機アミン（−（：０２−”ＮＨ３−）があるた
め部分的に溶解している。

乳剤の中に固くされている２つの電極間を電流が通過す
るならば、解離したカルボキシル陰イオンが陽電極（ア
ノード）の方向に移動するが、このアノードには単純化
した図式（Ｉ）に従い、プロトンＨ９を補足することに
より沈着する。

２Ｈρ−一一４　Ｈ”＋　０２＋　４　ｅ−（Ｉ　）こ
こにＲはポリエステル又はアクリル樹脂の炭素含有連鎖
である。

さらに、色素は電気泳動によりアノード上に重合体を沈
着する。

このように、基質はステンレススチールのプレートであ
るが、その基質の上に透明電極がアノードと反対側の電
極（カソード）として働くように刻まれている。

第１番目の色の沈着を受けるのに必要な基質の電極は連
結されている。電気めっきが始まるのは直流電圧がアノ
ードとカソードの間に加えられた時である。電気めっき
層は非導電性であり、それ故、重合体を沈着させる処理
は自動的にされる。

電気めっきの後、ガラス基質が分散から移動され水です
すいだ後乾燥される。

最後に、フィルターは２００°Ｃで３０分間焼きなまさ
れる。この処理によりメラニンの力でアルキシリボすな
わち重合体の樹脂を連結することができる。

この一連の処理は３種類のカラーすなわち赤、緑、青を
連続的に得るように繰り返される。

電気めっきによりこれを生成する方法にはいく種かの特
長、すなわち方法の簡単さ、カラーストップの高分解、
製造コストの低廉、フィルターの厚さの制御が良い、等
がある。あいにく、この方法は電極の上の非導電性のフ
ィルターの沈着に対応している。

カラーフィルターを形成する種々の方法の特性によりそ
のようなフィルターを得る重要性と十分な物理的特性を
有するフィルターを得る複雑性が説明されている。

それらの特有の欠点に加え、上述のすべての技術は非導
電性のカラーフィルターを得ることであり、デイスプレ
ィセルの動作状態に限界があり、このデイスプレィセル
はフィルターがセルの電極上に置かれることを用いた電
気光学効果に基づいている。

より詳細には、カラーフィルターの非導電性のため、液
晶に対する制御信号のアクセス時間はかなりかかる（２
５０ｎｓを越える゛）といえる。さらには、静電圧状態
で損失が観測され、また非導電性のフィルターの厚さを
変化することにより、この電圧に変化が生ずる。

この問題を解決するため、カラーフィルター（導電層の
沈着と写真石版術の刻み込みによる）上に導電性の電極
を直接沈着させることができる。残念ながら、導電の沈
着にはカラーフィルターの損傷を避けるため°゛冷”　
　（＜２００°Ｃ）とする必要があり、この場合導電率
は比較的低い（ＩＴｏの１０　ｏｈｍ、ｃｍ２に対し２
００　ｏｈｍ、ｃｍ２　）　、さらに、カラーフィルタ
ーを実施するのに使用される種々の重合体の導電を維持
するのは十分でない。

さらに、与えられた溶液は特許番号第ｔｌｓ−Ａ−４６
３９０８８に記載したスギツヤの方法によるものである
。

この方法は電気めっきにより実施することができ、この
方法には特許公報ＵＳ−Ａ−４５２２６９１に記載され
ているように電気めっき浴に導電性微粒子が含まれる。

これらの微粒子は色素と同じ方法、すなわち電気泳動に
よりフィルターに電気めっきされる。

使用された導電性微粒子は、すず酸化物、インジウム酸
化物、アンチモン酸化物、亜鉛酸化物、カドミウム、金
、銀、又はニッケル酸化物から作られる。

あるパーセンテージから重合体の層にある微粒子により
、浸出とシステムの伝導が確かになる。

残念ながら、微粒子のこのパーセンテージは極端に高い
。このように、平均して１ｇの重合体／メラニン混合液
に対して１．２ｇの導電性微粒子が必要とされる。これ
らのパーセンテージが高くなるにつれて、カラーフィル
ターの透明・度はかなり低くなり（約４０％）、このパ
ーセンテージは許容されない。

最後に、前述の電気めっきによりカラーフィルターを製
造する方法は、スタンリーエレクトリック社の文献ＥＰ
−Ａ−０２２４０４０で使用されている。これを使用す
ることにより、透明電極上に沈着したカラーフィルター
の非導電特性に関係のある問題点を取り除くことができ
る。

この方法によれば、感光性のある陽樹脂は基質の全面に
わたり沈着するが、この基質にはすでに導電性電極が刻
まれている。樹脂の層がマスクを通し紫外線放射に露出
され絶縁されている。非露出部分は電極の上の接触に相
当し、規則的に広がっている。適当な溶液で露出するこ
とにより、基質上には樹脂接触のみが残る。

次の段階では、カラーフィルターを電極上で電気めっき
することである。カラーフィルターな構成するストリッ
プ内にある樹脂接触は、樹脂の溶液内で溶解し除去され
る。このように基質の個々のカラーストリップには規則
的に配置された穴がある一定数あり、この穴により電極
の１７０層と接触できる。

第２番目の１７０層は基質全体にわたり冷たく（＜　２
００℃）沈着する。第２番目の１７０層は残りの部分が
カラーフィルターを含むストリップを完全におおうよう
にするため、写真石版術により刻み込まれている。この
ように電極を構成する第１番目の１７０層は第２番目の
１７０層と接触しており、カラーフィルターを゛°サン
ドイッチ°゛にしている。

第２番目の１７０層の導電率は十分良好であるが、この
変形は複雑であり、明らかに電気めっき法を示しており
、フィルターの製造コストが増大する。

以下余白 （発明の要約） 本発明の目的は導電性物質から作られるカラーフィルタ
ーを提供することであり、これらの製造方法により前述
の種々の欠点を解決することができることを確実にする
ことである。より詳細には、これらのフィルターは非導
電性の層の問題点がない導電性電極の上に配置される。

さらには、それらは光の伝達とカラー鮮明度が十分良好
な光特性を有する。さらには、それらの製造コストは装
置に比べ安くフィルターのコストを抑えている。

電気光学効果が本発明に適用できるので、これらの効果
には電気制御複屈折（ＥＣＢ）、ねじり糸効果（ＴＮ）
、又は超ねじり糸効果（ＳＴＮ）、超複屈折効果（ＳＩ
ＩＥ）　、ゲスト−ホスト効果（ＧＨ）、又はカイラル
（ｃｈｉｒａｌ）スメクチック（ｓｎ＋ｅｃｔｉｃ）液
晶Ｃ又は■と同じスメクチック液晶Ａを開いたこれら効
果があり、カイラルスメクチック液晶Ｃ又はＩにはフェ
ロ電気特性がある。

本発明の原理は、複合物質の導電性カラーフィルターを
実現することである。本発明によりフィルターは導電性
重合体が規則的に取り入れられている中に着色非導電性
の重合体を形成し、これによりフィルターの電気的固有
抵抗が下がる。

より詳細には、本発明の目的はフィルターが１０’ｏｈ
ｍ、　ａｍに極めて近い固有抵抗を持つように着色剤を
含む非導電母重合体を固め、かつ導電性重合体により混
合されている複合導電性カラーフィルターを提供するこ
とである。詳細には、カラーフィルターの固有抵抗はＩ
Ｏ’ｏｈｍ、　ｃｍと１０’ｏｈｍ、　ｃｍの間である
。

さらに、第１番目の非導電性重合体に導電性を与える方
法が知られており、この第１番目の重合体は第２番目の
導電性重合体との併合によりＩＴＯ層に与えられるガラ
ス気質の上に配置される。

非導電性重合体に導電性を与える技術の１つに、例えば
マイクロモルキュラス　１９８７．２０．９゜７４９−
７５３の論文やオサムニワ他のタイトルが「ポリピロー
ルの導電性重合体合金フィルム；物理特性とフィルム構
造」の論文がある。

この技術には、導電性電極の上にｐｖｃ　　（ポリ塩化
ビニール）又はＴｖＦＬ　（ビミリデイン基及びトリフ
ルオレエチレンフッ化共重合体）をコーティングした非
導電性の重合体フィルムがある。この電極は電気分解内
に置かれるが、この電気分解には第２番目の導電性電極
と、いくつかのピロール及びアンモニウム−Ｐ−トルエ
ンスルフォーン酸塩テトラエチルが分解される溶液に含
まれる。

非導電性の重合体を支える電極は溶液内ではかなり溶け
るが、この電極が反対側の電極に対し適当な電位を持つ
ならば、ピロールは重合体を浸透させ、酸化されドーピ
ング陰イオンを補足することにより陽電極上に重合する
。

非導電性の重合体内には導電性の微粒子が発生する。最
後に、セル内に注入された負荷電流が不十分ならば、導
電体となるのは非導電性の重合体の全てであり電解液と
反対の表面は導電帯となる。

このように、複合フィルムは電極との接触の中に導電性
ポリブロールの規則的な層を含むことにより得られるの
で、母重合体（ＰＶＣ又はＰＶＤＦ−ＴｒＦＥ）及びポ
リピロールの混合により形成され非導電性の母重合体と
導電性の重合体連鎖から形成される中間の厚い部分があ
り、この連鎖は表面の方向で増加し小さな導電性微粒子
の形で結合する。この理由としては、電界液の側にある
複合フィルムの電気抵抗が電極の側にある複合フィルム
の電気抵抗より明らかに少ないことである。

同時に、複合構造のため複合フィルムの体積抵抗は電界
液側のフィルムの表面の体積抵抗より明らかに少ない。

従って、得られた複合フィルムは導電性重合体に比べほ
ぼ等しい体積導電率を示す。この導電率は非導電性の母
重合体の導電性重合体の総ての量とセルに入る総ての電
荷によるのは当然である。このように、この方法では非
導電性のフィルムを電気化学の方法の導電性で表わすこ
とができる。

非導電性型・合体の導電性を表わす他の方法として、シ
ンセチックメタル、　１８（１９８７）、　Ｐ、８５７
−８６０の論文に詳説されているものと、Ｊ、　Ｒｏｎ
ｃａｌｉの他による論文「ポリ−３−メチルチオベンか
ら透明な導電性複合を作る一改善」に記載されているも
のがある。

この方法は、透明な導電性電極上に非導電性母重合体と
導電性重合体の両方を同時に沈着する。

最後に、電気分解溶液はポリビニールアルコール（ＰＶ
Ａ）又はメチルポリメタクリレイト（ＰＭＭＡ）　、電
気化学の重合体の単量体（メチル−３−チオベン）、導
電性の重合体（塩化物又は過塩化物）を混ぜた陰イオン
と１個が垂直に動く２個の電極内で分解する母重合体を
含んでいる。非導電性重合体は陽極の位置を垂直に動く
にも拘らず、複合重合体は２つの電極内に電圧を加える
ことにより単量体の陽極の所で重合となる。

複合フィルムの厚さは、母重合体溶液の濃度と、引っ張
りの速さによる。得られた複合フィルムの導電率は塩基
、単量体、重合体の濃度、引っ張りの速さ、電池を通過
する電流による。

複合導電性重合体を実施する第３の方法は与えられた溶
液内に非導電性重合体と酸化物の両方と蒸着により、こ
の溶液のフィルムの沈着の混合から成る。このフィルム
は酸素に接触するフィルム内に重合する単量体の蒸気に
露出される。この技術は酸化と混入用としてＦｅｃｌ、
を用いたポリビニルアルコールポリピロールの複合フィ
ルムを製造するのに応用される。詳細は、Ｔ、０ＪＩＯ
とＳ、ＭＩＹＡＴＡのポリマージャーナル、　ｖｏｌ、
１８．　ｒｒｌ、　　Ｐ９５−９８（１９８６）の論文
に記載されている。

非導電性重合体を形成する種々の知られた方法には・今
マでの所、液晶セルのスクリーン上にカラーフィルター
のモザイクを形成し、これらのセルにより変調された光
に色をつける点について導電性のカラーフィルムを生成
する方法が用いられていない。

これは、今までカラーフィルターには多ｖＪ、θセルが
ある液晶０層に信号をアクセスする時間を確保し、電圧
損失を可能な限り少なくするのに必要な導電率に限界を
与えることを考えた人が誰もいない事によることは確か
である。

本発明によれば、カラーフィルターの固有抵抗は多くて
も１０’ｏｈｍ、　ｃｍであり、導電性重合体の１％か
ら２０％の体積を使用して得られる。導電性重合体のこ
のパーセンテージによりシステムの透過性と導電性が確
実になる。透過の同値により利点はカーボンブラック又
はメタリック微粒子のある前記技術により得られた者よ
り少ない。

本発明に使用できる導電性重合体は、重合又は共重合又
は簡単で２重の相互に連結しているつながりのある芳香
性化合物の基から選択される単量体により形成される。

これらの導電性重合体の中には、ポリアセチレン、ポリ
アニリン、ポリチオベン、ポリピロール、及びそれらの
誘導体がある。ポリアニリンの誘導体の中には、ポリ−
（パラアミノ酸デフエニラミン）、ポリトルイジン（オ
ーツ又はメタ）。

ポリアミノフェノール（オーツ又はメタ）、ボリカーボ
キシアニリン（オーツ又はメタ）がある。

ポリチオベンの誘導体には、ポリバイチオベン。

ポリ（メチル−３−チオベン）、ポリフェノチオベンが
あり、ポリピロールの誘導体としてはポリ−（Ｎ−メチ
ルピロール）がある。

好都合なことに、ポリアニリンはポリチオベンが使用さ
れるのは高温度で抵抗値が良いからである。

本発明によれば、重合とは液体の環境における対応した
単量体の酸化である。この酸化は酸化剤の使用による化
学的な酸化であり、これには例えば重クロム酸基、過マ
ンガン酸カリウム、３０％過酸化水素又は他の過酸化物
、アンモニア過硫酸塩、その他液体媒質に分解するもの
がある。しかし、陰イオンの混入があるため電気化学的
な酸化を使用できる利点がある。

終りに、アンモニア又はアルカリ性金属塩基は液体媒質
に分解されるが、この塩基には例えばＬｉｃｌｏ４．　
ｔｔＢＦｎ、　Ｌｉｃｋ、テトラメチルアンモニアフッ
化物又は塩化物、ＮａＢＦ４．Ｎａｃｌ等がある。

前述導電性重合体には、酸化の度合を変えて着色する利
点がある。より詳細には、ポリピロールは酸化が十分な
状態では黒であり、少ない状態では黄色である。同様な
ことがポリチオベンに当てはまる。

ポリアニリンでは酸化が少ない状態では黄色を示し、酸
化の状態では緑を、又完全・に酸化されるとダークブル
ーを示すが、ポリチオペンの場合、酸化が少ない状態で
は赤色を得ることができる。

このように電気酸化に使用されている電位の働きにより
フィルターの色を変化させることができる。

さらには、カラーのコントラストを強くするように導電
性重合体に混入を追加することができ、この混入には、
例えばフタロシアン塩がある。この塩基は単独に混入し
て使用できる。

本発明の目的は、又、複合カラー導電性フィルターを次
の事項を含む透明な誘電性電極上に使用する方法を与え
ることである。

（ａ）電極上の着色剤、デュロプラスチック非導電性母
重合体の中に電気メツキの少なくとも１つの段階、 （ｂ）電気的導電性重合体により電気メツキされた母重
合体を混入するための少なくとも１つの段階、 （ｃ）母重合体を硬くし、母重合体中に着色剤と誘電性
の重合体を固定するための焼きなましの段階。

誘電性フィルターのモザイクを透明な導電性電極の上に
生成する特殊な場合として、同一のフィルターでおおわ
れる必要がある電極は電気的に接続され、段階（ａ）　
、　（ｂ）　、　（ｃ）は段階（ａ）の色を変えること
により少なくとも１回繰返される。

このようにカラーフィルターを生成する方法は、文献Ｕ
Ｓ−Ａ−４５２２６９１に記載されている方法を完全に
した者である。透明な電極はインジウム酸化又はＩＴＯ
のいずれかにより作られる。

電気めっきされる重合体は例えば遊離水酸基、又はカル
ボキシル基を含む水素との化合作用のある陰イオン重合
体である。炭酸塩の連鎖はポリエステル又はアクリル樹
脂タイプのものである。

本発明の方法の利点には次のものがある。

−中性水酸基、有機溶液、水及び着色剤を含む溶解性器
重合体を有する乳剤を作ること、−陰イオンドーパント
のある電気重合単量体の溶液を作ること、 −乳剤と溶液を混合すること、 一陽極に作用する透明な電極と陰極として作用する反対
側の電極を混合液に浸すこと、−母重合体の陰イオン電
気めっき、及び混入された導電性重合体と母重合体の着
色剤の沈着によるドーピングを誘発するために電極と反
対側の電圧に直流電圧を少なくとも少し加えること、−
着色した母重合体を硬くするために母重合体を混入した
電極を焼きなますこと。

陽極に電気重合の重合体を使用することによりカラーフ
ィルムの刻み込を避け、前述技術による非導電性フィル
ターを短絡させる透明な導電体への沈着を避ける。

本発明によれば、母重合体の電気めっきと導電性重合体
の電気重合は、同時に又は相互に独立にできる。

水酸基の中和はアルカリ金属の無機質（ＮａＯＨ。

ＫＯＨ）　、又は例えばモノエチレン、ダイニチレアミ
ン、及び文献ＵＳ−Ａ−４５２２６９１で記載された者
のような有機アミンの添加により行われる。

乳剤として使用されている有機溶液には、アルコールと
しては例えば、ｎ−ブタノール、アイソプロパツール、
Ｎ−ブチルアルコールがあり、エーテルとしてはＣｌ−
Ｃ４セルゾルベ又はグリコールダイエチルのメチル基か
つ又はエチル基のエーテルにおけるアルキルがある。

導電性重合体の混入による分離のあらゆる可能性を防ぐ
ため、本発明では次に述べる用にカラーフィルターを生
成する方法を変更している。

−中性へイドロへリック基、有機溶液、水及び着色剤を
含む溶解性器重合体を含む乳剤を作ること、 一陰イオンドーパント及び母重合の部分的溶解性液を含
む電気重合単量体の溶液を作ること、−陽極として作用
する透明な電極及び陰極として作用する反対側の電極を
乳剤の中に浸すこと、−母重合体の陰イオン電気めっき
と母重合体の着色剤の沈着を誘発するように電極と反対
側の電極の中に直流電圧を少なくとも少し加えること、
−混合液を生成するように溶液を乳剤に加えること、 一混入した導電性重合により部分的に溶解する母重合の
混入を誘発するため、混合液の中に入れた電極と反対の
電極の中に直流電圧を少なくとも少し加えること、 一前記母重合を硬くするため着色と混入によりコーティ
ングされた電極を焼きなますこと。

前述のようにして得られたカラーフィルターはフラット
液晶カラースクリーンに取り付けることができる。又、
本発明の目的は、透明電極を含む液晶デイスプレィカラ
ースクリーンを与えることであり、この透明電極は電極
の上で電気めつきされた透明気質とカラーフィルターに
より支えられており、これらのフィルターは結晶に接触
している。

（実施例） 次に、本発明に基づく方法を満たす赤、緑、青に着色さ
れたフィルターのモザイクの実施態様の説明を以下に示
す。

第１ａ図〜第１ｃ図に関し、容器２にはポリエステル−
メラミン混合液、分散剤、赤い色素、水及び有機溶剤を
含む乳剤がまず作られる。この乳剤は溶液にシントコ−
ティング社により商品化された商品名５ＶｉａＥＤ３０
０の混合物に溶かすことにより得られる。赤の着色剤は
、例えば、商標ルージュフィラミッド１１３６８でチバ
ガイギーにより販売されている。

得られた乳剤は次に有機溶剤、有機アミン及び水と混合
される。溶剤とアミンは文献ＵＳ−Ａ−４５２２６９１
に記載されている。乳剤はその後激しく撹拌される。

同時に、アニリン、メチル−３−チオペン又はＮ−メチ
ルビロン及びＬｉｃｌ又はＬｉｃｌＯ４を含む水成又は
有機溶液（アセトニドリン、アセトン、第１種アルコー
ル、セロソルベ）が作られる。

混合して得られるものとして、−Ｇｏ−２＋−ＮＨｌタ
イプの塩を構成することによる有機アミンが発生するた
めポリエステルが部分的に溶ける。

得られた混合液４により、赤いフィルター６は電気的に
導電性のない透明な基質１０により支えられる透明な電
極８ｒの上に収容される。

赤、緑、青のフィルターをそれぞれ支えるようにしであ
る電極８ｒ、　Ｓｖ、　８ｂは厚さが０．２　Ｘｌ０−
’で幅は０．３ｍｍのＩＴＯ電極である。デイスプレィ
部分の線又は柱に対応する３つの電極８ｒ、　８ｖ、　
８ｂは、０．０３ｍｍ離れており２つの隣接する線又は
柱は電極８ｒと０．４２ｍｍ離れている。

透明な基質１０は薄いガラスのプレートである。

本発明により、３つを組とする電極を備えた基質１０は
混合液の中に浸されている。同様に、反対側の電極１２
は混合液４の中に浸されている。

本発明により、同一のフィルターをおおうために必要な
電極８ｒは反対側の電極１２に対し直流電源供給源１４
により電気的に連結され、正極の電位となっている。正
極の電位を反対側の電極に与えることにより、カーホモ
リックアミンを図（Ｉ）に基づくプロトンＨ０を捕捉す
ることにより沈着する正電極すなわちアノードの方向に
移動させる。乳剤４の赤い色素は電気泳動によりアノー
ド上のポリエステル中に沈着し、ピロール、チオペン又
はアニリンの単量体はこれと同時に、混合液４のアミン
（ｃｌＯ４−又はｃｌ−）を捕捉する間、プロトンと電
子を遊離するアノードで酸化され、これは次のタイプ が混入された導電性重合体を形成するためであり、Ａは
１個又はｎ個の水素原子で連結されたイオウ原子又は窒
素原子を示し、ピロール又はチオペンの場合には１から
５００，０００の範囲の数となこのように、ＩＴＯ電極
８ｒ上で導電性カラーフィルター６はポリエステル、ポ
リピロール及びポリアミン又はポリエステル及びボリチ
ベンの混合物から得られる。

本発明により、フィルター６の厚さは電極８ｒと反対側
の電Ｆｉ１２に加えられる電圧と１．この電圧を加える
時間による。同時に、フィルターの導電率は電子ポリエ
ステルの単量体の濃度、陰イオンドーパント及び電極８
ｒを通過する総電流による。例えば、電極８ｒと反対側
の電極１２の間の１０ボルトは、３分間加えることによ
り１５００ｎｍの厚さのフィルターが得られる。

赤色フィルター６を備えた基質１０はその後、メランジ
によりポリエステルを交差するように又、着色剤及び混
入した導電性ポリエステルを固定するように混合液４か
ら引き出され、水又はエタノールですすがれ３０分間２
００°Ｃで乾燥される。得られたフィルターは導電性重
合体の容積の１０％に対して、導電率は０．７Ｘ　１０
’ｏｈｍ、ｃｍである。

赤色フィルターを用いることにより信号のアクセス時間
は、フィルターと接触するように置かれている液晶に対
し１０ｎｓが得られている。

第１ｂ図に示すように、電′Ｆｉ８ｖの上に緑色のフィ
ルターを形成するため、前述の撹拌と同じく２回目の撹
拌が行われる。これにより、インペリアルケミカル工業
のグリーンエンダミルＢのように赤の色素以外で緑の色
素を置き換えた新しい乳剤１６が作られる。

赤いフィルター６と同じように電極８ｒ、　８ｖ、　８
ｂにより与えられる基質１０は乳剤１６内に浸されてお
り、電気的に連結された電極８ｖは直流供給電源１４に
より基１ｔ１６内にある反対側の電極１２に対し正の電
位にされる。

乳剤１６内の単量体（アニリン、ピロール又はチオベン
）のポリエステルと電気重合の電気めっきが始まるのは
、電圧が陽極を構成する電極８ｖと反対側の電極１２の
間に加えられた直後である。

第１Ｃ図に示すように、ＩＯボルトを３分間加えること
により、１５００ｎｍの電極８ｖ上に緑のフィルター１
８を得ることができる。

前述のように基質１０はその後乳剤１６から引き出され
、水又はエタノールですすがれ、２００°Ｃで３０分間
乾燥される。

緑のフィルター２０には沈着が生ずるが、それは電極８
ｂを電気的に連結し、電源供給装置１４の電極に接続す
ることにより及び、フィルターを備えた基質１０を乳剤
２２に置き換えることにより生ずるが、その乳剤２２は
、例えばインペリアルケミカル工業のエンダニルブルー
のように赤と青の色素に置き換えた以外乳剤４と同一で
ある。電極８ｂと反対側の電′！！ｉ１２に３分間、加
えられるＩＯＶの電圧により、Ｌ５ＱＧｎｍの厚さの青
いフィルター２０を得ることができる。上述を全て２０
０°Ｃで３０分間乾燥させ焼きなますことにより青いフ
ィルターは０．７Ｘ　１０’ｏｈｍ、ｃｍの導電率が得
られる。

第２ａ図〜第２Ｃ図について、本発明に基づく方法の第
２の変形を次に示す。

第１の導電性重合体（ポリアミリン、ポリチオベン、ポ
リピロール）を形成するための電位は、水を分解する電
位より小さいが、ポリエステルの電気めっきは水の分解
の電位に近い電位で行われる。

実際には、ポリエステルはこの分解による部分を捕捉す
ることにより電８ｉ！８ｒ、　８ｖ、　８ｂの上に沈着
する。このように、電気重合は電気めっきより低い電位
で生ずる。異なる電極の電位及び異なる反応時間に対応
した本発明の各段階により赤色、緑色、青色のフィルタ
ーについても同様に可能となる。

例えば、混入された導電性重合体２４（ポリアニリン、
ポリチオベン、ポリピロール）の各層は先ず、連結され
ている電極８ｖの上に沈着されるが、これは溶液４の内
に電極８ｒを置くように基’［１０を配置すること、及
び反対側の電極１２を接地電位にするため電極８ｒを電
位Ｖ、にすることにする。この電位■１は水の分解の電
位である１、２３Ｖより低い。

得られた導電性の層２４は赤色のフィルターを捕捉する
層となる。

第２ｂ図に示すように、電位Ｖ、は連結され乳剤４に浸
された電５８ｒに加えられるが、前記電位ｖ２は反対側
の電極１２に対してＶ、より大きく、層２４の上の着色
剤に含まれる非導電性ポリエステルの層２６の沈着を生
ずる水の分解電位に近い。

第２ｃ図に示すように、電圧ｖ８は非導電性ポリエステ
ル層２６内に導電性ポリマーフィラメントを形成するよ
うに加えられる。このようにして得られた複合層は基質
２６ａとなる。

第２ｄ図に示すように、電位ｖ２とｖｌを連続に加える
ことにより、複合カラーフィルターは導電率と厚さを制
御して得られる。

赤いフィルターを形成後、２００℃で３０分焼きなまさ
れ組立てられる。この焼きなましには色と同様にして得
られるフィルターの導電率を変形する危険が多少あるの
で、特にポリチオベンとポリアニリンに大きなダメージ
を生ぜず、この温度に耐えるような導電性の層を選択す
ることが望ましい。

緑色及び青色のフィルターの沈着の段階にダメージを与
えないようにするため、熱処理後赤色フィルターの導電
率を下げるよう考慮されなければならない、実際、隣接
する緑色及び青色フィルターを沈着するため、赤色フィ
ルターで与えられる電極８ｒは電極８ｖが緑色フィルタ
ーを受けるのと同じ回数処理される。

ＩＴＯ電１ｉ８ｖは赤いフィルター２６ａの複合層より
導電性が高いので、第１電極ｖ１は第２ｅ図に示される
ように電極８と同じく反対側の電極１２に加えられ、連
結され、乳剤１６の中に置かれるが、これは層２８が電
極８ｖの上で導電性重合体をとらえるようにするためで
ある。赤色フィルター２６ａを汚すことなく緑色フィル
ターを形成するため、電位ｖ８とｖ２（第２ｄ図）が連
続して電極８ｖに加えられる。

青色のフィルターに対しても同じ処理がされる。

ポリエステルを電気めっきする時に生ずる導電性重合体
（層２４，２８　）の分解のあらゆる可能性を避けるた
め、文献ＵＳ−Ａ−４５２２６９１に記載されているが
、第３ａ図に示すように、乳剤３０の使用による赤色の
非導電性フィルター３２を連結した電極８ｒの上に使用
し、すばやく電気めっきすることができる。その後、電
気重合の単量体は食塩水の入った電気めっき層３０に入
れられるが、その食塩水、には混入された陰イオンと有
機アミンタイプの溶液を含んでおり、赤色フィルターの
非導電性母重合体の表面を溶かす働きがある。得られた
混合液からレアレンス３０ａが得られる。電圧ｖ１は電
極８ｒに加えられるが、この電圧により母重合体の中に
３２個の導電性重合体のフィラメントが形成される。得
られたフィルターからレファレンス３２ａが生ずる。

沈着はメラミンを有するポリエステルの交差結合を誘発
するため、２００°Ｃで３０分間フィルタをすすぎ焼き
なまされた後、米国の文献に記載されている様に、緑色
フィルターにより生成され、赤色フィルターに関しては
、電極８ｖに電圧ｖ１を加えることにより導電性重合体
の沈着として生ずる。

交差結合しており２００℃で焼きなましにより生ずる赤
色フィルター３２ａにより、前記フィルターは緑色フィ
ルターに使用される導電性重合体の浸透が行われず比較
的僅かな導電性となる。このように他のフィルターの色
によるフィルターの汚れは避けられる。

本発明によるカラーフィルターは、第４図に記載される
ように、液晶の表示スクリーン内に取り付けられる。

このカラースクリーンは、前記電気めっきされたカラー
フィルター６、１８．２０におおわれたそれぞれ透明な
表示電極８ｒ、　８ｖ、　８ｂで与えられる透明な基質
で与えられ、かつ反対側の電極３６を有する第２基質３
４は、フィルターと反射側の電極が互いに反対になるよ
うに基質１０の反対側に取゛り付けられる。末端の結合
部３８によりスクリーンの密閉が確実になるのは１０及
び３４の２つの基質がそれから分離している時である。

２つの基質の間で仕切られた室は液晶とこの液晶に直接
接触しているカラーフィルターで一杯となっている。基
地タイプの電気機器は液晶を制御するように電極８ｒ、
　８ｖ、　８ｂと、反対側の電極３６に接続されている
。反対側の電極は表示電極に垂直に置かれたストリップ
電極により構成されている。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図から第１ｃ図までは本発明によるカラーフィル
ターを生成するための方法を満たす第１番目の変形を示
し、 第２ａ図から第２ｅ図までは本発明によるカラーフィル
ターを生成するための方法を満たす第２番目の変形を示
し、 第３ａ図と第３ｂ図は本発明によるカラーフィルターを
生成するための方法を満たす第３番目の変形を示し、 第４図は本発明によるフィルターを用いたカラーデイス
プレィスクリーンを図解的に示す。 ２・・・容器、　　　　　４・・・混合液、６・・・赤
いフィルター、８ｒ、　８ｖ、　８ｂ・・・電極、１０
・・・基質、　　　　　１２・・・反対側の電極、１４
・・・電源供給装置、　１６・・・乳剤、１８・・・緑
のフィルター、２０・・・青いフィルター２２・・・乳
剤、　　　　　２４・・・層、２６、２６ａ・・・層、
　　　　２８・・・層、３０、３０ａ・・・乳剤、　　
　３２．３２ａ・・・フィルター３４・・・基質、　　
　　　３６・・・反対側の電極、３８・・・結合部、　
　　　４０・・・乳剤、４２・・・電気機器。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. （１）非導電性を有し硬くされた母重合体により形成さ
   れ着色剤を含み、前記母重合体はフィルターが多くても
   １０ｏｈｍ．ｃｍに等しい固有抵抗を示すように電子導
   電性重合体により混入されている複合導電性カラーフィ
   ルター。
2. （２）導電性重合体の体積の１％から２０％までを含む
   請求項１記載のフィルター。
3. （３）導電性重合性の重量の１０％を含む請求項１記載
   のフィルター。
4. （４）一連の単一及び二重交互結合を示す芳香属化合物
   から選択される単量体を少なくとも１つ有する重合体に
   より導電性重合体が形成されている請求項１記載のフィ
   ルター。
5. （５）アニリン、チオペン、ピロール、及びそれらの誘
   導体により構成されている基から単量体が選択される請
   求項４記載のフィルター。
6. （６）重合が陰イオンドーパントの存在により電気化学
   的な酸化の過程である請求項４記載のフィルター。
7. （７）母重合体が熱硬化性ポリエステルである請求項１
   記載のフィルター。
8. （８）導電性重合体がフタロシアニン塩を含む請求項１
   記載のフィルター。
9. （９）陰イオンドーパントがＣｌＯ＿４＾−とＣｌ＾−
   から選択される請求項６記載のフィルター。
10. （１０） （ａ）着色剤の存在中で電極の上にデューロプラスチッ
    ク非導電性母重合体を電気めっきすることに対する少な
    くとも１つの段階、 （ｂ）電気導電性重合体により電気めっきされた母重合
    体の混入に対する少なくとも１つの段階、（ｃ）母重合
    体を硬質にし着色剤と導電性重合体を母重合体の中に固
    定するための焼きなましの段階、 から成る透明導電性電極の上に複合導電性カラーフィル
    ターを製造する方法。
11. （１１）電極が与えられたフィルターで覆われる前に電
    気的に連結されており、異なる着色剤を段階（ａ）で使
    用することにより段階（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が少な
    くとも１回繰り返されており、導電性のカラーフィルタ
    ーのモザイクを透明な導電性電極の上に作るための請求
    項１０記載の方法。
12. （１２）非導電性重合体が導電性重合体の重量の１％か
    ら２０％の量で混入されている請求項１０記載の製造方
    法。
13. （１３）一連の一及び二重交互結合を示す芳香属化合物
    から選択される単量体を混入する陰イオンの存在中に電
    気めっきが段階（ｂ）を有する請求項１０記載の製造方
    法。
14. （１４）アニリン、チオペン、ピロール及びそれらの誘
    導体により構成されている基から単量体が選択される請
    求項１３記載の製造方法。
15. （１５）母重合体が遊離カルボキシル作用を含むポリエ
    ステルである請求項１０記載の製造方法。
16. （１６） −中性ハイドロヘリック基、有機溶液、水及び着色剤か
    ら成る可溶性母重合体を含む乳剤を作ること、 −陰イオンドーパントを含む電気的重合の単量体の溶液
    を作ること、 −乳剤と溶液を混合すること、 −混合液に陽極として作用する透明な電極と陰極として
    作用する反対側の電極を浸すこと、−母重合体の陰イオ
    ン電気めっきと母重合体に着色剤を沈積させることを誘
    発するため電極と反対側の電極の間に直流電圧を少なく
    とも少し加えること、 −前記母重合体を硬くするためコーティングされた着色
    の電極と混入された母重合体を焼きなますこと、 から構成される請求項１０記載の製造方法。
17. （１７） −中性ハイドロフェリック基、有機溶液、水及び着色剤
    から成る可溶性母重合体を含む乳剤を作ること、 −陰イオンドーパントと母重合体に部分的に可溶性剤を
    含む電気重合の単量体を作ること、−陽極として作用す
    る透明な電極と陰極として作用する反対側の電極を乳剤
    の中に浸すこと、−母重合体の陰イオン電気めっきと母
    重合体に着色剤を沈積させることを誘発するため電極と
    反対側の電極の間に直流電圧を少なくとも少し加えるこ
    と、 −混合液を作るため乳剤に溶液を加えること、−混入さ
    れた導電性重合体により部分的に解けた母重合体の混入
    を誘発するため混合液の中に置かれた電極と反対側の電
    極の間に直流電圧を少なくとも少し加えること、 −前記母重合体を硬くするため混入され着色された母重
    合体によりコーティングされた電極を焼きなますこと、 から構成される請求項１０記載の製造方法。
18. （１８）重合体の溶解性とカルボキシル酸基の中和を確
    実にするため、勇気アミンを乳剤が含む請求項１６記載
    の製造方法。
19. （１９）乳剤がメラニンを含む請求項１６記載の製造方
    法。
20. （２０）混入された導電性重合体の層を電極の上に沈着
    させるため電極と反対側の電極の間には電圧Ｖ＿１が加
    えられ、その後はＶ＿１より大きいＶ＿２となり母重合
    体を電気めっきし、着色剤をこの母重合体の中に沈着さ
    せるため水の分解電圧に近くなる請求項１６記載の製造
    方法。
21. （２１）一連に交互する電圧Ｖ＿１とＶ＿２が加えられ
    る請求項２０記載の製造方法。
22. （２２）乳剤が分散剤を含む請求項１６記載の製造方法
    。
23. （２３）乳剤がフタロシアニン塩を少なくとも１つ含む
    請求項１６記載の製造方法。
24. （２４）フィルターが請求項１に従い液晶に接触してお
    り、透明な基質と前記電極の上で電気めっきされたカラ
    ーフィルターにより支えられている透明な電極を含む液
    晶カラーディスプレースクリーン。