JPH0387702A

JPH0387702A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH0387702A
Application number: JP1225916A
Authority: JP
Inventors: Norio Hashimoto; 典夫橋本; Shinichi Ogawa; 伸一小川; Toshiaki Takamatsu; 敏明高松; Masao Yoshikawa; 吉川　雅勇
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-12

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、カラーフィルタの製造方法に関する。さら
に詳しくは、液晶表示装置、カラーテレビジョンカメラ
等に使用される光学的カラーフィルタの製造方法に関す
る。

（ロ）従来の技術従来、カラーフィルタの製造方法としては、透明基板上
に色素を印刷して着色層を設けろ方法（スクリーン印刷
法、オフセット印刷法）、フォトリソグラフ工程を用い
て着色層を設ける方法（染色法、捺染法）及び昇華性染
料を基板上に真空蒸着して着色層を設ける方法（蒸着法
、スパッタ法）が知られている。

この印刷法は形成方法が簡単であり製造コストも安価で
あるという利点の半面、高精細パターンが形威しにくい
（解像度が悪い）という欠点を有する。染色（捺染）法
は高精細パターンは形成しやすいが、フォトリソグラフ
工程を数回繰り返す事により製造コストが高くなるとい
う欠点を有する。蒸着（スパッタ）法ら染色（捺染）法
と同様の欠点を有する。

そこで最近これらの欠点を解決する方法として、第１３
図に示すように光透過性絶縁基板４上に複数の領域に分
画された光透過性薄膜電極１１を設け、各１ｉｔ！＋を
選択して電圧を印加し電着塗装を繰り返す事によって、
各１！極を多色に着色することを特徴とするカラーフィ
ルタの形成方法が提案されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題今後、液晶デイスプレィはカラーフィルタの大型高精細
パターンの方向に移ろうとしている。上記電着法でこの
カラーフィルタを形成しようとすると、高精細の超微細
化パターンが必要となってくる。透明性導１！１［極（
Ｉ　Ｔｏ、　Ｓ　ｎ　Ｏりを超微細化パターンにすると
１ライン当たりの抵抗が大きくなって高抵抗となるため
、印加電圧が透明薄膜電極上で電圧降下を生じ、電気泳
動によって電極上に析出する着色した樹脂が、均一な電
着膜を形成できないという問題が生じている。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、着色した樹脂が均一な電着膜を形成しうる超微
細化パターンのカラーフィルタの製造方法を提供しよう
とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段この発明によれば、光透過性絶縁基板上に、金属配線で
各々接続された複数の光透過性薄膜電極からなる絵素電
極群を複数パターン形成し、これら複数の絵素電極群の
うちの同一着色を意図するｌ又は複数の群に、所定の着
色液中で前記金属配線を介して一括して電圧を印加して
電着塗装を行い、これを色種数に対応してくり返し行う
ことにより色分けされた絵素を形成することを特徴とす
るカラーフィルタの製造方法が提供される。

この発明においては、光透過性絶縁基板上に、金属配線
で接続された複数の光透明性薄膜電極からなる絵素電極
群を複数パターン形成する。

この光透明性絶縁基板は、この上に多数の色分けされた
絵素を形成してカラーフィルタを構成するためのもので
あって、例えばガラス基板、メチルメタクリレート１を
脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。

前記絵素電極群は、１回の電着塗装によって同色の絵素
を複数構成するためのものであって、金属配線で各々接
続された複数の光透過性薄膜電極からなる。

前記光透過性薄膜電極は、この上に電着塗装によって着
色してカラーフィルタの絵素を形成するためのものであ
って、前記基板に導電性の光透過性物質をコーティング
して、通常０．０５〜０．２μｍの膜厚の導電性の光透
過性薄膜を形成し、この後にホトリソグラフィ法によっ
てエツチングして、通常８〜３０μｍの電極間距離を有
する１６〜１００μｍ幅の電極を多数形成して用いるこ
とができる。

前記導電性の光透過性物質は、例えばＩＴＯ（ｔｎｄｔ
ｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）、５ｉｆｔ等を用いること
ができる。前記コーティングは、例えば電子ビーム蒸着
、抵抗加熱蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、スプレー、ＣＶＤ等の方法によって行うことができ
る。

前記金属配線は、前記光透過性薄膜電極の電着塗装に際
し、同一着色を意図する絵素電極群を構成する各々の光
透過性薄膜電極に均一な電圧を印加してこの着色を均一
に行うためのものであって、前記光透過性薄膜電極の形
成前又は形成後の前記基板上に、金属をコーティングし
て、通常０．１〜０．５μｍの薄膜の金属薄膜を形成し
、この後にホトリソグラフィ法によってエツチングし、
この後に必要に応じて光透過性薄膜を形成して絵素電極
群を構成することができる。また、この金属配線は、複
数パターン成形することができる。

またこの金属配線は、絵素電極群を構成するそれぞれの
光透過性薄膜電極を互いに電気的に接合していればよＮ
）が、それぞれの電極の縁部に形成して額縁構造（ピク
チャーフレーム）とするのが好ましい。

またこの金属配線は、通常２〜４μｍの線巾を有してい
るのが適している。この金属は、例えばＣｒ、ＡＩ、Ｔ
ａｓ　Ｔｉ、Ｍ＜１等を用いることができる。

このコーティングは、例えば電子ビーム蒸着、スパッタ
リング等の方法によって行うことができる。

この発明においては、これら複数の絵素電極群のうちの
同一着色を意図するｌ又は複数の群に所定の着色夜中で
前記金属配線を介して一括して電圧を印加して電着塗装
を行い、これを色種数に対応してくり返して行うことに
より色分けされた絵素を形成する。

この電着塗装は、アニオン型電着塗装及びカチオン型電
着塗装のいずれら用いることができるが、次にアニオン
型電着塗装について図を用いて具体的に説明する。

第１２図に示すように、金、＠配線で接続された光透過
性薄膜電極からなる絵素ｉＩ！極群ｆ、２．３をくり返
し設け、絵素電極群１を導電体によって一括して接合し
た光透過性絶縁基板４及び対向電極５を電着Ｗ！８に収
容された水溶液中で解離したカルボキシルアニオン（Ｒ
−ＣＯＯ−）を有する樹脂７と着色剤６とからなる電着
液１ｏに浸せきする。絵素電極群ｌの金属薄膜配線には
直流電源９の正極側が接続され、対向電極５には負極側
が接続される。絵素電極群ｌ及び対向電極５間に印加さ
れた電圧によって絵素電極群ｌ上において次式に示す反
応が起こる。

２ＨｘＯ−４Ｈ”　＋Ｏｔｔ＋４　ａ　　　　　　”・
”（１）Ｒ−ｃｏｏ−＋Ｈ”→Ｒ−Ｃｏｏ（析出）　・
・・・・・（２）すなわち、水溶液中で解離したカルボ
キシルアニオン（Ｒ−Ｃｏｏ−）を有する樹脂が正極に
印加された絵素電極ｎｉ上に引き寄仕られ、水の電気分
解によって生じた水素イオンと反応し、樹脂が不溶化し
て絵素電極群ｌの上に析出される。

方、着色液ｌＯには樹脂とともに着色剤６、例えば赤色
顔料が分散されており、イオン化された樹ｌ１１７が絵
素電極群１上に引き寄せられるときには赤色顔料も共に
引き寄せられ、このため赤色に着色した樹脂膜が得られ
る。これを、例えば絵素電極群２と緑色顔料、絵素電極
３群と青色顔料で繰り返して行うことにより耐熱性に富
み、ｂ−に着色され色分けされた多数の光透過性薄膜電
極からなる超微細化パターンのカラーフィルタが得られ
る。

（ホ）作用金属配線が、電着塗装の際、光透過性薄膜電極の、電圧
降下及び配線の超微細化による高抵抗化を防止する。

（へ）実施例実施例！第１図に示すように、まず、光透過性絶縁基板（ガラス
基板）４の上に電子ビーム蒸着法によって、膜厚０．０
８μｍの導電性透明薄Ｍ　（Ｉ　Ｔｏ）を積層し、フォ
トリソグラフィ法によってパターニングを施し幅４０μ
ｍの多数の分画された光透過性薄膜電極１１を形成する
。次に、この上に電子ビーム蒸着法によって膜厚０．２
μｍの薄膜ＡＩを積層する。このＡＩ薄膜をフォトリソ
グラフィ法によってパターニングを施し複数の光透過性
薄膜電極１１をＡ１配線１２．１３，１４モ接続した絵
素電極群１，２．３を形成する。ＡＩ配線１２゜１３．
１４はＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’断面を第２図に示すように
Ａ！配線１２，１３．１４を光透過性薄膜電極Ｉｆの縁
に積層して形成する。

透明ｒ　Ｔ４極の電着塗装イオン交換水に、ポリエステル系樹脂、赤色顔料及び中
和剤を溶解してｐＨ９の着色液を綱製し、第１２図に示
すようにこの着色液ｌＯを電着漕８に入れる。

次に、この着色液ｌＯの中に、絵素電極群１゜２．３が
形成されたガラス基板４及び対極電極５を浸漬し、予め
一括して銀ペーストによって接続されたＡ１配ａ１２を
用いて絵素電極群ｌを直流電源９の正極側に、対極電極
５を負極側に接続し、極間距離を２ｃｍとし、３０Ｖの
電圧を印加して、２０℃で１０秒間絵素電極群ｌの上に
赤色の電着塗装を行った。次に、前記絵素電極群ｌが赤
色に電着塗装されたガラス基板を用い、前記赤色の電着
塗装において、赤色顔料を用いる代わりに緑色顔料を用
い、ＡＩ配線ｔ２の代わりにＡ１１ｉ！線１３（予め、
銀ペーストによって一括接続されている）を用いてこれ
を直流電源９の正極側に接続し、この他は前記赤色の電
着塗装と同様にして絵素電極群２の上に緑色の電着塗装
を行う。

次に、この絵素電極群ｌが赤色に、絵素電極群２が緑色
に電着塗装されたガラス基板を用いこの赤色の１！着塗
装において、赤色顔料を用いる代わりに青色顔料を用い
、Ａ１１１極１２の代わりにＡ１配線１４（予め、銀ペ
ーストによって一括接続されている）を用いてこれを直
流電源９の正極側に接続し、この他は前記赤色の電着塗
装と同様にして絵素電極群３の上に青色の電着塗装を行
い、色分けされた絵素を形成してカラーフィルタを作製
する。

カラーフィルタの特性得られたカラーフィルタは、絵素の巾が５０μｍの微細
化パターンであり、２５０℃の耐熱性を有し、赤、緑及
び青の電着膜が均一性に優れていることを確認した。

実施例２実施例１において、第１図〜第２図に示すよう１、：Ａ
　ＩＥ！１２．ｌ　３．ｌ　４を光透過性Ｆｉｇ電極１
１の縁に積層する代わりに、第３図に示すように、ＡＩ
配ａ［１２，１３，１４を透明薄膜電極２の縁及び端面
に形成し、この他は実施例１と同様にしてカラーフィル
タを作製する。得られたカラーフィルタは、絵素の巾が
４０μｍの微細化パターンであり、電着膜が均一性に浸
れていた。

実施例３実施例１において、第１図におけるＡｔ配線！２．１３
．１４のＢ−Ｂ’の断面が第２図に示すように形成する
代わりに第５図（又は第７図）に示すように形成し、こ
の他は実施例１と同様にカラーフィルタを作製する。

得られたカラーフィルタは、電着膜が均一性に優れてい
た。

実施例４実施例１において、第２図に示すようにガラス基板４上
にまず光透過性薄膜電極１１を形成し、次いでＡ１電極
１２，１３．１４を形成する代わりに、第４図に示すよ
うにまずＡＩ配線＋２．１３゜１４を形成し、次いで透
明＃膜電極ＩＬを形成し、この他は実施例１と同様にし
てカラーフィルタを作製する。

実施例５実施例４において、第１図におけるＢ−Ｂ’断面に相当
する断面を第４図に示すように形成する代わりに第６図
に示すように形成し、この他は実施例４と同様にカラー
フィルタを作製する。

実施例６実施例１において、第１図に示すようにガラス基板４上
に、光透過性薄Ｉ［１！極１１とＡｌ電極１２．１３．
１４を額縁構造（ピクチャーフレーム）に形成する代わ
りに、第８図に示すように同色の着色を意図する光透過
性薄膜電極１１をＡｌ配線１２．１３．１４で接続して
絵素電極群を形成し、この他は実施例１と同様にしてカ
ラーフィルタを作製する。

得られたカラーフィルタは電着膜が均一性に優れていた
。

実施例７実施例Ｉにおいて、第１図に示すようにガラス基板４上
に、光透過性薄膜１ｉＷＡ１１とＡ１電極１２−．１３
．１４を額縁構造（ピクチャーフレーム）に形成する代
わりに、第９図に示すように同色の着色を意図する光透
過性薄膜電極１１をＡｌ配線１２．１３．１４で接続し
て絵素電極群を形成し、この他は実施例１と同様にして
カラーフィルタを作製する。

得られたカラーフィルタは電着膜が均一性に優れていた
。

実施例８実施例■において、第１図に示すようにガラス基板４上
に、光透過性薄＊ｉｉ極１１とＡｌ電極１２．１３．１
４を額縁構造（ピクチャーフレーム）に形成する代わり
に、第１Ｏ図に示すように同色の着色を意図する光透過
性薄膜電極１１をＡｌ配線１２，１３．１４で接続して
絵素電極群を形成し、この他は実施例１と同様にしてカ
ラーフィルタを作製する。

得られたカラーフィルタは電着膜が均一性に優れていた
。

実施例９実施例１において、第１図に示すようにガラス基板４上
に、光透過性薄膜７４［！ＩＩとＡＩ配線＋２．１３．
１４を額縁構造（ピクチャーフレーム）に形成する代わ
りに、第２図に示すように同色の着色を意図する光透過
性薄膜電極１１をＡ１配線＋２．１３．１４で接続して
絵素電極群を形成し、この他は実施例１と同様にしてカ
ラーフィルタを作製する。

得られたカラーフィルタは電着膜が均一性に優れていた
。

（ト）発明の効果この発明によればＪｉＩ着塗装を行う際の光透過性薄膜
電極の抵抗が大幅に低下され、着色した樹脂が電気泳動
によってこの電極上に全面均一な電着膜として析出され
、耐熱性に富み、微細なパターンを有したカラーフィル
タを低コストで製造できるカラーフィルタの製造方法を
提供することができる。また、ピクチャーフレーム間（
異なった色を持った着色電着膜間）の寸法をアクティブ
マトリクス基板側のゲートパスライン、ソースパスライ
ンの電極幅よりも大幅に狭くする（例えば２〜３μｍ）
ことにより、カラーフィルタ側にはブラックストライプ
の必要性がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第を図〜第１１図は、この本発明の実施例で作製したカ
ラーフィルタ用基板の絵素電極群の説明図、第１２図は
、この発明の実施例で作製したカラーフィルタの電着塗
装工程の説明図、第１３図は、従来のカラーフィルタ用
基板の絵素電極群の説明図である。１．２．３・・・・・・絵素電極群、４・・・・・・光透過性絶縁基板（ガラス基板）、５・
・・・・・対向電極、６・・・・・・着色剤、７・・・
・・・樹脂、　　８・・・・・・電着槽、９・・・・・
・直流電源、ＩＯ・・・・・・着色液、１１・・・・・・光透過性薄膜電極、１２．１３．１４・・・・・・ＡＩ配線。懐５買筺防笹２買

Claims

【特許請求の範囲】

１、光透過性絶縁基板上に、金属配線で各々接続された
複数の光透過性薄膜電極からなる絵素電極群を複数パタ
ーン形成し、これら複数の絵素電極群のうちの同一着色
を意図する１又は複数の群に、所定の着色液中で前記金
属配線を介して一括して電圧を印加して電着塗装を行い
、これを色種数に対応してくり返し行うことにより色分
けされた絵素を形成することを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。