JPH04110901A - カラーフィルタ及びその製造方法並びにカラー液晶パネル及びその駆動方法 - 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、金属製のブラックマトリックスを有するカラ
ーフィルタ及びその製造方法、並びにこのカラーフィル
タを用いたカラー液晶パネル及びその駆動方法に関する
。

［従来の技術］ 液晶テレビ、パソコン等のデイスプレィに用いるカラー
液晶パネルには、絶縁性基板に色素層を［！したカラー
フィルタか使用されており、このカラーフィルタとして
、従来第７図に示す構成のものか知られている。即ち、
第７図のカラーフィルタは、絶縁性ガラス基板ａにパタ
ーニングされた透明ＩＴＯ（インジウムすず酸化物）電
極すを形成し、このＩＴＯ電極上にＲ（赤）、Ｇ（緑）
、Ｂ（青）の三原色の色素層Ｃをそれぞれ積層すると共
に、各色素層ＣＦ！Ｊ＋にブラックマトリックス（遮光
Ｍ）ｄを設けたもので、このブラックマトリックスｄは
、色素層Ｃ間の洩れ光にょるコントラストや色純度の低
下を防止する役割を果たしている。なお、第７図におい
てｅはトラフコート層、ｆは後ＩＴＯ層を示す。

この場合、第７図のカラーフィルタの色素膜は１通常、
適当な溶媒に顔料を分散させ、基板上に形成された電極
を利用して電着塗装を行なう電着法や、基板上の透明電
極の上にミセル電解によって導電性多孔質の疎水性色素
薄膜を形成するミセル電極法（特開昭５３−２４３２９
８号公報参照）等の通電処理を用いる方法によって形成
される。

しかし、ブラックマトリックス形成用のレジスト剤とし
て、他のカラーフィルタ製造法である印刷法２分散法２
染色法等で多用されるカーボン系のフォトレジスト剤を
用いると、このレジスト剤は導電性であるため、ミセル
電解法や電着法のように通電処理によって色素膜を形成
する方法の場合、種々の不都合か生しる。即ち、導電性
のレジスト剤を用いると、先にブラックマトリックスを
形成してから色素膜を形成する場合や、色素膜形成用電
極を用いて液晶駆動を行なう場合などに、隣接する透明
電極同志がブラックマトリックスを介して電気的に導通
してしまい、従ってこれらの操作を行なうことかできな
いという不都合か生しる。

そこで、ミセル電解法や電着法ては、ブラ・ンクマトリ
ウクス形成用のレジスト剤として絶縁性（好ましくは１
０７Ω／　ｃ　ｍ　”以上）のものを使用している。

［発明か解決しようとする課題］ 上述したブラックマトリックス形成用の絶縁性レジスト
剤としては、有機顔料系のものかある。

しかし、この有機顔料系の絶縁性レジスト剤でブラック
マトリックスを作製する場合、ＲＧＢの各色顔料を含む
三種のレジスト剤を混合し、フォトリソグラフィー法に
よってブラックマトリックスを形成するため、ブラック
マトリックスの遮光率か低くなるという問題かある。

この遮光率は、例えばＴＰＴパネルでは０Ｄ（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）か３．５以上という高い値で
あることか必要であるとされているが、有機顔料系のレ
ジスト剤ではＯＤか２．５以上のブラックマトリックス
を作製するのは困難である。

そこて、高い遮光率を有するブラックマトリックスとし
て、金属製のブラックマトリックスを用いることか望ま
れているが、ミセル電解法や電着法においてこの金属製
ブラックマトリックスを用いた場合、金属製ブラックマ
トリックスは導電性であるため、先にカーボン系レジス
ト剤について述べたのと同様の不都合、即ちミセル電解
法や電着法で色素膜を形成することかできず、かっ色素
膜形成用の透明電極で液晶を駆動できないという問題か
生しる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、金属製ブラ
ックマトリックスを用いているにもかかわらず＃接する
透明電極相互が電気的に導通することのない構造を有し
、従って上記問題点が解消されたカラーフィルタ、及び
その製造方法を提供することを目的とする。

また１本発明は、上記カラーフィルタを用いたカラー液
晶パネル及びその駆動方法を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明は、上記
目的を達成するため、絶縁性基板の一面に金属製ブラッ
クマトリックス、絶縁膜、透明電極及び色素層を順次積
層してなるカラーフィルタを提供する。

また、本発明は上記カラーフィルタを製造する方法とし
て、下記ａ〜ｆの工程からなる製造方法を提供する。

ａ、絶縁性基板の一面にブラックマトリックス形成用金
属薄膜を積層する工程 ｂ、上記金属薄膜をパターニングして金属製ブラックマ
トリックスを形成する工程 Ｃ３上記金属製ブラツクマトリツクスを覆って絶縁膜を
積層する工程 ｄ、上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する工程 ｅ、上記透明電極形成材料をパターニングして透明電極
を形成する工程。

ｆ、上記透明電極に通電処理を用いる色素膜形成法によ
って色素層を積層する工程 また、本発明は、上記カラーフィルタを用いて構成した
カラー液晶パネル及びこのカラー液晶パネルを色素膜の
形成に用いた透明電極によって駆動するカラー液晶パネ
ルの駆動方法を提供する。

本発明のカラーフィルタにおいては、金属製ブラックマ
トリックスと透明電極との間に絶縁層か介在しているた
め、隣接する透明電極同志かブラックマトリックスを介
して導通することかない。

以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明する
。

第１図は本発明カラーフィルタの一例を示すもので、こ
のカラーフィルタはＭＩＭあるいはＳＴＮ駆動用として
構成されている。

本カラーフィルタにおいてｌは絶縁性基板で、この基板
１の一面にはパターニングされた金属製ブラックマトリ
ックス２か形成されていると共に、このブラックマトリ
ックスを覆って絶縁膜３か積層されている。また、絶縁
層３上にはパターニングされた透明電極４か形成されて
いると共に、この透明電極４上にはＲＧＢ三原色の色素
層５が積層されている。更に、上記色素層５を覆ってト
ップコート層６か積層され、このトップコート層６上に
パターニングされた後ＩＴＯ層７か形成されている。

第２図は本発明カラーフィルタの他の例を示すもので、
このカラーフィルタはＴＰＴ駆動用として構成されてい
る。

本カラーフィルタにおいて、絶縁性基板１．金属製ブラ
ックマトリックス２．絶縁膜３．透明電極４及び色素層
５についてはｔ！１４１図のカラーフィルタと同様であ
るが、本例ではトップコート層は設けられてふらず、色
素層５を覆ってパターニングしていない後ＩＴＯ暦７か
積層されている。もちろん、トップコート層を設けても
よい。

なお、上記カラーフィルタはＭＩＭ或いはＳＴＮ駆動用
及びＴＰＴ駆動用のものを示したが、使用目的等に応じ
本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を種々変更できる
ことは勿論である。

次に、本発明カラーフィルタの製造方法についてａ工程
〜ｆ工程の順に説明する。

１工ｌ 絶縁性基板の一面にブラックマトリックス形成用金属薄
膜を積層する。

この場合、絶縁性基板としては青板、無アルカリガラス
等のガラス基板を好適に使用することかできる。また、
青板としては研磨品のみならず無研磨品も使用すること
かできる。即ち、現在青板基板は表面の傷などによりＩ
ＴＯパターニング時に断線するなどの問題かあるため、
液晶パネルとして用いる場合、ポリッシング（鏡面研磨
）を行なうことか多い、しかも、青板ガラスはアルカリ
溶出により液晶の寿命を短くしてしまうという欠点かあ
り、シリカデイツプを行なうことが多い。

これに対し、本発明ては、金属製ブラックマトリックス
と絶縁膜かアルカリの溶出防止の役割と表面の平滑化作
用を果たすため、青板ガラスの処理（研磨、シリカデイ
ツプ）か不要となる。

また、ブラックマトリックス形成用の金属に特に限定は
ないが、クロム又はニッケルか好適に使用される。

金属薄膜の形成法としては、スパッタリング法、蒸着法
、ＣＶＤ法等が挙げられる。

１工Ｉ 上記金属薄膜をパターニングして金属製ブラックマトリ
ックスを形成する。

この場合、パターニングの手段は限定されないが、例え
ば、ロールコータ−やスピンコーターによるレジスト塗
布、ステッパー露光機やワンショット露光機による露光
、現像、エツチング及びレジスト剥離を順次行なう方法
などが挙げられる。

ミニＩ 上記金属製ブラックマトリックを覆って絶縁膜を積層す
る。

この場合、絶縁膜の材質に制限はないが、シリカ、チタ
ニア、アルミナ又は絶縁性ポリマーによって形成するこ
とが好ましい。

絶縁膜の形成手段としては、例えば、シリカ。

チタニア又はアルミナをスパッタリングしたり、シリカ
をデイツプしたり、絶縁性ポリマーをコートしたりする
方法か挙げられる。

ｄ工程 上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する。

この場合、透明電極形成材料としてはＩＴＯ。

酸化すず等が挙げられる。

透明電極形成材料の積層法としては、スパッタリング法
、蒸着法、パイロゾル法等か挙げられる。

ｅ工程 上記透明電極形成材料をパターニングして透明電極を形
成する。

この場合、パターニングの手段としては、例えば前記す
工程で述べたのと同様の方法か採用できる。

ｆ工程 上記透明電極に色素層を積層する。

この場合、色素層の形成方法としては１通電処理を用い
る方法、特にミセル電解法又は電着法を好適に採用でき
る。

ミセル電解法による色素膜の形成は、次のような操作手
順で行なわれる。つまり、水に必要に応じて支持電解質
等を加えて電気伝導度を調節した水性媒体に、フェロセ
ン誘導体等よりなるミセル化剤と色素材料（疎水性色素
）とを加えて充分に混合攪拌して分散させると、該色素
材料を内部に取り込んたミセルが形成される。これを電
解処理するとミセルか陽極に引き寄せられて陽極（透明
電極）上でミセル中のフェロセン誘導体か電子ｅ−を失
い（フェロセン中のＦｅ”かＦｅ”に酸化される）、そ
れとともにミセルか崩壊して内部の色素材料か陽極上に
析出して薄膜を形成する。

一方、酸化されたフェロセン誘導体は陰極に引き寄せら
れて電子ｅ−を受は取り、再びミセルを形成する。この
ようなミセルの形成と崩壊が繰返される過程で１色素材
料の粒子か透明電極上に析出して薄膜状のものとなり、
所望する疎水性の色素膜か形成される。こうして形成さ
れる色素膜は、一般に膜厚が０．１〜１Ｏ００糾ｍ、特
には０．１〜２．０４ｍであり、多孔質となるので、高
い導電性を有する。

膜厚かｏ、ｔＪＬｍ未満たと色素層の色相を充分に表示
することかできず、１０．０ｇｍを越えると導電性か低
くなるのて好ましくない。

上記ミセル電解法によって三原色の色素膜を形成するに
は、最初に赤色、緑色及び青色の疎水性色素のいずれか
一つを水溶性媒体に加えて前記のミセル電解を行ない、
最初の所望色調の薄膜を形成する０次いで、疎水性色素
の種類を変えて次々にミセル電解を繰り返し行なうこと
によって、三原色（赤、緑、青色）の疎水性色素薄膜を
それぞれの各透明電極上に形成することかできる。また
、赤色、緑色又は青色の疎水性色素を同時に水性媒体中
に存在させて、これにミセル電解法を適用することによ
りても、同様の色素薄膜を形成することができる。

本発明製造方法においては、前記の工程の他、下記の工
程を行なうことかできる。

他の工程 ０色素膜の形成の前又は後に、絶縁性レジスト剤と導電
性材料とによって、カラーフィルタに電極取出領域を形
成することかてきる。これにより色素層形成用の透明電
極を液晶駆動用に使用することか可能なカラーフィルタ
を簡単に得ることかできる。

例えば、前記ｅ工程て第３図に示すマスク２゜を用いて
透明電極をパターニングすると、光の三原色である青色
（Ｂ）、緑色（Ｇ）及び赤色（Ｒ）に相当するように形
成した三本の線２１Ｂ、２１Ｇ、２１Ｒに各々対応して
、最も短い電極線２Ｂと中間的長さの電極線２Ｇと最も
長い電極線２Ｒとか三本−組を繰返し単位として１０単
位形成される。

電極取出用の絶縁層は、絶縁性レジスト剤を用いて例え
ば第４図に示すマスク３ｏにより形成する。マスク３０
はブラックマトリックスパターン３１たけてはなく、電
極取出領域形成用パターン３２をも有している。パター
ン３２は３組の電極取出窓口帯を形成するためのパター
ンからなる。

すなわち、電極線（Ｂ）用の電極取出窓口帯形成用パタ
ーン３２Ｂと、電極線（Ｇ）用の電極取出窓口帯形成用
パターン３２Ｇと、電極線（Ｒ）用の電極取出窓口帯形
成用パターン３２Ｒとからなる。また、導電性材料によ
って電極取出用の導電層を形成する。

マスク２０及びマスク３０を用いて調製したカラーフィ
ルタの電極取出領域を第５図及び第６図に示す。第５図
は、マスク３０のｖ−ｖ線に沿って形成されるカラーフ
ィルタの断面図であり、第６図はマスク３０のＶＴ−Ｖ
ｌ線に沿って形成されるカラーフィルタの断面図である
。第５図及び第６図に示すように、電極線２Ｇと２Ｒと
は絶縁層４１によって被覆されているのに対し、電極線
２Ｂは相互に導電層４２によって電気的に接線されてい
る。

なお、絶縁層を形成する絶縁性レジスト剤としては、例
えば通常のネガ型紫外線感光型レジスト等が挙げられ、
導電層を形成する導電性材料としては、例えば導電性薄
膜、導電性ペースト等が挙げられる。

■必要により、第１図のカラーフィルタのように、色素
層の上からトップコート剤例えば、アクリル系樹脂、ポ
リエーテル系樹脂、ポリスチル系樹脂、ポリオレフィン
系樹脂、フォスフアゼン樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド系樹脂等をスピンコータ又はロールコータによって
塗布し、８０〜１５０℃て５〜６０分間乾燥してトップ
コート層を形成する。トップコート層を導電性にするこ
とによりトップコート層による電圧降下を防ぐことかで
き、色素層形成用電極を液晶駆動用電極として良好に使
用することかてきる。

■必要により、第１．２図のカラーフィルタのように、
トップコート層の上（第１図）あるいは色素層の上（第
２図）に後１７０層を形成する。この後１７０層は、色
素形成用電極とは別に液晶駆動電極としての作用を有す
る。なお、ＭＩＭ又はＳＴＮ［動用カラーフィルタを作
製する場合、後１７０層のパターニングを行なう（第１
図）。

本発明のカラー液晶パネルは、上記カラーフィルタを用
いて作製される。この場合、パネルの作製手段は限定さ
れないが、例えば次に述べる方法を好適に採用すること
かできる。

即ち、まずカラーフィルタにポリアミック障子ツマ−、
ポリイミド系樹脂オリゴマー等をスピンコータ又はロー
ルコータによって塗布し、２００〜３００℃て３０分間
〜２時間重合し、純水等て洗浄し、乾燥（６０〜ｌｏＯ
°ｃて３ｏ分間〜２時間又は紫外ＭＡ！′！！射等）す
ることにより、液晶を配向させる配向層を形成する０次
に、ＴＰＴ、ＭＩＭ（アクティブマトリックス）、デユ
ーティ−（シンプルマトリックス）等の駆動電極基板に
ガラスピーズやプラスチックからなるスペーサ及び接着
剤等の封止剤を用いてカラーフィルタを取り付け、摩擦
ラビング、配向薄着等によってラビングを行なうと共に
、ＴＮ、ＳＴＮ、ＦＬＣ，ＡＦＬＣ，ＶＡＮ等の液晶を
駆動電極基板とカラーフィルタとの間に真空注入等によ
って注入する。

本発明のカラー液晶パネルの駆動方法は、色素層形成に
用いた透明電極を用いてカラー液晶パネル駆動する。こ
の場合、駆動回路としてはカラーフィルタの種類に応じ
てＭＩＭ、ＴＰＴ等の任意のものを用いることかてきる
。

以下、実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は
下記実施例に限定されるものてはない。

［実施例１］ 下記手順によってカラーフィルタ及びカラー液晶パネル
を製造した。

■、カラーフィルタの製造 ブラックマトリックスの形成 鏡面研磨及びシリカコートをしていない青板ガラス基板
（３００角）の表面にスパッタリング（装置としてはア
ルハック：　５ＤＰ−５５０ＶＴを用いた、以下間し）
によって約２，０００人厚０クロム薄膜を積層する。

この上に紫外線硬化型レジシト剤（ＩＣ−２８／Ｔ３：
富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製）を１．
ＯＯＯｒｐｍの回転速度てスピンコードする。スピンコ
ード後、８０℃て１５分間プリベークを行なう、その後
、このレジスト／　Ｃｒ　／ガラス基板をステッパー露
光機にセットする。マスクは５画素サイズ９０μｍ　Ｘ
　３１０ｐｍ、ギャップ２０ｇｍ、有効エリア１６０ｍ
ｍｘ１５５ｍｍの格子パターンを４分割したものをステ
ップ露光する。露光能力１０ｍＷ／ｃｍ２スキャンスピ
ード５ｍｍ／秒て露光した後、アルカリ現像液にて現像
する。現像後、純水にてリンスしてから、１５０℃でポ
ストベークする０次に、エッチャントとしてｌ　Ｍ　　
Ｆ　ｅ　Ｃｌ　ｘ　・６ＮＨＣ１・Ｏ，ＩＮ　　ＨＮｏ
、３・Ｏ，ＩＮ　　Ｃｅ（Ｎｏ’　）、の水溶液を準備
し、前記基板のＣｒをエツチングする。エツチングの終
点は電気抵抗により測定した。前記エツチングには約２
０分の時間を必要とした。エツチング後、純水てリンス
し、レジストをＩＮ　　ＮａＯＨにて剥離する。純水て
充分に洗浄し、ブラックマトリックスを完成した。

縁膜及びＩＴＯ薄膜の形成 次に、上記ブラックマトリックス上に絶縁膜として約１
，５００人厚０シリカ層をスパッタリングによって形成
し、更にこのシリカ層の上に約１３００八属のＩＴＯｆ
ｉをスパッタリングによって積層する。このとき、Ｉ　
Ｔ　Ｏ／　Ｓ　ｓ　Ｏｔ　／Ｃｒ／ガラス基板を２５０
’ＣにしてＩＴＯの表面抵抗を２０Ω／　ｃ　ｍ　２に
調整した。

このＩＴｏ／Ｓ　ｉＯ２／Ｃｒ／ガラス基板に紫外線硬
化型レジスト剤（ＩＣ−２８／Ｔ３）を１、ＯＯＯｒｐ
ｍの回転速度てスピンコードする。スピンコード後、８
０℃で１５分間プリベークを行なう。その後、このレジ
スト／ＩＴＯ／Ｓ　１０　ｘ　／　Ｃｒ　／ガラス基板
をコンタクト露光機（露光能カニ　ｌ　ＯｍＷ／　ｃ　
ｍ”　）にセットする。

マスクは、線幅９０に厘、ギャップ１８ｇｍ、線長１５
５ｍｍの縦ストライプパターンとする。光源は２ｋｗの
高圧水銀灯を用いる。アラインメントした後、プロキシ
ミティギャップ５０７ｚｍをとり、１５秒間露光してか
ら、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリ
ンスしてから、１５０℃でポストベークする０次に、エ
ッチャントとしてＩＭ　　ＦｅＣ１ｘ　・ＩＮ　　ＨＣ
Ｉ　・０．１Ｎ　　ＨＮＯ，−０，１Ｎ　　Ｃ＠　（Ｎ
ｏ、）、の水溶液を準備し、前記ＩＴＯをエツチングす
る。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。前記
エツチングには約４０分の時間を必要とした。エツチン
グ後、純水てリンスし、レジストをｌＮＮａＯＨにて剥
離する。更に、純水て洗浄してＩＴｏ電極の隣接同志の
電気的リークかないことを確認し、色素層形成用ブラッ
クマトリックス付き基板を完成した。

色素層の形成 アクリル系レジスト剤のセルソルブアセテート１０％溶
液（東亜合成社製）を電極取り出し用レジスト剤として
用いる０作製したＣ「ブラックマトリクス付きＩＴＯパ
ターニングガラス基板を１０ｒｐｍて回転させ、この上
に上記レジスト剤３０ｃｃを噴霧する０次に、スピンコ
ードの回転数を１，５００ｒｐｍにし、基板上に均一に
製膜する。この基板を８０℃で１５分間プリベークする
。そして、２ｋｗの高圧水銀灯を有するアライメント機
能のあるコンタクト露光機て位置合せしながら、電極取
り出しのデザインを有するマスク（第４図）を用いて霧
光する。その後、現像液（富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー社製ＣＤ）を純水て４倍に稀釈したものを
用いて３０秒現像する。更に、純水でリンスし、２００
℃で１００分間ポストベークする。次に、銀ペーストを
デイスペンサーを用いて塗布する。

４又の純水にフェロセン誘導体ミセル化剤ＦＰＥＧ（同
位化学社製）、ＬｉＢｒ（和光紬薬社製）とクロモフタ
ールＡ２Ｂ　（チバガイギー社製）を加え、それぞれ、
２ｍＭ、Ｏ，ＩＭ、１０ｇ／ｌの溶液とし、超音波ホモ
ジナイザーで３０分間分散させた後（ミセル溶液）、前
記ブラックマトリックス付き基板をこのミセル溶液に挿
入し、ストライプのＲ列にポテンショスタットを接続す
る。０．７Ｖの定電位電解を行ない、Ｒの色票薄膜を得
る。純水て洗浄後、オーブンにてプリベーク（１８０℃
）する、ＧてはへりオゲングリーンＬ９３６１　（ＢＡ
ＳＦ社製）を１５ｇ／交、Ｂてはへりオゲンブルーに７
０８０　（ＢＡＳＦ社製）を９ｇ／文の濃度に変えたほ
かはＲの製膜と同じ条件て製膜し、ＲＧＢの色素層を得
る。最後に、銀ペーストと電極取り出しレジストをアル
カリ溶液て剥離し、更にアセトン溶液で超音波をかけて
完全に剥離した。

トップコート層の形成 次に、作製した色分解フィルタ基板をｌＯｒｐｍて回転
させ、この上にトップコート剤（ＪＳＲ７２６５）を３
０ｃｃ噴霧した後、スピンコードの回転数を１．５０Ｏ
ｒｐｍにし、基板上に均一に製膜する。この基板を２２
０℃で１００分間ポストベークすることによりトップコ
ート層を形成し、ＲＧＢカラーフィルタ基板を得た。

ＩＴＯ層の形成 上記トップコート層上にＩＴＯを約１，３００人厚ロス
パッタリングする。このとき、カラーフィルタ基板を１
２０℃とし、水蒸気と酸素の導入によってＩＴＯの表面
抵抗を２０Ω／　ｃ　ｍ　２に調整した。

その後、上記ＩＴＯの上に紫外線硬化型レジスト剤（Ｉ
Ｃ−２８／Ｔ３）をｌ、ＯＯＯｒｐｍの回転速度でスピ
ンコードする。スピンコード後、８０℃で１５分間プリ
ベークを行なう、その後、このレジスト／！ＩＴＯ／Ｒ
ＧＢカラーフィルタ基板をコンタクト露光機（露光能カ
ニ１０ｍｗ／ｃｍ２）にセットする。マスクは、線幅３
１２ルｍ、ギャップ１８ルｍ、線長１７５ｍｍの横スト
ライプパターンとする。光源は２ｋｗの高圧水銀灯を用
いる。アライメントした後、プロキシミティギャップ５
０ｇｍをとり、１５秒間露光した後、アルカリ現像液に
て現像する。現像後、純水にてリンスしてから、１８０
℃でポストベークする６次に、エッチャントとしてＩＭ
　　ＦｅＣ１ｘ・ＩＮ　　ＨＣ文・０．１Ｎ　　ＨＮＯ
’　・Ｏ，ＩＮＣｅ（Ｎｏユ）４の水溶液を準備し、前
記基板のＩＴＯをエツチングする。エツチングの終点は
電気抵抗により測定した。このエツチングには約２３分
の時間を必要とした。エツチング後、純水てリンスし、
レジストをＩＮ　　ＮａＯＨにて」離する。こうしてＩ
ＴＯをパターニングし、ＳＴＮあるいはＭＩＭ用カラー
フィルタを得た。

■、カラー液晶パネルの製造 作製したカラーフィルタの表面にポリアミック酸樹脂モ
ノマーをスピンコードする。これを２５０°Ｃて１時間
硬化させ、ポリイミド樹脂化した後、ラビングを行なっ
て配向させる。対極はＭＩＭ駆動回路付きＩＴＯガラス
基板にポリアミック酸樹脂モノマーをスピンコードし、
２５０℃で１時間硬化させポリイミド樹脂化し、ラビン
グした後、前記カラーフィルタとの間にガラスピーズ、
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。

［実施例２］ ブラックマトリックスの形成において、クロム薄膜の代
りに約１，５００人厚０ニッケル薄膜をスパッタリング
によって形成したこと以外は、実施例１と同様の方法て
カラーフィルタ及び液晶パネルを製造した。

［実施例３］ 絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代
りにシリカをデイツプし、２５０℃、ｌ時間の焼成によ
り約１，０００人厚０シリカ薄膜を設けたこと以外は、
実施例１と同様の方法てカフ−フィル外及び液晶パネル
を製造した。

［実施例４］ 絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代
りにアルミナを約１．ｏｏｏＸ厚にスパッタリングした
こと以外は、実施例１と同様の方法でカラーフィルタ及
び液晶パネルを製造した。

［実施例５］ 絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代
りにトップコート剤（日本合成ゴム社製ＪＳＲ７２６５
）を用いて絶縁性アンダーコート層を形成したこと以外
は、実施例１と同様の方法てカラーフィルタ及び液晶パ
ネルを製造した。

この場合、ガラス基板を１０ｒｐｍで回転させ、この上
にトップコート剤をエチルセルソルブアセテートで２倍
に稀釈したものを３０ｃｃｌｉｉｉした後、スピンコー
ドの回転数を１，５００ｒｐｍにして基板上に均一に製
膜し、次いでこの基板を２２０℃て１００分間ポストベ
ークすることによりアンダーコート層を形成した。

［実施例６］ 絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代
りにトップコート剤（長潮産業社製Ｏ３−８０８）を用
いて絶縁性アンダーコート層を形成したこと以外は、実
施例１と同様の方法てカラーフィルタ及び液晶パネルを
製造した。

なお、アンダーコート層の形成は実施例５と同様の方法
で行なった。

［実施例７］ 絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代
りにチタニアを約２，２００人厚へ属パッタリングした
こと以外は、実施例１と同様の方法でカラーフィルタ及
び液晶パネルを製造した。

［実施例８］ トップコート膜の形成を行なわないと共に、後ＩＴＯを
色素膜上に直接積層し、かつ後ＩＴＯのパターニングを
行なわなかったこと以外は、実施例５と同様の方法でＴ
ＦＴ用のカラーフィルタを製造した。

また、このカラーフィルタをＴＰＴ駆動基板と合せるこ
とによりＴＦＴ用の液晶パネルを製造した。

［実施例９］ 基板ガラスとして青板ガラスの代りに無アルカリガラス
（ＮＡ４５　：　ＨＯＹＡ、３００角）を用いたこと以
外は、実施例８と同様の方法てカラーフィルタ及び液晶
パネルを製造した。

［比較例］ 次の手順てカラーフィルタ及びカラー液晶パネルを製造
した。

■、カラーフィルタの製造 ＩＴＯ電極の形成 ＩＴＯ膜として２ｏΩ／　ｃ　ｍ　”の面抵抗を持つガ
ラス基板（ＮＡ４５　；　ＨＯＹＡ、３００角）に、紫
外線硬化型レジスト剤（ＩＣ−２８／Ｔ３）をキシレン
て２倍稀釈した溶液を１．００Ｏｒｐｍの回転速度でス
ピンコードする。スピンコード後、８０”Ｃて１５分間
プリベークを行なう、その後、このレジスト／ＩＴＯ基
板をワンショットブロキシミティ露光４１（露光能カニ
１０ｍｗ／ｃｍ２）にセ・ン卜する。マスクは、線幅１
００ｇｍ、ギャップ２０ｇｍ、線長１５５ｍｍのストラ
イブパターンとする。光源は２ｋＷの高圧水銀灯を用い
る。プロキシミティギャップ７０ｇｍをとり、１５秒間
露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純
水にてリンスしてから、１８０℃でポストベークする。

次に、エッチャントとして、ＩＮ　　ＦｅＣＪｌｉＩＮ
　　ＨＣＩＬ−０，１Ｎ　　ＨＮＯ’−０，ｌＮＣｅ　
（Ｎｏユ）４の水溶液を準備し、前記ＩＴＯをエツチン
グする。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。

このエツチングには約４０分の時間を必要とした。エツ
チング後、純水でリンスし、レジストをＩＮ　　ＮａＯ
Ｈにて剥離した。

ブラックマトリックスの形成 次に、富士ハントエレクトロニクステクノロジー社のＣ
Ｋとアクリル系レジストのセルソルブアセテ−８１０％
溶液（東亜合成社製）とを３：ｌの重量比て混合したも
のをブラックマトリックス形成用レジスト剤として用い
る。先はど作製したＩＴＯパターニングガラス基板をｌ
Ｏｒｐｍて回転させ、この上に上記レジスト剤３０ｃｃ
を噴霧する０次に、スピンコードの回転数を２．５００
ｒｐｍにし、基板上に均一に製膜する。この基板を８０
°Ｃて１５分間プリベークする。そして、２ｋｗの高圧
水銀灯を持つアライメント機能のある露光機て位置合せ
しなから、ブラックマトリックスのデザインのマスク（
第４図）をもちいて露光する。その後、現像液（ＣＤ）
を純水で４倍稀釈したものを用いて３０秒現像する。さ
らに、純水てリンスし、２００°Ｃて１００分間ポスト
ベークした。

巳１！久亙虜 ４文の純水にフェロセン誘導体ミセル化剤ＦＰＥＧ（同
位化学社製）、ＬｉＢｒ　（和光紬薬社製）、クロモフ
タールＡ２Ｂ　（チバガイギー社製）を加え、それぞれ
２ｍＭ、Ｏ，ＩＭ。

０．１Ｍ、Ｌｏｇ／Ｍの溶液とし、超音波ホモジナイザ
ーで３０分間分散させた後（ミセル溶液）、前記ＩＴＯ
パターン基板を前記ミセル溶液に挿入し、ストライブの
Ｒ列にポテンショスタットを接続する。０．５■の定電
位電解を行ない、Ｒの色素薄膜を得る。純水て洗浄後、
オーフンにてプリベーク（１８０℃）する、Ｇてはヘリ
オゲンクリーンＬ９３６１　（ＢＡＳＦ）を１５ｇ／文
、Ｂてはへりオゲンブルーに７０８０　（ＢＡＳＦ）を
９ｇ／ｌの濃度に代えたほがはＲの製膜と回し条件て製
膜し、ＲＧＢの色素層を得た。

トップコート層形成 次に１作製した色分解フィルタ基板をｌＯｒｐｍて回転
させ、この上にトップコート剤（ＪＳＲ７２６５）を３
０ｃｃ噴霧した後、スピンコードの回転数を１，５００
ｒｐｍにし、基板上に均一に製膜する。この基板を２２
０℃で１００分間ポストベークしてトップコート層を形
成し、ＲＧＢカラーフィルタ基板を得た。

このトップコート層の上からＩＴＯを約１．３００人厚
ロスパッタリンクする。このとき、カラーフィルタ基板
を１２０℃とし、水蒸気と酸素の導入によりＩＴＯの表
面抵抗を２０Ω／ｃ　ｍ　２に調整した。

次に、上記実施例１〜８及び比較例で得られたカラーフ
ィルタの物性測定を次の方法て行なった。

測定方法 カラーフィルタの透過率は分光光度計（ＭＣＰＤ−１１
０００，大塚電子製）を用いて、ガラス基板の透過率を
基準に測定した。透過率の値はＲＧＢそれぞれ、４５０
ｎｍ、５４５ｎｍ、６１０ｎｍを基準とした。ブラック
マトリックスの評価は、やはり分光光度計（ＭＣＰＤ−
１１００，大塚電子製）を用いてその吸光度をもって評
価した。吸光度は各波長（４５０ｎｍ〜６５０　ｎ　ｍ
　）の最低値をそのブラックマトリックスの吸光度（Ｂ
ＭＯＤ）とした、この値は大きいほど遮光率か高く、ブ
ラックマトリックスとしての性能か高いことを意味する
。

また１色素薄膜のコントラストの観点からブラックマト
リックス（ＢＭ）と色素薄膜との境界の鮮明度を評価し
た。光学顕微鏡により２００倍のポラロイド撮影を行な
い、ＢＭと色素薄膜の境界において境界からＢＭ、色素
薄膜それぞれのバルクと回し光学濃度になる点まての幅
を測定した。

この輻は小さいほど鮮明度は高い。色素薄膜の均一性は
電子顕微鏡写真により測定した。

３．０００倍の断層写真からその表面の凹凸の最大値を
とり、平均膜厚て規格化した。欠陥は全画素中の個数て
示した。

更に、各カラー液晶パネルにＦＰＣにドライバーＩＣを
搭載した取り出し電極を接続した後、下記第１表に示す
駆動回路を作動させ、コントラストを測定した。また、
この状態て表面抵抗を測定した。最後に色素薄膜の鉛筆
硬度の測定及びガラス基板とカラーフィルタ各層との密
着性の測定を行なった。密着性は、膜面に１ｍｍの間隔
で切りすしを入れてセロテープにチバン製ＬＰ−１８タ
イプ）をはった後、スナップを効かせて剥かし、表面の
様子を光学顕微鏡にて観察することにより調べた。　結
果を第１表に示す。

［以下、余白］ ［発明の効果コ 以北説明したように、本発明のカラーフィルタは、金属
製ブラックマトリックスを用いたことにより遮光率か高
く（通常ＯＤか３．５以上）、コントラストか良いため
、特にＴＰＴ、ＭＩＭ等のアクティブマトリックス用カ
ラーフィルタとして好適に使用することかできる。しか
も、色素層と金属製ブラックマトリックスとか絶縁層に
よりて絶縁されているため、色素層形成用の透明電極を
液晶駆動用の電極として使用することかてきる。

また、本発明の製造方法によれば、個々の透明電極か互
いに導通していないため、ミセル電解法や電着法等の通
電処理を用いる方法によって色素膜を形成することかて
きる。従って、金属製ブラックマトリックスを用いるこ
ととあいまって高い遮光性及び平滑性を有し、かっ色純
度か高く、シかも剥離や斑のない安定なカラーフィルタ
を製造することかてきる。更に、本発明方法によれば絶
縁基板として研磨、シリカデイツプ等の処理を行なって
いない青板を使用てきるという利点もある。

従って、本発明のカラーフィルタは、例えば液晶表示材
料、電子表示材料、カラーデイスプレィ、ラップトツブ
パソコン、ノートパソコン、オーディオ、車載用インパ
ネ、時計、電卓、ビデオデツキ、ファックス、通信機、
ゲーム測定機器等の種々の分野て有効に利用てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カラーフィルタの一実施例を示す断面図
、第２図は本発明カラーフィルタの他の実施例を示す断
面図、第３図は透明電極形成用のマスクを示す平面図、
第４図はブラックマトリックス及び電極取出領域形成用
のマスクを示す平面図、第５図及び第６図は電極取出領
域の断面図、第７図は従来のカラーフィルタの一例を示
す断面図である。 ｌ：絶縁性基板 ２：金属製ブラックマトリックス ３・絶縁膜 ：透明電極 二色素層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板の一面に、金属製ブラックマトリック
   ス、絶縁膜、透明電極及び色素層を順次積層してなるこ
   とを特徴とするカラーフィルタ。
2. （２）金属製ブラックマトリックスが、クロム又はニッ
   ケルからなる請求項１記載のカラーフィルタ。
3. （３）絶縁膜が、シリカ、チタニア又はアルミナからな
   る請求項１記載のカラーフィルタ。
4. （４）絶縁膜が、絶縁性ポリマーからなる請求項１記載
   のカラーフィルタ。
5. （５）下記工程ａ〜ｆからなることを特徴とする、絶縁
   性基板の一面に金属製ブラックマトリックス、絶縁膜、
   透明電極及び色素層が順次積層されたカラーフィルタの
   製造方法。 ａ、絶縁性基板の一面にブラックマトリックス形成用金
   属薄膜を積層する工程 ｂ、上記金属薄膜をパターニングして金属製ブラックマ
   トリックスを形成する工程 ｃ、上記金属製ブラックマトリックスを覆って絶縁膜を
   積層する工程 ｄ、上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する工程 ｅ、上記透明電極形成材料をパターニングして透明電極
   を形成する工程。 ｆ、上記透明電極に通電処理を用いる色素膜形成法によ
   って色素層を積層する工程
6. （６）ｆ工程における通電処理を用いる色素膜形成法が
   、ミセル電解法又は電着法である請求項５記載のカラー
   フィルタの製造方法。
7. （７）請求項１記載のカラーフィルタを用いて構成した
   ことを特徴とするカラー液晶パネル。
8. （８）請求項７記載のカラー液晶パネルをカラーフィル
   タの絶縁膜上に形成した透明電極で駆動することを特徴
   とするカラー液晶パネルの駆動方法。