JPH04122902A

JPH04122902A - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH04122902A
Application number: JP2242670A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Yokoyama; 横山　清一郎; Hideaki Kurata; 英明倉田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-23

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】Ｃ産業上の利用分野〕本発明はカラーフィルタの製造方法に関し、詳しくは赤
色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の三原色の分光特
性を有する顔料あるいは染料を使用してミセル電解法に
より、高い膜強度のカラーフィルタを製造する方法に関
する。

〔従来の技術及び発明か解決しようとする課題〕従来か
ら、色素等の薄膜を製造する方法として、真空蒸着法２
熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、超高真空（イオンビー
ム、分子線エピタキシー）法。

ＬＢ膜法、キャスト法などが知られている。

しかしなから、これらの方法はいずれも色素等の材料を
有機溶媒に溶解させたりあるいは加熱するなとの操作を
必要とするため、熱に弱い疎水性の物質を薄膜化するこ
とかてきなかった。

また、近年、所謂ミセル電解法により、各種の疎水性有
機物質の薄膜を形成する方法か開発されている（電気化
学協会（第５４回）春季大会Ｆ２０１）（１９８７）。

このミセル電解法は、様々な疎水性物質の薄膜を効率よ
く製造することかでき、工業的に有利な方法として注目
されている。

そして、二のミセル電解法によりＲＧＢ三原色の薄膜を
形成し、カラーフィルタを製造することか行われている
が、ミセル電解法により得られる薄膜は、多孔性である
ため、導電現象は観察されるものの薄膜自体の強度か弱
く、ラヒングなとのパネル形成に薄膜か強度的に耐えら
れないという欠点かあり、精密なパターニングを行うた
めには薄膜の強度を上げる必要かあった。膜強度を上げ
る方法としては、アクリル／エポキシ系のポリマーを用
いたトップコートか主流であるが、このトップコート（
保護膜）を形成することにより、ミセル電解法の特徴で
ある導電性か喪失してしまうという問題があった。

そこで本発明者らは、薄膜の導電性を喪失させることな
く膜強度を向上できるカラーフィルタの製造方法を開発
すへく鋭意研究を重ねた。

〔課題を解決するための手段〕

その結果、構造補強樹脂を水性媒体中でフェロセン誘導
体からなる界面活性剤を用いて分散あるいは可溶化し、
ＲＧＢ薄膜の製膜と同時に、あるいは製膜後のＲＧＢ薄
膜に、ミセル電解法により構造補強樹脂を導入すること
により上記目的を達成できることを見出した。本発明は
かかる知見に基いて完成したものである。

すなわち本発明は、ＲＧＢ三原色の分光特性を有する顔
料あるいは染料と、構造補強樹脂とを、水性媒体中でフ
ェロセン誘導体からなる界面活性剤を用いて各々分散あ
るいは可溶化して各色のミセル溶液あるいは分散液を調
製し、各色のミセル溶液あるいは分散液に、パターニン
グされた透明導電性基板を順次挿入して各色ごとに通電
処理を行うことにより、該基板上に色分解フィルタを形
成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提
供するとともに、ＲＧＢ三原色の分光特性を有する顔料
あるいは染料を、それぞれ水性媒体中でフェロセン誘導
体からなる界面活性剤を用いて各々分散あるいは可溶化
して各色のミセル溶液あるいは分散液を調製し、各色の
ミセル溶液あるいは分散液に、パターニングされた透明
導電性基板を順次挿入して各色ごとに通電処理を行い、
該基板上に色分解フィルタを形成し、次いで該基板を、
構造補強樹脂を水性媒体中でフェロセン誘導体からなる
界面活性剤を用いて分散あるいは可溶化して得られるミ
セル溶液あるいは分散液に挿入して通電処理を行うこと
により、前記色分解フィルタ上に補強剤薄膜を形成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する
ものである。

本発明の方法において使用する色素材料は光の三原色を
呈する色素材料、すなわち、赤色、緑色及び青色の疎水
性色素、および必要に応じてＢＭ（ブラックマトリック
ス）形成用の黒色の疎水性色素を使用する。赤色色素と
しては、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アブ系顔料、キ
ナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料あるいはアン
トラセン系顔料等かあり、例えばペリレン顔料、レーキ
顔料（Ｃａ、　Ｂａ、　Ｓｒ、Ｍｎ）、　キナクリドン
、ナフトールＡＳ、　　シコミン顔料、アントラキノン
（５ｕｄａｎＩ、　　Ｉｎ、　　Ｉ、　　Ｒ）　、　　
ジスアゾ、ベンゾピラン、硫化力１”　ミウム系顔料、
Ｆｅ（ＩＩＩ）酸化物系顔料なとがあり、そのうちペリ
レン顔料やレーキ顔料か好ましい。また、緑色色素とし
ては、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン
多置換銅フタロシアニン系顔料あるいはトリフェニルメ
タン系塩基性染料等があり、例えばクロロ多置換フタロ
ンアニン、その銅錯体あるいはバリウム−トリフェニル
メタン染料なとかあり、青色色素としては、銅フタロシ
アニン系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノー
ル系顔料あるいはシアニン系顔料なとかあり、例えばク
ロロ銅フタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシア
ニン、バナジン酸フタロシアニン、マグネシウムフタロ
シアニン、亜鉛フタロシアニン、鉄フタロシアニン、コ
バルトフタロシアニンなどのフタロシアニン金属錯体、
フタロシアニン、メロシアニンあるいはインドフェノー
ルブルーなとかある。更に「カラーケミカル事典」株式
会社シーエムシー、１９８８年３月２８日発行の第５４
２〜７１７頁に列挙されているエレクトロニクス用色素
、記録用色素環境クロミズム用色素、写真用色素、エネ
ルギー用色素、バイオメディカル用色素２食品・化粧用
色素、染料、顔料、特殊着色用色素のうちの疎水性の化
合物なとかあげられる。

これらの色素材料は、その形状や大きさ等に関しては特
に制限はないが、好ましくは粒径１ｏμｍ以下の粉末か
用いられる。

次に、本発明において、薄膜形成の際に用いる水性媒体
としては、水をはしめ、水とアルコールの混合液、水と
アセトンの混合液なと様々な媒体をあげることかできる
。

本発明の方法では、上述の色素材料を分散あるいは可溶
化させるミセル化剤としてフェロセン誘導体よりなる界
面活性剤を用いる。ここでフェロセン誘導体としては各
種のものかあるが、大きく分けて下記の（１）〜（６）
の人種をあげることかできる。

まず（１）炭素数４〜１６（好ましくは８〜１４）の主
鎖を有するアンモニウム型（好ましくは第四級アンモニ
ウム型）のカチオン性界面活性剤にフェロセン化合物（
フェロセンあるいはフェロセンに適当な置換基（アルキ
ル基、アセチル基なと）か結合したもの）か結合したも
のかあげられる。ここて主鎖の炭素数か少ないものでは
、ミセルを形成せずまた多すぎるものでは、水に溶解し
なくなるという不都合かある。

この界面活性剤にフェロセン化合物か結合する態様は様
々であり、大別して界面活性剤の主鎖の末端に結合した
もの、主鎖の途中に直接あるいはアルキル基を介して結
合したもの、主鎖中に組み込まれたものなとの態様かあ
げられる。

このようなアンモニウム型のフェロセン誘導体としては
、一般式〔式中、Ｒｌ　、　Ｒ２はそれぞれ水素または炭素数１
〜４（但し、後述の整数ｍを超えない）のアルキル基を
示し、Ｚ、Ｚ　はそれぞれ水素または置換基（メチル基
、エチル基、メトキシ基あるいはカルボメトキシ基なと
）を示し、Ｘはハロゲンを示す。また、ｍ、ｎはｍ≧０
．ｎ≧０てありかつ４≦ｍ＋ｎ≦１６を満たす整数を示
す。〕一般式〔式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、　　Ｚ、　　Ｚ　は前記と同
しく但し、Ｒｌ　、　Ｒ２の炭素数は後述の整数りを超
えない。）である。また、ｈ、ｊ、にはｈ≧Ｏ，ｊ≧０
゜ｋ≧１てありかっ３≦ｈ＋ｊ＋に≦１５を満たす整数
を示し、ｐは０≦ｐ≦に−１を満たす整数を示す。〕一般式〔式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、　Ｙ、　　Ｚ、　　Ｚ　は前
記と同しく但し、Ｒ’、Ｒ２の炭素数は後述の整数ｒを
超えない。）である。また、ｒ、ｓ、ｔはｒ≧０゜Ｓ２
Ｏ，ｔ≧ｌてありかつ４≦ｒ＋ｓ十ｔ≦１を満たす整数
を示す。〕あるいは一般式〔式中、Ｒ’、Ｒ２，Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｚ　、ｒ、ｓ、ｔは
前記と同しである。〕て表わされるものかあげられる。

次に、（２）他のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式て表わされるエーテル型のフェロセン誘導体かあずられ
る。ここて、ａは２〜１８の整数を示し、またｂは２．
０〜１００．０の実数である。ａは上述の如く２〜１８
の整数であるから、環員炭素原子とＹとの間にエチレン
基、プロピレン基等の炭素数２〜１８のアルキレン基か
介在したものとなる。

また、ｂは２．０〜１００．０の間の整数のみならず、
これらを含む実数を意味するが、これはフェロセン誘導
体を構成するオキシエチレン基（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）の繰返し数の平均値を示すものであ
る。さらに、上記一般式中のＹは、酸素（−０−）ある
いはオキシカルボニル基（−〇−Ｃ−）○ を示し、ｚ、　　ｚ’　はそれぞれ前述の如く水素ある
いは置換基を示す。

これらのエーテル型のフェロセン誘導体は、国際公開Ｗ
○８９１０　Ｉ　９３９号明細書に記載された方法等に
よって製造することかできる。

さらに、（３）他のタイプのフェロセン誘導体としては
、一般式て表わされるピリジニウム型フェロセン誘導体をあげる
ことかできる。この式中、Ｚ、Ｚ　、Ｘは前記と同して
あり、Ｒ３は炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４
のアルコキシ基、炭素数１〜５のカルボアルコキン基、
水酸基、カルホキシル基、スルホン酸基などを示し、ま
たＣ、Ｒ２，は炭素数１−１６の直鎖または分岐鎖アル
キレン基を示す。このＣ，Ｒ２゜は具体的には、テトラ
メチレン基、ペンタメチレン基、オクタメチレン基、ウ
ンデカメチレン基、ドデカメチレン基、ヘキサデカメチ
レン基等のポリメチレン基（ＣＨ２）、をはしめとする
直鎖アルキレン基、あるいは２−メチルウンデカメチレ
ン基、４−エチルウンデカメチレン基なとの分岐鎖アル
キレン基をあげることかできる。

これらのピリジニウム型フェロセン誘導体は、特開平１
−２２６８９４号公報に記載された方法等によって製造
することかできる。

また、（４）別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式〔式中、Ｒ４及びＲ５はそれぞれ炭素数１〜１４の直鎖
或いは分岐アルキレン基を示し、Ｘｌ及びＸ２はそれぞ
れ一〇−又は−〇−〇−を示す。

○ またＡ１及びＡ２はそれぞれ（Ｃ）（２ＣＨＯ虱ＨＲ′ （Ｒ’は水素又はメチル基であり、ｑは２〜７０の実数
である。）を示し、Ｚｌ及びＺ２はそれぞれ水素、メチ
ル基、メトキシ基、アミン基、ジメチルアミノ基、水酸
基、アセチルアミノ基。

カルボキシル基、メトキシ力ルホニル基、アセトキシ基
、アルデヒド基或いはハロゲンを示す。

ｃ、ｄは　それぞれ１〜４の整数を示す。〕で表わされ
るフェロセン誘導体かあげられる。これらのフェロセン
誘導体は特開平２−８３３８７号公報に記載された方法
等によって製造することかできる。

また、（５）別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式ＮＨＣ−あるいは−ＣＮＨ−を示し、Ｚは０−あるいは
−〇〇−を示す。またＧは水素○ メチル基あるいはエチル基を示す。Ｒ１及びＲ２はそれ
ぞれＨ，ＮＨ２，Ｎ（ＣＨ３）２．ＣＨ，。

ＣＨ，ｌ○、ＯＨあるいはハロゲンを示し、Ｒ３は水素
またはメチル基を示す。ｎは０〜１０整数てあり、ｒは
２〜７０の実数である。また、ａ及びｂはそれぞれ１〜
４の整数である。〕で表わされるフェロセン誘導体かあ
げられる。これらのフェロセン誘導体は、特開平１−４
５３７０号公報に記載された方法等によって製造するこ
とかできる。

また、（６）別のタイプのフェロセン誘導体としては、
一般式〔式中、Ｚｌ及びＺ２はそれぞれＨ，ＣＨ３，ＣＨ３０
ＮＨＣＯＣＨ３，Ｎ（ＣＨ３）２　ＣＯＣＨ３゜Ｃ○○
ＣＨ，あるいはハロケンを示し、Ｘは−ＮＨＣ−，−Ｃ
ＮＨ−、−ＮＨ− ○　　　　○ ＮＨＣＮＨ−、−○ＣＮＨ −ＯＰＣ，−Ｐあるいは−３Ｏ，（ｒはＯ〜３を示し、Ｒは水素あるいはメチル基を示す。ｋは２〜７
０の実数を示し、ｈは２〜１８の整数を示し、ｍは０〜
４の整数を示し、ｎはｌあるいは２を示し、ａ及びｂは
それぞれ１〜４の整数を示す。〕て表わされるフェロセン誘導体かあげられる。これらの
フェロセン誘導体は、特開平２−９６５８５号公報に記
載された方法等によって製造することかてきる。

また、本発明で用いる構造補強剤は、製膜後の色素材料
の粒子を強固に結合させるものである。

この構造補強剤としては、上記フェロセン誘導体よりな
るミセル化剤により分散あるいは可溶化してミセル溶液
あるいは分散液を形成でき、電解処理を行うことて色素
材料粒子の結合を強固にできるものならば各種のものを
使用できるが、次の３つのタイプのものを挙げることか
できる。

まず第１のタイプとしては、接着剤として通常用いられ
ているものか挙げられ、例えば、エポキシ樹脂系、ポリ
酢酸ビニル系、ポリメタクリル酸メチル系などを挙げる
ことかできる。この接着剤タイプは、そのままで接着力
を有するものであってもよいし、加熱、ラジカル開始剤
、紫外線その他により接着力を有するようになるもので
あってもよい。第２のタイプとしては、電解重合膜基材
として通常用いられているものか挙げられ、例えば、ピ
ロール、アニリン、チオフェン、ビオロゲンなどを挙げ
ることかできる。これらは製膜中に電解重合して膜強度
を向上させるものである。第３のタイプとしては、保護
膜剤として通常用いられているものか挙げられ、例えば
、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタク
リル酸メチル、ポリエチレングリコール、ポリビニルブ
チラールなどを挙げることかできる。本発明においては
、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸メチル系樹
脂あるいはエポキシ系樹脂、あるいは前記ポリアクリル
酸メチル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂の誘導体あるい
は共重合体のいずれか一種あるいは二種以上を用いるこ
とが好ましく、これらの構造補強樹脂にＩＴＯ（酸化イ
ンジウムと酸化スズとの混合酸化物）や酸化スズなとの
導電性透明粒子を加えることもてきる。

本発明の第１の方法では、まず水性媒体中に上記のフェ
ロセン誘導体よりなるミセル化剤、支持塩９色素材料な
らびに構造補強樹脂を入れて、超音波、ホモジナイザー
あるいは撹拌機等により充分に分散させてミセルを形成
せしめ、その後必要に応して過剰の色素材料および構造
補強樹脂を除去し、得られたミセル溶液（あるいは分散
液）を静置したまま、あるいは若干の撹拌を加えなから
透明電極を用いて電解処理する。また、電解処理中に上
述の色素材料および構造補強樹脂をミセル溶液（分散液
）に補充添加してもよく、あるいは陽極近傍のミセル溶
液を系外へ抜き出し、抜き出したミセル溶液（分散液）
に色素材料および構造補強樹脂を加えて充分に混合撹拌
し、しかる後にこの液を陰極近傍へ戻す循環回路を併設
してもよい。この際のミセル化剤の濃度は、特に制限は
ないが、通常は１０μＮ１〜０．１Ｎｉ、好ましくは０
．５ｍＭ〜５ｍＭの範囲で選定する。一方、色素材料の
濃度は飽和濃度以上であれはよく、構造補強樹脂の添加
量は、その種類により異なるが、好ましくは、１０μＭ
〜１００ｍＭの濃度にする。また電解条件は、各種状況
に応じて適宜選定すればよいが、通常は液温０〜９０°
Ｃ１好ましくは２０〜７０°Ｃてあり、また電圧はミセ
ル化剤であるフェロセン誘導体の酸化還元電位以上で水
素発生電位以下の電圧、具体的には０．１〜１．５Ｖ、
好ましくは０．３〜１．ＯＶとし、電流密度は１０ｍＡ
／ｄ以下、好ましくは５０〜３００μＡ／ａｉとする。

この電解処理を行うと、ミセル電解法の原理にしたかっ
た反応か進行する。これをフェロセン誘導体中のＦｅイ
オンの挙動に着目すると、陽極ではフェロセンのＦｅ２
＋かＦｅ３＋となって、ミセルか崩壊し、色素材料およ
び構造補強樹脂の粒子か陽極（透明電極）上に析出する
。一方、陰極では陽極で酸化されたＦ　ｅ３＋かＦｅ”
に還元されてもとのミセルに戻るので、繰返し同し溶液
て製膜操作を行うことかできる。

このような電解処理により、陽極（透明電極）上には構
造補強樹脂を含んだ所望する色素材料の薄膜か形成され
る。

上記本発明の方法で用いる支持塩（支持電解質）は、水
性媒体の電気伝導度を調節するために必要に応じて加え
るものである。この支持塩の添加量は、可溶化あるいは
分散している色素材料および構造補強樹脂の析出を妨げ
ない範囲であればよく、通常は上記ミセル化剤のＯ〜３
００倍程度の濃度、好ましくは５０〜２００倍程度の濃
度を目安とする。この支持塩を加えずに電解を行うこと
もてきるが、この場合支持塩を含まない純度の高い薄膜
か得られる。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色素素材および構
造補強樹脂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、ナトリウムルヒンウム、アル
ミニウムなとの塩）、酢酸塩（リチウム、カリウム、ナ
トリウム、ルビジウムへリリウム、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウムなと
の塩）。

ハロゲン化物塩（リチウム、カリウム、ナトリウム　ル
ヒジウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウムな
との塩）、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
ミニウムなとの塩）か好適である。

また、本発明の方法で用いる支持基板は、青板ガラス、
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、石英ガラス等のガラス基板やポリエチレンテレフタ
レートなどのポリマー板を用いることか好ましい。透明
電極の材料は、フェロセン誘導体の酸化電位（＋０．１
５〜０．３０Ｖ対飽和せコウ電極）より責な金属もしく
は導電体てあればよい。具体的にはＩＴＯ，二酸化スズ
。

導電性高分子フィルムなとかあげられる。

カラーフィルタを構成する三原色の疎水性色素薄膜を形
成するには、赤色、緑色及び青色の疎水性色素のいずれ
か一つを水性媒体に加えて、上述の操作で所望色調の薄
膜を所望のパターンて形成し、次いで疎水性色素の種類
を変えて上述の操作を繰返し行えばよい。さらに、上記
操作を三原色（赤、緑、青色）の疎水性色素の他に、一
種以上の他の色の疎水性色素についても繰返すことによ
り、他の色の疎水性色素薄膜を各透明電極上に形成する
ことかできる。なお、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ってもカラーフィルタを製造するこ
とかできる。

このようにカラーフィルタの製膜操作時のミセル溶液（
あるいは分散液）に、構造補強樹脂を添加することによ
り、構造補強樹脂か疎水性色素とともに基板上に析出し
、疎水性色素薄膜の膜強度を向上させる。

一方、本発明の第２の方法では、まず、上述の原色の疎
水性色素を、フェロセン誘導体からなる界面活性剤を用
いて分散あるいは可溶化して、それぞれの色素含有ミセ
ル溶液（あるいは分散液）を調製するとともに、上述の
構造補強樹脂を、水性媒体中でフェロセン誘導体からな
る界面活性剤を用いて分散あるいは可溶化して樹脂含有
ミセル溶液（あるいは分散液）を別に調製する。色素含
有ミセル溶液（あるいは分散液）は、構造補強樹脂を含
まないこと以外は上述のミセル溶液（あるいは分散液）
と同様にてき、樹脂含有ミセル溶液（あるいは分散液）
は、疎水性色素を含まないこと以外は上述のミセル溶液
（あるいは分散液）と同様にてきる。

そして、上記色素含有ミセル溶液を用いて上記同様の操
作を行い、基板上に構造補強樹脂を含まないカラーフィ
ルタ薄膜を製造した後、該カラーフィルタ薄膜基板を上
記樹脂合作ミセル溶液に挿入して通電処理を行い、カラ
ーフィルタ上に補強剤薄膜を形成する。この際の操作は
上記同様の条件て行うことかてきる。これによりカラー
フィルタの疎水性色素薄膜の空孔中に構造補強樹脂粒子
か導入されて疎水性色素薄膜の膜強度か向上する。

さらに、上記第１および第２の方法で得られた薄膜には
、必要に応じて通電洗浄、溶媒洗浄、熱処理等の後処理
を行うことも存効である。特に熱処理を行えば、さらに
安定なカラーフィルタか得られる。これは熱処理により
前述した粒子同士かシンタリングを起こし、より密で粒
子同士の結合力の強い膜か得られ、膜の安定性か増すも
のと思われる。この熱処理は、例えは電気炉中なとて行
われるが、薄膜を加熱することかてきる方法てあれば、
特に制限されるものではない。加熱温度および加熱時間
は、疏水性物質の種類により異なるが、ミセル電解法で
形成された膜か閉孔されず、結合力か強くなる範囲であ
ればよく、好ましくは８０〜２００°Ｃ１さらに好まし
くは８０〜１５−０°Ｃで、好ましくは５分〜１０時間
、さらに好ましくは３０分〜２時間の範囲である。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例及び比較例に基いてさらに詳しく
説明する。

実施例１ＩＴＯ膜として２０Ω／ｄの面抵抗を持つガラス基板（
ＮＡ４５　：　ＨＯＹＡ製、３００角）に、紫外線硬化
型レジスト剤（ＩＣ−２８／Ｔ３：富士ハントエレクト
ロニクステクノロジー社製）をキシレンで２倍に希釈し
た溶液を１０００．ｒｐｍの回転速度でスピンコードし
た。スピンコード後、８０°Ｃて１５分間ブリペーグを
行い、その後、このレジスト／ＩＴＯの基板を露光機に
セットした。

線幅１００μｍ、ギ−１−ツブ２０μｍ、線長１５５闘
のストライブパターンのマスクを使用し、光源として２
ｋＷの高圧水銀灯（露光能カニ１０ｍＷ／ｄ・秒）を用
い、プロキシミティーギャップを７０μｍとり、６０秒
間露光した。そしてアルカリ現像液にて現像した後、純
水にてリンスし、１８０°Ｃてボストベークした。次に
、エツチング液としてＩＭのＦｅＣＡｚ、ＩＮのＨ（１
，０，１ＮのＨＮ○、、０．ＩＮのｃ　ｅ　（Ｎ　０３
　）　４の水溶液を準備し、前記基板のＩＴＯをエツチ
ングした。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。そ
の後、純水でリンスし、レジストをＩＮのＮａＯＨにて
剥離した。

次に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ＣＫにＣＲ，
ＣＧ、ＣＢをそれぞれ、３：１：１：１重量部混合した
ものを用い、先はど作製したＩＴＯパターニングガラス
基板をｌｏｒｐｍて回転させ、この上にレジスト剤３０
ｃｃ噴霧し、その後回転数を２．５００ｒｐｍにし、基
板上に均一に製膜した。スピンコード後の基板は８０°
Ｃて１５分間プリベークした。

そして高圧水銀灯２ｋＷ（露光能カニ１００ｍＪ／ｄ・
秒）を有し、アライメント機能を持つ露光機で位置合わ
せしなから、ブラックマトリックスのデザイン（９０ｘ
３１０μｍ角−２０μｍ線幅）のマスクを用いてプロキ
シミティギャップ７０μｍをとり、２００秒間露光した
。その後、富士ハントＣＤ（富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製）を純水で４倍に希釈したアルカリ
現像液にて３０秒現像し、純水てリンスした後２００°
Ｃて１００分間ポストベークした。

４ｆの純水に（同口化学■製）と、ＬｉＢｒ（和光純薬工業銖製）と
、クロモフタールＡ２Ｂ（チバガイギー社製）と、ポリ
エチレングリコールを入れ、それぞれ２ｍＭ。

０．１Ｍ、１０ｇ／ｊ’、５ｇ／ｌの濃度になるような
溶液とし、超音波ホモジナイザーて３０分間分散させて
ミセル分散液とした。このミセル溶液に前記ＩＴＯパタ
ーン基板を挿入し、ストライプのＲ列にポテンションス
タットを接続して０．９Ｖの定電位電解を行い、カラー
フィルタＲの薄膜を作製した。純水で洗浄後、オープン
にて１８０’Ｃでプリベークした。

そして、ＧてはへりオゲングリーンＬ９３６１（ＢＡＳ
Ｆ社製）を１５ｇ＃、、Ｂてはへりオゲンブルーに７　
ｏ　ｓ　ｏ（ＢＡＳＦ社製）を９　ｇ　／　ｌの濃度に
した以外は、上記Ｒの製膜と同じ条件て製膜を行い、Ｒ
ＧＢのカラーフィルタ薄膜を得た。

続いて得られたカラーフィルタ薄膜をスノク、ツタ装置
に入れ、ＩＴＯをスパッタして約１７００人のＩＴＯ薄
膜を形成した。さらにこの上に紫外線硬化型レジスト剤
（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１１００Ｏｒｐの回転速度でスピンコ
ードした。スピンコード後、８０°Ｃて１５分間プリベ
ークを行い、その後、このレジスト／ＩＴＯ／カラーフ
ィルタの基板を露光機にセットした。光源として２ｋＷ
の高圧水銀灯（露光能カニ　１０　ｍＷ／Ｃｉ・秒）を
用い、プロキシミティーギャップを７０μｍとり、６０
秒間バック露光した。そしてアルカリ現像液にて現像し
た後、純水にてリンスし、１８０°Ｃでポストベークし
た。次に、エツチング液としてＩＭのＦｅＣ１，、ＩＮ
のＨＣｌ２，０．ＩＮのＨＮ　Ｏ、。

０、ＩＮのＣｅ（ＮＯｚ）４の水溶液を準備し、前記基
板のＩＴＯをエツチングした。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。その後、純水でリンスし、レジストを
ＩＮのＮａＯＨにて剥離した。

これによりカラーフィルタ部分のみにＩＴＯの薄膜か形
成され、導電性コーティングか施されたメタルインシュ
レーテッドメタル方式（ＭＩＭ）液晶パネル用カラーフ
ィルタか得られた。

次にこのようにして作製したカラーフィルタの物性測定
を行った。透過率は、分光光度計（ＭＣＰＤ−１１００
，大垣電子■製）を用いて、ガラス基板の透過率を基準
に測定した。ＲＧＢそれぞれの透過率の値は、４５０ｎ
ｍ、５４５ｎｍ、６１０ｎｍを基準とした。またブラッ
クマトリックス（ＢＭ）の評価は、同様に分光光度計を
用いて、各波長（４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ）の最低値を
、そのＢＭの吸光度（ＢＭＯＤ）とした。なお、この値
は大きいほと遮光率が高く、ＢＭとしての性能か高いこ
とを意味する。

鮮明度は、ＢＭとカラーフィルタ（薄膜）の境界を光学
顕微鏡により２００倍でポラロイド撮影し、ＢＭとカラ
ーフィルタの境界において境界からＢＭ、カラーフィル
タそれぞれのバルクと同じ光学濃度になる点までの幅を
測定した。この幅は小さいほと鮮明度（コントラスト）
が高いことを意味する。

カラーフィルタ薄膜の均一性は、電子顕微鏡写真により
測定した。３０００倍の断層写真からその表面の凸凹の
最大値をとり、平均膜厚で規格化した。また欠陥は、全
画素中の個数て示した。

コントラストの測定は次の手順で行った。まず、作成し
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１００ｙｄ塗布し、スピンコーターにて１８０Ｏｒ
ｐｍの回転速度で均一化した。この後、２５０’Ｃで１
時間硬化させてポリイミド樹脂化した後、ラビングを行
い、配向させた。対極はストライブパターニング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°Ｃて１時間硬化させてポリイミド樹脂化
させ、ラビングした後、前記カラーフィルタ基板との間
にガラスピーズ、ＴＮ（ツイストネマティック）液晶の
順に入れ、接着剤で封止してパネルを完成させた。ＦＰ
Ｃ（フレキシブルプリントサーキット）にドライバーＩ
Ｃを搭載した取出し電極を接続した後、ＭＩＭを作動さ
せ、コントラストを測定した。また、この状態で表面抵
抗を測定し、最後に薄膜の鉛筆硬度を測定した。これら
の結果を第１表に示す。

実施例２ＩＴＯ膜として４００Ω／ａｄの面抵抗を持つガラス基
板（ＮＡ４５　：　ＨＯＹＡ製、３００角）に実施例１
と同様の操作でＩＴ○パターニング基板を作製した。

次に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ＣＲ，ＣＧ、
ＣＢをそれぞれ、１：１：Ｉ重量部混合したものを用い
、先はど作製したＩＴＯパターニングガラス基板を１０
ｒｐｍで回転させ、この上にレジスト剤を３０ｃｃ噴霧
し、その後回転数を２．５００ｒｐｍにし、基板上に均
一に製膜した。

スピンコード後の基板は８０°Ｃて１５分間プリベーク
した。

そして高圧水銀灯２ｋＷ（露光能カニ１００ｍＪ／ｄ・
秒）を有し、アライメント機能を持つ露光機で位置合わ
せしながら、ブラックマトリックスのデザイン（９０Ｘ
３１０μｍ角−２０μｍ線幅）のマスクを用いてプロキ
シミティギャップ７０μｍをとり、２００秒間露光した
。その後、富士ハントＣＤ（富士ハントエレクトロニク
ステクノロジー社製）を純水で４倍に希釈したアルカリ
現像液にて３０秒現像し、純水でリンスした後２００°
Ｃて１００分間ポストベークした。

４１の純水に前記ＦＰＥＧ（同口化学■製）と、ＬｉＢ
ｒ　（和光純薬玉業■製）と、クロモフタールＡ２Ｂ（
チバガイギー社製）と、ポリエチレングリコールを入れ
、それぞれ２ｍＭ、　Ｏ，ＩＭ、　　１２ｇ／１．２．
５ｇ／Ｉの濃度になるような溶液とし、超音波ホモジナ
イザーで１０分間分散させてミセル分散液とした。この
ミセル溶液に前記ＩＴＯパターン基板を挿入し、ストラ
イプのＲ列にポテンションスタットを接続して０．９Ｖ
の定電位電解を行い、カラーフィルタＲの薄膜を作製し
た。純水で洗浄後、オーブンにて１４０°Ｃてプリベー
クした。

そして、ＧてはヘリオゲングリーンＬ９３６１（ＢＡＳ
Ｆ社製）を１８ｇ／ｆ、Ｂてはヘリオゲンブルーに７０
８０（ＢＡＳＦ社製）を１２ｇ／ｉの濃度にした以外は
、上記Ｒの製膜と同じ条件て製膜を行い、ＲＧＢのカラ
ーフィルタ薄膜を得た。

実施例１と同様にして物性測定を行った結果を第１表に
示す。

実施例３実施例２て得たカラーフィルタ薄膜をスパッタ装置に入
れ、ＩＴＯをスパッタして約１０００ＡのＩＴＯ薄膜を
形成し、導電性コーティングを施したＴＰＴ　（薄膜ト
ランジスタ駆動液晶タイプ）用カラーフィルタを製造し
た。

実施例４実施例２て得たカラーフィルタ薄膜基板をｌＯｒｐｍで
回転させ、この上に導電性透明ポリマー（シントーケミ
トロン社製）を３０ｃｃ噴霧した。

その後回転数を２．５００　ｒｐｍにし、基板上に均一
に製膜した。スピンコード後の基板は８０°Ｃて１５分
間プリベークし、導電性コーティングを施したカラーフ
ィルタを製造した。

実施例５実施例２て得たカラーフィルタ薄膜基板をｌＯｒｐｍで
回転させ、この上にＩＴ○粒子（Ｉ２０２：住人セメン
ト社製）をトップコーティング剤（ＪＳＲ７２６５：Ｊ
ＳＲ社製）に４０重量％ドープした導電性透明ポリマー
を３０ｃｃ噴霧した。その後回転数を２．５０　Ｏｒｐ
ｍにし、基板上に均一に製膜した。スピンコード後の基
板は１８０°Ｃて６０分間プリベークし、導電性コーテ
ィングを施したカラーフィルタを製造した。

実施例６ＴＴＯ膜として４００Ω／ｃｄの面抵抗を持つガラス基
板（ＮＡ４５　：　ＨＯＹＡ製、３００角）に実施例１
と同様の操作でＩＴＯパターニング基板を作製し、さら
に同様にしてブラックマトリックスを形成してＩＴ○パ
ターン基板を作製した。

４１の純水に前記ＦＰＥＧ（同仁化学銖製）と、ＬｉＢ
ｒ（和光純薬工業■製）と、クロモフタールＡ２Ｂ（チ
バガイギー社製）を入れ、それぞれ２ｍＭ、　Ｏ，ＩＭ
、　　１２　ｇｌｌの濃度になるような溶液とし、超音
波ホモジナイザーで１０分間分散させてミセル分散液と
した。このミセル溶液に前記ＩＴ○パターン基板を挿入
し、ストライブのＲ列にポテンションスタットを接続し
て０．９■の定電位電解を行い、カラーフィルタＲの薄
膜を作製した。純水て洗浄後、オーブンにて１４０°Ｃ
てプリベークした。

そして、ＧではヘリオゲングリーンＬ９３６１（ＢＡＳ
Ｆ社製）を１８ｇ／ｆ、Ｂてはへリオゲンブルーに７０
８０（ＢＡＳＦ社製）を１２ｇ／Ｉの濃度にした以外は
、上記Ｒの製膜と同じ条件て製膜を行い、ＲＧＢのカラ
ーフィルタ薄膜を得た。

さらに、４１の純水に前記ＦＰＥＧ（同口化学■製）と
、ＬｉＢｒ（和光純薬工業■製）と、ポリエチレングリ
コールを入れ、それぞれ２ｍＭ、０．１Ｍ、２．５ｇ／
ｌの濃度になるような溶液とし、超音波ホモジナイザー
で１０分間分散させてミセル分散液とした。このミセル
溶液に前記カラーフィルタを挿入し、ストライブのＲＧ
Ｂ全列にポテンションスタットを接続して０．９ｖの定
電位電解を行い、カラーフィルタ上にポリエチレングリ
コールの薄膜を作製した。このようにして得たＭＩＭ用
、５ＴＮ（スーパーツィステッドネマティック液晶タイ
プ）用カラーフィルタの物性測定を実施例１と同様にし
て行った結果を第１表に示す。

実施例７実施例６て得たカラーフィルタ薄膜をスパッタ装置に入
れ、ＴＴＯをスパッタして約１０００ＡのＩＴＯ薄膜を
形成して、導電性コーティングを施したＴＰＴ用カラー
フィルタを製造した。

実施例８実施例２において、ポリエチレングリコールに代えてポ
リメタクリル酸メチルを用いたこと以外は、すへて実施
例２と同様の操作を行い、カラーフィルタを製造した。

実施例９実施例６において、ポリエチレングリコールに代えてポ
リメタクリル酸メチルを用いたこと以外は、すべて実施
例６と同様の操作を行い、カラーフィルタを製造した。

比較例１ポリエチレングリコールを用いなかったこと以外は、実
施例２と同様にして得たカラーフィルタ薄膜基板を１０
ｒｐｍで回転させ、この上にトップコーティング剤（Ｊ
ＳＲ７２６５：　ＪＳＲ社製）を３０ｃｃ噴霧した。そ
の後回転数を２．５０　Ｏｒｐｍにし、基板上に均一に
製膜した。スピンコード後の基板は１８０°Ｃで６０分
間プリベークした。

比較例２ＩＴ○膜として４００Ω／ｃｉの面抵抗を持つガラス基
板（ＮＡ４５　：ＨＯＹＡ製、３００角）に実施例１と
同様の操作てＩＴ○パターニング基板を作製し、さらに
同様にしてブラックマトリックスを形成してＩＴＯパタ
ーン基板を作製した。

４ｐの純水に前記ＦＰＥＧ（同仁化学■製）と、ＬｉＢ
ｒ（和光純薬工業■製）と、クロモフタールＡ２Ｂ（チ
バガイギー社製）を入れ、それぞれ２ｍＭ、　Ｏ，ＩＭ
、　　１２　ｇ／ｌの濃度になるような溶液とし、超音
波ホモジナイザーて１０分間分散させてミセル分散液と
した。このミセル溶液に前記ＩＴ○パターン基板を挿入
し、ストライブのＲ列にポテンションスタットを接続し
て０．９Ｖの定電位電解を行い、カラーフィルタＲの薄
膜を作製した。純水で洗浄後、オープンにて１４０’Ｃ
てプリベークした。

そして、ＧではへりオゲングリーンＬ９３６１（ＢＡＳ
Ｆ社製）を１８ｇ／ｌ、Ｂてはへりオゲンプルーに７０
８０（ＢＡＳＦ社製）を１２ｇ／ｆ！の濃度にした以外
は、上記Ｒの製膜と同し条件て製膜を行い、ＲＧＢのカ
ラーフィルタ薄膜を得た。

（以下余白）〔発明の効果〕以上の如く、本発明の方法によれば、ミセル電解法の特
徴である導電性をそのまま保ちつつ、鉛筆硬度試験で４
Ｈ以上の膜硬度を有するカラーフィルターを得ることか
てき、ラヒングなどのパネル形成も容易に行うことか可
能となる。

したかって、本発明の方法によって製造されるカラーフ
ィルタは、例えば、液晶表示素子、ニレ゛クトロクロミ
ック表示素子、調階表示素子、プラズマデイスプレィパ
ネル、分光機器、固体撮像素子、調光器などの種々の表
示素子やフィルタに利用することができる。具体的には
、例えば、ラップトツブ型のパーソナルコンピューター
、ワードプロツセッサー、ワークステーション、オーロ
ラビション、液晶プロジェクタ−１液晶カラーテレビ、
液晶カラーフィルタ、色調ガラス、オーバーへッドブロ
ジェクタ（○ＨＰ）、車搭載インパネ。

機器モニター等の分野に有効に利用される。

特許出願人　　出光興産株式会社代理人　弁理士　大　谷　　　保

Claims

【特許請求の範囲】

（１）赤色、緑色、青色三原色の分光特性を有する顔料
あるいは染料と、構造補強樹脂とを、水性媒体中でフェ
ロセン誘導体からなる界面活性剤を用いて各々分散ある
いは可溶化して各色のミセル溶液あるいは分散液を調製
し、各色のミセル溶液あるいは分散液に、パターニング
された透明導電性基板を順次挿入して各色ごとに通電処
理を行うことにより、該基板上に色分解フィルタを形成
することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
（２）赤色、緑色、青色三原色の分光特性を有する顔料
あるいは染料を、それぞれ水性媒体中でフェロセン誘導
体からなる界面活性剤を用いて各々分散あるいは可溶化
して各色のミセル溶液あるいは分散液を調製し、各色の
ミセル溶液あるいは分散液に、パターニングされた透明
導電性基板を順次挿入して各色ごとに通電処理を行い、
該基板上に色分解フィルタを形成し、次いで該基板を、
構造補強樹脂を水性媒体中でフェロセン誘導体からなる
界面活性剤を用いて分散あるいは可溶化して得られるミ
セル溶液あるいは分散液に挿入して通電処理を行うこと
により、前記色分解フィルタ上に補強剤薄膜を形成する
ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
（３）前記構造補強樹脂が、ポリエチレングリコール、
ポリアクリル酸メチル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂、
あるいは前記ポリアクリル酸メチル系樹脂あるいはエポ
キシ系樹脂の誘導体あるいは共重合体のいずれかである
ことを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィル
タの製造方法。