JPH04165306A - カラーフィルタの製造方法 - 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、たとえば液晶デイスプレィ等のフラットデイ
スプレィ、ＣＯＤ等のイメージヤ−１あるいはカラーセ
ンサー等に用いられるカラーフィルタを高い精度で効率
良く、しかも低廉に得ることのできるカラーフィルタの
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえばカラービデオカメラの撮像管には、複数色の微
細なストライプが透明基板上に形成されてなるカラーフ
ィルタが撮像管に装着されている。

また、液晶表示素子においても、近年のカラー化の要請
に応するべくカラーフィルターが用いられるに至ってい
る。カラーフィルターを用いてなる液晶カラー表示素子
の一例を第２図に示す。この液晶カラー表示素子は、透
明基板１０１、表示極１０２　ａ、　１０２　ｂ、　１
０２　ｃ、カラーフィルタ１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ、透明対向電極１０４、および透明対向基板１０５を
備え、透明基板１０１と透明対向基板１０５との間に液
晶物質が満たされている。なお、各カラーフィルタ１０
３ａ、１０３ｂおよび１０３Ｃの色調はそれぞれ異なっ
ている。そして、この液晶カラー表示素子においては、
表示極１０２ａ、１０２ｂおよび１０２Ｃと対向電極１
０４との間に選択的に電圧を印加することにより複数色
のカラー表示がなされる。

たとえば上記のようにして利用されるカラーフィルタは
、従来、スクリーン印刷法あるいはフォトリソグラフィ
ーの手段を用いて製造されていた。

ここで、スクリーン印刷法はメツシュ状スクリーンにイ
ンキ遮蔽マスクを形成し、該遮蔽マスクの非マスク部を
所望のパターンとし、該非マスク部からインキを透過さ
せて被印刷体にインキを付着させることにより印刷を行
う方法である。

また、フォトリソグラフィーの手段を用いてカラーフィ
ルタを製造する場合には感光性樹脂が使用されるが、こ
の感光性樹脂により複数の透明着色画像を形成するには
、たとえば次のようにする。

すなわち、先ず、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ゼラチン、カゼインなどの親水性樹脂に、感
光材として重クロム酸塩、クロム酸塩あるいはジアゾ化
合物などが添加されてなる感光性樹脂を、透明基板ある
いは固体撮像素子などの支持体上に塗布して透明感光性
樹脂層を形成する。次に、この透明感光性樹脂層上に所
定形状の開ロバターンを有するマスクを載置し、露光お
よび現像を行なって第１樹脂層を形成し、この第１樹脂
層を所望の染料で染色して第１透明着色画像を形成する
。次いで、この第１透明着色画像上に、染料の移行を防
止するために、疎水性樹脂からなる透明な防染用樹脂膜
を形成した後、第１透明着色画像の形成方法と同様にし
て第２透明着色画像を形成する。この操作を繰り返すこ
とによって複数色に着色された透明着色画像が支持体上
に形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、スクリーン印刷法においては、パターン
の微細化が困難であるとともに多色化が進むほど印刷精
度が低下するという問題がある。

また、フォトリソグラフィーの手段を用いる場合には、
微細なパターンを形成することは可能である反面、色変
えの度にフォトリソグラフィー工程の処理を行なう必要
が生じ、しかも染色の際に既に着色された部分が二度染
めされないように防染対策を施す必要もある。したがっ
て、フォトリソグラフィーの手段を用いる場合には工程
が極めて煩雑になり、製造コストが高くなるという問題
がある。

本発明は前記の事情に基づいてなされたものである。す
なわち、本発明の目的は、高精度の微細パターンが形成
されたカラーフィルタを、簡略化された工程で、しかも
低置に効率良く得ることのできるカラーフィルタの製造
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および作用〕前記の目的を
達成するための本発明の構成は、複数色の着色パターン
を順次形成するカラーフィルタの製造方法において、所
定形状にパターニングされた電極基板上に複数色の電着
着色パターンを順次形成した後、該複数色の電着着色パ
ターンを透明基板上に転写することを特徴とするカラー
フィルタの製造方法である。

第１図（ａ）〜同図（ｃ）に本発明の方法によるカラー
フィルタの製造過程を示す。

本発明のカラーフィルタの製造方法においては、たとえ
ば第１図（ａ）に示すように、先ず、所定形状にパター
ニングされた電極基板１の導電膜１ｂ上に複数色の電着
着色パターン２を順次形成する。

使用に供される電極基板１は、たとえば可撓性を有する
フレキシブル材または可撓性のないリジッド材を用いて
なる支持体ｌａ上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、
金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの導電膜１ｂを所定形状に
パターニングして設けることにより形成することができ
る。ここで、支持体１ａの形成に用いられる前記フレキ
シブル材としては、たとえば石英ガラス、パイレックス
ガラス、合成石英板などを挙げることができる。

また、前記リジッド材としては透明樹脂フィルム、光学
用樹脂板などが挙げられる。

この支持体１ａ上に形成する導電膜１ｂ上のパターニン
グは常法に従って行なうことができる。

電着着色パターン２は、たとえば上記のようにして形成
される電極基板１を顔料が分散された分散媒中に浸漬し
、この電極基板１の導電膜１ｂからなる陽極とたとえば
白金板を用いてなる陰極との間に２〜３０Ｖ程度の直流
電圧を印加することにより、導電膜ｌｂ上に前記顔料を
電着させる電気泳動電着法を好適に採用して形成するこ
とができる。なお、複数色の電着着色パターン３は所望
の色の顔料が分散された分散媒中に電極基板１を浸漬し
て所望の色の顔料毎に電気泳動電着法を行ない、異なる
色の顔料が分散された分散媒中に電極基板１を浸漬する
都度、該基板１の導電膜１ｂに選択的に直流電圧を印加
して形成する。すなわち、パターン化されて複数形成さ
れた導電膜１ｂのうち、所定の導電膜１ｂに所望の色（
例えば赤色）の顔料を電着して電着着色パターン２を形
成したならば、その後は異なる色（例えば緑色）の顔料
が分散された分散媒中に該電極基板１を浸漬し、電着着
色パターン２が既に電着されている前記の導電膜１ｂと
は異なる導電膜１ｂに選択的に直流電圧を印加すればよ
い。

電極基板１を浸漬する前記の分散媒としては、たとえば
アニオン型電着フォトレジスト等の電蓄フォトレジスト
を含有するとともに、顔料を有機溶媒若しくは水または
これらの混合物に分散してなるものを好適に使用するこ
とができる。

この分散媒に分散される顔料としては、たとえば酸化鉄
、銀朱、群青、紺青、酸化コバルト、チタニウムイエロ
ー、モリブデン赤、エメラルドグリーン、コバルトブル
ー、セルリアンブルー、ミロリブルー、コバルトグリー
ン等の無機顔料：およびフタロシアニン系、キナクリド
ン系、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合アゾ系、アゾレ
ーキ系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チオイン
ジゴ系、イソインドリノン系、ペリノン系、ペリレン系
等の有機顔料が挙げられる。また有機溶媒あるいは水に
難溶性である染料を用いることもできる。

前記分散媒における前記電着フォトレジストの含有割合
は、通常、５〜５０重量％、好ましくは１０〜１５重量
％であり、前記顔料の含有割合は、通常、３０重量％以
下、好ましくは０．５〜１重量％である。

前記の電気泳動電着法において、前記顔料が負に帯電し
ている場合には導電膜１ｂが直流電源の陽極に接続され
、また前記顔料が正に帯電している場合には導電膜１ｂ
が直流電源の陰極に接続されるが、いずれの場合にもこ
のとき用いられる対向電極としては、たとえば白金板、
ステンレス板等が挙げられる。そして、これらの両極板
は、通常、１０〜５０ｍｍ程度の間隔で前記分散媒中に
配設される。

本発明の方法においては、前述のようにして電極基板１
上に複数色の電着着色パターン２を順次形成した後、こ
の電着着色パターン２と、たとえば予め粘着層３が形成
された透明基板４とを、第１図（ｂ）に示すように密着
させ、その後、両者を引き剥がすことにより第１図（Ｃ
）に示すように複数色の電着着色パターン２を透明基板
４上に転写させてカラーフィルターを製造する。

使用に供される透明基板４の形成材料としては、たとえ
ば透明ガラス、透明樹脂などの透明材料が挙げられる。

また、この透明基板４上に形成される粘着層３は、たと
えば紫外線硬化性樹脂塗布液を好適に用いて形成するこ
とができる。すなわち、透明基板４上に光硬化性樹脂塗
布液を塗布して粘着層３を形成し、この粘着層３と電着
着色パターン２とを密着させた状態で透明基板４を介し
て紫外線を照射すれば、粘着層３と電着着色パターン２
中に含まれる前記の電着レジストとが同時に硬化し、密
着状態にある粘着層３と電着着色パターン２とを引き剥
かせば、電着着色パターン２が粘着層３を介して透明基
板４上に移行する。

以上のようにして製造されるカラーフィルタは耐熱性お
よび耐光性に優れ、たとえばこのカラーフィルタを液晶
カラー表示装置に用いれば良好なカラー画像が表示され
る。

〔作用〕

所定形状にパターニングされた電極基板上に複数色の電
着着色パターンを順次形成した後、該複数色の電着着色
パターンを透明基板上に転写するため、−旦、所定形状
にバターニングされた電極基板を作成すれば、該電極基
板をいわゆるマスター基板として繰り返して使用するこ
とが可能である。

また、複数色の電着着色パターンを一括転写するため透
明基板上に転写するため、透明基板上に転写される電着
着色パターン表面には電極基板の平滑性がそのまま得ら
れ、しかも透明基板上に転写される電着着色パターンの
膜厚は一定である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を示し、本発明についてさらに具
体的に説明する。

厚さ３５μｍのポリイミドフィルム上に厚さ１５μｍの
銅箔を積層し、エツチングによりこの銅箔を幅１００μ
ｍの電極ライン形状にパターニングして電極基材とした
。

一方、アニオン型電蓄フォトレジスト、「オリゴ−ＥＤ
Ｊ　　（日本石油化学社製）を残留固体分が・１３．５
重量％になるように純水で希釈したもの←着色顔料を１
〜５重量％の割合で添加して電着液を調製した。着色顔
料は、赤色（ナフトールレッド）、緑色（フタロシアニ
ングリーン）および青色（銅フタロシアニンブルー）の
３色を使用し、それぞれ前記の電着フォトレジストと混
合してからボールミルを用いて分散させることにより赤
色分散媒Ｒ１緑色分散媒Ｇ、青色分散媒Ｂをそれぞれ調
製した。なお、ここで使用した「オリゴ−ＥＤＪ　　（
日本石油化学社製）は変性アクリレート、プロピレング
リコールモノアクリレート等からなる固形分を１４．４
重量％の割合で含有するとともに水およびアルコールか
らなる揮発分を８５．６％の割合で含有し、増感剤・助
剤にはα−アミノアセトフェノン系増感剤が用いられる
。

前記の電極基材を陽極とし、白金電極を陰極として電極
間隔２．５ｃｍで前記青色分散媒Ｂ中に両電極を浸漬し
、１０ｍＡの定電流を６０秒間通電して電着レジストお
よび顔料を電気泳動電着した。その後、−旦、電着基材
を取り出し、水洗してから温度８０℃で５分間乾燥を行
なった。

次いで、両電極を前記緑色分散媒Ｇ中に浸漬して上記と
同様の工程を繰り返し、その後、両電極を赤色分散媒Ｒ
中に浸漬して電極基板上に、青、緑、赤の３色の着色画
像層を形成した。このとき、定電流の通電時間（直流電
圧の印加時間）を調節することにより、青、緑、赤の３
色の着色画像層のいずれの膜厚も約２μｍとなるように
した。

次に、厚さ１．１ｍｍのパイレックスガラス上に、ｒＩ
　ＮＣ−１００Ｊ　　（日本化薬社製）とインボニルア
クリレート（ソマール社製）とを１：ｌの割合で混合し
、これに光開始剤および増感剤を２重量％ずつ添加して
なり、ガラス密着性に優れた紫外線硬化性ブライマーを
膜厚２μｍとなるようにスピンナー塗布法を採用して塗
布した。

このプライマー付ガラス面と前記の着色画像層とを合わ
せて電極基材をガラス基板に密着させ、マイクロ波放電
ランプを使用してガラス面から紫外線を照射し、前記の
ブライマーおよび電着フォトレジストを同時に硬化させ
ることにより電極基材から着色画像層をガラス基板上へ
転写させてカラーフィルタを製造した。

得られたカラーフィルタを用いて３１！２図に示した構
成の液晶カラー表示素子を作製し、カラー画像を表示さ
せたところ色ずれやにじみのない良好なカラー画像が表
示された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数色の着色パターンを順次選択的に
電極基板上に電着して形成した後、この電着着色パター
ンを透明基板に転写してカラーフィルタを製造するので
、従来法に比較して高精度の微細パターンが形成された
カラーフィルタを、簡略化された工程で、しかも低置に
効率良く得ることの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。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜同図（ｃ）は本発明のカラーフィルタの
製造方法におけるカラーフィルタの製造過程の一例を示
す説明図、第２図はカラーフィルタを用いた液晶カラー
表示素子の一構成例を示す説明図である。 １・・・電極基板、２・・・電着着色パターン、４・・
・透明基板。 （ａ） 佑　１　回 ｌＯづ　　　１０４ 蒸　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数色の着色パターンを順次形成するカラーフィルタの
   製造方法において、所定形状にパターニングされた電極
   基板上に複数色の電着着色パターンを順次形成した後、
   該複数色の電着着色パターンを透明基板上に転写するこ
   とを特徴とするカラーフィルタの製造方法。