JPH05119209A

JPH05119209A - カラーフイルタ製造方法およびカラーフイルタ製造用の電着基板

Info

Publication number: JPH05119209A
Application number: JP27777391A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takeuchi; 敏武内
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶ディスプレイ等のフラットディスプレ
イ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ等
に用いられる高解像度のカラーフィルタを効率よく得る
ことのできるカラーフィルタの製造方法および電着基板
を提供する。【構成】電着基板上に形成されたＮ型光半導体層に、
第ｍ色のカラーフィルタ層のみに透過可能な色光を照射
して第ｍ色のカラーフィルタ層上に位置する部分に光メ
モリー性を発現させ、この照射部分に第ｍ色に対応する
電着材を電着して第ｍ色に対応する単色フィルタを形成
し、これを繰り返すことによりＭ色からなる多色カラー
フィルタを前記Ｎ型光半導体層上に形成し、この多色カ
ラーフィルタを液晶パネル用の透明基板上に転写すると
ともに、多色カラーフィルタ上に透明電極層を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーフィルタの製造方
法に係り、特に液晶用のカラーフィルタを高精度で、か
つ簡便に製造することが可能なカラーフィルタの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶カラーテレビやコンピュータ用液晶
表示体のカラー表示方法として多種の方法があるが、一
般的なカラー表示手段として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）等のカラーフィルタを用いる方法がある。このカ
ラーフィルタの製造方法としては、染色性レジストパタ
ーンを染色する染色法、感光性レジスト内に予め着色顔
料を分散させておき露光・現像する顔料分散法、あるい
は印刷インキで各色を印刷する印刷法等が挙げられる。
そして、液晶カラーテレビやコンピュータ用液晶表示体
のように大衆性が求められる製品では、品質と共にその
価格の低廉化が最も大きな問題であり、このため製造コ
ストの低減が可能なカラーフィルタの製造方法が要望さ
れている。

【０００３】しかし、上記の染色法ではカラーフィルタ
の色品質は良いが耐熱性や耐光性の点で劣り、また製造
工程が複雑なために製造コストが高いという問題があっ
た。また、顔料分散法は耐熱性や耐光性が向上するとと
もに工程もやや簡略化できるものの、材料価格が高いた
めに製造コストの低減には限度があった。さらに、印刷
法は工程が簡略であることから製造コスト低減が期待さ
れていたが、品質が劣り薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型
液晶表示体には用いることができず、また製造時の良品
歩留まりが低く、期待されたほどの製造コスト低減が得
られなかった。

【０００４】このような問題を解決するために、電着法
を用いたカラーフィルタ製造が開発されている。電着法
を用いたカラーフィルタ製造方法としては、透明電極を
有するガラス基板上に直接カラーフィルタ成分を電着す
る方法や、他の基板上に電着したカラーフィルタ成分を
ガラス基板上に転写する方法等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電着法
を用いた従来のカラーフィルタ製造方法はフォトリソグ
ラフィ工程を使用するものであり、製造コスト低減には
フォトリソグラフィ工程の短縮が不可欠であった。

【０００６】フォトリソグラフィ工程を短縮する方法と
しては、透明電極基板上で３〜４回行われるフォトレジ
スト工程（塗布・露光・現像・乾燥・その他）におい
て、ポジ型感光性レジストを用いることによりレジスト
塗布を１回で済ますことのできる簡便法が提案されてい
る（特開昭６３−２１０９０１号等）。この方法は従来
法が必要とする３〜４回のレジスト塗布を１回に減らし
たものでり、フォトレジスト工程は確かに簡略化される
が、その他の工程は依然存続するものであった。このた
め、製造工程の簡略化は不十分なものであり製造コスト
の低減がなされないという問題があった。このような問
題は、任意の導電性基板上に電着により多色カラーフィ
ルタを形成した後ガラス基板上に転写する方法において
も同様に発生する問題である。

【０００７】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、液晶ディスプレイ等のフラットディスプ
レイ、ＣＣＤ等のイメージャー、あるいはカラーセンサ
等に用いられる高解像度のカラーフィルタを効率よく得
ることのできるカラーフィルタの製造方法および電着基
板を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は透明基板上にＭ色（Ｍは２以上の整
数）以上の多色カラーフィルタ層を設け、この多色カラ
ーフィルタ層上に透明導電物質層とＮ型光半導体層を積
層して電着基板を形成する第１の工程と、前記多色カラ
ーフィルタ層のうち第ｍ色（ｍは２以上Ｍ以下の整数）
のカラーフィルタ層のみに透過可能な色光を前記透明基
板側から前記電着基板に照射して前記Ｎ型光半導体層の
うち第ｍ色のカラーフィルタ層上に位置する部分に光メ
モリー性を発現させながら、あるいは発現させた後、前
記電着基板を前記第ｍ色に対応する電着浴に浸漬して色
フィルタ成分を電着し洗浄乾燥して、第ｍ色に対応する
単色フィルタを第ｍ色のカラーフィルタ層上に位置する
前記Ｎ型光半導体層上に形成することをＭ回繰り返しＭ
色からなる多色カラーフィルタを前記Ｎ型光半導体層上
に形成する第２の工程と、液晶パネル用の透明基板上
に、前記Ｎ型光半導体層上に形成した前記多色カラーフ
ィルタを転写し、転写した該多色カラーフィルタ上に透
明電極層を形成する第３の工程とを有するような構成と
した。

【０００９】また、本発明の電着基板は透明基板と、該
透明基板上に形成されたＭ色（Ｍは２以上の整数）以上
の多色カラーフィルタ層と、該多色カラーフィルタ層上
に積層されたＮ型光半導体層とを備えるような構成とし
た。

【００１０】

【作用】電着基板上に形成されたＮ型光半導体層には、
第ｍ色のカラーフィルタ層のみに透過可能な色光が照射
されて第ｍ色のカラーフィルタ層上に位置する部分に導
電性が発現され、この照射部分に第ｍ色に対応する電着
材が電着されて第ｍ色に対応する単色フィルタが形成さ
れ、これを繰り返すことによりＭ色からなる多色カラー
フィルタが前記Ｎ型光半導体層上に形成され、この多色
カラーフィルタが液晶パネル用の透明基板上に転写され
るとともに透明電極層が形成されてカラーフィルタが得
られる。これにより、カラーフィルタの工程の簡略化が
なされ製造コストの低減が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明により製造されたカラーフ
ィルタを用いたアクティブマトリックス方式による液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の一例を示す斜視図であり、図
２は同じく概略断面図である。図１および図２におい
て、ＬＣＤ１はカラーフィルタ１０と透明ガラス基板２
０とをシール部材３０を介して対向させ、その間に捩れ
ネマティック（ＴＮ）液晶からなる厚さ約５〜１０μｍ
程度の液晶層４０を形成し、さらに、カラーフィルタ１
０と透明ガラス基板２０の外側に偏光板５０，５１が配
設されて構成されている。

【００１２】図３はカラーフィルタ１０の拡大部分断面
図であり、カラーフィルタ１０は透明基板１２と、この
透明基板１２上に透明接着剤層１３を介して形成された
ブラックマトリックス１４と、着色層１６と、ブラック
マトリックス１４と着色層１６を覆うように設けられた
保護層１８と透明電極層１９とを備えている。このカラ
ーフィルタ１０は透明電極層１９が液晶層４０側に位置
するように配設されている。そして、着色層１６は赤色
パターン１６Ｒ、緑色パターン１６Ｇ、青色パターン１
６Ｂからなり、各着色パターンの配列は図１に示される
ようにモザイク配列となっている。尚、着色パターンの
配列はこれに限定されるものではなく、三角配列、スト
ライプ配列等としてもよい。

【００１３】また、透明ガラス基板２０上には表示電極
２２が各着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応す
るように設けられ、各表示電極２２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）２４を有している。また、各表示電極２２間
にはブラックマトリックス１４に対応するように走査線
（ゲート電極母線）２６ａとデータ線２６ｂが配設され
ている。

【００１４】このようなＬＣＤ１では、各着色パターン
１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが画素を構成し、偏光板５１側
から照明光を照射した状態で各画素に対応する表示電極
をオン、オフさせることで液晶層４０がシャッタとして
作動し、着色パターン１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのそれぞ
れの画素を光が透過してカラー表示が行われる。

【００１５】カラーフィルタ１０の透明基板１２として
は、石英ガラス、パイレックスガラス、合成石英板等の
可撓性のないリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、
光学用樹脂板等の可撓性を有するフレキシブル材等を用
いることができる。このなかで、特にコーニング社製７
０５９ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定
性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガ
ラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであ
るため、アクティブマトリックス方式によるＬＣＤ用の
カラーフィルタに適している。

【００１６】ここで、本発明によるカラーフィルタ１０
の具体的な製造方法を説明する前に、本発明の製造方法
の基本となるＮ型光半導体について説明する。本発明の
カラーフィルタ製造方法は、フォトリソグラフィーから
成り立っている従来の電着法から脱却するものである。
すなわち、従来の電着法において、不要部へのフィルタ
成分の電着を防止するための電気絶縁性レジスト膜を感
光性フォトレジストを用いて形成していたのに対し、こ
れを排して同様な機能を有するＮ型光半導体を使用する
ことから成り立っている。したがって、本発明ではフォ
トレジスト処理工程が完全に排除され著しい工程短縮が
可能となる。

【００１７】上記のＮ型光半導体は、光照射により光照
射部分での電子伝導度が増加し、未照射部分に比べて負
の電気伝導性が著しく増加するので、半導体材料の構成
により光照射しない部分は電気絶縁性であり光照射部分
は導電性となる。すなわち、光照射により一つの半導体
層面を導電部と絶縁部とに分別調整することができる。
このような原理は、電子写真において既に利用されてい
るものである。

【００１８】一方、ある種のＮ型光半導体は、光照射に
よる効果（露光効果）をある期間保存する光メモリー性
を有することが知られている。この光メモリー性は永久
的ではなく材料に応じた期間だけ保有され、所定期間経
過後は光メモリー性は消滅して元の絶縁性に復帰する。
また、適当な加熱によって復帰時間が著しく短縮され
る。

【００１９】この種のＮ型半導体の露光効果と光メモリ
ー性とを利用した電着用基板の応用として、電解現像型
電子写真法がある（印写工学IV P315、昭和４６年１２
月発行、共立出版（株）、写真工業別冊 Vol.222 、画
像の科学、特公昭４９−１０７０６号等参照）。この電
解現像型電子写真法ではＮ型半導体基板自体がコピー用
紙として製品となるものである。また、電解現像におけ
る顕色法は、金属塩溶液から金属を電解析出させたもの
や、半導体電極面の還元性を利用して還元発色性染料を
用いたものであり、モノクロおよびカラー複製が可能な
方法である。ここで、モノクロ複製は１回現像なので、
光メモリー性を利用して露光した後現像することにより
複製が完成するが、多色のカラー複製は複数回（通常は
４回）現像するので、前の露光効果を熱消去して元状態
に復帰させてから次の色の露光を行うものである（３Ｍ
社：エレクトロカラー、電子写真法の電解現像法参
照）。このような、コピーを目的とした電解現像型電子
写真法が、コピーに比べて遥かに高精度の画像形成と、
定められた色フィルタ性が要求される液晶用カラーフィ
ルタの製造に適用された例はない。

【００２０】つぎに、本発明によるカラーフィルタ１０
の製造方法を図４乃至図８を参照して説明する。図４は
本発明において用いる電着基板の概略断面図である。図
４において、電着基板２は透明基板３と、この透明基板
３上に積層された多色カラーフィルタ層４、透明導電性
膜５およびＮ型光半導体層６とにより構成されている。

【００２１】透明基板３としては、無色のガラス、プラ
スチック板、フィルム類等、任意の材料を使用すること
ができる。また、カラーフィルタ層４はＭ色（Ｍは２以
上の整数）以上の多色カラーフィルタ層であり、図示例
では赤（Ｒ）色フィルタ層４Ｒ、緑（Ｇ）色フィルタ層
４Ｇ、青（Ｂ）色フィルタ層４Ｂ、および黒（Ｂｌ：ブ
ラックマトリックス）色フィルタ層４Ｂｌからなってい
る。この多色カラーフィルタ層４の形成は染色法、顔料
分散法、印刷法等の公知の手段によりり行えるので、こ
こでの説明は省略する。

【００２２】多色カラーフィルタ層４上に形成される透
明導電性膜５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜、二
酸化スズ（ＳｎＯ₂）膜等を使用することができる。こ
のような透明導電性膜５の厚さは２００〜２０００Å程
度が好ましい。、Ｎ型光半導体層６は、光メモリー性Ｎ
型光半導体を用いて形成される。光メモリー性Ｎ型光半
導体としては、例えば硫化亜鉛カドミウム、セレン化亜
鉛−カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、有機半導体等
が挙げられる。このなかで、電気特性や光メモリー特
性、製造の容易性、経済性等から酸化亜鉛、酸化チタン
が有用である。

【００２３】光メモリー性Ｎ型光半導体として電子写真
用酸化亜鉛を用いた場合、電子写真用酸化亜鉛は電気絶
縁性樹脂類を結合剤としてペースト状とされ、透明導電
性膜５上に２〜３０μｍの厚さに均一に塗布・乾燥され
る。電気絶縁性樹脂類としては、アルキッド樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体樹脂、アクリル系樹脂等が挙
げられるが、一般的にはスチレン−ブタジエン共重合体
樹脂、アクリル系樹脂が使いやすい。また、酸化亜鉛の
Ｎ型光半導体層６の光感度を上げ、感光波長を制御する
ために、増感剤を添加することができる。増感剤として
は、ローズベンガル、ブロムフェノールブルー、パテン
トブルー等が挙げられる。このような増感剤の添加・調
整によって、露光に用いる光の波長を紫外域から可視域
の範囲で任意に選択できる。

【００２４】上述のような電着基板２に、図５に示すよ
うに透明基板３側から赤色（Ｒ）光を照射すると、多色
カラーフィルタ層４のうち赤色フィルタ層４Ｒ部分では
赤色光が透過するが、緑色フィルタ層４Ｇ、青色フィル
タ層４ＢおよびＢｌフィルタ層４Ｂｌでは赤色光が遮断
される。したがって、Ｎ型光半導体層６のうち赤色フィ
ルタ層４Ｒ部分の上の領域のみが感光して導電性が発現
され赤色フィルタ用感光部６′Ｒとなる。一方、Ｎ型光
半導体層６の他の領域は、未露光であり絶縁性状態が保
持されている。そして、赤色フィルタ用感光部６′Ｒの
導電性はメモリーされるため、後述する電着浴中で赤色
フィルタ成分が赤色フィルタ用感光部６′Ｒのみに選択
的に電着されて赤色単色のフィルタ層（ＲＤ）がＮ型光
半導体層６上に部分的に形成される。一方、Ｎ型光半導
体層６の未露光部分は、電着浴中で赤色フィルタ成分に
より汚染されるだけであり、電着後の水洗浄で赤色成分
が除去される。

【００２５】赤色単色のフィルタ層（ＲＤ）を形成し水
洗乾燥後、他の色の単色のフィルタ層を形成するが、そ
の際、赤色単色のフィルタ層（ＲＤ）形成のための露光
効果により次の単色フィルタ層形成に支障が生じるとき
は、加熱してこの露光効果を消去し元状態に復帰させて
おく必要がある。この場合、水洗後の乾燥を加熱乾燥と
することにより、乾燥と同時に光メモリーも除去できる
ので便利である。また、電着材料は、後述するように一
般に有機物であるため導電性が低く、電着析出の進行に
したがって層厚が増して電流が流れ難くなること、およ
び乾燥によって膜抵抗が著しく高くなることから、次の
露光時に前の露光効果が障害にならない場合もあるが、
光メモリーを消去しておくほうが工程信頼性が増すので
加熱乾燥は好ましい方法である。

【００２６】上述のような赤色単色のフィルタ層（Ｒ
Ｄ）を形成し水洗乾燥後、図６に示すように透明基板３
側から緑色（Ｇ）光を照射すると、多色カラーフィルタ
層４のうち緑色フィルタ層４Ｇ部分においてのみ緑色光
が透過され、他の領域では緑色光が遮断される。したが
って、Ｎ型光半導体層６のうち緑色フィルタ層４Ｇ部分
の上の領域のみが感光して導電性が発現されメモリーさ
れて緑色フィルタ用感光部６′Ｇとなる。そして、電着
浴中で緑色フィルタ成分が緑色フィルタ用感光部６′Ｇ
のみに選択的に電着されて緑色単色のフィルタ層（Ｇ
Ｄ）がＮ型光半導体層６上に部分的に形成される。

【００２７】同様に、緑色単色のフィルタ層（ＧＤ）を
形成し水洗乾燥後、透明基板３側から青色（Ｂ）光を照
射すると、多色カラーフィルタ層４のうち青色フィルタ
層４Ｂ部分においてのみ青色光が透過され、他の領域で
は青色光が遮断される。したがって、Ｎ型光半導体層６
のうち青色フィルタ層４Ｂ部分の上の領域のみが感光し
て導電性が発現されメモリーされて青色フィルタ用感光
部６′Ｂとなる。そして、電着浴中で青色フィルタ成分
が青色フィルタ用感光部６′Ｂのみに選択的に電着され
て青色単色のフィルタ層（ＢＤ）がＮ型光半導体層６上
に部分的に形成される。

【００２８】つぎに、図７に示されるようにＮ型光半導
体層６側から電着基板２を紫外線露光する。この露光に
より、Ｎ型光半導体層６のうちＢｌフィルタ層４Ｂｌ部
分の上の領域のみが感光して導電性が発現されメモリー
されてブラックマトリックス用感光部６′Ｂｌとなる。
このように、紫外線を用いる理由は、紫外線がＲ，Ｇ，
Ｂフィルタ層の全てにおいて非透過性であるので、ブラ
ックマトリックス用感光部６′Ｂｌのみに選択露光がで
きるからである。また、Ｎ型光半導体層６側から電着基
板２を露光するのは、透明基板３側から露光しても多色
カラーフィルタ層４のＢｌフィルタ層４Ｂｌにより光が
遮断されてＮ型光半導体層６が感光されないからであ
る。尚、マスク露光等により、Ｎ型光半導体層６のうち
フィルタ層ＲＤ，ＧＤ，ＢＤが形成された領域以外の領
域の全てにブラック層を形成してもよい。そして、電着
浴中でブラックマトリックス用感光部６′Ｂｌに黒色フ
ィルタ成分を電着して黒色フィルタ層（ＢｌＤ）がＮ型
光半導体層６上に形成される。これにより、フィルタ層
ＲＤ，ＧＤ，ＢＤおよびＢｌＤからなるカラーフィルタ
７が形成される。

【００２９】露光の光源としては、水銀灯やハロゲンラ
ンプ等を使用することができるが、露光時の潜像解像性
を保持するために光質は平行光が最も好ましい。したが
って、光源を充分離して点光源的に用いるか、コンデン
サーで平行光にして露光することが好ましい。また、色
光を得るためには、光源の前に色フィルタを配置する
が、一般的には波長域の狭いナローバンドフィルターを
用いる。露光にはレーザー光の使用も可能であり、光メ
モリー性を利用してスキャンニング露光法も採用でき
る。尚、ナローバンド光を露光光とする場合には、多色
カラーフィルタ層は必ずしもＲ，Ｇ，Ｂである必要がな
く、選択透過性を有する任意の色の組合せでよい。

【００３０】上述のようにしてＮ型光半導体層６上にカ
ラーフィルタ７が形成された電着基板２は、図８に示さ
れるように液晶パネル用ガラス基板１２と重ね合わさ
れ、カラーフィルタ７が液晶パネル用ガラス基板１２上
に設けられた透明接着剤層１３上に転写されてカラーフ
ィルタ１０のブラックマトリックス１４と着色層１６と
なる。

【００３１】液晶パネル用ガラス基板１２上に設ける透
明接着剤層１３は、通常の粘着剤を用いて形成してもよ
いが、２００℃以上の耐熱性が要求されるので、光硬化
性あるいは熱硬化性のものがよい。例えば、アクリル系
光硬化性接着剤、ポリイミド系耐熱性接着剤等を使用す
ることが好ましい。

【００３２】Ｎ型光半導体層６と、このＮ型光半導体層
６上に形成されるカラーフィルタ７との親和性は、使用
する電着材料の組み合わせより異なり、場合によっては
Ｎ型光半導体層６からのカラーフィルタ７の剥離が困難
となることがある。この場合、各色フィルタ用感光部
（導電性部）の導電性を阻害しない程度に電着操作の前
に予めＮ型光半導体層６上に剥離処理を施しておくこと
が好ましい。この剥離処理としては、界面活性剤、シリ
コーン等による一般的な剥離処理でよい。

【００３３】また、上記のような剥離処理を行う代わり
に、または併用して各色フィルタ用感光部（導電性部）
にフィルタ成分を電着するに前に剥離性物質を先に電着
し、その後、フィルタ成分を電着してもよい。そして、
液晶パネル用ガラス基板１２上にフィルタ成分とともに
剥離性物質も同時に転写し、その後、ブラックマトリッ
クス１４と着色層１６の表面に存在する剥離性物質を溶
解除去してもよい。剥離性物質としては、例えばＮｉ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属や合金等の物質を挙げること
ができる。

【００３４】上述のように液晶パネル用ガラス基板１２
上にカラーフィルタ７が転写された電着基板２は、再び
使用することができる。したがって、印刷版のように一
度電着基板２を作成すれば、露光・電着・剥離転写から
なる一連の操作を反復実施することができる。このた
め、カラーフィルタ作成工程が、この反復操作のみにな
るので、工程は簡略化され製造コストの大幅な低減が可
能となる。

【００３５】つぎに、本発明に使用するフィルタ成分
（電着材料）について説明する。カラーフィルタ用の電
着材料は、一般に有機材料（高分子材料）からなり、そ
の原形は電着塗装法としてよく知られている。電着塗装
では、電気化学的な主電極との反応によりカチオン電着
とアニオン電着とがある。これは、電着材料がカチオン
として存在するか、アニオンとして挙動するかで分類さ
れる。電着に用いられる有機高分子物質としては、天然
油脂系、合成油脂系、アルキッド樹脂系、ポリエステル
樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の種々の有
機高分子物質が挙げられる。

【００３６】アニオン型では、古くからマレイン化油や
ポリブタジエン系樹脂が知られており、電着物質の硬化
は酸化重合反応による。カチオン型はエポキシ樹脂系が
多く、単独あるいは変性されて使用できる。その他に、
メラミン樹脂系、アクリル樹脂系等のいわゆるポリアミ
ノ樹脂系が多く用いられ、熱硬化や光硬化等により強固
なフィルタ層を形成できる。

【００３７】液晶カラーフィルタの電着では、アニオン
型またはカチオン型電着浴中に微粉砕された顔料や染料
を分散させ、イオン性高分子材料とともに導電性部に共
析させる。

【００３８】本発明の方法ではＮ型光半導体を使用して
おり、このＮ型光半導体を電着させる主電極とするの
で、電子のみがＮ型光半導体層を導通し陰極として作用
する。このため、使用する電着浴はカチオン型電着浴で
あることが必要であり、Ｎ型光半導体層の露光部（導電
性部）上にはカチオン物質が還元析出する。したがっ
て、上記のエポキシ樹脂系、ポリブタジエン樹脂系、ポ
リアミド樹脂系その他のカチオン系樹脂と顔料との分散
液からなる電着浴を用いての電着が可能である。尚、具
体的なカチオン系電着材料については、特公昭６０−１
８４５７７号、特開昭６３−２１０９０１号、同６４−
２２３７９号等に多くの報告があるので説明は省略す
る。

【００３９】以上は光メモリー性のあるＮ型光半導体に
ついて述べてきたが、本発明では、例えばセレン化亜鉛
−カドミウム、硫化亜鉛−カドミウム、あるいは、ある
種の有機半導体等の光メモリー性のない、または短時間
減衰型の光半導体を用いることもできる。このような光
半導体を用いる場合は、光照射を中止すると光半導体の
照射部分の導電性は消滅して元の絶縁層となるため、電
着操作中も光照射を継続する必要がある。したがって、
電着浴中で電圧を印加しながら光照射を継続する。この
方法は、上述の光メモリー性のあるＮ型光半導体を用い
る方法に比べて実作業的に管理が難しいが、一方で、電
着膜厚の制御を光で行うことができ、また多くの光半導
体を使用対象として考えることができる等の利点もあ
る。

【００４０】カラーフィルタ１０のブラックマトリック
ス１４と着色層１６を覆うように設けられる保護層１８
は、カラーフィルタ１０の表面平滑化、信頼性の向上、
および液晶層４０への汚染防止等を目的とするものであ
り、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂等の透明樹脂、あるいは二酸化ケイ素等の透明無機化
合物等を用いて形成することができる。保護層の厚さは
０．５〜５０μｍ程度が好ましい。

【００４１】透明電極層１９としては、酸化インジウム
スズ（ＩＴＯ）膜を用いることができる。ＩＴＯ膜は蒸
着法、スパッタ法等の公知の方法により形成することが
でき、厚さは２００〜２０００Å程度が好ましい。

【００４２】次に、実験例を示して本発明を更に詳細に
説明する。（実験例１）厚さ０．５ｍｍのガラス板上に、蒸着によ
りクロム薄膜を形成し、次に常法によって感光性樹脂塗
布・パターン露光・現像・乾燥・エッチング・感光性樹
脂除去からなる一連のフォトエッチング法によりブラッ
クマトリックス（Ｂｌ）を形成した。つぎに、通常の顔
料分散法に従ってＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの顔料分散型感光
性樹脂を順次塗布（乾燥厚み＝２μｍ）しフォトマスク
からの露光・現像・乾燥によって、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＢ
ｌからなる多色のカラーフィルタ層を形成した。顔料分
散型感光性樹脂は、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）−ジアゾ
化合物系の汎用感光性樹脂中にＲ、Ｇ、Ｂ顔料をそれぞ
れ分散させたものを使用した。また、顔料はＲ：ピグメ
ントレッド、Ｇ：フタロシアニングリーン、Ｂ：フタロ
シアニンブルーを使用した。

【００４３】この多色カラーフィルタ層上にポリイミド
液を塗布して耐熱保護膜とし、この耐熱保護膜に透明導
電膜（ＩＴＯ）を蒸着により形成した。この透明導電膜
は、電着工程時に外部電源と容易に接続できるようにガ
ラス基板端部まで形成した。

【００４４】つぎに、透明導電膜上にＮ型光半導体であ
る酸化亜鉛の樹脂分散液を１０μｍの厚さに塗布し乾燥
して電着基板を作成した。Ｎ型光半導体の組成は下記の
通りであった。

【００４５】（Ｎ型光半導体の組成）電子写真用酸化亜鉛 …５０ｇスチレン−ブタジエン共重合体 …１０ｇブロムフェノールブルー …少量トルエン …５０ml つぎに、電着基板にガラス板側から赤色光により露光を
行い、その後、赤色フィルタ成分の電着操作を行って、
カラーフィルタ層の赤色部に対応するＮ型光半導体層上
に赤色単色フィルタ層（厚さ２μｍ）を形成した。そし
て、水洗・乾燥した後、同様にガラス板側から緑色露光
を行い緑色単色フィルタ層（厚さ２μｍ）を形成し、さ
らにガラス板側から青色露光を行い青色単色フィルタ層
（厚さ２μｍ）を形成してＲ、Ｇ、Ｂ３色フィルタ層を
作成した。

【００４６】つぎに、電着基板に３色フィルタ層側から
紫外線露光を行い、Ｎ型光半導体層のうち、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の各単色フィルタ層が隣接する空間部とその周囲の光遮
断が必要な領域部とを感光させた。そして、この感光部
にＮｉを電着して、ブラックマトリックスと遮光部を形
成してカラーフィルタ層を完成した。

【００４７】各単色フィルタ層用の電着浴組成および電
着条件は以下の通りであった。（電着浴組成）アクリル …５０部エチルセロソルブ …２５部イソプロピルアルコール …３部酢酸 …１．５部水 …８００部顔料 …１５部（各電着浴の使用顔料＝Ｒ：ピグメントレッド；Ｇ：フ
タロシアニングリーン；Ｂ：フタロシアニンブルー）まず、アクリル樹脂、エチルセロソルブおよび顔料を混
合し、ボールミルで顔料粒子が微細化（０．２μｍ以
下）するまで混練し、次いで上記組成に攪拌調整した。（電着条件）主電極：負極対向電極板：白金板印加電圧：初期電圧２０Ｖから電着膜厚増加に応じて徐
々に８０Ｖまで昇圧電着膜厚：２μｍ電着後の乾燥：水洗乾燥し、さらに約１５０℃で３０分
間乾燥また、Ｂｌ用Ｎｉ電着浴組成（１０００ml水溶液）は以
下の通りであった。（電着浴組成）硫酸ニッケル …２４０〜３４０ｇ塩化ニッケル …４５ｇほう酸 …３０〜３８ｇｐＨ …２．５〜５．５浴温度 …３０〜４０℃ 電流密度 …２．５〜１０Ａ／cm² つぎに、１．０〜１．５ｍｍ厚の清浄なガラス基板面に
熱硬化性アクリル系接着剤を約１μｍの厚さに均一に塗
布した。このガラス基板面の接着剤塗布面と上記の電着
基板のカラーフィルタ層とを完全に密着した状態で、両
基板を１５０℃に加熱して接着剤を硬化させた後、注意
深く電着基板とガラス基板とを引き剥がし、カラーフィ
ルタ層をガラス基板上に転写した。そして、このガラス
基板を１７５℃のクリーンオーブン中で３０分間熱処理
して硬化を完成させた。

【００４８】ついで、このカラーフィルタ層上にポリイ
ミド樹脂の稀薄液を塗布乾燥して耐熱性保護層を形成
し、さらに、常法に従って透明電極（ＩＴＯ）を蒸着に
より形成して液晶パネル用カラーフィルタを作成した。

【００４９】尚、カラーフィルタ層をガラス基板上に転
写した後の電着基板は、水洗・乾燥後、再びカラーフィ
ルタ電着操作に供して数十回の使用が可能であった。（実験例２）実験例１の電着基板形成において、Ｎ型光
半導体層を形成した後、Ｎ型光半導体層上にシリコーン
剥離液の希釈液を薄く塗布し乾燥してＮ型光半導体層の
表面剥離性を向上した他は実験例１と同様にして液晶パ
ネル用カラーフィルタを作成した。この液晶パネル用カ
ラーフィルタの作成においては、電着基板からガラス基
板へのカラーフィルタ層の転写が実験例１よりも容易で
あった。また、この転写が容易であることにより、電着
基板の反復使用回数は、実験例１の約２倍となった。（実験例３）実験例１の電着基板形成において、Ｎ型光
半導体層を形成した後、Ｎ型光半導体層上にシリコーン
剥離液の希釈液を薄く塗布し乾燥してＮ型光半導体層の
表面剥離性を向上した。そして、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＢｌ
の各単色フィルタ層を電着により形成する前に、まずＮ
ｉ電着浴（実験例１記載の組成浴）を用いてＮｉ金属を
約１μｍの厚さに１次電着し、次いで、Ｒ、Ｇ、Ｂおよ
びＢｌの各単色フィルタ成分を２次電着してカラーフィ
ルタ層とした。この場合、Ｂｌ成分の電着はＲ、Ｇ、Ｂ
の３種の顔料を混合して黒色とした電着浴を使用した。
そして、実験例１と同様にして液晶パネル用カラーフィ
ルタを作成した。この液晶パネル用カラーフィルタの作
成における電着基板からガラス基板へのカラーフィルタ
層の転写では、Ｎｉ金属層とＮ型光半導体層との間で容
易に剥離が生じてカラーフィルタ層とともにＮｉ金属層
もガラス基板へ転写された。但し、ガラス基板上に転写
されたカラーフィルタ層はＮｉ金属層が表面に存在して
遮蔽されているため、塩化第２鉄の稀薄水溶液で表面の
Ｎｉ層を溶解除去し充分に水洗乾燥した後、耐熱性保護
層および透明電極を形成した。また、転写が容易である
ことにより、電着基板の反復使用回数は、実験例２より
も更に高まり、かつ電着材料の電着品質が向上した。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればＮ
型光半導体を用いることにより露光効果の持続性または
メモリー特性によって工程の簡略化が可能であり、また
電着基板のＮ型光半導体層上に形成した多色カラーフィ
ルタを液晶パネル用の透明基板上に転写するため、液晶
パネル用透明基板に形成された着色層表面は均一で平滑
性が高く、高品質のカラーフィルタ作成が可能となり、
さらに、本発明の電着基板は再び使用することができる
ため、露光・電着・剥離転写からなる一連の操作の反復
実施により同一の電着基板から複数のカラーフィルタ作
成が可能となり、カラーフィルタ作成工程は簡略化され
製造コストの大幅な低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたカラーフィルタを用い
たアクティブマトリックス方式による液晶ディスプレイ
の一例を示す斜視図である。

【図２】図１に示される液晶ディスプレイの概略断面図
である。

【図３】図１に示される液晶ディスプレイに用いられて
いるカラーフィルタの拡大部分断面図である。

【図４】本発明の電着基板の概略断面図である。

【図５】本発明によるカラーフィルタ製造における赤色
単色フィルタ形成段階を説明するための図である。

【図６】本発明によるカラーフィルタ製造における緑色
単色フィルタ形成段階を説明するための図である。

【図７】本発明によるカラーフィルタ製造におけるブラ
ックマトリックス用の単色フィルタ形成段階を説明する
ための図である。

【図８】本発明によるカラーフィルタ製造における転写
段階を説明するための図である。

【符号の説明】

２…電着基板３…透明基板４…多色カラーフィルタ層５…透明導電性膜６…Ｎ型光半導体層７…多色カラーフィルタＲＤ，ＧＤ，ＢＤ，ＢｌＤ…単色フィルタ１０…カラーフィルタ１２…透明基板１３…透明接着剤層１４…ブラックマトリックス１６…着色層１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…着色パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上にＭ色（Ｍは２以上の整数）
以上の多色カラーフィルタ層を設け、この多色カラーフ
ィルタ層上に透明導電物質層とＮ型光半導体層を積層し
て電着基板を形成する第１の工程と、前記多色カラーフィルタ層のうち第ｍ色（ｍは２以上Ｍ
以下の整数）のカラーフィルタ層のみに透過可能な色光
を前記透明基板側から前記電着基板に照射して前記Ｎ型
光半導体層のうち第ｍ色のカラーフィルタ層上に位置す
る部分に導電性を発現させながら、あるいは発現させた
後、前記電着基板を前記第ｍ色に対応する電着浴に浸漬
して色フィルタ成分を電着し洗浄乾燥して、第ｍ色に対
応する単色フィルタを第ｍ色のカラーフィルタ層上に位
置する前記Ｎ型光半導体層上に形成することをＭ回繰り
返しＭ色からなる多色カラーフィルタを前記Ｎ型光半導
体層上に形成する第２の工程と、液晶パネル用の透明基板上に、前記Ｎ型光半導体層上に
形成した前記多色カラーフィルタを転写し、転写した該
多色カラーフィルタ上に透明電極層を形成する第３の工
程と、を有することを特徴とするカラーフィルタ製造方
法。
【請求項２】前記第３の工程において、液晶パネル用
の透明基板上に転写した前記多色カラーフィルタ上に透
明保護層を形成した後、透明電極層を形成することを特
徴とする請求項１記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項３】前記第２の工程において、前記Ｎ型光半
導体層表面のうちＭ色からなる前記多色カラーフィルタ
が形成されていない領域の任意の部分に、前記Ｎ型光半
導体層側から紫外線あるいはＭ色のカラーフィルタ層の
いずれにも透過性のない波長光を照射した後、黒色電着
材または金属膜を電着して遮光膜を形成することを特徴
とする請求項１または２記載のカラーフィルタ製造方
法。
【請求項４】前記第１の工程において、前記電着基板
の前記Ｎ型光半導体層上にカラーフィルタ成分の電着を
阻害しない薄膜剥離層を形成することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載のカラーフィルタ製造方
法。
【請求項５】前記第２の工程において、第ｍ色のカラ
ーフィルタ層上に位置する前記Ｎ型光半導体層上に第ｍ
色に対応する単色フィルタを形成した後、前記電着基板
に赤外線照射または加温処理を施して前記Ｎ型光半導体
層の導電性を消滅させて元状態に復帰させることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカラーフィル
タ製造方法。
【請求項６】前記第２の工程において、第ｍ色のカラ
ーフィルタ層のみに透過可能な色光を照射した後、まず
前記Ｎ型光半導体層に対して剥離性を有する剥離性物質
を電着し、次いで前記第ｍ色に対応する電着浴に浸漬
し、前記第３の工程において、液晶パネル用の前記透明
基板上に、前記多色カラーフィルタとともに前記剥離性
物質も転写し、その後、前記剥離性物質のみを除去する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカ
ラーフィルタ製造方法。
【請求項７】透明基板と、該透明基板上に形成された
Ｍ色（Ｍは２以上の整数）以上の多色カラーフィルタ層
と、該多色カラーフィルタ層上に積層されたＮ型光半導
体層とを備えることを特徴とするカラーフィルタ製造用
の電着基板。