JPH071321B2 - 着色パタ−ンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は液晶カラーTV等のような画素に応じて発光する
か光の強度が変化する表示器具に用いるのに適したカラ
ーフィルター等の用途に用いることが可能な着色パター
ンの製造方法に関する。

（従来技術） 液晶カラーTV用のカラーフィルターは、通常、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のフィルターを巾15
0μｍ程度のストライプ状に交互に並べたものや、市松
模様状のものである。これらの通常のカラーフィルター
は、カラーTV用撮像管に使用するカラーストライプフィ
ルターの製造技術を利用して作られるが、撮像管のよう
な比較的少量しか使われない器具に用いるため量産性の
ある方法では作られておらず、又、液晶カラーTVに用い
るときは液晶用の電極と各カラーフィルターを一致させ
て設けなければならず、この見当合わせは一般的には困
難である。

従って、本発明は上記従来技術の欠点を解消するもので
あって、量産性があり、製造コストが安く、解像性のす
ぐれた着色パターンを精度よく製造しうる製造方法を提
供することを目的としている。

（発明の構成） 本発明者は上記目的を達成するため研究の結果、各電極
を選択的に電圧印加し、印加電圧とは逆極性の着色粒子
を含む液体を用いて、着色粒子を電極に吸引することに
より、上記の目的を達成することが可能になることを見
いだした。

本発明はこのような事実に基づいてなされたものであっ
て、本発明の着色パターンの製造方法は電気絶縁性基板
上の導電性パターンと、導電性パターンに平行に間隙を
有して対向させた対向電極との間に電圧を印加し、両者
の間隙に供給した導電性パターン側印加電圧とは逆極性
に帯電した、電気絶縁性溶媒中に分散してなる樹脂を付
着させた着色粒子、もしくは樹脂を着色した着色粒子を
導電性パターン上に堆積させ、次に電圧を印加したまま
で電気絶縁性溶媒のみを供給して余分な着色粒子を除去
し、除去後乾燥させ、その後、電圧印加を解き、更に必
要に応じて着色粒子を定着させることを特徴とするもの
である。

以下に図面を用いながら本発明を詳細に説明する。第１
図は電気絶縁性基板１の表面にそれぞれは電気的に独立
な導電性パターン2a、2b、及び2cの第１の群、3a、3b、
及び3cの第２の群、並びに4a、4bの第３の群の各群の導
電性パターンが形成され、その導電性パターンに対向し
て間隙を有して平行に対向電極５が配置され、まず第１
の群の導電性パターン2a、2b、及び2cと対向電極５との
間に直流電源９がスイッチ７を介して接続された状態を
示している。このとき第２の群及び第３の群の導電性パ
ターンは対向電極と短絡されている。

ここで基板１は電気絶縁性の例えばガラスやプラスチッ
クであり、背面より照明を行なう液晶カラーTVにおいて
は透明なものを用いて構成するとよい。

導電性パターンは酸化インジウム、酸化スズの単独から
なる薄膜や、酸化インジウムと酸化スズの混合物（IT
O）、或いは金の薄い蒸着膜からなり、これらの導電性
パターンはまず、基材上に蒸着か箔のラミネート等によ
り薄膜を形成した後にフォトエッチングすること等によ
りストライプ状、もしくはドット状の画素状のパターン
としたものである。勿論、これら以外のチタンなどの酸
化物や金属の薄膜、ポリビニレンなどの有機導電膜も利
用しうる。

対向電極５は導電性材料であればいずれのものでもよ
く、例えば銅、ステンレス等の導電性の金属やこれら金
属の酸化物、或いは有機導電体を用いて構成すればよ
い。

ここで基板１と対向電極との間隙は1mm〜10cmの範囲が
好ましく、適当な手段で間隙を保持するよう固定すると
よい。この間に印加する直流電圧は１〜100Vの範囲とす
ることが好ましい。なお、ここで導電性パターンに印加
する直流電圧の極性は後述の着色粒子の帯電極性とは逆
極性に選択される。

基板１と対向電極５の間には着色粒子を電気絶縁性溶媒
中に分散してなる分散液６を供給する。分散液の供給は
基板１と対向電極５の間隙にのみ行なってもよいし、或
いは分散液６を満たした槽10に基板１と対向電極５を漬
けることによってもよい。なお、分散液６を供給を行な
うときは気泡の混入が起きないよう充分注意する必要が
ある。又、分散液の供給は導電性パターンと対向電極間
への電圧印加の前に行なっても後に行なってもよい。

ここで使用する分散液は着色粒子を電気絶縁性溶媒に分
散してあるものであって各成分は次のとおりである。

着色粒子としては、帯電量が大きく、分散の良好な点
で、色料に乾性油変性アルキッド樹脂等の樹脂を付着さ
せた着色粒子が使用できる。色料としては顔料や染料が
そのまま或いは混合して使用できる。着色粒子の直径は
0.05〜１μｍ程度であり、特に着色パターンの光透過性
が重要なときは0.05〜0.5μｍ程度が好ましい。着色粒
子の帯電極性は導電性パターンに印加する電圧とは逆極
性のものを選択する。又、電気絶縁性溶媒としては例え
ば液状のｎ−パラフィン系炭化水素、iso−パラフィン
系炭化水素、またはその混合物、脂環族炭化水素、芳香
族炭化水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、シロキサン油
等である。

なお、上記の分散液としては電子写真法に用いる液体現
像剤を使用することもでき、更に本発明者等が既に発明
したカルボニル基を有するオレフィン系樹脂粒子を着色
して、iso−パラフィン系やｎ−パラフィン系等の脂肪
族炭化水素に分散したもの（特開昭58−2851号）や、カ
ルボニル基を有するオレフィン系樹脂粒子を着色して着
色粒子とした後、着色粒子を溶解しない、ｎ−ヘプタ
ン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ジペンタン、燈
油、ケロシン、ミネラルスピリット、テトラリン、パー
クロルエチレン、トリクロロトリフルオロエタン、イソ
パラフィン、塩素化パラフィン等に分散したもの（特願
昭57−197373号）も使用可能である。又、分散液には着
色粒子の帯電電荷を制御するため金属石けんなどの荷電
制御剤を添加することが好ましい。

次に基板１の導電性パターンと対向電極５の間に分散液
の存在下でスイッチ７を閉じ電圧を印加する。これによ
り分散液中の着色粒子は電圧の印加された導電性パター
ン、例えば2a、2b、及び2c上に電界に沿って移動し、堆
積し、8a、8b、及び8cで示す堆積物となる（第２図）。

着色粒子の堆積後、基板１及び対向電極５を電気絶縁性
溶媒11を用いて余分な着色粒子を洗い流す。ここで用い
る電気絶縁性溶媒は沸点の低いものの方が乾燥させやす
い。この操作は第３図に示すように電気絶縁性溶媒11を
満たした槽10を用いて行なっても、或いは別の方法でも
よい。なお、洗い流す操作、及び次の乾燥の操作、並び
に必要により行なう定着操作においては、印加した電圧
はそのままに維持し、かつ間隙もそのままに保って着色
粒子を導電性パターン上に保持させておくのがよい。

余分の着色粒子を洗い流した後、電気絶縁性溶媒を除去
し（第４図）、適宜に加温した風を送るなどして乾燥を
行なう。乾燥完了後、着色粒子は導電性パターン上に少
くとも仮着するので、スイッチ７を開いてよい。又、ス
イッチ７を開くと共に基板１と対向電極５の間隙を離し
てもよい。

ここまでの過程では導電性パターンの所望部にある色の
着色層を形成することができるが、以上のように所望の
部分の導電性パターンに電圧を印加して着色粒子を選択
的に堆積させ、余分の着色粒子を洗い流し、乾燥する各
工程からなる一色の着色層形成過程を導電性パターンに
電圧を印加する場所を変えて繰り返し行なうことによ
り、多色の着色を行なうことができ、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の着色層を各色毎に形成するこ
とにより、例えば液晶カラーTV用の液晶パネルの前面側
パネルとすることが可能になる。

この後、必要に応じて定着を行なう。定着は加熱によっ
て行なうなどの適宜な方法によって行なう。なお液晶カ
ラーTV用の液晶パネルに適用するときは更に配向処理が
必要であるが、配向処理を例えばポリイミド系等の熱硬
化性樹脂を用いて行なうときに、着色粒子が仮着した熱
硬化性樹脂組成物を塗布し、塗布された組成物の硬化を
兼ねて加熱し、着色粒子を定着させてもよい。硬化後の
塗布膜にはラビング（一定方向へのブラシ掛けなど）を
行なうとよい。

本発明は以上説明したような工程からなるものである
が、この発明の方法で得られる着色パターンは液晶カラ
ーTVの液晶パネルに応用するのに適している。この液晶
パネルに応用する態様としては次の４通りのものが主だ
ったものであり、通常は後面側から照明を行ない、液晶
の、光を透過した部分の着色層を照明して色光を与える
ものである。

本発明で得られる着色パターンを前面側、即ち観察
側とし、後面側を透明基板上に形成したTFT（Thin Film
Transistor）を用いて、間に液晶を充填して液晶パネ
ルとするもの。

本発明で得られる着色パターンを前面側、透明ガラ
ス板等の上に形成した透明導電性パターンを後面側と
し、間に液晶を充填したもの。この場合、各パターンは
ストライプ状とし、前面と後面のストライプが互いに直
交するように配置する。

TFTの各画素（導電性）上に着色層を設けて後面側
とし、前面側を透明導電性パターン（の後面と同様）
としたもの。

本発明で得られる着色パターンを前面側、後面側を
MOS−Arrayとしたもの。

（発明の効果） 本発明は以上の各工程からなるので、各工程自体は簡便
な工程を利用しつつも、導電性パターンに印加した電圧
を利用して着色粒子を付着させるので着色粒子を確実に
各導電性パターン上に付着させることができ、しかも見
当ずれは生じない。従って得られる着色パターンの解像
性は導電性パターンの解像性そのものと同一である。
又、洗い流し工程や乾燥工程は電圧を印加したまま行な
うので、着色層形成過程でにじみや流れが生じたり、互
いに混色する恐れもない。

さらに、着色粒子として樹脂を付着させた着色粒子もし
くは樹脂を着色した着色粒子を用いることによって、分
散液中での着色粒子の分散性を向上させ、帯電量増大に
よる電気泳動の効率化と基板への安定付着を実現し、さ
らに定着後の基板への密着性を向上させることができ
る。

以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。

実施例１ 線巾10μｍから500μｍまで間隔10μｍで順次、巾が変
化してゆくストライプ状の酸化インジウム透明導電膜パ
ターンを有する直径10cmのガラス板を用い、ストライプ
状透明導電膜パターンの２本置きに１本ずつ、−50Vの
電圧を印加し、その他のストライプ状透明導電膜パター
ンは接地した。直流電圧電源のプラス側とステンレス製
の対向電極は接地した。このガラス板の透明導電膜パタ
ーンとステンレス製対向電極を1mmの間隔で平行に対向
させ両者の間隔が変化しないように固定した。

赤顔料（大日精化製、セイカファストレッド1547）、緑
顔料（大日精化製、クロモファイングリーン2GO）、青
顔料（大日精化製、クロモファインブルー5187）を各々
1.0gに対しビニルトルエン−アクリレート樹脂（プライ
オライトOMS）4.0g、トルエン20gを各々混合し、ボール
ミルで35時間分散して赤、緑、青の濃縮分散液を作っ
た。この濃縮分散液中の着色粒子は＋に帯電していた。

得られた分散液のうち赤の濃縮分散液をイソパラフィン
（エッソ社製、アイソパーＨ）にて50倍に希釈し、この
赤の分散液の中に前記の状態の透明導電膜パターンとス
テンレス製対向電極を浸漬した。約30秒で赤の着色粒子
の堆積を終え、電圧を印加したままで赤の分散液からと
り出し、ｎ−ヘキサンを両電極間の間隙に静かに流すこ
とにより余分な赤の分散液を除去し、風乾した。

乾燥終了後、電圧印加を切り、赤色の着色層の形成され
た透明導電パターンをすべて接地し、各赤色着色層に隣
接したパターンに前と同様−50V印加し、残りの導電パ
ターンは接地した。同様にして緑の分散液で緑の着色粒
子の堆積、余分な着色粒子の除去、乾燥を行なった。

さらに同様にして青の着色層を形成した。

このようにして得た赤、緑、青に塗り分けられたパター
ンを200℃30分間加熱定着すると、透明性が改善され
た。

得られた着色パターンはいずれの部分も色の流れ、ボ
ケ、混色等の無い解像性の優れたものであった。

実施例２ 線巾130μｍ、間隔10μｍのストライプ状の酸化スズ・
酸化インジウム系の透明導電膜パターンを有する10cm角
のガラス板を用い、実施例１と同様にして赤、緑、青の
順に各色の部分がくり返し形成された着色パターンを作
成した。

次いでこのガラス板の透明導電膜パターンを短絡させ、
ガラス板の着色パターン面に液晶の配向剤としてポリイ
ミドを乾燥膜厚がほぼ0.1μｍとなるように塗布し乾燥
させ、キュア後、配向処理としてラビングを行なった。
さらに、別のガラス板に薄膜トランジスタ（以下TFTと
略記する）を形成し、上記と同様に配向剤を塗布し、乾
燥させ、キュア後、ラビングを行なった。但し、ラビン
グの方向を着色パターンを有するガラスの場合とは直角
を為す向きで行なった。

次いで上記着色パターンを有するガラスの着色パターン
面と、TFTを有するガラスのTFT面が８μｍの間隙を隔て
て対向するように配置し、両ガラスの周囲をシールし、
内部に液晶を封入し、両ガラスの外面に偏光軸が互に直
角を為すように偏光性プラスチックフィルムを貼り付
け、液晶セルを作った。この状態で液晶セルの背面から
入った円偏光は、背面の偏光板で直線偏光となり液晶層
で90度、偏光軸が回転され、表面の偏光板と偏光軸が一
致するようになるため表面偏光板を透過するよう構成さ
れている。

得られた液晶セルの背面から白色光で照明すると表面側
からは赤、緑、青のストライプの着色パターンが観察さ
れ、明視の距離から見れば赤、緑、青の色光が混色し、
白色に見えた。

次にTFTの１つのトランジスタを選択し、着色パターン
側の透明導電層との間に5Vの電位差を生じさせたところ
その部分の液晶は配向が変化し背面からの光が遮断さ
れ、表面から見た時にその部分は着色して見えた。更に
TFTの選択するトランジスタを種々変えて種々の着色画
像を表示することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の方法を示す説明図である。 １……電気絶縁性基板 2,3,4,……導電性パターン ５……対向電極 ６……分散液 ７……スイッチ ８……堆積物（着色層） 10……槽 11……電気絶縁性溶媒

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性基板上の導電性パターンと、導
   電性パターンに平行に間隙を有して対向させた対向電極
   との間に電圧を印加し、両者の間隙に供給した導電性パ
   ターン側印加電圧とは逆極性に帯電した、電気絶縁性溶
   媒中に分散してなる樹脂を付着させた着色粒子、もしく
   は樹脂を着色した着色粒子を導電性パターン上に堆積さ
   せ、次に電圧を印加したままで電気絶縁性溶媒のみを供
   給して余分な着色粒子を除去し、除去後乾燥させ、その
   後、電圧印加を解き、更に必要に応じて着色粒子を定着
   させることを特徴とする着色パターンの製造方法。
2. 【請求項２】所望の部分以外の導電性パターンを接地し
   ておいて所望の部分の導電性パターンにのみ電圧を印加
   することにより行なうことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の着色パターンの製造方法。
3. 【請求項３】基板及び導電性パターンが透明であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の着
   色パターンの製造方法。
4. 【請求項４】基板はガラス板であることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の着色パターンの製造方法。