JPH08184709A

JPH08184709A - カラーフィルター製造用対向電極およびそれを用いるカラーフィルターの製造方法

Info

Publication number: JPH08184709A
Application number: JP33909394A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Toda; 和男遠田
Original assignee: Shinto Paint Co Ltd
Current assignee: Shinto Paint Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】高画質、高精細なカラーＬＣＤなどの多色表
示装置、とりわけ大型の多色表示装置に有用なカラーフ
ィルターを、電着法によって高い歩留りで安価に製造す
ることができる方法を提供する。【構成】表面に導電性透明薄膜を有する基板を一方の
電極とし対向電極とともに電着液中に浸漬し、該導電性
透明薄膜に通電、電着を行うことによってカラーフィル
ターを製造する方法において、対向電極として、その構
成が該導電性透明薄膜における電流方向に対して横断的
に複数に分割されてなり、複数の対向電極のそれぞれに
は該導電性透明薄膜の電流密度を調整することができる
装置が接続されてなる対向電極を用いて電着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルター製造
用対向電極、およびそれを用いるカラーフィルターの製
造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、カラー液晶
表示装置などに有用なカラーフィルターを電着法により
製造する際に使用される対向電極、およびそれを用い
て、特に着色塗膜の平坦性が優れるカラーフィルターを
製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】カラ
ー液晶表示装置（ＬＣＤ）などの多色表示装置は、その
画質の改良に伴い大型化、大画面化が急速に進められて
いる。また、そのような多色表示装置の市場が拡大する
に伴って、大画面かつまたは高精細の多色表示装置に有
用であり、色彩が鮮明で透明性に優れたカラーフィルタ
ーの開発およびそのようなカラーフィルターの工業的有
利な製造方法の開発が一層強く望まれている。現在、例
えば、カラーＬＣＤなどに使用されるカラーフィルター
は染色法、顔料分散法、電着法、印刷法などの方法で製
造することが知られている。これらの方法のうち、電着
法は、表面に導電性透明薄膜を有する基板を一方の電極
とし、対向電極とともに電着液中に浸漬し、該導電性透
明薄膜に通電し電圧を印加するだけで該導電性透明薄膜
上に選択的に精度よく着色塗膜を形成することができる
ことから、工程が簡単で歩留まりが良く安価にカラーフ
ィルターを製造することができる方法として注目されて
いる。

【０００３】しかしながら、従来の電着法は、現在多用
されているサイズのカラーフィルターを製造する場合に
は問題ないものの、カラーＬＣＤの大型化、大画面化に
伴ってカラーフィルターのサイズを大型化する場合は、
着色塗膜の膜厚分布が不均一になることがあり、その解
決が望まれるものである。

【０００４】本発明者は、従来の電着法にしたがって基
板上の導電性透明薄膜に通電、電着を行ったとき、導電
性透明薄膜に電流密度差が生じることに着目して上記の
問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を完成するに
至ったのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に導電性
透明薄膜を有する基板を一方の電極とし対向電極ととも
に電着液中に浸漬し、該導電性透明薄膜に通電、電着を
行うことによってカラーフィルターを製造する方法で用
いる対向電極にして、その構成が該導電性透明薄膜にお
ける電流方向に対して横断的に複数に分割されてなり、
複数の対向電極のそれぞれには該導電性透明薄膜の電流
密度を調整することができる装置が接続されてなるカラ
ーフィルター製造用対向電極、および表面に導電性透明
薄膜を有する基板を一方の電極とし対向電極とともに電
着液中に浸漬し、該導電性透明薄膜に通電して電着を行
うことによって、該導電性透明薄膜上に選択的に着色塗
膜を形成する電着法カラーフィルターの製造方法におい
て、上記の対向電極を用い、該導電性透明薄膜における
電流密度差を最小にして電着を行うことを特徴とするカ
ラーフィルターの製造方法を提供するものである。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おける対向電極は、一方の電極である基板上の導電性透
明薄膜に通電した際の電流方向に対し、横断的に複数に
分割した構成を有し、しかも、該複数の対向電極のそれ
ぞれには該導電性透明薄膜の電流密度を調整することが
できる装置が接続されている。つまり、従来の電着法で
使用されている、所謂、一枚ものの対向電極を上述のと
おり複数に分割した構成を有し、それぞれ複数の対向電
極に基板上の導電性透明薄膜の電流密度差を最小に調整
することができる装置を接続したものである。

【０００７】複数の対向電極群の全体の大きさは、特に
限定されないが、一方の電極である基板上の導電性透明
薄膜における所定の電着部分（着色塗膜の形成部分）の
外形と、該対向電極全体の外形が概略同大であることが
望ましい。電着部分の形状は、通常、長方形などの四角
形であるため、複数の対向電極群の全体の形状も四角形
が好ましいが、複数の対向電極それぞれの形状は必ずし
も四角形でなくても、例えば、コの字状でもよく、それ
ぞれを組み合わせて全体の外形が概略同大の四角形であ
ることが望ましい。基板上の導電性透明薄膜の電流密度
を調整して着色塗膜の膜厚を均一にすることができるか
ぎり、対向電極の数や、それぞれの対向電極間の間隔に
も特に制限はない。

【０００８】対向電極を形成する材料としては、導電体
であれば特に制限はなく、金、銀、白金、銅、あるいは
銅、鉄などの各種金属の合金などが例示されるが、経済
性や耐久性の点から、銅またはステンレス製のものが好
適に使用される。

【０００９】基板上の導電性透明薄膜の電流密度を調整
することができる装置としては、特に限定されるもので
はなく、例えば、定電流装置、定電圧装置、所定の電圧
に昇圧する時間を調整する機能を有するプログラマブル
定電圧装置、可変抵抗装置、あるいは定電圧装置と可変
抵抗装置の組合せなどのそれらの適当な組合せを挙げる
ことができる。基板上の導電性透明薄膜の電流密度を調
整することができるこれらの装置は、電源と対向電極と
の間に介在させ、複数の対向電極それぞれに接続する。

【００１０】これらの装置を接続してなる複数の対向電
極群を用いる具体例の一例を図１〜３に示す。これらの
装置を電着の諸条件に応じ適宜調整し、基板上の導電性
透明薄膜の電流密度差を最小にして電着を行うことによ
って、塗膜の平坦性が優れるカラーフィルターを製造す
ることができる。

【００１１】電着は公知の方法に従って行うことができ
る。電着法には、アニオン系とカチオン系があり、本発
明においてはいづれの方法も使用可能であるが、回路へ
の影響が少ないことからアニオン系電着法が好ましい。
電着液は、一般に、樹脂材料、色素等の成分を適当な溶
媒に分散、溶解、希釈して調整することができる。樹脂
材料としては、マレイン化油系、アクリル系、ポリエス
テル系、ポリブタジエン系、ポリオレフィン系などの樹
脂が挙げられ、熱硬化性または光硬化性のいづれであっ
てもよい。これらは、単独であるいは混合して使用でき
る。これらの樹脂材料に染料、顔料などの所望の色相を
有する色素を単独あるいは混合して配合する。溶媒とし
ては、水、および有機溶剤などが使用される。

【００１２】電着液槽としては、電着液を保持できる材
質の絶縁物であれば特に限定されず、例えば、硬質塩化
ビニール、アクリル樹脂などのプラスチック製の電着液
槽が用いられる。このような電着液槽内に上記の電着液
を入れ、基板および本発明の対向電極群をそれぞれが平
行に対峙するように設置する。

【００１３】アニオン電着を行う場合、基板の導電性透
明薄膜を陽極とし、対向電極群を陰極として直流電圧を
印加すると、その薄膜上に選択的に着色塗膜が形成され
る。着色塗膜の膜厚は、電着条件により制御することが
できる。電着条件は、通常１０Ｖ〜３００Ｖで１秒から
３分程度である。着色塗膜は、塗膜形成後よく洗浄し不
要物質を除去することが望ましい。塗膜強度を高めるた
めに、必要により、１００〜２８０℃、１０〜１８０分
間の条件で熱処理することができる。

【００１４】本発明においては、所望により、公知の方
法で着色塗膜の間隙にブラックマトリックスと呼ばれる
遮光膜を形成することができる。

【００１５】本発明によれば、従来の、所謂、一枚もの
の対向電極で電着する場合と異なり、基板上の導電性透
明薄膜の抵抗率には特に制限はなく、原理上基板の大き
さの制限も受けず、いくらでも大きな基板のカラーフィ
ルターを製造することができて、カラーフィルターの生
産性を大幅に向上することができる。本発明の方法によ
って、特に平坦性などのカラーフィルターに要求される
諸特性において優れ、しかも、大画面、高精細な多色表
示装置を製造することができるカラーフィルターを工業
的に有利に製造することができる。また、このようにし
て製造されるカラーフィルターを用い、公知の方法によ
って高画質カラーＬＣＤなどの多色表示装置を製造する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００１７】実施例１フタロシアニングリーンＳＡＸ（山陽色素社製）をエス
ビアＥＤ−３０００（アニオン性ポリエステル樹脂系電
着用塗料、神東塗料社製）に分散させて、緑色電着液を
調整した。表面に７０μｍ幅のＩＴＯ膜（１５Ω／□）
回路が３０μｍの間隔を置いて短冊状に３８４０本〔合
計幅（横）：３８４ｍｍ、長さ（縦）：４９０ｍｍ）形
成された、縦５００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ１．１ｍ
ｍのガラス基板を準備し、３本毎に合計１２８０本のＩ
ＴＯ膜回路を短冊状の両端から公知の方法で電源装置の
陽極に接続した。

【００１８】また、対向電極として、横３８４ｍｍ、縦
６０ｍｍのステンレス板８枚を２ｍｍの間隔で基板と同
形同大の絶縁板に貼り付け、絶縁板の裏側から各ステン
レス板にリード線をとった対向電極を準備し、それぞれ
定電流装置の陰極に接続した。電着液槽内に上記の電着
液を入れ、基板と対向電極板が所定の間隔で平行に向か
い合うように、かつ、ＩＴＯ回路の方向と各対向電極の
ステンレス板の長さ方向が直角となるように設置した。
それぞれの電極間に、０．５Ａで５秒間同時に通電し、
ＩＴＯ回路上に着色塗膜を形成した。次いで、基板を取
り出し水洗した後、１２０℃、１０分の熱処理を施し
た。このようにして形成した基板について触針式膜厚計
（Ｄｅｋｔａｋ１６０００型）で、短冊の方向に沿って
等間隔に１６点膜厚を測定し、つきまわり係数を算出し
た結果、つきまわり係数は実際の製品として「優れる」
と評価される１５％以下であった。つきまわり係数（％）＝｛（最大膜厚−最小膜厚）／
（１６点の平均膜厚）｝×１００

【００１９】実施例２実施例１で用いたと同形同大のガラス基板上にＩＴＯ膜
（１５Ω／□）を形成し、ＩＴＯ膜上に絶縁性のレジス
ト膜を形成し、所定のフォトマスクを介して露光、現像
を行って、基板中央に５０ｍｍの間隔を置いて上半分お
よび下半分にそれぞれ以下のとおり窓状にＩＴＯ膜表面
を露出させた。すなわち、基板の上半分下半分それぞれ
に、縦２７０μｍ、横７０μｍの窓を、縦方向に３０μ
ｍの間隔で６５０個、横方向に２３０μｍの間隔で１２
８０個形成した。

【００２０】一方、上記のとおりレジスト膜の窓を形成
した領域と全体として同形同大であるが、個々の形状は
図４に示す６枚のステンレス製対向電極を基板と同形同
大の絶縁板に貼り付けた対向電極を準備した。電着液槽
内に実施例１と同様の電着液を入れ、上記の両極が平行
に所定の間隔で対峙するように設置し、対向電極を陰極
としてそれぞれの定電流装置に接続した。それぞれの対
向電極に０．６Ａの電流を５秒間同時に通電し、着色塗
膜を形成した。その結果、着色塗膜上の膜厚分布にムラ
は認められなかった。

【００２１】実施例３実施例１の電着において、８台の定電流装置のかわり
に、８台の定電圧装置を用い、その陽極側を導電性透明
薄膜に接続し、陰極側を可変抵抗を介して８枚の対向電
極にそれぞれ接続した。上下両端の対向電極の抵抗をそ
れぞれ１８Ω、その内側の２枚の対向電極抵抗をそれぞ
れ１２Ω、さらにその内側の２枚の対向電極の抵抗をそ
れぞれ６Ωに設定し、中央の２枚の抵抗を０Ωに設定し
た。また、８台の定電圧装置の設定電圧は、上下両端か
ら中央の２個の対向電極までの順番にしたがって、それ
ぞれ、５６Ｖ、５４Ｖ、５２Ｖ、５０Ｖに設定した。実
施例１と同様に電着液槽内に両極を設置して１０秒間通
電して得られた着色塗膜を実施例１と同様に処理してつ
きまわり係数を測定したところ１５％以下であった。

【００２２】比較例１対向電極として縦横の寸法が実施例１で用いた８枚の対
向電極全体の外側の輪郭と等しい１枚もののステンレス
製電極を用い、１台の定電流装置の陰極に接続した他
は、実施例１と同様にして４Ａで電着を行い、着色塗膜
を形成した。その結果、基板の中央部の膜厚が大きくて
透明性が不良であり、つきまわり係数は１５％を大きく
上回るものであった。

【００２３】比較例２対向電極として縦横の寸法が実施例３で用いた８枚の対
向電極の外側の輪郭と等しい１枚もののステンレス製電
極を用い、１台の定電圧装置の陰極に接続した他は、実
施例３と同様にして５３Ｖで電着を行い、着色塗膜を形
成した。その結果、基板の中央部の膜厚が大きくて透明
性が不良であり、つきまわり係数は１５％を大きく上回
るものであった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の対向電極を使用することにより
平坦性すなわち膜厚均一性がよい高精度のカラーフィル
ターを高い歩留まりで安価に製造することができ、特
に、本発明は基板が大型化する場合のカラーフィルター
の製造に有用であり、本発明の方法によって製造される
カラーフィルターを用いて、大画面、高精細なカラーＬ
ＣＤなどの多色表示装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板上の導電性透明薄膜の電流密度を調整する
ことができる装置として、対向電極数と同数の定電圧装
置と可変抵抗装置との組合せを接続してなる対向電極群
を用いる電着方法を示す模式図である。

【図２】基板上の導電性透明薄膜の電流密度を調整する
ことができる装置として、一個の定電圧装置と対向電極
数と同数の可変抵抗装置との組合せを接続してなる対向
電極群を用いる電着方法を示す模式図である。

【図３】基板上の導電性透明薄膜の電流密度を調整する
ことができる装置として、対向電極数と同数の定電流装
置を接続してなる対向電極群を用いる電着方法を示す模
式図である。

【図４】実施例２で用いた対向電極の模式図である。

【符号の説明】定電圧装置対向電極基板上の導電性回路電着液可変抵抗装置電流測定装置定電流装置絶縁板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に導電性透明薄膜を有する基板を一
方の電極とし対向電極とともに電着液中に浸漬し、該導
電性透明薄膜に通電、電着を行うことによってカラーフ
ィルターを製造する方法で用いる対向電極にして、その
構成が該導電性透明薄膜における電流方向に対して横断
的に複数に分割されてなり、複数の対向電極のそれぞれ
には該導電性透明薄膜の電流密度を調整することができ
る装置が接続されてなるカラーフィルター製造用対向電
極。
【請求項２】表面に導電性透明薄膜を有する基板を一
方の電極とし対向電極とともに電着液中に浸漬し、該導
電性透明薄膜に通電、電着を行うことによって、該導電
性透明薄膜上に選択的に着色塗膜を形成する電着法カラ
ーフィルターの製造方法において、対向電極として、請
求項１に記載の対向電極を用いることを特徴とするカラ
ーフィルターの製造方法。
【請求項３】基板上の導電性透明薄膜が互いに絶縁さ
れた複数の導電性回路に形成されている請求項２に記載
の方法。