JPH08220334A - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents

カラーフィルタ及びその製造方法

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JPH08220334A
JPH08220334A JP2677295A JP2677295A JPH08220334A JP H08220334 A JPH08220334 A JP H08220334A JP 2677295 A JP2677295 A JP 2677295A JP 2677295 A JP2677295 A JP 2677295A JP H08220334 A JPH08220334 A JP H08220334A
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JP
Japan
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color filter
color
film
glass substrate
photomask
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Withdrawn
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JP2677295A
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English (en)
Inventor
Ikuo Ozaki
郁夫 尾崎
Hitoaki Shimada
仁章 島田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトマスクを不要として製造時間が短縮で
き、透明導電膜を不要として素子のしきい値が上昇せ
ず、立ち上がりの急峻さを著しく損なうことがないカラ
ーフィルタ及びその製造方法を実現する。 【構成】 透明フィルム4の表面に所定の色のパターン
を電子写真印刷方法で印刷した後、このフィルム4をガ
ラス基板10上に貼付してカラーフィルタを形成するこ
とによって、従来の製造方法で必要としたフォトマスク
をする工程が省け、前記フォトマスクの高精度の位置決
めが不要となるため、製造時間を短縮することが可能に
なるとともに、転写効率を上げるための透明導電膜を形
成する必要がないため、カラーフィルタとしての重要な
品質である光透過率の低下がなく、従来のカラーフィル
タがもつ分光特性そして色度特性までをも大きく損なわ
せてしまうという欠点、素子のしきい電圧を上昇させる
という欠点、および立ち上がりの急峻さを著しく損なう
という欠点の解消が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、液晶表
示装置等に用いるカラーフィルタ及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置には種々のタイプがある
が、その代表的なものに図4に示すように上下の透明電
極30間に液晶31を封じ込め、この透明電極30間に
電圧を印加することにより液晶の配向が変わり、光が通
過したり通過しなかったりすることにより画像が映し出
されるものがある。
【0003】この場合、この表示装置をカラー化するた
めには、透明基板32上(フィルムあるいはガラス基
板)に形成された透明電極30上に主として赤(R)、
緑(G)、青(B)のカラーフィルタ33が形成され、
このカラーフィルタ33の色が表示装置上に表れ、パソ
コンのカラー液晶CRT等の表示装置として用いられ
る。なお、いずれのタイプのカラー表示装置を用いる場
合にも、透明電極上にカラーフィルタを形成することが
必要である。
【0004】従来の液晶表示装置等に用いるカラーフィ
ルタの製造方法としては、数多くのものが提案されてお
り、いくつかの方法が実用化されている。例えば、透明
基板上に感光性樹脂を塗布し、公知のフォトリソグラフ
ィ法を応用して所望のパターンを形成した後に、前記パ
ターンを赤、緑、青に染色することによりカラーフィル
タを製造する染色法がある。
【0005】また、予め顔料や染料等の色素を分散した
感光性樹脂を使用して、フォトリソグラフィ法を応用し
た公知の手順に従って赤、緑、青の画素を順次形成する
着色樹脂法、透明基板上に透明導電膜による所望のパタ
ーンを形成した後、着色すべきパターンにのみ通電しな
がら電着材を電着させて画素を形成する電着法、オフセ
ット印刷等によって画素を形成する印刷法などがある。
上記の方法以外にも、真空蒸着によって画素を基板上に
形成する方法、カラー写真のようにハロゲン化銀乳化剤
によって画素を形成する方法等がある。
【0006】従来から実用化されているカラーフィルタ
の製造方法のうち、染色法及び着色樹脂法は感光液の塗
布及びその焼成が比較的長時間を要し、工程が長くなり
がちである。電着法においては、透明導電膜の同色用パ
ターンが異色用パターンと導通することなく互いに接続
していなければならず、そのため、画素形状や配列に制
約が生じ、更に透明導電膜のパターン化に高度な微細加
工技術が必要になる。
【0007】また、印刷法においては、オフセット印刷
法は感光液の塗布、露光、現像等のフォトリソグラフィ
工程を設ける必要がなく、製造工程が比較的短いもの
の、パターン形状や位置精度を高度に維持しなければな
らず、特殊な印刷方法が必要になる。
【0008】電子写真印刷法においては、例えば、特開
昭48−16529号公報、特開昭56−69604号
公報、特開昭56−117210号公報、あるいは特開
昭63−234203号公報により公知となったものが
ある。
【0009】一般に、カラーフィルタの電子写真方式に
よる製造方法は、図5に示すように、光導電帯層43を
コロナ帯電器44により帯電させた後に、所定のフォト
マスク45を介して露光器46により露光を行い、画素
形成部以外の領域の電荷を除去して静電潜像パターンを
形成し、それに応じてカラートナー47を付着させるこ
とにより現像するという工程で製造する点に特徴があ
り、このために比較的簡単にかつ高いパターン精度で製
造しやすいという利点がある。
【0010】ところが、電子写真方式により製造された
カラーフィルタは、ガラス基板41上に設けられた光導
電帯層43及び導電帯層42の二層が製造方法の原理か
ら不可欠なものであり、かつ完成されたカラーフィルタ
では前記二層は不要なものとなるばかりでなく、カラー
フィルタとしての重要な品質である光透過率を低下さ
せ、さらには分光特性そして色度特性までをも大きく損
なわせてしまうという欠点がある。
【0011】そこで、例えば、図6に示すように、電子
写真方式を用いた製造方法によるカラーフィルタ用の基
体51上にカラートナーを付着させて画素を形成した後
に、前記画素を別のガラス基板52上にコロナ放電器5
5によって転写させることを複数回繰り返して製造し、
前記欠点を解消した方法が特開平6−3516号公報、
あるいは特開平6−3517号公報で示されている。
【0012】しかし、前記方法による電子写真印刷方式
では、ガラス基板52に転写する際、転写効率を上げる
ためにガラス基板52上に透明導電膜(ITO:Indium
Tin Oxide)53を形成しなければならない。
【0013】この場合、カラーフィルタ54の下に透明
導電膜53が形成されるため、カラーフィルタ54の導
電率が低いほど、また厚みが厚いほど、カラーフィルタ
54層による電圧降下により、素子のしきい電圧が上昇
し、立ち上がりの急峻さが著しく損なわれ、著しく透明
度が低下し、フィルタとしての性能も落ちるという欠点
がある(日本学術振興会第142委員会編:液晶デバイ
スハンドブック、日刊工業新聞社492ページ(198
9年))。
【0014】また、例えば、特開平6−27315号公
報においては、図7に示すように、先ず、電子写真方式
を用いた製造方法によるカラーフィルタ用の基体61上
にカラートナー62を付着させて画素を形成した後に、
前記基体61のカラーフィルタ側から画素を形成するカ
ラートナー62の帯電と同符号の電荷をコロナ放電63
で与え、次に、前記画素面を向けてガラス基板64を重
ね、該カラートナー62の帯電と逆符号の電荷をコロナ
放電63でガラス基板64の非画素面側から与え、画素
をガラス基板64上の画素面に静電転写させる転写工程
をカラートナーの種類だけ複数回繰り返して製造するこ
とにより、ガラス基板64上に画素をパターン状に設け
るカラーフィルタの製造方法が示されている。
【0015】しかし、前記方法による電子写真印刷方式
では、転写効率がガラス基板64の厚み(0.4〜1.
1mm)及び誘電率特性(比誘電率εγ:4〜7)によっ
て左右されることから、厚みが小さく、かつ、比誘電率
εγが大きいガラス基板を使用しなければならない。
【0016】例えば、TFTパネルについては耐熱性、
あるいは膜付け時の基板の反りの問題もあり、現在のと
ころ1.1mmガラスが用いられることが多いことから、
前記方法では適用範囲が限定される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子写真印刷方
式によるカラーフィルタの製造においては、以下の課題
があった。
【0018】(1)光導電帯層をコロナ帯電器により帯
電させた後に、所定のフォトマスクを介して露光器によ
り露光を行う必要があるが、フォトマスクをする工程が
必要なことや前記フォトマスクの高精度な位置決めに時
間がかかるという課題がある。
【0019】(2)ガラス基板に転写する際、転写効率
を上げるために、ガラス基板上に透明導電膜(ITO)
を形成する必要がある場合、カラーフィルタの誘電率が
低いほど、また厚みが厚いほど、カラーフィルタ層によ
る電圧降下により素子のしきい電圧が上昇し、立ち上が
りの急峻さを著しく損なうという課題がある。
【0020】(3)ITOを用いないでガラス基板に転
写する際、転写効率を上げるためには、ガラス基板の厚
みが小さく、かつ、比誘電率εγが大きいガラス基板を
使用しなければならない。しかし、TFTパネルについ
ては耐熱性、あるいは膜付け時の基板の反りの問題もあ
り、現在のところ1.1mmガラスが用いられることが多
いことから、厚みが厚いガラス基板では転写効率が低下
するという課題がある。本発明は上記の課題を解決しよ
うとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明のカラーフィルタは、表面に少なくとも
赤、緑、青の三色のカラートナー像を電子写真印刷方法
により形成した透明フィルム層と、同層を表面に貼付し
た透明ガラス基板を備えたことを特徴としている。
【0022】(2)本発明のカラーフィルタの製造方法
は、透明フィルムの表面に少なくとも赤、緑、青の三色
のカラートナー像を所定のパターンで電子写真印刷方法
により印刷し、しかる後に印刷後の透明フィルムを透明
ガラス基板上に貼付してなることを特徴としている。
【0023】
【作用】上記発明(1)においては、所定の色のパター
ンを印刷されたフィルムがガラス基板に貼付されてカラ
ーフィルタが形成されており、従来のカラーフィルタの
場合に行われていた転写効率を上げるための透明導電膜
の形成の必要がない。
【0024】そのため、カラーフィルタとしての重要な
品質である光透過率の低下がなく、従来のカラーフィル
タがもつ分光特性そして色度特性までをも大きく損なわ
せてしまうという欠点、素子のしきい電圧が上昇すると
いう欠点、および立ち上がりの急峻さを著しく損なうと
いう欠点を解消することができる。
【0025】上記発明(2)においては、透明フィルム
の表面に所定の色のパターンを電子写真印刷方法により
印刷した後、これをガラス基板に貼付してカラーフィル
タを得ているため、上記発明(1)と同様の品質のカラ
ーフィルタを得ることができる。
【0026】更に、従来の製造方法で必要としていたフ
ォトマスクをする工程を省くことができ、フォトマスク
の高精度な位置決めが不要となるため、製造時間の短縮
が可能となる。
【0027】
【実施例】本発明の一実施例に係るカラーフィルタの製
造に適用される製造装置を図1により説明する。
【0028】図1に示す本実施例に係る製造装置は、そ
れぞれの外周の一部にフィルム4が接触するドラム形状
の赤(R)、緑(G:図示しない)、青(B)用の感光
体1、同それぞれの感光体1の外周に設けられた帯電器
2と露光器3と現像器5とクリーニング器7と除電器
8、上記それぞれの感光体1の外周にフィルム4を挟ん
で設けられた転写器6、および上記フィルム4に接触す
る定着ローラ13を備えている。
【0029】上記装置を用いて行うカラーフィルタの製
造は、次の手順により行う。まず、感光体1に対して帯
電器2で感光面を一様に−6〜−7kVで帯電させ、レ
ーザビーム露光器3でカラーフィルタを構成する1つの
色のパターンの静電潜像を形成する。
【0030】次いで、−100〜−300V印加した現
像器5で、光が照射された部分を帯電器2と同極性に帯
電された1色のトナー9によって顕像とし、+1〜+
1.3kV印加した転写器6によってフィルム4上にト
ナー9と逆特性の電荷を与えて、トナー9をフィルム4
に転写する。
【0031】使用トナー9は、公知である特開昭62−
269101号公報に記載の環化ゴムとハロゲン含有メ
タクリレートの反応より得られた白色ラテックスに赤色
着色剤(保土谷化学工業株式会社製、商品名Spili on R
ed GRLH )を分散させ、イソパラフィン系溶媒(エッソ
化学株式会社製、商品名アイソパーG)を加えて作製し
た負帯電R(レッド)トナー及び同様の方法で保土谷化
学株式会社製SpilionBlue GRLH Special 、Spilion Gre
en 3 GNH Special を用いて作製した負帯電B(ブル
ー)トナーと負帯電G(グリーン)トナーである。ま
た、使用フィルム4は、材質がポリイミドで厚みは0.
1mmである。
【0032】次いで、クリーニング器7によって、感光
体1の表面に残留したトナー9を除去し、除電器8によ
って感光体1の表面非画線部の残留電荷を除去する。な
お、図2に示すように、感光体1は露光器3の光照射に
よってキャリア11を発生し、感光体1の表面に電荷1
2がある場合、表面電荷によって形成される電界によっ
てキャリア11が駆動され、表面電荷12の中和が行わ
れる。この性質を利用して露光時の静電潜像の形成及び
帯電前の光による除電が行われる。
【0033】このような工程の経ることにより、フィル
ムはカラーフィルタの色素に応じて、R(レッド)、G
(グリーン)、B(ブルー)のトナーによりそれぞれの
色のパターンが印刷される。
【0034】図1はG(グリーン)の印刷部を省略して
記載したが、ブラックマトリックスが必要な場合は、必
要に応じてBk(ブラック)の印刷部も設けて、上述と
同様な方法で、ブラックマトリックスをフィルムに印刷
する。なお、図3は、1ドラムで4色の印刷が可能な電
子写真装置の概略配置図を示したものであるが、前記装
置構成でもカラーフィルタは前述と同様に製造すること
ができる。
【0035】続いて、各色が転写されたフィルム4を1
20〜180℃に加熱した定着ローラ13に接触させ、
フィルム4の裏側より加熱し、画素の定着を図る。
【0036】上記により作製されたカラーフィルタ用フ
ィルム(厚み:0.05〜0.1mm)は耐熱性(200
℃以上)及び耐薬品性をもつもので、パネルに形成され
る際、強度を必要とする場合は、UV接着剤を使用し、
紫外線を照射してガラス基板10上に接着される。
【0037】
【発明の効果】本発明のカラーフィルタ及びその製造方
法においては、透明フィルムの表面に所定の色のパター
ンを電子写真印刷方法で印刷した後、そのフィルムをガ
ラス基板上に貼付してカラーフィルタを形成することに
よって、従来の製造方法で必要としたフォトマスクをす
る工程が省け、前記フォトマスクの高精度の位置決めが
不要となるため、製造時間を短縮することが可能になる
とともに、転写効率を上げるための透明導電膜を形成す
る必要がないため、カラーフィルタとしての重要な品質
である光透過率の低下がなく、従来のカラーフィルタが
もつ分光特性そして色度特性までをも大きく損なわせて
しまうという欠点、素子のしきい電圧を上昇させるとい
う欠点、および立ち上がりの急峻さを著しく損なうとい
う欠点の解消が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るカラーフィルタ製造装
置の説明図である。
【図2】上記一実施例に係るカラーフィルタ製造装置の
感光体の露光作用の説明図である。
【図3】上記一実施例に係るカラーフィルタ製造装置の
感光体が1ドラム4色の場合の説明図である。
【図4】液晶表示装置の説明図である。
【図5】従来の電子写真印刷を利用したカラーフィルタ
の製造方法の説明図である。
【図6】従来のITOを塗布することにより転写効率を
改善した電子写真印刷を利用したカラーフィルタの製造
方法の説明図である。
【図7】従来の予めコロナ放電させることにより転写効
率を改善した電子写真印刷を利用したカラーフィルタの
製造方法の説明図である。
【符号の説明】
1 感光体 2 帯電器 3 露光器 4 フィルム 5 現像器 6 転写器 7 クリーニング器 8 除電器 9 トナー 10 ガラス基板 11 キャリア 12 表面電荷 13 定着ローラ 30 透明電極 31 液晶 32 透明基板 33 カラーフィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に少なくとも赤、緑、青の三色のカ
    ラートナー像を電子写真印刷方法により形成した透明フ
    ィルム層と、同層を表面に貼付した透明ガラス基板を備
    えたことを特徴とするカラーフィルタ。
  2. 【請求項2】 透明フィルムの表面に少なくとも赤、
    緑、青の三色のカラートナー像を所定のパターンで電子
    写真印刷方法により印刷し、しかる後に印刷後の透明フ
    ィルムを透明ガラス基板上に貼付してなることを特徴と
    するカラーフィルタの製造方法。
JP2677295A 1995-02-15 1995-02-15 カラーフィルタ及びその製造方法 Withdrawn JPH08220334A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306187B1 (en) 1997-04-22 2001-10-23 3M Innovative Properties Company Abrasive material for the needle point of a probe card

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306187B1 (en) 1997-04-22 2001-10-23 3M Innovative Properties Company Abrasive material for the needle point of a probe card

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