JPH1138223A

JPH1138223A - 反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JPH1138223A
Application number: JP19743997A
Authority: JP
Inventors: Tsunero Oki; 恒郎大木; Mizuhito Tani; 瑞仁谷; Shinji Ito; 慎次伊藤; Makoto Sakakawa; 誠坂川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】着色顔料が有している色特性が低減されない色
特性のよい、密着強度の十分な、膜硬度の高い反射型液
晶表示装置用カラーフィルタを提供すること。【解決手段】着色顔料を溶解、又微粒子として分散させ
た処理液に、パターン基板４を浸漬して、パターンとし
て露出し、カソード電極として機能する光反射性電極層
２近傍における界面活性剤を電解還元することにより、
溶液の可溶化状態、又は分散液の分散状態を破壊し着色
顔料を光反射性電極層２に付着させる。又付着した着色
顔料に透明樹脂を含浸させること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置などに用いるカラーフィルタに関するものであり、特
に電気化学的に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置、撮像素子など電
子デバイス用のカラーフィルタは、透明基板上にブラッ
クマトリックスを所定箇所に形成したのち、透明基板上
に赤色（Ｒｅｄ），緑色（Ｇｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕ
ｅ）のカラーフィルタ層を画素状に形成している。

【０００３】このカラーフィルタの、耐光性、耐熱性の
面から、色素として顔料を用いるカラーフィルタの製造
方法としては、顔料分散法、印刷法、電着法などがあ
る。これらのカラーフィルタの製造方法においては、顔
料をバインダ樹脂の有機溶剤溶液中、或いは水溶液中
へ、溶解又は微粒子として分散させた塗工液、インキ、
電着塗料などが広く用いられている。このバインダ樹脂
は顔料を溶液中へ分散させる手段として、又分散した顔
料粒子の凝集を防ぐ手段として、更には成膜された顔料
粒子を基板上に固着させる手段として用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような、バインダ
樹脂を用いて顔料を溶液中へ分散させる方法としては、
ボールミル、サンドミルなどの方法があるが、これらの
方法では顔料を一次粒子又はそれに近い状態にまで微粒
子化することは困難なことである。従って、得られるカ
ラーフィルタの色特性は、顔料が有している色特性が低
減されたものになっている。本発明は、顔料が一次粒子
又はそれに近い状態にまで微粒子化された顔料の薄膜を
作成することにより、顔料が有している色特性が低減さ
れない色特性のよいカラーフィルタを提供するものであ
る。

【０００５】また、上記のようにバインダ樹脂を用いた
塗工液、インキ、電着塗料などを使用した場合には、成
膜された薄膜には顔料粒子とバインダ樹脂が共存するこ
とになる。これにより、得られるカラーフィルタの色特
性は、顔料粒子のみからなる薄膜のカラーフィルタに比
較し色特性が低減されたものになっている。本発明は、
バインダ樹脂が共存しない顔料の薄膜を作成することに
より、顔料が有している色特性が低減されない色特性の
よい反射型液晶表示装置用カラーフィルタを提供するも
のである。

【０００６】また、形成された薄膜は、顔料のみによっ
て構成されているので、顔料の種類、成膜条件などによ
っては顔料の基板への密着強度が十分でないことがあ
る。本発明は十分な密着強度を有する反射型液晶表示装
置用カラーフィルタを提供するものである。

【０００７】また、液晶表示装置においては、カラーフ
ィルタと対向基板の両基板間に液晶材料を封入する隙間
を形成するために、スペーサと呼ばれるガラス又は合成
樹脂の透明球状体粒子（ビーズ）や短棒状体粒子を散布
しているが、カラーフィルタの膜強度が低いとビーズが
カラーフィルタにめり込んだり、カラーフィルタを傷つ
けるので表示品質に悪影響を及ぼすことがある。本発明
はこのような悪影響を及ぼすことのない、膜強度の高い
反射型液晶表示装置用カラーフィルタを提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）基板上
にカソード電極として光反射性電極層を設け、その上
に、フォトレジスト層を設ける工程、（２）該フォトレ
ジスト層に所定色のパターンを露光し現像して、パター
ン化し、光反射性電極層をパターン状に露出させる工
程、（３）前記光反射性電極層面において電解還元され
うる界面活性剤と有機又は無機着色顔料とを溶解又は微
粒子として分散させた処理液中に、前記光反射性電極層
より卑な金属電極と前記光反射性電極層とを電気的接続
状態にして浸漬することにより、露出した前記光反射性
電極層近傍における界面活性剤を電解還元破壊して、前
記着色顔料をその露出した光反射性電極層に付着させる
工程、（４）着色顔料の付着した基板上に透明樹脂を塗
布し乾燥させて、付着した着色顔料に透明樹脂を含浸さ
せる工程、（５）上記（２）から（４）の工程を各色毎
に順次繰り返した後、残りの前記フォトレジスト層を除
去する工程、を含む反射型液晶表示装置用カラーフィル
タの製造方法である。

【０００９】また、本発明は、上記発明の反射型液晶表
示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記界面
活性剤がその疎水性部分に芳香族アゾ化合物残基を含有
することを特徴とする反射型液晶表示装置用カラーフィ
ルタの製造方法である。

【００１０】また、本発明は、上記発明の反射型液晶表
示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記処理
液の溶媒が水又は水と相溶性のある有機溶剤と水との混
合溶媒であることを特徴とする反射型液晶表示装置用カ
ラーフィルタの製造方法である。

【００１１】また、本発明は、上記発明の反射型液晶表
示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記着色
顔料が疎水性又は弱親水性であることを特徴とするカラ
ーフィルタの製造方法である。

【００１２】また、本発明は、上記発明の反射型液晶表
示装置用カラーフィルタの製造方法において、前記光反
射性電極層に付着させた着色顔料の膜硬度が鉛筆硬度３
Ｈ以上であることを特徴とする反射型液晶表示装置用カ
ラーフィルタの製造方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明による反射型液晶表
示装置用カラーフィルタの製造方法を、その実施形態に
基づいて詳細に説明する。図１において、本発明に用い
る基板（１）は、十分な強度、平坦性、耐熱性などを有
し、同時に電極材料と十分な密着力を持つものが好まし
い。例えば、通常カラーフィルタ基板として用いられて
いる透明なガラス、或いはプラスチックなどがあげられ
る。耐熱性については、１５０°Ｃまでの温度において
変色、変形などがみられず、又２００°Ｃまでの温度で
種々な変質のないことがより好適である。成膜に必要な
熱処理温度、顔料の熱処理温度、又液晶パネル作成工程
での熱処理温度などによって異なるが、一般にガラスが
好適である。

【００１４】基板（１）上に形成され、電解還元時にカ
ソード電極として機能し、また反射板としても機能する
電極材料は、界面活性剤よりも卑で、高い反射率を有す
る金属又は金属酸化物が使用可能である。例えば、Ａ
ｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられる。
標準電極電位では−２．５〜０．５Ｖ程度であり、使用
する界面活性剤、溶媒、電解質などに合わせ適切なもの
を選択する。Ａｌは比較的安定で標準電極電位が低く、
安価であり、可視波長域全体において反射率が高く好適
といえる。

【００１５】また、図６において、電解還元時にアノー
ド電極として機能する、光反射性電極層より卑な金属電
極（３０）の材料は、カソード電極として機能する光反
射性電極（２）の材料より卑で、低い電位を持ち、同時
に使用する界面活性剤より卑で、低い電位を持つ金属を
用いる。例えば、金属ではＡｌ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｕなどがあげられる。
標準電極電位は−２．０〜＋０．５Ｖ程度であり、界面
活性剤、光反射性電極、溶媒、などの条件に合わせ適切
なものを選択する。

【００１６】光反射性電極層（２）の成膜法について
は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、各種コーティング
法、パイオゾル法などが採用されるが、特にこれらに限
定されるものではなく、膜厚、膜厚均一性、膜組成の均
質性の点から、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などが好
適である。光反射性電極層（２）の薄膜のみの反射率は
４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視域において平均で８５％
以上が好適である。膜厚は十分な反射率が得られればよ
く、５０００Å以上が好適といえる。また、光反射性電
極層（２）のシート抵抗は３００オーム／□以下が好適
である。

【００１７】基板上に光反射性電極層を形成する代わり
に、板状の電極材料のそのままを用いても良い。前記の
電極材料などは、強度、耐熱性を有し表面を平坦にする
ことにより光反射性が得られ好適である。Ａｌは前記の
性質に加え比重が小さいので非常に好適である。板状の
電極材料の厚みは組み込まれる液晶表示装置の使用形態
にもよるが、強度面では厚くした方がよいが、携帯性の
面では厚くない方がよく０．１〜１．５ｍｍ程度の厚み
が好適である。

【００１８】本発明において、アノード電極として機能
する、光反射性電極層より卑な金属電極の形状について
の制限はなく、板状、棒状、球状、各種立体形状、基板
上に形成した薄膜などがあげられる。

【００１９】本発明において使用可能なフォトレジスト
としてはポジ型フォトレジストが好ましく、紫外線や可
視光線、電子線などによる露光部分が現像液によって溶
出される光可溶性レジストであり、前記界面活性剤を含
む処理液によって影響を受けないものであれば、特に限
定されるものではない。例えば、ポジ型フォトレジスト
としては、ジアゾニウム塩とパラフォルムアルデヒド縮
重合物を含む感光性の樹脂組成物、オルトキノンジアジ
ド類又はオルトジアゾオキシド類を含む感光性の樹脂組
成物、アルカリ可溶性アジドポリマーを含む感光性の樹
脂組成物、水又はアルカリ水溶液で現像可能なアジド化
合物を含む感光性の樹脂組成物、及びカルボン酸のター
シャルブチルエステル又はフェノールのターシャルブチ
ルカルボナートから構成される、酸に対する反応性の高
い多官能基を持つ重合体と露光により酸を生じる光重合
開始剤（オニウム塩など）とを含むポジ型感光性樹脂組
成物などがあげられる。

【００２０】これらポジ型フォトレジストを露光条件や
現像条件などに合わせて組成を調整し、単独で使用して
もよく、又複数種混合して使用してもよい。ポジ型フォ
トレジストを溶解又は分散する有機溶媒は、特に限定は
なく、前記樹脂及び樹脂組成物を溶解できるものであれ
ばよく、例えば、各種のグリコールエーテル類、ケトン
類、エーテル類、アルコール類、イソプロパノール類、
炭化水素類、エステル類、酸アミド類などがあげられ
る。これら有機溶媒を単独で使用してもよく、又複数種
混合して使用してもよい。

【００２１】本発明で使用可能な界面活性剤は、疎水性
部分と親水性部分からなる界面活性剤、及び疎水性部分
と親水性部分からなる界面活性剤の疎水性部分が芳香族
アゾ化合物残基を含有する界面活性剤であり、疎水性又
は弱親水性の有機又は無機顔料を、水中又は水と相溶性
のある有機溶剤と水との混合溶媒中へ可溶化し、又は微
粒子として分散させる能力をもち、カソード電極として
機能する光反射性電極（２）において電解還元されうる
ものである。より具体的には、例えば、特開平７−２３
８３８２及び特開平７−２９２４７８などで開示されて
いるアゾ化合物である。１種類を単独で、又は２種類以
上を混合して使用することができる。

【００２２】本発明で使用可能な溶媒は、水、又は水と
相溶性のある有機溶剤との混合溶媒であるが、これらに
限定されるものではなく、ｐＨを調節するためのｐＨ調
整剤が溶解可能であれば有機溶剤単体でもよい。有機溶
剤としては、例えば、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスル
ホキシド、炭酸プロピレンなどが好適である。

【００２３】本発明において、溶媒中で界面活性剤を電
解還元する際、ｐＨを調整するため、ｐＨ調整剤を添加
してもよい。例えば、硫酸リチウム、酢酸リチウム、硝
酸リチウム、臭化リチウム、過塩素酸リチウムなどのリ
チウム塩、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化ナト
リウムなどのナトリウム塩、硫酸カリウム、酢酸カリウ
ム、臭化カリウムなどのカリウム塩、塩酸、硫酸などの
無機酸、酢酸、クエン酸などの有機酸などが好適であ
る。

【００２４】本発明において使用可能な疎水性又は弱親
水性の有機又は無機顔料としては、有機顔料では、アゾ
レーキ系、不溶性アゾ系、フタロシアニン系、キナクド
リン系、ジオキサジン系、イソインドリン系、イソイン
ドリノン系、ベリノン系、アントラキノン系、ペリレン
系、キノフタレン系、チオインジゴ系、ジケトピロロピ
ロール系、及びこれらの混合物などが、又、無機顔料で
は、カーボンブラックなどが好適である。

【００２５】また、１、２−ビス（ベンゾオキサゾリ
ル）エチレン誘導体、１、２−ビス（ベンゾオキサゾリ
ル）クマリン誘導体、４−メトキシ−Ｎ−メチルナフタ
ル酸イミドなどの蛍光増白染料、３−メチル−５−［４
−（３−エチル−２−ベンゾチアゾリリデン）−２−ヘ
キセニリデン］ローダニンなどのローダニン誘導体、４
−トリフルオロメチル−７−ジメチルアミノクマリンな
どのクマリン誘導体、４−（ジシアノメチレン）−２−
メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−
ピランなどのレーザー色素を使用してもよい。

【００２６】本発明で使用される処理液の調整は、水中
又は水と相溶性のある有機溶剤と水との混合溶媒中で、
疎水性又は弱親水性の有機又は無機着色顔料を、前記界
面活性剤の存在下、粉砕、摩砕することにより行われ
る。粉砕、摩砕にはサンドミル、ボールミル、超音波ホ
モジナイザー、ペイントコンディショナーなどの分散装
置が使用できる。着色顔料の粒径を０．１μｍ以下の一
次粒子又はそれに近い状態にまで微粒子化することが好
ましい。

【００２７】数種類の着色顔料を使用する場合は、全て
をあらかじめ攪拌混合しておいてから分散装置を用いて
分散してもよいが、種類ごとに別々に分散し、微粒子化
した後、分散した液同士を混合してもよく、その後、さ
らに分散を行ってもよい。別々に分散した後、液同士を
混合する場合は、液の調合比、濃度、温度などが互いに
近い状態で行った方が、分散された状態の変化が少なく
好ましい。

【００２８】図１（イ）に示すように、カソード電極と
して機能する光反射性電極層（２）上に、フォトレジス
ト層（３）を設け、図１（ロ）に示すように、例えば、
ＵＶ光照射（９）を行い、続く現像により所望のパター
ン状に、フォトレジスト層（３）を除去し、図１（ハ）
及び図２に示すようにパターン基板（４）を形成する。

【００２９】図６に示すように、このパターン基板
（４）を金属電極（３０）と結線部（５０）により電気
的接続状態にして、パターン基板（４）と金属電極（３
０）とを共に前記処理液（４０）に侵漬することによっ
て、光反射性電極層（２）が露出したパターン部分近傍
において、外部電源を用いずに前記界面活性剤を電解還
元し、着色顔料を光反射性電極層（２）表面に付着させ
る。これにより図１（ニ）及び図３に示すように、例え
ば赤色画素（５Ｒ）が形成される。

【００３０】また、パターン基板（４）を前記処理液に
浸漬する際、処理液を、溶媒が蒸発又は揮発しない範囲
で加熱することにより成膜を促進することが可能であ
る。

【００３１】また、本発明で形成された薄膜は、着色顔
料のみによって構成されているので、着色顔料の種類、
成膜条件などによっては着色顔料の膜強度や密着強度が
低くなる可能性、更には、着色顔料の多孔質化がおこり
２色目以降の成膜を継続すると、混色が発生する可能性
がある。これらを防止する一方法としては、１色目の成
膜後、膜を１００°Ｃ〜２００°Ｃに加熱することで粒
子を焼きしめる方法がある。本発明においては、１色目
の成膜後、光硬化性又は熱硬化性の透明樹脂液を塗布
し、透明樹脂を着色顔料で形成された薄膜に含浸させる
ことにより、膜硬度や基板への密着力を補強し、又光反
射性電極を隠蔽してしまう方法である。

【００３２】顔料分散法、印刷法、電着法など色素とし
て着色顔料を用いる他のカラーフィルタの製造方法にお
いて用いる塗工液、インキ、電着塗料などは、着色顔料
をバインダ樹脂の有機溶剤溶液中、或いは水溶液中へ、
溶解又は微粒子として分散させたものであるので、バイ
ンダ樹脂に求められる性能としては着色顔料の溶液中へ
の分散性、着色顔料粒子の凝集防止性、基板上への着色
顔料粒子の固着性などである。

【００３３】本発明においては、着色顔料で形成された
薄膜に透明樹脂を含浸させた方法であるので、透明樹脂
の材料は上記のような分散性、凝集防止性、などの性能
に制約されずに選択することができるものである。例え
ば、耐熱性、透明性、膜硬度などの優れた材料が選択で
きるので、着色顔料に透明樹脂を共存させても得られる
カラーフィルタの色特性は、着色顔料が有している色特
性の性能低減の少ない色特性のよいカラーフィルタとな
るものである。

【００３４】本発明において、使用可能な光硬化性又は
熱硬化性の透明樹脂は、透明性が高く、かつ紫外線や可
視光線や電子線、あるいは熱などによって硬化する硬化
性のレジストであり、前記界面活性剤を含む処理液によ
って影響を受けないものであれば、特に限定されるもの
ではない。例えば、アクリル系、エステル系、ポリイミ
ド系、環化ゴム系、シロキサン系、エポキシ系などの重
合体又は共重合体があげられ、具体的には、アクリル系
樹脂では、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレートなどのアルキルアクリレー
トまたはアルキルメタクリレート、環状のアクリレート
またはメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート
またはメタクリレートなどや、エポキシ基、シロキサン
基、ポリイミド前駆体などを導入したアクリル酸誘導体
又はメタクリル酸誘導体の内から２種類以上のモノマー
を用いて、分子量５×１０³〜１００×１０³程度に合
成した樹脂などである。

【００３５】また、光重合性モノマーとしては、２官能
モノマーとしてジアクリレート類、３官能モノマーとし
てトリアクリレート類、多官能モノマーとしてテトラア
クリレート類やペンタおよびヘキサアクリレート類など
がある。光開始剤としては、トリアジン系、アセトフェ
ノン系、ベンジイン系、ベンゾフェノン系、チオキサン
ソン系などが好適である。また、膜硬度を向上させ、或
いは熱硬化性を付与、向上させるためメラミン樹脂系な
どの架橋剤を組成に加えてもよい。

【００３６】溶剤としては、シクロヘキサノン等のケト
ン類、セロソルブ等のグリコールエーテル類、ブタノー
ル等のアルコール類、セロソルブアセテート等のエステ
ル類、あるいはトルエン、キシレン、ジクライムなどの
うち単独又は２種以上の混合物があげられるが、テトラ
ヒドロフランやジメチルスルホキシドなどの極性の強い
溶剤は、前記ポジ型フォトレジストに影響を与えやすい
ため、無極性又は極性の弱い溶剤又は弱くなる溶剤組成
がより好適である。

【００３７】一般に、液晶表示装置において液晶層の厚
み（セルギャップ）は、ムラのない表示品質、安定した
液晶分子の駆動のために均一である必要がある。このセ
ルギャップを一定に保つ一般的な手段としては、ガラス
或いは合成樹脂製のビーズを液晶層に分布させる方法が
とられる。この際、カラーフィルタがある程度の硬度を
持たないと、ビーズがカラーフィルタにめり込んだり、
傷を付けるなどの現象が生じ表示品質に悪影響を及ぼし
てしまうものである。

【００３８】このカラーフィルタの膜硬度を、ＪＩＳ規
格（Ｋ５４００−１９９０）の鉛筆引っかき値試験に準
じた測定方法で表現すれば、カラーフィルタの膜硬度
は、鉛筆硬度で２Ｈ以下ではビーズによるカラーフィル
タの損傷、１Ｈ以下ではビーズのカラーフィルタへのめ
り込みなどがあり、カラーフィルタの膜硬度は鉛筆硬度
で２Ｈ以上は必要であり、３Ｈ以上あればより好適であ
る。

【００３９】光重合性モノマーの添加量は、特に限定さ
れるものではないが、アクリル樹脂の２０〜１５０重量
％程度である。光重合開始剤の添加量は特に限定される
ものではないが、光重合性モノマーの５〜５０重量％、
好ましくは１０〜３０重量％を１種または２種添加して
用いればよい。樹脂組成物１００重量％に対し固形分比
率は、２重量％〜４０重量％、好ましくは３重量％〜２
０重量％であるのが含浸させるのに好適である。

【００４０】着色顔料の薄膜への前記の光硬化性又は熱
硬化性透明樹脂組成物の含浸は、１色目を成膜し乾燥し
た後、光硬化性又は熱硬化性透明樹脂組成物の浴槽に、
１０秒から１時間ほど浸漬してもよいが、ロールコー
ト、スピンコートなどの方法で塗布してもよい。さら
に、浸漬又は塗布直後、樹脂組成物が乾燥していない状
態で、１０×１０³Ｐａ〜１０Ｐａまで減圧することに
より、着色顔料の薄膜の多孔質構造内の空気を抜き、含
浸を促進することができる。乾燥は、減圧による乾燥で
もよいが、加熱乾燥でもよく、また、加熱乾燥と減圧乾
燥を組み合わせてもよい。また、スピンコートと減圧乾
燥又は減圧加熱乾燥を組み合わせると、乾燥後、ポジ型
フォトレジスト膜上に残留する光硬化性又は熱硬化性透
明樹脂の塗膜が薄くなり、より好適である。

【００４１】図１（ニ）及び図３に示すように、例えば
赤色画素（５Ｒ）が形成されたパターン基板（４）に透
明樹脂を塗布、乾燥し、透明樹脂を含浸することにより
図１（ホ）に示すように、透明樹脂を含浸した赤色画素
（６Ｒ）が形成される。このような図１（ロ）〜（ホ）
の工程を各色毎に繰り返すことにより、図１（ヘ）及び
図４に示すように、透明樹脂を含浸した赤色画素（６
Ｒ）、緑色画素（６Ｇ）、青色画素（６Ｂ）のモザイク
状のカラーフィルタが形成される。

【００４２】また、最終色を成膜する際、必ずしも全て
の、フォトレジスト層（３）を除去する必要はなく、液
晶パネル作成などの後工程に影響のない部分を残してお
くこともできる。例えば、図１（ト）に示すように各色
の画素間及び画素領域周辺部の、フォトレジスト層
（３）を除去し、パターン基板（４）縁部に、フォトレ
ジスト層残部（１３）を形成し、黒色処理液に浸漬すれ
ば、図１（チ）及び図５に示す黒色遮光部（７）が形成
される。パターン基板（４）縁部の、フォトレジスト層
残部（１３）の除去は、この後、フォトエッチング法、
レーザー照射法などを用いればよい。

【００４３】また、全色の成膜、加熱処理の後、必要が
あれば図１（リ）に示すように、成膜面の上に透明な保
護膜（８）を形成してもよい。材料としては、例えば、
アクリル系、エステル系、ポリイミド系、環化ゴム系、
シロキサン系、エポキシ系などの重合体又は共重合体な
どの樹脂があげられる。これら樹脂の溶剤としては、セ
ロソルブ系化合物、シクロヘキサノン、メチルイソブチ
ルケトン、ジエチレングリコールエーテル、エステル系
化合物、又はこれらの混合物などがあげられる。

【００４４】また、保護膜液には開始剤、架橋剤などを
添加してもよい。保護膜液の塗布は、例えば、スピンコ
ーター、ロールコーター、ナイフコーター、グラビアコ
ーターなどの方法を用いればよい。塗布後は加熱処理又
は露光処理を行い硬化させる。保護膜の透過率は、膜厚
０．１〜３．０μｍで、全可視光域にて、９０％以上が
好適である。

【００４５】次に、本発明の成膜原理について説明す
る。疎水性部分と親水性部分からなる界面活性剤の疎水
性部分に芳香族アゾ化合物残基を含有する界面活性剤を
用いて、水中又は水と相溶性のある有機溶剤と水との混
合溶媒中に、親水性又は弱親水性の有機又は無機顔料を
溶解した溶液中、又は微粒子として分散させた分散液中
においては、顔料を界面活性剤が、疎水性部を内側に、
親水性部を外側にして取りまき、ミセルを形成してい
る。

【００４６】この液中に、基板（１）上に光反射性電極
層（２）を設け、その上に、フォトレジスト層（３）を
設け、フォトレジスト層（３）のみを所望のパターン状
に除去し、光反射性電極層（２）を露出させた前記パタ
ーン基板（４）を、前記光反射性電極層より卑な金属電
極（３０）と電気的接続状態にして浸漬すると、露出さ
れた光反射性電極層（２）はカソード電極として機能
し、光反射性電極層（２）近傍の界面活性剤自体が、こ
のカソード電極の影響により電解還元され、分解し、形
成しているミセルが破壊し、顔料がカソード電極即ち光
反射性電極層（２）上に付着する。光反射性電極層
（２）と光反射性電極層より卑な金属電極（３０）は電
気的接続状態にあるが、前記パターン基板（４）を前記
処理液中に浸漬すると、それぞれの持つ電極電位の差か
ら、光反射性電極層（２）がカソード電極として、光反
射性電極層より卑な金属電極（３０）がアノード電極と
して機能するためであり、ミセルの破壊及び顔料の付着
はカソード電極即ち光反射性電極層（２）上に選択的に
行われる。

【００４７】本発明においては、着色顔料を界面活性剤
が、疎水性部を内側に、親水性部を外側にして取りま
き、ミセルを形成しているために、着色顔料は一次粒子
又はそれに状態にまで微粒子化されている。また、ミセ
ルの破壊のみによって、一次粒子又はそれに状態にまで
微粒子化された着色顔料が光反射性電極層（２）上に成
膜される。

【００４８】

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。

【００４９】＜実施例１＞（赤色分散液の調整）０．１Ｎ塩酸水溶液１０００ｍｌ
に、界面活性剤｛同仁化学（株）製、商品名［ＡＺＰＥ
Ｇ１０００］｝２．０ｇ、ジアントラキノン系赤顔料
８．９ｇを加えて攪拌後、水冷しながら超音波ホモジナ
イザー［１５０Ｗ，２０K ＨZ ］にて３０分間分散を行
い赤色分散液を得た。

【００５０】（緑色分散液の調整）０．１Ｎ塩酸水溶液
１０００ｍｌに、界面活性剤｛同仁化学（株）製、商品
名［ＡＺＰＥＧ１５００］｝４．５ｇ、クロモブロモ銅
フタロシアニン系顔料２７．８ｇを加えて攪拌後、水冷
しながら超音波ホモジナイザー［１５０Ｗ，２０KＨZ
］にて３０分間分散を行い緑色分散液を得た。

【００５１】（青色分散液の調整）０．１Ｎ塩酸水溶液
１０００ｍｌに、界面活性剤｛同仁化学（株）製、商品
名［ＡＺＰＥＧ１０００］｝２．０ｇ、銅フタロシアニ
ン系青色顔料１１．５ｇを加えて攪拌後、水冷しながら
超音波ホモジナイザー［１５０Ｗ，２０K ＨZ ］にて３
０分間分散を行い青色分散液を得た。

【００５２】（黒色分散液の調整）０．１Ｎ塩酸水溶液
１０００ｍｌに、界面活性剤｛同仁化学（株）製、商品
名［ＡＺＰＥＧ１０００］｝６．０ｇ、カーボンブラッ
ク系黒色顔料８．９ｇを加えて攪拌後、水冷しながら超
音波ホモジナイザー［１５０Ｗ，２０K ＨZ ］にて３０
分間分散を行い黒色分散液を得た。

【００５３】（透明樹脂液の調整）メタクリル酸２０重
量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メ
チルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート
５５重量部をエチルセロソルブ３００重量部に溶解し、
窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル０．７５重量部を加
えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂
を、樹脂濃度１０重量％になるようにエチルセロソルブ
で希釈し透明樹脂液を得た。

【００５４】（色画素パターンの形成）基板（１）とし
てコーニング（株）製、低膨張ガラス［商品番号７０５
９］、厚さ１．１ｍｍを用いた。この基板（１）上に図
１（イ）に示すように、Ａｌをスパッタ法により約５μ
ｍ厚に成膜し、光反射性電極層（２）とした。次に、ポ
ジ型フォトレジスト（ヘキスト社製、ＡＺ１３５０）を
１．２μｍ塗布し、１００℃、２０分の乾燥を行いフォ
トレジスト層（３）を形成した。

【００５５】次に、図１（ロ）に示すように、ポジ型マ
スクを介して１２ｍＪ／ｃｍ²のＵＶ露光を行い指定現
像液にて現像し、図１（ハ）及び図２に示すように、赤
色画素（５Ｒ）を形成する部分の、フォトレジスト層
（３）のみを除去し、光反射性電極層（２）を露出させ
パターン基板（４）を形成した。

【００５６】該パターン基板（４）を前記赤色分散液に
常温にて約１５分間浸漬し、図１（ニ）に示すように、
露出した光反射性電極層（２）の部分に赤色画素（５
Ｒ）が成膜されたパターン基板を得た。蒸留水にて洗浄
を行い、オーブンにて約７０°Ｃ、約２０分間、乾燥を
行った。

【００５７】次に、前記透明樹脂を塗布し、５×１０³
〜１０×１０³Ｐａで１０秒ほど減圧した後、余剰な透
明樹脂をスピンナで振り落とし、７０℃で３０分間乾燥
させた。次に、このパターン基板を約７０°Ｃ、約３
０分間、加熱処理し、図１（ホ）に示すように、透明樹
脂の含浸した赤色画素（６Ｒ）の形成されたパターン基
板を得た。

【００５８】続いて、赤色画素（６Ｒ）の形成と同様な
操作を、前記緑色分散液及び透明樹脂液を用いて繰り返
し，緑色画素（６Ｇ）を得た。更に続いて、同様な操作
を、前記青色分散液及び透明樹脂液を用いて繰り返し，
青色画素（６Ｂ）を得た。これにより図１（ヘ）に示す
ように、赤色画素（６Ｒ）、緑色画素（６Ｇ）、青色画
素（６Ｂ）が各々形成されたパターン基板を得た。

【００５９】次に、遮光膜用のポジ型マスクを介して１
２ｍＪ／ｃｍ²のＵＶ露光を行い指定現像液にて現像
し、図１（ト）に示すように、各色の画素間及び画素領
域周辺部の、フォトレジスト層（３）を除去し、パター
ン基板（４）縁部に、フォトレジスト層残部（１３）を
幅約１０ｍｍに形成し、赤色画素（６Ｒ）の形成と同様
な操作を、前記黒色分散液及び透明樹脂液を用いて繰り
返し，図１（チ）及び図５に示す黒色遮光部（７）を得
た。

【００６０】（保護膜の形成）続いて、基板縁部のフォ
トレジスト層残部（１３）の除去を、５％の苛性ソーダ
を用いて行い、更に続いて、保護膜の材料として、日本
合成ゴム（株）製、製品名「オプトマーＳＳ７２６５」
を用い、赤色画素（６Ｒ）、緑色画素（６Ｇ）、青色画
素（６Ｂ）及び黒色遮光部（７）が成膜され、基板縁部
のフォトレジスト層残部（１３）が除去されたパターン
基板上にロールコーターにて均一に塗布し、乾燥後、約
２２０°Ｃ、約１時間、加熱硬化させ保護膜（８）を形
成した。上記のようにして、図１（リ）に示すような反
射型液晶表示装置用カラーフィルタ（１０）を得た。

【００６１】得られたカラーフィルタ（１０）の赤色画
素（６Ｒ）、緑色画素（６Ｇ）、青色画素（６Ｂ）、そ
れぞれの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、最
大粒子径約０．１μｍ以下の微粒子であることが確認さ
れた。また、得られた反射型液晶表示装置用カラーフィ
ルタ（１０）の赤色画素（６Ｒ）、緑色画素（６Ｇ）、
青色画素（６Ｂ）、それぞれの分光透過率を測定したと
ころ、同一顔料を用いた従来法によるカラーフィルタの
各画素の分光透過率に比較し、約７％〜１３％向上して
いることが確認された。また、得られた反射型液晶表示
装置用カラーフィルタ（１０）を用いて液晶表示装置を
作成してみたところ、カラーフィルタの密着強度は十分
なものであった。また、得られた反射型液晶表示装置用
カラーフィルタ（１０）の膜硬度は、ＪＩＳ規格（Ｋ５
４００−１９９０）の鉛筆硬度で３Ｈ以上のものであっ
た。

【００６２】

【発明の効果】本発明においては、着色顔料を界面活性
剤が、疎水性部を内側に、親水性部を外側にして取りま
き、ミセルを形成しており、着色顔料は一次粒子又はそ
れに近い状態にまで微粒子化されている。そして、ミセ
ルの破壊のみによって、一次粒子又はそれに近い状態に
まで微粒子化された着色顔料が光反射性電極上に成膜さ
れるので、着色顔料が有している色特性が低減されない
色特性のよいカラーフィルタが得られる。また、本発明
においては、着色顔料の薄膜に透明樹脂を含浸させるの
で、十分な密着強度を有するカラーフィルタが得られ
る。また、本発明においては、着色顔料の薄膜に透明樹
脂を含浸させるので、ビーズがカラーフィルタにめり込
んだり、カラーフィルタを傷つけたりすることのない膜
硬度の高いカラーフィルタが得られる。また、本発明に
おいては、材料としてバインダ樹脂は用いてないので、
分散性、凝集防止性、などの性能に制約されず、耐熱
性、透明性などの優れた透明樹脂材料が選択でき、得ら
れるカラーフィルタの色特性は、着色顔料が有している
色特性の性能低減の少ない色特性のよいものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）〜（リ）は、本発明によるカラーフィル
タの製造工程の一実施例を示す断面で表した説明図であ
る。

【図２】本発明による、フォトレジスト層を、パターン
状に除去したパターン基板の平面図である。

【図３】赤色画素が形成されたパターン基板の平面図で
ある。

【図４】透明樹脂の含浸した、赤色画素、緑色画素、青
色画素が形成されたパターン基板の平面図である。

【図５】透明樹脂の含浸した、赤色画素、緑色画素、青
色画素及び黒色遮光部が形成されたパターン基板の平面
図である。

【図６】パターン基板と金属電極が処理液中に浸漬され
る状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…基板２…光反射性電極層３…フォトレジスト層４…パターン基板５Ｒ…赤色画素５Ｇ…緑色画素５Ｂ…青色画素６Ｒ…透明樹脂の含浸した赤色画素６Ｇ…透明樹脂の含浸した緑色画素６Ｂ…透明樹脂の含浸した青色画素７…黒色遮光部８…保護膜９…ＵＶ光照射１０…反射型液晶表示装置用カラーフィルタ１３…フォトレジスト層残部２０…ポジ型マスク３０…金属電極４０…処理液５０…結線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂川誠東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）基板上にカソード電極として光反射
性電極層を設け、その上に、フォトレジスト層を設ける
工程、（２）該フォトレジスト層に所定色のパターンを露光し
現像して、パターン化し、光反射性電極層をパターン状
に露出させる工程、（３）前記光反射性電極層面において電解還元されうる
界面活性剤と有機又は無機着色顔料とを溶解又は微粒子
として分散させた処理液中に、前記光反射性電極層より
卑な金属電極と前記光反射性電極層とを電気的接続状態
にして浸漬することにより、露出した前記光反射性電極
層近傍における界面活性剤を電解還元破壊して、前記着
色顔料をその露出した光反射性電極層に付着させる工
程、（４）着色顔料の付着した基板上に透明樹脂を塗布し乾
燥させて、付着した着色顔料に透明樹脂を含浸させる工
程、（５）上記（２）から（４）の工程を各色毎に順次繰り
返した後、残りの前記フォトレジスト層を除去する工
程、を含む反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造
方法。
【請求項２】前記界面活性剤がその疎水性部分に芳香族
アゾ化合物残基を含有することを特徴とする請求項１記
載の反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項３】前記処理液の溶媒が水又は水と相溶性のあ
る有機溶剤と水との混合溶媒であることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の反射型液晶表示装置用カラー
フィルタの製造方法。
【請求項４】前記着色顔料が疎水性又は弱親水性である
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載
の反射型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
【請求項５】前記光反射性電極層に付着させた着色顔料
の膜硬度が鉛筆硬度３Ｈ以上であることを特徴とする請
求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の反射型
液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。