JPS63155127A - カラ−液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表示要素の単位をつくる複数個の電極を備え
た一対の基板間で生じる電気光学的変化によって表示を
行なう、カラーフィルターを基板内面に設けたカラー液
晶素子に関し、更に詳しくは、カラーフィルター居中の
不純物等による液晶素子の劣化を防止した高品質のカラ
ー液晶素子に関するものである。

し従来の技術］ 従来、前述のような液晶素子としては、上下基板で直交
した透明電極が形成された２枚の基板間に、電気光学的
変調材料としてＴＮ　（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｓａｔｉｃ
）液晶や強誘電性液晶等を挟持してなる構造の時分割駆
動型液晶素子（通称、単純マトリクス方式という）ある
いは各々の表示画素毎に薄膜トランジスター（通称ＴＦ
Ｔ）等のスイッチング素子を設けた構造のアクティブマ
トリクス駆動型液晶素子（通称、アクティブマトリクス
方式という）が用いられている。

この様なパネル構成において、カラー表示をする為には
、液晶素子面に、赤、緑、青色の色彩を有する透過型の
カラーフィルターを配置することが必要である。この場
合、カラー表示素子を斜めから見たときの視差を極力減
らすために、カラーフィルターを液晶素子内部に配置す
るように専ら構成されている。

この様なカラーフィルター内設タイプのカラー液晶素子
は、通常、以下に述べる２つの方法により形成される。

すなわち、第１の方法としては、第５図（ａ）に示す様
に透明電極２のパターンを形成した基板ｌ上に該電極パ
ターンとアライメントしたカラーフィルター３のパター
ンを形成し、必要に応じて保護層４を形成した後、配向
膜５を積層し、該配向膜５をラビング処理し、対向基板
と貼り合わせ、基板間の間隙に液晶を注入することによ
りカラー液晶素子を得ることができる。

また第２の方法としては、第５図（ｂ）に示す様に基板
ｌ上にカラーフィルター３を形成し、必要に応じ保護層
４を形成した後、１丁０　［インジウムチン　オキサイ
ド（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）］等の透明電
極２の層をスパッタや蒸着により形成し、該透明電極２
の層上にフォトレジストパターンを設けた後、エツチン
グにより透明電極２のパターンをカラーフィルターパタ
ーンにアライメントして形成する０次いでフォトレジス
トパターンを除去し、更に配向膜５を積層し、ラビング
処理をした後、対向基板と貼り合わせ、基板間の間隙に
液晶を注入することによりカラー液晶素子を得ることが
できる。

この様なａ成において用いるカラーフィルターとして、
従来、ある種の着色材料が透明樹脂中に分散されてなる
着色樹脂を用い、印刷あるいはフォトリソ工程により形
成する方法が知られている。

しかし、上述した様に、いずれのカラー液晶素子の構成
においても、カラーフィルターが液晶素子内面に位置す
るため、その純度が大きな問題となる。すなわち１着色
材料が樹脂中に分散されてなる着色樹脂を用いるカラー
フィルターにおいては、主として該着色材料及び樹脂中
に含有される不純物等が、経時的に液晶に影響を及ぼし
、表示特性を劣化させるという重大な問題が残り、信頼
性の上において充分満足のいくものではなかった。

従って、この様な問題に対し１通常は、カラーフィルタ
ー上にバリヤ一層となるべき保：薄膜を形成したり、樹
脂あるいは着色材料を特定のものに限定したり、また精
製等を行ない、カラーフィルタ一層の純度をあげていた
が、この様な方法によれば、使用可能な樹脂あるいは着
色材料の範囲が限定される上、精製あるいはバリヤ一層
等の形成という煩雑な工程を行なわなければならなかつ
た。さらに、たとえこれらの手段をとったにしても、信
頼性の上で充分に満足できるものはなかなか得られなか
った。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は１以上の様な問題点に鑑みて提案されたもので
あり、樹脂及び特に着色材料の種類に限定されず、カラ
ー２イルター中に含有される不純物による液晶素子への
ダメージを防ぎ、品質、特に信頼性に優れたカラー液晶
素子を簡便な製造プロセスにより提供することを目的と
する。

また、簡便な製造プロセスで均一な微開パターンを形成
することができ、さらに分光特性、機械的特性をはじめ
、＃熱性、耐光性、耐溶剤性等の諸特性に優れ、品質の
安定したカラーフィルターを有するカラー液晶素子を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］および［作用］すなわ
ち１本発明は透明電極の形成された一対の平行基板間に
液晶を挟持し、少なくとも一方の透明電極側の基板上に
、樹脂と着色材料からなるカラーフィルターを有するカ
ラー液晶素子において、表面に改質処理が施されたカラ
ーフィルターを配置してなることを特徴とするカラー液
晶素子である。

以下１本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のカラー液晶素子に用いられるカラーフ
ィルター基板の一例を示す模式的概略断面図で、基板ｌ
の上にカラーフィルター３が配置され、該カラーフィル
ター３の表面に改質処理が施された改質処理層６が形成
されてなるものであり、例えばカラーフィルター表面部
分の樹脂の架橋度を上げることによって、形成される改
質処理層６によってカラーフィルター３の着色樹脂パタ
ーン層中に含有される、液晶素子に影響を及ぼす不純物
を封じ込めるものである。

本発明のカラー液晶素子に用いられるカラーフィルター
を構成する樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリ
アミド、ポリエステル。

ポリパラキシリレン、ポリカーボネート、ポリビニルア
セタール、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、セルロース
樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリシリコン樹脂及びこ
れらの樹脂に感光性を付与した樹脂ならびに一般のフォ
トレジスト樹脂等から任意に選定することができるが、
特にカラーフィルターの必要特性及びパターンの加工性
等の観点からは以下にあげる樹脂が好ましい。

すなわち、感光性基をその分子内に持つ芳香族系のポリ
アミド樹脂及びポリイミド樹脂で、特に、２００℃以下
にて硬化膜が得られ、可視光波長城（４００〜７００ｎ
ｍ）で特定の光吸収特性を持たない（光透過率で９０％
程度以上のもの）、芳香族系のポリアミド樹脂が好まし
い。

該樹脂の感光性を有する基としては、以下に示す様な感
光性の炭化水素不飽和基をもつ芳香族鎖であれば良く、
例えば、 （，１）安息香酸エステル類 （式中Ｒ，はＣＨＸ−ＣＹ−（：０Ｏ−Ｚ−１Ｘは−Ｈ
又は−Ｃ，ＩＩＳ、　Ｙは一■又は−ＣＨ，、Ｚは−又
はエチル基又はグリシジル基を示す） （２）ベンジルアクリレート類 （３）ジフェニルエーテル類 （式中Ｒ２はＣ１１Ｘ−ＣＹ−（：０ＮＨ−１ＣＨ２−
ＣＹ−（：０Ｏ−（ＣＩ（、）　２−ＯＣＯ又４；ｔ　
Ｃｌｌ２−ＣＹ−ＣＯＯ−ＣＨ２−を１ヶ以上含むも＋
７）、　ｘ、ｙは前記と同大を示す） （４）カルコン類及びその他化合物鎖 υ （式中Ｒ３は　Ｈ−、アルキル基、アルコシキ基を示す
） 等が挙げられる。

これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂及
びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソコートＰＡ−
１０００（宇部興産輛製）、リソコートＰＩ−４００（
宇部興産■製）等が挙げられる。

上記、感光性ポリアミノ系樹脂（ポリアミド樹脂及びポ
リイミド樹脂）は、化学構造的にも、これらの耐久性に
優れた樹脂系であり、これらを用いて形成したカラーフ
ィルターの耐久性も非常に良好なものとなる。

本発明のカラー液晶素子に用いられるカラーフィルター
を構成する着色材料としては、有機顔料、無機顔料、染
料等のうち所望の分光特性を得られるものであれば、特
に限定されるものではない、この場合、各材料を単体で
用いることも、これらのうちのいくつかの混合物として
用いることもできる。ただし、染料を用いた場合には、
染料自体の耐久性により、カラーフィルターの性能が支
配されてしまうが、上記本発明の樹脂系を用いれば、通
常の染色カラーフィルターに比べ性能の優れたものが形
成可能である。従って、カラーフィルターの色特性及び
諸性部から勘案すると有機顔料が着色材料として最も好
ましい。

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合ア
ゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシアニン系顔料、
そしてインジゴ系、アントラキノン系、ペリレン系、ペ
リノン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソイン
ドリノン系、フタロン系、メチン・アゾメチン系、その
他金属錯体系を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらの
うちのいくつかの混合物か用いられる。

本発明における着色材料は、よりカラー液晶素子に及ぼ
す不純物の影響をおさえる目的と、より分光特性の優れ
た品質の良いカラーフィルタ一層を得る目的により、あ
らかじめ着色材料自体に以下にあげる表面処理を施すと
効果的である。

すなわち、第１の方法としては、着色材料にあらかじめ
分散させる樹脂と同樹脂にて表面処理を施し、不純物を
包囲し、かつ分散性を向上させるもので、この具体的な
方法としては従来公知の方法により行うことができる。

例えば、（１）着色材料と上記樹脂を溶融８練した後適
当な粒度に粉砕する方法、（２）Ｍ色材料を上記樹脂の
溶液あるいはエマルジョン中に分散させ、適当な手段１
例えば、スプレートライ方法、共沈、蒋発乾固により両
者を同時に析出させる方法、（３）着色材料をモノマー
中、モノマー溶液あるいはモノマー分散液・中に分散さ
せ１、七ツマ−を着色材料表面上で重合させて被覆する
方法、（４）流動床中等において樹脂溶液やエマルジョ
ンを噴霧して着色材料表面を樹脂で被覆する方法等がい
ずれも使用できる。また、場合によっては１着色材料を
光反応性のポリマー中に分散させ、光反応により着色材
料表面上で高分子化する方法等もある。

この様に樹脂で処理した着色材料の粒子の大きさは、形
成されるカラーフィルタ一層の透過率に影響を及ぼすた
め、できる限り、微細なものか好ましいが、通常は、粒
径が０．１〜０．８鉢■の範囲にあるのが好ましい、ま
た、表面処理する樹脂の量は１着色材料に含まれる不純
物を包囲し、その移動を阻止できる量であればよく、用
いる着色材料の多孔性、粒度、表面積等によって変化す
るか、一般的には１着色材料１００重量部に対して、樹
脂的２００〜５重量部程度が好適である。

あるいは、第２の方法としては、着色材料にあらかじめ
帯電処理を施し、主に分散性を向上させるもので、この
具体的な方法としては、例えば、（１）コロナ放電等の
外部放電により帯電化させる方法、（２）異種の絶縁体
を接触させることにより帯電化させる方法、（３）絶縁
体を接触させながら摩擦することにより帯電化させる方
法、（４）界面活性剤等で着色材料表面を処理し帯電化
させる方法、そして（５）Ｍ色材料に極性基をもつたも
のを用いる方法等が使用できる。

以上の様な方法により帯電処理する着色材料は、あらか
じめ粒径０．１〜０．８１程度の微粉末にした上で処理
を行なう、また、帯電量については、用いる着色材料の
凝集エネルギー、表面積、界面電位等により変化するが
、一般的には着色材料の凝集エネルギーよりも大きく帯
電化されていればよいことになる。

また１着色材料の分散性の観点から、分散させる樹脂の
有する極性、電荷に対し、反対の極性をもった着色材料
を用いることが好ましい。

本発明に用いられるカラーフィルターを形成するには、
まず上記樹脂溶液に所望の分光特性を有する、上記、い
ずれかの表面処理を施された着色材料をｌＯ〜１５０重
量％程度の割合て配合し、ａ音波、三本ロール、ボール
ミル、サンドミル等により充分に分散させた後、１μ■
程度のフィルターにて粒径の大きいものを除去して、着
色化された樹脂液を形成する。

次に、この着色樹脂液を用い、ガラス基板上または透明
電極の形成されたガラス基板上に、スクリーン、オフセ
ット等の印刷工程により、あるいは感光性樹脂を用いた
場合には、スピンナー。

ロールコータ−等の塗布装置により基板上に塗布し、フ
ォトリソ工程によりパターン状に形成され、その層厚は
所望とする分光特性に応じて決定されるが１通常は０．
５〜５終寓程度、好ましくは、１〜２μ雛程度が望まし
い。

以上の様にして形成されたカラーフィルターの表面を改
質処理する。具体的な改質処理としては、主にカラーフ
ィルター表面樹脂の架橋度を上げることが効果的で、そ
の具体的な方法としては、（１）該カラーフィルター表
面に、紫外線。

Ｘ線、γ線の他放射線、電子線等を照射させ改質する方
法、（２）該カラーフィルター表面に、例えばビニル系
架橋剤等の不飽和二重結合をもつ化合物を塗布した後（
１）と同様の処理を施し改質する方法、そして（３）該
カラーフィルター表面に（２）と同様の架橋剤を塗布し
た後、加熱処理を施し改質する方法等が使用できる。

表面改質する層は、樹脂及び着色材料の種類に応じ改質
により変退色しない方法を任意に選定し、また分光特性
に影響を及ぼさない範囲で、かつ、不純物の移動を阻止
できる最小限の層厚を設定する０通常は０．Ｏ１〜０．
２終■程度、好ましくは。

０．０１〜０．１終■程度の層厚が望ましい。

なお、本発明に用いられるカラーフィルターは、その表
面層が改質処理されている為、それ自体保護層としての
効果もあり、充分な耐久性を有するものであるが、特に
、より各種の環境条件から、カラーフィルタ一層を保護
するためには、カラーフィルタ一層表面に、ポリアミド
、ポリイミド、ボッウレタン、ポリカーボネート、シリ
コン樹脂系等の有機樹脂やＳｉ３Ｎ４．５ｉ０２．　Ｓ
ｉｎ、　ＡＲ２０ｘ−ＴａｔＯｚ等の無機膜をスピンナ
ーコート、ロールコート等の塗布法で、あるいは蒸着法
によって、保護層として設けることができる。更に、上
記保護層を形成した後、材料によっては、該保護層に配
向処理を施すことにより、新たに配向膜を用いなくとも
液晶素子を形成することが回部となる。

この保護層の層厚は、一般的には、０．２〜２０鉢■、
好ましくは０．５〜５鉢１の範囲に設定される。

また、カラーフィルタ一層と下地の基板間との接着性を
さらに増す必要がある場合には、基板上にあらかじめシ
ランカップリング剤等で薄く塗布した後に着色樹脂パタ
ーンを形成するか、あるいは、あらかじめ着色樹脂中に
シランカップリング剤等を少量添加したものを用いてカ
ラーフィルターを形成することにより、一層効果的であ
る。

本発明に用いられる透明電極は１通常のＩｎ、Ｏ，。

ＳｎＯ２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘ
ｉｄｅ）等の薄膜からなるもので、あらかじめ透明基板
上にパターン状に形成し、該パターン上にカラーフィル
ターを積層させるか、あるいはカラーフィルターな基板
上に形成したものの上に薄膜形成し、パターン化するか
のいずれかの構成をとる。

本発明に用いられる配向膜′ｓＷＪの材料としては、例
えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリどニル
アセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリア
ミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、タラミン樹脂、
ユリア樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるいは感光
性ボッイミド、感光性ポリアミド、環化ゴム系フォトレ
ジスト、フェノールノボラック系フォトレジストあるい
は電子線フォトレジスト［メタクリレート（モノマー、
オリゴマー）、エポキシ化−１，４−ポリブタジェンな
ど］などから選択して形成することができる。

本発明て用いる液晶材料としては、一般的なＴＮ型液晶
のほか、双安定性を有する液晶であって、強誘電性を有
するものであり、具体的にはカイラルスメクティックＣ
相（Ｓａｃ”）　、　Ｈ相（５ｌｌＮ”）　。

■相（Ｓｓｌ”）　、　Ｊ相（Ｓ■Ｊ’）　、　Ｋ相（
Ｓ■Ｋ”）　、　Ｇ相（ＳｍＧ”）またはＦ相（Ｓ厘Ｆ
”）の液晶を用いることができる。

この強誘電性液晶については、′ル・ジュールナル・ド
・フィシーク・ルチール”　（“ＬＥＪＯＵＲＮＡＬ　
ＤＥ　ＰＩＩＹＳＩＱＵＥ　ＬＥＴＴＲＥＳ″）　　１
９７５年、其（Ｌ−６９）号、「フェロエレクトリック
・リキッド・クリスタルスＪ　（’Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ」）；　　“
アプライド・フィジックス・レターズ″　（“Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ″）１９８０
年、３６　（１１）号　、「サブミクロ・セカンド・バ
イスティプル・エレクトロオブチック・スイッチング・
イン・リキッド・クリスタルス」（’Ｓｕｂｍｉｃｒｏ
　　５ｅｃｏｎｄ　　Ｂ１５ｔａｂｌｅ　　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　Ｌｉｑｕｉ
ｄ　（：ｒｙｓｔａｌｓ」）　；　“固体物理”１９８
１年　長（１４１）号、「液晶」等に記載されて３す、
本発明においては、これらに開示された強誘電性液晶を
使用することができる。

強誘電性液晶の具体例としては、例えばデシロキシへン
ジリデンーｐ′−アミノー２−メチルブチルシンナメー
ト（ＤＯＢＡＭ８Ｃ）　、ヘキシルオキシベンジリデン
−ｐ′−アミノ−２−クロルプロピルシンナメート　（
ＩＩＯＢＡＣＰＣ）、　４＝ｏ−（２−メチル）−ブチ
ルレゾルシリダン−４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ
８）等が挙げられる。

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がカイラルスメクティック相となるような温度状態に保
持するため、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれ
たブロック等により支持することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明を主として特徴づける
代表的なカラーフィルターの形成方法を説明する。

第２図は本発明のカラーフィルター基板の形成方法を説
明する工程図である。まず、第２図（ａ）に示すごとく
、予め、分散樹脂と同樹脂による表面処理、あるいは帯
電処理等を施し、所望の分光特性を有する着色材料が所
定量配合されたポリアミノ系樹脂液←ＮＭＰ溶液）等の
樹脂液を用い、第１色目の着色樹脂１ｇ１７を所定の基
板ｌ上に、スピンナー等の任意の塗布方法を用い、所定
の膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条件下でプ
リベークを行なう０次いで、第２図（ｂ）に示すごとく
、感光性樹脂の感度を有する光（例えば、高圧水銀灯等
からの紫外線）で、形成しようとするパターンに対応し
た所定のパターン形状を有するフォトマスク８を介して
着色樹脂膜を露光し、パターン部の光硬化を行なう。

そして第２図（ｃ）に示すごとく、光硬化部分７ａを有
した着色樹脂膜７を、未露光部分のみを溶解する溶剤（
例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン系溶剤等を主成分
とするもの）にて超音波等により現像した後、リンス処
理（例えば、１，１．１−　）−リクロロエタンｈＪ）
を行なう。次いで、ボストベーク処理を行ない、第２図
（ｄ）に示すごときパターン状着色樹脂膜９を得ること
かできる。

更に必要に応じて、すなわち用いられるカラーフィルタ
ーの色の数に応じて、第２図（ａ）から第２図（ｄ）ま
での工程を、各色に対応した着色材料を分散させた着色
樹脂液をそれぞれ用いて繰り返して行ない、例えば、第
２図（ｅ）に示した様な異なる色のパターン状着色樹脂
膜９１．９ａおよび９ｂの３色からなるカラーフィルタ
ーを形成することかできる。

以上の様にして得られたカラーフィルター面に電子線を
照射し、第２図（ｆ）に示す様に表面部に架橋度の高い
部分である改質処理層６を形成する。

また、本発明で使用するカラーフィルターは第２図（ｇ
）に示すように、フィルター上部に、先に挙げたような
材料から形成した保護層４を有しているものであっても
よい。

［実施例］ 以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する
。

実施例１ まず、青、緑、赤色の着色材料の表面処理を以下の様に
行なった。

すなわち、青色着色材料［ヘソオゲン　ブルー（ｌｌｅ
ｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕｅ）　Ｌ７０８０（商品名、　Ｂ
ＡＳＦ社製。

Ｃ，１，Ｎｏ、７４１６０　）　］　ｔｏ重量部を約５
倍量のＮＭＰ溶液に加え超音波分散させる。この状態の
中に１０重量部の芳香族ポリアミド樹脂［ＰＡ−１００
０ｃ　（商品名、宇部興産社製）］のＮＭＰ希釈溶液希
釈型量部を少量ずつ添加していき、充分分散させた後、
該溶液を全面露光し、次いで溶剤を蒸発させた。得られ
た青色のブロックを粉砕し１粒径を０．８ト■以下にそ
ろえ、表面処理された青色着色材料を得た。

同様にして、緑色着色材料［リオノールグリーン（Ｌｉ
ｏｎｏｌ　Ｇｒｅｅｎ）　６ＹＫ　　（商品名、東洋イ
ンキ社製、　Ｃ，１，Ｎｏ、７４２６５　）　］及び赤
色着色材料［イルガジン　レッド　（Ｉｒｇａｚｉｎ　
Ｒｅｄ）　　ＢＰ丁（商品名、チバガイギ−（Ｃ１ｂａ
−Ｇｅ　ｉｇｙ）社製、　Ｃ，Ｉ。

Ｎｏ、７１１２７）　］についてもそれぞれ表表処理さ
れた緑色及び赤色着色材料を得た。

次に、これらの表面処理された着色材料を用いてカラー
フィルターを以下の様に形成した。

すなわち、ガラス基板上に、所望の分光特性を得ること
のできる青色着色樹脂材［表面処理を施した青色着色材
料をＰＡ−１０００ｃ　（商品名、宇部興産社製、ポリ
マー分ｌＯ％、溶剤＝Ｎ−メチルー２−ピロリドン、顔
料：ボリマー＝１＝２配合）に分散させ作製した感光性
の着色樹脂材］をスピンナー塗布法により、１．５．塵
の膜厚に塗布した。

次に該着色樹脂層に７０°Ｃ１３０分間のプリベークを
行なった後、形成しようとするパターン形状に対応した
パターンマスクを介して高圧水銀灯にて露光した。露光
終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する専用現
像液（Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成分とする現像
液）にて超音波を使用して現像し、専用リンス液（１，
１，１−・トリクロロエタンを主成分とするリンス液）
で処理した後、１５０℃、３０分間のボストベークを行
ない、パターン形状を有した青色着色樹脂膜を形成した
。

続いて、青色着色パターンの形成されたガラス基板上に
、第２色目として緑色着色樹脂材［表面処理を施した緑
色着色材料をＰＡ−１０００ｃ　（商品名。

宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチルー
２−ピロリドン、顔料：ボリマー＝１＝２配合）に分散
させ作製した感光性の着色樹脂材］を用いる以外は、上
記と同様にして、緑色着色パターンを基板上の所定の位
置に形成した。

さらに、この様にして青色及び緑色パターンの形成され
ている基板上に、第３色目として、赤色着色樹脂材［表
面処理を施した赤色着色材料をＰＡ−１０００ｃ　（商
品名、宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メ
チルー２−ピロリドン、顔料：ボリマー＝１：２配合）
に分散させ作製した感光性の着色樹脂材］を用いる以外
は、上記と同様にして、赤色着色パターンを基板上の所
定の位置に形成し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３
色ストライブの着色パターンを得た。

次に、該３色ストライブの着色パターン全面に加速電圧
１０ＫＶの電子線を照射し、カラーフィルター表面の架
橋度をあげ、厚さ０．１３ｍの改質処理層を形成した。

この様にして得られた表面改質したカラーフィルタ一層
上に、１０００人の層厚を有する１、Ｔ、０．Ｔｉ、極
をカラーフィルター・ストライプパターンにアライメン
トして、フォトリソ工程により形成した。

次いでこの上に、配向膜として、ポリイミド形成溶液（
日立化成工業’ＰＩＱＪ）を３０００ｒｐｍで回転する
スピンナーで塗布し、１５０℃で３０分間加熱を行なっ
て２０００人のポリイミド被膜を形成した。しかる後、
このポリイミド被膜表面をラビング処理した。

このようにして形成したカラーフィルター基板と、対向
する基板を貼り合わせてセル組し、強誘電性液晶を注入
、封口して本発明のカラー液晶素子を得た。

得られたカラー液晶素子は、良好な機１ｍを有し、カラ
ーフィルターからの不純物移動による液晶素子へのダメ
ージもなく、信頼性の高いものであった。

実施例２ まず、ｎ、緑、赤色の着色材料の帯電処理を以下の様に
行なった。

すなわち、粒径０．８ｐｍ以下に粉砕処理した青色着色
材料［ヘソオゲン　ブルー（Ｈｅｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌｕ
ｅ）Ｌ７０８０　　（商品名、　ＢＡＳＦ社製、　Ｃ：
、１．　Ｎｏ、　７４１［ｉｏ）　］にコロナ放電を行
ない正に帯電された青色着色材料を得た。

同様にして、緑色着色材料［リオノール　グリーン（Ｌ
ｉｏｎｏｌ　Ｇｒｅｅｎ）　５ＹＫ　　（商品名、東洋
インキ社製、　Ｃ，ｉ　Ｎｏ、７４２６５　）　］及び
赤色着色材料［イルガジン　レット　（Ｉｒｇａｚｉｎ
　Ｒｅｄ）　　ＢＰＴ　　（商品名、チハガイギー（Ｃ
１ｂａ−Ｇｅ　ｉｇｙ）社製、Ｃ，Ｉ。

Ｎｏ、７１１２７）　］についてもコロナ帯電により帯
電化された緑色及び赤色着色材料を得た。

次に、この様にして得られた帯電処理した着色材料を用
いる以外は、実施例１と同様にして本発明のカラー液晶
素子を得た。

得られたカラー液晶素子は良好な機能を有し、不純物の
移動による濠品素子へのダメージもなく信頼性の高いも
のであった。

実施例３ 薄膜トランジスターを用いた本発明のカラー液晶素子を
以下の様に形成した。

まず薄膜トランジスター基板を第３図に示す様に順次形
成した。すなわち、第３図（ａ）に示すように、ガラス
基板（商品名：　７０５９、コーニング社製）ｌ上ｋ１
ｍ１０００人の層厚０１．７．０．画素電極ｌＯをフォ
トリソ工程により所望のパターンに成形した後、この面
に更にＡＰを１０００人の層厚に真空蒸着し、この蒸着
層をフォトリソ工程により所望の形状にパターンニング
して第３図（ｂ）に示すようなゲート電極１１を形成し
た。

続いて、感光性ポリイミド樹脂（商品名：セミコファイ
ン、東し社製）を前記電極の設けられた基板１面上に塗
布し絶縁層１３を形成し、パターン露光及び現像処理に
よってトレイン電極１７と画素電極ｌ口とのコンタクト
部を構成するスルーホール１２を第３図（ｃ）に示すよ
うに形成した。

ここで、基板ｌを堆ａ槽内の所定の位置にセウトし、堆
積槽内にＨ２で希釈されたＳｉＨ４を導入し、真空中で
グロー放電法により、前記電極１０．１１及び絶縁層１
３の設けられた基板ｌ全面に２０００人の層厚のａ−９
ｉからなる光導電層（イントリンシック層）　１４を堆
積させた後、この光導電層１４上に引続き同様な操作に
よって、１０００人の層厚のｎ′一層１５を第３図（ｄ
）に示したように積層した。この基板ｌを堆ａ槽から取
り出し、前記ｎ０層１５及び光導電層１４のそれぞれを
、この順にドライエツチング法により所望の形状に第３
図（ｅ）に示したようにパターンニングした。

次に、このようにして光導電層Ｉ４及びｎｏ！１５が設
けられている基板面に、＾Ｒを１０００人の層厚で真空
蒸着した後、このＡｊ）蒸着層をフォトリソ工程により
所望の形状にパターンニングして、第３図ＣＤに示すよ
うなソース電極１６及びトレイン電極１７を形成した。

最後に第３図（ｇ）に示したように基板上の全面に透明
絶縁層１３ａとしてネガレジスト（例、東京応化製０Ｄ
ＩＪＲ）を形成し、更にその全面上にポリイミド樹脂を
１２００人厚に塗布し、２５０℃、１時間の加熱硬化を
行なってポリイミド樹脂層からなる配向膜５ｂを形成し
、しかる後に、該ポリイミド樹脂層の配向膜５ｂの表面
をラビング処理して液晶を配向させる配向機能を付与さ
せた。

この様にして配向機能を付与したポリイミド樹脂層から
なる電極基板（第３図（ｈ））を形成した。

次に、対向電極基板として、カラーフィルター基板を以
下の様に形成した。

すなわち、ガラス基板（商品名：　７０５９、コーニン
グ社製）の−面に１０００人の１．Ｔ、０．電極層を形
成し、フォトリソ工程により所望の形状にパターニング
した。

次いて、該電極パターン上に、実施例１と同様にしてカ
ラーフィルターを形成し、さらに、このカラーフィルタ
ーパターン上の全面にポリイミド樹脂を１２００人厚に
塗布し、２５０℃、１時間の加熱硬化を行なってポリイ
ミド樹脂層を形成した後、該樹脂層の表面をラビング処
理により配向機能を付与して、カラーフィルター基板を
形成した。

そして、この基板と先に形成した薄膜トランジスター基
板とを対向させ、貼り合わせた後、その間隙にＴＮ型液
晶を注入、封口して本発明のカラー液晶素子を得た。

得られたカラー液晶素子は、良好な機億を有し、信頼性
の高いものであった。

実施例４ ３色カラーフィルターをまず対向基板上に形成した後に
、対向電極を設ける以外は実施例３と同様にして、本発
明のカラーフィルターを有するカラー液晶素子を得た。

この様にして形成されたカラー液晶素子は、良好な機能
を有し、信頼性の高いものであった。

実施例５ ３色カラーフィルターを、対向電極基板上に設ける代わ
りに薄膜トランジスター基板上に設けた。すなわち、ガ
ラス基板上に形成する画素電極パターンの代わりに、モ
ザイク状のカラーフィルターパターンを形成する以外は
、実施例３と同様にして、第４図に示す様なカラーフィ
ルターを有する薄膜トランジスター基板を形成した。こ
の様にして得られた基板と対向電極基板とを対向させ、
貼り合わせ、その間隙にＴＮ型液晶を注入および封口し
て本発明のカラー液晶素子を得た。

得られたカラー液晶素子は、良好な機能を有し、信頼性
の高いものであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればカラーフィルター
形成後に、その表面部分の架橋度を上げるという改質処
理を施すことにより、樹脂及び着色材料の種類に限定さ
れず、カラーフィルター中に含有される不純物による液
晶素子へのダメージを防止することかでき１品質、特に
信頼性に優れたカラー液晶素子を簡便な方法て提供する
ことができる。

また、着色材料自体に樹脂による表面処理あるいは帯電
処理を施すことにより、前者では、着色材料の分散状態
が良好で、さらに信頼性の高いカラー液晶素子が、また
後者では、分散状態の良好なカラーフィルターを有する
カラー液晶素子を提供することができる。

さらに、本発明において使用した感光性を有する芳香族
系ポリアミド樹脂及び芳香族系ボッイミド樹脂を用いれ
ば、簡便な製造プロセスで均一な微細パターンを有し、
分光特性、ａ械的特性をはじめ、耐熱性、耐光性、耐溶
剤性等の緒特性に優れ、品質の安定したカラーフィルタ
ーを有するカラー液晶素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明によるカラーフィルター基板の模式的
な概略断面図、第２図（ａ）〜（ｇ）は、本発明による
カラーフィルター基板の形成方法を説明するための工程
図、第３図（ａ）〜（ｈ）は、ｓＭトランジスターを用
いたカラー液晶素子における薄膜トランジスター基板の
形成方法を説明するための工程図、第４図は、本発明の
実施例５に示すカラーフィルターを有する薄膜トランジ
スター基板の斜視図および第５図（ａ）、（ｂ）は、従
来のカラー液晶素子に用いられるカラーフィルター基板
の概略断面図である。 １、Ｓ−・・基板　　　　２・・・透明電極３　、２４
ａ、　２４ｂ、　２４ｃ、　２４ｄ−−−カラーフィル
ター４・・・保護層　　　　　５．５ｂ・・・配向膜６
・・・改質処理層　　　７・・・着色樹脂膜７ａ・・・
光硬化部分　　　８・・・フォトマスク９　、９ａ、　
９ｂ＝・パターン状着色樹脂膜ｌＯ・・・画素電極 ＋１．２１ａ、　２１ｂ、　２１ｃ、　２１ｄ　　・・
・ゲート電極１２・・・スルーホール　　１３．　ｌ：
ｌａ・・・絶縁層１４・・・光導電層　　　　１５・・
・ｎ０層１６．２コａ、　２３ｂ・・・ソース電極１７
−・・トレイン電極　　２１ａａ、　２１ａｂ・−・ゲ
ート線２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃ、　２２ｄ−ＰＩ膜
ヒトランジスター出願人キャノン株式会社 代理人　　渡　　辺　　徳　　廣 第２図 （０）Ｅヨヨヨヨ引１１２′膜 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極の形成された一対の平行基板間に液晶を
   挟持し、少なくとも一方の透明電極側の基板上に、樹脂
   と着色材料からなるカラーフィルターを有するカラー液
   晶素子において、表面に改質処理が施されたカラーフィ
   ルターを配置してなることを特徴とするカラー液晶素子
   。
2. （２）前記カラーフィルターの表面に施された改質処理
   が、カラーフィルターの表面部分の樹脂の架橋度を高め
   ることである特許請求の範囲第１項記載のカラー液晶素
   子。
3. （３）前記カラーフィルターを構成する着色材料として
   、あらかじめ分散させる樹脂と同樹脂により表面処理し
   たものを用いる特許請求の範囲第１項記載のカラー液晶
   素子。
4. （４）前記カラーフィルターを構成する着色材料として
   、あらかじめ帯電処理したものを用いる特許請求の範囲
   第１項記載のカラー液晶素子。
5. （５）前記カラーフィルターを構成する樹脂が、芳香族
   系のポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂である特許請
   求の範囲第１項記載のカラー液晶素子。