WO1992004654A1

WO1992004654A1 - Color filter, method of producing the same, color liquid crystal panel and method of driving the same

Info

Publication number: WO1992004654A1
Application number: PCT/JP1991/001159
Authority: WO
Inventors: Seiichirou Yokoyama; Hideaki Kurata
Original assignee: Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1992-03-19
Also published as: EP0499642A1; TW200570B; CA2072112A1; EP0499642A4; CA2072112C; US5420708A; KR920702506A

Description

明細香カラーフィルタ及びその製造方法並びに力ラ一液晶パネル及びその能動方法技術分野

本発明は、カラーフィルタ及びその製造方法、並びにこのカラ一フィルタを用いたカラー液晶パネル及びその雜動方法に関する。背景技術

液晶テレビ、パソコン等のディスプレイに用いるカラ一液晶パネルには、絶縁性基板に色素層を積層したカラ一ブイルタが使用されており、このカラ一フィルタとして、従来、第 1 6図に示す構成のものが知られている。すなわち、第 1 6図のカラ一フィルタは、絶縁性ガラス基板 a にパターニングされた透明 I T O (インジウムすず酸化物）電極 b を形成し、この I T〇電極上に R (赤）， G (緣）， Β (青）の三原色の色素層 Cをそれぞれ積層すると共に、各色素層 C間にブラックマトリックス（遮光膜） d を設けたもので、このブラックマトリックス dは、色素層 C間の洩れ光によるコントラストゃ色純度の低下を防止する役割を果たしている。なお、第 1 6図において eはトップコート層， f は後 I T O層を示す。

一般に、カラ一フィルタの色素層は、通常、印刷機を用いてガラス基板上に R G B三原色のィンキを印刷する印刷法、顔料を分散させた紫外線硬化型レジストをガラス基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法によるマスク露光及び熱硬化を R G B三回繰返し色素層を形成する分散法、ゼラチン上に染色防止膜としてレジストをフォトリソグラフィ法により形成し、染料で R G Bの各色每に染色する染色法、電着ポリマーと顔料を分散させ、基板上に形成された電極を利用して鼋着塗装を行なう電着法、界面活性剤と顔料を分散させ、基板上に形成された電極を利用して電解を行なうミセル電解法が知られている。

そして、第 1 6図に示すカラ一フィルタの色素膜は、通常、電着法、又はミセル電極法（特開昭 63 - 243298 号公報参照）等の通電処理を用いる方法によって形成される。

しかし、ブラックマトリックス形成用のレジスト剤として、他のカラ一フィルタ製造法である印刷法，分散法，染色法等で多用される力一ボン系のフォトレジスト剤を用いると、このレジスト剤は導電性であるため、ミセル電解法ゃ電着法のように通電処理によって色素膜を形成する方法の場合、種々の不都合が生じる。すなわち、導電性のレジスト剤を用いると、先にブラックマトリックスを形成してから色素膜を形成する場合や、色素膜形成用電極を用いて液晶駆動を行なう場合などに、隣接する透明電極どうしがブラックマトリックスを介して電気的に導通してしまい、従ってこれらの操作を行なうことができないという不都合が生じる。

そこで、ミセル電解法ゃ電着法では、ブラックマトリックス形成用のレジスト剤として絶縁性（好ましくは 1 0 ? Q Z c m ² 以上）のものを使用している。

上述したブラックマトリックス形成用の絶縁性レジスト剤としては、有機顔料系のものがある。

しかし、この有機顔料系の絶緣性レジスト剤でブラックマトリツクスを作製する場合、 R G Bの各色顔料を含む三種のレジスト剤を混合し、フォトリソダラブイ一法によってブラックマトリックスを形成するため、ブラックマトリックスの遮光率が低くなるという問題がある。

この遮光率は、例えば T F Tパネルでは〇 D (Optical Density) が 3 . 5以上という高い値であることが必要であるとされているが、有機顔料系のレジスト剤では O Dが 2 . 5以上のブラックマトリツクスを作製するのは困難である。そこで、高い遮光率を有する ^ラックマトリックスとして、金属製のブラックマトリックスを用いることが望まれているが、ミセル鼋解法ゃ電着法においてこの金属製ブラックマトリックスを用いた場合、金属製ブラックマトリックスは導電性であるため、先に力一ボン系レジスト剤について述べたのと同様の不都合、すなわちミセル電解法ゃ電着法で色素膜を形成することができず、かつ色素膜形成用の透明電極で液晶を駆動できないという問題が生じる。

従って、本第一発明は、金属製ブラックマトリックスを用いているにもかかわらず驟接する透明電極相互が電気的に導通することのない構造を有し、従って上記問題点が解消されたカラーフィルタ、及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、本第一発明は、上記カラーフィルタを用いたカラー液晶パネル及びその能動方法を提供することを他の目的とする。

ところで、印刷法、分散法、染色法のカラーフィルタは、それらの製造方法の性質上、ガラス基板上の所望の位置（例えば有効表示部）だけに色素層を形成することが可能である。しかし、上記第一発明のように通電処理を利用して色素層を形成するミセル電解法や電着法等によりカラ一フィルタを形成する場合は、第 1 7図に示すように、有効表示部 S内における色素層形成用透明電極 6を外部電極と接続するために有効表示部以外の部分にも電極を引き出し、通電用電極 6 a を形成する必要がある。

また、第 1 7図及び第 1 8図に示すように、 R G Bの順で配列されたストライプ状の色素層形成用透明電極のうち同一色の電極を一括して通電処理を行なう必要がある。このため、 R G Bの各通電用電極 6 a を異なる長さで形成するとともに、電極取出窓枠 1 3の部分に絶緣膜を形成し、絶縁膜に電極取出窓口 1 4を形成した後、各色每の窓口帯に沿って銀ペースト 1 5を帯状に塗布して、各色每の電極の接続を行なう必要がある。

また、本願出願人は、先になした出願（特願苹 1 - 241084号）において、遮光性レジストでブラックマトリックスを形成する際に同時に該レジストで電極取出窓口を形成し、工程の箇略化を図る技術を提供している。

しかしながら、上述した従来のカラ一フィルタの製造方法においては、電極取出窓ロ蒂に沿って帯状に銀ペーストを塗布する工程が必要となるという問題がある。

また、カラ一フィルタを用いて液晶ディスプレイを組立て（セル組み）る際に、銀ペーストを剝難除去する工程、あるいは銀ペーストの部分をダイサ一ゃスクラバ一といった機器を用いて切断又は削除する工程が必要になるという問題がある。

さらに、銀ペーストの蒸気や、銀ぺ一スト削除時の発塵を吸引処理するなどのため付帯設備が必要であるという問題がある。

従って、本第二発明は、銀ぺ一ストの塗布及び削除工程を省略することができ、従って生産効率の向上を図ることのできるカラ一フィルタ及びその製造方法並びに該カラーフィルタを用いたカラ一液晶パネル及びその黯動方法の提供を目的とする。発明の開示

本第一発明の力ラ一フィルタは、絶縁性基板の一面に金属製ブラックマトリックス，絶縁膜，透明電極及び色素層を順次積層してなるカラ一フィルタとしてある。

本第一発明のカラ一フィルタにおいては、金属製ブラックマトリックスと透明電極との間に絶縁層が介在しているため、隣接する透明電極どうしがブラックマトリックスを介して導通することがない, また、金属製ブラックマトリックスを用いたことにより遮光率が高く（通常〇Dが 3 . 5以上）、コントラストが良いため、特に T F Τ , M I M等のアクティブマトリックス用カラ一フィルタとして好適に使用することができる。しかも、色素層と金属製ブラックマトリックスとが絶緣層によって絶縁されているため、色素層形成用の透明電極を液晶能動用の電極として使用することができる。

また、本第一発明のカラ一フィルタの製造方法は、上記カラ一フィルタを製造する方法として、下記（ 1 ) 〜（ 6 ) の工程からなるようにしてある。

( 1 ) 絶緣性基板の一面にブラックマトリックス形成用金属薄膜を積層する工程

( 2 ) 上記金属薄膜をパターエングして金属製ブラックマトリックスを形成する工程

( 3 ) 上記金属製ブラックマトリックスを覆って絶緣膜を積層する工程

( 4 ) 上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する工程

( 5 ) 上記透明電極形成材料をパター-ングして透明電極を形成する工程。

( 6 ) 上記透明電極に通電処理を用いる色素膜形成法によって色素層を積層する工程

上記本第一発明の製造方法によれば、個々の透明電極が互いに導通していないため、ミセル電解法や電着法等の通電処理を用いる方法によって色素膜を形成することができる。従って、金属製ブラックマトリックスを用いることとあいまって、高い遮光性及び平滑性を有し、かつ色純度が高く、しかも剝雜ゃ斑のない安定なカラーフィルタを製造することができる。さらに、本第一発明方法によれば絶緣基板として研磨，シリカデイツプ等の処理を行なっていない青板を使用できるという利点もある。

また、本第一発明のカラ一液晶パネルの駆動方法は、上記カラーフィルタを用いて構成したカラ一液晶パネルを色素膜の形成に用いた透明電極によって躯動するようにしてある。

本第二発明のカラーフィルタは、絶縁性基板上に、ブラックマトリックス及び取出電極、取出電極窓口を有する絶緣膜、色素層形成用透明電極、絶縁性保護膜、色素層、平坦化膜、液晶能動用電極を順次積層してなるカラ一フィルタであって、前記取出電極と前記色素層形成用透明電極とを取出電極窓口を介して導通した構成としてある。

また、本第二発明のカラ一フィルタの製造方法は、絶緣性基板上に、ブラックマトリックス及び取出電極、取出電極窓口を有する絶緣膜を順次積層して形成した後、該絶縁膜上に前記取出電極窓口を介して取出電極と導通するように色素層形成用透明電極を形成し、取出電極を介して色素層形成用透明電極に通電して色素層を形成するようにしてあり、好ましくは、フォトリソグラフィ法における現像時間を調節して、絶緣膜の取出電極窓口の周縁をテ一パー状に形成するようにしてある。

さらに、本第二発明のカラー液晶ディスプレイは、上記本発明のカラ一フィルタと、液晶能動用電極基板と、これらの間に封入された液晶からなる構成としてある。

本第二発明の力ラーフィルタ及び該カラ一フィルタを用いたカラ

—液晶ディスプレイによれば、銀ペーストの塗布及び削除工程が省略でき、従って、これらの製造の容易化を図ることができる。

また、本第二発明のカラ一フィルタの製造方法によれば、上記本第二発明のカラ一フィルタを効率良く製造できる。図面の簡単な説明

第 1図は、本第一発明力ラーフィルタの一実施例を示す断面図、第 2図は、本第一発明カラ一フィルタの他の実施例を示す断面図、第 3図は、透明電極形成用のマスクを示す平面図、第 4図は、ブラックマトリックス及び電極取出領域形成用のマスクを示す平面図、第 5図及び第 6図は、電極取出領域の断面図、第 7図は、本第二発明のカラ一フィルタの構成を示す図で、（ a ) は平面図、（ b ) は ( a ) の A— A線断面図、（ c ) は（ a ) の B— B線断面図であり . 第 8図は、本発明のカラーブイルタの構成を示す部分平面図であり . O 92/04654

-7- 第 9図は、本第二発明カラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図であり、第 1 0図及び第 1 1図は、図 9の工程で使用するマスクを示す平面図であり、第 1 2図は、取出電極窓口をテ一パー状に形成した状態を示す断面図であり、第 1 3図は、図 9の工程で使用する他のマスクを示す図であり、第 1 4図は、カラー液晶ディスプレィを示す断面図であり、第 1 5図は、カラ一液晶ディスプレイ組立て工程を示す工程図であり、第 1 6図は、従来のカラ一フィルタの一例を示す断面図であり、第 1 7図は、従来のカラ一フィルタの構成を示す平面図であり、第 1 8図は、従来のカラ一フィルタの構成を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

本第一発明をより詳細に説述するために、添付の図面に淀ってこれを説明する。

第 1図は本第一発明の力ラーフィルタの一例を示すもので、このカラ一フィルタは M I Mあるいは S T N駆動用として構成されている。

本カラ一フィルタにおいて 1 は絶縁性基板で、この基板 1の一面にはパターニングされた金属製ブラックマトリックス 2が形成されていると共に、このブラックマトリックスを覆って絶縁膜 4が積層されている。また、絶緣層 4上にはパターニングされた透明電極 6 が形成されていると共に、この透明電極 6上には R G B三原色の色素層 8が積層されている。さらに、上記色素層 8を覆ってトップコ — ト層 1 1が積層され、このトップコート層 1 1上にパタ一ニングされた後 I T O層 1 2が形成されている。

第 2図は本第一発明のカラ一フィルタの他の例を示すもので、このカラ一フィルタは T F T駆動用として構成されている。

本カラ一フィルタにおいて、絶縁性基板 1 ，金属製ブラックマトリックス 2，絶縁膜 4 ，透明電極 6及び色素層 8については第 1 図のカラ一フィルタと同様であるが、本例ではトップコート層は設けられておらず、色素層 8を覆ってパタ一ニングしていない後 I T〇層 1 2が積層されている。もちろん、トップコート層を設けてもよい o

なお、上記力ラーフィルタは M I M或いは S T N駆動用及び T F T駆動用のものを示したが、使用目的等に応じ本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を種々変更できることは勿論である。

次に、本第一発明のカラーフィルタの製造方法について（ 1 ) ェ程〜（ 6 ) 工程の順に説明する。

( 1 ) 絶緣性基板の一面にブラックマトリックス形成用金属薄膜を積層する。

この場合、絶縁性基板としては青板，無アルカリガラス等のガラス基板を好適に使用することができる。また、青板としては研磨品のみならず無研磨品も使用することができる。すなわち、現在青板基板は表面の傷などにより I T Oパタ一ニング時に断線するなどの問題があるため、液晶パネルとして用いる場合、ポリツシング（鏡面研磨）を行なうことが多い。しかも、青板ガラスはアルカリ溶出により液晶の寿命を短くしてしまうという欠点があり、シリカディップを行なうことが多い。これに対し、本発明では、金属製ブラックマトリッタスと絶縁膜がアルカリの溶出防止の役割と表面の平滑化作用を果たすため、青板ガラスの処理（研磨、シリカディップ）が不要となる。

また、ブラックマトリックス形成用の金属に特に限定はないが、クロム又はニッケルが好適に使用される。

金属薄膜の形成法としては、スパッタリング法，蒸着法， C V D 法等が挙げられる。

( 2 ) 上記金属薄膜をパタ一エングして金属製ブラックマトリックスを形成する。

この場合、パターニングの手段は限定されないが、例えば、口一ノレコ一タ一やスピンコータ一によるレジスト塗布，ステッパー露光機やワンショッ卜露光機による露光，現像，エツチング及びレジスト剝難を順次行なう方法などが挙げられる。

( 3 ) 上記金属製ブラックマトリックを覆って絶緣膜を積層する。この場合、絶緣膜の材質に制限はないが、シリカ，チタニア，ァルミナ又は絶緣性ポリマーによって形成することが好ましい。

絶緣膜の形成手段としては、例えば、シリカ，チタニア又はアルミナをスパッタリングしたり、シリカをディップしたり、絶緣性ポリマ一をコートしたりする方法が挙げられる。

( 4 ) 上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する。この場合、透明電極形成材料としては I T〇，酸化すず等が挙げられる。

透明電極形成材料の積層法としては、スパッタリング法，蒸着法，パイ口ゾル法等が挙げられる。

( 5 ) 上記透明電極形成材料をパターニングして透明電極を形成する。

この場合、パターエングの手段としては、例えば前記（ 2 ) 工程で述べたのと同様の方法が採用できる。

( 6 ) 上記透明電極に色素層を積層する。

この場合、色素層の形成方法としては，通電処理を用いる方法，特にミセル電解法又は電着法を好適に採用できる。

ミセル電解法による色素膜の形成は、次のような操作手順で行なわれる。つまり、水に必要に応じて支持電解質等を加えて電気伝導度を調節した水性媒体に、フエ口セン誘導体等よりなるミセル化剤と色素材料（疎水性色素）とを加えて充分に混合攪拌して分散させると、該色素材料を内部に取り込んだミセルが形成される。これを電解処理するとミセルが陽極に引き寄せられて陽極（透明電極）上でミセル中のフエ口セン誘導体が電子 e - を失い（フエ口セン中の F e 2+が F e 3+に酸化される）、それとともにミセルが崩壊して内部の色素材料が陽極上に析出して薄膜を形成する。一方、酸化されたフェ口セン誘導体は陰極に引き寄せられて電子 e - を受け取り、再びミセルを形成する。このようなミセルの形成と崩壊が繰返される過程で、色素材料の粒子が透明電極上に析出して薄膜状のものとなり、所望する疎水性の色素膜が形成される。こうして形成される色素膜は、一般に膜厚が 0. 1〜1 0. Ο * ΙΠ、特には 0. 1〜2. 0 mであり、多孔質となるので、高い導電性を有する。

膜厚が 0. 1 m未満だと色素層の色相を充分に表示することができず、 1 0. 0 mを越えると導電性が低くなるので好ましくない

上記ミセル電解法によって三原色の色素膜を形成するには、最初に赤色，緑色及び青色の疎水性色素のいずれか一つを水溶性媒体に加えて前記のミセル電解を行ない、最初の所望色調の薄膜を形成する。次いで、竦水性色素の種類を変えて次々にミセル電解を繰り返し行なうことによって、三原色（赤，綠，青色）の疎水性色素薄膜をそれぞれの各透明電極上に形成することができる。また、赤色，綠色又は青色の疎水性色素を同時に水性媒体中に存在させて、これにミセル電解法を適用することによつても、同様の色素薄膜を形成することができる。

本発明製造方法においては、前記の工程の他、下記（ 7) 〜（ 9 ) の工程を行なうことができる。

( 7 ) 色素膜の形成の前又は後に、絶緣性レジスト剤と導電性材料とによって、カラ一フィルタに電極取出領域を形成することができる。これにより、色素層形成用の透明電極を液晶驄動用に使用することが可能なカラ一フィルタを簡単に得ることができる。

例えば、前記（ 5) 工程で第 3図に示すマスク 1 0 0を用いて透明電極をパタ一ニングすると、光の三原色である青色（B) 、綠色 (G) 及び赤色（R) に相当するように形成した三本の線 6 B， 6 G , 6 Rにそれぞれ対応して、最も短い電極線 6 Bと中間的長さの電極線 6 Gと最も長い電極線 6 Rとが三本一組を繰返し単位として 1 0単位形成される。

電極取出用の絶緣層は、絶緣性レジスト剤を用いて例えば第 4図に示すマスク 1 0 1により形成する。マスク 1 0 1 はブラックマトリックスパターン 2だけではなく、電極取出領域形成用パターン 1 3をも有している。パターン 1 3は 3組の電極取出窓口帯を形成するためのパターンからなる。すなわち、電極線（B ) 用の電極取出窓口帯形成用パターン 1 4 Bと、電極線（G ) 用の電極取出窓口帯形成用パターン 1 4 Gと、電極線（R ) 用の電極取出窓口帯形成用パターン 1 4 Rとからなる。また、導電性材料によって電極取出用の導電層を形成する。

マスク 1 0 0及びマスク 1 0 1 を用いて調製したカラーフィルタの電極取出領域を第 5図及び第 6図に示す。第 5図は、マスク 1 0 1の V— V線に沿って形成されるカラ一フィルタの断面図であり、第 6図はマスク 1 0 1の \1一 V [線に沿って形成されるカラーフィルタの断面図である。第 5図及び第 6図に示すように、電極線 6 Gと 6 Rとは絶緣層 1 3によって被覆されているのに対し、鼋極線 6 B は相互に導電層 1 5によって電気的に接続されている。

なお、絶緣層を形成する絶縁性レジスト剤としては、例えば通常のネガ型紫外線感光型レジスト等が挙げられ、導電層を形成する導電性材料としては、例えば導電性薄膜，導電性ペースト等が挙げられる。

( 8 ) 必要により、第 1図のカラーフィルタのように、色素層の上からトップコート剤例えば、アクリル系樹脂、ポリエ一テル系樹脂、ポリステル系樹脂、ポリオレフイン系樹脂、フォスファゼン樹脂、ポリフエ二レンサルファイド系樹脂等をスピンコータ又は口一ルコ —タによって塗布し、 8 0〜 1 5 0 °Cで 5〜 6 0分間乾燥してトツプコ一ト層を形成する。トップコ一ト層を導電性にすることによりトップコ一ト層による電圧降下を防ぐことができ、色素層形成用電極を液晶能動用電極として良好に使用することができる。

( 9 ) 必要により、第 1， 2図のカラ一フィルタのように、トップコート層の上（第 1図）あるいは色素層の上（第 2図）に後 I T O 層を形成する。この後 I TO層は、色素形成用電極とは別に液晶駆動電極としての作用を有する。なお、 M I M又は S T Ngg動用カラ —フィルタを作製する場合、後 I T O層のパターニングを行なう（第 1図）。

本発明のカラー液晶パネルは、上記カラ一フィルタを用いて作製される。この場合、パネルの作製手段は限定されないが、例えば次に述べる方法を好適に採用することができる。

すなわち、まずカラ一フィルタにポリアミック酸モノマ一、ポリィミド系樹腊ォリゴマ一等をスビンコ一タ又は口一ルコータによつて塗布し、 2 00〜 3 00 で 30分間〜 2時間重合し、純水等で洗浄し、乾燥（ 6 0〜 1 0 0°Cで 3 0分間〜 2時間又は紫外線照射等）することにより、液晶を配向させる配向層を形成する。次に、 TF T， M I M (アクティブマトリックス）、デューティ一（シンプルマトリックス）等の躯動電極基板にガラスビーズやプラスチックからなるスぺーサ及び接着剤等の封止剤を用いて力ラーフィルタを取り付け、摩擦ラビング、配向蒸着等によってラビングを行なうと共に、 TN， S TN， F L C， A F L C , VAN等の液晶を能動電極基板と力ラーフィルタとの間に真空注入等によって注入する。

本発明の力ラ一液晶パネルの駆動方法は、色素層形成に用いた透明電極を用いてカラ一液晶パネル駆動する。この場合、黯動回路としてはカラ一フィルタの種類に応じて M I M， T FT等の任意のものを用いることができる。また、この場合、後 I TOは形成しない。次に、本第二発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従つてこれを説明する。

第 7図は、本発明のカラーフィルタの構成を示す断面図、第 8図は同じく部分平面図である。本第二発明のカラーフィルタにおいては、第 7図及び第 8図に示すように、絶緣性基板 1上にブラックマトリックス 2及び取出電極 3が形成されている。ブラックマトリックス 2および取出電極 3は、クロム、ニッケル等の遮光性導電膜で形成されている。

ブラックマトリックス 2及び取出電極 3上には絶緣膜 4が形成されており、この絶縁膜 4の取出電極 3上に位置する部分には取出電極窓口 5が形成されている。

絶緣膜 4上には色素層形成用透明電極 6が形成されている。

色素層形成用透明電極 6 と取出電極 3 とは、取出電極窓口 5を介して導通されている。導通は、取出電極窓口 5に導電性材料を充塡等して行なう。

色素層形成用透明電極 6形成後の絶緣性基板 1 上の有効表示部 S 以外の部分には絶縁性保護膜 7が形成されている。この絶縁性保護膜 7は色素層 8の形成前の基板上に形成される。

絶縁性基板 1上の有効表示部 S以外の部分にある通電用電極 6 a は、第 7図に示すように絶縁性保護膜 7によって被覆保護されているので、色素層形成用電極に通鼋して色素層 8を形成する際に、有効表示部以外の部分にある通電用電極 6 a上に色素層が形成され段差が生ずることがない。また、カラーフィルタ基板 1 と、このカラ —フィルタ基板 1上に接着される能動用電極基板との接着シール部が同一の高さになるので、容易かつ完全に接着を行なうことができ、耐久性が向上する。

上記色素層形成後の基板上には、平坦化膜、液晶駆動用電極が順次積層して形成される。

本第二発明の力ラ一フィルタの各構成要素の形成材料、形成方法等に関しては後述する。

なお、本第二発明のカラーフィルタには、少なくとも絶縁性基板上にブラックマトリックス及び取出電極、電極取出窓口を有する絶縁膜及び色素層形成用電極を形成してなる力ラ一フィルタ製造用基板も含まれるものとする。

次に、本第二発明のカラ一フィルタの製造方法について説明する。本第二発明のカラ一フィルタの製造方法は、絶縁性基板上に、ブラックマトリックス及び取出電極、取出電極窓口を有する絶縁膜を順次積層して形成した後、該絶縁膜上に前記取出電極窓口を介して取出電極と導通するように色素層形成用透明電極を形成し、取出電極を介して色素層形成用透明電極に通電して色素層を形成することを特徴とする。

第 9図は本第二発明のカラーフィルタの製造方法の第一の具体例を示すフロ一図である。なお、本製造例で製造するカラ一フィルタは第 7図に示したものと同じである。

( 1 ) カラ一フィルタはガラス基板 1上に形成する。ガラス基板としては、ソ一ダライムガラス（青板）、低膨張ガラス、ノンアル力リガラス（ N A ) 、石英ガラス等が用いられる。ガラスは研磨品が好ましいが、無研磨品であってもよい。

( 2 ) 上記ガラス基板 1上に金属薄膜を形成する。金属薄膜は C r (クロム）、 N i (ニッケル）等の金属をスパッタリング法、蒸着法、 C V D法等によってガラス基板上に付着させて形成する。金属薄膜は遮光性及び導電性を有することが必要である。なお、ガラス基板上にシリカ（ S i 〇2) をコートした後、その上に金属薄膜を形成すると、金属薄膜とガラス基板との密着性が向上するので好ましい。

( 3 ) 上記ガラス基板上に形成された金属薄膜のパターンニングをフォトリソグラフィ法によって行ない、ブラックマトリックス 2及び取出電極 3を同時形成する。フォトリソグラフィ法による金属薄膜のパターンニングは、（ィ）レジスト塗布，（口）露光，（ハ）現像，（二）ポストべ一ク，（ホ）金属薄膜のエッチング，（へ）レジスト剝雜の順で行なわれる。なお、露光に際しては、第 1 0図に示すブラックマトリックス 2及び取出電極 3の形成用のマスク 1 0 を使用する。

( 4 ) 上記ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に絶縁膜を形成する。絶緣膜は例えば、紫外線感光能を持つアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂の少なくとも一つの樹脂から選ばれる絶縁性レジストをスビンコ一ターあるいはロールコータ一により塗布して形成される。次いで、絶緣膜に、フォトリソグラフィ法によつて取出電極窓口 5を形成する。

取出電極窓口 5の形成には、第 1 1図に示す取出電極窓口形成用のデザインマスク 1 0 3を用いる。

なお、取出電極窓口 5をフォトリソグラフィ法によつて形成する際に、現像時間等のプロセス条件を調節して、第 1 2図に示すように取出電極窓口 5の周縁をテーパー状に形成すると、取出電極窓口に形成される I T〇の断線やピンホールを極端に減少させることができるので好ましい。

( 5 ) 上記絶緣膜上に I T O薄膜を形成する。 I T O膜はスパッタ法、蒸着法、バイオゾル法等によって形成される。この I T O薄膜を形成する際に、取出電極窓口 5に I T Oが堆積して形成され、取出電極 3 と I T O膜が導通される。

( 6 ) 上記 I T O薄膜のパターンニンダをフォトリソグラフィ法によって行ない、 I T O電極 6を形成する。これにより、取出電極 3 によって接続された各色每の I T O電極群が形成されることになる。フォトリソグラフィ法によるパターンニングのプロセスは上記 ( 3 ) と同様である。なお、この I T〇電極 6は色素層形成用電極として用いられ、パタ一ンは通常縱ストライプパターンとされる。

( 7 ) 上記ブラックマトリックス付 I T〇パターンニングガラス基板上の有効表示部以外の部分に絶緣性保護膜 7を形成する。ここで、有効表示部とは液晶チ'ィスプレイの表示部を構成する部分をいい、この部分に液晶が封入される。

有効表示部以外の部分に絶縁性保護膜 7を形成する方法は特に制限されない。例えば、フォトリソグラフィ法によって形成する場合は、 I T Oパターンニングガラス基板（全面）上にレジスト（ポジ）をスピンコ一タ一あるいは口一ルコ一タ一等によって塗布した後、第 1 3図に示すような有効表示部 Sに遮光部を有するマスク 1 0 4 を用いて露光を行ない、現像によって有効表示部 Sのレジストを溶解除去すれば、有効表示部位以外の部分にだけ絶縁性保護膜を形成することができる。

なお、第 1 3図に示すように、マスク 1 0 4上に電極取出部 9形成用のパターンを形成しておけば、絶縁性保護膜を形成すると同時に電極取出部 9を形成することができる。

オフセット印刷法による場合には、有効表示部 J¾外の部分に樹脂オリゴマーを印刷し、熱重合することにより絶縁性保護膜を形成する。

上記絶緣性保護膜の形成材料としては、フォトリソグラフィ法によって絶縁性保護膜を形成する場合には、紫外線感光性のァクリル樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂の少なくとも一の樹脂を含むレジスト剤が挙げられる。オフセット印刷によって絶緣性保護膜を形成する場合には、耐熱性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂の少なくとも一の樹脂を主剤とする熱硬化性樹脂（樹脂ォリゴマー）等が使用される。

( 8 ) 上記絶縁性保護膜形成後、 R (赤）、 G (緑）、 B (青）各色の色素層（膜） 8を形成する。色素層 8の形成は、ミセル電解法あるいは電着法等によって行なわれる。

ミセル電解法は色素を含むミセル溶液に基板を浸漬し、取出電極 3にポテンションスタット（外部電極）を接続し、 I T O電極（色素層形成用透明電極） 6に通電して、定電位電解を行ない、 I T O 電極 6上に色素層（膜） 8を形成する方法である。この場合、色素層の形成は各色每のミセル溶液を用い、各色每に行なわれる。

電着法は、電着ポリマーと顔料を分散させ、基板上に形成された I T O電極を利用して電着塗装により色素層を形成する方法である。

( 9 ) 色素層形成後、その上に平坦化膜（トップコート膜）を形成する。トップコート膜は、ポリマ一をスピンコート等した後、これをポストベークして形成する。

( 1 0 ) 上記トップコート膜上に後 I T O電極を形成する。後 I T 〇電極の形成は、上記（5 ) ，（ 6 ) と同様にして行なう。なお、パターンは通常、先に形成した I T O電極（縱ストライプパターン）と直交する横ストライプパターンとされる。

上述したプロセスを経てカラーフィルタが作製される。

次に、上記で作製したカラ一フィルタを用いた本発明の力ラー液晶ディスプレイ及びその組立て工程について説明する。

第 1 4図に示すように、液晶パネルはカラーフィルタ基板 1 0 と液晶能動用電極基板 2 0とをスぺ一サ 4 0で接着し、これらの間に液晶 3 0を封入して形成されている。カラーフィルタ基板 1 0は、ガラス基板 1上に三原色（R， G， B ) の色素層 8をそれぞれ形成するとともに、各色素層間に洩れ光によるコントラストゃ色純度の低下を防止する役割を果たすブラックマトリックス 2を設け、これをトップコート材 1 1 で平坦化し、その上面に透明電極 1 2を設けたものである。 gg動用基板 2 0は、ガラス基板 2 1上に駆動用透明電極 2 2を形成したものである。

第 1 5図は本発明のカラー液晶ディスプレイの組立て工程を示す図である。

( 1 ) 液晶驩動用電極基板は、ガラス基板上に液晶駆動用透明電極を形成したものであり、単純マトリックス方式の場合は帯状透明電極が形成され各画素の液晶を外部から時分割能動する。アクティブマトリックス方式の場合には、各画素ごとに画素電極及び駆動素子

(マトリックスアレイ）が形成され、各面素の液晶を各駆動素子で鹿動する。マトリックスアレイに用いられる非線形素子としては 3 端子型の T F T (Thin Film Transistor)や 2端子型の M I M ( Metal -Insulator-Hetal) 等が挙げられる。

(2 ) カラ一フィルタとしては、上述した本発明のカラ一フィルタを使用する。

( 3 ) スぺーサは液晶層の厚みを一定に保っためのもので、テフ口ンフィルムやマイラフィルム等が用いられる。なお、表示面積の広い表示パネルを作製する場合、パネル内部にガラスビース，プラスチックビーズ等を分散させる場合がある。

(4 ) 接着剤（封止剤）としては、有機接着剤（例えば、エポキシ系接着剤）と無機接着剤（例えば、ガラスはんだ）とがある。この接着剤としては、有効表示部外に形成された絶緣性保護膜との接着性に優れた接着剤を使用するのが好ましい。

( 5 ) ラビングは、分子配列を均一にするために行なわれる基板の表面処理であり、表示方式に応じて、平行配向処理及び垂直配向処理等が挙げられる。具体的には摩擦ラビング、配向蒸着等が挙げられる。

( 6 ) 液晶をパネルに封止する方法には、表面張力を用いる方法と圧力差を利用する方法がある。圧力差を利用した真空注入法が気泡の混入や劣化を防ぐためには好ましい。

封入される液晶は表示モードに応じて選択される。表示モードとしては、例えば、 TN， S TN， F L C， A F L C , VAN等が挙げられる。

( 7 ) 電極とドライバ一 I Cとの接続法としては、チップオンフレキシブルプリントサーキット（CO F) 、チップオングラス（C O G) 等が挙げられる。

( 8 ) 上記工程を経て本発明のカラー液晶パネル（ディスプレイ）が作製される。液晶パネルは交流能動される。液晶パネルの駆動は、上述のようにカラーフィルタの苹坦化膜上に形成した液晶駆動用電極を用いて行なってもよいが、平坦化膜上に液晶駆動用電極を形成せずに、色素層形成用電極を駆動用電極として用いて行なってもよい

以下、実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

mi (第一発明）

下記手順によってカラ一フィルタ及びカラ一液晶パネルを製造した。

I . カラ一フィルタの製造

ブラックマトリックスの形成

鏡面研磨及びシリカコ一トをしていない青板ガラス基板（ 3 0 0 m m角）の表面にスパッタリング（装置としてはアルバック： S D P— 5 5 0 V Tを用いた、以下同じ）によって約 2， 0 0 0 A厚のクロム薄膜を積層する。

この上に紫外線硬化型レジシト剤（ I C一 2 8 T 3 : 富士ハントエレクトロニクステクノロジ一社製）を 1 ， O O O r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 8 0 °Cで 1 5分間プリベ一クを行なう。その後、このレジスト ZC r Zガラス基板をステッパ一露光機にセットする。マスクは、画素サイズ 9 0 m X 3 1 0 μ m. ギャップ 2 0 m、有効エリア 1 6 0 m m X l 5 5 mmの格子パターンを 4分割したものをステップ露光する。露光能力 1 0 mWZ c m2 、スキャンスピード 5 mmZ秒で露光した後、アル力リ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 5 0 °Cでポストべ一クする。次に、エツチャントとして 1 M F e C 1 3 - 6 NH C 1 - 0. 1 N H N〇3 · 0. I N C e (N 0₃ ) の水溶液を準備し、前記基板の C rをエッチングする。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。前記エッチングには約 2 0分の時間を必要とした。エツチング後、純水でリンスし、レジストを 1 N N a〇Hにて剝雜する。純水で充分に洗浄し、ブラックマトリックスを完成した。

絶縁臈及び I T O薄膜の形成次に、上記ブラックマトリックス上に絶縁膜として約 1， 5 0 0 A厚のシリカ層をスパッタリングによって形成し、さらにこのシリ力層の上に約 1 3 0 0 A厚の I T O層をスパッタリングによって積層する。このとき、 I T OZ S i 〇2 ZC r Zガラス基板を 2 5 0 にして I T Oの表面抵抗を 2 0 Ω Ζ c m² に調整した。

この I T OZS i 〇2 Z C r Zガラス基板に紫外線硬化型レジスト剤（ I C一 2 8 ZT 3 ) を 1 , 0 0 0 r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 8 0でで 1 5分間プリべ一クを行なう。その後、このレジスト Z I T OZ S i 〇2 ZC r Zガラス基板をユンタクト露光機（露光能力： 1 0 mW/ c _m2 ) にセットする。マスクは、線幅 9 0 m 、ギャップ 1 8 tm、線長 1 5 5 mmの縦ストライプパターンとする。光源は 2 k wの高圧水銀灯を用いる。アラインメントした後、プロキシミティギャップ 5 0 mをとり、 1 5秒間露光してから、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 5 0 でポストべ一クする。次に、エツチャントとして 1 M F e C 13 · 1 N H C 1 · 0 . I N H N Os · 0 . I N C e (N〇3 ) 4 の水溶液を準備し、前記 I T O をェツチングする。ェツチンダの終点は電気抵抗により測定した。前記エッチングには約 4 0分の時間を必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジストを I N N a OHにて剝離する。さらに、純水で洗浄して I T O電極の隣接どうしの電気的リークがないことを確認し、色素層形成用ブラックマトリックス付き基板を完成した。色素層の形成

ァクリル系レジスト剤のセルソルブァセテ一ト 1 0 %溶液（東亜合成社製）を電極取り出し用レジスト剤として用いる。作製した C rブラックマトリクス付き I T Oパターエングガラス基板を 1 0 r P mで回転させ、この上に上記レジスト剤 3 0 c Gを噴霧する。次に、スピンコートの回転数を 1， 5 0 0 r p mにし、基板上に均一に製膜する。この基板を 8 0 で 1 5分間プリべ一クする。そして、 2 k wの高圧水銀灯を有するァライメント機能のあるコンタクト露光機で位置合せしながら、電極取り出しのデザィンを有するマスク（第 4図）を用いて露光する。その後、現像液（富士ハントエレクトロ二タステクノロジ一社製 CD) を純水で 4倍に稀釈したものを用いて 3 0秒現像する。さらに、純水でリンスし、 2 0 0 で 1 0 0分間ポストべ一クする。次に、銀ペーストをディスペンサーを用いて塗布する。

4 1の純水にフエ口セン誘導体ミセル化剤 F P E G (同仁化学社製）、 L i B r (和光純薬社製）とクロモフタ一ル A 2 B (チバガィギ一社製）を加え、それぞれ、 2 mM， 0. 1 M, l O g Z l の溶液とし、超音波ホモジナイザ一で 3 0分間分散させた後（ミセル溶液）、前記ブラックマトリックス付き基板をこのミセル溶液に揷入し、ストライプの R列にポテンシヨスタツトを接続する。 0. 7 Vの定電位電解を行ない、 Rの色素薄膜を得る。純水で洗浄後、ォ —ブンにてプリべーク（ 1 8 0 ）する。 Gではへリオゲングリーン L 9 3 6.1 (B A S F社製）を 1 5 g Z l、 Bではへリオゲンブル一 K 7 0 8 0 (BA S F社製）を 9 g 1 の濃度に変えたほかは Rの製膜と同じ条件で製膜し、 RG Bの色素層を得る。最後に、銀ぺ一ストと電極取り出しレジストをアルカリ溶液で剝黼し、さらにァセトン溶液で超音波をかけて完全に剝離した。

トップコ一ト層の形成

次に、作製した色分解フィルタ基板を 1 0 r p mで回転させ、この上にトップコート剤（J S R 72 6 5 ) を 3 0 c c噴霧した後、スピンコートの回転数を 1， 5 0 0 r p mにし、基板上に均一に製膜する。この基板を 2 2 0 *t:で 1 0 0分間ポストべ一クすることによりトップコート層を形成し、 RG Bカラーフィルタ基板を得た。

後 I TO層の形成

上記トップコート層上に I T Oを約 1， 3 0 0 A厚にスパッタリングする。このとき、カラーフィルタ基板を 1 2 0 とし、水蒸気と酸素の導入によって I T Oの表面抵抗を 2 0 Ω Ζ _G m² に調整した。

その後、上記 I T Oの上に紫外線硬化型レジスト剤（ I C一 2 8 ZT 3 ) を 1 ， 0 0 0 r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコ一ト後、 8 0 で 1 5分間プリべークを行なう。その後、このレジスト Z後 I T O RG Bカラ一フィルタ基板をコンタクト露光機（露光能力： 1 0 m wZ c m2 ) にセットする。マスクは、線幅 3 1 2 t m、ギャップ 1 8 m、線長 1 7 5 mmの横ストライプパターンとする。光源は 2 k wの高圧水銀灯を用いる。ァライメントした後、プロキシミティギャップ 5 0 /t mをとり、 1 5秒間露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 8 0 でポストべークする。次に、エツチャントとして 1 M F e C 13 - I N H C 1 · 0 . I N HN O3 * 0. I N C e (N Os ) 4 の水溶液を準備し、前記基板の I T Oをエツチングする。エッチングの終点は電気抵抗により測定した。このエッチングには約 2 3分の時間を必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジストを I N N a O Hにて剝難する。こうして I T〇をノヽ。タ一ユングし、 S T Nあるいは M I M用カラ一フィルタを得た。 Π - カラ一液 ¾パネルの製造

作製したカラーフィルタの表面にポリアミック酸樹脂モノマ一をスピンコートする。これを 2 5 0 で 1時間硬化させ、ポリイミド樹脂化した後、ラビングを行なって配向させる。対極は M I M駆動回路付き I T Oガラス基板にポリアミック酸樹脂モノマーをスピンコートし、 2 5 0 T;で 1時間硬化させポリイミド樹脂化し、ラビングした後、前記カラ一フィルタとの間にガラスビーズ、 Τ Ν液晶の順に入れ、接着剤にて封止し、パネルを完成させた。

ブラックマトリックスの形成において、クロム薄膜の代りに約 1 ， 5 0 0 A厚のニッケル薄膜をスパッタリングによって形成したこと以外は、実施例 1と同様の方法でカラーフィルタ及び液晶パネルを製造した。絶緣膜の形成において、シリカをスパッタリングする代りにシリ力をディップし、 250 、 1時間の焼成により約 1， 000 A厚のシリ力薄膜を設けたこと以外は、実施例 1と同様の方法でカラ一フィルタ及び液晶パネルを製造した。

実旃例 4 (第一発明）

絶緣膜の形成において、シリカをスパッタリングする代りにアルミナを約 1， 00 OA厚にスパッタリングしたこと以外は、実施例 1と同様の方法でカラーフィルタ及び液晶パネルを製造した。

実施例 5 (第一発明）

絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代りにトツプコート剤（日本合成ゴム社製 J S R 7265) を用いて絶緣性ァンダ—コート層を形成したこと以外は、実施例 1と同様の方法で力ラーブイルタ及び液晶パネルを製造した。

この場合、ガラス基板を 10 r p mで回転させ、この上にトップコ一ト剤をェチルセルソルプアセテ一トで 2倍に稀釈したものを 3 O c c噴霧した後、スピンコートの回転数を 1， 500 r p mにして基板上に均一に製膜し、次いでこの基板を 220 °Cで 1 00分間ポストべ一クすることによりアンダ一コ一ト層を形成した。

m 6 ( - .m)

絶縁膜の形成において、シリカをスパッタリングする代りにトツプコート剤（長瀨産業社製 o s— 808 ) を用いて絶緣性アンダーコート層を形成したこと以外は、実施例 1と同様の方法でカラーフィルタ及び液晶パネルを製造した。

なお、アンダーコート層の形成は実施例 5と同様の方法で行なつた。絶縁膜の形成において、シリ力をスパッタリングする代りにチタ二ァを約 2， 2 O O A厚にスパッタリングしたこと以外は、実施例 1 と同様の方法でカラーブイルタ及び液晶パネルを製造した。

s ( - m)

トップコート膜の形成を行なわないと共に、後 I τ〇を色素膜上に直接積層し、かつ後 I τ οのパターニングを行なわなかったこと以外は、実施例 5 と同様の方法で T F Τ用のカラ一フィルタを製造した。

また、このカラ一フィルタを T F Τ黯動基板と合せることにより T F Τ用の液晶パネルを製造した。

実施例 9 (第一発明）

基板ガラスとして青板ガラスの代りに無アルカリガラス（ΝΑ4 5 : Η〇 ΥΑ、 3 0 0角）を用いたこと以外は、実施例 8と同様の方法でカラ一フィルタ及び液晶パネルを製造した。

比較例 1

次の手順でカラ一フィルタ及びカラ一液晶パネルを製造した。

1 . カラ一ブイルタの製造

I τ ο電極の形成

I TO膜として 2 0 Ω/ c m² の面抵抗を持つガラス基板（NA

4 5 ； HOYA， 3 0 0角）に、紫外線硬化型レジスト剤（ I C一

2 8 ZT 3) をキシレンで 2倍稀釈した溶液を 1 , O O O r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 8 0でで 1 5分間プリべ—クを行なう。その後、このレジスト I T〇基板をワンシヨットプロキシミティ露光機（露光能力： 1 0 mwZ G m2 ) にセットする。マスクは、線幅 1 0 0 /t m、ギャップ 2 0 A* m、線長 1

5 5 mmのストライプパターンとする。光源は 2 k wの高圧水銀灯を用いる。プロキシミティギャップ 70 mをとり、 1 5秒間露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 8 0 でポストべークする。次に、エツチャントとして. 1 N F e C 13 - I N H C 1 · 0. I N H N O3 · 0. I N C e (NO 3 ) 4 の水溶液を準備し、前記 I T〇をエツチングする。エッチングの終点は電気抵抗により測定した。このエッチングには約 4 0分の時間を必要とした。エツチング後、純水でリンスし、レジストを I N N a OHにて剝雜した。

ブラックマトリックスの形成

次に、富士ハントエレクトロニクステクノロジ一社の CKとァクリル系レジストのセルソルブァセテート 1 0 %溶液（東亜合成社製）とを 3 ： 1の重量比で混合したものをブラックマトリックス形成用レジスト剤として用いる。先ほど作製した I TOパターニングガラス基板を 1 0 r p mで回 ¾させ、この上に上記レジスト剤 3 0 c c を噴霧する。次に、スピンコートの回転数を 2， 50 0 r p mにし、基板上に均一に製膜する。この基板を 8 0°Cで 1 5分間プリべ一クする。そして、 2 k wの高圧水銀灯を持つァライメント機能のある露光機で位置合せしながら、ブラックマトリックスのデザィンのマスク（第 4図）をもちいて露光する。その後、現像液（CD) を純水で 4倍稀釈したものを用いて 30秒現像する。さらに、純水でリンスし、 20 0。Cで 1 00分間ポストべ一クした。

色の

4 1の純水にフエ口セン誘導体ミセル化剤 F P E G (同仁化学社製）、 L i B r (和光純薬社製）、クロモフタール A 2 B (チバガィギ一社製）を加え、それぞれ 2 mM， 0. 1 M， 0. 1 M , 1 0 g/ 1の溶液とし、超音波ホモジナイザーで 3 0分間分散させた後 (ミセル溶液）、前記 I T Oパターン基板を前記ミセル溶液に揷入し、ストライプの R列にポテンシヨスタツトを接続する。 0. 5 V の定電位電解を行ない、 Rの色素薄膜を得る。純水で洗浄後、ォ一ブンにてプリべーク（ 1 8 0 ）する。 Gではへリオゲングリーン L 9 3 6 1 (BA S F) を 1 5 g l、 Bではへリオゲンブル一 K 70 8 0 (B A S F) を 9 1の濃度に代えたほかは Rの製膜と同じ条件で製膜し、 R G Bの色素層を得た。

トップコート層形成

次に、作製した色分解フィルタ基板を 1 0 r p mで回転させ、この上にトップコート剤（J S R 7 2 6 5 ) を 3 0 c c噴霧した後、スピンコートの回転数を 1， 5 0 0 r _P mにし、基板上に均一に製膜する。この基板を 2 2 0 T:で 1 0 0分間ポストべ一クしてトップコート層を形成し、 R G Bカラ一フィルタ基板を得た。

後 I TO層の形成

このトップコ一ト層の上から I T Oを約 1， 3 0 O A厚にスパッタリングする。このとき、カラ一フィルタ基板を 1 2 0 °Cとし、水蒸気と酸素の導入により I TOの表面抵抗を 2 0 QZ c m² に調整した。

次に、上記実施例 1〜 8及び比較例 1 で得られたカラ一フィルタの物性測定を次の方法で行なった。

測定方法

カラーフィルタの透過率は分光光度計（MC P D— 1 1 0 0 0，大塚電子製）を用いて、ガラス基板の透過率を基準に測定した。透過率の値は RG Bそれぞれ、 4 5 0 n m， 545 n m , 6 1 0 n m を基準とした。ブラックマトリックスの評価は、やはり分光光度計

(MC P D— 1 1 0 0，大塚電子製）を用いてその吸光度をもって評価した。吸光度は各波長（4 50 η π！〜 6 5 0 n m) の最低値をそのブラックマトリックスの吸光度（BMOD) とした。この値は大きいほど遮光率が高く、ブラックマトリックスとしての性能が高いことを意味する。

また、色素薄膜のコントラストの観点からブラックマトリックス

(B M) と色素薄膜との境界の鮮明度を評価した。光学顕微鏡により 2 0 0倍のポラロイド撮影を行ない、 BMと色素薄膜の境界において境界から BM、色素薄膜それぞれのバルタと同じ光学濃度になる点までの幅を測定した。この幅は小さいほど鮮明度は高い。色素薄膜の均一性は電子顕微鏡写真により測定した。 3， 0 0 0倍の断層写真からその表面の凹凸の最大値をとり、平均膜厚で規格化した。欠陥は全画素中の個数で示した。

3， 0 0 0倍の断層写真からその表面の凹凸の最大値をとり、平均膜厚で規格化した。欠陥は全面素中の個数で示した。

さらに、各カラ一液晶パネルに F P Cにドライバー I Cを搭載した取り出し電極を接続した後、下記第 1表に示す黯動回路を作動させ、コントラストを測定した。また、この状態で表面抵抗を測定した。最後に色素薄膜の鉛筆硬度の測定及びガラス基板とカラ一フィルタ各層との密着性の測定を行なった。密着性は、膜面に 1 m mの間隔で切りすじを入れてセロテープ（-チバン製 L P— 1 8 タイプ）をはった後、スナップを効かせて剝がし、表面の様子を光学顕微鏡にて観察することにより調べた。結果を第 1表に示す。

[以下、余白]

第 1表力ノ一フ /ィノ / lVL々透過率（¾) uin 腊： ^一 <Ρζ IHJ J¾ii7L ! "1クノ卜 1ラノ ·ズΑ卜，蒲腊本¾芸 W Lt:

駆動回路- 一 0D 鮮^度平滑性硬度

R G B (abs) ( 01) (¾) ( Ω/cm²)

1 M I M 65 62 58 4.5 0.1 8 15 46 4Η 〇

2 M I M 65 65 56 3.5 0.2 5 14 23 4H 〇

3 M I M 65 60 55 4.5 0.1 9 14 45 4Η o

4 M I M 61 58 52 4.5 0.3 9 14 38 4Η 〇

5 M I M 65 61 54 4.4 0.1 8 15 40 4Η ◎ I r

6 M I M 65 61 55 4.5 0.1 9 15 45 4Η ◎ CP

7 M I M 65 61 55 4.5 0.1 9 15 45 4Η 〇

8 T F T 65 61 55 4.5 0.1 13 15 85 6Η ◎

9 T F T 68 65 68 4.2 0.1 11 15 95 5Η 〇

比較例 T F T 65 61 58 2.5 0.8 18 15 40 4Η 〇

◎ ：全く剝離なし

〇：若干剝離部分あり

次に、実施例にもとづき本第二発明をさらに詳細に説明する。 m i o (第二明）

下記手順によってカラーフィルタ及びカラ一液晶パネルを製造した。

クロムブラックマトリックスの形成

鏡面研磨した 3 00 mm角の青板ガラス基板上にシリカ（ S i O 2) (東京応化社製： O C D T Y P E— 7 ) を 1， O O O r p mの回転速度でスピンコートする。 35 0 °Cで 6 0分間ベータした後、室温まで冷却し、上記シリカコートをしたガラス基板上にスパッタリング装置（ァルバック社製： S D P— 55 0 VT) を用いて、クロム（C i« ) 薄膜を約 20 00 Aスパッタする。

この上に紫外線硬化型レジスト剤（富士ハントエレクトロニクステクノロジ一社製： I C— 28 ZT 3) を 1， O O O r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 80 で 1 5分間プリベークを行なう。その後、このレジスト ZC r Zガラス基板をステッパ一露光機（露光能力 1 0 m WZ c m≥ · S ) にセットする。マスクは、第 1 0図に示す面素サイズ 9 0 m X 3 1 0 m、線幅 2 0 t m、有効エリア 1 60 mm X l 55 mmの格子パターン及び取出電極形成用デザィンマスクを 4分割したものをステップ露光する。スキャンスピード 5 m 秒で露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 5 0 でポストべ一クする。次に、エッチング液（エツチャント）として 6 NHC 1 · 0. 1 N HNOs · 0. I N C e ( N〇 ₃) 4の水溶液を準備し、前記基板上の C rをエッチングしてパターンを形成する。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。前記エッチングには約 20分の時間を必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジストを 1 N N a OHにて剝雜する。純水で充分に洗浄し、クロムブラックマトリックス及び取出電極を同時形成した。

絶縁臈及び T TO鼋掭の ¾成次に、上記クロムブラックマトリックス（C r BM) 上に絶緣性レジスト（富士ハントエレクト口テクノロジ一社製： CT) を 1， 00 0 r p mの回転速度でスピンコートする。 8 0 で 1 5分間べ —クした後、室温まで冷却して絶縁膜を形成した。

その後、このレジスト ZC r /ガラス基板をステツパ一露光機にセットする。マスクは、第 1 1図に示す面素サイズ 9 0 m X 3 0 mmの電極取出窓ロ蒂、有効エリア 30 0 mm X 30 0mmのパタ —ンを 4分割したものをステツプ露光する、露光能力は 1 0 mWZ c m2 - s , スキャンスピード 5 mm/秒で露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像時間は 6 0秒間（通常の 3 00秒より 5 倍短い）で行ない、第 1 2図に示すように、パターンにテ一パ一がつくことを確認した。現像後、純水にてリンスした後、 1 5 0°Cで 60分間べ一クした後、室温まで冷却し、取出電極窓口を有する絶縁膜を形成した。

次に、この上からスパッタリング装置（ァルバック社製： S D P - 5 50 VT) を用いて、 I T〇薄膜を約 1 30 0 Aスパッタする。このとき、ワークを 2 00 にして I TO膜の表面抵抗を 2 0 ΩΖ □に調製した。

この I 丁〇薄膜絶縁膜〇 r BMZガラス基板上に紫外線硬化型レジスト剤（富士ハントエレクトロニクステクノロジ一社製： I C一 28 ZT 3) を 1， 0 00 r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 80 で 1 5分間プリべ一クを行なう。その後、このレジスト/ I T〇薄膜絶縁膜 ZC r B MZガラス基板をコンタクト露光機（露光能力： 1 0 mWZc m2. _s ) にセットする。マスクは、線幅 9 2 HI 、ギャップ 1 8 m、線長 1 5 5 mm の縱ストライプパターンとする。光源は 2 k wの高圧水銀灯を用いる。

プロキシミティギャップ 50 をとり、ァライメントした後、 1 5秒間露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスしてから、 1 5 0 T:でポストべ一クする。次に、エッチヤントとして 1 M F e C 13 · I N HC l ' O . I N H N O3 • 0 . I N C e (N O3) 4の水溶液を準備し、前記 I T O薄膜をエッチングして I T O電極を形成する。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。前記エッチングには約 4 0分の時間を必要とした。エッチング後、純水でリンスし、レジストを I N N a OHにて剝雜する。さらに、純水で洗浄して I T O電極の隣接どうしの電気的リークがないことを確認し、 I T O鼋極（色素層形成用電極）付き基板を完成した。

有効表都外の絶縁性保 |g膜の形成

アクリル系レジスト剤（富士ハントエレクトロ二タステクノロジ一社製： C T) を電極取出部及び有効表示部外の絶縁性保護膜形成用レジスト剤として用いる。上記で作成した C r BM付き I T〇パターンエングガラス基板を 1 0 r p mで回転させ、この上に前記レジスト剤 3 0 c c を噴霧する。次に、スピンコートの回転数を 1， 5 0 0 r _P mにし、基板上に均一にコート（製膜）する。この基板を 8 0 で 1 5分間プリべ一クを行なう。そして、 2 k wの高圧水銀灯を光源とするァライメント機能のあるコンタクト露光機で位置合せしながら、第 1 3図に示す電極取出部 9及び有効表示 S部外の絶縁性保護膜形成用のデザィンマスク 1 0 4を用いて露光する。その後、現像液で 9 0秒現像して、電極取出部 9及び有効表示部 Sのレジストを溶解除去する。さらに、純粋でリンスし、 1 8 0 で 1 0 0分間ポストべ一クする。

上記により、基板上の有効表示部以外の部分に絶縁性保護膜が形成され、同時に電極取出部 9が形成される。

三原色色素層の形成

4 1 の純水にフエ口セン誘導体ミセル化剤 F P E G (同仁化学社製）、 L i B r (和光純薬社製）とクロモフタール A 2 B (チバガィギ一社製）を加え、それぞれ、 2 mM， 0 . 1 M, l O g Z l の溶液とし、超音波ホモジナイザーで 30分間分散させてミセル溶液とした後、前記カラーブイルタ作製用 I TO電極付き基板を前記ミセル溶液に揷入し、ストライプの R列群に接続された取出電極にポテンシヨスタツトを接続する。 0. 5 Vの定電位電解を行ない、力ラーフィルタ Rの色素薄膜（色素層）を得る。純水で洗浄後、ォ一ブンにてプリべ一ク（ 1 8 0 ）する。 Gではへリオゲングリーン L 9 3 6 1 (BA S F社製）を 1 5 g l、 Bではへリオゲンブル -K 70 80 (BAS F社製）を 9 g / 1の濃度に変えたほかは R の色素製膜と同じ条件で製膜し、 RGBの色素層を得る。

なお、上記通電処理（電解処理）に際してリークや断線はなく、色素層形成用電極（ I TO電極）と取出電極がピンホールなしに接続されていることが確認された。

トップコート層の形成

次に、上記で作製した色分解フィルタ基板を 1 0 r p mで回転させ、この上にトップコート剤（長瀨産業社製： O S— 808 ) を 3 O c c噴霧する。次に、スピンコートの回転数を 1， 500 r p m にし、基板上に均一に製膜する。この基板を 2 6 0 で 1 0 0分間ポストべークする。こうして R G B三原色色素層上にトップコ一ト膜（平坦化膜）を形成する。

^mmm (狻 ι TO鼋極）の¾成

上記トップコ一ト膜上にスパッタリング装置（アルバック社製：

S D P - 55 0 VT) を用いて、 I TO膜を約 1 30 0 Aスパッタリンダする。このとき、カラ一フィルタ基板を 1 20。Cとし、水蒸気と酸素の導入によって I TO膜の表面抵抗を 2 0 ΩΖ口に調整した。

その後、上記 I TO膜形成基板上に紫外線硬化型レジスト剤（富士ハントエレクトロニクステクノロジ一社製： I C- 28/T 3 ) を 1 ， 0 00 r p mの回転速度でスピンコートする。スピンコート後、 80 で 1 5分間プリべ一クを行なう。その後、この基板をコンタクト露光機（露光能力： 1 0 m wZ c m2 · _s ) にセットするマスクは、線幅 3 1 2 m、ギャップ 1 8 m、線長 1 7 5 mmの横ストライプパターンとする。光源は 2 k wの高圧水銀灯を用いるァライメントした後、プロキシミティギャップ 5 0 t mをとり、 1 5秒間露光した後、アルカリ現像液にて現像する。現像後、純水にてリンスした後、 1 8 0 でポストべ一クする。

次に、エツチャントとして 1 M F e C 1 3 · I N H C 1 - 0 . I N Η Ν〇3 · 0 . I N C e (NOs) 4の水溶液を準備し、前記基板の I T O膜をエッチングする。エツチングの終点は電気抵抗により測定した。このエッチングには約 2 3分の時間を必要とした _c エッチング後、純水でリンスし、レジストを I N N a OHにて剝雜する。こうして液晶能動用電極（後 I T O電極）をパターニングして形成し、 S T Nあるいは M I M用カラーフィルタを得た。

カラ一液晶ギイスプレイ（パネル）の作製

上記で作製したカラーフィルタ基板の表面にポリアミック酸樹脂モノマーをスピンコートする。これを 2 5 0 で 1時間硬化させ、ポリイミド樹脂化した後、ラビングを行なって配向させる。対極には M I M能動回路付き I T Oガラス基板にポリァミツク酸樹脂モノマ一をスピンコートし、 2 5 0 で 1時間硬化させポリイミド樹脂化し、ラビングしたものを使用した。

上記カラ一ブイルタ基板と M I M駆動回路付きガラス基板との間 (液晶セル）にガラスビーズ、 T N液晶の順に入れ、接着剤にて封止し、カラ一液晶ディスプレイ（パネル）を完成させた。カラ一液晶パネルに F P Cにドライバ一 I Cを搭載した取り出し電極を接続し、偏光板を両面に接着した後、 M I Mgg動回路を作動させ、液晶の能動を確認した。産業上の利用可能性

上述した本発明の力ラーフィルタあるいはカラ一液晶ディスプレィは、ノソコン、ラップトップパソコン、ノート型パソコン、ヮ一プロ、壁掛テレビ、液晶テレビなどのカラ一液晶ディスプレイゃォ一口ラビジョン、固体摄像素子（C C D ) などのカラ一フィルタ、およびオーディオ、車載用インパネ、時計、電卓、ビデオデッキ、ファックス、通信機、ゲーム、測定機器などのカラ一ディスプレイ等として好適に利用される。

Claims

請求の範固

1. 絶緣性基板の一面に、金属製ブラックマトリックス，絶緣膜，透明電極及び色素層を順次積層してなることを特徴とするカラ一フィルタ。

2. 金属製ブラックマトリックスが、クロム又はニッケルからなる請求項 1記載の力ラーブィルタ。

3. 絶縁膜が、シリカ，チタニア又はアルミナからなる請求項 1記载のカラ一フィルタ。

4. 絶縁膜が、絶縁性ポリマーからなる請求項 1記載のカラ一ブイノレタ。

5. 下記工程（ 1 ) 〜（ 6 ) からなることを特徴とする、絶緣性基板の一面に金属製ブラックマトリックス，絶縁膜，透明電極及び色素層が順次積層されたカラ一ブイルタの製造方法。

( 1 ) . 絶縁性基板の一面にブラックマトリックス形成用金属薄膜を積層する工程

(2 ) . 上記金属薄膜をパターエングして金属製ブラックマトリツクスを形成する工程

( 3 ) . 上記金属製ブラックマトリックスを覆って絶縁膜を積層する工程

(4 ) . 上記絶縁膜上に透明電極形成材料を積層する工程

(5 ) . 上記透明電極形成材料をパターエングして透明電極を形成する工程。

( 6 ) . 上記透明電極に通電処理を用いる色素膜形成法によって色素層を積層する工程

6. ( 6 ) 工程における通電処理を用いる色素膜形成法が、ミセル電解法又は電着法である請求項 5記載の力ラ一フィルタの製造方法。

7. 請求項 1記載の力ラ一フィルタを用いて構成したことを特徴とするカラ一液晶パネル。

8 . 請求項 7記載のカラ一液晶パネルをカラ一フィルタの絶緣膜上に形成した透明電極で能動することを特徴とするカラ一液晶パネルの躯動方法。

9 . 絶緣性基板上に、ブラックマトリックス及び取出電極、取出電極窓口を有する絶緣膜、色素層形成用透明電極、絶縁性保護膜、色素層、平坦化膜、液晶黯動用電極を順次積層してなるカラーフィルタであって、前記取出電極と前記色素層形成用透明電極とを取出電極窓口を介して導通した構成としたことを特徴とするカラーフィルタ。

1 0 . ブラックマトリックス及び取出電極が、遮光性導電膜を用いて、絶縁性基板上に同時形成されたものである請求頊 9記載のカラ —フィスレタ。

1 1 . 絶縁膜が、紫外線感光能を持つァクリル樹脂、エポキシ樹脂およびシロキサン樹脂から選ばれる少なくとも一の樹脂からなるレジスト剤で形成されたものであることを特徴とする請求項 9 または 1 0記載の力ラ一フィルタ。

1 2 . 絶縁性基板上に、ブラックマトリックス及び取出電極、取出電極窓口を有する絶縁膜を順次積層して形成した後、該絶縁膜上に前記取出電極窓口を介して取出電極と導通するように色素層形成用透明電極を形成し、取出電極を介して色素層形成用透明電極に通電して色素層を形成することを特徴とするカラ一フィルタの製造方法,

1 3 . 色素層形成用透明電極材料による膜を取出電極窓口を有する絶縁膜上の全面に形成することによって、該透明電極材料で取出電極と透明電極材料膜を導通させた後、これをフォトリソグラフィ法によってパタ一ユングして色素層形成用透明電極を形成することを特徴とする請求頊 1 2記載のカラ一フィルタの製造方法。

1 4 . 色素層形成用透明電極を形成した基板上の有効表示部以外の部分に、絶縁性保護膜を形成した後、通電により色素層を形成することを特徴とする請求項 1 2または 1 3記載のカラーフィルタの製造方法。

1 5. フォトリソグラフィ法における現像時間を調節して、絶縁膜の取出電極窓口の周緣をテ一パ状に形成することを特徴とする請求項 1 2， 1 3または 14記載のカラ一フィルタの製造方法。

1 6. 絶縁膜が、紫外線感光能を持つアクリル樹脂、エポキシ樹脂およびシロキサン樹脂から選ばれる少なくとも一の樹脂からなるレジスト剤で形成されたものであることを特徴とする請求項 1 2， 1 3 , 14または 1 5記載のカラ一フィルタの製造方法。

1 7. 色素層形成用電極と導通する取出電極に通電して、ミセル電解法または電着法によって色素層を形成することを特徴とする請求項 1 2， 1 3 , 14， 1 5または 1 6記載のカラ一フィルタの製造方法。

1 8. 請求項 1， 2または 3記載のカラ一フィルタと、液晶駆動用電極基板と、これらの間に封入された液晶からなることを特徴とするカラ一液晶ディスプレイ。

1 9. 請求項 1 8記載のカラー液晶パネルを、カラーフィルタの平坦化膜上に形成した液晶能動用電極で黯動することを特徴とする力ラー液晶パネルの駆動方法。

20. 請求頊 1 8記載のカラー液晶パネルを、カラ一フィルタの色素層形成用透明電極で躯動することを特徴とするカラ一液晶パネルの g動方法。