JP3415024B2 - 液晶用カラーフィルターおよび該カラーフィルターを使用した液晶表示素子 - Google Patents
液晶用カラーフィルターおよび該カラーフィルターを使用した液晶表示素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー液晶表示素
子、特に反射型カラー液晶表示素子に適したカラーフィ
ルターに関するものである。
子、特に反射型カラー液晶表示素子に適したカラーフィ
ルターに関するものである。
【０００２】
【従来技術】液晶表示装置は様々な分野で使用されるよ
うになり、情報表示装置としてＣＲＴにせまる勢いであ
る。特に、携帯性が要求される機器においては小型、軽
量、低消費電力であることから多くの機器に採用されて
いる。一方、表示データのカラー化やカラー画像の電子
化にともない、携帯用機器においても表示のカラー化が
進んでおり、消費電力の小さい反射型カラー液晶表示装
置へのニーズが高まっている。反射型カラー液晶表示装
置のうちカラーフィルターを使用しないカラー表示方法
も提案されているが、表示できる色数に制限があり、そ
の表示色も鮮やかなものではないため、カラーフィルタ
ーを使用する方式が主流となっている。
うになり、情報表示装置としてＣＲＴにせまる勢いであ
る。特に、携帯性が要求される機器においては小型、軽
量、低消費電力であることから多くの機器に採用されて
いる。一方、表示データのカラー化やカラー画像の電子
化にともない、携帯用機器においても表示のカラー化が
進んでおり、消費電力の小さい反射型カラー液晶表示装
置へのニーズが高まっている。反射型カラー液晶表示装
置のうちカラーフィルターを使用しないカラー表示方法
も提案されているが、表示できる色数に制限があり、そ
の表示色も鮮やかなものではないため、カラーフィルタ
ーを使用する方式が主流となっている。
【０００３】液晶用カラーフィルターの製造方法として
は染色法、顔料分散法、電着法、ミセル電解法、印刷法
等さまざまなものが提案されている。このうち、ミセル
電解法や電着法は基板に設けられた透明導電膜パターン
上に電気化学的にカラーフィルター層を形成するため、
ＲＧＢ各色間に位置ずれが発生しない。また、ミセル電
解法においてはカラーフィルター層を導電性材料にす
る、もしくはカラーフィルター層に導電性材料を混合す
ることによってフィルター形成用の電極を液晶駆動用電
極と兼用することも提案されている（特開平６−３４８
０９）。
は染色法、顔料分散法、電着法、ミセル電解法、印刷法
等さまざまなものが提案されている。このうち、ミセル
電解法や電着法は基板に設けられた透明導電膜パターン
上に電気化学的にカラーフィルター層を形成するため、
ＲＧＢ各色間に位置ずれが発生しない。また、ミセル電
解法においてはカラーフィルター層を導電性材料にす
る、もしくはカラーフィルター層に導電性材料を混合す
ることによってフィルター形成用の電極を液晶駆動用電
極と兼用することも提案されている（特開平６−３４８
０９）。
【０００４】市販されているほとんどの液晶表示装置は
ガラス基板を使用したものであるが、携帯電話や電子手
帳等の携帯用機器にはプラスチックフィルムを使用した
液晶表示が用いられるようになった。プラスチックフィ
ルムはその厚さが、０．１〜０．３ｍｍ程度であり、重
量も軽いため携帯用機器に最適である。しかしながら、
フィルム基板では微細なパターンニングが困難であるこ
と、基板の寸法が温度や湿度等の環境によって微妙に変
化することなどから、カラーフィルターを形成すること
が難しく、ほとんどのものはモノクロ表示である。
ガラス基板を使用したものであるが、携帯電話や電子手
帳等の携帯用機器にはプラスチックフィルムを使用した
液晶表示が用いられるようになった。プラスチックフィ
ルムはその厚さが、０．１〜０．３ｍｍ程度であり、重
量も軽いため携帯用機器に最適である。しかしながら、
フィルム基板では微細なパターンニングが困難であるこ
と、基板の寸法が温度や湿度等の環境によって微妙に変
化することなどから、カラーフィルターを形成すること
が難しく、ほとんどのものはモノクロ表示である。
【０００５】反射型カラー液晶表示装置の場合、パネル
に入射した光を効率よく観測者に戻すことが必要とされ
るため、透過型カラー液晶表示装置において広く使用さ
れているブラックマトリックス（ＢＭ）を使用しないこ
とが一般的になっている。ブラックマトリックスはカラ
ーパターン間からの光漏れを防止することだけではな
く、カラーフィルター間の段差を軽減するための平坦化
層としての役割も果たしている。カラーフィルターに必
要とされる平坦性は液晶表示モードによっても異なる
が、ＳＴＮ方式の場合は０．１μｍ程度の平坦性が必要
である。
に入射した光を効率よく観測者に戻すことが必要とされ
るため、透過型カラー液晶表示装置において広く使用さ
れているブラックマトリックス（ＢＭ）を使用しないこ
とが一般的になっている。ブラックマトリックスはカラ
ーパターン間からの光漏れを防止することだけではな
く、カラーフィルター間の段差を軽減するための平坦化
層としての役割も果たしている。カラーフィルターに必
要とされる平坦性は液晶表示モードによっても異なる
が、ＳＴＮ方式の場合は０．１μｍ程度の平坦性が必要
である。
【０００６】一方、電着法やミセル電解法において、フ
ィルター層に導電性をもたせることによってフィルター
形成用電極を液晶駆動電極に使用する場合、カラーフィ
ルター上に厚い平坦化層を設けると液晶にかかる電圧が
低下してしまう。このため、フィルター上に厚い平坦化
層を設けることなく、カラーフィルター間の段差部にの
み厚い平坦化層を設ける方法が必要となっている。フィ
ルター用基板としてガラスを使用する場合にはフォトリ
ソ法によって透明性樹脂をパターン加工することができ
るが、精密なアライメントが難しいフィルム基板にこの
方法を適用することは困難である。
ィルター層に導電性をもたせることによってフィルター
形成用電極を液晶駆動電極に使用する場合、カラーフィ
ルター上に厚い平坦化層を設けると液晶にかかる電圧が
低下してしまう。このため、フィルター上に厚い平坦化
層を設けることなく、カラーフィルター間の段差部にの
み厚い平坦化層を設ける方法が必要となっている。フィ
ルター用基板としてガラスを使用する場合にはフォトリ
ソ法によって透明性樹脂をパターン加工することができ
るが、精密なアライメントが難しいフィルム基板にこの
方法を適用することは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は精密な
アライメントなしに、表面平坦性に優れた導電性カラー
フィルター、特に基板寸法が大きく変化するプラスチッ
クフィルム基板を用いる反射型カラー液晶表示素子用の
カラーフィルターを提供することにある。
アライメントなしに、表面平坦性に優れた導電性カラー
フィルター、特に基板寸法が大きく変化するプラスチッ
クフィルム基板を用いる反射型カラー液晶表示素子用の
カラーフィルターを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
形成された透明電極上に導電性カラーフィルター層を有
する液晶用カラーフィルターにおいて、前記カラーフィ
ルター層のパターン間の凹部が透明基板裏面側からの背
面露光によってパターン形成された感光性透明樹脂によ
って平坦化されていることを特徴とする液晶用カラーフ
ィルターを提供することによって、前記課題を解決する
ことができた。以下、本発明の液晶用カラーフィルター
の具体的な構成を実施態様として説明する。
形成された透明電極上に導電性カラーフィルター層を有
する液晶用カラーフィルターにおいて、前記カラーフィ
ルター層のパターン間の凹部が透明基板裏面側からの背
面露光によってパターン形成された感光性透明樹脂によ
って平坦化されていることを特徴とする液晶用カラーフ
ィルターを提供することによって、前記課題を解決する
ことができた。以下、本発明の液晶用カラーフィルター
の具体的な構成を実施態様として説明する。
【０００９】
【実施態様】実施態様１
図１に示すように透明基板１１、該基板１１上に形成さ
れた透明電極１２、該透明電極１２上に電気化学的手法
によって形成された透明電極１２と同一の形状にパター
ンニングされた導電性カラーフィルター層１３をそれぞ
れ有する液晶用カラーフィルターにおいて、導電性カラ
ーフィルター層１３をフォトマスクとして、カラーフィ
ルター間の凹部を透明基板裏面側からの背面露光によっ
てパターン形成された感光性透明樹脂膜１４によって平
坦化する。感光性透明樹脂としては、例えばアクリル
系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリイミド系等の感
光性樹脂が挙げられる。前記カラーフィルター層１３は
透明電極１２上に形成されるので、その形成位置は透明
電極パターンによって一義的に決定される。また、平坦
化層はカラーフィルター層をフォトマスクとする背面露
光プロセスによって形成されるため、プロセス中に基板
寸法が変化した場合でも各層に位置ずれが発生すること
はない。このため、ガラス基板は勿論のこと、プラスチ
ックフィルム基板上にもカラーフィルターを形成するこ
とが可能である。
れた透明電極１２、該透明電極１２上に電気化学的手法
によって形成された透明電極１２と同一の形状にパター
ンニングされた導電性カラーフィルター層１３をそれぞ
れ有する液晶用カラーフィルターにおいて、導電性カラ
ーフィルター層１３をフォトマスクとして、カラーフィ
ルター間の凹部を透明基板裏面側からの背面露光によっ
てパターン形成された感光性透明樹脂膜１４によって平
坦化する。感光性透明樹脂としては、例えばアクリル
系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリイミド系等の感
光性樹脂が挙げられる。前記カラーフィルター層１３は
透明電極１２上に形成されるので、その形成位置は透明
電極パターンによって一義的に決定される。また、平坦
化層はカラーフィルター層をフォトマスクとする背面露
光プロセスによって形成されるため、プロセス中に基板
寸法が変化した場合でも各層に位置ずれが発生すること
はない。このため、ガラス基板は勿論のこと、プラスチ
ックフィルム基板上にもカラーフィルターを形成するこ
とが可能である。
【００１０】実施態様２
反射型用カラーフィルターは透過型用と比較してフィル
ター層の色を薄く（透過率を高く）設定している。この
ため、カラーフィルター層が完全に紫外線をカットする
ことができなくなり、カラーフィルター上に平坦化膜が
残ってしまうことがある。これはカラーフィルターと同
一の形状にパターンニングされた紫外線吸収層を設ける
方法によって防止することができる。紫外線吸収層とし
ては４００〜８００ｎｍの可視領域において透過率が高
く、４００ｎｍ以下の紫外線領域における透過率が低い
各種顔料、酸化金属膜、酸化金属粒子が使用できる。
ター層の色を薄く（透過率を高く）設定している。この
ため、カラーフィルター層が完全に紫外線をカットする
ことができなくなり、カラーフィルター上に平坦化膜が
残ってしまうことがある。これはカラーフィルターと同
一の形状にパターンニングされた紫外線吸収層を設ける
方法によって防止することができる。紫外線吸収層とし
ては４００〜８００ｎｍの可視領域において透過率が高
く、４００ｎｍ以下の紫外線領域における透過率が低い
各種顔料、酸化金属膜、酸化金属粒子が使用できる。
【００１１】紫外線吸収層は、図２に示すように紫外線
吸収層２１を導電性カラーフィルター層１３上に設ける
場合および図３に示すように透明電極１２と導電性カラ
ーフィルター層１３の間に設ける場合がある。これらの
場合には紫外線吸収層は導電性材料で構成される必要が
あるが、図４に示すように紫外線吸収層２１を基板１１
と透明電極１２の間に設ける場合は、紫外線吸収層２１
を構成する材料として、導電性材料だけでなく絶縁性の
材料も使用することができる。
吸収層２１を導電性カラーフィルター層１３上に設ける
場合および図３に示すように透明電極１２と導電性カラ
ーフィルター層１３の間に設ける場合がある。これらの
場合には紫外線吸収層は導電性材料で構成される必要が
あるが、図４に示すように紫外線吸収層２１を基板１１
と透明電極１２の間に設ける場合は、紫外線吸収層２１
を構成する材料として、導電性材料だけでなく絶縁性の
材料も使用することができる。
【００１２】実施態様３
図５に示すように紫外線吸収層２１を透明電極１２上に
透明電極１２と同一の形状にパターンニングし〔図５
（ａ）〕、感光性透明樹脂を塗布した後、背面露光〔図
５（ｂ）〕により平坦化層１４を形成した〔図５
（ｃ）〕。次ぎに紫外線透過防止膜を除去した〔図５
（ｄ）〕のちに、電気化学的な手法により透明電極１２
上に選択的に導電性カラーフィルター層１３を形成する
こともできる〔図５（ｅ）〕。この場合、紫外線吸収層
２１はフィルター層形成前に除去されるため、可視光が
透過できない金属材料等も使用することができる。以
下、本発明の液晶用カラーフィルターの具体的な構成を
実施例としてさらに具体的に説明する。
透明電極１２と同一の形状にパターンニングし〔図５
（ａ）〕、感光性透明樹脂を塗布した後、背面露光〔図
５（ｂ）〕により平坦化層１４を形成した〔図５
（ｃ）〕。次ぎに紫外線透過防止膜を除去した〔図５
（ｄ）〕のちに、電気化学的な手法により透明電極１２
上に選択的に導電性カラーフィルター層１３を形成する
こともできる〔図５（ｅ）〕。この場合、紫外線吸収層
２１はフィルター層形成前に除去されるため、可視光が
透過できない金属材料等も使用することができる。以
下、本発明の液晶用カラーフィルターの具体的な構成を
実施例としてさらに具体的に説明する。
【００１３】実施例１
透明導電性フィルムＦＳＴ−５３４０（住友ベークライ
ト社製）の透明導電膜を１１０μｍピッチ、巾９０μ
ｍ、９６０本のストライプ状に通常のフォトリソ法で加
工した。この基板を赤の疎水性顔料、導電性粒子、ミセ
ル化剤、支持塩から成るミセル溶液中に浸漬したのち、
３本おきの透明電極に電圧を印加し、選択した電極上に
１．５μｍ厚の赤の導電性のカラーフィルター層を形成
した。続いて、純水で洗浄したのち１２０℃で乾燥させ
た。同様にして、緑の疎水性顔料を分散させたミセル溶
液を使用して緑の導電性カラーフィルター層を、青の疎
水性顔料を分散させたミセル溶液を使用して青の導電性
カラーフィルター層を形成して赤、緑、青の導電性カラ
ーフィルター層から成るプラスチックカラフィルターを
作成した。このプラスチックカラーフィルターの３６５
ｎｍにおける透過率を測定したところ、赤色フィルター
における透過率が最も大きく約５％であった。
ト社製）の透明導電膜を１１０μｍピッチ、巾９０μ
ｍ、９６０本のストライプ状に通常のフォトリソ法で加
工した。この基板を赤の疎水性顔料、導電性粒子、ミセ
ル化剤、支持塩から成るミセル溶液中に浸漬したのち、
３本おきの透明電極に電圧を印加し、選択した電極上に
１．５μｍ厚の赤の導電性のカラーフィルター層を形成
した。続いて、純水で洗浄したのち１２０℃で乾燥させ
た。同様にして、緑の疎水性顔料を分散させたミセル溶
液を使用して緑の導電性カラーフィルター層を、青の疎
水性顔料を分散させたミセル溶液を使用して青の導電性
カラーフィルター層を形成して赤、緑、青の導電性カラ
ーフィルター層から成るプラスチックカラフィルターを
作成した。このプラスチックカラーフィルターの３６５
ｎｍにおける透過率を測定したところ、赤色フィルター
における透過率が最も大きく約５％であった。
【００１４】続いて、光硬化型のアクリル樹脂１．７μ
ｍをスピンナーで前記プラスチックカラーフィルターに
塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ランプで基板
裏面側から全面露光した（３００ｍＪ／ｃｍ2）。アル
カリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処理を
行い、約２０μｍのカラーフィルターパターン間に厚さ
１．６μｍの平坦化膜を形成した。このとき、緑と青の
カラーフィルター上にはほとんどアクリル樹脂が残らな
かったが、赤のフィルター上には約０．１μｍの樹脂が
残ってしまった。しかしながら、０．３μｍ程度の厚さ
までは液晶駆動に影響しないことが確認されている。１
５０℃のポストベークを行ったのち、カラーフィルター
の表面性を測定したところ、カラーパターン間の凹凸は
最大０．２μｍ程度であった。
ｍをスピンナーで前記プラスチックカラーフィルターに
塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ランプで基板
裏面側から全面露光した（３００ｍＪ／ｃｍ2）。アル
カリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処理を
行い、約２０μｍのカラーフィルターパターン間に厚さ
１．６μｍの平坦化膜を形成した。このとき、緑と青の
カラーフィルター上にはほとんどアクリル樹脂が残らな
かったが、赤のフィルター上には約０．１μｍの樹脂が
残ってしまった。しかしながら、０．３μｍ程度の厚さ
までは液晶駆動に影響しないことが確認されている。１
５０℃のポストベークを行ったのち、カラーフィルター
の表面性を測定したところ、カラーパターン間の凹凸は
最大０．２μｍ程度であった。
【００１５】実施例２
実施例１と同様に透明導電性フィルム上に赤・緑・青の
三色から成る導電性カラーフィルター層を形成した。た
だし、フィルター層の膜厚は０．５μｍとした。このと
きのカラーフィルターの透過スペクトルを図６に示す。
このようにカラーフィルター層の透過率を大きくすると
４００ｎｍより波長の短い領域においても透過率が大き
くなり、感光性樹脂の感光波長領域においてカラーフィ
ルターのある場所とない場所でのコントラストが不足す
る。そこで、前記カラーフィルター基板を酸化チタン粒
子、ＩＴＯ粒子、ミセル化剤、支持塩から成るミセル溶
液中に浸漬したのち、すべての透明電極に電圧を印加
し、全電極上に０．５μｍの導電性紫外線吸収層を形成
した。続いて、純水で洗浄したのち１２０℃で乾燥させ
た。この結果３６５ｎｍにおける透過率は３％であっ
た。
三色から成る導電性カラーフィルター層を形成した。た
だし、フィルター層の膜厚は０．５μｍとした。このと
きのカラーフィルターの透過スペクトルを図６に示す。
このようにカラーフィルター層の透過率を大きくすると
４００ｎｍより波長の短い領域においても透過率が大き
くなり、感光性樹脂の感光波長領域においてカラーフィ
ルターのある場所とない場所でのコントラストが不足す
る。そこで、前記カラーフィルター基板を酸化チタン粒
子、ＩＴＯ粒子、ミセル化剤、支持塩から成るミセル溶
液中に浸漬したのち、すべての透明電極に電圧を印加
し、全電極上に０．５μｍの導電性紫外線吸収層を形成
した。続いて、純水で洗浄したのち１２０℃で乾燥させ
た。この結果３６５ｎｍにおける透過率は３％であっ
た。
【００１６】次ぎに光硬化型のアクリル樹脂１．２μｍ
をスピンナーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水
銀ランプで基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／
ｃｍ2）。さらに、アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナ
トリウム）で現像処理を行い、透明な平坦化層を形成し
た。フィルター上に紫外線吸収層を設けたことにより、
透過率の高いカラーフィルターでも裏面露光による背面
露光で平坦化層を形成することができた。本実施例では
フィルター層上に紫外線吸収層を形成したが、透明導電
膜上に紫外線吸収層を形成し、この上にカラーフィルタ
ー層を形成しても同様な効果を得ることができる。
をスピンナーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水
銀ランプで基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／
ｃｍ2）。さらに、アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナ
トリウム）で現像処理を行い、透明な平坦化層を形成し
た。フィルター上に紫外線吸収層を設けたことにより、
透過率の高いカラーフィルターでも裏面露光による背面
露光で平坦化層を形成することができた。本実施例では
フィルター層上に紫外線吸収層を形成したが、透明導電
膜上に紫外線吸収層を形成し、この上にカラーフィルタ
ー層を形成しても同様な効果を得ることができる。
【００１７】実施例３
透明導電性フィルムＦＳＴ−５３４０（住友ベークライ
ト社製）の透明導電膜を１規定の塩酸で除去した基板に
酸化亜鉛膜０．２μｍ、ＩＴＯ膜０．１μｍをスパッタ
リングによって形成した。続いて、通常のフォトリソ法
で１１０μｍピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストライ
プ状のレジストパターンを形成した。このレジストパタ
ーンでＩＴＯ膜および酸化亜鉛膜を０．１規定の塩酸水
溶液で、ウェットエッチング加工した。フォトレジスト
を剥離したのち、実施例２と同様にして０．５μｍ厚の
赤・緑・青の三色から成る導電性カラーフィルター層を
形成した。次に光硬化型のアクリル樹脂１．０μｍをス
ピンナーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ラ
ンプで基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／ｃｍ
2）。アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で
現像処理を行い、透明な平坦化層を形成した。
ト社製）の透明導電膜を１規定の塩酸で除去した基板に
酸化亜鉛膜０．２μｍ、ＩＴＯ膜０．１μｍをスパッタ
リングによって形成した。続いて、通常のフォトリソ法
で１１０μｍピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストライ
プ状のレジストパターンを形成した。このレジストパタ
ーンでＩＴＯ膜および酸化亜鉛膜を０．１規定の塩酸水
溶液で、ウェットエッチング加工した。フォトレジスト
を剥離したのち、実施例２と同様にして０．５μｍ厚の
赤・緑・青の三色から成る導電性カラーフィルター層を
形成した。次に光硬化型のアクリル樹脂１．０μｍをス
ピンナーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ラ
ンプで基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／ｃｍ
2）。アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で
現像処理を行い、透明な平坦化層を形成した。
【００１８】実施例４
透明導電性フィルムＦＳＴ−５３４０（住友ベークライ
ト社製）上の透明導電膜を１１０μｍピッチ、巾９０μ
ｍ、９６０本のストライプ状にフォトリソ法で加工し
た。この基板を酸化亜鉛粒子、ミセル化剤、支持塩から
成るミセル溶液中に浸漬したのち、すべての透明電極に
電圧を印加し、全電極上に酸化亜鉛粒子から成る紫外線
吸収層１μｍを形成した。続いて、純水で洗浄したのち
１２０℃で乾燥させた。この紫外線吸収層は顔料層は酸
化亜鉛のみから成り、導電性は有していない。この基板
の表面に光硬化型のアクリル樹脂０．６μｍをスピンナ
ーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ランプで
基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／ｃｍ2）。
アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処
理を行い、透明な平坦化層を形成した。次に１５０℃の
ポストベークにてアクリル樹脂を硬化させたのち、透明
電極上の酸化亜鉛粒子を超音波洗浄にて除去した。続い
て、実施例２と同様にして０．５μｍ厚の赤・緑・青の
三色から成る導電性カラーフィルター層を形成した。最
後に熱硬化型のアクリル樹脂からなるオーバーコート層
０．２μｍを形成した。
ト社製）上の透明導電膜を１１０μｍピッチ、巾９０μ
ｍ、９６０本のストライプ状にフォトリソ法で加工し
た。この基板を酸化亜鉛粒子、ミセル化剤、支持塩から
成るミセル溶液中に浸漬したのち、すべての透明電極に
電圧を印加し、全電極上に酸化亜鉛粒子から成る紫外線
吸収層１μｍを形成した。続いて、純水で洗浄したのち
１２０℃で乾燥させた。この紫外線吸収層は顔料層は酸
化亜鉛のみから成り、導電性は有していない。この基板
の表面に光硬化型のアクリル樹脂０．６μｍをスピンナ
ーで塗布、プリベークを行ったのち、高圧水銀ランプで
基板裏面側から全面露光した（５００ｍＪ／ｃｍ2）。
アルカリ水溶液（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処
理を行い、透明な平坦化層を形成した。次に１５０℃の
ポストベークにてアクリル樹脂を硬化させたのち、透明
電極上の酸化亜鉛粒子を超音波洗浄にて除去した。続い
て、実施例２と同様にして０．５μｍ厚の赤・緑・青の
三色から成る導電性カラーフィルター層を形成した。最
後に熱硬化型のアクリル樹脂からなるオーバーコート層
０．２μｍを形成した。
【００１９】実施例５
透明導電性フィルムＦＳＴ−５３４０（住友ベークライ
ト社製）の透明導電膜上に厚さ０．２μｍの金属クロム
膜を真空蒸着法で製膜した。続いて、通常のフォトリソ
法で１１０μｍピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストラ
イプ状レジストパターンを形成したのち、このレジスト
パターンでクロムおよび透明導電膜をウエットエッチン
グで加工した。フォトレジストを剥離したのち、実施例
４と同様にして厚さ０．６μｍの透明平坦化層を形成し
た。次に１５０℃のポストベークにてアクリル樹脂を硬
化させたのち、透明電極上のクロムをウエットエッチン
グで除去した。続いて実施例４と同様にして透明電極上
に導電性カラーフィルター、オーバーコート層を形成し
た。
ト社製）の透明導電膜上に厚さ０．２μｍの金属クロム
膜を真空蒸着法で製膜した。続いて、通常のフォトリソ
法で１１０μｍピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストラ
イプ状レジストパターンを形成したのち、このレジスト
パターンでクロムおよび透明導電膜をウエットエッチン
グで加工した。フォトレジストを剥離したのち、実施例
４と同様にして厚さ０．６μｍの透明平坦化層を形成し
た。次に１５０℃のポストベークにてアクリル樹脂を硬
化させたのち、透明電極上のクロムをウエットエッチン
グで除去した。続いて実施例４と同様にして透明電極上
に導電性カラーフィルター、オーバーコート層を形成し
た。
【００２０】実施例６
図７に示すように、実施例２から５で作成した導電性カ
ラーフィルター基板７１に日本合成ゴム社製液晶配向膜
ＡＬ３０４６を０．１μｍの厚さに塗布したのち、ラビ
ング処理にて配向処理を行い、２４０本のストライプ状
電極を有する対向基板７２と貼り合わせてツイスト角２
４０度、セルギャップ７μｍのＳＴＮモードの液晶セル
を作成した。このセルに液晶駆動用の回路を接続したの
ち、色補償用の位相差板付偏光板７４、偏光反射板７５
ではさみ、反射型カラー液晶表示素子を完成させたとこ
ろ、全て良好なカラー表示を行うことができた。
ラーフィルター基板７１に日本合成ゴム社製液晶配向膜
ＡＬ３０４６を０．１μｍの厚さに塗布したのち、ラビ
ング処理にて配向処理を行い、２４０本のストライプ状
電極を有する対向基板７２と貼り合わせてツイスト角２
４０度、セルギャップ７μｍのＳＴＮモードの液晶セル
を作成した。このセルに液晶駆動用の回路を接続したの
ち、色補償用の位相差板付偏光板７４、偏光反射板７５
ではさみ、反射型カラー液晶表示素子を完成させたとこ
ろ、全て良好なカラー表示を行うことができた。
【００２１】比較例１
実施例１と同様に透明導電性フィルムＦＳＴ−５３４０
（住友ベークライト社製）上の透明導電膜を１１０μｍ
ピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストライプ状に通常の
フォトリソ法で加工した。この基板を赤の疎水性顔料、
導電性粒子、ミセル化剤、支持塩から成るミセル溶液中
に浸漬したのち、３本おきの透明電極に電圧を印加し、
選択した電極上に０．５μｍ厚の赤の導電性のカラーフ
ィルター層を形成した。続いて、純水で洗浄したのち１
２０℃で乾燥させた。同様にして、緑の疎水性顔料を分
散させたミセル溶液を使用して緑の導電性カラーフィル
ター層を、青の疎水性顔料を分散させたミセル溶液を使
用して青の導電性カラーフィルター層を形成して赤、
緑、青の導電性カラーフィルター層から成るプラスチッ
クカラーフィルターを作成した。続いて、光硬化型のア
クリル樹脂０．７μｍをスピンナーで塗布、プリベーク
を行ったのち、高圧水銀ランプで基板裏面側から全面露
光した（５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2）。アルカリ水溶液
（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処理を行ったの
ち、１５０℃でポストベークを行った。実施例２に記載
したようにこのカラーフィルター層は紫外線領域におい
ても透過率が高く、フィルター間のみに透明な平坦化膜
を作成することはできなかった。露光量と平面平坦性の
関係を表１にまとめる。
（住友ベークライト社製）上の透明導電膜を１１０μｍ
ピッチ、巾９０μｍ、９６０本のストライプ状に通常の
フォトリソ法で加工した。この基板を赤の疎水性顔料、
導電性粒子、ミセル化剤、支持塩から成るミセル溶液中
に浸漬したのち、３本おきの透明電極に電圧を印加し、
選択した電極上に０．５μｍ厚の赤の導電性のカラーフ
ィルター層を形成した。続いて、純水で洗浄したのち１
２０℃で乾燥させた。同様にして、緑の疎水性顔料を分
散させたミセル溶液を使用して緑の導電性カラーフィル
ター層を、青の疎水性顔料を分散させたミセル溶液を使
用して青の導電性カラーフィルター層を形成して赤、
緑、青の導電性カラーフィルター層から成るプラスチッ
クカラーフィルターを作成した。続いて、光硬化型のア
クリル樹脂０．７μｍをスピンナーで塗布、プリベーク
を行ったのち、高圧水銀ランプで基板裏面側から全面露
光した（５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2）。アルカリ水溶液
（約１％炭酸水素ナトリウム）で現像処理を行ったの
ち、１５０℃でポストベークを行った。実施例２に記載
したようにこのカラーフィルター層は紫外線領域におい
ても透過率が高く、フィルター間のみに透明な平坦化膜
を作成することはできなかった。露光量と平面平坦性の
関係を表１にまとめる。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【効果】１．請求項１〜２
精密な位置合わせを行うことなく製造でき、かつ表面平
坦性に優れた液晶用カラーフィルターが提供された。 ２．請求項３〜４ 表面平坦性に優れた液晶用カラーフィルターを精密な位
置合わせを行うことなく製造できる方法が提供された。 ３．請求項５ 特に基板寸法が大きく変化するプラスチックフィルムを
用いた反射型カラー液晶表示素子が提供された。
坦性に優れた液晶用カラーフィルターが提供された。 ２．請求項３〜４ 表面平坦性に優れた液晶用カラーフィルターを精密な位
置合わせを行うことなく製造できる方法が提供された。 ３．請求項５ 特に基板寸法が大きく変化するプラスチックフィルムを
用いた反射型カラー液晶表示素子が提供された。
【図１】本発明の導電性カラーフィルターの１例の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の紫外線吸収層を有するカラーフィルタ
ーの１例の断面図である。
ーの１例の断面図である。
【図３】本発明の紫外線吸収層を有するカラーフィルタ
ーの他の例の断面図である。
ーの他の例の断面図である。
【図４】本発明の紫外線吸収層を有するカラーフィルタ
ーの他の例の断面図である。
ーの他の例の断面図である。
【図５】本発明の導電性カラーフィルターの製造に使用
する背面露光プロセスの説明図であって、（ａ）は紫外
線吸収層２１を透明電極１２上に該透明電極１２と同一
の形状にパターンニングする工程を示す図、（ｂ）は感
光性樹脂層１４を塗布後、背面露光する工程を示す図、
（ｃ）は平坦化層１４を形成する工程を示す図、（ｄ）
は紫外線透過防止膜２１を除去する工程を示す図、
（ｅ）は導電性カラーフィルター層１３を形成する工程
を示す図である。
する背面露光プロセスの説明図であって、（ａ）は紫外
線吸収層２１を透明電極１２上に該透明電極１２と同一
の形状にパターンニングする工程を示す図、（ｂ）は感
光性樹脂層１４を塗布後、背面露光する工程を示す図、
（ｃ）は平坦化層１４を形成する工程を示す図、（ｄ）
は紫外線透過防止膜２１を除去する工程を示す図、
（ｅ）は導電性カラーフィルター層１３を形成する工程
を示す図である。
【図６】本発明の反射表示用カラーフィルターの透過ス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図７】本発明のカラーフィルターを使用した液晶表示
素子の１例の断面図である。
素子の１例の断面図である。
１１ 透明基板
１２ 透明電極
１３ 導電性カラーフィルター層
１４ 感光性透明樹脂膜
２１ 紫外線吸収層
５１ 背面露光用紫外線
７１ カラーフィルター基板
７２ 対向基板
７３ 液晶層
７４ 位相板付偏光板
７５ 偏光反射板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 近藤 浩
東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株
式会社リコー内
(56)参考文献 特開 平４−335321（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−304619（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−282223（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−193184（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−196284（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−252623（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−261017（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−318721（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−5826（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1335
G02F 1/1333
G02F 1/1343
G02B 5/20
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁性透明基板上に形成された透明電極
上に電気化学的手法によって形成された導電性カラーフ
ィルター層を有する液晶用カラーフィルターにおいて、
前記カラーフィルター層のパターン間の凹部が透明基板
裏面側からの紫外線を含む光による背面露光によってパ
ターンニング形成された感光性透明樹脂によって平坦化
されており、さらに可視光に対しては透明でかつ紫外線
を吸収する材料を含む導電性紫外線吸収層が導電性カラ
ーフィルター層の上部および／または下部に設けられて
おり、この紫外線吸収層が透明電極と同一の形状にパタ
ーンニングされていることを特徴とする液晶用カラーフ
ィルター。 - 【請求項２】 絶縁性透明基板上に形成された透明電極
上に電気化学的手法によって形成された導電性カラーフ
ィルター層を有する液晶用カラーフィルターにおいて、
前記導電性カラーフィルター層のパターン間の凹部が透
明基板裏面側からの紫外線を含む光による背面露光によ
ってパターンニング形成された感光性透明樹脂によって
平坦化されており、さらに可視光に対しては透明でかつ
紫外線を吸収する材料を含む紫外線吸収層が前記絶縁性
透明基板と前記透明電極との間に、設けられており、こ
の紫外線吸収層が透明電極と同一の形状にパターンニン
グされていることを特徴とする液晶用カラーフィルタ
ー。 - 【請求項３】 絶縁性透明基板上に透明電極、前記透明
電極上に導電性カラーフィルター層および前記導電性カ
ラーフィルター層上に可視光に対しては透明で、かつ紫
外線を吸収する材料を含む導電性紫外線吸収層を順次形
成し、次に前記導電性カラーフィルター層間に感光性樹
脂からなる平坦化材料で構成される平坦化材料層を形成
した後に、基板裏面から紫外線を含む光を照射すること
により、前記導電性カラーフィルター層間に設けた感光
性樹脂を硬化させて平坦化層を形成する工程を少なくと
も有することを特徴とする液晶用カラーフィルターの製
造方法。 - 【請求項４】 絶縁性透明基板上に透明導電膜と可視光
に対しては透明で、かつ紫外線を吸収する材料を含む導
電性紫外線吸収層を積層して同一のパターンに加工した
後、該パターン上に導電性カラーフィルター層を設け、
次に感光性樹脂からなる平坦化材料層を設けた後、基板
裏面から紫外線を含む光を照射することにより、前記パ
ターン間に設けた感光性樹脂を硬化させて平坦化層を形
成する工程を少なくとも有することを特徴とする液晶用
カラーフィルターの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１または２記載の液晶用カラーフ
ィルターを使用した液晶表示素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11609898A JP3415024B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 液晶用カラーフィルターおよび該カラーフィルターを使用した液晶表示素子 |
| US09/192,326 US6068953A (en) | 1997-11-17 | 1998-11-16 | Color filter for liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11609898A JP3415024B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 液晶用カラーフィルターおよび該カラーフィルターを使用した液晶表示素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295716A JPH11295716A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3415024B2 true JP3415024B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=14678662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11609898A Expired - Fee Related JP3415024B2 (ja) | 1997-11-17 | 1998-04-10 | 液晶用カラーフィルターおよび該カラーフィルターを使用した液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415024B2 (ja) |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11609898A patent/JP3415024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11295716A (ja) | 1999-10-29 |
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