JP3521515B2 - Color filter - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、カラー表示に適した液
晶表示素子等に使用するカラーフィルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used for a liquid crystal display device suitable for color display.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、フルカラー表示が可能な薄型且つ
軽量ディスプレイとして、液晶表示素子が各種モニタ
ー、OA機器用表示装置、薄型TVに広く使用されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been widely used in various monitors, OA equipment display devices, and thin TVs as thin and lightweight displays capable of full-color display.
【0003】従来の液晶表示素子は、その基本構造とし
て、対向する2枚の透明基板のそれぞれの内面に透明電
極、配向膜が順次形成され、その間隙に液晶が封入され
た液晶セルを有しており、その液晶セルの両側にそれぞ
れ偏光板が配され、更に一方の偏光板の外側に白色光源
(バックライト)が配された構造を有している。フルカ
ラー表示が必要な場合には、更に、光の3原色に応じ
て、赤色(R)の波長領域の光を選択的に透過するRフ
ィルタ、緑色(G)の波長領域の光を選択的に透過する
Gフィルタ及び青色(B)の波長領域の光を選択的に透
過するBフィルタからなるカラーフィルタが光源側の基
板の内面に設けられている。A conventional liquid crystal display device has, as its basic structure, a liquid crystal cell in which a transparent electrode and an alignment film are sequentially formed on the inner surfaces of two transparent substrates facing each other, and a liquid crystal is sealed in a gap between them. Polarizing plates are arranged on both sides of the liquid crystal cell, and a white light source (backlight) is arranged outside one of the polarizing plates. When full-color display is required, an R filter that selectively transmits light in the red (R) wavelength region and a light in the green (G) wavelength region are selectively selected according to the three primary colors of light. A color filter including a G filter that transmits and a B filter that selectively transmits light in the blue (B) wavelength region is provided on the inner surface of the substrate on the light source side.
【0004】ところで、それぞれの色のフィルタにおい
ては、当該色以外の可視光領域の光は透過させずに吸収
されている。従って、各色のカラーフィルタにおいて
は、光源から発せられた白色光の1/3以下の光しか透
過していないこととなる。このことは、各色のカラーフ
ィルタにおける光の利用効率が1/3であることを示し
ている。By the way, in each color filter, light in the visible light region other than the color is absorbed without being transmitted. Therefore, in the color filters of each color, only 1/3 or less of the white light emitted from the light source is transmitted. This indicates that the light use efficiency of the color filters for each color is 1/3.
【0005】このため、各色のカラーフィルタにおける
光の利用効率を向上させることが求められている。しか
し、従来と同様のカラーフィルタと白色光源とを同じよ
うに使用する限り、カラーフィルタの特性上、光の利用
率が1/3を超えることは有り得ないという問題があ
る。Therefore, it is required to improve the light utilization efficiency of each color filter. However, as long as the same color filter and white light source as the conventional one are used in the same manner, there is a problem that the light utilization rate cannot exceed 1/3 due to the characteristics of the color filter.
【0006】この問題を解決する一つの有力な方法とし
て、R、G及びBの各カラーフィルタに、それぞれの色
の波長域の光を多く含む光を入射させることにより、各
色のカラーフィルタで吸収される光の割合を低減させ、
各色のカラーフィルタにおける光の利用率を向上させる
ことが考えられる。As one effective method for solving this problem, light containing a large amount of light in the wavelength range of each color is made incident on each of the R, G, and B color filters to be absorbed by the color filters of each color. Reduce the proportion of light
It is conceivable to improve the light utilization rate of each color filter.
【0007】この考え方を利用したものとしては、図3
に示すような構造の液晶表示素子が提案されている(特
開昭61−138233号公報)。この液晶表示素子
は、液晶セル31の内部に設けられたR、G及びBの各
カラーフィルタ32、33及び34の下方に、それぞれ
のフィルタに対応して、偏光板35と透明支持基板36
とを介して赤色蛍光体薄膜37、緑色蛍光体薄膜38及
び青色蛍光体薄膜39を設け、更に、それらの蛍光体を
励起させるための紫外領域〜近紫外領域の光を発する光
源40を設けた構造となっている。この液晶表示素子に
おいては、光源40からの光により赤色蛍光体薄膜37
が赤色の蛍光を発し、緑色蛍光体薄膜38が緑色の蛍光
を発し、そして青色蛍光体薄膜39が青色の蛍光を発す
る。ここで、光源40は、各蛍光体薄膜を発光させるた
めの一次光源として機能し、そして各蛍光体薄膜は対応
するカラーフィルタの二次光源として機能しているとと
らえることもできる。このような二次光源として機能す
る各蛍光体薄膜から発した蛍光は、偏光板35を経た後
に、対応する各カラーフィルタに入射する。これによ
り、R、G及びBの各カラーフィルタに、それぞれの色
の波長域の光を多く含む光を入射させて各カラーフィル
タで吸収される光の割合を低減させ、各色のカラーフィ
ルタにおける光の利用効率を向上させている。FIG. 3 shows a method using this idea.
A liquid crystal display element having a structure as shown in (1) has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 61-138233). This liquid crystal display device includes a polarizing plate 35 and a transparent support substrate 36 below the R, G and B color filters 32, 33 and 34 provided inside the liquid crystal cell 31, corresponding to the respective filters.
A red phosphor thin film 37, a green phosphor thin film 38, and a blue phosphor thin film 39 are provided via the, and a light source 40 that emits light in the ultraviolet region to the near ultraviolet region for exciting those phosphors is further provided. It has a structure. In this liquid crystal display element, the red phosphor thin film 37 is provided by the light from the light source 40.
Emits red fluorescence, the green phosphor thin film 38 emits green fluorescence, and the blue phosphor thin film 39 emits blue fluorescence. Here, it can be considered that the light source 40 functions as a primary light source for causing each phosphor thin film to emit light, and each phosphor thin film functions as a secondary light source of the corresponding color filter. The fluorescence emitted from each phosphor thin film functioning as such a secondary light source passes through the polarizing plate 35 and then enters each corresponding color filter. As a result, the R, G, and B color filters are made to enter light containing a large amount of light in the wavelength range of the respective colors to reduce the proportion of the light absorbed by the respective color filters, and the light in the color filters of the respective colors is reduced. Is improving the usage efficiency.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示した液晶表示素子においては、各カラーフィルタと各
蛍光体薄膜との間に偏光板35と透明支持基板36とが
存在するために、それらを自己整合的に形成することが
できず、高い相対位置精度で形成することが困難であ
り、鮮明な画像が得られにくいという問題がある。ま
た、偏光板35と透明支持基板36との厚みが無視でき
るものではないので、斜め方向から液晶表示素子を見た
場合には、各蛍光体薄膜と対応する各カラーフィルタと
が視覚的にずれ、液晶表示素子の視野角が狭まるという
問題もある。However, in the liquid crystal display device shown in FIG. 3, since the polarizing plate 35 and the transparent support substrate 36 are present between each color filter and each phosphor thin film, they are not provided. Cannot be formed in a self-aligning manner, it is difficult to form with high relative positional accuracy, and there is a problem that a clear image is difficult to obtain. Further, since the thickness of the polarizing plate 35 and the transparent supporting substrate 36 is not negligible, when the liquid crystal display element is viewed from an oblique direction, each phosphor thin film and each color filter corresponding thereto are visually deviated. Another problem is that the viewing angle of the liquid crystal display element is narrowed.
【0009】また、光源40として、紫外領域〜近紫外
領域の光を発するランプを使用する必要があるために、
従来の一般的な白色光源が使用できなくなるという問題
がある。Further, since it is necessary to use a lamp which emits light in the ultraviolet region to the near ultraviolet region as the light source 40,
There is a problem that the conventional general white light source cannot be used.
【0010】本発明は、上述の従来技術の課題を解決し
ようとするものであり、従来の一般的な白色光源を利用
しながらも光の利用効率が向上し、しかも鮮明な画像が
得られ、視野角も狭めることのないカラーフィルタを提
供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art, in which the utilization efficiency of light is improved and a clear image can be obtained while using a conventional general white light source. It is an object of the present invention to provide a color filter that does not narrow the viewing angle.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者は、白色光源の
中の不必要な光として吸収されていた光の少なくとも一
部を、必要な光に変換できれば光の利用効率を高めるこ
とができること、そしてそのためには従来のカラーフィ
ルタに相当する着色層の下に、着色層の光の透過波長域
と重なる透過波長域を有し、且つその着色層の光の吸収
波長域の少なくとも一部の光を吸収し、着色層の光の透
過波長域内の蛍光を発することのできる蛍光発光層を形
成すればよいこと、しかも着色層と蛍光発光層とを隣接
するように配すれば、視野角を狭めず鮮明な画像が得ら
れることを見出し、本発明を完成させるに至った。The inventor of the present invention can improve the light utilization efficiency if at least a part of the light absorbed as unnecessary light in the white light source can be converted into necessary light. , And for that purpose, under the colored layer corresponding to the conventional color filter, has a transmission wavelength range overlapping the transmission wavelength range of light of the colored layer, and at least a part of the absorption wavelength range of light of the colored layer. It is only necessary to form a fluorescent light emitting layer capable of absorbing light and emitting fluorescence within the light transmission wavelength range of the colored layer, and if the colored layer and the fluorescent light emitting layer are arranged adjacent to each other, the viewing angle is increased. They have found that a clear image can be obtained without narrowing it, and have completed the present invention.
【0012】即ち、本発明は、透明基板上に着色層が形
成されたカラーフィルタにおいて、前記透明基板と着色
層との間に、前記着色層に隣接するように蛍光発光層が
形成されており、その蛍光発光層が、前記着色層の光の
透過波長域と重なる透過波長域を有し、且つその着色層
の光の吸収波長域の少なくとも一部の光を吸収し、前記
着色層の光の透過波長域内の蛍光を発することを特徴と
する白色光源用カラーフィルタを提供する。Namely, the present invention provides a color filter colored layer is formed on a transparent substrate, between the transparent substrate and the colored layer, and the fluorescent emission layer is formed so as to be adjacent to the colored layer , the fluorescent emission layer has a transmission wavelength range overlapping with the transmission wavelength region of the light on the colored layer, and absorbs at least a part of the light absorption wavelength region of the light on the colored layer, said <br/> Provided is a color filter for a white light source, which emits fluorescence within a light transmission wavelength range of a colored layer.
【0013】以下、本発明のカラーフィルタの好ましい
例を図面を参照しながら詳細に説明する。Hereinafter, preferred examples of the color filter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0014】図1は、本発明のカラーフィルタの断面模
式図である。このカラーフィルタにおいては、ガラス、
プラスチック等の透明基板1上に、赤色蛍光発光層2
a、緑色蛍光発光層3a及び青色蛍光発光層4aが形成
され、更にそれらの層上にそれぞれ赤色着色層2b、緑
色着色層3b及び青色着色層4bが積層され、各着色層
の間にブラックマトリックス5が配されている。FIG. 1 is a schematic sectional view of a color filter of the present invention. In this color filter, glass,
Red fluorescent light emitting layer 2 on transparent substrate 1 such as plastic
a, a green fluorescent light emitting layer 3a and a blue fluorescent light emitting layer 4a are formed, and a red colored layer 2b, a green colored layer 3b and a blue colored layer 4b are respectively laminated on these layers, and a black matrix is provided between the colored layers. Five are arranged.
【0015】ここで、赤色蛍光発光層2aは、透明基板
1の裏面側(図中矢印方向)からの白色光のうち、赤色
の波長域の光は透過させるが、それ以外の波長域の光の
少なくとも一部を吸収して赤色の蛍光を発する層であ
る。同様に、緑色蛍光発光層3aは、緑色の波長域の光
は透過させるが、それ以外の波長域の光の少なくとも一
部を吸収して緑色の蛍光を発する層であり、青色蛍光発
光層4aは、青色の波長域の光は透過させるが、それ以
外の波長域の光の少なくとも一部を吸収して青色の蛍光
を発する層である。このような蛍光発光層を透明基板と
着色層との間に設けることによりカラーフィルタを構成
すると、例えば、赤色についていえば、赤色の波長域の
光は従来通りに赤色蛍光発光層2aと赤色着色層2bと
を透過させることができ、更に、赤色蛍光発光層2aが
赤色以外の波長域の光の少なくとも一部を吸収して発し
た赤色の蛍光も赤色着色層2bを透過させることができ
る。従って、本発明のカラーフィルタに、従来の一般的
な白色光源からの白色光を入射させると、入射側の赤色
の波長域の光強度よりも出射側の赤色の波長域の光強度
を高めることができる。緑色及び青色の光についても同
様であるので、結果として、本発明のカラーフィルタ
は、従来のカラーフィルタに比べ光の利用効率が高いも
のとなり、輝度の向上も実現できる。Here, the red fluorescent light emitting layer 2a transmits, of the white light from the back surface side of the transparent substrate 1 (in the direction of the arrow in the figure), light in the red wavelength range, but light in other wavelength ranges. Is a layer that absorbs at least a part of and emits red fluorescence. Similarly, the green fluorescent light emitting layer 3a is a layer that transmits light in the green wavelength region but absorbs at least a part of light in the other wavelength regions to emit green fluorescence, and the blue fluorescent light emitting layer 4a. Is a layer that transmits light in the blue wavelength range but emits blue fluorescence by absorbing at least part of the light in the other wavelength ranges. When a color filter is constructed by providing such a fluorescent light emitting layer between the transparent substrate and the colored layer, for example, in the case of red, light in the red wavelength region is colored red with the red fluorescent light emitting layer 2a as usual. The layer 2b can be transmitted, and further, the red fluorescence emitted by the red fluorescent light emitting layer 2a by absorbing at least a part of light in a wavelength range other than red can also be transmitted through the red colored layer 2b. Therefore, when white light from a conventional general white light source is made incident on the color filter of the present invention, the light intensity in the red wavelength region on the emission side is higher than the light intensity in the red wavelength region on the incident side. You can Since the same applies to green and blue light, as a result, the color filter of the present invention has a higher light utilization efficiency than the conventional color filter, and can also improve brightness.
【0016】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、蛍光発光層と着色層とが隣接するように配されてい
るので、蛍光発光層から発せられた蛍光を大きく拡散さ
せずに着色層に入射させることができる。従って、より
鮮明な画像を形成でき、しかも視野角を狭めることもな
い。Further, in the color filter of the present invention, since the fluorescent light emitting layer and the colored layer are arranged adjacent to each other, the fluorescence emitted from the fluorescent light emitting layer is made to enter the colored layer without being largely diffused. be able to. Therefore, a clearer image can be formed and the viewing angle is not narrowed.
【0017】赤色蛍光発光層2a、緑色蛍光発光層3a
及び青色蛍光発光層4aの形成方法としては、それぞれ
赤色、緑色又は青色の蛍光を発する蛍光性有機色素や無
機系蛍光体などの蛍光体を、透明な感光性樹脂に分散又
は溶解させた組成物を使用し、フォトリソ法により形成
することができる。あるいは、重クロム酸塩を加えて感
光化したゼラチンやカゼインなどの可染性の感光性樹脂
でパターンを形成し、このパターンを染色性蛍光体で染
色することにより形成することもできる。また、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシメラミン樹脂などに蛍
光体を加えた組成物を用いて印刷法により形成すること
もできる。Red fluorescent light emitting layer 2a and green fluorescent light emitting layer 3a
As the method for forming the blue fluorescent light emitting layer 4a, a composition in which a fluorescent material such as a fluorescent organic dye or an inorganic fluorescent material that emits red, green or blue fluorescence is dispersed or dissolved in a transparent photosensitive resin. And can be formed by a photolithography method. Alternatively, it can be also formed by forming a pattern with a dyeable photosensitive resin such as gelatin or casein sensitized by adding dichromate and dyeing this pattern with a dyeable phosphor. It can also be formed by a printing method using a composition obtained by adding a phosphor to an acrylic resin, an epoxy resin, an epoxy melamine resin, or the like.
【0018】本発明において使用する蛍光体としては、
例えば、無機系蛍光体の場合、赤色蛍光を発するものと
して、Y2O2S:EuやY2O2:Eu等、緑色に発光す
るものとして、ZnSiO3:MnやZnS:CuAl
等、青色に発光するものとして、ZnS:AgやZnS
あるいはZnO:Ag等を好ましく例示できる。また、
蛍光性有機色素の場合、赤色の蛍光を有するものとし
て、SULFORODAMINE 101、TETRAMETHYLRODAMINE PRECHLO
RATE 、あるいはRHODAMINE 3B PERCHLORATE等、緑色の
蛍光を発するものとして、RHODAMINE 101 、RHODAMINE
6G PERCHLORATE、COUMARIN 6、COUMARIN 30 あるいはFL
UORESCEIN 等、青色の蛍光を発するものとして、CARBOS
TYRIL 124 、CARBOSTRIL 165、COUMARIN 1、COUMARIN
2、COUMARIN4、COUMARIN 10 、COUMARIN 102あるいはCO
UMARIN 120等を好ましく例示することができる。この他
に、三井東圧染料社製の発光性色素EB-501(青色)、EG
-302、EG-307(緑色)、ER-120、ER-122(赤色)なども
好ましく使用することができる。As the phosphor used in the present invention,
For example, in the case of an inorganic phosphor, Y 2 O 2 S: Eu or Y 2 O 2 : Eu which emits red fluorescence, and ZnSiO 3 : Mn or ZnS: CuAl which emits green light.
Such as ZnS: Ag and ZnS.
Alternatively, ZnO: Ag and the like can be preferably exemplified. Also,
In the case of fluorescent organic dyes, SULFORODAMINE 101, TETRAMETHYLRODAMINE PRECHLO
RATE, or RHODAMINE 3B PERCHLORATE, etc. that emit green fluorescence, RHODAMINE 101, RHODAMINE
6G PERCHLORATE, COUMARIN 6, COUMARIN 30 or FL
CARBOS, which emits blue fluorescence, such as UORESCEIN
TYRIL 124, CARBOSTRIL 165, COUMARIN 1, COUMARIN
2, COUMARIN4, COUMARIN 10, COUMARIN 102 or CO
UMARIN 120 and the like can be preferably exemplified. In addition to this, Mitsui Toatsu Dyestuff's luminescent dye EB-501 (blue), EG
-302, EG-307 (green), ER-120, ER-122 (red) and the like can also be preferably used.
【0019】本発明のカラーフィルタにおいて使用する
透明基板1、各着色層2b、3b及び4b、並びにブラ
ックマトリックス5としては、従来のカラーフィルタに
用いられているものと同様の構成とすることができる。The transparent substrate 1, the colored layers 2b, 3b and 4b, and the black matrix 5 used in the color filter of the present invention may have the same structure as that used in a conventional color filter. .
【0020】なお、図1においては、蛍光発光層からの
蛍光の広がりを遮断し、また、混色を抑制してコントラ
ストを向上させるために、ブラックマトリックス5を着
色層と同一レベルに形成しているが、蛍光発光層と同一
レベルに設けてもよく、両層に設けてもよい。In FIG. 1, the black matrix 5 is formed at the same level as the colored layer in order to block the spread of fluorescence from the fluorescent light emitting layer and suppress color mixture to improve the contrast. However, it may be provided at the same level as the fluorescent light emitting layer or both layers.
【0021】なお、図1のカラーフィルタをTN型液晶
セルにそのまま適用した場合には、次にような問題が生
じる。即ち、そのような液晶セルには、光源から偏光を
カラーフィルタを通して入射させる必要がある。ところ
が、カラーフィルタに偏光を入射させても蛍光発光層が
発した蛍光は非偏光となり、その非偏光が光源からの偏
光に重畳されるために着色層を透過する光の偏光度が低
下し、そのためコントラストも低下する。When the color filter shown in FIG. 1 is directly applied to the TN type liquid crystal cell, the following problems occur. That is, it is necessary to allow polarized light to enter the liquid crystal cell from a light source through a color filter. However, even if polarized light is incident on the color filter, the fluorescence emitted by the fluorescent light emitting layer becomes non-polarized light, and the non-polarized light is superimposed on the polarized light from the light source, so that the polarization degree of the light passing through the colored layer decreases. Therefore, the contrast is also lowered.
【0022】そこで、このような用途に本発明のカラー
フィルタを使用する場合には、図2に示すように、各着
色層2b、3b及び4b上に偏光層6を形成することが
好ましい。この場合には、カラーフィルタには偏光では
なく、非偏光の白色光を入射させればよい。Therefore, when the color filter of the present invention is used for such an application, it is preferable to form the polarizing layer 6 on each of the colored layers 2b, 3b and 4b as shown in FIG. In this case, non-polarized white light may be incident on the color filter instead of polarized light.
【0023】このような偏光層6は、公知の方法により
形成することができる。例えば、ポリビニルアルコー
ル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミ
ド等の高分子膜を100nm乃至10μmの厚さで塗布
し、ラビング処理を行った後、ヨウ化カリウムもしくは
ヨウ素及びヨウ化カリウムを混合した水溶液、または適
当なジスアゾ、トリスアゾ、ジアニシジン系等の2色性
染料を分散した水溶液を塗布することにより形成するこ
とができる。なお、偏光層6の保護のために、その上
に、必要に応じてアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂等の透明なオーバーコート層を設けてもよい。Such a polarizing layer 6 can be formed by a known method. For example, a polymer film of polyvinyl alcohol, polyimide, polyether imide, polyamide imide or the like is applied to a thickness of 100 nm to 10 μm, and after rubbing treatment, potassium iodide or an aqueous solution of iodine and potassium iodide mixed, Alternatively, it can be formed by coating an aqueous solution in which a suitable dichroic dye such as disazo, trisazo or dianisidine is dispersed. For protection of the polarizing layer 6, a transparent overcoat layer of acrylic resin, urethane resin, epoxy resin or the like may be provided on the polarizing layer 6, if necessary.
【0024】本発明のカラーフィルタは、公知の材料と
手法を使用することのより製造することができる。The color filter of the present invention can be manufactured by using known materials and techniques.
【0025】[0025]
【作用】本発明のカラーフィルタにおいては、基板と着
色層との間に、着色層の光の透過波長域と重なる透過波
長域を有し、且つその着色層の光の吸収波長域の少なく
とも一部の光を吸収し、着色層の光の透過波長域内の蛍
光を発することができる蛍光発光層が形成されている。
従って、本発明のカラーフィルタに、従来の一般的な白
色光源からの白色光を入射させると、当該着色層が透過
させる波長域の光強度を入射側よりも出射側で高め、光
の利用効率を向上させることが可能となる。In the color filter of the present invention, between the substrate and the coloring layer, there is a transmission wavelength range overlapping with the transmission wavelength range of light of the coloring layer, and at least one of the absorption wavelength range of light of the coloring layer. A fluorescent light-emitting layer capable of absorbing light of a certain portion and emitting fluorescence within the light transmission wavelength range of the colored layer is formed.
Therefore, when white light from a conventional general white light source is incident on the color filter of the present invention, the light intensity in the wavelength range transmitted by the colored layer is increased on the emission side rather than the incidence side, and the light utilization efficiency is improved. It becomes possible to improve.
【0026】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、蛍光発光層と着色層とが隣接するように配されてい
るので、蛍光発光層から発せられた蛍光を大きく拡散さ
せずに着色層に入射させることができるので、より鮮明
な画像を形成でき、また、視野角を狭めないようにする
ことが可能となる。Further, in the color filter of the present invention, since the fluorescent light emitting layer and the coloring layer are arranged so as to be adjacent to each other, the fluorescence emitted from the fluorescent light emitting layer is allowed to enter the coloring layer without being largely diffused. Therefore, a clearer image can be formed, and the viewing angle can be prevented from being narrowed.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【0028】実施例1及び比較例1
感光剤としてスチルバゾリウム残基を導入したポリビニ
ルアルコール(PVA−SbQ)樹脂(SPP−L、東
洋合成社製)の固形分100重量部に対し、赤色蛍光色
素としてRHODDAMIN B 80重量部を均一に混合すること
により赤色蛍光感光性樹脂塗布液を調製した。Example 1 and Comparative Example 1 As a red fluorescent dye, 100 parts by weight of solid content of polyvinyl alcohol (PVA-SbQ) resin (SPP-L, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) having a stilbazolium residue as a photosensitizer was used as a red fluorescent dye. A red fluorescent photosensitive resin coating liquid was prepared by uniformly mixing 80 parts by weight of RHODDAMIN B.
【0029】次に、この赤色蛍光感光性樹脂塗布液を、
常法に従ってCr膜によりブラックマトリックスが形成
されたガラス基板(7059ガラス、コーニング社製)
にスピンコーターを使用して乾燥厚で2μmとなるよう
に塗布した。その後、赤色パターンのフォトマスクを介
して紫外線を照射し、水洗して赤色蛍光発光層を形成し
た。Next, this red fluorescent photosensitive resin coating liquid is
A glass substrate (7059 glass, manufactured by Corning Incorporated) on which a black matrix is formed by a Cr film according to a conventional method
Was coated using a spin coater to a dry thickness of 2 μm. Then, it was irradiated with ultraviolet rays through a red pattern photomask and washed with water to form a red fluorescent light emitting layer.
【0030】上記と同様の操作を繰り返して、緑色蛍光
発光層及び青色蛍光発光層をガラス基板上に形成した。
緑色蛍光色素としてはCOUMARIN 6 、青色蛍光色素とし
てはCOUMARIN 10を使用し、いずれも感光性樹脂の固形
分100重量部に対し80重量部使用した。The same operation as described above was repeated to form a green fluorescent light emitting layer and a blue fluorescent light emitting layer on a glass substrate.
COUMARIN 6 was used as the green fluorescent dye, COUMARIN 10 was used as the blue fluorescent dye, and 80 parts by weight were used for each 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin.
【0031】この基板に、フジハント社製カラーモザイ
クCK−7000を塗布し、露光、現像してブラックマ
トリックスパターンを形成した後、重クロム酸アンモニ
ウムを添加して感光化したゼラチンを塗布し、赤色パタ
ーンのフォトマスクを介して紫外線を照射し、現像して
膜厚1μmの赤色着色画素用のレリーフパターンを形成
した。次いで、日本化薬社製赤色染料レッド14Pの1
%赤色染色液に浸漬し、赤色着色層を形成した。To this substrate, a color mosaic CK-7000 manufactured by Fuji Hunt Co., Ltd. was applied, exposed and developed to form a black matrix pattern, and then ammonium dichromate was added to the gelatin which was sensitized to form a red pattern. The film was irradiated with ultraviolet rays through a photomask of No. 1 and developed to form a relief pattern for red colored pixels having a film thickness of 1 μm. Next, 1 of red dye red 14P manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
% To a red dyeing solution to form a red colored layer.
【0032】同様の操作を繰り返して、緑色着色層と青
色着色層とを形成することにより、実施例1のカラーフ
ィルタを製造した。なお、緑色染料としては、日本化薬
社製グリーン1P,青色染料としては日本化薬社製ブル
ー5Pを使用した。The same operation was repeated to form a green colored layer and a blue colored layer, whereby the color filter of Example 1 was manufactured. As the green dye, Green 1P manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. was used, and as the blue dye, Blue 5P manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. was used.
【0033】比較のために、蛍光発光層を形成しない以
外は上述の操作を繰り返すことにより比較例1のカラー
フィルタを作製した。For comparison, a color filter of Comparative Example 1 was produced by repeating the above operation except that the fluorescent light emitting layer was not formed.
【0034】これらのカラーフィルタを白色光バックラ
イト上に設置して輝度を測定した結果、実施例1のカラ
ーフィルタは、比較例1の従来構成のカラーフィルタに
比べ約30%の輝度の向上が見られた。As a result of installing these color filters on a white light backlight and measuring the brightness, the color filter of Example 1 is improved in brightness by about 30% as compared with the color filter of the conventional structure of Comparative Example 1. I was seen.
【0035】実施例2
実施例1と同様の操作を繰り返すことにより得られたカ
ラーフィルタの着色層上に、ポリビニルアルコール(富
士薬品工業社製)を乾燥厚で1μmとなるように塗布し
た後、その表面をラビング装置(協栄セミコンダクタ社
製)で毛先の長さが1mmのナイロン製のラビング布を
用いてラビング処理した。更に、このガラス基板を、ヨ
ウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液(ヨウ素0.
5重量%、ヨウ化カリウム8重量%)に浸漬することに
より偏光層を形成した。更に、その上に、アクリル樹脂
(オプトマ−SS−2211、日本合成ゴム社製)を乾
燥厚で1μmとなるように塗布することによりオーバー
コート層を形成し、偏光層を備えた実施例2のカラーフ
ィルタを作製した。Example 2 Polyvinyl alcohol (manufactured by Fuji Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was coated on the colored layer of the color filter obtained by repeating the same operation as in Example 1 so that the dry thickness was 1 μm, and The surface was rubbed with a rubbing device (manufactured by Kyoei Semiconductor Co., Ltd.) using a rubbing cloth made of nylon with a tip of 1 mm. Further, this glass substrate was treated with an aqueous solution containing iodine and potassium iodide (iodine 0.
5% by weight and 8% by weight of potassium iodide) to form a polarizing layer. Further, an acrylic resin (Optoma-SS-2211, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied thereon to form an overcoat layer by a dry thickness of 1 μm, and the overcoat layer was formed. A color filter was produced.
【0036】次いで、このカラーフィルタに、スパッタ
リング装置を用いて透明電極用のITO膜を150nm
厚で成膜した。この透明電極のシート抵抗値は30Ω/
□であった。更に、この透明電極上に、配向膜としてポ
リイミド膜(LQT−120、日本合成ゴム社製)を乾
燥膜厚約90nmとなるように塗布した後、ラビング処
理した。Next, an ITO film for a transparent electrode is formed on this color filter with a sputtering device to a thickness of 150 nm.
It was formed into a thick film. The sheet resistance of this transparent electrode is 30Ω /
It was □. Further, a polyimide film (LQT-120, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied as an alignment film on the transparent electrode so as to have a dry film thickness of about 90 nm, followed by rubbing treatment.
【0037】得られた透明基板と、これに対向する基板
としてTFT素子を形成したアクティブマトリックス素
子基板とを、セルギャップが5μmとなるように組み立
て、更にそのセルギャップの中に、ネマテック液晶(Z
LI−4792、メルク・ジャパン社製)を注入するこ
とによりTN型液晶セルを作製した。The obtained transparent substrate and an active matrix element substrate on which a TFT element was formed as a substrate facing the transparent substrate were assembled so that the cell gap was 5 μm, and the nematic liquid crystal (Z
A TN type liquid crystal cell was produced by injecting LI-4792, manufactured by Merck Japan Ltd.
【0038】得られた液晶セルの表示テストを、通常の
白色ランプを光源として用いて行った。その結果、点灯
画素と非点灯画素の輝度の比(コントラスト)は10
0:1であった。The display test of the obtained liquid crystal cell was conducted by using an ordinary white lamp as a light source. As a result, the brightness ratio (contrast) of the lit pixel and the non-lit pixel is 10
It was 0: 1.
【0039】比較のために、偏光層を形成しない以外は
上述の操作を繰り返すことにより、別個に液晶セルを作
製した。そして、その液晶セルの両側を偏光板で挟み込
み、実施例2と同様の方法で表示テストを行った。その
結果、コントラストは50:1であった。For comparison, a liquid crystal cell was separately prepared by repeating the above operation except that the polarizing layer was not formed. Then, both sides of the liquid crystal cell were sandwiched by polarizing plates, and a display test was conducted in the same manner as in Example 2. As a result, the contrast was 50: 1.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明のカラーフィルタによれば、白色
光源を使用しても光の利用効率を向上させることができ
る。従って、本発明のカラーフィルタは、従来公知のカ
ラーフィルタに比べて明るい表示が可能となり、液晶デ
ィスプレイの高輝度化と低消費電力化とを実現できる。According to the color filter of the present invention, the light utilization efficiency can be improved even when a white light source is used. Therefore, the color filter of the present invention can display brighter than a conventionally known color filter, and can realize high brightness and low power consumption of a liquid crystal display.
【0041】また、着色層上に偏光層を備えた本発明の
カラーフィルタによれば、入射した光が蛍光発光層及び
着色層を通過した後に偏光層を通過して偏光となるた
め、このカラーフィルタをTN型液晶セル等に適用して
もコントラストの低下がなく、明るい表示と高いコント
ラストとを両立させることができる。Further, according to the color filter of the present invention having the polarizing layer on the coloring layer, the incident light passes through the fluorescent light emitting layer and the coloring layer and then passes through the polarizing layer to become polarized light. Even if the filter is applied to a TN type liquid crystal cell or the like, there is no reduction in contrast, and it is possible to achieve both bright display and high contrast.
【図1】本発明のカラーフィルタの断面模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a color filter of the present invention.
【図2】本発明のカラーフィルタの断面模式図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a color filter of the present invention.
【図3】従来のカラーフィルタを使用した液晶表示素子
の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a liquid crystal display element using a conventional color filter.
1 透明基板 2a 赤色蛍光発光層 2b 赤色着色層 3a 緑色蛍光発光層 3b 緑色着色層 4a 青色蛍光発光層 4b 青色着色層 5 ブラックマトリックス 6 偏光層 1 transparent substrate 2a Red fluorescent light emitting layer 2b Red colored layer 3a Green fluorescent light emitting layer 3b Green colored layer 4a Blue fluorescent light emitting layer 4b Blue colored layer 5 Black Matrix 6 Polarizing layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−295683(JP,A) 特開 平5−72415(JP,A) 特開 平5−142530(JP,A) 特開 昭63−15221(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-295683 (JP, A) JP-A-5-72415 (JP, A) JP-A-5-142530 (JP, A) JP-A-63- 15221 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505
Claims (3)
フィルタにおいて、前記透明基板と着色層との間に、前
記着色層に隣接するように蛍光発光層が形成されてお
り、その蛍光発光層が、前記着色層の光の透過波長域と
重なる透過波長域を有し、且つその着色層の光の吸収波
長域の少なくとも一部の光を吸収し、前記着色層の光の
透過波長域内の蛍光を発することを特徴とする白色光源
用カラーフィルタ。1. A color filter colored layer is formed on a transparent substrate, between the transparent substrate and the colored layer, before
Serial and the fluorescent-emitting layer is formed so as to be adjacent to the colored layer, the fluorescent-emitting layer has a transmission wavelength range overlapping with the transmission wavelength region of the light on the colored layer, and the light absorption wavelength of the colored layer white light source, characterized in that to absorb at least a portion of the light band, fluoresce transmission wavelength region of light of the colored layer
Use a color filter.
青色着色層からなり、蛍光発光層が、各着色層の色に対
応して赤色蛍光発光層、緑色蛍光発光層及び青色蛍光発
光層からなる請求項1記載のカラーフィルタ。2. The colored layer comprises a red colored layer, a green colored layer and a blue colored layer, and the fluorescent light emitting layer has a red fluorescent light emitting layer, a green fluorescent light emitting layer and a blue fluorescent light emission corresponding to the colors of the respective colored layers. The color filter according to claim 1, comprising a layer.
る請求項1又は2記載のカラーフィルタ。3. The color filter according to claim 1, further comprising a polarizing layer formed on the colored layer.
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