JPH01248128A - Color filter - Google Patents

Color filter

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JPH01248128A
JPH01248128A JP63077269A JP7726988A JPH01248128A JP H01248128 A JPH01248128 A JP H01248128A JP 63077269 A JP63077269 A JP 63077269A JP 7726988 A JP7726988 A JP 7726988A JP H01248128 A JPH01248128 A JP H01248128A
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JP
Japan
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layer
protective film
film
liquid crystal
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP63077269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Matsushima
文明 松島
Yoshihiro Ono
大野 好弘
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance the image quality of an MIM color liquid crystal display element by using a specified organometallic compound as the second layer of a protective film. CONSTITUTION:The multicolor layer is formed on a transparent base 21, on this layer a transparent organic material layer 23 is formed as the first layer of the protective film, on this layer 23 as the second layer of the organic film is formed the organometallic oxide layer 24 obtained by dehydrating and condensing the main constituent of the organometallic compound represented by structural formula M(OR)nR'm-n (each of R and R' is an organic chain containing H; (m) is the number of the valence of the metal M; and (n) is an integer), further on this layer 24 as the third layer of the protective film is formed an oxide layer 25 by sputtering, and on the 3 layers of the protective film a transparent electrode having a specified pattern is formed, and finally, an orienting film 27 is formed by coating, thus permitting the color liquid crystal display element of the MIM (metal-insulator-metal) active matrix system to be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は液晶カラーテレビなどの液晶表示素子に使用さ
れるカラーフィルターに関する。 〔従来の技術] カラーフィルターは、ガラス等の透明基板上に赤(R)
、緑(G)、青(B)の三原色をモザイク状あるいはス
トライブ状のパターンに着色したものである。場合によ
り、単色あるいは二色のものも用いられる。 従来、MIM (金属−絶縁体−金属)アクティブマト
リックス方式のカラー液晶表示素子に用いられるカラー
フィルターは、第1図に示すようにガラス等の透明基板
上に通常ストライブ状のパターンを持った透明電極を形
成し、その上に、ゼラチンなどのたんばく質やアクリル
樹脂などを基質とする多数色の染色層を形成し、さらに
有機質保護層を用けた後、配向膜を形成していた1着色
層の形成法については染色法以外に印刷法、電着法など
もあるが、嗅構成自体はみな同じと言ってよい。 ところがこれらの構造のカラーフィルターは対向基板と
組み合わせてパネル化した際に印加電圧が、着色層でロ
スするため、液晶を駆動する実効的電圧が小さくなって
しまい、結果的に表示画質の低下(特にコントラスト)
を招いてしまうという問題があった。 したがって、画質向上のために、カラーフィルターの構
造として、透明基板上にまず着色層を形成し、この着色
層の上に所定のパターンを持った透明電極を形成するこ
とが理想的構造となる。すなわち、カラーフィルター側
電極と対向基板電極間には1000人程度0膜厚の配向
膜のみを介して液晶がサンドイッチされた構造とするわ
けである。そのためには、カラーフィルターにおいて透
明電極を形成する前に着色層を保護する目的で、着色層
上に少なくとも次の条件を満足するような保護膜を形成
することが不可欠である。 1、着色層にダメージを与えることな(透明電極が所定
のパターンに湿式でパターンエツチングできること、(
すなわち耐薬品性) 2、透明電極がオーバエツチングなしにきれいにバター
ニングできること。 3、パターニングした透明電極が配向処理であるラビン
グ時に断線しないこと、(着色層は軟質であるため保護
膜はある程度の硬度をもち、ラビング時に圧力がかかっ
たときに着色層の軟かさをカバーできないと透明電極は
切れやすい、一方で着色層はある程度凹凸があるため、
これも保護膜でレベリングしてやらないと上に形成した
電極はラビング時に切れやすい) 4、液晶中に不純物イオンが溶出しないこと。 しかしながら、上記条件を満足するような信頼性の高い
保護膜材料、保護膜構成がなかなか見い出せなかったた
め、今まで画質のよいMIMアクティブマトリクス方式
の液晶表示素子が提供できなかった。 [発明が解決しようとする課題] 上述のように従来の技術では、カラーフィルターの構造
において、着色層の上に所定のパターン(通常ストライ
ブ状)を持った透明電極を形成するために必要な信頼性
の高い保護膜材料、保護膜構成が確保できず、したがっ
て高画質のMIMアクティブマトリクス方式のカラー液
晶表示素子が提供できないという問題を有していた。 そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、その目的とするところは、透明基板上に多数色の着
色層を形成したのち、該着色層上に、保護膜第一層とし
て透明な有機物層を設け、次に保護膜第二層として有機
金属化合物(構造式がM (OR)nR′m−nでMは
金属を示し、R,R′は水素を含む有機鎖でn、mは整
数でかつmは金属Mの価数である)を主成分とし、該成
分の脱水、縮合反応による有機金属酸化物層を設け、さ
らに該保護膜第二層の上に、保護膜第三層として、スパ
ッタリングによる酸化物層を設けることによる三層から
なる保護層を設け、さらにこの保護層上に所定のパター
ン(通常ストライプ状)を持った透明電極を形成し、最
後に配向膜を塗布したことによるカラーフィルターを提
供することにある0本カラーフィルター用いれば、前述
したように従来のカラーフィルターと異なり、MIM基
板と組み合わせてパネル化すると、両基板間には配向膜
のみを介した形で液晶がサンドイッチされるため液晶の
駆動実効電圧が上昇しMIMアクティブマトリクス方式
のカラー表示素子の高画質化が可能なるものである。第
2図に本発明のカラーフィルターの断面図を示す。 〔課題を解決するための手段] 本発明のカラーフィルターは透明基板上に多数色の着色
層を形成した後、該着色層上に透明な有機物層(保護膜
第−N)、有機金属化合物の脱水縮合による有機金属酸
化物[(保護膜第二層)、スパッタリングによる酸化物
層(保護膜第三層)を順次形成し1着色層の保護膜とし
た後、該保護膜上に所定のパターンを持った透明電極お
よび配向膜層を形成することを特徴とする。 着色層はゼラチンやアクリル樹脂を染色基質として染料
による染色し形成したものや、有機顔料等を主成分とす
るインキを用いて印刷法で形成したものや、電着法で形
成したものが考^られるが特に限定はしない。 次に保護膜層の形成であるが、前述の三層を次のように
形成する。 保護膜第一層である透明な有機物層は、着色層と保護膜
第二層の密着性高を高めるための一種のブライマーであ
るとともに、着色層の耐薬品性を確保し、さらに、保護
膜第二層を形成する際に生ずる体積収縮による応用ひず
みを緩和し、保護膜第二層にクラックが生ずることを防
止する役割も果たす。 材質としては、400〜700mmの可視光の吸収の少
ないものがよく、かつ耐熱性の高いものが望ましい0例
えば、アクリル樹脂、ポリエーテルサルオオン樹脂、ポ
リビニルアルコール樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル
樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂などがあり、熱硬
化型であっても光硬化型であってもよい。 膜厚は0.1〜2μm程度が好ましい。 保護膜第二層である有機金属化合物の脱水、縮合による
有機金属酸化物層は、着色層の軟かさをカバーすること
と着色層の凹凸をレベリングすることにより、後に形成
する透明電極が配向処理時におけるラビングで断線しな
いようにすることを主目的とし、さらに着色層の耐薬品
性も確保するものである。 有機金属化合物はM (OR)nR′m−nの構造式を
もち、加水分解して、脱水、縮合反応により硬化形成す
るものである。 金属Mとしてはシリコン、チタン、タンタル、クロム、
タングステン、モリブデン、ジルコニウムなどがある。 Rはメチル基あるいはエチル基を持つものが一般的であ
り、水素を含む有機鎖R′は、メチル基、エチル基をは
じめとして、様々な構造物があるが特に限定はない、脱
水、縮合による硬化に対して、成膜が可能であればよい
。 有機金属化合物は単独で用いてもよいが、硬度を増すた
めにシリカゾルなどと混合して用いてもよい。 塗布方法としては、スピンコード、ディッピング、スプ
レー法、ローラーコート法、スクリーン印刷法、フレキ
ソ印刷法、およびカーテンコート法がある。塗布後は焼
成により、脱水縮合させ硬化し、硬質膜とする。焼成温
度は15℃以上が好ましく、上限は着色層の褪色しない
範囲ならよい。 膜厚は0.5〜10μm程度が最も好ましい。 次に保護膜第三層はスパッタリングによる酸化物膜であ
るが、材質としては酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クン
クル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化モリブデン
、酸化ジルコニウムなどが良い、この保護膜第三層は第
一、第二層とともに着色層の耐薬品性を確保するととも
に、不純物イオンの液晶への溶出を防ぎ、さらにこの上
に透明電極を形成する際にバターニング性を増すための
ものである。すなわち、保護膜第二層は1通常150〜
250℃の比較的低温で焼成されるためち密性が不足し
、したがってこの上に直接透明電極をバターニングする
と、サイドエツチングが起こり易く、良好なバターニン
グができないからである。 膜厚は500〜2000人で良い。 以上により保護膜が形成される。 次に、透明電極の形成においては、スパッタリングある
いは蒸着法で均一膜を形成したのち、フォトリソ法によ
り所定のパターン(通常はストライブ状)にバターニン
グする。この際、通常は、塩酸等を用いたエツチングに
よりパターン化する。 透明電極の材質としては、酸化インジウム、酸化スズ、
酸化インジウム・スズ(ITO)などが用いられる。 最後に配向膜を形成する。配向膜は一般に用いられてい
るポリイミド膜でよい。 以上の工程により本発明のカラーフィルターが完成する
。 さらに液晶パネル化する前には、配向膜にラビング処理
を施し、対向基板(M I M素子を形成)と組み合わ
せてセル化し、液晶を封入することによりカラー液晶表
示パネルとなる。 [実 施 例 1] ガラス基板上に光硬化性アクリル樹脂をスピンコードに
より2umの厚さに形成し、フォトリソ工程により所定
のパターンに形成後、酸性染料により赤色(R)に染色
した。この上に再び光硬化性アクリル樹脂をスピンコー
ドにより3μmの厚さに形成しフォトリソ工程により上
記染色層以外の部分に所定のパターンを形成後、同じく
酸性染料により緑色(G)に染色した。さらに、この上
に光硬化性樹脂をスピンコードにより1.5μmの厚さ
に形成し、上記染色層以外の部分に所定のパターンを形
成後、今度は青色(B)に染色した。 以上の工程によりガラス基板上にR,G、83色の染色
層を得た。 次に上記染色層上に保護膜第一層として、熱硬化性アク
リル樹脂(日本合成ゴム社製、JSS−16)を0.4
μmの厚みで形成した。 塗布はスピンコードにより、焼成条件は180℃、30
分とした。 続いて保護第二層を形成した。有機金属化合物としては
、α−グリドキシプロピルトリメトキシシランを主成分
として被膜硬度増加のためにシリカゾル(触媒化成工業
(製)、05CAL−1432)をモル比で1:3(シ
リカゾルが3)の割合で添加して用いた。α−グリドキ
シトリメトキシシランを加水分解するために0.05μ
m塩酸も少量加えた。 塗布はスピンコードにより、焼成は170℃で30分行
ない脱水・縮合させ硬化させた。膜厚は2.5μmであ
った。 さらに保護膜第3層としてスパッタリングにより、酸化
ケイ素を1000人の膜厚で形成した。 続いて上記保護膜上にスパッタリングによりIT]Iを
形成し、所定のパターンにパクーニングし透明電極とし
た。 さらにこの上に液晶の配向膜としてポリイミド膜を80
0人の膜厚で形成し、所望のカラーフィルターを得た。 さらに、ラビング処理を行ない、このカラーフィルター
とMIM素子を形成した対向基板をセルギツプ5.5a
mで貼り合わせ、液晶を封入してパネル化した。最後に
パネル上下に偏向板を貼り合わせることで液晶パネルが
完成した。 [実施例2] 実施例1と同様にガラス基板上にR,G、8゜3色の染
色層を得た。 次に上記染色層上に保護膜第一層として、光硬化性アク
リル樹脂(日本合成ゴム社製、JMC−25T)を0.
2μmの厚みで形成した。塗布はスビコートで行ない、
紫外線で硬化させた。 次に、保護膜第二層として、有機ケイ酸化合物である日
本合成ゴム社製GCM−701をロールコート法により
塗布し、180℃で60分焼成することにより、2μm
の膜厚で形成した。 続いて保護膜第三層として、酸化タンクルをスパックリ
ングにより1500人の膜厚で形成した。以下、実施例
1と同様にして所望のカラーフィルターを得て、さらに
同様によりパネル化した。 [実施例3] ガラス基板上に有機顔料を主成分とするインキを用いて
、凹版オフセット印刷法により、所定のパターンにR,
G、Bの着色層を形成した。 次に保護膜第一層としてスピンコードにより、ポリエー
テルサルフォン樹脂(三井東圧化学(株)製、リソダイ
トTN20OS−1)を1μmの膜厚で形成した。硬化
は180℃、30分の焼成により行なった。 次に保護膜第二層として、チタン系の日本曹達(株)製
チタコートR−291をフレキリ印刷法で塗布し、22
0℃、60分焼成した。膜厚は2μmであった。 続いて保護膜第三層として酸化ケイ素をスパッタリング
により2000人の膜厚で形成した。 以下、実施例1と同様に所望のカラーフィルターとし、
さらにパネル化した。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a color filter used in liquid crystal display elements such as liquid crystal color televisions. [Prior art] Color filters are made of red (R) on a transparent substrate such as glass.
The three primary colors of , green (G), and blue (B) are colored in a mosaic or stripe pattern. Depending on the case, monochrome or bicolor ones may also be used. Conventionally, color filters used in MIM (metal-insulator-metal) active matrix type color liquid crystal display devices are transparent filters that usually have a stripe-like pattern on a transparent substrate such as glass, as shown in Figure 1. An electrode is formed, and then dyed layers in multiple colors are formed using proteins such as gelatin or acrylic resin as substrates, and after an organic protective layer is applied, an alignment film is formed. In addition to dyeing methods, there are printing methods, electrodeposition methods, and other methods for forming layers, but the olfactory structure itself can be said to be the same. However, when color filters with these structures are combined with a counter substrate to form a panel, the applied voltage is lost in the colored layer, which reduces the effective voltage that drives the liquid crystal, resulting in a decrease in display image quality ( especially contrast)
The problem was that it invited Therefore, in order to improve image quality, an ideal color filter structure would be to first form a colored layer on a transparent substrate, and then form a transparent electrode with a predetermined pattern on this colored layer. That is, the structure is such that the liquid crystal is sandwiched between the color filter side electrode and the counter substrate electrode with only an alignment film having a thickness of about 1,000 layers interposed therebetween. For this purpose, it is essential to form a protective film that satisfies at least the following conditions on the colored layer for the purpose of protecting the colored layer before forming the transparent electrode in the color filter. 1. The transparent electrode can be wet-etched into a predetermined pattern without damaging the colored layer.
In other words, chemical resistance) 2. The transparent electrode can be patterned cleanly without over-etching. 3. The patterned transparent electrode should not be disconnected during rubbing, which is an alignment process. (Since the colored layer is soft, the protective film has a certain degree of hardness, and cannot cover the softness of the colored layer when pressure is applied during rubbing.) The transparent electrode is easily cut, while the colored layer is uneven to some extent.
(Also, unless leveling is done with a protective film, the electrodes formed on top will be easily cut during rubbing.) 4. Impurity ions should not be eluted into the liquid crystal. However, because it has been difficult to find a highly reliable protective film material and protective film structure that satisfies the above conditions, it has not been possible to provide an MIM active matrix type liquid crystal display element with good image quality. [Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, in the conventional technology, in the structure of a color filter, it is necessary to form a transparent electrode with a predetermined pattern (usually in the form of a stripe) on a colored layer. There has been a problem in that a highly reliable protective film material and protective film structure cannot be secured, and therefore a high-quality MIM active matrix type color liquid crystal display element cannot be provided. The present invention is intended to solve these problems, and its purpose is to form colored layers of multiple colors on a transparent substrate, and then to form a first layer of a protective film on the colored layers. A transparent organic layer is formed, and then a second layer of a protective film is formed using an organometallic compound (the structural formula is M (OR)nR'm-n, M represents a metal, and R and R' are organic chains containing hydrogen). , m is an integer and m is the valence of the metal M), an organic metal oxide layer is formed by dehydration and condensation reaction of the component, and further a protective film is formed on the second protective film layer. As the third layer, a three-layer protective layer is provided by forming an oxide layer by sputtering, a transparent electrode with a predetermined pattern (usually striped) is formed on this protective layer, and finally an alignment film is formed. As mentioned above, unlike conventional color filters, when a zero-line color filter is used, when combined with an MIM substrate to form a panel, only an alignment film is interposed between the two substrates. Since the liquid crystal is sandwiched in this manner, the effective voltage for driving the liquid crystal increases, and it is possible to improve the image quality of the MIM active matrix type color display element. FIG. 2 shows a sectional view of the color filter of the present invention. [Means for Solving the Problems] The color filter of the present invention is provided by forming colored layers of multiple colors on a transparent substrate, and then forming a transparent organic layer (protective film No.-N) and an organometallic compound layer on the colored layer. After sequentially forming an organic metal oxide [(second protective film layer) by dehydration condensation and an oxide layer (third protective film layer) by sputtering to form a protective film of one colored layer, a predetermined pattern is formed on the protective film. It is characterized by forming a transparent electrode and an alignment film layer having the following characteristics. The colored layer can be formed by dyeing gelatin or acrylic resin as a dyeing substrate, by a printing method using ink containing organic pigments as a main component, or by an electrodeposition method. However, there are no particular restrictions. Next, regarding the formation of the protective film layer, the three layers described above are formed as follows. The transparent organic layer, which is the first layer of the protective film, is a type of primer that increases the adhesion between the colored layer and the second layer of the protective film, and also ensures the chemical resistance of the colored layer. It also plays the role of alleviating applied strain due to volume shrinkage that occurs when forming the second layer and preventing cracks from forming in the second layer of the protective film. The material should preferably be one that has low absorption of visible light in the range of 400 to 700 mm and is highly heat resistant.For example, acrylic resin, polyether salion resin, polyvinyl alcohol resin, nylon resin, polyester resin, phenoxy resin. , epoxy resin, etc., and may be either a thermosetting type or a photocuring type. The film thickness is preferably about 0.1 to 2 μm. The second layer of the protective film, an organic metal oxide layer created by dehydration and condensation of an organic metal compound, covers the softness of the colored layer and levels the unevenness of the colored layer, so that the transparent electrode to be formed later can be aligned. The main purpose is to prevent wire breakage during rubbing, and also to ensure the chemical resistance of the colored layer. The organometallic compound has a structural formula of M (OR)nR'm-n, and is hardened and formed by hydrolysis, dehydration, and condensation reaction. Metals M include silicon, titanium, tantalum, chromium,
Examples include tungsten, molybdenum, and zirconium. Generally, R has a methyl group or an ethyl group, and the hydrogen-containing organic chain R' has various structures including a methyl group and an ethyl group, but is not particularly limited. It is sufficient if film formation is possible with respect to curing. The organometallic compound may be used alone, or may be used in combination with silica sol or the like to increase hardness. Application methods include spin cording, dipping, spraying, roller coating, screen printing, flexographic printing, and curtain coating. After coating, it is baked to undergo dehydration and condensation and harden to form a hard film. The firing temperature is preferably 15° C. or higher, and the upper limit may be within a range that does not discolor the colored layer. The film thickness is most preferably about 0.5 to 10 μm. Next, the third layer of the protective film is an oxide film formed by sputtering, and the material is preferably silicon oxide, titanium oxide, Kunkle oxide, chromium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, zirconium oxide, etc. Along with the first and second layers, this layer ensures the chemical resistance of the colored layer, prevents the elution of impurity ions into the liquid crystal, and also increases buttering properties when forming transparent electrodes on top of this layer. . That is, the second layer of the protective film is usually 150 to 1
This is because the transparent electrode is baked at a relatively low temperature of 250° C., resulting in insufficient tightness, and therefore, if a transparent electrode is buttered directly thereon, side etching is likely to occur and good buttering cannot be achieved. The film thickness may be 500 to 2000 people. Through the above steps, a protective film is formed. Next, in forming a transparent electrode, a uniform film is formed by sputtering or vapor deposition, and then patterned into a predetermined pattern (usually in the form of stripes) by photolithography. At this time, the pattern is usually formed by etching using hydrochloric acid or the like. Transparent electrode materials include indium oxide, tin oxide,
Indium tin oxide (ITO) or the like is used. Finally, an alignment film is formed. The alignment film may be a commonly used polyimide film. The color filter of the present invention is completed through the above steps. Furthermore, before forming into a liquid crystal panel, the alignment film is subjected to a rubbing treatment, combined with a counter substrate (forming an MIM element) to form a cell, and liquid crystal is sealed to form a color liquid crystal display panel. [Example 1] A photocurable acrylic resin was formed on a glass substrate to a thickness of 2 um using a spin cord, and after forming into a predetermined pattern using a photolithography process, it was dyed red (R) using an acid dye. On top of this, a photocurable acrylic resin was again formed to a thickness of 3 μm using a spin cord, and a predetermined pattern was formed on the area other than the dyed layer using a photolithography process, followed by dyeing green (G) using an acidic dye. Furthermore, a photocurable resin was formed on this to a thickness of 1.5 μm using a spin cord, and after forming a predetermined pattern on the portion other than the dyed layer, this time it was dyed blue (B). Through the above steps, dyed layers of 83 colors of R and G were obtained on the glass substrate. Next, a thermosetting acrylic resin (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., JSS-16) was applied as a first layer of a protective film on the dyed layer.
It was formed with a thickness of μm. The coating was done using a spin cord, and the firing conditions were 180°C and 30°C.
It was a minute. A second protective layer was then applied. As the organometallic compound, α-glydoxypropyltrimethoxysilane is the main component, and silica sol (manufactured by Catalysts & Chemicals Co., Ltd., 05CAL-1432) is used in a molar ratio of 1:3 (3 parts silica sol) to increase the hardness of the coating. It was added and used in the following proportions. 0.05μ to hydrolyze α-glydoxytrimethoxysilane
A small amount of hydrochloric acid was also added. Coating was carried out using a spin cord, and baking was carried out at 170° C. for 30 minutes to dehydrate and condense and harden. The film thickness was 2.5 μm. Further, as a third layer of a protective film, silicon oxide was formed to a thickness of 1000 nm by sputtering. Subsequently, IT]I was formed on the above protective film by sputtering and patterned into a predetermined pattern to form a transparent electrode. Furthermore, on top of this, a polyimide film of 80% is applied as an alignment film for the liquid crystal.
A desired color filter was obtained by forming a film with a thickness of 0. Furthermore, a rubbing process is performed, and the counter substrate on which the color filter and MIM elements are formed is placed in a cell gap 5.5a.
The panels were laminated together using m, and a liquid crystal was sealed to form a panel. Finally, the LCD panel was completed by pasting polarizing plates on the top and bottom of the panel. [Example 2] In the same manner as in Example 1, dyed layers in three colors of R, G and 8° were obtained on a glass substrate. Next, a photocurable acrylic resin (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., JMC-25T) was applied as a first layer of a protective film on the dyed layer.
It was formed with a thickness of 2 μm. Application is done with Subi-coat,
Cured with UV light. Next, as the second layer of the protective film, an organic silicate compound, GCM-701 manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., was applied by roll coating method, and baked at 180°C for 60 minutes to form a 2 μm layer.
It was formed with a film thickness of . Subsequently, as a third layer of a protective film, an oxide tank was formed with a thickness of 1500 mm by spackling. Thereafter, a desired color filter was obtained in the same manner as in Example 1, and a panel was further formed in the same manner. [Example 3] Using ink containing organic pigment as the main component, R,
Colored layers of G and B were formed. Next, a polyether sulfone resin (Lithodite TN20OS-1, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) was formed with a thickness of 1 μm as a first layer of a protective film using a spin cord. Hardening was performed by baking at 180°C for 30 minutes. Next, as a second layer of the protective film, titanium-based Titacoat R-291 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. was applied using a flexible printing method.
It was baked at 0°C for 60 minutes. The film thickness was 2 μm. Subsequently, silicon oxide was formed as a third layer of a protective film by sputtering to a thickness of 2000 nm. Hereinafter, as in Example 1, a desired color filter is used,
It was also made into a panel.

【比較例1】 ガラス基板上に透明導電膜を設け、次にR1G、B、の
染色層を形成した。第1図に示すような従来法のカラー
フィルターを作成し、MIM素子を形成した基板と組み
合わせることによりパネル化した。 [比較例2] 実施例1において、保護膜第一層のないものの作製を試
みたが、保護膜第二層(有金膜化合物層)を形成する際
にクラックが発生し、所望のカラーフィルターが得られ
なかった。 [比較例31 実施例1において、保護膜第二層のないものの作製を試
みたが、配向処理のラビング時に透明電極が多数断線し
所望のカラーフィルターが得られなかった。 [比較例4] 実施例1において、保護膜第三層のないものの作製を試
みたが、透明電極バターニング時にオーバーエツチング
が起こり、ラインパターンが細くなりすぎてしまい、所
望のカラーフィルターを得るに至らなかった。 前述の実施例における性能評価を行なった。評価は液晶
パネルの印加電圧と光の透過率の関係において評価した
。第3図は実施例1の場合と比較例1の従来品との特性
比較であるが、図中31の特性曲線に認められるように
、実施例1の特性曲線の上昇カーブが急峻であり、この
ことは印加電圧に対する液晶の駆動性向上を示しており
、本発明のカラーフィルターの高画質化を示唆するもの
である。 実施例2.3においても同様の結果が得られた。 さらに、実施例について従来品との比較のもとに信頼性
試験として60℃、90%の環境に300時間パネルに
電圧を印加したまま投入する耐湿性試験と一20℃と+
60℃の環境に交互に投入するヒートショク試験を20
0サイクル行なったが、従来品と比較し何ら問題は認め
られず、むしろ良好であった。 〔発明の効果〕 以上のように、本発明のカラーフィルターは、MIMカ
ラー液晶表示素子の画質を従来品に比べ著しく向上させ
るものであり、一方で本発明のカラーフィルターの膜構
成は製造工程的にも安定なものであり高歩留りで生産す
ることも可能となった。 さらに、本発明のカラーフィルターは、その保護膜によ
り、着色層から液晶層への不純物イオンのしみ出し防止
にも有効であるという副次的効果も見い出された。
[Comparative Example 1] A transparent conductive film was provided on a glass substrate, and then dyed layers of R1G and B were formed. A conventional color filter as shown in FIG. 1 was prepared, and a panel was formed by combining it with a substrate on which MIM elements were formed. [Comparative Example 2] In Example 1, an attempt was made to produce a filter without the first protective film layer, but cracks occurred when forming the second protective film layer (gold film compound layer), and the desired color filter could not be obtained. was not obtained. Comparative Example 31 In Example 1, an attempt was made to produce a filter without the second protective film layer, but many transparent electrodes were broken during rubbing during alignment treatment, and the desired color filter could not be obtained. [Comparative Example 4] In Example 1, an attempt was made to produce one without the third protective film layer, but over-etching occurred during transparent electrode patterning, resulting in a line pattern that became too thin, making it difficult to obtain the desired color filter. It didn't work out. The performance of the above-mentioned examples was evaluated. The evaluation was based on the relationship between the applied voltage to the liquid crystal panel and the light transmittance. FIG. 3 is a comparison of characteristics between the case of Example 1 and the conventional product of Comparative Example 1. As can be seen in the characteristic curve 31 in the figure, the rising curve of the characteristic curve of Example 1 is steep; This shows that the driving performance of the liquid crystal with respect to the applied voltage is improved, and suggests that the color filter of the present invention has higher image quality. Similar results were obtained in Example 2.3. Furthermore, as a reliability test based on comparison with conventional products, we conducted a humidity resistance test in which the panel was placed in an environment of 90% at 60°C for 300 hours with voltage applied to it, and
A heat shock test was conducted in which the temperature was alternately placed in a 60°C environment for 20 days.
Although 0 cycles were performed, no problems were observed compared to conventional products, and the results were rather good. [Effects of the Invention] As described above, the color filter of the present invention significantly improves the image quality of MIM color liquid crystal display elements compared to conventional products, and on the other hand, the film structure of the color filter of the present invention is It is also stable and can be produced at high yields. Furthermore, it has been found that the color filter of the present invention has a secondary effect in that the protective film is effective in preventing impurity ions from seeping out from the colored layer to the liquid crystal layer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図 従来品のカラーフィルター断面図。 第2図 本発明のカラーフィルター断面図。 第3図 液晶パネル特性曲線図。 11・・・透明基板 12・・・透明電極 13・・・着色層 14・・・透明有機物層 15・・・配向膜 21・・・透明基板 22・・・着色層 23・・・保護膜第一層(透明有機物層)24・・・保
護膜第二層(有機金属化合物層25・・・保護膜第三層
(スパッタリングによる酸化物層) 26・・・透明電極 27・・・配向膜 31・・・実施例1で作製された液晶パネルの特性曲線 32・・・比較例1で作製された液晶パネルの特性曲線 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Figure 1: Cross-sectional view of a conventional color filter. FIG. 2 is a sectional view of the color filter of the present invention. Figure 3: Liquid crystal panel characteristic curve diagram. 11...Transparent substrate 12...Transparent electrode 13...Colored layer 14...Transparent organic layer 15...Alignment film 21...Transparent substrate 22...Colored layer 23...Protective film No. Single layer (transparent organic layer) 24... Second protective film layer (organometallic compound layer 25... Third protective film layer (oxide layer formed by sputtering) 26... Transparent electrode 27... Alignment film 31 ...Characteristic curve 32 of the liquid crystal panel produced in Example 1...Characteristic curve of the liquid crystal panel produced in Comparative Example 1 and above Applicant: Seiko Epson Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 透明基板上に多数色の着色層を形成した後、該着色層の
上に、該着色層の保護膜第一層として、透明な有機物層
を形成した後、保護膜第二層として有機金属化合物(構
造式がM(OR)nR′m−nでMは金属を示し、R、
R′は水素を含む有機鎖でn、mは整数でかつmは金属
Mの価数である。)を主成分とし、該成分の脱水、縮合
反応による保護層を形成し、さらに該保護膜第二層の上
に保護膜第三層としてスパッタリングによる酸化物層を
形成し、さらにこれらの保護層の上に所定のパターンを
持った透明電極を持ち、さらに該透明電極上に配向膜を
形成したことを特徴とするカラーフィルター。
After forming colored layers of multiple colors on a transparent substrate, a transparent organic layer is formed on the colored layer as a first layer of a protective film for the colored layer, and then an organometallic compound layer is formed as a second layer of a protective film. (The structural formula is M(OR)nR'm-n, M represents a metal, R,
R' is an organic chain containing hydrogen, n and m are integers, and m is the valence of the metal M. ) as the main component, a protective layer is formed by dehydration and condensation reaction of the component, and an oxide layer is formed by sputtering as a third protective film layer on the second protective film layer, and further these protective layers 1. A color filter comprising: a transparent electrode having a predetermined pattern thereon; and an alignment film formed on the transparent electrode.
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