JPH0534516A - 表示装置用カラーフイルター - Google Patents

表示装置用カラーフイルター

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JPH0534516A
JPH0534516A JP3209892A JP20989291A JPH0534516A JP H0534516 A JPH0534516 A JP H0534516A JP 3209892 A JP3209892 A JP 3209892A JP 20989291 A JP20989291 A JP 20989291A JP H0534516 A JPH0534516 A JP H0534516A
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JP
Japan
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colored layer
color filter
layer
formula
curing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3209892A
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English (en)
Inventor
Kenji Matsuhiro
憲治 松廣
Atsuko Kaneko
敦子 金子
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AG Technology Co Ltd
Original Assignee
AG Technology Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0534516A publication Critical patent/JPH0534516A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • G02F1/133519Overcoatings

Landscapes

  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】カラーフィルターの着色層上面の透明樹脂層の
研磨の不要なカラーフィルターを得る。 【構成】透明ガラス基板1上に、格子状の光遮蔽パター
ン(ブラックマトリックス)2をスクリーン印刷する。
次に、光遮蔽パターン2間に、R,G,Bの各インクを
スクリーン印刷して着色層3を形成する。次いで、着色
層3上に、化1で示す構造を有する単量体からなる樹脂
生成液をスピンコートして硬化後の膜厚3μmになるよ
うに塗布する。その後、エリアビーム型の電子線照射装
置を用いて、加速電圧150kV,電子流9.8mA、
窒素雰囲気下で600Mradの照射線量で樹脂を硬化
させ、透明樹脂層4を形成する。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置用のカラーフィ
ルターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子等の受光型表示素子はその
薄さ、軽さ、低消費電力などの特徴から従来表示装置の
主流を占めてきたCRT(陰極線管)に代わり得るもの
として近年目覚ましい発展を示しているが、この表示素
子をカラー化し、よりCRTに近い表示性能を得るため
に欠くことができないものがカラーフィルターであり、
これまでに様々な材料や方式が提案されてきている。
【0003】カラーフィルターを構成する着色層の製造
方法には大別して以下のようなものがある。 (1)染色法:パターニングしたゼラチン等のポリマー
に染料を浸透させて染色する。 (2)スラリー法:顔料あるいは染料と感光性ポリマー
とを混合したスラリーを塗布し、フォトリソ技術を用い
てパターニングする。
【0004】(3)ゾル・ゲル法:基板上に微細孔を有
するゲル層を設け、染料を拡散させる。 (4)電着法:顔料と接着用樹脂を分散した電着液を入
れた槽内に基板を浸漬し、通電することにより導電膜上
に顔料及び樹脂を析出させる。その後、加熱処理して樹
脂を溶かし、顔料を定着させる。 (5)印刷法:無機あるいは有機の顔料や染料を用い
て、スクリーン、オフセット、グラビア印刷等により基
板上に直接パターンを形成していく。
【0005】これらの方法では、(3)のゾル・ゲル法
を除いて、各色内または各色間で厚みむらが±0.05
μm以上生じてしまう。特に(5)の印刷法は簡便かつ
安価な方法であるが、印刷工程でインクが版から離れる
時に発生する力によってインクの定着後にはミクロ的に
みると山形の凸部が現れるという問題がある。こうした
厚みむらは、例えば単純マトリックス方式の液晶表示装
置に用いた場合、十分なコントラストや階調がとれない
などの問題をひきおこす。
【0006】そこで、カラーフィルターの製造方法にお
いて表面を平滑化することを目的として着色層の上に保
護層を形成し、その保護層を研磨することが特開平1−
193781号公報、特開平1−206304号公報な
どにより提案されている。
【0007】(5)の印刷法を用いた場合のカラーフィ
ルターの製造方法を図2(a)〜(d)を参照して説明
する。
【0008】まず、透明ガラス基板1上に格子状の光遮
蔽パターン(ブラックマトリックス)2を印刷法により
形成する。この光遮蔽パターン2は、着色層の各色
(R,G,B)パターンの相互分離を確保しコントラス
トを向上させるとともに、各色パターンを形成する際に
インクの位置ずれを緩和する目的で形成される(図2
(a)参照)。次に、光遮蔽パターン2間に、R,G,
Bの各インクを印刷して着色層3を形成する。これらの
インクは印刷時の流体力学的要因のために、その表面は
平坦にならず、模式的に図示するように山形になる(図
2(b)参照)。
【0009】次いで、着色パターン3上に樹脂をコート
して保護層4を形成した(図2(c)参照)後、保護層
4及び着色層3を研磨して平坦化し、カラーフィルター
を形成する(図2(d)参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな平坦化技術は、研磨という生産性の悪い工程を必要
とするために、コストアップの大きな要因となっている
こと、さらに研磨によりカラーフィルターにキズが発生
しやすいことなどの問題点を有する。
【0011】本発明は、従来技術が有していた前述の欠
点を解消しようというものであり、簡便で安価なカラー
フィルターを得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板と、
基板上に設けられてなるパターン化された着色層と、着
色層の上に設けられてなる、化3で表わされる構造を有
する化合物(n=2〜4、Aはn価の基)からなる単量
体を重合、硬化せしめた透明樹脂層と、からなる表示装
置用カラーフィルターを提供するものである。
【0013】
【化3】
【0014】また、Aは化4で表わされる基(ただし、
Rは水素またはアルキル基)であることを特徴とする表
示装置用カラーフィルターを提供するものである。
【0015】
【化4】
【0016】本発明において、透明基板としてはガラ
ス、プラスチックなど目的に応じて種々のものを使用す
ることができ、特に限定されるものではない。また、用
途の面からみれば、基板としては、液晶ディスプレイ
面、ブラウン管表示面、撮像管の受光面などがあげられ
る。
【0017】本発明のパターン化された着色層は、上記
の印刷法の他、どのような方法で形成されていても良
い。ただし、印刷法によれば、着色層の形状パターンが
略半円状という比較的単純な形状となるので、その上の
透明樹脂層による平滑能が高くなりやすく、最も好まし
い。印刷法としては、スクリーン印刷法やオフセット印
刷法などが例示されるが、これも特に限定されない。
【0018】着色層のパターンも特に限定されるもので
はなく、例えばストライプパターン、モザイクパター
ン、デルタパターン等のいずれでもよい。また、コント
ラストを向上させるために、パターン間にブラックマト
リックスなどの光遮蔽パターンを形成してもよく、ブラ
ックマトリックスの形成も印刷法に限らずスピンコート
法等によって形成してもよいが、上記と同様の理由で印
刷法が最も好ましい。
【0019】本発明において、着色層上に形成される透
明樹脂層は化3で表わされる構造を有する化合物(n=
2〜4、Aはn価の基)からなる単量体を重合、硬化せ
しめたものである。
【0020】かかる透明樹脂層は、たとえば1つの例と
して、化5で表される構造を有する化合物からなる単量
体を、化5で表される構造のうちのシクロブテン部分と
炭素の二重結合部分とでいわゆるディールス・アルダー
反応させることにより得ることができる。化5において
Rは水素またはアルキルを基を示し、それぞれのRは異
なっていても良い。また、化5の単量体を2つ重合させ
た状態のものが、化6である。
【0021】
【化5】
【0022】
【化6】
【0023】本発明の樹脂の重合、硬化は、通常のオー
ブンやホットプレートあるいは遠赤外線ヒーター等によ
る熱反応に限らず、電子線による反応であってもよい。
【0024】溶媒は、特に限定されないがメシチレンや
キシレンなどが好ましく使用でき、本発明に効果をもた
らすところの最大の特徴である、下地の凹凸を平滑化す
る能力を高く引き出すためにはメシチレンを使用するこ
とが最も好ましい。
【0025】
【作用】本発明のカラーフィルター用の透明樹脂層は透
明樹脂層に用いる樹脂が硬化する際、下地の着色層の凹
凸を平滑化する能力が高いために、後工程でカラーフィ
ルターの表面を研磨して物理的に平滑化する必要がほと
んどない。
【0026】この樹脂の平滑化の機構は必ずしも明確で
はないが、溶媒が蒸発した後も硬化時に樹脂自身が流動
性をもっているために高い平滑化能力をもたらすものと
考えられる。研磨工程が省略できることから、カラーフ
ィルターの製造時間の短縮、コストの低減、キズ発生の
要因がなくなることによる品質の向上などの効果を奏す
ることができる。
【0027】
【実施例】
(実施例)以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。本発明に関わるカラーフィルターの製造方法を図1
(a)〜(c)を参照して説明する。
【0028】まず、透明ガラス基板1上に、格子状の光
遮蔽パターン(ブラックマトリックス)2をスクリーン
印刷した。この光遮蔽パターン2は、各カラーフィルタ
ーパターンの相互分離を確保しコントラストを向上させ
るとともに、カラーフィルターパターンを形成する際に
インクの位置ずれを緩和する目的で形成される(図1
(a))。次に、光遮蔽パターン2間に、R,G,Bの
各インクをスクリーン印刷して着色層3を形成した。こ
れらのインクは印刷時の流体力学的要因のために、その
表面は平坦にならず、模式的に図示するように山形にな
る(図1(b))。
【0029】次いで、着色層3上に、化5に示す構造で
あって、Rとしてメチル基を有する単量体からなる樹脂
生成液をスピンコートして硬化後の膜厚3μmになるよ
うに塗布した。その後、エリアビーム型の電子線照射装
置を用いて、加速電圧150kV、電子流9.8mA、
窒素雰囲気下で600Mradの照射線量で硬化させた
(図1(c))。
【0030】(比較例)着色層上のコート層として、従
来一般的に使用されてきた樹脂であるアクリル系樹脂を
用いた場合のカラーフィルターの製造方法を比較例とし
て説明する。
【0031】まず、上記実施例と同様に、透明ガラス基
板上にスクリーン印刷して着色層を形成した。次いで、
着色層上にアクリル系樹脂(日本合成ゴム(株)製オプ
トマーSS7235)をスピンコートして硬化後の膜厚
3μmになるように塗布した。その後、225℃で1時
間オーブンで加熱して硬化させた。
【0032】
【発明の効果】上記実施例及び比較例の方法により製造
されたカラーフィルターについて、表面粗さ計を用いて
着色層上のコート層形成前後の表面の凹凸を調べ、下記
式により定義される平滑化率δを求めて平滑化性を評価
した。結果を表1及び図3(a)〜(c)に示す。
(a)は透明樹脂層形成前の表面粗さを、(b)及び
(c)はそれぞれ実施例及び比較例の方法に従って
(a)で示したような表面粗さをもつ着色層の上に透明
樹脂層を形成した場合の表面粗さを示した図である。
【0033】 平滑化率 δ=(1−a/b)×100(%) (式中、aはコート層形成後の表面の段差を表し、bは
形成前の段差を表す。)
【0034】
【表1】
【0035】表1及び図3から明らかなように、実施例
の方法では比較例の方法よりも、着色層の表面の凹凸を
大幅に改善できることがわかる。
【0036】比較例の方法では、コート層形成後の表面
の段差は±0.3μmもあり、このままでは、例えば単
純マトリックス方式の液晶表示装置に用いた場合、十分
なコントラストや階調が取れないなどの問題が発生す
る。したがって、コート層を研磨して表面を物理的に平
滑化する必要がある。
【0037】これに対して実施例の方法では、コート層
形成後に表面段差が最大で±0.05μmの平滑性を有
する面が形成された。この精度であれば液晶表示装置の
色ごとのVthやコントラストのバラツキのない、一様で
高品位の表示を達成できる。したがって、研磨工程が不
要となるためにカラーフィルターの製造時間の短縮、コ
ストの低減、さらにキズ発生の要因がなくなることによ
る品質の向上などを達成することができる。
【0038】また、着色層の形成に印刷法を用いること
により、簡便でかつ安価に製造できるという長所があり
ながら、表面が山形で大きな段差を生じるという印刷法
の欠点が実施例の方法で解消できることから、カラーフ
ィルター全体として大幅なコストダウンを達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラーフィルターの製造工程を示す図
【図2】従来例のカラーフィルターの製造工程を示す図
【図3】実施例及び比較例における表面の凹凸を示す図
【符号の説明】
1 透明ガラス基板 2 光遮蔽パターン 3 着色層 4 透明樹脂層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明基板と、 基板上に設けられてなるパターン化された着色層と、 着色層の上に設けられてなる、化1で表わされる構造を
    有する化合物(n=2〜4、Aはn価の基)からなる単
    量体を重合、硬化せしめた透明樹脂層と、 からなる表示装置用カラーフィルター。 【化1】
  2. 【請求項2】A式は化2で表わされる基(ただし、Rは
    水素またはアルキル基)であることを特徴とする請求項
    1の表示装置用カラーフィルター。 【化2】
  3. 【請求項3】着色層は、印刷により基板上に設けられて
    なる請求項1または請求項2の表示装置用カラーフィル
    ター。
JP3209892A 1991-07-26 1991-07-26 表示装置用カラーフイルター Withdrawn JPH0534516A (ja)

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JP3209892A JPH0534516A (ja) 1991-07-26 1991-07-26 表示装置用カラーフイルター

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105807469A (zh) * 2012-01-25 2016-07-27 迪睿合电子材料有限公司 图像显示装置的制造方法

Cited By (1)

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Legal Events

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Effective date: 19981008