JPH06110054A - 投影型カラー液晶表示装置 - Google Patents

投影型カラー液晶表示装置

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JPH06110054A
JPH06110054A JP4256498A JP25649892A JPH06110054A JP H06110054 A JPH06110054 A JP H06110054A JP 4256498 A JP4256498 A JP 4256498A JP 25649892 A JP25649892 A JP 25649892A JP H06110054 A JPH06110054 A JP H06110054A
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JP
Japan
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liquid crystal
transparent
color
display device
color filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP4256498A
Other languages
English (en)
Inventor
Takatoshi Kira
隆敏 吉良
Tomomasa Nakaya
知眞 仲谷
Tomoji Yamagami
智司 山上
Toshiaki Takamatsu
敏明 高松
Shinichi Ogawa
伸一 小川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 褪色が少なく、信頼性の優れた投影型カラー
液晶表示装置。 【構成】 相対する一対の透明基板の上に各々透明電極
が設けられ、この透明電極の間に液晶が介在されて液晶
パネルが作製され、一方の透明基板の外側に投影レンズ
が設けられ、他方の透明基板の外側の上に、赤、緑、青
に対応するカラーフィルタが設けられ、さらに、その外
側の上に別の透明基板が設けられてなる投影型カラー液
晶表示装置において、前記カラーフィルタと透明基板の
間に保護膜が設けられ、その保護膜中に酸化防止剤が添
加されてなることを特徴とする投影型カラー液晶表示装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は投影型カラー液晶表示装
置に関する。さらに詳しくは、投影型カラー液晶表示装
置に使用するカラーフィルタ側基板の作製方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】投影型カラー液晶表示装置は、液晶パネ
ルの背後から光を照射してスクリーン上にカラー画像を
投影する表示装置である。この液晶装置カラー表示を行
う方式として1枚パネル方式と3枚パネル方式の2方式
がある。1枚パネル方式では、1枚の液晶パネルのひと
つひとつの絵素に赤、緑、青のモザイク状のカラーフィ
ルタを対応させて配置し、白色光を照射することによっ
てカラー表示を行うことができる。これに対して3枚パ
ネル方式でカラー表示を行うには3枚のダイクロイック
ミラー白色光を分離してそれぞれ3枚の液晶パネルに色
光を照射し、かつ3色の画像を重ね合わせてカラー表示
を行う。1枚パネル方式は3枚パネル方式に比べて光学
系が簡単であるということから表示装置の小型化、軽量
化を図れるというメリットがある。しかしながら1枚パ
ネル方式でカラー表示を行う場合、1絵素が赤、緑、青
と3分割されていることから、3枚パネル方式と同じ明
るさを得るためには、1枚パネルに照射する光源の明る
さを3倍にする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】まず顔料分散カラーフ
ィルタを液晶パネルの外側に設けるカラーフィルタ外付
け方式(図1)、及び上記カラーフィルタを液晶に接す
る側に設けたカラーフィルタ内付け方式(図2)におい
てのカラーフィルタの褪色について説明する。Aは液晶
パネル、Bはカラーフィルタ基板、1は保護膜、2はカ
ラーフィルタ、3はITO、4はガラス基板、5は液
晶、6はガラス基板、7は接着樹脂兼紫外線硬化樹脂を
示している。
【0004】ここで、光源の明るさを上げてカラーフィ
ルタに強力な光を照射する場合、カラーフィルタの褪
色、変色などが問題になり、その解決策として従来のゼ
ラチン染色カラーフィルタに代わり、より耐光性の優れ
た顔料分散カラーフィルタをプロジェクション用カラー
フィルタとして採用するという提案がなされている。し
かしながら、顔料分散カラーフィルタを採用してもカラ
ーフィルタの褪色、変色という問題を完全に解決するこ
とはできない。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明においては、カ
ラーフィルタと透明基板の間に保護膜が設けられ、その
保護膜中に酸化防止剤が添加されてなる投影型カラー液
晶表示装置が提供される。この発明において提供される
第1の投影型カラー液晶表示装置は、相対する一対の透
明基板の上に各々透明電極が設けられ、この透明電極の
間に液晶が介在されて液晶パネルが作製され、一方の透
明基板の外側に投影レンズが設けられ、他方の透明基板
の外側の上に、赤、緑、青に対応するカラーフィルタが
設けられ、さらに、その外側の上に別の透明基板が設け
られてなる投影型カラー液晶表示装置において、前記カ
ラーフィルタと透明基板の間に保護膜が設けられ、その
保護膜中に酸化防止剤が添加されてなることを特徴とす
る投影型カラー液晶表示装置である。例えば、図4に示
されている。
【0006】さらに、提供される第2の投影型カラー液
晶表示装置は、相対する一対の透明基板の一方の基板の
上に透明電極が設けられ、この透明電極とは反対側で透
明基板の外側に投影レンズが設けられ、他方の透明基板
の内側の上に、赤、緑、青のカラーフィルタが設けら
れ、さらにその上に透明電極が設けられ、対向面部分の
透明電極が絵素電極とされ、絵素に対応するようにカラ
ーフィルタが配置され、これら透明電極の間に液晶が介
在されてなる投影型カラー液晶表示装置において、カラ
ーフィルタと透明基板の間に保護膜が設けられ、その保
護膜中に酸化防止剤が添加されてなることを特徴とする
投影型カラー液晶表示装置である。例えば、図5に示さ
れている。
【0007】さらに、提供される第3の投影型カラー液
晶表示装置は、相対する一対の透明基板の上に各々透明
電極が設けられ、この透明電極の間に液晶が介在されて
液晶パネルが作製され、一方の透明基板の外側に投影レ
ンズが設けられ、他方の透明基板の外側の上に、赤、
緑、青に対応するカラーフィルタが設けられ、さらにそ
の上にプレイナーレンズアレイが形成され、透明電極の
対向面部分が絵素電極とされ、絵素に対応するように、
カラーフィルタが配置されてなる投影型カラー液晶表示
装置において、カラーフィルタと透明電極の間に保護膜
が設けられ、その保護膜中に酸化防止剤が添加されてな
ることを特徴とする投影型カラー液晶表示装置である。
例えば、図6に示されている。
【0008】この発明の液晶表示装置は、前記のカラ−
フィルタ外付け方式(図1)とカラーフィルタ内付け方
式(図2)の双方が適用可能である。ここで、透明電極
および絵素電極の材質はインジウム−スズの酸化物(I
TO)、SnOなどが挙げられ、好適にはITOが適用
される。基板材質はガラス、石英、プラスチックスなど
がが挙げられ、好適にはガラス、石英が適用される。2
枚のガラス基板上に透明電極が順に各層が形成されたも
のが、基板2である。ここで、透明電極は複数本の透明
電極が互いに平行となるようにストライプ状に配列して
形成される。
【0009】透明電極を絵素電極とするときは、絵素電
極の幅は40〜100μm程度、間隔は10〜20μm
程度である。ここで、液晶組成物3が充填されるのは、
上下の2つの間であり、その厚さ(d)は液晶表示装置
の設計、構成によって決まるが、5.0〜18.0μm
程度、好ましくは10〜15μmである。この厚さが5
μm以下ではオン、オフ時のコントラストが不足し、逆
に18μm以上では、液晶の駆動のための所定の電界強
度が不足し電圧印加時の十分な透明性が得られないか、
もしくは駆動電圧が高くなる。かくして、液晶表示パネ
ルが作製される。
【0010】ついで、カラーフィルタを形成したガラス
基板(5)を液晶パネルに貼合わせる。ここで、ガラス
基板上に形成されたカラーフィルタのモザイクパターン
と液晶パネルの各絵素が対応するように精度よく貼合わ
せを行う。貼合わせに用いる接着剤として紫外線硬化、
あるいは紫外線硬化と熱硬化の併用タイプの透明な樹脂
が用いられる。このような接着剤としては株スリーボン
ド製スリーボンド3000シリーズ、ソニーケミカル株
製ソニーボンド、日本合成化学工業株KKSシーズ、日
本ロックタイト株製ロックタイト363、ダイキン工業
株製C1080などが挙げられ、日本ロックタイト株製
ロックタイト363、ダイキン工業株製C1080が好
適に適用される。
【0011】さらに、カラーフィルタ設置部とは反対側
の透明電極基板の外側に投影レンズを設け、さらに、そ
の外側に光源を設ける。光源の照度は通常100万lx
程度のものが用いられる。
【0012】この発明に適用される液晶組成物はPCH
系、CCH系、エステル系、ピリミジン系などが挙げら
れ、好適にはPCH系、CCH系、ピリミジン系が適用
される。酸化防止剤は大別して、連鎖開始阻止剤、ラジ
カル捕捉剤および過酸化物分解剤に分けられるが、連鎖
開始阻止剤としては光安定剤、金属不活性剤、オゾン劣
化防止剤などが挙げられ、ラジカル捕捉剤としてはフェ
ノール系抗酸化剤、アミン系抗酸化剤などが挙げられ、
過酸化物分解剤としてはイオウ系抗酸化剤、リン系抗酸
化剤などが挙げられる。カラーフィルタの原盤はガラス
基板上にスピナ等によって、カラーレジストを塗布し、
前記カラーレジスト上にスピナー等によって、保護膜を
途布する。カラーレジストの種類としては、緑のカラー
レジストとして富士ハントエレクトロニクス製CG−2
000などが挙げられ、赤のカラーレジストとしては富
士ハントエレクトロニクス製CR−2000などが挙げ
られ、青のカラーレジストとしては富士ハントエレクト
ロニクス製CB−2000などが挙げられる。
【0013】保護膜としては、日本合成ゴム株式会社製
耐熱性透明保護膜オプトマーSSシリーズが挙げられ、
最適にはSS8232,SS8265,SS7232,
SS7265等が挙げられる。
【0014】ついで、酸化防止剤をエチルセロソルブア
セテート(ECA)などの溶剤に溶解させて、上記保護
膜を形成するオプトマーに溶解させる。溶解濃度は酸化
防止剤の種類によって異なるが、20〜50wt%が好
ましい。酸化防止剤のオプトマーへの割合は、重量比で
1/20〜1/200、特に1/50〜1/100が好
ましい。従って保護膜中では約1.2〜0.1重量%好
ましくは、カラーレジストを途付する際のスピナの回転
条件は400〜1000rpm,好ましくは500〜7
00rpmである。かくして酸化防止剤含有のカラーレ
ジスト原盤が作製される。さらに、露光、現像後、焼成
されて、モザイクパターンが作製される。
【0015】このようにして作製されたモザイクパター
ンに、保護膜としてオプトマーを塗付する。このオプト
マーを塗付する際のスピナの回転条件は1000〜20
00rpm好適である。さらに、180〜220℃で焼
成を行う。かくして、酸化防止剤含有の保護膜を有した
モザイクパターンが作製される。
【0016】
【作用】本発明により、顔料カラーフィルタの褪色、変
色に最も影響を及ぼしている酸素とカラーフィルタの色
素と反応を防ぐことにより、カラーフィルタの耐光性を
向上させることができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明に使用するカラーフィルタ内の
酸化防止剤について説明する。カラーフィルタの劣化は
温度、光、金属イオン等と酸素との作用により生ずる酸
化劣化であり、下図に示すようなラジカル連鎖反応であ
る。ゆえに、カラーフィルタの酸化劣化防止において重
要なのは、劣化の初期段階でラジカル反応を停止し自動
酸化を止めることである。そのためには下図のスキーム
に関与する要因を最低1つは取り除くことのできる材料
が必要となる。すなわち、発生したラジカルの捕捉、ラ
ジカル発生の抑制、ハイドロパーオキサイドのイオン的
分解等を行う材料である。
【0018】開始反応(Initiation) R + hν → R・ 成長反応(Chain propagation) R・ + O2 →RO2 ・ RO2 ・+RH → ROOH + R・ 酸化防止剤は自動酸化の工程のうち、どの部分で連鎖を
抑えるかによって次のように分類される。
【0019】 連鎖開始阻止剤 (1) 光安定剤 (2) 金属不活性剤 (3) オゾン劣化防止剤 ラジカル捕捉剤 (1) フェノ−ル系抗酸化剤 (2) アミン系抗酸化剤 過酸化分解剤 (1) イオウ系抗酸化剤 (2) リン系抗酸化剤 一般には、が酸化防止剤として総称される。本発明
は、上記酸化防止剤のうちのラジカル捕捉剤に関する
ものである。ラジカル捕捉剤の酸化防止効果がどのよう
な反応によって起こるかを次に示す。
【0020】
【化1】
【0021】以下、本発明に基づくカラーフィルタ側基
板の作成法、特にカラーフィルタの中に酸化防止剤を加
えてカラーフィルタを形成する方法について説明する。 実施例1 本実施例では、顔料分散カラーフィルタを液晶パネルの
外側に設けるカラーフィルタ外付け方式による投影型カ
ラー液晶表示装置(図3)について行った。
【0022】Aは液晶パネル、Bはカラーフィルタ基
板、1は酸化防止剤を添加した保護膜、8はフィールド
レンズ、9は投影レンズ、10はメタルハライドラン
プ、11はスクリーン、12は偏光板を示している。そ
の形成方法は、まずガラス基板上にカラーレジスト(富
士ハントエレクトロニクス製緑カラーレジストCG−2
000,赤カラーレジストCR2000、青カラーレジ
ストCB−2000)を用いて赤、緑、青からなるモザ
イクパターンを形成し、さらに、モザイクパターンに保
護膜であるオプトマーを塗付してカラーフィルターを形
成した。このとき、該保護膜の中に酸化防止剤を溶かし
込む方法は、保護膜に使用されている溶剤であるエチル
セロソルブアセテート(ECA)に予め酸化防止剤を溶
解させておく方法を使った。
【0023】酸化防止剤は、フェノール系抗酸化剤であ
るBHT(住友化学製)および、イルガノックス 10
10(チバガイギ製)を使用した。上記酸化剤を使用し
たのは酸化防止剤そのものの色が無色に近いという理由
からである。両者の構造は下に示す。
【0024】
【化2】
【0025】
【化3】
【0026】BHTについては、約50wt%の溶液を
調整する。また、イルガノックス 1010については
酸化防止剤が溶解しにくいため、約24.6wt%に溶
液を調整する。酸化防止剤の添加量については、オプト
マーに対する酸化防止剤固形分の割合が、重量比で1/
100とする。 カラーレジスト塗布条件: 600rpm(スピナに
より塗布) CP塗布条件 : 400rpm(スピナに
より塗布) オプトマー塗布条件 : 1000rpm(スピナに
より塗布) 露光条件 : 20mj/cm2 現像条件 : 富士ハント指定現像液を
純水で7倍に希釈、現像時間約3.5分 焼成条件 : 200℃/10分 カラー液晶表示パネルの形成にカラーフィルタを液晶パ
ネルに貼り合わせる。ここでガラス基板上に形成された
カラーフィルタのモザイクパターンと液晶パネルの各絵
素が対応するように精度良く貼り合わせを行う。貼り合
わせに用いる接着剤として紫外線硬化、あるいは紫外線
硬化と熱硬化の併用タイプの透明な樹脂がもちいられ
る。(この実施例では紫外線硬化樹脂を使用) 上記カラー液晶表示パネルの外側に偏光板を設け、さら
にその外側に光源としてメタルハライドランプを設け、
カラーフィルタ基板の外側にフィールドレンズと投影レ
ンズを設けてスクリーン上に投影させた。
【0027】以上のようにして作製した投影型カラー液
晶表示装置において、使用時間と初期に対する色変化量
を表す色素の関係を出したものが表1である。
【0028】
【表1】
【0029】実施例2 本実施例は顔料分散カラーフィルタを液晶に接する側に
設けたカラーフィルタの内付け方式に関するものであ
る。上記富士ハントエレクトロニクス製カラーレジスト
を用いてガラス基板上に赤、緑、青のモザイクカラーフ
ィルタを形成する。カラーフィルタの形成条件は、上記
実施例1と同じ条件にする。次に該カラーフィルタ側基
板上にITOなどの透明電極を低温スパッタ法により形
成する。さらに該ITO上にポリイミドなどの高分子配
向膜を塗布したのちに焼成する。そして、該カラーフィ
ルタ側基板の表面を一方向にラビングして洗浄を行った
後、TFT側基板と貼合わせる。
【0030】以上のようにして作製したカラー液晶表示
装置に投影レンズを介し、メタルハライドランプで光照
射を行った結果は、実施例1のものと殆ど変わらなかっ
た。
【0031】
【発明の効果】保護膜の中に酸化防止剤を加えたものに
光照射を行った結果、カラーフィルタの褪色が酸化防止
剤を加えなかったものと比較したとき耐光性が大幅に向
上した。本発明の適用により、褪色が少なく信頼性に優
れ、しかも軽量、コンパクト性に優れた1枚パネル方式
投射型カラー液晶装置が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施にかかわるカラーフィルタ外付け
方式液晶パネルの断面図。
【図2】本発明の他の実施にかかわるカラーフィルタ内
付け方式液晶パネルの断面図。
【図3】本発明の投影型カラー液晶表示装置の例を示す
模式図である。
【図4】本発明の投影型カラー液晶表示装置の例を示す
模式図である。
【図5】本発明の投影型カラー液晶表示装置の例を示す
模式図である。
【図6】本発明の投影型カラー液晶表示装置の例を示す
模式図である。
【符号の説明】 A 液晶パネル B カラーフィルタ基板 1 保護膜 2 カラーフィルタ 3 ITO 4 ガラス基板 5 液晶 6 ガラス基板 7 接着樹脂紫外線硬化樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 敏明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 小川 伸一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対する一対の透明基板の上に各々透明
    電極が設けられ、この透明電極の間に液晶が介在されて
    液晶パネルが作製され、一方の透明基板の外側に投影レ
    ンズが設けられ、他方の透明基板の外側の上に、赤、
    緑、青に対応するカラーフィルタが設けられ、さらに、
    その外側の上に別の透明基板が設けられてなる投影型カ
    ラー液晶表示装置において、 前記カラーフィルタと透明基板の間に保護膜が設けら
    れ、その保護膜中に酸化防止剤が添加されてなることを
    特徴とする投影型カラー液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 相対する一対の透明基板の一方の基板の
    上に透明電極が設けられ、この透明電極とは反対側で透
    明基板の外側に投影レンズが設けられ、他方の透明基板
    の内側の上に、赤、緑、青のカラーフィルタが設けら
    れ、さらにその上に透明電極が設けられ、対向面部分の
    透明電極が絵素電極とされ、絵素に対応するようにカラ
    ーフィルタが配置され、これら透明電極の間に液晶が介
    在されてなる投影型カラー液晶表示装置において、 カラーフィルタと透明基板の間に保護膜が設けられ、そ
    の保護膜中に酸化防止剤が添加されてなることを特徴と
    する投影型カラー液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 相対する一対の透明基板の上に各々透明
    電極が設けられ、この透明電極の間に液晶が介在されて
    液晶パネルが作製され、一方の透明基板の外側に投影レ
    ンズが設けられ、他方の透明基板の外側の上に、赤、
    緑、青に対応するカラーフィルタが設けられ、さらにそ
    の上にプレイナーレンズアレイが形成され、透明電極の
    対向面部分が絵素電極とされ、絵素に対応するように、
    カラーフィルタが配置されてなる投影型カラー液晶表示
    装置において、 カラーフィルタと透明電極の間に保護膜が設けられ、そ
    の保護膜中に酸化防止剤が添加されてなることを特徴と
    する投影型カラー液晶表示装置。
JP4256498A 1992-09-25 1992-09-25 投影型カラー液晶表示装置 Pending JPH06110054A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7468739B2 (en) 2000-05-02 2008-12-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Image data creating and storing device and image display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7468739B2 (en) 2000-05-02 2008-12-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Image data creating and storing device and image display device

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Effective date: 20040106

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