JPH08292318A - カラーフィルターおよび多色表示装置の製造方法 - Google Patents

カラーフィルターおよび多色表示装置の製造方法

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JPH08292318A
JPH08292318A JP12087795A JP12087795A JPH08292318A JP H08292318 A JPH08292318 A JP H08292318A JP 12087795 A JP12087795 A JP 12087795A JP 12087795 A JP12087795 A JP 12087795A JP H08292318 A JPH08292318 A JP H08292318A
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JP
Japan
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electrodeposition
substrate
liquid
color filter
colored coating
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JP12087795A
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Tsuyoshi Nakano
強 中野
Reiko Sasaki
玲子 笹木
Toru Matsui
徹 松井
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Shinto Paint Co Ltd
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Shinto Paint Co Ltd
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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
    • G02F1/133516Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電着法カラーフィルターの製造方法におい
て、電着液槽内における電着時の電着液の状態が変化す
る場合でも常に着色塗膜の全体の外観、仕上がりがよく
均一性が優れ、カラーフィルターに要求される諸特性が
優れるカラーフィルターを高い歩留まりで安価に製造す
る方法、およびムラやシミがなく全体として均一な高品
位な画面を有する大画面、高精彩なカラーLCDなどの
多色表示装置を製造する方法を提供する。 【構成】 表面に導電層を有する基板を一方の電極と
し、プレート状導電体を対抗電極として電着液中に浸漬
し、該基板を揺動させながら電着を行ってカラーフィル
ターを製造し、このようにして製造されるカラーフィル
ターを用いて多色表示装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルターの製
造方法、およびそのカラーフィルターを用いる多色表示
装置の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は電
着法によってカラーフィルターを製造する方法およびそ
のカラーフィルターを用いて多色表示装置、たとえばカ
ラー液晶表示装置(LCD)を製造する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶を利用したLCDは、いわゆ
るポケットテレビ等に使われてきたが、近年大型化、大
画面化が急速に進められている。画質もTN(twis
t nematic)液晶からSTN(super−t
wist nematic)液晶やTFT(thin
film transistor)に代表されるアクテ
ィブ駆動素子の開発でCRT(cathode−ray
tube)に迫るものが商品化されている。LCDの
多色化に使用されるカラーフィルターは、染色法、顔料
分散法、電着法、印刷法などの方法で製造されることが
知られている。これらの方法のうち、特に、電着法によ
るカラーフィルターの製造方法は、導電層を有する基板
と対向電極を電着液槽に浸漬させ、電圧を印加し、熱処
理するだけで精度良く着色塗膜を形成することができ
る。そのため、工程が簡単で、歩留まりが良く、安価に
カラーフィルイターを製造できるという特長があり、注
目されている。
【0003】従来の典型的な電着法による製造技術を、
さらに詳しく説明する。まず、ITO(インジウム錫酸
化物)等の透明導電層をその表面に有するガラス等の透
明基板を電着液槽内に浸漬する。このとき、電着液とし
ては、着色顔料と高分子材料、有機溶剤等を所定の割合
で配合、分散させたものを用い、所定の温度に保持す
る。また、電着液槽内には、着色塗膜が形成される基板
と対向して、対向電極が所定の間隔を持って平行に設置
される。この対向電極としては、ステンレス板等の導電
性プレートが多用されている。透明基板を電着液槽内に
浸漬、固定後、アニオン電着の場合には、基板の導電層
側を陽極、対向電極側を陰極として10V〜300Vの
電圧を、1秒〜3分間印加することにより、基板の導電
層上に選択的に着色層が形成される。その後、電着液槽
から基板を引き上げ、洗浄して余分な電着液を洗い流し
た後、所定の温度で熱処理する。必要により、この電着
操作を複数回繰り返すことによって所望の多色カラーフ
ィルターを製造することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】将来、広く普及される
と考えられる大画面のLCDや、高精彩のLCDにおい
てはもちろんのこと、現在多用されているLCDについ
てもその高品位化のために、さらに高品質のカラーフィ
ルターを安価に製造することが強く望まれており、とり
わけ、画面の均一性が良い、すなわちムラやシミがなく
全体として均一な高品位な画面を有するLCDに有用な
カラーフィルターを、歩留まり良く生産する方法の開発
が望まれている。
【0005】電着法によって形成した着色塗膜は、一般
的に、その膜厚分布や色度などを測定してその品質が評
価されているが、その外に、全体の外観、仕上がりの検
査も重要な項目である。この着色塗膜の全体の外観、仕
上がりは、通常、目視により判定される項目であり、い
うなれば、どの程度着色塗膜全体が見た目で均一に出来
上がっているかという項目である。この外観、仕上がり
が十分でない着色塗膜のカラーフィルターをLCDに組
み込んで、駆動、表示させる場合は、画面にムラ、シミ
などが現われ、全体の均一性が損なわれて欠陥品とな
る。着色塗膜の全体の外観、仕上がりは、使用する基
板、電着条件、製造各工程の条件などに影響され易く、
それらの僅かな変動によっても容易に損なわれてしまう
ことがある。このようなことから、着色塗膜の全体の外
観、仕上がりがよい均一性が優れる高品質のカラーフィ
ルターを安定して得ることが強く求められている。本発
明者らは、着色塗膜の全体の外観、仕上がりが、電着時
の電着液槽内における液の流れなどの電着液の状態に影
響され易いことに着目し、どのような電着液の状態であ
っても高品質のカラーフィルターを製造することができ
る工業的有利な方法を見いだすために鋭意検討を行い、
本発明を完成した。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の電極と
して表面に導電層を有する基板を用い、対抗電極として
プレート状導電体を用いて電着を行うことによって基板
の導電層上に着色塗膜を形成するカラーフィルターの製
造方法において、導電層を有する基板を揺動させながら
電着を行うことを特徴とする方法、およびその方法によ
って製造されるカラーフィルターを用いることを特徴と
する多色表示装置の製造方法である。
【0007】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
の方法は、表面に導電層を有する基板とプレート状導電
体とをそれぞれが所定の間隔をもって平行に対峙するよ
うに電着液中に設置し、該基板を揺動させながら電着を
行うものである。本発明において揺動とは、小さな振幅
での反復運動を言う。更に詳しくは、基板の揺動は、対
抗電極であるプレート状導電体に平行して上下方向また
は左右方向またはこれら2つを組合わせた方向で行い、
揺動の振幅は、1mm以上が望ましく、好ましくは5m
m以上、より好ましくは10mm以上である。振幅が余
り大きすぎて基板上の導電層が電着液からはみ出すこと
は望ましくない。また、揺動の速さとしては、1mm/
秒〜100cm/秒、好ましくは10mm/秒〜50m
m/秒程度が適当である。基板の揺動は、通常、少なく
とも電着の開始から終了まで継続して行うが、場合によ
っては、電着の初期段階のみ行い電着後期の電着を省略
することもできる。基板の揺動はどのような方法で行っ
てもよく、例えば、基板を上述した反復運動を行うよう
な振盪機などの装置に取り付けて行ってもよい。
【0008】本発明の方法を実施するにあたり、一方の
電極として用いる基板は、公知の方法によって作製する
ことができる。例えば、ガラス板あるいはプラスチック
板などの透明基板上に、常法によってITO膜(錫をド
ープした酸化インジウム膜)あるいはネサ膜(アンチモ
ンドープした酸化錫膜)などの透明導電膜を形成するこ
とによって作製することができる。必要により、透明基
板上の透明導電膜はエッチングなどの方法によって、互
いに絶縁された、所望の形状を有する複数の透明導電性
回路に形成することもできる。
【0009】このような導電層の抵抗率は特に制限され
ないが低いほどよく、電着塗膜の平坦性を向上するため
には、30Ω/□以下、好ましくは20Ω/□、さらに
好ましくは15Ω/□以下であることが望まれる。ま
た、基板内での抵抗率分布も均一であるほど好ましい。
さらに、基板の平坦性についても、膜厚分布の良い均一
な電着塗膜を形成するために平坦なほどよい。これらの
条件を満たせば、原理上、基板の大きさは制限を受け
ず、いくらでも大きな基板のカラーフィルターを作成で
きる。基板を大きくすることによって生産性を向上する
ことができ、このことは電着法の大きな利点の一つであ
る。
【0010】対向電極として用いるプレート状導電体の
材質は、電着液と反応を起こさない導電体であれば特に
限定されず、例えば、ステンレスなどが典型的な材質と
してあげられる。プレート状導電体は板状であってもよ
いが、電着塗膜の平坦性をさらに向上するためには金網
状が好ましく、また、その形状は、基板と全く異なる形
であっても差しつかえないが、好ましくは、基板と同
形、または相似形である。
【0011】電着は一般に公知の方法で行なうことがで
きる。電着法には、アニオン系とカチオン系があり、本
発明においてはいずれの方法も使用可能であるが、導電
層への影響が少ないことなどからアニオン系電着法が好
ましい。電着に用いる電着液の樹脂材料(バインダー)
としては、マレイン化油系、アクリル系、ポリエステル
系、ポリブタジエン系、ポリオレフィン系などの樹脂が
あげられ、熱硬化性または光硬化性の樹脂であってもか
まわない。これらは、それぞれ単独で、あるいは混合し
て使用できる。これらのバインダーに染料、顔料などの
所望の色相を有する色素を配合する。電着液は、一般
に、バインダー、色素等の成分を適当な溶媒に分散、溶
解、希釈して調製することができる。溶媒としては、水
および有機溶剤などが使用される。
【0012】電着液槽としては、電着液を保持できる材
質の絶縁物であれば特に限定されず、たとえば、硬質塩
化ビニール、アクリル樹脂等のプラスチック製の電着液
槽が用いられる。
【0013】このような電着液槽内に上記の電着液を入
れ、基板およびプレート状導電体をそれぞれが対峙する
ように平行に設置する。この際、基板は、その中心部が
プレート状導電体の中心部と一致するように設置するこ
とが好ましい。アニオン電着を行なう場合は、上記の基
板の導電層を陽極とし、プレート状導電体を陰極とし、
該基板を上記のとおり揺動させながら直流電圧を印加す
ると、その導電層上に選択的に着色塗膜が形成される。
【0014】着色塗膜の膜厚は、電着条件により制御す
ることができる。電着条件は、通常10〜300Vで1
秒から3分程度である。着色塗膜は、塗膜形成後よく洗
浄して不要物質を除去することが望ましい。塗膜強度を
高めるために、必要により、100〜280℃、10〜
120分間の条件で熱処理することができる。
【0015】本発明においては、所望により、公知の方
法で着色塗膜の間隙にブラックマトリックスと呼ばれる
遮光膜を形成することができる。このようにして、着色
塗膜の全体の外観、仕上がりがよく均一性が優れ、カラ
ーフィルターに要求される諸特性が優れるカラーフィル
ターを工業的有利に製造することができる。本発明の方
法によって製造されるカラーフィルターはムラやシミが
なく全体として均一な高品位な画面を有する大画面、高
精彩なLCDなどの多色表示装置に有用である。多色表
示装置は公知の方法に従って製造することができる。
【0016】
【実施例】本発明を実施例によってさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0017】実施例1 クロモフタルレッドA2B(チバガイギー社製)をエス
ビアED−3000クリアー(アニオン性ポリエステル
樹脂系電着用塗料、神東塗料社製)に分散させて、赤色
電着液を調製した。
【0018】表面に70μm幅のITO膜(15Ω/
□)回路が30μmの間隔をおいて(100μmピッ
チ)短冊状に形成された、縦342mm、横300m
m、厚さ0.7mmのガラス基板を準備し、この基板を
市販の振盪機(振幅:10mm、速度:40mm/秒)
に基板が上下方向に揺動するように取り付けた。
【0019】電着液槽内に上記の電着液を入れ、基板と
対向電極を所定の間隔でそれぞれの表面が向かい合うよ
うにし、平行になるように設置した。
【0020】基板上のITO回路を陽極、対向電極を陰
極とし、振盪機を、電圧を印加する2秒前から電圧印加
終了まで作動させて基板を揺動させながら電着を行なっ
た。電着は、30℃、50V、10秒間の電圧印加条件
で行ない、ITO回路上に着色塗膜を形成した。次い
で、基板を取り出し、十分に水洗した後、120℃、1
0分間乾燥を行なった。
【0021】上記の電着操作を34回繰り返して行い、
それぞれ着色塗膜を形成した基板34枚について、着色
塗膜の外観、仕上がり検査をしたところ、100%の基
板が非常にすぐれた良品であった。
【0022】実施例2 フタロシアニングリーンSAX(山陽色素社製)をエス
ビアED−3000クリアー(同上)に分散させて、緑
色電着液を調製した。この緑色電着液を用い、実施例1
と同様にして15回電着を行ない、それぞれ着色塗膜を
形成した。その結果、基板15枚についての着色塗膜の
外観、仕上がり検査の良品率は、100%であった。
【0023】比較例1 電着時に、基板を固定して揺動させずに電圧を印加する
以外は実施例1と同様にして電着を行ない、着色塗膜を
形成した。その結果、基板28枚についての着色塗膜の
外観、仕上がり検査の良品率は、54%であった。
【0024】比較例2 電着時に、基板を固定して揺動させずに電圧を印加する
以外は実施例2と同様にして電着を行ない、着色塗膜を
形成した。その結果、基板18枚についての着色塗膜の
外観、仕上がり検査の良品率は、44%であった。
【0025】
【発明の効果】本発明の方法によって、電着時の電着液
槽内における液の流れなど、電着液の状態が変化する場
合でも常に着色塗膜の全体の外観、仕上がりがよく均一
性が優れ、カラーフィルターに要求される諸特性が優れ
る高品質のカラーフィルターを高い歩留まりで安価に製
造することができ、このようにして製造されるカラーフ
ィルターを用いて、ムラやシミがなく全体として均一な
高品位な画面を有する大画面、高精彩なカラーLCDな
どの多色表示装置を製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の電極として表面に導電層を有する
    基板を用い、対抗電極としてプレート状導電体を用いて
    電着を行うことによって基板の導電層上に着色塗膜を形
    成するカラーフィルターの製造方法において、導電層を
    有する基板を揺動させながら電着を行うことを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法によって製造され
    るカラーフィルターを用いることを特徴とする多色表示
    装置の製造方法。
JP12087795A 1995-04-21 1995-04-21 カラーフィルターおよび多色表示装置の製造方法 Pending JPH08292318A (ja)

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