JPS60112001A

JPS60112001A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS60112001A
Application number: JP58220315A
Authority: JP
Inventors: Masami Murata; 村田　雅己; Yoshiharu Eiki; 栄木　佳治
Original assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Current assignee: Seiko Epson Corp; Suwa Seikosha KK
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1985-06-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明はガラス等の透明基板上に有機染色層及び有機保
護膜を形成して構成されるカラーフィルターに関するも
のであり、特に、撮像管及び液晶カラーディスプレイ用
のカラーフィルターに関するものである。本発明の目的
はカラーフィルターの光による退色性の向上を図かるこ
とにある。

〔従来例〕

ガラス等の透明基板上にゼラチン、カゼイン等の有機染
色層を形成した後に、染料によって染色した染色層の上
に有機保愼膜を形成して構成され−るカラーフィルター
は従来はカラー撮像管用として用いられてきた。また、
最近では、液晶フルカラーディスプレイ用としての応用
が図られている。特に、近年では薄膜トランジスタ（Ｔ
ｎＴ）の発達により小型携帯用Ｔ’Ｖ及び携帯端末用の
ディスプレイ用の三原色カラーフィルターの要求が高ま
っている。このようなディスプレイ用の三原色カラーフ
ィルターの製造方式には、印刷法、写真乾板法、真空蒸
着法３色素の電着法及び染色法など種々の方式があるが
、パターン形成の精度９色相、生産性の問題から、現在
のところ実用的なものは染色法によるものである。第１
図は染色法による３原色カラーフィルターの断面図であ
る。透明なガラス基板１の上にＲＧＢのゼラチン（他に
、カゼイン、グリュ、アクリル等も使われるが、ここで
は代表してゼラチンを挙げる。ンの染色層３と有機系の
保睦膜（ポリイミド、アクリル等）２が形成されている
。染色層のパターン形成はフォトエツチング法で行なわ
れるため、パターンの精度は高く、数μ常程度は充分可
能であり、カラー撮像管の三原色フィルターとして主流
になっている要因でもあった。

ところが、このような有機基材の染色法によるカラーフ
ィルターにも、長時間９強い光を照射すると退色して、
色の彩度が落ち、ついては色が抜けてしまう性質がある
。即ち、耐光性が悪いのであるが、液晶フルカラーディ
スプレイの場合には非常に大きな問題となる。従来の撮
像管の場合には使用しない場合以外はキャップをするた
めに不要に光を照射される時間が少ない。これに対して
、ディスプレイの場合、通常の使用時に、日光下に長時
間さらされる機会が非常に大きくなるために、カラーフ
ィルターの耐光性は重要な問題となる。− 第２図は、染色法によるカラーフィルターの耐光性試験
の方法を示した図であり、第１図のフィルターに対して
、光６がガラス面から入射するように試料台５の上にセ
ットする。この時、ツイストネマチック型の液晶ディス
プレイ用として通常用いられる紫外紛カットフィルター
付きの偏光板４をガラス面上に配誼している。第３図は
この偏光板の分光特性であり、約３８０ｍｍ以下の紫外
線はほぼ完全にカットされている。光は日光または耐光
試験用の紫外線カーボンアーク、サンシャインカーボン
アークあるいはキセノンランプ等が用いられる。このよ
うにして得られたデータの１例を示す。三原色カラーフ
ィルターの各染料により耐光性の強度は異なるが、一般
的に緑の染料がもっとも弱い傾向にある。第４図はグリ
ーンのカラーフィルターの分光特性の一例であり、実線
は初期データ、破線は日光下約９日間に放置後のデータ
である。ピークの透過率が下がり、左右のベースライン
が上昇しているので、肉眼で見ると緑の色が薄くなり、
くすんだように見える。このように、染色法によるカラ
ーフィルターは光に対する信頼性が低い欠点があったの
である。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来の染色法によるカラーフィルターの
欠点を解決するためになされたものであり、信頼性の高
い液晶フルカラーディスプレイやカラー撮像管の実現に
貢献するものである。

〔実施例〕

第５図は本発明のカラーフィルターの断面図である。ガ
ラス基板１．染色層３．保護膜２は第１図と全く同じで
あり、最終の保護膜の上に無機薄膜７を形成した点だけ
が異なっている。無機薄膜は透明なものが必要とされる
。例えば、工ＴＯ（インジウムティンオキサイド）工ｎ
、Ｏ，，ＳｎＯ。

、５ｉｎ２　、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ，、Ａｔ２０３　等
が挙げられる。一つの例として工Ｔｏをスパッタ法で形
成したものについて、データを示す。ＩＴＯの膜厚は約
２００〜３００久の場合のデータを第６図に示す。第４
図と同じ染料についてのデータで実態が初期、破線が日
光下約９日間放置後のデータである。このように、分光
特性の変化が非常に少なくなる。例えば、ベースライン
の透過率の変化で言えば、ＩＴＯ付きのものは、ＩＴＯ
なしの従来例に比較して、約１／３４　の変化量となり
、耐光性が向上している。この理由としては、光がガラ
ス面から入射していることから考えて、・ニーＴｏ層に
よる光の吸収は考えにくい、従って、染料が光によって
分解される時に必要となる物質、例えば、酸素や水分の
侵入が無機薄膜によって防止されることが考えられる。

また、無機薄膜は２種類以上の物質を積層した薄膜でも
良い。たとえば、実施例としてあげた、ＩＴＯについて
であるが、耐光性の向上の効果をあげるために膜厚を厚
くすることが考えられるが、厚すぎると光の透過率が低
くなる。そこで、工ＴＯと他の透明薄膜、例えば５ｉｎ
２を積層すれば、光透過率をそこなわずに効果を上げる
ことができるのである。

第７．８図は本発明のカラーフィルターを用いた液晶フ
ルカラーディスプレイの構造例である。

第２図は、上基板に直接、本発明のカラーフィルターを
用い、下基板にはＴＦＴを形成した透明基板を組み合せ
たものであり、ＴＰＴ基板８９画素電極９．スペーサ１
０．液晶層１２からなっている。この場合の無機薄膜層
７は工ＴＯとし液晶ディスプレイの共通電極としての機
能も合わせもっている。

一方、第８（２）のディスプレイは上基板として、薄い
ガラス又はプラスチック基板１３を用い、ＴＦＴ基板と
組み合せた後に本発明のカラーフィルターを重ねた形式
の液晶フルカラーディスプレイであり、カラーフィルタ
ー中の不純物と液晶が反応したり、カラーフィルター側
の配向処理が安定にできるという利点がある。

以上、本発明を液晶フルカラーディスプレイ用のカラー
フィルターを中心に説明して来たが、カラー撮像管への
本発明の応用は容易である。

〔効　果〕

このように、本発明は耐光性の高いカラーフィル−ター
技術の確立に貢献し、信剌性の高いディスプレイや撮像
管の実現に大いに役立つのである。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・・・・従来例のカラーフィルターの断面１
第２［ス・・・・・・耐光性試験説明図第３図・・・・
・・耐光性試験に使った偏光板の分光特性第４図・・・・・・従来例のカラーフィルターの耐光試
験前後の分光特性ｆｌｉＸ　５１３・・・・・・本発明のカラーフィルタ
ーの１ｌＪｉ　ｉｉ：＋ｉ　１第６１図・・・・・・本
発明のカラーフィルタ、−の耐光試験前後の分光特性第７．８図・・・・・・本発明のカラーフィルターを用
いた液晶フルカラーディスプレイの実施例の断面図。１・・・・・・ガラス基板２・・・・・・保護膜３・・・・・・染色層４・・・・・・偏光板５・・・・・・試料台６・・・・・・光７・・・・・・無機薄膜層（工Ｔｏ膜）８・・・・・・
ＴＦＴ基板。９・・・・・・画素電極１０・・・スペーサ１１・・・共通電極膜１２・・・液晶層１６・・・薄板ガラス又はプラスチック基板以　上第２図二へｔ８−　八　と□４１・４鴫）第４図尺暴入ｃ／Ｈ−／Ｍ−）第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板上に有機染色層及び有機保護膜を重ねて
構成されるカラーフィルターに於いて、前記保護膜の上
に無機質の透明薄膜層を形成したことを特徴とするカラ
ーフィルター。
（２）　無機質の透明薄膜層として工Ｔｏ、工ｎ２ｏ。、５ｎ０２．５ｉ０２　、ＴｉＯ２、Ｔａ２０Ｂ、Ａｔ
２０３　を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のカラーフィルター。
（３）　無機の透明薄膜層として、２種類以上の物質を
積層したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
カラーフィルター。