JPS60133427A - カラ−液晶表示装置のカラ−フイルタ層の形成方法 - Google Patents

カラ−液晶表示装置のカラ−フイルタ層の形成方法

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JPS60133427A
JPS60133427A JP58242665A JP24266583A JPS60133427A JP S60133427 A JPS60133427 A JP S60133427A JP 58242665 A JP58242665 A JP 58242665A JP 24266583 A JP24266583 A JP 24266583A JP S60133427 A JPS60133427 A JP S60133427A
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JP
Japan
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color
color filter
liquid crystal
filter layer
pattern
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JP58242665A
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Toshiaki Takamatsu
敏明 高松
Fumiaki Funada
船田 文明
Masataka Matsuura
松浦 昌孝
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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

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  • Nonlinear Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、カラー液晶表示装置に、より詳細には、その
カラーフィルタ層の形成方法に関する。
(従来技術) 液晶を用いたカラー表示装置として、種々の方式が提案
されている。その中で、液晶セルの内面にカラーフィル
タ層を形成したカラー液晶装置は、比較的に簡単な液晶
セル構造を有し、かつ、ガラス厚に起因する表示のずれ
がほとんどないので良好な表面品質を示すという特徴を
有する。
この種のカラー液晶表示装置のセル構造を、第1図を用
いて図式的に説明する。2枚のガラス基板1,2の間に
、液晶層3を形成する。ガラス基板1の液晶に接する側
には、赤・緑・青の3色をそれぞれ透過するカラーフィ
ルタ層4,5.6を形成し、その上を透明な共通電極7
で、そして、さらにその上を液晶分子配向膜8で被覆す
る。もう一方のガラス基板2の液晶に接する側には、上
記のカラーフィルタ層4,5.6に対応した電極9.1
0.11を形成し、その上を液晶分子配向膜12で被覆
する。共通電極7と電極11との間に、スイッチ13を
介して、電源14を接続する。
同様に、共通電極2と電極9.10との間にも、図示し
ないが、電i1i!14を接続する。ガラス基板1.2
の外側に、それぞれ、偏光方向15を有する偏光板16
.17を配置する。
カラー表示は、次のように行なう。液晶分子配向膜8,
12に施した配向処理により、液晶層3内の液晶分子1
8,18.・・・は、領域Aに示すように、その軸をガ
ラス基板1,2に平行にして、かつ、垂直方向に90°
ねじれて配向している。
このため、偏光板16の外側に設けた光源19カ・らの
光は、偏光板17の外側にいる観測者20には、見えな
い。一方、スイッチ13を閉しると、共通電極7と電極
11との間に生じた電界により、液晶分子18,18.
・・・は、領域Bのように、ガラス基板1.2に垂直に
配向し、光源19がらの光は、青色のカラーフィルタ層
6を通り、偏光板17から出ていく。観測者2Oは、こ
の光を見る。
カラーフィルタ形成の具体的な方法として、1つにはカ
ラーインクをスクリーン印刷法などにより印刷する方法
(たとえば、特開昭58−46326号公報参照)があ
る。もう1つの開示例として、感光性を有するグリユー
などの水溶性高分子膜を、ホトリソグラフィしより、選
択的に所定のパターンに染色するという方法がある(T
、ウチダ、1982年10月19日〜21日1こアメリ
カ合衆国ニューンヤージー州チェリーヒルで開催された
国際表示研究会議(International Di
splayResearch Co++ference
)の報告書1166ページ)。
さらに、有機顔料を所定のパターンに蒸着する方法があ
る(T、ウチグ、1983年10月3日〜5日に神戸で
開催された第3回国際表示研究会議1983日本(TI
+e Tl+ird InternationalDi
sl市y Re5earch Conference 
1983 J A P A N )の報告書、202ペ
−ノ)。
第1のスクリーン印刷・オフセット印刷などの印刷)j
法では、印刷で形成するため、工程が簡単であり、かつ
、価格的に有利であるが、反面、印刷精度の点から問題
があり、カラー液晶表示装置に要求されている非常に微
細なパターン(100μio程度までのドツトのピンチ
)に対し、この方法を適用することは無理である。また
、第2のグリユーなどの水溶性高分子膜を酸性染料など
で染色する方法、あるいは、第3の有機顔料で蒸着によ
り形成する方法では、ホトレジストでマスキングし、選
択的に染色あるいは形成する必要があり、赤・緑・青の
3色からなるカラーフィルタでは、上記の工程を3回通
す必要がある。これらの方式では、微細なパターンから
なるカラーフィルタを作製することが可能であるが、反
面、作製のコストが高い。
(発明の目的) 本発明の目的は、3色の微細なパターンからなるカラー
フィルタ層を安価に作製する方法を提供することである
(発明の構成) カラーフィルタ層を形成した基板を含む液晶セルからな
る液晶表示装置のカラーフィルタ層の形成方法において
、マスターカラーフィルタを、3原色のパターンを多層
感光乳剤層を有する乾板上に露光現像処理して作製し、
次に、カラーフィルタ層を形成した基板を、多層感光乳
剤層を有する乾板上に上記のマスターカラーフィルタを
露光現像処理して作製することを特徴とする。
(実施例) 液晶カラー表示の画素のパターン(たとえば、赤・緑・
青の3色の微小な円形のドツトを互に正三角形になるよ
うに構成した規則正しい配列)のカラーフィルタ層を表
面に形成したガラス基板を、以下に説明するように、ホ
トプロセスを用いて作製する。
まず、液晶カラー表示の画素のパターンを、ホトリソグ
ラフィを用いて転写し、原カラーフィルタとする。はじ
めに、赤・緑・青の細かいドツトからなる画素のパター
ンのマスクの原画を、拡大して描く。一方、ガラス基板
に、表面にカゼイン・グリユー・ゼラチンなどの水溶性
高分子膜を塗布した後、その上にホトレジストを塗布す
る。上記のマスクを赤色光で露光し、そして、露光部分
を開口し、この開口部を赤の酸性染料で染色し、最後に
、ホトレジストを剥離する。こうして、赤のドツトのパ
ターンが、ガラス基板上に形成される。引き続き、同様
に、緑と青のドツトのパターンを、それぞれ、緑と青の
酸性染料を用いて同じガラス基板の上に染色する。赤・
緑・青の染料としては、下記の染料が主に使われる。赤
染料:カヤノールミーリングレッドGRA(日本化薬)
、アミニルレッドE−2BL(住友化学)、アシッドレ
ッド50(保土谷化学)。緑染料:アミニルグリーンE
−GL(住友化学)、スミノールエローMR(住友化学
)とブリリアントブルー(ヘキスト)、アシッドグリー
ン25h/c(保土谷化学)。青染料:アルゼンメチレ
ンブル−BHconc、 (保土谷化学)、カヤクリル
ブルーGSL−ED(日本化薬)、カヤノールサイアニ
ール6B(日本化薬)、アシッドブルー25(保土谷化
学)。
次に、ガラス基板上にカラーフィルタ層を形成する際に
用いるマスターカラーフィルタを、第2図に図式的に示
すように、上記の原カラーフィルタのパターンのカラー
ネガ像をカラーネガ乾板上に露光して、作成する。なお
、参考のために、」下記のパターンが黒色部分と白色部
分とをも有する場合を示す。たとえば、3色の画素のま
わりを黒色の不透明部分でおおう場合なども、本実施例
を適用できる。
カラーネガ乾板の構造は、第2図(a)に示すように、
ガラス基板21上に、減色法の3原色のシアン・マゼン
タ・黄に発色させる赤感乳剤層22・緑感乳剤層23・
青感乳剤層24が順次塗布されてなる。なお、赤感乳剤
層22と緑感乳剤層23とにまで、青色光を透過しない
ように、黄色フィルタ層25を、青感乳剤層24の下に
設ける。有色カプラが、各乳剤層に色素像を形成するた
めに混入されている。赤感乳剤層22に混入するシアン
カプラとしては、1−す7ト一ル誘導体が用いられ、緑
感乳剤層23に混入するマゼンタカプラとしては、環状
メチレン型のピラゾロン誘導体が用いられ、青感乳剤層
24に混入する黄色カプラとしては、ベンゾイルアセト
アニリドとその誘導体か用いられる。
このカラーネガ乾板を用いて、上記の原カラーフィルタ
のパターン26を露光する。第2図(、)に示すように
、この被写体(パターン26)に対応して、各乳剤層の
ハツチングを施した部分が感光する。この露光ずみのカ
ラーネガ乾板を、CD−111−CD−1V(ともにコ
ダック社製)などの発色現像主薬を用いて現像すると、
各乳剤層中のハロケア化銀27 + 271・・・(△
)が露光量に応して還元されて銀粒子28.28.・ベ
ム)となる!同時に、発色現像主薬が酸化され、そして
、この発色現像主薬の酸化生成物と上記の有色カプラと
のカップリング反応により、各乳剤層22,23.24
中に、それぞれ、シアン、マゼンタ、黄色の色素が形r
&され、発色する。すなわち、この発色現像処理により
、f52図(a)に示すように、青感乳剤層24には、
黄色ネガ像と銀ネガ像とが、緑感乳剤層23には、マゼ
ンタネガ像と銀ネガ像とが、赤感乳剤層22には、シア
ンネガ像と銀ネガ像とが、形成される。
次に、銀を各乳剤層から除去する。まず、第2図(b)
に示すように、漂白液を用いて、銀粒子28゜28、・
・・をハロゲン化銀27,27.・・・に変える。
ン亜白筋ト1グ1.) ロバT^−納61J↓1 11
内化カリとか、主に用いられる。この漂白処理の後に、
チオ硫酸アンモニウムや千オ硫酸ナトリウムによって、
各乳剤層中のハロケア化銀2712L・・・を、無色透
明の水溶性千オ硫酸銀イオンに変え、各乳剤層から除去
する。この定着処理により、第2図(c)に示すように
、各乳剤層に、黄色ネガ像Yとマゼンタネガ像Mとシア
ンネガ像Cとが、定着し、こうして、被写体の補色のパ
ターン29が、明暗を反転して基板21の上に形成され
る。こうして、マスターカラーフィルタが、作製される
最後に、第3図に示すように、このマスターカラーフィ
ルタを用いて、カラーポジ乾板上に補色のパターン29
のネガ・ポジ反転を行ない、カラー液晶表示装置の赤・
録・青の3色のカラーフィルタ層を形成する。カラーポ
ジ乾板は、ガラス基板31の上に、第3図(、)に示す
ように、青感乳剤層32・緑感乳剤層33・赤感乳剤層
34を、上記のカラーネガ乾板の場合とは逆の順序で、
塗布してなる。そして、上記のカラーネガ乾板の場/+
に目種の宥和カプラー)It、イ「去イωを■a青十Z
、 ?、jめに混入されている。なお、カラーポジ乾板
の場合には、黄色フィルタ層は、設けられていない。こ
のカラーポジ原板を用いて、補色のパターン21ノを露
光し、発色現像を行なうと、第3図(a)に示すように
、赤感乳剤層34には、シアンポジ像Cと銀ネガ像とが
、緑感乳剤層33には、マゼンタポジ像Mと銀ネガ像と
が、青感乳剤層32には、黄色ポジ像Yと銀ネガ像とが
、形成される。次に、第3図(b)に示すように、漂白
処理により、銀粒子をハロゲン化銀に変える。最後に、
第3図(c)に示すように、定着処理で、ハロゲン化銀
を溶解し、除去する。その後、水洗し、乾燥さぜると、
3色のカラーフィルタ層が、ガラス基板31上に形成さ
れる。このカラーフィルタ層を透過する光の色のパター
ンは、はじめの原カラーフィルタのパターン26と同じ
である。
以上のマスターカラーフィルタを用いたカラーフィルタ
層の形成に際しては、同時に、多数のカラーポジ乾板を
配置することにより、カラーフィルタ層を形成した基板
を大量に生産できる。
次に、カラーフィルタ層の上を、インジウム錫酸化物(
ITO)で被覆し、共通電極とする。カラーフィルタ層
の耐熱性は、ゼラチンを含んでいるので劣っている。こ
のため、このITO層の形成には、イオンブレーティン
グまたは低温スパッタリングを用い、ガラス基板31を
100〜150°Cに加熱して行なう。この方法で、カ
ラーフィルタ層の変色や退色が起らないことを確認して
いる。
次に、シリカまたはポリイミドなどの有機高分子の膜で
、ITO層を被覆し、ラビング処理を行ない、液晶分子
配向膜とする。こうして、カラーフィルタ層を形成した
基板は、カラー液晶表示装置の製作に用いられる。
なお、多層乳剤方式感光利料からのマスターカラーフィ
ルタやカラーフィルタ層を形成した基板の作製は、以上
では、発色現像法を用いたが、銀色素漂白法などを用い
て、カラーポジ像のマスターカラーフィルタからカラー
フィルタ層を形成してもよい。
液晶セルを構成するもう1枚の基板には、カラーフィル
タと同様のパターンを有する電極を、蒸着などの周知の
手段で形成し、配線し、さらに液晶分子配向膜で被覆す
る。液晶セルは、上記の2種類の基板を貼り合せ、液晶
を注入して作製される。
(発明の効果) 本発明により、1枚のマスターカラーフィルタを用いて
、1回の露光現像処理を行なうだけで、非常に精度の高
いパターンを有するカラーフィルタ層を形成した基板を
、大量に、がっ、非常に安い価格で、作製でとる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、カラー液晶表示装置のセル構造の図式的な断
面図である。 第2図(a)、(lJ)、(c)は、マスターカラーフ
ィルタの作製工程を順次に示す各工程説明図である。 第3図(a)、 (t)、(c)は、カラーフィルタ層
を形成した基板の作製工程を順次に示す各工程説明図で
ある。 第2図 (a) イト 色 現 イ象 第】邑 (20 7 ・ β象 ・ 臼 26 白 マゼ・ 〉 ン 29 手続補正書(自発) 特許庁 長官 殿 1事件の表示 昭和58年特許願第 242665 号2発明の名称 カラー液晶表示装置のカラーフィルタ層の形成方法3補
正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 人販府大阪市阿倍■I区長池町22番22号名称
 (504) シャープ株式会社 代表者 佐 伯 旭 4代理人 6補正の対象 7、補正の内容 明細書中、次の個所を訂正しよす。 A1発明の詳細な説明の(岡 (1)第2頁第6行目 1−表面晶質」とあるを、 [表示品質]と訂正します。 (2)第2頁第17行目 「電極11」とあるを、 1表示電極11」と訂正します。 (3)第2@第19行目 「共通電極2と電極」とあるを、 「共通電極7と表示電極」と訂正します。 (4)第4頁第2行目〜第12行目 r(T、1ンチグ・・・202ペー′))。」とあるを
、r(T、Ucbida、 ] 982年10 Jl 
1.9日〜21日にアメリカ合衆国ニューシャーシー州
チェリーヒルで開催された国際表示研究会議(InLe
rnaLionalDisplay Re5earch
 Conference)の報告書!166ページ)。 さらに、有機顔料を所定のパターンに蒸着する方法があ
る(M、5u8aLa、1983年1O月3日〜5日に
神戸で開催された第3回国際表示研究会議(The T
b1rd International Displa
yResearch Conrerence 1983
 JAPANDISPLAY)の報告書、210ページ
)。」と訂正します。 (5)第6頁第3行目〜第7頁第2行目「液晶カラー表
示の・・・染色する。」とあるを、「液晶カラー表示の
画素のパターンのカラーフィルタ層を表面に形成したガ
ラス基板(原カラーフィルタ)を、以下に説明するよう
に、ホトプロセスを用いて作製する。 まず、ガラス基板に、表面にカゼイン・グリユー・ゼラ
チンなどの水溶性高分子膜を塗布した後、その]二にホ
トレノストを塗布する。上記のパターンのマスクを紫外
光で露光し、そして、露光部分を開口しこの開口部を赤
の酸性染料で染色し、最後に、ホトレノストを剥離する
。こうして、赤のドツトのパターンか、ガラス基板上に
形成される。引き続き、同様に、緑と青のドツトのパタ
ーンを、それぞれ、緑と青の酸性染料を用いて同しガラ
ス基板の上に染色する。」と訂正します。 (6)第11頁第6行目〜第8行目 [銀ネガ」とあるを、 1゛銀ポジ」と訂正します。 (7)第12頁第2行目〜第4行目 「カラーフィルタ・・・劣っている。]とあるを、「カ
ラーフィルタとしてゼラチンから成るカラーフィルタを
使用しこいることからフィルタ自身の耐熱性は劣ってい
る。」と訂正します。 (8)第12頁第14行目〜第19行目1−なお、・・
化でもよい。」とあるを削除しよす。 (9)第13頁第1行目〜第2行目 [と同様の・・・配線し、]とあるを、l−とのパター
ンと月応し、表示電極9.H)、11を周知の手段で、
 M5成し、」と訂正します。 以 」二

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カラーフィルタ層を形成した基板を含む液晶セル
    からなる液晶表示装置のカラーフィルタ層の形成方法に
    おいて、 マスターカラーフィルタを、三原色の画素のパターンを
    多層感光乳剤層を有する乾板上に露光現像処理して作製
    し、次に、カラーフィルタ層を形成した基板を、多層感
    光乳剤層を有する乾板上に上記のマスターカラーフィル
    タを露光現像処理して作製することを特徴とするカラー
    液晶表示装置のカラーフィルタ層の形成方法。
JP58242665A 1983-12-21 1983-12-21 カラ−液晶表示装置のカラ−フイルタ層の形成方法 Pending JPS60133427A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995000878A1 (en) * 1993-06-22 1995-01-05 Honeywell Inc. Color filter display

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5435752A (en) * 1977-08-25 1979-03-16 Fuji Photo Film Co Ltd Production of stripe filters

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