JPS613120A - カラ−液晶表示用装置 - Google Patents

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】 本発明は、カラーフィルターをもつカラー液晶表示装置
に関するものである。更に詳細には、本発明は、カラー
フィルターの剥離、透明性電極膜、液晶の配向膜の形成
時におけるカラーフィルターの染料の減色、カラーフィ
ルターのクラック発生等が防止された、信頼性の高いそ
して色表示品質の高いカラー液晶表示装置に関するもの
である。

液晶を用いた簡便なカラー表示方式に、カラーフィルタ
ーを用いた方式がある。この方式は、光シヤツター用に
液晶セルを用い、セルを透過した光がカラーフィルター
を透過して着色光となるものである。この場合に用いら
れる液晶セルには、ダストホスト形（例えば黒色の色素
を用いる）液晶、ツイストネマティック（ＩＮ）液晶等
がある。

その構造として、例えは、先ず偏光フィルムがあり、次
に誘電異方性が正のネマティック液晶（Ｎｐ液晶）の１
゛Ｎ配列液晶セルがあわ、次にカラーフィルターがあり
、次に偏光フィルムが並んでいる。この１対の偏光フィ
ルムの偏光軸が平行力場台、透過光は、電界を印加しな
い時でしゃ断され、印加した時でカラーフィルターの色
を示す。

一対の偏光フィルムの偏光軸が垂直な場合、透過光は、
電界を印加しない時でカラーフィルターの色を示し、印
加した時でしゃ断される。

しかし、この方式だけでは一色の色表示しか出来す、こ
の方式を用いてフルカラー表示をするためには、１枚の
パネル内に３原色（赤、緑、青）のカラーフィルターを
細かく規則的に例えばストライプ状、ドツト状、モザイ
ク状などに配置し、そのカラーフィルターに対応した液
晶セルを用いて、３原色表示を独立に制御することが必
要である。液晶セルは光シヤツターとなる液晶セル力ら
なんでも良く、例えばツイストネマティック液晶セル、
ダスト・ホスト液晶セル等が用いられ、その液晶セルを
それぞれ独立に制御する回路としては、マトリックス型
の薄膜トランジスターや非線形素子等の薄膜素子例えば
ＨＩＭ（金属−絶縁物−金属）素子、ダイオード等があ
る。

カラーフィルターは、ポリビニルアルコールやゼラチン
等の水溶性有機樹脂層を形成し、その上に所定のフィル
ター配列になる様なノソターンに赤、緑、青の３原色の
染料で染色して作られる。また、二酸化チタン及び二酸
化ケイ素の薄膜を所定のフィルター・配列になる様なパ
ターンに赤、緑、青の３原色の染料で染色して作られる
。それ故、本発明の用途であるカラー液晶表示装置にカ
ラーフィルターを用いるためには、この３原色カラーフ
ィルターをガラス基板等の透明基板に接着させなければ
ならず、その密着性が問題になる。また、接着後のカラ
ーフィルターの上に透明電極膜（例えば酸化インジウム
、酸化すず等）と液晶の配向膜（ポリイミド膜、７ラン
カツプリング剤から成る膜等）を形成するだめの条件（
加熱等）によって、カラーフィルターの染料が減色した
り、カラーフイルメーＶＣノヲソグが生じる可の問題が
める。これらの問題を解決するために、無色透明性、耐
熱性、密着性、電気絶縁性が良い、カラーフィルター全
体を覆う保護膜が必要である。

その保護膜としては、アクリル樹脂等の透明有機樹脂や
二酸化ケイ素等の金属酸化物の使用が検討されてきた。

しかし、アクリル樹脂では、耐熱性が悪いことから、透
明電極膜、配向膜を形成する時の加熱条件下でアクリル
樹脂保護膜自体が劣化し、またカラーフィルターの染料
の減色やカラーフィルターにクラックが生じた。また、
二酸化ケイ素膜では、その形成時に高温を要し、そのた
めにカラーフィルターの染料の減色やカラーフィルター
にクラックが生じた。

本発明の目的は、上記欠点を除去したカラーフィルター
用保腹膜を提供することにある。その保護膜は、無色透
明であり、カラーフィルターとの密着性が良く、その保
護膜の上に透明電極膜（例えば酸化インジウム、酸化す
ず等）と液晶の配向膜（ポリイミド膜、シランカップリ
ング剤から成る膜等）を形成するための条件（加熱等）
に対して十分な耐久性（耐熱性）があり、かつ、その条
外下でカラーフィルターの染料が減色しタシ、カラーフ
ィルターにクラックが生じたり、することがない程度の
保護性能のあるものである。

本発明者は、前記保護膜を提供することを目的として鋭
意検討を重ねた結果、有機基を有するラダー型ポリシロ
キサンよりなる塗膜が前記要求を満足するカラーフィル
ター用の保護膜に彦ることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。

斯くして、本発明は、有機基を有するラダー型ぼりシロ
キサンによる保護膜が施されたカラーフィルターを用い
て成るカラー液晶表示用装置、特に、一般式 ％式％ （但し、Ｒ８−Ｒ４はアリール基、アルキル基、アルケ
ニル基、アルキニル基、或いはアルキル基又はハロゲン
基で置換された、アリール基、アルキル基、アルケニル
基又はアルキニル基であり、ｎは整数である。）で示さ
れる有機基を有するラダー型ポリシロキサンを有機溶剤
に溶解した溶液をカラーフィルター上に塗布したのち室
温又は加熱下で乾燥してカラーフィルター用の無色な透
明性の良いそして耐熱性の良い保護膜としたことを特徴
とするカラー液晶表示装置、を提供する。

本発明で用いる有機基を有するラダー型ポリシロキサン
の例としては、フェニルラダーｍ−ｆ＋Ｖ’ロキサ／、
トリルラダー型ポリシロキサン、クロロフェニルラダー
型ポリシロキサン、プロモフェ＝ルラダ−ｍｌシロキザ
ン、メチル・フェニルラダー型ポリシロキサン、イソブ
チル・フェニルラダー型ポリシロキサン、イソアミル・
フェニルラダーＷ、ｆＶＩＪシロキサン、ノルマルヘキ
シルフェニルラダー型ポリシロキサン、メチルラダー型
ポリシロキサン、ノルマルグチルラダー型ポリシロキサ
ン、ナフチルラダー型ポリシロキサ／、ソフェニルラダ
ー型ポリシロキサン等があるが、そのポリシロキサンの
末端はカゴ型でも水酸基型でもどちらでも良い。これら
の中でも特に、フェニルラダー型ポリシロキサンが好ま
しい。これらのポリシロキサンの重量平均分子量は、ポ
リスチレン換算でｌＸｌＯｓ−ｌＸｌ０’である。平餉
分子量がｌＸｌ０”以下では製膜性がなく、′また１×
１０６以上では溶剤に溶けにくくなる不都合を生じる。

本発明では、保護膜形成時に硬化触媒を用いても用いな
くても良い。触媒を用いた時は膜形成温度は低温（１５
０℃以下）で良く、用いない時は高温（１５０〜３５０
・℃）が必要となる。しかし、末端カゴ型ラダー型ポリ
シロキサンでその平均分子量が１０１〜１０６であるも
のは、触媒がなくても低温で膜形成が出来る。硬化触媒
としては、１．８−ソアザビシクロ［５，４，０：］−
７−ウンデセン、１，４−ソアザビシクロ（２，２，２
）オクタン、トリエチルアミン、エチレンジアミン・、
トリエタノールアミン、ブチルアミン、ジグチルアミン
、ヘキシルアミン等のアミン類：鉄、鉛、錫、アンチモ
ン、カドミウム、チタン、カルシウム、ビスマス、ジル
コニウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシ
ウム等の金属の有機カルボン酸塩；リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等の金属の水酸化物；ぺ／ツルトリメチル
アンモニウムハイドロオキサイド、テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイドの如き４級アンモニウム塩；
ツブチル錫ソアセテート、ツブチル錫ソオクテート、ツ
ブチル錫ジラウレート、ツブチル錫マレートの如き含金
属化合物：ｐ−トルエンスルホン酸、トリクロロ酢酸、
燐酸の如き酸性化合物などが例示される。その使用量は
、有機基を有するラダー型ポリシロキサンの重量を基準
として０、００１〜１０重量％で良く、これより少ない
時は硬化温度を１５０〜３５０℃と高温にしなければな
らず、これよシ多い時は塗膜が硬くなシすぎてクラック
が発生してしまう等の不都合が生じる。

また、塩基性硬化触媒を用いる時は硬化抑制剤として酢
酸の添加が有効であり、その量は触媒１重量部に対して
１〜１００重量部が良く、特に５〜５０重量部が好まし
い。

本発明で用いることの出来る塗布液用溶剤は、有機基を
有するラダー型ポリシロキサンヲ溶解する溶剤なら何ん
でも良く、アルコール系、エステル系、ケトン系、エー
テル系、芳香族系、ハロダン化炭化水素系、非水系極性
溶媒等が良い。例えば、エタノール、酢酸エチル、メチ
ルエチルケトン、イソプロピルエーテル、テトラハイド
ロフラン、ベンゼン、アニソール、フェネトール、クロ
ルベンゼン、Ｎ−メチルピロリドンなどが挙けられる。

溶液濃度は０．０１〜５０重量％が良く、好ましくはｏ
、　ｉ〜３０％である。その塗布液は刷は塗り法、回転
塗布法、スプレー法、印刷法、浸漬法等によシカラーフ
ィルターの上に塗られる。

本発明によって得られるカラーフィルター用の保護膜の
厚さは特に限定されないが、好ましくは０．５〜１０μ
ｍが良い。

本発明で使用出来る液晶セルは、ツイストネマティック
（ＴＮ）＠晶、ケ°スト・ホスト形液晶等であり、光ス
ィッチになる液晶セルであればどんな液晶セルでも良い
。そして、その液晶セルは、それぞれ独立に制御出来る
マトリックス型の薄膜トランゾスターや非線形素子等の
薄膜素子〔例えばＭＩＮ（金属−絶縁物−金属）素子、
ダイオード等〕を備えている。

また、その観察は、透過型、反射型いずれもが可能であ
る。

本発明のカラー液晶表示用装置は、極めて信頼性が高く
かっ色表示品質が高いので、カラー液晶テレビ、壁掛は
用カラー液晶テレビ、携帯用ラソオカセット付カラー液
晶テレビ等への応用、或いは、数字、カナ、アルファベ
ット、グラフ等の各種カラーディスプレイとしての使用
が期待される３次に１実施例及び比較例によって本発明
を具体的に説明する。各例中の％はすべて重量基準であ
る。

実施例１ 添付図面に示すように、透明基板（２）の外側に偏光フ
ィルム（１）を形成し、透明基板（２）の内面ＶＣ形成
された赤、緑、青の色偏光フィルム（ＲＸＧ、Ｂ・−・
−−−−）（１２）＋７）上Ｋ、１×１０５の重量平均
分子量の末端カゴ型の７エニルラダー型ポリシロキサン
をベンゼンに溶がした溶液を塗布し、これを常温下で乾
燥して、カラーフィルターの保護膜（３）とした。この
保護膜（３）は無色であル、透明性が良い。この保護膜
（３）の上に透明電極（４）を、更にその上に配向膜（
５）を被着した。またー、透明基板（９）の外側に偏光
フィルム（１０）を配置し、内側に透明電極（８）を、
その上に配向膜（７）を被着した。配向膜（５）及び（
７）は、互いにほぼ９０度異なる方向にラビング処理さ
れて、液晶分子を一定方向へ配向する配向特性が付与さ
れている。正の誘電異方性をもつネマティック液晶（６
）は、配向膜（５ン及び（７）の間に充たされ、配向膜
（５）及び（７）の規制力により、その分子の配列方向
が配向膜面で互いＫはぼ９０度兵役っているツイストネ
マティック（ＴＮ）配向している。偏光フィルム（１）
及び（１０）は、その偏光軸が平行であＬ、（１１）は
白色光源でアシ、このカラー液晶表示装置は透過型であ
る。図中のＯＮ、ＯＦＦは電界印加、無印加を表わして
おシ、印加部の透過光はＲ，Ｃ；ＸＢに対応して赤色光
、緑色光、青色光を示し、無印加部の透過光はしゃ断さ
れる。

本実施例のようにフェニルラダー型２リシロキサンをカ
ラーフィルターの保護膜（３）に使用した時は、その耐
熱性の良さのために１透明電極（４）及び配向膜（５）
を形成する時の加熱（３５０℃×２時間）からカラーフ
ィルターが保護され、カラーフィルターの染料の減色及
びカラーフィルターにクラックが生じることはなかった
。

また、その保護膜は、無色で透明性が良いことから、色
の表示品質が高かった。

実施例２ 実施例１と同じくカラー液晶表示装置を組み立てた。ｌ
Ｘｌ０’の重量平均分子量のフェニル・イソブチルラダ
ー型ポリシロキサン（Ｃ；Ｈｓ　：ｉｓｏ　−Ｃ４Ｈ，
＝　４　：　１　）のシクロヘキサン溶液から製膜し常
温乾燥して得た膜を、カラーフィルターの保護膜（３）
とした。この保護膜（３）は、その耐熱性の良さのため
に、透明電極（４）及び配向膜（５）を形成する時の加
熱からカラーフィルターを保護し、カラーフィルターの
染料の減色及びカラーフィルターにクラックが生じるこ
とはなかった。まだ、その保護膜は、無色で透明性が良
いことから、色の表示品質が高かった。

実施例３ 実施例１と同じくカラー液晶表示装置を組み立てた。５
Ｘ１０’の重量平均分子量の末端ＯＨ型のフェニルラダ
ー型ポリシロキサンと硬化触媒ＤＢＵ（ｌ、８−ソアザ
ビシクロー（５１４１ｏ）−７−ウンデセンＮ２％対ポ
リシロキサン）トのトルエン等の溶液から製膜し硬化さ
せて得だ膜を、カラーフィルターの保護Ｍ　（３）とし
た。この保護膜（３）は、その耐熱性の良さのために、
透明電極（４）及び配向膜（５）を形成する時の加熱か
らカラーフィルターを保護し、カラーフィルターの色素
の染料及びカラーフィルターにクランクが生じることは
なかった。また、その保護膜は、無色で透明性が良いこ
とから、色の表示品質が高かった。

比較例１ 実施例１と同じくカラー液晶表示装置を組み立てた。ア
クリル樹脂をカラーフィルターの保護膜（３）とした。

この保護膜（３）は、無色で透明性が良いことから、色
の表示品位は高かったが、耐熱性が悪いことから、透明
電極（４）及び配向膜（５）を形成する時の加熱条件下
（３５０℃×２時間）で保護膜（３）自体が劣化し、ま
たカラーフィルターの染料の減色及びカラーフィルター
にクラックが生じた。

比較例２ 実施例１と同じくカラー液晶表示装置を組み立てた。二
酸化ケイ素をカラーフィルターの保護膜（３）とした。

このもの自体は、耐熱性が良いが、カラーフィルターの
上にこれを形成する時に高温を要し、そのために、カラ
ーフィルターの染料の。

減色及びカラーフィルターにクランクが生じた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明のカラー液晶表示装置の断面図である
。 図において、２及び９は透明基板、１２は赤（７？）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルター、３は保護膜、
４及び８は透明電極膜（ＩＴＯ）、５及び７は配向膜（
ポリイミドなど）、６はＴＮ液晶、１及び１０は偏光軸
が平行な一対のフィルム、１１は白色光源である。 特許出願人　　大日本インキ化学工業株式会社図面のｎ
凹（内容に変更なし） ［＝＝工１工 学１補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 陥第１１５！ｊ年刊ｆ＋馳第ｘ２２１２１−Ｉ３２、発
明の名称 カラー液晶衣示用装置 ３、補正をする男 車用との関係　　特許出願人 住　ｎ「　　東京都板橋１％坂下３丁目３５番５８号４
、代　理　人〒１０７ カネ　　　　別紙の迫り （１）　　明細書第１８頁第１３行の「添付図面は」を
、「添付図面の第１図は」 と訂正する。 （２１図面の上部に、本書に添付の写に未配されている
通り、 「　第１図　」 の文字を加入する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カラーフィルターをもつカラー液晶表示装置におい
   て、そのカラーフィルター上にコーティングするカラー
   フィルターの保護膜として有機基を有するラダー型ポリ
   シロキサンを用いることを特徴とするカラー液晶表示用
   装置。 ２、有機基を有するラダー型ポリシロキサンが、一般式
   ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒ＿１〜Ｒ＿４はアリール基、アルキル基、ア
   ルケニル基、アルキニル基、或いは アルキル基又はハロゲン基で置換された、 アリール基、アルキル基、アルケニル基又 はアルキニル基であり、ｎは整数である。）の構造を有
   するポリアリールアルキルシルセスキオキサンであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー液晶
   表示用装置。