JPS614020A

JPS614020A - マルチカラ−液晶表示装置

Info

Publication number: JPS614020A
Application number: JP59126187A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takaochi; 高落　実; Kenichi Masaki; 正木　健一
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-01-09
Also published as: EP0186710B1; WO1986000424A1; DE3586742T2; EP0186710A1; US4776675A; EP0186710A4; DE3586742D1

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、マルチカラー液晶表示装置に関するものであ
る。より詳しくは、基板上に複数個配置された電極の上
又は下にカラーフィルターが設けられることによって構
成された画素が、駆動回路゛によって各画素に対応した
信号が印加されてマルチカラー表示を行うマルチカラー
液晶表示装置において、前記カラーフィルターを印刷法
によって形成してなるマルチカラー液晶表示装置に関す
るものである。

このようなマルチカラー液晶表示装置は、各種機器の周
辺端末表示、車載表示、電話機表示、テレビ画像表示等
に用いられるものである。

〔従来の技術・発明が解決しようとする問題点〕従来、
マルチカラー液晶表示装置において、カラーフィルター
を設ける方法としては、基板の内１　　　　カ。よ。よ
ッ、よ８．５うヶ、□工１７．。

ゼラチン層を染色してカラーフィルターとする方法が広
く知られている。しかし、この方法による場合には、ゼ
ラチン層の耐水性や耐熱性が弱いという問題があった。

また、多色のパターン化を行う為には、−色毎に防染用
のレジスト層をフォトリソグラフィー法で形成し、また
これを後から剥離しなければならず、このように工程が
多くなることに伴い製品が高価にならざるを得ないとい
う問題があった。

そこで、本発明者はカラーフィルターを印刷１法で形成
することを考えつき、前記問題点を解決するという観点
から次のような発明を完成ｊ〜、先に特許出願（特願昭
５８−μ９２８１号）した。即ち、この発明は、ガラス
基板上に、ポリアミ、り酸を主成分とし７これに適宜選
択された着色剤等を配合してなるインキによる印刷１層
が形成されたことを特徴とする液晶表示装置用カラーフ
ィルターである。

しかし、その後の継続的な研究を通し）で、この方法に
よる場合には、次のような欠点があることが分かった。

即ち、カラーフィルターを形成する為の印刷の膜厚の均
一性・寸法精度の問題等があり、表示品質的にいって前
記従来法によると同等以」−のものを製造することが困
難であることが分かった。つまり、印刷法による場合に
は、全カラーフィルターとしてとらえるとき、膜厚の大
なる所と小なる所との段差（以下単に“段差”という）
が生じる。そして、この段差が大きい場合には、ラビン
グと呼ばれる配向処理が基板全面にわたり均一には行え
ないので、表示晶質に著しい悪影響を及ぼすのである。

また、カラーフィルターの上に透明導電膜を設けるタイ
プの液晶表示装置においては、前記段差の為に導通不良
や導通不足の原因となる。仮に、導通が確保された場合
においても、高精度パターンを形成する際には、その後
の透明導電膜のパターニングの際のマスク合わせにおい
て問題が多かった。この問題を改善する為に、表面にオ
ーバコート層を設けることにより、前記段差の平滑性を
向上させることも考えられるが、技術的に困難なもので
あり、コストが安いという印刷法のメリットを低減させ
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者は更に連綿研究を重ねた結果、印刷法
によりカラーフィルターを形成した場合にはその形状が
半球状乃至台形状又はこれに頻偵の形状となるとの点に
着目し、かかる点に基づき本発明を完成したのである。

即ち、本発明に係るマルチカラー液晶表示装置は、電極
の上又は下に設けられるカラーフィルターを、下記〔Ｉ
〕式で示される印刷パラメーターα値が２０１Ｎ上であ
り且つ隣接するカラーフィルターとの重複が一〜〜（α
＋３０）μの範囲となるように印刷法によって形成した
ことを特徴とするものである。

〔但し、式中Ｔはカラーフィルターの最高膜厚を示し、
θはカラーフィルター表面の−の膜厚となる位置及びカ
ラーフィルターのエツジ表基板との交点を結ぶ直線が基
板となす接触内角を示す。〕以下に、本発明の詳細な説明する。

図面は、いずれも本発明に係るマルチカラー液晶表示装
置の一実施例を示し、第１図は一個の画素部の拡大説明
図、第２図は複数個の画素部が隣接する状態を示す拡大
説明図、第３図は要部断面図を示す。図中、１はカラー
フィルターを示し、ＩＲは赤色カラーフィルター、ＩＧ
は緑色カラーフィルター、１Ｂは青色カラーフィルター
を示す。

２は電極、３は配向膜、４はガラス基板、５は偏光板、
６はバックライト、７は液晶を示す。

本発明において、印刷パラメーターα値を２０以上とし
た理由は次の通りである。α値が２０よりも少ない場合
には、前記接触内角θが大きくなり、必然的に段差が大
きくなる。この段差の平滑化を計る為に隣接するカラー
フィルターと重複させる方法を採った場合には、極端に
許容範囲が狭くなって印刷の精度にそぐわないものとな
る。従って、このような事は理論的には可能であっても
実際には製造不可能である。例えば、α値が１０の場合
、配向不良を起こさず表示品質の良いマル−チカラー液
晶表示装置を得る為には、隣接するカラーフィルターと
の重複を５〜１０μの範囲に収める必要がある。しかし
、現在の印刷技術ではその重複の誤差を５μ以内に収め
ることは不可能である。

次に、隣接するカラーフィルターとの重複を□μ以上に
限定したのは、次の理由による。

これよりも少ない場合には、平滑性が劣る為に十分な配
向処理が出来ず、非画素部におけるバンクライト（白色
光）の洩れの原因となるからである。

−７１以上とすることによって、段差を膜厚Ｔの□以下
とすることが出来、しかもカラーフイルターのエツジ近
傍の角度の急な部分を無くすことが出来る為に、段差が
滑らかとなり配向不良が大幅に残少する。才た、透明導
電膜をカラーフィルター」−に設ける場合も導通不良が
なく、パタα −ン化が容易となる。好ましくは、さらに□μ以上とす
ることにより、前記段差による配向不良を無くすことが
出来る。

一方、（α＋３０）μ以下に限定したのは、次の理由に
よる。画素部での配向不良を防ぐには、非画素部より画
素部での膜厚を厚くする必要があるが、隣接するカラー
フィルターとの重複を前記範囲に止めることによりその
目的を概ね達成出来るからである。仮に、非画素部の膜
厚が画素部の膜厚よりも厚くなることがあるとしても、
前記範囲内に止まる以上は非常にわずかな幅に押さえら
れるので、実際的な問題はない。その理由を詳細に説明
する。α値を前記の通り２０以上とすることにより、印
刷インキは比較的低粘度のものを選択する必要が生じ、
印刷後のインキの形は必然的になだらかなものとなる（
第１図参照）。従って、インキのエツジより　（α＋３
０）μの位置でも最高膜厚Ｔ（μ）よりは低い位置とな
り、傾斜の小さななだらかな部分となる。実際の印刷物
を測定すると膜厚で平均０．８　Ｔ〜０．９７　（μ）
となる。

さらに好ましくは、重複部分を（α＋１０）μ以下とす
ることにより、平滑化をさらに進めることが出来る。

尚、電極間の幅をａμとしたときには、前記αが２０〜
２ａであることが必要である。αが２Ｂ合は隣接する画
素へカラーフィルターが最小でも（α＋１５）＋＋ｚは
み出し、２色のカラーフィルターが重複して暗くなる。

画素サイズが大きく２色のカラーフィルターの重複した
部分の面積が全画素面積の一割以下であれば視覚的には
問題はないが、やはり好ましくは隣接する画素へのはみ
出し装置の場合、ａは５０μ以下であり、許容範囲が狭
く印刷での製造上の問題が大きい。従って、αが２ａ以
上となると事実上製造が不可能となる。

本発明において、印刷方法については特定されるごとは
ない。シルクスクリーン印刷、凸版印刷、グラビア印刷
、グラビアオフセット印刷等適宜に選択して適用される
。尤も、前記の要件を満足する為には、それぞれの印刷
方法に基づいてインキの粘度が考慮されなければならな
い。例えば、シルクスクリーン印刷法の場合はＬＯＯＯ
〜５０，０ｎ（１ｃｐｓ、凸版印刷法の場合は５０〜１
０，０００Ｃｐｓ、グラビア印刷法の場合は１０〜５．
０００　ｃ　ｐ　ｓ、グラビアオフセット印判法の場合
は１０〜５，０００　ｃ　ｐ　ｓとするのが望ましい。

使用する印刷インキとしては、ポリイミド系樹脂、アク
リル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ
スルホン系樹脂、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂の中
から選ばれる少なくとも一種以上の樹脂に着色剤を混合
又は溶解させたものを主成分とするものを挙げることが
出来る。

前出ポリアミック酸をバインダーとして用いれば、耐熱
性や印刷適性を向上させることができる。また、着色剤
としては、適宜染・顔料から選択使用すればよい。染料
としては、油溶性染料が好適であり、例えばカヤセット
系列（日本化薬社製）。

−オイルカラー系列（オリエント化学社？！り、オレオ
ゾール系列（住友化学社製）等を挙げることができる。

また、顔料の場合は、粒径の小さな透明性に優れたもの
を使用するとよい。

本発明に係るマルチカラー液晶表示装置は、ガラス基板
又はフィルム基板を用いた通常のマトリクス基板だけで
なく、スイッチングトランジスターを作り込んだシリコ
ン基板、ＳＯＳ基板或いは薄膜トランジスターを形成し
たガラス基板等のアクティブマトリクス基板の場合にも
適用することが出来る。

〔効果〕

本発明は以」二の構成よりなるから、次のような効果を
得ることが出来る。即ち、印刷法によっているから、簡
単旧つ安価にカラーフィルターを形成することが出来る
。しかも重要なことは、カラーフィルターを形成するに
印刷条件を特定しているから、表面が平滑化され、従っ
て表示品質が向−ｌニするという効果を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、いずれも本発明に係るマルチカラー液晶表示ｔ
ｊ　Ｒの一実施例を示し、第１図は一個の画素部の拡大
説明図、第２図は複数個の画素部が隣接する状態を示す
拡大説明図、第３図は要部断面図を示す。図中、１はカラーフィルターを示し、］　Ｒ４；ｉ赤色
カラーフィルター、ＩＧは緑色カラーフィルター、’Ｉ
Ｂは青色カラーフィルターを示す。２は電極、３は配向
欣、４はガラス基板、５６Ｊ偏光板、６はバックライト
、７は液晶を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極の上又は下に設けられるカラーフィルターを
、下記〔 I 〕式で示される印刷パラメーターα値が２
０以上であり且つ隣接するカラーフィルターとの重複が
α／３〜（α＋３０）μの範囲となるように印刷法によ
って形成したことを特徴とするマルチカラー液晶表示装
置。 α＝Ｔ（μ）／ｔａｎθ・・・〔 I 〕〔但し、式中Ｔはカラーフィルターの最高膜厚を示し、
θはカラーフィルター表面のＴ／２の膜厚となる位置及
びカラーフィルターのエッジと基板との交点を結ぶ直線
が基板となす接触内角を示す。〕
（２）電極間の幅をａμとしたとき、前記αが２０〜２
ａである特許請求の範囲第１項に記載のマルチカラー液
晶表示装置。
（３）印刷インキが、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエステル系樹脂
、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリスルホン
系樹脂、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂の中から選ば
れる少なくとも一種以上の樹脂に着色剤を混合又は溶解
させたものを主成分とする特許請求の範囲第１項に記載
のマルチカラー液晶表示装置。
（４）印刷法がシルクスクリーン印刷法であり、インキ
粘度が１，０００〜５０，０００ｃｐｓである特許請求
の範囲第１項に記載のマルチカラー液晶表示装置。
（５）印刷法が凸版印刷法であり、インキ粘度が５０〜
１０，０００ｃｐｓである特許請求の範囲第１項に記載
のマルチカラー液晶表示装置。
（６）印刷法がグラビア印刷法であり、インキ粘度が１
０〜５，０００ｃｐｓである特許請求の範囲第１項に記
載のマルチカラー液晶表示装置。
（７）印刷法がグラビアオフセット印刷法であり、イン
キ粘度が１０〜５，０００ｃｐｓである特許請求の範囲
第１項に記載のマルチカラー液晶表示装置。