JPS62269928A

JPS62269928A - カラ−フイルタ−

Info

Publication number: JPS62269928A
Application number: JP61114032A
Authority: JP
Inventors: Akio Haneda; 昭夫羽田; Hitoshi Fujino; 仁藤野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1987-11-24

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、コントラストに優れる液晶表示装置に用いる
カラーフィルターの構造に関わり、特にカラーフィルタ
ーの分光透過特性に応じて液晶層の厚みを変化させるた
めカラーフィルターの厚内を各色につき所定の厚さに設
定した液晶表示装置用のカラーフィルター忙関する。

（従来の技術とその問題点）ツイストネマチック型（ＴＮ型）液晶を用いる表示装置
は、カラーフィルターをマトリクス状、ドツト状に表示
面に設けて、カラー表示を行なうことが行なわれている
。しかるに、ＴＮ型液晶表示装置は、コントラスト比（
明暗比）を考えた時、透過光の波長と液晶層の厚さに依
存して変化するという現象があり、もっとも良好なコン
トラスト比を得るために、カラーフィルター層の厚さを
色毎に変化させ、これにより液晶層を高いコントラスト
比を示す厚さに設定することが、特開昭６゜−１５９８
２３号公報に提案されている。

このような液晶表示装置にあっては、カラーフィルター
層の上に液晶、堅動用の透明電極を設げること、および
明暗比を上げ、かつ対向電極測知スイッチング素子とし
て設けられた薄膜トランンノタを隠蔽するために各色の
フィルター１層の間に黒色の光吸収層を設げることが好
ましい。

黒色の光吸収層をフィルター層の間に介在させろ方式と
しては、第２図に示すように、透−四基板ｑｌＪ上に設
けた金属クロムや酸化クロム等の蒸着膜をフォトエツチ
ング法にてパターン化した黒色層（１３）を光吸収層と
し１次いで各色のフィルター層（１２１を形成する方式
がある。

しかし、液晶表示装置が大面積表示（例えばｉｏｃｍ角
以上の表示面）となると、蒸着膜の全面形成→パターン
化という工程が繁雑であり、大量生産向きでもないので
コストがかかるという欠点があり、そのうえ光吸収層（
１３１が、フィルター層（１２１に比べて薄すぎるので
１段差が大きく、この面上に形成すべき画素電険（透明
電極〕が断線すると（・う欠点もあった。

また、光吸収層をカラーフィルター層と同様に染色した
有機樹脂層とした場合は、欠点として、光吸収率（色濃
度）の不足およびフィルター層との位置合わせで高い精
度が達成しに（いということがある。このような染色樹
脂型の光吸収層は、第５図に示すように、フィルター層
（２２との位置合わせが狂うと、突出部（２４）やギャ
ップ（２５）が生じ、この上面に形成される画素層＠（
透明電極）が断線した″す、対向電極と短絡する原因と
なる。

（発明の目的）本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、ひ
とつには、カラーフィルターの表面をできるかぎり平担
化して急峻な段差を生じないカラーフィルターとするこ
と、次には、光吸収層として遮光性（色濃度）の高いも
のを実現すること、さらには光吸収層とカラーフィルタ
ー層との位置合わせも容易に行なえて段切れや重なりに
よる突出部も生じないものを提供するにある。

（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明は、透明基板上に染料により染色した
有機樹脂フィルター層を、必要色数につき所定の厚さと
所望のパターン状に設けてなり。

かつ該フィルター層が各個に独立するよう各フィルター
層間に間隙を有してなり、該間隙に前記の各フィルター
層のいずれよりも厚い黒色に染色した有機樹脂の光吸収
層を形成し、該光吸収層の上方端部が隣接するフィルタ
ー層の周辺端部にオーバーラツプして見・ることを特徴
とする液晶表示装置用カラーフィルターである。

（作用）本発明にあっては、光吸収層を厚くすることで色濃度を
向上することができ、また、光吸収層の端部な隣接する
カラーフィルター層の周辺端部にオーバーラツプさせろ
ことにより、光吸収層の位置が正しい位置から多少ずれ
たりしても、段切れや突出部が起こらない形態となって
いる。また。

このオーバーラツプ部は、各色のフィルター層で厚さが
異なるので表面が凹凸となりがちなところを均らす動き
もあり、カラーフィルターの表面平担化に役立つ。

（発明の実施例）本発明の一実施態様を示す第１図に基いて、さらに詳１
皿に説明する。

第１図において、透明基板（１）上に、赤フイルタ−、
ｒ畜（２１１，）、緑フィルター層（２Ｇ）　、青フィ
ルター層（２Ｂ）を、それぞれ各個に独立するように設
げ、その間隙に光吸収層（３）を設ける。光吸収層（３
）は、各フィルター層（２）のどれよりも厚く設定し、
それだけに濃度が高く光吸収性に優れる。各フィルター
層（２）および光吸収層（３）は、ゼラチン、低分子量
ゼラチン、グリユー、カゼイン等の染色性に優れる有機
樹脂を写真製版技術を用いて所望のレリーフ像とし、こ
れを染料にて染色することで作成されろ。

光吸収層（３）は、フィルター層（２）が形成された後
。

その間隙に設けられるが、必ず間隙の幅より若干幅広に
設けられ、したがって光吸収層（３）の上方端部が、隣
接するフィルター層（２）の周辺端部にオーバーラツプ
する形態となる。

フィルター層（２）および光吸収層（３）の上面にトッ
プコート層（４）を薄（コートし、画素電極（５）とし
てインジウム−錫の酸化物（’Ｅ　Ｔ　Ｏ）のような透
明導電膜を形成する。液晶居（６）を挟んで薄膜トラン
ジスタ（７）をスイッチング素子とする対向電極（８）
が対向基板（９）Ｋ備えつけられろ。画素電唖（５）お
よび対向電極（８）の上には省略させているが、液晶を
配向させるための配向層がある。赤、緑、青の各フィル
ター層に対応して、液晶層（６）の最もふ。されしい距
離ｄＲ，ｄＧ、　ｄＢが設定されている。

次に各フィルター層および光吸収層の材料、および染色
条件の一例を述べる。

各フィルター層および光吸収層の材料としては。

カゼイン、グリユー、ゼラチンあるいは低分子量ゼラチ
ンの水溶液に重クロム酸カリウムや重クロム酸アンモニ
ウムを加えるなどした染色性に優れる感光性樹脂を用い
る。この感光性樹脂を回転塗布法により透明基板上に所
定の厚さに塗布し、マスク露光法を用いて現像し所望の
パターンのレリーフ像として、これを酢酸により酸性と
した染料水溶液により染色する。

染色に用いる染料としては、赤の場合は、ラナンンレソ
ドＳ−２０Ｌ（サントス社製）、イルガノールレノドＢ
Ｌ（チバガイギ−？［）＝カヤノールミーリングレッド
Ｒ３，カヤカランスカーレソトＧＬ（日本化薬（株裂）
、スミノールレベルピノール５ＧＦ（住友化学■製）等
があり緑の場合は、ダイヤミラブリリアントグリーン６
Ｂ（三菱化成■製〕とイリガノールイエロー４ＧＬＳ（
＋バガイギー製）の混合二成分系、スミフィックスター
キスブルーＢ５１００％（住友化学■製）とカヤカラン
イエｏ　−ＧＬｌ　４５　（日本化薬（掬製）の混合二
成分系、ブリリアントインドブルー（ヘキスト社製〕と
スミノールイエローＭＲ（住友化学（掬ＩＡ）の混合二
成分系等があげられろ。

青の場合は、ソロフェニールターキスブルーＢＲＬ（チ
バガイギー社製〕カヤノールミーリングシアニンＧ（日
本化薬（横裂）、ミツイア７ノドミーリングスカイブル
ーＰＳＥ　（三井東圧（横裂ンなどがあげられる。これ
らの染料は、濃度０５〜２重世％の水浴液でかつ酢酸を
１〜６重量幅添加することで酸性とした染料液の形態に
してフィルター層の染色に用℃・られる。染色条件とし
ては。

５０〜７０°Ｃの温浴で、浸漬時間５〜２０分である。

次に光吸収層について述べると、材料としては、失言し
たフィルター層と同様に、染色性の良好な樹脂（ゼラチ
ン、低分子量ゼラチン、グリユーなど）を感光性樹脂化
したものを用い、以下同様にレリーフ像を形成し、染色
する。

この点を図面の第４図ｉａｌ〜（ｄ）に基いて説明する
と、透明基板（１）の片面に各色のフィルター（２Ｒ−
）（２Ｇ）（２Ｂ〕を形成した面に回転塗布法により、
光吸収層の材料となる染色性に優れろ感光性樹脂の塗膜
（３ａ）を形成する。続いてマスク００）をあてがい。

上面より感光性樹脂を硬化させる光を照射する。

マスク（１０１の遮光膜（１Ｄａ）により１部分的な露
光が行なわれる。塗膜（３ａ）の露光部が硬化して現像
すると、第４図（ｃ）に示すように硬化部（３ｂ）のみ
が残存する。この時の硬化部（３ｂ）の形状は、隣接す
るフィルター層に両端がオーバーラツプし、かつ中央部
に凹部（３Ｃ）があるが、この四部（５Ｃ）も、染色工
程に見られる硬化部（３ｂ）の膨潤により、第４図（ｄ
）に示すように表面が平担となる傾向がある。

光吸収ｑ　！３１の染色条件につＬ・て述べろと、用い
る染料の例としては、ミツイナイロンブランク５ＱＬ（
三井東圧（横裂）、アシッドブルーブラック１０Ｂ（三
井東圧■製）、スミノールミーリングプラックＶＬＧ（
住友化学株製）のほか、前記巳た赤、緑、青の染料を適
当に混合した三〜四種の染料を用いても良い。

染色操作は、フィルター層の染色と同様にして。

５０〜７０℃の温浴で浸漬時間１０〜２０分間である。

（発明の効果）本発明のカラーフィルターは以上のようなものであり１
本発明によれば、光吸収層の色濃度が高見・ので、隠蔽
性が良＜２画面コントラスト（明暗化）を高めるととも
に、対向電極基板て設けられた配線層を遮蔽することは
もちろん薄膜トランノスタに外部光が入射するのを妨げ
て誤動作の防止に役立つ。また、光吸収層にみられるオ
ーバーラツプ部は、少々の位置ズレがカラーフィルター
、１と光吸収層の間に存在したとしても、段切れや突出
部等のギヤノブが生じないのである。したがって、この
上に形成されろ透明電極に断線や短絡が生じることなく
、まことに好都合である。また、位置あわせ精度に余裕
があるので、不良品の発生が少なく製造歩留りも向上す
る。そのほか−１金属蓋着膜を光吸収層に用いないので
、大面積の液晶表示面に対応でき、生産コストも低廉で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明のカラーフィルターを液晶表示装置中
に用いた様子を示す拡大断面図であり。第２図は、従来のカラーフィルターの一例を示す断面図
であり、第３図は従来のカラーフィルターの他の例を示
す断面図であり、第４図ｆａｌ〜（ｄｌは、本発明のカ
ラーフィルターにおける光吸収層の形成の様子を工程順
に示す説明図である。（１）・・・透明基板　　　　　（２）・・・フィルタ
層（；（）・・・光吸収層　　　　　（４）・・・トッ
プコート層（５）・・・画素電極　　　　　（６）・・
・液晶層（７）・・・薄膜トランジスタ　（８）・・対
向電極（９）・・・対向基板特許出顯・人凸版印刷株式会社代表者鈴木和夫第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板上に染料により染色した有機樹脂フィル
ター層を、必要色数につき所定の厚さと所望のパターン
状に設けてなり、かつ該フィルター層が各個に独立する
よう各フィルター層間に間隙を有してなり、該間隙に前
記の各フィルター層のいずれよりも厚い黒色に染色した
有機樹脂の光吸収層を形成し、該光吸収層の上方端部が
隣接するフィルター層の周辺端部にオーバーラップして
いることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター
。