JPS63205607A - 液晶表示体用カラ−フイルタの製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタ
の製造法に関する。

従来の技術 光の透過量を制御する液晶とカラーフィルタを構成要素
とするカラー液晶表示装置において、カラーフィルタは
、赤、緑、青の画素部および必要に応じてそれらの間に
コントラストを向上させるためのブラックマトリックス
が設けられている。

画素の作成法としては、種々の画素形成材料および作成
法がある。たとえば、染色性感光材料を用いる染色法、
透明性着色インキの印刷法、高分子電着法、写真法等で
ある。しかしながら、製造価格の点で透明性インキの印
刷法が優れている。第２図に印刷法による従来のカラー
フィルタ製造プロセスの一例を示す。まず画素形成材料
としての透明性インキ１をインキ着はローラー２から原
版３に転移させる。つぎに原版３からブランケット４へ
透明性インク１を転移させる。さらにブランケット４を
透明基板５上で回転させることにより透明性インク１を
透明基板５上に移し取る。この作業を各色ごとに行い同
一基板上に多色刷りを行ってカラーフィルタを作成して
いる。

発明が解決しようとする問題点 この場合ブランケットから透明基板への画素形成材料の
転移はブランケットの回転によって行われる。そのため
透明性画素形成材料がブランケット回転方向に押し出さ
れ、透明基板上の透明性画素形成材料の膜厚が不均一に
なるという問題があった。

問題点を解決するための手段 透明基板上に画素形成材料を配置する際に透明基板上の
画素と成るべき部分の間隙に突起部を設け、続けて画素
形成材料を画素と大きさが同程度の穴を通して供給し透
明基板上に配置することによりカラーフィルタを作成す
る。

作用 本発明の製造法によれば、画素形成材料は画素形成材料
押はローラー、版面、ブランケット等の上に転移される
ことなしに直接透明基板上に形成される。このため透明
基板上でローラーの回転による画素形成材料の印刷工程
がな（画素形成材料の膜厚が画素内で均一になると考え
られる。

実施例 第１図にそって実施例を説明する。第１図（Ａ）に示す
ように、透明基板６上に突起部７を設ける。この突起部
７は画素となるべき部分の間隙に設ける。突起部７の作
成法はフォトレジストによる方法、高分子電着法、銀塩
写真乾板をタンニング現像する方法、金属クロムを蒸着
する方法等積々の方法をもちいることができる。またこ
の突起部を黒色にすることによりブラックマトリックス
としても使用できる。

次に第１図（Ｂ）に示すように透明基板６上に画素形成
材料配置のための治具８を配置する。透明基板６として
は石英ガラス、はう硅酸ガラス、ポリカーボネート、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができるが、
基板の種類によって画素形成材料９の接着性が異なるの
で、使用する基板に最適な画素形成材料９を用いる必要
がある。

画素形成材料９を配置するための治具２は、画素形成材
料９を画素と大きさが同程度の穴の一端より供給しこの
画素形成材料９を他端から透明基板６上に配置できれば
どのような材質または形状であっても構わない。しかし
ながら作成の容易さを考慮すれば第１図に示すように画
素と同程度の穴をもつノズル１０を先端とする画素形成
材料押しだし装置を作成するのが便利である。ノズル１
０の材質は特に限定しないが、ステンレスが加工精度の
高さと耐久性の点から使いやすい。またノズル１０の画
素形成材料９を通すための穴あけには放電加工が精度が
高く優れている。またこのノズル１０の透明基板６側に
は透明基板６を傷つけないようにテフロンシート１１を
張り付けておくこともできる。このノズル１０を通して
画素形成材料９をだすが、この画素形成材料９としては
押し出すことができるものであれば特に限定しないが、
押しだしたのちこの画素形成材料９を熱または電磁波に
よって硬化させることは、工程の時間短縮に好都合であ
る。また画素形成材料９の粘度が１００Ｐ未満の場合画
素作成中に不必要に流れだしやす（なり、１００ＯＯＰ
より高くなるとノズル１０の先端から押し出しにく（な
るので、画素形成材料９の粘度は１００Ｐ以上１０００
０Ｐ以下が好ましい。

さらに着色した画素を作成するために赤、緑、青に着色
した画素形成材料９を押しだして透明基板６上に付着さ
せる方法や透明染色性の画素形成材料９の押し出し塗布
後着色する方法等がある。

用いることのできる材料の代表例を以下にあげる。着色
した画素形成材料９としては色素を樹脂中に分散したも
のがある。色素は市販の染料、顔料の中から選ぶことが
できるが、耐熱性、耐光性を考慮すると緑、青はフタロ
シアニン系顔料、赤はアントラキノン系顔料が優れてい
る。また樹脂としては、ロジン、セラック等の天然樹脂
またはその誘導体、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂が挙げられ
る。また透明染色性の画素形成材料９としては、ゼラチ
ン、カゼイン等の天然樹脂または染色性合成樹脂（例え
ば積水化学製フォトレック）等が挙げられる。

次に第１図（Ｃ）に示すようにこの画素形成材料配置の
ための治具８を透明基板６に密着し、押し出す。この際
治具８と透明基板６の密着の程度は画素１２の膜厚およ
び画素形成材料９の粘度に依存するが、はぼ画素１２の
膜厚程度での間隙を開けてお（とよい。さらに第１図（
Ｄ）のように画素形成材料配置のための治具８を透明基
板６上から離すことによって画素１２を形成する。ノズ
ル１０を透明基板６から離す際にはノズル１０と透明基
板６の距離を等間隔に保つほうが画素１２の寸法精度が
高（なり好ましい。さらに第１図（Ｂ）〜（ロ）の工程
を繰り返して赤、緑、青の画素１２を有するカラーフィ
ルタを得る。以下に具体的な実施例を示す。

実施例１ １００ｍｗ　Ｘ　１００ｍｍ　Ｘ　１．１ｍｍ＋のほう
硅酸ガラス板を透明基板として用いた。この基板上に重
クロム酸ゼラチンのパターニング後、黒色染料で染色し
て、画素となるべき部分の間隙に突起部を作成した。

この膜厚は１．０μｍであった。この基板を以下のプロ
セスに用いた。

画素形成材料としてはエポキシアクリレート（昭和高分
子製リポキシ５Ｐ−５００３）とポリエステルアクリレ
ート（東亜合成化学工業製アロニックスＭ−５７００お
よびＭ−８０６０）を混合したものに、赤画素用として
赤顔料（ピグメントレッド１７７）を分散したものを用
いた。緑画素用ニは先に述べた５Ｐ−５００３、Ｍ−５
７００、Ｍ−８０６０の混合物に緑顔料（ピグメントグ
リーン３６）を１８部とイエロー顔料（ピグメントイエ
ロー８３）を２部混合して用いた。青画素用にも５Ｐ−
５００３、Ｍ−５７００、Ｍ−８０６０の混合物に７タ
ロシアニン（ピグメントブルー１５）を１２部とバイオ
レット（ピグメントバイオレット２３）８部混合して用
いた。赤、緑、青の各色の画素形成材料中の顔料濃度は
２５重量％であった。また各色の画素形成材料の粘度は
５００００Ｐになるよう樹脂の配合比率を調整した。さ
らに光硬化剤としてＥ、メルク社製ダロキュア１１７３
を１０重量％混合した。

画素形成材料配置のための治具のノズルの図を第３図に
示す。ノズルの材質は５ＵＳ−３１６を用い、放電加工
により直径１００μｍの穴を作成した。さらにノズルの
外径を内径として有するポリエチレンチューブをノズル
に取り付けたのちチューブ内に赤画素の形成材料を充填
した。さらにチューブのノズルの付いていない側をコン
プレッサに接続した。このようにして作成した画素形成
材料配置のための治具を用いてほう硅酸ガラス基板上に
赤画素を形成した。まず基板を洗浄後真空チャックによ
り固定したのち基板周辺に１μｍ厚のテフロンスペーサ
をのせ、その上にさらに画素形成材料配置のための治具
をのせた。チューブ内に圧力をかけ、画素形成材料を基
板上に押し出したのちＯ，ｌｖａ／ｓｅｃの速度で治具
を基板から垂直に引き離して、赤画素を作成した。この
赤画素を作成した基板に超高圧水銀灯で３３Ｗ／ｃｓで
３分間光照射して赤画素を硬化させた。

この赤画素を作成した基板上に赤画素作成と同様の方法
で録画素、青画素を作成した。その膜厚は赤、緑、青す
べて０．８μｍであった。

実施例２ １００ｍｍ　Ｘ　１００ｎｖ　Ｘ　１．１＋ｓ＋のほう
硅酸ガラス板を透明基板として用いた。画素形成材料と
してはエポキシ樹脂（シェルケミカル製エピコート＃８
１９）に実施例１と同様の色素を２５重量％混合したも
のを用いた。各色の画素形成材料の粘度は１０００Ｐに
なるよう樹脂の配合比率を調整した。

次にこの画素形成材料を実施例１でもちいた治具に充填
して基板上に押し出したのち０．５ｍｓ＋／ｓｅｃの速
度で治具を基板から垂直に引き離して、赤画素を作成し
たのち熱風乾燥器で１００℃、１時間仮硬化した。次に
赤画素と同様にして録画素、青画素を作成した。

このようにして赤、緑、青画素を基板上に作成したのち
熱風乾燥器で１００℃、５時間本硬化した。

その膜厚は赤、緑、青すべて０．９μｍであった。

比較例 実施例と同様の１０ｈ＊　Ｘ　ｌｏｏｍｓ　Ｘ　１．１
ｍｍのほう硅酸ガラス板を透明基板として用いた。

この基板上に実施例１で用いたエポキシアクリレートと
ポリエステルアクリレートの混合樹脂に赤顔料を分散し
たものに実施例１で用いたダロキュア１１７３を１０重
量％混合したものをインキとして用い、東し水なし平版
を使って赤画素をオフセット印刷した。この赤画素を作
成した基板に超高圧水銀灯で３３Ｗ／ｃｍで３分間光照
射して赤画素を硬化させた。この基板上に同様にして緑
、青画素をオフセット印刷してカラーフィルタを作成し
た。膜厚は、１．０±０．５μｍであった。

カラーフィルタの断面形状測定 以上の実施例および比較例について触針式膜厚測定装置
（テンカー社アルファステップ１００型〉を用いてカラ
ーフィルタの断面形状を測定した。その結果を第４図か
ら第６図に示した。第４図には実施例１で作成したカラ
ーフィルタの断面形状を示し、第５図には実施例２で作
成したカラーフィルタの断面形状示す。第６図には比較
例で作成したカラーフィルタの断面形状を示す。ここで
分かる通り第４図および第５図では画素間での膜厚は画
素内で均一であるが第６図では画素内でローラーの回転
方向に膜のもりあがりがみられる。

発明の効果 以上のように本発明の製造法によれば、透明基板上に画
素形成材料を配置する際に透明基板上の画素となるべき
部分の間隙に突起部を設け、続けて画素形成材料を画素
と大きさが同程度の穴を通して供給し透明基板上に配置
することにより、画素形成材料の膜厚を均一にすること
ができ、画素内での膜厚が均一なカラーフィルタを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるカラーフィルタの
製造プロセスを示す断面図、第２図は、従来のカラーフ
ィルタの製造法を示す断面図、第３図（ａ）および（ｂ
）は各々、本発明の一実施例において用いられるノズル
の断面図及び平面図、第４図と第５図は本発明の実施例
により得られたカラーフィルタの膜断面の形状の測定結
果を示す断面図、第６図は、従来例のカラーフィルタの
膜断面の形状の測定結果を示す断面図である。 １・・・透明性インキ、２・・・インキ着はローラー、
３・・・原版、４・・・ブランケット５・・・透明基板
、６・・・透明基板、７・・・画素形成材料配置のため
の治具、８・・・画素形成材料、９・・・ノズル、１０
・・・テフロンシート、１１・・・画素。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 第２図 １透ヌバ性インキ ロ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝コ 第３図 （α） （ｂ） 第４図 水平方向 第５図 水平方向 第　６１！１ 水平方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基板上に画素形成材料を配置する際に透明基
   板上の画素となるべき部分の間隙に突起部を設け、続け
   て画素形成材料を画素と大きさが同程度の穴を通して供
   給し前記透明基板上に配置することを特徴とする液晶表
   示体用カラーフィルタの製造法。
2. （２）画素形成材料として熱または電磁波によって硬化
   する物質をもちいることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の液晶表示体用カラーフィルタの製造法。
3. （３）画素形成材料の粘度が穴を通す際に１００Ｐ以上
   １００００Ｐ以下であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の液晶表示体用カラーフィルタの製造法
   。