JPS6377017A - 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、カラー液晶表示体用のカラーフィルタの製造
方法に関する。

従来の技術 カラー液晶表示装置は、電界によって光の透過量を制御
する液晶と色を再現するためのカラーフィルタを主な構
成要素としている。多くの場合、液晶の制御特性は光の
波長と液晶の膜厚に依存している。すなわち各色（各透
過波長）毎に最適膜厚が異なっている。したがって表示
画質を向上させるためには異なる色の画素毎にその膜厚
をかえる必要がある　（例えばテレビジョン学会技術報
告ＥＤ８８８　　ｐｐ３１　　（１９８５））、このた
め従来は、第２図に示すプロセスを用いてカラーフィル
タを作成し、カラーフィルタの膜厚を制御することで液
晶層の厚みを変えていた。以下に従来のカラーフィルタ
作成プロセスを説明する。染色性感光材料１（ゼラチン
、カゼイン等の変性タンパク質或は、合成染色性樹脂に
重クロム酸塩や、ジアゾニウム塩等を加え感光性を付与
したものなど）をガラス基板２に塗布したものをパター
ニング後、染料溶液により染色する。このような塗布、
バターニング、染色の工程を３回繰り返して赤、緑、青
の画素３を作成する。ここで色毎に膜厚をかえるために
染色性感光材料１をガラス基板２に塗布する量を微妙に
調整する。

発明が解決しようとする問題点 この場合、染色性樹脂が染色後に膨潤するために膜厚コ
ントロールがむずかしく、画素の膜厚を希望どうりに得
られないという問題があった。

問題点を解決するための手段 赤、緑、青のそれぞれの色を透過光とする画素を有する
透明基板の一部あるいは全面に、ｐＨの変化に伴い、赤
、緑、青のうち少なくとも一色に相当する波長域におけ
る分光感度の変化する感光材料を密着し、そののち酸性
ガスまたは塩基性ガス雰囲気に曝し、さらに画素の透過
光を用いて感光材料を硬化させることによって、各色の
画素毎に所定の膜厚のレリーフを得ることにより液晶表
示体用カラーフィルタを製造する。

作用 ｐＨの変化に伴い、赤、緑、青のうち少なくとも一色に
相当する波長域における分光感度の変化する感光材料は
酸性ガスまたは塩基性ガス雰囲気に曝す時間を制御する
ことによりその分光感度を任意に選択できる。そこでこ
の感光材料を画素を透過した光で感光させることにより
各色の画素毎に所定の膜厚のレリーフを得ることができ
る。

実施例 本発明の液晶表示体用カラーフィルタの製造プロセスの
一例を第１図に示す、第１図に示す透明基板４はガラス
、エポキシ樹脂やポリカーボネート、アクリル樹脂等公
知の透明プラスチックを用いることができる。第１図（
Ａ）に示すように透明基板４上に赤、緑、青の画素５を
作成するが、画素５の作成法は染色性樹脂に感光性をも
たせ、これをバターニングしたのち染色する方法、染色
性樹脂上にフォトレジストを塗布してバターニングして
染色する方法、印刷、写真、高分子電着法など公知の方
法を用いることができる。

次に第１図（Ｂ）に示すように、画素５上にｐＨの変化
に伴い、赤、緑、青のうち少なくとも一色に相当する波
長域における分光感度の変化する感光材０６を塗布する
。本発明でもちいることのできる感光材料６は高分子材
料と架橋剤の組み合わせが便利である。なぜなら、架橋
剤の分光感度がｐｎの変化に伴いかわるようなものであ
れば高分子材料を種々選ぶことができるからである。

架橋剤としてはジアゾ化合物やアジド化合物に、アミノ
基やカルボキシル基等ｐＨの変化でプロトン付加または
脱離が可逆的に起こるような基および、フェニル基や共
役ポリエン等可視領域に吸収をもつ基を有する化合物で
あればｐＨによって分光感度が変わるが、分光感度が大
きくかわる化合物としてビスジアゾジフェニルアミン類
およびビスジアジドジフェニルアミン類をもちいること
ができる。

一方、高分子材料としては架橋剤を溶解するものであれ
ばどんなものでも用いることができるが、ビスジアゾジ
フェニルアミン類であればゼラチン、カゼイン、ポリビ
ニルアルコール等の水溶性樹脂が一２７Ｓノ′ｐりせジ
フェニルアミン類〒あればポリブタジェン、ポリイソプ
レン、ポリエーテル型ポリマー等の油溶性樹脂が、また
はビスジアジドジフェニルアミン類にスルホニル基をつ
けて、ゼラチン、カゼイン、ポリビニルアルコール等水
溶性樹脂を用いることができる。

次に第１図（Ｃ）に示すように感光材１１４６を塗布し
た基板を酸性ガスまたは塩基性ガス雰囲気に曝す。その
ためには、たとえば塩酸、酢酸等の酸性ガスを発生する
ような水溶液またはアンモニア水などの塩基性ガスを発
生するような水溶液が設置できるような筒中に感光材０
６を塗布した基板を投入すればよい。このような箱を感
光材料塗布工程と光照射工程の間のライン中に設置する
と、分光感度を調整する工程が無人化できて好都合であ
る。

さらに第１図（Ｄ）に示すように白色光を感光材料６に
透明基板４及び画素５を通して照射した。

白色光光源としては、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、蛍光灯、ハロゲンランプ等の、阿、視光
を放射する光源をもちいることができる。

最後にこの光照射後の感光材料６ｆ：適切な現像処理を
施して第１図（Ｅ）に示すようなレリーフ７を作成し目
的の液晶表示体用カラーフィルタを得る。

以下に具体的な実施例で説明する。

実施例１〜４ 直径５Ｑｍｍの石英ガラス板上に重クロム酸ゼラチンを
塗布したものをパターニング後、染料により着色して赤
、緑、青の各画素を作成した。Ｉｆ！Ｘ厚は１．０μｍ
であった。この画素上に以下に示す感光材料を塗布した
。ポリビニルアルコール（Ｐ■Ａ１１７、株式会社クラ
レ製）１０部を蒸留水９０部に溶解したのち、この樹脂
水溶液１００部に４．４　’　−ビスジアゾジフェニル
アミン塩酸塩を０．２部を添光材料はｐＨにより分光感
度が大きく変わる物質である。感光材料の塗布はスピン
ナー（ＩＨ−Ｄ２型、ミカサ株式会社製）でおこなった
。さらにこの感光材料塗布板を４０℃、２０分間ブレベ
ークしたのち１％アンモニア水上５ｃｍに感光材料と水
面を向かい合わせて保持し塩基性蒸気に表に示す時間暴
露して実施例１から４の感光材料塗布板を作成した。

実施例５〜８ 実施例１〜４と同様に石英ガラス板上に赤、緑、青の各
画素を作成した。膜厚は１．０μｍであった。

この画素上に以下に示す感光材料を塗布した。実施例１
〜４と同種のポリビニルアルコール１０部を蒸留水９０
部に溶解したのち、この樹脂水溶液１００部に４，４′
−ビスジアジドジフェニルアミンスルホ４に示す通りで
あり、この感光材料はｐＨにより分光感度が大きく変わ
る物質である。感光材料の塗布はスピンナーでおこなっ
た。さらにこの感光材料塗布板を４０℃、２０分間ブレ
ベークしたのち１％アンモニア水上５ｃｍに感光材料と
水面を向かい合わせて保持し表に示す時間塩基性蒸気に
暴露して実施例５から８の感光材料塗布板を作成した。

実施例９〜１２ 実施例１〜４と同様に石英ガラス板上に赤、緑、青の各
画素を作成した。膜厚は１．０μｍであった。

この画素上に以下に示す感光材料を塗布した。実施例１
〜４で用いた感光材料を水酸化ナトリウムでｐＨ８に調
製した。感光材料の塗布はスピンナーでおこなった。さ
らにこの感光材料塗布板を４０℃、２０分間ブレベーク
したのち１％アンモニア水上５０ｍに感光材料と水面を
向かい合わせて保持し表に示す時間塩基性蒸気に暴露し
て実施例５から８の感光材料塗布板を作成した。

光硬化試験 実施例１〜８の感光材料塗布板について次の条件で光硬
化試験をして液晶表示体用カラーフィルタを作成した。

感光材料塗布板に感光材料が塗布してない面から５００
Ｗキセノンランプ（ＵＳＨ５００Ｄウシオ電機製）で３
電機間光照射した。さらに水洗したのち、７０℃で１０
分間ポストベークした。これらの光硬化試験後の実施例
１〜８について触針式膜厚側Ｓ？Ｖｉ　（アルファステ
１ツブ　テンコールインスツルメント社製）をもちいて
各画素上の感光材料硬化膜の膜厚を測定した。その結果
を表にしめす。表に示す通り、塩基性ガスに暴露した時
間によって感光材料硬化膜の膜厚が変化している。

表 感光液は、ゼラチン２０％水溶液２５％に、重クロム酸
アンモニウム２０％水溶液５ｇ、クロムみょうばん２％
　水溶液１８を溶解したものを用いた。この感光液を実
施例と同タイプのガラス板に１５００ｒ、ｐ。

ｍ、でスピンコードした。この感光材料はｐＨによる分
光感度の変化は８られなかった。この感光液を塗布した
ガラス板に光硬化試験で使用したキセノンランプで、１
００μｍ　Ｘ　２００μｍの穴をあけたマスクを通して
２分間光照射したのち赤染料水溶液に浸漬して赤画素を
作成した。つぎにこのガラス板に感光液を１０００ｒ、
ｐ、ｍ、でスピンコードし先に述べた工程を経たのち、
緑染料水溶液に浸漬して赤画素のとなりに緑画素を作成
した。さらにこのガラス板に感光液を５００ｒ、ｐ、ｍ
、でスピンコードし、青染料水溶液をもちいて緑画素の
となりに青画素を作成した。このカラーフィルタの画素
の膜厚を触針式段差計で測定した。赤画素部で０．７μ
ｍ、録画床部で０．９μｍ、青画素部で１．３μｍであ
った。

さらに光照射前に１％アンモニア水上５ｃｍに感光ｐ２
水面を向かい合わせて保持し３０秒間塩基性”　ｈ　、
１．＋、　。

蒸気に暴露したが、画素厚は赤画素部で、０．７μｍ、
録画床部で０．９μｍ、青画素部で１．３μｍで未暴露
のものとのちがいはなかった。

発明の効果 本発明の液晶表示体用カラーフィルタの製造法によれば
、酸性ガスまたは塩基性ガスへの暴露時間で膜厚コント
ロールができ、画素の膜厚を希望どうりに容易に得るこ
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液晶表示体用カラ
ーフィルタの製造法を示す断面図、第２図は、従来のカ
ラーフィルタの製造プロセスの一例を示す断面図、第３
図は、本発明の実施例１から４および９から１２の感光
材料の分光感度のｐＨ依存性を示すグラフ、第４図は、
同実施例５から８の感光材料の分光感度のｐＨ依存性を
示すグラフである。 ４・・・透明基板、　５・・・画素、　６・・・感光材
料、　７・・・レリーフ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名窮　１　図 ０霧先 第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤、緑、青のそれぞれの色を透過光とする画素を
   有する透明基板の一部あるいは全面に、ｐＨの変化に伴
   い、赤、緑、青のうち少なくとも一色に相当する波長域
   における分光感度の変化する感光材料を密着し、そのの
   ち酸性ガスまたは塩基性ガス雰囲気に曝し、さらに画素
   の透過光を用いて感光材料を硬化させることによって、
   各色の画素毎に所定の膜厚のレリーフを得ることを特徴
   とする液晶表示体用カラーフィルタの製造法。
2. （２）ｐＨの変化に伴い分光感度の変化する感光材料が
   、ビスジアゾジフェニルアミン類またはビスジアジドジ
   フェニルアミン類を含む光硬化性樹脂である特許請求の
   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。