JPH0527114A - 有機カラーフイルタアレイの製造方法ならびに投影形カラー液晶表示装置 - Google Patents

有機カラーフイルタアレイの製造方法ならびに投影形カラー液晶表示装置

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JPH0527114A
JPH0527114A JP3186603A JP18660391A JPH0527114A JP H0527114 A JPH0527114 A JP H0527114A JP 3186603 A JP3186603 A JP 3186603A JP 18660391 A JP18660391 A JP 18660391A JP H0527114 A JPH0527114 A JP H0527114A
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JP
Japan
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liquid crystal
color filter
display device
filter array
crystal display
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JP3186603A
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English (en)
Inventor
Shinichi Ogawa
伸一 小川
Toshiaki Takamatsu
敏明 高松
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 投影形カラー液晶表示装置に用いる有機カラ
ーフィルタアレイの耐光性を向上する。 【構成】 投影形カラー液晶表示装置には、マイクロレ
ンズ22と有機カラーフィルタ23とが一体化される有
機カラーフィルタアレイ基板11と、液晶層31、その
両側のアクティブマトリクス基板24および対向基板2
5を備える液晶パネル10との合着になる1枚の透光形
パネル6が用いられるが、有機カラーフィルタ23を透
明無機物質の薄膜36で被覆して酸素を遮断し、耐光性
を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば透過型のカラ
ー液晶表示装置を用い、光源光によって、カラー画像を
スクリーン上に投影する装置などによって実現される投
影形カラー液晶表示装置に係り、特に高耐光性を有する
有機カラーフィルタアレイの製造方法ならびに投影形カ
ラー液晶表示装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】大型の画面を小型軽量の装置によって実
現するための投影形カラー液晶表示装置の典型的な先行
技術は、液晶パネルの背後から光が照射され、スクリー
ン上にカラー画像が投影される基本構造を備える。
【0003】投影形カラー液晶表示装置である液晶プロ
ジェクタには、3枚パネル方式のものと1枚パネル方式
のものとがある。3枚パネル方式では照射された白色光
が赤、緑、青の3原色に分解され、各色に対応する3枚
の液晶パネルによって形成される画像が重ねられる。こ
のように3枚パネル方式では各色に対応する液晶パネル
が必要なので、表示装置が大型で比較的重量が大きくな
り、しかも製造コストが高いという欠点がある。これに
対し、1枚パネル方式では、1枚のパネル上に、赤、
緑、青のカラーフィルタアレイを設けることによって、
カラー画像の投影が行われる。従って、1枚パネル方式
を用いることによって、表示装置の小型化、軽量化、低
コスト化が図れる。
【0004】ところが、1枚パネル方式を用いて3枚パ
ネル方式と同じ解像度を得るためには、1枚のパネルに
形成すべき絵素数を、3枚パネル方式に用いる各パネル
の絵素数の3倍にすることが必要となる。このように絵
素数を増やすには、各絵素を非常に小さくしなければな
らなくなる。各絵素に対応して設けられるスイッチング
素子の大きさ、各バス配線の幅等、絵素電極がある大き
さ以下になると絵素電極に比例して小さくすることがで
きなくなるので、小さな絵素電極を有する1枚パネル方
式の表示装置では、開口率(表示画面全体に対する絵素
電極の総面積の占める割合)が低くなってしまう。開口
率の低い投影形カラー液晶表示装置を用いると、同じ明
るさの光源を用いても、得られる表示画面は暗くなる。
【0005】このような問題を解決するために、単一枚
の液晶表示装置の光源側に、各カラーフィルタアレイと
マイクロレンズとを一体化した単一枚のガラス基板を合
着した液晶パネルを用いるプロジェクタが提案されてい
る。この単一枚カラー液晶プロジェクタは、コンデンサ
レンズを通って平行光線となった光源光が照射される
と、カラーフィルタアレイと一体化したマイクロレンズ
によって集光して液晶パネルの画素部で受光し、その
後、投影レンズで拡大されてスクリーン上に明るい画像
を写し出すようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の投影形カラー液
晶表示装置において、赤、緑、青の各カラーフィルタの
形成に際して、有機材料を用いた染色法や、顔料分散法
を利用してフィルタを形成すると、強力な光源光がカラ
ーフィルタに直接照射される関係上、カラーフィルタの
褪色や変色が発生する。このような経年劣化が生じない
カラーフィルタとして従来から干渉カラーフィルタが提
案されているが、電子ビーム蒸着による多層連続蒸着な
どの複雑な処理工程を経ることによって、加工処理速
度、効率が低下し、カラーフィルタ形成のための製造コ
ストが非常に高くなる難点がある。
【0007】本発明の目的は、有機カラーフィルタの表
面に対して極く薄い無機透明膜をプラズマCVD法やス
パッタ法などの簡易な方法で覆うことによって、褪色、
変色を改善し、長寿命が図れる有機カラーフィルタアレ
イを製造する方法ならびに、該方法の実施に係る投影形
カラー液晶表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基板に
マイクロレンズと有機カラーフィルタとが一体化される
投影形カラー液晶表示装置用の有機カラーフィルタアレ
イの製造方法において、有機カラーフィルタの露出面ま
たは有機カラーフィルタに覆わせてなる保護膜の表面
に、不純物バリアとなる透明無機質の薄膜を形成するこ
とを特徴とする有機カラーフィルタアレイの製造方法で
ある。
【0009】また本発明は、ガラス基板にマイクロレン
ズと有機カラーフィルタとが一体化されて、有機カラー
フィルタ上、または該フィルタを覆う保護膜上に透明無
機質の薄膜が形成されている有機カラーフィルタアレイ
と、アクティブマトリクス基板および対向基板間に液晶
層を備える液晶パネルとが合着されて形成される1枚の
透光形パネルを含むことを特徴とする投影形カラー液晶
表示装置である。
【0010】
【作用】本発明に従えば、カラーフィルタアレイの耐光
性は著しく向上する。有機材フィルタが光によって褪
色、変色の反応を来すのは、本質的には酸化反応であ
り、したがって、カラーフィルタへの酸素など活性気体
の不純物の侵入を抑えることができれば耐光性は改善さ
れる。この場合の酸素などの不純物の侵入を抑える手段
として、カラーフィルタ表面を透明で酸素遮断性にすぐ
れた無機透明膜で覆うのが、簡潔で好結果を生むものと
して好ましい。この透明膜としては有機膜と無機膜とが
あるが、無機膜の方が有機膜に比して著しく遮断性が良
い。このような観点から本発明は酸素遮断膜として窒化
膜、ITO(インジウム錫酸化物)などの無機膜に特定
して、これをカラーフィルタ上に直接または保護膜を介
して成膜したものであり、これによって耐光性を著しく
向上することが可能である。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の実施例に係る投影形カラー
液晶表示装置であるカラー液晶プロジェクタの概要示構
造図である。この投影形カラー液晶表示装置は、光源
2、反射鏡3、コンデンサレンズ4,5、有機カラーフ
ィルタアレイ基板11、液晶パネル10、および投影レ
ンズ7を備えている。液晶パネル10および有機カラー
フィルタアレイ基板11は透光形パネル6を構成する。
この表示装置によって得られる画像は、スクリーン8上
に投影される。光源2には、白色のハロゲンランプ、メ
タルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。
反射鏡3は、光源からコンデンサレンズ4,5とは反対
側に照射された光をコンデンサレンズ4,5に向かうよ
うに反射させるために設けられている。
【0012】図2は、図1における透光形パネル6、す
なわち液晶パネル10および有機カラーフィルタアレイ
基板11の部分示斜視図である。液晶パネル10は、ア
クティブマトリクス基板24と対向基板25とを有して
いる。アクティブマトリクス基板24は、ガラス等の透
明基板26と、該基板26上に形成された絵素電極27
及びスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ
TFT28を有する。対向基板25は、透明基板29
と、該透明基板29上に形成された対向電極30を有し
ている。アクティブマトリクス基板24と対向基板25
との間には、表示媒体として液晶層31が挟まれてい
る。液晶層31は、絵素電極27と対向電極30とに電
圧が印加されることによって、その光学的特性が変化す
る。
【0013】このような液晶パネル10の光源2側に
は、液晶パネル10とは別体の有機カラーフィルタアレ
イ基板11が配置されている。この有機カラーフィルタ
アレイ基板11は、ガラス製の透明基板32と、該基板
32の液晶パネル10側の面に形成されたマイクロレン
ズ22と、各マイクロレンズ22に対応して形成された
有機材料製のカラーフィルタ23と、カラーフィルタ2
3を覆う保護膜33とを有している。
【0014】マイクロレンズ22は、選択的イオン拡散
法によって作製されている。各マイクロレンズ22およ
び各カラーフィルタ23は、液晶パネル10のアクティ
ブマトリクス基板24上の絵素電極27に対応して設け
られている。液晶パネル10と有機カラーフィルタアレ
イ基板11とは接着剤で合着されている。コンデンサレ
ンズ4,5を通った平行光線は、カラーフィルタ23と
一体化したマイクロレンズ22によって集光されて液晶
パネル10の画素部に入射され、投影レンズで拡大され
て、スクリーン8上に明るい画像を形成することができ
る。
【0015】図3は、図1図示の透光形パネル6の部分
示拡大断面図である。透明基板32の液晶パネル10側
の面上に形成されるマイクロレンズ22の境界上に、ク
ロムの透光パターン34を設け、その後、たとえば富士
ハント社製のカラーモザイクCMで赤色フィルタ23
R、緑色フィルタ23G、青色フィルタ23Bのカラー
フィルタ23を順次、フォトエッチングで形成する。そ
の上を、たとえば日本合成ゴム社製のアクリル樹脂系ト
ップコート剤オプトマーSS(この層を図3では参照符
35で示す)で覆い、焼成後に、酸素遮断、不純物バリ
アとなる透明無機膜、たとえば、ITO膜(この膜を図
3では参照符36で示す)をスパッタ法によって100
℃にて1500Åの厚さに形成する。それから、液晶パ
ネル10と、たとえば、ロックタイト社製のUV接着剤
(この層を図3では参照符37で示す)で接着する。
【0016】上記の選択例の選択をして実施したこの例
を第1実施例とし、これで作製したパネル面の遮光性の
試験結果は、図4において−−○−−で示す。
【0017】なお、図3において液晶層の遮光領域、透
過領域はそれぞれ参照符17,18によって示される。
【0018】次に第2実施例について説明すると、第1
実施例と同様に、各カラーフィルタをフォトエッチング
し、次いで同様に焼成してから、透明無機膜として窒化
膜をP−CVD法(180℃)で1000Åの厚さに形
成する。そして同様に操作して、液晶パネル10と貼合
わせる。
【0019】この例を第2実施例し、これで作製したパ
ネル面の遮光性の試験結果は、図4において−−△−−
で示す。
【0020】カラーフィルタに採用した色材は、 赤:アントラキノン系+イソインドリン系顔料 緑:ハロ(カッパ)フタロシアニン系顔料 青:ハロフタロシアニン系顔料である。
【0021】以上の例では、有機カラーフィルタアレイ
基板11と液晶表示パネル10とを接着剤で接合−固定
して透光形パネルを構成するけれども、接合−固定の方
法は他の方法で代替えし得るものであり、また、IT
O、あるいは窒化膜以外の、透明な酸素遮断性のある無
機膜形成性材料を採用し得ることも自明である。
【0022】図4は本発明の第1,2各実施例における
カラーフィルタアレイの光照射時間に対する色変化(色
差ΔEuv)の関係を透明無機膜が設けられていない従
来のカラーフィルタと対比して示す線図であり、従来の
カラーフィルタアレイの結果は−●−で表示される。パ
ネル面での照度は約80万lx(ルクス)とする。
【0023】
【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、酸素
遮断性を備える透明無機質の薄膜をカラーフィルタ上に
形成することによって、褪色、変色の進行が非常に遅
く、図4において従来のカラーフィルタアレイとの比較
結果から明らかなように、格段の耐光性の向上が見られ
る。しかも、この薄膜形成は単純蒸着法などによって簡
単かつ低コストに行える利点がある。
【0024】また、これによって有機カラーフィルタと
マイクロレンズとを一体化した有機カラーフィルタアレ
イ基板に液晶パネルを合着した透光形パネルを含む投影
形カラー液晶表示装置の実用化が低コスト下で実現し得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施例に係る投影形カラー液晶表
示装置の概要示構造図である。
【図2】図1図示の透光形パネル6の部分示斜視図であ
る。
【図3】図1図示の透光形パネル6の部分示拡大断面図
である。
【図4】本発明の実施例に係る有機カラーフィルタアレ
イの光照射時間と色変化との関係を従来のカラーフィル
タアレイと比較して示すグラフである。
【符号の説明】
1 画像表示装置 2 白色光源 3 反射鏡 4,5 コンデンサレンズ 6 透光形パネル 7 投影レンズ 8 スクリーン 10 液晶パネル 11 有機カラーフィルタアレイ基板 17 遮光領域 18 透過領域 22 マイクロレンズ 23 カラーフィルタ 24 アクティブマトリクス基板 25 対向基板 26 透明基板 27 絵素電極 28 TFT 29 透明基板 30 対向電極 31 液晶層 32 透明基板 33 トップコート膜 34 遮光層 36 透明無機膜 37 接着剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板にマイクロレンズと有機カラ
    ーフィルタとが一体化される投影形カラー液晶表示装置
    用の有機カラーフィルタアレイの製造方法において、 有機カラーフィルタの露出面または有機カラーフィルタ
    に覆わせてなる保護膜の表面に、不純物バリアとなる透
    明無機質の薄膜を形成することを特徴とする有機カラー
    フィルタアレイの製造方法。
  2. 【請求項2】 ガラス基板にマイクロレンズと有機カラ
    ーフィルタとが一体化されて、有機カラーフィルタ上、
    または該フィルタを覆う保護膜上に透明無機質の薄膜が
    形成されている有機カラーフィルタアレイと、アクティ
    ブマトリクス基板および対向基板間に液晶層を備える液
    晶パネルとが合着されて形成される1枚の透光形パネル
    を含むことを特徴とする投影形カラー液晶表示装置。
JP3186603A 1991-07-25 1991-07-25 有機カラーフイルタアレイの製造方法ならびに投影形カラー液晶表示装置 Pending JPH0527114A (ja)

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