JPH10115708A

JPH10115708A - 熱転写によりカラーフィルタ配列を製造する装置

Info

Publication number: JPH10115708A
Application number: JP16400897A
Authority: JP
Inventors: Fasler Warner; ファスラーワーナー; E Long Michael; イーロングマイケル
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】パターン化されたポリマー画像受容層を有す
るカラーフィルタ配列を製造する装置を提供する。【解決手段】それは透明支持体及びポリマー画像受容
層を有する色素ドナー素子とフラッシュ照明を選択的に
供給するフラッシュランプを用いる。それはカラーフィ
ルタ配列画素を記述するパターンを有するマスクと、フ
ラッシュランプが給電されたときにフラッシュランプか
らの光がマスクを通り抜け、色素をポリマー画像受容層
に転写するよう色素ドナー素子を照明するようにマスク
及びポリマー画像受容層に関して色素ドナー素子を位置
決めする構造を更に含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱転写により透明な
基板上にカラーフィルタ配列素子を製造する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は電子式計算機、時計、家
庭電器製品、オーディオ機器等のデジタル表示用として
知られている。液晶表示器は表示端末に対して陰極線管
球に置き換わるよう発展してきた。液晶表示器は同じス
クリーン面積を有する陰極線管球装置より小さな体積し
か占有しない。また陰極線管球よりも軽いので、ラップ
トップコンピュータのような携帯可能な装置で有用であ
る。加えて液晶表示装置は通常対応する陰極線管球装置
に比べてより低い電力及びより低い電圧しか要求しな
い。

【０００３】カラー表示を許容するために液晶表示装置
で用いられてきたカラーフィルタ配列素子の市販されて
いる型の一つは、フォトリソグラフィー技術により得ら
れたモザイクパターンの赤、緑、青の加色混合三原色を
有する色素（染料）を含み、その上にゼラチン層を有す
る透明な支持体である。そのようなカラーフィルタ配列
素子を調製するためにゼラチン層は感光性を付与され、
モザイクパターンの色の一つに対するマスクに対して露
光され、露光された領域でゼラチンを硬化させるために
現像され、露光されていない（架橋されていない）ゼラ
チンを除去するために洗浄され、斯くしてゼラチンのパ
ターンが作られ、それは次に所望の色の色素で染色され
る。次に素子は再びコートされ、他の二つの色を得るた
めに上記の段階が繰り返される。カラー材料の誤配列又
は不適切な配置はこれらのいずれの操作中にも発生しう
る。このプロセスの更なる詳細は米国特許第４０８１２
７７号に開示されている。

【０００４】カラー液晶表示装置は一般に液晶材料で満
たされた密閉された空間を画成する２つの離間されたガ
ラスパネルを含む。能動的に駆動する装置に対して透明
な電極がガラスパネルの片側に形成され、その電極はパ
ターン化され又はされないが、一方でそれぞれアドレス
可能な電極がガラスパネルの他の側に形成される。それ
ぞれの電極は各々一画素又はピクセルの領域に対応する
表面領域を有する。装置がカラー表示可能な場合には各
画素はカラーフィルタ配列の例えば赤、緑、又は青のカ
ラー領域を有するよう配列されなければならない。表示
される画像に依存して一以上の画素電極が画素に関連す
るカラーフィルタ領域を通して全ての光、又は光の一部
分が透過する、又は全く透過しないことを許容するため
に表示動作中に給電される。使用者により知覚された画
像は隣接するカラーフィルタ領域を通過する光の透過に
より形成される色の混合である。

【０００５】高画質画像の表示でカラーフィルタ配列の
質は非常に重要である。しかしながらそのようなカラー
フィルタ配列のコストは非常に高く、液晶表示器の最も
コストの高い部品の一つである。要求される品質をなお
維持しながらカラーフィルタ配列の製造のコストを削減
する一つの有力な方法は米国特許第４９２３８６０号、
米国特許第５２２９２３２号に開示される熱色素転写の
使用によるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は当業者
に用いられているものより実質的に少ない段階でカラー
フィルタ配列素子を製造する方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的はａ）透明支持体及びポリマー画像受容層を有する色素
ドナー素子を受容する手段と；ｂ）フラッシュ照明を選択的に提供するフラッシュラ
ンプを含む手段と；ｃ）カラーフィルタ配列画素を表わすパターンを有す
るマスクを受容する手段と；ｄ）フラッシュランプが給電されたときにフラッシュ
ランプからの光がマスクを通り抜け、色素をポリマー画
像受容層に転写するよう色素ドナー素子を照明するよう
にマスク及びポリマー画像受容層に関して色素ドナー素
子を位置決めする手段とからなるパターン化されたポリ
マー画像受容層を有するカラーフィルタ配列を製造する
装置により達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】有用なカラーフィルタ配列は良好
な耐熱性を有してなければならず、それにより導電層の
スパッタリングやポリマー配列層の硬化のような連続し
た高温プロセスが配列の画素のカラー品質を劣化させな
い。配列の画素の着色料はまたそれらを照明する光に対
して良好な耐退色性を有するよう選択されなければなら
ない。着色料は良好な色の純度を有さねばならず、カラ
ーフィルタ配列の全体的な透過性は良好な色の純度と彩
度を満足して可能な限り高くなければならず、それによ
り照明ランプの出力は過剰に高い必要がなくなる。カラ
ーフィルタ配列への付加的な要求は配列の解像度が高い
ことであり、それにより画像は鮮明で詳細に見え、画像
の全体的な均一性は良好である。加えて失われた画素
（画素の欠落）のような点欠陥は均一な配列画像で発生
してはならない。

【０００９】上記のように画像受容層は着色料のパター
ンの繰り返しを含み、本発明の好ましい実施例ではモザ
イクパターンは赤、緑、青の加色混合の三原色からな
る。本発明の好ましい実施例では原色の各領域及び原色
の各組は例えば黒いグリッドラインのような不透明の領
域により相互に分離される。これにより改善されたカラ
ー再現性が得られ、表示された画像のフレアが減少し、
光から光感応性電子部品を保護する。

【００１０】着色されたパターンの組の大きさは臨界的
ではない。何故ならばそれは見る距離に依存するからで
ある。一般的に各組のそれぞれの画素は約５０から６０
０ミクロンであり、同じ大きさである必要はない。本発
明の好ましい実施例ではカラーフィルタ配列素子を形成
する着色料の繰り返しモザイクパターンは以下のような
均一で、長方形の、直線的な繰り返し領域からなる：

【００１１】

【表１】

【００１２】本発明により調製されたカラーフィルタ配
列素子は画像センサ、又は望遠鏡の光バルブ又は液晶表
示装置のような電子−光装置で用いられる。そのような
液晶表示装置は例えば英国特許第２１５４３５５；２１
３０７８１；２１６２６７４；２１６１９７１号に記載
されている。液晶表示装置は通常ガラスのような基板上
にコートされたインジウム錫酸化物である２つの透明電
極間に装置の動作温度で液晶である材料を置くことによ
り通常製造され、電極間に電圧を印加することにより装
置を作動させる。配列（アラインメント）層は両方の基
板上の透明電極上に設けられ、基板の間で例えば９０゜
のねじれを導入するために液晶分子を配向させるよう処
理される。斯くして面偏光の光の偏光の面はそれがセル
の一方の面から他の面へねじられた液晶化合物を通過す
ることにより９０゜回転される。セルの選択された電極
間に電界を印加することにより液晶化合物のねじれは選
択された電極間のセルの部分で一時的に除去される。セ
ルの各側で光学的偏光器の使用により、偏光された光は
電界が印加されたか否かに依存してセルを通過するか又
は消失する。

【００１３】上記ポリマー配列層は液晶技術の従来技術
で通常用いられているどのような材料でもよい。そのよ
うな材料の例はポリイミド、ポリビニールアルコール、
メチルセルロースを含む。上記透明導電層はまた液晶技
術分野の従来技術である。そのような材料の例はインジ
ウム錫酸化物、インジウム酸化物、錫酸化物、カドミウ
ムの錫酸塩を含む。

【００１４】図１は本発明により製造されたカラーフィ
ルタ配列１の断面図を示し、これは液晶表示装置（図示
せず）に用いられる。カラーフィルタ配列１はガラス、
プラスチック、又は他の適切な材料で形成された硬い透
明な支持体又は基板３を含む。カラーフィルタ配列１は
ポリマー画像受容層１５に埋め込まれた赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーセル又は画素セル５を含む
（これはまた当業者に色素画像受容層と称される）。他
の色、例えばシアン、マゼンタ、黄色もまた用いられる
ことは当業者には明らかである。黒いグリッドライン７
は各カラー画素を分離する。カラーフィルタ配列１はポ
リマーオーバーコート層９を有し、インジウム錫酸化物
（ＩＴＯ）１１のような適切な透明導電性層でコートさ
れうる。液晶装置（ＬＣＤ）で用いられるときに配列層
１３が用いられることは当業者には明らかである。

【００１５】図２を参照するに制御ユニット２３により
作動されるキセノンフラッシュランプ２２を有するフラ
ッシュ組立体２１を含む図１のカラーフィルタ配列１を
製造するプリント装置の概略を示す。フラッシュ組立体
２１は反射面２８を含む内部空洞を画成する。制御ユニ
ット２３は手動で、又は制御ユニット２３内にあるコン
ピュータにより自動的に制御される。制御ユニット２３
はブロック図に示される従来技術の充電システム２３ａ
とコンデンサ２３ｂのバンクを作動するマイクロプロセ
ッサを含む。コンデンサのバンク２３ｂは典型的には１
／３−５ジュール／ｃｍ²の範囲のエネルギーを供給
し、これはフラッシュランプ２２を色素ドナー素子２７
からポリマー画像受容層１５に色素を転写するために充
分なエネルギーでトリガーするのに充分である。放電の
タイミングは概略が図示される放電スイッチ２３ｃを制
御するマイクロプロセッサにより制御される。フラッシ
ュランプ２２からの光は図２に種々の光線により示され
るように反射面２８により反射され、コリメートされ、
マスク２５を通して色素ドナー素子２７を照射する。マ
スク２５は典型的にはパターン化されたクロムのライン
を有する石英材料から形成され、それはフラッシュラン
プ２２からの光が色素ドナー素子２７を充分な強度で照
射するよう通過する開口を画成する。光は色素ドナー素
子２７の色素又は他の着色料のポリマー画像受容層１５
への転写を引き起こす。そのようなフラッシュ組立体２
１は米国特許第５３０９３２９号により詳細に記載され
ており、これをここに参考として引用する。

【００１６】色素ドナー素子２７は柔軟なウェブの形を
取り、モーター３１により制御される供給スプール３０
に巻かれる。モーターは制御ユニット２３により駆動さ
れる。他のモーター３３の制御の下の巻取りスプール３
２がまた設けられる。このモーター３３はまた制御ユニ
ット２３により制御される。動作においてモーターに給
電されるとそれらは色素ドナー素子２７のポリマー画像
受容層１５を覆う適切な量を供給スプール３０から引き
出す。必要なガイドローラー３４ａ，３４ｂ，３４ｃは
また色素ドナー素子２７をポリマー画像受容層１５に関
して位置決めするよう設けられる。色素ドナー素子２７
はマスク２５の上に近接し、又は接触するよう配置され
る。マスク２５は当業者が通常用いるようなガラス上の
クロムでありうるがこれに限定されない。色素ドナー素
子２７は真空によりマスク２５に近接するように保持さ
れる。色素ドナー素子２７は図１に示されるようにカラ
ーフィルタカラーフィルタ配列１を形成するよう用いら
れる。

【００１７】種々の方法が色素ドナー素子２７から画像
受容組立体２９へ色素を転写するために用いられ得る。
好ましい実施例では画像受容組立体は硬い透明支持体又
は基板３上にコートされたポリマー画像受容層１５から
なり、それはマスク２５と、熱色素ドナー素子２７と、
カラーフィルタ配列１とのサンドイッチを形成するする
よう充分な力を加える重りにより支持され、それにより
フラッシュランプ２２が給電されたときにフラッシュラ
ンプからの光がマスク２５を通過し、色素画像受容層１
５に色素を転写するために充分なエネルギーで色素ドナ
ー素子２７を照明する。図３に関して説明されるように
真空は色素ドナー素子２７に近接した硬い支持体又は基
板３を支持するようにまた作用する。この方法の更なる
詳細は米国特許第４９２３８６０号により完全に記載さ
れ、その開示をここに参考として引用する。

【００１８】図２はポリマー画像受容層１５上に色素を
画像毎に転写する他の装置の概略を示す。ここで図１、
２に対応する素子は同じ符号で示される。フラッシュシ
ステム２１は制御ユニット２３により制御されるフラッ
シュランプ２２と色素ドナー素子２７上への衝突照射を
画像毎に区別する照明マスク２５とを含む。上記のよう
にマスク２５は当業者が通常用いるようなガラス上のク
ロムでありうる。マスク２５及び色素ドナー素子２７は
画像受容組立体２９により強固にポリマー画像受容層１
５に近接して保持される。図２で手動により又はマスク
２５と熱色素ドナー素子２７とカラーフィルタ配列１と
をサンドイッチにするための図示されない装置により配
置される重りが示され、それによりフラッシュランプ２
２が給電されるときにフラッシュランプからの光がマス
ク２５を通過し、色素画像受容層１５に色素を転写する
ために充分なエネルギーで色素ドナー素子２７を照明す
る。

【００１９】色素画像受容層１５は実際には一連の着色
されたパッチの繰り返しで作られ、それは赤、緑、青で
ありうる。動作時には制御ユニット２３はモーター３
１、３３がマスク２５にわたり特定の新たなカラーパッ
チを位置決めするよう給電する。その時点で重りが硬い
透明な支持体又は基板３上に配置され、それは上記のサ
ンドイッチを形成するようにされる。特定の色がプリン
トされた後に重りは除去され、使用されたパッチはマス
ク２５から除去され、次の着色されたパッチが動作可能
な位置に配置される。このプロセスは３つの色が色素画
像受容層１５に形成されると完了する。

【００２０】図３を参照するに画像受容組立体２９は適
切な調節器を有する真空チャック３５を含む。もちろん
真空ポンプモーター３６は図２に示される制御ユニット
２３の制御の下にある。マスク２５と色素ドナー素子２
７と支持体又は基板３とは適切な真空チャック３５に保
持される。駆動モーター真空ポンプモーター３６が給電
されるときに真空が色素ドナー素子マスクのサンドイッ
チを形成し、マスク２５と色素ドナー素子２７とカラー
フィルタ配列１とをサンドイッチにするために形成さ
れ、調整され、それによりフラッシュランプ２２が給電
されるときにフラッシュランプからの光がマスク２５を
通過し、色素画像受容層１５に色素を転写するために充
分なエネルギーで色素ドナー素子２７を照明する。

【００２１】色素ドナー素子２７はその上に色素層を有
する典型的には硬い透明支持体又は基板３を含む。色素
又は色素の混合物のいずれもが強い光の作用によりカラ
ーフィルタ配列１の色素画像受容層１５に転写可能に設
けられた層に用いられる。特に昇華性の色素で良好な結
果が得られた。昇華性の色素の例は例えばＳｕｍｉｋａ
ｌｏｎＶｉｏｌｅｔＲＳ（登録商標）（住友化
学）；ＤｉａｎｉｘＦａｓｔＶｉｏｌｅｔ３Ｒ−
ＦＳ９（登録商標）（三菱化成工業）；Ｋａｙａｌｏｎ
ＰｏｌｙｏｌＢｒｉｌｌｉａｎｔＢｌｕｅＮ−
ＢＧＭ（登録商標）；ＫａｙａｌｏｎＰｏｌｙｏｌ
ＤａｒｋＢｌｕｅ２ＢＭ（登録商標）；ＫＴＳＢ
ｒａｃｋＫＲ（登録商標）（日本化薬社）；Ｓｕｍｉ
ｃｋａｒｏｎＤｉａｚｏＢｌａｃｋ５Ｇ（登録商
標）（三井東圧化学）；のようなアントラキノン色素及
びＤｉｒｅｃｔＤａｒｋＧｒｅｅｎＢ（登録商
標）（三菱化成工業）；ＤｉｒｅｃｔＢｒｏｗｎＭ
（登録商標）；ＤｉｒｅｃｔＦａｓｔＢｒａｃｋ
Ｄ（登録商標）（日本化薬社）；のような直接色素及び
ＫａｙａｎｏｌＭｉｌｌｉｎｇＣｙａｎｉｎｅ５
Ｒ（登録商標）（日本化薬社）のような酸性色素及
び；ＳｕｍｉｃａｃｒｙｌＢｌｕｅ６Ｇ（登録商
標）（住友化学）；ＡｉｚｅｎＭａｌａｃｈｉｔｅ
Ｇｒｅｅｎ（登録商標）（ホドガヤ化学社）；のような
塩基性色素；又は米国特許第４５４１８３０；４６９８
６５１；４６９５２８７；４７０１４３９；４７５７０
４６；４７４３５８２；４７６９３６０；４７５３９２
２号に開示されている色素のいずれかを含み、これらの
開示をここに参考として引用する。

【００２２】適切な色素は以下の構造式により更に示さ
れる：

【００２３】

【化１】

【００２４】上記の減法混色の色素は米国特許第４９５
７８９８；４９７５４１０；４９８８６６５号に開示さ
れるように所望の赤、青、緑の加色混合の三原色を得る
ために種々に組み合わされて用いられえ、それらの開示
をここに参考として引用する。色素は色素層で混合さ
れ、又は別の色素層にコートされる場合には順次転写さ
れ、約０．０５から約１ｇ／ｍ²の範囲で用いられる。

【００２５】本発明はその特定の実施例を特に参照して
詳細に説明されてきたが本発明の精神及び範囲内で変形
及び改善がなされうるものである。上記の説明で熱転写
色素が用いられたが、例えば顔料又は２色性の層のよう
な他の着色料もまた用いられ得る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の利点はより少ない段階でカラー
フィルタ配列を製造することを可能にする装置を提供
し、それによりコストを削減する方法を提供することで
ある。本発明の他の利点は本発明の方法は液晶表示装置
で用いられ得るカラーフィルタ配列を製造するのに特に
適していることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたカラーフィルタ配列の
断面図である。

【図２】図１のカラーフィルタ配列用の本発明による装
置の断面図である。

【図３】図２の装置の断面図及びカラーフィルタ配列を
製造するプロセスの段階を説明する図である。

【符号の説明】

１カラーフィルタ配列３硬い透明支持体又は基板５カラーセル又は画素７黒いグリッドライン９ポリマー保護オーバーコート層１１インジウム錫酸化物１３配列層１５ポリマー画像受容層又は色素画像受容層２１フラッシュ組立体２２フラッシュランプ２３制御ユニット２３ａ充電システム２３ｂコンデンサ２３ｃ放電スイッチ２５マスク２７色素ドナー素子２８反射面２９画像受容組立体３０供給スプール３１、３３モーター３２巻取りスプール３４真空ポンプ３４ａ，３４ｂ，３４ｃガイドローラー３５真空チャック３６真空ポンプモーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）透明支持体及びポリマー画像受容層
を有する色素ドナー素子を受容する手段と；ｂ）フラッシュ照明を選択的に提供するフラッシュラ
ンプを含む手段と；ｃ）カラーフィルタ配列画素を表わすパターンを有す
るマスクを受容する手段と；ｄ）フラッシュランプが給電されたときにフラッシュ
ランプからの光がマスクを通り抜け、色素をポリマー画
像受容層に転写するよう色素ドナー素子を照明するよう
に、マスク及びポリマー画像受容層に関して色素ドナー
素子を位置決めする手段とからなるパターン化されたポ
リマー画像受容層を有するカラーフィルタ配列を製造す
る装置。
【請求項２】ａ）透明支持体及びポリマー画像受容層
を有するウェブの形の柔軟な色素ドナー素子を受容する
手段と；ｂ）フラッシュ照明を選択的に提供するフラッシュラ
ンプを含む手段と；ｃ）カラーフィルタ配列画素を表わすパターンを有す
るマスクを受容する手段と；ｄ）フラッシュランプが給電されたときにフラッシュ
ランプからの光がマスクを通り抜け、色素をポリマー画
像受容層に転写するよう色素ドナー素子を照明するよう
にマスク及びポリマー画像受容層に関して色素ドナー素
子を位置決めする手段と、ｅ）色素ドナー素子とポリマー画像受容層とマスクと
でサンドイッチを形成するように力を加える手段を含む
制御手段とからなるパターン化されたポリマー画像受容
層を有するカラーフィルタ配列を製造する装置。