JPS58102214A - 多色画像表示装置の製造方法 - Google Patents
多色画像表示装置の製造方法Info
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- JPS58102214A JPS58102214A JP56201987A JP20198781A JPS58102214A JP S58102214 A JPS58102214 A JP S58102214A JP 56201987 A JP56201987 A JP 56201987A JP 20198781 A JP20198781 A JP 20198781A JP S58102214 A JPS58102214 A JP S58102214A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
- G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一対の平行な基板の対向面側にそれぞれ電極
が形成され、これら電極のうち少くとも一方Ｉこ薄膜状
のカラーフィルタ層が形成されており、電極間の印加電
圧の強弱により基板間に満たされた液晶材等の透過光量
または反射光量を制御するようにした多色画像表示装置
、と＜ Ｋ ％ １１ 膜状のカラーフィルタ層を染色
法により形成する様にした多色画像表示装置の製造方法
に関するものである。
が形成され、これら電極のうち少くとも一方Ｉこ薄膜状
のカラーフィルタ層が形成されており、電極間の印加電
圧の強弱により基板間に満たされた液晶材等の透過光量
または反射光量を制御するようにした多色画像表示装置
、と＜ Ｋ ％ １１ 膜状のカラーフィルタ層を染色
法により形成する様にした多色画像表示装置の製造方法
に関するものである。
液晶を用いた多色画像表示装置は、コンビ。
−タ端末の各種ディスプレイ装置、プレビジ。
ン、ビデオ用モニターなどに用途があり、近年、研究開
発が進められている。この多色画像表示装置の一例を第
１図および第２図に示す。第２図は、その一部を示すＡ
−Ａ縦断面図であり、一対の基板（社）が平行に対向し
、その対向面側にそれぞれ多数の微細電極（２）が形成
され、これら電極■の一方に赤（Ｒ１縁（Ｇ 、青■の
先の三原色からなるカラーフィルタ層（至）が形成され
ている。
発が進められている。この多色画像表示装置の一例を第
１図および第２図に示す。第２図は、その一部を示すＡ
−Ａ縦断面図であり、一対の基板（社）が平行に対向し
、その対向面側にそれぞれ多数の微細電極（２）が形成
され、これら電極■の一方に赤（Ｒ１縁（Ｇ 、青■の
先の三原色からなるカラーフィルタ層（至）が形成され
ている。
そして、一対の平行基板（社）でつくる関瞭には液晶（
至）が注入されており、その周縁部はスペーサとしての
機能を併せもつシール材（ハ）でシールされている。ま
た、第１図は前記多色画像表示装置の一部を示すＢ−Ｂ
断面平面図である。図に示すように、多色画像表示装置
は原画像のいわゆる画素に相当する多数の微小領域αυ
からなり、各微小領域αＢは赤［Ｆ］、縁ＩＱ 、青■
の三色のカラーフィルタ層器を有している。このように
構成された多色画像表示装置において、カラーフィルタ
層（至）が形成された各電極＠と、液晶を介してそれと
対向する電極□□□との間に所定の電圧をかけた場合に
、液晶（財）の透過光量または反射光量が制御され、こ
れにより多色画像が基板ａｌ上０こ表示されるのである
。
至）が注入されており、その周縁部はスペーサとしての
機能を併せもつシール材（ハ）でシールされている。ま
た、第１図は前記多色画像表示装置の一部を示すＢ−Ｂ
断面平面図である。図に示すように、多色画像表示装置
は原画像のいわゆる画素に相当する多数の微小領域αυ
からなり、各微小領域αＢは赤［Ｆ］、縁ＩＱ 、青■
の三色のカラーフィルタ層器を有している。このように
構成された多色画像表示装置において、カラーフィルタ
層（至）が形成された各電極＠と、液晶を介してそれと
対向する電極□□□との間に所定の電圧をかけた場合に
、液晶（財）の透過光量または反射光量が制御され、こ
れにより多色画像が基板ａｌ上０こ表示されるのである
。
このような多色画像表示装置の良否は、カラーフィルタ
層Ｉこ左右されることが多く、この場合の目安として次
１こ示すような条件が一般−こ知られている。
層Ｉこ左右されることが多く、この場合の目安として次
１こ示すような条件が一般−こ知られている。
第１に、カラーフィルタ層は電極間に位置するため、そ
の膜厚の１大に伴うて必要とされる駆動電圧が高くなる
ので、これがあまり高くならないよう暮こその膜厚を液
晶層に比して十分に薄くしなければならず、実験暑こよ
れば０．６μｍ以下であることが望ましνＡとされる。
の膜厚の１大に伴うて必要とされる駆動電圧が高くなる
ので、これがあまり高くならないよう暮こその膜厚を液
晶層に比して十分に薄くしなければならず、実験暑こよ
れば０．６μｍ以下であることが望ましνＡとされる。
第２に、複雑な多色画像を表示し得るよう番こするため
番こは各色カラーフィルタ層は極めて微小に形成する必
要があるが、それに伴って各色カラーフィルタ層は微細
に色分けすることかできなければならない。第３に、多
色画像を忠実に再現するためには各カラーフィルタ層の
色は十分に色純度が高く、カラーバランスが優れている
ことが必要である。第４に、電極間に印加すべき駆動電
圧がばらつかないように各カラーフィルタ層の膜厚を均
一にすることが必要であり、通常各カラーフィルタ層の
膜厚のバラツキは液晶層膜厚さの１哄以内であることが
望ましいとされる。
番こは各色カラーフィルタ層は極めて微小に形成する必
要があるが、それに伴って各色カラーフィルタ層は微細
に色分けすることかできなければならない。第３に、多
色画像を忠実に再現するためには各カラーフィルタ層の
色は十分に色純度が高く、カラーバランスが優れている
ことが必要である。第４に、電極間に印加すべき駆動電
圧がばらつかないように各カラーフィルタ層の膜厚を均
一にすることが必要であり、通常各カラーフィルタ層の
膜厚のバラツキは液晶層膜厚さの１哄以内であることが
望ましいとされる。
第５に、実用上安価に量産できることである。
ところが、従来行なわれている方法によっては、上記諸
条件を満足するカラーフィルタ層を形成することは困難
である。すなわち、スクリーン印刷法によれば、低コス
トでカラーフィルタ層を形成することはできるが、その
膜厚を薄くすることができず、膜厚の均一性ｔＣ関して
も間■がある。また、金属酸化物を多層蒸着する多層膜
干渉法は、カラーフィルタ層の膜厚が厚くなり、また製
造コストが高くなり実用的でない。さらに、昇華性染料
が塗布された支持体に所定のマスク板を介して熱エネル
ギーを照射すること−こより当該染料を昇華させ、被染
部分曇こ付着させる方法では、微細なパターンに色分け
して染め分けることが難しく、また薄膜性の点において
も問題がある。
条件を満足するカラーフィルタ層を形成することは困難
である。すなわち、スクリーン印刷法によれば、低コス
トでカラーフィルタ層を形成することはできるが、その
膜厚を薄くすることができず、膜厚の均一性ｔＣ関して
も間■がある。また、金属酸化物を多層蒸着する多層膜
干渉法は、カラーフィルタ層の膜厚が厚くなり、また製
造コストが高くなり実用的でない。さらに、昇華性染料
が塗布された支持体に所定のマスク板を介して熱エネル
ギーを照射すること−こより当該染料を昇華させ、被染
部分曇こ付着させる方法では、微細なパターンに色分け
して染め分けることが難しく、また薄膜性の点において
も問題がある。
本発明は、前記諸条件のすべてを満足するカラーフィル
タ層を形成することにより良好な多色−像表示装置を製
造する方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
タ層を形成することにより良好な多色−像表示装置を製
造する方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
以下、図面を参照しながらこの発明の構成について説明
する。
する。
第３図から第９図までは、多色画像表示装置の本発明に
保る製造方法を工程別に示す−ＩｉＪ施例であ、て、縦
断面の一部を表わした図である。
保る製造方法を工程別に示す−ＩｉＪ施例であ、て、縦
断面の一部を表わした図である。
まず、第３図に示すように、ガラス基板Ｃ！υ上＋ｃ
Ｓｎｕｇ 、 Ｉｎ２０１などの導電膜を０．１５ｍ
ｍ度の厚さで均一に真空蒸着した後、フ、トエッチング
法により多数の微細電極（至）を形成する。
Ｓｎｕｇ 、 Ｉｎ２０１などの導電膜を０．１５ｍ
ｍ度の厚さで均一に真空蒸着した後、フ、トエッチング
法により多数の微細電極（至）を形成する。
次善〇、第４図に示すように、ゼラチンのような水溶性
タンパク質に感光剤として腋りロク酸塩またはジアゾ化
合物を添加した被染剤（Ｉｌｌを、スピンナーのような
塗布装置により０．６μｍｌＪ下の膜厚懺こなるように
塗布、乾燥させ、電極■を被覆した後、所定のマスク板
（至）を用いて各電極＠の上面を被覆する部分のみに光
ｉ＊ｕを露光させ、その部分の被染剤（Ｉｌ＋を硬化さ
せる。ここで、被染剤ａｎとしてタンパク質を用いるの
は、タンパク質が容易に濃い色に染まるととも暑こ、容
易に薄く、かつ均一な厚さ昏こ形成される性質をもつか
らである。そして、未露光部分を溶去し、第５図に示す
よう醗こ、各電極＠上にゼラチン等の硬化被膜からなる
被染色層（至）を形成する。
タンパク質に感光剤として腋りロク酸塩またはジアゾ化
合物を添加した被染剤（Ｉｌｌを、スピンナーのような
塗布装置により０．６μｍｌＪ下の膜厚懺こなるように
塗布、乾燥させ、電極■を被覆した後、所定のマスク板
（至）を用いて各電極＠の上面を被覆する部分のみに光
ｉ＊ｕを露光させ、その部分の被染剤（Ｉｌ＋を硬化さ
せる。ここで、被染剤ａｎとしてタンパク質を用いるの
は、タンパク質が容易に濃い色に染まるととも暑こ、容
易に薄く、かつ均一な厚さ昏こ形成される性質をもつか
らである。そして、未露光部分を溶去し、第５図に示す
よう醗こ、各電極＠上にゼラチン等の硬化被膜からなる
被染色層（至）を形成する。
この場合、被染色層（至）の染着能力を高めるとともに
、被染色層（至）の膜厚をより薄くすることができるよ
うにするため、被染剤３υにポリ塩化ジメチルジアタリ
ルアンモニウム、メチルグリコールキトサン勢の四級ア
ンモニウム塩またはアミノ基のうち少くとも一方を有す
る水溶性有沙。
、被染色層（至）の膜厚をより薄くすることができるよ
うにするため、被染剤３υにポリ塩化ジメチルジアタリ
ルアンモニウム、メチルグリコールキトサン勢の四級ア
ンモニウム塩またはアミノ基のうち少くとも一方を有す
る水溶性有沙。
ポリマーを添加してもよい。
続いて、第６図に示すように、被染色層［有］上蚤こ油
性ポジ型のフォトレジスト（財）を塗布、乾燥させ、フ
ィルター各色、たとえば赤、緑、青の各色ごとに別途、
作成したマスク板のうち第１色、たとえば赤色用のマス
ク板（至）を用いて、赤色で染色すべき被染色層（３３
Ｒ）のみを光線Ｕにて露光し、現像することにより露光
部を酵去し、第７図に示すように防染マスク（至）を作
成する。
性ポジ型のフォトレジスト（財）を塗布、乾燥させ、フ
ィルター各色、たとえば赤、緑、青の各色ごとに別途、
作成したマスク板のうち第１色、たとえば赤色用のマス
ク板（至）を用いて、赤色で染色すべき被染色層（３３
Ｒ）のみを光線Ｕにて露光し、現像することにより露光
部を酵去し、第７図に示すように防染マスク（至）を作
成する。
しかる後、防染マスク（至）で被覆されていない被染色
層（３３Ｒ）が所望の色濃度を呈する赤色のカラーフィ
ルタ層になるように、適当な染料を用いて染色し、染色
完了後、剥膜液により防染マスク（至）を剥離する。
層（３３Ｒ）が所望の色濃度を呈する赤色のカラーフィ
ルタ層になるように、適当な染料を用いて染色し、染色
完了後、剥膜液により防染マスク（至）を剥離する。
以下、第２色（緑色）、第３色（青色）のカシ−フィル
タ層の形成においても、防染マスクの作成、染色、防染
マスクの剥離の各工程を上記と同様に繰り返し、順次、
緑色、青色のカラーフィルタ層を形成する。
タ層の形成においても、防染マスクの作成、染色、防染
マスクの剥離の各工程を上記と同様に繰り返し、順次、
緑色、青色のカラーフィルタ層を形成する。
なお、上記染色工程において、被染色層（至）を染色す
るための染料を精製しておいた場合は、被染色層（至）
を一層濃い色に染めることができるので、膜厚をより薄
くすることができる。そこで、繊維のような通常の染色
の場合と異なり、染料中に含まれる助剤等の添加物を除
去するために、各染料を十分番こ精製しておくことか望
ましい。
るための染料を精製しておいた場合は、被染色層（至）
を一層濃い色に染めることができるので、膜厚をより薄
くすることができる。そこで、繊維のような通常の染色
の場合と異なり、染料中に含まれる助剤等の添加物を除
去するために、各染料を十分番こ精製しておくことか望
ましい。
また、染色後、カラーフィルタ層（至）の１１ζ若干あ
るため、必要に応じて加熱し、これ・こよりカラーフィ
ルタ層（２）を引き締め、そのカラーフィルタ層のを一
層薄く、強くすることカニできる。
るため、必要に応じて加熱し、これ・こよりカラーフィ
ルタ層（２）を引き締め、そのカラーフィルタ層のを一
層薄く、強くすることカニできる。
さち暢こ、液晶（至）１こ対する配向ＩＩ！能をもたせ
るととも＋ＣＳ カシ−フィルタ層（至）の染料力ｉ液
晶へ溶出することを防止するために、第８図番こ示すよ
うに、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どの高分子材料や５ｉ０２のような絶縁性無機化合物を
スピンナにより塗布したり、真空蒸着することにより、
膜厚力１約０．１μｍ以下になるように配向膜（至）を
形成するとよＶ）。
るととも＋ＣＳ カシ−フィルタ層（至）の染料力ｉ液
晶へ溶出することを防止するために、第８図番こ示すよ
うに、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どの高分子材料や５ｉ０２のような絶縁性無機化合物を
スピンナにより塗布したり、真空蒸着することにより、
膜厚力１約０．１μｍ以下になるように配向膜（至）を
形成するとよＶ）。
最後に、液晶を用いた通常の表示／ペネルの場合と同様
に、表面ラビングをし、スペーサ材としての機能をもっ
たエポキシ樹脂等のシーｌし材四をスクリーン印刷法Ｉ
こより張り合わせた後、液晶（支）を注入して封止する
。
に、表面ラビングをし、スペーサ材としての機能をもっ
たエポキシ樹脂等のシーｌし材四をスクリーン印刷法Ｉ
こより張り合わせた後、液晶（支）を注入して封止する
。
以上のような工程を経ること番こより、第９図に示すよ
うな一色画像表示装置を製造するととができるのである
。
うな一色画像表示装置を製造するととができるのである
。
このように本発明は、タンノベタ質が容易量こ鱗い色に
染まる性質および薄膜でしかも均一な厚さにて容易に形
成できる性質に着目し、ゼラチン勢のタンパク質の硬化
被膜にて被染色層仙を構成し、また被染色材櫓１こ四級
アンモニウム塩やアミノ基を有す〜ソ管１宜添加したり
、あるし）はまた、十分に精製した染料を使用すること
・こより、従来非常・こ困難とされてシまた前記諸条件
を満足するカラーフィルタ層を設けた多色画像表示装置
を比較的簡単な製造工程で、し力・も低コストで量産で
きる。更に、本発明番ｃカ１カ・る方法で製造した多色
画像表示装置の特性は、下記実施例記載の如く、色純度
およびカラー・ζランスとも優れている。
染まる性質および薄膜でしかも均一な厚さにて容易に形
成できる性質に着目し、ゼラチン勢のタンパク質の硬化
被膜にて被染色層仙を構成し、また被染色材櫓１こ四級
アンモニウム塩やアミノ基を有す〜ソ管１宜添加したり
、あるし）はまた、十分に精製した染料を使用すること
・こより、従来非常・こ困難とされてシまた前記諸条件
を満足するカラーフィルタ層を設けた多色画像表示装置
を比較的簡単な製造工程で、し力・も低コストで量産で
きる。更に、本発明番ｃカ１カ・る方法で製造した多色
画像表示装置の特性は、下記実施例記載の如く、色純度
およびカラー・ζランスとも優れている。
次に、この発明の一実施例につν１て記述する。
まず、一般に行なわれている液晶電極の製造法を用いて
、Ｉｎｔｏ、の透明電極磯を形成する。
、Ｉｎｔｏ、の透明電極磯を形成する。
この電極■上に、粘度４０Ｃｐに調整したグリューニ重
クロム酸アンモニウムを重量比３０゛ｌの割合で加え、
さらに被染色能力を高めるため昏こメチルグリプールキ
トサンを総量に対して１部添加した溶液をスピンナを用
いて０．１μｍの膜厚に塗布、乾燥させる。この表面１
こ所定のマスク板（２）を介して露光し、電ｉｉ＠の上
面部分の被染剤（ＩＩを硬化させた後未露光部分を溶出
し、被染色層（至）を形成する。
クロム酸アンモニウムを重量比３０゛ｌの割合で加え、
さらに被染色能力を高めるため昏こメチルグリプールキ
トサンを総量に対して１部添加した溶液をスピンナを用
いて０．１μｍの膜厚に塗布、乾燥させる。この表面１
こ所定のマスク板（２）を介して露光し、電ｉｉ＠の上
面部分の被染剤（ＩＩを硬化させた後未露光部分を溶出
し、被染色層（至）を形成する。
次に、スピンナを用いて被染色層（至）上に油性ポジ型
フォトレジスト（至）を塗布し、乾燥させる。
フォトレジスト（至）を塗布し、乾燥させる。
そして、赤色のカラーフィルタ層形成用のマスク板（３
５Ｒ）を介して露光することにより、赤色に染色すべき
被染色層の部分（３３Ｒ）のフォトレジストを光分解し
、現像除去して赤色に染色すべき被染色層の部分Ｃ８３
Ｒ）以外の部分に防染マスク（至）を形成する。これを
、メチルアルプールを用いて精製したカヤカラン オレ
ンジ ＲＬ（Ｋａｙｍｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ Ｒ
Ｌ） （日本化薬製品品） １．５部と、アミニル ブ
リラント レッドＦ −４Ｂ （Ａｍｉｎｙ Ｂｒ１ｌ
ｌａｎｔ Ｒｅｄ Ｆ−４Ｂ）（住友化学製品名）２．
０部と、アミラジン（第一工業製薬製品名）０．２部と
、食＃１４部と、水１００部とからなる赤色染色液（５
０℃）に２０分間浸漬して、赤色に染色すべき被染色層
の部分（３３Ｒ）を赤色−こ染色した後、赤色染色用の
防染マスク（至）を剥離する。
５Ｒ）を介して露光することにより、赤色に染色すべき
被染色層の部分（３３Ｒ）のフォトレジストを光分解し
、現像除去して赤色に染色すべき被染色層の部分Ｃ８３
Ｒ）以外の部分に防染マスク（至）を形成する。これを
、メチルアルプールを用いて精製したカヤカラン オレ
ンジ ＲＬ（Ｋａｙｍｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ Ｒ
Ｌ） （日本化薬製品品） １．５部と、アミニル ブ
リラント レッドＦ −４Ｂ （Ａｍｉｎｙ Ｂｒ１ｌ
ｌａｎｔ Ｒｅｄ Ｆ−４Ｂ）（住友化学製品名）２．
０部と、アミラジン（第一工業製薬製品名）０．２部と
、食＃１４部と、水１００部とからなる赤色染色液（５
０℃）に２０分間浸漬して、赤色に染色すべき被染色層
の部分（３３Ｒ）を赤色−こ染色した後、赤色染色用の
防染マスク（至）を剥離する。
以下、同様にして、緑色、青色の染色を順次行なう。こ
の場合、被染色層（至）を緑色に染色するには、スミノ
ール ミリング イエｐ−ＭＲ（Ｓｕｍｉｎｏｌ Ｍｉ
ｌｌｉｎｇ Ｙｅｌｌｏｗ ＭＲ） （住友化学製品名
）３グラムを、前記カヤカラン オレンジ Ｒ（Ｋａｙ
ａｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ Ｒ）を精製したと同一方
法で精製したものを１．０部と、サンドラン ブリラン
ト ブルー Ｎ−ｓＧＭ（ＳｍｎｄＮ−５Ｇ Ｂｒ１
ｌｌａｎｔ Ｂｌｕｅ ＮＮ−５Ｇ ）（Ｓａｎｄ
ｓ社製品名）０．１２５部と、クエ７ 蒙１． Ｑ部と
、水１１０部とからなる緑色染色液（６０℃）に２０分
間浸漬することにより行なう。また、青色に染色するに
は、サンドラン シアニンＮ−Ｇ ３６０１（Ｓａｎ
ｄｏｌａｎ Ｃｙａｎｉｎｅ Ｎ−Ｇ３６０−Ｘ ５ａ
ｎｄｙ社製品名）１．０部と、水１００部とからなる青
色染色液（５０℃）に２０分間浸漬することにより行な
う。
の場合、被染色層（至）を緑色に染色するには、スミノ
ール ミリング イエｐ−ＭＲ（Ｓｕｍｉｎｏｌ Ｍｉ
ｌｌｉｎｇ Ｙｅｌｌｏｗ ＭＲ） （住友化学製品名
）３グラムを、前記カヤカラン オレンジ Ｒ（Ｋａｙ
ａｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ Ｒ）を精製したと同一方
法で精製したものを１．０部と、サンドラン ブリラン
ト ブルー Ｎ−ｓＧＭ（ＳｍｎｄＮ−５Ｇ Ｂｒ１
ｌｌａｎｔ Ｂｌｕｅ ＮＮ−５Ｇ ）（Ｓａｎｄ
ｓ社製品名）０．１２５部と、クエ７ 蒙１． Ｑ部と
、水１１０部とからなる緑色染色液（６０℃）に２０分
間浸漬することにより行なう。また、青色に染色するに
は、サンドラン シアニンＮ−Ｇ ３６０１（Ｓａｎ
ｄｏｌａｎ Ｃｙａｎｉｎｅ Ｎ−Ｇ３６０−Ｘ ５ａ
ｎｄｙ社製品名）１．０部と、水１００部とからなる青
色染色液（５０℃）に２０分間浸漬することにより行な
う。
所定の染色を終えた時点では、当初０．１μ解の膜厚で
あった被染色層（至）が０．３μｍ程度のカラーフィル
タ層Ｃ（３に膨潤するため、このカラーフィル°り層（
至）を１５０℃で２０分間加熱して０．２μｍ程度にま
で膜厚を引き締める必要がある。
あった被染色層（至）が０．３μｍ程度のカラーフィル
タ層Ｃ（３に膨潤するため、このカラーフィル°り層（
至）を１５０℃で２０分間加熱して０．２μｍ程度にま
で膜厚を引き締める必要がある。
この後、ポ替イミド樹脂をスピンナで０．１ ＃ ｍの
膜厚になるように、カラーフィルタ層笥上に塗布し、２
２０℃で２０分間加熱することにより、配向膜（至）を
形成する。以後、通常の液晶を用撃また表示パネルの場
合と同じ製造工程を経て、赤。
膜厚になるように、カラーフィルタ層笥上に塗布し、２
２０℃で２０分間加熱することにより、配向膜（至）を
形成する。以後、通常の液晶を用撃また表示パネルの場
合と同じ製造工程を経て、赤。
縁、青の３色で多色画像を表示し得る装置を製作するこ
とができる。
とができる。
なお、上記実施例では、水溶性の被染剤に油溶性の保護
剤を用いたが、これに限定されるものではなく、油溶性
の被染剤と水溶性の保護剤との組合せであってもよい。
剤を用いたが、これに限定されるものではなく、油溶性
の被染剤と水溶性の保護剤との組合せであってもよい。
ただし、この場合は、染料としては油溶性のものを、配
向膜としては水溶性の有機ポリマー、たとえばポリビニ
ルアルコールを使用する必要かある。また、フォトレジ
ストもポジ型に代えてネカ型を用ν１てもよい。さらに
ガラス基板および電極の材料並びに形状勢も、一般の液
晶・攬ネｌしに使用するものでよく、特ＩＣ限定される
ものではな曽λ。例えｔｆ、薄１１トランジスタの上−
こ、カラーフイ／Ｌり層を有する液晶パネルを構成する
場合にも適用できる。
向膜としては水溶性の有機ポリマー、たとえばポリビニ
ルアルコールを使用する必要かある。また、フォトレジ
ストもポジ型に代えてネカ型を用ν１てもよい。さらに
ガラス基板および電極の材料並びに形状勢も、一般の液
晶・攬ネｌしに使用するものでよく、特ＩＣ限定される
ものではな曽λ。例えｔｆ、薄１１トランジスタの上−
こ、カラーフイ／Ｌり層を有する液晶パネルを構成する
場合にも適用できる。
上述したように、多色−像表示装置を本発明のように製
造することにより、カラーフイ／レタ層の膜厚を十分に
薄くすることができるとともに、各色カラーフィルタ層
を微細１仁色分％すすることができる。また、上記実施
例により製作された多色画像表示装置によれば、カラー
フ４ ルり層の膜厚相互間のバラツキは±００４μ００
４部おさまうており、各カラーフイ／レタ層の色純度も
第１０図にその１例を示す如く、十分・こ高く、かつカ
ラーバランスも良好であった。さらφこ、前述のように
製造工程も比較的簡単であす、シかも低コストで量産す
ることができ、非常番こ実用的である。このよう昏こ、
本発明により良好な多色画像表示装置を提供することが
できる。
造することにより、カラーフイ／レタ層の膜厚を十分に
薄くすることができるとともに、各色カラーフィルタ層
を微細１仁色分％すすることができる。また、上記実施
例により製作された多色画像表示装置によれば、カラー
フ４ ルり層の膜厚相互間のバラツキは±００４μ００
４部おさまうており、各カラーフイ／レタ層の色純度も
第１０図にその１例を示す如く、十分・こ高く、かつカ
ラーバランスも良好であった。さらφこ、前述のように
製造工程も比較的簡単であす、シかも低コストで量産す
ることができ、非常番こ実用的である。このよう昏こ、
本発明により良好な多色画像表示装置を提供することが
できる。
第１−および第２図は、それぞれ多色両像表示装置の一
例を示し、その装置の一部を表わすＲ−Ｂ断面平面図お
よびＡ−Ａ縦断面図であり、第３図から第９図までは、
多色画像表示装置の本発明・こ係る製造方法を工程別に
示す一実施例であって、縦断面の一部を表わした図であ
り、第１θ図はカラーフィルタ層の色純度およびカラー
バランスの１例を示す色度図である。 （ｉｌｌ・・・微小領域 （社）・・・基板■・
・・電極 （至）・・・カラーフィルタ層（
至）・・・液晶 四・・・スペーサー材としての機能をもつシール材 ■・・・配向膜 ３υ・・・被染剤■、Ｃａ・
・・マスク板 （至）・・・被染色層第１図 第２図 １ 第３図 第 ９！１ 第１０図 手続補正書（自発） 昭和５７年６月１９１１ 昭和５６年特 許 願第２０１９８７弓２、発明の名称
多色画像表示装置の製造方法３、補正をする者 事件との関係 特許出履人 ４、代 理 人 （１）明細書全文を別紙のとお〕訂正する。 （２）図面第１図を別紙のとおシ訂正する。 ９添付書類の目録 （１）訂正明細書 ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１ 通（２）訂正図面（第１図）・・・・・・・・
・・１ 週明 細 書 （針止） １、発明の名称 多色画像表示装置の製造方法 ２、特許請求の範囲 （１）印加電圧の強弱によシ液晶す等の透過光量または
反射光量を制御する原理を用いた多色画偉を表示する装
置において、電極ないし電極を含む基板の液晶側の表面
上に、被染色層を薄膜状に形成するとともに％骸被染色
層を所定の染料で所要の配列状態に染色し、もってカラ
ーフィルタ層を形成するようＫしたことを特徴とする、
多色画像表示装置の製造方丸（２）硬化被膜忙よシ被染
色層を゛形成する様にした特許請求の範囲第１項記載の
多色画像表示装置の製造方法。 （３）被染色層に１四級アンモニウム塩またはアミノ基
のうち少なくともどちらか一方を有する有機ポリマを添
加した特許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の
製造方法。 （４）精製した染料で染色する様にした特許請求の範囲
第１項記載の多色画像表示装置の製造方法０ （５）少なくともカラーフィルタ層の上に配向機能およ
び液晶材への防染機能を有する被膜を均一に形成し九特
許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法
。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、一対の平行な基板の対向面側にそれぞれ電極
が形成され、これら電極のうち少くとも一方に薄膜状の
カラーフィルタ層が形成されておシ、電極間の印加電圧
の強弱によシ基板関に満たされた液晶材等の透過光量ま
たは反射光量を制御するようＫした多色画像表示装置、
と＜Ｋ、薄膜状のカラーフィルタ層を染色法により形成
する様にした多色画像表示装置の製造方法に関するもの
である。 液晶を用いた多色１ｉｊｉ偉表示装置は、コンピュータ
端末の各糧ディスプレイ装置、テレビジ厘ン、ビデオ用
モニターなどに用途があり、近年、研究開発が進められ
ている。この多色１ｉＩｉ儂表示装置の一例を第１図お
よび第２図に示す。第２図は、その一部を示すＡ−ム縦
断面図であり、一対の基板（２）が平行に対向し、その
対向面側にそれぞれ多数の微細電極（支）が形成され、
これら電極（２）の一方に赤■、緑Ｑ１青（５）の光の
三原色からなるカラーフィルタ層四が形成されている。 そして、一対の平行基板（２）でつぐる関１１には液晶
（２）が注入されており、その周縁部はスペーサとして
の機能を併せもつシール材（イ）でシールされている。 また、菖１図は前記多色画像表示装置の一部を示すＢ−
Ｂ断面平面図である。図に示すように、多色１１ｉｉ儂
表示装置は原画偉のいわゆる画素に相当する多数の微小
領域０］）からなシ、各微小領域（６）は赤■、緑Ω、
宵の）の三色のカラーフィルタ層に）を有している。こ
のように構成された多色ｔｈｉ儂表示装置において、カ
ラーフィルタ層（財）が形成された各電極（２）と、液
晶を介してそれと対向する電極（２）との間に所定の電
圧をかけた場合に、液晶−の透過光量または反射光量が
制御され、これＫより多色０１偉が基板に）上に表示さ
れるのである。 このような多色画像表示装置の良否は、カラーフィルタ
層に左右されることが多く、この場合の目安として次忙
示すような条件が一般に知られている＠ 第１Ｋ、カラーフィルタ層は電極間に位置するため、そ
の膜厚の増大に伴って必要とされる駆動電圧が高くなる
ので、これがあまり高くならないようにその膜厚を液晶
層に比して十分く薄くしなければならず、実験によれば
０・６μｍ以下であることが望ましいとされる。第２に
、複雑な多色内債を表示し得るようにする九めＫは各色
カラーフィルタ層は極めて微小に形成する必要があるが
、それに伴つて各色カラーフィルタ層は微細に色分けす
ることができなければならない。第５に、多色内債を忠
実に再現するためＫは各カラーフィルタ層の色は十分に
色純度が高く、カラーバランスが優れていることが必要
である。第４に、電極間に印加すべき駆動電圧がばらつ
かないように各カラーフィルタ層の膜厚を均一圧するこ
とが必要であシ、通常各カラーフィルタ層の膜厚のバラ
ツキは液晶層の厚さの１慢以内であることが望ましいと
される。第５に１実用王女価に量産できることである。 ところが、従来行なわれている方法によっては、上記諸
条件を満足するカラーフィルタ層を形成することは困難
である。すなわち、スクリーン印刷法によれば、低コス
トでカラーフィルタ層ヲ形成することはできるが、その
膜厚を薄くすることができず、膜厚の均−性九関しても
問題がある。また、金属酸化物を多層蒸着する多層膜干
渉法は、カラーフィルタ層の膜厚が厚くなり、また製造
コストが高くなシ実用的でない。 本発明は、前記諸条件のすべてを満足するカラーフィル
タ層を形成するととＫより良好な多色画像表示装置を製
造する方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。 以下、図面を参照しながらこの発明の構成について説明
する。 第３図から第９図までは、多色画像表示装置の本発明に
係る製造方法を工程別釦示す一実施例であって、縦断面
の一部を表わした図である。 まず、＠３図に示すよう忙、ガラス基板Ｑυ上忙ｓ ｎ
Ｏ！ 、Ｘ ｎ ｔ Ｏｓなどの導電膜を０・１μｍ梅
度の厚さで均一に真空蒸着した後、フォトエツチング法
によ１）ｆ数の微細電極（ロ）を形成する。 次に、・第４図に示すように、ゼラチンのような水溶性
タンパク質またはポリビニルアルコール（以下ＰＴＡと
称する。）の如き樹脂などに感光剤として重クロム酸塩
またはジアゾ化合物を添加した被染剤０１を、スピンナ
ーのような塗布装置により０・６μｍ以下の膜厚になる
ようＶＣ塗布、乾燥させ、電極（２）を被・した後、所
定のマスク板（２）を用いて各電極輪の上面を被覆する
部分のみ忙光線０を霧光させ、その部分の被染剤ＣＩＯ
を硬化させる。ここで、被染剤０υとしてタンパクＪＪ
ＩＬｉたはＰＶムの如き樹脂などを用いるの社、これら
が容易に濃い色に染まるとともに、容易に薄く、かつ均
一な厚さに形成される性質をもつからである。そして、
未露光部分を溶去し、第５図に示すように１各電極翰上
にかかる被染色剤の硬化被膜からなる被染色層（至）を
形成する。この場合、被染色層（至）の染着能力を高め
るとともＫ、被染色層（至）の膜厚をより薄くすること
ができるようにするため、被染剤０１ＪＣポリ塩化ジメ
チルジアクリルアンモニウム、メチルグリコールキトサ
ン郷の四級アンモニウム塩ま九はアミノ基のうち少くと
も一方を有する有機ポリマーを添加してもよｈｏ 続いて、第６図に示すように、被染色層に）上に油性ポ
ジ型のフォトレジスト（ロ）を塗布、乾燥させ、フィル
ター各色、たとえば赤、緑、背の各色ごとに別途、作成
したマスク板のうち第１色、たとえに赤色用のマスク板
（２）を用いて、赤色で染色すべき被染色層（５５Ｒ）
のみを光線（財）Ｋて無光し、現偉することＫよシ露光
部を溶去し、第７図に示すように防染マスク（至）を作
成する。 しかる後、防染マスク（至）で被覆されていない被染色
層（３３Ｒンが所望の色員度を呈する赤色のカラーフィ
ルタ層になるように、適当な染料を用いて染色し、染色
完了後、剥膜液によシ防染マスク（至）を剥離する。 以下、第２色（緑色）、第３色（青色）のカラーフィル
タ層の形成においても、防染マスクの作成、染色、防染
マスクの剥離の各工程を上記と同様に繰シ返し、順次、
緑色、青色のカラーフィルタ層を形成する。 なお、・上記染色工程において、被染色層（至）を染色
する丸め□の染料を精製しておいた場合は、被染色層−
を一層濃い色に染めることができるので、膜厚をよプ薄
くすることができる。そこで、繊維のような通常の染色
の場合と異なシ、染料中に含まれる助剤等の添加物を除
去するために１各染料を十分に精製しておくことが望ま
しい。 また、染色後、カラーフィルタ層（至）の膨潤が若干あ
る九め、必ｌ！に応じて加熱し、これＫよりカラーフィ
ルタ層（２）を引き締め、そのカラーフィルタ層（至）
を一層薄く、強くすることができる。 さらに１液晶−に対する配向機能をもたせるとと−に１
力ラーフイルタ層−の染料が液晶へ溶出することを防止
するために、第８図に示すように、ポリイミド樹脂、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、ｐｖム、有機シラン系樹脂
などの有機材料や８１０１のような絶縁性無機化合物を
スピンナにより塗布したシ、真空蒸着する仁とによシ、
膜厚が約０・１μｍ以下になるように配向Ｍ＠を形成す
るとよへ最後に、液晶を用いた通常の表示パネルの場合
と同様に１表面ラビングをし、スペーサ材としての機能
をもったエポキシ樹脂等のシール材（至）をスクリーン
印刷法により塗布し、張り合わせた後、液晶（財）を注
入して封止する。 以上のような工程を経ることくより、第９図に示すよう
な多色画像表示装置を製造することができるのである◇ このように本発明は、タンパク質またはＰＶムの如き樹
脂が容易に濃い色に染まる性質および薄膜でしかも均一
な厚さにて容易に形成できる性質に着目し、これらの硬
化被膜にて被染色層を構成し、ま九被染色材に四級アン
モニウム塩中アミノ基を有する有機ポリマーを適宜添加
したり、あるいはまた、十分に精製した染料を使用する
ことＫよシ、従来非常に困難とされていた前記諸条件を
満足するカラーフィルタ層を設けた多色１ｉ１ｉ（１表
示装置を比較的簡単な製造１鵬で、しかも低コストで量
産できる。更に、本発明にかかる方法で製造した多色画
像表示装置の特性は、下記実施例記載の如く、色純度お
よびカラーバランスとも優れている。 次に、この発明の一実施例について記述する。 まず、一般九行なわれている液晶電極の製造法を用いて
、Ｉｎ、０．の透明電極四を形成する。この電極（２）
上に１粘度４）ＣＰＫ調整したグリユーにｌクロム酸ア
ンモニウムを重量比３０：１の割合で加え、さら忙被染
色能力を高める九めにメチルグリコールキトサンを総量
に対して１部株加した溶液をスピンナを用いてａ１μｍ
の膜厚に塗布、乾燥させる。 この表面に所定のマスク板（至）を介して露光し、電極
（支）の上面部分の被染剤（２）を硬化させた横未露光
部分を５０℃の温水を用いて溶出させ、被染色層（２）
を形成する。 次にスピンナを用いて被染色層−上に油性ポジ型フォト
レジス）ＯＦＰＲ（東京応化製品名）０４を塗布し、乾
燥させる。そして、赤色のカラーフィルタ層形成用のマ
スク板（３５Ｒ）を介して露光することＬｏ、赤色に染
色すべき被染色層の部分（５５Ｒ）の７オトレジストを
光分解し、現像除去して赤色に染色すべき被染色層２部
分（３５Ｒ）以外の部分に防染マスク（至）を形成する
。これを、メチルアルコールを用いて精製したカヤカラ
ン オレンジＲＬ（Ｋａｙａｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ
ＲＬ） （日本化薬製品名）１．５部と、アミニル
ブリリアント レッド Ｆ−４Ｂ（Ａｍｉｎｙｌ Ｂ
ｒ１ｌｌｌａｎｔ Ｒｅｄ Ｆ −４Ｂ ）（住友化学
製品名）２・０部と、アミラジン（第一工業製薬製品名
）０・２部と、食塩４部と、水１００部とからなる赤色
染色液（５０’Ｃ，）に２０分間浸漬して、赤色に染＄
すべき被染色層の部分（３３Ｒ）を赤色に染色した後、
赤色染色用の防染マスク（至）を剥離する。 以下、同様にして、緑色、青色の染色を順次行なう。こ
の場合、被染色層■を緑色に染色するＫは、スミノール
ミリング イエロー ＭＲ（８部ｍｉｎｏｌ Ｍｉｌ
ｌｉｎｇ Ｙｓｌｌｏｗ ＭＲ）（住友化学製品名）３
グラムを、前記カヤカラン オレンジＲ（鉢がｍｌｕｏ
ｒａｎｇ・Ｒ）を精製したと同一方法で精製し九ものを
１・０部と、サンドジ ブリリアント ブルーＮ −５
（） Ｍ （８ａｎｄＯ１ａｎ Ｂｒ１ｌ１１ａｎｔ
Ｂｌｕｅ Ｎ −５ＧＭ ）（８ａｎｌｏｇ社製品名）
０．１２５部と、クエン酸１・０部と、水１１０部とか
らなる緑色染色液（６０°Ｃ）Ｋ２０分間浸漬すること
Ｋより行なう。また、青色に染色するｋは、サンドラン
シアニア Ｎ−Ｇ５６０％（ｓａｎｄｏｌａｎ Ｃ
７ＪＩｌｉｎＩ Ｎ −Ｇ ５６Ｑ％ ）（ａａｎｄｏ
ｇ社製品名）１・０部と、水１００部とからなる青色染
色液（５０℃）に２０分間浸漬することにより行なう。 所定の染色を終えた時点では、当初０．１μｍの膜厚で
あつた被染色層（至）が０・３μｍ１１度に膨潤するた
め、この被染色層（至）を１５０°Ｃで２０分間加熱し
てα２μｍ程度［１で膜厚を引き締める必要がある。こ
のよう圧して被染色層（至）を染色、加熱処理して完成
Ｌｌカラーフィルタ層上に、Ｎ−メチル−２ピロリドン
及びＤＭＡＣで希釈されたポリイミド樹脂をスピンナで
０・１μｍの膜厚になるようＫｆ１１布１２００°Ｃで
２０分間加熱すること釦より、配向膜（至）を形成する
。この際、かかる溶液で希釈されたポリイミド樹脂を、
直接カラーフィルタ層上に塗布すると、このカラーフィ
ルタ層から染料が溶出する丸め、例えばポリジュール（
王国ペイント製品名）のような有機材料でカラーフィル
タ層上に保護層を形成してから配向膜（至）を形成する
。しかる後、通常の液晶を用いた表示パネルの場合と同
じ製造１鵬を経て、赤、緑、青の３色で多色ｍｓを表示
し得る装置を製作する仁とができる。 なお、上記実施例では、カラーフィルタ層すなわち被染
色層□□□をグリユーにて形成し、配向膜（至）をＮ−
メチル−２ピロリドン及びＤＭＡＣで希釈され九ポリイ
ミド樹脂にて形成したが、本発明はこれに限定するもの
ではなく、被染色層（至）中配向膜（ホ）は上記した材
料であれば何を使用してもよく、被染色要員と配向膜（
ホ）の材料のいずれか一方が水浴性で他方が油溶性でも
、また両方とも水溶性ないし油溶性であってもよい。但
し、使用した材料の組合わせによシ、配向膜（ホ）への
染料の溶出が生じる場打には、上記実施例のようにカラ
ーフィルタ層（至）と配向膜（至）との間に保護層を形
成する必要がある。しかしながら、両方と４水溶性の材
料の場合、配向ＩＸ（ホ）を形成する際に、速やかに払
布・乾燥する等、塗膜条件を工夫すれば、両方とも水溶
性の材料であるにもかかわらず染料の溶出が生じないの
で、かかる保護膜を形成する必要はなへまた、７オトレ
ジストもポジＷに代えてネガ型を用いてもよい。さらに
ガラス１板および電極の材料並びに形状等も、一般の液
晶パネルに使用するモ、ノでよく、％に限定されるもの
ではない、、伺えば、薄膜トランジスタの上に、カラー
フィルタ層を有する液晶パネルを構成する場合にも適用
できるＯ 上述したよ５に、多色画像表示装置を本発明のように製
造するととくよシ、力２−フィルタ層の膜厚を十分に薄
くすることができるとともに、各色力２−フィルタ層を
微細に色分けすることができる。また、上記実施例によ
〕製作された多色画像表示装置によれば、力’） −７
４ルタ層の膜厚相互間のパラツキは±０・０４μ以内に
おさｔっており、各カラーフィルタ層の色純度も第１０
図にその１例を示す如く、十分圧高く、かつカラーバラ
ンスも良好であった。さらに１前述のように製造工程も
比較的間−であり、しかも低コストで量産することがで
き、非常に実用的である。このように１本発明により良
好な多色画像表示装置を提供することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図および第２図は、それぞれ多色画像表示装置の一
例を示し、その装置の一部を表わすＢ −Ｂ断面平面図
およびムーＡ縦断面図であり、第３図から第９図までは
、多色画像表示装置の本発明に係る製造方法を工程別に
示す一実施例であって、縦断面の一部を表わした図であ
り、第１０図はカラーフィルタ層の色純度およびカラー
バランスの１例を示す色度図である。 （ＩＬＩ・・・微小領域 （ハ）・・・基板（
２）・・・電極 磐・・・カラーフィ
ルタ層（ハ）・・・液晶 （ハ）・・・スペーサー材としての機能をもつシール材
（至）・・・配向膜 ６ｐ・・・・・被染色剤 （至）（至）・・・・・マ
スク板（至）・・・・・被染色層（カラーフィルタ層）
（ロ）・・・・・保鏝剤 （至）・・・・・・防染
マスク第１図 手続補正書（自発） ＩＩ、“ｌＩｎ５フイ１７月３−１１ 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭ＩＩ ５６ ＋「 特 許 願７．２０１９８７’
弓２、発明の名称 多色画像表示装置の製造方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 １代理人 ８ 補正の内容 （１１明細書の特許請求の範囲の欄を別紙のとおり訂正
する。 ９、添付書類の目録 （１）訂正特許請求の範囲 −−一−−−−−−−−−
−１通２、特許請求の範囲 （訂正） 強弱をこより液晶材等の透過光量または反射光量を制御
する原理を用いた多色画像を表示す薄膜状暑こ形成する
とともに、該被染色層を所定の染料で所要の配列状態に
染色し、もってカラーフィルタ層を形成するよう・こし
たことを特徴とする多色画像表示装置の製造方法。 （２）硬化被膜により被染色層を形成する様舎こした特
許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法
。 （３）被染色層に、四級アンモニウム塩またはアミノ基
のうち少なくともどちらか一方を有する有機ポリマを添
加した特許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の
製造方法。 （４）精製した染料で染色する様にした特許請求の範囲
第１項記載の多色画像表示装置の製造方法。 ５）少なくともカラーフィルタ層の上に配向機能１よび
液晶材への防染機能を有する被膜を均一に形成した特許
請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法。
例を示し、その装置の一部を表わすＲ−Ｂ断面平面図お
よびＡ−Ａ縦断面図であり、第３図から第９図までは、
多色画像表示装置の本発明・こ係る製造方法を工程別に
示す一実施例であって、縦断面の一部を表わした図であ
り、第１θ図はカラーフィルタ層の色純度およびカラー
バランスの１例を示す色度図である。 （ｉｌｌ・・・微小領域 （社）・・・基板■・
・・電極 （至）・・・カラーフィルタ層（
至）・・・液晶 四・・・スペーサー材としての機能をもつシール材 ■・・・配向膜 ３υ・・・被染剤■、Ｃａ・
・・マスク板 （至）・・・被染色層第１図 第２図 １ 第３図 第 ９！１ 第１０図 手続補正書（自発） 昭和５７年６月１９１１ 昭和５６年特 許 願第２０１９８７弓２、発明の名称
多色画像表示装置の製造方法３、補正をする者 事件との関係 特許出履人 ４、代 理 人 （１）明細書全文を別紙のとお〕訂正する。 （２）図面第１図を別紙のとおシ訂正する。 ９添付書類の目録 （１）訂正明細書 ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１ 通（２）訂正図面（第１図）・・・・・・・・
・・１ 週明 細 書 （針止） １、発明の名称 多色画像表示装置の製造方法 ２、特許請求の範囲 （１）印加電圧の強弱によシ液晶す等の透過光量または
反射光量を制御する原理を用いた多色画偉を表示する装
置において、電極ないし電極を含む基板の液晶側の表面
上に、被染色層を薄膜状に形成するとともに％骸被染色
層を所定の染料で所要の配列状態に染色し、もってカラ
ーフィルタ層を形成するようＫしたことを特徴とする、
多色画像表示装置の製造方丸（２）硬化被膜忙よシ被染
色層を゛形成する様にした特許請求の範囲第１項記載の
多色画像表示装置の製造方法。 （３）被染色層に１四級アンモニウム塩またはアミノ基
のうち少なくともどちらか一方を有する有機ポリマを添
加した特許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の
製造方法。 （４）精製した染料で染色する様にした特許請求の範囲
第１項記載の多色画像表示装置の製造方法０ （５）少なくともカラーフィルタ層の上に配向機能およ
び液晶材への防染機能を有する被膜を均一に形成し九特
許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法
。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、一対の平行な基板の対向面側にそれぞれ電極
が形成され、これら電極のうち少くとも一方に薄膜状の
カラーフィルタ層が形成されておシ、電極間の印加電圧
の強弱によシ基板関に満たされた液晶材等の透過光量ま
たは反射光量を制御するようＫした多色画像表示装置、
と＜Ｋ、薄膜状のカラーフィルタ層を染色法により形成
する様にした多色画像表示装置の製造方法に関するもの
である。 液晶を用いた多色１ｉｊｉ偉表示装置は、コンピュータ
端末の各糧ディスプレイ装置、テレビジ厘ン、ビデオ用
モニターなどに用途があり、近年、研究開発が進められ
ている。この多色１ｉＩｉ儂表示装置の一例を第１図お
よび第２図に示す。第２図は、その一部を示すＡ−ム縦
断面図であり、一対の基板（２）が平行に対向し、その
対向面側にそれぞれ多数の微細電極（支）が形成され、
これら電極（２）の一方に赤■、緑Ｑ１青（５）の光の
三原色からなるカラーフィルタ層四が形成されている。 そして、一対の平行基板（２）でつぐる関１１には液晶
（２）が注入されており、その周縁部はスペーサとして
の機能を併せもつシール材（イ）でシールされている。 また、菖１図は前記多色画像表示装置の一部を示すＢ−
Ｂ断面平面図である。図に示すように、多色１１ｉｉ儂
表示装置は原画偉のいわゆる画素に相当する多数の微小
領域０］）からなシ、各微小領域（６）は赤■、緑Ω、
宵の）の三色のカラーフィルタ層に）を有している。こ
のように構成された多色ｔｈｉ儂表示装置において、カ
ラーフィルタ層（財）が形成された各電極（２）と、液
晶を介してそれと対向する電極（２）との間に所定の電
圧をかけた場合に、液晶−の透過光量または反射光量が
制御され、これＫより多色０１偉が基板に）上に表示さ
れるのである。 このような多色画像表示装置の良否は、カラーフィルタ
層に左右されることが多く、この場合の目安として次忙
示すような条件が一般に知られている＠ 第１Ｋ、カラーフィルタ層は電極間に位置するため、そ
の膜厚の増大に伴って必要とされる駆動電圧が高くなる
ので、これがあまり高くならないようにその膜厚を液晶
層に比して十分く薄くしなければならず、実験によれば
０・６μｍ以下であることが望ましいとされる。第２に
、複雑な多色内債を表示し得るようにする九めＫは各色
カラーフィルタ層は極めて微小に形成する必要があるが
、それに伴つて各色カラーフィルタ層は微細に色分けす
ることができなければならない。第５に、多色内債を忠
実に再現するためＫは各カラーフィルタ層の色は十分に
色純度が高く、カラーバランスが優れていることが必要
である。第４に、電極間に印加すべき駆動電圧がばらつ
かないように各カラーフィルタ層の膜厚を均一圧するこ
とが必要であシ、通常各カラーフィルタ層の膜厚のバラ
ツキは液晶層の厚さの１慢以内であることが望ましいと
される。第５に１実用王女価に量産できることである。 ところが、従来行なわれている方法によっては、上記諸
条件を満足するカラーフィルタ層を形成することは困難
である。すなわち、スクリーン印刷法によれば、低コス
トでカラーフィルタ層ヲ形成することはできるが、その
膜厚を薄くすることができず、膜厚の均−性九関しても
問題がある。また、金属酸化物を多層蒸着する多層膜干
渉法は、カラーフィルタ層の膜厚が厚くなり、また製造
コストが高くなシ実用的でない。 本発明は、前記諸条件のすべてを満足するカラーフィル
タ層を形成するととＫより良好な多色画像表示装置を製
造する方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。 以下、図面を参照しながらこの発明の構成について説明
する。 第３図から第９図までは、多色画像表示装置の本発明に
係る製造方法を工程別釦示す一実施例であって、縦断面
の一部を表わした図である。 まず、＠３図に示すよう忙、ガラス基板Ｑυ上忙ｓ ｎ
Ｏ！ 、Ｘ ｎ ｔ Ｏｓなどの導電膜を０・１μｍ梅
度の厚さで均一に真空蒸着した後、フォトエツチング法
によ１）ｆ数の微細電極（ロ）を形成する。 次に、・第４図に示すように、ゼラチンのような水溶性
タンパク質またはポリビニルアルコール（以下ＰＴＡと
称する。）の如き樹脂などに感光剤として重クロム酸塩
またはジアゾ化合物を添加した被染剤０１を、スピンナ
ーのような塗布装置により０・６μｍ以下の膜厚になる
ようＶＣ塗布、乾燥させ、電極（２）を被・した後、所
定のマスク板（２）を用いて各電極輪の上面を被覆する
部分のみ忙光線０を霧光させ、その部分の被染剤ＣＩＯ
を硬化させる。ここで、被染剤０υとしてタンパクＪＪ
ＩＬｉたはＰＶムの如き樹脂などを用いるの社、これら
が容易に濃い色に染まるとともに、容易に薄く、かつ均
一な厚さに形成される性質をもつからである。そして、
未露光部分を溶去し、第５図に示すように１各電極翰上
にかかる被染色剤の硬化被膜からなる被染色層（至）を
形成する。この場合、被染色層（至）の染着能力を高め
るとともＫ、被染色層（至）の膜厚をより薄くすること
ができるようにするため、被染剤０１ＪＣポリ塩化ジメ
チルジアクリルアンモニウム、メチルグリコールキトサ
ン郷の四級アンモニウム塩ま九はアミノ基のうち少くと
も一方を有する有機ポリマーを添加してもよｈｏ 続いて、第６図に示すように、被染色層に）上に油性ポ
ジ型のフォトレジスト（ロ）を塗布、乾燥させ、フィル
ター各色、たとえば赤、緑、背の各色ごとに別途、作成
したマスク板のうち第１色、たとえに赤色用のマスク板
（２）を用いて、赤色で染色すべき被染色層（５５Ｒ）
のみを光線（財）Ｋて無光し、現偉することＫよシ露光
部を溶去し、第７図に示すように防染マスク（至）を作
成する。 しかる後、防染マスク（至）で被覆されていない被染色
層（３３Ｒンが所望の色員度を呈する赤色のカラーフィ
ルタ層になるように、適当な染料を用いて染色し、染色
完了後、剥膜液によシ防染マスク（至）を剥離する。 以下、第２色（緑色）、第３色（青色）のカラーフィル
タ層の形成においても、防染マスクの作成、染色、防染
マスクの剥離の各工程を上記と同様に繰シ返し、順次、
緑色、青色のカラーフィルタ層を形成する。 なお、・上記染色工程において、被染色層（至）を染色
する丸め□の染料を精製しておいた場合は、被染色層−
を一層濃い色に染めることができるので、膜厚をよプ薄
くすることができる。そこで、繊維のような通常の染色
の場合と異なシ、染料中に含まれる助剤等の添加物を除
去するために１各染料を十分に精製しておくことが望ま
しい。 また、染色後、カラーフィルタ層（至）の膨潤が若干あ
る九め、必ｌ！に応じて加熱し、これＫよりカラーフィ
ルタ層（２）を引き締め、そのカラーフィルタ層（至）
を一層薄く、強くすることができる。 さらに１液晶−に対する配向機能をもたせるとと−に１
力ラーフイルタ層−の染料が液晶へ溶出することを防止
するために、第８図に示すように、ポリイミド樹脂、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、ｐｖム、有機シラン系樹脂
などの有機材料や８１０１のような絶縁性無機化合物を
スピンナにより塗布したシ、真空蒸着する仁とによシ、
膜厚が約０・１μｍ以下になるように配向Ｍ＠を形成す
るとよへ最後に、液晶を用いた通常の表示パネルの場合
と同様に１表面ラビングをし、スペーサ材としての機能
をもったエポキシ樹脂等のシール材（至）をスクリーン
印刷法により塗布し、張り合わせた後、液晶（財）を注
入して封止する。 以上のような工程を経ることくより、第９図に示すよう
な多色画像表示装置を製造することができるのである◇ このように本発明は、タンパク質またはＰＶムの如き樹
脂が容易に濃い色に染まる性質および薄膜でしかも均一
な厚さにて容易に形成できる性質に着目し、これらの硬
化被膜にて被染色層を構成し、ま九被染色材に四級アン
モニウム塩中アミノ基を有する有機ポリマーを適宜添加
したり、あるいはまた、十分に精製した染料を使用する
ことＫよシ、従来非常に困難とされていた前記諸条件を
満足するカラーフィルタ層を設けた多色１ｉ１ｉ（１表
示装置を比較的簡単な製造１鵬で、しかも低コストで量
産できる。更に、本発明にかかる方法で製造した多色画
像表示装置の特性は、下記実施例記載の如く、色純度お
よびカラーバランスとも優れている。 次に、この発明の一実施例について記述する。 まず、一般九行なわれている液晶電極の製造法を用いて
、Ｉｎ、０．の透明電極四を形成する。この電極（２）
上に１粘度４）ＣＰＫ調整したグリユーにｌクロム酸ア
ンモニウムを重量比３０：１の割合で加え、さら忙被染
色能力を高める九めにメチルグリコールキトサンを総量
に対して１部株加した溶液をスピンナを用いてａ１μｍ
の膜厚に塗布、乾燥させる。 この表面に所定のマスク板（至）を介して露光し、電極
（支）の上面部分の被染剤（２）を硬化させた横未露光
部分を５０℃の温水を用いて溶出させ、被染色層（２）
を形成する。 次にスピンナを用いて被染色層−上に油性ポジ型フォト
レジス）ＯＦＰＲ（東京応化製品名）０４を塗布し、乾
燥させる。そして、赤色のカラーフィルタ層形成用のマ
スク板（３５Ｒ）を介して露光することＬｏ、赤色に染
色すべき被染色層の部分（５５Ｒ）の７オトレジストを
光分解し、現像除去して赤色に染色すべき被染色層２部
分（３５Ｒ）以外の部分に防染マスク（至）を形成する
。これを、メチルアルコールを用いて精製したカヤカラ
ン オレンジＲＬ（Ｋａｙａｋａｌａｎ Ｏｒａｎｇｅ
ＲＬ） （日本化薬製品名）１．５部と、アミニル
ブリリアント レッド Ｆ−４Ｂ（Ａｍｉｎｙｌ Ｂ
ｒ１ｌｌｌａｎｔ Ｒｅｄ Ｆ −４Ｂ ）（住友化学
製品名）２・０部と、アミラジン（第一工業製薬製品名
）０・２部と、食塩４部と、水１００部とからなる赤色
染色液（５０’Ｃ，）に２０分間浸漬して、赤色に染＄
すべき被染色層の部分（３３Ｒ）を赤色に染色した後、
赤色染色用の防染マスク（至）を剥離する。 以下、同様にして、緑色、青色の染色を順次行なう。こ
の場合、被染色層■を緑色に染色するＫは、スミノール
ミリング イエロー ＭＲ（８部ｍｉｎｏｌ Ｍｉｌ
ｌｉｎｇ Ｙｓｌｌｏｗ ＭＲ）（住友化学製品名）３
グラムを、前記カヤカラン オレンジＲ（鉢がｍｌｕｏ
ｒａｎｇ・Ｒ）を精製したと同一方法で精製し九ものを
１・０部と、サンドジ ブリリアント ブルーＮ −５
（） Ｍ （８ａｎｄＯ１ａｎ Ｂｒ１ｌ１１ａｎｔ
Ｂｌｕｅ Ｎ −５ＧＭ ）（８ａｎｌｏｇ社製品名）
０．１２５部と、クエン酸１・０部と、水１１０部とか
らなる緑色染色液（６０°Ｃ）Ｋ２０分間浸漬すること
Ｋより行なう。また、青色に染色するｋは、サンドラン
シアニア Ｎ−Ｇ５６０％（ｓａｎｄｏｌａｎ Ｃ
７ＪＩｌｉｎＩ Ｎ −Ｇ ５６Ｑ％ ）（ａａｎｄｏ
ｇ社製品名）１・０部と、水１００部とからなる青色染
色液（５０℃）に２０分間浸漬することにより行なう。 所定の染色を終えた時点では、当初０．１μｍの膜厚で
あつた被染色層（至）が０・３μｍ１１度に膨潤するた
め、この被染色層（至）を１５０°Ｃで２０分間加熱し
てα２μｍ程度［１で膜厚を引き締める必要がある。こ
のよう圧して被染色層（至）を染色、加熱処理して完成
Ｌｌカラーフィルタ層上に、Ｎ−メチル−２ピロリドン
及びＤＭＡＣで希釈されたポリイミド樹脂をスピンナで
０・１μｍの膜厚になるようＫｆ１１布１２００°Ｃで
２０分間加熱すること釦より、配向膜（至）を形成する
。この際、かかる溶液で希釈されたポリイミド樹脂を、
直接カラーフィルタ層上に塗布すると、このカラーフィ
ルタ層から染料が溶出する丸め、例えばポリジュール（
王国ペイント製品名）のような有機材料でカラーフィル
タ層上に保護層を形成してから配向膜（至）を形成する
。しかる後、通常の液晶を用いた表示パネルの場合と同
じ製造１鵬を経て、赤、緑、青の３色で多色ｍｓを表示
し得る装置を製作する仁とができる。 なお、上記実施例では、カラーフィルタ層すなわち被染
色層□□□をグリユーにて形成し、配向膜（至）をＮ−
メチル−２ピロリドン及びＤＭＡＣで希釈され九ポリイ
ミド樹脂にて形成したが、本発明はこれに限定するもの
ではなく、被染色層（至）中配向膜（ホ）は上記した材
料であれば何を使用してもよく、被染色要員と配向膜（
ホ）の材料のいずれか一方が水浴性で他方が油溶性でも
、また両方とも水溶性ないし油溶性であってもよい。但
し、使用した材料の組合わせによシ、配向膜（ホ）への
染料の溶出が生じる場打には、上記実施例のようにカラ
ーフィルタ層（至）と配向膜（至）との間に保護層を形
成する必要がある。しかしながら、両方と４水溶性の材
料の場合、配向ＩＸ（ホ）を形成する際に、速やかに払
布・乾燥する等、塗膜条件を工夫すれば、両方とも水溶
性の材料であるにもかかわらず染料の溶出が生じないの
で、かかる保護膜を形成する必要はなへまた、７オトレ
ジストもポジＷに代えてネガ型を用いてもよい。さらに
ガラス１板および電極の材料並びに形状等も、一般の液
晶パネルに使用するモ、ノでよく、％に限定されるもの
ではない、、伺えば、薄膜トランジスタの上に、カラー
フィルタ層を有する液晶パネルを構成する場合にも適用
できるＯ 上述したよ５に、多色画像表示装置を本発明のように製
造するととくよシ、力２−フィルタ層の膜厚を十分に薄
くすることができるとともに、各色力２−フィルタ層を
微細に色分けすることができる。また、上記実施例によ
〕製作された多色画像表示装置によれば、力’） −７
４ルタ層の膜厚相互間のパラツキは±０・０４μ以内に
おさｔっており、各カラーフィルタ層の色純度も第１０
図にその１例を示す如く、十分圧高く、かつカラーバラ
ンスも良好であった。さらに１前述のように製造工程も
比較的間−であり、しかも低コストで量産することがで
き、非常に実用的である。このように１本発明により良
好な多色画像表示装置を提供することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図および第２図は、それぞれ多色画像表示装置の一
例を示し、その装置の一部を表わすＢ −Ｂ断面平面図
およびムーＡ縦断面図であり、第３図から第９図までは
、多色画像表示装置の本発明に係る製造方法を工程別に
示す一実施例であって、縦断面の一部を表わした図であ
り、第１０図はカラーフィルタ層の色純度およびカラー
バランスの１例を示す色度図である。 （ＩＬＩ・・・微小領域 （ハ）・・・基板（
２）・・・電極 磐・・・カラーフィ
ルタ層（ハ）・・・液晶 （ハ）・・・スペーサー材としての機能をもつシール材
（至）・・・配向膜 ６ｐ・・・・・被染色剤 （至）（至）・・・・・マ
スク板（至）・・・・・被染色層（カラーフィルタ層）
（ロ）・・・・・保鏝剤 （至）・・・・・・防染
マスク第１図 手続補正書（自発） ＩＩ、“ｌＩｎ５フイ１７月３−１１ 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭ＩＩ ５６ ＋「 特 許 願７．２０１９８７’
弓２、発明の名称 多色画像表示装置の製造方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 １代理人 ８ 補正の内容 （１１明細書の特許請求の範囲の欄を別紙のとおり訂正
する。 ９、添付書類の目録 （１）訂正特許請求の範囲 −−一−−−−−−−−−
−１通２、特許請求の範囲 （訂正） 強弱をこより液晶材等の透過光量または反射光量を制御
する原理を用いた多色画像を表示す薄膜状暑こ形成する
とともに、該被染色層を所定の染料で所要の配列状態に
染色し、もってカラーフィルタ層を形成するよう・こし
たことを特徴とする多色画像表示装置の製造方法。 （２）硬化被膜により被染色層を形成する様舎こした特
許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法
。 （３）被染色層に、四級アンモニウム塩またはアミノ基
のうち少なくともどちらか一方を有する有機ポリマを添
加した特許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の
製造方法。 （４）精製した染料で染色する様にした特許請求の範囲
第１項記載の多色画像表示装置の製造方法。 ５）少なくともカラーフィルタ層の上に配向機能１よび
液晶材への防染機能を有する被膜を均一に形成した特許
請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法。
Claims (5)
- （１）印加電圧の強弱により液晶材等の透過光量または
反射光量を制御する原理を用いた多色画像上表示する装
置において、電極なシ）シミ極を含む基板の液晶側の表
面上・こ、被染色層を薄膜状に形成するととも疹こ、該
被染色層を所定の染料で所要の配列状態に染色し、もっ
てカラーフィルタ層を形成するようにしたことを特徴と
する、多色画像表示装置の製造方法。 - （２）タンパク質の硬化被膜により被染色層を形成する
様にした特許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置
の製造方法。 - （３）被染色層に、四級アンモニウム塩またはアミ７基
のうち少なくともどちらか一方を有する有機ポリマを添
加した特許請求の範囲第１ＸＪ記載の多色画像表示装置
の製造方法。 - （４）精製した染料で染色する様暑こした特許請求の範
１１項記載の多色画像表示装置の製造方法。 - （５）少なくともカラーフィルタ層の上に配向機能およ
び液晶材への防染機能を有する被膜を均一に形成した特
許請求の範囲第１項記載の多色画像表示装置の製造方法
。
Priority Applications (6)
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| KR (1) | KR840003094A (ja) |
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| GB2111285A (en) | 1983-06-29 |
| NL8204678A (nl) | 1983-07-01 |
| FR2518290A1 (fr) | 1983-06-17 |
| FR2518290B1 (fr) | 1986-08-08 |
| DE3246076C2 (de) | 1985-04-25 |
| DE3246076A1 (de) | 1983-07-21 |
| KR840003094A (ko) | 1984-08-13 |
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