JPH03182720A

JPH03182720A - カラーフィルタ電極部材の製造方法，ｔｆｔ電極表面への液体染料の付着方法及びコーティング装置

Info

Publication number: JPH03182720A
Application number: JP2313002A
Authority: JP
Inventors: Michael P Goldowsky; マイケル・フイリツプ・ゴールドウスキ; William B Pennebaker; ウイリアム・ブーン・ペニベーカ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1991-08-08
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: EP0431249A3; EP0431249A2; US5066512A; JP2503106B2

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、カラー薄膜トランジスタ液晶表示装置のため
のカラーフィルタを形成する改善された方法及び装置に
関するものである。具体的には、本発明は液晶表示装置
等に用いるマルチ・カラーフィルタ層を製造するために
、各カラーフィルタ領域に選択的に異なる色を付着させ
る改善された方法に関するものである。

〔従来の技術〕

液晶表示装置は、様々な目的のために分かりやすいメツ
セージを与え、ＬＣＤ時計、計算機及びその他の関連装
置においては主として数のメツセージを与えるために広
汎に使用されている。米国特許第４７４３０９８号では
、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の液晶表示装置（ＬＣＤ
）の技術的操作、具体的には、透明共通電極（ピクセル
：ρ１ｘｅｌ）及びエネルギーを与えられた独立した表
示電極（ペル：ｐｅｌ）の間の部分の液晶材料の光透過
率の改変、並びに背面光に又は液晶層の光透過部分を通
る反射光に様々な色を与える際のカラーフィルタ層の機
能について開示しているので参照されたい。１つずつ、
２つ組で、又は３つ組でエネルギーを与えられた時に１
色、２つ組の色、又は３つ組の不透明もしくは黒背面の
色がエネルギーを与えられた電極の中間に存在する液晶
材料の部分を透過した光に与えられるように、ペル及び
フィルタ領域を、三つ組又は様々な色のパターンに組み
立てる。

米国特許第４７４３０９８号は、カラーＬＣＤ用の様々
なマルチカラーフィルタ層の使用について開示している
。このフィルタ層は、３回の独立した色付着工程におい
て色パターニングされた感光性接着層の使用を含む。こ
のようなプロセスは高価であり、しかも完全な重ね合わ
せ及び所定の色の分離に関する品質制御の問題を与える
。別の周知の方法として、フォトリソグラフィのリフト
・オフによる色パターニングを用いる方法があるが。

これも前述のような問題を与える。また、染色し、バタ
ーニングしたフィルムが内在のカラー偏光フィルタとし
て提案されてきた。

望ましいマルチカラーＬＣＤを達成するための別の方法
は、抵抗性の転写リボン又は熱転写ヘッド等の手段によ
ってコーティングされたガラス基板上の独立したペルの
位置に昇華性の染料又はインクを付着させる工程を含む
。これらの方法は、色を付着する際にヘッド周辺に広が
って散ってしまうため、非常に小さなペル部分、−殻内
には２ＩＩｌｉｌｓ　（５０，８μｍ）角ないし４＋ｎ
１ｌｓ　（１０１。

６μｍ）角の隣接する異なる色のペルに独立して互いに
汚染されないように別々の色を付着させるのは難かしい
。これらの他にも欠点があるので、このような方法は満
足できない。

米国特許第４３８１３４２号では、異なるフォトグラフ
ィ材料を予め決められたパターンでフォトグラフィ支持
体上のセルに付着させる。これは、液体のコーティング
小滴を静電気的にチャージさせ、フォトグラフィの支持
体のセルに静電荷チャージパターンを形成することによ
ってその小滴をはじくことで達成される。このような方
法は、その上にセルを与えるために支持体をフォトグラ
フィで調整する必要があるという点で高価であり、独立
したペル部分を有するＬＣＤフィルタの調整に用いるこ
とは実用的でない。なぜなら、異なるセル内に異なる成
分を付着させるために、支持体の移動、小滴発生速度、
及び特定の小滴の偏流器を同調させる必要があるからで
ある。これらの要求のいくつかにおいて多少でも変化が
生じると、異なるセル内に１以上の成分が変化、セル毎
に異なる体積の材料が付着するので全体として不均一に
なる。

静電気的な付着による膜への染料及び他の材料の付着も
よく知られている。これによって、高電圧グリッド電極
及び接地した膜の間に材料の細かい小滴をスプレーし、
小滴をチャージさせ膜に引きつけられるようにする（米
国特許第４３４５９０７号参照）。このような方法は、
高電圧を使用する必要があるので、膜表面全体の均一な
コーティングが達成される。

また、マルチカラーＬＣＤ部材を形成するためのパター
ニングされた透明電極部材の異なる部分に、様々な色の
液体染料溶液を用いて独立した層を電着することもよく
知られている。これは、Ｍａｍａｍｏｒｉらによる「電
着によって形成した３色の層を有するマルチカラーグラ
フィックＬＣＤ（Ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ　Ｇｒａｐｈｉ
ｃ　ＬＣＤ　ｗｉｔｈ　ＴｒｉｃｏｌｏｒＬａｙｅｒｓ
　Ｆｏｒｖｅｄ　ｂｙ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）　Ｊの論文（ＳＩＤ　８４　Ｄｉｇｅｓｔ、　
ｐｐ２１５〜２１８）に開示されている。この方法は、
所定のペル部分に電圧をかけ、異なる溶液に通し、染料
の分子を電離させてこの異なるペル部分にこの染料の分
子を付着させるという点で、金属の電着と似ている。こ
のような方法は、安価であり、均一な染料層が付着でき
る。

しかしながら、わずかな透明電極フィルタ部材の不純物
でさえ隣接ペル間のショートとなり、このペル部分にお
いて１以上の染色色素が付着してしまう。このプロセス
も高電圧を必要とするので、薄膜トランジスタと共に用
いることはできない。

これらの従来の方法は、高価であり、高い電圧を必要と
し、品質制御のプロセス及び保全が困難であり、独立し
たペル部分が汚染されやすく１以上の色を有する等の前
述の欠点を１以上有する。

従って、前述の欠点を与えない、ＬＣＤ用の異なる色の
ペルモザイクを製造する商業的に有効な方法が必要とな
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ＬＣＤの下電極基板のペル部分又は上
の共通電極基板のピクセル部分のいずれか一方の上に直
接異なる色のペル又はピクセルのモザイクを製造する方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に従う方法は、（ａ）接続された薄膜トランジス
タ又は接続されたアクセスリード等の手段で個々に電気
的にチャージできる近接した独立のペル又は近接した独
立のピクセル細片もしくはピクセルストライプを有する
複数の独立した未染色の表示要素フィルタ部分を電極基
板に与え、（ｂ）第一色目の色成分をコーティングする
予定の前記未染色のフィルタ部分の選択された部分に、
第一の極性の電荷を与え、（ｃ）他の全ての未染色のフ
ィルタ部分に逆の極性の電荷を与え、（ｄ）コーティン
グされる前記未染色フィルタ部分の表面付近に前記第一
色目の色成分小満のミストを発生させ、（ｅ）前記逆の
極性の電荷を前記小滴に与え、前記小滴とは逆にチャー
ジされているペル又はピクセル部分のみに選択的に前記
小滴が誘弓され、他の未染色のフィルタ部分からは反発
されるようにし、（ｆ）他のペル又はピクセル部分に誘
引され、付着させるために他の選択された未染色ペル又
はピクセル部分を選択的にチャージし、これと逆の極性
にチャージさせた他の色の小滴を発生させるために前記
工程（ｂ）ないしくｅ）を繰り返し、様々な色のカラー
フィルタモザイク、好ましくは、複数の赤、青及び緑色
の互いに隣接する三つ組のモザイクを形成する。

本発明は、透明電極支持体の所定の部分に相反する極性
を与え、コーティングされる所定の部分とは逆の極性を
有するコーティング小滴を用いることによってこの小滴
を前記所定の部分に誘引させ、選択的に独立したカラー
フィルタ部分をコーティングする方法を提供する。

本発明の好ましい具体例に従うと、コーティングは、ミ
ストを保つために若干減圧した密封のコーティングチャ
ンバで行なわれる。染料溶液の色成分小満のミストは超
音波で形成される。小滴はコロナ部材に接近させて通過
させることによって正の極性にチャージされる。独立し
たカラーフィルタ部分は色付けされる独立した電極のペ
ル部材であり関連するトランジスタを活性化することに
よってチャージされる。透明の独立した電極層は。

非常に薄い重合体層で予めコーティングされた未染色カ
ラーフィルタペル部分のマトリクスを加熱して形成され
、各ペル部材に染色できる層を与える。付着された染料
層を拡散させ付着された場所に加熱して吸収させる。最
後に、染料を付着したマトリクスに保護層を重ねてコー
ティングする。

〔実施例〕

第１図は独立したペルを有する下のペルの電極部材の表
面に位置を合わせて直接独立したカラーフィルタ層を付
着する（着色用の重合体中間層を設けない）本発明の具
体例を示している。具体的には、ペル部分を異なる極性
に活性化することによって生じる電荷の影響を受けて自
動的に完全な位置決めを行ない、直接カラーフィルタ層
を付着させる。従って、上の共通のピクセル電極部材（
即ち、液晶層をその間に閉じ込めるためにペル部分を有
する電極層から間隔をあけている電極部材）の上に独立
したカラーフィルタを形成する場合に必要とされる、ペ
ル部分及びビクセル部分との完全な位置合わせを行なう
必要がなくなる。しかし、本発明は相反する極性にチャ
ージできる透明電極表面へ独立したカラーフィルタ部分
を正確に配置することについても後の具体例に含んでい
る。

第１図を参照すると、装置１０はＡ、Ｃ，チャージ装置
であり、液体の細かい滴に直流よりもはるかに大きなオ
ーダの電荷を与えることができる。

空気のイオンが極性にチャージされ液体小滴に伝えられ
る。そして、電界の代わりに高電圧をかけてチャージし
ていない小滴の蒸気にチャージしたイオンを導入するた
めの手段を与える。

装置１０は、超音波ミスト発生器１１、吐出ノズル１４
まで延びているミスト導管１３、導管１３の小滴チャー
ジ域１５、ノズル１４の終端及び前記イオンのチャージ
域１５とつながっているチャージ空気供給ユニット１６
を含む。

チャージ空気供給ユニット１６は、上流から押し出され
る空気供給導管部１７．中間のＤＣチャージ又は空気イ
オン化域１８、及びミスト導管１３の小滴チャージ域１
５へつながるイオン化空気供給導管部１９からなる。小
滴チャージ域１５は相反する極性にチャージされた電極
プレート２０及び２１を有し、プレート２０は接地され
、プレート２１は例えば約１０００ＶのＡＣにチャージ
されている。このかわりに、約５０００Ｈｚの周波数を
用いてもよい。

ＤＣＣ空気イオン化工１８、コロナ線２２のようなコロ
ナ放電の要素を有する。コロナ線２２は。

例えば０．０５ｍ直径のタングステン線でその長さは５
．０３であり、１２０μＡのコロナ電流を生むために約
４５００ＶＤＣがかけられている。

操作において、付着する染料溶液を超音波ミスト発生器
１１（例えばポレネクス・モデル５Ｈ−３２：　Ｐｏ１
ｌｅｎｅｘ　Ｍｏｄｅｌ　５）ｌ−３２）に与え、これ
を約１．７ＭＨｚの周波数で動作させ、染料溶液を平均
寸法が約３μｍの染料小滴のミストにする。

小滴はジェットノズル２３を通って小滴寸法分離Ｈ１１
２内の調節プレート２４に向って押し出される。若干大
きな小滴は流体力学的衝突によってプレート２４に付着
される。一方、所定の小さな小滴２５はプレート２４の
周囲に引きつけられミスト導管１３に入る。チャージし
ていない小滴２５は、小滴チャージ域工５内に押し出さ
れてチャージ空気供給ユニット１６からそこへ導入され
たイオン化空気によってチャージされる。

チャージ空気供給ユニット１６は、接地されたイオン化
工１８内に導管部１７を通って押し出された空気の供給
を受は取る。このイオン化域１８において、空気をコロ
ナ線２２の周囲の高い電界と接触させて正電荷を与えて
イオン化する。イオン化された空気の分子は導管部１９
を通って小滴チャージ域１５内のチャージされていない
小滴２５のミスト中に入り込む、約１．５−の間隔の約
５ａｍの長さのチャージしているプレート２０及び２１
の間に交流電流をかけ、小満２５と接触させて正の空気
イオンを早く振動させ、正にチャージした小滴２６を得
る。そしてこれをコーティングする基板の表面に対して
垂直方向に接近させたノズル１４から出す。ノズル１４
の開口の出口幅は約１７１６インチ（約１．６園）であ
り、ノズルの長さは約５国と、若干基板の厚さよりも厚
い。

直流電流の静電析出プレート（図示せず）を用いた第二
段階の細いフィルタは、単分散の滴の寸法を生むために
ノズル１４の部分に用いることができる。

衝突するジェットの動力学によって、ジェットスプレー
の中心線近くにあるこれらの小滴は基板に非常に近づき
、各チャージされたペル部分に引き付けられるか、又は
はじかれるかする。ジェットスプレーの中心線からはず
れる小滴は著しい誘引力又は反発力を受けるほど基板に
著しく近づかず、好ましくは再利用されるために、空気
流によって吹き流される。

第１図の未染色のカラーフィルタペル電極２７は、薄膜
トランジスタと組み合わさる小さな部分を有する複数の
独立したペル電極部分２９．３０及び３１を支持するガ
ラス基板２８を含む。各ペルは正又は負の電荷を受は取
って保持できる物質、例えば１７０層等の薄い重合体の
分離層３２でコーティングされる。１７０層をポリ酢酸
ビニルポリエステルのような非常に薄い層でスピンコー
ド又は気相コーティングし、染料が拡散染料である場合
に染料コーティングのポスト・ベークの間に染料が浸透
又は拡散できる表面を与えることが好ましい。

Ｌｏｕｆｔｙらによる論文「重合体へのレーザ誘発した
染料拡散による固体イメージヤ−用のカラーフィルタ配
列の製造（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏ１ｏｒ
Ｆｉｌｔｅｒ　Ａｒｒａｙｓ　ｆｏｒ　５ｏｌｉｄ−５
ｔａｔｅ　Ｉｍａｇｅｒｓ　ｂｙＬａｓｅｒ−Ｉｎｄｕ
ｃｅｄ　Ｄｙｅ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ｉｎｔｏ　Ｐｏ
ｌｙｍｅｒｓ）　Ｊ（画像科学誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆ　Ｉｍａｇｉｎｇ　５ｃｉｅｎｃｅ）、Ｖｏｌ、２５
、血５．１９８５年、ＰＰ１６１〜１６４）は、本発明
の使用に適するポリエステル樹脂及び昇華染料を開示し
ているので参照されたい。

カラーフィルタペル電極を製造する第工図の例の重要な
利点は、薄膜トランジスタに所定の電荷を与えることに
よって、例えばペル部分２９には赤、ペル部分３０には
青及びペル部分３１には緑というように所定の様々な色
のカラーフィルタ部分を形成するために色付けされるペ
ル部分を正又は負のどちらかの電荷に活性化する能力を
有することである。このような電荷は各ペル上の独立し
たＩＴＯコーティング部分３２に伝えられる。もし薄い
重合体コーティングを設けるならば、それを通して電荷
を作用させる。

第１図の具体例において、例えば、染料小滴２６は青色
の染料であり、ペル部分３０に正確に付着され、青色の
染料はペル部分２９及び３１からは除外される。ペル部
分３０と組み合わされ、ペル部分のモザイク内に多数存
在する薄膜トランジスタは、青色の染料層；１ｉ１２６
の正電荷とは逆の負電荷に活性化され、一方、ペル部分
２９及び３１は小滴２６と同じ正電荷に活性化される。

このことによって、ペル部分３０の上のＩＴＯ層表面、
又はもしＩＴＯ層上に薄い重合体コーティングがあるな
らばその上の表面に、より正確に選択的に染料小滴２６
が付着される。ペル部分２９及び３１が小滴２６と同じ
極性であるのでこの部分から染料小滴２６ははじかれる
。染料小滴を素早く乾燥させ、小滴２６の凝集を防ぐた
めに電極２７を加熱することが好ましい。

所定の色度を有する均一な薄い独立した染料層部分が形
成されるのに十分な時間、カラーフィルタペル電極２７
を露出し続ける。ノズル１４の中心線付近から出るチャ
ージされた小満２６は、処理される表面に非常に接近し
、その結果、非常に高い静電気的表面の誘引力が起こり
、ペル３０上のすべての独立した表面部分が均一にコー
ティングされる。マトリクス幅の小さな幅のノズルを用
いてマトリクスを渡る全ての所定のペル部分３０を均一
にコーティングするために、ノズル１４又はペル電極２
７のどちらかを移動させてマトリクス表面全体を走査し
、空気流の圧力の影響を受けてノズル１４の外に押し出
されるチャージされた染料小滴を確実に全ての色づけさ
れる部分に直接衝突させる必要がある。ノズル１４の開
口及び基板表面の間の距離は、約０．７ａｍである。チ
ャージされた小滴２６の吐出速度は、小滴の寸法に依存
して変化するが、好ましくは、チャージしていないプレ
ートに小滴が付着する速度よりも遅く、約７０　ａｍ　
／　ｓｅｃである。与えられた小滴の寸法に対するノズ
ルの速度が増加すると、小滴は、チャージしていないプ
レート又は独立したペル部分間のチャージしていない境
界部分に付き始めてしまうという、過度の速度に達して
しまう。従って、若干速度を落としてチャージしていな
いプレートへの付着を避け、プレート又はペル電極を選
択的にチャージする時には、染料小滴が所定のペル部分
に均一に付き、他のペル部分からは選択的に反発し、ペ
ル間のチャージしていない境界部分には付着しないよう
にする。この小滴速度及び表面部分の異なる極性の選択
的なチャージとのバランスが、背面又は境界部分への飛
び散り又は付着を防げ、小滴の寸法の変化及びノズル速
度に幅を与え。

プロセスが実際に実施できるようにしている。

異なるペル部分に付着させる異なる染料溶液それぞれに
ついて前述の方法を繰り返し、カラーフィルタモザイク
を形成する。即ち、ペル部分２９を赤にコーティングす
るために、この部分２９のトランジスタを負にチャージ
させ、かつ他の全てを正にチャージさせ、赤色の染料小
滴を用いる。

そしてペル部分３１を緑にコーティングするために、こ
の部分３１のトランジスタを負にチャージさせ、かつ他
の全てを正にチャージさせて緑色の染料小滴を用いる。

各ペル部分の薄膜トランジスタに＋１０ｖ及び−ＩＯＶ
の電圧をかけることによって小滴は良好に付着される。

これ以上の高い電圧は必要でないが、薄膜トランジスタ
に損傷を与えないためにも約３０Ｖ以上の電圧は避ける
べきである。これらの電圧は、第１図におけるコロナ線
２２を囲む接地及びチャージされたプレート２ｏと関係
がある。

ＬＣＤの下の電極プレートにカラーフィルタモザイク層
を直接設けることは第１図に示すような好ましい具体例
である。なぜなら下のプレートは、ペル部分と直接組み
合わさる薄膜トランジスタを含むからである。薄膜トラ
ンジスタは、光透過性を低減させないようにペル部分の
小さな一部のみに接続されており、選択されたペル部分
における交互の正及び負のチャージを行なうための簡易
で便利な手段を与える。従ってカラーフィルタモザイク
を形成する染料付着が、自動的に完全にペル部分に整合
されて行なわれるのである。

しかしながら、本発明は、液晶層を挟持するＬＣＤの上
下電極のうち、透明な上の共通電極の分離ピクセル部分
に、下の表示電極のペル部分と整合させてカラーフィル
タモザイクを形成する新しい方法も提供することができ
る。このような場合、共通電極の表面に、チャージでき
、しかも独立して染料を受は取ることができるカラーフ
ィルタの細片又はストライプのピクセル部分を独立して
あらかじめ形成するための手段を与える必要がある。

しかもそれぞれのピクセルを表示電極のペル部分の細片
又はストライプと完全に整合させる必要がある。本発明
の具体例に従う第２図ないし第４図において、透明共通
電極プレート３５は、ガラス基板３６、対をなし間隔の
あいた複数の電気的抵抗性のピクセル境界線３７及び３
８、染料を受は取るためのマイクロオーダの薄い重合体
層４０を有する。このピクセル境界線３７及び３８は、
ガラス基板３６の側面端まで広がる。境界線３７及び３
８の間の対角の透明電極ストライプ３９は導電性物質（
例えばインジウムスズ酸化物：ＩＴＯ）によって形成さ
れ、正又は負の電荷でアドレスできるように電極プレー
トの端まで広がっている。

薄い重合体層４０（例えばポリ酢酸ビニルポリエステル
）は、対角の電極ストライプ３９及び対角の境界線３７
及び３８の上にある。

ジグザグの線３７及び３８は、例えば赤、青、緑のよう
なＩＴＯを用いた独立したカラーフィルタの対角ストラ
イプ部分４１．４２及び４３を形成するために、互いに
間隔をあけている。そして、このストライプ部分は横方
向に繰り返されており、同じ色の対角の部分又はストラ
イプを与えている。

境界線３７及び３８は、対角のピクセルに対応する下の
表示電極のペル部分と完全に位置合わせし、ガラス基板
３６の表面にプリントされる。そして、電圧差を与えら
れた各ペルーピクセル部分において液晶層を透過した光
に所定の単色を与える対角の未染色カラーフィルタピク
セル部分を形成する。

未染色の対角カラーフィルタピクセル部分４１．４２及
び４３のうち、第２Ｗｉの部分４３について考えると、
対角の境界線３７及び３８の間の対角部分４３のプレー
トの端におけるＩＴＯ層のり一ド４３ａに負の電圧をか
けることによって、そのＩＴＯに負電荷を与える。一方
、対角の境界線３７及び３８の間の他の対角のピクセル
部分４１及び４２のＩＴＯリード４１ａ及び４２ａを用
いてピクセル部分４１及び４２に正電荷を与える。プレ
ートの端の同じ数字のＩＴＯリード即ち全ての４１ａリ
ード、全ての４２　ａ　ＩＪ−ド及び全ての４３８リー
ドをプレートの端において相互に接続すると、全ての同
じ数字のリードを同時に１つの接点においてチャージす
ることができる。

第１図の下のペル電極２７のかわりに共通電極３５を用
いて、例えば負にチャージした対角部分４３に引き付け
るために正にチャージした青の拡散昇華染料の小滴を用
いるような操作を繰り返すことによって、チャージした
共通電極３５を着色する。

第３図において、共通電極３５の負にチャージした対角
のピクセル部分４３上の薄い重合体層４Ｏ上に選択的に
青染料の層４４が付着されている。

同時に約１８０°Ｆ（約８２℃）の温度をかけて溶剤を
蒸発させ、薄い重合体層４０の中に青染料を昇華又は拡
散させ、第４図に示されるような重合体層内の青のフィ
ルタ部分４５を形成する。３色の染料を拡散させるため
に、コーテイング後、例えば必要な温度のオーブンで加
熱するなどの独立した拡散工程にかけることができる。

従ってフィルタ表面は平らであり、青染料の層４４の表
面に突起又は染料の蓄積はない。

このプロセスを赤及び緑の染料について繰り返す、赤の
フィルタ部分４６に赤染料の付着及び拡散を行なわせる
ため、プレートの端におけるＩＴＯリード４１ａによっ
て未染色のフィルタの対角ピクセル部分４１を選択的に
負にチャージし、緑のフィルタ部分４７に緑染料の付着
及び拡散をさせるため、ＩＴＯリード４２ａによって未
染色のフィルタの対角ピクセル部分４２を選択的に負に
チャージし、カラーフィルタ共通電極４８を形成する。

透明の重合体層と組み合わせて拡散染料を用いることは
、本発明のすべての具体例には好ましい。

なぜなら、染料の突起のないなめらかな平面のフィルタ
層が製造されるからである。しかしながら、モザイク表
面の平坦度と同じ位の厚さの薄い表面層を付着させて液
晶層の間隔を保つならば、拡散しない染料を用いること
もできる。

ピクセル又はペルの部分の上に蓄積する非拡散染料を用
いる場合、このピクセル及びペルの部分を分離させてい
る境界部分を黒色染料でコーティングするのに都合が良
い。例えば正の電荷で全ての独立したペル又はピクセル
の部分をチャージして同じ電位にし、そして黒色染料小
滴のミストをペル又はピクセル部分と同じ極性にチャー
ジして、かつノズル速度を黒色染料小滴がチャージして
いない表面に付着する臨界速度よりも速くする。すると
、黒色染料小滴はチャージされたペル又はピクセル部分
からはじかれるが、チャージされていない境界部分には
着色されたペル又はピクセル部分の厚さと同じ位の所定
の厚さに付着される。カラーフィルタ層全面に平坦な表
面を与えることはもちろん、第２図における対角のピク
セル部分の間の黒色境界部分又は第１図における独立し
たペル部分の存在は、好ましい色分離及び改善された鮮
明さを与える。

本発明に従って用いるに好ましい染料溶液はポリイミド
の染料溶液である。なぜなら、ポリイミドをベースとし
た染料溶液は、ＬＣＤに要求される長期間の耐久性及び
光学特性を与えるからである。このような染料溶液は高
価であるので、ノズル及びコーティングされる基板を付
着チャンバー内に入れて包囲し、付着されなかった染料
小滴２６及び粒子分離器１２に蓄積された大きな染料層
を再利用するために、超音波ミスト発生器１１にそれら
を再び戻す。

染料小滴の不透明度又は濃度は、１回の走査で染料層を
付着するか、フィルタマトリクス全体と同じ幅のノズル
を用いるか、１回以上の数回の走査でコーティングする
かによって変化させられる。

どの場合でも、各カラーフィルタ部分を形成するために
１以上の層を重ねることができる。もし、単層としての
カラーフィルタ部分を用いるならば、小滴内の染料濃度
を所定の色度が得られるように濃くすべきである。しか
しながら、ペル又はピクセル部分における染料粒子の電
荷を上げると同じ極性の染料小滴を遠くにはじくので、
均一な染料のコーティング厚さは自ら制限されるであろ
うということに注目されたい。

約３μｍの寸法の小滴を形成するために、超音波ミスト
発生器１１を約１．７ＭＨｚの周波数で動作させること
が好ましい、このことによってペル又はピクセル部分の
一辺が約１６０μｍであるおりには、高い解像度でコー
ティングできる。より高い周波数を用いることによって
より小さな小滴となり、より高解像度となるからである
。

第１図の装置におけるノズル１４から出る染料小滴の速
度によって、ＩＴＯが無くチャージしていない独立した
ペル又はピクセル境界への染料小滴の付着を妨げる。

しかしながら、ペル又はピクセル部分の周囲の境界部分
を黒色にするならば、３色付着させた後。

全てのペル又はピクセル部分に逆の極性を与える。

そして電気的に中性な境界部分に黒色染料小滴を衝突さ
せる。黒色染料小滴と同じ極性、即ち正の電荷を先に着
色した全てのペル又はピクセル部分に与える。境界部分
がチャージできないので、黒色染料粒子は、速い衝突速
度で境界部分に付着される。ペル及びピクセル部分はす
でに色染料粒子でコーティングされており、黒色境界部
分もそれと同じ高さになる。

本発明の所定部分へのコーティングプロセスは、隣接の
独立した部分をある極性にチャージした液体小滴とは逆
の極性にチャージさせて、隣接の独立した部分にそれぞ
れの色の液体小滴を付着させるために用いることができ
ることは明らかであろう、第１図には正にチャージした
小滴の付着について示されているが、小滴を負にチャー
ジさせて、正にチャージしたペル部分に誘引させること
もできる。

また、例えば高速度空気と作用させて霧化する等の周知
の方法で揮発性媒体中の色素顔料粒子の分散液のミスト
を形成することもできる。このような色素粒子はペル又
はピクセル部分に直接付着できる。薄い保護層を重ねて
コーティングすることもできる。

第２図における独立したピクセル部分の対角のストライ
プ又は細片のかわりに、第２図の対角部分よりもプリン
トしやすい垂直又は平行のストライプにすることもでき
る。

〔発明の効果〕

本発明は、液晶表示装置の下電極基板のペル部分又は工
具通電極基板のピクセル部分のいずれか一方に直接具な
る色ペル又はビクセルのモザイクを製造する方法を提供
できる。

【図面の簡単な説明】第１図は１本発明の具体例に従うカラーフィルタの付着
プロセスを行なうための装置を示す図である。第２図は、透明共通電極の表面の拡大平面図である。第３図は、第２図の線３−３における透明共通電極の断
面図である。第４図は、第２図及び第３図における共通電極に全ての
色が付着した拡大断面図である。１０・・・Ａ、Ｃ，チャージ装置、１１・・・超音波ミ
スト発生器、１２・・・小滴寸法分離器、１３・・・ミ
スト導管、１４・・・吐出ノズル、１５・・・小滴チャ
ージ域、１６・・・チャージ空気供給ユニット、１７・
・・空気供給導管部、１８・・・空気イオン化域、１９
・・・イオン化空気供給導管部、２０．２１・・・電極
プレート、２２・・・コロナ線、２３・・・ジェットノ
ズル、２４・・・調節プレート、２５・・・小滴、２６
・・・チャージした小滴、２７・・・カラーフィルタペ
ル電極、２８．３６・・・ガラス基板、２９．３０．３
１・・・ペル電極、３２．４０・・・薄い重合体層、３
５・・・透明共通電極プレート、３７．３８・・・ビク
セル境界線、３９．４１．４２．４３・・・透明電極ス
トライプ、４１ａ、４２ａ、４３ａ・＝ＩＴＯのリード
、４４　・・・青染料の層、４５・・・青のフィルタ部
分、４６・・・赤のフィルタ部分、４７・・・緑のフィ
ルタ部分、４８・・・カラ−フィルタ共通電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明の上共通電極及び下のトランジスタ・ペル電
極を有しかつ前記ペル電極の活性化されたトランジスタ
・ペル部分及びそれと一致する前記共通電極のピクセル
部分間の電位差を与えた部分を選択的に透明にすること
のできる不透明な液晶層を有する液晶表示装置において
、（ａ）基板表面に導電性成分の複数の独立した透明な層
部分を与えることによって未染色のカラーフィルタ部分
を形成する工程と、（ｂ）第一の色に着色する前記導電性成分の部分の選択
された一群をある極性にチャージし他の全ての前記導電
性成分の部分を逆の極性にチャージする工程と、（ｃ）前記独立した未染色のカラーフィルタ部分の前記
選択された一群とは逆の極性にチャージした前記第一の
色の小滴のミストを前記基板のチャージした未染色カラ
ーフィルタ部分表面と密接して導入することによって前
記小滴を前記未染色カラーフィルタ部分の選択された一
群に誘引させ付着させ他の逆の極性にチャージした部分
からは反発させる工程と、（ｄ）他の独立した未染色カラーフィルタ部分のうち第
二の色に着色する導電性成分の部分の第二の独立してチ
ャージされる未染色カラーフィルタ部分の一群を前記あ
る極性にチャージし他の全ての部分を逆の極性にチャー
ジしさらに前記逆の極性にチャージした前記第二の色の
小滴のミストを導入して前記未染色カラーフィルタ部分
の第二の一群に誘引させ付着させるために前記（ｂ）及
び（ｃ）の工程を繰り返す工程とを有するカラーフィル
タ電極部材の製造方法。
（２）前記導電性成分の独立した層部分がインジウムス
ズ酸化物である請求項１記載のカラーフィルタ電極部材
の製造方法。
（３）前記未染色カラーフィルタ電極部材はペル電極部
材であり該ペル部分はそれと関連するトランジスタを有
し同じ色に着色する部分のトランジスタをある極性に活
性化し他の全ての部分のトランジスタを逆の極性に活性
化することによって前記未染色カラーフィルタ部分を形
成することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ
電極部材の製造方法。
（４）前記未染色カラーフィルタ電極部材は共通電極部
材でありその上の導電性成分の独立した層部分は独立し
た未染色カラーフィルタ部分を有するストライプ又は細
片の形状であり各部分は前記ある極性又は前記逆の極性
にチャージできることを特徴とする請求項１記載のカラ
ーフィルタ電極部材の製造方法。
（５）前記色の小滴は染料溶液からなり前記電極部材上
に付着した前記染料溶液の小滴を乾燥させるために工程
（ｃ）の際前記電極部材を加熱する請求項１記載のカラ
ーフィルタ電極部材の製造方法。
（６）前記導電性成分の独立した層部分を薄い透明の重
合体層で重ねてコーティングし、前記色の小滴が熱拡散
する染料であり、カラーフィルタ部分の前記重合体層に
前記染料が浸透するように前記カラーフィルタ電極部材
を加熱する請求項１記載のカラーフィルタ電極部材の製
造方法。
（７）染料及び揮発性溶剤から前記色の小滴を形成する
ために超音波ミスト発生器を用いる工程を含む請求項１
記載のカラーフィルタ電極部材の製造方法。
（８）空気イオンを振動させ前記色の小滴に衝突させる
ことによって前記色の小滴をチャージする請求項１記載
のカラーフィルタ電極部材の製造方法。
（９）交流の電場の域を通過させることによって前記空
気イオンを振動させる請求項８記載のカラーフィルタ電
極部材の製造方法。
（１０）前記小滴の平均寸法が約３μｍである請求項１
記載のカラーフィルタ電極部材の製造方法。
（１１）工程（ｃ）における前記ミストを色の小滴の流
れの形状で染色される電極部材のチャージした未染色カ
ラーフィルタ部分の表面に対して垂直に導入する工程を
含む請求項１記載のカラーフィルタ電極部材の製造方法
。
（１２）前記小滴の流れはチャージしていない表面へ前
記小滴が付着する速度よりも若干遅い速度を有する請求
項１１記載のカラーフィルタ電極部材の製造方法。
（１３）（ａ）揮発性溶剤中の染料の溶液から均一で小
さな染料小滴のミストを形成するための超音波ミスト発
生器と、（ｂ）前記ミスト中の小滴に電荷を与えるために分離を
組み合わせた小滴チャージ域と、（ｃ）前記チャージ域でチャージした小滴のための導管
と、（ｄ）前記チャージした小滴とは逆の極性にチャージし
た独立した部分に前記チャージした小滴を誘引させ付着
させるために及び前記小滴と同じ極性にチャージした表
面の独立した部分からは反発させるためにカラーフィル
タ電極部材表面に対して垂直に前記チャージした小滴を
導く前記導管の吐出ノズルとを含む、相反する極性にチ
ャージできる複数の密接して独立した表面部分を有する
カラーフィルタ電極部材の異なる独立した部分をコーテ
ィングする装置。
（１４）前記超音波ミスト発生器は平均寸法が約３μｍ
の染料小滴を発生させる手段である請求項１３記載のカ
ラーフィルタ電極部材の独立した部分をコーティングす
る装置。
（１５）前記小滴チャージ域はイオン化空気の供給ユニ
ットを供い前記電荷を前記小滴に与えかつ速度をカラー
フィルタ電極部材の表面に対する吐出ノズルに導かれる
チャージした小滴に与える請求項１３記載のカラーフィ
ルタ電極部材の独立した部分をコーティングする装置。
（１６）前記吐出ノズルの出口幅が約１／１６インチ（
約１．６ｍｍ）である請求項１３記載のカラーフィルタ
電極部材の独立した部分をコーティングする装置。
（１７）（ａ）液体染料の小滴を形成する工程と、（ｂ
）第一の符号を有する第一の電位に前記染料小滴を静電
気的にチャージさせる工程と、（ｃ）前記第一の符号とは逆の第二の符号を有する第二
の電位にＴＦＴ電極の選択された一群をバイアスする工
程と、（ｄ）前記電極に前記チャージした染料小滴を接近させ
て付着させる工程とを含む、ＴＦＴ電極表面への液体染
料の付着方法。
（１８）前記電極の前記選択された一群以外の全ての部
分を前記第一の電位にバイアスする請求項１７記載の液
体染料の付着方法。