JPH04156401A

JPH04156401A - 電着カラーフィルタおよびそれを用いたカラー液晶表示装置

Info

Publication number: JPH04156401A
Application number: JP2279346A
Authority: JP
Inventors: Ushimatsu Moriyama; 森山　丑松; Yasuhisa Oana; 保久小穴
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-28

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】「発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は電着法により形成される電着カラーフィルタお
よびそれを用いたカラー液晶表示装置に関する。

（従来の技術）液晶表示装置は軽量、低消費電力の特徴を生かして種々
の分野で利用されるようになっており、中でもカラー化
に対する要求が高まってきている。

液晶表示装置でカラー表示をｉｉＪ能ならしめる方法と
しては、カラーフィルタを設けることが一般に行われて
いるが、このような液晶表示装置のカラーフィルタを製
造する方法としては、染色法、印刷法、電着法などが知
られている。

中でも電着法は、電極上にのみ精度良くカラーフィルタ
を構成する色部が形成でき、また他の手法に比較１．て
均一かつ平滑で透明性の大きいカラーフィルタが得られ
ることから注目を集めている。

電着法によるカラーフィルタの製造方法としては、大別
して次のような２通りの方法がある。

第１の方法としては、エツチングによりパターン化した
透明導電膜上に電着する方法かある。これは、ガラス基
板の上にストライブ状の透明導電膜を形成し、各ストラ
イブ状の透明導電膜を選択的に使用し１、所望の色を有
する色部を電着により順次設けてカラーフィルタとする
ものである。

第２の方法としては、透明導電膜をエツチングせず、ポ
ジ型レジストをマスクとして順次所望の色を有する色部
を電着により設置するものである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、電着法に用いられる電着用樹脂あるいは赤、
緑、青等の顔料は一般に電気絶縁性であることから、電
着法により形成されるカラーフィルタ自体も導電性を欠
いたものとなる。

従って、電着用の電極を表示電圧印加用の電極として使
用すると、一対の電極間に非導電性のカラーフィルタが
存在することから、電圧の損失を招き、高い駆動電圧が
必要となってしまう。

また、電着法により形成されるカラーフィルタ上に新た
に電極を設けることも考えられるが、製造工程を増加さ
せるばかりでなく、光透過率の低下を招くために好まし
いものではない。

更に、電着法により形成されるカラーフィルタ中に導電
部材を混入することも考えられるが、電極間の容量を十
分に軽減させる程度の導電性を得るには至っていない。

本発明は上述した課題に鑑がみ成されたもので、光透過
率を損なうことなく良好な導電性が得られる電着カラー
フィルタを提供することを目的としたものである。

また、本発明の目的は、低駆動電圧で動作可能なカラー
液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の電着カラーフィルタは、カップリング剤により
導電部材が表面に結合された顔料を含有することを特徴
としたものである。

また、本発明のカラー液晶表示装置は、第１の電極上に
カップリング剤により導電部材が表面に結合された顔料
を含有する電着カラーフィルタを備えた第１の電極基板
と、第２の電極を備えた第２の電極基板と、第１−の電
極基板と第２の電極基板間に挟持液晶組成物とを備えた
ことを特徴としたものである。

（作　　用）本発明は、上述したようにカップリング剤により導電部
材が表面に結合された顔料を含有することを特徴とした
ものである。

顔料表面にカップリング剤を介在させることにより、特
に個々の顔料に均一に導電部材を結合させることが可能
となる。従って、電着カラーフィルタ内に均一に導電部
材が分散されることとなり、良好な導電性を確保するこ
とができる。

また、電着カラーフィルタにおいては導電性の有無が問
題であって電流は無視できるため、顔料表面に結合され
た導電部材の膜厚は２００〜１０００オングストロ一ム
程度で十分であり、特に数１−００オングストローム程
度で十分な導電性の確保が可能であることが確認された
。

この結果、単に導電部材を微粒子状態で添加するよりも
、光透過率を低減させる導電部材の割合を低減でき、良
好な光透過率を得ることが可能となる。

本発明に使用可能な導電部材としては、例えばインジウ
ム、スズ、アンチモン、カドミウム、亜鉛化合物等があ
げられる。また、上記導電部材の低級酸化物も通常は非
導電性であるが、熱処理することにより導電性が得られ
ることから本発明に使用可能である。

本発明に使用可能なカップリング剤としては、チタン系
カップリング剤、シリコン系カップリング剤、アルミニ
ウム系カップリング剤等の従来公知のカップリング剤が
利用可能であり、例えばチタン系カップリング剤の代表
例を以下に示す。

ｃ−ｏｏ。

ＣＨ２−０’　　　　０ＨＨまた、本発明に使用可能な有機顔料としては、アゾレー
キ系、不溶性アゾ系、結合アゾ系、フタロシアニン系Ａ
１キナクリドン系、ジオキザジン系、イソインドリノン
系、アントラキノン系、ペリノン系、チオインジゴ系、
ペリレン系あるいはこれらの顔料の混合物が用いられる
。また、顔料の代わりに、光透過性に優れた材料も利用
できる。

（実　施　例）以下、本発明の電着カラーフィルタおよびカラー液晶表
示装置について、具体例および比較例を参照して具体的
に説明する。

（具体例１）導電部材として１５０°Ｃで１時間熱乾燥処理を行った
錫をドープした平均粒径０．０２ミクロンの酸化インジ
ウム微粒子を、溶剤ヘキサン中にチタンカップリング剤
としてチタコートＳ〜１５２（商品名、日本曹達（株）
）を少量溶解させた溶液中に添加し、均一となるように
撹拌混合した。

そして、再ひ１５０℃で１時間乾燥させ、溶剤を除去し
た後に、アクリル樹脂、メラミン架橋剤、平均粒子径０
．２ミクロンのフタロシアニン顔料と共に混合・混練・
分散させた。

更に、助剤としてブチルセロソルブ、水を添加した後、
ジエチルアミンにより中和処理をおこない、電着液を調
合した。

また、第１図においてガラス基板（ＩＩＬＪ−にインジ
ウム−錫酸化物（Ｉｎ２０３９５％、　５ｎ０２５％）
のターゲットを用い、第１図に示ずように膜厚１０００
オングストロームのＪｉ、Ｔ。

０、　　（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）膜を形
成し、このＩ。

Ｔ、０．膜］二にＡＺ−１３３０（ヘキスト社製）を用
いてレジストパターンを形成し、塩化鉄溶液を用いて所
定形状に１．　Ｔ、　Ｏ，をパターニングして１．　Ｔ
、　Ｏ，電極（２１）を形成した。

このようにして形成された電極基板の１．Ｔ。

０、電極（２１）を白金電極の対極とともに−１−述し
た電着液中に浸漬させ、所定の１．、　Ｔ、　　Ｏ，電
極（２１）に２０Ｖの定電圧を６０秒間印加することに
より、所定のｒ、　Ｔ、　Ｏ，電極（２１）上に色部を
形成した。そして、このような工程を３回繰り返すこと
により、膜厚２ミクロンの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ
）の色部（３１ａ）、　（３１ｂ）、　（３１ｃ）より
成る電着カラーフィルタ（４１）を得た。

（具体例２）水溶性ポリエステル樹脂に水溶性メラミン樹脂からなる
電着塗料を用いた以外は具体例１と同様にして電着カラ
ーフィルタを得た。

（具体例３）具体例１における導電性部材に代えて、インジウム低級
酸化物（Ｉ　ｎ　２０）を用いた以外は具体例１と同様
にして電着カラーフィルタを形成し、２１０℃、２５分
間アクリル樹脂の熱硬化処理を行い、インジウム低級酸
化物を導電性を有する酸化物へ変換させ電着カラーフィ
ルタを得た。

（具体例４）具体例１のチタンカップリング剤を直接あるいは溶剤に
溶解した状態で添加した以外は具体例１と同様にして電
着カラーフィルタを形成した。

（比較例１）具体例４においてチタンカップリング剤を投入しない他
は、組成濃度を同しくして電着液を調合し電着カラーフ
ィルタを形成した。

上述した各種方法により製造された電着カラーフィルタ
（４Ｉ）上に５００オングストロームの配向膜（４５）
を形成し第１−の電極基板（５１）とした。また、ガラ
ス基板（６Ｉ）上にストライプ状の１．Ｔ、Ｏ０電極（
７１）を形成し、更に第１の電極基板（５１）と同様に
５００オングストロームの配向膜（７５）を形成して第
２の電極基板（８１）とした。

そして、第１の電極基板（５１）と第２の電極基板（８
１）間にツイスト角が１８０°となるように液晶組成物
（９１）を挟持させ、第１の電極基板（５１）外面には
光学位相差板（１０１）、偏光板（ＩＩＩ）を設け、ま
た第２の電極基板（８１）外面にも偏光板（１２］）を
設けてスーパーツイスト型のカラー液晶表示装置（１）
とした。

そして、このようなカラー液晶表示装置（１）の電極（
２＋）、　（７１）間に印加される電圧−光透過率特性
について調べた。

第２図は、縦軸に光透過率、横軸に駆動電圧をとり示し
たもので、図中（ａ）はカラーフィルタが設置されてい
ない液晶表示装置の電圧−光透過率特性を示し、図中（
ｂ）は上述した具体例１におけるカラー液晶表示装置の
電圧−光透過率特性を示し、図中（Ｃ）は上述した比較
例１におけるカラー液晶表示装置の電圧−光透過率特性
を示すものである。

この図から明らかなように、具体例１におけるカラー液
晶表示装置は、カラーフィルタが設置されていない液晶
表示装置に近い低駆動電圧での動作が可能となることが
理解できる。

そして、明状態と暗状態の中間の透過率となる駆動電圧
を夫々Ｖａ　、Ｖｂ　、Ｖｃとし、Ｖａとの差を求めた
ところ、比較例１のカラー液晶表示装置ではその差が約
１．０から３．０Ｖであったのに対して、本具体例のカ
ラー液晶表示装置では０゜１Ｖ以下であった。

更に、上述した具体例２．　３．　４おけるカラー液晶
表示装置でも同様に低駆動電圧での動作が可能となるこ
とゐく確認された。

また、本具体例のカラー液晶表示装置では比較例１のカ
ラー液晶表示装置と比べて、導電性部材が均一に分散さ
れているため、むらのない良好な表示品位を得ることが
できた。

中でも、特に具体例１におけるカラー液晶表示装置が最
も良好な電圧−光透過率特性および光透過率を有してい
ることも確認された。これは、あらかじめカップリング
剤により表面処理された導電部材を用いたことにより均
一な分散効果が得られたためと考えられ、また低級酸化
物を用いたものに比べて十分な導電率を有していたため
と考えられる。

本実施例では、上述した各具体例の電着カラーフィルタ
をスーパーツイスト型のカラー液晶表示装置に適用した
ものを示したが、各画素毎にスイッチング素子を備えた
アクティブマトリックス型液晶表示装置等にも有用であ
ることは言うまでもない。

［発明の効果］」二連したように、本発明の電着カラーフィルタによれ
ば、導電部材が均一に分散されている特有の構成により
、導電性および高い光透過率の両方を容易に得ることが
できると共に、各所で均一な光透過率を得ることができ
る。

これにより、本発明のカラー液晶表示装置においては、
電極間の容量を十分に低減でき、低駆動電圧での駆動を
可能にすることができた。

また、本発明のカラー液晶表示装置では、各所で均一な
表示を得ることができ、十分に高い表示品位を得ること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例１の電着カラーフィルタを用い
たカラー液晶表示装置の概略断面図、第２図は本発明の
具体例および比較例の電着カラーフィルタを用いたカラ
ー液晶表示装置の電圧−光透過率特性を示すものである
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カップリング剤により導電部材が表面に結合され
た顔料を含有することを特徴とした電着カラーフィルタ
。
（２）第１の電極上に請求項１記載の電着カラーフィル
タを備えた第１の電極基板と、第２の電極を備えた第２の電極基板と、前記第１の電極基板と前記第２の電極基板との間に挟持
液晶組成物とを備えたことを特徴としたカラー液晶表示
装置。