JPH04301604A - Color filter and production thereof and liquid crystal display device formed by using this filter - Google Patents
Color filter and production thereof and liquid crystal display device formed by using this filterInfo
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- JPH04301604A JPH04301604A JP3067139A JP6713991A JPH04301604A JP H04301604 A JPH04301604 A JP H04301604A JP 3067139 A JP3067139 A JP 3067139A JP 6713991 A JP6713991 A JP 6713991A JP H04301604 A JPH04301604 A JP H04301604A
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Abstract
Description
【0001】[発明の目的][Object of the invention]
【0002】0002
【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタおよび
その製造方法、さらに、これを用いた液晶表示装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display using the same.
【0003】0003
【従来の技術】需要の拡大が近年著しい液晶表示装置や
、屋外で使用される大型表示装置の画素を構成する蛍光
放電管などには、これらの装置のカラ−表示を可能とす
るカラーフィルタが使用されている。[Prior Art] Liquid crystal display devices, the demand for which has been increasing rapidly in recent years, and fluorescent discharge tubes that make up the pixels of large display devices used outdoors, are equipped with color filters that enable these devices to display color. It is used.
【0004】図3に、カラ−液晶表示装置に用いられて
いるカラーフィルタの一例を示す。同図において、この
カラーフィルタ31は、透明基板32の一方の面上の個
々の画素を仕切る部分にブラックマトリクス33を設け
、このブラックマトリクス33により形成された画素部
に着色層34を形成し、これらの上に透明保護膜35、
透明電極36、配向膜37を順に積層した構造を有する
。そして、カラ−液晶表示装置は、上記カラーフィルタ
31を、透明基板38上に個々の画素に対応する位置に
画素電極39を形成したアレイ基板40と対向配置させ
、これらの間に液晶組成物41を挟持させるとともに、
これらの両面に偏光板42、43を一体に積層した構造
を有する。FIG. 3 shows an example of a color filter used in a color liquid crystal display device. In the same figure, this color filter 31 includes a black matrix 33 provided in a portion separating individual pixels on one surface of a transparent substrate 32, and a colored layer 34 formed in the pixel portion formed by this black matrix 33. On top of these, a transparent protective film 35,
It has a structure in which a transparent electrode 36 and an alignment film 37 are laminated in this order. In the color liquid crystal display device, the color filter 31 is disposed facing an array substrate 40 in which pixel electrodes 39 are formed on a transparent substrate 38 at positions corresponding to individual pixels, and a liquid crystal composition 41 is placed between them. While holding the
It has a structure in which polarizing plates 42 and 43 are integrally laminated on both sides.
【0005】ところで、カラ−液晶表示装置の特性は、
カラーフィルタの品質に大きく依存することは知られて
いるところであるが、従来、カラーフィルタ31の透明
基板32にはガラス基板などが用いられ、ブラックマト
リクス33は、スパッタリング法により形成したCr薄
膜をパタ−ンエッチングする方法、あるいは感光剤を含
む黒色染料を塗布して形成した薄膜を露光してパタ−ン
作製する方法などにより形成されている。また、着色層
は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に対応する
3種類の色素が 1種類づつ各画素部に配置され、各
色素を画素部に配置する方法としては、染色法、染料分
散法、顔料分散法、印刷法、電着法、色素蒸着法などの
方法が用いられている。さらに、透明保護膜35にはア
クリル樹脂やエポキシ樹脂などが使用され、透明電極3
6にはI.T.O.(Indium Tin Oxid
e)薄膜が、配向膜37にはポリイミド薄膜が一般に用
いられている。By the way, the characteristics of a color liquid crystal display device are as follows.
Although it is known that the quality of the color filter greatly depends on the quality of the color filter, conventionally, a glass substrate or the like has been used for the transparent substrate 32 of the color filter 31, and the black matrix 33 is made by patterning a Cr thin film formed by sputtering. The pattern is formed by a method of photo-etching, or a method of forming a pattern by exposing a thin film formed by coating a black dye containing a photosensitizer. In addition, in the colored layer, three types of pigments corresponding to the three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) are arranged in each pixel area, and each pigment is arranged in the pixel area. Methods used include dyeing methods, dye dispersion methods, pigment dispersion methods, printing methods, electrodeposition methods, and dye vapor deposition methods. Furthermore, acrylic resin, epoxy resin, etc. are used for the transparent protective film 35, and the transparent electrode 3
6 has I. T. O. (Indium Tin Oxid
e) A polyimide thin film is generally used for the alignment film 37.
【0006】しかしながら、このような従来のカラーフ
ィルタに係る技術には、未だ改善すべき点が少なくなく
、なかでも色素の配置プロセスは、得られるカラーフィ
ルタの特性や製造コストに大きく影響するところで、上
述したように各種の方式が知られているものの、それぞ
れに一長一短があった。[0006] However, there are still many points that need to be improved in the technology related to conventional color filters, and among them, the process of arranging the pigments has a large impact on the characteristics and manufacturing cost of the resulting color filter. As mentioned above, various methods are known, but each has its advantages and disadvantages.
【0007】すなわち、染色法では、耐水性、耐薬品性
特に耐アルカリ性、および耐熱性に乏しい着色層となる
。このため、たとえば、透明電極形成時にその抵抗率を
低下させるために、通常、I.T.O.などの薄膜形成
後、加熱処理を行っているが、その処理温度を高く上げ
ることができず、十分に低抵抗率の透明電極を得ること
ができなくなって、これを用いた表示装置の画像コント
ラストが低下する。That is, the dyeing method results in a colored layer that is poor in water resistance, chemical resistance, especially alkali resistance, and heat resistance. For this reason, for example, in order to reduce the resistivity when forming a transparent electrode, I. T. O. After forming thin films such as, heat treatment is performed, but it is not possible to raise the processing temperature high, and it is not possible to obtain transparent electrodes with sufficiently low resistivity, resulting in image contrast of display devices using this. decreases.
【0008】染色分散法では、耐水性、耐薬品性は染色
法より改善されるが、耐熱性は染料本来の性質によるも
のであるため改善されず、そのうえ工程数が多く、また
、高価な分散剤を使用するため製造コストが高くなると
いう難点がある。[0008] The dyeing and dispersion method improves water resistance and chemical resistance compared to the dyeing method, but heat resistance is not improved because it depends on the inherent properties of the dye, and in addition, it requires a large number of steps and requires expensive dispersion. The disadvantage is that the manufacturing cost is high because of the use of chemicals.
【0009】顔料分散法では、耐熱性は十分で上記のよ
うな問題はないが、高価な有機顔料を使用し、しかも、
この顔料は画素部でない部分にも一旦塗布する工程を経
るため、多量の顔料を必要とし製造コストが非常に高い
ものとなる。Although the pigment dispersion method has sufficient heat resistance and does not have the above-mentioned problems, it uses expensive organic pigments, and
Since this pigment goes through a process of once applying it to areas other than pixel areas, a large amount of pigment is required and the manufacturing cost is extremely high.
【0010】印刷法では、画素部に正確に色素を配置す
るための精度がカラ−フィルタ寸法が大きくなると乏し
くなるため、印刷寸法に限界を有し、また、印刷画素の
表面平滑性に劣るという難点がある。[0010] In the printing method, as the size of the color filter increases, the accuracy for accurately placing the dye in the pixel area becomes poor, so there is a limit to the printing size, and the surface smoothness of the printed pixels is inferior. There are some difficulties.
【0011】電着法では、その原理上、透明基板上に透
明電極を設け、この上に色素を配置して着色層を形成す
ることになるため、耐熱性の要求は上記各方式に比較し
て小さいという利点がある一方、液晶表示装置を駆動す
る際には、透明電極と対向する電極との間に着色層を挟
んで電圧を印加することになり、しかも、電着法により
形成された着色層は導電率が極めて小さいため、液晶層
にかかる電圧が低くなり、得られる画像のコントラスト
が低下するという難点がある。この難点を解消するため
、特開昭64−80984号公報に示されているように
、透明電極上に高分子膜を電解重合により形成し、その
後、染料を含有する溶液に浸漬し電圧を印加して高分子
膜を染料する方法が提案されているが、この方法では高
分子膜形成と高分子膜染色の 2工程が必要になり、コ
スト高となる難点を生じる。[0011] In principle, in the electrodeposition method, a transparent electrode is provided on a transparent substrate, and a colored layer is formed by disposing a dye on this electrode, so the heat resistance requirements are higher than those of the above-mentioned methods. On the other hand, when driving a liquid crystal display device, a colored layer must be sandwiched between a transparent electrode and an opposing electrode, and a voltage applied to it. Since the colored layer has extremely low conductivity, the voltage applied to the liquid crystal layer is low, resulting in a reduction in the contrast of the resulting image. In order to solve this problem, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-80984, a polymer film is formed on a transparent electrode by electrolytic polymerization, and then it is immersed in a solution containing a dye and a voltage is applied. However, this method requires two steps: forming the polymer membrane and dyeing the polymer membrane, resulting in high costs.
【0012】0012
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ラ−フィルタの着色層形成方式にはそれぞれ難点があり
、したがって、またかかる方法で得られたカラ−フィル
タおよびこれを用いた液晶表示装置も、特性面や製造コ
スト面で未だ満足すべきものが得られていないのが実状
である。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, each of the conventional colored layer forming methods for color filters has its own drawbacks. However, the reality is that satisfactory properties and manufacturing costs have not yet been obtained.
【0013】ところで、上記各着色層形成方式を再度総
括し検討すると、染色法、染料分散法、顔料分散法、お
よび印刷法では、透明基板上に着色層を形成した後に透
明電極を形成している。他方、電着法では、透明基板上
に透明電極を形成した後に着色層を形成している。そし
て、透明電極の形成は、いずれの方法でも、スパッタリ
ング法などによるI.T.O.などの薄膜形成後、抵抗
率を下げるために加熱処理を行っている。したがって、
前者の染色法などでは、十分に低抵抗率の透明電極を得
るだけの加熱処理温度に耐え得る耐熱性が要求されるが
、染料を使用する方法では加熱処理温度を上げられず、
十分に低抵抗率の透明電極を得ることができずに、画像
のコントラストが低くなる。顔料を使用する場合は耐熱
性は十分であるが、前述したように製造コストが高くな
る。印刷法では、印刷寸法に限界があるうえに表面平滑
性に劣る。他方、後者の電着法では、透明電極形成後着
色層を形成するため、十分に低抵抗率の透明電極を得る
ことにおいては問題がないが、透明電極上に絶縁物であ
る着色層があるため液晶層へかかる実効電圧が減少し、
画像のコントラストが低下する。また、この電着法を改
善した高分子膜染色法においては製造コストの問題が残
る。[0013] By the way, if we summarize and examine the above-mentioned methods for forming colored layers, in the dyeing method, dye dispersion method, pigment dispersion method, and printing method, transparent electrodes are formed after forming a colored layer on a transparent substrate. There is. On the other hand, in the electrodeposition method, a colored layer is formed after forming a transparent electrode on a transparent substrate. The transparent electrode can be formed by any method such as I.D. using a sputtering method or the like. T. O. After forming a thin film such as, heat treatment is performed to lower the resistivity. therefore,
The former dyeing method requires heat resistance that can withstand the heat treatment temperature to obtain a transparent electrode with sufficiently low resistivity, but methods that use dyes do not allow the heat treatment temperature to be raised;
A transparent electrode with sufficiently low resistivity cannot be obtained, resulting in low image contrast. When a pigment is used, the heat resistance is sufficient, but as mentioned above, the manufacturing cost increases. In the printing method, there is a limit to the print size and the surface smoothness is poor. On the other hand, in the latter electrodeposition method, a colored layer is formed after forming the transparent electrode, so there is no problem in obtaining a transparent electrode with sufficiently low resistivity, but there is a colored layer that is an insulator on the transparent electrode. Therefore, the effective voltage applied to the liquid crystal layer decreases,
Image contrast decreases. Further, in the polymer membrane dyeing method which is an improvement on this electrodeposition method, the problem of manufacturing cost remains.
【0014】以上を総合すると、特性上、透明電極の形
成は着色層の形成前に行われることが望ましく、かつ、
透明電極上に形成される着色層は液晶層へかかる実効電
圧を減少させないものとすることが望ましい。しかも、
形成面積の制限や製造コストの上昇をもたらさないこと
が望ましい、本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、透明電極の形成が着色層の形成前に行われ、
かつ、透明電極上に形成される着色層を液晶層へかかる
実効電圧を減少させないものとすることを、形成面積の
制限や製造コストの上昇を招くことなく実現することに
よって、従来技術の上記問題点を解決し、画像コントラ
ストが良好で色むらもない大面積で製造コストも安価な
カラーフィルタおよびその製造方法、さらに、これを用
いた液晶表示装置を提供することを目的とする。 [
発明の構成][0014] To summarize the above, it is desirable that the formation of the transparent electrode be performed before the formation of the colored layer, and
It is desirable that the colored layer formed on the transparent electrode does not reduce the effective voltage applied to the liquid crystal layer. Moreover,
The present invention was made based on such knowledge that it is desirable not to limit the formation area or increase the manufacturing cost, and the transparent electrode is formed before the colored layer is formed.
In addition, the above-mentioned problems of the prior art can be solved by making the colored layer formed on the transparent electrode so as not to reduce the effective voltage applied to the liquid crystal layer without restricting the formation area or increasing the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a large-area, low-cost color filter with good image contrast and no color unevenness, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same. [
Structure of the invention]
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
は、透明基板上に透明電極を有し、この透明電極上に前
記透明基板に対しほぼ垂直に配向した鎖状の有色導電性
高分子の集合体からなる透明着色層を具備することを特
徴としている。[Means for Solving the Problems] The color filter of the present invention has a transparent electrode on a transparent substrate, and on this transparent electrode, a chain-shaped colored conductive polymer is oriented almost perpendicularly to the transparent substrate. It is characterized by comprising a transparent colored layer consisting of an aggregate.
【0016】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、透明基板上に透明電極を形成する工程と、前記透明
電極上にニトリルブタジエンラバ−からなる薄膜を形成
する工程と、前記透明電極とニトリルブタジエンラバ−
からなる薄膜が形成された透明基板を、有色導電性高分
子のモノマ−と支持塩とを含む溶液中に対向電極ととも
に浸漬し、前記透明電極と前記対向電極との間に電圧を
印加して前記透明電極上に着色された導電性高分子の薄
膜を前記ニトリルブタジエンラバ−からなる薄膜中を通
して前記透明電極上に形成する工程とを有することを特
徴としている。さらに、本発明の液晶表示装置は、前記
カラーフィルタ、すなわち透明基板上に透明電極を有し
、この透明電極上に前記透明基板に対しほぼ垂直に配向
した鎖状の有色導電性高分子の集合体からなる透明着色
層を具備したことを特徴としている。The method for manufacturing a color filter of the present invention further includes a step of forming a transparent electrode on a transparent substrate, a step of forming a thin film made of nitrile butadiene rubber on the transparent electrode, and a step of forming a thin film made of nitrile butadiene rubber on the transparent electrode. butadiene rubber
A transparent substrate with a thin film formed thereon is immersed together with a counter electrode in a solution containing a colored conductive polymer monomer and a supporting salt, and a voltage is applied between the transparent electrode and the counter electrode. The present invention is characterized by comprising the step of forming a colored conductive polymer thin film on the transparent electrode by passing it through the thin film made of nitrile butadiene rubber. Furthermore, the liquid crystal display device of the present invention has a transparent electrode on the color filter, that is, a transparent substrate, and a collection of chain-shaped colored conductive polymers oriented substantially perpendicularly to the transparent substrate on the transparent electrode. It is characterized by having a transparent colored layer consisting of the body.
【0017】本発明のカラーフィルタの着色層を構成す
る導電性高分子としては、チオフェン、3−メチルチオ
フェン、2−ベンゾチオフェンなどのチオフェン誘導体
、フラン、2−メチルチオフェン、ベンゾフランなどの
フラン誘導体などのヘテロ5員環化合物を単量体とする
ポリマー、アニリンやその誘導体、ジフェニルアミンな
どの芳香族アミノ化合物を単量体とするポリマー、ピレ
ン、アズレン、フルオレンなどの芳香族炭化水素化合物
を単量体とするポリマー、ビニルカルバゾ−ルなどのビ
ニル化合物を単量体とするポリマー、ジブロムピリジン
、テトラブロモキシレンなどの芳香族ハロゲン化合物を
単量体とするポリマーなどがあげられるが、その他単量
体の分子内に2重結合あるいは3重結合を有する構造の
高分子で、かつ色を有するものであれば、特に前記のも
のに限定されるものではない。Examples of the conductive polymer constituting the colored layer of the color filter of the present invention include thiophene derivatives such as thiophene, 3-methylthiophene, and 2-benzothiophene, and furan derivatives such as furan, 2-methylthiophene, and benzofuran. polymers whose monomers are 5-membered heterocyclic compounds, polymers whose monomers are aromatic amino compounds such as aniline, its derivatives, and diphenylamine, and monomers containing aromatic hydrocarbon compounds such as pyrene, azulene, and fluorene. Polymers containing vinyl compounds such as vinylcarbazole as monomers, polymers containing aromatic halogen compounds such as dibrompyridine and tetrabromoxylene as monomers, etc. The polymer is not particularly limited to the above, as long as it is a polymer with a structure having a double bond or triple bond in the molecule and has a color.
【0018】本発明においては、透明基板、たとえばガ
ラス基板の上に、I.T.O.、酸化スズ、酸化インジ
ウムなどをスパッタリング法や真空蒸着法などにより成
膜して透明電極が形成される。In the present invention, an I.I. T. O. A transparent electrode is formed by forming a film of , tin oxide, indium oxide, etc. by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like.
【0019】また、この透明電極上に透明基板に対しほ
ぼ垂直に配向した鎖状の有色導電性高分子の集合体から
なる透明着色層を形成するには、まず、透明電極上にニ
トリルブタジエンラバ−の薄膜を、スピンコ−ト法やキ
ャスト法などの方法により形成する。なお、ニトリルブ
タジエンラバ−は次式で示す構造式を有する。[0019] In addition, in order to form a transparent colored layer consisting of an aggregate of chain-shaped colored conductive polymers oriented almost perpendicularly to the transparent substrate on this transparent electrode, first, nitrile butadiene rubber is coated on the transparent electrode. A thin film of - is formed by a method such as a spin coating method or a casting method. In addition, nitrile butadiene rubber has a structural formula shown by the following formula.
【0020】[0020]
【化1】[Chemical formula 1]
【0021】次いで、図2に示すように、透明電極21
とニトリルブタジエンラバ−からなる薄膜22が順に形
成された透明基板23を、上に挙げたような有色導電性
高分子のモノマ−と支持塩とを含む溶液(電解重合液)
24中に対向電極25、たとえば白金などからなる電極
とともに浸漬し、両電極21、25間に所要の電圧を印
加することにより、ニトリルブタジエンラバ−からなる
薄膜22を通して透明電極21上に、有色導電性高分子
を重合析出させる。この結果、透明基板23に対しほぼ
垂直に配向した鎖状の有色導電性高分子の集合体からな
る透明着色層(図示なし)が最終的に形成される。ここ
で形成された透明着色層は導電性を有し、たとえばポリ
チオフェンでは102 Scm−1、ポニアニリンで
は10 Scm−1の導電率を有する。図2中、26は
、両電極21、25間に電圧を印加するための定電圧電
源、27および28は、それぞれ参照電極および電位差
計である。Next, as shown in FIG. 2, the transparent electrode 21
A transparent substrate 23 on which a thin film 22 made of and nitrile butadiene rubber is sequentially formed is heated in a solution (electrolytic polymerization solution) containing a colored conductive polymer monomer and a supporting salt as mentioned above.
By immersing a counter electrode 25, for example, an electrode made of platinum, etc., in 24, and applying a required voltage between both electrodes 21 and 25, a colored conductive conductive material is formed on the transparent electrode 21 through the thin film 22 made of nitrile butadiene rubber. The polymer is polymerized and precipitated. As a result, a transparent colored layer (not shown) consisting of an aggregate of chain-shaped colored conductive polymers oriented substantially perpendicularly to the transparent substrate 23 is finally formed. The transparent colored layer formed here has conductivity, for example, polythiophene has a conductivity of 102 Scm-1, and ponianiline has a conductivity of 10 Scm-1. In FIG. 2, 26 is a constant voltage power supply for applying a voltage between both electrodes 21 and 25, and 27 and 28 are a reference electrode and a potentiometer, respectively.
【0022】なお、上記支持塩としては、特に限定はな
いが、LiClO4、LiBF4 、LiPF4 など
の化学式で表されるものの中から 1種を選択して使用
することが望ましい。また、有色導電性高分子のモノマ
−と支持塩を溶解させる溶媒としては、プロピレンカ−
ボネ−ト、アセトニトリル、水などが使用される。[0022] The above-mentioned supporting salt is not particularly limited, but it is desirable to select and use one type from those represented by chemical formulas such as LiClO4, LiBF4, and LiPF4. In addition, propylene carbonate is used as a solvent for dissolving the colored conductive polymer monomer and supporting salt.
Bonate, acetonitrile, water, etc. are used.
【0023】上記有色導電性高分子は酸化還元に伴って
その吸収スペクトルが可逆的に変わる。各種の有色導電
性高分子が、酸化還元状態で有する色を、チオフェン誘
導体とアニリン誘導体を単量体とする高分子を例にして
表1に示す。The absorption spectrum of the colored conductive polymer changes reversibly as it undergoes redox. Table 1 shows the colors that various colored conductive polymers have in the redox state, taking as an example a polymer having a thiophene derivative and an aniline derivative as monomers.
【0024】
[表1]
単量体
高分子の色
酸化体
還元体 チオフェン
青色 赤
色 3−メチルチオフェン
深青色 赤色
2−ベンゾチオフェン 無色
青色 アニリン
緑色
無色 したがって、各種導電性高分子の中
から、酸化還元のいずれかの状態で所望の色を有する導
電性高分子を選択し、これらを構成するモノマーを用い
て電解重合液を調製するとともに、透明電極上を適宜マ
スキングなどして導電性高分子を形成することにより、
所望の位置に所望の形状で所望の色に着色された層を有
するカラ−フィルタを作製することができる。[0024]
[Table 1]
monomer
polymer color
oxidant
Reduced thiophene
Blue Red 3-methylthiophene
deep blue red
2-benzothiophene colorless
blue aniline green
Colorless Therefore, from among various conductive polymers, conductive polymers that have a desired color in either redox state are selected, and the monomers constituting these are used to prepare an electrolytic polymerization solution. By appropriately masking the electrode and forming a conductive polymer,
A color filter having a layer colored in a desired color at a desired position and in a desired shape can be manufactured.
【0025】[0025]
【作用】本発明のカラーフィルタは、透明基板上に透明
電極を有し、この透明電極上に着色層を設けた構造とさ
れているので、透明電極形成にあたって十分に高い加熱
処理を行うことができ、これを用いた表示装置において
良好なコントラストを得ることができる。[Function] The color filter of the present invention has a structure in which a transparent electrode is provided on a transparent substrate, and a colored layer is provided on this transparent electrode, so that a sufficiently high heat treatment can be performed when forming the transparent electrode. It is possible to obtain good contrast in a display device using this.
【0026】しかも、着色層は、透明基板に対し実質的
にほぼ垂直に配向した鎖状の有色導電性高分子の集合体
からなり、導電性を有するので、これを用いた表示装置
において液晶層に印加される実効電圧を低下させること
もない。Moreover, the colored layer is composed of an aggregate of chain-shaped colored conductive polymers oriented substantially perpendicularly to the transparent substrate, and has conductivity, so that in a display device using the colored layer, the liquid crystal layer It also does not reduce the effective voltage applied to.
【0027】また、本発明の製造方法においては、ニト
リルブタジエンラバ−薄膜が電解重合液中で管状にエッ
チングされ、その後、このエッチングされた管状部に導
電性高分子が電解重合されるため、導電性高分子鎖を透
明電極に対してほぼ垂直にかつ均一な長さに配向させる
ことができ、平滑性に優れた着色層を形成することがで
き、色むらのないカラーフィルタを製造することができ
る。また、導電性高分子鎖の長さは電解時間、電流密度
、電圧などにより調整でき、これらの条件を一定に保持
することにより、大面積の透明基板上にも均一の長さの
導電性高分子鎖すなわち均一な膜厚の着色層を形成する
ことができる。Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, the nitrile-butadiene rubber thin film is etched into a tubular shape in an electrolytic polymerization solution, and then a conductive polymer is electrolytically polymerized on the etched tubular portion, so that it becomes conductive. The polymer chains can be oriented almost perpendicularly to the transparent electrode and have uniform lengths, and a colored layer with excellent smoothness can be formed, making it possible to manufacture color filters with no uneven color. can. In addition, the length of the conductive polymer chain can be adjusted by adjusting the electrolysis time, current density, voltage, etc. By keeping these conditions constant, conductive polymer chains of uniform length can be produced even on large-area transparent substrates. A molecular chain, that is, a colored layer with a uniform thickness can be formed.
【0028】さらに、本発明の液晶表示装置は、上記カ
ラーフィルタを用いているので、コントラストが良好で
色むらもなく高い信頼性を有したものとなる。Furthermore, since the liquid crystal display device of the present invention uses the color filter described above, it has good contrast, no color unevenness, and high reliability.
【0029】[0029]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0030】まず、図1に示すように、透明基板1とし
てガラス基板を用い、このガラス基板の一主面上に、I
.T.O.をスパッタリング法により厚さ0.1 μm
成膜し、加熱処理して低抵抗率の透明電極2を形成した
。次いで、この透明電極2上に、厚さ0.1μmのCr
薄膜をスパッタリング法により形成し、その上にポジ型
レジスト(東京応化(株)社製 PMER P−40
0)をスピンナーを用いて厚さ 1μmに塗布し、露光
、現像、エッチング、レジスト除去の各処理を順に施し
て所定の黒色パタ−ン3を形成した。続いて、この上に
ニトリルブタジエンラバ−薄膜4をスピンコ−ト法によ
り厚さ0.5μm形成した。First, as shown in FIG. 1, a glass substrate is used as the transparent substrate 1, and an I
.. T. O. by sputtering method to a thickness of 0.1 μm
A film was formed and heat treated to form a transparent electrode 2 with low resistivity. Next, on this transparent electrode 2, a 0.1 μm thick Cr
A thin film was formed by sputtering, and a positive resist (PMER P-40 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was applied on top of the thin film.
0) was applied to a thickness of 1 μm using a spinner, and a predetermined black pattern 3 was formed by sequentially performing exposure, development, etching, and resist removal. Subsequently, a nitrile butadiene rubber thin film 4 was formed thereon to a thickness of 0.5 μm by spin coating.
【0031】この後、この上に、上記黒色パタ−ン3の
非形成部の一部と対応する所要の位置に所定形状の開孔
部を設けた遮蔽板(図示なし)を重ねて固定し、これを
先述の図2に示したような電解重合溶液槽に、予めその
中に対向電極および参照電極としてそれぞれ配置してお
いた白金電極およびリチウム電極に、透明電極2が対向
するように浸漬した。なお、電解重合溶液槽には、溶媒
プロピレンカーボネート中に導電性高分子を形成するモ
ノマーとしてチオフェンと支持塩としてLiClO4
をそれぞれ0.1mol/ dm3 溶解した電解重合
液が収容されている。[0031] After that, a shielding plate (not shown) having an opening of a predetermined shape at a predetermined position corresponding to a part of the non-forming part of the black pattern 3 is superimposed and fixed on top of this. This was immersed in an electrolytic polymerization solution tank as shown in FIG. 2 above, with the transparent electrode 2 facing the platinum electrode and lithium electrode, which had been placed in advance as a counter electrode and a reference electrode, respectively. did. In addition, in the electrolytic polymerization solution bath, thiophene as a monomer to form a conductive polymer and LiClO4 as a supporting salt are contained in propylene carbonate as a solvent.
An electrolytic polymerization solution containing 0.1 mol/dm3 of each dissolved therein is stored.
【0032】この状態で、透明電極2と対向電極間に透
明電極電位が+0.75VvsLi/Li+ となるよ
うに電圧を印加して、透明電極2上に厚さ0.5 μm
のポリチオフェンの薄膜を形成し、還元状態にして赤色
に着色した透明な導電性高分子膜を得た。In this state, a voltage is applied between the transparent electrode 2 and the counter electrode so that the transparent electrode potential becomes +0.75VvsLi/Li+, and a thickness of 0.5 μm is formed on the transparent electrode 2.
A thin film of polythiophene was formed and brought into a reduced state to obtain a transparent conductive polymer film colored red.
【0033】この後、導電性高分子膜を形成したガラス
基板を電解重合溶液槽から取りだし、遮蔽板を取り外し
たところ、透明電極2上の黒色パタ−ン3の非形成部の
所定の位置に所定の形状の赤色に着色した透明な導電性
高分子の薄膜5aが配置されていた。After that, the glass substrate on which the conductive polymer film was formed was taken out from the electrolytic polymerization solution tank and the shielding plate was removed. A transparent conductive polymer thin film 5a colored red in a predetermined shape was arranged.
【0034】同様にして、緑色、青色の透明な導電性高
分子膜5b、5cを透明電極2上に形成し、赤色、緑色
、青色の3原色を有する着色層5を形成した。なお、緑
色の透明な導電性高分子膜5bの形成には、電解重合液
として、溶媒プロピレンカーボネート中に導電性高分子
を形成するモノマーとしてアニリンと支持塩としてLi
ClO4 をそれぞれ0.1mol/ dm3 溶解し
た液を用い、薄膜形成後、酸化状態にして緑色に着色さ
せた。また、青色の透明な導電性高分子膜5cの形成に
は、電解重合液として、溶媒プロピレンカーボネート中
に導電性高分子を形成するモノマーとして2−ベンゾチ
オフェンと支持塩としてLiClO4 をそれぞれ0.
1mol/ dm3 溶解した液を用い、薄膜形成後、
還元状態にして青色に着色させた。Similarly, green and blue transparent conductive polymer films 5b and 5c were formed on the transparent electrode 2 to form a colored layer 5 having the three primary colors of red, green and blue. In addition, to form the green transparent conductive polymer film 5b, aniline is used as a monomer to form a conductive polymer and Li is used as a supporting salt in propylene carbonate as a solvent.
After forming a thin film using a solution in which 0.1 mol/dm3 of ClO4 was dissolved, the film was brought into an oxidized state and colored green. To form the blue transparent conductive polymer film 5c, 2-benzothiophene as a monomer for forming a conductive polymer and LiClO4 as a supporting salt are added in propylene carbonate as an electrolytic polymerization solution at 0.0.
After forming a thin film using a 1 mol/dm3 dissolved solution,
It was brought into a reduced state and colored blue.
【0035】このようにして着色層5を形成した後、そ
の上にアクリル樹脂を有機溶剤に溶解した液をスピンナ
ーにより塗布して透明保護膜6を形成し、さらに、その
上にポリイミド樹脂をスクリーン印刷して配向膜7を形
成してカラ−フィルタを作製した。After forming the colored layer 5 in this manner, a liquid obtained by dissolving acrylic resin in an organic solvent is applied thereon using a spinner to form a transparent protective film 6, and then a polyimide resin is screened on top of it. An alignment film 7 was formed by printing to produce a color filter.
【0036】得られたカラーフィルタについてコントラ
スト比と面内色差を調べ、従来の染色法および顔料分散
法により作製したカラ−フィルタのそれと比較したとこ
ろ、赤色、緑色、青色表示のいずれのコントラスト比も
、実施例のカラーフィルタが従来のものに比べて優れて
おり、また、面内色差も従来のものに比べて小さく良好
な特性を有していた。以上の結果を表2に示す。The contrast ratio and in-plane color difference of the obtained color filter were examined and compared with those of color filters produced by conventional dyeing and pigment dispersion methods. The color filter of the example was superior to the conventional one, and the in-plane color difference was smaller than that of the conventional one, and had good characteristics. The above results are shown in Table 2.
【0037】なお、ここでコントラスト比とは、カラ−
フィルタ後方に 1枚の偏向板とバックライトを置き、
前方に 1枚の偏向板を置き、両偏向板を平行方向と垂
直方向に組み合わせた時のカラ−フィルタを透過したバ
ックライト光の輝度の比である。[0037] Note that the contrast ratio here refers to the color
Place a deflection plate and a backlight behind the filter,
This is the ratio of the brightness of backlight light transmitted through a color filter when one deflection plate is placed in front and both deflection plates are combined in parallel and perpendicular directions.
【0038】
[表2
]
実施例 比較例1
比較例2
(染色法) (顔料分散法) コントラ
スト比 青色 1420 33
0 450
緑色
1050 320
420
赤色 1200
280 140
面内色差
0.9 1.5
2.1 次に、上記カラ
−フィルタを用いて、先に説明した図3に示す液晶表示
装置と同一型の液晶表示装置を製造した。以下、図3を
引用して説明する。[Table 2
]
Example Comparative example 1
Comparative example 2
(Dyeing method) (Pigment dispersion method) Contrast ratio Blue 1420 33
0 450
green
1050 320
420
red 1200
280 140
In-plane color difference
0.9 1.5
2.1 Next, a liquid crystal display device of the same type as the liquid crystal display device shown in FIG. 3 described above was manufactured using the above color filter. This will be explained below with reference to FIG.
【0039】すなわち、上記構成のカラーフィルタを、
図3に示すカラ−フィルタ31として、透明基板38で
あるガラス基板上に所定の画素電極39を多数形成した
アレイ基板40と対向配置させ、これらの間に液晶組成
物41としてトランス4−n−ペンチルシクロヘキシフ
ルフェニル誘導体化合物を挟持させて、その周囲をエポ
キシ接着剤からなるシール剤44で封止固定するととも
に、これらの両面に偏光板42、43を一体に積層した
。なお、基板間隔は10μmとした。[0039] That is, the color filter having the above configuration is
The color filter 31 shown in FIG. 3 is arranged opposite to an array substrate 40 in which a large number of predetermined pixel electrodes 39 are formed on a glass substrate 38, and a transformer 4-n- The pentylcyclohexyfluphenyl derivative compound was sandwiched and its periphery was sealed and fixed with a sealing agent 44 made of epoxy adhesive, and polarizing plates 42 and 43 were integrally laminated on both surfaces thereof. Note that the substrate spacing was 10 μm.
【0040】このようにして得られた液晶表示装置は、
コントラストに優れ、色むらもなく良好な表示品位を有
していた。[0040] The liquid crystal display device thus obtained is as follows:
It had excellent contrast and good display quality without color unevenness.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低抵抗の透明電極を有し、また、液晶層の実効電圧を低
下させることがないカラ−フィルタを、面積の制限もな
く、かつ安価に得ることができ、このカラ−フィルタを
用いることにより、コントラストに優れ色むらもない表
示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
A color filter that has a transparent electrode of low resistance and does not reduce the effective voltage of the liquid crystal layer can be obtained at low cost without any area limitations, and by using this color filter, A liquid crystal display device with excellent contrast and display quality without color unevenness can be obtained.
【図1】本発明の一実施例のカラ−フィルタの構造を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a color filter according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明のカラ−フィルタの製造方法を説明する
図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a color filter according to the present invention.
【図3】カラーフィルタを用いたアクティブマトリクス
形液晶表示装置の一構造例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structural example of an active matrix liquid crystal display device using color filters.
1、21………透明基板
2、21………透明電極
4、22………ニトリルブタジエンラバ−薄膜5………
着色した透明な導電性高分子膜5a、5b、5c………
赤色、緑色、青色の透明な各導電性高分子膜
25………対向電極
31………カラーフィルタ1, 21...Transparent substrate 2, 21...Transparent electrode 4, 22...Nitrile butadiene rubber thin film 5...
Colored transparent conductive polymer films 5a, 5b, 5c...
Red, green, and blue transparent conductive polymer films 25...Counter electrode 31...Color filter
Claims (3)
明電極上に前記透明基板に対しほぼ垂直に配向した鎖状
の有色導電性高分子の集合体からなる透明着色層を具備
することを特徴とするカラーフィルタ。1. A transparent electrode is provided on a transparent substrate, and a transparent colored layer made of an aggregate of chain-shaped colored conductive polymers oriented substantially perpendicularly to the transparent substrate is provided on the transparent electrode. A color filter featuring
と、前記透明電極上にニトリルブタジエンラバ−からな
る薄膜を形成する工程と、前記透明電極とニトリルブタ
ジエンラバ−からなる薄膜が形成された透明基板を、有
色導電性高分子のモノマ−と支持塩とを含む溶液中に対
向電極とともに浸漬し、前記透明電極と前記対向電極と
の間に電圧を印加して前記透明電極上に有色導電性高分
子の薄膜を前記ニトリルブタジエンラバ−からなる薄膜
中を通して形成する工程とを有することを特徴とするカ
ラ−フィルタの製造方法。2. A step of forming a transparent electrode on a transparent substrate, a step of forming a thin film made of nitrile butadiene rubber on the transparent electrode, and a step of forming a thin film made of the transparent electrode and nitrile butadiene rubber. A transparent substrate is immersed together with a counter electrode in a solution containing a colored conductive polymer monomer and a supporting salt, and a voltage is applied between the transparent electrode and the counter electrode to form a colored conductive conductor on the transparent electrode. 1. A method for manufacturing a color filter, comprising the step of forming a thin film of a color polymer through the thin film made of the nitrile butadiene rubber.
したことを特徴とする液晶表示装置。3. A liquid crystal display device comprising the color filter according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3067139A JPH04301604A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Color filter and production thereof and liquid crystal display device formed by using this filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3067139A JPH04301604A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Color filter and production thereof and liquid crystal display device formed by using this filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301604A true JPH04301604A (en) | 1992-10-26 |
Family
ID=13336272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3067139A Withdrawn JPH04301604A (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Color filter and production thereof and liquid crystal display device formed by using this filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04301604A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5684553A (en) * | 1994-03-01 | 1997-11-04 | Seiko Instruments Inc. | Method for manufacturing color filter and multiple color liquid crystal display devices |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3067139A patent/JPH04301604A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5684553A (en) * | 1994-03-01 | 1997-11-04 | Seiko Instruments Inc. | Method for manufacturing color filter and multiple color liquid crystal display devices |
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