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JPH07281168A - Liquid crystal color filter - Google Patents

Liquid crystal color filter

Info

Publication number
JPH07281168A
JPH07281168A JP7503994A JP7503994A JPH07281168A JP H07281168 A JPH07281168 A JP H07281168A JP 7503994 A JP7503994 A JP 7503994A JP 7503994 A JP7503994 A JP 7503994A JP H07281168 A JPH07281168 A JP H07281168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
convex lens
transparent substrate
fine convex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7503994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Kondo
康彦 近藤
Atsushi Ochi
淳 越智
Jun Nishibayashi
純 西林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP7503994A priority Critical patent/JPH07281168A/en
Publication of JPH07281168A publication Critical patent/JPH07281168A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain high brightness without increasing the power consumption of backlight by providing a fine convex lens on one surface of a transparent substrate in a liquid crystal color filter provided with a color filter layer on another surface of the transparent substrate. CONSTITUTION:The liquid crystal color filter has a structure provided with the color filter layers 2a, 2b, 2c on one surface of the transparent substrate 1 composed of a glass, a plastic film or the like and the fine convex lens 3 on another surface of the transparent substrate. A black matrix 4 is provided on the boundary part of each of the color filter layers 2a, 2b, 2c. The light passing through the transparent substrate 1 is collected at the focus F by the fine convex lens 3 and then, extremely bright color display is enabled. The color filter layers 2a, 2b, 2c are colored layers formed by photolithography or printing method conventionally used and having l-3mum thickness. And the fine convex lens is formed preferably from a printed transparent ink.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶ディスプレ
イに使用する液晶カラーフィルターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal color filter used in a color liquid crystal display.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】フラ
ットパネルディスプレイの代表である液晶ディスプレイ
(LCD)は、軽量、省電力、薄型等の利点があり、従
来のCRT(ブラウン管)に代わってパーソナルコンピ
ューター、電子式卓上計算器、時計、テレビ等の非常に
広い分野で使用されている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display (LCD), which is a typical flat panel display, has advantages such as light weight, power saving, and thin shape, and replaces a conventional CRT (CRT) with a personal computer. It is used in a wide range of fields such as electronic desk calculators, clocks, and televisions.

【0003】さらに、液晶ディスプレイは、従来の白黒
表示からカラー表示に変わりつつあり、液晶ディスプレ
イのフルカラー化はアクティブマトリックス駆動方式、
とりわけ薄膜トランジスター(TFT)駆動方式を中心
に急速に伸びている。液晶ディスプレイのフルカラー化
は、1画素ごとにパターン化されたレッド、グリーン、
ブルーの3色の透過カラーフィルターに対して液晶を光
学的シャッターとして駆動させる。
Further, the liquid crystal display is changing from the conventional monochrome display to the color display, and the full color display of the liquid crystal display is achieved by the active matrix drive system,
Especially, the thin film transistor (TFT) driving system is rapidly expanding. Full color LCD displays are red, green, and patterned for each pixel.
The liquid crystal is driven as an optical shutter for three transmission color filters of blue.

【0004】図3にアクティブ・マトリックス駆動方式
に基づく液晶ディスプレイ装置を示す。この装置は、ガ
ラスなどの透明基板10上に、薄膜トランジスタ(TF
T)11を有する駆動電極(ITO膜)12、配向膜1
3、液晶層14、配向膜15、共通電極(ITO膜)1
6、オーバーコート層17にて被覆されたレッド、グリ
ーンおよびブルーの各カラーフィルター層18a,18
b,18cおよびガラスなどの透明基板19をこの順に
設けて構成され、各画素は薄膜トランジスタにより独立
に制御される。各カラーフィルター層18a,18b,
18cの境界部にはブラックマトリックス22が設けら
れ、さらに前面と背面にはそれぞれ偏光板(偏光フィル
ム)20,21が配置される。
FIG. 3 shows a liquid crystal display device based on the active matrix driving method. This device comprises a thin film transistor (TF) on a transparent substrate 10 such as glass.
T) 11, drive electrode (ITO film) 12, alignment film 1
3, liquid crystal layer 14, alignment film 15, common electrode (ITO film) 1
6. Red, green and blue color filter layers 18a, 18 covered with the overcoat layer 17
b, 18c and a transparent substrate 19 such as glass are provided in this order, and each pixel is independently controlled by a thin film transistor. Each color filter layer 18a, 18b,
A black matrix 22 is provided at the boundary of 18c, and polarizing plates (polarizing films) 20 and 21 are arranged on the front surface and the back surface, respectively.

【0005】かかる液晶ディスプレイ装置は、蛍光管と
異なり、自己発色の機能がないために殆どは液晶の裏面
にバックライトと呼ばれる発光体を置き、透過型にて表
示する方式が一般的である。この場合、バックライトの
光はまず偏光板20にて減衰し、さらに液晶層14、カ
ラーフィルター層18a,18b,18cを通過し、最
後の偏光板21を通過すると、もとの光の5%以下に減
衰してしまう。そのため、画像のコントラストを上げ、
明るい画面を得るためには強力なバックライトが必要に
なるが、消費電力が大きくなるという欠点が生じる。
Unlike a fluorescent tube, such a liquid crystal display device does not have a function of self-coloring. Therefore, in most cases, a transmissive type is used in which a light emitter called a backlight is placed on the back surface of the liquid crystal. In this case, the light of the backlight is first attenuated by the polarizing plate 20, further passes through the liquid crystal layer 14, the color filter layers 18a, 18b and 18c, and when passing through the final polarizing plate 21, 5% of the original light is emitted. It decays below. Therefore, increase the contrast of the image,
A strong backlight is required to obtain a bright screen, but it has a disadvantage of consuming a large amount of power.

【0006】そこで、液晶ディスプレイの画面輝度を向
上させる方法が従来より各種検討されている。例えばア
クリル樹脂板などに光が均一に散乱するようにドットを
印刷した導光板などをバックライトとして用い、さらに
その上にポリカーボネートからなる光拡散板やプリズム
シートを設置する等して、冷陰極管から出た光を効率よ
く液晶ディスプレイに集める技術が開発され、この方法
に基づく液晶ディスプレイも生産されている。
Therefore, various methods for improving the screen brightness of a liquid crystal display have been conventionally studied. For example, a light guide plate printed with dots so that light is evenly scattered on an acrylic resin plate is used as a backlight, and a light diffusion plate made of polycarbonate or a prism sheet is further installed on the light guide plate. Technology has been developed for efficiently collecting light emitted from a liquid crystal display, and liquid crystal displays based on this method have also been produced.

【0007】また、カラーフィルター層18a,18
b,18cの光透過率をできるだけ向上させるために、
顔料の分散を極めて小さくするような改良やブラックマ
トリックスの線幅をできる限り小さくして開口率を大き
くするような改良も進められている(特開昭60−12
9738号公報など)。しかし、カラーフィルターにつ
いての従来の改良では画面輝度を大きく向上させること
には限界があり、せいぜい10〜30%程度が改良され
る程度であった。
Further, the color filter layers 18a, 18
In order to improve the light transmittance of b and 18c as much as possible,
Improvements are being made to make the dispersion of the pigment extremely small, and to make the line width of the black matrix as small as possible to increase the aperture ratio (JP-A-60-12).
9738 publication). However, the conventional improvement of the color filter has a limit to greatly improve the screen brightness, and the improvement is about 10 to 30% at most.

【0008】本発明の目的は、画面輝度を大きく向上さ
せることができる液晶カラーフィルターを提供すること
である。
An object of the present invention is to provide a liquid crystal color filter capable of greatly improving the screen brightness.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段および作用】本発明者らは
上記課題を解決し液晶ディスプレイの画面輝度を向上さ
せるべく鋭意研究を重ねた結果、片面にカラーフィルタ
ー層を設けた透明基板の他面に光を集合させる作用のあ
るレンズ機能を設けるときは、効率よく光を集合させる
ことができ、非常に明るい液晶ディスプレイを得ること
ができるという新たな事実を見いだし、本発明を完成す
るに至った。
Means and Actions for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors to solve the above problems and improve the screen brightness of a liquid crystal display, the other surface of a transparent substrate provided with a color filter layer on one surface When a lens function having a function of collecting light is provided in, it is possible to efficiently collect light, and a new fact that a very bright liquid crystal display can be obtained was found, and the present invention was completed. .

【0010】すなわち、本発明の液晶カラーフィルター
は、透明基板の片面にカラーフィルター層を設けたもの
であって、前記透明基板の他面に微細凸レンズを設けた
ことを特徴とする。図1は本発明の液晶カラーフィルタ
ーの一例を示す断面図である。同図に示すように、本発
明の液晶カラーフィルターは、ガラス、プラスチックフ
ィルムなどからなる透明基板1の片面にカラーフィルタ
ー層2a,2b,2cを設け、他面に微細凸レンズ3を
設けた構造を有する。各カラーフィルター層2a,2
b,2cの境界部にはブラックマトリックス4が設けら
れている。
That is, the liquid crystal color filter of the present invention is characterized in that a color filter layer is provided on one surface of a transparent substrate, and a fine convex lens is provided on the other surface of the transparent substrate. FIG. 1 is a sectional view showing an example of a liquid crystal color filter of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal color filter of the present invention has a structure in which color filter layers 2a, 2b, 2c are provided on one surface of a transparent substrate 1 made of glass, a plastic film or the like, and fine convex lenses 3 are provided on the other surface. Have. Each color filter layer 2a, 2
A black matrix 4 is provided at the boundary between b and 2c.

【0011】このように、本発明によれば、微細凸レン
ズ3を透明基板1の他面に設けているので、図2に示す
ように、透明基板1を通過した光(矢印で示す)は微細
凸レンズ3によってその焦点Fで集合するので、非常に
明るいカラー表示が可能となる。前記カラーフィルター
層2a,2b,2cは、従来より使用されているフォト
リソグラフィー法や印刷法にて作製される厚さ1〜3μ
mの着色層である。各カラーフィルター層2a,2b,
2cの配列によって形成される画素は、通常一辺が50
〜300μm程度である。
As described above, according to the present invention, since the fine convex lens 3 is provided on the other surface of the transparent substrate 1, as shown in FIG. 2, light (shown by an arrow) passing through the transparent substrate 1 is fine. Since the convex lenses 3 gather at the focal point F, an extremely bright color display is possible. The color filter layers 2a, 2b and 2c have a thickness of 1 to 3 μm formed by a photolithography method or a printing method which have been conventionally used.
It is a colored layer of m. Each color filter layer 2a, 2b,
Pixels formed by the 2c array usually have 50 per side.
It is about 300 μm.

【0012】前記微細凸レンズ3は、印刷された透明イ
ンキからなるのが好ましい。すなわち、一般に印刷され
たパターンはそのインキの表面張力で自然と凸レンズ形
状になる性質を有するので、印刷により微細凸レンズを
簡単にかつ低コストで作製することができる。さらに、
透明インキの粘度、表面張力を調整することでレンズの
曲率などをうまくコントロールできることができる。
The fine convex lens 3 is preferably made of printed transparent ink. That is, since a printed pattern generally has a property of naturally forming a convex lens shape by the surface tension of the ink, a fine convex lens can be easily manufactured by printing at low cost. further,
By adjusting the viscosity and surface tension of the transparent ink, the curvature of the lens can be well controlled.

【0013】前記透明インキは、透明な樹脂からなり、
これに印刷適性に応じて各種溶剤や透明な体質顔料等を
使用することができる。前記樹脂としては、特に材質が
限定されるものではないが、印刷性、透明性、接着性、
強度等の面から熱硬化性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メ
ラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、シリコーン樹脂、フッ素
樹脂などの耐熱性樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化
型樹脂なども使用可能である。
The transparent ink is made of a transparent resin,
Various solvents, transparent extender pigments, etc. can be used depending on the printability. As the resin, the material is not particularly limited, but printability, transparency, adhesiveness,
In terms of strength, thermosetting acrylic resin, epoxy resin,
Thermosetting resins such as polyester resin, phenol resin, urethane resin and melamine resin, heat resistant resins such as silicone resin and fluororesin, UV curable resin, electron beam curable resin and the like can also be used.

【0014】また、透明性の高い体質顔料としては、例
えば微粉末状の硫酸バリウム粉末、シリカ粉末、炭酸カ
ルシウム粉末などがあげられる。また、本発明において
使用可能な溶剤としては、例えばセチルアルコール、ス
テアリルアルコール、オレイルアルコール、オクチルア
ルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ト
リデシルアルコール(トリデカノール)、n−ブチルア
ルコール、シクロヘキシルアルコール、2−メチルシク
ロヘキシルアルコール、またはC10〜C15のアルキルア
ルコールの混合物などの高沸点の高級アルコール;メチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、
ブチルカルビトール、セロソルブアセテート、ブチルセ
ロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチル
カルビトールアセテートなどのアルキルエーテル;トル
エン、キシレン、テトラリンなどの芳香族炭化水素;シ
クロヘキサノ ン、メチルシクロヘキサノン、イソホロ
ン、ジアセトンアルコールなどのケトン等があげられる
が、これらに限定されるものではなく、印刷適性(イン
キ転移性等)、作業性などを考慮して適宜選択すればよ
い。また、高級アルコールを使用する場合は、インキの
乾燥性や流動性を考慮して、これよりも乾燥速度の速い
ブチルカルビトール(ジエチレングリコールモノブチル
エーテル)、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、
ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセ
テート、テルピネオールなどのアルコールまたはエステ
ル類を併用してもよい。溶剤の添加量は使用する混合樹
脂などの成分の溶解性または分散性、作業性、印刷適性
などを考慮して適宜決定すればよく、通常、インキ総量
に対して5〜80重量%、好ましくは15〜50重量%
程度である。
Examples of the extender pigment having high transparency include fine powder barium sulfate powder, silica powder, calcium carbonate powder and the like. Examples of the solvent usable in the present invention include cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, octyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol (tridecanol), n-butyl alcohol, cyclohexyl alcohol, and 2-methylcyclohexyl. Higher boiling higher alcohols such as alcohols or mixtures of C 10 -C 15 alkyl alcohols; methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve,
Alkyl ethers such as butyl carbitol, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, butyl carbitol acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and tetralin; ketones such as cyclohexanone, methylcyclohexanone, isophorone and diacetone alcohol However, the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected in consideration of printability (ink transfer property, etc.), workability, and the like. When higher alcohols are used, butyl carbitol (diethylene glycol monobutyl ether), butyl cellosolve, ethyl carbitol, which has a faster drying rate than this, is used in consideration of the drying property and fluidity of the ink.
Alcohols or esters such as butyl cellosolve acetate, butyl carbitol acetate, and terpineol may be used together. The amount of the solvent added may be appropriately determined in consideration of the solubility or dispersibility of the components such as the mixed resin used, workability, printability, etc., and is usually 5 to 80% by weight, preferably the total amount of the ink. 15-50% by weight
It is a degree.

【0015】透明インキの粘度は約1〜10,000
P、好ましくは約500〜5,000Pであるのが適当
である。また、透明インキの表面張力は10〜70dyn/
cm、好ましくは20〜50dyn/cmであるのが適当であ
る。微細凸レンズ3を作製するための印刷法としては、
各種印刷法が採用可能であるが、インキの膜厚をある程
度厚くする必要があるので、例えばスクリーン印刷や凹
版オフセット印刷などが好適である。ただし、1回印刷
でのインキ膜厚みが薄い水無平版オフセットなどであっ
ても、数回重ね印刷すれば目的とする微細凸レンズ3を
得ることができる。
The viscosity of the transparent ink is about 1 to 10,000.
Suitably it is P, preferably about 500-5,000 P. The surface tension of the transparent ink is 10 to 70 dyn /
Suitably it is cm, preferably 20 to 50 dyn / cm. As a printing method for producing the fine convex lens 3,
Various printing methods can be adopted, but since it is necessary to increase the thickness of the ink film to some extent, for example, screen printing or intaglio offset printing is suitable. However, even in the case of a waterless lithographic offset having a thin ink film thickness in one printing, the desired fine convex lens 3 can be obtained by repeating printing several times.

【0016】印刷される微細凸レンズ3の形状は特に制
限されるものではなく、ストライプ形状やドット形状な
どがあげられる。一般的にストライプ形状の印刷には凹
版印刷が適しており、ドット形状の印刷にはスクリーン
印刷が適していると言える。微細凸レンズ3を形成する
ための透明インキの印刷パターンの大きさは、画素の大
きさに応じて適宜決定されるが、良好な集光効果を得る
うえで一般には幅10〜3000μm、好ましくは50
〜300μmのストライプパターンまたは直径10〜3
000μm、好ましくは50〜300μmのドットパタ
ーンで、かつ線幅または直径と最大膜厚みとの比(膜厚
み/線幅または直径、以下この比をアスペクト比とい
う)が0.02〜1の範囲にあるのが好ましい。
The shape of the fine convex lens 3 to be printed is not particularly limited, and examples thereof include a stripe shape and a dot shape. In general, it can be said that intaglio printing is suitable for stripe-shaped printing and screen printing is suitable for dot-shaped printing. The size of the transparent ink print pattern for forming the fine convex lens 3 is appropriately determined according to the size of the pixel, but is generally 10 to 3000 μm in width, preferably 50 to obtain a good light-collecting effect.
~ 300μm stripe pattern or diameter 10 ~ 3
000 μm, preferably 50 to 300 μm dot pattern, and the ratio of the line width or diameter to the maximum film thickness (film thickness / line width or diameter, hereinafter this ratio is referred to as aspect ratio) is in the range of 0.02 to 1. Preferably.

【0017】すなわち、ストライプパターンの幅または
ドットパターンの直径が3000μmを超えると、表示
が不鮮明となる、いわゆる表示むらが発生する。一方、
ストライプパターンの幅またはドットパターンの直径が
10μmを下回っても、効果は大きく変わらないが、現
在の印刷法では忠実に形状を再現することが非常に困難
になる。
That is, when the width of the stripe pattern or the diameter of the dot pattern exceeds 3000 μm, the display becomes unclear, so-called display unevenness occurs. on the other hand,
Even if the width of the stripe pattern or the diameter of the dot pattern is less than 10 μm, the effect is not significantly changed, but it is very difficult to faithfully reproduce the shape by the current printing method.

【0018】なお、ストライプパターンの幅やドットパ
ターンの直径は小さければ小さいほど良いというもので
はなく、レッド、グリーン、ブルーの各画素の線幅に応
じて所定の範囲であれば画像むらのない良好な集光効果
が得られる。具体的には各画素の線幅100に対して、
ストライプパターンの幅やドットパターンの直径は約5
0〜300、好ましくは同一幅である約100の割合で
ある。通常、一辺が50〜150μm程度の画素であれ
ば、幅20〜300μm程度のストライプパターンのレ
ンズを設計すれば、良好な集光性が得られる。
The smaller the width of the stripe pattern and the smaller the diameter of the dot pattern are, the better, and it is preferable that there is no image unevenness within a predetermined range according to the line width of each pixel of red, green and blue. A good light collection effect can be obtained. Specifically, for the line width 100 of each pixel,
The width of the stripe pattern and the diameter of the dot pattern are about 5
It is a ratio of 0 to 300, preferably about 100 having the same width. Usually, for a pixel whose one side is about 50 to 150 μm, good condensing property can be obtained by designing a lens having a stripe pattern with a width of about 20 to 300 μm.

【0019】また、微細凸レンズの線幅または直径と最
大膜厚みとの比(膜厚み/線幅または直径)は微細凸レ
ンズの曲率を決定するものであって、この比が0.02
より小さいと、フラットに近い状態となり、集光機能が
少なくなる。一方、前記比が1を超えると、印刷法では
作製が困難であり、またレンズの光が散乱して集光性が
低下する、いわゆる画素むらが起こり、場合によっては
視野角により画素むらが起こりやすくなる。
The ratio of the line width or diameter of the fine convex lens to the maximum film thickness (film thickness / line width or diameter) determines the curvature of the fine convex lens, and this ratio is 0.02.
If it is smaller, the state is closer to flat, and the light collecting function is reduced. On the other hand, when the ratio exceeds 1, it is difficult to manufacture by the printing method, and the light of the lens is scattered to reduce the light-collecting property, so-called pixel unevenness occurs, and in some cases, the pixel unevenness occurs depending on the viewing angle. It will be easier.

【0020】また、各ストライプパターンおよびドット
パターンの間隙は0〜300μm程度、好ましくは0〜
100μm程度であるのが適当であり、間隙がこの範囲
よりも大きいと、表示むらとなる。かくして得られる本
発明の液晶カラーフィルターは、図3に示す通常の液晶
ディスプレイ装置と同様に、オーバーコート層17で各
カラーフィルター層2a,2b,2cを被覆した状態
で、液晶層14の表面に配向膜15および共通電極(I
TO膜)16を介して積層され、高輝度な液晶ディスプ
レイとしてパーソナルコンピューター、電子式卓上計算
器、時計、テレビ等の様々な分野で好適に使用される。
The gap between each stripe pattern and dot pattern is about 0 to 300 μm, preferably 0 to 300 μm.
It is suitable to be about 100 μm, and if the gap is larger than this range, the display becomes uneven. The liquid crystal color filter of the present invention thus obtained is formed on the surface of the liquid crystal layer 14 in a state in which each color filter layer 2a, 2b, 2c is covered with the overcoat layer 17 as in the normal liquid crystal display device shown in FIG. Alignment film 15 and common electrode (I
It is laminated through a TO film 16 and is suitably used as a high-brightness liquid crystal display in various fields such as personal computers, electronic desk calculators, watches, and televisions.

【0021】なお、以上の説明ではもっぱら微細凸レン
ズ3を印刷法にて作製する場合について説明したが、カ
ラーフィルターを金型でプレス成形する際に、金型面に
凹凸を設けて、成形と同時に微細凸レンズが形成される
ようにしてもよい。また、他の方法として、カラーフィ
ルターの表面を研磨することにより微細凸レンズを形成
することもできる。これらの方法によって得られる液晶
カラーフィルターも本発明の請求項の範囲に包含される
ことはいうまでもないが、金型が不用でかつ高度な研磨
技術を要せず、しかも印刷法、インキ材質、インキ粘度
等を調整することにより容易に所望形状の微細凸レンズ
が得られる印刷法が最も好適な方法である。
In the above description, the case where the fine convex lens 3 is exclusively manufactured by the printing method has been described. However, when the color filter is press-molded by the mold, the mold surface is provided with unevenness, and at the same time as the molding. A fine convex lens may be formed. As another method, the fine convex lens can be formed by polishing the surface of the color filter. It goes without saying that liquid crystal color filters obtained by these methods are also included in the scope of the claims of the present invention, but a mold is not required and a high polishing technique is not required, and a printing method and an ink material are used. The most suitable method is a printing method that can easily obtain a fine convex lens having a desired shape by adjusting the ink viscosity and the like.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1 透明基板として、日本板ガラス(株)製のソーダライム
ガラス(表面SiO2浸漬処理品、厚さ1.1mm)を
使用し、この基板の片面に100μm幅のストライプを
300μmピッチで、レッド、グリーン、ブルーのパタ
ーンを順に印刷してカラーフィルター層を形成した。印
刷後、クリーンオーブン中にて220℃で1時間加熱し
た。
Example 1 As the transparent substrate, soda lime glass manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (surface SiO 2 immersion treatment product, thickness 1.1 mm) was used, and stripes of 100 μm width were formed on one surface of the substrate at a pitch of 300 μm and red. A green, blue pattern was sequentially printed to form a color filter layer. After printing, it was heated in a clean oven at 220 ° C. for 1 hour.

【0023】ついで、透明基板の他面に、モノマーとし
て2−ヒドロキシエチルメタクリレートに共架橋剤とし
てメチル化メラミン樹脂を混合して作成した熱硬化性ア
クリル樹脂を酢酸n−ブチルに溶解させて得た透明イン
キを用いてグラビアオフセット印刷によりストライプパ
ターンの微細凸レンズを形成し、液晶カラーフィルター
を得た。形成された微細凸レンズは線幅10μm、厚さ
4μm、アスペクト比0.40であり、レンズ間の間隙
は100μmであった。なお、使用した透明インキは粘
度が500P、表面張力が40dyn/cmであった。 実施例2〜13 実施例1と同じカラーフィルター層を片面に有する透明
基板の他面に、表1,表2に示す製法にて種々のレンズ
形状を有する微細凸レンズを設けた液晶カラーフィルタ
ーを作製した。
Then, a thermosetting acrylic resin prepared by mixing 2-hydroxyethyl methacrylate as a monomer and a methylated melamine resin as a co-crosslinking agent was dissolved in n-butyl acetate on the other surface of the transparent substrate. A fine convex lens having a stripe pattern was formed by gravure offset printing using transparent ink to obtain a liquid crystal color filter. The formed fine convex lens had a line width of 10 μm, a thickness of 4 μm and an aspect ratio of 0.40, and the gap between the lenses was 100 μm. The transparent ink used had a viscosity of 500 P and a surface tension of 40 dyn / cm. Examples 2 to 13 Liquid crystal color filters in which fine convex lenses having various lens shapes are provided on the other surface of the transparent substrate having the same color filter layer as that of Example 1 on one surface by the manufacturing methods shown in Tables 1 and 2 are manufactured. did.

【0024】なお、表1,表2において、インキ材料で
「アクリル」と記載のものは実施例1と同じインキであ
ることを意味している。また、「エポキシ」と記載のも
のはエポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製の商品名
「エピコート1001」)をブチルセロソルブに溶解さ
せて得た透明インキを用いたことを意味している。さら
に「ポリエステル」と記載のものは、無水トリメリット
酸とネオペンチルグリコールをエステル化して作成した
ポリエステル樹脂をオレイルアルコールに溶解させて得
た透明インキを用いたことを意味している。 比較例 透明基板上に微細凸レンズを形成しなかったほかは実施
例1と同様にして液晶カラーフィルターを作製した。
In Tables 1 and 2, the ink material described as "acrylic" means the same ink as in Example 1. Moreover, what is described as "epoxy" means that a transparent ink obtained by dissolving an epoxy resin (trade name "Epicoat 1001" manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) in butyl cellosolve was used. Further, the term "polyester" means that a transparent ink obtained by dissolving a polyester resin prepared by esterifying trimellitic anhydride and neopentyl glycol in oleyl alcohol was used. Comparative Example A liquid crystal color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that fine convex lenses were not formed on the transparent substrate.

【0025】得られた各液晶カラーフィルターを用い
て、画素むらおよび画面輝度を測定した。画素むらの有
無は、3波長蛍光灯からなるバックライトにて照らした
ときに色の濃淡があるか否かを目視にて観察することに
より判定した。画面輝度は、比較例のそれを1.00と
したときの指数で表した。画面輝度の測定は、3波長蛍
光灯のバックライトにて液晶ディスプレイのパネルを組
み込んで、液晶カラーフィルターを通過した光を照度計
にて輝度を測定した。レンズを設置しない比較例での輝
度を2000cd/m2 に設定し、これを1としたとき
の相対値で各実施例の輝度を表した。
Pixel unevenness and screen brightness were measured using each of the obtained liquid crystal color filters. The presence / absence of pixel unevenness was determined by visually observing whether or not there is a shade of color when illuminated with a backlight composed of a three-wavelength fluorescent lamp. The screen brightness is represented by an index when that of the comparative example is 1.00. The screen brightness was measured by incorporating a liquid crystal display panel with a backlight of a three-wavelength fluorescent lamp and measuring the brightness of light passing through a liquid crystal color filter with an illuminometer. The brightness of the comparative example without the lens is set to 2000 cd / m 2 , and the brightness of each example is represented by a relative value when the brightness is set to 1.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】表1,表2から明らかなように、実施例の
液晶カラーフィルターは比較例のそれに比較して画面輝
度が向上しており、とくにサイズが10〜300μmで
アスペクト比が0.02〜1の範囲にあるときに、画素
むらがなく画面輝度が著しく高くなっていることがわか
る。
As is clear from Tables 1 and 2, the liquid crystal color filters of the examples have improved screen brightness as compared with those of the comparative examples, and particularly the size is 10 to 300 μm and the aspect ratio is 0.02 to 0.02. It can be seen that when it is in the range of 1, the screen brightness is significantly high without any pixel unevenness.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の液晶カラーフィルターは、透明
基板に微細凸レンズを設けたため、バックライトの消費
電力を上げることなく、高輝度化を達成できるという効
果がある。また、本発明では、前記微細凸レンズを印刷
による透明インキで形成するときは、簡単にかつ低コス
トで液晶カラーフィルターを製造することができるとい
う効果がある。
Since the liquid crystal color filter of the present invention is provided with the fine convex lens on the transparent substrate, it has an effect that high brightness can be achieved without increasing the power consumption of the backlight. Further, according to the present invention, when the fine convex lens is formed of a transparent ink by printing, there is an effect that a liquid crystal color filter can be easily manufactured at low cost.

【0030】さらに、本発明では、微細凸レンズのサイ
ズを規定することにより表示むらや画素むらのない良好
な集光効果が得られる。
Further, in the present invention, by defining the size of the fine convex lens, a good light-collecting effect without display unevenness or pixel unevenness can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液晶カラーフィルターの一実施例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal color filter of the present invention.

【図2】本発明における微細凸レンズの作用を説明する
ための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fine convex lens in the present invention.

【図3】通常のアクティブ・マトリックス駆動方式に基
づく液晶ディスプレイ装置を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device based on a normal active matrix driving method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明基板 2a カラーフィルター層 2b カラーフィルター層 2c カラーフィルター層 3 微細凸レンズ 4 ブラックマトリックス 1 Transparent Substrate 2a Color Filter Layer 2b Color Filter Layer 2c Color Filter Layer 3 Micro Convex Lens 4 Black Matrix

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板の片面にカラーフィルター層を設
けた液晶カラーフィルタ−において、前記透明基板の他
面に微細凸レンズを設けたことを特徴とする液晶カラー
フィルター。
1. A liquid crystal color filter in which a color filter layer is provided on one surface of a transparent substrate, wherein a fine convex lens is provided on the other surface of the transparent substrate.
【請求項2】前記微細凸レンズが、印刷された透明イン
キからなる請求項1記載の液晶カラーフィルター。
2. The liquid crystal color filter according to claim 1, wherein the fine convex lens is made of printed transparent ink.
【請求項3】前記透明インキの印刷パターンが、線幅1
0〜3000μmのストライプパターンまたは直径10
〜3000μmのドットパターンであり、かつ線幅また
は直径と最大膜厚みとの比(膜厚み/線幅または直径)
が0.02〜1の範囲にある請求項2記載の液晶カラー
フィルター。
3. The transparent ink print pattern has a line width of 1.
0 to 3000 μm stripe pattern or diameter 10
The dot pattern is ˜3000 μm, and the ratio of the line width or diameter to the maximum film thickness (film thickness / line width or diameter).
Is in the range of 0.02 to 1, and the liquid crystal color filter according to claim 2.
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