(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルターを有する液晶表示装置の製造方法であって、該方法が、
第１支持部材、該第１支持部材に固定される複数の第１電極、液晶層、少なくとも１個の第２電極および実質的に透明な第２支持部材を順に組み立てる工程を包含し、
化学放射線への曝露時に、異なる３色を形成し得る画像形成可能層を該第１支持部材と該第２支持部材との間に配置し；そして
その後、該画像形成可能層を化学放射線に曝露して、第１色、第２色および第３色の複数のフィルター要素をその中に形成させ、該フィルター要素を該第１電極と配列し、それにより、該第１支持部材と該第２支持部材との間に位置するカラーフィルターを形成することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１電極の反復特徴が検出され、化学放射線への前記曝露が、前記フィルター要素が該反復特徴と整合して形成されるように制御されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルター要素の少なくとも一部が、前記第１電極のいくつかと前記第２電極との間に電位差を印加し、一方、他の該第１電極と該第２電極との間には電位差を印加せず、それによって、前記液晶層の一部分を実質的に放射線不透過性とし、一方、該液晶層の他の部分を放射線透過性とし、そして該化学放射線を該液晶層に通し、それによって、該液晶層の透過性部分に隣接する該画像形成可能層部分のみに、該画像形成可能層の曝露を引き起こすことにより形成されることを特徴とする、前出の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記第１電極および前記第２電極の選択されたものの間に電位差を印加し、それにより、該選択電極間の液晶を実質的に放射線不透過性とし、そして該液晶層に可視パターンを形成し；その後、放射線スポットの位置を該液晶層における該パターンに関して制御しながら、前記画像形成可能層を横切って、少なくとも１スポットの化学放射線を移動させて、前記フィルター要素を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記色形成組成物が、化学放射線を吸収し得る放射線吸収剤と該放射線吸収剤による放射線の吸収時に前記着色材料を形成するロイコ染料とを含有することを特徴とする、前出の請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記化学放射線の吸収時に、前記放射線吸収剤が前記画像形成可能層内に熱を発生し、そして前記ロイコ染料が熱反応を受けて前記着色材料を形成することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記化学放射線の吸収時に、前記放射線吸収剤が前記画像形成可能層内に酸を発生し、該酸への曝露時に前記ロイコ染料が前記着色材料を形成することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記画像形成可能層が、さらに、前記放射線吸収剤により吸収される化学放射線の波長より短い波長の化学放射線により分解して超酸を形成し得る超酸前駆体を含有し、該超酸前駆体が、該放射線吸収剤の非存在下では、該放射線吸収剤により吸収される化学放射線により分解されないが、該放射線吸収剤および該放射線吸収剤により吸収される化学放射線の存在下で分解して、該放射線吸収剤から誘導したプロトン化生成物を生成し、そして前記色形成組成物が、さらに、熱分解して第二酸を形成し得る二次酸発生剤を含有し、該二次酸発生剤の熱分解が、該超酸前駆体から誘導した超酸の存在下で触媒され、そして、前記ロイコ染料が、該第２酸の存在下で変化を受けて、前記着色材料を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記放射線吸収剤が非プロトン化形態およびプロトン化形態を有し、該プロトン化形態が第１波長範囲にて該非プロトン化形態よりも実質的に大きな実質吸収を有することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１支持部材が、非平面ガラスのシートから形成され、そして前記第２支持部材がプラスチックのシートから形成されることを特徴とする、前出の請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
偏光層が前記第２支持部材と前記第２電極との間に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
互いに間隔を開けて配置した複数のフィルター要素を含むカラーフィルターを有する液晶表示装置の製造方法であって、該表示装置が、さらに、該間隔を開けて配置したフィルター要素間の間隙を覆う本質的に不透明なグリッドを含み、該方法が、
第１支持部材、該第１支持部材に固定した複数の第１電極、液晶層、少なくとも１つの第２電極および実質的に透明な第２支持部材を順に組み立てる工程を包含し、
該第１支持部材と該第２支持部材との間に共に配置されるカラーフィルターおよび画像形成可能層を組立て、該画像形成可能層が化学放射線への曝露時に不透明度の変化を受け得；そして
該画像形成可能層の選択部分を化学放射線に曝露して、それにより、該フィルター要素間の間隙と配列した画像形成可能層部分を、本質的に不透明なまま残すが、該フィルター要素それ自体と配列した該画像形成可能層部分は、本質的に透明なままとし、それにより、該グリッドを形成することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、カラーフィルターを有する液晶表示（LCD）装置の製造方法に関する。さらに特定すると、本発明は、この表示装置の組立が完成した後またはほぼ完成した後、このような表示装置のカラーフィルターを形成し得る、このような方法に関する。本発明はまた、現存するカラーフィルターに関連した不透明グリッド（grid）を形成し得る第二方法に関する。
発明の背景
最近では、LCD装置に多くの研究が向けられており、これらの装置は、現在、携帯用コンピューターにて、適切な形態の白黒画面およびカラー画面の両方であり、そして一定の画面領域では、陰極線管よりもすっと小さいフットプリントおよび電力要件を有するので、デスクトップコンピューターにおける、適切な形態の画面となり得る。
異なるタイプのカラーLCD装置が存在するが、一般に、このような装置は、２個の間隔を開けたパネル（以下、「支持部材」と呼ばれ得る）から構成され、これらのパネルは、液晶材料で満たされる密封腔を規定する。これらのパネルの一方には、複数の電極が形成され、そして他方のパネルには、１個以上の電極が形成される。いわゆる「アクティブマトリクス」タイプの表示装置では、典型的には、一方のパネルに１つの電極が形成されるのに対して、他方のパネルは、電極グリッドを有し、各電極は、この表示装置の１つの画素を規定する。これらのパネルの一方は、３種類の異なる色（典型的には、赤色、緑色および青色）のフィルター要素を含むカラーフィルターを備える。各フィルター要素は、これらの電極により規定される画素の１個と配向され、そして隣接する赤色、緑色および青色のフィルター要素のセットは、トリアッド（triad）または他の一定のパターン（例えば、繰り返しストライプ）に分類される。
表示される画像に依存して、１個以上の電極に電圧が付加され、そしてこの液晶材料の性質および電圧付加レベルに依存して、これらの電極間の液晶材料の透過度が変えられて、連結したカラーフィルターを通して、全ての光が透過するか、いずれの光も透過しないか、または一部の光が透過するようにされる。使用者は、この画像を、種々のフィルター要素を通った光の透過によって形成される色の配合とし認識する。
この表示装置は、使用者から見て、この表示装置の反対側に光源を配置することにより、バックライト（backlit）であり得る。あるいは、この表示装置は、その裏面に反射層を備えていてもよく、観察者から見て、この表示装置の同じ側に位置した光源からの反射に依存してもよい。
LCD装置にフィルター要素を形成する必要条件は、厳しい。640×480画素のVGA解像度を有する典型的な10インチ（254mm）表示装置（対角線で測定した）は、両方向にて、１インチあたり、およそ80個の画素（１mmあたり、約3.1個）を必要とする。このフィルター要素と、対応する電極との間での僅かな誤配向（例えば、0.2画素幅または約0.06mm）により、色が変化し、それは、使用者に容易に明らかである。
このようなカラーフィルターを形成するために、非常に多くの技術が使用され、これには、フォトレジストの使用、真空蒸着による有機顔料の蒸着に続く通常のフォトリソグラフィーのリフトオフ技術、染色しかつパターニングした伸長フィルム材料を使用しての内部カラー偏光フィルターの作製、および通常のハロゲン化銀感光層の使用が含まれる。例えば、米国特許第4,743,098号は、そのカラーフィルターが多色ガラスから形成されるLCD装置を記述している。一連のマスキング工程、紫外線暴露工程および熱処理工程によって、この多色ガラスには、赤色、緑色および青色の領域が形成され、これは、この表示装置の支持部材の１個を構成する。
米国特許第5229232号は、熱印刷系の使用を記述しており、この系では、種々のパターニングしたマスクが、電子閃光（electronic flash）および他の関連したハードウェアと共に使用されて、染料を受容体に熱移動させて、カラーLCD装置で使用するためのブラックマトリクスが組み込まれたカラーフィルターアレイを作製する。
米国特許第5053298号は、以下を包含するカラーフィルターの製造方法を記述している：その上に電極が形成された基板上に、透明平担化層をコーティングする工程であって、この平担化層が、この基板の表面を平らにするために供される、工程；この平担化層上に、このフィルター内に形成される第一色に対応した光受容領域と重なる第一レリーフパターンを形成する工程；この第一レリーフパターンを、この第一色で着色する工程；中間層を形成して着色を防止する工程であって、この中間層が、この着色工程により生じる構造体の全表面を覆う、工程；開口部を形成して、この平担化層を暴露する工程；この開口部内に、新しいレリーフパターンを形成する工程であって、この新しいレリーフパターンが、このフィルター内に形成される第二色に対応した他の光受容領域と重なる、工程；このレリーフパターンを、この第一色とは異なる色で着色する工程；この中間層を除去する工程；この中間層形成工程、開口部形成工程、光受容領域と重なる新しいレリーフパターンの形成工程、新規に形成したレリーフパターンの着色工程および中間層除去工程を連続的に繰り返すことにより、異なる色で着色されたレリーフパターンを形成する工程；および最後の所望色で着色パターンを形成した後、得られた構造体の全表面にわたって保護表面をコーティングする工程。
米国特許第5093738号は、最後に付着した色のネガティブフォトレジスト材料を使用することにより、少なくとも２種の異なる色の画素を有するカラーフィルター基板を形成する方法を記述している。このネガティブフォトレジストは、画素上にコートされ、次いで、形成した画素により遮断される波長の光源に暴露され、その結果、この透明基板上に直接形成されたネガティブフォトレジスト材料は、この光源からの光によって活性化され、そして残りのフォトレジスト材料は、その後、除去される。
上記のことから明らかなように、LCD装置におけるカラーフィルターを形成する多くの従来技術は、エラーの起こりやすい複雑な工程手順であり、そしてこれらの技術は、複雑で高価な電極形成手順を既に行った装置に対して実施されるので、このフィルター形成工程での何らかの失敗は、結果として、この高価な電極組立品を廃物にすることになる。さらに、これらの従来技術は、このフィルター形成層への直接のアクセスを必要とする（多くの場合、液体現像液によるこのようなアクセスを必要とする）ので、このフィルター形成工程は、不完全な表示装置上で行わなければならず、それゆえ、このフィルターは、この表示装置の製造を完成するのに必要な工程の間、損傷および/または汚染物の影響を受けやすい状態のままである。
発明の要旨
本発明は、LCD装置のカラーフィルターの形成方法を提供し、この方法は、少数の工程だけを必要とし、そして完全に組み立てた表示装置を用いて行うことができ、それゆえ、このフィルターが、後の処理または組立中に、損傷を受けるかまたは汚染されるリスクが回避される。本発明の好ましい様式はまた、このフィルター要素および画素の間の完全な配向を保証する。本発明はまた、現存するカラーフィルターと関連した不透明グリッドの形成方法を提供する。
従って、本発明は、カラーフィルターを有する液晶表示装置の製造方法を提供し、この方法は、第一支持部材、この第一支持部材に固定した複数の第一電極、液晶層、少なくとも１個の第二電極および実質的に透明な第二支持部材を順に組み立てる工程を包含する。この方法は、この第一支持部材および第二支持部材の間にて、化学放射線に暴露すると３種の異なる色を形成し得る画像形成可能層（imageable layer）を配置する工程；その後、この画像形成可能層を化学放射線に暴露して、その中に第一色、第二色および第三色の複数のフィルター要素を形成し、これらのフィルター要素を、この第一電極と配向させ、それにより、この第一支持部材および第二支持部材の間に位置しているカラーフィルターを形成する工程により特徴づけられる。（この方法は、以後、本発明の「フィルター製造方法」と呼ばれる）。
本発明はまた、互いに間隔を開けて配置した複数のフィルター要素を含むカラーフィルターを有する液晶表示装置の製造方法を提供し、この装置は、さらに、この間隔を開けたフィルター要素の間の間隙を覆う本質的に不透明なグリッドを含み、この方法は、第一支持部材、この第一支持部材に固定した複数の第一電極、液晶層、少なくとも１個の第二電極および実質的に透明な第二支持部材を順に組み立てる工程を包含する。この方法は、また、カラーフィルターおよび画像形成可能層（両方とも第一支持部材および第二支持部材の間に配置される）を組立てる工程であって、この画像形成可能層が、化学放射線への暴露時に不透明度の変化を受けることができる、工程；およびこの画像形成可能層の選択部分を化学放射線に暴露して、それにより、このフィルター要素間の間隙と配向された画像形成可能層の一部を、本質的に不透明なままにするが、このフィルター要素それ自体と配向されたこの画像形成可能層の一部を、本質的に透明にし、それにより、このグリッドを形成する工程により、特徴づけられる。（この方法は、以後、本発明の「グリッド製造方法」と呼ばれる）。
【図面の簡単な説明】
添付の図面の図１は、本発明の好ましい方法により製造したLCD装置の模式断面図を示す。
図２は、図１で示した表示装置の画像形成可能層の模式断面図を示す。
発明の詳細な説明
既に述べたように、本発明のフィルター製造方法では、LCD装置は、まず、第１支持部材、この第１支持部材に固定される複数の第１電極、液晶層、少なくとも１個の第２電極、実質的に透明な第２支持部材および画像形成可能層を含むアセンブリを形成することにより、製造される。この画像形成可能層は、１つまたはそれ以上の波長の化学放射線への曝露時に、３種の異なる色（代表的には、赤色、緑色および青色）を形成し得る。このアセンブリは、カラーフィルターがないこと、および以下で説明するように、このカラーフィルターの形成後に、表示装置の特定の構成要素を追加し得ること以外は、最終LCD装置の全ての主要構成要素を含む。このアセンブリを、次いで、化学放射線に曝露して、画像形成可能層において、３色の複数のフィルター要素を製造し、これらのフィルター要素を、第１電極と配列し、それゆえ、第１支持部材および第２支持部材の間に位置するカラーフィルターを形成する。この方法は、以下の点で、上で議論される従来技術方法の主な欠点を克服する：カラーフィルターを形成するためには、簡単な曝露工程だけが必要であり、そしてこのフィルターは、第１支持部材および第２支持部材の間にその場で形成され、その結果、フィルター形成に続く、表示装置のさらなる処理時に、このフィルターは損傷および/または汚染の影響を受けにくい。
多くの場合には、最初から無色の画像形成可能層を使用することが便利ではあるが、曝露時に３色を形成し得る画像形成可能層は、その非曝露形態において、透明である必要はない。例えば、添付の図面で示される特定の画像形成可能層は、３色形成副層（sub-layer）を有し、これらの層の全ては、最初は透明であるが、適切な化学放射線への曝露時に、それぞれ、シアン色、マゼンタ色および黄色の層を形成する。しかし、この画像形成可能層は、曝露前に着色されているが曝露時に脱色する１つ以上の副層を有してもよい。例えば、赤色/緑色/青色のフィルターを製造するためには、重ねられた赤色、緑色および青色の副層を有する画像形成可能層を使用してもよく、これにより、曝露されない画像形成可能層は、黒色に見えるようになる。このような黒色画像形成可能層からの、必要とされる赤色、緑色および青色のフィルター要素の形成は、不要な色の副層を選択的に脱色することにより、達成され得る；例えば、赤色のフィルター要素は、緑色および青色の副層の両方の関連部分を曝露して脱色し、それにより、赤色の副層のみを着色状態で残すことにより、形成される。
所望であれば、他の技法を使用してもよいが、この曝露を行うには、２つの主要な好ましい技法がある。両技法は、形成したフィルター要素がこの表示装置の画素と配列するように適応させる。第１の好ましい技法では、第１電極の反復特徴（repeating fearure）が検出され、そして化学放射線への曝露は、フィルター要素がこの反復特徴と整合して形成されるように、制御される。この反復特徴は、例えば、アクティブマトリクス型表示装置の第１電極の特徴であり得る。あるいは、この表示装置の選択画素は、不透過性にしてもよく、得られる画素パターンは、この曝露を制御する反復特徴として使用される。それゆえ、後者の方法の好ましい形態では、第１電極および第２電極の選択されたものの間に電位差を印加し、それにより、この選択電極間の液晶を、実質的に放射線不透過性とし、この液晶層にて、可視パターンが形成される。その後、液晶層におけるパターンに関して放射線スポットの位置を制御しながら、この画像形成可能層を横切って、少なくとも１スポットの化学放射線を移動させて、フィルター要素を形成する。
第１電極の反復特徴が検出されるこのような方法では、曝露放射線を液晶層に通す必要はなく、そして時には、望ましくない。従って、好ましくは、曝露は画像形成可能層により近い表示装置の表面から行なわれる。画像形成可能層が、液晶層と第２支持部材との間に配置されるような代表的な場合には、好ましくは、曝露は装置の第２支持部材側から（すなわち、装置がコンピューターまたは類似装置の上に標準的に取り付けられる際に表示装置の正面から）行なわれる。
本発明の方法により形成されるフィルター要素を第１電極と配列させるための第２の好ましい技法は、画像形成可能層の曝露を制御するための光バルブとして、液晶層を使用し、それゆえ、第１電極の反復特徴を検出する必要なく、必要な配列を自動的に達成することである。従って、第１電極を第１セット、第２セットおよび第３セットに分割した本発明の好ましい１つの方法では、これらの異なる３色のフィルター要素は、第１電極の第１セット、第２セットおよび第３セットと配列して以下のように形成される：
第１電極の第２セットおよび第３セットと第２電極との間で電位差を印加し、それにより、第１電極の第２セットおよび第３セットに隣接する液晶を、実質的に放射線不透過性とすること；
第１支持部材および液晶層に化学放射線を通して、それにより、この化学放射線が、第１電極の第１セットに隣接する液晶を通るが、その第２セットおよび第３セットに隣接する液晶は通らないようにし、それにより、第１電極の第１セットと配列する画像形成可能層部分に画像形成的（imagewise）変化を起こすこと；
その後、第１電極の第１セットおよび第３セットと第２電極との間で電位差を印加し、それにより、第１電極の第１セットおよび第３セットに隣接する液晶を、実質的に放射線不透過性とすること；
第１支持部材および液晶層に化学放射線を通して、それにより、化学放射線が、第１電極の第２セットに隣接する液晶を通るが、第１電極の第１セットおよび第３セットに隣接する液晶は通らないようにし、それにより、第１電極の第２セットと配列する画像形成可能層部分に画像形成的変化を起こすこと；
その後、第１電極の第１セットおよび第２セットと第２電極との間で電位差を印加し、それにより、第１電極の第１セットおよび第２セットに隣接する液晶を、実質的に放射線不透過性とすること；および
第１支持部材および液晶層に化学放射線を通して、それにより、化学放射線が、第１電極の第３セットに隣接する液晶を通るが、第１電極の第１セットおよび第２セットに隣接する液晶は通らないようにし、それにより、第１電極の第３セットと配列する画像形成可能層部分に画像形成的変化を起こすこと。
この方法によって生じる画像形成的変化により、異なる３色のフィルター要素が直ちに形成され得る。しかし、他の場合には、画像形成的変化は、フィルター要素の実際の形成（特定の曝露後の処理工程が行われる後まで起こらない）に伴って、画像形成可能層に単に潜像の形成を生じ得るにすぎない。例えば、以下で記述のように、添付の図面に示される表示装置では、実際の曝露工程は、画像形成可能層の種々の副層で形成される酸において不可視の潜像を生じるにすぎず、そして着色フィルター要素は曝露後の加熱工程の後に現れる。
明らかに、光シャッターとして液晶層を用いて、画像形成可能層の曝露が行われる場合、曝露は、液晶層に関して画像形成可能層とは反対側の面に、表示装置の表面から行われなければならない。それゆえ、代表的な場合（画像形成可能層が液晶層と第２支持部材との間に配置される）には、曝露は、第１支持部材に隣接する表示装置表面から（すなわち、この装置をコンピューターまたは類似装置上に標準的に取り付ける際にこの装置の後面から）行なわれる。
ほとんどの場合には、本発明のフィルター形成方法はまた、LCD装置に通常含まれる黒色グリッドまたはマトリクスを形成するために提供され、装置のコントラストが改善される。例えば、前記米国特許第5229232号に記載のように、黒色グリッド線は、通常、隣接しているフィルター要素または画素を互いに分離して、色汚染または光フレア（すなわち、隣接する画素間の間隙を通り隣接する第１電極間に残すべき間隙を通った光の不要な漏れ）を防止する。この黒色グリッド線は、通常、このフィルター要素を形成するのに使用する操作とは別の操作時に、しばしば、この表示装置の適切な層上に金属膜をスパッタリングまたはそうでなければ蒸着することによって形成される。代表的には、本発明の方法で使用される画像形成可能層は、３つの副層を有し、各層は、適切な化学放射線への曝露時に、フィルター要素の３色のうちの１色を形成し得る。黒色グリッド線が必要な領域にて、３つの副層の全てを曝露することにより、これらの領域は黒色となり、それゆえ、グリッド線が画像形成可能層に形成される。例えば、液晶層を介して曝露が行なわれる（ただし、隣接する電極間の間隙が放射線を透過する）場合、隣接する電極間の間隙は、これらの電極の状態にかかわらず、放射線の透過に対して開放状態のまま残るので、黒色グリッド線が自動的に形成される。その結果、３回の曝露のそれぞれは、これらの間隙を覆う画像形成可能層部分を曝露し、それにより、これらの部分が黒色となり、そして、これらの間隙と配列する黒色グリッド線が自動的に形成される。曝露が液晶層を介して行われない場合でさえも、曝露は、３つの副層の全てがこの間隙を覆う部分にて曝露されるように制御され得、それにより、これらの部分は黒色となり、これらの間隙と配列する黒色グリッド線が形成される。
本発明の方法で使用される画像形成可能層は、この層を第１支持部材および第２支持部材の間に配置しつつ、画像形成可能層内で色を現像し得る任意のタイプであり得る。既に指摘したように、アセンブリを化学放射線に曝露することにより、画像形成可能層にて、第１色、第２色および第３色のフィルター要素またはグリッド線が生じることを述べる際に、本発明者らは、化学放射線への曝露に追加される工程が、色を現像してフィルター要素の形成を完成させるために必要とされ得る可能性を排除しない（ただし、このような追加工程は、第２電極および第２支持部材の間になお配置される画像形成可能層を用いて行うことができる）。それゆえ、この画像形成可能層は、曝露後に、色を形成させるための現像液と密接に接触する必要があるタイプ（例えば、ハロゲン化銀）ではあり得ない。しかし、以下で述べるように、この画像形成可能層は、化学放射線への曝露後に、加熱工程および/または補助曝露工程を必要とするタイプであってもよい。なぜなら、このような加熱工程および/または補助曝露工程は、第２電極および第２支持部材の間になお配置される画像形成可能層を用いて行い得るからである。一般に、このような画像形成可能層は、暗所での作業することの不便もなく、このアセンブリを取り扱うことを可能にしかつ化学放射線への曝露を行うことを可能にするので、アセンブリを数分間通常の室内光で取り扱い得るのに十分な、可視光線に対する感受性を有するタイプの画像形成可能層を使用することが、利点である。
本発明の方法で使用するのに好ましい形態の画像形成可能層は、化学放射線を吸収し得る放射線吸収剤とロイコ染料（これは、放射線吸収剤による放射線の吸収時に、着色材料を形成する）とを含有する。このタイプの画像形成可能層は、放射線吸収剤が所望の波長での最大吸収を有するように選択され得るのに対して、ロイコ染料は、画像形成可能層を曝露するのに望ましい特定の波長での吸収に関係なく、その色形成特性に対して選択され得るという利点を有する。例えば、米国特許第4602263号、米国特許第4720449号、米国特許第4720450号、米国特許第4745046号、米国特許第4818742号、米国特許第4826976号、米国特許第4839335号、米国特許第4894358号および米国特許第4960901号に記載されるこのような画像形成可能層の１タイプでは、放射線吸収剤は画像形成可能層内にて熱を発生し、そしてロイコ染料は熱反応を受けて着色材料を形成する。このタイプの画像形成可能層に関する詳細な議論については、国際出願番号PCT/US95/04401（公開番号第WO95/27263号）の15〜19ページを参照のこと。
本発明の方法で使用するための他の好ましいタイプの画像形成可能層には、米国特許第5278031号、米国特許第5286612号、米国特許第5334489号、米国特許第5453345号および米国特許第5395736号、および対応する国際出願番号PCT/US93/10093、PCT/US93/10224およびPCT/US93/10215（それぞれ、公開番号WO94/09992、WO94/10607およびWO94/10606）に記載されるものがある。このタイプの画像形成可能層では、化学放射線の吸収時に、放射線吸収剤が画像形成可能層内で酸を発生し、そしてこの酸への曝露時に、ロイコ染料は着色材料を形成する。この酸は、酸発生物質（例えば、スクアリン酸（squaric acid）誘導体またはスルホネート）の直接の熱分解（国際出願番号PCT/US93/10093）によるか、または化学放射線（代表的には、紫外線）の照射による超酸前駆体の直接的分解に続いての、二次酸発生剤（secondary acid generator）の超酸触媒熱分解により生じる超酸の「増幅」（米国特許第5395736号を参照のこと）により、発生され得る。あるいは、色形成組成物は、超酸を形成するために、放射線吸収剤により吸収される化学放射線の波長よりも短い波長の照射により分解され得る超酸前駆体を含有していてもよい（国際出願第PCT/US93/10215号を参照のこと）。超酸前駆体は、放射線吸収剤により吸収される化学放射線の不在下においては、放射線活性剤に吸収される化学放射線により分解されないが、放射線吸収剤およびこの放射線吸収剤に吸収される化学放射線の存在下では分解し、放射線吸収剤から誘導されるプロトン化生成物を形成する。色形成組成物は、さらに、熱分解して第２酸を形成し得る二次酸発生剤を含有し、この二次酸発生剤の熱分解は、超酸前駆体から誘導される超酸の存在下で触媒され、そしてロイコ染料は、この第２酸の存在下で変化を受け、着色材料を形成する。このタイプの媒体のさらに詳細な説明に関しては、前記国際出願番号PCT/US95/04401（公開番号WO95/27263）の19〜20ページを参照のこと。
本発明の方法で使用するための他の好ましいタイプの画像形成可能層には、国際出願番号PCT/US95/05130（公開番号WO95/29068）に記載されるものがある。この画像形成可能層は、前記国際出願番号PCT/US93/10215（公開番号WO94/10606号）に記載されるものと類似しているが、非プロトン化形態およびプロトン化形態を有する放射線吸収剤を使用し、プロトン化形態は、第１波長範囲にて、この非プロトン化形態よりも実質的に大きな実質吸収を有する。この媒体およびそれと共に使用される画像化方法のさらに詳細な説明については、読者は引用する。
前記国際出願番号PCT/US95/05130に記載される媒体の特定の１形態は、３色のフィルター要素が１波長のみの画像形成的曝露により得られ得るので、本発明のフィルター形成方法において画像形成可能層として特に有用であり得る。この媒体は、以下を含有する：
そのプロトン化形態の放射線吸収剤、超酸前駆体および二次酸発生剤を含む第１酸発生層；
上記第１酸発生層に隣接して配置される第１色変化層（これは、第１酸発生量中の二次酸発生剤の酸触媒的分解の際に発生する第２酸と接触すると、その放射線吸収の変化を受ける塩基および第１ロイコ染料を含む）；
上記第１酸発生層および上記第１色変化層に重ねた第１酸耐性中間層；
上記第１酸耐性中間層に関して第１酸発生層および第１色変化層とは反対側に配置される第２酸発生層（これは、その非プロトン化形態の放射線吸収剤、超酸前駆体および二次酸発生剤を含み、この二次酸発生剤は、さらに、第１補助増感剤（これは、その中の超酸前駆体を、第２波長範囲内の第１波長の化学放射線による分解を受け易くするが、第２波長範囲内の第２波長の化学放射線による分解は受けにくくする）を含む）；
上記第２酸発生層に隣接し、第１酸耐性中間層に関して第１酸発生層および第１色変化層とは反対側に配置される第２色変化層（これは、第２酸発生層中の二次酸発生剤の酸触媒的分解の際に発生する第２酸と接触すると、その放射線吸収の変化を受ける塩基および第２ロイコ染料を含む。この第２ロイコ染料により受ける吸収変化は上記第１ロイコ染料により受けるものとは異なる）；
上記第２酸発生層および第２色変化層に関して第１酸耐性層とは反対側に配置される第２酸耐性中間層；
上記第２酸耐性中間層に関して第２酸発生層および第２色変化層とは反対側に配置される第３酸発生層（これは、その非プロトン化形態の放射線吸収剤、超酸前駆体および二次酸発生剤を含む。この第３酸発生層は、さらに、第２補助増感剤（これは、その中の超酸前駆体を、この第２波長範囲内の第２波長の化学放射線による分解を受け易くするが、この第２波長範囲内の第１波長の化学放射線による分解は受けにくくする）を含む）；ならびに
上記第３酸発生層に隣接し、第２酸耐性中間層に関して第２酸発生層および第２色変化層とは反対側に配置される第３色変化層（これは、第３酸発生層中の二次酸発生剤の酸触媒的分解の際に発生する第２酸と接触すると、その放射線吸収の変化を受ける塩基および第３ロイコ染料を含む。第３ロイコ染料により受ける吸収変化は、この第１および第２ロイコ染料により受けるものとは異なる）。非常に好都合なことには、このような好ましい形態の画像化媒体では、３つの酸発生層のそれぞれにおいて、同一の放射線吸収剤、超酸前駆体および二次酸発生剤が存在する。
このタイプの画像媒体は以下の様式で画像化される。まず、この媒体を、第３酸発生層に近い表面から、第１波長範囲の化学放射線に画像形成的に曝露し、それにより、第１酸発生層（または相）の曝露領域において、放射線吸収剤が超酸前駆体の少なくとも一部を分解する（第１酸発生層では、非緩衝化超酸の形成を伴い、第２および第３酸発生層においては、非緩衝化超酸の実質的な生成はない）。その後、画像化媒体全体を、第２波長範囲内の、第１波長の放射線に曝露し、それゆえ、第２酸発生層にて、超酸前駆体の一部が分解して、超酸が生成し、第２酸発生層中の放射線吸収剤の少なくとも一部は、この第３酸発生層での超酸を実質的に生成させることなく、そのプロトン化形態に変換される。次いで、この媒体を、画像形成的に、第１波長範囲の化学放射線に曝露し、それゆえ、第２酸発生層（または相）の曝露領域において、放射線吸収剤が超酸前駆体の少なくとも一部を分解する（第２酸発生層では、非緩衝化超酸の形成を伴い、第１および第３酸発生層では、非緩衝化超酸の実質的な形成はない）。その後、画像化媒体全体を、第２波長範囲で第２波長の放射線に曝露し、それゆえ、第３酸発生層において、超酸前駆体の一部が分解して、超酸が生成し、第３酸発生層中の放射線吸収剤の少なくとも一部は、そのプロトン化形態に変換される。次いで、この媒体を、画像形成的に、第１波長範囲の化学放射線に曝露し、それゆえ、第３酸発生層（または相）の曝露領域にて、放射線吸収剤が超酸前駆体の少なくとも一部を分解する（第３酸発生層では、非緩衝化超酸の形成を伴い、第１および第２酸発生層では、非緩衝化超酸の実質的な生成はない）。上記画像化方法の最後の２工程（stage）は、媒体を加熱して、第１、第２および第３酸発生層の曝露領域にて二次酸発生剤の酸触媒熱分解を起こし、そして第２酸を形成させ、次いで第１酸発生層の成分と第１色変化層の成分との混合、第２酸発生層の成分と第２色変化層の成分との混合、および第３酸発生層の成分と第３色変化層の成分との混合を行ない、それゆえ、３回の画像形成的曝露に曝された媒体領域において、第２酸が、第１、第２および第３ロイコ染料の吸収の変化を引き起こし、それゆえ、三色（trichrome）画像を形成させる。
本発明の方法で使用されるアセンブリの第１および第２支持部材は、平面（平面−平行）ガラスを用いる従来タイプのものであり得る。しかし、これらの支持部材のコストを削減するためには、米国特許第4674840号に記載されるように、一方または両方の支持部材はプラスチックシートから形成されるのが好ましい。本発明の特に好ましい実施態様では、第１支持部材は、非平面ガラスのシートから形成されるが、一方、第２支持部材はプラスチック（好ましくは、ポリエステル）のシートから形成される。このプラスチック製第２支持部材の可撓性は、液晶層の厚さを実質的に変えることなく、非平面ガラスの不規則性を順応させ、一方、２つの支持部材がアセンブリに配置された後にカラーフィルターを形成することは、液晶層では水平面からずれていても、電極を有するフィルター要素の正確な配列を保証する。
LCD装置の製作当業者に周知なように、このような装置は、液晶層が装置を通る光の透過を制御し得るように、直交する偏光方向を有する２つの偏光層を必要とする。通常、これらの２つの偏光層は装置の外表面に設けられる。ガラス支持部材が使用される場合、ガラスは光学的に等方性であるので、これらの偏光層と液晶層との間に支持部材が存在することには問題ない。しかし、前記米国特許第4674840号に記載されるように、一方または両方の支持部材が、プラスチック製の僅かに複屈折を有する比較的に厚い支持部材から形成される場合、そしてこのような複屈折に関する偏光は表示装置の性能に不都合な影響を及ぼす。従って、複屈折を示すプラスチック製支持部材を用いる場合、支持部材と、隣接する電極との間に補助的な偏光層（associated polarizing layer）を配置するのが望ましい。特に、第１支持部材が非平面ガラスから形成され、そして第２支持部材がプラスチックから形成される本発明の好ましい実施態様では、第２支持部材と第２電極との間に偏光層が配置されることが望ましい。好ましいタイプの偏光層は、線形二色性偏光層（linear dichroic polarizing layer）であり、これは、ポリビニレン光偏光種（例えば、公知様式にて、塩酸蒸気処理により得られ得るもの）を含む延伸ポリ（ビニルアルコール）シートを含有する。好ましくは、このような偏光材料はホウ酸塩化され、さらに安定化される。このような偏光材料の調製方法は、米国特許第2445555号に記載されている。偏光材料は、米国特許第4759611号に記載のように、湿気および熱に対する有機シリル化処理によって、シリル化してもよい。この特許で詳細に記載されるように、このようなシリル化は、この表示装置で使用される導電性材料の物理的外観および伝導率の変化を低減させ、それゆえ、装置の操作寿命が改善される。
本発明の方法により製造されるLCD装置は、単一走査パッシブマトリクス型（このタイプでは、複数の第１電極および複数の第２電極が存在し、各セットの電極は、平行で細長く、そして他のセットの電極に対して直交して伸びている）、二重走査受動マトリクス型（これは、１セットの電極が２個のサブセットの電極に分割され、各サブセットの細長い電極がそのスクリーン寸法の半分の長さしかないようにすること以外は、単一走査パッシブマトリクス型と類似している）またはアクティブマトリクス型（このタイプでは、この表示装置の各画素に対して、別個の第１電極が設けられ、通常、１つのみの第２電極が存在する）であり得る。
前述は、主に、本発明のフィルター形成方法に関連するが、本発明のグリッド形成方法は、第１電極と配列する異なる色のフィルター要素のセットを形成させる代わりに、単一の不透明グリッドのみがこれらの画素間の間隙と配列して形成させること以外は、本質的に同じ色形成材料および曝露技術を使用して、非常に類似した様式で行い得ることは明白である。本発明のグリッド形成方法では、本発明のフィルター形成方法だけでなく、カラーフィルターは任意の簡便な技法で形成され得る。
グリッド形成方法の好ましい変形において、全てのフィルター要素に隣接する液晶層部分は、放射線に対して実質的に不透過にされ、そして、化学放射線は、この液晶層を通り、その結果、この画像形成可能層の曝露はフィルター要素間の間隙と配列した画像形成可能層部分だけに起こり、それにより、画像形成可能層のこれらの部分は、実質的に不透明となり、それにより、グリッドが形成される。
添付の図面の図１は、本発明のフィルター形成方法により製造されるLCD装置（一般に、10で示す）の模式的横断面を示す。図１では、説明を簡単にするために、種々の層の厚さは、その幅に対して、著しく拡大しており、これらの層の相対的な厚さは、厳密に縮尺したものではない。この表示装置は、図１の上方から見るようにされる。
LCD装置10は、第１保護層12、第１偏光層14および第２保護層16を有する。保護層12および16はトリアセテートポリマーから形成され、偏光層14（これは、約１ミル（0.025mm）厚の伸長した（配向した）ポリ（ビニルアルコール）フィルムであり、これは、公知の方法に従って、二色性染料（例えば、ヨウ素）で染色される）を保護する役目をする。このような偏光材料はまた、好ましくは、安定性を改善するためにホウ酸化される。このタイプの適切な偏光層は、米国再発行特許第RE.23297号および米国特許第4166871号に示す方法を用いて調製され得る。保護層12および16ならびに偏光層14は、複合偏光フィルムの形態で商業的に製造されており、以下で示すように、表示装置の他の要素を組立て、そしてカラーフィルターが形成された後、第１支持部材に付与され得る。
層12、14および16は、感圧接着剤層18によって、ナトリウムバリヤフィルム20（これは、非平面ガラス板22（これは、この表示装置の第１支持部材を形成する）の背面に設けられる）に固定される。実際には、表示装置は、通常、仮保護フィルム（temporary protective film）（図示せず）で覆われたナトリウムバリヤフィルム20を用いて組み立てられる。仮保護フィルムは、ナトリウムバリヤフィルム20およびガラス板22を、表示装置10の主要部分の製造時における汚染から保護するが、次いで、剥離され、清浄なナトリウムバリヤフィルム20の表面を保ち、直ちに層12、14、16および18を受容する。ガラス板22の前面には第２ナトリウムバリヤフィルム24が設けられ、これは、このガラスから第１電極（以下で記述される）へのナトリウムイオンの移動を防止する役目をする。（この表示装置10がアクティブマトリクス型である場合、第２ナトリウムバリヤフィルム24は、しばしば、省かれ得る）。
表示装置10は、第１電極のグリッド（表示の各画素に対して１つ）および単一の第２電極を有するアクティブマトリクス型である。第１電極を提供するために、第２ナトリウムバリヤフィルム24上に、窒化ケイ素絶縁層26および酸化インジウムスズ電極層28（これは、グリッドパターンにエッチングされて、第１電極を形成する）が蒸着される。LCD技術の当業者は、酸化インジウムスズの電極層を、任意の通常の方法（蒸着、マグネトロンスパッタリング、またはプラズマ発生器による衝撃などを含む）により付与される。任意の通常の金属または酸化金属材料（銀、金、酸化インジウムなどを含む）の層で置き換えてもよいことを理解するだろう。電極層28の前面には、ポリイミド配向層30が提供される。この配向層30は、液晶材料の配向および第１電極をこの液晶材料から保護することを助ける通常の機能を果たす。（ポリイミドに代えて、この配向層30は、任意の従来の配向材料から形成され得、これは、選択コーティング、蒸着または他の方法により、形成され得る）。配向層30は、選択蒸着により蒸着したSiO2またはポリアミド層を含有し得、これは、連続的に摩擦または研磨されて、所望方向への配向が確立される。配向層30は、例えば、ポリ（ビニルアルコール）であり得、約500Åの厚さであり得る。他の適切な配向材料には、塩化ポリビニリデン、ポリビニルアセタールおよびフッ素化ポリマーが挙げられる。
液晶層32が配向層30に隣接して設けられる。液晶層32は、この配向層30と第２配向層34（これは、一般に、この配向層30と類似する）との間に閉じこめられている。この液晶層32のエッジはシール（図示せず）によって閉じこめられる。シールは、これらの支持部材の周囲に伸び、この液晶層の領域を規定する長さおよび幅の寸法を有する長方形である。シールは、いくつかの公知物質（熱活性化可能な接着剤、または感圧接着剤または放射線硬化可能な接着剤を含む）の１つから作製され得る。適切な接着剤として、ポリアミド接着剤、ポリエステル接着剤、ポリウレタン接着剤およびポリビニル接着剤が挙げられ、これらは、予め印刷され、次いで、接触されて互いに接着させる。好ましいシール接着剤は、ポリエステルとポリビニル接着剤化合物との熱活性化可能な混合物である。
一般に、液晶層32は、約５〜50μmの厚さであり、８〜12μmが代表的である。液晶材料は、任意の従来の組成であり得る。例えば、公知のツイスティッドネマチック型の液晶材料を用いると、良好な結果が得られ得る。液晶材料は添加物（例えば、多色染料など）を含有してもよい。所望ならば、このLCDは、国際出願番号PCT/US84/02040（公開番号WO85/02915）に記載される方法を用いて、密封され、そして同時に充填され得る。
この液晶層32が占める領域には、液晶材料の厚さの維持を補助するために、スペーサーが組み込まれる。これらのスペーサーは、液晶材料と混合される棒、繊維またはビーズの形態（図１にて36で示される）を有し得るか、または例えば、配向層30上にホットメルトポリアミドまたはUV硬化可能なアクリレートがリソグラフ印刷、グラビア印刷またはスクリーン印刷により印刷される印刷ポリマー性スペーサー（printed polymeric spacer）の形態（図１にて38で示される）であってもよい。適切なスペーサーおよびそれらの適用は、前記国際出願番号PCT/US84/02040に記載される。
第２配向層34に関して液晶層32とは反対側には、第２電極40が配置される。第２電極40として、任意の従来の電極材料（上記）が使用され得るが、好ましくは、第２電極は、チタニア/銀/チタニアまたはチタニア/銀/金/チタニア配列の層（適切な真空蒸着法により蒸着され得る）を有する。好ましくは、銀層は、少量の金、プラチナなどの環境安定性を提供する金属を含有する。それぞれ、チタニア、銀およびチタニアの蒸気の一連の経路において、ポリエステルウェブを通し、所望の層を蒸着し得る。
図１に示される装置の次の層は、第２偏光層42である。装置10はポリマー性材料から形成される第２支持部材46（以下で記述する）を有する。上記および前記米国特許第4674840号で説明した理由のために、ポリマー性支持部材が使用される場合、ポリマー性支持部材の複屈折により生じる任意の光の偏光が、偏光層による光の偏光を妨害しないように、かつ表示装置の効率を低下させないように、支持部材から「中心側にある（inboard）」（すなわち、支持部材と液晶層との間にある）補助的な偏光層を配置するのが望ましい。第２偏光層42は、好ましくは、ポリビニレン光偏光種（例えば、塩酸蒸気処理により得られ得るもの）を含有する伸長ポリ（ビニルアルコール）シートから形成される。なぜなら、このような物質は、例えば、ヨウ素染色偏光層よりも、望ましくない物質を電極または液晶層中に漏らしにくいからである。（既に記述されたように、図１および２で示される表示装置10は、第１偏光層14（第１支持部材22の外側に配置され、そして二色性染料で染色される伸長PVAフィルムから形成される）、および第２偏光層42（第２支持部材46から中心側にあり、そしてポリビニレン光偏光種を含有する伸長PVAフィルムから形成される）を有する。これは、代表的には、現在の表示装置で使用されるための偏光層の好ましい組合せである。しかし、使用される２つの支持部材の性質、例えば、ある支持部材がガラスであるかプラスチックであるか、そしてもし後者であれば、このプラスチックは複屈折性であるかどうかに依存して、各偏光層は、中心側または外側に配置され得、それぞれ、二色性染料を含有するタイプ、またはポリビニレン光偏光種を含有するタイプであり得る）。
第２偏光層42に隣接して、画像形成可能層44が置かれ、これは、前記国際出願番号PCT/US95/05130に記載されるタイプであり、そして、図２を参照して以下で詳細に記述する。
表示装置10の最後の２層は、第２支持部材46および抗反射コーティング48である。第２支持部材46は、望ましくは、可撓性のシート材料の形態の、透明または半透明ポリエステル（例えば、ポリ（エチレンテレフタレート））から形成される。なぜなら、ポリエステルの可撓性により、第２支持部材46が第１支持部材22を形成する非平面ガラスの表面上での不規則性に順応し得るからである。ポリエステルは、低価格および即座の入手可能性および製造時の取扱いの容易さの見地から特に有用である。第２支持部材を形成するのに適切なポリ（エチレンテレフタレート）フィルムは、ICI Americas,Inc.（Wilmington,Delaware,United States of America）から、Mylarの商標で入手できる。支持部材22を形成するのに特に好ましい１つの材料は、ICI Americas,Inc.から、Kaladexの登録商標で販売されているものがある。この材料は、他のポリエステルより実質的により高い温度で加工され得、それゆえ、使用するタイプの画像形成可能層が、この画像化処理において、加熱工程を必要とする場合には、特に有用である。この第２支持部材46を形成する別の材料には、セルロースエステル（例えば、ニトロセルロース、酢酸セルロースまたは酢酸酪酸セルロース（cellulose acetate butylate））、ポリエステル、ポリカーボネート、ビニルポリマー（例えば、アクリルポリマー）、またはシート様光透過性形態で提供できる他のポリマーが挙げられる。好ましくは、第２支持部材46は、約７ミル（0.178mm）の厚さである。
抗反射コーティング48は、表示装置から生じるグレアを少なくする役目をする。それゆえ、この装置での画像は見やすく改善される。このコーティングに使用する好ましい材料は、低屈折率フッ素化ポリマーであり、好ましくは、可視光に対して、４分の１波長の光学的厚さでコーティングされる。適切なフッ素化ポリマー、およびポリエステル基板材料へのそれらの適用方法は、米国特許第4066814号に詳細に記載されている。
図１に示される表示装置10は、バックライト型であることを意図しており、この目的のために、照明源（好都合なことには、蛍光パネル）を有する光ボックスの１壁面を形成する保護層12と共に、取り付けられている。しかし、バックライト型表示装置よりもむしろ反射型表示装置が望ましいなら、保護層12の露出表面（すなわち、図１に示されるこの層の下部表面）上に、拡散反射層をコーティングしてもよい。
図２は、この画像形成可能層44の一部を第２支持部材46の一部と共に示す。画像形成可能層44の種々の副層（これらの副層は、本明細書中、以下では、簡便のために、単に、「層」と呼ぶことがある）は、装置10において支持部材46上に直接コーティングされることが示される。しかし、このような直接コーティングが不都合であれば、これらの副層は、支持部材46に積層され得るかまたは付着され得るプラスチック薄膜上にコーティングされてもよい。画像形成可能層をが、支持部材46上に直接コーティングされた場合、支持部材は、望ましくは、画像媒体の調製における当業者に周知のようなサブコーティングで処理されて、画像形成可能層の支持部材への接着性を改善する。
支持部材46上に直接配置される第１酸発生層52は、以下を含有する：
（a）超酸前駆体、すなわち、（4-オクチルオキシフェニル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート；
（b）以下の式を有する指示薬増感染料：
0003694320.tif 000002
（非プロトン化形態は、Yamada Chemicals（Kyoto,Japan）から入手できる；この増感染料は、約450nmの可視放射線に対して、超酸前駆体を増感する）；
（c）二次酸発生剤であって、これは、超酸触媒熱分解を受けて、第２酸を形成し、この二次酸発生剤は、以下の式を有する：
0003694320.tif 000003
および
（d）ポリスチレン結合剤。
酸発生層52に関して第２支持部材46と反対側に、以下を含有する第１色変化層54が配置される：
（a）以下の式の第１画像化染料（これは、酸の存在下にて、無色から黄色に変化する）：
0003694320.tif 000004
（Hilton Davis Co.（2235 Langdon Farm Road,Cincinnati,Ohio 45237,United States of America）から、「Copikem 37」の商品名で入手できる）；
（b）酢酸銅（II）；
（c）塩基、すなわち、酢酸カリウム；および
（d）Acryloid B82（Rohm & Haas（Philadelphia,Pennsylvania 19104,United States of America）から入手できる）およびポリ（ビニルアルコール）を含む結合剤；このポリ（ビニルアルコール）は、定着工程に対する結合剤および還元剤の両方として作用する。
酸発生層52および色変化層54は、両方とも、室温より実質的に高いガラス転移温度を有する結合剤を含有する。
第１色変化層54上には、酸不透過層56が重ねられ、これは、画像化時に第２酸発生層（以下参照）にて発生する酸が、第１色変化層54に浸透するのを防止する役目をする。酸不透過層56上には、第２酸発生層58が重ねられ、これは、第１酸発生層52と同一の超酸前駆体、二次酸発生剤および結合剤を含有する。しかし、第２酸発生層58は、そのプロトン化形態において、指示薬増感染料として、2,4,6-トリス（2,4-ジメトキシフェニル）ピリジン（約400nmの波長の可視/近紫外線に対して、超酸前駆体を増感する）を含有する。
第２酸発生層58上には、第２色変化層60が重ねられ、これは、Copikem 37を以下の式を有する第２画像化染料（酸の存在下にて、無色からマゼンタ色に変化する）で置き換えたこと以外は、第１色変化層と同一である：
0003694320.tif 000005
（Hilton Davis Co.から、「Copikem 35」の商品名で入手できる）。
この画像媒体の次の層は、第２酸不浸透中間層62であり、これは、層56と同一である。酸不透過層62上には、第３酸発生層64が重ねられ、これは、第１および第２酸発生層（それぞれ、52および58）と同一の超酸前駆体、二次酸発生剤および結合剤を含有する。しかし、この第３酸発生層64は、指示薬増感染料を含有しないが、代わりに、通常の非塩基性多環式芳香族増感剤（すなわち、1-ビニルピレン）を含有し、これは、約350nmの波長の紫外線に対して、超酸前駆体を増感する。第３酸発生層64上には、第３色変化層66が重ねられ、これは、Copikem 37を、以下の式を有する第３画像化染料（酸の存在下にて、無色からシアン色に変化する）で置き換えたこと以外は、第１色変化層54と同じである：
0003694320.tif 000006
最後に、この画像形成可能層44はトップコート68（これは、酸発生層および色変化層を第２偏光層42から隔離する）を有する。
図１に示される表示装置は、好ましくは、以下の様式で製造される。この装置の種々の構成要素の全ては、一定位置の液晶層32、ならびに制御装置（図示せず）および電源と接続した第１および第２電極と共に、通常の様式で組立てる。本発明のフィルター形成の目的上、第１電極は、第１セット、第２セットおよび第３セットに分割され得、これらのセットは、最終的に、それぞれ、赤色、緑色および青色のフィルター要素と配列されるものである。この方法の第１工程では、制御装置がセットされ、第１電極の第３セットが「オン」であり、結果的に、この第１電極の第３セットに隣接した液晶層32の一部が不透明とする。次いで、表示装置10は第１偏光層14を支持する表面を通して約450nmの波長を有する青色可視光線の平行ビームで照射される。この第１電極の第１セットおよび第２セットに隣接した液晶層32の一部は、依然として透明であるので、この450nm放射線は、液晶層32のこれらの部分を通り、第１酸発生層52にて酸を形成し、この層にて、形成されるべき赤色および緑色のフィルター要素に対応した超酸潜像を生成する。次に、第１電極の第２セットのスイッチをオンにし、表示装置10を第１偏光層14を支持する表面を通して約400nmの波長を有する紫色可視光線の平行ビームで照射し、それにより、第２酸発生層58にて、形成されるすべき赤色および青色のフィルター要素の超酸潜像を形成する。最後に、第１電極の第１セットのスイッチをオンにし、この表示装置10を、第１偏光層14を支持する表面を通して約350nmの波長を有する紫外線の平行ビームで照射し、それにより、第３酸発生層64にて、形成されるべき緑色および青色のフィルター要素の超酸潜像を形成する。
これらの３回の曝露に続いて、装置10を加熱し、それにより、酸発生層52、58および64の曝露領域に存在する超酸が、曝露により発生した非緩衝化超酸の量よりも実質的に多い量の第２酸の形成とともに、この二次酸発生剤の触媒的分解を引き起こす。付与される熱はまた、酸発生層52、58および64ならびに色変化層54、60および66をそれらのガラス転移温度以上に上げ、それにより、各酸発生層に存在する成分を、それに関連した色変化層に存在する成分と混合させる。従って、酸発生層および色変化層の関連する３組は、前記国際出願番号PCT/US95/05130に記載のように、「現像」され、そして定着される。すなわち、銅化合物は残留する超酸前駆体を分解し、塩基は存在する非緩衝化超酸を中和する。これらの曝露領域では、酸発生層に生成する第２酸は、その関連した色変化層において、この画像化染料の色変化を引き起こし、それにより、層54、60および66にて、それぞれ、黄色、マゼンダ色およびシアン色の画像が形成される。非曝露領域では、過剰の塩基が残留し、そして画像化染料は着色されないまま残る。酸不浸透中間層56および62は、それぞれ、第２および第３酸発生層58および64にて発生する非緩衝化超酸または第２酸が、それぞれ、第１および第２色変化層54および60に移動するのを防止する。それにより、これら３色画像が混線することを防止する。各二重層に存在する成分の混合はまた、色変化層のそれぞれに存在する塩基が、それに関連する酸発生層の曝露領域にて存在するプロトン化形態の増感染料（指示薬増感染料を使用する層にある）を脱プロトン化し、それにより、このプロトン化増感染料によって、この可視吸収を取り除き、これらの画像のDminを低レベルに低減する。
従って、この加熱工程の最後では、第１電極の第１セットを覆う画像形成可能層領域では、層54は黄色に着色され、層60はマゼンタ色に着色されるが、層64は無色である。黄色およびマゼンタ色の組合せは赤色のフィルター要素を生成する。同様に、第１電極の第２セットを覆う画像形成可能層領域では、層54は黄色に着色され、層60は無色であり、そして層64はシアン色に着色される。黄色およびシアン色の組合せは緑色のフィルター要素を生成する。最後に、第１電極の第３セットを覆う画像形成可能層領域では、層54は無色であり、層60はマゼンタ色に着色され、そして層64はシアン色に着色される。マゼンタ色およびシアン色の組合せは青色のフィルター要素を生成する。
第１電極間の間隙がこの曝露放射線に対して透明であるなら、これらの間隙を覆う画像形成可能層44の領域はこれら３回の各曝露時に曝露されることが分かる。結果的に、現像工程および定着工程中時に、スペーサーを覆う領域にて３つの色形成層の全ては色を現像し、この被覆領域は黒色に見え、それゆえ、黒色グリッドを提供し、第１電極間の間隙を通る光の漏洩を防止する。それゆえ、表示装置のコントラストを改善する。
ここで記述の発明の好ましい方法では、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変更および改良を行い得ることは明らかである。特に、好ましい方法では、表示装置の全ての構成要素がフィルター要素の形成前に存在するが、他の場合には、このフィルター要素の形成後にある種の構成要素を追加するのが好都合であり得る。例えば、所望ならば、抗反射コーティング48は、これらのフィルター要素を画像形成可能層44に形成した後に第２支持部材46に付与してもよい。また、フィルター要素を電極と配列するのに使用される方法がフィルター要素として存在する両方の偏光層を形成することを必要としない場合、これらのフィルター要素を形成した後で表示装置に保護層12および16ならびに第１偏光層14を追加してもよい。
さらに、上記の好ましい表示装置は、非平面ガラス製の第１支持部材およびプラスチック製の第２支持部材を有するが、両方の支持部材がプラスチックであってもよく、あるいは所望であれば、平面ガラス支持部材を使用してもよい。実際には、本発明の表示装置は、所望であれば、２つのガラス支持部材で構築されてもよい。しかし、この場合には、画像形成可能層をガラス支持部材上に直接コーティングすることは一般的には不都合なので、画像形成可能層は、好都合には、プラスチックフィルムにコーティングされる。このフィルムには、表示処理または剥離コーティングのいずれかを行い、画像形成可能層がフィルムに強固に付着しすぎないことを保証する。画像形成可能層をフィルムにコーティングした後、画像形成可能層上に接着剤層をコーティングし、次いで、コーティングフィルムをガラス支持部材に積層し、接着剤層が画像形成可能層をガラス上に固く付着させる。最後に、プラスチックフィルムが、画像形成可能層から剥離され、廃棄されて、ガラス支持部材に固定された画像形成可能層を残す。
上述のことから、本発明は、LCD装置におけるカラーフィルターの製造方法を提供し、これは、少数の工程のみを必要とし、かつ、完全に組み立てられた表示装置を用いて行われ得る。従って、後の加工または組立時に、フィルターが損傷を受けたり汚染される任意のリスクを回避する。さらに、本発明の方法の好ましい変形は、液晶層それ自体の光シャッター効果を使用して、フィルター要素を装置の画素と配列させ、フィルター要素それ自体が形成されるのと同時に、装置の画素間に黒色グリッドを形成させることを可能にする。
【図１】
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【図２】
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