JPH03200222A - 多色表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶カラーテレビ、パーソナルコンピュータの
表示装置、ビデオ表示装置、計測機器の表示パネル等の
あらゆる多色表示装置の製造方法に関するものである。

〔発明の概要］ 本発明は、基板上に形成された透明導電膜パターンに有
機高分子からなる複数のカラーフィルターを形成し、該
カラーフィルター中に徽細な孔を設けることでカラーフ
ィルターを挟む上下の透明電極を電気的にＲ通させるこ
とにより多色表示装置を容易に駆動させることを特徴と
する多色表示装置の製造方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

近年、液晶表示はセル内のカラーフィルターを通る光を
液晶シャッターで０Ｎ１０ＦＦすることにより多色表示
を実現させる技術が進んできている。カラーフィルター
上の駆動電極はカラーフィルターの製法の如何にかかわ
らず、液晶を駆動させるために透明導電膜が用いられて
いる。

第４図にカラーフィルター上に透明電極を形成した多色
表示装置の従来技術の例を模式断面図で示した。以下そ
の製造方法について説明する。

４１はガラスよりなる基板で、その上にＩＴＯｉ３明電
極４２が所定のパターンに形成される。［ＴＯ電極上に
はカラーフィルターが電着法により形成される。他のカ
ラーフィルター製法である染色法、印刷法、顔料分散レ
ジストによるフォトリソグラフィー法ではこのＩＴＯ透
明電極は通常必要としない。電着法は、高分子と色素を
含む溶液から選択的に電極に電圧を印加することにより
、透明電極上に着色膜を析出させるものである。染色法
は、感光性ゼラチン等の可染性の高分子を塗布し、フォ
トリソグラフィーによってパターンを形成し、それぞれ
の色を順次染色していく方法である。

印刷法は、微細パターンを形成させるための特殊な印刷
技術により多色インキを順次印刷していくものである。

顔料分散レジストによるフォトリソグラフィー法は染色
法の改良法であり、予め感光性樹脂中に多色の顔料をそ
れぞれ分散させたものを、ガラス基板上に塗布しフォト
リソグラフィー法により順次バターニングしていく方法
である。

第４図の４４はカラーフィルター上に設ける透明電極４
５を安定的にバターニングさせるために必要なトップコ
ート層である。通常トップコートがない場合、カラーフ
ィルター上の透明電極はバターニング工程の種々の熱処
理でクラックや剥離現象が生し透明電極の形成が不可能
になる。４５はカラーフィルター上の透明電極であり、
スパッタリング法で成膜された後、フォトレジストを塗
布し、フォトマスクを正確にカラーフィルターパターン
にアライメントし、光を照射して露光する。次に露出し
たＩＴＯをエツチング除去し、フォトレジストを剥離し
、カラーフィルター上に透明電極を形成する。このよう
にカラーフィルターと透明電極４５を形成した基板４６
を相対向させ、その間隙に液晶４９を挟持させて多色表
示装置とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、カラーフィルター上透明電極の作製は従
来のスパッタリング法で行うと、カラーフィルターが有
機高分子からなるため、耐熱性が低く成膜時の基板温度
をあまり上げることができず、ガラス等の無機物基板に
成膜する場合に比べ低温プロセスとなってしまい、でき
た膜と基板材との密着性が劣ることになる。その結果、
剥離等の不良を引き起こしやすい。また、密着性を向上
させるために使用している有機高分子であるトップコー
トの耐熱性の限界まで加熱して成膜すると、カラーフィ
ルターの熱変形及びトップコートとの熱変形量の差によ
るストレスが、各膜界面に集中し、透明導電膜にクラン
ク等の不良が生じやすいという問題がある。

また、カラーフィルター上の透明導電膜は、液晶駆動用
電極として使われるが、多色表示装置の外周部での外部
端子との接続の際、カラーフィルターやトップコートの
膜厚の分だけ段差が生じて加熱圧着工程時にカラーフィ
ルター上の透明電極が断線を起こす問題が生じた。この
問題を避けるためにカラーフィルターやトップコートを
基板外周まで延長させると、前記外部端子との加熱圧着
時に変形し、接続不良が生じるという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、上記のような問題点を解決するために、以
下のような手段を採用した。スパッタリング法により有
機高分子膜上への無機物質である透明電極を成膜するこ
とは、基板加熱等の耐熱性の上で限界があり、特に密着
性の良い膜を得るのは困難である。そこで有機高分子膜
への密着性の高い成膜技術を検討した結果、イオンプレ
ーティング法による透明電極の成膜が有効であることを
見出した。

次に、通常使用されているカラーフィルターの上のトッ
プコートを省き、カラーフィルター上へ直接イオンプレ
ーティング法による透明電極の成膜を行ったところ、密
着性が良好であることが判明した。さらに、透明電極を
バターニングする種々の化学的、熱的処理にも耐え、良
好なパターンが形成されることを確認した。そこで、カ
ラーフィルター上へ直接透明電極を成膜できることにな
れば、カラーフィルターの下の透明電極との電気的接続
も、種々の方法により可能になると考え、カラーフィル
ターパターンの一部に微細な孔を開けた後、イオンプレ
ーティング法により透明電極を成膜したところ、カラー
フィルター上下の電極が導通することが判った。これに
より、カラーフィルター上下の透明電極が、事実上電気
的に接続されたことにより、液晶駆動電極として、カラ
ーフィルターの下の電極が使用可能になった。カラーフ
ィルターの上の透明電極パターンは第１図に見るように
、カラーフィルターと同様に、多色液晶表示装置のセル
のシール部内側までにとどめて、カラーフィルターの下
の透明電極を外部まで延ばして、接続用の端子電極とし
て用いることが可能になる。

〔作用〕

一般に、有ａ裔分とＩＴＯのような無機物では加熱時の
ストレインは大きく異なり、両者の界面での接触状態す
なわち密着性が十分強いものでなけれは、加熱工程での
界面のズレが生し剥離やクラックが生じることになる。

スパッタリングによる透明電極の成膜では、カラーフィ
ルター上に到達する分子の有するエネルギーは比較的小
さく透明電極膜を構成する分子とカラーフィルターと結
合が弱くなり、界面における熱ストレスが発生すると剥
離やクラック等の問題が生じるものと考えられる。

一方、イオンプレーティング法による透明電極の成膜の
場合にはカラーフィルター表面へ衝突する分子エネルギ
ーが相当高いために、カラーフィルター内に衝突した分
子が深く潜り込み、強い結合力となり密着性が大きくな
るものと考えられる。

また、種々の方法によりカラーフィルターに設けた微細
な孔へも、イオンプレーティング法による透明導電膜を
構成する分子は入り込み、カラーフィルター上下の透明
電極を電気的に完全に一体化しうるちのとなる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

実施例−１ 第１図（ａｌは本発明による多色液晶表示装置の断面図
である。ｌはガラス基板、２はＩＴＯ電極、ＩＴＯ電極
上に電着法によりポリエステルメラミン樹脂と色素から
なる膜厚１．５ミクロンのカラーフィルターを形成した
。なお、電着法によるカラーフィルターの製法は、特開
昭５９−１１４５７２号に詳しく開示されている。

このように形成したカラーフィルター基板を、レーザー
リペア−装置により、第１図（ｂ）に見るように、各カ
ラーフィルターラインに直径１０ミクロンの微細な孔を
開けた。この微細孔は１点でも上下導通は十分得られる
が、上下の透明電極間の接続抵抗を十分下げるため３点
以上あけた。こうして形成された微細孔付のカラーフィ
ルター上にイオンプレーティング法による透明電極４を
形成した。第３図は、実施例に用いたイオンプレーティ
ング装置の断面図であり、以下に本装置と実施方法につ
いて詳述する。

第３図中真空室３１はベルジャ３２によって気密に保た
れている。この真空室３１は真空ポンプによる排気系３
３によって排気する。ベルジャ３２はガス導入口３４を
設けている。透明導電膜形成時には、まずベルジャ３２
内を排気系３３によって排気して、次いで、ガス導入口
３４より不活性ガスを導入して不活性ガス分圧をおよそ
１０−Ｓ〜１０−”ｔｏｒｒ程度に調整する。この不活
性ガスはアルゴン、ヘリウム、水素などから選択できる
が、本実施例ではアルゴンを７．５　Ｘ　１０−’？。

１．の圧力にした。ベルジャ３２の内部には、カラーフ
ィルターのついた基板３５およびホルダー３６からなる
基板系と、膜形成のための酸化スズ５％、酸化インジウ
ム９５％よりなる蒸発源物質３７およびハース３８と共
に、プラズマビーム発生装置３９を設ける。このプラズ
マビーム発生装置には、プラズマ放電のための不活性ガ
ス導入装置４０を設けている。

アルゴン等の不活性ガスを導入装置ｆｆ１４０から導入
して、次に電圧を印加してプラズマ放電を生起させ、プ
ラズマビーム４１を放射させる。このプラズマビーム４
１は蒸発源物質３７の蒸発とイオン化励起を行う。プラ
ズマビーム４１の集束化、安定化のために磁石４２．４
３を設けてもよい。この磁石による磁界により、プラズ
マビームはより効果的に集束する。また、ベルジャ３２
には反応性ガス導入装置４４を設ける。この装置４４は
反応性ガスをプラズマビーム中に供給するようにする０
本実施例では反応性ガスとして酸素を９ｘｔｏ−’ｔ。

１Ｆの圧力で用いた。

本実施例ではカラーフィルターのついた基板３５を移動
させながら７０　Ｖ　、　　２５０　Ｖの放電を行い、
膜厚２５００人、透過率８３％１表面抵抗１３〜１７Ω
／ｌ′の透明導電膜を得た。また、この透明導電膜はカ
ラーフィルターの下ＩＴＯ２と電気的に導通を有してい
た。

第１図（ａｌに戻り多色表示装置の製造方法について説
明する。このように形成されたカラーフィルター上の透
明導電膜をフォトリソグラフィーを用いて所定の形状に
パターニングし透明電極４とした。この透明電極４とＩ
ＴＯＺともまた電気的導通を有していた。５は対向ガラ
ス基板で、その上にＩＴＯ電極６を形成した後、基板１
と相対向させ、その間隙に液晶を挟持して多色液晶表示
装置を構成した。本実施例においてカラーフィルター上
のＩＴＯ電極４は密着力に優れており、成膜時の！′１
１離、クラック等は全くなかった。その後２００℃、５
時間程度の加熱に対しても抵抗値の変化もなく、十分な
密着性を維持していた。

カラーフィルター上透明電極４は、パターニング時に、
外部接続端子部９まで延長させず、多色液晶表示装置の
シール８までにして、外部接続端子用透明電極はカラー
フィルター下ＩＴＯ２を用いて多色液晶表示装置を作製
し、液晶を駆動させたところ正常に動いた。また、多色
液晶表示装置を６０℃、９０％ＲＨ雰囲気中で１０００
時間の信頬性をクリヤーし、正常駆動を接続させた。

実施例−２ 第２図（ａｌに本発明による多色表示装置の他の実施例
の断面図を示す。ガラス基板２１上にパターニングされ
た透明電極２２を設けた後、第２図（ｂｌに示すように
、スクリーン印刷法を用いて透明電極２２上に直径３０
ミクロンのドツト２Ａをアルカリ溶解タイプの樹脂によ
り形成した。その後、透明電極２２上に電着するとドラ
）２Ａを除いた透明電極２２上にカラーフィルター２３
が形成された。このカラーフィルター基板を３％のＮａ
０Ｈｔｌ液に１分間浸漬するとアルカリ溶解タイプの樹
脂ドラ）２Ａが溶けて、カラーフィルター２３に直径３
０ミクロンの孔２Ｂが形成されたく第２図（Ｃ））。こ
の孔２Ｂは多色液晶表示装置の表示エリア外に設けるこ
とにより、孔２Ｂの径にかかわらず実際上表示欠点とは
ならない。カラーフィルター２３上ＩＴＯは実施例１と
同様にイオンプレーティング法で作製した。

２５は対向ガラス基板でその上に透明電極２６を形成し
た後、基板２１と対向させ、その間隙部に液晶２７を挟
持して多色液晶表示装置を作製したところ、実施例１と
同様の効果が得られた。

〔発明の効果〕

以上実施例において具体的に説明してきたように、本発
明による多色表示装置の製造方法によれば、イオンプレ
ーティング法によりカラーフィルター上に直接透明電極
が設けられ、かつ有機高分子であるカラーフィルターと
の密着性に優れるという効果を有している。また、カラ
ーフィルターの下ＩＴＯが接続用端子電極として利用で
きるため、シール圧着や外部電極との接続時に加わる熱
ストレスによる欠陥も全くなく、高信鯨でかっ歩留まり
の高い多色表示装置の製造が可能になった。

さらに、カラーフィルター上のトップコートが不用にな
り、製造コストの面でも有利な製造方法であることから
、本発明は信頼性の高い低廉価な多色表示装置を提供す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＋は本発明による多色液晶表示装置の実施例
の断面図、第１図（ｂｌは、そのカラーフィルター基板
の平面図、第２図（ａｌは本発明による多色液晶表示装
置の他の実施例を示す断面図、第２図（ｂｌはその透明
電極基板上へドツトの印刷した基板平面図、第２図ｆｃ
）はそのカラーフィルター基板の平面図、第３図はイオ
ンプレーティング装置の断面図、第４図は従来の多色液
晶表示装置の断面図である。 １．５゜ ６ ３．２３ ７、　２７゜ ８、　２８゜ ９、　２９゜ ＩＡ、２Ｂ・ ２Ａ・　・　・ ３１・　・　・ ３２・　・　・ ３３・　・　・ ３４・　・　・ ３５・　・　・ ３６・　・　・ ３７・　・　・ ３８・　・　・ ３９・　・　・ ４０・　・　・ ４１・　・　・ ４２．４３・ ２１．２５ ２２、　２４゜ ４３　・　・ ４８　・　・ ４９　・　・ ５０　・　・ ４１、４６・・・・・ガラス基板 ２６、４２．４５．４７・・・透明電極・カラーフィル
ター ・液晶 ・シール ・外部端子電極 ・微細孔 ・印刷ドツト ・真空室 ・ベルジャ ・排気系 ・ガス導入口 ・カラーフィルレター４寸ｉｔ反 ・基板ホルダー ・蒸発源物質 ・ハース ・プラズマビーム発生装置 ・不活性ガス導入装置 ・プラズマビーム ・磁石 ４４・・・・・・・反応性ガス導入装置以上

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラーフィルターを用いた多色表示装置の製造方
   法において、基板上にパターニングされた透明導電膜を
   形成し、該透明電極上に設けられた１色もしくは２色以
   上の有機高分子からなるカラーフィルターに微細な孔が
   開けられ、該孔を通じて該カラーフィルター上に設けら
   れる透明電極と該カラーフィルターの下に設けられた該
   透明電極と電気的に導通されているように製作されるこ
   とを特徴とする多色表示装置の製造方法。
2. （２）前記カラーフィルターに用いられる高分子がポリ
   エステル樹脂とメラミン樹脂もしくはアクリル樹脂とメ
   ラミン樹脂との硬化物からなることを特徴とする第１項
   記載の多色表示装置の製造方法。
3. （３）前記カラーフィルターに設けられた微細な孔が、
   前記パターニングされた透明電極上に予め設けられたカ
   ラーフィルター製作後溶解除去可能な微細なパターンよ
   り作られることを特徴とする第１項記載の多色表示装置
   の製造方法。
4. （４）前記カラーフィルターに設けられた微細な孔が、
   カラーフィルター製作後にカラーフィルターの一部を除
   去することにより作られることを特徴とする第１項記載
   の多色表示装置の製造方法。
5. （５）前記カラーフィルター上透明導電膜が反応性プラ
   ズマ方式イオンプレーティング法により設けられること
   を特徴とする第１項記載の多色表示装置の製造方法。
6. （６）前記反応性プラズマ方式イオンプレーティング法
   が、プラズマビーム発生装置とガス分圧の制御を行って
   連続的に移動する前記基板表面上に透明導電膜を低温で
   形成する方法であることを特徴とする第３項記載の多色
   表示装置の製造方法。