JP2558920B2 - カラー液晶表示器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、カラー液晶表示器の製造方法に関し、特に
その熱処理に関する。

（従来の技術） カラー液晶表示器は、例えば、第１基板の一主面側に
カラーフィルタ層、保護平坦化層、透明な導電電極を形
成し、第２基板の一主面側に透明な導電電極を形成し、
これら第１基板と第２基板との間に、液晶を挾持して周
囲を封着シールしている。

このようなカラー液晶表示器におけるカラーフィルタ
層は、一般に、染色法、電着法等により透明な基板に被
着させ、フォトリソグラフ技術等を用いて基板上にパタ
ーン形成する。このようにして形成されたカラーフィル
タ層は、特にドットマトリクス型のような赤、緑、青の
色を持つものでは、それぞれの色の画素が隣接して互い
に重なり合っているため、段差が生じている。この段差
が生じた場合、対向基板との間の間隙距離（セルギャッ
プ）が変化し、液晶の閾値電圧の変化が発生し、色むら
が生じる。そこで、上記の段差を小さくするため、カラ
ーフィルタ層上にトップコートによる平坦化層を設けて
いる。

また、一般に、カラーフィルタ層の染料は、液晶及び
他の溶媒に対して不安定であり、露出状態では使用でき
ず、上記の平坦化層はカラーフィルタ層の保護の役目も
持っている。

上記平坦化層を形成するトップコートの材料には、種
々の材料が用いられるが、カラーフィルタ層へのぬれ性
及び透過率の高い材料が選択条件となり、現在ではアク
リル系の高分子ポリマーが多く用いられ、スピンコート
法等によりカラーフィルタ層上に塗布される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなカラー液晶表示器においては、カラーフ
ィルタ層上の平坦化層であるトップコートは、基板と導
電電極との間にあるため、トップコートの残留応力で導
電電極が大きく変形することがある。すなわち、カラー
フィルタ層のトップコートは、温度と体積の関係におい
て特定の転移点、すなわち、ガラス転移点（Tg）をも
ち、製造工程中の熱処理時にそのガラス転移点を速く通
過すると、トップコート内に残る応力、つまり残留応力
が大きくなり、導電電極の変形、断線の一因となってい
た。

本発明は、上述のような問題を解決しようとするもの
で、製造工程中の熱処理時におけるカラーフィルタ層の
保護平坦化層の残留応力を軽減させ、導電電極の断線等
を防止することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、一主面側にカラーフィルタ層、保護平坦化
層、透明な導電電極が形成された第１基板と、一主面側
に透明な導電電極が形成された第２基板との間に、液晶
を挾持して周囲を封着シールし、前記第１基板及び第２
基板の他主面側の少なくとも一方に偏光板を配置してな
るカラー液晶表示器の製造方法において、熱処理工程で
の加熱処理後に、前記保護平坦化層のガラス転移温度の
±20℃以内で熱処理温度を維持するアニールを行なうも
のである。

（作用） 本発明では、熱処理工程での加熱処理直後に、カラー
フィルタ層の保護平坦化層のガラス転移温度近辺でアニ
ールすることにより、保護平坦化層の残留応力が低減
し、導電電極に対する影響が小さくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図は、本発明の方法によって製造するカラー液晶表示
器の一例として、STN型の多層構造のものを示してい
る。

このカラー液晶表示器は、駆動用の第１光学セル１と
位相差補正を行なう光学補償用の第２光学セル２とから
なっている。

上記第１光学セル１は、例えばガラスからなる透明な
第１基板11と第２基板12とを有し、この第１基板11の一
主面11a上に例えば電着法によりカラーフィルタ層13を
形成し、このカラーフィルタ層13上に有機または無機物
の、例えばアクリル樹脂からなる保護平坦化層としての
トップコート14を塗布形成する。また、上記第１基板11
の一主面11a側のトップコート14上及び第２基板12の一
主面12a上に、例えばITO（インジウム・チン・オキサイ
ド）からなる透明な導電電極15,16をスパッタリング
法、真空蒸着法等によりそれぞれ形成すると共に、この
導電電極15,16を覆うように配向層17,18をそれぞれ形成
する。

そして、この配向層17,18の熱処理工程における加熱
硬化直後の冷却過程において、上記トップコート14のガ
ラス転移点温度の±20℃以内の温度、例えば±15℃の温
度を約30分間維持するアニールを行なう。

次に、上記第１基板11と第２基板12との互いの一主面
11a,12aを対向して周囲を熱硬化型の封着剤19により所
定間隙で封着シールする。この間隙は、間隙内部領域に
配置された例えばポリスチレン系樹脂の多数のスペーサ
20と、上記封着剤19によるシール部内に配置された例え
ばガラス繊維スペーサとによって５〜７μｍ程度の所定
間隔で保持される。

そして、上記封着剤19の熱処理工程における加熱硬化
温度プロファイルにおいて、加熱硬化直後の冷却過程で
も、上記トップコート14のガラス転移点温度の±20℃以
内の温度、例えば±15℃の温度により約90分間で通過す
るように設定してアニールを行なう。

次に、上記第１基板11と第２基板12との間の封着剤19
で囲まれた間隙に、液晶注入口からカイラル剤が添加さ
れたネマティック系の液晶21を注入した後、液晶注入口
を例えば紫外線硬化型接着剤により封止し、第１基板11
と第２基板12との間に液晶21を挾持する。この液晶材料
としては、例えば、シクロヘキサン系、エスラル系、ビ
フュニル系、ピリミジン系等が用いられる。なお、液晶
21の分子軸はカイラル剤の働きにより、第１基板11と第
２基板12との間で180°から360°の範囲、例えば210°
の捩れを持つと共に、第１基板11と第２基板12との平面
に対し例えば３°の傾斜を有している。

また、上記第２光学セル２は、色純度を上げるために
高コントラストにするもので、上記第１光学セル１と同
様に、第１基板11、第２基板12、配向層17,18、封着剤1
9、液晶21の構成を備えているが、カラーフィルタ層及
びトップコートを形成しておらず、導電電極は無く、か
つ、液晶21の分子軸の捩れ角は同じであるが、捩れ方向
が逆である。

そして、上記第１光学セル１の第１基板11の他主面11
b側または第２基板12の他主面12b側に、本実施例では第
１基板11の他主面11b側に第２光学セル２を重合配置す
る。

また、上記第１光学セル１の第２基板12の他主面12b
側に偏光板22を被着し、さらに、上記第２光学セル２の
第１基板11の他主面11b側に偏光板23及びこの偏光板23
上に反射板24をそれぞれ被着する。ここで、上記偏光板
22,23の配置角度は、偏光板22,23の透過軸が第１光学セ
ル１の第２基板12の配向方向に対して、それぞれ右回り
に約75°、左回りに約15°となるように設定してある。

このようにして、所望のカラー液晶表示器を構成し、
これは選択時において黒色、非選択時において白色を呈
する。

上記のようにして、カラー液晶表示器としてなるまで
の全製造工程を通した中の、熱処理を要する工程時、そ
の少なくとも１つの工程で、加熱処理直後に、保護平坦
化層であるトップコート14のガラス転移点温度の±20℃
以内で熱処理温度を維持するアニールをわ行なうことに
より、トップコート14の残留応力を軽減させ、熱ストレ
スによる導電電極15の断線を防ぎ、歩留りを上げること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱処理工程時の加熱処理の直後に、
カラーフィルタ層の保護平坦化層におけるガラス転移温
度付近の温度でアニールを行なうことにより、保護平坦
化層の残留応力を軽減させ、熱ストレスによる導電電極
の断線を防ぎ、歩留りを上げ、信頼性が高く、表示品位
の良好なカラー液晶表示器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係る製造方法により得られるカ
ラー液晶表示器の一例を示す断面図である。 11……第１基板、11a……一主面、11b……他主面、12…
…第２基板、12a……一主面、12b……他主面、13……カ
ラーフィルタ層、14……保護平坦化層としてのトップコ
ート、15,16……導電電極、19……封着剤、21……液
晶、22,23……偏光板。

フロントページの続き (72)発明者 前田 英士 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 東芝 電子デバイスエンジニアリング株式会社 内 (56)参考文献 特開 平２−62514（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一主面側にカラーフィルタ層、保護平坦化
   層、透明な導電電極が形成された第１基板と、一主面側
   に透明な導電電極が形成された第２基板との間に、液晶
   を挾持して周囲を封着シールし、前記第１基板及び第２
   基板の他主面側の少なくとも一方に偏光板を配置してな
   るカラー液晶表示器の製造方法において、 熱処理工程での加熱処理後に、前記保護平坦化層のガラ
   ス転移温度の±20℃以内で熱処理温度を維持するアニー
   ルを行なうことを特徴とするカラー液晶表示器の製造方
   法。