JPH01138530A - カラー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、カラーテレビ、パーソナルコンピューターの
表示装置、ビデオ表示装置、計測機器の表示パネル等に
利用され、小型から大型まであらゆる用途に応用可能な
高画質の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、カラー表示装置のうちＴＰＴ（Ｔｉｎ−Ｆｉ
ｌｍ−Ｔｒａｎｓ：５ｔａｒ）素子基板の対向基板であ
るカラーフィルターの製造方法のうち、前記カラーフィ
ルター上にオーバーコート及び透明導電膜を設けたのち
、前記カラーフィルターをマスクとして光感光性の遮光
性樹脂をアライメント不要で前記カラーフィルターの間
隙部位置に形成することを特徴としたカラー表示装置の
製造方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

近年液晶、ＥＬ、プラズマ、ＬＥＤ等薄型表示装置の進
展は著しく、ＣＲＴに匹敵する高精細な画質が得られる
ようになった。特にカラー化技術も進み、染色法、印刷
法、を着法等によるカラーフィルターが極めて精度よく
鮮やかな色調を有するまでに至っているが、更に画質の
向上のための手段として、透明電極間に遮光膜を設ける
方式が考案されている。これは、透明電極間隙の電圧が
印加されない部分、すなわち表示に寄与しない部分の光
の漏れを防ぎ、見掛は上のコントラストを高めるためで
ある。特にカラー化の場合には、コントラストな表示色
の彩度になるため、この遮光膜は画質向上のための重要
な手段になる。さらにスイッチング素子を用いるアクテ
ィブ型表示装置の場合には、この遮光膜により不要の光
を除去でるためスイッチング素子の光リークを低減でき
る効果を有する。

従来、この遮光膜を形成する方法として次の３つが考案
されている。

第一の方法は印刷によるものであり、透明電極間隙に黒
色インキを印刷することにより遮光膜を形成する方法で
ある。

第二の方法は染色法によるもの１であり、カラーフィル
ターの形成に利用されている方法を応用したものである
。パターニングされた透明電極を有する基板上にゼラチ
ン等被染色性の感光性樹脂を塗布し、透明電極のパター
ンに対応したフィトマスクを用い露光する。現像により
等位電極上のゼラチンを除去し、最後に黒色の染料を用
いてゼラチンを染色し遮光膜を得るものである。

第三の方法は、第３図に示すメタルマスク方式である。

まず初めに、パターニングされた透明電極上に、選択的
に金属メツキを被覆し、その上に光感光性の遮光性樹脂
を塗布した後、ガラス基板の背面から露光する０次いで
、現像し、金属メツキ上の遮光性樹脂を除去した後、透
明電極上の金属メツキをエツチングにより除去する方法
である。

ＴＰＴ素子基板をスイッチング素子にする場合は、カラ
ーフィルター及び遮光膜上全面に透明導電膜を形成する
工程が次に行われる。この際、透明導電膜がカラーフィ
ルター及び遮光性樹脂上に密着よく形成されるため、オ
ーバーコート層を設けられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術の第一の印刷法は、粗いパターンの場合は極め
て簡便な方法として優れているが、遮光膜の幅が１００
ミクロン以下になると均一な遮光膜形成が難しく、また
印刷精度も悪い。

第二の染色法は、遮光膜の均一性が良く、また露光法を
用いるため位置精度も高い、しかし、露光時にアライメ
ントの必要が有り、しかも透明電極とのアライメントに
なるため作業性が悪く、コストアップの大きな要因とな
っている。

第三の方法は、パターニングされた透明電極上の金属メ
ツキが露光時のマスクに利用されるためアライメントを
しないで極めて位置精度が高い遮光膜が形成できるメリ
ットがある。しかし、透明電極上への金属メツキをした
上、後にエツチングにより除去するという実質上余計な
工程が付加されるため、その分コストアップ要因になる
ばかりでなく、金属エツチングという極めて化学的に強
力な方法を採用するため、せっかく形成した遮光膜の剥
離や、透明導電膜表面の汚染等品質上の問題を有してい
る。

このように従来の技術は、それぞれに問題点や弱点を有
しており、本発明はこれらの問題を解決するために発明
されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の詳細な説明を第２図を用いて行う。

第２図ｆａ）は、パターニングされた透明電極が形成さ
れたガラス基板で、前記透明電極上に、電着法によりカ
ラーフィルターを形成する（ｂｌ。この電着法は、高分
子溶液により電極上に高分子を不溶化、析出させる方法
で高分子電着法と呼ばれる。この−例として高分子水溶
液中に顔料を分散させ、金属を浸漬し電極として用い該
金属上に着色層を電着させる電着塗装と呼ばれる方法が
工業的に知られており、自動車ボディーのプレコーティ
ング等に用いられている。この方法の原理は、高分子に
親水性基、たとえばカルボキシル基を導入し、そのカル
ボキシル基を無機アルカリ、有機アミン等で中和、水溶
化したものを用いる。水溶化した高分子水溶液に電極を
浸漬し電圧を印加すると、水溶液中で解離しているカル
ボキシアニオンが陽極に向かって電気泳動し、電極上で
水の電気分解で生じたフロトンと反応することによって
高分子が不溶化、析出してくる。すなわち、陽橿上では
次式に示す反応が起こり、高分子の析出が現れることに
なる。

２　Ｈｚｏ＝　４　Ｈｚ”　”　Ｏｔ　　Ｔ＋４ｅ−Ｃ
ＯＯ−＋Ｈ”→Ｃ０ＯＨ（析出ン また、親水性基に塩基性塩をたとえばポリアミンを用い
、酸により中和、水溶化すれば逆に陰極上で高分子の析
出が見られることになる。

このようにして得られた高分子膜は電気浸透の効果によ
り水分含量が少なく、塗布法等で作製した膜よりも密着
性の良い均一な膜となる。

以上述べたような電着法により複数の着色層を形成する
ための工程は概略以下の工程になる。■ガラス基板への
給電材の接着−■電着−■洗浄・乾燥−■給電材の剥脱
−■熱硬化−以下■〜■の繰り返し。

このように形成された電着カラーフィルター基板上に、
オーバーコート層として透明性の高分子樹脂を塗布する
。このオーバーコート剤はカラーフィルターにより凹凸
が拡大されたガラス基板の表面を平坦化させると同時に
この後に形成される透明導電膜の密着性が得られるもの
を選択すれば良い、たとえば、ポリアミド樹脂、ポリイ
ミド樹脂、エポキシ系樹脂等がある。塗布方法は、一般
に印刷法が採用されているが、平坦かつ均一に塗布でき
る方法であれば、いずれも保用可能である。

オーバーコート剤の上に形成される透明導電膜は、通常
ＩＴＯと呼ばれ、酸化インジウムと少量の酸化スズが含
有されたもので、スパッタリング法や真空蒸着法で形成
できる（第２図■）。

次に、光感光性の遮光性樹脂を均一に塗布する。

この光感光性の遮光性樹脂は感光性樹脂中に通常は複数
の色素を混合分散させて得られるものである。また、カ
ーボン顔料を樹脂中に分散させた遮光性樹脂も使うこと
ができる。塗布方法は、印刷法、スピンコード等平滑な
均一塗膜が得られる方法ならいずれも可能である（０１
０次の露光は、前記電着カラーフィルターをマスクとし
て、ガラス基板の背面、すなわちガラス面の方から光を
照射する。この方法によって、カラーフィルター上の感
光性樹脂には光が当たらず、カラーフィルターの間隙部
の感光性樹脂のみが怒光され、現像後に、遮光膜として
残ることになる（■、■）。

（作用〕 以上のような工程を経て形成された第３図の及び第１図
の９に示された遮光性樹脂を有するカラーフィルター基
板を用いて製造された液晶表示装置は、カラーフィルタ
ー５の間隙からの光の漏れがなくなり、遮光性機能を十
分発渾することが可能となる。

〔実施例１〕 パターニングされた透明電極上に、厚さがそれぞれ１．
５　ミクロンの電着カラーフィルターを赤。

緑、青の３色を設けた後、０．３ミクロンのエポキシ系
のオーバーコート及び０．１　　ミクロンの透明導電膜
（ＩＴＯ）を形成した。感光性のある遮光性樹脂として
、カーボン顔料含有のブラックレジスト（富士ムント製
Ｃ０ＰＡＣ−Ｋ）をスピンナーで１．０　ミクロン塗布
した。露光光源としてウシオ製ＶＳ−５００のランプを
使用し１０秒間露光し現像して遮光膜９を形成したブラ
ックレジストは現像により多少の膜減りをしたが、ポス
トベーク後の厚みは１．４　ミクロンの厚みがあり、極
めてシャープな形状を有していた。

〔実施例２〕 パターニングされた透明導電膜上に、赤、緑の電着カラ
ーフィルターの厚みがそれぞれ１．８　ミクロン、２４
０　ミクロンある２色カラーフィルターを形成した後、
０．５ミクロンのオーバーコートと０．２ミクロンの透
明導電膜（ＩＴＯ）を形成した。感光性の遮光性樹脂と
してネガ型レジスト中にＲｌＧ、　Ｂの３ｓｉ料を混合
させた材料をロールコータ−で２．０　ミクロン塗布し
た後、露光、現像し遮光膜９を形成した 〔発明の効果〕 以上のような製造方法で形成された遮光膜の遮光率は、
実施例１のものが９９％、実施例２のものが９８％と極
めて高く、カラー液晶表示装置の見掛けのコントラスト
二色調が大幅に改善されると同時に、アクティブ素子で
あるＴＰＴの光リーク現象が完全に防止ができ、信頼性
の高いカラー液晶表示装置の製造が可能になった。

また、従来の遮光膜の製造方法と比較して、遮光膜の位
置精度が極めて高く、いかなるサイズの高精細なカラー
液晶表示装置にも適用でき、かつ製造工程を大幅に簡略
化できるので製造コストの大幅ダウンも可能になると同
時に、製品の歩留りが向上でき、工業的・経済的寄与は
多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示装置の模式断面図、第２
図［ａ）〜（「）は本発明による遮光膜製造方法の模式
１程図、第３図（ａ）〜（ｈｌは従来の遮光膜製造方法
の模式１程図である。 １・・・・偏光板 ２・・・・ガラス基板 ２′　・・・・ＴＰＴ基板 ３．４・・透明電極 ５・・・・カラーフィルター ６・・・・オーバーコート ７・・・・透明電極 ８・・・・光感光性樹脂 ９・・・・遮光膜 １０・・・・液晶 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 本発明の欣晶氏禾杖１ハ撲八′酢面図 第１図 ｔ１↑ｔｔｔｔｔｒ 丸 本宅［Ｉ月にＪる止ｔＲ黄製造方う得粟式１才！図第２
図 （ｂ）　　　　已ビニ５ｊ！！！！Ｌ二＝−ヂ＝二ビ＝
１〜−　８美メツ矢（Ｃ）　　Ｆ５サーーーー〜闘剋健
１１予＜ｄ）！−一　　露先 ↑↑１↑↑↑↑↑１ え （ｅ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊｔ（Ｕ（ｆ
）　　　ｄ迂＝＝戸ト＝タ±Ｕコ　　　　　金高工・ノ
今ン７゛促米の遮光ｌＩ黄製ｉ方ブ去イ文式゛ニオ呈図
第３図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚の透明電極基板のうち、少なくとも一方がパ
   ターニングされた透明電極とその透明電極上にカラーフ
   ィルターが設けられ、該カラーフィルター間隙部位置に
   遮光膜を有する基板であり、該基板間に電気光学材料を
   挟持してなるカラー表示装置において、遮光膜が、 ［１］パターニングされた透明基板上に、カラーフィル
   ーを形成させる工程。 ［２］オーバーコート及び透明電極を形成する工程。 ［３］感光性の遮光性樹脂を塗布する工程。 ［４］基板の背面より露光する工程。 ［５］現像工程。 の製造工程により形成されることを特徴とするカラー表
   示装置の製造方法。
2. （２）上記カラーフィルターが電着法により形成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー表
   示装置の製造方法。