JPH02198419A - Production of multicolor display device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はカラーフィルターを用いた多色表示装置に関し
、さらに詳しくは表示装置の駆動電圧を低減するために
カラーフィルター上に透明電極を設けた多色表示装置の
製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a multicolor display device using a color filter, and more specifically, to a multicolor display device using a color filter, and more specifically, a transparent electrode is provided on the color filter in order to reduce the driving voltage of the display device. The present invention relates to a method of manufacturing a multicolor display device.
本発明は多色表示装置に用いるカラーフィルター上にイ
オンプレーティング法により透明電極を設ける事により
、駆動電圧が低減できるにもかかわらず、従来、見られ
たような透明電極の剥離。The present invention provides a transparent electrode on a color filter used in a multicolor display device by ion plating, thereby reducing the driving voltage, but the peeling of the transparent electrode that has conventionally been observed.
劣化がなく耐久性の向上した多色表示装置を提供するも
のである。The present invention provides a multicolor display device that does not deteriorate and has improved durability.
第３図は従来の多色液晶表示装置の断面図である。２１
はガラスより成る基板、２２はインジウム錫酸化物（以
下ＩＴＯという）等から成る透明電極、２３は有機高分
子と色素から成るカラーフィルターで形成方法としては
染色、印刷、電着等により作られる。染色法、印刷法に
ついては２２のＩＴ０は不用である。２４はカラーフィ
ルターとパターンを一致させて形成したＩＴＯから成る
第２の透明電極で、従来はスパッタリング法により作成
されていた。２５は対向基板で、上にＩＴＯより成る透
明電極２６が形成され、基板２１と相対向させ、間に液
晶２７を挟持して多色液晶表示装置を形成する。FIG. 3 is a sectional view of a conventional multicolor liquid crystal display device. 21
2 is a substrate made of glass, 22 is a transparent electrode made of indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO), etc., and 23 is a color filter made of an organic polymer and a dye, which are formed by dyeing, printing, electrodeposition, etc. Regarding the dyeing method and the printing method, IT0 of 22 is unnecessary. Reference numeral 24 denotes a second transparent electrode made of ITO formed in a pattern matching that of the color filter, which was conventionally made by a sputtering method. Reference numeral 25 denotes a counter substrate, on which a transparent electrode 26 made of ITO is formed, and is opposed to the substrate 21, with a liquid crystal 27 sandwiched therebetween to form a multicolor liquid crystal display device.
このような液晶表示装置はカラーフィルター上の透明電
極２４を液晶に電圧を印加するための駆動用電極として
用いる事ができるため、今までのようにカラーフィルタ
ーを介して電圧を印加する事による電圧ロスもなく、直
接、駆動電圧が液晶に印加されるため低電圧駆動に適し
、実用価値が大きいものである。In such a liquid crystal display device, the transparent electrode 24 on the color filter can be used as a driving electrode for applying voltage to the liquid crystal. Since the driving voltage is directly applied to the liquid crystal without loss, it is suitable for low voltage driving and has great practical value.
しかし、カラーフィルター上透明電極の作成を従来のス
パッタリング法で行うと、カラーフィルターが有機高分
子から成るため、耐熱性の点で成膜時の基板温度をあま
り上げる事ができず、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
材との密着性が劣る事となる。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の耐熱性の限界まで加熱して成
膜すると、今度はカラーフィルターの熱変形によるスト
レスが膜界面に集中しクランク等の不良が起きやすい。However, if the transparent electrodes on the color filters are created using the conventional sputtering method, since the color filters are made of organic polymers, it is not possible to raise the substrate temperature during film formation too much due to heat resistance. This requires a lower temperature process than when depositing a film on an inorganic substrate, resulting in poor adhesion between the resulting film and the base material. As a result, defects such as peeling are likely to occur. In addition, if the film is formed by heating the organic polymer used to improve adhesion to the limit of its heat resistance, stress due to thermal deformation of the color filter will be concentrated at the film interface, causing defects such as cracks. Cheap.
このような不良を避けるためにカラーフィルターと透明
電極の間に緩衝作用のあるオーバーコート層を配置する
場合があるが、透明電極成膜後の工程の加熱に対する耐
久性や実際の使用時の信転性を満足するのは非常に困難
である。In order to avoid such defects, an overcoat layer with a buffering effect is sometimes placed between the color filter and the transparent electrode, but the durability against heating during the process after forming the transparent electrode film and the reliability during actual use may vary. It is very difficult to satisfy the conversion requirement.
本発明者らは、上記のような問題点は本質的にスパッタ
リング法で透明電極を有機高分子からなるカラーフィル
ター上に成膜しようとする事にあると考え、有機高分子
のカラーフィルター上に、より密着性のある成膜技術に
ついて鋭意研究した。The present inventors believe that the above-mentioned problems essentially lie in trying to form a transparent electrode on a color filter made of an organic polymer using a sputtering method. We have conducted extensive research into film formation technology that provides better adhesion.
その結果、イオンプレーティング法により成膜した透明
電極が有機高分子から成るカラーフィルターに対して高
い密着性を持ち、その透明電極を用いた多色表示装置は
高い信頬性を有する事を見出したものである。As a result, we found that a transparent electrode formed by ion plating has high adhesion to a color filter made of organic polymer, and that a multicolor display device using this transparent electrode has high plausibility. It is something that
通常、有機高分子とＩＴＯのような無機物では、熱的変
形の程度は大きく異なり、両者がただ面で接触している
だけでは熱が加われば界面にはすぐにずれが生じてしま
う。スパッタリング法による成膜ではカラーフィルター
上に到達する分子の持つエネルギーが比較的小さいため
、膜を構成する分子とカラーフィルターとの結合は弱く
、界面の熱的ストレスに打ち勝てないため、剥離やクラ
ンク等の不良を生じるものと思われる。これに対し、イ
オンプレーティング法の場合は到達分子のエネルギーが
高いためカラーフィルターにもぐり込み、強い結合状態
をとっているため、密着力が高く、熱的ストレスに耐え
うるものと考えられる。Normally, the degree of thermal deformation of an organic polymer and an inorganic material such as ITO is greatly different, and if the two are in just surface contact, the interface will quickly shift when heat is applied. When forming a film using the sputtering method, the molecules that reach the color filter have relatively low energy, so the bond between the molecules that make up the film and the color filter is weak and cannot overcome the thermal stress at the interface, resulting in peeling, cranking, etc. This is thought to cause defects. On the other hand, in the case of the ion plating method, the arriving molecules have high energy, so they penetrate into the color filter and form a strong bond, so it is thought that the adhesion is high and can withstand thermal stress.
以下、実施例と比較例に基づいて本発明の効果を具体的
に述べる。Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples.
〔実施例１〕
第１図は本発明による多色表示装置の断面図である。１
はガラスよりなる基板、２は基板１上に形成されたＩＴ
Ｏ電極、ＩＴＯ電極上にはポリエステル−メラミン樹脂
と色素を水に分散させた電着溶中で、ＩＴＯ電極に電圧
を印加することによって、カラーフィルター３がＩＴＯ
電極２上に析出され形成される。なお、電着によるカラ
ーフィルターの製法については、特開昭５９−１１４５
７２に詳しく開示されている。４はイオンプレーティン
グ法によりカラーフィルター３上に形成されたＩＴＯか
らなる第２の電極である。５はガラスよりなる対向基板
でその上にＩＴＯ電極６が形成されている。そして、基
板１と基板５とを対向させ、その間に液晶７を挟持して
多色表示装置が構成されている。[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a multicolor display device according to the present invention. 1
2 is a substrate made of glass, and 2 is an IT formed on the substrate 1.
The color filter 3 is coated with ITO by applying a voltage to the ITO electrode in an electrodeposition solution in which polyester-melamine resin and dye are dispersed in water.
It is deposited and formed on the electrode 2. The method for manufacturing color filters by electrodeposition is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1145.
72 is disclosed in detail. 4 is a second electrode made of ITO formed on the color filter 3 by an ion plating method. Reference numeral 5 denotes a counter substrate made of glass, on which an ITO electrode 6 is formed. A multicolor display device is constructed by placing the substrate 1 and the substrate 5 facing each other and sandwiching the liquid crystal 7 therebetween.
この装置は次の様にして製造される。This device is manufactured as follows.
（１）基板１上にＩＴＯ膜を堆積し、フォトリソグラフ
ィーを用いて所定形状に形成し、ＩＴＯ電極２とする。(1) An ITO film is deposited on a substrate 1 and formed into a predetermined shape using photolithography to form an ITO electrode 2.
（２）次にポリエステル−メラミン樹脂と色素を水に分
散させた電着溶中で、ＩＴＯ電極２に電圧を印加しカラ
ーフィルターを形成する。（カラーフィルターの耐熱温
度は約２５０℃）
（３） 次にイオンプレーティング法によりＩＴＯを
カラーフィルターの形成された基板上に堆積し、フォト
リソグラフィーを用いてカラーフィルター上に所定の形
状でＩＴＯからなる第２の電極４を形成する。(2) Next, a color filter is formed by applying a voltage to the ITO electrode 2 in an electrodeposition solution in which the polyester-melamine resin and the dye are dispersed in water. (The heat resistance temperature of the color filter is approximately 250℃) (3) Next, ITO is deposited on the substrate on which the color filter is formed by ion plating method, and ITO is deposited in a predetermined shape on the color filter using photolithography. A second electrode 4 is formed.
＋４１１Ｔｏ電極６が形成された基板５と上記した基板
１の対向面を配向処理し間隙に液晶７を挟持させ、第１
図に示すような表示装置を製造する。The opposing surfaces of the substrate 5 on which the +411To electrode 6 is formed and the above-mentioned substrate 1 are aligned, and the liquid crystal 7 is sandwiched in the gap.
A display device as shown in the figure is manufactured.
なお、（１１，（２１は電着カラーフィルターを用いた
場合では必要な工程であるか、染色法、印刷法によりカ
ラーフィルターが形成される場合は（１）は必要なく
、＋２１の工程において、基板１上に染色法。In addition, (11, (21) are necessary steps when using an electrodeposited color filter, or (1) is not necessary when a color filter is formed by a dyeing method or a printing method.
, +21 step, dyeing method on the substrate 1.
印刷法によりカラーフィルターが形成される。A color filter is formed by a printing method.
次にＩＴＯをカラーフィルター３上に形成するイオンプ
レーティング法の一例について説明する。Next, an example of an ion plating method for forming ITO on the color filter 3 will be described.
第４図はこの一例のイオンプレーティング法に用いたイ
オンプレーティング装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an ion plating apparatus used in this example of the ion plating method.
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３３
によって排気する。ベルジャ３２にはガス導入口３４を
設けている。In the figure, a vacuum chamber 31 is kept airtight by a bell jar 32. This vacuum chamber 31 is an exhaust system 33 using a vacuum pump.
Exhaust by. The bell jar 32 is provided with a gas inlet 34.
透明導電膜形成時には、まずベルジャ３２内を排気系３
３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１０−５〜１
Ｏ−２Ｔｏｒｒ程度に調整する。この不活性ガスは、ア
ルゴン、ヘリウム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−’Ｔｏｒｒの圧力にして用
いた。When forming a transparent conductive film, first exhaust the inside of the bell jar 32 with the exhaust system 3.
3, and then introduce inert gas from the gas inlet 34 to bring the partial pressure of the inert gas to approximately 10-5 to 1.
Adjust to about O-2 Torr. This inert gas can be selected from argon, helium, etc., and in this example, argon was used at a pressure of 7.5 x 10-'Torr.
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
ための酸化錫５％、酸化インジウム９５％よりなる蒸発
物質３７およびハース３８とともに、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。Inside the bell jar 32, there is a substrate system consisting of a substrate 35 with a color filter and a holder 36, an evaporation material 37 made of 5% tin oxide and 95% indium oxide for film formation, and a hearth 38, as well as a plasma beam generator. A device 39 is provided. This plasma beam generator is provided with an inert gas introducing device 40 for plasma discharge.
アルゴン等の不活性ガスを導入装置４０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。An inert gas such as argon is introduced from the introduction device 40,
Next, a voltage is applied to generate a plasma discharge, and a plasma beam 41 is emitted.
このプラズマビーム４１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。This plasma beam 41 evaporates and ionizes and excites the evaporation source material 37. Focusing of plasma beam 41.
安定化のために磁石４２．４３を設けてもよい。Magnets 42, 43 may be provided for stabilization.
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。The magnetic field produced by this magnet focuses the plasma beam more effectively.
またベルジャ３２には、反応性ガスの導入装置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。本実施例では反応性ガスとして
酸素を９ Ｘ １０−２Ｔｏｒｒの圧力で用いた。The bell jar 32 is also provided with a reactive gas introducing device 44 . This device 44 is adapted to supply reactive gases into the plasma beam. In this example, oxygen was used as the reactive gas at a pressure of 9.times.10@-2 Torr.
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７０Ｖ、 ２５ＯＡの放電を行い、膜厚２５
００人、透過率８３％、表面抵抗１３〜１７Ω／口のＩ
ＴＯの透明導電膜を得た。In this example, a discharge of 70 V and 25 OA is performed while moving the substrate 35 with a color filter attached, and a film thickness of 25 OA is generated.
00 people, transmittance 83%, surface resistance 13-17Ω/mouth I
A transparent conductive film of TO was obtained.
以上のようにして形成された本実施例の表示装置におい
ては、カラーフィルター上のＩＴＯ電極４は密着力にす
ぐれており、成膜時の剥離、クランク等は全くなく、そ
の後の２００°Ｃ１５時間程度の加熱に対しても抵抗値
も変化せず、充分な密着性を維持していた。また、それ
を用いた多色液晶表示装置も８０℃で２０００時間駆動
後も低電圧で駆動でき、カラーフィルター上の電極の劣
化は見られなかった。In the display device of this example formed as described above, the ITO electrode 4 on the color filter has excellent adhesion, and there is no peeling or cranking during film formation, and after 15 hours at 20°C. Even when heated to a certain degree, the resistance value did not change, and sufficient adhesion was maintained. Furthermore, a multicolor liquid crystal display device using the same could be driven at a low voltage even after being driven at 80° C. for 2000 hours, and no deterioration of the electrodes on the color filter was observed.
なお、透明導電膜の成膜時の基板温度は特に加熱を行わ
なかったが２００℃までの加熱では特に効果の差はなか
った。カラーフィルターが有機高分子であること、及び
成膜での加工時間等を考慮すれば、常温でイオンプレー
ティング成膜するほうが望ましい。Although the substrate temperature during the formation of the transparent conductive film was not particularly heated, there was no particular difference in effectiveness when heated up to 200°C. Considering the fact that the color filter is an organic polymer and the processing time required for film formation, it is preferable to form the film by ion plating at room temperature.
〔実施例２〕
第２図に本発明による多色表示装置のもう１つの実施例
の断面図を示す。１１はガラスより成る基板、１２はＴ
ＴＯ透明電極、透明電極上に電着によりアクリル−メラ
ミン樹脂と色素から成るカラーフィルター１３が形成さ
れる。１４は基板１１の表面の凹凸を平滑にする平滑化
およびカラーフィルター保護のためのオーバーコート層
でアクリル−エポキシ樹脂より成る。１５はＩＴＯから
成る第２の透明電極で実施例１と同様にイオンプレーテ
ィング法にて作成される。１６はガラスより成る対向基
板でその上にｒＴｏ透明電極１７を形成した後、基板１
１と相対向させ、間に液晶１日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
。[Embodiment 2] FIG. 2 shows a sectional view of another embodiment of the multicolor display device according to the present invention. 11 is a substrate made of glass, 12 is T
A color filter 13 made of acrylic-melamine resin and pigment is formed on the TO transparent electrode and the transparent electrode by electrodeposition. Reference numeral 14 denotes an overcoat layer made of acrylic-epoxy resin for smoothing unevenness on the surface of the substrate 11 and protecting the color filter. Reference numeral 15 denotes a second transparent electrode made of ITO, which is produced by the ion plating method in the same manner as in Example 1. 16 is a counter substrate made of glass, and after forming an rTo transparent electrode 17 thereon, the substrate 1 is
When a multicolor liquid crystal display device was fabricated by placing the two liquid crystals facing each other and sandwiching one liquid crystal between them, the same effect as in Example 1 was obtained.
〔実施例３〕
第１図におけるカラーフィルター３を染色法で形成した
例であり、感光性ゼラチンをフォトリソグラフィーでパ
ターニングし染色を施す染色法により形成した。なおこ
の場合、ＩＴＯ電極２は不要である。他は実施例１と同
様に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。[Example 3] This is an example in which the color filter 3 in FIG. 1 was formed by a dyeing method, and was formed by a dyeing method in which photosensitive gelatin was patterned by photolithography and dyed. Note that in this case, the ITO electrode 2 is unnecessary. A multicolor liquid crystal display device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the same effects as in Example 1 were obtained.
第３図におけるカラーフィルター上のＩＴＯ電極２４を
インジウム−錫酸化物をターゲットとして基板温度２０
０°Ｃで直流スパフタリングにより成膜したところ、成
膜直後に電極上にクランクが見られ、充分な密着性は得
られなかった。The ITO electrode 24 on the color filter in FIG.
When the film was formed by DC sputtering at 0°C, cranks were observed on the electrode immediately after the film was formed, and sufficient adhesion could not be obtained.
以上、実施例にて具体的に説明したように、本発明によ
る多色表示装置の製造方法は、カラーフィルター上にイ
オンプレーティング法により透明電極を設ける事により
、有機高分子から成るカラーフィルターに対する密着性
にすくれ、熱等に対する信頼性を著しく向上させる事が
でき、さらには低電圧駆動に適した多色表示装置を安定
に製造できるものである。As explained above in detail in the examples, the method for manufacturing a multicolor display device according to the present invention provides a method for manufacturing a multicolor display device by providing a transparent electrode on a color filter by an ion plating method. It is possible to improve adhesion, significantly improve reliability against heat, etc., and furthermore, it is possible to stably manufacture a multicolor display device suitable for low voltage driving.
第１図は本発明による多色液晶表示装置の実施例の断面
図、第２図は本発明による多色液晶表示装置の他の実施
例の断面図、第３図は従来の多色表示装置の断面図、第
４図はイオンプレーティング装置の断面図である。
１５．１１，１６，２Ｌ２５ ・・・基板２．４，６
，１２，１５，１７，２２，２４．２６ ・・・透明
電極３１３２３ ・・・・カラーフィルター７．１８
．２７ ・・・・液晶
３１・ ・
３２・ ・
３３・ ・
３４・ ・
３５・ ・
３６・ ・
３７・ ・
３８・ ・
３９・ ・
４０・ ・
４１・ ・
４２．４３
４４・ ・
真空室
ベルジャ
排気系
ガス導入口
カラーフィルター付基板
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
反応性ガス導入装置
以
上
セイコー電子工業株式会社
王子トービ株式会社FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a multicolor liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of a multicolor liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 3 is a conventional multicolor display device. FIG. 4 is a cross-sectional view of the ion plating apparatus. 15.11, 16, 2L25 ... Board 2.4, 6
, 12, 15, 17, 22, 24.26 ... Transparent electrode 31323 ... Color filter 7.18
．． 27 ... Liquid crystal 31. . 32. . 33. . 34. . 35. . 36. . 37. . 38. . 39. . 40. . 41. . 42. 43 44. . Vacuum chamber belljar exhaust system Gas inlet Substrate with color filter Substrate holder Evaporation source material Haas plasma beam generator Inert gas introduction device Plasma beam magnet Reactive gas introduction device Seiko Electronics Co., Ltd. Oji Tobi Co., Ltd.
Claims (3)
法において、基板上に有機高分子のカラーフィルターを
形成した後、該カラーフィルター上にイオンプレーティ
ング法により透明導電膜を形成する事を特徴とする多色
表示装置の製造方法。(1) A method for manufacturing a multicolor display device using color filters, characterized in that after forming an organic polymer color filter on a substrate, a transparent conductive film is formed on the color filter by an ion plating method. A method for manufacturing a multicolor display device.
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より形成される事を特徴とする請
求項１記載の多色表示装置の製造方法。(2) The method for manufacturing a multicolor display device according to claim 1, wherein the color filter made of the organic polymer is formed from a cured product of a polyester resin and a melamine resin, or an acrylic resin and a melamine resin.
のない反応性イオンプレーティング法であることを特徴
とする請求項１記載の多色表示装置の製造方法。(3) The method for manufacturing a multicolor display device according to claim 1, wherein the ion plating method for the transparent conductive film is a reactive ion plating method that does not involve heating the substrate.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1018938A JP2744950B2 (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Method for manufacturing multicolor display device |
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|---|---|
| JPH02198419A true JPH02198419A (en) | 1990-08-06 |
| JP2744950B2 JP2744950B2 (en) | 1998-04-28 |
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| JP1018938A Expired - Fee Related JP2744950B2 (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Method for manufacturing multicolor display device |
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|---|---|
| JP (1) | JP2744950B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0501694A2 (en) * | 1991-02-26 | 1992-09-02 | Seiko Instruments Inc. | Method of manufacturing a colour filter and colour electrooptical device |
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-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018938A patent/JP2744950B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04270316A (en) * | 1991-02-26 | 1992-09-25 | Seiko Instr Inc | Production of multicolor display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2744950B2 (en) | 1998-04-28 |
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