JPH02294622A - 液晶表示装置 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置に係り、特にカラーフィルタを
備えた液晶表示装置に関する。

（従来の技術） 近年、液晶表示装置は薄型、低重量、低消費電力等の利
点を生かして、種々の分野で利用されるようになってき
た。このような中で、液晶表示装置には大型化、カラー
表示化の要望が高まってきた。

そして、このような要望に応える大型カラー表示を可能
にした液晶表示装置が開発されるようになってきた。

そこで、例えばＯＡ　（Ｏｆｆ’ｌｃｅ　Ａｕｔｏｍａ
ｔｉｏｎ　）用として、各画素に垂直スイッチとしてＭ
ＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ　
）素子が用いられて成るカラー液晶表示装置を例にとっ
て説明する。

この液晶表示装置は、夫々電極が形成されて成る一対の
光透過性基板に液晶組成物が挾持されて成っている。

この第１の電極基板は、光透過性基板上に各画素のコン
トラストを強調させるだめの所定の開口を有して形成さ
れたマトリックス状の遮光部と、この遮光部の開口に設
置される複数色の色部によって構成されるカラーフィル
タと、更にカラーフィルタ上に設置されるオーバーコー
ト層、ストライプ状に形成される対向電極、配向膜が順
次設置されて成っている。

また第２の電極基板は、光透過性基板上にマトリックス
状を成す複数の信号電極が設置されており、この信号電
極にはＭＩＭ素子が設置され、更にこのＭＩＭ素子を介
して各画素を駆動する画素電極が設置されている。そし
て、これら電極上には、第１の電極基板と同様に配向膜
が設置されている。

（発明が解決しようとする課題） 例えば、上記した液晶表示装置を製造するにあたり、配
向膜の焼成の必要上、あるいは透明導電膜を設置する必
要上から、オーバーコート層には高い耐熱性あるいは良
好な表面性が要求される。

このようなオーバーコート層としては、特開昭５７−１
５０８０８号公報あるいは特開昭５８−１６０９０２号
公報に記載されているアクリル系樹脂を使用する方法、
あるいは特開昭６０−２１６３０７号公報あるいは特開
昭６１−６６２４号公報に記載されているエボキン系樹
脂を使用する方法がある。

しかし、第１の電極基板において、オーバーコート層と
して使用した有機樹脂上に透明導電膜を設置した場合、
オーバーコート層にシワが発生したり、あるいは透明導
電膜がバターニングされて成る対向電極がオーバーコー
ト層のシワに起因してクラックが発生し断線を引き起し
ていた。

この第１の電極基板の断線による液晶表示装置の表示不
良、あるいはオーバーコート層に発生するシワによる光
透過率の低下といった問題があった。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、表示不良等の
ない良好な表示画像が得られる液晶表示装置が製造歩留
り良く製造できる液晶表示袋置を提供することを目的と
したものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、光透過性基板と、この光透過
性基板上に設置される複数の色部から成るカラーフィル
タと、このカラーフィルタ上に形成される応力逃げ部を
有する第１の電極と、この第１の電極上に形成される配
向膜とを備えた第１の電極基板と、基板上に第１の電極
に対向して設けられた第２の電極及び配向膜が形成され
て成る第２の電極基板と、第１の電極及び第２の電極に
所定の電圧を印加する駆動手段と、第１の電極基板と第
２の電極基板とによって挾持される液晶組成物とを備え
たことを特徴としたものである。

（作　　用） 本発明者等は、液晶表示装置の第１の電極基板に設けら
れた対向電極にシワあるいはクラックが発生する原因に
ついて検討した結果、次の理由によるものであることを
見出だした。

即ち、対向電極を形成する透明導電膜に使用されている
例えばＩ．　Ｔ．　０．　　（Ｉｎｄｌｕｍ　Ｔｉｎ　
Ｏｘｉｄｅ）の線膨脹係数は４０〜５　０　Ｘ　１　０
””７／”Ｃ程度であるに対し、オーバーコート層に使
用される有機材料の線膨脹係数は３００〜７００Ｘ　１
　０　’／’Ｃ程度である。

この線膨脹係数の大きな違いにより、オーバーコート層
にシワが発生したり、あるいは対向電極にクラックが発
生していた。

例えば、液晶表示装置の配向膜の焼成を例にとると、液
晶表示装置の基板を高温で焼成すると熱膨脹の違いによ
り、オーバーコート層はオーバーコート層に比べて熱膨
張率の小さい対向電極から強い圧縮応力（コンブレッシ
ョン）を受ける。

この圧縮応力により、オーバーコート層は熱膨張による
表面積の増加を防ぐことができずシワとなって表れる。

このオーバーコート層に発生するシワは常温時にも消滅
することはなく、光透過率を低下させてしまう。

逆に対向電極がオーバーコート層の膨脹に伴なう引張り
応力（テンション）に耐えることができないと、対向電
極のクラックに、ひいては第１の電極基板の断線に繋っ
てしまう。

そこで本発明者等は、液晶表示装置の製造途中で対向電
極に応力の集中がないように、線膨脹係数が４０〜５　
０　ｘ　１　０−７／”Ｃに近い有機材料を検討したが
、十分なものは得られなかった。

このようなことから液晶表示装置の構成に着眼し種々検
討した結果、上述したような構成とすることで本課題が
解決されることを見い出した。

Ｉ．Ｔ．０．薄膜等によって構成される透明導電膜は、
圧縮応力に対しては強いが、引張り応力に対しては非常
に弱い性質を有している。

このため液晶表示装置の配向膜の焼成あるいはシール剤
の焼成の際に、対向電極がオーバーコート層の熱膨脹に
つれて引張られることがないように対向電極に作用する
引張り応力を逃す構成とすれば良い。

そこで本発明者等は種々検討した結果、対向電極にオー
バーコート層の引張り応力を逃がすようにスリット等の
応力逃げ部を設けることにより、従来では対向電極とオ
ーバーコート層の界面で作用していた引張り応力を、対
向電極による抑圧のない各応力逃げ部で作用させること
ができる。このため対向電極とオーバーコート層との界
面に集中する応力を極力分散することにより、対向電極
のクラックを防ぐことができる。また応力逃げ部では対
向電極による抑圧なく熱膨脹あるいは収縮による応力を
作用させることができるため、従来のようにオーバーコ
ート層全面にシワが発生することもない。

（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。

第１図は本実施例の液晶表示装置の液晶セル部分の概略
断面図を示すもので、第１の電極基板（１１）と第２の
電極基板（３１）に液晶組成物（５ｌ）挾持されて成っ
ている。

第１の電極基板（１１）は、例えばガラス等の光透過性
基板（１３）Ｊ：にマトリックス状に遮光部（工７）が
形成されている。この各遮光部（１７）間には、赤二緑
：青の複数の色部（１８ａ）　，（１８ｂ）　，　（１
８ｃ）が設置されている。

このようにして成るカラーフィルタ（１８）上にはオー
バーコート層（１９）、このオーバーコート層（１９）
上にはカラーフィルタ（１８）を構成する各色部（１８
３），（１８ｂ），（１８ｅ）に対応したストライブ状
の対向電極（２１）が順次設置されている。

そして、例えば第２図に示すようにストライブ状の対向
電極（２ｌ）には、液晶表示装置（１）の表示画像に影
響のない程度にスリット部（２３）が形成されている。

本実施例では、このスリット部（２３）を対向電極（２
ｌ）に設けることにより、対向電極（２１）とオーバー
コート層（１９）との膨脹率の違いにより対向電極（２
１）に集中していた応力をスリット部（２３）のオーバ
ーコート層（Ｉ９）に解放させ応力の過度の蓄積を防ぐ
ことができる。このため、オーバーコート層（ｌ９）に
発生していたシワあるいは対向電極（２ｌ）に発生する
クラックを解消することができる。

更に、この対向電極（２ｌ）上には第１図に示すように
配向膜（２７）が設置されて第１の電極基板（１ｌ）は
構成されている。

次に、第２の電極基板（３ｌ）について説明すると、例
えばガラス製の光透過基板（３３）上に、例えば第２図
に示すように複数本の第１の電極（３５）と画素電極（
３７）とが形成され、信号電極（３５）と画素電極（３
７》とは各々Ｍ　Ｉ　Ｍ　（Ｍｅｔａｌ　Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ　Ｍｅｔａｌ　）素子（３６）によって接続され
ている。

そして、この各ＭＩＭ素子（３６）及び各画素電極（３
７）上には、第１図に示すように配向膜（４７）が設置
されて第２の電極基板（３ｌ）は構成されている。

このような第１の電極基板（１１）と第２の電極基板（
３ｌ）の配向膜（２７）　．　（４７）設置面にて液晶
組成物（５ｌ）が挾持されて成る液晶セル（３）は構成
されている。

そして第３図に示すように、信号７１！極（３５）は信
号電極駆動手段（７１）に、対向電極（２１）は対向ｆ
ｌｌｓ極駆動手段（６ｌ）に接続されている。

また上記したドライバ回路によって構成されている信号
電極駆動手段（７ｌ）及び対向電極駆動手段（６１）は
制御手段（８ｌ）に接続されて制御されている。

このような液晶表示装置（１）の製造方法について、第
４図を参照して説明する。

第４図＜ａ）に示すように、例えばガラスから成る光透
過性基板（ｌ３）上に、感光性黒色基材（ｌ２）を塗布
し、マスクを設置し紫外線を照射して潜像（１４）を形
成する。

次に、第４図（ｂ）に示すように、洗浄しべ−キングし
て、所定間隔で開口（１６）を有したマトリックス状の
遮光部（１７）を形成する。

この開口（１６）に第４図（Ｃ）に示すように赤：緑：
青の色部（１８ａ），（１８ｂ）．（１８ｃ）を、例え
ば印刷法にて印刷し、１色の印刷が終了する毎にベーキ
ングしインクを固化する工程を３回繰返すことによって
形成する。

この色部（１　８ａ）　，　（１　８ｂ）　．　（１　
８ｃ）上に、例えばメチルセロソルブアセテート等の高
沸点溶剤を含むエポキシ樹脂をスビンコートにより２ミ
クロンの膜厚で塗布する。この時の膜厚は、色部（ｉｇ
ａ）　．（１８ｂ）　，　（１８ｃ）の平滑性が得られ
る程度の薄膜がよく、１〜３ミクロン程度が好ましい。

このようにして塗布されたエボキシ樹脂を、１８０℃で
１００分間ベーキングしてオーバーコートＩ’Ｗ（１９
）を完成させる。更に、このオーバーコー１・層（１９
）上に、基板温度を１５０℃に保持してスバ・ンタリン
グによってＩ．　Ｔ．　Ｏ．　　（Ｉｎｄｉｕａ＋　Ｔ
ｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）薄膜から成る透明導電膜（２０）を
２０００オングストロームの膜厚で設置する。このとき
の透明導電膜（２０）の膜厚は抵抗値等を考慮すると１
０００〜４０００オングストロームが好ましい。またス
パッタリング時の基板温度は、オーバーコート層（ｌ９
）と透明導電膜（２０）との膨脹率の違いにより透明導
電膜（２０）に集中する応力を抑えるために６０〜２５
０℃としておくと良い。

このようにしてオーバーコート層（１９）をあらかじめ
膨脹させておくと、スパッタリング終了後、室温状態で
オーバーコート層（ｌ９）が透明導電膜（２０）菅ら圧
縮応力を受けて袢↓クラ・・クの発生を一コート層（１
９）が熱膨張しても、透明導電膜（２０）に作用する引
張り応力を小さくすることができる。

次に、透明導電膜（２０）上にレジスト膜（図示せず）
を設置し、エッチングして第４図（ｅ）に示ずようなス
トライブ状の対向電極（２ｌ）を得る。この時、応力逃
げ部として、例えば第２図に示すようなスリット部（２
３）を同時に対向電極（２１）に形成しておく。

更に、第４図（ｆ）に示すように対向電極（２１）上に
配向膜（４７）を設置し、所定の温度でベーキングする
。

このようにして第１の電極基板（１１）を得ることがで
きる。

また複数回のフォトリングラフィ工程を繰返すことによ
って第２の電極基板（３ｌ）を形成する。

このような第１の電極基板（１１）と第２の電極基板（
３ｌ）とを正しく位置合せし、液晶組成物（５ｌ）を注
入し、周辺をシール剤で密封し、このシール剤を焼成し
て液晶セル（３）を構成する。

更に、液晶セル（３）の対向電極（２１）及び信号電極
（３５）を、夫々制御手段（８ｌ）に接続された対向電
極駆動手段（６ｌ）、信号電極駆動千段（７１）と接続
し液晶表示装置（１）とした。

以上詳述してきたように、本実施例の液晶表示一　″　
　゛一一装置（１）では、ストライブ状の対向電極（２
１）の表示画像に影響ない領域にスリット部（２３）が
形成されているため、スパッタリング時、配向膜（２７
），　（４７）焼成時、シール剤焼成時に、オーバーコ
ート層（ｌ９）と対向電極（２ｌ）との膨脹率の違いに
より、オーバーコート層（１９）と対向電極（２１）と
の界面に応力が集中しても、対向電極（２１）に設けら
れたスリット部（２３）へ応力を集中させオーバーコー
ト層（１９）と対向電極（２１）との界面に集中する応
力を弱めることにより、対向電極（２ｌ）にクラックが
発生したり、オーバーコート層（ｌ９）にシワが発生す
ることを防ぐことができる。

このため、良好な表示画質が得られる液晶表示装置（ｉ
）とすることができた。また上記理由によりつ製造歩留
りも向上させることができた。

ここでは、光透過型ＭＩＭ液晶表示装置を例にとり詳述
だが、本発明はこれに限定されることなく、例えば単純
マトリックス型液晶表示装置に適用したものであっても
良い。

また、本実施例では応力逃げ部として対向電極（２ｌ）
にスリット部（２３）を形成したが、この本発明の応力
逃げ部はこれに限定されるものではなく、例えば対向電
極（２１）に穴をあけるものであっても、対向電極（２
１）の長軸方向に沿った細いスリットを形成したもので
あっても良い。

［発明の効果］ 本発明の液晶表示装置は、対向電極に応力逃げ部を設け
る構成とすることにより、オーバーコート層に発生して
いたシワあるいは対向電極に発生していたクラックを解
消し、液晶表示装置の製造歩留りを格段に向上させるこ
とを可能にした。

また、オーバーコート層のシワを解消することにより、
光透過率を高め高品質な表示画像が得られる液晶表示装
置とすることを可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液晶表示装置の液晶セ
ル部分の概略断面図、第２図は第１図における液晶表示
装置の電極基板の概略正面図、第３図は第１図における
液晶表示装置の概略構成図、第４図は本実施例の液晶表
示装置の製造プロセスを示す図である。 （１）・・・液晶表示装置 （３）・・・液晶セル （ｌ１）・・・第１の電極基板 （２１）・・・対向電極 （２３）・・・スリット部 （３１）・・・第２の電極基板 （６１）・・・対向電極駆動手段 （７１）・・・信号電極駆動手段 （８ｌ）・・・制御手段 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 ／０Ａｔｉｙ 第１図 第２図 ＼ ８１制剥呼役 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光透過性基板と、この光透過性基板上に設置される複数
   の色部から成るカラーフィルタと、このカラーフィルタ
   上に形成される応力逃げ部を有する第１の電極と、この
   第１の電極上に形成される配向膜とを備えた第１の電極
   基板と、 基板上に前記第１の電極に対向して設けられた第２の電
   極及び配向膜が形成されて成る第２の電極基板と、 前記第１の電極及び前記第２の電極に所定の電圧を印加
   する駆動手段と、 前記第１の電極基板と前記第２の電極基板とによって挾
   持される液晶組成物とを備えたことを特徴とした液晶表
   示装置。