JPH04270316A - 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】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】図３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
−スズ酸化物（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ＩＴＯ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Ｉ
ＴＯ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。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
極として用いることができるため、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ことによる電圧ロ
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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、できた膜と基材との密着性が劣る
こととなり、しかも膜の抵抗率が下がらない場合が多い
。その結果、剥離等の不良を引き起こしやすく、また所
望の膜厚で充分に低い抵抗値が得られないこととなる。

【０００４】一方、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
界面に集中しクラック等の不良が起きやすい。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
際の使用時の信頼性を満足するのは非常に困難である。 また、有機高分子との密着性を改善するためにプラズマ
ビームにより蒸発粒子をイオン化して成膜するイオンプ
レーティングによる透明電極の形成が特開平２−１９８
４１９号公報に開示されている。

【０００５】このイオンプレーティング法はカラーフィ
ルター等の有機高分子に対する密着性が著しく向上する
手段であるが、被膜特性、特に抵抗率の低減が難しく、
低抵抗かつ薄膜の透明電極が得にくかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな課題を解決するため、有機高分子のカラーフィルタ
ー上に密着性があり、且つ低抵抗率を実現できる成膜技
術について鋭意研究した。その結果、蒸発源より蒸発し
た蒸発物質を高周波グロー放電によりイオン化し、直流
電界によって加速、形成する高周波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、且つ充分に低
い抵抗率を示し、その透明電極を用いた多色表示装置は
高い表示品質と信頼性を有することを見出したものであ
る。なお、高周波イオンプレーティング装置については
、１９７４年発行の応用物理４３巻６８７ページにある
「高周波イオンプレーティング装置」に詳しく開示され
ている。

【０００７】

【作用】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粒子の持つエネルギーが比較的小
さいため、膜を構成する粒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
離やクラック等の不良を生じるものと思われる。

【０００８】これに対し、イオンプレーティング法の場
合は到達粒子のエネルギーが高いためカラーフィルター
等の有機高分子にもぐり込み、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。さらに高周波イオンプレーティング法の場
合は上記の作用に加え、基板は不必要な荷電粒子の衝撃
を受けることはなくＩＴＯ膜の欠陥を最小限に抑えられ
るため均質な膜が得やすく、低い抵抗率が実現すると思
われる。

【０００９】

【実施例】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。 （実施例１）図１は本発明による多色表示装置の断面図
である。１はガラスより成る基板、２は基板１上に形成
されたＩＴＯ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液中で、ＩＴ
Ｏ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、特公平２
−５９４４６号公報に詳しく開示されている。４は高周
波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から成る第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。

【００１０】この装置は次のようにして製造される。 （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。 （２）次にポリエステル−メラミン樹脂と色素を水に分
散させた電着溶液中で、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）次に高周波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。 （４）ＩＴＯ電極６が形成された基板５と上記の基板１
の対向面を配向処理し間隙に液晶７を挟持させ、図１に
示すような表示装置を製造する。

【００１１】なお、上記製造工程（１）、（２）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が
、染色法、印刷法によりカラーフィルターが形成される
場合は製造工程（１）は必要なく、（２）の工程におい
て、基板１上に染色法、印刷法によりカラーフィルター
が形成される。次にＩＴＯをカラーフィルター３上に形
成する高周波イオンプレーティング法の一例について説
明する。

【００１２】図４はこの高周波イオンプレーティング法
に用いた装置の一例の断面図である。図中、真空室３１
はベルジャー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。ベルジャー３２にはガス導入口３４を設けている。 透明導電膜形成時には、まずベルジャー３２内を排気系
３３によって排気して、次いでガス導入口３４より酸素
ガスを導入してガス分圧をおよそ１０−５〜１０−２Ｔ
ｏｒｒ程度に調整する。本実施例では１×１０−３Ｔｏ
ｒｒの圧力にして用いた。

【００１３】ベルジャー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９
５％よりなる蒸発物質３７、それを加熱蒸発するための
発熱体ボート３８、蒸発した粒子を高周波励起によりイ
オン化させる高周波コイル３９、及びシールド４０を設
ける。さらに、ホルダー３６と発熱体ボートには直流電
界が印加できるようにされている。

【００１４】ヒータ発熱により蒸発物質３７から蒸発し
た粒子は拡散によりベルジャー内を移動するが、高周波
コイルを通過する際、シールド４０内に形成されている
高周波励振領域でイオン化される。イオン化粒子は基板
３５またはホルダー３６に印加された電界で加速されて
基板面に衝突し、付着して被膜を形成する。このとき、
基板を加熱してより付着性を高めることもできる。また
、酸素ガスと共にアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを
ベルジャー内に封入し、イオンプレーティングしてもよ
い。さらに、ベルジャー内に補助電極を設け、電界分布
を補正し、良好な膜特性を得ることもできる。

【００１５】本実施例では高周波コイルに１３．　５６
ＭＨｚの高周波を加え、基板を２００℃に加熱して成膜
し、膜厚２０００Å、透過率８５％、表面抵抗８〜１０
Ω／□のＩＴＯの透明導電膜を得た。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は密着性に優れており、成膜時
の剥離、クラック等は全くなく、その後の２００℃、５
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ＩＴＯ電極が薄膜、低抵抗であるため良好な表示
品質であり、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。 （実施例２）図２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。１１はガラスより成る基板、１２
はＩＴＯ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と同様に高周波イオ
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ＩＴＯ透明電極１７を形成した
後、基板１１と相対向させ、間に液晶１８を挟持して多
色液晶表示装置を作成したところ実施例１と同様の効果
が得られた。 （実施例３）図２におけるカラーフィルター１３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作成
した。なお、この場合、ＩＴＯ電極１２は不要である。 以下、オーバーコート層１４をシリコン化合物を含むポ
リイミド樹脂にて形成し実施例２と同様にして多色液晶
表示装置を作成したところ、実施例２と同様の効果が得
られた。 （比較例）図３におけるカラーフィルター上のＩＴＯ電
極２４をインジウム−スズ酸化物をターゲットとして基
板温度２００℃で直流スパッ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ックが見られ、充分な密
着性は得られなかった。

【００１６】

【発明の効果】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
ィルター上に高周波イオンプレーティング法により、透
明電極を設けること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優れ、熱等に対する信頼性を
著しく向上させることができ、さらには良質な被膜特性
により薄膜、低抵抗の電極を持つ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多色液晶表示装置の実施例の断面
図である。

【図２】本発明による多色液晶表示装置の他の実施例の
断面図である。

【図３】従来の多色表示装置の断面図である。

【図４】高周波イオンプレーティング装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１、　５、　１１、　１６、　２１、　２５　　基板２
、　４、　６、　１２、　１５、　１７、　２２、　２
４、　２６透明電極３、　１３、　２３　　カラーフィ
ルター７、　１８、　２７　　液晶 ３１　　真空室 ３２　　ベルジャー ３３　　排気系 ３４　　ガス導入口 ３５　　カラーフィルター付基板 ３６　　ホルダー ３７　　蒸発物質 ３８　　発熱体ボート ３９　　高周波コイル ４０　　シールド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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蒸発源
   から蒸発した蒸発物質を高周波グロー放電によりイオン
   化し、直流電界によって加速、形成させる高周波イオン
   プレーティング法により透明導電膜を形成することを特
   徴とする多色表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記有機高分子より成るカラーフィル
   ター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より形成されることを
   特徴とする請求項１記載の多色表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】　　前記透明導電膜がインジウム−スズ酸
   化物より成り、前記カラーフィルターを形成した基板上
   に２５０℃以下に加熱して高周波イオンプレーティング
   法により形成す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。