JPH10161104A - カラー液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画面における色むらや明るさのむらがな
く、色の再現性の優れた高画質な画面表示が可能なカラ
ー液晶表示素子及びその製造方法の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明のカラー液晶表示素子は、プラス
チックフィルム基板２ａ，２ｂと、透明画素電極３と、
液晶物質４と、カラーフィルタ６と、を備えたカラー液
晶表示素子であって、カラーフィルタ６が粘着フィルム
１を介してプラスチックフィルム基板２ｂ上に貼設され
ている構成よりなる。また、本発明のカラー液晶表示素
子の製造方法は、プラスチックフィルム基板上に透明画
素電極を形成した後、プラスチックフィルム基板の透明
画素電極と対向する表面上にカラーフィルタを粘着フィ
ルムを介して貼設する工程を備えた構成よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等の情報端末機器や遊技機器の表示装置に用いら
れるカラー液晶表示素子、特に携帯用の情報端末機器や
遊技機器の表示装置に用いられるカラー液晶表示素子及
び製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ等の情報
端末機器やコンピュータゲーム機等の遊技機器の表示装
置として液晶表示素子が用いられており、特に携帯用の
情報端末機器や遊技機器の表示装置については、機器全
体の小型化や軽量化、及び表示装置における省電力化に
対する要求から液晶表示素子が多用されている。また、
表示内容の多様化や高密度化に伴って、液晶表示素子の
中でもカラー液晶表示素子に対する需要が年々増加しつ
つある。以下に、このようなカラー液晶表示素子の従来
例を図面を参照しながら説明する。

【０００３】図２は従来のカラー液晶表示素子の要部断
面図である。図２において、２ｃ，２ｄは基板、３は透
明画素電極、４は液晶物質、５ａ，５ｂは偏光板、６は
カラーフィルタ、７はシール材、８は光源である。

【０００４】図２に示した従来の液晶表示素子は、一方
側の表面に透明画素電極３が形成された一対の基板２
ｃ，２ｄが、透明画素電極３側の表面を対向して配置さ
れている。基板２ｃ，２ｄはポリエステル，ポリエーテ
ルサルホン、ポリカーボネート等から形成されており、
両端部に配設されたシール材７によって基板２ｃ，２ｄ
の間は密閉され、内部に液晶物質４が封止されている。
基板２ｄには、透明画素電極３と反対側の表面に赤色フ
ィルタ，緑色フィルタ，青色フィルタより成るカラーフ
ィルタ６が配設されている。また、カラーフィルタ６上
と、他方側のプラスチックフィルム基板２ｃ上には、そ
れぞれ偏光板５ｂ，５ａが配設されている。さらに、カ
ラーフィルタ６が配設されているプラスチックフィルム
基板２ｄ側には、偏光板５ｂに近設された光源８を備え
ている。光源８としては、蛍光灯や有機ＥＬ素子等の自
発光型素子、または反射板等が用いられ、反射板の場合
カラーフィルタ６は赤，緑，青の３色の代わりにイエロ
ー，シアン，マゼンタの３色により構成されたものとな
る。

【０００５】以下に、上記構成を有する従来のカラー液
晶表示素子の動作を説明する。光源８から照射される光
は偏光板５ｂに入射し、偏光板５ｂの偏光方向と平行な
偏光成分のみが透過する。偏光板５ｂを透過した光はカ
ラーフィルタ６を通過し、この時通過位置におけるカラ
ーフィルタ６の色にしたがって、各画素毎に赤，緑，青
のいずれかに着色される。カラーフィルタ６を通過した
光は液晶物質４に入射し、透明画素電極３により液晶物
質４に印加されている電界に応じて偏光方向が変えられ
た後、偏光板５ａの偏光方向と平行な偏光成分のみが偏
光板５ａから外部に出射される。この際、各透明画素電
極３に印加する電圧を変化させて液晶物質４を透過する
光の偏光方向を変化させることで、カラーフィルタ６に
より着色された赤，緑，青の各色光の光量を制御し、そ
の混色により偏光板５ａ側にカラー表示が行われる。

【０００６】ところで、カラー液晶表示素子を構成する
２枚の基板の内、光源に近い方の基板には、前述のよう
に一方の面上に透明画素電極を、他方の面上にカラーフ
ィルタを順次形成する必要があるが、透明画素電極は平
坦度（すなわち、基板上に形成された透明画素電極の厚
さの均一性）が低いと、電圧を印加した際に液晶物質の
異常配向が発生し易くなり、液晶物質を透過する光の光
量を十分に制御できなくなって表示異常を起こす原因と
なる。透明画素電極は通常蒸着法等により基板上に金属
膜を成膜した後、所定の形状にパターニングして形成さ
れるが、平坦度の高い透明画素電極を形成するために
は、金属膜を成膜する際に基板の蒸着面を精度よく保持
する必要があり、したがってカラーフィルタの形成前に
透明画素電極を形成する必要がある。

【０００７】基板上へのカラーフィルタの作製方法とし
ては、染料で着色されたフォトレジストを基板上に塗布
成膜した後、フォトリソグラフィー法により所定の形状
にパターニングする染色法、着色顔料が微分散されたフ
ォトレジストを基板上に成膜塗布した後、染色法と同様
にパターニングする顔料分散法、基板上に所定の形状に
パターニングされた透明電極を形成した後、透明電極上
に着色顔料を含有する電着樹脂を電着させる電着法等が
ある。

【０００８】上記に示したカラー液晶表示素子の基板に
は、従来よりガラス基板が多用されているが、ガラス基
板はカラー液晶表示素子全体における重量比率が高いこ
とや薄型化が困難であること等から、液晶表示素子の軽
量化や薄型化を図るために、プラスチックフィルム基板
の利用が検討されている。このようなプラスチックフィ
ルム基板を用いたカラー液晶表示素子は、例えば特開昭
６１−１４９９８４号公報に開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー液晶表示素子は以下のような課題を有してい
た。透明画素電極が形成された基板に、染色法、顔料分
散法、電着法等によりカラーフィルタを形成する場合、
いずれの方法においても、透明画素電極を損傷しないよ
うに、透明画素電極側の基板の周辺部を所定の治具に保
持させるか、または透明画素電極上に保護シートを設け
た後、保護シート側の面を治具の基準面上に保持する必
要がある。この時、基板が剛性の低いプラスチックフィ
ルムである場合には、いずれの保持方法を用いてもカラ
ーフィルタを形成する側の基板面を平面度良く保持する
ことが難しい。

【００１０】したがって、染色法や顔料分散法の場合に
は、基板上に塗布される着色済みのフォトレジストの塗
布量が不均一になるとともに、フォトリソグラフィー法
によるパターニングの際にも露光光線がフォトレジスト
に垂直に入射しない部分ができ、この部分でパターニン
グの精度が低下し、結果的に作製されたカラーフィルタ
については、透過光の強度が部分的に変化して狭い範囲
内での色むらや広い範囲内での明るさのむらを起こす原
因となる。

【００１１】一方、電着法の場合にも、基板を平面度よ
く保持することができないと、フォトリソグラフィー法
により基板に形成する透明電極のパターン形成精度が悪
くなり、作製されたカラーフィルタについては、前述と
同様に透過光の色むらや明るさのむら等の不具合を生じ
る。

【００１２】このように、従来のカラー液晶表示素子に
おいては、透明画素電極が形成された基板上にカラーフ
ィルタを精度良く作製することが困難であり、表示画面
上での色の再現性や画質の劣化を生じる原因となってい
た。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、パターン形成精度の高いカラーフィルタを有し、
表示画面における色むらや明るさのむらがなく、色の再
現性の優れた高画質な画面表示が可能なカラー液晶表示
素子の提供、及び簡単な方法でパターン形成精度の高い
カラーフィルタを基板上に配設することが可能な生産
性、量産性に優れたカラー液晶表示素子の製造方法の提
供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のカラー液晶表示素子は、対向して配設された
一対のプラスチックフィルム基板と、各プラスチックフ
ィルム基板の対向する表面に形成された透明画素電極
と、プラスチックフィルム基板の間に封止された液晶物
質と、プラスチックフィルム基板のいずれか１つの外側
の表面上に配設されたカラーフィルタと、を備えたカラ
ー液晶表示素子であって、カラーフィルタが粘着フィル
ムを介してプラスチックフィルム基板上に貼設されてい
る構成よりなる。

【００１５】この構成により、プラスチックフィルム基
板上に、予め作製されたパターン形成精度の高いカラー
フィルタを有することから、従来のようにカラーフィル
タの特性がプラスチックフィルム基板の面状態に左右さ
れず、表示画面における色むらや明るさのむらがなく、
色の再現性の優れた高画質な画面表示が可能になる。

【００１６】また、本発明のカラー液晶表示素子の製造
方法は、対向して配設された一対のプラスチックフィル
ム基板と、各プラスチックフィルム基板の内側の表面に
形成された透明画素電極と、プラスチックフィルム基板
の間に封止された液晶物質と、プラスチックフィルム基
板のいずれか１つの外側の表面上に配設されたカラーフ
ィルタと、を備えたカラー液晶表示素子の製造方法であ
って、プラスチックフィルム基板上に透明画素電極を形
成した後、プラスチックフィルム基板の透明画素電極と
対向する表面上にカラーフィルタを粘着フィルムを介し
て貼設する工程を備えた構成よりなる。

【００１７】この構成により、プラスチックフィルム基
板上に、予め作製されたカラーフィルタを貼設すること
から、従来のようにカラーフィルタの特性がプラスチッ
クフィルム基板の面状態に左右されず、かつ極めて簡単
にパターン形成精度の高いカラーフィルタを基板上に配
設することが可能となり、生産性及び量産性を向上させ
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、対向して配設された一対のプラスチックフィルム基
板と、各プラスチックフィルム基板の対向する表面に形
成された透明画素電極と、プラスチックフィルム基板の
間に封止された液晶物質と、プラスチックフィルム基板
のいずれか１つの外側の表面上に配設されたカラーフィ
ルタと、を備えたカラー液晶表示素子であって、カラー
フィルタが粘着フィルムを介してプラスチックフィルム
基板上に貼設されていることとしたものであり、プラス
チックフィルム基板上に、予め作製されたパターン形成
精度の高いカラーフィルタを有することから、従来のよ
うにカラーフィルタの特性がプラスチックフィルム基板
の面状態に左右されず、表示画面における色むらや明る
さのむらがなく、色の再現性の優れた高画質な画面表示
が可能になるという作用を有する。また、粘着フィルム
によって、カラーフィルタとプラスチックフィルム基板
との熱膨張係数の差によって生じる応力が緩和され、プ
ラスチックフィルム基板の熱による変形を抑えることが
できるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、粘着フィルムが、基材と、基
材の両面に粘着剤を備えた両面接着フィルムであること
としたものであり、粘着フィルムが基材を有することに
より、カラーフィルタをプラスチックフィルムに貼設す
る際にカラーフィルタに剛性を持たせることができ、プ
ラスチックフィルムへの貼設を精度よく行うことができ
る。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、対向し
て配設された一対のプラスチックフィルム基板と、各プ
ラスチックフィルム基板の内側の表面に形成された透明
画素電極と、プラスチックフィルム基板の間に封止され
た液晶物質と、プラスチックフィルム基板のいずれか１
つの外側の表面上に配設されたカラーフィルタと、を備
えたカラー液晶表示素子の製造方法であって、プラスチ
ックフィルム基板上に透明画素電極を形成した後、プラ
スチックフィルム基板の透明画素電極と対向する表面上
にカラーフィルタを粘着フィルムを介して貼設する工程
を備えたこととしたものであり、プラスチックフィルム
基板上に、予め作製されたカラーフィルタを貼設するこ
とから、従来のようにカラーフィルタの特性がプラスチ
ックフィルム基板の面状態に左右されず、かつ極めて簡
単にパターン形成精度の高いカラーフィルタを基板上に
配設することが可能となり、生産性及び量産性を向上さ
せることができるという作用を有する。

【００２１】次に、本発明の本実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施の形態における
カラー液晶表示素子の要部断面図である。図１におい
て、１は粘着フィルム、２ａ，２ｂはプラスチックフィ
ルム基板であり、透明画素電極３、液晶物質４、偏光板
５ａ，５ｂ、カラーフィルタ６、シール材７、光源８は
従来例と同様のものであるので、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００２２】本実施の形態のカラー液晶表示素子が従来
例と異なるのは、一方側の表面に透明画素電極３が形成
されたプラスチックフィルム基板２ｂの対向する表面上
に、粘着フィルム１を介して貼設されたカラーフィルタ
６を有することである。ここで、粘着フィルム１として
はポリエチレンテレフタレートを基材とし、この基材の
両側に粘着剤を有した両面接着フィルム等が用いられ
る。

【００２３】このように、プラスチックフィルム基板上
に、予め作製されたパターン形成精度の高いカラーフィ
ルタを有することから、従来のようにカラーフィルタの
特性がプラスチックフィルム基板の面状態に左右され
ず、表示画面における色むらや明るさのむらがなく、色
の再現性の優れた高画質な画面表示が可能になる。ま
た、粘着フィルムによって、カラーフィルタとプラスチ
ックフィルム基板との熱膨張係数の差によって生じる応
力が緩和され、プラスチックフィルム基板の熱による変
形を抑えることができる。

【００２４】次に、本実施の形態のカラー液晶表示素子
の製造方法について説明する。尚、本実施の形態のカラ
ー液晶表示素子の製造方法は、予めカラーフィルタを作
製し、プラスチックフィルム基板上にこのカラーフィル
タを貼設する工程を除いて、従来のカラー液晶表示素子
の製造方法を同様のものである。

【００２５】まず、透明な基板上に染色法、顔料分散
法、電着法等により赤，緑，青、又はイエロー，シア
ン，マゼンタの３色からなるフィルタを形成したカラー
フィルタを作製する。このようなカラーフィルタの作製
方法の一つとして、例えば特開平７−２９０９８１号公
報に記載の剥離転写方式による微細パターンの形成方法
を用いることができる。

【００２６】これらの公報に記載の方法は、マスター基
板上に予め各色のフィルタに対応するパターン電極を形
成した後、このパターン電極に各色の電着樹脂を電着
し、この電着樹脂を被転写基板上に剥離転写するもので
ある。この被転写基板として透明基板を用いてカラーフ
ィルタを作製すれば、パターン形成精度の高いカラーフ
ィルタを得ることができる。次に、このようにして得ら
れたカラーフィルタを、対向する面に透明画素電極が既
に形成されたプラスチックフィルム基板上に粘着フィル
ムを介して貼設する。

【００２７】このように、プラスチックフィルム基板上
に、予め作製されたカラーフィルタを貼設することか
ら、従来のようにカラーフィルタの特性がプラスチック
フィルム基板の面状態に左右されず、かつ極めて簡単に
パターン形成精度の高いカラーフィルタを基板上に配設
することが可能となる。

【００２８】尚、カラーフィルタを剥離転写方式による
微細パターンの形成方法を用いて製造する場合、被転写
基板として粘着フィルムを用いることもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のカラー液晶表示素子によれば、
プラスチックフィルム基板上に、予め作製されたパター
ン形成精度の高いカラーフィルタを有することから、表
示画面における色むらや明るさのむらがなく、色の再現
性の優れた高画質な画面表示が可能になるという優れた
効果が得られる。

【００３０】また、カラーフィルタは粘着フィルムによ
って貼設されているので、余分な重量増加を伴うことな
く、かつプラスチックフィルム基板を用いていることに
より、カラー液晶表示素子の軽量化を図れるという優れ
た効果が得られる。

【００３１】また、液晶物質に熱が加わった場合でも、
プラスチックフィルム基板とカラーフィルタの熱膨張係
数の差で発生する応力を粘着フィルムにより吸収し、プ
ラスチックフィルム基板の変形等の形状変化を抑制する
ことができるという優れた効果が得られる。

【００３２】また、本発明のカラー液晶表示素子の製造
方法によれば、カラーフィルタの特性がプラスチックフ
ィルム基板の面状態に左右されず、極めて簡単にパター
ン形成精度の高いカラーフィルタを基板上に配設するこ
とができるため、カラー液晶表示素子の生産性及び量産
性を向上させることができるという優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるカラー液晶表示
素子の要部断面図

【図２】従来のカラー液晶表示素子の要部断面図

【符号の説明】

１ 粘着フィルム ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 基板 ３ 透明画素電極 ４ 液晶物質 ５ａ，５ｂ 偏光板 ６ カラーフィルタ ７ シール材 ８ 光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井原 慶太 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向して配設された一対のプラスチックフ
   ィルム基板と、前記各プラスチックフィルム基板の対向
   する表面に形成された透明画素電極と、前記プラスチッ
   クフィルム基板の間に封止された液晶物質と、前記プラ
   スチックフィルム基板のいずれか１つの外側の表面上に
   配設されたカラーフィルタと、を備えたカラー液晶表示
   素子であって、前記カラーフィルタが粘着フィルムを介
   して前記プラスチックフィルム基板上に貼設されている
   ことを特徴とするカラー液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記粘着フィルムが、基材と、前記基材の
   両面に粘着剤を備えた両面接着フィルムであることを特
   徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示素子。
3. 【請求項３】対向して配設された一対のプラスチックフ
   ィルム基板と、前記各プラスチックフィルム基板の内側
   の表面に形成された透明画素電極と、前記プラスチック
   フィルム基板の間に封止された液晶物質と、前記プラス
   チックフィルム基板のいずれか１つの外側の表面上に配
   設されたカラーフィルタと、を備えたカラー液晶表示素
   子の製造方法であって、前記プラスチックフィルム基板
   上に前記透明画素電極を形成した後、前記プラスチック
   フィルム基板の前記透明画素電極と対向する表面上に前
   記カラーフィルタを粘着フィルムを介して貼設する工程
   を備えたことを特徴とするカラー液晶表示素子の製造方
   法。