JPS59193423A - 多色液晶表示素子及びその製造方法 - 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】 された各電極上の所要部に、カラーフィルタ層を設けて
、カラー画像を表示しうるようにした、多色液晶表示素
子とその製造方法に関するものである。

液晶表示素子は、小型化かつ薄型化し得る点、低電圧で
駆動し得る点、電力消費が少い点などの利点を有するた
め、近年、電卓、時計等の小型表示素子として広く普及
してきている。かかる液晶表示の普及にともなって、表
示の多色化が要望されるようになシ、本出願人も、染色
法によって液晶表示素子内の電極上にカラーフィルタ層
を形成することにより、多色表示が可能な液晶表示素子
の発明に関し、特願昭５６−２０１９８７号として出願
している。

この多色液晶表示素子は、第１図と第２図にその概要を
示す如きもので、ここでは、透過型多色液晶表示素子を
］実施例として説明する。

（１）は偏光板、（２）はガラス等の透明基板、（３）
は、フォトエツチング法にょシ透明基板（２）の表面に
形成した、微小な間隔をもって互に平行をなす、微細な
ストライプ状の透明電極で、酸化錫（Ｓｎ０２）あるい
は酸化インジューム（■ｎ２ｏ３）等から構成されてい
る。

才だ、第１図下方の透明基板（２）上の透明電極（３）
は、例えば第２図に示すように、長手方向等長に分割さ
れて、相隣る３本１組をもって、画素（４）を形成し、
これら電極（３１の表面には、後述するように、赤（ｆ
ｌ　、緑（（３１　、青（ＢＪの光の３原色から成るカ
ラーフィルタ層（５）が形成されている。

かかる構成の上下両電極パネル＋６＋　（６５は、透明
電極（３）および（３）が、互いに交差するべく対向さ
せ、スペーサー材を混入した封止材（７）をもって、若
干の間隙を設けて互いに平行をなすように封着され、そ
の間隙には、例えばネマチック型、ツイストネマチック
型等の液晶（８）が封入されている。

第３ａ図乃至第３ｇ図は、このような構成の多色液晶表
示素子における下方の電極パネル（６）の従来の製造工
程を略示するもので、第３ａ図に示すように、通常のフ
ォトエツチング法を応用して透明電極（３）を形成した
透明基板（２）の上面に、第３ｂ図に示すように、たと
えば、水３０部にゼラチン１５部と重クロム酸アンモニ
ウム１部を加えた、粘度約４０Ｃｐの水溶性フォトレジ
スト（９）を、約０２μ２ｎの厚さに塗布して、５０　
Ｃ１０分間乾燥した後、各透明電極（３）に対応する位
置に、各透明電極（３）と等大の開口部を有するマスク
αＯ）を介して露光し、５０　ｒの温水で３分間現像処
理すると、各透明電極（３）上には、第３Ｃ図に示すよ
うな硬化フォトレジスト（９）よりなる層が形成される
。以下これを被染色層という。

ついで、第３ｄ図に示すように、たとえば製品名ＪＡＺ
１３５０　（ヘキストジャパン社製）Ｊ等の油性ポジフ
ォトレジストθυを、約０８μｍの厚さに塗布して、８
０ｔｌｌ：１０分間乾燥した後、各透明電極（３１の３
本目毎に、各透明電極（３１と等大の開口部を有するマ
スク０２を介して露光し、専用現像液で２。

Ｃ１分間現像処理すると、第３ｅ図に示すように、露光
した部分のみが除去されて、上記被染色層（９）が露出
する。

この露出した被染色層（９）を、たとえば製品名［アミ
ニール　ブリリアント　レッドＦ−４Ｂ（Ａｍｉ　ｎｙ
　ＩＢｒｉｌｌｉａｎｔ　Ｒｅｄ　Ｆ−４Ｂ）　（住友
化学社製）」１％と酢酸２係の溶液で、６０　Ｃ１０分
間処理して、赤色に染色した後、第３ｆ図に示すように
、防染マスクとして使用した油性ボジフォトレジスｌ−
（ＩＩ＋を、剥膜液をもって除去して、赤色のカラーフ
ィルタ層（５）を形成する。

上述の、第３ｄ図〜第３ｆ図に示す工程を、染色溶液を
所定のものに変更して繰返すことにより、隣接する透明
電極（３）上の未染色の被染色層（９）を、順次緑色・
青色に染色して、両色のカラーフィルタ層（５）（５）
を形成する。

なお、緑色の染色液としては、製品名「アシツド・ブリ
リアント・ミーリング・グリーンＢ（ＡｃｉｄＢｒ１ｌ
ｌｉａｎ１．　Ｍｉｌｌｉｎｇ　Ｑｒｅｅｎ　Ｂ　）　
（保土谷化学工業製）」２％と酢酸２％の溶液を使用し
、青色の染色液としては、製品名［ザンドラン・シアニ
ンＮ−６Ｂ（５ａｎｄｏｌａｎ　Ｃｙａｎｉｎｅ　Ｎ−
６Ｂ）（Ｓａｎｄｏｚ社製）」０３％と酢酸］％の溶液
を使用すれば良い。

しかる後、第３ｇ図に示すように、上面にポリビニール
アルコール３係水溶液を、約０１μｍの厚さに塗布して
乾燥し、１．５０’１．０分間焼成して配向［（１３ｊ
を形成し、フェルト、バフ等でラビングして配向処理す
る。

しかし、上述の電極パネル（６）は、第３ｂ図に示すマ
スク（１０）を整合する工程において、第４ａ図に示す
ように、マスク００）の位置が僅かにずれると、透明電
極（３）とマスク００）の開口部が等寸であるため、透
明電極（３）上の被染色層（９）に、未露光の部分が生
じ、第４ｂ図に示すように、現像をすると各透明電極（
３）の側端に、露出部０４）が生ずる。

この電極パネル６）を使用した素子は、電圧を印加する
と、露出部０４）が白色となり、各電極（３）が微細で
あるため、露出部（１４）が僅かであっても、コントラ
スト及び彩度が低下し、発色効果に与える悪影響は太き
い。

まだ、第３ｄ図に示すマスクＱ２＋を整合する工程にお
いて、第４Ｃ図に示すように、マスクθカの位置が僅か
にずれると、上述と同様の理由により、第４ｄ図に示す
ように、現像処理後、露出させるべき被染色層（９）の
側端に、油性ポジフォトレジスト０１）が残留するので
、第４ｅ図に示すように、染色すると、透明電極（３）
」二に形成されたカラーフィルタ層（５）の側端に、被
染色層（９）の未染色部Ｑ５）が残留する。

この電極パネル（６）も、上述と同様に、素子の発色効
果に、大きな悪影響を与える。

本発明は、マスクＱＯ）（１，２）の若干のずれは、素
子の発色効果に影響しないようにして、電極パネル（６
）の製造を容易とすることを目的とするもので、第５ａ
図以下について説明する。

なお、上述と同一部材については、同一符号を付して、
その説明を省略する。

第５ａ図において示す（５］）ｌ’ｊ　、、上記ＱＯ）
に相当するマスクで、その開口部（５２）は、透明電極
（３）の幅と電極間間隙（５３）の和にほぼ等しい幅を
有するものとしである。

従って、同図に示すように、マスク（５１）の開口部（
５２）が設定位置よシ右方に若干ずれても、透明電極（
イ）上のフォトレジスト（９）は、左端まで完全に露光
され、第５ｂ図に示すように、現像をすると、透明電極
（３）は、完全に被染色層（９）で被覆される。

そして、マスク（５１）の開口部めは、上述のように定
めであるので、マスク６１）が開口部（５２）の左端と
、透明電極（３′）の左端が一致するところまでずれて
も、右隣りの透明電極（３）上の被染色層（９）を露光
することはない。

従って、このマスク（５１）を使用すれば、所定の透明
電極（イ）のみを完全に被覆する被染色層（９）を、容
易に作成することができる。

第５Ｃ図において示すマスク（５４）は、上記０２に相
当するマスクで、その開口部６５）は、上記開口部（５
２と同様に定めであるので、マスク６４）が著しくずれ
ても、開口部６５）の一端か、透明電極（イ）の端縁上
方に達するまで、第５ｄ図に示すように、透明電極（３
）上の防染マスクとなる油性ポジフォトレジスト０】）
を完全に露光し、かつ隣接する透明電極（ｇ）」二の油
性ポジフォトレジスト０υを露光することはない。

従って、このマスク（５４）を使用して、油性ポジフォ
トレジスト（［Ｉ）を焼付けて染色すれば、第５ｅ図に
示すように、所定の透明電極（イ）を完全に被覆するカ
ラーフィルタ層（５）を、容易に作成することができる
が、同時に、幅広なカラーフィルタ層（５）は、透明電
極（３）の周囲も若干染色する。

しかし、はみ出した部分は、上記間隙（５３）内にあり
、素子に電圧を印加しても、間隙（５３）には電界が発
光しないので、光が通過せず、使用上なんら支障はない
。

むしろ、電極間間隙５３）の光学的濃度を高めることと
なるだめ、表示画像のコントラスト、彩度を高める効果
が生じる。

実際、開口部６５）の幅は、透明電極（３）の幅よりも
大きく、かつ透明電極（３）の幅と、電極間間隙Ｃ’ｉ
３＋の２倍の幅との和よりも小さければよし。開口部ｔ
５９の幅を、積極′的に、透明電極（≦）の幅と電極間
間隙（５３）の２倍の幅との和よシも若干率さいものと
すれば、電極間間隙（５３）は、はぼ全面的に、その光
学的濃度が高ｔｂ、表示画像のコントラスト及び彩度を
高める上で好ましい結果が得られる。

第６図は、本発明に基づく、透過型多色液晶表示素子の
他の実施例を示すもので、上述と同一の部材については
、同一符号を付して、説明を省略する。

本実施例においては、電極パネル（２１）を製造するた
めに、壕ず、第６ａ図と第６ｂ図に示すように、透明電
極（３）を形成した透明基板（２）の上面に、被染色層
となるべきフォトレジスト（９）を全面に塗布し、表示
有効部全域を露光し、その後、現像処理することにより
、被染色層（９）を表示有効部全域に形成する。

前記実施例と異なり、被染色層（９）を、透明電極（３
）に対応する形状に形成する必要がない。

ついで、第６Ｃ図に示すように、全面に防染マスクとな
る油性ポジフォトレジスト０υを塗布して乾燥した後、
各透明電極（イ）の３本目毎に、透明電極（３）の幅と
電極間間隙部）の幅との和に概ね等しい幅の開口部（６
Ｉ）を有するマスク（２渇を施して露光し、現像処理す
ると、第６ｄ図に示すように、露光された油性ポジフォ
トレジストの部分が除去され、被染色層（９）が部分的
に露出する。

この露出した被染色層（９）を、たとえば赤色に染色し
た後、第６ｅ図に示すように、防染マスクとして使用し
た油性ポジフオトレジス）（ＩＩ＋を除去して、赤色カ
ラーフィルタ層轍を形成する。

上述の第６Ｃ図〜第６ｅ図に示す工程を繰返すことによ
シ、隣接する透明電極（３）上の被染色層（９）の未染
色部分を、順次緑色・青色に染色して、両色のカラーフ
ィルタ層Ｑ綽冴を形成する。

しかる後、第６ｆ図に示すように、配向膜０４）を塗布
して乾燥した後、配向処理する。

従来の方法によれば、第６Ｃ図に示す工程において、使
用するマスク（２つの開口部［Ｆ］υが、各透明電極（
３）と等大であるために、マスク（２２の位置が僅かに
ずれると、上述のマスク０２の場合と同様、素子の発光
効果に大きな悪影響を与える。

これに対して、本発明によれば、マスク（２２の開口部
（６１１の幅を、透明電極（３）の幅よりは大きいが、
透明電極（３）の幅と電極間間隙（６３）の２倍の幅と
の和よりも若干率さい幅とすることにより、前記実施例
と同様の効果が得られる。

す々わち、上述のように、本発明方法によれば、透明電
極（３）が微細なため、従来甚だ高精度を要したフォト
レジスト露光用マスクＱＯ）０２）の位置決め精度の許
容誤差が、大幅に緩和されるので、電極パネル（６）の
製造が容易になるとともに、良品の歩留ま９が著しく向
上する。

なお上述は、すべて透過型液晶表示素子について記載し
たが、透明電極（３）に代えて、クロム・アルミニウム
・銀等の反射電極とするとともに、透明基板（２）の一
方を適宜の絶縁基板として、この基板の側の偏光板（１
）を省略して、ゲストホスト型液晶を使用することによ
り、反射型液晶表示素子とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、多色液晶表示素子の一部縦断側面図である。 第２図は、第］図Ａ−Ａ線断面図である。 第３ａ図乃至第３ｇ図は、電極パネルの従来の製造方法
の一例を略、示する縦断側面図で、第３ａ図は、透明基
板に透明電極を形成した状態を示す。 第３ｂ図は、水溶性フォトレジストを塗布し、マスクを
施して露光中の状態を示し、 第３Ｃ図は、現像処理後の状態を示す。 第３ｄ図は、油性ポジフォトレジストを塗布し、マスク
を施して露光中の状態を示す。 第’３　ｃ図は、現像処理後の状態を示す。 第３ｆ図は、一部染色後の状態を示し、第３ｇ図は、配
向膜塗布後の状態を示す。 第４ａ図乃至第４ｅ図は、電極パネルの従来の製造方法
の欠点を略示する拡大縦断側面図で、第４ａ図は、上記
第３１）図に相当するもの。 第４ｂ図は、第３Ｃ図に相当するもの。 第４Ｃ図は、第３ｄ図に相当するもの。 第４ｄ図は、第３ｅ図に相当するもの。 第４ｅ図は、第３ｆ図に相当するもの。 第５ａ図乃至第５ｅ図は、電極パネルの本発明製造方法
を略示する拡大縦断側面図で、第５ａ図は、第４ａ図に
相当するもの。 第５１）図は、第４ｂ図に相当するもの。 第５Ｃ図は、第４Ｃ図に相当するもの。 第５ｄ図は、第４ｄ図に相当するもの。 第５ｅ図は、第４ｅ図に相鮨するもの。 第６ａ図乃至第６ｆ図は、電極パネルの従来の製造方法
の他の例を略示する縦断側面図で、第６２１図は、透明
基板に透明電極を形成した状態を示す。 第６１〕図は、被染色層を塗布した状態を示す。 第６Ｃ図は、油性ポジフォトレジストを塗布し、マスク
を施して露光中の状態を示す。 第６ｄ図は、現像処理後の状態を示す。 第６ｅ図は、一部染色後の状態を示す。 第６１図は、配向膜塗布後の状態を示す。 ｔｌ）偏光板　　　　　　（２）透明基板（３）透明電
極　　　　　（４）画素 （５）カラーフィルタ層　（６）電極パネル（７）封止
材　　　　　　　　（８）ツイストネマチック型液晶（
９）水溶性フォトレジスト（被染色層）（９）被染色層
　　　　　００）マスク０１）油性ポジフォトレジスト θクマスク　　　　　　０３）配向膜 ０４）露出部　　　　　　αω未染色部（２１）電極パ
ネル　　　　（２２）マスク（２３）カラーフィルタ層
　（２４）配向膜（５１）マスク　　　　　　（５２）
開口部（５３）間隙　　　　　　　５４＋マスク（５つ
（６））開口部 第４ａ図 第６ａ図 第６Ｃ図 第６ｅ図 第６ｂ図 第６ｄ図 第６ｆ図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　液晶表示素子の少なくとも一方の電極ノくネ
   ルの各電極表面を、表示画素単位に対応する電極の幅よ
   り大幅で、かつ電極の幅と電極間間隙の２倍の幅との和
   より小幅の、所定の色のカラーフィルタ層をもって被覆
   したことを特徴とする多色液晶表示素子。
2. （２）　　カラーフィルタ層の幅が、表示画素単位に対
   応する電極の幅と、電極間間隙の幅との和に概ね等しい
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の表
   示素子。
3. （３）液晶表示素子の少々くとも一方の電極ノくネルの
   内面に被染色層を形成した後、フォトレジストを、 前記被染色層上に塗布し、電極幅より大幅で、かつ電極
   の幅と電極間間隙の２倍の幅との和より小幅の開口部を
   有するフォトマスクを使用して、所定の色のカラーフィ
   ルタ層を設けるべき電極上の被染色層が露出するように
   、前記フォトレジストを露光、除去して防染マスクを形
   成し、露出した被染色層を所定の色に染色することを繰
   返えすことにより、カラーフィルタ層を形成した後、配
   向処理することを特徴とする多色液晶表示素子の製造方
   法。
4. （４）　　フォトマスクの開口幅を、電極の幅と電極間
   間隙の幅との和に概ね等しくすることを特徴とする特許
   請求の範囲第（３）項に記載の方法。
5. （５）被染色層を、電極パネル内面の全面に亘って形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第（３）項もしく
   は第（４）項に記載の方法。
6. （６）被染色層となるフオトレジス）・を、電極パネル
   の電極上に塗布し、各電極幅より大幅で、かつ電極の幅
   と電極間間隙の２倍の幅との和よシも小幅の開口部を有
   するフォトマスクを使用して、フォトレジストを焼付け
   ることにより、被染色層を形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第（３）項もしくは第（４）項に記載の方
   法。 （力　抜染色層を形成するために用いたフォトマスクを
   、防染マスクを形成するために用いることを特徴とする
   特許請求の範囲第（６）項に記載の方、法。