JPS61215526A - 液晶表示装置用電極板 - Google Patents

液晶表示装置用電極板

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JPS61215526A
JPS61215526A JP60057176A JP5717685A JPS61215526A JP S61215526 A JPS61215526 A JP S61215526A JP 60057176 A JP60057176 A JP 60057176A JP 5717685 A JP5717685 A JP 5717685A JP S61215526 A JPS61215526 A JP S61215526A
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JP
Japan
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pattern
transparent electrode
film
liquid crystal
film pattern
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Application number
JP60057176A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenzo Fukuyoshi
健蔵 福吉
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、フルカラー液晶ディスプレイ用のカラーフィ
ルターに用いられる液晶表示装置用電極板に関する。
〈従来の技術〉 従来の技術を、−従来例とその模式断面図を示す第3°
図を用いて説明する。
フロート青板と呼ばれる厚さ1〜1.1晒のガラス板(
1)上に(本図では下方に)、透明電極(2)と。
赤(旬、緑(G)、青(Blの各色のカラーフィルター
バタンを有したカラーフィルター(以下「CF」と略称
する。)が順に実装されている。これらと液晶(5)゛
を挾んで透明電極(2)が前記の透明電極(2)と互い
に直交に配列されている。このとき、各々の交点の時分
割方式で電圧をかげて液晶(5)を駆動し、透過タイプ
のカラー表示を行う。
〈発明が解決しようとする問題点〉 通常のモノクロのドツトマトリクス液晶ディスプレイは
駆動条件と光の透過率の点から、液晶(5)の厚みが8
μm前後に適正化されている。しかし、第1図に示した
。内面にCF((資)、 (G)、(Blを有したカラ
ー液晶の構成では、絶縁体でもあるCF((資)、(G
)。
(Bl自身が上下電極間にかかる実効電圧を下げる介在
物となるとともに、液晶(5)の厚みの誤差が太き(な
る要因ともなり、適正厚みの設定を困難にしていた。こ
の透明電極をCF上に重畳させれば実効電圧も下らず、
液晶(5)の厚さの設定誤差も小さくなり理想的である
。しかしCFの上の透明電極の形成は極めて困難である
。その理由を以下説明する。
実用化されているCFの材料はゼラチンやグリユー等の
樹脂である。またR−G−Bの各色は染料によって着色
するため樹脂・染料とも200℃を超えるような耐熱性
を保持させかつ、目的とする発色効果を持たせることは
困難である。
一方、ITOやネサ膜と呼ばれる透明電極は成透明電極
を形成することは困難であった。
しかしながら、特許公告昭和56年第40450号公報
にみられるイオンブレーティング法や、その他スパッタ
リングやプラズマCV、D法等のプラズマアシストの手
法によって低温(本例では室温付近から200℃付近ま
での温度を指す)でのITO(酸化インジウムと酸化ス
ズによる金属酸化物)成膜を設は得る事が確認されるよ
うになってきた。ところがこうした低温形成による工T
O膜は経時変化や経熱変化が太き(、カラー液晶用の透
明電極として信頼性がなく実用化されていなかった。こ
のような欠点を補う為従来のITO膜に対してC’ F
上にITOを設ける方法を実用化する考えもあったが、
この方法も問題点があったので、以下説明する。
ひとつには、カラー液晶のCRT(カラーテレビ)並の
表示を得ろためにはドントサイズの微細化とこれに伴う
X、Yの透明電極のピッチの微細化の必要があり、特に
100μm〜300μm ピッチでの端子の接続は従来
技術では対応が困難であった。また端子部がITO等の
透明電極はハンダ付けやワイヤボンディングには接着力
が低いため端子接続に不向きである。加えてCFは赤色
(R1,緑色(G)、青色(Bl必要に応じて黒(Bl
ack)のパターンの色の位置合わせ用の見当マークが
不可欠であり、端子へのコネクター接続に関しても同様
に位置合わせ用のマークが必要であった。
また、カラー液晶ディスプレイで表示の情報密度を上げ
るには先述したようにパターンの微細化が必要であるが
、こうした微細化は走査線数を増やし高デユーテイ駆動
をとることになるが、CFを用いたカラー液晶ディスプ
レイでは場合によっては1〜2μmの厚みのあるCF自
身の凹凸や段差により表示ムラや液晶の寿命の低下を招
(ことがあった。このためより高度の表示品質を得る事
も困難であった。
〈問題を解決する為の手段〉 液晶表示装置用電極板を透明な基板上に少なぐとも金属
薄膜パターン及びカラーフィルターパターンと、該カラ
ーフィルターパターンのほぼ上面を環5オーバーコート
パターンと、該オーバーコートパターン上と前記金属薄
膜パターンの端部に重畳する透明電極と、透明電極が重
畳していない前記金属薄膜パターンの一部に金、ハンダ
合金のうち何れかもしくはその合金による電着金属が形
成された液晶表示装置用電極板とする。また透明電極が
酸素不足の導電性金属酸化物の薄膜であるものとしても
よい。
く作用〉 従来のカラー液晶用CFの構成では第3図に示したよう
に透明電極(2)が、約1〜2μm厚みのCFと0.0
5〜0.1μm程度の配向膜(4)とを中間に介して液
晶(5)に電圧がかかるようになっていたのに対し本発
明では第1図に提示しであるように薄い配向膜(241
のみを介しているためほとんど直接に透明電極(221
が液晶(2つに接する構成となる。
従って液晶にかかる。実効電圧がモノクロの場合と同一
となり効率が向上し、同時に表示品質も従来のCFを用
いたものより改善できた。
〈発明の詳細な 説明を第1図及び第2図を用いて詳細に説明する。まず
第2図にCF用見当合せマーク(4υ、(4z。
(43及びコネクター用位置合わせマーク(44) 、
また導通をとるための端子部(45)を例えばニッケル
等によりバタンニングした金属導体と、CF膜パターン
匂、(G)、 (Bl各々を模式的に示した。ただし透
明な基板(4G)であるガラス基板上には最初にニッケ
ル等をバタンニングして金属薄膜パターンとし、その後
CF用合わせマーク(41)、 /42. (43を用
いて順次Rパターン、Gパターン、Bパターンとバタン
ニングするものである。コネクター用位置合わせマーク
(44)はカラー液晶ディスプレイの最終工程に相当す
るFPC’ (フレキシブルなプリントサーキットコネ
クター)やPCボード等との接続の際の位置合わせに用
いるものである。ニソケルパタンニング時に以上の合わ
せマーク以外に、封入用のシール部印刷のための見当マ
ーク、液晶封入の前の表示側(CF側)と走査側との2
枚の基板の合わせマークや商品ナンバー識別のための数
字や記号等同時にバタンニングしても良い。また、ガラ
ス透明基板と金属薄膜との接着強度を増すために透明な
基板の上に二酸化ケイ素のアンダーコートを、必要に応
じて設け、その上に金属薄膜バタン、CF等を形成して
もよい。さらに、ガラス基板との接着力をもたせるため
クロムやアルミニウムをニッケル形成の前にアンダーコ
ートしておくことは望ましい。加えて、これら金属導体
パターンを、表示コントラストをあげろためのブラック
ストライプとして利用することもできる利点がある。ま
た。
透明電極のみでは十分に低い抵抗値が得られない場合に
補助的な導体としてこれを利用できるメリットも生じる
。しかし、上記のマークや記号等は第2図に示したもの
に限定する理由はな(、また。
CFのパターンもストライプ状でも、あるいは開孔率を
上げるために六角形、コントラストをあげるため丸形で
もかまわなく・本発明はCF形状をと(に定めるもので
ない。
本発明は以上のように肉眼で識別しやすい金属で合わせ
マーク等をバタンニングするため以後の工程の作業効率
が向上するメリットがあり、また、自動化を進める場合
にも位置制御を光学的に処理するときにITO(透明電
極)より信号レベルがとれるためノイズが少(なり有利
である。
本発明は第1図に示すようにCFの形成後にCF上及び
端子部の一部に重なるように透明電極(221を形成す
るものである。透明電極(225はCF上に直接形成で
きるが、ドツトピッチが600μm以下のファインピッ
チになるとCF上にいったんオーバー゛コートパターン
(2ηによって平滑化することが望ましい。このオーバ
ーコートにより表示ムラや液晶の寿命低下を防止する事
が出来る。通常。
CFは染色法や印刷法にて各色ごとにバタンニングする
ため染色法においては0.5〜2μmの段差。
印刷では最大5μm程度の凹凸が生じるため、ITO等
の透明電極を積層するためには0.2〜2μm程度のオ
ーバーコート層を設は表面を平滑化した方が透明電極の
抵抗値のバラツキを少くなり、液晶駆動にも有利である
ただし1本発明においては、後の工程(特に配向膜の形
成と、シール(封入)処理)にて加えられる熱処理条件
を考慮して、あらかじめこれら熱処理後に最高の特性と
なるよ5 ITO膜を還元側即ちやや酸素不足の状態に
してお(ことが必要である。このときのやや酸素不足の
膜とは、ITO膜厚が800〜3oooX程度の範囲で
は透過率でおよそ83〜60%(測定波長55Q+a+
でレファレンスを空気とした場合)の範囲にある膜を指
し、この膜は100〜250℃の成膜後の熱処理により
透過率は90〜78憾と向上し1面積抵抗値も向上する
膜である。本発明による透明電極の成膜時の膜特性は配
向膜の硬膜時の熱処理条件(温度と時)と同様に液晶封
入のためのエポキシ樹脂等の硬化条件によって種々の完
成品の仕様に応じて調整する必要があるが、後工程の熱
処理によって特性の向上する膜であればよい。ただし。
後の実施例で説明する様に透明電極の成膜装置内の雰囲
気(特に酸素分圧)を調整することにより目的特性をも
つ膜を十分に安定に、して成膜することは可能である。
従って本発明による透明電極を有したCFは、最終的に
所望とする特性を得ることができ、かつ液晶駆動時の電
圧降下も少いために極めて良好な表示品質を得るもので
ある。
本発明はさらに金属薄膜パターンの一部に金もしくはハ
ンダ合金を電気メッキにより形成しておくため、液晶、
駆動のためのI Cチップのボンディングや、ファイン
ピッチでのコネクターの接続がきわめて容易になる。ポ
ンディングの際の金の拡散を避けるにはパラジウムやニ
ッケル等を金属薄膜パターンの上層とすれば良い。透明
な基板がガラス板であるときはガラス面側に接着力の良
いクロムやアルミニウムを形成してお(ことが望ましい
が、ニッケルや銅を直接でもスパッタリングやイオンブ
レーティングの成膜方法を用いると実用強度を有するの
でニッケルないし銅を直接に形成することもできる。F
PCとよばれるフレキシブルなポリイミドのフィルム上
に銅箔でバタンニングしピッチが微細なリードを並べた
ようなコネクターとの接続には、ハンダ付けが有利であ
る。
通常、このようなハンダ付けはリフローソルダリングと
よばれ、接続する物の両方、あるいは片方にハンダメッ
キし、多少の加圧とともに加熱して両者をハンダ付けす
るものである。ファインピッチでの端子をハンダ付げす
る場Sttハンダメッキの厚みを10μm以下にしハン
ダ付は時に隣の端子とショートさせないことが必要であ
る。金属薄膜パターンがニッケルや銅で構成されるとき
には表面の酸化を避けるために、CFを有しているガラ
ス板側の金属薄膜パターン上にハンダメッキを施してお
(方が良い。特に200μm以下のファインピッチの場
合には、ハンダ量が不足気味となるので基板側とFPC
両者に5μm以下のハンダメッキを予め形成しておく事
によりコネクションをスムーズにするものである。
〔実施例1〕 大きさ250wX 200rII11厚さ1.1間のフ
ロートガラス板上に真空蒸着にてクロムを50OA、ニ
ッケルを400OA膜付けし、膜付後公知のフォトリソ
によるレジストバタンニングとエツチングを行い、金属
薄膜パターンを形成した。
次に2901μ1m線巾で300μmピッチのストライ
プパターンのR,G、 BのCFをトータルでX電極方
向に720本バタンニングした。また、CFはグリユー
を材料とし、公知の方法で形成したものである。次に当
CF基板上に透明電極を9999係のインジウム及び、
スズを用いて2元蒸着方式で基板温度を室温、酸素分圧
4 X 10 ’torr 、高周波電圧3 kVにし
て膜厚1100A、透過率81係1面積抵抗値65Q/
口のITO膜を成膜した。
この様にして成膜されたITO膜中の酸化スズはおよそ
10モル係であった。次に270μmの線巾で300μ
mピンチでCF上にストライプにてITOをバタンニン
グした。また、エツチングは上記と同じフォ) IJソ
法を用い、5係塩酸水溶液にて3分間実施した。
次にニッケルの端子とITOストライプは0.5端面ば
ニッケルそのままの表面とした。基板乾燥後、日立化成
工業■のポリイミド配向膜材料HL−1100をニッケ
ル端子部とシール部粉除いて塗布し150°C1hr乾
燥し600Aの配向膜を形成した。さらに、ハンダメッ
キを行うニッケル端子部を除いてほぼ全面を東洋インキ
製すムーバブルスクリーインキにて印刷し、マスクパタ
ーンを形成したあと、3μm厚みのハンダメッキを行う
た。またハンダメッキは公知技術であるフッ化浴にて行
った。マスクパターンの剥膜後、さらに。
エポキシ樹脂によるシールを想定して180℃1hrの
熱処理を行った。熱処理後の工T○膜の面積抵抗値は3
2Q/口で、透過率は配向膜の形成されていない部分で
86係であり、良好な特性を示した。次にニッケル端子
と同じピッチでポリイミドフィルム上にバタンニングし
た銅箔25μmに5μmのハンダメッキをしたFPCを
用意し。
先端温度220℃のホントプレスにて10秒加圧すると
CF基板上のニッケル端子とFPCはハンダを介して接
続できた。
〔実施例2〕 大きさ5インチ角、厚さ1.1flのフロートガラス板
上にスパッタリングにて5id2 (酸化硅素)を50
0A−ニッケルを300OA膜付けし、実施例1と同様
にニッケルをバタンニングし金属薄膜パターンを形成し
た。さらに金メッキを行うニッケル端子端部を除いてほ
ぼ全面にフォトレジストでバタンニングし、マスクパタ
ンを形成したあと。
4000A厚みの金メッキを行った。金メッキは公知技
術であるシアン化金浴にて行った。マスクパターンをア
ルカリで溶解除去したあと、実施例1と同じ材料でドツ
トサイズ190μmX590μmのCFをX方向(19
0μmの方向)に200μmピッチでR,G、 B交互
に480ケ、Y方向に600μmピッチで128ケ並べ
てCF膜パターンした。
同じ材料で0,5μm厚みとなるようコートし、ニッケ
ル端子部とシール部を除いてCF上をほぼ覆うように露
光・現像しオーバーコートパターンとした。
次にスパッタ装置、5重量係酸化スズを含む酸化インジ
ウムターゲットを用い、アルゴン流量80SCCM、高
周波実効電力soow、酸素分圧lX10   tor
r  にてスパッタリングし膜厚1200AのITO膜
を成膜した。このときの基板温度は室温である。これで
成膜されたITO膜の透過率は83%、抵抗値は42Ω
/口であった。
次に実施例1と同じフォトリソ法で線巾170μm、ピ
ッチ200μmのITOストライプをバタンニングし、
透明電極パターンとした。ただし。
ストライブは中央部で上下に分割したパターンとした。
以下、実施例1と同様手順で熱処理後、ITO膜の特性
は透過率で88%1面積抵抗値で27Q/口とカラー液
晶用の透明電極としては良好な特性を示した。
(発明の効果〉 以上のように本発明は、金属薄膜パターンを形成してお
(ため透明電極パターンを先に形成する従来の工程より
、次工程以降が目視しやすい状態で進め得るという作業
上の大きなメリットがあるとともに、従来の液晶表示装
置の構成と比較して。
透明電極がより液晶に近い位置機構となるため液晶駆動
により有利な液晶表示装置用電極板を提供し得るもので
ある。
さらに、ICチップのボンディングの場合やピッチの微
細化したときのコネクターを用いた電気的接続を行なう
場合に容易に工程をこなすことができる様になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明による液晶表示装置用電極板を用いた
液晶表示装置を模式的に示す模式断面図であり、第2図
は、第1図の液晶表示装置用電極板を含む液晶表示装置
の製造途中に於ける平面的位置関係を示す模式平面図で
ある。 第5図は、従来の液晶表示装置用電極板を用いた液晶表
示装置を模式的に示す模式断面図である。 +11.(2D、(40・・・透明基板+31.L23
)・・・透明電極 +4+、(241・・・配向膜 (4つ・・・金属薄膜パターン +51.(251・・・液晶 C印・・・電着金属

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明な基板上に少なくとも金属薄膜パターン及び
    カラーフィルターパターンと、該カラーフィルターパタ
    ーンのほぼ上面を覆うオーバーコートパターンと、該オ
    ーバーコートパターン上と前記金属薄膜パターンの端部
    に重畳する透明電極と、透明電極が重畳していない前記
    金属薄膜パターンの一部に金、ハンダ合金のうち何れか
    もしくはその合金による電着金属が形成された事を特徴
    とする液晶表示装置用電極板。
  2. (2)透明電極が酸素不足の導電性金属酸化物の薄膜で
    ある事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液晶表
    示装置用電極板。
JP60057176A 1985-03-20 1985-03-20 液晶表示装置用電極板 Pending JPS61215526A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62163017A (ja) * 1986-01-13 1987-07-18 Kyodo Printing Co Ltd カラ−表示装置
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