JPS63247789A - 表示装置およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小型から大型までまたモノクロ表示からカラ
ー表示まであらゆる用途に応用可能な高画質低コストの
表示装置及びその製造方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、透明電極間に遮光膜を有する表示装置におい
て、ガラスエツチングによりガラス基板表面の透明電極
パターン形成と同時に溝を形成して、その溝中に遮光膜
を設けた表示装置とアライメント露光が不要でかつ簡便
な表示装置の製造方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

近年、液晶、ＥＬ、プラズマ、ＬＥＤ等薄型表示表示の
進展は著しく、７セグメント表示からフルトッド表示へ
、さらには画素数が６４０ｘ４００とＣＲＴに匹敵する
ような高精細画面を有する表示装置が出現するにまで至
っている。それに伴って、高画質化やカラー化も進み、
そのための手段の一つとして透明電極間に遮光膜を設け
る方式が考案されている。これは、透明電極間にあって
電圧が印加されない部分、すなわち表示に寄与しない部
分の光の漏れを防ぎ、見かけ上のコントラストを高める
ためである。特にカラー化の場合は、コントラスト−表
示色の彩度になるため、この遮光膜は画質向上のための
重要な手段となる。さらにスイッチング素子を用いたア
クティブ型表示装置の場合には、この遮光膜により不要
の光を除去できるためスイッチング素子の光リークを低
減できる効果を有する。

従来、この遮光膜を形成する方法として次の２つが考案
されている。

第一の方法は印刷によるものであり、第３図（Ａ）の如
くパターニングされた透明電極４を有する基板２上に黒
色インキを印刷することにより遮光膜６を形成すること
ができる。

第二の方法は染色法によるものであり、カラーフィルタ
ーの形成に利用されている方法を応用したものである。

第３図（Ｂ）の如くパターニングされた透明電極４を有
する基板上にゼラチン等被染色性の感光性樹脂７を塗布
する（■）、次いで透明電極のパターンに対応したフォ
トマスク８を用いて露光する（◎）、次いで現像して透
明電極上のゼラチンを除去する（■）、最後に黒色染料
（一般には複数の染料の混合）を用いてゼラチンを染色
し遮光１１９を得る（■） 〔発明が解決・しようとする問題点〕 従来の遮光膜形成方法はそれぞれ次の問題点を有してい
る。

印刷法は、粗いパターンの場合は極めて簡単な方法とし
て優れているが、遮光膜の幅が１００ミクロン以下にな
ると均一な遮光膜形成が難しく、また印刷位置精度も悪
い。

一方、染色法し遮光膜の均一性が良く、また露光法を用
いるため位置精度も高い。しかし、露光時にアライメン
トの必要があり、しかも透明電極とのアライメントにな
るため作業性が悪く、コストアップの大きな要因となっ
ている。

本発明の目的は、微細なパターンにおいても遮光膜の均
一性、位置精度が高く、しかも複雑な工程を排除するこ
とにより、高画質で低コストの表示装置及びその＠漬方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的達成のために、本発明はパターニング前のガラ
ス基板を用いて、透明電極のパターニングと同時にパタ
ーニング部分以外の透明電極とその直下のガラス表面を
エツチングすることにより溝を形成し、その溝に黒色塗
料を塗布ないしは充填し遮光膜を設けようとするもので
、その工程を第２図に示す。

パターニング前のガラス基板（ａ）の透明導電膜側に光
感光性樹脂（以下レジストと呼ぶ）を塗布する工程（ｂ
）。該レジストは、後のエツチング工程に使われるエツ
チング溶液に耐えるものならいずれも使用可能である。

次に所望の透明導電膜パターンを形成するためのマスク
をかぶせ露光した後現像する工程（Ｃ）。次いで該パタ
ーン以外の部分の透明導電膜とその直下のガラスをエツ
チングし、溝を形成する工程（ｄ）。エツチング溶液は
通常水晶やＩＣウェハーのエツチングに使われているフ
ッ化水素酸やフッ化アンモニウムの溶液あるいはその混
合液に微量の界面活性剤を添加したものであり、エツチ
ング速度は濃度に依存する。新鮮なフッ化水素溶液のガ
ラス溶解速度は著しく大きすぎるため、初期にガラス９
片を加えておきある程度活性度を落したものを使用する
ことが重要である。

次に、レジストを剥離する工程（ｅ）を経て、遮光膜材
料を該エツチング溝のあるガラス面に塗布する工程（ｆ
）。遮光膜材料は遮光性を有するものならいずれも使用
可能であるが、後のカラーフィルター形成のためのｆｆ
１ｌＦ工程（ｈ）を経る場合や表示用パネルに組立てる
ために種々の表面処理工程を経由するので、耐薬品性を
十分に検討する必要がある。その中で耐アルカリ性と耐
有機溶剤性が重要である。また、遮光膜の塗布方法は、
ディップ法、印刷法、スキージ法、転写法等いずれも可
能であるが、不要部分の遮光膜材料の除去並びに効率性
を考慮すればスクリーン印刷法が簡単である。次の遮光
膜材料除去（Ｇ）は、遮光膜材料を硬化する前に譲溝部
を除く部分すなわち透明電極表面上の遮光膜材料を除去
することが望ましい。あるいは遮光膜材料を完全硬化せ
ずに規定の焼成湿度より低温で処理した後に除去する方
法も遮光膜材料によっては必要となる。さらに望ましく
は透明導電膜表面上の遮光膜材料を物理的な方法で除去
した後硬化または仮硬化させその侵遮光膜材料を溶解さ
せる能力を有する溶剤等を用いて溝部の遮光膜が完全除
去されないよう短時間の洗浄を行なうことである。最後
に遮光膜の硬化を行なう。

これで本発明による遮光膜は完全に形成されるが、表示
装置をカラー表示とするために、該透明電極上にカラー
フィルターを電着により形成したものを第２図（ｈ）に
示す。

〔作用〕

上記の方法により形成された遮光膜は、透明導′：Ｉｌ
膜のバターニングと同時に形成された溝部に設けられる
ので、位置精度は極めて高く、通常の遮光膜形成手段で
必要な露光時のアライメントが不要となり極めて簡便に
方法でかつ容易に製造できる。さらに、該透明電極上に
カラーフィルターを形成する場合にも全く障害とならな
いだけでなく遮光膜により該透明導電膜の側面が覆われ
ているので、電着法の場合特有の該透明電極側面へのカ
ラーフィルター析出によるパターンの乱れや電極エツジ
部への電流密ｉ采中による塗膜厚の不均一さも緩和され
るという作用も働く。

〔実施例１〕 ガラス基板としてソーダガラス（第１図２）。

レジストは液状レジストをスピンナーにより塗布した。

ガラスエツチング溶液は、フッ化水素酸１０ｗｔ％、硫
酸５ｗｔ％、界面活性剤１．５　ｗｔ％の混酸を使用し
浸漬法により約１０分間処理した。透明２９電膜のバタ
ーニングは明瞭であり、ガラス部分のエツヂング溝深さ
は触針式厚み測定器により３．３ミクロンの均一な溝が
シャープな形状で得られた。これにメツシュ２５０のス
クリーン版を用いてスクリーン中欄により黒色塗布をガ
ラス全面に塗布した。該黒色塗料は溝部に浸み込みかつ
透明導電股上にも塗布された。これをバーコーター法に
より余分な黒色塗料を除去した後アルコールで洗浄した
ところ該溝部を除くガラス基板表面から完全に黒色塗料
が除去された。ちなみに、ここで使用した黒色塗料は、
加熱乾燥コイルワニスに分類されている三菱Ｖ３０１を
使用した。

〔実施例２〕 実施例１と同様にガラス基板としてソーダーガラスを用
い続く工程を経て黒色塗料として東芝ＴＶＢ２０１２及
び２０１６を用いて塗布した後バーコーダ−法で余分な
塗料を除去した、その後工業用ガソリンでガラス基板を
軽く洗浄し乾燥したｖＩｔＢ分子電着法により赤、緑、
青のカラーフィルターを形成した。極めてパターン形状
のシャープなカラーフィルターと遮光膜が形成された。

〔実施例３〕 ガラス基板としてコーニング社製７０５９を使用し、レ
ジストとしてリストン社製フィルムレジストを用いてマ
スキングした。フィルム状レジストの密着強度を上げる
ために、透明導電膜表面のプライマー処理としてヘキサ
メチルジシラザンのキシレン液を用いてシラン処理を施
した。エツチングは、フッ化水素ＭＯ１５ｗｔ％、フッ
化アンモニウム１０ｗｔ％、グリセリン少量の溶液で２
０分間行なった。ガラスエツチング深さは２．０ミクロ
ンであった。遮光膜材料として日立ｗｉｏｏを使用し、
実施例１と同様に処理したところ、極めてシャープな形
状の遮光膜が形成された。

以上述べた３つの事例は、本発明の一部の実施例にすぎ
ないが、いずれも上記の方法で作製された遮光膜付きの
ガラス基板を用いてつくられた表示装置は、遮光膜とし
て十分な機能を有し、光の漏−れがなくコントラストの
高い表示％！＆置が得られた。

〔発明の効果〕・ 本発明の求めるところは、従来の遮光膜とは異なり、遮
光膜がガラス基板の中にうずめられることにより遮光機
能を付加した透明導電膜付きガラス基板が極めて容易に
製造できるというところにある。しかも、遮光膜作製に
必要な設備や工程はほとんど不要で、透明導電膜パター
ン形成と同時に遮光膜が設けられる溝が正確な位置に製
作できるというメリットを有している。これらの点から
効果をまとめると以下のようになる。

■　パターン形状のシャープな遮光膜が製作できる。

■　したがって、この遮光膜の付加されたガラス基板を
用いた表示装置は極めてシャープでかつコントラストの
高い映像を写し出せる。

■　従来法に比べて極めて容易にかつ安定した遮光膜の
製造が可能である。

■　したがって、製造コストの大幅な削減が可能である
。と同時に低価格・高品質の表示装置を市場に供給可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の断面模式図、第２図（ａ
）〜（ｈ）は本発明による遮光膜製造方法工程模式図、
第３図は従来の遮光膜製造方法の模式図、第３図（Ａ）
は中欄法模式図、第３図（Ｂ）は染色法模式図である。 １・・・偏光板、２・・・ガラス基板、３・・・透明電
極上、４・・・透明電極下、５・・・カラーフィルター
、６・・・遮光膜 （他１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学材料を挟持した２枚の透明電極ガラス基
   板を有した表示装置において、少なくともその一方がパ
   ターニングされた透明電極とその透明電極間隙の該ガラ
   ス基板表面に溝を有し、該溝及び該透明間隙の空間の少
   なくとも一部に遮光膜を具備したことを特徴とする表示
   装置。
2. （２）該パターニングされた透明電極と該溝が同時に形
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の
   表示装置。
3. （３） ［１］透明電極を有したガラス基板に感光性樹脂を塗布
   する工程 ［２］所望の電極パターンの露光工程 ［３］現像・焼付き工程 ［４］該露出した透明電極とその直下のガラス基板表面
   を同時にエッチングする工程 ［５］感光性樹脂の剥離工程 ［６］該ガラス基板表面に遮光膜材料を塗布する工程 ［７］該溝部以外のガラス基板表面から遮光膜材料を除
   去する工程 ［８］該溝部に残された遮光膜材料の硬化工程の製造工
   程により形成されることを特徴とした表示装置の製造方
   法。