JPS6326628A - 液晶カラ−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〕 この発明は、特に鮮明でコントラストの良いカラー表示
が得られる液晶カラー表示装置およびその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来より、フルカラー表示が可能な液晶カラー表示装置
として、例えば特開昭６０−８８９８６号公報に示され
ているようなものがある。これは、相対向して配置され
た二枚の透明基板の対向面上にそれぞれ信号電極および
走査電極となる透明′１゛は極を形成し、一方の信号側
透明電極を二層構造とし、透明電極間に染色法により赤
、緑、青のカラーフィルタ膜を介装させ、且つ各々の電
極間を表示部以外の部分で電気的に接合している。これ
により、液晶層全体にわたって均一に電圧を印加するこ
とができ、より鮮明なカラー表示を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来の液晶カラー表示装置
にあっては、カラーフィルタ膜が染色法によって形成さ
れているため、二層目の透明電極をフォトエツチング法
で形成する際、カラーフィルタ膜がそのエツチング液に
溶解し剥離してしまうので、■産性がないという間が点
があった。

また、二層目の透明電極をリフトオフ法により形成する
場合には、その電極膜厚を厚くすることができず、実際
に低抵抗膜を形成すること、即ち全体にわたって透明電
極の抵抗値を低くすることが非常に困難であるという問
題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、量産性に富み、珪つ表示コントラストの良好なカラ
ー表示か得られる液晶カラー表示部］δおよびその製造
方法を提供することを［１的としている。

（問題点を解決１−るための手段） この発明の液晶カラー表示装置は、液晶セルを形成する
透明基板上に二層構造の透明電極を設け、且つその間に
カラーフィルタ膜を介装させると共に、２該カラーフイ
ルタ１！！２に複数個のピンホールを形成し、このピン
ホールを通して面記−層［，１と二層目の透明電極を電
気的に接合させたものである。

また、この発明の液晶カラー表示装置の製造が法は、液
晶セルを形成する透明Ｊ上板上に一層Ｆ１の透明電極を
フォトエツチング法により形成する工程と、この一層目
の透明電極上にフォトレジストをフォトリソグラフィ法
により点状に形成してから電着法によりカラーフィルタ
膜を塗布する工程と、前記フォトレジストは剥離液に溶
解するがカラーフィルタ膜は溶解しない仮焼成温度で透
明１．ｔ：板を加熱してからフォトレジストの剥離を行
ってカラーフィルタ膜に点状の複数個のピンホールを形
成する工程と、このピンホールが形成されたカラーフィ
ルタ膜を硬化させるように透明基板を本焼成温度で加熱
する工程と、硬化したカラーフィルタ膜上に一層目の透
明電極形成の時と同一のフォトマスクを使用してフォト
エツチング法により二層目の透明電極を形成する工程と
、１１ｒ「記ピンホールを通してυいに電気的に接合さ
れたこの二層構造の透明電極とカラーフィルタ膜との密
行性を強化するように透明基板を１１＃−加熱１−る工
程とを旦備したものである。

（作用） 二層構造の透明電極間に介装されたカラーフィルタ膜に
ｍａ個のピンホールが設けられ、このピンホールを通し
て一ヒ記一層目と二層［１の透明電極が電気的に接合さ
れている。このため、液晶セルの全域に均一な駆動電圧
を印加することができ、表示コントラストの良いカラー
表示が得られる。

また、カラーフィルタ１１ｑは電着法により塗布される
ので、二層目の透明電極を形成する際にフォトエツチン
グ液に溶解することがなく、噛産性を向１させることが
できる。

（実施例） 以下°、この発明の実施例を図面について説明する。

第１図は、この発明に係る液晶カラー表示装置の要部を
示す平面図であり、カラートッド・マトリクス表示を行
う場合を示している。また、第２図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図をそれぞれ示した
ものである。これらの図において、１．２は液晶セルを
形成する透明基板であるガラス基板で、各々の外側に偏
光板３，４が設けられ、互いに対向して配置されている
。そして、一方のガラス基板１には信号電極である二層
構造の透明型Ｊ４！５が敷設され、その一層目の電極５
ａと二層目の電極５ｂとの間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の三原色のカラーフィルタｎｔ；ｈ　６が介装さ
れており、この透明電極５の上に配向１１Ｑ　７が設け
られている。また、他方のガラス基板２には走査電極で
ある透明電極８が内側に敷設されており、その上に配向
膜９が設けられている。更に、両ガラス基板１．２の間
に液晶１０がシール用接着剤１１及びエンドシール川接
着剤１２によって封入されている。

上記カラーフィルタ膜６には複数個のピンホール（スル
ーホール）１３が形成されており、このピンホール１３
を通して一層目と二層目の電極５ａ、５ｂが電気的に接
続されている。そして、この二層構造の透明型Ｊ４５と
他方の透明型Ｖｉ８に交流電源１４から駆動電圧が与え
られると、ドツト表示部１５がドツト表示され、全体と
して所定のカラー画像か表示されるようになっている。

なお、ビンホー・ル１３はドツト表示部１５毎に各々同
数個（図では２個）設けられており、また、この時カラ
ー表示を得るためのバック照明が必要となる。

上記のように構成さｉたドツトマトリクス液晶カラー表
示装置においては、ドツト表示部１５に対応してカラー
フィルタ膜６が設けられ、このカラーフィルタ膜６に複
数個のピンホール１３が形成されている。そして、この
ピンホール１３を通して信号側の二層構造の透明電極５
の一層［１と二層目とが接合されている。

このため、信号電極の電気抵抗値は一層目と二層目の電
極５ａ、５ｂの並列抵抗値となり、また一層目の透明電
極５はカラーフィルタ膜６の形成面に十分に熱処理を行
って抵抗率を低く形成することができるので、二層［）
の電極５ｂかカラーフィルタｌｌ５ｌ！６の耐熱限度内
てしか熱処理を行うことができないのを補うことかでき
る。つまり、二層目の電極５ｂの抵抗率を十分低くする
ことかてきないのを上記並列抵抗値として補うことかて
きる。従って、信号電極の先端部まて十分低い電気抵抗
値が得られ、液晶セル全域にわたって均一な駆動電圧を
印加することが可能となり、表示コントラストの良い鮮
明なカラー表示が得られる。

また、カラーフィルタＩＩＱ　６は二層目の電極５ｂの
下にあるので、カラーフィルタｌ漠６の静電容量は影響
せず、駆動電圧の歪は発生しない。

従って色のばらつきをなくすことができ、表示色の鮮明
なカラー表示画像を得ることができる。

ここで、カラーフィルタ１１ｑ６はドツト表示部１５以
外の部分にも形成し、そこにピンホール１３を設けて一
層目と二層目の電極５ａ、５ｂを接合させることもでき
る。この場合の方がドツト表示部１５にピンホール１３
がないので良好な画像か得られるが、ピンホール１３の
直径を５０μｌ以下としておけば、人のしｌで見えにく
い大きさとなり、表示効果の妨げになることはない。ま
た、ピンホール１３を互いに等距薗となるように設け、
且つその距離を各表示部１５間の距離より小さくするこ
とによっても表示効果を損なうことなく鮮明なカラー画
像を得ることができる。

次に、上記構成の液晶カラー表示装置の製造方法につい
て説明する。なお、ここでは二層構造の透明電極５の製
法を中心に、第４図ないし第１０図に従って工程順に説
明する。

（イ）先ず、液晶セルを形成するガラス基板１上に、ス
パッタ法等により透明導電膜（ＩＴＯ等）を成膜してか
らフォトエツチング法で一層目の電極５ａを形成する（
第４図参照）。

（ｔｌ）一層目の電極５　ａ　Ｊ二にフォトレジスト１
６をロールコータ等により塗布する（第５図参照）。

（八）上記フォトレジスト１６をフォトリングラフィ法
により点状（ピンホール寸法）に形成する。

この時、第６図に示すように、ＴＬＭ　１本毎に１列の
ピンホール１３を形成する場合にはマスクアライメント
によるフォトリソグラフィ技術が必要となるが、この場
合、各ドツト表示部１５の光の抜ける率および一層目と
二層目の電極５ａ、５ｂの接合抵抗値が均一となる。第
６図（ａ）は断面図、第６図（ｂ）は平面図である。

また、第７図に示すように、隣り合う総てのピンホール
間の距離を等しくし且つその距離をドツト表示部１５の
ピッチより小さくしても良く、この場合にはピンホール
１３の形成に当ってマスクアライメントを行わなくても
良く、上述した光の抜ける率およびＭ、ｊ４接合抵抗値
のばらつきを最小限にすることができる。第７図（ａ）
は断面図、第７図（ｂ）はＹ面図である。

（ニ）次に、周知の電着法（例えば特開昭５９−９０８
１８号公報参照）により、フォトレジスト１６を設けた
一層目の電極５ａ上にカラーフィルタ膜６を塗布する（
第８図参照）。

この時、点状のフォトレジスト１６の部分は電気的に絶
縁されているのでカラーフィルタ膜６は塗布されない。

（ネ）フォトレジスト１６は剥離液に溶解するかカラー
フィルタＩＩＳ！６は溶解しない仮焼成温度でガラス基
板１を加熱してからフォトレジスト１６の剥離を行って
カラーフィルタ膜６に上記点状の複数個のピンホール１
３を形成する（第９図参照）。

この時、ガラス基板１を仮焼成温度で加熱するのはカラ
ーフィルタ１漠６を仮硬化させるためである。表１に仮
焼成の最適制御条件の実験テークを示す。

表　　１ 表１から、８０℃〜１３０℃の仮焼成温度で０゜５時間
具り加熱するのか最適条件であることがわかる。なお、
フォトレジスト１６の剥離液は４０℃、浸ｄ１時間は５
分とした。

（へ）ピンホール１３が形成されたカラーフィルタ１１
！２６を硬化させるようにガラス基板１を本焼成温度で
加熱する。表２に本焼成の最適制御条件の実験データを
ン】で−「。

表　　２ 表２から、１７０℃〜２２０℃の本焼成温度で、１時間
以上加熱するのか最適条件であることがわかる。

（ト）上記硬化したカラーフィルタＩｌ’２ｓトに、一
層目の電極５ａの時と同一のフォトマスクを使用して二
層目の電極５ｂを形成するく第１０図参照）。その際、
一層目の場合と同様に、先ず速明導″Ｉｆ、膜を成膜し
、フォトエツチング法により二層目を形成する。

この時、−層［１と同一の）オドマスクを使用している
ので、マスク代が節約できると共に、高いアライメント
の粒度が得られる。また、ピンホール１３を通して一層
［１と二層目の電極５ａ、５ｂが電気的に接合され、二
層構造の透明電極５となる。

（チ）二層目の電ｌ４ｉ５ｂとカラーフィルタ膜６との
密着性を強化するためにガラス基板１を密着処理温度で
再加熱する。表３に密着処理の最適ｔ制御条件を示す。

表　　３ 表３から、１００℃〜２２０℃の密着処理温度で０．５
時間以」二加熱するのが最適条件であることがわかる。

このようにして、二層構造の信号電極を（ｒしたカラー
１１ｃ板が形成されるが、この後の工程は通常のドツト
マトリクス液晶セルと同様の工程を経てドツトマトリク
ス液晶カラー表示装置が製造される。その際、電着法に
よってカラーフィルタ膜６を形成しているため、（ト）
のフォトエツチング工程でカラーフィルタ膜６が剥踵す
るのを防止でき、量産性を向上させることができる。ま
た、二層目の透明導電膜をスパッタ法により形成できる
ので電極５ｂの膜厚を厚くすることが容易で、抵抗値を
低くすることができる。従って１表示コントラストの良
い鮮明なカラー画像が容易に得られる。

なお、実施例ではドツトマトリクス表示方式の液晶カラ
ー表示装置について説明したが、本発明は一般の液晶カ
ラー表示装置に適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、この発明によりば、カラーフィ
ルタｌｌ５Ｅに複数個のピンホールを設け、このピンホ
ールを通して二層構造の透明電極の一層目と二層目を接
合するようにしたため、容易に表示コントラストの良い
鮮明なカラー画像が得られるという効果があり、また電
着法によってカラーフィルタ膜を形成しているので、量
産性が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る液晶カラー表示装置の要部を示
す図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図を示す構造図、
第３図は第１１４のＢ−Ｂ線断面を示す構造図、第４図
ないし第１０図は製造工程を示す図で、第４図は一層目
の電極を形成した状態を示す断面図、第５図はフォトレ
ジストを塗布した状態を示す断面図、第６図はピンホー
ル川のフォトレジストを電極１木毎に１列に設けた例を
示す図、第７図はピンホール用フすトレシストを各々等
距難でドツト表示部のピッチより小さくして設けた例を
示す図、第８図はカラーフィルタ膜を形成した状態を示
す断面図、第９図はカラーフィルタ膜にピンホールを形
成した状態を示す断面図、第１０図は二層目の電極を形
成した状態を示す断面図である。 １−−−−−−−−−ガラス基板（透明基板）５・・・
・・・・・・二層構造の透明電極５　ａ　−−−−−−
一層目の電極 ５ｂ’−”　””　Ｘ　層目＋７）　ｊｆ；、　Ｖｉ６
・・・・・・・・・カラーフィルタ膜１０・・・・・・
液晶 １６・・・・・・フォトレジスト 第１図 （ａ） 第２図 １：ガラ又基板健明基根） ５：二Ｊｌ溝色の道明電扱 Ｓａ；一層目の電郡１ ５ｂ−二屓目の１１岳 ６：カフーフイルタ膿 １０：農＾ 第３図 第４図 第５図 第６図 （ａ） 第７図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）液晶セルを形成する透明基板上に、同一パターン
   の二層構造の透明電極を設け、且つその電極間にカラー
   フィルタ膜を電着法により形成して介装させると共に、
   該カラーフィルタ膜に複数個のピンホールを形成し、こ
   のピンホールを通して前記一層目と二層目の透明電極を
   電気的に接合させたことを特徴とする液晶カラー表示装
   置。
2. （２）ピンホールは、透明電極とカラーフィルタ膜が積
   層した各表示部毎に各々同数個設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液晶カラー表示装置。
3. （３）ピンホールは、互いに等距離で且つその距離を各
   表示部間の距離より小さくして設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液晶カラー表示装置。
4. （４）ピンホールは、直径を５０μｍ以下にしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項何れか記
   載の液晶カラー表示装置。
5. （５）液晶セルを形成する透明基板上に一層目の透明電
   極をフォトエッチング法により形成する工程と、この一
   層目の透明電極上にフォトレジストを点状に形成してか
   ら電着法によりカラーフィルタ膜を塗布する工程と、前
   記フォトレジストは剥離液に溶解するがカラーフィルタ
   膜は溶解しないような仮焼成温度で透明基板を加熱して
   からフォトレジストの剥離を行ってカラーフィルタ膜に
   点状の複数個のピンホールを形成する工程と、前記ピン
   ホールが形成されたカラーフィルタ膜を硬化させるよう
   に透明基板を本焼成温度で加熱する工程と、硬化したカ
   ラーフィルタ膜上に一層目の透明電極形成の時と同一の
   フォトマスクを使用してフォトエッチング法により二層
   目の透明電極を形成する工程と、前記ピンホールを通し
   て互いに電気的に接合されたこの二層構造の透明電極と
   カラーフィルタ膜との密着性を強化するように透明基板
   を再加熱する工程とを具備したことを特徴とする液晶カ
   ラー表示装置の製造方法。
6. （６）透明基板の仮焼成は、８０℃〜１３０℃の仮焼成
   温度で０．５時間以上加熱することを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の液晶カラー表示装置の製造方法。
7. （７）透明基板の本焼成は、１７０℃〜２２０℃の未焼
   成温度で１時間以上加熱することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項または第６項記載の液晶カラー表示装置の
   製造方法。
8. （８）透明電極とカラーフィルタ膜との密着性を強化さ
   せる透明基板の再加熱は、１００℃〜 ２２０℃の密着処理温度で０．５時間以上加熱すること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項ないし第７項何れか
   記載の液晶カラー表示装置の製造方法。