JPH02217823A - 液晶表示装置の製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は液晶表示装置の製造方法に係り、特に液晶表示
装置用カラーフィルタの製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、液晶表示装置は低重量、低消費電力等の利点を生
かして種々の分野に利用されるようになってきた。そし
て液晶表示装置のカラー化の要望は特に強いものとなっ
てきた。

ところが従来の液晶表示装置用カラーフィルタは、赤（
Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の全ての色部、またコントラ
ストを高めるためのブラックマトリックスまでフォトリ
ソグラフィ工程によって製造されていた。このため非常
の多くの複雑な工程が必要となり、コストも高いものと
なっていた。

そこで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色部、あるい
はブラックマトリックスを印刷法によって製造すること
が考えられた。

このように印刷法によって液晶表示装置用カラーフィル
タを製造するものとして、例えば、特開昭８１−３１２
２号公報に記載の液晶カラー表示素子の製造方法が開示
され知られている。

これは、基板上に所定の間隔で不透明部を印刷形成する
工程と、不透明部の間隔にカラーフィルタを印刷形成す
る工程と、このカラーフィルタを平坦化する工程とから
成るものであり、フォトリングラフィ工程がなく安価に
能率良くカラーフィルタの製造を可能にしたものである
。

（発明が解決しようとする課題） ところが上述のように色部を順次印刷形成すると、各色
部間には溝が形成されてしまう。このため色部表面を研
磨しても各色部間に形成された溝の除去は困難であり、
平坦な表面にはできなかった。

また特開昭６１−３１２３号公報には、所定間隔で不透
明部を形成した後に各不透明部間に色部を形成し、再び
各色部間に透明部あるいは不透明部を形成し研磨してカ
ラーフィルタを製造することが開示されており、このよ
うにして製造することによりカラーフィルタの表面平滑
性を良好なものにすることかできる。

しかし、このようにして印刷法によって製造されること
が容易であっても、複数回の印刷工程は生産性を減退さ
せ、コストも高いものとしてしまう。

そこで、本発明の目的はこのような課題に鑑みなやされ
たもので、安価に容易に製造可能であり、且つ配向不良
等のない良好な画像の得られる液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置の製造方法は、先透過性基板上に
順次色部を形成して成るカラーフィルタを備えた液晶表
示装置の製造方法であって、光透過性基板上に順次色部
を形成する工程と、この光透過性基板上に最終色部が前
記色部を被覆するように最終色部を形成する工程と、最
終色部を研治し色部を露出させる工程とを具備したこと
を特徴とするものである。

また上記の液晶表示装置の製造方法において、光透過性
基板の端部上の膜厚を他の部分の膜厚よりも厚く形成し
て研磨することにより、研磨作業を容易にすることがで
きる。

（作　用） 上述したように、最終的に形成する色部を他の色部を被
覆するように形成することによって色部間の溝を埋める
ことができる。そしてこのような状態で全ての色部が十
分に露出するように研磨することによって表面の平滑な
カラーフィルタを製造することができる。

この時、最終的に形成する色部は、耐研磨性の高い樹脂
を使用することが好ましい。本明細書中での耐研磨性と
は、通常使用されるブリネル硬度等とは異なり所定量研
磨されるのに有する時間によっで決定されるものである
。このようなことを考慮して最終的に形成する色部に使
用される樹脂としては、エポキシ系あるいはウレタン系
の樹脂が好ましい。

また研磨には大別してラッピングとボリシングがあるが
、カラーフィルタの大型化に伴ない研磨の制御性を考慮
するとボリシングが好ましい。これは大面積のカラーフ
ィルタをラッピングにて研磨しようとすると、カラーフ
ィルタの各部の研磨量を均一に制御することが非常に困
難となるためである。

また大面積のカラーフィルタを研磨しようとすると、そ
の端部の研磨速度が他の部分よりも速くなってしまう。

このためカラーフィルタの端部に設置される色部を他の
色部よりも肉厚に形成することにより、カラーフィルタ
の端部までも均一に研磨することができる。更に製造プ
ロセスは増加するが、カラーフィルタの端部のみに耐研
磨性の高い材料を耐研磨保護部として設置しても良い。

このようにしてカラーフィルタを製造することにより、
カラーフィルタ表面への電極の設置、あるいは配向膜の
設置も良好に行なえるため、表示むらのない良好な画像
が得られる液晶表示装置とすることができる。

以下、この液晶表示装置の製造方法について具体的に述
べる。

（第１の実施例） 本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を
第１図を参照して詳述する。

第１図（ａ）に示すように、例えばガラスからなる光透
過性基板（１）表面に、アルキッド樹脂中に所望の分光
特性が得られるように顔料が分散されてなる赤（Ｒ）及
び青（Ｂ）の塗料を順次印刷法により３ミクロンの膜厚
で印刷形成する。この時、赤（Ｒ）の色部（２ａ）と青
（Ｂ）の色部（２Ｃ）間には、緑（Ｇ）の色部（２ｂ）
が形成できる程度の第１の開口（３ａ）と、数ミクロン
程度の僅な第２の開口（ｇｂ）を順次形成しておく。ま
たこの色部の膜厚は顔料の含有量によっても異って（る
が、後工程での研磨を考慮して２〜５ミクロン程度で良
好なものとなる。

次に第１図（ｂ）に示すように、ウレタンアクリレート
樹脂に所望の分光特性が得られるように顔料が分散され
てなる緑（Ｇ）の塗料を最終的な色部として、色部（２
ａ）及び色部（２Ｃ）上を被覆するようにスピンコード
により塗布し色部（２ｂ）を形成する。

このような状態で色部（２ｂ）を１８０℃で３０分間ベ
ーキングした後に、第１図（Ｃ）に示すようにｌＯｇ／
ｃ−の加重で５分間ボリシングしカラーフィルタ（１１
）を形成する。このボリシングの研磨材としては、セリ
ア（Ｃｅ　Ｏ）粉末（０，８〜１．５ミクロンの粒径の
三井金属製）を使用した。また研磨条件としては、表面
の平滑性あるいは色部（２ａ）。

（２ｃ）が十分に露出する研磨を考慮すると、５〜１０
ｇ／ｃ−程度で３〜５分程度のポリッシングが好ましい
。

この状態でカラーフィルタ（１１）として使用しても良
いが、カラーフィルタ（１１）の耐久性あるいはカラー
フィルタ（１１）表面のより一層の平滑性を考慮して、
第１図（ｄ）に示すようにオーバーコート層（１５）を
１．０ミクロンの膜厚で形成しても良い。

このオーバーコート層（１５）としは種々のものが考え
られるが、色部（２ａ）　、（２ｂ）　、　（２ｃ）と
の濡れ性を考慮すると、アクリル系の樹脂が適しており
、また膜厚は１．０〜３．０ミクロン程度で良い。

上述したように、２回の印刷工程によって赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の色部（２ａ）　、（２ｂ）　。

（２ｃ）が形成できると同時に、表面性も良好なカラー
フィルタ（１１）とすることができる。

このようにしてカラーフィルタ（１１）を製造した後に
、例えば単純マトリックス型液晶表示装置とするならば
カラーフィルタ（１１）表面に１．Ｔ、Ｏ。

（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）から成る縞状の
透明導電膜を第１の電極として形成する。そしてこの第
１の電極上に配向膜を形成し一方方向にラビング処理し
、更に光透過性基板（１）の反対面にラビング方向と偏
光軸が一致する角度で偏光板を設置し液晶表示装置の第
１の基板を形成する。

また他の光透過性基板上に１．　Ｔ、　０．から成る縞
状の透明導電膜を第２の電極としてスパッタリングによ
って形成し、この縞状の第２の電極間に表示コントラス
トの向上を目的としてアルキッド樹脂中にカーボンブラ
ックを分散させた塗料を印刷してマトリックス状に形成
しブラックストライプとする。そして更に、この第２の
電極上に配向膜を形成し一方方向にラビング処理する。

そして光透過性基板の多面にはラビング方向と偏光軸が
一致する角度で偏光板を設置し液晶表示装置の第２の基
板を形成する。

このような第１の基板と第２の基板の電極が直交するよ
うに各基板を位置合せし、ネマチック液晶組成物を注入
し封止することにより液晶表示装置とした。

このようにして製造される液晶表示装置は、非常に平滑
に形成されているカラーフィルタ（１１）上に第１の電
極が設置されているため、第１の電極の設置状況が良好
なものとなる。また平滑な配向膜をラビング処理するた
め、凸部により影になりラビング処理がなされない部分
もない。

このような液晶表示装置の第１の電極及び第２の電極に
映像信号発生手段からの映像信号を印加してテレビ駆動
させると、液晶分子の良好な配向が得られるため精度の
高い表示特性を示す液晶表示装置とすることができた。

ここでは単純マトリックス型液晶表示装置を例にとりテ
レビ駆動させたが、アクティブマトリックス型液晶表示
装置としても良く、車載用あるいはパーソナルワープロ
のデイスプレィ用等種々の分野で利用できる。

またカラーフィルタ（１１）を２回の印刷工程と研磨工
程によって製造しているため、製造工程が非常に簡略さ
れ、安価に量産することができる。このため液晶表示装
置全体のコストも十分に低く抑えることができる。

（第２の実施例） 本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を
第２図を参照して詳述する。

第２図（ａ）に示すように、例えばガラスからなる光透
過性基板（１）表面に、アルキッド樹脂中に所望の分光
特性が得られるように顔料が分散されてなる赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の塗料を順次印ＩＩ法により所定の
間隔で印刷形成する。そして各塗料をベーキングするこ
とによって色部（２ａ）　、（２ｂ）　、　（２ｃ）を
形成する。

次に、色部（２ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）表面
を十分に被覆するように最終的な色部として黒色基材（
５）をスピンコードにより塗布する。そして、後工程で
研磨の制御が容易なように黒色基材（５）を十分にベー
キングする。ここで使用した黒色基材（５）は、耐研磨
性を考慮して、ウレタンアクリレートにカーボンブラッ
クを分散したものを使用した。このカーボンブラックの
含有量は所定の遮光効果が得られれば十分であるため、
含有量を極力少なくし耐研磨性を高めることにより、研
磨制御を容易にできる。

またここでは第２図（ｂ）に示すように、後工程のポリ
ッシングによる研磨の均一性を考慮して光透過性基板（
１）の各端部（１ａ）上には黒色基材（５）を他の部分
よりも膜厚を厚のとして肉厚部（７）を形成した。

このような肉厚部（７）を光透過性基板（１）の各端部
（ｌａ）上に形成しておくことにより、後工程で研磨処
理しても、光透過性基板（１）の各端部（ｌａ）をも同
様の膜厚で平坦にすることができる。ここでは肉厚部（
７）を有する黒色基材（５）としたが、この光透過性基
板（１）の各端部（１ａ）上に耐研磨性の高い樹脂等を
設置しても良い。また肉厚部（７）を光透過性基板（１
）の各端部（ｌａ）上に形成することにより、光透過性
基板（１）全体を均一に平坦化でき％端部（１ａ）の材
料ロスを解消することができる。

このような状態で第２図（Ｃ）に示すように、色部（２
ａ）　、　（２ｂ）　、　（２ｃ）が夫々露出するよう
に黒色基材（５）表面を研磨しブラックマトリックス（
９）を形成してカラーフィルタ（１１）とした。ここで
の研磨条件は、３０ｇ／ｃ−程度で５分間研磨した。

前述したように光透過性基板（１）の各端部の黒色基材
（５）を他の部分よりも厚く形成しておくことによって
、研磨速度の速い光透過性基板（１）の各端部も他の部
分と同程度に１ｉｌｌＦ磨され、均一な光透過率が得ら
れる。

この状態であってもカラーフィルタ（１１）として使用
することが可能であるが、耐久性等を考慮して第２図（
ｄ）に示すようにオーバーコート層（１５）を形成して
も良い。ここでオーバーコート層（１５）として使用す
る材料としては、各色部（２ａ）　。

（２ｂ）　、（２ｃ）と良好な濡れ性を示すアクリル樹
脂等が適している。この時のオーバーコート層（１５）
の膜厚は、１．０〜３．０ミクロン程度で微細な表面荒
れを平滑にし耐久性を高めることができる。

このような状態でＩ、　Ｔ、　Ｏ，をカラーフィルタ（
１１）のオーバーコート層（Ｊ５）表面に２００オング
ストロームの膜厚でスパッタリングによって設置する。

そしてこの透明電極上に配向膜を形成し、更に光透過性
基板（１）の他方の面に偏光板を設置することによって
液晶表示装置の第１の電極基板を形成する。

また他方の光透過性基板表面に薄膜トランジスタを有し
てマトリックス状に形成されてなる電極上に配向膜を形
成し、更に光透過性基板（１）の他方の面に偏光板を設
置することによって液晶表示装置の第２の電極基板を形
成する。

このようにして第１の電極基板と第２の電極基板とによ
ってネマチック液晶組成物を挟持することにより、液晶
表示装置とすることができる。

このようにして製造された液晶表示装置は、表面性の良
好なカラーフィルタ（１１）を有した第１の電極基板に
よって形成されているため、透明電極あるいは配向膜も
当然良好に設置でき、晶精彩な画像が得られる。

また印刷法によって各色部（２ａ）　、　（２ｂ）　、
　（２ｃ）が形成できるため、従来のような複雑なフォ
トリソグラフィ工程もなく、安価にかつ能率的にカラー
フィルタ（１１）を製造することができる。更にブラッ
クマトリックス（９）の製造においては、スビンコ−１
するのみであり、印刷工程を減らすことも可能とするこ
とができる。ここではスピンコードによって黒色基材料
（５）を形成したが、これに限ることなくローラ等で設
置しても良い。

このようにして成る液晶表示装置であっても、安価に容
易な製造プロセスで表面性の良好なカラーフィルタ（１
１）を形成することができる。このため液晶表示装置も
高精彩な画像を良好に表示することができる。

ここでは液晶表示装置として、薄膜トランジスタを有し
た光透過アクティブマトリックス型液晶表示装置を例に
とって示したが、本発明はこれに限定されることなく、
反射型液晶表示装置であっても、あるいは単純マトリッ
クス型液晶表示装置であってもよい。

［発明の効果］ 以上、詳述してきたように、本発明の液晶表示装置の製
造方法では、安価に容易な製造プロセスで、配向不良の
ない良好な画像が得られる液晶表示装置とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は本発明の液晶表示装置の製造方法の一実施例に
係る液晶表示装置の製造方法を示す概略プロセス図、第
２図は本発明の液晶表示装置の製造方法の他の実施例に
係る液晶表示装置の製造方法を示す概略プロセス図であ
る。 （１）・・・光透過性基板 （２）・・・色部 （５）・・・黒色基材 （９）・・・ブラックマトリックス （１１）・・・カラーフィルタ （１５）・・・オーバーコート層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過性基板上に複数の色部を形成して成るカラ
   ーフィルタを備えた液晶表示装置の製造方法において、 前記光透過性基板上に順次複数の色部を形成する工程と
   、 前記光透過性基板上に最終色部を前記色部を被覆するよ
   うに形成する工程と、 前記最終色部を研磨し前記色部を露出させる工程とを具
   備したことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. （２）請求項１記載の液晶表示装置の製造方法において
   、前記光透過性基板の端部上の膜厚を他の部分の膜厚よ
   りも厚く形成して研磨することを特徴とする液晶表示装
   置の製造方法。