JPH0810302B2 - 多色表示装置の製造方法 - Google Patents

多色表示装置の製造方法

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JPH0810302B2
JPH0810302B2 JP1341147A JP34114789A JPH0810302B2 JP H0810302 B2 JPH0810302 B2 JP H0810302B2 JP 1341147 A JP1341147 A JP 1341147A JP 34114789 A JP34114789 A JP 34114789A JP H0810302 B2 JPH0810302 B2 JP H0810302B2
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高和 福地
充 杉野谷
浩二 岩佐
幸信 守田
▲てつ▼也 野町
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セイコー電子工業株式会社
王子トービ株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶カラーテレビ、パーソナルコンピュータ
の表示装置、ビデオ表示装置、計測機器の表示パネル等
のあらゆる多色表示装置の製造方法に関するものであ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、基板上に形成された透明導電膜パターンに
有機高分子からなる複数のカラーフィルターを形成し、
該カラーフィルター中に微細な孔を設けることでカラー
フィルターを挟む上下の透明電極を電気的に導通させる
ことにより多色表示装置を容易に駆動させることを特徴
とする多色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、液晶表示はセル内のカラーフィルターを通る光
を液晶シャッターでON/OFFすることにより多色表示を実
現させる技術が進んできている。カラーフィルター上の
駆動電極はカラーフィルターの製法の如何にかかわら
ず、液晶を駆動させるために透明導電膜が用いられてい
る。
第4図にカラーフィルター上に透明電極を形成した多
色表示装置の従来技術の例を模式断面図で示した。以下
その製造方法について説明する。
41はガラスよりなる基板で、その上にITO透明電極42
が所定のパターンに形成される。ITO電極上にはカラー
フィルターが電着法により形成される。他のカラーフィ
ルター製法である染色法、印刷法、顔料分散レジストに
よるフォトリソグラフィー法ではこのITO透明電極は通
常必要としない。電着法は、高分子と色素を含む溶液か
ら選択的に電極に電圧を印加することにより、透明電極
上に着色膜を析出させるものである。染色法は、感光性
ゼラチン等の可染性の高分子を塗布し、フォトリソグラ
フィーによってパターンを形成し、それぞれの色を順次
染色していく方法である。
印刷法は、微細パターンを形成させるための特殊な印
刷技術により多色インキを順次印刷していくものであ
る。
顔料分散レジストによるフォトリソグラフィー法は染
色法の改良法であり、予め感光性樹脂中に多色の顔料を
それぞれ分散させたものを、ガラス基板上に塗布しフォ
トリソグラフィー法により順次パターニングしていく方
法である。
第4図の44はカラーフィルター上に設ける透明電極45
を安定的にパターニングさせるために必要なトップコー
ト層である。通常トップコートがない場合、カラーフィ
ルター上の透明電極はパターニング工程の種々の熱処理
でクラックや剥離現象が生じ透明電極の形成が不可能に
なる。45はカラーフィルター上の透明電極であり、スパ
ッタリング法で成膜された後、フォトレジストを塗布
し、フォトマスクを正確にカラーフィルターパターンに
アライメントし、光を照射して露光する。次に露出した
ITOをエッチング除去し、フォトレジストを剥離し、カ
ラーフィルター上に透明電極を形成する。このようにカ
ラーフィルターと透明電極45を形成した基板46を相対向
させ、その間隙に液晶49を挟持させて多色表示装置とす
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述のように、カラーフィルター上透明電極の作製は
従来のスパッタリング法で行うと、カラーフィルターが
有機高分子からなるため、耐熱性が低く成膜時の基板温
度をあまり上げることができず、ガラス等の無機物基板
に成膜する場合に比べ低温プロセスとなってしまい、で
きた膜と基板材との密着性が劣ることになる。その結
果、剥離等の不良を引き起こしやすい。また、密着性を
向上させるために使用している有機高分子であるトップ
コートの耐熱性の限界まで加熱して成膜すると、カラー
フィルターの熱変形及びトップコートとの熱変形量の差
によるストレスが、各膜界面に集中し、透明導電膜にク
ラック等の不良が生じやすいという問題がある。
また、カラーフィルター上の透明導電膜は、液晶駆動
用電極として使われるが、多色表示装置の外周部での外
部端子との接続の際、カラーフィルターやトップコート
の成膜の分だけ段差が生じて加熱圧着工程時にカラーフ
ィルター上の透明電極が断線を起こす問題が生じた。こ
の問題を避けるためにカラーフィルターやトップコート
を基板外周まで延長させると、前記外部端子との加熱圧
着時に変形し、接続不良が生じるという問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、上記のような問題点を解決するために、
以下のような手段を採用した。スパッタリング法により
有機高分子膜上への無機物質である透明電極を成膜する
ことは、基板加熱等の耐熱性の上で限界があり、特に密
着性の良い膜を得るのは困難である。そこで有機高分子
膜への密着性の高い成膜技術を検討した結果、イオンプ
レーティング法による透明電極の成膜が有効であること
を見出した。
次に、通常使用されているカラーフィルターの上のト
ップコートを省き、カラーフィルター上へ直接イオンプ
レーティング法による透明電極の成膜を行ったところ、
密着性が良好であることが判明した。さらに、透明電極
をパターニングする種々の化学的、熱的処理にも耐え、
良好なパターンが形成されることを確認した。そこで、
カラーフィルター上へ直接透明電極を成膜できることに
なれば、カラーフィルターの下の透明電極との電気的接
続も、種々の方法により可能になると考え、カラーフィ
ルターパターンの一部に微細な孔を開けた後、イオンプ
レーティング法により透明電極を成膜したところ、カラ
ーフィルター上下の電極が導通することが判った。これ
により、カラーフィルター上下の透明電極が、事実上電
気的に接続されたことにより、液晶駆動電極として、カ
ラーフィルターの下の電極が使用可能になった。カラー
フィルターの上の透明電極パターンは第1図に見るよう
に、カラーフィルターと同様に、多色液晶表示装置のセ
ルのシール部内側までにとどめて、カラーフィルターの
下の透明電極を外部まで延ばして、接続用の端子電極と
して用いることが可能になる。
〔作用〕
一般に、有機高分とITOのような無機物では加熱時の
ストレインは大きく異なり、両者の界面での接触状態す
なわち密着性が十分強いものでなければ、加熱工程での
界面のズレが生じ剥離やクラックが生じることになる。
スパッタリングによる透明電極の成膜では、カラーフィ
ルター上に到達する分子の有するエネルギーは比較的小
さく透明電極膜を構成する分子とカラーフィルターと結
合が弱くなり、界面における熱ストレスが発生すると剥
離やクラック等の問題が生じるものと考えられる。
一方、イオンプレーティング法による透明電極の成膜
の場合にはカラーフィルター表面へ衝突する分子エネル
ギーが相当高いために、カラーフィルター内に衝突した
分子が深く潜り込み、強い結合力となり密着性が大きく
なるものと考えられる。また、種々の方法によりカラー
フィルターに設けた微細な孔へも、イオンプレーティン
グ法による透明導電膜を構成する分子は入り込み、カラ
ーフィルター上下の透明電極を電極的に完全に一体化し
うるものとなる。
〔実施例〕
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
実施例−1 第1図(a)は本発明による多色液晶表示装置の断面
図である。1はガラス基板、2はITO電極、ITO電極上に
電着法によりポリエステルメラミン樹脂と色素からなる
膜厚1.5ミクロンのカラーフィルターを形成した。な
お、電着法によるカラーフィルターの製法は、特開昭59
-114572号に詳しく開示されている。
このように形成したカラーフィルター基板を、レーザ
ーリペアー装置により、第1図(b)に見るように、各
カラーフィルターラインに直径10ミクロンの微細な孔を
開けた。この微細孔は1点でも上下導通は十分得られる
が、上下の透明電極間の接続抵抗を十分下げるため3点
以上あけた。こうして形成された微細孔付のカラーフィ
ルター上にイオンプレーティング法による透明電極4を
形成した。第3図は、実施例に用いたイオンプレーティ
ング装置の断面図であり、以下に本装置と実施方法につ
いて詳述する。
第3図中真空室31はベルジャ32によって気密に保たれ
ている。この真空室31は真空ポンプによる排気系33によ
って排気する。ベルジャ32はガス導入口34を設けてい
る。透明導電膜形成時には、まずベルジャ32内を排気系
33によって排気して、次いで、ガス導入口34より不活性
ガスを導入して不活性ガス分圧をおよそ10-5〜10-2Torr
程度に調整する。この不活性ガスはアルゴン、ヘリウ
ム、水素などから選択できるが、本実施例ではアルゴン
を7.5×10-4Torrの圧力にした。ベルジャ32の内部に
は、カラーフィルターのついた基板35およびホルダー36
からなる基板系と、膜形成のための酸化スズ5%、酸化
インジウム95%よりなる蒸発源物質37およびハース38と
共に、プラズマビーム発生装置39を設ける。このプラズ
マビーム発生装置には、プラズマ放電のための不活性ガ
ス導入装置40を設けている。
アルゴン等の不活性ガスを導入装置40から導入して、
次に電圧を印加してプラズマ放電を生起させ、プラズマ
ビーム41を放射させる。このプラズマビーム41は蒸発源
物質37の蒸発とイオン化励起を行う。プラズマビーム41
の集束化、安定化のために磁石42,43を設けてもよい。
この磁石による磁界により、プラズマビームはより効果
的に集束する。また、ベルジャ32には反応性ガス導入装
置44を設ける。この装置44は反応性ガスをプラズマビー
ム中に供給するようにする。本実施例では反応性ガスと
して酸素を9×10-4Torrの圧力で用いた。
本実施例ではカラーフィルターのついた基板35を移動
させながら70V,250Vの放電を行い、膜厚2500Å,透過率
38%,表面抵抗13〜17Ω/□の透明導電膜を得た。ま
た、この透明導電膜はカラーフィルターの下ITO2と電気
的に導通を有していた。
第1図(a)に戻り多色表示装置の製造方法について
説明する。このように形成されたカラーフィルター上の
透明導電膜をフォトリソグラフィーを用いて所定の形状
にパターニングし透明電極4とした。この透明電極4と
ITO2ともまた電気的導通を有していた。5は対向ガラス
基板で、その上にITO電極6を形成した後、基板1と相
対向させ、その間隙に液晶を挟持して多色液晶表示装置
を構成した。本実施例においてカラーフィルター上のIT
O電極4は密着力に優れており、成膜時の剥離、クラッ
ク等は全くなかった。その後200℃,5時間程度の加熱に
対しても抵抗値の変化もなく、十分な密着性を維持して
いた。
カラーフィルター上透明電極4は、パターニング時
に、外部接続端子部9まで延長させず、多色液晶表示装
置のシール8までにして、外部接続端子用透明電極はカ
ラーフィルター下ITO2を用いて多色液晶表示装置を作製
し、液晶を駆動させたところ正常に動いた。また、多色
液晶表示装置を60℃,90%RH雰囲気中で1000時間の信頼
性をクリヤーし、正常駆動を接続させた。
実施例−2 第2図(a)に本発明による多色表示装置の他の実施
例の断面図を示す。ガラス基板21上にパターニングされ
た透明電極22を設けた後、第2図(b)に示すように、
スクリーン印刷法を用いて透明電極22上に直径30ミクロ
ンのドット2Aをアルカリ溶解タイプの樹脂により形成し
た。その後、透明電極22上に電着するとドット2Aを除い
た透明電極22上にカラーフィルター23が形成された。こ
のカラーフィルター基板を3%のNaOH溶液に1分間浸漬
するとアルカリ溶解タイプの樹脂ドット2Aが溶けて、カ
ラーフィルター23に直径30ミクロンの孔2Bが形成された
(第2図(c))。この孔2Bは多色液晶表示装置の表示
エリア外に設けることにより、孔2Bの径にかかわらず実
際上表示欠点とはならない。カラーフィルター23上ITO
は実施例1と同様にイオンプレーティング法で作製し
た。25は対向ガラス基板でその上に透明電極26を形成し
た後、基板21と対向させ、その間隙部に液晶27を挟持し
て多色液晶表示装置を作製したところ、実施例1と同様
の効果が得られた。
〔発明の効果〕
以上実施例において具体的に説明してきたように、本
発明による多色表示装置の製造方法によれば、イオンプ
レーティング法によりカラーフィルター上に直接透明電
極が設けられ、かつ有機高分子であるカラーフィルター
との密着性に優れるという効果を有している。また、カ
ラーフィルターの下ITOが接続用端子電極として利用で
きるため、シール圧着や外部電極との接続時に加わる熱
ストレスによる欠陥も全くなく、高信頼でかつ歩留まり
の高い多色表示装置の製造が可能になった。さらに、カ
ラーフィルター上のトップコートが不用になり、製造コ
ストの面でも有利な製造方法であることから、本発明は
信頼性の高い低廉価な多色表示装置を提供するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明による多色液晶表示装置の実施例
の断面図、第1図(b)は、そのカラーフィルター基板
の平面図、第2図(a)は本発明による多色液晶表示装
置の他の実施例を示す断面図、第2図(b)はその透明
電極基板上へドットの印刷した基板平面図、第2図
(c)はそのカラーフィルター基板の平面図、第3図は
イオンプレーティング装置の断面図、第4図は従来の多
色液晶表示装置の断面図である。 1,5,21,25,41,46……ガラス基板 2,6,22,24,26,42,45,47……透明電極 3,23,43……カラーフィルター 7,27,48……液晶 8,28,49……シール 9,29,50……外部端子電極 1A,2B……微細孔 2A……印刷ドット 31……真空室 32……ベルジャ 33……排気系 34……ガス導入口 35……カラーフィルター付基板 36……基板ホルダー 37……蒸発源物質 38……ハース 39……プラズマビーム発生装置 40……不活性ガス導入装置 41……プラズマビーム 42,43……磁石 44……反応性ガス導入装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩佐 浩二 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 守田 幸信 東京都中央区日本橋小伝馬町2番3号 王 子トービ株式会社内 (72)発明者 野町 ▲てつ▼也 東京都中央区日本橋小伝馬町2番3号 王 子トービ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カラーフィルターを用いた多色表示装置の
    製造方法において、 基板上にパターニングされた透明導電膜を形成する工程
    と、 前記パターニングされた透明電極上にパターニングされ
    たレジストを設ける工程と、 該透明電極上に1色もしくは2色以上の有機高分子から
    なるカラーフィルターを形成する工程と、 前記カラーフィルターの形成後に、該レジストを溶解除
    去して、前記カラーフィルター層に微細な孔を設けて、
    該孔を通じて該カラーフィルター上に設けられる透明電
    極と該カラーフィルターの下に設けられた該透明電極と
    電気的に導通されているように製作されることを特徴と
    する多色表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】カラーフィルターを用いた多色表示装置の
    製造方法において、 基板上にパターニングされた透明導電膜を形成する工程
    と、 該透明電極上に1色もしくは2色以上の有機高分子から
    なるカラーフィルターを形成する工程と、 前記カラーフィルターの形成後に、カラーフィルター層
    の一部をエッチングもしくは蒸発することにより前記カ
    ラーフィルター層に微細な孔を設けて、該孔を通じて該
    カラーフィルター上に設けられる透明電極と該カラーフ
    ィルターの下に設けられた該透明電極と電気的に導通さ
    れているように製作されることを特徴とする多色表示装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記カラーフィルターに用いられる高分子
    がポリエステル樹脂とメラミン樹脂もしくはアクリル樹
    脂とメラミン樹脂との硬化物からなることを特徴とする
    第1項または第2項記載の多色表示装置の製造方法。
  4. 【請求項4】前記カラーフィルター上透明導電膜が反応
    性プラズマ方式イオンプレーティング法により設けられ
    ることを特徴とする第1項または第2項記載の多色表示
    装置の製造方法。
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