JPH10268287A

JPH10268287A - 液晶表示装置用電極板

Info

Publication number: JPH10268287A
Application number: JP9068041A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kumamoto; 優一熊本; Hironobu Suda; 廣伸須田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示面に高度の平滑性を実現し、対向基板
に高価なガラス基板を用いなくても良く、したがって安
価で収率の向上に寄与する液晶表示装置の構造を提供す
る。【解決手段】平面スイッチング方式のＴＦＴ液晶表示装
置用電極板において、該電極板面に設けられた光硬化型
接着剤層を介して、表示域には転写シートより剥離して
転写されたカラー表示のための複数色のカラーフィルタ
層が形成され、ＴＦＴ領域および配線領域には、前期カ
ラーフィルタ層と同時に転写シートより剥離して転写さ
れた遮光層が形成され、前記光硬化型接着剤層は、電極
板の透明基板側から光を照射して光硬化されたものであ
る液晶表示装置用電極板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面スイッチング
方式（In-Plane-Switching；以下単にＩＰＳという）の
薄膜トランジスタ（Thin Film Tranzister；以下単にＴ
ＦＴという）駆動型の液晶表示装置をカラー表示するた
めに用いる液晶表示装置用電極板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、表示装置のカラー化には赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光の三原色を、ガラス等
の透明基板上にストライプ状やマトリックス状に微細配
列したカラーフィルタが用いられてきた。その初期のも
のは、染料に可染性の樹脂膜をパターン状に透明基板に
設け、これを所定の分光特性を有する染料で染色してカ
ラーフィルタ層とし、この工程を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）等の所定色数を繰り返し形成し、カラーフィル
タとするものであった。しかし、染色型のカラーフィル
タは、可染性の樹脂膜のパターン化工程と染色工程が別
工程であり、染色後に防染処理も必要ということで、工
程が煩瑣となり、自動化しにくいという欠点があった。

【０００３】これに対して、近年になって、フイルタ層
となる樹脂自体に顔料等の着色料を混入分散し、その樹
脂自体も感光性樹脂化して、カラーフィルタの作成工程
を簡略化することに成功した。この方法では、着色料を
混合分散した感光性樹脂をガラス等の透明基板に均一厚
に塗布し、露光装置にてパターン露光し、光が照射され
た部分と非照射部分とで溶媒に対する溶解性に差異をも
たせる。次いで、現像と称する選択的溶解にて、所望パ
ターン状のカラーフィルタ層を形成するものである。こ
の方法によれば、染色法に比べて工程が簡便であり、自
動化した生産ラインでカラーフィルタを作成できる利点
がある。しかし、この方法も、ガラス等の透明基板上に
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（（Ｂ）等の所定色数を繰り返
し形成することに変わりはなく、工程が煩瑣である。

【０００４】本発明者らは、上記した煩瑣な工程から脱
却すべく、過去において、カラーフィルタに用いる透明
ガラス基板とほぼ同じ値の熱膨張係数を有する金属シー
トを基体べースとした転写シートを用いて、製造工程の
簡略化を計ったカラーフィルターの製造方法を提案して
いる。この製法によれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）等の所定色数を繰り返し形成する工程は、ガラス
等の透明基板に対してではなく、転写シートの基体べー
スに対して別途行なわれる。それ故に、ガラス等の透明
基板、すなわち液晶表示装置の製造ラインとは別工程
で、煩瑣なカラーフィルタの製造工程をおこなうことが
でき、生産効率上好ましいと言える。

【０００５】一方、近時ＩＰＳと称して、ＴＦＴと駆動
電極のある電極板に対向電極をも設け、液晶分子に対し
て略平行な電界を印加することで液晶による透過光の階
調制御を行なう駆動方式が提案されている。このＩＰＳ
方式は、視野角が広いという点で、従来の液晶表示装置
の欠点を克服している。さらに言えば、ＩＰＳ方式で
は、駆動電極と対向電極とが同一の基板上にあるので、
対向する基板は、単に液晶表示セルを形成するだけの板
状物で良いという簡便さがある。

【０００６】しかし、液晶表示装置をカラー表示すると
なると、前述したようにカラーフィルタを備えつけねば
ならない。その場合、カラーフィルタを対向基板側に形
成することが考えられる。しかし、対向基板側にカラー
フィルタを形成するとなると、対向基板は駆動電極板と
同様高価なガラス板を用いねばならず、また製造工程的
には、駆動電極板と対向基板とは精度の要求される位置
合わせで対向させねばならない。さらに、大型のガラス
基板に複数の駆動電極板を多面付けし、対向基板にもカ
ラフィルタを多面付けした場合、カラフィルタの歩留り
が相乗的に液晶表示装置の収率を悪化させるものであっ
た。更に言えば、ＩＰＳ方式では、液晶分子の配向を歪
まないようにするため、封入されている液晶と液晶セル
とが接する面には、高度の平滑性が要求される。カラー
フィルタ層や遮光層を形成した場合、表示面に高度の平
滑性を維持するには、ある種の困難さがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来型の液晶表示装置の問題点を解決し、液晶表示
面に高度の平滑性を実現し、対向基板に高価なガラス基
板を用いなくても良く、したがって安価で収率の向上に
寄与する液晶表示装置用電極板の構造を提供しようとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、平
面スイッチング方式のＴＦＴ液晶表示装置用電極板にお
いて、該電極板面に設けられた光硬化型接着剤層を介し
て、表示域には転写シートより剥離して転写されたカラ
ー表示のための複数色のカラーフィルタ層が形成され、
ＴＦＴ領域および配線領域には、前期カラーフィルタ層
と同時に転写シートより剥離して転写された遮光層が形
成され、前記光硬化型接着剤層は、電極板の透明基板側
から光を照射して光硬化されたものであることを特徴と
する液晶表示装置用電極板である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下さらに本発明について、図面
に基づいて詳述する。図１は、本発明の液晶表示装置用
電極板の一実施例を示す説明断面図であり、図の見やす
さを考慮してハッチングを省略した層がある。図におい
て、透明基板１は、ガラス好ましくはアルカリ金属元素
を少量しか含まないか全く含まない熱膨張係数の低いガ
ラスを用いる。その厚さは例えば０．６〜１．１ｍｍで
ある。あるいは、図示されていないが、透明基板１の表
面に二酸化ケイ素のような化学的に安定な無機バリアー
層を形成してから、薄膜トランジスタを設けても良い。

【００１０】薄膜トランジスタは、基本的にはゲート電
極２、ゲート絶縁層３、シリコン半導体層４を積層し、
ソース電極５とドレイン電極６をシリコン半導体層４の
上で対面させるように形成する。ドレイン電極６の延長
として駆動電極７が設けられる。絶縁性のパッシベイシ
ョン層８は、薄膜トランジスタの特性を安定化するため
設けられる。図示するように、ゲート電極２と同一の階
層に、駆動電極７と対をなす対向電極９が置かれている
のが、平面スイッチング方式の液晶表示装置用電極板の
特徴であると言える。

【００１１】上記の薄膜トランジスタと液晶駆動のため
の対電極を備えた電極板面に対して、透明な光硬化型接
着剤層１０を介して、表示域には複数色のカラーフィル
タ層１１が形成され、ＴＦＴ領域および電極領域には、
遮光層１２が形成される。

【００１２】本発明の液晶表示装置用電極板におけるカ
ラーフィルタ層１１及び遮光層１２は、図２に示すよう
な転写方式で形成される。すなわち、図２において、転
写シート１６は、基本的に転写ベース１３、離形層１
４、平滑層１５、カラーフィルタ層１１および遮光層１
２からなる。この転写シート１６を、光硬化型接着剤１
７を上に施された液晶表示装置用電極板に押圧する。

【００１３】押圧手段としては、平板プレス、ロールプ
レス等、任意の方法で均一に押圧する。この状態で、下
面すなわち透明基板１側から活性光１８を照射し、光硬
化型接着剤１７を硬化させる。必要に応じて、光硬化型
接着剤１７を完全硬化させる加熱処理を行ない、図示す
るように、転写シート１６側をはがす。かくすれば、離
形層１４の平滑面を反映して、表面が極めて平坦な液晶
表示装置用電極板が得られる。

【００１４】転写シート１６の各層について説明する。
転写ベース１３は連続する金属板または金属箔よりな
り、板厚は０．１５ｍｍ以下、望ましくは０．０６ｍｍ
〜０．０９ｍｍであり、材質は被転写体である電極板の
透明基板１と熱膨張率がほぼ等しい金属が好ましい。Ｌ
ＣＤに使われるガラス透明基板は、熱膨張率４０×１０
^-7／℃程度の低膨張率ガラスであるから、用いる金属と
しては、鉄〜ニッケル合金、例えば４２合金（ニッケル
42重量％、残部鉄）、アンバー（ニッケル36重量％、マ
ンガン微量、残部鉄）等が熱膨張率１０〜４０×１０^-7
／℃程度であるので、好都合である。鉄〜ニッケル合金
は、空気中で錆びにくく、保存性が良い点でも適してい
る。

【００１５】離形層１４は、有機溶剤に耐性を有する高
分子膜で、転写ベース１３の表面平滑化の効果、及び転
写に際して電極板と転写ベース１３との密着性を均一に
保つための弾性を与える。そのためには膜厚として１０
μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。離形層１４は柔軟
性を有することが転写適性からは好ましいが、他方離形
層１４としての本来の特性からすると、表面が不活性で
膜硬度は高いことが望ましい。

【００１６】具体的には耐有機溶剤性のある水溶性樹脂
でカゼイン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチル
セルロース等を塗布乾燥した膜が、また弾性のある樹脂
としてポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂があげられる
が、これらの樹脂に限定されるものではない。剥離性を
向上させる目的でシリコーン系、フッ素系界面活性剤を
添加することも有効であり、転写ベース１３は離形層１
４と一体化して初めて本来の機能が発現可能となる。

【００１７】カラーフィルタ層１１は染色法、顔料分散
法、印刷法等が適用できる。染色法は可染性樹脂、例え
ばゼラチン、低分子量ゼラチン、グリュー、カゼイン等
に重クロム酸塩を添加して感光性樹脂化し、活性光を用
いてパターン照射して現像しその後アニオン系染料で染
色し防染処理を施し、以下同様の工程により赤色、緑
色、青色を形成する。またアミド基、アミノ基等のカチ
オン基を有する光感光性を付与した可染性の合成樹脂を
用いて同様のカラーフィルタ層１１を形成することがで
きる。

【００１８】顔料分散法は予め所望する色相の顔料を分
散した感光性樹脂を塗布・露光・現像・加熱工程を繰り
返してカラーフィルタ層１１を形成する。印刷法は赤
色、緑色、青色インキを例えば主に平版オフセットある
いは凹版オフセット印刷方式で順次基板上に印刷するこ
とでカラーフィルタ層１１を形成する方法である。

【００１９】カラーフィルタ層１１の間には、図２に示
すように、遮光層１２が形成されている。遮光層１２
は、ＴＦＴ領域および電極領域を隠せる位置に形成さ
れ、ＬＣＤの表示コントラストの向上に貢献する。ま
た、平滑層１５はあってもなくても良いが、カラーフィ
ルタ層１１の表面に平坦性と化学的安定性を付与するた
めに設けると良い。

【００２０】図３は、本発明の電極版を対向基板１９と
ともに液晶表示セルとしたところを示す。液晶２０を封
入するための対向基板１９は、単なる板もしくはフィル
ム状物であることがわかる。

【００２１】

【実施例】

＜実施例１＞（工程１）0.11mmの圧延４２合金（ニッケル42重量％、
残部鉄）板上に、下記の要領で膜厚90μの塗膜を形成し
離形層１４を得た。塗布方式；リバースコータ塗液；デスモヘン６５１（バイエル社製商品名）／
デスモジュールＮ−７５（バイエル社製商品名）を重量
比1.2:1 及びフッ素系界面活性剤フロラードＦＣ−１７
０（住友スリーエム社製商品名）を0.005 添加して転写
ベース基体とした。

【００２２】（工程２）上記転写ベース基体上に低分子
量ゼラチンをディプ塗布し、乾燥後活性光でパターン露
光し水洗後 110℃５分間乾燥後赤色酸性染料で染色し、
１％重量タンニン酸水溶液及び 0.5重量％吐酒石水溶液
でそれぞれ70℃５分間、60℃５分間浸漬後 110℃５分間
乾燥した。同様にして緑色、青色、黒色を所定の位置に
パターン露光、現像、定着してカラーフィルタ層１１と
遮光層１２を形成した。

【００２３】（工程３）ブチルメタクリレート２重量
部、アクリルモノマーＭ−３００（東亞合成化学工業
（株）製商品名）８重量部、光重合開始剤「イルガギュ
アー９０７」（チバガイギー社製商品名）0.2 重量部か
らなる溶液を光硬化型接着剤とし、これを７０５９ガラ
ス基板（米国コーニング社製商品名）にＴＦＴと対電極
を形成した平面スイッチング方式のＴＦＴ液晶表示装置
用電極板の面上に滴下して表面全体に展開した。

【００２４】（工程４）上記工程１〜２で形成した転写
シート１６を、工程３で光硬化型接着剤を全面展開した
液晶表示装置用電極板とを、相対して２本ロールで加圧
した。その後、紫外光を裏面より100mJ/cm²照射して転
写ベース１３を分離した。得られた液晶表示装置用電極
板は、表示面になるカラーフィルタ表面が平滑であり、
液晶表示セルに組み込んだ状態で液晶の配向に歪みが少
なく画面表示が良好であった。

【００２５】＜実施例２＞（工程１）0.08mmの圧延４２合金上に下記溶液により塗
膜を形成し 150℃で乾燥して膜厚15μmの離形層１４を
得た。塗布方式；ディップコータ塗液；12重量％ポリビニルピロリドン水溶液（工程２）上記離形層１４上に赤色アクリル系顔料分散
感光材をリバースコータで塗布し、乾燥後活性光でパタ
ーン露光しアルカリ現像液で現像し、水洗後 150℃５分
間乾燥した。以下同様にして緑色、青色、黒色を所定の
位置にパターン露光、現像しカラーフィルタ層１１と遮
光層１２を形成した。アクリル系顔料分散感光材の組成
は以下の処方による。

【００２６】Ａ；顔料１０重量部顔料はカラーインデックス（C.I.）ナンバーで示す。内訳赤色：C.I.赤色顔料177 及びＣＩ黄色顔料139 緑色：C.I.緑色顔料36及びＣＩ黄色顔料139 青色：C.I.青色顔料15 黒色：C.I.黒色顔料7

【００２７】Ｂ；以下の組成からなるアニオン性アクリ
ル共重合体１０重量部メタクリル酸１重量部メチルメタクリレート２重量部ヒドロキシエチルメタクリレート２重量部ブチルメタクリレート２重量部シクロヘキシルアクリレート３重量部

【００２８】Ｃ；多感能アクリルモノマー、アロニック
スＭ−３００（東亞合成化学工業（株）製商品名１０重
量部Ｄ；光重合開始剤「イルガキュアー９０７」 0.5重量部Ｅ；有機溶剤１２０重量部以上Ａ〜Ｅを十分混合練肉してなる光重合型顔料分散感
光材を準備した。

【００２９】（工程３）ブチルメタクリレート3重量
部、アロニックスＭ−３０５（東亞合成化学工業（株）
製商品名）２重量部、アロニックスＭ−４００（東亞合
成化学工業（株）製商品名）５重量部、光重合開始剤イ
ルガギュアー９０７（チバガイギー社商品名）0.2 重量
部からなる溶液を、光硬化型接着剤とし、これを７０５
９ガラス基板（米国コーニング社製商品名）にＴＦＴと
対電極を形成した平面スイッチング方式のＴＦＴ液晶表
示装置用電極板の面上に滴下して表面全体に展開した。

【００３０】（工程４）実施例１の工程４と同様に行な
った。得られた液晶表示装置用電極板は、表示面になる
カラーフィルタ表面が平滑であり、液晶表示セルに組み
込んだ状態で液晶の配向に歪みが少なく画面表示が良好
であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上のような液晶表示装置用
電極板であり、本発明によれば、転写方式で形成された
カラーフィルタ層および遮光層は、転写ベースの離形層
の平坦さを、そのまま受け継ぐので、その表面は高度の
平滑性を実現でき、したがって液晶表示品質をあげるこ
とができる。しかも、カラーフィルタ層および遮光層
は、ＴＦＴ電極板の側に一括して存在するので、対向基
板に高価なガラス基板を用いなくても良く、したがって
安価で収率の向上に寄与する液晶表示装置の構造を提供
できるものである。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置用電極板の一実施例を示
す説明断面図である。

【図２】本発明の液晶表示装置用電極板の作成工程の途
中を示す説明図である。

【図３】本発明の液晶表示装置用電極板を、液晶表示セ
ルに組み入れた状態を示す説明断面図である。

【符号の説明】１透明基板２ゲート電極
３ゲート絶縁層４シリコン半導体層５ソース電極
６ドレイン電極７駆動電極８パッシベイション層
９対向電極１０光硬化型接着剤層１１カラーフィルタ層
１２遮光層１３転写ベース１４離形層
１５平滑層１６転写シート１７光硬化型接着剤
１８活性光１９対向基板２０液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面スイッチング方式のＴＦＴ液晶表示装
置用電極板において、該電極板面に設けられた光硬化型
接着剤層を介して、表示域には転写シートより剥離して
転写されたカラー表示のための複数色のカラーフィルタ
層が形成され、ＴＦＴ領域および配線領域には、前期カ
ラーフィルタ層と同時に転写シートより剥離して転写さ
れた遮光層が形成され、前記光硬化型接着剤層は、電極
板の透明基板側から光を照射して光硬化されたものであ
ることを特徴とする液晶表示装置用電極板。