JPS6048742B2 - 液晶セル基板とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶セル基板詳しくは、液晶表示装置におい
て、電極パターンが非表示時にも見える現象を防止した
液晶セル基板とその製造方法に関する。

以下、図面をもとに本発明を説明する。

第１図は、従来の液晶基板の要部断側面図で、１はガラ
ス等からなる絶縁基板で、該絶縁基板１上に、ＳｉＯ２
よりなる絶縁被膜Ａ２を、蒸着法印刷法により形成し、
前記絶縁被膜Ａ２上に、スクリーン印刷法、蒸着法によ
り所定形状にＩｎ０３、Ｓｎ０。

を成分とした透明電極３を形成する。さらに、前記透明
電極３を被つて、印刷法、蒸着法により、５１０２より
なる絶縁被膜Ｂ４を形成し、最後に、シランカップリン
グ剤等からなる配向膜５を塗布乾燥して、液晶セル基板
を作製していた。ここで、絶縁被膜Ａ２は、ガラス等の
絶縁基板１”からのナトリウムイオン等のアルカリイオ
ン溶出防止用であり、絶縁被膜Ｂ４は、アルカリイオン
溶出防止用と共に、配向膜５の強度補充用として形成さ
れる。しかし、従来の液晶セル基板を用いた液晶表示・
装置には、次のような欠点がある。

すなわち有機シリコン化合物を塗布し焼成することによ
つて前記絶縁被膜１２Ａ、１２Ｂが形成されるが、これ
らの膜は比較的軟かく、ラビング時に剥れたり、ラビン
グ時に絶縁被膜１２Ｂ上に形成される溝が大きくなり過
ぎたりして、液晶物質の配向性が悪くなる。このような
欠点を解消するため、本出願人は先に、有機ケイ素化合
物と、有機インジウム化合物と、有機アルミニウム化合
物との混合物を主成分とする絶縁被膜形成用ペーストを
塗布した後焼成してＳｉＯ２−Ｉｎ。

Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系酸化物からなる絶縁被膜を提案した
（特開昭５７−６２０２７号）。このΞ成分系から絶縁
被膜は、それぞれ単独の酸化物の欠点を相補い、優れた
特性を有する絶縁被膜が得られる。すなわち、ＳｉＯ２
の液晶分子に対する良好な配向性とガラス基板に対する
強固な接着性を有し、またＩｎ。Ｏ。の添加により絶縁
膜の硬度を増し、ラピングしても表面に形成される溝が
必要以上に大きくなることがなく、さらにＡｌ２Ｏ３に
より高い膜強度と高電気絶縁性を兼ね備えることができ
る。ところがこのように絶縁膜として優れた特性を有す
るものにおいても問題がない訳ではない。

すなわち、ＳｉＯ。−Ｉｎ。Ｏ。−Ａｌ。Ｏ。系酸化物
からなる絶縁被膜を第１図に示す配向処理層側の絶縁被
膜１２Ｂとして用いると、電圧無印加時において透明電
極３のパターンが比較的はつきり見えてしまう。すなわ
ち、絶縁被膜１２Ｂの上面において、透明電極３を形成
した部分と形成しない部分とで必然的に段差が生じる訳
であるが、前記ＳｉＯ。−Ｉｎ。Ｏ。−Ａｌ。Ｏ。系酸
化物からなる絶縁被膜１２Ｂの場合、前述の段差に基づ
く光の干渉色の違い、すなわち色調差そのまま顕著に現
われ、結局、液晶表示装置の非表示時（電圧無印加時）
にも透明．電極３のパターンが見えて、コントラスト、
表示品位の低下を招くことになる。本発明は、このよう
な欠点を解消するためになされてものて、その特徴とす
るところは、絶縁基板と、該絶縁基板上に形成した第１
の絶縁被膜と．該第１の絶縁被膜上に形成した所定形状
の透明電極及ひ第２の絶縁被膜と、該透明電極及び第２
の絶縁被膜を被つて形成した配向膜とを備えた液晶セル
基板において、前記第２の絶縁被膜が酸化アルミニウム
と酸化−インジウムと酸化ケイ素の混合物からなり、該
第２の絶縁被膜と前記透明電極との膜厚が略々同一で、
前記第１の絶縁被膜上で透明電極が形成されていない部
分に第２の絶縁被膜を形成したことにある。

さらに本発明の特徴とするところは、 （イ）絶縁基板上に第１の絶縁被膜を形成する工程と、
（ロ）前記第１の絶縁被膜上に透明電極を所定形状に形
成する工程と、←→ 前記透明電極上に透明電極と同一
パターンで適当な膜厚の樹脂被膜を形成する工程と、中
焼成によつて酸化アルミニウムと酸化インジウムと酸
化ケイ素の混合物を生成する有機アルミニウム化合物と
有機インジウム化合物と有機シリコン化合物とを含む第
２の絶縁被膜形成用ペーストを、前記樹脂被膜の上面と
略々同一の高さになるようにスクリーン印刷により塗布
し、焼成して酸化アルミニウムと酸化インジウムと酸化
ケイ素の混合物からなり、前記透明電極と膜厚が略々同
一で、前記第１の絶縁被膜上の透明電極が形成されてい
ない部分に第２の絶縁被膜を形成する工程とを含んてい
ることにある。

このような構成をとることにより、被膜強度、成膜性、
配向性ならびに表示品位の優れた、信頼性の高い液晶表
示装置が得られる。

第２図は、本発明液晶セル基板の要部断面図てあり、１
はガラス等の絶縁基板、２は絶縁被膜Ａ、３は透明電極
、４は絶縁被膜Ｂ）５は配向膜である。

次に本発明液晶セル基板の製造方法について第２図をも
とにして説明する。

ます、有機シリコン化合物を、有機溶媒に溶解し、粘性
剤を添加混合してペーストを作成する。ここで、有機シ
リコン化合物は、有機溶媒に安定に溶解する必要があり
、かつ、焼成温度４５０℃〜７００℃て完全に熱分解し
、ＳｉＯ２系酸化物となるものでなければならない。こ
れら条件を満足する有機シリコン化合物としては、ビニ
ルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、アセトキシ
メチルシラン、エチルシリケートなどがあげられる。ペ
ースト化に必要な有機溶媒としては、有機シリコン化合
物に対して反応性が乏しく、沸点が１８０℃〜３５０℃
である必要があり、ベンジルアルコール、ジプロピレン
グリコール、２エチルヘキサノール等の高沸点アルコー
ル類、ベンジルアセテート、カルビトールアセテート等
の高沸点エステル類、ブチルセロソルブなどの高沸点エ
ーテル類などの高沸点有機溶媒が適用でき、二種以上の
溶媒を混合してもよい。

又粘性剤としては、前記有機溶媒に対する溶解能がよく
、焼成温度である４５０℃〜７００゜Ｃで完全に熱分解
するものでなくてはＺならない。この条件を満たすもの
として、エチルセルローズ、ニトロセルローズ等のセル
ローズ系粘性剤が適用できる。作成されたペーストを、
ガラスなどの絶縁基板１上に、印刷法により塗布し、１
５０゜Ｃでル分間予Ｊ備乾燥後、４５０℃〜５００℃て
約３紛間焼成し、絶縁被膜Ａ２を形成する。

次に、該絶縁被膜Ａ２上に、スクリーン印刷法により、
オクチル酸インジウム等の有機インジウム化合物を有機
溶媒に溶解して作成したペーストを、所定形状に塗布し
た後、１５０゜Ｃでｍ分間予備乾燥後、４５０゜Ｃ〜５
００℃で３吟間焼成して、透明電極３を形成する。次に
、透明電極と絶縁被膜Ｂ４とを形成する方法を第３図を
もとに説明する。

第３図は、ガラスなどの絶縁基板１上の絶縁被膜Ａ２上
に形成した−透明電極３と同じ膜厚の絶縁被膜Ｂを形成
させる方法を説明するための図てある。ます、透明電極
上３に、透明電極３と同一パターンに、例えばフォトレ
ジストのような高分子樹脂被膜６を、周知の方法により
適当な膜厚に形成する。そして、透明電極パターンと逆
パターンのスクリーンマスクを用い、前記樹脂被膜６の
高さと同一高さに、透明電極部分以外の絶縁皮膜Ａ２上
に絶縁被膜Ｂ形成用ペースト７を塗布し、１５０℃で１
吟間予備乾燥後、４５０℃〜５００℃で３紛焼成して、
絶縁被膜Ｂを形成する。ここで、樹脂皮膜４の膜厚は、
絶縁被膜Ｂ形成用ペーストを焼成したときちようど透明
電極３と略々同一膜厚となるような厚さでなければなら
ない。例えば、透明電極形成時のペーストと絶縁被膜Ｂ
形成用ペーストとの金属成分 ：（Ｉｎ，Ａｌ等）の含
有率が同じで３Ａｔ％である場合、透明電極膜厚を１０
００八とすると、約１５〜２０μｍの厚さが適当てある
。なお、絶縁被膜Ｂ形成用ペーストは有機シリコン化合
物、有機インジウム化合物と、有機アルミニウム化合物
との混合物を、有機溶媒に溶解し、粘性剤を添加混合し
て得られる。ここで、有機シリコン化合物としては、前
記絶縁被膜Ａ２形成時に用いたものが適用できる。有機
シリコン化合物としては、インジウムアルコキシド、イ
ンジウムアセチルアセトナート等が、又有機アルミニウ
ム化合物としては、アルミニウムアルコキシド、アルミ
ニウムアセチルアセトナート等が適用できる。有機溶媒
、粘性剤は、前記絶縁被膜Ａ２形成時に用いたものが適
用できる。前記絶縁被膜Ｂ形成後、ビニルトリス（２−
メトキシエトキシ）シラン等のシランカップリング剤を
塗布し、１２０゜Ｃで約３吟間乾燥して、配向膜５を形
成して、液晶セル基板を完成する。本発明の実施例に係
る液晶セル基板ならびに比較例の液晶セル基板をそれぞ
れ用いて液晶表示装置を作成し、第２の絶縁被膜の成膜
性と配向性ならびに各装置の電圧無印加時における電極
パターンの視認性のテストを行ない、その結果を次の表
に示す。なおこの表において、実施例は、第１の絶縁被
膜がＳｉＯ。

からなり、第２の絶縁被膜がＡｌ。Ｏ。一Ｉｎ２Ｏ，−
ＳｉＯ２系酸化物からなり、セル基板の構造が第２図の
ようになつているものである。比較例１は、前記実施例
と同様に第１の絶縁被膜かＳｉＯ。からなり、第２の絶
縁被膜がＡｌ。Ｏ。−Ｉル０３−ＳｉＯ。系酸化物から
なり、セル基板の構造が第１図のようになつているもの
てある。また比較例２は、第１の絶縁被膜ならびに第２
の絶縁被膜がともにＳｉＯ。からなりセル基板の構造が
第１図のようになつているものである。この表の成膜性
の欄において、◎印のものはクラック等が全くなく膜厚
が均一なもの、Ｏ印のものはクラック等はないが膜厚が
やや不均一なもの・をそれぞれ示している。

配向性の欄において、〇印のものはデイスクリネーシヨ
ンの発生がほとんどないもの、×印のものはデイスクリ
ネーシヨンの発生があるものをそれぞれ示している。

； また視認性の欄において、。

印のものは電極パターンが全く見えなかつたもの、〇印
のものは電極パターンが若干見えたもの、×印のものは
電極パターンがはつきり認められたものをそれぞれ示し
ている。比較例２のものは成膜性ならびに配向性に問題
があり、一方、比較例１のものは比較例２に比べると成
膜性ならびに配向性は良好であるが、視認性に問題があ
る。

その点本発明の実施例に係るものは、第２の絶縁被膜を
構成するＡｌ。Ｏ。−Ｉル０。−ＳＩＯ。系酸化物の優
れた膜特性（成膜性や配向性など）を発揮しながら、そ
の材料からなる第２の絶縁被膜の欠点である電圧無印加
時に電極パターンが見えるという問題点を簡単な構成に
より有効に解消している。叙上のようにして製作した液
晶セル基板を用いて作成した液晶表示装置は、非点燈時
に透明電極が見えることなく、コントラスト、表示品位
の良い、信頼性の高い長寿命のものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第２図はそれぞれ従来及び本発明液晶セル基
板の要部断側面図であり、第３図は略同一膜厚の透明電
極と絶縁被膜Ｂを形成する方法を説明するための図面で
ある。 １ ・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・絶縁被膜Ａ
、３・・・・・・透明電極、４・・・・・・絶縁被膜Ｂ
）５・・・・・・配向膜、６・・・・・・樹脂被膜、７
・・・・・・絶縁被膜Ｂ形成ペースト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板、該絶縁基板上に形成した第１の絶縁被膜
   と、該第１の絶縁被膜上に形成した所定形状の透明電極
   及び第２の絶縁被膜と、該透明電極及び第２の絶縁被膜
   を被つて形成した配向膜とを備えた液晶セル基板におい
   て、前記第２の絶縁被膜が酸化アルミニウムと酸化イン
   ジウムと酸化ケイ素の混合物からなり、該第２の絶縁被
   膜と前記透明電極との膜厚が略々同一で、前記第１の絶
   縁被膜上で透明電極が形成されていない部分に第２の絶
   縁被膜が形成されていることを特徴とする液晶セル基板
   。 ２ 次の各工程を含んでいることを特徴とする液晶セル
   基板の製造方法。 （イ）絶縁基板上に第１の絶縁被膜を形成する工程。 （ロ）前記第１の絶縁被膜上に透明電極を所定形状に形
   成する工程。 （ハ）前記透明電極上に透明電極と同一パターンで適当
   な膜厚の樹脂被膜を形成する工程。 （ニ）焼成によつて酸化アルミニウムと酸化インジウム
   と酸化ケイ素の混合物を生成する有機アルミニウム化合
   物と有機インジウム化合物と有機シリコン化合物とを含
   む第２の絶縁被膜形成用ペーストを、前記樹脂被膜の上
   面と略々同一高さになるようにスクリーン印刷により塗
   布し、焼成して酸化アルミニウムと酸化インジウムと酸
   化ケイ素の混合物からなり、前記透明電極と膜厚が略々
   同一で、前記第１の絶縁被膜上の透明電極が形成されて
   いない部分に第２の絶縁被膜を形成する工程。