JP2844486B2

JP2844486B2 - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP2844486B2
Application number: JP4457090A
Authority: JP
Inventors: 俊明新津
Original assignee: KASHIO KEISANKI KK
Current assignee: KASHIO KEISANKI KK
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH03248124A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶テレビ等に使用される液晶表示素子の
製造方法に係り、特にはその液晶表示素子を構成する透
明基板の内面に配向膜、絶縁膜、保護膜等の膜を形成す
る方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示素子は、一般には第７図に示すように、一対
の透明基板１、２がシール材３を介して所定間隔で対向
配置され、この透明基板１、２及びシート材３によって
形成された密封空間内に液晶４が封入されている。

そして、一方の透明基板１の内面には、一方向（第７
図では、紙面に平行な左右方向）に長く延びる帯状のカ
ラーフィルタ５が設けられており、このカラーフィルタ
５は、前記一方の方向とは直交する方向（第７図では、
紙面に垂直な方向）に赤色、緑色、青色等の順に交互に
複数配設されている。これらカラーフィルタ５上の全面
は、ポリイミド等の樹脂からなる保護膜６で覆われ、そ
の上にはカラーフィルタ５と対応させて前記一方向に長
く延びるITO膜等からなる透明電極７が形成され、前記
一方向とは直交する方向に一定間隔で複数配設されてい
る。更に、その上は配向膜８で覆われており、この配向
膜８が液晶４に直接接触している。

また、もう一方の透明基板２の内面には、上記透明電
極７と直交する方向に延びるITO膜等からなる複数本の
透明電極９が一定間隔で配設され、この透明電極９と上
記の透明電極７との互いに対向する領域が画素領域を形
成している。透明電極９上は配向膜10で覆われており、
この配向膜10が液晶４に直接接触している。

上記構成からなるカラー液晶表示素子は、透明基板
１、２の内面に保護膜６や配向膜８、10等の膜が形成さ
れている。これらの膜の形成方法の一例として、カラー
フィルタ用の保護膜６の形成工程について以下に述べ
る。

まず、カラーフィルタ５の形成された一方の透明基板
１上に、オフセット印刷等により、保護膜６となる材料
を塗布する。オフセット印刷は、例えば第８図に示すよ
うに、ノズル11から滴下された液体状の保護膜用材料12
を複数のローラ13で薄く均一に引き延ばしながら搬送
し、これをローラ状の版胴14の周面に設けられた印刷用
凸版15の表面に付着させて、これを、移動してくるステ
ージ16上に載置された透明基板１のカラーフィルタ５上
に転写することにより行う。このようにしてカラーフィ
ルタ５上に保護膜用材料が塗布されたら、これを予備乾
燥し、加熱して硬化させることにより、最終的には固形
の保護膜６を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のカラー液晶表示素子の製造方法では、
保護膜用材料を透明基板１のカラーフィルタ５上に上記
印刷法により塗布した後、これを予備乾燥する際におい
て、硬化前の未だ流動性を有している保護膜用材料が高
さの低い方へ少しずつ流れ出して、カラーフィルタ５の
エッジ部分での膜厚が薄くなり、よってカラーフィルタ
５の被覆性が悪くなってしまうという問題があった。

また、透明基板１、カラーフィルタ５、保護膜６及び
この保護膜６の上に形成されるITOのそれぞれの熱膨張
係数が異なるため、保護膜６の硬化後において、その後
続工程での熱処理の際に、上記の熱膨張係数の違いによ
る応力が発生し、この応力が保護膜６の膜厚の薄い部分
に集中するため、その部分にクラックが発生して、保護
膜６の上に形成された透明電極７の断線の原因になると
いう問題もあった。

そこで、本発明者等は、保護膜６の平坦性を悪化させ
ることなくカラーフィルタ５のエッジ部分での被覆性を
向上させ、そのエッジ部分でのクラック発生を防止する
ために、以下の方法を提案した。すなわち、一対の透明
基板１、２のうちの一方の透明基板の内面に形成された
カラーフィルタ５上に、保護膜用材料の塗布及び乾燥を
複数回重ねて行うことにより、複数層からなる保護膜を
形成する方法である。このように保護膜用材料の塗布及
び乾燥を複数回重ねて行うようにすれば、薄い保護膜を
複数層重ねることができるので、全体としては厚めの保
護膜を得ることができる。しかも、あえて粘度の高い材
料を使用する必要もないので、保護膜表面の平坦性が維
持され、更に膜厚が厚くなることからカラーフィルタ５
のエッジ部分での被覆性が大きく向上し、クラックの発
生も防止できる。

ところが、第８図に示したような凸版15を用いた印刷
方法で保護膜用材料を塗布した場合、一般に、第９図に
示すように、この方法によって得られる保護膜６のエッ
ジ部分（すなわち、凸版15の周辺のエッジ部分に対応す
る部分）に突起6aが生じる。この突起6aの高さは、第10
図に示すように膜厚にほぼ比例しており、膜厚が厚くな
るに従い、突起6aの高さも高くなる。このことから、上
記のように保護膜用材料の塗布及び乾燥を複数回重ねて
行い、第11図に示すように複数層からなる保護膜６（6
1、62、63）を形成した場合、各保護膜61、62、63のそ
れぞれの突起61a、62a、63aが互いに重なり合い、保護
膜用材料を一回だけ塗布及び乾燥する場合よりも、更に
一段と高くなってしまうという問題があった。

このように突起が高くなると、保護膜６上に配設され
る透明電極７が、突起の部分で断線しやすくなってしま
う。また、透明基板１上に、これと対向する透明基板２
を合わせる時に、上記の突起部分が透明基板２に接触し
て、ギャップが不均一となったり、或いは、ギャップを
規制するためのギャップ材が突起上に載って、同様にギ
ャップ不均一となってしまう場合がある。

なお、上記のように膜用材料の塗布及び乾燥を複数回
重ねて行うことにより複数層からなる膜を形成した場合
に、その膜のエッジ部分に突起ができるという問題は、
上述した保護膜６を形成する場合のみならず、液晶表示
素子の透明基板１、２の内面に形成される絶縁膜や配向
膜等の各種の膜を形成する場合にも同様に生じていた。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、複数層からなる膜を形成した場合で
も、そのエッジ部分に生じる突起を低く抑えることので
きる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕本発明は、液晶表示素子を構成する透明基板の内面に
所定の厚さの膜を形成する工程を有する液晶表示素子の
製造方法において、前記透明基板上に膜用材料を塗布し
て乾燥し、焼成する工程を、その塗布領域を順次小さく
しながら複数回重ねて行うことにより、前記所望の厚さ
を、大きさが異なる複数層の膜によって形成することを
特徴とするものである。

上記の膜用材料を塗布して乾燥させる工程は、膜用材
料を一回塗布する毎に乾燥させ、焼成する工程であって
もよく、或いは、膜用材料を複数回重ねて塗布し、その
後に乾燥させ、焼成する工程とすることも可能であり、
また、膜用材料を複数回重ねて塗布した後に室温で放置
し、その後に乾燥させる工程とすることも可能である。

膜用材料の塗布領域を順次小さくするための手段は、
凸版を使用した印刷法により膜用材料を塗布する場合に
は、この凸版のサイズを順次小さくすることにより実現
可能である。

〔作用〕

透明基板上に膜用材料を塗布して乾燥させ焼成する場
合、前述のように膜のエッジ部分に突起が生じるが、こ
のような塗布及び乾燥の工程を、その塗布領域を順次小
さくしながら複数回重ねて行った場合、これによって形
成されたそれぞれの膜のエッジ部分に生じる突起の位置
が、各膜用材料の塗布領域が異なる分だけ互いにずれ、
よって従来のように突起同士が重なるようなことがなく
なる。従って、全体的な突起の高さは、極力低く抑えら
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の製造
工程の主要部であるカラーフィルタ用の保護膜の形成工
程を示す断面図である。

本実施例では、まず第１図（ａ）に示すように、表面
に赤色、緑色、青色等のカラーフィルタ５が複数ストラ
イプ状に形成された、ガラス等からなる透明基板１上
に、第８図に示したようなオフセット印刷により、例え
ばポリイミド系材料等からなる保護膜用材料を即座に２
回重ねて塗布した後、低温で予備乾燥し、焼成して本硬
化を行うことにより、第１層目の保護膜61を形成する。

次に、上記第１層目の保護膜61上であって、互いのエ
ッジ部分が重ならない程度の狭い領域に、この第１層目
の保護膜61の形成方法と同一の方法により、第２層目の
保護膜62を重ねて形成する。ただし、この場合、保護膜
用材料の塗布は、第１層目の保護膜61を形成する際に用
いた凸版よりもサイズの小さな凸版を用いて行う。例え
ば、第２図に示すように、第１層目の保護膜61の形成に
凸版15₁を用いた場合には、これよりも縦及び横方向の
各辺の寸法が共にｄだけ小さい凸版15₂を用いる。な
お、この際の寸法ｄは、例えば0.1〜2.0mmの範囲内で任
意に選ぶことができる。このように、第１層目よりもサ
イズの小さな凸版15₂を用いることにより、第１層目の
保護膜61のエッジ部分の内側に、第２層目の保護膜62の
エッジ部分を位置させることができる。

以上の工程により、第１層目の保護膜61及び第２層目
の保護膜62の２層構造からなる保護膜６が形成される。
なお、その後は、従来と同様に保護膜６上に透明電極７
を形成し、その上を配向膜８で覆うと共に、もう一方の
透明基板２の内面にも透明電極９を形成し、その上を配
向膜10で覆い、これら２つの透明基板１、２をシール材
３を介して張り合わせ、この内部に液晶４を封入するこ
と等により、第３図に示すようなカラー液晶表示素子が
得られる。

本実施例によれば、上述したように保護膜用材料の塗
布及び乾燥の工程を２回重ねて行い、その第２回目にお
いて使用する凸版15₂のサイズを第１回目に使用した凸
版15₁よりも小さくすることで、保護膜用材料の塗布領
域を順次小さくしたことにより、以下の効果が得られ
る。すなわち、第１図（ｂ）に明らかなように、第２層
目の保護膜62のエッジ部分に生じた突起62aの位置が、
第１層目の保護膜61のエッジ部分に生じた突起61aの位
置よりも、２つの凸版15₁、15₂のサイズが互いに異なる
分だけ離れ、よって第11図に示したように突起同士が重
なるようなことがなくなるため、突起の高さを全体的に
低く抑えることができる。

この効果を具体的に示すため、透明基板１の表面から
第２層目の保護膜62の突起62aの頂点（突起の最も高い
所）までの高さと、２つの保護膜61、62を合わせた保護
膜６の中央部の膜厚との関係を、第４図に実線で示し
た。また、これと比較するため、凸版のサイズが同一の
ものを用いて形成した、従来の２層構造の保護膜につい
ても、第４図に破線で示した。すると、同図から明らか
なように、膜厚に応じて突起の高さが高くなる傾向は両
者に見られるが、その突起の高さ自体は、本実施例の方
が格段に低くなることが分かる。例えば、膜厚を2.5μ
ｍとした場合について比較すると、従来における突起の
高さは、平均値が4.5μｍで最大値が6.5μｍであるのに
対し、本実施例における突起の高さは、平均値が3.5μ
ｍで最大値が4.5μｍとなり、本実施例の方が極めて低
くなる。

このように突起の高さを低く抑えることができると、
保護膜６上に配設される透明電極７の、突起の所での段
差が小さくなり、よって、従来において突起の所で生じ
ていた断線を回避することができる。更に、突起の高さ
が低いので、対向する透明基板２に接触することもなく
なり、よってギャップを均一に維持することもできるよ
うになる。

また、膜用材料を即座に２回重ねて塗布し、その後に
乾燥するようにしたので、単に一回だけ塗布した場合と
比べ、その塗布された膜の表面の平坦性が良くなり、よ
って、その後の乾燥で硬化して得られた膜の表面につい
ても、平坦性を向上させることができる。

次に、第５図は、本発明の他の実施例によって得られ
た保護膜の構造を示す断面図である。

第１図に示した実施例は保護膜用材料の２回連続塗布
及び乾燥からなる工程を、その塗布領域を順次小さくし
ながら２回繰り返して行うようにしたものであるが、本
実施例は、前記実施例と同様な保護膜用材料の２回連続
塗布及び乾燥からなる工程を、その塗布領域を順次小さ
くしながらｎ回（ｎ≧３）繰り返して行うようにしたも
のである。本実施例では、前記実施例と同様、第６図に
示すように各工程毎にサイズの小さくなる凸版15₁、1
5₂、・・・・・15_nを使用することで、最終的に、第１
層目の保護膜61、第２層目の保護膜62、・・・・・、第
ｎ層目の保護膜6nからなるｎ層構造の保護膜６が得られ
る。

本実施例によれば、同一サイズの凸版を使用した場合
と比べて全体の突起の高さを低く抑えることができるこ
とは勿論ながら、保護膜６の膜厚を更に厚くすることが
できるので、より一層平坦性及び被覆性に優れた保護膜
を得ることができ、しかも、上記の塗布及び乾燥からな
る工程を繰り返す回数を適宜設定することにより、任意
の膜厚を得ることもできる。

なお、上記の各実施例では、保護膜用材料を即座に連
続して塗布する回数を２回にしたが、もちろん１回にし
てもよく、或いは３回以上行ってもよい。ただ、連続塗
布の回数を増やした方が、その回数に応じて平坦性も向
上すると言える。

また、保護膜用材料を塗布及び乾燥する工程として、
膜用材料を複数回重ねて塗布した後に室温で放置し、そ
の後に乾燥させるようにしてもよい。このようにすれ
ば、膜が硬化する前の未だ流動性がある状態で放置され
るため、膜の高い部分が低い部分に向けて流れだし、よ
って膜のエッジ部分と中央部分との厚さの差が小さくな
り、一層平坦な膜を得ることができる。

更に、本発明は、第３図に示した構造のカラー液晶表
示素子におけるカラーフィルタ用の保護膜を形成する際
のみならず、各種構造の液晶表示素子に使用される配向
膜や絶縁膜等の各種の膜の形成に適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、透明基板上に膜用材料を塗布して乾
燥させ焼成する工程を、その塗布領域を順次小さくしな
がら複数回重ねて行うようにしたので、膜のエッジ部分
に生じる突起の位置を互いにずらすことができ、突起同
士が重なるようなことがなくなるため、全体的な突起の
高さを極力低く抑えることができる。従って、膜のエッ
ジ部上での透明電極の断線や、ギャップの不均一等の不
良発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例の製造工程
の主要部であるカラーフィルタ用の保護膜の形成工程を
示す断面図、第２図は同実施例で使用する凸版のサイズを示す平面
図、第３図は同実施例によって得られたカラー液晶表示素子
の構造を示す断面図、第４図は同実施例と従来例とにおける突起の高さと膜厚
との関係を比較して示す図、第５図は本発明の他の実施例によって得られた保護膜の
構造を示す断面図、第６図は同実施例で使用する凸版のサイズを示す平面
図、第７図は従来のカラー液晶表示素子の構造を示す断面
図、第８図はオフセット印刷による保護膜の塗布工程を示す
図、第９図は保護膜のエッジ部分に生じる突起と印刷用凸版
との関係を示す図、第10図は突起の高さと膜厚との一般的な関係を示す図、第11図は保護膜用材料の塗布及び乾燥を複数回重ねて行
うことにより得られた複数層からなる保護膜の構造を示
す断面図である。１、２……透明基板、３……シール材、４……液晶、５……カラーフィルタ、６……保護膜、 6a……突起、７、９……透明電極、８、10……配向膜、 15（15₁、15₂、15₃、15₄、15_n）……凸版、 61……第１層目の保護膜、 62……第２層目の保護膜、 63……第３層目の保護膜、 64……第４層目の保護膜、 6n……第ｎ層目の保護膜．

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示素子を構成する透明基板の内面に
所定の厚さの膜を形成する工程を有する液晶表示素子の
製造方法において、前記透明基板上に膜用材料を塗布して乾燥し、焼成する
工程を、その塗布領域を順次小さくしながら複数回重ね
て行うことにより、前記所定の厚さの膜を大きさが異な
る複数層の膜によって形成することを特徴とする液晶表
示素子の製造方法。
【請求項２】前記膜用材料を塗布して乾燥し、焼成する
工程は、膜用材料を複数回重ねて塗布し、その後に乾燥
させ焼成する工程であることを特徴とする請求項１記載
の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】前記膜用材料を塗布して乾燥し、焼成させ
る工程は、膜用材料を複数回重ねて塗布した後に室温で
放置し、その後に乾燥させ焼成する工程であることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】前記膜用材料の塗布は、凸版を使用した印
刷法により行い、該凸版のサイズを順次小さくすること
により前記塗布領域を順次小さくすることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の液晶表示素子の
製造方法。