JP2870076B2

JP2870076B2 - カラー液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP2870076B2
Application number: JP1341247A
Authority: JP
Inventors: 俊明新津
Original assignee: KASHIO KEISANKI KK
Current assignee: KASHIO KEISANKI KK
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH03200216A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラー液晶テレビ等に使用されるカラー液
晶表示素子の製造方法に係り、特にはカラーフィルタ上
を被覆するための保護膜の形成方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

カラー液晶表示素子は、一般には第３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及びシール材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３
図では、紙面に平行な左右方向）に長く延びる赤色、緑
色、青色の３色のカラーフィルタ５（５_R、５_G、５_B）
が、その方向とは直交する方向（第３図では、紙面に垂
直な方向）に第４図に示すように交互に繰り返して配設
されている。なお、各カラーフィルタ５_R、５_G、５
_Bは、これを通過した各光に対して最適な透過及び遮断
状態が得られるような液晶４の層厚を設定するため、そ
れぞれの膜厚が異なっている。

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と同一方向に長く延びるITO膜等からなる複数本
の透明電極７がその方向とは直交する方向に一定間隔で
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を製造する際、
保護膜６は、第４図に示すように、一方の透明基板１上
にカラーフィルタ５（５_R、５_G、５_B）を形成した後、
その上を樹脂で覆う工程によって形成される。この工程
において、保護膜６を形成するには、まず通常の印刷法
により、保護膜６となる材料をカラーフィルタ５上の全
面に塗布する。上記印刷法は、例えば第６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、
これを最後のローラ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上に印刷
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後、これを予備乾燥して
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、
第５図に示すように、硬化する前の保護膜６′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（破線円内の部分）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。

そこで、被覆性を向上させるためには、高粘度の材料
を用いることが考えられるが、このような材料を用いれ
ば被覆性は上がるが、その反面、保護膜表面の平坦性が
悪くなってしまうという問題がある。

更に、透明基板１、カラーフィルタ５及び保護膜６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
においても、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（第５図の破線円内の部分）に集中
してしまう。そのため、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（第３図参
照）が断線してしまうという問題もあった。

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、保護膜の平坦性を悪化させることな
くカラーフィルタ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ことのでき
るカラー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〕

本発明のカラー液晶表示素子の製造方法は、カラー液
晶表示素子を構成する一対の透明基板のうちの一方の透
明基板の内面に形成されたカラーフィルター上に、実質
的に同一の有機化合物からなる保護膜用材料の塗布及び
予備乾燥を複数回行って硬化させることにより複数層か
らなる保護膜を形成する工程を有することを特徴とする
ものである。

〔作用〕

一度に厚い保護膜を形成しようとした場合は、第５図
に示したように硬化前の保護膜が高さの低い方に流れる
度合いが非常に大きくなるため、意図に反して、膜厚の
薄い保護膜しか得られない。

そこで、本発明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。

また、保護膜用材料として、シリコン化合物の添加さ
れたものを使用すれば、保護膜の硬度を高めることがで
きるので、上記のクラックをより一層効果的に防止する
ことが可能になる。

〔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）〜（ｅ）は、本発明の一実施例の製造工
程の主要部である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、ガラ
ス等でできた透明基板１上に、従来と同様に赤色、緑
色、青色の３色からなるカラーフィルタ５（５_R、５_G、
５_B）を形成する。この３色のカラーフィルタ５_R、
５_G、５_Bの膜厚は、同図では赤色、緑色、青色の順で厚
くなるように示したが、３色とも同じ膜厚でもよく、或
いは青色、緑色、赤色の順で厚くなるように形成しても
よい。

次に、第１図（ｂ）に示すように、カラーフィルタ５
の形成された透明基板１上に、第６図に示したような印
刷法により第１層目の保護膜21′を塗布する。この際の
保護膜用材料としては、例えばで示されるようなシリコン化合物を20mol％程度含有す
るポリイミド系材料等を使用する。このシリコン化合物
の含有量は、例えば５〜50mol％の範囲が望ましい。

その後、上記の第１層目の保護膜21′を予備乾燥して
硬化させることにより、第１図（ｃ）に示すように固形
の第１層目の保護膜21を得る。この保護膜21の膜厚は、
硬化前の保護膜21′の膜厚と比べて２〜３割程度減少し
ている。

続いて、上記第１層目の保護膜21上に、この第１層目
の保護膜21の形成方法と同一の方法を重ねて施すことに
より、第２層目の保護膜を形成する。すなわち、まず第
１図（ｄ）に示すように、硬化して得られた第１層目の
保護膜21上に、上記と同様な印刷法により第２層目の保
護膜22′を塗布する。この際の保護膜用材料は、上記第
１層目の保護膜21′を塗布する際に用いた材料と同一の
ものを使用する。このようにして第２層目の保護膜22′
を塗布した後、これを予備乾燥して硬化させることによ
り、第１図（ｅ）に示すように固形の第２層目の保護膜
22を得る。この保護膜22の膜厚は、前記と同様に硬化前
の保護膜22′の膜厚と比べて２〜３割程度減少してい
る。

以上のようにカラーフィルタ５上に保護膜用材料の塗
布及び乾燥を２回重ねて行うことにより、第１層目の保
護膜21及び第２層目の保護膜22の２層溝造からなる、従
来のほぼ２倍の膜厚を持つ厚い保護膜20が形成される。

本実施例によれば、上述したように保護膜用材料の塗
布及び乾燥を２回重ねて行うようにしたので、第５図の
場合と同様にカラーフィルタ５のエッジ部分で第１層目
の保護膜21の膜厚が薄くなったとしても、その上に更に
第２層目の保護膜22が重ねて形成されることにより十分
な膜厚が得られ、よって非常に優れた被覆性を得ること
ができる。しかも、保護膜用材料としてあえて粘度の高
い材料を使用する必要もないので、保護膜20表面の平坦
性を高く維持することができる。

また、上記のようにカラーフィルタ５のエッジ部分で
の保護膜20の膜厚を十分に厚くすることができ、しかも
保護膜用材料としてシリコン化合物の含有されたものを
使用することにより保護膜20の硬度を上げられることか
ら、この保護膜20は後続工程の熱処理時に生じる応力に
対して十分に耐えることができ、従来のようにクラック
が発生するのを防止できる。従って、従来のようなクラ
ックによる透明電極の断線を確実に防止することができ
る。更に、保護膜用材料としてポリイミド系材料を使用
したので、保護膜の熱膨張係数を、透明電極の材料であ
るITOに近づけることができ、よって上記の応力自体を
小さく抑えることもできる。

次に、第２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。

前記実施例は保護膜用材料の塗布及び乾燥工程を２回
重ね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塗布及び乾燥工程をｎ回
（ｎ≧３）重ねて行うようにしたものである。本実施例
では、最終的に、第１層目の保護膜31、第２層目の保護
膜32、・・・、第ｎ層目の保護膜3nからなるｎ層構造の
保護膜30が得られる。

従って、本実施例によれば、保護膜30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、かつ保護膜にクラック
が発生するのをより確実に防止することができる。しか
も、上記の塗布及び乾燥の回数を適宜設定することによ
り、任意の膜厚を得ることができる。

なお、上記の各実施例では、保護膜用の材料としてシ
リコン化合物の含有したものを使用したが、保護膜の硬
度を上げる必要がなければ、あえてシリコン化合物を含
有させる必要はない。

また、本発明は、第３図に示した構造のカラー液晶表
示素子だけでなく、カラーフィルタ上に保護膜を形成す
る構造のものであれば、どのようなものにも適用でき
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、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全体として厚めの保護膜を得る
ことができるので、カラーフィルタのエッジ部分での被
覆性を大きく向上させて、クラックの発生も防止するこ
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を高く維持するこ
ともできる。

また、保護膜用材料としてシリコン化合物の添加され
たものを使用すれば、保護膜の硬度を高めることがで
き、よってクラックの発生をより一層効果的に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例の製造工程の
主要部である保護膜の形成工程を示す断面図、第２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３図は一般的なカラー液晶表示素子の構造を示す断面
図、第４図は従来の保護膜の形成方法を示す断面図、第５図は従来の保護膜の形成方法の問題点を示す断面
図、第６図は印刷法による保護膜の塗布工程を示す図であ
る。１……透明基板、５……カラーフィルタ、20……２層構
造の保護膜、21……第１層目の保護膜、22……第２層目
の保護膜、30……ｎ層構造の保護膜、31……第１層目の
保護膜、32……第２層目の保護膜、33……第３層目の保
護膜、34……第４層目の保護膜、3n……第ｎ層目の保護
膜．

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー液晶表示素子を構成する一対の透明
基板のうちの一方の透明基板の内面に形成されたカラー
フィルタ上に、実質的に同一の有機化合物からなる保護
膜用材料の塗布及び予備乾燥を複数回行って硬化させる
ことにより複数層からなる保護膜を形成する工程を有す
ることを特徴とするカラー液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】前記保護膜はシリコン化合物を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示素子の製
造方法。