【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Ｎ器の表示パネル等あ
らゆる多色表示装置に用いられる多色表示装置の製造方
法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a multicolor display device used in all kinds of multicolor display devices such as liquid crystal color televisions, display devices for personal computers, video display devices, and display panels for measurement devices. The present invention relates to a manufacturing method.
より詳しくは、ガラス基板上に高分子電着法による平滑
なカラーフィルターを用いた多色表示装置を作製する方
法に関する。More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a multicolor display device using a smooth color filter formed by polymer electrodeposition on a glass substrate.
本発明はガラス基板上にパターニングされた透明電極の
断面形状においてその上部寸法を底部寸法に対し小さく
することにより、高分子電着法により得られるカラーフ
ィルター表面を平滑にさせうろことを特徴とする多色表
示装置の製造方法を提供する。The present invention is characterized by making the top dimension smaller than the bottom dimension in the cross-sectional shape of a transparent electrode patterned on a glass substrate, thereby smoothing the surface of a color filter obtained by polymer electrodeposition. A method of manufacturing a multicolor display device is provided.
近年、液晶を利用した多色表示装置はポケットテレビ等
に使われてきたが、その傾向と大型化大画面化が急速に
進められている。画質性能もＴＮ液晶からＳ Ｔ Ｎ
液晶やアクティブ駆動素子の開発でＣＲＴｉこ迫るもの
までが商品化されている。In recent years, multicolor display devices using liquid crystals have been used in pocket televisions and the like, and the trend is toward larger and larger screens. Image quality performance has also improved from TN liquid crystal to STN
With the development of liquid crystals and active drive elements, products that even come close to CRTi have been commercialized.
画質向上の重要な技術の一つとしてカラーフィルターの
品質の問題がある。One of the important techniques for improving image quality is the quality of color filters.
カラーフィルターの製造方法は通常次の３種類により行
われている。一つは染色法２次に印刷性最後に電着法で
ある。以下簡隼にそれらの製造方法の特徴を示す。染色
法は、ゼラチン等の染色基質をガラス基板上に塗布し、
フォトリソグラフィプロセスによりパターニングをした
後、色素により染色しカラーフィルターを得る。赤、緑
、青と順次パターニングと染色を繰り返し、３色のカラ
ーパターンを形成する。染色法により作製されたカラー
フィルターは、極めて高品質ではあるが、高額な設備と
複雑なフォトプロセスを何度も経るため製造コストが割
高になるという欠点を有している。Color filters are generally manufactured using the following three methods. One is the dyeing method, the second is the printability, and the last is the electrodeposition method. The characteristics of these manufacturing methods will be briefly described below. The staining method involves applying a dyeing substrate such as gelatin onto a glass substrate.
After patterning using a photolithography process, it is dyed with a dye to obtain a color filter. Repeat patterning and dyeing in red, green, and blue to form a three-color pattern. Although color filters made by dyeing methods have extremely high quality, they have the drawback of being relatively expensive to manufacture because they require expensive equipment and undergo multiple complicated photo processes.
印刷法は、色素を含んだインキをオフセット印刷法やス
クリーン印刷法等によりガラス基板上に赤、緑、青の色
別に順次パターンを形成してカラフィルタ−を作製する
。この方法は比較的容易に大面積のカラーフィルターを
得られる利点はあるか、大面積で高精細パターンの形成
は印刷技術の限界かあり実用化が極めて難しい。In the printing method, a color filter is produced by sequentially forming patterns of red, green, and blue on a glass substrate using ink containing a pigment by offset printing, screen printing, or the like. Although this method has the advantage of relatively easily obtaining a large-area color filter, it is extremely difficult to put it into practical use due to the limitations of printing technology in forming high-definition patterns over a large area.
電着法は、予めパターニングされた透明電極を存するガ
ラス基板を用いて、赤、緑、青の３色を順次電着により
カラーフィルターを形成する。この方法では、大面積化
も容易に行うことができ、また、高精細パターンも可能
であり、製造コストも廉価なことからカラーフィルター
の製造方法として有力な製法として注目されている。In the electrodeposition method, a color filter is formed by sequentially electrodepositing three colors of red, green, and blue using a glass substrate having a transparent electrode patterned in advance. This method is attracting attention as a promising method for producing color filters because it can easily be made into a large area, high-definition patterns can be made, and the manufacturing cost is low.
以下電着法によるカラーフィルターの製造方法を示す。A method for manufacturing a color filter using an electrodeposition method will be described below.
まず初めに、ガラス基板上に電着用端子を備えた所望の
パターンを透明電極により形成する。次に第１色目のカ
ラーフィルター用に設けられた前記電着用端子に給電用
材料を取りつける。First, a desired pattern including terminals for electrodeposition is formed on a glass substrate using transparent electrodes. Next, a power supply material is attached to the electrode terminal provided for the first color filter.
給電用材料は通常銅箔と導電性接着剤層とを積層にした
銅テープまたは銀ペーストを用いる。その後、第３図に
示すように対極が設けられた電着槽内に前記ガラス基板
を浸漬し、前述の給電用材料と対極に電圧を印加するこ
とにより、給電用材料が設けられた透明電極上にのみカ
ラーフィルターが電着される。カラーフィルターの膜厚
は電圧と電着時間により十分コントロールが可能である
。The power supply material is usually a copper tape or silver paste made of a laminated layer of copper foil and a conductive adhesive layer. Thereafter, as shown in FIG. 3, the glass substrate is immersed in an electrodeposition tank provided with a counter electrode, and a voltage is applied to the above-mentioned power supply material and the counter electrode to form a transparent electrode provided with the power supply material. Color filters are electrodeposited only on top. The thickness of the color filter can be fully controlled by adjusting the voltage and electrodeposition time.
電着液は、カラーフィルターに要求される色度透過率、
膜厚均一性等の品質が確保できるように調合されている
。電着液の成分の一例を示すと、ポリエステル樹脂、メ
ラミン樹脂、顔料、有機溶剤及び水である。The electrodeposition liquid has the chromaticity transmittance required for color filters,
It is formulated to ensure quality such as film thickness uniformity. Examples of the components of the electrodeposition solution are polyester resin, melamine resin, pigment, organic solvent, and water.
第１色目の電着が終了した後、これと同様に給電用材料
を第２色目の電着用端子に取りつけて第２色目のカラー
フィルターを得る。第３色目も同様である。赤、緑、青
の３原色を備えたカラーフィルターを多色表示装置に適
用し、加法混色の原理でフルカラー表示が可能になる。After the electrodeposition of the first color is completed, a power supply material is similarly attached to the electrodeposition terminal of the second color to obtain a color filter of the second color. The same applies to the third color. By applying a color filter with the three primary colors of red, green, and blue to a multicolor display device, full color display is possible using the principle of additive color mixing.
尚、高分子電着法及びそのカラーフィルターの製造方法
については、特開昭５９−０９９０１７及び特開昭５９
−１１４５７２に詳述されている。Regarding the polymer electrodeposition method and its method for producing color filters, please refer to JP-A-59-099017 and JP-A-59.
-114572.
このように作製されたカラーフィルターを用いて第２図
に示す多色表示装置を製造する。図中１はカラーフィル
ター基板、６は対向電極基板、７はＣ夜品、８はノール
である。A multicolor display device shown in FIG. 2 is manufactured using the color filter thus manufactured. In the figure, 1 is a color filter substrate, 6 is a counter electrode substrate, 7 is a carbon fiber, and 8 is a nord.
Ｊ発明が解決しようとする課題〕一般に、高分子電着法によりカラーフィルタを作製する
場合、パターニングされた透明電極に印加する電圧は数
十Ｖ〜１００■程度である。また、パターニングされた
透明電極は第４図に見るように長方形の断面形状を有し
ている。長方形の断面を有した導電体に電流を通すと第
４図に示すように電流音度は、断面全体に一様ではなく
端部により大きな電流が流れ、その他はやや小さな電流
値になるといういわゆる形状効果を示す。電着カラーフ
ィルター用に使われる透明電極パターンは極めて高精細
であり、かつ数千オングストロームの’ｉｉｔ ｌ１９
ではあるが例外ではない。電気めっきにおけるめっき膜
の膜厚分布は広く知られているように、被めっき物表面
に凹凸があると凹部に比べ凸部のめっき膜厚が大きくな
る。まして断面形状が長方形であればめっき膜厚分布は
、平坦部に比べ端部はかなり膜厚を増す。J Problems to be Solved by the Invention] Generally, when producing a color filter by a polymer electrodeposition method, the voltage applied to the patterned transparent electrode is about several tens of volts to about 100 volts. Further, the patterned transparent electrode has a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. When a current is passed through a conductor with a rectangular cross section, the current sonic intensity is not uniform across the entire cross section, as shown in Figure 4, and a larger current flows toward the edges, while other areas have slightly smaller current values. Showing shape effects. The transparent electrode pattern used for electrodeposited color filters is extremely high-definition and has a thickness of several thousand angstroms.
However, it is not an exception. As is widely known about the film thickness distribution of a plating film in electroplating, if the surface of an object to be plated is uneven, the plating film thickness will be larger on convex parts than on concave parts. Furthermore, if the cross-sectional shape is rectangular, the plating film thickness distribution will be considerably thicker at the edges than at the flat parts.
高分子電着法の場合、電着めっきとは異なり析出物が高
分子樹脂で絶縁性を存しているために、この電流密度分
布の形状効果をストレートには影響されない利点はある
が、第４閣に示すような透明電極の両端部に盛り上がり
が生し、カラーフィルター膜厚が完全に均一にならない
という問題を有している。In the case of polymer electrodeposition, unlike electrodeposition plating, the precipitate is made of polymer resin and has insulating properties, so it has the advantage that it is not directly affected by the shape effect of the current density distribution. There is a problem in that bulges are formed at both ends of the transparent electrode as shown in Figure 4, and the thickness of the color filter film is not completely uniform.
このカラーフィルター膜厚のわずかな不均一さは、多色
表示装置の液晶層の厚さの均一性を横ない、カラーフィ
ルターの色再現性に悪影響を及ぼす結果となる。これは
、液晶を用いた多色表示装置の場合、液晶の固有の性質
が液晶層を通過する光を偏光させることによる問題であ
る。液晶層を通過する光の偏光は、通常△ｎｄにより決
定される。△ｎは液晶の複屈折率の大きさであり、液晶
分子の長軸に沿って通過する光の屈折率と短軸に沿って
通過する光の屈折率の差である。ｄは液晶層の厚みを示
す。液晶層中における液晶分子の配列はｄが一定ならば
一様になるが、ｄに差が生じると配列の状態にズレが生
し、液晶層を通過する光かｄの差によって偏光程度が異
なる。この偏光の差によりカラーフィルターの色再現性
が完全に実現されず、色ムラ等の画質低下が生しる。This slight nonuniformity in the thickness of the color filter affects the uniformity of the thickness of the liquid crystal layer of the multicolor display device, and has a negative effect on the color reproducibility of the color filter. This is a problem in multicolor display devices using liquid crystals because the inherent properties of liquid crystals polarize light passing through the liquid crystal layer. The polarization of light passing through the liquid crystal layer is usually determined by Δnd. Δn is the magnitude of the birefringence of the liquid crystal, which is the difference between the refractive index of light passing along the long axis and the refractive index of light passing along the short axis of the liquid crystal molecule. d indicates the thickness of the liquid crystal layer. The alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is uniform if d is constant, but if there is a difference in d, the alignment state will be misaligned, and the degree of polarization of light passing through the liquid crystal layer will differ depending on the difference in d. . Due to this difference in polarization, the color reproducibility of the color filter is not completely achieved, resulting in deterioration in image quality such as color unevenness.
（課題を解決するための手段〕本発明では前述したような問題点を解決するために、高
分子電着法によるカラーフィルターの製造に使用される
ガラス基板上のパターニングされた透明電極の断面形状
に注目した。電着される透明電極の断面形状を予め高分
子電着法により形成されるカラーフィルターの表面状態
を平滑にさせうるちのにしておくことにより問題が解決
される。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cross-sectional shape of a patterned transparent electrode on a glass substrate used for manufacturing color filters by polymer electrodeposition method. The problem can be solved by setting the cross-sectional shape of the transparent electrode to be electrodeposited in such a way as to smooth the surface condition of the color filter formed by polymer electrodeposition.
すなわち、一般に使われるガラス基板上の透明電極をパ
ターニングする方法は、透明電極上に感光性樹脂を塗布
した後所望のパターンを有したマスクにより露光し、現
像・エツチングを経てパターニングされた透明電極が得
られる。このフォトリソグラフィー法により得られた透
明電極パターンの断面形状は長方形である。このまま高
分子電着法によりカラーフィルターを形成すれば、長方
形の両端上部が厚く、中央部が薄いカラーフィルタにな
ってしまう。In other words, the commonly used method of patterning transparent electrodes on a glass substrate is to apply a photosensitive resin onto the transparent electrode, expose it to light using a mask with a desired pattern, and then develop and etch the patterned transparent electrode. can get. The cross-sectional shape of the transparent electrode pattern obtained by this photolithography method is rectangular. If a color filter is formed by polymer electrodeposition as it is, the color filter will be thick at both ends of the rectangle and thin at the center.
そこで、透明電極の断面形状を長方形のようにとがった
角を有する形状ではなく、円弧あるいは鈍角状にするこ
とで、高分子電着法によるカラーフィルターの表面を平
滑にすることができる。Therefore, by making the cross-sectional shape of the transparent electrode not a rectangular shape with sharp corners, but a circular arc or an obtuse angle, the surface of a color filter formed by polymer electrodeposition can be made smooth.
透明電極の断面形状を円弧状ないしは鈍角を有する四角
形にする方法は、前述のフォトリソグラフィー法、化学
的表面処理、ホーニング処理等がある。Methods for making the cross-sectional shape of the transparent electrode arcuate or rectangular with an obtuse angle include the aforementioned photolithography method, chemical surface treatment, honing treatment, and the like.
〔作 用〕高分子電着法によるカラーフィルターの形成は、その製
法の特徴からカラーフィルターの膜厚が下層の導電体で
ある透明電極の性質、特に透明電極の断面形状の影響を
受ける。透明電極の断面形状に鋭った部分があれば、電
着電圧を印加した時にＴＬ流が集中し電流密度が相対的
に増大して析出物が他の平坦部分より厚くなり、カラー
フィルターの表面が凹凸になる。したがって、透明電極
の断面形状を円弧状ないしは鈍角状の四角形にすること
で、電流密度の集中を抑制し電流分布を均一にすること
が可能になる。[Function] Due to the characteristics of the manufacturing method, when forming a color filter by polymer electrodeposition, the film thickness of the color filter is influenced by the properties of the transparent electrode that is the underlying conductor, especially the cross-sectional shape of the transparent electrode. If there is a sharp part in the cross-section of the transparent electrode, when the electrodeposition voltage is applied, the TL flow will concentrate, the current density will increase relatively, and the precipitate will be thicker than other flat parts, causing the surface of the color filter to become concentrated. becomes uneven. Therefore, by making the cross-sectional shape of the transparent electrode arc-shaped or obtuse-angled quadrangular, concentration of current density can be suppressed and current distribution can be made uniform.
高分子電着法に用いる電着液中には、電気的中性の顔料
粒子の表面にイオン化した高分子樹脂が吸着し、電気泳
動により高分子樹脂が顔料粒子と共に析出する性質を有
している。したがって、電圧印加された透明電極の電流
密度によって、析出物層の厚さが決定される。電流の流
れ方の性質は導電体の断面形状に大きく影響を受けるの
で、電流木炭分布がより均一になるよう断面形状を整え
てやれば析出物層の厚さを均一化できる。The electrodeposition liquid used in the polymer electrodeposition method has the property that ionized polymer resin is adsorbed on the surface of electrically neutral pigment particles, and the polymer resin is precipitated together with the pigment particles by electrophoresis. There is. Therefore, the thickness of the deposit layer is determined by the current density of the transparent electrode to which a voltage is applied. Since the nature of current flow is greatly affected by the cross-sectional shape of the conductor, the thickness of the precipitate layer can be made uniform by adjusting the cross-sectional shape so that the current charcoal distribution is more uniform.
高分子電着法は前述のように析出物は絶縁物になるので
、電気めっきの場合よりも形状効果は小さく、透明電極
の断面形状を円弧状ないしは鈍角を有する四角形にする
ことで、容易に析出物層を均一な厚さにすることができ
る。As mentioned above, in the polymer electrodeposition method, the precipitate becomes an insulator, so the shape effect is smaller than in the case of electroplating. The precipitate layer can be made to have a uniform thickness.
以下具体的な実施例に基づき本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on specific examples.
〔実施例１〕第１図は本発明の実施例を示すフォトフアプリケーノヨ
ン工程である。＋ａ＋は透明電極４２上にフォトレジス
トを塗布した後マスク４４による露光、ｔｂ＋で現像、
エツチングをした後再度ｆｃ）でフォトレジスト４７を
塗布し、マスク４４に比べ透明電極バタン幅を小さくす
るように作られたマスク４６により露光し、現像ｆｄ＋
すると、（ｂ）で形成された透明電極上にレジストパタ
ーン４８が残り再エツチングをすることにより（ｅ）の
ようなテーパー状の断面形状を有する透明電極が形成さ
れる。その後、高分子電着法により、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色
の電着を行うと表面が極めて平滑なカラーフィルターが
形成された。[Example 1] FIG. 1 is a photographic application process showing an example of the present invention. +a+ is after coating a photoresist on the transparent electrode 42, exposure with a mask 44, development with tb+,
After etching, a photoresist 47 is applied again using fc), exposed using a mask 46 made to make the width of the transparent electrode button smaller than that of the mask 44, and developed fd+.
Then, a resist pattern 48 remains on the transparent electrode formed in (b), and by re-etching, a transparent electrode having a tapered cross-sectional shape as shown in (e) is formed. Thereafter, each color of R, G, and B was electrodeposited by a polymer electrodeposition method, and a color filter with an extremely smooth surface was formed.
このように作成されたカラーフィルターを用いて第２図
に見られる多色表示装置を製作したところ、極めて均一
な色度と明るさを有する装置ができた。When the multi-color display device shown in FIG. 2 was manufactured using the color filter thus prepared, the device had extremely uniform chromaticity and brightness.
〔実施例２〕実施例１に示した第１図（′ｂ）のパターニングされた
透明電極基板を（１＋１） Ｈｃｆ溶液に数分間浸漬し
たところ、第４図［ｅｌのような断面形状を有する透明
電極が得られた。その後、同様に高分子電着法により平
均なカラーフィルターを形成し、画質の秀れた多色表示
装置を得た。[Example 2] When the patterned transparent electrode substrate shown in FIG. 1 ('b) shown in Example 1 was immersed in a (1+1) Hcf solution for several minutes, it had a cross-sectional shape as shown in FIG. 4 [el]. A transparent electrode was obtained. Thereafter, an average color filter was formed using the same polymer electrodeposition method, and a multicolor display device with excellent image quality was obtained.
上述した化学処理液は（１↓Ｉ ） ＨＣ７！／８液に
限定されるものではなく、透明電極をケミカルエツチン
グ可能であれば使用可能であることは言うまでもない。The chemical treatment solution mentioned above is (1↓I) HC7! It goes without saying that the solution is not limited to the /8 solution and can be used as long as the transparent electrode can be chemically etched.
以上具体的に実施例で述べたように、本発明によれば一
連のフォトプロセスあるいはケミカルエツチング工程を
付加することで、極めて平滑表面を有する電着カラーフ
ィルターが得られる。この効果をさらに示すと、カラー
フィルターの表面の凹凸が従来法では、０．５ ミクロ
ンに対し、本発明では０．１ミクロン以下の平滑さを有
している。As specifically described in the Examples above, according to the present invention, an electrodeposited color filter having an extremely smooth surface can be obtained by adding a series of photo processes or chemical etching steps. To further demonstrate this effect, the unevenness on the surface of the color filter is 0.5 micron in the conventional method, but the present invention has a smoothness of 0.1 micron or less.
したがって、本発明のプロセスを応用することにより、
極めて均一な表示画質を有する多色表示装置の製作が可
能になる。Therefore, by applying the process of the present invention,
It becomes possible to produce a multicolor display device with extremely uniform display image quality.
第１図は本発明の工程の一例を示す断面模式図、第２図
は本発明の多色表示装置の断面模式図、第３図は高分子
電着装置、第４図は電着カラーフィルターの断面模式図
である。↓ Ｉ ↓ Ｉ ↓゛６、２１．３１．４１・・・ガラス基板４、 ５．３２
．４２・・・透明電極３Ｒ，３Ｇ、 ３Ｂ、 ４Ｒ，４Ｇ、 ４Ｂ・カ
ラーフィルター・・・電着槽２４・・・・・対極３３・・・・・電気力線２３・（模式）出願人 セイコー電子工業株式会社代理人 弁理士 林 敬 之 肋木光［］ｎのフ
才）−７７フリブー゛ノヨ゛ノエイ呈の第１０ｆｒｌΣ示−ｆａｒ面榎八図Fig. 1 is a schematic cross-sectional diagram showing an example of the process of the present invention, Fig. 2 is a schematic cross-sectional diagram of a multicolor display device of the present invention, Fig. 3 is a polymer electrodeposition device, and Fig. 4 is an electrodeposition color filter. FIG. ↓ I ↓ I ↓゛6, 21.31.41...Glass substrate 4, 5.32
．． 42... Transparent electrodes 3R, 3G, 3B, 4R, 4G, 4B Color filter... Electrodeposition tank 24... Counter electrode 33... Lines of electric force 23 (Schematic) Applicant Seiko Takayuki Hayashi, Patent Attorney, Representative of Denshi Kogyo Co., Ltd. Hikari Hiki []n's Fusai) - 10th frlΣ presentation of Freeboo Noyonoei - far side Enohachi
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2229658AJPH04110826A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Production of multicolor display device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2229658AJPH04110826A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Production of multicolor display device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04110826Atrue JPH04110826A (en) | 1992-04-13 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2229658APendingJPH04110826A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Production of multicolor display device |
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|---|---|
| JP (1) | JPH04110826A (en) |
| Publication | Publication Date | Title |
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