(57)【要約】【課題】無アルカリガラス基板を透明基板として用いた液晶表示パネルの前記無アルカリガラス基板と、その上方に積層させて形成される感光性樹脂膜との密着性がよく、良好な表示を行なうことができる液晶表示パネルを提供する。【解決手段】感光性樹脂膜３が形成される無アルカリガラス基板１の上面の少なくとも表示領域全域に、絶縁性金属酸化物膜２を成膜し、前記絶縁性金属酸化物膜２を介在させて前記感光性樹脂膜３を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルを構成する２枚の透明基板のうち、少なくとも一方の透明基板の上方に感光性樹脂膜が形成されてなる液晶表示パネルにおいて、
前記透明基板は無アルカリガラス基板であり、前記感光性樹脂膜が形成された無アルカリガラス基板の上面の少なくとも表示領域全域には絶縁性金属酸化物膜が成膜されており、前記絶縁性金属酸化物膜を介在させて前記感光性樹脂膜が形成されていることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記感光性樹脂膜は多層に形成されており、前記感光性樹脂膜の最下層は拡散層とされている請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
液晶セルの内面における各ドット内に、前記拡散層の上面にパターニングされた反射層が形成され、前記反射層の上面に前記感光性樹脂膜からなるカラーフィルタ層が形成された反射領域と、前記拡散層の上面に前記反射層を介さずに前記感光性樹脂膜からなるカラーフィルタ層が形成された透過領域とを設けた請求項２に記載の液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無アルカリガラスからなる透明基板と、その上方に積層させて形成される感光性樹脂膜との密着性を向上させる技術が施された液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、透明電極が形成された一対の透明基板を、前記透明電極を内側にして一定間隔をもって略平行に対向させ、周囲をシール材でシールした空洞部内に液晶を封入してなり、前記透明電極に通電することにより前記液晶を配向させて所望の表示を行うように構成されている。
【０００３】
図２は、従来における液晶表示パネルの一形態の要部構成を示す断面図である。
【０００４】
図２に示す液晶表示パネルは、液晶セルの内面における各ドット内に、透明基板上に拡散層３と反射層４とが積層形成され、その反射層４上にカラーフィルタ層５が形成された反射領域８と、透明基板１に拡散層３が形成され、その拡散層３上にカラーフィルタ層５が形成された透過領域９とを有している。なお、各ドット内とは、カラー画像を形成する１画素表示中における赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各１色単位の範囲をいう（以下、同じ）。
【０００５】
このような構成の従来の液晶表示パネルの製造方法について簡単に説明すると、ガラス等からなる一対の透明基板のうち、一方の透明基板１上の少なくとも表示領域全域にフォトリソ法により拡散層３を形成し、続いて、前記拡散層３上にフォトリソ法により部分的に反射層４をパターニング形成して、液晶セルの各ドット内に反射層４が配置された反射領域８と反射層４が配置されていない透過領域９とを形成する。そして、前記反射領域８に配設された反射層４の上面に重ねるようにして、フォトリソ法により、赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各カラーフィルタ層５を形成するとともに、反射層４が形成されていない透過領域９の前記拡散層３の上面にも同様にして、赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各カラーフィルタ層５を形成する。また、前記カラーフィルタ層５の上面には前記カラーフィルタ層５の保護および平滑化のための保護膜（図示せず）を形成し、さらに、保護膜上に透明電極（図示せず）を形成する。また、図示しない他方の透明基板にも所定の透明電極を形成し、それぞれ配向膜（図示せず）を形成してから、それら２枚の透明基板をシール材を介して貼り合わせ、液晶注入口から液晶セル内に液晶を注入することにより液晶表示パネルを完成させる。
【０００６】
ところで、以前は、液晶表示パネルを構成する透明基板として、安価である等の理由から、Ｎａ（ナトリウム）等のアルカリ金属を含む珪酸塩ガラス（ソーダガラス）を材料としたガラス基板（以下、アルカリガラス基板という。）が多用されていた。
【０００７】
しかし、アルカリガラス基板を用いる場合、アルカリガラス基板から溶出したアルカリ金属イオンが当該液晶表示パネルに封止された液晶内に入り込んだり、前記アルカリガラス基板の上面に形成された感光性樹脂膜を剥離させたりすることがあった。
【０００８】
前述のようなアルカリ金属イオンの溶出を防止すべく、前記アルカリガラス基板の上面にＳｉＯ２  （酸化珪素）膜のような金属酸化物膜を２０ｎｍ程度の膜厚でスパッタ法により形成した液晶表示パネルも提供されているが、高精細な表示が強く要求されるようになった近年においては、表１に示すように、ソーダガラスに比べて熱膨張率が小さく、表２に示すようにアルカリ金属イオンの溶出がないガラス基板（以下、無アルカリガラス基板という。）を用いた、図２に示すような液晶表示パネルが多く利用されるようになっている。
【０００９】
【表１】
2004354915.tif 000003
【００１０】
【表２】
2004354915.tif 000004
【００１１】
なお、表１は、液晶表示パネルに使用される各種ガラスとその組成および熱膨張率を示す表であり、表２は、前記各種ガラスからのアルカリ溶出量の比較試験結果を示す表である。また、表２の各種ガラスからのアルカリ溶出量の比較試験においては、各種ガラス基板上に室温でＳｎＯ２  を２００ｎｍに真空蒸着し、５５０℃で３０分間加熱した後、ＳｎＯ２  を剥離し、このＳｎＯ２  中に含まれるアルカリを原子吸光法で測定した。なお、ＳｉＯ２  コートは、その膜厚を１００ｎｍとした。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この無アルカリガラス基板１を用いた液晶表示パネルは、無アルカリガラス基板１上に直接、感光性樹脂膜が形成されているため、前記感光性樹脂膜が無アルカリガラス基板１から剥離し易いという問題があった。
【００１３】
特に、前述のように、前記拡散層３の上面にフォトリソ法により所望の形状にエッチングしながら金属系薄膜からなる反射層４を部分的に形成するような場合、そのエッチング液によって少なからずダメージを受けた感光性樹脂膜からなる拡散層３は剥離し易かった。例えば、このように拡散層３が剥離した液晶表示パネルは、均等な光の拡散を行うことができないため、表示不良という問題が認められる。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、無アルカリガラス基板を透明基板として用いた液晶表示パネルの前記無アルカリガラス基板と、その上方に積層させて形成される感光性樹脂膜との密着性がよく、良好な表示を行なうことができる液晶表示パネルを提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る液晶表示パネルの特徴は、液晶表示パネルを構成する２枚の透明基板のうち、少なくとも一方の透明基板の上方に感光性樹脂膜が形成されてなる液晶表示パネルにおいて、前記透明基板は無アルカリガラス基板であり、前記感光性樹脂膜が形成された無アルカリガラス基板の上面の少なくとも表示領域全域には絶縁性金属酸化物膜が成膜されており、前記絶縁性金属酸化物膜を介在させて前記感光性樹脂膜が形成されている点にあり、また、請求項２に係る液晶表示パネルの特徴は、請求項１に記載の液晶表示パネルにおいて、前記感光性樹脂膜は多層に形成されており、前記感光性樹脂膜の最下層は拡散層とされている点にある。
【００１６】
このような構成の液晶表示パネルによれば、前記無アルカリガラス基板と感光性樹脂膜間に配置された前記絶縁性金属酸化物膜により、無アルカリガラス基板と感光性樹脂膜との密着力を高めることができ、良好な表示を行なうことができるものとなる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る液晶表示パネルの特徴は、請求項２に記載の液晶表示パネルにおいて、液晶セルの内面における各ドット内に、前記拡散層の上面にパターニングされた反射層が形成され、前記反射層の上面に前記感光性樹脂膜としてのカラーフィルタ層が形成された反射領域と、前記拡散層の上面に前記反射層を介さずに前記感光性樹脂膜としてのカラーフィルタ層が形成された透過領域とを設けた点にある。
【００１８】
このような構成の液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの前記無アルカリガラス基板と感光性樹脂膜間に配置された前記絶縁性金属酸化物膜により、無アルカリガラス基板と感光性樹脂膜との密着力を高め、外光が十分入射される場合には外光を前記反射領域に配設された反射層で反射させ、その反射光と前記反射領域のカラーフィルタ層とにより良好なカラー画像の表示を行い、外光が入射されにくい場合等には、前記反射層の背面側に設けられたバックライトユニットからの照射光と前記透過領域のカラーフィルタ層とにより良好なカラー画像の表示を行なうことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る液晶表示パネルの実施形態の一例を示したもので、本実施形態の液晶表示パネルは、拡散層３の上面に反射層４が形成され、前記反射層の上面にカラーフィルタ層５が形成された反射領域８と、前記拡散層３の上面に前記反射層を介在させずに前記カラーフィルタ層５が形成された透過領域９とを有し、外光が十分入射される場合には外光を前記反射領域８に形成された反射層４で反射させ、その反射光と前記カラーフィルタ層５とによりカラー画像の表示を行い、外光が入射されにくい場合等には、前記反射層４の背面側に設けられた図示しないバックライトユニットからの照射光と前記カラーフィルタ層５とによりカラー画像の表示を行なうように構成された液晶表示パネルである。
【００２０】
より詳しく説明すると、この液晶表示パネルは、間隔を隔ててほぼ平行に配置された２枚の無アルカリガラス基板１を有しており、これらの無アルカリガラス基板１間の外周は図示しないシール材により密閉されている。
【００２１】
この２枚の無アルカリガラス基板のうち、図示しない一方の無アルカリガラス基板の上面には、透明電極としてのＩＴＯ膜（図示せず）が所定のパターンで形成されており、前記ＩＴＯ膜および露出する無アルカリガラス基板の上方には電極間に印加される電圧に応じて液晶分子の配向を制御する、図示しない配向膜が密着するように形成されている。
【００２２】
また、前記一方の無アルカリガラス基板に対向して配置される他方の無アルカリガラス基板１は、図１に示すように、当該アルカリガラス基板１の上面の少なくとも表示領域全域（図１においては、アルカリガラス基板１の上面全域）に、絶縁性金属酸化物膜としてのＳｉＯ２  膜２が３ｎｍ〜５０ｎｍ程度の膜厚でスパッタ法により形成されており、前記ＳｉＯ２  膜２の上面全域には感光性樹脂膜からなる拡散層３がフォトリソ法により形成されている。なお、絶縁性金属酸化物膜２の膜厚を３ｎｍ〜５０ｎｍ程度に成膜する理由については後述する。
【００２３】
そして、前記拡散層３上の液晶セル内面の各ドット内における反射領域８部分には、反射層４がフォトリソ法によりパターニングされて形成されており、前記反射層４の上面に重ねるようにして赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂの各カラーフィルタ層５が形成されている。
【００２４】
また、前記反射層４が形成されていない透過領域９の前記拡散層３の上面にも赤Ｒ、緑Ｇおよび青Ｂのカラーフィルタ層５が形成されており、当該無アルカリガラス基板１の非表示領域には、遮光用のブラックマスク６が形成されている。なお、前記カラーフィルタ層５およびブラックマスク６は、ともに感光性樹脂膜からなる着色層であり、フォトリソ法により形成されている。
【００２５】
そして、前記カラーフィルタ層５およびブラックマスク６の上方には、透明導電性膜としてのＩＴＯ膜（図示せず）が、所定のパターンにフォトリソ法により形成されており、このＩＴＯ膜の上方には、図示しない配向膜が密着するように配設されている。
【００２６】
そして、前記２枚の無アルカリガラス基板１は、それぞれ前記ＩＴＯ膜を内側にして一定間隔をもって略平行に対向させて配置され、その周囲を図示しないシール材でシールされており、前記無アルカリガラス基板１と前記シール材とで囲繞された密閉空間内には液晶が封入されている。
【００２７】
このような構成とされた本実施形態の液晶表示パネルは、感光性樹脂膜からなる各層が形成される前記他方の無アルカリガラス基板１において、前記無アルカリガラス基板１と感光性樹脂膜からなる拡散層３間に配設された前記絶縁性金属酸化物膜としてのＳｉＯ２  膜２により、無アルカリガラス基板１と感光性樹脂膜としての拡散層２との密着力を高めることができ、よって、品質信頼性の高い液晶表示パネルを作製することが可能となる。
【００２８】
そして、本実施形態のように、液晶セル内面における各ドット内に反射領域８と、透過領域９とを有する液晶表示パネルにおいては、無アルカリガラス基板１と感光性樹脂膜からなる拡散層３の密着力が前記ＳｉＯ２  膜２により高められることにより、前記反射領域８を用いたカラー画像の表示時においても、前記透過領域９を用いたカラー画像の表示時においても、共に、良好な光の内部拡散を得ることができるものとなる。
【００２９】
以下、特に剥離が生じ易いため問題とされていた、無アルカリガラス基板１上に感光性樹脂膜からなる拡散層３とパターニングされた反射層４を積層させて形成した場合の、前記無アルカリガラス基板１と前記拡散層３との密着性について、絶縁性金属酸化物膜としてのＳｉＯ２  膜２を成膜した無アルカリガラス基板（実施例）と、前記ＳｉＯ２  膜２を成膜していない無アルカリガラス基板（比較例）とを比較した実験結果を示す。
【００３０】
＜実施例＞
０．５ｍｍ厚の無アルカリガラス基板１（旭硝子製商品：商品名  ＡＮ１００）の片面に、スパッタ法により、絶縁性金属酸化物膜としてのＳｉＯ２  膜２を１５ｎｍの膜厚に形成し、前記ＳｉＯ２  膜２上に感光性レジスト（三菱化学製商品：商品名  ＣＬ０９）を塗布し、所定のフォトマスクを用いて前記感光性レジストを露光・現像して表面を粗面化して、感光性樹脂膜としての拡散層３を形成した。
【００３１】
続いて、前記拡散層３の上に、ＴｉＯ２  、Ａｇ−Ｐｄ合金、ＩＣＯ（Ｉｎ−Ｃｅ酸化物）、ＳｉＯ２  を順次形成した後、所定部分の反射層（Ａｇ−Ｐｄ）を除去するためにフォトレジストを配設し、反射層用フォトマスクを介して前記フォトレジストを露光し、アルカリ溶液で現像した。その後、酸溶液からなるエッチング液で反射層をエッチングし、不要なレジストを除去して所望の反射層４を形成した。
【００３２】
この状態で、前記無アルカリガラス基板１と前記拡散層３との密着性を目視確認したところ、無アルカリガラス基板１と拡散層３との間にＳｉＯ２  膜２を配設した本実施例の無アルカリガラス基板においては、前記ＳｉＯ２  膜２により、その密着性が高められ、前記拡散層３の剥離箇所は全く検出されなかった。
【００３３】
＜比較例＞
０．５ｍｍ厚の無アルカリガラス基板１（旭硝子製商品：商品名  ＡＮ１００）の片面に直接、感光性樹脂膜としての拡散層３を形成した以外は、前記実施例と同様にして前記反射層４を形成した。
【００３４】
この状態で、前記無アルカリガラス基板１と前記拡散層３との密着性を目視確認したところ、本比較例の無アルカリガラス基板１においては、前記拡散層３の剥離が散見された。
【００３５】
このように、ＳｉＯ２  膜２が成膜されていない無アルカリガラス基板１においては、前記反射層４のエッチング形成に用いたエッチング液が前記拡散層３に大きくダメージを与え、前記無アルカリガラス基板１との密着性も衰えさせて、剥離箇所も多く散見されたのに対し、ＳｉＯ２  膜２が成膜された無アルカリガラス基板においては、前記反射層４のエッチング形成に用いたエッチング液によるダメージは皆無ではないまでも、前記無アルカリガラス基板１との間に介在させた絶縁性金属酸化物膜としてＳｉＯ２  膜２により、結果として、前記無アルカリガラス基板１との密着性を良好とすることができた。
【００３６】
【表３】
2004354915.tif 000005
【００３７】
なお、表３は、絶縁性金属酸化物膜としてのＳｉＯ２  膜２を、０ｎｍ、１ｎｍ、３ｎｍ、５ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、５０ｎｍ、７０ｎｍの膜厚に形成した８種類の無アルカリガラス基板をそれぞれ複数枚用意し、前記ＳｉＯ２  膜２の上面に前記拡散層３を形成し、前記拡散層３の上面に所望の反射層をフォトリソ法により形成したときの前記無アルカリガラス基板１と拡散層３との密着性に関する不良率を示す表である。
【００３８】
この表に示すように、前記ＳｉＯ２  膜２を３〜７０ｎｍの膜厚に形成した場合の不良率はいずれも０％であり、高い密着性を示した。
【００３９】
しかしながら、前記ＳｉＯ２  膜２を７０ｎｍの膜厚に形成した場合、透過光学特性に影響が表れ、透過率が悪くなって表示が暗くなるという別の問題を生じさせた。よって、前述したように、絶縁性金属酸化物膜の膜厚は３ｎｍ〜５０ｎｍ程度が望ましい。
【００４０】
本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４１】
例えば、前記実施形態においては、絶縁性金属酸化物膜の上面に形成される感光性樹脂膜が拡散層である場合を以て説明したが、拡散層の形成を省略し、絶縁性金属酸化物膜の上面に直接、カラーフィルタ層などの感光性樹脂膜を形成する液晶表示パネルであってもよい。
【００４２】
また、前記実施形態においては、感光性樹脂膜としてのカラーフィルタとブラックマスクが同一の透明基板に形成されている構成の液晶表示パネルを例にとって説明したが、カラーフィルタとブラックマスクが異なる透明基板に形成されるように、前記他方の無アルカリガラス基板上にも感光性樹脂膜が形成されるような場合には、２枚の透明基板のいずれの基板上にも絶縁性金属酸化物膜を形成することになる。
【００４３】
さらに、前記絶縁性金属酸化物膜は、前記実施形態のＳｉＯ２  膜に限ることなく、例えば、酸化クロムや酸化チタン等からなる金属酸化物膜であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無アルカリガラス基板を透明基板として用いた液晶表示パネルの前記無アルカリガラス基板と、その上方に積層させて形成される感光性樹脂膜との密着性を高めることができ、結果として、良好な表示が可能となる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示パネルにおける透明基板の実施形態を示す要部断面構成図
【図２】従来の液晶表示パネルにおける透明基板の要部断面構成図
【符号の説明】
１  無アルカリガラス基板（透明基板）
２  ＳｉＯ２  膜（絶縁性金属酸化物膜）
３  拡散層（感光性樹脂膜）
４  反射層
５  カラーフィルタ（感光性樹脂膜）
６  ブラックマスク（感光性樹脂膜）
８  反射領域
９  透過領域
【図１】
2004354915.tif 000006
【図２】
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