专利名称：液晶光门板、光学打印头及液晶光门板的制造方法
技术领域：
本发明涉及适用于显示器、打印头等的液晶光门板(shutterpanel)及其制造方法，以及使用此液晶光门板的光学打印头。
在上侧玻璃基片1a形成的共用电极3a上形成使显示像素以外区域的光遮住的遮光膜6；下侧玻璃基片1b的框部1c的一侧成凸出状，在所述下侧基片框部1c上形成与像素电极3b及共用电极3a连接的ITO所构成的布线图案3c，以及用以降低所述布线图案3c的电极电阻值的金属电极覆膜7a、7b，并在所述金属电极覆膜7b上使与外部作信号交换的电缆9与驱动液晶的驱动IC8连接。
如图8所示，上述液晶光门板是在一片玻璃基体基片10上形成上侧玻璃基片1a及下侧玻璃基片1b(a1)，在所述玻璃基体基片10上形成上侧定向膜2a及下侧定向膜2b，用密封材料4把两片所述玻璃基体基片10贴合(b1)，然后把各基片分离，形成由两片所述玻璃基体基片10构成的多个液晶光门板(c1)。
遮光膜6的材料一般使用遮光性高的金属铬，往往与金属电极覆膜7a同时形成；但是由于金属铬的电阻值高、还有易氧化等问题，因此，如图7所示，在金属铬电极覆膜7a上使用导电性好、且耐腐蚀性强的金、铂等价格昂贵的贵金属作为金属电极覆膜7b。
以下用图9及
图10说明上述液晶光门板的遮光膜6及电极图案的形成方法。
首先，采用蒸镀法或溅镀法等在整个玻璃基体基片10的面上形成ITO电极膜11(工序a0)；然后采用蒸镀法或溅镀法等在整个ITO电极膜11上形成金属铬膜12(工序b0)；再采用蒸镀法或溅镀法等在整个金属铬膜12上形成由金或铂构成的金属膜13(工序c0)。
以下采用光刻法说明把上述金属膜13形成布线图案的工序。在整个所述的金属膜13上旋涂正光刻胶膜14(工序d0)；然后，在所述光刻胶膜14上覆盖形成驱动IC用布线图案像的正光掩模15，隔着所述光掩模15照射紫外线16；光掩模15使布线图案成为不透明、其它的区域成为透明，隔着光刻胶膜14上的所述光掩模15被紫外线16感光的部分可溶于显影液中而被除去(工序e0)；接着把所述光刻胶膜14处理过的玻璃基体基片浸在金属用腐蚀液中，腐蚀处理表面露出部分的金属膜13(工序f0)，再剥离残留于金属膜13表面上的光刻胶膜14(工序g0)。
然后，用上述同样的方法，在玻璃基体基片10的整个表面旋涂正光刻胶膜14a(工序h0)，进行定位对准，使形成了布线图案及遮光膜形状的光掩模15a与之前形成的布线图案无错移地覆盖玻璃基体基片10，隔着光掩模15a照射紫外线16，被隔着光掩模15b照射过紫外线16的部分的光刻胶膜14a可溶于显影液中而被除去(图10，工序i0)；接着把玻璃基体基片10浸在铬用腐蚀液中，腐蚀处理表面露出部分的金属铬膜12(工序j0)，再剥离残留于玻璃基体基片10表面的光刻胶膜14a(工序k0)。
接着，用上述同样的方法，在整个玻璃基体基片10表面上旋涂正光刻胶膜14b(工序10)，进行定位对准，使形成了ITO布线图案的光掩模15b与之前形成的布线图案无错移地覆盖玻璃基体基片10，隔着光掩模15b照射紫外线16，被隔着光掩模15b照射过紫外线16的部分的光刻胶膜14b可溶于显影液中而被除去(工序m0)；然后，把玻璃基体基片10浸在ITO用腐蚀液中，腐蚀处理表面露出的那部分ITO电极膜11(工序n0)，再剥离残留于玻璃基体基片10表面的光刻胶膜14b(工序o0)。经过以上工序，在玻璃基体基片10上形成共用电极3a、像素电极3b、布线图案3c、金属电极覆膜7a、7b及遮光膜6。
本发明的目的是为谋求解决上述问题，仅在需要部分形成金属膜及遮光膜，以节省金属材料，并减少遮光膜及电极图案的形成工序，降低制造成本。
并且，在本发明的液晶光门板的特征在于，通过指定遮光膜用的金属材料膜厚，既可防止来自像素以外区域的漏光，又可作为打印头使用。
本发明的液晶光门板是根据来自外部的输入信号进行光的透过或遮断的多个像素的液晶光门板，其上设有按照上述输入信号驱动的液晶，以及用于防止来自所述像素以外区域的漏光的遮光膜，上述遮光膜用金膜形成。
又，本发明的液晶光门板设有在一个面上形成了施加像素信息信号的像素电极的具有透光性的像素电极基片；与上述像素电极基片平行设置的、在与上述像素电极相对的面上形成了共用电极的、用与上述像素电极基片相同的材料构成的共用电极基片；在上述共用电极上形成的、有开口部的、让透过上述像素电极基片和上述共用电极基片中的一片朝向另一片的光从上述开口部透过的遮光膜；以及在上述像素电极与遮光膜之间配置的、根据上述像素信息信号被驱动的液晶。上述遮光膜用金膜形成。
又，本发明的液晶光门板包含在上述像素电极基片上形成的、与上述像素电极及上述共用电极连接的布线图案，以及在由上述布线图案上形成的金膜构成的电极覆膜。
又，本发明的液晶光门板中，用同一材料形成上述像素电极、共用电极与布线图案。
又，本发明的液晶光门板中，形成上述遮光膜的金膜厚度为0.28微米以上。
另外，本发明的光学打印头是具有上述液晶光门板和光源部件的光学打印头；上述光源部件设有光源及光射出口；上述光源发射的光从上述光射出口对上述液晶光门板进行照射。
又，本发明的光学打印头中，上述光源部件还设有将上述光源发射的光及从上述光射出口进入上述光源部件内的光进行反射的光反射部件；又，本发明的光学打印头中，将上述光源部件配置在上述液晶光门板的共用电极基片一侧。
另外，本发明的液晶光门板的制造方法是一种制造上述液晶光门板的方法；包括下列工序(1)～(3)。
(1)在作为上述像素电极基片与共用电极基片的材料的电极基片材料的任一个面上，形成含有上述像素电极、共用电极以及布线图案等区域的电极基体材料的基体材料形成工序；(2)在对应于上述电极基体材料的上述共用电极的位置上用金膜形成上述遮光膜的同时，在对应于上述电极基体材料的上述布线图案的位置上，用金膜形成上述电极覆膜的金膜形成工序；以及(3)从上述电极基体材料上除去上述像素电极、共用电极及布线图案以外的区域，形成像素电极、共用电极及布线图案的电极形成工序。
另外，本发明的液晶光门板的制造方法还包括在上述金膜形成工序之后的工序(4)(4)将上述共用电极基片和像素电极基片相对设置，通过密封材料把上述共用电极和像素电极组合成液晶盒的液晶盒形成工序。
另外，本发明的液晶光门板的制造方法是在上述金膜形成工序中，在对应于上述电极基体材料的上述共用电极的位置和对应于上述布线图案的位置上印刷有机金胶，该印刷的有机金胶经焙烧后分别形成金膜，由该金膜形成上述遮光膜和上述电极覆膜。
又，本发明的液晶光门板的制造方法中，在上述金膜形成工序中形成的遮光膜的金膜厚度为0.28微米以上。
这里所说的有机金胶是众所周知的材料，例如是特公平7-14647中例示的材料盎格鲁哈特(ェンゲルハ-ド)公司制造的有机金属胶(metal organic paste)A-4615。有机金胶也简称为有机金，通过印刷、焙烧有机金胶，可形成金膜。
图2是表示本发明实施例1中的液晶光门板的形成过程的说明图。
图3是表示本发明实施例1中的液晶光门板的遮光膜与电极图案形成方法的示图。
图4是表示本发明实施例2中的液晶光门板的遮光膜的金膜厚度和透光率之间的关系的曲线图。
图5是表示本发明的实施例3中的打印头结构的示图；(a)是表示打印头的分解结构的透视图；(b)是液晶光门板的遮光膜及开口部的部分放大图。
图6是表示本发明实施例3中的打印头的断面图。
图7是表示传统的液晶光门板结构的断面图。
图8是表示传统的液晶光门板的形成过程的说明图。
图9是表示传统的液晶光门板的遮光膜及电极图案的形成方法的示图。
图10是表示传统的液晶光门板的遮光膜及电极图案的形成方法的示图。
符号说明1a上侧玻璃基片1b下侧玻璃基片1c下侧玻璃基片框部2a上侧定向膜2b下侧定向膜3a共用电极3b像素电极3c布线图案4密封材料5液晶5a扭曲向列型液晶6遮光膜6a金膜遮光膜7a电极覆膜7b电极覆膜(贵金属)7c金膜电极覆膜8驱动IC9电缆
10玻璃基体基片11ITO电极膜12金属铬膜13金属电极覆膜14光刻胶膜14a光刻胶膜14b光刻胶膜14c光刻胶膜14d光刻胶膜15光掩模15a光掩模15b光掩模15c光掩模15d光掩模16紫外线17金膜18液晶光门板19LED20光源基片21光源部件22a偏振片22b偏振片23导光体24反光罩25光扩散层26开口部27感光记录介质。
在图1中1a是上侧玻璃基片，其上形成了由ITO(Indium TinOxide铟锡氧化物)构成的共用电极3a及由金膜构成的金膜遮光膜6a。1b是下侧玻璃基片，其上形成了由ITO构成的像素电极3b。2a是上侧定向膜，2b是下侧定向膜，在用密封材料4把所述上侧玻璃基片1a和下侧玻璃基片1b贴合形成的液晶盒内封入液晶5。
在上述像素电极3b中输入图像信息信号(输入信号)，上述液晶5按此图像信息信号被驱动。
在下侧玻璃基片1b上安装液晶驱动IC8，连接信号电缆9的部分即下侧基片框部1c的一侧形成凸出形状；在所述下侧基片框部1c上形成由连接共用电极3a及像素电极3b的ITO构成的布线图案3c；在所述布线图案3c上，为了使作为电极的电阻值更小而形成由金膜构成的金膜电极覆膜7c。
共用电极3a及像素电极3b的结构具有透光性。
如图2所示，此液晶光门板中，在一玻璃基体基片10上形成上侧玻璃基片1a和下侧玻璃基片1b(a)。在上侧玻璃基片1a上形成共用电极3a、金膜遮光膜6a；在下侧玻璃基片1b上形成像素电极3b、布线图案3c与金膜电极覆膜7c。
在所述玻璃基体基片10上形成上侧定向膜2a及下侧定向膜2b，用密封材料4把两片所述玻璃基体基片10贴合(b)，然后分离各基片，从而由两片玻璃基体基片10形成多个液晶光门板(c)。
上述上侧玻璃基片1a是本发明中的共用电极基片，以下同样，下侧玻璃基片1b是像素电极基片，金膜遮光膜6a是遮光膜，金膜电极覆膜7c是电极覆膜，玻璃基体基片10是电极基片材料。
以下按照图3、图4说明本发明的液晶光门板的遮光膜6a及电极图案的形成方法。
首先，用蒸镀法或溅镀法等在整个玻璃基体基片10上形成ITO电极膜11(工序a)；然后，在ITO电极膜11的上面，仅在需要形成图1所示的金膜遮光膜6a及金膜电极膜7c的部分采用印刷法局部印刷有机金胶(图中未示出)，形成有机金印刷膜，使该有机金印刷膜干燥后，经焙烧形成金膜17(工序b)。这时有机金印刷膜的焙烧温度低于玻璃的软化点，上限为600℃左右。
然后，在形成所述ITO电极膜11及金膜17后的玻璃基体基片10的整个面上丝网印刷正光刻胶膜14c(工序c)。此光刻胶膜14c因光照射而分解，所述被分解的部分可溶于显影液中，它是一种具有在显影时被除去特性的感光材料。
然后，将形成了驱动IC用布线图案图像及遮光膜图像的正型光掩模15c覆盖在所述光刻胶膜14c上，从所述光掩模15c的上面照射紫外线16。光掩模15c使布线图案部分及遮光膜部分成为不透明、其它区域成为透明，光刻胶膜14c上隔着所述光掩模15c被紫外线16感光的部分可溶于显影液中而被除去(工序d)。
接着，把所述光刻胶膜14c处理过的玻璃基体基片10浸在金属用腐蚀液中，腐蚀处理表面露出部分的金膜17(工序e)，再剥离残留于金膜17表面的光刻胶膜14c，形成金膜遮光膜6a及金膜电极覆膜7c(工序f)。
然后，在形成了金膜遮光膜6a及金膜电极覆膜7c的玻璃基体基片10的整个面上，网版印刷正光刻胶膜14d(工序g)；将形成了驱动IC用布线图案象及共用电极像和像素电极像的正型光掩模15d覆盖在所述光刻胶膜14d上，从光掩模15d的上面照射紫外线16。
光掩模15d使布线图案部分、共用电极部分及像素电极部分成为不透明、其它区域成为透明，通过所述光掩模15d，在光刻胶膜14d上被紫外线16感光的部分可溶于显影液中而除去(工序h)。
然后，将经所述光刻胶膜14d处理过的玻璃基体基片10浸在ITO用的腐蚀液中，腐蚀处理露出表面的那部分ITO膜11(工序i)；再剥离残留在玻璃基体基片10上的光刻胶膜14d，形成布线图案3c、共用电极3a及像素电极3b；至此，电极图案及遮光膜的制造工序结束(工序j)。
在上述图3所示的各工序中，工序a是本发明中的基体材料形成工序，以下同样，从工序b到工序f是金膜形成工序，从工序g到工序j是电极形成工序。
另外，图2(a)是至上述电极形成工序为止的完成图，然后按照同图(b)、(c)的顺序实现本发明中的液晶盒形成工序。
如上所述，由于采用有机金胶同时形成遮光膜及电极覆膜，因此可以简化液晶光门板的制造工序，降低制造成本。
另外，采用局部印刷金膜胶的方法，仅在需要的区域形成遮光膜及电极覆膜，可以减少昂贵金属材料的浪费，降低制造成本。
再有，在上述实施例中使用正光刻胶膜和正光掩模形成遮光膜、电极覆膜及ITO电极，但也可以使用负光刻胶膜和负光掩模。
另外，在上述实施例中，说明了在玻璃基片上安装了驱动IC的COG方式的控制板，但不限于此，本发明也可以适用COG以外方式的、例如在柔性电缆上安装了驱动IC的COF方式的液晶光门板或TAB方式的控制板。
图4表示通过实验求得的金膜遮光膜6a的膜厚与光透过率之间的关系的曲线图，R表示红色光(中心波长650nm)、G表示绿色光(中心波长550nm)、B表示蓝色光(中心波长470nm)，它们表示各个波长的光透过金膜遮光膜6a(开口部以外)的比例。由图4可知如果金膜厚度为0.28μm以上，则在整个波长区域透过率小于0.2％，就可以抑制来自金膜遮光膜6a的漏光。增加金膜遮光膜6a厚度的方法，包括在图3的工序b中重复涂敷(2次以上)有机金胶等方法。其他的工序和实施例1的相同，在此省略说明。
如上所述，由于使形成金膜遮光膜6a的厚度在0.28微米(μm)以上，对于整个波长区域(470～650nm)可以抑制来自金膜遮光膜6a的漏光，并可以确保充分的遮光性能，因此作为显示用液晶光门板可获得良好的对比度。并且，通过抑制来自金膜遮光膜6a的漏光，可以作为在漏光性上限制要求比显示用液晶光门板严格的光学打印头使用。
另外，由于增加和金膜遮光膜6a同时形成的金膜电极覆膜7c的厚度，所以具有强化由ITO构成的布线图案3c的电阻值(低电阻值化)的效果。
图5(a)是表示采用实施例1、2中的液晶光门板的实施例3的打印头的分解结构的透视图；图5(b)是表示实施例1、2中的液晶光门板的上面(图中A方向看)的上面图，而图6是表示所述打印头结构的详细断面图。
所述打印头配置成这样，使具有装载光源即多个LED19的光源基板20的光源部件21接触或接近地形成了实施例2所示的液晶光门板18上的金膜遮光膜6a的上面玻璃基片1a一侧(图5、图6中的箭头A方向)。
图6中，光源部件21由把LED19的光引向液晶光门板18的开口部26的导光体23，以及由覆盖所述导光体23的光反射率高的构件构成的反光罩24构成的；反光罩24是朝箭头A方向开放，形成光射出口。
在图6中，5a是扭曲向列型液晶(TN液晶)，液晶光门板18是TN显示屏。22a及22b是偏振片；偏振片22a及偏振片22b分别配置在上侧玻璃基片1a和下侧玻璃基片1b上，并且互相垂直，液晶光门板18的结构是常白色(正型)显示。其他结构与实施例1相同，因此在此省略说明。
以下，说明从LED19发射的光的运动。由LED19发出的光在导光体23内传播，在所述导光体23内传播的光中，照射到所述导光体23上设置的光扩散层25的光被扩散，在所述扩散的光中，作为沿图中A方向扩散的光中，从导光体23射出的光分离成入射在液晶光门板18的开口部26的光和被金膜遮光膜6a遮住的光；扩散到所述A方向以外的光被反光罩24反射，再返回导光体23内。另外，沿图中A方向扩散的光中，被金膜遮光膜6a遮住的光也被反射率高于铬金属的金膜所构成的金膜遮光膜6a反射，再返回导光体23内。
入射到所述液晶光门板18的开口部26的光按照从信号电缆9输入的图像信息，通过驱动IC8控制像素电极3b的通、断，以控制照射在感光记录介质27上的光量。使由液晶光门板18及光源部件21构成的光学打印头在所述感光记录介质27上相对移动，就可在所述感光记录介质27上形成图像。
开口部26对应于此打印头所形成的像素，金膜遮光膜6a具有防止从此像素以外区域漏光的作用。
上述反光罩24是本发明中的光反射部件。
如上所述，通过使用具有由实施例1、2中所示的膜厚度为0.28μm(微米)以上的金膜构成的金膜遮光膜6a的液晶光门板18，可以构成可防止从开口部26以外(像素以外的区域)漏光的、低成本的光学打印头。
另外，采用使形成了金膜遮光膜6a的玻璃基片1a的面接近光源部件21的光射出口的结构，能更有效地反射被反射率高于铬金属的金膜遮光膜6a遮住的光，而返回导光体23内；因此，可以构成光利用率高、损失小的光学打印头。
在上述实施例中，液晶光门板18是将偏振片22a及偏振片22b配置成互相垂直的常白色(正型)显示，也可以将偏振片22a及偏振片22b配置成互相平行的常黑色(负型)显示。另外，在上述实施例中，使用扭曲向列型液晶5a的TN型液晶，但是液晶的种类不限定于此，例如也可以采用超扭曲向列型液晶的STN型板。在这种场合，也可用STN型板的使用模式(蓝模式或黄模式)适当地组合偏振片22a及偏振片22b的配置。
另外，在上述实施例中，示出了光从上侧玻璃基片1a射向下侧玻璃基片1b的例子，也可以与此相反，让光从下侧玻璃基片1b射向上侧玻璃基片1a。但在这种场合，被金膜遮光膜6a反射的光中返回光源部件21的量比上述实施例少，因此光的利用效率降低。
发明的效果依据本发明，可以制造出具有充分遮光性能的液晶光门板。
并且，依据本发明，可以制造出光利用率高的光学打印头。
并且，依据本发明，由于同时形成遮光膜与电极覆膜，因此可减少液晶光门板的制造工序。
权利要求
1.一种有多个像素的、按照来自外部的输入信号将光透过或遮断的液晶光门板，其中设有基于所述输入信号被驱动的液晶，以及用于防止从所述像素以外区域漏光的遮光膜；其特征是所述遮光膜用金膜形成。
2.一种液晶光门板，其中设有其一面上形成了可施加像素信息信号的像素电极的透光性像素电极基片；与所述像素电极基片平行设置的、并在与所述像素电极相对的面上形成共用电极的、用与所述像素电极基片相同的材料构成的共用电极基片；在所述共用电极上形成的、有开口部的、使透过所述像素电极基片和所述共用电极基片中的任何一片朝向另一片的光能从所述开口部透过的遮光膜；以及在所述像素电极及遮光膜之间设置的、基于所述像素信息信号被驱动的液晶；其特征是所述遮光膜用金膜形成。
3.如权利要求2所述的液晶光门板，其特征在于还设有在所述像素电极基片上形成的、并与所述像素电极和所述共用电极连接的布线图案；以及由在所述布线图案上形成的金膜构成的电极覆膜。
4.如权利要求3所述的液晶光门板，其特征在于所述像素电极、共用电极与布线图案用相同材料形成。
5.如权利要求1中所述的液晶光门板，其特征在于形成所述遮光膜的金膜厚度为0.28微米以上。
6.一种设有如权利要求2所述的液晶光门板和光源部件的光学打印头，其特征在于所述光源部件包含光源及光射出口，所述光源发出的光从所述光射出口照射到所述液晶光门板上。
7.如权利要求6所述的光学打印头，其特征在于所述光源部件还具有将所述光源照射的光和从所述光射出口进入所述光源部件内的光反射的光反射部件。
8.如权利要求6所述的光学打印头，其特征在于所述光源部件设置在所述液晶光门板的共用电极基片侧。
9.一种如权利要求3所述的液晶光门板的制造方法，其特征在于包括如下工序(1)～(3)(1)在所述像素电极基片和共用电极基片的材料即电极基片材料的任何一个面上，形成有包含所述像素电极的区域、共用电极的区域与布线图案区域的区域的电极基体材料的基体材料形成工序；(2)在对应于所述电极基体材料的所述共用电极的位置上用金膜形成所述遮光膜的同时，在对应于所述电极基体材料的所述布线图案的位置上，用金膜形成所述电极覆膜的金膜形成工序；以及(3)从所述电极基体材料上将对应于所述像素电极、共用电极与布线图案的区域之外的区域除去，形成像素电极、共用电极与布线图案的电极形成工序。
10.如权利要求9所述的液晶光门板的制造方法，其特征在于，在所述电极形成工序后还设有下列工序(4)(4)将所述共用电极基片和所述像素电极基片相对设置，通过密封材料将所述共用电极基片和像素电极基片组合而形成液晶盒的液晶盒形成工序。
11.如权利要求9所述的液晶光门板的制造方法，其特征在于所述金膜形成工序中，在对应于所述电极基体材料上的所述共用电极的位置上和对应于所述布线图案的位置上印刷有机金胶，所印刷的有机金胶经焙烧后分别形成金膜，由该金膜形成所述遮光膜和所述电极覆膜。
12.如权利要求9所述的液晶光门板的制造方法，其特征在于所述金膜形成工序中形成的遮光膜的金膜厚度为0.28微米以上。
全文摘要
在传统的遮光膜及电极图案的形成方法中，由于要在玻璃基体基片的整个面上形成金属膜，多余地使用金、铂等昂贵的金属膜，造成浪费，并且需要进行三道光掩模致使制造工序较多、制造成本增加。本发明采用金膜形成遮光膜(6a)与电极覆膜(7c)，并在形成遮光膜(6a)与电极覆膜(7c)时，只在需要的部分印刷有机金胶，经焙烧后同时形成。
文档编号B41J2/465GK1437057SQ03104359
公开日2003年8月20日 申请日期2003年2月8日 优先权日2002年2月5日
发明者古木一朗, 山田敬喜, 伊藤广 申请人:三菱电机株式会社