JP2000029007A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JP2000029007A
JP2000029007A JP19765698A JP19765698A JP2000029007A JP 2000029007 A JP2000029007 A JP 2000029007A JP 19765698 A JP19765698 A JP 19765698A JP 19765698 A JP19765698 A JP 19765698A JP 2000029007 A JP2000029007 A JP 2000029007A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
film
substrate
transparent protective
Prior art date
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Pending
Application number
JP19765698A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayoshi Akamatsu
孝義 赤松
Yoshi Hiramoto
叔 平本
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent liquid crystal display from being adversely affected even at the time of bringing components of the device into contact with a low- voltage-driven liquid crystal having strong dissolving power by forming a transparent protective layer(s) on colored layers of a color filter and using specific nematic liquid crystal. SOLUTION: In order to give colors to a liquid crystal display element, plural colored layers are formed on a substrate. Each of the colored layers is formed by patterning a resin contg. coloring materials, and as the coloring material, a pigment or dye is used. As the liquid crystal, although there is no special limitation other than that it be a nematic liquid crystal, fluorine-based liquid crystal is preferably used on account of its high voltage retention, excellent display characteristics, etc., wherein it is important that the saturation voltage is <=2V. By using liquid crystal having a <=2V saturation voltage value, nonuiformity in liquid crystal display is liable to occur even at the time of reducing a residual or residual film by intensifying the washing, or controlling the film quality of transparent electrically conductive film, however, by forming transparent protective film on the colored layers, or on the colored layers and a black matrix layer, this problem can be solved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に関
するものであり、さらに詳しくは、表示ムラが発生しに
くい液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device in which display unevenness hardly occurs.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子をカラー化するために、透
明基板上にR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の画素
を、ライン状またはモザイク状に配置したカラーフィル
ターが用いられている。たとえば、現在広く普及してい
るTFT(薄膜トランジスター)カラー液晶表示素子
は、カラーフィルターが形成された透明ガラス基板とT
FTが形成された透明ガラス基板の間に液晶を封入した
パネルと、バックライトと称される光源から構成され
る。バックライトから発する光が液晶パネルを通る際、
その透過率を液晶への印加電圧により制御することによ
って、画像が表示される。各画素はCRT蛍光体の色度
特性に類似させる必要があるため、顔料はバックライト
と液晶表示素子の光線透過特性に合うよう選択され、ま
た2種類以上の顔料を一定の割合で調色されて用いられ
ることが多い。例えばカラーフィルターのR(赤)画素
は、赤色、橙色、黄色の顔料を2種類以上を選び、一定
の割合で調色して用いられる。同様にG(緑)画素も、
緑色、橙色、黄色の顔料を2種類以上を選び、調色して
用いられる。顔料はこのように要求される色度特性を重
視して選ばれ、イオン性不純物については考慮されてい
ないのが実情である。一般に市販されている顔料にはナ
トリウム、カリウム、カルシウム、バリウムなどのアル
カリ金属を始め無機および有機のイオン性不純物が多く
含まれていることが普通である。これらのイオン性不純
物が液晶中に溶出すると液晶の配向に影響を及ぼし、液
晶表示素子の表示ムラを引き起こす。
2. Description of the Related Art A color filter in which pixels of three colors R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a line or mosaic on a transparent substrate to color a liquid crystal display device. Is used. For example, a TFT (thin film transistor) color liquid crystal display element that is widely used at present is composed of a transparent glass substrate on which a color filter is formed and a TFT.
It is composed of a panel in which liquid crystal is sealed between transparent glass substrates on which FT is formed, and a light source called a backlight. When light emitted from the backlight passes through the liquid crystal panel,
An image is displayed by controlling the transmittance by a voltage applied to the liquid crystal. Since each pixel needs to be similar to the chromaticity characteristics of the CRT phosphor, the pigments are selected to match the light transmission characteristics of the backlight and the liquid crystal display element, and two or more pigments are toned at a fixed ratio. Often used. For example, for the R (red) pixel of the color filter, two or more kinds of red, orange, and yellow pigments are selected and used at a fixed ratio. Similarly, the G (green) pixel is
Two or more kinds of green, orange, and yellow pigments are selected and toned. The pigment is selected in consideration of such required chromaticity characteristics, and ionic impurities are not considered. Generally, commercially available pigments generally contain many inorganic and organic ionic impurities including alkali metals such as sodium, potassium, calcium and barium. When these ionic impurities elute into the liquid crystal, they affect the alignment of the liquid crystal, causing display unevenness of the liquid crystal display element.

【0003】液晶表示素子は軽量、薄型であるのでノー
トパソコンなどの携帯機器に適している。携帯機器にお
いては消費電力の低減が重要な課題であり、液晶表示素
子においては液晶表示素子駆動電圧の低下が求められ
る。また、液晶表示素子駆動電圧の低減は液晶表示素子
を駆動する半導体デバイスの小型化にもつながり、半導
体デバイスの低コスト化にも有効である。液晶駆動電圧
の低下は電磁波ノイズの低減にも効果がある。
[0003] The liquid crystal display element is lightweight and thin, so that it is suitable for portable equipment such as a notebook computer. In portable equipment, reduction of power consumption is an important issue, and in liquid crystal display elements, a reduction in driving voltage of liquid crystal display elements is required. Further, a reduction in the driving voltage of the liquid crystal display element leads to a reduction in the size of the semiconductor device that drives the liquid crystal display element, and is effective in reducing the cost of the semiconductor device. The reduction in the liquid crystal drive voltage is also effective in reducing electromagnetic noise.

【0004】液晶表示素子の低駆動電圧化は、主に液晶
の物性を改良することで達成される。すなわち液晶分子
の長軸方向と単軸方向の誘電率差を大きくする方向での
改良がおこなわれるが、誘電率差を大きくするために長
軸方向の誘電率の絶対値が大きくなる。一般的に誘電率
が大きい溶媒は溶解力が大きく、液晶に接する材料から
液晶表示に有害な不純物を溶解しやすくなる。カラーフ
ィルターにおいても同様であり、特に顔料からの不純物
溶出が問題である。
[0004] A lower driving voltage of a liquid crystal display element is achieved mainly by improving the physical properties of liquid crystal. That is, the improvement is made in the direction of increasing the dielectric constant difference between the major axis direction and the uniaxial direction of the liquid crystal molecules, but the absolute value of the dielectric constant in the major axis direction increases in order to increase the dielectric constant difference. Generally, a solvent having a large dielectric constant has a large dissolving power, and it is easy to dissolve impurities harmful to the liquid crystal display from a material in contact with the liquid crystal. The same applies to color filters, and particularly, elution of impurities from pigments is a problem.

【0005】カラーフィルターの着色層と透明導電膜と
の間に平坦性向上などを目的として、透明保護層が形成
されることがある。カラー液晶表示素子が製品化された
当初はこの透明保護膜はほぼ全部の製品に形成されてい
たが、透明保護層に依らずに平坦化を図ったり、平坦性
がある程度悪くても液晶配向に乱れを生じない技術が開
発されて、最近ではコストダウンのために透明保護膜は
省略されている方が多い。
A transparent protective layer is sometimes formed between a colored layer of a color filter and a transparent conductive film for the purpose of improving flatness and the like. When a color liquid crystal display device was commercialized, this transparent protective film was formed on almost all products.However, flattening was achieved without relying on the transparent protective layer. A technology that does not cause disturbance has been developed, and in recent years, in many cases, the transparent protective film has been omitted to reduce costs.

【0006】現状で使用されている液晶においては、透
明保護膜がないことによる問題はないが、液晶表示素子
が低駆動電圧化していくと、透明保護膜がないことによ
る問題が起きやすいことが本発明者らの検討で明らかに
なった。
In the liquid crystal currently used, there is no problem due to the absence of the transparent protective film. However, as the driving voltage of the liquid crystal display element is reduced, the problem due to the absence of the transparent protective film is likely to occur. This has been clarified by the study of the present inventors.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の欠点に鑑み創案されたもので、その目的とすると
ころは、溶解力が強い低電圧駆動液晶に接しても液晶表
示に悪影響を及ぼさない構造の液晶表示素子を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display having an adverse effect even when in contact with a low-voltage driven liquid crystal having strong dissolving power. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element having a structure that does not affect the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は以下の構
成により達成される。
The object of the present invention is achieved by the following constitution.

【0009】1)基板上に複数の着色層を配置したカラ
ーフィルターを備えた液晶表示素子であって、該カラー
フィルターの着色層の上に透明保護層が設けられてお
り、かつ飽和電圧が2V以下のネマチック液晶が用いら
れていることを特徴とする液晶表示素子。
1) A liquid crystal display device provided with a color filter in which a plurality of coloring layers are arranged on a substrate, wherein a transparent protective layer is provided on the coloring layer of the color filter, and the saturation voltage is 2V. A liquid crystal display device comprising the following nematic liquid crystal.

【0010】2)該ネマチック液晶として、飽和電圧が
1.8V以下のネマチック液晶が用いられていることを
特徴とする(1)に記載の液晶表示素子。
(2) The liquid crystal display element according to (1), wherein a nematic liquid crystal having a saturation voltage of 1.8 V or less is used as the nematic liquid crystal.

【0011】3)上記の透明保護層が液晶表示領域外に
まで形成されていることを特徴とする(1)に記載の液
晶表示素子。
(3) The liquid crystal display device as described in (1), wherein the transparent protective layer is formed outside the liquid crystal display area.

【0012】4)上記の透明保護層がアクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、シロキサンポリマー、シリコーンポリイミ
ドまたはベンゾシクロブテン樹脂のうちの少なくとも一
種であることを特徴とする(1)に記載の液晶表示素
子。
(4) The liquid crystal display device according to (1), wherein the transparent protective layer is at least one of an acrylic resin, an epoxy resin, a siloxane polymer, a silicone polyimide and a benzocyclobutene resin.

【0013】5)上記の透明保護層の厚さが0.03μ
mから3μmであることを特徴とする(1)に記載の液
晶表示素子。
5) The thickness of the transparent protective layer is 0.03 μm.
The liquid crystal display element according to (1), wherein the thickness is from m to 3 μm.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明で用いられる基板として
は、ガラス、プラスチック、金属などが採用可能である
が、耐熱性、寸法安定性などの点でガラスであることが
好ましい。ガラスとしては、無アルカリガラス、低アル
カリガラスまたはシリカ膜などで被覆したソーダガラス
などが採用できる。プラスチックとしては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネートなどの比較的耐熱
性が高い樹脂が挙げられる。基板の厚みは0.3mmか
ら2mmの範囲が使用される。基板をシランカップリン
グ剤などの接着助剤で処理することは適宜許される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a substrate used in the present invention, glass, plastic, metal and the like can be adopted, but glass is preferable in terms of heat resistance and dimensional stability. As the glass, non-alkali glass, low alkali glass, soda glass coated with a silica film or the like can be used. Examples of the plastic include resins having relatively high heat resistance, such as polyethylene terephthalate and polycarbonate. The thickness of the substrate ranges from 0.3 mm to 2 mm. Treatment of the substrate with an adhesion aid such as a silane coupling agent is appropriately permitted.

【0015】カラー液晶表示素子は少なくとも一方が透
明な基板2枚で液晶を挟み込んで作製される。基板上に
は、液晶を駆動するための配線や素子が形成され、ま
た、カラー化のための複数の着色層が配置される。
A color liquid crystal display device is manufactured by sandwiching a liquid crystal between at least two transparent substrates. Wirings and elements for driving the liquid crystal are formed on the substrate, and a plurality of coloring layers for coloring are arranged.

【0016】アクティブマトリックス駆動においては、
トランジスターまたはダイオードが各画素ごとに形成さ
れ、さらにこれらの能動素子と液晶表示素子の回路とを
結ぶ配線と画素電極が形成される。能動素子としては、
アモルファスシリコン膜やポリシリコン膜をチャンネル
層にしたTFT(薄膜トランジスター)、絶縁膜を挟ん
だ金属膜からなるTFD(薄膜ダイオード)などが採用
される。能動素子がTFTの場合では能動素子と液晶表
示素子外部の回路とを結ぶ配線は、ゲート電極配線とデ
ータ電極配線があり、クロム、タンタル、アルミニウ
ム、モリブデンやこれらの合金からなる薄膜をパターニ
ングして形成される。画素電極としては、透過型液晶表
示素子では透明導電膜であるITO薄膜などが採用さ
れ、反射型液晶表示素子では反射率が高いアルミニウム
薄膜や銀薄膜が採用される。
In active matrix driving,
A transistor or a diode is formed for each pixel, and a wiring and a pixel electrode connecting these active elements and a circuit of the liquid crystal display element are formed. As an active element,
A TFT (thin film transistor) using an amorphous silicon film or a polysilicon film as a channel layer, a TFD (thin film diode) including a metal film with an insulating film interposed therebetween, and the like are employed. When the active element is a TFT, the wiring connecting the active element and the circuit outside the liquid crystal display element includes a gate electrode wiring and a data electrode wiring, and is formed by patterning a thin film made of chromium, tantalum, aluminum, molybdenum, or an alloy thereof. It is formed. As the pixel electrode, an ITO thin film, which is a transparent conductive film, is used in a transmissive liquid crystal display device, and an aluminum thin film or a silver thin film having a high reflectance is used in a reflective liquid crystal display device.

【0017】パッシブマトリックス駆動においては、基
板上に平行な配線が形成され、これらの配線が互いに直
交するように2枚の基板を貼り合わせる。透過型液晶表
示素子では透明導電膜であるITO薄膜で配線が形成さ
れる。反射型液晶表示素子では片側の基板上の配線は反
射率が高いアルミニウム薄膜や銀薄膜が採用される。
In the passive matrix driving, parallel wirings are formed on a substrate, and the two substrates are bonded so that these wirings are orthogonal to each other. In a transmission type liquid crystal display element, wiring is formed by an ITO thin film which is a transparent conductive film. In a reflection type liquid crystal display element, an aluminum thin film or a silver thin film having high reflectivity is adopted for wiring on one substrate.

【0018】液晶表示素子をカラー化するために基板上
に形成された複数の着色層が用いられる。フルカラー液
晶表示素子を実現するために、R(赤)、B(青)、G
(緑)またはM(マゼンダ)、C(シアン)、Y(イエ
ロー)の3原色を備えた着色層が用いられる。マルチカ
ラーでよい場合は、赤とマゼンダなど補色関係にある着
色層の組み合わせなども可能である。また、コントラス
ト向上や着色層の混色防止のために、各着色層の間には
ブラックマトリクスが形成されてもよい。これらの着色
層およびブラックマトリックスは画素に対応して配置さ
れる。
A plurality of colored layers formed on a substrate are used to color a liquid crystal display device. In order to realize a full-color liquid crystal display device, R (red), B (blue), G
A colored layer having three primary colors of (green) or M (magenta), C (cyan), and Y (yellow) is used. In the case of multicolor, a combination of colored layers having a complementary color relationship such as red and magenta is also possible. Further, a black matrix may be formed between the colored layers in order to improve contrast and prevent color mixing of the colored layers. These colored layers and black matrix are arranged corresponding to the pixels.

【0019】着色層は色素を添加した樹脂をパターニン
グして形成される。色素としては、顔料と染料がある。
顔料または染料を分散した樹脂をパターニングする方法
は、顔料分散法、染料分散法と呼ばれ、樹脂は顔料また
は染料を分散、保持することが最も大切な役割である。
本発明の樹脂は、通常カラーフィルター用ペーストに用
いられている樹脂であれば特に問題はない。例えば、ア
クリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、ポリビニル
アルコール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリアミド
イミド、ポリイミドなどを採用することができる。顔料
または染料を含有した樹脂をパターニングする際に、有
機溶剤でなくアルカリ水溶液が使えることが工業生産上
好ましい。また、該樹脂はそれ自体が感光性を有してい
ても良いし、別途フォトレジストを用いてパターニング
をおこなう非感光性であっても良い。アルカリ水溶液で
パターニングができる樹脂のなかでは、カルボキシル基
を有する樹脂が好ましく使用され、具体的にはアクリル
樹脂、ポリイミドが挙げられる。中でも耐溶剤性の点で
ポリイミドが優れている。ポリイミドは、ポリイミドの
前駆体類が顔料の分散剤として機能する点でも優れてい
る。また、カラーフィルターの耐熱性の面からも、ポリ
イミドの使用が好ましい。
The coloring layer is formed by patterning a resin to which a dye is added. Pigments include pigments and dyes.
A method of patterning a resin in which a pigment or a dye is dispersed is referred to as a pigment dispersion method or a dye dispersion method, and the most important role of the resin is to disperse and hold the pigment or the dye.
The resin of the present invention has no particular problem as long as it is a resin that is usually used for a color filter paste. For example, acrylic resin, alkyd resin, melamine resin, polyvinyl alcohol, phenol resin, polyamide, polyamide imide, polyimide and the like can be used. When patterning a resin containing a pigment or a dye, it is preferable from an industrial viewpoint that an aqueous alkaline solution can be used instead of an organic solvent. Further, the resin may have photosensitivity itself, or may be non-photosensitive which is patterned by using a separate photoresist. Among the resins that can be patterned with an alkaline aqueous solution, a resin having a carboxyl group is preferably used, and specific examples include an acrylic resin and a polyimide. Among them, polyimide is excellent in solvent resistance. Polyimide is also excellent in that polyimide precursors function as a dispersant for the pigment. Further, from the viewpoint of heat resistance of the color filter, it is preferable to use polyimide.

【0020】本発明は受容層と呼ばれる樹脂層を画素に
対応して染色するいわゆる染色法にも有効である。染色
法におけるパターニングは、防染層を設けて染色部分を
決める方法やインクジェットなどを用いて染料供給位置
を選択する方法がある。受容層としては、アクリル樹脂
などが採用できる。
The present invention is also effective for a so-called dyeing method in which a resin layer called a receiving layer is dyed corresponding to pixels. Patterning in the dyeing method includes a method of providing a stain-resistant layer to determine a dyed portion, and a method of selecting a dye supply position using an inkjet or the like. An acrylic resin or the like can be used as the receiving layer.

【0021】本発明においてポリイミド前駆体とは、ポ
リアミド酸およびその一部分をエステル化した物をい
う。ポリイミド前駆体は、熱または化学的処理により、
イミド環を形成する。ここで言うポリアミド酸は、次の
一般式(1)で表される。
In the present invention, the term "polyimide precursor" refers to a polyamic acid or a product obtained by esterifying a part thereof. Polyimide precursor, by heat or chemical treatment,
Form an imide ring. The polyamic acid referred to here is represented by the following general formula (1).

【0022】[0022]

【化1】 ここでR1 は炭素数2〜22の4価の有機基、R2 炭素
数1〜22の2価の有機基、nは1および/または2
で、重量平均分子量が最低2000をもつ重合体であ
る。
Embedded image Here, R 1 is a tetravalent organic group having 2 to 22 carbon atoms, R 2 is a divalent organic group having 1 to 22 carbon atoms, and n is 1 and / or 2
And a polymer having a weight average molecular weight of at least 2,000.

【0023】ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水
物とジアミンを反応させることにより得ることができ
る。テトラカルボン酸二無水物として、たとえば、脂肪
族系または脂環式系のものを用いることができ、その具
体的な例として、1,2,3,4−シクロブタンテトラ
カルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタン
テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,5−シクロペ
ンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ビ
シクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,
4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、
1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テ
トラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフ
ト[1,2−C]フラン−1,3−ジオンなどが挙げら
れる。また、芳香族系のものを用いると、耐熱性の良好
なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を得
ることができ、その具体的な例として、3,3´,4,
4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロ
メリット酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテト
ラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ジフェニ
ルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4´−オキ
シジフタル酸二無水物、3,3´,4,4´−ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタ
レンテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−
パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3
´,4,4´−メタターフェニルテトラカルボン酸二無
水物が挙げられる。また、フッ素系のものを用いると、
短波長領域での透明性が良好なポリイミドに変換しうる
ポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体的
な例として、4,4´−(ヘキサフルオロイソプロピリ
デン)ジフタル酸二無水物などが挙げられる。なお、本
発明は、これらに限定されずにテトラカルボン酸二無水
物が1種または2種以上用いられる。
The polyamic acid can be obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine. As the tetracarboxylic dianhydride, for example, aliphatic or alicyclic ones can be used, and specific examples thereof include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 2,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-bicyclohexenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,
4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride,
1,3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-C] furan-1,3-dione and the like. When an aromatic compound is used, a polyimide precursor composition that can be converted into a polyimide having good heat resistance can be obtained.
4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride Anhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3, 3 ', 4,4'-
Paraterphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3
', 4,4'-metaphenylphenyltetracarboxylic dianhydride. Also, if a fluorine-based material is used,
A polyimide precursor composition which can be converted into a polyimide having good transparency in a short wavelength region can be obtained, and specific examples thereof include 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride and the like. Is mentioned. The present invention is not limited to these, and one or more tetracarboxylic dianhydrides are used.

【0024】本発明ではジアミンとして、たとえば、脂
肪族系または脂環式系のものを用いることができ、その
具体的な例として、エチレンジアミン、1,3−ジアミ
ノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、
4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジシクロヘキ
シルメタン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチル
ジシクロヘキシルなどが挙げられる。また、芳香族系の
ものを用いると、耐熱性の良好なポリイミドに変換しう
るポリイミド前駆体組成物を得ることができ、その具体
的な例として、4,4´−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4´−ジアミノジフェニルエーテル、4,4´
−ジアミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノベン
ズアニリド、3,3´−ジアミノジフェニルメタン、
4,4´−ジアミノジフェニルスルホン、3,3´−ジ
アミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノジフェ
ニルサルファイド、m−フェニレンジアミン、p−フェ
ニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,5−
ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、ベンジ
ジン、3,3´−ジメチルベンジジン、3,3´−ジメ
トキシベンジジン、o−トリジン、4,4”−ジアミノ
ターフェニル、1,5−ジアミノナフタレン、3,3´
−ジメチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、
4,4´−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、
2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]エ−テル、ビス[4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェ
ノキシ)フェニル]スルホンなどが挙げられる。また、
フッ素系のものを用いると、短波長領域での透明性が良
好なポリイミドに変換しうるポリイミド前駆体組成物を
得ることができ、その具体的な例として、2,2−ビス
[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフル
オロプロパンなどが挙げられる。
In the present invention, for example, aliphatic or alicyclic diamines can be used as the diamine, and specific examples thereof include ethylenediamine, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane,
4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexyl and the like can be mentioned. When an aromatic compound is used, a polyimide precursor composition that can be converted into a polyimide having good heat resistance can be obtained. Specific examples thereof include 4,4′-diaminodiphenyl ether and 3,4′-diaminodiphenyl ether. '-Diaminodiphenyl ether, 4,4'
-Diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,3'-diaminodiphenylmethane,
4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-
Diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, benzidine, 3,3′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, o-tolidine, 4,4 ″ -diaminoterphenyl, 1,5-diaminonaphthalene, 3, 3 '
-Dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane,
4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl,
2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [ 4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone and the like. Also,
When a fluorine-based material is used, a polyimide precursor composition that can be converted into a polyimide having good transparency in a short wavelength region can be obtained. As a specific example, 2,2-bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane and the like.

【0025】また、ビス−3−(アミノプロピル)テト
ラメチルシロキサンに代表されるシロキサンジアミンを
用いると、無機基板との接着性を良好にすることができ
る。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の1〜
20モル%量用いる。シロキサンジアミンの量が少なす
ぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性
が低下する。本発明は、これらに限定されずにジアミン
が1種または2種以上用いられる。
When siloxane diamine represented by bis-3- (aminopropyl) tetramethylsiloxane is used, the adhesion to an inorganic substrate can be improved. Siloxane diamine is usually 1 to 1 in all diamines.
Used in an amount of 20 mol%. If the amount of siloxane diamine is too small, the effect of improving the adhesiveness will not be exhibited, and if it is too large, the heat resistance will decrease. The present invention is not limited to these, and one or more diamines are used.

【0026】ポリアミド酸の合成は、極性有機溶媒中で
ジアミンとテトラカルボン酸二無水物を反応させること
により行うのが一般的である。この時、ジアミンとテト
ラカルボン酸二無水物の混合比により得られるポリアミ
ド酸の重合度を調節することができる。また、上記のポ
リアミド酸のエステル化物などの誘導体に対しても適用
が可能である。溶媒としてN−メチル−2−ピロリド
ン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチル
ホルムアミドなどのアミド系極性溶媒が使用される。ポ
リアミド酸は顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類
が主成分もしくはラクトン類単独からなる溶媒中で合成
するのが望ましい。ここでラクトン類が主成分もしくは
ラクトン類単独からなる溶媒とはラクトン類が50重量
%以上含有されていることをいう。ラクトン類以外の溶
媒としては上記アミド系極性溶媒の他にメチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカ
ルビトールなどを挙げることができる。
The synthesis of polyamic acid is generally carried out by reacting a diamine with a tetracarboxylic dianhydride in a polar organic solvent. At this time, the degree of polymerization of the obtained polyamic acid can be controlled by the mixing ratio of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride. In addition, the present invention is also applicable to derivatives such as the above-mentioned esterified products of polyamic acid. Amide polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide and N, N-dimethylformamide are used as the solvent. Polyamic acid is preferably synthesized in a solvent containing lactones as a main component or lactones alone in order to enhance the dispersing effect of the pigment. Here, the solvent containing a lactone as a main component or a lactone alone means that the lactone is contained in 50% by weight or more. Examples of the solvent other than the lactones include methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol and the like in addition to the amide-based polar solvent.

【0027】ラクトン類とは脂肪族環状エステルで炭素
数3〜12の化合物をいう。具体的な例として、β−プ
ロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラク
トン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−
カプロラクトンなどが挙げられるがこれらに限定されな
い。とくにポリアミド酸の溶解性の点で、γ−ブチロラ
クトンが好ましい。
Lactones are aliphatic cyclic esters having 3 to 12 carbon atoms. As specific examples, β-propiolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-
Examples include, but are not limited to, caprolactone. Particularly, γ-butyrolactone is preferred in view of the solubility of polyamic acid.

【0028】本発明の顔料分散法で作製する着色層に用
いられる色素としては、有機顔料を好適に用いることが
できる。採用される顔料の例としては、赤としてピグメ
ントレッド9、97、122、123、149、16
8、177、180、192、215など、緑としてピ
グメントグリーン7、36など、青としてはピグメント
ブルー15、22、60、64などが一般的に用いられ
る。緑や赤の色調を調色するために黄色顔料などを添加
することは適宜許される。黄色顔料の例としてはピグメ
ントイエロー13、17、20、24、83、86、9
3、95、109、110、117、125、129、
137、138、139、147、148、153、1
54、166、168、185などが挙げられるがこれ
らに限定されない。
As the dye used in the colored layer prepared by the pigment dispersion method of the present invention, an organic pigment can be suitably used. Examples of the pigment used include Pigment Red 9, 97, 122, 123, 149 and 16 as red.
8, 177, 180, 192, 215 and the like are generally used as pigment greens 7, 36 and the like as green, and as blue, pigment blue 15, 22, 60, 64 and the like are generally used. Addition of a yellow pigment or the like to adjust the color tone of green or red is appropriately permitted. Examples of yellow pigments include Pigment Yellow 13, 17, 20, 24, 83, 86, and 9
3, 95, 109, 110, 117, 125, 129,
137, 138, 139, 147, 148, 153, 1
54, 166, 168, 185, etc., but are not limited thereto.

【0029】顔料製品は顔料本体に加えて顔料化や分散
性向上のための添加剤が加えられていることが一般的で
ある。また、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理など
の表面処理がなされる。また、顔料製造工程で発生する
不純物も含まれている。これらの添加物もしくは不純物
の中でも、塩素や臭素を含むものは液晶に溶解しやすく
液晶表示素子の表示ムラの原因となりやすい。特に分子
量が数十から千程度のイオン性の有機塩素化合物や有機
臭素化合物は液晶への溶解力が強く、また分子量が大き
いためにイオン化した後の拡散が遅いために表示ムラが
顕在化しやすい。緑顔料は銅フタロシアニンを塩素化も
しくは塩素化・臭素化したものであり、製造工程で液晶
に有害な不純物が生成しやすいため特に本発明の効果が
大きい。また、黄色顔料や赤顔料などにも塩素が含まれ
るものがあり、本発明の効果が大きい。青顔料は製造工
程では塩素を使用しないが、不純物として塩素が混入す
る場合がある。
In general, an additive for pigmentation and for improving dispersibility is added to the pigment product in addition to the pigment itself. Further, a surface treatment such as a rosin treatment, an acidic group treatment, and a basic treatment is performed. Further, impurities generated in the pigment manufacturing process are also included. Among these additives or impurities, those containing chlorine or bromine are easily dissolved in the liquid crystal and tend to cause display unevenness of the liquid crystal display element. In particular, ionic organic chlorine compounds and organic bromine compounds having a molecular weight of about several tens to 1,000 have a strong dissolving power in liquid crystal, and because of their large molecular weight, diffusion after ionization is slow, so that display unevenness is likely to become apparent. The green pigment is obtained by chlorinating or chlorinating / brominating copper phthalocyanine, and the effect of the present invention is particularly large because impurities harmful to the liquid crystal are easily generated in the production process. Some yellow pigments and red pigments also contain chlorine, and the effect of the present invention is great. Although blue pigment does not use chlorine in the manufacturing process, chlorine may be mixed as an impurity.

【0030】染料分散法や染色法に用いられる色素とし
ても、緑は銅フタロシアニンを塩素化または塩素化、臭
素化した色素であり、本発明は顔料分散法と同様の効果
がある。また、赤、黄、青においても塩素を含むものな
どは、不純物や染料自体が液晶に溶解しやすく、本発明
は効果がある。
Green is a dye obtained by chlorinating or chlorinating or chlorinating copper phthalocyanine as the dye used in the dye dispersion method or the dyeing method. The present invention has the same effect as the pigment dispersion method. In the case of red, yellow and blue containing chlorine, impurities and dyes are easily dissolved in the liquid crystal, and the present invention is effective.

【0031】本発明の着色層は樹脂と色素から主として
なるが、樹脂:色素=3:7〜8:2(重量比)の範囲
において製造される。樹脂と色素の他には、分散性向
上、塗布性向上などを目的とした界面活性剤や色相調
整、硬度調整などを目的とした硫酸バリウムなどの無機
粒子が添加されていてもよい。着色層の厚さは、0.5
μmから3μmの範囲である。色重ねによってギャップ
制御用の柱を作る場合は、通常よりも厚い1.5μmか
ら3μmの範囲の着色層が用いられる。着色層の厚みが
0.5μmよりも小さいと着色の濃さが充分でなく、着
色層の厚みが3μmよりも大きいと平坦性が損なわれて
液晶の配向が乱れる原因になる。
The colored layer of the present invention is mainly composed of a resin and a dye, and is manufactured in a range of resin: dye = 3: 7 to 8: 2 (weight ratio). In addition to the resin and the dye, a surfactant for improving dispersibility and coatability, and inorganic particles such as barium sulfate for adjusting hue and hardness may be added. The thickness of the coloring layer is 0.5
The range is from μm to 3 μm. When a gap control column is formed by color superposition, a colored layer having a thickness of 1.5 μm to 3 μm thicker than usual is used. If the thickness of the coloring layer is less than 0.5 μm, the coloring density is not sufficient, and if the thickness of the coloring layer is more than 3 μm, the flatness is impaired and the alignment of the liquid crystal is disturbed.

【0032】着色層の間に配置されるブラックマトリッ
クスは、クロムなどの無機薄膜からなるものと黒色素と
樹脂からなる樹脂層からなるものがある。無機薄膜で
は、反射率を低減するために、酸化クロムとクロムを積
層したり、クロムの酸化度を連続的に変化させたりする
ことが有効である。反射率が低いことや重金属を使用し
ておらず環境に優しい点で、樹脂ブラックマトリックス
の採用が増えてきている。樹脂ブラックマトリックス
は、着色層と同様の樹脂に遮光材を分散させて形成され
る。遮光剤としては、カーボンブラック、黒鉛、グラフ
ァイト、酸化チタン、酸化窒化チタン、酸化マンガンの
他、青、赤、紫などの顔料や染料の混合が採用できる。
色調を整えるために、カーボンブラックなどに顔料や染
料を添加することがおこなわれる。また、着色層を重ね
合わせて透過率を抑えた色重ねのブラックマトリックス
も採用できる。これらの黒色素にも液晶に溶解しやすい
添加物や不純物が含有されている場合があり、本発明は
有効である。樹脂と遮光剤から主としてなる樹脂ブラッ
クマトリックスの厚さは0.5μmから3μmの範囲で
ある。0.5μmよりも薄いと遮光性が充分でなく、3
μmよりも厚いと平坦性が損なわれて液晶配向の乱れの
原因になる。
The black matrix disposed between the colored layers includes a black matrix composed of an inorganic thin film such as chromium and a black matrix composed of a resin layer composed of a black pigment and a resin. In the case of an inorganic thin film, it is effective to laminate chromium oxide and chromium or to continuously change the degree of oxidation of chromium in order to reduce the reflectance. Resin black matrices have been increasingly used because of their low reflectivity and environmental friendliness without using heavy metals. The resin black matrix is formed by dispersing a light shielding material in the same resin as the coloring layer. As the light-shielding agent, a mixture of carbon black, graphite, graphite, titanium oxide, titanium oxynitride, manganese oxide, and a pigment or dye such as blue, red, and purple can be adopted.
In order to adjust the color tone, a pigment or a dye is added to carbon black or the like. In addition, a black matrix of color superposition in which the transmittance is suppressed by superimposing colored layers can also be employed. These black pigments sometimes contain additives or impurities that are easily dissolved in the liquid crystal, and the present invention is effective. The thickness of the resin black matrix mainly composed of the resin and the light shielding agent is in the range of 0.5 μm to 3 μm. If the thickness is less than 0.5 μm, the light-shielding property is not sufficient,
If the thickness is larger than μm, the flatness is impaired, which causes disturbance of liquid crystal alignment.

【0033】本発明の透明保護層は着色層または着色層
およびブラックマトリックス層の上に設けられる。該透
明保護層には、カラーフィルターの表面を平坦化する能
力(平坦化特性)、該透明保護層の下に位置する基板、
着色層、ブラックマトリクスとの接着性、また、該透明
保護層の上に位置する透明電極などとの接着性、液晶セ
ルを構成するためのシール剤や封口剤との接着性、着色
層などからの溶出物の遮断性、平滑性、耐光性、耐湿熱
性、耐溶剤性、耐薬品性、耐熱性、および液晶セルを製
造する際の基板貼り合わせ工程における耐圧性、強靱性
などの幅広い特性が要求される。
The transparent protective layer of the present invention is provided on the colored layer or the colored layer and the black matrix layer. The transparent protective layer has an ability to planarize the surface of the color filter (planarization property), a substrate located under the transparent protective layer,
Coloring layer, adhesion to the black matrix, also to the transparent electrode located on the transparent protective layer, etc., adhesion to the sealant or sealing agent for constituting the liquid crystal cell, from the colored layer It has a wide range of properties, such as barrier properties of eluting substances, smoothness, light resistance, moisture and heat resistance, solvent resistance, chemical resistance, heat resistance, and pressure resistance and toughness in the substrate bonding process when manufacturing liquid crystal cells. Required.

【0034】これらの特性の中で、ネマチック液晶の飽
和電圧が低い場合には、カラーフィルター表面の高平坦
性と、カラーフィルターからの不純物溶出の防止が重要
であるため、透明保護層においては、平坦化特性、およ
び、着色層などからの溶出物の遮断性が特に重要であ
る。
Among these characteristics, when the saturation voltage of the nematic liquid crystal is low, it is important to have a high flatness of the surface of the color filter and to prevent elution of impurities from the color filter. Of particular importance are the flattening characteristics and the ability to block out elutes from the colored layer and the like.

【0035】このような透明保護層としては、アクリル
樹脂、エポキシ変性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シ
ロキサンポリマー、シリコーンポリイミド、ベンゾシク
ロブテン樹脂などを使用することができるが、平坦化特
性に優れるという観点から、エポキシ変性のアクリル樹
脂や、エポキシ樹脂を使用することが好ましく、また、
画素不純物成分の遮断性に優れるという観点から、シロ
キサンポリマー、シリコーンポリイミドを使用すること
が好ましい。また、平坦化特性と画素不純物の遮断性を
両立させるためには、シロキサン結合を有するエポキシ
変性のアクリル樹脂、シロキサン結合を有するエポキシ
樹脂、シロキサン結合を有するベンゾシクロブテン樹脂
を使用することが好ましい。
As such a transparent protective layer, an acrylic resin, an epoxy-modified acrylic resin, an epoxy resin, a siloxane polymer, a silicone polyimide, a benzocyclobutene resin, or the like can be used, but from the viewpoint of excellent flattening characteristics. From, it is preferable to use an epoxy-modified acrylic resin or an epoxy resin, and
It is preferable to use a siloxane polymer or a silicone polyimide from the viewpoint of excellent blocking of pixel impurity components. In order to achieve both flattening characteristics and blocking properties of pixel impurities, it is preferable to use an epoxy-modified acrylic resin having a siloxane bond, an epoxy resin having a siloxane bond, and a benzocyclobutene resin having a siloxane bond.

【0036】本発明の透明保護層の厚さは0.02μm
から3μmであることが好ましい。0.02μmよりも
薄い場合は、着色層またはブラックマトリックス層から
液晶への溶出物抑制効果が充分でないだけでなく、平坦
化も充分でない。該透明保護層が3μmよりも厚い場合
は、溶出物抑制の点では良好であるが、液晶注入の際に
気泡が残りやすかったり、該透明保護層が乾燥して生成
したパーティクルが生産収率を低下させたりするので好
ましくない。該透明保護層の厚さは、0.03μmから
2μmの範囲であることがさらに好ましく、0.04μ
mから1.5μmの範囲であることが最も好ましい。
The thickness of the transparent protective layer of the present invention is 0.02 μm.
To 3 μm. When the thickness is less than 0.02 μm, not only the effect of suppressing the elution from the colored layer or the black matrix layer to the liquid crystal is insufficient, but also the planarization is insufficient. When the transparent protective layer is thicker than 3 μm, it is good in terms of suppressing eluted substances, but bubbles are likely to remain during liquid crystal injection, and particles generated by drying the transparent protective layer reduce the production yield. It is not preferable because it lowers. The thickness of the transparent protective layer is more preferably in the range of 0.03 μm to 2 μm, and is preferably 0.04 μm.
Most preferably, it is in the range of m to 1.5 μm.

【0037】該透明保護層は、着色膜やブラックマトリ
ックスが形成されている液晶表示素子の表示領域に形成
されるが、表示領域の外側も含め基板全面にわたって形
成されていることが望ましい。着色層やブラックマトリ
ックスは表示領域にのみあるが、製造工程では基板全面
に着色膜やブラックマトリックス層が塗布された後に不
要部分が除去されるのが一般的である。着色層やブラッ
クマトリックス層の不要部分は完全に除去することが困
難であり、残さ、残膜と呼ばれる色素と樹脂が残ること
が多い。液晶パネル製造工程での洗浄、配向膜塗布、配
向膜ラビングなどを通して、残さ、残膜から液晶に溶解
して表示不良を起こす物質が表示領域に移転されること
がある。また表示領域外は透明導電膜で覆われないの
で、表示領域外を透明保護層で覆うことは特に効果が大
きく好ましい。しかしながら、ガラスカットの際に、ガ
ラススクライブライン上に透明保護層があるとパーティ
クルが発生しやすいので、ガラススクライブラインの近
傍の狭い領域では透明保護膜が除去されていることが好
ましい。
The transparent protective layer is formed in the display region of the liquid crystal display device on which the colored film and the black matrix are formed, but is preferably formed over the entire surface of the substrate including the outside of the display region. Although the coloring layer and the black matrix are present only in the display area, in a manufacturing process, unnecessary portions are generally removed after the coloring film and the black matrix layer are applied to the entire surface of the substrate. Unnecessary portions of the coloring layer and the black matrix layer are difficult to completely remove, and in many cases, a dye and a resin called a residue or a residual film remain. Through cleaning, alignment film coating, alignment film rubbing, and the like in a liquid crystal panel manufacturing process, a residue, a substance that dissolves in liquid crystal from the remaining film and causes display failure, may be transferred to a display region. Since the outside of the display region is not covered with the transparent conductive film, covering the outside of the display region with the transparent protective layer is particularly effective and preferable. However, during the glass cutting, particles are likely to be generated if the transparent protective layer is on the glass scribe line. Therefore, it is preferable that the transparent protective film is removed in a narrow region near the glass scribe line.

【0038】着色層が液晶駆動素子が形成された基板側
に設けられているいわゆるカラーフィルターオンアレイ
の場合でも本発明は有効である。カラーフィルターオン
アレイの場合は、透明保護層には該透明保護層と能動素
子とを電気的に接続するためのスルーホールが形成され
る場合がある。該スルーホールは化学的エッチングやイ
オンミリングなどの物理的エッチングで形成されるが、
簡便さの点で化学的エッチングが優れているため該透明
保護層にはアルカリ水溶液で溶解する樹脂の採用が望ま
しい。
The present invention is effective even in the case of a so-called color filter on array in which the coloring layer is provided on the substrate side on which the liquid crystal driving element is formed. In the case of a color filter on array, a through hole for electrically connecting the transparent protective layer and the active element may be formed in the transparent protective layer in some cases. The through hole is formed by physical etching such as chemical etching or ion milling,
Since the chemical etching is excellent in terms of simplicity, it is desirable to use a resin soluble in an aqueous alkali solution for the transparent protective layer.

【0039】本発明の透明保護層の上には、液晶駆動用
の電極が形成される。透過型液晶表示素子の場合、該電
極はITO薄膜などの透明導電膜が採用される。反射型
液晶表示素子の場合は、構造によって透明導電膜もしく
は反射率が高い薄膜が用いられる。反射率が高い薄膜と
してはアルミニウム薄膜や銀薄膜が好適である。また、
液晶駆動素子がTFTの場合であって着色層が液晶駆動
素子とは別の基板の上に形成されているときは、透明保
護層の上に形成される電極は連続であってよいが、液晶
駆動素子がTFDのときは着色層が液晶駆動素子とは別
側の基板上に設けられている場合であっても透明保護層
上の電極は画素に対応したパターニングがされる。液晶
駆動素子側に着色層を設ける場合は該透明保護層上の透
明電極膜もしくは反射率が高い薄膜には画素に対応した
パターニングが必要である。また、液晶駆動素子を設け
ないマトリックス駆動の場合は、透明導電膜もしくは反
射率が高い金属薄膜による平行な配線群が形成される。
液晶駆動素子が設けられた基板とは反対側の基板上の該
透明導電膜は通常、液晶駆動素子が設けられた基板上の
配線などとの短絡を避けるために、表示領域のすぐ外側
にある額縁と呼ばれる遮光部分の内側の表示部分にのみ
形成される。
An electrode for driving a liquid crystal is formed on the transparent protective layer of the present invention. In the case of a transmissive liquid crystal display element, a transparent conductive film such as an ITO thin film is used for the electrodes. In the case of a reflective liquid crystal display device, a transparent conductive film or a thin film having a high reflectance is used depending on the structure. As the thin film having a high reflectance, an aluminum thin film or a silver thin film is preferable. Also,
When the liquid crystal driving element is a TFT and the coloring layer is formed on a different substrate from the liquid crystal driving element, the electrodes formed on the transparent protective layer may be continuous. When the driving element is a TFD, the electrodes on the transparent protective layer are patterned corresponding to the pixels even when the coloring layer is provided on a substrate on the other side of the liquid crystal driving element. When a colored layer is provided on the liquid crystal driving element side, the transparent electrode film or the thin film having a high reflectance on the transparent protective layer needs to be patterned corresponding to the pixel. In the case of matrix drive without a liquid crystal drive element, parallel wiring groups are formed by a transparent conductive film or a metal thin film having a high reflectance.
The transparent conductive film on the substrate opposite to the substrate on which the liquid crystal driving element is provided is usually just outside the display area in order to avoid a short circuit with wiring on the substrate on which the liquid crystal driving element is provided. It is formed only on a display portion inside a light-shielding portion called a frame.

【0040】該透明導電膜または該金属薄膜の厚さは、
0.1μmから0.5μmの範囲である。該透明導電膜
または該金属薄膜の厚みが0.1μmよりも小さいと抵
抗値が充分低くなく液晶駆動に時間遅れや、画面上での
不均一が起こる。該透明導電膜の厚みが0.5μmより
も大きいと光透過率の低下、着色や平坦性の低下があり
好ましくない。該金属薄膜の厚さが0.5μmよりも大
きいと平坦性の低下があり好ましくない。
The thickness of the transparent conductive film or the metal thin film is
The range is from 0.1 μm to 0.5 μm. When the thickness of the transparent conductive film or the metal thin film is smaller than 0.1 μm, the resistance value is not sufficiently low, and a time delay occurs in driving the liquid crystal and unevenness on a screen occurs. If the thickness of the transparent conductive film is larger than 0.5 μm, light transmittance, coloring and flatness are reduced, which is not preferable. If the thickness of the metal thin film is larger than 0.5 μm, the flatness is undesirably reduced.

【0041】本発明の液晶表示素子に使用される液晶は
ネマチック液晶である。液晶配向の方式としてはツイス
トネマチック方式もしくは電界制御複屈折率(ECB)
方式が採用できる。ツイストネマチック方式とは、液晶
駆動電極に電圧が印加されていないときは液晶を挟み込
む2枚の基板の間すなわちセルギャップで液晶分子の長
軸配向方向が90°捻られており、また、基板の外側に
配置される偏光板の偏光方向が液晶分子の長軸配向に対
応して直交配置されている。液晶駆動電極への電圧印加
に従って液晶分子の長軸配向が基板面に対して垂直方向
に立ち上がってくることにより、光透過率を制御する方
式である。ECB方式は、液晶駆動電極に電圧が印加さ
れていないときに液晶分子の長軸が基板面に平行である
がセルギャップ間で捻られてはいない。2枚の基板の外
側にある偏光板の偏光方向は90°以下の所定の角度に
なるよう配置される。液晶駆動電極への電圧印加に従っ
て液晶が基板面に対して立ち上がってくることにより光
透過率を制御する方式である。反射型液晶表示素子の場
合は、偏光板を外光が入射する側の1枚のみとする構成
も可能である。
The liquid crystal used in the liquid crystal display device of the present invention is a nematic liquid crystal. Liquid crystal alignment method is twisted nematic or electric field controlled birefringence (ECB)
The system can be adopted. In the twisted nematic method, when no voltage is applied to the liquid crystal driving electrode, the long axis alignment direction of the liquid crystal molecules is twisted by 90 ° between two substrates sandwiching the liquid crystal, that is, at the cell gap, and The polarizing directions of the polarizers arranged outside are orthogonally arranged corresponding to the major axis alignment of the liquid crystal molecules. This is a method in which the light transmittance is controlled by the long axis alignment of liquid crystal molecules rising in the direction perpendicular to the substrate surface in accordance with the application of a voltage to the liquid crystal drive electrode. In the ECB mode, when no voltage is applied to the liquid crystal drive electrode, the long axis of the liquid crystal molecules is parallel to the substrate surface, but is not twisted between the cell gaps. The polarizing directions of the polarizing plates outside the two substrates are arranged at a predetermined angle of 90 ° or less. In this method, the liquid crystal rises with respect to the substrate surface in accordance with the application of a voltage to the liquid crystal drive electrode to control the light transmittance. In the case of a reflective liquid crystal display device, a configuration in which only one polarizing plate on the side on which external light is incident is also possible.

【0042】本発明のネマチック液晶は飽和電圧が2V
以下であることが重要である。液晶表示素子を透過また
は反射してくる光量について測定し、ノーマリーホワイ
トモードの液晶表示素子では、液晶駆動電極への電圧印
加がないときの透過光量または反射光量を100%、充
分高い電圧を印加したときの最低透過光量または最低反
射光量を0%としたときに、透過光量または反射光量が
10%になる点の液晶駆動電極への印加電圧を飽和電圧
とする。ノーマリーブラックモードの液晶表示素子で
は、液晶駆動電極への電圧印加がないときの透過光量ま
たは反射光量を0%、充分高い電圧を印加したときの最
大透過光量または最大反射光量を100%としたとき
に、透過光量または反射光量が90%になる点の液晶駆
動電極への印加電圧を飽和電圧とする。
The nematic liquid crystal of the present invention has a saturation voltage of 2 V
It is important that: The amount of light transmitted or reflected by the liquid crystal display element is measured. For a normally white mode liquid crystal display element, a sufficiently high voltage is applied by applying 100% of the amount of transmitted light or reflected light when no voltage is applied to the liquid crystal drive electrode. When the minimum transmitted light amount or the minimum reflected light amount at this time is set to 0%, the voltage applied to the liquid crystal drive electrode at the point where the transmitted light amount or the reflected light amount becomes 10% is defined as a saturation voltage. In a normally black mode liquid crystal display device, the amount of transmitted light or reflected light when no voltage is applied to the liquid crystal drive electrode is 0%, and the maximum transmitted light or reflected light when a sufficiently high voltage is applied is 100%. At this time, a voltage applied to the liquid crystal drive electrode at a point where the transmitted light amount or the reflected light amount becomes 90% is defined as a saturation voltage.

【0043】液晶表示素子の低駆動電圧化は、主に液晶
の物性を改良することで達成される。すなわち液晶分子
の長軸方向と単軸方向の誘電率差を大きくする方向での
改良がおこなわれるが、誘電率差を大きくするために長
軸方向の誘電率の絶対値が大きくなる。一般的に誘電率
が大きい溶媒は溶解力が大きく、液晶に接する材料から
液晶表示に有害な不純物を溶解しやすくなる。着色層や
ブラックマトリックスにおいても同様であり、特に顔料
からの不純物溶出が問題である。現状で用いられている
ネマチック液晶は飽和電圧が3.2Vから3.5Vの液
晶が多く、一部で2.1Vから2.5Vの液晶が採用さ
れている。飽和電圧が3.2Vから3.5Vの液晶では
着色層やブラックマトリックスからの溶出物が液晶表示
ムラを引き起こすことはほとんどなかった。飽和電圧が
2.1Vから2.5Vの液晶では、着色層や樹脂ブラッ
クマトリックスの残さ、残膜を低減することやこれらの
層の上に形成される透明導電膜の膜質を緻密にすること
で液晶表示ムラを防ぐことが可能であった。しかしなが
ら、飽和電圧が2V以下の液晶を使用した場合は、洗浄
強化などで残さ、残膜を低減したり透明導電膜の膜質を
制御しても生産条件のぶれで液晶表示ムラが発生しやす
いことが本発明者らの検討で明らかになった。すなわ
ち、洗浄を強化すると残すべき着色層部分や透明導電膜
にダメージを及ぼすので、残さ、残膜を完全になくすこ
とは非常に難しく、また、非常にわずかの残さ、残膜が
表示不良を引き起こすに充分な量の不純物を溶出するた
めに、液晶表示ムラを防止できる生産条件とその他の特
性を満足する生産条件が両立する範囲が狭いのである。
飽和電圧が1.8V以下になると、液晶表示ムラを防止
できる生産条件とその他の特性を満足する生産条件が両
立する範囲はほとんどなくなる。
The lowering of the driving voltage of the liquid crystal display element is achieved mainly by improving the physical properties of the liquid crystal. That is, the improvement is made in the direction of increasing the dielectric constant difference between the major axis direction and the uniaxial direction of the liquid crystal molecules, but the absolute value of the dielectric constant in the major axis direction increases in order to increase the dielectric constant difference. Generally, a solvent having a large dielectric constant has a large dissolving power, and it is easy to dissolve impurities harmful to the liquid crystal display from a material in contact with the liquid crystal. The same applies to the coloring layer and the black matrix, and particularly, elution of impurities from the pigment is a problem. Many nematic liquid crystals used at present have a saturation voltage of 3.2 V to 3.5 V, and some liquid crystals have a saturation voltage of 2.1 V to 2.5 V. In the liquid crystal having a saturation voltage of 3.2 V to 3.5 V, the elution from the colored layer or the black matrix hardly caused the liquid crystal display unevenness. In the case of a liquid crystal having a saturation voltage of 2.1 V to 2.5 V, the remaining of the colored layer and the resin black matrix and the remaining film are reduced, and the quality of the transparent conductive film formed on these layers is increased. It was possible to prevent liquid crystal display unevenness. However, when a liquid crystal having a saturation voltage of 2 V or less is used, unevenness in the liquid crystal display is likely to occur due to fluctuations in production conditions even if the remaining film is reduced by controlling washing or the like and the film quality of the transparent conductive film is controlled. Was clarified by the study of the present inventors. That is, if the cleaning is strengthened, the colored layer portion and the transparent conductive film to be left are damaged, so that it is very difficult to completely remove the left and the remaining film, and a very small residue and the remaining film cause display failure. In order to elute a sufficient amount of impurities, the range in which the production conditions that can prevent liquid crystal display unevenness and the production conditions that satisfy other characteristics are compatible is narrow.
When the saturation voltage is 1.8 V or less, there is almost no range in which the production condition that can prevent the liquid crystal display unevenness and the production condition that satisfies other characteristics are compatible.

【0044】しかしながら、本発明の透明保護膜を設け
ることによって上記問題点を解決することができるので
ある。
However, the above problem can be solved by providing the transparent protective film of the present invention.

【0045】液晶の飽和電圧と比誘電率との関係には幅
があるが、飽和電圧が3.2Vから3.5Vの液晶では
長軸方向の比誘電率が6.5程度であり、飽和電圧が
2.1Vから2.5Vの液晶では長軸方向の比誘電率が
9程度である。飽和電圧が2V程度の液晶になると長軸
方向の比誘電率は13程度に増加する。飽和電圧が1.
8V程度の液晶になると長軸方向の比誘電率は15程度
である。
Although the relationship between the saturation voltage of the liquid crystal and the relative permittivity has a certain range, the relative permittivity in the major axis direction of the liquid crystal having a saturation voltage of 3.2 V to 3.5 V is about 6.5. In a liquid crystal having a voltage of 2.1 V to 2.5 V, the relative dielectric constant in the major axis direction is about 9. When the liquid crystal has a saturation voltage of about 2 V, the relative dielectric constant in the major axis direction increases to about 13. If the saturation voltage is 1.
For a liquid crystal of about 8 V, the relative dielectric constant in the long axis direction is about 15.

【0046】本発明の液晶はネマチック液晶であること
以外は特に限定されないが、電圧保持率が高く表示特性
に優れる点や水を含有しにくい点などでフッ素系の液晶
が好ましい。通常液晶表示素子に使われる液晶は十種類
程度の液晶の混合物である。飽和電圧が低い液晶は、液
晶分子末端にフッ素原子が多い種類の液晶分子の比率が
高くなり、かつ液晶分子1つあたりのフッ素原子が増え
る方向である。
The liquid crystal of the present invention is not particularly limited, except that it is a nematic liquid crystal. However, a fluorine-based liquid crystal is preferable in that it has a high voltage holding ratio, is excellent in display characteristics, and hardly contains water. The liquid crystal usually used for the liquid crystal display element is a mixture of about ten kinds of liquid crystals. In a liquid crystal having a low saturation voltage, the ratio of liquid crystal molecules having a large number of fluorine atoms at the ends of the liquid crystal molecules increases, and the number of fluorine atoms per liquid crystal molecule increases.

【0047】以下、本発明の液晶表示素子の製造方法の
一例について説明するが、これに限定されるものではな
い。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

【0048】着色層およびブラックマトリックスの樹脂
成分としてポリイミドを、その前駆体としてポリアミド
酸を使用する。カーボンブラックとポリアミド酸からな
るカラーペーストを透明基板上に塗布する。カラーペー
ストを基板上に塗布する方法としては、スピンコータ
ー、バーコーター、ブレードコーター、ロールコータ
ー、ダイコーター、スクリーン印刷法などで基板に塗布
する方法、基板をカラーペースト中に浸漬する方法、カ
ラーペーストを基板に噴霧するなどの種々の方法を用い
ることができる。カラーペーストを塗布した後、風乾、
加熱乾燥、真空乾燥などのセミキュアで、ポリイミド前
駆体着色膜を形成する。加熱乾燥の場合、オーブン、ホ
ットプレートなどを使用し、80から180℃ で30
秒間から1時間加熱処理をする。次にポリイミド前駆体
着色膜上にポジ型フォトレジストを塗布、乾燥してフォ
トレジスト被膜を形成する。続いて該フォトレジスト被
膜上にフォトマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を
照射する。露光後、アルカリ現像液により、フォトレジ
スト被膜現像とポリイミド前駆体着色層のエッチングを
同時に行う。エッチング後、不要となったフォトレジス
ト被膜を剥離液にて剥離する。ポリイミド前駆体着色層
は、その後、本キュアとして加熱処理することによっ
て、ポリイミド着色層に変換される。加熱処理は通常、
空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、20
0℃ から320℃ の温度で、30分間から2時間、連
続的または段階的に行われる。かくして樹脂ブラックマ
トリックスを得る。
Polyimide is used as a resin component of the colored layer and the black matrix, and polyamic acid is used as a precursor thereof. A color paste composed of carbon black and polyamic acid is applied on a transparent substrate. As a method of applying the color paste on the substrate, a method of applying the substrate to the substrate by a spin coater, a bar coater, a blade coater, a roll coater, a die coater, a screen printing method, a method of immersing the substrate in the color paste, a method of color paste And various methods such as spraying on a substrate. After applying the color paste, air dry,
A polyimide precursor colored film is formed by semi-curing such as heat drying and vacuum drying. In the case of heat drying, use an oven, a hot plate, etc.,
The heat treatment is performed for seconds to 1 hour. Next, a positive photoresist is applied on the polyimide precursor colored film and dried to form a photoresist film. Subsequently, a photomask is placed on the photoresist film and irradiated with ultraviolet rays using an exposure device. After the exposure, the development of the photoresist film and the etching of the polyimide precursor coloring layer are simultaneously performed using an alkali developing solution. After the etching, the unnecessary photoresist film is stripped with a stripping solution. Thereafter, the polyimide precursor colored layer is converted into a polyimide colored layer by performing a heat treatment as a main cure. Heat treatment is usually
In air, nitrogen atmosphere, or vacuum, etc.
It is carried out continuously or stepwise at a temperature of 0 ° C. to 320 ° C. for 30 minutes to 2 hours. Thus, a resin black matrix is obtained.

【0049】樹脂ブラックマトリックスが形成された基
板上に、緑顔料および黄色顔料とポリアミド酸からなる
カラーペーストを塗布し、ブラックマトリックスと同様
にしてパターニングをおこない緑着色層を得る。着色層
はブラックマトリックスの開口部を埋めるように配置す
る。同様にして、青着色層および赤着色層も形成する。
On the substrate on which the resin black matrix is formed, a color paste composed of a green pigment and a yellow pigment and a polyamic acid is applied, and patterning is performed in the same manner as the black matrix to obtain a green colored layer. The coloring layer is disposed so as to fill the opening of the black matrix. Similarly, a blue coloring layer and a red coloring layer are formed.

【0050】着色層のエッチングの後、ブラシ洗浄、U
V洗浄、アルカリ洗浄をおこなうと着色層の残さ、残膜
を低減する効果がある。
After etching the colored layer, brush cleaning, U
Performing V cleaning and alkali cleaning has the effect of reducing the residue of the colored layer and the remaining film.

【0051】着色層上に、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、シロキサンポリマー、シリコーンポリイミドまたは
ベンゾシクロブテン樹脂の少なくとも一種からなる透明
保護層を設ける。該透明保護層材料を基板上に塗布する
方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレー
ドコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリー
ン印刷法などで基板に塗布する方法、基板をカラーペー
スト中に浸漬する方法、カラーペーストを基板に噴霧す
るなどの着色層と同様の手法を採用することができる。
該透明保護層は基板全面に塗布される。アクリル樹脂を
オーブンで加熱乾燥する場合は、80℃ から180℃
で30秒間から1時間のセミキュア、次いで200℃
から280℃ で30分間から2時間の本キュアを実施
する。
A transparent protective layer made of at least one of an acrylic resin, an epoxy resin, a siloxane polymer, a silicone polyimide and a benzocyclobutene resin is provided on the coloring layer. As a method of applying the transparent protective layer material on the substrate, a method of applying the material to the substrate by a spin coater, a bar coater, a blade coater, a roll coater, a die coater, a screen printing method, or the like, a method of dipping the substrate in a color paste A method similar to that for the coloring layer, such as spraying a color paste on a substrate, can be employed.
The transparent protective layer is applied on the entire surface of the substrate. If the acrylic resin is heated and dried in an oven, the temperature must be between 80 ° C and 180 ° C.
For 30 seconds to 1 hour at 200 ° C
Perform the present cure for 30 minutes to 2 hours at to 280 ° C.

【0052】該透明保護層上にITOスパッタ膜による
透明導電膜を形成する。該透明導電膜は、液晶駆動素子
を形成した基板側との短絡を防ぐために、表示領域およ
びその周囲のブラックマトリックスで形成した遮光部分
である額縁上までの部分にのみ形成される。ただし、液
晶駆動素子形成側基板との電気接続のために通常、表示
領域の四隅に設けられる透明導電膜からなるリードは額
縁を超えて形成される。
On the transparent protective layer, a transparent conductive film of an ITO sputtered film is formed. The transparent conductive film is formed only in the display area and the surrounding area, which is a light-shielding part formed by a black matrix, up to a frame in order to prevent a short circuit with the substrate on which the liquid crystal driving element is formed. However, leads made of a transparent conductive film provided at the four corners of the display area for electrical connection with the liquid crystal drive element forming side substrate are usually formed beyond the frame.

【0053】かくして、カラーフィルター基板を得る。Thus, a color filter substrate is obtained.

【0054】透明基板上にクロム薄膜をスパッタ法にて
形成する。クロム薄膜上にポジ型フォトレジストを塗
布、乾燥してフォトレジスト被膜を形成する。続いて該
フォトレジスト被膜上にフォトマスクを置き、露光装置
を用いて紫外線を照射する。露光後、アルカリ現像液に
より、フォトレジスト被膜を現像する。次いでクロムエ
ッチャントでクロム薄膜をエッチングしゲート電極、ゲ
ート配線および付加容量からなる所定のパターンを得
る。クロムエッチング後、不要となったフォトレジスト
被膜を剥離液にて剥離する。クロム薄膜上にプラズマC
VD法にて窒化珪素薄膜とアモルファスシリコン薄膜を
連続して形成する。アモルファスシリコン薄膜上にポジ
型フォトレジストを塗布、乾燥してフォトレジスト被膜
を形成する。続いて該フォトレジスト被膜上にフォトマ
スクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。露光
後、アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜を現像
する。次いでリアクティブイオンエッチング法でアモル
ファスシリコン薄膜と窒化珪素薄膜をエッチングし所定
のパターンを得る。リアクティブイオンエッチング後、
不要となったフォトレジスト被膜をアッシングおよび剥
離液にて剥離する。次にプラズマCVD法にて窒化珪素
薄膜を形成する。トランジスタのチャンネル部分に該窒
化珪素薄膜が残るようにアモルファスシリコン薄膜と同
様にしてフォトレジストとリアクティブイオンエッチン
グを用いてパターニングする。この上にボロンをドープ
したアモルファスシリコン薄膜を形成してフォトレジス
トとリアクティブイオンエッチングを用いてパターニン
グし、チャンネル層とソース電極およびドレイン電極と
のオーミックコンタクトを確保する。さらにプラズマC
VD法にて窒化珪素薄膜を形成してフォトレジストとリ
アクティブイオンエッチングを用いてパターニングし、
ソース電極およびドレイン電極接続部分にスルーホール
を形成する。アルミニウム薄膜をスパッタ法にて形成し
フォトレジストとアルミニウムエッチャントを用いてパ
ターニングし、ソース電極およびデータ配線を形成す
る。ITO薄膜をスパッタ法にて形成しフォトレジスト
とITOエッチャントを用いてパターニングし、画素電
極を得る。プラズマCVD法にて窒化珪素薄膜を形成し
てフォトレジストとリアクティブイオンエッチングを用
いてパターニングし、保護層を形成する。該保護層は画
素電極上と液晶表示素子の外部信号線との接続部分はエ
ッチングされ除かれる。かくして薄膜トランジスタから
なる液晶駆動素子を備えた基板を得る。
A chromium thin film is formed on a transparent substrate by a sputtering method. A positive photoresist is applied on the chromium thin film and dried to form a photoresist film. Subsequently, a photomask is placed on the photoresist film and irradiated with ultraviolet rays using an exposure device. After exposure, the photoresist film is developed with an alkaline developer. Next, the chromium thin film is etched with a chromium etchant to obtain a predetermined pattern including a gate electrode, a gate wiring, and an additional capacitor. After the chromium etching, the unnecessary photoresist film is stripped with a stripping solution. Plasma C on chromium thin film
A silicon nitride thin film and an amorphous silicon thin film are continuously formed by a VD method. A positive photoresist is applied on the amorphous silicon thin film and dried to form a photoresist film. Subsequently, a photomask is placed on the photoresist film and irradiated with ultraviolet rays using an exposure device. After exposure, the photoresist film is developed with an alkaline developer. Next, the amorphous silicon thin film and the silicon nitride thin film are etched by reactive ion etching to obtain a predetermined pattern. After reactive ion etching,
The unnecessary photoresist film is removed by ashing and a removing liquid. Next, a silicon nitride thin film is formed by a plasma CVD method. Patterning is performed using photoresist and reactive ion etching in the same manner as the amorphous silicon thin film so that the silicon nitride thin film remains in the channel portion of the transistor. An amorphous silicon thin film doped with boron is formed thereon and patterned using a photoresist and reactive ion etching to secure ohmic contacts between the channel layer and the source and drain electrodes. Further, plasma C
Forming a silicon nitride thin film by VD method and patterning using photoresist and reactive ion etching,
A through-hole is formed in the connection portion between the source electrode and the drain electrode. An aluminum thin film is formed by a sputtering method and is patterned using a photoresist and an aluminum etchant to form a source electrode and a data wiring. An ITO thin film is formed by a sputtering method, and is patterned using a photoresist and an ITO etchant to obtain a pixel electrode. A silicon nitride thin film is formed by a plasma CVD method, and is patterned using a photoresist and reactive ion etching to form a protective layer. The connection portion between the pixel electrode and the external signal line of the liquid crystal display element is removed by etching the protective layer. Thus, a substrate provided with a liquid crystal driving element composed of a thin film transistor is obtained.

【0055】上記のカラーフィルター基板上と液晶駆動
素子を備えた基板上にポリイミドからなる配向剤を塗布
し、80℃ で10分間乾燥し180℃ で1時間キュア
して配向膜を得る。該配向膜を綿布やレーヨン布により
ラビング処理する。ツイストネマチック方式では、カラ
ーフィルター側と液晶駆動素子側の基板を貼り合わせた
ときに液晶が90°捻れるようにラビング方向を選択す
る。
An alignment agent made of polyimide is applied on the color filter substrate and the substrate provided with the liquid crystal driving element, dried at 80 ° C. for 10 minutes, and cured at 180 ° C. for 1 hour to obtain an alignment film. The alignment film is rubbed with a cotton cloth or a rayon cloth. In the twisted nematic method, the rubbing direction is selected such that the liquid crystal is twisted by 90 ° when the substrates on the color filter side and the liquid crystal drive element side are bonded.

【0056】カラーフィルター基板に直径2μmから7
μmのポリスチレンからなるスペーサーを散布する。一
方、液晶駆動素子が形成された基板上には直径2μmか
ら7μmのガラスロッドを混入したエポキシ系のシール
剤をスクリーン印刷する。シール剤はカラーフィルター
の額縁部分に接合されるように配置され、液晶注入口が
設けられる。
The color filter substrate has a diameter of 2 μm to 7 μm.
Spray a spacer of μm polystyrene. On the other hand, an epoxy sealant mixed with a glass rod having a diameter of 2 μm to 7 μm is screen-printed on the substrate on which the liquid crystal drive element is formed. The sealant is disposed so as to be joined to the frame portion of the color filter, and a liquid crystal injection port is provided.

【0057】カラーフィルター基板と液晶駆動素子が形
成された基板を位置合わせし、圧力をかけつつ加熱処理
する。加熱処理は100℃ から170℃ で5分間から
2時間実施され、2つの基板が固定される。かくして得
られるセルに液晶を注入する。まずセルを減圧中に置き
充分脱気する。シール剤に設けられた液晶注入口を液晶
中に浸した後、減圧雰囲気を常圧もしくは加圧雰囲気に
変化させ、液晶をセルの中に導入する。液晶が注入され
たセルの液晶注入口を紫外線硬化樹脂で塞ぐ。本発明の
液晶は飽和電圧が2V以下である。
The color filter substrate and the substrate on which the liquid crystal driving elements are formed are positioned and subjected to heat treatment while applying pressure. The heat treatment is performed at 100 ° C. to 170 ° C. for 5 minutes to 2 hours, and the two substrates are fixed. A liquid crystal is injected into the cell thus obtained. First, the cell is placed under reduced pressure and sufficiently degassed. After the liquid crystal injection port provided in the sealant is immersed in the liquid crystal, the reduced pressure atmosphere is changed to a normal pressure or a pressurized atmosphere, and the liquid crystal is introduced into the cell. The liquid crystal injection port of the cell into which the liquid crystal has been injected is closed with an ultraviolet curable resin. The liquid crystal of the present invention has a saturation voltage of 2 V or less.

【0058】ラビング方向に合わせて、基板外側に偏光
フィルムを貼り付ける。かくして本発明の液晶表示素子
を得る。
A polarizing film is attached to the outside of the substrate according to the rubbing direction. Thus, the liquid crystal display device of the present invention is obtained.

【0059】液晶表示素子の飽和電圧は該液晶表示素子
の全ゲートを同時に開にし、また同時に全画素にデータ
電圧を書き込むいわゆるパネル一括点灯にて、画素電極
へ印加する電圧と液晶表示素子の透過率もしくは反射率
の関係を測定することで検証することができる。
The saturation voltage of the liquid crystal display element is obtained by simultaneously opening all the gates of the liquid crystal display element and simultaneously writing data voltages to all pixels, that is, so-called panel collective lighting. It can be verified by measuring the relationship between the reflectance and the reflectance.

【0060】本発明のカラー液晶表示素子は、パソコ
ン、ワードプロセッサー、エンジニアリング・ワークス
テーション、ナビゲーションシステム、テレビ、ビデオ
などの表示に用いられる他、光変調素子としても利用可
能である。
The color liquid crystal display device of the present invention can be used for displaying personal computers, word processors, engineering workstations, navigation systems, televisions, videos and the like, and can also be used as a light modulation device.

【0061】[0061]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0062】(表示ムラ観察)液晶表示素子の全ゲート
を同時に開にし、また同時に全画素にデータ電圧を書き
込むいわゆるパネル一括点灯にて、室温で中間調表示さ
せて500時間まで表示状態を観察する。
(Display unevenness observation) All gates of the liquid crystal display element are simultaneously opened, and data voltages are simultaneously applied to all pixels, so-called panel collective lighting, halftone display is performed at room temperature, and the display state is observed up to 500 hours. .

【0063】参考例1 ポリマ分散剤の合成 4,4’−ジアミノベンズアニリド161.93g、
3,3’−ジアミノジフェニルスルホン176.70
g、およびビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジ
シロキサン18.64gをγ−ブチロラクトン3266
g、N−メチル−2−ピロリドン622gと共に仕込
み、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物439.09gを添加、70℃で3時間反応さ
せた後、無水フタル酸2.22gを添加し、更に70℃
で1時間反応させ、その後、粘度45ポアズ(25℃)
のポリマ分散剤の17%溶液(P−1)を得た。
Reference Example 1 Synthesis of Polymer Dispersant 161.93 g of 4,4'-diaminobenzanilide,
3,3'-diaminodiphenyl sulfone 176.70
g, and 18.64 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane with γ-butyrolactone 3266
g, N-methyl-2-pyrrolidone (622 g), 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (439.09 g) was added, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 3 hours. .22 g and then at 70 ° C.
For 1 hour and then a viscosity of 45 poise (25 ° C.)
A 17% solution (P-1) of a polymer dispersant was obtained.

【0064】参考例2 オリゴマー分散剤の合成 3,3’−ジアミノジフェニルスルホン204.79g
およびビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロ
キサン13.62gをγ−ブチロラクトン3809gと
共に仕込み、ピロメリット酸二水物59.98g、3,
3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸
二水物295.6gを添加、60℃で3時間反応させた
後、2−アミノアントラキノン98.22gを添加し、
さらに60℃で1時間反応させ、オリゴマ分散剤の15
%溶液(O−1)を得た。
Reference Example 2 Synthesis of oligomer dispersant 204.79 g of 3,3'-diaminodiphenyl sulfone
And 13.62 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane were charged together with 3809 g of γ-butyrolactone, 59.98 g of pyromellitic dihydrate, 3,
295.6 g of 3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid dihydrate was added and reacted at 60 ° C for 3 hours, and 98.22 g of 2-aminoanthraquinone was added.
Further, the reaction was carried out at 60 ° C. for 1 hour.
% Solution (O-1) was obtained.

【0065】参考例3 ポリアミド酸の合成 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二水
物144.1gをγ−ブチロラクトン1095g、N−
メチル−2−ピロリドン209gと共に仕込み、4,
4’−ジアミノジフェニルエーテル95.1gおよびビ
ス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
6.20gを添加し、70℃で3時間反応させた後、無
水フタル酸2.96gを添加し、さらに70℃で1時間
反応させ、ポリアミド酸の16%溶液(PAA1)を得
た。
Reference Example 3 Synthesis of Polyamic Acid 144.1 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid dihydrate was combined with 1095 g of γ-butyrolactone and N-
Charged with 209 g of methyl-2-pyrrolidone,
95.1 g of 4'-diaminodiphenyl ether and 6.20 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane were added and reacted at 70 ° C. for 3 hours, and 2.96 g of phthalic anhydride was added. For 1 hour to obtain a 16% solution of polyamic acid (PAA1).

【0066】参考例4 ポリアミド酸の合成 3,3’−ジアミノジフェニルスルホン372.4g、
パラフェニレンジアミン146.0g、およびビス(3
−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン32.3
gをN−メチル−2−ピロリドン5750gに溶解し、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物 873.9gを添加し、70℃で3時間反応させ
た後、無水マレイン酸5.88gを添加、さらに70℃
で1時間反応させ、ポリアミド酸の20%溶液(PAA
2)を得た。
Reference Example 4 Synthesis of polyamic acid 372.4 g of 3,3′-diaminodiphenyl sulfone
146.0 g of paraphenylenediamine and bis (3
-Aminopropyl) tetramethyldisiloxane 32.3
g in 5750 g of N-methyl-2-pyrrolidone,
After adding 873.9 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and reacting at 70 ° C. for 3 hours, adding 5.88 g of maleic anhydride and further adding 70 ° C.
For 1 hour, and a 20% solution of polyamic acid (PAA
2) was obtained.

【0067】実施例1 次の手順でカラーフィルター基板を作製した。Example 1 A color filter substrate was manufactured in the following procedure.

【0068】カーボンブラック46g、ポリアミド酸溶
液(PAA1)240gおよびN−メチル−2−ピロリ
ドン614gをジルコニアビーズと共にミル型分散機に
仕込み、7000rpmで30分間分散し、ブラックペ
ーストを得た。
46 g of carbon black, 240 g of a polyamic acid solution (PAA1) and 614 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged together with zirconia beads into a mill-type disperser, and dispersed at 7000 rpm for 30 minutes to obtain a black paste.

【0069】ピグメントグリーン36を71.2g、ピ
グメントイエロー83を12.6g計量し、それぞれゼ
ネカ社製分散剤”ソルスパーズ”12000を4.41
g、γ−ブチロラクトンを557g、3−メトキシ−5
−メチル−1−ブタノールを323g、ポリマ分散剤
(P−1)を494gをジルコニアビーズと共にミル型
分散機に仕込み、3000rpmで2時間分散し分散液
を得た。該分散液300gとポリマ分散剤(P−1)1
56.3gをγ−ブチロラクトン198.3g、3−メ
トキシ−3−メチル−1−ブタノール185.3gで希
釈した溶液とを混合し、緑ペーストを得た。
71.2 g of Pigment Green 36 and 12.6 g of Pigment Yellow 83 were weighed, and 4.41 each of a dispersing agent “SOLSPERS” 12000 manufactured by Zeneca Corporation.
g, 557 g of γ-butyrolactone, 3-methoxy-5
323 g of -methyl-1-butanol and 494 g of the polymer dispersant (P-1) were charged together with zirconia beads into a mill-type disperser, and dispersed at 3000 rpm for 2 hours to obtain a dispersion. 300 g of the dispersion and a polymer dispersant (P-1) 1
56.3 g was mixed with a solution obtained by diluting 198.3 g of γ-butyrolactone and 185.3 g of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol to obtain a green paste.

【0070】ピグメントオレンジ38を191.4g、
ピグメントレッド177を138.6gおよびγ−ブチ
ロラクトン3267g、3−メトキシ−3−メチル−1
−ブタノール1266g、オリゴマ分散剤(O−1)7
3.92g、ポリマー分散剤(P−1)562.95g
をミル型分散機に充填し、4000rpmで5時間分散
した。かくして顔料濃度6%の赤色分散液を得た。該分
散液450gにポリアミド酸溶液(PAA1)156.
3gをγ−ブチロラクトン108.3gと3−メトキシ
−3−メチル−1−ブタノール 185.3gで希釈した溶液
を添加混合し、赤色ペーストを得た。
Pigment Orange 38 (191.4 g)
Pigment Red 177, 138.6 g and γ-butyrolactone 3267 g, 3-methoxy-3-methyl-1
-1266 g of butanol, oligomer dispersant (O-1) 7
3.92 g, 562.95 g of polymer dispersant (P-1)
Was charged into a mill-type disperser and dispersed at 4000 rpm for 5 hours. Thus, a red dispersion having a pigment concentration of 6% was obtained. Polyamide acid solution (PAA1) 156.
A solution obtained by diluting 3 g with 108.3 g of γ-butyrolactone and 185.3 g of 3-methoxy-3-methyl-1-butanol was added and mixed to obtain a red paste.

【0071】ピグメントブルー15:6 を157.5
g、ポリマー溶液PAA2を337.5g、γ−ブチル
ラクトン637.5gおよびN−メチル−2−ピロリド
ン367.5gをミル型分散機に仕込み、3000rp
mで2時間分散した。かくして顔料濃度10.5%の青
色分散液を得た。該青色分散液624gにポリマー溶液
PAA2を702g、γ−ブチルラクトン374g、N
−メチル−2−ピロリドン836gおよび3−メトキシ
−3−メチル−ブチルアセテート415gを添加混合
し、青色ペーストを得た。
Pigment Blue 15: 6 to 157.5
g, 337.5 g of polymer solution PAA2, 637.5 g of γ-butyl lactone and 367.5 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged into a mill-type disperser, and the mixture was supplied at 3000 rpm.
m for 2 hours. Thus, a blue dispersion having a pigment concentration of 10.5% was obtained. To 624 g of the blue dispersion, 702 g of a polymer solution PAA2, 374 g of γ-butyl lactone, N
836 g of -methyl-2-pyrrolidone and 415 g of 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate were added and mixed to obtain a blue paste.

【0072】無アルカリガラス上にスピナーを用いて上
記ブラックペーストを塗布し、オーブン中で135℃で
20分間セミキュアした。ブラック膜上にポジ型フォト
レジストをスピナーで塗布し、90℃で10分間乾燥
し、1.5μm厚のレジスト膜を得た。フォトマスクを
介して格子パターンを露光した。テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシドの2.38%水溶液を現像液とし、フ
ォトレジストの現像とブラック膜のエッチングを同時に
おこなった。エッチング後、不要となったフォトレジス
ト層をアセトンで剥離した。次いでオーブンにて300
℃、30分間のキュアを実施し、ブラックマトリックス
を得た。該ブラックマトリックス層の厚みは0.9μm
であった。
The above-mentioned black paste was applied on an alkali-free glass using a spinner and semi-cured in an oven at 135 ° C. for 20 minutes. A positive photoresist was applied on the black film with a spinner and dried at 90 ° C. for 10 minutes to obtain a 1.5 μm thick resist film. The grid pattern was exposed through a photomask. Using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution, the development of the photoresist and the etching of the black film were simultaneously performed. After the etching, the unnecessary photoresist layer was removed with acetone. Then in the oven 300
Curing was performed at 30 ° C. for 30 minutes to obtain a black matrix. The thickness of the black matrix layer is 0.9 μm
Met.

【0073】ブラックマトリックスが形成されたガラス
基板上にポリイミド転換後に厚さ1.5μmになるよう
に赤色ペーストを塗布し、120℃で20分乾燥し、こ
の上にフォトレジストを塗布し、90℃で10分乾燥し
た。ブラックマトリックスの100μmピッチで配列さ
れた格子の2つおきの開口部を埋めるようにパターニン
グされたフォトマスクを介してフォトレジストを露光し
た。露光後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イドの2.38%の水溶液からなる現像液に浸漬し、フ
ォトレジストの現像、ポリイミド前駆体の着色塗膜のエ
ッチングを同時におこなった。エッチング後、不要とな
ったフォトレジスト層をアセトンで剥離した。さらにポ
リイミド前駆体の赤色塗膜を240℃で30分熱処理
し、ポリイミドに転換した。かくして赤画素を形成し
た。
A red paste is applied on the glass substrate on which the black matrix is formed so as to have a thickness of 1.5 μm after the conversion of the polyimide, dried at 120 ° C. for 20 minutes, and a photoresist is applied thereon. For 10 minutes. The photoresist was exposed through a photomask patterned so as to fill every other opening of the grid arranged at a pitch of 100 μm of the black matrix. After the exposure, the film was immersed in a developing solution composed of a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to simultaneously develop a photoresist and etch a colored film of a polyimide precursor. After the etching, the unnecessary photoresist layer was removed with acetone. Further, the red coating film of the polyimide precursor was heat-treated at 240 ° C. for 30 minutes to convert to a polyimide. Thus, a red pixel was formed.

【0074】青色ペーストをブラックマトリックスが形
成されたガラス基板上にポリイミド転換後に厚さ1.5
μmになるように塗布し、120℃で20分乾燥した。
以下、赤ペーストの場合と同様にして、赤画素に隣り合
うように青画素を形成した。
After the blue paste was applied to a glass substrate on which a black matrix was formed, the thickness was changed to 1.5 after polyimide conversion.
It was applied to a thickness of μm and dried at 120 ° C. for 20 minutes.
Thereafter, blue pixels were formed adjacent to the red pixels in the same manner as in the case of the red paste.

【0075】実施例1で得た緑顔料Aを用いた緑色ペー
ストをブラックマトリックスが形成されたガラス基板上
にポリイミド転換後に厚さ1.5μmになるように塗布
し、120℃で20分乾燥した。以下、赤ペーストの場
合と同様にして、赤画素に隣り合うように緑画素を形成
した。
A green paste using the green pigment A obtained in Example 1 was applied to a glass substrate on which a black matrix was formed so as to have a thickness of 1.5 μm after polyimide conversion, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. . Thereafter, a green pixel was formed adjacent to the red pixel in the same manner as in the case of the red paste.

【0076】メチルトリメトキシシラン40.8g、フ
ェニルトリメトキシシラン59.4g、3,3’,4,
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸2無水物5.8
3gを3−メチル−3−メトキシブタノール200gに
溶解し、30℃で撹拌しながら、34.2gの蒸留水を
加え、1時間加熱撹拌し、加水分解・縮合をおこなっ
た。この溶液を撹拌しつつ徐々に昇温していき2時間後
にバス温度135℃として、さらに2時間撹拌しつつ生
成するアルコールと水を留去し、3,3’,4,4’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸を含有するオルガノシ
ルセスキオキサンオリゴマー溶液とした。この溶液を8
0℃まで冷却し、γ−アミノプロピルメチルジエトキシ
シラン5.76gと3−メチル−3−メトキシブタノー
ル57.3gの混合物を添加して、80℃で2時間撹拌
しつつ保持した。その後、室温に冷却し、有機構造変性
のオルガノシルセスキオキサンオリゴマー溶液からなる
透明保護膜材料を得た。
40.8 g of methyltrimethoxysilane, 59.4 g of phenyltrimethoxysilane, 3,3 ′, 4
4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride 5.8
3 g was dissolved in 200 g of 3-methyl-3-methoxybutanol, and 34.2 g of distilled water was added with stirring at 30 ° C., and the mixture was heated and stirred for 1 hour to carry out hydrolysis and condensation. The temperature of the solution was gradually increased while stirring, and after 2 hours, the bath temperature was set to 135 ° C., and the generated alcohol and water were distilled off while stirring for another 2 hours to obtain 3,3 ′, 4,4′-.
An organosilsesquioxane oligomer solution containing benzophenonetetracarboxylic acid was obtained. Add this solution to 8
The mixture was cooled to 0 ° C, a mixture of 5.76 g of γ-aminopropylmethyldiethoxysilane and 57.3 g of 3-methyl-3-methoxybutanol was added, and the mixture was kept at 80 ° C with stirring for 2 hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature to obtain a transparent protective film material composed of an organosilsesquioxane oligomer solution having a modified organic structure.

【0077】該透明保護膜材料を着色膜が形成された基
板上にスピンコートし、100℃で5分間の乾燥、次い
で290℃で1時間加熱して、シリコーンポリイミドか
らなる厚さ1μmの透明保護膜を形成した。該透明保護
膜は基板全面に形成した。
The transparent protective film material is spin-coated on the substrate on which the colored film is formed, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and then heated at 290 ° C. for 1 hour to form a 1 μm thick transparent protective film made of silicone polyimide. A film was formed. The transparent protective film was formed on the entire surface of the substrate.

【0078】該透明保護膜上にスパッタリング法により
厚さ0.1μmのITO薄膜を形成し、カラーフィルタ
ーを得た。このとき基板温度は230℃とし、マスクを
用いてITO薄膜の付着部分を表示領域と駆動素子基板
側へのリード部分とに制限した。
An ITO thin film having a thickness of 0.1 μm was formed on the transparent protective film by a sputtering method to obtain a color filter. At this time, the substrate temperature was 230 ° C., and the portion where the ITO thin film was attached was limited to the display region and the lead portion to the drive element substrate side using a mask.

【0079】次の手順でTFTアレイを備えた駆動素子
基板を作製した。
A drive element substrate provided with a TFT array was manufactured in the following procedure.

【0080】無アルカリガラス上に厚さ0.2μmのク
ロム薄膜をスパッタ法にて形成した。該クロム薄膜上に
ポジ型フォトレジストを塗布、乾燥してフォトレジスト
被膜を形成した。続いて該フォトレジスト被膜上にフォ
トマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射した。
露光後、アルカリ現像液により、フォトレジスト被膜を
現像した。次いでフェリシアン化カリウム:水酸化ナト
リウム:水=1000:350:4365の割合で混合
したクロムエッチャントでクロム薄膜をエッチングし、
ゲート電極、ゲート配線および付加容量からなるパター
ンを作製した。クロムエッチング後、不要となったフォ
トレジスト被膜を剥離液にて剥離した。クロム薄膜上に
プラズマCVD法にて厚さ0.7μmの窒化珪素薄膜と
厚さ0.08μmのアモルファスシリコン薄膜を連続し
て形成した。アモルファスシリコン薄膜上にポジ型フォ
トレジストを塗布、乾燥してフォトレジスト被膜を形成
した。続いて該フォトレジスト被膜上にフォトマスクを
置き、露光装置を用いて紫外線を照射した。露光後、ア
ルカリ現像液により、フォトレジスト被膜を現像した。
次いでリアクティブイオンエッチング法でアモルファス
シリコン薄膜と窒化珪素薄膜をエッチングしチャンネル
部分を形成した。リアクティブイオンエッチング後、不
要となったフォトレジスト被膜をアッシングおよび剥離
液にて剥離した。次にプラズマCVD法にて厚さ0.5
μmの窒化珪素薄膜を形成した。トランジスタのチャン
ネル部分に該窒化珪素薄膜が残るようにアモルファスシ
リコン薄膜と同様にしてフォトレジストとリアクティブ
イオンエッチングを用いてパターニングしてチャンネル
部分を保護するエッチングストッパとした。この上にボ
ロンをドープした厚さ0.2μmのアモルファスシリコ
ン薄膜をプラズマCVD法にて形成してから、フォトレ
ジストとリアクティブイオンエッチングを用いてパター
ニングし、チャンネル層とソース電極およびドレイン電
極とのオーミックコンタクトを確保した。さらにプラズ
マCVD法にて厚さ0.5μmの窒化珪素薄膜を形成し
てフォトレジストとリアクティブイオンエッチングを用
いてパターニングし、ソース電極およびドレイン電極接
続部分にスルーホールを形成した。厚さ0.2μmのア
ルミニウム薄膜をスパッタ法にて形成しフォトレジスト
とアルミニウムエッチャントを用いてパターニングし、
ソース電極およびデータ配線を形成した。厚さ0.1μ
mのITO薄膜をスパッタ法にて形成してから、フォト
レジストとITOエッチャントを用いてパターニングし
画素電極を得た。プラズマCVD法にて厚さ0.5μm
の窒化珪素薄膜を形成してフォトレジストとリアクティ
ブイオンエッチングを用いてパターニングし、保護層を
形成した。該保護層は画素電極上と液晶表示素子の外部
信号線との接続部分はエッチングして除いた。
A chromium thin film having a thickness of 0.2 μm was formed on an alkali-free glass by a sputtering method. A positive photoresist was applied on the chromium thin film and dried to form a photoresist film. Subsequently, a photomask was placed on the photoresist film and irradiated with ultraviolet rays using an exposure device.
After the exposure, the photoresist film was developed with an alkaline developer. Next, the chromium thin film is etched with a chromium etchant mixed in a ratio of potassium ferricyanide: sodium hydroxide: water = 1000: 350: 4365,
A pattern including a gate electrode, a gate wiring, and an additional capacitor was manufactured. After the chromium etching, the unnecessary photoresist film was stripped with a stripping solution. On the chromium thin film, a silicon nitride thin film having a thickness of 0.7 μm and an amorphous silicon thin film having a thickness of 0.08 μm were continuously formed by a plasma CVD method. A positive type photoresist was applied on the amorphous silicon thin film and dried to form a photoresist film. Subsequently, a photomask was placed on the photoresist film and irradiated with ultraviolet rays using an exposure device. After the exposure, the photoresist film was developed with an alkaline developer.
Next, the amorphous silicon thin film and the silicon nitride thin film were etched by a reactive ion etching method to form a channel portion. After the reactive ion etching, the unnecessary photoresist film was removed by ashing and a removing liquid. Next, a thickness of 0.5
A silicon nitride thin film of μm was formed. An etching stopper for protecting the channel portion was formed by patterning using photoresist and reactive ion etching in the same manner as the amorphous silicon thin film so that the silicon nitride thin film remained in the channel portion of the transistor. A boron-doped amorphous silicon thin film having a thickness of 0.2 μm is formed thereon by plasma CVD, and then patterned using a photoresist and reactive ion etching to form a channel layer and a source electrode and a drain electrode. Ohmic contact was secured. Further, a silicon nitride thin film having a thickness of 0.5 μm was formed by a plasma CVD method, and was patterned by using a photoresist and reactive ion etching, thereby forming a through hole at a portion where the source electrode and the drain electrode were connected. An aluminum thin film having a thickness of 0.2 μm is formed by a sputtering method, and is patterned using a photoresist and an aluminum etchant.
Source electrodes and data lines were formed. 0.1μ thickness
After forming an ITO thin film of m by a sputtering method, a pixel electrode was obtained by patterning using a photoresist and an ITO etchant. 0.5μm thickness by plasma CVD
Was formed and patterned using a photoresist and reactive ion etching to form a protective layer. The connection portion between the pixel electrode and the external signal line of the liquid crystal display element was removed by etching the protective layer.

【0081】かくして薄膜トランジスタからなる液晶駆
動素子を備えた基板を得た。
Thus, a substrate provided with a liquid crystal drive element composed of a thin film transistor was obtained.

【0082】上記のカラーフィルター基板上と液晶駆動
素子を備えた基板上にポリイミドからなる配向剤を塗布
し、80℃ で10分間乾燥し180℃ で1時間キュア
して厚さ0.08μmの配向膜を得た。該配向膜をレー
ヨン布によりラビング処理した。カラーフィルター側と
液晶駆動素子側の基板を貼り合わせたときに液晶が左回
りに90°捻れるようにラビング方向を選択した。
An alignment agent made of polyimide is applied on the above-mentioned color filter substrate and the substrate provided with the liquid crystal driving element, dried at 80 ° C. for 10 minutes, and cured at 180 ° C. for 1 hour to obtain an alignment having a thickness of 0.08 μm. A membrane was obtained. The alignment film was rubbed with a rayon cloth. The rubbing direction was selected such that the liquid crystal was twisted 90 ° counterclockwise when the substrates on the color filter side and the liquid crystal drive element side were bonded together.

【0083】カラーフィルター基板に直径4.2μmの
ポリスチレンからなるスペーサーを散布した。一方、液
晶駆動素子が形成された基板上には直径4.5μmのガ
ラスロッドを混入したエポキシ系のシール剤をスクリー
ン印刷した。シール剤はカラーフィルターの額縁部分に
接合されるように配置し、液晶注入口を設けた。
A spacer made of polystyrene having a diameter of 4.2 μm was sprayed on the color filter substrate. On the other hand, an epoxy-based sealant mixed with a glass rod having a diameter of 4.5 μm was screen-printed on the substrate on which the liquid crystal drive element was formed. The sealant was disposed so as to be joined to the frame portion of the color filter, and a liquid crystal injection port was provided.

【0084】カラーフィルター基板と液晶駆動素子が形
成された基板を位置合わせし、圧力をかけつつ加熱処理
した。加熱処理は150℃ で1時間としシール剤を硬
化して基板を固定した。用いたガラス基板において液晶
表示素子に必要な部分をガラススクライブ装置で切り出
した。
The color filter substrate and the substrate on which the liquid crystal driving elements were formed were aligned and subjected to heat treatment while applying pressure. The heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour to cure the sealant and fix the substrate. A portion required for the liquid crystal display element in the used glass substrate was cut out with a glass scribe device.

【0085】かくして得られたセルを減圧中に置き充分
脱気する。シール剤に設けられた液晶注入口を飽和電圧
が1.84Vの液晶(MLC6424 メルク社製)中
に浸した後、減圧雰囲気を常圧に戻し、液晶をセルの中
に導入した。液晶が注入されたセルの液晶注入口を紫外
線硬化樹脂で塞いだ。
The cell thus obtained is placed under reduced pressure and sufficiently degassed. After the liquid crystal injection port provided in the sealant was immersed in a liquid crystal having a saturation voltage of 1.84 V (MLC6424 manufactured by Merck), the reduced pressure atmosphere was returned to normal pressure, and the liquid crystal was introduced into the cell. The liquid crystal injection port of the cell into which the liquid crystal was injected was closed with an ultraviolet curable resin.

【0086】ラビング方向に合わせて、基板外側に偏光
フィルムを貼り付けた。かくして本発明の液晶表示素子
を得た。
A polarizing film was attached to the outside of the substrate according to the rubbing direction. Thus, a liquid crystal display device of the present invention was obtained.

【0087】該液晶表示素子10枚を室温にて一括点灯
し、中間調表示で500時間までの表示状態を観察した
が、表示ムラを生じるものはなく良好であった。
The ten liquid crystal display elements were turned on at room temperature at a time, and the display state was observed up to 500 hours in a halftone display.

【0088】比較例1 カラーフィルター基板に透明保護膜を設けなかったこと
以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製し
た。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて一括点
灯し、中間調表示で表示状態を観察したところ、100
時間で表示ムラが発生した液晶表示素子が6枚あり不良
であった。
Comparative Example 1 A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that no transparent protective film was provided on the color filter substrate. The ten liquid crystal display elements thus obtained were turned on at room temperature at a time, and the display state was observed in a halftone display.
There were six liquid crystal display elements in which display unevenness occurred over time, which was defective.

【0089】比較例2 カラーフィルター基板に透明保護膜を設けなかったこと
と、カラーフィルターの各色層をパターニングしてフォ
トレジストを剥離した後に、テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイドの2.38%の水溶液を供給しつつ
ディスクブラシを用いてガラス基板全面を擦り洗いした
こと以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製
した。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて一括
点灯し、中間調表示で500時間までの表示状態を観察
したところ、表示ムラを生じたものはなく良好であった
が、着色膜に細かい傷が入り、傷部分がきらめいて見え
るものがあった。
Comparative Example 2 A transparent protective film was not provided on a color filter substrate, and after a photoresist was removed by patterning each color layer of the color filter, a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was supplied. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, except that the entire surface of the glass substrate was scrubbed with a disk brush while performing the above. The ten liquid crystal display elements thus obtained were lit at a time at room temperature, and the display state was observed up to 500 hours in a halftone display. As a result, there was no display unevenness, and the display was good. And the scratches appeared to shimmer.

【0090】実施例2 飽和電圧が1.7Vの液晶を用いたこと以外は実施例1
と同様にして、液晶表示素子を作製した。かくして得た
液晶表示素子10枚を室温にて一括点灯し、中間調表示
で500時間までの表示状態を観察したところ、表示ム
ラを生じたものはなく良好であった。
Example 2 Example 1 except that a liquid crystal having a saturation voltage of 1.7 V was used.
In the same manner as in the above, a liquid crystal display element was manufactured. The ten liquid crystal display elements thus obtained were turned on at a time at room temperature, and the display state was observed up to 500 hours in a halftone display.

【0091】比較例3 カラーフィルター基板に透明保護膜を設けなかったこと
以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作製し
た。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて一括点
灯し、中間調表示で表示状態を観察した。100時間で
全ての液晶表示素子に表示ムラが発生し不良であった。
Comparative Example 3 A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that no transparent protective film was provided on the color filter substrate. The thus obtained ten liquid crystal display elements were turned on at room temperature at a time, and the display state was observed in a halftone display. In 100 hours, display unevenness occurred in all the liquid crystal display elements, which was defective.

【0092】比較例4 カラーフィルター基板に透明保護膜を設けなかったこと
と、カラーフィルターの各色層をパターニングしてフォ
トレジストを剥離した後に、テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイドの2.38%の水溶液を供給しつつ
ディスクブラシを用いてガラス基板全面を擦り洗いした
こと以外は、実施例2と同様にして液晶表示素子を作製
した。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて一括
点灯し、中間調表示で表示状態を観察したところ、10
0時間において、3枚で表示ムラが観察された。また、
カラーフィルターの着色膜に細かい傷が入り、傷部分が
きらめいて見えるものがあった。
Comparative Example 4 A transparent protective film was not provided on a color filter substrate, and after a photoresist was removed by patterning each color layer of the color filter, a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was supplied. A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the entire surface of the glass substrate was scrubbed using a disk brush while performing. The ten liquid crystal display elements thus obtained were turned on at room temperature at a time, and the display state was observed in a halftone display.
At 0 hour, display unevenness was observed on three sheets. Also,
There were fine scratches in the colored film of the color filter, and some of the scratches appeared to shimmer.

【0093】実施例3 透明保護膜材料としてエポキシ変性アクリル材料であ
る”オプトマー”SS(日本合成ゴム(株)製)を採用
し、厚さ1μmの透明保護膜を設けたこと以外は実施例
1と同様にして液晶表示素子を作製した。かくして得た
液晶表示素子10枚を室温にて一括点灯し、中間調表示
で500時間までの表示状態を観察したところ、全ての
液晶表示素子に表示ムラを生じるものはなく良好であっ
た。
Example 3 Example 1 was repeated except that an epoxy-modified acrylic material "Optomer" SS (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was used as the transparent protective film material, and a 1 μm thick transparent protective film was provided. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in the above. The ten liquid crystal display elements thus obtained were turned on at room temperature at a time, and the display state was observed for up to 500 hours in halftone display.

【0094】比較例5 カラーフィルター基板に透明保護膜を設けなかったこと
と飽和電圧が2.14Vの液晶(MLC2035 メル
ク社製)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、液
晶表示素子を作製した。かくして得た液晶表示素子10
枚を室温にて一括点灯し、中間調表示で表示状態を観察
したところ、表示ムラを生じたものはなかった。
Comparative Example 5 A liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a transparent protective film was not provided on the color filter substrate and a liquid crystal having a saturation voltage of 2.14 V (MLC2035 manufactured by Merck) was used. Was prepared. Liquid crystal display element 10 thus obtained
When the sheets were lit at room temperature and the display state was observed in a halftone display, no display unevenness occurred.

【0095】実施例4 透明保護膜の塗布条件を変更し、厚さを0.01μmと
したこと以外は実施例1と同様にして、液晶表示素子を
作製した。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて
一括点灯し、中間調表示で表示状態を観察したところ、
100時間で表示ムラが発生した液晶表示素子が3枚あ
り実施例1よりも不良であったが、比較例1に比べて改
善が見られた。
Example 4 A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the application conditions of the transparent protective film were changed and the thickness was changed to 0.01 μm. The ten liquid crystal display elements thus obtained were turned on at a time at room temperature, and the display state was observed in a halftone display.
There were three liquid crystal display elements in which display unevenness occurred in 100 hours, which was worse than Example 1, but improved compared to Comparative Example 1.

【0096】実施例5 透明保護膜の塗布条件を変更し、厚さを4μmとしたこ
と以外は実施例1と同様にして、液晶表示素子を作製し
た。かくして得た液晶表示素子10枚を室温にて一括点
灯し、中間調表示で表示状態を観察したところ、表示ム
ラを生じたものはなかったものの液晶注入時にセルギャ
ップ内に気泡が残留しやすく生産収率が低下した。
Example 5 A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the application conditions of the transparent protective film were changed and the thickness was changed to 4 μm. The 10 liquid crystal display elements thus obtained were turned on at room temperature at a time and the display state was observed in halftone display. No display unevenness was found, but bubbles were likely to remain in the cell gap when liquid crystal was injected. Yield decreased.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明によれば、表示ムラが発生しやす
い低電圧駆動液晶においても、安定して良好な表示品質
の液晶表示素子を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display element having a stable and good display quality even in a low voltage driving liquid crystal in which display unevenness is likely to occur.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 BB02 BB14 BB37 BB43 2H090 HB04X KA07 LA04 LA05 LA15 LA20 MB02 MB03 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FA08X FA08Z FA14Z FA35Y FC01 GA13 GA16 HA09 LA16 2K009 AA15 BB02 CC24 CC33 CC42 DD02 FF01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H048 BB02 BB14 BB37 BB43 2H090 HB04X KA07 LA04 LA05 LA15 LA20 MB02 MB03 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FA08X FA08Z FA14Z FA35Y FC01 GA13 GA16 HA09 LA16 2K009 AA15 BB02 CC02 CC02 CC24 CC24

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に複数の着色層を配置したカラーフ
ィルターを備えた液晶表示素子であって、該カラーフィ
ルターの着色層の上に透明保護層が設けられており、か
つ飽和電圧が2V以下のネマチック液晶が用いられてい
ることを特徴とする液晶表示素子。
1. A liquid crystal display device comprising a color filter in which a plurality of coloring layers are arranged on a substrate, wherein a transparent protective layer is provided on the coloring layer of the color filter, and a saturation voltage is 2V. A liquid crystal display device comprising the following nematic liquid crystal.
【請求項2】該ネマチック液晶として、飽和電圧が1.
8V以下のネマチック液晶が用いられていることを特徴
とする特許請求項1記載の液晶表示素子。
2. The nematic liquid crystal has a saturation voltage of 1.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a nematic liquid crystal of 8 V or less is used.
【請求項3】該透明保護層が液晶表示領域外にまで形成
されていることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表
示素子。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said transparent protective layer is formed outside the liquid crystal display area.
【請求項4】該透明保護層がアクリル樹脂、エポキシ樹
脂、シロキサンポリマー、シリコーンポリイミドまたは
ベンゾシクロブテン樹脂のうちの少なくとも一種である
ことを特徴とする特許請求項1記載の液晶表示素子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said transparent protective layer is at least one of an acrylic resin, an epoxy resin, a siloxane polymer, a silicone polyimide and a benzocyclobutene resin.
【請求項5】該透明保護層の厚さが0.03μmから3
μmであることを特徴とする特許請求項1記載の液晶表
示素子。
5. The transparent protective layer has a thickness of from 0.03 μm to 3 μm.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the liquid crystal display device is μm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6600532B2 (en) 2000-01-25 2003-07-29 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display subject to impurity extraction treatment for voltage holding ratio of 80% or more
EP1154305B1 (en) * 2000-04-26 2009-01-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method of evaluating a color filter

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