JP2003344867A - 液晶表示装置用電極板及びその製造方法、それを用いた液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置用電極板及びその製造方法、それを用いた液晶表示装置Info
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Abstract
11上にTFT素子30を形成する構成の液晶表示装置
用電極板において、TFT素子を高い基板温度で成膜し
てもカラーフィルタ層20の色特性が低下せず、色再現
域がNTSC方式の40%以上の液晶表示装置用電極
板、その製造方法、液晶表示装置を提供すること。 【解決手段】カラーフィルタ層20が前記耐熱性に優れ
た顔料を含有する感光性着色組成物を用いて形成されこ
と。メラミン系架橋剤またはエポキシ系架橋剤を含有す
る感光性着色組成物を用いて形成されたこと。オーバー
コート層41が2段階硬化法によって硬化、形成された
こと。
Description
極板、及び液晶表示装置に関するものであり、特に、ガ
ラス基板上のカラーフィルタ層、オーバーコート層上に
TFT素子が形成され、色再現性の良好な液晶表示装置
用電極板及びその製造方法、それを用いた液晶表示装置
に関する。
タ)等のスイッチング素子とカラーフィルタ層を形成す
ることは、対向基板の簡略化や、双方の電極板を貼り合
わせる際の位置ずれや寸法ずれを防ぐ意味からも望まし
いことと考えられ、この構成を実現する試みが為されて
きた。しかしながら、例えば、TFT素子と透明画素電
極が形成された電極板上にカラーフィルタ層を形成する
といった構成の場合においては、カラーフィルタ層の存
在に起因する諸々の不具合が発生していた。
カラーフィルタ層が加わるので新たな電圧損失が発生
し、液晶駆動の応答性の劣化を招くという問題が生じ
る。そこで、電圧損失を防ぐためカラーフィルタ層上に
透明画素電極を設けると、透明画素電極とTFT素子と
の導通はスルーホールを介して行うことになり、製造工
程が煩雑なものとなる。
れた電極板上にTFT素子と透明画素電極を形成すると
いった構成の場合においては、プラズマCVDを用いて
シリコン窒化膜(SiNx)やアモルファスシリコン膜
(a−Si:H)を高温で成膜するので、既に形成され
てあるカラーフィルタ層は熱によって変色、或いは褪色
し良好な色特性のカラーフィルタ層は得られない。
解決するためになされたものであり、カラーフィルタ層
が形成されたガラス基板上にTFT素子と透明画素電極
を形成するといった構成の液晶表示装置用電極板におい
て、液晶表示装置用電極板を構成するTFT素子を形成
する際に、高い基板温度で成膜してもカラーフィルタ層
の変色や褪色などでカラーフィルタ層の色特性が低下す
ることのない、或いはカラーフィルタ層の色特性の低下
を少なくした液晶表示装置用電極板、すなわち、色再現
域がNTSC方式の規格値に対し40%以上、白バラン
スが0.27<x<0.35、0.27<y<0.40
の範囲にある液晶表示装置用電極板を提供することを課
題とするものである。また、上記液晶表示装置用電極板
の製造方法、及び上記液晶表示装置用電極板を用いた液
晶表示装置を提供することを課題とする。
に、少なくともカラーフィルタ層、オーバーコート層が
形成され、該オーバーコート層上にTFT素子、透明画
素電極が形成された液晶表示装置用電極板であって、C
光源によるCIE色度図上での色再現域が、NTSC方
式の規格値の色再現域100%に対し40%以上の色再
現域を有し、白バランスが0.27<x<0.35、
0.27<y<0.40の範囲にあることを特徴とする
液晶表示装置用電極板である。
装置用電極板において、前記カラーフィルタ層が、メラ
ミン系架橋剤またはエポキシ系架橋剤を含有する感光性
着色組成物を用いて形成されたカラーフィルタ層である
ことを特徴とする液晶表示装置用電極板である。
装置用電極板において、前記オーバーコート層が、2段
階硬化法によって硬化、形成されたオーバーコート層で
あることを特徴とする液晶表示装置用電極板である。
ともカラーフィルタ層、オーバーコート層を形成し、該
オーバーコート層上にTFT素子、透明画素電極を形成
する液晶表示装置用電極板の製造方法であって、下記の
顔料を含有する感光性着色組成物を用いてカラーフィル
タ層を形成することを特徴とする液晶表示装置用電極板
の製造方法である。 ・赤顔料:C.I.ピグメントレッド122、123、
146、又は177から選ばれる顔料 ・緑顔料:C.I.ピグメントグリーン7、或いは36
から選ばれるハロゲン化フタロシアニン系顔料 ・青顔料:C.I.ピグメントブルー15、15:1、
15:2、15:3、15:4、15:6から選ばれる
1種以上の銅フタロシアニン系顔料
装置用電極板の製造方法において、前記カラーフィルタ
層を、メラミン系架橋剤またはエポキシ系架橋剤を含有
する感光性着色組成物を用いて形成することを特徴とす
る液晶表示装置用電極板の製造方法である。
装置用電極板の製造方法において、前記オーバーコート
層を、2段階硬化法によって硬化、形成することを特徴
とする液晶表示装置用電極板の製造方法である。
装置用電極板のいずれかの液晶表示装置用電極板を用い
たことを特徴とする液晶表示装置である。
に説明する。カラーテレビ受像機のカラーCRTで再現
できる色の範囲は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各
蛍光体が発光する三原色の色度図上の三つの色度点で囲
まれた三角形の内側である。例えば、NTSC(Nat
ional Television SystemCo
mmittee)方式の規格値による三つの色度点で囲
まれた色度図上の三角形の面積がNTSC方式における
色再現域となる。
図でのNTSC方式の赤(R)、緑(G)、青(B)三
原色の規格値を示す。 Rx=0.67、Ry=0.33 Gx=0.21、Gy=0.71 Bx=0.14、By=0.08
示系の色度図上でのNTSC方式の規格値における色再
現域(3つの色度点が形成する三角形の面積(S))を
求める数式を示す。 S=|Ry(Gx−Bx)+Gy(Bx−Rx)+By(Rx−Gx)|/2 =0.1582
るカラーフィルタ層の赤(R)、緑(G)、青(B)三
原色のC光源によるCIE色度図上での色再現域が、N
TSC方式の規格値の色再現域100%に対し40%以
上の色再現域を有することを特徴とするものであるが、
あるカラーフィルタ層(i)の、NTSC方式の規格値
の色再現域100%に対する色再現域の%(NTSC
比)は、下記の式により求められる。
色度図上での三角形の面積 S :0.1582 また、Si は、下記の式により求められる。 Si =|Ryi (Gxi −Bxi )+Gyi (Bxi −
Rxi )+Byi (Rxi −Gxi )|/2 ここで、Rxi 、Ryi 、Gxi 、Gyi 、Bxi 、B
yi は、あるカラーフィルタ層(i)の色度座標
は、下記の耐熱性に優れた顔料を含有する感光性着色組
成物を用いて各色画素を形成することにより得られる。 (赤顔料)C.I.ピグメントレッド122、123、
146、又は177から選ばれる顔料 (緑顔料)C.I.ピグメントグリーン7、或いは36
から選ばれるハロゲン化フタロシアニン系顔料 (青顔料)C.I.ピグメントブルー15、15:1、
15:2、15:3、15:4、15:6から選ばれる
1種以上の銅フタロシアニン系顔料
ラーフィルタ層が形成されたガラス基板上にTFT素子
を形成するといった構成の液晶表示装置用電極板であ
り、TFT素子を形成する際に、高温処理がなされるが
上記顔料を用いるので、良好な色再現域を有するものと
なる。
板の一実施例を示す部分断面図である。図1に示すよう
に、この液晶表示装置用電極板は、ガラス基板(11)
上に、ブラックマトリックス(21)、カラーフィルタ
層(20)、オーバーコート層(41)が順次に形成さ
れ、オーバーコート層(41)上にTFT素子(3
0)、及び透明画素電極(31)が形成されたものであ
る。TFT素子(30)は、ゲート電極(33)、ゲー
ト絶縁膜(34)、アモルファスシリコン膜(35)、
パシベーション層(36)、オーミック層(37)、ソ
ース電極(38)、およびドレイン電極(39)で構成
されている。また、ドレイン電極(39)は透明画素電
極(31)に接続している。
しては、上記のような耐熱性に優れる顔料が用いられ
る。この顔料を分散させる媒体は、カラーフィルタ層の
骨格成分となる樹脂であり、この樹脂は耐熱性のある樹
脂が望ましい。具体的には、耐熱温度230〜250℃
のアクリレート樹脂やポリイミド樹脂が挙げられる。ま
た、メラミン系架橋剤やエポキシ系架橋剤を含有する感
光性着色組成物を用いてカラーフィルタ層を形成するこ
とにより、カラーフィルタ層の樹脂組成を耐熱性に優れ
たものにすることができる。
ーフィルタ表面の段差や微細な凹凸を緩和するため、ま
た、カラーフィルタからの溶出物を遮蔽するためのもの
であって、表面の平坦化、及び溶出物の遮蔽をすること
で、この上に形成されるTFT素子や、透明画素電極の
特性に好結果をもたらす。また、オーバーコート層は、
2段階硬化法によって硬化させることにより熱衝撃を緩
和し色特性の劣化を抑えたものとなるので、オーバーコ
ート層は2段階で硬化させることが好ましい。
の製造方法の実施例を説明する。 <実施例1> (感光性着色組成物の調製)アクリル樹脂(メタクリル
酸20部、ブチルアクリレート30部、ブチルメタクリ
レート50部をエチルセロソルブ300部に溶解し、窒
素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル0.7部を加
えて70℃、5時間反応により得られたアクリル樹脂)
を樹脂濃度20%になるようにエチルセロソルブで希釈
した。
g、分散剤1.3g、溶剤としてシへキサノン36.4
gを添加して3本ロールで十分混練して赤の着色樹脂
(ペースト)を作製した。同様に希釈樹脂45gに対し
て顔料15g、分散剤1.1g、溶剤としてシクロへキ
サノン38.9gを添加して3本ロールで十分混練して
緑の着色樹脂(ペースト)を作製した。そして、さらに
希釈樹脂50gに対し顔料9.5g、分散剤1.0g、
溶剤としてシクロへキサノン39.5gを添加して3本
ロールで十分混練して青の着色樹脂(ペースト)を作製
した。
レッドA3B(C.I.ピグメントレッド177)1
2.3g。 [緑用]顔料リオノールグリーン6Y−501(東洋イ
ンキ製造(株)製:C.I.ピグメントグリーン36)
15.Og。 [青用]顔料リオノールブルーL6700F(BASF
社製:C.I.ピグメントブルー15:6)9.5g。
ペンタエリスリトールペンタアクリト5g、2−メチル
ー1−(4−(メチルチオ)フエニル)−2−モルホリ
ノープロパン−1−オン0.8g、メトキシスチリルト
リアジン0.2g、さらに、先に合成した希釈樹脂3
g、さらにプロピレングリコールジメチルアセテート4
1gを加えて良く攪拌し各色の感光性着色組成物とし
た。
クマトリックスが形成されたガラス基板(11)上に赤
色の感光性着色組成物をスピンコートし乾燥させた。7
0℃20分プレベーク後、液晶表示素子の1画素と同じ
画素サイズのマスクを用いて400mJ/cm2 露光し
た。2.5%炭酸ナトリウムの水溶液で現像し水洗し、
さらに水洗、乾燥後230℃30分でベーク乾燥して赤
色のパターンを得た。ベーク後の膜厚は1.2μmであ
った。
ートし乾燥させた。以下赤色と同様のプロセスにて膜厚
1.2μmの緑色のパターンを得た。さらに、青色の感
光性着色組成物をスピンコートし乾燥させた。以下前色
と同様のプロセスにて膜厚1.2μmの青色のパターン
を得、赤色、緑色、青色のパターンで構成するカラーフ
ィルタ層(20)をブラックマトリックス(21)が形
成されたガラス基板(11)上に形成した。
ラス基板(11)上のアクリレート樹脂を樹脂成分とす
るカラーフィルタ層(20)上に、アクリル系樹脂のオ
ーバーコート層(41)を形成し、この上にクロムのゲ
ート電極(33)と、ITO(酸化インジウム−スズ)
の透明画素電極(31)をパターン形成した。
成膜室(52)にてシリコン窒化膜(SiNx)をプラ
ズマCVDで厚さ0.5μmに成膜し、ゲート絶縁膜
(34)を形成した。ここでは、基板温度は230℃、
水素を170sccm、水素で希釈した10%シラン
(SiH4:10%、H2:90%)を流量50scc
m、同じく水素希釈のアンモニアを流量34sccmで
反応室内に供給し、圧力1torr、負荷電力180
W、堆積速度0.1nm/secにて80分間の成膜を
行った。
るため、マイクロ波(2.45GHz、400W)によ
り形成した水素ラジカル(H*)(水素20sccm)
をSiNxのプラズマCVD中に導入した。これは、図
2に示すように、発振器(71)からのマイクロ波を導
波管(72)に導き、この導波管(72)の途中から水
素を供給することで水素ラジカルを生成し、これをCV
Dチャンバー(73)内で主にガラス基板に向けて供給
するものである。
スシリコン(a−Si:H)膜(35)をプラズマCV
Dにて厚さ0.05μmに成膜した。ここでは、基板温
度は230℃、水素で希釈した10%シラン(Si
H4:10%、H2:90%)を流量300sccmで反
応室内に供給し、圧力1torr、負荷電力60W、堆
積速度0.1nm/secにて成膜を行った。
窒化膜(SiNx)のパシベーション層(36)を同様
にしてプラズマCVDで厚さ0.5μmに成膜した。こ
の際にも、水素ラジカル(H*)(水素20sccm)
をSiNxのプラズマCVD中に導入した。ここでは、
TFT素子のゲート電極(33)と、ソース電極(3
8)、ドレイン電極(39)が重なる部分の界面が特性
上重要であるため、上記のようにゲート絶縁膜(34)
とアモルファスシリコン(a−Si:H)膜(35)は
必ず連続形成し、パシベーション層(36)も続いて連
続形成することが望ましい。
とする反応性イオンエッチングをCF4ガス中にて行っ
てゲート絶縁膜(34)、アモルファスシリコン膜(3
5)、およびパシベーション層(36)を所望のパター
ンとした。続いて、フォトレジストをパターン耐蝕膜と
し、パシベーション層(36)に、同様に反応性イオン
エッチングをCF4ガス中にて行って長方形のスルーホ
ールを2箇所形成し、ここにオーミック層(37)をプ
ラズマCVDにて厚さ0.05μmに形成した。
0sccmと、水素で希釈した10%シラン(Si
H4:10%、H2:90%)を流量300sccm、水
素希釈1000ppmのPH3を流量90sccmで反
応室内に供給し、圧力1torr、負荷電力60W、堆
積速度0.06nm/secにて成膜を行った。次いで
ソース電極(38)とドレイン電極(39)を金属アル
ミニウム膜にて厚さ0.8μmにスパッタリングにて成
膜し、ウエットエッチングにてパターン形成した。
布し、ラビング工程を経て、対向電極板と対向させて位
置合わせをしながら貼り合わせ、液晶を両電極板の間に
注入し、密封して液晶表示装置とした。得られた液晶表
示装置は、欠陥画素や色ムラなどは発生せず高品位な画
面が得られた。
によるCIE色度図上での色度点が、赤(R)はx=
0.600、y=0.324、緑(G)はx=0.32
3、y=0.553、青(B)はx=0.160、y=
0.151であり、色再現域が、NTSC方式の規格値
の色再現域100%に対し48%であった。また、白
(W)はx=0.344、y=0.360、白(W)の
Y値は37であった。
組成物の組成に対し、ヘキサメチロールメラミンを固形
分の3%添加した感光性着色組成物を用いて実施例1と
同様に液晶表示装置用電極板を作製した。得られた液晶
表示装置用電極板を用いた液晶表示装置の色再現域は、
実施例1における色再現域に対し5%優位のものであっ
た。
組成物を用いて実施例1と同様にカラーフィルタ層を形
成した後、エポキシ系樹脂のオーバーコート層を形成し
た。オーバーコート層は2種作製した。すなわち、オー
バーコート層を230℃、1時間硬化させたオーバーコ
ート層(A)と、オーバーコート層を50℃、30分間
硬化させ、更に230℃、1時間硬化させたオーバーコ
ート層(B)の2種作製した。
ト層(A)を形成したガラス基板(A’)と、カラーフ
ィルタ層及びオーバーコート層(B)を形成したガラス
基板(B’)を用いて、実施例1と同様に液晶表示装置
用電極板(A’’)と液晶表示装置用電極板(B’’)
を作製した。
を用いた液晶表示装置(A’’’)と、得られた液晶表
示装置用電極板(B’’)を用いた液晶表示装置
(B’’’)の色再現域を比較したところ、液晶表示装
置(B’’’)の色再現域は、230℃、1時間硬化さ
せたオーバーコート層(A)を有する液晶表示装置
(A’’’)の色再現域に対し20%優位のものであっ
た。
製ノボパームカーミンHF4C(C.I.ピグメントレ
ッド185)を用い、緑用顔料として、山水色素(株)
製ファナトグリーンM(C.I.ピグメントグリーン
4)を用い、青用顔料として、東洋インキ製造(株)製
ウルトラブルー(C.I.ピグメントブルー1)を用
い、顔料以外は実施例1と同様に液晶表示装置を作製し
た。
た液晶表示装置の色特性は、C光源によるCIE色度図
上での色度点が、赤(R)はx=0.443、y=0.
351、緑(G)はx=0.334、y=0.427、
青(B)はx=0.278、y=0.267であり、色
再現域が、NTSC方式の規格値の色再現域100%に
対し6.8%であった。また、白(W)はx=0.34
8、y=0.356、白(W)のY値は56.4であっ
た。再現できる色再現域が狭く、TFT素子の形成での
加熱処理による色特性の劣化が顕著であった。
たガラス基板上にTFT素子を形成するといった構成の
液晶表示装置用電極板において、カラーフィルタ層が前
記の耐熱性に優れた顔料を含有する感光性着色組成物を
用いて形成されたカラーフィルタ層であるので、TFT
素子を形成する際に、高い基板温度で成膜してもカラー
フィルタ層の変色や褪色などでカラーフィルタ層の色特
性が低下することのない、すなわち、色再現域がNTS
C方式の規格値に対し40%以上、白バランスが0.2
7<x<0.35、0.27<y<0.40の範囲にあ
る液晶表示装置用電極板となる。
フィルタ層、オーバーコート層を形成し、該オーバーコ
ート層上にTFT素子、透明画素電極を形成する液晶表
示装置用電極板の製造方法において、前記の耐熱性に優
れた顔料を含有する感光性着色組成物を用いてカラーフ
ィルタ層を形成するので、TFT素子を形成する際に、
高い基板温度で成膜してもカラーフィルタ層の変色や褪
色などでカラーフィルタ層の色特性が低下することのな
い、すなわち、色再現域がNTSC方式の規格値に対し
40%以上、白バランスが0.27<x<0.35、
0.27<y<0.40の範囲にある液晶表示装置用電
極板の製造方法となる。
板を用いた液晶表示装置であるので、色再現域がNTS
C方式の規格値に対し40%以上、白バランスが0.2
7<x<0.35、0.27<y<0.40の範囲にあ
る液晶表示装置となる。
を示す部分断面図である。
図である。
ブロック図である。
Claims (7)
- 【請求項1】ガラス基板上に、少なくともカラーフィル
タ層、オーバーコート層が形成され、該オーバーコート
層上にTFT素子、透明画素電極が形成された液晶表示
装置用電極板であって、C光源によるCIE色度図上で
の色再現域が、NTSC方式の規格値の色再現域100
%に対し40%以上の色再現域を有し、白バランスが
0.27<x<0.35、0.27<y<0.40の範
囲にあることを特徴とする液晶表示装置用電極板。 - 【請求項2】前記カラーフィルタ層が、メラミン系架橋
剤またはエポキシ系架橋剤を含有する感光性着色組成物
を用いて形成されたカラーフィルタ層であることを特徴
とする請求項1記載の液晶表示装置用電極板。 - 【請求項3】前記オーバーコート層が、2段階硬化法に
よって硬化、形成されたオーバーコート層であることを
特徴とする請求項1、又は請求項2記載の液晶表示装置
用電極板。 - 【請求項4】ガラス基板上に、少なくともカラーフィル
タ層、オーバーコート層を形成し、該オーバーコート層
上にTFT素子、透明画素電極を形成する液晶表示装置
用電極板の製造方法であって、下記の顔料を含有する感
光性着色組成物を用いてカラーフィルタ層を形成するこ
とを特徴とする液晶表示装置用電極板の製造方法。 ・赤顔料:C.I.ピグメントレッド122、123、
146、又は177から選ばれる顔料 ・緑顔料:C.I.ピグメントグリーン7、或いは36
から選ばれるハロゲン化フタロシアニン系顔料 ・青顔料:C.I.ピグメントブルー15、15:1、
15:2、15:3、15:4、15:6から選ばれる
1種以上の銅フタロシアニン系顔料 - 【請求項5】前記カラーフィルタ層を、メラミン系架橋
剤またはエポキシ系架橋剤を含有する感光性着色組成物
を用いて形成することを特徴とする請求項4記載の液晶
表示装置用電極板の製造方法。 - 【請求項6】前記オーバーコート層を、2段階硬化法に
よって硬化、形成することを特徴とする請求項4、又は
請求項5記載の液晶表示装置用電極板の製造方法。 - 【請求項7】請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶
表示装置用電極板を用いたことを特徴とする液晶表示装
置。
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