JP2010132859A - 可変透明度を有する遮光部材及びこれを含む表示板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遮光部材を薄膜トランジスタ表示板に形成する場合、必要に応じて臨時に遮光部材を透明にする。
【解決手段】本発明が一実施形態による可変透明度を有する遮光部材は、重合性化合物、バインダ、及び臨界温度以下ではブラックを現わし、前記臨界温度以上では透明である熱変色物質を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、可変透明度を有する遮光部材及びこれを含む表示板とその製造方法に関する。

液晶表示装置は、現在、最も幅広く使用されている平板表示装置の１つであって、電極が形成されている二枚の基板と、その間に挿入されている液晶層とで形成され、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって、透過する光の量を調節する表示装置である。
液晶表示装置の中でも、現在、主に使用されているものは、電場生成電極が２つの表示板にそれぞれ備えられている構造である。この中でも、１つの表示板には複数の薄膜トランジスタと画素電極とがマトリックス状に配列されており、他の表示板には赤色、緑色及び青色のカラーフィルタと遮光部材とが形成されており、その全面を共通電極が覆っている構造が主流である。

しかし、このような液晶表示装置は、画素電極、カラーフィルタ及び遮光部材が他の表示板に形成されるため、画素電極とカラーフィルタとの間または画素電極と遮光部材との間に正確なアライメントが困難で、アライメント誤差が生じ得る。これを解決するために、カラーフィルタ、遮光部材及び画素電極を同一の表示板に形成する構造が提案されている。このように、遮光部材を画素電極などが形成された薄膜トランジスタ表示板に共に形成することによって、表示装置の高開口率及び高透過率を可能にする。

このような遮光部材が、画素電極及び薄膜トランジスタと同一の表示板に形成される場合、遮光部材は薄膜トランジスタ、データ線及び一部の画素電極などを覆い得る。しかし、遮光部材が薄膜トランジスタなどが位置する部分の光を遮断するため、表示板の開発過程、製造過程または不良検査などにおいて、薄膜トランジスタ、データ線、画素電極などが形成された薄膜トランジスタ表示板の種々の構成要素を観察することが困難である。

本発明の目的は、遮光部材を薄膜トランジスタ表示板に形成する場合、必要に応じて一時的に遮光部材を透明にすることである。

本発明の一実施形態による可変透明度を有する遮光部材は、重合性化合物、バインダ及び臨界温度以下ではブラックを表し、前記臨界温度以上では透明である熱変色物質を含む。
前記臨界温度は−２０℃から９０℃とすることが好ましい。
前記臨界温度は７８℃から８２℃とすることが好ましい。
前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記透明度が変わることが好ましい。
前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的であることが好ましい。
カーボンブラック及び色顔料のうちの少なくとも１つをさらに含むことが好ましい。

前記可変透明度を有する遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下とすることが好ましい。
前記熱変色物質は、トリフェニルメタンフタライド（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅｐｈｔｈａｌｉｄｅ）化合物、フタライド（ｐｈｔｈａｌｉｄｅ）化合物、フタラン（ｐｈｔｈａｌａｎ）化合物、 アシル−ロイコメチレン（ａｃｙｌ−ｌｅｕｃｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）青化合物、フルオラン（ｆｌｕｏｒａｎ）化合物、トリフェニルメタン（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、ジフェニルメタン（ｄｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、スピロピラン（ｓｐｉｒｏｐｙｒａｎ）化合物などの酸反応性の色原体物質、５−ブチルベンゾトリアゾール（ｂｕｔｙｌｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）、ビスベンゾトリアゾール（ｂｉｓｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）−５−メタン（ｍｅｔｈａｎｅ）、フェノール（ｐｈｅｎｏｌ）、ノニルフェノール （ｎｏｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）、ビスフェノール（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）Ａ、ビスフェノール（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）Ｆ、２，２'−バイフェノール（ｂｉｐｈｅｎｏｌ）、ベタ−ナフトール（ｂｅｔａｎａｐｈｔｈｏｌ）、１，５−ジヒドロキシナフタレン（ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、アルキルｐ−ヒドロキシベンゾエート（ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅｓ）、フェノール樹脂低重合体（ｐｈｅｎｏｌ ｒｅｓｉｎ ｏｌｉｇｏｍｅｒ）などの酸性化合物、リーレン（ｒｙｌｅｎｅ）染色、交差したフタライド（例えば、光学活性フタライド）、スルフィナート（ｓｕｌｆｉｎａｔｅ）エステル、電子供与色原体有機化合物、電子受容性化合物、ジフェニルアミン誘導体から選択した少なくとも１つの鈍化剤、カルバゾール（ｃａｒｂａｚｏｌｅ）誘導体から選択した少なくとも１つの鈍感剤、電子供与色原体物質、ａ１，２，３−トリアゾール（ｔｒｉａｚｏｌｅ）化合物、アゾメチン（ａｚｏｍｅｔｈｉｎｅ）あるいはカルボン酸塩及びアルコール、アミドあるいはエステル溶媒、６−（ジメチルアミノ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ））−３，３−ビス（ジメチルアミノフェニル（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ））−１−(３Ｈ）イソベンゾフラノン（ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｏｎｅ）（クリスタルバイオレットラクトン（ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｃｔｏｎｅ））、Ｔ−アニリノ（ａｎｉｌｉｎｏ）−６−ジエチルアミノ（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−３−メチルフルオラン（ｍｅｔｈｙｌｆｌｕｏｒａｎ）、２'−ジベンジルアミノ（ｄｉｂｅｎｚｙｌａｍｉｎｏ）−６'−ジエチルアミノフルオラン（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｆｌｕｏｒａｎ）、３，３−ビス−（１−ブチル−２−メチル−１−Ｈ−インドール（ｉｎｄｏｌ）−３−ｙｌ）−１（３Ｈ)−イソベンゾフラノン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−[Ｎ，Ｎ'−ビス（４−オクチルフェニル（ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ））アミノ）フタライド、２，４，８，１０−テトラヨード（ｔｅｔｒａｉｏｄｏ）−３，９−ジヒドロキシ（ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ）−６−３'，４'，５'，６'−テトラクロロフェニル（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−２−フタリド（ｐｈｔｈａｌｉｄｏ））クサンテノン（ｘａｎｔｈｅｎｏｎｅ）（ローズベンガルラクトン（Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ ｌａｃｔｏｎｅ））、３，３−ｂｉｓ（４'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−ジカルボキシメチルアミノ（ｄｉｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−メチル）フェニルオゾベンゾフラン（ｐｈｅｎｙｌｉｏｓｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（ｏ−クレゾールフタレイン（ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）コンプレックスワン（ｃｏｍｐｌｅｘｏｎｅ））、３，３−ビス（ソジウム（ｓｏｄｉｕｍ）−３'−スルホナト（ｓｕｌｆｏｎａｔｏ）−４'−ヒドロキシフェニル）−４，５，６，７−テトラブロモイゾベンゾフラン（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（スルホブロモナフタレン（ｓｕｌｆｏｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｉｎ）ソジウム塩）及び３，３−ビス（３'，５'−ジブロモ（ｄｉｂｒｏｍｏ）−４−ヒドロキシフェニル（ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）イソベンゾフラン（ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（テトラブロモフェノールフタレイン（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）ブロモクレゾールグリーンチモールフタレイン （ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ ｇｒｅｅｎ ｔｈｙｍｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

本発明が一実施形態による表示板は、基板と、前記基板上に形成される複数の信号線と、前記基板上に形成される複数の薄膜トランジスタと、前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に形成される複数のカラーフィルタと、前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に形成される遮光部材と、前記カラーフィルタ及び前記遮光部材の上に形成され、前記薄膜トランジスタとそれぞれ接続される複数の画素電極とを含み、前記遮光部材は、臨界温度以下ではブラックを表し、前記臨界温度以上では透明である熱変色物質を含む。
前記遮光部材は重合性化合物及びバインダをさらに含むことが好ましい。
前記臨界温度は−２０℃から９０℃とすることができ、さらに具体的には７８℃から８２℃とすることができる。
前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記遮光部材の透明度が変わることが好ましい。
前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的であることが好ましい。

前記遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下とすることが好ましい。
本発明の一実施形態による表示板の製造方法は、基板上に信号線及び薄膜トランジスタを形成する工程と、前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に複数のカラーフィルタを形成する工程と、前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に熱変色物質を含む遮光部材を形成する工程と、前記カラーフィルタ及び前記遮光部材の上に複数の画素電極を形成する工程とを含み、前記熱変色物質は、臨界温度以下ではブラックを現わし、前記臨界温度以上では透明であることが好ましい。
前記感光性有機物は重合性化合物及びバインダをさらに含むことが好ましい。
前記臨界温度は７８℃から８２℃とすることが好ましい。

前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記熱変色物質の透明度が変わることが好ましい。
前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的であることが好ましい。
前記遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下とすることが好ましい。

本発明の実施形態によれば、薄膜トランジスタ表示板の開発、製造過程中、または製造後に薄膜トランジスタ、ゲート線、データ線、画素電極などの状態を観察したり、不良箇所を直したりするとき、遮光部材を透明にすることによって、薄膜トランジスタなどの構成要素を簡単に観察することができる。

本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表すために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“すぐ上”にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

本発明の一実施形態による表示装置について、図１から図３を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図２及び図３は、それぞれ図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
図１から図３を参照すると、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００及びその間に挿入されている液晶層３を含む。

以下、薄膜トランジスタ表示板１００について説明する。
絶縁基板１１０の上に、ゲート信号を伝達する複数のゲート線１２１が形成されている。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層またはゲート駆動部（図示せず）との接続のための広い端部１２９とを含む。
ゲート線１２１の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０の上には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは、略してａ−Ｓｉと記す）または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、縦方向にのび、ゲート電極１２４に向かってのびている複数の突出部１５４を含む。
線状半導体１５１の上には、複数の線状オーミックコンタクト部材１６１及び複数の島型オーミックコンタクト部材１６５が形成されている。線状オーミックコンタクト部材１６１は、線状半導体１５１の突出部１５４に向かってのびている突出部１６３を含み、突出部１６３は島型オーミックコンタクト部材１６５と対を成して線状半導体１５１の突出部１５４の上に位置する。オーミックコンタクト部材１６１、１６５は、シリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質ケイ素などの物質で作られる。

線状オーミックコンタクト部材１６１、島型オーミックコンタクト部材１６５及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５が形成されている。
データ線１７１は、データ電圧を伝達し、主に縦方向にのびてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かってのびた複数のソース電極１７３と、他の層またはデータ駆動部（図示せず）との接続のために面積の広い端部１７９とを含む。ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されており、ゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。

ゲート電極１２４、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、線状半導体１５１の突出部１５４と共に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の線状半導体１５１の突出部１５４に形成される。
線状半導体１５１は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間のチャンネル領域を除いては、データ線１７１及びドレイン電極１７５と実質的に同一の平面形状を有する。
線状オーミックコンタクト部材１６１は、線状半導体１５１とデータ線１７１との間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くし、データ線１７１と実質的に同一の平面形状を有する。島型オーミックコンタクト部材１６５は、線状半導体１５１とドレイン電極１７５との間にだけ存在し、これらの間の接触抵抗を低くし、ドレイン電極１７５と実質的に同一の平面形状を有する。線状半導体１５１には、チャンネル領域をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５によって覆われずに露出した部分がある。

ゲート絶縁膜１４０、データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び露出した半導体１５１の突出部１５４の上には、下部保護膜１８０ｐが形成されている。下部保護膜１８０ｐは、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物で作られる。
下部保護膜１８０ｐの上には、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０が形成されている。

カラーフィルタ２３０は、データ線１７１によって区切られる画素列に沿って、データ線１７１と平行する方向に長く延長している赤色フィルタ２３０Ｒ、緑色フィルタ２３０Ｇ、及び青色フィルタ２３０Ｂを含むことができる。このように隣接したカラーフィルタ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂは互いに異なる基本色を示すことができ、基本色は、赤色、緑色、及び青色など以外の他の色を示すことも可能である。カラーフィルタ２３０は、薄膜トランジスタが位置した部分の上には形成されないこともある。また、隣接したカラーフィルタ２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂの境界は、主にデータ線１７１の上に形成され、データ線１７１付近で互いに重畳することもできる。赤色フィルタ２３０Ｒ、緑色フィルタ２３０Ｇ及び青色フィルタ２３０Ｂは、画素ごとに交互に配列されることもできる。
カラーフィルタ２３０は、顔料を含む感光性有機物で作られる。前述した下部保護膜１８０ｐは、このようなカラーフィルタ２３０の顔料が露出した半導体１５１の突出部１５４部分に流入することを防止することができる。
外部駆動回路と接続するゲート線１２１の端部１２９またはデータ線１７１の端部１７９が位置した周辺領域には、カラーフィルタ２３０が存在しない。

遮光部材２２０は、ブラックマトリックスとも言い、光漏れを防止する。遮光部材２２０は、大体隣接するカラーフィルタ２３０の間に位置し、ゲート線１２１及びデータ線１７１を覆い、これらと平行する線状部２２１と、薄膜トランジスタの部分を覆う突出部２２２などを含むことができる。
遮光部材２２０は熱変色物質を含む有機物で作られる。

熱変色物質は、温度により色または透明度が変わる物質であって、図２及び図３を参照すると、遮光部材２２０は、常温ではブラックなどの暗い色を表し、熱を加えて温度が上がれば透明に変わる物質であり得る。つまり、一定の臨界温度（Ｔｃ）以下ではブラックを表し、温度が臨界温度（Ｔｃ）以上になると、外部で遮光部材２２０の下部を視認できるほど透明に変われる。このような臨界温度（Ｔｃ）は、−２０℃〜９０℃の範囲内で決めることができ、本実施形態による液晶表示装置の場合、液晶表示装置を使用する一般的な常温を考慮して、８０℃付近の温度を臨界温度（Ｔｃ）に決められる。また、臨界温度（Ｔｃ）の付近で熱変色物質を含む遮光部材２２０の透明度の変化または色変化の敏感度は１℃〜２℃であり得る。つまり、臨界温度（Ｔｃ）を中心とした１℃〜２℃範囲内で遮光部材２２０の色または透明度が完全に変われる。
このような熱変色物質の温度による色または透明度の変化は可逆的であり、臨界温度（Ｔｃ）以下ではブラックを表し、臨界温度（Ｔｃ）以上になると透明に変わり、再び臨界温度（Ｔｃ）以下になればブラックを表すことができる。

これとは異なって、他の実施形態による熱変色物質は、履歴現象を示す擬似熱変色物質であってもよい。
熱変色物質の具体的例としては、トリフェニルメタンフタライド（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅｐｈｔｈａｌｉｄｅ）化合物、フタライド（ｐｈｔｈａｌｉｄｅ）化合物、フタラン（ｐｈｔｈａｌａｎ）化合物、アシル−ロイコメチレン（ａｃｙｌ−ｌｅｕｃｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）青化合物、フルオラン（ｆｌｕｏｒａｎ）化合物、トリフェニルメタン（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、ジフェニルメタン（ｄｉｐｈｅｎｙｌｍｅｔｈａｎｅ）化合物、スピロピラン（ｓｐｉｒｏｐｙｒａｎ）化合物などの酸反応性の色原体物質、５−ブチルベンゾトリアゾール（ｂｕｔｙｌｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）、ビスベンゾトリアゾール（ｂｉｓｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）−５−メタン（ｍｅｔｈａｎｅ）、フェノール（ｐｈｅｎｏｌ）、ノニルフェノール （ｎｏｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）、ビスフェノール（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）Ａ、ビスフェノール（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）Ｆ、２，２'−バイフェノール（ｂｉｐｈｅｎｏｌ）、ベタ−ナフトール（ｂｅｔａｎａｐｈｔｈｏｌ）、１，５−ジヒドロキシナフタレン（ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、アルキルｐ−ヒドロキシベンゾエート（ｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏａｔｅｓ）、フェノール樹脂低重合体（ｐｈｅｎｏｌ ｒｅｓｉｎ ｏｌｉｇｏｍｅｒ）などの酸性化合物、リーレン（ｒｙｌｅｎｅ）染色、交差したフタライド、スルフィナート（ｓｕｌｆｉｎａｔｅ）エステルなどがある。

その他にも、熱変色物質は電子供与色原体有機化合物、電子受容性化合物、ジフェニルアミン誘導体から選択した少なくとも１つの鈍化剤、カルバゾール（ｃａｒｂａｚｏｌｅ）誘導体から選択した少なくとも１つの鈍感剤、電子供与色原体物質、ａ １、２、３−トリアゾール（ｔｒｉａｚｏｌｅ）化合物、アゾメチン（ａｚｏｍｅｔｈｉｎｅ）あるいはカルボン酸塩、及びアルコール、アミドあるいはエステル溶媒を含むことができる。

また、他の熱変色物質は、６−（ジメチルアミノ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ））−３，３−ビス（ジメチルアミノフェニル（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ））−１−（３Ｈ）イソベンゾフラノン（ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎｏｎｅ）（クリスタルバイオレットラクトン（ｃｒｙｓｔａｌ ｖｉｏｌｅｔ ｌａｃｔｏｎｅ））、Ｔ−アニリノ（ａｎｉｌｉｎｏ）−６−ジエチルアミノ（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−３−メチルフルオラン（ｍｅｔｈｙｌｆｌｕｏｒａｎ）、２'−ジベンジルアミノ（ｄｉｂｅｎｚｙｌａｍｉｎｏ）−６'−ジエチルアミノフルオラン（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｆｌｕｏｒａｎ）、３，３−ビス−（１−ブチル−２−メチル−１−Ｈ−インドール（ｉｎｄｏｌ）−３−ｙｌ）−１（３Ｈ）−イソベンゾフラノン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−[Ｎ、Ｎ'−ビス（４−オクチルフェニル（ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ））アミノ）フタライド、２，４，８，１０−テトラヨード（ｔｅｔｒａｉｏｄｏ）−３，９−ジヒドロキシ（ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ）−６−（３'，４'，５'，６'−テトラクロロフェニル（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）−２−フタリド（ｐｈｔｈａｌｉｄｏ））クサンテノン（ｘａｎｔｈｅｎｏｎｅ）（ローズベンガルラクトン（Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ ｌａｃｔｏｎｅ））、３，３−ビス（４'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−ジカルボキシメチルアミノ（ｄｉｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−メチル）フェニルオゾベンゾフラン（ｐｈｅｎｙｌｉｏｓｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（ｏ−クレゾールフタレイン（ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）コンプレックスワン（ｃｏｍｐｌｅｘｏｎｅ））、３，３−ビス（ソジウム（ｓｏｄｉｕｍ）−３'−スルホナト（ｓｕｌｆｏｎａｔｏ）−４'−ヒドロキシフェニル）−４，５，６，７−テトラブロモイゾベンゾフラン（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（スルホブロモナフタレン（ｓｕｌｆｏｂｒｏｍｏｎａｐｈｔｈａｌｅｉｎ）ソジウム塩）、及び３，３−ビス（３'、５'−ジブロモ（ｄｉｂｒｏｍｏ）−４−ヒドロキシフェニル（ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）イソベンゾフラン（ｉｓｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ）−３−オン（テトラブロモフェノールフタレイン（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）ブロモクレゾールグリーンチモールフタレイン （ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ ｇｒｅｅｎ ｔｈｙｍｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ）などの可逆的な熱変色色素を含むこともできる。
熱変色物質は、アルコール、アルコール−アクリロニトリル（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）付加物、アゾメチン化合物、エステルなどの溶媒と共に用いることができる。

その他にも、熱変色物質は、当業界で公知された種々の熱変色物質を含むことができる。
また、遮光部材２２０は、本来の役割である光遮断を行うために、カーボンブラックのような無機黒色粒子、または有機物質からなる色顔料をさらに含むことができる。色顔料を使用する場合は、カラーフィルタ２３０の顔料として用いられる複数の有機顔料を適切に混合して使用することができる。
遮光部材２２０がカーボンブラックまたは色顔料を含むとき、カーボンブラックまたは色顔料の量は、遮光部材２２０がブラックを現わす臨界温度（Ｔｃ）以下では光を十分に吸収できるほどに最小限に調節する。光を吸収する程度は光学密度（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）で表すことができ、光学密度は、光が遮光部材２２０を通過したとき、遮光部材２２０がある程度の光を吸収したかを見せる尺度であって、光の強さ、厚さ、吸光係数などと関する吸光度と同一の意味を有する。一般に、光学密度が高いほど光をよく吸収することであり、光学密度が低いほど光をよく吸収できず、光の透過量が多い。

本実施形態によれば、熱変色物質の臨界温度（Ｔｃ）以下では、遮光部材２２０が光を十分に遮断できるように、遮光部材２２０の光学密度を３．０以上とすることができ、臨界温度（Ｔｃ）以上では、遮光部材２２０を光が通過して遮光部材２２０の下部に位置するゲート線１２１、データ線１７１及び薄膜トランジスタまたは遮光部材２２０の上部に位置する他の構成要素などが外部で視認できるように、遮光部材２２０の光学密度を２．０以下とすることができる。これにより、カーボンブラックまたは色顔料の量と熱変色物質の量を調節することができる。つまり、遮光部材２２０が含む熱変色物質が、臨界温度（Ｔｃ）以下で光学密度が３．０以上になると、カーボンブラックまたは色顔料は省略も可能であり、臨界温度（Ｔｃ）以下で光学密度が３．０以上にならない場合、カーボンブラックまたは色顔料を適切に添加することができる。但し、熱変色物質の臨界温度（Ｔｃ）以上では、遮光部材２２０を通じて薄膜トランジスタなどが外部から視認できるようにしなければならない。
これにより、薄膜トランジスタ表示板１００の製造過程、開発過程、及び製造後の不良検査など、必要に応じて熱を加えて遮光部材２２０を透明にすることができ、遮光部材２２０の上下に位置した薄膜トランジスタなどの種々の構成要素を観察して分析することが可能になる。また、熱変色物質の色または透明度の変化が可逆的であり得るので、遮光部材２２０を必要に応じて透明にした後、再度温度を低くすることによって、遮光部材２２０が本来の機能を行うようにすることができる。

その他に、遮光部材２２０は、重合性化合物、バインダなどを含む樹脂組成物をさらに含むことができる。
重合性化合物は、光または熱によって重合できるモノマーまたはオリゴマーなどの化合物であって、炭素−炭素不飽和結合及び／または炭素−炭素環状結合を有する化合物、例えば、不飽和カルボン酸化合物、アクリルアミド系化合物、アリルエステル系化合物、及びビニル系化合物などが含まれる。重合性化合物は、樹脂組成物の総含有量に対して約１から２０重量％で含まれることができる。重合性化合物が少なすぎると、現像性が低下してパターンが不良となり、かつ耐久性が弱くなる場合がある。重合性化合物が多すぎると、コーティング性が低下し得る。
バインダは、例えば、アクリル系またはメタクリル系重合体などのアルカリ可溶性樹脂であり得る。バインダは、樹脂組成物の総含有量に対して約１から２０重量％で含まれることができる。この量が少なすぎると、コーティング性が低下し、多すぎると、現像性が低下することがある。

遮光部材用樹脂組成物は、上述した重合性化合物及びバインダ以外に、光開始剤、界面活性剤及び密着改善剤のような成分をさらに含むことができる。
遮光部材２２０は、カラーフィルタ２３０をインクジェット印刷方式によって形成する場合、カラーフィルタ２３０の物質を取り囲む隔壁の役割を果たすこともできる。また、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上下位置を変化させることができる。
カラーフィルタ２３０の上には上部保護膜１８０ｑが形成されている。上部保護膜１８０ｑは窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物質で作られ、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０が浮くことを防止し、後続工程でカラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０にエッチング液などの化学液が流入することを防止できる。

上部保護膜１８０ｑ、カラーフィルタ２３０及び下部保護膜１８０ｐには、ドレイン電極１７５を露出するコンタクトホール１８５が形成され、上部保護膜１８０ｑ及び下部保護膜１８０ｐには、データ線１７１の端部１７９を露出するコンタクトホール１８２が形成され、上部保護膜１８０ｑ、下部保護膜１８０ｐ、及びゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９を露出するコンタクトホール１８１が形成されている。
上部保護膜１８０ｑの上には、画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらは、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質、アルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属で作られる。

画素電極１９１は、コンタクトホール１８５によってドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。
接触補助部材８１、８２は、コンタクトホール１８１、１８２によってゲート線１２１の端部１２９とデータ線１７１の端部１７９にそれぞれ接続されている。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９またはデータ線１７１の端部１７９と駆動集積回路のような外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
薄膜トランジスタ表示板１００と対向する共通電極表示板２００には、絶縁基板２１０の上に絶縁膜２５０及びＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などで作られる共通電極２７０が順次に形成されている。絶縁膜２５０は省略することも可能である。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の各内側面には配向膜１１、２１がそれぞれ形成され、各外側面には偏光板１２、２２が付着している。
薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００の間には、複数の液晶分子３１０を含む液晶層３が挿入されている。液晶層３の液晶分子３１０は、共通電極２７０及び画素電極１９１に電圧が印加されて液晶層３に生成される電場によって、その方向が決定される。

以下、本発明の一実施形態による液晶表示装置の薄膜トランジスタ表示板１００の製造方法について、図１から図３を参照して説明する。
最初に、絶縁基板１１０の上に複数のゲート線１２１、ゲート絶縁膜１４０、複数の線状半導体１５１、複数の線状オーミックコンタクト部材１６１及び複数の島型オーミックコンタクト部材１６５、複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５、並びに下部保護膜１８０ｐを順次に形成する。
次に、下部保護膜１８０ｐの上に色顔料を含む感光性有機物を塗布し、マスクを利用して露光及び現像し、複数のカラーフィルタ２３０を形成する。
次に、下部保護膜１８０ｐ及びカラーフィルタ２３０の上に、上述したような熱変色物質を含む感光性有機物を塗布し、マスクを利用して露光及び現像し、遮光部材２２０を形成する。遮光部材２２０を形成するための感光性有機物は、カーボンブラックのような無機黒色粒子または有機物質からなる色顔料、重合性化合物またはバインダなどをさらに含むことができる。
カラーフィルタ２３０と遮光部材２２０を形成する順序は変わってもよい。
次に、カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上に上部保護膜１８０ｑを形成し、コンタクトホール１８１、１８２、１８５を形成する。

次に、上部保護膜１８０ｑの上に画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２を形成する。
このように、遮光部材２２０が薄膜トランジスタ表示板１００に形成される表示装置において、遮光部材２２０のカーボンブラックまたは色顔料の量を減らすか、または省略し、臨界温度（Ｔｃ）以下ではブラックを表わし、臨界温度（Ｔｃ）以上では透明になる熱変色物質を用いることにより、必要に応じて遮光部材２２０を透明にして、薄膜トランジスタ表示板１００の種々の構成要素を外部で視認できるようにする。これにより、薄膜トランジスタ表示板１００の開発、製造過程中または製造後に薄膜トランジスタ、ゲート線、データ線、画素電極などの状態を観察したり、不良箇所を直したりするとき、遮光部材２２０を透明にすることによって薄膜トランジスタなどの構成要素を簡単に観察することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれらに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

３ 液晶層
１２、２２ 配向膜
８１、８２ 接触補助部材
１００、２００ 表示板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１ 半導体
１６１、１６５ オーミックコンタクト部材
１７１ データ線
１７５ ドレイン電極
１８０ｐ、１８０ｑ 保護膜
１８１、１８２、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
２２０、２２１、２２２ 遮光部材
２３０、２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ カラーフィルタ
２５０ 絶縁膜
２７０ 共通電極
３１０ 液晶分子

Claims (21)

1. 重合性化合物と、
   バインダと、
   臨界温度以下ではブラックを表わし、前記臨界温度以上では透明である熱変色物質とを含む可変透明度を有する遮光部材。
2. 前記臨界温度は−２０℃から９０℃である請求項１に記載の可変透明度を有する遮光部材。
3. 前記臨界温度は７８℃から８２℃である請求項２に記載の可変透明度を有する遮光部材。
4. 前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記透明度が変わる請求項１から３のいずれか１つに記載の可変透明度を有する遮光部材。
5. 前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的である請求項１から４のいずれか１つに記載の可変透明度を有する遮光部材。
6. カーボンブラック及び色顔料のうちの少なくとも１つをさらに含む請求項１から５のいずれか１つに記載の可変透明度を有する遮光部材。
7. 前記可変透明度を有する遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下である請求項１から６のいずれか１つに記載の可変透明度を有する遮光部材。
8. 前記熱変色物質は、
   トリフェニルメタンフタライド化合物、フタライド化合物、フタラン化合物、 アシル−ロイコメチレン青化合物、フルオラン化合物、トリフェニルメタン化合物、ジフェニルメタン化合物、スピロピラン化合物からなる酸反応性の色原体物質；
   ５−ブチルベンゾトリアゾール、ビスベンゾトリアゾール−５−メタン、フェノール、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、２，２'−バイフェノール、ベタ−ナフトール、１，５−ジヒドロキシナフタレン、アルキルｐ−ヒドロキシベンゾエート、フェノール樹脂低重合体からなる酸性化合物；
   リーレン染色、交差したフタライド、スルフィナートエステル、電子供与色原体有機化合物、電子受容性化合物、ジフェニルアミン誘導体から選択した少なくとも１つの鈍化剤、カルバゾール誘導体から選択した少なくとも１つの鈍感剤、電子供与色原体物質、ａ１，２，３−トリアゾール化合物、アゾメチンあるいはカルボン酸塩及びアルコール、アミドあるいはエステル溶媒、６−（ジメチルアミノ）−３，３−ビス（ジメチルアミノフェニル）−１−(３Ｈ）イソベンゾフラノン（クリスタルバイオレットラクトン）、Ｔ−アニリノ−６−ジエチルアミノ−３−メチルフルオラン、２'−ジベンジルアミノ−６'−ジエチルアミノフルオラン、３，３−ビス−（１−ブチル−２−メチル−１−Ｈ−インドール−３−イル）−１（３Ｈ)−イソベンゾフラノン、３−（４−ジメチルアミノフェニル）−３−[Ｎ，Ｎ'−ビス（４−オクチルフェニル）アミノ）フタライド、２，４，８，１０−テトラヨード−３，９−ジヒドロキシ−６−３'，４'，５'，６'−テトラクロロフェニル−２−フタリドクサンテノン（ローズベンガルラクトン）、３，３−ビス（４'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−ジカルボキシメチルアミノ−メチル）フェニルオゾベンゾフラン−３−オン（ｏ−クレゾールフタレインコンプレックソン）、３，３−ビス（ソジウム−３'−スルホナト−４'−ヒドロキシフェニル）−４，５，６，７−テトラブロモイゾベンゾフラン−３−オン（スルホブロモナフタレンソジウム塩）及び３，３−ビス（３'，５'−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニルイソベンゾフラン−３−オン（テトラブロモフェノールフタレインブロモクレゾールグリーンチモールフタレインからなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１から７のいずれか１つに記載の可変透明度を有する遮光部材。
9. 基板と、
   前記基板上に形成される複数の信号線と、
   前記基板上に形成される複数の薄膜トランジスタと、
   前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に形成される複数のカラーフィルタと、
   前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に形成される遮光部材と、
   前記カラーフィルタ及び前記遮光部材の上に形成され、前記薄膜トランジスタとそれぞれ接続されている複数の画素電極とを含み、
   前記遮光部材は、臨界温度以下ではブラックを表わし、前記臨界温度以上では透明である熱変色物質を含む表示板。
10. 前記遮光部材は重合性化合物及びバインダをさらに含む請求項９に記載の表示板。
11. 前記臨界温度は−２０℃から９０℃である請求項９又は１０に記載の表示板。
12. 前記臨界温度は７８℃から８２℃である請求項９から１１のいずれか１つに記載の表示板。
13. 前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記遮光部材の透明度が変わる請求項９から１２のいずれか１つに記載の表示板。
14. 前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的である請求項９から１３のいずれか１つに記載の表示板。
15. 前記遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下である請求項９から１４のいずれか１つに記載の表示板。
16. 基板上に信号線及び薄膜トランジスタを形成する工程と、
    前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に複数のカラーフィルタを形成する工程と、
    前記信号線及び前記薄膜トランジスタの上に熱変色物質を含む遮光部材を形成する工程と、
    前記カラーフィルタ及び前記遮光部材の上に複数の画素電極を形成する工程と、
    を含み、
    前記熱変色物質は、臨界温度以下ではブラックを表わし、前記臨界温度以上では透明である表示板の製造方法。
17. 前記感光性有機物は重合性化合物及びバインダをさらに含む請求項１６に記載の表示板の製造方法。
18. 前記臨界温度は７８℃から８２℃である請求項１６又は１７に記載の表示板の製造方法。
19. 前記臨界温度を基準に１℃〜２℃範囲内で前記熱変色物質の透明度が変わる請求項１６から１８のいずれか１つに記載の表示板の製造方法。
20. 前記熱変色物質の前記臨界温度を基準とした透明度の変化は可逆的である請求項１６から１９のいずれか１つに記載の表示板の製造方法。
21. 前記遮光部材の光学密度は、前記臨界温度以下では３．０以上であり、前記臨界温度以上では２．０以下である請求項１６から２０のいずれか１つに記載の表示板の製造方法。

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