JP2520398B2 - カラ−液晶パネル - Google Patents
カラ−液晶パネルInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多色あるいは天然色のカラー表示用液晶パ
ネルに関するものである。
ネルに関するものである。
近年、コンピューターやテレビを代表とする各種情報
機器の発達に伴い、その情報の出力端としての表示装置
の役割は益々大きくなってきている。この表示装置とし
ては従来からCRT（陰極線管）が最も広く使用されてい
るが、近年、その薄型性や低消費電力性等の故にLCD
（液晶表示装置）の占める比率が急拡大している。一
方、表示装置が人間の視覚に訴えるという性格を持つこ
とから、一般にカラー表示であることが好ましいのは言
うまでもない。従って、カラーLCDの必要性は極めて大
きなものとなってきている。
機器の発達に伴い、その情報の出力端としての表示装置
の役割は益々大きくなってきている。この表示装置とし
ては従来からCRT（陰極線管）が最も広く使用されてい
るが、近年、その薄型性や低消費電力性等の故にLCD
（液晶表示装置）の占める比率が急拡大している。一
方、表示装置が人間の視覚に訴えるという性格を持つこ
とから、一般にカラー表示であることが好ましいのは言
うまでもない。従って、カラーLCDの必要性は極めて大
きなものとなってきている。
カラーLCDを実現するためにこれまでに種々の考案が
なされてきた。それは、例えばECB（電気制御複屈折）
方式、ゲストホスト方式、複屈折フィルム−TN（ツイス
テッドネマチック）方式、旋光分散−コレステリック方
式等であるが、天然色表示性と構造的信頼性の面から現
在の所、液晶を光シャッターとして用いて、これと赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色フィルターとを組
み合わせたカラーLCDが最も有力である。
なされてきた。それは、例えばECB（電気制御複屈折）
方式、ゲストホスト方式、複屈折フィルム−TN（ツイス
テッドネマチック）方式、旋光分散−コレステリック方
式等であるが、天然色表示性と構造的信頼性の面から現
在の所、液晶を光シャッターとして用いて、これと赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色フィルターとを組
み合わせたカラーLCDが最も有力である。
第４図はカラーフィルター型のカラーLCDの動作原理
を説明するための構成概念図で、白色の入射光13はカラ
ーフィルター11を透過してスペクトル成分の選択がなさ
れた後、光シャッターである液晶パネル12に於いて透過
光量の調整が行なわれ、人間の眼15には出射光14（ここ
ではＲとＧが透過しており黄〜黄緑色となる）が観測さ
れる。尚、入射光13に対して、カラーフィルター11と液
晶パネル12の相対位置関係は逆転しても構わない。
を説明するための構成概念図で、白色の入射光13はカラ
ーフィルター11を透過してスペクトル成分の選択がなさ
れた後、光シャッターである液晶パネル12に於いて透過
光量の調整が行なわれ、人間の眼15には出射光14（ここ
ではＲとＧが透過しており黄〜黄緑色となる）が観測さ
れる。尚、入射光13に対して、カラーフィルター11と液
晶パネル12の相対位置関係は逆転しても構わない。
第５図は従来技術を示し、液晶パネルに於けるカラー
フィルターの形成場所を示す断面図で、対向するガラス
板21、22と液晶層24によって構成された液晶パネルにカ
ラーフィルター23が形成されており、第５図（ａ）は液
晶パネルの外側にカラーフィルター23が形成されたもの
で（外在型と呼ぶ）、第５図（ｂ）は液晶パネルの内側
にカラーフィルター23が形成されたものである（内在型
と呼ぶ）。この両者の主要な相基点としては、カラーフ
ィルターの液晶層への化学的な妨害による信頼性の低下
を考慮する必要が無いという点で外在型が優れており、
カラーフィルターと液晶シャッターとの距離が小さくて
表示装置を斜め方向から見た時にも不必要な混色を起こ
さないという点で内在型が優れている。そして、現在の
液晶パネルの目指す方向が高密度高精細化であることを
考えると、上記の混色の問題は極めて重大と言わざるを
得ず、カラーフィルターを液晶パネルの内側に形成する
内在型でカラーLCDを作成することが強く望まれてい
る。
フィルターの形成場所を示す断面図で、対向するガラス
板21、22と液晶層24によって構成された液晶パネルにカ
ラーフィルター23が形成されており、第５図（ａ）は液
晶パネルの外側にカラーフィルター23が形成されたもの
で（外在型と呼ぶ）、第５図（ｂ）は液晶パネルの内側
にカラーフィルター23が形成されたものである（内在型
と呼ぶ）。この両者の主要な相基点としては、カラーフ
ィルターの液晶層への化学的な妨害による信頼性の低下
を考慮する必要が無いという点で外在型が優れており、
カラーフィルターと液晶シャッターとの距離が小さくて
表示装置を斜め方向から見た時にも不必要な混色を起こ
さないという点で内在型が優れている。そして、現在の
液晶パネルの目指す方向が高密度高精細化であることを
考えると、上記の混色の問題は極めて重大と言わざるを
得ず、カラーフィルターを液晶パネルの内側に形成する
内在型でカラーLCDを作成することが強く望まれてい
る。
以上の観点から、以下には内在型のカラーLCDについ
て述べ、その問題点の整理を行なう。第６図は第５図
（ｂ）に示す内在型での透明電極とカラーフィルターと
の位置関係を示す断面図で、第３図（ａ）はガラス板21
の上の透明電極31の上にカラーフィルター23が形成され
ている（上フィルター構造と呼ぶ）のに対し、第６図
（ｂ）ではガラス板21の上のカラーフィルター23の上に
透明電極31が形成されている（下フィルター構造と呼
ぶ）。なお、第６図（ａ）、第６図（ｂ）において、32
はガラス板22の上の透明電極である。この上フィルター
構造と下フィルター構造との、重大な差異は、液晶駆動
上で現われる。これを説明するために、上フィルター構
造の等価回路を第７図に示す。すなわち、対向する透明
電極に対応する端子43、44の間にカラーフィルターによ
る容量成分CCF41と液晶層による容量成分CLC42とが直列
に結合された形となり、端子43、44間に印加された電圧
VAの一部であるVLCしか液晶駆動に寄与しないことにな
る。これを定量的に表記すれば VLC＝VA・CCF/（CLC＋CCF） ……（１） となる。そして、この様な電圧降下の影響により上フィ
ルター構造では、従来の液晶パネルに比べて見掛け上の
液晶駆動の電圧を上げなければならず、その程度は通常
20％以上となり、甚しい場合には100％以上にもなる。
一方、液晶駆動用のIC（集積回路）の動作耐圧はラッチ
・アップ等の特性により定まるが、その余裕度はせいぜ
い20〜30％であり、上フィルター構造にはほとんど適用
できなくなる。更に、たとえIC耐圧の面で条件を見たし
えたとしても、カラーフィルターによる容量成分CCFが
カラーフィルターの膜厚dCFに対して反比例（CCF∝dCF
-1）するため、dCFの厳密な管理が要求されることにな
り、製造上の重大な問題となっている。仮りにdCFの値
がLCDの場所によって異なると画面内での明るさのむら
となって現れ、カラーフィルターの色の間でdCFが異な
る場合には画像の色再現性の悪化となる。通常dCFは１
〜２μｍであるので、これを±0.1μｍ程度の幅で制御
する必要がある。さて、これ迄に述べたIC動作耐圧とカ
ラーフィルター膜厚の制御性は技術とともに解決可能な
問題とも言えるが、上フィルター構造に於けるもう一つ
の重要な、そして原理的に避けることの出来ない問題と
して、画像コントラストの低下がある。この問題は勿論
能動素子を用いたアクティブ、マトリクス方式の駆動を
用いれば回避できるものではあるが、単純マトリクス方
式（非アクティブ、マトリクス全体を指し２重マトリク
ス方式等も含むものとする）では重大な問題である。こ
の様なコントラストの低下の起こる理由は、CLCが液晶
層への印加電圧VLCとともに増大するため（液晶分子の
誘電異方性に起因する）で、第（１）式から明らかな様
に、VAの内の実質的に液晶層に印加される電圧VLCの割
合がVAの増大とともに減少することにある。
て述べ、その問題点の整理を行なう。第６図は第５図
（ｂ）に示す内在型での透明電極とカラーフィルターと
の位置関係を示す断面図で、第３図（ａ）はガラス板21
の上の透明電極31の上にカラーフィルター23が形成され
ている（上フィルター構造と呼ぶ）のに対し、第６図
（ｂ）ではガラス板21の上のカラーフィルター23の上に
透明電極31が形成されている（下フィルター構造と呼
ぶ）。なお、第６図（ａ）、第６図（ｂ）において、32
はガラス板22の上の透明電極である。この上フィルター
構造と下フィルター構造との、重大な差異は、液晶駆動
上で現われる。これを説明するために、上フィルター構
造の等価回路を第７図に示す。すなわち、対向する透明
電極に対応する端子43、44の間にカラーフィルターによ
る容量成分CCF41と液晶層による容量成分CLC42とが直列
に結合された形となり、端子43、44間に印加された電圧
VAの一部であるVLCしか液晶駆動に寄与しないことにな
る。これを定量的に表記すれば VLC＝VA・CCF/（CLC＋CCF） ……（１） となる。そして、この様な電圧降下の影響により上フィ
ルター構造では、従来の液晶パネルに比べて見掛け上の
液晶駆動の電圧を上げなければならず、その程度は通常
20％以上となり、甚しい場合には100％以上にもなる。
一方、液晶駆動用のIC（集積回路）の動作耐圧はラッチ
・アップ等の特性により定まるが、その余裕度はせいぜ
い20〜30％であり、上フィルター構造にはほとんど適用
できなくなる。更に、たとえIC耐圧の面で条件を見たし
えたとしても、カラーフィルターによる容量成分CCFが
カラーフィルターの膜厚dCFに対して反比例（CCF∝dCF
-1）するため、dCFの厳密な管理が要求されることにな
り、製造上の重大な問題となっている。仮りにdCFの値
がLCDの場所によって異なると画面内での明るさのむら
となって現れ、カラーフィルターの色の間でdCFが異な
る場合には画像の色再現性の悪化となる。通常dCFは１
〜２μｍであるので、これを±0.1μｍ程度の幅で制御
する必要がある。さて、これ迄に述べたIC動作耐圧とカ
ラーフィルター膜厚の制御性は技術とともに解決可能な
問題とも言えるが、上フィルター構造に於けるもう一つ
の重要な、そして原理的に避けることの出来ない問題と
して、画像コントラストの低下がある。この問題は勿論
能動素子を用いたアクティブ、マトリクス方式の駆動を
用いれば回避できるものではあるが、単純マトリクス方
式（非アクティブ、マトリクス全体を指し２重マトリク
ス方式等も含むものとする）では重大な問題である。こ
の様なコントラストの低下の起こる理由は、CLCが液晶
層への印加電圧VLCとともに増大するため（液晶分子の
誘電異方性に起因する）で、第（１）式から明らかな様
に、VAの内の実質的に液晶層に印加される電圧VLCの割
合がVAの増大とともに減少することにある。
この様に、上フィルター構造は技術的にもまた本質的
にも多くの問題を孕んでいる。尚、これに対する有効な
対策として、カラーフィルターの膜厚を大幅に薄くする
ことが考えられるが本来のカラーフィルターの機能であ
る彩度を保つことが困難となり、これも現実的とは言え
ない。以上の様に、上フィルター構造を実現しようとす
ると、種々の重大の問題が発生しやすく、その根源は何
れもカラーフィルターによる電圧降下と言える。そこ
で、この電圧降下の影響を受けない構造という見地から
考えると、第６図（ｂ）の下フィルター構造が好ましい
ものであることが明らかである。
にも多くの問題を孕んでいる。尚、これに対する有効な
対策として、カラーフィルターの膜厚を大幅に薄くする
ことが考えられるが本来のカラーフィルターの機能であ
る彩度を保つことが困難となり、これも現実的とは言え
ない。以上の様に、上フィルター構造を実現しようとす
ると、種々の重大の問題が発生しやすく、その根源は何
れもカラーフィルターによる電圧降下と言える。そこ
で、この電圧降下の影響を受けない構造という見地から
考えると、第６図（ｂ）の下フィルター構造が好ましい
ものであることが明らかである。
これまでの議論から、下フィルター構造が液晶駆動上
から最適のカラーLCD構造と結論できるが、実際には極
めて限定された範囲でしか使用されていない。すなわ
ち、薄膜トランジスタ（TFT）型のアクティブ、マトリ
クス方式のカラーLCD（例えば、日経エレクトロニク
ス、P.211、No.351（1984）参照）では標準的な構造と
なっているが、この場合、カラーフィルターを形成した
基板側には能動素子を配置しないのが一般的なので、カ
ラーフィルター側の透明電極は全面ベタでパターニング
を必要としないという大きな利点がある。従って、透明
電極の膜質、抵抗値等に対する制約も極めて少なく、技
術的にも重大な問題は無いのである。一方、下フィルタ
ー構造を単純マトリクス方式のカラーLCDに適用しよう
とした場合には、アクティブ、マトリクス方式とは比較
にならない様な種々の困難性が存在する。その中でも特
に大きな問題としてあるのは、透明電極の抵抗値及びそ
のパターニング性と言える。すなわち、単純マトリクス
方式の場合は、カラーフィルター部分では概ねストライ
プ状の微細なパターンを形成する必要があり、しかもそ
の抵抗値も面積抵抗値で数十Ω以下に下げなければ十分
な画像品質を得ることができないのであるが、下フィル
ター構造では一般に酸性染料による染色型のカラーフィ
ルターが透明電極形成の際に存在することから、そのカ
ラーフィルターの耐熱性と耐薬品性のために低温での透
明電極形成と温和な条件でのパターニングとが要求さ
れ、効果的にカラーLCD用基板としての所期の要求仕様
を満足することは甚だ困難であった。また、この他にも
カラーフィルターの平坦性、機械的強度、カラーフィル
ター中の不純物による液晶の汚染等の問題もあり、これ
らが下フィルター構造の単純マトリクス型カラーLCDの
実現を阻んできた。尚、上記問題点は単純マトリクス方
式に限定して述べたが、同様の議論は２端子型のアクテ
ィブ、マトリクス方式にも適用される。この２端子型
は、MIM（Metal−Insulator−Metal）あるいはDR（Diod
e−Ring）等に代表されるもので、既に述べた３端子型
のTFTと異なり、カラーフィルター側基板の透明導電膜
のパターニングが必要であり、要求される性能はほぼ単
純マトリクス方式と同等である。
から最適のカラーLCD構造と結論できるが、実際には極
めて限定された範囲でしか使用されていない。すなわ
ち、薄膜トランジスタ（TFT）型のアクティブ、マトリ
クス方式のカラーLCD（例えば、日経エレクトロニク
ス、P.211、No.351（1984）参照）では標準的な構造と
なっているが、この場合、カラーフィルターを形成した
基板側には能動素子を配置しないのが一般的なので、カ
ラーフィルター側の透明電極は全面ベタでパターニング
を必要としないという大きな利点がある。従って、透明
電極の膜質、抵抗値等に対する制約も極めて少なく、技
術的にも重大な問題は無いのである。一方、下フィルタ
ー構造を単純マトリクス方式のカラーLCDに適用しよう
とした場合には、アクティブ、マトリクス方式とは比較
にならない様な種々の困難性が存在する。その中でも特
に大きな問題としてあるのは、透明電極の抵抗値及びそ
のパターニング性と言える。すなわち、単純マトリクス
方式の場合は、カラーフィルター部分では概ねストライ
プ状の微細なパターンを形成する必要があり、しかもそ
の抵抗値も面積抵抗値で数十Ω以下に下げなければ十分
な画像品質を得ることができないのであるが、下フィル
ター構造では一般に酸性染料による染色型のカラーフィ
ルターが透明電極形成の際に存在することから、そのカ
ラーフィルターの耐熱性と耐薬品性のために低温での透
明電極形成と温和な条件でのパターニングとが要求さ
れ、効果的にカラーLCD用基板としての所期の要求仕様
を満足することは甚だ困難であった。また、この他にも
カラーフィルターの平坦性、機械的強度、カラーフィル
ター中の不純物による液晶の汚染等の問題もあり、これ
らが下フィルター構造の単純マトリクス型カラーLCDの
実現を阻んできた。尚、上記問題点は単純マトリクス方
式に限定して述べたが、同様の議論は２端子型のアクテ
ィブ、マトリクス方式にも適用される。この２端子型
は、MIM（Metal−Insulator−Metal）あるいはDR（Diod
e−Ring）等に代表されるもので、既に述べた３端子型
のTFTと異なり、カラーフィルター側基板の透明導電膜
のパターニングが必要であり、要求される性能はほぼ単
純マトリクス方式と同等である。
本発明はかかる下フィルター構造のカラーパネルが内
包する諸問題を解決し、良好な画質でかつ信頼性も高
く、尚かつ経済性をも有する理想的なカラー液晶パネル
を提供することを目的とするものである。
包する諸問題を解決し、良好な画質でかつ信頼性も高
く、尚かつ経済性をも有する理想的なカラー液晶パネル
を提供することを目的とするものである。
本発明の構成はカラー液晶パネルに於て、カラーフィ
ルター上に直後もしくは有機透明膜を介して無機透明膜
を形成し該無機透明膜上に透明電極を形成した構造の基
板を一方の構成要素とするものである。
ルター上に直後もしくは有機透明膜を介して無機透明膜
を形成し該無機透明膜上に透明電極を形成した構造の基
板を一方の構成要素とするものである。
第１図に本発明による内在型下フィルター構造のカラ
ーLCDの要部断面図を示す。尚ここでは液晶パネルを構
成する２枚の透明基板のうちの一方のみを示してある
が、他方の透明基板は通常の単純マトリクス駆動の液晶
パネルで使用されるもの、すなわち、ガラス基板上に透
明電極の形成されたものである。ただし、前記他方の透
明基板の別の構成としては、ガラス等の透明な基板上に
ダイオード等の２端子能動素子あるいは薄膜トランジス
タ等の３端子能動素子を規則的に配したアクティブ、マ
トリクス駆動用のものも含まれる。
ーLCDの要部断面図を示す。尚ここでは液晶パネルを構
成する２枚の透明基板のうちの一方のみを示してある
が、他方の透明基板は通常の単純マトリクス駆動の液晶
パネルで使用されるもの、すなわち、ガラス基板上に透
明電極の形成されたものである。ただし、前記他方の透
明基板の別の構成としては、ガラス等の透明な基板上に
ダイオード等の２端子能動素子あるいは薄膜トランジス
タ等の３端子能動素子を規則的に配したアクティブ、マ
トリクス駆動用のものも含まれる。
本実施例ではまず透明のガラス板21上にカラーフィル
ター23が形成されている。透明のガラス板21としては通
常ガラスが用いられ、必要に応じて表面は酸化シリコン
で被覆するものである。カラーフィルター23としては、
ゼラチン薄膜を染色したカラーフィルターやスピンナー
塗布型の染色樹脂カラーフィルター、あるいは顔料蒸着
型や印刷法によるフィルターなどがあり、それぞれ長所
短所を有しているが本実施例にはこれらの何れを用いて
もよい。カラーフィルター23のパターンは、ストライプ
状、モザイク状などがあり、それぞれ目的に応じて使い
分けるものである。続いて、カラーフィルター23を被覆
して有機透明薄膜51が、更に該有機透明薄膜51を被覆し
て無機透明薄膜52が形成される。
ター23が形成されている。透明のガラス板21としては通
常ガラスが用いられ、必要に応じて表面は酸化シリコン
で被覆するものである。カラーフィルター23としては、
ゼラチン薄膜を染色したカラーフィルターやスピンナー
塗布型の染色樹脂カラーフィルター、あるいは顔料蒸着
型や印刷法によるフィルターなどがあり、それぞれ長所
短所を有しているが本実施例にはこれらの何れを用いて
もよい。カラーフィルター23のパターンは、ストライプ
状、モザイク状などがあり、それぞれ目的に応じて使い
分けるものである。続いて、カラーフィルター23を被覆
して有機透明薄膜51が、更に該有機透明薄膜51を被覆し
て無機透明薄膜52が形成される。
ここで、有機透明薄膜51は下地のカラーフィルター23
の表面の凹凸を平坦化すると同時に、該カラーフィルタ
ー23の強度を補強するという２つの大きな機能を持つも
のである。また、有機透明薄膜51はカラーフィルター23
に含まれる主としてイオン性の不純物の液晶層への流出
の障壁としても有力な働きをすることがあり、この意味
からも重要なものである。これらの要求される機能を満
たす物質としては、高分子樹脂が良く、特にそのチキソ
トロピックな性質によって平坦化の効果は著しい。ま
た、強度という面からは硬度が重要な要素でアクリル樹
脂あるいはシリコン樹脂といったものが好ましいものと
言えるが、後述する様にこの有機透明薄膜の上には更に
無機透明薄膜や透明導電膜を基板を加熱した状態で形成
することになることから、加熱状態での強度も重要であ
る。この意味から、耐熱性の高い樹脂が好ましく、成膜
性等を加味した場合には、ポリイミドあるいはポリアミ
ド系の樹脂が最適である。尚、有機透明薄膜としてその
機能を最も良く発揮する膜厚は0.5〜２μであり、２μ
以上では液晶パネルを作成する上で液晶層のギャップの
不安定性や透明電極の断線等の問題が発生しやすくなり
問題である。
の表面の凹凸を平坦化すると同時に、該カラーフィルタ
ー23の強度を補強するという２つの大きな機能を持つも
のである。また、有機透明薄膜51はカラーフィルター23
に含まれる主としてイオン性の不純物の液晶層への流出
の障壁としても有力な働きをすることがあり、この意味
からも重要なものである。これらの要求される機能を満
たす物質としては、高分子樹脂が良く、特にそのチキソ
トロピックな性質によって平坦化の効果は著しい。ま
た、強度という面からは硬度が重要な要素でアクリル樹
脂あるいはシリコン樹脂といったものが好ましいものと
言えるが、後述する様にこの有機透明薄膜の上には更に
無機透明薄膜や透明導電膜を基板を加熱した状態で形成
することになることから、加熱状態での強度も重要であ
る。この意味から、耐熱性の高い樹脂が好ましく、成膜
性等を加味した場合には、ポリイミドあるいはポリアミ
ド系の樹脂が最適である。尚、有機透明薄膜としてその
機能を最も良く発揮する膜厚は0.5〜２μであり、２μ
以上では液晶パネルを作成する上で液晶層のギャップの
不安定性や透明電極の断線等の問題が発生しやすくなり
問題である。
無機透明薄膜52は本発明の構造に於ける重要な機能を
有する部分であり、主として後に形成する透明電極31の
性能を向上させるものである。また有機透明薄膜51の際
に述べた様なカラーフィルター23中のイオン性不純物の
流出に対する障壁としての機能も有する。このうち、透
明電極31に関する機能はそのパターニング性にある。す
なわち、無機透明薄膜52の上には透明導電膜が更に形成
され、これがエッチングによるパターニング工程によっ
て透明電極31となる訳であるが、従来の下フィルター構
造ではカラーフィルター部分は有機系薄膜により成って
おり、この部分での微細パターンの透明電極の形成は甚
だ困難であった。この困難性の主原因は透明導電膜と下
地の有機系薄膜との密着性の不足と考えられ、この意味
からこの有機系薄膜の材質を検討することで相当程度の
改善は達成できる。しかし乍ら、この様な系でのエッチ
ング性はロット間バラツキ等が発生し易く、非常に不安
定な要素を内包しており、生産に供するには大きな問題
があった。本発明の構造で用いた無機透明薄膜52はかか
る透明導電膜との密着性の点では問題は無く極めて微細
なパターンのエッチングを可能にするものである。この
様に無機透明薄膜52は下地の有機系薄膜の表面改質的な
意味が強いことから、その膜厚は50Å程度以上あれば十
分であり通常は100〜1000Åの範囲で用いるのがよい。
この場合カラーフィルター中のイオン性不純物に対する
障壁作用を重視するならば厚い方が良く1000Å以上とし
てもよい。材質としてはSiO2、Ta2O5、Al2O3等の酸化物
やSi3N4等の窒化物が好ましく、スパッタ法あるいは、
イオンプレーティング法で形成する。また、酸性溶液中
でのSiO2の析出を利用した方法でもよく何れにしても基
板温度をカラーフィルターの耐熱性以下に保って膜成長
ができればよい。
有する部分であり、主として後に形成する透明電極31の
性能を向上させるものである。また有機透明薄膜51の際
に述べた様なカラーフィルター23中のイオン性不純物の
流出に対する障壁としての機能も有する。このうち、透
明電極31に関する機能はそのパターニング性にある。す
なわち、無機透明薄膜52の上には透明導電膜が更に形成
され、これがエッチングによるパターニング工程によっ
て透明電極31となる訳であるが、従来の下フィルター構
造ではカラーフィルター部分は有機系薄膜により成って
おり、この部分での微細パターンの透明電極の形成は甚
だ困難であった。この困難性の主原因は透明導電膜と下
地の有機系薄膜との密着性の不足と考えられ、この意味
からこの有機系薄膜の材質を検討することで相当程度の
改善は達成できる。しかし乍ら、この様な系でのエッチ
ング性はロット間バラツキ等が発生し易く、非常に不安
定な要素を内包しており、生産に供するには大きな問題
があった。本発明の構造で用いた無機透明薄膜52はかか
る透明導電膜との密着性の点では問題は無く極めて微細
なパターンのエッチングを可能にするものである。この
様に無機透明薄膜52は下地の有機系薄膜の表面改質的な
意味が強いことから、その膜厚は50Å程度以上あれば十
分であり通常は100〜1000Åの範囲で用いるのがよい。
この場合カラーフィルター中のイオン性不純物に対する
障壁作用を重視するならば厚い方が良く1000Å以上とし
てもよい。材質としてはSiO2、Ta2O5、Al2O3等の酸化物
やSi3N4等の窒化物が好ましく、スパッタ法あるいは、
イオンプレーティング法で形成する。また、酸性溶液中
でのSiO2の析出を利用した方法でもよく何れにしても基
板温度をカラーフィルターの耐熱性以下に保って膜成長
ができればよい。
透明電極31は通常ITOが用いられるもので、やはりス
パッタ法あるいはイオンプレーティング法でITO薄膜形
成後に通常の塩酸系のパターニング工程により概ねスト
ライプ状とする。
パッタ法あるいはイオンプレーティング法でITO薄膜形
成後に通常の塩酸系のパターニング工程により概ねスト
ライプ状とする。
この後は、通常の配向処理を経て、別に用意したガラ
ス基板と重ね合わせることでパネル化する。こうして、
下フィルター構造のカラーLCDとなるが、このパネル化
の工程に関しては、従来の上フィルター構造のパネルと
ほぼ同じ取扱いで十分である。
ス基板と重ね合わせることでパネル化する。こうして、
下フィルター構造のカラーLCDとなるが、このパネル化
の工程に関しては、従来の上フィルター構造のパネルと
ほぼ同じ取扱いで十分である。
第２図には本発明の別の実施例を示す。ここでは第１
図と比較して、有機透明薄膜51が無いのが特徴である
が、前述した様な該有機透明薄膜51の機能をカラーフィ
ルター23が兼ねるならば、本構造でよく、耐熱性樹脂を
用いたカラーフィルターでスピンナー塗布型の場合には
これで十分であった。
図と比較して、有機透明薄膜51が無いのが特徴である
が、前述した様な該有機透明薄膜51の機能をカラーフィ
ルター23が兼ねるならば、本構造でよく、耐熱性樹脂を
用いたカラーフィルターでスピンナー塗布型の場合には
これで十分であった。
第３図には更に別の本発明による実施例を示すもの
で、第１図の構造に金属電極71が付加されている。この
場合、金属電極71はカラーフィルター23の耐熱性の範囲
内で形成した膜よりなるが、スパッタ法、蒸着法、メッ
キ法等が利用でき、金属としてもCr、Al、Ni、Au等が使
える。金属電極71の目的としては主として、透明電極31
の抵抗値の低下不足分を補うものであり、金属電極71と
透明電極31との上下関係は逆転していても、また、下に
有機透明薄膜51やカラーフィルター23が無い部分に形成
されていても構わない。ただし、少なくとも、金属電極
71と透明電極31とは電気的に接続されていなければなら
ない。
で、第１図の構造に金属電極71が付加されている。この
場合、金属電極71はカラーフィルター23の耐熱性の範囲
内で形成した膜よりなるが、スパッタ法、蒸着法、メッ
キ法等が利用でき、金属としてもCr、Al、Ni、Au等が使
える。金属電極71の目的としては主として、透明電極31
の抵抗値の低下不足分を補うものであり、金属電極71と
透明電極31との上下関係は逆転していても、また、下に
有機透明薄膜51やカラーフィルター23が無い部分に形成
されていても構わない。ただし、少なくとも、金属電極
71と透明電極31とは電気的に接続されていなければなら
ない。
本発明によれば、従来カラーフィルター外在型のカラ
ーLCDで見られた様な斜め方向から見た時の混色は無
く、しかも、前記した上フィルター構造で問題となる、
液晶駆動電圧の上昇と、画質の低下とを防止できる。し
かも、有機透明薄膜を用いることで、カラーフィルター
表面の平坦化が達成され、更に無機透明薄膜を用いるこ
とで、その上に形成する透明電極の微細パターニングが
安定してできるようになる。また、カラーフィルターの
特性を改善して有機透明薄膜に要求される機能を持たせ
ることで、更に単純な構造にできる。更に、また、これ
ら有機、無機の透明薄膜でカラーフィルターをコーティ
ングすることにより、該カラーフィルター中のイオン性
不純物の液晶層への流出も阻止できる。
ーLCDで見られた様な斜め方向から見た時の混色は無
く、しかも、前記した上フィルター構造で問題となる、
液晶駆動電圧の上昇と、画質の低下とを防止できる。し
かも、有機透明薄膜を用いることで、カラーフィルター
表面の平坦化が達成され、更に無機透明薄膜を用いるこ
とで、その上に形成する透明電極の微細パターニングが
安定してできるようになる。また、カラーフィルターの
特性を改善して有機透明薄膜に要求される機能を持たせ
ることで、更に単純な構造にできる。更に、また、これ
ら有機、無機の透明薄膜でカラーフィルターをコーティ
ングすることにより、該カラーフィルター中のイオン性
不純物の液晶層への流出も阻止できる。
以上、本発明によれば、表示性能の優れたカラーLCD
を容易に作成することができ、歩留り、コスト面の量産
性からも非常に効果が大きい。
を容易に作成することができ、歩留り、コスト面の量産
性からも非常に効果が大きい。
第１図、第２図、及び第３図はそれぞれ本発明に係り、
第１図は一実施例を示すカラーLCDの断面図、第２図は
別の実施例断面図、第３図は更に別の実施例断面図、第
４図は従来のカラーフィルター方式によるカラーLCDの
動作原理を説明するための構成概念図、第５図（ａ）、
第５図（ｂ）、第６図（ａ）、第６図（ｂ）は従来のカ
ラーフィルターと液晶パネルとの位置関係を説明する断
面図で、第５図（ａ）は外在型、第５図（ｂ）は内在
型、第６図（ａ）は内在型の上フィルター構造、第６図
（ｂ）は内在型の下フィルター構造であり、第７図は上
フィルター構造の等価回路図である。 11、23……カラーフィルター、 12……液晶パネル、 21、22……ガラス板、 31、32……透明電極、 51……有機透明薄膜、 52……無機透明薄膜、 71……金属電極。
第１図は一実施例を示すカラーLCDの断面図、第２図は
別の実施例断面図、第３図は更に別の実施例断面図、第
４図は従来のカラーフィルター方式によるカラーLCDの
動作原理を説明するための構成概念図、第５図（ａ）、
第５図（ｂ）、第６図（ａ）、第６図（ｂ）は従来のカ
ラーフィルターと液晶パネルとの位置関係を説明する断
面図で、第５図（ａ）は外在型、第５図（ｂ）は内在
型、第６図（ａ）は内在型の上フィルター構造、第６図
（ｂ）は内在型の下フィルター構造であり、第７図は上
フィルター構造の等価回路図である。 11、23……カラーフィルター、 12……液晶パネル、 21、22……ガラス板、 31、32……透明電極、 51……有機透明薄膜、 52……無機透明薄膜、 71……金属電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−143724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−232304（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板上の一部に形成されたカラーフィ
ルターを被覆する、数nm〜数十nmの膜厚の無機透明薄膜
と、無機透明薄膜上に概ねストライプ状にパターン化さ
れてなる透明電極とよりなる基板を一方の構成要素とす
ることを特徴とするカラー液晶パネル。 - 【請求項２】透明基板上の一部に形成されたカラーフィ
ルターと、カラーフィルターを被覆する有機透明薄膜
と、有機透明薄膜を被覆する、数nm〜数十nmの膜厚の無
機透明薄膜と、無機透明薄膜上に概ねストライプ状にパ
ターン化されてなる透明電極とよりなる基板を一方の構
成要素とすることを特徴とするカラー液晶パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189196A JP2520398B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | カラ−液晶パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189196A JP2520398B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | カラ−液晶パネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344627A JPS6344627A (ja) | 1988-02-25 |
| JP2520398B2 true JP2520398B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16237127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189196A Expired - Lifetime JP2520398B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | カラ−液晶パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520398B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6344627B2 (ja) * | 1979-09-21 | 1988-09-06 | Etsuchi Shii Ind Inc | |
| JPS6344036A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-25 | 高橋 昇 | 水洗便所における臭気排出装置 |
| JPH01223416A (ja) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | Toppan Printing Co Ltd | 表示装置用電極板およびその製造方法 |
| JPH01164473U (ja) * | 1988-04-30 | 1989-11-16 | ||
| JP2840296B2 (ja) * | 1989-06-15 | 1998-12-24 | 三洋電機株式会社 | 液晶表示器 |
| JP3284388B2 (ja) * | 1994-02-23 | 2002-05-20 | 日本クラウンコルク株式会社 | 合成樹脂製シェルと合成樹脂製ライナーとを具備する容器蓋 |
| JP3298057B2 (ja) * | 1994-05-17 | 2002-07-02 | 日本クラウンコルク株式会社 | 合成樹脂製容器蓋 |
| JP3824889B2 (ja) | 2000-07-14 | 2006-09-20 | セイコーエプソン株式会社 | カラーフィルタ基板及び液晶装置、並びにこれらの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60100725U (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-09 | シチズン時計株式会社 | 表示装置 |
| JPS60262304A (ja) * | 1984-06-07 | 1985-12-25 | 旭硝子株式会社 | 液晶表示装置 |
| JPS61143724A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶パネル |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189196A patent/JP2520398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6344627A (ja) | 1988-02-25 |
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