JPH03220527A

JPH03220527A - 液晶カラー表示装置

Info

Publication number: JPH03220527A
Application number: JP2016992A
Authority: JP
Inventors: Akira Mase; 晃間瀬
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1991-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、液晶を用いたカラー表示装置に関する。

〔従来の技術］従来より、時計、電卓、テレビ等に液晶表示層が用いら
れてきた。特に最近はテレビなどにおいてカラー表示可
能な液晶表示装置が利用されている。

ところで、液晶表示装置をカラー化する際には、通常、
基板上に赤、緑、青のカラーフィルターを作製する。こ
のカラーフィルターを形成した基板を作製する方法とし
ては、例えばガラス基板上に直径０．１　μｍ以下の青
色の顔料粒子を含んだポリイミド樹脂と、緑色の顔料粒
子を含んだボリイ１ド樹脂と、赤色の顔料粒子を含んだ
ポリイミド樹脂とを用い、ストライプ状のカラーフィル
ターを作製し、その上に電極となるＩＴＯ等の透明導電
膜をスパッタ法で形成し、その後、フォトリソ工程によ
ってパターニングを行い第１の基板を得ている。

また、他の例としては、ガラス基板上に電極となるＩＴ
Ｏ等をスパッタ法で形成した後、フォトリソ工程でパタ
ーニングを行い、その上にアニオン系またはカチオン系
の溶液中で赤、緑、青色のフィルターを電着法を用いて
形成し、第１の基板を得ている。

さらに別の例では、第１例と同様の顔料を含んだポリイ
ミド樹脂をオフセット印刷法にて印刷後焼威し、第１の
基板を得ている。

これらの手法によって得た第１の基板と、ガラス基板上
にＩＴＯを形成し、パターニングされた第２の基板とを
組み合わせ、液晶を注入することでカラーの液晶表示装
置を得ている。

カラーの液晶表示装置においては、カラーフィルターは
基板と電極の間に配置されることが望ましい。以下、そ
の理由を述べる。

まず第１に、第２図に示すように、仮にパネル（１）の
外側にカラーフィルター（２）を形成した場合、液晶（
３）とカラーフィルター（２）の位置が離れているため
にパネル（１）を見る角度によって実際に表示しようと
する色と違う色が視認されてしまうからである。

第２に、第３図に示すように、電極上にカラーフィルタ
ーを形成した場合には一対の基板に形成された電極（４
）の間に液晶（３）と直列にカラーフィルター（２）が
接続された形になり、電極間に印加した電圧が液晶（３
）とカラーフィルター（２）のそれぞれに分かれて印加
されるため、結局液晶（３）に有効に電圧が加わらず、
液晶のスイッチングに悪影響を与える。

以上の理由によりカラーフィルターは基板と電極の間に
形成される。ところが、赤、青、緑のカラーフィルター
を通過する光の強度を等しくするために、それぞれの色
のカラーフィルターの厚さが必ずしも等しくはならない
。そのためカラーフィルター上に電極を均一の厚さに作
製すると、液晶層の厚さが各フィルターの部分でそれぞ
れのフィルターの厚みの差の分だけ相違してしまう。液
晶層の厚さの相違は、表示の色ムラや液晶のスイッチン
グの異常をも引き起こす。

この欠点を克服するため、従来はカラーフィルター上に
レベリング層と称するポリイミド、アクリル等からなる
有機膜を数μｍの厚さに形成していた。このレヘリング
層によって電極形成面を平坦にすることができ、ひいて
は液晶層の厚さを均一にすることができる。

〔従来の技術の問題点〕

しかしながら、このレベリング層は有機物質よりなるた
めに、基板やカラーフィルターから生しる不純物の拡散
を抑えることができない。そのため電極の抵抗が上昇し
てしまうという問題が生していた。そのため表示装置作
製後、長時間経過すると、表示が不均一なものとなって
しまい、鮮明な表示が得られな（なってしまう。またレ
ヘリング層を無機膜で形成することは、レベリング層の
厚さが厚い（数μｍ）ため、膜が剥離してしまい実用化
することができなかった。

〔発明の目的〕

前記問題点を解決するため本発明は、基板やカラーフィ
ルターからの不純物の拡散を抑えることにより、電極の
抵抗の上昇を抑え、高信頼性の液晶カラー表示装置を供
給することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため本発明は、電極を形成した一対
の基板間に液晶を介在せしめ、さらに前記一対の基板の
うち一方の基板にはカラーフィルターが形成された液晶
カラー表示装置であって、前記電極と前記カラーフィル
ターの間には無機質よりなる薄膜層と有機物よりなるレ
ヘリング層とを設けたことを特徴とする。

本発明において、無機質よりなる薄膜は窒化珪素、酸化
珪素、炭化珪素等、光の透過を妨げるものでなければす
べて用いることができる。また、その位置はカラーフィ
ルターの側にあっても良く、電極の側にあっても良い。

または、レベリング層を形成する有機物よりなる薄膜と
積層構造を有していても良い。

また、有機物よりなる薄膜は従来よりレベリング層とし
て用いられている物質、例えばポリイミドやアクリル等
を用いることができる。

本発明を用いることによって、カラーフィルタ２或いは
基板からの不純物の拡散をともに抑えることにより、高
い信頼性を有し、さらに均一な厚さの液晶層を有するこ
とにより色ムラ等のない高品質な液晶カラー表示装置を
作製することができる。

また、本発明においてカラーフィルタを作製しない側の
基板と電極の間にも無機膜を設けることによって、対向
電極の抵抗の上昇をも抑え、より信頼性の高い液晶カラ
ー表示装置を作製することができる。

以下実施例により、本発明の詳細な説明する。

〔実施例１〕本実施例については第１図を用いて説明する。

第１のソーダガラス基板（５）上に直径が０，１　μｍ
以下の青色の顔料を含んだポリイミド樹脂をスピンコー
ド法を用いて塗布し、２５０″Ｃで３０分間Ｎ２雰囲気
で焼成した後、フォトリソ法を用いて１６０μｍ幅のス
トライブ状にピッチ５４０　μｍで作製し、青色のカラ
ーフィルター（６）を得た。同様にして粒径が０．１　
μｍ以下の緑色の顔料を含んだポリイミド樹脂をスピン
コード法を用いて塗布し、２５０°Ｃで３０分間Ｎ２雰
囲気で焼成した後、フォトリソ法を用いて１６０　μｍ
幅のストライプ状にピッチ５４０μｍで作製し、緑色の
カラーフィルター、（７）を得た。

さらに赤色の顔料を含んだポリイミド樹脂を用いて赤色
のフィルター（８）を作製した。

この後、スピンコード法を用いてポリイミドを塗布し、
２５０°Ｃで３時間焼成し、レヘリング層（９）を作製
した。さらにＣＶＤ法により窒化珪素膜を５００人の厚
さに作製し、不純物のブロッキング層（１０）とした。

そして、透明導電膜であるＩＴＯを公知のＤＣマグネト
ロンスパッタ法にて１５００人の厚さに成膜した後、フ
ォトリソ法によりほぼフィルターの形状と同様に電極（
４）を作製した。ただし、当然のことながら駆動回路と
の接続部（リード）も同時に形成している。ここで、Ｉ
ＴＯ電極の抵抗を測定し、その比抵抗値は１．５　Ｘｌ
０−”Ωｃｍであった。

この後、該電極上に液晶配向膜（１１）としてポリイミ
ド膜を作製した。この配向膜の作製方法としては、ポリ
アミック酸のＮＭＰ　（Ｎ−メチル−２ピロリドン）溶
液をオフセット印刷法によって基板上に塗布した後、２
５０°Ｃで３時間熱処理を行うことによって得た。

また、第２のソーダガラス基板０２）上に前と同様にＩ
ＴＯ電極（４）を作製し、液晶配向膜（１１）としてポ
リイミドを成膜した。

次に、第１．第２の基板の配向膜形成面にラビング処理
を行う。そして、一方の基板上に直径５゜５μｍのポリ
スチレン粒子０３）を散布した。この散布方法は、３０
ｍｇのポリスチレン粒子（１３）をＩＰＡ（イソプロピ
ルアルコール）０．１！中に混合し、超音波を印加して
良く撹拌させた後、ノズルを用いて散布を行った。また
、他方の基板にはエポキシ系の接着材０４）をスクリー
ン印刷法により印刷し一対の基板の貼り合わせを行った
。

こうして組み合わされたパネル内に公知の真空注入法を
用いてカイラル成分の添加されたネマティック液晶０５
）を注入し、注入口を紫外線硬化樹脂を用いて封止した
。

そして基板の外側に偏光板（１６）、　０７）を貼付し
た。

こうして完成した液晶パネルを駆動回路と接続し、表示
をおこなった。

また、参考例としてレヘリング層とＩＴ○電極の間の窒
化珪素膜を用いない液晶パネル（他の点については全〈
実施例と同一）を作製し、表示を行った。

その結果、作製後まもなくは実施例、参考例ともに鮮明
な表示が得られていたが、１５００時間経過後において
は、実施例のパネルは初期とほぼ同様の鮮明な表示が得
られたが、参考例のパネルではぼやけた表示しか得られ
なかった。そこで、電極の抵抗を測定したところ、実施
例のパネルでは、作製時とほぼ同様の１．６　Ｘｌ０−
’Ωｃｍの値が得られたが、参考例のパネルでは８．５
　Ｘｌ０−’Ωｃｍと作製時の５倍以上高い抵抗となっ
ていて、これがぼやけた表示の原因であることが判明し
た。

〔実施例２〕ガラス基板上に、実施例１で用いた赤、緑、青それぞれ
の色の顔料を含んだポリイミドをオフセット印刷法にて
それぞれ塗布した後、２５０　’Ｃで３０分間焼成し、
３色のカラーフィルターを得た。

そして、カラーフィルター上にスパッタ法にて厚さ１０
００人のＳｉＯ□膜を作製し、ブロッキング層とし、さ
らにポリイミド膜を５μｍの厚さに作製して、レベリン
グ層とした。

その後、公知の直流マグネトロンスパッタ法でＩＴＯを
１５００人の厚さに底膜した。本実施例において作製さ
れたＴＴＯの比抵抗は実施例１と全く同様に１．５　Ｘ
ｌ０−’Ωｃｍであった。以下、実施例１と同様に液晶
パネルを作製し、表示を行った。

なお、本実施例においては、レベリング層とブロンキン
グ層の配置が実施例１と逆になっている構造を採用した
。

こうして得た液晶パネルを実施例１と同様に駆動回路に
接続し、表示を行った。すると、実施例１と同様にやは
り鮮明な表示が得られた。また、１５００時間表示後で
もやはり実施例１と同様、表示は鮮明であった。そして
ＩＴＯの比抵抗の測定の結果、１．９　Ｘｌ０−３Ωｃ
ｍと表示前とそれほど大きな差はなかった。ただ、実施
例１と比較してやや抵抗が高くなった理由としては、レ
ヘリング層からの不純物が原因である可能性もあり、本
実施例よりも実施例１の方がより良い効果をもたらすも
のと考えられる。

〔効果〕

以上述べてきたように、本発明を用いることによって、
基板やカラーフィルターからの不純物の拡散を抑え、電
極の抵抗の上昇を抑制することができ、信頼性の高い液
晶カラー表示装置を作製することができる。また、液晶
層の厚さも均一であるので、自然なカラー表示も可能で
ある。

また、本明細書の実施例においては単純マトリックス型
の液晶カラー表示装置の場合のみ示したが、本発明がア
クティブマトリ・ンクス型の液晶カラー表示装置にも用
いることができることは、本発明の思想から明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶カラー表示装置の断面の概略
を示す。第２．第３図は液晶カラー表示装置の断面の概略を示す
。１・・・パネル２．６，７．８・・・カラーフィルター３・・・液晶４・・・電極５．１２・・・基板９・・・レヘリング層１０・　・　・ブロッキング層１１・・・液晶配向膜１３・・・ポリスチレン粒子１４・・・接着材１５・・・ネマティンク液晶１６、１７・・・偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

１、電極を形成した一対の基板間に液晶を介在せしめ、
さらに前記一対の基板のうち一方の基板にはカラーフィ
ルターが形成された液晶カラー表示装置であって、前記
電極と前記カラーフィルターの間には無機質よりなる薄
膜層と有機物よりなるレベリング層とを設けたことを特
徴とする液晶カラー表示装置。