JPH04268533A - カラー液晶表示素子 - Google Patents
カラー液晶表示素子Info
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- JPH04268533A JPH04268533A JP3029735A JP2973591A JPH04268533A JP H04268533 A JPH04268533 A JP H04268533A JP 3029735 A JP3029735 A JP 3029735A JP 2973591 A JP2973591 A JP 2973591A JP H04268533 A JPH04268533 A JP H04268533A
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- liquid crystal
- transparent electrode
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示素子に関
し、表示画面内におけるクロストークの少ないカラー液
晶表示素子に関する。
し、表示画面内におけるクロストークの少ないカラー液
晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子（ＬＣＤ）は、平行して相
対する２枚の透明電極間に液晶物質を挟持し電極間の印
加電圧を変動する事によって液晶分子の配列状態を制御
し、その液晶配列状態によって光の透過あるいは反射を
制御して画面表示を実現する原理に基づいて動作してい
る。このような液晶表示素子としては例えば電圧オフ状
態で液晶分子ダイレクタが電極平面に対して平行で、か
つ電極の両側における液晶ダイレクタの間の角度が９０
°捩じれたツイステッドネマティック（ＴＮ）モード、
１８０〜２７０°捩じれたスーパーツイステッドネマテ
ィック（ＳＴＮ）モードなどが代表的である。透明電極
を担持する透明基板（通常はガラス板）の外側には２枚
の偏光板が設置され、その相互の偏光軸の成す角度は通
常０°あるいは９０°である。
対する２枚の透明電極間に液晶物質を挟持し電極間の印
加電圧を変動する事によって液晶分子の配列状態を制御
し、その液晶配列状態によって光の透過あるいは反射を
制御して画面表示を実現する原理に基づいて動作してい
る。このような液晶表示素子としては例えば電圧オフ状
態で液晶分子ダイレクタが電極平面に対して平行で、か
つ電極の両側における液晶ダイレクタの間の角度が９０
°捩じれたツイステッドネマティック（ＴＮ）モード、
１８０〜２７０°捩じれたスーパーツイステッドネマテ
ィック（ＳＴＮ）モードなどが代表的である。透明電極
を担持する透明基板（通常はガラス板）の外側には２枚
の偏光板が設置され、その相互の偏光軸の成す角度は通
常０°あるいは９０°である。
【０００３】入射光は入射光側の偏光板によって偏光化
された後液晶内部を通過するが、液晶は印加電圧に対応
してその配列状態が変化しており、配列状態に対応して
通過光の偏光状態が変化する。こうして液晶層内を通過
した出射光はその偏光状態に応じて出射光側の偏光板で
の透過率が異なり、このため印加電圧によって光の透過
率を制御する事ができ、画像表示が実現される。この原
理がＴＮないしＳＴＮモードである。
された後液晶内部を通過するが、液晶は印加電圧に対応
してその配列状態が変化しており、配列状態に対応して
通過光の偏光状態が変化する。こうして液晶層内を通過
した出射光はその偏光状態に応じて出射光側の偏光板で
の透過率が異なり、このため印加電圧によって光の透過
率を制御する事ができ、画像表示が実現される。この原
理がＴＮないしＳＴＮモードである。
【０００４】こうした光のスイッチングを細分化された
画面構成要素（ピクセル）ごとに行うことにより文字、
図形等の表示を行う事ができる。このピクセルごとにそ
れぞれ色の三要素即ち赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑（Ｇ：Ｇｒ
ｅｅｎ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）のスイッチングを行わせ
ると、カラー表示が実現される。カラー表示ＬＣＤにお
いては、相対する電極の片側に各ピクセルに相当する部
分ごとにＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタを形成した構造に
する事によってＲ、Ｇ、Ｂのスイッチングを行うのが一
般的である。Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタを用いたカラー
ＬＣＤの場合、隣接するピクセル間では色が異なり、ま
た光スイッチングのオン・オフ状態も異なるため、隣接
ピクセルの光が混入する事は表示品質上好ましくない。 このため隣接するピクセル間の境界には外部への光の漏
れを遮蔽するための遮光層を設けるのが通常であり、こ
の遮光層はブラックマトリクスと呼ばれている。ブラッ
クマトリクスの構成材質としては、クロムに代表される
金属薄膜、あるいは黒色の樹脂など光に対する遮蔽性を
有する材質が使用される。ブラックマトリクスはその形
成工程を容易にするために、カラーフィルタ用基板ガラ
スの上に直接形成され、その上層にカラーフィルタが形
成される。カラーフィルタの最上層には液晶駆動のため
の透明電極が形成されている。透明電極の材質として最
も多く使用されているのは、インジウム・錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）である。
画面構成要素（ピクセル）ごとに行うことにより文字、
図形等の表示を行う事ができる。このピクセルごとにそ
れぞれ色の三要素即ち赤（Ｒ：Ｒｅｄ）、緑（Ｇ：Ｇｒ
ｅｅｎ）、青（Ｂ：Ｂｌｕｅ）のスイッチングを行わせ
ると、カラー表示が実現される。カラー表示ＬＣＤにお
いては、相対する電極の片側に各ピクセルに相当する部
分ごとにＲ，Ｇ、Ｂのカラーフィルタを形成した構造に
する事によってＲ、Ｇ、Ｂのスイッチングを行うのが一
般的である。Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタを用いたカラー
ＬＣＤの場合、隣接するピクセル間では色が異なり、ま
た光スイッチングのオン・オフ状態も異なるため、隣接
ピクセルの光が混入する事は表示品質上好ましくない。 このため隣接するピクセル間の境界には外部への光の漏
れを遮蔽するための遮光層を設けるのが通常であり、こ
の遮光層はブラックマトリクスと呼ばれている。ブラッ
クマトリクスの構成材質としては、クロムに代表される
金属薄膜、あるいは黒色の樹脂など光に対する遮蔽性を
有する材質が使用される。ブラックマトリクスはその形
成工程を容易にするために、カラーフィルタ用基板ガラ
スの上に直接形成され、その上層にカラーフィルタが形
成される。カラーフィルタの最上層には液晶駆動のため
の透明電極が形成されている。透明電極の材質として最
も多く使用されているのは、インジウム・錫酸化物（Ｉ
ＴＯ）である。
【０００５】カラー表示においては、白黒（モノクロ）
表示に比べて色調等に関して高度な画質が求められる為
、各ピクセルの電極間印加電圧を画面のスキャン周期（
フレーム周期）の間一定に保持する必要がある。この目
的の為にピクセル一個ごとに、そこに書き込まれた電圧
を保持する一種のメモリー機能を有したＬＣＤがカラー
表示の為に用いられるのが一般的であり、このようなＬ
ＣＤの事をアクティブマトリクスＬＣＤと称する。アク
ティブマトリクスＬＣＤ（ＡＭ−ＬＣＤ）のメモリー機
能を実現する手段としては、ピクセルごとに薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）あるいは金属／絶縁体／金属（ＭＩＭ
）を設置し、それらにスイッチング機能を担わせるのが
通常である。
表示に比べて色調等に関して高度な画質が求められる為
、各ピクセルの電極間印加電圧を画面のスキャン周期（
フレーム周期）の間一定に保持する必要がある。この目
的の為にピクセル一個ごとに、そこに書き込まれた電圧
を保持する一種のメモリー機能を有したＬＣＤがカラー
表示の為に用いられるのが一般的であり、このようなＬ
ＣＤの事をアクティブマトリクスＬＣＤと称する。アク
ティブマトリクスＬＣＤ（ＡＭ−ＬＣＤ）のメモリー機
能を実現する手段としては、ピクセルごとに薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）あるいは金属／絶縁体／金属（ＭＩＭ
）を設置し、それらにスイッチング機能を担わせるのが
通常である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】カラーＬＣＤの表示を
行った場合大きな問題となる点の一つが画面上のクロス
トーク現象である。クロストークとは例えば横方向に黒
−白の表示を行った場合黒が通常の黒よりも濃い黒にな
ったり、あるいは白が通常の白より明るい白になったり
する現象の事である。
行った場合大きな問題となる点の一つが画面上のクロス
トーク現象である。クロストークとは例えば横方向に黒
−白の表示を行った場合黒が通常の黒よりも濃い黒にな
ったり、あるいは白が通常の白より明るい白になったり
する現象の事である。
【０００７】クロストークが起こる原因は、各ピクセル
への電圧書き込みにおいてピクセルへの電荷供給経路の
途中での抵抗値が大きいため十分な電荷が供給されず、
従って液晶に対する印加電圧が不十分となる事である。 このように途中ルートの抵抗値を大きくしている要因の
一つがカラーフィルタ表面上におけるＩＴＯ透明電極の
表面抵抗値が大きい事である。ＩＴＯの表面抵抗値はＩ
ＴＯの膜厚を厚くすると低下する事が分かっているが、
一方膜厚を厚くすると急激にＩＴＯの透明度が落ちる為
、現状以上に膜厚を増やす事は困難である。
への電圧書き込みにおいてピクセルへの電荷供給経路の
途中での抵抗値が大きいため十分な電荷が供給されず、
従って液晶に対する印加電圧が不十分となる事である。 このように途中ルートの抵抗値を大きくしている要因の
一つがカラーフィルタ表面上におけるＩＴＯ透明電極の
表面抵抗値が大きい事である。ＩＴＯの表面抵抗値はＩ
ＴＯの膜厚を厚くすると低下する事が分かっているが、
一方膜厚を厚くすると急激にＩＴＯの透明度が落ちる為
、現状以上に膜厚を増やす事は困難である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者はこのようなカ
ラーフィルタ表面上の透明電極の抵抗値を低減すべく鋭
意検討を行った結果本発明に到達した。
ラーフィルタ表面上の透明電極の抵抗値を低減すべく鋭
意検討を行った結果本発明に到達した。
【０００９】本発明の液晶表示素子においては、このカ
ラーフィルタ上の透明電極層と直接接する層として金属
材質のブラックマトリクス層が設けられている。ブラッ
クマトリクス層は高い導電性を有しており、透明電極層
の導電性を補う事により全体としてカラーフィルタ表面
上の抵抗値を大幅に低減している。透明導電層とブラッ
クマトリクスとの位置関係は、透明導電層の外側にブラ
ックマトリクスが形成されていても良いし、逆に透明導
電層の内側にブラックマトリクスが形成されていても良
い。なお、金属材質としては、クロム，アルミニウムな
どが用いられる。
ラーフィルタ上の透明電極層と直接接する層として金属
材質のブラックマトリクス層が設けられている。ブラッ
クマトリクス層は高い導電性を有しており、透明電極層
の導電性を補う事により全体としてカラーフィルタ表面
上の抵抗値を大幅に低減している。透明導電層とブラッ
クマトリクスとの位置関係は、透明導電層の外側にブラ
ックマトリクスが形成されていても良いし、逆に透明導
電層の内側にブラックマトリクスが形成されていても良
い。なお、金属材質としては、クロム，アルミニウムな
どが用いられる。
【００１０】
【実施例】実施例１
図１（ａ），（ｂ）は、本発明のカラーフィルタ基板の
平面図およびＡ−Ａ′断面図であり、ガラス基板１の上
にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ２を形成し、その上に保
護膜３を介して透明電極４が形成され、その上にブラッ
クマトリクス５を設けた構造を有している。作り方は、
カラーフィルタの透明電極４上にスパッタリングにより
厚さ１４０ｎｍのクロム層を形成する。次いでピクセル
の形が抜けるようにドライエッチングを行いブラックマ
トリクス５を形成する。
平面図およびＡ−Ａ′断面図であり、ガラス基板１の上
にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ２を形成し、その上に保
護膜３を介して透明電極４が形成され、その上にブラッ
クマトリクス５を設けた構造を有している。作り方は、
カラーフィルタの透明電極４上にスパッタリングにより
厚さ１４０ｎｍのクロム層を形成する。次いでピクセル
の形が抜けるようにドライエッチングを行いブラックマ
トリクス５を形成する。
【００１１】このカラーフィルタ基板を用いてＴＦＴア
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。図２は、その断
面図で、ピクセル透明電極１０等を有するＴＦＴ基板と
カラーフィルタ基板とを対向させ間隙に液晶８を充填し
て構成される。
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。図２は、その断
面図で、ピクセル透明電極１０等を有するＴＦＴ基板と
カラーフィルタ基板とを対向させ間隙に液晶８を充填し
て構成される。
【００１２】このＬＣＤにてテストパタンの表示を行っ
た。結果を図７（ａ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤではクロストークは極めて微弱であった。
た。結果を図７（ａ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤではクロストークは極めて微弱であった。
【００１３】実施例２
この実施例は、図３（ａ），（ｂ）に示すように保護膜
３の上にブラックマトリクス５を設け、その上に透明電
極４を設けている。作り方は、カラーフィルタの保護膜
３上にスパッタリングにより厚さ２００ｎｍのアルミニ
ウム層を形成する。次いでピクセルの形が抜けるように
ウェットエッチングを行いブラックマトリクス５を形成
する。この上に更にスパッタリングにより厚さ１４０ｎ
ｍのＩＴＯの透明電極４を形成しカラーフィルタ基板と
した。
３の上にブラックマトリクス５を設け、その上に透明電
極４を設けている。作り方は、カラーフィルタの保護膜
３上にスパッタリングにより厚さ２００ｎｍのアルミニ
ウム層を形成する。次いでピクセルの形が抜けるように
ウェットエッチングを行いブラックマトリクス５を形成
する。この上に更にスパッタリングにより厚さ１４０ｎ
ｍのＩＴＯの透明電極４を形成しカラーフィルタ基板と
した。
【００１４】このカラーフィルタ基板を用いてＴＦＴア
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。その形状は図４
に示したとおりである。
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。その形状は図４
に示したとおりである。
【００１５】このＬＣＤにてテストパタンの表示を行っ
た。結果を図７（ｂ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤではクロストークは極めて微弱であった。
た。結果を図７（ｂ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤではクロストークは極めて微弱であった。
【００１６】比較例
図５（ａ），（ｂ）に形状を示したのは従来の市販カラ
ーフィルタ基板である。このカラーフィルタにおいては
ブラックマトリクス５はガラス基板１の表面上、即ちカ
ラーフィルタの各層で最も内側に形成されており、最外
部の透明電極４とは電気的に遮断されている。
ーフィルタ基板である。このカラーフィルタにおいては
ブラックマトリクス５はガラス基板１の表面上、即ちカ
ラーフィルタの各層で最も内側に形成されており、最外
部の透明電極４とは電気的に遮断されている。
【００１７】このカラーフィルタ基板を用いてＴＦＴア
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。その形状は図６
に示したとおりである。
クティブマトリクスＬＣＤを作製した。その形状は図６
に示したとおりである。
【００１８】このＬＣＤにてテストパタンの表示を行っ
た。結果を図７（ｃ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤでは強いクロストークが認められた。
た。結果を図７（ｃ）に示す。図に示したようにこのＬ
ＣＤでは強いクロストークが認められた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラーフィルタ上の透明電極層と直接接するように金属
材質のブラックマトリクスを設けることにより、表示画
面上のクロストークが少ないカラー液晶表示素子を得る
ことができる。
カラーフィルタ上の透明電極層と直接接するように金属
材質のブラックマトリクスを設けることにより、表示画
面上のクロストークが少ないカラー液晶表示素子を得る
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施例のカラーフィルタ基板を
示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
Ａ′断面図である。
示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
Ａ′断面図である。
【図２】図１のカラーフィルタ基板を用いて作製したア
クティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
クティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例のカラーフィルタ基板を
示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
Ａ′断面図である。
示す図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ
Ａ′断面図である。
【図４】図３に示すカラーフィルタ基板を用いて作製し
たアクティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
たアクティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
【図５】従来のカラーフィルタ基板を示す図で、（ａ）
図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡＡ′断面図である
。
図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡＡ′断面図である
。
【図６】図５のカラーフィルタ基板を用いて作製したア
クティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
クティブマトリクスＬＣＤの断面図である。
【図７】テストパタンによる表示画面を示す図で、（ａ
）図は第１の実施例のカラーフィルタ基板を用いたＬＣ
Ｄの場合、（ｂ）図は第２の実施例のカラーフィルタ基
板を用いたＬＣＤの場合、（ｃ）図は従来のカラーフィ
ルタ基板を用いたＬＣＤの場合である。
）図は第１の実施例のカラーフィルタ基板を用いたＬＣ
Ｄの場合、（ｂ）図は第２の実施例のカラーフィルタ基
板を用いたＬＣＤの場合、（ｃ）図は従来のカラーフィ
ルタ基板を用いたＬＣＤの場合である。
１，１３ ガラス基板
２ カラーフィルタ
３ 保護膜
４ 透明電極
５ ブラックマトリクス
６，１４ 偏光板
７，１１ 配向膜
８ 液晶
９ 配線
１０ ピクセル透明電極
１２ パッシベーション膜
Claims (3)
- 【請求項１】 二枚の透明電極基板間に液晶を挟持し
、その電極間の電圧によって光透過率を制御するカラー
液晶表示素子において、そのカラーフィルタ側の透明電
極層と直接接する層として金属材質のブラックマトリク
ス層を設ける事を特徴とするカラー液晶表示素子。 - 【請求項２】 前記金属材質はクロムである請求項１
記載のカラー液晶表示素子。 - 【請求項３】 前記金属材質はアルミニウムである請
求項１記載のカラー液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029735A JPH04268533A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | カラー液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029735A JPH04268533A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | カラー液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268533A true JPH04268533A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12284365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3029735A Pending JPH04268533A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | カラー液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268533A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5721599A (en) * | 1996-01-16 | 1998-02-24 | Industrial Technology Research Institute | Black matrix for liquid crystal display |
| KR100473006B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2005-03-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 반투과반사형 액정 장치 및 그것을 이용한 전자 기기 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP3029735A patent/JPH04268533A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5721599A (en) * | 1996-01-16 | 1998-02-24 | Industrial Technology Research Institute | Black matrix for liquid crystal display |
| KR100473006B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2005-03-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 반투과반사형 액정 장치 및 그것을 이용한 전자 기기 |
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