JPH0990341A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH0990341A JPH0990341A JP24787095A JP24787095A JPH0990341A JP H0990341 A JPH0990341 A JP H0990341A JP 24787095 A JP24787095 A JP 24787095A JP 24787095 A JP24787095 A JP 24787095A JP H0990341 A JPH0990341 A JP H0990341A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- color filter
- substance
- cyanoethyl
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 対向する２枚の基板間に液晶層を狭持し、一
方の基板として、各絵素に対応する絵素電極、カラーフ
ィルタ、および各絵素電極に接続された薄膜トランジス
タを形成した絶縁基板を用いた液晶表示素子において、
前記カラーフィルタを染料及び／または顔料により着色
された誘電体物質とする。 【効果】 絵素電極に印加される電圧が、カラーフィル
タによって電圧降下しないので、コントラストの低下の
ない液晶表示素子を提供できる。
方の基板として、各絵素に対応する絵素電極、カラーフ
ィルタ、および各絵素電極に接続された薄膜トランジス
タを形成した絶縁基板を用いた液晶表示素子において、
前記カラーフィルタを染料及び／または顔料により着色
された誘電体物質とする。 【効果】 絵素電極に印加される電圧が、カラーフィル
タによって電圧降下しないので、コントラストの低下の
ない液晶表示素子を提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体駆動回路を
形成した表示電極基板を有する、アクティブマトリック
ス型の液晶表示素子に関し、特に半導体駆動回路とカラ
ーフィルタを同一基板上に形成したいわゆるＣＯＡ（Co
lor Filter on Array)基板を用いた液晶表示素子に関す
る。
形成した表示電極基板を有する、アクティブマトリック
ス型の液晶表示素子に関し、特に半導体駆動回路とカラ
ーフィルタを同一基板上に形成したいわゆるＣＯＡ（Co
lor Filter on Array)基板を用いた液晶表示素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリックス型の液晶表示装
置は、ガラスなどの絶縁基板上に、薄膜トランジスタ(T
hin Film Transistor:以下、ＴＦＴと略称する）をマト
リックス上に配列して形成した表示電極基板を用いるも
のであり、液晶の速度応答が速く、また表示電極基板に
使用される絶縁基板の面積に制約がなく、反射型、透過
型のいずれにも適用できるなどの利点を有する為、大容
量の液晶装置として有望視されている。
置は、ガラスなどの絶縁基板上に、薄膜トランジスタ(T
hin Film Transistor:以下、ＴＦＴと略称する）をマト
リックス上に配列して形成した表示電極基板を用いるも
のであり、液晶の速度応答が速く、また表示電極基板に
使用される絶縁基板の面積に制約がなく、反射型、透過
型のいずれにも適用できるなどの利点を有する為、大容
量の液晶装置として有望視されている。
【０００３】第２図は、アクティブマトリックス型のカ
ラー液晶装置における表示パネルでの従来の回路構成を
概略的に示す回路図である。第２図においてソースバス
ラインＳ１、Ｓ２、…（以下、任意のソースバスライン
は符号Ｓで表す）は信号線となるバスラインであり、ゲ
ートバスラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３…（以下、任意のゲー
トバスラインは符号Ｇで表す）は走査線となるバスライ
ンであって、これらは一方の絶縁基板上において互いに
直角に立体交差するように配列して形成されている。カ
ラー液晶装置の各絵素２２、カラーフィルタ２３は上記
絶縁基板上のソースバスラインＳとゲートバスＧの各交
差ごとに形成され、ＴＦＴ２１のソース電極はソースバ
スラインＳに、ゲート電極はゲートバスラインＧに、ド
レイン電極は絵素電極２２にそれぞれ接続されている。
また、各絵素電極２２上にはカラーフィルタ２３が形成
され、表示電極基板が構成される。一方、別の対向する
絶縁基板上全体には対向電極２４が形成され、さらにそ
の上に配向膜が形成されて対向基板が構成される。上記
表示電極基板と対向基板とは互いの配向膜形成面が向い
合うように対向配置され、これら基板間に液晶層２５を
介在させて表示パネルが構成される。
ラー液晶装置における表示パネルでの従来の回路構成を
概略的に示す回路図である。第２図においてソースバス
ラインＳ１、Ｓ２、…（以下、任意のソースバスライン
は符号Ｓで表す）は信号線となるバスラインであり、ゲ
ートバスラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３…（以下、任意のゲー
トバスラインは符号Ｇで表す）は走査線となるバスライ
ンであって、これらは一方の絶縁基板上において互いに
直角に立体交差するように配列して形成されている。カ
ラー液晶装置の各絵素２２、カラーフィルタ２３は上記
絶縁基板上のソースバスラインＳとゲートバスＧの各交
差ごとに形成され、ＴＦＴ２１のソース電極はソースバ
スラインＳに、ゲート電極はゲートバスラインＧに、ド
レイン電極は絵素電極２２にそれぞれ接続されている。
また、各絵素電極２２上にはカラーフィルタ２３が形成
され、表示電極基板が構成される。一方、別の対向する
絶縁基板上全体には対向電極２４が形成され、さらにそ
の上に配向膜が形成されて対向基板が構成される。上記
表示電極基板と対向基板とは互いの配向膜形成面が向い
合うように対向配置され、これら基板間に液晶層２５を
介在させて表示パネルが構成される。
【０００４】上記表示パネルにおいて、各ソースバスラ
インＳとゲートバスラインＧに選択的に電圧を印加する
と、選択されたＴＦＴ２１がオン動作し、ソースバスラ
インＳに印加された電圧が選択されたＴＦＴ２１を介し
て対応する絵素電極２２に供給され、その絵素電極２２
と対向電極２４とで挟まれた液晶層２５の部分に電圧が
印加されて液晶層２５がオン・オフ駆動し、カラーフィ
ルタ２３の色調に応じた色表示が行われる。
インＳとゲートバスラインＧに選択的に電圧を印加する
と、選択されたＴＦＴ２１がオン動作し、ソースバスラ
インＳに印加された電圧が選択されたＴＦＴ２１を介し
て対応する絵素電極２２に供給され、その絵素電極２２
と対向電極２４とで挟まれた液晶層２５の部分に電圧が
印加されて液晶層２５がオン・オフ駆動し、カラーフィ
ルタ２３の色調に応じた色表示が行われる。
【０００５】第３図は、上述した表示電極基板の具体的
な構造の一部を拡大して示す断面図である。第３図にお
いて、絶縁基板３６上には、まずＴＦＴ３１のゲート電
極３７（ゲートバスラインＧも含む）がＴａ（タンタ
ル）膜などによって形成され、更にその上にＴａ2 Ｏ5
（５酸化タンタル）膜、ＳｉＮx （窒化シリコン）膜な
どからなるゲート絶縁膜３８が形成される。またゲート
絶縁膜３８上には、ｉ−Ｓｉ（真性半導体非晶質シリコ
ン）などの半導体膜３９が形成され、さらにその上にＴ
ｉ（チタン）膜やｎ+ −Ｓｉ（ｎ型半導体非晶質シリコ
ン）層などからなるソース電極３１０ａ，３１０ｂ（ソ
ースバスラインＳも含む）とドレイン電極３１１ａ，３
１１ｂとが選択的に形成され、これによってａ−Ｓｉ
（半導体非晶質シリコン）を用いたＴＦＴ３１が構成さ
れている。ついで、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜な
ど透明電極からなる絵素電極３２が、その一部をドレイ
ン電極３１１ａ，３１１ｂ上に重ねて形成され、この絵
素電極３２上にはカラーフィルタ３３がまた他の部分に
はＳｉＮｘ膜などからなる保護膜３１２が形成され、そ
の上面全体に図示しない配向膜が形成される。
な構造の一部を拡大して示す断面図である。第３図にお
いて、絶縁基板３６上には、まずＴＦＴ３１のゲート電
極３７（ゲートバスラインＧも含む）がＴａ（タンタ
ル）膜などによって形成され、更にその上にＴａ2 Ｏ5
（５酸化タンタル）膜、ＳｉＮx （窒化シリコン）膜な
どからなるゲート絶縁膜３８が形成される。またゲート
絶縁膜３８上には、ｉ−Ｓｉ（真性半導体非晶質シリコ
ン）などの半導体膜３９が形成され、さらにその上にＴ
ｉ（チタン）膜やｎ+ −Ｓｉ（ｎ型半導体非晶質シリコ
ン）層などからなるソース電極３１０ａ，３１０ｂ（ソ
ースバスラインＳも含む）とドレイン電極３１１ａ，３
１１ｂとが選択的に形成され、これによってａ−Ｓｉ
（半導体非晶質シリコン）を用いたＴＦＴ３１が構成さ
れている。ついで、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜な
ど透明電極からなる絵素電極３２が、その一部をドレイ
ン電極３１１ａ，３１１ｂ上に重ねて形成され、この絵
素電極３２上にはカラーフィルタ３３がまた他の部分に
はＳｉＮｘ膜などからなる保護膜３１２が形成され、そ
の上面全体に図示しない配向膜が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第３図に示すような構
造の表示電極基板と前記対向基板との間に液晶層２５を
介在させて表示パネルとする場合、絵素電極３２上にカ
ラーフィルタ３３が重なり、絵素電極３２と対向電極２
４の間にカラーフィルタ３３と液晶層２５が挟まれたも
のとなる。このため、絵素電極３２に印加される電圧は
カラーフィルタ３３によって電圧降下して液晶層２５に
加わることになり、その電圧降下分だけ液晶層２５の駆
動が弱まり良好な表示コントラストを得ることができな
いという問題が生ずる。また、コントラストについての
み改善する方法としては、カラーフィルタ上に新たに電
極を設ける手段があるが、この場合は製造工程が複雑化
するという欠点がある。
造の表示電極基板と前記対向基板との間に液晶層２５を
介在させて表示パネルとする場合、絵素電極３２上にカ
ラーフィルタ３３が重なり、絵素電極３２と対向電極２
４の間にカラーフィルタ３３と液晶層２５が挟まれたも
のとなる。このため、絵素電極３２に印加される電圧は
カラーフィルタ３３によって電圧降下して液晶層２５に
加わることになり、その電圧降下分だけ液晶層２５の駆
動が弱まり良好な表示コントラストを得ることができな
いという問題が生ずる。また、コントラストについての
み改善する方法としては、カラーフィルタ上に新たに電
極を設ける手段があるが、この場合は製造工程が複雑化
するという欠点がある。
【０００７】このような問題点を解決する方法として、
カラーフィルタ３３の膜厚をできるだけ薄くすること、
あるいはカラーフィルタ３３の誘電率をできるだけ大き
くすることが挙げられる。以下、この点について説明す
る。
カラーフィルタ３３の膜厚をできるだけ薄くすること、
あるいはカラーフィルタ３３の誘電率をできるだけ大き
くすることが挙げられる。以下、この点について説明す
る。
【０００８】第４図に概略的な断面図で示す表示パネル
において、表示電極基板側の絵素電極４２上に形成され
たカラーフィルタ４３に生じる容量をＣCF、そのカラー
フィルタ４３上及び対向基板側の対向電極４４上に形成
されたそれぞれの配向膜４１３に生じる容量をＣPI、表
示電極基板と対向基板との間に介在する液晶層４５に生
ずる容量をＣLCとすると、その表示パネルの等価回路は
第５図に示すように表される。また、絵素電極４２と対
向電極４４の間に印加される電圧をＶappl、液晶層４５
にかかる実効電圧をＶLCとすると、第５図に示す等価回
路から、実効電圧ＶLCは数式１で表される。
において、表示電極基板側の絵素電極４２上に形成され
たカラーフィルタ４３に生じる容量をＣCF、そのカラー
フィルタ４３上及び対向基板側の対向電極４４上に形成
されたそれぞれの配向膜４１３に生じる容量をＣPI、表
示電極基板と対向基板との間に介在する液晶層４５に生
ずる容量をＣLCとすると、その表示パネルの等価回路は
第５図に示すように表される。また、絵素電極４２と対
向電極４４の間に印加される電圧をＶappl、液晶層４５
にかかる実効電圧をＶLCとすると、第５図に示す等価回
路から、実効電圧ＶLCは数式１で表される。
【０００９】
【数１】 ここで、カラーフィルタ４３の膜厚及び誘電率をそれぞ
れｄCF、εCF、配向膜４１３の膜厚及び誘電率をそれぞ
れｄPI、εPI、液晶層４５の膜厚及び誘電率をそれぞれ
ｄLC、εLCとすると数式１は数式２のように置き換える
ことができる。
れｄCF、εCF、配向膜４１３の膜厚及び誘電率をそれぞ
れｄPI、εPI、液晶層４５の膜厚及び誘電率をそれぞれ
ｄLC、εLCとすると数式１は数式２のように置き換える
ことができる。
【００１０】
【数２】 数式２から明らかなように、表示パネル全体にかかるＶ
applに対して液晶層４５にかかる実効電圧ＶLCの占める
比率は、カラーフィルタ４３の誘電率εCFが大きくなる
ほどまたカラーフィルタ４３の膜厚ｄCFが薄くなるほど
大きくなる。
applに対して液晶層４５にかかる実効電圧ＶLCの占める
比率は、カラーフィルタ４３の誘電率εCFが大きくなる
ほどまたカラーフィルタ４３の膜厚ｄCFが薄くなるほど
大きくなる。
【００１１】第６図は、カラーフィルタ４３の膜厚を
１．０μｍとしたときのカラーフィルタ４３の誘電率ε
CFとＶLC／Ｖapplの関係を表すグラフである。ただし εLC（液晶分子の長軸方向の誘電率ε11）＝８．６ ｄCL＝５μｍ εPI＝０．４ ｄPI＝０．０６μｍ とする。
１．０μｍとしたときのカラーフィルタ４３の誘電率ε
CFとＶLC／Ｖapplの関係を表すグラフである。ただし εLC（液晶分子の長軸方向の誘電率ε11）＝８．６ ｄCL＝５μｍ εPI＝０．４ ｄPI＝０．０６μｍ とする。
【００１２】表１に従来知られているカラーフィルタの
材料を示す。これらの材料の誘電率εCFは最大７程度で
あり、この場合でも、第６図によれば、表示パネル全体
にかかる電圧Ｖapplのうち７５％の電圧しか液晶層４５
にかからないことになる。
材料を示す。これらの材料の誘電率εCFは最大７程度で
あり、この場合でも、第６図によれば、表示パネル全体
にかかる電圧Ｖapplのうち７５％の電圧しか液晶層４５
にかからないことになる。
【００１３】また、実効電圧の比率を上げるためにカラ
ーフィルタ４３をの膜厚を薄くしようとしても、十分な
色濃度を確保する必要上から、その膜厚を極端に薄くす
ることはできず限度がある。すなわち、従来の製造方法
で知られた材料を用いる限りにおいてはカラーフィルタ
４３に起因する表示コントラストの低下を改善すること
はできない。
ーフィルタ４３をの膜厚を薄くしようとしても、十分な
色濃度を確保する必要上から、その膜厚を極端に薄くす
ることはできず限度がある。すなわち、従来の製造方法
で知られた材料を用いる限りにおいてはカラーフィルタ
４３に起因する表示コントラストの低下を改善すること
はできない。
【００１４】したがって、本発明の目的はカラーフィル
タ層の誘電率を上げることにより、工程を増やすことな
く良好な表示コントラストを得ることができる液晶表示
素子を提供することである。
タ層の誘電率を上げることにより、工程を増やすことな
く良好な表示コントラストを得ることができる液晶表示
素子を提供することである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨
は、対向配置される一対の基板間に液晶層が狭持され、
一方の基板に各絵素に対応する絵素電極、カラーフィル
タ、および前記各絵素電極に接続された薄膜トランジス
タが形成されてなる液晶表示素子において、前記カラー
フィルタが、染料および／または顔料により着色された
誘電体物質からなることを特徴とする、液晶表示素子で
ある。
は、対向配置される一対の基板間に液晶層が狭持され、
一方の基板に各絵素に対応する絵素電極、カラーフィル
タ、および前記各絵素電極に接続された薄膜トランジス
タが形成されてなる液晶表示素子において、前記カラー
フィルタが、染料および／または顔料により着色された
誘電体物質からなることを特徴とする、液晶表示素子で
ある。
【００１７】本発明の好適態様にあっては、前記誘電体
物質を誘電率７を超える物質とする。
物質を誘電率７を超える物質とする。
【００１８】また、別の好適態様にあっては、前記誘電
体物質を、側鎖にシアノ基を有する透明な樹脂とする。
体物質を、側鎖にシアノ基を有する透明な樹脂とする。
【００１９】さらに別の好適態様にあっては、前記誘電
体物質を、シアノエチルセルロース、シアノエチルアミ
ロース、シアノエチルスターチ、シアノエチルプルラ
ン、シアノエチルソルビトールおよびシアノエチルポバ
ールからなる群より選ばれた物質とする。
体物質を、シアノエチルセルロース、シアノエチルアミ
ロース、シアノエチルスターチ、シアノエチルプルラ
ン、シアノエチルソルビトールおよびシアノエチルポバ
ールからなる群より選ばれた物質とする。
【００２０】さらに別の好適態様にあっては、前記誘電
体物質を、例えばＴｉ、（Ｓｒ，Ｔｉ）、（Ｂａ，Ｔ
ｉ）といった金属アルコキシドを転化した酸化物とす
る。具体的には例えばＳｒＴｉＯ2 、ＢａＴｉＯ2 およ
びＴｉＯ2 が挙げられる。
体物質を、例えばＴｉ、（Ｓｒ，Ｔｉ）、（Ｂａ，Ｔ
ｉ）といった金属アルコキシドを転化した酸化物とす
る。具体的には例えばＳｒＴｉＯ2 、ＢａＴｉＯ2 およ
びＴｉＯ2 が挙げられる。
【００２１】さらに別の好適態様にあっては、前記誘電
体物質を、下記一般式（１）および（２）
体物質を、下記一般式（１）および（２）
【００２２】
【化３】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、互いに同一
または異種の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素残
基、脂環式炭化水素残基、芳香族炭化水素残基、水素、
アルコキシル基またはアシロキシル基であり、ｍおよび
ｎは整数である。）で表されるポリシロキサン骨格を有
する物質に金属アルコキシドを転化した酸化物、具体的
には例えばＳｒＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２から
なる群より選ばれた物質が混合された物質とする。
または異種の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素残
基、脂環式炭化水素残基、芳香族炭化水素残基、水素、
アルコキシル基またはアシロキシル基であり、ｍおよび
ｎは整数である。）で表されるポリシロキサン骨格を有
する物質に金属アルコキシドを転化した酸化物、具体的
には例えばＳｒＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２から
なる群より選ばれた物質が混合された物質とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】表２に、本発明にかかる液晶表示
素子に用いるのに適した高誘電率のカラーフィルタ材料
を例示する。有機誘電体としては、シアノエチルセルロ
ース、シアノエチルポバール、シアノエチルプルラン、
シアノエチルソルビトール、金属アルコキシドでは、Ｓ
ｒＴｉＯ2 、ＢａＴｉＯ2 、ＴｉＯ2 、が挙げられる。
このような高誘電率物質を使用すると、絵素電極に印加
される電圧が、カラーフィルタによって電圧降下せず、
液晶表示素子のコントラストの低下を効果的に防止する
ことができる。
素子に用いるのに適した高誘電率のカラーフィルタ材料
を例示する。有機誘電体としては、シアノエチルセルロ
ース、シアノエチルポバール、シアノエチルプルラン、
シアノエチルソルビトール、金属アルコキシドでは、Ｓ
ｒＴｉＯ2 、ＢａＴｉＯ2 、ＴｉＯ2 、が挙げられる。
このような高誘電率物質を使用すると、絵素電極に印加
される電圧が、カラーフィルタによって電圧降下せず、
液晶表示素子のコントラストの低下を効果的に防止する
ことができる。
【００２４】本発明にかかるカラーフィルタ材料は、誘
電率７超とするのが良く、好ましくは誘電率８以上、よ
り好ましくは誘電率２０以上とする。
電率７超とするのが良く、好ましくは誘電率８以上、よ
り好ましくは誘電率２０以上とする。
【００２５】
【表２】 また、カラーフィルタおよび／または遮光膜を形成する
にあたり、ポリシラン材料を用いることもできる。この
場合、以下のように製造することができる。前記一般式
（１）および／または一般式（２）で表すことのできる
ポリシランを、絶縁基板に塗布し、成膜後、露光し、露
光された部分のみＳｉＯＨ（シラノール基）を生成させ
る。このポリシラン層を例えば誘電体物質ＳｒＴｉＯ２
を含有した着色ゲル層に浸漬すると、露光した部分のみ
ＳｒＴｉＯ２が入り込み、また着色される。その後この
ポリシラン層を乾燥するとポリシロキサン骨格に、Ｓｒ
ＴｉＯ２が混合された着色ポリシラン層が形成される。
さらに異なる部分を露光し、それ以降を繰り返すことに
より各色のカラーフィルタおよび／または遮光膜を形成
することができる。
にあたり、ポリシラン材料を用いることもできる。この
場合、以下のように製造することができる。前記一般式
（１）および／または一般式（２）で表すことのできる
ポリシランを、絶縁基板に塗布し、成膜後、露光し、露
光された部分のみＳｉＯＨ（シラノール基）を生成させ
る。このポリシラン層を例えば誘電体物質ＳｒＴｉＯ２
を含有した着色ゲル層に浸漬すると、露光した部分のみ
ＳｒＴｉＯ２が入り込み、また着色される。その後この
ポリシラン層を乾燥するとポリシロキサン骨格に、Ｓｒ
ＴｉＯ２が混合された着色ポリシラン層が形成される。
さらに異なる部分を露光し、それ以降を繰り返すことに
より各色のカラーフィルタおよび／または遮光膜を形成
することができる。
【００２６】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明の説明を行う。実施例 １ 図１は、本発明の一実施例である液晶表示素子の一方の
表示電極基板の断面図である。
表示電極基板の断面図である。
【００２７】絶縁基板１６には、無アルカリガラスを用
い、例えばコーニング社製７０５９、ＮＨテクノグラス
社製ＮＡ−４５、日本電気ガラス社製ＯＡ−２などが用
いられる。この絶縁基板１６の主面上には、例えば、Ｔ
ａからなるＴＦＴのゲート電極１７が形成され、このゲ
ート電極１７上には、Ｔａ2 Ｏ5 やＳｉＮx などからな
るゲート絶縁膜１８が形成され、更にこのゲート絶縁膜
１８上には、ｉ−Ｓｉなどからなる半導体膜１９が形成
され、その上にＴｉやｎ＋−Ｓｉからなるソース電極１
１０ａ，１１０ｂとドレイン電極１１１ａ，１１１ｂと
が形成され、これにより、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ１１
が構成されている。更に、このドレイン電極１１１ａ，
１１１ｂに重ねて、ＩＴＯなどの透明電極からなる絵素
電極１２が形成され、この絵素電極１２上には、カラー
フィルタ１３が、また他の部分にはＳｉＮx や黒色の顔
料を感光性レジストに分散させた遮光膜からなる保護膜
１１２が形成され、その上面全体に図示しない配向膜が
形成され、液晶表示素子の一方の基板を形成している。
い、例えばコーニング社製７０５９、ＮＨテクノグラス
社製ＮＡ−４５、日本電気ガラス社製ＯＡ−２などが用
いられる。この絶縁基板１６の主面上には、例えば、Ｔ
ａからなるＴＦＴのゲート電極１７が形成され、このゲ
ート電極１７上には、Ｔａ2 Ｏ5 やＳｉＮx などからな
るゲート絶縁膜１８が形成され、更にこのゲート絶縁膜
１８上には、ｉ−Ｓｉなどからなる半導体膜１９が形成
され、その上にＴｉやｎ＋−Ｓｉからなるソース電極１
１０ａ，１１０ｂとドレイン電極１１１ａ，１１１ｂと
が形成され、これにより、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴ１１
が構成されている。更に、このドレイン電極１１１ａ，
１１１ｂに重ねて、ＩＴＯなどの透明電極からなる絵素
電極１２が形成され、この絵素電極１２上には、カラー
フィルタ１３が、また他の部分にはＳｉＮx や黒色の顔
料を感光性レジストに分散させた遮光膜からなる保護膜
１１２が形成され、その上面全体に図示しない配向膜が
形成され、液晶表示素子の一方の基板を形成している。
【００２８】カラーフィルタ１３は、顔料や染料染色を
分散させたシアノエチルプルラン、シアノエチルセルロ
ースのような透明かつ高誘電率の有機高分子物質で形成
されている。またカラーフィルタ１３は、Ｔｉ、（Ｂ
ａ，Ｔｉ）、（Ｓｒ，Ｔｉ）等の金属アルコキシド例え
ばテトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタ
ン、テトラｎ−プロポキシチタンやこのＴｉの一部をＢ
ａやＳｒで置換したものに顔料や染料を分散させたもの
を塗布後、一定温度で焼成して、酸化物に転化したもの
である。
分散させたシアノエチルプルラン、シアノエチルセルロ
ースのような透明かつ高誘電率の有機高分子物質で形成
されている。またカラーフィルタ１３は、Ｔｉ、（Ｂ
ａ，Ｔｉ）、（Ｓｒ，Ｔｉ）等の金属アルコキシド例え
ばテトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタ
ン、テトラｎ−プロポキシチタンやこのＴｉの一部をＢ
ａやＳｒで置換したものに顔料や染料を分散させたもの
を塗布後、一定温度で焼成して、酸化物に転化したもの
である。
【００２９】上記構成の表示電極基板は例えば次のよう
にして製造されるＴＦＴ１１及び絵素電極の形成と同様
にして行われる。
にして製造されるＴＦＴ１１及び絵素電極の形成と同様
にして行われる。
【００３０】即ち、絶縁基板１６上にＴＦＴ１１のゲー
ト電極１７がＴａなどに形成され、更にその上にＴａ2
Ｏ5 ，ＳｉＮx 膜などからなるゲート絶縁膜１８が形成
される。また、ゲート絶縁膜１８上にはｉ−Ｓｉなどの
半導体膜１９が形成され、更にその上にＴｉやｎ＋−Ｓ
ｉなどからなるソース電極１１０ａ，１１０ｂ（ソース
バスラインも含む）とドレイン電極１１１ａ，１１１ｂ
とが選択的に形成され、これによりａ−Ｓｉを用いたＴ
ＦＴ１１が形成される。次いで、ＩＴＯ膜などからなる
絵素電極１２がその一部をドレイン電極１１１ａ，１１
１ｂ上に重ねて形成される。
ト電極１７がＴａなどに形成され、更にその上にＴａ2
Ｏ5 ，ＳｉＮx 膜などからなるゲート絶縁膜１８が形成
される。また、ゲート絶縁膜１８上にはｉ−Ｓｉなどの
半導体膜１９が形成され、更にその上にＴｉやｎ＋−Ｓ
ｉなどからなるソース電極１１０ａ，１１０ｂ（ソース
バスラインも含む）とドレイン電極１１１ａ，１１１ｂ
とが選択的に形成され、これによりａ−Ｓｉを用いたＴ
ＦＴ１１が形成される。次いで、ＩＴＯ膜などからなる
絵素電極１２がその一部をドレイン電極１１１ａ，１１
１ｂ上に重ねて形成される。
【００３１】この後、黒色の顔料、例えば、カーボンブ
ラックや、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｖなどの顔料を混合した顔料組
成物を分散させた、感光性樹脂をロールコータ、ノズル
コータ、スピーンコータなどの公知の塗布方法を用いて
塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークを用い
絵素電極１２以外の部分に遮光膜１１２を形成する。こ
の後、透明かつ高誘電率の有機高分子物質、例えばシア
ノエチルセルロース、シアノエチルプルランなどを所定
の有機溶剤に溶解し、これに所定の顔料や染料を添加
し、三本ロールミル等で分散、練肉した着色液を印刷法
や、ポジ型のレジストを用いた顔料（染料）分散法など
公知のカラーフィルタ形成法を用いて絵素電極１２上に
カラーフィルタ１３を形成する。
ラックや、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｖなどの顔料を混合した顔料組
成物を分散させた、感光性樹脂をロールコータ、ノズル
コータ、スピーンコータなどの公知の塗布方法を用いて
塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークを用い
絵素電極１２以外の部分に遮光膜１１２を形成する。こ
の後、透明かつ高誘電率の有機高分子物質、例えばシア
ノエチルセルロース、シアノエチルプルランなどを所定
の有機溶剤に溶解し、これに所定の顔料や染料を添加
し、三本ロールミル等で分散、練肉した着色液を印刷法
や、ポジ型のレジストを用いた顔料（染料）分散法など
公知のカラーフィルタ形成法を用いて絵素電極１２上に
カラーフィルタ１３を形成する。
【００３２】また、カラーフィルタ１３は、次のように
しても形成することができる。例えば、テトラエトキシ
チタンをアルコールと水の混合溶媒に溶解させ、染料ま
たは顔料をこの溶媒に溶解または分散させた後、酸を加
え、室温で１〜２時間撹拌することで得られた着色ゲル
を、水とアセトニトリル、ジオキサン、テトラヒドロフ
ランのような水溶性有機溶剤で調整し、この着色液を印
刷法や、ポジ型のレジストを用いた顔料（染料）分散法
など公知のカラーフィルタの形成方法を用いて、絵素電
極１２上に、カラーフィルタ１３を形成する。実施例 ２ 図１において、１６は絶縁（ガラス）基板であり、この
上にＴＦＴ１１、絵素電極１２が形成され、ＴＦＴ１１
の上に、ポリシラン層が形成され、この層内に遮光層１
１２、カラーフィルタ層（着色層）１３が形成されてい
る。
しても形成することができる。例えば、テトラエトキシ
チタンをアルコールと水の混合溶媒に溶解させ、染料ま
たは顔料をこの溶媒に溶解または分散させた後、酸を加
え、室温で１〜２時間撹拌することで得られた着色ゲル
を、水とアセトニトリル、ジオキサン、テトラヒドロフ
ランのような水溶性有機溶剤で調整し、この着色液を印
刷法や、ポジ型のレジストを用いた顔料（染料）分散法
など公知のカラーフィルタの形成方法を用いて、絵素電
極１２上に、カラーフィルタ１３を形成する。実施例 ２ 図１において、１６は絶縁（ガラス）基板であり、この
上にＴＦＴ１１、絵素電極１２が形成され、ＴＦＴ１１
の上に、ポリシラン層が形成され、この層内に遮光層１
１２、カラーフィルタ層（着色層）１３が形成されてい
る。
【００３３】ＴＦＴ１１はコーニング社の７０５７、Ｎ
Ｈテクノグラス社のＮＡ−４５、日本電気硝子社のＯＡ
−２等の無アルカリガラスからなる絶縁基板１６の上に
形成される。この絶縁基板１６の上に、ＴＦＴ１１を構
成するゲート電極１７がＴａ、Ｍｏ−Ｔａなどにより構
成され、その上にＴａ２Ｏ５、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３な
どからなるゲート絶縁膜１８が形成される。ゲート絶縁
膜１８には、ｉ−Ｓｉ（真性半導体非晶質シリコン）な
どの半導体膜１９が形成され、さらにその上にＴｉやｎ
+ −Ｓｉ（ｎ型半導体非晶質シリコン）などからなるソ
ース電極１１０ａ，１００ｂ（ソースバスラインＳも含
む）とドレイン電極１１１ａ，１１１ｂとが選択的に形
成され、これによりａ−Ｓｉ（半導体非晶質シリコン）
を用いたＴＦＴ１１が構成され、ドレイン電極に接続さ
れた絵素電極１２が形成されている。
Ｈテクノグラス社のＮＡ−４５、日本電気硝子社のＯＡ
−２等の無アルカリガラスからなる絶縁基板１６の上に
形成される。この絶縁基板１６の上に、ＴＦＴ１１を構
成するゲート電極１７がＴａ、Ｍｏ−Ｔａなどにより構
成され、その上にＴａ２Ｏ５、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３な
どからなるゲート絶縁膜１８が形成される。ゲート絶縁
膜１８には、ｉ−Ｓｉ（真性半導体非晶質シリコン）な
どの半導体膜１９が形成され、さらにその上にＴｉやｎ
+ −Ｓｉ（ｎ型半導体非晶質シリコン）などからなるソ
ース電極１１０ａ，１００ｂ（ソースバスラインＳも含
む）とドレイン電極１１１ａ，１１１ｂとが選択的に形
成され、これによりａ−Ｓｉ（半導体非晶質シリコン）
を用いたＴＦＴ１１が構成され、ドレイン電極に接続さ
れた絵素電極１２が形成されている。
【００３４】図１において、ＴＦＴ１１が形成されたガ
ラス基板１６上にスピンコーターを用いて有機ポリシラ
ン組成物を有機溶剤に溶解させた液を塗布した。有機ポ
リシランは、一般式（１）および（２）において、
Ｒ１、Ｒ３がメチル基、Ｒ２がフェニル基、Ｒ４がトリ
フルオロプロピル基であるポリフェニルメチル／メチル
トリフルオロプロピルシランを用いた。有機ポリシラン
組成物はポリフェニルメチル／メチルトリフルオロプロ
ピルシラン１００重量部に、架橋剤としてシリコーンゴ
ム組成物（ジメチルシリコーンオイル（東芝シリコーン
社製シリコーンオイルＹＥ３９０２）９８．９重量部と
メチルトリアセトキシシラン１重量部とジブチル錫ジラ
ウレート０．１重量部からなる組成物）を８重量部、エ
チレン系化合物としてジエチレングリコールジベンゾエ
ートを１５重量部を添加したトルエン溶液を用いた。固
形分濃度は、３０重量％であった。塗布後、ホットプレ
ートを用い乾燥させた。得られたポリシラン層１１２お
よび１３の層厚は２．５μｍであった。
ラス基板１６上にスピンコーターを用いて有機ポリシラ
ン組成物を有機溶剤に溶解させた液を塗布した。有機ポ
リシランは、一般式（１）および（２）において、
Ｒ１、Ｒ３がメチル基、Ｒ２がフェニル基、Ｒ４がトリ
フルオロプロピル基であるポリフェニルメチル／メチル
トリフルオロプロピルシランを用いた。有機ポリシラン
組成物はポリフェニルメチル／メチルトリフルオロプロ
ピルシラン１００重量部に、架橋剤としてシリコーンゴ
ム組成物（ジメチルシリコーンオイル（東芝シリコーン
社製シリコーンオイルＹＥ３９０２）９８．９重量部と
メチルトリアセトキシシラン１重量部とジブチル錫ジラ
ウレート０．１重量部からなる組成物）を８重量部、エ
チレン系化合物としてジエチレングリコールジベンゾエ
ートを１５重量部を添加したトルエン溶液を用いた。固
形分濃度は、３０重量％であった。塗布後、ホットプレ
ートを用い乾燥させた。得られたポリシラン層１１２お
よび１３の層厚は２．５μｍであった。
【００３５】ついで、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層に
なる部分および遮光層になる部分を順次形成する。たと
えば、Ｒはカラーフィルタ層になる部分を露光によりシ
ラノール基を生成させた後、Ｓｒ、ＴｉＯ２を含有した
赤色の着色ゾルに浸漬して赤色フィルタ層１３を形成
し、同様の方法により緑色、青色フィルタ層および黒色
の顔料を分散させた着色ゾルに浸漬して遮光層１１２を
形成する。
なる部分および遮光層になる部分を順次形成する。たと
えば、Ｒはカラーフィルタ層になる部分を露光によりシ
ラノール基を生成させた後、Ｓｒ、ＴｉＯ２を含有した
赤色の着色ゾルに浸漬して赤色フィルタ層１３を形成
し、同様の方法により緑色、青色フィルタ層および黒色
の顔料を分散させた着色ゾルに浸漬して遮光層１１２を
形成する。
【００３６】本実施例における露光は、中圧水銀灯を用
い、５Ｊ／ｃｍ2 の光量で行った。紫外線露光により、
カラーフィルタ層になる部分に親水性のＳｉ−ＯＨ結合
（シラノール基）が生成し、紫外線が露光されないポリ
シラン層は有機ポリシラン層として残る。
い、５Ｊ／ｃｍ2 の光量で行った。紫外線露光により、
カラーフィルタ層になる部分に親水性のＳｉ−ＯＨ結合
（シラノール基）が生成し、紫外線が露光されないポリ
シラン層は有機ポリシラン層として残る。
【００３７】これらの着色ゾル溶液はつぎのようにして
作製した。出発原料の金属アルコキシドとしては、テト
ラエトキシシランを用いた。テトラエトキシシラン１０
０重量部、エチルアルコール１００重量部、純水７０重
量部からなる溶液に、平均粒径０．１μｍの顔料微粒子
及び平均粒径０．１μｍのＳｒＴｉＯ２を２０重量部添
加し、常温で３０分間よく撹拌しながら分散させた。そ
の後塩酸０．３重量部を添加し、さらに常温で２時間撹
拌しながら分散させるとともにゾル化を続けた。こうし
て得られたＳｒＴｉＯ２を有する着色ゾル１００重量部
に、顔料及びＳｒＴｉＯ２を添加せず同様の工程で作ら
れたゾル溶液３００重量部、純水３００重量部を添加希
釈し、着色ゾル溶液とした。
作製した。出発原料の金属アルコキシドとしては、テト
ラエトキシシランを用いた。テトラエトキシシラン１０
０重量部、エチルアルコール１００重量部、純水７０重
量部からなる溶液に、平均粒径０．１μｍの顔料微粒子
及び平均粒径０．１μｍのＳｒＴｉＯ２を２０重量部添
加し、常温で３０分間よく撹拌しながら分散させた。そ
の後塩酸０．３重量部を添加し、さらに常温で２時間撹
拌しながら分散させるとともにゾル化を続けた。こうし
て得られたＳｒＴｉＯ２を有する着色ゾル１００重量部
に、顔料及びＳｒＴｉＯ２を添加せず同様の工程で作ら
れたゾル溶液３００重量部、純水３００重量部を添加希
釈し、着色ゾル溶液とした。
【００３８】着色ゾルへの浸漬は、常温で１０〜１５分
間行った。ゾル溶液の温度を上げると、浸漬時間は短く
なるが、ポリシラン層の再溶解によるピンホールの発生
が起り易くなるので、ゾル溶液の温度は４０℃以下、望
ましくは３０℃以下であることが好ましい。着色した
後、水洗し、１００℃、３０分の乾燥を行いカラーフィ
ルタ層や遮光層パターンが完成した。なお、ポリシラン
層の露光、ゾル溶液に浸漬する代わりに、ポリシラン層
の露光を行わず、例えばインキジェット法などの記録技
術に使用されるインキ噴射技術を用いてカラーフィルタ
層や遮光層パターン等を形成することもできる。
間行った。ゾル溶液の温度を上げると、浸漬時間は短く
なるが、ポリシラン層の再溶解によるピンホールの発生
が起り易くなるので、ゾル溶液の温度は４０℃以下、望
ましくは３０℃以下であることが好ましい。着色した
後、水洗し、１００℃、３０分の乾燥を行いカラーフィ
ルタ層や遮光層パターンが完成した。なお、ポリシラン
層の露光、ゾル溶液に浸漬する代わりに、ポリシラン層
の露光を行わず、例えばインキジェット法などの記録技
術に使用されるインキ噴射技術を用いてカラーフィルタ
層や遮光層パターン等を形成することもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高誘電
率物質からなるカラーフィルタを用いているため、絵素
電極に印加される電圧が、カラーフィルタによって電圧
降下せず、液晶表示素子のコントラストを低下させるこ
とはない。また、カラーフィルタ上に新たに電極を形成
する必要がないため、製造工程を簡略化できる点におい
ても有利である。
率物質からなるカラーフィルタを用いているため、絵素
電極に印加される電圧が、カラーフィルタによって電圧
降下せず、液晶表示素子のコントラストを低下させるこ
とはない。また、カラーフィルタ上に新たに電極を形成
する必要がないため、製造工程を簡略化できる点におい
ても有利である。
【図１】本発明の一実施例の液晶表示素子が具備する表
示電極基板の構成を示す断面図である。
示電極基板の構成を示す断面図である。
【図２】液晶表示素子の回路構成図である。
【図３】液晶表示素子が具備する表示電極基板の構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】液晶表示素子の概略的な構成を示す断面図であ
る。
る。
【図５】液晶表示素子の等価回路を示す図である。
【図６】カラーフィルタの誘電率に対する液晶層への実
効電圧と印加電圧の割合の関係を示す図である。
効電圧と印加電圧の割合の関係を示す図である。
１１、２１、３１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） １２、２２、３２、４２ 絵素電極 １３、２３、３３、４３ カラーフィルタ １６、３６ 絶縁基板 １７、３７ ゲート電極 １８、３８ ゲート絶縁膜 １９、３９ 半導体膜 ２４、４４ 対向電極 ２５、４５ 液晶層 １１０ａ、１１０ｂ，３１０ａ、３１０ｂ ソース電極 １１１ａ、１１１ｂ，３１１ａ、３１１ｂ ドレイン電
極 １１２、３１２ 保護膜（遮光膜） ４１３ 配向膜
極 １１２、３１２ 保護膜（遮光膜） ４１３ 配向膜
Claims (8)
- 【請求項１】対向配置される一対の基板間に液晶層が狭
持され、一方の基板に各絵素に対応する絵素電極、カラ
ーフィルタ、および前記各絵素電極に接続された薄膜ト
ランジスタが形成されてなる液晶表示素子において、 前記カラーフィルタが、染料および／または顔料により
着色された誘電体物質からなることを特徴とする、液晶
表示素子。 - 【請求項２】前記誘電体物質が、誘電率７を超える物質
からなる、請求項１に記載の液晶表示素子。 - 【請求項３】前記誘電体物質が、側鎖にシアノ基を有す
る透明な樹脂からなる、請求項１に記載の液晶表示素
子。 - 【請求項４】前記誘電体物質が、シアノエチルセルロー
ス、シアノエチルアミロース、シアノエチルスターチ、
シアノエチルプルラン、シアノエチルソルビトールおよ
びシアノエチルポバールからなる群より選ばれた物質か
らなる、請求項１に記載の液晶表示素子。 - 【請求項５】前記誘電体物質が、金属アルコキシドを転
化した酸化物からなる、請求項１に記載の液晶表示素
子。 - 【請求項６】前記誘電体物質が、ＳｒＴｉＯ2 、ＢａＴ
ｉＯ2 およびＴｉＯ2 からなる群より選ばれた物質より
なる、請求項１に記載の液晶表示素子。 - 【請求項７】前記誘電体物質が、下記一般式（１）およ
び（２） 【化１】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、互いに同一
または異種の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素残
基、脂環式炭化水素残基、芳香族炭化水素残基、水素、
アルコキシル基またはアシロキシル基であり、ｍおよび
ｎは整数である。）で表されるポリシロキサン骨格を有
する物質に金属アルコキシドを転化した酸化物が混合さ
れた物質よりなる、請求項１に記載の液晶表示素子。 - 【請求項８】前記誘電体物質が、下記一般式（１）およ
び（２） 【化２】 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、互いに同一
または異種の置換もしくは非置換の脂肪族炭化水素残
基、脂環式炭化水素残基、芳香族炭化水素残基、水素、
アルコキシル基またはアシロキシル基であり、ｍおよび
ｎは整数である。）で表されるポリシロキサン骨格を有
する物質にＳｒＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２から
なる群より選ばれた物質が混合された物質よりなる、請
求項１に記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24787095A JPH0990341A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24787095A JPH0990341A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990341A true JPH0990341A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17169853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24787095A Pending JPH0990341A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0990341A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100640985B1 (ko) * | 2000-05-25 | 2006-11-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| CN1321343C (zh) * | 2003-06-06 | 2007-06-13 | 统宝光电股份有限公司 | 半透射半反射式液晶显示器的结构 |
| JP2007219557A (ja) * | 2000-05-25 | 2007-08-30 | Lg Philips Lcd Co Ltd | 液晶表示装置の製造方法 |
| CN100388102C (zh) * | 2003-07-31 | 2008-05-14 | 奇美电子股份有限公司 | 薄膜晶体管液晶显示面板、其阵列基板及其制作方法 |
| US7630043B2 (en) | 2006-07-19 | 2009-12-08 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid display device and fabrication method thereof |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP24787095A patent/JPH0990341A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100640985B1 (ko) * | 2000-05-25 | 2006-11-03 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| JP2007219557A (ja) * | 2000-05-25 | 2007-08-30 | Lg Philips Lcd Co Ltd | 液晶表示装置の製造方法 |
| CN1321343C (zh) * | 2003-06-06 | 2007-06-13 | 统宝光电股份有限公司 | 半透射半反射式液晶显示器的结构 |
| CN100388102C (zh) * | 2003-07-31 | 2008-05-14 | 奇美电子股份有限公司 | 薄膜晶体管液晶显示面板、其阵列基板及其制作方法 |
| US7630043B2 (en) | 2006-07-19 | 2009-12-08 | Hitachi Displays, Ltd. | Liquid display device and fabrication method thereof |
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