JPS60191289A - カラ−表示装置 - Google Patents

カラ−表示装置

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JPS60191289A
JPS60191289A JP59046662A JP4666284A JPS60191289A JP S60191289 A JPS60191289 A JP S60191289A JP 59046662 A JP59046662 A JP 59046662A JP 4666284 A JP4666284 A JP 4666284A JP S60191289 A JPS60191289 A JP S60191289A
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JP
Japan
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color
display device
thin film
substrate
color filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP59046662A
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English (en)
Inventor
優 神尾
吉原 諭
笹森 栄造
雄倉 保嗣
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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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】 本発明は、表示要素単位となる複数個の電極を備えた薄
膜トランジスタアレイを設けた第1の基板と、対向電極
を設けた第2の基板とを有し、これらの基板間で生じる
電気光学的変化によって表示を行う表示装置に関するも
ので、特にカラーフィルターを設けてカラー表示を行う
カラー表示装置に関するものである。
従来、この種の装置は、電気光年的変調材料として、液
晶、EC(エレクトロクロミー)、EL(エレクトロル
ミネセンス)等の材料を使用していて、薄膜構成へよっ
て基板上に駆動用半導体アレイが設けられた第1の基板
と対向電極を形成した第2の基板を用い、これらの基板
間に電気光学的変調材料の層を挾持してなる構成が用い
られる。以下、その代衣的例として薄膜半導体構造含有
する液晶表示装置の例について図を用いて説明する。
第1 Z (a)、 (b)は薄膜半導体を有する基板
の例で、これを液晶表示装置として構成した例を第2図
によって示す。即ち、第1図(a)i”l:表示用パネ
ルを構成する基板(ガラス等)S上に、2〜10i程度
の密度でマ) IJクス配置された駆動用薄膜トランジ
スタ(TFT : Th1n Film Transi
stor)を設けたものである。TPTは、基板S上に
形成てれたケ゛−ト線1a及び1a′(透明又は金属の
薄膜導電膜からなる)該ダート線上に設けたダート電極
1,1’。
1“、1#′前艷ダート電極上に絶縁膜lを介して形成
した薄膜状の半導体2,2’、2”、2#、半導体装置
端に接して設けたソース線(導電膜からなる)3゜3′
、及び半導体の他端に設けたドレイン電極4゜4′、4
”、4#等から構成されている。上記のドレイン電極4
,4’、4“、4#/は表示要素単位となる電極を構成
している。第1図か)は、第1図(a)の矢印B方向か
ら眺めた平面図でアシ、マ) IJクス駆動回路の一部
を示している。
又、第2図は、第1図に示す基板と対向電極基板とで構
成される液晶表示装置を示すもので、第1図(b)のA
 −A’線における拡大断面図である。第2図に於いて
、7及びSはガラス等の基板、4“及び4#は前述のド
レイン電極、8は対向電極である。
4 p 4’ + 8等には、In20g 、SnO,
等の透明導電膜或いは場合によってAu 、Al 、P
d等の金属薄膜が使用される。1“、1#及び2“ 2
/Nはそれぞれダート電極及びソース線でtt=ッて、
A1.Au、Ag、Pt、Pd、Cu等の金属が使用さ
れる。5,5′は絶縁膜上を1 a 、 1 a’等の
ゲート線上のみに形成した例を特別に示してあシ、又9
は必要に応じて設けられる絶縁膜であシ、2// 、 
2///はCdS、C’dSs、Ts、7モル7オスシ
リコン等の半導体、10はスペーサー、11は液晶層で
ある。
尚、表示装置では、動的散乱モード(DSM )・ねじ
れ配列ネマティック(TN)等表示モードのいずれを利
用するか或いは装置を透過型又は反射型にするかに応じ
て、種々の液晶分子配向状態及び偏向板・λ/4板・反
射板等の光学検知手段が適宜設定される。
駆動方法を概説すれば、例えばダート線1a。
1a′に画像信号を、ソース1fIA3,3’には駆動
用電圧を走査して印加すると(ゲートaに信号が入力さ
れている間に限って)、これ等の電極の交点のうちの選
択された箇所でソース(3,3’)ドレイン(4,4”
′)間が導通して、ドレイン電極と対向電極8との間で
電場が生じ、液晶層11の液晶分子の配列状態が変化す
ることによシ表示が行なわれる。
かかる装置において、カラー表示を行なう手段として躯
動用牛導体アレイが設けられた基板と対向する対向電極
基板上にカラーフィルターを形成する方法が一般的であ
る。
しかしながらこのような構成のカラー表示装置には種々
の問題がある。即ち、駆動用半導体アレイの形成された
基板とカラーフィルターが形成された対向電極基板との
間に液晶層を挾持する為、このカラー表示装置を斜めか
ら見る時に視差を生じる欠点がある。
又、駆動用半導体アレイの形成された基板とカラーフィ
ルターが形成された対向電極基板とを接着剤で貼合せる
時に、駆動用半導体アレイの各電極とカラーフィルター
とを±5μm以内の精密な位置合せが必要であるが、精
密な位置合せを行ない貼合せる事は容易ではなく、シば
しば位置ずれを起こしてしまい、カラー表示装置の色ム
ラの原因となる欠点がおる。
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであシ、本発明
の主な目的は薄膜トランジスタアレイとカラーフィルタ
ーが一体化して設けられたカラー表示装置を与えること
にある。
又、他の目的は力2−茨示装置作製の時に電極形成した
対向基板のカラーフィルターと駆動用半導体アレイの電
極との精密な位置合せを無くすことにある。
更に本発明の別な目的はカラー表示装置を斜めから見た
と、きの視差を無くすことにある。
この様な目的を達成する本発明のカラー表示装置は、表
示要素単位となる複数個の電極を備えている薄膜トラン
ジスタアレイを設けた第1の基板と、対向電極を設けた
第2の基板とを有し、これらの基板間で生じる電気光学
的変化によって表示を為す表示装置において、前記薄膜
トランジスタアレイをおおう絶縁膜上に気相堆積により
形成した色素層のみを色要素として有するカラーフィル
ターを設けたことを特徴としている。
本発明に用いるカラーフィルターは、真空蒸着による色
素の蒸着薄膜で色素層を形成する方法によってつくられ
るのが好ましく、色素層のパターンニングは除去すべき
色素層の下部にレジストマスク(以下アンダーマスクと
呼ぶ)を設け、下部のアンダーマスクを基板から除くこ
とによってその上の色素層をも同時に物理的に除去する
いわゆるリバースエツチング法(又はリフトオフ方法)
を用いてなされるのが好ましい。
これは後で溶解可能な物質を用いてアンダーマスクを形
成後、その上に蒸着色素層を設け、しかる後にアンター
マスクを溶解することによって所望のパターン形成を行
なうものである。リバースエツチング法によればアンダ
ーマスク自身が除去されることによってパターンが形成
され石ので色素層のみの簡単なフィルターとなシ、薄膜
化が可能である。
また、色素層は蒸着によシ成膜するため、たとえ蒸着さ
れる基板表面が凹凸となっていても、その表面に沿って
平行に色素層が形成されるため、分光特性の場所的なバ
ラツキは生じない特徴があり、薄膜トランジスタアレイ
の上に形成するのに適している。また、このカラーフィ
ルターの製造工程はすべてドライ工程で行なうことがで
き、薄膜トランジスタプレイの製造工程をカラーフィル
ター作成まですべてドライ化することが可能である。
その場合本発明に用いる色素層には昇華あるいは蒸着可
能な染料あるいは顔料が用いられ、このようなものとし
て、例えば7タロシアニン系顔料。
ナ7トータ系顔料、インダスレン糸染料、油溶性染料2
分散系染料などが挙げられる。
以下、第3図および第4図を参照して本発明を説明する
第3図は本発明に係るカラー表示装置の一実施態様を示
すもので、図中、第1図および第2図に示すものと同様
の部分は同じ符号によって指示する。第3図中、1“お
よび1′″はダート電極、2”および2″′は薄膜状の
半導体、3および3′はソース線、4“および4#は表
示要素単位として働くドレイン電極、7およびSはガラ
ス等の基板、8は対向電極、10はスペーサー、11は
液晶層、12 、12’は保護層、13および14は偏
光板である。第3図に示す表示装置の各部は、第1図お
よび第2図について説明したと同様の材料に−よって構
成され、この表示装置と前述と同様の電気光学的変化に
よって表示作用を行う。
本発明カラー表示装置においては、薄膜トランジスタア
レイをおおう絶縁膜5”上に気相堆積にょ多形成した色
素層のみを色要素として有するカラーフィルターが作成
される。図示の実施例で、このカラーフィルタ、−は青
色要素6.緑色要素6′。
赤色要素6”の3色・やターンからなる。上記のカラー
フィルター上に保護層12を積層後、対向電極を形成し
た対向基板7との間にスペーサ−10を介し液晶層11
を挾持することによってカラー表示装置が構成されてい
る。
次に第4図(、)〜(、)を参照して、本発明によるカ
ラー表示装置におけるカラーフィルターの作成工程につ
いて説明する。
まず、薄膜トランジスタアレイをおおう絶縁膜20′の
上に遠紫外光用ポジ型レジスト(例えば東京応化製の0
DUR1013)をスピンナーを用いて回転塗布する。
乾燥後、120℃20分間プリベークする。ついで遠紫
外光で所定のパターン形状に露光し現像する。
以上の工程によって第4図(、)に示されるアンプ−マ
スク15が基板Sに設けられた薄膜トランジスタアレイ
を被う絶縁膜20’上に形成される。この薄膜トランジ
スタアレイを被う絶縁膜20’は半導体17−>の不純
物混入を防止する不活性層、表示電極面の材質の均一性
、後工程に於ける加工のだめの下地層として機能してい
る。
また図中、16はダート電極、17は半導体、18、よ
ソース電極19はドレイン電極、2oは絶縁膜を示す。
ついで第4図(b>の如く全面に遠紫外光を照射する。
ついで第4図(c)の如く、アンダーマスク15上に青
色蒸着色素層21をNiフタロシアニンの真空蒸着法に
よって厚さ300’OXに形成する。
ついで色素層21下のアンダーマスクをレジスト現像液
に浸漬する。アンターマスクの除去によって同時にその
上にある蒸着色素層21が除去される。
このようにして、第4図(d)の如く青色要素6が形成
される。
第4図(d)4で形成した青色要素6の上に緑色色素と
してPb7タロシアニン、赤色色素としてリオノグンマ
ゼンタR(東洋インキ製)をそれぞれ用いて、第4図(
、)〜(d)と同様な工程を繰シ返すことによって、第
4図(e)、に示す如く青色要素6、緑色要素6′、赤
色要素6“の3色パターンからなるカラーフィルターが
薄膜トランジスタアレイをおおう絶縁膜上に形成される
このように!て形成されたカラーフィルター上に保護層
12を積層後、対向電極を形成した対向基板7との間に
スペーサー10介し液晶層11を挾持することによって
、第3図に示すようなカラー表示装置が構成される。
第3図に示すカラー表示装置に於いて色要素6゜6′、
6“は各色要素の下にある要素電極4’、4”′に対応
したカラーフィルターとして働く。従って、本実施例の
場合加色法によってカラー表示を行なう。
すなわち6.6’、6’に対応してB(宵)、G(緑)
R(赤)の三原色によるカラー表示がなされる。
一般には、これ等三色の要素を一単位としてカラー表示
の絵素とすることができる。このような構成では、表示
部の電極にカラーフィルターが形成されているので、視
差を生じない利点かある。
また、この実施例の場合、非表示部を着色背景として得
られる利点を有する。即ち、任意の着色背景を選択する
ことが可能で、色彩的に任意な表示効果をもたらすこと
ができる。
更にカラーフィルターが薄膜トランジスタプレイと一体
化されているので、基板Sと基板7を貼合せる際に位置
合せが不要であるという利点がある。
上記カラーフィルターと液晶層との間には耐液晶性を向
上させるため保護層12を設けることが望ましい。該保
護層12の材料としては、絶縁性及び他の材料との密着
性が良好なものが好ましく、例えばポリウレタン樹脂、
ポリカーブネート樹脂、シリコーン樹脂、ガラスレジン
、エポキシ樹脂、ポリパラキシレン樹脂等各種の有機樹
脂、St、N、 。
8101.810.All0. 、Ta、O,、Tie
、等の絶縁性無機膜化合物等が挙げられる。
尚、本発明に於いては、電気光学的変調材料として、成
上の実施例で用いた液晶の他、EC(エレクトロクロミ
ー) 1.、 EL (エレクトロルミネッセンス)等
を用いることもできる。液晶は、表示動作モードに応じ
てネマティック、コレステリック、スメクテイツクを示
す液晶の単体及び混合物を用いる。
これ等の光示動作モードはいわゆるTN 、 DAP 
DAM 、 RAN 、ダストホスト、相転移等いずれ
のタイプであっても良く、選択したモードと表示効果か
ら、適当な光学的検知手段(λ/4板、偏光板。
反射板、レンズ、照明装置)を適宜選択して本発明装置
に付加することもできる。
成上の本発明による表示装置は、駆動性、生産性、信頼
性が良く高密度画素をもつ、小型表示器としてテレビ、
ビデオカメラ用モニター等に適用される。
以上説明したように、本発明によれば、薄膜トランジス
タをおおう絶縁膜上に気相堆積によ多形成した色素層の
みを色要素として有するカラーフィルターを設けること
によシ、薄膜トランジスタアレイとカラーフィルターが
一体化して設けられたカラー表示装置が可能となシ、カ
シ−表示装置作製時に必要であった精密な位置合せが不
要で、斜めから見たときの視差が無いという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は従来製表示装置における半導体駆動回路
を有する基板の一部分を示す斜視図、第1図(bjはそ
の平面図、第2図は第1図(a>及び(b)に示す基板
を肩する入水装置の部分断面図、第3図は本発明カラー
表示装置の実施例を示す断面図、第4図(、)〜(e)
は本発明カラー表示装置におけるカラーフィルターを作
成する工程の一例を示す説明図である。 図において 1a*1a’、laN、la’、1a” :ブート線、
1.1′、1′、1′′、16:ブート電極、2 、2
’ 、 2′ 2/// 、 17 :半導体、3.3
’、3“+ 3′′′+ 3”+ 18 :ソース線、
4.4’、4“、4”、19: ドレイン電極、5 、
5’、 9 、20 、20’、、に絶縁膜、6:背色
要素、 6′:緑色要素、 6“:赤色妥素、 7.S二基板、 8:導電膜、 10ニスペーサ−1 11:液晶層、 12.12’:保護層、13.14:
偏光板、15:アンダーマスク、21:蒸着色素層。 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表示要素単位となる複数個の電極を備えている薄膜トラ
    ンジスタアレイを設けた第1の基板と、対向電極を設け
    た第2の基板を有し、これらの基板間で生じる電気光学
    的変化によって表示を為す表示装置において、前記薄膜
    トランジスタアレイをおおう絶縁膜上に、気相堆積によ
    多形成した色素層のみを色埜累として有するカラーフィ
    ルターを設けたことを特徴とするカラー表示装置。
JP59046662A 1984-03-12 1984-03-12 カラ−表示装置 Pending JPS60191289A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7821065B2 (en) 1999-03-02 2010-10-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising a thin film transistor comprising a semiconductor thin film and method of manufacturing the same
US7851797B2 (en) 1999-12-14 2010-12-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including a color filter or color filters over a pixel portion and a driving circuit for driving the pixel portion
US9293483B2 (en) 1999-04-27 2016-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co. Ltd. Electronic device and electronic apparatus

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US7851797B2 (en) 1999-12-14 2010-12-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device including a color filter or color filters over a pixel portion and a driving circuit for driving the pixel portion

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