JPS6088986A - カラ−液晶表示装置 - Google Patents

カラ−液晶表示装置

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JPS6088986A
JPS6088986A JP19812483A JP19812483A JPS6088986A JP S6088986 A JPS6088986 A JP S6088986A JP 19812483 A JP19812483 A JP 19812483A JP 19812483 A JP19812483 A JP 19812483A JP S6088986 A JPS6088986 A JP S6088986A
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JP
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color filter
liquid crystal
color
filter layer
transparent electrode
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敏明 高松
充浩 向殿
耕三 矢野
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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】 く技術分野〉 本発明はカラー液晶表示装置に関し特にそのカラー表示
用電極構造に関するものである。
〈従来技術〉 液晶パネル構造が比較的簡単でかつフルカラー表示が可
能であり、またパネルに用いているガラス基板厚に起因
する表示の色ずれが11.=んどない表示品位の良好な
カラー液晶表示装置として、液晶パネルの内部に途布カ
ラーフィルタ層卆嵌虐また液晶表示装置が既に発表され
ている。このうち、代表的なカラー液晶表示装置のパネ
ル構造を第1図に示す。相対向する2枚のガラス基板l
の対向面上にマ) IJノクス電極を構成する信号側透
明電極2と走査側透明電極2′が形成され、その上に配
向層3がコートされている。信号側透明電極2上には重
畳して赤緑青のカラーフィルタ層4.4’。
4″が層設され、また配向層3間にはツィステノドネマ
ティンク液晶5が介設されて電界印加に応答したカラー
表示が実行される。ガラス基板1の外方には液晶分子の
配向変換を顕視化する偏光板6が偏光方向を直交させて
配設されている。7は偏光方向、8は電極2,2′に接
続される電源、9は背面側に設置された白熱灯、螢光灯
、EL発光灯等の光源、10は観測者を示す。
第1図に示すパネル構造では透明電極2上にカラーフィ
ルタ層4.4’、4“が形成されているが、この構造で
は第2図に示す如くカラーフィルタ層4.4’、4″で
の電圧降下により閾電圧vt11が高くなるというPl
!′I頚乃rに笛q E71 r千ナト^W+ら−1ィ
ルタ層4.4’、4”自体の膜厚のばらつきにより閾電
圧Vthが変動するという2つの問題がある。
図中のtlはカラーフィルタ層がない場合、t2はカラ
ーフィルタ層がある場合の印加電圧対米透過率特性曲線
である。
液晶を用いたXYマトリックス表示では大容量の情報を
表示するためには必然的に電極数が増加する。この場合
、信号側電極のみならず走査側電極も増加する。そのた
め、一定フレーム周波数内で1本の走査側電極に割り当
てられる動作期間が少なくなり、表示コントラストは低
下する。これまで大容量の情報を表示可能なXYマトリ
ックス液晶パネルを駆動する方法として次の2つの駆動
方法が考えられる。
(【)一方の基板面上でXY方向に交差させた各電極の
交点にスイッチング素子を付加したアクティブ・マトリ
ックス法。
(2) 電圧オンΦオフ時に液晶に印加さ九る実効電圧
の比(動作マージン)を最大にするようにバイアス電圧
を最適化する電圧平均化法。
(υの方法では実質的にスタティック駆動ができ、オン
時に充分な電圧が印加できるため、良好な表示コントラ
ストが得られる反面、XY電極の交点にスイッチング素
子として薄膜トランジスタを形成することから従来の液
晶パネルに比較して工程が非常に繁雑になり、また均一
な特性を有するスイッチング素子を形成し難いという問
題がある。
一方、(2)の方法では走査する電極数Nが増加すると
オン・オフ時に液晶に印加される実効電圧の比ジンが小
さくなり、充分な表示コントラストが得られないという
問題がある。さらにこの動作マージンが小さくなること
に加えてカラーフィルタ層を透明電極の上に設けた場合
第2図及び第3図に示すように閾電圧Vthが変動し、
結果として明瞭な表示コントラストが得られない。カラ
ーフィルタ層の膜厚を薄くし同時に膜厚のばらつきを減
少することにより第2図及び第3図に示すような閾電圧
Vthの変動を改善すれば、良好な表示コントラストを
得ることが可能である。しかしながら、カラーフィルタ
層をあまり薄くすると所定の着色濃度が得られず、色純
度が悪いカラー表示しかできなくなる。またカラーフィ
ルタ材料を下地層に均一に塗布することも困難である。
そこで、カラーフィルタ層を液晶パネル内に内設した液
晶表示装置でカラー液晶表示を可能にするためには。
カラーフィルタ層を透明電極の下部に設ける構造が有効
であると考えられる。第4図はカラーフィルタ層を透明
電極の下部に設けた場合の電極構造を示す構成図である
。第4図の如き構造にす扛ば液晶に印加される電圧がカ
ラーフィルタ層4.4’。
4〃で降下することなく、またカラーフィルタ層の厚さ
の影響を受けることもなく、直接透明電極2より液晶へ
印加されることとなる。
次にカラーフィルタ層の上に透明電極を形成する方法に
ついて述べる。カラーフィルタ層の上に透明電極を形成
する場合、透明電極の透過率及び面抵抗の点から基板温
度を高くするとカラーフィルタの変色が起こるため通常
の電子ビーム蒸着法金利用することはできず、低温スパ
ッタリング法またはイオンブレーティング法等により透
明電極を形成する必要がある。以下第5図(4)及び第
5図(B)を参照しながら説明する。まず、ガラス基板
上に赤、緑、青のカラーフィルタを所定の位置に形成し
、その上に低温スパッタリング法等で透明電極全形成す
る。そしてホトレジストをカラーフィルタパターンに沿
ってパターン化したのち、透明電極をエツチングする。
このホトエツチング法ではエツチング液がカラーフィル
タ層の下部までまわり込み、カラーフィルタ層及び透明
電極を剥離してしまうという問題がある。その他、上記
、ホトエツチング法以外に、リフトオフ法で上部透明電
極を形成する方法がある。この方法では、カラーフィル
タ層の上にホトレジストヲ用いパターン化したのち低温
スパッタリング法等で全面に透明電極を形成し、下部の
ホトレジストを除去する。
同時に不要部分の透明電極も剥離除去して透明電極のパ
ターン化を行な゛う。リフトオフ法では、前述したホト
エツチング法の場合のようにカラー7ィルタ層の剥離は
見られないが、透明電極をリフトオフ法でパターン化す
る場合、透明導電膜の膜厚をあまり厚くするとリフトオ
ンし難いという問題がある。また面抵抗を下げるために
基板温度を上げた場合も同様の問題がある。よって、リ
フトオフ法の場合には透明電極の抵抗値が比較的高くな
り、液晶に充分な電圧が印加されず、そのため良好な表
示コントラストが得られない。
〈発明の目的〉 本発明は、フルカラー表示可能な液晶表示装置に於いて
、透明電極をカラーフィルタ層の上層に設けることによ
り閾電圧Vthの変動を解消すると同時に下層に設けら
れている抵抗値の低い透明電極と、上層の透明電極とを
コンタクトさせることによって表示コントラス)1改善
した新規有用なカラー液晶表示装置ケ提供することを目
的とするものである。
〈実施例〉 本発明の1実施例の説明に供するカラー液晶表示装置の
電極構造を第6図に示す。カラーフィルタ層4,4’、
4“の下側即ちガラス基板1の上面に比較的抵抗の低い
透明電極2を設け、この上にカラーフィルタ層4.4”
、4“を形成したのち、さらにこの上にリフトオフ法に
より透明電極2°を形成することによりカラー液晶表示
装置の電極構造が構成されている。以下、製造工程に従
って詳説する0 実施例1 第7図囚に示す如くガラス基板1上に電子ビーム蒸着に
より比較的抵抗値の低い透明4電膜を蒸着する。この除
、ガラス基板1’1350℃に加熱することにより透過
率として80%以上でしかも面抵抗として20 rv′
cni以下の透明導電膜が得られた。この透明導電膜f
FeC1a HCt系のエツチング液で所定のパターン
にエツチングし、透明電極2とする。この透明電極2上
に感光性全付与した水溶性高分子膜11’!i−塗布し
て第7図03)の如くとする。水溶性高分子膜11とし
ては、カゼインG−90(東京応化膜)に感光拐料とし
−C重クロム酸アンモニウム110wt%の割合で添加
したものを使用し、スピンナによりガラス基板l上に塗
布する。こ・の際、゛スピンナ回転数は3000 RP
Mに設定し、水溶性高分子膜11の膜厚は約0.5μm
とする。次に露光、現像によシ所定のパターンにパター
ン化し、赤、緑、青の各染料を用いてこの水溶性高分子
膜11’(r選択的に染色する。具体的な染色法として
は赤に染色する部分以外をホトレジストAZ−1350
J、(シップレイ社製)、で被覆した後その開口部を染
色する。赤の染色条件を下記に示す。
上記染料にガラス基板を浸漬する。このときの液温及び
浸漬時間1460℃−5分とする。次に上記ホトレジス
トを剥離した後、新たにホトレジストをパターン化しそ
の開口部を緑に染色する。緑の染色の場合はアニオン系
のシアン染料で染色したのち、カチオン系のイエロー染
料、で染色することにより緑の分光特性が得られる。緑
に染色する場合の1色目及び2色目の染色条件を下記に
示す。
から成る液にガラス基板ごと60℃−5分間浸漬し、1
色目の染色を行なう。引き続いてから成る溶液に60℃
−3分間浸漬し、2色目の染色を行なって緑の分光特性
を得る0次に、上記ホトレジストを剥離した後、新たに
ホトレジストを塗布し再度パターン化してその開目部を
青に染色する。青の染色条件を下記に示す0 から成る溶液に60℃−5分間浸漬する。各染料で水溶
性高分子膜11を染色することによりカラーフィルタ層
を形成した後、第8図に示す如く1層目の透明電極2上
でカラーフィルタ層4.4’。
4〃が設けられていない部分14とカラーフィルタ層4
.4’、4“以外をホトレジスト13で被覆して第7図
(C)の如くとし、その上に2層目の透明導電膜を蒸着
する。リフトオフ用ホトレジスト13としては、AZ−
1350J (シップレイ社製)を用い、スピンナによ
り塗布して約1μm程度の膜厚に設定する。2層目の透
明導電膜はイオンブレーティング法により形成する。カ
ラーフィルタ材質として、カゼインなどのタンパク質及
び有機染料を用いていることから、フィルタ自体の耐熱
性は劣っており、従ってイオンブレーティング時の基板
加熱温度は100〜150℃程度に設定する。
この条件ではカラーフィルタの変色や退色は起こらない
。本実施例では基板温度150℃でイオンフレーティン
グを行なった。その他のイオンブレーティング法による
透明導電膜形成条件は下記の如くである。
以上により、第7図■)に示す如く、透過率約70%。
面抵抗700〜1000Ω/crA程度の透8A導電膜
が得られた。その後、アセトン中にガラス基板全浸漬し
、超音波槽内に約5分間放置したところ透明導電膜下の
ホトレジストがアセトンに溶解し、第7図■に示す如く
透明導電膜のパターン化が行なわれる。その結果、カラ
ーフィルタ層4.4’、4“上に2層目の透明電極2″
が得られる。第6図は走査方向即ち第8図のX方向の電
極基板断面図であり、第9図はこれに直交するY方向の
電極基板断面図である。1層目の透明電極2上のカラー
フィルタ層4.4’、4”が設けられていない部分で1
層目と2層目の透明電極2.2”間を電気的にコンタク
トさせ、導通状態ヲ得ている。
次に、上記カラーフィルタ層4.4’、4”が形成され
たガラス基板1上に5t(hを電子ビーム蒸着法により
蒸着し、さらにその上をシラン系配向剤によって処理し
たのち、琢磨布によりラビング処理する。また、対向配
置される他方のガラス基板も同様にパターン化された透
明電極上にSi’Chを蒸着し、シラン系配向剤処理及
びラビング処理する。これら両ガラス基板の周縁をエポ
キシ樹脂で貼り合せたのちエポキシ樹脂を加熱硬化させ
、基板間隙にネマティック液晶を注入封止することによ
りツイテソドネマテインク電界効果型のカラー液晶表示
パネルが作製される。
実施例2 実施例1では、第1層目の透明電極2の幅と、カラーフ
ィルタ層4.4’、4”の幅を同一にしているが、カラ
ーフィルタを)(ターン化するときの位置ずれを許容す
るために本実施例では第10図に示す如くカラーフィル
タ層の幅を若干大きくしてi、る。尚、第2層目の透明
電極幅は第1層目の透明電極幅と同一にしているが、こ
れもカラーフィルタ層と同様に大きくしてもよい。第1
1図はY方向の断面図であり、1層目透明電極2上のカ
ラーフィルタ層4.4’、4“が設けられていない部分
で1層目と2層目の透明電極2.2“間の電気的コンタ
クトをとっている。
実施例3 実施例1で2層目の透明導電膜2“の形成にはイオンブ
レーティング法を採用したが、本実施例では低温スパッ
タリング法で透明導電膜を形成する0第8図に於いて、
1層目の透明電極2上でカラーフィルタ層が設けられて
いない部分と透明電極2以外の部分をホトレジストで被
覆したガラス基板上に低温スパッタリング法によって透
明導電膜を形成する。実施例1と同様に基板加熱温度は
150〜200℃に設定し、カラーフィルタ層の変色及
び退色が起こらないように制御する。本実施例では基板
温度200℃で行なった。その他の低温スパッタリング
法による透明導電膜形成争件は次の如くである。
上記条件で透明導電膜を形成し、透過率約70%。
面抵抗800〜1200Ω/Ca程度の透明導電膜を得
る。尚、カラーフィルタ材質及びり7トオフ用ホトレジ
ストは実施例1と同様である0〈発明の効果〉 以上詳説した如く、カラーフィルタ層の下部に比較的抵
抗の低い透明電極を設け、さらにカラーフィルタ層の上
部にも透明電極を設けることにより、カラーフィルタ層
自体での電圧降下が改善されかつカラーフィルタ層の層
厚むらに起因する閾電圧vthのばらつきも改善するこ
とができる0このようなカラー表示用電極構造により、
液晶層に効率よく電圧が印加され表示コントラストの優
れた均一なフルカラー表示が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のカラー液晶表示、装置の構成図である。 第2図はカラーフィルタ層を設けることにより閾電圧が
高くなることを示す透過率−電圧特性図である。第3図
はカラーフィルタ層の層厚によって閾電圧がばらつくこ
とを示す透過率−電圧特性図である。第4図は従来のカ
ラー液晶表示装置のカラーフィルタ側基板の詳細構成図
である。 第5図(A)(B)はホトエツチング法とリフトオフ法
の工程説明図である。第6図は本発明の1実施例を示す
カラー液晶表示装置のカラーフィルタ側基板の断面説明
図である。第7図(4)(B)(C)(D廉)は、第6
図に示すカラーフィルタ側基板の製作工程図である。第
8図は第7図(0の斜視図である。第9図は第6図に示
すカラーフィルタ側基板の直交方向の断面説明図である
。第10図及び第11図は本発明図でりの0 Vl# 印加−JL 第2図 (Vtyprn 卸加囃氏 第3像! 第4 図 第 5 陳1(A〕 第61ス 2F>θ図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、液晶表示セルを構成する透光性基板の内面にカラー
    フィルタ層を層設するとともに該カラーフィルタ層の両
    主面に透明電極を2層形成して各透明電極間を電気的に
    導通せしめたカラー表示用電極構造を層設したことを特
    徴とするカラー液晶表示装置。
JP19812483A 1983-10-20 1983-10-20 カラ−液晶表示装置 Granted JPS6088986A (ja)

Priority Applications (1)

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JP19812483A JPS6088986A (ja) 1983-10-20 1983-10-20 カラ−液晶表示装置

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JPS6088986A true JPS6088986A (ja) 1985-05-18
JPH0120428B2 JPH0120428B2 (ja) 1989-04-17

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JP19812483A Granted JPS6088986A (ja) 1983-10-20 1983-10-20 カラ−液晶表示装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6279421A (ja) * 1985-10-03 1987-04-11 Seiko Epson Corp カラ−液晶表示体
EP0224040A1 (en) * 1985-11-26 1987-06-03 Stanley Electric Co., Ltd. Liquid crystal color display device and its manufacturing process
EP0295329A1 (en) * 1987-06-17 1988-12-21 Tatsuo Uchida Liquid crystal color display device
EP0301869A1 (en) * 1987-07-28 1989-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device

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EP0301869A1 (en) * 1987-07-28 1989-02-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device

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