JPS63221321A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】

（産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示装置、特に、カラー液晶表示装置に
適用して有効な技術に関するものである。 〔従来技術〕 薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）で液晶表示部の各画素
の表示制御を行うカラー液晶表示装置として、カラーフ
ィルタを使用するものが知られている。 このカラーフィルタは、上部透明ガラス基板の内側（液
晶側）に接着されている６下部透明ガラス基板の内側（
液晶側）には、各画素毎に構成される薄膜トランジスタ
及び液晶が設けられている。カラーフィルタと液晶との
界面には、特に染色方式のカラーフィルタにおいては保
護膜が設けられている。 前記カラーフィルタは、アクリル樹脂等で形成される染
色基材を各画素毎に染料で染め分けることにより形成さ
れている。染料の染め分けは、フォトリソグラフィ技術
で行っている。染料としては、３原色すなわち赤色、緑
色及び青色が使用されている。 前記保護膜は、前記カラーフィルタを染め分けた各色の
染料が液晶に漏れることを防止するために設けられてい
る。保護膜は１例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等
の透明樹脂材料で形成されている。 なお、カラー液晶表示装置については、例えば日経エレ
クトロニクス、１９８４年９月１０日号、ＰＰ２１１〜
２４０に記載されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者は、前述の液晶表示装置の液晶表示部の不良解
析の結果、カラーフィルタの染料が保護膜を通して液晶
に漏れるという事実を発見した。 本発明者の検討によれば、染料で染め分けられたカラー
フィルタの表面、は各色毎にぬれ性が異なるので、保護
膜の塗布後それが硬化収縮する際に極部的に応力が発生
すると考察される。このため、カラーフィルタの表面上
で部分的に保護膜がはじくようになり、保護膜にピンホ
ールが生じる。前記染料は、このピンホールを通して液
晶に漏れる。 この液晶への染料の漏れは、液晶表示装置の歩留りを低
下させる。 本発明の目的は、液晶表示装置の歩留りを向上すること
が可能な技術を提供することにある６本発明の他の目的
は、液晶表示装置において。 カラーフィルタを染め分ける染料が保護膜を通して液晶
に漏れることを防止することが可能な技術を提供するこ
とにある。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。 〔問題点を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 液晶表示装置のカラーフィルタと保護膜との界面に、前
記保護膜のぬれ性を改善する界面活性層を設ける。 〔作用〕 上述した手段によれば、カラーフィルタの表面のぬれ性
を均一にし、保護膜の塗布後それが硬化収縮する際の極
部的な応力の発生を低減することができるの゛で、保護
膜にピンホールが発生することを防止し、カラーフィル
タの染料が液晶に漏れることを防止することができる。 この結果、液晶表示装置の歩留りを向上することができ
る。 以下、本発明の構成について、薄膜トランジスタで各画
素の表示を制御するカラー液晶表示装置に本発明を適用
した一実施例と共に説明する。 なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。 〔発明の実施例〕 本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置の液晶表示
部の要部を第１図（要部断面図）で示す。 第１図に示すように、カラー液晶表示装置は、１　、１
　［ｍｍ］程度の厚さを有する下部透明ガラス基板１の
内側（液晶側）の表面上に、薄膜トランジスタＴを有し
ている。薄膜トランジスタＴは、主に、ゲート電極２．
ゲート絶縁膜として使用される絶縁膜３、チャネル形成
領域として使用されるｉ型半導体層４、一対のソース・
ドレイン電極５Ａ。 ５Ｂで構成されている。 前記ゲート電極２は、例えば、断線を防止するために、
Ｃｒ層上にＭｏ層を積層した複合膜で形成する。ゲート
電極２は、走査線（水平信号線）に一体化されそれに接
続されている。 ｉ型半導体層４は、アモーファスシリコン膜又は多結晶
シリコン膜で形成されている。 一対のソース・ドレイン電極５Ａ、５Ｂは、ｉ型半導体
層４上に夫々離隔して設けられている。 ソース・ドレイン電極５Ａ、５Ｂは、回路のバイアス極
性が変ると、動作上、ソースとドレインが入れ替わるよ
うに構成されている。つまり、薄膜トランジスタＴは、
ＦＥＴと同様に双方向性である。 ソース・ドレイン電極５Ａ、５Ｂは、ｉ型半導体層４に
接触する下層側から、高不純物濃度のｎ゛型半導体層、
Ｃｒ層、ＡＱ層を順次積層して形成されている。ｎ０型
半導体層は、アモーファスシリコン膜又は多結晶シリコ
ン膜で形成されており、ｉ型半導体層４との接触抵抗値
を低減するように構成されている。Ｃｒ層は、ＡＱ層と
反応することを防止する、バリア層として形成されてい
る。 ＡＱ層は、信号伝達速度を速くするために低抵抗値を有
しており、配線材料としても使用される。 薄膜トランジスタＴの一方のソース・ドレイン電極５Ｂ
には、画素毎に設けられた透明電極（工Ｔｏ）６が接続
されている。透明電極６は、液晶表示部の画素電極の一
方を構成する。他方のソース・ドレイン電極５Ａは、映
像信号線（垂直信号線）と一体化されそれに接続されて
いる。 薄膜トランジスタＴ及び透明電極６上には、保護膜７が
設けられている。保護膜７は、主に、薄膜トランジスタ
Ｔを湿気等から保護するために形成されており、透明性
が高くしかも耐湿性の良い酸化シリコン膜や窒化シリコ
ン膜で形成する。 薄膜トランジスタＴ上の保護膜７の上部には、外部光が
チャネル領域として使用されるｉ型半導体層４に入射さ
れないように、遮蔽膜８が設けら、れている、遮蔽膜８
は、例えば、Ｃｒ層で形成されている。 薄膜トランジスタＴは、ゲート電極２に正のバイアスを
印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗が小さ
くなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は大きく
なるように構成されている。 液晶１０は、下部透明ガラス基板１と上部透明ガラス基
板１１との間に、液晶分子の向きを設定する下部配向膜
９及び上部配向膜１５に規定され、封入されている。 上部透明ガラス基板１１の内側（液晶側）の表面には、
第１図及び第２図（要部拡大模写断面図）に示すように
、カラーフィルタ１２、保護膜１３、透明電極（ＩＴ○
）１４及び前記上部配向膜１５が順次積層して設けられ
ている。 前記透明電極１４は、下部透明ガラス基板１側に画素毎
に設けられた透明電極６に対向し、隣接する他の透明電
極１４と一体に構成された共通電極である。 カラーフィルタ１２は、アクリル樹脂等の樹脂材料で形
成される染色基材を各画素毎に染料で染め分けることに
より形成されている。染料の染め分けは、フォトリソグ
ラフィ技術、例えば、各色毎にポジ型のフォトレジスト
マスクを用いて行っている。染料としては、第２図に示
すように、３原色すなわち赤色ＲＥＤ、緑色ＧＲＥＥＮ
、青色ＢＬＵＥの夫々が使用されている。 また、染料として１例えば、赤色はＲＥＤ２１Ｐ（アゾ
系有機染料）、緑色はＧＲＥＥＮＩ　Ｐ　（シアン：ゾ
ウの入ったフタロシアニー系の有機染料。 イエロー；アゾ系の有機染料）、青色はＢ　ＬＵＥ４３
Ｐ（アンスラチノン系の有機染料）を用いる。 保護膜１３は、前記カラーフィルタ１２を異なる色に染
め分けた染料が液晶１０に漏れることを防止するために
設けられている。保護膜１３は、例えば、アクリル樹脂
、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されている。 このように構成されるカラー液晶表示装置は、上部透明
ガラス基板１１側に設けられたカラーフィルタ１２と保
護膜１３との界面に、界面活性層１６が設けられている
。界面活性層１６は、次のように形成することができる
。 まず、上部透明ガラス基板１１の表面にカラーフィルタ
１２の染色基材を形成する。 次に、フォトリソグラフィ技術を用い、画素毎に前記染
色基材を所定の色に染色し、カラーフィルタ１２を形成
する。 次に、カラーフィルタ１２の表面（液晶側）を界面活性
剤を用いて表面処理する。界面活性剤としては１例えば
、５ＡＮＤ社製のサドジン・Ｎ・リキッドタイプの溶液
を０．５［％］に希釈した溶液を使用する。この界面活
性剤の主な成分は、明細書の末尾に掲載する第１表に示
す、前記表面処理は、この界面活性剤にカラーフィルタ
１２を約５分間浸漬させ、この後水洗乾燥することによ
り施される。 本発明者は、このように、カラーフィルタ１２の表面を
界面活性剤により表面処理することにより、カラーフィ
ルタ１２の表面層又は表面上に界面活性層１６が形成さ
れると考えている。この界面活性層１６は、親水性を有
し、異なる色の染料で染め分けられた各画素において、
明細書の末尾に掲載した第２表に示すように、保護膜１
３とのぬれ性を均一にすることができる。つまり、界面
活性層１６は、実質的に、カラーフィルタ１２の表面の
ぬれ性を均一にし、ぬれ性を改善したことに等価である
。第２表は、接触角によってぬれ性を示したものであり
、界面活性剤による表面処理前のぬれ性とその後のぬれ
性とを示している。 前記カラーフィルタ１２の表面に界面活性層１６を形成
した後には、保護膜１３を塗布し硬化させる。 このように、カラーフィルタ１２と保護膜１３との界面
に界面活性層１６を設けることにより、カラーフィルタ
１２の表面のぬれ性を均一にすることができるので、保
護膜１３の塗布後それが硬化収縮する際の極部的な応力
の発生を低減することができる。 したがって、保護膜１３にピンホールが発生することを
防止し、カラーフィルタ１２の染料が液晶１０に漏れる
ことを防止することができるので、カラー液晶表示装置
の歩留りを向上することができる。 このカラー液晶表示装置は、下部透明ガラス基板１側、
上部透明ガラス基板１１側の夫々の層を別々に形成し、
その後、上下透明ガラス基板１１及び１を重ね合せ、両
者間に液晶１０を封入することによって組み立てられる
。 第１図の中央部は、一画素部分の断面を示している。左
側は、透明ガラス基板！及び１１の左側縁部分で引出配
線の存在する部分の断面を示している。右側は、透明ガ
ラス基板１及び１１の右側縁部分で引出配線の存在しな
い部分の断面を示している。 第１図の左側、右側の夫々に示すシール材１７は、液晶
１０を封止するように構成されており、液晶封入口（図
示していない）を除く透明ガラス基板１及び１１の線周
囲全体に沿って形成されている。シール材１７は、例え
ば、エポキシ樹脂で形成されている。 前記上部透明ガラス基板１１側の透明電極１４は、少な
くとも一個所において、銀ペースト材１８によって、下
部透明ガラス基板１側に形成された引出配線層に接続さ
れている。この引出配線層は、前述したゲート電極２、
ソース・ドレイン電極５Ａ及び５Ｂの夫々と同一製造工
程で形成される。 前記配向膜９，１５、透明電極６．１４、保護膜７、絶
縁膜３の夫々の層は、シール材１８の内側に形成される
。透明ガラス基板１，１１の夫々の外側の表面には、偏
光板１９が設けられている。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。 例えば１本発明は、カラー液晶表示装置において、染色
法に限定されず、電着法、真空蒸着法、印刷法等で形成
されるカラーフィルタの表面を界面活性剤で表面処理し
てもよい。 また、本発明は、前記界面活性剤として、５ａｎｄｏｚ
ｉｎ　Ｎ　　Ｌ　１ｑｕｉｄを使用してもよい。

【発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る８ カラー液晶表示装置の歩留りを向上することができる。 以下、余白 【第　１表】

【第２表】 以下、余白

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置
の液晶表示部の要部を示す要部断面図、第２図は、前記
液晶表示部の要部拡大模写断面図である。 図中、１，１１・・・透明ガラス基板、１０・・・液晶
、１２・・・カラーフィルタ、１３・・・保護膜、１６
・・・界面活性層である。 一＼、 １゛ゾ　＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶上に保護膜を介在させてカラーフィルタを設け
   た液晶表示装置において、前記カラーフィルタと保護膜
   との界面に、前記保護膜のぬれ性を改善する界面活性層
   を設けたことを特徴とする液晶表示装置。 ２、前記カラーフィルタはアクリル樹脂等の透明樹脂材
   料で形成され、前記保護膜はアクリル樹脂、エポキシ樹
   脂等の透明樹脂材料で形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。 ３、前記界面活性層は、前記カラーフィルタの表面を界
   面活性剤で処理することにより形成され、前記保護膜は
   、前記界面活性層の上部に塗布しその後硬化させること
   により形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項に記載の液晶表示装置。