JPS63226623A - カラ−液晶表示素子およびその製造方法 - 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】 「技術分野」 本発明は、カラー液晶表示素子に間し、特にその透明電
極の構造および形成方法に関する。

「従来技術およびその問題点」 液晶カラーテレと等に採用されているカラー液晶表示素
子は、多数の画素電極を有し、各画素電極に対応して三
原色のカラーフィルタが設けられている。そして、任意
の画素電極に選択電圧を印加し、その画素電極に対応す
る色の表示を行ない、三原色のドツトを組合わせてなる
自由なパターンのカラー表示を可能としている。

このようなカラー液晶表示素子の一例をＭ２図にしたが
って説明すると、表示基板１１の内面には、複数（図で
は、断面表示部位との関係から単数となっている）の画
素電極１２と配向膜１３が積層形成されている。一方、
対向基板１４の内面には、複数の透明電極１５が、画素
電極１２の走行方向と直交してストライブ状に形成され
ている。透明電極１５上１こは、三原色すなわち縁１６
Ｇ、青１６８および赤＋６Ｒからなるカラーフィルタ層
１６が各色毎に間隙をもって区画されて形成され、この
間隙と上記各透明電極１５の間隙に、格子状に直交する
ブラックマスク１７が形成されている。このブラックマ
スク１７は、カラーフィルタ層１６の各♂を区画し、そ
れぞれの境界部を遮光するもので、絶縁性を有する黒色
系の樹脂材料よりなっている。ざらに、カラーフィルタ
層１６およびブラックマスク１７の上には、配向１１１
８が形成されている。そして、表示基板１１と対向基板
１４は、それぞれの電極形成面を内側にして対向配置ｌ
され、所定のセルギャップをもって周ｌ１１８Ｉ３が封
止され、内部に液晶１９が封入されでいる。

このようなカラー液晶表示素子は、画素電極１２と透明
電極１５間で電圧が印加された状態では、電圧の印加さ
れた部分の電極と対応する部分にある液晶１９の旋光能
が消失するので、下部偏光板（図示省略）、対向基板１
４、カラーフィルタ層１６の各色である緑１６Ｇ、胃１
６Ｂ、赤１６日のフィルタを透過したバックライトの光
は、上記部分においでだけ、表示基板１１および上部偏
光板（図示省略）を透過する。したがって、上記電圧印
加部分と対応するカラーフィルタ層１６によって、緑１
６Ｇ、青１６８および赤１６８によって着色された光と
して、表示面から視認することができる。そして、電圧
を印加する画素電極１２と透明電極１５ソ選択すること
で、三原色からなる自由なパクーンのカラー表示が可能
となる。

ところが、上記従来のカラー液晶表示素子では、透明電
極１５上にカラーフィルタ層１６が形成されでおり、こ
のカラーフィルタ層１６が画素電極１２と透明電極１５
の間に介在することとなるため、画素電極１２と透明電
極１５との間で所定の電圧が印加されでも、カラーフィ
ルタ層１６によってその電圧が所定値以下に降下させう
てしまう、すると、液晶１９に必要なしきい電圧が得ら
れなくなることがあり、液晶１９の立ち上がりにバラツ
キが生し、表示コントラストが低下してしまう。

「発明の目的」 本発明は、電極間における印加電圧の降下を防ぎ、液晶
のしきい値を所定値に保つことによって、表示コントラ
ストを向上させるこよそ目的とする。また本発明は、カ
ラーフィルタ層の劣化を防止し、解明な色彩のカラー表
示を行なうことをも目的とする。

「発明の構成」 本発明のカラー液晶表示素子は、少なくとも一方の基板
の内面に、他方基板側の複数の画素電極と対応させて三
原色のカラーフィルタ層を形成し、このカラーフィルタ
層上に、上記画素電極の走行方向と直交させて複数の透
明電極を形成してなることを特徴とする。

このように、透明電極をカラーフィルタ層上に形成すれ
ば、画素電極と透明電極との間での電圧の印加は、カラ
ーフィルタ層の介在なしに厘接行なわれるので、カラー
フィルタ層が印加電圧を所定値以下に降下させることは
ない、したがって、液晶のしきい値の低下変動が避けら
れ、液晶の立ち上がりが良好となって、表示コントラス
トが向上する。

また、本発明のカラー液晶表示素子の製造方法では、上
記の透明電極を、マスクスパッタリング法またはマスク
蒸着法によって形成することを特徴とする。

カラーフィルタ層への透明電極の形成は、フォトリソグ
ラフィ法により行なうことも可能であるが、この方法で
は、透明電極をパターン形成する際、パターン以外の不
要なＩＴＯ膜を除去するのに、エツチングが行なわれる
。このエツチングは、基板をエツチング液に浸漬するこ
とで行なうが、その際エツチング液が、ＩＴＯＩＩの除
去部分に露出する格子状のブラックマスクの一方方向の
表面に付着し、これがブラックマスクとカラーフィルタ
層の境界部に浸入し、カラーフィルタ層を侵食するので
、カラーフィルタ層の劣化はまぬがれない、その結果、
カラーフィルタ層の三原色の鮮明度に杉１＃を与え、色
群やかなカラー表示が困難となる。

これ（こ対し、透明電極を、マスクスパッタリング法ま
たはマスク蒸着法によってカラーフィルタ層上に形成す
ると、透明電極を除く部分がマスクによって陽され、透
明電極として必要な部分だけに、エツチング液なしでＩ
ＴＯ膜が形成されることになる、このように、エツチン
グ液等の溶剤を使わずに、ＩＴＯ膜等の透明電極をカラ
ーフィルタ層上に形成すれば、カラーフィルタ層を侵食
するものがないので、カラーフィルタ層の劣化が防止さ
れ、鮮明なカラー表示が得られる。

「発明の実施例」 以下に、本発明によるカラー液晶表示素子の一実施例を
図面ｌこ基いて説明する。なお、Ｍ２図と共通する部材
には、同一符号が付されている。

本発明のカラー液晶表示素子を製造工程に従って説明す
ると、まず、ガラス板からなる表示基板１１の内面に、
ＩＴＯ膜等からなる複数の画素電極１２をパターン形成
し、このざらに内面に、配向膜１３を形成する。

一方、１４の内面に、まず、三原色からなるカラ−フィ
ルタ層１６１Ｆｒ各色毎に区画しで形成する。

カラーフィルタ層１６の各色、すなわち緑１６Ｇ、青１
６Ｂ、赤１６８は、例えば感光性を有するゼラチン系の
樹［１を印刷塗布し、フォトリソグラフィ法によってパ
ターン化し、染色する方法、顔料または染料８含有する
樹脂インクをオフセット印刷する方法などにより、各色
毎に順次形成される。そして、カラーフィルタ層１６の
区画間隙に、ブラックマスク１７を格子状に形成する。

このブラックマスク１７も、色彩を黒色系とする点を除
いて、カラーフィルタ層１６と同様の方法により形成さ
れる。

次に、本発明では、上記カラーフィルタ層１６の上１こ
、複数の透明電極＋５１Ｆｒ画素電極１２の走行方向と
直交させてストライブ状に形成する。このように、透明
電極１５を形成すると、画素電極１２と透明電極１５と
の間にカラーフィルタ層１６が介在しないことになるの
で、両電極間に印加される電圧は、カラーフィルタ層１
６によって下降させられることがなく、所定値に保たれ
ることとなる。このような透明電極１５は、マスクスバ
ッタリシグ法またはマスク蒸着法によりカラーフィルタ
層１６上に形成される。すなわち、カラーフィルタ層１
６上の所実位置に、透明電極１５と対応する形状にバタ
ーニングしたマスクを位置決めして乗せ、ＩＴＯ等の膜
材料をスバッタワングまたは真空蒸着するだけで、すな
わちエツチング液等の溶剤を使わずに、カラーフィルタ
１６上に所定膜厚付着させるものである。これにより、
マスク以外の部分が透明電極１５として形成される。こ
の場合、マスクした部分の表面、すなわち、格子状に形
成されたブラックマスク１７の一方方向の表面には、フ
ォトリソグラフィ法による場合と違って、エツチング液
等の異質な溶剤は一切付着していない、したがって、カ
ラ−フィルタ層１６ヲ侵食するものがないので、カラー
フィルタ層の劣化が防止され、鮮明なカラー表示が得ら
れる。

次に、この透明電極１５および露出した一方方向のブラ
ックストライプ１７の上の全面に、ポリイミド樹Ｊｌ１
１等からなる配向膜１８を形成する。

そして、表示基板１１および対向基板１４を、その電極
形成面を内側にして対向させ、ギャップ材（図示省略）
を介在させたうえで、周縁部を封止し、液晶セルを形成
する。最後に、このセル中に、液晶１９を注入し、カラ
ー液晶表示素子を得る。

上記の工程により製造されたカラー液晶表示素子は、画
素電極１２と、透明電極１５の間で電圧が印加された状
態では、電圧の印加された部分の電極と対応する部分に
ある液晶１９の旋光能が消失する。したがって、下部偏
光板（図示省略）、対向基板１４、カラーフィルタ層１
６の各色である緑１６Ｇ、青１６Ｂ、赤＋６８のフィル
タを透過したバックライトの光は、上記部分においでだ
け、表示基板１１および上部偏光板（図示省略）を透過
する。これによつ、表示面からは、上記電圧印加部分と
対応するカラーフィルタ層１６の緑１６Ｇ、胃１６Ｂお
よび赤＋６８で着色された光として視認される。　　・
この状態において、画素電極１２と透明電極１５の間に
所定値の電圧が印加されでいるとすると、カラーフィル
タ層１６が上記両電極間に介在しでいないため、このカ
ラーフィルタ層１６によって電圧降下を惹き起こすよう
なことはない、したがって、印加された電圧は所定値の
まま保持されることとなる。そして、このように、印加
電圧が所定値に保たれれば、液晶のしきい値は低下しな
いので、液晶の立ち上がりが良好となり、表示コントラ
ストが向上する。

なお、上記実施例は単純マトリクスタイプのものについ
て説明したものであるが、アクティブマトリクスを用い
たカラー液晶表示素子にも適用することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明は、一方基板の内面にカラ
ーフィルタ層を形成し、このカラーフィルタ層上に、複
数の透明電極を形成してなり、この透明電極と画素電極
間にカラーフィルタ層を介在させないようにしたので、
両電極間に所定値の電圧が印加された場合、この印加電
圧は、カラーフィルタ層によって降下させられることな
く所定値のまま保たれる。よって、液晶の、しきい値に
は低下変動は生じず′、液晶の立ち上がりが良好となっ
て、表示コントラストを向上させることができる。また
、この透明電極は、マスクスパッタリング法またはマス
ク蒸着法によって形成されるので、フォトリングラフィ
法のようにエツチング液等の溶媒によってカラーフィル
タ層が侵食されることがなくなる。よって、カラーフィ
ルタ層の劣化が防止され、鮮明なカラー表示を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は本発明によるカラー液晶表示素子の一実施例を
示す断面図、第２図は従来のカラー液晶表示素子の断面
図である。 図中、１１は表示基板、１２は画素電極、１４は対向基
板、１５は透明基板、１６はカラーフィルタ層、１７は
ブラックマスクである。 特許出願人　　　　アルプス電気株式会社同代理人　　
三浦邦夫 同　　　　松井　茂

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方の基板の内面に、他方基板側の複
   数の画素電極と対応させて三原色のカラーフィルタ層を
   形成し、このカラーフィルタ層上に、上記画素電極の走
   行方向と直交する複数の透明電極を形成してなることを
   特徴とするカラー液晶表示素子。
2. （２）少なくとも一方の基板の内面に、他方基板側の複
   数の画素電極と対応させて三原色のカラーフィルタ層を
   形成し、このカラーフィルタ層上に、上記画素電極の走
   行方向と直交する複数の透明電極を、マスクスパッタリ
   ング法またはマスク蒸着法により形成することを特徴と
   するカラー液晶表示素子の製造方法。