(57)【要約】【課題】カラーフィルタ層の良好な特性を得つつ歩留まりを向上した液晶セルを提供する。【解決手段】アレイ基板15上のカラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を形成する。比較的平坦なガラス基板25上の位置にカラーフィルタ層30を形成することが可能になり、カラーフィルタ層30の良好な特性を得ることができる。カラーフィルタ層30が薄膜トランジスタ層34に影響を与えたりしにくく、歩留まりを向上できる。【選択図】図１
2009204724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを備え、複数の画素が形成された表示素子であって、
一方の前記基板上に形成され、前記画素のそれぞれに対応する着色部を備えた着色層と、
この着色層の前記光変調層側に形成され、前記各画素をそれぞれ独立して駆動させるスイッチング素子を備えたスイッチング素子層と
を具備したことを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記着色層と前記スイッチング素子層との間に形成された少なくとも１層以上の透明な薄膜層を具備した
ことを特徴とする請求項１記載の表示素子。
【請求項３】
前記薄膜層は、着色層の平坦化層である
ことを特徴とする請求項２記載の表示素子。
【請求項４】
前記薄膜層は、前記スイッチング素子層への異物の侵入を防止するバリア層である
ことを特徴とする請求項２記載の表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素のそれぞれに対応する着色部を備えた着色層と各画素をそれぞれ独立して駆動させるスイッチング素子とを備えた表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置である液晶表示装置としての液晶ディスプレイに用いられる表示素子としての液晶表示素子である液晶セルは、アレイ基板と対向基板との間に光変調層である液晶層を介在して形成されている。
【０００３】
このような液晶セルにおいてカラー表示を実現するためには、対向基板に着色層であるカラーフィルタ層を形成する構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
しかしながら、このような構成の液晶セルでは、セル化する際に色ずれが起きないようにアレイ基板と対向基板との高度な合わせ精度が必要となり、歩留まりが低下する原因となっている。
【０００５】
そこで、カラーフィルタ層を、アレイ基板の薄膜トランジスタ(TFT)層の上に形成することで、アレイ基板と対向基板との高度な合わせ精度を要求することなく色ずれを抑制した構成が知られている(例えば、特許文献２参照。)。
【０００６】
しかしながら、このような構成の液晶セルでは、凹凸のある薄膜トランジスタ層の上に均一な膜厚および光学特性を有するカラーフィルタ層を形成することが容易でなく、また完成した薄膜トランジスタ層の上にカラーフィルタ層を形成するので、歩留まりに大きく影響するという問題がある。
【特許文献１】特開平８−２６２４８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、着色層の良好な特性を得つつ、歩留まりを向上した液晶セルが望まれている。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、着色層の良好な特性を得つつ歩留まりを向上した表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、互いに対向配置された一対の基板と、これら基板間に介在された光変調層とを備え、複数の画素が形成された表示素子であって、一方の前記基板上に形成され、前記画素のそれぞれに対応する着色部を備えた着色層と、この着色層の前記光変調層側に形成され、前記各画素をそれぞれ独立して駆動させるスイッチング素子を備えたスイッチング素子層とを具備したものである。
【００１０】
そして、一方の基板上の着色層の光変調層側にスイッチング素子層を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、比較的平坦な位置に着色層を形成することが可能になり、着色層の良好な特性を得ることができるとともに、着色層によりスイッチング素子層に影響を与えたりしにくく、歩留まりを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２において、11は表示素子としての液晶表示素子である液晶セルを示し、この液晶セル11は、基板としてのアレイ基板15と、基板としての対向基板16とが互いに対向配置され、これら基板15，16間に光変調層としての液晶層17が介在されて、アレイ基板15と対向基板16とが周縁部近傍で互いに貼り合わされて液晶層17を基板15，16間に保持している。また、この液晶セル11には、液晶層17と反対側、すなわち、アレイ基板15の後側である背面側と、対向基板16の前側とのそれぞれに、図示しない偏光板がそれぞれ貼着されている。そして、この液晶セル11は、例えば複数の画素である副画素Ｐがマトリクス状に形成されカラー表示が可能なアクティブマトリクス型のものである。
【００１４】
なお、以下、液晶セル11は、バックライトからの白色の面状光を用いる透過型のものとして説明するが、反射型、あるいは半透過型などであっても対応できることは言うまでもない。
【００１５】
アレイ基板15は、四角形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板25の液晶層17側(図１中上側)の主面上に、図示しない平坦化膜などを介して着色層であるカラーフィルタ層30が形成され、このカラーフィルタ層30上に、複数の走査線31と複数の信号線32とが互いに略直交するように格子状に配設され、これら走査線31と信号線32とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)33を備えたスイッチング素子層である薄膜トランジスタ層34が設けられ、これらを覆って液晶層17の液晶分子の配向用の図示しない配向膜が形成されている。
【００１６】
ガラス基板25は、例えば０．３〜１．０ｍｍ程度の厚みを有している。
【００１７】
カラーフィルタ層30は、各副画素Ｐに対応して例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)などの着色部30r，30g，30bが合成樹脂などによりストライプ状に形成されている。
【００１８】
薄膜トランジスタ33は、ゲート電極に走査線31が接続され、ソース電極に信号線32が接続されているとともに、ドレイン電極に透明電極である図示しない画素電極が接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ36からの信号が走査線31を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ37から信号線32を介して入力された信号に対応して画素電極に電圧を印加するものである。
【００１９】
そして、薄膜トランジスタ層34は、例えば５〜１０μｍ程度の厚みを有しており、例えば直接形成により、カラーフィルタ層30の直上に配置されている。ここで、薄膜トランジスタ層34をカラーフィルタ層30上に形成する際には、薄膜トランジスタ33を、例えば有機ＴＦＴ、あるいは低温プロセスによる無機ＴＦＴなどとする。
【００２０】
対向基板16は、透光性を有しアレイ基板15のガラス基板25に対応する四角形平板状の絶縁基板であるガラス基板39上に、図示しない透明電極としての共通電極である対向電極(コモン電極)が形成されているとともに、この対向電極を覆って、液晶層17の配向用の配向膜が形成されている。
【００２１】
対向電極は、各副画素Ｐのコモン電位を設定するものである。
【００２２】
液晶層17は、細長形状に形成された図示しない液晶分子を多数備え、各副画素Ｐにおいて、画素電極と対向電極との間に形成される電界に沿って液晶分子の配向方向が可変することにより、各偏光板とともに各副画素Ｐでの表示状態を制御可能なものである。
【００２３】
偏光板は、液晶層17を透過した光のうち、特定方向の直線偏光のみを透過させるものである。
【００２４】
次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
バックライトから出射した光は、偏光板により特定方向の直線偏光のみがガラス基板25を介して液晶層17へと入射する。
【００２６】
この液晶層17では、画像信号に対応して各薄膜トランジスタ33がオンオフされることにより、各画素Ｐでの液晶分子の傾斜角が可変することで、画像信号に対応した透過量で直線偏光が出射され、ガラス基板39および偏光板を透過し、出射される。
【００２７】
このように、上記第１の実施の形態では、アレイ基板15上のカラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を形成する構成とした。
【００２８】
このため、凹凸を有する薄膜トランジスタ層上にカラーフィルタ層を形成する従来の場合では、カラーフィルタ層を均一な膜厚や光学特性に形成することが容易でないのに対して、本実施の形態では、比較的平坦なガラス基板25上の位置にカラーフィルタ層30を形成することが可能になり、カラーフィルタ層30の良好な特性を得ることができるとともに、従来の場合ではカラーフィルタ層を形成する際に、完成した薄膜トランジスタ層を傷付けるなど好ましくない影響を与えるおそれがあるのに対して、本実施の形態ではカラーフィルタ層30が薄膜トランジスタ層34に影響を与えたりしにくく、歩留まりを向上できる。
【００２９】
しかも、カラーフィルタ層30をアレイ基板15上に形成しているので、対向基板側にカラーフィルタ層を形成する従来の場合と比較して、アレイ基板15と対向基板16との貼り合わせ時の合わせ精度も必要以上に要求されることがなく、歩留まりを向上できる。
【００３０】
また、薄膜トランジスタ層34は、５〜１０μｍ程度の厚みに形成することで、一般的なガラス基板25の厚みである０．３〜１．０ｍｍと比較して充分に薄いので、液晶層17とカラーフィルタ層30との距離を狭くでき、色ずれや視差を生じることがない。
【００３１】
次に、第２の実施の形態を図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、カラーフィルタ層30と薄膜トランジスタ層34との間に薄膜層としてのバリア層および平坦化層であるアンダーコート層41を形成したものである。
【００３３】
このアンダーコート層41は、カラーフィルタ層30の表面の平坦性、および、薄膜トランジスタ層34に対する水分、イオン、あるいはガスなどの侵入を防ぐバリア性を高めるためのもので、例えば無機物、あるいは有機物のどちらで形成してもよいが、可能な限り高い透過性を有するものが好ましい。また、このアンダーコート層41は、例えば０．１〜５０μｍ程度の、色ずれや視差を生じない程度の厚みに設定されている。
【００３４】
そして、カラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を形成するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、アンダーコート層41によってカラーフィルタ層30の表面の平坦性および薄膜トランジスタ層34に対するバリア性を高めることで、薄膜トランジスタ層34の膜厚を均一化して良好な特性を得ることができるだけでなく、水分、イオン、あるいはガスなどの侵入により薄膜トランジスタ層34(薄膜トランジスタ33)が劣化することを防止できる。
【００３５】
しかも、アンダーコート層41は、一般的なガラス基板25の厚みより充分に薄いため、液晶層17とカラーフィルタ層30との距離を狭くでき、色ずれや視差を生じることがない。
【００３６】
次に、第３の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、薄膜トランジスタ層34を転写法によってカラーフィルタ層30の表面に転写したものであり、カラーフィルタ層30と薄膜トランジスタ層34との間に、薄膜層としての接着層43が形成されている。
【００３８】
この薄膜トランジスタ層34の転写の際には、例えば図示しない所定のガラス基板などの基板上にシリコン層などを介して薄膜トランジスタ層34を形成した後、薄膜トランジスタ34を接着層43によってカラーフィルタ層30上に転写し、レーザによって剥離するレーザ方式、このレーザ方式と同様の膜構成としガラス基板をフッ酸により除去するＨＦ方式、あるいは、ガラス基板と薄膜トランジスタ層34との間にポリイミドなどの有機層を形成しておき、接着層43によってカラーフィルタ層30上に転写した後、レーザによって剥離する有機膜方式などが用いられる。
【００３９】
接着層43は、可能な限り高い透過性を有するものが好ましく、例えば１０〜１００μｍ程度の、色ずれた視差を生じない程度の厚みに設定されている。
【００４０】
そして、カラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を形成するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００４１】
また、接着層43は、一般的なガラス基板25の厚みより充分に薄いため、液晶層17とカラーフィルタ層30との距離を狭くでき、色ずれや視差を生じることがない。
【００４２】
なお、上記第３の実施の形態において、接着層43は、カラーフィルタ層30の表面の平坦性を高めたり、薄膜トランジスタ層34に対するバリア性を高めたりするものであってもよい。この場合には、薄膜トランジスタ層34の膜厚を均一化して良好な特性を得ることができるだけでなく、水分、イオン、あるいはガスなどの侵入により薄膜トランジスタ層34(薄膜トランジスタ33)が劣化することを防止できる。
【００４３】
次に、第４の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
この第４の実施の形態は、上記第３の実施の形態において、薄膜トランジスタ層34と接着層43との間に薄膜層としてのバリア層であるアンダーコート層45を形成したものである。
【００４５】
アンダーコート層45は、薄膜トランジスタ34に対するバリア性を高めるためのものであり、例えば無機物、あるいは有機物のどちらで形成してもよいが、可能な限り高い透過性を有するものが好ましい。また、このアンダーコート層41は、例えば０．１〜５０μｍ程度の、色ずれや視差を生じない程度の厚みに設定されている。
【００４６】
そして、カラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を、接着層43を介して転写して形成するなど、上記第３の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第３の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、アンダーコート層45によって薄膜トランジスタ層34に対するバリア性を高めることで、水分、イオン、あるいはガスなどの侵入により薄膜トランジスタ層34(薄膜トランジスタ33)が劣化することを防止できる。
【００４７】
また、アンダーコート層45は、一般的なガラス基板25の厚みより充分に薄いため、液晶層17とカラーフィルタ層30との距離を狭くでき、色ずれや視差を生じることがない。
【００４８】
次に、第５の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この第５の実施の形態は、上記第３の実施の形態において、接着層43とカラーフィルタ層30との間に薄膜層としての平坦化層であるアンダーコート層47を形成したものである。
【００５０】
アンダーコート層47は、カラーフィルタ層30の表面の平坦性を高めるためのもので、例えば無機物、あるいは有機物のどちらで形成してもよいが、可能な限り高い透過性を有するものが好ましい。また、このアンダーコート層41は、例えば０．１〜５０μｍ程度の、色ずれや視差を生じない程度の厚みに設定されている。
【００５１】
そして、カラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を、接着層43を介して転写して形成するなど、上記第３の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第３の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、アンダーコート層47によってカラーフィルタ層30の表面の平坦性を高めることで、薄膜トランジスタ層34の膜厚を均一化して良好な特性を得ることができる。
【００５２】
また、アンダーコート層47は、一般的なガラス基板25の厚みより充分に薄いため、液晶層17とカラーフィルタ層30との距離を狭くでき、色ずれや視差を生じることがない。
【００５３】
次に、第６の実施の形態を図７を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
この第６の実施の形態は、上記第３の実施の形態において、薄膜トランジスタ層34と接着層43との間に、薄膜層としてのバリア層であるアンダーコート層51を形成するとともに、接着層43とカラーフィルタ層30との間に、薄膜層としての平坦化層であるアンダーコート層52を形成したものである。
【００５５】
アンダーコート層51は、薄膜トランジスタ34に対するバリア性を高めるためのものであり、例えば無機物、あるいは有機物のどちらで形成してもよいが、可能な限り高い透過性を有するものが好ましい。
【００５６】
アンダーコート層52は、カラーフィルタ層30の表面の平坦性を高めるためのもので、例えば無機物、あるいは有機物のどちらで形成してもよいが、可能な限り高い透過性を有するものが好ましい。
【００５７】
また、アンダーコート層51，52は、例えば０．１〜５０μｍ程度の、色ずれや視差を生じない程度の厚みに設定されている。
【００５８】
そして、カラーフィルタ層30の液晶層17側に薄膜トランジスタ33を備えた薄膜トランジスタ層34を、接着層43を介して転写して形成するなど、上記第３の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第３の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、アンダーコート層51によって薄膜トランジスタ層34に対するバリア性を高めることで、水分、イオン、あるいはガスなどの侵入により薄膜トランジスタ層34(薄膜トランジスタ33)が劣化することを防止でき、かつ、アンダーコート層52によってカラーフィルタ層30の表面の平坦性を高めることで、薄膜トランジスタ層34の膜厚を均一化して良好な特性を得ることができる。
【００５９】
なお、上記各実施の形態において、光変調層としては、液晶層17以外の任意のものを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【図２】同上表示素子を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
11    表示素子としての液晶セル
15    基板としてのアレイ基板
16    基板としての対向基板
17    光変調層としての液晶層
30    着色層であるカラーフィルタ層
30b，30g，30r    着色部
33    スイッチング素子である薄膜トランジスタ
34    スイッチング素子層である薄膜トランジスタ層
41    薄膜層としてのアンダーコート層
43    薄膜層としての接着層
45，51    薄膜層としてのバリア層であるアンダーコート層
47，52    薄膜層としての平坦化層であるアンダーコート層
Ｐ    画素である副画素
【図１】
2009204724.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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