JP2000171828A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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JP2000171828A
JP2000171828A JP10341884A JP34188498A JP2000171828A JP 2000171828 A JP2000171828 A JP 2000171828A JP 10341884 A JP10341884 A JP 10341884A JP 34188498 A JP34188498 A JP 34188498A JP 2000171828 A JP2000171828 A JP 2000171828A
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crystal display
film
substrate
black matrix
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Akiya Izumi
章也 泉
Masao Yoshioka
正雄 吉岡
Tatsuo Hamamoto
辰雄 濱本
Norimasa Akiyama
典正 秋山
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Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
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Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で、高開口率を得ることができ、
しかも、良好な表示画像が得られ、製造コストが安く、
製造時に環境を悪化させることのない液晶表示装置及び
その製造方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも、ブラックマトリクス、カラ
ーフィルタ、対向電極が形成された第１基板と、ゲート
絶縁膜を介して互いに交差配置された複数本のゲート信
号線及び複数本のソース信号線、ゲート信号線及びソー
ス信号線の各交点部分に配置された薄膜トランジスタ、
ゲート信号線及びソース信号線で囲まれた領域にそれぞ
れ配置されたマトリクス状画素電極が形成された第２基
板と、第１基板及び第２基板の間に介在された液晶層と
からなる液晶表示装置であって、ブラックマトリクスを
黒色樹脂１と青色フィルタ膜２とによって形成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
その製造方法に係わり、特に、第１基板にブラックマト
リクスとカラーフィルタとを形成する際に、ブラックマ
トリクスの一部を色フィルタ膜で構成することによって
高開口率化を達成した液晶表示装置及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、液晶表示装置は、液晶層を挾ん
で対向配置される第１基板と第２基板とからなってお
り、第１基板には、ブラックマトリクスと、カラーフィ
ルタと、対向電極等が形成され、第２基板には、ゲート
絶縁膜を介して互いに直交配置された複数本のゲート信
号線及び複数本のソース信号線と、複数本のゲート信号
線及び複数本のソース信号線の各交点部分に配置された
薄膜トランジスタと、複数本のゲート信号線及び複数本
のソース信号線に囲まれた領域にそれぞれ配置されるマ
トリクス状画素電極等が形成されている。この場合、薄
膜トランジスタは、ゲート電極が対応するゲート信号線
に、ソース電極が対応するソース信号線に、ドレイン電
極が対応する画素電極にそれぞれ接続されている。
【０００３】ところで、液晶表示装置においては、表示
画像の明るさや表示効率を高めるため、液晶表示装置の
開口率、具体的には各画素の形成領域とその有効表示領
域との比を表す開口率をできるだけ大きくしたいという
要望が高まっている。そして、最近になって、高開口率
を有する液晶表示装置として、例えば、特開平９−８０
４１６号に開示の液晶表示装置が提案されている。
【０００４】ここで、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、
前記特開平９−８０４１６号に開示の液晶表示装置を示
す構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＢ−
Ｂ’線部分の断面図、（ｃ）はそのＡ−Ａ’線部分の断
面図である。
【０００５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、５
１は第１基板（対向基板）、５２は第２基板（アクティ
ブマトリクス基板）、５３は液晶層、５４はブラックマ
トリクス（ＢＭ）、５５はカラーフィルタ、５６は対向
電極、５７は第１配向膜、５８はゲート信号線、５８ｆ
は付加容量配線、５９はゲート絶縁膜、６０は薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）、６０Ｇはゲート電極、６０Ｓはソ
ース電極、６０Ｄはドレイン電極、６１はソース信号
線、６２はＩＴＯからなる透明画素電極、６３はコンタ
クトホール、６４は層間絶縁膜、６５は第２配向膜、６
６は透明導電膜、６７ａ、６７ｂは金属導電膜である。
【０００６】そして、液晶表示装置は、液晶層５３を挾
んで対向配置される第１基板５１と第２基板５２とから
なる。第１基板５１は、ブラックマトリクス５４が形成
され、その上にカラーフィルタ５５が形成され、その上
に画素電極６２に対向配置される対向電極５６が形成さ
れ、その上に第１配向膜５７が形成されている。第２基
板５２は、平行に配置された複数本のゲート信号線５８
と隣接する２本のゲート信号線５８の間に配置された複
数本の付加容量配線５８ｆとが形成され、その上にゲー
ト絶縁膜５９が形成され、その上に薄膜トランジスタ６
０が形成され、その上に層間絶縁膜６４が形成され、そ
の上に透明画素電極６２が形成され、その上に第２配向
膜６５が形成されている。薄膜トランジスタ６０は、ゲ
ート電極６０Ｇが金属導電膜６７ａを介して対応するゲ
ート信号線５８に接続され、ソース電極６０Ｓが金属導
電膜６７ｂを介して対応するソース信号線６１に接続さ
れ、ドレイン電極６０Ｄが透明導電膜６６を介して対応
する付加容量配線５８ｆに接続されるとともに、層間絶
縁膜６４に形成されたコンタクトホール６３を通して対
応する画素電極６２に接続されている。
【０００７】前記構成による液晶表示装置は、第１基板
５１側に形成されるブラックマトリクス５４が、第２基
板５２側に形成されるマトリクス状に配置された透明画
素電極６２を含んだ画素領域の周辺部だけを覆い、ブラ
ックマトリクス５４で覆われない領域を有効表示領域と
して利用しているので、開口率の高い液晶表示装置を得
ることができる。
【０００８】この他にも、既知の液晶表示装置において
は、次のような工程を経てブラックマトリクス及びカラ
ーフィルタを形成している。
【０００９】始めに、ガラス基板上に樹脂ブラックマト
リクスパターンをホトリソグラフィ法によって形成す
る。
【００１０】次に、ガラス基板上にカラーフィルタを構
成する３色の中の１色、例えば、緑色顔料を分散した緑
色用感光性樹脂を塗布する。
【００１１】次いで、ガラス基板上の緑色カラーフィル
タが形成される領域のみを露光光で照射する緑色用マス
クを用い、この緑色用マスクを通して露光光により緑色
用感光性樹脂層を露光する。
【００１２】続いて、露光した緑色用感光性樹脂層を現
像し、未露光領域を除去して緑色カラーフィルタを形成
する。
【００１３】次に、緑色カラーフィルタを形成したガラ
ス基板上に同じくカラーフィルタを構成する３色の中の
他の１色、例えば、赤色顔料を分散した赤色用感光性樹
脂を塗布する。
【００１４】その後、緑色カラーフィルタを形成した工
程と同様な工程を経て赤色カラーフィルタを形成する。
【００１５】次いで、緑色及び赤色カラーフィルタを形
成したガラス基板上に同じくカラーフィルタを構成する
３色の中の残りの１色、例えば、青色顔料を分散した青
色用感光性樹脂を塗布する。
【００１６】その後、緑色カラーフィルタ及び赤色をカ
ラーフィルタ形成した工程と同様な工程を経て青色カラ
ーフィルタを形成する。
【００１７】前記工程において、８０％を超える高開口
率の液晶表示装置を得たい場合は、ブラックマトリクス
の構成材料を黒色樹脂に代えて金属クロム（Ｃｒ）を用
い、ブラックマトリクス幅を１０μｍ以下になるように
形成すればよい。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平９−８０４
１６号に開示の液晶表示装置は、透明画素電極６２を取
り囲むゲート信号線５８とソース信号線６１とによって
開口率が規定されるため、入射光に対して薄膜トランジ
スタ６０の形成部分を新たに有機絶縁膜を用いて遮光す
る必要があったり、表示領域にブラックマトリクス５４
が配置されていないため、外来光に対する反射率が増大
してコントラストが低下し、かつ、カラーフィルタ５５
の色パターンの隙間から薄膜トランジスタ６０の形成部
分にあるメタル遮光膜からの反射が観察され、視角によ
っては不規則に変化する画面むらが生じるという問題を
有するものである。
【００１９】また、既知の液晶表示装置において、ブラ
ックマトリクスに金属クロム（Ｃｒ）を用い、かつ、ブ
ラックマトリクス幅を１０μｍ以下に形成して得た高開
口率の液晶表示装置は、金属クロム（Ｃｒ）を用いたブ
ラックマトリクスが黒色樹脂を用いたブラックマトリク
スに比べて２倍以上に高価なものであるため、液晶表示
装置の製造コストが増大し、かつ、金属クロム（Ｃｒ）
が廃棄物処理の指定物質に認定されていることから、地
球環境を悪化させる上で使用することが好ましくないと
いう問題を有するものである。
【００２０】ちなみに、黒色樹脂を用いたブラックマト
リクスは、安価であるものの、表示画像の解像度が劣る
だけでなく、ブラックマトリクス幅を１０μｍ以下に安
定に形成することが困難であり、現在のところ形成可能
な最小ブラックマトリクス幅は２０μｍ程度である。
【００２１】本発明は、このような技術的背景の基にな
されたもので、その目的は、構成が簡単で、高開口率を
得ることができ、しかも、良好な表示画像が得られ、製
造コストが安く、製造時に環境を悪化させることのない
液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による液晶表示装置は、対向基板を構成する
第１基板と、アクティブマトリクス基板を構成する第２
基板と、対向配置される第１基板及び第２基板間に充填
される液晶層とからなり、第１基板に形成されるブラッ
クマトリクスを黒色樹脂遮光膜（ブラックマトリクス）
と青色フィルタ膜とによって形成した第１の手段を具備
する。
【００２３】また、前記目的を達成するために、本発明
による液晶表示装置の製造方法は、第１基板の所定部分
に黒色樹脂遮光膜を形成する第１工程、第１基板の所定
部分に緑色フィルタ膜及び赤色フィルタ膜を順次形成す
る第２工程、第１基板上に青色顔料分散レジストを全面
塗布する第３工程、ホトマスクを用い、青色顔料分散レ
ジスト塗布面側から露光光を照射して露光する第４工
程、枠状マスクを用い、第１基板側から露光光を照射し
て背面露光する第５工程、青色顔料分散レジスト塗布面
の未露光部分を除去して青色フィルタ膜を形成する第６
工程からなる第２の手段を具備する。
【００２４】前記第１の手段によれば、液晶表示装置の
開口率に寄与するメタル遮光膜上のブラックマトリクス
を青色フィルタ膜で形成し、他の部分のブラックマトリ
クスを黒色樹脂で形成したので、高開口率で、画像の解
像度を劣化させない液晶表示装置が得られ、製造コスト
が安価で、環境が悪化することもない。この場合、青色
フィルタ膜を用いたとしても、メタル遮光膜からの反射
光をこの青色フィルタ膜で十分阻止することが可能であ
る。
【００２５】また、前記第２の手段によれば、液晶表示
装置の開口率に寄与する部分のブラックマトリクスを青
色フィルタ膜で形成する場合に、前面露光と背面露光と
を併用した露光手段を用いることにより、カラーフィル
タを構成する青色フィルタ膜及びブラックマトリクスを
構成する青色フィルタ膜を有効に形成することができ、
同時に、セルフアライメント機能により、液晶表示装置
の目明き裕度を拡大できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態におい
て、液晶表示装置は、少なくとも、ブラックマトリク
ス、カラーフィルタ、対向電極が形成された第１基板
と、ゲート絶縁膜を介して互いに交差配置された複数本
のゲート信号線及び複数本のソース信号線、ゲート信号
線及びソース信号線の各交点部分に配置された薄膜トラ
ンジスタ、ゲート信号線及びソース信号線で囲まれた領
域にそれぞれ配置されたマトリクス状画素電極が形成さ
れた第２基板と、第１基板及び第２基板の間に介在され
た液晶層とからなるものであって、ブラックマトリクス
を黒色樹脂遮光膜と青色フィルタ膜とによって形成した
ものである。
【００２７】本発明の第１の実施の形態の具体例におい
て、液晶表示装置は、ブラックマトリクスを、ゲート信
号線とソース信号線との交点部分を除いた複数本のソー
ス信号線に重なり合う部分を青色フィルタ膜で形成し、
その他の部分を黒色樹脂遮光膜で形成しているものであ
る。
【００２８】また、本発明の第２の実施の形態におい
て、液晶表示装置の製造方法は、第１基板上にブラック
マトリクスとカラーフィルタとを形成する工程を含むも
のであって、その工程は、第１基板の所定部分に黒色樹
脂遮光膜を形成する第１工程と、第１工程に続いて第１
基板の所定部分に緑色フィルタ膜及び赤色フィルタ膜を
順次形成する第２工程と、第２工程に続いて第１基板上
に青色顔料分散レジストを全面塗布する第３工程と、第
３工程に続いてホトマスクを用い、青色顔料分散レジス
ト塗布面側から露光光を照射して露光する第４工程と、
第４工程に続いて枠状マスクを用い、第１基板側から露
光光を照射して背面露光する第５工程と、青色顔料分散
レジスト塗布面の未露光部分を除去して青色フィルタ膜
を形成する第６工程とからなるものである。
【００２９】本発明の第２の実施の形態の変形例におい
て、第３工程に続いて枠状マスクを用い第１基板側から
露光光を照射して背面露光する第５工程を実行するもの
である。
【００３０】本発明の第２の実施の形態の好適例におい
て、液晶表示装置の製造方法は、緑色フィルタ膜及び赤
色フィルタ膜の透過率をＴG 及びＴR とし、青色フィル
タ膜の感光波長域における透過率をＴB としたとき、透
過率ＴG と透過率ＴB との比ＴB ／ＴG 及び透過率ＴR
と透過率ＴB との比ＴB ／ＴR がそれぞれ２以上になる
ように、青色フィルタ膜を背面露光する際の露光光の露
光波長域を設定しているものである。
【００３１】本発明の第１の実施の形態によれば、ブラ
ックマトリクスを形成する際に、液晶表示装置の開口率
に寄与するブラックマトリクス部分を青色フィルタ膜で
形成し、その他のブラックマトリクス部分を黒色樹脂で
形成しているので、液晶表示装置を高開口率にすること
ができ、画像の解像度を劣化させることもなくなる。
【００３２】また、本発明の第１の実施の形態によれ
ば、ブラックマトリクスを黒色樹脂と青色フィルタ膜と
によって形成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いていないの
で、液晶表示装置の製造コストが安価になり、環境を悪
化させることもない。
【００３３】さらに、本発明の第１の実施の形態によれ
ば、ブラックマトリクスに青色フィルタ膜を形成したと
しても、メタル遮光膜からの反射光をこの青色フィルタ
膜において十分阻止することが可能であり、ブラックマ
トリクスと同等の機能を達成することができる。
【００３４】本発明の第２の実施の形態によれば、黒色
樹脂と青色フィルタ膜とからなるブラックマトリクスを
形成する場合、黒色樹脂からなるブラックマトリクスを
通常の黒色樹脂ブラックマトリクスの形成手段と同じ手
段で形成し、青色フィルタ膜からなるブラックマトリク
スを、カラーフィルタにおける青色フィルタ膜の形成時
に、前面露光と背面露光とを併用した露光手段を用いる
ことによって、カラーフィルタにおける青色フィルタ膜
と同時に形成するようにしているので、別途、特殊な製
造工程を付加することなく、有効に青色フィルタ膜から
なるブラックマトリクスを形成することができる。
【００３５】また、本発明の第２の実施の形態によれ
ば、背面露光を用いて青色フィルタ膜からなるブラック
マトリクスを形成するようにしたので、セルフアライメ
ント機能によって、液晶表示装置の目明き裕度を拡大す
ることができる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００３７】図１は、本発明による液晶表示装置の一実
施例の構成を示す平面図であって、液晶表示装置の１つ
の画素領域を示すものであり、第１基板におけるブラッ
クマトリクスとカラーフィルタの配置状態、及び、第２
基板におけるメタル遮光膜と薄膜トランジスタの配置状
態だけを示すものである。
【００３８】図１において、１は黒色樹脂からなるブラ
ックマトリクス、２は青色フィルタ膜からなるブラック
マトリクス、３はカラーフィルタの３色の中の１色の色
パターン、４は薄膜トランジスタ、５はメタル遮光膜、
６は垂直方向色パターンギャップ、７は水平方向色パタ
ーンギャップである。
【００３９】そして、ブラックマトリクスは、黒色樹脂
１と青色フィルタ膜２とからなるもので、図１に示され
るように、垂直方向色パターンギャップ６に重なり合っ
た長さＬにわたる領域のブラックマトリクスは青色フィ
ルタ膜２によって形成され、その他の領域のブラックマ
トリクスは黒色樹脂１によって形成されている。色パタ
ーン３は、黒色樹脂１に一部重なって形成される。メタ
ル遮光膜５は、垂直方向色パターンギャップ６に重なり
合った位置に設けられている。垂直方向色パターンギャ
ップ６は、１つの色パターン３と水平方向に隣接する他
の１つの色パターン３との間に設けられ、水平方向色パ
ターンギャップ７は、１つの色パターン３と垂直方向に
隣接する他の１つの色パターン３との間に設けられてい
るが、これを除いて連続ストライプとしてもよい。
【００４０】ところで、本実施例の液晶表示装置は、図
１に図示されていないが、第１基板と、第２基板と、第
１基板及び第２基板間に介在された液晶層とからなって
いるものである。第１基板には、ブラックマトリクス、
カラーフィルタ、対向電極がそれぞれ形成されており、
第２基板には、ゲート絶縁膜を介して互いに交差配置さ
れた複数本のゲート信号線及び複数本のソース信号線、
ゲート信号線及びソース信号線の各交点部分に配置され
た薄膜トランジスタ、ゲート信号線及びソース信号線で
囲まれた領域にそれぞれ配置されたマトリクス状画素電
極が形成されているものである。
【００４１】本実施例による液晶表示装置の１つの具体
例としては、液晶表示部の表示面サイズが１３．３イン
チ、水平方向画素ピッチＸP が８８μｍ、垂直方向画素
ピッチＹP が２６４μｍ、黒色樹脂からなるブラックマ
トリクス１の最小幅ＢＭY が２２μｍ、垂直方向色パタ
ーンギャップ６が４μｍ、青色フィルタ膜からなるブラ
ックマトリクス２の長さが２１０μｍ、メタル遮光膜５
の幅が９μｍになるように構成されている。
【００４２】次に、図２（ａ）乃至（ｄ）は、本実施例
の液晶表示装置において、カラーフィルタ及び青色フィ
ルタ膜からなるブラックマトリクス２の製造工程の一例
を示す断面構成図である。
【００４３】図２（ａ）乃至（ｄ）において、８は第１
基板（ガラス基板）、９Ｇは緑色パターン、９Ｒは赤色
パターン、９Ｂは青色パターン、１０Ｂは青色感光性樹
脂膜、１１は露光マスク、１２は露光光であり、図１に
示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を
付けている。
【００４４】ここで、図２（ａ）乃至（ｄ）を用いて、
カラーフィルタ及び青色フィルタ膜からなるブラックマ
トリクス２の製造工程について説明する。
【００４５】始めに、図２（ａ）に示されるように、第
１基板８の所定箇所に、周知の製造プロセスにより緑色
パターン９Ｇを形成し、その後、同じ周知の製造プロセ
スにより赤色パターン９Ｒを形成する。
【００４６】次に、図２（ｂ）に示されるように、緑色
パターン９Ｇ及び赤色パターン９Ｒを形成した第１基板
８上に青色感光性樹脂を塗布し、青色感光性樹脂膜１０
Ｂを形成する。その後、この青色感光性樹脂膜１０Ｂ上
に露光マスク１１を配置し、露光マスク１１を通して露
光光（紫外線）１２を照射し、青色感光性樹脂膜１０Ｂ
を前面露光する。
【００４７】次いで、図２（ｃ）に示されるように、第
１基板８の背面側から青色感光性樹脂膜１０Ｂに対して
露光光（紫外線）１２を照射し、青色感光性樹脂膜１０
Ｂを背面露光する。
【００４８】続いて、図２（ｄ）に示されるように、前
面露光及び背面露光した青色感光性樹脂膜１０Ｂを現像
し、青色感光性樹脂膜１０Ｂの未露光部分を除去し、青
色パターン９Ｂ及び青色フィルタ膜からなるブラックマ
トリクス２を形成する。
【００４９】このように青色感光性樹脂膜１０Ｂに対す
る前面露光及び背面露光を併用することにより、カラー
フィルタの青色パターン９Ｂと青色フィルタ膜からなる
ブラックマトリクス２を同時に形成することが可能にな
る。
【００５０】次いで、図３は、本実施例の液晶表示装置
の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【００５１】図３を用いて、液晶表示装置の製造工程に
ついて説明する。
【００５２】まず、ステップＳ１において、第１基板
（ガラス基板）８上にブラックマトリクスを構成する黒
色樹脂をスピン塗布によって塗布し、黒色樹脂膜を形成
する。
【００５３】次に、ステップＳ２において、黒色樹脂膜
上に露光用クロムマスクを配置し、露光マスクを通して
露光光を照射し、黒色樹脂膜を部分露光する。
【００５４】次いで、ステップＳ３において、部分露光
した黒色樹脂膜を現像液を用いて現像し、未露光部分を
水洗除去し、所定箇所だけに黒色樹脂膜を乾燥残留させ
る。
【００５５】続く、ステップＳ４において、残留した黒
色樹脂膜を２００℃の温度で硬化させ、黒色樹脂からな
るブラックマトリクス１を形成する。
【００５６】ここで、ステップＳ１に戻り、第１基板８
上に緑色感光性樹脂をスピン塗布し、緑色感光性樹脂膜
を形成する。
【００５７】次に、ステップＳ２において、緑色感光性
樹脂膜上に露光用ガラス基板クロムマスクを配置し、こ
のクロムマスクを通して露光光を照射し、緑色感光性樹
脂膜を部分露光する。
【００５８】次いで、ステップＳ３において、部分露光
した緑色感光性樹脂膜を現像液を用いて現像し、未露光
部分を水洗除去し、所定箇所だけに緑色感光性樹脂膜を
乾燥残留させる。
【００５９】続く、ステップＳ４において、残留した緑
色感光性樹脂膜を２００℃の温度で硬化させ、緑色パタ
ーン９Ｇを形成する。
【００６０】この後、再び、ステップＳ１に戻り、第１
基板８上に赤色感光性樹脂をスピン塗布し、赤色感光性
樹脂膜を形成する。
【００６１】次に、ステップＳ２において、赤色感光性
樹脂膜上に露光用ガラス基板クロムマスクを配置し、こ
のクロムマスクを通して露光光を照射し、赤色感光性樹
脂膜を部分露光する。
【００６２】次いで、ステップＳ３において、部分露光
した赤色感光性樹脂膜を現像液を用いて現像し、未露光
部分を水洗除去し、所定箇所だけに赤色感光性樹脂膜を
乾燥残留させる。
【００６３】続く、ステップＳ４において、残留した赤
色感光性樹脂膜を２００℃の温度で硬化させ、赤色パタ
ーン９Ｒを形成する。
【００６４】この後も、再度、ステップＳ１に戻り、第
１基板８上に青色感光性樹脂をスピン塗布し、青色感光
性樹脂膜１０Ｂを形成する。
【００６５】次に、ステップＳ２において、青色感光性
樹脂膜膜１０Ｂ上に露光用ガラス基板クロムマスク１１
を配置し、このクロムマスク１１を通して緑色感光性樹
脂膜及び赤色感光性樹脂膜の露光時よりもやや少ない露
光量の露光光１２を照射し、青色感光性樹脂膜１０Ｂを
部分的に前面露光する。
【００６６】次いで、ステップＳ２’に移行し、青色感
光性樹脂膜１０Ｂに対して、露光マスクを用いずに黒色
塗装したアルミニウム製マスク枠を用い、有効領域以外
の周辺部を遮光しながら、第１基板８を通して露光光１
２を照射し、青色感光性樹脂膜１０Ｂを部分的に背面露
光する。
【００６７】続く、ステップＳ３において、部分的に露
光した青色感光性樹脂膜１０Ｂを現像液を用いて現像
し、未露光部分を水洗除去し、所定箇所だけに青色感光
性樹脂膜１０Ｂを乾燥残留させる。
【００６８】続いて、ステップＳ４において、残留した
青色感光性樹脂膜１０Ｂを２００℃の温度で硬化させ、
青色パターン９Ｂと青色フィルタ膜からなるブラックマ
トリクス２を同時に形成する。
【００６９】次に、ステップＳ５に移行し、第１基板８
上に熱硬化性オーバーコートレジストをスピン塗布して
オーバーコートレジスト膜を形成し、その後にオーバー
コートレジスト膜を加熱し、熱硬化したオーバーコート
層を形成する。
【００７０】次いで、ステップＳ６において、第１基板
８の所定箇所に、マスクスパッタ方式によって透明導電
膜（ＩＴＯ膜）を形成し、その後に、得られた第１基板
８を検査して、第１基板８を完成させる。
【００７１】一方、第１基板８の製造工程に並行して、
周知の製造プロセスによって、各種の電極、各種の絶縁
膜、薄膜トランジスタ等を配置した第２基板を形成し、
その後に、得られた第２基板を検査し、第２基板を完成
させる。
【００７２】続く、ステップＳ７において、それぞれ完
成した第１基板８及び第２基板を離間対向配置させ、第
１基板８と第２基板との間の空間に液晶材を封入して液
晶層を形成し、第１基板８及び第２基板にそれぞれ偏向
板の貼着等を行い、液晶表示部を形成する。
【００７３】続いて、ステップＳ８において、液晶表示
部に、液晶表示部を駆動する表示駆動部等を実装し、フ
レーム組立てを行い液晶表示装置を形成する。この後、
得られた液晶表示装置を検査し、液晶表示装置が完成す
る。
【００７４】ここで、図４は、本実施例によって形成さ
れた青色フィルタ膜２を含むカラーフィルタの光透過特
性を示す特性図である。
【００７５】図４において、横軸はｎｍで示された光波
長、縦軸は％で示された光透過率及び分光感度である。
【００７６】図４に示されるように、所定の光波長λC
における青色パターン９Ｂ及び青色フィルタ膜２の光透
過率をＴB 、赤色パターン９Ｒの光透過率をＴR 、緑色
パターン９Ｇ光透過率をＴG としたとき、カブリ裕度は
それぞれ（ＴB ／ＴR ）、（ＴB ／ＴG ）で表され、こ
れらの値が大きい程、カブリ裕度は広くなる。
【００７７】ところで、図４に示されるように、通常の
露光光における光波長３６５ｎｍにおいては、（ＴB ／
ＴR ）及び（ＴB ／ＴG ）がともに１以下になり、カブ
リ裕度は全くない。一方、青色パターン９Ｂ及び青色フ
ィルタ膜２の光透過率が急激に増大する光波長３８０ｎ
ｍ以上になると、（ＴB ／ＴR ）及び（ＴB ／ＴG ）が
ともに１以上になり、超高圧水銀灯の輝線スペクトルの
一つであるｈ線（光波長４０５ｎｍ）においては、（Ｔ
B ／ＴR ）及び（ＴB ／ＴG ）がともに８以上になり、
充分なカブリ裕度を得ることができる。
【００７８】このように充分なカブリ裕度を得るために
は、カットフィルタを用いてｉ線（光波長３６５ｎｍ）
以下の光をカットし、かつ、青色感光性樹脂１０Ｂの分
光感度領域内、即ち、光波長λC 以上であり、かつ、光
波長４３０ｎｍ以下の光を用いて露光すればよい。光波
長λC の設定は、カブリ裕度が２以上、望ましくは４以
上が必要であり、図４に示された例においては、光波長
３９０乃至４００ｎｍ以下の光をかっとするカットフィ
ルタを挿入した露光光の照射を行えば、最大のカブリ裕
度を得ることができ、充分なプロセス裕度を確保するこ
とができる。
【００７９】このように、本実施例による液晶表示装置
によれば、ブラックマトリクスを、黒色樹脂と青色フィ
ルタ膜とによって構成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いて
いないので、液晶表示装置の低コスト化を可能にし、環
境の悪化をもたらすことがない。
【００８０】また、本実施例による液晶表示装置によれ
ば、液晶表示装置の開口率に影響を与える部分のブラッ
クマトリクスを、黒色樹脂よりも幅狭に形成可能な青色
フィルタ膜によって構成し、その他の部分のブラックマ
トリクスを黒色樹脂によって構成しているので、高開口
率の液晶表示装置が得られ、表示画像の解像度を劣化さ
せることがない。
【００８１】さらに、本実施例による液晶表示装置によ
れば、青色フィルタ膜からなるブラックマトリクス形成
部分における遮光性として、薄膜トランジスタ側のメタ
ル遮光膜の表面反射光をカットし、その金属光沢を見え
なくすれば足りるので、３色間でもっとも視感透過率の
低い青色フィルタ膜を用いることで充分な遮光特性を得
ることができる。
【００８２】なお、前記実施例においては、カラーフィ
ルタの青色パターンとブラックマトリクスを構成する青
色フィルタ膜を前面露光と背面露光を併用して形成する
例を挙げて説明したが、本発明によるカラーフィルタの
青色パターンとブラックマトリクスを構成する青色フィ
ルタ膜の形成手段は前面露光と背面露光を併用手段に限
られるものではなく、背面露光だけを行って、カラーフ
ィルタの青色パターンとブラックマトリクスを構成する
青色フィルタ膜を形成するようにしてもよい。
【００８３】このような形成手段を用いれば、露光工程
を簡略化（アライメント不要）することができ、かつ、
製造設備のコスト増を防止（１台の露光装置を配置する
だけでい）することができる。
【００８４】一方、本実施例による液晶表示装置の製造
方法によれば、通常の前面露光に背面露光を併用し、前
面露光によって青色パターンを形成し、背面露光によっ
て緑色パターン、赤色パターン、青色パターン間にそれ
ぞれ青色フィルタ膜を形成しているので、カラーフィル
タの青色パターンと青色フィルタ膜とを同時形成するこ
とが可能になり、製造プロセスを簡素化することができ
る。
【００８５】また、本実施例による液晶表示装置の製造
方法によれば、背面露光によって青色フィルタ膜を形成
しているので、セルフアライメント機能が得られ、目あ
き裕度を拡大することができるもので、通常、色パター
ンの合わせ裕度が目あき裕度と重なり裕度とによって決
定されるのに対し、セルフアライメントの場合重なり裕
度のみに着目すればよいので、合わせ裕度を２倍に拡大
することができる。即ち、合わせ裕度を、例えば、２μ
ｍから４μｍに拡大することができ、液晶表示装置を製
造する上で大きな利点となる。
【００８６】
【発明の効果】以上のように、本発明による液晶表示装
置によれば、ブラックマトリクスを形成する際に、液晶
表示装置の開口率に寄与するメタル遮光膜上のブラック
マトリクス部分を青色フィルタ膜で形成し、その他のブ
ラックマトリクス部分を黒色樹脂で形成しているので、
液晶表示装置を高開口率にすることができ、画像の解像
度を劣化させることもないという効果がある。
【００８７】また、本発明による液晶表示装置によれ
ば、ブラックマトリクスを黒色樹脂と青色フィルタ膜と
で形成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いていないので、液
晶表示装置の製造コストを安価にすることができ、環境
を悪化させることがないという効果がある。
【００８８】さらに、本発明による液晶表示装置によれ
ば、ブラックマトリクスを青色フィルタ膜で形成したと
しても、メタル遮光膜からの反射光をこの青色フィルタ
膜において十分阻止することが可能であり、ブラックマ
トリクスと同等の機能を達成することができるという効
果がある。
【００８９】本発明による液晶表示装置の製造方法によ
れば、黒色樹脂と青色フィルタ膜とからなるブラックマ
トリクスを形成する場合、黒色樹脂からなるブラックマ
トリクスを通常の黒色樹脂ブラックマトリクスの形成手
段と同じ手段で形成し、青色フィルタ膜からなるブラッ
クマトリクスを、カラーフィルタにおける青色フィルタ
膜の形成時に、前面露光と背面露光とを併用した露光手
段を用いることによって、カラーフィルタにおける青色
フィルタ膜とともに形成するようにしているので、別
途、特殊な製造工程を付加することなく、有効に青色フ
ィルタ膜からなるブラックマトリクスを形成することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例の構成を
示す平面図である。
【図２】本実施例の液晶表示装置において、カラーフィ
ルタ及び青色フィルタ膜からなるブラックマトリクスの
製造工程の一例を示す断面構成図である。
【図３】本実施例の液晶表示装置の製造工程の一例を示
すフローチャートである。
【図４】本実施例によって形成された青色フィルタ膜を
含むカラーフィルタの光透過特性を示す特性図である。
【図５】既知の高開口率の液晶表示装置の一例を示す構
成図である。
【符号の説明】
１ 黒色樹脂からなるブラックマトリクス ２ 青色フィルタ膜からなるブラックマトリクス ３ 色パターン ４ 薄膜トランジスタ ５ メタル遮光膜 ６ 垂直方向色パターンギャップ ７ 水平方向色パターンギャップ ８ 第１基板 ９Ｇ 緑色パターン ９Ｒ 赤色パターン ９Ｂ 青色パターン １０Ｂ 青色感光性樹脂膜 １１ 露光マスク １２ 露光光
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１２月２１日（１９９８．１２．
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１日（１９９９．１２．
１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】一般的なカラーフィルタの製造工程におい
て、８０％を超える高開口率の液晶表示装置を得たい場
合は、ブラックマトリクスの構成材料を黒色樹脂に代え
て金属クロム（Ｃｒ）を用い、ブラックマトリクス幅を
１０μｍ以下になるように形成すればよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平９−８０４
１６号に開示の液晶表示装置は、透明画素電極６２を取
り囲むゲート信号線５８とソース信号線６１とによって
開口率が規定されるため、入射光に対して薄膜トランジ
スタ６０の形成部分を新たに有機絶縁膜を介して形成し
た遮光膜を用いて遮光する必要があったり、表示領域に
ブラックマトリクス５４が配置されていないため、外来
光に対する反射率が増大してコントラストが低下し、か
つ、カラーフィルタ５５の色パターンの隙間から薄膜ト
ランジスタ６０の形成部分にあるメタル遮光膜からの反
射が観察され、視角によっては不規則に変化する画面む
らが生じるという問題を有するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】また、既知の液晶表示装置において、ブラ
ックマトリクスに金属クロム（Ｃｒ）を用い、かつ、ブ
ラックマトリクス幅を１０μｍ以下に形成して得た高開
口率の液晶表示装置は、金属クロム（Ｃｒ）を用いたブ
ラックマトリクスが黒色樹脂を用いたブラックマトリク
スに比べて２倍以上に高価なものであるため、液晶表示
装置の製造コストが増大するという問題を有するもので
ある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】本発明は、このような技術的背景の基にな
されたもので、その目的は、構成が簡単で、高開口率を
得ることができ、しかも、良好な表示画像が得られ、製
造コストが安い液晶表示装置及びその製造方法を提供す
ることにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】前記第１の手段によれば、液晶表示装置の
開口率に寄与するメタル遮光膜上のブラックマトリクス
を青色フィルタ膜で形成し、他の部分のブラックマトリ
クスを黒色樹脂で形成したので、高開口率で、画像の解
像度を劣化させない液晶表示装置が得られ、製造コスト
が安価となる。この場合、青色フィルタ膜を用いたとし
ても、メタル遮光膜からの反射光をこの青色フィルタ膜
で十分阻止することが可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】また、本発明の第１の実施の形態によれ
ば、ブラックマトリクスを黒色樹脂と青色フィルタ膜と
によって形成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いていないの
で、液晶表示装置の製造コストが安価になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７９】このように、本実施例による液晶表示装置
によれば、ブラックマトリクスを、黒色樹脂と青色フィ
ルタ膜とによって構成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いて
いないので、液晶表示装置の低コスト化を可能にする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８７】また、本発明による液晶表示装置によれ
ば、ブラックマトリクスを黒色樹脂と青色フィルタ膜と
で形成し、金属クロム（Ｃｒ）を用いていないので、液
晶表示装置の製造コストを安価にすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 正雄 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 濱本 辰雄 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 秋山 典正 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA35Y FC05 FC12 FC23 FC26 FD04 GA13 LA03 LA15 2H092 JA26 JB52 KB26 MA10 MA15 MA16 MA37 NA07 NA27 PA08 PA09 5C094 AA05 AA06 AA08 AA10 AA12 AA43 AA44 AA48 AA60 BA03 BA43 CA19 DA12 DA13 EA04 EA07 EB02 ED03 ED15 GB10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも、ブラックマトリクス、カラ
    ーフィルタ、対向電極が形成された第１基板と、ゲート
    絶縁膜を介して互いに交差配置された複数本のゲート信
    号線及び複数本のソース信号線、前記ゲート信号線及び
    前記ソース信号線の各交点部分に配置された薄膜トラン
    ジスタ、前記ゲート信号線及び前記ソース信号線で囲ま
    れた領域にそれぞれ配置されたマトリクス状画素電極が
    形成された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板
    の間に介在された液晶層とからなる液晶表示装置におい
    て、前記ブラックマトリクスを黒色樹脂遮光膜と青色フ
    ィルタ膜とによって形成したことを特徴とする液晶表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記ブラックマトリクスは、前記ゲート
    信号線と前記ソース信号線との交点部分を除いた前記複
    数本のソース信号線に重なり合う部分を青色フィルタ膜
    で形成し、その他の部分を黒色樹脂遮光膜で形成してい
    ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 第１基板上にブラックマトリクスとカラ
    ーフィルタとを形成する工程を含む液晶表示装置の製造
    方法であって、前記工程は、第１基板の所定部分に黒色
    樹脂遮光膜を形成する第１工程と、前記第１工程に続い
    て前記第１基板の所定部分に緑色フィルタ膜及び赤色フ
    ィルタ膜を順次形成する第２工程と、前記第２工程に続
    いて前記第１基板上に青色顔料分散レジストを全面塗布
    する第３工程と、前記第３工程に続いてホトマスクを用
    い前記青色顔料分散レジスト塗布面側から露光光を照射
    して前面露光する第４工程と、前記第４工程に続いて枠
    状マスクを用い前記第１基板側から露光光を照射して背
    面露光する第５工程と、前記青色顔料分散レジスト塗布
    面の未露光部分を除去して青色フィルタ膜を形成する第
    ６工程とからなることを特徴とする液晶表示装置の製造
    方法。
  4. 【請求項４】 前記第３工程に続いて枠状マスクを用い
    第１基板側から露光光を照射して背面露光する第５工程
    を実行することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示
    装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記緑色フィルタ膜及び前記赤色フィル
    タ膜の透過率をＴG及びＴR とし、前記青色フィルタ膜
    の感光波長域における透過率をＴB としたとき、透過率
    ＴG と透過率ＴB との比ＴB ／ＴG 及び透過率ＴR と透
    過率ＴB との比ＴB ／ＴR がそれぞれ２以上になるよう
    に、前記青色フィルタ膜を背面露光する際の露光光の露
    光波長域を設定していることを特徴とする請求項３また
    は請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
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