JP2001142064A

JP2001142064A - カラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法

Info

Publication number: JP2001142064A
Application number: JP32577399A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Okamoto; 守岡本; Michiaki Sakamoto; 道昭坂本; Yuji Yamamoto; 勇司山本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】画素電極の接触不良を抑制し、製造歩留りを
向上させることができるカラーフィルタを備えた液晶表
示パネル用基板の製造方法を提供する。【解決手段】第１の基板１に薄膜トランジスタを形成
し、第１の基板１上に薄膜トランジスタを覆うようにし
てネガ型レジスト膜を形成し、ネガ型レジスト膜の薄膜
トランジスタのソース電極６に整合する位置に及びカラ
ーフィルタ形成予定領域に開口部を有する形状のパター
ンを露光して現像することにより、第１の開口部１１ａ
を形成し、カラーフィルタの形成予定領域に第２の開口
部１１ｂを形成する。これにより、半導体層５に整合す
る位置にブラックマトリクス９が形成され、第１の基板
１の周辺部に額縁マトリクス１０が形成される。次に、
第２の開口部１１ｂ内に各色のインクを吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー表示の液晶
パネルに使用されるカラーフィルタを備えた液晶表示パ
ネル用基板の製造方法に関し、特に、画素電極等の接触
不良の改善を図ったカラーフィルタを備えた液晶表示パ
ネル用基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来のカラー液晶表示パネルの構
造を示す断面図である。従来のカラー液晶パネルにおい
ては、第１の透明基板１０１及び第２の透明基板１０２
の間に液晶層１０３が設けられている。第１の透明基板
１０１の液晶層１０３側表面上にはゲート電極１０４が
形成されている。ゲート電極１０４を覆うようにゲート
絶縁膜１０６が形成されている。ゲート絶縁膜１０６の
表面上でゲート電極１０４に整合する位置には、半導体
層１０７が形成されており、この半導体層１０７を挟む
ようにドレイン電極１０９及びソース電極１０８が形成
されている。これにより、ＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）等のスイッチング素子が構成される。また、ゲー
ト絶縁膜１０６の内側表面上には、ソース電極１０８に
接続された画素電極１１１が形成されている。そして、
画素電極１１１上にＴＦＴ側配向膜１１５ａが形成され
ている。なお、配向膜１１５ａと半導体層１０７、ドレ
イン電極１０９及びソース電極１０８との間には、パッ
シベーション膜１１０が形成されている。また、第１の
透明基板１０１の周縁部にはゲート絶縁膜１０６に隣接
して外部回路と接続するための引出し端子１０５が設け
られている。更に、各電極への配線層（図示せず）が形
成されている。

【０００３】第２の透明基板１０２の液晶層１０３側表
面上にはブラックマトリクス１１３及びカラーフィルタ
１１４Ｒ及び１１４Ｂ並びに対向側基板配向膜１１５ｂ
が設けられている。また、ブラックマトリクス１１３並
びにカラーフィルタ１１４Ｒ及び１１４Ｂと配向膜１１
５ｂとの間には、ＩＴＯ（Indium-tin-oxide）からなる
透明共通電極１１７が設けられている。なお、図７に
は、カラーフィルタとして赤色カラーフィルタ１１４Ｒ
及び青色カラーフィルタ１１４Ｂを示しているが、緑色
カラーフィルタは、他の領域（図示せず）に形成されて
いる。第１の透明基板１０１及び第２の透明基板１０２
は夫々の配向膜１１５ａ、１１５ｂを対向させて配置さ
れ、両基板間のギャップを所定の距離に保つスペーサ１
１６を挟んで基板周辺部に配設したシール材１１８を介
して貼り合わされている。第１の透明基板１０１の液晶
層１０３の反対側の表面上にＴＦＴ側偏光板１１２ａが
貼り付けられ、第２の透明基板１０２の液晶層１０３の
反対側の表面上に対向側基板偏光板１１２ｂが貼り付け
られている。

【０００４】次に、従来のカラー液晶パネルの製造方法
について説明する。上述の如く、形成された両基板１０
１及び１０２を夫々の配向膜１１５ａ、１１５ｂを対向
させて配置し、第１の透明基板１０１及び第２の透明基
板１０２を配置させる。次に、第１の透明基板１０１及
び第２の透明基板１０２間に両基板間のギャップを所定
の距離に保つスペーサ１１６を挟んで基板周辺部に配設
したシール材１１８を介して貼り合わせてパネル組み立
てを行う。そして、シール材１９を焼成した後、液晶材
料をパネル内に注入する。これにより、第１の透明基板
１０１及び第２の透明基板１０２の間に液晶層１０３が
設けられる。

【０００５】液晶注入方法としては、パネルの所定の位
置に２カ所の穴を設け、一方から液晶を注入すると共
に、他方からパネル内の排気を行って液晶物質を吸い込
む２穴方式がある。他の液晶注入方式としては、注入口
を１カ所設けた空セルを１．３乃至１．３３×１０^-2Ｐ
ａ程度の真空状態にし、注入口に液晶物質を付着させ、
その後、大気圧に徐々に戻し、液晶セルの内外の圧力差
を利用して液晶物質をセル内に注入する真空注入方式が
知られている。近時、他の液晶注入方式により液晶物質
が注入されている。

【０００６】液晶注入後、注入口を封止し、第１の透明
基板１０１の液晶層１０３の反対側の表面上にＴＦＴ側
偏光板１１２ａを貼り付け、第２の透明基板１０２の液
晶層１０３の反対側の表面上に対向側基板偏光板１１２
ｂを貼り付けることにより、液晶パネルが完成する。

【０００７】液晶パネルの高精細化を図るためには、画
素の高密度化を達成する必要がある。しかし、カラーフ
ィルタ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ及びブラックマト
リクス１１３を対向側基板側に配した構成の従来の液晶
表示パネルでは、組立工程における位置合わせに誤差を
生じることから予めマージンを見込んで形成する必要が
あり、画素開口部の面積（開口率）を最大限に確保する
ことが困難であるという問題点がある。

【０００８】高い開口率を確保するために、液晶表示パ
ネルの製造方法において、ＴＦＴ等のスイッチング素子
が形成されるアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ
基板という）側にカラーフィルタ及びブラックマトリク
スを形成する方法が提案されている。このようにしてＴ
ＦＴ基板上にカラーフィルタ及びブラックマトリクスが
形成された基板をＣＦオンＴＦＴ基板という。このよう
な基板の形成方法は、いわゆるＣＦオンＴＦＴ技術とい
われており、例えば特開平８−１２２８２４号公報及び
特開平９−２９２６３３号公報に記載されている。

【０００９】特開平８−１２２８２４号公報に記載され
た液晶表示パネルの製造方法においては、基板上にＴＦ
Ｔを形成し、ＴＦＴを覆うようにして基板上に層間絶縁
膜を形成し、この層間絶縁膜上にブラックマトリクスを
形成し、ブラックマトリクス上にカラーフィルタを形成
する。各カラーフィルタ毎に分離するように保護膜を形
成する。保護膜にＴＦＴのドレイン領域に達するコンタ
クトスルーホールを形成し、このコンタクトスルーホー
ルを埋め込むようにして画素電極を形成している。この
場合、画素開口率の拡大が達成される。

【００１０】また、特開平９−２９２６３３号公報に記
載された液晶表示パネルの製造方法においては、基板上
にＴＦＴを形成し、ドレイン電極と画素電極とのコンタ
クトをとるため予め基板上のコンタクトスルーホールを
形成する。次に、ブラックマトリクス及びカラーフィル
タをインクジェット法で形成した後、コンタクトスルー
ホールを埋めるようにして、ＴＦＴの上に画素電極を形
成する。これにより、予め形成しておいたコンタクトス
ルーホールを通じてドレイン電極と接続する。この場
合、ＣＦオンＴＦＴ基板側にカラーフィルタ及びブラッ
クマトリクスを形成するために位置合わせマージンを考
慮する必要がないため、製造工程が簡略化できる。

【００１１】一方、液晶表示パネルの製造方法におい
て、ＴＦＴ基板上にインクジェット法を使用してカラー
フィルタを形成する方法が、例えば特開平７−１３４２
９０号公報に開示されている。

【００１２】特開平７−１３４２９０号公報に記載され
た従来の液晶表示パネルの製造方法においては、先ず、
ＴＦＴ基板上に画素電極を形成しソース電極と画素電極
の接触（コンタクト）を予め確保する。次に、ブラック
マトリクスをインクジェット法又フォトリソグラフィ法
により画素電極上に形成する。続いて、カラーフィルタ
をインクジェット法によりブラックマトリクスに形成さ
れた各格子内に染料系インクを被着させブラックマトリ
クスに積層するように形成する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１２２８２４号公報に記載された従来の液晶表示パ
ネルの製造方法では、画素電極を形成する際に、アスペ
クト比の大きいコンタクトスルーホールを形成する必要
があり、ドレイン領域との接触状態が良好な画素電極を
形成することができない虞がある。

【００１４】また、特開平９−２９２６３３号公報に記
載された従来の液晶表示パネルの製造方法においては、
カラーフィルタを形成する際に、ＴＦＴ基板上のカラー
フィルタ形成予定領域の開口部にインクを吐出させると
きに生じるインクの飛沫がコンタクトスルーホール上に
も飛び散り、コンタクトスルーホール内にインクの飛沫
が残置する虞がある。このため、このインクの飛沫が原
因でドレイン電極と画素電極とのコンタクト不良が発生
しやすいという問題点があった。

【００１５】一方、特開平７−１３４２９０号公報に記
載された従来の液晶表示パネルの製造方法では、ブラッ
クマトリクスはフォトリソグラフィ法により形成する。
このため、ブラックマトリクスとなる材料が一旦基板全
面に塗布され、その後、所望の形状にパターニングされ
る。従って、コンタクトスルーホールにも、一度はブラ
ックマトリクスになる材料が塗布された後、露光及び現
像処理により、除去されることになる。その際、現像処
理で除去できなかったブラックマトリクスになる材料が
残渣となり、この残渣がそのままコンタクトスルーホー
ルに残り、接触不良（コンタクト不良）を引き起こす原
因となるという問題点がある。

【００１６】また、画素電極上にブラックマトリクス及
びカラーフィルタを積層しているため、画素電極と対向
基板側の透明共通電極との間にかかる液晶駆動電圧がブ
ラックマトリクス及びカラーフィルタ層の中で電圧降下
し、その結果、通常の他の構造のものよりも高い電圧が
必要となるという問題点がある。また、ブラックマトリ
クス及びカラーフィルタの表面にカバー膜が存在してい
ないため、カラーフィルタに含有されるインクに含まれ
ている不純物イオン等が配向膜及び液晶層にしみ出し、
表示ムラ等の不良が発生しやすい構造となっている。更
に、カラーフィルタに染料系インクを使用しているた
め、耐光性及び耐熱性が顔料系インクに比べて格段に劣
るので信頼性が著しく乏しいという問題点がある。更に
また、ＣＦオンＴＦＴ基板構造を有するカラー液晶ディ
スプレイが広く認知されていないことから、ＣＦオンＴ
ＦＴ構造パネルを安定的に生産することが困難であるこ
とが推察される。

【００１７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、画素電極の接触不良を抑制し、製造歩留り
を向上させることができるカラーフィルタを備えた液晶
表示パネル用基板の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラーフィ
ルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法は、基板
上に薄膜トランジスタを形成する工程と、前記薄膜トラ
ンジスタのソース電極に整合する位置に形成された第１
の開口部及びカラーフィルタが設けられる位置に形成さ
れた第２の開口部を有するブラックマトリクスを前記基
板上に形成する工程と、前記第２の開口部内にカラーフ
ィルタを形成する工程と、前記基板上に前記ブラックマ
トリクス及び前記カラーフィルタを覆うようにして保護
膜を形成する工程と、前記ソース電極上の保護膜を除去
して前記ソース電極を露出させる工程と、前記第１の開
口部内に前記ソース電極に接続する画素電極を形成する
工程とを有することを特徴とする。

【００１９】本発明においては、前記ブラックマトリク
スを形成する工程はフォトリソグラフィ法により行うこ
とができる。

【００２０】また、本発明においては、前記ブラックマ
トリクスを形成する工程は、前記基板上に前記薄膜トラ
ンジスタを覆うように前記ブラックマトリクスとなるレ
ジスト膜を形成する工程と、前記ソース電極に整合する
位置及びカラーフィルタを設ける位置に開口部を有する
パターンを前記レジスト膜に露光し現像する工程とを有
することが好ましい。

【００２１】更に、本発明においては、前記カラーフィ
ルタを形成する工程はインクジェット法により行うこと
ができる。

【００２２】更にまた、本発明においては、前記カラー
フィルタの原料として顔料系インクを使用することが好
ましい。

【００２３】また、本発明においては、前記レジスト膜
には前記カラーフィルタの原料となるインクをはじきや
すくする撥インク処理が施されていてもよい。また、前
記ブラックマトリクスの膜厚は１乃至３μｍであること
が好ましい。

【００２４】本発明においては、ソース電極に整合する
位置に形成された第１の開口部及びカラーフィルタが設
けられる位置に形成された第２の開口部を有するブラッ
クマトリクスを形成し、第２の開口部にカラーフィルタ
を形成した後に、保護膜及び画素電極を形成するので、
ブラックマトリクス及びカラーフィルタの形成により発
生した残渣がコンタクトスルーホールに残らない。この
ため、ソース電極と画素電極との接触不良が抑制され
る。従って、製造歩留りを向上させることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るカラ
ーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法に
ついて添付の図面を参照して詳細に説明する。図１
（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係るカラーフィル
タを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法を工程順を
示す断面図、図２（ａ）乃至（ｄ）は同じく本発明の実
施例を示す図であって、図１（ａ）乃至（ｃ）に示す工
程の次工程を工程順を示す図、図３（ａ）及び（ｂ）は
同じく本発明の実施例を示す図であって、図２（ａ）乃
至（ｄ）に示す工程の次工程を工程順を示す図、図４は
液晶表示パネルの構造を示す模式的平面図である。本実
施例は、本発明をＴＦＴ基板に適用したものであり、以
下、本実施例により製造された液晶表示パネル用基板を
ＣＦオンＴＦＴ基板という。

【００２６】本実施例においては、図１（ａ）に示すよ
うに、先ず、第１の基板１上にＴＦＴを形成する。第１
の基板１は、例えば透明絶縁性材料からなり、例えば無
アルカリガラス基板であり、その厚さは例えば０．７ｍ
ｍ又は１．１ｍｍである。

【００２７】先ず、第１の基板１上に、例えば膜厚が１
００乃至４００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜、モリブ
デン（Ｍｏ）膜又はクロム（Ｃｒ）膜等を、例えばスパ
ッタ法により成膜する。このＡｌ膜、Ｍｏ膜又はＣｒ膜
等をフォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニ
ングしてゲート電極２及び第１の基板１の短辺側（以
下、Ｖ側という）の端子３を形成する。ゲート絶縁膜４
をゲート電極２を覆うようにして第１の基板１上に、例
えばＣＶＤ法により形成する。ゲート絶縁膜４は、例え
ば膜厚が１００乃至２００ｎｍ程度のシリコン窒化膜等
の積層膜である。半導体層５をゲート絶縁膜４上にゲー
ト電極２に整合する位置に所望の形状にパターニングし
て形成する。半導体層５は、例えば膜厚が４００ｎｍ程
度のアモルファスシリコン膜であり、ＴＦＴのチャネル
として機能する。また、ゲート絶縁膜４上に、例えば膜
厚が１００乃至４００ｎｍのＡｌ膜、Ｍｏ膜又はＣｒ膜
等を、例えばスパッタ法により成膜する。フォトリソグ
ラフィ法により所望の電極形状にパターニングし、ソー
ス電極６及びドレイン電極７を半導体層５を覆うように
して形成すると共に、データ端子部である第１の基板１
の水平側（以下、Ｈ側という）の端子（図示せず）を形
成する。これによりＴＦＴが第１の基板１上に形成され
る。

【００２８】半導体層５、ソース電極６、ドレイン電極
７及びＨ側の端子を覆うようにしてゲート絶縁膜４上に
パッシベーション膜８を形成する。パッシベーション膜
８は、例えば膜厚が１００乃至２００ｎｍ程度のシリコ
ン窒化膜である。パッシベーション膜８は、シリコン窒
化膜に限定されるものではなく、シリコン窒化膜等の無
機材料のほか、エポキシ系樹脂又はアクリル系樹脂等の
透明な樹脂材料を使用することもできる。

【００２９】次に、図１（ｂ）に示すように、パッシベ
ーション膜８上に、例えば膜厚が１乃至３μｍ程度の遮
光性を有するネガ型レジスト膜を形成する。ネガ型レジ
スト膜は、例えば遮光性のある顔料を分散させたネガ型
感光性アクリル系レジスト又はネガ型感光性カーボン系
レジスト材料からなり、例えばＪＳＲ社製オプトマーＣ
Ｒシリーズが使用可能であるが、これに限定されるもの
ではない。

【００３０】その後、例えばフォトリソグラフィ法を使
用して、ネガ型レジスト膜のソース電極に整合する位置
及びカラーフィルタ形成予定領域に開口部を有する形状
のパターンを露光して現像することにより、開口部１１
ａを形成し、カラーフィルタの形成予定領域に開口部１
１ｂを形成する。この工程により、遮光のためのブラッ
クマトリクス９が半導体層５に整合する位置でパッシベ
ーション膜８上に残存したネガ型レジスト膜から形成さ
れ、第１の基板１（パネル）の周辺からの光漏れを防止
するための額縁ブラックマトリクス１０が第１の基板１
の周辺部でパッシベーション膜８上に残存したネガ型レ
ジスト膜から形成される。ブラックマトリクス９の大き
さは、光漏れ防止の観点からゲート電極２幅よりもひと
まわり小さくしておくことが好ましい。また、開口部１
１ａの大きさは、少なくともコンタクトスルーホール１
１を形成することができる程度の大きさであることが好
ましい。

【００３１】ブラックマトリクス９及び額縁ブラックマ
トリクス１０に要求される特性としては、光学濃度（Ｏ
Ｄ値；optical density）が３以上であり、シート抵抗
値が１０¹⁰Ω／□以上であることが好ましい。更に、ブ
ラックマトリクス９及び額縁ブラックマトリクス１０に
は撥インク性を有するフッ素系界面活性剤又はシラン系
界面活性剤を、例えば０．１乃至１．０重量％含有させ
ておき、ブラックマトリクス９、１０自身に撥インク性
を保持させておく。

【００３２】次に、図１（ｃ）に示すように、ブラック
マトリクス９及び額縁ブラックマトリクス１０で囲われ
た第２の開口部１１ｂ内に、赤色インク３０Ｒ、緑色イ
ンク及び青色インクを吐出する。このとき、開口部１１
ａにはインクを吐出しない。赤色インク３０Ｒ、緑色イ
ンク及び青色インクは、例えば粘度が３×１０^-3乃至１
×１０^-2Ｐａ・ｓの熱硬化型のアクリル系顔料分散イン
クである。赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）の各インクの
膜厚は隔壁となるブラックマトリクス９及び額縁ブラッ
クマトリクス１０の膜厚に依存し、ほぼその膜厚に等し
い。この場合、インクの膜厚は、例えば１乃至３μｍ程
度になる。なお、図１（ｃ）においては、便宜上赤色イ
ンク３０Ｒが吐出される領域のみを示しているが、緑色
インク及び青色インクは図示しない領域に吐出してい
る。

【００３３】次に、図２（ａ）に示すように、第１の基
板１全体をホットプレートにより８０℃の温度で２分間
のプリベークを行い、ＲＧＢの各色のインクに含まれて
いる溶剤分を蒸発させる。次に、クリーンオーブンで２
３０℃の温度で６０分間の焼成を行い、赤色インク３０
Ｒを硬化させる。これにより、赤色カラーフィルタ１２
Ｒが形成される。赤色カラーフィルタ１２Ｒの形成と同
様の方法で緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタ
が形成される。各色カラーフィルタは順次隣接して形成
すれば良く、形成順序は特に限定されるものではない。
なお、図４においてはＲＧＢの各色カラーフィルタに対
応する開口部を画素開口部１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとし
て示している。

【００３４】次に、図２（ｂ）に示すように、赤色カラ
ーフィルタ１２Ｒ、ブラックマトリクス９及び額物ブラ
ックマトリクス１０上に平坦化膜（図示せず）を形成
し、この平坦化膜を開口部１１ａに整合する位置が開口
された形状のパターン形状に露光する。そして、平坦化
膜を現像し、２２０℃の温度で６０分間の焼成を行い硬
化させることにより、オーバーコート層１３を形成す
る。

【００３５】次に、図２（ｃ）に示すように、オーバー
コート層１３をマスクとして、パッシベーション膜８の
エッチングを行う。この場合、パッシベーション膜８の
エッチングは、例えばアクリル系樹脂からなるオーバー
コート層１３に対して十分な選択性のとれるエッチング
条件を選んで行う。エッチング方法としては、例えばＰ
Ｅ法（Plasma Etching）を使用することができ、エッ
チングガスとしては、例えばＳＦ₆、Ｈｅ又はＯ₂ガスを
使用することができる。

【００３６】次に、図２（ｄ）に示すように、ブラック
マトリクス２８並びに赤色カラーフィルタ２９ａ、緑色
カラーフィルタ及び青色カラーフィルタ上に、例えばス
パッタ法により、例えばＩＴＯ等からなる透明導電膜を
成膜し、この透明導電膜をパターニングすることによ
り、ソース電極６に接続された画素電極１４を形成す
る。このとき、画素電極１４の半導体層５に整合する位
置に窓部１４ａを形成する。この場合、画素電極１４の
膜厚は厚いほど良好なカバレッジが得られ、ソース電極
６との電気的な接続が安定する。しかし、画素電極１４
に使用するＩＴＯ膜の加工性を考慮すると、その膜厚
は、例えば６０乃至１２０ｎｍ程度が適当である。ソー
ス電極２０上の開口部１１ａがコンタクトスルーホール
１１となっている。このようにして、ＴＦＴ基板上にカ
ラーフィルタの要素を付加させたＣＦオンＴＦＴ基板３
１を作製することができる。

【００３７】次に、図３（ａ）に示すように、画素電極
１４上に、例えばスピンコート法又はオフセット印刷法
により、例えばポリイミド系配向剤を塗布し、これを２
２０℃の温度で１時間の温度条件で焼成し、配向膜１８
ａを形成する。配向膜１８ａはポリイミド系配向剤を含
有し、例えば日産化学社製サンエバーシリーズ及びＪＳ
Ｒ社製オプトマーＡＬシリーズ等が使用可能である。

【００３８】次に、配向膜１８ａの表面層を一定方向に
ラビング処理を施す。これにより、所望のプレチルト角
を得ることができる。ラビング処理は、例えばビスコー
スレーヨン等の導電性合成繊維を巻き付けたラビングロ
ールを配向膜１８ａに接触させ、押し込み量、回転速
度、回転方向及び角度を調整して行うことができる。

【００３９】このようにして製造されたＣＦオンＴＦＴ
基板３１を液晶表示パネルに組み込む場合、配向膜１８
ａを形成した後、図３（ａ）に示すように、第１の基板
１の周辺部に沿うようにしてシール材１９を、例えばス
クリーン印刷法又はディスペンサー塗布法等によりオー
バーコート層１３上に形成する。シール材１９として
は、例えば三井化学社製ストラクトボンドシリーズ等の
エポキシ系樹脂接着剤が使用可能である。また、シール
材１９中には周辺スペーサ（図示せず）が分散してい
る。周辺スペーサ（マイクロロッド）は、例えば径が５
乃至７μｍの棒状ガラスファイバーからなる。なお、シ
ール材１９の幅は特に規定されてはいないが、対向側の
基板との貼り合わせ強度が十分であり、注入する液晶の
漏れが発生しないようにすれば良く、ここでは、出来上
がりで寸法で、例えば幅が１．５ｍｍ程度となるように
した。また、シール材１９には液晶注入用の孔（図示せ
ず）が設けられている。

【００４０】その後、図３（ｂ）に示すように、第２の
基板１６の一方の表面上に、例えばスパッタ法等によ
り、例えばＩＴＯからなる対向側透明共通電極１７が形
成され、透明共通電極１７上にＣＦオンＴＦＴ基板３１
と同様の配向膜１８ｂが形成された対向側基板３２を透
明共通電極１７及び配向膜１８ｂが配向膜１８ａと対向
するようにし、シール材１９の４隅に銀粉末を含むエポ
キシ系樹脂からなるトランスファ（図示せず）をディス
ペンスして両基板を貼り合わせ、熱処理によりシール材
１９を硬化させて接着する。第２の基板１６は、例えば
透明絶縁性材料からなり、例えば無アルカリガラス基板
等であり、その厚さは、例えば０．７ｍｍ又は１．１ｍ
ｍである。対向側透明共通電極１７の膜厚は、例えば８
０乃至１５０ｎｍである。配向膜１８ｂはポリイミド系
配向剤を含有し、例えば日産化学社製サンエバーシリー
ズ及びＪＳＲ社製オプトマーＡＬシリーズ等が使用可能
である。配向膜１８ｂには、例えばビスコースレーヨン
等の導電性合成繊維を巻き付けたラビングロールによる
ラビング処理が施されている。

【００４１】ＣＦオンＴＦＴ基板３１と対向側基板３２
との貼り合わせに際しては、所定の基板間ギャップが得
られるように、対向側基板３２上に面内スペーサ２０を
散布しておく。面内スペーサ２０（球状ミクロパール）
は、例えば径が粒径４．５乃至５．５μｍのジビニルベ
ンゼン系架橋重合体からなる。

【００４２】次に、図４に示すように、所望のパネルサ
イズに両基板１及び１６の切断を行う（スクライブブレ
イク）。このとき、対向側基板３２ではＨ側の端子３Ｈ
及びＶ側の端子３Ｖが露出するよう、第２の基板１６を
第１の基板１より小さく切断するが、切断ラインに透明
共通電極１７が形成されていると、第１の基板１に形成
された端子３Ｈ、３Ｖに透明共通電極１７の切断屑が付
着し、端子間のショートの原因となり好ましくない。こ
のため、切断ラインに透明共通電極１７がかからないよ
うに予めパターニングしておくことが好ましい。

【００４３】次に、このようにして完成した液晶セルに
液晶材料をシール材１９の配設されていない注入口２２
から注入することにより、液晶層２１が形成される。液
晶層２１中には面内スペーサ２０が分散している。

【００４４】液晶材料の注入は、所望の真空度を達成で
きる真空容器内に液晶セルを置き、セル内部の空気を排
気し、シール材１９の配設されていない注入口２２に液
晶材料を密着接触させ、徐々に大気圧に戻す真空注入方
式により行う。この場合、液晶材料は、例えばフッ素系
化合物からなり、例えばチッソ石油化学社製リクソンシ
リーズ等が使用可能であり、真空度が、例えば１．３×
１０^-2Ｐａ程度の状態から徐々に窒素ガスを導入しなが
ら大気圧に戻して液晶材料の注入を実施した。液晶材料
を注入した後、シール材１９の注入口２２を封孔剤２３
を使用して封止する。封孔剤２３としては、例えば紫外
線（ＵＶ）硬化型アクリレート系樹脂剤等が使用可能で
ある。

【００４５】その後、両基板１及び１６の液晶層２１と
は反対側の表面上に偏光板を貼り付けることにより、Ｃ
ＦオンＴＦＴパネルが完成する。偏光板としては、例え
ばヨウ素系偏光フィルムであり、例えば日東電工社製Ｎ
ＰＦシリーズ又は住友化学社製スミカランシリーズが使
用可能である。

【００４６】図５は本実施例により製造されたＣＦオン
ＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの構造を示す断面
図、図６はＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネル
の画素部におけるカラーフィルタとブラックマトリクス
との位置関係を示す模式的平面図である。なお、図５は
図６のＡ−Ａ線の位置の断面を１画素分図示したもので
ある。

【００４７】本実施例により製造された液晶表示パネル
においては、両基板１及び１６の液晶層２１とは反対側
の表面上に夫々偏光板２４ａ、２４ｂが貼り付けられて
いる。

【００４８】図６に示すように、赤色カラーフィルタ１
２Ｒ、緑色カラーフィルタ１２Ｇ及び青色カラーフィル
タ１２Ｂはブラックマトリクス９により区画されてい
る。そして、区画されたカラーフィルタ１２Ｒ、１２
Ｇ、１２Ｂ毎に画素電極とＴＦＴのソース電極とを接続
するためのコンタクトスルーホール１１が設けられてい
る。

【００４９】本実施例においては、ＴＦＴ基板上にブラ
ックマトリクス９及びカラーフィルタを形成した後、コ
ンタクトスルーホール１１直下のパッシベーション膜８
をフォトリソグラフィ法又はＰＥ法により取り除いてい
るために、コンタクトスルーホール１１、即ち、ソース
電極６上にはインクジェット法によりカラーフィルタを
形成する際に、インクの飛沫が残らない。従って、ソー
ス電極６とその後に形成される画素電極１４とのコンタ
クトが良好となり、コンタクト不良が抑制される。本発
明の製造方法によりＣＦオンＴＦＴ基板３１を製造した
結果、コンタクト不良は１２０台のうち、１台も発生し
なかった。即ち、コンタクト不良発生率は０％であっ
た。一方、従来の液晶表示パネルの製造方法によりＣＦ
オンＴＦＴ基板３１を製造した結果、コンタクト不良が
８０台のうち、１６台発生した。即ち、コンタクト不良
発生率は２０％であった。

【００５０】また、本実施例においては、ブラックマト
リクス９をフォトリソグラフィ法により形成した場合に
おいても、コンタクトスルーホール１１に残渣が残らな
いので、ソース電極６と画素電極１４とのコンタクトが
良好となり、コンタクト不良が抑制される。本発明の製
造方法において、特に、ブラックマトリクス９をフォト
リソグラフィ法により形成したＣＦオンＴＦＴ基板３１
を製造した結果、コンタクト不良は１２０台のうち、１
台も発生しなかった。即ち、コンタクト不良発生率は０
％であった。一方、従来の液晶表示パネルの製造方法に
おいて、特に、ブラックマトリクス９をフォトリソグラ
フィ法により形成したＣＦオンＴＦＴ基板３１を製造し
た結果、コンタクト不良が８０台のうち、１６台発生し
た。即ち、コンタクト不良発生率は２０％であった。

【００５１】更に、本実施例においては、各色カラーフ
ィルタ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの材料として、顔料系イ
ンクが使用できるため、染料系インクより耐熱性及び耐
光性が格段に向上する。耐熱性を、例えばカラーフィル
タの色の退色が見られる条件で比較すると、染料系イン
クは２１０℃の温度で６０分が限度であるが、顔料系イ
ンクでは２４０℃の温度で１２０分までカラーフィルタ
の色の退色が見られなかった。

【００５２】更にまた、本実施例においては、ブラック
マトリクス９に撥インク処理が施されているので、イン
クの吐出の際に、インクの一部が飛散したとしても、イ
ンクの飛沫が隣り合うカラーフィルタ又は開口部１１ａ
まで到達することはない。これにより、開口部１１ａ内
にインクが入ることが防止されると共に、混色が防止さ
れる。なお、本発明においては、コンタクトスルーホー
ル１１はブラックマトリクス９を形成するときに、開口
部１１ａとして形成し、保護膜１３はその後に、形成し
ているので、アスペクト比が大きなコンタクトスルーホ
ール１１を形成する必要がない。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ソ
ース電極に整合する位置に形成された第１の開口部及び
カラーフィルタが設けられる位置に形成された第２の開
口部を有するブラックマトリクスを形成し、第２の開口
部にカラーフィルタを形成した後に、保護膜及び画素電
極を形成するので、ブラックマトリクス及びカラーフィ
ルタの形成により発生した残渣がコンタクトスルーホー
ルに残らない。このため、ソース電極と画素電極との接
触不良が抑制される。従って、製造歩留りを向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係るカラ
ーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法を
工程順を示す断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｄ）は同じく本発明の実施例を示
す図であって、図１（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工
程を工程順を示す図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は同じく本発明の実施例を示
す図であって、図２（ａ）乃至（ｄ）に示す工程の次工
程を工程順を示す図である。

【図４】液晶表示パネルの構造を示す模式的平面図であ
る。

【図５】本実施例により製造されたＣＦオンＴＦＴ基板
を備えた液晶表示パネルの構造を示す断面図である。

【図６】ＣＦオンＴＦＴ基板を備えた液晶表示パネルの
画素部におけるカラーフィルタとブラックマトリクスと
の位置関係を示す模式的平面図である。

【図７】従来のカラー液晶表示パネルの構造を示す断面
図である。

【符号の説明】

１；第１の基板２、１０４；ゲート電極３、３Ｈ、３Ｖ、１０５；端子４、１０６；ゲート絶縁膜５、１０７；半導体層６、１０８；ソース電極７、１０９；ドレイン電極８、１１０；パッシベーション膜９、１１３；ブラックマトリクス１０；額縁ブラックマトリクス１１；コンタクトスルーホール１１ａ、１１ｂ；開口部１２Ｒ、１１４Ｒ；赤色カラーフィルタ１２Ｇ；緑色カラーフィルタ１２Ｂ、１１４Ｂ；青色カラーフィルタ１３；オーバーコート層１４、１１１；画素電極１４ａ；窓部１５Ｒ；赤色開口部１５Ｇ；緑色開口部１５Ｂ；青色開口部１６；第２の基板１７、１１７；透明共通電極１８ａ、１８ｂ、１１５ａ、１１５ｂ；対向側基板配向
膜１９、１１８；シール材２０、１１６；スペーサ２１；液晶層２２；注入口２３；封孔剤２４ａ、２４ｂ、１１２ａ、１１２ｂ；偏光板３０Ｒ；赤色インク３１；ＣＦオンＴＦＴ側基板３２；対向側基板１０１、１０２；透明基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本勇司東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式会社内Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA57 BB02 BB14 BB43 2H091 FA02Y FA34Y FC26 FC27 GA08 GA13 LA12 2H092 GA29 JA24 JA34 JA37 JA41 JA46 JB51 JB57 KB24 MA13 MA29 NA29 PA03 PA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に薄膜トランジスタを形成する工
程と、前記薄膜トランジスタのソース電極に整合する位
置に形成された第１の開口部及びカラーフィルタが設け
られる位置に形成された第２の開口部を有するブラック
マトリクスを前記基板上に形成する工程と、前記第２の
開口部内にカラーフィルタを形成する工程と、前記基板
上に前記ブラックマトリクス及び前記カラーフィルタを
覆うようにして保護膜を形成する工程と、前記ソース電
極上の保護膜を除去して前記ソース電極を露出させる工
程と、前記第１の開口部内に前記ソース電極に接続する
画素電極を形成する工程とを有することを特徴とするカ
ラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方
法。
【請求項２】前記ブラックマトリクスを形成する工程
はフォトリソグラフィ法により行われるものであること
を特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタを備えた
液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項３】前記ブラックマトリクスを形成する工程
は、前記基板上に前記薄膜トランジスタを覆うように前
記ブラックマトリクスとなるレジスト膜を形成する工程
と、前記ソース電極に整合する位置及びカラーフィルタ
を設ける位置に開口部を有するパターンを前記レジスト
膜に露光し現像する工程とを有することを特徴とする請
求項１に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル
用基板の製造方法。
【請求項４】前記カラーフィルタを形成する工程はイ
ンクジェット法により行われるものであることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカラーフィ
ルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法。
【請求項５】前記カラーフィルタの原料として顔料系
インクを使用することを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パ
ネル用基板の製造方法。
【請求項６】前記レジスト膜には前記カラーフィルタ
の原料となるインクをはじきやすくする撥インク処理が
施されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれ
か１項に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル
用基板の製造方法。
【請求項７】前記ブラックマトリクスの膜厚は１乃至
３μｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１項に記載のカラーフィルタを備えた液晶表示パネル
用基板の製造方法。