JP2002090724A - 液晶装置、カラーフィルタ基板、液晶装置の製造方法、及び、カラーフィルタ基板の製造方法 - Google Patents

液晶装置、カラーフィルタ基板、液晶装置の製造方法、及び、カラーフィルタ基板の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタ上に透明導電層が形成されて
なるカラーフィルタ基板或いは液晶装置において、カラ
ーフィルタと透明導電層との間の絶縁膜に起因する不具
合を低減できる構造を提供する。 【解決手段】 着色層112及び表面保護層113から
なるカラーフィルタの表面上には透明な金属酸化物から
なる絶縁膜114が形成される。絶縁膜114は、スパ
ッタリング法等によってTa、ZrO、TiO
のいずれか少なくとも一つを主成分とする金属酸化物
をカラーフィルタ上に堆積させたものである。絶縁膜1
14の表面上には所定パターン形状を備えた透明電極1
15が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置、カラー
フィルタ基板、液晶装置の製造方法、及び、カラーフィ
ルタ基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶を一対のガラス等からなる
基板によって挟持した液晶パネルを有する液晶装置にお
いて、カラー表示を可能にするためのカラーフィルタ基
板を用いる場合がある。このカラーフィルタ基板におい
ては、ガラス等の透明な基板の表面上にカラーフィルタ
のフィルタ部分を構成する着色層(例えばR(赤)、G
(緑)、B(青)、BM(黒:ブラックマトリクス或い
はブラックマスク))が形成される。これらの着色層は
顔料や染料等の着色材を含む樹脂からなる。
【0003】通常、カラーフィルタにおいては、着色層
の上に透明な樹脂等からなる表面保護層が形成される。
この表面保護層は、カラーフィルタ上にさらに別の層
(例えば透明電極パターンなど)を形成する際に薬液の
侵入を防止し、着色層を保護するとともに、カラーフィ
ルタ表面の平坦性を確保するために形成される。
【0004】カラーフィルタの表面上にはITO(Indi
um Tin Oxide)等の透明導電体からなる透明電極が形成
される場合がある。ところが一般に、上記表面保護層と
透明電極とは密着性が悪いために、カラーフィルタ上に
直接透明電極を形成しようとすると、電極パターンのパ
ターン精度を確保することができないという問題があ
る。そこで、従来、カラーフィルタの表面保護層の表面
上にSiOからなる絶縁膜(中間層)をスパッタリン
グ法などによって形成し、この絶縁膜の上に透明電極を
形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の絶縁
膜上に透明電極を形成する場合、スパッタリング法等に
よって形成された透明な導電膜から透明電極をパターニ
ングするために、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶
液を用いて透明導電層上のレジストパターンを現像し、
また、透明電極をパターニングした後にも電極パターン
上に残存するレジストパターンをアルカリ溶液により除
去する必要がある。
【0006】しかしながら、SiOからなる絶縁膜は
上記のアルカリ溶液に弱いため、透明電極のパターニン
グ時においてアルカリ溶液によって絶縁膜が部分的に溶
解するなどの化学的影響を受け、その結果、絶縁膜がカ
ラーフィルタ上から剥離する場合がある。
【0007】また、SiOからなる絶縁膜をスパッタ
リング装置などによって形成したときには、装置内部に
付着したSiOが粉体となって飛散し、周囲を汚染す
るという問題点がある。これは、SiOは装置内部の
金属製の構成部材に対して熱膨張率の差が大きいととも
に大気中の水分を吸収しやすい性質を有するため、装置
内部に付着したSiOがスパッタリングの終了後に装
置内面から剥離しやすいからである。その上、SiO
をスパッタリングによって成膜する場合、その誘電率が
低いことからターゲットに異常放電が発生しやすく、安
定した成膜状態が得られにくいという問題点もある。
【0008】さらに、上記の透明電極が通常1.8〜
1.9程度の高い屈折率を有するのに対し、SiO
らなる絶縁膜は屈折率が低い(n=1.455)ため、
絶縁膜と透明電極との界面において光反射や干渉が生じ
て光透過率が低下し、表示が暗くなるという問題点もあ
る。
【0009】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、カラーフィルタ上に導電膜が形成
されてなるカラーフィルタ基板或いは液晶装置におい
て、カラーフィルタと導電膜との間の絶縁膜に起因する
不具合を低減できる構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶装置は、第
1基板と、前記第1基板に対向して配置された第2基板
と、前記第1基板上に設けられた着色層と、前記着色層
上に設けられたTa、ZrO及びTiOのう
ち少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜と、前記絶
縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、を備え
たものである。
【0011】Ta、ZrO及びTiOはいず
れもSiOよりも高い屈折率を有するので、透明導電
層との屈折率の差を小さくすることも可能であり、透明
導電層と絶縁膜の積層部分における光学的損失を低減す
ることが可能になる。特に、気相法によって形成された
上記の金属酸化物は成膜条件によって屈折率を制御、調
整することも可能である。また、本発明に用いる絶縁膜
はSiOよりも粉体化しにくいので製造工程における
周囲の汚染度合を低減することができる。
【0012】また、気相法によって形成されたTa
、ZrOはいずれもアルカリ溶液に対する充分な耐
食性を有するため、透明導電層のパターニング時にアル
カリ溶液を用いても剥離などが生じにくくなる。すなわ
ち、絶縁膜がTa、ZrOの少なくともいずれ
か一方を主成分として有することが耐アルカリ性を発揮
するために望ましい。
【0013】本発明の前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電
膜の光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長を
λとしたとき、実質的にλ/2の自然数倍であることが
好ましい。このようにすれば、絶縁膜のカラーフィルタ
側の表面及び導電膜のカラーフィルタとは反対側の表面
における可視光の反射率を低減し、光透過率を高めるこ
とができる。
【0014】ここで、光学膜厚とは、絶縁膜と導電膜と
が実質的に等しい屈折率を有する場合にはn・d(nは
積層部分の屈折率、dは絶縁膜と導電膜の合計の厚さ)
であり、絶縁膜の屈折率と導電膜の屈折率とに実質的な
差がある場合には、n・d +n・d(nは絶
縁膜の屈折率、dは絶縁膜の厚さ、nは導電膜の屈
折率、dは導電膜の厚さ)である。また、上記の可視
波長領域とは、波長380nm〜780nmの範囲を言
う。可視波長領域の代表波長として、上記λは550n
mであることが望ましい。
【0015】本発明においては、前記着色層と前記絶縁
膜との間に透明な樹脂膜をさらに有することが好まし
い。この透明な樹脂膜(後述する表面保護層)は、通
常、着色層を保護するとともに、カラーフィルタの表面
を平坦化するために形成される。この樹脂膜を形成する
ことによって絶縁膜はより平坦化される。
【0016】本発明においては、前記着色層と前記第1
基板との間に反射膜をさらに有する場合がある。反射型
の液晶装置、或いは、反射半透過型の液晶装置において
は、反射膜を設けることにより外光を利用した反射型表
示を実現できる。反射膜の素材としては、通常、アルミ
ニウム、アルミニウム合金、クロム、クロム合金、銀、
銀合金などを用いることができる。ここで、上記反射膜
に開口部を設けることによって、この開口部を通して光
を透過させることができるので、反射半透過型の液晶装
置を構成することができる。
【0017】本発明においては、前記第2基板上に、前
記絶縁膜と実質的に同一な材料で設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた能動素子と、をさらに有する
場合がある。絶縁膜と実質的に同一な材料で設けられた
下地層は、第2基板と、能動素子及びこれに導電接続さ
れる配線や電極を構成する導電膜などとの間の密着性を
向上させる。能動素子としては、例えば、TFD(Thin
Film Diode)が挙げられる。
【0018】また、本発明の別の液晶装置は、第1基板
と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前
記第1基板上に設けられた着色層と、前記着色層上に設
けられたTaを主成分として含む絶縁膜と、前記
絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、を備
えたものである。Taを主成分とする絶縁膜はア
ルカリ溶液に対する高い耐食性を有するため、透明導電
層のパターニング時にアルカリ溶液を用いても剥離など
が生じにくくなる。また、SiOよりも高い屈折率を
有するので、透明導電層との屈折率の差を小さくするこ
とができるから、透明導電層と絶縁膜の積層部分におけ
る光学的損失を低減することができる。さらにまた、S
iOよりも粉体化しにくいので製造工程における周囲
の汚染度合を低減することができる。
【0019】ここで、前記絶縁膜はZrO、TiO
及びSiOのうち少なくとも1つを成分として含むこ
とが好ましい。Taの他に、ZrO、Ti
、SiOのいずれか少なくとも一つを主成分とし
て含むことによって、屈折率、誘電率などを調整するこ
とが可能になり、光学的、電気的な装置設計の自由度を
確保することが可能になる。
【0020】特に、透明導電層に関しては、基本的に所
望の電気特性(抵抗の絶対値や抵抗率など)を得るため
に厚さや組成に関する制約を受けるので、光学特性上好
ましい厚さや屈折率(組成や成膜条件によって変動す
る。)を得ることが難しく、光学設計上の自由度が少な
いが、絶縁膜を従来よりも透明導電層に近い屈折率にす
ることによって、絶縁膜と透明導電層とを光学的に近い
特性を有するもの(例えば一体のもの)とみなすことが
可能になるので、絶縁膜の厚さ、屈折率等を適宜に設計
することによって、絶縁膜と透明導電層との積層部分を
一体的な光学要素として考慮できるなど、光学設計上の
自由度を高めることが可能になる。特に、絶縁膜の屈折
率を透明導電層の屈折率と実質的に等しくすることが好
ましい。
【0021】さらに、本発明のさらに別の液晶装置は、
Ta、ZrO及びTiOのうち少なくとも1
つを主成分として含む絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けら
れた光透過性を有する導電膜と、を備えたものである。
【0022】また、本発明の異なる液晶装置は、第1基
板と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、
前記第1基板上に設けられた着色層と、前記着色層上
に、可視波長領域内において屈折率が1.6以上2.0
以下で厚さが10nm〜100nmである光透過性を有
する絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられた可視波長領域
内において屈折率が1.8以上1.9以下で厚さが10
0nm〜300nmである光透過性を有する導電膜と、
を備えたものである。
【0023】このようにすると、絶縁膜と導電膜との間
の屈折率差を従来よりも低減することができるととも
に、絶縁膜と導電膜の光学膜厚の和が可視波長λの1倍
程度から2倍程度となるので、界面反射を低減すること
ができ、絶縁膜と透明導電層との積層部分に起因する光
学的損失を低減できる。
【0024】さらに、本発明のさらに異なる液晶装置
は、可視波長領域内において屈折率が1.6以上2.0
以下で厚さが10nm〜100nmである絶縁膜と、前
記絶縁膜上に設けられた可視波長領域内において屈折率
が1.8以上1.9以下で厚さが100nm〜300n
mである光透過性を有する導電膜と、を備えたものであ
る。
【0025】次に、本発明のカラーフィルタ基板は、基
板と、前記基板上に設けられた着色層と、前記着色層上
に設けられたTa、ZrO及びTiOのうち
少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜と、前記絶縁
膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、を備えた
ものである。
【0026】また、本発明の別のカラーフィルタ基板
は、基板と、前記基板上に設けられた着色層と、前記着
色層上に設けられたTaを主成分として含む絶縁
膜と、前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電
膜と、を備えたものである。
【0027】さらに、本発明のさらに別のカラーフィル
タ基板は、基板と、前記基板上に設けられた着色層と、
前記着色層上に設けられた可視波長領域内において屈折
率が1.6以上2.0以下で厚さが10nm〜100n
mの光透過性を有する絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けら
れた可視波長領域内において屈折率が1.8以上1.9
以下で厚さが100nm〜300nmである光透過性を
有する導電膜と、を備えたものである。
【0028】次に、本発明の液晶装置の製造方法は、第
1基板上に着色層を形成する工程と、前記着色層上にT
、ZrO及びTiOのうち少なくとも1つ
を主成分として含む絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜上に光透過性を有する導電膜を形成する工程と、前記
導電膜をアルカリ溶液を用いてパターニングする工程
と、を有するものである。上記絶縁膜は高い耐アルカリ
性を有するため、導電膜のパターニング時においてアル
カリ溶液を用いても、膜質の劣化や剥離が生じ難く、下
層に形成された着色層への損傷も防止できる。
【0029】ここで、前記絶縁膜及び前記導電膜は、前
記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の光学膜厚との和が、
可視波長領域内の任意の波長をλとしたとき、実質的に
λ/2の自然数倍になるように形成されることが好まし
い。
【0030】また、前記着色層上に透明な樹脂膜を形成
する工程をさらに有することが好ましい。
【0031】さらに、前記第1基板上に反射膜を形成す
る工程をさらに有することが好ましい。ここで、反射膜
に開口部を設けることにより、反射半透過型の液晶装置
を構成することができる。
【0032】また、第2基板上に、前記絶縁膜と実質的
に同一な材料で下地層を形成する工程と、前記下地層上
に能動素子を形成する工程と、をさらに有することが好
ましい。絶縁膜と実質的に同一の下地層を形成すること
により、能動素子やこれに導電接続される配線や電極と
基板との密着性を向上させることができるとともに、第
1基板に形成される絶縁膜と、第2基板に形成される下
地層とが実質的に同一の材料で形成されるので、工程管
理が容易になるとともに、製造コストを低減できる。ま
た、第1基板上の絶縁膜と、第2基板上の下地層とを同
時に形成することも可能である。
【0033】より具体的には、第2基板上にTa
を主成分とする絶縁層を介してTaを主成分とする金属
導電層を形成することによって、金属導電層と基板との
密着性を向上させることができるとともに、基板からの
不純物拡散を防止することができる。上記のように、液
晶パネルを構成する一対の基板の双方にTaを主
成分とする層が形成されることにより、成膜装置を共用
化したり、絶縁膜と絶縁層とを同時に形成したりするこ
とが可能になることから、製造工程の融通性を高めるこ
とができるとともに工程数を削減することも可能にな
る。
【0034】本発明においては、前記絶縁膜は気相成膜
手段を用いて形成されることが好ましい。PVD(物理
的気相成長法)、CVD(化学的気相成長法)等の気相
成膜手段により形成された上記の金属酸化物は、透明導
電層を形成する場合の加熱温度(200〜300℃程
度)に対しても安定した、また緻密な膜質を得ることが
でき、耐アルカリ性も良好である。特に、蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法などのPVD
(物理的気相成長法、或いは物理的蒸着法)によって形
成されることが望ましい。
【0035】また、本発明の別の液晶装置の製造方法
は、基板上に着色層を形成する工程と、前記着色層上
に、Taを主成分とし、ZrO、TiO及び
SiOのうち少なくとも1つを成分として含む絶縁膜
を形成する工程と、前記絶縁膜上に光透過性を有する導
電膜を形成する工程と、前記導電膜をアルカリ溶液を用
いてパターニングする工程と、を有するものである。
【0036】さらに、本発明のさらに別の液晶装置の製
造方法は、基板上に着色層を形成する工程と、前記着色
層上に、可視波長領域内において屈折率が1.6以上
2.0以下となる光透過性を有する絶縁膜を10nm〜
100nmの厚さで形成する工程と、前記絶縁膜上に、
可視波長領域内において屈折率が1.8以上1.9以下
となる光透過性を有する導電膜を100nm〜300n
mの厚さで形成する工程と、を備えたものである。
【0037】次に、本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法は、基板上に着色層を形成する工程と、前記着色層
上にTa、ZrO又はTiOのいずれか1つ
を主成分として含む絶縁膜を形成する工程と、前記導電
膜をアルカリ溶液を用いてパターニングする工程と、を
有するものである。
【0038】また、本発明の別のカラーフィルタ基板の
製造方法は、基板上に着色層を形成する工程と、前記着
色層上に、可視波長領域内において屈折率が1.6以上
2.0以下となる光透過性を有する絶縁膜を10nm〜
100nmの厚さで形成する工程と、前記絶縁膜上に、
可視波長領域内において屈折率が1.8以上1.9以下
となる光透過性を有する導電膜を100nm〜300n
mの厚さで形成する工程と、を備えたものである。
【0039】上記各発明において、前記絶縁膜及び前記
導電膜を同一装置内において連続して成膜することが好
ましい。気相成膜手段にて絶縁膜を形成する場合、透明
導電膜を形成する装置と同一の装置内にて絶縁膜を形成
し、そのまま連続して導電膜を成膜することによって、
絶縁膜と透明導電層との界面の清浄性を確保することが
できるので、両層間の密着性を向上することができると
ともに、界面の汚染低減による光学的及び電気的特性の
向上を図ることができる。この場合、絶縁膜と導電膜と
はスパッタリング法によって同一のスパッタリング装置
内にて連続形成されることが特に好ましい。
【0040】また、上記の導電膜のパターニングする工
程においては、前記導電膜に対してアルカリ溶液による
エッチングを用いたパターニング処理を行うことが好ま
しい。パターニング処理においては、例えば、レジスト
をアルカリ溶液によって現像してレジストパターンを形
成し、このレジストパターンによって透明導電層をパタ
ーニングする場合がある。また、透明導電層をパターニ
ングした後に残存するレジストパターンを除去する際に
もアルカリ溶液を用いる。この場合には、絶縁膜が耐ア
ルカリ性の高い材質で形成されているため、アルカリ溶
液によって絶縁膜が腐食されることが防止されることか
ら、絶縁膜がカラーフィルタ上から剥離してしまうなど
の不具合の発生を防止することができる。
【0041】上記のカラーフィルタ基板は、TN型、S
TN型その他の種々の表示原理、アクティブマトリクス
型,パッシブマトリクス型,セグメント型その他の種々
のパネル構造、透過型,反射型,半透過型等の照明構造
などを備えた種々の液晶装置に採用することができる。
また、カラーフィルタ基板としては、上記のような液晶
装置に限らず、カラーフィルタと透明導電層を備えたも
のでさえあれば、CRT(陰極管)の表示面部分や撮像
管等の受光面部分など、他の種々の装置のカラーフィル
タ部として用いることも可能である。
【0042】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る液晶装置、カラーフィルタ基板、液晶装置の製造
方法、及び、カラーフィルタ基板の製造方法の実施形態
について詳細に説明する。
【0043】[第1実施形態]図1は本発明に係る第1
実施形態の液晶装置におけるカラーフィルタ基板110
を備えた液晶パネル100の外観を示す斜視図、図2
(a)は液晶パネル100の概略構造を模式的に示す概
略断面図、図2(b)はカラーフィルタ基板110の表
面構造を示す平面図である。
【0044】この液晶装置は、いわゆる透過方式のパッ
シブマトリクス型構造を有する液晶パネル100に対し
て、必要に応じて図示しないバックライトやフロントラ
イト等の照明装置やケース体などを適宜に取り付けてな
る。図1に示すように、液晶パネル100は、ガラス板
や合成樹脂板等からなる透明な第1基板111を基体と
するカラーフィルタ基板110と、第2基板121を基
体とする対向基板120とがシール材130を介して対
向して貼り合わせられ、シール材130の内側に開口部
130aから液晶132が注入された後、封止材131
にて封止されてなるセル構造を備えている。
【0045】第1基板111の内面(第2基板121に
対向する表面)上には複数並列したストライプ状の透明
電極115が形成され、第2基板121の内面上には複
数並列したストライプ状の透明電極122が形成されて
いる。また、上記透明電極115は配線118Aに導電
接続され、上記透明電極122は配線128に導電接続
されている。透明電極115と透明電極122とは相互
に直交し、その交差領域はマトリクス状に配列された多
数の画素を構成し、これらの画素配列が液晶表示領域A
を構成している。
【0046】第1基板111は第2基板121の外形よ
りも外側に張り出してなる基板張出部110Tを有し、
この基板張出部110T上には、上記配線118A、上
記配線128に対してシール材130の一部で構成され
る上下導通部を介して導電接続された配線118B、及
び、独立して形成された複数の配線パターンからなる入
力端子部119が形成されている。また、基板張出部1
10T上には、これら配線118A,118B及び入力
端子部119に対して導電接続されるように、液晶駆動
回路等を内蔵した半導体IC161が実装されている。
また、基板張出部110Tの端部には、上記入力端子部
119に導電接続されるように、フレキシブル配線基板
163が実装されている。
【0047】この液晶パネル100において、図2
(a)に示すように、第1基板111の外面には偏光板
140が配置され、第2基板121の外面には偏光板1
50が配置されている。偏光板140と偏光板150
は、例えば偏向透過軸が相互に直交するクロスニコル配
置となる姿勢にて基板外面上に貼着される。
【0048】<カラーフィルタ基板110の構造>次
に、図2(a)及び(b)を参照して、カラーフィルタ
基板110の構造を詳細に説明する。第1基板111の
表面には着色層112が形成され、その上を透明樹脂等
からなる表面保護層(オーバーコート層)113が被覆
している。この着色層112と表面保護層113とによ
ってカラーフィルタが形成される。
【0049】着色層112は、通常、透明樹脂中に顔料
や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するもの
とされている。着色層の色調の一例としては原色系フィ
ルタとしてR(赤)、G(緑)、B(青)の3色の組合
せからなるものがあるが、これに限定されるものではな
く、補色系その他の種々の色調で形成できる。通常、基
板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂から
なる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によ
って不要部分を除去することによって、所定のカラーパ
ターンを有する着色層を形成する。複数の色調の着色層
を形成する場合には上記工程を繰り返す。なお、着色層
の配列パターンとして、図2(b)に示す図示例ではス
トライプ配列を採用しているが、このストライプ配列の
他に、デルタ配列や斜めモザイク配列等の種々のパター
ン形状を採用することができる。ここで、上記RGBの
各着色層の周囲には、着色層の一部として、画素間領域
の遮光を行うための遮光膜(ブラックマトリクス或いは
ブラックマスク)を形成することができる。
【0050】表面保護層113は、着色層の保護、着色
材の漏洩防止及びカラーフィルタ表面を平坦化するため
のものである。表面保護層113の素材としては、例え
ばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料を用い
ることができる。
【0051】上記カラーフィルタの表面上には透明な金
属酸化物からなる絶縁膜114が形成される。絶縁膜1
14としては、例えばスパッタリング法等によってTa
、ZrO及びTiOのうちいずれか少なくと
も一つを主成分とする金属酸化物をカラーフィルタ上に
堆積させたものが挙げられる。このうち、Ta
みからなるもの、或いは、TaにZrO、Ti
又はSiOのうちいずれか少なくとも1つを混合
したものであることが特に好ましい。
【0052】絶縁膜114の表面上には所定パターン形
状を備えた上記の透明電極115が形成される。この透
明電極115はITO等の透明導電体からなる。透明電
極115の上にはSiO、TiO等からなる硬質保
護膜(塵埃等の異物混入による上下の電極間に短絡が発
生することを防止するための透明膜)116が形成さ
れ、この硬質保護膜116の表面上にポリイミド樹脂等
からなる配向膜117が塗布形成される。この配向膜1
17には公知のラビング処理が施される。
【0053】<対向基板及びパネル構造>第2基板12
1の表面上には上記と同様のITO等からなる透明電極
122が形成され、この上には上記と同様の硬質保護膜
123及び配向膜124が順に積層される。配向膜12
4にも公知のラビング処理が施される。
【0054】上記のカラーフィルタ基板110と対向基
板120とは、いずれか一方に塗布形成されたシール材
130を介して相互に貼り合わされ、基板間に散布され
たスペーサ、或いは、シール材130の内部に混入され
たスペーサ(いずれも図示せず)によって規制される状
態で所定の基板間隔(セルギャップ)になるように圧着
され、シール材130を加熱、光照射等によって硬化さ
せることにより、図示のセル構造が構成される。図1に
示すように、このセルにはシール材130の一部に設け
られた開口部130aを通して液晶132が注入され、
その後、その開口部130aを樹脂等によって封鎖する
ことによって、液晶パネル100が完成する。
【0055】<カラーフィルタ基板の製造方法の詳細>
次に、カラーフィルタ基板110の製造方法の詳細につ
いて図3(a)〜(d)を参照して説明する。最初に、
図3(a)に示すように着色層112及び表面保護膜1
13からなるカラーフィルタが上述の方法で形成された
後、表面保護膜113の表面上に図3(b)に示すよう
に絶縁膜114が形成される。絶縁膜114の形成方法
としては、種々のPVD法又はCVD法を用いることが
できるが、特にスパッタリング法、蒸着法、イオンプレ
ーティング法等のPVD法を用いることが好ましい。ス
パッタリング法を採用する場合、上記のTa、Z
rO、TiOの多結晶等を粉砕してなる粉体を焼結
して形成したターゲットを用いる。ここで、絶縁膜11
4として望まれる膜組成に応じて粉末組成を調整してタ
ーゲットを形成することができる。
【0056】次に、図3(c)に示すように、ITOか
らなる透明導電層115Xをスパッタリング法によって
形成する。ITOは膜組成及び成膜条件によって導電率
や屈折率等が大きく変わるが、通常は主として成膜後の
導電膜の電気的特性を考慮して膜組成及び成膜条件を設
定する。透明導電層115Xは当初第1基板111の表
面上に全面的に形成される。その後、この透明導電層1
15Xの上に感光性レジストを塗布し、この感光性レジ
ストに対して所定の露光パターンにて露光処理を施し、
しかる後に水酸化カリウム水溶液(例えば0.9%濃
度)などのアルカリ溶液にて現像処理を行うことによ
り、図3(d)に示すように、所定のレジストパターン
115Yを形成する。そして、このレジストパターン1
15Yの上から、塩酸等のエッチング液により透明導電
層115Xをエッチングし、図2(a)に示す透明電極
115を形成する。その後、透明電極115の上のレジ
ストパターン115Yを現像時よりも濃度(アルカリ
性)の高いアルカリ溶液(例えば1.5%濃度の水酸化
カリウム水溶液)によって除去する。
【0057】上記工程においては、透明導電層115X
をパターニングして透明電極115を形成するときにア
ルカリ溶液を使用するため、透明電極115の下層に形
成されている絶縁膜114の耐アルカリ性が低ければ、
絶縁膜114の表面がアルカリ溶液によってエッチング
され、透明電極115にサイドエッチングが発生してパ
ターニング精度が悪化したり、透明電極115が絶縁膜
114から剥離したり、或いはまた、絶縁膜114自体
がカラーフィルタの表面保護層113の表面から剥離し
たりする恐れがある。
【0058】本実施形態では、上記のように絶縁膜11
4がTa、ZrOなどの耐アルカリ性の高い材
料で構成されている場合、パターニング時に使用される
アルカリ溶液、特にレジストパターン115Yを除去
(剥離)するためのアルカリ溶液によっても絶縁膜11
4は影響をほとんど受けないので、上記のような不具合
を生じることがない。
【0059】本実施形態の絶縁膜114の耐アルカリ性
を調べるために、その耐久試験を行った。この耐久試験
は、ガラス基板上に上記と同様のカラーフィルタを形成
したものを用い、そのカラーフィルタの表面上にTa
を主成分とする絶縁膜114をスパッタリング法に
より約400Åの厚さになるように形成した基板と、同
様にカラーフィルタの表面上にスパッタリング法によっ
てSiOからなる絶縁膜を同様の厚さになるように形
成した基板とを、1.5%濃度の水酸化カリウム水溶液
(レジストパターン115Yを除去するために用いられ
るアルカリ溶液)中に同じ時間浸漬するものである。
【0060】この試験の結果、SiOからなる絶縁膜
を形成した基板においては、絶縁膜がカラーフィルタの
表面保護層から剥離したが、Taを主成分とする
絶縁膜114を形成した本実施形態のカラーフィルタ基
板においては、絶縁膜114と表面保護層113との間
の剥離は全く発生しないことが判明した。
【0061】<カラーフィルタ基板の光学的構造>次
に、本実施形態のカラーフィルタ基板110の光学的構
造について説明する。カラーフィルタ基板110におい
ては、図2(a)に示すようにカラーフィルタの上に絶
縁膜114が形成され、その上に透明電極115が形成
されている。この透明電極115と、これに液晶132
を介して対向する透明電極122との平面的に重なる領
域が画素領域であり、各画素領域は相互に独立して液晶
の配向状態を制御可能に構成され、画素領域の光学的状
態によって所望の表示が実現されるように構成されてい
る。したがって、液晶パネル100全体の光学的特性
は、上記の画素領域の光学的特性によって決定される。
【0062】各画素領域の光学的特性は、第1基板11
1、カラーフィルタの着色層112、カラーフィルタの
表面保護層113、絶縁膜114、及び、透明電極11
5の積層構造、並びに対向基板120の光学特性によっ
て決定される。ここで、可視波長領域内においてSiO
で構成した従来の絶縁膜の屈折率はほぼ1.455で
あり、透明電極115の屈折率は1.8〜1.9程度で
ある。この透明電極115の屈折率は組成や成膜条件に
よって大きく変化するが、当該組成や成膜条件は電気抵
抗率などの電気的特性に大きく影響するので、屈折率を
自由に設計することは通常困難である。
【0063】ところで、Ta、ZrO及びTi
は、いずれも2.0を越える高い屈折率を有するよ
うに形成することが可能であり、しかも、周知のよう
に、これらを気相成膜法によって形成する場合には、成
膜時の酸素分圧その他の成膜条件を変えることなどによ
ってそれらの屈折率を広い範囲で変えることができる。
本実施形態では、絶縁膜114がTa、ZrO
及びTiOのうちいずれか少なくとも一つを主成分と
しているため、従来の絶縁膜(SiO:光屈折率1.
455)よりも屈折率を高くすることができ、その組成
によって絶縁膜の屈折率を透明電極115の屈折率に近
づけることが可能になる。例えば、成膜条件を変えるこ
とにより、或いは、上記のTa、ZrO、Ti
のうちいずれか少なくとも一つと他の物質、例えば
SiO、とを混合した材料で絶縁膜114を形成する
ことにより、絶縁膜114の屈折率を1.6〜2.0の
範囲内に設定することができ、これによって、絶縁膜1
14と透明電極115との界面における光反射を低減
し、画素領域の実効的な光透過率を高めることができ
る。特に上記範囲の中でも1.7〜1.95の範囲内に
屈折率を設定することが望ましい。
【0064】上記の具体例としては、スパッタリング装
置のターゲットにSiOとZrO の粉体をそれぞれ
50wt%ずつ配合して焼結したものを用いてスパッタ
リングすることによって絶縁膜114を形成した。この
ようにして形成した絶縁膜114の屈折率は約1.8で
あり、透明電極115の屈折率とほぼ等しくなり、絶縁
膜114と透明電極115との間の界面反射はほとんど
発生せず、光学的に単層としてみなすことができるよう
になったため、光学設計も容易になった。なお、この組
成を有する絶縁膜においても、製造工程上では充分な耐
アルカリ性が認められた。
【0065】なお、上記のSiOとZrOの混合材
料で絶縁膜を形成したときには、成膜材料としてSiO
のみを含むターゲットを用いたときに異常放電が発生
する印加電圧の約2倍の電圧を印加しても異常放電は全
く発生しなかった。さらに、上記のターゲットに限ら
ず、Ta、ZrO及びTiOのうちいずれか
少なくとも一つを主成分とするターゲットは、成膜材料
としてSiOのみを含むターゲットよりも異常放電が
発生しにくく、安定した成膜状態を得ることができた。
【0066】また、このようなターゲット材料は、従来
のターゲット材料に較べて粉塵が発生しにくく、スパッ
タリング装置を大気に開放した際に周囲に撒き散らされ
る粉塵量をほとんどなくすことができた。特に、成膜材
料としてTaを主成分とするターゲットにおいて
は、スパッタリング装置内の防着板に対する成膜材料の
密着性が良好であるため、成膜材料が装置内壁から剥離
せず、防着板を1週間ごとに交換した場合でもパーティ
クルがほとんど発生しなかった。一方、従来のSiO
のターゲットでは3日毎に防着板を交換した場合でも、
その交換時に必ずパーティクルが発生していた。
【0067】本実施形態では、絶縁膜114と透明電極
115とからなる積層部分の光学膜厚が1/2λの自然
数倍になるようにすることによって、当該積層部分に起
因する光学的損失を低減することができ、画素領域の光
透過率を高めることができる。
【0068】例えば、λを可視光の標準波長550nm
とし、絶縁膜114をZrO−SiO系の材料で構
成して、その屈折率nを1.8とし、透明電極115
の屈折率nを1.9とした場合には、絶縁膜114の
厚さdを500Å(50nm)、透明電極115の厚
さdを約1000Å(100nm)とすることによっ
て、光学膜厚がOT=n・d+n・d=270
nmとなり、1/2λ=275nmとほぼ等しくするこ
とができる。
【0069】ここで、光学膜厚OT=1/2λとする場
合に、波長λを、上記標準波長に限らず可視波長領域の
いずれの波長としても視覚的に効果が得られる。可視波
長領域とは光の波長が380nm〜780nmの範囲で
ある。
【0070】また、上述の方法によって絶縁膜114の
屈折率nを透明電極115の屈折率nとほぼ等しく
すれば、光学的に絶縁膜114と透明電極115とを一
体のものとみなすことができるので、絶縁膜114と透
明電極115とを合わせた合計の厚さdを、n・d=1
/2λをほぼ満たすように設定すればよいため、膜厚設
計の自由度がさらに向上する。
【0071】カラーフィルタ基板110の厚さとして
は、例えば、着色層112を約0.5〜2μm、表面保
護層113を約1〜2μm、絶縁膜114を100〜1
000Å(10〜100nm)、透明電極115を10
00〜3000Å(100〜300nm)の範囲で形成
することが好ましい。絶縁膜が上記厚さの範囲内にある
場合には、その耐食性によって下層のカラーフィルタ
(着色層)を十分に保護することができるとともに透明
電極の密着性を改善することができ、しかもこれらの積
層構造内の各層をそれぞれ安定した状態で成膜できる。
また、透明電極115が上記厚さの範囲内にある場合に
は、十分な電気的特性(配線抵抗及び電極抵抗)を得る
ことができるとともに、成膜時にも安定した状態が得ら
れる。
【0072】ここで、絶縁膜114の屈折率が高いほど
その膜厚を薄くすることができる。特に、上記のように
絶縁膜と透明電極とからなる積層部分の光学膜厚を1/
2λの自然数倍に設定しようとする場合、本実施形態で
は絶縁膜の屈折率を従来のSiOの場合よりも高くし
たことによって絶縁膜の厚さを低減できるので、カラー
フィルタ基板110における積層構造部分の厚さを低減
することができるという利点もある。
【0073】[第2実施形態]次に、上記実施形態とは
異なる第2実施形態について図4(a)及び(b)を参
照して説明する。この第2実施形態の液晶装置は図4
(a)に示す液晶パネル200を備えた液晶装置であ
り、この液晶パネル200は、カラーフィルタを備えた
カラーフィルタ基板210と、対向基板220とをシー
ル材230を介して貼り合わせ、基板間に液晶231を
封入したものである。第1基板211及び第2基板22
1の外面にそれぞれ貼着された偏光板240、250は
上記第1実施形態と同様のものである。
【0074】本実施形態では、ガラスや合成樹脂等から
なる透明な第1基板211の表面上に上記と同様に着色
層212及び表面保護層213からなるカラーフィルタ
を形成し、このカラーフィルタの上にTaを主成
分とする絶縁膜214をスパッタリング法などにより形
成する。この絶縁膜214は、成膜材料が実質的にTa
単体からなるものであってもよく、或いは、Ta
にZrO、TiO、SiOなどの他の材料
(特に金属酸化物)を混合したものであってもよい。
【0075】この絶縁膜214の上には図4(b)に一
点鎖線で示すように上記と同様の帯状の透明電極215
を形成し、さらに、その上に硬質保護膜216及び配向
膜217を順次形成する。
【0076】一方、対向基板220においては、ガラス
や合成樹脂等からなる透明な第2基板221の表面上
に、Taを主成分とする下地層225をスパッタ
リング法などにより形成する。この下地層225の上に
はTaもしくはTa合金からなる配線層226を形成す
る。そして、図4(b)に示すように、配線層226の
表面を陽極酸化等によって酸化して薄い酸化絶縁膜を形
成し、画素毎に設けられた画素接続部226aの酸化絶
縁膜上にCrやAl等の他の金属からなる電極層222
aを形成することにより、金属/絶縁体/金属(MI
M)構造を有するTFD(Thin Film Diode)である2
端子アクティブ素子(ダイオード素子)を構成する。
【0077】また、第2基板221の下地層225上に
は、画素毎に透明電極222が形成され、上記電極層2
22aはこの透明電極222上にも形成されている。こ
のような構造によって、上記アクティブ素子は、画素毎
に、上記配線層226と透明電極222との間に導電接
続されている。なお、これらの配線層226及び透明電
極222の上には、上記と同様の硬質保護膜223及び
配向膜224が順次形成される。
【0078】上記の下地層225は、上記配線層226
の密着性を向上させるとともに、第2基板221中の不
純物が上記アクティブ素子等に拡散することを防止する
ために形成されるものである。
【0079】この液晶パネル200を製造する場合に
は、第1基板211上の絶縁膜214と、第2基板22
1上の下地層225とを同材料で同時に形成することに
よって、液晶パネルの製造工程の工程数を削減すること
ができる。また、このように絶縁膜214と下地層22
5とを実質的に同一の材料で形成する場合には、たとえ
絶縁膜214と下地層225とが同組成であっても別々
に形成するとき、或いは、絶縁膜214と下地層225
とを別組成のものとして別々に形成するときにおいて
も、製造ラインに用いるそれぞれの成膜装置を相互に使
いまわしすることが可能になり、設備コストを低減する
ことができる。また、完全に同一の材料を用いる場合に
は、材料も共用できるなど、工程管理が容易になった
り、材料コストを低減したりすることができる。
【0080】[第3実施形態]次に、図5(a)及び
(b)を参照して本発明に係る第3実施形態について説
明する。この実施形態の液晶装置における液晶パネル3
00は、基本的に第1実施形態の液晶パネル100とほ
ぼ同様の構造を有し、同様の第1基板311、着色層3
12、表面保護層313、絶縁膜314、透明電極31
5、硬質保護層316及び配向膜317を備えたカラー
フィルタ基板310と、同様の第2基板321、透明電
極322、硬質保護層323及び配向膜324を備えた
対向基板320とを有し、これらのカラーフィルタ基板
310と対向基板320とをシール材330を介して貼
り合わせ、これら基板間に液晶331を封入したもので
ある。第2基板321の外面には偏光板350が貼着さ
れている。
【0081】本実施形態の液晶パネル300は、反射型
パネル構造を有し、カラーフィルタ基板310の第1基
板311の表面上に金属薄膜等からなる反射層318が
形成されている。反射層318の材質としては、Al、
Al合金、Cr、Cr合金、Ag、Ag合金などが挙げ
られる。そして、着色層312及び表面保護層313か
らなるカラーフィルタは、反射層318の上方に直接、
若しくは適宜の透明層を介して形成されている。
【0082】この液晶パネル300においては、偏光板
350から入射した外光は対向基板320、液晶331
を通過してカラーフィルタに入射し、さらに反射層31
8で反射された後、再びカラーフィルタ及び液晶331
を通過して対向基板320を経て偏光板350から外部
へ出射する。なお、対向基板320の前面側(図示上
側)にフロントライトを配置することにより、外光だけ
でなく、装置内部から放出される照明光によっても表示
を視認可能に構成することができる。
【0083】この反射型の液晶パネル300において
は、外光を反射層318で反射させることによって表示
を視認可能にするものであるので、表示が暗くなりやす
く、特に、カラーフィルタを介することによって表示の
明るさが不足し易い。本実施形態では、上記のように絶
縁膜314を従来よりも透明電極315に近い屈折率を
有するものとすることによって、液晶層以外の光透過率
を高めることができ、表示の明るさを確保することがで
きる。特に、絶縁膜314と透明電極315の積層部分
の光学膜厚を1/2λ(λは可視波長領域380nm〜
780nm内の任意の波長でよいが、特に標準波長55
0nmであることが好ましい。)とほぼ等しくすること
により、光透過率を向上させることができる。
【0084】[第4実施形態]次に、本発明に係る第4
実施形態の液晶装置をより具体的に説明する。この実施
形態は、図6に示す液晶パネル400を備えたものであ
る。液晶パネル400は、反射半透過方式のパッシブマ
トリクス型の液晶パネルであり、反射基板410と対向
基板420とがシール材430により貼り合わせられ、
シール材430の液晶注入口430aから例えばTN
(Twisted Nematic)型の液晶440を注入し、封止材
431にて封止してなるものである。
【0085】反射基板410には、ガラスやプラスチッ
ク等からなる基板411上に複数並列したストライプ状
の透明電極415が形成され、対向基板420には、同
様の基板421上に複数並列したストライプ状の透明電
極422が形成されている。透明電極415と透明電極
422とは相互に直交し、両者の交差領域からなる画素
領域が縦横にマトリクス状に配列されて液晶表示領域A
が構成される。透明電極415には配線418Aが接続
され、透明電極422には配線428が接続されてい
る。
【0086】反射基板410には、対向基板420の外
形2辺から外側に張り出してなる平面視L字状の基板張
出部410Tが設けられ、この基板張出部410T上に
は半導体チップ461,462が実装されている。ま
た、基板張出部410T上には透明電極415に接続さ
れた上記配線418Aがそのまま引き出され、半導体チ
ップ461に導電接続されている。さらに、透明電極4
22の配線428に対してシール材430中に分散され
た導電性粒子432(図7及び図8参照)を介して導電
接続された配線418Bが形成され、この配線418B
は上記半導体チップ462に導電接続されている。ま
た、半導体チップ461は基板張出部410T上の配線
419Aにも導電接続され、半導体チップ462は基板
張出部410T上の配線419Bにも導電接続されてい
る。そして、これらの配線419A,419Bは、基板
張出部410Tの端部に実装されたフレキシブル配線基
板463に導電接続されている。
【0087】上記構成例において、透明電極415がセ
グメント電極、透明電極422がコモン電極として設計
されている場合には、半導体チップ461が走査線駆動
回路、半導体チップ462が信号線駆動回路として機能
するように構成される。透明電極415と透明電極42
2には上記半導体チップ461,462によって所定の
電位が供給され、両電極が交差する画素領域毎に液晶4
40に所定の電圧が付与される。
【0088】図7に示すように、基板111の表面上に
はTa,ZrO,TiO等を含む下地層41
3が形成されている。この下地層413は、図9(a)
に示すように基板111上にスパッタリング法等を用い
てほぼ全面的に形成される。下地層413は、基板41
1と透明電極415との密着性を改善するためのもので
あって、本実施形態の場合には、後述する対向基板42
0に設けられる絶縁膜427と同材質で形成されること
が第3実施形態と同様の理由により好ましい。すなわ
ち、下地層413は、Ta,ZrO及びTiO
のうちいずれか1つを主成分とする材料、或いは、そ
れらの2種以上を主成分とする材料、さらには、Ta
を主成分とし、これにZrO、TiO及びSi
のうち少なくとも一つを混入した材料などで形成で
きる。
【0089】この下地層413の表面上には銀単体若し
くは銀合金等からなる反射層414が形成される。この
反射層414には画素毎に開口部414aが形成され
る。
【0090】反射層414は、銀単体の他に、銀と、パ
ラジウム、銅、金などとの合金(例えば、Ag−Pd
(銀90wt%)、Ag−Pd−Cu(銀95wt
%))を用いることができる。銀若しくは銀合金は、ア
ルミニウムよりも可視光領域における反射率が高いの
で、液晶パネルの反射型表示を明るくすることができ
る。なお、反射層を構成する素材としては、上記銀若し
くは銀合金のほかに、アルミニウム、クロム、或いは、
これらの合金(例えば、Al−Nd)等の他の金属を用
いることが可能である。
【0091】反射層414は、図9(b)に示すよう
に、下地層413上に上記金属若しくは合金からなる金
属膜414Xをスパッタリング法や蒸着法等により全面
的に形成した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング
法を用いてパターニングすることにより、図9(c)に
示すように、後に形成される透明電極415と重なるよ
うに伸びる帯状に形成される。ここで、反射層414に
は画素毎に図8にも示す1又は複数の開口部414aが
設けられる。
【0092】反射層414上には、図9(d)に示すよ
うにITO等の透明導電膜415Xが全面的に形成さ
れ、その後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法に
よるパターニングが施され、図9(e)に示すように透
明電極415が形成される。透明電極415は、反射層
414全体を被覆するように、反射層414の幅よりも
やや幅広に形成されている。そして、透明電極415の
幅方向両側端部は、反射層414の外縁を越えて下地層
413の表面に接触するように形成され、その結果、下
地層413と透明電極415によって反射層414が密
封されるように構成されている。
【0093】上記のように反射層414が下地層413
と透明電極415とによって密封されていることによ
り、金属膜からなる反射層414の腐食等の変質を防止
することができる。特に、反射層414が銀若しくは銀
合金で形成されている場合には、反射層414の変質を
防止する上できわめて有効である。
【0094】対向基板420においては、基板421上
に遮光膜423が形成され、画素間の光漏れを防止して
いる。遮光膜423は黒色樹脂層(黒色の着色層)やク
ロム等の金属膜によって構成できる。黒色樹脂層として
は、例えば、赤、緑、青の顔料や染料等の着色材ととも
にカーボン粉などの黒色の着色材を透明樹脂中に混入し
たものが挙げられる。また、各画素領域には、図8に示
すようにR(赤)、G(緑)、B(青)の着色層424
がそれぞれ所定の配列パターンとなるように形成されて
いる。
【0095】これらの遮光膜423及び着色層424の
上には透明な表面保護層425が形成され、この表面保
護層425の上に絶縁膜427が形成される。この絶縁
膜427は上記第1実施形態乃至第3実施形態において
記述した絶縁膜と同様の材質で同様の方法により形成さ
れる。絶縁膜427上にはITOからなる上記透明電極
422が形成され、その上にさらに配向膜426が形成
されている。
【0096】なお、液晶パネル400においては、図7
に示すように、基板411の外面上に位相差板(1/4
波長板)451と偏光板452が順次配置され、基板4
21の外面上にも位相差板(1/4波長板)453と偏
光板454が順次配置されている。
【0097】本実施形態では、基板421側から入射し
た外光が液晶440を通過した後に反射層414にて反
射され、再び液晶440を通過して基板421から出射
されることにより反射型表示が実現され、また、基板4
11の背後に図示しないバックライト等を配置し、液晶
パネル440を照明した場合には、その照明光の一部が
反射層414の開口部414aを通過して液晶440を
透過し、基板421から出射することにより透過型表示
も実現される。
【0098】[第5実施形態]最後に、図10乃至図1
4を参照して、本発明に係る第5実施形態について説明
する。この第5実施形態の液晶装置は、上記第4実施形
態とほぼ同様の外観を有する液晶パネルを備えている
が、この液晶パネルを構成する一方の反射基板510に
アクティブ素子が設けられ、この反射基板510がカラ
ーフィルタ基板520と対向している点で第4実施形態
とは異なる。
【0099】まず、本実施形態のカラーフィルタ基板5
20について図10を参照して説明する。図10(a)
は対向基板520の拡大部分平面図であり、図10
(b)は拡大部分断面図である。
【0100】このカラーフィルタ基板520において
は、ガラスやプラスチック等からなる基板521上の画
素間領域に第4実施形態と同様の遮光膜523が形成さ
れ、また、画素毎に例えばR,G,Bの各色の着色層5
24が形成されている。遮光膜523及び着色層524
の上には透明な表面保護膜525が形成されている。表
面保護膜525上には、上記各実施形態と同様にTa
,ZrO及びTiOのうちいずれかを含む絶縁
膜527が形成されている。この絶縁膜については上述
のようにTa,ZrO及びTiOのうちいず
れか1つを主成分としてもよく、これらのうちの複数の
金属酸化物を混合したものであってもかまわない。ま
た、Taを主成分として、これにZrO,Ti
及びSiOのうち少なくとも一つを成分として追
加したものであってもよい。
【0101】絶縁膜527上には、ITO等の透明導電
体からなる透明電極522が形成されている。透明電極
522は図10(a)の左右方向に伸びる帯状に形成さ
れ、複数並列に配列されて全体としてストライプ状に構
成されている。透明電極522上には、全面的に配向膜
526が形成されている。
【0102】次に、本実施形態の反射基板510につい
て図11を参照して説明する。図11(a)は反射基板
510の拡大部分平面図、図11(b)は拡大部分断面
図である。
【0103】反射基板510においては、図11(a)
に示すように、上記対向基板520の着色層524と平
面的に重なるように、画素毎に反射層514及び透明電
極515が形成されている。また、透明電極514には
スリット状の開口部514aが形成されている。反射層
514及び透明電極515には図示上下方向に伸びる配
線510Aが導電接続されている。
【0104】図11(b)に示すように、基板511上
には下地層513が形成されている。この下地層513
は、第4実施形態と同様に、対向基板520に設けられ
た絶縁膜527と同じ材料によって形成されている。ま
た、下地層513上には第1金属層516が形成され、
この第1金属層516には、上記配線510A内に設け
られる配線部分516Aと、当該部分516Aと離反し
た素子部分516Bとが設けられている。この第1金属
層516の表面には陽極酸化法によって絶縁薄膜516
aが形成されている。
【0105】上記下地層513及び絶縁薄膜516aの
上には第2金属層が形成され、その一部は上記反射層5
14となり、残りの接続部分517は上記第1金属層5
16の配線部分516Aと素子部分516Bとを連結し
ている。さらに、これらの上にはITO等の透明導電体
が被着され、その一部は上記透明電極515となって上
記反射層514上を覆い、残りは上記配線部分516A
や接続部分517を覆うように設けられている。
【0106】本実施形態においては、配線510Aと素
子部分516Bとが絶縁薄膜516aを介して接合して
いる部分にダイオード素子510Bが構成され、素子部
分516Bと反射層514とが絶縁薄膜516aを介し
て接合している部分にダイオード素子510Cが構成さ
れている。ダイオード素子510Bと510Cとはそれ
ぞれが非対称な電気的特性を有する非線形素子を構成し
ているが、絶縁薄膜の両側に配置された導電体の素材の
関係が相互に逆方向に向く状態で直列に接続されている
ので、これら2つのダイオード素子の直列接続構造が一
体の対称な電気的特性を有する非線形素子を構成するよ
うになっている。
【0107】次に、図12乃至図14を参照して、上記
反射基板510の製造プロセスについてより詳細に説明
する。図12(a)に示すように、基板511上には、
Ta ,ZrO及びTiOのうち少なくとも一
つを主成分とする下地層513を形成する。下地層51
3は、スパッタリング法や熱酸化法(Ta等の金属を蒸
着法やスパッタリング法で形成した後に熱酸化処理を施
して酸化物にする。)などを用いて形成することができ
る。
【0108】続いて、図12(b)に示すように下地層
513上に第1金属層516Xを成膜する。通常、この
第1金属層516Xの膜厚は100〜500nm程度で
ある。第1金属層516Xとしては、Ta単体やTa−
W合金などの各種Ta合金(Taに添加される金属とし
ては、タングステンの他にクロム、モリブデン、レニウ
ム、イットリウム、ランタン、ディスプロリウムなどの
周期律表において第6〜第8族に属する元素が挙げられ
る。)が用いられる。この第1金属層516Xは、スパ
ッタリング法や電子ビーム蒸着法などで形成することが
できる。
【0109】次に、図12(c)に示すように、第1金
属層516Xをフォトリソグラフィ法及びエッチング法
を用いてパターニングし、配線部分516Aと、この配
線部分516Aから枝分かれした形状の素子部分516
Bとを備えた図12(e)に示す平面パターンに形成す
る。続いて、このようにパターニングされた配線部分5
16A及び素子部分516Bと、クエン酸水溶液などの
化成液との間に電圧を印加して、図12(d)に示すよ
うに、陽極酸化法によって配線部分516A及び素子部
分516Bの表面に薄い(例えば10〜35nm程度の
厚さを有する)絶縁薄膜516aを形成する。
【0110】続いて、上記のように配線部分516Aか
ら枝分かれした素子部分516Bの根元部分をエッチン
グなどにより除去して、図12(f)に示すように、配
線部分516Aと素子部分516Bとを相互に分離す
る。
【0111】次に、図13(a)に示すように、Al,
Al合金、Cr、Cr合金、Ag、Ag合金などからな
る反射性の金属を蒸着法やスパッタリング法によって被
着して、第2金属層517Xを形成する。そして、この
第2金属層517Xをフォトリソグラフィ法及びエッチ
ング法によってパターニングして、図13(b)及び
(c)に示すように、接続部分517と反射層514と
を形成する。このとき、反射層514の開口部514a
もまた同時に形成される。
【0112】その後、図14(a)に示すように、IT
O等の透明導電体をスパッタリング法により被着して透
明導電層515Xを形成する。そして、この透明導電層
515Xをフォトリソグラフィ法及びエッチング法によ
ってパターニングし、図14(b)及び(c)に示すよ
うに、上記反射層514を全面的に覆う透明電極515
を形成するとともに、上記配線部分516A及び接続部
分517も透明導電体によって覆われるように形成す
る。
【0113】尚、本発明の液晶装置、カラーフィルタ基
板、或いはこれらの製造方法は、上述の図示例にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0114】例えば、液晶装置としては、上記各実施形
態を、透過型,反射型、半透過型のいずれに変えたもの
であってもよく、また、液晶の種類、駆動方式、画素の
配列構成なども公知の種々の技術を用いることが可能で
ある。
【0115】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
Ta、ZrOはいずれもアルカリ溶液に対する
耐食性を有するため、導電膜のパターニング時にアルカ
リ溶液を用いても剥離などが生じにくくなる。また、T
、ZrO、TiOはいずれもSiOより
も高い屈折率を有するので、絶縁膜と導電膜との屈折率
の差を低減することなども可能になり、絶縁膜と導電膜
との積層部分における光学的損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基板
の第1実施形態における液晶パネルの外観を示す概略斜
視図である。
【図2】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基板
の第1実施形態における液晶パネルの構造を模式的に示
す概略断面図(a)及びカラーフィルタ基板の構造を模
式的に示す概略拡大平面図(b)である。
【図3】第1実施形態の液晶パネルを構成するカラーフ
ィルタ基板の製造工程を示す工程断面図(a)〜(d)
である。
【図4】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基板
の第2実施形態における液晶パネルの構造を模式的に示
す概略断面図(a)及びカラーフィルタ基板の構造を模
式的に示す概略拡大平面図(b)である。
【図5】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基板
の第3実施形態における液晶パネルの構造を模式的に示
す概略断面図(a)及びカラーフィルタ基板の構造を模
式的に示す概略拡大平面図(b)である。
【図6】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基板
の第4実施形態における液晶パネルの外観を示す概略斜
視図である。
【図7】第4実施形態の液晶パネルの(図6のII−II線
に沿って切断した状態を示す)拡大断面図である。
【図8】第4実施形態の液晶パネルの主要構成要素の平
面構造を示す拡大部分平面図である。
【図9】第4実施形態の反射基板の製造工程を示す工程
断面図(a)〜(e)である。
【図10】本発明に係る液晶装置及びカラーフィルタ基
板の第5実施形態におけるカラーフィルタ基板の平面構
造を示す概略拡大平面図である。
【図11】第5実施形態の反射基板の平面構造を示す概
略拡大平面図である。
【図12】第5実施形態の反射基板の製造工程を示す工
程断面図(a)〜(d)並びに平面パターンの一部を示
す拡大部分平面図(e)及び(f)である。
【図13】第5実施形態の反射基板の製造工程を示す工
程断面図(a)及び(b)並びに平面パターンの一部を
示す拡大部分平面図(c)である。
【図14】第5実施形態の反射基板の製造工程を示す工
程断面図(a)及び(b)並びに平面パターンの一部を
示す拡大部分平面図(c)である。
【符号の説明】
100 液晶パネル 110 カラーフィルタ基板 111 第1基板 112 着色層 113 表面保護層 114 絶縁膜 115,122 透明電極 121 第2基板 130 シール材 132 液晶 318 反射層 413 下地層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 5/20 101 G02B 5/20 101 G02F 1/1365 G02F 1/1365 Fターム(参考) 2H048 BB02 BB08 BB44 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA35Y FA41X FA41Z FC02 FC03 GA01 GA08 HA07 HA10 LA30 2H092 GA05 JA01 MA04 MA05 MA06 MA07 MA12 MA13 NA29 PA01 PA03 PA08 PA09 PA10 PA11 PA12 PA13 QA07 QA10 4K029 AA09 BA43 BA48 BA50 BB02 BC05 CA05

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1基板と、 前記第1基板に対向して配置された第2基板と、 前記第1基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられたTa、ZrO及びT
    iOのうち少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜
    と、 前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、
    を備えた液晶装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の光
    学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλとし
    たとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項1に記
    載の液晶装置。
  3. 【請求項3】 前記λは550nmである請求項2に記
    載の液晶装置。
  4. 【請求項4】 前記着色層と前記絶縁膜との間に透明な
    樹脂膜をさらに有する請求項1に記載の液晶装置。
  5. 【請求項5】 前記着色層と前記第1基板との間に反射
    膜をさらに有する請求項1に記載の液晶装置。
  6. 【請求項6】 前記第2基板上に、前記絶縁膜と実質的
    に同一な材料で設けられた下地層と、前記下地層上に設
    けられた能動素子と、をさらに有する請求項1に記載の
    液晶装置。
  7. 【請求項7】 前記反射膜は開口部を有する請求項5に
    記載の液晶装置。
  8. 【請求項8】 前記能動素子はTFDである請求項6に
    記載の液晶装置。
  9. 【請求項9】 第1基板と、 前記第1基板に対向して配置された第2基板と、 前記第1基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられたTaを主成分として含
    む絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、 を備えた液晶装置。
  10. 【請求項10】 前記絶縁膜はZrO、TiO及び
    SiOのうち少なくとも1つを成分として含む請求項
    9に記載の液晶装置。
  11. 【請求項11】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項10
    に記載の液晶装置。
  12. 【請求項12】 前記λは550nmである請求項11
    に記載の液晶装置。
  13. 【請求項13】 前記着色層と前記絶縁膜との間に透明
    な樹脂膜をさらに有する請求項9に記載の液晶装置。
  14. 【請求項14】 前記着色層と前記第1基板との間に反
    射膜をさらに有する請求項9に記載の液晶装置。
  15. 【請求項15】 前記第2基板上に、前記絶縁膜と実質
    的に同一な材料で設けられた下地層と、前記下地層上に
    設けられた能動素子と、をさらに有する請求項9に記載
    の液晶装置。
  16. 【請求項16】 前記反射膜は開口部を有する請求項1
    4に記載の液晶装置。
  17. 【請求項17】 前記能動素子はTFDである請求項1
    5に記載の液晶装置。
  18. 【請求項18】 Ta、ZrO及びTiO
    うち少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、
    を備えた液晶装置。
  19. 【請求項19】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項18
    に記載の液晶装置。
  20. 【請求項20】 前記λは550nmである請求項19
    に記載の液晶装置。
  21. 【請求項21】 第1基板と、 前記第1基板に対向して配置された第2基板と、 前記第1基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に、可視波長領域内において屈折率が1.
    6以上2.0以下で厚さが10nm〜100nmである
    光透過性を有する絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた可視波長領域内において屈折
    率が1.8以上1.9以下で厚さが100nm〜300
    nmである光透過性を有する導電膜と、を備えた液晶装
    置。
  22. 【請求項22】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項21
    に記載の液晶装置。
  23. 【請求項23】 可視波長領域内において屈折率が1.
    6以上2.0以下で厚さが10nm〜100nmである
    絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた可視波長領域内において屈折
    率が1.8以上1.9以下で厚さが100nm〜300
    nmである光透過性を有する導電膜と、を備えた液晶装
    置。
  24. 【請求項24】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項23
    に記載の液晶装置。
  25. 【請求項25】 基板と、 前記基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられたTa、ZrO及びT
    iOのうち1つを主成分として含む絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、
    を備えたカラーフィルタ基板。
  26. 【請求項26】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項25
    に記載のカラーフィルタ基板。
  27. 【請求項27】 前記λは550nmである請求項26
    に記載のカラーフィルタ基板。
  28. 【請求項28】 前記着色層と前記絶縁膜との間に透明
    な樹脂膜をさらに有する請求項25に記載のカラーフィ
    ルタ基板。
  29. 【請求項29】 前記着色層と前記第1基板との間に反
    射膜をさらに有する請求項25に記載のカラーフィルタ
    基板。
  30. 【請求項30】 前記反射膜は開口部を有する請求項2
    9に記載のカラーフィルタ基板。
  31. 【請求項31】 基板と、 前記基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられたTaを主成分として含
    む絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた光透過性を有する導電膜と、
    を備えたカラーフィルタ基板。
  32. 【請求項32】 前記絶縁膜はZrO、TiO及び
    SiOのうち少なくとも1つを成分として含む請求項
    31に記載のカラーフィルタ基板。
  33. 【請求項33】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項32
    に記載のカラーフィルタ基板。
  34. 【請求項34】 前記λは550nmである請求項33
    に記載のカラーフィルタ基板。
  35. 【請求項35】 前記着色層と前記絶縁膜との間に透明
    な樹脂膜をさらに有する請求項31に記載のカラーフィ
    ルタ基板。
  36. 【請求項36】 前記着色層と前記第1基板との間に反
    射膜をさらに有する請求項31に記載のカラーフィルタ
    基板。
  37. 【請求項37】 前記反射膜は開口部を有する請求項3
    6に記載のカラーフィルタ基板。
  38. 【請求項38】 基板と、 前記基板上に設けられた着色層と、 前記着色層上に設けられた可視波長領域内において屈折
    率が1.6以上2.0以下で厚さが10nm〜100n
    mの光透過性を有する絶縁膜と、 前記絶縁膜上に設けられた可視波長領域内において屈折
    率が1.8以上1.9以下で厚さが100nm〜300
    nmである光透過性を有する導電膜と、を備えたカラー
    フィルタ基板。
  39. 【請求項39】 前記絶縁膜の光学膜厚と前記導電膜の
    光学膜厚との和は、可視波長領域内の任意の波長をλと
    したとき、実質的にλ/2の自然数倍である請求項38
    に記載のカラーフィルタ基板。
  40. 【請求項40】 第1基板上に着色層を形成する工程
    と、 前記着色層上にTa、ZrO及びTiOのう
    ち少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜を形成する
    工程と、 前記絶縁膜上に光透過性を有する導電膜を形成する工程
    と、 前記導電膜をアルカリ溶液を用いてパターニングする工
    程と、を有する液晶装置の製造方法。
  41. 【請求項41】 前記絶縁膜及び前記導電膜は、前記絶
    縁膜の光学膜厚と前記導電膜の光学膜厚との和が、可視
    波長領域内の任意の波長をλとしたとき、実質的にλ/
    2の自然数倍になるように形成される請求項40に記載
    の液晶装置の製造方法。
  42. 【請求項42】 前記着色層上に透明な樹脂膜を形成す
    る工程をさらに有する請求項40に記載の液晶装置の製
    造方法。
  43. 【請求項43】 前記第1基板上に反射膜を形成する工
    程をさらに有する請求項40に記載の液晶装置の製造方
    法。
  44. 【請求項44】 第2基板上に、前記絶縁膜と実質的に
    同一な材料で下地層を形成する工程と、前記下地層上に
    能動素子を形成する工程と、をさらに有する請求項40
    に記載の液晶装置の製造方法。
  45. 【請求項45】 前記反射膜に開口部を形成する工程を
    さらに有する請求項43に記載の液晶装置の製造方法。
  46. 【請求項46】 前記絶縁膜は気相成膜手段を用いて形
    成される請求項40に記載の液晶装置の製造方法。
  47. 【請求項47】 基板上に着色層を形成する工程と、 前記着色層上に、Taを主成分とし、ZrO
    TiO及びSiOのうち少なくとも1つを成分とし
    て含む絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に光透過性を有する導電膜を形成する工程
    と、 前記導電膜をアルカリ溶液を用いてパターニングする工
    程と、を有する液晶装置の製造方法。
  48. 【請求項48】 基板上に着色層を形成する工程と、 前記着色層上に、可視波長領域内において屈折率が1.
    6以上2.0以下となる光透過性を有する絶縁膜を10
    nm〜100nmの厚さで形成する工程と、 前記絶縁膜上に、可視波長領域内において屈折率が1.
    8以上1.9以下となる光透過性を有する導電膜を10
    0nm〜300nmの厚さで形成する工程と、を備えた
    液晶装置の製造方法。
  49. 【請求項49】 基板上に着色層を形成する工程と、 前記着色層上にTa、ZrO及びTiOのう
    ち少なくとも1つを主成分として含む絶縁膜を形成する
    工程と、 前記絶縁膜上に光透過性を有する導電膜を形成する工程
    と、 前記導電膜をアルカリ溶液を用いてパターニングする工
    程と、を有するカラーフィルタ基板の製造方法。
  50. 【請求項50】 前記絶縁膜及び前記導電膜は、前記絶
    縁膜の光学膜厚と前記導電膜の光学膜厚との和が、可視
    波長領域内の任意の波長をλとしたとき、実質的にλ/
    2の自然数倍になるように形成される請求項49に記載
    のカラーフィルタ基板の製造方法。
  51. 【請求項51】 前記着色層上に透明な樹脂膜を形成す
    る工程をさらに有する請求項49に記載のカラーフィル
    タ基板の製造方法。
  52. 【請求項52】 前記基板上に反射膜を形成する工程を
    さらに有する請求項49に記載のカラーフィルタ基板の
    製造方法。
  53. 【請求項53】 前記反射膜に開口部を形成する工程を
    さらに有する請求項52に記載のカラーフィルタ基板の
    製造方法。
  54. 【請求項54】 前記絶縁膜は気相成膜手段を用いて形
    成される請求項49に記載のカラーフィルタ基板の製造
    方法。
  55. 【請求項55】 基板上に着色層を形成する工程と、 前記着色層上に、可視波長領域内において屈折率が1.
    6以上2.0以下となる光透過性を有する絶縁膜を10
    nm〜100nmの厚さで形成する工程と、 前記絶縁膜上に、可視波長領域内において屈折率が1.
    8以上1.9以下となる光透過性を有する導電膜を10
    0nm〜300nmの厚さで形成する工程と、を備えた
    カラーフィルタ基板の製造方法。
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