JP2003121858A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003121858A
JP2003121858A JP2001316287A JP2001316287A JP2003121858A JP 2003121858 A JP2003121858 A JP 2003121858A JP 2001316287 A JP2001316287 A JP 2001316287A JP 2001316287 A JP2001316287 A JP 2001316287A JP 2003121858 A JP2003121858 A JP 2003121858A
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substrate
shielding portion
pixel
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JP2001316287A
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Ryutaro Oke
隆太郎 桶
Kikuo Ono
記久雄 小野
Takahiro Ochiai
孝洋 落合
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素スペーサとブラックマトリクス(画素遮
光部)および周辺遮光部をフィルタ材料により所要の高
さに形成する。 【解決手段】 カラーフィルタF1,F2,F3を形成
するフィルタ材料CF1,CF2,CF3を用い、それ
ぞれの部位を構成する当該フィルタ材料の膜厚を独立に
制御して画素スペーサSPとブラックマトリクスBMお
よび周辺遮光部BMSを所要の高さに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に液晶を封止した一対の基板間の間隙を一定に保
つための新規な構成のスペーサを備えた液晶表示装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】ノート型コンピユータやコンピユータモ
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な表示デバイス
として液晶表示装置が広く採用されている。この種の液
晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラ
ス等からなる少なくとも2枚の基板の対向間隙に液晶組
成物(以下、単に液晶、あるいは液晶層とも言う)を挟
持して構成した所謂液晶パネルと、上記液晶パネルの基
板に形成した電極類を通して画素電極に選択的に電圧を
印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式(単純マトリ
クス型液晶表示装置)、上記各種電極と画素選択用のア
クティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択する
ことにより所定画素の点灯と消灯を行う形式(アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置)とに大きく分類される。
【0003】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
その液晶パネルを構成するアクティブ素子としては様々
な素子が用いられているが、その内でも薄膜トランジス
タ(TFT)を用いたものが代表的である。それ故、こ
こではスイッチング素子を薄膜トランジスタとして説明
する。
【0004】薄膜トランジスタを用いた液晶パネルを具
備する液晶表示装置は、薄い軽量かつブラウン管に匹敵
する高画質であるということから、OA機器の表示端末
用モニター等として広く普及している。
【0005】この液晶表示装置の表示方式には、液晶パ
ネルの駆動方法の相違から大別して次の2通りがある。
その1つは、透明電極がそれぞれ形成された2枚の基板
で液晶組成物を挟み込み、透明電極に印加された電圧で
動作させ、透明電極を透過し液晶組成物の層に入射した
光を変調して表示する方式であり、現在普及している製
品の多くはこの方式を採用している。この方式の液晶表
示装置を縦電界型またはTN型と略称している。
【0006】また、もう1つは、同一基板上に構成した
2つの電極の間で基板面にほぼ平行に形成した電界によ
り動作させ、2つの電極の隙間から液晶組成物の層に入
射した光を変調して表示する方式の液晶パネルを用いた
ものであり、視野角が著しく広いという特徴を持ち、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置として極めて高画質
な方式である。この方式の液晶表示装置を横電界型また
はIPS型と略称している。
【0007】上記何れの形式の液晶表示装置において
も、液晶を挟持する2枚の基板の間隙(セルギャップ)
を所定値に維持するために表示領域にスペーサを設けて
いる。このスペーサには、無機系あるいはプラスチック
系の球状のスペーサ(ビーズ)を表示領域に分散配置し
たもの、あるいは一方の基板側(または、双方の基板
側)の表示領域に固定的に形成した柱状スペーサを配置
したものが知られている。
【0008】また、表示領域の各画素を区画する、所謂
ブラックマトリクスをフィルタ材料の重ね合わせで形成
したり、表示領域を囲む周辺領域にもフィルタ材料を設
けて表示領域の外周の遮光を確保するものもある。ある
いは、画素部のスペーサとしてフィルタ材料を用いたも
のもある。
【0009】なお、参考文献として、カラーフィルタを
形成した基板側の保護膜に柱状スペーサを基板に固定的
に形成し、あるいはカラーフィルタを構成するフィルタ
材料を積層して柱状スペーサを固定的に形成したものが
特開平9−73088号公報に開示されている。この文
献に開示の発明は、球状のスペーサを用いた場合に当該
スペーサの周辺部からの光漏れによるコントラストの低
下やスペーサを基板上に散布する工程でスペーサが不均
一に配置されることによる表示不良の防止のため、柱状
スペーサを基板に固定的に形成するものである。また、
フィルタ材料を重ねて表示領域における画素部の間隙を
維持する柱状の画素スペーサあるいは表示領域の周辺部
の遮光を行う周辺遮光部を構成するもの、も多数提案さ
れている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】画素スペーサ、画素遮
光部(ブラックマトリクス)、周辺遮光部をカラーフィ
ルタと同様のフィルタ材料で形成することで液晶表示装
置の製造プロセスを簡略して低コスト化することができ
る。しかし、画素スペーサや画素遮光部、あるいは周辺
遮光部をフィルタ材料で形成しようとしても、それぞれ
のフィルタ材料の形成を従来のフォトマスクを用いた露
光方法を用いる限り、当該カラーフィルタとブラックマ
トリクス、画素スペーサおよび周辺遮光部の各部位のフ
ィルタ材料それぞれの膜厚を独立して制御することがで
きないため、基板方向の高さをそれぞれの部位に必要な
高さとすることができない。
【0011】本発明の目的は、画素スペーサとブラック
マトリクスおよび周辺遮光部をフィルタ材料により所要
の高さに形成した液晶表示装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、カラーフィルタを形成するフィルタ材料
を用い、それぞれの部位を構成するフィルタ材料の膜厚
を独立に制御することで、画素スペーサとブラックマト
リクスおよび周辺遮光部を所要の高さに形成したことを
特徴とする。以下、本発明の代表的な構成を記述する。
【0013】(1)、少なくとも一方が透明な第1の基
板と第2の基板の何れかの表示領域を含んで形成された
カラー表示のための画素毎に色の異なる3種類のフィル
タ材料からなるフィルタ素子で形成されたカラーフィル
タと、前記フィルタ素子毎に形成した画素電極と、前記
フィルタ素子を区画する画素遮光膜と、前記表示領域の
周囲に形成された周辺遮光膜と、前記第1の基板または
前記第2の基板の何れかに設けられて当該第1の基板と
第2の基板の間の間隔を規制する柱状スペーサと、前記
画素電極毎に設けられて当該画素電極を駆動するスイッ
チング素子と、前記スイッチング素子に駆動信号を供給
する電極群と、前記第1の基板と第2の基板の間に挟持
された液晶と、前記液晶と接して前記第1の基板と第2
の基板の双方に形成されて液晶の分子配列を所定の方向
に配列させるための配向層と、を有する液晶パネルと、
前記電極群に表示のための駆動電圧を印加するための駆
動手段を具備し、前記画素遮光膜と前記周辺遮光膜およ
び前記柱状スペーサの各部位を、膜厚が異なる前記フィ
ルタ材料で構成した。
【0014】(2)、(1)において、前記画素遮光膜
と前記周辺遮光膜および前記柱状スペーサを、前記フィ
ルタ材料の一つで構成した。
【0015】(3)、(1)において、前記画素遮光部
と前記周辺遮光部および前記柱状スペーサを、前記フィ
ルタ材料の2つの重ね合わせで構成した。
【0016】(4)、(1)において、前記画素遮光部
と前記周辺遮光部および前記柱状スペーサを、前記フィ
ルタ材料の3つの重ね合わせで構成した。
【0017】(5)、(1)〜(4)の何れかにおい
て、前記電極群は前記スイッチング素子が形成された前
記一方の基板上に有し、当該基板の一方向に所定の方向
に延在して平行配置された複数の信号線と、上記一方向
と交差する他方向に延在して平行配置された複数の走査
線を有し、前記柱状スペーサを上記信号線上に有する。
【0018】(6)、(1)〜(4)の何れかにおい
て、前記電極群は前記一方の基板の一方向に所定の方向
に延在して平行配置された複数の信号線と、上記一方向
と交差する他方向に延在して平行配置された複数の走査
線を有し、前記柱状スペーサを前記他方の基板の上記走
査線上に有する。
【0019】(7)、(5)または(6)の何れかにお
いて、前記カラーフィルタと前記画素遮光部および前記
周辺遮光部および前記柱状スペーサが前記基板の一方に
有する。
【0020】(8)、(5)または(6)の何れかにお
いて、前記カラーフィルタと前記画素遮光部および前記
周辺遮光部および前記柱状スペーサが前記基板の他方に
有する。
【0021】(9)、少なくとも一方が透明な第1の基
板と第2の基板の何れかの表示領域を含んで形成された
カラー表示のための画素毎に色の異なる3種類のフィル
タ材料からなるフィルタ素子で形成されたカラーフィル
タと、少なくとも前記フィルタ素子毎に形成した画素電
極と、前記表示領域の周囲に形成された周辺遮光膜と、
前記第1の基板または前記第2の基板の何れかに設けら
れて当該第1の基板と第2の基板の間の間隔を規制する
柱状スペーサと、前記画素電極毎に設けられて当該画素
電極を駆動するスイッチング素子と、前記スイッチング
素子に駆動信号を供給する電極群と、前記第1の基板と
第2の基板の間に挟持された液晶と、前記液晶と接して
前記第1の基板と第2の基板の双方に形成されて液晶の
分子配列を所定の方向に配列させるための配向層と、を
有する液晶パネルと、前記電極群に表示のための駆動電
圧を印加するための駆動手段とを具備し、前記カラーフ
ィルタの膜厚が1画素内で色純度の高い膜厚の厚い領域
と、透過率の高い膜厚の薄い領域を有する。
【0022】なお、本発明は、上記の構成および後述す
る実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技
術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であること
は言うまでもない。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【0024】図1は本発明による液晶表示装置の第1実
施例を説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要
部平面図、図2は図1の1−1’線の沿った断面図、図
3は図1の2−2’線の沿った断面図、図4は図1の3
−3’線の沿った断面図である。
【0025】図1〜図4において、参照符号CF1は第
1色カラーフィルタ(フィルタ素子、以下同じ)を形成
する第1のフィルタ材料、CF2は第2色カラーフィル
タを形成する第2のフィルタ材料、CF3は第3色カラ
ーフィルタを形成する第3のフィルタ材料である。参照
符号BMは画素遮光部(所謂、ブラックマトリクス)、
BMSは画素領域を囲む周辺遮光部、SPは柱状スペー
サを示し、ここでは、当該柱状スペーサSPが形成され
る位置で示す。GLはゲート線、DLはドレイン線、G
Nはゲート絶縁層、PASはパッシベーション層を示
す。
【0026】本実施例は、スイッチング素子として薄膜
トランジスタを用い、第1の基板上に薄膜トランジスタ
を形成し、この第1の基板側にカラーフィルタを形成す
る。各色の画素は対応するカラーフィルタの上層に形成
された画素電極ITOを有し、ブラックマトリクスBM
は各画素の周縁に位置する。こでは、例えば第1色カラ
ーフィルタF1は赤、第2色カラーフィルタF2は緑、
第3色カラーフィルタF3は青であり、それぞれ第1の
フィルタ材料CF1、第2のフィルタ材料CF2、第3
のフィルタ材料CF3で形成されている。薄膜トランジ
スタと信号線の一部は図示を省略してある。柱状スペー
サSPはドレイン線DL上に形成される。
【0027】参照符号SUB1は第1の基板であり、こ
の第1の基板SUB1の上にゲート絶縁層GN、ゲート
線GL、パッシベーション層PASが形成されている。
本実施例では、パッシベーション層PASの上に第1の
フィルタ材料CF1で第1色カラーフィルタF1と柱状
スペーサSPおよび画素遮光部BMと周辺遮光部BMS
とが形成されている。第2のフィルタ材料CF2と第3
のフィルタ材料CF3はそれぞれ第2色のカラーフィル
タF2と第3色のカラーフィルタF3のみを形成してい
る。そして、画素電極ITOがそれぞれのカラーフィル
タ(F1,F2,F3)の上に形成されている。
【0028】第1のフィルタ材料CF1、第2のフィル
タ材料CF2および第3のフィルタ材料CF3の膜厚
は、それぞれのカラーフィルタ(F1,F2,F3)部
位では同一であり、画素の色純度を決定する厚さとなっ
ている。第1色のフィルタ材料CF1の柱状スペーサS
Pの部位の膜厚は柱状スペーサSPに要する高さとなる
ような膜厚に形成され、また周辺遮光膜BMSの部位で
は当該周辺遮光膜BMSに要する高さとなる膜厚に形成
されている。
【0029】このように、本実施例では、薄膜トランジ
スタとカラーフィルタを有する第1の基板SUB1にフ
ィルタ材料を用いて柱状スペーサSPと画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSを形成している。柱状スペーサ
SPはドレイン線DL上に形成されている。そして、柱
状スペーサSPと画素遮光部BMおよび周辺遮光部BM
Sを第1のフィルタ材料CF1の単層で形成され、その
膜厚は厚い順に柱状スペーサSP、画素遮光部BM、周
辺遮光部BMSである。次に、本実施例のカラーフィル
タF1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素遮光部B
Mおよび周辺遮光部BMSの形成方法を説明する。
【0030】図41は本発明の第1実施例の液晶表示装
置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、柱状スペー
サSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成
方法を説明する部分工程図、図42は図41に続く部分
工程図、図43は図42に続く部分工程図である。図4
1→図42→図43の各プロセス順で本実施例の工程を
説明する。先ず、薄膜トランジスタ形成工程を経た第1
の基板SUB1上に第1のフィルタ材料CF1を成膜す
る(図41(a))。なお、第1の基板SUB1は図示
を省略した。ここでは、フィルタ材料の成膜は第1色カ
ラーの顔料を分散させた感光性スラリーを塗布し、乾燥
して得られる。他の成膜手段を用いてもよいことは言う
までもない。以下の実施例でも同様である。
【0031】次に、第1の露光マスクPM1を用いて成
膜した第1のフィルタ材料CF1を露光する(図41
(b))。この第1の露光マスクPM1は第1の開口H
1と第2の開口H2および第3の開口H3を有してい
る。第1の開口H1は露光マスクを透過する露光光の強
度が高い第1レベル、第2の開口H2は中間の第2レベ
ル、第3の開口H3は低い第3レベルとなるように設定
されている。具体的には、第1の開口H1を完全開口と
し、第2の開口H2と第3の開口H3は開口に遮光ドッ
トを設け、通過する露光光の一部を遮断することで、露
光マスクを通過する露光光がそれぞれ中レベルと低レベ
ルになるようにしている。
【0032】また、露光マスクを透過する露光光の強度
レベルの設定手段としては、上記の他に、例えば濃度調
整フィルタを所要の開口に設けてフィルタ材料に達する
露光光のレベルを調節したり、強度レベルが高い部分に
ついては、多数回露光を施して所要の露光レベルを得る
ようにすることもできる。
【0033】露光マスクPM1による露光を施した第1
のフィルタ材料CF1の層を現像し、未露光部分を除去
することで、所要の部分に露光量に応じたそれぞれの厚
さをもって残存する第1のフィルタ材料CF1のパター
ンが得られる(図41(c))。このパターンのうち、
露光マスクPM1の第1の開口H1で露光された部分の
最も高さが高い部分は柱状スペーサSPに相当し、中間
の高さの部分は画素遮光部および周辺遮光部に相当す
る。そして、最も高さが低い部分は各画素のカラーフィ
ルタ部分に相当する。
【0034】次に、第1のフィルタ材料CF1のパター
ンを覆って第2のフィルタ材料CF2を成膜し、第4の
開口H4を有する第2の露光マスクPM2を介して露光
を行う(図42(d))。第4の開口H4は第1の露光
マスクに有する第1の開口H1と同様の露光光の強度レ
ベルを有し、かつその開口の幅が第2色カラーフィルタ
の領域となる。露光した第2のフィルタ材料CF2の層
を現像して未露光部分を除去することで露光部分に第2
のフィルタ材料CF2のパターンを残留させる(図42
(e))。
【0035】そして、第1のフィルタ材料CF1と第2
のフィルタ材料CF2のパターンを覆って第3のフィル
タ材料CF3を成膜し、これを第3の露光マスクPM3
を介して露光する(図43(f))。第3の露光マスク
PM3の開口H4は第2の露光マスクPM2の開口と同
様で、第3色カラーフィルタの領域に相当する幅を有す
る。露光した第3のフィルタ材料CF3の層を現像して
未露光部分を除去することで露光部分に第3のフィルタ
材料CF3のパターンを残留させる(図43(g))。
【0036】この一連のプロセスにより、図43(g)
に示したように、柱状スペーサSP、画素遮光部BM
(および、図示しない周辺遮光部BMS)と、3色のカ
ラーフィルタ(第1色カラーフィルタF1、第2色カラ
ーフィルタF2、第3色カラーフィルタF3)が形成さ
れる。なお、周辺遮光部BMSは図示していないが、そ
の高さは画素遮光部BMと同じで表示領域の最外側の位
置に形成される。
【0037】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0038】図5は本発明による液晶表示装置の第2実
施例を説明する図1の1−1’線の沿った断面図、図6
は図1の2−2’線の沿った断面図、図7は図1の3−
3’線の沿った断面図である。図1〜図4と同一参照符
号は同一機能部分に対応する。本実施例も、前記第1実
施例と同様に、カラーフィルタは薄膜トランジスタを形
成した第1の基板SUB1上に形成し、かつ柱状スペー
サSPはドレイン線DL上に形成する。
【0039】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料のうちの2層で形成する。カ
ラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮
光部(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれ
ぞれの膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図5
に示したように、第1の基板SUB1上には、ゲート絶
縁層GNを介してドレイン線DLが形成されている。こ
の上をパッシベーション層PASが覆っており、その上
層に第1色カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタ
F2、第3色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周
辺遮光部BMS、および柱状スペーサSPが形成されて
いる。
【0040】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2との重ね合わ
せで構成されている。以下、本実施例のカラーフィルタ
F1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSの形成方法を説明する。
【0041】図44は本発明の第2実施例の液晶表示装
置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、柱状スペー
サSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成
方法を説明する部分工程図、図45は図44に続く部分
工程図、図46は図45に続く部分工程図である。図4
4→図45→図46の各プロセス順で本実施例の工程を
説明する。先ず、薄膜トランジスタ形成工程を経た第1
の基板SUB1上に第1のフィルタ材料CF1を成膜
し、第1の露光マスクPM11を用いて成膜した第1の
フィルタ材料CF1を露光する(図44(a))。
【0042】第1の露光マスクPM11は第1の開口H
1と第2の開口H2および第3の開口H3を有してい
る。前記した図41〜図43と同様に、第1の開口H1
は露光マスクを透過する露光光の強度が高い第1レベ
ル、第2の開口H2は中間の第2レベル、第3の開口H
3は低い第3レベルとなるように設定されている。
【0043】露光マスクPM11による露光を施した第
1のフィルタ材料CF1の層を現像し、未露光部分を除
去することで、所要の部分に露光量に応じたそれぞれの
厚さをもって残存する第1のフィルタ材料CF1のパタ
ーンが得られる(図44(b))。このパターンのう
ち、露光マスクPM11の第1の開口H1で露光された
部分の最も高さが高い部分は柱状スペーサSPに相当
し、中間の高さの部分は画素遮光部および周辺遮光部に
相当する。
【0044】次に、第1のフィルタ材料CF1のパター
ンを覆って第2のフィルタ材料CF2を成膜し(図44
(c))、第1の開口HI,第2の開口H2および第3
の開口H3を有する第2の露光マスクPM12を介して
露光を施す(図45(d))。露光後、現像して第2の
フィルタ材料CF2の未露光部分を除去し、露光部分に
第2のフィルタ材料CF2のパターンを残留させる(図
45(e))。
【0045】そして、第1のフィルタ材料CF1と第2
のフィルタ材料CF2のパターンを覆って第3のフィル
タ材料CF3を成膜し(図45(f))、これを第3の
露光マスクPM13を介して露光する(図46
(g))。第3の露光マスクPM13の開口H1は第3
色カラーフィルタF3の領域に相当する幅を有する。露
光した第3のフィルタ材料CF3の層を現像して未露光
部分を除去することで露光部分に第3のフィルタ材料C
F3のパターンを残留させる(図46(h))。
【0046】この一連のプロセスにより、図46(h)
に示したように、柱状スペーサSP、第1のフィルタ材
料CF1と第2のフィルタ材料CF2の重なりで構成さ
れる画素遮光部BM(および、図示しない周辺遮光部B
MS)と、3色のカラーフィルタ(第1色カラーフィル
タF1、第2色カラーフィルタF2、第3色カラーフィ
ルタF3)が形成される。なお、周辺遮光部BMSは図
示していないが、その高さは画素遮光部BMと同じで表
示領域の最外側の位置に形成される。
【0047】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0048】図8は本発明による液晶表示装置の第3実
施例を説明する図1の1−1’線の沿った断面図、図8
は図1の2−2’線の沿った断面図、図10は図1の3
−3’線の沿った断面図である。図1〜図7と同一参照
符号は同一機能部分に対応する。本実施例も、前記第1
および第2実施例と同様に、カラーフィルタは薄膜トラ
ンジスタを形成した第1の基板SUB1上に形成し、か
つ柱状スペーサSPはドレイン線DL上に形成する。
【0049】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料の3層で形成する。カラーフ
ィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮光部
(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれぞれ
の膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図8に示
したように、第1の基板SUB1上には、ゲート絶縁層
GNを介してドレイン線DLが形成されている。この上
をパッシベーション層PASが覆っており、その上層に
第1色カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタF
2、第3色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周辺
遮光部BMS、および柱状スペーサSPが形成されてい
る。
【0050】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2および第3フ
ィルタ材料CF3の3層の重ね合わせで構成されてい
る。以下、本実施例のカラーフィルタF1,F2,F
3、柱状スペーサSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光
部BMSの形成方法を説明する。
【0051】図47は本発明の第3実施例の液晶表示装
置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、柱状スペー
サSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成
方法を説明する部分工程図、図48は図47に続く部分
工程図、図49は図48に続く部分工程図である。図4
7→図48→図49の各プロセス順で本実施例の工程を
説明する。先ず、薄膜トランジスタ形成工程を経た第1
の基板SUB1上に第1のフィルタ材料CF1を成膜
し、第1の露光マスクPM21を用いて成膜した第1の
フィルタ材料CF1を露光する(図47(a))。
【0052】第1の露光マスクPM21は第1の開口H
1と第2の開口H2および第3の開口H3を有してい
る。前記した図41〜図46と同様に、第1の開口H1
は露光マスクを透過する露光光の強度が高い第1レベ
ル、第2の開口H2は中間の第2レベル、第3の開口H
3は低い第3レベルとなるように設定されている。
【0053】露光マスクPM21による露光を施した第
1のフィルタ材料CF1の層を現像し、未露光部分を除
去することで、所要の部分に露光量に応じたそれぞれの
厚さをもって残存する第1のフィルタ材料CF1のパタ
ーンが得られる(図47(b))。
【0054】次に、第1のフィルタ材料CF1のパター
ンを覆って第2のフィルタ材料CF2を成膜し(図47
(c))、第1の開口HI,第2の開口H2および第3
の開口H3を有する第2の露光マスクPM22を介して
露光を施す(図48(d))。露光後、現像して第2の
フィルタ材料CF2の未露光部分を除去し、露光部分に
第2のフィルタ材料CF2のパターンを残留させる(図
48(e))。
【0055】そして、第1のフィルタ材料CF1と第2
のフィルタ材料CF2のパターンを覆って第3のフィル
タ材料CF3を成膜し(図48(f))、これを第3の
露光マスクPM33を介して露光する(図49
(g))。第3の露光マスクPM33の開口H1は第3
色カラーフィルタF3の領域に相当する幅を有する。露
光した第3のフィルタ材料CF3の層を現像して未露光
部分を除去することで露光部分に第3のフィルタ材料C
F3のパターンを残留させる(図49(h))。
【0056】この一連のプロセスにより、図49(h)
に示したように、柱状スペーサSP、第1のフィルタ材
料CF1と第2のフィルタ材料CF2および第2のフィ
ルタ材料CF3の重なりで構成される画素遮光部BM
(および、図示しない周辺遮光部BMS)と、3色のカ
ラーフィルタ(第1色カラーフィルタF1、第2色カラ
ーフィルタF2、第3色カラーフィルタF3)が形成さ
れる。なお、周辺遮光部BMSは図示していないが、そ
の高さは画素遮光部BMと同じで表示領域の最外側の位
置に形成される。
【0057】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0058】図11は本発明による液晶表示装置の第4
実施例を説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の
要部平面図、図12は図11の4−4’線の沿った断面
図、図13は図11の5−5’線の沿った断面図、図1
4は図11の6−6’線の沿った断面図である。図11
〜図14において、前記各実施例と同一の参照符号は同
一の機能部分に対応する。図11では柱状スペーサSP
を形成位置で示す。
【0059】本実施例も、スイッチング素子として薄膜
トランジスタを用い、第1の基板上に薄膜トランジスタ
を形成し、この第1の基板側にカラーフィルタを形成す
る。各色の画素は対応するカラーフィルタの上層に形成
された画素電極ITOを有し、ブラックマトリクスBM
は各画素の周縁に位置する。こでは、例えば第1色カラ
ーフィルタF1は赤、第2色カラーフィルタF2は緑、
第3色カラーフィルタF3は青であり、それぞれ第1の
フィルタ材料CF1、第2のフィルタ材料CF2、第3
のフィルタ材料CF3で形成されている。薄膜トランジ
スタと信号線の一部は図示を省略してある。柱状スペー
サSPはゲート線GL上に形成される。
【0060】第1の基板SUB1の上にゲート絶縁層G
N、ゲート線GL、パッシベーション層PASが形成さ
れている。本実施例では、パッシベーション層PASの
上に第1のフィルタ材料CF1で第1色カラーフィルタ
F1と柱状スペーサSPおよび画素遮光部BMと周辺遮
光部BMSとが形成されている。画素電極ITOがそれ
ぞれのカラーフィルタ(F1,F2,F3)の上に形成
されている。
【0061】第1のフィルタ材料CF1、第2のフィル
タ材料CF2および第3のフィルタ材料CF3の膜厚
は、それぞれのカラーフィルタ(F1,F2,F3)部
位では同一であり、画素の色純度を決定する厚さとなっ
ている。第1色のフィルタ材料CF1の柱状スペーサS
Pの部位の膜厚は柱状スペーサSPに要する高さとなる
ような膜厚に形成され、また周辺遮光膜BMSの部位で
は当該周辺遮光膜BMSに要する高さとなる膜厚に形成
されている。
【0062】このように、本実施例では、薄膜トランジ
スタとカラーフィルタを有する第1の基板SUB1にフ
ィルタ材料を用いて柱状スペーサSPと画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSを形成している。柱状スペーサ
SPはゲート線GL上に形成されている。そして、柱状
スペーサSPと画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS
を第1のフィルタ材料CF1の単層で形成され、その膜
厚は厚い順に柱状スペーサSP、画素遮光部BMと周辺
遮光部BMSである。次に、本実施例のカラーフィルタ
F1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSの形成方法は柱状スペーサSP
の形成位置がゲート線上であることを除いて前記第1実
施例で説明した図41〜図43と同様なので省略する。
【0063】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0064】図15は本発明による液晶表示装置の第5
実施例を説明する図11の4−4’線の沿った断面図、
図16は図11の5−5’線の沿った断面図、図17は
図11の6−6’線の沿った断面図である。図11〜図
14と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施
例も、前記第4実施例と同様に、カラーフィルタは薄膜
トランジスタを形成した第1の基板SUB1上に形成
し、柱状スペーサSPはゲート線GL上に形成する。
【0065】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料のうちの2層で形成する。カ
ラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮
光部(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれ
ぞれの膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図5
に示したように、第1の基板SUB1上には、ゲート絶
縁層GNを介してドレイン線DLが形成されている。こ
の上をパッシベーション層PASが覆っており、その上
層に第1色カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタ
F2、第3色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周
辺遮光部BMS、および柱状スペーサSPが形成されて
いる。
【0066】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPは、膜厚が異なる第1フィルタ材料C
F1と第2フィルタ材料CF2との重ね合わせで構成さ
れている。本実施例のカラーフィルタF1,F2,F
3、柱状スペーサSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光
部BMSの形成方法は柱状スペーサSPの形成位置がゲ
ート線上であることを除いて前記第2実施例で説明した
図44〜図46と同様なので省略する。
【0067】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0068】図18は本発明による液晶表示装置の第6
実施例を説明する図11の4−4’線の沿った断面図、
図19は図11の5−5’線の沿った断面図、図20は
図11の6−6’線の沿った断面図である。図11〜図
17と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施
例も、前記第4、第5実施例と同様に、カラーフィルタ
は薄膜トランジスタを形成した第1の基板SUB1上に
形成し、柱状スペーサSPはゲート線GL上に形成す
る。
【0069】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料の3層で形成する。カラーフ
ィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮光部
(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれぞれ
の膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図18に
示したように、第1の基板SUB1上には、ゲート絶縁
層GNを介してドレイン線DLが形成されている。この
上をパッシベーション層PASが覆っており、その上層
に第1色カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタF
2、第3色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周辺
遮光部BMS、および柱状スペーサSPが形成されてい
る。
【0070】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPは、膜厚が異なる第1フィルタ材料C
F1と第2フィルタ材料CF2および第3フィルタ材料
CF3の重ね合わせで構成されている。本実施例のカラ
ーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素
遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成方法は柱状ス
ペーサSPの形成位置がゲート線上であることを除いて
前記第2実施例で説明した図47〜図49と同様なので
省略する。
【0071】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサは3つのフィルタ材料の全ての重ね合わせで形
成され、画素遮光部や周辺遮光部は従来知られているカ
ラーフィルタ材料の重ね合わせで形成されるものに比べ
て薄くかつ透過率も低くすることができ、加工プロセス
の信頼性が高く、かつギャップの面内均一性が向上す
る。
【0072】図21は本発明による液晶表示装置の第7
実施例を説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の
要部平面図、図22は図21の7−7’線の沿った断面
図、図23は図21の8−8’線の沿った断面図、図2
4は図21の9−9’線の沿った断面図である。本実施
例は、柱状スペーサと画素遮光部および周辺遮光部をカ
ラーフィルタ基板側に形成したものである。前記各実施
例と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。
【0073】本実施例は、第1の基板SUB1上にスイ
ッチング素子として薄膜トランジスタを形成し、この第
1の基板側と対向する第2の基板SUB2側にカラーフ
ィルタを形成する。各色の画素はカラーフィルタと対向
して第1の基板SUB1に形成された画素電極ITOを
有する。画素遮光部BMは各画素の周縁に対応した位置
に、また周辺遮光部BMSは表示領域の回りに対応した
位置でそれぞれ第2の基板SUB2に形成される。柱状
スペーサSPはドレイン線DLと対応する位置に形成さ
れる。
【0074】参照符号SUB2は第2の基板であり、こ
の第2の基板SUB2の上にコモン電極ITO2を有
し、その上に第1色カラーフィルタF1、第2色カラー
フィルタF2、第3色カラーフィルタF3、および画素
遮光部BM、周辺遮光部BMS、柱状スペーサSPが形
成されている。すなわち、コモン電極ITO2の上に第
1のフィルタ材料CF1で第1色カラーフィルタF1と
柱状スペーサSPおよび画素遮光部BMと周辺遮光部B
MSとが形成されている。第2のフィルタ材料CF2と
第3のフィルタ材料CF3はそれぞれ第2色のカラーフ
ィルタF2と第3色のカラーフィルタF3のみを形成し
ている。
【0075】第1のフィルタ材料CF1、第2のフィル
タ材料CF2および第3のフィルタ材料CF3の膜厚
は、それぞれのカラーフィルタ(F1,F2,F3)部
位では同一であり、画素の色純度を決定する厚さとなっ
ている。第1色のフィルタ材料CF1の柱状スペーサS
Pの部位の膜厚は柱状スペーサSPに要する高さとなる
ような膜厚に形成され、また画素遮光部BMと周辺遮光
部BMSの部位では当該周辺遮光膜BMSに要する高さ
となる膜厚に形成されている。
【0076】このように、本実施例では、第2の基板S
UB2にフィルタ材料を用いて柱状スペーサSPと画素
遮光部BMおよび周辺遮光部BMSを形成している。柱
状スペーサSPはドレイン線DLに対応する位置に形成
されている。そして、柱状スペーサSPと画素遮光部B
Mおよび周辺遮光部BMSを第1のフィルタ材料CF1
の単層で形成され、その膜厚は厚い順に、柱状スペーサ
SP、画素遮光部BMと周辺遮光部BMS、カラーフィ
ルタである。本実施例のカラーフィルタF1,F2,F
3、柱状スペーサSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光
部BMSの形成方法は 前記図41〜図43における第
1の基板SUB1を第2の基板SUB2に置き換えて説
明できるので再度の説明は省略する。
【0077】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0078】図25は本発明による液晶表示装置の第8
実施例を説明する図21の7−7’線の沿った断面図、
図26は図21の8−8’線の沿った断面図、図27は
図21の9−9’線の沿った断面図である。図21〜図
24と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施
例も、前記第7実施例と同様に、柱状スペーサSP、画
素遮光部BM、周辺遮光部BMSは第2の基板SUB2
上に形成し、かつ柱状スペーサSPはドレイン線DLに
対向する位置に形成する。
【0079】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料のうちの2層で形成する。カ
ラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮
光部(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれ
ぞれの膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図2
5に示したように、第2の基板SUB2上に第1色カラ
ーフィルタF1、第2色カラーフィルタF2、第3色カ
ラーフィルタF3、画素遮光部BM、周辺遮光部BM
S、および柱状スペーサSPが形成されている。
【0080】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2との重ね合わ
せで構成されている。以下、本実施例のカラーフィルタ
F1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSの形成方法は、前記図44〜図
46における第1の基板SUB1を第2の基板SUB2
に置き換えて説明できるので再度の説明は省略する。
【0081】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、加工
プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内均一性が
向上する。
【0082】図28は本発明による液晶表示装置の第9
実施例を説明する図21の7−7’線の沿った断面図、
図29は図21の8−8’線の沿った断面図、図30は
図21の9−9’線の沿った断面図である。図21〜図
27と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施
例も、前記第8実施例と同様に、柱状スペーサSP、画
素遮光部BM、周辺遮光部BMSは第2の基板SUB2
上に形成し、かつ柱状スペーサSPはドレイン線DLに
対向する位置に形成する。
【0083】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料の3層で形成する。カラーフ
ィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮光部
(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれぞれ
の膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図28に
示したように、第2の基板SUB2上に第1色カラーフ
ィルタF1、第2色カラーフィルタF2、第3色カラー
フィルタF3、画素遮光部BM、周辺遮光部BMS、お
よび柱状スペーサSPが形成されている。
【0084】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2および第3フ
ィルタ材料CF3の重ね合わせで構成されている。本実
施例のカラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサ
SP、画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成方
法は、前記図47〜図49における第1の基板SUB1
を第2の基板SUB2に置き換えて説明できるので再度
の説明は省略する。
【0085】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、加工プロセス
の信頼性が高く、液晶表示装置のあらゆる仕様に対応す
ることができる。そして、各カラーフィルタの成膜時の
初期膜厚を薄くすることができる。画素遮光部および周
辺遮光部は第1フィルタ材料CF1と第2フィルタ材料
CF2および第3フィルタ材料CF3の重ね合わせで形
成するため、従来のフィルタ材料の重ね合わせに比べて
薄くかつ透過率も低くすることができ、ギャップの面内
均一性も向上する。
【0086】図31は本発明による液晶表示装置の第1
0実施例を説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部
の要部平面図、図32は図21の10−10’線の沿っ
た断面図、図33は図31の11−11’線の沿った断
面図、図34は図31の12−12’線の沿った断面図
である。本実施例は、柱状スペーサと画素遮光部および
周辺遮光部をカラーフィルタ基板側に形成したものであ
る。前記各実施例と同一の参照符号は同一機能部分に対
応する。
【0087】本実施例は、第1の基板SUB1上にスイ
ッチング素子として薄膜トランジスタを形成し、この第
1の基板側と対向する第2の基板SUB2側にカラーフ
ィルタを形成する。各色の画素はカラーフィルタと対向
して第1の基板SUB1に形成された画素電極ITOを
有する。画素遮光部BMは各画素の周縁に対応した位置
に、また周辺遮光部BMSは表示領域の回りに対応した
位置でそれぞれ第2の基板SUB2に形成される。柱状
スペーサSPはゲート線GLと対応する位置に形成され
る。
【0088】第2の基板SUB2の上にコモン電極IT
O2を有し、その上に第1色カラーフィルタF1、第2
色カラーフィルタF2、第3色カラーフィルタF3、お
よび画素遮光部BM、周辺遮光部BMS、柱状スペーサ
SPが形成されている。すなわち、コモン電極ITO2
の上に第1のフィルタ材料CF1で第1色カラーフィル
タF1と柱状スペーサSPおよび画素遮光部BMと周辺
遮光部BMSとが形成されている。第2のフィルタ材料
CF2と第3のフィルタ材料CF3はそれぞれ第2色の
カラーフィルタF2と第3色のカラーフィルタF3のみ
を形成している。
【0089】第1のフィルタ材料CF1、第2のフィル
タ材料CF2および第3のフィルタ材料CF3の膜厚
は、それぞれのカラーフィルタ(F1,F2,F3)部
位では同一であり、画素の色純度を決定する厚さとなっ
ている。第1色のフィルタ材料CF1の柱状スペーサS
Pの部位の膜厚は柱状スペーサSPに要する高さとなる
ような膜厚に形成され、また画素遮光部BMと周辺遮光
部BMSの部位では当該周辺遮光膜BMSに要する高さ
となる膜厚に形成されている。
【0090】このように、本実施例では、第2の基板S
UB2にフィルタ材料を用いて柱状スペーサSPと画素
遮光部BMおよび周辺遮光部BMSを形成している。柱
状スペーサSPはゲート線GLに対応する位置に形成さ
れている。そして、柱状スペーサSPと画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSを第1のフィルタ材料CF1の
単層で形成され、その膜厚は厚い順に、柱状スペーサS
P、画素遮光部BMと周辺遮光部BMS、カラーフィル
タである。本実施例のカラーフィルタF1,F2,F
3、柱状スペーサSP、画素遮光部BMおよび周辺遮光
部BMSの形成方法は 前記図41〜図43における第
1の基板SUB1を第2の基板SUB2に置き換えて説
明できるので再度の説明は省略する。
【0091】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、柱状
スペーサの形成にフィルタ材料の重ね合わせが不要であ
り、加工プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内
均一性が向上する。
【0092】図35は本発明による液晶表示装置の第1
1実施例を説明する図31の10−10’線の沿った断
面図、図36は図31の11−11’線の沿った断面
図、図37は図31の12−12’線の沿った断面図で
ある。図31〜図34と同一参照符号は同一機能部分に
対応する。本実施例も、前記第10実施例と同様に、柱
状スペーサSP、画素遮光部BM、周辺遮光部BMSは
第2の基板SUB2上に形成し、かつ柱状スペーサSP
はゲート線DLに対向する位置に形成する。
【0093】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料のうちの2層で形成する。カ
ラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮
光部(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれ
ぞれの膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図3
5〜図37に示したように、第2の基板SUB2上に第
1色カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタF2、
第3色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周辺遮光
部BMSが形成されている。
【0094】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2との重ね合わ
せで構成されている。以下、本実施例のカラーフィルタ
F1,F2,F3、柱状スペーサSP、画素遮光部BM
および周辺遮光部BMSの形成方法は、前記図44〜図
46における第1の基板SUB1を第2の基板SUB2
に置き換えて説明できるので再度の説明は省略する。
【0095】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、液晶表示装置
のあらゆる仕様に対応することができる。そして、加工
プロセスの信頼性が高く、かつギャップの面内均一性が
向上する。
【0096】図38は本発明による液晶表示装置の第1
2実施例を説明する図31の10−10’線の沿った断
面図、図39は図31の11−11’線の沿った断面
図、図40は図31の12−12’線に沿った断面図で
ある。図31〜図37と同一参照符号は同一機能部分に
対応する。本実施例も、前記第11実施例と同様に、柱
状スペーサSP、画素遮光部BM、周辺遮光部BMSは
第2の基板SUB2上に形成し、かつ柱状スペーサSP
はゲート線DLに対向する位置に形成する。
【0097】本実施例では、柱状スペーサSPと画素遮
光部BMおよび周辺遮光部BMSは第1色〜第3色カラ
ーフィルタのフィルタ材料の3層で形成する。カラーフ
ィルタF1,F2,F3、柱状スペーサSP、遮光部
(画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMS)のそれぞれ
の膜厚は液晶表示装置の仕様により決定する。図38〜
図40に示したように、第2の基板SUB2上に第1色
カラーフィルタF1、第2色カラーフィルタF2、第3
色カラーフィルタF3、画素遮光部BM、周辺遮光部B
MS、および柱状スペーサSPが形成されている。
【0098】画素遮光部BMと周辺遮光部BMSおよび
柱状スペーサSPのそれぞれは、膜厚が異なる第1フィ
ルタ材料CF1と第2フィルタ材料CF2および第3フ
ィルタ材料CF3の重ね合わせで構成されている。本実
施例のカラーフィルタF1,F2,F3、柱状スペーサ
SP、画素遮光部BMおよび周辺遮光部BMSの形成方
法は、前記図47〜図49における第1の基板SUB1
を第2の基板SUB2に置き換えて説明できるので再度
の説明は省略する。
【0099】本実施例により、所定の色純度となるカラ
ーフィルタの膜厚、所定のギャップとなる柱状スペー
サ、所定の膜厚となる画素遮光部および周辺遮光部を同
一材料、同一プロセスで形成できるため、加工プロセス
の信頼性が高く、液晶表示装置のあらゆる仕様に対応す
ることができる。そして、各カラーフィルタの成膜時の
初期膜厚を薄くすることができる。画素遮光部および周
辺遮光部は第1フィルタ材料CF1と第2フィルタ材料
CF2および第3フィルタ材料CF3の重ね合わせで形
成するため、従来のフィルタ材料の重ね合わせに比べて
薄くかつ透過率も低くすることができ、ギャップの面内
均一性も向上する。
【0100】図50は本発明による液晶表示装置の第1
3実施例を説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部
の要部平面図、図51は図50の13−13’線の沿っ
た断面図である。本実施例は、画素遮光部および周辺遮
光部を1つのフィルタ材料で第1の基板SUB1上に形
成した前記第1実施例あるいは第4実施例の変形例であ
る。第1の基板SUB1上に形成したカラーフィルタ
(ここでは第1色カラーフィルタF1)の膜厚を、画素
内で薄い部分と厚い部分とで構成した。前記各実施例と
同一の参照符号は同一機能部分に対応する。
【0101】画素内でカラーフィルタの膜厚を変えたこ
とで、薄い部分では光の透過率が向上し、色純度の低下
を抑制することができる。カラーフィルタF2あるいは
F3、F1〜F3に対しても同様に適用できる。また、
第2、第3実施例、あるいは第5、第6実施例における
カラーフィルタF1、もしくはF2またはF3、あるい
はF1、F2、F3に対しても同様である。
【0102】図52は本発明による液晶表示装置の第1
4実施例を説明する液晶パネルの画素領域の図50の1
3−13’線の沿った断面図である。本実施例は、画素
遮光部および周辺遮光部を1つのフィルタ材料で第2の
基板SUB2上に形成した前記第7実施例あるいは第1
0実施例の変形例である。第2の基板SUB2上に形成
したカラーフィルタ(ここでは第1色カラーフィルタF
1)の膜厚を、画素内で薄い部分と厚い部分とで構成し
た。前記各実施例と同一の参照符号は同一機能部分に対
応する。
【0103】画素内でカラーフィルタの膜厚を変えたこ
とで、薄い部分では光の透過率が向上し、色純度の低下
を抑制することができる。カラーフィルタF2あるいは
F3、F1〜F3に対しても同様に適用できる。また、
第8、第9実施例、あるいは第11、第12実施例にお
けるカラーフィルタF1、もしくはF2またはF3、あ
るいはF1、F2、F3に対しても同様である。
【0104】図53は本発明による液晶表示装置を表示
部に用いた電子機器の一例の説明図である。この電子機
器は、所謂携帯端末(PDA)であり、入力部(キーボ
ードKB)やホストコンピュータHOST、バッテリー
BATなどを備えた本体部MNと、液晶表示装置PNL
1などを備えた表示部DPを持つ。表示部DPの液晶表
示装置PNL1と本体部MNのホストコンピュータHO
STとはラインL1で接続されている。
【0105】なお、参照符号PNは入力用のペン型器具
であり、常時は表示部DPの一部に設けた収納部PNH
に収納されている。また、参照符号PTPは携帯電話機
であり、その表示部にも本発明による液晶表示装置PN
L2が使用されている。この携帯電話機PTPは携帯端
末にインターフェースラインL2で接続可能であり、携
帯端末をインターネット等と接続することができる。
【0106】図54は液晶表示装置の駆動回路の一例を
説明するブロック図である。参照符号PNLは液晶表示
装置の表示部分となる液晶パネルであり、第1の基板と
第2の基板の間に液晶を封止してある。この液晶パネル
の一方の基板には多数のゲート線GLとこのゲート線と
交差する多数のドレイン線DLが形成されている。他方
の基板にはコモン電極が形成されているが図示は省略し
てある。
【0107】ゲート線やドレイン線、コモン電極を含む
電極類に表示のための駆動信号や電圧を印加するための
駆動手段を備えている。この駆動手段は、ゲート線GL
にゲート駆動信号を印加するゲートドレインGDR、ド
レイン線DLに表示データDATAを供給するドレイン
ドライバDDRを有する。これらゲートドレインGDR
とドレインドライバDDRは表示制御装置CRLで制御
される。
【0108】表示制御装置CRLには、図示しないホス
トコンピュータから各色の表示データ(R,G,B)、
制御信号クロックCLC、表示タイミング信号TMG、
同期信号SYNCが入力する。表示制御装置CRLは、
これらの入力信号などに基づいて走査信号をゲートドラ
イバGDRに与えると共に、ドレインドライバDDRに
表示データDATAとクロックCLを供給する。また、
これらの動作のための電圧を供給するための電源回路P
WUを有し、外部から与えられる電圧(例えば、3V、
あるいは5Vなど)に基づいて所要の電圧を生成して、
必要な回路に供給する。
【0109】本発明による液晶表示装置は上記図したよ
うな携帯端末に限らず、デスクトップ型のモニター、ノ
ートパソコン、テレビ受像機の表示部、その他の各種表
示装置に利用できる。
【0110】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素スペーサ、画素遮光部(ブラックマトリクス)、周
辺遮光部をカラーフィルタと同様のフィルタ材料を用
い、それぞれの膜厚を独立して制御することで所要の高
さ(膜厚)で形成でき、液晶表示装置の製造プロセスを
簡略して低コスト化することができる。
【0111】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要部平面図で
ある。
【図2】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する図1の1−1’線に沿った断面図である。
【図3】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する図1の2−2’線に沿った断面図である。
【図4】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する図1の3−3’線に沿った断面図である。
【図5】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
する図1の1−1’線に沿った断面図である。
【図6】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
する図1の2−2’線に沿った断面図である。
【図7】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
する図1の3−3’線に沿った断面図である。
【図8】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説明
する図1の1−1’線に沿った断面図である。
【図9】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説明
する図1の2−2’線に沿った断面図である。
【図10】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説
明する図1の3−3’線に沿った断面図である。
【図11】本発明による液晶表示装置の第4実施例を説
明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要部平面図
である。
【図12】本発明による液晶表示装置の第4実施例を説
明する図11の4−4’線に沿った断面図である。
【図13】本発明による液晶表示装置の第4実施例を説
明する図11の5−5’線に沿った断面図である。
【図14】本発明による液晶表示装置の第4実施例を説
明する図11の6−6’線に沿った断面図である。
【図15】本発明による液晶表示装置の第5実施例を説
明する図11の4−4’線に沿った断面図である。
【図16】本発明による液晶表示装置の第5実施例を説
明する図11の5−5’線に沿った断面図である。
【図17】本発明による液晶表示装置の第5実施例を説
明する図11の6−6’線に沿った断面図である。
【図18】本発明による液晶表示装置の第6実施例を説
明する図11の4−4’線に沿った断面図である。
【図19】本発明による液晶表示装置の第6実施例を説
明する図11の5−5’線に沿った断面図である。
【図20】本発明による液晶表示装置の第6実施例を説
明する図11の6−6’線に沿った断面図である。
【図21】本発明による液晶表示装置の第7実施例を説
明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要部平面図
である。
【図22】本発明による液晶表示装置の第7実施例を説
明する図21の7−7’線に沿った断面図である。
【図23】本発明による液晶表示装置の第7実施例を説
明する図21の8−8’線に沿った断面図である。
【図24】本発明による液晶表示装置の第7実施例を説
明する図21の9−9’線に沿った断面図である。
【図25】本発明による液晶表示装置の第8実施例を説
明する図21の7−7’線に沿った断面図である。
【図26】本発明による液晶表示装置の第8実施例を説
明する図21の8−8’線に沿った断面図である。
【図27】本発明による液晶表示装置の第8実施例を説
明する図21の9−9’線に沿った断面図である。
【図28】本発明による液晶表示装置の第9実施例を説
明する図21の7−7’線に沿った断面図である。
【図29】本発明による液晶表示装置の第9実施例を説
明する図21の8−8’線に沿った断面図である。
【図30】本発明による液晶表示装置の第9実施例を説
明する図21の9−9’線に沿った断面図である。
【図31】本発明による液晶表示装置の第10実施例を
説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要部平面
図である。
【図32】本発明による液晶表示装置の第10実施例を
説明する図31の10−10’線に沿った断面図であ
る。
【図33】本発明による液晶表示装置の第10実施例を
説明する図31の11−11’線に沿った断面図であ
る。
【図34】本発明による液晶表示装置の第10実施例を
説明する図31の12−12’線に沿った断面図であ
る。
【図35】本発明による液晶表示装置の第11実施例を
説明する図31の10−10’線に沿った断面図であ
る。
【図36】本発明による液晶表示装置の第11実施例を
説明する図31の11−11’線に沿った断面図であ
る。
【図37】本発明による液晶表示装置の第11実施例を
説明する図31の12−12’線に沿った断面図であ
る。
【図38】本発明による液晶表示装置の第12実施例を
説明する図31の10−10’線に沿った断面図であ
る。
【図39】本発明による液晶表示装置の第12実施例を
説明する図31の11−11’線に沿った断面図であ
る。
【図40】本発明による液晶表示装置の第12実施例を
説明する図31の12−12’線に沿った断面図であ
る。
【図41】本発明の第1、第4、第7、第10実施例の
液晶表示装置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、
柱状スペーサ、画素遮光部および周辺遮光部の形成方法
を説明する部分工程図である。
【図42】図41に続く部分工程図である。
【図43】図42に続く部分工程図である。
【図44】本発明の第2、第5、第8、第11実施例の
液晶表示装置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、
柱状スペーサ、画素遮光部および周辺遮光部の形成方法
を説明する部分工程図である。
【図45】図44に続く部分工程図である。
【図46】図45に続く部分工程図である。
【図47】本発明の第3、第6、第9、第12実施例の
液晶表示装置の製造プロセスのうちのカラーフィルタ、
柱状スペーサ、画素遮光部および周辺遮光部の形成方法
を説明する部分工程図である。
【図48】図47に続く部分工程図である。
【図49】図48に続く部分工程図である。
【図50】本発明による液晶表示装置の第13実施例を
説明する液晶パネルの画素領域のコーナー部の要部平面
図である。
【図51】図50の13−13’線の沿った断面図であ
る。
【図52】本発明による液晶表示装置の第14実施例を
説明する液晶パネルの画素領域の図50の13−13’
線の沿った断面図である。
【図53】本発明による液晶表示装置を表示部に用いた
電子機器の一例の説明図である。
【図54】液晶表示装置の駆動回路の一例を説明するブ
ロック図である。
【符号の説明】
CF1・・・・第1色カラーフィルタを形成する第1の
フィルタ材料、CF2・・・・第2色カラーフィルタを
形成する第2のフィルタ材料、CF3・・・・第3色カ
ラーフィルタを形成する第3のフィルタ材料、BM・・
・・画素遮光部(ブラックマトリクス)、BMS・・・
・画素領域を囲む周辺遮光部、SP・・・・柱状スペー
サ、GL・・・・ゲート線、DL・・・・ドレイン線、
GN・・・・ゲート絶縁層、PAS・・・・パッシベー
ション、ITO・・・・画素電極、F1・・・・第1色
カラーフィルタ、F2・・・・第2色カラーフィルタ、
F3・・・・第3色カラーフィルタ、DL・・・・ドレ
イン線。
フロントページの続き (72)発明者 落合 孝洋 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Fターム(参考) 2H089 LA09 LA11 LA12 QA12 QA14 TA09 TA12 TA13 2H091 FA02Y FA35Y LA12 LA13

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方が透明な第1の基板と第2
    の基板の何れかの表示領域を含んで形成されたカラー表
    示のための画素毎に色の異なる3種類のフィルタ材料か
    らなるフィルタ素子で形成されたカラーフィルタと、 少なくとも前記フィルタ素子毎に形成した画素電極と、 前記表示領域の周囲に形成された周辺遮光膜と、 前記第1の基板または前記第2の基板の何れかに設けら
    れて当該第1の基板と第2の基板の間の間隔を規制する
    柱状スペーサと、 前記画素電極毎に設けられて当該画素電極を駆動するス
    イッチング素子と、 前記スイッチング素子に駆動信号を供給する電極群と、 前記第1の基板と第2の基板の間に挟持された液晶と、 前記液晶と接して前記第1の基板と第2の基板の双方に
    形成されて液晶の分子配列を所定の方向に配列させるた
    めの配向層と、を有する液晶パネルと、前記電極群に表
    示のための駆動電圧を印加するための駆動手段とを具備
    し、 前記周辺遮光膜および前記柱状スペーサの各部位を、膜
    厚が異なる前記フィルタ材料で構成したことを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項2】前記カラーフィルタの少なくとも一つと前
    記柱状スペーサを、前記フィルタ材料の一つで構成した
    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】前記フィルタ素子の重畳により形成された
    画素遮光部と前記周辺遮光部および前記柱状スペーサ
    を、前記フィルタ材料の2つの重ね合わせで構成したこ
    とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】前記フィルタ素子の重畳により形成された
    画素遮光部と前記周辺遮光部および前記柱状スペーサ
    を、前記フィルタ材料の3つの重ね合わせで構成したこ
    とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】前記電極群は前記スイッチング素子が形成
    された前記一方の基板上に有し、当該基板の一方向に所
    定の方向に延在して平行配置された複数の信号線と、上
    記一方向と交差する他方向に延在して平行配置された複
    数の走査線を有し、 前記柱状スペーサを上記信号線上に有することを特徴と
    する請求項1〜4の何れかに記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】前記電極群は前記一方の基板の一方向に所
    定の方向に延在して平行配置された複数の信号線と、上
    記一方向と交差する他方向に延在して平行配置された複
    数の走査線を有し、 前記柱状スペーサを前記他方の基板の上記走査線上に有
    することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液
    晶表示装置。
  7. 【請求項7】前記カラーフィルタと前記画素遮光部およ
    び前記周辺遮光部および前記柱状スペーサが前記基板の
    一方に有することを特徴とする請求項5または6に記載
    の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】前記カラーフィルタと前記画素遮光部およ
    び前記周辺遮光部および前記柱状スペーサが前記基板の
    他方に有することを特徴とする請求項5または6に記載
    の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】少なくとも一方が透明な第1の基板と第2
    の基板の何れかの表示領域を含んで形成されたカラー表
    示のための画素毎に色の異なる3種類のフィルタ材料か
    らなるフィルタ素子で形成されたカラーフィルタと、 少なくとも前記フィルタ素子毎に形成した画素電極と、 前記表示領域の周囲に形成された周辺遮光膜と、 前記第1の基板または前記第2の基板の何れかに設けら
    れて当該第1の基板と第2の基板の間の間隔を規制する
    柱状スペーサと、 前記画素電極毎に設けられて当該画素電極を駆動するス
    イッチング素子と、 前記スイッチング素子に駆動信号を供給する電極群と、 前記第1の基板と第2の基板の間に挟持された液晶と、 前記液晶と接して前記第1の基板と第2の基板の双方に
    形成されて液晶の分子配列を所定の方向に配列させるた
    めの配向層と、を有する液晶パネルと、前記電極群に表
    示のための駆動電圧を印加するための駆動手段とを具備
    し、 前記カラーフィルタの膜厚が1画素内で色純度の高い膜
    厚の厚い領域と、透過率の高い膜厚の薄い領域を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8854579B2 (en) 2009-11-23 2014-10-07 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

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