JP3471692B2 - カラー液晶表示パネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタを
備えたカラー液晶表示パネルに関し、特に、ブラックマ
トリクスの下材との間の密着性の向上により高精細化を
図ったカラー液晶表示パネルに関する。
備えたカラー液晶表示パネルに関し、特に、ブラックマ
トリクスの下材との間の密着性の向上により高精細化を
図ったカラー液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】カラー液晶表示パネルには、２枚のガラ
ス基板とその間に挟まれた液晶層とが設けられており、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）タ
イプのパネルでは、ＴＦＴが設けられたＴＦＴ側ガラス
基板に対向する対向側ガラス基板上に３色（赤色、緑色
及び青色）の色層が一般に形成されている。しかし、こ
のような構造では、隣り合う画素開口部間にコントラス
ト向上等のために設けられるブラックマトリクスに大き
な重ね合わせマージンが必要となるため、パネルの高精
細化が困難であった。
ス基板とその間に挟まれた液晶層とが設けられており、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）タ
イプのパネルでは、ＴＦＴが設けられたＴＦＴ側ガラス
基板に対向する対向側ガラス基板上に３色（赤色、緑色
及び青色）の色層が一般に形成されている。しかし、こ
のような構造では、隣り合う画素開口部間にコントラス
ト向上等のために設けられるブラックマトリクスに大き
な重ね合わせマージンが必要となるため、パネルの高精
細化が困難であった。
【０００３】そこで、近時、ＴＦＴ側基板上に３色の色
層が設けられたカラー液晶表示パネルが注目されてい
る。図１２は従来のＴＦＴ側基板上に３色の色層が設け
られたカラー液晶表示パネルを示す断面図である。
層が設けられたカラー液晶表示パネルが注目されてい
る。図１２は従来のＴＦＴ側基板上に３色の色層が設け
られたカラー液晶表示パネルを示す断面図である。
【０００４】従来のカラー液晶表示パネルにおいては、
ＴＦＴ側ガラス基板１０１及び対向側ガラス基板１０２
間に液晶層１１７が設けられている。以下、ガラス基板
１０１及び１０２の液晶層１１７側を内側、その反対側
を外側という。
ＴＦＴ側ガラス基板１０１及び対向側ガラス基板１０２
間に液晶層１１７が設けられている。以下、ガラス基板
１０１及び１０２の液晶層１１７側を内側、その反対側
を外側という。
【０００５】ＴＦＴ側ガラス基板１０１の内側表面上に
は、ゲート電極１０３が形成されており、更にゲート電
極１０３を覆うようにゲート絶縁膜１０４が形成されて
いる。ゲート電極１０３はパネルの行方向に延びるゲー
ト線（図示せず）に接続されている。
は、ゲート電極１０３が形成されており、更にゲート電
極１０３を覆うようにゲート絶縁膜１０４が形成されて
いる。ゲート電極１０３はパネルの行方向に延びるゲー
ト線（図示せず）に接続されている。
【０００６】また、ゲート絶縁膜１０４の内側表面上で
各ゲート電極１０３に整合する位置には、半導体層１０
５が形成されており、この半導体層１０５を挟むように
ドレイン電極１０６及びソース電極１０７が形成されて
いる。ドレイン電極１０６は列方向に延びる信号線（図
示せず）に接続されている。一方、ソース電極１０７
は、各ＴＦＴ１０８に固有のものである。このようにし
て、マトリクス状に複数個のＴＦＴ１０８が配置されて
いる。更に、ＴＦＴ側ガラス基板１０１の内側表面上に
は、ＴＦＴ１０８を覆うように全面に絶縁膜１０９が形
成されている。
各ゲート電極１０３に整合する位置には、半導体層１０
５が形成されており、この半導体層１０５を挟むように
ドレイン電極１０６及びソース電極１０７が形成されて
いる。ドレイン電極１０６は列方向に延びる信号線（図
示せず）に接続されている。一方、ソース電極１０７
は、各ＴＦＴ１０８に固有のものである。このようにし
て、マトリクス状に複数個のＴＦＴ１０８が配置されて
いる。更に、ＴＦＴ側ガラス基板１０１の内側表面上に
は、ＴＦＴ１０８を覆うように全面に絶縁膜１０９が形
成されている。
【０００７】そして、各ＴＦＴ１０８上には、絶縁膜１
０９を介して黒色樹脂層（ブラックマトリクス）１１３
が形成されている。黒色樹脂層１１３は、各ゲート線及
び信号線上及びパネルの額縁部１２０においても、絶縁
膜１０９を介して形成されている。
０９を介して黒色樹脂層（ブラックマトリクス）１１３
が形成されている。黒色樹脂層１１３は、各ゲート線及
び信号線上及びパネルの額縁部１２０においても、絶縁
膜１０９を介して形成されている。
【０００８】また、赤色を発光する画素開口部において
は、色層として赤色層１１０のみが絶縁膜１０９上に設
けられ、緑色を発光する画素開口部においては、緑色層
１１１のみが絶縁膜１０９上に設けられ、青色を発光す
る画素開口部においては、青色層（図示せず）のみが絶
縁膜１０９上に設けられている。
は、色層として赤色層１１０のみが絶縁膜１０９上に設
けられ、緑色を発光する画素開口部においては、緑色層
１１１のみが絶縁膜１０９上に設けられ、青色を発光す
る画素開口部においては、青色層（図示せず）のみが絶
縁膜１０９上に設けられている。
【０００９】更に、ＴＦＴ側ガラス基板１０１の内側表
面上には、ＴＦＴ１０８及び黒色樹脂層１１３等を覆い
表面が平坦化された平坦化膜１１４が全面に形成されて
いる。平坦化膜１１４には、夫々各ソース電極１０７ま
で達する複数個のコンタクトホール１１８が形成されて
おり、このコンタクトホール１１８内にＩＴＯ膜からな
る画素電極１１５が形成されている。画素電極１１５は
平坦化膜１１４上で、その画素開口部の色層を覆うよう
に延出している。
面上には、ＴＦＴ１０８及び黒色樹脂層１１３等を覆い
表面が平坦化された平坦化膜１１４が全面に形成されて
いる。平坦化膜１１４には、夫々各ソース電極１０７ま
で達する複数個のコンタクトホール１１８が形成されて
おり、このコンタクトホール１１８内にＩＴＯ膜からな
る画素電極１１５が形成されている。画素電極１１５は
平坦化膜１１４上で、その画素開口部の色層を覆うよう
に延出している。
【００１０】一方、対向側ガラス基板１０２の内側表面
上には、各画素電極１１５と対向するように拡がる対向
側透明共通電極１１６が形成されている。対向側透明共
通電極１１６はＩＴＯ膜からなる。
上には、各画素電極１１５と対向するように拡がる対向
側透明共通電極１１６が形成されている。対向側透明共
通電極１１６はＩＴＯ膜からなる。
【００１１】ガラス基板１０１及び１０２間には、液晶
層１１７を包囲するシール材１１９が設けられている。
また、平坦化膜１１４及び対向側透明共通電極１１６上
には、配向膜（図示せず）が形成されている。
層１１７を包囲するシール材１１９が設けられている。
また、平坦化膜１１４及び対向側透明共通電極１１６上
には、配向膜（図示せず）が形成されている。
【００１２】このように構成された従来のカラー液晶表
示パネルにおいては、ブラックマトリクス１１３がＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１上に形成されているので、ブラッ
クマトリクス１１３の幅を狭めることができ、それまで
のものと比して開口率を向上させることができる。例え
ば、ＸＧＡのパネルでは８０％程度の開口率が得られ
る。
示パネルにおいては、ブラックマトリクス１１３がＴＦ
Ｔ側ガラス基板１０１上に形成されているので、ブラッ
クマトリクス１１３の幅を狭めることができ、それまで
のものと比して開口率を向上させることができる。例え
ば、ＸＧＡのパネルでは８０％程度の開口率が得られ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のＴＦＴ側基板上に３色の色層が設けられた
カラー液晶表示パネルでは、その製造工程において、各
色層に対して塗布、現像及び焼成が行われた後に、又は
各色層が形成される前にブラックマトリクスの原料とな
る黒色樹脂膜の塗布、現像及び焼成が行われるが、黒色
樹脂膜の現像の最適な条件の幅（現像マージン）が極め
て狭いため、現像の際に黒色樹脂膜が絶縁膜１０９から
剥がれやすいという問題点がある。この黒色樹脂膜の剥
離は、光リソグラフィでパターニングするとき、黒色樹
脂膜では光が表面部分で吸収されてその内部まで感光し
ないためである。この対策としては、黒色樹脂膜を薄膜
化することである程度の改善はできるが、その場合、光
学濃度が低下するという新たな問題が生じてしまう。光
学濃度としては、３．０以上のＯＤ値が必要とされる。
また、光学濃度を高めるためにカーボンの含有量を高め
ると、下地との密着に寄与しているアクリル成分の比率
が低下するため、密着力が低下するといったトレードオ
フの関係となってしまう。つまり、このような黒色樹脂
膜の剥離は、ブラックマトリクス１１３を厚膜化しよう
とした場合及びそのカーボン含有量を高めた場合等に、
特に顕著に現れる。従って、良好なコントラストを得る
ために光学濃度、即ち遮光能力を高めることは困難であ
るという問題点もある。一方、カラーフィルタにおいて
は、光が内部まで透過するため、十分な感光を行うこと
ができる。
ような従来のＴＦＴ側基板上に３色の色層が設けられた
カラー液晶表示パネルでは、その製造工程において、各
色層に対して塗布、現像及び焼成が行われた後に、又は
各色層が形成される前にブラックマトリクスの原料とな
る黒色樹脂膜の塗布、現像及び焼成が行われるが、黒色
樹脂膜の現像の最適な条件の幅（現像マージン）が極め
て狭いため、現像の際に黒色樹脂膜が絶縁膜１０９から
剥がれやすいという問題点がある。この黒色樹脂膜の剥
離は、光リソグラフィでパターニングするとき、黒色樹
脂膜では光が表面部分で吸収されてその内部まで感光し
ないためである。この対策としては、黒色樹脂膜を薄膜
化することである程度の改善はできるが、その場合、光
学濃度が低下するという新たな問題が生じてしまう。光
学濃度としては、３．０以上のＯＤ値が必要とされる。
また、光学濃度を高めるためにカーボンの含有量を高め
ると、下地との密着に寄与しているアクリル成分の比率
が低下するため、密着力が低下するといったトレードオ
フの関係となってしまう。つまり、このような黒色樹脂
膜の剥離は、ブラックマトリクス１１３を厚膜化しよう
とした場合及びそのカーボン含有量を高めた場合等に、
特に顕著に現れる。従って、良好なコントラストを得る
ために光学濃度、即ち遮光能力を高めることは困難であ
るという問題点もある。一方、カラーフィルタにおいて
は、光が内部まで透過するため、十分な感光を行うこと
ができる。
【００１４】また、遮光膜として３色の色層の積層体を
使用した液晶表示素子が提案されている（特開昭６２−
２５０４１６号公報）。しかし、このような積層体をＴ
ＦＴ側ガラス基板上にブラックマトリクスの代替物とし
て使用しても、十分な遮光を行うことはできず、ＯＤ値
が低下し、コントラストが低下してしまう。
使用した液晶表示素子が提案されている（特開昭６２−
２５０４１６号公報）。しかし、このような積層体をＴ
ＦＴ側ガラス基板上にブラックマトリクスの代替物とし
て使用しても、十分な遮光を行うことはできず、ＯＤ値
が低下し、コントラストが低下してしまう。
【００１５】一方、前述の対向側ガラス基板上に３色の
色層が形成された液晶表示体用カラーフィルタでは、隣
り合う色層同士をそれらの境界で重ね合わせたものが提
案されている（特開昭６３−１７３０２３号公報）。こ
の公報に記載されたカラーフィルタでは、前述の重ね合
わせ部上に黒色インクをローラにより塗布してブラック
マトリクスを形成している。しかし、このようなカラー
フィルタにおいては、隣り合う色層の色によって遮光率
が相違するため、表示される画像のコントラストにばら
つきが生じ、画像にむらが現れてしまう。
色層が形成された液晶表示体用カラーフィルタでは、隣
り合う色層同士をそれらの境界で重ね合わせたものが提
案されている（特開昭６３−１７３０２３号公報）。こ
の公報に記載されたカラーフィルタでは、前述の重ね合
わせ部上に黒色インクをローラにより塗布してブラック
マトリクスを形成している。しかし、このようなカラー
フィルタにおいては、隣り合う色層の色によって遮光率
が相違するため、表示される画像のコントラストにばら
つきが生じ、画像にむらが現れてしまう。
【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、安定したコントラストを維持したまま、ブ
ラックマトリクスの絶縁膜との間の密着性を高め、現像
時の剥離を防止して高精細化することができるカラー液
晶表示パネルを提供することを目的とする。
のであって、安定したコントラストを維持したまま、ブ
ラックマトリクスの絶縁膜との間の密着性を高め、現像
時の剥離を防止して高精細化することができるカラー液
晶表示パネルを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るカラー液晶
表示パネルは、対向して配置された第１及び第２の透明
基板と、前記第１及び第２の透明基板間に設けられた液
晶層と、前記第１の透明基板上にマトリクス状に配置さ
れた複数個の薄膜トランジスタと、前記第１の透明基板
上に設けられ前記薄膜トランジスタを覆う絶縁膜と、こ
の絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスと、前記絶
縁膜上で前記ブラックマトリクスにより区画された領域
に設けられ第１乃至第３の色層を備えたカラーフィルタ
と、を有するカラー液晶表パネルにおいて、前記ブラッ
クマトリクスと前記絶縁膜との間には前記第１乃至第３
の色層から選択された少なくとも１つの色層と同じ色層
が設けられていることを特徴とする。
表示パネルは、対向して配置された第１及び第２の透明
基板と、前記第１及び第２の透明基板間に設けられた液
晶層と、前記第１の透明基板上にマトリクス状に配置さ
れた複数個の薄膜トランジスタと、前記第１の透明基板
上に設けられ前記薄膜トランジスタを覆う絶縁膜と、こ
の絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスと、前記絶
縁膜上で前記ブラックマトリクスにより区画された領域
に設けられ第１乃至第３の色層を備えたカラーフィルタ
と、を有するカラー液晶表パネルにおいて、前記ブラッ
クマトリクスと前記絶縁膜との間には前記第１乃至第３
の色層から選択された少なくとも１つの色層と同じ色層
が設けられていることを特徴とする。
【００１８】本発明においては、ブラックマトリクスと
絶縁膜との間に第１乃至第３の色層から選択された少な
くとも１つの色層と同じ色層が設けられている。色層に
ついては、その形成における光リソグラフィで光が内部
まで透過するため、十分な感光を行うことができ、この
色層と絶縁膜との間の密着性は高い。また、ブラックマ
トリクスについては、その下に色層が設けられているた
め、高い光学濃度が得られるので、薄膜化することがで
き、また、ブラックマトリクス及び色層の基材は通常同
一のもの、例えばアクリル樹脂であるので、色層とブラ
ックマトリクスとの間の密着性も高いこの結果、ブラッ
クマトリクスと絶縁膜との間に高い密着性が確保され
る。このため、現像時のブラックマトリクスの原料とな
る黒色樹脂膜の剥離が抑制されるので、微細なパターニ
ングが可能となり、高精細化の実現が可能となる。ま
た、ブラックマトリクス以外にその下の色層も遮光膜と
して機能するので、高い光学濃度が得られる。
絶縁膜との間に第１乃至第３の色層から選択された少な
くとも１つの色層と同じ色層が設けられている。色層に
ついては、その形成における光リソグラフィで光が内部
まで透過するため、十分な感光を行うことができ、この
色層と絶縁膜との間の密着性は高い。また、ブラックマ
トリクスについては、その下に色層が設けられているた
め、高い光学濃度が得られるので、薄膜化することがで
き、また、ブラックマトリクス及び色層の基材は通常同
一のもの、例えばアクリル樹脂であるので、色層とブラ
ックマトリクスとの間の密着性も高いこの結果、ブラッ
クマトリクスと絶縁膜との間に高い密着性が確保され
る。このため、現像時のブラックマトリクスの原料とな
る黒色樹脂膜の剥離が抑制されるので、微細なパターニ
ングが可能となり、高精細化の実現が可能となる。ま
た、ブラックマトリクス以外にその下の色層も遮光膜と
して機能するので、高い光学濃度が得られる。
【００１９】なお、前記ブラックマトリクスと前記絶縁
膜との間に設けられた色層の層数は１層であり、この色
層の色は全体で統一されていてもよく、前記ブラックマ
トリクスと前記絶縁膜との間に設けられた色層の層数は
２層であり、これらの色層の色の組合せは全体で統一さ
れていてもよい。また、前記ブラックマトリクスと前記
絶縁膜との間に設けられた色層の層数は３層であっても
よい。
膜との間に設けられた色層の層数は１層であり、この色
層の色は全体で統一されていてもよく、前記ブラックマ
トリクスと前記絶縁膜との間に設けられた色層の層数は
２層であり、これらの色層の色の組合せは全体で統一さ
れていてもよい。また、前記ブラックマトリクスと前記
絶縁膜との間に設けられた色層の層数は３層であっても
よい。
【００２０】更に、前記ブラックマトリクスは、基材と
してのアクリル樹脂部と、このアクリル樹脂部中に分散
したカーボン粒子と、を有することができる。
してのアクリル樹脂部と、このアクリル樹脂部中に分散
したカーボン粒子と、を有することができる。
【００２１】更にまた、前記ブラックマトリクスと前記
絶縁膜との間に設けられた色層は、前記カラーフィルタ
を構成する色層と同時に形成されたものであってもよ
い。
絶縁膜との間に設けられた色層は、前記カラーフィルタ
を構成する色層と同時に形成されたものであってもよ
い。
【００２２】また、前記絶縁膜は、シリコン窒化膜であ
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るカラ
ー液晶表示パネルについて、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図１は本発明の実施例に係るカラー液晶
表示パネルの構造を示す断面図である。
ー液晶表示パネルについて、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図１は本発明の実施例に係るカラー液晶
表示パネルの構造を示す断面図である。
【００２４】本実施例のカラー液晶表示パネルにおいて
は、ＴＦＴ側ガラス基板１及び対向側ガラス基板２間に
液晶層１７が設けられている。以下、ガラス基板１及び
２の液晶層１７側を内側、その反対側を外側という。
は、ＴＦＴ側ガラス基板１及び対向側ガラス基板２間に
液晶層１７が設けられている。以下、ガラス基板１及び
２の液晶層１７側を内側、その反対側を外側という。
【００２５】ＴＦＴ側ガラス基板１の内側表面上には、
複数個のゲート電極３が形成されており、更にゲート電
極３を覆うようにゲート絶縁膜４が形成されている。行
をなす複数個のＴＦＴ８のゲート電極３はパネルの行方
向に延びるゲート線（図示せず）に共通接続されてい
る。
複数個のゲート電極３が形成されており、更にゲート電
極３を覆うようにゲート絶縁膜４が形成されている。行
をなす複数個のＴＦＴ８のゲート電極３はパネルの行方
向に延びるゲート線（図示せず）に共通接続されてい
る。
【００２６】また、ゲート絶縁膜４は、例えばＳｉＯ2
膜からなる。ゲート絶縁膜４の内側表面上で各ゲート電
極３に整合する位置には、半導体層５が形成されてお
り、この半導体層５を挟むようにドレイン電極６及びソ
ース電極７が形成されている。列をなす複数個のＴＦＴ
８のドレイン電極６はパネルの列方向に延びる信号線
（図示せず）に共通接続されている。一方、ソース電極
７は、各ＴＦＴ８に固有のものである。このようにし
て、マトリクス状に複数個のＴＦＴ８が配置されてい
る。更に、ＴＦＴ側ガラス基板１の内側表面上には、Ｔ
ＦＴ８を覆うように全面に絶縁膜９が形成されている。
絶縁膜９は、例えばシリコン窒化物からなるが、これに
限定されるものではない。
膜からなる。ゲート絶縁膜４の内側表面上で各ゲート電
極３に整合する位置には、半導体層５が形成されてお
り、この半導体層５を挟むようにドレイン電極６及びソ
ース電極７が形成されている。列をなす複数個のＴＦＴ
８のドレイン電極６はパネルの列方向に延びる信号線
（図示せず）に共通接続されている。一方、ソース電極
７は、各ＴＦＴ８に固有のものである。このようにし
て、マトリクス状に複数個のＴＦＴ８が配置されてい
る。更に、ＴＦＴ側ガラス基板１の内側表面上には、Ｔ
ＦＴ８を覆うように全面に絶縁膜９が形成されている。
絶縁膜９は、例えばシリコン窒化物からなるが、これに
限定されるものではない。
【００２７】そして、各ＴＦＴ８上には、絶縁膜９を介
して第１の色層１０、第２の色層１１、第３の色層１２
及び黒色樹脂層１３が下から順に積層されている。この
ような第１乃至第３の色層１０乃至１２及び黒色樹脂層
１３からなる積層体は、各ゲート線及び信号線上及びパ
ネルの額縁部２０においても、絶縁膜９を介して形成さ
れている。第１乃至第３の色層１０乃至１２は、本実施
例では、例えば夫々赤色層、緑色層及び青色層である
が、これらの組合せの順番が異なっていてもよい。例え
ば、第１乃至第３の色層１０乃至１２は、夫々アクリル
樹脂層に各色層に適した粒子が分散したものであり、黒
色樹脂層１３は、アクリル樹脂層にカーボン粒子が分散
したものである。以下、全ての黒色樹脂層１３をブラッ
クマトリクス１３といい、その中でも特に額縁部２０に
設けられたブラックマトリクスを額縁ブラックマトリク
スという。
して第１の色層１０、第２の色層１１、第３の色層１２
及び黒色樹脂層１３が下から順に積層されている。この
ような第１乃至第３の色層１０乃至１２及び黒色樹脂層
１３からなる積層体は、各ゲート線及び信号線上及びパ
ネルの額縁部２０においても、絶縁膜９を介して形成さ
れている。第１乃至第３の色層１０乃至１２は、本実施
例では、例えば夫々赤色層、緑色層及び青色層である
が、これらの組合せの順番が異なっていてもよい。例え
ば、第１乃至第３の色層１０乃至１２は、夫々アクリル
樹脂層に各色層に適した粒子が分散したものであり、黒
色樹脂層１３は、アクリル樹脂層にカーボン粒子が分散
したものである。以下、全ての黒色樹脂層１３をブラッ
クマトリクス１３といい、その中でも特に額縁部２０に
設けられたブラックマトリクスを額縁ブラックマトリク
スという。
【００２８】また、赤色を発光する画素開口部において
は、色層として第１の色層１０のみが絶縁膜９上に設け
られ、緑色を発光する画素開口部においては、色層とし
て第２の色層１１のみが絶縁膜９上に設けられ、青色を
発光する画素開口部（図示せず）においては、色層とし
て第３の色層１２のみが絶縁膜９上に設けられている。
は、色層として第１の色層１０のみが絶縁膜９上に設け
られ、緑色を発光する画素開口部においては、色層とし
て第２の色層１１のみが絶縁膜９上に設けられ、青色を
発光する画素開口部（図示せず）においては、色層とし
て第３の色層１２のみが絶縁膜９上に設けられている。
【００２９】更に、ＴＦＴ側ガラス基板１の内側表面上
には、ＴＦＴ８並びに第１乃至第３の色層１０乃至１２
及び黒色樹脂層１３からなる積層体等を覆い表面が平坦
化された平坦化膜１４が全面に形成されている。平坦化
膜１４には、夫々各ソース電極７まで達する複数個のコ
ンタクトホール１８が形成されており、このコンタクト
ホール１８内に、例えばＩＴＯ膜からなる画素電極１５
が形成されている。画素電極１５は平坦化膜１４上で、
その画素開口部の色層を覆うように延出している。
には、ＴＦＴ８並びに第１乃至第３の色層１０乃至１２
及び黒色樹脂層１３からなる積層体等を覆い表面が平坦
化された平坦化膜１４が全面に形成されている。平坦化
膜１４には、夫々各ソース電極７まで達する複数個のコ
ンタクトホール１８が形成されており、このコンタクト
ホール１８内に、例えばＩＴＯ膜からなる画素電極１５
が形成されている。画素電極１５は平坦化膜１４上で、
その画素開口部の色層を覆うように延出している。
【００３０】一方、対向側ガラス基板２の内側表面上に
は、各画素電極１５と対向するように拡がる対向側透明
共通電極１６が形成されている。対向側透明共通電極１
６は、例えばＩＴＯ膜からなる。
は、各画素電極１５と対向するように拡がる対向側透明
共通電極１６が形成されている。対向側透明共通電極１
６は、例えばＩＴＯ膜からなる。
【００３１】ガラス基板１及び２間には、液晶層１７を
包囲するシール材１９が設けられている。シール材１９
は、例えばエポキシ系樹脂接着剤からなるが、これに限
定されるものではない。また、平坦化膜１４及び対向側
透明共通電極１６上には、配向膜（図示せず）が形成さ
れている。
包囲するシール材１９が設けられている。シール材１９
は、例えばエポキシ系樹脂接着剤からなるが、これに限
定されるものではない。また、平坦化膜１４及び対向側
透明共通電極１６上には、配向膜（図示せず）が形成さ
れている。
【００３２】このように構成された本実施例のカラー液
晶表示パネルにおいては、ブラックマトリクス１３は第
１乃至第３の色層１０乃至１２を介して絶縁膜９上に形
成されている。第１乃至第３の色層１０乃至１２は、フ
ォトレジストを使用したパターニングにより形成される
ものであり、感光性が高く架橋反応が十分に起こるの
で、シリコン窒化物からなる絶縁膜９との密着性が高
い。また、第３の色層１２及びブラックマトリクス１３
の基材は、いずれもアクリル樹脂であるので、それらの
間の密着性も高い。更に、ブラックマトリクス１３の下
層に第１乃至第３の色層１０乃至１２が設けられている
ので、ブラックマトリクス１３を薄膜化しても、高い光
学濃度が得られるので、内部の感光率を高めるために薄
膜化することも可能である。従って、ブラックマトリク
ス１３と絶縁膜９との間に高い密着性が得られる。この
ため、微細なパターンを採用しても、その製造工程にお
けるブラックマトリクス１３の剥離が極めて発生しにく
くなるので、微細パターンを採用して高精細のパネルに
適用することが可能となる。例えば幅が１０μｍ程度の
ブラックマトリクスのパターニングが可能となり、ＸＧ
Ａのパネルにおいて８０％程度の開口率が得られる。
晶表示パネルにおいては、ブラックマトリクス１３は第
１乃至第３の色層１０乃至１２を介して絶縁膜９上に形
成されている。第１乃至第３の色層１０乃至１２は、フ
ォトレジストを使用したパターニングにより形成される
ものであり、感光性が高く架橋反応が十分に起こるの
で、シリコン窒化物からなる絶縁膜９との密着性が高
い。また、第３の色層１２及びブラックマトリクス１３
の基材は、いずれもアクリル樹脂であるので、それらの
間の密着性も高い。更に、ブラックマトリクス１３の下
層に第１乃至第３の色層１０乃至１２が設けられている
ので、ブラックマトリクス１３を薄膜化しても、高い光
学濃度が得られるので、内部の感光率を高めるために薄
膜化することも可能である。従って、ブラックマトリク
ス１３と絶縁膜９との間に高い密着性が得られる。この
ため、微細なパターンを採用しても、その製造工程にお
けるブラックマトリクス１３の剥離が極めて発生しにく
くなるので、微細パターンを採用して高精細のパネルに
適用することが可能となる。例えば幅が１０μｍ程度の
ブラックマトリクスのパターニングが可能となり、ＸＧ
Ａのパネルにおいて８０％程度の開口率が得られる。
【００３３】また、ブラックマトリクス１３の下には３
色の色層１０乃至１２が設けられているので、ブラック
マトリクス１３の位置による遮光率のばらつきは生じな
い。このため、安定したコントラストが得られる。更
に、ブラックマトリクス１３の光学濃度（ＯＤ（Optica
l Density）値）に３色の色層１０乃至１２の各光学濃
度が付加されるので、高い総光学濃度が得られる。
色の色層１０乃至１２が設けられているので、ブラック
マトリクス１３の位置による遮光率のばらつきは生じな
い。このため、安定したコントラストが得られる。更
に、ブラックマトリクス１３の光学濃度（ＯＤ（Optica
l Density）値）に３色の色層１０乃至１２の各光学濃
度が付加されるので、高い総光学濃度が得られる。
【００３４】次に、上述のような本実施例のカラー液晶
表示パネルを製造する方法について説明する。図２
（ａ）乃至（ｃ）、図３（ａ）及び（ｂ）並びに図４
（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例に係るカラー液晶表
示パネルを製造する方法を工程順に示す断面図である。
また、図５は図２（ａ）に断面図を示す工程を示す平面
図であり、図６は図２（ｂ）に断面図を示す工程を示す
平面図であり、図７は図２（ｃ）に断面図を示す工程を
示す平面図であり、図８は図３（ａ）に断面図を示す工
程を示す平面図であり、図９は図３（ｂ）に断面図を示
す工程を示す平面図である。なお、図２乃至図９におい
ては、簡略化のため絶縁膜４等は省略する。
表示パネルを製造する方法について説明する。図２
（ａ）乃至（ｃ）、図３（ａ）及び（ｂ）並びに図４
（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例に係るカラー液晶表
示パネルを製造する方法を工程順に示す断面図である。
また、図５は図２（ａ）に断面図を示す工程を示す平面
図であり、図６は図２（ｂ）に断面図を示す工程を示す
平面図であり、図７は図２（ｃ）に断面図を示す工程を
示す平面図であり、図８は図３（ａ）に断面図を示す工
程を示す平面図であり、図９は図３（ｂ）に断面図を示
す工程を示す平面図である。なお、図２乃至図９におい
ては、簡略化のため絶縁膜４等は省略する。
【００３５】前述のカラー液晶表示パネルを製造する際
には、先ず、図２（ａ）及び図５に示すように、ＴＦＴ
側ガラス基板１上にマトリクス状に複数個のＴＦＴ８を
形成する。この工程において、ゲート電極３及びゲート
線３ａを形成した後に絶縁膜４を形成している。
には、先ず、図２（ａ）及び図５に示すように、ＴＦＴ
側ガラス基板１上にマトリクス状に複数個のＴＦＴ８を
形成する。この工程において、ゲート電極３及びゲート
線３ａを形成した後に絶縁膜４を形成している。
【００３６】次に、全面に絶縁膜９を形成し、図２
（ｂ）及び図６に示すように、ＴＦＴ８のゲート電極３
及びドレイン電極６、額縁部２０、赤色を発光する画素
開口部、ゲート線３ａ上並びに信号線６ａ上における絶
縁膜９上に赤色の第１の色層１０を形成する。第１の色
層１０はアクリル樹脂を基材とし、その内部に赤色の粒
子が分散されている。また、第１の色層１０の厚さは、
例えば１乃至２μｍである。
（ｂ）及び図６に示すように、ＴＦＴ８のゲート電極３
及びドレイン電極６、額縁部２０、赤色を発光する画素
開口部、ゲート線３ａ上並びに信号線６ａ上における絶
縁膜９上に赤色の第１の色層１０を形成する。第１の色
層１０はアクリル樹脂を基材とし、その内部に赤色の粒
子が分散されている。また、第１の色層１０の厚さは、
例えば１乃至２μｍである。
【００３７】次いで、図２（ｃ）及び図７に示すよう
に、ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁
部２０、緑色を発光する画素開口部、ゲート線３ａ上並
びに信号線６ａ上における第１の色層１０及び露出した
絶縁膜９上に緑色の第２の色層１１を形成する。第２の
色層１１はアクリル樹脂を基材とし、その内部に緑色の
粒子が分散されている。また、第２の色層１１の厚さ
は、例えば１乃至２μｍである。
に、ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁
部２０、緑色を発光する画素開口部、ゲート線３ａ上並
びに信号線６ａ上における第１の色層１０及び露出した
絶縁膜９上に緑色の第２の色層１１を形成する。第２の
色層１１はアクリル樹脂を基材とし、その内部に緑色の
粒子が分散されている。また、第２の色層１１の厚さ
は、例えば１乃至２μｍである。
【００３８】更に、図３（ａ）及び図８に示すように、
ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁部２
０、青色を発光する画素開口部、ゲート線３ａ上並びに
信号線６ａ上における第２の色層１１及び露出した絶縁
膜９上に青色の第３の色層１２を形成する。第３の色層
１２はアクリル樹脂を基材とし、その内部に青色の粒子
が分散されている。また、第３の色層１２の厚さは、例
えば１乃至２μｍである。
ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁部２
０、青色を発光する画素開口部、ゲート線３ａ上並びに
信号線６ａ上における第２の色層１１及び露出した絶縁
膜９上に青色の第３の色層１２を形成する。第３の色層
１２はアクリル樹脂を基材とし、その内部に青色の粒子
が分散されている。また、第３の色層１２の厚さは、例
えば１乃至２μｍである。
【００３９】そして、図３（ｂ）及び図９に示すよう
に、ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁
部２０、ゲート線３ａ上並びに信号線６ａ上における第
３の色層１１上にブラックマトリクス１３を形成する。
ブラックマトリクス１３の厚さは、例えば１乃至２μｍ
である。
に、ＴＦＴ８のゲート電極３及びドレイン電極６、額縁
部２０、ゲート線３ａ上並びに信号線６ａ上における第
３の色層１１上にブラックマトリクス１３を形成する。
ブラックマトリクス１３の厚さは、例えば１乃至２μｍ
である。
【００４０】続いて、図４（ａ）に示すように、全面に
平坦化膜１４を形成し、平坦化膜１４に夫々各ソース電
極７まで達するコンタクトホール１８を形成する。
平坦化膜１４を形成し、平坦化膜１４に夫々各ソース電
極７まで達するコンタクトホール１８を形成する。
【００４１】次に、図４（ｂ）に示すように、平坦化膜
１４上でその画素開口部の色層を覆うように延出する画
素電極１５をコンタクトホール１８内及び平坦化膜１４
上に形成する。
１４上でその画素開口部の色層を覆うように延出する画
素電極１５をコンタクトホール１８内及び平坦化膜１４
上に形成する。
【００４２】その後、通常の方法により、対向側ガラス
基板２上に対向側透明共通電極１６を形成し、これらの
基板を貼り合わせる等してカラー液晶表示パネルを完成
させる。
基板２上に対向側透明共通電極１６を形成し、これらの
基板を貼り合わせる等してカラー液晶表示パネルを完成
させる。
【００４３】なお、前述の実施例では、ブラックマトリ
クス１３と絶縁膜９との間に３層の色層１０乃至１２が
設けられているが、色層の層数は１又は２層であっても
よい。この場合、その色層の色は限定されるものではな
い。但し、パネル全体で安定したコントラストを得るた
めには、ブラックマトリクス１３と絶縁膜９との間に設
けられる色層の組合せは一定である必要がある。このよ
うに、ブラックマトリクス１３と絶縁膜９との間の色層
の層数を１又は２としても、高い密着性及びコントラス
トを得ることは可能である。例えば、色層の層数が１層
の場合、ブラックマトリクスの厚さは３乃至４μｍであ
ることが好ましい。
クス１３と絶縁膜９との間に３層の色層１０乃至１２が
設けられているが、色層の層数は１又は２層であっても
よい。この場合、その色層の色は限定されるものではな
い。但し、パネル全体で安定したコントラストを得るた
めには、ブラックマトリクス１３と絶縁膜９との間に設
けられる色層の組合せは一定である必要がある。このよ
うに、ブラックマトリクス１３と絶縁膜９との間の色層
の層数を１又は２としても、高い密着性及びコントラス
トを得ることは可能である。例えば、色層の層数が１層
の場合、ブラックマトリクスの厚さは３乃至４μｍであ
ることが好ましい。
【００４４】図１０は横軸に波長をとり、縦軸に透過率
をとって２層の色層及びブラックマトリクスを設けた場
合等種々の場合における両者の関係を示すグラフ図であ
り、図１１は横軸に波長をとり、縦軸に透過率をとって
２層の色層のみを設けた場合等種々の場合における両者
の関係を示すグラフ図である。なお、図１０において、
実線は２層の色層及びＯＤ値が１．６のブラックマトリ
クスを設けた場合（本発明の実施例に相当）を示し、一
点鎖線はＯＤ値が３のブラックマトリクスのみを設けた
場合を示し、破線はＯＤ値が１．６のブラックマトリク
スのみを設けた場合を示している。また、図１１におい
て、実線はＯＤ値が３のブラックマトリクスのみを設け
た場合を示し、一点鎖線は３層の色層のみを設けた場合
を示し、破線は２層の色層のみを設けた場合を示してい
る。図１０及び図１１に示すように、２層の色層及びブ
ラックマトリクスを設けた場合には、他の場合と比して
極めて低い透過率が得られている。なお、図１０及び図
１１に示す２層の場合の色層は、赤色の色層と青色の色
層とを組合わせたものである。
をとって２層の色層及びブラックマトリクスを設けた場
合等種々の場合における両者の関係を示すグラフ図であ
り、図１１は横軸に波長をとり、縦軸に透過率をとって
２層の色層のみを設けた場合等種々の場合における両者
の関係を示すグラフ図である。なお、図１０において、
実線は２層の色層及びＯＤ値が１．６のブラックマトリ
クスを設けた場合（本発明の実施例に相当）を示し、一
点鎖線はＯＤ値が３のブラックマトリクスのみを設けた
場合を示し、破線はＯＤ値が１．６のブラックマトリク
スのみを設けた場合を示している。また、図１１におい
て、実線はＯＤ値が３のブラックマトリクスのみを設け
た場合を示し、一点鎖線は３層の色層のみを設けた場合
を示し、破線は２層の色層のみを設けた場合を示してい
る。図１０及び図１１に示すように、２層の色層及びブ
ラックマトリクスを設けた場合には、他の場合と比して
極めて低い透過率が得られている。なお、図１０及び図
１１に示す２層の場合の色層は、赤色の色層と青色の色
層とを組合わせたものである。
【００４５】また、実際に本願発明者が黒色樹脂膜の現
像時のマージンの確認を行ったところ、以下に示す表１
及び表２のような結果が得られた。表１はシリコン窒化
膜の上に第１乃至第３の色層及び黒色樹脂膜が順次堆積
したときの結果であり、表２はシリコン窒化膜上に直接
黒色樹脂膜を堆積したときの結果である。なお、表１及
び表２において、○は黒色樹脂膜に剥がれ及び現像残り
のいずれもが生じなかったことを示し、△は黒色樹脂膜
の一部に剥がれ及び／又は現像残りが生じたことを示
し、×は黒色樹脂膜が剥がれたか、又は現像が不可能で
あったことを示す。また、ｐＨ値の中心条件Ｄの値は１
０乃至１１であり、現像時間の中心時間Ｔは６０乃至１
２０秒間である。
像時のマージンの確認を行ったところ、以下に示す表１
及び表２のような結果が得られた。表１はシリコン窒化
膜の上に第１乃至第３の色層及び黒色樹脂膜が順次堆積
したときの結果であり、表２はシリコン窒化膜上に直接
黒色樹脂膜を堆積したときの結果である。なお、表１及
び表２において、○は黒色樹脂膜に剥がれ及び現像残り
のいずれもが生じなかったことを示し、△は黒色樹脂膜
の一部に剥がれ及び／又は現像残りが生じたことを示
し、×は黒色樹脂膜が剥がれたか、又は現像が不可能で
あったことを示す。また、ｐＨ値の中心条件Ｄの値は１
０乃至１１であり、現像時間の中心時間Ｔは６０乃至１
２０秒間である。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】なお、前述の実施例では、ブラックマトリ
クス及び色層の基材としてアクリル樹脂を使用している
が、ポリイミド樹脂等他の樹脂を使用してもよい。
クス及び色層の基材としてアクリル樹脂を使用している
が、ポリイミド樹脂等他の樹脂を使用してもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
色層と絶縁膜との間の密着性及び色層とブラックマトリ
クスとの間の密着性が高く、このような色層を少なくと
も１層ブラックマトリクスと絶縁膜との間に設けている
ので、ブラックマトリクスと絶縁膜である窒化膜との間
に高い密着性を得ることができる。この結果、現像時の
ブラックマトリクスの原料となる黒色樹脂膜の剥離を抑
制することができ、微細なパターニングが可能となり、
パネルを高精細化することができる。また、ブラックマ
トリクス以外にその下の色層も遮光膜として機能するの
で、高い光学濃度を得ることができる。
色層と絶縁膜との間の密着性及び色層とブラックマトリ
クスとの間の密着性が高く、このような色層を少なくと
も１層ブラックマトリクスと絶縁膜との間に設けている
ので、ブラックマトリクスと絶縁膜である窒化膜との間
に高い密着性を得ることができる。この結果、現像時の
ブラックマトリクスの原料となる黒色樹脂膜の剥離を抑
制することができ、微細なパターニングが可能となり、
パネルを高精細化することができる。また、ブラックマ
トリクス以外にその下の色層も遮光膜として機能するの
で、高い光学濃度を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係るカラー液晶表示パネルの
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係るカラ
ー液晶表示パネルを製造する方法を工程順に示す断面図
である。
ー液晶表示パネルを製造する方法を工程順に示す断面図
である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、同じく実施例に係るカラ
ー液晶表示パネルを製造する方法を示す図であって、図
２（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す
断面図である。
ー液晶表示パネルを製造する方法を示す図であって、図
２（ａ）乃至（ｃ）に示す工程の次工程を工程順に示す
断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、同じく実施例に係るカラ
ー液晶表示パネルを製造する方法を示す図であって、図
３（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す
断面図である。
ー液晶表示パネルを製造する方法を示す図であって、図
３（ａ）及び（ｂ）に示す工程の次工程を工程順に示す
断面図である。
【図５】図２（ａ）に断面図を示す工程を示す平面図で
ある。
ある。
【図６】図２（ｂ）に断面図を示す工程を示す平面図で
ある。
ある。
【図７】図２（ｃ）に断面図を示す工程を示す平面図で
ある。
ある。
【図８】図３（ａ）に断面図を示す工程を示す平面図で
ある。
ある。
【図９】図３（ｂ）に断面図を示す工程を示す平面図で
ある。
ある。
【図１０】２層の色層及びブラックマトリクスを設けた
場合等種々の場合における波長と透過率との関係を示す
グラフ図である。
場合等種々の場合における波長と透過率との関係を示す
グラフ図である。
【図１１】２層の色層のみを設けた場合等種々の場合に
おける波長と透過率との関係を示すグラフ図である。
おける波長と透過率との関係を示すグラフ図である。
【図１２】従来のＴＦＴ側基板上に３色の色層が設けら
れたカラー液晶表示パネルを示す断面図である。
れたカラー液晶表示パネルを示す断面図である。
１、２；ガラス基板
３；ゲート電極
３ａ；ゲート線
４、９；絶縁膜
５；半導体層
６；ドレイン電極
６ａ；信号線
７；ソース電極
８；ＴＦＴ
１０、１１、１２；色層
１３；ブラックマトリクス（黒色樹脂膜）
１４；平坦化膜
１５；画素電極
１６；対向側透明共通電極
１７；液晶層
１８；コンタクトホール
１９；シール材
２０；額縁部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０３Ｆ 7/004 ５１１ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５１１
Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ａ
9/30 9/30
(72)発明者 渡邊 貴彦
東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気
株式会社内
(72)発明者 吉川 周憲
東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気
株式会社内
(72)発明者 丸山 宗生
東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気
株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−146402（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−348320（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−118223（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−64837（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−134271（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−119230（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−221696（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G09F 9/30 - 9/46
G02F 1/1335 - 1/13363
Claims (7)
- 【請求項１】 対向して配置された第１及び第２の透明
基板と、前記第１及び第２の透明基板間に設けられた液
晶層と、前記第１の透明基板上にマトリクス状に配置さ
れた複数個の薄膜トランジスタと、前記第１の透明基板
上に設けられ前記薄膜トランジスタを覆う絶縁膜と、こ
の絶縁膜上に形成されたブラックマトリクスと、前記絶
縁膜上で前記ブラックマトリクスにより区画された領域
に設けられ第１乃至第３の色層を備えたカラーフィルタ
と、を有するカラー液晶表パネルにおいて、前記ブラッ
クマトリクスと前記絶縁膜との間には前記第１乃至第３
の色層から選択された少なくとも１つの色層と同じ色層
が設けられていることを特徴とするカラー液晶表示パネ
ル。 - 【請求項２】 前記ブラックマトリクスと前記絶縁膜と
の間に設けられた色層の層数は１層であり、この色層の
色は全体で統一されていることを特徴とする請求項１に
記載のカラー液晶表示パネル。 - 【請求項３】 前記ブラックマトリクスと前記絶縁膜と
の間に設けられた色層の層数は２層であり、これらの色
層の色の組合せは全体で統一されていることを特徴とす
る請求項１に記載のカラー液晶表示パネル。 - 【請求項４】 前記ブラックマトリクスと前記絶縁膜と
の間に設けられた色層の層数は３層であることを特徴と
する請求項１に記載のカラー液晶表示パネル。 - 【請求項５】 前記ブラックマトリクスは、基材として
のアクリル樹脂部と、このアクリル樹脂部中に分散した
カーボン粒子と、を有することを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか１項に記載のカラー液晶表示パネル。 - 【請求項６】 前記ブラックマトリクスと前記絶縁膜と
の間に設けられた色層は、前記カラーフィルタを構成す
る色層と同時に形成されたものであることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラー液晶表示
パネル。 - 【請求項７】 前記絶縁膜は、シリコン窒化膜であるこ
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
カラー液晶表示パネル。
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