JP3512665B2 - カラー液晶パネル及びその製造方法 - Google Patents
カラー液晶パネル及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー液晶パネル
及びその製造方法に関し、詳しくは、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）等のスイッチング素子とカラーフィルター及
びブラックマトリクスを同一基板上に形成した
及びその製造方法に関し、詳しくは、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）等のスイッチング素子とカラーフィルター及
びブラックマトリクスを同一基板上に形成した
【０００２】
【従来の技術】従来、カラー液晶パネルの構成は図１２
に示されるように、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、半
導体層４、ソース・ドレイン電極５，６からなるＴＦＴ
などのスイッチング素子、各電極への配線層（不図
示）、これらを覆って形成される層間膜７、各画素毎の
画素電極１１、これらを覆って形成されるパッシベーシ
ョン膜１１、配向膜１８ａ、外部回路と接続するための
端子１３とを有する第１の基板１と、ブラックマトリク
ス８、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のカラーフィルタ層１０Ｒ、１
０Ｇ、１０Ｂ、ＩＴＯなどの透明共通電極１７、配向膜
１８ｂを有する第２の基板１６とを、両基板間のギャッ
プを所定の距離に保つスペーサ１４を間に挟み、基板周
辺部に配設したシール材１５を介してそれぞれの形成面
を対向させて貼り合わせてパネル組立を行い、シール焼
成、ギャップ測定の後、液晶材料１９をパネル内に注入
する。
に示されるように、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、半
導体層４、ソース・ドレイン電極５，６からなるＴＦＴ
などのスイッチング素子、各電極への配線層（不図
示）、これらを覆って形成される層間膜７、各画素毎の
画素電極１１、これらを覆って形成されるパッシベーシ
ョン膜１１、配向膜１８ａ、外部回路と接続するための
端子１３とを有する第１の基板１と、ブラックマトリク
ス８、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のカラーフィルタ層１０Ｒ、１
０Ｇ、１０Ｂ、ＩＴＯなどの透明共通電極１７、配向膜
１８ｂを有する第２の基板１６とを、両基板間のギャッ
プを所定の距離に保つスペーサ１４を間に挟み、基板周
辺部に配設したシール材１５を介してそれぞれの形成面
を対向させて貼り合わせてパネル組立を行い、シール焼
成、ギャップ測定の後、液晶材料１９をパネル内に注入
する。
【０００３】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とも
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、１カ所の注入口を設けた空セルと液晶物質
を真空（１×１０-2〜１×１０-4Ｔｏｒｒ）状態にし、
注入口に液晶を付着させ、その後、大気圧に徐々に戻
し、液晶セルの内外の圧力差を用い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おり、現在はもっぱ
ら後者の方法が採られている。
置に２カ所の穴を設け、一方から液晶を注入するととも
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、１カ所の注入口を設けた空セルと液晶物質
を真空（１×１０-2〜１×１０-4Ｔｏｒｒ）状態にし、
注入口に液晶を付着させ、その後、大気圧に徐々に戻
し、液晶セルの内外の圧力差を用い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おり、現在はもっぱ
ら後者の方法が採られている。
【０００４】液晶注入後、注入口を封止し、両基板の外
側に偏光板２０ａ、２０ｂを貼り付け、液晶パネルが完
成する。
側に偏光板２０ａ、２０ｂを貼り付け、液晶パネルが完
成する。
【０００５】液晶パネルの高精細化を図るには、画素の
高密度化を達成する必要があるが、従来のカラーフィル
ター及びブラックマトリクスを対向基板側に配した構成
の液晶パネルでは、組み立て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った。
高密度化を達成する必要があるが、従来のカラーフィル
ター及びブラックマトリクスを対向基板側に配した構成
の液晶パネルでは、組み立て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った。
【０００６】これに対して、ＴＦＴなどのスイッチング
素子の形成されるアクティブマトリクス基板側にカラー
フィルタ及びブラックマトリクスを形成する方法（ＣＦ
−ｏｎ−ＴＦＴ、以下、「ＣＯＴ」と称す）が提案され
ている。
素子の形成されるアクティブマトリクス基板側にカラー
フィルタ及びブラックマトリクスを形成する方法（ＣＦ
−ｏｎ−ＴＦＴ、以下、「ＣＯＴ」と称す）が提案され
ている。
【０００７】ＣＯＴ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、組み合わせマージンを考
慮する必要がなく、製造工程が簡略化できると同時に、
画素開口率の拡大も達成される。
クマトリクスを形成するため、組み合わせマージンを考
慮する必要がなく、製造工程が簡略化できると同時に、
画素開口率の拡大も達成される。
【０００８】しかしながら、カラーフィルタやブラック
マトリクスを直接ＴＦＴや配線等の上に形成すると、カ
ラーフィルタやブラックマトリクスに含まれる元素ある
いはイオンがスイッチング素子の構成部分に侵入してス
イッチング素子を誤動作させるおそれがあることから、
特開平１０−３９２９２号公報には、スイッチング素子
とカラーフィルタとの間に保護膜（パッシベーション
膜）を形成することが提案されている。
マトリクスを直接ＴＦＴや配線等の上に形成すると、カ
ラーフィルタやブラックマトリクスに含まれる元素ある
いはイオンがスイッチング素子の構成部分に侵入してス
イッチング素子を誤動作させるおそれがあることから、
特開平１０−３９２９２号公報には、スイッチング素子
とカラーフィルタとの間に保護膜（パッシベーション
膜）を形成することが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ようなＣＯＴ構成の液晶パネルの構成を明らかにするこ
とである。なお、前記特開平１０−３９２９２号公報に
は液晶パネル端部に関する記載は明らかにされていな
い。
ようなＣＯＴ構成の液晶パネルの構成を明らかにするこ
とである。なお、前記特開平１０−３９２９２号公報に
は液晶パネル端部に関する記載は明らかにされていな
い。
【００１０】
【発明を解決するための手段】本発明は、画素電極の形
成される第１の基板側に、各画素のスイッチング素子で
ある薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタを覆って形成
されるパッシベーション膜、該パッシベーション膜上に
形成されるカラーフィルタ層及びブラックマトリクス、
該カラーフィルタ層及びブラックマトリクスを覆って形
成されるオーバーコート層を有し、前記第１の基板に対
向して形成される透明共通電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板とをシール材で貼り合わせて形成された
空隙内に液晶材料が注入されてなるカラー液晶パネルに
おいて、前記第１の基板に形成されるブラックマトリク
スが該第１の基板端部を額縁状に覆って形成されている
ことを特徴とするカラー液晶パネルに関するものであ
る。
成される第１の基板側に、各画素のスイッチング素子で
ある薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタを覆って形成
されるパッシベーション膜、該パッシベーション膜上に
形成されるカラーフィルタ層及びブラックマトリクス、
該カラーフィルタ層及びブラックマトリクスを覆って形
成されるオーバーコート層を有し、前記第１の基板に対
向して形成される透明共通電極を有する第２の基板と、
前記第１の基板とをシール材で貼り合わせて形成された
空隙内に液晶材料が注入されてなるカラー液晶パネルに
おいて、前記第１の基板に形成されるブラックマトリク
スが該第１の基板端部を額縁状に覆って形成されている
ことを特徴とするカラー液晶パネルに関するものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１２】［第１の実施形態］図１は、本発明の一実
施形態になる液晶パネルの概略断面図である。同図にお
いて、１はＴＦＴ側のガラス基板などの透明絶縁性材料
からなる第１の基板であり、その上にスイッチング素子
であるＴＦＴが形成されている。ＴＦＴはゲート電極
２、ゲート電極２上に形成されるゲート絶縁膜３、ソー
ス電極５、ドレイン電極６とソース・ドレイン電極に挟
まれたアモルファスシリコンなどの半導体層４とから構
成されている。
施形態になる液晶パネルの概略断面図である。同図にお
いて、１はＴＦＴ側のガラス基板などの透明絶縁性材料
からなる第１の基板であり、その上にスイッチング素子
であるＴＦＴが形成されている。ＴＦＴはゲート電極
２、ゲート電極２上に形成されるゲート絶縁膜３、ソー
ス電極５、ドレイン電極６とソース・ドレイン電極に挟
まれたアモルファスシリコンなどの半導体層４とから構
成されている。
【００１３】これらのスイッチング素子を覆って、パッ
シベーション膜７が例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）
により形成されている。半導体層４の上方には、ブラッ
クマトリクス（ＢＭ）８が形成されており、また、赤
（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色からなるカラーフ
ィルタ（ＣＦ）１０が各画素に対応して形成されてい
る。また、ＣＯＴ基板の周辺部には額縁状ＢＭ９がパッ
シベーション膜上に形成される。額縁状ＢＭ９はＢＭ８
と同材料であっても別材料で形成しても良いが、製造工
程を簡略化するために同材料で形成するのが好ましい。
シベーション膜７が例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）
により形成されている。半導体層４の上方には、ブラッ
クマトリクス（ＢＭ）８が形成されており、また、赤
（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色からなるカラーフ
ィルタ（ＣＦ）１０が各画素に対応して形成されてい
る。また、ＣＯＴ基板の周辺部には額縁状ＢＭ９がパッ
シベーション膜上に形成される。額縁状ＢＭ９はＢＭ８
と同材料であっても別材料で形成しても良いが、製造工
程を簡略化するために同材料で形成するのが好ましい。
【００１４】ＢＭ及びＣＦを覆ってオーバーコート１２
が設けられ、各画素部ではオーバーコート上にＩＴＯな
どの透明導電性材料からなる画素電極１１が形成され、
画素電極１１はオーバーコート１２に形成されたコンタ
クトを介してドレイン電極６に接続されている。ＣＯＴ
基板の端部には外部回路との接続をはかるための端子１
３が形成される。
が設けられ、各画素部ではオーバーコート上にＩＴＯな
どの透明導電性材料からなる画素電極１１が形成され、
画素電極１１はオーバーコート１２に形成されたコンタ
クトを介してドレイン電極６に接続されている。ＣＯＴ
基板の端部には外部回路との接続をはかるための端子１
３が形成される。
【００１５】また、対向側の第２の基板１６には、表示
部全面にＩＴＯなどの透明共通電極１７が形成されてい
る。両基板の対向面にはさらに配向膜１８が形成され、
所定の方向にラビング処理が施される。
部全面にＩＴＯなどの透明共通電極１７が形成されてい
る。両基板の対向面にはさらに配向膜１８が形成され、
所定の方向にラビング処理が施される。
【００１６】両基板は間に所定のギャップを設けるた
め、スペーサ１４を任意に分散させ、その後、シール材
１５により、両基板を透明電極同士を内側に組み合わせ
る。
め、スペーサ１４を任意に分散させ、その後、シール材
１５により、両基板を透明電極同士を内側に組み合わせ
る。
【００１７】［第２の実施形態］上記の実施形態では、
基板端部にまで額縁状ブラックマトリクスを形成する
と、液晶注入を真空注入方式などにより行った場合、真
空状態から大気圧状態に戻されたときの基板のたわみに
よりシール部で負荷が架かり、ブラックマトリクスとパ
ッシベーション膜との密着性が十分でない場合には、膜
剥がれを起こすことが懸念される。これを解決する手段
について以下に説明する。
基板端部にまで額縁状ブラックマトリクスを形成する
と、液晶注入を真空注入方式などにより行った場合、真
空状態から大気圧状態に戻されたときの基板のたわみに
よりシール部で負荷が架かり、ブラックマトリクスとパ
ッシベーション膜との密着性が十分でない場合には、膜
剥がれを起こすことが懸念される。これを解決する手段
について以下に説明する。
【００１８】図２〜４は、シール部での膜剥がれを解消
するための第１の例を示しており、図２は画素部の平面
図、図３はパネル全体の平面図、図４は図２のＰ−Ｐ’
線での断面図を示している。図１に示す実施形態との違
いは、第１の基板１の周辺部に形成される額縁状ＢＭ９
をシール材１５の配設部よりも基板内側に形成している
点である。つまり、シール材１５の下の第１の基板１で
はパッシベーション膜７の上に直接オーバーコート１２
が形成されており、シール材配設部において、前記図１
の実施形態より密着性が向上している。
するための第１の例を示しており、図２は画素部の平面
図、図３はパネル全体の平面図、図４は図２のＰ−Ｐ’
線での断面図を示している。図１に示す実施形態との違
いは、第１の基板１の周辺部に形成される額縁状ＢＭ９
をシール材１５の配設部よりも基板内側に形成している
点である。つまり、シール材１５の下の第１の基板１で
はパッシベーション膜７の上に直接オーバーコート１２
が形成されており、シール材配設部において、前記図１
の実施形態より密着性が向上している。
【００１９】図５及び図６は、この実施形態になる液晶
パネルの製造方法を示す工程断面図である。まず、図５
（ａ）に示すように板厚０．７ｍｍあるいは１．１ｍｍ
の無アルカリガラスなどの透明絶縁性材料からなる第１
の基板１上にＴＦＴを形成する。ＴＦＴの形成は、まず
第１の基板１上にＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ等の金属からなる材
料を１００〜４００ｎｍの膜厚に例えばスパッタ法で成
膜し、フォトリソグラフィ法により所望のゲート電極２
形状にパターニングする。ゲート電極２及び第１の基板
１上にゲート絶縁膜３としてＳｉＯｘ及びＳｉＮｘの積
層膜を１００〜２００ｎｍ程度の膜厚にＣＶＤ法などに
より成膜する。次に半導体層４としてアモルファスシリ
コンを膜厚約４００ｎｍに成膜し、所望の形状にパター
ニングした後、ソース・ドレイン電極となるＡｌ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ等の金属からなる材料を１００〜４００ｎｍの
膜厚に例えばスパッタ法で成膜し、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する。さらにこ
れらを覆ってパッシベーション膜７をシリコン窒化膜
（ＳｉＮｘ）により１００〜２００ｎｍ程度の膜厚に形
成する。パッシベーション膜としてはシリコン窒化膜な
どの無機材料の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの
透明な樹脂材料を使用することもできる。
パネルの製造方法を示す工程断面図である。まず、図５
（ａ）に示すように板厚０．７ｍｍあるいは１．１ｍｍ
の無アルカリガラスなどの透明絶縁性材料からなる第１
の基板１上にＴＦＴを形成する。ＴＦＴの形成は、まず
第１の基板１上にＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ等の金属からなる材
料を１００〜４００ｎｍの膜厚に例えばスパッタ法で成
膜し、フォトリソグラフィ法により所望のゲート電極２
形状にパターニングする。ゲート電極２及び第１の基板
１上にゲート絶縁膜３としてＳｉＯｘ及びＳｉＮｘの積
層膜を１００〜２００ｎｍ程度の膜厚にＣＶＤ法などに
より成膜する。次に半導体層４としてアモルファスシリ
コンを膜厚約４００ｎｍに成膜し、所望の形状にパター
ニングした後、ソース・ドレイン電極となるＡｌ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ等の金属からなる材料を１００〜４００ｎｍの
膜厚に例えばスパッタ法で成膜し、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する。さらにこ
れらを覆ってパッシベーション膜７をシリコン窒化膜
（ＳｉＮｘ）により１００〜２００ｎｍ程度の膜厚に形
成する。パッシベーション膜としてはシリコン窒化膜な
どの無機材料の他、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの
透明な樹脂材料を使用することもできる。
【００２０】次に図５（ｂ）に示すように半導体層４の
遮光のため、ＢＭ８をＴＦＴの上に形成する。またパネ
ル周辺からの光漏れを防止するため、額縁状ＢＭ９を形
成する。ＢＭは、遮光性のある顔料を分散したネガ型感
光性アクリル系レジスト（例えば、ＪＳＲ製「オプトマ
ーＣＲシリーズ」）やカーボン系レジスト材料などを塗
布し、所望のＢＭ形状に露光し、現像することで形成で
きる。この時、膜厚としては約１〜３μｍに形成する。
ＢＭに要求される特性としては、光学濃度（ＯＤ値）が
３以上であり、シート抵抗が１０10Ω／□以上あるもの
が望ましい。
遮光のため、ＢＭ８をＴＦＴの上に形成する。またパネ
ル周辺からの光漏れを防止するため、額縁状ＢＭ９を形
成する。ＢＭは、遮光性のある顔料を分散したネガ型感
光性アクリル系レジスト（例えば、ＪＳＲ製「オプトマ
ーＣＲシリーズ」）やカーボン系レジスト材料などを塗
布し、所望のＢＭ形状に露光し、現像することで形成で
きる。この時、膜厚としては約１〜３μｍに形成する。
ＢＭに要求される特性としては、光学濃度（ＯＤ値）が
３以上であり、シート抵抗が１０10Ω／□以上あるもの
が望ましい。
【００２１】続いて、図５（ｃ）に示すように、各画素
毎にＣＦ１０を形成する。例えば、赤色顔料をアクリル
系樹脂に分散させたネガ型感光性カラーレジスト（例え
ば、ＪＳＲ製「オプトマーＣＲシリーズ」）を、スピン
コート法で基板上に塗布する。膜厚は約１．０〜１．５
μｍ程度になるようスピン回転数を調整する。次にホッ
トプレートで８０℃／２分プリベークを行い、露光した
後、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロオキサ
イド）液で現像し、対応する部分に赤色ＣＦ１０Ｒを形
成する。その際、後の工程でドレイン電極６と画素電極
１１を接続するためのコンタクトスルーホール２１を形
成する領域には、開口を形成しておく。この開口の大き
さは、少なくともコンタクトスルーホールが含まれる程
度の大きさである。次にクリーンオーブンで２２０℃・
６０分焼成を行い、赤色カラーフィルター１０Ｒを硬化
させる。
毎にＣＦ１０を形成する。例えば、赤色顔料をアクリル
系樹脂に分散させたネガ型感光性カラーレジスト（例え
ば、ＪＳＲ製「オプトマーＣＲシリーズ」）を、スピン
コート法で基板上に塗布する。膜厚は約１．０〜１．５
μｍ程度になるようスピン回転数を調整する。次にホッ
トプレートで８０℃／２分プリベークを行い、露光した
後、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロオキサ
イド）液で現像し、対応する部分に赤色ＣＦ１０Ｒを形
成する。その際、後の工程でドレイン電極６と画素電極
１１を接続するためのコンタクトスルーホール２１を形
成する領域には、開口を形成しておく。この開口の大き
さは、少なくともコンタクトスルーホールが含まれる程
度の大きさである。次にクリーンオーブンで２２０℃・
６０分焼成を行い、赤色カラーフィルター１０Ｒを硬化
させる。
【００２２】赤色ＣＦ１０Ｒ形成と同様の方法で緑色Ｃ
Ｆ１０Ｇ、青色ＣＦ１０Ｂを形成する。各ＣＦは図３に
示すように順次隣接して形成すれば良く、形成順序は特
に限定されない。なお、図３では各色に対応する画素開
口部２４として示している。
Ｆ１０Ｇ、青色ＣＦ１０Ｂを形成する。各ＣＦは図３に
示すように順次隣接して形成すれば良く、形成順序は特
に限定されない。なお、図３では各色に対応する画素開
口部２４として示している。
【００２３】次に図５（ｄ）に示すように、各色ＣＦ１
０の形成後、平坦化のため、例えばノボラック系のポジ
型感光性レジスト（例えば、ＪＳＲ製「オプトマーＰＣ
シリーズ」）を塗布し、露光・現像によりコンタクトス
ルーホールの部分に開口を有するパターン状に形成し、
さらに２２０℃・６０分間焼成を行い硬化させることで
オーバーコート層１２を形成する。
０の形成後、平坦化のため、例えばノボラック系のポジ
型感光性レジスト（例えば、ＪＳＲ製「オプトマーＰＣ
シリーズ」）を塗布し、露光・現像によりコンタクトス
ルーホールの部分に開口を有するパターン状に形成し、
さらに２２０℃・６０分間焼成を行い硬化させることで
オーバーコート層１２を形成する。
【００２４】続いて図６（ｅ）に示すように、オーバー
コート層１２、コンタクトスルーホールから露出したド
レイン電極６上にスパッタ法でＩＴＯ等の透明導電膜を
成膜し、パターニングして画素電極１１を形成する。こ
のとき、膜厚は厚いほど良好なカバレッジが得られ、ド
レイン電極６との電気的な接続が安定するが、透明導電
膜に用いるＩＴＯ膜の加工性を考慮すると６０〜１２０
ｎｍ程度の膜厚が適当である。
コート層１２、コンタクトスルーホールから露出したド
レイン電極６上にスパッタ法でＩＴＯ等の透明導電膜を
成膜し、パターニングして画素電極１１を形成する。こ
のとき、膜厚は厚いほど良好なカバレッジが得られ、ド
レイン電極６との電気的な接続が安定するが、透明導電
膜に用いるＩＴＯ膜の加工性を考慮すると６０〜１２０
ｎｍ程度の膜厚が適当である。
【００２５】その後、表示部全面にポリイミド系配向剤
（例えば日産化学製、「サンエバー」シリーズ、あるい
はＪＳＲ製「オプトマーＡＬ」シリーズ）をスピンコー
ト法などにより塗布し、２００℃以下の温度で焼成す
る。次に所望のプレチルト角を得るため、形成した配向
膜１８ａの表面層を一定方向にラビングする。ラビング
は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に接触させ、圧力、回転速度、
回転方向、角度を調整して行えばよい。このようにして
ＣＯＴ基板が形成される。次に図６（ｆ）に示すよう
に、基板周辺部にシール材１５をスクリーン印刷法やデ
ィスペンサー塗布などにより配設する。シール材１５と
しては、例えばエポキシ系樹脂接着剤（例えば、三井化
学製「ストラクトボンド」シリーズ）などが使用でき
る。シール材の厚みは特に規定されないが、対向側基板
との貼り合わせ強度が十分あり、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、１．５ｍｍ程
度の厚みに形成する。
（例えば日産化学製、「サンエバー」シリーズ、あるい
はＪＳＲ製「オプトマーＡＬ」シリーズ）をスピンコー
ト法などにより塗布し、２００℃以下の温度で焼成す
る。次に所望のプレチルト角を得るため、形成した配向
膜１８ａの表面層を一定方向にラビングする。ラビング
は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に接触させ、圧力、回転速度、
回転方向、角度を調整して行えばよい。このようにして
ＣＯＴ基板が形成される。次に図６（ｆ）に示すよう
に、基板周辺部にシール材１５をスクリーン印刷法やデ
ィスペンサー塗布などにより配設する。シール材１５と
しては、例えばエポキシ系樹脂接着剤（例えば、三井化
学製「ストラクトボンド」シリーズ）などが使用でき
る。シール材の厚みは特に規定されないが、対向側基板
との貼り合わせ強度が十分あり、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、１．５ｍｍ程
度の厚みに形成する。
【００２６】次に、シール材１５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を塗布し、別途形
成した対向側基板を図６（ｇ）に示すように貼り付け、
シール材を硬化させるために焼成する。対向側基板は板
厚０．７もしくは１．１ｍｍの無アルカリガラス製の第
２の基板１６にＩＴＯからなる対向側透明共通電極１７
を例えば８０〜１５０ｎｍの厚みにスパッタ法などによ
り形成し、前記同様に配向膜１８ｂを形成したものであ
る。両基板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、対向側基板上にスペーサ１４を
塗布しておく。スペーサ１４としては、直径４．５〜
５．５μｍのジビニルベンゼン系架橋重合体からなるミ
クロパールを表示部面内に、基板周辺部には径約５〜７
μｍのガラスファイバー製のマイクロロッドと呼ばれる
スペーサを配しておく。
エポキシ系樹脂からなるトランスファを塗布し、別途形
成した対向側基板を図６（ｇ）に示すように貼り付け、
シール材を硬化させるために焼成する。対向側基板は板
厚０．７もしくは１．１ｍｍの無アルカリガラス製の第
２の基板１６にＩＴＯからなる対向側透明共通電極１７
を例えば８０〜１５０ｎｍの厚みにスパッタ法などによ
り形成し、前記同様に配向膜１８ｂを形成したものであ
る。両基板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、対向側基板上にスペーサ１４を
塗布しておく。スペーサ１４としては、直径４．５〜
５．５μｍのジビニルベンゼン系架橋重合体からなるミ
クロパールを表示部面内に、基板周辺部には径約５〜７
μｍのガラスファイバー製のマイクロロッドと呼ばれる
スペーサを配しておく。
【００２７】次に所望のパネルサイズに両基板の切断を
行う（スクライブブレイク）。この時、対向側基板では
図３の平面図に示すようにＨ側端子１３Ｈ、Ｖ側端子１
３Ｖとが露出するよう、第１の基板１より小さく切断す
るが、切断ラインにＩＴＯからなる透明共通電極１７が
形成されていると、第１の基板に形成された端子１３に
ＩＴＯの切断くずが付着し、端子間ショートの原因とな
り好ましくない。そこで、本発明では、切断ラインに透
明共通電極１７が架からないように予めパターニングし
ておくことが望ましい。ＩＴＯ膜のパターニングの方法
としては、フォトリソグラフィ法、マスクスパッタ法な
ど公知の方法が使用できる。又、ＩＴＯ膜は切断ライン
に架からなければシール材配設部分に形成されていても
良いが、密着性の観点からはシール材配設部より内側に
形成されている方が望ましい。
行う（スクライブブレイク）。この時、対向側基板では
図３の平面図に示すようにＨ側端子１３Ｈ、Ｖ側端子１
３Ｖとが露出するよう、第１の基板１より小さく切断す
るが、切断ラインにＩＴＯからなる透明共通電極１７が
形成されていると、第１の基板に形成された端子１３に
ＩＴＯの切断くずが付着し、端子間ショートの原因とな
り好ましくない。そこで、本発明では、切断ラインに透
明共通電極１７が架からないように予めパターニングし
ておくことが望ましい。ＩＴＯ膜のパターニングの方法
としては、フォトリソグラフィ法、マスクスパッタ法な
ど公知の方法が使用できる。又、ＩＴＯ膜は切断ライン
に架からなければシール材配設部分に形成されていても
良いが、密着性の観点からはシール材配設部より内側に
形成されている方が望ましい。
【００２８】このようにして完成した液晶セルに液晶材
料を注入する。液晶の注入は、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、図３の平面図に示すように、シール材の配設されて
いない注入口２３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。ここでは、液晶材
料としてフッ素系化合物、例えば、チッソ石油化学製
「ＬＩＸＯＮ」シリーズなどを用いて、１×１０-4Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度から徐々に窒素ガスを導入しながら大
気圧に戻して実施した。液晶注入後、ＵＶ硬化型アクリ
レート系樹脂などの封孔剤２２を用いて注入口２３を塞
ぐ。
料を注入する。液晶の注入は、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、図３の平面図に示すように、シール材の配設されて
いない注入口２３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。ここでは、液晶材
料としてフッ素系化合物、例えば、チッソ石油化学製
「ＬＩＸＯＮ」シリーズなどを用いて、１×１０-4Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度から徐々に窒素ガスを導入しながら大
気圧に戻して実施した。液晶注入後、ＵＶ硬化型アクリ
レート系樹脂などの封孔剤２２を用いて注入口２３を塞
ぐ。
【００２９】最後に両基板の外側に偏光板２０ａ、２０
ｂを貼り付けて図４に示す液晶パネルが完成する。偏光
板としては、ヨウ素系偏光フィルム（例えば、日東電工
製「ＮＰＦ」シリーズや住友化学製「スミカラン」シリ
ーズ）が使用できる。
ｂを貼り付けて図４に示す液晶パネルが完成する。偏光
板としては、ヨウ素系偏光フィルム（例えば、日東電工
製「ＮＰＦ」シリーズや住友化学製「スミカラン」シリ
ーズ）が使用できる。
【００３０】この実施形態の更に好ましい例として図７
に示すように、オーバーコート１２についてもシール材
配設部から除外するように形成する。有機系材料からな
るオーバーコート１２と無機系材料からなるパッシベー
ション膜７とを比較すると、シール材との密着強度は有
機系材料であるオーバーコートでは約８０ｋｇｆである
のに対して無機系材料からなるパッシベーション膜７で
は約１１０ｋｇｆであり約１．４倍程度剥離強度が高
い。
に示すように、オーバーコート１２についてもシール材
配設部から除外するように形成する。有機系材料からな
るオーバーコート１２と無機系材料からなるパッシベー
ション膜７とを比較すると、シール材との密着強度は有
機系材料であるオーバーコートでは約８０ｋｇｆである
のに対して無機系材料からなるパッシベーション膜７で
は約１１０ｋｇｆであり約１．４倍程度剥離強度が高
い。
【００３１】［第３の実施形態］上記第２の実施形態で
は、シール材配設部に額縁状ＢＭ９を形成していないた
め、パネルを液晶表示窓があけられたシールドケースに
より周辺部からの光漏れを防止する必要があり、表示領
域に対する液晶表示装置の最終外形寸法が大きくなる。
そこで、図８に示すように額縁状ＢＭ９がシール材配設
部に一部架かるように形成してパネル周辺部からの光漏
れを防止する手段について説明する。前記したように、
額縁状ＢＭ９がシール材配設部に形成されていると密着
強度が低下し、膜剥がれが起こることを述べたが、更に
検討を進めた結果、シールと額縁状ＢＭとのオーバーラ
ップ距離により剥離強度が変化することを突き止めた。
図９は、厚さ１．５ｍｍのシール材に対して基板内側か
らシール材とオーバーラップする額縁状ＢＭの距離に対
する剥離強度を測定した結果を示すもので、膜剥がれを
防止するためには４０ｋｇｆ以上の剥離強度を有する必
要がある。この結果から、１．５ｍｍ厚のシール材に対
してその２分の１の０．７５ｍｍ以下であれば、十分な
剥離強度を有していることが分かる。つまり、第１の基
板端部のシール材配設部において、そのシール材の厚さ
の少なくとも２分の１に対応する距離まで、基板端部か
ら後退して形成する。なお、前記第２の実施形態（図
４）はオーバーラップ距離０ｍｍに相当する。
は、シール材配設部に額縁状ＢＭ９を形成していないた
め、パネルを液晶表示窓があけられたシールドケースに
より周辺部からの光漏れを防止する必要があり、表示領
域に対する液晶表示装置の最終外形寸法が大きくなる。
そこで、図８に示すように額縁状ＢＭ９がシール材配設
部に一部架かるように形成してパネル周辺部からの光漏
れを防止する手段について説明する。前記したように、
額縁状ＢＭ９がシール材配設部に形成されていると密着
強度が低下し、膜剥がれが起こることを述べたが、更に
検討を進めた結果、シールと額縁状ＢＭとのオーバーラ
ップ距離により剥離強度が変化することを突き止めた。
図９は、厚さ１．５ｍｍのシール材に対して基板内側か
らシール材とオーバーラップする額縁状ＢＭの距離に対
する剥離強度を測定した結果を示すもので、膜剥がれを
防止するためには４０ｋｇｆ以上の剥離強度を有する必
要がある。この結果から、１．５ｍｍ厚のシール材に対
してその２分の１の０．７５ｍｍ以下であれば、十分な
剥離強度を有していることが分かる。つまり、第１の基
板端部のシール材配設部において、そのシール材の厚さ
の少なくとも２分の１に対応する距離まで、基板端部か
ら後退して形成する。なお、前記第２の実施形態（図
４）はオーバーラップ距離０ｍｍに相当する。
【００３２】［第４の実施形態］パネル周辺部からの光
漏れを防止する手段についての別の実施形態を説明す
る。図１０に示すように、ここでは対向側基板である第
２の基板１６の周辺部に額縁状ＢＭ２５を配する構成で
ある。ＴＦＴ、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等
の形成される第１の基板側の構成については、先に説明
した第２の実施形態と同じであり、図４，図７のどちら
の構成であってもよい。図１０に示す第１の基板はここ
では図４の構成のものを使用した。第２の基板１６側
に、第１の基板への額縁状ＢＭ９形成と同様の方法によ
り周辺部に額縁状ＢＭ２５を形成する。このとき、額縁
状ＢＭの基板内側端部は、第１の基板１に形成される額
縁状ＢＭ９の基板外側端部とがパネル法線方向において
重なるように形成する。また、額縁状ＢＭ２５の基板外
側端部については、基板端部まで形成すると、第１の基
板と同様に膜剥がれのおそれがあるため、基板端部のシ
ール材配設部において、そのシール材の厚さの少なくと
も２分の１に対応する距離まで、基板端部から後退して
形成するのが好ましい。又、図１０に示す構成では、Ｂ
Ｍ２５とシール材１５とが直接接触しているが、ＢＭ２
５をオーバーコートしてシール材との密着性を向上させ
ても良い。又、本発明においては、例えば、特開平２−
２９６２２３号公報や特開平５−８８１８９号公報に開
示されているようにシール材自体に遮光性をもたせるこ
とも可能である。
漏れを防止する手段についての別の実施形態を説明す
る。図１０に示すように、ここでは対向側基板である第
２の基板１６の周辺部に額縁状ＢＭ２５を配する構成で
ある。ＴＦＴ、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等
の形成される第１の基板側の構成については、先に説明
した第２の実施形態と同じであり、図４，図７のどちら
の構成であってもよい。図１０に示す第１の基板はここ
では図４の構成のものを使用した。第２の基板１６側
に、第１の基板への額縁状ＢＭ９形成と同様の方法によ
り周辺部に額縁状ＢＭ２５を形成する。このとき、額縁
状ＢＭの基板内側端部は、第１の基板１に形成される額
縁状ＢＭ９の基板外側端部とがパネル法線方向において
重なるように形成する。また、額縁状ＢＭ２５の基板外
側端部については、基板端部まで形成すると、第１の基
板と同様に膜剥がれのおそれがあるため、基板端部のシ
ール材配設部において、そのシール材の厚さの少なくと
も２分の１に対応する距離まで、基板端部から後退して
形成するのが好ましい。又、図１０に示す構成では、Ｂ
Ｍ２５とシール材１５とが直接接触しているが、ＢＭ２
５をオーバーコートしてシール材との密着性を向上させ
ても良い。又、本発明においては、例えば、特開平２−
２９６２２３号公報や特開平５−８８１８９号公報に開
示されているようにシール材自体に遮光性をもたせるこ
とも可能である。
【００３３】［第５の実施形態］基板周辺部の遮光に関
しては、図１に示す構成がもっとも好ましく、この構成
を生かしつつ、シール部配設部での膜剥がれを防止する
手段について説明する。図１１では、額縁状ＢＭ９が、
カップリング剤層２６を介してパッシベーション膜７上
に形成されている点で図１と異なる。このようにカップ
リング剤層２６を間に形成することで、額縁状ＢＭ９の
密着性が向上し、膜波がれを防止することができる。カ
ップリング剤層２６の形成は、例えば、透明電極上に配
向膜を形成する場合にカップリング処理をすることが知
られているが、それと同様に行うことができる。カップ
リング剤としてパッシベーション膜と額縁状ＢＭとの密
着性を改善できるものであればいずれでも良いが、本発
明ではシラン系表面処理剤（例えば、東レ製「ＡＰ−４
００」など）が好適に使用できる。カップリング剤層２
６の厚みは特に限定されないが、好ましくは２０〜５０
ｎｍ程度である。又、カップリング剤層を形成する部分
は、基板端部からシール材配設部までは必須であるが、
それよりも内側の領域に関しては表示部（カラーフィル
タの形成領域）にかからない程度まで任意の幅に形成す
ることができる。
しては、図１に示す構成がもっとも好ましく、この構成
を生かしつつ、シール部配設部での膜剥がれを防止する
手段について説明する。図１１では、額縁状ＢＭ９が、
カップリング剤層２６を介してパッシベーション膜７上
に形成されている点で図１と異なる。このようにカップ
リング剤層２６を間に形成することで、額縁状ＢＭ９の
密着性が向上し、膜波がれを防止することができる。カ
ップリング剤層２６の形成は、例えば、透明電極上に配
向膜を形成する場合にカップリング処理をすることが知
られているが、それと同様に行うことができる。カップ
リング剤としてパッシベーション膜と額縁状ＢＭとの密
着性を改善できるものであればいずれでも良いが、本発
明ではシラン系表面処理剤（例えば、東レ製「ＡＰ−４
００」など）が好適に使用できる。カップリング剤層２
６の厚みは特に限定されないが、好ましくは２０〜５０
ｎｍ程度である。又、カップリング剤層を形成する部分
は、基板端部からシール材配設部までは必須であるが、
それよりも内側の領域に関しては表示部（カラーフィル
タの形成領域）にかからない程度まで任意の幅に形成す
ることができる。
【００３４】このように基板端部まで額縁状ＢＭ９を配
することで、基板端部での光漏れを防止でき、視認性の
優れた液晶パネルを提供することができる。しかも、カ
ップリング剤層による密着性向上により、液晶漏れ、気
泡の侵入等も防止できる。
することで、基板端部での光漏れを防止でき、視認性の
優れた液晶パネルを提供することができる。しかも、カ
ップリング剤層による密着性向上により、液晶漏れ、気
泡の侵入等も防止できる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＯＴ構成の好適な液晶パネル構造が提供される。
ＣＯＴ構成の好適な液晶パネル構造が提供される。
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する概略断面図
である。
である。
【図２】本発明の第２の実施形態になる液晶パネルの画
素部及び端部の平面図である。
素部及び端部の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態になる液晶パネルの全
体を示す概略平面図である。
体を示す概略平面図である。
【図４】第２の実施形態になる液晶パネルの一例を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図５】第２の実施形態になる液晶パネルの製造工程を
説明する工程断面図である。
説明する工程断面図である。
【図６】第２の実施形態になる液晶パネルの製造工程を
説明する工程断面図である。
説明する工程断面図である。
【図７】第２の実施形態になる液晶パネルの他の一例を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態になる液晶パネルの概
略断面図である。
略断面図である。
【図９】シール材と額縁状ブラックマトリクスとのオー
バーラップ距離と剥離強度との関係を示すグラフであ
る。
バーラップ距離と剥離強度との関係を示すグラフであ
る。
【図１０】本発明の第４の実施形態になる液晶パネルの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態になる液晶パネルの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図１２】従来の液晶パネルの構造を示す概略断面図で
ある。
ある。
１ 第１の基板
２ ゲート電極
３ ゲート絶縁膜
４ 半導体層
５ ソース電極
６ ドレイン電極
７ パッシベーション膜
８ ブラックマトリクス
９ 額縁状ブラックマトリクス
１０ カラーフィルタ
１１ 画素電極
１２ オーバーコート
１３ 端子
１４ スペーサ
１５ シール材
１６ 第２の基板
１７ 透明共通電極
１８ 配向膜
１９ 液晶
２０ 偏光板
２１ コンタクトスルーホール
２２ 封孔材
２３ 注入口
２４ 画素開口
２５ 対向側額縁状ブラックマトリクス
２６ カップリング剤層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中田 慎一
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 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 井原 浩史
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10−170930（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−234238（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−123544（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−68969（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1368
G02F 1/1335 505
G02F 1/1335 500
G02F 1/1339 505
Claims (8)
- 【請求項１】 画素電極の形成される第１の基板側に、
各画素のスイッチング素子である薄膜トランジスタ、薄
膜トランジスタを覆って形成されるパッシベーション
膜、該パッシベーション膜上に形成されるカラーフィル
タ層及びブラックマトリクス、該カラーフィルタ層及び
ブラックマトリクスを覆って形成されるオーバーコート
層を有し、前記第１の基板に対向して形成される透明共
通電極を有する第２の基板と、前記第１の基板とをシー
ル材で貼り合わせて形成された空隙内に液晶材料が注入
されてなるカラー液晶パネルにおいて、前記第１の基板
の周縁部に、額縁状のブラックマトリクスを有し、該額
縁状のブラックマトリクス形成部位が、第１の基板側か
らパッシベーション膜、カップリング剤層、ブラックマ
トリクス層、オーバーコート層の積層構造を有し、前記
シール材が該積層構造のオーバーコート層上に配設され
ていることを特徴とするカラー液晶パネル。 - 【請求項２】 前記カップリング剤が、シラン系表面処
理剤であることを特徴とする請求項１に記載のカラー液
晶パネル。 - 【請求項３】 前記第２の基板の切断が前記第１の基板
とシール材で貼り合わせた後に行われ、該第２の基板に
形成される透明共通電極が、該第２の基板切断時の切断
面より基板内側に形成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載のカラー液晶パネル。 - 【請求項４】 前記第２の基板に形成される透明共通電
極が、シール材配設部より基板内側に形成されているこ
とを特徴とする請求項３に記載のカラー液晶パネル。 - 【請求項５】 カラー液晶パネルの製造方法であって、
第１の基板上に複数の薄膜トランジスタ及び配線層を形
成する工程、前記薄膜トランジスタ及び配線層を覆って
第１の基板全面にパッシベーション膜を成膜する工程、
基板端部から少なくともシール材配設部までの領域にカ
ップリング剤層を形成する工程、前記薄膜トランジスタ
の少なくとも半導体層上及びカップリング剤層の形成さ
れた基板周縁部に額縁状にブラックマトリクスを形成す
る工程、カラーフィルタ層を形成する工程ブラックマト
リクス及びカラーフィルタ層を覆って第１の基板全面に
オーバーコート層を形成する工程、該オーバーコート層
にコンタクトホールを形 成し、画素電極を形成する工
程、該第１の基板の周縁部のカップリング剤層が配設さ
れた領域にシール材を配設する工程、透明共通電極の形
成された第２の基板を、透明共通電極を前記第１の基板
の薄膜トランジスタ面に対向させて前記シール材で貼り
合わせる工程、該貼り合わせた両基板間の空隙部に液晶
材料を注入する工程とを有していることを特徴とするカ
ラー液晶パネルの製造方法。 - 【請求項６】 前記カップリング剤として、シラン系表
面処理剤を用いることを特徴とする請求項５に記載のカ
ラー液晶パネルの製造方法。 - 【請求項７】 前記第２の基板の切断が前記第１の基板
とシール材で貼り合わせた後に行われ、該第２の基板に
形成される透明共通電極を、該第２の基板切断時の切断
面より基板内側に形成することを特徴とする請求項５ま
たは６に記載のカラー液晶パネルの製造方法。 - 【請求項８】 前記第２の基板に形成される透明共通電
極を、シール材配設部より基板内側に形成することを特
徴とする請求項７に記載のカラー液晶パネルの製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05547899A JP3512665B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | カラー液晶パネル及びその製造方法 |
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