JPH01291214A

JPH01291214A - Ｌｃｄ用カラーフィルタ

Info

Publication number: JPH01291214A
Application number: JP88119381A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiro Kawasaki; 清弘川崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像表示装置、とりわけ液晶マトリクス型画
像表示装置に不可欠なカラーフィルタに関するものであ
る。

（従来の技術）微細加工技術と液晶材料の進歩により、小さな画面サイ
ズではあるが５．０８〜１２．７０ｃｍ（２〜５インチ
）程度の液晶パネルで実用上支障ないテレビ画像が得ら
れるようになってきた。

液晶パネル（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐ
ｌａｙ、　Ｌ　ＣＤ）を構成する２枚のガラス基板の一
方にＲ，Ｇ、Ｂの着色層を形成しておくことにより、カ
ラー化も容易に実現され、また、画素毎にスイッチング
素子を内蔵させた、いわゆるアクティブ型の液晶パネル
では高いコントラスト比も保証される。

このような液晶パネルは、走査線としては１２０〜２４
０本、信号線としては２４０〜７２０本程度のマトリク
ス編成が標準的で、例えば第４図に示すように、液晶パ
ネル１を構成する一方のガラス基板２上に形成された走
査線の端子群（図示せず）に駆動用半導体集積回路３を
直接接続するＣ０Ｇ（チップ・オン・ガラス）方式や、
またはポリイミド系樹脂薄膜をベースとし、金メツキさ
れた銅箔の端子群を有する接続フィルム４を信号線の端
子群５とを圧接して固定する方式などの実装手段によっ
て電気信号が画像表示部に供給される。

６は、例えば全ての画素に共通する対抗電極を有するも
う一方のガラス基板で、ガラス基板２とガラス基板６と
は所定の距離を隔てて形成され、その隙間はシール材と
封口剤で閉ざされた閉空間になっており、閉空間には液
晶が充填されている。

多くの場合、ガラス基板６の閉空間側に着色層と称する
有機薄膜が被着されて色表示機能が与えられるので、ガ
ラス基板６は一般的にカラーフィルタと呼ばれる。そし
て、液晶材の性質によってガラス基板６上面とガラス基
板２上面上に偏光板が貼付され、電気光学素子として機
能する。

アクティブ型の液晶パネルの場合には、従来はほとんど
第４図に示すように一方のガラス基板２上に走査線と信
号線が形成されるが、単純マトリクス型の液晶パネルの
場合には、両方のガラス基板に走査線または信号線のい
ずれか、したがって、それらの電極端子群もいずれか一
方が形成されるのが一般的であるが、ここでは図示しな
い。なお、７．８は画像表示部と信号線の端子群５およ
び走査線の端子群とを接続する導電線で、必ずしも端子
群と同じ導電材である必要はない。

第５図は、例えばスイッチング素子として絶縁ゲート型
トランジスタ９を内蔵したアクティブ型液晶パネルの等
価回路図であり、第６図は同去ネルの要部断面図である
。走査線１０と信号線１１は前述したように、例えば非
晶質シリコンを半導体層とし、５１３Ｎ４をゲート絶縁
膜とする薄膜トランジスタ９と一緒にガラス基板２上に
形成されている。

液晶セル１２は、ガラス基板２上に形成された絵素電極
１３と、カラーフィルタ６上に形成された共通の対抗電
極１４と、２枚のガラス基板で構成された閉空間を満た
す液晶１５とで構成されている。着色された感光性ゼラ
チンまたは着色性感光樹脂よりなる着色層１６は、前述
したようにガラス基板６の閉空間側で絵素電極１３に対
応してＲ，Ｇ、Ｂの三原色で配置される。透明導電膜よ
りなる対抗電極１４は、着色層１６による電圧損失を避
けるためには、図示したように着色層１６上に形成され
る。

なお、第５図において、蓄積容量１７はアクティブ型の
液晶パネルとして必ずしも必須の構成因子とは限らない
が、駆動用信号源の利用効率の向上や各種浮遊寄生容量
の障害を抑制したり、高温動作時のフリッカ防止等に効
果があり、適宜採用される。第６図においては話を簡単
にするため、走査線１０．信号線１１．薄膜トランジス
タ９および配向膜や偏光板、さらには光源などの主要因
子は省略されている。Ｒ，Ｇ、Ｂの着色層１６の境界に
低反射性の不透明膜１８を配置すると、ガラス基板２上
の配線層からの反射光を防止できてコントラスト比が向
上するとか、同じくスイッチング素子９の光照射による
リーク電流の増大が防げて周囲光の影響を受けずに動作
させることが可能で、いわゆるブラックマトリクスと称
されることは公知であろう。ブラックマトリクス材は黒
い着色層でもＲ，Ｇ、Ｂの着色層の重ね合わせによって
も実現できるが、着色層の境界における段差の発生と光
の透過率を考慮に入れると、原価高ではあるが１０００
人程度のＣｒ薄膜が簡便である。

さて、従来のアクティブ型液晶マトリクスパネルでは、
走査線１０と信号線１１との交差点１９がガラス基板２
上に絵素数と同じ数、すなわち１０万程度存在する。薄
膜トランジスタ９の構成によっても異なるが、その層間
絶縁膜は多くの場合プラズマＣＶＤで形成されるＳｉ、
　Ｎ、で、しかもゲート絶縁膜を兼ねることが多い。し
たがって、最適のトランジスタ特性を維持しつつ、走査
線１０と信号線１１との間の耐圧を高めるようにカバレ
ージや膜厚を最適化するのは極めて困難で、事実マトリ
クス型液晶パネルの不良率の一番手はこの走査線１０と
信号線１１との短絡である。

このような現状に鑑み、第７図の等価回路で示されるマ
トリクス型液晶パネルが最近提案された（Ｃ，Ｈｉｌｓ
ｕｍ他Ｄｉｓｐｌａｙｓ、　Ｊａｎ、　１９８６．　Ｐ
３７）。この新規提案はカラーフィルタ上に信号線１１
を配置し、もう一方のガラス基板上に薄膜トランジスタ
９と走査線１０および絵素電極１３と各１−ランジスタ
に共通のドレイン線２０を配置するものである。したが
って、走査線１０と信号線１】との交差点１９は、液晶
空間となって電気的に短絡しないという大きな特徴を有
する。しかしながら、原提案ではクロストークが大きい
とか、蓄積容量を簡単に導入できないといった欠点もあ
り、いずれ改善されることは時間の問題であろう。

（発明が解決しようとする課題）カラーフィルタ側しこ信号線を形成する場合の問題点は
、信号線の抵抗値と透明度である。特に第６図に示した
ように着色層上に透明導電膜よりなる信号線を形成する
場合には、着色層が有機薄膜であるため、透明導電膜の
被着時および被着後の焼成に精々１００℃程度の加熱し
か実施できず、透明度の低下と抵抗値の増大は避けられ
ない。透明度を高めるために膜厚を薄くすることも抵抗
値の増大との兼ね合いで限界がある。

一方、２重マトリクス型の液晶マトリクスパネルでは、
信号線が細くなって抵抗値が増大するのを避けるため、
信号線にＣｒの薄膜パターンを重ねて抵抗値を下げる技
術が公知である。しかしながら、Ｃｒのような高応力薄
膜を感光性ゼラチン等の有機薄膜上に被着することもま
た無理な話であって、現在市販されているカラーフィル
タでさえ、着色層と透明導電膜との間に歪緩和のための
緩衝層または保護膜が介在しているのが実情である。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、信号線を形成す
る透明導電膜の抵抗値が、露出した低抵抗金属薄膜が電
気的に並列に接続されたため低下するＬＣＤ用カラーフ
ィルタを提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明のＬＣＤ用カラーフィルタは、絵素電極に対応し
た開口部を有する低抵抗金属薄膜を複数の帯状に被着形
成し、次に前記開口部を完全に覆いながら周辺では低抵
抗金属薄膜が露出する大きさの島状の着色層を被着形成
した後に、着色層と周辺の低抵抗金属薄膜を含んで帯状
の透明導電膜よりなる信号線が被着形成されるものであ
る。

低抵抗金属薄膜の材質によっては上記製作工程中に低抵
抗金属薄膜表面に電気的に不活性な薄膜が形成されるこ
とがあるので、低抵抗金属薄膜上に別の導電性薄膜を介
在させて、低抵抗金属薄膜と透明導電膜との間の電気的
接続を確実にする手段も加味されるものである。

（作　用）本発明によれば、信号線を形成する透明導電膜は、露出
した低抵抗金属薄膜が電気的に並列に接続されて抵抗値
が下がる。

（実施例）本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例によるＬＣＤ用カラーフ
ィルタの平面配置図を示し、第２図は同フィルタを用い
た液晶パネルの要部断面図である。同図において、第４
図ないし第７図の従来例で示した部分と同一のものは同
じ符号を使用し、その説明を省略する。

本発明によるＬＣＤ用カラーフィルタは、透光性絶縁基
板、例えばガラス基板６上に好ましくは低反射率の抵抗
金属層２２、例えばモリブデンを絵素電極１３に対応し
た開口部２１を有する帯状のストライプパターン２２と
して１０００人前後の膜厚で被着形成し、次に開口部２
１を完全に覆いながら周辺にはストライプパターンが露
出する大きさの着色層１６を所定の配置に従って０．５
〜２μｍの膜厚で被着形成した後に、周辺の低抵抗金属
層を含んで着色層１６上に帯状の透明導電膜を被着形成
して信号線２３とすることによって得られる。

図示はしないが、必要とあらば着色層１６上には透明度
の高い保護膜を介在させてもよく、また、透明心電膜２
３はガラス基板６の周辺では信号線の端子として前述し
たように駆動用信号の受電点となる。

第３図は、本発明の他の実施例によるカラーフィルタで
ある。透明導電膜２３の被着形成までに、低抵抗金属層
２２は感光性樹脂や感光性ゼラチン等の塗布・除去工程
を数回にわたって実施され、材質によっては、例えばク
ロムなどは表面に電気的に不活性な不働態が形成される
ことがあり、低抵抗金属による抵抗値の低下が実効を上
げられないことがある。このような場合には、使用する
薬品ガスによって導電性が変化しない導電性薄膜２４を
低抵抗金属層２２と透明導電膜２３との間に介在させる
と好ましい結果が得られる。導電性薄膜２４として、例
えばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）
を２００〜３００人の膜厚で用いた場合には何ら問題が
生じないし、同じくモリブデンやタングステンのシリサ
イドを２００〜３００人の膜厚で用いた場合には、透明
導電膜２３の被着形成前に１％のＨＦ水溶液で３０秒間
のデイツプエッチによって良好な結果が得られ、１％の
ＨＦ水溶液がガラス基板６や着色層１６に与える化学的
損傷はほとんど無視して差支えない。

低抵抗金属層を被着しだ後直ちに導電性薄膜を被着し、
１回の写真食刻工程で低抵抗金属層２２と導電性薄膜２
４との積層で帯状のストライプパターンを得ると製造工
程が簡便となることはいうまでもない。

（発明の効果）以上の説明からも明らかなように、本発明によって着色
層上に形成された信号線の抵抗値を従来比の１／３〜１
／１０程度下げることが可能となり、表示画像の忠実度
や応答性に著しい効果が現われる。信号線の抵抗値が高
くなるような設定、すなわち高密度化によって信号線が
細くなる場合や大画面化によって長くなる場合には特に
効果を発揮するものであり、液晶パネルの歩留りの向上
とともにアクティブ型液晶パネルの原価低減に大きく寄
与する。また、従来の単純７１ヘリクス型液晶において
も同様の効果が得られることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＬＣＤ用カラーフィルタの平面配
置図、第２図、第３図は同フィルタを用いた液晶パネル
の要部断面図、第４図は液晶パネルへの実装手段の模式
図、第５図、第６図はアクティブ型液晶パネルの等価回
路図と要部断面図、第７図は新規な液晶パネルの等価回
路図を示す。２．６・・・ガラス基板、　９・・・絶縁ゲート型トラ
ンジスタ、　１０・・・走査線、　１１．２３・・・信
号線、　１２・・・液晶セル、　１３・・・絵素電極、
１５・・・液晶、　１６・・・着色層、　２１・・・開
口部、２２・・・低抵抗金属薄膜の帯状パターン、　２
３・・・信号線、　２４・・・導電性薄膜。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図２１　　′ＶＩ口部２２　　イ氏謬Ｉトシ４九＆為看２３・４３号牒第２図らと２．６　カ゛う大系Ａ反　　　　　１３　　紅Ｊ１電極
　　　　１５　　ラ叛品１６　　噛色層　　　　　２２
４嵯幻酵焉看　２３へ名Ｓ様第３図と２４　　導電竹薄東第４図１　　　つくえ品ンＹキンレ２．６　ガラス幕板３　　　キ尋］本ゲップ４　　肪胱フＩレム５　　　褐５群第５図９　　胛Ｊ啄ゲート型トランジスタｔｏ−Ｊミ１３　　　　　　ＩＩ　　４３３１課　　　
　］２　浪品七こＶ１４　　対嵐屯吟　　１７・１１（第　６９図第７図ドＩ＋、、　　　。 ■ ｏ、、、ｉロー＃しｙ１ｙａ鴫＋ｙ：＋ｓ、５・】−７
ｈ１３　　　鉱米亀塘１４　　　灯嵐、１１輪１５　　　俸し品１６　　　着色１１日　・　ブラ・ツタマトソクス看 −Ｒシ琢ノー「工ｒ／／／へ７１１゛　　椹き線＋２　　　：ＩＬ書ｂり）し乙・　ドしイン牒

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透光性絶縁基板上に絵素電極に対応した開口部を
有する帯状のストライプパターンが低抵抗金属薄膜で形
成され、前記開口部を完全に覆いながら周辺には前記低
抵抗金属薄膜を有するように被着形成された島状の有機
薄膜が所定の着色層を構成するとともに、前記帯状のス
トライプパターンに対応して前記低抵抗金属薄膜を含ん
で島状の有機薄膜上に被着形成された透明導電膜を信号
線とすることを特徴とするＬＣＤ用カラーフィルタ。
（２）低抵抗金属薄膜と透明導電膜との間に別の導電性
薄膜が介在する請求項（１）記載のＬＣＤ用カラーフィ
ルタ。
（３）別の導電性薄膜が透明導電膜であることを特徴と
する請求項（２）記載のＬＣＤ用カラーフィルタ。
（４）別の導電性薄膜がシリサイドであることを特徴と
する請求項（２）記載のＬＣＤ用カラーフィルタ。