JPH0943595A - 平板状表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画面内において液晶の応答速度を均一化
して表示品位を向上させることを可能とし、近時の要請
である平板状表示パネルの大画面化及び高精細化の実現
を図ることができる平板状表示パネルを提供する。 【解決手段】 中間層５を、第２の基板２２上に各上部
電極１２に対応して形成されるＣｒ等を材料とする金属
層２３と、当該金属層２３上に形成されるカーボン分散
樹脂よりなる樹脂層２４とを配し、Ｒ着色層３１，Ｇ着
色層３２，及びＢ着色層３３よりなるカラーフィルタ層
２５を各着色層毎に順次埋設形成して構成し、各樹脂層
２４が対応する上部電極１２と電気的に接続して当該上
部電極１２と金属層２３とを導通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のパネルが液
晶層を介して接着固定されてなる平板状表示パネルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、平板状表示パネルの代表的なも
のとしては、電気光学材料として液晶を用いた画像表示
装置に用いる液晶パネルがある。この液晶パネルは、そ
れぞれガラス材よりなる基板上に電極が形成されてなる
一対の第１，第２のパネルがスペーサを介して対向配置
され、スペーサ位置やスペーサ自身に有機接着剤が塗布
され接着固定されて、各パネル間に液晶層が挿入された
かたちの構造を有している。

【０００３】特に、上記平板状表示パネルがカラー表示
を行うカラー液晶パネルである場合、当該カラー液晶パ
ネルは、上部に配される第２のパネルが、その第２の基
板と透明電極である上部電極との間（上部電極の上
部）、或は上部電極と液晶層との間（上部電極の下部）
に、Ｒ着色層，Ｇ着色層，Ｂ着色層の３層を１組として
順次形成されてなるカラーフィルタ層を有して構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カラー液晶
パネルにおいて、液晶分子がねじれ分子構造を有し、そ
のねじれ角が１８０〜２００゜程度とされた液晶層をも
つＳＴＮ方式や、２層の金属層間に絶縁層が設けられて
なる非線形スイッチ素子をもつＭＩＭ方式、第１のガラ
ス基板上に配される電極がプラズマ電極とされるＰＡＬ
Ｃ方式等の場合では、各透明電極が帯状に形成されてい
る。このとき、当該透明電極は比較的大きな分布容量を
有しており、その駆動端と終端との間で信号波形の遅延
が起こる。その結果、表示画面内において液晶の応答速
度にばらつきが発生し、表示品位が損なわれることにな
る。

【０００５】通常、ＳＴＮ方式では、１０インチクラス
で透明電極の面抵抗値が１０Ω／□程度以下であれば、
上述の信号波形の遅延に関して問題は生じないものとさ
れている。しかしながら、更なる大画面化や高解像度化
の要請に答えるためには、透明電極の狭幅化を進める必
要があり、それに伴って透明電極の更なる低抵抗化を実
現することが必須となる。透明電極の比抵抗値は技術的
に１．５×１０^-4Ωｃｍ程度（０．２μｍ厚で７．５Ω
／□程度）が限界値である。透明電極の膜厚を厚くする
ことにより面抵抗値を低下させることはできるが、エッ
チング特性や透過率に悪影響が出てくる。

【０００６】そこで、透明電極の低抵抗化を実現する一
例として、カラーフィルタ層が第２のガラス基板と透明
電極との間に配される場合、以下に示すものが提案され
ている。

【０００７】すなわち、図６に示すように、第２のパネ
ル１０１が、ガラス材よりなる第２の基板１０２上にカ
ラーフィルタ層１０３が積層され、このカラーフィルタ
層１０３上に帯状の上部電極１０４が形成され、さらに
各上部電極１０４上にＣｒ等よりなる金属層１０５が積
層された構造に構成される。また他例として、図７に示
すように、第２のパネル１１１が、第２の基板１０２上
にカラーフィルタ層１０３が積層され、このカラーフィ
ルタ層１０３上に帯状の上部電極１０４が形成され、さ
らに各上部電極１０４の両側壁にＣｒ等よりなる金属層
１０６が形成された構造に構成されるものも案出されて
いる。

【０００８】ところがこの場合、上部電極１０４及び金
属層１０５或は金属層１０６の２層がカラーフィルタ層
１０３上にスパッタリングや真空蒸着法により成膜され
るため、成膜時にカラーフィルタ層１０３に及ぼされる
熱応力や膜応力の制御が困難であり、当該カラーフィル
タ層１０３にクラックやしわ等が発生し易くなって歩留
りの低下を招来する虞れがある。

【０００９】また、金属層１０５或は金属層１０６が上
部電極１０４上或は側壁に存するために、有効画面の開
口率を低下させるという問題もある。

【００１０】これらの点を考慮すると、カラーフィルタ
層が透明電極と液晶層との間に配される場合の方が透明
電極の低抵抗化を比較的容易に実現することが可能であ
るが、以下に示すいくつかの不都合が生じる。

【００１１】先ず、透明電極に印加した駆動電圧の一部
がカラーフィルタ層にも印加されてしまうため、透明電
極に印加される駆動電圧が低下して表示画質の低下を来
す。したがって、駆動電圧を増大させる必要が生じて消
費電力が増加する。

【００１２】また、ＳＴＮ方式（ＴＮ方式も含む）で
は、液晶の誘電率異方性が正値となり、オン電圧とオフ
電圧とで画素の電気容量が変化することことから、液晶
駆動電極間にカラーフィルタ層が狭持されることになる
と、液晶層に印加されるオン／オフ電圧比が顕著に悪化
する。これは、コントラストを低下させる一因となる。

【００１３】このように、現在のところ、作製時にカラ
ーフィルタ層が損傷を受けたり画質を低下させたりする
ことなく透明電極の低抵抗化を図ることは極めて困難な
状況にある。

【００１４】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、表示画面内におい
て液晶の応答速度を均一化して表示品位を向上させるこ
とを可能とし、近時の要請である平板状表示パネルの大
画面化及び高精細化の実現を図ることができる平板状表
示パネルを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の対象とするもの
は、第１の基板上に複数の帯状の下部電極が各々平行に
配列してなる第１のパネルと、第２の基板上に複数の帯
状の上部電極が中間層を介して前記下部電極と直交して
各々平行に配列してなる第２のパネルとを備え、第１の
パネルと第２のパネルとが液晶層を介して互いに各電極
が対向するように配置されてなる平板状表示パネルであ
る。ここで、下部電極層及び上部電極層がそれぞれ透明
電極である場合を主に想定している。

【００１６】本発明の平板状表示パネルは、前記中間層
が、第２の基板上に各上部電極に対応して形成される金
属層と、当該金属層上に形成されるカーボン分散樹脂よ
りなる樹脂層とを有し、各金属層及び樹脂層間に赤色
（Ｒ）着色層，緑色（Ｇ）着色層，及び青色（Ｂ）着色
層よりなるカラーフィルタ層が各着色層毎に順次埋設形
成されるとともに、各樹脂層が対応する上部電極と電気
的に接続されて当該上部電極と金属層とが導通している
ことを特徴とするものである。

【００１７】この場合、上記カーボン分散樹脂としては
ネガ型レジスト剤にカーボンが分散されてなるものを用
いることが好適である。

【００１８】また、上記金属層は各上部電極に対応して
形成されているため、各画素のブラック・マスクとして
も機能する。

【００１９】上述のように、本発明の平板状表示パネル
においては、各金属層及び樹脂層間にＲ着色層，Ｇ着色
層，及びＢ着色層よりなるカラーフィルタ層が各着色層
毎に順次埋設形成されており、当該カラーフィルタ層上
に上部電極（透明電極）が形成されている。この場合、
金属層及び樹脂層が積層形成された後にカラーフィルタ
層が埋設され、その後に上部電極が形成されるので、カ
ラーフィルタ層に対する熱応力及び膜応力の影響が減少
してクラックやしわ等の発生が抑止される。

【００２０】それとともに、各樹脂層が対応する上部電
極と電気的に接続されて当該上部電極と金属層とが導通
するので、信号波形の伝播は上部電極に比して比抵抗値
が１桁以上高い金属層に依存する。したがって、上部電
極の駆動端と終端との間における信号波形の遅延は金属
層が存しない場合と比較して無視できる程度のものとな
り、表示品位が向上する。

【００２１】すなわち、上記平板状表示パネルにおいて
は、金属層を設けることにより生じがちなカラーフィル
タ層の破損が防止されるとともに、上部電極の駆動端と
終端との間における信号波形の遅延が抑止されて画質が
向上することになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の平板状表示パネル
の具体的な実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明
する。

【００２３】この実施の形態における平板状表示パネル
は、図１に示すように、それぞれ透明電極である下部電
極１１及び上部電極１２を有する一対の第１のパネル１
と第２のパネル２とがスペーサ４を介して液晶層３を狭
持するとともに、最下層及び最上層に所定の偏光板６，
７が配されて構成されている。

【００２４】第１のパネル１は、ガラス材よりなる第１
の基板２１上に複数の帯状の透明表示電極である下部電
極１１が各々平行に配列され、下部電極１１の一端部が
駆動電圧が印加される駆動端とされて構成されている。

【００２５】第２のパネル２は、ガラス材よりなる第２
の基板２２上に中間層５を介して複数の帯状の透明対向
電極である下部電極１２が各々平行に配列され、下部電
極１２の一端部が駆動電圧が印加される駆動端とされて
構成されている。

【００２６】中間層５は、図２に示すように、第２の基
板２２上に各上部電極１２に対応して形成されるＣｒ等
を材料とする金属層２３と、当該金属層２３上に形成さ
れるカーボン分散樹脂よりなる樹脂層２４とを有し、各
金属層２３及び樹脂層２４間に、光の三原色Ｒ，Ｇ，Ｂ
を表すためのＲ着色層３１，Ｇ着色層３２，及びＢ着色
層３３よりなるカラーフィルタ層２５が各着色層毎に順
次埋設形成されて構成されており、各樹脂層２４が対応
する上部電極１２と電気的に接続されて当該上部電極１
２と金属層２３とが導通している。ここで、各上部電極
１２はその長手方向一側部が下部に位置する金属層２３
と図２中接続部ａと記す箇所で接続され、長手方向他側
部が隣接する上部電極１２と接続された金属層２３とカ
ラーフィルタ層２５を介して図２中重複部ｂと記す箇所
で重複している。この重複部ｂは、いわゆる白ぬけを防
止するために設けられるものである。なお、この図２に
おいては、第２の基板２２を下層側として示している。

【００２７】ここで、上記カーボン分散樹脂は所定のネ
ガ型レジスト剤にカーボンが分散されてなるものであ
り、カラーフィルタ層２５を構成するＲ着色層３１，Ｇ
着色層３２，及びＢ着色層３３はそれぞれ赤色，緑色，
及び青色の顔料分散レジストを材料として形成されるも
のである。

【００２８】また、金属層２３は各上部電極１２に対応
して形成されているために遮光率が高く各画素のブラッ
ク・マスクとしても機能して開口率が向上するととも
に、金属層２３上にはカーボンを含有する樹脂層２４が
されるために反射率が低下する。ここでは、遮光率（Ｏ
Ｄ）が３以上、反射率が可視光領域で０．５％以下であ
った。

【００２９】ここで、上記平板状表示パネルの作製方法
について説明する。先ず、ガラス材よりなる第１の基板
２１の表面に、酸化スズ，酸化インジウム、或はこれら
の混合物を用いて図示しない透明電極膜をスパッタリン
グ或は真空蒸着等の手法により成膜する。その後、透明
電極膜上にポジ型のフォトレジストを塗布し、フォトリ
ソグラフィー技術によりフォトマスクを介して露光・現
像を施して所定のレジストパターンを形成する。そし
て、このレジストパターンに倣って王水系のエッチャン
トを用いてウェットエッチングを施し、レジストパター
ンを剥離することにより帯状の下部電極１１が各々平行
に略々等間隔をもって形成される。

【００３０】次いで、図３に示すように、ガラス材より
なる第２の基板２２の表面に、スパッタリング或は真空
蒸着等の手法によりＣｒ膜を成膜する。その後、当該Ｃ
ｒ膜上にポジ型のフォトレジストを塗布し、フォトリソ
グラフィー技術によりフォトマスクを介して露光・現像
を施して所定のレジストパターンを形成する。そして、
このレジストパターンに倣って硝酸第２セシウムアンモ
ニウムと過塩素酸との混合液をエッチャントして用いて
ウェットエッチングを施し、レジストパターンを剥離す
ることにより帯状の金属層２３が各々平行に略々等間隔
をもって形成される。ここでは、金属層２３をその膜厚
が０．２μｍ、面抵抗値が〜２Ω／□程度となるように
成膜した。

【００３１】次に、図４に示すように、カーボンを分散
させたネガ型のフォトレジストを金属層２３及び第２の
基板２２上に塗布し、フォトリソグラフィー技術により
フォトマスクを介して露光，現像，ベーキングを施して
所定のレジストパターンを形成する。そして、このレジ
ストパターンに倣って金属層２３上に樹脂層２４を形成
し、レジストパターンを剥離する。

【００３２】次いで、図５に示すように、各金属層２３
及び樹脂層２４間に、光の三原色Ｒ，Ｇ，Ｂを表すため
のＲ着色層３１，Ｇ着色層３２，及びＢ着色層３３より
なるカラーフィルタ層２５を各着色層毎に順次埋設形成
する。ここでは、赤色，緑色，及び青色の顔料分散レジ
ストをそれぞれＲ着色層３１，Ｇ着色層３２，及びＢ着
色層３３の材料として用い、塗布、露光、現像、及びベ
ーキングの各工程を順次経ることにより上記各着色層３
１〜３３よりなるカラーフィルタ層２５が埋設形成され
る。

【００３３】続いて、上記図２に示すように、カラーフ
ィルタ層２５の表面に、酸化スズ，酸化インジウム、或
はこれらの混合物を用いて図示しない透明電極膜を常温
下でスパッタリング或は真空蒸着等の手法により成膜す
る。その後、透明電極膜上にポジ型のフォトレジストを
塗布し、フォトリソグラフィー技術によりフォトマスク
を介して露光・現像を施して所定のレジストパターンを
形成する。そして、このレジストパターンに倣って王水
系のエッチャントを用いてウェットエッチングを施し、
レジストパターンを剥離することにより帯状の上部電極
１２が各々平行に略々等間隔をもって形成される。ここ
で、各上部電極１２を成膜する際には、その長手方向一
側部を樹脂層２４を介して金属層２３と接続部ａで接続
するとともに、その長手方向他側部を隣接する金属層２
３とカラーフィルタ層２５を介して重複部ｂで重複させ
る。なお、当該上部電極１２は膜厚が０．０５μｍ、面
抵抗値が〜１００Ω／□程度となった。

【００３４】そして、上述の如く作製された第１のパネ
ル１と第２のパネル２とを、互いに透明電極である下部
電極１１及び上部電極１２を対向させてスペーサ４によ
り所定の離間距離を保って液晶層３を狭持するように突
き合せて接着固定し、最下層及び最上層に所定の偏光板
６，７を配することにより、上記図１に示す平板状表示
パネルが完成する。

【００３５】上述のように、本実施の形態における平板
状表示パネルにおいては、各金属層２３及び樹脂層２４
間にＲ着色層３１，Ｇ着色層３２，及びＢ着色層３３よ
りなるカラーフィルタ層２５が各着色層毎に順次埋設形
成されており、当該カラーフィルタ層２５上に上部電極
１２が形成されている。この場合、金属層２３及び樹脂
層２４が積層形成された後にカラーフィルタ層２５が埋
設され、その後に上部電極１２が常温下で形成されるの
で、カラーフィルタ層２５の色彩が損なわれることがな
く、当該カラーフィルタ層２５に対する熱応力及び膜応
力の影響が格段に減少してクラックやしわ等の発生が抑
止される。

【００３６】それとともに、各樹脂層２４が対応する上
部電極１２と電気的に接続されて当該上部電極１２と金
属層２３とが導通するので、信号波形の伝播は上部電極
１２に比して比抵抗値が１桁以上高い金属層２３に依存
する。したがって、上部電極１２の駆動端と終端との間
における信号波形の遅延は金属層２３が存しない場合と
比較して無視できる程度のものとなり、表示品位が向上
する。

【００３７】すなわち、上記平板状表示パネルにおいて
は、金属層２３を設けることにより生じがちなカラーフ
ィルタ層２５の破損が防止されるとともに、上部電極１
２の駆動端と終端との間における信号波形の遅延が抑止
されて画質が大幅に向上することになる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の平板状表示パネルによれば、表
示画面内において液晶の応答速度を均一化して表示品位
を向上させることを可能となり、近時の要請である平板
状表示パネルの大画面化及び高精細化の実現を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態における平板状表示パネルを模式
的に示す断面図である。

【図２】平板状表示パネルの構成要素である第２のパネ
ルを模式的に示す断面図である。

【図３】平板状表示パネルの製造工程において、第２の
基板上に金属層が形成された様子を模式的に示す断面図
である。

【図４】金属層上に樹脂層が形成された様子を模式的に
示す断面図である。

【図５】各金属層及び樹脂層間にカラーフィルタ層が埋
設形成された様子を模式的に示す断面図である。

【図６】従来の平板状表示パネルにおいて、改良された
第２のパネルの一例を模式的に示す断面図である。

【図７】従来の平板状表示パネルにおいて、改良された
第２のパネルの他の例を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ 第１のパネル ２ 第２のパネル ３ 液晶層 ４ スペーサ ５ 中間層 １１ 下部電極 １２ 上部電極 ２１ 第１の基板 ２２ 第２の基板 ２３ 金属層 ２４ 樹脂層 ２５ カラーフィルタ層 ３１ Ｒ着色層 ３２ Ｇ着色層 ３３ Ｂ着色層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板上に複数の帯状の下部電極が
   各々平行に配列してなる第１のパネルと、第２の基板上
   に複数の帯状の上部電極が中間層を介して前記下部電極
   と直交して各々平行に配列してなる第２のパネルとを備
   え、第１のパネルと第２のパネルとが液晶層を狭持して
   互いに各電極が対向するように配置されてなる平板状表
   示パネルであって、 前記中間層は、第２の基板上に各上部電極に対応して形
   成される金属層と、当該金属層上に形成されるカーボン
   分散樹脂よりなる樹脂層とを有し、各金属層及び樹脂層
   間に赤色着色層，緑色着色層，及び青色着色層よりなる
   カラーフィルタ層が各着色層毎に順次埋設形成されると
   ともに、 各樹脂層がそれぞれ対応する上部電極と電気的に接続さ
   れて当該上部電極と金属層とが導通していることを特徴
   とする平板状表示パネル。
2. 【請求項２】 カーボン分散樹脂がネガ型レジスト剤に
   カーボンが分散されてなることを特徴とする請求項１記
   載の平板状表示パネル。
3. 【請求項３】 下部電極層及び上部電極層がそれぞれ透
   明電極であることを特徴とする請求項１記載の平板状表
   示パネル。
4. 【請求項４】 金属層が各画素のブラック・マスクとし
   て機能することを特徴とする請求項１記載の平板状表示
   パネル。