JPH10221683A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明電極の導電性が高く、遮光膜（ブラック
マスク）の遮光性に優れた液晶表示装置およびその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 まず、透明基板１の片面に複数本の酸化
亜鉛層帯２を形成する。次に、この酸化亜鉛層帯２上
に、該酸化亜鉛層帯２の一部を露出させて、カラーフィ
ルタ３を形成する。次に、露出している酸化亜鉛層帯２
の上に銅層４を形成する。このとき、メッキ加工を利用
することにより、該銅層４は、露出している酸化亜鉛層
帯２上にのみ正確に形成される。また、酸化亜鉛層帯２
と銅層４の界面が黒色（ブラックマスク）となる。次
に、各カラーフィルタ３上にオーバーコート層５を形成
する。最後に、一定の間隔でストライプ状に延びる透明
電極６を形成する。これにより、透明電極６に高導電性
の銅層４が接続されるので、該透明電極６の配線抵抗は
低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フルカラー表示
を行う液晶表示装置およびその製造方法に関わり、特
に、該液晶表示装置に適用されるカラーフィルタの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、液晶表示装置は、液晶層
を、該液晶層側から順番に、それぞれ一対の配向膜，透
明電極，カラーフィルタ，透明基板，偏光フィルタで挟
み込んで構成したものである。なお、実際には、上記透
明電極およびカラーフィルタは、上記透明基板上に形成
されるので、以下の説明では、この透明電極およびカラ
ーフィルタが形成された透明基板を「カラーフィルタ基
板」と称する。

【０００３】以下、一般的な液晶表示装置における上記
カラーフィルタ基板の製造方法について説明する。図１
０は、従来の液晶表示装置において、上記カラーフィル
タ基板の製造工程を示す説明図である。上記製造方法で
は、まず、図１０（ａ）に示すように、透明基板１の片
側に、一定の間隔で平行に延びる複数本の透明電極６を
形成する。ここで、この透明電極６は、ＩＴＯからな
る。

【０００４】次に、図１０（ｂ）に示すように、上記透
明電極６を横断する複数本の横ストライプ１００を形成
する。この横ストライプ１００は、上記透明電極６の形
成面全体にフォトレジストを塗布・乾燥した後、該フォ
トレジスト層上に、上記横ストライプ１００と同形状の
スリットが開口されたマスクをかぶせて露光し、未露光
のフォトレジストを除去することにより、形成される。
横ストライプ１００の形成が終了すると、図１０（ｃ）
に示すように、横ストライプ１００から露出した複数の
透明電極６のそれぞれに、電着法，染色法，印刷法等の
方法を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれかのカラーフィルタ３
を積層する。積層後、カラーフィルタ３を約２５０℃で
焼成し、固化する。

【０００５】カラーフィルタ３の形成が終了すると、苛
性ソーダ等のアルカリ溶液をシャワーしつつブラッシン
グすることによって、上記横ストライプ１００を除去す
る。これにより、図１０（ｄ）に示すように、遮光膜
（以下、「ブラックマスク」と称する）形成前の状態の
カラーフィルタ基板が得られる。最後に、カラーフィル
タ３の形成面全体にブラックレジストを塗布・乾燥した
後、透明基板１の背面側から露光し、未露光のブラック
レジストを除去する。これにより、図１０（ｅ）に示す
ように、カラーフィルタ３の間隙部にブラックマスク１
０１が形成される。

【０００６】以上の工程により、透明電極およびカラー
フィルタが形成された透明基板、すなわち、カラーフィ
ルタ基板が完成する。この後、液晶層を、それぞれ一対
の配向膜，上記カラーフィルタ基板，偏光フィルタで挟
み込んで液晶表示装置は完成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の液晶表示装置において、透明電極を構成するＩＴＯ
は導電性が低いので、液晶層を挟んで対向する一対の透
明電極間の電位差を大きくとることが難しく、そのため
表示品位が低い、という課題があった。

【０００８】また、上述した従来の液晶表示装置におい
て、ブラックマスクの遮光性は、該ブラックマスクを形
成するブラックレジスト内に混入されたカーボンブラッ
クの量によって決まる。従って、ブラックマスクの遮光
性を高めるためには、大量のカーボンブラックを混入す
ればよいが、カーボンブラックは導電性を有するので、
大量に混ぜると、ブラックマスク自体が導電性を有して
しまい、これにより該ブラックマスクと接する透明電極
間が短絡してしまう。このため、カーボンブラックを大
量に混ぜることはできなかった。以上の理由から、従来
の液晶表示装置では、ブラックマスクの遮光性が低く、
表示品位が低い、という課題があった。

【０００９】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、透明電極の導電性が高く、遮光膜（ブラック
マスク）の遮光性に優れた液晶表示装置およびその製造
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、各色のカラ
ーフィルタ間に設けられるブラックマスクを、その界面
が黒色となる２種類の物質の積層で構成したことを特徴
とする。そして、この発明によれば、積層の界面が黒色
になることを利用しているので、積層される２種類の物
質の量によらず、遮光性の高い黒色を得ることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。本実施形態による液晶表
示装置は、従来の液晶表示装置と比べて、上記カラーフ
ィルタ基板（すなわち、透明電極およびカラーフィルタ
が形成された透明基板）の構成および製造方法が異な
る。従って、以下、本実施形態によるカラーフィルタ基
板の製造方法について説明する。本実施形態によるカラ
ーフィルタ基板の製造方法は、以下の手順（１）〜
（５）で行われる。

【００１２】（１）酸化亜鉛層帯の形成 本製造方法では、まず始めに、図１に示すように、ガラ
ス基板等の透明基板１の片面に、一定の間隔でストライ
プ状に延びる複数本の酸化亜鉛（ＺｎＯ）層帯２を形成
する。なお、図１において、図１（ｂ）は図１（ａ）に
おけるＡ−Ａ’断面図である。この酸化亜鉛層帯２は、
透明基板１の上記片側全面に酸化亜鉛層を形成し、一部
の酸化亜鉛を除去することにより形成される。以下、該
除去により各酸化亜鉛層帯２間に設けられた間隙部を
「分離帯」と称する。なお、本実施形態では、この分離
帯の幅（各酸化亜鉛層帯２間の間隔）は、一例として、
５μｍ〜１０μｍとする。ここで、上記分離帯を設ける
のは、後に形成する透明電極間の短絡（ショート）を防
ぐためである。

【００１３】（２）カラーフィルタの形成 次に、図２に示すように、酸化亜鉛層帯２および透明基
板１上に、互いに一定の間隔を有する複数のカラーフィ
ルタ３を、マトリクス状に形成する。なお、図２におい
て、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図で
あり、図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図
である。このカラーフィルタ３は、電着法，染色法，印
刷法等の方法を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂいずれかのカラーフ
ィルタを、酸化亜鉛層帯２および透明基板１上に積層し
た後、約２５０℃で焼成し、固化することによって形成
される。このとき、酸化亜鉛層帯２全体を覆うのではな
く、図２に示すように、各カラーフィルタ３間において
酸化亜鉛層帯２の一部を露出させておく。また、本実施
形態では、一例として、図２において、縦方向のカラー
フィルタ３は同じ色である。そして、各カラーフィルタ
３は、横方向に、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｇ，Ｂ……の順番で
配列されている。

【００１４】（３）銅層の形成 次に、図３に示すように、各カラーフィルタ３間から露
出している酸化亜鉛層帯２の上に、銅（Ｃｕ）層４を形
成する。なお、図３において、図３（ｂ）は図３（ａ）
におけるＡ−Ａ’断面図であり、図３（ｃ）は図３
（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。この銅層４の形
成には、メッキ加工が利用される。これにより、該銅層
４は、露出している酸化亜鉛層帯２上にのみ正確に形成
される。すなわち、各銅層４間の間隔を、上記分離帯の
幅（各酸化亜鉛層帯２間の間隔）と同じ値（本実施形態
では、５μｍ〜１０μｍ）に正確に位置決めすることが
できる。そして、酸化亜鉛層帯２と銅層４とが接触する
ことにより、両者の界面が黒色となる。本実施形態で
は、この黒色界面が、各カラーフィルタ３間のブラック
マスクとなる。

【００１５】（４）オーバーコート層の形成 次に、図４に示すように、各カラーフィルタ３上に、オ
ーバーコート層５を形成する。なお、図４において、図
４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図であり、
図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図であ
る。このオーバーコート層５は、発色に最適な層の厚さ
が、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって互いに異なるカラーフ
ィルタ３の高さを揃える役割を有する。また、このオー
バーコート層５は、各酸化亜鉛層帯２間に設けられた分
離帯のうち、カラーフィルタ３および銅層４がいずれも
積層されず、透明基板１が露出している部分を充填する
役割も有する。これにより、図４（ｂ）および図４
（ｃ）に示すように、オーバーコート層５形成後の形成
面は、凹凸のない均一面となる。但し、オーバーコート
層５は、銅層４の上には形成されず、該銅層４を露出さ
せておく。

【００１６】（５）透明電極の形成 最後に、図５に示すように、一定の間隔でストライプ状
に延びる複数本の透明電極６を形成する。なお、図５に
おいて、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ’断面
図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ’断
面図である。この透明電極６は、オーバーコート層５形
成後の形成面全体にＩＴＯを形成し、パターニングする
ことにより形成される。このとき、図４（ａ）と図５
（ａ）を比較すれば明らかなように、各透明電極６を、
同方向に延びる銅層４上に形成する。これにより、透明
電極６に、該透明電極（ＩＴＯ）６よりはるかに導電性
が高い銅層４が接続されるので、該透明電極６の配線抵
抗は低減される。なお、この場合、各銅層４間の短絡
（ショート）に起因する各透明電極６間の短絡が心配さ
れるが、上述したように、各銅層４は、メッキ加工を利
用して、上記分離帯を有する酸化亜鉛層帯２上にのみ正
確に形成されるので、各銅層４間の短絡の心配はない。

【００１７】以上の工程により、透明電極およびカラー
フィルタが形成された透明基板、すなわち、カラーフィ
ルタ基板が完成する。この後、液晶層（公知）を、それ
ぞれ一対の配向膜（公知），上記カラーフィルタ基板，
偏光フィルタ（公知）で挟み込んで液晶表示装置は完成
する。なお、このとき、一対の配向膜の配向方向，一対
のカラーフィルタ基板の透明電極の配線方向，一対の偏
光フィルタの偏向方向が、それぞれの対において、所定
の角度を持つことは言うまでもないことである。

【００１８】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。たとえ
ば、上述した一実施形態においては、酸化亜鉛層帯２，
カラーフィルタ３，銅層４，オーバーコート層５，透明
電極６の形成パターンを、図１〜図５に示す通りとした
が、この発明の特徴（すなわち、酸化亜鉛層帯２と銅層
４との界面をブラックマスクとして利用する点、さら
に、この銅層４を透明電極６に接続することにより、該
透明電極６の配線抵抗を低減する点）が得られるなら
ば、上記各層の形成パターンはどのようなものでもかま
わない。上記実施形態以外の形成パターンの一例を図６
〜図９に示す。なお、酸化亜鉛層帯２の形成パターンに
ついては、上記実施形態（図１参照）と同じものとす
る。すなわち、この例では、図１→図６→図７→図８→
図９の順番で各パターンが形成される。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ブラックマスクの遮光性を高くでき、表示品位を上
げることができる。また、この発明によれば、透明電極
より導電性が高い物質（銅）と導通させることにより、
該透明電極の配線抵抗が下がるので、表示品位を上げる
ことができる。

【００２０】また、この発明によれば、メッキ加工を利
用することにより、銅層を、露出している酸化亜鉛層帯
上にのみ正確に形成することができる。従って、互いに
絶縁した複数本の酸化亜鉛層帯、その上に形成される各
銅層、更にその上に形成される各透明電極は、各酸化亜
鉛層帯間、各銅層間、各透明電極間において短絡（ショ
ート）することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は、本発明の一実施形態において、酸
化亜鉛層帯２形成後の状態を示す平面図であり、（ｂ）
は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。

【図２】 （ａ）は、本発明の一実施形態において、カ
ラーフィルタ３形成後の状態を示す平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）
は（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【図３】 （ａ）は、本発明の一実施形態において、銅
層４形成後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）
におけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけ
るＢ−Ｂ’断面図である。

【図４】 （ａ）は、本発明の一実施形態において、オ
ーバーコート層５形成後の状態を示す平面図であり、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）
は（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【図５】 （ａ）は、本発明の一実施形態において、透
明電極６形成後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）
におけるＢ−Ｂ’断面図である。

【図６】 （ａ）は、他の例において、カラーフィルタ
３形成後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）における
Ｂ−Ｂ’断面図である。

【図７】 （ａ）は、他の例において、銅層４形成後の
状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−
Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’断
面図である。

【図８】 （ａ）は、他の例において、オーバーコート
層５形成後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）
におけるＡ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけ
るＢ−Ｂ’断面図である。

【図９】 （ａ）は、他の例において、透明電極６形成
後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）における
Ａ−Ａ’断面図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−
Ｂ’断面図である。

【図１０】 従来の液晶表示装置において、カラーフィ
ルタ基板の製造工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１……透明基板、 ２……酸化亜鉛層帯、 ３……カラ
ーフィルタ、４……銅層、 ５……オーバーコート層、
６……透明電極

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各色のカラーフィルタ間に設けられるブ
   ラックマスクを、その界面が黒色となる２種類の物質の
   積層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２種類の物質は、酸化亜鉛と銅であ
   ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記ブラックマスクは、互いに絶縁した
   複数の部分からなり、 該ブラックマスクの各部分は、液晶層を中心として該ブ
   ラックマスクと同じ側に設けられている複数の透明電極
   のいずれかに対応して形成されており、 該ブラックマスクを構成する２種類の物質のうちの片方
   は、前記透明電極より導電性が高く、該ブラックマスク
   が対応する透明電極と導通していることを特徴とする請
   求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記２種類の物質は、酸化亜鉛と銅であ
   り、 該２種類の物質のうち、銅が前記透明電極と導通してい
   ることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 液晶層と、 前記液晶層を挟み込む一対の配向膜と、 前記配向膜の外側から前記液晶層を挟み込む一対のカラ
   ーフィルタ基板と、 前記カラーフィルタ基板の外側から前記液晶層を挟み込
   む一対の偏光フィルタとからなる液晶表示装置であっ
   て、 前記カラーフィルタ基板は、 透明基板と、 前記透明基板の片側に形成され、互いに絶縁した複数本
   の酸化亜鉛層帯と、 前記酸化亜鉛層帯の一部を露出させて、該酸化亜鉛層帯
   上に形成された各色のカラーフィルタと、 前記カラーフィルタ間から露出している酸化亜鉛層帯上
   に形成された銅層と、 前記銅層以外の全面に形成されたオーバーコート層と、 同方向に形成された銅層に導通して形成され、互いに絶
   縁した複数本の透明電極とからなることを特徴とする液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記銅層は、前記酸化亜鉛層帯上に、メ
   ッキ加工により形成されることを特徴とする請求項５記
   載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 液晶表示装置の各構成部分のうち、透明
   基板，カラーフィルタ，透明電極からなるカラーフィル
   タ基板の製造工程が、 前記透明基板の片側に、互いに絶縁した複数本の酸化亜
   鉛層帯を形成する工程と、 前記酸化亜鉛層帯の一部を露出させて、該酸化亜鉛層帯
   上に、各色のカラーフィルタを形成する工程と、 前記カラーフィルタ間から露出している酸化亜鉛層帯上
   に、銅層を形成する工程と、 前記銅層以外の全面に、オーバーコート層を形成する工
   程と、 互いに絶縁した複数本の透明電極を、該透明電極と同方
   向に形成された銅層に導通して形成する工程とからなる
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記銅層は、前記酸化亜鉛層帯上に、メ
   ッキ加工により形成されることを特徴とする請求項７記
   載の液晶表示装置の製造方法。