JPH11337926A

JPH11337926A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11337926A
Application number: JP10144530A
Authority: JP
Inventors: Ryota Mizusako; 亮太水迫; Hidehiro Morita; 英裕森田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JP4089843B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、液晶パネルの光透過
率を減少させることなく、画素の開口率の向上を図る。【解決手段】液晶表示装置の液晶パネル２０は、ＴＦ
Ｔ４が形成された透明基板２と、共通電極１０が形成さ
れた透明基板３とからなる。ＴＦＴ４側の透明基板２に
おいては、ゲート絶縁膜８及びドレインライン７上にカ
ラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成され、その上に画素電極
５が形成されている。すなわち、ドレインライン７と画
素電極５とがカラーフィルタｒ、ｇ、ｂを挟んで絶縁さ
れた状態で異なる位置に積層形成されている。したがっ
て、画素電極５の側縁部とドレインライン７の側縁部と
を絶縁した状態で、上下に重ねた状態とすることができ
る。これにより、画素電極５とドレインライン７との間
の光漏れを新たに遮光膜を形成することなく防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型のカラー表示が可能な液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス型、例え
ば、ＴＦＴ（thin film transistor)型の液晶表示装置
の液晶パネルは、例えば、図１４（平面構造）及び図１
５（断面構造）に示すような構造を有する。すなわち、
液晶パネル１は、互いに対向して配置された透明基板
２，３を備えている。そして、その一方の透明基板２
に、アクティブ素子であるＴＦＴ（トランジスタ部）４
が形成され、該ＴＦＴ４のソース電極４ａにＩＴＯ（In
dium TinOxide）からなる画素電極（画素ＩＴＯ）５が
接続されている。また、ＴＦＴ４のゲート電極４ｃに接
続され、図中左右に配置されたゲートライン（制御線）
６と、ＴＦＴ４のドレイン電極４ｂに接続され、図中上
下に配置されたドレインライン（信号線）７とが、縦横
に格子状に配置され、これら縦横に格子状に配置された
ゲートライン６とドレインライン７とに画素電極５が周
囲を囲まれた状態となっている。

【０００３】また、図１５に示すように、この液晶パネ
ル１においては、画素電極５とドレインライン７とがゲ
ート絶縁膜（ＳｉＮｘ（窒化珪素））８上の同じ層に形
成されており、画素電極５とドレインライン７との間に
左右に間隔があけられている。また、ドレインライン７
の部分は、ＳｉＮｘからなる絶縁性のオーバーコート７
ａにより覆われており、画素電極５とドレインライン７
とがオーバーコート７ａにより絶縁されている。そし
て、画素電極５とドレインライン７との間隔から光漏れ
を生じないように、光を遮断するシールドとして蓄積容
量（Ｃｓ）９が画素電極５とドレインライン７との間隔
を覆うように、一部が画素電極５と、ドレインライン７
と重複した状態でゲート絶縁膜８の下に形成されてい
る。そして、蓄積容量９が画素電極５の左右側縁部を囲
むようにコ字状とされている。この場合には、画素電極
５の左右側縁部が蓄積容量９と重なり、その分だけ、画
素電極５の光透過可能な面積が減り、液晶パネル１にお
ける開口率が減少することになる。

【０００４】なお、他方の透明基板３、すなわち、ＩＴ
Ｏからなる共通電極１０が形成される透明基板３には、
赤、緑、青（ＲＧＢ）のカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが各
画素毎に一色ずつ割り当てられるように形成されるとと
もに、各画素のカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士の間に配
置されるように、例えば、金属Ｃｒからなるブラックマ
トリクス１１が形成されている。そして、カラーフィル
タｒ、ｇ、ｂ上に、上記共通電極１０が形成されてい
る。また、図示しないが、上記二枚の透明基板２、３の
それぞれの最も内面側には配向膜が形成されるととも
に、二枚の透明基板２，３の間にビーズ状のスペーサが
散布されて、二枚の透明基板２，３間にギャップを形成
している。そして、これらの二枚の透明基板２、３間の
ギャップに液晶が注入されている。また、二枚の透明基
板２，３の外面側には、図示しない偏光板が貼設されて
いる。

【０００５】また、図１６及び図１７は、上記液晶パネ
ル１とは異なる液晶パネル１２を示すものであり、この
液晶パネル１２においては、画素電極５とドレインライ
ン７とが有機絶縁膜１３を介して異なる層に形成されて
いる。すなわち、ドレインライン７がゲート絶縁膜８上
に形成され、その上に有機絶縁膜１３が形成され、この
有機絶縁膜１３上に画素電極５が形成されている。従っ
て、画素電極５とドレインライン７とが上下に配置され
るとともに、これらが有機絶縁膜１３で絶縁されている
ので、画素電極５とドレインライン７とを絶縁した状態
で、一部が上下に重複した状態で配置することができ、
画素電極５とドレインライン７との間に絶縁のために左
右に光漏れの原因となる間隔をあける必要がない。

【０００６】従って、光漏れを防ぐために、蓄積容量９
を画素電極５とドレインライン７との重複部分に配置す
る必要がなく、蓄積容量９を例えば、ゲートライン６に
沿った真っ直ぐな帯状のものとすることができる。ま
た、液晶パネル１２の各画素の左右側縁部においては、
画素電極５をドレインライン７と重なる位置まで延ば
し、光の透過を制御して画像を表示できる画像領域を可
及的に拡大させ、開口率を向上することができる。

【０００７】すなわち、前者の液晶パネル１において
は、画素電極５の左右の側縁がドレインライン７の側縁
から必要な間隔をとって内側に配置され、さらに、画素
電極５の左右の側縁部が蓄積容量と重なるので、左右を
ドレインライン７，７に囲まれたスペースにおいて、ド
レインライン７と画素電極５との間隔と、画素電極５と
蓄積容量９とが重複する間隔とを合わせた距離だけドレ
インライン７の側縁より内側から画像領域となるが、液
晶パネル１２においては、ドレインライン７の側縁から
画像領域となる。なお、後者の液晶パネル１２は、上述
のドレインライン７と画素電極５と蓄積容量９との関係
及び有機絶縁膜１３の有無が異なる以外は、基本的に前
者の液晶パネル１とほぼ同様の構成を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の液晶
パネル１においては、上述のようにドレインライン７と
画素電極５とが同層レベルにつまり水平方向に互いに間
隔をあけて形成され、この間隔から光漏れを防止するた
めに蓄積容量９をドレインライン７と画素電極５との間
隔を覆うように配置するために、コ字状としているが、
これにより、異なる電位の電圧が印加される画素電極５
と蓄積容量９との間に横電界が発生する。そして、液晶
起動時に画素電極５と共通電極１０との間の縦電界と、
画素電極５と蓄積容量９との間の横電界とにより、液晶
の配向状態が異なる二つのドメインを形成することにな
り、これらのドメインの境界がディスクリネーションラ
インとして表示に現れ、液晶表示装置の表示品位を低下
させる要因となる。

【０００９】これを防止するためには、ディスクリネー
ションラインを隠すことが考えられるが、それは、ドレ
インライン７の下のドレインライン７と重複する蓄積容
量９の線幅を太くするか、他方の透明基板（対向基板）
３のブラックマトリクス１１の線幅を太くする必要があ
る。しかし、これらの線幅を太くした場合には、液晶パ
ネル１の画像領域が減り、開口率の低下を招くことにな
る。また、上述のような構造を有する液晶パネル１は、
耐圧力性に乏しいといった課題がある。

【００１０】すなわち、液晶パネル１を押した場合に
は、蓄積容量９やブラックマトリクス１１で隠している
ディスクリネーションラインが移動して画素内に現れる
とともに、該ディスクリネーションラインが画素の反対
側の上記横電界につかまり液晶パネル１を押すことをや
めた後も液晶の配向状態が正常に戻らない、いわゆる
「パネル押し不良」が生じる可能性がある。

【００１１】後者の液晶パネル１２においては、蓄積容
量９がゲートライン６に沿って延びる帯状に形成されて
いるので、前者の液晶パネル１のように横電界が生じる
ことがない。また、ドレインライン７と画素電極５を異
なる層に配置することにより、上述のように、高開口率
化を図ることができるが、ドレインライン７と画素電極
５との間に形成される有機絶縁膜１３をスピンコート等
で透明基板２全面に塗布することになり、この有機絶縁
膜１３は、ほとんど透明基板２上に残ることになるが、
有機膜のスピンコートは、異物等を巻き込むことが多く
歩留まりを低下させる原因となる。

【００１２】さらに、液晶パネル１２で用いられる有機
絶縁膜１３は感光性有機材料であり、感光性有機材料
は、短波長側の透過率が低下することが知られている。
例えば、後者の液晶パネル１２の場合に、ドレインライ
ン７と画素電極５のカップリング容量の関係から有機絶
縁膜１３の膜厚は、３〜３．５μｍ程度必要であり、こ
のような有機絶縁膜１３による透過率の低下は、図１８
のグラフに示すものとなる。図１８からわかるように、
有機絶縁膜１３が存在することで液晶パネル１２の光透
過率は５％程度低下する。

【００１３】また、液晶パネル１，１２においては、二
枚の透明基板２，３の間に、こらのの間隔を保つビーズ
状スペーサを用いているが、ビーズ状スペーサは、液晶
との境界で先述のディスクリネーションラインと似たよ
うな光漏れを起こす。これは電界のかかった状態、つま
り黒表示時の透過率の浮き（上昇）を招きコントラスト
低下の原因となる。

【００１４】さらに、ビーズ状スペーサの散布プロセス
は非常に制御が困難で、散布密度、散布個数などのばら
つきにより表示品位低下の原因となる。また、ＴＦＴ４
が形成された透明基板２とカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが
形成された透明基板３との貼り合わせ時の位置精度（合
わせ精度）は、±４〜６μｍ程度と言われており、この
合わせ精度の範囲で他方の透明基板３に存在する遮光の
ためのブラックマトリクス１１の位置がずれた場合に
は、開口率を５％〜１０％程度低下させる原因となる。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、液晶パネルの光透過率を低下させることなく、液
晶パネルの高開口率化を図ることができ、さらに、ディ
スクリネーションラインの発生を防止し、コントラス
ト、表示品位等の向上を図ることができる液晶表示装置
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の透明
基板と、該透明基板同士の間に封入された液晶とを備え
るとともに、前記一対の透明基板のうちの一方の透明基
板内面にアクティブ素子、これに接続される配線及び画
素電極とが積層形成され、他方の透明基板内面に共通電
極が形成されたカラー液晶表示装置において、アクティ
ブ素子が形成された一方の透明基板内面に、アクティブ
素子の配線と画素電極との間にカラーフィルタを積層
し、前記配線と前記画素電極とを夫々の側縁部を前記カ
ラーフィルタを介し重畳させて配置したことを特徴とす
る。

【００１７】上記構成によれば、配線と画素電極とがカ
ラーフィルタを挟んで絶縁された状態で異なる位置に積
層配置されているので、配線の側縁部と画素電極の側縁
部とを上下に重なった状態に配置し、配線と画素電極と
を水平方向に離間しないようにすることが可能となり、
これにより配線と画素電極との間の光漏れを防止するこ
とができる。したがって、配線と画素電極との間からの
光漏れを防止するための遮光膜を画素電極の側縁部に上
下に重なるように設ける必要がないので、上記遮光膜に
より開口率が減少することなく、配線の側端面まで画素
が開口され、高開口率の液晶パネルを得ることができ
る。

【００１８】また、配線と画素電極との間にカラーフィ
ルタを配置して、配線と画素電極とを絶縁しているの
で、配線と画素電極とを異なる層に絶縁した状態で配置
するために、有機絶縁膜を用いる必要がなく、有機絶縁
膜を用いた場合のような歩留まりの悪化や、光透過率の
減少といった不具合を発生させずに開口率の向上を図る
ことができる。

【００１９】本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、
前記一方の透明基板において、前記配線上で隣り合う画
素のカラーフィルタ同士が隣接するとともに、前記配線
上で互いに隣接するカラーフィルタ同士の間に隙間がで
きないように、互いに隣接するカラーフィルタの側縁部
同士が上記配線上で重なって配置されていることを特徴
とする。

【００２０】上記構成によれば、配線上で隣接するカラ
ーフィルタ同士の間に隙間ができないように、互いに隣
接するカラーフィルタの側縁部同士が重なって配置され
ているので、金属からなる配線に光があたった際の反射
光を抑えることができる。従って、配線の反射光による
コントラストの低下を防止するために、共通電極側の透
明基板の配線線に対向する位置にブラックマトリクスを
配置する必要がなくなる。

【００２１】そして、配線に対応してブラックマトリク
スを配置しない場合には、互いに対向して配置されたア
クティブ素子側の透明基板と共通電極側の透明基板とを
貼り合わせた際に、位置ずれが生じても、配線に対応す
るブラックマトリクスが存在せず、画素の開口部分に配
線に対向するブラックマトリクスが重複して開口率が低
下するのを抑制することができる。従って、液晶表示装
置の品質を安定させることができ、安定した表示スペッ
クを有する液晶表示装置を提供することができる。

【００２２】本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、
前記配線上で重なる二つのカラーフィルタ同士の境界面
を一方の透明基板内面に対し傾斜させるとともに、前記
内面と前記境界面とがなす角度が６０度以下とされてい
ることを特徴とする。

【００２３】上記構成によれば、配線上で重なるカラー
フィルタ同士の境界面を斜めとすることにより、カラー
フィルタ同士が重なる部分が厚くなるのを防止して、ア
クティブ素子側の透明基板内表面を平坦化することがで
きるとともに、共通電極側の透明基板からカラーフィル
タをなくすことにより、共通電極側の透明基板内表面も
平坦化することができる。

【００２４】従って、上下の透明基板のそれぞれの内表
面を平坦化することにより、安定した液晶の配向状態を
得ることができる。すなわち、透明基板の電極等の形成
された面を平坦化することにより、透明基板の内面側に
形成される配向膜の表面を平坦化することができるの
で、配向膜の表面にラビング処理を均一に施すことがで
き、液晶の配向状態を安定化することができる。

【００２５】本発明の請求項４記載の液晶表示装置は、
前記一方の透明基板のアクティブ素子の上に、二枚の透
明基板間の間隔を保持するスペーサとなるとともに遮光
性を備えた遮光スペーサが形成され、かつ、他方の透明
基板の内面のほぼ全面にほぼ一様に共通電極となる透明
電極が形成されていることを特徴とする。

【００２６】上記構成によれば、アクティブ素子側の透
明基板において、アクティブ素子の上に遮光スペーサを
設けることにより、アクティブ素子を遮光してアクティ
ブ素子の光による誤作動を防止するようにしているの
で、共通電極側の透明基板に、上述のように配線に対応
するブラックマトリクスと、アクティブ素子に対応する
ブラックマトリクスが必要なくなる。

【００２７】したがって、共通電極側の透明基板から全
てのブラックマトリクスをなくすことができるので、二
枚の透明基板を貼り合わせた際の位置ずれによりブラッ
クマトリクスが画素の開口部分に重なって開口率が低下
することがなく、実質的に開口率を一層向上することが
できる。また、共通電極側の透明基板は、ブラックマト
リクスを形成せずに、共通電極となるＩＴＯをベタで形
成すれば良いので、その製造を極めて容易なものとする
ことができる。

【００２８】また、遮光スペーサが二枚の透明基板の間
隔を保持するスペーサとなるので、従来のビーズ状スペ
ーサを用いる必要がないので、ビーズ状スペーサによる
スペーサ周辺での光漏れによるコントラストの低下を招
くことがなく、コントラストの向上を図ることができ
る。また、遮光スペーサを用いることにより、ビーズ状
スペーサに比較して液晶パネルの耐圧性を向上できると
ともに、二枚の透明基板間の間隔の精度を向上すること
ができる。また、ビーズ状スペーサを使用しないことに
より、手間のかかるビーズ状スペーサの散布を行わなく
てすむので、液晶パネルの製造を省力化できる。

【００２９】本発明の請求項５記載の液晶表示装置は、
前記遮光スペーサが樹脂に遮光性を備えた顔料を添加し
た樹脂ブラックからなり、かつ、上記透明基板の画像が
表示される表示領域の外側となる周縁部に上記樹脂ブラ
ックからなる額縁保護層が形成されていることを特徴と
する。

【００３０】上記構成によれば、額縁保護層は、上記遮
光スペーサと同じ材質からなるので、遮光スペーサの形
成に際し、額縁保護層を同時に形成することができ、か
つ、額縁保護層は、表示領域周辺からの光漏れを阻止す
るだけでなく、遮光スペーサに対応して、従来の窒化珪
素からなるオーバーコートよりも厚く形成することがで
きるので、従来の薄いオーバーコートよりも確実に端子
部や配線引き回し部を保護することができる。

【００３１】本発明の請求項６記載の液晶表示装置は、
前記樹脂ブラックが、前記顔料の樹脂固形分に対する濃
度が３０重量％以下であることを特徴とする。上記構成
によれば、上記樹脂ブラックの顔料濃度が３０重量％以
下と低くされているので、樹脂ブラックとなる樹脂の接
着性が顔料の添加により悪化するのを抑えることがで
き、二枚の透明基板を接着するシール剤と透明基板との
間に額縁保護層が介在する状態となっても、十分に二枚
の透明基板を接着することができる。

【００３２】本発明の請求項７記載の液晶表示装置は、
前記額縁保護層を液晶を封入するためのシール剤に形成
される注入口に対応する部分を除いた領域に形成し、か
つ、前記注入口に対応する部分には、上記アクティブ素
子の配線と同じ材質のメタル遮光層が形成されることを
特徴とする。

【００３３】上記構成によれば、二枚の透明基板を接着
するシール剤と透明基板との間に額縁保護層が介在する
状態となり、二枚の透明基板の間隔が一定の場合に、額
縁保護層が介在することにより、シール剤の厚みが薄く
なり、この薄いシール剤に液晶を注入するための注入口
を設けても、注入口がシール剤の厚み方向に狭いものと
なり、液晶の注入が阻害されるが、額縁保護層のシール
剤の注入口に対応する部分に切欠部を設けることによ
り、注入口を広くすることができ、液晶の注入を速やか
に行うことができる。

【００３４】本発明の請求項８記載の液晶表示装置は、
カラーフィルタ上に形成される画素電極がドライエッチ
ングによりパターニングされていることを特徴とする。
上記構成によれば、カラーフィルタ上に画素電極を形成
しても大きくサイドエッチングされることがなく、画素
電極を高い精度でパターニングすることができる。な
お、カラーフィルタ上で画素電極となるＩＴＯをウエッ
トエッチングした場合には、ガラス基板上でＩＴＯをウ
エットエッチングした場合に比較して、サイドエッチン
グ量が多くなる傾向があり、上述のようにドライエッチ
ングとすることで、画素電極のサイドエッチングを防止
することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態例の第
一例を図面を参照して説明する。図１は第一例の液晶表
示装置の液晶パネル２０の平面構造を示し、図２は液晶
パネル２０の断面構造を示すものである。なお、従来例
と同様の構成要素は、同一の符号を付してその説明を省
略する。第一例の液晶パネル２０においては、図１及び
図２に示すように、従来と同様に二枚の透明基板２，３
を備え、その一方の透明基板２に、アクティブ素子であ
るＴＦＴ４が形成され、該ＴＦＴ４のソース電極４ａに
画素電極５が接続されている。また、ＴＦＴ４のゲート
電極に接続され、図中左右に配置されたゲートライン
（制御線）６と、ＴＦＴ４のドレイン電極に接続され、
図中前後に配置されたドレインライン（信号線）７と
が、縦横に格子状に配置され、これら縦横に格子状に配
置されたゲートライン６とドレインライン７とに画素電
極５が周囲を囲まれた状態となっている。なお、図１に
おいて、ＴＦＴ４、ゲートライン６、ドレインライン７
とは、ブラックマトリクス１１に覆われた状態で図示さ
れている。

【００３６】そして、第一例においては、ドレインライ
ン７（配線）と画素電極５との間にカラーフィルタｒ、
ｇ、ｂが形成され、その結果、ドレインライン７と画素
電極５とは、厚さ方向(断面方向)の位置が異なる配置と
なる。そして、ドレインライン７と画素電極５とがカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂにより絶縁された状態で、上下の
異なる層となるように配置されているので、ドレインラ
イン７と画素電極５とをその側縁部同士が重複するよう
に配置可能であり、実際にドレインライン７の側縁部
と、画素電極５の側縁部とが重複して配置されている。

【００３７】なお、ドレインライン７は、ゲート絶縁膜
８上にストライプ状に形成されており、カラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂは、ゲート絶縁膜８及びドレインライン７上
に形成されることになり、画素電極５はカラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂ上に形成されることになる。また、ドレイン
ライン７は、各画素の境界部分に配置されており、カラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂの各色の境界となり、カラーフィ
ルタｒ、ｇ、ｂの各色が離間して配置されている場合
に、ドレインライン７上で隙間が生じることになるが、
ドレインライン７の左右の両側部においては、それぞれ
カラーフィルタｒ、ｇ、ｂがドレインライン７上に載っ
た状態となっている。従って、ドレインライン７の側縁
部に画素電極５の側縁部を重ねて配置した場合に、ドレ
インライン７の側縁部と画素電極５の側縁部との間に、
カラーフィルタｒ、ｇ、ｂが必ず挟まれた状態となって
いる。そして、ドレインライン７と画素電極５とが上述
のように重なることで、これらが水平方向（左右）に離
間していないので、ドレインライン７と画素電極５との
間で光漏れが生じることがなく、ドレインライン７と画
素電極５との間に光遮光膜として蓄積容量９を配置する
必要がない。従って、蓄積容量９は、ゲートライン６の
近傍でゲートライン６に沿った真っ直ぐな帯状に形成さ
れている。これらのことから、各画素においては、ドレ
インライン７の側縁に接する部分まで開口した状態とな
っており、高開口率を確保している。

【００３８】また、ドレインライン７と画素電極５との
間に従来のように有機絶縁膜を配置していないので、有
機絶縁膜の形成により歩留まりが悪化することがないと
ともに、有機絶縁膜により液晶パネル２０の開口部（表
示部）の光透過率が低下することがない。また、ＴＦＴ
４が形成された一方の透明基板２にカラーフィルタｒ、
ｇ、ｂを形成したことにより、他方の透明基板３には、
カラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成されず、透明基板３上
にブラックマトリクス１１と、共通電極１０が形成され
ている。なお、ブラックマトリクス１１は、ドレインラ
イン７等のメタル配線部の反射光を遮光するためのもの
であり、上述のディスクリネーションライン等を隠すた
めに線幅を太くする必要がなく、メタル配線による反射
高を遮光するための最低限の線幅を有していれば良く、
ブラックマトリクス１１により開口率が低くなることが
ない。また、ブラックマトリクス１１は、ＴＦＴ４上を
覆うように設けられており、ＴＦＴ４の光による誤作動
を防止している。

【００３９】そして、上記液晶パネル２０の製造におい
ては、従来と同様にドレインライン７を形成した後に、
感光性カラーレジスト（ＲＧＢ）を用いて、カラーフィ
ルタ層（カラーフィルタｒ、ｇ、ｂ）を形成する。次
に、画素電極５の形成に際しては、カラーフィルタｒ、
ｇ、ｂ上にスパッタ等でＩＴＯ膜を成膜し、その後フォ
トレジスト塗布、露光、現像を経てフォトレジストを所
望のパターンに形成し、ウエットまたはドライエッチン
グによりＩＴＯをエッチングし、レジストを剥離する。
これにより、ＩＴＯからなる画素電極５が形成される。

【００４０】また、このようにカラーフィルタｒ、ｇ、
ｂ上に画素電極５を形成することで、ドレインライン７
と画素電極５とが、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂを挟んだ
状態で異なる層に形成されることになり、上述のように
開口率を向上することができる。なお、ドレインライン
７と画素電極５とが絶縁性のカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ
を挟んで配置されることにより、静電容量が生じること
になるが、ここで生じる静電容量が０．１５（ｆＦ／μ
ｍ）を越えるといわゆる尾引き等の表示品位の低下を招
くことになる。

【００４１】ここで用いられるカラーフィルタｒ、ｇ、
ｂは、従来と基本的に同じ材質ものであるが、その比誘
電率は、以下の表１に示されるものであり、３．４〜
４．３となっている。

【表１】そして、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂの膜厚と静電容量と
の関係を図３のグラフに示す。図３に示されるように、
比誘電率が３〜４程度の場合には、カラーフィルタｒ、
ｇ、ｂの膜厚を２μｍ以上とすることが好ましく、確実
に静電容量の影響を避けるためには、膜厚を３μｍ以上
とすることが好ましい。

【００４２】また、上記カラーフィルタｒ、ｇ、ｂ、
は、従来、ＴＦＴ４に対向する基板（透明基板３）側に
形成される場合に、１〜１．５μｍの膜厚で用いられて
おり、この膜厚で所望の色特性が得られるように顔料濃
度が調整されているが、第一例においては、上述のよう
にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂの膜厚が３μｍ程度とされ
ているので、膜厚を３μｍ程度とした場合に、所望の色
特性が得られるように顔料濃度を調整する必要がある。

【００４３】また、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂの比誘電
率は、その材質により異なるが、カラーフィルタｒ、
ｇ、ｂの部分で生じる静電容量を０．１５（ｆＦ／μ
ｍ）以下とすることができれば、どのような材質のカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂを用いるものとしても良く、カラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂの比誘電率の値に対応して、静電
容量が０．１５（ｆＦ／μｍ）以下となるように膜厚を
決定し、該膜厚で所望の色特性が得られるように顔料濃
度を決定すれば良い。また、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂ
に用いられる樹脂は、たとえば、アクリル系、ポリイミ
ド系、ポリビニルアルコール系、エポキシ系などの感光
性樹脂を用いることができる。顔料としては、たとえ
ば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、染付けレーキ顔料
等を用いることができる。

【００４４】また、第一例では、画素電極５の形成に際
しては、ウエットまたはドライエッチングによりＩＴＯ
をエッチングするものとしたが、カラーフィルタｒ、
ｇ、ｂ上にＩＴＯをスパッタ等で成膜し、その後パター
ン加工を行う場合、ウエットエッチングで加工するとサ
イドエッチのため、微細加工が困難なものとなる。例え
ば、図４のグラフに下地がガラスの場合と、カラーフィ
ルタの場合とで、ウエットエッチングによるＩＴＯの加
工精度にどのくらいの差が生じるかを示した。ガラス上
に形成されたＩＴＯ膜をエッチングしても、サイドエッ
チ（オーバーエッチング量）はほとんど見られないが、
カラーフィルタ上に形成されたＩＴＯ膜をエッチングし
た場合には、４０秒以上のエッチング時間で１０μｍ以
上のサイドエッチングが認められる。

【００４５】従って、ＴＦＴ４側の透明基板２にカラー
フィルタｒ、ｇ、ｂを形成し、その上にＩＴＯからなる
画素電極５を形成する場合には、ウエットエッチングで
はなく、ドライエッチングを行うことが好ましい。ま
た、ドライエッチングによる画素電極５の形成に際して
は、ＩＴＯの成膜、レジストの形成、レジストの露光と
現像等の処理は、従来と同様に行い、エッチングプロセ
スを周知のドライ工程で行うようにする。そして、画素
電極５をドライエッチングにより形成するものとすれ
ば、サイドエッチがほとんどなく、高精度の加工が可能
である。

【００４６】以上のような、液晶表示装置の液晶パネル
２０によれば、ドレインライン７と画素電極５とがカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂを挟んで絶縁された状態で異なる
層に配置されているので、ドレインライン７の側縁部と
画素電極５の側縁部とを上下に重なった状態に配置し、
ドレインライン７と画素電極５とを水平方向に離間しな
いようにすることが可能となり、これによりドレインラ
イン７と画素電極５との間の光漏れを防止することがで
きる。

【００４７】従って、ドレインライン７と画素電極５と
の間の光漏れを防止するためのシールドを画素電極５の
側縁部に上下に重なるように設ける必要がないので、上
記シールドにより開口率が減少することなく、ドレイン
ライン７の側縁まで画素を開口した状態とすることによ
り、高開口率の液晶パネル２０を得ることができる。

【００４８】また、ドレインライン７と画素電極５との
間にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂを配置して、ドレインラ
イン７と画素電極５とを絶縁しているので、ドレインラ
イン７と画素電極５とを異なる層に絶縁した状態で配置
するために、有機絶縁膜を用いる必要がなく、有機絶縁
膜を用いた場合のような歩留まりの悪化や、光透過率の
減少といったことなく、開口率の向上を図ることができ
る。なお、ＴＦＴ４のソース電極４ａを信号線としての
ソースラインに接続し、ドレイン電極４ｂを画素電極５
に接続した場合には、ソースラインと画素電極５との間
にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂを配置するようにしても良
い。また、液晶パネル２０は、従来例と同様の図示しな
い配向膜、偏光板、スペーサ、シール剤等の液晶パネル
として必要な部材を備え、かつ、駆動回路が接続される
とともに、バックライトや反射板等の光源が配置されて
液晶表示装置として機能するものである。また、液晶表
示装置は、テレビ、コンピュータ、各種電子機器（携帯
型電子機器を含む）等のディスプレイとして機能するも
のである。

【００４９】次に、本発明の第二例の液晶表示装置の液
晶パネルを図５及び図６を参照して説明する。図５及び
図６に示す第二例の液晶パネル３０は、以下に説明する
相違点を除いて、基本的に第一例の液晶パネル２０と同
様の構成を有するものであり、第一例の液晶表示装置の
液晶パネル２０と同様の構成要素に同一の符号を付して
その説明を省略する。第二例の液晶パネル３０は、第一
例の液晶パネル２０と同様にドレインライン７と画素電
極５との間にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成された状
態となっているとともに、ドレインライン７上において
隣接する各色のカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士を重複さ
せ、ドレインライン７が完全にカラーフィルタｒ、ｇ、
ｂに覆われた状態とすることにより、ドレインライン７
表面での反射を防止し、ブラックマトリクス１１なしで
も、ドレインライン７の反射によるコントラスト低下を
防止できるようにしている。

【００５０】すなわち、ドレインライン７上において隣
接するカラーフィルタｒ、ｇ、ｂのパターンのパターン
エッジが重複した状態、すなわち、ドレインライン７上
において、各画素に対応するパターンで形成されたカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂのエッジ部分が重複しており、ド
レインライン７上でカラーフィルタｒ、ｇ、ｂの各パタ
ーンが離間しておらず、ドレインライン７が完全にカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂに覆われた状態となっている。

【００５１】また、図５に示すように、ドレインライン
７上で互いに重複するカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士の
側縁部は、６０度以下のテーパが付けられた状態となっ
ている。すなわち、先に形成されてドレインライン７上
で重複する二つのカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士の境界
面ｋ（の延長線）と透明基板２とが成す角の角度が６０
度以下となっている。そして、下側に配置されるカラー
フィルタｒ、ｇ、ｂは、その側縁部が、カラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂの中央側から側縁に向かうにつれて薄くなる
ように斜めに形成されるとともに、その上に上側に配置
されるカラーフィルタｒ、ｇ、ｂの側縁部が配置されて
いる。

【００５２】このようにドレインライン７上で重複する
二つのカラーフィルタｒ、ｇ、ｂのパターンのうちの下
側のパターンの側縁部を斜めとすることにより、ドレイ
ンライン７上でほぼ同じ厚みのカラーフィルタｒ、ｇ、
ｂ同士を重複するものとしても、二つのカラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂを重複させることにより、ドレインライン７
上でカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが厚くなるのを防止する
ことができる。

【００５３】また、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士の重
複する部分の幅が斜面の幅より長くなってしまうと、カ
ラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士の重複する部分で厚みが厚
くなる部分ができてしまうので、重複する部分の幅は、
斜面の幅より狭いことが好ましい。従って、斜面の傾斜
角を６０度以下と小さくすることにより、斜面の長さを
ある程度長くすることで、重複する部分の幅をある程度
長くしても、重複部分でカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが厚
くなるのを防止することができる。なお、重複する部分
の幅（斜面の幅）があまり短いと、それだけ高い精度で
カラーフィルタｒ、ｇ、ｂをパターニングする必要が生
じてしまい、実際上、斜面の幅内で正確にカラーフィル
タｒ、ｇ、ｂ同士を重複させることが困難になってしま
うので、カラーフィルタｒ、ｇ、ｂの膜厚を上述のよう
に１μｍから３μｍとする場合に、傾斜角が６０度以下
であることが好ましい。また、ドレインライン７の線幅
より上記斜面（境界面）の長さが長い必要はなく、ドレ
インライン７の線幅とカラーフィルタｒ、ｇ、ｂの厚み
から傾斜角の下限もほぼ決まることになる。

【００５４】そして、上述のようにドレインライン７上
でカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士を重複させることによ
り、ドレインライン７上をカラーフィルタｒ、ｇ、ｂで
覆ってしまうことで、ドレインライン７による反射光を
防止できるので、ドレインライン７に対向する他方の透
明基板３には、上記反射光を防止する目的でブラックマ
トリクス１１を形成する必要がないが、ＴＦＴ４（トラ
ンジスタ）の（光電効果による）誤動作を防止するため
に、ＴＦＴ４上を遮光することが好ましく、ＴＦＴ４に
対応する部分だけに、例えば、金属Ｃｒからなるブラッ
クマトリクス２１を形成している。

【００５５】なお、ゲートライン６は、ドレインライン
７より下層にあり、ドレインライン７上にカラーフィル
タｒ、ｇ、ｂを形成した場合に、ゲートライン６もカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂに覆われることになるので、ゲー
トライン６上もドレインライン７とほぼ同様に、隙間無
くカラーフィルタｒ、ｇ、ｂに覆われるようにすること
で、ゲートライン６上のブラックマトリクス１１も必要
なくなる。従って、第二例の液晶パネル３０の他方の透
明基板３上には、ドレインライン７及びゲートライン６
に対応して線状にブラックマトリクス１１が形成されて
おらず、ＴＦＴ４に対応する部分だけほぼ点状に多数の
ブラックマトリクス２１が配置されることになる。そし
て、上記液晶パネル３０の製造は、第一例とほぼ同様に
行われるが、上述のように、順次各色のカラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂを形成する際に、その側縁部がドレインライ
ン７の中心線を越え、かつ、ドレインライン７を越して
しまわないように形成する。また、感光性樹脂であるカ
ラーフィルタｒ、ｇ、ｂの成膜時に、露光量と現像時間
を最適化し、さらに現像後の水洗時にある程度の水圧を
持った高圧水洗を行うことで、高圧水洗の工程後、カラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂのパターンエッジにテーパが形成
された状態となる。

【００５６】従って、上述のようにカラーフィルタｒ、
ｇ、ｂのドレインライン７上で重複した部分の膜厚が厚
くなることがなく、一方の透明基板２の上面の平坦化を
図ることができ、ＴＦＴ４側の透明基板２の平坦性を確
保できるとともに、共通電極１０側の透明基板３におい
てもカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが設けられていないこと
から平坦性を向上することができる。

【００５７】以上のように、第二例の液晶表示装置の液
晶パネル３０によれば、第一例の液晶パネル２０と同様
の効果を奏するとともに、ドレインライン７上で、隣接
するカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士を上下に重ねるよう
に配置し、ドレインライン７上で隣接するカラーフィル
タｒ、ｇ、ｂ同士が離間することがなく、ドレインライ
ン７がカラーフィルタｒ、ｇ、ｂに覆われているので、
ドレインライン７による反射光をカラーフィルタｒ、
ｇ、ｂで抑えることができる。

【００５８】従って、ドレインライン７の反射光による
コントラストの低下を防止するために、共通電極１０側
の透明基板３のドレインライン７に対向する位置にブラ
ックマトリクス１１を配置する必要がなくなる。そし
て、ドレインライン７に対応してブラックマトリクス１
１を配置しない場合には、互いに対向して配置された透
明基板２と透明基板３とを貼り合わせた際に、位置ずれ
が生じても、ドレインライン７に対応するブラックマト
リクス１１が存在せず、ＴＦＴ４に対向する部分にだけ
ほぼ点状にブラックマトリクス２１が存在するだけなの
で、画素の開口部分にブラックマトリクス１１が重複し
て開口率が低下するのを抑制することができる。

【００５９】従って、液晶表示装置の品質を安定させる
ことができ、安定した表示スペックを有する液晶表示装
置を提供することができる。また、上述のようにドレイ
ンライン７上で重なるカラーフィルタｒ、ｇ、ｂの側縁
部にテーパを形成することにより、ＴＦＴ４側の画素電
極５を形成する下地層をを平坦化することができるとと
もに、共通電極１０側の透明基板３からカラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂをなくすことにより、共通電極１０の下地層
も平坦なものとなる。

【００６０】従って、上下の透明基板２、３の各電極
５，１０表面が平坦化され、安定した液晶の配向状態を
得ることができる。すなわち、透明基板２，３の電極等
の形成された内表面を平坦化することにより、透明基板
２，３の内面側に形成される配向膜の表面を平坦化する
ことができるので、配向膜の表面にラビング処理を均一
に施すことができ、液晶の配向状態を安定化することが
できる。

【００６１】次に、本発明の第三例の液晶表示装置の液
晶パネル４０を図７及び図８を参照して説明する。図７
及び図８に示す第三例の液晶パネル４０は、以下に説明
する相違点を除いて、基本的に第二例の液晶パネル３０
と同様の構成を有するものであり、第二例の液晶表示装
置の液晶パネル３０と同様の構成要素に同一の符号を付
してその説明を省略する。

【００６２】第三例の液晶パネル４０は、第一例及び第
二例の液晶パネル２０，３０と同様にドレインライン７
と画素電極５との間にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成
された状態となっている。また、第三例の液晶パネル４
０は、第二例の液晶パネル３０と同様に、ドレインライ
ン７上において隣接する各色のカラーフィルタｒ、ｇ、
ｂ同士を重複させ、ドレインライン７が完全にカラーフ
ィルタｒ、ｇ、ｂに覆われた状態とすることにより、ド
レインライン７の反射を防止し、ブラックマトリクス１
１なしでも、ドレインライン７の反射によるコントラス
ト低下を防止できるようにしている。なお、ＴＦＴ４の
部分にはカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが無い構成となって
いる。

【００６３】そして、さらに、第三例の液晶パネル４０
においては、第二例の液晶パネル３０において、例え
ば、金属Ｃｒにより共通電極１０側の透明基板３にＴＦ
Ｔ４を覆うブラックマトリクス２１を形成していたのに
対して、ＴＦＴ４側の透明基板２において、各ＴＦＴ４
上にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂと同様の樹脂に黒の顔料
を添加した樹脂ブラックからなる遮光スペーサ４１を設
け、該遮光スペーサ４１によりＴＦＴ４の誤作動を防止
している。

【００６４】また、上記遮光スペーサ４１は、その高さ
が透明基板２、３の間隔(ギャップ)とほぼ同じ高さに形
成された柱状のものとなっており、ビーズ状のスペーサ
に代わってスペーサとして作用するようになっている。
なお、樹脂ブラックは、周知のものであり、上述のカラ
ーフィルタｒ、ｇ、ｂと同様に、感光性樹脂に顔料を添
加（分散）したものである。従って、共通電極１０側の
透明基板２には、ブラックマトリクス１１，２１は、全
く存在せず、透明基板２の内面には、基本的に、共通電
極１０と図示しない配向膜が形成された状態となってい
る。また、遮光スペーサ４１がスペーサとして作用する
ので、二枚の透明基板２，３の間には、ビーズ状スペー
サが存在しない。

【００６５】そして、第三例の液晶パネル４０の製造に
おいては、他方の共通電極側の透明基板３においては、
透明基板３内面に周知の方法により共通電極１０と配向
膜とが形成され、一方のＴＦＴ側の透明基板２において
は、ＴＦＴ４、ゲートライン６、ゲート絶縁膜８、ドレ
インライン７等が周知のように形成され、ゲート絶縁膜
８及びドレインライン７上に、第二例の場合と同様にカ
ラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成され、カラーフィルタ
ｒ、ｇ、ｂ上に画素電極５が形成される。

【００６６】次いで、ＴＦＴ４上に上記柱状の遮光スペ
ーサ４１が形成される。なお、ＴＦＴ４側の透明基板２
内面にも配向膜が形成される。また、二枚の透明基板
２，３の少なくとも一方に液晶を封入するためのシール
剤が印刷等により形成され、二枚の透明基板２，３が張
り合わされて、二枚の透明基板２，３の間のシール剤に
囲まれた部分に液晶が注入される。

【００６７】なお、共通電極１０側の透明基板３におい
ては、カラーフィルタ及びブラックマトリクスを形成す
る必要がないので、透明基板３の内面に共通電極３とな
るＩＴＯ膜を形成すれば良い。そして、透明基板３の内
面に形成される共通電極１０となるＩＴＯには、特にパ
ターンは必要ないので、透明基板３内面のほぼ全面に一
様に形成されていれば良い。すなわち、透明基板３上に
ベタで共通電極１０となるＩＴＯ膜が形成されていれば
良い。

【００６８】以上のように遮光スペーサ４１をＴＦＴ４
側の透明基板２において、ＴＦＴ４上に形成し、共通電
極１０側の透明基板３に全くブラックマトリクスを設け
ない構成とすることにより、二枚の透明基板２，３の貼
り合わせ精度により多少の位置ずれが生じても、開口率
が低下することがない。すなわち、共通電極１０側の透
明基板３にブラックマトリクス１１，２１が存在する場
合には、貼り合わせ精度（例えば、±４μｍ）の範囲で
位置ずれが生じることにより、画素の開口部分にブラッ
クマトリクス１１，２１が重なり、開口率の低下を招い
ていたが、第三例において、共通電極１０側には、ブラ
ックマトリクス１１，２１が存在しないので、上記貼り
合わせの際に位置ずれが生じても開口率の低下すること
がなく、開口率の向上を図ることができる。

【００６９】なお、遮光スペーサ４１を透明基板２のＴ
ＦＴ４上に形成する際の精度は、感光性樹脂である遮光
スペーサ４１の露光を行う際の露光装置のアライメント
精度によりほぼ決まることになるが、上記アライメント
精度は、±２μｍ程度であり、上述の貼り合わせ精度よ
り高く、遮光スペーサ４１の形成時に遮光スペーサ４１
の位置がずれて生じる開口率の低下は、従来の貼り合わ
せの際の位置ずれによる開口率の低下に比べて僅かなも
のである。

【００７０】実際に、遮光スペーサ４１の形成時の位置
の精度は、±２μｍとすることができ、開口率の低下は
ほとんど認められなかった。また、ビーズ状スペーサを
散布する工程を行う必要がなく、且つ、共通電極１０側
の透明基板３へのブラックマトリクス１１，２１の形成
工程を行わなくてすむので、液晶パネル４０の製造工程
数を減らすことができ、コストの面で格段に有利とな
る。

【００７１】さらに、柱状の遮光スペーサ４１をスペー
サとして機能させることにより、ビーズ状スペーサを用
いる必要がなく、ビーズ状スペーサによるスペーサ周辺
での光漏れによるコントラスト低下を防止することがで
きる。

【００７２】またさらに、液晶表示装置の液晶セルにお
けるセルギャップ精度（二枚の透明基板間の間隔の精
度）は、ビーズ状スペーサを用いた場合に、±０．３μ
ｍであったのに対して柱状遮光スペーサ４１をスペーサ
として用いた場合のセルギャップ精度は、±０．０５μ
ｍを実現することができる。すなわち、遮光スペーサ４
１をスペーサとして用いることにより、セルギャップ精
度を極めて高精度なものとすることができる。

【００７３】加えて、遮光スペーサ４１をスペーサとし
て用いた場合には、ビーズ状スペーサに比較して、耐圧
力性が向上する。例えば、図９及び図１０に示す液晶パ
ネル加圧試験の試験結果のグラフに示されるように、ビ
ーズ状スペーサの場合には、約１ｋｇの加重でパネルの
透過率が約４％変化するが、柱状ブラック３１をスペー
サとして用いた場合には、透過率の変化がほとんど見ら
れず、耐圧力性に優れていることが示されている。

【００７４】さらに、上述のように共通電極１０側の透
明基板１０においては、共通電極１０となるＩＴＯ膜が
ベタに形成された状態なので、ＩＴＯ膜をパターニング
する必要がなく、製造の管理が簡単になるとともに、コ
ストの面でも有利である。すなわち、省力化と低コスト
化を図ることができる。何故なら、従来、ブラックマト
リクス及びカラーフィルタ上に共通電極１０をスパッタ
リングにより形成する際には、メタルマスクを用いてマ
スクスパッタにより、所望のパターンを形成していた
が、このようにした場合には、メタルマスクにコストが
かかるとともに、マスクスパッタ特有の問題であるパタ
ーンエッジのボケがあり管理が非常に困難であったから
である。

【００７５】次に、本発明の第四例の液晶表示装置の液
晶パネル５０を図１１を参照して説明する。図１１に示
す第四例の液晶パネル５０は、以下に説明する相違点を
除いて、基本的に第三例の液晶パネル４０と同様の構成
を有するものであり、第三例の液晶表示装置の液晶パネ
ル４０と同様の構成要素に同一の符号を付してその説明
を省略する。第四例の液晶パネル５０は、第一例及び第
二例の液晶パネル２０，３０と同様にドレインライン７
と画素電極５との間にカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが形成
された状態となっているとともに、第二例の液晶パネル
３０と同様に、ドレインライン７上において隣接する各
色のカラーフィルタｒ、ｇ、ｂ同士を重複させ、かつ、
上記柱状の遮光スペーサ４１を用いることにより、ビー
ズ状スペーサと共通電極１０側のブラックマトリクス１
１，２１を用いないものとしている。なお、ＴＦＴ４の
部分にはカラーフィルタｒ、ｇ、ｂが無い構成となって
いる。

【００７６】そして、第四例の液晶パネル５０において
は、ＴＦＴ４側の透明基板３のビューエリア（表示領
域）内において、第三例に示すように柱状の遮光スペー
サ４１を形成する際に、ビューエリア外（例えば端子部
及び配線引き回し部等）の部分に遮光スペーサ４１と同
じ樹脂ブラックからなる額縁保護層５１を形成し、上記
端子部や配線引き回し部等を被覆している。すなわち、
遮光スペーサ４１を形成する（パターニングする）際
に、遮光性スペーサ４１及び額縁保護層５１となる樹脂
ブラックの層を形成した後に、露光して遮光性スペーサ
４１と額縁保護層５１とを同時に形成している。また、
シール剤５２が額縁保護層５１上に印刷され、上下の透
明基板２，３がシール剤５２と額縁保護層５１とを介し
て接合されている。

【００７７】なお、額縁保護層５１は、透明基板２，３
となるガラス（実際には、透明基板２，３上に形成され
たゲート絶縁膜８等）との接着力があまり高くなく、従
来、ブラックマトリクスとして用いられている樹脂ブラ
ックをそのまま用いた場合には、液晶セル組立工程のス
クライブ〜ブレイク工程時にシール印刷部分のガラス−
樹脂ブラック界面で剥がれが発生することになる。しか
し、樹脂ブラックとなる感光性樹脂自体のガラスとの接
着性は、それほど低いものではなく、感光性樹脂に顔料
を添加することにより、ガラスとの接着性が低下したも
のであり、樹脂ブラックの顔料濃度を下げれば、樹脂ブ
ラックの接着性を向上できる。

【００７８】以下に、感光性樹脂の接着性を示すデータ
を得るために以下の試験を行った。ガラス全面に、上記
樹脂ブラックと同一の基材（顔料を含まない感光性樹
脂）に、各色の顔料（黒（ブラック、赤（Ｒｅｄ）、緑
（Ｇｒｅｅｎ）、青（ｂｌｕｅ））を添加した各色のカ
ラーレジストもしくは基材を塗布し、所定の工程で硬化
した。次いで、硬化したカラーレジストもしくは基材上
にシール印刷を行い、このカラーレジストもしくは基材
が接着されたガラスと素ガラスとを上記シールにより貼
り合わせ、シールを硬化してテストパネルを得た。そし
て、このテストパネルの二枚のガラスをプッシュプルゲ
ージで加重をかけて引き剥がし試験を行い、２枚のガラ
スが剥がれたときの加重圧を計測した。

【００７９】以下の表２にその結果を示す。なお、顔料
を含まない基材を挟んだ状態のテストパネルは、二枚の
ガラスが引き剥がれる前に、ガラスが割れてしまったの
で、その加重圧はガラスが割れた際のものである。

【表２】表２に示すように、顔料を添加していない基材は、加重
圧５．２ｋｇ／ｃｍ²でも二枚のガラスが引き剥がされ
ることがなく、ガラスが破損したが、基材に４０％の顔
料を添加した樹脂ブラック（黒のカラーレジスト）を用
いたものは、加重圧１．８５ｋｇ／ｃｍ² でガラスが引
き剥がされ、基材への４０重量％（固形分として）の顔
料の添加が基材となる樹脂の接着性を低下させているこ
とを示している。

【００８０】また、顔料は異なるが、２５〜３０重量％
の顔料（固形分として）を添加したＲｅｄ、Ｇｒｅｅ
ｎ、Ｂｌｕｅのカラーレジストも２．３〜２．６ｋｇ／
ｃｍ²の加重圧でガラスが引き剥がされ、接着性の低下
が認められるが、樹脂ブラックよりもガラスを引き剥が
す加重圧が大きくなっている。これは、顔料の違いによ
る相違も考えられるが、主に樹脂ブラックが顔料を４０
％含むのに対して、他のカラーレジストが顔料濃度が２
５％〜３０％と低くなっていることによるものと推定で
きる。従って、顔料濃度を下げることにより、樹脂ブラ
ックの接着性を向上でき、液晶パネル５０の製造工程に
おいて、ＴＦＴ４側の透明基板２のビューエリア外を額
縁保護層５１で覆うことにより、二枚の透明基板２，３
が樹脂ブラック装置５１を介してシール剤５２で接着さ
れることになっても、透明基板２と額縁保護層５１との
間で解離が生じないようにすることができる。

【００８１】ところで、額縁保護層５１は、遮光スペー
サ４１とともに透明基板２上に同時に形成されことが好
ましく、額縁保護層５１と柱状遮光スペーサ４１とで用
いられる樹脂ブラックが同じものとなる。そして、遮光
スペーサ４１は、ＴＦＴ４上に形成されてＴＦＴ４を遮
光することによりＴＦＴ４の誤作動を防止するものであ
るが、従来、ブラックマトリクスに使用される樹脂ブラ
ックは、表２で用いられた樹脂ブラックと同様に４０％
程度の顔料を含み、膜厚１μｍでＯＤ値＝１である。従
って、柱状遮光スペーサ４１は、その厚み（高さ）を上
述のように５μｍ程度とすることができ、顔料を４０％
とすれば、ＯＤ値＝５程度となる。

【００８２】そして、ＴＦＴ４の誤作動を防止する上で
は、ＯＤ値が２．５〜３であれが十分であり、例えば、
樹脂ブラックの顔料濃度を従来の半分の２０重量％（固
形分として）程度としても、ＯＤ値が２．５前後を確保
することができるとともに、顔料濃度を２０％程度とす
ることにより、樹脂ブラックの接着性を２倍程度向上す
ることが期待できる。なお、顔料濃度としては、接着性
を向上するために、３０重量％（固形分として）以下と
することが好ましく、ＴＦＴ４の誤作動を防止する上で
は、１５重量％（固形分として）以上とすることが好ま
しい。また、上記顔料は、基本的にはカーボンブラック
であるが、その他の顔料を用いるものとしても良い。

【００８３】そして、第四例の液晶パネル５０によれ
ば、額縁保護層５１によりビューエリア外の端子部や配
線引き回し部が覆われることで保護され、端子部や配線
引き回し部の腐食等による劣化を防止することができ
る。また、従来、端子部や配線引き回し部は、窒化珪素
からなるオーバーコートＳｉＮｘにより保護されていた
が、オーバーコートの膜厚は、３０００Å（０．３μ
ｍ）程度であり、極めて、薄く、腐食等を完全に防止で
きなかったが、額縁保護層５１は、その膜厚を柱状の遮
光スペーサ４１と同様に５μｍ程度とすることが可能で
あり、腐食等を完全に防止し、端子等を保護する保護層
の信頼性を向上できる。

【００８４】また、額縁保護層５１の顔料濃度を１５〜
３０重量％の範囲とすることにより、ＴＦＴ４の誤作動
を防止した状態で、額縁保護層５１の透明基板２への接
着性を向上することができるので、二枚の透明基板２，
３がシール剤５２と額縁保護層５１とにより接着される
ものとなっても、二枚の透明基板２，３の貼り合わせ強
度を十分なものとすることができる。すなわち、ＴＦＴ
４側の透明基板２のビューエリア外に額縁保護層５１を
形成することにより、端子部や配線引き回し部の腐食等
を確実に防止し、かつ、額縁保護層５１の樹脂濃度を２
０％程度とすることにより、ＴＦＴ４の誤作動を防止し
た状態で二枚の透明基板２，３の十分な貼り合わせ強度
を確保できるので、信頼性の高い液晶パネル５０を得る
ことができる。なお、透明基板２の端子部等にＣＯＧ
（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）接合等の接続を行う際
には、透明基板２の端子部において額縁保護層５１を剥
離してから端子との接合を行う。

【００８５】次に、本発明の第五例の液晶表示装置の液
晶パネルを図１２を参照して説明する。図１２に示す第
五例の液晶パネル６０は、以下に説明する相違点を除い
て、基本的に第四例の液晶パネル５０と同様の構成を有
するものであり、第四例の液晶表示装置の液晶パネル５
０と同様の構成要素に同一の符号を付してその説明を省
略する。

【００８６】第５例の液晶パネル６０は、第四例の液晶
パネル５０と同様に、ＴＦＴ４側の透明基板３のビュー
エリア（表示領域）内において、第三例に示すように柱
状の遮光スペーサ４１を形成する際に、ビューエリア外
（例えば端子部及び配線引き回し部等）の部分に額縁保
護層５１を形成し、上記端子部や配線引き回し部等を被
覆している。そして、上述のように額縁保護層５１の部
分において、二枚の透明基板２，３がシール剤５２によ
り接着されていが、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、
シール剤５２の液晶注入口６１の部分まで、額縁保護層
５１を設けてしまうと、シール剤５２に設けられた液晶
注入口６１がほとんど閉塞してしまうか、液晶注入口６
１が額縁保護層５１と対向する透明基板３の内面との間
の僅かな隙間だけの狭いものとなってしまう。

【００８７】従って、そのまま液晶を注入しようとする
と、液晶注入にかなりの時間を要するか、最悪の場合、
液晶が入らない可能性がある。そこで、第５例の液晶パ
ネル６０においては、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すよう
に、シール剤５２の液晶注入口６１に対応する部分に
は、額縁保護層５１を形成しないようにしている。

【００８８】すなわち、感光性樹脂である額縁保護層５
１をパターニングする際に、液晶注入口６１に対応する
部分には、額縁保護層５１を形成しないようにすること
で、額縁保護層５１の液晶注入口６１に対応する部分に
おいて、額縁保護層５１を液晶セルの外側から中側に貫
通した状態の切欠部６２を形成し、二枚の透明基板２，
３を貼り合わせた際に、上記額縁保護層５１の切欠部６
２が液晶注入口６１の一部となるようにしている。

【００８９】従って、透明基板２の周縁部となる額縁状
のビューエリア外の部分に額縁保護層５１を形成するも
のとしても、液晶の注入時間が長くなったり、そのまま
の状態で液晶の注入が困難になるのを防止することがで
きる。また、透明基板２のビューエリア外の部分におい
て、額縁保護層５１だけがビューエリア外の遮光をして
いるものとした場合に、上述のようにビューエリア外に
額縁保護層５１を形成していない部分を設けてしまう
と、ビューエリア外で光漏れが生じることになるが、図
１２（Ｂ）に示すように、例えば、ゲートライン６を形
成する際に、上記シール剤５２の注入口６１に対応する
額縁保護層５１が形成されない部分に、ゲートラインと
なるゲートメタルで、ダミーメタルパターンとしてメタ
ル層６３を形成することで、上述の光漏れを防止するこ
とができる。

【００９０】すなわち、ゲートライン６もしくはドレイ
ンライン７を形成する際に、額縁保護層５１の切欠部６
２に対応する部分にもゲートライン６もしくはドレイン
ライン７と同じ金属膜からなるメタル層６３を同時に形
成することで、手間をかけずに上記部分を遮光すること
ができる。従って、第５例の液晶パネル６０によれば、
ＴＦＴ４側の透明基板３の周縁部に二枚の透明基板２，
３の間隔に近い厚みを有する額縁保護層５１を形成する
ものとしても、額縁保護層５１の液晶注入口６１に対応
する部分に上記切欠部６２を形成することにより、液晶
の注入時間の短縮を図ることができるとともに、液晶の
注入不良を防止して液晶表示装置の安定した表示品位を
確保することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶表示装置に
よれば、配線と画素電極とがカラーフィルタを挟んで絶
縁された状態で異なる位置に積層配置されているので、
配線の側縁部と画素電極の側縁部とを上下に重なった状
態に配置し、配線と画素電極とを水平方向に離間しない
ようにすることが可能となり、これにより配線と画素電
極との間の光漏れを防止することができる。したがっ
て、信号線と画素電極との間の光漏れを防止するための
遮光膜を画素電極の側縁部に上下に重なるように設ける
必要がないので、上記遮光膜により開口率が減少するこ
となく、信号線の側端まで画素を開口した状態とするこ
とにより、高開口率の液晶パネルを得ることができる。

【００９２】また、配線と画素電極との間にカラーフィ
ルタを配置して配線と画素電極とを絶縁しているので、
配線と画素電極とを異なる層に絶縁した状態で配置する
ために、有機絶縁膜を用いる必要がなく、有機絶縁膜を
用いた場合のような歩留まりの悪化や、光透過率の減少
といったことなく、開口率の向上を図ることができる。

【００９３】本発明の請求項２記載の液晶表示装置によ
れば、配線上で隣接するカラーフィルタ同士の間に隙間
ができないように、互いに隣接するカラーフィルタの側
縁部同士が重なって配置されているので、メタル配線に
光があたった際の反射光を抑えることができる。従っ
て、配線の反射光によるコントラストの低下を防止する
ために、共通電極側の透明基板の配線に対向する位置に
ブラックマトリクスを配置する必要がなくなる。

【００９４】そして、配線に対応してブラックマトリク
スを配置しない場合には、互いに対向して配置されたア
クティブ素子側の透明基板と共通電極側の透明基板とを
貼り合わせた際に、位置ずれが生じても、共通電極側透
明基板に配線に対応するブラックマトリクスが存在しな
いので、画素の開口部分に配線に対向させてあるブラッ
クマトリクスが重複して開口率が低下するのを抑制する
ことができる。従って、液晶表示装置の品質を安定させ
ることができ、安定した表示スペックを有する液晶表示
装置を提供することができる。

【００９５】本発明の請求項３記載の液晶表示装置によ
れば、配線上で重なるカラーフィルタ同士の境界面を斜
めとすることにより、アクティブ素子側の透明基板を平
坦化することができるとともに、共通電極側の透明基板
からカラーフィルタをなくすことにより、共通電極側の
透明基板も平坦化することができる。

【００９６】従って、上下の透明基板のそれぞれの内面
を平坦化することにより、安定した液晶の配向状態を得
ることができる。すなわち、透明基板の電極等の形成さ
れた内面を平坦化することにより、透明基板の内面側に
形成される配向膜の表面を平坦化することができるの
で、配向膜の表面にラビング処理を均一に施すことがで
き、液晶の配向状態を安定化することができる。

【００９７】本発明の請求項４記載の液晶表示装置によ
れば、アクティブ素子側の透明基板において、アクティ
ブ素子の上に遮光スペーサを設けることにより、アクテ
ィブ素子を遮光してアクティブ素子の光による誤作動を
防止するようにした場合には、共通電極側の透明基板
に、上述のように配線に対応するブラックマトリクス
と、アクティブ素子に対応するブラックマトリクスとを
設ける必要がなくなる。

【００９８】したがって、共通電極側の透明基板からブ
ラックマトリクスをなくすことができるので、二枚の透
明基板を貼り合わせた際の位置ずれによりブラックマト
リクスが画素の開口部分に重なって開口率が低下するこ
とがなく、開口率をより一層向上させることができる。
また、共通電極側の透明基板は、ブラックマトリクスを
形成せずに、共通電極となるＩＴＯをベタで形成すれば
良いので、その製造を極めて容易なものとすることがで
きる。

【００９９】また、遮光スペーサが二枚の透明基板の間
隔を保持するスペーサとなるので、従来のビーズ状スペ
ーサを用いる必要がないので、ビーズ状スペーサによる
スペーサ周辺での光漏れによるコントラストの低下を招
くことがなく、コントラストの向上を図ることができ
る。また、遮光スペーサを用いることにより、ビーズ状
スペーサに比較して液晶パネルの耐圧性を向上できると
ともに、二枚の透明基板間の間隔の精度を向上すること
ができる。また、ビーズ状スペーサを使用しないことに
より、手間のかかるビーズ状スペーサの散布を行わなく
てすむので、液晶パネルの製造を省力化できる。

【０１００】本発明の請求項５記載の液晶表示装置によ
れば、額縁保護層は、上記遮光スペーサと同じ材質から
なるので、遮光スペーサの形成に際し、額縁保護層を同
時に形成することができ、かつ、額縁保護層は、遮光ス
ペーサに対応して、従来の窒化珪素からなるオーバーコ
ートよりも厚く形成することができるので、従来の薄い
オーバーコートよりも確実に端子部や配線引き回し部を
保護することができる。

【０１０１】本発明の請求項６記載の液晶表示装置によ
れば、上記樹脂ブラックの顔料濃度が３０重量％以下と
低くされているので、樹脂ブラックとなる樹脂の接着性
が顔料の添加により悪化するのを抑えることができるの
で、二枚の透明基板を接着するシール剤と透明基板との
間に額縁保護層が介在する状態となっても、十分に二枚
の透明基板を接着することができる。

【０１０２】本発明の請求項７記載の液晶表示装置によ
れば、二枚の透明基板を接着するシール剤と透明基板と
の間に額縁保護層が介在する状態となり、二枚の透明基
板の間隔が一定の場合に、額縁保護層が介在することに
より、シール剤の厚みが薄くなり、この薄いシール剤に
液晶を注入するための注入口を設けても、注入口がシー
ル剤の厚み方向に狭いものとなり、液晶の注入が阻害さ
れるが、シール剤の注入口に対応する部分に額縁保護層
を設けないようにすることにより、注入口を広くするこ
とができ、液晶の注入を速やかに行うことができる。

【０１０３】本発明の請求項８記載の液晶表示装置によ
れば、カラーフィルタ上に画素電極を形成しても大きく
サイドエッチングされることがなく、画素電極を高い精
度でパターニングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一例の液晶パネルの平面構造を示す
概略図である。

【図２】第一例の液晶パネルの断面構造を示す概略図で
ある。

【図３】カラーフィルタの膜厚と静電容量との関係を示
すグラフである。

【図４】画素電極の形成におけるガラス上とカラーフィ
ルタ上とでの特性の違いを示すグラフである。

【図５】本発明の第二例の液晶パネルの平面構造を示す
概略図である。

【図６】第二例の液晶パネルの断面構造を示す概略図で
ある。

【図７】本発明の第三例の液晶パネルの平面構造を示す
概略図である。

【図８】第三例の液晶パネルの断面構造を示す概略図で
ある。

【図９】第三例の液晶パネルの遮光スペーサを用いた場
合の耐圧性能を示すグラフである。

【図１０】第三例の液晶パネルの遮光スペーサを用いず
にビーズ状スペーサを用いた場合の耐圧性能を示すグラ
フである。

【図１１】本発明の第四例の液晶パネルの断面構造を示
す概略図である。

【図１２】本発明の第五例の液晶パネルの断面構造及び
平面構造を示す概略図である。

【図１３】第五例の比較対象となる液晶パネルの断面構
造及び平面構造を示す概略図である。

【図１４】従来の画素電極とドレインラインとを同じ層
に配置した液晶パネルの平面構造を示す概略図である。

【図１５】従来の画素電極とドレインラインとを同じ層
に配置した液晶パネルの断面構造を示す概略図である。

【図１６】従来の画素電極とドレインラインとの間に有
機絶縁膜を配置した液晶パネルの平面構造を示す概略図
である。

【図１７】従来の画素電極とドレインラインとの間に有
機絶縁膜を配置した液晶パネルの断面構造を示す概略図
である。

【図１８】従来の液晶パネルの透過率を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

ｒ、ｇ、ｂカラーフィルタ２透明基板（ＴＦＴ側）３透明基板（共通電極側）４ＴＦＴ（アクティブ素子）５画素電極６ゲートライン（制御線）７ドレインライン（信号線）８ゲート絶縁膜９蓄積容量１０共通電極１１ブラックマトリクス２０第一例の液晶パネル２１ブラックマトリクス３０第二例の液晶パネル４０第三例の液晶パネル４１遮光スペーサ５０第四例の液晶パネル５１額縁保護層５２シール剤６０第五例の液晶パネル６１注入口６２額縁保護層の切欠部６３メタル層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向して配置された一対の透明基
板と、該透明基板同士の間に封入された液晶とを備える
とともに、前記一対の透明基板のうちの一方の透明基板
内面にアクティブ素子、これに接続される配線及び画素
電極とが積層形成され、他方の透明基板内面に共通電極
が形成されたカラー液晶表示装置において、アクティブ素子が形成された一方の透明基板内面に、ア
クティブ素子の配線と画素電極との間にカラーフィルタ
を積層し、前記配線と前記画素電極とを夫々の側縁部を
前記カラーフィルタを介し重畳させて配置したことを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記一方の透明基板において、前記配線
上で隣り合う画素のカラーフィルタ同士が隣接するとと
もに、前記配線上で互いに隣接するカラーフィルタ同士
の間に隙間ができないように、互いに隣接するカラーフ
ィルタの側縁部同士が前記配線上で重なって配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記配線上で重なる二つのカラーフィル
タ同士の境界面を一方の透明基板内面に対し傾斜させる
とともに、前記内面と前記境界面とがなす角度が６０度
以下とされていることを特徴とする請求項２記載の液晶
表示装置。
【請求項４】前記一方の透明基板のアクティブ素子の
上に、二枚の透明基板間の間隔を保持するスペーサとな
るとともに遮光性を備えた遮光スペーサが形成され、か
つ、他方の透明基板の内面のほぼ全面にほぼ一様に共通
電極となる透明電極が形成されていることを特徴とする
請求項２または３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記遮光スペーサが樹脂に遮光性を備え
た顔料を添加した樹脂ブラックからなり、かつ、前記透
明基板の画像が表示される表示領域の外側となる周縁部
に前記樹脂ブラックからなる額縁保護層が形成されてい
ることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記樹脂ブラックは、前記顔料の樹脂固
形分に対する濃度が３０重量％以下であることを特徴と
する請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記額縁保護層を液晶を封入するための
シール剤に形成される注入口に対応する部分を除いた領
域に形成し、かつ、前記注入口に対応する部分には、前
記アクティブ素子の配線と同じ材質のメタル遮光層が形
成されることを特徴とする請求項５または６記載の液晶
表示装置。
【請求項８】前記カラーフィルタ上に形成される画素
電極がドライエッチングによりパターニングされている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載
の液晶表示装置。