JP3107777B2 - カラー液晶パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像表示機
能を有する液晶パネルおよびその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年の微細加工技術、液晶材料技術およ
び実装技術などの進歩により、５〜５０ｃｍ対角の液晶
パネルでＣＲＴと比較しても遜色の無いテレビジョン画
像や各種の画像表示が商用ベースで提供されている。ま
た、液晶パネルを構成する２枚のガラス基板の一方にＲ
ＧＢの着色層を形成しておくことにより、カラー表示も
容易に実現している。特にスイッチング素子を絵素毎に
内蔵させた、いわゆるアクティブ型の液晶パネルでは、
クロストークも少なくかつ高速応答で高いコントラスト
比を有する画像が保証されている。

【０００３】これらの液晶パネルは、走査線としては１
００〜１０００本、信号線としては２００〜２０００本
程度のマトリクス編成が一般的であるが、最近は大画面
化と高精細化が同時に進行している。

【０００４】図７は液晶パネルへの実装状態を示し、液
晶パネル１を構成する一方の透明絶縁基板、例えばガラ
ス基板２の上に形成された走査線の電極端子群６に駆動
信号を供給する半導体集積回路チップ３を直接に接続す
るＣＯＧ（Chip-On-Glass）方式や、例えばポリイミド
系樹脂薄膜をベースとし、金メッキされた銅箔の端子
（図示せず）を有するＴＣＰフィルム４を信号線の電極
端子群５に導電性媒体を含む適当な接着剤で圧接して固
定するＴＣＰ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。ここでは便宜上二つの実装方
式を同時に図示しているが、実際には何れかの方式が適
宜選択されることは言うまでもない。

【０００５】７，８は液晶パネル１の画像表示部と信号
線および走査線の電極端子群５，６との間を接続する配
線路で、必ずしも電極端子群５，６と同一の導電材で構
成される必要はない。９は全ての液晶セルに共通の透明
導電性の対向電極を有するもう１枚の透明絶縁基板であ
るガラス基板で、液晶パネル１を構成する２枚のガラス
基板２，９は樹脂性のファイバやビーズなどのスペーサ
材によって数μｍ程度の所定の距離を隔てて形成され、
その間隙（ギャップ）は、ガラス基板２，９の周縁部に
おいて、有機性樹脂よりなるシール材と封口材とで封止
された閉空間になっており、この閉空間に液晶が充填さ
れている。

【０００６】カラー表示を実現する場合には、ガラス基
板９の閉空間側に着色層と称する染料または顔料のいず
れか一方もしくは両方を含む厚さ１〜２μｍ程度の有機
薄膜が被着されて色表示機能が与えられるので、その場
合にはガラス基板９は別名カラーフィルタと呼称され
る。そして液晶材料の性質によってはガラス基板９の上
面またはガラス基板２の下面のいずれかもしくは両面上
に偏光板が貼付され、液晶パネル１は電気光学素子とし
て機能する。

【０００７】図８は、スイッチング素子として例えば薄
膜の絶縁ゲート型トランジスタを絵素毎に配置したアク
ティブ型液晶パネルの等価回路図である。実線で描かれ
た素子は一方のガラス基板であるアクティブ基板２の上
に、そして破線で描かれた素子はもう一方のガラス基板
９の上に形成されている。走査線１１と信号線１２は、
例えば非晶質シリコンを半導体層とし、シリコン窒化層
をゲート絶縁層とするＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０
の形成と同時にアクティブ基板２（一方のガラス基板）
の上に作製される。

【０００８】液晶セル１３はアクティブ基板２の上に形
成された透明導電性の絵素電極１４と、カラーフィルタ
９（もう一方のガラス基板）の上に形成された同じく透
明導電性の対向電極１５と、２枚のガラス基板２，９で
構成された閉空間を満たす液晶１６とで構成され、電気
的にはコンデンサと同じ扱いで良い。液晶セル１３の時
定数を大きくするための蓄積容量の構成に関しては幾つ
かの選択が可能で、例えば図８では蓄積容量１７は全絵
素に共通の共通電極１８と絵素電極１４とが、絶縁ゲー
ト型トランジスタのゲート絶縁層などの絶縁層を介して
構成される。

【０００９】図９はカラー表示用液晶パネルの要部断面
図である。染色された感光性ゼラチンまたは着色性感光
性樹脂などよりなる着色層１９は先述したように、カラ
ーフィルタ９の閉空間側で絵素電極１４に対応してＲＧ
Ｂの三原色で所定の配列にしたがって配置されている。
全ての絵素電極１４に共通の対向電極１５は着色層１９
の介在による液晶セル内での電圧配分損失を回避するた
めには図示したように着色層１９の上に形成される。液
晶１６に接して２枚のガラス基板２，９の上に被着され
た、例えば０．１μm程度の膜厚のポリイミド系樹脂薄
膜層２０は液晶分子を決められた方向に揃えるための配
向膜である。加えて液晶１６にツイスト・ネマチック
（ＴＮ）型のものを用いる場合には上下に２枚の偏光板
２１を必要とする。

【００１０】Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層１９の境界に低反射性
の不透明膜２２を配置すると、アクティブ基板２の上の
信号線１２などの配線層からの反射光を防止できて画像
のコントラスト比が向上し、またスイッチング素子であ
るＴＦＴ１０の外部光照射によるＯＦＦ動作時のリーク
電流の増大が防げて強い外光の下でも液晶パネルを動作
させることが可能となり、既にブラックマトリクス（Ｂ
Ｍ）として実用化されている。ＢＭの構成も多数考えら
れるが、隣り合った着色層の境界における段差の発生と
光の透過率などを考慮するとコスト的には不利である
が、０．１μm程度の膜厚のＣｒ薄膜が簡便でかつ合理
的である。

【００１１】なお、図９において理解を簡単にするた
め、ＴＦＴ１０，走査線１１および蓄積容量１７に加え
て裏面光源やスペーサなどの構成要素も省略している。
２３は絵素電極１４とＴＦＴ１０のドレインとを接続す
るための導電性薄膜で、一般的には信号線１２と同一の
部材で同時に形成されドレイン配線（電極）と称され
る。ここでは図示しなかったが、対向電極１５は画像表
示部より僅かに外よりの外周部で適当な導電性ペースト
を介してＴＦＴ１０を有するアクティブ基板２の上の適
当な導電性パターンに接続され、電極端子群５，６の一
部に組み込まれて電気的接続が与えられている。

【００１２】図１０は従来の液晶パネル１の走査線側の
周縁部における断面図を示し、アクティブ基板２とカラ
ーフィルタ９とを接着性の樹脂シール２４で封止した状
態図を示す。樹脂シール２４の形状は、幅は０．５〜
１．２ｍｍ程度で、高さは液晶セルのギャツプ量の数μ
ｍであり、小型の液晶パネルではスクリーン印刷で効率
よく、また大型の液晶パネルではシール描画機を用いて
異物の転写がないように形成される。

【００１３】画像表示部の周辺は液晶パネルを斜めから
見た時に裏面からの不要な光が漏洩してこないように、
所定の配列数以上の着色層１９'とＢＭ２２'とが配置さ
れている。２５はゲート絶縁層、２６はパシベーション
絶縁層である。

【００１４】最新の液晶パネルは狭額縁化、すなわち画
像表示部外の領域は出来るだけ小さく設計して表示機器
の軽量化と小型化を推進中であり、そのためシール２４
も出来るだけ画像表示部に近づけて配置される。この結
果、シール２４の上にはＢＭ２２'を配置せざるを得な
くなる。

【００１５】それと同時に、対角２５ｃｍ以上の大型パ
ネルにおいても表示容量と表示画質の向上のために高精
細化が同時に進行し、開口率の確保も要求される結果、
ＢＭ幅を細くすると同時に液晶パネルを構成する２枚の
ガラス基板２，９の貼り合せ精度向上が俄かに技術的課
題となってきた。具体的には貼り合せ精度が、従来は数
μmで十分であったが、開口率を８０％以上に高めるた
めには２μm以下の高精度を要求されるようになってき
た。

【００１６】液晶パネルの貼り合せ精度は、アクティブ
基板とカラーフィルタの加工精度および貼り合せ工程に
おける上記二つの基板の貼り合せ精度の総和であり、当
然のことではあるが液晶パネルが大きい程、ガラス基板
が大きい程、ガラス基板の反りやウネリも加算されて精
度は低下する。

【００１７】貼り合せ時に２枚のガラス基板を精度１〜
２μmで重ねることは、大型基板の高精度露光機の機構
や実力から考えてもさほど困難なことではないが、シー
ル２４の硬化工程で上記したガラス基板の反りもあいま
って実用上確保できる精度は数μmに低下してしまうの
が現状である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】硬化工程の中でも、特
に重要なことは温度の均一性に関わる問題である。ガラ
ス基板の膨張係数は１℃あたり数ｐｐｍもあるので、例
えば１０℃の温度差が３０ｃｍの大きさの２枚のガラス
基板間にあると１０〜２０μmの伸縮差が生じてしまう
ことになる。このため、硬化工程における加熱・冷却は
徐熱・徐冷が必須であるが、余りに時間をかけて生産性
を低下させるわけにもいかない。

【００１９】シール樹脂の熱硬化に当たり１００℃以下
の低温化も検討されているが、一般的に硬化温度が低く
なると、気密性と密着性の低下は免れない。またシール
樹脂中の残留溶剤が液晶に溶け込んで液晶セルの保持率
が低下し、高温および長期動作時に液晶パネルの表示特
性が劣化することも避けられない。

【００２０】カラーフィルタの作製に関しても、コスト
的な観点から使用される露光機はプロキシミテイ方式の
ものが大半で、精度的にはトータルピッチ２μｍ程度が
量産の限界であり、高精度の貼り合せには色々と課題が
多い。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる現状に鑑
みなされたもので、色表示機能を有する着色層をアクテ
ィブ基板の上に形成することにより、従来の貼り合わせ
に関連する諸課題を回避せんとするものである。

【００２２】本発明のカラー液晶パネルは、第１の透明
絶縁基板の上に、そこに形成された絶縁ゲート型トラン
ジスタのドレイン電極の上に開口部を有する着色層が色
毎に信号線の一部を含んでストライプ状に形成されると
ともに、絶縁ゲート型トランジスタの上には複数の着色
層が形成され、着色層間に位置する信号線の上に電着法
により染料または顔料の何れかもしくは両方を含む黒色
着色層が形成され、ドレイン電極を含んで着色層の上と
黒色着色層の上に絵素電極が形成されたアクティブ基板
を備え、このアクティブ基板と、一主面の上に透明導電
層を有する第２の透明絶縁基板とを、その間に液晶を充
填してパネル化したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の液晶パネルは、
第１の透明絶縁基板の一主面の上に複数本の走査線を有
し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線と
概ね直交する複数の信号線を有し、前記走査線と前記信
号線との交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トラン
ジスタと透明導電性の絵素電極を有し、前記絵素電極下
に顔料を含む着色層を有して形成されたアクティブ基板
と、一主面の上に透明導電層を有し前記アクティブ基板
と対向する第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶
とを備えた液晶パネルであって、第１の透明絶縁基板の
上に形成された絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電
極の上に開口部を有する着色層が信号線の一部を含んで
ストライプ状に形成されるとともに、絶縁ゲート型トラ
ンジスタの上には複数の着色層が形成され、着色層間の
信号線の上に染料または顔料の何れかもしくは両方を含
む黒色着色層が形成され、ドレイン電極を含んで着色層
の上と黒色着色層の上とに絵素電極が形成されているこ
とを特徴とする。

【００２４】請求項２に記載の液晶パネルは、第１の透
明絶縁基板の一主面の上に複数本の走査線を有し、少な
くとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線と概ね直交
する複数の信号線を有し、前記走査線と前記信号線との
交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トランジスタと
透明導電性の絵素電極を有し、前記絵素電極下に顔料を
含む着色層を有して形成されたアクティブ基板と、一主
面上に透明導電層を有し前記アクティブ基板と対向する
第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶とを備えた
液晶パネルであって、第１の透明絶縁基板の上に形成さ
れた絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極の上に開
口部を有する着色層が信号線の一部を含んでストライプ
状に形成されるとともに、絶縁ゲート型トランジスタの
上には複数の着色層が形成され、着色層間の信号線の上
に染料または顔料の何れかもしくは両方を含む黒色着色
層が形成され、ドレイン電極の上の開口部が導電性材質
で埋められ、前記導電性材質を含んで着色層の上と黒色
着色層の上とに絵素電極が形成されていることを特徴と
する。

【００２５】請求項３に記載の液晶パネルは、第１の透
明絶縁基板の一主面の上に複数本の走査線を有し、少な
くとも一層以上の絶縁層を介して前記走査線と概ね直交
する複数の信号線を有し、前記走査線と前記信号線との
交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲート型トランジスタと
透明導電性の絵素電極を有し、前記絵素電極下に顔料を
含む着色層を有して形成されたアクティブ基板と、一主
面の上に透明導電層を有し前記アクティブ基板と対向す
る第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶とを備え
た液晶パネルであって、第１の透明絶縁基板の上に形成
された絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極の上に
第１の開口部を有する着色層が信号線の一部を含んでス
トライプ状に形成されるとともに、絶縁ゲート型トラン
ジスタの上には複数の着色層が形成され、着色層間の信
号線の上に染料または顔料の何れかもしくは両方を含む
黒色着色層が形成され、第１の開口部の上に第２の開口
部を有する透明絶縁層が前記着色層と黒色着色層の上に
形成され、第２の開口部内のドレイン電極を含んで着色
層の上と黒色着色層の上の透明絶縁層の上に絵素電極が
形成されていることを特徴とする。

【００２６】請求項４に記載の液晶パネルの製造方法
は、請求項１に記載の液晶パネルの製造方法であって、
第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線、および絶縁
ゲート型トランジスタを形成する工程と，絶縁ゲート型
トランジスタのドレイン電極の上に開口部を有し顔料を
含む着色層を絶縁ゲート型トランジスタの上に複数の着
色層を形成するように、信号線の一部を含んで色毎
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、前記
開口部の上および走査線と信号線の端子電極の上に感光
性樹脂を残す工程と、電着によって信号線の上に染料ま
たは顔料の何れかもしくは両方を含む黒色着色層を形成
する工程と、前記感光性樹脂を除去後、前記開口部を含
んで着色層と黒色着色層の上に透明導電性の絵素電極を
形成する工程とを有することを特徴とする。

【００２７】請求項５に記載の液晶パネルの製造方法
は、請求項２に記載の液晶パネルの製造方法であって、
第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線，および絶縁
ゲート型トランジスタを形成する工程と、絶縁ゲート型
トランジスタのドレイン電極の上に開口部を有し顔料を
含む着色層を、絶縁ゲート型トランジスタの上に複数の
着色層を形成するように、信号線の一部を含んで色毎
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、前記
開口部の上および走査線と信号線の端子電極の上とに感
光性樹脂を残す工程と、電着によって信号線の上に染料
または顔料の何れかもしくは両方を含む黒色着色層を形
成する工程と、前記感光性樹脂を除去後、前記開口部内
を無電界メッキによって導電性材質で埋める工程と、前
記導電性材質を含んで着色層と黒色着色層の上に透明導
電性の絵素電極を形成する工程とを有することを特徴と
する。

【００２８】請求項６に記載の液晶パネルの製造方法
は、請求項３に記載の液晶パネルの製造方法であって、
第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線，および絶縁
ゲート型トランジスタを形成する工程と、絶縁ゲート型
トランジスタのドレイン電極の上に第１の開口部を有し
顔料を含む着色層を絶縁ゲート型トランジスタの上に複
数の着色層を形成するように、信号線の一部を含んで色
毎（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、第
１の開口部の上および走査線と信号線の端子電極の上と
に感光性樹脂を残す工程と、電着によって信号線の上に
染料または顔料の何れかもしくは両方を含む黒色着色層
を形成する工程と、前記感光性樹脂を除去後、第１の開
口部の上に第２の開口部を有する透明絶縁層を着色層と
黒色着色層の上に形成する工程と、第２の開口部を含ん
で着色層と黒色着色層の上の透明絶縁層の上に透明導電
性の絵素電極を形成する工程とを有することを特徴とす
る。請求項１の液晶パネルによれば、色表示機能を有す
る着色層が絵素電極下に、またＢＭ機能を有する黒色着
色層が信号線の上に、それぞれ高精度で形成されている
ので開口率を高めることができ、カラーフィルタを用い
ることなくカラー液晶パネルが得られる。

【００２９】請求項２の液晶パネルによれば、ドレイン
電極の上の着色層に形成された開口部が導電性材質で埋
められて平坦化されているので、請求項１と同じ作用に
加えて絵素電極とドレイン電極との電気的接触が確実に
なる。

【００３０】請求項３の液晶パネルによれば、着色層と
黒色着色層とが透明絶縁層で覆われるので、請求項１と
同じ作用に加えて着色層や黒色着色層からの不純物の溶
出や好ましからざるガスの放出が抑制され、液晶パネル
の信頼性が向上する。

【００３１】請求項４の液晶パネルの製造方法によれ
ば、パネル製造に際し、信号線の上に黒色着色層が電着
で形成されるので、着色層と黒色着色層との段差が解消
され、請求項１と同じ作用に加えて配向処理が容易とな
り、表示画質が向上する作用がある。

【００３２】請求項５の液晶パネルの製造方法によれ
ば、ドレイン電極の上の着色層に形成された開口部が導
電性材質で埋められて平坦化されるので、請求項２と同
じ作用に加えて着色層への開口部形成時の加工条件への
制約が緩和される。

【００３３】請求項６の液晶パネルの製造方法によれ
ば、請求項３と同じ作用に加えて、ドレイン電極の上の
着色層に形成された第１の開口部を覆って透明絶縁層が
被着され、さらに透明絶縁層に第２の開口部が形成され
てドレイン電極が露出するので、絵素電極が段切れしに
くくなりドレイン電極との電気的接触が安定化する。

【００３４】以下本発明の実施の形態について図１〜図
５を用いて説明する。なお、従来例と同一の機能を有す
る部位については同じ符号を付すことにする。 （実施の形態１）図１は本発明の（実施の形態１）のア
クティブ基板を示し、図２（ａ）〜（ｄ），図３（ａ）
（ｂ），図４は図１のＡ−Ａ’線上の工程断面図を示
す。

【００３５】図１において、３１は第１の透明絶縁基板
２の絶縁ゲート型トランジスタの上に２種類の着色層１
９を積層化して形成された光シールド、３２は絶縁ゲー
ト型トランジスタのドレイン電極の上の着色層１９に形
成された開口部であり、着色層１９は信号線１２の一部
を含んで色毎（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成され
ている。３４は着色層１９間の信号線１２の上に形成さ
れた黒色着色層である。透明導電性の絵素電極１４はこ
れら着色層１９の上に形成されている。

【００３６】（実施の形態１）における工程では、まず
図２（ａ）に示されたように、第１の透明絶縁基板２の
一主面の上に少なくともスイッチング素子である絶縁ゲ
ート型トランジスタ１０（図示せず）と走査線１１、信
号線１２およびドレイン電極２３を逐次形成して第１の
透明絶縁基板２をアクティブ化する。２５は先述したよ
うにゲート絶縁層などの透明な絶縁層である。

【００３７】次に、図２（ｂ）〜（ｄ）に示したよう
に、顔料を分散させた感光性樹脂を用いて写真食刻法
で、ドレイン電極２３の上に開口部３２を有する顔料を
含む着色層１９を信号線１２の一部を含んで色毎（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）にストライプ（縦縞）状に形成する。この時、
絶縁ゲート型トランジスタ１０を外部の光から遮断する
光シールドを形成するため、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の内の２
色を信号線１２とドレイン電極２３間に位置する絶縁ゲ
ート型トランジスタ１０（図示せず）上に光シールド３
１を島状に残して積層化する必要がある。これは、着色
層１９はある幅の波長の光を透過する性質を持っている
が、それらの内の二つを重ね合わせると全ての組み合わ
せで可視光は殆ど透過できなくなる性質を利用し、光シ
ールド３１を金属薄膜に代えて構成するためである。図
２（ｂ）ではＲの着色層１９を形成し、図２（ｃ）では
次にＧの着色層１９を形成し、図２（ｄ）では最後にＢ
の着色層１９を形成しているところを示す。

【００３８】ストライプ状の着色層１９の形成後、図３
（ａ）に示したように、通常の写真食刻によりドレイン
電極２３の上の開口部３２を感光性樹脂３３で覆う。こ
の時、図示はしないが、信号線１２の端子電極５の上に
も感光性樹脂３３を残しておく必要がある。走査線１１
の端子電極６の上は電圧が印可されないので必要性はな
いが、電着時の不要な汚染から逃れるためにも走査線１
１の端子電極６の上にも感光性樹脂３３を残しておくの
が良い。

【００３９】その後、電着法により信号線１２の上に黒
い染料または顔料の何れかもしくは両方を含む黒色着色
層３４を析出させる。そのためには、全ての信号線１２
は並列または直列に接続されている必要があり、適当な
電位供給個所をアクティブ基板２の周縁部に設けてお
き、電位供給個所にクリップなどの冶具を用いて直流電
位を与え、適当な容器中の電着液中にアクティブ基板２
を浸漬させることで電着が実施されるが、ここでは詳細
は省略する。

【００４０】黒色着色層３４の厚みは着色層１９と同じ
になるようにして、着色層１９と黒色着色層３４とがほ
ぼ平坦となるようにする。もちろん、３色（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）の着色層１９も厚みが揃うように顔料の分散度と透
過率を考慮しておくことが望ましい。黒色着色層３４の
形成後にドレイン電極２３の上の感光性樹脂３３を除去
して再び開口部３２を露出した状態が図３（ｂ）に示さ
れている。

【００４１】アクティブ基板として最後の工程は、図４
に示したように、スパッタなどの真空製膜装置を用いて
アクティブ基板２の全面に透明導電性のＩＴＯ薄膜を被
着し、微細加工技術によりドレイン電極２３の上の開口
部３２を含んで着色層１９と黒色着色層３４の上に絵素
電極１４を形成することである。

【００４２】色表示機能を有する着色層１９を形成され
たアクティブ基板２は、この後透明導電層を一主面の上
に形成された第２の透明絶縁基板と貼り合わせられてパ
ネル化され、カラー液晶パネルが完成する。

【００４３】（実施の形態２）図５は本発明の（実施の
形態２）のアクティブ基板の工程を示す。この（実施の
形態２）においても図２（ａ）〜（ｄ）と図３（ａ），
（ｂ）に示したように、着色層１９と黒色着色層３４の
形成までは（実施の形態１）と同一の製造工程で進行
し、引き続き、図５（ａ）に示したように、ドレイン電
極２３の上の着色層１９に形成されている開口部３２を
無電界メッキによって、導電性材質３５、例えばニッケ
ルなどの金属で着色層１９の厚み分とほぼ等しい厚みで
埋めて平坦化する。これは顔料を含む着色層１９には一
般的にはネガ型のものが使用されるが、顔料による紫外
線の吸収によって着色層１９に形成された開口部３２の
断面形状は逆テーパとなり易く、後続する透明導電性の
絵素電極の形成時に開口部３２のエッジで絵素電極１４
が段切れを起こさないようにするためである。

【００４４】なお、無電界メッキ時に導電性材質で構成
されている走査線１１と信号線１２の端子電極５，６の
上にも導電性材質３５が析出するが、これを回避したけ
れば除去可能な樹脂、例えばポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）を端子電極５，６の上に塗布しておけばよい。端
子電極５，６は上述したようにアクティブ基板２の周縁
部に位置し、しかもＴＣＰ実装の場合には少なくとも５
０μｍ以上の大きさを有するので精度の高い塗布方法は
不要である。

【００４５】導電性材質３５で開口部３２を埋めた後、
図５（ｂ）に示したように、スパッタなどの真空製膜装
置を用いてアクティブ基板２の全面に透明導電性のＩＴ
Ｏ薄膜を被着し、微細加工技術によりドレイン電極２３
の上の導電性材質３５を含んで着色層１９と黒色着色層
３４の上に絵素電極１４を形成して、（実施の形態２）
によるアクティブ基板２が完成する。そして後に透明導
電層を一主面の上に形成された第２の透明絶縁基板と貼
り合わせられてパネル化され、カラー液晶パネルが完成
する。

【００４６】（実施の形態３）図６は本発明の（実施の
形態３）のアクティブ基板の工程を示す。 （実施の形態３）においても図２（ａ）〜（ｄ）と図３
（ａ），（ｂ）に示したように、着色層１９と黒色着色
層３４の形成までは（実施の形態１）と同一の製造工程
で進行し、引き続き、図６（ａ）に示したように、アク
ティブ基板２の全面に透明絶縁層３６を被着形成し、ド
レイン電極２３の上には開口部３７を形成する。透明絶
縁層３６としては感光性の例えば、日本合成ゴム（株）
製の商品名オプトマーＰＣ３０２を用いると透明絶縁層
３６の形成と開口部３７の形成が同時に行え合理的であ
る。

【００４７】透明絶縁層３６を着色層１９と黒色着色層
３４の上に形成すると良い理由は、一つには電着法で形
成される黒色着色層３４からの好ましからざるイオン性
不純物の液晶中への溶出を防止することであり、二つに
は着色層１９と黒色着色層３４からの好ましからざるガ
ス放出を防止することである。これらの放出成分は液晶
中に溶け込んで液晶を劣化させる副作用をもたらし易
く、特に高温時の動作では留意せねばならない事項であ
る。三つには、先述したように、開口部３２の断面形状
が逆テーパであっても、透明絶縁層３６で開口部３２内
の側面が埋められて断面形状が正テーパ化し易いからで
ある。

【００４８】そして図示はしないが、透明絶縁層３６を
厚く、例えば２〜３μｍの厚みで形成すれば絶縁ゲート
型トランジスタ１０の光シールド３１として形成された
２種類の着色層の積層化（Ｒ＋Ｇ，Ｇ＋Ｂ，Ｂ＋Ｒ）３
１に伴う段差の発生を吸収してアクティブ基板２の画像
表示部を完全に平坦化できるからである。

【００４９】透明絶縁層３６の形成後、図６（ｂ）に示
したように、スパッタなどの真空製膜装置を用いてアク
ティブ基板２の全面に透明導電性のＩＴＯ薄膜を被着
し、微細加工技術によりドレイン電極２３の上の開口部
３７を含んで透明絶縁層３６の上に絵素電極１４を形成
して、（実施の形態３）によるアクティブ基板２が完成
する。そして後に透明導電層を一主面の上に形成された
第２の透明絶縁基板と貼り合わせられてパネル化され、
カラー液晶パネルが完成する。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明の液晶パネルによれ
ば、色表示機能を有する着色層が絵素電極の下に、また
ＢＭ機能を有する黒色着色層が信号線の上に高精度で形
成されているので、高い開口率のカラー液晶パネルが得
られ、従来のカラーフィルタとアクティブ基板を用いた
パネル化工程における貼り合わせ時の諸課題は解消させ
ることができる。

【００５１】また、本発明の液晶パネルによれば、上記
と同様に開口率の高い液晶パネルが得られると同時に、
絵素電極とドレイン電極との電気的接触が確実になり、
液晶パネルの信頼性が向上する。

【００５２】さらに本発明の液晶パネルによれば、上記
と同様に開口率の高い液晶パネルが得られるとともに、
着色層や黒色着色層からの不純物の溶出や好ましからざ
るガスの放出が抑制され、液晶パネルの信頼性、特に高
温動作時の信頼性が著しく向上する。また、透明絶縁層
を厚く形成することで、アクティブ基板表面を平坦化で
きて表示画質が格段と向上する。

【００５３】本発明の液晶パネルの製造方法によれば、
黒色着色層が電着で形成されるので、着色層と黒色着色
層との段差が解消されて配向処理が容易となり、表示画
質が向上する。

【００５４】また、ドレイン電極上の着色層に形成され
た開口部が導電性材質で埋められて平坦化されること
で、着色層への開口部形成時の加工条件が容易となって
絵素電極とドレイン電極との電気的接触が確実になり、
液晶パネルの信頼性が向上する。

【００５５】また、着色層と黒色着色層の上に透明絶縁
層を形成する場合、ドレイン電極の上の着色層に形成さ
れた第１の開口部の上に第２の開口部を有する透明絶縁
層が被着され、この第２の開口部を通してドレイン電極
が露出するので、透明絶縁層の上に絵素電極が形成され
ても絵素電極が段切れしにくくなって絵素電極とドレイ
ン電極との電気的接触が確実になり、液晶パネルの信頼
性が向上する等の優れた効果が得られる。

【００５６】以上述べたように、本発明の要件は、顔料
を含む着色層と、着色層間を電着法により染料または顔
料の何れかもしくは両方を含む黒色着色層で埋めてアク
ティブ基板の表面を平坦化し、平坦化されたアクティブ
基板の表面に透明導電性の絵素電極を形成したカラー液
晶パネルであって、絶縁ゲート型トランジスタなどのス
イッチング素子の構成や材料による差異、および電極線
である走査線や信号線の構成や材料による差異があって
も、当然本発明に含まれることは言うまでも無いだろ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の（実施の形態１）にかかるアクティブ
基板の平面図

【図２】本発明の（実施の形態１）にかかるアクティブ
基板の工程断面図

【図３】本発明の（実施の形態１）にかかるアクティブ
基板のその後の工程断面図

【図４】本発明の（実施の形態１）にかかるアクティブ
基板のさらにその後の工程断面図

【図５】本発明の（実施の形態２）にかかるアクティブ
基板の工程断面図

【図６】本発明の（実施の形態３）にかかるアクティブ
基板の工程断面図

【図７】液晶パネルの実装状態を示す斜視図

【図８】アクティブ型液晶パネルの等価回路図

【図９】従来のアクティブ型液晶パネルの要部断面図

【図１０】従来のカラー液晶パネルの走査線側の周縁部
における断面図

【符号の説明】

２ アクティブ基板（第１の透明絶縁基板） ９ カラーフィルタ １２ 信号線 １４ 絵素電極 １９ 顔料を含む着色層（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ２３ ドレイン電極 ３１ ２種類の着色層を積層化した光シールド ３２ 着色層に形成された開口部 ３３ 感光性樹脂 ３４ 黒色着色層 ３５ 導電性材質 ３６ 透明絶縁層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−122824（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−167524（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−15727（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−206888（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−159772（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242433（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−101540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1368 G02F 1/1335

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の透明絶縁基板の一主面の上に複数本
   の走査線を有し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して
   前記走査線と概ね直交する複数の信号線を有し、前記走
   査線と前記信号線との交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲ
   ート型トランジスタと透明導電性の絵素電極を有し、前
   記絵素電極下に顔料を含む着色層を有して形成されたア
   クティブ基板と、 一主面の上に透明導電層を有し前記アクティブ基板と対
   向する第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶とを
   備えた液晶パネルであって、 第１の透明絶縁基板の上に形成された絶縁ゲート型トラ
   ンジスタのドレイン電極の上に開口部を有する着色層が
   信号線の一部を含んでストライプ状に形成されるととも
   に、 絶縁ゲート型トランジスタの上には複数の着色層が形成
   され、 着色層間の信号線の上に染料または顔料の何れかもしく
   は両方を含む黒色着色層が形成され、 ドレイン電極を含んで着色層の上と黒色着色層の上とに
   絵素電極を形成したカラー液晶パネル。
2. 【請求項２】第１の透明絶縁基板の一主面の上に複数本
   の走査線を有し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して
   前記走査線と概ね直交する複数の信号線を有し、前記走
   査線と前記信号線との交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲ
   ート型トランジスタと透明導電性の絵素電極を有し、前
   記絵素電極下に顔料を含む着色層を有して形成されたア
   クティブ基板と、 一主面の上に透明導電層を有し前記アクティブ基板と対
   向する第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶とを
   備えた液晶パネルであって、 第１の透明絶縁基板の上に形成された絶縁ゲート型トラ
   ンジスタのドレイン電極の上に開口部を有する着色層が
   信号線の一部を含んでストライプ状に形成されるととも
   に、 絶縁ゲート型トランジスタの上には複数の着色層が形成
   され、 着色層間の信号線の上に染料または顔料の何れかもしく
   は両方を含む黒色着色層が形成され、 ドレイン電極の上の開口部が導電性材質で埋められ、 前記導電性材質を含んで着色層の上と黒色着色層の上と
   に絵素電極を形成したカラー液晶パネル。
3. 【請求項３】第１の透明絶縁基板の一主面の上に複数本
   の走査線を有し、少なくとも一層以上の絶縁層を介して
   前記走査線と概ね直交する複数の信号線を有し、前記走
   査線と前記信号線との交点毎に少なくとも一つの絶縁ゲ
   ート型トランジスタと透明導電性の絵素電極を有し、前
   記絵素電極下に顔料を含む着色層を有して形成されたア
   クティブ基板と、 一主面の上に透明導電層を有し前記アクティブ基板と対
   向する第２の透明絶縁基板との間に充填された液晶とを
   備えた液晶パネルであって、 第１の透明絶縁基板の上に形成された絶縁ゲート型トラ
   ンジスタのドレイン電極の上に第１の開口部を有する着
   色層が信号線の一部を含んでストライプ状に形成される
   とともに、 絶縁ゲート型トランジスタの上には複数の着色層が形成
   され、 着色層間の信号線の上に染料または顔料の何れかもしく
   は両方を含む黒色着色層が形成され、 第１の開口部の上に第２の開口部を有する透明絶縁層が
   前記着色層と黒色着色層の上に形成され、 第２の開口部内のドレイン電極を含んで着色層の上と黒
   色着色層の上の前記透明絶縁層の上に絵素電極を形成し
   たカラー液晶パネル。
4. 【請求項４】請求項１に記載の液晶パネルの製造方法で
   あって、 第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線，および絶縁
   ゲート型トランジスタを形成する工程と、 絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極の上に開口部
   を有し顔料を含む着色層を絶縁ゲート型トランジスタの
   上に複数形成するように、信号線の一部を含んで色毎
   （Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、 前記開口部の上および走査線と信号線の端子電極の上と
   に感光性樹脂を残す工程と、 電着によって信号線の上に染料または顔料の何れかもし
   くは両方を含む黒色着色層を形成する工程と、 前記感光性樹脂を除去後、前記開口部を含んで着色層と
   黒色着色層の上に透明導電性の絵素電極を形成する工程
   とを有するカラー液晶パネルの製造方法。
5. 【請求項５】請求項２に記載の液晶パネルの製造方法で
   あって、 第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線，および絶縁
   ゲート型トランジスタを形成する工程と、 絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極の上に開口部
   を有し顔料を含む着色層を絶縁ゲート型トランジスタの
   上に複数形成するように、信号線の一部を含んで色毎
   （Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、 前記開口部および走査線と信号線の端子電極の上とに感
   光性樹脂を残す工程と、 電着によって信号線の上に染料または顔料の何れかもし
   くは両方を含む黒色着色層を形成する工程と、 前記感光性樹脂を除去後、前記開口部内を無電界メッキ
   によって導電性材質で埋める工程と、 前記導電性材質を含んで着色層と黒色着色層の上に透明
   導電性の絵素電極を形成する工程とを有するカラー液晶
   パネルの製造方法。
6. 【請求項６】請求項３に記載の液晶パネルの製造方法で
   あって、 第１の透明絶縁基板の上に走査線，信号線，および絶縁
   ゲート型トランジスタを形成する工程と、 絶縁ゲート型トランジスタのドレイン電極の上に第１の
   開口部を有し顔料を含む着色層を絶縁ゲート型トランジ
   スタの上に複数形成するように、信号線の一部を含んで
   色毎（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にストライプ状に形成する工程と、 第１の開口部の上および走査線と信号線の端子電極の上
   とに感光性樹脂を残す工程と、 電着によって信号線の上に染料または顔料の何れかもし
   くは両方を含む黒色着色層を形成する工程と、 前記感光性樹脂を除去後、第１の開口部の上に第２の開
   口部を有する透明絶縁層を着色層と黒色着色層の上に形
   成する工程と、 第２の開口部を含んで着色層と黒色着色層の上の透明絶
   縁層の上に透明導電性の絵素電極を形成する工程とを有
   するカラー液晶パネルの製造方法。