JP4741103B2 - 液晶表示装置用基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、液晶表示装置用色フィルター基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般に、共通電極及び色フィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）などが形成されている色フィルター基板と薄膜トランジスタ及び画素電極などが複数個形成されている薄膜トランジスタ基板との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を形成して液晶分子の配列を変更させ、これにより光の透過率を調節することにより画像を表現する装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置を製造するにおいて、製造工程を単純化することは製造費用節減及び製造時間短縮のためには切実に要求される。特に、写真エッチング工程は非常に複雑な工程であり、液晶表示装置の製造工程においては写真エッチング工程の回数によって製造工程全体の複雑度が決定されるともいえる。
【０００４】
それでは、従来の技術によって色フィルター基板を製造する方法を図面を参考として説明する。
【０００５】
図１ａ乃至図１ｄは、従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程の順序によって示した断面図である。
【０００６】
まず、図１ａに示したように、ガラスなどからなる透明基板１０上に酸化クロム膜２１とクロム膜２２を順次に蒸着し、更に感光性エッチング阻止材（フォトレジスト：ＰＲ）を塗布してＰＲの感光及び現象、クロム膜２２及び酸化クロム膜２１のエッチングを行った後にＰＲを除去する写真エッチング工程（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）によりブラックマトリックスパターン２０を形成する。即ち、現象後の残留感光剤（ＰＲ）自身がフィルターになる。
【０００７】
次に、図１ｂに示したように顔料が添加された感光剤を塗布し、露光及び現像する過程（以下、“写真工程”という）を３回反復して赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。
【０００８】
次に、図１ｃに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明導電物質を蒸着することにより共通電極４０を形成する。
【０００９】
ところで、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置では以上の工程を経れば色フィルター基板が完成される。つまり、１回の写真エッチング工程と３回の写真工程を通じて色フィルター基板を製造する。
【００１０】
しかし、垂直配向モードで広視野角を確保するために特開平１１−２４２２２５／２５８６０６などのような共通電極と画素電極の切除部を形成する場合（以下、“ＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モード”という）では、写真エッチング工程をもう一回経るようになる。つまり、図１ｄに示したように、写真エッチング工程を通じて共通電極４０に切除部４１を形成することである。
【００１１】
ところが、共通電極に切除部を形成する場合には、単純に写真エッチング工程が１回追加されること以外に、色フィルター３０がエッチング過程で損傷され、切除部４１を介して色フィルター３０が露出されてしまうことにより、液晶の物性が変質するなどの追加的な問題が発生する。
【００１２】
このような問題点を解決するために、切除部４１の代わりに共通電極４０上に有機物突起を形成する方法、共通電極４０はそのまま置いて画素電極にのみ切除部と突起を形成する方法などが提案されているが、これも写真エッチング工程の数においてＰＶＡモードとの差がなく、製造工程の単純化の妨げとなっている。
また、さらに広視野角化の要求もある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする技術的課題は、液晶表示装置用色フィルター基板の製造工程を単純化することである。
【００１４】
本発明の他の技術的課題は、広視野角の液晶表示装置の特性を改善することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明では、透明な基板と、基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、色フィルター層を覆っている第１透明電極層と、透明電極層上に形成されており、溝内部に形成されているブラックマトリックスと、ブラックマトリックス上において、溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーとを含む液晶表示装置用基板を提供する。
【００１６】
この時、ギャップフィラーは有機物質または感光物質で形成されるのが好ましい。また、感光物質は第２透明電極層によって覆われることができる。ここで、ブラックマトリックスはクロムと酸化クロムの二重層で形成するのが好ましい。ブラックマトリックスは、色フィルターと色フィルターの境界部に沿って形成されている第１部分と、一つの色フィルターを多数の部分に実質的に分割する形態として形成されている第２部分とを有することができる。
【００１７】
またこれを変形した構造としては、透明な基板と、基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、色フィルター層の溝内部に形成されているブラックマトリックスと、ブラックマトリックス上において、溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーと、ブラックマトリックス及びギャップフィラー上に形成されている透明電極層とを含む液晶表示装置用基板を提供する。この時、ギャップフィラーは、透明導電層によって覆われており、有機物質で形成されることができる。また、ブラックマトリックスは、色フィルターと色フィルターの境界部に沿って形成されている第１部分と、一つの色フィルターを多数の部分に実質的に分割する形態として形成されている第２部分とを有することができる。
【００１８】
このような液晶表示装置用基板は、透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、色フィルター層上に第１透明導電層を形成する段階と、第１透明導電層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、ブラックマトリックス層上に溝を満たしている有機物などのギャップフィラーを形成する段階、及び露出されているブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階とを含む過程を通じて製造することができる。
【００１９】
この時、ギャップフィラーはブラックマトリックス層上に有機膜を塗布しアッシングする過程を経たり、ブラックマトリックス層上に感光膜を塗布し、露光及び現像する過程を通じて形成することができる。ここでブラックマトリックス層はクロム層と酸化クロム層を連続して蒸着して形成するのが好ましい。また、ギャップフィラー上に第２透明電極層を形成することもできる。
【００２１】
また、変形構造に対する他の方法としては、透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、色フィルター層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、ブラックマトリックス層上に溝を満たしているギャップフィラーを形成する段階と、露出されているブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階、ギャップフィラー上に透明電極層を形成する段階とを含む製造方法を用いて液晶表示装置用基板を製造することもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参考として本発明の実施例による液晶表示装置用色フィルター基板の製造方法について説明する。
【００２３】
図２ａ乃至図２ｆは、本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００２４】
まず、図２ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。つまり、顔料が含まれた感光剤を塗布し、マスクを通じて露光し現像する過程を赤、緑、青色の色フィルター３０に対して各々１回ずつ行って３色の色フィルターを形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のための電界調整用パターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００２５】
次に、図２ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質を蒸着して共通電極４０を形成する。
【００２６】
引続き、図２ｃに示したように、共通電極４０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００２７】
次に、図２ｄに示したように、ブラックマトリックス層２０上に有機膜５０を塗布する。この時、有機膜５０はアクリル系列、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）系列などが可能であるが、誘電率の低いＢＣＢ系列が広視野角具現のために有利である。有機膜５０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。
【００２８】
次に、図２ｅに示したように、有機膜５０を乾式エッチングでアッシング（ａｓｈｉｎｇ）して、溝部分にのみ有機膜５０が残り他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。乾式エッチングは設備と条件によってエッチング率が変わるが、一般に１５０Å／秒程度のエッチング率を有するので有機膜５０が１.５μｍ程度の厚さを有するとすれば約１００秒程度のエッチング時間がかかる。この時、充分なマージン（ｍａｒｇｉｎ）を確保するために５〜５０％程度超過してエッチングするのが好ましい。
【００２９】
最後に、図２ｆに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は有機膜５０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００３０】
このようにして色フィルター基板が完成されるが、ここでブラックマトリックスは光がもれることを防止し、ブラックマトリックスと同一な位置に形成される溝とこの溝を満たす有機膜とは、液晶が傾く方向を制御するドメイン規制手段としての役割を果たす。
【００３１】
以上の工程中には写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。従って、従来のＴＮモード用色フィルター製造工程に比べて１回の写真エッチング工程が節減される。さらに、ＰＶＡモード用色フィルター製造工程に比べては２回の写真エッチング工程が節減される。このように本発明によれば色フィルター基板の製造工程が単純化される。また、自己整列によってブラックマトリックスを形成するためブラックマトリックス形成過程でのマスク誤整列による開口率減少を防止することができる。
【００３２】
図３ａ乃至図３ｅは、本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００３３】
第２実施例ではブラックマトリックスを有機物質で形成する。
【００３４】
まず、図３ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。つまり、顔料が含まれた感光剤を塗布し、マスクを介して露光し現像する過程を赤、緑、青色の色フィルター３０に対して各々１回ずつ行って３色の色フィルターを形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。
【００３５】
次に、図３ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して第１共通電極４３を形成する。
【００３６】
次に、図３ｃに示したように、第１共通電極４３上に有機ブラックマトリックス６０を塗布する。
【００３７】
次に、図３ｄに示したように、有機ブラックマトリックス６０を乾式エッチングでアッシングして、溝部分を満たす有機ブラックマトリックス６０のみを残して他の部分の有機ブラックマトリックス６０を除去する。
【００３８】
このようにすると色フィルター基板が完成される。第２実施例によれば、第１実施例よりもさらに簡単な工程で色フィルター基板を製造することができる。
さらに、図３ｅに示したように、透明導電物質をもう一回蒸着して第２共通電極４２を形成することもできる。有機ブラックマトリックス６０などが液晶と接触するようになれば液晶物質が顔料などによって汚染され、液晶の物性が劣化して残像を誘発するなどの問題を防止することができる。また、電極４２は平坦性が高く、凹凸が少ないため、ドメイン分割はＴＦＴ基板側で完成させる必要があるが、従来ＰＶＡモード用色フィルター製造工程に比べて２回の写真エッチング工程が節減され、製造工程が単純化される。
【００３９】
図４ａ乃至図４ｆは、本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００４０】
まず、図４ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００４１】
次に、図４ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して共通電極４０を形成する。
【００４２】
引続き、図４ｃに示したように、共通電極４０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００４３】
次に、図４ｄに示したように、ブラックマトリックス層２０上に感光剤を塗布して感光膜７０を形成し、光遮断パターン２が形成されている光マスク１を介して感光膜７０を露光する。この時、感光膜７０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。（溝の部分と、溝以外の部分の厚さ）また、露光時に用いる光マスク１は、図４ｄに示したように溝部分のみを覆って残りの部分には光が通過するようにしたり（陽性感光膜の場合）、反対に溝部分にのみ光が照射できるようにし、残りの部分は覆われるようにする（陰性感光膜の場合）。必要に応じては、スリットパターンや半透過膜を用いて光マスクを製造することもできる。つまり、微細な溝部分にスリットパターンや半透過膜部分を位置させて他の部分に比べて露光量を少なくすることにより、感光膜７０を現像する時に溝部分を満たす程度の感光膜７０のみが残るように調節することができる。または、光マスクを使用せずに露光時間を調節して、現象後に残る感光膜の厚さを調節することもできる。
【００４４】
次に、図４ｅに示したように感光膜７０を現像して、溝部分にのみ感光膜７０が残り他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。
【００４５】
最後に、図４ｆに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は感光膜７０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００４６】
このように、本発明の第３実施例によって色フィルター基板を製造する過程でも写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。
【００４７】
図５ａ乃至図５ｆは、本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００４８】
まず、図５ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００４９】
次に、図５ｂに示したように、色フィルター３０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００５０】
次に、図５ｃに示したように、ブラックマトリックス層２０上に有機膜５０を塗布する。この時、有機膜５０はアクリル系列、ＢＣＢ系列などが可能であるが、誘電率が低いＢＣＢ系列が広視野角具現により有利である。有機膜５０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。
【００５１】
次に、図５ｄに示したように、有機膜５０を乾式エッチングでアッシング（ａｓｈｉｎｇ）して、溝部分にのみ有機膜５０が残り、他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。この時、充分なマージン（ｍａｒｇｉｎ）を確保するために５〜５０％程度超過してエッチングするのが好ましい。
【００５２】
次に、図５ｅに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は有機膜５０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００５３】
最後に、図５ｆに示したように、色フィルター３０及び有機膜５０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して、共通電極４０を形成する。
【００５４】
このようにすると、溝を満たす有機膜は液晶が傾く方向を制御するドメイン規制手段としての役割はできないが、上記実施例と同様に、写真エッチング工程を省略し、製造工程を単純化することができる。
【００５５】
第４実施例ではブラックマトリックス２０をクロムと酸化クロムの二重層に形成することを例に上げているが、これとは異なって有機ブラックマトリックスを用いることもできる。この場合には色フィルターの形成、有機ブラックマトリックスの塗布、有機ブラックマトリックスのアッシング、共通電極の形成といった過程を経るようになる。
【００５６】
以上の工程中には写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。従って、従来のＴＮモード用色フィルター製造工程に比べて１回の写真エッチング工程が節減される。
【００５７】
図６ａと図６ｂは各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態で電圧印加開始時と２０ｍｓｅｃ後との液晶の配向状態を示した断面図である。
【００５８】
図６ａ及び図６ｂで分かるように、溝とこの溝を満たしている有機膜または感光膜によって等電位線が曲がるようになり、等電位線に対して垂直に形成される電気場もまた曲がるようになる。これにより、液晶が傾く方向が一定の方向性を有するようになる。つまり、溝を中心にして両側の液晶が傾く方向が反対になる。これはＰＶＡモードでの切除部による効果と同一なものである。
【００５９】
以下、広視野角を得るために溝を配置する模様について説明する。先に見てみたように、本発明における溝はブラックマトリックスと同一な模様に形成されるので、ブラックマトリックスの模様をもって説明する。
【００６０】
図７ａは、本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図である。
【００６１】
図７ａは２個の画素電極に対応するブラックマトリックス２０のパターンを示したものである。ブラックマトリックス２０は、画素領域と画素領域との間を区分する広い幅のブラックマトリックス２３と、一つの画素領域をいろいろの少領域に分割する狭い幅のブラックマトリックス２４、２５とがある。狭い幅のブラックマトリックス２４、２５は、さらに縦方向のブラックマトリックス２４と、横方向のブラックマトリックス２５とに分類される。これらのブラックマトリックス２０により、一つの画素領域は４個の少領域に分割される。
【００６２】
図７ｂは、本発明の第５実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の画素電極の配置図である。
【００６３】
画素電極１００は、縦方向切除部１０１と横方向切除部１０２とを各々２個ずつ有している。
【００６４】
図７ｃは、図７ａの色フィルター基板と図７ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図である。
【００６５】
画素電極１００の切除部１０１、１０２は、ブラックマトリックス２０の間に配置される。一つの画素領域は、切除部１０１、１０２とブラックマトリックス２０とによって８個の少領域に分割される。この８個の少領域のうち４個は縦方向に細長い模様を有し、残りの４個は横方向に細長い模様を有する。縦方向に細長い４個の領域のうちの２個の領域では液晶が紙面右に傾いており、残りの２個の領域では液晶が紙面左に傾く。また、横方向に細長い４個の領域のうちの２個の領域では液晶が紙面下に傾き、残りの２個の領域では液晶が紙面上に傾く。このように液晶の傾く方向が４方向に均等に分散されるので、いかなる方向から見ても質のよい画像を見ることができる。
【００６６】
広視野角を確保するためのブラックマトリックスと切除部の模様の配置はいろいろで多様な変形が可能である。以下ではこのような変形の中の一つを説明する。
【００６７】
図８ａは、本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図である。
【００６８】
ブラックマトリックス２０は、画素領域と画素領域との間を区分する広い幅のブラックマトリックス２３と、一つの画素領域をいろいろな少領域に分割する狭い幅のブラックマトリックス２５とがある。これらのブラックマトリックス２０により、一つの画素領域は３個の少領域に分割される。この時、３個の少領域のうちで狭い幅のブラックマトリックス２５によって両分される２個は、横幅は互いに同一であるが残りの一つは横幅が他の２個に比べて狭い。
【００６９】
図８ｂは、本発明の第６実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【００７０】
画素電極１００は幅の広い部分と幅の狭い部分とを有しており、狭い部分には縦方向に長く第１切除部１０１が形成されており、広い部分には横方向に長く２個の第２切除部１０２が形成されている。この時、画素電極１００の狭い部分は第１切除部１０１によって左右に両分され、広い部分は第２切除部１０２によって上下に３個に分離される。３個に分離された広い部分のうち、真中にある部分は残りの２個の部分に比べて２倍程度の広い幅を有する。
【００７１】
図８ｃは、図８ａの色フィルター基板と図８ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図である。
【００７２】
一つの画素領域はブラックマトリックス２０と切除部１０１、１０２とによって６個の領域に分割される。画素領域を分割する効果は図７ａ乃至図７ｃにて説明したことと同一である。つまり、広視野角を確保することができるということである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、色フィルター基板の製造工程を単純化することができる。また、自己整列によってブラックマトリックスを形成するために、ブラックマトリックス形成過程でのマスクの誤整列による開口率の減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図１ｂ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図１ｃ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図１ｄ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図２ａ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図２ｂ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図２ｃ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図２ｄ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図２ｅ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図２ｆ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図３ａ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図３ｂ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図３ｃ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図３ｄ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図３ｅ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図４ａ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図４ｂ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図４ｃ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図４ｄ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図４ｅ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図４ｆ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図５ａ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図５ｂ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図５ｃ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図５ｄ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図５ｅ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図５ｆ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図６ａ】 各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態での電圧印加開始時における液晶の配向状態を示した断面図。
【図６ｂ】 各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態での電圧印加開始時から２０ｍｓｅｃ後におけるの液晶の配向状態を示した断面図。
【図７ａ】 本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図。
【図７ｂ】 本発明の第５実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図。
【図７ｃ】 図７ａの色フィルター基板と図７ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図。
【図８ａ】 本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図。
【図８ｂ】 本発明の第６実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図。
【図８ｃ】 図８ａの色フィルター基板と図８ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図。
【符号の説明】
１ 光マスク
２ 光遮断パターン
１０ 透明基板
２０、２３、２４、２５ ブラックマトリックスパターン（層）
２１ 酸化クロム膜
２２ クロム膜
３０ 色フィルター
４０、４２、４３ 共通電極
４１ 電極切除パターン
５０ 有機膜
６０ 有機ブラックマトリックス
７０ 感光膜
１００ 画素電極
１０１、１０２ 切除部
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、液晶表示装置用色フィルター基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般に、共通電極及び色フィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）などが形成されている色フィルター基板と薄膜トランジスタ及び画素電極などが複数個形成されている薄膜トランジスタ基板との間に液晶物質を注入し、画素電極と共通電極に互いに異なる電位を印加することによって電界を形成して液晶分子の配列を変更させ、これにより光の透過率を調節することにより画像を表現する装置である。
【０００３】
このような液晶表示装置を製造するにおいて、製造工程を単純化することは製造費用節減及び製造時間短縮のためには切実に要求される。特に、写真エッチング工程は非常に複雑な工程であり、液晶表示装置の製造工程においては写真エッチング工程の回数によって製造工程全体の複雑度が決定されるともいえる。
【０００４】
それでは、従来の技術によって色フィルター基板を製造する方法を図面を参考として説明する。
【０００５】
図１ａ乃至図１ｄは、従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程の順序によって示した断面図である。
【０００６】
まず、図１ａに示したように、ガラスなどからなる透明基板１０上に酸化クロム膜２１とクロム膜２２を順次に蒸着し、更に感光性エッチング阻止材（フォトレジスト：ＰＲ）を塗布してＰＲの感光及び現象、クロム膜２２及び酸化クロム膜２１のエッチングを行った後にＰＲを除去する写真エッチング工程（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）によりブラックマトリックスパターン２０を形成する。即ち、現象後の残留感光剤（ＰＲ）自身がフィルターになる。
【０００７】
次に、図１ｂに示したように顔料が添加された感光剤を塗布し、露光及び現像する過程（以下、“写真工程”という）を３回反復して赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。
【０００８】
次に、図１ｃに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明導電物質を蒸着することにより共通電極４０を形成する。
【０００９】
ところで、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置では以上の工程を経れば色フィルター基板が完成される。つまり、１回の写真エッチング工程と３回の写真工程を通じて色フィルター基板を製造する。
【００１０】
しかし、垂直配向モードで広視野角を確保するために特開平１１−２４２２２５／２５８６０６などのような共通電極と画素電極の切除部を形成する場合（以下、“ＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モード”という）では、写真エッチング工程をもう一回経るようになる。つまり、図１ｄに示したように、写真エッチング工程を通じて共通電極４０に切除部４１を形成することである。
【００１１】
ところが、共通電極に切除部を形成する場合には、単純に写真エッチング工程が１回追加されること以外に、色フィルター３０がエッチング過程で損傷され、切除部４１を介して色フィルター３０が露出されてしまうことにより、液晶の物性が変質するなどの追加的な問題が発生する。
【００１２】
このような問題点を解決するために、切除部４１の代わりに共通電極４０上に有機物突起を形成する方法、共通電極４０はそのまま置いて画素電極にのみ切除部と突起を形成する方法などが提案されているが、これも写真エッチング工程の数においてＰＶＡモードとの差がなく、製造工程の単純化の妨げとなっている。
また、さらに広視野角化の要求もある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする技術的課題は、液晶表示装置用色フィルター基板の製造工程を単純化することである。
【００１４】
本発明の他の技術的課題は、広視野角の液晶表示装置の特性を改善することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明では、透明な基板と、基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、色フィルター層を覆っている第１透明電極層と、透明電極層上に形成されており、溝内部に形成されているブラックマトリックスと、ブラックマトリックス上において、溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーとを含む液晶表示装置用基板を提供する。
【００１６】
この時、ギャップフィラーは有機物質または感光物質で形成されるのが好ましい。また、感光物質は第２透明電極層によって覆われることができる。ここで、ブラックマトリックスはクロムと酸化クロムの二重層で形成するのが好ましい。ブラックマトリックスは、色フィルターと色フィルターの境界部に沿って形成されている第１部分と、一つの色フィルターを多数の部分に実質的に分割する形態として形成されている第２部分とを有することができる。
【００１７】
またこれを変形した構造としては、透明な基板と、基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、色フィルター層の溝内部に形成されているブラックマトリックスと、ブラックマトリックス上において、溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーと、ブラックマトリックス及びギャップフィラー上に形成されている透明電極層とを含む液晶表示装置用基板を提供する。この時、ギャップフィラーは、透明導電層によって覆われており、有機物質で形成されることができる。また、ブラックマトリックスは、色フィルターと色フィルターの境界部に沿って形成されている第１部分と、一つの色フィルターを多数の部分に実質的に分割する形態として形成されている第２部分とを有することができる。
【００１８】
このような液晶表示装置用基板は、透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、色フィルター層上に第１透明導電層を形成する段階と、第１透明導電層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、ブラックマトリックス層上に溝を満たしている有機物などのギャップフィラーを形成する段階、及び露出されているブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階とを含む過程を通じて製造することができる。
【００１９】
この時、ギャップフィラーはブラックマトリックス層上に有機膜を塗布しアッシングする過程を経たり、ブラックマトリックス層上に感光膜を塗布し、露光及び現像する過程を通じて形成することができる。ここでブラックマトリックス層はクロム層と酸化クロム層を連続して蒸着して形成するのが好ましい。また、ギャップフィラー上に第２透明電極層を形成することもできる。
【００２１】
また、変形構造に対する他の方法としては、透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、色フィルター層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、ブラックマトリックス層上に溝を満たしているギャップフィラーを形成する段階と、露出されているブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階、ギャップフィラー上に透明電極層を形成する段階とを含む製造方法を用いて液晶表示装置用基板を製造することもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参考として本発明の実施例による液晶表示装置用色フィルター基板の製造方法について説明する。
【００２３】
図２ａ乃至図２ｆは、本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００２４】
まず、図２ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。つまり、顔料が含まれた感光剤を塗布し、マスクを通じて露光し現像する過程を赤、緑、青色の色フィルター３０に対して各々１回ずつ行って３色の色フィルターを形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のための電界調整用パターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００２５】
次に、図２ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質を蒸着して共通電極４０を形成する。
【００２６】
引続き、図２ｃに示したように、共通電極４０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００２７】
次に、図２ｄに示したように、ブラックマトリックス層２０上に有機膜５０を塗布する。この時、有機膜５０はアクリル系列、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）系列などが可能であるが、誘電率の低いＢＣＢ系列が広視野角具現のために有利である。有機膜５０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。
【００２８】
次に、図２ｅに示したように、有機膜５０を乾式エッチングでアッシング（ａｓｈｉｎｇ）して、溝部分にのみ有機膜５０が残り他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。乾式エッチングは設備と条件によってエッチング率が変わるが、一般に１５０Å／秒程度のエッチング率を有するので有機膜５０が１.５μｍ程度の厚さを有するとすれば約１００秒程度のエッチング時間がかかる。この時、充分なマージン（ｍａｒｇｉｎ）を確保するために５〜５０％程度超過してエッチングするのが好ましい。
【００２９】
最後に、図２ｆに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は有機膜５０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００３０】
このようにして色フィルター基板が完成されるが、ここでブラックマトリックスは光がもれることを防止し、ブラックマトリックスと同一な位置に形成される溝とこの溝を満たす有機膜とは、液晶が傾く方向を制御するドメイン規制手段としての役割を果たす。
【００３１】
以上の工程中には写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。従って、従来のＴＮモード用色フィルター製造工程に比べて１回の写真エッチング工程が節減される。さらに、ＰＶＡモード用色フィルター製造工程に比べては２回の写真エッチング工程が節減される。このように本発明によれば色フィルター基板の製造工程が単純化される。また、自己整列によってブラックマトリックスを形成するためブラックマトリックス形成過程でのマスク誤整列による開口率減少を防止することができる。
【００３２】
図３ａ乃至図３ｅは、本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００３３】
第２実施例ではブラックマトリックスを有機物質で形成する。
【００３４】
まず、図３ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。つまり、顔料が含まれた感光剤を塗布し、マスクを介して露光し現像する過程を赤、緑、青色の色フィルター３０に対して各々１回ずつ行って３色の色フィルターを形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。
【００３５】
次に、図３ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して第１共通電極４３を形成する。
【００３６】
次に、図３ｃに示したように、第１共通電極４３上に有機ブラックマトリックス６０を塗布する。
【００３７】
次に、図３ｄに示したように、有機ブラックマトリックス６０を乾式エッチングでアッシングして、溝部分を満たす有機ブラックマトリックス６０のみを残して他の部分の有機ブラックマトリックス６０を除去する。
【００３８】
このようにすると色フィルター基板が完成される。第２実施例によれば、第１実施例よりもさらに簡単な工程で色フィルター基板を製造することができる。
さらに、図３ｅに示したように、透明導電物質をもう一回蒸着して第２共通電極４２を形成することもできる。有機ブラックマトリックス６０などが液晶と接触するようになれば液晶物質が顔料などによって汚染され、液晶の物性が劣化して残像を誘発するなどの問題を防止することができる。また、電極４２は平坦性が高く、凹凸が少ないため、ドメイン分割はＴＦＴ基板側で完成させる必要があるが、従来ＰＶＡモード用色フィルター製造工程に比べて２回の写真エッチング工程が節減され、製造工程が単純化される。
【００３９】
図４ａ乃至図４ｆは、本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００４０】
まず、図４ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００４１】
次に、図４ｂに示したように、色フィルター３０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して共通電極４０を形成する。
【００４２】
引続き、図４ｃに示したように、共通電極４０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００４３】
次に、図４ｄに示したように、ブラックマトリックス層２０上に感光剤を塗布して感光膜７０を形成し、光遮断パターン２が形成されている光マスク１を介して感光膜７０を露光する。この時、感光膜７０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。（溝の部分と、溝以外の部分の厚さ）また、露光時に用いる光マスク１は、図４ｄに示したように溝部分のみを覆って残りの部分には光が通過するようにしたり（陽性感光膜の場合）、反対に溝部分にのみ光が照射できるようにし、残りの部分は覆われるようにする（陰性感光膜の場合）。必要に応じては、スリットパターンや半透過膜を用いて光マスクを製造することもできる。つまり、微細な溝部分にスリットパターンや半透過膜部分を位置させて他の部分に比べて露光量を少なくすることにより、感光膜７０を現像する時に溝部分を満たす程度の感光膜７０のみが残るように調節することができる。または、光マスクを使用せずに露光時間を調節して、現象後に残る感光膜の厚さを調節することもできる。
【００４４】
次に、図４ｅに示したように感光膜７０を現像して、溝部分にのみ感光膜７０が残り他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。
【００４５】
最後に、図４ｆに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は感光膜７０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００４６】
このように、本発明の第３実施例によって色フィルター基板を製造する過程でも写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。
【００４７】
図５ａ乃至図５ｆは、本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図である。
【００４８】
まず、図５ａに示したように、透明な絶縁基板１０上に３回の写真工程を通じて赤色、緑色、青色の色フィルター３０を形成する。この時、各色フィルター３０の間と、各色フィルター３０内の一定の部分（ドメイン分割のためのパターンが形成される部分）とには溝を形成する。溝は透明基板１０が露出される程に深く形成するのが好ましい。溝の幅は５〜１５μｍの間が適当であるが、最適は８μｍ程度である。
【００４９】
次に、図５ｂに示したように、色フィルター３０上に酸化クロム膜２１及びクロム膜２２を連続して蒸着して、ブラックマトリックス層２０を形成する。
【００５０】
次に、図５ｃに示したように、ブラックマトリックス層２０上に有機膜５０を塗布する。この時、有機膜５０はアクリル系列、ＢＣＢ系列などが可能であるが、誘電率が低いＢＣＢ系列が広視野角具現により有利である。有機膜５０は溝部分を満たすと同時に可能なかぎり薄く形成するのが好ましい。つまり、０.５〜３.５μｍの間が好ましい。
【００５１】
次に、図５ｄに示したように、有機膜５０を乾式エッチングでアッシング（ａｓｈｉｎｇ）して、溝部分にのみ有機膜５０が残り、他の部分では全て除去されてブラックマトリックス層２０が露出されるようにする。この時、充分なマージン（ｍａｒｇｉｎ）を確保するために５〜５０％程度超過してエッチングするのが好ましい。
【００５２】
次に、図５ｅに示したように、露出されているブラックマトリックス層２０をエッチングして除去する。この時、溝部分に形成されているブラックマトリックス層２０は有機膜５０によって保護されるので、エッチングされずにそのまま残るようになる。
【００５３】
最後に、図５ｆに示したように、色フィルター３０及び有機膜５０上にＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して、共通電極４０を形成する。
【００５４】
このようにすると、溝を満たす有機膜は液晶が傾く方向を制御するドメイン規制手段としての役割はできないが、上記実施例と同様に、写真エッチング工程を省略し、製造工程を単純化することができる。
【００５５】
第４実施例ではブラックマトリックス２０をクロムと酸化クロムの二重層に形成することを例に上げているが、これとは異なって有機ブラックマトリックスを用いることもできる。この場合には色フィルターの形成、有機ブラックマトリックスの塗布、有機ブラックマトリックスのアッシング、共通電極の形成といった過程を経るようになる。
【００５６】
以上の工程中には写真工程が３回用いられるのみであり、写真エッチング工程は全く含まれない。従って、従来のＴＮモード用色フィルター製造工程に比べて１回の写真エッチング工程が節減される。
【００５７】
図６ａと図６ｂは各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態で電圧印加開始時と２０ｍｓｅｃ後との液晶の配向状態を示した断面図である。
【００５８】
図６ａ及び図６ｂで分かるように、溝とこの溝を満たしている有機膜または感光膜によって等電位線が曲がるようになり、等電位線に対して垂直に形成される電気場もまた曲がるようになる。これにより、液晶が傾く方向が一定の方向性を有するようになる。つまり、溝を中心にして両側の液晶が傾く方向が反対になる。これはＰＶＡモードでの切除部による効果と同一なものである。
【００５９】
以下、広視野角を得るために溝を配置する模様について説明する。先に見てみたように、本発明における溝はブラックマトリックスと同一な模様に形成されるので、ブラックマトリックスの模様をもって説明する。
【００６０】
図７ａは、本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図である。
【００６１】
図７ａは２個の画素電極に対応するブラックマトリックス２０のパターンを示したものである。ブラックマトリックス２０は、画素領域と画素領域との間を区分する広い幅のブラックマトリックス２３と、一つの画素領域をいろいろの少領域に分割する狭い幅のブラックマトリックス２４、２５とがある。狭い幅のブラックマトリックス２４、２５は、さらに縦方向のブラックマトリックス２４と、横方向のブラックマトリックス２５とに分類される。これらのブラックマトリックス２０により、一つの画素領域は４個の少領域に分割される。
【００６２】
図７ｂは、本発明の第５実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の画素電極の配置図である。
【００６３】
画素電極１００は、縦方向切除部１０１と横方向切除部１０２とを各々２個ずつ有している。
【００６４】
図７ｃは、図７ａの色フィルター基板と図７ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図である。
【００６５】
画素電極１００の切除部１０１、１０２は、ブラックマトリックス２０の間に配置される。一つの画素領域は、切除部１０１、１０２とブラックマトリックス２０とによって８個の少領域に分割される。この８個の少領域のうち４個は縦方向に細長い模様を有し、残りの４個は横方向に細長い模様を有する。縦方向に細長い４個の領域のうちの２個の領域では液晶が紙面右に傾いており、残りの２個の領域では液晶が紙面左に傾く。また、横方向に細長い４個の領域のうちの２個の領域では液晶が紙面下に傾き、残りの２個の領域では液晶が紙面上に傾く。このように液晶の傾く方向が４方向に均等に分散されるので、いかなる方向から見ても質のよい画像を見ることができる。
【００６６】
広視野角を確保するためのブラックマトリックスと切除部の模様の配置はいろいろで多様な変形が可能である。以下ではこのような変形の中の一つを説明する。
【００６７】
図８ａは、本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図である。
【００６８】
ブラックマトリックス２０は、画素領域と画素領域との間を区分する広い幅のブラックマトリックス２３と、一つの画素領域をいろいろな少領域に分割する狭い幅のブラックマトリックス２５とがある。これらのブラックマトリックス２０により、一つの画素領域は３個の少領域に分割される。この時、３個の少領域のうちで狭い幅のブラックマトリックス２５によって両分される２個は、横幅は互いに同一であるが残りの一つは横幅が他の２個に比べて狭い。
【００６９】
図８ｂは、本発明の第６実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【００７０】
画素電極１００は幅の広い部分と幅の狭い部分とを有しており、狭い部分には縦方向に長く第１切除部１０１が形成されており、広い部分には横方向に長く２個の第２切除部１０２が形成されている。この時、画素電極１００の狭い部分は第１切除部１０１によって左右に両分され、広い部分は第２切除部１０２によって上下に３個に分離される。３個に分離された広い部分のうち、真中にある部分は残りの２個の部分に比べて２倍程度の広い幅を有する。
【００７１】
図８ｃは、図８ａの色フィルター基板と図８ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図である。
【００７２】
一つの画素領域はブラックマトリックス２０と切除部１０１、１０２とによって６個の領域に分割される。画素領域を分割する効果は図７ａ乃至図７ｃにて説明したことと同一である。つまり、広視野角を確保することができるということである。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、色フィルター基板の製造工程を単純化することができる。また、自己整列によってブラックマトリックスを形成するために、ブラックマトリックス形成過程でのマスクの誤整列による開口率の減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図１ｂ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図１ｃ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図１ｄ】 従来の技術によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図２ａ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図２ｂ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図２ｃ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図２ｄ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図２ｅ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図２ｆ】 本発明の第１実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図３ａ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図３ｂ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図３ｃ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図３ｄ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図３ｅ】 本発明の第２実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図４ａ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図４ｂ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図４ｃ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図４ｄ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図４ｅ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図４ｆ】 本発明の第３実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図５ａ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その１）。
【図５ｂ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その２）。
【図５ｃ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その３）。
【図５ｄ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その４）。
【図５ｅ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その５）。
【図５ｆ】 本発明の第４実施例によって液晶表示装置用色フィルター基板を製造する方法を工程順序によって示した断面図（その６）。
【図６ａ】 各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態での電圧印加開始時における液晶の配向状態を示した断面図。
【図６ｂ】 各々本発明の実施例によって製造された液晶表示装置用色フィルター基板を適用した液晶表示装置において、共通電極と画素電極との間に電圧が印加された状態での電圧印加開始時から２０ｍｓｅｃ後におけるの液晶の配向状態を示した断面図。
【図７ａ】 本発明の第５実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図。
【図７ｂ】 本発明の第５実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図。
【図７ｃ】 図７ａの色フィルター基板と図７ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図。
【図８ａ】 本発明の第６実施例による液晶表示装置用色フィルター基板のブラックマトリックスの配置図。
【図８ｂ】 本発明の第６実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図。
【図８ｃ】 図８ａの色フィルター基板と図８ｂの薄膜トランジスタ基板を整列した状態の配置図。
【符号の説明】
１ 光マスク
２ 光遮断パターン
１０ 透明基板
２０、２３、２４、２５ ブラックマトリックスパターン（層）
２１ 酸化クロム膜
２２ クロム膜
３０ 色フィルター
４０、４２、４３ 共通電極
４１ 電極切除パターン
５０ 有機膜
６０ 有機ブラックマトリックス
７０ 感光膜
１００ 画素電極
１０１、１０２ 切除部
Claims (15)
- 透明な基板と、
前記基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、
前記色フィルター層を覆っている第１透明導電層と、
前記第１透明導電層上に形成されており、前記溝内部に形成されているブラックマトリックスと、
前記ブラックマトリックス上において、前記溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーと、
を含む液晶表示装置用基板。 - 前記ギャップフィラーは、有機物質で形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記ギャップフィラーは、感光物質で形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記ブラックマトリックスはクロムと酸化クロムの二重層からなっている、請求項２又は３に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記感光物質を覆っている第２透明導電層をさらに含む、請求項３に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記ブラックマトリックスは、
色フィルターと色フィルターとの境界部に沿って形成されている第１部分と、
一つの色フィルターを多数の部分に分割する形態として形成されている第２部分と、
を含む請求項１に記載の液晶表示装置用基板。 - 透明な基板と、
前記基板上に形成されており、溝を有する色フィルター層と、
前記色フィルター層の前記溝内部に形成されているブラックマトリックスと、
前記ブラックマトリックス上において、前記溝を満たすようにして形成されているギャップフィラーと、
前記ブラックマトリックス及び前記ギャップフィラー上に形成されている透明導電層と、
を含む液晶表示装置用基板。 - 前記ギャップフィラーは、前記透明導電層によって覆われており、有機物質で形成されている、請求項７に記載の液晶表示装置用基板。
- 前記ブラックマトリックスは、
色フィルターと色フィルターとの境界部に沿って形成されている第１部分と、
一つの色フィルターを多数の部分に分割する形態として形成されている第２部分と、
を含む請求項７に記載の液晶表示装置用基板。 - 透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、
前記色フィルター層上に第１透明導電層を形成する段階と、
前記第１透明導電層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、
前記ブラックマトリックス層上に前記溝を満すようにギャップフィラーを形成する段階と、
露出されている前記ブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階と、を含む液晶表示装置用基板の製造方法。 - 前記ギャップフィラーを形成する段階は、前記ブラックマトリックス層上に有機膜を塗布しアッシングする過程を含む、
請求項１０に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。 - 前記ギャップフィラーを形成する段階は、前記ブラックマトリックス層上に感光膜を塗布し露光及び現像する過程を含む、
請求項１０に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。 - 前記ブラックマトリックス層を形成する段階は、クロム層と酸化クロム層を連続して蒸着して形成する過程を含む、
請求項１０に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。 - 前記ギャップフィラーを覆う第２透明導電層を形成する段階をさらに含む、請求項１０に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
- 透明基板上に溝を有する色フィルター層を形成する段階と、
前記色フィルター層上にブラックマトリックス層を積層する段階と、
前記ブラックマトリックス層上に前記溝を満たすようにギャップフィラーを形成する段階と、
露出されている前記ブラックマトリックス層をエッチングして除去する段階と、
前記ギャップフィラー上に透明導電層を形成する段階と、
を含む液晶表示装置用基板の製造方法。
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