JPH09288281A

JPH09288281A - カラー液晶表示パネルアレイ基板、カラー液晶表示パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH09288281A
Application number: JP9827196A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Yamagishi; 庸恭山岸; Sadakichi Hotta; 定▲吉▼ 堀田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のアレイ基板には表示領域近傍の凹凸が
大きく、液晶の配向異常が発生しやすいために、この部
分を隠す必要があり開口率の低下を招いている。さら
に、対向基板上の３色のカラーフィルターを形成するた
めには、３回のパターンニング工程を繰り返す必要があ
り大きな工数を必要としており、歩留りの低下やコスト
の増大を招いている。【解決手段】アレイ基板の画素電極３上の絶縁保護膜
２ａ開口部にカラーフィルター膜１を電着法により形成
することにより、液晶に接する面が比較的平坦な構成を
とることができ、配向異常が発生しにくいので、開口率
を大きくすることが可能となる。また、カラーフィルタ
ー膜１の形成のためのパターンニングが不要であるため
に、工数も少なく高歩留りを実現することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主に電気により光を
制御するカラー液晶表示パネルにパネルに使用するアレ
イ基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示パネルは薄型、軽量、低
消費電力を特徴として、車載用のテレビやコンピュータ
通信機器端末などに使用され、さらに一画素毎に薄膜ト
ランジスタを内蔵したアクティブマトリクスタイプの開
発により画質が向上し、ブラウン管の置き換え用途にも
使用されつつある。そこで、さらなる低消費電力や明る
さ改善のため液晶パネルの透過率向上が、大きな開発課
題となっている。

【０００３】この液晶パネルの透過率向上ための取り組
みとしては、偏光板の透過率向上、カラーフィルターの
透過率向上、表示画面面積に対する光が通過する面積の
比率を示す開口率の向上などがあげられる。本発明はこ
の中の開口率の向上と、液晶パネル製造プロセスの簡易
化を目的とするものである。

【０００４】一般的なアクティブマトリクス型カラー液
晶表示パネルの一部の断面図を図６に示す。アレイ基板
１３上に導電性薄膜からなる複数のゲート配線４および
ソース配線５と、前記ゲート配線とソース配線の複数の
交点近傍にスイッチング素子と、前記スイッチング素子
のドレイン電極６に接続された画素電極３と、前記ゲー
ト配線およびソース配線およびスイッチング素子および
画素電極周辺部の上部に絶縁保護膜２ａを備えている。

【０００５】前記ゲート配線４、ソース配線５およびド
レイン電極６は膜厚３０００オングストローム程度のＡ
ｌ薄膜からなり、ゲート配線とソース配線、ドレイン電
極間には層間絶縁膜１１としてＳｉＯｘ薄膜が設けられ
ている。また、前記絶縁保護膜２ａは膜厚７０００オン
グストローム程度のＳｉＮｘ等の無機絶縁膜であり、前
記ソース配線５と対向電極９とのショート防止やソース
配線５の電解腐蝕を防止するために設けられている。な
お、液晶層１０に印加する電圧損失を防ぐために画素電
極３部の表示領域部分の絶縁保護膜２ａはフォトリソグ
ラフィー法によって部分的に除去されている。

【０００６】一方、対向基板１４上には非表示領域の光
ぬけを防止するためのＣｒ薄膜からなるブラックマトリ
クス８と、赤、緑、青の３色からなるカラーフィルター
膜１と透明導電膜からなる対向電極９を備えている。こ
こで、前記カラーフィルター膜１は３色が所定の配列を
とり、画素毎に一色で少なくとも一画素のブラックマト
リクス８の開口部を覆うように設けられている。なお、
カラーフィルター膜１は顔料を含む感光性アクリル樹脂
であり、膜厚は１．２μｍ程度でフォトプロセスにより
形成される。

【０００７】さらに、両基板の表面にはポリイミド薄膜
からなる配向膜１２が塗布され、ラビング法により所定
の方向に配向処理を施してある。そして、両基板はアレ
イ基板１３上の画素電極３と対向基板１４上のブラック
マトリクス８の開口部が所定の位置関係となり、かつ両
基板の間隔が約５μｍ程度となるように保持され、その
間に液晶層が形成されている。

【０００８】このように構成された、液晶パネルのゲー
ト配線４、ソース配線５および対向電極９に所定の電圧
を印加することにより、画素電極３と対向電極９間に電
位差が生じ、誘電異方性をもつ液晶分子１０の方位が変
化する。この液晶分子１０は光学的な屈折率異方性も有
しているために、上記の液晶分子１０の方位の変化によ
りこの液晶層１０を通過する光の偏光状態も変化し、こ
の偏光状態の変化を両基板の外側に設置された２枚の偏
光板１５によって透過率の変化に変換している。

【０００９】このような電気光学応答を、マトリクス状
に配置された複数画素に対して行い、さらに赤、緑、青
の３色からなるカラーフィルター１により各画素におい
て透過光が着色されることによってカラーの画像表示を
行うことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
液晶パネルには改善すべき２つの問題があげられる。問
題点の１つは、アレイ基板１３および対向基板１４の液
晶１０に接する配向膜１２の面の凹凸が０．７μｍから
１．５μｍと非常に大きいために凹凸付近の液晶配向が
不安定である。

【００１１】特に表示エリヤ近傍に段差が位置するアレ
イ基板１３の画素電極３上の絶縁保護膜２ａ端部ではア
レイ基板上の段差が大きいために液晶の配向が非常に不
安定であり、表示に悪影響を及ぼす可能性が大きいため
に、この部分が表示領域に位置しないように対向基板１
４上のブラックマトリクス９の開口面積を小さくしてい
る。

【００１２】しかしながら、開口面積を小さくすること
は液晶パネルの透過率を下げることになり、明るい液晶
表示パネルの実現には大きな問題となっている。問題点
の２つ目は、カラーフィルター膜１を備えた対向基板１
４上に３色のカラーフィルター膜１を形成するためのプ
ロセスである。一般的なカラーフィルター膜１の形成方
法を簡単に次に示す。まず、ブラックマトリクス９が形
成されたガラス基板上に赤の顔料を含む感光性アクリル
樹脂を全面にスピンコートし、プリベーク後に紫外光を
マスク露光し、現像、洗浄後に赤顔料が所定部分のみに
形成される。この後に緑、青に対しても同じプロセスを
行なった後に、ポストベークすることにより、３色のカ
ラーフィルター膜１が完成する。

【００１３】さらに、この後少なくとも表示領域上全面
に膜厚１５００オングストローム程度のＩＴＯ膜をスパ
ッタ法により形成することで対向基板１４が完成する。
上記のようにカラー表示をするために必要な３色カラー
フィルター膜１を形成するためには、ペースト塗布、マ
スク露光、現像、洗浄後、プリベークといった煩雑なパ
ターンニング工程を３回繰り返す必要があり、生産する
にあたっては膨大な設備が必要な上に、ピンホールや異
物付着による欠陥の発生する可能性も高く、高歩留りが
期待できない。このような理由により、カラーフィルタ
ー膜１を備えた対向基板１４を得るためのコストは非常
に高くなっている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ために、本発明の液晶表示パネルでは、導電性薄膜から
なる複数のゲート配線および複数のソース配線と、前記
ゲート配線とソース配線の交点に備えたスイッチング素
子と、前記スイッチング素子のドレイン電極に接続され
た画素電極とを備えたアレイ基板であって、このアレイ
基板の画像領域上にあるゲート配線、ソース配線および
スイッチング素子を覆うように絶縁保護膜を設け、更に
は前記画素電極上であり、かつ前記絶縁保護膜の存在し
ない部分にカラーフィルター膜を設ることにより、画素
電極上の大部分を表示領域とすることによって、アレイ
基板の凹凸を少なくすることができ、液晶表示パネルの
絶縁保護膜端部での配向安定性を図ることができる。

【００１５】また、本願発明のカラー液晶表示パネル用
アレイ基板の製造方法は導電性薄膜からなる複数のゲー
ト配線および複数のソース配線と、前記のゲート配線と
ソース配線の交点に備えたスイッチング素子と、前記ス
イッチング素子のドレイン電極に接続された画素電極と
を備えたアレイ基板上に絶縁保護膜を製膜し、このアレ
イ基板に対してそれぞれの画素電極の中央部の絶縁保護
膜を除去した後、前記ゲート配線とソース配線に選択的
に電圧を印加し、電着法により所定の色のカラーフィル
ター膜を所定の画素電極部の前記絶縁保護膜の除去部に
製膜することることにより、カラーフィルター膜の形成
においてパターニングする必要がなく容易に生産するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルター液晶表
示パネルアレイ基板は導電性薄膜からなる複数のゲート
配線および複数のソース配線と、前記ゲート配線とソー
ス配線の交点に備えた複数のスイッチング素子と、前記
複数のスイッチング素子のドレイン電極に接続された複
数の画素電極とを備えたアレイ基板であって、このアレ
イ基板の画像領域上にある前記ゲート配線、前記ソース
配線および前記スイッチング素子を覆うように絶縁保護
膜を設け、更には前記画素電極上であり、かつ前記絶縁
保護膜の存在しない部分にカラーフィルター膜を設けた
ものであり、画素電極上の大部分を表示領域とすること
によって、アレイ基板の凹凸を少なくすることができ、
液晶表示パネルの配向安定性を図ることができる。

【００１７】また、このカラーフィルター液晶表示パネ
ルアレイ基板のカラーフィルター膜の比抵抗値が１×１
０^-1Ω・ｃｍ以下、膜厚が５μｍ以下にすることによ
り、電圧保持率を非常に低く抑えることができる。ま
た、絶縁保護膜として、比誘電率が４．０以下、膜厚が
１μｍ以上である樹脂材料とすることによってアレイ基
板表面を平坦化し、液晶の配向異常を皆無にすることが
できる。

【００１８】また、画素電極上に位置する絶縁保護膜と
カラーフィルター膜の表面段差が０．５μｍ以下とする
ことにより液晶の配向性が良くなる。また、絶縁保護膜
として電気絶縁性と遮光性とを有する樹脂材料とするこ
とにより、カラーフィルター膜面積が開口率となり、非
常に大きな開口率を実現することができる。

【００１９】本発明のカラー液晶表示パネル用アレイ基
板の製造方法は導電性薄膜からなる複数のゲート配線お
よび複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線
の交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング
素子のドレイン電極に接続された複数の画素電極とを備
えたアレイ基板上に絶縁保護膜を製膜し、このアレイ基
板に対してそれぞれの画素電極の中央部の絶縁保護膜を
除去した後、前記ゲート配線とソース配線に選択的に電
圧を印加し、電着法により所定の色のカラーフィルター
膜を所定の画素電極部の前記絶縁保護膜の除去部に製膜
することによって、カラーフィルター膜の形成において
パターニングする必要がなく容易に生産することができ
る。

【００２０】また、本願発明のカラー液晶表示パネル用
アレイ基板は導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
び複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の
交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のドレイン電極に接続された電着用電極とを備えたア
レイ基板であって、このアレイ基板の画像領域上にある
前記ゲート配線、前記ソース配線および前記スイッチン
グ素子を覆うように絶縁保護膜を設け、更には画素電極
上であり、かつ前記カラーフィルター上部を覆う画素電
極を備え、この透明電極がスイッチング素子のドレイン
電極と接続したことにより、カラーフィルター膜にＩＴ
Ｏ粒体を混入する必要がないために色再現が良く、駆動
電圧損失のない液晶表示パネルをえることができる。

【００２１】また、本願発明のカラー液晶表示パネル用
アレイ基板は導電性薄膜からなるゲート配線およびソー
ス配線と、前記ゲート配線とソース配線の複数の交点に
備えるスイッチング素子と、前記ゲート配線、ソース配
線およびスイッチング素子上に設けた樹脂材料からなる
絶縁保護膜と、この絶縁保護膜上に前記スイッチング素
子のドレイン電極に電気的に接続された画素電極と、前
記画素電極上にカラーフィルター膜とを備えており、画
素電極を配設する時、金属配線となすゲート配線及びソ
ース配線を避けて画素電極を配置する必要がなく、画素
電極を最大限大きく取ることができる。

【００２２】また、本願発明のカラー液晶表示パネル用
アレイ基板は複数の画素電極間に対する位置にゲート配
線、ソース配線を配設することにより、ブラックマトリ
クスとして兼用することができる。（実施の形態１）以下本発明の第１の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施の形態を示すカ
ラー液晶表示パネルの一部の断面図である。この液晶表
示パネルは、アレイ基板１３上に複数のゲート配線４お
よびソース配線５と、前記ゲート配線とソース配線の複
数の交点近傍にスイッチング素子と、前記スイッチング
素子のドレイン電極６に接続された画素電極３と、前記
ゲート配線およびソース配線およびスイッチング素子７
ａおよび画素電極周辺部の上部に絶縁保護膜２ａを備え
ている。

【００２４】前記ゲート配線４は膜厚３０００オングス
トロームのＡｌ薄膜からなり、また、ソース配線５およ
びドレイン電極６は同一レイヤーであり、その膜厚は３
５００オングストロームでＡｌ薄膜からなっており、ゲ
ート配線４とソース配線５、ドレイン電極間には層間絶
縁膜１１として膜厚１０００オングストロームのＳｉＯ
ｘ薄膜を設けている。また、画素電極３は膜厚１５００
オングストロームのＩＴＯからなっている。

【００２５】また、前記絶縁保護膜２ａは膜厚７０００
オングストロームのＳｉＮｘからなる無機絶縁膜であ
る。なお、画素電極３部の表示領域部分の絶縁保護膜２
ａはフォトリソグラフィー法によって部分的に除去して
いる。そして、この部分に電着法によって所定の画素の
画素電極３部の絶縁保護膜２ａ除去部に赤、緑、青のい
ずれかのカラーフィルター膜１を形成している。この電
着によって形成したカラーフィルター膜１は各色とも顔
料とＩＴＯ粒子で形成されており比抵抗値は１×１０^-3
Ω・ｃｍであり、膜厚が１．０μｍであろ電圧損失は非
常に低く抑えられている。

【００２６】一方、対向基板１４上には非表示領域の光
ぬけを防止するためのＣｒ薄膜からなるブラックマトリ
クス８と膜厚１５００オングストロームのＩＴＯ膜から
なる対向電極９を備えている。さらに、両基板の表面に
はポリイミド薄膜からなる配向膜１２が塗布され、ラビ
ング法により所定方向に配向処理を施してある。

【００２７】そして、両基板はアレイ基板１３上の画素
電極３と対向基板１４上のブラックマトリクス８の開口
部が所定の位置関係となり、かつ両基板の間隔が約５μ
ｍ程度となるように保持され、その間に液晶層が形成さ
れている。次に本発明の実施の形態のアレイ基板１３の
作成方法を示す。画素電極３、ゲート配線４、スイッチ
ング素子となるアモルファスシリコン膜７、層間絶縁膜
１１、ソース配線５、ドレイン電極６まで製膜されたア
レイ基板は一般的なアレイ基板と同構成であり、一般的
な方法で作成しておく。

【００２８】この上に絶縁保護膜２ａとなるＳｉＮｘを
プラズマＣＶＤ法によって７０００オングストロームと
やや厚く製膜しておき、一般的なフォトリソグラフィー
法によってパターンニングし、画素電極３の中央部と、
表示画面外部にあるゲート配線４とソース配線５の給電
端子部上の前記絶縁保護膜２ａを除去した。なお、本実
施の形態では、上記パターンニング時における位置ずれ
等を考慮し常に絶縁保護膜２ａの端部が画素電極上に位
置するようにするために、絶縁保護膜２ａと画素電極３
が３μｍ重なるよう設計した。

【００２９】この後、上記アレイ基板１３の表示画面外
部にあるゲート配線４とソース配線５の給電端子に駆動
回路を接続し、まず、赤の電着液が満たされた電着槽に
アレイ基板を浸漬し、赤となるべき画素の画素電極３に
＋５Ｖの電圧が印加されるよう電気信号を供給し、この
状態を３分間継続した。この後、電着槽から引き出し、
純水にて洗浄した。

【００３０】この作業により、所定の画素電極３上であ
り、かつ、絶縁保護膜２ａが除去された部分にのみ赤の
カラーフィルター膜１が１．０μｍ厚さで形成された。
なお、画素電極３の絶縁保護膜２ａに覆われた部分とゲ
ート配線４とソース配線５とドレイン電極６にも電圧が
印加されるが、先に形成した絶縁保護膜２ａで絶縁され
ており、顔料がわずかに付着するが実用上問題はない。

【００３１】上記電着作業を緑、青に対しても同様に行
うことにより、３色のカラーフィルター膜１が所定の画
素電極３上に形成されたアレイ基板１３を得ることがで
きた。なお、本実施の形態では電着液として、顔料とＩ
ＴＯ粒体が混合して分散された出光興産（株）製電着液
を使用した。

【００３２】このようにして得られた本実施の形態のア
レイ基板の表面の凹凸は０．５から０．７μｍであり従
来例に比べて凹凸が少ないために、液晶の配向異常が発
生しにくく、さらに対向基板１４上にも膜厚の大きいカ
ラーフィルター膜を形成する必要がないために、凹凸が
少なく、本構成の液晶表示パネルでは一層配向安定性に
有利である。

【００３３】したがって、画素電極３上の大部分を表示
領域として使用できるために、対向基板上のブラックマ
トリクス８の開口面積を広くすることができ、開口率の
高い液晶パネルの実現に有効である。なお、本実施の形
態では従来例に比べ５％開口率を広くすることができ
た。また、カラーフィルター膜１の形成においてパター
ンニングする必要がなく容易できることから、カラーフ
ィルター膜の生産設備費は少なく、欠陥も発生しにくい
ので高歩留りが期待できる。したがって、液晶表示パネ
ルとしては比較的安価に生産できる。

【００３４】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態について、図２を参照しながら説明する。本実施の形
態では絶縁保護膜２ｂとして、比誘電率が３．０である
アクリル樹脂材料を用い、この膜厚を３．０μｍとし、
また、画素電極上のカラーフィルター膜１の膜厚も３．
０μｍとしており、本構成により、アレイ基板表面を平
坦化し、液晶の配向異常を皆無にしている。

【００３５】以下に本発明の実施の形態のアレイ基板１
３の作成方法を示す。画素電極３、ゲート配線４、スイ
ッチング素子７ａとなるアモルファスシリコン膜７、層
間絶縁膜１１、ソース配線５、ドレイン電極６まで製膜
されたアレイ基板は一般的なアレイ基板と同構成であ
り、一般的な方法で作成しておく。この上に絶縁保護膜
２ｂとなる紫外線硬化性アクリル樹脂材料をスピンコー
トにより全面に塗布し、紫外線を３０００ｍＪ照射し硬
化させた。この際、前記絶縁保護膜２ｂの画素電極上の
膜厚が３．０μｍとなるよう、スピン速度を調整した。
この後、一般的なフォトリソグラフィー法によってパタ
ーンニングし、画素電極３の中央部と、表示画面外部に
あるゲート配線４とソース配線５の給電端子部上の前記
絶縁保護膜２ｂを除去した。

【００３６】なお、本実施の形態では、上記パターンニ
ング時における位置ずれ等を考慮し常に絶縁保護膜２ｂ
の端部が画素電極上に位置するようにするために、絶縁
保護膜２ｂと画素電極３が３μｍ重なるよう設計した。
そして、カラーフィルター膜の形成方法は第１の実施の
形態で示した同じ方法で実施したが、顔料に対するＩＴ
Ｏ粒子の混合比が高い電着液を用いた。

【００３７】本実施の形態の液晶表示パネルでは絶縁保
護膜２ｂが配線やスイッチング素子等による凹凸を覆い
表面を平坦化しており、さらに、前記絶縁保護膜２ｂの
開口部を同膜厚のカラーフィルター膜１を形成すること
で、アレイ基板の表面の凹凸は最大で０．５μｍとな
り、第１の実施の形態以上にアレイ表面は平坦化されて
おり、液晶パネルでの液晶配向については非常に有利な
構成となっている。

【００３８】さらに、本実施の形態ではソース配線上の
絶縁保護膜２ｂの膜厚は１．５μｍ程度となっており、
さらに比誘電率も小さいことから、電着時の配線上部の
絶縁保護膜２ｂ上は非常に弱い電界しか生じないため
に、この部分への顔料とＩＴＯ粒体の付着はほとんど見
られず、隣合う画素間の前記ＩＴＯ粒子によるショート
は全く生じなかった。

【００３９】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態について、図３を参照しながら説明する。本実施の形
態では絶縁保護膜２ｃとして、黒色顔料を混入したポリ
イミド樹脂を用いることにより、これを画素間のブラッ
クマトリクスと兼用して隣接する画素電極３間の光抜け
を防止するとともに、スイッチング素子の光照射による
誤動作を防止している。また、対向基板側にはブラック
マトリクスが不要となっている。

【００４０】以下に本発明の実施の形態のアレイ基板１
３の作成方法を示す。画素電極３、ゲート配線４、スイ
ッチング素子となるアモルファスシリコン膜７、層間絶
縁膜１１、ソース配線５、ドレイン電極６まで製膜され
たアレイ基板は一般的なアレイ基板と同構成であり、一
般的な方法で作成しておく。この上に絶縁保護膜２ｃと
なるポリイミド樹脂に黒色顔料を５ｗｔ％混入した材料
をスピンコートにより全面に３．５μｍの厚さに塗布
し、２２０度で３０分熱硬化させた。この後、一般的な
フォトリソグラフィー法によってパターンニングし、画
素電極３の中央部と、表示画面外部にあるゲート配線４
とソース配線５の給電端子部上の前記の黒色の絶縁保護
膜２ｃを除去した。

【００４１】なお、本実施の形態では、上記パターンニ
ング時における位置ずれ等を考慮し常に絶縁保護膜２ｃ
の端部が画素電極上に位置するようにするために、絶縁
保護膜２ｃと画素電極３が３．５μｍ重なるよう設計し
た。そして、カラーフィルター膜の形成方法は第２の実
施の形態で示した同じ方法で実施した。

【００４２】このようにして得られた、絶縁保護膜２ｃ
のＯ．Ｄ．値は３．０でありブラックマトリクスとして
十分な遮光性を示した。本実施の形態の液晶表示パネル
では第１の実施の形態と同様に、液晶の配向異常が生じ
にくいが、さらに、カラーフィルター膜１端部が黒色絶
縁保護膜２ｃからなるブラックマトリクスと一致してお
り、対向基板上にブラックマトリクスが存在せず、５μ
ｍ程度のズレが生じるアレイ基板と対向基板との位置関
係を考慮する必要がないために、カラーフィルター膜面
積がすなわち開口率となり、非常に大きな開口率を実現
することができる。

【００４３】本実施の形態では従来例に比べて１５％の
開口率向上をすることができた。なお、黒色絶縁保護膜
２ｃに使用する材料は感光性アクリル樹脂に黒色顔料を
混入したものでも良く、この場合、レジスト塗布、エッ
チング、剥離といった工程が不要となるが、同膜厚では
Ｏ．Ｄ．値が２．５から２．７とやや低くなる。また、
トランジスタの光照射による誤動作を完全に防止するた
めに、対向基板１４側のアレイ基板１３上のスイッチン
グ素子に対向する部分にのみＣｒ膜等からなる遮光膜を
設ると前記黒色絶縁保護膜２ｃのＯ．Ｄ．値が低い場合
には有効である。

【００４４】（実施の形態４）以上の３つの実施の形態
では、カラーフィルター膜１を導電体とするために顔料
とＩＴＯ粒体の混合した構成としたが、完全な導電体で
はないために若干の電圧損失が生じている。駆動電圧に
余裕のない場合に有効な方法を第４の実施の形態として
図４に示す。

【００４５】構成として第１の実施の形態と異なるの
は、アレイ基板１３上のカラーフィルター膜１の上下に
ＩＴＯからなる透明導電膜が設けられ、下方に位置する
透明電極が電着用電極１６、下方に位置する透明電極は
電着用電極１６であり、上方に位置する透明導電膜が画
素電極３ａとなっている。そのために、カラーフィルタ
ー膜１に導電性を持たせる必要がなく、電着液にＩＴＯ
粒体を混合させる必要がない。

【００４６】作成方法は第１の実施の形態とカラーフィ
ルター膜形成までは上記の電着液の組成が違う以外は同
様である。また、画素電極３ａへの給電のためにドレイ
ン電極６に電気接続の絶縁保護膜２ａにエッチングによ
り直径５μｍの穴を開け、その後、ＩＴＯ膜のスパッタ
法による製膜と、フォトリソグラフィー法によるパター
ンニングする工程が付加される。

【００４７】このように、工程が増加し、表示領域のＩ
ＴＯ膜が１層増加することによる透過率の低下が生じる
が、カラーフィルター膜１にＩＴＯ粒体を混入する必要
がないために色再現性が良く、駆動電圧損失のない液晶
表示パネルを得ることができる。（実施の形態５）以上の実施の形態では、絶縁保護膜除
去部にカラーフィルター膜１を設けた構成としている
が、さらなる開口率の向上のために、誘電率の低い樹脂
絶縁保護膜２ｂを画素部全面に設け、この上に画素電極
３を設けてさらに、この画素電極３上にカラーフィルタ
ー膜１を電着法により形成した。この第５の実施の形態
の液晶パネルのソース配線５と直角方向の断面図を図５
に示す。

【００４８】図５のような構成にすることにより、配線
部を避けて画素電極３を配置する必要がなく、画素電極
３を最大限大きくすることができ、さらに、アレイ基板
１３上の金属配線自体がブラックマトリクスを兼用する
ために、対向基板との貼り合わせずれを考慮する必要が
ないために非常に大きな開口率を持つカラー液晶パネル
を実現することができる。

【００４９】ここで用いた絶縁保護膜２ｂは第２の実施
の形態で示したものを用い、さらに、カラーフィルター
膜１に含まれるＩＴＯ粒体の含有率は比較的低く、顔料
濃度の高い構成とした。以下に本発明の実施の形態のア
レイ基板１３の作成方法を示す。ゲート配線４、スイッ
チング素子となるアモルファスシリコン膜７、層間絶縁
膜１１、ソース配線５、ドレイン電極６まで製膜された
アレイ基板を一般的な方法で作成しておく。

【００５０】この上に絶縁保護膜２ｂとなる紫外線硬化
性アクリル樹脂材料をスピンコートにより全面に塗布
し、紫外線を３０００ｍＪ照射し硬化させた。この際、
前記絶縁保護膜２ｂの画素電極上の膜厚が４．０μｍと
なるよう、スピン速度を調整した。この後、一般的なフ
ォトリソグラフィー法によってパターンニングし、画素
電極３への給電のためのコンタクトのためのドレイン電
極上へのコンタクトホール部と、表示画面外部にあるゲ
ート配線４とソース配線５の給電端子部上の前記絶縁保
護膜２ｂを除去した。

【００５１】その後、画素電極３となるＩＴＯ膜を全面
にスパッタ法により成膜し、縦横の画素間に最小のスリ
ットをフォトリソグラフィー法によって形成することで
下層のドレイン電極６に電気的に接続された画素電極３
が形成される。なお、本実施の形態では、ソース配線５
幅が８μｍ、画素電極間スリットを４μｍとし、片側２
μｍの重なりを設け、パターンニング時における位置ず
れが生じても、ソース配線５と画素電極３間に光抜けが
発生しないように設計した。

【００５２】そして、カラーフィルター膜の形成方法は
第１の実施の形態で示した同じ方法で実施したが、電着
時間を２分と短くし、カラーフィルター膜１の膜厚を
Ｏ．８μｍとやや薄くした。本構成により、開口率が８
０％と非常に明るく、配向異常のない表示品位の優れた
カラー液晶表示パネルを得ることができた。

【００５３】以上、透過型のアクテイブマトリクス型の
液晶表示パネルについての実施形態を示したが、画素電
極がＡｌ薄膜で形成される反射型液晶表示パネルに適用
しても有効である。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、開口率の
高い液晶表示パネルを実現できるカラーフィルターの内
蔵したアレイ基板を低コストで容易に作成することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるアレイ基板
を用いた液晶表示パネル一部の断面図

【図２】本発明の第２の実施の形態におけるアレイ基板
を用いた液晶表示パネル一部の断面図

【図３】本発明の第３の実施の形態におけるアレイ基板
を用いた液晶表示パネル一部の断面図

【図４】本発明の第４の実施の形態におけるアレイ基板
を用いた液晶表示パネル一部の断面図

【図５】本発明の第５の実施の形態におけるアレイ基板
を用いた液晶表示パネル一部のソース配線と直角方向の
断面図

【図６】従来の一般的な例を示す液晶表示パネル一部の
断面図

【符号の説明】

１カラーフィルター膜２ａ無機絶縁保護膜２ｂ有機絶縁保護膜２ｃ黒色樹脂絶縁保護膜３画素電極４ゲート配線５ソース配線６ドレイン電極７アモルファスシリコン膜７ａスイッチング素子８ブラックマトリクス９対向電極１０液晶層１１層間絶縁膜１２配向膜１３アレイ基板１４対向基板１５偏光板１６電着用電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
び複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の
交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のドレイン電極に接続された画素電極とを備えたアレ
イ基板であって、このアレイ基板の画像領域上にある前
記ゲート配線、前記ソース配線および前記スイッチング
素子を覆うように絶縁保護膜を設け、更には前記画素電
極上であり、かつ前記絶縁保護膜の存在しない部分にカ
ラーフィルター膜を設けたことを特徴とするカラーフィ
ルター液晶表示パネルアレイ基板。
【請求項２】カラーフィルター膜の比抵抗値が１×１０
^-1Ω・ｃｍ以下、膜厚が５μｍ以下であることを特徴と
する請求項１記載のカラー液晶表示パネルアレイ基板。
【請求項３】絶縁保護膜として、比誘電率が４．０以
下、膜厚が１μｍ以上である樹脂材料とすることを特徴
とする請求項１記載のカラー液晶表示パネルアレイ基
板。
【請求項４】画素電極上に位置する絶縁保護膜とカラー
フィルター膜の表面段差が０．５μｍ以下であることを
特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示パネルアレイ
基板。
【請求項５】絶縁保護膜として電気絶縁性と遮光性とを
有する樹脂材料としたことを特徴とする請求項１記載の
カラー液晶表示パネルアレイ基板。
【請求項６】導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
び複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の
交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のドレイン電極に接続された複数の画素電極とを備え
たアレイ基板上に絶縁保護膜を製膜し、このアレイ基板
に対してそれぞれの画素電極の中央部の絶縁保護膜を除
去した後、前記ゲート配線とソース配線に選択的に電圧
を印加し、電着法により所定の色のカラーフィルター膜
を所定の画素電極部の前記絶縁保護膜の除去部に製膜す
ることを特徴とする請求項１記載のカラー液晶表示パネ
ル用アレイ基板の製造方法。
【請求項７】導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
び複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の
交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のドレイン電極に接続された電着用電極とを備えたア
レイ基板であって、このアレイ基板の画像領域上にある
前記ゲート配線、前記ソース配線および前記スイッチン
グ素子を覆うように絶縁保護膜を設け、更には画素電極
上であり、かつ前記カラーフィルター上部を覆う画素電
極を備え、この透明電極がスイッチング素子のドレイン
電極と接続したことを特徴とするカラー液晶表示パネル
用アレイ基板。
【請求項８】導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
び複数のソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の
交点に備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のドレイン電極に接続された電着用電極とを備えたア
レイ基板上に絶縁保護膜を製膜し、このアレイ基板に対
してそれぞれの電着用電極の中央部の絶縁保護膜を除去
した後、前記ゲート配線とソース配線に選択的に電圧を
印加し、電着法により所定の色のカラーフィルター膜を
所定の前記電着用電極部の前記絶縁保護膜の除去部に製
膜し、電気接続のために絶縁保護膜にエッチングにより
穴を開け、更にその表面をスパッタ法により画素電極を
設けて、フォトリソグラフィー法によりパターニングを
行うことを特徴とする請求項７記載のカラー液晶表示用
アレイ基板の製造方法。
【請求項９】導電性薄膜からなる複数のゲート配線およ
びソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の交点に
備えるスイッチング素子と、前記ゲート配線、ソース配
線およびスイッチング素子上に設けた樹脂材料からなる
絶縁保護膜と、この絶縁保護膜上に前記スイッチング素
子のドレイン電極に電気的に接続された画素電極と、前
記画素電極上にカラーフィルター膜とを備えたカラー液
晶表示パネル用アレイ基板。
【請求項１０】複数の画素電極間に対向する位置にゲー
ト配線、ソース配線を配設した請求項９記載のカラー液
晶表示パネル用アレイ基板。
【請求項１１】導電性薄膜からなる複数のゲート配線お
よびソース配線と、前記ゲート配線とソース配線の複数
の交点に備えるスイッチング素子と、前記ゲート配線、
ソース配線およびスイッチング素子上に設けた樹脂材料
からなる絶縁保護膜と、この絶縁保護膜上に前記スイッ
チング素子のドレイン電極に電気的に接続された画素電
極とを備えたカラー液晶表示パネル用アレ基板に対し、
前記ゲート配線とソース配線に選択的に電圧を印加し、
電着法により所定の色のカラーフィルター膜を所定の前
記画素電極上に製膜することを特徴とする請求項９記載
のカラー液晶表示パネル用アレイ基板の製造方法。
【請求項１２】液晶表示パネルアレイ基板を有する請求
項１、請求項７又は請求項９記載のカラー液晶表示パネ
ル。