JPH1068969A

JPH1068969A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH1068969A
Application number: JP8225008A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tomii; 井等富; Takeshi Yamamoto; 本武志山; Daisuke Miyazaki; 崎大輔宮; Makoto Hasegawa; 誠長谷川; Muneharu Akiyoshi; 吉宗治秋; Akiko Ueno; 埜亜希子上; Minako Kurosaki; 崎美奈子黒; Shoichi Kurauchi; 内昭一倉; Hitoshi Hado; 藤仁羽; Teruyuki Midorikawa; 川輝行緑
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルタが形成
された液晶表示素子及びその他の液晶表示素子におい
て、カラーフィルタが形成される基板上の平坦性を損な
うことなく、十分な遮光性を有するカラーフィルタの遮
光層を形成することが可能な構成の液晶表示素子を提供
する。【解決手段】液晶セルを構成する２枚の透明基板１及
び２のうち、一主面上にスイッチング素子４が配設され
たアレイ基板１の一主面上の周縁部又は周縁部近傍に沿
って、額縁状に形成された額縁状遮光層１０を備えたも
のとする。特に、スイッチング素子４が形成されるアレ
イ基板１上にカラーフィルタ６を形成する場合には、カ
ラーフィルタ６の遮光層の十分な遮光性を確保するため
に十分な厚さの遮光層を形成する必要があるが、本発明
の構成により、上記課題を解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に係
り、特にアクティブマトリクス型液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶を用いたアクティブマトリク
ス型液晶表示素子がＣＲＴ表示装置に代わる表示装置と
なりつつある。

【０００３】図１２は、従来のアクティブマトリクス型
液晶表示素子の概略断面構造図である。第１の透明基板
１０１上には、ＴＦＴ１０３が配設され、このＴＦＴ１
０３に電気的に接続されるようにＩＴＯ画素電極１０４
が配設され、これらを覆うようにポリイミドからなる配
向膜１０５が形成されている。一方、第２の透明基板１
０２上には、クロム（Ｃｒ）からなる厚さ０．１μｍの
金属膜を所定の形状にパターニングして遮光層１０６Ｋ
が形成されている。遮光層１０６Ｋには、第１の透明基
板１０１上の画素開口部に対向する位置に開口部が開設
されており、その開口部には顔料分散法、電着法、印刷
法等によって着色層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが形
成されている。さらに、遮光層１０６Ｋ及び着色層１０
６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを覆って共通電極１０７が形
成され、共通電極１０７上には配向膜１０８が形成され
ている。これらの第１の透明基板１０１と第２の透明基
板１０２との間にスペーサ１１０を挟み込んで組み立て
た液晶セルに液晶層１１１となる液晶材料を注入し、第
１の透明基板１０１及び第２の透明基板１０２それぞれ
の外部側の面に偏光板を貼り付けて、アクティブマトリ
クス型液晶表示素子が構成されている。

【０００４】このアクティブマトリクス型液晶表示素子
は、ＴＦＴ１０３をスイッチングさせて画素電極１０４
に映像用信号を印加することにより、液晶層１１１中の
液晶分子の配向状態を制御して、着色層１０６Ｒ、１０
６Ｇ、１０６Ｂを透過する光を変調させ、液晶表示素子
として機能させることができる。

【０００５】上述したように遮光層１０６Ｋは、画素電
極１０４周囲からの光漏れやＴＦＴ１０３への光の進入
を防止するために、画素電極１０４の画素開口部以外の
領域に対向する部分に形成されている。ところが、第１
及び第２の透明基板１０１及び１０２上の設計は、液晶
セル組立時における第１の透明基板１０１と第２の透明
基板１０２との合わせずれや、第１の透明基板１０１上
のＴＦＴ１０３と第２の透明基板１０２上の遮光層１０
６Ｋ形成部分とのピッチずれが許容されるように行われ
る。従って、遮光層１０６Ｋの開口率は小さくなり、表
示装置としての輝度が低下するという欠点があった。

【０００６】そこで、この欠点を補うために、ＴＦＴア
レイ基板上にカラーフィルタ（着色層及び遮光層）を形
成した構成、即ち、ＴＦＴを配設した透明基板上の画素
電極の上又は下に着色層を形成し、対向基板には透明電
極上に共通電極のみを形成したものを用いた構成の改良
型液晶表示素子が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記改
良型液晶表示素子においてはＴＦＴの上に遮光層を形成
するため、遮光層の材料として導電性の材料を用いるこ
とができず、絶縁性の高い材料を用いる必要があり、そ
のため、以下のような問題点があった。即ち、絶縁性の
高い材料で遮光層を形成する場合には、導電性の材料と
同程度の膜厚で十分な遮光性を得ることが困難であるた
め、膜厚を十分に厚くする必要がある。ところが、遮光
層の膜厚を厚くすると遮光層の周縁部における段差も大
きくなるので、その段差が液晶分子の配向不良等の発生
原因となり、その結果、カラーフィルタ周囲からの光漏
れが発生する等、表示品質の低下を招くこととなる。

【０００８】現状における改良型液晶表示素子の構成で
は、遮光層が形成されるＴＦＴアレイ基板上の平坦性を
損なうことなく、十分な遮光性を有する遮光層を形成す
ることは困難である。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルタ
が形成された液晶表示素子及びその他の液晶表示素子に
おいて、カラーフィルタが形成される基板上の平坦性を
損なうことなく、十分な遮光性を有するカラーフィルタ
の遮光層を形成することが可能な構成の液晶表示素子を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示素
子によれば、液晶セルを構成する２枚の透明基板のう
ち、一主面上にスイッチング素子が配設されたアレイ基
板の一主面上の周縁部又は周縁部近傍に沿って、額縁状
に形成された額縁状遮光層を備えたことを特徴とし、特
に、スイッチング素子が形成されるアレイ基板上にカラ
ーフィルタを形成する場合には、カラーフィルタの遮光
層の十分な遮光性を確保するために十分な厚さの遮光層
を形成する必要があるが、本発明の構成により、カラー
フィルタが形成される基板上の平坦性を損なうことな
く、十分な遮光性を有するカラーフィルタの遮光層を形
成することができ、カラーフィルタ周囲からの光漏れも
防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００１２】本発明に係る液晶表示素子の特徴は、カラ
ーフィルタの遮光層の十分な遮光性を確保しながらカラ
ーフィルタ周囲の平坦性を向上させるべく、カラーフィ
ルタ周囲に額縁状遮光層を形成した点にある。特に、ス
イッチング素子が形成されるアレイ基板上にカラーフィ
ルタを形成する場合には、カラーフィルタの遮光層の十
分な遮光性を確保するために十分な厚さの遮光層を形成
する必要があるので、本発明の構成を適用することの効
果が大きい。

【００１３】図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形
態に係る液晶表示素子の断面構造図であり、図４は、図
１乃至図３に示された液晶表示素子の断面の対応箇所を
示した平面図である。図４における線ＡＢ，線ＣＤ，線
ＥＦに沿った断面構造図がそれぞれ図１、図２、図３で
ある。本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子
は、ドライバ搭載型ｐ−ＳｉＴＦＴ構造の液晶表示素子
に対して本発明の構成を適用したものである。図５は、
本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子のドライ
バ搭載型ｐ−ＳｉＴＦＴ構造の一例を示す断面構造図で
ある。

【００１４】最初に、図１における本発明の第１の実施
の形態に係る液晶表示素子の断面構造について説明す
る。ＴＦＴアレイ基板である第１の透明基板１上には、
ドライバ３、ＴＦＴ４及びトランスファ配線５が形成さ
れており、ＴＦＴ４上にはカラーフィルタ６が形成され
ている。そして、カラーフィルタ６周囲には、ドライバ
３を覆ってブラックマトリクス７及び着色層８からなる
額縁状遮光層１０が形成されている。カラーフィルタ６
及び着色層８上には、ＩＴＯ膜９が形成されている。額
縁状遮光層１０をドライバ３上に形成することにより、
液晶表示素子の小型化を図ることができる。

【００１５】一方、対向基板である第２の透明基板２上
には、共通電極であるＩＴＯ膜１１が対向電極として形
成され、さらにＩＴＯ膜１１上にポリイミドからなる配
向膜１２が形成されている。符号１３で示されるのは、
ポリイミドからなる配向膜１２を印刷した際に生ずるぼ
やけた部分、即ち、ハロー領域である。

【００１６】第１の透明基板１と第２の透明基板２と
は、接着剤１４によって貼り合わされて液晶セルを構成
している。接着剤１４の外部側には、ＴＦＴアレイ基板
である第１の透明基板１側から対向基板である第２の透
明基板２上のＩＴＯ膜１１に電流を流すためのトランス
ファ材（電極転移材）１５が形成されている。このトラ
ンスファ材１５は、トランスファ配線５と接続されてい
る。

【００１７】図２における本発明の第１の実施の形態に
係る液晶表示素子の断面構造は、図１における断面構造
とほぼ同様であり額縁状遮光層１０が形成されている
が、この断面部分にはドライバ３は配設されておらず、
その代わりに、Ｏ／Ｓパッド１６が配設されている。こ
のように、電極又は配線上に額縁状遮光層１０を形成す
ることにより、液晶表示素子の小型化を図ることができ
る。

【００１８】図３における本発明の第１の実施の形態に
係る液晶表示素子の断面構造は、液晶セル内部の部分に
ついては、図１における断面構造とほぼ同様であり額縁
状遮光層１０が形成されているが、この部分は引出し線
配設部であるため、外部電源入力端子１７が配設されて
おり、トランスファ配線５やトランスファ材１５は配設
されていない。

【００１９】図５の断面構造図は、本発明の第１の実施
の形態に係る液晶表示素子のドライバ搭載型ｐ−ＳｉＴ
ＦＴ構造の一例を具体的に示したものである。

【００２０】ｐ−ＳｉＴＦＴ構造部は、以下のように構
成されている。第１の透明基板５１上には、半導体層５
２が配設され、半導体層５２を覆ってゲート絶縁膜５３
が形成されている。ゲート絶縁膜５３上における半導体
層５２に対応する箇所にはゲート５４が配設され、ゲー
ト絶縁膜５３及びゲート５４を覆ってシリコン酸化膜５
５、シリコン窒化膜５７が形成されている。シリコン窒
化膜５７、シリコン酸化膜５５、ゲート酸化膜５３には
貫通孔が設けられており、ドレイン５８及びソース５９
が半導体層５２に電気的に接続されて配設されている。
上記各構造物を覆って、アクリル樹脂やカラーフィルタ
を構成する顔料含有樹脂等からなる絶縁層６１が形成さ
れており、この絶縁層６１のソース５９上にはスルーホ
ール部６２が開設されている。絶縁層６１上には画素電
極６３が形成されており、画素電極６３はスルーホール
部６２を通してソース５９に電気的に接続されている。

【００２１】一方、額縁状遮光層が形成されているドラ
イバ配設部は、以下のように構成されている。第１の透
明基板５１上に、ドライバ５６が配設され、このドライ
バ５６をシリコン窒化膜５７が覆っている。そしてシリ
コン窒化膜５７上におけるドライバ５６にほぼ対応する
部分に、額縁状遮光層６０が形成されている。

【００２２】本発明に係る液晶表示素子における額縁状
遮光層の厚さは、その形成の際に適宜調整することがで
きるが、通常は、カラーフィルタの遮光層を十分な遮光
性が得られる厚さに形成し、これに応じて平坦性を確保
しつつカラーフィルタ周囲からの光漏れが防止されるよ
うに、額縁状遮光層の厚さを設定して形成する。また、
後述するように、額縁状遮光層は、液晶セルの液晶注入
口部分を除いて形成すると良い。

【００２３】額縁状遮光層の材料は、クロム（Ｃｒ）等
の金属、カラーフィルタを構成する顔料含有樹脂やカー
ボンブラック、その他各種の無機物質、有機物質等を用
いることができる。

【００２４】上述のように、本発明の第１の実施の形態
に係る液晶表示素子においては、カラーフィルタ周囲に
額縁状遮光層を形成したので、カラーフィルタの遮光層
の十分な遮光性を確保しながらカラーフィルタ周囲の平
坦性を向上させることができ、かつ、カラーフィルタ周
囲からの光漏れを防止することができる。

【００２５】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
液晶表示素子の断面構造図である。図６における本発明
の第２の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構造は、
以下の通りである。第１の透明基板２１上に、ＴＦＴ２
３が配設され、ＴＦＴ２３に電気的に接続されて画素電
極２４が配設されている。そしてこれらを覆って配向膜
５が形成されている。また、第２の透明基板２２上に
は、遮光層２６Ｋ、着色層２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂから
なるカラーフィルタが形成され、カラーフィルタ上には
対向電極である共通電極２７が、共通電極２７上には配
向膜２８がそれぞれ形成されている。

【００２６】一方、第２の透明基板２２の周縁部におい
ては、以下のように額縁状遮光層が形成されている。即
ち、第２の透明基板２２上に、カラーフィルタの遮光層
２６Ｋと同一の材料により額縁状遮光層の第１層２６
Ｋ’が形成され、その上にカラーフィルタの青色着色層
２６Ｂ’と同一の材料により額縁状遮光層の第２層２６
Ｂ’が形成され、さらにその上には共通電極２７が形成
され、額縁状遮光層上の内部側には配向膜２８が重なっ
ている。

【００２７】そして、以上の第１の透明基板２１と第２
の透明基板２２とが、その間にスペーサ３０を挟み込ん
で接着剤により貼り合わされて液晶セルを構成してい
る。第１及び第２の透明基板２１及び２２の間には、液
晶層３１が挟持されている。

【００２８】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示
素子においては、額縁状遮光層は、カラーフィルタを構
成する材料と同一の材料を用い、それらの材料のうち透
過率の低い順に積層されて形成されている。

【００２９】額縁状遮光層は、カラーフィルタを構成す
る材料と同一の材料によって形成されているので、額縁
状遮光層を形成するためのみの工程は不要である。とこ
ろで、透過率の低い順に材料を積層したのは、以下の理
由による。カラーフィルタの形成と同じ工程中で、額縁
状遮光層を複数の材料を重ねて積層して形成する場合、
各材料の積層はカラーフィルタが平坦に形成されるよう
に行われる。すると、額縁状遮光層の部分では、通常、
同じ厚さには積層されずに上の層ほど薄く形成されると
いう現象が発生する。従って、より厚く形成される下の
層に透過率の低い材料を積層することによって額縁状遮
光層はより高い遮光性を得ることができるため、透過率
の低い順に材料を積層することとしたものである。

【００３０】黒色、赤色、緑色、青色の各着色層の中で
は、黒色着色層が最も透過率が低く、次いで透過率が低
いのは、通常、青色着色層であり、その次に透過率が低
いのは緑色又は赤色着色層である。この透過率の低さの
順位は、材料次第で変動するので、用いる材料に応じて
透過率の低い順に積層すると良い。

【００３１】但し、透過率の低い順に積層しなくても額
縁状遮光層が十分な遮光性を得られる場合は、任意の順
序に積層して良い。この場合は、額縁状遮光層の各層の
材料は、カラーフィルタを構成する材料には限られず、
クロム（Ｃｒ）等の金属、カーボンブラック等を用いる
こともできる。

【００３２】以下、本発明の第２の実施の形態に係る液
晶表示素子の製造工程の一例について、図６を参照しな
がら具体的に説明する。

【００３３】ＴＦＴを形成する通常のプロセスにより成
膜とパターンニングとを繰り返し、ＴＦＴと電極配線と
を形成した縦横各１００画素、合計１００００画素を有
するアモルファスシリコンＴＦＴアレイ基板２１を作製
する。そして、ＴＦＴ及び電極配線の上から、配向膜材
料としてＡＬ−１０５１（；商品名（日本合成ゴム
（株）製））を全面に５００オングストロームの厚さに
塗布してラビング処理を行い、配向膜２５を形成する。

【００３４】次に、対向基板２２上に、感光性の黒色樹
脂をスピンナを用いて塗布し、９０℃の温度で１０分間
の乾燥させる。その後、所定のパターン形状のフォトマ
スクを用いて波長３６５ｎｍ、露光量３００ｍｊ／ｃｍ
2 で露光を行った後、ｐＨ１１．５のアルカリ水溶液を
用いて現像を行い、２００℃の温度で６０分間焼成を行
って膜厚１．０μｍの遮光層２６Ｋ、額縁状遮光層の第
１層２６Ｋ’を形成する。

【００３５】次いで、赤色の顔科を分散させた紫外線硬
化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００（；商品名
（富士ハントテクノロジー（株）製））をスピンナを用
いて全面に塗布し、赤色着色層を形成する部分に光が照
射されるフォトマスクを介して波長３６５ｎｍ、露光量
１００ｍｊ／ｃｍ2 で露光を行った後、水酸化カリウム
（ＫＯＨ）の１％水溶液を用いて１０秒間現像を行い、
２３０℃の温度で１時間焼成を行い、膜厚２．０μｍの
赤色着色層２６Ｒを形成する。同様に、緑色、青色の顔
科を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＧ
−２０００、ＣＢ−２０００（；商品名（富士ハントテ
クノロジー（株）製））を材料に用いて緑色着色層、青
色着色層２６Ｇ、２６Ｂを形成する。ここで、青色着色
層２６Ｂを形成する際には、額縁状遮光層の第２層２６
Ｂ’が形成されるようなマスクを使用する。

【００３６】カラーフィルタ形成後、透明電極２７とし
てＩＴＯ膜をスパッタ法により１５００オングストロー
ムの厚さに形成し、その上にＴＦＴアレイ基板２１と同
様の配向膜材科を用いて配向膜２８を形成した。この
後、対向基板２２上の配向膜２８の周縁部に沿って接着
材３２を、液晶注入口となる部分（図示せず）を除いて
印刷し、スペーサ３０として直径５μｍのミクロパール
（；商品名（積水ファインケミカル社製））を全面に散
布し、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴアレイ基板）
２１側から対向電極に電圧を印加するための電極転移材
（トランスファ材（図示せず））を接着剤３２の外部側
の転移電極（図示せず）上に形成した。そして、配向膜
２５と配向膜２８とが対向し、かつ、各ラビング方向が
相互に９０度の角度をなすように２枚の基板２１及び２
２を配置し、加熱して接着材を硬化させ２枚の基板２１
及び２２を貼り合わせた。

【００３７】最後に、通常の方法により、液晶組成物と
してＺＬＩ−１５６５（；商品名（Ｅ．メルク社製））
にＳ８１１を０．１ｗｔ％添加したものを注入した後、
注入口を紫外線硬化樹脂で封止した。

【００３８】以上のように、作製したカラー表示型アク
ティブマトリクス液晶表示素子は、画素領域周縁部から
の光漏れがほとんどなく、コントラスト比の高い、高表
示品質を得ることができた。

【００３９】図７は、本発明の第３の実施の形態に係る
液晶表示素子のＴＦＴアレイ基板の断面構造図である。
図７における本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示
素子のＴＦＴアレイ基板の断面構造は、以下の通りであ
る。ここで、本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示
素子における対向基板の構成は、本発明の第１の実施の
形態に係る液晶表示素子における対向基板とほぼ同様の
ものであるため、図示していない。

【００４０】ＴＦＴアレイ基板である透明基板４１上に
は、スパッタリングにより約０．３μｍの厚さに形成し
たモリブデン等の金属膜をフォトリソグラフィにより所
定形状にパターニングされたゲート線４２が配設されて
いる。ゲート線４２が配設された透明基板４１上全面
に、二酸化珪素又は窒化珪素からなるゲート絶縁膜４３
が形成され、ゲート絶縁膜４３上におけるゲート線４２
に対応する位置に半導体層４４が形成されている。ゲー
ト絶縁膜４３及び半導体層４４上の所定位置には、アル
ミニウムからなる約０．３μｍの厚さの信号線４５及び
ソース電極４６が、それぞれ半導体層４４に電気的に接
続されるように配設されている。ゲート線４２、ゲート
絶縁膜４３、半導体層４４、信号線４５及びソース電極
４６からＴＦＴが構成されている。

【００４１】ＴＦＴは、遮光層となる黒色着色層４７で
被覆されているが、この黒色着色層４７と同時に、透明
基板の周縁部近傍に黒色着色層４７と同一の材料で額縁
状遮光層の第１層４７ａ’が形成されている。この場合
は、表示領域外における配線部の短絡を防止するため、
額縁状遮光層の第１層４７ａ’には絶縁性の材料を用い
る必要がある。

【００４２】さらに、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）の顔料を含有したネガレジストをフォトリソグラ
フィによりパターニングした青色、赤色、緑色の着色層
４８Ｂ、４８Ｒ、４８Ｇが、ゲート絶縁膜４３上の画素
開口部となる部分にそれぞれ形成されている。青色、赤
色の着色層４８Ｂ、４８Ｒと同時に、額縁状遮光層の第
１層４７ａ’上に、第２層４８Ｂ’、第３層４８Ｒ’が
形成されている。着色層の形成方法は、顔料レジストを
用いたフォトリソ法に限らず、染色法、印刷法、電着法
等を用いても良い。

【００４３】各着色層４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂ上には、
ＩＴＯからなる約０．１μｍの厚さの画素電極４９がそ
れぞれ形成されている。画素電極４９は、各着色層４８
Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂに開設された接続部（スルーホール
部）において、ソース電極４６に接続されている。尚、
画素電極４９は、着色層の上又は下のいずれに形成され
ていても良い。

【００４４】これらの上にポリイミドからなる配向膜を
形成すると、カラーフィルタ及びスイッチング素子を有
したアレイ基板が完成する。この基板に対向する基板
は、透明基板上に共通電極となる膜厚０．１５μｍのＩ
ＴＯ膜を形成し、その上にポリイミドからなる配向膜を
形成したものを用いる。これらの基板間に液晶を挟み込
み、基板周縁部を接着した液晶セルの両面に偏向板を配
設して、液晶表示素子として機能させる。

【００４５】本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示
素子においても、額縁状遮光層は、カラーフィルタを構
成する材料と同一の材料を用い、それらの材料のうち透
過率の低い順に積層されて形成されている。従って、額
縁状遮光層を形成するためのみの工程は不要である。ま
た、透過率の低い順に積層した理由は、上述した通りで
あり、材料及びその積層順についても第１又は第２の実
施の形態と同様に変更可能である。さらに、額縁状遮光
層の層数は、３層には限られない。

【００４６】額縁状遮光層を構成する各層の積層順を変
更する場合に考慮すべき要素として、基板上に形成され
る第１層と基板表面との密着強度が挙げられる。通常、
黒色顔料分散有機膜は、基板表面との密着強度が小さ
く、膜の剥離が生じ易い。そこで、複数層を積層して額
縁状遮光層を形成する場合、それらの複数層のうち基板
との密着強度が最も大きい層を最下層とすることによ
り、額縁状遮光層の剥離を防止することができる。例え
ば、着色層を積層して額縁状遮光層を形成する場合、青
色着色層、赤色着色層、黒色着色層の順のように、黒色
着色層以外の層が最下層となるように積層する。あるい
は、第１層として無機物質からなる無機物質層を形成
し、その上に各着色層を積層して第１層と基板表面との
密着強度を確保することも可能である。無機物質層とし
ては、有機膜との密着性も良いシリコン窒化膜等を形成
すると良い。さらに、この無機物質層に、例えば１００
μｍ程度のピッチで溝を形成することにより有機膜との
接触面積が増大し、有機膜との密着強度も向上する。

【００４７】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る
液晶表示素子のＴＦＴアレイ基板の断面構造図である。
図８における本発明の第４の実施の形態に係る液晶表示
素子のＴＦＴアレイ基板の断面構造は、図７における本
発明の第３の実施の形態に係る液晶表示素子のＴＦＴア
レイ基板の断面構造とほぼ同様であるため、相違点のみ
説明する。

【００４８】その相違点は、額縁状遮光層を構成する各
層の積層順であり、本発明の第４の実施の形態に係る液
晶表示素子においては、青色着色層４８Ｂ’が第１層、
緑色着色層４８Ｇ’が第２層、黒色着色層４７ｂ’が第
３層となっている。この場合は、第３の実施の形態の場
合と異なり、黒色着色層４７ｂ’によって表示領域外に
おける配線部の短絡が発生することはないので、黒色着
色層４７ｂ’には遮光性の高い導電性の材料を用いるこ
とが可能である。

【００４９】図９は、本発明の第５の実施の形態に係る
液晶表示素子の断面構造図である。図９における本発明
の第５の実施の形態に係る液晶表示素子の断面構造は、
以下の通りである。

【００５０】ＴＦＴアレイ基板である第１の透明基板７
１上には、ドライバ７６、ＴＦＴ７３及び画素電極７４
が形成されており、ドライバ７６上には絶縁層８２が、
ＴＦＴ７３及び画素電極７４上には配向膜７５が形成さ
れている。

【００５１】一方、対向基板である第２の透明基板２上
には、遮光層７７、着色層７８Ｒ、７８Ｇ等からなるカ
ラーフィルタが形成され、基板周縁部近傍には、遮光層
７７と同一の材料からなる第１層７７’、赤色着色層７
８Ｒと同一の材料からなる第２層７８Ｒ’が積層された
額縁状遮光層が形成されている。そしてこれらの上から
全面に対向電極である共通電極７９が形成され、さらに
共通電極７９上の画素領域には配向膜８０が形成されて
いる。

【００５２】第１の透明基板７１と第２の透明基板７２
とは、接着剤（図示せず）によって貼り合わされて液晶
セルを構成しており、接着剤の外部側における額縁状遮
光層（７７’及び７８Ｒ’）と絶縁層８２との間には、
ＴＦＴアレイ基板である第１の透明基板７１側から対向
基板である第２の透明基板７２上の共通電極７９に電流
を流すためのトランスファ材８１が形成されている。ト
ランスファ材８１は、額縁状遮光層上の一部又は全部に
形成されている。従って、トランスファ材８１が、額縁
状遮光層上の一部に形成されている場合には、当該一部
の額縁状遮光層の厚さは他の部分より薄く形成されるこ
ととなる。

【００５３】カラーフィルタを形成した側の基板上に額
縁状遮光層を設けた場合、額縁状遮光層（７７’及び７
８Ｒ’）上の対向電極７９の抵抗値は、額縁状遮光層の
最上層が、赤色着色層と同一の材料からなる層７８
Ｒ’、即ち、絶縁層であるかどうかによって異なり、絶
縁層である場合の方が対向電極７９の抵抗値は低くな
る。従って、トランスファ材８１を額縁状遮光層上に配
設する場合には、本発明の第５の実施の形態に係る液晶
表示素子のように、額縁状遮光層の最上層を絶縁層とす
ることが望ましい。

【００５４】図１０は、本発明の第６の実施の形態に係
る液晶表示素子の平面透視図、図１１は、図１０の線Ｇ
Ｈに沿った断面構造図である。本発明の第６の実施の形
態に係る液晶表示素子の構成は、上記各実施の形態に適
用可能なものであり、その内容は以下の通りである。即
ち、額縁状遮光層を完全な額縁状に形成した場合、液晶
材料を注入するための液晶注入口部分の高さが、２枚の
基板間のセルギャップより小さくなるため液晶注入口が
小さくなり、液晶材料の注入が困難になるという問題が
ある。

【００５５】そこで、本発明の第６の実施の形態に係る
液晶表示素子は、額縁状遮光層を設けない場合と同等の
液晶注入口の大きさを確保すべく、以下のような構成と
なっている。

【００５６】液晶セル９０を構成する第１の透明基板９
１上には、ドライバ９３、外部電源入力端子９４等が配
設され、額縁状遮光層９７が形成されている。符号９５
は接着剤、符号９６は画素領域をそれぞれ示している。

【００５７】額縁状遮光層９７は、線ＧＨで切られてい
る液晶注入口の部分に段差があり、完全な額縁状ではな
い。図１１に示されるように、液晶注入口以外の部分の
額縁状遮光層９７は、黒色着色層である第１層９７Ｋ及
び青色着色層である第２層９７Ｂが積層されて構成され
ているのに対し、液晶層注入口の部分の額縁状遮光層９
７は、着色層と比較して十分に薄い金属膜９８上に黒色
着色層９７Ｋが積層されて構成されている。

【００５８】従って、液晶注入口の高さは、額縁状遮光
層を設けない場合と同等の高さが確保されており、液晶
材料の注入を容易に行うことができる。また、金属膜９
８を形成したことにより、液晶層注入口の部分の額縁状
遮光層９７も、他の部分と同等以上の遮光性を確保する
ことができる。さらに、金属膜９８の上には絶縁層であ
る黒色着色層９７Ｋが形成されているため、金属膜９８
から液晶層に直接直流電圧が印加されることはない。金
属膜９８は、ゲート線材料又は信号線材料を用いて、ゲ
ート線材料又は信号線材料の形成と同一の工程で形成す
ると良い。

【００５９】以上説明した各実施の形態における額縁状
遮光層は、カラーフィルタを構成する着色層又は遮光層
の他、表示領域内に形成される絶縁層と同一の材料によ
って形成されているものとしても良い。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液晶
表示素子によれば、液晶セルを構成する２枚の透明基板
のうち、一主面上にスイッチング素子が配設されたアレ
イ基板の一主面上の周縁部又は周縁部近傍に沿って、額
縁状に形成された額縁状遮光層を備えたので、特に、ス
イッチング素子が形成されるアレイ基板上にカラーフィ
ルタを形成する場合には、カラーフィルタの遮光層の十
分な遮光性を確保するために十分な厚さの遮光層を形成
する必要があるが、本発明の構成により、カラーフィル
タが形成される基板上の平坦性を損なうことなく、十分
な遮光性を有するカラーフィルタの遮光層を形成するこ
とができ、カラーフィルタ周囲からの光漏れも防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子
の断面構造図。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子
の断面構造図。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子
の断面構造図。

【図４】図１乃至図３に示された液晶表示素子の断面の
対応箇所を示した平面図。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示素子
のドライバ搭載型ｐ−ＳｉＴＦＴ構造の一例を示す断面
構造図。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示素子
の断面構造図。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る液晶表示素子
のＴＦＴアレイ基板の断面構造図。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る液晶表示素子
のＴＦＴアレイ基板の断面構造図。

【図９】本発明の第５の実施の形態に係る液晶表示素子
の断面構造図。

【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る液晶表示素
子の平面透視図。

【図１１】図１０の線ＧＨに沿った断面構造図。

【図１２】従来のアクティブマトリクス型液晶表示素子
の概略断面構造図。

【符号の説明】

１、２、２１、２２、４１、５１、７１、７２、９１、
９２、１０１、１０２透明基板３、５６、７６、９３ドライバ４、２３、７３、１０３ＴＦＴ５トランスファ配線６カラーフィルタ７ブラックマトリクス８、２６Ｋ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｋ’、２６
Ｂ’、４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂ、４８Ｒ’、４８Ｂ’、
４８’、６１、７８Ｒ、７８Ｇ、７８Ｒ’、９７Ｋ、９
７Ｂ、１０６Ｋ、１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ着色
層９ＩＴＯ膜１０、６０、９７額縁状遮光層１１、２７、７９、１０７共通電極１２、２５、２８、７５、８０、１０５、１０８配向
膜１３ハロー領域１４、３２、９５接着剤１５、８１トランスファ材（電極転移材）１６Ｏ／Ｓパッド１７、９４外部電源入力端子２４、４９、６３、７４、１０４画素電極３０、１１０スペーサ３１、１１１液晶層４２、５４ゲート線４３、５３ゲート絶縁膜４４、５２半導体層４５信号線４６、５９ソース電極４７、４７ａ’、４７ｂ’、７７、７７’ 遮光膜５５シリコン酸化膜５７シリコン窒化膜５８ドレイン電極６２スルーホール部８２絶縁層９０液晶セル９６画素領域９８金属膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎大輔神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者長谷川誠神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者秋吉宗治神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者上埜亜希子神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者黒崎美奈子神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者倉内昭一神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者羽藤仁神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者緑川輝行神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１東芝電子エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶セルを構成する２枚の透明基板のう
ち、一主面上にスイッチング素子が配設されたアレイ基
板の前記一主面上の周縁部又は周縁部近傍に沿って、額
縁状に形成された額縁状遮光層を備えたことを特徴とす
る液晶表示素子。
【請求項２】請求項１に記載の液晶表示素子において、
前記アレイ基板は、前記一主面上にカラーフィルタが形
成されたものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】請求項１又は２のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記額縁状遮光層は、複数の不透明層
が積層されて形成されたものであることを特徴とする液
晶表示素子。
【請求項４】請求項３に記載の液晶表示素子において、
前記複数の不透明層の第１層は、前記複数の不透明層を
構成する各層のうち、前記アレイ基板上に積層された場
合における前記アレイ基板との間の密着強度が最大とな
る層であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項５】請求項４に記載の液晶表示素子において、
前記複数の不透明層の第１層は、黒色着色層以外の層で
あることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】請求項３に記載の液晶表示素子において、
前記複数の不透明層と前記アレイ基板との間に、無機物
質層が形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項７】請求項６に記載の液晶表示素子において、
前記無機物質層は、シリコン窒化膜であることを特徴と
する液晶表示素子。
【請求項８】請求項６又は７のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記無機物質層には、所定ピッチの溝
が形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】請求項３に記載の液晶表示素子において、
前記複数の不透明層は、透過率の低い順に積層されてい
ることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１０】請求項９に記載の液晶表示素子におい
て、前記複数の不透明層の第１層は、黒色着色層である
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかに記載の液
晶表示素子において、前記額縁状遮光層は、電極又は配
線上に形成されたものであることを特徴とする液晶表示
素子。
【請求項１２】請求項１１に記載の液晶表示素子におい
て、前記額縁状遮光層を構成する各層のうち、前記電極
又は配線に接する層は、絶縁層であることを特徴とする
液晶表示素子。
【請求項１３】請求項１２に記載の液晶表示素子におい
て、前記絶縁層上に形成される各層には、ブラックマト
リクス層が含まれることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１４】請求項１２又は１３のいずれかに記載の
液晶表示素子において、前記絶縁層は、無機物質からな
るものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１５】請求項１２乃至１４のいずれかに記載の
液晶表示素子において、前記絶縁層は、表示領域内にも
形成されているものであることを特徴とする液晶表示素
子。
【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれかに記載の液
晶表示素子において、前記額縁状遮光層の液晶注入口部
における厚さは、液晶注入口部以外の部分における厚さ
より薄いものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１７】請求項１６に記載の液晶表示素子におい
て、前記液晶注入口部における前記額縁状遮光層中に
は、遮光膜が形成されていることを特徴とする液晶表示
素子。
【請求項１８】請求項１７に記載の液晶表示素子におい
て、前記遮光膜は、表示領域内配線と同一の工程で形成
されたものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１９】請求項１乃至１８のいずれかに記載の液
晶表示素子において、前記額縁状遮光層は、前記スイッ
チング素子を駆動する駆動回路上に形成されたものであ
り、その形成領域の一部又は全部は前記２枚の透明基板
を貼り合わせる接着剤形成領域と重複したものであるこ
とを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２０】請求項１乃至１９のいずれかに記載の液
晶表示素子において、前記額縁遮光層上の一部又は全部
に電極転移材が形成されていることを特徴とする液晶表
示素子。
【請求項２１】請求項２０に記載の液晶表示素子におい
て、前記電極転移材が前記額縁遮光層上の一部に形成さ
れている場合、前記電極転移材が形成された部分の前記
額縁遮光層は、前記電極転移材の高さの分だけ前記電極
転移材が形成された部分以外の部分より薄く形成された
ものであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２２】請求項２０又は２１に記載の液晶表示素
子において、前記電極転移材は、前記２枚の透明基板を
貼り合わせる接着剤形成領域の外部側に形成されたもの
であることを特徴とする液晶表示素子。