JP2003066435A - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で製造歩留まりが高く、しかも表示品位の
優れた液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】このノーマリーブラックモードの液晶表示
装置は、一対の基板１００及び２００間に液晶組成物３
００を挟持した液晶表示パネル１０を備えている。アレ
イ基板１００は、画像を表示する表示領域１０２の外周
に沿って配置された遮光領域４１において、表示領域１
０２に配置された所定の色のカラーフィルタ層と同一材
料によって形成された遮光層ＳＰを備えている。この遮
光層ＳＰは、赤色のカラーフィルタ層２４Ｒを最表面に
露出する第１領域１２４Ａと、緑色のカラーフィルタ層
２４Ｇを最表面に露出する第２領域１２４Ｂと、青色の
カラーフィルタ層２４Ｂを最表面に露出する第３領域１
２４Ｃと、によって形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置及
び液晶表示装置の製造方法に係り、特に、画像を表示す
る表示領域の周辺領域を遮光する遮光層を有するカラー
液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に用いられているアクティ
ブマトリクス駆動の液晶表示装置は、例えば、アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とした薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）、このＴＦＴに接続された画素電極な
どを備えたアレイ基板と、このアレイ基板に対向して配
置された対向電極、カラーフィルタ層などを備えた対向
基板とを備え、この２枚の基板間に液晶組成物を挟持す
ることによって構成されている。

【０００３】これらアレイ基板及び対向基板は、それら
の周囲を液晶封入口を除いて塗布された接着剤によって
固定されている。液晶封入口は、封止剤によって封止さ
れている。これらの基板間には、スペーサが配置され、
基板間のギャップが一定に保持されている。

【０００４】この中でカラー表示用の液晶表示装置は、
画像を表示する表示領域において、２枚のガラス基板の
うちの一方の基板の画素毎に配置された赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層からなるカラーフィルタ層を
備えている。

【０００５】これらの液晶表示装置においては、表示領
域の周辺の遮光領域に遮光層が設けられている。この遮
光層は、カラーフィルタ層を備えた基板上に設けられる
ことが多い。特に、カラーフィルタ層と遮光層との両方
をアレイ基板上に設けることにより、画素部の開口率を
向上することが可能となり、高透過率の液晶表示素子を
得ることができる。

【０００６】このように、カラーフィルタ層と遮光層と
を同一基板に設ける構成においては、フォトリソグラフ
ィ工程により、黒色レジストを加工して遮光層を形成す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒色レ
ジストを加工するための工程が必要となるため、リード
タイムが長くなるといった問題を生じる。

【０００８】また、黒色レジストをフォトリソグラフィ
工程でパターニングしようとした場合、黒色レジストを
硬化させるために紫外線光を照射する露光工程におい
て、黒色レジストの深部まで紫外線光が届かず、光重合
反応が不十分になりがちなため、加工不良を起こして歩
留まりが低下するおそれがある。

【０００９】このように、黒色レジストを用いた遮光構
造では、製造コストが高くなるとともに、製造歩留まり
の低下を招くといった問題が生じる。

【００１０】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、安価で製造歩留まりが高
く、しかも表示品位の優れた液晶表示装置及びこの液晶
表示装置の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１は、一対の基板間に液晶組成
物を挟持して構成された液晶表示装置において、前記一
対の基板のうち一方の基板は、画像を表示する表示領域
に、画素毎に配置されたカラーフィルタ層を備え、前記
表示領域の外周に沿って配置された遮光領域に、第１の
色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第１領域と、
第２の色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第２領
域と、によって形成された遮光層を備えたことを特徴と
する。

【００１２】請求項１６は、一対の基板間に液晶組成物
を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法におい
て、前記一対の基板のうち一方の基板の画像を表示する
表示領域と、前記表示領域の外周に沿って配置された遮
光領域とに、所定の色のカラーフィルタ層と遮光層とを
同時に形成する工程を備え、前記遮光層は、前記遮光領
域全体に青色のカラーフィルタ層を成膜する工程と、前
記青色カラーフィルタ層上に赤色のカラーフィルタ層を
積層する工程と、前記青色カラーフィルタ層上に緑色の
カラーフィルタ層を積層する工程と、を有することを特
徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
係る液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法につ
いて図面を参照して説明する。

【００１４】この発明の一実施の形態に係る液晶表示装
置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液
晶表示パネル１０を備えている。

【００１５】（第１の実施の形態）すなわち、第１の実
施の形態に係る液晶表示パネル１０は、図１及び図２に
示すように、アレイ基板１００と、このアレイ基板１０
０に対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１０
０と対向基板２００との間に配置された液晶組成物３０
０とを備えている。このような液晶表示パネル１０にお
いて、画像を表示する表示領域１０２は、アレイ基板１
００と対向基板２００とを貼り合わせる外縁シール部材
１０６によって囲まれた領域内に形成されている。表示
領域１０２の外周に沿って配置された周辺領域１０４
は、額縁状に形成された遮光領域を有している。

【００１６】表示領域１０２において、アレイ基板１０
０は、図２に示すように、マトリクス状に配置されたｍ
×ｎ個の画素電極１５１、これら画素電極１５１の行方
向に沿って形成されたｍ本の走査線Ｙ１〜Ｙｍ、これら
画素電極１５１の列方向に沿って形成されたｎ本の信号
線Ｘ１〜Ｘｎ、ｍ×ｎ個の画素電極１５１に対応して走
査線Ｙ１〜Ｙｍおよび信号線Ｘ１〜Ｘｎの交差位置近傍
にスイッチング素子として配置されたｍ×ｎ個の薄膜ト
ランジスタすなわち画素ＴＦＴ１２１を有している。

【００１７】また、周辺領域１０４において、アレイ基
板１００は、走査線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する走査線駆動回
路１８、信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する信号線駆動回路１
９などを有している。

【００１８】図２に示すように、液晶容量ＣＬは、画素
電極１５１、対向電極２０４、及びこれらの電極間に挟
持された液晶層３００によって形成される。また、補助
容量Ｃｓは、液晶容量ＣＬと電気的に並列に形成され
る。この補助容量Ｃｓは、絶縁膜を介して対向配置され
た一対の電極、すなわち、画素電極１５１と同電位の補
助容量電極６１と、所定の電位に設定された補助容量線
５２とによって形成される。

【００１９】図３に示すように、液晶表示装置は、アレ
イ基板１００と対向基板２００との間に液晶組成物３０
０を挟持した透過型の液晶表示パネル１０と、この液晶
表示パネル１０を背面から照明する照明手段として機能
するバックライトユニット４００と、を備えている。

【００２０】液晶表示パネル１０のアレイ基板１００
は、表示領域１０２において、ガラス基板などの透明な
絶縁性基板１１上に、マトリクス状 に配置され
た複数の画素にそれぞれ対応して形成された画素ＴＦＴ
１２１、画素ＴＦＴ１２１を含む表示領域１０２を覆っ
て形成されるカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、カ
ラーフィルタ層２４上に画素毎に配置された画素電極１
５１、カラーフィルタ層２４上に形成された複数の柱状
スペーサ３１、および複数の画素電極１５１全体を覆う
ように形成された配向膜１３Ａを備えている。また、ア
レイ基板１００は、周辺領域１０４において、表示領域
１０２の外周を取り囲み、透明基板１１の遮光領域４１
に配置された遮光層ＳＰを備えている。

【００２１】カラーフィルタ層２４は、例えば約３．０
μｍの厚さを有し、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、および赤
色（Ｒ）それぞれの画素毎に配置されている。これらカ
ラーフィルタ層２４は、緑色、青色、および赤色の各色
成分の光をそれぞれ透過させる３色の着色樹脂層によっ
て構成されている。

【００２２】画素電極１５１は、各画素に割当てられる
カラーフィルタ層２４Ｇ，２４Ｂ，２４Ｒ上にそれぞれ
形成されたＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）
等の光透過性導電部材によって形成されている。画素電
極１５１は、これらカラーフィルタ層２４を貫通するス
ルーホール２６を介して画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ接
続されている。

【００２３】各画素ＴＦＴ１２１は、画素電極１５１の
行に沿って形成される走査線及び画素電極１５１の列に
沿って形成される信号線に接続され、走査線からの駆動
電圧により導通し、信号電圧を画素電極１５１に印加す
る。

【００２４】図４に、より詳細な構造を示すように、ア
レイ基板１００は、画素電極１５１の行に沿って形成さ
れた走査線Ｙ、画素電極１５１の列に沿って形成された
信号線Ｘ、画素電極１５１に対応して走査線Ｙおよび信
号線Ｘの交差位置近傍に配置された画素ＴＦＴ１２１を
有している。

【００２５】さらに、アレイ基板１００は、液晶容量Ｃ
Ｌと電気的に並列な補助容量ＣＳを形成するためにゲー
ト絶縁膜６２を介して対向配置された画素電極１５１と
同電位の補助容量電極６１と、所定の電位に設定された
補助容量線５２とを備えている。

【００２６】信号線Ｘは、層間絶縁膜７６を介して、走
査線Ｙ及び補助容量線５２に対して略直交するように配
置されている。補助容量線５２は、走査線Ｙと同一の層
に同一の材料によって形成されているとともに、走査線
Ｙに対して略平行に形成されている。補助容量線５２の
一部は、ゲート絶縁膜６２を介して補助容量電極６１に
対向配置されている。この補助容量電極６１は、不純物
ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。

【００２７】これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量
線５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タ
ングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形
成されている。この実施の形態では、走査線Ｙ及び補助
容量線５２は、モリブデン−タングステンによって形成
され、信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成され
ている。

【００２８】画素ＴＦＴ１２１は、補助容量電極６１と
同層のポリシリコン膜によって形成された半導体層１１
２を有している。この半導体層１１２は、ガラス基板１
１上に配置されたアンダーコーティング層６０上に配置
され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物を
ドープすることによって形成されたドレイン領域１１２
Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。この画素ＴＦ
Ｔ１２１は、ゲート絶縁膜６２を介して半導体層１１２
に対向して配置された走査線Ｙと一体のゲート電極６３
を備えている。

【００２９】画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８は、
信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２及び層間
絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７７を介して半
導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続さ
れている。画素ＴＦＴ１２１のソース電極８９は、ゲー
ト絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクト
ホール７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２
Ｓに電気的に接続されている。

【００３０】赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ
着色されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、層
間絶縁膜７６上に配置されている。画素電極１５１は、
カラーフィルタ層２４上に配置されている。画素電極１
５１は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に形成さ
れたスルーホール２６を介して画素ＴＦＴ１２１のソー
ス電極８９に電気的に接続されている。

【００３１】補助容量電極６１は、ゲート絶縁膜６２及
び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７９を介
して信号線Ｘと同一材料によって形成されたコンタクト
電極８０に電気的に接続されている。画素電極１５１
は、カラーフィルタ層２４を貫通するコンタクトホール
８１を介してコンタクト電極８０に電気的に接続されて
いる。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極８
９、画素電極３０、及び補助容量電極６１は、同電位と
なる。

【００３２】図３に示すように、遮光層ＳＰは、表示領
域１０２の外周に沿って額縁状に設けられた遮光領域４
１において、光の透過を遮るために有色樹脂によって形
成されている。また、柱状スペーサ３１は、黒色樹脂ま
たは透明樹脂によって形成されている。この柱状スペー
サ３１は、約５μｍの高さに形成されている。

【００３３】この柱状スペーサ３１は、表示領域４０内
においては、遮光性を有する配線部（例えば、モリブデ
ン−タングステン合金膜で形成された走査線や補助容量
線、及び、アルミニウムで形成された信号線など）に積
層された各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配
置されている。

【００３４】配向膜１３Ａは、液晶組成物３００に含ま
れる液晶分子をアレイ基板１００に対して所定の方向に
配向する。

【００３５】対向基板１２０は、ガラス基板などの透明
な絶縁性基板２１上に形成された対向電極２２、及びこ
の対向電極２２を覆う配向膜１３Ｂを有している。

【００３６】対向電極２２は、アレイ基板１１０側の画
素電極１５１全体に対向するよう配置されるＩＴＯ等の
光透過性導電部材によって形成されている。配向膜１３
Ｂは、液晶組成物３００に含まれる液晶分子を対向基板
２００に対して所定の方向に配向する。

【００３７】液晶表示パネル１０におけるアレイ基板１
００の表面には、偏光板ＰＬ１が設けられているととも
に、対向基板２００の表面には、偏光板ＰＬ２が設けら
れている。

【００３８】このような液晶表示装置において、バック
ライトユニット４００から出射された光は、液晶表示パ
ネル１０をアレイ基板１００の背面側から照明する。液
晶表示パネル１０におけるアレイ基板１００側の偏光板
ＰＬ１を通過して液晶表示パネル１０の内部に入射した
光は、液晶組成物３００を介して変調され、対向基板２
００側の偏光板ＰＬ２によって選択的に透過される。

【００３９】ところで、遮光領域４１に設けられた遮光
層ＳＰは、第１の色のカラーフィルタ層を最表面に露出
する第１領域と、第２の色のカラーフィルタ層を最表面
に露出する第２領域と、を少なくとも備えて形成され、
これら第１領域及び第２領域のそれぞれの総面積がほぼ
等しくなるように形成されている。

【００４０】すなわち、この第１の実施の形態に係る液
晶表示装置においては、図３及び図５に示すように、遮
光領域４１に配置された遮光層ＳＰは、赤色のカラーフ
ィルタ層２４Ｒを最表面に露出する第１領域１２４Ａ
と、緑色のカラーフィルタ層２４Ｇを最表面に露出する
第２領域１２４Ｂと、青色のカラーフィルタ層２４Ｂを
最表面に露出する第３領域１２４Ｃと、によって形成さ
れている。しかも、これら第１領域１２４Ａ、第２領域
１２４Ｂ、及び第３領域１２４Ｃは、それぞれの総面積
がほぼ等しくなるように形成されている。

【００４１】第１領域１２４Ａは、青色カラーフィルタ
層２４Ｂに赤色カラーフィルタ層２４Ｒを積層して形成
されている。第２領域１２４Ｂは、青色カラーフィルタ
層２４Ｂに緑色カラーフィルタ層２４Ｇを積層して形成
されている。第３領域１２４Ｃは、青色カラーフィルタ
層２４Ｂのみの単層構造である。

【００４２】これら第１領域１２４Ａ、第２領域１２４
Ｂ、及び第３領域１２４Ｃは、表示領域１０２に配置さ
れた各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同一の材
料によって形成されている。すなわち、図３及び図５に
示した例では、表示領域１０２及び遮光領域４１におい
て、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、一方向に
沿って延出されたストライプ状に形成され、互いにほぼ
平行に配置されている。

【００４３】遮光領域４１は、液晶組成物３００を注入
するための液晶注入領域３２を有している。この液晶注
入領域３２も、図７に示したように、遮光層ＳＰと同様
に、第１領域１２４Ａ、１２４Ｂ、及び１２４Ｃを有し
て構成されている。液晶注入領域３２を形成する第１領
域１２４Ａ、第２領域１２４Ｂ、及び第３領域１２４Ｃ
は、液晶注入方向とほぼ平行なストライプ状に配置され
ている。

【００４４】遮光層ＳＰを青色カラーフィルタ層２４Ｂ
だけで形成した場合には、遮光領域４１が青く視認さ
れ、視認性を低下させるおそれがある。また、単純に青
色カラーフィルタ層２４Ｂに赤色カラーフィルタ層２４
Ｒを積層する、または、青色カラーフィルタ層２４Ｂに
緑色カラーフィルタ層２４Ｇを積層するだけでは遮光領
域４１の黒レベルが表示領域１０２の黒レベルからかけ
離れてしまう。また、遮光層ＳＰを３色のカラーフィル
タ層を積層して形成した場合、遮光領域４１でのセルギ
ャップと表示領域１０２でのセルギャップとの差が大き
くなり、ギャップムラの原因になることがある。

【００４５】そこで、上述した第１の実施の形態では、
青色カラーフィルタ層２４Ｂに赤色カラーフィルタ層２
４Ｒ及び緑色カラーフィルタ層２４Ｇを部分的に重ね合
わせることによって遮光層ＳＰを形成したため、遮光領
域４１の遮光性を向上することが可能となる。すなわ
ち、図３、図５、及び図７に示したように、青色カラー
フィルタ層２４Ｂを形成した遮光領域４１に、赤色カラ
ーフィルタ層２４Ｒ及び緑色カラーフィルタ層２４Ｇを
部分的に重ね合わせた遮光層ＳＰを形成することによ
り、高い光学濃度（ＯＤ）を持ち、かつ、表示領域と遜
色のない黒レベルを持つ額縁領域を得ることができる。

【００４６】この遮光層ＳＰは、第１領域１２４Ａ、第
２領域１２４Ｂ、及び第３遮光領域１２４Ｃのそれぞれ
の総面積がほぼ等しい比率にすることで、バックライト
ユニット４００からの透過光及び対向基板２００側から
の反射光に対する遮光性を向上することができ、最も良
い黒レベルが得られる。

【００４７】また、液晶注入領域における遮光層ＳＰ
は、液晶注入方向とほぼ平行なストライプ状に形成され
ている。このため、液晶組成物を注入する際の抵抗を抑
え、液晶注入時間を短縮することができる。

【００４８】したがって、黒色レジストを用いた場合に
発生する加工不良を防止することができ、製造歩留まり
を改善することができる。

【００４９】また、遮光層ＳＰを形成する各カラーフィ
ルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示領域１０２内の各カ
ラーフィルター層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同時形成するこ
とが可能であり、製造コストを低減させることも可能で
ある。

【００５０】次に、上述した液晶表示パネル１０の製造
方法について説明する。

【００５１】アレイ基板１００の製造工程では、まず、
厚さ０．７ｍｍのガラス基板１１上に、ＣＶＤ法によ
り、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜を続けて成膜
し、２層構造のアンダーコーティング層６０を形成す
る。

【００５２】続いて、アンダーコーティング層６０上
に、ＣＶＤ法などにより、アモルファスシリコン膜を成
膜する。そして、このアモルファスシリコン膜にエキシ
マレーザビームを照射してアニーリングすることによ
り、多結晶化する。その後に、多結晶化されたシリコン
膜すなわちポリシリコン膜１１２をフォトリソグラフィ
工程によりパターニングして、ＴＦＴ１２１の半導体層
を形成するとともに、補助容量電極６１を形成する。

【００５３】続いて、ＣＶＤ法により、全面にシリコン
酸化膜を成膜して、ゲート絶縁膜６２を形成する。続い
て、スパッタリグ法により、ゲート絶縁膜６２上の全面
にタンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム
（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、
銅（Ｃｕ）などの単体、または、これらの積層膜、ある
いは、これらの合金膜（この実施の形態では、Ｍｏ−Ｗ
合金膜）を成膜し、フォトリソグラフィ工程により所定
の形状にパターニングする。これにより、走査線Ｙ、補
助容量線５２、及び、走査線Ｙと一体のゲート電極６３
などの各種配線を形成する。

【００５４】続いて、ゲート電極６３をマスクとして、
イオン注入法やイオンドーピング法によりポリシリコン
膜１１２に不純物を注入する。これにより、ＴＦＴ１２
１のドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを形
成する。そして、基板全体をアニールすることにより不
純物を活性化する。

【００５５】続いて、ＣＶＤ法により、全面に酸化シリ
コン膜を成膜し、層間絶縁膜７６を形成する。

【００５６】続いて、フォトリソグラフィ工程により、
ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通してＴＦＴ
１２１のドレイン領域１１２Ｄに至るコンタクトホール
７７及びソース領域１１２Ｓに至るコンタクトホール７
８と、補助容量電極６１に至るコンタクトホール７９
と、を形成する。

【００５７】続いて、スパッタリング法により、層間絶
縁膜７６上の全面に、Ｔａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃ
ｕなどの単体、または、これらの積層膜、あるいは、こ
れらの合金膜（この実施の形態では、Ｍｏ−Ａｌの積層
膜）を成膜し、フォトリソグラフィ工程により所定の形
状にパターニングする。これにより、信号線Ｘを形成す
るとともに、信号線Ｘと一体にＴＦＴ１２１のドレイン
電極８８を形成する。また、同時に、ＴＦＴ１２１のソ
ース電極８９、及び、補助容量電極６１にコンタクトす
るコンタクト電極８０を形成する。

【００５８】続いて、スピンナーにより、青色の顔料を
分散させた紫外線硬化性アクリル樹脂レジストを基板全
面に塗布する。そして、このレジスト膜を、青色画素に
対応した部分に光が照射されるようなフォトマスクを介
して３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で
露光する。そして、このレジスト膜をＫＯＨの１％水溶
液で２０秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。こ
れにより、青色のカラーフィルタ層２４Ｂを形成する。

【００５９】続いて、同様の工程を繰り返すことによ
り、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化性アクリル樹脂
レジストからなる赤色のカラーフィルタ層２４Ｒ、緑色
の顔料を分散させた紫外線硬化性アクリル樹脂レジスト
からなる緑色のカラーフィルタ層２４Ｇを形成する。

【００６０】青色のカラーフィルタ層２４Ｂを形成する
工程では、遮光領域４１に同一の青色樹脂レジストによ
り遮光層ＳＰを形成する。遮光層ＳＰの青色カラーフィ
ルタ層２４Ｂは、第３領域１２４Ｃとして機能するとと
もに、第１領域１２４Ａ及び第２領域１２４Ｂの下層と
して機能する。

【００６１】赤色のカラーフィルタ層２４Ｒを形成する
工程では、遮光領域４１の第１領域１２４Ａにおける青
色カラーフィルタ層２４Ｂ上に同一の赤色樹脂レジスト
を積層して遮光層ＳＰを形成する。遮光層ＳＰの赤色カ
ラーフィルタ層２４Ｒは、第１領域１２４Ａの最表面層
として機能する。

【００６２】緑色のカラーフィルタ層２４Ｇを形成する
工程では、遮光領域４１の第２領域１２４Ｂにおける青
色カラーフィルタ層２４Ｂ上に同一の緑色樹脂レジスト
を積層して遮光層ＳＰを形成する。遮光層ＳＰの緑色カ
ラーフィルタ層２４Ｇは、第２領域１２４Ｂの最表面層
として機能する。

【００６３】これにより、図３及び図５に示すようなパ
ターンの第１領域１２４Ａ、第２領域１２４Ｂ、及び第
３領域１２４Ｃを有する遮光層ＳＰが形成される。ま
た、遮光領域４１における液晶注入領域３２において
は、図７に示すようなパターンの遮光層ＳＰが形成され
る。

【００６４】これらのカラーフィルタ層２４の形成工程
では、スイッチング素子１２１と画素電極１５１とをコ
ンタクトするスルーホール２６も同時に形成する。ま
た、画素電極１５１とコンタクト電極８０とをコンタク
トするコンタクトホール８１も同時に形成する。

【００６５】続いて、スパッタリング法により、カラー
フィルタ層２４上にＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフ
ィ工程により所定の画素パターンにパターニングするこ
とにより、スイッチング素子１２１にコンタクトした画
素電極１５１を形成する。

【００６６】続いて、スピンナーにより、この基板表面
に、感光性アクリル透明樹脂材料を約５μｍの厚さに塗
布する。そして、この樹脂材料を９０℃で１０分間乾燥
した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて
３６５ｎｍの波長で、１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露
光する。そして、この樹脂材料をｐＨ１１．５のアルカ
リ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。こ
れにより、高さ約４．５μｍの柱状スペーサ３１を形成
する。

【００６７】続いて、基板全面に、ポリイミドなどの配
向膜材料を５００オングストロームの膜厚に塗布し、焼
成し、配向膜１３Ａを形成する。

【００６８】これにより、ＴＦＴアレイ基板１００が形
成される。

【００６９】一方、対向基板２００の製造工程では、ま
ず、厚さ０．７ｍｍのガラス基板２１上に、スパッタリ
ング法により、ＩＴＯを成膜し、対向電極２２を形成す
る。そして、対向電極２２を覆って透明基板２１の全面
にポリイミドなどの配向膜材料を５００オングストロー
ムの膜厚に塗布し、焼成を施すことにより、配向膜１３
Ｂを形成する。

【００７０】これにより、対向基板２００が形成され
る。

【００７１】液晶表示パネル１０の製造工程では、外縁
シール部材１０６を液晶注入口３２を残して液晶収容空
間を囲むようアレイ基板１００の外縁に沿って印刷塗布
し、さらに、アレイ基板１００から対向電極２００に電
圧を印加するための電極転移材を外縁シール部材１０６
の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基
板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３
Ｂとが互いに対向するようにアレイ基板１００と対向基
板２００とを配置し、加熱して外縁シール部材１０６を
硬化させて両基板を貼り合わせる。外縁シール部材１０
６は、例えば熱硬化型エポキシ系接着剤である。

【００７２】続いて、正の誘電異方性を有する液晶組成
物３００を液晶注入口３２から注入し、さらに液晶注入
口３２を熱硬化型エポキシ系接着剤である注入口シール
部材３３により封止する。

【００７３】以上のような製造方法によって液晶表示パ
ネルが製造される。

【００７４】このようにして製造したアクティブマトリ
クス型カラー液晶表示装置は、遮光領域の光学濃度が実
用上十分に高く、良好な黒レベルが得られた。また、こ
の第１の実施の形態に係る液晶表示装置においては、周
辺領域１０４に引き出された配線部上に遮光層ＳＰとし
てアクリル樹脂が配置されているため、遮光領域４１内
の液晶分子に印加される電界が非常に弱くなり、液晶分
子がほとんど動くことがない。

【００７５】したがって、表示エリア１０２に画像を表
示する場合において、画素電極１５１と対向電極２０４
との間に電圧を印加して液晶分子を駆動する場合であっ
ても、表示パターンによらず遮光領域４１の光学濃度が
不変であった。

【００７６】なお、この発明は、上述した実施の形態に
限定されるものではなく、種々変更が可能である。以下
に、この発明の他の実施の形態について説明する。

【００７７】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
係る液晶表示装置は、カラーフィルタ層を形成する順番
を、１番目に緑色カラーフィルタ層２４Ｇ、２番目に青
色カラーフィルタ層２４Ｂ、３番目に赤色カラーフィル
タ層２４Ｒとする以外は、第１の実施の形態と同様にし
て液晶表示装置を作製した。このとき、遮光領域４１の
遮光層ＳＰは、図６に示すような、パターンに形成し
た。

【００７８】すなわち、遮光層ＳＰは、青色カラーフィ
ルタ層２４Ｂに赤色カラーフィルタ層２４Ｒを積層した
２層構造の第１領域１２４Ａ、緑色カラーフィルタ層２
４Ｇに青色カラーフィルタ層２４Ｂを積層した２層構造
の第２領域１２４Ｂ、及び青色カラーフィルタ層２４Ｂ
のみの単層構造の第３領域１２４Ｃによって形成されて
いる。なお、このとき、第１領域１２４Ａ、第２領域１
２４Ｂ、及び第３領域１２４Ｃのそれぞれの総面積は、
ほぼ同等となることが望ましい。

【００７９】このようにして作製した液晶表示装置によ
れば、非常に表示均一性が高く、遮光領域は実用上十分
な遮光性が得られた。また、この第２の実施の形態のよ
うに、カラーフィルタ層を形成する順序は、カラーフィ
ルタ材料の塗布均一性などの特性に合わせて変更可能で
ある。

【００８０】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
係る液晶表示装置は、液晶注入領域３２の遮光層ＳＰを
図８に示したように１層のカラーフィルタ層による単層
構造とする以外は、第１の実施の形態と同様にして液晶
表示装置を作製した。この第３の実施の形態によれば、
図７に示したような構造の液晶注入領域と比較して、注
入口断面積が広くなったため、液晶注入時間を図７に示
した構造の実施の形態の約半分に短縮することができ
た。

【００８１】このようにして作製した液晶表示装置によ
れば、非常に表示均一性が高く、遮光領域は実用上十分
な遮光性が得られた。また、液晶注入領域の光学濃度
は、図７に示した実施の形態より低下したが、実用上全
く問題にはならなかった。

【００８２】（第４の実施の形態）第４の実施の形態に
係る液晶表示装置は、遮光領域４１の遮光層ＳＰにおけ
る色重ねパターンを図９に示したように市松模様とする
以外は、第１の実施の形態と同様にして液晶表示装置を
作製した。

【００８３】すなわち、遮光層ＳＰは、青色カラーフィ
ルタ層２４Ｂに赤色カラーフィルタ層２４Ｒを積層した
２層構造の第１領域１２４Ａ、緑色カラーフィルタ層２
４Ｇに青色カラーフィルタ層２４Ｂを積層した２層構造
の第２領域１２４Ｂ、及び青色カラーフィルタ層２４Ｂ
のみの単層構造の第３領域１２４Ｃを市松模様状に配置
することによって形成されている。なお、このとき、第
１領域１２４Ａ、第２領域１２４Ｂ、及び第３領域１２
４Ｃのそれぞれの総面積は、ほぼ同等となることが望ま
しい。

【００８４】この第４の実施の形態によれば、遮光層Ｓ
Ｐの色重ねパターンを市松模様状とすることにより、ス
トライプ状のパターンと比較して色の分散性が高く、視
認性を向上することが可能となる。

【００８５】このようにして作製した液晶表示装置によ
れば、非常に表示均一性が高く、遮光領域は実用上十分
な遮光性が得られた。

【００８６】（第５の実施の形態）第５の実施の形態に
係る液晶表示装置は、図１０に示すように、アレイ基板
１００と対向基板２００との間に液晶組成物３００を挟
持した透過型の液晶表示パネル１０と、この液晶表示パ
ネル１０を背面から照明する照明手段として機能するバ
ックライトユニット４００と、を備えている。

【００８７】液晶表示パネル１０のアレイ基板１００
は、表示領域１０２において、ガラス基板などの透明な
絶縁性基板１１上に、マトリクス状に配置された複数の
画素にそれぞれ対応して形成された画素ＴＦＴ１２１、
画素ＴＦＴ１２１を含む表示領域１０２を覆って形成さ
れる絶縁層２５、絶縁層２５上に画素毎に配置された画
素電極１５１、絶縁層２５上に形成された複数の柱状ス
ペーサ３１、および複数の画素電極１５１全体を覆うよ
うに形成された配向膜１３Ａを備えている。

【００８８】画素電極１５１は、画素毎に絶縁層２５上
にそれぞれ形成されるＩＴＯ（インジウム・ティン・オ
キサイド）等の光透過性導電部材によって形成され、こ
の絶縁層２５を貫通するスルーホール２６を介して画素
ＴＦＴ１２１にそれぞれ接続されている。

【００８９】対向基板１２０は、ガラス基板などの透明
な絶縁性基板２１上の表示領域１０２内において画素毎
に割り当てられて形成されたカラーフィルタ層２４
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えている。また、対向基板１２０
は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に形成され
たすべての画素に共通の対向電極２２、およびこの対向
電極２２を覆う配向膜１３Ｂを有している。さらに、対
向基板２００は、周辺領域１０４において、表示領域１
０２の外周を取り囲み、透明基板１２の遮光領域４１に
配置された遮光層ＳＰを備えている。

【００９０】遮光層ＳＰは、青色カラーフィルタ層２４
Ｂに赤色カラーフィルタ層２４Ｒを積層した２層構造の
第１領域１２４Ａ、緑色カラーフィルタ層２４Ｇに青色
カラーフィルタ層２４Ｂを積層した２層構造の第２領域
１２４Ｂ、及び青色カラーフィルタ層２４Ｂのみの単層
構造の第３領域１２４Ｃによって形成されている。な
お、このとき、第１領域１２４Ａ、第２領域１２４Ｂ、
及び第３領域１２４Ｃのそれぞれの総面積は、ほぼ同等
となることが望ましい。

【００９１】こうして形成したカラー表示型アクティブ
マトリクス液晶表示装置は、非常に表示均一性が高く、
額縁領域は実用上十分な遮光性が得られた。

【００９２】（第６の実施の形態）第６の実施の形態に
係る液晶表示装置は、垂直配向膜材料によって配向膜を
形成し、負の誘電異方性を有する液晶組成物をアレイ基
板と対向基板との間に充填した以外は、第１の実施の形
態と同様にして作製した。この液晶表示装置では、表示
方式を垂直配向のノーマリーブラックモードとした。

【００９３】このノーマリーブラックモードでは、アレ
イ基板１００側の画素電極１５１と対向基板２００側の
対向電極２０４との間に電圧を印加しない電圧無印加時
において、バックライト光を遮蔽して黒表示状態とな
り、両電極間に電圧を印加して、液晶組成物３００に含
まれる液晶分子を駆動することにより、バックライト光
が対向基板２００側から選択的に透過され、これによ
り、液晶表示パネル１０の表示領域１０２に画像が表示
される。

【００９４】このようなノーマリーブラックモードの液
晶表示装置においては、高輝度なバックライト光を発生
するバックライトユニットを搭載した場合、ノーマリー
ブラックの黒表示レベルでは十分な遮光性が得られなく
なっている。特に、表示領域１０２周辺の遮光領域４１
において、十分な遮光性が得られなかった場合には、バ
ックライト光が透過するいわゆる光抜けの現象が発生
し、表示品位を著しく劣化させる。

【００９５】このため、この第６の実施の形態に係るノ
ーマリーブラックモードの液晶表示装置では、アレイ基
板１００の遮光領域４１に遮光層ＳＰを備え、さらに、
この遮光層ＳＰを、表示領域１０２の画素ごとに配置さ
れた所定の色のカラーフィルタ層２４と同一の材料によ
って形成されている。この実施の形態では、遮光層ＳＰ
は、青色カラーフィルタ層２４Ｂに赤色カラーフィルタ
層２４Ｒを積層した２層構造の第１領域１２４Ａ、緑色
カラーフィルタ層２４Ｇに青色カラーフィルタ層２４Ｂ
を積層した２層構造の第２領域１２４Ｂ、及び青色カラ
ーフィルタ層２４Ｂのみの単層構造の第３領域１２４Ｃ
によって形成されている。

【００９６】このように、ノーマリーブラックモードに
おける黒表示に加え、比較的透過率の低い色のカラーフ
ィルタ層で遮光層ＳＰを形成することにより、遮光性の
高い遮光領域４１を実現することが可能となる。

【００９７】この第６の実施の形態のように、カラーフ
ィルタ層をアレイ基板１００上に形成した場合、アレイ
基板１００の周辺領域１０４における遮光領域４１に遮
光膜ＳＰが配置される。このように、表示領域１０２か
ら周辺領域１０４に引き出された配線部は、カラーフィ
ルタ層２４からなる遮光層ＳＰによって覆われている。

【００９８】このため、配線部から液晶組成物３００に
印加される電圧を非常に小さくすることができ、液晶組
成物３００に含まれる液晶分子をほとんど駆動しない状
態に保持することができる。すなわち、遮光領域４１に
配置された液晶組成物３００の液晶分子を、ノーマリー
ブラックモードにおける黒表示状態に維持することが可
能となる。

【００９９】なお、上述した実施の形態では、この発明
をノーマリーブラックモードの液晶表示装置に適用した
例について説明したが、中でも最適な液晶表示モード
は、垂直配向モード液晶表示装置である。

【０１００】すなわち、光学位相差板を用いて色補償し
たノーマリーブラック形ＳＴＮモードでも、上述した実
施の形態と同様に、遮光性に優れた遮光層ＳＰを形成す
ることが可能であるが、ＳＴＮモードの黒表示は、光学
位相差板による色補償から得られるため、光学位相差板
のリターデーションが最適値からずれた場合、黒表示の
透過率が上がり、遮光領域の光学濃度が若干低下するこ
とがある。

【０１０１】これに対して、ノーマリーブラック形垂直
配向モードの黒表示は、色補償が不要であり、クロスニ
コル配置させた偏光板によって得られる光学濃度がほと
んどそのままの値で得られる。このため、有色のカラー
フィルタ層からなる遮光層ＳＰと併用させるノーマリー
ブラック形液晶表示装置の表示モードは、垂直配向モー
ドが好ましい。

【０１０２】このようにして作製した液晶表示装置は、
第１の実施の形態よりも高い遮光性が得られ、非常に良
好な黒レベルが得られた。

【０１０３】（比較例１）この比較例１では、第１の実
施の形態に係る液晶表示装置において、遮光層を、青色
カラーフィルタ層を赤色カラーフィルタ層が完全に覆う
２層構造とする以外は全く同様にして液晶表示装置を作
製した。このようにして作製した液晶表示装置の遮光領
域は、高い光学濃度が得られたものの、紫がかった色合
いとなり、視認性が損なわれた。

【０１０４】（比較例２）この比較例２では、第１の実
施の形態に係る液晶表示装置において、遮光層を、青色
層を赤色層と緑色層が完全に覆う３層構造とする以外は
全く同様にして液晶表示装置を作製した。このようにし
て作製した液晶表示装置の遮光領域は、高い光学濃度が
得られ、非常に良好な黒レベルが得られたものの、表示
領域と遮光領域のセルギャップが大きく異なるため、遮
光領域近傍の表示領域にセルギャップムラが発生し、視
認性が損なわれた。

【０１０５】以上説明したように、この発明の液晶表示
装置及びこの液晶表示装置の製造方法によれば、表示領
域周辺に沿った額縁状の遮光領域の光学濃度を向上する
ことが可能となり、表示品位を向上することが可能とな
る。

【０１０６】また、この発明によれば、表示領域に配置
されるカラーフィルタ層と同一の材料で同一工程で遮光
層が形成されるため、製造工程数を削減することが可能
となり、製造コストを低減することが可能となる。ま
た、遮光層を形成する工程で加工不良の発生率を低減す
ることができ、製造歩留まりを向上することが可能とな
る。

【０１０７】なお、上述した実施の形態では、柱状スペ
ーサ３１は、透明樹脂によって形成されたが、黒色樹脂
によって形成しても良い。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、安価で製造歩留まりが高く、しかも表示品位の優れ
た液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表
示装置に適用される液晶表示パネルの構造を概略的に示
す図である。

【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成を
概略的に示す回路ブロック図である。

【図３】図３は、この発明の第１の実施の形態に係る液
晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。

【図４】図４は、図３に示した液晶表示装置を構成する
アレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。

【図５】図５は、この発明の第１の実施の形態に係る液
晶表示装置の表示領域及び遮光領域の構造を概略的に示
す平面図である。

【図６】図６は、この発明の第２の実施の形態に係る液
晶表示装置の表示領域及び遮光領域の構造を概略的に示
す平面図及び側面図である。

【図７】図７は、この発明の第１の実施の形態に係る液
晶表示装置の液晶注入領域周辺の構造を概略的に示す平
面図及び側面図である。

【図８】図８は、この発明の第３の実施の形態に係る液
晶表示装置の液晶注入領域周辺の構造を概略的に示す平
面図及び側面図である。

【図９】図９は、この発明の第４の実施の形態に係る液
晶表示装置の表示領域及び遮光領域の構造を概略的に示
す平面図及び側面図である。

【図１０】図１０は、この発明の第５の実施の形態に係
る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０…液晶表示パネル ２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層 ３１…柱状スペーサ ４１…遮光領域 １００…アレイ基板 １０２…表示領域 １０４…周辺領域 １０６…外縁シール部材 １２１…スイッチング素子 １２４Ａ…第１領域 １２４Ｂ…第２領域 １２４Ｃ…第３領域 １５１…画素電極 ２００…対向基板 ２０４…対向電極 ３００…液晶組成物 ＳＰ…遮光層

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BA45 BB01 BB03 2H091 FA02Y FA34Y FB02 FB11 FC01 FC23 FD06 FD26 GA01 LA03 LA20

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に液晶組成物を挟持して構成
   された液晶表示装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板は、 画像を表示する表示領域に、画素毎に配置されたカラー
   フィルタ層を備え、 前記表示領域の外周に沿って配置された遮光領域に、第
   １の色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第１領域
   と、第２の色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第
   ２領域と、によって形成された遮光層を備えたことを特
   徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれ
   の総面積がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載
   の液晶表示装置。
3. 【請求項３】一対の基板間に液晶組成物を挟持して構成
   された液晶表示装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板は、 画像を表示する表示領域に、画素毎に配置されたカラー
   フィルタ層を備え、 前記表示領域の外周に沿って配置された遮光領域に、赤
   色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第１領域と、
   緑色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第２領域
   と、青色のカラーフィルタ層を最表面に露出する第３領
   域と、によって形成された遮光層を備えたことを特徴と
   する液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記第１領域、前記第２領域、前記第３領
   域のそれぞれの総面積がほぼ等しいことを特徴とする請
   求項３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記第１領域及び前記第２領域は、２層の
   カラーフィルタ層を積層することによって形成されたこ
   とを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】前記第１領域及び前記第２領域は、下層に
   青色のカラーフィルタ層を備えたことを特徴とする請求
   項５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】前記第１領域、前記第２領域、及び前記第
   ３領域の少なくとも１つは、単層構造であることを特徴
   とする請求項３に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】前記第１領域、前記第２領域、及び前記第
   ３領域は、ストライプ状に配置されたことを特徴とする
   請求項３に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】前記遮光層は、前記液晶組成物を注入する
   ために液晶注入領域を有し、 前記液晶注入領域を形成する前記第１領域、前記第２領
   域、及び前記第３領域は、液晶注入方向とほぼ平行なス
   トライプ状に配置されたことを特徴とする請求項３に記
   載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】前記第１領域、前記第２領域、及び前記
    第３領域は、市松模様状に配置されたことを特徴とする
    請求項３に記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】前記遮光層は、前記表示領域に配置され
    た前記カラーフィルタ層と同一材料によって形成された
    ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】前記一方の基板は、行方向に配列された
    走査線と、列方向に配列された信号線と、前記走査線と
    前記信号線との交差部近傍に配置されたスイッチング素
    子と、前記スイッチング素子に接続されマトリクス状に
    形成された画素電極と、を備えたことを特徴とする請求
    項３に記載の液晶表示装置。
13. 【請求項１３】前記一方の基板は、すべての画素に共通
    の対向電極を備えたことを特徴とする請求項３に記載の
    液晶表示装置。
14. 【請求項１４】表示方式が電圧無印加時に黒表示状態と
    なるノーマリーブラックモードであることを特徴とする
    請求項３に記載の液晶表示装置。
15. 【請求項１５】前記液晶組成物は、負の誘電率異方性を
    有していることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示
    装置。
16. 【請求項１６】一対の基板間に液晶組成物を挟持して構
    成された液晶表示装置の製造方法において、 前記一対の基板のうち一方の基板の画像を表示する表示
    領域と、前記表示領域の外周に沿って配置された遮光領
    域とに、所定の色のカラーフィルタ層と遮光層とを同時
    に形成する工程を備え、 前記遮光層は、 前記遮光領域全体に青色のカラーフィルタ層を成膜する
    工程と、 前記青色カラーフィルタ層上に赤色のカラーフィルタ層
    を積層する工程と、 前記青色カラーフィルタ層上に緑色のカラーフィルタ層
    を積層する工程と、を有することを特徴とする液晶表示
    装置の製造方法。