(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上に遮光性金属にてなる複数本の第１の帯状電極と、遮光性金属にてなり該第１の帯状電極に交差する複数本の第２の帯状電極を形成する工程と、
該第１および第２の帯状電極の上に電着させることで格子状となる樹脂層を形成する工程と、
該樹脂層の格子状の空域部を埋め、一部分が該樹脂層に重なる透光性着色樹脂パターンを形成する工程と、
該樹脂層を溶去せしめ、その溶去によって透光性着色樹脂パターンの該一部分を除去させる工程、
を含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
基板上に複数本の遮光性金属にてなるゲートバスライン、層間絶縁膜を介して該ゲートバスラインに交差する複数本の遮光性金属にてなるドレインバスライン、該ゲートバスラインとドレインバスラインとの各交差点近傍に配設された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する工程と、
露呈する該ゲートバスラインとドレインバスラインの上に電着させることで格子状となる樹脂層を形成する工程と、
該樹脂層の格子状の空域部を埋め、一部分が該樹脂層に重なる透光性着色樹脂パターンを形成する工程と、
該樹脂層を溶去せしめ、その溶去によって透光性着色樹脂パターンの該一部分を除去する工程と、
該樹脂層を貫通するコンタクトホールを介して該ＴＦＴのソース電極に接続する画素電極を、該透光性着色樹脂パターンの上に形成する工程、
を含むことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂層が導電性のポジ型感光性樹脂であること、
を特徴とする請求項１または２記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記透光性着色樹脂パターンが赤と青と緑の３色であり、該３色の透光性着色樹脂パターンを色別に選択的配列で形成させること、
を特徴とする請求項１または２記載の液晶表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示パネルの製造方法、特にアクティブマトリクス方式の液晶表示パネルにおけるカラーフィルタを、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板に形成させる方法に関する。
【０００２】
近年、液晶表示パネルは携帯用ＯＡ機器への適応を考慮して、低消費電力化（バックライトの低輝度化）、即ち液晶表示パネルの光透過率の改善が要望されるようになった。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示パネルは一対の基板の間に液晶を充填した構成であり、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルは、一般に、一方のＴＦＴ基板に複数のドレインバスラインと、複数のゲートバスラインと、その交差部に位置するＴＦＴと、表示用画素電極を形成し、他方のコモン基板にコモン電極とカラーフィルタを形成する構成である。
【０００４】
通常のカラーフィルタは、赤（Ｒ）と青（Ｂ）と緑（Ｇ）の透光性着色樹脂パターンを、画素電極に対応せしめストライプ状またはトライアングル状またはモザイク状の選択的配列に形成したものであり、多数の着色樹脂パターンの境界部分には、遮光マスクパターンが形成されている。
【０００５】
図７は基本的なＴＦＴ基板の説明図、図８は液晶表示パネルの断面図である。ただし、図７の平面図において層間絶縁膜は、便宜上省略してある。
図７において、ＴＦＴ基板１（図８参照）の表面には、図の左右方向に延在する多数本のゲートバスライン３と、図の上下方向に延在する多数本のドレインバスライン４が形成され、ゲートバスライン３とドレインバスライン４の各交差点近傍には、ＴＦＴ５が形成されており、ＴＦＴ５はゲートバスライン３から延在するゲート電極６と、ドレインバスライン４から延在するドレイン電極７と、チャンネル形成層８およびソース電極９にて構成されている。
【０００６】
ゲートバスライン３とドレインバスライン４とに囲われた領域には、ＴＦＴ５を避けＴＦＴ５のソース電極９に接続された画素電極１０がパターン形成されており、一般に画素電極１０はＩＴＯにて形成される。
【０００７】
図８において、ドレインバスライン４を横切る方向の断面で示す液晶表示パネル１１は、ＴＦＴ基板１とコモン基板１２の対向間隙に液晶１３が充填されてなる。
【０００８】
ＴＦＴ基板１において、ガラス基板２の表面には、ドレインバスライン４等を覆う層間絶縁膜１４が形成され、絶縁膜１４の上に形成された画素電極１０を覆って配向膜１５が形成され、配向膜１５には液晶分子を規則正しく配列させるラビング処理が施されている。
【０００９】
コモン基板１２は、ＴＦＴ基板８との対向面に多数の窓があけられた遮光マスクパターン１７をガラス基板１６に形成し、そのマスクパターン１７の開口部を塞ぐように、透光性の透光性着色樹脂パターン１８が形成され、その上のコモン電極膜１９の上に配向膜２０が形成され、配向膜２０には液晶分子を規則正しく配列させるラビング処理が施されている。
【００１０】
透光性着色樹脂パターン１８は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色に色分けされており、色別の着色樹脂パターン１８の間に製造上の間隙が生じたり色別段差が生じるときは、一般に平坦化層でその間隙および段差を埋め、その透光性平坦化層の上にコモン電極１９と配向膜２０が形成される。
【００１１】
かかる液晶表示パネル７における光透過率を向上させるために、従来は▲１▼カラーフィルタを構成する着色樹脂パターン１８を薄くする、▲２▼遮光マスクパターン１７の開口率を大きくする方法が検討されてきた。
【００１２】
しかし、前記▲１▼の方法は色純度が低下し、▲２▼の方法は形成される各種パターンの精度や製造過程におけるマスク合わせ精度および、コモン基板１２とＴＦＴ基板１の位置合わせ精度を改善する必要があり、所望の効果が得難いという問題点があった。
【００１３】
また、コモン基板１２とＴＦＴ基板１の位置合わせ精度を緩和させためＴＦＴ基板１に着色樹脂パターン１８を形成し、その開口率を向上させる方法として、電着法により着色樹脂パターンを形成する構成（例えば特開昭６１−６９０３０号参照）が提案されている。しかし、その方法は画素電極の上に着色樹脂パターンを形成するため、液晶の駆動電圧が低下するといった問題があった。
【００１４】
前記駆動電圧の低下に関する対策として、着色樹脂パターンを電着法で形成したのち、その上に画素電極を形成する方法（例えば特開平２−１５３３２５号参照）が提案された。
【００１５】
しかし、電着法で着色樹脂パターンを形成するには、そのために電着用ダミー電極を形成する必要があり、製造工程が増え高コストになるといった問題があった。
【００１６】
なお、電着法に限定されず画素電極の下にカラーフィルタを形成する提案も多々あるが、パターン形成精度が最近の高精細化に対応できない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、色純度を損なうことなく、高開口化させようという従来技術は、何れも効果の程度が低い、または製造工程が複雑となり高コストになるという問題点があり、最近の高精細化と低価格化に対応できなかった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、カラーフィルタの従来の製造コストを維持し、アクティブマトリクス方式における液晶表示パネルの高開口化である。
【００１９】
上記目的を達成する本発明の第１の構成は、絶縁基板の上に遮光性金属にてなる複数本の第１の帯状電極と、遮光性金属にてなり該第１の帯状電極に交差する複数本の第２の帯状電極を形成する工程と、
該第１および第２の帯状電極の上に電着させることで格子状となる樹脂層を形成する工程と、
該樹脂層の格子状の空域部を埋め、一部分が該樹脂層に重なる透光性着色樹脂パターンを形成する工程と、
該樹脂層を溶去せしめ、その溶去によって透光性着色樹脂パターンの該一部分を除去させる工程を含むことである。
【００２０】
上記目的を達成する本発明の第２の構成は、基板上に複数本の遮光性金属にてなるゲートバスライン、層間絶縁膜を介して該ゲートバスラインに交差する複数本の遮光性金属にてなるドレインバスライン、該ゲートバスラインとドレインバスラインとの各交差点近傍に配設されたＴＦＴを形成する工程と、
露呈する該ゲートバスラインとドレインバスラインを電極とし、それらの上に電着させることで格子状となる樹脂層を形成する工程と、
該樹脂層の格子状の空域部を埋め、一部分が該樹脂層に重なる透光性着色樹脂パターンを形成する工程と、
該樹脂層を溶去せしめ、その溶去によって透光性着色樹脂パターンの該一部分を除去する工程と、
該樹脂層を貫通するコンタクトホールを介して該ＴＦＴのソース電極に接続する画素電極を、該透光性着色樹脂パターンの上に形成する工程を含むことである。
【００２１】
上記目的を達成する本発明の第３の構成は、前記第１または第２の構成における樹脂層に導電性のポジ型感光性樹脂を使用することである。
上記目的を達成する本発明の第４の構成は、前記第１または第２の構成における透光性着色樹脂パターンが赤と青と緑の３色であり、該３色の透光性着色樹脂パターンを色別に選択的配列で形成させることである。
【００２２】
前記本発明の第１の構成は、交差する帯状電極の上に樹脂層を電着し、樹脂層の空域部を埋めて着色樹脂パターンを形成したのち、樹脂層を溶去させて着色樹脂パターンの整形を行なう構成であり、帯状電極がブラックマスクとなる。
【００２３】
かかるカラーフィルタの製造方法は、比較的簡易な位置合わせ方法で、帯状電極の外縁に沿った着色樹脂パターンが形成されるようになる。
前記本発明の第２の構成は、前記第１の構成のカラーフィルタの製造方法を、液晶表示パネルのＴＦＴ基板におけるカラーフィルタの製造に適用したものであり、該カラーフィルタの製造を容易ならしめることになる。
【００２４】
前記本発明の第３の構成は、樹脂層の溶去を容易ならしめるためのものであり、前記本発明の第４の構成は、フルカラーの液晶表示装置用ＴＦＴ基板に適用するため、着色樹脂パターンを赤，青，緑の３色としたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１と図２は本発明の実施例におけるカラーフィルタの製造方法の説明図である。ただし、図１（ａ）は本発明の液晶表示パネル用カラーフィルタ形成前の平面図であり、ゲートバスラインとドレインバスラインの交差部の層間絶縁膜を省略した図、図１（ｂ）〜（ｄ）と図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の液晶表示パネル用カラーフィルタの製造工程を説明するためドレインバスラインを横断する断面図であり、図１および２において、図７および８と共通部分には同一符号を使用した。
【００２６】
図１（ａ）に示す如く、ガラス基板の表面には、遮光性金属にてなる帯状のゲートバスライン（第１の帯状電極）３とドレインバスライン（第２の帯状電極）４および、ゲートバスライン３とドレインバスライン４に接続するＴＦＴ５を形成する。
【００２７】
ゲートバスライン３とドレインバスライン４およびＴＦＴ５は、通常の従来技術、即ち成膜工程・レジスト塗布工程・レジスト膜の露光現像工程・成膜のエッチング工程・レジストパターンの剥離工程を繰り返しで形成するが、幅が１０μｍ〜２０μｍ程度のゲートバスライン３とドレインバスライン４は、遮光性金属例えば厚さ０．１μｍ程度の金属クローム膜から形成する。
【００２８】
次いで、図１（ｂ）に示す如く、ガラス基板２の表面に露呈するが図示さないゲートバスライン３と、露呈するドレインバスライン４を電極とし、それらの上に厚さ１〜２μｍ程度の導電性樹脂（レジスト）層２１を電着させる。
【００２９】
格子状の樹脂層２１は、ゲートバスライン３，ドレインバスライン４，ゲート電極６，ドレイン電極７の側面にも電着される。しかし，それら側面における樹脂層２１の厚さは、バスライン３，４の幅に比べて僅かである。従って、図１（ｂ）以降の図ではバスライン３，４等の側面に被着する樹脂層２１の図示を省略している。
【００３０】
次いで、図１（ｃ）に示す如く、スピンコート法等により所定色の第１の透光性着色樹脂層、例えば透光性赤色樹脂層２２を形成したのち、その樹脂層２２を通常の方法（露光・現像）で選択的に除去し、所定の硬化処理、例えば２００℃のホットプレートで１分程度焼成すると図１（ｄ）に示す如く、一部（周辺部）が樹脂層２１に重なる赤色樹脂パターン２３が形成される。
【００３１】
次いで、図２（ａ）に示す如く、赤色樹脂パターン２３と同様な工程によって、第２，第３の着色樹脂パターン、例えば青色樹脂パターン２４と緑色樹脂パターン２５を形成すると、周辺部が樹脂層２１に重なる樹脂パターン２３，２４，２５は、格子状樹脂層２１の全ての空域部を、所定の配列例えばストライプ配列またはモザイク配列またはトライアングル配列で埋めるようになる。
【００３２】
そこで、樹脂層２１が紫外線に反応するポジ型レジストであるときには、図２（ｂ）に示す如くガラス基板２の上方から、例えば強度が３５０ｍｊ／ｃｍ２の紫外線２６を照射したのち、３０℃に加熱した１％メタ珪酸ソーダ希釈液を、６０〜１２０秒程度スプレーすると、図２（ｃ）に示す如く、樹脂層２１が溶去される。
【００３３】
その際、樹脂層２１に重なる樹脂パターン２３，２４，２５の一部も、樹脂層２１と共にリフトオフされるようになり、ガラス基板２の上に赤色樹脂パターン１８Ｒと青色樹脂パターン１８Ｂと緑色樹脂パターン１８Ｇが形成され、カラーフィルタが完成する。
【００３４】
図３と図４は着色樹脂パターンの上に画素電極が形成されたＴＦＴ基板の製造方法の説明図、図５はＴＦＴと透明電極の接続構造の説明図であり、図１または２と共通部分には同一符号を使用する。
【００３５】
図３（ａ）において、ガラス基板２の表面には、図示されないＴＦＴと遮光性金属にてなる複数本のゲートバスライン３および、遮光性金属にてなる複数本のドレインバスライン４を形成したのち、ゲートバスライン３とドレインバスライン４を電極とし、それらの上に厚さ１〜２μｍ程度の樹脂層２１を電着させる。
【００３６】
次いで、図３（ｂ）示す如く、スピンコート法等により所定色の第１の透光性着色樹脂層、例えば透光性赤色樹脂層２２を形成したのち、その樹脂層２２を通常の方法で選択的に除去し、所定の硬化処理、例えば２００℃のホットプレートで１分程度焼成すると図３（ｃ）に示す如く、基板２上には赤色樹脂パターン２３が形成される。
【００３７】
次いで、図３（ｄ）に示す如く、赤色樹脂パターン２３と同様な工程によって、第２，第３の着色樹脂パターン、例えば青色樹脂パターン２４と緑色樹脂パターン２５を形成すると、一部分（周辺部）が樹脂層２１に重なる樹脂パターン２３，２４，２５は、樹脂層２１の全ての空域部を、所定の配列例えばストライプ配列またはモザイク配列またはトライアングル配列で埋めるようになる。
【００３８】
そこで、樹脂パターン２３，２４，２５の所定部、即ちＴＦＴ５のソース電極９に連通するコンタクトホール２９（図５参照）を形成したのち、図４（ａ）に示す如く、樹脂パターン２３，２４，２５を覆うＩＴＯ膜２７を被着する。
【００３９】
次いで、樹脂層２１が紫外線で反応するポジ型レジストであるときには、図４（ｂ）に示す如くガラス基板２の上方から、例えば強度が３５０ｍｊ／ｃｍ２の紫外線２６を照射したのち、３０℃に加熱した１％メタ珪酸ソーダ希釈液を、６０〜１２０秒程度スプレーすると、図４（ｃ）に示す如く、樹脂層２１が溶去される。
【００４０】
その際、樹脂層２１に重なる樹脂パターン２３，２４，２５の一部（周辺部）も、樹脂層２１と共にリフトオフされるようになり、該リフトオフによって形成された着色樹脂パターン１８Ｒ，１８Ｂ，１８Ｇの上に画素電極１０が形成され、カラーフィルタ付きＴＦＴ基板３０が完成する。
【００４１】
なお、ＴＦＴ５を横断する断面図である図５において、６はゲート電極、３１は層間絶縁層、７はドレイン電極、８はチャンネル形成層、９はソース電極、２９はコンタクトホールであり、画素電極１０の一部がコンタクトホール２９に充填されソース電極９に接続する。
【００４２】
図６は本発明のＴＦＴ基板を使用した液晶表示パネルの説明図である。
図６において、液晶表示パネル４１は、ＴＦＴ基板３０とコモン基板３３の対向間隙に液晶１３が充填されてなる。
【００４３】
ＴＦＴ基板３０は、ガラス基板２の上面に図１（ａ）に示す如き複数の遮光性金属にてなるゲートバスライン３とドレインバスライン４および、ＴＦＴ５を形成したのち、図３と４を用いて説明した樹脂パターン１８Ｒ，１８Ｂ，１８Ｇおよび画素電極１０を形成したのち、それらを覆う配向膜１５を被着せしめ、配向膜１５には液晶分子を規則正しく配列させるラビング処理が施されてなる。
【００４４】
ＴＦＴ基板３０に対向するコモン基板３３は、ガラス基板１６の下面にコモン電極１９と配向膜２０が形成され、配向膜２０には液晶分子を規則正しく配列させるラビング処理が施されてなる。
【００４５】
かかる液晶表示パネル４１は、ゲートバスライン３とドレインバスライン４を駆動回路に接続し、従来の液晶表示パネル１１と同様に駆動されるようになるが、着色樹脂パターン（カラーフィルタ）を電着でＴＦＴ基板に形成し、その着色樹脂パターンの上に画素電極を形成した従来の液晶表示パネルに比べ、ゲートバスライン３およびドレインバスライン４を電極し電着した樹脂層２１の利用により工程が簡易となる、即ちカラーフィルタ上の画素電極が着色樹脂パターンと同時に形成されるため工程が簡易で低コストとなり、画素電極の外縁はゲートバスラインおよびドレインバスラインの縁に接するようになるため高開口となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のカラーフィルタの製造方法は、低コストで高開口率のＴＦＴ基板を提供し、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネルの低消費電力化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例におけるカラーフィルタの製造方法の説明図（その１）
【図２】実施例におけるカラーフィルタの製造方法の説明図（その２）
【図３】着色樹脂パターンの上に画素電極が形成されたＴＦＴ基板の製造方法の説明図（その１）
【図４】着色樹脂パターンの上に画素電極が形成されたＴＦＴ基板の製造方法の説明図（その２）
【図５】ＴＦＴと透明電極の接続構造の説明図
【図６】実施例における液晶表示パネルの説明図
【図７】基本的な従来のＴＦＴ基板の説明図
【図８】従来の液晶表示パネルの断面図
【符号の説明】
２，１６  ガラス基板
３  ゲートバスライン（第１の帯状電極）
４  ドレインバスライン（第２の帯状電極）
５  ＴＦＴ
６  ゲート電極
７  ドレイン電極
８  チャンネル形成層
９  ソース電極
１０  画素電極（透明電極）
１３  液晶
１８Ｒ  赤色樹脂パターン
１８Ｂ  青色樹脂パターン
１８Ｇ  緑色樹脂パターン
１９  コモン電極
２１  樹脂層
２２  赤色樹脂層
２３，２４，２５  樹脂パターン
２６  紫外線
２９  コンタクトホール
３０  ＴＦＴ基板
３３  コモン基板
４１  液晶表示パネル
【図１】
0003620933.tif 000002
【図２】
0003620933.tif 000003
【図３】
0003620933.tif 000004
【図４】
0003620933.tif 000005
【図５】
0003620933.tif 000006
【図６】
0003620933.tif 000007
【図７】
0003620933.tif 000008
【図８】
0003620933.tif 000009