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JPH09185049A - Ｌｃｄ装置及びその製造方法 - Google Patents

Ｌｃｄ装置及びその製造方法

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JPH09185049A
JPH09185049A JP33989096A JP33989096A JPH09185049A JP H09185049 A JPH09185049 A JP H09185049A JP 33989096 A JP33989096 A JP 33989096A JP 33989096 A JP33989096 A JP 33989096A JP H09185049 A JPH09185049 A JP H09185049A
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light
film
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glass substrate
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタを形成する際に正確なアライ
メントを要求されることなく、開口率を高めることがで
きるＬＣＤ装置及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ
を通して入射された光を分散させる凸レンズ形状の光分
散層パターン１５ａをガラス基板１１の背面に形成す
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、カラーフィルタを
持つＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶表示）装置
及びその製造方法に関する。
【０００２】一般に、ＬＣＤ装置は薄膜トランジスタパ
ネルとカラーフィルタパネル間に液晶を注入した後、電
圧を印可して液晶の光学的変化を利用して画像を表示す
る装置であり、両パネルは外周端部間にスペーサを介在
させて一定の間隔に保持されている。また、薄膜トラン
ジスタパネルは、第１パネルと、この第１パネル上に形
成された複数の薄膜トランジスタで構成されている。他
方、カラーフィルタパネルは、第２パネルと、この第２
パネル上に形成されたカラーフィルタ層で構成されてい
る。
【０００３】このようなＬＣＤ装置は、鮮明な画像を得
るためには、開口率（開口率というのはバックライトか
ら入射される光を最終的に出す面積をいう）が高くなけ
ればならないが、この開口率の向上が大きな問題点とな
っている。
【０００４】図５はカラーフィルタが形成されている従
来のＬＣＤ装置の一部分、すなわちカラーフィルタパネ
ル５を示す断面図である。この図５を参照すれば、カラ
ーフィルタパネル５は、ガラス基板１上に、不透明層２
と、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色カラー
フィルタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂからなるカラーフィルタ層
と、保護膜４が形成された構造を持つ。カラーフィルタ
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは不透明層２および基板１上に顔料を
蒸着して形成する。不透明層２はブラックマトリックス
として機能し、一定間隔に並設された複数の光遮蔽部を
持つ。各カラーフィルタ３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは二つの隣接
した光遮蔽部の間に、前記二つの隣接する光遮蔽部の両
端部上に両側部が重なって形成されている。
【０００５】このようなカラーフィルタパネル５は次の
ようにして製造される。まず、ガラス基板１上にクロム
膜やクロム酸化膜あるいは有機物のような不透明な膜を
蒸着した後、その膜をパターニングしてブラックマトリ
ックスである不透明層２を形成する。次に、Ｒ、Ｇ、Ｂ
３色の顔料を順番に蒸着してカラーフィルタ３Ｒ，３
Ｇ，３Ｂを形成する。最後に、カラーフィルタ層を保護
して基板の平滑度を高めるために前記カラーフィルタ３
Ｒ，３Ｇ，３Ｂと不透明層２上に保護膜４を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した構造を持つ従
来のＬＣＤ装置は、図示しない薄膜トランジスタパネル
上にあるバックライトから出る入射光が最終的に入射さ
れる面積によって開口率が左右されるしかない。従っ
て、ＬＣＤ装置がより鮮明な画像を実現しようとすれ
ば、より高い開口率を確保するように製造しなければな
らない。
【０００７】しかし、図５のように、バックライトから
出る光ビーム６は不透明層２のためカラーフィルタ層の
Ａ部分だけで通過し、残りのＡ′部分では通過できない
ようになるので、従来のＬＣＤ装置は開口率が減少し、
鮮明度が低下する問題点があった。
【０００８】ここで、開口率を高めようとすれば、不透
明層２の各光遮蔽部の幅を一層幅狭に形成しなければな
らないが、前記幅を狭めると、カラーフィルタ層を形成
する際に正確なアライメントが必要になる問題点があ
る。
【０００９】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的は不透明層の各光遮蔽部の幅の減少なしに開口
率を増加させることができるＬＣＤ装置及びその製造方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、透明なガラス基板と、一定間隔に並設さ
れた複数の光遮蔽部からなり、前記ガラス基板の前面上
に形成された不透明層と、各二つの隣接する前記光遮蔽
部間に、二つの隣接する光遮蔽部の両端部上に両側部が
重なってカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ層
と、前記ガラス基板の背面上に形成され、前記カラーフ
ィルタ層を通して入射される光を分散させる光分散手段
とを具備することを特徴とするＬＣＤ装置とする。
【００１１】また、本発明は、透明なガラス基板を準備
する工程と、前記ガラス基板の背面上に光分散手段を形
成するための膜を形成する工程と、前記光分散手段形成
膜上に無機質層を形成する工程と、前記ガラス基板の前
面上に、一定間隔で並設される複数の光遮蔽部からなる
不透明層を形成する工程と、露光工程を含む工程で、各
二つの隣接する前記光遮蔽部間に、二つの隣接する光遮
蔽部の両側端部上に両側部を重ねてカラーフィルタを形
成して、カラーフィルタ層を製造する工程と、前記無機
質層を除去する工程と、前記カラーフィルタ層製造工程
での露光工程を利用して前記光分散手段形成膜をパター
ニングして、前記各光遮蔽部に対応する位置に光分散手
段として複数の光分散層パターンを形成する工程と、熱
処理によって前記光分散層パターンをフローして、光分
散層パターンを凸レンズ形状とする工程とを具備するこ
とを特徴とするＬＣＤ層の製造方法とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よるＬＣＤ装置及びその製造方法の実施の形態を詳細に
説明する。本発明の実施の形態のＬＣＤ装置は、図示し
ない薄膜トランジスタパネルと図１に示すカラーフィル
タパネル１０とを具備している。カラーフィルタパネル
１０は、透明ガラス基板１１の前面に不透明層１２が形
成されている。この不透明層１２は、ガラス基板１１の
前面に複数の光遮蔽部１２ａを一定間隔に設けて構成さ
れる。この光遮蔽部１２ａはクロム膜やクロム酸化膜あ
るいは有機質層からなり、ブラックマトリックスとして
機能する。この各二つの隣接する光遮蔽部１２ａ間に
は、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色のカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，
１３Ｂが順に設けられる。このカラーフィルタ１３Ｒ，
１３Ｇ，１３Ｂの各々は両側部が、隣接する二つの光遮
蔽部１２ａの両側端部上に重なっている。また、カラー
フィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂはカラーフィルタ層を
構成する。そして、このカラーフィルタ層と不透明層１
２の露出部上は保護膜１４で覆われている。この保護膜
１４は、ガラス基板１１の前面側の面を平坦な面に維持
する役目もある。
【００１３】一方、透明ガラス基板１１の背面には、光
分散手段として光分散層パターン１５ａが各光遮蔽部１
２ａに対応して形成されている。この光分散層パターン
１５ａは感光膜からなり、凸レンズ形状に形成され、凸
レンズとして機能する。従って、このカラーフィルタパ
ネル１０においては、薄膜トランジスタパネル上のバッ
クライトから出てカラーフィルタ層を通して入射された
光が、ガラス基板１１の背面の各光分散層パターン１５
ａで分散されるので、各光遮蔽部１２ａの幅を狭くする
ことなく、従ってカラーフィルタ層を形成する際に正確
なアライメントを要求されることなく、従来のＬＣＤ装
置の開口率Ａより高い開口率Ｂを得ることができ、鮮明
な画像を得ることができ、視野角も広くなる。
【００１４】このようなカラーフィルタパネル１０は、
図２ないし図４に示すようにして製造される。まず図２
（ａ）に示すように、透明ガラス基板１１の背面上に光
分散層パターンを形成するための感光膜１５を蒸着す
る。この感光膜１５は熱的フロー特性を持っている。次
に、感光膜１５上にクロム膜やタングステンシリサイド
膜からなる無機質層１６を形成する。この無機質層１６
は、カラーフィルタ形成時の露光の際、基板１１の表面
の不均一による反射の影響を減少させる役割をする。そ
ればかりではなく、無機質層１６自体の均一な高い反射
率により、カラーフィルタ形成時の露光の際、同時に感
光膜１５を効果的に露光できるようにする。
【００１５】次に、図２（ｂ）に示すように、透明ガラ
ス基板１１の前面上に不透明層（複数の光遮蔽部）を形
成するためのクロム膜２１を約１０００ないし３０００
Åの厚さに蒸着する。さらに、その上に感光膜１７を形
成し、この感光膜１７をマスク１８を用いて露光した
後、現像することにより感光膜パターンを形成し、この
感光膜パターンをマスクにして湿式あるいは乾式食刻法
でクロム膜２１を選択的に除去することにより、図２
（ｃ）に示すようにガラス基板１１の前面上に一定間隔
に複数の光遮蔽部１２ａ（不透明層１２）を形成する。
この光遮蔽部１２ａは、クロム膜２１以外にも黒い顔料
やクロム酸化膜あるいは有機質膜などで形成することが
できる。
【００１６】次に、前記の残存感光膜パターンを除去し
た後、図３（ａ）に示すように、複数の光遮蔽部１２ａ
を覆って基板１１上の全面に赤色顔料膜１９を形成す
る。そして、この赤色顔料膜１９の赤色カラーフィルタ
となる部分をマスク２０を使用して露光した後、赤色顔
料膜１９を現像することにより、図３（ｂ）に示すよう
に所定の隣接する二つの光遮蔽部１２ａ間に、両側部が
光遮蔽部１２ａの両端部上に重なって赤色カラーフィル
タ１３Ｒを形成する。この赤色カラーフィルタ１３Ｒを
形成する際の前記露光時、同時に図３（ａ）に示すよう
に、赤色カラーフィルタを形成する部分の隣接する一対
の光遮蔽部１２ａ間の感光膜１５の部分１５ｂが露光さ
れる。以後、同一の方法で、図３（ｂ）に示すように、
所定の隣接する二つの光遮蔽部１２ａの間に緑色カラー
フィルタ１３Ｇ、青色カラーフィルタ１３Ｂを順次形成
し、同時に隣接する二つの光遮蔽部１２ａ間の感光膜１
５の部分１５ｂを露光する。以上でカラーフィルタ層が
完成する。
【００１７】次に、図３（ｃ）に示すように、カラーフ
ィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂおよび光遮蔽部１２ａ上
を覆って保護膜１４を形成する。続いて、基板１１の背
面に形成された無機質層１６をエッチング液で除去す
る。その後、感光膜１５の現像工程を実施し、感光膜１
５の露光部分１５ｂを除去することにより、図４（ａ）
に示すようにガラス基板１１の背面に各光遮蔽部１２ａ
に対応して複数の光分散層パターン１５ａを断面長方形
形状に形成する。その後、熱処理を行って光分散層パタ
ーン１５ａのリフローを行うことにより、この光分散層
パターン１５ａを図４（ｂ）に示すように凸レンズ形状
とし、凸レンズの機能をもたせるようにする。このと
き、凸レンズ形状の光分散層パターン１５ａの幅は光遮
蔽部１２ａの幅より約５ないし２０パーセント大きくな
る。このように光分散層パターン１５ａの幅が大きくな
ることにより、図５に図示された従来のカラーフィルタ
パネルより視野角を５ないし４０°程度増大させること
ができる。以上で図１のカラーフィルタパネル１０が完
成する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によるＬＣＤ装置及
びその製造方法によれば、カラーフィルタパネルのガラ
ス基板の背面に光分散手段（光分散層パターン）を形成
したので、カラーフィルタを形成する際に正確なアライ
メントを要求されることなく、開口率を高めて鮮明な画
像を実現でき、かつ広い視野角を確保することもでき
る。さらに、本発明の製造方法によれば、カラーフィル
タを形成する際の露光工程を利用して光分散手段を容易
に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＬＣＤ装置の実施の形態を示す断
面図。
【図２】本発明によるＬＣＤ装置の製造方法の実施の形
態を示す断面図。
【図３】同本発明の製造方法の実施の形態を示す断面
図。
【図４】同本発明の製造方法の実施の形態を示す断面
図。
【図５】従来のＬＣＤ装置の一部分を示す断面図。
【符号の説明】
１１ ガラス基板 １２ 不透明層 １２ａ 光遮蔽部 １３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ カラーフィルタ １５ 感光膜 １５ａ 光分散層パターン １６ 無機質層 １９ 赤色顔料膜

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明なガラス基板と、 一定間隔に並設された複数の光遮蔽部からなり、前記ガ
    ラス基板の前面上に形成された不透明層と、 各二つの隣接する前記光遮蔽部間に、二つの隣接する光
    遮蔽部の両端部上に両側部が重なってカラーフィルタが
    形成されたカラーフィルタ層と、 前記ガラス基板の背面上に形成され、前記カラーフィル
    タ層を通して入射された光を分散させる光分散手段とを
    具備することを特徴とするＬＣＤ装置。
  2. 【請求項２】 前記光分散手段は凸レンズからなること
    を特徴とする請求項１記載のＬＣＤ装置。
  3. 【請求項３】 前記凸レンズは感光膜から形成されるこ
    とを特徴とする請求項２記載のＬＣＤ装置。
  4. 【請求項４】 前記不透明層はクロム膜、クロム酸化膜
    および有機質膜のうち一つからなることを特徴とする請
    求項１記載のＬＣＤ装置。
  5. 【請求項５】 透明なガラス基板を準備する工程と、 前記ガラス基板の背面上に光分散手段を形成するための
    膜を形成する工程と、 前記光分散手段形成膜上に無機質層を形成する工程と、 前記ガラス基板の前面上に、一定間隔で並設される複数
    の光遮蔽部からなる不透明層を形成する工程と、 露光工程を含む工程で、各二つの隣接する前記光遮蔽部
    間に、二つの隣接する光遮蔽部の両側端部上に両側部を
    重ねてカラーフィルタを形成して、カラーフィルタ層を
    製造する工程と、 前記無機質層を除去する工程と、 前記カラーフィルタ層製造工程での露光工程を利用して
    前記光分散手段形成膜をパターニングして、前記各光遮
    蔽部に対応する位置に光分散手段として複数の光分散層
    パターンを形成する工程と、 熱処理によって前記光分散層パターンをフローして、光
    分散層パターンを凸レンズ形状とする工程とを具備する
    ことを特徴とするＬＣＤ装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記無機質層はクロム膜とタングステン
    シリサイド膜のうち一つからなることを特徴とする請求
    項５記載のＬＣＤ装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記光分散手段形成膜は感光膜からなる
    ことを特徴とする請求項５記載のＬＣＤ装置の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記不透明層は約１０００ないし３００
    ０Åの厚さを持つことを特徴とする請求項５記載のＬＣ
    Ｄ装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記不透明層はクロム膜、黒い顔料、ク
    ロム酸化膜および有機質膜のうち一つからなることを特
    徴とする請求項５記載のＬＣＤ装置の製造方法。
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