特開 2024-100064 表示パネル用基板、及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100064

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】表示パネル用基板、及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20240719BHJP

   G02B 5/20 20060101ALN20240719BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335 500

G02B5/20 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003778

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】520487808

【氏名又は名称】シャープディスプレイテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 圭介

(72)【発明者】

【氏名】岡田 訓明

(72)【発明者】

【氏名】加藤 浩巳

(72)【発明者】

【氏名】古川 博章

(72)【発明者】

【氏名】蜂谷 篤史

【テーマコード（参考）】

2H148

2H291

【Ｆターム（参考）】

2H148BD02

2H148BD12

2H148BE01

2H148BE33

2H148BG02

2H148BH00

2H291FA06Y

2H291FA15Y

2H291FA16Y

2H291FA22X

2H291FA22Z

2H291FA81Z

2H291FA94Y

2H291FA96Y

2H291FB12

2H291FD07

2H291FD20

2H291FD25

2H291GA08

2H291GA19

2H291HA15

2H291LA06

(57)【要約】

【課題】耐湿性を向上する。
【解決手段】表示パネル用基板２０は、媒質層１８を介して対向する２つの基板のうち一方の基板２０を構成し、複数の着色部２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを有するカラーフィルタ２５と、異なる色を呈する前記着色部２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの境界と重畳する複数の遮光部２２と、少なくとも複数の遮光部２２と重畳する第１無機材料膜２３と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

媒質層を介して対向する２つの基板のうち一方の基板を構成し、
複数の着色部を有するカラーフィルタと、
異なる色を呈する前記着色部の境界と重畳する複数の遮光部と、
少なくとも前記複数の遮光部と重畳する第１無機材料膜と、を備える表示パネル用基板。

【請求項2】

前記複数の遮光部は、前記一方の基板の母材であるガラス基板の上に設けられ、
前記第１無機材料膜は、前記媒質層と前記複数の遮光部との間に設けられている請求項１に記載の表示パネル用基板。

【請求項3】

前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の上に設けられ、
前記複数の着色部は、前記第１無機材料膜の上に設けられている請求項２に記載の表示パネル用基板。

【請求項4】

前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていない請求項３に記載の表示パネル用基板。

【請求項5】

前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の側面及び前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていない請求項３に記載の表示パネル用基板。

【請求項6】

前記複数の着色部は、前記複数の遮光部の上に設けられ、
前記第１無機材料膜は、前記複数の着色部の上に設けられている請求項２に記載の表示パネル用基板。

【請求項7】

前記複数の着色部と重畳するオーバーコート膜をさらに備え、
前記オーバーコート膜は、前記第１無機材料膜の上に設けられている請求項６に記載の表示パネル用基板。

【請求項8】

前記複数の着色部と重畳するオーバーコート膜をさらに備え、
前記第１無機材料膜は、前記オーバーコート膜の上に設けられている請求項２に記載の表示パネル用基板。

【請求項9】

前記複数の遮光部は、前記複数の着色部の上層側に設けられ、
前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われており、
前記複数の遮光部の前記着色部側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆う第２無機材料膜をさらに備える請求項１に記載の表示パネル用基板。

【請求項10】

前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていない請求項９に記載の表示パネル用基板。

【請求項11】

前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の側面及び前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていない請求項９に記載の表示パネル用基板。

【請求項12】

前記第２無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記複数の着色部側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていない請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の表示パネル用基板。

【請求項13】

前記複数の着色部と重畳する画素電極と、
基準電位が印加され、前記複数の画素電極との間で電界を形成するための共通電極と、をさらに備え、
前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われ、
前記複数の遮光部の前記媒質層と反対側の面は、前記共通電極に接触して覆われている請求項１に記載の表示パネル用基板。

【請求項14】

前記複数の着色部と重畳する画素電極と、
基準電位が印加され、前記複数の画素電極との間で電界を形成するための共通電極と、をさらに備え、
前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記共通電極に接触して覆われ、
前記複数の遮光部の前記媒質層と反対側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われている請求項１に記載の表示パネル用基板。

【請求項15】

請求項１から請求項１１、請求項１３、または請求項１４のいずれか１項に記載の表示パネル用基板を備える表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の技術は、表示パネル用基板、及び表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶表示装置の主要部品である液晶パネルは、一対の基板間に液晶層を封入した構成をなしている。基板には、カラーフィルタ、及び混色を防ぐためのブラックマトリクス（遮光部）が形成されることが知られており、特許文献１には、その一例が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の液晶パネル用基板は、ソーダガラスからなる透明基板（ガラス基板）の一面（液晶層側の面）に、酸化ケイ素の積層膜が形成され、その上にブラックマトリクス、カラーフィルタ、平滑層、透明電極が順に形成されている。またガラス基板の他面（液晶層と反対側の面）にも、酸化ケイ素の積層膜が形成されている。ガラス基板の両面に形成された酸化ケイ素の積層膜によれば、ガラス基板から溶出されるナトリウム等のアルカリ成分が透明電極に与える悪影響を防げることができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－６６１８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、一対の基板の外周縁部は有機絶縁製のシール部によって貼り合わされ、液晶層はシール部で囲まれた領域に封入される。このため高温高湿の環境下では、外部からの水分がシール部を通って、液晶層に浸透してしまうことがある。この浸透した水分が液晶層を通ってさらにブラックマトリクスに達すると、ブラックマトリクスから不純物が溶出してしまうことがある。また、ブラックマトリクスの触媒作用によって、ブラックマトリクスの近傍材料が分解され、近傍材料から不純物が溶出してしまうことがある。そして、この不純物が液晶層に溶出すると、光学特性が変化し、表示品位が低下してしまうのが実情である。

【0006】

本願明細書に記載の技術は上記のような実情に基づいて完成されたものであって、耐湿性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本願明細書に記載の技術に関わる表示パネル用基板は、媒質層を介して対向する２つの基板のうち一方の基板を構成し、複数の着色部を有するカラーフィルタと、異なる色を呈する前記着色部の境界と重畳する複数の遮光部と、少なくとも前記複数の遮光部と重畳する第１無機材料膜と、を備える。

【0008】

（２）また、上記表示パネル用基板は、上記（１）に加え、前記複数の遮光部は、前記一方の基板の母材であるガラス基板の上に設けられ、前記第１無機材料膜は、前記媒質層と前記複数の遮光部との間に設けられていてもよい。

【0009】

（３）また、上記表示パネル用基板は、上記（２）に加え、前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の上に設けられ、前記複数の着色部は、前記第１無機材料膜の上に設けられていてもよい。

【0010】

（４）また、上記表示パネル用基板は、上記（３）に加え、前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていなくてもよい。

【0011】

（５）また、上記表示パネル用基板は、上記（３）に加え、前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の側面及び前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていなくてもよい。

【0012】

（６）また、上記表示パネル用基板は、上記（２）に加え、前記複数の着色部は、前記複数の遮光部の上に設けられ、前記第１無機材料膜は、前記複数の着色部の上に設けられていてもよい。

【0013】

（７）また、上記表示パネル用基板は、上記（６）に加え、前記複数の着色部と重畳するオーバーコート膜をさらに備え、前記オーバーコート膜は、前記第１無機材料膜の上に設けられていてもよい。

【0014】

（８）また、上記表示パネル用基板は、上記（６）に加え、前記複数の着色部と重畳するオーバーコート膜をさらに備え、前記第１無機材料膜は、前記オーバーコート膜の上に設けられていてもよい。

【0015】

（９）また、上記表示パネル用基板は、上記（１）に加え、前記複数の遮光部は、前記複数の着色部の上層側に設けられ、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われており、前記複数の遮光部の前記着色部側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆う第２無機材料膜をさらに備えていてもよい。

【0016】

（１０）また、上記表示パネル用基板は、上記（９）に加え、前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていなくてもよい。

【0017】

（１１）また、上記表示パネル用基板は、上記（９）に加え、前記第１無機材料膜は、前記複数の遮光部の側面及び前記媒質層側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていなくてもよい。

【0018】

（１２）また、上記表示パネル用基板は、上記（９）から（１１）のいずれか１つに加え、前記第２無機材料膜は、前記複数の遮光部の前記複数の着色部側の面に接触して、前記複数の遮光部を覆っている一方、前記複数の遮光部との非重畳部には設けられていなくてもよい。

【0019】

（１３）また、上記表示パネル用基板は、上記（１）に加え、前記複数の着色部と重畳する画素電極と、基準電位が印加され、前記複数の画素電極との間で電界を形成するための共通電極と、をさらに備え、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われ、前記複数の遮光部の前記媒質層と反対側の面は、前記共通電極に接触して覆われていてもよい。

【0020】

（１４）また、上記表示パネル用基板は、上記（１）に加え、前記複数の着色部と重畳する画素電極と、基準電位が印加され、前記複数の画素電極との間で電界を形成するための共通電極と、をさらに備え、前記複数の遮光部の前記媒質層側の面は、前記共通電極に接触して覆われ、前記複数の遮光部の前記媒質層と反対側の面は、前記第１無機材料膜に接触して覆われていてもよい。

【0021】

（１５）本願明細書に記載の技術に関わる表示装置は、上記（１）から（１４）のいずれか１つの表示パネル用基板を備える。

【発明の効果】

【0022】

本願明細書に記載の技術によれば、耐湿性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態に係る液晶表示装置の斜視図

【図2】液晶パネルの断面図

【図3】アレイ基板の表示領域における等価回路図

【図4】カラーフィルタ及び遮光部の平面構造を示す平面図

【図5】図４のＩ－Ｉ線断面図

【図6】第１無機材料膜の膜厚に対する透過率変化の試算結果

【図7】第１無機材料膜の膜厚に対する色度シフト量の試算結果

【図8】実施例１に係る対向基板の含有成分の測定結果１

【図9】実施例１に係る対向基板の含有成分の測定結果２

【図10】比較例１に係る対向基板の含有成分の測定結果１

【図11】比較例１に係る対向基板の含有成分の測定結果２

【図12】第２実施形態に係る対向基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図13】第３実施形態に係る対向基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図14】第４実施形態に係る対向基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図15】第５実施形態に係る対向基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図16】第６実施形態に係るアレイ基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図17】第７実施形態に係る第１無機材料膜、遮光部、第２無機材料膜を示す断面図

【図18】第８実施形態に係る第１無機材料膜、遮光部、第２無機材料膜を示す断面図

【図19】第９実施形態に係る第１無機材料膜、遮光部、第２無機材料膜を示す断面図

【図20】第１０実施形態に係るアレイ基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図21】第１１実施形態に係るアレイ基板を図４のＩ－Ｉ線位置で切断した断面図

【図22】他の実施形態に係る遮光部を示す断面図

【図23】他の実施形態に係る遮光部を示す断面図

【図24】他の実施形態に係る第１無機材料膜、遮光部、及び第２無機材料膜を示す断面図

【図25】他の実施形態に係る第１無機材料膜、遮光部、及び第２無機材料膜を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0024】

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る液晶表示装置１００（表示装置の一例）について図１から図９を参照して説明する。なお、一部の図面にはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図面で共通する方向となるように描かれている。また、＋Ｚ軸方向を表側（表示面側）とし、－Ｚ軸方向を裏側とする。

【0025】

液晶表示装置１００は、図１に示すように、画像を表示可能な液晶パネル１０（表示パネルの一例）と、液晶パネル１０を駆動するドライバ１２と、ドライバ１２に対して各種信号を供給するコントロール基板１６と、液晶パネル１０とコントロール基板１６とを電気的に接続するフレキシブル基板１４と、液晶パネル１０に対して裏側に配されて液晶パネル１０に表示のための光を照射する外部光源であるバックライト装置８０（照明装置の一例）と、を少なくとも備えている。

【0026】

液晶パネル１０は、図２に示すように、その面内が、画像を表示可能で且つ中央側に配される表示領域（アクティブエリア）ＡＡと、表示領域ＡＡを取り囲む形で外周側に配されて平面に視て枠状（額縁状）をなす非表示領域（ノンアクティブエリア）ＮＡＡと、に区分されている。液晶パネル１０は、一対の基板２０、３０と、液晶層１８（媒質層の一例）と、シール部５０と、を有する。液晶層１８は、両基板２０、３０間に挟持されており、電界印加に伴って光学特性が変化する液晶分子（機能性有機分子の一例）を含んでいる。シール部５０は、液晶層１８を取り囲むように非表示領域ＮＡＡに形成され、両基板２０、３０間に介在している。シール部５０は、液晶層１８の厚さ分のセルギャップを維持した状態で液晶層１８を封止している。シール部５０は、有機絶縁材料からなり、例えば光または熱によって硬化する樹脂製とされる。

【0027】

一対の基板２０、３０のうち表側が対向基板２０（表示パネル用基板の一例）とされ、裏側がアレイ基板（アクティブマトリクス基板、ＴＦＴ基板）３０とされる。対向基板２０及びアレイ基板３０にはそれぞれ、ガラス基板２１、３１の液晶層側に各種の膜２０Ａ、３０Ａが積層形成されている。また、両基板２０、３０において最も内側（液晶層１８側）には、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材１８料からなる配向膜がそれぞれベタ状に形成されている。配向膜は、液晶層１８に接して液晶分子を配向させる。両基板２０、３０の外面側（液晶層１８と反対側）には、それぞれ偏光板１０Ｃ、１０Ｄが貼り付けられている。

【0028】

アレイ基板３０の表示領域ＡＡには、図３に示すように、スイッチング素子である複数のＴＦＴ３２、及び複数の画素電極３４が平面視でマトリクス状に並んで設けられている。また、ＴＦＴ３２及び画素電極３４を取り囲むように、複数のゲート配線（走査線）３６Ｇ及び複数のソース配線（データ線、信号線）３６Ｓが格子状に設けられている。ＴＦＴ３２は、ゲート配線３６Ｇに接続されるゲート電極３２Ｇと、ソース配線３６Ｓに接続されるソース電極３２Ｓと、画素電極３４に接続されるドレイン電極３２Ｄと、を有する。また、ＴＦＴ３２は、一端側がソース電極３２Ｓに、他端側がドレイン電極３２Ｄに接続される半導体膜を有する。ゲート配線３６Ｇに供給されるゲート信号が閾値電圧以上になると、ＴＦＴ３２のソース電極３２Ｓとドレイン電極３２Ｄとの間には、半導体膜からなるチャネルを介して電流が流れる。これにより、画素電極３４はソース信号に応じた電位に充電される。所定の基準電位が印加される共通電極３５と、画素電極３４との間に電位差が生じ、液晶層１８には電界が印加されて、液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶パネル１０を透過する光の透過率が変化する。共通電極３５は、アレイ基板３０に設けられている。

【0029】

対向基板２０の表示領域ＡＡには、図５に示すように、ガラス基板２１側から順に、遮光部（ブラックマトリクス）２２、第１無機材料膜２３、カラーフィルタ２５、オーバーコート膜２７が積層されている。オーバーコート膜２７上には、さらに配向膜が塗布されるものとされる。カラーフィルタ２５は、図４に示すように、平面に視てマトリクス状に配列された複数の着色部２５Ｒ（赤色）、２５Ｇ（緑色）、２５Ｂ（青色）からなる。各着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂは、アレイ基板３０の画素電極３４と平面に視て重畳している。異なる色の着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂは、Ｘ軸方向に隣り合うよう並んで配置されており、その境界（色境界）はアレイ基板３０のソース配線３６Ｓと重畳している。Ｘ軸方向に沿って並ぶＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ２５と、各カラーフィルタ２５と対向する３つの画素電極３４と、が液晶パネル１０の３色の画素ＰＸを構成している。３色の画素ＰＸによって所定の階調のカラー表示を可能な表示画素が構成されている。カラーフィルタ２５の各着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂは、その透過光が各色を呈するように、例えば有機絶縁材料中に顔料が配合された構成をなす。当該有機絶縁材料は例えば、光または熱によって硬化する透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）やポリイミド樹脂とされる。

【0030】

遮光部２２は、着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂを透過する各色の光の交わりを遮ることで、異なる色を呈する画素ＰＸ間に生じる混色を抑制するために設けられている。このため遮光部２２は、少なくとも異なる色の着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂの間（境界）に介在するように、複数形成される。既述したように、着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂの境界はアレイ基板３０のソース配線３６Ｓと重畳していることから、遮光部２２もソース配線３６Ｓと重畳している。本実施形態に係る遮光部２２は、図４に示すように、ソース配線３６Ｓに加えてゲート配線３６Ｇに対しても重畳しており、行列状（格子状）に形成されている。遮光部２２のうちゲート配線３６Ｇに重畳する部分は、同色の着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂを画素ＰＸ毎に仕切ることで、表示画素の表示の独立性を担保している。

【0031】

遮光部２２は、金属（合金含む）や黒色樹脂等の遮光材料からなる。例えば遮光部２２は、膜厚が５０nm程度から１５０nm程度のチタン（Ti）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）、モリブデン（Mo）、タングステン（W）等の金属、又はこれらの合金の単層膜からなる。また例えば遮光部２２は、膜厚１μm程度の黒色樹脂の単層膜であってもよい。さらに遮光部２２は、他の実施形態（１）において後述するように積層膜であってもよい（図２２、２３参照）。遮光部２２は、全ての構成部分が同一材料によって形成されていなくても構わない。例えば、遮光部２２のソース配線３６Ｓとの重畳部（Ｙ軸方向に沿う延出部）は金属材料によって形成し、ゲート配線３６Ｓとの重畳部（Ｘ軸方向に沿う延出部）は黒色樹脂材料によって形成しても構わない。

【0032】

遮光部２２に金属材料を用いると、黒色樹脂材料を用いる場合に比べて、製造時のパターニングが容易で、エッチングによる仕上がり幅のバラつきを抑制できる。また、遮光部２２を薄膜化しやすいため、対向基板２０とアレイ基板３０を重ね合わせる際の位置ズレが生じ難くなり、表示品位の低下を抑制できる。このため金属材料製の遮光部２２は、特に１０００ppiを超える高精細機種に対して好適である。

【0033】

オーバーコート膜２７は、図５に示すように、カラーフィルタ２５の上にベタ状に形成されている。オーバーコート膜２７によって対向基板２０の表面が平坦化される。オーバーコート膜２７は、透明な有機絶縁材料からなる。当該有機絶縁材料は例えば、光または熱によって硬化する透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やエポキシ樹脂とされる。

【0034】

第１無機材料膜２３は、図５に示すように、遮光部２２の上にベタ状に形成されている。第１無機材料膜２３は、遮光部２２への水分浸透を遮るために設けられている。第１無機材料膜２３は、遮光部２２の上面２２Ａ（液晶層１８側の面）に接触して、上面２２Ａを覆っている。また第１無機材料膜２３は、遮光部２２が設けられていない部分において、ガラス基板２１の表面２１Ａ（液晶層１８側の面）に接触して、表面２１Ａを覆っている。第１無機材料膜２３は、透明で耐湿作用を有していれば、絶縁材料であっても導電材料であっても構わず、その種類は限定されない。第１無機材料膜２３が無機絶縁材料である場合、例えば酸化シリコン（SiOx）、窒化シリコン（SiNx）を用いることができる。第１無機材料膜２３が無機導電材料である場合、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）を用いることができる。また第１無機材料膜２３は、単層に限られず、これらの積層膜であっても構わない。

【0035】

第１無機材料膜２３を設けることで、外部からの水分が、透湿しやすい有機絶縁材料製の構造物を通って（例えば、シール部５０、液晶層１８、オーバーコート膜２７、及びカラーフィルタ２５を順に通って）、遮光部２２に達する事態を抑制できる。これにより、水分浸透によって遮光部２２から不純物が溶出する事態を抑制できる。また、水分浸透に伴う遮光部２２の触媒作用によって、遮光部２２に接するカラーフィルタ２５が分解され、カラーフィルタ２５から不純物が溶出してしまう事態を抑制できる。

【0036】

また第１無機材料膜２３が遮光部２２の上面２２Ａを覆うことで、遮光部２２の上層側に積層される膜の密着性を向上できる。仮に第１無機材料膜２３が設けられない場合、遮光部２２上に積層される膜は、遮光部２２の上面２２Ａ、及びガラス基板２１の表面２１Ａにベタ状に成膜（塗布）されることとなる。この場合、遮光部２２として金属材料（合金を含む）を用いると、遮光部２２の上面２２Ａは金属製である一方、ガラス基板２１の表面２１Ａはガラス製であることから、その上に成膜される膜の濡れ性（密着性、塗布性）は、２つの表面（上面２２Ａと表面２１Ａ）で大きく異なるものとなってしまう。その結果、遮光部２２上に積層される膜を均一に成膜できないことがある。特にこの問題は、隣り合う遮光部２２のピッチ（中心間距離）が１０μm以下と小さい場合に顕著に生じやすい。

【0037】

その点、本実施形態では遮光部２２の上面２２Ａ、及びガラス基板２１の表面２１Ａはいずれも第１無機材料膜２３に覆われており、濡れ性の違いは生じない。その結果、遮光部２２として金属材料を用いた場合であっても、遮光部２２の上層側に積層される膜を濡れムラなく均一に成膜できるようになる。

【0038】

第１無機材料膜２３の膜厚は、例えば１０nm程度から３００nm程度の範囲とされる。第１無機材料膜２３を設けると、上記したように耐湿性及び密着性を向上できる一方、干渉によって透過率が低下してしまう。透過率の低下を抑制するためには、第１無機材料膜２３の膜厚は、２０nm以下、又は膜厚と屈折率の積が２７５nm程度であることが好ましい。例えば第１無機材料膜２３が屈折率１．８９の窒化シリコン（SiNx）からなる場合、透過率の低下を２％以下（すなわち透過率を９８％以上）にするためには、図６に示す試算結果に示すように、第１無機材料膜２３の膜厚は３０nm以下、又は１２０nm以上１８０nm以下であることが好ましい。また、当該膜厚範囲において、いわゆるｘｙ色度図における色度シフト量Δｘ、Δｙは、図７の試算結果に示すように０．００５以下と小さく、色度変化にも影響を及ぼさない。

【0039】

＜比較実験１＞
上記した第１無機材料膜２３による不純物の抑制効果を確認するため、比較実験１を行った。比較実験１では、下記の条件において第１無機材料膜２３を備える液晶パネル１０（実施例１）、及び第１無機材料膜２３を備えない液晶パネル（比較例１）を製造し、これらを高温高湿環境（温度６０℃、湿度９５％）に２４０時間曝した。その後、実施例１、比較例１に係る液晶パネルを分解して、それぞれの対向基板の含有成分を測定した。測定にはＴＯＦ－ＳＩＭＳ（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry、飛行時間型二次イオン質量分析法）を用いた。

【0040】

より詳しくは、対向基板に対してオーバーコート膜２７側から一次イオン（Bi＋）を照射し、表面から放出される二次イオンを測定することで、表面に含有される成分を評価した。また、測定用のイオンビーム（一次イオン）とは別に、表面エッチングのためのスパッタ用イオンビームをオーバーコート膜２７側から照射した。スパッタ時間が経過すると、オーバーコート膜２７からガラス基板２１に向かって表面が削られる。露出した表面から放出される二次イオンを測定することで、対向基板の膜厚方向（Ｚ軸方向）について含有成分の変化を把握できる。二次イオンについては、陽イオンと陰イオンを別々に測定したため、実施例１、比較例１について２つずつの測定結果（測定結果１（陽イオン）と２（陰イオン））を図８から図１１に示す。

【0041】

＜条件＞
・遮光部２２の材質：タングステン（W）
・第１無機材料膜２３の材質、膜厚：窒化シリコン（SiNx）、１００nm

【0042】

＜対向基板の含有成分の評価＞
測定結果１（陽イオン）について、図８に示す実施例１のグラフと、図１０に示す比較例１のグラフを比較する。図１０の比較例１のグラフでは、不純物成分であるナトリウム（Na）とカリウム（K）が、遮光部２２のカラーフィルタ２５との境界領域（すなわち遮光部２２の上面２２Ａ近傍）において急増しており、急峻なピークが確認された。これらの不純物は、透湿によって生じるタングステン（W）の触媒作用によって、カラーフィルタ２５が分解されたことで溶出したと考えられる。一方、図８の実施例１のグラフでは、これらの不純物のピークは確認されなかった。従って、第１無機材料膜２３を設けることで、不純物の溶出が適切に抑制されていることが確認できた。

【0043】

また、測定結果２（陰イオン）について、図１１の比較例１のグラフでは、不純物成分である炭素（C）と水素（H）が、遮光部２２のカラーフィルタ２５との境界（すなわち遮光部２２の上面２２Ａ）において増大しており、緩やかなピークが確認された。一方、比較対象である図９の実施例１のグラフでは、これらの不純物のピークは確認されなかった。従って、測定結果２においても第１無機材料膜２３を設けることで、不純物成分の溶出が適切に抑制されていることが確認できた。

【0044】

なお、比較実験１では、遮光部２２としてタングステン（W）が用いられたが、水分に対する反応性がより高い材料（例えばモリブデン（Mo））を用いると、遮光部２２の材料が水分と直接反応して溶出すると考えられる。第１無機材料膜２３を設けることで、遮光部２２の材料そのものが不純物として溶出する事態も抑制できる。

【0045】

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る対向基板１２０について図１２を参照して説明する。第２実施形態では、第１無機材料膜１２３の平面視における形成位置が第１実施形態と異なる。第１実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0046】

第１無機材料膜１２３は、ベタ状に形成されておらず、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂを覆う位置のみにパターン形成されている。第１無機材料膜１２３は、上面２２Ａ及び側面２２Ｂに接触して、これらを覆っているが、それ以外の領域である遮光部２２との非重畳部には設けられていない。このようにすれば、対向基板１２０の耐湿性を向上しつつ、第１無機材料膜１２３の配設に伴う透過率の低下を抑制できる。

【0047】

また、遮光部２２として金属材料（合金、単層膜、積層膜を含む）を用いた場合であっても、第１無機材料膜１２３に酸化シリコン（SiOx）や窒化シリコン（SiNx）を用いることで、その上面１２３Ａに成膜される膜の濡れ性をガラス基板２１の表面２１Ａとほぼ同等にできる。これにより、遮光部２２に金属材料を用いた場合であっても、遮光部２２の上層側に積層される膜を濡れムラなく均一に成膜できる。

【0048】

＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る対向基板２２０について図１３を参照して説明する。第３実施形態では、第１無機材料膜２２３の平面視における形成位置が第１実施形態と異なる。第１実施形態及び第２実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0049】

第１無機材料膜２２３は、ベタ状に形成されておらず、遮光部２２の上面２２Ａを覆う位置のみにパターン形成されている。第１無機材料膜２２３は、上面２２Ａに接触して、これを覆っているが、それ以外の領域である遮光部２２との非重畳部には設けられていない。第１無機材料膜２２３は、遮光部２２の側面２２Ｂを覆っていないが、実用上、必要とされる耐湿性は確保できる。このように第１無機材料膜２２３を設けることで、対向基板２２０の耐湿性を向上しつつ、第１無機材料膜２２３の配設に伴う透過率の低下をより抑制できる。また、実施形態２と同様に、第１無機材料膜２２３に酸化シリコン（SiOx）や窒化シリコン（SiNx）を用いることで、その上面２２３Ａに成膜される膜の濡れ性をガラス基板２１の表面２１Ａ上とほぼ同等にでき、遮光部２２の上層側に積層される膜を濡れムラなく均一に成膜できる。

【0050】

さらに第１無機材料膜２２３は、遮光部２２と同一の平面形状を有することから、遮光部２２として金属材料（合金、単層膜、積層膜を含む）を用いた場合、遮光部２２及び第１無機材料膜２２３は主にドライエッチングによって、一括でパターン形成できる。これにより、第２実施形態に比べて第１無機材料膜２２３のパターン形成に伴う製造工程の増加を抑制できる。

【0051】

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る対向基板３２０について図１４を参照して説明する。第４実施形態では、第１無機材料膜３２３の積層位置が第１実施形態と異なる。第１実施形態から第３実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0052】

第１無機材料膜３２３は、カラーフィルタ２５上にベタ状に形成されている。既述したように、外部からの水分は、有機絶縁材料製の構造物であるシール部５０、液晶層１８、オーバーコート膜２７、及びカラーフィルタ２５を通って、遮光部２２に達する。このため、第１無機材料膜３２３を設けることで、この侵入経路を遮断でき、耐湿性を向上できる。

【0053】

＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る対向基板４２０について図１５を参照して説明する。第５実施形態では、第１無機材料膜４２３の積層位置が第１実施形態と異なる。第１実施形態から第４実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0054】

第１無機材料膜４２３は、オーバーコート膜２７上にベタ状に形成されている。第１無機材料膜４２３を設けることで、第４実施形態と同様に外部からの水分の侵入経路を遮断でき、耐湿性を向上できる。

【0055】

＜第６実施形態＞
第６実施形態に係るアレイ基板１３０（表示パネル用基板の他の一例）について図１６を参照して説明する。第６実施形態では、カラーフィルタ２５、遮光部２２、及び第１無機材料膜５２３がアレイ基板１３０に形成されている点が第１実施形態と異なる。第１実施形態から第５実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0056】

本実施形態に係る液晶パネルは、カラーフィルタ２５がアレイ基板１３０に設けられている、いわゆるＣＯＡ（Color Filter On Array）構造とされる。アレイ基板１３０には、図１６に示すように、ガラス基板３１側から順に、ゲート絶縁膜３７、ソース配線３６Ｓ、第１層間絶縁膜３８、カラーフィルタ２５、平坦化膜３９、画素電極３４、第２無機材料膜４０、遮光部２２、及び第１無機材料膜５２３が積層されている。またソース配線３６Ｓと同じ層には、ＴＦＴ３２のソース電極３２Ｓ及びドレイン電極３２Ｄが形成され、ゲート絶縁膜３７の下層にはゲート配線３６Ｇ及びゲート電極３２Ｇが形成されているものとされる。ＴＦＴ３２のチャネルとなる半導体膜は、第１層間絶縁膜３８の下層に形成されているものとされる。共通電極３５は、アレイ基板１３０ではなく、対向基板に設けられているものとされる。

【0057】

ゲート絶縁膜３７は、ゲート金属膜からなる構造物（ゲート配線３６Ｇ、及びゲート電極３２Ｇ）と、ソース金属膜からなる構造物（ソース配線３６Ｓ、ソース電極３２Ｓ、及びドレイン電極３２Ｄ）との間を絶縁している。第１層間絶縁膜３８は、ソース金属膜からなる構造物（ソース配線３６Ｓ、ソース電極３２Ｓ、及びドレイン電極３２Ｄ）の上に設けられ、これらの金属特性が透湿によって劣化しないようにソース金属膜を覆って保護している。平坦化膜３９は、カラーフィルタ２５上にベタ状に形成され、アレイ基板１３０の表面を平坦化している。画素電極３４は、平坦化膜３９上に形成されている。画素電極３４は、カラーフィルタ２５の各着色部２５Ｒ,２５Ｇ,２５Ｂと重畳するように、Ｘ軸方向に所定の間隔を掛けて形成されている。

【0058】

第２無機材料膜４０は、平坦化膜３９、及び平坦化膜３９上の画素電極３４を覆うようにベタ状に形成されている。遮光部２２は、ソース配線３６Ｓと重畳するように、第２無機材料膜４０上に形成されている。換言すると、第２無機材料膜４０は、遮光部２２の直下にベタ状に形成されている。第２無機材料膜４０は、隣り合う画素電極３４の間に充填されてこれらを絶縁している。また第２無機材料膜４０は、遮光部２２の下面２２Ｃ（ガラス基板２１側の面）に接触して、下面２２Ｃを覆っている。

【0059】

第１無機材料膜５２３は、第２無機材料膜４０、及び第２無機材料膜４０上の遮光部２２を覆うようにベタ状に形成されている。第１無機材料膜５２３は、遮光部２２の上面２２Ａ（液晶層１８側の面）及び側面２２Ｂに接触して、これらの面２２Ａ、２２Ｂを覆っている。

【0060】

画素電極３４は、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な無機導電材料からなる。ゲート絶縁膜３７、第１層間絶縁膜３８、及び第２無機材料膜４０は、酸化シリコン（SiOx）、酸窒化シリコン（SiON）、窒化シリコン（SiNx）等の単層又はその積層である透明な無機絶縁材料からなる。ソース金属膜、及びゲート金属膜は、銅（Cu）等の金属、合金の単層膜又はこれらの積層膜からなる。平坦化膜３９は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）やポリイミド樹脂等の透明な有機絶縁材料からなる。なお、有機絶縁材料からなる各膜は、無機絶縁材料からなる各膜よりも膜厚が大きいのが通常である。半導体膜は、例えばアモルファスシリコン薄膜に金属材料を添加した多結晶シリコン薄膜からなる。遮光部２２は、既述したように金属や黒色樹脂等の遮光材料からなり、単層膜であっても積層膜であっても構わない。

【0061】

上記した構成によれば、遮光部２２は、上面２２Ａ及び側面２２Ｂが第１無機材料膜５２３によって覆われ、下面２２Ｃが第２無機材料膜４０によって覆われている。これにより、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂからの水分の侵入を第１無機材料膜５２３によって抑制でき、下面２２Ｃからの水分の侵入を第２無機材料膜４０によって抑制できる。

【0062】

なお遮光部２２は、図１６では、遮光効率を向上するために、アレイ基板１３０の最上層側（液晶層１８に近い位置）に配置されているが、積層位置はこれに限定されない。遮光部２２は、アレイ基板１３０におけるカラーフィルタ２５から最上層（配向膜を除く）までの間のどの位置に積層されていてもよい。その場合、第１無機材料膜５２３、及び第２無機材料膜４０の積層位置は、遮光部２２への水分の侵入経路を遮断可能な位置に適宜変更可能である。

【0063】

＜第７実施形態＞
第７実施形態に係る第１無機材料膜６２３について図１７を参照して説明する。第７実施形態では、ＣＦＯ構造のアレイ基板において、第１無機材料膜６２３の平面視における形成位置が第６実施形態と異なる。第１実施形態から第６実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0064】

第１無機材料膜６２３は、第６実施形態に係る第１無機材料膜５２３と異なり、第２無機材料膜４０及び遮光部２２の上にベタ状に形成されていない。第１無機材料膜６２３は、第２実施形態に係る第１無機材料膜１２３と同様に、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂを覆う位置のみにパターン形成されている。第１無機材料膜６２３は、これら以外の領域である遮光部２２との非重畳部には設けられていない。

【0065】

＜第８実施形態＞
第８実施形態に係る第１無機材料膜７２３について図１８を参照して説明する。第８実施形態では、ＣＦＯ構造のアレイ基板において、第１無機材料膜７２３の平面視における形成位置が第６実施形態と異なる。第１実施形態から第７実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0066】

第１無機材料膜７２３は、第６実施形態に係る第１無機材料膜５２３と異なりベタ状に形成されていない。第１無機材料膜７２３は、第３実施形態に係る第１無機材料膜２２３と同様に、遮光部２２の上面２２Ａを覆う位置のみにパターン形成されている。第１無機材料膜７２３は、これ以外の領域である遮光部２２との非重畳部には設けられていない。

【0067】

＜第９実施形態＞
第９実施形態に係る第２無機材料膜１４０について図１９を参照して説明する。第９実施形態では、ＣＦＯ構造のアレイ基板において、第２無機材料膜１４０の平面視における形成位置が第６実施形態と異なる。第１実施形態から第８実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0068】

第２無機材料膜１４０は、第６実施形態に係る第２無機材料膜４０と異なりベタ状に形成されていない。第２無機材料膜１４０は、遮光部２２の下面２２Ｃを覆う位置のみにパターン形成されている。第２無機材料膜１４０は、これ以外の領域である遮光部２２との非重畳部には設けられていない。第２無機材料膜１４０は、遮光部２２と同一の平面形状を有することから、遮光部２２として金属材料（合金、単層膜、積層膜を含む）を用いた場合、遮光部２２及び第２無機材料膜１４０は主にドライエッチングによって、一括でパターン形成できる。

【0069】

＜第１０実施形態＞
第１０実施形態に係るアレイ基板２３０について図２０を参照して説明する。第１０実施形態では、共通電極３５がアレイ基板２３０に形成されている点が第６実施形態と異なる。第１実施形態から第９実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0070】

共通電極３５は、画素電極３４の上層側に、第２無機材料膜２４０を介して形成されている。第２無機材料膜２４０は、隣り合う画素電極３４間、及び画素電極３４と共通電極３５との間を絶縁している。共通電極３５は、隣り合う画素電極３４の間を跨ぐように、Ｘ軸方向に所定の間隔を掛けて形成されている。共通電極３５は、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な無機導電材料からなる。画素電極３４が充電されると、画素電極３４と共通電極３５との間には、アレイ基板２３０の主面に沿う成分に加えて、アレイ基板２３０の主面に対する法線方向の成分を含むフリンジ電界（斜め電界）が生じる。このフリンジ電界によって、液晶層２２に含まれる液晶分子の配向状態が制御される。つまり、本実施形態に係る液晶パネルは、動作モードがＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードとされる。

【0071】

遮光部２２は、共通電極３５の上に形成されている。共通電極３５の平面サイズは、遮光部２２より大きく、遮光部２２の下面２２Ｃは、直下の共通電極３５によって覆われている。第１無機材料膜８２３は、第２無機材料膜２４０、共通電極３５、及び遮光部２２の上に、これらを覆うようにベタ状に形成されている。第１無機材料膜８２３は、透明な無機絶縁材料からなる。第１無機材料膜８２３の膜厚は、液晶層１８に印加されるフリンジ電界を阻害しないように、薄いことが好ましく、具体的には３０nm以下が好ましい。なお、第１無機材料膜８２３は、ベタ状でなく、既述したようにパターン化されていてもよい。

【0072】

上記した構成によれば、遮光部２２は、上面２２Ａ及び側面２２Ｂが第１無機材料膜８２３によって覆われ、下面２２Ｃが共通電極３５によって覆われている。これにより、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂからの水分の侵入を第１無機材料膜８２３によって抑制でき、下面２２Ｃからの水分の侵入を共通電極３５によって抑制できる。

【0073】

＜第１１実施形態＞
第１１実施形態に係るアレイ基板３３０について図２１を参照して説明する。第１１実施形態では、画素電極３４、共通電極３５、及び第１無機材料膜９２３の積層位置が第１０実施形態と異なる。第１実施形態から第１０実施形態と同様の構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。

【0074】

第１無機材料膜９２３は、平坦化膜３９上にベタ状に形成されている。遮光部２２は、第１無機材料膜９２３上に形成され、共通電極３５は遮光部２２上に形成されている。共通電極３５の平面サイズは、遮光部２２に比べて大きい。このため共通電極３５は、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂに接触して、これらの面２２Ａ、２２Ｂを覆っている。第２無機材料膜３４０は、第１無機材料膜９２３、及び共通電極３５の上に、これらを覆うようにベタ状に形成されている。第２無機材料膜３４０は、隣り合う共通電極３５間、及び画素電極３４と共通電極３５との間を絶縁している。

【0075】

上記した構成によれば、遮光部２２は、上面２２Ａ及び側面２２Ｂが共通電極３５によって覆われ、下面２２Ｃが第１無機材料膜９２３によって覆われている。これにより、遮光部２２の上面２２Ａ及び側面２２Ｂからの水分の侵入を共通電極３５によって抑制でき、下面２２Ｃからの水分の侵入を第１無機材料膜９２３によって抑制できる。

【0076】

＜他の実施形態＞
本願明細書に記載の技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0077】

（１）各実施形態における遮光部２２は、単層膜に限られず、２層以上の積層膜であってもよい。積層膜とすることで、反射率を抑制したり、ガラス基板２１等に対する密着性を向上したりできる。例えば遮光部１２２は、図２２に示すように、金属（合金を含む）層と、金属酸化物層とが積層された２層積層膜であってもよい。２層積層膜の場合、遮光部１２２は例えば、ガラス基板２１側から順に、膜厚５０nm程度の酸化クロム（CrO）、及び膜厚５０nm程度から１５０nm程度のクロム（Cr）が積層された構成とされる。また例えば遮光部２２２は、図２３に示すように、金属層（合金を含む）と、透明な無機材料膜とが交互に積層された４層積層膜であってもよい。４層積層膜の場合、遮光部１２２は例えば、ガラス基板２１側から順に、膜厚５０nm程度の窒化シリコン（SiNx）、膜厚５nm程度のモリブデン（Mo）、膜厚５０nm程度の窒化シリコン（SiNx）、膜厚５０nm程度から１５０nm程度のクロム（Cr）が積層された構成とされる。

【0078】

（２）各実施形態に係る構成は、適宜組み合わせることができる。例えば、図２４に示すように、第７実施形態に係る第１無機材料膜６２３と、第９実施形態に係る第２無機材料膜１４０とを組み合わせても構わない。また例えば、図２５に示すように、第８実施形態に係る第１無機材料膜７２３と、第９実施形態に係る第２無機材料膜１４０とを組み合わせても構わない。

【0079】

（３）対向基板２０、１２０、２２０、３２０、４２０、及びアレイ基板３０、１３０、２３０、３３０の層構成、及び各層の平面レイアウトパターンは、図示したものに限られない。例えば、ＴＦＴ３２はトップゲート型やデュアルゲート型のＴＦＴであっても構わない。

【0080】

（４）本願明細書に記載の技術は、液晶層１８以外の機能性有機分子（媒質層）を挟持した表示パネル等にも適用できる。

【符号の説明】

【0081】

１０…液晶パネル（表示パネル）、１８…液晶層、２０、１２０、２２０、３２０、４２０…対向基板（表示パネル用基板）、２１…ガラス基板、２２、１２２、２２２：遮光部、２２Ａ…上面（媒質層側の面）、２２Ｂ…側面、２２Ｃ…下面（着色部側の面）、２３、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、６２３、７２３、８２３、９２３：第１無機材料膜、２５：カラーフィルタ、２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ：着色部、２７：オーバーコート膜、１３０、２３０…アレイ基板（表示パネル用基板）、３４…画素電極、３５…共通電極、４０、１４０、２４０、３４０：第２無機材料膜、１００…液晶表示装置（表示装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】