(57)【要約】【課題】液晶表示装置の遮光層の下地にインク材料との接触角が異なる複数の材料が混在する場合に、インクジェット方式により遮光層を形成するに際しても、接触角大きい下地部分がインク材料を弾かず、所望の位置及び高さで遮光層を形成することができるようにすることを目的とする。【解決手段】遮光層の下地領域に遮光層を形成するインク材料との接触角が小さい樹脂の層を設けること、若しくは、下地領域のうちの表示領域よりに上記樹脂の柱を配置して、インク材料が下地領域に弾かれるのを防止する。【選択図】図１
2010197508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の絶縁基板で形成されたアレイ基板と、
前記アレイ基板の一主面と対向するように配置された対向基板と、
前記アレイ基板の前記一主面上に形成されたカラーフィルタと、
前記アレイ基板上の前記カラーフィルタの周辺部に設けられた配線と、
前記カラーフィルタの外縁に沿って設けられ、少なくとも前記配線の一部と重なる樹脂製部材と、
少なくとも一部が前記樹脂部材上に位置し、インク材料によって形成された遮光層と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記樹脂部材は、前記遮光層を形成するインク材料との接触角が、前記配線との接触角よりも小さい性質の材料で構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記樹脂製部材は、層状であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記樹脂製部材は、柱状であり、前記遮光層の一部に覆われることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記カラーフィルタ上には透明樹脂層が設けられ、
前記樹脂製部材は前記透明樹脂層を形成する透明樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記樹脂製部材が前記カラーフィルタを形成する着色樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記アレイ基板と前記対向基板との間には、スペーサが設けられ、
前記樹脂製部材は、前記スペーサと同一の材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光層を有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像装置の一つである液晶表示装置は、一対の対向する基板が対向面の外縁に沿って設けられたシール材によって貼り合わせられ、これらの間に液晶層が挟持されることにより構成される。シール材の内側には遮光層が設けられている。遮光層は、表示領域を透過した光が額縁部から漏れるのを防ぐ。遮光層の形成にあたっては、インクジェット方式によって行う方が、フォトリソグラフィー法により行うよりも製造時間を短くすることができる。
【０００３】
近年、液晶表示装置の構造として、液晶表示装置を構成する一対の基板のうち信号線や走査線などの配線が形成された方の基板に着色層で形成したカラーフィルタを設けた、所謂カラーフィルタオンアレイ構造が採用されるようになっている。この構造において、液晶層を囲む遮光層をインクジェット方式を採用して形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４１２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなカラーフィルタオンアレイ方式の液晶表示装置においては、アレイ基板上に設けられる遮光層の下地は、金属製の配線層や配線間から露出する樹脂製の層間膜など複数種類の材料が混在する。それぞれの下地材料は、その表面の化学的組成によりインク材料との馴染みやすさが異なる。金属製の配線層は層間膜よりもインク材料と馴染みにくい。そのため、塗布されたインク材料は、馴染みにくい配線層に弾かれて馴染みやすい層間膜の上に選択的に位置しようとすることがある。
【０００６】
よって、遮光層にむらできたり、遮光層が意図していた領域からはみ出して形成されたりする虞があるという問題があった。あるいは、インク材料が遮光層を形成する領域でない領域に弾かれてしまう場合には、その分遮光層を形成する領域に塗布されるインク材料の量が減少するため、遮光層を所望の高さに形成することができなかったりするという問題もあった。
【０００７】
配線層の配線間隔を狭くすれば、配線間から露出する層間膜の面積が小さくなるために、インク材料は層間膜上に選択的に位置しようとしても、層間膜上にインク材料が収まりきらずに配線層上にはみ出すため、配線層上にも遮光層を形成することができる。しかし、設計の都合上、配線間隔を狭くすることに限界があり、配線層にインク材料が弾かれてしまうことを避けられない場合がある。
【０００８】
従って本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、遮光層を精度よく形成することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、光透過性の絶縁基板で形成されたアレイ基板と、前記アレイ基板の一主面と対向するように配置された対向基板と、前記アレイ基板の前記一主面上に形成されたカラーフィルタと、前記アレイ基板上の前記カラーフィルタの周辺部に設けられた配線と、少なくとも前記配線の一部と重なり、前記カラーフィルタの外縁に沿って設けられた樹脂製部材と、少なくとも一部が前記樹脂部材上に位置し、インク材料によって形成された遮光層とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遮光層の位置及び高さを精度よく形成することができるので、遮光層付近からの光漏れがない画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す斜視図である。
【図２】図１の液晶表示装置のＩＩ―ＩＩ線に沿う拡大断面図である。
【図３】図２の破線円ＩＩＩ内を拡大した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図２の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
以下、この発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示す斜視図である。図２は図１の液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図である。図３は図２の破線円ＩＩＩを拡大した図である。
【００１３】
図１乃至図３に示すように、液晶表示装置１は、略矩形平板状のアレイ基板１０及びこのアレイ基板１０と対向する対向基板２０と、アレイ基板１０と対向基板２０との間に保持された液晶層３０を有している。アレイ基板１０と対向基板２０とは、対向面の周辺部に配置したシール材３１によって貼り合わせられている。アレイ基板１０と対向基板２０間に柱状スペーサ１６を介在させることによって形成されるギャップに液晶層３０が収納される。また、アレイ基板１０及び対向基板２０の外面には、それぞれ偏光板５０が設けられている。アレイ基板１０及び対向基板２０の少なくとも一方の一辺には回路基板６０が電気的に接続されている。
【００１４】
アレイ基板１０及び対向基板２０はガラスなどの透明な、絶縁性の材料によって形成される。シール材３１には光硬化性や熱硬化性などの樹脂が用いられる。
【００１５】
アレイ基板１０と対向基板２０に挟まれた内部の様子について図２を使って詳しく説明する。アレイ基板１０を構成する絶縁基板ＳＵＢの対向基板２０と対向する一主面には、画像を表示する表示領域ＤＡ内において、複数のスイッチング素子１３が配置されている。絶縁基板ＳＵＢの一主面には、絶縁基板ＳＵＢに近い側から順に、第一層間膜１１（第一絶縁膜１１１、第二絶縁膜１１２）、配線層１２、着色層１４、第二層間膜１４'及び画素電極１７が積層されている。
【００１６】
スイッチング素子１３は例えばアモルファスシリコンやポリシリコンなどによって形成された半導体層１３ＳＣを備えた薄膜トランジスタによって構成される。半導体層１３ＳＣは、絶縁基板ＳＵＢの上に配置されている。この半導体層１ＳＣは、第一絶縁膜１１１によって覆われている。また、第一絶縁膜１１１は、アレイ基板１０上に配置されている。
【００１７】
第一絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子１３のゲート電極１３Ｇが配置されている。このゲート電極１３Ｇは、第二絶縁膜１１２によって覆われている。また、第二絶縁膜１１２は、第一絶縁膜１１１の上に配置されている。第一絶縁膜１１１及び第二絶縁膜１１２は、透明な絶縁性の樹脂からなる。第二絶縁膜１１２の上には、配線層１２が配置されている。配線層１２には、例えばアルミニウムやモリブデンなどの金属からなる配線、スイッチング素子１３のソース電極１３Ｓ及びドレイン電極１３Ｄが含まれている。ソース電極１３Ｓは、半導体層１３ＳＣのソース領域にコンタクトしている。ドレイン電極１３Ｄは、半導体層１３ＳＣのドレイン領域にコンタクトしている。
【００１８】
配線層１２上には、カラーフィルタを形成する着色層１４が設けられている。着色層１４は、赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇ及び青色着色層１４Ｂが周期的に並べられることにより構成される。各赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇ及び青色着色層１４Ｂは、１つのスイッチング素子１３の位置に対応する位置にそれぞれ設けられる。
【００１９】
着色層１４上には透明で絶縁性の樹脂からなる第二層間膜１４'が設けられている。この第二層間膜１４’の樹脂は、例えば熱硬化型の樹脂や感光性の樹脂である。ここでは、第二層間膜１４’は、アクリル樹脂で形成されている。
【００２０】
第二層間膜１４’上には、画素電極１７が設けられている。また、着色層１４及び第二層間膜１４'にはスルーホール１５が設けられている。このスルーホール１５によって着色層１４上の画素電極１７と着色層１４下のスイッチング素子１３のドレイン電極１３Ｄとが接続される。画素電極１７は、インジウム−ティン−オキサイド（ＩＴＯ）等の透明電極で形成されている。
【００２１】
画素電極１７の上には、フォトリソグラフィー法により透明なアクリル樹脂で形成された柱状スペーサ１６が間隔を持って配置されている。この柱状スペーサ１６や上述した第二層間膜１４’を形成するアクリル樹脂は後述する遮光層４０を形成するインク材料との接触角が小さいものとする。接触角とは、液体と固体表面の馴染みやすさを表すもので、液体と固体表面が馴染みやすいほど接触角は小さく、逆に、液体が固体表面に弾かれやすいほど接触角は大きい。
【００２２】
なお、本発明で採用する微細なパターンを作成する技術であるフォトリソグラフィー法とは、アレイ基板１０の画素電極１７上に、感光性の液体（レジスト）を塗布し、パターン状に紫外光を照射して、紫外光が照射された部分を変質させたアレイ基板１０を現像液に通し、変質しなかった部分（あるいは、変質した部分）を除去することにより、画素電極１７上に所望のパターンの柱状スペーサ１６を形成する方法である。
【００２３】
一方、対向基板２０にも透明電極で形成された対向電極２７が設けられており、アレイ基板１０の画素電極１７と対向する。なお、図２では説明に必要な主要部のみを図示しているが、アレイ基板１０及び対向基板２０の液晶層３０に接触する面には、それぞれ配向膜が設けられている。
【００２４】
配線層１２及び第一層間膜１１は、アレイ基板１０上の着色層１４及び画素電極１７が設けられた表示領域ＤＡの外側の額縁部ＦＡまで延在している。額縁部ＦＡには、配線層１２及びこの配線層１２の配線の隙間から露出する第一層間膜１１が配置される。このような額縁部ＦＡに、この表示領域ＤＡを囲むようにして略矩形状に樹脂製部材４１が設けられている。この樹脂製部材４１は層状で、厚さは５μｍとする。樹脂製部材４１は、遮光層４０との接触角が、遮光層４０と配線層１２の配線との接触角より小さい性質の材料で形成されている。ここでは、樹脂製部材４１は、柱状スペーサ１６や第二層間膜１４’などと同じ透明なアクリル樹脂を用いて形成されている。
【００２５】
そして樹脂製部材４１上に、樹脂製部材４１に沿って遮光層４０を設ける。遮光層４０は、インク材料の液滴を小さい穴の開いたノズルから吐出させて目的の位置にインク材料を塗布する方法であるインクジェット方式によって黒色のインク材料を使って設けられている。遮光層４０の外側には、略矩形状に樹脂製のシール材３１が設けられている。つまり、遮光層４０及び樹脂製部材４１は表示領域ＤＡの外側で、且つ、シール材３１の内側に設けられている。
【００２６】
このように遮光層４０の下地として層状の樹脂製部材４１を設けることにより、遮光層４０を設ける部分の下地材料が樹脂製部材４１のみとなる。よって遮光層４０を形成するインク材料と下地との馴染みやすさが一様になる。また、樹脂製部材４１は、インク材料と馴染みやすい第二層間膜１４'や柱状スペーサ１６と同じ材料であり、遮光層４０を形成するインク材料と樹脂製部材４１との接触角は小さく、即ち両者は馴染みやすい。よってインク材料が下地に弾かれず、遮光層４０を所望の位置にむらなく、且つ、所望の高さで形成することが可能になる。つまり、遮光層４０を、精度の良い位置及び高さで形成することができる。
【００２７】
また、樹脂製部材４１は、柱状スペーサ１６や第二層間膜１４’と同じ材料で形成されるため、柱状スペーサ１６を設けるのと同時あるいは第二層間膜１４'を設けるのと同時にフォトリソグラフィー法により形成することができるので、製造工程を増加させない。
【００２８】
なお、樹脂製部材４１はフォトリソグラフィー法によって形成されるため、インクジェット法で形成される遮光層４０と違って、配線層１２及び第一層間膜１１に弾かれる虞がない。
【００２９】
樹脂製部材４１及び柱状スペーサ１６の材料としては透明樹脂であるアクリル樹脂を挙げたが、それ以外の材料とすることも可能である。例えば、遮光層４０形成のためのインク材料と馴染みやすい材料であれば、樹脂製部材４１を形成する材料として、赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇ、青色着色層１４Ｂを形成する材料を使用することも可能である。
【００３０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図４を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る、遮光層付近を示す断面拡大図である。
【００３１】
本実施の形態と第１の実施の形態の異なる点は、遮光層４０を設ける領域に柱状の樹脂製部材４２を設けた点である。
【００３２】
この実施の形態における液晶表示装置１は、第１の実施の形態と、柱状の樹脂製部材４２の形状以外は同じなので、同一部分には同じ符号を付しその説明は省略する。
【００３３】
柱状の樹脂製部材４２は、柱状スペーサ１６及び第二層間膜１４’と同じ透明なアクリル樹脂を用いて形成され、額縁部ＦＡの表示領域ＤＡとの境界付近に互いに隙間を持って複数個並べて配置されている。
【００３４】
樹脂製部材４２はインク材料と馴染みやすい材料を使用して形成されているため、インク材料を弾かない。遮光層４０の下地、つまり、配線層１２や、配線層１２から露出した第一層間膜１１の上に遮光層４０を形成するためのインク材料を塗布すると、インク材料は配線層１２などに弾かれて拡散する。表示領域ＤＡに向かって広がったインク材料は、柱状の樹脂製部材４２同士の間で生じる毛細管現象によって、インク材料が樹脂製部材４２同士の間に留まる。つまり、柱状の樹脂製部材４２はインク材料が表示領域ＤＡまで広がるのを防止する。言い換えると、樹脂製部材４２の一部は遮光層４０によって覆われるものの、樹脂製部材４２が、インク材料を柱状の樹脂製部材４２の額縁部ＦＡ側に留める。よって、インク材料は、下地に馴染みやすさの異なる複数の材料が設けられていても、樹脂製部材４２と馴染みやすいため下地に弾かれても表示領域ＤＡにおよぶことなく遮光層４０を形成することができる。
【００３５】
よって、遮光層４０の下地の材質が均一でなくても、インク材料と馴染みやすい柱状の樹脂製部材４２が設けられていることによりインク材料の弾きを防止することができ、遮光層４０にむらができたり、遮光層４０が所定以外の場所に形成されたり、それによって所定位置の遮光層４０の高さが不足したりすることがない。つまり、遮光層４０を所定の位置に所望の高さで形成することができ、表示領域ＤＡからの光漏れを生じさせない。
【００３６】
樹脂製部材４２は、遮光層４０を設けるべき位置の、表示領域ＤＡ側に設けることにより、特に表示領域ＤＡに近い部分においてインク材料の弾きを防ぎ遮光層４０をむらなく形成することができるので、表示領域ＤＡからの光漏れをより確実に防止することができる。
【００３７】
なお、樹脂製部材４２としては、柱状スペーサ１６及び第二層間膜１４'と同じ材料を挙げたが、遮光層４０形成のためのインク材料と馴染みやすいものであれば、赤色着色層１４Ｒ、緑色着色層１４Ｇ、青色着色層１４Ｂを形成する材料など、その他の材料とすることも可能である。
【００３８】
上述した本実施の形態において、樹脂製部材４１または４２は、少なくとも額縁部ＦＡに配線層が引き出された領域、例えば回路基板６０が接続される一辺などに配置されていれば良い。
【００３９】
上述した本実施の形態では、画像表示装置の一例として液晶表示装置を例に説明したが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの他の画像表示装置についても本実施形態を適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  液晶表示装置
１０  アレイ基板
１１  第一層間膜
１１１  第一絶縁膜
１１２  第二絶縁膜
１２  配線層
１３  スイッチング素子
１４Ｒ  赤色着色層
１４Ｇ  緑色着色層
１４Ｂ  青色着色層
１４'  第二層間膜
１５  スルーホール
１６  柱状スペーサ
１７  画素電極
２０  対向基板
２７  対向電極
３０  液晶層
３１  シール材
４０  遮光層
４１  層状の樹脂製部材
４２  柱状の樹脂製部材
５０  偏光板
６０  回路基板
ＤＡ  表示領域
ＦＡ  額縁部
【図１】
2010197508.tif 000003
【図２】
2010197508.tif 000004
【図３】
2010197508.tif 000005
【図４】
2010197508.tif 000006