(57)【要約】      （修正有）【課題】  配向異常の画素の発生を確実に低減することのできる構成を有する液晶表示パネルを提供する。【解決手段】各画素９を囲繞する４本のブラックマスク１１のうち隣位の画素９との境界部に形成された少なくとも１本のブラックマスク１１に、該ブラックマスク１１を分断するスリット部１８を形成する。これによって、該ブラックマスク１１上に塗布された該スリット部１８に対応する部分の感光性樹脂が樹脂硬化のためのＵＶ照射を受けるから、従来のような配向制御に悪影響を及ぼすカルデラ断面形状の突起１４が形成されない。さらに、該スリット部１８を通して隣位の画素からの正常な配向を作用させることで、配向異常の発生を回避、あるいは矯正することができるからである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極が形成された２枚の透明基板を前記透明電極を内側にして対向させ、周囲をシール材でシールした空洞部内に液晶を封入してなり、前記２枚の透明基板のうちの一方の透明基板には、ドットマトリクスの各画素間を遮光するブラックマスクが前記各画素の配列に沿って格子状に形成され、前記透明基板およびブラックマスク上には樹脂層が形成されており、前記樹脂層上には、前記透明電極および配向膜が形成された液晶表示パネルにおいて、前記各画素を囲繞する４本のブラックマスクのうち隣位の画素との境界部に形成された少なくとも１本のブラックマスクに、該ブラックマスクの一部を分断するスリット部が形成されていることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記スリット部は、前記２枚の透明基板に形成された配向膜のラビング方向のベクトルの和の指示方向と反対方向に配置されたブラックマスクに形成されている請求項１の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記スリット部は、同一直線上に連続的に出現しないようにして形成されている請求項１または２の液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示パネルに係り、特に、透明基板上に、ドットマトリクスの各画素間を遮光するためのブラックマスクが、前記画素の配列に沿って格子状に形成された液晶表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶表示パネルにおいては、コントラスト特性を向上する観点から、画素間の遮光を行うためのブラックマスクと称される遮光マスクを形成するようになっている。
【０００３】
このようなブラックマスクが形成された液晶表示パネル１は、図４に示すように、例えばガラス板等からなる互いに対向する二枚の透明基板２、３を有しており、これらの透明基板２、３のうち、一方の透明基板２は、表示画面側となるフロント側基板２とされ、他方の透明基板３は、光源側となるリア側基板３とされている。
【０００４】
両透明基板２、３は、枠状のシール４を介して互いに貼り合わされており、両透明基板２、３および前記シール４によって囲繞された空洞内には、例えば、２２０°以上のねじれ構造を有する、いわゆるＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等の液晶５が封入されている。
【０００５】
両透明基板２、３の互いに対向する両内側平面には、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる透明電極７、８が形成されており、これら透明電極７、８のうち、フロント側基板２に形成された一方の透明電極７は、走査電極として機能するフロント側電極７とされ、リア側基板３に形成された他方の透明電極８は、信号電極として機能するリア側電極８とされている。
【０００６】
両透明電極７、８は互いに直交する縞状に形成されており、このため、両透明電極７、８の重なり部分の平面形状は格子状を形成し、この格子状の重なり部分が、ドットマトリクスの各画素９を構成するようになっている。
【０００７】
前記リア側基板３の上層には、前述したドットマトリクスを構成する各画素間を遮光するためのブラックマスク１１が、画素９の配置に沿って格子状に形成されている。このブラックマスク１１の材料としては、一般に、顔料やカーボンブラックを混入させて遮光度を高めた比導電性の感光性樹脂が用いられる。また、ブラックマスク１１の膜厚寸法は１〜２μmとされている。
【０００８】
そして、前記リア側基板３およびブラックマスク１１の上層には、絶縁体からなり、平滑化を目的として配設される透明な樹脂層１２（あるいは、カラーフィルタ層であってもよい）が形成され、その樹脂層の上層に前記透明電極７が形成された構成とされている。
【０００９】
両透明基板２、３の透明電極７、８上には、配向膜１３がそれぞれ形成されており、これらの配向膜１３には、それぞれ所定の方向にラビング処理が施されている。
【００１０】
このように構成された液晶表示パネル１を用いて液晶表示を行う場合は、両透明電極７、８間に電圧を印加することによって液晶５の配向を変化させて光の透過を制御することにより、明暗を有する所望の画像表示を行うようになっている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３２８３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述のように、液晶表示パネル１のリア側基板３上の各画素９を構成する領域には、リア側基板３およびブラックマスク１１の上層に形成される透明電極７の断線を防止すべく、該画素９を囲繞するブラックマスク１１の配設高さとの段差を埋めて表面の平滑化を図るように、樹脂層１２が形成されている。
【００１３】
この樹脂層１２を形成する際、従来においては、所定パターンに形成されたブラックマスク１１とリア側基板８の上面からＵＶ照射光によって硬化する感光性樹脂を塗布しておき、前記リア側基板８の下面側、すなわち、前記ブラックマスク１１の反形成面側からＵＶ照射して硬化させる方法で形成されている。この樹脂層１２の形成方法は、感光性樹脂の反応性やコストの面から、一般的に採用されている。ところが、そのＵＶ照射の際、ブラックマスク１１はブラックマスク１１上に塗布された感光性樹脂に対して遮光部として作用するため、ブラックマスク１１上の感光性樹脂は、前記ブラックマスク１１によってＵＶ照射光を遮られ、良好な硬化状態を得られない。そのため、ＵＶ照射およびその後の洗浄工程等を経たリア側基板３のブラックマスク１１の上部には、図５および図６（ｂ）に示すように、感光性樹脂からなる突起１４が形成されていた。
【００１４】
詳細には、前記ブラックマスク１１の上部に塗布された感光性樹脂は、ブラックマスク１１が遮光部として作用することによりＵＶ照射されないので硬化する感光性樹脂も少なく、硬化しなかった感光性樹脂は基板洗浄時に除去される。一方、前記ブラックマスク１１と各画素９との境界部に塗布された感光性樹脂は、各画素９の領域内を通して照射されるＵＶ照射光を受けて硬化し、該リア側基板８上に多く残留する。そのため、図６（ｂ）に示すような、幅方向断面形状をカルデラ断面形状とする突起１４が形成される。
【００１５】
そして、液晶表示パネル１の製造工程において、透明電極７、８や配向膜１３がこの突起１４に沿うようにして形成されることから、液晶５が注入される空洞内には、ブラックマスク１１の形成パターンに対応する畝状の隆起部１５が形成される。そして、この隆起部１５が前記空洞内において各画素９における液晶の配向制御に悪影響を及ぼすことがあった。
【００１６】
すなわち、液晶表示パネル１の設計は、前述したＳＴＮ等の液晶５を用い所定の配向状態を得るため、液晶分子が３６０°回転する距離（ｐ：以下、液晶ピッチという）と、液晶層の厚さ（ｄ：以下、パネルギャップという）、および、電圧印加時の液晶５の立上り方向を決定するために予め与える角度（θ：以下、プレチルト角という）とを最適化して行なう。しかしながら、それらのバランスが崩れた時に、ストライプドメイン、反転ドメインと称される配向異常が画素単位で発生することがわかっている。なお、ストライプドメインとは、高温表示において液晶分子の重心が水平方向になることにより、ツイストが解け、ヒステリシス特性を持つために残像現象が発生する状態をいう。また、反転ドメインとは、液晶分子が、何らかの影響（外部圧力やスペーサ等による配向阻害等）を受けたときに、ツイスト角が不足する状態をいう。
【００１７】
図７はパネルギャップ／液晶ピッチ（以下、ｄ／pという）とプレチルト角との関係からみたドメインマージン（設定条件）を示すグラフである。液晶表示パネル１の設計時においては、液晶ピッチｐやパネルギャプｄのばらつきを考慮し、各種ドメインが発生しない領域でd／pを設計する。しかしながら、前述のように、従来の液晶表示パネル１においては、液晶５が注入される空洞内に隆起部１５が形成されるため、各画素９の領域内周辺部については、事実上、パネルギャップｄが狭くなり、d／pとしては小さくなる。そのため、このような画素９においては反転ドメインが発生しやすくなる。また、隆起部１５の配向膜１３にはラビングを施しにくいことから、配向制御が不十分となって、液晶５のプレチルト角が小さくなる。そのため、反転ドメインが発生しやすくなる（図６（ａ）には、反転ドメイン部分を網掛けで表示）。
【００１８】
このように、反転ドメインの発生には、前記ブラックマスク１１上に形成され、空洞内の畝状の隆起部１５が大きく影響していると考えられる。
【００１９】
空洞内に畝状の隆起部１５が形成されることを防止すべく、前記ブラックマスク１１上に形成される突起１４を研磨することも検討されているが、問題を完全に解消することは難しく、作業のコストアップの要因ともなる。また、量産展開においては、各液晶表示パネル１毎に研磨の程度を調整することができないため、ストライプドメインの発生率が高くなるという別の問題が発生した。
【００２０】
そして、各画素９の中央部に位置する液晶５が反転ドメインが発生している領域内周辺部に位置する液晶５に影響されて配向してしまうと、画素単位の配向異常が生じ、表示に支承をきたす場合があった。
【００２１】
本発明は、配向異常の画素の発生を確実に低減することのできる構成を有する液晶表示パネルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前述した目的を達成するため、本発明の液晶表示パネルは、透明電極が形成された２枚の透明基板を前記透明電極を内側にして対向させ、周囲をシール材でシールした空洞部内に液晶を封入してなり、前記２枚の透明基板のうちの一方の透明基板には、ドットマトリクスの各画素間を遮光するブラックマスクが前記各画素の配列に沿って格子状に形成され、前記透明基板およびブラックマスク上には樹脂層が形成されており、前記樹脂層上には、前記透明電極および配向膜が形成された液晶表示パネルにおいて、前記各画素の囲繞する４本のブラックマスクのうち隣位の画素との境界部に形成された少なくとも１本のブラックマスクに、該ブラックマスクの一部を分断するスリット部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示パネルによれば、前記空洞内に前述したような畝状の隆起部１５が形成されたとしても、ブラックマスクを分断するスリット部に対応する部分において前記畝状の隆起部１５に切欠き連通部が形成されることとなる。この切欠き連通部を以て、前記空洞内に注入される液晶は隣位の画素間での流通や配向において互いに影響を与えることとなる。液晶は安定した状態に向かうように影響される性質を有するので、仮に、隣位の画素の一方に配向異常がみられる場合であっても、その画素の液晶は、前記切欠き連通部を介して隣位の正常な配向の画素の液晶の影響を受けながら配向異常を矯正することとなる。
【００２４】
なお、前記スリット部は、前記２枚の透明基板に形成された配向膜のラビング方向のベクトルの和の指示方向と反対方向に配置されたブラックマスクに形成されていることが好ましい。
【００２５】
画素に対応する領域に位置する液晶は、電圧の印加により、２枚の透明基板に形成された配向膜のラビング方向のベクトルの和の指示方向と反対方向へ流動するため、配向異常が生じた画素において配向異常の矯正を促すことができるためである。
【００２６】
さらに、前記スリット部は、同一直線上に連続的に出現しないようにして形成されていることが好ましい。
【００２７】
スリット部における光抜けが筋状に発生することを防止するためである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の液晶表示パネルによれば、正常な配向状態を有する液晶の影響を隣位の画素の液晶の配向に作用させることで、配向異常の発生を回避し、あるいは、一旦発生した配向異常を矯正することができるので、結果として、確実に配向異常の画素の発生数を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の液晶表示パネルについて図１乃至図３を用いて説明する。なお、従来の液晶表示パネルと共通の部分については、共通の符号を用いて説明する。
【００３０】
本実施形態の液晶表示パネル１は、間隔を隔ててほぼ平行に配置されたガラス等からなる２枚の透明基板２、３を有している。これらの透明基板２、３のうち、一方の透明基板２は、表示画面側となるフロント側基板２とされ、他方の透明基板３は、光源側となるリア側基板３とされており、両透明基板２、３は、枠状のシール４を介して互いに貼り合わされている。
【００３１】
前記フロント側基板３には、ＩＴＯ等からなる透明電極７が所定のパターンで配置されており、前記透明電極７および露出するフロント側基板３の上面には電極間に印加される電圧に応じて液晶の配向を制御する配向膜１３が密着するように配設されている。
【００３２】
また、フロント側基板３に対向して配置されるリア側基板２には、ドットマトリクスを構成する各画素９間を遮光するためのブラックマスク１１が、遮光度の高い非導電性の感光性樹脂の材料を用いて所定のパターン、すなわち、前記各画素９の配置に沿って、各画素９を囲繞する格子状に形成されている。このブラックマスク１１の配設高さは１μmとされている。
【００３３】
そして、前記各画素を囲繞する４本のブラックマスクのうち、隣位の画素との境界部に形成された少なくとも１本のブラックマスクには、図１および図２（ａ）（ｂ）に示すように、該ブラックマスク１１の一部を分断するスリット部１８が形成されている。本実施形態の液晶表示パネルにおいては、前記スリット部１８は、前記各画素９を囲繞する４本のブラックマスクのうち、液晶の流動方向に位置するブラックマスク１１に１０μｍのスリット部１８が形成されているものとする。なお、図１中、白抜き表示した画素５を説明の対象画素として、図２（ａ）に拡大図示する。また、スリット部１８の形成位置については、後に詳説する。
【００３４】
そして、リア側基板３および前記スリット部１８が形成されたブラックマスク１１上には、該画素９を囲繞するブラックマスク１１の配設高さとの段差を埋めて表面の平滑化を図るように、１μmの厚みの樹脂層１２が形成されている。
【００３５】
なお、樹脂層１２は、スリット部１８を有する所定パターンに形成されたブラックマスク１１とリア側基板３の上面からＵＶ照射光によって硬化する感光性樹脂を塗布しておき、前記リア側基板３の下面側、すなわち、前記ブラックマスク１１の反形成面側からＵＶ照射して硬化させて形成されているものとする。
【００３６】
そして、前記樹脂層１２の上面にはＩＴＯからなる透明電極８が所定のパターンで配置されており、この透明電極８の上方には配向膜１３が密着するように配設されている。
【００３７】
なお、フロント側基板３に形成された一方の透明電極７は、走査電極として機能するフロント側電極７とされ、リア側基板３に形成された他方の透明電極８は、信号電極として機能するリア側電極８とされる。
【００３８】
また、両透明基板２、３の透明電極７、８上に形成された配向膜１３は、それぞれ所定の方向にラビング処理が施されている。
【００３９】
本実施形態においては、図３に示すように、フロント側基板７に形成された配向膜１３のラビング方向は、液晶表示パネルに対する視角を６時方向とした場合における１２時方向から時計回り（右回り）で１２０°の方向とされている。また、リア側基板８に形成された配向膜１２のラビング方向は、同じく、１２時方向から時計回り（右回り）で６０°の方向とされている。
【００４０】
そして、両透明基板２、３は、枠状のシール４を介して互いに貼り合わされており、両透明基板２、３および前記シール４によって囲繞された空洞内には、ＳＴＮ液晶等の液晶５が封入されている。
【００４１】
液晶５は電圧の印加により、フロント側基板２に形成された配向膜１３のラビング方向のベクトルと、リア側基板３に形成された配向膜１３のラビング方向のベクトルとの和の指示方向と反対方向へ流動するので、本実施形態の液晶表示パネルにおいては、液晶５は、１２時方向から時計回り（右回り）で２７０°の方向（図３における左側）へ流動する。
【００４２】
本実施形態の液晶表示パネルにおいては、この液晶の流動方向を勘案して、スリット部１８が、前記各画素９を囲繞する上下左右の４本のブラックマスク１１のうちの左側、すなわち、液晶の流動方向に配設されたブラックマスク１１の一部には必ず形成されているように構成されている。
【００４３】
さらに、本実施形態においては、前記スリット部１８は、各画素９の左側に配設されたブラックマスク１１上のランダムな位置に形成されている。スリット部１８を各画素９の左側に配設されたブラックマスク１１上に規則的に形成することも可能であるが、その場合、ブラックマスク１１に形成されたスリット部１８において光抜けが発生し、筋状に視認される可能性があるためである。特に、各画素９に対応するブラックマスク１１の長さ方向中央部にスリット部１８が形成された場合、筋状の光抜けが顕著に視認される傾向がある。よって、前記スリット部１８は、同一直線上に連続的に出現しないようにして形成されていることが好ましい。また、スリット部１８の幅寸法は、光抜け防止の観点から必要最低限として形成することが好ましく、発明者の確認試験によれば、１０μｍ程度の幅とすることで、後述の効果を得ることができている。すなわち、スリット部１８の幅寸法の最小値は１０μmであり、最大値は視認性の観点より画素の１辺の寸法の１／３とすることが好ましい。
【００４４】
そして、ブラックマスク１１の反形成面側からのＵＶ照射により感光性樹脂を硬化させて形成された樹脂層１２を有する本実施形態の液晶表示パネル１においては、詳細に観察した場合に、前述のように、ブラックマスク１１の上部に感光性樹脂からなる突起１４が形成され、透明電極８や配向膜１３がこの突起１４に沿うようにして形成されており、液晶５が注入される空洞内には、ブラックマスク１１の形成パターンに対応する畝状の隆起部１５が形成される。
【００４５】
しかしながら、本実施形態の液晶表示パネル１は、前記空洞内に畝状の隆起部１５が形成されていても、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ブラックマスク１１を分断するスリット部１８に対応する部分において、前記畝状の隆起部１５に切欠き連通部２０が形成される。そして、本実施形態の液晶表示パネル１においては、この切欠き連通部２０を以て、前記空洞内に注入される液晶が隣位の画素９間での流通や配向において互いに影響を与えることとなる。
【００４６】
液晶５は安定した状態に向かうように影響される性質を有することが知られているが、液晶５のこの性質を利用することにより、仮に、隣位の画素９のうち一方の画素９に配向異常がみられる場合であっても、その画素９の液晶５は、前記切欠き連通部２０を介して隣位の正常な配向の画素９の影響を受けながら配向異常を矯正することができる。
【００４７】
このように、本実施形態の液晶表示パネルは、正常な配向状態を有する液晶の影響を隣位の画素の液晶の配向に作用させることで、配向異常の発生を回避し、あるいは、一旦発生した配向異常を矯正することができる。よって、確実に配向異常の画素の発生数を低減させることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、前記スリット部１８を、液晶５の流動方向に形成している。各画素９に対応する領域に位置する液晶５は、電圧の印加によってこの流動方向へ流動するので、前記空洞内に前述したような畝状の隆起部１５が形成されたとしても、液晶５の流動方向に位置するブラックマスク１１にスリット部１８を形成し、空洞内に前記切欠き連通部２０が形成されるようにすることで、隣位の画素９間における液晶同士が影響しあうことを促進させることができる。
【００４９】
さらには、前述のように、液晶表示パネル１の製造工程において、エージング処理を行なう場合には、液晶５が再配向する際に、前記切欠き連通部２０を以て隣位の画素９間における液晶同士が影響しあうことを促進させることができる。
【００５０】
このように、本実施形態の液晶表示パネルは、正常な配向状態を有する液晶の影響を隣位の画素の液晶の配向に作用させる構成を有することで、配向異常の発生を回避し、あるいは、一旦発生した配向異常を矯正することができる。
【００５１】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態における液晶表示パネルに形成されたブラックマスクと各画素におけるスリット部の形成位置を示す平面図
【図２】（ａ）は画素（図１中、白抜き表示した画素）の拡大図、（ｂ）は（ａ）の断面線における透明電極および配向膜の積層状態を示す断面図
【図３】液晶の流動方向と配向膜のラビング方向との関係を示す図
【図４】従来から採用されている液晶表示パネルの基本構成を示す概略断面図
【図５】図４の液晶表示パネルの要部拡大断面図
【図６】（ａ）は画素の拡大図、（ｂ）は（ａ）の断面線における透明電極および配向膜の積層状態を示す説明図
【図７】パネルギャップ／液晶ピッチ（ｄ／ｐ）とプレチルト角θとの関係からみたドメインマージン（設定条件）を示すグラフ
【符号の説明】
【００５３】
１  液晶表示パネル  
２  透明基板（フロント側基板）
３  透明基板（リア側基板）
４  シール
５  液晶
７  透明電極（フロント側電極）
８  透明電極（リア側電極）
９  画素
１１  ブラックマスク
１２  樹脂層
１３  配向膜
１４  突起
１５  隆起部
１８  スリット部
２０  切欠き連通部
【図１】
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【図２】
2006337571.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006337571.tif 000008
【図７】
2006337571.tif 000009