(57)【要約】【課題】    パネル化後も検査の容易な液晶表示装置用のカラーフィルタ基板を提供する。【解決手段】    アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とをシールを介して貼り合わせ、両者の間のシールで囲まれた領域に液晶層を封入し、表示領域を画定した液晶表示装置であって、カラーフィルタ基板が、透明な基板と、基板の表示領域上方で、マトリクス状に形成されたカラー表示用の複数色のカラーフィルタと、基板の表示領域上方で、隣接するカラーフィルタ間に形成された遮光パターンと、カラーフィルタ上方に形成された透明電極と、透明電極上方に形成された配向膜と、透明な基板上方で、配向膜の外側に形成された前記カラーフィルタ、遮光パターンの少なくとも一方の第１の検査パターンと、を有する。【選択図】  図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とをシールを介して貼り合わせ、両者の間のシールで囲まれた領域に液晶層を封入し、表示領域を画定した液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタ基板が、
透明な基板と、
前記基板の表示領域上方で、マトリクス状に形成されたカラー表示用の複数色のカラーフィルタと、
前記基板の表示領域上方で、隣接するカラーフィルタ間に形成された遮光パターンと、
前記カラーフィルタ上方に形成された透明電極と、
前記透明電極上方に形成された配向膜と、
前記透明な基板上方で、前記配向膜の外側に形成された前記カラーフィルタ、遮光パターンの少なくとも一方の第１の検査パターンと、
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルタ基板が、前記カラーフィルタ上方に樹脂材料で形成された、液晶分子の配向制御用突起、液晶層の厚さ制御用スペーサの少なくとも一方と、
前記配向膜の外側に形成された前記配向制御用突起、厚さ制御用スペーサの少なくとも一方の第２の検査パターンと、
をさらに有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記カラーフィルタ基板において、前記検査パターンはシールより外側に形成されている請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記検査パターンが、少なくとも４コーナーに形成されている請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の検査パターンが、前記カラーフィルタと前記遮光パターンの両方の検査パターンを含み、前記遮光パターンの検査パターン以外の検査パターンは、前記遮光パターンの検査パターンから離れ、隣接して設けられている請求項１〜４のいずれか１項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、液晶表示装置に関し、特にカラー表示の可能な液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の基板間に挟持した液晶層に電界を印加し、液晶分子の配向を制御して表示を行う。電界を印加するために、各基板上には電極を形成する。液晶分子のオフ時の配向を制御するために、電極上に配向膜を成膜する。透過型液晶表示装置においては、基板はガラス基板などの透明基板で構成し、電極はインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜で構成する。液晶を封入するために、表示領域の外側にシールを配置する。
画素数の多い液晶表示装置の多くは、アクティブマトリクス（又はアレイ）基板と共通電極基板を用いて形成される。アクティブマトリクス基板上には、行方向にゲートバスラインを並列に配置し、列方向にドレインバスラインを並列に配置し、各交点に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を行列状に配置し、画素電極を各スイッチング素子に接続して配置する。共通電極基板上には、全画素に共通の共通電極を配置する。
【０００３】
カラー表示を行う液晶表示装置においては、共通電極基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等のカラーフィルタを形成する。必要に応じて各カラーフィルタ間にブラックマトリクス等の遮光パターンを配置する。カラーフィルタ、遮光パターンの表面は凹凸を生じるので、平坦化膜で表面を平坦化した後、共通電極、配向膜を形成する。基板間の間隔を一定に保つためにスペーサが用いられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３２１９９号公報  液晶分子が基板間で旋回するツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶表示装置は、一般に視野角が狭い。視野角を広くできる液晶表示装置として、負の誘電率異方性を有するネガ型液晶材料と液晶分子を基板表面に対して垂直に配向する垂直配向膜とを用い、復屈折率を電気的に制御して表示を行う垂直配向（ＶＡ）モード液晶表示装置が知られている。電界を印加した時に液晶分子が倒れる方向を複数方向に制御したマルチドメイン型ＶＡモード液晶表示装置は視野角が広く良好な表示を行うことができる。液晶の配向方向を制御するために、突起やスリットが用いられている。例えば、ホトレジスト材料とホトリソグラフィを用いて所望形状の突起を形成することができる。基板間の間隔を制御する柱状スペーサもホトレジスト材料を用いて形成することができる。突起やスペーサ等の構造物は、カラーフィルタ基板の共通電極上に形成するのが便宜である。
【特許文献２】特開２００２−１６２６２９号公報  製造プロセスにおいては、１枚のガラス基板上に複数枚分の液晶表示装置用パネルを形成するのが効率的である。各工程のモニタのため、モニタ用検査パターンをパネル領域外に配置する。アクティブマトリクスの構成要素は、主に電気的特性が問題となる。カラーフィルタ基板のカラーフィルタ、遮光パターン、配向制御用突起、液晶層厚制御用スペーサ等は主として厚さが問題となる。これらの厚さは、触針式測定でモニタできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、カラー表示が可能で、パネル化後も検査の容易な液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１観点によれば、
アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とをシールを介して貼り合わせ、両者の間のシールで囲まれた領域に液晶層を封入し、表示領域を画定した液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタ基板が、
透明な基板と、
前記基板の表示領域上方で、マトリクス状に形成されたカラー表示用の複数色のカラーフィルタと、
前記基板の表示領域上方で、隣接するカラーフィルタ間に形成された遮光パターンと、
前記カラーフィルタ上方に形成された透明電極と、
前記透明電極上方に形成された配向膜と、
前記透明な基板上方で、前記配向膜の外側に形成された前記カラーフィルタ、遮光パターンの少なくとも一方の第１の検査パターンと、
を有する液晶表示装置
が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
検査パターンがパネル領域内に形成されるので、パネル化後も残り、モニタできる。配向膜で覆われないので、モニタが容易に高精度で行える。配向膜を溶剤で除去することによって、検査パターンも溶解してしまうことを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
従来、検査パターンをパネル領域外に形成していたが、製造コスト上全検査パターンの測定は行えず、抜き取り検査を行っていた。しかし、パネル化後に表示不良が発見されることもあり、原因究明のためにはパネルを割って各構成要素を測定する。検査パターンが配向膜に覆われていると、検査パターンのみの厚さを精度良く測定することはできない。配向膜をトルエンなどの溶剤で除去すると、ポリイミド、アクリル、ノボラック等の樹脂材料で形成された突起やスペーサも溶解してしまう。
【０００９】
図１Ａは、ＶＡモード液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図である。カラーフィルタ基板１とアクティブマトリクス基板２とが対向し、その間に液晶層３を挟持して液晶セルを構成する。シール４が液晶層３を封止する。補償板ＣＭは、液晶層の屈折率異方性を補償する。一対の偏光板Ｐ１，Ｐ２が液晶セルの両側に配置される。  
【００１０】
図１Ｂは、カラーフィルタ基板の構成を概略的に示す平面図である。ガラス基板で形成されたカラーフィルタ基板１の上には、画素領域毎にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ１１が配置され、遮光パターン１２が隣接するカラーフィルタ領域を分離する。カラーフィルタ１１と遮光パターン１２の上には共通電極１５が形成される。カラーフィルタの上には液晶分子の配向制御用突起１３と、液晶層の厚さ制御用柱状スペーサ１４が配置されている。配向膜１６がこれらの構造物の上に塗布される。検査パターン１８は、配向膜より外側の領域に形成される。なお、原色カラーフィルタに代え、捕食カラーフィルタ、原色カラーフィルタと他のカラーフィルタの組み合わせ等を用いることもできる。
【００１１】
図１Ｃは、アクティブマトリクス基板の構成を概略的に示す平面図である。ガラス基板で形成されたアクティブマトリクス基板２の上には、行方向にゲートバスライン２１が並列に配置され、列方向にドレインバスライン２２が並列に配置される。ゲートバスライン２１とドレインバスライン２２の交点にＴＦＴ２３が接続される。ＴＦＴ２３に画素電極２４が接続される。画素電極２４と補助容量バスライン２５が蓄積容量を構成する。配向膜２６が、これらの構造物の上に塗布される。以下、図１Ｂに示すようなカラーフィルタ基板を製作するための、ガラス基板内の配置について説明する。
【００１２】
図２は、検査パターンの第１の配置例を示す。ガラス基板１０には複数のパネル領域１が画定され、各パネル領域１の中央部に表示領域ＤＩＳが画定される。表示領域を内包して配向膜が塗布される配向膜塗布領域１６が画定される。配向膜塗布領域１６内にシール塗布領域１７が画定される。検査パターンを配置する検査パターン配置領域１８は、パネル領域１内、配向膜塗布領域１６外に画定される。検査パターンは位置領域１８には、パネル化後も、配向膜１６、シール４などが塗布されないため、カラーフィルタ等の検査パターンの測定が可能となる。
【００１３】
図３は、第２の配置例を示す。表示領域ＤＩＳを内包するように、配向膜塗布領域１６が画定されるのは図２に示す第１の配置例と同様である。本配置例においては、配向膜塗布領域１６より外側にシール塗布領域１７が画定される。検査パターン配置領域１８は、パネル領域１内、シール塗布領域外に画定される。検査パターンは位置領域１８には、パネル化後も、配向膜１６、シール４などが塗布されないため、カラーフィルタ等の検査パターンの測定が可能となる。
【００１４】
図４は、第３のは一例を示す。パネル領域１、配向膜塗布領域１６、シール塗布領域１７、検査パターン配置領域１８の配置は図２に示す第１の例と同様である。検査パターンは、検査パターン配置領域１８の全体に配置するのではなく、検査パターン配置領域１８の４つのコ−ナ領域１８Ｃに配置する。４コ−ナに検査パターンを配置することにより、パネル内の分布を推定することが可能となる。
【００１５】
なお、検査パターンとしては、カラーフィルタに代え、遮光パターンの検査パターンを形成してもよい。より好ましくはカラーフィルタと遮光パターンの両者の検査パターンを形成する。液晶分子の配向制御用突起、液晶層の厚さ制御用スペーサの検査パターンの少なくとも一方を併せて形成することが好ましい。さらには透明電極の検査パターンを形成することができる。
【００１６】
図５は、検査パターン配置領域１８内弐配置する検査パターンの配置例を示す。遮光パターン１２の検査パターンをストライプ状に配置し、これから所定距離ｄ離して、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ１１の検査パターン、液晶分子の配向制御用突起１３、液晶層の厚さ制御用スペーサ１４の検査パターン、さらには透明電極１５の検査パターンを配置する。厚さの測定の他位置を測定して、各パターンの位置ずれを検査可能となる。
【００１７】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、ＶＡモード以外のカラー液晶表示装置に同様の検査パターンを適用することもできる。但しその場合、液晶分子の配向制御用突起は省略する。液晶層の厚さ制御用スペーサを省略することも可能である。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。以下、本発明の特徴を付記する。
【００１８】
（付記１）  
アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とをシールを介して貼り合わせ、両者の間のシールで囲まれた領域に液晶層を封入し、表示領域を画定した液晶表示装置であって、
前記カラーフィルタ基板が、
透明な基板と、
前記基板の表示領域上方で、マトリクス状に形成されたカラー表示用の複数色のカラーフィルタと、
前記基板の表示領域上方で、隣接するカラーフィルタ間に形成された遮光パターンと、
前記カラーフィルタ上方に形成された透明電極と、
前記透明電極上方に形成された配向膜と、
前記透明な基板上方で、前記配向膜の外側に形成された前記カラーフィルタ、遮光パターンの少なくとも一方の第１の検査パターンと、
を有する液晶表示装置。
【００１９】
（付記２）  
前記カラーフィルタ基板が、前記カラーフィルタ上方に樹脂材料で形成された、液晶分子の配向制御用突起、液晶層の厚さ制御用スペーサの少なくとも一方と、
前記配向膜の外側に形成された前記配向制御用突起、厚さ制御用スペーサの少なくとも一方の第２の検査パターンと、
をさらに有する付記１記載の液晶表示装置。
【００２０】
（付記３）  
前記カラーフィルタ基板において、前記検査パターンはシールより外側に形成されている付記１又は２記載の液晶表示装置。
【００２１】
（付記４）  
前記検査パターンが、少なくとも４コーナーに形成されている付記１〜３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【００２２】
（付記５）  
前記第１の検査パターンが、前記カラーフィルタと前記遮光パターンの両方の検査パターンを含み、前記遮光パターンの検査パターン以外の検査パターンは、前記遮光パターンの検査パターンから離れ、隣接して設けられている付記１〜４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【００２３】
（付記６）  
１つ以上の表示領域と、各表示領域を含み、液晶表示装置の基板領域を画定するパネル領域とを有する透明な基板と、
前記基板の表示領域上方で、マトリクス状に形成されたカラー表示用の複数色のカラーフィルタと、
前記基板の表示領域上方で、隣接するカラーフィルタ間に形成された遮光パターンと、
前記カラーフィルタ上方に形成された透明電極と、
前記透明電極上方に形成された配向膜と、
前記基板上方で、前記配向膜の外側、かつ前記パネル領域の内側に形成された前記カラーフィルタ、遮光パターンの少なくとも一方の第１の検査パターンと、
を有する液晶表示装置用のカラーフィルタ基板。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１−１】ＶＡモード液晶表示装置の構成を概略的に示す断面図、及びカラーフィルタ基板の平面図である。
【図１−２】アクティブマトリクス基板の平面図である。
【図２】カラーフィルタ基板の検査パターン配置領域の第１の配置例を示す平面図である。
【図３】カラーフィルタ基板の検査パターン配置領域の第２の配置例を示す平面図である。
【図４】カラーフィルタ基板の検査パターン配置領域内での検査パターンの配置例を示す平面図である。
【図５】カラーフィルタ基板の検査パターン配置領域内での各検査パターンの相対的配置例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    カラーフィルタ基板
２    アクティブマトリクス基板
３    液晶層
４    シール
Ｐ    偏光板
ＣＭ    補償板
１１    カラーフィルタ
１２    遮光パターン
１３    （液晶分子の）配向制御用突起
１４    （液晶層の）厚さ制御用スペーサ
１５    共通電極
１６    配向膜
１７    検査パターン
２１    ゲートバスライン
２２    ドレインバスライン
２３    ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２４    画素電極
２５    補助容量バスライン
２６    配向膜
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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