(57)【要約】【課題】  表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】  カラーフィルタ基板で隣り合った額縁遮光層同士を繋げる、あるいは隣り合った額縁遮光層２の間に段差補正層９や着色層などを形成することにより段差変化が生じないようにする。上下左右隣り合った額縁遮光層間の段差が解消されるため、シール部となる額縁外縁部と表示面内のセルギャップが均一となり、表示面内で色調やコントラストが均一なカラー液晶表示装置を得ることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面に対応して形成された着色層と前記着色層の周囲に形成された額縁遮光層を備えるカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板とシール剤により接合された対向基板と、カラーフィルタ基板と対向基板の間隙に設けられた液晶層を備えており、カラーフィルタ基板上の額縁遮光層より外形側に、額縁遮光層と同膜厚の段差補正層が形成されたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】
前記段差補正層が、前記額縁遮光層を延長して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項３】
前記着色層が複数色の着色層で構成され、前記段差補正層が、前記複数色の着色層のうちいずれかの着色層を用いて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
【請求項４】
一つのパネルの表示画面に対応する着色層と、該表示画面の周囲に形成された額縁遮光層とが、複数のパネルに対応するように、基板上に複数個レイアウト形成してカラーフィルタ基板を作製する工程と、
前記カラーフィルタ基板と対向基板をシール剤により接合する工程と、
前記接合されたカラーフィルタ基板と対向基板を個々のパネルに分離する工程を備えるカラー液晶表示装置の製造方法であって、
前記カラーフィルタ基板上で隣接する個々のパネルの額縁遮光層の間には前記額縁遮光層と同膜厚の段差補正層が形成され、前記段差補正層の部位で個々のパネルに分離されたことを特徴とするカラー液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話や電子手帳などの携帯情報機器、パーソナルコンピュータのモニタ等に用いられるカラー液晶表示装置、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板は、遮光を目的とした額縁遮光層の中にＲＧＢなどの３原色から成る着色層を３原色が繰り返すように並べたものをガラス基板上に多数配置して形成したものが一般的である。このカラーフィルタ基板と、透明電極が形成された対向基板とをシール部を介して対向させる際に、表示面内にわたってセルギャップが均一に保てるように、シール部の下にも遮光層を配置する構成が採用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
従来のカラー液晶表示装置に用いられているカラーフィルタ基板１０の概略平面図を図１に示す。カラーフィルタ基板１０からは複数個の表示パネルを作成することができ、透明基板１上に各表示パネルの表示画面に対応して着色層３が一定の間隔をあけて取り個数分形成されている。各着色層３の周囲には額縁遮光層２が形成されている。図２に従来のカラーフィルタ基板１０と対向基板１１を重ね合わせたカラー液晶表示装置の概略断面図を示す。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１は後に液晶が充填させる一定の間隙１２を保ち互いに対向している。各基板の一方の表面には、所望のパターンを有した透明電極５と対向透明電極７が設けられている。カラーフィルタ基板１０は、透明基板１上にカラーフィルタを形成する着色層３が設けられた構成である。具体的には、カラーフィルタ基板１０の表面に所望のパターンを持つ着色層３が１μｍ前後の厚さで設けられている。図２では、着色層３は光の３原色である赤（３Ｒ）・緑（３Ｇ）・青（３Ｂ）で構成されており、所望のパターンを有した額縁遮光層２が設けられている。額縁遮光層２と着色層３の上には表面の凹凸を平坦にするため、平坦化膜４が設けられている。その上に液晶層１２に電圧を印加するための透明電極５が設けられている。一方、対向基板１１には対向電極７が形成され、これらの透明電極が向かい合うようにカラーフィルタ基板１０と対向基板１１とをシール剤８により固定し、カラーフィルタ基板１０と対向基板１１の間隙１２に液晶層が設けられる構成となっている。このような構成が、透明基板１および対向基板６の表面に多数配置されているものが一般的である。上述のような構成をとる場合、面内に多数配置された上下左右に隣り合った額縁遮光層２間には、この遮光層膜厚分の段差が生じることになる。この場合、上方に平坦化膜４を塗布した場合においても、額縁遮光層２の外縁部に緩やかな傾斜が生じ、シール部と表示面内との間でセルギャップに差が出る。セルギャップは通常、両基板間に表示部スペーサ１３を分散配置するとともに、シール部中にそのセルギャップに見合う粒径のシール部スペーサを混入することにより行われている。セルギャップが異なると、間隙に注入されている液晶分子の配向が異なってしまい、コントラストが悪くなる等の表示品質低下を引き起こすことになる。
【特許文献１】特開平６−２７３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のカラー液晶表示装置では、上述したように、カラーフィルタ基板と、透明電極が形成された対向基板とをシール部を介して対向させる際に、表示面内を通してセルギャップを均一に保てるよう、シール部の下に遮光層を配置する構成が採用されている。また、一般にカラーフィルタ基板には、取り個数分の複数のパターンが並べて形成されている。したがって、この構成の場合、隣り合った額縁遮光層間にある遮光層膜厚分の段差によって、平坦化膜塗布を行った場合でも緩やかな傾斜が生じてしまう。このように緩やかな傾斜が生じている場合には、表示面内と実際にシール部に対応する額縁遮光層の外縁部との間で段差が生じることになる。セルギャップは通常、両基板間にスペーサを分散配置するとともに、シール部中にそのセルギャップに見合う粒径のシール部スペーサを混入することにより行われている。上述のようにカラーフィルタ基板表面に段差がある場合、表示面内中央部と外縁部とで対向基板との間にセルギャップの違いが生じる。セルギャップが異なると、間隙に注入されている液晶分子の配向が異なってしまい、コントラストが悪くなる等の表示品質低下を引き起こすことになる。この段差は、特にＳＴＮ液晶を用いた表示装置において、表示品質を低下させる要因となっている。そこで、本発明は、表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶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】
【０００５】
本発明のカラー液晶表示装置は、少なくとも額縁遮光層および着色層を備えるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板と液晶層を介して対向する対向基板を備えており、カラーフィルタ基板上で上下左右に隣り合った額縁遮光層間に、額縁遮光層と同膜厚の段差補正層を形成する。このような構成により、隣り合った額縁遮光層間にある遮光層膜厚分の段差が解消され、平坦化膜塗布後に傾斜が生じない。そのため、表示面内と実際にシール部に対応する額縁遮光層の外縁部との間で段差が生じない。したがって、表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のカラー液晶表示装置によれば、表示面内と実際にシール部に対応する額縁遮光層の外縁部との間で段差が生じないため、表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明によるカラー液晶表示装置は、表示画面に対応して形成された着色層と、着色層の周囲に形成された額縁遮光層を備えるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板とシール剤により接合された対向基板と、カラーフィルタ基板と対向基板の間隙に設けられた液晶層を備えており、カラーフィルタ基板上の額縁遮光層より外形側に、額縁遮光層と同膜厚の段差補正層が形成されている。
【０００８】
本発明のカラー液晶表示装置を図３に基づいて説明する。図３は大板のカラーフィルタ基板１０の概略平面図を示す。カラーフィルタ基板１０は、透明基板１上に額縁遮光層２および表示面に着色層３が一定の間隔をあけて取り個数分形成されたものである。図４に本発明のカラー液晶表示装置に用いられているカラーフィルタ基板１０と対向基板１１とを重ね合わせた際の概略断面図を示す。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１は液晶層となる一定の間隙１２を保ち互いに対向している。各基板の一方の表面には、所望のパターンを有した透明電極５と対向透明電極７が設けられている。カラーフィルタ基板１０にはカラーフィルタを形成する着色層３が設けられている。ここでは、着色層３は光の３原色である赤（３Ｒ）・緑（３Ｇ）・青（３Ｂ）で構成されており、その周囲に所望のパターンで額縁遮光層２が設けられている。また、隣り合った額縁遮光層２の間には、額縁遮光層２と同膜厚の段差補正層９が形成されている。着色層３の上には表面の凹凸を平坦にするため、平坦化膜４が設けられている。その上に液晶層に電圧を印加するための透明電極５が設けられている。一方、対向基板１１には対向電極７が形成され、これらの電極が向かい合うように、カラーフィルタ基板１０と対向基板１１がシール剤８により固定されている。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１の間隙に液晶層が設けられる。このような構成が、透明基板１や対向基板６の表面に多数個配置されている。このような構成によれば、平坦化膜４を塗布した場合でも、額縁遮光層２の外縁部に傾斜が生じない。したがって、シール部と表示面内との間でセルギャップに差が出ないため、表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶表示装置を提供することが可能となる。
【０００９】
ここで、額縁遮光層を延長することで段差補正層を形成してもよい。また、複数色の着色層のうちいずれかの着色層を用いて段差補正層を形成してもよい。
【００１０】
さらに、本発明のカラー液晶表示装置の製造方法は、一つのパネルの表示画面に対応する着色層と、該表示画面の周囲に形成された額縁遮光層とが、複数のパネルに対応するように、基板上に複数個レイアウト形成してカラーフィルタ基板を作製する工程と、前記カラーフィルタ基板と対向基板をシール剤により接合する工程と、前記接合されたカラーフィルタ基板と対向基板を個々のパネルに分離する工程を備えるカラー液晶表示装置の製造方法であって、前記カラーフィルタ基板上で隣接する個々のパネルの額縁遮光層の間には前記額縁遮光層と同膜厚の段差補正層が形成され、前記段差補正層の部位で個々のパネルに分離されたこととした。このような製造方法により、着色層とその周囲に形成された額縁遮光層を備えるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板とシール剤により接合された対向基板と、カラーフィルタ基板と対向基板の間隙に設けられた液晶層と、カラーフィルタ基板上の額縁遮光層より外形側に、額縁遮光層と同膜厚の段差補正層が形成されたカラー液晶表示装置を製造できる。
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例のカラー液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルについて図３を用いて説明する。カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板のような透明基板１上に、額縁遮光層２および表示面に着色層３が一定の間隔をあけて取り個数分形成されたものである。図４に本実施例のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板１０および対向基板１１を重ね合わせた際の概略断面図を示す。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１は液晶層となる一定の間隙１２を保ち互いに対向している。各基板の一方の表面には、所望のパターンを有した透明電極５と対向透明電極７が設けられている。透明電極５および対向電極７は、フォトリソグラフィー法により所望のパターンで形成されている。透明電極５および対向電極７はスズ（Ｓｎ）を不純物に含有したインジウム（Ｉｎ）を酸化させたＩＴＯと呼ばれる透明導電膜であり、所望の抵抗値が設定できる。ＩＴＯは低抵抗の半導体物質であるので、その抵抗値はシート抵抗で１０Ω／□から１００Ω／□のものが最も汎用レベルである。通常ＩＴＯはスパッタリング法や蒸着法と呼ばれる真空成膜法で形成する。カラーフィルタ基板１０は、透明基板１上にカラーフィルタを形成する着色層３が設けられた構成である。具体的には、カラーフィルタ基板１０の表面に所望のパターンを持つ着色層３が約１μｍの厚さで設けられている。図４では、着色層３は光の３原色である赤（３Ｒ）・緑（３Ｇ）・青（３Ｂ）で構成されており、所望のパターンを有した額縁遮光層２が約１μｍの厚さで設けられている。また、隣り合った額縁遮光層２間には、額縁遮光層２と同膜厚で段差補正層９が形成されている。段差補正層９は、感光性アクリル樹脂等を用いて、フォトリソグラフィー法等の手法により形成することができる。額縁遮光層２と着色層３の上には表面の凹凸を平坦にするため、平坦化膜４が約２μｍの膜厚で設けられている。その上に液晶層に電圧を印加するための透明電極５が設けられている。一方、対向基板１１には対向電極７が形成され、これらの透明電極が向かい合うようにカラーフィルタ基板１０と対向基板１１とを、表示面に表示部スペーサ１３を分散配置した後にシール剤８により固定し、カラーフィルタ基板１０と対向基板１１の間隙１２に液晶層が設けられる構成となっている。このような構成が、透明基板１と対向基板６の表面に多数配置されているものが一般的である。その後、基板上に多数配置された各々の表示面を分離し、間隙に液晶を封入する。次いで、上下面に偏光板を配置し、照明装置を組み合わせることにより、カラー液晶表示装置を得る。
【実施例２】
【００１３】
図５に本実施例のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板１０の概略平面図を示す。カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板のような透明基板１上に、額縁遮光層２および表示面に着色層３が一定の間隔をあけて取り個数分形成されたものである。図６に本実施例のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板１０と対向基板１１を重ね合わせた際の概略断面図を示す。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１は液晶層となる一定の間隙１２を保ち互いに対向している。各基板の一方の表面には、所望のパターンを有した透明電極５と対向透明電極７が設けられている。透明電極５と対向電極７はフォトリソグラフィー法により所望のパターンで形成されている。透明電極５や対向電極７はスズ（Ｓｎ）を不純物に含有したインジウム（Ｉｎ）を酸化させたＩＴＯと呼ばれる透明導電膜であり、所望の抵抗値が設定できる。ＩＴＯは低抵抗の半導体物質であるので、その抵抗値はシート抵抗で１０Ω／□から１００Ω／□のものが最も汎用レベルである。通常ＩＴＯはスパッタリング法や蒸着法と呼ばれる真空成膜法で形成する。カラーフィルタ基板１０は、透明基板１上にカラーフィルタを形成する着色層３が設けられた構成である。具体的には、カラーフィルタ基板１０の表面に所望のパターンを持つ着色層３が約１μｍの厚さで設けられている。図６では、着色層３は光の３原色である赤（３Ｒ）・緑（３Ｇ）・青（３Ｂ）で構成されており、所望のパターンを有した額縁遮光層２が約１μｍの厚さで設けられている。ここで、額縁遮光層２を延長して形成することにより、隣り合った額縁遮光層２間の段差を解消する構成である。額縁遮光層２と着色層３の上には表面の凹凸を平坦にするため、平坦化膜４が約２μｍの膜厚で設けられている。その上に液晶層に電圧を印加するための透明電極５が設けられている。一方、対向基板１１には対向電極７が形成され、これらの電極が向かい合うようにカラーフィルタ基板１０と対向基板１１を、表示面に表示部スペーサ１３を分散配置した後にシール剤８により固定する。このような構成が、透明基板１および対向基板６の表面に多数配置されているものが一般的である。その後、基板上に多数配置された各々の表示面を分離し、カラーフィルタ基板１０と対向基板１１の間隙１２に液晶を封入する。次いで、上下面に偏光板を配置し、照明装置を組み合わせることにより、カラー液晶表示装置を得る。
【実施例３】
【００１４】
図７に本実施例のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板１０の概略平面図を示す。カラーフィルタ基板１０は、ガラス基板のような透明基板１上に、額縁遮光層２および表示面に着色層３が一定の間隔をあけて取り個数分形成されたものである。図８に本実施例のカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板１０と対向基板１１を重ね合わせた際の概略断面図を示す。カラーフィルタ基板１０と対向基板１１は液晶層となる一定の間隙１２を保ち互いに対向している。各基板の一方の表面には、所望のパターンを有した透明電極５と対向透明電極７が設けられている。透明電極５や対向電極７はフォトリソグラフィー法により所望のパターンで形成されている。透明電極５や対向電極７はスズ（Ｓｎ）を不純物に含有したインジウム（Ｉｎ）を酸化させたＩＴＯと呼ばれる透明導電膜であり、所望の抵抗値が設定できる。ＩＴＯは低抵抗の半導体物質であるので、その抵抗値はシート抵抗で１０Ω／□から１００Ω／□のものが最も汎用レベルである。通常ＩＴＯはスパッタリング法や蒸着法と呼ばれる真空成膜法で形成する。カラーフィルタ基板１０は、透明基板１上にカラーフィルタを形成する着色層３が設けられた構成である。具体的には、カラーフィルタ基板１０の表面に所望のパターンを持つ着色層３が約１μｍの厚さで設けられている。図８では、着色層３は光の３原色である赤（３Ｒ）・緑（３Ｇ）・青（３Ｂ）で構成されており、所望のパターンを有した額縁遮光層２が約１μｍの厚さで設けられている。また、隣り合った額縁遮光層２の間には、額縁遮光層２と同膜厚で段差補正用の着色層３が形成されている。段差補正用の着色層３は、表示面内の着色層（３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ）のいずれかを形成する際に同時に形成することが好ましい。額縁遮光層２と着色層３の上には表面の凹凸を平坦にするため、平坦化膜４が約２μｍの膜厚で設けられている。その上に液晶層１２に電圧を印加するための透明電極５が設けられている。一方、対向基板１１には対向電極７が形成され、表示面に表示部スペーサ１３を分散配置した後に、これらの電極が向かい合うようにカラーフィルタ基板１０と対向基板１１をシール剤８により固定する。このような構成が、透明基板１と対向基板６の表面に多数配置されている。その後、基板上に多数配置された各々の表示面を分離し、カラーフィルタ基板１０と対向基板１１の間隙に液晶を封入する。次いで、上下面に偏光板を配置し、照明装置を組み合わせることにより、カラー液晶表示装置が形成される。
【００１５】
上述した各実施例の構成により、上方に平坦化膜を塗布した場合でも額縁遮光層２の外縁部に傾斜が生じない。したがって、シール部と表示面内との間でセルギャップに差が出ないため、表示ムラの無い、表示品質の高いカラー液晶表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】従来のカラー液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に用いたカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明に用いたカラー液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に用いたカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明に用いたカラー液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明に用いたカラーフィルタ基板の構成を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明に用いたカラー液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  透明基板
２  額縁遮光層
３  着色層
４  平坦化膜
５  透明電極
６  対向基板
７  対向電極
８  シール剤
９  段差補正層
１０  カラーフィルタ基板
１１  対向基板
１２  間隙
１３  表示部スペーサ
【図１】
2008203447.tif 000003
【図２】
2008203447.tif 000004
【図３】
2008203447.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2008203447.tif 000008
【図７】
2008203447.tif 000009
【図８】
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