(57)【要約】  【課題】本発明の課題は、液晶の注入時間を大きく短縮し、かつ液晶注入不足による気泡の発生を防止することである。  【解決手段】一対の矩形基板間にシール部を有し、表示領域および表示領域を囲む非表示領域を有する液晶表示パネル部材のシール部で囲まれた領域に液晶注入口から液晶を注入する液晶表示パネルにおいて、液晶注入口を有するシール樹脂の一辺と対向するシール樹脂の一辺に隣接する非表示領域の幅をｄ１、他の三辺のシール樹脂とそれぞれ隣接する非表示領域の幅のうち最も短いものをｄ２としたときに、ｄ１／ｄ２＜０．８である液晶表示パネル部材を用いて液晶を注入することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の表示領域と表示領域を囲む非表示領域が設けられた一対の透明基板の間に該非表示領域を囲むように枠状にシール樹脂を形成し、該一対の透明基板とシール樹脂で囲まれた液晶セル内に該シール樹脂の一辺に設けられた液晶注入口から液晶を注入する液晶表示パネル部材の製造方法であって、液晶注入口を有するシール樹脂の一辺と対向するシール樹脂の一辺に隣接する非表示領域の幅をｄ１、他の三辺のシール樹脂とそれぞれ隣接する非表示領域の幅のうち最も短いものをｄ２としたときに、ｄ１／ｄ２＜０．８である液晶表示パネル部材を用いて液晶を注入することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
液晶表示パネル部材の表示領域におけるセルギャップをｄＡ、非表示領域におけるセルギャップをｄＢとしたときに、ｄＢ−ｄＡ≧０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示パネルの製造方法に用いられる液晶表示パネル部材であって、該液晶表示パネル部材が、画素が二次元的に配置された矩形の表示領域と該表示領域を囲むように額縁状の遮光層が設けられた非表示領域とを有する液晶表示パネル部材であって、表示領域の膜厚をｄａ、非表示領域の膜厚をｄｂとしたときに、ｄａ−ｄｂ≧０．５μｍであることを特徴とする液晶表示パネル部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示用装置の液晶表示パネルに関する。さらに詳しくは、効率よく液晶を注入し、気泡残りよる不良を防止し、コストや歩留まりを向上させることができる液晶表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、一対の透明基板を対向させ、所望の間隙を設けるためスペーサーを介して、液晶を充填してなるものである。
【０００３】
透明基板の一方もしくは両方には、液晶を電界で駆動させるために必要な透明電極が形成される。カラー液晶表示装置の場合は、基本的にはカラーフィルターを有する基板とＴＦＴアレイ基板のような透明基板上に導電膜を形成した対向基板からなっているものである。ここでカラーフィルターとしては、例えば、透明基板上にブラックマトリックス、次いで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色画素を形成し、この上に必要に応じて透明保護膜を形成させるものである（特許文献１参照）。ブラックマトリックスは、各画素間に配列された遮光領域を示し、液晶表示装置の表示コントラストを向上させ、またＴＦＴなどの能動素子に光が入射して誤動作することを防ぐために設けられる。
【０００４】
これらの液晶表示パネルの組み立てに際しては、液晶を配向させるため、この透明基板の上に配向膜を形成させた後、必要に応じてラビング処理を行う。この後パネル組み立て工程へ送られ、対向基板と貼り合わされ、液晶注入が行われるものである。液晶表示装置は、良好な表示品位を得るために、正確にかつ均一に５μｍほどの液晶層の厚み（セルギャップ）を保持するために、どちらか一方の基板上に固定スペーサーが設けられる。
【０００５】
次に、液晶表示パネルの周辺部のセルギャップを均一にするため、出来るだけ均一にシールすることが求められる。図１にその１例を示す。一対のガラス基板１、２の端辺上に、表示領域２１を囲むようシール材２２を形成する。シル材の中には、通常、ガラス繊維を挟んでスペーサーとして使用している。また、液晶表示パネルでシールしない部分を１つ又は２つ設け、液晶注入口２３とする。
【０００６】
液晶表示パネルに液晶を注入する場合、従来は、まず、真空排気可能なベルジャーの中に、透明電極が形成された一対の基板からなる液晶表示パネルと液晶を満たした容器である液晶溜とを配置する。次いで、液晶表示パネルの内部の脱ガスと液晶に溶け込んでいるガスの脱気とを行うために、液晶を加熱すると同時にベルジャーの中の真空排気を開始する。そして、液晶の脱気が終了した後、加熱することにより粘度の低いアイソトロピック状態になった液晶の中に、液晶表示パネルの液晶注入口を浸漬し、毛細管現象により液晶を液晶表示パネルの中へ注入する。そして、液晶表示パネルの内部に液晶が充填された時点で、今度はベルジャーの内部に不活性気体、例えば乾燥窒素ガスを導入し、ベルジャーの内部圧力を大気圧に戻し、更に加圧して完全に液晶表示パネルの中に液晶を充填する。
【０００７】
これら液晶表示パネルへの液晶注入工程にあたっては、液晶パネルの大画面化による液晶注入時間の増大や注入時の注入口付近の表示部に集中して発生する液晶注入痕が問題となるため、あらかじめ液晶パネルの表示領域端からシール部までの間に溝を設け、該領域が表示部分よりも広いセルギャップとなるよう設計することで上記問題を改善する技術がある（特許文献２参照）。溝の形成によって、液晶の流れに対する表面抵抗を抑えるとともに、液晶の注入が注入口からだけでなく、表示部の周辺からも充填が進み、液晶注入時間の短縮が可能となる。
【特許文献１】特公平２−１３１１号公報
【特許文献２】特開平５−３２３３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年は、液晶パネルの大画面化のみならず、パネルのガラス基板間のギャップが薄くなる傾向にあり、特に、応答速度の早い強誘電性液晶用の液晶表示パネルのセルギャップは２μｍ未満となる。また、携帯電話等に用いられる反射型液晶表示パネルもセルギャップは、液晶中を光が通過する光路長が従来の透過型液晶パネルと同等とすれば、半分のセルギャップとなる。このように狭セルギャップ化が進むことにより、従来の方法で液晶表示パネルの内部に液晶を注入すると、たとえ液晶パネルの表示領域端からシール部までの間に溝を設けて、該領域が表示部分よりも広いセルギャップとなるよう設計しても、注入時間が増加してしまう問題があった。
【０００９】
また、液晶の充填速度を上げるため、上述したように、注入口の開口幅が要因として効いてくる。このため、図１における液晶注入口２３を大きくしようと試みられたが、注入口近傍においてセルギャップムラとなることが多く、また、液晶注入口を多数個設けることで改善する提案もなされているが、注入口付近のオリフィス効果による流速の増加で、液晶の配向ムラが発生することが指摘されている。
【００１０】
また、近年カラー液晶表示装置の普及もめざましく、カラー液晶表示装置の内面に備えているカラーフィルタが有機物であることから、液晶注入時の排気工程でガスが発生し、排気時間を増加させ、さらには注入時間をも増加させる原因となっていた。
【００１１】
この発明はこのような従来技術の課題を解決しようとするものであり、短時間で液晶を注入できるようにし、かつ、液晶注入不足による気泡の発生を防止することにより液晶注入工程での歩留まりを向上することを目的をする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、液晶表示パネルへ効率的に液晶を注入できるようにするために、特に短時間で液晶表示パネルに液晶を注入できるようにするために、以下の液晶表示パネルにより達成される。
（１）矩形の表示領域と表示領域を囲む非表示領域が設けられた一対の透明基板の間に該非表示領域を囲むように枠状にシール樹脂を形成し、該一対の透明基板とシール樹脂で囲まれた液晶セル内に該シール樹脂の一辺に設けられた液晶注入口から液晶を注入する液晶表示パネル部材の製造方法であって、液晶注入口を有するシール樹脂の一辺と対向するシール樹脂の一辺に隣接する非表示領域の幅をｄ１、他の三辺のシール樹脂とそれぞれ隣接する非表示領域の幅のうち最も短いものをｄ２としたときに、ｄ１／ｄ２＜０．８である液晶表示パネル部材を用いて液晶を注入することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
（２）表示領域におけるセルギャップｄＡと、表示領域の端からシールまでの非表示領域におけるセルギャップｄＢとの関係が、ｄＢ−ｄＡ≧０．５μｍであることを特徴とする（１）に記載の液晶表示パネル。
（３）（１）項または（２）項に記載の液晶表示パネルの製造方法に用いられる液晶表示パネル部材であって、該液晶表示パネル部材が、画素が二次元的に配置された矩形の表示領域と該表示領域を囲むように額縁状の遮光層が設けられた非表示領域とを有する液晶表示パネル部材であって、表示領域の膜厚をｄａ、非表示領域の膜厚をｄｂとしたときに、ｄａ−ｄｂ≧０．５μｍであることを特徴とする液晶表示パネル部材。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、効率よく液晶を液晶表示パネルに注入することが可能となり、液晶の注入時間を大きく短縮することができる。このため、生産性が向上し、液晶表示パネルの製造コストを大幅に下げられることができる。また、液晶注入不足による気泡の発生を防止することもでき、液晶注入工程での歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
１．本発明の液晶表示パネルの全体構成と製造方法
図１に、本発明の一例として、カラー液晶表示パネルの概略図を示す。液晶表示パネルは、カラーフィルター基板とＴＦＴ素子を備えた電極基板が対向して張り合わされており、両基板間には液晶が注入されてなるものである。表示領域は、対角で通常１吋から５０吋程度の４角形からなり、非表示領域は、カラーフィルター側に幅０．１ｍｍから５ｍｍ程度の額縁状のブラックマトリックスが形成されている。
【００１５】
上記パネルの製造方法としては、これら一対の透明基板に配向膜を塗布し、ホットプレート、オーブン等で乾燥し、必要に応じてキュアする。その後、ラビングクロス等で配向処理を行なう。次に、これらの一対の透明基板の液晶注入口となる部分を除いて周辺にシール剤を塗布する。シール剤としては、熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂が用いられる。シールパターンを形成した後、ホットプレート、オーブン等で乾燥する。次に、固定スペーサーを形成する。スペーサーの材料としては、シール剤と同様、熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂が用いられる。もちろん固定スペーサーの代わりにプラスチックビーズ又はガラスビーズを挟んでスペーサーとしてもよい。一対の透明基板を貼り合わせ、熱又は光によりシール剤を硬化させ、液晶注入を行い、液晶表示用パネルが得られる。
【００１６】
また、モノクロ液晶表示パネルの場合は、縦及び横方向に画素と同ピッチでＩＴＯ電極パターンを形成した一対の基板を貼り合わせたものになるが、もちろん、ＴＦＴ基板を用いたアクティブマトリックスタイプとしても差し支えない。一対の基板にモノクロフィルターを用いる場合は、そのパネル構成、製造方法は、基本的にはカラーフィルターの着色層を除いたものと同様である。
【００１７】
２．カラーフィルターの構成と製造方法
本発明のカラー液晶表示パネルのシール部付近での概略断面図の一例を図２に示す。
図２において、カラーフィルターは、透明基板１の上に、ブラックマトリックス３、額縁状ブラックマトリックス４、画素５（赤、青、緑）、透明保護膜６、透明電極膜７が順次形成されている。ここで、本発明で用いられる透明基板は、特に限定されるものではなく、石英ガラスやホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、有機プラスチックのフィルム又はシート等が用いられる。
【００１８】
また、ブラックマトリクスとしては、通常Ｃｒ、ＡｌおよびＮｉなどの金属薄膜や、樹脂中に遮光材を分散させてなる樹脂ブラックマトリクスが好ましく用いられる。色材料としては、着色成分と樹脂成分を含むペーストであり、樹脂成分としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリオレフィン系樹脂等の材料が好ましく用いられる。透明保護膜としては、透明材質であり、かつ平坦化層としての役割を有するものであればどのようなものであってもかまわない。  
【００１９】
保護膜の材質としては、エポキシ系の膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜、ポリイミドシロキサン膜等が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズ等及びその合金を用いることができる。
【００２０】
本発明で用いられるカラーフィルターの製造方法の一例を以下に示す。まず、透明基板上に着色層を形成する。着色層の形成方法は、ダイコート法、スピンコート法、ダイスピンコート法、ロールコート法、ディピィング法等が好ましく用いられる。
この後、オーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥（セミキュア）を行う。セミキュア条件は、使用する色材料により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。このようにして得られた着色層が非感光性である場合は、その上にフォトレジスト膜を形成した後に、また、感光性である場合は、必要に応じて酸素遮断膜を形成した後に、それぞれ露光、現像を行う。フォトレジスト膜や酸素遮断膜を除去した後、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、前駆体からポリイミド系樹脂を得る場合には、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスを繰り返すことにより基板上にパターンニングされた着色層が形成される。
【００２１】
その後、必要に応じて透明保護膜を着色層と同様の方法で形成し、次いで、ＩＴＯ透明電極をスパッタリングや蒸着により設け、フォトリソエッチング法でパターン化する。
上記カラーフィルターの代わりに、モノクロフィルターが用いられる場合は、その構成は、図２において、基本的にカラーフィルターの着色層５が除かれた構成となり、その製造方法は、着色層５を除いたカラーフィルターの製造方法と同様である。
【００２２】
３．ＴＦＴ素子を備えた電極基板の構成と製造方法
無アルカリガラス基板上にスパッタリングによりクロム薄膜を形成し、フォトリソグラフィーにてゲート電極をパターニングする。次に、プラズマＣＶＤにより、絶縁膜として窒化珪素膜、アモルファスシリコン膜およびエッチングストッパとして窒化珪素膜を連続形成する。次に、フォトリソグラフィーにてエッチングストッパの窒化珪素膜をパターニングする。ＴＦＴ端子が金属電極とオーミックコンタクトをとるためのｎ＋アモルファスシリコン膜の成膜とパターニングをし、さらに、表示電極となるＩＴＯ膜を成膜しパターニングする。さらに配線材料としてアルミニウムをスパッタリングにより膜付けし、フォトリソグラフィーにて信号配線およびＴＦＴの金属電極を作製する。ドレイン電極とソース電極をマスクとしてチャンネル部のｎ＋アモルファスシリコン膜をエッチング除去し、ＴＦＴ素子備えた電極基板を得る。反射型の液晶表示素子の場合は、表示電極をアルミニウムや銀などの反射率の高い材料とするのが好ましい。なお、図２には、表示電極のみ図示している。
【００２３】
４．本発明の液晶表示パネルの液晶注入およびカラーフィルターの構成詳細
上記カラーフィルターとＴＦＴ素子を備えた電極基板を張り合わせた後、液晶を注入口より注入する。液晶は表示領域の中を通って液晶表示パネルの上端部まで注入される。これ以外にも表示部とシール材の間の非表示領域を通っても注入される。液晶注入完了付近となると、液晶の先端は、注入口を有する辺と対向する辺に到達する。この頃になると、液晶注入速度は注入初期に比べと遅くなり、注入口を有する辺に対向する辺の両端には気泡が残りやすくなる。
【００２４】
このような実験事実より、液晶注入速度を従来よりも向上するためには、下記のようなパネル設計が必要となる。本発明の液晶表示パネルの設計は、たとえば、図１に示すように、液晶注入口を有するシール樹脂の一辺と対向するシール樹脂の一辺に隣接する非表示領域の幅ｄ１に比べて、他の三辺のシール樹脂とそれぞれ隣接する非表示領域の幅のうち最も短いものｄ２を広くすることにより、液晶表示パネルの気泡残りを防止することが可能となることを見いだした。ここでいう非表示領域の幅とは、液晶表示パネルにおける表示領域と非表示領域の境界から非表示領域に形成されたシール樹脂までの距離のことをいう。本発明の液晶表示パネルは、ｄ１／ｄ２＜０．８であることを特徴とする。好ましくはｄ１／ｄ２＜０．７、さらに好ましくはｄ１／ｄ２＜０．５である。
【００２５】
さらに、液晶注入速度を向上させ、短時間で注入を完了させ、かつ気泡残りを防止する設計として、たとえば、図１ａ−ａ’の概略断面図である図３に示すように、表示領域におけるセルギャップｄＡと、表示領域からシールまでの非表示領域におけるセルギャップｄＢとの関係が、ｄＢ−ｄＡ≧０．５μｍとするのが好ましい。より好ましくは１．０μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。ここでいうセルギャップとは、基板間に注入される液晶層の厚みのことをいい、通常、表示領域におけるセルギャップｄＡおよび非表示領域におけるセルギャップｄＢは、各領域内でそれぞれ均一の厚みとなっている。
【００２６】
非表示領域のセルギャップｄＢを表示領域のセルギャップｄＡより大きくするための方法としては、一対の基板のどちらか、あるいは両方の基板において、表示領域および非表示領域における形成層の各膜厚を調整することによって容易に達成できる。たとえば、アレイ側にカラーフィルタが形成されている場合（図示せず）は、両基板における表示領域の色画素や透明膜、保護膜等と、非表示領域の遮光層等の各膜厚を調整することで達成でき、カラーフィルタを一対の基板の片側に用いる場合は、図２に示すように、表示領域の形成層となる画素５、あるいは非表示部の遮光層３，額縁状ブラックマトリックス４、あるいは表示領域と非表示領域の透明保護膜６の各膜厚を調整することで達成できる。
【００２７】
ここで、カラーフィルタを一対の基板の片側に用いる場合について、非表示領域のセルギャップｄＢを表示領域のセルギャップｄＡより大きくするための方法を説明する。図２において、たとえば、表示領域の形成層であるブラックマトリクス３と非表示部の額縁状ブラックマトリクス４、そして表示領域と非表示領域の透明保護膜６の各膜厚をそれぞれ固定した場合、表示領域の画素５の膜厚のみを厚くすることで、表示領域の画素５と透明保護膜６の総膜厚ｄａは非表示領域のブラックマトリクス６と透明保護膜６の総膜厚ｄｂより大きくすることができる。
【００２８】
あるいは、表示領域のブラックマトリクス３と表示領域の画素５、そして表示領域と非表示領域の透明保護膜６の各膜厚をそれぞれ固定した場合、非表示領域の額縁状ブラックマトリクス４の膜厚のみを薄くすることで、ｄａはｄｂより大きくすることができる。上記のような形成層の各膜厚調整により、非表示領域のセルギャップｄＢを表示領域のセルギャップｄＡより大きくすることができる。
【００２９】
したがって、上記（ｄＢ−ｄＡ）≧０．５μｍとするためには、カラーフィルタ基板側で（ｄａ−ｄｂ）≧０．５μｍとする事により達成することができる。（ｄａ−ｄｂ）は、より好ましくは１．０μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上である。
【００３０】
これにより、非表示域における液晶の注入速度が表示領域の注入速度よりも速くなり、注入口辺及び左右の辺の非表示領域を通して液晶の注入が加速され、液晶表示パネルの注入時間を短縮できる。そればかりか、気泡残りにおいては、このセルギャップを広くする効果が顕著に顕れ、液晶注入終了時おいて、表示領域を通って注入された液晶よりも短時間で液晶が充填されるため、気泡が残りやすかった注入口を有する辺と対向する辺の両端においては、まず最初に液晶が充填し始める。
【００３１】
以上、カラー液晶表示用パネルについて説明したが、次にモノクロ用液晶表示パネルの場合について説明する。モノクロカラーフィルタを一対の基板の片側に用いる場合、上述したように、図２において、モノクロフィルターは、基本的に着色層５を除いた構成となるが、表示領域でのセルギャップｄＡと表示領域の端からシールまでの非表示領域でのセルギャップｄＢとの差（ｄＢ−ｄＡ）を０．５μｍ以上とするためには、着色層５の代わりに、たとえば透明層を形成することで達成することができる。
【００３２】
モノクロ液晶表示パネルのシール部付近での概略断面図の一例を図４に示す。図４において、非表示領域の形成層の総膜厚ｄｂに対して表示領域の形成層の総厚みｄａが０．５μｍ以上厚くなるよう、色画素の位置に透明層９を設け、この透明膜９の膜厚を調整することで各領域のセルギャップを調整することが可能となる。透明層９を形成しない場合は、たとえば、表示領域と非表示領域の各画素保護膜６の厚みをそれぞれ調整してもよい。これらにより、ｄａ−ｄｂを０．５μｍ以上とすることで、ｄＢ−ｄＡ≧０．５μｍを達成することができるが、より好ましくはｄａ−ｄｂ≧１．０μｍ、さらに好ましくはｄａ−ｄｂ≧１．５μｍである。
【００３３】
上記の透明層としては、種々の材料を用いることができる。例えば、無機薄膜としては、金属酸化物、金属窒化膜等、有機薄膜としては、種々の樹脂の薄膜が使用できる。エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂ノボラック樹脂などの感光性又は非感光性の材料が採用できる。感光性の場合ポジ型でもネガ型でも特に限定されない。樹脂層は、微細な加工が可能で、熱的に安定でかつ力学的に強靱な樹脂で形成されていることが好ましく、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂系の採用が特に好ましい。
【００３４】
まず、これらの樹脂を溶媒に溶かし、樹脂塗液を調製する。溶媒としては、これらの樹脂を良く溶解し、かつ、着色剤の溶解または分散に優れたものが好ましく、アルコール類、エーテル類、エステル類などが好的に用いられる。その他に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホアミド、γ−ブチロラクトンなども使用できる。また、これらの溶媒は単独で使用しても良く、混合溶媒で使用しても良い。
【００３５】
樹脂塗液を塗布する方法としては、ディップ法、ロールコーター法、スピナー法、ダイコーティング法、カーテンフローコーティング法、ワイヤーバーコーティング法等が好適に用いられる。この後、オーブンやホットプレート、ＩＲ（赤外線）オーブン法等の適宜な方法を用いて加熱乾燥を行う。加熱乾燥条件は、使用する樹脂、溶媒、樹脂塗液の塗布量により異なるが、通常６０〜２００℃で１〜６０分加熱することが好ましい。
【００３６】
このようにして得られた樹脂塗液被膜は、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、その上にフォトレジスト膜を形成した後に、また、樹脂が感光性の樹脂である場合は、必要に応じて酸素遮断膜を形成した後に、それぞれ露光、現像を行う。フォトレジスト膜や酸素遮断膜を除去した後、加熱乾燥（本キュア）する。本キュア条件は、ポリイミド系樹脂の場合には、塗布量により若干異なるが、通常２００〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。アクリル系又はエポキシ系樹脂の場合には、本キュア条件は、通常１５０〜３００℃で１〜６０分加熱するのが一般的である。以上のプロセスにより、基板上にパターニングされた樹脂層が形成される。この上にＩＴＯ等明電極をスパッタリングや蒸着により設け、フォトリソエッチング法でパターン化する。もう一方の透明基板にも同様にして、ＩＴＯ等明電極をスパッタリングや蒸着により設け、フォトリソエッチング法でパターン化する。
【００３７】
以上から得られた本発明のカラーフィルタおよびこれを用いた液晶表示装置は、パソコン、ワードプロセッサー、エンジニアリング・ワークステーション、ナビゲーションシステム、液晶テレビなどの表示画面に用いられ、また、液晶プロジェクション等にも好適に用いられる。また、光通信や光情報処理の分野において、液晶を用いた空間変調素子としても好適に用いられる。空間変調素子は、素子への入力信号に応じて、素子に入射する光の強度や位相、偏光方向等を変調させるもので、実時間ホログラフィーや空間フィルター、インコヒーレント／コヒーレント変換等に用いられるものである。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例を、具体的に説明する。ここでは、カラーフィルタを一対の基板の片側に用いる場合について述べるが、アレイ側にカラーフィルターを形成する場合でも、両基板の形成層の膜厚調整により本発明の効果を得ることができる。図２は、液晶表示パネルに液晶を注入できるようにするための、好ましい態様の部分切欠け正面図である。この図において、液晶表示パネルは、透明電極が形成された一対の透明ガラス基板１と２からなり、その周囲に熱硬化性樹脂からなるシール材２２が形成されており、シール材２２を不連続とすることにより開口部を設け、その開口部を液晶注入口２３としている。
【００３９】
実施例１
液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。
【００４０】
図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、表示領域に形成する層の総膜厚（以下ｄａ）と非表示領域に形成する層の総膜厚（以下ｄｂ）の差ｄａ−ｄｂが１．０μｍ、つまりパネル表示領域での画素部におけるセルギャップｄＡ、表示領域の端からシール端までの非表示領域におけるセルギャップｄＢがｄＢ−ｄＡ＝１．０μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックス３、および額縁状樹脂ブラックマトリックス３と、厚み２．３μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素５と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜６と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極（共通電極７）を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。透明基板２側には、画素電極８の他、厚み０．．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００４１】
表示領域の周りは、上下の長辺幅２．０ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４と、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材２２は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。
【００４２】
表示領域の端からシールまでの距離（以下非表示領域の幅）は、上側の長辺側（以下ｄ１）を０．５ｍｍ、液晶注入口のある下側の長辺側およびその左右の短辺側（以下ｄ２）を同距離に固定して１．０ｍｍ、すなわちｄ１／ｄ２＝０．５とした。
【００４３】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入にかかった時間は、０．７時間で、気泡残りもなかった。液晶表示ムラもなく、表示特性は良好であった。
【００４４】
実施例２
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．５μｍ、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．５μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックス３、および額縁状樹脂ブラックマトリックス３と、厚み１．８μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素５と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜６と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極（共通電極７）を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。透明基板２側には、画素電極８の他、厚み０．．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００４５】
表示領域の周りは、上下の長辺幅２．０ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４と、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材２２は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。非表示領域の幅は、実施例１と同様に、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を１．０ｍｍ、すなわちｄ１／ｄ２＝０．５とした。
【００４６】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入にかかった時間は、０．８時間で、気泡残りもなかった。液晶表示ムラもなく、表示特性は良好であった。
【００４７】
実施例３
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。図２において、カラーフルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．５、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．５μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックス３、および額縁状樹脂ブラックマトリックス３と、厚み１．８μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素５と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜６と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極（共通電極７）を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。透明基板２側には、画素電極８の他、厚み０．．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００４８】
表示領域の周りは、上下の長辺幅２．０ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４と、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材２２は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。
【００４９】
非表示領域の幅は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を０．７ｍｍ、すなわちｄ１／ｄ２＝０．７１とした。次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入にかかった時間は、０．９時間で、気泡残りもなかった。液晶表示ムラもなく、表示特性は良好であった。
【００５０】
実施例４
モノクロ用液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとして、透明樹脂層と単純マトリックス電極を有する基板と単純マトリックス電極を有する基板の貼り合わせを行った。
【００５１】
図１のａ−ａ′方向に切断したときの断面図を図４に示す。カラーフィルター側の透明基板１に、表示領域に形成する層の総膜厚ｄａと非表示領域に形成する層の総膜厚ｄｂがｄａ−ｄｂ＝２．２μｍ、つまりパネル表示領域での画素部におけるセルギャップｄＡ、表示領域の端からシール端までの非表示領域におけるセルギャップｄＢがｄＢ−ｄＡ＝２．２μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックス３、および額縁状樹脂ブラックマトリックス３と、厚み３．５μｍのアクリル透明樹脂層９と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜６と、ストライプ状にパターン化された膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極（共通電極７）を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜が形成した（図示せず）。
【００５２】
もう一方の透明基板側には、これと交差するようにストライプ状にパターン化された膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極８を積層し、さらにその上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。次いで、互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００５３】
表示領域の周りは、上下の長辺幅２．０ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４と、左右の短辺幅２．０ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材２２は、幅０．．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。
【００５４】
非表示領域の幅は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を１．５ｍｍ、すなわちｄ１／ｄ２＝０．３３とした。 次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入にかかった時間は、０．６時間で、気泡残りもなかった。液晶表示ムラもなく、表示特性は良好であった。
【００５５】
実施例５
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．４、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．４μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックスと、厚み１．７μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜が形成した（図示せず）。もう一方の透明基板側には、これと交差するようにストライプ状にパターン化された膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極８を積層し、さらにその上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した（図示せず）。次いで、互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００５６】
表示領域の周りは、上下の長辺幅２．０ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４と、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材２２は、幅０．．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。表示部端からシール端までの距離は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を０．７ｍｍ、すなわち、ｄ１／ｄ２＝０．７１とした。
【００５７】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。
【００５８】
液晶注入後、約０．０５ｍｍ×０．０５ｍｍの気泡が長辺の左右コーナー部に残ったが、これら気泡を完全に無くすために注入に費やした時間は１．０時間であった。
【００５９】
比較例１
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。
【００６０】
図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．４、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．４μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックスと、厚み１．７μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜が形成した。ＴＦＴ基板側には、表示電極の他、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００６１】
表示領域の周りは、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。表示部端からシール端までの距離は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を０．６ｍｍ、すなわち、ｄ１／ｄ２＝０．８３とした。
【００６２】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入後、約０．１ｍｍ×０．１ｍｍの気泡が長辺の左右コーナー部に残った。液晶表示パネルの表示部上側コーナー部は、表示不良となった。気泡を完全に無くすためには、２．０時間をかけて液晶を注入する必要があった。
【００６３】
比較例２
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．５、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．５μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックスと、厚み１．８μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜が形成した。ＴＦＴ基板側には、表示電極の他、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００６４】
表示領域の周りは、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状ブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。表示部端からシール端までの距離は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を０．６ｍｍ、すなわち、ｄ１／ｄ２＝０．８３とした。
【００６５】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶完了時、気泡残りは発生していなかったものの、液晶注入の際、液晶表示部の周辺から充填される時間に遅れが見られ、この結果、１．３時間を費やした。
【００６６】
比較例３
実施例１と同様に、液晶表示パネルの表示部の大きさを、短辺５７．６ｍｍ×長辺７６．８ｍｍとした。図２において、カラーフィルター側の透明基板１に、ｄａ−ｄｂ＝０．０、つまりパネルにおけるセルギャップがｄＢ−ｄＡ＝０．０μｍとなるよう、厚み１．３μｍのカーボン遮光剤を分散したポリイミド樹脂ブラックマトリックスと、厚み１．３μｍのＲＧＢ顔料を分散したポリイミド画素と、厚み１．０μｍのアクリル透明保護膜と、膜厚０．１５μｍのＩＴＯ透明電極を順に積層した。この上に、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜が形成した。ＴＦＴ基板側には、表示電極の他、厚み０．０５μｍのポリイミド配向膜を形成した。次いで、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板は互いに９０度ずらした方向にラビングした。
【００６７】
表示領域の周りは、左右の短辺幅１．５ｍｍの額縁状のブラックマトリックス４をカラーフィルタ側に形成した。シール材は、幅０．５ｍｍでディスペンサー塗布にて形成した。また、液晶注入口は下側の長辺中央部に、幅３ｍｍで形成した。表示部端からシール端までの距離は、ｄ１を０．５ｍｍ、ｄ２を０．５ｍｍ、すなわち、ｄ１／ｄ２＝１．００とした。
【００６８】
次いで、ベルジャー内にパネルを配置し、真空排気を開始し、ＴＮ液晶の注入を開始した。その後窒素ガスを導入し、液晶注入を完了した。液晶注入口をエポキシ樹脂シール剤で封口した。液晶注入後、約３ｍｍ×２ｍｍの気泡が長辺の左右コーナー部に残り、液晶表示パネルの表示部上側コーナー部は、表示不良となった。気泡を完全に無くすためには、
４．０時間をかけて液晶を注入する必要があった。
【００６９】
上述の実施例１〜５、比較例１〜３において、ｄ１／ｄ２とｄＢ−ｄＡ（ｄａ−ｄｂ）を変化させた時の注入時間と気泡残りの評価結果を以下に示す。
【００７０】
【表１】
2008242168.tif 000003
【００７１】
表１の比較から、ｄＢ−ｄＡの値を固定した場合にｄ１／ｄ２が大きくなるほど注入時間は増加する傾向が見られ、０．８μｍを超えるあたりから、液晶注入初期段階での液晶表示部の周辺から充填される時間に遅れが生じ、これが原因となって液晶注入完了時間がより増大する結果となった。
また、ｄ１／ｄ２の値を固定した場合にｄＢ−ｄＡ（ｄａ−ｄｂ）が小さくなるほど注入時間は増加し、０．５μｍを下回ると気泡残りが発生する傾向が見られ、これら気泡残りが完全に無くなるまでには膨大な注入時間が必要であった。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の液晶表示パネルを説明するための概略正面図である。
【図２】本発明の液晶表示パネルを説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の液晶表示パネルを説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の液晶表示パネルを説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１：透明基板１
２：透明基板２
３：ブラックマトリックス
４：額縁状ブラックマトリックス
５：画素
６：透明保護膜
７：共通電極
８：画素電極
９：透明樹脂層
１０：固定スペーサー
１１：液晶
２０：液晶表示パネル
２１：表示領域
２２：シール材
２３：液晶注入口
【図１】
2008242168.tif 000004
【図２】
2008242168.tif 000005
【図３】
2008242168.tif 000006
【図４】
2008242168.tif 000007