(57)【要約】【課題】環境に対する影響の小さい液晶表示パネルを提供する。【解決手段】基板２の一面に遮光層４により区画された複数の画素５を配置するとともに、遮光層４を銀あるいは銀系合金の金属膜により形成する。【選択図】図３
2007148280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に遮光層により区画された複数の画素が配置されている液晶表示パネルにおいて、
前記遮光層が銀あるいは銀系合金の金属膜により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】
前記金属膜の少なくとも観察側に位置する一面に、銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜により形成された金属酸化膜が設けられている請求項１に記載の液晶表示パネル。
【請求項３】
前記金属酸化膜が、前記金属酸化膜の加熱による酸素放出にともなう色味変化を抑制するための透明バリア層により被覆されている請求項２に記載の液晶表示パネル。
【請求項４】
前記透明バリア層がインジウム系酸化膜である請求項３に記載の液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜で環境に対する影響の小さい遮光層を有する液晶表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から情報の表示を行う表示装置の一種として、小型かつ軽量でしかも設置スペースが少なくてすむ液晶表示装置が知られており、このような液晶表示装置の表示部として一対の基板の間に液晶が封入された液晶表示パネルが用いられている。
【０００３】
このような液晶表示パネルの一種として、外光の明るさが不十分な暗所でも表示を視認することができる透過表示を行うＴＮ方式あるいはＳＴＮ方式のものがある。そして、透過表示を行うことのできる液晶表示パネルとしては、バックライトから出射された光を利用して透過表示を行うことのできる透過型の液晶表示パネルや、１画素内に反射領域と透過領域とを設けることで透過表示および反射表示の２種類の表示が可能な半透過反射型の液晶表示パネルがある。なお、近年の透過表示を行うことのできる液晶表示パネルにおいては、カラーフィルタを用いることで情報のカラー表示を実現している。
【０００４】
ところで、液晶表示パネルにおいては、基板上の情報の表示に用いる表示領域に遮光層により区画された多数の画素が設けられている。また、表示領域の周辺が非表示領域とされており、この非表示領域にも遮光層が設けられている。
【０００５】
遮光層は、画素間などの光漏れの防止やコントラストの向上などによる表示品質の向上を目的として設けられており、遮光層としては、クロムからなる単層の金属膜、あるいは、クロムと光吸収性を有する酸化クロムからなる多層の金属膜が１μｍ以下の薄膜で高い遮光性を得ることができるなどの理由により用いられている。
【０００６】
このような金属膜を用いた遮光層は、蒸着法やスパッタ法などに代表される薄膜形成法により基板上に成膜した薄膜の金属膜をフォトリソ法により所定のパターンに形成している。
【０００７】
ところで、単層の金属膜は、光吸収性を有しておらず金属光沢による反射率が高いため、強い外光の下ではコントラストが弱くなり、また、バックライトの点灯の有無にかかわらず観察側への反射光に金属光沢の色味が含まれるので違和感があり見栄えが悪い。そこで、クロムの観察側の表面に光の吸収機能を発揮する色味を有する酸化クロムからなる金属膜を積層した多層の金属膜が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１９４３３３号公報（段落０００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の金属膜を用いた遮光層においては、薄膜で高い遮光性を得ることができるものの、遮光層の素材としてクロムを用いているので、フォトリソ工程などにより発生するクロム化合物の廃液が環境汚染物質となり、環境に対する影響が大きいという問題点があった。
【００１０】
なお、遮光層として、遮光性を有する顔料、例えばカーボンブラックを含有する黒色の着色感光性樹脂組成物などからなる樹脂膜を用いる構成もあるが、金属膜の遮光層に比較して環境に対する影響が小さく、製造コストが低くなるものの、十分な遮光性を得るためには膜厚を例えば２μｍ以上と厚くする必要があり、厚膜の樹脂膜を設けると表面に大きな凹凸が生じるので、均一なセルギャップを確保するための平滑性、特に、セルギャップを均一に保つ必要があるＳＴＮなどにおける平滑性を得るのが極めて困難である。
【００１１】
そこで、環境に対する影響の小さい薄膜の遮光層を用いた液晶表示パネルが求められている。
【００１２】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、環境に対する影響の小さい液晶表示パネル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】
【００１３】
前述した目的を達成するため、本発明に係る液晶表示パネルの特徴は、基板の一面に遮光層により区画された複数の画素が配置されている液晶表示パネルにおいて、前記遮光層が銀あるいは銀系合金の金属膜により形成されている点にある。
【００１４】
前記金属膜の少なくとも観察側に位置する一面に、銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜により形成された金属酸化膜が設けられていることが好ましい。
【００１５】
前記金属酸化膜が、前記金属酸化膜の加熱による酸素放出にともなう色味変化を抑制するための透明バリア層により被覆されていることが好ましく、また、前記透明バリア層がインジウム系酸化膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液晶表示パネルによれば、遮光層が銀あるいは銀系合金の金属膜により形成されているので、環境に対する影響を小さくすることができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明に係る液晶表示パネルの実施形態の要部を示すものであり、図１は模式的平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【００１９】
本実施形態の液晶表示パネル１は、ほぼ平行に配置されて相対向するように配設されている一対の基板２を有している。この一対の基板２のうちの図１および図２に示す一方の基板２は、観察側（図２下方）に位置するフロント基板２Ｆとされており、このフロント基板２Ｆと対向配置される図示しない他方の基板は、観察側とは反対側に位置するリア基板とされている。そして、一対の基板２の対向面間の周囲には、前記両基板２を貼り合わせて一体化するためのシール材３がほぼ四角枠状に配設されている。このシール材３により囲まれた部位には、液晶が封入されており、これにより一対の基板２の対向面間に液晶層が形成されている。そして、一対の基板２のシール材３により囲まれた内側で情報の表示に用いる画素が形成されている領域が表示領域とされており、表示領域の周辺が非表示領域とされている。
【００２０】
前記フロント基板２Ｆは、透明なガラスあるいはポリカーボネートなどの透明な樹脂によりほぼ矩形の平板状に形成されており、フロント基板２Ｆの液晶層と対向する一面には遮光層４が配設されている。また、表示領域には、遮光層４により区画されたほぼ縦長矩形状の複数の画素５が配列されている。この遮光層４は、フォトリソ法などにより所定のパターンに形成されており、非表示領域に設けられた遮光層４ａは、透過表示を行う際に、バックライトから出射された光が非表示領域から観察側に漏れるのを防止することによる表示品質の向上を図ることができるようになっており、表示領域に設けられた遮光層４ｂは、透過表示を行う際に、画素５間などの光漏れの防止やコントラストの向上などによる表示品質の向上を図ることができるようになっている。
【００２１】
前記各画素５には、カラー表示のためのカラーフィルタを構成する複数の透過色、例えば、赤、緑および青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３色の画素５となる着色感光性樹脂材料などにより形成された３色の着色層のいずれかが配置されており、これら３色の着色層は、各色がストライプ状、モザイク状、トライアングル状などに規則正しく配置されている。
【００２２】
前記表示領域に形成されている着色層および遮光層４の表面には、アクリル樹脂などにより形成された平滑化層が設けられており、この平滑化層の表面には、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などからなる透明導電膜をフォトリソ法などにより所定のパターンにパターニングして得られる表示用電極（例えばコモン電極）が配列されている。これらの表示用電極は、例えば、図１の上下方向を長手方向とする直線状のパターンを所定ピッチで相互に平行に配列することにより、全体としてストライプ状をなすように形成されている。これらの表示用電極は、例えば、図示しないリア基板の表示領域にストライプ状に整列配置されている複数の表示用電極と互いに直交するように配置されており、フロント基板２Ｆの表示用電極とリア基板の表示用電極との交点が情報の表示に用いる画素５とされている。
【００２３】
なお、液晶表示パネル１が半透過反射型の場合には、各画素５に、反射層を具備する反射領域と、反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口からなる透過領域とがに設けられている。すなわち、各画素５において、反射領域には、フロント基板２Ｆ上に反射層とカラーフィルタとがこの順に形成されており、透過領域には、反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口により反射層を配置せずにカラーフィルタが形成されている。この場合、反射層を後述する金属膜６と同一の光を全反射する銀あるいは銀系合金の金属膜により形成するとよく、また、遮光層４および反射層を光拡散層を介して設けるとよい。
【００２４】
また、モノカラー表示を行う場合には、予め設定された単色の着色層が各画素５に設けられており、モノクロ表示を行う場合には、着色層を設けない構成とされている。
【００２５】
ここで、本実施形態の遮光層４について図３により詳しく説明する。
【００２６】
図３は本発明に係る液晶表示パネルのフロント基板に設けられた遮光層の構造の一例を誇張して示す模式的断面図である。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態のフロント基板２Ｆに設けられた遮光層４は、銀あるいは銀系合金により形成された金属膜６と、この金属膜６の観察側に位置する一面であるフロント基板２Ｆ側に配置されている銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜により形成された光の吸収機能を発揮する色味の金属酸化膜７とを有している。
【００２８】
ここで銀系合金とは、銀を主成分とし金属元素を添加したものである。この添加する金属元素としては、特に限定されるものではないが、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）などの酸化物自由エネルギが銀と対極にある元素が好ましい。なお、添加する金属元素は、単独もしくは２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、添加量としては、仕様や設計コンセプトなどに基づく色味や濃度などの光の吸収性に応じて設定すればよい。
【００２９】
本実施形態においては、パラジウムを１％添加した銀系合金が金属膜６および金属酸化膜７の両者の素材として用いられている。
【００３０】
本実施形態の金属膜６は、蒸着法やスパッタ法などに代表される薄膜形成法により１００ｎｍ程度の厚さに成膜されており、金属酸化膜７は、スパッタ法などに代表される薄膜形成法により５０ｎｍ程度の厚さに成膜されている。また、金属膜６および金属酸化膜７は、フォトリソ法などにより所定のパターンに形成されている。
【００３１】
なお、金属膜６としては、膜厚を５０〜３００ｎｍとすることが、薄膜で光の反射機能を十分に発揮させることができるという意味で好ましい。
【００３２】
また、金属酸化膜７としては、膜厚を４０〜１００ｎｍとすることが、薄膜で光の吸収機能を十分に発揮させることができるという意味で好ましい。
【００３３】
本実施形態の遮光層４には、透明バリア層８が設けられている。この透明バリア層８は、前記銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜が、液晶表示パネル１の製造工程中における遮光層４を形成した後の後工程、例えば、透明電極の形成工程などにおける加熱により酸素を放出し、この酸素の放出にともなう色味変化を抑制することを主たる目的とするためのものであり、金属酸化物、本実施形態においてはインジウム系酸化膜が用いられている。
【００３４】
ここで、インジウム系酸化膜とは、インジウムを主成分としたものであり、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム・セシウム酸化膜（ＩＣＯ）を挙げることができる。
【００３５】
なお、透明バリア層８としては、二酸化酸化ケイ素を用いることが考えられるが、二酸化酸化ケイ素を用いると、マイグレーション、詳しくは、主に、水が媒体となって、電界が存在するとき、金属イオンの移動が起こる電気化学的な現象であるイオンマイグレーションが発生するので好ましくない。
【００３６】
本実施形態の透明バリア層８は、スパッタ法などに代表される薄膜形成法により２０ｎｍ程度の厚さに成膜されており、フロント基板２Ｆと金属酸化膜７との相互間、金属酸化膜７と金属膜６との相互間、および金属膜６の金属酸化膜７とは反対側（液晶側）の表面にそれぞれ形成されている。また、透明バリア層８は、フォトリソ法などにより所定のパターンに形成されている。
【００３７】
前記透明バリア層８としては、膜厚を１０〜５０ｎｍとすることが、マイグレーション防止性能を向上させるという意味で好ましい。また、遮光層４の耐熱性を向上させたり、透明バリア層８の上層との密着性を向上させることもできる。
【００３８】
すなわち、本実施形態の遮光層４は、図３に示すように、フロント基板２Ｆの液晶側の表面に、透明バリア層８、金属酸化膜７、透明バリア層８、金属膜６、透明バリア層８がこの順に積層されて多層に形成されているとともに、全体の膜厚が２００ｎｍ程度に形成されている。
【００３９】
なお、リア基板に遮光層４を設ける場合には、リア基板の液晶側の表面に、透明バリア層８、金属膜６、透明バリア層８、金属酸化膜７、透明バリア層８をこの順に積層すればよい。
【００４０】
すなわち、光を吸収する機能をもつ色味の金属酸化膜７を観察側に配置することにより、バックライトの点灯の有無にかかわらず観察側への反射光を吸収して見栄えのよい外観品質に優れたものとすることが容易にできる。
【００４１】
また、遮光層４としては、金属膜６あるいは金属酸化膜７のみの単層により形成する構成としてもよい。
【００４２】
さらに、透明バリア層８は、金属酸化膜７を被覆するように配設されていればよく、遮光層４として金属膜６の液晶側の面に透明バリア層８を設けない構成、すなわち、フロント基板２Ｆの液晶側の表面に、透明バリア層８、金属酸化膜７、透明バリア層８、金属膜６をこの順に積層する構成としてもよい。
【００４３】
その他の構成は、従来公知の液晶表示パネルと同様とされており、その詳しい説明は省略する。
【００４４】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００４５】
本実施形態の液晶表示パネル１によれば、遮光層４が銀あるいは銀系合金の金属膜６により形成されているから、膜厚が１μｍ以下の薄膜としても高反射率の銀あるいは銀系合金の金属膜６の金属光沢により、バックライトから出射されて基板２を観察側に通過する光を反射することができる。すなわち、遮光層４のもつ金属光沢により遮光性を確実に確保することができるし、遮光層４を薄膜とすることができる。さらに、遮光層４が銀あるいは銀系合金の金属膜６により形成されているから、取り扱いが容易であり、また、従来の遮光層としてクロムおよび／または酸化クロムを用いる場合に比較して環境に対する影響を格段に小さくすることができる。
【００４６】
また、本実施形態の液晶表示パネル１によれば、金属膜６の少なくとも観察側に位置する一面に、銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜により形成された光の吸収機能を有する色味の金属酸化膜７が設けられているから、従来の黒色樹脂の遮光層のように膜厚を厚くせずとも、バックライトの点灯の有無にかかわらず金属膜６の金属光沢による観察側への反射光を吸収して見栄えのよい外観品質に優れたものとすることが容易にできる。また、従来の遮光層としてクロムおよび／または酸化クロムを用いる場合に比較して環境に対する影響を格段に小さくすることができる。
【００４７】
したがって、本実施形態の液晶表示パネル１によれば、環境に対する影響を小さくすることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態の液晶表示パネル１によれば、金属酸化膜７が金属酸化膜７の加熱による酸素放出にともなう色味変化を抑制するための透明バリア層８により被覆されているから、遮光層４の観察側の面による光の吸収機能を長期間に亘り確実に保持させることができる。
【００４９】
なお、本実施形態の液晶表示パネル１によれば、従来からある一般的な液晶表示パネルの製造に用いる設備、資材、副資材などを共用することができるので、低コスト化を図ることができるという副次的な効果を奏する。例えば、遮光膜４の形成に、半透過反射型の液晶表示パネルの製造に用いる設備（成膜装置、フォトリソ装置など）や副資材（パターニングにウエットエッチングを用いる場合におけるエッチング液など）を共用することができる。
【００５０】
また、本実施形態の液晶表示パネル１によれば、透明バリア層８がインジウム系酸化膜であるから、金属酸化膜７の加熱による酸素放出にともなう色味変化を抑制することができるとともに、透明バリア層８自体による外光の反射を防止することができ、しかも遮光層４にマイグレーションが発生するのを確実に防止することができる。
【００５１】
さらにまた、本実施形態の液晶表示パネル１の遮光層４に設けられた透明バリア層８は、遮光層４のフォトリソ法によるパターニング精度を向上させることができる。
【００５２】
すなわち、基板２上に、銀あるいは銀系合金あるいは銀の酸化膜あるいは銀系合金の酸化膜などを直接成膜すると密着性が弱く、パターニングにウエットエッチングを用いる場合にはフォトリソ工程のエッチング時に基板２との界面にエッチング液が浸透してサイドエッチング量が多くなり、画素５の多い高精細な構成ほど画素５間に形成する遮光層４の幅を予め設定されたサイズに確保することができなくなるのに対し、透明バリア層８を設けることで基板２との密着性を高くすることが容易にできるので、幅が狭く、精度の高い遮光層４を容易に形成することができる。
【００５３】
なお、本発明は、前述した実施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】
【００５４】
【図１】本発明に係る液晶表示パネルの実施形態の要部を示す模式的平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図
【図３】図１の液晶表示パネルのフロント基板に設けられた遮光層の構造の一例を誇張して示す模式的断面図
【符号の説明】
【００５５】
１  液晶表示パネル
２  基板
２Ｆ  フロント基板
４、４ａ、４ｂ  遮光層
５  画素
６  金属膜
７  金属酸化膜
８  透明バリア層
【図１】
2007148280.tif 000003
【図２】
2007148280.tif 000004
【図３】
2007148280.tif 000005