JP2004347659A - 液晶パネルとその製造方法、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの外周部の遮光領域に設けられた、基板位置合わせのための窓部から不要な光が漏れる。
【解決手段】液晶表示装置に用いられる液晶パネルの構成として、有効画面領域の外側を遮光領域１５とし、この遮光領域１５内にアライメントマークＭ１付きの第１の窓部１６が形成された第１のパネル基板３と、この第１のパネル基板３に対向して配置されるとともに、第１の窓部１６と重なる位置にアライメントマークＭ２付きの第２の窓部１７が形成され、かつ、アライメントマークＭ２の背景となる部分で第２の窓部１７がアライメントマークＭ２と光の反射率が異なる遮光材料（第２の配線層１９の形成材料）によって閉塞された第２のパネル基板４とを備える。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルとその製造方法、及び当該液晶パネルを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、携帯電話機等の携帯情報端末から、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の家電機器に至るまで、様々な電子機器に液晶表示装置が搭載されている。一般に、液晶表示装置は、液晶自体が光を発しない受光形の表示デバイスであるため、映像を明るく均一に表示するための面光源としてバックライトを必要としてる。
【０００３】
バックライトは、液晶パネルの背面側（非表示面側）から面状の光を照射するものである。バックライトから照射された光は、液晶パネルを選択的に透過する。このとき、液晶パネルの非表示面側から入射した光が、液晶の光透過率に応じて、その反対側の表示面側に抜けることにより、液晶パネルの画面上に画像が表示される。
【０００４】
このような透過型の液晶表示装置においては、バックライトから液晶パネルに光を照射したときに、液晶パネルの外周部で不要な光が漏れると、ユーザーに違和感や不快感を与えることになる。そこで従来においては、カラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板の一面に遮光膜を形成したものや、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されるＴＦＴ基板の一面に遮光膜を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また従来においては、液晶パネルを取り囲む金属製のフレーム表面に黒化処理を施すことにより、フレーム表面での光の反射による漏れ光（迷光）を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２８１６４６号公報（段落０００８，００１６，第１図、第４図）
【特許文献２】
特開平１０−１８６３３３号公報（請求項２、段落００８５）
【０００６】
ところで、液晶パネルを組み立てるにあたっては、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とを対向させた状態で、両者を相対的に位置合わせする必要がある。そのため、図６に示すように、液晶パネル３１を構成するカラーフィルタ基板３２とＴＦＴ基板３３には、それぞれアライメントマーク（不図示）付きの窓部３４，３５が設けられている。
【０００７】
図７は従来の液晶パネルの一部を拡大したもので、図中（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。図示のように、カラーフィルタ基板３２側においては、ブラックマトリクス３６に窓部３４が形成され、この窓部３４内に例えばブラックマトリクス３６と同じ材料でアライメントマークＭ１が形成されている。これに対して、ＴＦＴ基板３３側においては、２層構造をなす配線層３７，３８にこれを貫通する状態で窓部３５が形成され、この窓部３５内に例えば上層の配線層３７と同じ材料でアライメントマークＭ２が形成されている。そして、カラーフィルタ基板３２とＴＦＴ基板３３とを対向させたときに、互いに重なり合う各々の窓部３４，３５を通してアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置を認識し、両基板の相対的な位置合わせを行っている。このとき、図８に示すように、各々の基板３２，３３を間に挟んで、一方からランプ３９の光を照射し、上記窓部３４，３５を透過した光を、ランプ３９と反対側でカメラ等によって観測することにより、双方のアライメントマークＭ１，Ｍ２の位置を同時に認識することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記窓部３４，３５やアライメントマークＭ１，Ｍ２を利用して基板相互の位置合わせを行うものでは、液晶パネルの設計上、外枠のフレームで覆われる最外周部と実際に画像が表示される有効画面領域（有効表示領域）との間がブラックマトリクス３６や配線層３７，３８によって遮光され、この遮光領域に窓部３４，３５が配置されるため、そこからの光漏れが問題となる。
【０００９】
この対策として、窓部３４，３５を無くした場合は、そこからの光漏れを確実に防止できるものの、窓部３４，３５と一緒にアライメントＭ１，Ｍ２が使えなくなるので、基板相互の位置合わせが困難になる。また、他の対策として、窓部３４，３５のサイズを縮小して光の漏れ量を少なくした場合は、窓部３４，３５のサイズ縮小と合わせてアライメントマークＭ１，Ｍ２のサイズも縮小する必要があるため、マークそのものの確認が困難になる。さらに、他の対策として、上記遮光領域で窓部３４，３５の形成部位がフレームで覆われるように、遮光領域とフレームの幅を十分に広く確保した場合は、パネルサイズが無用に大型化してしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶パネルは、有効画面領域の外側を遮光領域とし、この遮光領域内に第１の窓部が形成された第１のパネル基板と、この第１のパネル基板に対向して配置されるとともに、第１の窓部と重なる位置にアライメントマーク付きの第２の窓部が形成され、かつ、アライメントマークの背景となる部分で第２の窓部がアライメントマークと光の反射率が異なる遮光材料によって閉塞された第２のパネル基板とを備えるものである。
【００１１】
この液晶パネルにおいては、アライメントマークの背景となる部分で第２の窓部をアライメントマークと光の反射率が異なる遮光材料によって閉塞することにより、第２のパネル基板の厚み方向で光が第２の窓部を透過しなくなる。そのため、面光源からの光を液晶パネルに照射したときに、液晶パネルの外周部で第１，第２の窓部からの光漏れを阻止することが可能となる。また、パネル基板同士を位置合わせする場合は、アライメントマークと遮光材料との光の反射率の違い（反射率差）を利用して、アライメントマークの位置を認識することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用される液晶表示装置の構成例を示す概略断面図である。図示した液晶表示装置は、主として、液晶パネル１とバックライト２とを備えて構成されている。バックライト２は、液晶パネル１に向けて面状の光を照射する面光源となるもので、液晶パネル１の非表示面側（背面側）に配置されている。
【００１４】
液晶パネル１は、それぞれ光透過性を有する２枚のガラス製のパネル基板３，４を用いて構成されている。一方のパネル基板３は、本発明における第１のパネル基板に相当するもので、液晶パネル１の表示面側（前面側）に配置されている。他方のパネル基板４は、本発明における第２のパネル基板に相当するもので、液晶パネル１の非表示面側に配置されている。以降の説明では、一方のパネル基板３を第１のパネル基板、他方のパネル基板４を第２のパネル基板と称する。
【００１５】
第１のパネル基板３の一面には第１の偏光板５が貼り付けられている。また、第１のパネル基板３の他面（第１の偏光板５の貼着面と反対側の面）にはカラーフィルタ層６が形成されている。カラーフィルタ層６は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色に対応する３色のカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、これらのカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂの間に形成された、遮光層となるブラックマトリクス６Ｋとによって構成されている。さらに、カラーフィルタ層６上には透明電極７と配向層８とが形成されている。第１のパネル基板３は、カラーフィルタを有することから、カラーフィルタ基板とも呼ばれる。
【００１６】
第２のパネル基板４の一面には透明電極９が形成され、さらにこの透明電極９上に配向層１０が形成されている。また、第２のパネル基板４の他面（透明電極９の形成面と反対側の面）には第２の偏光板１１が貼り付けられている。第２のパネル基板４は、アレイ状のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有することから、ＴＦＴ基板又はＴＦＴアレイ基板とも呼ばれる。この第２のパネル基板４上には、上記透明電極９及び配向層１０とともに、図示しない多層の配線層が形成されている。
【００１７】
第１のパネル基板３と第２のパネル基板４とは、互いの配向層８，１０を対向させた状態で、図示しないスペーサを介してシール材１２により貼り合わせられている。また、第１のパネル基板３と第２のパネル基板４との間には液晶１３が封入されている。
【００１８】
図２は本発明の実施形態に係る液晶パネルの全体像を概略的に示す平面図である。図示のように液晶パネル１には、実際に画像が表示される有効画面領域１４が存在し、この有効画面領域１４の外側に、これを取り囲む状態でブラックマトリクス６Ｋによる遮光領域１５が設けられている。有効画面領域１４には、上述した３色のカラーフィルタ６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと、ブラックマトリクス６Ｋとが形成されている。また、遮光領域１５の一部（図例では右下コーナー部）には、基板相互の位置合わせのためのアライメントマーク付きの窓部１６，１７が形成されている。この窓部１６，１７の開口奥側には、後述する配線材料によって遮光処理が施されている。また、第１のパネル基板３との貼り合わせ領域（図の有効画面領域１４及び遮光領域１５）を除く、第２のパネル基板４の一辺部には、液晶パネルを駆動する駆動回路との電気的接続のためのフレキシブルプリント配線板ＦＰＣが接続されている。
【００１９】
図３は本発明の実施形態に係る液晶パネルの一部を拡大したもので、図中（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。図示のように、第１のパネル基板３には、ブラックマトリクス６Ｋを部分的に開口した状態で窓部（第１の窓部）１６が形成されている。この窓部１６には、ブラックマトリクス６Ｋと一体構造（ブラックマトリクス６Ｋと同じ材料）で目盛り形状のアライメントマークＭ１が形成されている。アライメントマークＭ１はブラックマトリクス６Ｋと同様の光学特性をもち、光の入射に対して非常に高い吸収性（低い反射率）を有するものとなる。
【００２０】
一方、第２のパネル基板４には、第１の配線層１８と第２の配線層１９が上層／下層の位置関係で積層状態に形成され、かつ、第１の配線層１８を部分的に開口した状態で窓部（第２の窓部）１７が形成されている。この窓部１７には、第１の配線層１８と一体構造（第１の配線層１８と同じ材料）で目盛り形状のアライメントマークＭ２が形成されている。また、窓部１７は、第１のパネル基板３と対向する側で外部に露出する状態に形成されている。ちなみに、アライメントマークＭ１，Ｍ２の形状、寸法、配置等については任意に変更可能である。
【００２１】
第１の配線層１８と第２の配線層１９とは、互いに光の反射率（以下、単に反射率という）が異なる金属等の導電材料（配線材料）によって形成されている。例えば、第１の配線層１８は反射率の高いアルミニウム（Ａｌ）を用いて形成され、第２の配線層１９はそれよりも反射率の低いモリブデン（Ｍｏ）を用いて形成されている。このうち、第２の配線層１９は、第１の配線層１８に形成された窓部１７と重なる部分で遮光膜として機能する。すなわち、第２の配線層１９はそれ自身が十分な遮光性を有することから、アライメントマークＭ２の背景となる部分で、このアライメントマーク付きの窓部１７を第２の配線層１９の形成材料（遮光材料）によって閉塞することにより、第２のパネル基板４の厚み方向で光が窓部１７を透過しなくなる。そのため、バックライト２からの光を液晶パネル１に照射したときに、液晶パネル１の外周部で窓部１６，１７からの光漏れが阻止される。したがって、液晶パネル１の構成上、両基板３，４に窓部１６，１７が形成されていても、バックライト２から照射された光が窓部１６，１７から漏れることを確実に防止することができる。
【００２２】
また、液晶表示装置を製造するにあたって、第１のパネル基板３と第２のパネル基板４とを貼り合わせて液晶パネル１を組み立てる際の基板相互の位置合わせに関しては、光学系を用いたアライメントマークの検出方式を透過式から反射式に変更することにより容易に対応可能となる。すなわち、図４に示すように、第１のパネル基板３と第２のパネル基板４とを対向状態に重ね合わせて、第１のパネル基板３の一方（偏光板５の貼着面側；表示面側）から、窓部１６，１７の重なり部分にランプ２０によって斜めに光を入射（照射）する。このとき、各々のパネル基板３，４の対向部分では窓部１６，１７に入射した光が第１の配線層１８及び第２の配線層１９の表面で反射するため、この反射光をカメラ等で受光して観察する。その際、光学系の構成によっては、窓部１６，１７への入射光と窓部１６，１７からの反射光とが互いに同じ光軸を通過するものとし、その光軸上で窓部１６，１７からの反射光をハーフミラーで選択的に反射させてカメラ等に取り込むようにしてもよい。
【００２３】
これにより、第２のパネル基板４上においては、第１の配線層１８の形成材料（アライメントマークＭ２）と第２の配線層１９の形成材料（遮光材料）との反射率の違い（反射率差）により、マーク背景部分となる第２の配線層１９の表面でアライメントマークＭ２が浮き上がった状態に見える。そのため、第１のパネル基板３上でブラックマトリクス６Ｋにより形成された窓部１６を通して、第１の配線層１８の窓部１７内に形成されたアライメントマークＭ２の位置を容易に確認（認識）することができる。また、第１のパネル基板３上においては、ブラックマトリクス６Ｋによる黒色の遮光領域に、ブラックマトリクス６Ｋの形成材料を用いてアライメントマークＭ１を形成していることから、このアライメントマークＭ１に関しても、上記マーク背景部分（本例では第２の配線層１９の形成材料）との反射率の違いにより容易に確認（認識）することができる。その結果、各々のパネル基板３，４に形成されたアライメントマークＭ１，Ｍ２を同時に確認することができるため、これらのアライメントマークＭ１，Ｍ２を用いて基板相互の位置合わせを高精度に行うことができる。
【００２４】
また、上記実施形態においては、第２のパネル基板４上で窓部１７を第１の配線層１８により形成するとともに、その窓部１７を第２の配線層１９の形成材料によって閉塞するものとしたので、上記従来例（図７参照）との比較では、第２の配線層１９のパターン形状を変更するだけで容易に実現可能である。すなわち、上記従来例では各々の配線層にこれを貫通する状態で窓部を形成していたが、本実施形態ではアライメントマークＭ２の形成材料となる配線層１８よりも下層の配線層１９のパターン形状を変更し、この下層配線層１９の形成材料によって窓部１７を閉塞することにより、完成品である液晶パネル１において、窓部１６，１７からの光漏れを確実に防止することができる。ただし、窓部１７の閉塞に用いられる配線層については、アライメントマークＭ２の形成に使用されず、かつ、十分に高い遮光性を有するものであれば、任意の層の配線層を適用可能である。また、配線層の形成材料以外の遮光材料を用いて窓部１７を閉塞することも可能である。
【００２５】
さらに、本発明の実施形態によれば、上述のように窓部１６，１７からの光漏れを確実に防止できることから、例えば、図５に示すように、ブラックマトリクス６Ｋによる遮光領域１５内の任意の位置に、任意の個数、形状、大きさをもって窓部１６，１７を形成することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、遮光領域の窓部からの光漏れを防止することと、窓部内のアライメントマークを用いてパネル基板相互の位置合わせを行うことを、パネルサイズを無用に大型化することなく両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される液晶表示装置の構成例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶パネルの全体像を概略的に示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶パネルの一部を拡大した図である。
【図４】本発明の実施形態に係るマーク検出方式を説明する図である。
【図５】本発明の応用例を説明する図である。
【図６】従来の液晶パネルの全体像を概略的に示す平面図である。
【図７】従来の液晶パネルの一部を拡大した図である。
【図８】従来のマーク検出方式を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル、２…バックライト、３…第１のパネル基板、４…第２のパネル基板、６Ｋ…ブラックマトリクス、１６，１７…窓部、１８…第１の配線層、１９…第２の配線層、Ｍ１，Ｍ２…アライメントマーク

Claims (4)

1. 有効画面領域の外側を遮光領域とし、この遮光領域内に第１の窓部が形成された第１のパネル基板と、
   前記第１のパネル基板に対向して配置されるとともに、前記第１の窓部と重なる位置にアライメントマーク付きの第２の窓部が形成され、かつ、前記アライメントマークの背景となる部分で前記第２の窓部が前記アライメントマークと光の反射率が異なる遮光材料によって閉塞された第２のパネル基板と
   を備えることを特徴とする液晶パネル。
2. 前記第２のパネル基板は、第１の配線層と、当該第１の配線層よりも下層の第２の配線層とを含む多層配線構造を有するものであって、
   前記第２の窓部を前記第１の配線層によって形成し、かつ、前記第２の窓部を前記第２の配線層の形成材料によって閉塞してなる
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
3. 有効画面領域の外側を遮光領域とし、この遮光領域内に第１の窓部が形成された第１のパネル基板と、前記第１のパネル基板に対向して配置されるとともに、前記第１の窓部と重なる位置にアライメントマーク付きの第２の窓部が形成され、かつ、前記アライメントマークの背景となる部分で前記第２の窓部が前記アライメントマークと光の反射率が異なる遮光材料によって閉塞された第２のパネル基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程を有する液晶パネルの製造方法であって、
   前記基板貼り合わせ工程で前記第１のパネル基板と前記第２のパネル基板とを対向状態に配置して基板相互の位置合わせを行う場合に、
   前記第１の窓部と前記第２の窓部との重なり部分に光を入射したときに得られる反射光を受光することにより、前記入射光に対する前記アライメントマークと前記遮光材料との反射率差を利用して、前記アライメントマークの位置を認識する
   ことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
4. 液晶パネルと、当該液晶パネルに面状の光を照射する面光源とを用いて構成される液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルは、
   有効画面領域の外側を遮光領域とし、この遮光領域内に第１の窓部が形成された第１のパネル基板と、
   前記第１のパネル基板に対向して配置されるとともに、前記第１の窓部と重なる位置にアライメントマーク付きの第２の窓部が形成され、かつ、前記アライメントマークの背景となる部分で前記第２の窓部が前記アライメントマークと光の反射率が異なる遮光材料によって閉塞された第２のパネル基板と
   を備えることを特徴とする液晶表示装置。

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