JP2007052262A - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを削減することが可能であるとともに、表示品位の優れた液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】アレイ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００を保持して構成された液晶表示装置において、画像を表示する表示領域１０２にマトリクス状に配置されそれぞれ対応する色のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、各色画素を区画するバンクＢＫと、を有し、バンクＢＫは、青色画素ＰＸＢに配置された青色カラーフィルタ層２４Ｂと同一の着色樹脂材料によって形成されたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に係り、特に、インクジェット方式によりカラーフィルタ層を形成した液晶表示装置に関する。

アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状に配置された画素を備え、電極を有する一対の基板間に液晶層を保持して構成されている。すなわち、アレイ基板は、互いに直交するように配列された走査線及び信号線と、走査線と信号線との交差部近傍に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、画素毎にＴＦＴに接続された画素電極と、を備えている。対向基板は、複数の画素に共通の対向電極を備えている。

また、カラー表示用液晶表示装置は、いずれか一方の基板に、画素毎に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ着色されたカラーフィルタ層を備えている。すなわち、赤色画素は赤色カラーフィルタ層を備えている。緑色画素は緑色カラーフィルタ層を備えている。青色画素は青色カラーフィルタ層を備えている。このような構成の一対の基板は、粒径の均一なプラスティックビーズなどのスペーサを挟持した状態で貼り合わせられ、スペーサによって形成された基板間のセルギャップに液晶層を保持している。

このような液晶表示装置においては、フォトリソグラフィプロセスによりカラーフィルタ層を一方の基板上に形成するのが一般的である。フォトリソグラフィプロセスは、塗布工程、露光工程、現像工程、焼成工程などといった多くの処理が必要であり、製造コストの削減が困難である。

そこで、インクジェット方式によりカラーフィルタ層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、インクジェット方式では、受容層を設けてその上から染色する方式（例えば、特許文献２参照）や、バンクを設けてその間にインクを塗布する方式（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
特開２０００−１２２０７２号公報 特開平１０−１４８７１３号公報 特開２０００−３５３５９４号公報

上述したように、インクジェット方式によりカラーフィルタ層を形成する場合、バンクによって各色画素を区画する方式がパターニング精度の点で優れている。しかしながら、バンクを形成するプロセスとして、別途のフォトリソグラフィプロセスが必要となり、製造コストの増大を招く。

そこで、この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造コストを削減することが可能であるとともに、表示品位の優れた液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

この発明の第１の態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持して構成された液晶表示装置において、
画像を表示する表示領域にマトリクス状に配置され、それぞれ対応する色のカラーフィルタ層を備えた複数の色画素と、
各色画素を区画するバンクと、を有し、
前記バンクは、第１色画素に配置された第１カラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料によって形成されたことを特徴とする。

この発明の第２の態様による液晶表示装置の製造方法は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持して構成され、画像を表示する表示領域にマトリクス状に配置された複数の色画素を備える液晶表示装置の製造方法であって、
第１基板において、着色樹脂材料をパターニングすることにより第１色画素に対応した領域に第１カラーフィルタ層を形成するとともに、各色画素を区画するバンクを形成する工程と、
前記バンクによって区画された第２色画素に対応した領域にインクジェット方式により第２カラーフィルタ層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、製造コストを削減することが可能であるとともに、表示品位の優れた液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶表示パネル１０を備えている。この液晶表示パネル１０は、アレイ基板１００と、このアレイ基板１００に対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間に保持された液晶層３００とを備えている。これらのアレイ基板１００と対向基板２００とは、液晶層３００を保持するための所定のギャップを形成しつつシール材１０６によって貼り合わせられている。液晶層３００は、アレイ基板１００と対向基板２００との間のギャップに封入された液晶組成物によって構成されている。

このような液晶表示パネル１０において、画像を表示する表示領域１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。表示領域１０２の周縁は、額縁状に形成された遮光層ＳＰによって遮光されている。

表示領域１０２において、アレイ基板１００は、図２に示すように、ｍ×ｎ個の画素電極１５１、ｍ本の走査線Ｙ１〜Ｙｍ、ｎ本の信号線Ｘ１〜Ｘｎ、ｍ×ｎ個のスイッチング素子１２１などを有している。一方、表示領域１０２において、対向基板２００は、対向電極２０４などを備えている。

画素電極１５１は、表示領域１０２においてマトリクス状に配置されている。走査線Ｙは、これら画素電極１５１の行方向に沿って配列されている。信号線Ｘは、これら画素電極１５１の列方向に沿って配列されている。スイッチング素子１２１は、例えばポリシリコン半導体層を有する薄膜トランジスタすなわち画素ＴＦＴによって構成されている。このスイッチング素子１２１は、複数の画素ＰＸにそれぞれ対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部近傍に配置されている。対向電極２０４は、すべての画素ＰＸに対して共通に配置されており、液晶層３００を介してｍ×ｎ個の画素電極１５１すべてに対向する。

表示領域１０２周辺の周辺領域１０４において、アレイ基板１００は、走査線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する駆動ＴＦＴを含む走査線駆動回路１８及び信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する駆動ＴＦＴを含む信号線駆動回路１９の少なくとも一部などを備えている。これらの走査線駆動回路１８及び信号線駆動回路１９に含まれる駆動ＴＦＴは、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型薄膜トランジスタ及びｐチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。

図３に示した液晶表示装置の表示領域１０２において、アレイ基板１００は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１上に、画素ＰＸ毎に配置された画素ＴＦＴ１２１、各画素ＴＦＴ１２１を覆うように形成されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、カラーフィルタ層２４上に画素ＰＸ毎に配置された画素電極１５１、カラーフィルタ層２４上に形成された柱状スペーサ３１、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成された配向膜１３Ａなどを備えている。また、アレイ基板１００は、周辺領域１０４において、表示領域１０２の外周を取り囲むように配置された遮光層ＳＰを備えている。

赤色画素ＰＸＲは、主に赤色成分の光を透過する赤色カラーフィルタ層２４Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色成分の光を透過する緑色カラーフィルタ層２４Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色成分の光を透過する青色カラーフィルタ層２４Ｂを備えている。これらのカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び、青色（Ｂ）にそれぞれ着色された着色樹脂材料によって構成されている。

画素電極１５１は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の光透過性導電部材によって形成されている。各画素電極１５１は、各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を貫通するスルーホール２６を介して対応する画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ接続されている。

各画素ＴＦＴ１２１は、図４に、より詳細な構造を示すように、ポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、絶縁性基板１１上に配置されたアンダーコーティング層６０上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。

画素ＴＦＴ１２１のゲート電極６３は、走査線Ｙと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２を介して半導体層１１２に対向して配置されている。ドレイン電極８８は、信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されている。ソース電極８９は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されている。また、ソース電極８９は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に形成されたスルーホール２６を介して画素電極１５１に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動電圧により導通し、信号線Ｘからの信号電圧を画素電極１５１に印加する。

画素電極１５１は、液晶容量ＣＬと電気的に並列な補助容量ＣＳを形成する補助容量素子に電気的に接続されている。すなわち、補助容量電極６１は、不純物がドープされたポリシリコン膜によって形成されている。この補助容量電極６１は、半導体層１１２と同様に、アンダーコーティング層６０上に配置されている。また、コンタクト電極８０は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７９を介して補助容量電極６１に電気的に接続されている。画素電極１５１は、カラーフィルタ層２４を貫通するコンタクトホール８１を介してコンタクト電極８０に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極８９、画素電極１５１、及び補助容量電極６１は、同電位となる。一方、補助容量線５２は、その少なくとも一部がゲート絶縁膜６２を介して補助容量電極６１に対向配置され、所定電位に設定されている。

これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、互いに略平行に配置された走査線Ｙ及び補助容量線５２は、モリブデン−タングステンによって形成されている。また、層間絶縁膜７６を介して走査線Ｙに対して略直交するように配置された信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成されている。また、信号線Ｘと一体のドレイン電極８８、ソース電極８９、及び、コンタクト電極８０も、信号線と同様に主にアルミニウムによって形成されている。

一方、図３に示すように、遮光層ＳＰは、光の透過を遮るために遮光性を有する感光性樹脂材料、例えば黒色樹脂などの有色樹脂によって形成されている。柱状スペーサ３１は、黒色樹脂などの有色樹脂によって形成されている。この柱状スペーサ３１は、遮光性を有する配線部上（画素ＴＦＴ１２１上も含む）に位置するように配置されている。配向膜１３Ａは、液晶層３００に含まれる液晶分子を所定方向に配向する。

対向基板２００は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板２１上に形成された対向電極２０４、この対向電極２０４を覆う配向膜１３Ｂなどを有している。対向電極２０４は、ＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。配向膜１３Ｂは、液晶層３００に含まれる液晶分子を所定方向に配向する。アレイ基板１００の外面には、偏光板ＰＬ１が設けられている。対向基板２００の外面には、偏光板ＰＬ２が設けられている。

ところで、上述した液晶表示パネル１０は、図３に示すように、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画するバンクＢＫを備えている。つまり、バンクＢＫは、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の境界、例えば色画素間に配置された配線部上に沿って配置されている。このバンクＢＫは、複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうちの特定の色画素に配置されたカラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料を用いて形成されている。つまり、バンクＢＫは、少なくともそれ自身を形成する着色樹脂材料（例えば青色着色樹脂材料）とは異なる色画素の間（例えば赤色画素と緑色画素との間）に配置される。

この実施の形態では、バンクＢＫは、アレイ基板１００において青色画素ＰＸＢに配置された青色カラーフィルタ層２４Ｂを形成するのと同一の青色に着色された樹脂材料によって形成されている。つまり、バンクＢＫは、青色カラーフィルタ層２４Ｂと同一工程で形成することが可能である。また、例えば、ストライプ状に同一色の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が並んだ表示領域１０２においては、バンクＢＫは、少なくとも赤色画素ＰＸＲと緑色画素ＰＸＧとの間にストライプ状に配置される。なお、バンクＢＫの形状は、ストライプ状に限らず、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ個別に区画するように格子状に形成しても良い。

バンクＢＫを形成する樹脂材料は、以下の少なくとも1つの条件を満足するように選択されることが望ましい。

１）複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も先に形成されるカラーフィルタ層（例えば青色カラーフィルタ層）と同一の着色樹脂材料によってバンクＢＫを形成することが望ましい。これにより、バンクＢＫは最先のカラーフィルタ層と同時に形成することが可能となるため、バンクＢＫを形成するための別個の製造工程（フォトリソグラフィプロセス）が不要となり、製造コストを低減することができる。

また、後に形成されるカラーフィルタ層（例えば赤色カラーフィルタ層及び緑色カラーフィルタ層）はインクジェット方式によって形成することが可能となる。すなわち、バンクＢＫ（さらには青色カラーフィルタ層）によって囲まれた領域内にインクジェット方式により液滴を吐出することにより、他の色のカラーフィルタ層を形成することが可能である。これにより、これらのカラーフィルタ層をそれぞれフォトリソグラフィプロセスによって形成する場合よりも工程数の削減が可能であり、製造コストを低減することができる。

なお、色画素が３種類の場合、最先に形成されるカラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料を用いてバンクＢＫを形成することが望ましいが、２番目に形成されるカラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料を用いてバンクＢＫを形成し、３番目に形成されるカラーフィルタ層をインクジェット方式で形成しても、全カラーフィルタ層をフォトリソグラフィプロセスで形成する場合より工程数の削減が可能であり、製造コストを低減できるので有効である。

２）複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も低い透過率を有するカラーフィルタ層（例えば青色カラーフィルタ層）と同一の着色樹脂材料によってバンクＢＫを形成することが望ましい。このバンクＢＫは、配線部に沿って配置され、ブラックマトリクスとしての機能も兼ねるため、透過率の低い材料を用いて形成することにより、コントラストなどの表示品位を向上させることが可能である。

３）複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も厚い膜厚を有するカラーフィルタ層（例えば青色カラーフィルタ層）と同一の着色樹脂材料によってバンクＢＫを形成することが望ましい。バンクＢＫを形成した後に他のカラーフィルタ層をインクジェット方式により形成しようとすると、液滴がバンクＢＫから溢れないようにすることが要求される。このため、最も厚い膜厚でバンクＢＫを形成することにより、混色などが防止され、表示品位を向上させることが可能である。

次に、上述した液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。

アレイ基板１００の製造工程では、まず、絶縁性基板１１上にアンダーコーティング層６０を形成した後、画素ＴＦＴ１２１などのポリシリコン半導体層１１２及び補助容量電極６１を形成する。続いて、ゲート絶縁膜６２を形成した後、走査線Ｙ、補助容量線５２、及び、走査線Ｙと一体のゲート電極６３などの各種配線を形成する。

続いて、ゲート電極６３をマスクとして、ポリシリコン半導体層１１２に不純物を注入し、ドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを形成した後、基板全体をアニールすることにより不純物を活性化する。続いて、層間絶縁膜７６を形成した後、信号線Ｘを形成するとともに、信号線Ｘと一体に画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８、ソース電極８９、及びコンタクト電極８０を形成する。このとき、ドレイン電極８８はコンタクトホール７７を介してドレイン領域１１２Ｄにコンタクトし、ソース電極８９はコンタクトホール７８を介してソース領域１１２Ｓにコンタクトし、コンタクト電極８０はコンタクトホール７９を介して補助容量電極６１にコンタクトする。

続いて、図５Ａ乃至図５Ｃに示すように、各色の画素に対応する色のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する。すなわち、スピンナーにより、青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト膜ＣＢＶ−Ｓ６２５Ｃ（富士フィルムアーチ（株）製）を基板全面に塗布する。そして、このレジスト膜を、青色画素に対応したパターン及びバンクに対応したパターン（例えば画素ＴＦＴ１２１を含む配線部に対応したパターン）を有するフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。これにより、図５Ａに示したように、３．５μｍの膜厚を有する青色カラーフィルタ層２４Ｂ及びバンクＢＫが形成される。このとき、青色カラーフィルタ層２４Ｂ及びバンクＢＫに画素ＴＦＴ１２１とのコンタクトを可能とする２０μｍ×２０μｍのスルーホール２６も同時に形成する。

続いて、インクジェット方式により赤色画素ＰＸＲに対応して赤色カラーフィルタ層２４Ｒを形成する。すなわち、インクジェットノズルを用いて赤色の顔料を２０ｗｔ％分散させたポリイミド樹脂を、バンクＢＫ及び青色カラーフィルタ層２４Ｂで囲まれた赤色画素ＰＸＲが形成されるべき部分に塗布した後、１００℃で２分間加熱処理する。これにより、図５Ｂに示したように、３．０μｍの膜厚を有する赤色カラーフィルタ層２４Ｒが形成される。

続いて、同様に、インクジェット方式により緑色画素ＰＸＧに対応して緑色カラーフィルタ層２４Ｇを形成する。すなわち、インクジェットノズルを用いて緑色の顔料を２０ｗｔ％分散させたポリイミド樹脂を、バンクＢＫ及び青色カラーフィルタ層２４Ｂで囲まれた緑色画素ＰＸＧが形成されるべき部分に塗布した後、１００℃で２分間加熱処理する。これにより、図５Ｃに示したように、３．２μｍの膜厚を有する緑色カラーフィルタ層２４Ｇが形成される。

続いて、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に、画素電極１５１を形成する。すなわち、ＩＴＯ金属材料を１５００オングストロームの膜厚でスパッタ法により成膜した後、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングする。これにより、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して、スルーホール２６を介して画素ＴＦＴ１２１にコンタクトした画素電極１５１が形成される。

続いて、基板間に所望のギャップを形成するための柱状スペーサ３１を形成する。すなわち、スピンナーにより、例えば透明な紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト膜を基板全面に所定の膜厚で塗布する。そして、このレジスト膜を乾燥した後に、所定のパターンを有するフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、柱状スペーサ３１が形成される。

続いて、基板全面に、垂直配向膜材料ＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を８００オングストロームの膜厚で塗布した後に、焼成し、配向膜１３Ａを形成する。これにより、アレイ基板１００が製造される。

一方、対向基板２００の製造工程では、まず、絶縁性基板２１上に対向電極２２を形成する。その後、基板全体に垂直配向膜材料ＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を８００オングストロームの膜厚で塗布した後に、焼成し、配向膜１３Ｂを形成する。これにより、対向基板２００が製造される。

この液晶表示パネル１０の製造工程では、アレイ基板１００の外縁に沿ってシール材１０６を印刷塗布する。このとき、シール材１０６は、液晶注入口３２を確保するよう塗布される。その後、アレイ基板１００から対向電極２０４に電圧を印加するための電極転移材をシール材１０６の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３Ｂとが互いに対向するようにアレイ基板１００と対向基板２００とを配置する。その後、両基板を加圧しながら加熱してシール材１０６を硬化させる。これにより、両基板を貼り合わせる。続いて、例えば正の誘電率異方性を有する液晶組成物ＺＬＩ−１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）を液晶注入口３２から注入する。その後、液晶注入口３２を封止部材３３によって封止する。これにより、液晶層３００を形成する。

以上のような製造方法によって液晶表示パネルが製造される。液晶表示装置における表示モードとしては、本実施形態の他に、例えばＴＮ（ツイステッド ネマティック）モード、ＳＴ（スーパー ツイステッド ネマティック）モード、ＧＨ（ゲスト−ホスト）モード、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モード、強誘電性液晶などが適用可能である。

このようにして製造したカラー液晶表示装置によれば、画素開口率は約６０％であり、点灯したところ、各色のカラーフィルタ層をすべてフォトリソグラフィプロセスで形成した場合と同等の優れた表示品位が得られた。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更が可能である。以下に、この発明の他の実施の形態について説明する。なお、上述した実施の形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、図６に示すように、他の実施の形態に係る液晶表示パネル１０のアレイ基板１００は、表示領域１０２において、透明な絶縁性基板１１上に、マトリクス状に配置された複数の画素にそれぞれ対応して形成された画素ＴＦＴ１２１、画素ＴＦＴ１２１に接続された画素電極１５１、複数の画素電極１５１全体を覆うように配置された配向膜１３Ａなどを備えている。

対向基板２００は、透明な絶縁性基板２１上の表示領域１０２内において画素毎に形成されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えている。また、対向基板２００は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に形成されすべての画素に共通の対向電極２０４、この対向電極２０４を覆うように配置された配向膜１３Ｂなどを有している。さらに、対向基板２００は、周辺領域１０４において、表示領域１０２の周縁に沿って配置された遮光層ＳＰを備えている。さらにまた、対向基板２００は、アレイ基板１００との間に所望のギャップを形成するための柱状スペーサ３１を備えている。

ところで、上述した液晶表示パネル１０は、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画するバンクＢＫを備えている。つまり、バンクＢＫは、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の境界、例えば色画素間に配置された配線部上に沿って配置されている。このバンクＢＫは、複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうちの特定の色画素に配置されたカラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料を用いて形成されている。つまり、バンクＢＫは、少なくともそれ自身を形成する着色樹脂材料（例えば青色着色樹脂材料）とは異なる色画素の間（例えば赤色画素と緑色画素との間）に配置される。

この実施の形態では、バンクＢＫは、対向基板２００において青色画素ＰＸＢに配置された青色カラーフィルタ層２４Ｂを形成するのと同一の青色に着色された樹脂材料によって形成されている。つまり、バンクＢＫは、青色カラーフィルタ層２４Ｂと同一工程で形成することが可能である。また、例えば、ストライプ状に同一色の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が並んだ表示領域１０２においては、バンクＢＫは、少なくとも赤色画素ＰＸＲと緑色画素ＰＸＧとの間にストライプ状に配置される。なお、バンクＢＫの形状は、ストライプ状に限らず、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ個別に区画するように格子状に形成しても良い。

これにより、バンクＢＫは、いずれかのカラーフィルタ層と同時に形成することが可能となるため、バンクＢＫを形成するための別個の製造工程（フォトリソグラフィプロセス）が不要となり、製造コストを低減することができる。また、後に形成されるカラーフィルタ層（例えば赤色カラーフィルタ層及び緑色カラーフィルタ層）はインクジェット方式によって形成することが可能となるため、これらのカラーフィルタ層をそれぞれフォトリソグラフィプロセスによって形成する場合よりも工程数の削減が可能であり、製造コストを低減することができる。

また、バンクＢＫは、配線部に沿って配置され、ブラックマトリクスとしての機能も兼ねるため、透過率の低い材料を用いて形成することにより、コントラストなどの表示品位を向上させることが可能である。

さらに他の実施の形態について説明する。

図８に示す液晶表示パネル１０は、色画素毎に液晶層３００を保持する基板間のギャップが異なるマルチギャップ構造を有している。すなわち、各画素ＰＸにおける基板間のギャップ（すなわちアレイ基板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３Ｂとで保持される液晶層３００の厚さに対応する）は、各画素ＰＸに配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を透過する光の主波長に応じて決定される。つまり、液晶層３００の屈折率異方性Δｎを考慮した実効的な液晶層３００の厚さ（ｄ・Δｎ）は、液晶層３００を透過する透過光（各画素ＰＸに配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を透過する光の主波長）の透過率Ｔが最大となるように設定される。

図８に示した実施の形態では、アレイ基板１００と対向基板２００とを互いに平行に配置した場合、赤色カラーフィルタ層２４Ｒの膜厚が最も小さく、青色カラーフィルタ層２４Ｂの膜厚が最も大きい。すなわち、
赤色カラーフィルタ層の膜厚＜緑色カラーフィルタ層の膜厚＜青色カラーフィルタ層の膜厚
の関係が成り立っている。

これにより、表示領域１０２には、ギャップの異なる２種類以上の画素が形成される。つまり、赤色カラーフィルタ層２４Ｒを有する赤色画素ＰＸＲでのギャップが最も大きく、青色カラーフィルタ層２４Ｂを有する青色画素ＰＸＢでのギャップが最も小さいマルチギャップ構造が構成される。すなわち、
赤色画素のギャップ＞緑色画素のギャップ＞青色画素のギャップ
の関係が成り立っている。

上述したマルチギャップ構造について、さらに具体的に説明する。例えば、図８に示した構造において、赤色画素ＰＸＲ及び青色画素ＰＸＢに着目する。

すなわち、表示領域１０２は、マトリクス状に配置されたギャップの異なる少なくとも２種類の画素を有している。赤色画素（第１色画素）ＰＸＲは、液晶層３００を保持するための第１ギャップを有している。青色画素（第２色画素）ＰＸＢは、第１ギャップより小さい第２ギャップを有している。

このような第１ギャップ及び第２ギャップは、それぞれの画素に配置されたカラーフィルタ層の膜厚によって制御可能である。すなわち、アレイ基板（第１基板）１００は、赤色画素（第１色画素）ＰＸＲに対応して赤色カラーフィルタ層（第１カラーフィルタ層）２４Ｒを有するとともに、青色画素（第２色画素）ＰＸＢに対応して青色カラーフィルタ層（第２カラーフィルタ層）２４Ｂを有している。

このようなマルチギャップ構造においても、上述した各実施の形態と同様に、液晶表示パネル１０は、図８に示すように、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区画するバンクＢＫを備えている。つまり、バンクＢＫは、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の境界、例えば色画素間に配置された配線部上に沿って配置されている。このバンクＢＫは、複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうちの特定の色画素に配置されたカラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料を用いて形成されている。つまり、バンクＢＫは、少なくともそれ自身を形成する着色樹脂材料（例えば青色着色樹脂材料）とは異なる色画素の間（例えば赤色画素と緑色画素との間）に配置される。

この実施の形態では、バンクＢＫは、アレイ基板１００において青色画素ＰＸＢに配置された青色カラーフィルタ層２４Ｂを形成するのと同一の青色に着色された樹脂材料によって形成されている。つまり、バンクＢＫは、青色カラーフィルタ層２４Ｂと同一工程で形成することが可能である。また、例えば、ストライプ状に同一色の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が並んだ表示領域１０２においては、バンクＢＫは、少なくとも赤色画素ＰＸＲと緑色画素ＰＸＧとの間にストライプ状に配置される。なお、バンクＢＫの形状は、ストライプ状に限らず、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ個別に区画するように格子状に形成しても良い。

この実施の形態では、複数の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ配置されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も厚い膜厚を有するカラーフィルタ層（例えば青色カラーフィルタ層）と同一の着色樹脂材料によってバンクＢＫを形成することが望ましい。これにより、バンクＢＫはいずれかのカラーフィルタ層と同時に形成することが可能となるため、バンクＢＫを形成するための別個の製造工程（フォトリソグラフィプロセス）が不要となり、製造コストを低減することができる。

また、後に形成されるカラーフィルタ層（例えば赤色カラーフィルタ層及び緑色カラーフィルタ層）はインクジェット方式によって形成することが可能となり、これらのカラーフィルタ層をそれぞれフォトリソグラフィプロセスによって形成する場合よりも工程数の削減が可能であり、製造コストを低減することができる。バンクＢＫを形成した後に他のカラーフィルタ層をインクジェット方式により形成しようとすると、液滴がバンクＢＫから溢れないようにすることが要求される。このため、最も厚い膜厚でバンクＢＫを形成することにより、混色などが防止され、表示品位を向上させることが可能である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

上述した各実施の形態において、液晶表示パネル１０は、透過型であってもよいし反射型であっても良い。透過型の液晶表示パネル１０として適用した液晶表示装置は、液晶表示パネル１０を照明する面光源装置を備え、さらに、画素電極１５１は、光透過性を有する導電性部材によって形成される。反射型の液晶表示パネル１０として適用した液晶表示装置では、画素電極１５１は、光反射性を有する導電性部材によって形成される。

図１は、この発明の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの構造を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す回路ブロック図である。 図３は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。 図４は、図３に示した液晶表示装置を構成するアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。 図５Ａは、図３に示したカラーフィルタ層の形成工程を説明するための図である。 図５Ｂは、図３に示したカラーフィルタ層の形成工程を説明するための図である。 図５Ｃは、図３に示したカラーフィルタ層の形成工程を説明するための図である。 図６は、この発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。 図７は、この発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１０…液晶表示パネル
２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層
１００…アレイ基板
１０２…表示領域
２００…対向基板
３００…液晶層
ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…色画素
ＢＫ…バンク

Claims (10)

1. 第１基板と第２基板との間に液晶層を保持して構成された液晶表示装置において、
   画像を表示する表示領域にマトリクス状に配置され、それぞれ対応する色のカラーフィルタ層を備えた複数の色画素と、
   各色画素を区画するバンクと、を有し、
   前記バンクは、第１色画素に配置された第１カラーフィルタ層と同一の着色樹脂材料によって形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１カラーフィルタ層は、第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層より低い透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１カラーフィルタ層は、第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層より厚い膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層は、前記第１カラーフィルタ層及び前記バンクを形成した後に、インクジェット方式により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１色画素は、前記第１基板と前記第２基板との間に前記液晶層を保持するための第１ギャップを有し、
   第２色画素は、前記第１ギャップより大きい第２ギャップを有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. さらに、前記複数の画素は、前記第２ギャップより大きい第３ギャップを有する第３色画素を含むことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１カラーフィルタ層は、前記第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層及び前記第３色画素に配置された第３カラーフィルタ層より低い透過率を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１カラーフィルタ層は、前記第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層及び前記第３色画素に配置された第３カラーフィルタ層より厚い膜厚を有することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記第２色画素に配置された第２カラーフィルタ層及び前記第３色画素に配置された第３カラーフィルタ層は、前記第１カラーフィルタ層及び前記バンクを形成した後に、インクジェット方式により形成されたことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
10. 第１基板と第２基板との間に液晶層を保持して構成され、画像を表示する表示領域にマトリクス状に配置された複数の色画素を備える液晶表示装置の製造方法であって、
    第１基板において、着色樹脂材料をパターニングすることにより第１色画素に対応した領域に第１カラーフィルタ層を形成するとともに、各色画素を区画するバンクを形成する工程と、
    前記バンクによって区画された第２色画素に対応した領域にインクジェット方式により第２カラーフィルタ層を形成する工程と、
    を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

Images