JP2007163540A - Electro-optical device, method for manufacturing the same, and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置のカラーフィルタと配線、該電気光学装置の製造方法及び該電気光学装置を搭載した電子機器に関するものである。 The present invention relates to a color filter and wiring of an electro-optical device, a method for manufacturing the electro-optical device, and an electronic apparatus equipped with the electro-optical device.
ガラス、プラスチック等によって形成された方形状の基板の表面に複数のフィルタエレメントをドットマトリクス状にインクジェット方式で形成し、その上に保護膜を積層することによって形成されるカラーフィルタの製造方法が知られている(例えば、特許文献1)。 A method for manufacturing a color filter formed by forming a plurality of filter elements on a surface of a rectangular substrate made of glass, plastic, or the like in a dot matrix form by an ink jet method and laminating a protective film thereon is known. (For example, Patent Document 1).
然しながら、基板の表面にドットマトリクス状にインクジェット方式で形成された複数のフィルタエレメントと隔壁とには段差があり、複数のフィルタエレメントと隔壁との上に形成された保護膜の表面は、平坦にならずに複数のフィルタエレメントと隔壁との段差に略相当する分の段差が保護膜にも生じてしまう。 However, there is a step between the plurality of filter elements and the partition walls formed in the dot matrix on the surface of the substrate by the inkjet method, and the surface of the protective film formed on the plurality of filter elements and the partition walls is flat. In addition, a level difference substantially corresponding to the level difference between the plurality of filter elements and the partition walls also occurs in the protective film.
このため、保護膜の表面に形成される配向膜にも、複数のフィルタエレメントと隔壁との段差に略相当する分の段差が生じる。この段差が生じた配向膜にラビング等の配向処理が施されると、この段差が生じている箇所で配向不良が起こる。 For this reason, the alignment film formed on the surface of the protective film also has a level difference substantially corresponding to the level difference between the plurality of filter elements and the partition walls. When an alignment treatment such as rubbing is performed on the alignment film in which the step is generated, alignment failure occurs at a position where the step is generated.
この配向不良が生じている箇所の液晶に、入射した光が当たると、光は液晶によって屈折或いは反射される。この方向が乱れた光は位相が制御されていないため、一対の偏光板では制御されずに光が漏れてしまう現象(以降、光漏れという)が発生し、表示装置としてのコントラストを損なうことになる。 When the incident light strikes the liquid crystal at the position where the alignment defect has occurred, the light is refracted or reflected by the liquid crystal. Since the phase of the light whose direction is disturbed is not controlled, a phenomenon in which light leaks without being controlled by a pair of polarizing plates (hereinafter referred to as light leakage) occurs, and the contrast as a display device is impaired. Become.
また、カラーフィルタが形成される基板と対向する基板に配置される配線、画素電極等とカラーフィルタとの相対位置関係に関してなんら考慮されずに、カラーフィルタを形成していた。したがって、開口率が低下するなどの課題を有していた。 In addition, the color filter is formed without considering any relative positional relationship between wirings, pixel electrodes and the like arranged on the substrate opposite to the substrate on which the color filter is formed and the color filter. Accordingly, there are problems such as a decrease in aperture ratio.
そこで本発明の目的は、複数のフィルタエレメント(本発明では色層という)と隔壁(本発明ではバンクという)とに段差が生じても光漏れを防止し、高コントラストで高開口率を備えた電気光学装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to prevent light leakage even when a step occurs between a plurality of filter elements (referred to as color layers in the present invention) and partition walls (referred to as banks in the present invention), and has a high contrast and a high aperture ratio. To provide an electro-optical device.
上記課題を解決するために、本発明のバンク間に色層が形成されてなるカラーフィルタを有する電気光学装置は、前記バンクが形成された基板と対向する他の基板に形成されてなる配線の幅よりも前記バンクの幅の方が狭いことを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, an electro-optical device having a color filter in which a color layer is formed between banks according to the present invention has a wiring formed on another substrate facing the substrate on which the bank is formed. The gist is that the width of the bank is narrower than the width.
バンクと、バンク間に形成されてなる色層との間に段差が生じ、この段差によって配向処理が不均一となり基板間に密封され挟持されてなる液晶の向きが所望の向きと異なる方向を向くようになる。電気光学装置に入射した光がこの向きが乱れた液晶に当たると、任意の方向に屈折或いは反射してしまい光漏れを発生する。本発明によれば、バンク間に色層が形成されてなるカラーフィルタを有する電気光学装置であって、バンクが形成された基板と対向する他の基板に形成されてなる配線の幅よりもバンクの幅の方が狭いように形成されているため、バンクと色層との間に液晶の配向の乱れが生じても、バンクの幅の方が配線の幅より狭いため、電気光学装置に入射した光は、配線によって遮断され光漏れを防止することができ高コントラストを備えた電気光学装置を提供することができる。また、配線によって表示領域が決定されるため、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。 A step is generated between the bank and the color layer formed between the banks, and the alignment process is non-uniform due to the step, and the direction of the liquid crystal sealed and sandwiched between the substrates is different from the desired direction. It becomes like this. When the light incident on the electro-optical device hits the liquid crystal whose direction is disturbed, the light is refracted or reflected in an arbitrary direction to cause light leakage. According to the present invention, there is provided an electro-optical device having a color filter in which a color layer is formed between banks, and the bank is wider than the width of a wiring formed on another substrate facing the substrate on which the bank is formed. Since the width of the bank is narrower, even if liquid crystal alignment is disturbed between the bank and the color layer, the bank is narrower than the width of the wiring. Thus, the light can be blocked by the wiring to prevent light leakage, and an electro-optical device having high contrast can be provided. In addition, since the display area is determined by the wiring, an electro-optical device having a high aperture ratio can be provided.
本発明の電気光学装置では、前記配線は、走査線又は信号線であることを要旨とする。この構成によれば、走査線又は信号線によってバンクと色層との間に液晶の配向の乱れが生じても、バンクの幅の方が走査線又は信号線の幅より狭いため、電気光学装置に入射した光は、走査線又は信号線によって遮断され光漏れを防止することができ高コントラストを備えた電気光学装置を提供することができる。また、走査線又は信号線によって表示領域が決定されるため、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。 The gist of the electro-optical device of the invention is that the wiring is a scanning line or a signal line. According to this configuration, even if the liquid crystal alignment is disturbed between the bank and the color layer due to the scanning line or the signal line, the width of the bank is narrower than the width of the scanning line or the signal line. The light incident on can be blocked by a scanning line or a signal line to prevent light leakage, and an electro-optical device with high contrast can be provided. In addition, since the display area is determined by the scanning line or the signal line, an electro-optical device having a high aperture ratio can be provided.
本発明の電気光学装置の製造方法は、基板間にカラーフィルタを有する電気光学装置の製造方法であって、一方の基板にバンクを形成し、前記バンクによって区画された領域に複数の色層を形成する工程と、他方の基板に、配線を形成する工程と、を少なくとも有し、前記バンクは前記配線よりも狭くなるように形成することを要旨とする。 The electro-optical device manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an electro-optical device having a color filter between substrates, wherein a bank is formed on one substrate, and a plurality of color layers are formed in a region partitioned by the bank. The gist is to have at least a step of forming and a step of forming a wiring on the other substrate, and the bank is formed to be narrower than the wiring.
これによれば、基板間にカラーフィルタを有する電気光学装置の製造方法であって、一方の基板にバンクを形成し、バンクによって区画された領域に複数の色層を形成する工程によって形成されたバンクの幅が、他方の基板に、配線を形成する工程によって形成された配線の幅よりも狭くなるように形成されている。このため、電気光学装置に入射した光は、配線によって遮断され光漏れを防止することができる。また、配線によって表示領域が決定されるため、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。 According to this, a method for manufacturing an electro-optical device having a color filter between substrates, which is formed by forming a bank on one substrate and forming a plurality of color layers in a region partitioned by the bank. The bank is formed so that the width of the bank is narrower than the width of the wiring formed by the process of forming the wiring on the other substrate. For this reason, the light incident on the electro-optical device can be blocked by the wiring to prevent light leakage. In addition, since the display area is determined by the wiring, an electro-optical device having a high aperture ratio can be provided.
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記配線は、走査線又は信号線であることを要旨とする。 In the electro-optical device manufacturing method of the present invention, the wiring is a scanning line or a signal line.
これによれば、電気光学装置に入射した光は、走査線又は信号線によって遮断され光漏れを防止することができる。また、走査線又は信号線によって表示領域が決定されるため、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。 According to this, the light incident on the electro-optical device can be blocked by the scanning line or the signal line to prevent light leakage. In addition, since the display area is determined by the scanning line or the signal line, an electro-optical device having a high aperture ratio can be provided.
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記複数の色層はインクジェット方式により形成することを要旨とする。 The gist of the electro-optical device manufacturing method of the present invention is that the plurality of color layers are formed by an inkjet method.
これによれば、一方の基板にバンクが形成され、そのバンク間に複数の色層がインクジェット方式によって形成されるため、バンクの幅をより細く設定することにより、対向する他方の基板に形成された配線の幅を狭くすることができ、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。 According to this, a bank is formed on one substrate, and a plurality of color layers are formed between the banks by the ink jet method. Therefore, by forming the bank width narrower, it is formed on the other substrate facing each other. Thus, the width of the wiring can be narrowed, and an electro-optical device having a high aperture ratio can be provided.
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を搭載したことを要旨とする。 The gist of the electronic apparatus of the present invention is that the electro-optical device of the present invention is mounted.
これによれば、本発明の高コントラストと高開口率を備えた電気光学装置により、表示部が見易い電子機器を提供することができる。 According to this, the electro-optical device having the high contrast and the high aperture ratio according to the present invention can provide an electronic apparatus in which the display unit is easy to see.
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置の製造方法を利用して製造された電気光学装置を搭載したことを要旨とする。 The gist of the electronic apparatus of the present invention is that the electro-optical device manufactured by using the method of manufacturing the electro-optical device of the present invention is mounted.
これによれば、本発明の電気光学装置の製造方法を利用して製造された高コントラストと高開口率を備えた電気光学装置により、表示部が見易い電子機器を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus in which the display unit is easy to see by the electro-optical device having the high contrast and the high aperture ratio manufactured by using the method for manufacturing the electro-optical device of the present invention.
以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、液晶表示装置1の構造を示す概略断面図である。電気光学装置としての液晶表示装置1は、カラーフィルタ基板10と、カラーフィルタ基板10に対向する対向基板としての素子基板20と、双方の基板間に挟持、密封された液晶30とを備えている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the liquid
カラーフィルタ基板10は、ガラス、石英、プラスチック等の比較的透明な基板2と、該基板2に設けられたバンク15と、該バンク15間に設けられた色層16,17と、該バンク15及び色層16,17の表面に設けられたオーバコート層13と、オーバコート層13の表面に設けられた透明電極11と、該透明電極11の表面に設けられた配向膜12と、を少なくとも備えている。
The
素子基板20は、ガラス、石英、プラスチック等の比較的透明な基板3と、表示画素に対応する各画素電極21とをマトリックス状に結線する配線としての走査線22a及び配線としての信号線22bと、各画素電極21に電圧を選択的に印加するスイッチング素子としてのTFT(Thin Film Transistor)素子(以降、TFT素子という)35(図2参照)と、少なくとも画素電極21を含む領域に設けられている配向膜23と、を少なくとも備えている。
The
カラーフィルタ基板10のバンク15は、基板2上に、例えばフォトリソグラフィ法で2μm程の高さを有して矩形状に形成され、この矩形状のバンク15が規則性を持って配列されている。
The
バンク15と基板2とで形成された凹部に、色層16,17が形成される。色層16,17は、赤、青、緑などの色を含む2種類以上の色の何れか一種で構成されている。色層16,17の色の配列方法としては、ストライプ配列、モザイク配列、或いはデルタ配列等があるが、本発明では、何れの配列でも、また、他の配列でもよい。
バンク15の厚さt1は、色層16,17の厚さt2よりも厚く形成されている。これは、例えば、色層16,17を形成する方法としてインクジェット法を用いて形成する場合に、色層16と色層17とに吐出された着色液滴が混入しないようにするためである。
A thickness t1 of the
隣接する色層16,17間で色の混入が発生すると、液晶表示装置1としてのカラー機能を損ねることになるため、本発明は、バンク15の厚さt1を、色層16,17の厚さt2に比較して厚くなるように形成して隣接する色層16,17間での色の混入を防止している。
If color mixing occurs between the
バンク15及び色層16,17の表面にはオーバコート層13が設けられている。オーバコート層13の表面に設けられた透明電極11は、対向する素子基板20の各画素電極21との間に電圧が印加されて液晶30の分子の向きを制御する一方の電極である。
An overcoat layer 13 is provided on the surfaces of the
透明電極11の表面に設けられた配向膜12は、液晶30の分子の向きをラビング、斜め蒸着、撥水処理等の配向処理によって所望の向きに揃える働きを有している。
The
一方、素子基板20の表示画素に対応する各画素電極21は略透明な電極であり、対向する透明電極11との間に電圧が印加されて液晶30の分子の向きを制御する一方の電極である。各画素電極21は、カラーフィルタ基板10の各色層16,17のそれぞれと一対となって対向して配設されている。
On the other hand, each
各画素電極21は、配線としての走査線22aと配線としての信号線22bとにTFT素子35(図2参照)を介して電気的に接続されていて、走査線22aを高電位に保ちTFT素子35によって導通状態になると、信号線22bにより液晶30に信号電圧がかかるようになっている。また、走査線22a及び信号線22bは、アルミニウム、タンタル、タングステン等の金属薄膜で造られている。
Each
TFT素子35(図2参照)は、アモルファスシリコン(a−Si、非結晶シリコン)又はポリシリコンで造られていて、各画素電極21、配線としての走査線22a及び配線としての信号線22b間でのスイッチング素子としての働きを有する。
The TFT element 35 (see FIG. 2) is made of amorphous silicon (a-Si, amorphous silicon) or polysilicon, and is connected between each
液晶表示装置1の紙面下方には、バックライト(図示せず)又は反射層(図示せず)が設けられ、バックライトから発せられた光、又は反射層で反射した光が液晶表示装置1の紙面下方から液晶表示装置1に入射している光を矢印で示している。
A backlight (not shown) or a reflective layer (not shown) is provided below the surface of the liquid
走査線22a又は信号線22bが配設されている領域に紙面下方から入射した光Aは、走査線22a及び信号線22bがアルミニウム、タンタル、タングステン等の金属薄膜からできているため、走査線22a及び信号線22bを透過することができない。この走査線22a又は信号線22bが配設されていて、光Aが透過できない領域を非透過領域T1という。また、各画素電極21が配設されている領域に紙面下方から入射した光B,Cは、各画素電極21が略透明の酸化インジウム、酸化錫等により造られているため、透過することができる。光B,Cが透過できる領域を透過領域T2という。この透過領域T2は、各画素電極21と対向する透明電極11との間に印加される電圧によって液晶30の分子の向きが制御され、所謂表示領域として機能する領域である。
The light A that has entered the region where the
前述したように、バンク15の厚さt1は、色層16,17の厚さt2よりも厚くなるように形成されている。これにともなって、バンク15及び色層16,17の表面に設けられたオーバコート層13、透明電極11及び配向膜12は、バンク15及び色層16,17の表面に追従して形成される。したがって、液晶30の分子の向きを制御する配向膜12も凹部12aと凸部12bとを有するようになる。この配向膜12の凹部12aと凸部12bとの段差部12cに施される前述した配向処理は、凹部12a及び凸部12bに施される配向処理と比較して不均一な部分が発生する。
As described above, the thickness t1 of the
前述した光B,Cが段差部12cで発生している液晶30の配向が不均一な部分に入射すると、光B,Cは配向が不均一な液晶30の分子によって拡散され、液晶表示装置1に配設されている偏光板(図示せず)によって位相が揃えられた光が、位相を持たない状態となる。
When the above-described light B and C is incident on the portion where the alignment of the
このため、例えば、液晶30が略水平配向処理されていて、表示領域の電圧が全く無い場合は、光B,Cが透過しない状態となるが、表示領域の輪郭部に位置する段差部12cに発生している配向が不均一な液晶30の分子によって、表示領域の周囲から光B,Cの一部が漏れ出てくる現象(以降、光漏れという)が生じ、液晶表示装置1として、コントラストを損なうことになる。
For this reason, for example, when the
そこで、本発明では、走査線22a又は信号線22bの幅H1とバンク15の幅H2との関係を、バンク15の幅H2の方が走査線22a又は信号線22bの幅H1より狭い関係にして、段差部12cで発生している液晶30の配向の乱れに、光B,Cが到達できないようにしたものである。これにより、高コントラストを備えた電気光学装置を提供することができる。また、走査線22a又は信号線22bの幅H1以外の領域は、透過領域(表示領域)とすることができるので、バンク15の幅H2を細く設定することによって、走査線22a又は信号線22bの幅H1を細くすることができ、高開口率を備えた電気光学装置を提供することができる。
Therefore, in the present invention, the relationship between the width H1 of the
図2は、液晶表示装置1の構造を示す概略平面図である。図2の状態は、図1に示すa−a’断面を示したものであり、分かりやすく説明するためにカラーフィルタ基板10を透視した状態で表している。また、カラーフィルタ基板10に配設されているバンク15とバンク15間に設けられた色層16,17を二点鎖線で示している。色層16,17が形成されている領域は、斜線で示している。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the structure of the liquid
素子基板20には、配線としての走査線22a(221a,222a)が紙面左右方向に配設され、配線としての信号線22b(221b,222b)が紙面上下方向に配設されている。走査線22aと信号線22bとが交わる部分は、電気的に絶縁されている。走査線22aと信号線22bとが囲む領域には、画素電極21が走査線22a及び信号線22bとに電気的に導通しない状態で配設されている。本実施例では、説明を分かりやすくするために、上下に重なる積層関係については省略して記載してあり、また画素電極21が走査線22a及び信号線22bと平面的に積重していないようにしているが、画素電極21と走査線22a及び信号線22bとが電気的に絶縁されていれば平面的に積重してもよい。
On the
また、走査線22aと、信号線22bと、画素電極21との間に、TFT素子35(35a,35b)が形成されている。TFT素子35は、走査線22aと、信号線22bと、画素電極21との間のスイッチング素子としての働きがあり、カラーフィルタ基板10に配設されている透明電極11と素子基板20に配設されている画素電極21との間に印加する電圧を制御する。印加された電圧によって液晶30の分子の向きが制御され、これによって透過する光の量が制御されて電気光学装置としての液晶表示装置1を構成している。
Further, TFT elements 35 (35a, 35b) are formed between the
また、前述したようにカラーフィルタ基板10には、バンク15が配設され各バンク15間には色層16,17が配設されてカラーフィルタを形成している。図1で説明した段差部12cは、図2で示すバンク15と色層16,17との境界(二点鎖線で示す)付近に発生している。
Further, as described above, the
走査線22aの幅H1(H1a,H1b)又は信号線22bの幅H1(H1c〜H1h)とバンク15の幅H2(H2a〜H2h)との関係を詳述する。ここで、隣接する関係を説明するために、紙面中央部の列の画素電極21をそれぞれ画素電極21a、画素電極21b、画素電極21cとし、画素電極21a、画素電極21b、画素電極21cに対向してカラーフィルタ基板10に形成されている色層17をそれぞれ色層17a、色層17b、色層17cとする。
The relationship between the width H1 (H1a, H1b) of the
また、紙面左部の列の画素電極21をそれぞれ画素電極21d、画素電極21e、画素電極21fとし、画素電極21d、画素電極21e、画素電極21fに対向してカラーフィルタ基板10に形成されている色層16をそれぞれ色層16a、色層16b、色層16cとする。
In addition, the
バンク15は、色層16,17を形成するために格子状にカラーフィルタ基板10に配設されている。このバンク15の幅H2(H2a〜H2h)は、略等しく配設されるが、必ずしも等しくなくてもよい。また、素子基板20に配設されている走査線22aの幅H1(H1a,H1b)又は信号線22bの幅H1(H1c〜H1h)は、略等しく配設されるが、必ずしも等しくなくてもよい。
The
図2に示すように、バンク15の幅H2(H2a〜H2h)は、何れの箇所においても、走査線22aの幅H1(H1a,H1b)又は信号線22bの幅H1(H1c〜H1h)よりも狭く形成されている。このように形成することにより、バンク15と色層16,17との境界部としての段差部12cで発生している液晶30(図1参照)の配向の乱れに、光B,C(図1参照)が到達できないようにしたものである。
As shown in FIG. 2, the width H2 (H2a to H2h) of the
「光漏れ」を、バンク15の幅H2(H2a〜H2h)が、何れの箇所においても、走査線22aの幅H1(H1a,H1b)又は信号線22bの幅H1(H1c〜H1h)よりも狭く形成することにより防止することができる。
“Light leakage” means that the width H2 (H2a to H2h) of the
本発明は、液晶30の種類によって限定されるものではなく、何れの液晶30でも同様な効果を得ることができる。また、液晶の配向処理の方法、色層16,17の製造方法及びバンク15の製造方法は特に限定されるものではなく、他の方法で製造されたものでも同様な効果を得ることができる。色層16,17の色相は、赤、青、緑などの色を含む2種類以上の色相を備えたものであれば同様な効果を得ることができる。また、バンク15に関しては、遮光性を有する樹脂材料や、遮光性を有する無機材料と有機材料との積層構造、など材質は特に限定されるものではなく、何れの材質であっても同様な効果を得ることができる。また、形状に関しても、前述の通り格子状のバンク以外に、ストライプ状のバンクであっても良い。
The present invention is not limited by the type of
上記実施例の液晶表示装置1が搭載される電子機器は、例えば、PDA(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器や携帯端末機器、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、モニタ直視型のデジタルビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、ワークステーション、テレビ電話機、POS端末機等々の画像表示手段として好適に用いることができる。
The electronic device on which the liquid
1…電気光学装置としての液晶表示装置、2,3…基板、10…カラーフィルタ基板、11…透明電極、12,23…配向膜、12a…凹部、12b…凸部、12c…境界部としての段差部、13…オーバコート層、15…バンク、16,17,16a〜16c,17a〜17c…色層、20…対向基板としての素子基板、21,21a〜21f…画素電極、22a,221a,222a…配線としての走査線、22b,221b,222b…配線としての信号線、30…液晶、35,35a,35b…TFT素子、A,B,C…光、H1,H2,H1a〜H1h,H2a〜H2h…幅、t1,t2…厚さ、T1…非透過領域、T2…透過領域。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記バンクが形成された基板と対向する他の基板に形成されてなる配線の幅よりも前記バンクの幅の方が狭いことを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device having a color filter in which a color layer is formed between banks,
An electro-optical device, wherein a width of the bank is narrower than a width of a wiring formed on another substrate facing the substrate on which the bank is formed.
一方の基板にバンクを形成し、前記バンクによって区画された領域に複数の色層を形成する工程と、
他方の基板に、配線を形成する工程と、
を少なくとも有し、
前記バンクは前記配線よりも狭くなるように形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A method of manufacturing an electro-optical device having a color filter between substrates,
Forming a bank on one substrate and forming a plurality of color layers in a region partitioned by the bank;
Forming a wiring on the other substrate;
Having at least
The method of manufacturing an electro-optical device, wherein the bank is formed to be narrower than the wiring.
An electronic apparatus comprising an electro-optical device manufactured by using the electro-optical device manufacturing method according to claim 3.
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