JP2007206532A - カラーフィルタ基板、液晶表示装置およびそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易で表示品位を向上できる液晶パネルを提供する。
【解決手段】額縁部33上にオーバーコート層34を積層させて被覆した。額縁部33から液晶層45への溶け出しや配向膜のラビング時の摩擦による剥れをオーバーコート層34で防止できる。額縁部33に用いた遮光性材料に起因した表示不良を簡単な構成で確実に防止できる。オーバーコート層34をスペーサ31と同じ材料で同一工程にて作製した。オーバーコート層34を設けたことによる製造工程数の増加を防止できる。製造コストの上昇を防止できる。液晶パネル１の製造性を低下させることなく、液晶パネル１の信頼性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板、液晶表示装置およびそれらの製造方法に関する。

現在、この種の液晶表示装置は、アレイ基板と対向基板との間に液晶層が介在されている。そして、これらアレイ基板と対向基板との周縁の液晶封止口を除く部分が接着剤で固定され、この液晶封止口が封止剤にて封止されている。さらに、これらアレイ基板と対向基板との間には、これらアレイ基板と対向基板との間の間隔を一定に保つためのスペーサとして粒径が均一なプラスチックビーズなどが散在されている。

そして、これら液晶表示装置のうち、カラー表示が可能な液晶表示装置には、この液晶表示装置のアレイ基板および対向基板のいずれか一方にＲ（Red:赤）、Ｇ（Green:緑）およびＢ（Blue:青）の着色層にて構成されたカラーフィルタ層が形成されている。そして、この液晶表示装置の表示方式としては、例えばＴＮ（Twisted Nematic）形、ＳＴ（Stock Time）形、ＧＨ（Guest Host）形あるいはＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）形や強誘電性液晶などが用いられている。また、封止剤としては、例えば熱にて硬化する熱硬化型や紫外線の照射にて硬化する紫外線硬化型のアクリル形またはエポキシ形の接着剤などが用いられている。

また、カラー表示可能な液晶表示装置としては、絶縁基板上に走査線および信号線が格子状に設けられ、これら走査線および信号線の交点に対応してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）あるいは多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）などを半導体層とした薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:ＴＦＴ）が設けられ、これら薄膜トランジスタに画素電極が電気的に接続されたアクティブマトリクス基板としてのアレイ基板を備えている。そして、このアレイ基板に対向して、対向電極が設けられた対向電極が配設されており、この対向基板の対向電極上にカラーフィルタ層が設けられている。

また、このカラーフィルタ層の周縁には、カーボン粒子などを含む遮光性材料にて構成された額縁部が設けられている。さらに、これらアレイ基板と対向基板との間の画面周辺部には、アレイ基板から対向基板へ電圧を印加するトランスファとしての電極転移材が設けられている。この電極転移材は、導電性の銀粒子をバインダにてペースト状にした銀ペーストなどにて構成されている。また、これらアレイ基板と対向基板とのそれぞれは偏光板にて挟持されており、光シャッタとしてカラー画像が表示可能に構成されている。

そして、この種の液晶表示装置においては、フォトリソグラフィにてカラーフィルタ層および額縁部をアレイ基板および対向基板のいずれかの一主面上に形成するのが一般的であるが、このフォトリソグラフィは、塗布、露光、現像および焼成（ベーク）などの多くの処理工程が必要であるから、製造コストを下げることが容易ではない。そこで、インクジェットによる印刷でカラーフィルタ層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、このインクジェット方式としては、アレイ基板および対向基板のいずれかの一主面上に新たな受容層を設けて、この受容層上から染色する方法（例えば、特許文献２参照。）や、これらアレイ基板および対向基板のいずれかの一主面上に、この一主面より突出した別個の土手状のパターンを設けて、この土手状のパターンの間に着色層を塗布する方法（例えば、特許文献３参照。）などが知られている。
特開２０００−１２２０７２号公報 特開平１０−１４８７１３号公報 特開２０００−３５３５９４号公報

しかしながら、上述のようにインクジェットによる印刷でカラーフィルタ層および額縁部を形成する場合には、この額縁部が液晶層に対して露出している構成となるため、この額縁部に含まれているカーボン粒子などが液晶層へと溶け出してしまい、この液晶層の閾値特性が劣化してしまうので、表示品位が低下してしまうおそれがある。また、フォトリソグラフィを用いてカラーフィルタ層および額縁部を形成する場合には、これらカラーフィルタ層および額縁部を形成するための製造工程として多くの処理工程が必要であるので、製造が容易ではないという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造が容易で表示品位を向上できる液晶表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁基板の一主面上に設けられ、この一主面より突出するカラーフィルタ層と、このカラーフィルタ層上に設けられ前記絶縁基板の間隔を保持するスペーサと、前記絶縁基板の一主面上の前記カラーフィルタ層の周囲に設けられた遮光部と、この遮光部上に前記カラーフィルタ層およびスペーサのいずれかと同じ材料で設けられ、この額縁部を覆うオーバーコート層とを具備したものである。

そして、絶縁基板の一主面上のカラーフィルタ層の周囲に設けられた遮光部を覆うオーバーコート層を、カラーフィルタ層上に設けられ絶縁基板の間隔を保持するスペーサおよびカラーフィルタ層のいずれかと同じ材料で設けた。

本発明によれば、絶縁基板の一主面上のカラーフィルタ層の周囲に設けた遮光部をオーバーコート層にて覆ったことにより、この遮光部による表示品位の劣化を防止できるので、表示品位を向上できるとともに、このオーバーコート層をスペーサおよびカラーフィルタ層のいずれかと同じ材料で設けたことにより、このオーバーコート層を設けたことによる製造工程の増加を防止できるので、このオーバーコート層の製造を容易にできる。

以下、本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。

図１ないし図５において、１は平面表示装置としての液晶パネルで、この液晶パネル１は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子としての液晶表示装置である。そして、この液晶パネル１は、アクティブマトリクス基板としてのカラーフィルタ基板である略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、ＸＧＡ（eXtended Graphics Array）仕様の表示画素数を実現するように構成された薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)基板であって、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板３を有している。

さらに、このガラス基板３の一主面である表面上の中央部には、図２に示すように、画像表示領域としての画面部４が形成されている。そして、このガラス基板３上の画面部４には、複数の画素５がマトリクス状に設けられて配置されている。これら複数の画素５は、ガラス基板３の縦方向に沿ってｎ個形成されており、このガラス基板３の横方向に沿ってｍ個形成されている。したがって、これら複数の画素５は、ガラス基板３上にｎ×ｍ個形成されている。さらに、これら画素５のそれぞれには、画素電極６、蓄積容量としての画素補助容量である補助容量７および薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)８がそれぞれ１つずつ配置されている。

また、ガラス基板３の表面には、電極配線としてのゲート電極配線である複数の走査線11が、このガラス基板３の幅方向に沿って配設されている。これら走査線11は、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。また、電極配線としての画像信号配線である複数の信号線12が、ガラス基板３の縦方向に沿って配設されている。これら信号線12は、ガラス基板３の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。

したがって、これら走査線11および信号線12は、ガラス基板３上に交差して格子状であるマトリクス状に配線されている。そして、これら走査線11および信号線12の各交点に対応して、画素電極６、補助容量７および薄膜トランジスタ８のそれぞれが各画素５毎に設けられている。

一方、このガラス基板３の周縁には、信号線駆動回路としての細長矩形平板状のＹドライバ回路14が配設されている。このＹドライバ回路14は、ガラス基板３の横方向に沿った一側縁に設けられている。さらに、このＹドライバ回路14は、ガラス基板３の縦方向に沿って設けられており、このガラス基板３上の各走査線11それぞれの一端部が電気的に接続されている。また、このガラス基板３の縦方向に沿った一端には、信号線駆動回路としての細長矩形平板状のＸドライバ回路15が配設されている。このＸドライバ回路15は、ガラス基板３の横方向に沿って設けられており、このガラス基板３上の各信号線12それぞれの一端部が電気的に接続されている。なお、これらＹドライバ回路14およびＸドライバ回路15は、Ｙドライバ回路14から各走査線11に供給される走査信号によって、薄膜トランジスタ８をオンオフさせるタイミングに同期して、Ｘドライバ回路15から各信号線12に画素信号を供給させることによって、アレイ基板２の画面部４に所定の画像を表示させる。

次いで、図１に示すように、このガラス基板３の表面には、シリコン窒化膜や酸化シリコン膜などにて構成された図示しないアンダーコート層が積層されて成膜されている。このアンダーコート層上には、トップゲート型構造としてのトップゲートタイプの薄膜トランジスタ８が１画素構成要素として配設されている。この薄膜トランジスタ８は、スイッチング素子として機能するＴＦＴ素子である。そして、これら薄膜トランジスタ８は、アンダーコート層上に形成されたソース電極21およびドレイン電極22を備えている。これらソース電極21およびドレイン電極22は、所定の間隙を介して電気的に絶縁された状態で設けられている。また、ソース電極21は信号線12に電気的に接続されており、ドレイン電極22は画素電極６に電気的に接続されている。

さらに、これらソース電極21およびドレイン電極22の間には、半導体層としての活性層23が設けられている。この活性層23は、ソース電極21およびドレイン電極22を含むアンダーコート層上に設けられている。そして、この活性層23は、ｐ−Ｓｉにて構成された半導体層である。すなわち、この活性層23は、非晶質半導体としてのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）をエキシマレーザ溶解結晶化であるアニールしてからパターニングして作成した島状のｐ−Ｓｉ薄膜である。

また、この活性層23上には、図示しないゲート絶縁膜を介して導電性を有するゲート電極24が積層されて成膜されている。このゲート電極24は、図２に示すように、走査線11の一側縁に一体的に接続されて、この走査線11の一部を構成する。ここで、このゲート電極24は、活性層23の長手方向に直交する長手方向を有している。また、このゲート電極24は、活性層23の幅寸法より小さな幅寸法を有しており、この活性層23上の中央部に設けられている。

さらに、アンダーコート層上には、着色層としてのカラーフィルタ層25が積層されて設けられている。このカラーフィルタ層25は、アンダーコート層の表面より突出して設けられている。具体的に、このカラーフィルタ層25は、少なくとも２色以上である１組の色単位、例えば赤（Red:Ｒ）色の着色層である赤色フィルタ部26と、緑（Green:Ｇ）色の着色層である緑色フィルタ部27と、青（Blue:Ｂ）色の着色層である青色フィルタ部28との３つのドットがアレイ基板２の縦方向および横方向のそれぞれに向けて繰り返し配置されて構成されている。

ここで、赤色フィルタ部26は、例えば１０質量％ほど赤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にて構成されている。また、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28も同様に、緑色あるいは青色の顔料を、例えば１０質量％ほど分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストにて構成されている。さらに、これら赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28のそれぞれは、例えば１．５μｍの等しい膜厚に形成されている。

そして、これら複数の赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28にて構成されたカラーフィルタ層25は、アレイ基板２の各画素５に対応して設けられており、これら各画素５内に位置する薄膜トランジスタ８を覆っている。さらに、このカラーフィルタ層25の赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28のそれぞれには、これら赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28に対向して設けられている薄膜トランジスタ８のドレイン電極22を導通させて開口させるスルーホールとしてのコンタクトホール29が形成されている。

さらに、これらコンタクトホール29を含む赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28上には、透明電極である画素電極６が、例えば０．１μｍほどの膜厚のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜のスパッタ法にて成膜されて形成されている。これら画素電極６は、コンタクトホール29を介して薄膜トランジスタ８のドレイン電極22に導通されて電気的に接続されて、この薄膜トランジスタ８によって制御される。

そして、赤色フィルタ部26と緑色フィルタ部27との間には、アレイ基板２の厚さ方向に沿った長手方向を有する細長円柱状のスペーサ31が突設されている。これらスペーサ31は、画面部４の縦方向および横方向のそれぞれに向けて所定個数、例えば３個の画素５を介した部分に位置する画素５のそれぞれに設けられている。すなわち、これらスペーサ31は、アレイ基板２の画面部４上に等間隔に離間されて設けられている。

また、これらスペーサ31は、赤色フィルタ部26上の画素電極６と緑色フィルタ部27上の画素電極６との間に設けられている。さらに、これらスペーサ25は、例えばアクリル製の透明樹脂材料にて構成されている。そして、これらスペーサ31および画素電極６上の全面には、配向膜材料として、例えば０．０８μｍほどの膜厚の図示しない配向膜が積層されて形成されている。

そして、カラーフィルタ層25の周縁より外側のアンダーコート層上には、このアンダーコート層上に設けられているカラーフィルタ層25の周縁を覆う土手状の受止パターンとしての土手パターンである外周バンク32が積層されて設けられている。この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の最外周部である画面部の外周縁より所定距離離間させた位置に設けられた額縁受止層としての遮光性膜堰き止め用のバンクである。すなわち、この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の周囲を所定の間隔を介して連続して囲っている。

また、この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の高さと同じ高さほど、アンダーコート層の表面より突出している。したがって、この外周バンク32は、この外周バンク32とカラーフィルタ層25の周縁部との間に、例えば１ｍｍほどの幅寸法を有する断面凹状の間隙である額縁形成領域Ａを形成させる。すなわち、この外周バンク32は、この外周バンク32とカラーフィルタ層25との間の額縁形成領域Ａに液状の遮光性材料Ｃを塗布した際に、この遮光性材料Ｃを堰き止める枠として機能し、この遮光性材料Ｃのカラーフィルタ層25の外側への傾れを防止する。

さらに、この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の最も外側に位置する着色層、例えば青色フィルタ部28と同一材料であるとともに、この青色フィルタ部28と同一工程で同時に形成されている。すなわち、この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28のいずれかに用いた材料と同じ材料で形成されている。

また、この外周バンク32とカラーフィルタ層25の周縁との間のアンダーコート層上に形成された断面凹状の額縁形成領域Ａには、遮光性を有する材料である液状の遮光性材料Ｃが注入されて溜められて形成された遮光層としての遮光部である額縁部33が設けられている。すなわち、この額縁部33は、カラーフィルタ層25の周囲に設けられている。そして、この額縁部33は、額縁状の遮光領域であって、インクジェットあるいはディスペンサによる液状の遮光性材料Ｃの塗布にて形成された遮光性膜にて構成されている。

ここで、この遮光性材料Ｃは、カーボンあるいはチタンなどの遮光性の高い顔料が用いられた樹脂などである。具体的に、この遮光性材料Ｃとしては、例えば１質量％ほどカーボン顔料を添加した遮光性樹脂にて構成されている。よって、額縁部33は、外周バンク32とカラーフィルタ層25の周縁との間の額縁形成領域Ａから硬化する以前の液状の遮光性材料Ｃによる漏れを防止するため、カラーフィルタ層25の厚さ寸法より小さな厚さ寸法を有している。

さらに、この額縁部33上には、額縁部保護層としてのオーバーコート層34が積層されている。このオーバーコート層34は、額縁部33の表面が外部に露出しないように、この額縁部33の表面全体を覆っている。すなわち、このオーバーコート層34は、外周バンク32とカラーフィルタ層25の周縁との間の額縁形成領域Ａ内に下端部が挿入された状態で額縁部33上に積層されている。よって、このオーバーコート層34は、額縁形成領域Ａの両側に位置する青色フィルタ部28の外側面と外周バンク32の内側面との間に設けられ、この額縁形成領域Ａ内に額縁部33を保持させている。また、このオーバーコート層34は、スペーサ31と同一材料であるとともに、このスペーサ31と同一工程で同時に形成されている。すなわち、このオーバーコート層34は、スペーサ31に用いた材料と同じ材料で形成されて、このスペーサ31の高さ寸法に等しい高さ寸法を有している。

一方、アレイ基板２の表面には、矩形平板状の対向基板41が対向して配設されている。この対向基板41は、略透明な矩形平板状の絶縁基板としての透光性基板であるガラス基板42を備えている。このガラス基板42のアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、共通電極としての対向電極43が積層されている。この対向電極43は、透明電極として、例えばＩＴＯ膜にて構成されている。また、この対向電極43は、対向基板41の表面とアレイ基板２の表面とを対向させた際に、このアレイ基板２のガラス基板３の画面部４全体に亘って対向する矩形状の大きな電極である。言い換えると、この対向電極43は、アレイ基板２に対向基板41を対向させた際に、このアレイ基板２の画素電極６と相対するように配置されている。さらに、この対向電極43を含んだガラス基板42上の全面には、図示しない配向膜が積層されて形成されている。

そして、対向基板41は、この対向基板41の対向電極43側をアレイ基板２の画素電極６側に対向させた状態で、アレイ基板２に取り付けられている。すなわち、この対向基板41は、アレイ基板２に設けられている各スペーサ31を対向基板41の対向電極43に当接させて、これらアレイ基板２と対向基板41との間に所定の間隔である液晶封止領域Ｂがスペーサ31にて保持されて形成されるように、平行に離間された状態で取り付けられている。

さらに、これら対向基板41の配向膜とアレイ基板２の配向膜との間には、液晶材料として、例えばＭＥＲＣＫ株式会社製の誘電異方性が正である液晶組成物44が注入されて挟持されて光変調層としての液晶層45が形成されている。すなわち、この液晶層45は、対向基板41の配向膜とアレイ基板２の配向膜との間に液晶組成物44が介挿されて封止されて構成されている。さらに、この液晶層45は、アレイ基板２の画素電極６と対向基板41の対向電極43との間に液晶容量を形成させる。

また、アレイ基板２と対向基板41との間の周縁部は、これらアレイ基板２と対向基板41との間の液晶封止領域Ｂに液晶層45を封止させる液晶封止部としてのシール材46が取り付けられている。このシール材46は、アレイ基板２と対向基板41との間に接着されて固定されている。また、このシール材46は、アレイ基板２の画面部４の周縁を覆うように設けられており、このアレイ基板２の画面部４と対向基板41との間に液晶封止領域Ｂを形成させる。そして、このシール材46は、対向基板41の配向膜とアレイ基板２のオーバーコート層および額縁部33との間に設けられている。すなわち、このシール材46は、アレイ基板２のガラス基板３の画面部４より外側の部分に設けられている。

そして、このシール材46には、このシール材46を介してアレイ基板２と対向基板41との間の液晶封止領域Ｂに液晶組成物44を注入させて液晶層45を形成させる図示しない液晶注入口が設けられている。この液晶注入口は、この液晶注入口から液晶組成物44を液晶封止領域Ｂに注入させた状態で、封止材として紫外線硬化樹脂が塗布されて封止される。

さらに、このシール材46の周辺には、アレイ基板２から対向電極43に電圧を印加する図示しないトフンスファが形成されている。このトフンスファは、アレイ基板２と対向基板41との間の画面周辺部に設けられている図示しないトランスファ・パッド上に形成されている。さらに、これらアレイ基板２のガラス基板３の裏面と対向基板41のガラス基板42の裏面とのそれぞれには、略矩形平板状の偏光板47,48が積層されて取り付けられている。これら偏光板47,48は、アレイ基板２のガラス基板３の裏面および対向基板41のガラス基板42の裏面の略全面を覆っている。

次に、上記第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。

まず、成膜工程とパターニング工程とを繰り返してガラス基板３上の画面部４に補助容量７、薄膜トランジスタ８、走査線11および信号線12のそれぞれを形成する。

次いで、このガラス基板３上に、例えば１０質量％ほど赤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を図示しないスピンナにて塗布してから、このガラス基板３上の赤色を着色したい部分に光が照射されるような図示しないレジストマスクをガラス基板３上に形成する。

この後、このガラス基板３上に、レジストマスクを介して例えば３６５ｎｍの波長でレーザを照射してフォトリソグラフィしてパターンを形成した後に現像して、例えば膜厚１．５μｍの赤色フィルタ部26を形成する。

さらに、この赤色フィルタ部26を形成する場合と同様にフォトリソグラフィして、例えば１０質量％ほど緑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を用いて、膜厚１．５μｍの緑色フィルタ部27を形成するとともに、例えば１０質量％ほど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を用いて、膜厚１．５μｍの青色フィルタ部28を形成して、ガラス基板42の画面部４にカラーフィルタ層25を形成する。

このとき、この青色フィルタ部28を形成する工程で、図３に示すように、この青色フィルタ部28を形成する際に用いた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを用いて、ガラス基板３上のカラーフィルタ層25の外側に、この青色フィルタ部28と同一工程で同時に外周バンク32を形成する。

この後、カラーフィルタ層25上に、例えば膜厚０．１μｍのＩＴＯ膜をスパッタ法にて成膜してからパターニングして画素電極６を形成する。

次いで、図４に示すように、この外周バンク32とカラーフィルタ層25の周縁との間の額縁形成領域Ａに、インクジェットノズルまたはディスペンサなどの塗布手段を用いて、例えば１質量％ほどカーボン顔料を添加した遮光性樹脂を遮光性材料Ｃとして塗布してから乾燥させて、これら外周バンク32とカラーフィルタ層25との間の額縁形成領域Ａに額縁部33を形成する。

この後、画素電極６を含むカラーフィルタ層25、額縁部33および外周バンク32上に、感光性アクリル性透明樹脂をスピンナ塗布してからフォトリソグラフィして、スペーサ31とオーバーコート層34とのそれぞれを同一材料で同時に形成して、額縁付きカラーフィルタ基板であるアレイ基板２を作製する。

次いで、これらスペーサ31およびオーバーコート層34のそれぞれが形成されたアレイ基板２上および対向基板41上それぞれの全面に配向膜材料を印刷して、これらアレイ基板２上および対向基板41上のそれぞれに図示しない配向膜を形成する。

この後、液晶組成物44を注入する部分を除く対向基板41の配向膜の周縁に沿ってシール材46となる接着剤を印刷してから、アレイ基板２から対向電極43に電圧を印加させるトランスファを接着剤の周辺のトランスファ・パッド上に形成する。

次いで、アレイ基板２の配向膜と対向基板41の配向膜とを対向させて、このアレイ基板２上のスペーサ31それぞれを対向基板41上に当接させた状態で加熱して接着剤を硬化させてシール材46とし、これらアレイ基板２と対向基板41とをシール材46にて貼り合わせる。

この後、これらアレイ基板２と対向基板41との間のシール材46にてシールされていない部分が液晶注入口となり、この液晶注入口から液晶材料を注入して、液晶組成物44をアレイ基板２と対向基板41との間の液晶封止領域Ｂに介在させる。

この状態で、アレイ基板２と対向基板41との間の液晶注入口を、紫外線硬化樹脂を封止剤として用いて封止して、カラー表示可能な液晶パネル１を作製する。

この結果、この液晶パネル１について確認したところ、額縁部33で十分な遮光性を得ることができ、この額縁部33に用いた額縁材料である遮光性材料に起因した表示不良などは生じなかった。さらに、この液晶パネル１について５０℃の温度で８０％の湿度の高温高湿度動作試験を５００時間ほど実施したところ、この液晶パネル１に表示される画質に異常が見られなかったので、高い表示品位を保つことができた。

この実施の形態によれば、額縁部33に用いられる遮光性膜に、カーボン(Ｃ)やチタン(Ｔｉ)などの遮光性の高い顔料が用いられても、この額縁部33がオーバーコート層34にて覆われているため、液晶層45に対して直接露出することがなく、この額縁部33から液晶層45中に溶け出してしまったり、配向膜をラビングするときの摩擦にて配向膜上の異物の原因となることがない。また、この液晶層45中への遮光性の強い顔料の流出に伴う液晶層45の閾値不良、ひいては液晶層45に焼き付きが生じることもなく、高い製造歩留まりや信頼性を確保できる。

さらに、このオーバーコート層34の形成をスペーサ31と同じ材料で同一工程にて作製する構成としたため、製造工程数を増加させることもない。

また、この液晶パネル１の額縁部33をオーバーコート層34にて覆ったことにより、この額縁部33に用いる遮光性材料の選定、あるいは含有量の自由度が広がるため、この額縁部33を厚くすることなく遮光性を向上できるとともに、遮光性を確保しつつ額縁部33をより薄くすることが可能になる。

なお、上記第１の実施の形態では、アレイ基板２上にカラーフィルタ層25を形成したが、図６に示す第２の実施の形態のように、このカラーフィルタ層25を対向基板41上に形成することもできる。この場合、この対向基板41がカラーフィルタ基板となりアレイ基板２が保持基板となる。そして、カラーフィルタ層25は、ガラス基板42の表面に積層されて、このガラス基板42の表面より突出して設けられている。さらに、このカラーフィルタ層25上に対向電極43が積層され、この対向電極43上にスペーサ31が設けられている。

さらに、このカラーフィルタ層25の最外周部から所定距離離間させた位置に、青色フィルタ部28と同じ材料および同一工程で形成された外周バンク32が設けられている。そして、この外周バンク32とカラーフィルタ層25との間の額縁形成領域Ａに額縁部33が形成され、この額縁部33上にオーバーコート層34がスペーサ31と同一材料および同一工程にて形成されている。

一方、アレイ基板２は、ガラス基板３のアンダーコート層上に薄膜トランジスタ８が積層され、この薄膜トランジスタ８に隣接したアンダーコート層上に画素電極６が積層されている。そして、これら薄膜トランジスタ８および画素電極６を覆うアンダーコート層上に配向膜が積層されてアレイ基板２とされている。

この結果、対向基板41のガラス基板42上にカラーフィルタ層25を作製する際に外周バンク32を形成し、この外周バンク32とカラーフィルタ層25との間の額縁形成領域Ａに遮光性材料Ｃを塗布して額縁部33を形成できるから、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、この液晶パネル１について確認したところ、上記第１の実施の形態と同様に、額縁部33に用いた額縁材料である遮光性材料に起因した表示不良などは生じず、上記高温高湿度動作試験でも異常の発生が見られなかった。

さらに、図７ないし図９に示す第３の実施の形態のように、額縁部33に比べカラーフィルタ層25は液晶層45に対する影響が少ないので、このカラーフィルタ層25を構成するいずれかの着色層、例えば青色フィルタ部28と同一材料および同一工程でオーバーコート層34を形成することもできる。この場合、このオーバーコート層34は、カラーフィルタ層25を構成する赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27および青色フィルタ部28のうち、最後に形成される、例えば青色フィルタ部28と同じ材料にて同時に形成されている。一方、外周バンク32は、最後に形成される青色フィルタ部28の前に形成される緑色フィルタ部27と同じ材料にて同時に形成されている。したがって、この外周バンク32は、カラーフィルタ層25の緑色フィルタ部27と同一材料および同一工程にて形成されている。

すなわち、図７に示すように、ガラス基板３上に第１色目の赤色フィルタ部26を形成した状態で、このガラス基板３上に第２色目の緑色フィルタ部27を形成するときに、この緑色フィルタ部27と同一の材料にて同時に外周バンク32を形成してから、図８に示すように、この外周バンク32と緑色フィルタ部27との間の額縁形成領域Ａに額縁部33を形成した後に、図９に示すように、このガラス基板３上に最終色である第３色目の青色フィルタ部28と同時に同一材料でオーバーコート層34を形成する構成とした。

この結果、カラーフィルタ層25を構成する緑色フィルタ部27と同一材料および同一工程にて外周バンクを形成するとともに、このカラーフィルタ層25の青色フィルタ部28と同一材料および同一工程にてオーバーコート層34を形成したことにより、このオーバーコート層34を設けたことによる製造工程数の増加を防止できるので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、この液晶パネル１について確認したところ、上記第１の実施の形態と同様に、額縁部33に用いた額縁材料である遮光性材料に起因した表示不良などは生じず、上記高温高湿度動作試験でも異常の発生が見られなかった。

また、図１０および図１１に示す第４の実施の形態のように、カラーフィルタ層25の周縁より外側に外周バンク32を設けずに、図１０に示すように、このカラーフィルタ層25の周縁に遮光性材料Ｃを塗布して、このカラーフィルタ層25の周縁に連続させて額縁部33を形成してから、図１１に示すように、この額縁部33上にオーバーコート層34を形成して、このオーバーコート層34にて額縁部33を被覆する構成とすることもできる。ここで、このオーバーコート層34としては、スペーサ31やカラーフィルタ層25の赤色フィルタ部26、緑色フィルタ部27あるいは青色フィルタ部28のいずれかと同一の材料で同一工程で形成することもできる。

この場合、この額縁部33の外側が外周バンク32にて仕切られないから、この額縁部33が外側に流れてしまうので、この額縁部33のパターンが崩れてしまうおそれがあるが、外周バンク32を形成する必要がなくなるので、液晶パネル１の製造性をより向上できる。

なお、上記各実施の形態では、トップゲートタイプの薄膜トランジスタ８について説明したが、ボトムゲート型構造であるボトムゲートタイプの薄膜トランジスタ８や、コプラナ型の薄膜トランジスタ８であっても対応させて用いることができる。

さらに、アレイ基板２のガラス基板３の画面部４の周縁にＹドライバ回路14やＸドライバ回路15などの周辺駆動回路を作り込んだが、これらＹドライバ回路14やＸドライバ回路15などの周辺駆動回路をアレイ基板２と別個に形成して、このアレイ基板２に接続させてもよい。

本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態を示す説明断面図である。 同上液晶表示装置を示す説明回路構成図である。 同上液晶表示装置の絶縁基板上に額縁受止層を形成した状態を示す説明図である。 同上額縁受止部とカラーフィルタ層との間に額縁部を形成した状態を示す説明図である。 同上額縁部上にオーバーコート層を形成した状態を示す説明図である。 本発明の液晶表示装置の第２の実施の形態を示す説明断面図である。 本発明の液晶表示装置の第３の実施の形態の絶縁基板上に額縁受止層を形成した状態を示す説明図である。 同上額縁受止部とカラーフィルタ層との間に額縁部を形成した状態を示す説明図である。 同上額縁部上にオーバーコート層を形成した状態を示す説明図である。 本発明の液晶表示装置の第４の実施の形態のカラーフィルタ層の外側に額縁部を形成した状態を示す説明図である。 同上額縁部上にオーバーコート層を形成した状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置としての液晶パネル
２ カラーフィルタ基板としての保持基板であるアレイ基板
３ 絶縁基板としてのガラス基板
25 カラーフィルタ層
31 スペーサ
33 遮光部としての額縁部
34 オーバーコート層
41 保持基板としてのカラーフィルタ基板である対向基板
42 絶縁基板としてのガラス基板
45 液晶層

Claims (4)

1. 絶縁基板の一主面上に設けられ、この一主面より突出するカラーフィルタ層と、
   このカラーフィルタ層上に設けられ前記絶縁基板の間隔を保持するスペーサと、
   前記絶縁基板の一主面上の前記カラーフィルタ層の周囲に設けられた遮光部と、
   この遮光部上に前記カラーフィルタ層およびスペーサのいずれかと同じ材料で設けられ、この額縁部を覆うオーバーコート層と
   を具備したことを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. 請求項１記載のカラーフィルタ基板と、
   このカラーフィルタ基板との間がスペーサにて保持されてこのラーフィルタ基板に対向して配設された保持基板と
   これら保持基板とカラーフィルタ基板との間に介在された液晶層と
   を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
3. 絶縁基板の一主面上に、この一主面より突出するカラーフィルタ層を設け、
   このカラーフィルタ層上に前記絶縁基板の間隔を保持するスペーサを設け、
   記絶縁基板の一主面上である前記カラーフィルタ層の周囲に遮光部を設け、
   この遮光部上に、この遮光部を覆うオーバーコート層を設けるカラーフィルタ基板の製造方法であって、
   前記カラーフィルタ層およびスペーサのいずれかと同じ材料で前記オーバーコート層を設ける
   ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
4. 請求項３記載のカラーフィルタ基板と保持基板との間をスペーサにて保持させつつ、このカラーフィルタ基板に前記保持基板を対向させて配設し、
   これら保持基板とカラーフィルタ基板との間に液晶層を介在させる
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

Images