JP2009217248A - カラーフィルタ基板、及びカラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラビング処理が不完全となる領域が存在する場合であっても、液晶分子の配向不良による表示品質の低下を確実に回避する。
【解決手段】 カラーフィルタ基板１−１は、下側基板８に形成された着色層と、光の通過を防ぐ遮光層４と、ラビング処理が施された配向膜１１と、遮光層４上に配置した柱状スペーサ３を備えている。遮光層４は、配向膜１１をラビング処理する方向５に沿って、柱状スペーサ３近傍においてラビング処理が不完全となる影６の領域を含むように形成する。これにより、柱状スペーサ３の影６の領域は、配向不良が生じる領域であるが、遮光層４上に存在するから表示に寄与することがなく、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を確実に回避することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタ基板とこれを用いたカラー液晶表示装置に関し、特に、上側基板と下側基板との間に封入される液晶層の厚さを規定するためのスペーサ及び遮光層の配置に関する。

従来、液晶表示装置には、液晶が封入される液晶表示素子の上側基板と下側基板との間の厚みを規定するために、スペーサが設けられている。スペーサは、粒子状の部材からなり、液晶表示素子の内部に散布されている。この粒子状のスペーサは、ガラスまたは合成樹脂からなる透明な球状体であることから、スペーサ近傍にある液晶分子の配向が乱されたり、光漏れが生じたりして、表示不良を引き起こしていた。

このような問題を解決した液晶表示素子として、円柱形状の柱状スペーサを遮光層上に配置したものが知られている。図８（Ａ）は、従来の液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すカラーフィルタ基板に設けた柱状スペーサの外観図である。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）においてａａ’面を示す液晶表示素子の断面図である。

図８（Ｃ）に示すように、カラーフィルタ基板３０１は、下側基板３８、遮光層３４、カラーフィルタからなる着色層３２、平坦化層４２、透明電極４４、配向膜４１、及び柱状スペーサ３３１を備えている。液晶表示素子５０は、前述したカラーフィルタ基板３０１と、対向電極３９と配向膜４０が積層された上側基板３７と、上側基板３７と下側基板３８との間に封入された液晶層４３とを備えている。上側基板３７に設けられた配向膜４０及び下側基板３８に設けられた配向膜４１は、上側基板３７と下側基板３８との間に液晶を封入する前に、ラビング処理が行われる。ラビング処理は、一種のバフ研磨加工であり、液晶分子の配向を制御するために行われる。柱状スペーサ３３１は、遮光層３４上に平坦化層４２を介して設けられ、図８（Ｂ）に示すように、円柱形状をなしている。柱状スペーサ３３１により、上側基板３７と下側基板３８との間に封入される液晶層４３の厚みが規定される。図８（Ａ）に示すように、遮光層３４は、カラーフィルタ基板３０１上に格子状に設けられ、着色層３２は、遮光層３４が構成した格子の間に設けられている。このように、円柱形状の柱状スペーサ３３１を遮光層３４上に配置したため、光漏れに伴う表示不良の問題を解決することができる。

円柱形状の柱状スペーサを所定の箇所に配置した液晶表示素子の他の例として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の柱状スペーサは、ポリイミド樹脂等を主成分とする感光性材料からなり、透明な感光性材料を着色層上に形成するものであり、または、着色層を重ね合わせることにより形成するものである。

しかしながら、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示した液晶表示素子５０及び特許文献１の液晶表示素子では、例えばバフ布を用いてラビング処理を行うことによって、バフ布から脱毛及び切片が発塵したり、配向膜４１から磨耗粉が発塵したりする。そして、これらの発塵した物質が、柱状スペーサ３３１の近傍部４５、すなわち、ラビング処理の方向３５から柱状スペーサ３３１を見て、柱状スペーサ３３１の手前の部分に集まりやすくなる。配向膜４１は、ラビング処理後に超音波等により洗浄されるが、これらの発塵した物質を完全に除去することができない。このため、この近傍部４５の配向膜４１上に残留した物質が原因となって、液晶分子の配向が乱されたり、光漏れが生じたりして、表示不良を引き起こしていた。つまり、液晶表示装置としてコントラストが低下し、表示品質が低下するという問題があった。

このような問題を解決した液晶表示素子として、鋭角部を有する柱状スペーサを遮光層上に配置したものが知られている。図９（Ａ）は、柱状スペーサに特徴を有する従来の液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示すカラーフィルタ基板に設けた柱状スペーサの外観図である。尚、図９（Ａ）においてａａ’面を示す液晶表示素子の断面図は、図８（Ｃ）に示した液晶表示素子５０の断面図と同等であるので、ここでは説明を省略する。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示した柱状スペーサ３３１と、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す柱状スペーサ３３２とを比較すると、両者は形状が柱状であり、上側基板３７と下側基板３８との間に封入される液晶からなる液晶層４３の厚みを規定する点で同一である。一方、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示した柱状スペーサ３３１は水平断面が円形であるのに対し、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す柱状スペーサ３３２は水平断面が鋭角部を有した扇形である点で相違する。

図９（Ａ）に示すように、柱状スペーサ３３２は、鋭角部がラビング処理の方向３５とは逆の方向に設けられている。柱状スペーサ３３２の鋭角部により、発塵した物質が配向膜４０上に溜まることなく発散するから、掃き寄せられることがない。仮に、僅かな量の物質が掃き寄せられたとしても、ラビング処理後の超音波等を用いた洗浄によって、完全に除去することができる。

このように、配向膜４１上には残留した物質が存在しないから、液晶分子の配向が乱されることがなく、光漏れも生じることがない。したがって、表示不良を引き起こすことがない。

しかしながら、前述した図８（Ａ）のカラーフィルタ基板３０１における柱状スペーサ３３１の配置、特許文献１のカラーフィルタ基板における柱状スペーサの配置、及び、図９（Ａ）のカラーフィルタ基板３０２における柱状スペーサ３３２の配置では、ラビング処理が不完全となる領域が存在する。

例えば、図８（Ａ）のカラーフィルタ基板３０１において、ラビング処理の方向３５に沿った柱状スペーサ３３１における影３６１の部分（柱状スペーサ３３１の背後の部分）が、ラビング処理の不完全な領域となる。ラビング処理が矢印の方向３５に行われると、柱状スペーサ３３１が邪魔になって、柱状スペーサ３３１における影３６１の部分の研磨加工を十分に行うことができないからである。また、図９（Ａ）のカラーフィルタ基板３０２においても、図８（Ａ）のカラーフィルタ基板３０１と同様に、ラビング処理の方向３５に沿った柱状スペーサ３３２における影３６２の部分（柱状スペーサ３３２の背後の部分）が、ラビング処理の不完全な領域となる。

このため、柱状スペーサ３３１，３３２の影３６１，３６２と着色層３２とが重複する箇所において、液晶分子の配向が乱されたり、光漏れが生じたりして、表示ムラ等の表示不良を引き起こしていた。つまり、液晶表示装置としてコントラストが低下し、表示品質が低下するという問題があった。

このような不完全なラビング処理に伴う表示品質の低下の問題に対処するために、特許文献３〜５に記載の液晶表示素子が知られている。特許文献３に記載の液晶表示素子は、ラビング処理が不完全になる柱状スペーサにおける影部分が、シアン色のカラーフィルタ内に位置するように柱状スペーサを配置するものである。この液晶表示素子によれば、シアン色が人間の視覚性に影響を与え難いから、表示品質が低下するという問題に対処することができる。しかし、表示品質が低下する問題に完全に対処することができるとは限らず、一層の品質向上が望まれている。

また、特許文献４に記載の液晶表示素子は、ラビング処理に沿う方向に配置された画素に対して、最大でも３個以上連続しないように柱状スペーサを配置するものである。この液晶表示素子によれば、ラビング処理に沿う方向において、画面全体として表示品質が低下するという問題に対処することができる。しかし、柱状スペーサが配置された箇所においては、表示品質が低下するという点に変わりがなく、一層の品質向上が望まれている。

また、特許文献５に記載の液晶表示素子は、スイッチング素子近傍に柱状スペーサを配置し、ラビング処理が不完全になる柱状スペーサにおける影部分が、画素電極と重ならないようにするものである。この液晶表示素子によれば、表示品質が低下するという問題に対処することができるが、柱状スペーサの配置箇所が制限されるから、このような制限を緩和することが望まれている。

特開平１０−８２９０９号公報 特開２０００−１９９９０５号公報 特開２００７−１１４３０３号公報 特開２００７−２３２８２０号公報 特開平１１−１７４４６７号公報

そこで、本発明は、ラビング処理が不完全となる領域が存在する場合であっても、液晶分子の配向不良による表示品質の低下を確実に防ぐことを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を講じた。

（１）基板と、該基板に形成された複数のフィルタと、前記基板に形成された、光の通過を防ぐ遮光層と、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜と、前記基板と該基板に対向する他の基板との間に封入される液晶の厚さを規定するためのスペーサとを備えたカラーフィルタ基板において、前記スペーサは、前記遮光層上に設けられ、前記遮光層は、前記配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域を含んで形成されるようにした。

（２）前記（１）に記載のカラーフィルタ基板において、前記複数のフィルタは、該フィルタ毎に所定の幅を有し、所定の角度で折れ曲がって形成され、前記遮光層は、前記複数のフィルタをそれぞれ囲み込み、前記フィルタに沿って、所定の幅を有し、前記所定の角度と同じ角度で折れ曲がって格子状に形成されるようにした。

（３）前記（１）に記載のカラーフィルタ基板において、前記複数のフィルタは、該フィルタ毎に平行四辺形の形状で形成され、前記遮光層は、前記複数のフィルタをそれぞれ囲み込み、前記フィルタに沿って、所定の幅を有して格子状に形成されるようにした。

（４）第１の基板と、該第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板に形成された複数のフィルタと、前記第１の基板に形成された、光の通過を防ぐ遮光層と、前記第１及び第２の基板にそれぞれ形成され、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜と、前記第１及び第２の基板の間に封入される液晶の厚さを規定するためのスペーサを備えた液晶表示装置において、前記スペーサは、前記第１の基板に形成された前記遮光層上に設けられ、前記遮光層は、前記配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域を含んで形成されるようにした。

（５）前記（４）に記載の液晶表示装置において、前記スペーサは、該遮光層に対応した前記第２の基板に設けられ、前記遮光層は、前記配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記第２の基板のスペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域に対応した、前記第１の基板における領域を含んで形成されるようにした。

（６）前記（４）または（５）に記載の液晶表示装置において、前記（２）に記載の複数のフィルタ及び遮光層が形成されるようにした。

（７）前記（４）または（５）に記載の液晶表示装置において、前記（３）に記載の複数のフィルタ及び遮光層が形成されるようにした。

（８）前記（４）から（７）までのいずれかに記載の液晶表示装置であって、表示画面に画像を表示させるための光を出射するバックライトと、前記表示画面に画像を表示させるための駆動信号を供給する駆動回路と、所定方向の光を通過させる偏光板と、を備えるようにした。

（９）基板と、該基板に形成された遮光層及び複数のフィルタと、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜と、前記基板と該基板に対向する他の基板との間に封入される液晶の厚さを規定するためのスペーサとを備えたカラーフィルタ基板の製造方法において、前記配向膜に施すラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域を含むように、前記遮光層を形成する工程と、前記スペーサを前記遮光層上に配置する工程と、を有するようにした。

本発明によれば、ラビング処理に伴って柱状スペーサの影となる領域、すなわち、ラビング処理が不完全になる領域が遮光層上に存在するようにした。これにより、その影となる領域は表示に寄与しないから、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を確実に回避することが可能となる。

本発明の実施例１による液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図である。 本発明の実施例２による液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図である。 図１における柱状スペーサの近傍を拡大した平面図である。 図２における柱状スペーサの近傍を拡大した平面図である。 本発明の実施例１，２による液晶表示素子の断面図である。 液晶表示装置の外観図である。 カラーフィルタ基板の製造工程を示すフロー図である。 （Ａ）は、従来のラーフィルタ基板の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における柱状スペーサの外観図であり、（Ｃ）は、従来の液晶表示素子の断面図である。 （Ａ）は、柱状スペーサに特徴を有する従来の液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）における柱状スペーサの外観図である。

本発明の液晶表示装置は、柱状スペーサ近傍のラビング処理が不完全となって配向不良が生じる領域を含むように、遮光層を形成することとした。すなわち、複数の着色層とこれらの間に形成された遮光層を備えるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板に対向して設けられた対向基板と、フィルタ基板と対向基板が互いに対向してなる間隙を一定にするためにフィルタ基板と対向基板の間に設けられたスペーサを備えるとともに、スペーサが形成された基板をラビング処理したときに、スペーサ近傍で配向が不完全となる領域が、遮光層と重なって表示に関与しないように構成されている。ここで、カラーフィルタ基板の遮光層上にスペーサを形成した場合では、遮光層の形状を、カラーフィルタ基板のラビング処理によってスペーサ近傍に生じるラビング処理不完全領域を含むようにすればよい。また、対向基板上にスペーサを形成した場合では、遮光層の形状を、対向基板のラビング処理によってスペーサ近傍に生じるラビング処理不完全領域と重なるような形状にすればよい。これにより、そのラビング処理不完全領域は表示に関与する領域ではなくなるため、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を確実に回避することが可能となる。以下、実施例を用いて詳細に説明する。
〔実施例１〕
図１は、本実施例１による液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図であり、カラーフィルタ基板の平面の一部を示している。カラーフィルタ基板１−１は、赤フィルタからなる赤着色層２Ｒ−１、緑フィルタからなる緑着色層２Ｇ−１、青フィルタからなる青着色層２Ｂ−１、柱状スペーサ３及び遮光層４を備えている。実際のところ、カラーフィルタ基板１−１は、これらの構成要素に加えて、平坦化層１２、透明電極１４及び配向膜１１も備えて構成されている。詳細については後述する。

赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１は、所定の幅Ｗ１を有し、かつ所定の角度θで折れ曲がってそれぞれ形成されている。同じ色の着色層がＹ軸方向に配置され、緑着色層２Ｇ−１、青着色層２Ｂ−１及び赤着色層２Ｒ−１の順で、各着色層がＸ軸のプラス方向に配置されている。１個の赤着色層２Ｒ−１、１個の緑着色層２Ｇ−１及び１個の青着色層２Ｂ−１により１画素が構成される。

尚、赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１は、所定の幅Ｗ１を有し、かつ所定の角度θで折れ曲がってそれぞれ形成されているが、本発明はその形状を限定するものではない。

柱状スペーサ３は、円柱形状をなしており、遮光層４上に設けられている。柱状スペーサ３の近傍に生じる影６は、ラビング処理が方向５のラビング角度（カラーフィルタ基板１−１におけるＸ軸またはＹ軸と、ラビング処理の方向５との間の角度）で行われる場合に、ラビング処理が不完全となり、液晶分子の配向が乱れる領域である。すなわち、柱状スペーサ３の影６の領域は、ラビング処理の方向５から柱状スペーサ３を見た場合に、ラビング処理によって生じる、柱状スペーサ３の背後の領域である。

図３は、図１における柱状スペーサ３の近傍を拡大した平面図である。図３に示すように、柱状スペーサ３は、ラビング処理によって生じる影６の領域と共に、遮光層４上に位置するように配置されている。

このように、本実施例では、遮光層上に柱状スペーサを配置し、柱状スペーサ近傍のラビング処理が不完全となって配向不良が生じる領域が遮光層上に存在するように、ラビング処理を行っている。これにより、ラビング処理が不完全となる領域が遮光層上に存在するから、その領域は表示に寄与することがなく、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を回避することが可能となる。

尚、柱状スペーサ３は、円柱形状をなしているようにしたが、本発明はその形状を限定するものではない。また、柱状スペーサ３は、図１に示すように、４個の着色層の周辺であって、遮光層４を共通にする箇所に設けるようにしたが、本発明はその設置箇所を限定するものではない。要するに、柱状スペーサ３及びその影６が遮光層４上に含まれるようにすればよい。

図１に戻って、遮光層４は、光の通過を防ぐためのブラックマトリックスを形成し、ラビング処理の方向５に沿って、柱状スペーサ３が配置された領域及び柱状スペーサ３の影６の領域を含むように形成されている。遮光層４の形状は、赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１をそれぞれ囲み込むように、格子状をなしている。具体的には、所定の幅Ｗ２を有し、かつ各着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１における所定の角度θと同じ角度で折れ曲がっている。また、カラーフィルタ基板１−１の平面における遮光層４の位置は、Ｙ軸のプラス方向の端部におけるＸ軸上の位置と、Ｙ軸のマイナス方向の端部におけるＸ軸上の位置とが一致している。

尚、遮光層４は、Ｙ軸方向に所定の幅Ｗ２を有し、かつ着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１における所定の角度θと同じ角度で折れ曲がって形成されるようにしたが、本発明はその形状を限定するものではない。
〔液晶表示素子〕
図５は、図１のカラーフィルタ基板１−１を用いた液晶表示素子の断面図であり、カラーフィルタ基板１−１の断面は図１におけるａａ’面及びｂｂ’面を示している。液晶表示素子２０は、カラーフィルタ基板１−１、対向電極９及び配向膜１０が積層された上側基板７、及び、カラーフィルタ基板１−１と上側基板７との間に封入された液晶層１３を備えて構成されている。

カラーフィルタ基板１−１は、下側基板８と、下側基板８上に形成された遮光層４と、赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１と、遮光層４及び着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１をそれぞれ覆うように形成された平坦化層１２と、透明電極１４と、液晶層１３の厚さを規定する柱状スペーサ３と、平坦化層１２及び透明電極１４上に塗布された配向膜１１とを備えて構成されている。

上側基板７及び下側基板８には透光性のガラスが使用される。遮光層４は、黒色顔料を混入した樹脂層であり、フォトリソグラフィ法により図１に示すような格子状に形成される。赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１は、それぞれ赤色顔料、緑色顔料及び青色顔料を混入した感光性樹脂を下側基板８表面に塗布し、フォトリソグラフィ法によりそれぞれ離間して形成される。

平坦化層１２は、透光性の高分子材料、無機酸化物（ＳｉＯ₂等）または窒化物により形成される。遮光層４及び着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１の表面を平坦化して液晶層１３の厚さを均一にするために設けられている。

配向膜１０，１１は、ポリイミド、ＰＶＡ、有機シラン等が使用され、液晶分子の配向を制御するためのラビング処理が行われる。液晶層１３は、ラビング処理された配向膜１０，１１の間に、図示しないシール材により液晶を封入して形成される。

〔液晶表示装置〕
図６は、図５の液晶表示素子２０を用いた液晶表示装置の外観図である。液晶表示装置６０は、液晶表示パネル６１、拡散板６２、導光板６３及び反射板６５を階層的に備えて構成され、導光板６３の側面の一辺に光源６４が設けられている。

液晶表示パネル６１は、図５に示した液晶表示素子２０、２枚の偏光板、表示画面に画像を表示させるための駆動信号を供給する駆動回路を備えている（図示せず）。偏光板は液晶表示素子２０の上面及び下面に設けられている（図示せず）。

拡散板６２は、導光板６３の上面から出射した光を垂直方向に散乱させ、光の輝度ムラを抑える。導光板６３は、光源６４から入射した光を、内部に設けられたＶ字溝により上方向に偏向させ、上面から出射する。反射板６５は、導光板６３の下面から外部へ抜けた光を、再び導光板６３の下面から内部に入射し、導光板６３の上面から出射する。拡散板６２、導光板６３、光源６４及び反射板６５は、液晶表示装置６０においてバックライトとして機能する。

このように構成された液晶表示装置６０において、液晶表示パネル６１に備えた駆動回路により、液晶表示素子２０に備えた透明電極１４と対向電極９に電圧が印加されると、透明電極１４と対向電極９との間の液晶層１３の液晶分子の配向が変化して、液晶層１３を通過する光の偏光特性が変化する。液晶表示パネル６１に備えた２枚の偏光板は、光の所定の偏光成分のみを通過させるから、液晶表示パネル６１により偏光特性が変化した光を可視化することができる。

また、図６に示した液晶表示装置６０は、例えば、携帯電話、電子手帳等の携帯情報機器、または、パーソナルコンピュータのモニタに用いられる。
〔製造工程〕
図７は、図１に示したカラーフィルタ基板１−１の製造工程を示すフロー図である。図７及び図５を参照して、まず、下側基板８上に、図１に示した格子状のパターンで、遮光層４を形成する（ステップＳ１）。この工程では、例えばフォトリソグラフィ法が用いられる。

ここで、後述するステップＳ７におけるラビング処理によって生じる柱状スペーサ３の影６（ラビング処理が不完全となり、液晶分子の配向が乱れる領域）が遮光層４上に位置するように、遮光層４を形成する。これにより、図１及び図３に示したラビング方向５でラビング処理を行うと、ラビング処理が不完全となる領域が遮光層４上に存在することとなる。遮光層は表示に寄与することがなく、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を回避することが可能となる。

そして、赤着色層２Ｒ−１、緑着色層２Ｇ−１及び青着色層２Ｂ−１を形成する（ステップＳ２）。具体的には、ステップＳ１において形成された格子状の遮光層４を含む基板上に、各色の顔料分散レジストを順次均一に塗布し、フォトリソグラフィ法により露光及び現像を行い、着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１をそれぞれ形成する。このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素が形成される。

遮光層４及び着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１を下側基板８に形成した後、これらの層を覆い、液晶層１３の厚さを均一にするための平坦化層１２を形成する（ステップＳ３）。

そして、各着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１に対応した透明電極１４を形成し（ステップＳ４）、遮光層４上に柱状スペーサ３を配置する（ステップＳ５）。この場合、ラビング方向５を考慮して、ラビング処理によって生じる影６の領域が遮光層４上に位置するように、柱状スペーサ３を配置する。

尚、柱状スペーサ３は、後述する配向膜１１を形成する工程の後に配置してもよい。また、柱状スペーサ３をカラーフィルタ基板１−１に配置しないで、上側基板７に配置してもよい。この場合、ステップＳ５の工程は不要となるが、上側基板７をラビング処理して生じる影６の領域（上側基板７側の領域）がカラーフィルタ基板１−１側の遮光層４上に対応するように、柱状スペーサ３を上側基板７に配置する必要がある。すなわち、柱状スペーサが設けられた基板のラビング方向が、遮光膜の長手方向（着色層の辺に沿った方向）と略一致するように、遮光層の形状、柱状スペーサの配置を決めれば良い。

遮光層４、各着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１、平坦化層１２及び透明電極１４を下側基板８に形成した後、液晶分子の方向を制御するための配向膜１１を形成する（ステップＳ６）。具体的には、配向膜１１が塗布される表面を洗浄し、フレキソ印刷を行って硬化させることにより、高分子膜である配向膜１１を形成する。

液晶分子を一定方向に配列させるために、ステップＳ６で形成した配向膜１１に対し、ラビング処理を行う（ステップＳ７）。具体的には、ラビングローラに貼り付けたレーヨン等のラビング布を用いて、図１に示した方向５のラビング角度で配向膜１１を擦る処理を行う。これにより、液晶分子を一定方向に配列させるための溝が配向膜１１表面に形成される。

ここで、ラビング処理は、図１及び図３に示したように、柱状スペーサ３の近傍に生じる影６の領域が遮光層４上に位置するように行う。ラビング方向５でラビング処理を行うことにより、ラビング処理が不完全となる領域が遮光層４上に存在するから、その領域は表示に関与することがなく、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を回避することが可能となる。

また、柱状スペーサ３をカラーフィルタ基板１−１側に配置しないで、上側基板７側に配置した場合には、上側基板７側のラビング処理は、重ね合わせた際に方向５に対応するラビング角度で行う。

このようなステップＳ１〜ステップＳ７の製造工程により、カラーフィルタ基板１−１が形成される。また、このカラーフィルタ基板１−１と、対向電極９及び配向膜１０が形成された上側基板７との間に液晶層１３を設けるために、まず、液晶注入口を形成したシールパターン枠を、シール材を用いてスクリーン印刷法で形成する。そして、両基板を貼り合わせて加圧焼成し、基板間のギャップを保持した状態でシール材を硬化させ、真空注入法により液晶注入口から液晶を注入し、液晶層１３を形成する。液晶注入口は、ＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射することにより封口する。これにより、図５に示した液晶表示素子２０が形成される。
〔実施例２〕
図２は、本実施例２による液晶表示素子に用いるカラーフィルタ基板の平面図であり、カラーフィルタ基板の一部を表している。カラーフィルタ基板１−２は、赤フィルタからなる赤着色層２Ｒ−２、緑フィルタからなる緑着色層２Ｇ−２、青フィルタからなる青着色層２Ｂ−２、柱状スペーサ３及び遮光層４を備えている。実際のところ、カラーフィルタ基板１−２は、図５に示したカラーフィルタ基板１−１と同じ構成要素からなり、平坦化層１２、透明電極１４及び配向膜１１も備えている。図１に示した実施例１のカラーフィルタ基板１−１と、実施例２のカラーフィルタ基板１−２とを比較すると、赤、緑及び青フィルタからなる着色層の形状が異なる。

赤着色層２Ｒ−２、緑着色層２Ｇ−２及び青着色層２Ｂ−２は、それぞれ平行四辺形であり、Ｙ軸方向において、同じ色の２個の着色層２Ｒ−２，２Ｇ−２，２Ｂ−２が所定の角度θで配置されている。緑着色層２Ｇ−２、青着色層２Ｂ−２及び赤着色層２Ｒ−２の順で、各着色層がＸ軸のプラス方向に配置されている。１個の赤着色層２Ｒ−２、１個の緑着色層２Ｇ−２及び１個の青着色層２Ｂ−２により１画素が構成される。

図４は、図２における柱状スペーサ３の近傍を拡大した平面図である。図４に示すように、柱状スペーサ３は、ラビング処理によって生じる影６の領域と共に、遮光層４上に位置するように配置されている。柱状スペーサ３は、円柱形状をなしており、遮光層４上に設けられている。柱状スペーサ３の近傍に生じる影６は、ラビング処理の方向を図２及び図４に示す方向５とした場合に、ラビング処理が不完全となり、液晶分子の配向が乱れる領域である。すなわち、柱状スペーサ３の影６の領域は、ラビング処理の方向５から柱状スペーサ３を見た場合に、ラビング処理によって生じる、柱状スペーサ３の背後の領域である。

これにより、ラビング処理が不完全となる領域が遮光層４上に存在するから、その領域は表示に関与することがなく、表示品質に影響を与えることはない。したがって、表示品質の低下を回避することが可能となる。

図２に戻って、遮光層４は、図１に示した実施例１のカラーフィルタ基板１−１と同様に、光の通過を防ぐためのブラックマトリックスを形成し、ラビング処理の方向５に沿って、柱状スペーサ３が配置された領域及び柱状スペーサ３の影６の領域を含んで形成されている。遮光層４の形状は、赤フィルタからなる着色層２Ｒ−２、緑フィルタからなる着色層２Ｇ−２及び青フィルタからなる着色層２Ｂ−２をそれぞれ囲み込むように、格子状をなしている。具体的には、所定の幅Ｗ２を有し、かつ着色層２Ｒ−２，２Ｇ−２，２Ｂ−２における所定の角度θと同じ角度で折れ曲がっている。また、カラーフィルタ基板１−２の平面における遮光層４の位置は、２個の同色の着色層２Ｒ−２，２Ｇ−２，２Ｂ−２において、Ｙ軸のプラス方向の端部におけるＸ軸上の位置と、Ｙ軸のマイナス方向の端部におけるＸ軸上の位置とが一致している。

尚、図２のカラーフィルタ基板１−２を用いた液晶表示素子の構成、液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構成、及び製造工程については、実施例１と同様なので、詳細な説明を省略する。

以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、遮光層４は、ブラックマトリックスではなく、着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１または着色層２Ｒ−２，２Ｇ−２，２Ｂ−２を重ね合わせた形成した遮光パターンを用いるようにしてもよい。また、上側基板７及び下側基板８は、説明の便宜上、上側及び下側としたが、上下逆に配置されていてもよい。また、着色層２Ｒ−１，２Ｇ−１，２Ｂ−１，２Ｒ−２，２Ｇ−２，２Ｂ−２は、赤色、緑色及び青色のフィルタからなる例で示したが、これらの色の組み合わせに限定されるものではなく、例えば、シアン、マゼンダ及び黄色のフィルタからなるようにしてもよい。

ラビング処理が不完全となることにより生じる液晶分子の配向不良による表示品質の低下を回避できるため、表示品質の良い液晶表示装置を実現できる。

１ カラーフィルタ基板
２０，５０ 液晶表示素子
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，３２ 着色層
３ 柱状スペーサ
４，３４ 遮光層
５，３５ ラビング方向
６ 影
７，３７ 上側基板
８，３８ 下側基板
９，３９ 対向電極
１０，１１，４０，４１ 配向膜
１２，４２ 平坦化層
１３，４３ 液晶層
１４，４４ 透明電極
６０ 液晶表示装置
６１ 液晶表示パネル
６２ 拡散板
６３ 導光板
６４ 光源
６５ 反射板

Claims (5)

1. 複数の着色層と、前記着色層の間に形成された遮光層と、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜を備えるカラーフィルタ基板と、
   前記フィルタ基板に対向して設けられた対向基板と、
   前記フィルタ基板と対向基板が互いに対向してなる間隙を一定にするために前記フィルタ基板と対向基板の間に設けられたスペーサと、
   前記間隙に封入された液晶層と、を備えるとともに、
   前記スペーサは前記遮光層上に形成され、
   前記遮光層は、前記カラーフィルタ基板の配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域を含んで形成されたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
2. 前記対向基板は、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜を備えており、前記スペーサは前記遮光層上ではなく前記対向基板上に形成され、
   前記遮光層は、前記対向基板の配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる前記対向基板の領域に対応するように前記カラーフィルタ基板に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶表示装置。
3. 前記複数の着色層は、着色層毎に所定の幅で、所定の角度で折れ曲がって形成され、
   前記遮光層は、前記複数の着色層の間隙に、前記着色層に沿って、所定の幅で、前記所定の角度と同じ角度で折れ曲がって格子状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー液晶表示装置。
4. 前記複数の着色層は、着色層毎に平行四辺形の形状で形成され、
   前記遮光層は、前記複数の着色層のそれぞれを囲み込み、所定の幅を有して格子状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー液晶表示装置。
5. 基板と、該基板に形成された複数の着色層と、前記基板に形成された遮光層と、液晶分子を一定方向に配列させるためのラビング処理が施された配向膜と、前記基板と該基板に対向する他の基板との間に封入される液晶の厚さを規定するためのスペーサとを備えたカラーフィルタ基板において、
   前記スペーサは、前記遮光層上に設けられ、
   前記遮光層は、前記配向膜に施されたラビング処理の方向に沿って、前記スペーサ近傍におけるラビング処理が不完全となる領域を含んで形成されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。

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