JP3261854B2 - 液晶表示装置用基板とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置用基板と
その製造方法に係り、特に、見掛け上の開口率が増大し
て液晶表示装置に入射された光線の有効利用が図れると
共に、蛍光灯等外部光源の虚像のない高品位の画面表示
が可能な液晶表示装置用基板とその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、絵素毎に電圧の印加を
行える電極が配設された一対の基板とこれ等基板間に封
入された液晶物質とでその主要部が構成され、上記電極
間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態を絵
素毎に変化させてこの液晶物質を透過する光の偏光面を
制御すると共に、偏光フィルムによりその透過・不透過
を制御して画面表示を行うもので、上記一対の基板のう
ち一方の基板として絵素毎にその透過光を各色に着色さ
せるカラーフィルター層を有する基板を適用することに
よりフルカラー画面の表示が可能となる。

【０００３】そして、この種の液晶表示装置としては、
液晶表示装置の背面側に位置する電極板（以下背面電極
板と称する）の裏面若しくは側面に光源（ランプ）を配
置し、背面電極板側から光線を入射させるバックライト
型あるいはライトガイド型のランプ内蔵式透過型液晶表
示装置が広く普及している。

【０００４】しかし、このランプ内蔵式透過型液晶表示
装置においては、そのランプによる消費電力が大きくＣ
ＲＴやプラズマディスプレイ等他の種類のディスプレイ
と略同等の電力を消費するため、液晶表示装置本来の低
消費電力といった特徴を損ない、かつ、携帯先での長時
間の利用が困難となるという欠点を有していた。

【０００５】他方、このようなランプを内蔵することな
く装置の観察者側に位置する電極板（観察者側電極板と
称する）から室内光や自然光等の外光を入射させ、か
つ、この入射光を光反射性背面電極板で反射させると共
に、この反射光で画面表示する反射型液晶表示装置も知
られている。そして、この反射型液晶表示装置ではラン
プを利用しないことから消費電力が小さく、携帯先での
長時間駆動に耐えるという利点を有している。

【０００６】このような反射型液晶表示装置としては、
例えば、図３に示すように背面電極板ａの裏面に金属反
射板ａ３を配置したものが知られている。尚、図３中、
ｂは観察者側電極板、ｃは液晶物質、ｄは偏光フィル
ム、ｅは背面電極板ａと観察者側電極板ｂとを周辺部で
一体化させるシール部材、ｂ２Ｒ、ｂ２Ｇ、ｂ２Ｂは絵
素部に対応する部位に設けられ各部位を透過する光をそ
れぞれ赤、緑、青色に着色させるカラーフィルター層、
ｂ３は絵素間部に対応する部位に設けられこの部位を透
過する光を遮蔽する遮光膜を示している。

【０００７】また、図４に示す反射型液晶表示装置は、
背面電極板ａの電極ａ２を金属薄膜で構成し、この電極
ａ２により入射光を反射させて画面表示するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画面表示の
ために一対の電極間に電圧を印加した場合、隣接する絵
素と絵素との間の電圧印加状態は不安定になり易いため
絵素間部に対応する上記液晶物質もその配向が乱れ易く
なる。そして、これに起因して絵素間部を透過する透過
光の透過率も安定しなくなるため表示画面のコントラス
トや色純度を劣化させる原因になり易かった。そこで、
上述したように上記基板ｂの絵素間部に対応する部位に
遮光膜ｂ３を設けこの部位の光透過を防止して表示画面
のコントラストや色純度を向上させる方法が採られてい
た。

【０００９】しかし、この遮光膜ｂ３が存在する分、入
射光線の有効利用が図れなくなるため表示画面の明るさ
を低下させる問題があった。例えば画面表示領域中の上
記遮光膜ｂ３が存在しない部位（光透過可能な部位）の
面積Ｘ’と上記画面表示領域の全面積Ｘとの比を開口率
（％）としたとき、ＴＦＴ（Thin Film Transister）を
利用したアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置
においては４０〜５０％程度の極めて低い開口率であ
り、また、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶を利
用した単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置において
もせいぜい７０〜８０％程度の開口率に過ぎない。従っ
て、入射光線の約４０〜８０％が画面表示に利用される
に過ぎず、その分、表示画面の明るさが低下してしまう
問題点があった。

【００１０】更に、図３に示された反射型液晶表示装置
においては、液晶物質ｃによって構成された表示画面が
上記金属反射板ａ３に映って虚像を生じ、二重に観察さ
れるという問題があり、他方、図４に示された反射型液
晶表示装置においては金属電極ａ２が液晶物質に密着し
ているため上記二重表示を生じることはないが、上記電
極ａ２が入射光線を正反射するためその外光の光源（例
えば、蛍光灯等）が電極ａ２に映り、画面内にその虚像
が観察されその表示品位を低下させるという問題点があ
った。

【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、見掛け上の開口
率が増大して液晶表示装置に入射された光線の有効利用
が図れると共に、蛍光灯等外部光源の虚像のない高品位
の画面表示が可能な液晶表示装置用基板とその製造方法
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、絵素毎に電圧の印加を行える電極がそれぞれ
配設されかつ少なくとも一方が透明である一対の基板と
これ等基板間に封入された液晶物質とを備え、上記電極
間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態を絵
素毎に変化させて画面表示を行う液晶表示装置用基板を
前提とし、透明基板の各絵素部並びに各絵素間部に対応
する部位に光散乱層が設けられ、かつ、この光散乱層の
上記絵素間部に対応する部位の膜厚が絵素部に対応する
部位の膜厚より大きく設定されていることを特徴とする
ものである。

【００１３】そして、この請求項１記載の発明に係る液
晶表示装置用基板によれば透明基板の各絵素部並びに各
絵素間部に対応する部位に光散乱層が設けられているこ
とから、この基板が組込まれた液晶表示装置においては
液晶表示装置用基板の上記光散乱層で外来光が散乱され
液晶表示装置の表示画面内に外部光源の虚像が結像する
ことがないため高品位の表示画面を可能にする。

【００１４】また、上記光散乱層の絵素間部に対応する
部位の膜厚が絵素部に対応する部位の膜厚より大きく設
定されているため、絵素間部に入射された光線は絵素部
に入射された光線に較べ上記光散乱層により大きく散乱
されてその出射方向が大きく変化される。そして、絵素
間部に入射された光線の一部が絵素部に入射されて画面
表示に利用されるため、その分、入射光線の有効利用が
図れ明るい表示画面を可能にする。

【００１５】この請求項１に係る発明において上記光散
乱層としては、透明樹脂とこの透明樹脂中に分散され透
明樹脂とその屈折率が異なる散乱材料を含有する塗膜を
利用することができる。

【００１６】尚、請求項１記載の発明に係る液晶表示装
置用基板を組込む液晶表示装置が偏光板を使用しない
［高分子分散型液晶を使用する液晶表示装置やゲストホ
スト液晶を使用する液晶表示装置等が例示される］場合
には特に問題ないが、上記液晶表示装置が偏光板を使用
する［ＳＴＮ型液晶表示装置、ＴＦＴ（ＴＮ）液晶表示
装置、ＯＣＢ型液晶表示装置あるいはＥＣＢ型液晶表示
装置等が例示される］場合、上記散乱材料が光学的異方
性を有すると、これ等異方性散乱材料に入射された光線
が偏光分離しかつそれぞれの偏光がその屈折率に応じた
速度で進行することになるため、偏光板からの出射光線
に着色を生じることがある。このような着色現象を回避
するため、上記散乱材料としては光学的に等方性を有す
る材料が望ましい。請求項２及び請求項３に係る発明は
このような技術的理由によりなされている。

【００１７】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前提とし、上
記光散乱層が、透明樹脂とこの透明樹脂中に分散されか
つ透明樹脂とその屈折率が異なる散乱材料を含有するこ
とを特徴とし、また、請求項３に係る発明は、この請求
項２記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前提とし、
上記散乱材料が、光学的に等方性を有する材料により構
成されていることを特徴とするものである。

【００１８】これ等請求項２〜３に係る発明において上
記透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素系
アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
イミド樹脂、あるいはこれ等の共重合樹脂等が利用でき
る。また、エポキシ樹脂にメラミン樹脂を添加したもの
を利用することも可能である。また、これ等の樹脂は熱
硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂ある
いはこれ等硬化方式を併用する樹脂であってよい。

【００１９】また、光学的に等方性を有する上記散乱材
料としては無機物から成る微粒子や有機ポリマーから成
る微粒子等が例示できる。無機物から成る微粒子として
は、等軸晶と呼ばれる立方晶構造を有する微粒子、この
等軸晶に似て複屈折の小さい正方晶構造を有する微粒
子、あるいは非晶質の微粒子が適用でき、等軸晶を有す
る無機微粒子として、例えば、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、Ｓｒ
Ｆ₂ 、ＬｉＦ、ＮａＦ等のフッ素化合物、ＭｇＯ、Ｃｅ
Ｏ等の酸化物が利用できる。また、非晶質の微粒子とし
て、例えば、ＳｉＯ₂ やガラス粉末が利用できる。ま
た、有機物から成る微粒子としては、アモルファスシリ
コンの他、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロ
アルコキシ樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体、ポリフルオロビニリデン、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフルオ
ロビニル等の含フッ素ポリマーを利用でき、またその他
のポリマーにフッ素原子やフッ化アルキル基を導入させ
たものであってもよい。また、これ等フッ素化合物や含
フッ素ポリマーの表面に適当な表面処理を施したものを
上記微粒子として適用することも可能である。このよう
な表面処理としては、例えば、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＺｎＯ、透明樹脂、カップリング剤又は界面活性
剤等を塗布し被覆する処理が挙げられる。また、この
他、アルコールあるいはアミン、有機酸等で表面反応を
生じさせたりする処理も例示できる。

【００２０】尚、この他、光学的に等方性を有する散乱
材料としては相溶性と屈折率が異なる２種以上のポリマ
ーを利用することができる。例えば、光硬化性エポキシ
樹脂中に光硬化性フッ素系アクリルポリマーを分散させ
かつ光照射することにより上記エポキシ樹脂中にフッ素
系アクリルポリマーがエポキシ樹脂から相分離した状態
で分散された光散乱層を形成することができる。

【００２１】また、上記光散乱層のパターンとしては、
マトリクス状（格子状）あるいはストライプ状が例示で
きる。また、これ等パターンの形成方法としては、例え
ば、印刷法や電着法が利用できる。あるいは、フォトリ
ソグラフィ法に従い、感光性樹脂を上記透明樹脂として
使用し、スピンコート法やカーテンコート法等を利用し
て基板上にコートした後、パターン状に露光・現像して
上記光散乱層を形成することも可能である。

【００２２】また、上記光散乱層は、透明樹脂と散乱材
料の他、塗膜形成の簡便化を図るため散乱材料の分散助
材や界面活性剤等の添加剤を含むものであってもよい。
また、表示画面のコントラストやホワイトバランスの向
上のため、黒色又は有彩色の着色剤（例えば、染料）を
若干量含むものであってもよい。

【００２３】次に、本発明に係る液晶表示装置用基板が
カラーフィルター層を具備する場合、この液晶表示装置
用基板を組込んだ液晶表示装置においてはマルチカラー
画面の表示が可能となる。請求項４に係る発明はこれを
可能にするものである。

【００２４】すなわち、請求項４に係る発明は、請求項
１、２又は３記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前
提とし、上記透明基板が、各絵素部に対応する部位に各
々設けられ各絵素部を透過する透過光をそれぞれ対応す
る色に着色させる複数のカラーフィルター層を備えるこ
とを特徴とするものである。

【００２５】このようなカラーフィルター層としては、
透明樹脂バインダーとこの透明樹脂バインダー中に混合
された着色剤とから構成されるものが利用できる。上記
透明樹脂バインダーとしては、波長分散の小さいものが
好ましく、例えば、アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポアミド樹脂、
ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、あるいはこれ等の共重
合樹脂が利用できる。また、エポキシ樹脂にメラミン樹
脂を添加したものを利用することも可能である。また、
これ等樹脂は熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線
硬化型樹脂あるいはこれ等硬化方式を併用する樹脂であ
ってよい。

【００２６】また、上記着色剤としては染料若しくは顔
料が適用でき、顔料を適用する場合には透明性の高い微
粒子状の有機顔料が好ましい。このような顔料として
は、例えば、光の三原色の下記赤色顔料、緑色顔料、青
色顔料が使用できる。

【００２７】尚、いずれもＣ．Ｉ．ナンバー（Color In
dex No.）でもって例示する。

【００２８】『赤色顔料』C.I.No.９７、１２２、１４
９、１６８、１７７、１８０、１９２、２１５ 『緑色顔料』C.I.No.７、３６ 『青色顔料』C.I.No.１５、１５と１の混合物、１５と
４の混合物、１５と６の混合物、２２、６０、６４ また、上記着色顔料としては、上述した赤色顔料、緑色
顔料、青色顔料に限られず、その補色のシアン、マゼン
タ、イエローの三色の顔料を使用することも可能であ
る。また、これ等顔料は有機樹脂による被覆処理が施さ
れたものや表面処理剤による表面処理が施されたもので
あってもよい。表面処理剤としては、例えば、カップリ
ング剤、アルコール、アミン、有機酸等が利用できる。

【００２９】また、上記カラーフィルター層は、透明樹
脂バインダーと着色剤の他、この着色剤を微粒子状で均
一に透明樹脂バインダー中に分散させる分散助剤や界面
活性剤を含有するものであってもよい。そして、上記カ
ラーフィルター層を形成する方法としては、例えば、グ
ラビアオフセット印刷法等の印刷法が適用できる。ま
た、フォトリソグラフィ法を利用することも可能であ
る。すなわち、透明樹脂バインダーとして感光性樹脂を
使用し、これに着色剤を混合して着色感光性樹脂組成物
を調製し、この着色感光性樹脂組成物を透明基板上に塗
布した後露光・現像して透明基板上の各絵素部に対応す
る部位に着色感光性樹脂組成物層を選択的に形成する方
法である。あるいは、透明樹脂バインダーに着色剤を混
合して電着する方法によって形成することも可能であ
る。

【００３０】尚、このカラーフィルター層が、各絵素部
の中央から絵素間部まで延設されたマイクロレンズ形状
を有する場合、絵素部に入射された光線は勿論、絵素間
部に入射された光線をも各絵素部方向へ屈折させること
ができるため、液晶表示の画面表示に利用することが可
能になる。請求項５に係る発明はこのような技術的理由
によりなされている。

【００３１】すなわち、請求項５に係る発明は、請求項
４記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前提とし、上
記カラーフィルター層が、絵素部中央の膜厚が最も厚く
絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くなる
と共にその外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延設
された断面凸形状のマイクロレンズにより構成されてい
ることを特徴とするものである。

【００３２】上記マイクロレンズとしては、その表面が
球面の一部を構成する形状が望ましい。この場合、上記
マイクロレンズ形状のカラーフィルター層が球面レンズ
の機能を有し、各絵素部に向けて入射された入射光線と
絵素間部に向けて入射された入射光線の全体を各絵素部
の中央方向へ屈折させることが可能となる。また、その
開口率を増大させてより明るい画面表示を可能にさせか
つマイクロレンズ形状のカラーフィルター層の収率や生
産性を増大させるため、その表面が円柱側面の一部を構
成する形状（かまぼこ形状）にすることも可能である。
この場合、マイクロレンズ形状のカラーフィルター層は
円柱レンズの機能を有し、各絵素部に向けて入射された
入射光線と絵素間部に向けて入射された入射光線の全体
を上記円柱形状レンズの軸方向へ屈折させることが可能
となる。

【００３３】尚、このマイクロレンズ形状のカラーフィ
ルター層は、例えば、上記光分散層上に設けることがで
きるが、この場合、このカラーフィルター層のレンズ性
能を生かすため、このカラーフィルター層上にカラーフ
ィルター層より屈折率の小さい透明樹脂により構成され
光散乱層とカラーフィルター層とを被覆してその表面を
平坦にする平坦化層を設けることが望ましい。請求項６
及び７に係る発明はこのような技術的理由によってなさ
れたものである。

【００３４】すなわち、請求項６に係る発明は、請求項
５記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前提とし、上
記カラーフィルター層が、光散乱層上の絵素部に対応し
た部位に設けられていることを特徴とし、また、請求項
７に係る発明は、上記請求項６記載の発明に係る液晶表
示装置用基板を前提とし、上記カラーフィルター層より
屈折率が小さい透明樹脂により構成されかつ光散乱層と
カラーフィルター層とを被覆してその表面を平坦にする
平坦化層を備えることを特徴とするものである。

【００３５】上記平坦化層を構成する材料としては屈折
率が低いものが好ましく、例えば、屈折率１．４６〜
１．４８の有機系シリケートあるいは屈折率１．３４〜
１．４５のフッ素系樹脂等が挙げられる。

【００３６】尚、上記カラーフィルター層を光散乱層下
に設けることも可能である。請求項８に係る発明はこの
ような技術的理由によりなされている。

【００３７】すなわち、請求項８に係る発明は、請求項
５記載の発明に係る液晶表示装置用基板を前提とし、上
記カラーフィルター層が、光散乱層下の絵素部に対応し
た部位に設けられていることを特徴とするものである。

【００３８】次に、請求項９に係る発明は、請求項６記
載の発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法に関す
る。

【００３９】すなわち、請求項９に係る発明は、請求項
６記載の発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法を前
提とし、透明基板上の各絵素部並びに各絵素間部に対応
する部位に、各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央
から外縁に向かって膜厚が連続的に厚くなると共にその
外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延びた複数の凹
部を有する光散乱層を一様に形成する工程と、上記光散
乱層の各凹部内にその屈折率が大きい透明樹脂を含有す
る樹脂組成物を充填し、絵素部中央の膜厚が最も厚く絵
素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くなると
共にその外縁が絵素間部に対応する部位まで延びたマイ
クロレンズ形状の複数のカラーフィルター層を形成する
工程、とを具備することを特徴とするものである。

【００４０】この請求項９記載の発明に係る液晶表示装
置用基板の製造方法において上記光散乱層を形成する手
法としては、例えば、上記散乱材料が分散される透明樹
脂としてネガタイプの感光性樹脂を使用すると共にこれ
に上記散乱材料を混合分散させて基板上に一様に塗布
し、かつ、絵素間部に対応する部位において光を透過し
絵素部に対応する部位において遮光するパターンが形成
されたフォトマスクを介して露光し、上記散乱材料によ
る露光光線の散乱現象を利用して絵素部の感光性樹脂を
露光させた（絵素間部の露光量が最も多く、絵素部中央
に近付くにつれてその露光量が減少する）後、現像する
方法が適用できる。この手法によって形成された光散乱
層は、絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央から外縁
に向かって膜厚が連続的に厚くなると共にその外縁が上
記絵素間部に対応する部位まで延びた複数の凹部を有し
ている。そして、この光散乱層の各凹部内に上記樹脂組
成物を充填することにより、絵素部中央の膜厚が最も厚
く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くな
ると共にその外縁が絵素間部に対応する部位まで延びた
マイクロレンズ形状の複数のカラーフィルター層を形成
することができる。

【００４１】また、請求項１０に係る発明は、請求項８
記載の発明に係る液晶表示装置用基板の製造方法に関す
る。

【００４２】すなわち、請求項９に係る発明は、透明基
板上の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位に、屈
折率が大きい透明樹脂を含有する樹脂組成物により構成
され絵素部中央の膜厚が最も厚く絵素部中央から外縁に
向かって膜厚が連続的に薄くなると共にその外縁が絵素
間部に対応する部位まで延びたマイクロレンズ形状の複
数のカラーフィルター層を形成する工程と、各カラーフ
ィルター層を被覆し各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素
部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に厚くなると共
にその外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延びた複
数の凹部を有する光散乱層を形成する工程、とを具備す
ることを特徴とするものである。

【００４３】この請求項１０記載の発明に係る液晶表示
装置用基板の製造方法において上記カラーフィルター層
を形成する手法としては、例えば、グラビアオフセット
印刷法等の印刷法が適用できる。また、他の手法として
は、透明基板上の絵素部に対応する部位に透明樹脂と着
色剤とを主成分とする着色樹脂層を形成すると共に、こ
の着色樹脂層を加熱溶融させその表面張力の作用を利用
して断面凸状のなだらかな曲面形状に変形させた後、変
形された着色樹脂層の透明樹脂を硬化させることにより
再度加熱された場合の変形を防止する手法を適用するこ
とも可能である。尚、上記透明基板上の絵素部に対応す
る部位に着色樹脂層を形成する方法としては、例えば、
グラビアオフセット印刷法等の印刷方法が適用でき、こ
の場合、印刷形成された着色樹脂層は不定形の凸状断面
を有している。そして、これを加熱溶融することにより
なだらかな曲面の表面形状に成形することができる。ま
た、上記透明基板上の絵素部に対応する部位に着色樹脂
層を形成する方法として、フォトリソグラフィ法を利用
することもできる。すなわち、透明な感光性樹脂に着色
剤を混合して着色感光性樹脂組成物を調製し、この着色
感光性樹脂組成物を透明基板上に塗布した後露光・現像
して絵素部に対応する部位に着色感光性樹脂組成物層を
選択的に形成する方法である。

【００４４】そして、上述した適宜手法により形成され
た各カラーフィルター層上にその表面が平坦となるよう
光散乱層を設けることにより、各絵素部中央の膜厚が最
も薄く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に厚
くなると共にその外縁が上記絵素間部に対応する部位ま
で延びた複数の凹部を有する光散乱層を形成することが
できる。

【００４５】

【作用】請求項１〜３に係る発明によれば、透明基板の
各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位に光散乱層が
設けられていることから、この基板が組込まれた液晶表
示装置においては液晶表示装置用基板の上記光散乱層で
外来光が散乱され液晶表示装置の表示画面内に外部光源
の虚像が結像することがないため高品位の表示画面を可
能にする。

【００４６】また、上記光散乱層の絵素間部に対応する
部位の膜厚が絵素部に対応する部位の膜厚より大きく設
定されているため、絵素間部に入射された光線は絵素部
に入射された光線に較べ上記光散乱層により大きく散乱
されてその出射方向が大きく変化される。そして、絵素
間部に入射された光線の一部が絵素部に入射されて画面
表示に利用されるため、その分、入射光線の有効利用が
図れ明るい表示画面を可能にする。

【００４７】次に、請求項４に係る発明によれば、透明
基板の各絵素部に対応する部位に複数のカラーフィルタ
ー層を備えているため、この液晶表示装置用基板が組込
まれた液晶表示装置においてはフルカラー画面の表示が
可能となる。

【００４８】また、請求項５〜８に係る発明によれば、
上記カラーフィルター層が、絵素部中央の膜厚が最も厚
く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くな
ると共にその外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延
設された断面凸形状のマイクロレンズにより構成されて
おり、絵素部に入射された光線は勿論、絵素間部に入射
された光線をも各絵素部方向へ屈折させることができる
ため、入射光線の有効利用が更に図れてより明るい表示
画面を可能にする。

【００４９】他方、請求項９に係る発明によれば、透明
基板上の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位に、
各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央から外縁に向
かって膜厚が連続的に厚くなると共にその外縁が上記絵
素間部に対応する部位まで延びた複数の凹部を有する光
散乱層を一様に形成する工程と、上記光散乱層の各凹部
内にその屈折率が大きい透明樹脂を含有する樹脂組成物
を充填し、絵素部中央の膜厚が最も厚く絵素部中央から
外縁に向かって膜厚が連続的に薄くなると共にその外縁
が絵素間部に対応する部位まで延びたマイクロレンズ形
状の複数のカラーフィルター層を形成する工程、とを具
備し、また、請求項１０に係る発明によれば、透明基板
上の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位に、屈折
率が大きい透明樹脂を含有する樹脂組成物により構成さ
れ絵素部中央の膜厚が最も厚く絵素部中央から外縁に向
かって膜厚が連続的に薄くなると共にその外縁が絵素間
部に対応する部位まで延びたマイクロレンズ形状の複数
のカラーフィルター層を形成する工程と、各カラーフィ
ルター層を被覆し各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部
中央から外縁に向かって膜厚が連続的に厚くなると共に
その外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延びた複数
の凹部を有する光散乱層を形成する工程、とを具備して
いるため、請求項６並びに請求項８記載の液晶表示装置
用基板を確実に製造することが可能となる。

【００５０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００５１】［実施例１］この実施例に係る液晶表示装
置用基板１は、図１に示すように厚さ０．７ｍｍのガラ
ス基板１１と、このガラス基板１１上の各絵素部並びに
各絵素間部に対応する部位に設けられ各絵素部中央の膜
厚が最も薄く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続
的に厚くなると共にその外縁が上記絵素間部に対応する
部位まで延びた複数の凹部（絵素間部に対応する部位の
膜厚；２．５μｍ）を有する光散乱層１２と、この光散
乱層１２上に設けられ絵素部中央の膜厚が最も厚く絵素
部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くなると共
にその外縁が絵素間部に対応する部位まで延びたマイク
ロレンズ形状の赤色、緑色及び青色の三色のカラーフィ
ルター層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂと、このカラーフィル
ター層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ及び光散乱層１２を被覆
しその表面を平坦にする平坦化層１４とでその主要部が
構成され、この平坦化層１４上に厚さ０．２４μｍのＩ
ＴＯから成る透明電極５１が設けられている。

【００５２】尚、上記光散乱層１２は、平均粒径０．２
μｍ、屈折率１．４３のフッ化カルシウム微粒子が分散
されたエポキシ系感光性樹脂（屈折率１．５７）により
構成されている。また、上記カラーフィルター層１３
Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは各色の着色顔料が分散されたポリ
イミド樹脂（屈折率１．６５）により構成され、他方、
上記平坦化層１４はエポキシ系感光性樹脂（屈折率１．
５７）により構成されている。

【００５３】そして、この液晶表示装置用基板１は以下
の方法により製造されている。

【００５４】まず、ガラス基板１１上にフッ化カルシウ
ム微粒子が分散されたエポキシ系感光性樹脂を２．５μ
ｍの厚さに塗布した。次に、絵素間部において光を透過
し絵素部において遮光するパターンが形成されたフォト
マスクを上記塗膜上に重ね、このフォトマスクを介し露
光処理を施した。尚、この露光処理の際、フォトマスク
の絵素間部に対応する部位から入射された光線は上記塗
膜内のフッ化カルシウム微粒子で散乱される結果、本
来、光線が入射されない絵素部の感光性樹脂も露光され
ると共にその露光量は絵素部周縁から中央に向かって連
続的に減少している。このため、現像処理により各絵素
部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央から外縁に向かって
膜厚が連続的に厚くなると共にその外縁が上記絵素間部
に対応する部位まで延びた複数の凹部を有する光散乱層
１２が形成された。

【００５５】次に、上記ポリイミド樹脂に赤色顔料が混
合されて成る印刷インキを使用し、グラビアオフセット
印刷法により上記赤色カラーフィルター層１３Ｒを形成
した。続いて、同様の方法により緑色カラーフィルター
層１３Ｇ及び青色カラーフィルター層１３Ｂを順次形成
した。

【００５６】次に、これ等カラーフィルター層１３Ｒ、
１３Ｇ、１３Ｂ及び光散乱層１２をエポキシ系感光性樹
脂で被覆しかつ一様に露光処理を施して上記平坦化層１
４を形成した後、この平坦化層１４上にスパッタリング
法によりＩＴＯ薄膜を成膜しかつ周知のフォトリソグラ
フィ法に従いパターニング処理して上記透明電極５１を
形成した。

【００５７】そして、この実施例に係る液晶表示装置用
基板１を適用して液晶表示装置を組立てたところ、従来
例の液晶表示装置用基板を適用した場合に較べておよそ
２０％明るい表示画面を得ることができた。

【００５８】また、表示画面中に蛍光灯等の虚像は観察
されず、画面観察者の位置に拘らずコントラストが高く
高品位の表示画面が観察された。

【００５９】［実施例２］この実施例に係る液晶表示装
置用基板２は、図２に示すように厚さ０．７ｍｍのガラ
ス基板２１と、このガラス基板２１上の各絵素部並びに
各絵素間部に対応する部位に設けられ絵素部中央の膜厚
が最も厚く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的
に薄くなると共にその外縁が絵素間部に対応する部位ま
で延びたマイクロレンズ形状の赤色、緑色及び青色の三
色のカラーフィルター層２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂと、こ
の三色のカラーフィルター層２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂを
被覆し各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央から外
縁に向かって膜厚が連続的に厚くなると共にその外縁が
上記絵素間部に対応する部位まで延びた複数の凹部（絵
素間部に対応する部位の膜厚；２μｍ）を有する光散乱
層２２とでその主要部が構成され、この光散乱層２２上
に厚さ０．２４μｍのＩＴＯから成る透明電極５２が設
けられている。

【００６０】尚、上記カラーフィルター層２３Ｒ、２３
Ｇ、２３Ｂは各色の着色顔料が分散されたポリイミド樹
脂（屈折率１．６５）により構成され、他方、上記光散
乱層２２は、平均粒径０．２μｍ、屈折率１．７の酸化
マグネシウム微粒子が分散されたフッ素化アクリル系樹
脂（屈折率１．４）により構成されている。

【００６１】そして、この液晶表示装置用基板２は以下
の方法により製造されている。

【００６２】まず、赤色顔料が混合されて成る印刷イン
キを使用しガラス基板２１上にグラビアオフセット印刷
法により厚さ２．５μｍの赤色カラーフィルター層２３
Ｒを形成した。続いて、同様の方法により緑色カラーフ
ィルター層２３Ｇ及び青色カラーフィルター層２３Ｂを
順次形成した。

【００６３】次に、これ等カラーフィルター層２３Ｒ、
２３Ｇ、２３Ｂが形成されたガラス基板２１上に酸化マ
グネシウム微粒子が分散された上記フッ素化アクリル系
樹脂をその表面が平坦になるよう塗布して光散乱層２２
を形成した後、この光散乱層２２上に実施例１と同様な
方法により透明電極５２を形成した。

【００６４】そして、この実施例に係る液晶表示装置用
基板２を適用して液晶表示装置を組立てたところ、従来
例の液晶表示装置用基板を適用した場合に較べておよそ
２０％明るい表示画面を得ることができた。

【００６５】また、表示画面中に蛍光灯等の虚像は観察
されず、画面観察者の位置に拘らずコントラストが高く
高品位の表示画面が観察された。

【００６６】

【発明の効果】請求項１〜３に係る発明によれば、この
液晶表示装置用基板が組込まれた液晶表示装置の表示画
面内に外部光源の虚像が結像することがなく、かつ、絵
素間部に入射された光線の一部が絵素部に入射されて画
面表示に利用されるため、画面観察者の位置に拘らずコ
ントラストが高く明るい高品位の画面表示を可能にする
効果を有している。

【００６７】また、請求項４に係る発明によれば、透明
基板の各絵素部に対応する部位に複数のカラーフィルタ
ー層を備えているため、この液晶表示装置においてはコ
ントラストが高く明るい高品位のフルカラー画面の表示
を可能にする効果を有している。

【００６８】更に、請求項５〜８に係る発明によれば、
上記カラーフィルター層が、絵素部中央の膜厚が最も厚
く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄くな
ると共にその外縁が上記絵素間部に対応する部位まで延
設された断面凸形状のマイクロレンズにより構成されて
おり、絵素部に入射された光線は勿論、絵素間部に入射
された光線をも各絵素部方向へ屈折させることができる
ため、入射光線の有効利用が更に図れてコントラストが
高くより明るい高品位の画面表示を可能にする効果を有
している。

【００６９】また、請求項９及び請求項１０に係る発明
によれば、請求項６並びに請求項８記載の液晶表示装置
用基板を確実に製造できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る液晶表示装置用基板の断面図。

【図２】実施例２に係る液晶表示装置用基板の断面図。

【図３】従来例に係る液晶表示装置の断面図。

【図４】従来例に係る液晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置用基板 １１ ガラス基板 １２ 光散乱層 １３Ｒ カラーフィルター層 １３Ｇ カラーフィルター層 １３Ｂ カラーフィルター層 １４ 平坦化層 ２ 液晶表示装置用基板 ２１ ガラス基板 ２２ 光散乱層 ２３Ｒ カラーフィルター層 ２３Ｇ カラーフィルター層 ２３Ｂ カラーフィルター層

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絵素毎に電圧の印加を行える電極がそれぞ
   れ配設されかつ少なくとも一方が透明である一対の基板
   とこれ等基板間に封入された液晶物質とを備え、上記電
   極間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態を
   絵素毎に変化させて画面表示を行う液晶表示装置用基板
   において、 透明基板の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位に
   光散乱層が設けられ、かつ、この光散乱層の上記絵素間
   部に対応する部位の膜厚が絵素部に対応する部位の膜厚
   より大きく設定されていることを特徴とする液晶表示装
   置用基板。
2. 【請求項２】上記光散乱層が、透明樹脂とこの透明樹脂
   中に分散されかつこの透明樹脂とその屈折率が異なる散
   乱材料を含有することを特徴とする請求項１記載の液晶
   表示装置用基板。
3. 【請求項３】上記散乱材料が、光学的に等方性を有する
   材料により構成されていることを特徴とする請求項２記
   載の液晶表示装置用基板。
4. 【請求項４】上記透明基板が、各絵素部に対応する部位
   に各々設けられ各絵素部を透過する透過光をそれぞれ対
   応する色に着色させる複数のカラーフィルター層を備え
   ることを特徴とする請求項１、２又は３記載の液晶表示
   装置用基板。
5. 【請求項５】上記カラーフィルター層が、絵素部中央の
   膜厚が最も厚く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連
   続的に薄くなると共にその外縁が上記絵素間部に対応す
   る部位まで延設された断面凸形状のマイクロレンズによ
   り構成されていることを特徴とする請求項４記載の液晶
   表示装置用基板。
6. 【請求項６】上記カラーフィルター層が、光散乱層上の
   絵素部に対応した部位に設けられていることを特徴とす
   る請求項５記載の液晶表示装置用基板。
7. 【請求項７】上記カラーフィルター層より屈折率が小さ
   い透明樹脂により構成されかつ光散乱層とカラーフィル
   ター層とを被覆してその表面を平坦にする平坦化層を備
   えることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置用基
   板。
8. 【請求項８】上記カラーフィルター層が、光散乱層下の
   絵素部に対応した部位に設けられていることを特徴とす
   る請求項５に記載の液晶表示装置用基板。
9. 【請求項９】請求項６記載の液晶表示装置用基板の製造
   方法において、 透明基板上の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位
   に、各絵素部中央の膜厚が最も薄く絵素部中央から外縁
   に向かって膜厚が連続的に厚くなると共にその外縁が上
   記絵素間部に対応する部位まで延びた複数の凹部を有す
   る光散乱層を形成する工程と、 上記光散乱層の各凹部内にその屈折率が大きい透明樹脂
   を含有する樹脂組成物を充填し、絵素部中央の膜厚が最
   も厚く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に薄
   くなると共にその外縁が絵素間部に対応する部位まで延
   びたマイクロレンズ形状の複数のカラーフィルター層を
   形成する工程、とを具備することを特徴とする液晶表示
   装置用基板の製造方法。
10. 【請求項１０】請求項８記載の液晶表示装置用基板の製
    造方法において、 透明基板上の各絵素部並びに各絵素間部に対応する部位
    に、屈折率が大きい透明樹脂を含有する樹脂組成物によ
    り構成され絵素部中央の膜厚が最も厚く絵素部中央から
    外縁に向かって膜厚が連続的に薄くなると共にその外縁
    が絵素間部に対応する部位まで延びたマイクロレンズ形
    状の複数のカラーフィルター層を形成する工程と、 各カラーフィルター層を被覆し各絵素部中央の膜厚が最
    も薄く絵素部中央から外縁に向かって膜厚が連続的に厚
    くなると共にその外縁が上記絵素間部に対応する部位ま
    で延びた複数の凹部を有する光散乱層を形成する工程、
    とを具備することを特徴とする液晶表示装置用基板の製
    造方法。