JP3767499B2 - 液晶パネル用基板及びその製造方法、液晶表示パネル並びに電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過反射型液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルのセル厚を均一にするカラーフィルタ構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、外光を利用した反射型表示と、バックライトなどの照明光を利用した透過型表示とのいずれをも視認可能とした半透過反射型の液晶表示パネルが知られている。この半透過反射型の液晶表示パネルは、そのパネル内に外光を反射するための反射層を有し、バックライトからの照明光がこの反射層を透過することができるように構成したものである。この種の反射層としては、例えば液晶表示パネルの画素毎に所定割合の開口部（スリット）を備えたパターンを持つものがある。
【０００３】
そのような液晶表示パネルは、携帯電話、携帯型情報端末などの電子機器に設置される場合、その背後にバックライトが配置された状態で取り付けられる。この液晶表示パネルでは、昼間や屋内などの明るい場所では外光が液晶を透過した後に反射層により反射され、再び液晶を透過して放出されることにより反射型表示がなされる。一方、夜間や野外などの暗い場所では、バックライトを点灯させることにより、バックライトから出射される照明光のうち、反射層に設けられた開口部を通過した光が液晶表示パネルを通過して放出され、透過型表示がなされる。
【０００４】
上述の液晶表示パネルには、画像表示領域の外縁を規定する周辺見切り又は額縁と呼ばれる遮光領域が形成される。具体的には、液晶表示パネルを構成する２枚の対向基板上で画像表示領域の外縁に相当する位置に略矩形の遮光パターンが形成される（以下、「周辺見切り」と呼ぶ。）。周辺見切りはカラーフィルタ内に形成されるブラックマトリクスと同様に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層を重ねて形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層の重ね塗りにより周辺見切りとブラックマトリクスを形成した場合、周辺見切り部分と、画像表示領域内のブラックマトリクス部分との間で、層厚に相違が生じるという問題がある。周辺見切り部分は、例えば携帯電話などに用いられる液晶表示パネルの平面において約３〜４ｍｍの幅を有するように形成されるのに対し、画像表示領域内のブラックマトリクスは隣接する画素間に形成されるものであり、１０μｍ程度の幅しかない。よって、前述のように周辺見切り及びブラックマトリクスをＲＧＢ３色の着色層の積層により形成する場合、周辺見切り部分は幅が比較的大きいので各着色層が設計値通りの厚さに形成しやすいのに対し、ブラックマトリクス部分は周辺見切りに比べて幅が非常に小さいため、ＲＧＢの着色層をそれぞれ設計値通りの厚さに形成することが難しい。そのため、積層したＲＧＢの着色層のうち、上方に位置する着色層ほど薄く形成される傾向がある。その結果、同一工程で同一の厚さに渡って各色の着色層を形成する工程を実行した場合、周辺見切り部分はほぼ設計値通りの厚さの着色層が形成されるのに対し、ブラックマトリクス部分では着色層が設計より薄くなってしまう。このため、周辺見切り部分に比べて、ブラックマトリクス部分の方がカラーフィルタ層全体の層厚が薄くなってしまう。
【０００６】
ＲＧＢの３色の着色層の積層によりブラックマトリクスを形成する場合、画像表示領域内においては、構造上ブラックマトリクス部分の膜厚が最も大きくなる。しかし、上述のように画像表示領域を取り囲む周辺見切り部分がブラックマトリクス部分よりさらに大きな膜厚を有することになるので、周辺見切り部分とその内側の画像表示部分とのセルギャップに差が生じてしまう。より詳細には、周辺見切り部分と比べて、画像表示領域内のセルギャップが小さくなってしまうので、画像表示領域内の特に周辺見切りに近い領域において、セルギャップの不均一に起因する表示ムラが生じてしまう。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、周辺見切り部分とその内側の画像表示部分におけるセルの均一性を確保して表示ムラなどを防止することが可能な液晶パネル用基板及びその製造方法、液晶装置並びに電子機器を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの観点によれば、液晶パネル用基板において、基板と、前記基板上に配置され、表示領域の外側に形成された第１の遮光性の層と、前記表示領域内において基板上に配置されたセル厚調整層と、前記セル厚調整層上に、前記第１の遮光性の層と同一の材料からなり前記表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、前記第１の遮光性の層の幅よりも狭い幅の第２の遮光性の層と、を備え、前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないことを特徴とする。
【０００９】
上記の液晶パネル用基板は、ガラスやプラスチックなどの透光性基板上に複数の層を積層して構成される。基板上には液晶表示パネルとして画像などの表示を行う際の表示領域を規定する第１の遮光領域が配置される。この第１の遮光領域は、周辺見切り又は額縁などとも呼ばれる。また、表示領域内においては、基板上にセル厚調整層が設けられ、その上に複数の画素領域の境界を規定する第２の遮光領域が設けられる。第２の遮光領域は、隣接する画素の境界を規定するものであり、ブラックマトリクスとも呼ばれる。そして、セル厚調整層は、第２の遮光領域全体の厚さが、第１の遮光領域全体の厚さより小さくならないように決定される。
【００１０】
ブラックマトリクスなどの第２の遮光領域は、周辺見切りなどの第１の遮光領域と比べて非常に細いので、複数の層を積層する際に設計値通りの厚さに各層を形成することが困難であり、その結果第２の遮光領域は設計よりも層厚が薄くなる傾向がある。そこで、セル厚調整層を設けて第２の遮光領域の各層を底上げし、全体の厚さを第１の遮光領域全体の厚さと等しいか又はそれより厚くすることにより、表示領域全体に渡ってセルギャップが均一化される。これにより、セルギャップの不均一により生じる表示ムラなどを防止することができる。
【００１１】
上記の液晶パネル用基板の一態様では、前記セル厚調整層は、透明な樹脂により構成することが好ましい。本発明を半透過反射型の液晶パネルに適用した場合には、セル厚調整層は透過領域にも形成されることになるため、透過光を通過させるために透明な樹脂によりセル厚調整層を形成することが必要となる。
【００１２】
上記の液晶パネル用基板の他の一態様では、前記第１の遮光領域は複数の色の着色層及びオーバーコート層の重ね合わせを含み、前記第２の遮光領域は複数の色の着色層及オーバーコート層の重ね合わせを含み、前記第１の遮光領域と前記第２の遮光領域に含まれる複数の着色層及びオーバーコート層はそれぞれ同一の材料により構成することができる。これにより、第１の遮光領域と第２の遮光領域の対応する各層を同一の方法で形成することが可能となり、製造工程の効率化が図れる。
【００１３】
上記の液晶パネル用基板のさらに他の一態様では、前記セル厚調整層の厚さは、前記第２の遮光領域全体の厚さが、前記第１の遮光領域に含まれる前記各色の着色層の層厚及びオーバーコート層の層厚の合計以上となるように決定することができる。これにより、第１の遮光領域の各層の層厚を基準にして、セル厚調整層の厚さを決定することができる。
【００１４】
上記の液晶パネル用基板の一実施形態においては、前記第２の遮光領域はさらにカラーフィルタ層を含み、前記第１の遮光領域及び前記第２の遮光領域における各色の着色層の層厚をｍ、第１の遮光領域及び前記第２の遮光領域におけるオーバーコート層の層厚をｎ、前記第２の遮光領域における前記カラーフィルタ層の層厚をｓとすると、前記セル厚調整層の厚さＴは、式：Ｔ＝（３ｍ＋ｎ）−（ｓ＋２ｍ＋ｎ／２）により与えられる。
【００１５】
上記の液晶パネル用基板のさらに他の一態様では、前記セル厚調整層は、前記オーバーコート層と同一の透明な樹脂により形成されることが好ましい。これにより、同一の製造装置及び材料を利用してセル厚調整層とオーバーコート層を形成することができ、製造工程の効率化が図れる。
【００１６】
上記の液晶パネル用基板を含む液晶表示パネルを構成し、さらにその液晶表示パネルを表示部として備える電子機器を構成することができる。
【００１７】
本発明の他の観点では、液晶パネル用基板の製造方法において、基板上に、表示領域の外側に第１の遮光性の層を形成する第１工程と、前記表示領域内において、前記基板上にセル厚調整層を形成する第２工程と、前記セル厚調整層上に、前記第１の遮光性の層と同一の材料からなり前記表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、前記第1の遮光性の層の幅よりも狭い幅の第２の遮光性の層を形成する第３工程と、を有し、前記セル厚調整層の厚さは、前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないように決定することを特徴とする。
【００１８】
上記の製造方法により、上述の液晶パネル用基板を製造することができる。
また、本発明の他の観点では液晶パネル用基板において、基板と、前記基板の表示領域の外側に形成された第１の遮光性の層と、前記基板の表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、第２の遮光性の層を配置してなる第２の遮光性の層と、前記第２の遮光性の層の下に形成された複数の色の着色層が配列されたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層の下に形成された透明な樹脂により構成されるセル厚調整層と、を備え、前記第１の遮光性の層と前記第２の遮光性の層は共に前記着色層が複数積層されてなり、前記第２の遮光性の層の幅は、前記第１の遮光性の層の幅より狭く、前記第２の遮光性の層の厚さは、前記第１の遮光性の層の厚さより薄く、前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
［液晶表示パネル］
まず、本発明を適用した液晶表示パネルの実施形態について説明する。図１に、本発明を半透過反射型の液晶表示パネルに適用した例の断面図を示す。
【００２１】
図１において、液晶表示パネル１００は、ガラスやプラスチックなどからなる基板１０１と基板１０２とがシール材１０３を介して貼り合わせられ、内部に液晶１０４が封入されてなる。また、基板１０２の外面上には位相差板１０５及び偏光板１０６が順に配置され、基板１０１の外面上には位相差板１０７及び偏光板１０８が順に配置される。なお、偏光板１０８の下方には、透過型表示を行う際に照明光を発するバックライト１０９が配置される。
【００２２】
基板１０１は、カラーフィルタ基板１０を構成する。基板１０１の上に例えばアクリル樹脂などにより透明な樹脂散乱層１１３が形成される。樹脂散乱層１１３は、ガラスやプラスチックなどの基板表面上に例えばアクリル樹脂などにより透光性の樹脂層を形成し、その表面に多数の微細な凹凸構造を形成することにより製作することができる。
【００２３】
また、樹脂散乱層１１３の上には、部分的にアルミニウム合金又は銀合金などの反射層１１１が形成される。反射層１１１が形成される領域は、反射型表示に利用される領域（以下、「反射領域」とも呼ぶ。）である。これにより、反射層１１１の表面は、樹脂散乱１１３層の凹凸構造を反映した凹凸形状となる。よって、外光を利用して反射型表示を行う場合は、外光が上記の凹凸形状により適度に散乱した状態で反射されるため、反射光を均一化し、広い視野角を確保することが可能となる。
【００２４】
反射層１１１には所定間隔で開口１１７が形成されている（図２参照）。即ち、開口１１７の部分は反射層１１１が形成されておらず、この開口１１７の領域が透過領域となる。そして、反射層１１１が形成されている領域、即ち、開口１１７以外の領域が反射領域となる。
【００２５】
反射領域においては反射層１１１の上、透過領域においては樹脂散乱層１１３の上に、感光性アクリル樹脂などによりセル厚調整層１１５が形成される。セル厚調整層１１５は、その上に形成されるカラーフィルタ層を底上げし、周辺見切り領域と画像表示領域との間のセル厚を調整する役割を果たす。なお、セル厚調整層１１５の好適な厚さについては後述する。
【００２６】
そして、反射領域においては、セル厚調整層１１５の上に各色の反射用カラーフィルタ部１２０Ｒが形成される。一方、透過領域においては、同じくセル厚調整層１１５の上に各色の透過用カラーフィルタ部１２０Ｔが形成される。反射用カラーフィルタ１２０Ｒと透過用カラーフィルタ１２０Ｔを別々に形成する理由は、透過表示時と反射表示時における表示色を個別に調整可能とするためである。
【００２７】
なお、図１においては図示の便宜上、ＲＧＢ各色のカラーフィルタを反射用カラーフィルタ１２０Ｒ及び透過用カラーフィルタ１２０Ｔにより示しているが、実際には反射用カラーフィルタ１２０Ｒ及び透過用カラーフィルタ１２０Ｔはいずれも図２に示すように、ＲＧＢ３色の着色層により構成されている。即ち、反射用カラーフィルタ１２０Ｒは、赤色（Ｒ）着色層１２０ＲＲ、緑色（Ｇ）着色層１２０ＲＧ、青色（Ｂ）着色層１２０ＲＢを順に配列することにより構成される。同様に、透過用カラーフィルタ１２０Ｔは、赤色（Ｒ）着色層１２０ＴＲ、緑色（Ｇ）着色層１２０ＴＧ、青色（Ｂ）着色層１２０ＴＢを順に配列することにより構成される。
【００２８】
各色の反射用カラーフィルタ部１２０ＴＲ、１２０ＴＧ及び１２０ＴＢ、並びに各色の透過用カラーフィルタ部１２０ＲＲ、１２０ＲＧ及び１２０ＲＢの境界には、ブラックマトリクス１２０Ｂ（図２参照）が形成される。ブラックマトリクス１２０Ｂは、図１に示すように、透過用カラーフィルタ１２０Ｔを構成するＲＧＢ３色の着色層を重ね合わせることにより形成される。なお、反射用カラーフィルタではなく、透過用カラーフィルタのＲＧＢの着色層を使用する理由は、一般に反射用カラーフィルタより透過用カラーフィルタの方が色濃度が高く設計されているため、３色の重ね合わせにより、より濃度が高く遮光性の良好なブラックマトリクスが形成できるからである。
【００２９】
そして、反射用カラーフィルタ部１２０Ｒ及び透過用カラーフィルタ部１２０Ｔを覆うようにオーバーコート層１２７が形成される。このオーバーコート層１２７は、液晶表示パネルの製造工程中にカラーフィルタ１２０Ｒ及び１２０Ｔを薬剤などによる腐食や汚染から保護するためのものである。なお、図１の液晶表示パネル１００は、いわゆるマルチギャップ構造を採用している。マルチギャップ構造とは、透過領域と反射領域において形成するオーバーコート層１２７の厚さを異ならせてセル厚を最適化することにより、透過表示モードの際にも反射表示モードの際にも表示性能を向上させる手法である。
【００３０】
さらに、オーバーコート層１２７の表面上には、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などの透明導電体からなる透明電極１１４が形成される。この透明電極１１４は本実施形態においては複数並列したストライプ状に形成されている。また、この透明電極１１４は、基板１０２上に同様にストライプ状に形成された透明電極１２１に対して直交する方向に延び、透明電極１１４と透明電極１２１との交差領域内に含まれる液晶表示パネル１００の構成部分（反射層１１１、カラーフィルタ１２０、透明電極１１４、液晶１０４及び透明電極１２１における上記交差領域内の部分）が画素を構成するようになっている。
【００３１】
なお、基板１０１上の透明電極１１４上、及び、基板１０２上の透明電極１２１上には、配向膜などが必要に応じて形成される。
【００３２】
この液晶表示パネル１００においては、反射型表示がなされる場合には、反射層１１１が形成されている領域に入射した外光は、図１に示す経路Ｒに沿って進行し、反射層１１１により反射されて観察者Ｅにより視認される。一方、透過型表示がなされる場合には、バックライト１０９から出射した照明光が図１に示す経路Ｔに従って進行し、観察者Ｅにより視認される。
【００３３】
なお、本発明ではカラーフィルタの各色層の配列は図２に示す配列には限られない。即ち、ストライプ配列、デルタ配列、ダイヤゴナル配列などの各種の配列に構成することが可能である。また、上記の実施形態では透過用カラーフィルタと反射用カラーフィルタとを別個の材料により独立に形成しているが、同一の材料により単一のカラーフィルタとして形成することも可能である。また、その場合に、透過領域と反射領域とでカラーフィルタの厚さを変化させたタイプのカラーフィルタにも適用可能である。
【００３４】
［セル厚調整層］
次に、本発明の特徴部分であるセル厚調整層について詳しく説明する。図３（ａ）は、図１における破線部分１３０の拡大図である。図３（ａ）に示すように、基板１０１の上には樹脂散乱層１１３が形成され、反射領域においてその上に反射層１１１が形成される。
【００３５】
画像表示領域においては、樹脂散乱層１１３及び反射層１１１の上にセル厚調整層１１５が形成され、その上に透過用カラーフィルタ１２０Ｔ及び反射用カラーフィルタ１２０Ｒが形成される。そして、反射用カラーフィルタ１２０Ｒ上には、ＲＧＢ３色の着色層（１２０ＢＢ、１２０ＢＲ、１２０ＢＧ）の重ね合わせによりブラックマトリクス１２０Ｂが形成される。一方、周辺見切り領域においては、反射層１１１の上にＲＧＢ３色の着色層１２３Ｂ、１２３及び１２３Ｇの重ね合わせにより周辺見切り１２３が形成される。
【００３６】
そして、周辺見切り領域と画像表示領域を覆うようにオーバーコート層１２７が形成され、さらに画像表示領域内の各画素領域に透明電極１１４が形成されている。
【００３７】
図３（ａ）からわかるように、本発明ではセル厚調整層１１５を設けたことにより、周辺見切り１２３の部分の高さＨ１（正確には周辺見切り１２３を覆うオーバーコート層１２７の高さ）と、画像表示領域内の最高点、即ちブラックマトリクス１２０Ｂの部分の高さＨ２（正確にはブラックマトリクス１２０Ｂを覆うオーバーコート層１２７の高さ）とがほぼ一致する。これにより、周辺見切り領域と画像表示領域のセルギャップをほぼ同一とすることができる。
【００３８】
図３（ｂ）に、本発明との比較のために、セル厚調整層を設けないカラーフィルタ基板の例を示す。図３（ｂ）の例は、セル厚調整層１１５を設けないこと以外は、図３（ａ）に示す積層構造と同一である。即ち、反射領域においては反射層１１１の直ぐ上に反射用カラーフィルタ１２０Ｒが形成され、透過領域においては樹脂散乱層１１３の直ぐ上に透過用カラーフィルタ１２０Ｔが形成されている。
【００３９】
セル厚調整層を設けない場合は、図３（ｂ）から明らかなように、周辺見切り領域の最高点の高さＨ１に比べて、画像表示領域内のブラックマトリクス１２０Ｂの部分の高さＨ２は低くなってしまう。
【００４０】
なお、図３（ｂ）に示すように、画像表示領域の高さが周辺見切り領域の高さより低くなってしまうという問題に対する対策として、図３（ｂ）において周辺見切り１２３を構成する緑色の着色層１２３Ｇを省略する方法も考案されている。ＲＧＢ３色のうち緑色の着色層を省略する理由は、カラーフィルタの分光特性を検討すると、ＲＧＢ３色のうちどれか１色を省略するとすれば緑色を省略するのが最も影響が少なく、そうしても一応周辺見切りとしての機能は果たせる程度の遮光性が得られるからである。しかし、緑色の着色層１２３Ｇを省略しても、高さの差は小さくはなるものの、依然として画像表示領域の高さと周辺見切り領域の高さをほぼ一致させることは難しい。
【００４１】
図１に示す液晶１０４を封入する領域には図示しない球状のスペーサが分散される。分散されたスペーサは、カラーフィルタ基板１０の最高点により支持され、基板１０１と１０２の間隔であるセルギャップを均一化する役割を有する。しかし、基板１０１と１０２の間に分散されるスペーサは同一の径を有するので、図３（ｂ）に示すように周辺見切り領域と画像表示領域とでカラーフィルタ基板１０の最高点の高さが異なると、周辺見切り領域に比べて画像表示領域の方がカラーフィルタによるスペーサの支持が不十分となり易い。その結果、周辺見切り領域よりも画像表示領域の方がセルギャップが小さくなるという現象が起きる。つまり、液晶表示パネル１００を横方向から見た場合に、周辺見切り領域に対応する周辺部分に比べて、画像表示領域に対応する中央部分が若干窪んだような形状となり、画像表示領域にセルギャップの不均一に起因する表示ムラが生じる。この点に鑑み、本発明ではセル厚調整層１１５を形成して、画像表示領域の最高点Ｈ２と周辺見切り領域の最高点Ｈ１の高さをほぼ一致させ、セルギャップの不均一に起因する表示ムラを防止している。
【００４２】
なお、画像表示領域のセルギャップと周辺見切り領域のセルギャップが一致しない場合でも、画像表示領域のセルギャップが周辺見切り領域のセルギャップより小さい場合（図３（ｂ）の場合）より、画像表示領域のセルギャップが周辺見切り領域のセルギャップより幾分大きい場合（即ち、液晶表示パネルを横方向から見た場合に中央が幾分膨らんでいるような状態）の方が表示ムラは発生しにくく、画像の表示品質も高いことが経験的にわかっている。よって、基本的には、画像表示領域のセルギャップが周辺見切り領域のセルギャップより小さくならないように、即ち、画像表示領域の最高点Ｈ２が周辺見切り領域の最高点Ｈ１より低くならないようにセル厚調整層１１５の厚さを決定することが好ましい。もちろん、さらに両者が一致するようにセル厚調整層１１５の厚さを決定することが最も望ましい。
【００４３】
次に、セル厚調整層１１５の厚さについて検討する。いま、図３（ｂ）に示すようにセル厚調整層を設けないものと仮定する。周辺見切り１２３の位置と画像表示領域のブラックマトリクス１２０Ｂの位置では、積層構造を比較すると、基板１０１、樹脂散乱層１１３及び反射層１１１までは同一の構造であり、基本的に高さの相違は生じない。
【００４４】
周辺見切り１２３の位置と画像表示領域のブラックマトリクス１２０Ｂの位置における積層構造、及び、各層の層厚を図４（ａ）及び図４（ｂ）にそれぞれ示す。周辺見切りの位置の積層構造は、下から着色層１２３Ｂ、着色層１２３Ｒ、着色層１２３Ｇ、オーバーコート層１２７であり、３つの着色層１２３Ｂ〜１２３Ｇの設計上の厚さはｍ（例えば１μｍ）、オーバーコート層１２７の設計上の厚さはｎ（例えば２μｍ）とする。この場合、実際に設計上の層厚に従って各層を形成すると、図４（ａ）に示すように各層はほぼ設計上の厚さ通りに形成される。
【００４５】
一方、画像表示領域のブラックマトリクス１２０Ｂの位置における積層構造は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、下から反射用カラーフィルタ層１２０Ｒ、着色層１２０ＢＢ、着色層１２０ＢＲ、着色層１２０ＢＧ、オーバーコート層１２７である。各層の設計上の厚さは、反射用カラーフィルタ層１２０がｓ（例えば１μｍ）、ブラックマトリクス１２０Ｂを形成する各着色層１２０ＢＢ、１２０ＢＲ、１２０ＢＧがそれぞれｍ（例えば１μｍ）、オーバーコート層１２７がｎ（例えば２μｍ）とする。この場合、実際に設計上の層厚に従って各層を形成すると、図４（ｂ）に示すように、３層目より上の層は設計上の層厚通りの厚さには形成されず、設計上の層厚の１／２程度の層厚となってしまう。
【００４６】
この現象は、ブラックマトリクス１２０Ｂの幅が小さいことに起因する。図３（ｂ）に周辺見切り１２３とブラックマトリクス１２０Ｂの幅の一例を示している。周辺見切り１２３の幅Ｗ１は約３〜４ｍｍ程度であるのに対し、ブラックマトリクス１２０Ｂの幅Ｗ２は約１０〜１２μｍ程度である。よって、周辺見切り１２３の幅は比較的大きいので各層を設計値通りに形成することができるが、ブラックマトリクス１２０Ｂの幅は小さいので積層を重ねるにつれて、設計通りの層厚に各層を形成することが難しくなる（実際には、ブラックマトリクスの位置における積層構造は、図３（ｂ）のような断面で見ると上の層に行くに従って先細り上になっていると考えられる。）。
【００４７】
従って、ブラックマトリクス１２０Ｂの位置で実際に形成される層厚を考慮してセル調整層１１５の層厚を決定すればよい。図４に示した例によれば、ブラックマトリクス１２０Ｂの位置では３層目あたりから上の層では設計上の層厚の１／２程度の層厚でしか各層が形成されない。よって、３層目又は４層目あたりから上の層については設計上の層厚の１／２の層厚で実際に各層が形成されるものとしてセル厚調整層１１５の層厚を決定することができる。
【００４８】
図４の例では、周辺見切り１２３の位置では実際に形成される１層目から４層目までの各層の合計の層厚Ｔ１は、Ｔ１＝３ｍ＋ｎ（約５μｍ）となる。一方、ブラックマトリクス１２０Ｂの位置では実際に形成される１層目から５層目までの各層の合計の層厚Ｔ２は、Ｔ２＝ｓ＋ｍ＋２×ｍ／２＋ｎ／２＝ｓ＋２ｍ＋ｎ／２（約４μｍ）となる。よって、本例では、セル厚調整層１１５の厚さＴは、
Ｔ＝Ｔ１−Ｔ２＝（３ｍ＋ｎ）−（ｓ＋２ｍ＋ｎ／２）
で与えられる。
【００４９】
よって、図４の例では、１μｍ程度の厚さのセル調整層１１５を形成すれば、周辺見切りの位置とブラックマトリクスの位置の最高点の高さがほぼ一致することになる。こうして、適切な厚さのセル厚調整層１１５を形成することにより、周辺見切り領域と画像表示領域のセルギャップを均一化し、セルギャップの不均一に起因する表示ムラなどの表示品質の低下を防止することが可能となる。
【００５０】
［製造方法］
次に、上述の液晶表示パネル１００の製造方法について説明する。まず、図１に示すカラーフィルタ基板１０の製造方法について図１及び図３（ａ）を参照して説明する。
【００５１】
まず、基板１０１の表面上に樹脂散乱層１１３を形成する。樹脂散乱層１１３の形成方法としては、前述のようにガラスやプラスチックなどの基板表面上に例えばアクリル樹脂などにより透光性の樹脂層を形成し、その表面に多数の微細な凹凸構造を形成することにより製作することができる。なお、樹脂散乱層１１３の形成方法としては、これ以外の方法を採用することももちろん可能である。
【００５２】
次に、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金などの金属を蒸着法やスパッタリング法などによって薄膜状に成膜し、これをフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることによって反射層１１１を形成する。この際、反射層１１１は、反射領域のみに形成される。
【００５３】
次に、透明な感光性アクリル樹脂などによりセル厚調整層１１５を形成する。図３（ａ）からわかるように、透過表示を行う際にはバックライト１０９からの照明光がセル厚調整層を通過するので、セル厚調整層１１５は透明で波長依存性の低い材料により形成することが好ましい。また、このセル厚調整層１１５を、オーバーコート層１２７と同一の材料を用いて形成することとすれば、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００５４】
次に、所定の色相を呈する顔料や染料などを分散させてなる着色された感光性樹脂（感光性レジスト）を塗布し、所定パターンにて露光、現像を行ってパターニングを行うことにより、セル厚調整層１１５の上に、透過領域においては透過用カラーフィルタ１２０Ｔを形成し、反射領域においては反射用カラーフィルタを１２０Ｒを形成する。
【００５５】
次に、透過用カラーフィルタ１２０Ｒ上にブラックマトリクス１２０Ｂを形成するとともに、好ましくは同時に、周辺見切り領域において反射層１１１上に周辺見切り１２３を形成する。周辺見切り１２３はブラックマトリクス１２０を構成するＲＧＢ各色の着色層と同一の材料により形成される。即ち、同一の材料により周辺見切り１２３の着色層１２３Ｂとブラックマトリクス１２０Ｂの着色層１２０ＢＢを形成し、次に、同一の材料により周辺見切り１２３の着色層１２３Ｒとブラックマトリクス１２０Ｂの着色層１２０ＢＲを形成し、さらに同一の材料により周辺見切り１２３の着色層１２３Ｇとブラックマトリクス１２０Ｂの着色層１２０ＢＧを形成する。
【００５６】
次に、周辺見切り１２３及びブラックマトリクス１２０Ｂを含む全領域に、アクリル樹脂などによりオーバーコート層１２７を形成する。さらに、画像表示領域内の各画素領域に透明電極１１４を形成する。こうして、カラーフィルタ基板１０が製造される。
【００５７】
なお、周辺見切り１２３の位置における各着色層１２３Ｂ〜１２３Ｒとブラックマトリクス１２０Ｂの各着色層１２０ＢＢ〜１２０ＢＧ、及び、周辺見切り１２３の位置におけるオーバーコート層１２７とブラックマトリクス１２０Ｂの位置におけるオーバーコート層１２７は設計上は同一の層厚となるように形成されるが、実際には前述のように、周辺見切り１２３はほぼ設計値通りに各層が形成されるものの、ブラックマトリクス１２０Ｂ上では設計値通りには各層は形成されない。しかし、本発明ではセル厚調整層１１５を設けることにより、ブラックマトリクス１２０Ｂの位置における各層を底上げして、周辺見切りの位置の層厚とほぼ一致するようにしている。
【００５８】
次に、こうして得られたカラーフィルタ１０を用いて、図１に示す液晶表示パネル１００を製造する方法について図５を参照して説明する。図５は、表示パネル１００の製造工程を示す流れ図である。
【００５９】
まず、上記の方法により、セル厚調整層１１５を有するカラーフィルタ１０が形成された基板１０１が製造され（工程Ｓ１）、さらにオーバーコート層１２７上に透明導電体をスパッタリング法により被着し、フォトリソグラフィー法によってパターニングすることにより、透明電極１１４を形成する（工程Ｓ２）。その後、透明電極１１４上にポリイミド樹脂などからなる配向膜を形成し、ラビング処理などを施す（工程Ｓ３）。
【００６０】
一方、反対側の基板１０２を製作し（工程Ｓ４）、同様の方法で透明電極１２１を形成し（工程Ｓ５）、さらに透明電極１２１上に配向膜を形成し、ラビング処理などを施す（工程Ｓ６）。
【００６１】
そして、シール材１０３を介して上記の基板１０１と基板１０２とを貼り合わせてパネル構造を構成する（工程Ｓ７）。基板１０１と基板１０２とは、基板間に分散配置された図示しないスペーサなどによってほぼ規定の基板間隔となるように貼り合わせられる。
【００６２】
その後、シール材１０３の図示しない開口部から液晶１０４を注入し、シール材１０３の開口部を紫外線硬化性樹脂などの封止材によって封止する（工程Ｓ８）。こうして主要なパネル構造が完成した後に、上述の位相差板や偏光板などを必要に応じてパネル構造の外面上に貼着などの方法によって取り付け（工程Ｓ９）、図１に示す液晶表示パネル１００が完成する。
【００６３】
［電子機器］
次に、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器の例について図６を参照して説明する。
【００６４】
まず、本発明に係る液晶表示パネルを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図６（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ４１は、キーボード４１１を備えた本体部４１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部４１３とを備えている。
【００６５】
続いて、本発明に係る液晶表示パネルを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図６（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４２は、複数の操作ボタン４２１のほか、受話口４２２、送話口４２３とともに、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部４２４を備える。
【００６６】
なお、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器としては、図６（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図６（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【００６７】
［変形例］
なお、上述のカラーフィルタ基板及び液晶表示パネルなどは、上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６８】
上記の実施形態では、透過領域と反射領域においてオーバーコート層の層厚を異ならせた、いわゆるマルチギャップ構造を採用した液晶表示パネルを例示しているが、透過領域と反射領域においてオーバーコート層を均一に形成する構造の液晶表示パネルにも本発明の適用が可能である。
【００６９】
また、図２に示したカラーフィルタは反射領域内の開口として透過領域を規定する構造であるが、この構造は単なる一例であり、例えば矩形の反射用カラーフィルタ部と透過用カラーフィルタ部を交互に隣接させて形成するような構造とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す液晶表示パネルに使用されるカラーフィルタ構造を示す平面図である。
【図３】図１に示す液晶表示パネルの一部の拡大断面図、及び、比較例としてセル厚調整部を設けない場合の液晶表示パネルの構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態における周辺見切りの位置及び画像表示領域内のブラックマトリクスの位置の積層構造を数値的に示す図表である。
【図５】本発明の実施形態に係る液晶表示パネルの製造方法の工程図である。
【図６】本発明の実施形態に係る液晶表示パネルを適用した電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
１０ カラーフィルタ
１００ 液晶表示パネル
１０１、１０２ 基板
１０３ シール材
１０９ バックライト
１１１ 反射層
１１３ 樹脂散乱層
１１４ 透明電極
１１５ セル厚調整層
１２０Ｔ、１２０Ｒ カラーフィルタ層
１２０Ｂ ブラックマトリクス
１２３ 周辺見切り
１２７ オーバーコート層

Claims (15)

1. 基板と、
   前記基板上に配置され、表示領域の外側に形成された第１の遮光性の層と、
   前記表示領域内において基板上に配置されたセル厚調整層と、
   前記セル厚調整層上に、前記第１の遮光性の層と同一の材料からなり前記表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、前記第１の遮光性の層の幅よりも狭い幅の第２の遮光性の層と、を備え、
   前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないことを特徴とする液晶パネル用基板。
2. 前記セル厚調整層は、透明な樹脂により構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル用基板。
3. 前記第１の遮光性の層は複数の色の着色層及びオーバーコート層の重ね合わせを含み、前記第２の遮光性の層は複数の色の着色層及びオーバーコート層の重ね合わせを含み、前記第１の遮光性の層と第２の遮光性の層に含まれる複数の色の着色層及びオーバーコート層はそれぞれ同一の材料により構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶パネル基板。
4. 前記第２の遮光性の層が形成された領域の基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域の基板上に形成された層全体の厚さ以上となることを特徴とする請求項３に記載の液晶パネル用基板。
5. 前記第２の遮光性の層はさらにカラーフィルタ層を含み、前記第１の遮光性の層及び前記第２の遮光性の層における前記複数の色の着色層の層厚をｍ、前記第１の遮光性の層及び前記第２の遮光性の層における前記オーバーコート層の層厚をｎ、前記第２の遮光性の層における前記カラーフィルタ層の層厚をｓとすると、前記セル厚調整層の厚さＴは、式：
   Ｔ＝（３ｍ＋ｎ）−（ｓ＋２ｍ＋ｎ／２）
   により与えられることを特徴とする請求項３に記載の液晶パネル用基板。
6. 前記セル厚調整層は、前記オーバーコート層と同一の透明な樹脂により形成されることを特徴とする請求項３に記載の液晶パネル基板。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶パネル用基板を含む液晶表示パネル。
8. 請求項７に記載の液晶表示パネルを表示部として備える電子機器。
9. 基板上に、
   表示領域の外側に第１の遮光性の層を形成する第１工程と、
   前記表示領域内において、前記基板上にセル厚調整層を形成する第２工程と、
   前記セル厚調整層上に、前記第１の遮光性の層と同一の材料からなり前記表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、前記第1の遮光性の層の幅よりも狭い幅の第２の遮光性の層を形成する第３工程と、を有し、
   前記セル厚調整層の厚さは、前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないように決定することを特徴とする液晶パネル用基板の製造方法。
10. 前記第２工程において、前記セル厚調整層は透明な樹脂により構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶パネル用基板の製造方法。
11. 前記第１工程は、複数の色の着色層及びオーバーコート層を順に積層することにより前記第１遮光性の層を形成し、
    前記第３工程は、複数の色の着色層及びオーバーコート層を順に積層することにより前記第２の遮光性の層を形成し、
    前記第１工程及び前記第２工程は、前記第１の遮光性の層と前記第２の遮光性の層に含まれる複数の色の着色層及びオーバーコート層をそれぞれ同一の材料により形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の液晶パネル基板の製造方法。
12. 前記セル厚調整層の厚さは、前記第２の遮光性の層が形成された領域の基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域の基板上に形成された層全体の厚さ以上となるように決定することを特徴とする請求項１１に記載の液晶パネル用基板の製造方法。
13. 前記第３の工程は、前記複数の色の着色層を形成する以前に前記セル厚調整層上にカラーフィルタ層を形成し、
    前記第１の遮光性の層及び前記第２の遮光性の層における前記複数の色の着色層の層厚をｍ、前記第１の遮光性の層及び前記第２の遮光性の層における前記オーバーコート層の層厚をｎ、前記第２の遮光性の層における前記カラーフィルタ層の層厚をｓとすると、前記セル厚調整層の厚さＴは、式：
    Ｔ＝（３ｍ＋ｎ）−（ｓ＋２ｍ＋ｎ／２）
    により与えられることを特徴とする請求項１１に記載の液晶パネル用基板の製造方法。
14. 前記セル厚調整層は、前記オーバーコート層と同一の透明な樹脂により形成されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶パネル基板の製造方法。
15. 基板と、
    前記基板の表示領域の外側に形成された第１の遮光性の層と、
    前記基板の表示領域内の複数の画素領域の境界を規定する、第２の遮光性の層を配置してなる第２の遮光性の層と、
    前記第２の遮光性の層の下に形成された複数の色の着色層が配列されたカラーフィルタ層と、
    前記カラーフィルタ層の下に形成された透明な樹脂により構成されるセル厚調整層と、を備え、
    前記第１の遮光性の層と前記第２の遮光性の層は共に前記着色層が複数積層されてなり、
    前記第２の遮光性の層の幅は、前記第１の遮光性の層の幅より狭く、
    前記第２の遮光性の層の厚さは、前記第１の遮光性の層の厚さより薄く、
    前記第２の遮光性の層が形成された領域における前記セル厚調整層と前記第２の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さが、前記第１の遮光性の層が形成された領域における前記第１の遮光性の層を含む前記基板上に形成された層全体の厚さより小さくならないことを特徴とする液晶パネル用基板。

Images