JP4170794B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字や図形などの各種の情報を表示するのに好適な液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、文字や図形などの各種の情報を表示する表示装置の一種として液晶表示装置が知られており、このような液晶表示装置の表示部として、一対の基板の間に液晶が封入された液晶表示パネルが用いられている。この液晶表示パネルの一種として、外部から入射される外光を反射層により反射させて反射表示を行うことのできる液晶表示パネルが知られてる。また、液晶表示パネルのカラー表示は、印刷法や電着法により形成されるマイクロカラーフィルタと称されるカラーフィルタを用いることにより実現している。
【０００３】
このような反射表示を行う液晶表示パネルとしては、明るい表示を実現するために、例えば観察側から見て、偏光板、基板（フロント基板）、透明電極、配向膜、液晶層、配向膜、透明電極、平滑化層、カラーフィルタ、反射層、基板（リア基板）をこの順に配置した構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記液晶表示パネルのカラーフィルタは、画素に対応して設けられるものであり、前記マイクロカラーフィルタが一般的に用いられている。図７は従来のカラーフィルタの構成を示す概略平面図である。図７に示すように、従来の液晶パネル１におけるカラーフィルタ２は、例えばマトリクス配置される縦長矩形状の各ドット領域Ｄのそれぞれの内部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色の着色感光性樹脂材料などにより形成された３色の着色層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂのいずれかを配置することにより形成されている。また、着色層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの配列パターンとしては、図７に示すストライプ配列を含め、モザイク配列、トライアングル配列などが用いられている。すなわち、各ドット領域Ｄは、基板上に反射層とカラーフィルタ２とがこの順に積層形成された構成となっている。なお、ＲＧＢの縦ストライプによるカラー表示では、連続したＲＧＢ各１ドットの総計３ドット、すなわち、連続した３つの着色層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂで最小の表示単位である１画素が構成されている。
【０００５】
前記各ドット領域Ｄの外部は、表示に関与しない非ドット領域ＮＤとされており、この非ドット領域ＮＤには、遮光層３が形成されている。この遮光層３は、表示画像のコントラストを向上させるためのものであり、図７に示すように、各ドット領域Ｄに配置されるカラーフィルタ２の周囲をそれぞれ囲うように格子状に形成されている。また、遮光層３としては、ブラックマスクあるいはブラックマトリクスと称される光吸収機能を有する黒色の着色感光性樹脂材料などにより形成されている。また、遮光層３は、カラーフィルタ２とほぼ同一高さで基板上に直接あるいは反射層を介して形成されている。
【０００６】
そして、前記カラーフィルタ２および遮光層３を覆うように、表面の平滑性の改善などの目的で、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明な樹脂からなる平滑化層（図示せず）が形成されている。この平滑化層は、基板上に反射層、カラーフィルタ２および遮光層３を形成した後、平滑化層を形成するための素材をスピンコート法によって塗布して固化することによって表面が平坦になるように形成されているのが一般的である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２０７２１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては各種の装置において高性能化が常に図られており、各種の装置の高性能化の一つとして、液晶表示パネルにおいても高精細化が求められている。
【０００９】
しかしながら、従来の液晶表示パネルでは、近年の高精細化の要求に十分に応えることができないという問題点があった。例えば、カラーフィルタ自身による輝度の低下という問題点があった。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、高精細で明るい表示の液晶表示パネルを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に係る本発明の液晶表示パネルの特徴は、基板の一面に、マトリクス状に配置される各ドット領域の内部の少なくとも一部に形成されている反射層と、前記反射層の上に形成されているカラーフィルタと、前記ドット領域の外部である非ドット領域に形成されている遮光層と、前記カラーフィルタおよび遮光層を覆うように形成されている平滑化層とを有する液晶表示パネルにおいて、前記遮光層は、前記非ドット領域の一部に前記各ドット領域の行方向および列方向のうちの一方に沿って縞状に配置されており、前記カラーフィルタは、前記各ドット領域の内部における前記遮光層と対向する両側に前記反射層の一部を露出可能な隙間をあけて形成されており、さらに、前記非ドット領域の前記遮光層の形成部を除く部位の一部に、前記平滑化層の形成時に前記隙間から前記平滑化層を形成するための素材が前記遮光層に沿って流出するのを防止する流出防止手段が設けられている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、高精細化を容易に図ることができる。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明の液晶表示パネルの特徴は、請求項１において、前記流出防止手段は、前記各ドット領域の行方向および列方向のうちの他方の辺のそれぞれの両端部分に配置されており、一端が前記遮光層に連接され、他端が前記カラーフィルタの前記遮光層と対向する端縁まで延設して配置されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、平滑化層の形成時に、平滑化層を形成するための素材が前記遮光層に沿って隙間から流出するのを確実に防止することができる。
【００１３】
また、請求項３に係る本発明の液晶表示パネルの特徴は、請求項１または２において、前記流出防止手段が前記遮光層と同一素材によって形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、流出防止手段と遮光層とを同時に形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１５】
図１から図６は本発明に係る液晶表示パネルの実施形態の要部を簡略化して示すものであり、図１は観察側から見て示す概略正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図、図５はリア基板上に配置されるドット領域および非ドット領域を示す概略正面図、図６は一つのドット領域の構成を示す概略正面図である。
【００１６】
本実施形態の液晶表示パネルは、外部から入射される外光を反射層により反射させてカラー画像の反射表示を行うものを例示している。
【００１７】
図１から図４に示すように、本実施形態のフルカラーの反射表示を行う液晶表示パネル１１は、ほぼ平行に配置されて相対向するように配設されている一対の基板１２を有している。この一対の基板１２のうちの図２に示す一方の基板１２は、観察側とは反対側の視認方向の下流側に位置するリア基板１２Ｒとされており、図２の上方に配置される図示しない他方の基板は、観察側に位置する対向基板であるフロント基板とされている。そして、一対の基板１２の対向面間の周囲には、前記両基板１２を貼り合わせて一体化するためのシール材がほぼ四角枠状に配設されている。このシール材により囲まれた部位には、液晶が封入されており、これにより一対の基板１２の対向面間に液晶層が形成されている。そして、一対の基板１２のシール材により囲まれた内側で情報の表示に用いる画素が形成されている領域が表示領域とされている。
【００１８】
前記リア基板１２Ｒは、透明なガラスあるいはポリカーボネートなどの透明な樹脂によりほぼ矩形の平板状に形成されており、このリア基板１２Ｒの液晶層と対向する内側表面には、反射層１３（図２）が形成されている。また、リア基板１２Ｒの液晶層と対向する内側表面には、図５に示すように、表示に関与するほぼ縦長矩形状の多数のドット領域（図５に破線で囲んで示す）Ｄがマトリクス状に配置されており、各ドット領域Ｄの外部は、表示に関与しない非ドット領域ＮＤとされている。
【００１９】
前記各ドット領域Ｄの内部には、図１に示すように、カラー表示のためのカラーフィルタ１４を構成する複数色、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３色の着色感光性樹脂材料などにより形成された３色の着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂのいずれかが積層形成されている。また、カラーフィルタ１４（１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ）を構成する着色層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの配列パターンとしては、図１に示すストライプ配列以外に、モザイク配列、トライアングル配列としてもよい。
【００２０】
本実施形態のカラーフィルタ１４は、図６に詳示するように、ドット領域Ｄの大きさより小さく形成されている。すなわち、本実施形態のカラーフィルタ１４は、縦長矩形状に形成されているドット領域Ｄの図６左右方向に示す行方向に位置する横寸法がドット領域Ｄの横寸法と同一サイズとされ、ドット領域Ｄの図６上下方向に示す列方向である縦寸法がドット領域Ｄの縦寸歩より短く形成されているとともに、ドット領域Ｄの行方向の中央部に配置されている。
【００２１】
したがって、ドット領域Ｄの列方向の両端側には、ドット領域Ｄの行方向に延在する横長矩形状の反射層１３の露出部１３ａが形成されている。
【００２２】
すなわち、本実施形態のカラーフィルタ１４は、ドット領域Ｄの内部における後述する遮光層１５と対向する両側に反射層１３の一部を露出可能な隙間１６をあけて形成されている。
【００２３】
本実施形態の非ドット領域ＮＤには、遮光層１５および流出防止手段１７が形成されている。
【００２４】
前記遮光層１５は、表示画像のコントラストを向上させるためのものであり、黒色の着色感光性樹脂材料などにより形成されているとともに、非ドット領域ＮＤの一部、詳しくはドット領域Ｄの行方向および列方向のうちの一方、本実施形態においては、図１に示すように、ドット領域Ｄの図１の左右方向である行方向に沿って縞状（横縞状）に配置されている。なお、遮光層１５は、リア基板１２Ｒの上面に反射層１３を介さず直接設ける構成であってもよい。
【００２５】
前記流出防止手段１７は、後述する平滑化層１８の形成時に前記隙間１６から平滑化層１８を形成するための素材が前記遮光層１５に沿って流出するのを防止するためのものであり、本実施形態の流出防止手段１７は、遮光層１５と同一の黒色の着色感光性樹脂材料などにより、遮光層１５の形成時に同時に形成されている。さらに、流出防止手段１７は、矩形状、本実施形態においては縦長矩形状に形成されており、各ドット領域Ｄの左右両辺のそれぞれの両端部分に配置されている。すなわち、本実施形態の流出防止手段１７は、非ドット領域ＮＤの遮光層１５の形成部を除く部位の一部、詳しくはドット領域Ｄの行方向および列方向のうちの他方、本実施形態においては、図１に示すように、非ドット領域ＮＤにおいてドット領域Ｄの図１の上下方向である列方向に沿って配置されている。この流出防止手段１７は、一端が遮光層１５の側面に連接されており、他端である先端１７ａは、カラーフィルタ１４の端縁付近まで延設して配置されている。
【００２６】
したがって、遮光層１５の相互間に位置する非ドット領域ＮＤには、図１に示すように、相互に対向する２つの流出防止手段１７が各遮光層１５に連接して形成されており、流出防止手段１７が形成されていない中央部は、反射層１３の露出部１３ｂとされている。
【００２７】
なお、流出防止手段１７の先端１７ａの位置としては、前記カラーフィルタ１４の遮光層１５と対向する端縁まで延設して配置することが、前記隙間１６に沿って流出する平滑化層１８の素材を流出防止手段１７の左右方向の両側面で堰き止めることができるという意味で肝要である。
【００２８】
また、流出防止手段１７の色としては、透明を含む任意の色から選択することもできる。さらに、流出防止手段１７の形状は矩形状以外の形状でもよい。
【００２９】
前記カラーフィルタ１４、遮光層１５、流出防止手段１７および反射層１３の露出部１３ａ，１３ｂを覆うように、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などの透明な樹脂からなる平滑化層１８が形成されている（図２〜図４）。この平滑化層１８は、リア基板１２Ｒ上に反射層１３、カラーフィルタ１４、遮光層１５および流出防止手段１７を形成した後、平滑化層１８を形成するための素材をスピンコート法によって塗布して固化することによって表面が平坦になるように形成されている。
【００３０】
その他の構成は前述した従来の液晶表示パネルと同様とされているので、その詳しい説明は省略する。
【００３１】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００３２】
本実施形態の液晶表示パネル１１によれば、各ドット領域Ｄの内部における遮光層１５と対向する両側に反射層１３の一部を露出可能な隙間１６をあけてカラーフィルタ１４が形成されているので、この隙間１６は、ドット領域Ｄの内部の遮光層１５と対向する部分にカラーフィルタ１４により覆われていない反射層１３の露出部１３ａとされる。このドット領域Ｄの内部における反射層１３の露出部１３ａは、反射表示の実行時に、カラーフィルタ１４を介さずに反射層１３で直接入射光を反射させることができるので、表示の輝度を向上させることができる。特に、本実施形態の液晶表示パネル１１は、従来不可能であった近年の高精細化にともなうカラーフィルタ１４の面積を小さくする構成においても輝度の向上を容易に図ることができる。
【００３３】
本実施形態の液晶表示パネル１１によれば、非ドット領域ＮＤの一部に流出防止手段１７が形成されているので、この流出防止手段１７により、平滑化層１８の形成時に、平滑化層１８を形成するための素材が隙間１６に沿って流出するのを防止できる。よって、流出防止手段１７を設けない場合に比べて、隙間１６の上方に形成される平滑化層１８の表面の凹みを小さくすることができる。この平滑化層１８の表面の凹みを小さくすることにより、平滑化層１８の表面の凹凸を小さくできる。その結果、平滑化層１８の表面の凹凸が大きい場合に生じる、Δｎｄ（セルギャップ）の変動にともなう発色およびコントラストの低下という不都合の発生を防止できる。
【００３４】
したがって、本実施形態の液晶表示パネル１１によれば、高精細化を容易に図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態の液晶表示パネル１１によれば、流出防止手段１７が矩形状に形成されているとともに、一端が遮光層１５に接続され、他端がカラーフィルタ１４の遮光層１５と対向する端縁まで延設して配置されているので、平滑化層１８の形成時に、平滑化層１８を形成するための素材が遮光層１５に沿って隙間１６から流出するのを確実に防止することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の液晶表示パネル１１によれば、流出防止手段１７が遮光層１５と同一素材によって形成されているので、流出防止手段１７と遮光層１５とを同時に形成することができる。その結果、流出防止手段１７を個別に成型する場合に比べて、工程数を少なくすることができるとともに、リア基板１２Ｒ上に配置する際のアライメント精度の向上を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は透過表示および反射表示の２種類の表示が可能な半透過反射型液晶表示パネルに用いることができる。この場合、リア基板の内側表面に光拡散層を介して反射層を設けるとともに、ドット領域に配置される反射層のうちのカラーフィルタにより覆われる部分に透過表示に用いる開口を設けるとよい。勿論、リア基板の観察側とは反対側の背面に透過表示に用いるためのバックライトユニットを配置することが肝要である。
【００３８】
また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る本発明の液晶表示パネルによれば、高精細化を容易に図ることができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００４０】
また、請求項２に係る本発明の液晶表示パネルによれば、平滑化層を形成するための素材が遮光層に沿って隙間から流出するのを確実に防止することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【００４１】
また、請求項３に係る本発明の液晶表示パネルによれば、流出防止手段と遮光層とを同時に形成することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る液晶表示パネルの実施形態の要部を簡略化して観察側から見て示す概略正面図
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図
【図３】 図１のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図
【図４】 図１のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図
【図５】 図１の液晶表示パネルのリア基板上に配置されるドット領域および非ドット領域を示す概略正面図
【図６】 図１の液晶表示パネルのリア基板上に配置される一つのドット領域の構成を示す概略正面図
【図７】 従来の液晶表示パネルにおけるリア基板上のカラーフィルタおよび遮光層の配置を観察側から見て示す概略正面図
【符号の説明】
１１ 液晶表示パネル
１２ 基板
１２Ｒ リア基板
１３ 反射層
１３ａ、１３ｂ 露出部
１４ カラーフィルタ
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ 着色層
１５ 遮光層
１６ 隙間
１７ 流出防止手段
１７ａ （流出防止手段の）先端
１８ 平滑化層
Ｄ ドット領域
ＮＤ 非ドット領域

Claims (3)

1. 基板の一面に、マトリクス状に配置される各ドット領域の内部の少なくとも一部に形成されている反射層と、前記反射層の上に形成されているカラーフィルタと、前記ドット領域の外部である非ドット領域に形成されている遮光層と、前記カラーフィルタおよび遮光層を覆うように形成されている平滑化層とを有する液晶表示パネルにおいて、
   前記遮光層は、前記非ドット領域の一部に前記各ドット領域の行方向および列方向のうちの一方に沿って縞状に配置されており、
   前記カラーフィルタは、前記各ドット領域の内部における前記遮光層と対向する両側に前記反射層の一部を露出可能な隙間をあけて形成されており、
   さらに、前記非ドット領域の前記遮光層の形成部を除く部位の一部に、前記平滑化層の形成時に前記隙間から前記平滑化層を形成するための素材が前記遮光層に沿って流出するのを防止する流出防止手段が設けられていることを特徴とする液晶表示パネル。
2. 前記流出防止手段は、前記各ドット領域の行方向および列方向のうちの他方の辺のそれぞれの両端部分に配置されており、一端が前記遮光層に連接され、他端が前記カラーフィルタの前記遮光層と対向する端縁まで延設して配置されている請求項１に記載の液晶表示パネル。
3. 前記流出防止手段が前記遮光層と同一素材によって形成されている請求項１または２に記載の液晶表示パネル。

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