JP4543839B2 - 液晶表示装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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この構成によれば、基板間隔を一定に保持するためのスペーサが、カラーフィルタ層を貫通して設けられた開口領域内に立設されているので、基板面からのスペーサの突出高さが、カラーフィルタ層の層厚ばらつきに影響されることが無くなる。これにより、スペーサの突出高さを基板面内で均一化することができ、スペーサによって形成されるセルギャップを均一化できるので、高コントラストの表示を得ることができる。また、基板のアライメントずれによる光漏れが生じた場合に、表示むらを低減できるようになっている。
図1(a)は、本実施形態の液晶表示装置100のうち、主にカラーフィルタ層を示す部分平面構成図、図1(b)は図1(a)に対応する液晶表示装置100の部分断面構成図である。
図1(a)に示すカラーフィルタ層22は、平面視略格子状に延在する遮光部45と、遮光部45の間隙に形成された複数の平面視略矩形状の着色部22R,22G,22Bとを備えている。遮光部45の交点に対応して当該カラーフィルタ層22を貫通する平面視略円形状の開口領域22eが設けられており、各開口領域22eの平面領域内に平面視円形状の柱状スペーサ181が配設されている。
また例えば、画素スイッチング素子として2端子型非線形素子(例えばTFD(薄膜ダイオード)素子)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成する場合には、下基板10の電極層9は、対向側の着色部22R、22G、22Bに相当する大きさの平面視略矩形状にパターニングされた透光性導電膜の画素電極を配列してなる構成とされ、上基板25の電極層23は、平面視ストライプ状にパターン形成された透光性導電膜からなるストライプ電極を有して構成されるとともに、前記ストライプ電極が、複数の画素電極に跨って対向配置される。さらに、画素スイッチング素子としてTFT(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成する場合には、前記電極層9は、対向側の着色部22R、22G、22Bに相当する大きさの平面視略矩形状にパターニングされた透光性導電膜の画素電極を配列してなる構成とされ、上基板25の電極層23は、平面ベタ状の透光性導電膜からなる電極を有して構成される。
従来の液晶表示装置では、カラーフィルタ層に開口領域を設けることなくカラーフィルタ基板を形成し、その表面に柱状スペーサを立設する構成が採用されていた。しかし、カラーフィルタ層を構成する着色部はその厚さが数μm程度もあるため、その層厚を高精度に制御するのが困難であり、このような着色部上に柱状スペーサを立設すると、柱状スペーサの高さばらつきと相まって、柱状スペーサの基板面からの突出高さが不均一になり、その結果セルギャップが面内で不均一になるという問題を有していた。そこで本発明では、層厚の不均一が生じやすいカラーフィルタ層22を貫通して基板本体25Aに達する開口領域22eを設け、その内部に柱状スペーサ181を立設することで、カラーフィルタ層22の層厚ばらつきに影響されず、高度に均一化されたセルギャップを得られるようにした。特に本実施形態では、柱状スペーサ181の形成領域において遮光部45が部分的に除去されているので、遮光部45の膜厚のばらつきによる影響も排除することができるようになっている。
次に、図3から図5を参照して本発明に係る液晶表示装置の具体的な構成例について説明する。上述した液晶表示装置100の液晶層50は、水平配向モード、垂直配向モードを含む任意の形態の液晶層とすることが可能であるが、本実施形態では、本発明が特に有効である垂直配向モードの液晶表示装置について、その好適な形態を示しつつ説明する。なお、図3から図5において図1又は図2に示した液晶表示装置100と共通の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
そして、TFT30は、走査線3aを介して入力されるゲート信号により所定期間だけオン状態とされることで、データ線6aを介して供給される画像信号を、所定のタイミングで液晶に対して書き込むスイッチング素子として機能するようになっている。
次に、図6を参照して本発明に係る液晶表示装置の実施形態について説明する。図6は、本実施形態の液晶表示装置100Bに備えられたカラーフィルタ層22と柱状スペーサ181とを示す部分平面構成図である。液晶表示装置100Bは、柱状スペーサ181の配置形態に特徴を有しており、その他の構成は図1から図3に示した液晶表示装置100と同様である。
次に、先の実施形態の液晶表示装置100Aの好ましい製造方法について図8を参照しつつ説明する。図8は、液晶表示装置100Aの製造工程のうち、カラーフィルタ基板25の製造工程を示す図であり、同図には、開口領域22eとそれを取り囲む4個の着色部を含む基板本体25A上の領域を示している。
次に、図8(b)に示すように、遮光部45が形成された基板本体25A上に、各色の着色部22R、22G、22Bを順次パターン形成する。図8には着色部22R、22Gのみが示されているが、図1(a)に示したように着色部22Bとともに周期的に形成する。このとき、図8(a)に示した開口領域45aに対応する平面視円形状の領域は、着色部22R、22Gを形成しない領域とし、もって開口領域22eを形成する。以上の工程により、カラーフィルタ層22を形成することができる。
なお、着色部22R、22G、22Bの形成に際して、遮光部45の延在領域においては、隣接する着色部同士が重なっていてもよい。
なお、カラーフィルタ層22上に平坦化膜を形成する場合にも、開口領域22eの平面領域は平坦化膜を設けない領域とすることが好ましい。平坦化膜は、数μmの膜厚を有して形成されるものであるため、カラーフィルタ層22が設けられていない開口領域22eにおいては、その段差によって膜厚にばらつきを生じやすくなるからである。
図9は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1300は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいは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、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストの表示が可能である。
Claims (10)
- 互いに対向して配置された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層側に平面視マトリクス状に配列された複数の着色部を具備したカラーフィルタ層が設けられるとともに、平面視格子状の前記着色部同士の境界領域と平面的に重なる位置に前記カラーフィルタ層を貫通する複数の開口領域が周期的に配列されて設けられており、
複数の前記開口領域のうち一部の前記開口領域内のみに、前記一対の基板の間隔を保持するスペーサが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記開口領域が平面視格子状の前記境界領域の交点に対応して形成されており、
前記開口領域は、1つの角部に切欠部を有する4つの前記着色部の前記切欠部を突き合わせて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層が、負の誘電率異方性を有する液晶からなるとともに、電圧無印加時において前記基板と垂直に配向しており、
電圧無印加時の表示状態が黒表示であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 前記開口領域が、一方向に配列形成され、
前記開口領域に対して間欠的に前記スペーサが配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記スペーサが、前記開口領域の配列方向に沿って周期的に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記境界領域に、非透光性の遮光部が延在していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記開口領域が、前記遮光部の非形成領域であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記遮光部が、前記一対の基板のうち前記カラーフィルタ層が形成された基板に対向配置された基板の液晶層側に設けられていることを特徴とする請求項6又は7に記載の液晶表示装置。
- 前記対向配置された基板の前記液晶層側に、液晶駆動用のスイッチング素子が設けられており、
前記スイッチング素子に電気的に接続された信号配線が、前記遮光部を兼ねていることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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