JP5156517B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、特にシール材を印刷によって形成した場合の、表示領域のムラの発生を抑制した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

対向基板には、カラーフィルタとともに、遮光膜が形成される。遮光膜はカラーフィルタとカラーフィルタの間を充填して画面のコントラストを向上させるとともに、ＴＦＴ基板に形成されたＴＦＴに外光が入射することを防止するための遮光膜としての役割を有する。

樹脂で形成された遮光膜とカラーフィルタの一部がオーバーラップすると、オーバーラップ部が部分的に高くなる凸部が発生する。「特許文献１」には、いわゆるハーフトーン露光を用いて、部分的に高くなった凸部の高さを小さくする製造方法が記載されている。

特開２００３−１３１０２０号公報

液晶表示装置はＴＦＴ基板と対向基板を周辺に形成されたシール材を介して接着し、内部に液晶を封入した構成となっている。シール材は、一般には対向基板に形成して、ＴＦＴ基板と接着する。シール材は従来はディスペンサを用いて塗布してきた。

ディスペンサによるシール材の形成は時間がかかる。さらに、小型液晶表示装置では、マザー基板に多数の液晶表示装置を形成し、その後各液晶表示装置をマザー基板から分離する。マザー基板に多くの液晶表示装置を製作する場合も、個々の液晶表示装置にシール材を形成する必要がある。このような場合は、ディスペンサによるシール材の形成は非常に時間がかかることになる。

この対策として、シール材をスクリーン印刷によって形成する方法がある。しかし、スクリーン印刷では、メッシュをカラーフィルタが形成された表示領域の配向膜に接触させる必要がある。そうするとこのメッシュの跡が配向膜に転写され、画面にムラが生ずるという問題を生ずる。

このメッシュムラを解決するために、メッシュの線数を増やし、メッシュの線径を小さくし、対向基板に対する圧力を分散させる方法が開発されているが十分ではない。また、メッシュを圧延して平坦化する、いわゆるカレンダ処理を施すことも出来るが、これによってもムラを十分に消すことは出来ない。

一方、メッシュの下側にステンレスの薄板を形成するいわゆるサスペンドメタル版を使用すると、このムラは実用的にはほとんど問題なくすることが出来る。しかし、サスペンドメタル版を大型の基板に適用することは難しい。

本発明は、以上のような問題点を解決するものであり、シール材をスクリーン印刷によって量産的に形成し、かつ、配向膜にメッシュ跡が生ずることを防止した液晶表示装置を実現することである。

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）画素電極とＴＦＴを含む画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタとの間に液晶が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とは、前記対向基板の周辺に形成されたシール材を介して接着している液晶表示装置であって、前記対向基板には遮光膜が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、赤カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、青カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、緑カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタは、前記遮光膜を覆って第１の方向に延在し、前記一色のカラーフィルタが、前記第１の方向に延在した部分では、２層のカラーフィルタが形成されており、前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、および、前記緑カラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記遮光膜上において前記２層のカラーフィルタが形成されている部分と、前記遮光膜が形成されていない部分の高さの差は、６００ｎｍ以上で、１．８μｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）画素電極とＴＦＴを含む画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタとの間に液晶が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とは、前記対向基板の周辺に形成されたシール材を介して接着している液晶表示装置であって、前記対向基板には遮光膜が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、赤カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して第２の方向に配列し、青カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して第２の方向に配列し、緑カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して第２の方向に配列し、前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、および、前記緑カラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（５）前記遮光膜が形成されている部分と、前記遮光膜が形成されていない部分の高さの差は、６００ｎｍ以上で、１．８μｍ以下であることを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。

（６）前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であることを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、ＴＦＴ基板と対向基板を接着するシール材をスクリーン印刷によって形成することが出来るので、シール材の形成の工程時間を大幅に短縮することが出来る。また、本発明によれば、シール材を形成するためのスクリーン印刷機のメッシュによって配向膜がダメージを受けることを防止することが出来るので、画像にメッシュによるムラが発生することを防止することが出来る。

図１は本発明が適用される例としての、携帯電話等に使用される液晶表示装置の平面図である。
図１において、ＴＦＴ基板１００上に対向基板２００が設置されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層３００が挟持されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００とは額縁部に形成されたシール材２０によって接着している。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００よりも大きくなっている部分には、液晶セル１に電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部１５０が形成されている。また、端子部１５０には、走査線、映像信号線等を駆動するためのＩＣドライバ５０が設置されている。

図１において、液晶セル１の縦径ＬＹは、例えば８１ｍｍ、横径ＬXは、例えば５４ｍｍである。また、ＩＣドライバ５０等が搭載されている端子部１５０の幅はＴは２．７ｍｍである。表示領域１０からＴＦＴ基板１００または対向基板２００の端部までが額縁部である。額縁部には、シール材２０の他、図示しない走査線の引出し線等が設置される。

図１において、シール材２０は熱硬化性のエポキシ樹脂で形成されている。シール材２０は先ず対向基板２００にスクリーン印刷によって塗布され、ＴＦＴ基板１００と重ねあわされる。その後、ベーキングによってシール材２０を硬化させた後、液晶を注入し、注入孔４０を封止材３０によって封止する。

図１に示す液晶表示装置は小型なので、一個ずつ製造したのでは、効率が悪い。そこで、図２に示すように、大型の基板に複数の液晶セル１を形成し、その後、個々の液晶セル１に分離する。なお、本明細書では、ＩＣドライバ５０等が取り付けられて完成した表示装置を液晶表示装置と称し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重ねあわされたものを液晶セル１と称する。

図２において、マザーＴＦＴ基板６０とマザー対向基板７０が個々の液晶セル１のシール材２０および、マザー基板シール材６１を介して重ね合わされている。マザー基板シール材６１は、マザー基板完成後、ＴＦＴ基板１００および対向基板２００を研磨によって薄くする際に、研磨液が内部に入り込むことを防止するために形成される。したがって、ＴＦＴ基板１００あるいは、対向基板２００を研磨する必要が無ければマザー基板シール材６１は不用である。

図２において、各液晶セル１のシール材２０、あるいは、マザー基板シール材６１はスクリーン印刷によって、マザー対向基板７０に形成される。スクリーン印刷によるシール材２０の形成は従来行われていたディスペンサによるシール材２０形成よりも効率よく行うことが出来る。しかし、後で説明するように、スクリーン印刷をする際のメッシュの接触によるムラを対策する必要がある。

本発明は液晶表示装置の駆動方法に限らず、種々の液晶表示装置に適用することが出来るが、本実施形態では、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置を例にとって説明する。図３は図１に示す表示領域１０の断面図である。なお、ＩＰＳにも種々の方式があるが、図３はその１例である。図３はＩＰＳのＴＦＴ付近の断面図である。図３において、ガラスで形成されるＴＦＴ基板１００の上に、ゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は走査線と同層で形成されている。ゲート電極１０１はＡｌＮｄ合金の上にＭｏＣｒ合金が積層されている。

ゲート電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０２がＳｉＮによって形成されている。ゲート絶縁膜１０２の上に、ゲート電極１０１と対向する位置に半導体層１０３がａ−Ｓｉ膜によって形成されている。ａ−Ｓｉ膜はプラズマＣＶＤによって形成される。ａ−Ｓｉ膜はＴＦＴのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでａ−Ｓｉ膜上にソース電極１０４とドレイン電極１０５が形成される。なお、ａ−Ｓｉ膜とソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５との間には図示しないｎ＋Ｓｉ層が形成される。半導体層とソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５とのオーミックコンタクトを取るためである。

ソース電極１０４は映像信号線が兼用し、ドレイン電極１０５は画素電極１１０と接続される。ソース電極１０４もドレイン電極１０５も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５はＭｏＣｒ合金で形成される。ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、ＡｌＮｄ合金をＭｏＣｒ合金でサンドイッチした電極構造が用いられる。

ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜１０６がＳｉＮによって形成される。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物から保護する。無機パッシベーション膜１０６の上には有機パッシベーション膜１０７が形成される。有機パッシベーション膜１０７はＴＦＴの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは１μｍから４μｍである。

有機パッシベーション膜１０７には感光性のアクリル樹脂、シリコン樹脂、あるいはポリイミド樹脂等が使用される。有機パッシベーション膜１０７には、画素電極１１０とドレイン電極１０５が接続する部分にスルーホールを形成する必要があるが、有機パッシベーション膜１０７は感光性なので、フォトレジストを用いずに、有機パッシベーション膜１０７自体を露光、現像して、スルーホールを形成することが出来る。

有機パッシベーション膜１０７の上には対向電極１０８が形成される。対向電極１０８は透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を表示領域１０全体にスパッタリングすることによって形成される。すなわち、対向電極１０８は面状に形成される。対向電極１０８を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極１１０とドレイン電極１０５を導通するためのスルーホール部だけは対向電極１０８をエッチングによって除去する。

対向電極１０８を覆って上部絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。上部電極が形成された後、エッチングによってスルーホールを形成する。この上部絶縁膜１０９をレジストにして無機パッシベーション膜１０６をエッチングしてスルーホール１１１を形成する。その後、上部絶縁膜１０９およびスルーホール１１１を覆って画素電極１１０となるＩＴＯをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたＩＴＯをパターニングして画素電極１１０を形成する。画素電極１１０となるＩＴＯはスルーホール１１１にも被着される。スルーホール１１１において、ＴＦＴから延在してきたドレイン電極１０５と画素電極１１０が導通し、映像信号が画素電極１１０に供給されることになる。

画素電極１１０は、両端が閉じた櫛歯状の電極である。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極の間はスリット１１２となっている。対向電極１０８には一定電圧が印加され、画素電極１１０には映像信号による電圧が印加される。画素電極１１０に電圧が印加されると図１に示すように、電気力線が発生して液晶分子３０１を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるための配向膜１１３が形成されている。

図３の例では、有機パッシベーション膜１０７の上に、面状に形成された対向電極１０８が配置され、上部絶縁膜１０９の上に櫛歯電極１１０が配置されている。しかしこれとは逆に、有機パッシベーション膜１０７の上に面状に形成された画素電極１１０を配置し、上部絶縁膜１０９の上に櫛歯状の対向電極１０８が配置される場合もある。

図３において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が設置されている。対向基板２００の内側には、カラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタ２０１が形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間には遮光膜２０２が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、遮光膜２０２はＴＦＴの遮光膜２０２としての役割も有し、ＴＦＴに光電流が流れることを防止している。

本発明では、遮光膜２０２の上にもカラーフィルタ２０１が２層形成されている。後で詳細に説明するように、シール材２０をスクリーン印刷によって形成する際、スクリーン印刷のメッシュが画素領域の配向膜１１３に接触して、配向膜１１３にダメージを与え、画像にムラが発生することを防止するためである。

カラーフィルタ２０１および遮光膜２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３は２つの役割を有している。すなわち、カラーフィルタ材料が液晶層３００を汚染することを防止することと、カラーフィルタ２０１表面の過度の凹凸を緩和することである。オーバーコート膜２０３の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。

ＩＰＳにおいては、配向膜表面のいわゆるティルト角が小さい。配向膜表面のいわゆるティルト角が小さいと、後で説明するスクリーン印刷時において、メッシュが対向基板の表示領域に接触することによる画像ムラに対する影響が大きくなる。したがって、この影響を軽減する本発明は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において特に効果がある。

なお、図３はＩＰＳ方式の液晶表示装置であるから、対向電極はＴＦＴ基板１００側に形成されており、対向基板２００側には形成されていない。このように、ＩＰＳでは、対向基板２００の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板２００の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層３００に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板２００の外側に表面導電膜２１０が形成される。表面導電膜２１０は、透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングすることによって形成される。

シール材２０をスクリーン印刷によって形成する際、スクリーン印刷のためのメッシュが表示領域１０に形成されているカラーフィルタ２０１上の配向膜１１３と接触すると、その接触部において、配向膜１１３が影響を受け、ムラが発生する。図９は従来例の対向基板２００における画素構成を示し、図９（ａ）はその平面図である。

図９（ａ）において、遮光膜２０２が横方向にストライプ状に、ＴＦＴ基板１００の走査線と同じピッチによって形成されている。遮光膜２０２は、走査線上、あるいは走査線付近に形成されるＴＦＴを外光から保護する役割を有する。遮光膜２０２の上を赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇが特定間隔をもって、縦方向にストライプ状に形成されている。カラーフィルタ２０１の形成順序は例えば、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇの順である。

図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図９（ｂ）は遮光膜２０２上にカラーフィルタ２０１が重なって形成された部分の断面を表している。図９（ｃ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。Ｂ−Ｂ断面図は緑カラーフィルタ２０１Ｇ上の断面を示している。図９（ｃ）において、緑カラーフィルタ２０１Ｇは一部、遮光膜２０２を覆って形成されているので、この部分は他の部分よりも高くなっており、段差が形成されている。遮光膜２０２の膜厚は例えば、１．２μｍであるから、段差はこの状態では、１．２μｍ程度形成されている。

図９はオーバーコート膜２０３が形成されていない状態である。図９に対してオーバーコート膜２０３が形成された場合の断面図が図１０である。オーバーコート膜２０３が形成されると、遮光膜２０２上と他の部分との段差は緩和される。オーバーコート膜２０３の上にはさらに配向膜１１３が形成される。図１０において、遮光膜２０２上の部分と他の部分の段差ｈは９６ｎｍ程度となる。

配向膜１１３の膜厚は小さいので、段差に対する影響はオーバーコート膜２０３の影響が支配的である。つまり、この場合の段差ｈはオーバーコート膜２０３の厚さによっても変化する。すなわち、オーバーコート膜２０３の厚さが大きいほど段差は小さくなる。図１０の場合の段差は、遮光膜２０２上におけるオーバーコート膜２０３の厚さを１．５μｍとなる程度に遮光膜２０２を形成した場合の段差である。

対向基板２００にシール材２０を形成するときの表示領域１０の断面は図１０のような状態となっている。シール材２０をスクリーン印刷によって形成する場合は、スクリーン印刷のメッシュが有効面に接触する。遮光膜２０２上の配向膜１１３に接触しても画像には影響は無いが、遮光膜２０２が無い部分の配向膜１１３にメッシュが接触すると、画像ムラが生ずる。図１０のような構成は、遮光膜２０２が形成された部分と他の部分では、９６ｎｍ程度の段差が存在するが、この程度の段差では、メッシュは遮光膜２０２上と他の部分の両方に接触することになり、画像のムラは回避することが出来ない。ちなみに、この場合のスクリーン印刷におけるメッシュの影響によるムラの発生率は１３．９％である。

本発明は、対向基板２００を以下の実施例のような構成とすることによって、スクリーン印刷機のメッシュによる画像のムラを防止するものである。

図４は本発明の第１の実施例を示す、対向基板２００の表示領域１０の構成である。
図４（ａ）は表示領域１０の画素構造の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４（ａ）において、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇが各々所定間隔をおいて縦方向に延在している。図４におけるカラーフィルタ２０１の形成順序は赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇの順である。

青カラーフィルタ２０１Ｂは、縦方向のみでなく、横方向に延在する遮光膜２０２を覆って横方向にも延在している。したがって、遮光膜２０２上では、青カラーフィルタ２０１Ｂと赤カラーフィルタ２０１Ｒ、あるいは青カラーフィルタ２０１Ｂと緑カラーフィルタ２０１Ｇが重なって形成されている。すなわち、赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇにおいて、遮光膜２０２上では、遮光膜２０２無い部分に比較して、遮光膜２０２の厚さと青カラーフィルタの厚さの分、高くなっている。

図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４（ｂ）は、横方向に延在する遮光膜２０２に沿った断面図となっている。図４（ｂ）に示すように、赤カラーフィルタ２０１Ｒおよび緑カラーフィルタ２０１Ｇが形成された部分では、遮光膜２０２上には２層のカラーフィルタが形成されている。一方、青カラーフィルタ２０１Ｂの部分では、遮光膜２０２上には、青カラーフィルタ２０１Ｂ一層のみが形成されている。

図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ―Ｂ断面図である。図４（ｃ）は緑カラーフィルタ２０１Ｇに沿った断面図である。カラーフィルタ２０１の厚さは、例えば、３μｍ程度で、遮光膜２０２の厚さは例えば、１．３μｍである。したがって、緑カラーフィルタ２０１Ｇにおいては、遮光膜２０２上と他の部分とでは、４．３μｍの段差が形成されることになる。この状態は赤カラーフィルタ２０１Ｒにおいても同様である。

実際の製品では、カラーフィルタ２０１の上にオーバーコート膜２０３が形成され、さらにその上に配向膜１１３が形成される。この状態を図５に示す。配向膜１１３の厚さは薄いので、図５における段差ｈに対しては、オーバーコート膜２０３の影響が支配的である。

図５において、オーバーコート膜２０３を例えば、遮光膜２０２上において１．５μｍ程度になるような厚さに形成した場合、図５における段差ｈは、４０９ｎｍ程度となる。図５は緑カラーフィルタ２０１Ｇにおける段差であるが、この状況は赤カラーフィルタ２０１Ｒ上においても同様である。一方、青カラーフィルタ２０１Ｂ上における段差は従来と同様である。

このような状態における対向基板２００に対して、スクリーン印刷によってシール材２０を形成した場合、スクリーン印刷機のメッシュによる画像ムラの発生率は９．７％程度である。これは従来例である、１３．９％に対して大幅に改善されるが、まだ十分とはいえない。

これに対し、図５における遮光膜２０２上のオーバーコート膜２０３の厚さを１μｍ程度に薄く形成すると、図５における段差ｈは大きくなって、７５０ｎｍ程度となる。このような状態における対向基板２００に対して、スクリーン印刷によってシール材２０を形成した場合、スクリーン印刷機のメッシュによる画像ムラの発生率は皆無となった。

すなわち、遮光膜２０２部分の高さが、他の部分の高さより、大幅に高いので、スクリーン印刷機のメッシュが遮光膜２０２部分によって支えられ、遮光膜２０２が無い部分、すなわち、画像を形成する部分のカラーフィルタ２０１とメッシュが接触してダメージを受けることを防止することが出来る。

なお、本実施例では、赤カラーフィルタ２０１Ｒに沿った段差ｈと緑カラーフィルタ２０１Ｇに沿った段差ｈのみが大きく、青カラーフィルタ２０１Ｂに沿った段差ｈは従来と同様であるが、スクリーン印刷時のメッシュに対しては、赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇの高い部分がストッパーとなるので、青カラーフィルタ２０１Ｂに対するダメージも避けることが出来る。

同様にして、遮光膜２０２上にカラーフィルタ２０１を２層形成し、かつ、オーバーコート膜２０３の厚さを変化させることによって画像に対するスクリーン印刷機のメッシュの影響を調査をすると、図５における段差ｈが６００ｎｍ以上となると、画像のムラに対するメッシュの影響を無くすることが出来る。

ＴＦＴ基板１００と対向基板２００は液晶を挟持するために、特定間隔を持って配置されている。この特定間隔は、一般には、対向基板２００に形成されるＳＯＣ２０５（Ｓｐａｃｅｒ Ｏｎ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）によって維持される。ＳＯＣ２０５は感光性のアクリル樹脂等を露光、現像することによって形成される。

図６（ａ）は対向基板２００にＳＯＣ２０５が形成された状態を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ＳＯＣ２０５は、遮光膜２０２上で、青カラーフィルタ２０１Ｂの上で、オーバーコート膜２０３上に形成される。ＳＯＣ２０５の高さは例えば、３．５μｍ程度である。

図５あるいは図６（ｂ）に示す段差ｈは、当然、３．５μｍを越えてはならない。また、段差ｈがＳＯＣ２０５の高さに近いと、液晶の配向乱れが顕著になる。実験によれば、段差ｈがＳＯＣ２０５の高さの半分程度である１．８μｍまでであれば、顕著な配向乱れは観測されない。

このように、図５あるいは図６（ｂ）における段差ｈを６００ｎｍ以上、１．８μｍ以下とすることによって、シール材２０をスクリーン印刷で形成するときのメッシュによるムラを抑制することが出来る。

本実施例では、カラーフィルタ２０１の製造順番は赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇの順としたが、カラーフィルタの製造順番はこれに限る必要は無い。また、本実施例では、遮光膜２０２と同じ方向に延在して遮光膜２０２を覆うカラーフィルタ２０１は青カラーフィルタ２０１Ｂとしたが、これに限らず、カラーフィルタ２０１の製造順番をかえることに合わせて他の色のカラーフィルタを遮光膜２０２を覆って遮光膜２０２と同じ方向に延在させても良い。

図７は本発明の第２の実施例を示す対向基板２００の画素構成である。図７（ａ）は本実施例の構成を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図７（ａ）において、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇが縦方向に延在している。また、各カラーフィルタは縦方向のみでなく、横方向にも特定ピッチで延在している。図７（ａ）においては、緑カラーフィルタ２０１Ｇのみが横方向にも延在しているように見えるが、緑カラーフィルタ２０１Ｇの下には、青カラーフィルタ２０１Ｂ、赤カラーフィルタ２０１Ｒも横方向に延在している。遮光膜２０２が特定ピッチで横方向に延在しているが、図７（ａ）においては緑カラーフィルタ２０１Ｇに覆われているので、図示されていない。

図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、遮光膜２０２に沿った断面を示す図である。図７（ｂ）に示すように、遮光膜２０２上では、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇの３層のカラーフィルタ２０１が形成されている。

図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、緑カラーフィルタ２０１Ｇに沿った断面構造を示している。図７（ｃ）に示すように、遮光膜２０２上では３層のカラーフィルタ２０１が重なっている。遮光膜２０２の厚さは１．３μｍであり、各カラーフィルタ２０１は３μｍ程度である。したがって遮光膜２０２上と他の部分のあいだには、７．３μｍというような大きな段差が存在する。

実際の製品では、図８に示すように、緑カラーフィルタ２０１Ｇの上にオーバーコート膜２０３および配向膜１１３が形成される。オーバーコート膜２０３が形成される前は、７．３μｍというように大きな段差が形成されるが、オーバーコート膜２０３および配向膜１１３が形成された後の段差ｈは小さくなる。

しかし、オーバーコート膜２０３形成前の段差がもともと大きいので、オーバーコート膜２０３を遮光膜２０２上で１．５μｍ程度としても、図８に示す段差ｈは容易に６００ｎｍ以上とすることが出来る。一方、配向乱れの制約から、図８における段差ｈは１．８μｍ以下とする必要があることは実施例１と同様である。

以上のように、本実施例によれば、遮光膜２０２上とその他の部分の段差ｈを容易に６００ｎｍ以上とすることが出来るので、スクリーン印刷によってシール材２０を形成する際のメッシュの影響によるムラを防止することが出来る。

すなわち、遮光膜の上に３層のカラーフィルタを重ねることによって形成された凸部がスクリーン印刷時のメッシュのストッパーとなり、遮光膜が形成されていない部分、つまり画素領域の配向膜にメッシュが接触することを防止することが出来る。

本実施例では、カラーフィルタ２０１の製造順番は赤カラーフィルタ２０１Ｒ、青カラーフィルタ２０１Ｂ、緑カラーフィルタ２０１Ｇとしたが、順番はこれに限る必要は無い。各カラーフィルタの形成の順番が異なっても、遮光膜上に３層のカラーフィルタが形成されることには変わりが無いからである。

尚、遮光膜は、樹脂に限らずクロムのような金属で形成することも可能である。また、本明細書では遮光膜を横方向のストライブ状に形成しているが、縦方向の各カラーフィルタの境界をも覆うようにマトリクス状に形成することも可能である。また、本明細書では、カラーフィルタ上にオーバーコート膜を設けているが、カラーフィルタの顔料による液晶層への汚染が問題とならない等の場合は、オーバーコート膜を設けない構造とすることも可能である。この場合は、本発明の構成により、画素領域の配向膜にメッシュが接触することを防止する効果が大きい。

また、表示性能の向上を図るためにＲＧＢのカラーフィルタの膜厚を異ならせることも可能である。例えば、赤、緑のカラーフィルタに対し、青のカラーフィルタの膜厚を小さくすることも可能である。この場合、図４及び図６の実施形態においてメッシュ状とするカラーフィルタを赤、或いは、緑とすることで、カラーフィルタを積層して得られる凸部の高さを高くすることが可能となる。

また、図６では、ＳＯＣを青のカラーフィルタ上に形成しているが、カラーフィルタが２層、或いは、３層積層された箇所にＳＯＣを形成するものであってもよい。

以上の実施例はＩＰＳ方式の液晶表示装置について説明したが、本発明はＩＰＳ方式の液晶表示装置に限らず、ＴＮ方式、ＶＡ方式等、他の液晶表示装置についても適用することが出来る。

本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。 マザー基板の平面図である。 ＩＰＳ方式の液晶表示装置の断面図である。 実施例１の説明図である。 実施例１の断面図である。 実施例１の他の説明図である。 実施例２の説明図である。 実施例２の断面図である。 従来例の説明図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１…液晶セル、 １０…表示領域、 ２０…シール材、 ３０…封止材、 ４０…注入孔、 ５０…ＩＣドライバ、 ６０…マザーＴＦＴ基板、 ６１…マザー基板シール材、 ７０…マザー対向基板、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…ゲート電極、 １０３…半導体層、 １０４…ソース電極、 １０５…ドレイン電極、 １０６…無機パッシベーション膜、 １０７…有機パッシベーション膜、 １０８…対向電極、 １０９…上部絶縁膜、 １１０…画素電極、 １１１…スルーホール、 １１２…スリット、 １１３…配向膜、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０１Ｒ…赤カラーフィルタ、 ２０１Ｂ…青カラーフィルタ、 ２０１Ｇ…緑カラーフィルタ、 ２０２…遮光膜、 ２０３…オーバーコート膜、 ２０５…ＳＯＣ、 ２１０…表面導電膜、 ３００…液晶層、 ３０１…液晶分子。

Claims (6)

1. 画素電極とＴＦＴを含む画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタとの間に液晶が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とは、前記対向基板の周辺に形成されたシール材を介して接着している液晶表示装置であって、
   前記対向基板には遮光膜が第１の方向に延在して前記第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、赤カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、青カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、緑カラーフィルタが第２の方向に延在して第１の方向に配列し、
   前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタが所定の間隔をもって前記第１の方向に配列し、
   前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタは、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在し、前記一色のカラーフィルタが、前記第１の方向に延在した部分であって、前記一色のカラーフィルタ以外の二色のカラーフィルタのいずれかが形成された部分と交差する部分では、２層のカラーフィルタが形成されており、
   前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、および、前記緑カラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記遮光膜上において前記２層のカラーフィルタが形成されている部分と、前記遮光膜が形成されていない部分の高さの差は、６００ｎｍ以上で、１．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 画素電極とＴＦＴを含む画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタとの間に液晶が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とは、前記対向基板の周辺に形成されたシール材を介して接着している液晶表示装置であって、
   前記対向基板には遮光膜が第１の方向に延在して前記第１の方向と直角方向の第２の方向に配列し、赤カラーフィルタが前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して前記第２の方向に配列し、青カラーフィルタが前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して前記第２の方向に配列し、緑カラーフィルタが前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列するとともに、前記遮光膜を覆って前記第１の方向に延在して前記第２の方向に配列し、
   前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、前記緑カラーフィルタが所定の間隔をもって前記第１の方向に配列し、
   前記赤カラーフィルタ、前記青カラーフィルタ、および、前記緑カラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記遮光膜が形成されている部分と、前記遮光膜が形成されていない部分の高さの差は、６００ｎｍ以上で、１．８μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶表示装置はＩＰＳ方式の液晶表示装置であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

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