JP5306923B2

JP5306923B2 - 液晶表示装置用パネル

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Publication number: JP5306923B2
Application number: JP2009155931A
Authority: JP
Inventors: 真平瀬川; 宏明岩戸; 善樹渡邉; 和美金坂
Original assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP2011013356A; CN101937149B; US8482700B2; US20100328588A1; CN101937149A

Description

本発明は、液晶表示装置用パネルに関する。

マザーガラス基板を使用して複数種類の液晶表示パネルを一体的に製造し、その後、個々の液晶表示パネルを切り出すことが知られている（特許文献１〜３）。詳しくは、一対のマザーガラス基板が使用され、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板とカラーフィルタ基板が貼り合わさり、個々に液晶表示パネルとして切り出される。

カラーフィルタ基板の着色層は、顔料分散レジスト層をパターニングして形成される。同一色の着色層は、一つの顔料分散レジスト層から形成するため、同じ厚みになっていた。

特開昭６０−３６０９号公報特開平９−２６５０６２号公報特開２００５−１４８２１４号公報

近年、１枚のマザーガラス基板から、複数種類の液晶表示パネルを同時に製造することが行われている。液晶表示パネルは用途により、カラーフィルタの色再現性が異なる。例えば、高輝度やバックライトの低消費電力化を優先するために色再現性を低くしたものや、表示能力を優先するために色再現性を高くしたものがある。色再現性の違いは、同一材料の場合、着色層の厚みを変えることで実現することができる。

しかし、異なる厚みの着色層を形成するには、同じ色であっても顔料分散レジスト層の形成工程を増やす、または、露光時の露光量を製品毎に変える必要があった。

本発明は、色再現性の異なるカラーフィルタを容易に一枚のマザー基板から形成することを目的とする。

（１）本発明に係る液晶表示装置用パネルは、第１セルに対応する第１セル領域と、第２セルに対応する第２セル領域と、を含む、複数のカラーフィルタ基板に切り出すための第１マザー基板と、前記第１マザー基板の前記第１セル領域に配置された第１着色層と、前記第１マザー基板の前記第２セル領域に配置された第２着色層と、複数のアレイ基板に切り出すための第２マザー基板と、前記第１マザー基板及び第２マザー基板の間に挟まれた液晶と、を含み、前記第１着色層と前記第２着色層は、それぞれ、同じ材料からなり、同じ厚みの部分を有し、前記第２着色層には、前記第１着色層よりも色再現性が低くなるように、穴が形成されていることを特徴とする。本発明によれば、第１着色層及び第２着色層は、穴の有無に違いがあるが同じ厚みの部分を有するので、色再現性の異なるカラーフィルタを、同時に容易に一枚のマザー基板から形成することができる。

（２）（１）に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記第２セル領域は、前記第１セル領域よりも小さいことを特徴としてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記第２着色層は、視野角を拡大するためのマルチドメイン方式に対応して、複数の分割領域を含み、前記複数の分割領域のそれぞれに、前記穴が形成されていることを特徴としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記第２着色層は、異なる色からなる第１色材部、第２色材部及び第３色材部を含み、前記穴は、前記第１色材部に形成された第１穴と、前記第２色材部に形成された第２穴と、前記第３色材部に形成された第３穴と、を含み、前記第１穴の開口の前記第１色材部に占める比率と、前記第２穴の開口の前記第２色材部に占める比率と、前記第３穴の開口の前記第３色材部に占める比率と、が個別に調整されていることを特徴としてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記第２着色層に形成された前記穴の内部には、無彩色の光透過性材料層が形成されていることを特徴としてもよい。

（６）（１）から（４）のいずれか１項に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記第２着色層に形成された前記穴は、貫通しない窪みであることを特徴としてもよい。

（７）（１）から（６）に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、前記オーバーコート層は、前記穴の内面に接触するように配置されていることを特徴としてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置用パネルを示す概略図である。図１に示す液晶表示装置用パネルのII-II線断面の一部拡大図である。図１に示す液晶表示装置用パネルのIII-III線断面の一部拡大図である。第１着色層の一部を示す平面図である。第２着色層の一部を示す平面図である。色再現性を説明するためのＣＩＥ(CommissionInternationale de l'Eclairage)色度図である。本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置用パネルの一部を示す図である。図７に示す液晶表示装置用パネルのVIII-VIII線断面の拡大図である。第２着色層の変形例１を示す図である。第２着色層の変形例２を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置用パネルを示す概略図である。図２は、図１に示す液晶表示装置用パネルのII-II線断面の一部拡大図である。図３は、図１に示す液晶表示装置用パネルのIII-III線断面の一部拡大図である。液晶表示装置用パネルは、複数の液晶表示パネルに切り出すためのものである。

液晶表示装置用パネルは、例えばガラスからなる第１マザー基板１０を含む。第１マザー基板１０は、複数のカラーフィルタ基板に切り出すためのものである。図１に示すように、第１マザー基板１０は、複数の第１セル（それぞれ個々の液晶表示パネル）にそれぞれ対応する複数の第１セル領域１２と、複数の第２セル（それぞれ液晶表示パネル）にそれぞれ対応する複数の第２セル領域１４と、を含む。第２セル領域１４は、第１セル領域１２よりも小さい。すなわち、液晶表示装置用パネルは、複数の第１セルに対応した複数の大型液晶表示パネルと、複数の第２セルに対応した複数の小型液晶表示パネルと、に切り出されるようになっている。変形例として、第１セル領域１２及び第２セル領域１４は、同じサイズであってもよい。

図２に示すように、第１セル領域１２には、第１着色層１６が配置されている。第１着色層１６は、異なる色からなる第１色材部１８、第２色材部２０及び第３色材部２２を含み、カラーフィルタを構成している。図４は、第１着色層１６の一部を示す平面図である。

図３に示すように、第２セル領域１４には、第２着色層２４が配置されている。第２着色層２４は、異なる色からなる第１色材部１８、第２色材部２０及び第３色材部２２を含み、カラーフィルタを構成している。図５は、第２着色層２４の一部を示す平面図である。

第１着色層１６と第２着色層２４は、それぞれ、同じ材料からなり、同じ厚みの部分を有する。例えば、顔料分散法を適用する場合、顔料を分散させた樹脂前駆体から、第１着色層１６及び第２着色層２４を形成する。具体的には、第１着色層１６の第１色材部１８と第２着色層２４の第１色材部１８を同時に形成する。第１着色層１６の第２色材部２０と第２着色層２４の第２色材部２０を同時に形成する。第１着色層１６の第３色材部２２と第２着色層２４の第３色材部２２を同時に形成する。

樹脂前駆体を、ダイコータやスピンコータなどを使用して、１度のプロセスで形成される層の厚みを均一にすることができる。そして、樹脂の硬化プロセスや、フォトリソグラフィを適用する場合には露光、現像及びベークなどのプロセスを行う。

本実施の形態では、第１着色層１６及び第２着色層２４は同じ材料で同じ厚みからなる層からなるが、カラーフィルタとしての色再現性が異なるように構成されている。これを実現するために、第１着色層１６は穴を有していない（図４参照）が、第２着色層２４には、第１着色層１６よりも色再現性が低くなるように穴２６が形成されている（図５参照）。穴２６は、フォトリソグラフィを適用すれば簡単に形成することができる。

第２着色層２４の穴２６は、第１色材部１８に形成された第１穴２８と、第２色材部２０に形成された第２穴３０と、第３色材部２２に形成された第３穴３２と、を含む。第１穴２８の開口の第１色材部１８に占める比率と、第２穴３０の開口の第２色材部２０に占める比率と、第３穴３２の開口の第３色材部２２に占める比率と、を各々調整することで所望の色再現性を得ることができる。開口の比率が異なると色再現性が異なる。

図６は、色再現性を説明するためのＣＩＥ (Commission Internationale de l'Eclairage) 色度図である。図６において、馬蹄形の部分は人間の可視領域を表している。三角形Ａは、ＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）規格の色再現の範囲を示している。その内側の三角形Ｂは、穴の形成されない着色層の色再現域を示しており、例えば、ＮＴＳＣ比が７５％の例である。穴を形成してＮＴＳＣ比を５５％とした着色層の色再現域を三角形Ｃで示している。

本実施の形態によれば、第１着色層１６及び第２着色層２４は、穴２６の有無に違いがあるが同じ厚みの部分を有するので、露光のフォトマスクに穴形成パターンを作るだけで穴２６の形成前までのプロセスを同時に行うことができる。したがって、色再現性の異なるカラーフィルタを、容易に一枚のマザー基板から形成することができる。

図２又は図３に示すように、液晶表示装置用パネルは、複数のアレイ基板に切り出すための、例えばガラスからなる第２マザー基板３４を含む。第２マザー基板３４は、薄膜電界効果トランジスタ、画素電極及び配線などを含み、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板ということもできる。液晶表示装置用パネルの駆動方式は、IPS（In Plane Switching）方式、TN（Twisted Nematic）方式又はVA（Vertical Alignment）方式などいずれの方式であってもよく、方式に応じた電極及び配線が形成される。

図２又は図３に示すように、第１マザー基板１０及び第２マザー基板３４の間には、液晶３６が挟まれている。詳しくは、第１マザー基板１０に貼り付けられた第１配向膜３８と、第２マザー基板３４に貼り付けられた第２配向膜４０との間に液晶３６が配置されている。第１マザー基板１０に設けられた第１着色層１６及び第２着色層２４の上には、オーバーコート層４２が形成されている。オーバーコート層４２は、穴２６の内面に接触するように配置されている。穴２６に対応して、オーバーコート層４２の表面にも窪みが形成される。また、穴２６を介して、オーバーコート層４２は第１マザー基板１０に接触している。なお、オーバーコート層４２は必要に応じて省略してもよい。オーバーコート層４２上に第１配向膜３８が配置されている。第１マザー基板１０と、第１着色層１６及び第２着色層２４と、の間にはブラックマトリクス４４が配置されている。

本実施の形態に係る液晶表示装置用パネルは、その後、複数の液晶表示パネルに切り出される。具体的には、複数の大型液晶表示パネルと複数の小型液晶表示パネルが得られる。同一サイズでも異なる色再現の液晶表示パネルが得られる。

［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置用パネルの一部を示す図である。図８は、図７に示す液晶表示装置用パネルのVIII-VIII線断面の拡大図である。

本実施の形態では、視野角を拡大するためのマルチドメイン方式が適用されている。マルチドメイン方式では、１画素内に液晶分子の配向状態が異なる２つ以上の領域が存在する。第２着色層１２４は、マルチドメイン方式に対応して、複数の分割領域１４６を含む。突起部１４８によって、配向状態の異なる複数の分割領域１４６が区画されている。これらの構成は、図示しない第１着色層にも該当する。

第２着色層１２４の複数の分割領域１４６のそれぞれに、視角による色の差を無くすため、開口面積が同じになるように、穴１２６が形成されている。その他の構成は、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。

［変形例］
図９は、第２着色層の変形例１を示す図である。この例では、第２着色層２２４に形成された穴２２６の内部には、例えば樹脂からなる無彩色の光透過性材料層２５０が形成されている。オーバーコート層２４２は、第２着色層２２４及び光透過性材料層２５０上に形成されている。なお、オーバーコート層２４２は必要に応じて省略してもよい。その他の構成は、上述した実施の形態で説明した内容が該当する。

図１０は、第２着色層の変形例２を示す図である。この例では、第２着色層４２４に形成された穴４２６は貫通しない窪みである。この例でも、オーバーコート層４４２は、穴４２６の内面に接触するように配置されている。オーバーコート層４４２の一部が穴４２６を埋めている。穴４２６に対応して、オーバーコート層４４２の表面にも窪みが形成される。なお、オーバーコート層４４２は必要に応じて省略してもよい。その他の構成は、上述した実施の形態で説明した内容が該当する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施の形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０第１マザー基板、１２第１セル領域、１４第２セル領域、１６第１着色層、１８第１色材部、２０第２色材部、２２第３色材部、２４第２着色層、２６穴、２８第１穴、３０第２穴、３２第３穴、３４第２マザー基板、３６液晶、３８第１配向膜、４０第２配向膜、４２オーバーコート層、４４ブラックマトリクス、１２４第２着色層、１２６穴、１４６分割領域、１４８突起部、２１０第１マザー基板、２２４第２着色層、２２６穴、２４２オーバーコート層、２５０光透過性材料層、３１０第１マザー基板、３２４第２着色層、３２６穴、３４２オーバーコート層、４１０第１マザー基板、４２４第２着色層、４２６穴、４４２オーバーコート層。

Claims

第１セルに対応する第１セル領域と、第２セルに対応する第２セル領域と、を含む、複数のカラーフィルタ基板に切り出すための第１マザー基板と、
前記第１マザー基板の前記第１セル領域に配置された第１着色層と、
前記第１マザー基板の前記第２セル領域に配置された第２着色層と、
複数のアレイ基板に切り出すための第２マザー基板と、
前記第１マザー基板及び第２マザー基板の間に挟まれた液晶と、
を含み、
前記第１着色層と前記第２着色層は、それぞれ、同じ材料からなり、同じ厚みの部分を有し、
前記第１着色層には、穴が形成されておらず、
前記第２着色層には、前記第１着色層よりも色再現性が低くなるように、穴が形成されており、
前記第２着色層に形成された前記穴の内部には、無彩色の光透過性材料層が前記第２着色層の前記液晶側の界面まで形成されていることを特徴とするＩＰＳ方式の液晶表示装置用パネル。
請求項１に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、
前記第２セル領域は、前記第１セル領域よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置用パネル。
請求項１又は２に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、
前記第２着色層は、視野角を拡大するためのマルチドメイン方式に対応して、複数の分割領域を含み、
前記複数の分割領域のそれぞれに、前記穴が形成されていることを特徴とする液晶表示装置用パネル。
請求項１から３のいずれか１項に記載された液晶表示装置用パネルにおいて、
前記第２着色層は、異なる色からなる第１色材部、第２色材部及び第３色材部を含み、
前記穴は、前記第１色材部に形成された第１穴と、前記第２色材部に形成された第２穴と、前記第３色材部に形成された第３穴と、を含み、
前記第１穴の開口の前記第１色材部に占める比率と、前記第２穴の開口の前記第２色材部に占める比率と、前記第３穴の開口の前記第３色材部に占める比率と、が個別に調整されていることを特徴とする液晶表示装置用パネル。