JP5501030B2 - 液晶表示パネル及び電子機器 - Google Patents
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Description
対の基板の位置合わせが正確にできるようにした良好な表示画質が得られる高精細化され
た液晶表示パネル及びこれを用いた電子機器に関する。
、各種の電子機器、例えば、テレビジョン、パーソナルコンピューター、携帯電話機やそ
の他の携帯用情報端末などの表示装置として多く使用されている。液晶表示パネルは、ガ
ラス板などから形成された一対のアレイ基板及びカラーフィルター基板を有し、これらの
一対の基板間の外周側に枠シール材が配置されて両基板間に所定の空間が形成されるよう
に貼り合わされ、この空間内に液晶が封入された構成を備えている。
そのため、カラーフィルター基板に設けられるカラーフィルターについても様々な改良が
行われている。一般に、カラーフィルター基板に用いられる遮光層としては、クロム等の
金属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層が用いられている。
板の走査線及び信号線と平面視で重畳するように形成することによって遮光部分の面積を
小さくし、開口率が大きくなるようになされている。しかしながら、アレイ基板及びカラ
ーフィルター基板の貼り合わせに対しては位置合わせ誤差が生じるため、カラーフィルタ
ー層に形成する遮光部材はこの位置合わせ誤差を見込んで太くされている。そのため、金
属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層を用いた場合、高精細化された液晶表示パネルでは
、開口率を向上させることが困難である。
ー基板に形成する遮光膜として異なる色のカラーフィルターを積層することで遮光膜を形
成した液晶表示パネルが開示されている。すなわち、下記特許文献1に開示された液晶表
示パネルによれば、赤、緑、青の各カラーフィルター材料層を所定位置に順に形成する際
、相隣り合う異なる色彩のカラーフィルター材料の端部を重ね合わせて遮光層を形成する
ことにより、従来の金属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層よりも幅を細く形成できるの
で、高開口率化を図ることができるとされている。
ルター基板の貼り合わせに際しては、各色のカラーフィルター層がストライプ状に形成さ
れているため、少なくとも列方向の貼り合わせずれは混色の原因とはならない。しかも、
上記特許文献1に開示されている液晶表示パネルは、縦電界方式の液晶表示パネルであっ
ても、横電界方式の液晶表示パネルであっても、適用可能である。
ーフィルター基板とアレイ基板の位置合わせに高精度が要求される。これは、遮光膜がカ
ラーフィルター基板に形成された積層したカラーフィルターからなる場合、カラーフィル
ター基板とアレイ基板との貼り合わせの際に行方向及び列方向の何れかの方向に位置ずれ
が生じると、混色を起こしてしまうためである。このような問題点は、特に高精細化され
た液晶表示パネルの場合には大きく現れる。
くするため、アレイ基板及びカラーフィルター基板の周辺部に位置確認用マーク(上記特
許文献2参照)ないし位置確認用パターン(以下、「目盛パターン」という。上記特許文
献3参照。)を形成することが行われている。特に目盛パターンは、行方向及び列方向の
位置ずれの程度を定量的に把握できるため、高精度の位置合わせが要求される場合にも良
好な効果を奏することができる。
れており、カラーフィルター基板側では遮光層によって形成されていた。しかしながら、
液晶表示パネルの作成に際しては、信号線を作製する際の露光用マスクの位置ずれも考慮
する必要がある。従来のアレイ基板側の目盛パターンは、ゲートメタルによって形成され
ているため、信号線を作製する際の露光用マスクの位置ズレ等に起因する信号線の位置ズ
レについては考慮されていない。
線の位置ズレをも考慮したアレイ基板及びカラーフィルター基板の位置合わせが正確にで
きるようにし、コントラストが良好で、混色が少なく、良好な表示画質が得られる高精細
化された液晶表示パネルを提供することを目的とする。
前記第1基板には、複数箇所に、前記走査線と共に当該走査線と同じ材料で形成された行方向又は列方向に延在された第1の目盛パターンと、前記第1の目盛パターンを形成してから前記信号線と共に当該信号線と同じ材料で形成された列方向又は行方向に延在された第2の目盛パターンとが形成されており、前記第2基板には、前記第1及び第2の目盛パターンにそれぞれ対向する位置に、行方向に延在された第3の目盛パターン及び列方向に延在された第4の目盛パターンが形成されていることを特徴とする。
形成された行方向又は列方向に延在された第1の目盛パターンと、信号線と同じ材料で形
成された列方向又は行方向に延在された第2の目盛パターンとが形成されている。なお、
第1の目盛パターンと第2の目盛パターンとは、一方が行方向に延在されるように形成さ
れた場合、他方は列方向に延在されるように形成された状態となる。また、第1の目盛パ
ターン及び第2の目盛パターンは、同じであっても異なっていてもよく、任意の目盛パタ
ーンを採用できる。
のマスクずれは列方向に形成された第1又は第2の目盛パターンにも現れる。そのため、
第1基板に形成された第1及び第2の目盛パターンと第2基板に形成された第3及び第4
の目盛パターンとが正確に重なるように、第1基板及び第2基板を位置合わせすれば、た
とえ信号線の形成時にマスクずれが生じていても、第2基板に形成されている遮光層は正
確に信号線に対向する位置に配置することができる。従って、本発明の液晶表示パネルに
よれば、遮光層の位置ずれを抑制できるため、遮光層の幅を細くしても光漏れを抑制する
ことができ、コントラストが良好で、開口率が大きく、混色が少なく、良好な表示画質が
得られる高精細化された液晶表示パネルが得られる。
ターンは、前記カラーフィルター層と同じ材料で形成されたものであることが好ましい。
と同じ材料で形成したので、別途第3及び第4の目盛パターンを形成するための工程を設
ける必要がなくなると共に、使用材料の数を減らすことができる。なお、これらの第3及
び第4の目盛パターンは、単一層として、あるいは複数層重なった状態として、形成して
もよい。
るから、アルミニウム等の金属材料からなっており、金属光沢を有している。それに対し
、第3及び第4の目盛パターンは、単一層で形成しても、対応するカラーフィルター層の
色に対応した色を有することとなるため、明確に第1及び第2の目盛パターンと区別して
視認することができる。そのため、本発明の液晶表示パネルによれば、第1基板及び第2
基板の位置合わせを容易にかつ正確に行うことができるようになる。
フィルター層の端部を重ね合わせて形成されたものであることが好ましい。
に対応する位置には、従来の金属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層を形成しなくても、
隣接するカラーフィルター層同士が重なるように形成することにより、容易に遮光膜を形
成することができる。なお、この互いに隣接する前記カラーフィルター層の端部を重ね合
わせて形成された遮光層は、信号線に対向する位置だけでなく、走査線やスイッチング素
子に対向する位置に形成してもよい。
サブ画素毎に形成された前記透明電極は画素電極であり、前記第1基板には、更に前記画
素電極と互いに電気的に絶縁された状態で形成された共通電極とを備えているものとする
ことができる。
横電界方式の液晶表示パネルとなる。そのため、本発明の液晶表示パネルによれば、第1
基板と第2基板との位置ずれが少なく、コントラストが良好で、開口率が大きく、混色が
少なく、良好な表示画質が得られる高精細化された横電界方式で作動する液晶表示パネル
が得られる。なお、本発明の横電界方式の液晶表示パネルは、FFSモードで作動するも
のだけでなく、IPSモードで作動するものにも適用可能である。
2基板のそれぞれに一層ずつ形成されていることが好ましい。
ので、高開口率であり、コントラストが良好で、混色が少なく、良好な表示画質が得られ
る高精細化された縦電界方式で作動する液晶表示パネルが得られる。
備えていることを特徴とする。
電子機器が得られる。
本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであって、本発明をこの実施形態に
特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のも
のも等しく適応し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各
図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各
部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されている
ものではない。また、本発明における「平面視」とは、表示面であるカラーフィルター基
板(第2基板)に直交する方向から見た状態を意味する。
構成について説明する。なお、図1は実施形態のFFSモードの液晶表示パネルの平面図
である。図2は実施形態のFFSモードの液晶表示パネルの1サブ画素分の平面図である
。図3Aは図2のIIIA−IIIA線に沿った断面図であり、図3Bは図2のIIIB−IIIB線
に沿った断面図である。
等を形成したアレイ基板AR(本発明の第1基板に対応)とガラス等からなる第2透明基
板25上に例えば赤(R)、緑(G)、青(B)等のカラーフィルター層27R、27G
、27B等を形成したカラーフィルター基板CF(本発明の第2基板に対応)が対向配置
されている。そして、このアレイ基板ARとカラーフィルター基板CFは、周囲がシール
材36によって貼り合わされており、このシール材36で形成された空間に液晶30が封
入されている。シール材36で囲まれ、液晶30が封入された部分が表示領域37となり
、この表示領域37の外側が非表示領域38(額縁領域とも言う)となっている。
スの張出した部分が形成されるようにカラーフィルター基板CFより若干サイズが大きい
ものが使用されている。この張出した部分は、液晶30を駆動するためのドライバーIC
39等が配置される実装領域となっている。また、液晶表示パネル10では、シール材3
6により液晶注入口40が形成され、この液晶注入口40を封止材41で封止した例を示
している。
ス状に複数の走査線12及び信号線13が互いにゲート絶縁膜14で絶縁された状態で交
差するように形成されており、更に、表示領域37の周縁部にはコモン配線(図示省略)
が形成されている。これらの走査線12及び信号線13で囲まれたそれぞれの領域が1サ
ブ画素を形成する。また、第1の透明基板11には画素毎にスイッチング素子として例え
ば薄膜トランジスターTFTが形成されており、この薄膜トランジスターTFTを含む第
1の透明基板11の表面全体に亘って例えば窒化ケイ素層ないし酸化ケイ素層からなるパ
ッシベーション膜15で被覆されている。
ており、この平坦化膜16及びパッシベーション膜15には薄膜トランジスターTFTの
ドレイン電極Dに対応する位置にコンタクトホール17が形成されている。そして、平坦
化膜16の表面には、薄膜トランジスターTFTが形成されている領域及びコンタクトホ
ール17が形成されている領域を除いて、ベタ状にITO(Indium Thin Oxide)ないし
IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電性材料からなる下電極18が形成されている
。この下電極18は、図示しない表示領域の周縁部でコモン配線に接続されており、共通
電極として作動する。
化ケイ素層からなる絶縁膜19が形成されている。この絶縁膜19の表面には、それぞれ
のサブ画素にITOないしIZO等の透明導電性材料からなる上電極22が形成されてい
る。そして、この上電極22には、予め定められた所定幅で、かつ「く」字状に折り曲げ
られたスリット状開口20が形成されている。また、上電極22は、コンタクトホール1
7を介して薄膜トランジスターTFTのドレイン電極Dと電気的に接続されており、画素
電極として作動する。
と接続するか及びどちらをコモン配線と電気的に接続するかは任意である。また、上電極
22の表面及びスリット状開口20の内部を含み、表示領域37全体に亘って第1の配向
膜24が形成されている。この第1の配向膜24は液晶分子を特定の方向に配向させるた
めに例えば特定の方向Rにラビング処理されている。
の第2の透明基板25の表面に、アレイ基板ARの走査線12、信号線13、コンタクト
ホール17及び薄膜トランジスターTFTに対応する位置を被覆するように遮光層26及
び遮光部材BMが形成されている。また、遮光層26及び遮光部材BMで囲まれた第2の
透明基板25の表面には、例えば赤(R)、緑(G)及び青(B)色のカラーフィルター
層27R、27G及び27Bがそれぞれ形成されている。なお、カラーフィルター層27
R、27G、27B、遮光層26及び遮光部材BMの具体的構成及びその形成方法等につ
いては後述する。
オーバーコート層28が形成されている。そして、オーバーコート層28の表面には第2
の配向膜29が形成されている。この第2の配向膜29は、第1の配向膜24とは180
°ずれた方向にラビング処理されている。そして、アレイ基板ARの上電極22とカラー
フィルター基板CFのカラーフィルター層27とが互いに対向するように、アレイ基板A
Rとカラーフィルター基板CFが対向され、その間に液晶30が封入されている。更に、
アレイ基板ARの外側に第1の偏光板31及びバックライト装置(図示省略)が配置され
、カラーフィルター基板CFの外側に第2の偏光板32が配置されて実施形態の液晶表示
パネル10が完成される。
、薄膜トランジスターTFTのゲート電極G、ソース電極S及びドレイン電極Dの配置は
図4Aに示したとおりである。このように、信号線13が各サブ画素毎に「く」字状に曲
折されているため、各サブ画素の平面視の形状は「く」字状に折れ曲がった形状をしてい
る。そのため、カラーフィルター基板CFに形成された各色のカラーフィルター層27R
、27G、27Bの形状も各サブ画素の形状に従って「く」字状に折れ曲がった形をして
いる
光層26及び遮光部材BMの形成方法を、図4〜図5を用いて説明する。なお、図4Aは
数サブ画素分のアレイ基板の平面図であり、図4Bは同じくカラーフィルター基板の平面
図である。図5(a)〜図5(c)はそれぞれ図4のVA−VA線及びVB−VB線に沿
った部分の製造工程順に示す断面図である。なお、図5(a)〜図5(c)においては、
上側が液晶層側となるように表してある。
行方向に遮光部材BM(本発明の「遮光層」に対応)を形成する。この際、信号線13に
沿っては遮光部材BMを形成しないかったが、信号線13に沿って遮光部材BMを形成し
てもよい。この遮光部材BMとしてはクロム等の金属部材ないし樹脂製遮光部材を使用し
得る。次いで、赤(R)のカラーフィルター層27Rを「く」字状に折れ曲がった形状の
ストライプ状に形成する。このとき、赤(R)のカラーフィルター層27Rは、個々のサ
ブ画素の両側に位置するアレイ基板ARの信号線13に対応する位置を被覆すると同時に
、遮光部材BMを跨ぐように形成される。このとき、遮光部材BM上の赤(R)のカラー
フィルター層27Rを個々のサブ画素の両側に位置するアレイ基板ARの信号線13に対
応する位置も被覆するかしないかは任意である。この状態の図4のVA−VA線及びVB
−VB線に沿った部分の断面図を図5(a)に示す。
ライプ状に形成する。このとき、緑(G)のカラーフィルター層27Gは、個々のサブ画
素の両側に位置するアレイ基板ARの信号線13に対応する位置を被覆すると同時に、遮
光部材BMを跨ぐように形成される。すなわち、緑(G)のカラーフィルター層27Gは
、「く」字状に折れ曲がった形状にストライプ状に形成されていると共に、一部がアレイ
基板ARの信号線13に対応する位置に形成されている赤(R)のカラーフィルター層2
7Rと重なるように被覆され、更に、遮光部材BMを跨ぐように形成される。
示す。このとき形成された赤(R)のカラーフィルター層27Rと緑(G)のカラーフィ
ルター層27Gが重なった部分が、遮光層26として機能する。このとき、遮光部材BM
上の緑(G)のカラーフィルター層27Rを個々のサブ画素の両側に位置するアレイ基板
ARの信号線13に対応する位置も被覆するかしないか、すなわち、遮光部材BM上で緑
(G)のカラーフィルター層27Gと赤(R)のカラーフィルター層27Rとが重なるよ
うにするかしないかは任意である。ここでは、緑(G)のカラーフィルター層27Gは赤
(R)のカラーフィルター層27Rとは重ならないように形成した例を示した。
ライプ状に形成する。このとき、青(B)のカラーフィルター層27Bは、個々のサブ画
素の両側に位置するアレイ基板ARの信号線13に対応する位置を被覆され、更に、遮光
部材BMを跨ぐように形成される。すなわち、青(B)のカラーフィルター層27Gは、
「く」字状に折れ曲がった形状にストライプ状に形成されていると共に、一部がアレイ基
板ARの信号線13に対応する位置に形成されている赤(R)のカラーフィルター層27
R及び緑(G)のカラーフィルター層27Gと重なるように被覆され、更に、遮光部材B
Mを跨ぐように形成される。
示す。このとき形成された青(B)のカラーフィルター層27Bと緑(G)のカラーフィ
ルター層27Gとが重なった部分及び青(B)のカラーフィルター層27Bと赤(R)の
カラーフィルター層27Rとが重なった部分が、それぞれ遮光層26として機能する。こ
のとき、遮光部材BM上の青(B)のカラーフィルター層27Bを個々のサブ画素の両側
に位置するアレイ基板ARの信号線13に対応する位置も被覆するかしないか、すなわち
、遮光部材BM上で青(B)のカラーフィルター層27Bが緑(G)のカラーフィルター
層27G及び赤(R)のカラーフィルター層27Rと重なるようにするかしないかは任意
である。ここでは、青(B)のカラーフィルター層27Bは赤(R)のカラーフィルター
層27R及び緑(G)のカラーフィルター層27Gとは重ならないように形成した例を示
した。
位置には、従来の金属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層を形成しなくても、隣接するカ
ラーフィルター層同士が重なるように形成することにより、遮光層26を形成することが
できる。
て説明する。なお、図6Aは図1のVI部分のアレイ基板に形成される第1及び第2の目盛
パターンの平面図であり、図6Bは同じくカラーフィルター基板に形成される第3及び第
4の目盛パターンの平面図であり、図6Cは同じく第1〜第4の目盛パターンの視認状態
を示す平面図である。なお、図6A〜図6Cは、全て液晶表示パネル10のカラーフィル
ター基板CF側から視認した状態の図である。
列方向に延在するように、第1の目盛パターン50Aを表示領域の外周側に少なくとも2
箇所に形成する。この第1の目盛パターン50Aは、図6Aでは台形状の目盛りの組合せ
としたが、一般的な物差しの目盛パターンや十字状の目盛パターン等、任意の形状のもの
を採用し得る。次いで、信号線13(図2参照)の形成時に、第1の目盛パターン50A
と直交する方向、例えば行方向に延在するように第2の目盛パターン50Bを少なくとも
2箇所に形成する。第2の目盛パターン50Bは、形成方向が異なっていれば、第1の目
盛パターン50Aと同じ形状のものを採用し得る。
、重なっていなくても良い。ただし、アレイ基板ARとカラーフィルター基板CFの位置
合わせを行いやすくするため、同時に視認できる位置に形成することが好ましい。
パターン50Aに対向する位置に第3の目盛パターン50Cを形成し、それと同時にアレ
イ基板ARに形成された第2の目盛パターン50Bに対向する位置に第4の目盛パターン
50Dを形成する。これらの第3及び第4の目盛パターン50C、50Dは、第1及び第
2の目盛パターン50A、50Bと同じ形状であっても良いが、見分けが付きやすいよう
にするため、異なる形状としてもよい。また、これらの第3及び第4の目盛パターン50
C、50Dは、カラーフィルター層27R、27G、27Bの形成時に、同時に同一の材
料で、単一層として、あるいは複数層重なった状態として、形成してもよい。
、27G、27Bと同じ材料で形成すると、別途第3及び第4の目盛パターン50C、5
0Dを形成するための工程を設ける必要がなくなると共に、使用材料の数を減らすことが
できる。なお、第1及び第2の目盛パターン50A、50Bは、アルミニウム等の金属材
料で形成されているから、第3及び第4の目盛パターン50C、50Dを単一層で形成し
ても、明確に第1及び第2の目盛パターン50A、50Bと区別して視認することができ
る。
、それぞれ複数箇所に形成されたアレイ基板ARに形成された第1及び第2の目盛りパタ
ーン50A、50Bとカラーフィルター基板CFに形成された第3及び第4の目盛パター
ンの重なり具合を視認しながら行方向及び列方向の位置を調整することによって行うこと
ができる。なお、第1〜第4の目盛パターン50A〜50Dの視認は、倍率20倍程度の
ルーペを用いるか或いは撮像素子で撮影することにより行うことができる。
走査線の製造工程と信号線の製造工程とに分けて形成したため、たとえ信号線の形成時に
マスクずれ等によって形成位置にずれが生じても、このずれは第2の目盛パターン50B
の位置ずれとしても現れるので、正確にアレイ基板ARとカラーフィルター基板CFとの
位置合わせを行うことができるようになる。そのため、実施形態の液晶表示パネル10に
よれば、高精細化しても、光漏れが少なく、コントラストが良好で、表示画質が良好な液
晶表示パネルを得ることができるようになる。
を重ね合わせることにより形成したものを用いた例を示した。しかしながら、本発明の液
晶表示パネルの特徴は第1〜第4の目盛パターン50A〜50Dにあるので、遮光層26
を従来の金属膜からなる遮光層や樹脂製の遮光層によって形成した液晶表示パネルにも適
用可能である。この場合は、第3及び第4の目盛りパターンを金属膜や樹脂製の遮光層と
同じ材料で形成すればよい。
示パネルの場合について説明したが、同じく横電界方式のIPSモードの液晶表示パネル
、更には、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、MV
A(Multi-domain Vertical Alignment)モード、ECBモード等の縦電界方式の液晶表
示パネルに対しても等しく適用可能である。
パネルにおいて、各サブ画素の形状が「く」字状に屈曲しており、しかも、上電極に形成
されているスリット状開口も縦「く」字状とされている場合について説明したが、これに
限らず、各サブ画素の形状が方形状の場合や、スリット状開口が直線状の場合等について
も等しく適用可能である。
晶表示パネルは、パーソナルコンピューター、携帯電話機、携帯情報端末、カーナビゲー
ションシステムなどの各種電子機器に使用することができる。なお、これらの各種電子機
器の基本的構成は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。
絶縁膜 15…パッシベーション膜 16…平坦化膜 17…コンタクトホール 18…
下電極 19…絶縁膜 20…スリット状開口 22…上電極 24…配向膜 25…透
明基板 26…遮光層 27R、27G、27B…カラーフィルター層 28…オーバー
コート層 29…配向膜 30…液晶 31、32…偏光板 36…シール材 37…表
示領域 38…非表示領域 39…ドライバーIC 40…液晶注入口 41…封止材
50A〜50D…第1〜第4の目盛パターン AR…アレイ基板 CF…カラーフィルタ
ー基板 BM…遮光部材
Claims (6)
- 液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板を有し、前記第1基板には、互いに絶縁された状態で交差するように形成された複数の走査線及び信号線と、前記走査線及び信号線によって区画されたサブ画素とを備え、前記第2基板には、平面視で、前記走査線及び信号線に対向する位置に形成された遮光層と、前記走査線及び信号線よって区画されたサブ画素毎に形成されたカラーフィルター層とを備え、前記第1基板に透明電極が備えられた液晶表示パネルにおいて、
前記第1基板には、複数箇所に、前記走査線と共に当該走査線と同じ材料で形成された行方向又は列方向に延在された第1の目盛パターンと、前記第1の目盛パターンを形成してから前記信号線と共に当該信号線と同じ材料で形成された列方向又は行方向に延在された第2の目盛パターンとが形成されており、前記第2基板には、前記第1及び第2の目盛パターンにそれぞれ対向する位置に、行方向に延在された第3の目盛パターン及び列方向に延在された第4の目盛パターンが形成されていることを特徴とする液晶表示パネル。 - 前記第3の目盛パターン及び第4の目盛パターンは、前記カラーフィルター層と同じ材料で形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記遮光層は、互いに隣接する前記カラーフィルター層の端部を重ね合わせて形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記走査線及び信号線によって区画されたサブ画素毎に形成された前記透明電極は画素電極であり、前記第1基板には、更に前記画素電極と互いに電気的に絶縁された状態で形成された共通電極とを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示パネル。
- 前記透明電極は、前記第1基板及び前記第2基板のそれぞれに一層ずつ形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示パネル。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示パネルを備えた電子機器。
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