JPH0990342A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価でかつ表示画像が鮮明で色むらの生じな
い液晶表示素子の提供。 【解決手段】 各々が一主面上に電極を有する２枚の基
板１，１１を電極７，１３が対向するように配置し、２
枚の基板のうちの一方の基板上にカラーフィルタが形成
され、２枚の基板間に液晶組成物が挟持される液晶表示
素子において、カラーフィルタが形成される基板上に開
口部を有する格子状の遮光膜を形成し、この遮光膜の開
口部にカラーフィルタ５ａ，５ｂ，５ｃを遮光膜３より
も低くなるように形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、各々に電極が
設けられた２枚の透明基板の間に液晶組成物を挟持し、
上記２枚の基板の周囲を液晶注入口部を除いて接着剤で
固定し、上記液晶注入口部が封止材で封止される構成と
なっている。

【０００３】このような液晶表示素子の内、カラー表示
用液晶表示素子は、上記２枚の基板のうちの一方の基板
にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層からなるカラ
ーフィルタが形成されている。例えば単純マトリクス駆
動方式のカラー液晶表示素子においては、帯状にパター
ニングされた信号電極を有する信号電極基板と、帯状に
パターニングされた走査電極及びこの走査電極の下に着
色層を有する走査電極基板とを、上記走査電極と信号電
極が直交するように対向配置し、これらの基板間に液晶
組成物が挟持される構成となっている。

【０００４】液晶としてはＴＮ（twisted nematic ）
型、ＳＴ（super-twisted nematic ）型、ＧＨ（guest-
host）型、ＥＣＢ（electrically controlled birefrin
gence）型、あるいは強誘電性液晶などが用いられる。
封止材としては、熱または紫外線硬化型のアクリル系あ
るいはエポキシ系の接着剤が用いられる。

【０００５】また、カラー型アクティブマトリクス駆動
液晶表示素子においては、例えばアモルファスシリコン
層を半導体層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと
もいう）、このＴＦＴに接続された画素電極、信号線電
極、及びゲート電極が形成されたアレイ基板と、上記画
素電極に対向配置された対向電極を有する対向基板とを
備え、ＲＧＢカラーフィルタが対向基板またはアレイ基
板の一方の基板に形成され、これらの２枚の基板間に液
晶組成物が挟持された構成となっている。そしてこれら
の２枚の基板を偏光板で挟持し、この偏光板を光シャッ
タとして用い、カラー画像として表示している。

【０００６】これらのカラー型液晶表示素子においては
カラーフィルタが使用される。カラーフィルタの製造に
はフォトプロセスを用いる方式と、インクジェット方式
が知られている。

【０００７】フォトプロセスを用いる方式を図４を参照
して説明する。まず図４（ａ）に示すようにガラス基板
６１上にクロム又は酸化クロムからなる膜をスパッタリ
ング法を用いて堆積し、パターニングすることにより格
子状の遮光膜６２を形成する。続いて赤色の顔料を含む
レジストを塗布し、パターニングすることにより所望の
領域に赤色のフィルタ６３を形成する（図４（ａ）参
照）。次に基板６１の全面に緑色の顔料を含むレジスト
を塗布し、パターニングすることにより所望の領域に緑
色のフィルタ６４を形成する（図４ｂ参照）。続いて同
様に基板６１の全面に青色の顔料を含むレジストを塗布
し、パターニングすることによって所望の領域に青色の
フィルタ６５を形成する（図４（ｃ）参照）。

【０００８】一方、インクジェット方式はまず図５に示
すようにガラス基板６１上にクロム又は酸化クロムから
なる格子状の遮光膜６２を形成した後、カラーフィルタ
を形成し例えばアクリル系の樹脂からなる受容層６４を
形成する。続いてインクジェットノズル７０を用いて、
赤い染料からなる着色剤を上記受容層６４の所望の領域
に吐出し、着色することにより赤色のフィルタを形成す
る。同様に緑色の染料からなる着色剤を上記受容層６４
の所望の領域の吐出し、着色することにより緑色のフィ
ルタを形成する。青色のフィルタも同様にして形成す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにカラーフ
ィルタを形成するには２通りの方式がある。フォトプロ
セスを用いる方式は各々の色フィルタを形成する毎にフ
ォトプロセスを用いる必要があり、工程数が増え、製造
コストが高くなるという問題がある。

【００１０】また、インクジェット方式は、着色剤を受
容層に吐出した際に受容層中で着色剤が拡散し、隣接す
る画素の色と混色してしまい、表示画像での鮮明な色の
再現が不可能となる場合がある。また隣接する画素との
間での混色を防止するために着色剤の吐出量を制限する
と、十分な着色剤を吐出することができず、着色領域の
中で色の濃淡ができ、これにより表示画像に色むらが生
じるという問題があった。

【００１１】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、安価でかつ表示画像が鮮明で色むらの生じな
い液晶表示素子を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子の第１の態様は、各々が一主面上に電極を有する２枚
の基板を前記電極が対向するように配置し、前記２枚の
基板のうちの一方の基板上にカラーフィルタが形成さ
れ、前記２枚の基板間に液晶組成物が挟持される液晶表
示素子において、前記カラーフィルタが形成される基板
上に開口部を有する格子状の遮光膜を形成し、この遮光
膜の前記開口部に前記カラーフィルタを前記遮光膜より
も低くなるように形成したことを特徴とする。

【００１３】また本発明による液晶表示素子の第２の態
様は、第１の態様の液晶表示素子において、前記遮光膜
と前記カラーフィルタの膜厚の差は０．５μｍ〜１．０
μｍの範囲にあることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による液晶表示素子の実施
の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明による
液晶表示素子の第１の実施の形態の構成断面を示す。こ
の実施の形態の液晶表示素子は単純マトリクス駆動方式
の液晶表示素子であって、走査電極基板１と信号電極基
板１１と、スペーサ（間隙剤）２１と、液晶組成物２３
とを備えている。

【００１５】走査電極基板１は次のように形成される。
まず例えば厚さが１．０mmのガラス基板２上に黒色顔料
を含有したアクリル系の樹脂を塗布し、露光、現像を行
うことにより８０μｍ×２５０μｍの開口部を有する格
子状の厚さが例えば０．５μｍ〜３．０μｍの遮光膜３
を形成する。次にこの遮光膜３の開口部にアクリル系の
樹脂からなる受容層４を例えばインクジェットノズルを
用いて埋め込む。このとき図２に示すように遮光膜３と
受容層４との厚さの差Δｔが０．５μｍ〜１．０μｍと
なるように受容層４の厚さを遮光膜３の厚さより低くす
る。その後、再びインクジェットノズルを用いて、受容
層４を赤（Ｒ）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色し、カラー
フィルタ５ａ，５ｂ，５ｃを形成する。

【００１６】続いてガラス基板２の全面に例えばアクリ
ル系の樹脂からなる厚さが１．０μｍの保護層６を形成
する。その後、スパッタリング法を用いてガラス基板２
にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を堆積し、パターニン
グすることにより帯状の走査電極７を形成する。そして
この走査電極７が形成された基板２の表面にポリイミド
からなる薄膜を形成した後、ラビング処理を行い、配向
膜８を形成する。

【００１７】一方信号電極基板１１は例えば厚さが１mm
のガラス基板１２上にＩＴＯ膜をスパッタリング法を用
いて堆積し、パターニングすることにより帯状の信号電
極１３を形成する。続いてこの信号電極１３が形成され
た基板１２の表面にポリイミドからなる薄膜を形成した
後、ラビング処理を行い、配向膜１４を形成する。

【００１８】そして上述のように形成された走査電極基
板１の配向膜８の周囲にエポキシ系の接着剤２２を、注
入口（図示せず）となる一部の領域を除いて印刷する。

【００１９】次に信号電極基板１１の表面に粒径が例え
ば６．５μｍの間隙剤（スペーサ）２１を散布する。続
いて配向膜８と配向膜１４が対向し、かつ走査電極７と
信号電極１３が直交するように走査電極基板１と信号電
極基板１１を配置し、加熱することにより接着剤２２を
硬化させて走査電極基板１と信号電極基板１１とを貼着
する。

【００２０】なお、このとき走査電極基板１の配向膜８
のラビング方向と信号電極基板１１の配向膜１４のラビ
ング方向が９０度の角度をなすように配置されている。

【００２１】次に上記注入口より液晶組成物２３を注入
し、その後上記注入口を紫外線硬化樹脂で封止すること
によって液晶表示素子を完成する。

【００２２】以上説明したように本実施の形態の液晶表
示素子によれば、カラーフィルタとなる受容層４の膜厚
が遮光膜３の膜厚よりも薄くなるように形成されている
ため、受容層４を例えば、インクジェットノズルで着色
しても、遮光膜３が壁となって着色剤が隣接する画素上
の受容層に流れ込まず、混色が生じるのを防止すること
ができる。またこれにより、十分な量の着色剤をインク
ジェットノズルから吐出することが可能となり、表示画
像に色むらが生じるのを可及的に防止することができ、
表示画像が鮮明なものとなる。また、フォトプロセスを
使用せずにカラーフィルタを形成することができるので
安価なものとなる。

【００２３】なお、上記実施の形態においては、カラー
フィルタ５ａ，５ｂ，５ｃは走査電極基板１上に形成し
たが、信号電極基板１１上に形成しても良い。

【００２４】次に本発明による液晶表示素子の第２の実
施の形態の構成を図３に示す。この実施の形態の液晶表
示素子はアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示素子
であって、対向基板３１と、アレイ基板４１と、スペー
サ５１と、液晶組成物５３とを備えている。

【００２５】対向基板３１はガラス基板３２上に形成さ
れた、開口部を有する膜厚が例えば２．５μｍの遮光膜
３３と、上記遮光膜３３の開口部に形成されたカラーフ
ィルタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃとを備えている。カラー
フィルタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃは例えばアクリル系の
樹脂からなる受容層３４を上記開口部に埋め込み、この
埋め込まれた受容層をインクジェットノズルを用いて赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に着色することによって形
成したものである。そして受容層３４の膜厚は遮光膜３
３の膜厚よりも０．５μｍ〜１．０μｍ程度低くなるよ
うに形成される。

【００２６】これらの遮光膜３３及びカラーフィルタ３
５ａ，３５ｂ，３５ｃを覆うように、例えばアクリル系
の樹脂からなる保護層３６が形成されている。そしてこ
の保護層３６上にはＩＴＯからなる対向電極３７が形成
され、この対向電極３７上には配向膜３８が形成されて
いる。

【００２７】一方、アレイ基板４１はガラス基板４２上
にＴＦＴ及び電極配線４３が形成され、これらのＴＦＴ
及び画素電極３を覆うように配向膜４４が形成されてい
る。

【００２８】そして、対向基板３１とアレイ基板４１は
所定間隔をもって配向膜３８と配向膜４４が対向するよ
う接着剤５２によって貼着され、対向基板３１とアレイ
基板４１との間に液晶組成物５３が封入されている。ま
た上記所定間隔を保つために対向基板３１とアレイ基板
４１の間に複数個のスペーサ５１が配設されている。な
お、配向膜３８のラビング方向と配向膜４４のラビング
方向とは９０度の角度を成すように構成されている。

【００２９】このように構成された本実施の形態の液晶
表示素子はカラーフィルタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃを構
成する受容層３４の膜厚が遮光膜３３の膜厚よりも０．
５μｍ程度厚くなるように形成されているため、第１の
実施の形態の液晶表示素子と同様の効果を奏することは
言うまでもない。

【００３０】なお上記第２の実施の形態の液晶表示素子
においては、カラーフィルタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃは
対向基板側に形成したが、アレイ基板側にも形成しても
良い。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、安価
でかつ表示画像が鮮明で色むらの生じないものを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の第１の実施の形態
の構成を示す断面図。

【図２】本発明の特徴を説明する説明図。

【図３】本発明による液晶表示素子の第２の実施の形態
の構成を示す断面図。

【図４】カラーフィルタの従来の一製造方法の製造工程
断面図。

【図５】カラーフィルタの従来の他の製造方法を説明す
る説明図。

【符号の説明】

１ 走査電極基板 ２ ガラス基板 ３ 遮光膜 ４ 受容層 ５ａ，５ｂ，５ｃ 色フィルタ ６ 保護層 ７ 走査電極 ８ 配向膜 １１ 信号電極基板 １２ ガラス基板 １３ 信号電極 １４ 配向膜 ２１ スペーサ ２２ 接着剤 ２３ 液晶組成物 ３１ 対向基板 ３２ ガラス基板 ３３ 遮光膜 ３４ 受容層 ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 色フィルタ ３６ 保護層 ３７ 対向電極 ３８ 配向膜 ４１ アレイ基板 ４２ ガラス基板 ４３ ＴＦＴ及び画素電極 ４４ 配向膜 ５１ スペーサ ５２ 接着剤 ５３ 液晶組成物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が一主面上に電極を有する２枚の基板
   を前記電極が対向するように配置し、前記２枚の基板の
   うちの一方の基板上にカラーフィルタが形成され、前記
   ２枚の基板間に液晶組成物が挟持される液晶表示素子に
   おいて、 前記カラーフィルタが形成される基板上に開口部を有す
   る格子状の遮光膜を形成し、この遮光膜の前記開口部に
   前記カラーフィルタを前記遮光膜よりも低くなるように
   形成したことを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記遮光膜と前記カラーフィルタの膜厚の
   差は０．５μｍ〜１．０μｍの範囲にあることを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示素子。