JP3523901B2 - カラー液晶表示パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルの内面
にカラーフィルター層と平坦化層とを有するカラー液晶
表示パネルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー液晶表示パネルは、カラー
表示を得る手段としてシール部の内側にカラーフィルタ
ー層と平坦化層とを設ける構造をとっている。

【０００３】図５は従来のカラー液晶表示パネルのシー
ル部と平坦化層のようすを示す平面図であり、図６は図
５に示す従来のカラー液晶表示パネルのＤ−Ｄ線部の断
面を示す断面図である。以下従来のカラー液晶表示パネ
ルの構造について図５と図６を用いて説明する。

【０００４】第１の基板３０は、第１の透明基板１１上
に染色法や顔料分散法によって形成するカラーフィルタ
ー層１３を設け、さらにカラーフィルター層１３表面を
平坦化するためアクリル系樹脂からなる平坦化層１５を
カラーフィルター層１３上および第１の透明基板１１上
全面に形成する構成とする。

【０００５】また第１の基板３０は、その平坦化層１５
上に透明導電膜からなる第１のパターン電極１７を第１
の透明基板１１の端面まで形成し、さらに第１のパター
ン電極１７上にラビング処理により配向処理をする第１
の配向膜２０をシール内部スペーサー２６にかかるよう
に形成する構成とする。

【０００６】第２の基板３１は、第２の透明基板１２上
に透明導電膜からなる第２のパターン電極１９、あるい
は図５には図示しないが金属−絶縁物−金属構造のＭＩ
Ｍ素子や、薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）などのアク
ティブ素子を有する第２のパターン電極１９をシール内
部スペーサー２６にまたがるように形成し、その第２の
パターン電極１９上にラビング処理により配向処理をす
る第２の配向膜２１をシール内部スペーサー２６にまた
がるように形成する構成とする。

【０００７】カラー液晶表示パネルの製造方法は、第１
の基板３０と第２の基板３１との間に、パネル内部スペ
ーサー２３を介在し、シール内部スペーサー２６を混入
するシール部２２によって、２枚の第１の基板３０と第
２の基板３１とを張り合わせている。

【０００８】このシール部２２はスクリーン印刷法によ
り形成し、シール部２２はカラーフィルター層１３から
離れ、カラー液晶表示パネルの外側部に形成している。

【０００９】ここで、カラー液晶表示パネルの第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップは、パネル内部ス
ペーサー２３とシール内部スペーサー２６によって保持
している。

【００１０】しかしながら、カラーフィルター層１３上
の液晶層２５と、シール部２２近傍の液晶層２５とでは
厚さが異なるため、これらのパネル内部スペーサー２３
とシール内部スペーサー２６とのスペーサー粒径を上手
に設定することが必要となる。

【００１１】また、第１の基板３０のシール部２２の外
側の領域にある第１のパターン電極１７は平坦化層１５
上に形成しているため、硬度が低く外部からの衝撃に弱
いため、検査工程やＩＣ実装工程での取扱いには特に注
意が必要である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラー液晶表示
パネルの構成は、カラーフィルター層１３の厚さが、製
造工程のバラツキなどにより常に均一なの厚さのカラー
フィルター層１３を製造することが出来ず、第１の基板
３０毎に異なることがあり、パネル内部スペーサー２３
の粒径またはシール内部スペーサー２６の粒径を第１の
基板３０毎に合わせ込まなければならず、量産性が低く
なるという課題がある。

【００１３】またパネル内部スペーサー２３の粒径また
はシール内部スペーサー２６の粒径を上手に選別するこ
とが困難なため、カラー液晶表示パネルの中央部とシー
ル部２２近傍の周辺部とを均一に揃えることは難しくな
るという課題がある。

【００１４】さらに第１の基板３０のシール部２２の外
側の領域にある第１のパターン電極１７は、平坦化層１
５上に形成しているため、硬度が低く外部からの衝撃に
弱いため、第１のパターン電極１７が平坦化層１５から
はがれ、歩留まりが低下するという課題がある。

【００１５】本発明の目的は、上記課題を解決して、カ
ラーフィルター層の厚さが第１の基板毎に異なっていて
も所定の均一なギャップを得ることが可能で、カラー液
晶表示パネルの中央部とシール部近傍の周辺部とのギャ
ップを均一に揃え、外部からの衝撃に強い、量産性の高
いカラー液晶表示パネルを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカラー液晶表示パネルは下記記載の構成を
採用する。

【００１７】本発明のカラー液晶表示パネルは、第１の
透明基板とカラーフィルター層とダミーカラーフィルタ
ー層と平坦化層と第１のパターン電極と第１の配向膜と
を備える第１の基板と、第２の透明基板と第２のパター
ン電極と第２の配向膜とを備える第２の基板と、第１の
基板と第２の基板とを張り合わせるシール部とを有し、
第１の基板のシール部の外側の領域は平坦化層の非形成
領域であることを特徴とする。

【００１８】また本発明のカラー液晶表示パネルは、第
１の透明基板とカラーフィルター層とダミーカラーフィ
ルター層と平坦化層と第１のパターン電極と第１の配向
膜とを備える第１の基板と、第２の透明基板と第２のパ
ターン電極と第２の配向膜とを備える第２の基板と、第
１の基板と第２の基板とを張り合わせるシール部とを有
し、第１の基板のシール部の平坦化層とダミーカラーフ
ィルター層との非形成領域に第１のパターン電極を形成
することを特徴とする。

【００１９】さらに本発明のカラー液晶表示パネルは、
第１の透明基板とカラーフィルター層とダミーカラーフ
ィルター層と平坦化層と第１のパターン電極と第１の配
向膜とダミーカラーフィルター層上に平坦化層を介して
設けるダミー電極とを備える第１の基板と、第２の透明
基板と第２のパターン電極と第２の配向膜とを備える第
２の基板と、第１の基板と第２の基板とを張り合わせる
シール部とを有し、第１の基板のシール部の平坦化層と
ダミーカラーフィルター層とダミー電極とを形成する領
域には、第１のパターン電極の非形成領域とすることを
特徴とする。

【００２０】さらに本発明のカラー液晶表示パネルは、
第１の透明基板とカラーフィルター層とダミーカラーフ
ィルター層と平坦化層と第１のパターン電極と第１の配
向膜とを備える第１の基板と、第２の透明基板と第２の
パターン電極と第２の配向膜とを備える第２の基板と、
シール内部スペーサーを有し第１の基板と第２の基板と
を張り合わせるシール部と、シール部の内側で第１の基
板と第２の基板との間に設けるパネル内部スペーサーと
を有し、シール内部スペーサーとパネル内部スペーサー
とは、ほぼ同じ粒径であることを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明のカラー液晶表示パネルでは、第１の基
板のシール部の外側の領域は、平坦化層を非形成領域と
し、さらに第１の基板のシール部の下部の第１のパター
ン電極の領域は、平坦化層とダミーカラーフィルター層
とを非形成領域とする。

【００２２】さらに第１の基板のシール部の下部の第１
のパターン電極の非形成領域は、平坦化層とダミーカラ
ーフィルター層とダミー電極との形成する領域とし、そ
してシール部のシール内部スペーサー粒径と、パネル内
部スペーサー粒径とを同じ粒径とする。

【００２３】この結果、第１の基板のシール部の外側の
領域に設けるパターン電極は、外部からの多少の衝撃に
は耐えられる硬度を保つことができる。

【００２４】また２枚の第１の基板と第２の基板との隙
間が中央部とシール部近傍の周辺部とで等しくなり、さ
らにカラーフィルター層の厚さが第１の基板毎で異なっ
ていても、パネル内部スペーサーの粒径またはシール内
部スペーサーの粒径を、第１の基板毎に合わせ込む必要
がなくなり、所定の均一なギャップを得ることができ
る。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例は、ＳＴＮ型のカラー液晶表
示パネルを例示しており、本発明におけるカラー液晶表
示パネルの構成を図面を用いて説明する。

【００２６】図１は本発明のカラー液晶表示パネルのシ
ール部と平坦化層との形成領域を示す平面図である。

【００２７】図２は本発明のカラー液晶表示パネルの図
１に示すＡ−Ａ線部の断面を示す断面図である。

【００２８】また図３は本発明のカラー液晶表示パネル
の図１に示すＢ−Ｂ線部の断面を示す断面図である。

【００２９】図４は本発明のカラー液晶表示パネルのシ
ール部における図１に示すＣ−Ｃ線部の断面を示す断面
図である。

【００３０】図１、図２、図３、および図４を交互にも
ちいて第１の基板３０と第２の基板３１の構成を説明す
る。

【００３１】第１の基板３０は、第１の透明基板１１上
で染色法や顔料分散法によって、シール部２２の内側の
領域に形成するカラーフィルター層１３とシール部２２
の下部で第１のパターン電極１７のない領域に形成する
ダミーカラーフィルター層１４とを設ける構成とする。

【００３２】また第１の基板３０は、カラーフィルター
層１３とダミーカラーフィルター層１４とを平坦化する
ためアクリル系樹脂からなる平坦化層１５を形成する。

【００３３】この平坦化層１５は、第１の透明基板１１
のシール部２２の外側の領域と、第１の透明基板１１の
シール部２２の下部で第１のパターン電極１７の形成領
域とには形成しない。

【００３４】さらに平坦化層１５は第１の透明基板１１
のシール部２２の内側の領域と、第１の透明基板１１の
シール部２２の下部で第１のパターン電極１７を形成し
ない領域に形成するダミーカラーフィルター層１４上と
に形成する構成とする。

【００３５】また第１の基板３０は、その平坦化層１５
上および第１の透明基板１１上に透明導電膜からなる第
１のパターン電極１７を第１の透明基板１１の端面まで
形成する。さらに第１のパターン電極１７を形成しない
領域では、ダミーカラーフィルタ層１４上の、平坦下層
１５上にダミー電極１８を形成する構成とする。

【００３６】さらに第１の基板３０は、第１のパターン
電極１７、ダミー電極１８および平坦下層１５上にラビ
ング処理による配向処理をする第１の配向膜２０をシー
ル内部スペーサー２４にかかるように形成する構成とす
る。

【００３７】第２の基板３１は、第２の透明基板１２上
に透明導電膜からなる第２のパターン電極１９をシール
内部スペーサー２４にまたがるように形成し、その第２
のパターン電極１９上にラビング処理による配向処理を
する第２の配向膜２１をシール内部スペーサー２４にか
かるように形成する構成とする。

【００３８】さらに詳しく図１、図２、図３、図４の構
成を順に説明する。図１は第１の透明基板１１と第２の
透明基板１２とシール部２２と平坦化層１５との構成を
示す平面図であり、シール部２２の下部で第１の基板３
０を構成する第１のパターン電極１７と第２の基板３１
を構成する第２のパターン電極１９とが形成する領域と
シール部２２の外側の領域とには、平坦化層１５を形成
しない領域とする様子を示す平面図である。

【００３９】図２は図１のＡ−Ａ線部に相当して、第１
の基板３０を構成する第１のパターン電極１７を形成す
る領域に平行する断面を示す断面図であり、第１の透明
基板１１と、シール部２２の内側で第１の透明基板１１
上に形成するカラーフィルター層１３と、シール部２２
の内側でカラーフィルター層１３を覆うように形成する
平坦化層１５と、平坦化層１５上と第１の透明基板１１
上に形成する第１のパターン電極１７と、シール部２２
の下部およびシール部２２の内側に形成する第１の配向
膜２０とで第１の基板３０を構成している。

【００４０】また図２に示す断面図の構成は第２の透明
基板１２と、第２の透明基板１２上に形成する第２のパ
ターン電極１９とシール部２２の上部およびシール部２
２の内側に形成する第２の配向膜２１とで構成する第２
の基板３１とで構成している。

【００４１】さらに図２に示す断面図の構成は第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップを決めるシール内
部スペーサー２４を混入するシール部２２と、第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップを決めるパネル内
部スペーサー２３と、シール部２２の内側に注入する液
晶層２５とで構成している。

【００４２】図３は図１のＢ−Ｂ線部に相当して、第１
の基板３０を構成する第１のパターン電極１７を形成し
ない領域に平行する断面を示す断面図であり、第１の透
明基板１１と、シール部２２の内側で第１の透明基板１
１上に形成するカラーフィルター層１３と、シール部２
２の下部に形成するダミーカラーフィルター層１４と、
シール部２２の内側およびシール部２２にかけてカラー
フィルター層１３とダミーカラーフィルター層１４とを
覆うように形成する平坦化層１５と、シール部２２にて
平坦化層１５上に形成するダミー電極１８と、シール部
２２の下部およびシール部２２の内側に形成する第１の
配向膜２０とで第１の基板３０を構成している。

【００４３】また図３に示す断面図の構成は第２の透明
基板１２と、第２の透明基板１２上に形成する第２のパ
ターン電極１９とシール部２２の上部およびシール部２
２の内側に形成する第２の配向膜２１とで構成する第２
の基板３１とで構成している。

【００４４】さらに図３に示す断面図の構成は第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップを決めるシール内
部スペーサー２４を混入するシール部２２と、第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップを決めるパネル内
部スペーサー２３と、シール部２２の内側注入する液晶
層とで構成している。

【００４５】図４は図１のＣ−Ｃ線部に相当して、第１
の基板３０を構成する第１のパターン電極１７を形成す
る領域に直交するシール部２２の断面を示す断面図であ
り、第１の透明基板１１と、第１の透明基板１１上に形
成するダミーカラーフィルター層１４と第１のパターン
電極１７と、ダミーカラーフィルター層１４を覆うよう
に形成する平坦化層１５と、平坦化層１５上に形成する
ダミー電極１８と、シール部２２の下部に第１のパター
ン電極１７とダミー電極１８とを覆うように形成する第
１の配向膜２０とで第１の基板３０を構成している。

【００４６】また図４に示す断面図の構成は第２の透明
基板１２と、第２の透明基板１２上に形成する第２のパ
ターン電極１９とシール部２２の上部およびシール部２
２の内側に形成する第２の配向膜２１とで構成する第２
の基板３１とで構成している。

【００４７】さらに図４に示す断面図の構成は第１の基
板３０と第２の基板３１とのギャップを決めるシール内
部スペーサー２４を混入するシール部２２で構成してい
る。

【００４８】上記記載の説明から明らかなように、シー
ル部２２のシール内部スペーサー２４の粒径と、パネル
内部スペーサー２３の粒径とは、ほぼ同じ粒径とするこ
とができ、カラーフィルター層１３上の液晶層２５とシ
ール部２２近傍の液晶層２５とは、厚さを均一にするこ
とが可能となる。

【００４９】つぎに本発明のカラー液晶表示パネルの構
成を得るための製造方法を、図１と図２と図３と図４と
を用いて説明する。

【００５０】第１の透明基板１１に、染色法により、い
ずれも膜厚１．２μｍであるカラーフィルター層１３と
ダミーカラーフィルター層１４とを設ける。このカラー
フィルター層１３とダミーカラーフィルター層１４と
は、同一工程で形成する。

【００５１】そのカラーフィルター層１３とダミーカラ
ーフィルター層１４とを形成する第１の透明基板１１上
の全面に、アクリル系の感光性樹脂であるＪＮＰＣ−１
０（日本合成ゴム社製）を回転塗布法により膜厚２．５
μｍで形成する。

【００５２】その後、フォトマスクを用いて露光現像処
理を行い、このアクリル系の感光性樹脂をパターニング
することによって、平坦化層１５を形成する。

【００５３】さらに透明導電膜であるＩＴＯ（インジウ
ム・チン・オキサイド）をスパッタリング法により膜厚
３５０ｎｍで形成する。その後、全面に感光性樹脂を形
成し、フォトマスクを用いて露光現像処理を行い、この
感光性樹脂をパターニングし、その感光性樹脂をエッチ
ングマスクに用いてＩＴＯをパターニングするフォトエ
ッチングによって、第１のパターン電極１７とダミー電
極１８とを形成する。

【００５４】さらに、第１のパターン電極１７上にポリ
イミドをフレキソ印刷法により膜厚５０ｎｍで形成し、
温度１８０℃で１時間の焼成を行い、ラビング処理によ
り配向処理を行い、第１の配向膜２０を設けて第１の基
板３０を作成する。

【００５５】第２の透明基板１２は上述と同様な方法で
形成する透明道電膜からなる第２のパターン電極１９と
ポリイミドからなる配向膜２１とを設けて第２の基板３
１を作成する。

【００５６】その後、第１の基板３０と第２の基板３１
とのギャップを一定に保ち、液晶層２５を設けるため、
第１の基板３０と第２の基板３１とをシール部２２によ
って張り合わせる。

【００５７】これは、どちらか一方の基板にシール内部
スペーサー２４を含むエポキシ樹脂からなるシール部２
２をスクリーン印刷法あるいはディスペンサー印刷法に
より形成し、さらに他方の基板にシール内部スペーサー
２４と同程度の粒径を有するパネル内部スペーサー２３
を散布した後、第１の基板３０と第２の基板３１とを重
ね合わせる。

【００５８】その後、第１の基板３０と第２の基板３１
とを加圧しながら温度１５０℃で時間２時間の熱処理を
行い、シール部２２を硬化させる。そして、第１の基板
３０と第２の基板３１との間に液晶層２５を設ける。

【００５９】このときシール部２２は、平坦化層１５部
と第１のパターン電極１７部とにそれぞれおよそ５０％
ずつまたがるように、シール部２２および平坦化層１５
のパターンを設計する。シール部２２が平坦化層１５部
にまたがった状態が図３であり、シール部２２がパター
ン電極１７部にまたがった状態が図２であって、図４に
別の向きからこの両方の状態を示している。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
カラー液晶表示パネルは、第１の基板のシール部の外側
の領域は、平坦化層を形成しない領域にするため、第１
の基板のシール部の外側の領域に設けるパターン電極
は、外部からの衝撃に耐えられる硬度を保つことがで
き、取扱いに注意する必要性がかなり軽減できる。

【００６１】さらに、シール部の下部にダミーカラーフ
ィルター層と平坦化層とダミー電極とからなる領域を作
成することで、カラーフィルター層の厚さに関係なく、
パネル中央部と周辺部とが同一のギャップを持ち、パネ
ル内部スペーサーとシール内部スペーサーを同じ粒径に
できる。さらに、カラーフィルター層の厚さが第１の基
板毎に異なっていても、第１の基板と第２の基板とは、
所定の均一なギャップを得ることが可能となり、カラー
液晶表示パネルの量産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるカラー液晶表示パネル
のシール部と平坦化層との形成領域を示す平面図であ
る。

【図２】本発明の実施例におけるカラー液晶表示パネル
の図１に示すＡ−Ａ線部の断面を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例におけるカラー液晶表示パネル
の図１に示すＢ−Ｂ線部の断面を示す断面図である。

【図４】本発明の実施例におけるカラー液晶表示パネル
のシール部における図１に示すＣ−Ｃ線部の断面を示す
断面図である。

【図５】従来例におけるカラー液晶表示パネルのシール
部と平坦化層とを示す平面図である。

【図６】従来例におけるカラー液晶表示パネルの構造を
示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 第１の透明基板 １２ 第２の透明基板 １３ カラーフィルター層 １４ ダミーカラーフィルター層 １５ 平坦化層 １７ 第１のパターン電極 １８ ダミー電極 １９ 第２のパターン電極 ２０ 第１の配向膜 ２１ 第２の配向膜 ２２ シール部 ２３ パネル内部スペーサー ２４ シール内部スペーサー ２５ 液晶層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の透明基板とカラーフィルター層と
   ダミーカラーフィルター層と平坦化層と第１のパターン
   電極と第１の配向膜とを備える第１の基板と、 第２の透明基板と第２のパターン電極と第２の配向膜と
   を備える第２の基板と、 第１の基板と第２の基板とを張り合わせるシール部とを
   有し、 第１の基板のシール部を横切って、平坦化層とダミーカ
   ラーフィルター層との非形成領域を縞状に設け、この非
   形成領域に第１のパターン電極を配置することを特徴と
   するカラー液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 請求項１の構成に加えて、 第１の基板のシール部のダミーカラーフィルター層上に
   平坦化層を介してダミー電極を設ける ことを特徴とする
   カラー液晶表示パネル。