JPH08194215A

JPH08194215A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JPH08194215A
Application number: JP7006832A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Akiyama; 典正秋山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】表示品質を向上させたカラー液晶表示パネル
を提供すること。【構成】複数の第１の電極を有する一方の電極基板
と、前記複数の第１の電極に直交する複数の第２の電極
を有する他方の電極基板と、前記一方の電極基板と他方
の電極基板との間に注入封止される液晶層とを有し、前
記一方の電極基板が、遮光膜とカラーフィルタとを有す
る液晶表示パネルにおいて、前記一方の電極基板が、一
方の電極基板上に形成される遮光膜と、前記遮光膜の間
に形成される平坦化膜を有し、前記カラーフィルタが、
前記遮光膜および平坦化膜の上に形成され、さらに、前
記複数の第１の電極が、前記カラーフィルタの上に形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係わ
り、特に、表示品質を向上させた液晶表示パネルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の単純マトリックス形カラ
ー液晶表示装置に使用されるカラー液晶表示パネルの概
略構成を示す斜視図である。

【０００３】図６は、図２に示すカラー液晶表示パネル
を図中Ｂ−Ｂ’線で切断した断面図である。

【０００４】図５、図６において、１はセグメント電極
基板、２はコモン電極基板、３は遮光膜、４，５，６は
それぞれＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３色の
カラーフィルタ、７は保護膜、８はコモン電極、９はセ
グメント電極、１０は絶縁膜、１１は配向膜、１２はス
ぺーサ、１３は液晶層、１４はシール材である。

【０００５】コモン電極基板２はガラス等から構成さ
れ、コモン電極基板２上にカラーフィルタ（４，５，
６）および遮光膜３が形成され、前記カラーフィルタ
（４，５，６）および遮光膜３の上に保護膜７が形成さ
れる。

【０００６】さらに、前記保護膜７の上に帯状の透明電
極（ＩＴＯ）からなる複数のコモン電極８が形成され
る。

【０００７】また、セグメント電極基板１は、同じくガ
ラス等から構成され、セグメント電極基板１の上に帯状
の透明電極（ＩＴＯ）からなるセグメント電極９が形成
される。

【０００８】さらに、前記セグメント電極９とコモン電
極８の上には、それぞれ絶縁膜１０と配向膜１１とが形
成される。

【０００９】図５に示すカラー液晶表示パネルは、シー
ル材１４を介して前記セグメント電極基板１とコモン電
極基板２とのを重ね合わせ、シール材の開口部（図示せ
ず）から液晶層１３を注入し、開口部をエポキシ樹脂等
で封止して組み立てられる。

【００１０】また、図６に示すように、液晶層１３には
スペーサ１２が封入される。

【００１１】なお、図５に示すカラー液晶表示パネル
は、セグメント電極基板１側からバックライト光（Ｊ）
が照射される。

【００１２】図７は、図６に示すカラー液晶表示パネル
のコモン電極８とセグメント電極９との配置関係を示す
図であり、図２に示すＡの部分の、コモン電極８とセグ
メント電極９の配置関係を示している。

【００１３】図７に示すように、コモン電極８とセグメ
ント電極９とは、互いに直交しており、また、セグメン
ト電極９は、それぞれＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青
色）用のセグメント電極（９ａ，９ｂ，９ｃ）から構成
される。

【００１４】コモン電極８と、Ｒ・Ｇ・Ｂ用のセグメン
ト電極（９ａ，９ｂ，９ｃ）との交点が１画素を構成し
ており、また、Ｒ・Ｇ・Ｂ用のセグメント電極（９ａ，
９ｂ，９ｃ）で１画素を構成するため、セグメント電極
９の幅（Ｔ２）は、コモン電極８の幅（Ｔ１）のほぼ１
／３のとなっている。

【００１５】図５に示す例では、画素数が４８０×６４
０で、１画素の大きさが、３００μｍ×３００μｍであ
り、セグメント電極９の幅（Ｔ２）およびコモン電極８
の幅（Ｔ１）は、Ｔ１＝７０μｍ、Ｔ２＝２７０μｍと
している。

【００１６】図８は、図６に示すカラー液晶表示パネル
のカラーフィルタ（４，５，６）および遮光膜３の配置
関係を説明するための図であり、図５に示すＡの部分
の、カラーフィルタ（４，５，６）および遮光膜３の配
置関係を示している。

【００１７】カラーフィルタ（４，５，６）の幅方向
は、図７に示すＲ・Ｇ・Ｂ用のセグメント電極（９ａ，
９ｂ，９ｃ）の幅と対向するように配置され、また、カ
ラーフィルタ（４，５，６）の長さ方向は、図７に示す
コモン電極８の幅と対向するように配置される。

【００１８】さらに、カラーフィルタ（４，５，６）を
取り巻くように、格子状の遮光膜３が形成されており、
したがって、格子状の遮光膜３は、コモン電極８の間、
および、セグメント電極９の間に対向する位置に配置さ
れる。

【００１９】前記図７から理解できるように、コモン電
極基板２とセグメント電極基板１とを重ね合わせてカラ
ー液晶表示パネルを構成する際に、Ｒ・Ｇ・Ｂ用のセグ
メント電極（９ａ，９ｂ，９ｃ）とコモン電極８とが重
ならない部分が形成され、その部分に接する液晶層１３
には、カラー液晶表示パネルに画像を表示するための駆
動電圧が印加されない。

【００２０】そのため、前記セグメント電極９とコモン
電極８とが重なり合わない部分からバックライト光が透
過してカラー液晶表示パネルの表面に漏れだし、カラー
液晶表示パネルのコントラストが低下する。

【００２１】これを防止するために、格子状の遮光膜３
が、カラーフィルタ（４，５，６）を取り巻くように形
成される。

【００２２】カラーフィルタ（４，５，６）の幅（Ｔ
３）、長さ（Ｔ４）、および、遮光膜３の幅（Ｔ５）
は、コモン電極８の幅（Ｔ１）、セグメント電極幅９の
幅（Ｔ２）により決定されるが、コモン電極８の幅（Ｔ
１）、セグメント電極幅９の幅（Ｔ２）が、図５に示す
例では、Ｔ１＝７０μｍ、Ｔ２＝２７０μｍであり、Ｔ
３＝７０μｍ、Ｔ４＝２７０μｍ、Ｔ５＝３０μｍとな
る。

【００２３】図８に示す遮光膜３の材料としては、酸化
クロム等の金属酸化膜、あるいは、カーボン等の黒色顔
料を分散した合成樹脂膜が使用されている。

【００２４】遮光膜３の材料として、前者の金属酸化膜
を使用すると、高い遮光率が得られるが、反面表面反射
による表示品質が劣化し、また、製造コストが高くなる
といる問題点を有している。

【００２５】また、遮光膜３の材料として、後者の黒色
顔料を分散した合成樹脂膜を使用すると、製造コストが
安価になり、表面反射も少なく表示品質の劣化もない
が、反面遮光率の低さから、前者の金属酸化膜に比べて
約１０倍以上の厚さが必要である。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】図９は、図６に示すカ
ラー液晶表示パネルの保護膜７、カラーフィルタ（４，
５，６）および遮光膜３との配置関係を、より詳細に説
明するための図である。

【００２７】カラー液晶表示パネルにおいては、遮光膜
３の上に、カラーフィルタ（４，５，６）を形成する場
合、光漏れ防止等の理由により、遮光膜３とカラーフィ
ルタ（４，５，６）を重ね合わせるようにしている。

【００２８】前記した如く、カラー液晶表示パネルの遮
光膜３として、カーボン等の黒色顔料分散した合成樹脂
膜を使用した場合に、通常１μｍ以上の膜厚が必要され
る。

【００２９】したがって、遮光膜３として、カーボン等
の黒色顔料を分散した合成樹脂を使用した場合、図９に
示すように、遮光膜３とカラーフィルタ（４，５，６）
を重ね合わせた部分と、カラーフィルタ（４，５，６）
だけの部分とでは段差１５が生じることになる。

【００３０】この段差２５は、保護膜７により平坦化を
行うことになるが、遮光膜３とカラーフィルタ（４，
５，６）を重ね合わせた部分と、カラーフィルタ（４，
５，６）だけの部分との段差は１μｍ以上であり、保護
膜７により平坦化をおこなったとしても、ＳＴＮ（Ｓｕ
ｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）型液晶で必要
とされる０．０５μｍ以下の平坦度を得ることは困難で
ある。

【００３１】また、１μｍ以上の段差１５を保護膜７の
埋め込みにより平坦化しようとすると、遮光膜３から画
素中央部に向かって、徐々に低くなるスロープ形状が裾
引き効果により発生し、画素部が平坦とはならず、保護
膜７の表面に凹凸１７が発生する。

【００３２】さらに、遮光膜３を縦方向および横方向に
形成した場合、さらに前記画素部の平坦度が悪くなる。

【００３３】前記画素部の保護膜の凹凸１７は、コモン
電極基板２とセグメント電極基板１との間に注入封止さ
れる液晶層１３のギャップ長のばらつきの原因となり、
そして、ＳＴＮ型液晶表示パネルにおける光の透過率
は、液晶層の厚さに依存するため、前記ギャップ長のば
らつきにより色むら等が生じ、カラー液晶表示パネルの
表示品質を低下させるという問題点があった。

【００３４】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表
示パネルにおいて、表示品質を向上させることが可能と
なる技術を提供することにある。

【００３５】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。

【００３７】（１）複数の第１の電極を有する一方の電
極基板と、前記複数の第１の電極に直交する複数の第２
の電極を有する他方の電極基板と、前記一方の電極基板
と他方の電極基板との間に注入封止される液晶層とを有
し、前記一方の電極基板が、遮光膜とカラーフィルタと
を有する液晶表示パネルにおいて、前記一方の電極基板
が、一方の電極基板上に形成される遮光膜と、前記遮光
膜の間に形成される平坦化膜を有し、前記カラーフィル
タが、前記遮光膜および平坦化膜の上に形成され、さら
に、前記複数の第１の電極が、前記カラーフィルタの上
に形成されてなることを特徴とする。

【００３８】（２）前記（１）の手段において、前記遮
光膜が、黒色顔料を分散した合成樹脂膜から構成され、
前記平坦化膜が、透明合成樹脂膜から構成され、さら
に、前記平坦化膜が、前記遮光膜と同じ厚さを有するこ
とを特徴とする。

【００３９】

【作用】前記各手段によれば、カラー液晶表示パネルを
構成する一方の電極基板に遮光膜を形成するとともに遮
光膜の間に平坦化膜を形成し、さらに、遮光膜および平
坦化膜の上にカラーフィルタを形成して画素部を平坦化
するようにしたので、液晶表示パネルの液晶層のギャッ
プ長を均一にすることが可能となり、液晶層のギャップ
長のばらつきにより生じる色むら等の発生を抑止するこ
とが可能となる。

【００４０】これにより、カラー液晶表示パネルの表示
品質を向上させることが可能となる。

【００４１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００４２】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００４３】図１は、本発明の一実施例であるカラー液
晶表示パネルのコモン電極基板の概略構成を示す図であ
る。

【００４４】図１において、２はコモン電極基板、３は
遮光膜、４，５，６はそれぞれＲ（赤色），Ｇ（緑
色），Ｂ（青色）の３色のカラーフィルタ、７は保護
膜、３３は平坦化膜である。

【００４５】なお、図１では、前記図６に示すコモン電
極８、絶縁膜１０、配向膜１１は省略している。

【００４６】また、セグメント電極基板の構成は、前記
図６に示すセグメント電極基板１と同じであり、さら
に、本実施例のカラー液晶表示パネルは、シール材を介
してコモン電極基板２とセグメント電極基板とを重ね合
わせ、シール材の開口部（図示せず）から液晶層を注入
し、開口部をエポキシ樹脂等で封止して組み立てられ
る。

【００４７】本実施例においても、前記図６に示す従来
例と同様、コモン電極基板２はガラス等から構成され、
コモン電極基板２上にカラーフィルタ（４，５，６）、
遮光膜３、保護膜７が形成され、さらにその上にコモン
電極、絶縁膜、配向膜が形成される。

【００４８】また、本実施例のカラー液晶表示パネルに
おいて、コモン電極、セグメント電極、カラーフィルタ
（４，５，６）および遮光膜３の配置関係も、前記図
７、８と同じである。

【００４９】本実施例では、コモン電極基板２の上に、
遮光膜３を形成した後、遮光膜３の間に平坦化膜３３を
形成するようにした点で、前記図６に示す従来例と相違
している。

【００５０】即ち、本実施例のカラー液晶表示パネルで
は、遮光膜３および前記遮光膜３の間に形成された平坦
化膜３３の上にカラーフィルタ（４，５，６）を形成す
るようにしている。

【００５１】したがって、本実施例のカラー液晶表示パ
ネルによれば、遮光膜３とカラーフィルタ（４，５，
６）を重ね合わせた部分と、カラーフィルタ（４，５，
６）だけの部分との段差が少なくなり、保護膜７の形成
時に膜厚差によるスロープ状の領域がなくなり、画素部
を平坦化することが可能となる。

【００５２】これにより、カラー液晶表示パネルの液晶
層のギャップ長を均一にすることが可能となり、液晶層
のギャップ長のばらつきにより生じる色むら等の発生を
抑止して、カラー液晶表示パネルの表示品質を向上させ
ることが可能となる。

【００５３】図２から図４は、図１に示すコモン電極基
板２の製造工程を示す図である。

【００５４】始めに、図２に示すように、遮光膜３を形
成する。

【００５５】次に、図３に示すように、前記遮光膜３の
上に、紫外線で硬化するアクリル系あるいはエポキシ系
の透明合成樹脂膜３３を形成し、背面から紫外線３０を
照射する。

【００５６】この場合、遮光膜３に形成された透明合成
樹脂膜３３は、紫外線３０で硬化されず、遮光膜３の間
の透明合成樹脂膜３３だけが紫外線３０で硬化される。

【００５７】なお、紫外線３０の照射エネルギーは、硬
化される厚さが遮光膜３と同じになるように調整する。

【００５８】その後、図４に示すように、紫外線３０で
硬化されなかった透明合成樹脂膜３３を除去し、遮光膜
３と透明合成樹脂膜３３の表面を平坦にする。

【００５９】その後、カラーフィルタ（４．５，６）、
保護膜７を形成して、前記図１に示すコモン電極基板２
を作成する。

【００６０】なお、本実施例のカラー液晶表示パネルで
は、遮光膜３を格子状に形成したが、コモン電極８の間
のみに対向する位置、あるいは、セグメント電極９の間
のみに対向する位置に配置するようにしてもよい。

【００６１】また、コモン電極８あるいはセグメント電
極９を２つに分割、例えば、上下方向、あるいは、左右
方向に分割することも可能である以上、本発明を実施例
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更し得ることは言うまでもない。

【００６２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００６３】（１）本発明によれば、カラー液晶表示パ
ネルを構成する一方の電極基板に遮光膜を形成するとと
もに遮光膜の間に平坦化膜を形成し、さらに、遮光膜お
よび平坦化膜の上にカラーフィルタを形成して画素部を
平坦化するようにしたので、液晶表示パネルの液晶層の
ギャップ長を均一にすることが可能となり、液晶層のギ
ャップ長のばらつきにより生じる色むら等の発生を抑止
することが可能となる。

【００６４】これにより、カラー液晶表示パネルの表示
品質を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるカラー液晶表示パネル
のコモン電極基板２の概略構成を示す図である。

【図２】図１に示すコモン電極基板２の製造工程を示す
図である。

【図３】図１に示すコモン電極基板２の製造工程を示す
図である。

【図４】図１に示すコモン電極基板２の製造工程を示す
図である。

【図５】従来の単純マトリックス形カラー液晶表示装置
に使用されるカラー液晶表示パネルの概略構成を示す斜
視図である。

【図６】図５に示すカラー液晶表示パネルを図中Ｂ−
Ｂ’線で切断した断面図である。

【図７】図６に示すカラー液晶表示パネルのコモン電極
８とセグメント電極９との配置関係を示す図である。

【図８】図６に示すカラー液晶表示パネルのカラーフィ
ルタ（４，５，６）および遮光膜３の配置関係を説明す
るための図である。

【図９】図６に示すカラー液晶表示パネルの保護膜７、
カラーフィルタ（４，５，６）および遮光膜３との配置
関係を、より詳細に説明するための図である。

【符号の説明】

１…セグメント電極基板、２…コモン電極基板、３…遮
光膜、４，５，６…Ｒ（赤色），Ｇ（緑），Ｂ（青）の
３色のカラーフィルタ、７…保護膜、８…コモン電極、
９…セグメント電極、１０…絶縁膜、１１…配向膜、１
２…スぺーサ、１３…液晶層、３０…紫外線、３３…平
坦化膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の第１の電極を有する一方の電極基
板と、前記複数の第１の電極に直交する複数の第２の電
極を有する他方の電極基板と、前記一方の電極基板と他
方の電極基板との間に注入封止される液晶層とを有し、
前記一方の電極基板が、遮光膜とカラーフィルタとを有
する液晶表示パネルにおいて、前記一方の電極基板が、
一方の電極基板上に形成される遮光膜と、前記遮光膜の
間に形成される平坦化膜を有し、前記カラーフィルタ
が、前記遮光膜および平坦化膜の上に形成され、さら
に、前記複数の第１の電極が、前記カラーフィルタの上
に形成されてなることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】前記遮光膜が、黒色顔料を分散した合成
樹脂膜から構成され、前記平坦化膜が、透明合成樹脂膜
から構成され、さらに、前記平坦化膜が、前記遮光膜と
同じ厚さを有することを特徴とする請求項１に記載され
た液晶表示パネル。