JPH10197877A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10197877A
JPH10197877A JP35842396A JP35842396A JPH10197877A JP H10197877 A JPH10197877 A JP H10197877A JP 35842396 A JP35842396 A JP 35842396A JP 35842396 A JP35842396 A JP 35842396A JP H10197877 A JPH10197877 A JP H10197877A
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JP
Japan
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color filter
liquid crystal
transparent substrate
display device
shielding film
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JP35842396A
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Norihiro Arai
則博 荒井
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサの分散密度を確実に均一にすること
ができる上、外力を受けてもスペーサが移動しないよう
にすることができ、さらにコントラストを良くすること
ができるようにすることである。 【解決手段】 下透明基板1上の所定の箇所に設けられ
た樹脂ブラックからなる遮光膜6の所定の部分と上透明
基板11下の所定の箇所に設けられた3層のカラーフィ
ルタ要素R、G、Bとは互いに重ね合わされ、この重ね
合わされた部分によって柱状のスペーサ18が構成され
ている。この場合、遮光膜6の膜厚を1〜2μm程度と
し、カラーフィルタ要素R、G、Bの単一層の膜厚を
1.5μm程度とすると、セルギャップは4〜5μm程
度となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、相対向する面
に配向膜が設けられたガラスや樹脂等からなる2枚の透
明基板をシール材を介して貼り合わせ、シール材の内側
における両透明基板の配向膜間に液晶を封入し、かつ両
透明基板の配向膜間に一定寸法のシリカガラスや樹脂等
の球状の粒子からなるスペーサを介在させた構造となっ
ている。この場合、スペーサを介在させるのは、両透明
基板間の間隔(セルギャップ)を精度良く一定に保ち、
液晶の表示特性を均一とするためである。両透明基板の
配向膜間にスペーサを介在させる方法としては、一方の
透明基板上に設けられた配向膜の表面にスペーサをスプ
レーで噴霧状に散布する方法が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような液晶表示装置では、スペーサをスプレーで噴
霧状に散布する際に均一に散布しがたく、このためセル
ギャップが不均一となり、表示品質が低下することがあ
るという問題があった。また、一方の透明基板上に設け
られた配向膜の表面にスペーサをただ単に散布している
だけであるので、透明基板に外力が加わったとき、流動
性を有する液晶と共にスペーサが移動してスペーサの分
散密度が変化し、ひいてはセルギャップが不均一とな
り、表示品質が低下することがあるという問題があっ
た。また、スペーサの移動により配向膜の表面に傷が付
き、液晶の配向不良により表示品質が低下することがあ
るという問題があった。さらに、シリカガラス等からな
るスペーサ自体が常に白く光ることや球状のスペーサの
近辺における液晶の配向が乱れることにより、コントラ
ストが低下するという問題もあった。この発明の課題
は、スペーサの分散密度を確実に均一にすることができ
る上、外力を受けてもスペーサが移動しないようにする
ことができ、さらにコントラストを良くすることができ
るようにすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、2枚の透明
基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置において、前
記2枚の透明基板のうち一方の透明基板の他方の透明基
板との対向面上に設けられた樹脂ブラックからなる遮光
膜と、前記他方の透明基板の前記一方の透明基板との対
向面上に設けられた複数色のカラーフィルタ要素とを具
備し、前記複数色のカラーフィルタ要素は前記遮光膜の
所定の部分と対向する箇所において複数層とされ、この
複数層の部分と前記遮光膜とが互いに重ね合わされ、こ
の重ね合わされた部分によって柱状のスペーサを構成し
たものである。
【0005】この発明によれば、一方の透明基板の所定
の箇所に設けられた遮光膜と他方の透明基板の所定の箇
所に設けられた複数層のカラーフィルタ要素とによって
スペーサを構成しているので、スペーサを所定の箇所に
確実に分散させることができ、したがってスペーサの分
散密度を確実に均一にすることができ、かつ外力を受け
てもスペーサが移動しないようにすることができる。ま
た、遮光膜と複数層のカラーフィルタ要素とによって柱
状のスペーサを構成しているので、スペーサ自体が白く
光ることがなく、またスペーサの近辺における液晶の配
向が乱れることもなく、したがってコントラストを良く
することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態にお
ける液晶表示装置の要部を示したものである。この液晶
表示装置はガラスや樹脂等からなる下透明基板1及び上
透明基板11を備えている。下透明基板1の上面にはI
TOからなる画素電極2及びスイッチング素子としての
薄膜トランジスタ3がマトリックス状に設けられ、その
上面にはオーバーコート膜4が設けられている。この場
合、下透明基板1上には走査ライン(図示せず)及び信
号ライン5がマトリックス状に設けられている。そし
て、走査ラインは薄膜トランジスタ3のゲート電極に接
続され、信号ライン5は薄膜トランジスタ3のドレイン
電極に接続され、薄膜トランジスタ3のソース電極は画
素電極2に接続されている。
【0007】オーバーコート膜4の上面には、走査ライ
ン、信号ライン5、薄膜トランジスタ3及び画素電極2
の周辺部を被うように、遮光膜6が所定のパターンで例
えば格子状に設けられている。この場合、遮光膜6は、
アクリル系樹脂等の樹脂中に黒色顔料またはカーボンを
分散してなる樹脂ブラックによって膜厚1〜2μm程度
に形成されている。遮光膜6及びオーバーコート膜4の
上面には配向膜7が設けられている。
【0008】一方、上ガラス基板11の下面には赤、
緑、青の3色のカラーフィルタ要素R、G、Bが設けら
れている。この場合、カラーフィルタ要素R、G、B
は、各色の顔料を含有するカラーレジストを用いた分散
法により膜厚1.5μm程度に形成されているが、所定
の箇所において3層とされている。
【0009】ここで、この場合のカラーフィルタ要素
R、G、Bの形成方法について説明する。まず、例えば
図2に示すようなフォトマスク12を用意する。このフ
ォトマスク12は、デルタ配列等といわれるタイプのカ
ラーフィルタを形成するためのもので、一のカラーフィ
ルタ要素形成領域に対応する部分に第1の開口部13を
有し、また薄膜トランジスタ3形成領域に対応する部分
に第2の開口部14を有する構造となっている。
【0010】そして、このフォトマスク12を用いてフ
ォトリソグラフィを3回行うことにより、3色のカラー
フィルタ要素R、G、Bをこの順で形成する。すると、
Rフィルタ要素形成領域の第1層目にはRレジストのみ
が形成され、このRレジスト下の薄膜トランジスタ3形
成位置に対応する部分にはGレジスト及びBレジストが
この順で形成される。Gフィルタ要素形成領域の第1層
目には、薄膜トランジスタ3形成領域に対応する部分に
Rレジストが形成され、それ以外の部分にGレジストが
形成され、そしてこの場合のRレジスト下にはGレジス
ト及びBレジストがこの順で形成される。Bフィルタ要
素形成領域の第1層目には、薄膜トランジスタ3形成領
域に対応する部分にRレジストが形成され、それ以外の
部分にBレジストが形成され、そしてこの場合のRレジ
スト下にはGレジスト及びBレジストがこの順で形成さ
れる。
【0011】このようにして所定の箇所を3層とされた
カラーフィルタ要素R、G、Bの下面にはITOからな
る共通電極15が設けられ、その下面には配向膜16が
設けられている。そして、下透明基板1と上透明基板1
1は図示しないシール材を介して互いに貼り合わされ、
シール材の内側における両透明基板1、11の配向膜
7、16間には液晶17が封入されている。この場合、
3層とされたカラーフィルタ要素R、G、Bの部分と薄
膜トランジスタ3上に設けられた遮光膜6の部分とは互
いに重ね合わされ、この重ね合わされた部分によって柱
状のスペーサ18が構成されている。
【0012】このように、この液晶表示装置では、下透
明基板1上の所定の箇所に設けられた遮光膜6と上透明
基板11下の所定の箇所に設けられた3層のカラーフィ
ルタ要素R、G、Bとによってスペーサ18を構成して
いるので、スペーサ18を所定の箇所に確実に分散させ
ることができる。この結果、例えば単位面積当たりのス
ペーサ18の配置数を一定にすることができ、したがっ
てスペーサ18の分散密度を確実に均一にすることがで
きる。また、外力を受けてもスペーサ18が移動しない
ようにすることができる。以上の結果、液晶の表示特性
を均一にすることができる。また、遮光膜6と3層のカ
ラーフィルタ要素R、G、Bとによって柱状のスペーサ
18を構成しているので、スペーサ18自体が白く光る
ことがなく、またスペーサ18の近辺における液晶17
の配向が乱れることもなく、したがってコントラストを
良くすることができる。
【0013】ここで、セルギャップについて説明する。
上述のように、遮光膜6の膜厚は1〜2μm程度であ
り、カラーフィルタ要素R、G、Bの単一層の膜厚は
1.5μm程度であるので、セルギャップは4〜5μm
程度となる。なお、複数層のカラーフィルタ要素R、
G、Bの部分はBレジストまたはGレジストを形成せず
に2層としてもよい。この場合、セルギャップは2.5
〜3.5μm程度となる。
【0014】ところで、遮光膜6と3層のカラーフィル
タ要素R、G、Bとからなるスペーサ18は、当然のこ
とながら、遮光膜6及びカラーフィルタ要素R、G、B
を形成するだけで形成することができ、したがって製造
工程数が増加しないようにすることができる。しかも、
従来のようにスペーサを散布する必要がないので、その
分だけ逆に製造工程数を少なくすることができる。
【0015】なお、上記実施形態では、薄膜トランジス
タ3上に設けられた遮光膜6と3層とされたカラーフィ
ルタ要素R、G、Bとによってスペーサ18を構成した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、遮光膜6が設けられた部分であればどこでもよい。
【0016】また、上記実施形態では、下透明基板1上
に遮光膜6を設け、上透明基板11下にカラーフィルタ
要素R、G、Bを設けた場合について説明したが、これ
は逆であってもよい。この場合、図3に示すように構成
してもよい。すなわち、下透明基板1上には薄膜トラン
ジスタ2及び信号ライン5等が設けられ、その上面には
オーバーコート膜4が設けられ、その上面には一部を3
層とされたカラーフィルタ要素R、G、Bが設けられ、
第1層のカラーフィルタ要素R、G、Bの上面には画素
電極2が設けられ、その上面全体には配向膜7が設けら
れている。この場合、画素電極2は、第1層のカラーフ
ィルタ要素R、G、B及びオーバーコート膜4に形成さ
れたコンタクトホール内に設けられた接続部2aを介し
て、薄膜トランジスタ3のソース電極に接続されてい
る。一方、上透明基板11の下面には遮光膜6が設けら
れ、その下面には共通電極15が設けられ、その下面に
は配向膜16が設けられている。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、遮光膜と複数層のカラーフィルタ要素とからなるス
ペーサを所定の箇所に確実に分散させることができるの
で、スペーサの分散密度を確実に均一にすることがで
き、かつ外力を受けてもスペーサが移動しないようにす
ることができ、ひいては液晶の表示特性を均一にするこ
とができる。また、遮光膜と複数層のカラーフィルタ要
素とによって柱状のスペーサを構成しているので、スペ
ーサ自体が白く光ることがなく、またスペーサの近辺に
おける液晶の配向が乱れることもなく、したがってコン
トラストを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態における液晶表示装置の
要部の断面図。
【図2】カラーフィルタ要素を形成する際に使用するフ
ォトマスクの平面図。
【図3】この発明の他の実施形態における液晶表示装置
の要部の断面図。
【符号の説明】
1 下透明基板 2 画素電極 3 薄膜トランジスタ 6 遮光膜 11 上透明基板 15 共通電極 17 液晶 18 スペーサ R、G、B カラーフィルタ要素

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の透明基板間に液晶を封入してなる
    液晶表示装置において、前記2枚の透明基板のうち一方
    の透明基板の他方の透明基板との対向面上に設けられた
    樹脂ブラックからなる遮光膜と、前記他方の透明基板の
    前記一方の透明基板との対向面上に設けられた複数色の
    カラーフィルタ要素とを具備し、前記複数色のカラーフ
    ィルタ要素は前記遮光膜の所定の部分と対向する箇所に
    おいて複数層とされ、この複数層の部分と前記遮光膜と
    が互いに重ね合わされ、この重ね合わされた部分によっ
    て柱状のスペーサが構成されていることを特徴とする液
    晶表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記一方
    の透明基板の前記他方の透明基板との対向面上に画素電
    極及びスイッチング素子が設けられ、その上に前記遮光
    膜が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の発明において、前記スペ
    ーサを構成する部分における前記遮光膜の少なくとも一
    部は前記スイッチング素子上に設けられていることを特
    徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記複数色のカラーフィルタ要素は赤、緑、青
    の3色のカラーフィルタ要素からなり、前記スペーサを
    構成する部分における前記カラーフィルタ要素の層数は
    2層または3層であることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の発明に
    おいて、前記遮光膜の膜厚は1〜2μm程度であり、前
    記カラーフィルタ要素の単一層の膜厚は1.5μm程度
    であることを特徴とする液晶表示装置。
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