JP2008015374A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造歩留まりの低下を招くことなく、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 表示画素ＰＸのそれぞれに画素電極２３０を備えた第１基板２００と、画素電極２３０のそれぞれに対向した対向電極３３０を備えた第２基板３００と、液晶材料を注入するための注入口１１１を確保するとともにアクティブエリアを囲むシール部１１５に配置され第１基板２００と第２基板３００とを貼り合わせるシール材１１０と、第１基板２００と第２基板３００との間に保持された液晶材料からなる液晶層４００と、注入口１１１を挟んで対向するシール部１１５Ａ及び１１５Ｂに跨って配置され対向する基板との間にギャップを形成する突起１４０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、一対の基板間に封止される液晶材料を注入するための注入口を備えた液晶表示装置に関する。

平面表示装置として代表的な液晶表示装置は、シール材を介して貼り合わせられたアレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持して構成された液晶表示パネルを備えている。この液晶表示パネルは、マトリクス状の表示画素によって構成されたアクティブエリアを備えている。

シール材は、液晶材料を注入するための注入口を確保するように配置されている。液晶層は、アレイ基板と対向基板との間の間隙に注入口から液晶材料を注入した後に、封止材によって注入口を封止することによって形成されている。このような構成の液晶表示パネルにおいて、注入口から液晶材料を注入する際、異物が混入するおそれがある。特に、金属片などの導電性の異物が混入した液晶材料が注入されると、配線間でのショートを生じさせることがある。このようなショートは、表示品位の低下を招く。

このような課題に対して、例えば特許文献１には、異物混入に基づくショートを防止する構成が開示されている。
特開平０８−１８４８１９号公報

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造歩留まりの低下を招くことなく、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することにある。

この発明の態様による液晶表示装置は、
複数の表示画素によって構成されたアクティブエリアを備え、
前記表示画素のそれぞれに画素電極を備えた第１基板と、
前記画素電極のそれぞれに対向した対向電極を備えた第２基板と、
液晶材料を注入するための注入口を確保するとともに前記アクティブエリアを囲むシール部に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶材料からなる液晶層と、
前記注入口を挟んで対向する前記シール部に跨って配置され、対向する基板との間にギャップを形成する突起と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、製造歩留まりの低下を招くことなく、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、特に液晶表示装置について図面を参照して説明する。

図１に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１００を備えている。すなわち、液晶表示パネル１００は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）２００及び対向基板（第２基板）３００と、アレイ基板２００と対向基板３００との間に保持された液晶層４００と、によって構成されている。これらのアレイ基板２００と対向基板３００とは、シール材１１０によって貼り合わせられ、これらの間に液晶層４００を保持するための所定のギャップを形成する。液晶表示パネル１００は、シール材１１０によって囲まれた内側に画像を表示するアクティブエリア１２０を備えている。このアクティブエリア１２０は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板２００は、アクティブエリア１２０において、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）と、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）と、各表示画素ＰＸにおける信号線Ｘと走査線Ｙとの交差部に配置されたスイッチ素子２２０と、各表示画素ＰＸのスイッチ素子２２０に接続された画素電極２３０と、を備えている。

スイッチ素子２２０のゲート電極２２２は、走査線Ｙに接続されている（あるいは、ゲート電極２２２は、走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のソース電極２２５は、信号線Ｘに接続されている（あるいは、ソース２２５は、信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のドレイン電極２２７は、画素電極２３０に接続されている。

対向基板３００は、アクティブエリア１２０において、複数の表示画素ＰＸに共通の対向電極３３０を備えている。

また、液晶表示パネル１００は、アクティブエリア１２０の外側に位置する外周部１３０に配置された接続部１３１を備えている。この接続部１３１は、信号供給源として機能する駆動ＩＣチップやフレキシブル配線基板と接続可能である。図１に示した例では、接続部１３１は、対向基板３００の端部３００Ａより外方に延在したアレイ基板２００の延在部２００Ａ上に配置されている。

アクティブエリア１２０に配置された走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）のそれぞれは、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。また、信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）のそれぞれも同様に、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。

次に、アレイ基板２００及び対向基板３００の構造をより詳細に説明する。

図２に示すように、アレイ基板２００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１０を用いて形成される。スイッチ素子２２０は、例えば、アモルファスシリコン膜や多結晶シリコン膜などの半導体層２２１を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチ素子２２０は、層間絶縁膜２４０である有機絶縁膜（ハードレジンコート）によって覆われている。

画素電極２３０は、層間絶縁膜２４０の上に配置され、この層間絶縁膜２４０に形成されたコンタクトホールを介してスイッチ素子２２０のドレイン電極２２７と電気的に接続されている。バックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。また、外光を選択的に反射して画像を表示する反射型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やモリブデン（Ｍｏ）などの光反射性を有する導電性部材によって形成されている。

対向基板３００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板３１０を用いて形成される。

カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１００は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。

図２に示した実施の形態においては、対向基板３００は、アクティブエリア１２０において、絶縁基板３１０の一方の主面（表面）上に、表示画素ＰＸ毎に配置されたカラーフィルタ層３２０(Ｒ、Ｇ、Ｂ)を備えている。これらのカラーフィルタ層３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）にそれぞれ着色された複数の着色樹脂によって形成されている。すなわち、対向基板３００は、絶縁基板３１０上に、赤色画素ＰＸＲに対応して赤色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる赤色カラーフィルタ層３２０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧに対応して緑色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる緑色カラーフィルタ層３２０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢに対応して青色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる青色カラーフィルタ層３２０Ｂを備えている。

また、対向基板３００は、アクティブエリア１２０を囲むように配置された枠状の遮光膜３２５を備えている。この遮光膜３２５は、例えば、黒色の樹脂材料によって形成されている。対向電極３３０は、アクティブエリア１２０において、カラーフィルタ層３２０上に配置されている。この対向電極３３０は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。

これらのアレイ基板２００及び対向基板３００の表面は、液晶層４００に含まれる液晶分子の配向を制御するための配向膜２５０及び３５０によってそれぞれ覆われている。また、アレイ基板２００及び対向基板３００の外面には、それぞれ液晶層４００の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板２６０及び３６０が設けられている。

ところで、図１に示すように、シール材１１０は、液晶材料を注入するための注入口１１１を確保した状態でアレイ基板２００と対向基板３００との間に配置される。すなわち、シール材１１０は、例えば熱硬化性樹脂などの樹脂材料によって形成され、液晶表示パネル１００を構成する一方の基板、例えばアレイ基板２００のアクティブエリア１２０を囲むとともに注入口１１１を形成するように塗布される。その後、他方の基板、例えば対向基板３００をアレイ基板２００に対向配置した状態で、一対の基板を貼り合わせる方向に加圧しながら加熱する。これにより、シール材１１０が硬化し、アレイ基板２００と対向基板３００とが貼り合わせられる。その後、さらに、注入口１１１から液晶材料を注入する。その後、封止材１１２として、例えば紫外線硬化型樹脂などの感光性樹脂を注入口１１１に塗布し、紫外線を照射することにより液晶材料が封止される。これにより、アレイ基板２００と対向基板３００との間に保持された液晶層４００が形成される。

次に、注入口１１１及びその付近の構造についてより詳細に説明する。

図３及び図４に示すように、液晶表示パネル１００は、アクティブエリア１２０と、このアクティブエリア１２０を囲むシール部１１５と、を備えている。シール材１１０は、シール部１１５に配置されている。シール部１１５は、注入口１１１を確保するように形成されている。

この実施の形態においては、液晶表示パネル１００は、注入口１１１を挟んで対向するシール部１１５Ａ及び１１５Ｂに跨って配置された突起１４０を備えている。すなわち、シール部１１５は、一連のループ状に形成されている。このシール部１１５の両端部１１５Ａ及び１１５Ｂは、液晶表示パネル１００の端部１００Ｅに引き出されており、注入口１１１を確保するために所定の間隔をおいて対向配置されている。

突起１４０は、シール部１１５の両端部１１５Ａ及び１１５Ｂにわたって配置されている。しかも、この突起１４０は、対向する基板との間にギャップＧを形成している。このギャップＧは、実質的に注入口１１１から注入された液晶材料が一対の基板間に流れ込む流路として機能する。図４に示した例では、突起１４０は、対向基板３００の遮光膜３２５上に配置されており、アレイ基板２００の表面との間にギャップＧを形成している。

このような構成により、液晶材料の注入過程において、液晶材料に異物が混入した場合であっても、異物が突起１４０に捕らえられ、液晶表示パネル１００の内部（つまりアクティブエリアやその周辺の配線上）への異物の進入を抑制することができる。しかも、このような構成により、注入口１１１に封止材１１２を塗布した際に、突起１４０が障壁となって、封止材１１２が液晶表示パネル１００の内部に必要以上に入り込むことを防止することができる。

したがって、異物の進入によるショートの発生を防止することができ、製造歩留まりの低下を抑制できるとともに表示品位を改善することが可能となる。

なお、突起１４０とともにカラーフィルタ層３２０が同一基板上に備えられている構成においては、突起１４０は、カラーフィルタ層３２０と同一材料によって形成しても良い。図４に示した例では、対向基板３００は、突起１４０及びカラーフィルタ層３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えている。このような構成例では、突起１４０は、カラーフィルタ層３２０(Ｒ、Ｇ、Ｂ)の少なくとも１つを用いて形成しても良い。これにより、突起１４０を形成するための別途の工程が不要となり、製造コストの増大を抑制することができる。

また、突起１４０と対向する基板との間のギャップＧは、進入を阻止しようとする異物の統計的な大きさに基づき決定されることが望ましいが、極端に小さく設定すると液晶注入効率が低下してしまうため、これらの関係を考慮して設定される。ギャップＧの大きさは、突起１４０の高さによって調整可能である。

例えば、突起１４０をカラーフィルタ層３２０と同一材料によって形成する場合、図５に示すように、突起１４０は、複数の着色樹脂３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を積層することによって形成しても良い。このように、積層する着色樹脂の層数に応じて突起１４０の高さを調整することができ、ギャップＧの大きさを調整することが可能となる。

また、突起１４０は、図６に示すように、略平行に複数個ならんで配置しても良い。このような構成により、さらに異物の進入を効果的に阻止することが可能となる。なお、このように複数列の突起１４０を並べて配置する場合には、全てが同一の高さでなくてもよい。例えば、液晶表示パネル１００の端部１００Ｅ側から順に高さが低くなるように形成しても良い。これにより、よりアクティブエリアから離れた部分で異物を捕らえることが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、アレイ基板２００がアクティブエリア３２０において画素ＰＸ毎に配置されたカラーフィルタ層３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えたカラーフィルタ・オン・アレイ（ＣＯＡ）構造を採用した場合には、突起１４０は、アレイ基板２００側に備えられても良い。

図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示した液晶表示パネルにおいて、注入口付近の構造を概略的に示す平面図である。 図４は、図３に示した液晶表示パネルをＡ−Ａ線で切断した構造を示す概略的に示す断面図である。 図５は、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な突起の他の構成例を概略的に示す断面図である。 図５は、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な突起の他の構成例を概略的に示す平面図である。

符号の説明

ＰＸ…表示画素
Ｙ…走査線
Ｘ…信号線
Ｇ…ギャップ
１００…液晶表示パネル
１００Ｅ…端部
１１０…シール材
１１１…注入口
１１２…封止材
１１５（Ａ、Ｂ）…シール部
１２０…アクティブエリア
１４０…突起
２００…アレイ基板
２１０…絶縁基板
２２０…スイッチ素子
２３０…画素電極
２４０…層間絶縁膜
２５０…配向膜
２６０…偏光板
３００…対向基板
３１０…絶縁基板
３２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層
３２５…遮光膜
３３０…対向電極
４００…液晶層

Claims (4)

1. 複数の表示画素によって構成されたアクティブエリアを備え、
   前記表示画素のそれぞれに画素電極を備えた第１基板と、
   前記画素電極のそれぞれに対向した対向電極を備えた第２基板と、
   液晶材料を注入するための注入口を確保するとともに前記アクティブエリアを囲むシール部に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶材料からなる液晶層と、
   前記注入口を挟んで対向する前記シール部に跨って配置され、対向する基板との間にギャップを形成する突起と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１基板または前記第２基板は、前記突起を備え、さらに、アクティブエリアにおいて画素毎に配置されたカラーフィルタ層を備え、
   前記突起は、前記カラーフィルタ層と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記カラーフィルタ層は、複数の着色樹脂からなり、
   前記突起は、複数の着色樹脂を積層することによって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記突起は、略平行に複数個ならんで配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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