JPH09197412A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサが画素開口部に分散配置、あるい
は、凝集されるのを防止して、液晶表示パネルの表示品
質を向上させた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極基板と、前記一対の電極基板
間に注入封止される液晶層（１０）と、前記液晶層の中
に分散配置されるスペーサ（８）とを有し、前記一対の
電極基板のいずれか一方の電極基板が遮光膜（３）およ
びカラーフィルタ（４ａ，４ｂ，４ｃ）を備えた液晶表
示パネルを具備する液晶表示装置において、前記一対の
電極基板のいずれか一方の電極基板の前記液晶層と接す
る面の、前記遮光膜と相対向する位置にドット状の接着
層（１６）を形成し、前記接着層により前記スペーサを
前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の前記液
晶層と接する面に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
わり、特に、画素開口部にスペーサが分散配置あるいは
凝集されるのを防止した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置としては、ストライ
プ状のＸＹ電極の交点の画素を駆動する単純マトリクス
型液晶表示装置と、画素毎に能動素子（例えば、薄膜ト
ランジスタ）を有しこの能動素子をスイッチング駆動す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置に大別される。

【０００３】図１３は、従来の単純マトリクス形液晶表
示装置に使用されるカラーＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉ
ｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の液晶表示パネルの概
略構成を示す断面図である。

【０００４】図１４は、図１３に示すカラーＳＴＮ方式
の液晶表示パネルの１画素とその周辺を示す平面図であ
り、また、図１５は、図１４に示すＣ−Ｃ’切断線にお
ける断面を示す断面図である。

【０００５】図１３ないし図１５において、１，２はガ
ラス基板、３は遮光膜、４ａ，４ｂ，４ｃ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、５は保護膜、６，７は配向膜、８はスぺーサ、９
はシール材、１０は液晶層、１１，１２は偏光板、１３
はセグメント電極、１４はコモン電極、１５は位相差板
である。

【０００６】従来のカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネル
装置においては、液晶層１０を基準にして、ガラス基板
１側には帯状の透明導電膜（ＩＴＯ）からなる複数のセ
グメント電極１３が形成され、ガラス基板２側には帯状
の透明導電膜（ＩＴＯ）からなる複数のコモン電極１４
が形成される。

【０００７】ガラス基板１の内側（液晶層側）には、複
数のセグメント電極１３、配向膜７とが順次積層され、
ガラス基板２の内側（液晶層側）には、カラーフィルタ
（４ａ，４ｂ，４ｃ）および遮光膜３、保護膜５、複数
のコモン電極１４、配向膜６とが順次積層される。

【０００８】また、ガラス基板１の外側には、偏光板１
１および位相差板１５が形成され、ガラス基板２の外側
には、偏光板１２が形成される。

【０００９】前記ガラス基板２、遮光膜３、カラーフィ
ルタ（４ａ，４ｂ，４ｃ）、保護膜５、コモン電極１
４、配向膜６および偏光板１２が、コモン電極基板を構
成し、また、ガラス基板１、セグメント電極１３、配向
膜７、偏光板１１および位相差板１５が、セグメント電
極基板を構成する。

【００１０】コモン電極１４は図１４では左右方向に延
在し、上下方向に複数本配置され、また、セグメント電
極１３は図１４では上下方向に延在し、左右方向に複数
本配置される。

【００１１】ここで、セグメント電極１３は、それぞれ
Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）用のセグメント電
極から構成される。

【００１２】また、カラーフィルタ（４ａ，４ｂ，４
ｃ）を取り巻くように、格子状の遮光膜３が形成され、
したがって、格子状の遮光膜３は、コモン電極１４の
間、および、セグメント電極１３の間に対向する位置に
配置される。

【００１３】さらに、図１３に示すように、液晶層１０
には、液晶層１０の厚さを均一に保つためのスペーサ８
が封入される。

【００１４】ここで、スペーサ８としては、一般的に
は、ガラスファイバー、アルミナビーズ、プラスチック
ビーズ、シリカビーズ等が使用される。

【００１５】また、液晶表示パネルの表示画質の関係か
ら、液晶表示パネルの使用状況、即ち、通常白地表示画
面（ノーマリホワイト）を利用する場合には、スペーサ
８としては透明なスペーサ８を、通常黒地表示画面（ノ
ーマリブラック）を利用する場合には、スペーサ８とし
ては黒色のスペーサ８を使用して、表示画質を向上させ
るようにしている。

【００１６】また、前記スペーサ８は、スピンコート
法、スプレー分散法等により配向膜（６，７）の上に分
散配置されるが、量産性および大形の電極基板に対する
難易度の面からスプレー分散法が幅広く使用されてい
る。

【００１７】このスプレー分散法とは、ガラスファイバ
ー、アルミナビーズ、プラスチックビーズ、あるいは、
シリカビーズなどの微粒子を、アルコール、フロン等の
揮発性溶液に、所定の割合で混合した揮発性分散液をス
プレーを用いて、配向膜の上に分散した後、揮発性溶液
を蒸発させて、スペーサとなる微粒子のみを配向膜の上
に分散配置する方法である。

【００１８】図１６、図１７は、前記図１３ないし図１
５に示す液晶表示パネルの製造方法の一例を説明するた
めの要部断面図である。

【００１９】なお、図１６、図１７に示す製造方法は、
スペーサ８の分散配置方法としてスプレー分散法を使用
した方法である。

【００２０】次に、前記図１３ないし図１５に示すカラ
ーＳＴＮ方式の液晶表示パネルの製造方法について図１
６、図１７を用いて説明する。

【００２１】（１）工程１ ガラス基板１およびガラス基板２を洗浄する。

【００２２】（２）工程２ ガラス基板２の表面に遮光膜３を形成する。

【００２３】（３）工程３ 遮光膜３の開口部にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ（４
ａ，４ｂ，４ｃ）を形成する。

【００２４】（４）工程４ 遮光膜３およびカラーフィルタ（４ａ，４ｂ，４ｃ）の
上に保護膜５を形成する。

【００２５】（５）工程５ ガラス基板２の保護膜５の上にコモン電極１４、また、
ガラス基板１上にセグメント電極１３を形成する。

【００２６】（６）工程６ ガラス基板１上のセグメント電極１３、および、ガラス
基板２上のコモン電極１４の表面を含む、ガラス基板１
およびガラス基板２の有効面全体に配向膜（６，７）を
形成した後、ラビング処理を施す。

【００２７】（７）工程７ ガラス基板１の配向膜７（あるいはガラス基板２の配向
膜６）の表面上にアルコール系溶剤にスペーサ８を分散
させた分散液を吹き付け、スペーサ８が２００〜３００
個／ｍｍ２になるように分散配置する。

【００２８】（８）工程８ ガラス基板２の外周辺部にシール剤９を塗布する。

【００２９】（９）工程９ ガラス基板１とガラス基板２とのパターン面を合わせ、
ガラス基板（１，２）の外面を加圧αした状態で加熱し
シール材９を硬化させガラス基板１とガラス基板２とを
接着シールする。

【００３０】（１０）工程１０ シール材９の開口部（図示せず）から液晶層１０を注入
し、開口部をエポキシ樹脂等で封止し、その後、ガラス
基板１の外側に、偏光板１１および位相差板１５を形成
し、また、ガラス基板２の外側に、偏光板１２を形成す
る。

【００３１】図１８は、従来のアクティブマトリクス型
液晶表示装置に使用されるカラーＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆ
ｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）方式の液晶表示パネル
の１画素とその周辺を示す平面図であり、また、図１９
は、図１８に示すＤ−Ｄ’切断線における断面を示す断
面図である。

【００３２】図１８、図１９において、１０１，１０２
はガラス基板（ＳＵＢ１、ＳＵＢ２）、１０３は遮光膜
（ＢＭ）、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ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（ＦＩＬ（Ｒ），ＦＩＬ（Ｇ），ＦＩＬ（Ｂ））、
１０５，１１５は保護膜（ＰＳＶ１，ＰＳＶ２）、１０
６，１０７は配向膜（ＯＲＩ１，ＯＲＩ２）、１１０は
液晶層（ＬＣ）、１１１，１１２は偏光板（ＰＯＬ１，
ＰＯＬ２）、１１３は画素電極（ＩＴＯ１）、１１４は
コモン電極（ＩＴＯ２）、１１６はゲート電極（Ｇ
Ｔ）、１１７はソース電極（ＳＤ１）、１１８はドレイ
ン電極（ＳＤ２）、１１９はアモルファスシリコン（Ａ
Ｓ）、１２０ａ，１２０ｂは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ
１，ＴＦＴ２）、１２１はデータライン（ＤＬ）、１２
２はゲートライン（ＧＬ）、１２３は保持容量（Ｃａｄ
ｄ）、１２４は絶縁膜（ＧＩ）、１２５，１２６，１２
７，１２８は酸化シリコン膜（ＳＩＯ）である。

【００３３】図１８、図１９に示すカラーＴＦＴ方式の
液晶表示パネルにおいて、各画素は隣接する２本の走査
信号線（ゲートライン（ＧＬ））と、隣接する２本の映
像信号線はデータライン（ＤＬ））との交差領域（４本
の信号線で囲まれた領域）内に配置され、各画素は、２
個の薄膜トランジスタ（１２０ａ，１２０ｂ）と、画素
電極１１３および保持容量１２３を含んでいる。

【００３４】ゲートライン１２２は図１８では左右方向
に延在し、上下方向に複数本配置され、また、データラ
イン１２１は図１８では上下方向に延在し、左右方向に
複数本配置される。

【００３５】各薄膜トランジスタ（１２０ａ，１２０
ｂ）は、ゲート電極１１６と、ゲート絶縁膜として用い
られる絶縁膜１２４と、アモルファスシリコン１１９
と、ソース電極１１７と、ドレイン電極１１８とを有す
る。

【００３６】ゲート電極１１６は、ゲートライン１２２
から垂直方向に突出する形で、ゲートライン１２２と連
続して一体的に形成され、また、ゲート電極１１６とゲ
ートライン１２２とは単層の第２導電膜（ｇ２）で形成
され、さらに、ゲート電極１１６とゲートライン１２２
上には陽極酸化膜（ＡＯＦ）が形成されている。

【００３７】ソース電極１１７とドレイン電極１１８と
は、Ｎ（＋）型半導体層（ｄ０）に接触する第２導電膜
（ｄ２）とその上に形成された第３導電膜（ｄ３）とか
ら構成され、また、ドレイン電極１１８はデータライン
１２１に接続され、ソース電極１１７は画素電極１１３
に接続される。

【００３８】また、データライン１２１は、ドレイン電
極１１８と同層の第２導電膜（ｄ２）とその上に形成さ
れた第３導電膜（ｄ３）とから構成され、画素電極１１
３は透明な第１導電膜（ｄ１）で形成される。

【００３９】図１８、図１９に示すカラーＴＦＴ方式の
液晶表示パネルにおいて、液晶層１００を基準にして、
ガラス基板１０１には薄膜トランジスタ（１２０ａ，１
２０ｂ）および画素電極１１３が形成され、ガラス基板
１０２にはカラーフィルタ（１０４ａ，１０４ｂ，１０
４ｃ）および遮光膜１０３が形成される。

【００４０】ガラス基板１０２の内側（液晶層側）に
は、カラーフィルタ（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）
および遮光膜１０３、保護膜１１５、透明導電膜からな
るコモン電極１１４、配向膜１０７とが順次積層され
る。

【００４１】ガラス基板１０１の内側（液晶層側）に
は、ゲート電極１１６およびゲートライン１２２、絶縁
膜１２４、アモルファスシリコン１１９、画素電極１１
３、データライン１２１、ソース電極１１７、ドレイン
電極１１８、保護膜１０５、配向膜１０６とが順次積層
される。

【００４２】また、ガラス基板（１０１，１０２）の外
側には、それぞれ偏光板（１１１，１１２）が形成さ
れ、さらに、各ガラス基板（１０１，１０２）の両面に
はディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜
（１２５〜１２８）が形成されている。

【００４３】ガラス基板１０２、カラーフィルタ（１０
４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）、遮光膜１０３、保護膜１
１５、コモン電極１１４、配向膜１０７および偏光板１
１２が、フィルタ電極基板を構成する。

【００４４】ガラス基板１０１、ゲートライン１２２、
絶縁膜１２４、画素電極１１３、データライン１２１、
薄膜トランジスタ（１２０ａ，１２０ｂ）、保護膜１０
５、配向膜１０６および偏光板１１１が、ＴＦＴ電極基
板を構成する。

【００４５】また、図１９には図示していないが、液晶
層１１０には、液晶層１１０の厚さを均一に保つための
スペーサが封入される。

【００４６】前記図１８、図１９に示すカラーＴＦＴ方
式の液晶表示パネルにおいて、フィルタ電極基板の製造
方法は、前記図１６、図１７に示すガラス基板２の製造
方法において、工程１でディップ処理等によって酸化シ
リコン膜（１２５，１２６）を形成し、また、工程５に
おいて全面に透明導電膜を形成する以外は、前記図１
６、図１７に示すガラス基板２の製造方法と同じであ
る。

【００４７】しかしながら、ＴＦＴ電極基板の製造方法
は、前記図１６、図１７に示すガラス基板１の製造方法
における工程１〜工程５が、図２０に示す工程に変更さ
れる。

【００４８】図２０は、前記図１８または図１９に示す
カラーＴＦＴ方式の液晶表示パネルのＴＦＴ電極基板の
製造方法の一例を説明するための図である。

【００４９】次に、前記図１８または図１９に示すカラ
ーＴＦＴ方式の液晶表示パネルのＴＦＴ電極基板の製造
方法について図２０を用いて説明する。

【００５０】（１１）工程１１ ガラス基板１０１の両面に、ディップ処理等によって酸
化シリコン膜（１２７，１２８）を形成し、ガラス基板
１０１の表面に、ゲート電極１１６およびゲートライン
１２２を形成し、さらに、陽極酸化膜（ＡＯＦ）を形成
する。

【００５１】（１２）工程１２ ガラス基板１０２上のゲート電極１１６およびゲートラ
イン１２２の表面を含む、ガラス基板１０１の有効面全
体に絶縁膜１２４を形成し、絶縁膜１２４上に、アモル
ファスシリコン１１９およびＮ（＋）型半導体層（ｄ
０）を形成する。

【００５２】（１３）工程１３ アモルファスシリコン１１９およびＮ（＋）型半導体層
（ｄ０）形成された領域以外の絶縁膜１２４上に、画素
電極１１３を形成する。

【００５３】（１４）工程１４ アモルファスシリコン１１９および画素電極１１３と電
気的に接続されるように、ソース電極１１７、ドレイン
電極１１８およびデータライン１２１を形成する。

【００５４】（１５）工程１５ アモルファスシリコン１１９、画素電極１１３、ソース
電極１１７、ドレイン電極１１８およびデータライン１
２１の表面を含む、ガラス基板１０１の有効面全体に保
護膜１０５を形成する。

【００５５】以下、前記図１６、図１７に示す工程６か
ら工程１０を経て、前記図１８、図１９に示すカラーＴ
ＦＴ方式の液晶表示パネルが製造される。

【００５６】図２１は、前記図１３ないし図１５に示す
液晶表示パネルのスペーサ８の配置状態の一例を示す図
であり、図２１に示す例は、画素の大きさが０．２７ｍ
ｍ×０．１７ｍｍ（Ｌ１０＝０．２７ｍｍ、Ｓ１０＝
０．１７ｍｍ、ＴＬ１０＝ＴＳ１０＝０．０３ｍｍ）
で、また、スペーサ８としてアクリル系の直径が０．０
０６ｍｍである球状の透明ポリマービーズを用いた例で
ある。

【００５７】図２２は、前記図１８、図１９に示す液晶
表示パネルのスペーサ８の配置状態の一例を示す図であ
る。

【００５８】図２２に示す例は、画素の大きさが０．２
２５ｍｍ×０．０７ｍｍ（Ｌ１１＝０．２２５ｍｍ、Ｓ
１１＝０．０７ｍｍ、ＴＬ１１＝０．０７５ｍｍ、ＴＳ
１１＝０．０３ｍｍ）で、また、スペーサ８としてアク
リル系の直径が０．００５ｍｍ球状の透明ポリマービー
ズを用いた例である。

【００５９】図２１または図２２に示す例では、１画素
あたり約１８〜２４個のスペーサ８がランダムに分散配
置され、液晶層１０の厚さを均一に保っている。

【００６０】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラーＳＴＮ方
式の液晶表示パネルあるいはカラーＴＦＴ方式の液晶表
示パネルにおいては、液晶表示パネルのコントラスト比
が低下する、表示輝度が低下する、表示むらが発生する
という問題点があった。

【００６１】この問題点は、主に、スペーサに起因する
ものであり、この問題点は、液晶表示パネルの最大の欠
点となっている。

【００６２】即ち、従来の液晶表示パネルにおいては、
液晶表示パネルにおける光の透過率は、液晶層（図１５
の１０あるいは図１９の１１０）の厚さに依存するた
め、スペーサの分散配置密度が低密度になると液晶層の
ギャップ長にばらつきが発生し、これにより液晶表示パ
ネルの表示面に色むら等の表示むらが生じ、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。

【００６３】また、スペーサとして透明なスペーサを使
用した場合には、バックライトからの照射光はスペーサ
を透過するので、スペーサの分散配置密度が高密度にな
るとバックライトからの照射光の光漏れが発生して、液
晶表示パネルの表示面が黒を表示している場合には、そ
の部分だけが明るく発光し、逆に、スペーサとして黒色
のスペーサを使用した場合には、バックライトからの照
射光はスペーサを透過しないので、スペーサの分散配置
密度が高密度になるとバックライトからの照射光が透過
せず、液晶表示パネルの表示面が白を表示している場合
には、その部分だけが暗くなり、どちらにしてもコント
ラスト比を低下させるという問題点があった。

【００６４】さらに、画素内にもスペーサが分散配置さ
れるため、表示輝度が低下するという問題点もあった。

【００６５】図２３は、スペーサの分散配置密度と、従
来の液晶表示パネルのコントラスト比および表示むらと
の関係を示すグラフである。

【００６６】図２３に示すように、スペーサの分散配置
密度が高密度になると、コントラスト比が低下するのに
対して、表示むらレベルが向上、即ち、表示むらの発生
が少なくなり、逆に、スペーサの分散配置密度が低密度
になると、コントラスト比が向上するのに対して、表示
むらの発生が多くなる。

【００６７】このように、スペーサの分散配置密度によ
って、液晶表示パネルのコントラスト比と表示むらとは
相反する特性を示す。

【００６８】したがって、実際の液晶表示パネルを製造
するにあたっては、図２３に示すように、あるレベル以
上の表示むらレベルを確保するためには、コントラスト
比を犠牲にする必要があった。

【００６９】また、前記スプレー分散法等により、スペ
ーサを配向膜（図１５の６，７あるいは図１９の１０
６，１０７）上に分散配置する場合に、スペーサが画素
開口部、即ち、格子状の遮光膜（図１５の３あるいは図
１９の１０３）の間に形成されるカラーフィルタ（図１
５の４ａ，４ｂ，４ｃあるいは図１９の１０４ａ，１０
４ｂ，１０４ｃ）の部分に凝集する場合があった。

【００７０】さらに、シール材（図１３の９）の開口部
から液晶層を注入・封止する場合、あるいは、シール材
の開口部から液晶層を注入・封止した後に振動（落下
等）を与えた場合等にも、スペーサが移動することによ
り、スペーサが画素開口部に凝集する場合があった。

【００７１】これにより、前記した理由と同じ理由によ
り、スペーサとして透明なスペーサを使用した場合に
は、バックライトからの照射光の光漏れが発生してその
部分だけが常に明るく発光し、また、スペーサとして黒
色のスペーサを使用した場合には、バックライトからの
照射光が透過せずその部分だけが常に暗くなり、液晶表
示パネルの表示品質を損なうという問題点があった。

【００７２】さらに、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しており、そのギャップ長の
ばらつきが０．０５μｍ以上になると、その特性差が顕
著に表れ、液晶表示パネルの表示面に色むら等の表示む
らが生じ、液晶表示パネルの表示品質を著しく損なわせ
る。

【００７３】そのため、従来の液晶表示装置において
は、液晶層のギャップ長を均一にするために、配向膜の
平坦化、スペーサの寸法精度に細心の注意を払って製造
していたが、いずれの場合にも製造コストが高くなると
いう問題点があった。

【００７４】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
示装置において、液晶表示パネル内のスペーサが液晶表
示パネルの画素開口部に分散配置、あるいは、凝集され
るのを防止して、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技術を提供することにある。

【００７５】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。

【００７６】

【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。

【００７７】（１）一対の電極基板と、前記一対の電極
基板間に注入封止される液晶層と、前記液晶層の中に分
散配置されるスペーサとを有し、前記一対の電極基板の
いずれか一方の電極基板が遮光膜およびカラーフィルタ
を備えた液晶表示パネルを具備する液晶表示装置におい
て、前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の前
記液晶層と接する面の、前記遮光膜と相対向する位置に
ドット状の接着層を形成し、前記接着層により前記スペ
ーサを前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の
前記液晶層と接する面に固定することを特徴とする。

【００７８】（２）前記（１）の手段において、前記液
晶表示パネルが、能動素子を有するアクティブマトリク
ス型の液晶表示パネルであり、前記接着層が前記能動素
子が形成される領域以外の領域に形成されることを特徴
とする。

【００７９】（３）一対の電極基板と、前記一対の電極
基板間に注入封止される液晶層と、前記液晶層の中に分
散配置されるスペーサとを有し、前記一対の電極基板の
いずれか一方の電極基板が遮光膜およびカラーフィルタ
を備えた液晶表示パネルを具備する液晶表示装置の製造
方法において、前記一対の電極基板をそれぞれ製造する
工程と、前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板
の前記液晶層と接する面の、前記遮光膜と相対向する位
置にドット状の接着層を形成する工程と、前記一対の電
極基板のいずれか一方の電極基板の前記液晶層と接する
面にスペーサを分散配置する工程と、前記接着層に接着
されたスペーサ以外のスペーサを除去する工程と、前記
一対の電極基板を重ね合わせ加熱加圧して前記一対の電
極基板を組み立てるとともに、前記スペーサを前記一対
の電極基板のいずれか一方の電極基板の前記液晶層と接
する面に固着する工程と、前記一対の電極基板間に液晶
を注入封止する工程とを具備することを特徴とする。

【００８０】前記（１）ないし（３）手段によれば、液
晶表示装置において、液晶表示パネルの一方の電極基板
の液晶層と接する面の、遮光膜と相対向する位置にドッ
ト状の接着層を形成して、当該接着層にスペーサを固定
するようにしたので、当該接着層の上にのみスペーサを
分散配置することが可能となる。

【００８１】これにより、スペーサが画素開口部に分散
配置、あるいは、凝集されることを防止して、液晶表示
装置の表示品質を向上させることが可能となる。

【００８２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。

【００８３】なお、発明の実施の形態を説明するための
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。

【００８４】図１は、本発明の一発明の実施の形態であ
る単純マトリクス形液晶表示装置に使用されるカラーＳ
ＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）
方式の液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。

【００８５】図２は、図１に示すカラーＳＴＮ方式の液
晶表示パネルの１画素とその周辺の断面を示す断面図で
ある。

【００８６】図１または図２において、１，２はガラス
基板、３は遮光膜、４ａ，４ｂ，４ｃ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、５は保護膜、６，７は配向膜、８はスぺーサ、９は
シール材、１０は液晶層、１１，１２は偏光板、１３は
セグメント電極、１４はコモン電極、１５は位相差板、
１６は接着層である。

【００８７】図１または図２に示す液晶表示パネルは、
コモン電極基板の配向膜６上に接着層１６を形成するよ
うにした点で、前記図１３ないし図１５に示す液晶表示
パネルと相違している。

【００８８】以下、本発明の実施の形態の液晶表示装置
の液晶表示パネルについて、従来の液晶表示装置の液晶
表示パネルと相違する点を中心に説明する。

【００８９】本発明の実施の形態の液晶表示装置の表示
パネルにおいては、コモン電極基板の配向膜６上にエポ
キシ系の接着剤等からなる接着層１６が形成される。

【００９０】ここで、この接着層１６が形成される位置
は、遮光膜３と相対向する位置、即ち、格子状の遮光膜
３の内側で、また、所定間隔を有するドット状に形成さ
れる。

【００９１】したがって、本発明の実施の形態では、ガ
ラスファイバー、アルミナビーズ、プラスチックビー
ズ、あるいは、シリカビーズなどのスペーサ８を、前記
スプレー分散法等により配向膜６上に分散配置した場合
に、接着層１６の上に分散されたスペーサ８は接着層１
６に接着される。

【００９２】その後、エアーブロー、機械的な振動等に
より画素開口部のスペーサ８を取り除くことにより、配
向膜６上の格子状の遮光膜３に対向する位置で、所定の
間隔を有するドット状にスペーサ８を配置することが可
能となる。

【００９３】なお、接着層１６を格子状の遮光膜３の内
側の全面に形成すると、前記スプレー分散法等によりス
ペーサ８を配向膜６上に分散配置した場合に、スペーサ
８が格子状の遮光膜３の内側の全面に接着されので、エ
アーブロー、機械的な振動等により画素開口部のスペー
サ８を取り除くのが困難となる。

【００９４】しかしながら、発明の実施の形態では、接
着層１６を格子状の遮光膜３の内側で、所定間隔を有す
るドット状に形成したので、エアーブロー、機械的な振
動等により画素開口部のスペーサ８を簡単に取り除くこ
とが可能となる。

【００９５】図３は、図１または図２に示す液晶表示パ
ネルのスペーサ８の配置状態の一例を示す図であり、図
３に示す例は、画素の大きさが０．２７ｍｍ×０．１７
ｍｍ（Ｌ１＝０．２７ｍｍ、Ｓ１＝０．１７ｍｍ、ＴＬ
１＝ＴＳ１＝０．０３ｍｍ）で、また、スペーサ８を長
辺方向に０．１５ｍｍ（Ｌ０＝０．１５ｍｍ）、短辺方
向に０．２ｍｍ（Ｓ０＝Ｓ１＋ＴＳ１＝０．２ｍｍ）の
間隔で分散配置し、さらに、スペーサ８としてアクリル
系の直径が０．００６ｍｍである球状の透明ポリマービ
ーズを用いた例である。

【００９６】なお、スペーサ８の配置状態は、図３に示
す配置状態に限定されるものではなく、例えば、図３の
Ｄ列に示すように、液晶表示パネルの製造上の耐圧縮加
重を考慮して適宜選択可能である。

【００９７】また、本発明はアクティブマトリクス形液
晶表示装置に使用されるカラーＴＦＴ方式の液晶表示パ
ネルにも使用可能であり、図４に、図１９に示すカラー
ＴＦＴ方式の液晶表示パネルのフィルタ電極基板の配向
膜１０７上に接着層１６を形成した例について説明す
る。

【００９８】図４は、本発明の他の発明の実施の形態で
あるアクティブマトリクス形液晶表示装置に使用される
カカラーＴＦＴ方式の液晶表示パネルのスペーサ８の配
置状態の一例を示す図であり、図４に示す例は、画素の
大きさが０．２２５ｍｍ×０．０７ｍｍ（Ｌ４＝０．２
２５ｍｍ、Ｓ４＝０．０７ｍｍ、ＴＬ４＝０．０７５ｍ
ｍ、ＴＳ４＝０．０３ｍｍ）で、また、スペーサ８を長
辺方向に０．１ｍｍ（Ｌ３＝０．１ｍｍ）、短辺方向に
薄膜トランジスタ（１２０ａ，１２０ｂ）の領域をさけ
て０．１ｍｍ（Ｓ３＝０．１ｍｍ、Ｓ５＝０．０５ｍ
ｍ）の間隔で分散配置し、さらに、スペーサ８としてア
クリル系の直径が０．００５ｍｍ球状の透明ポリマービ
ーズを用いた例である。

【００９９】図４に示すカラーＴＦＴ方式の液晶表示パ
ネルにおいては、薄膜トランジスタ（１２０ａ，１２０
ｂ）の領域を避けて、格子状の遮光膜１０３の内側に配
置されるように、スペーサ８をフィルタ電極基板の配向
膜１０７上に接着層１６を形成する。

【０１００】以上説明したように、本発明の実施の形態
では、スペーサ８を配向膜（６，１０６）上に分散配置
した後、エアーブロー、機械的な振動等により画素開口
部のスペーサ８を取り除き、配向膜（６，１０６）上の
格子状の遮光膜（３，１０３）に対向する位置にのみ、
スペーサ８を配置することが可能となる。

【０１０１】また、シール材９の開口部から液晶層（１
０，１１０）を注入・封止する場合、あるいは、シール
材の開口部から液晶層を注入・封止した後に振動（落下
等）を与えた場合等にも、スペーサ８は接着層１６に固
定されるので、スペーサ８が移動することがなくなる。

【０１０２】したがって、本発明の実施の形態によれ
ば、スペーサ８が画素開口部以外の領域に、その一端を
固定して分散配置されので、画素開口部にスペーサ８が
配置されることがなくなり、これにより、スペーサ８に
起因するバックライトからの照射光の光漏れがなくな
り、液晶表示パネルのコントラスト比を向上させ、か
つ、表示輝度を向上させることが可能となる。

【０１０３】また、本発明の実施の形態によれば、液晶
層の注入封止あるいは機械的振動等により、スペーサ８
が移動、あるいは、スペーサ８が画素開口部に凝集され
ることがなくなり、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。

【０１０４】また、本発明の実施の形態によれば、液晶
層の注入封止あるいは機械的振動等により、スペーサ８
が移動して、能動素子（例えば、薄膜トランジスタ１２
０ａ，１２０ｂ）を破壊することがなくなり、液晶表示
パネルの信頼性を向上させることが可能となる。

【０１０５】また、本発明の実施の形態によれば、スペ
ーサ８の０．０５μｍ以下の寸法ばらつきは接着層１６
により吸収することができるので、これにより、液晶層
のギャップ長を均一にでき、表示むらの発生を防止する
ことが可能となる。

【０１０６】また、本発明の実施の形態によれば、材料
コスト等の製造コストが大幅に高くなることもない。

【０１０７】前記接着層１６は、配向膜６を形成した後
に、転写印刷法、スクリーン印刷法、あるいは、フォト
リソグラフィ技術を用いて形成することができる。

【０１０８】図５は、接着層１６を、転写印刷法により
カラーＳＴＮ方式の液晶表示パネルの配向膜６上に形成
する方法を説明するための図であり、図６は、図５に示
すＡ−Ａ’線で切断した断面図、図７は、図５に示す転
写印刷ロールの表面を示す正面図である。

【０１０９】図５ないし図７において、６は配向膜、２
０５は接着剤、２０１は転写印刷ロール、２０２はコモ
ン電極基板、２０３は転写印刷ロール２０１の表面に形
成された凸状の印台、２０４はタンクである。

【０１１０】なお、転写印刷ロール２０１の表面に形成
された印台２０３は、直径が約０．０２ｍｍの円筒状で
あり、また、前記印台２０３は、長辺方向が０．２ｍｍ
（Ｌ５＝０．２ｍｍ）、短辺方向が０．１５ｍｍ（Ｌ６
＝０．１５ｍｍ）の間隔で設けられ、これにより、接着
層１６（スペーサ８）の配置位置が、図３に示す例と一
致するように設計加工されている。

【０１１１】図５ないし図７に示す転写印刷法では、転
写印刷ロール２０１とコモン電極基板２０２との位置を
合わせ、転写印刷ロール２０１を配向膜６に接触させ、
その後、図５に示すＢ、Ｂ’の方向に転写印刷ロール２
０１を回転させる。

【０１１２】これにより、タンク２０４内の接着剤２０
５は、転写印刷ロール２０１の表面に形成された印台２
０３に転写され、さらに、印台２０３からコモン電極基
板２０２の配向膜６の上に転写される。

【０１１３】図８は、接着層１６を、スクリーン印刷法
によりカラーＴＦＴ方式の液晶表示パネルの配向膜１０
６上に形成する方法を説明するための図であり、図９
は、図８に示す印刷マスクの平面を示す図である。

【０１１４】図８または図９において、２０５は接着
剤、２１１は印刷マスク、２１２は位置合わせマーク、
２１３は印刷パターン、２１４はスキージ、２１５は印
刷台、２１６はフィルタ電極基板である。

【０１１５】なお、印刷パターン２１３は、直径が約
０．０２ｍｍの円状であり、また、接着層１６（スペー
サ８）の配置位置が、図４に示す例と一致するように設
計加工されている。

【０１１６】図８または図９に示すスクリーン印刷法で
は、フィルタ電極基板２１６を印刷台２１５にセット
し、印刷マスク２１１の位置合わせマーク２１２とフィ
ルタ電極基板２１６の位置合わせマークとを合わせて固
定し、印刷マスク２１１の表面に接着剤２０５を乗せス
キージ２１４を移動させて、フィルタ電極基板２１６に
形成された配向膜１０６上に接着層１６を印刷塗布す
る。

【０１１７】図１０は、接着層１６を、フォトリソグラ
フィ技術を用いてカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネルの
配向膜６上に形成する方法の一例を示す図である。

【０１１８】始めに、図１０（Ａ）に示すように、ガラ
ス基板１上に、遮光膜３およびカラーフィルタ（４ａ，
４ｂ，４ｃ）、保護膜５、コモン電極１４、配向膜６を
順次形成したコモン電極基板上に、ネガ型フォトレジス
ト膜２２１を形成する。

【０１１９】次に、フォトレジスト膜２２１の上に、フ
ォトマスク２２２を配置し、フォトフォトレジスト膜２
２１に光を照射する。

【０１２０】次に、図１０（Ｂ）に示すように、フォト
レジスト膜２２１の露光されない部分を現像、除去し、
図１０（Ｃ）に示すように、その上に接着層１６を形成
する。

【０１２１】次に、図１０（Ｄ）に示すように、フォト
レジスト膜２２１を除去し、ドット状の接着層１６を形
成する。

【０１２２】図１１、図１２は、転写印刷法、あるい
は、スクリーン印刷法を用いて、図１に示すカラーＳＴ
Ｎ方式の液晶表示パネルを製造する製造方法の一例を説
明するための要部平面図および要部断面図である。

【０１２３】（１）工程１ ガラス基板２に、遮光膜３、カラーフィルタ（４ａ，４
ｂ，４ｃ）、保護膜５、コモン電極１４および配向膜６
を形成する。

【０１２４】（２）工程２ ガラス基板２と印刷マスク２１１との位置を合わせ、印
刷マスク２１１をガラス基板２の表面に形成された配向
膜６上に載置し、印刷マスク２１１の表面に接着剤２０
５を乗せスキージ２１４を移動させて、配向膜６上に接
着層１６を印刷塗布する。

【０１２５】あるいは、ガラス基板２と転写印刷ロール
２０１との位置を合わせ、転写印刷ロール２０１をガラ
ス基板２の表面に形成された配向膜６上に載置し、転写
印刷ロール２０１を回転させて、印台２０３に転写され
たタンク２０４内の接着剤２０５を配向膜６の上に転写
し、配向膜６上に接着層１６を転写印刷する。

【０１２６】ここで、接着剤２０５としては、シール剤
９と同質の熱硬化型エポキシ樹脂材料を使用する。

【０１２７】（３）工程３ 接着層１６がドット状に形成された配向膜６上にスペー
サ８をスプレー分散法等により分散配置する。

【０１２８】その後、機械的な振動あるいはエアーによ
りスペーサ８を除去することにより、接着層１６に付着
したスペーサ８以外のスペーサ８除去する。

【０１２９】（４）工程４ ガラス基板２の外周辺部にシール剤９を塗布する。

【０１３０】（５）工程５ ガラス基板１とガラス基板２とのパターン面を合わせ、
ガラス基板（１，２）の外面を加圧αした状態で加熱
し、接着層１６およびシール材９を硬化させて、ガラス
基板１とガラス基板２とを接着シールするとともに、ス
ペーサ８の一端を配向膜６に固定する。

【０１３１】以下、シール材９の開口部（図示せず）か
ら液晶層１０を注入し、開口部をエポキシ樹脂等で封止
し、その後、ガラス基板１の外側に、偏光板１１および
位相差板１５を形成し、また、ガラス基板２の外側に、
偏光板１２を形成する。

【０１３２】なお、接着層１６は、ガラス基板１上に形
成することも可能である。

【０１３３】以上、本発明を発明の実施の形態に基づき
具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態
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。

【０１３４】

【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。

【０１３５】（１）本発明によれば、液晶表示装置の液
晶表示パネルにおいて、スペーサが画素開口部以外の領
域に、その一端が接着層により固定されて分散配置され
るので、スペーサが画素開口部に分散配置されることが
なくなり、液晶表示パネルのコントラスト比を向上さ
せ、かつ、表示輝度を向上させることが可能となる。

【０１３６】（２）本発明によれば、液晶表示装置の液
晶表示パネルにおいて、スペーサが画素開口部以外の領
域に、その一端が接着層により固定されて分散配置され
るので、液晶層の注入封止あるいは機械的振動等によ
り、スペーサが移動、あるいは、スペーサが画素開口部
に凝集されることがなくなり、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。

【０１３７】（３）本発明によれば、液晶表示装置の液
晶表示パネルにおいて、スペーサが画素開口部以外の領
域に、その一端が接着層により固定されて分散配置され
るので、液晶層の注入封止あるいは機械的振動等によ
り、スペーサが移動して、能動素子を破壊することがな
くなり、液晶表示パネルの信頼性を向上させることが可
能となる。

【０１３８】（４）本発明によれば、液晶表示装置の液
晶表示パネルにおいて、スペーサが画素開口部以外の領
域に、その一端が接着層により固定されて分散配置され
るので、スペーサの寸法ばらつきが接着層により吸収さ
れ、これにより、材料コスト等の製造コストを大幅に上
昇させることなく、液晶層のギャップ長を均一にでき、
表示むらの発生を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一発明の実施の形態である単純マトリ
クス形液晶表示装置に使用されるカラーＳＴＮ（Ｓｕｐ
ｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の液晶表
示パネルの概略構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネル
の１画素とその周辺の断面を示す断面図である。

【図３】図１または図２に示す液晶表示パネルのスペー
サ８の配置状態の一例を示す図である。

【図４】本発明の他の発明の実施の形態であるアクティ
ブマトリクス形液晶表示装置に使用されるカラーＴＦＴ
（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）方式の
液晶表示パネルのスペーサ８の配置状態の一例を示す図
である。

【図５】接着層１６を、転写印刷法によりカラーＳＴＮ
方式の液晶表示パネルの配向膜６上に形成する方法を説
明するための図である。

【図６】図５に示すＡ−Ａ’線で切断した断面図であ
る。

【図７】図５に示す転写印刷ロールの表面を示す正面図
である。

【図８】接着層１６を、スクリーン印刷法によりカラー
ＴＦＴ方式の液晶表示パネルの配向膜１０６上に形成す
る方法を説明するための図である。

【図９】図８に示す印刷マスクの平面を示す図である。

【図１０】接着層１６を、フォトリソグラフィ技術を用
いてカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネルの配向膜６上に
形成する方法の一例を示す図である。

【図１１】転写印刷法、あるいは、スクリーン印刷法を
用いて、図１に示すカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネル
を製造する製造方法の一例を説明するための要部平面図
および要部断面図である。

【図１２】転写印刷法、あるいは、スクリーン印刷法を
用いて、図１に示すカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネル
を製造する製造方法の一例を説明するための要部平面図
および要部断面図である。

【図１３】従来の単純マトリクス形液晶表示装置に使用
されるカラーＳＴＮ方式の液晶表示パネルの概略構成を
示す断面図である。

【図１４】図１３に示すカラーＳＴＮ方式の液晶表示パ
ネルの１画素とその周辺を示す平面図である。

【図１５】図１４に示すＣ−Ｃ’切断線における断面を
示す断面図である。

【図１６】図１３ないし図１５に示す液晶表示パネルの
製造方法の一例を説明するための要部断面図である。

【図１７】図１３ないし図１５に示す液晶表示パネルの
製造方法の一例を説明するための要部断面図である。

【図１８】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
に使用されるカラーＴＦＴ方式の液晶表示パネルの１画
素とその周辺を示す平面図である。

【図１９】図１８に示すＤ−Ｄ’切断線における断面を
示す断面図である。

【図２０】図１８または図１９に示すカラーＴＦＴ方式
の液晶表示パネルのＴＦＴ電極基板の製造方法の一例を
説明するための図である。

【図２１】図１３ないし図１５に示す液晶表示パネルの
スペーサ８の配置状態の一例を示す図である。

【図２２】図１８または図１９に示す液晶表示パネルの
スペーサ８の配置状態の一例を示す図である。

【図２３】スペーサの分散配置密度と、従来の液晶表示
パネルのコントラスト比および表示むらとの関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１，２，１０１，１０２…ガラス基板、３，１０３…遮
光膜、４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４ａ，１０４ｂ，１０４
ｃ…Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のカラーフィ
ルタ、５，１０５，１１５……保護膜、６，７，１０
６，１０７…配向膜、８…スぺーサ、９…シール材、１
０，１１０…液晶層、１１，１２，１１１，１１２…偏
光板、１３…セグメント電極、１４，１１４…コモン電
極、１５…位相差板、１６…接着層、１１３…画素電
極、１１６…ゲート電極、１１７…ソース電極、１１８
…ドレイン電極、１１９…アモルファスシリコン、１２
０ａ，１２０ｂ…薄膜トランジスタ、１２１…データラ
イン、１２２…ゲートライン、１２３…保持容量、１２
４……縁膜膜、１２５，１２６，１２７，１２８…酸化
シリコン膜、２０１…転写印刷ロール、２０２…コモン
電極基板、２０３…転写印刷ロール２０１の表面に形成
された凸状の印台、２０４…タンク、２０５…接着剤、
２１１…印刷マスク、２１２…位置合わせマーク、２１
３…印刷パターン、２１４…スキージ、２１５…印刷
台、２１６…フィルタ電極基板、２２１…ネガ型フォト
レジスト膜、２２２…フォトマスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志賀 俊夫 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極基板と、前記一対の電極基板
   間に注入封止される液晶層と、前記液晶層の中に分散配
   置されるスペーサとを有し、前記一対の電極基板のいず
   れか一方の電極基板が遮光膜およびカラーフィルタを備
   えた液晶表示パネルを具備する液晶表示装置において、
   前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の前記液
   晶層と接する面の、前記遮光膜と相対向する位置にドッ
   ト状の接着層を形成し、前記接着層により前記スペーサ
   を前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の前記
   液晶層と接する面に固定することを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記液晶表示パネルが、能動素子を有す
   るアクティブマトリクス型の液晶表示パネルであり、前
   記接着層が前記能動素子が形成される領域以外の領域に
   形成されることを特徴とする請求項１に記載された液晶
   表示装置。
3. 【請求項３】 一対の電極基板と、前記一対の電極基板
   間に注入封止される液晶層と、前記液晶層の中に分散配
   置されるスペーサとを有し、前記一対の電極基板のいず
   れか一方の電極基板が遮光膜およびカラーフィルタを備
   えた液晶表示パネルを具備する液晶表示装置の製造方法
   において、前記一対の電極基板をそれぞれ製造する工程
   と、前記一対の電極基板のいずれか一方の電極基板の前
   記液晶層と接する面の、前記遮光膜と相対向する位置に
   ドット状の接着層を形成する工程と、前記一対の電極基
   板のいずれか一方の電極基板の前記液晶層と接する面に
   スペーサを分散配置する工程と、前記接着層に接着され
   たスペーサ以外のスペーサを除去する工程と、前記一対
   の電極基板を重ね合わせ加熱加圧して前記一対の電極基
   板を組み立てるとともに、前記スペーサを前記一対の電
   極基板のいずれか一方の電極基板の前記液晶層と接する
   面に固着する工程と、前記一対の電極基板間に液晶を注
   入封止する工程とを具備することを特徴とする液晶表示
   パネルの製造方法。