JP2001305556A - 液晶表示装置、および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注入口近傍における封止材やシール材から染
み出される汚染物質が画素領域に浸透するのを防止し、
注入口部に起こり易い画質不良の発生を抑制する。 【解決手段】 液晶と相性の良い注入口柱構造１８を液
晶の注入口１５の近傍領域に形成し、封止材１６から染
み出される汚染物質が表示エリア１３に浸透するのを防
ぎ、表示エリア１３に起こり易い画質上のトラブル発生
を抑制する。即ち、所定の間隙をもって配置されるアレ
イ基板１１とＣＦ基板１２とを有し、この間隙に液晶を
封入してなる液晶表示装置にあって、間隙を制御する柱
構造１７と、間隙に対して液晶を封入するために表示エ
リア１３の外側に設けられ、液晶を注入するために開口
された注入口１５を形成するシール材１４と、液晶が封
入された後に注入口１５を封止する封止材１６と、注入
口１５の近傍領域に設けられ柱構造１７と同一材質を用
いて注入口１５を複数に分割する注入口柱構造１８とを
備えた。

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、特
に２枚の基板における周縁部を封止するためのシール材
と、液晶の注入口を封止する封止材とを設けた液晶表示
装置、およびその液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタを用いたアクティブマ
トリックス方式の液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)装置は、ゲ
ート電極(Ｙ電極)とデータ電極(Ｘ電極)とをマトリック
ス状に配置し、その交点に薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)が
配置されたＴＦＴアレイ基板と、その基板と隙間を空け
て重ねられる対向基板との間に液晶を封入し、液晶に与
える電圧を薄膜トランジスタにより制御して、液晶の電
気光学効果を用いて表示を可能としている。

【０００３】ここで、ガラス等からなる２枚の基板の間
に対して液晶を封入し、また、水分などの外部からの汚
染や環境変化から液晶を守る役割として、シール材が一
般的に用いられている。このシール材は、熱硬化性樹脂
や紫外線硬化樹脂からなり、一方の基板における周縁部
に対してスクリーン印刷やディスペンサーによる描画方
式を用いて形成される。このシール材が形成された一方
の基板に対して他方の基板を貼り合わせた後、一定の加
圧と加熱を行い、また、紫外線硬化樹脂の場合は紫外線
により硬化させ、このシール材によって両基板を接合す
るように構成されている。このシール材としては、機械
的に接着強度が高く温湿度の環境変化への安定性が高い
ことの他、硬化温度が低いことや、硬化剤などによる液
晶への汚染が無いこと等が特性として求められている。
また、シール材の一部には液晶注入のための注入口であ
る開口部が設けられている。このシール材によって両基
板が接合された後に、シール材により形成された密閉領
域を真空化し、注入口から液晶を注入する。その後、封
止材として例えばＵＶ硬化型樹脂を充填し、ＵＶ光を照
射して液晶を封印している。

【０００４】ところで、この液晶注入時に発生する数々
の問題点を解決するものとして、特開平６−３４９８４
号公報、特開平９−９０３８０号公報、特開昭６１−４
５２２５号公報等が存在する。この特開平６−３４９８
４号公報には、注入口に迫り出し部と壁部を設けて液晶
の流動速度を押さえ、スペーサの移動による配向膜の損
傷を防止する技術が示されている。また特開平９−９０
３８０号公報には、注入口ツノの外側に空気混入防止部
材である第２のツノを設けて、液晶セル(ＬＣＤセル)を
２重に封止し、気泡による外部からの空気の混入を防ぐ
ものが示されている。更に特開昭６１−４５２２５号公
報では、注入口の内側にシール材と同一材からなる間隔
制御材を設け、注入口を複数に分割して注入口の封止時
における封止材の入り込み量を安定させ、信頼性を向上
させる技術について開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＬＣＤセ
ルの注入口は、シール材で形成され、液晶注入後にＵＶ
硬化型樹脂の封止材が用いられているが、封止材と液晶
とは、元来、相性が悪く、特に高温多湿状態で使用され
た場合には、注入口部より液晶の保持特性が劣化してし
まい、白ズミ等の画質問題が発生し易い。一般にシール
材と液晶との相性も悪いが、特に封止材は硬化前に液晶
と接触することから、この液晶の汚染に対する問題は深
刻である。この白ズミは、例えば、電圧を印加すると黒
になるノーマリーホワイトモードの場合に、電圧を印加
しても白く抜けた状態となる画質不良である。

【０００６】しかしながら、上述の各公報では、この白
ズミ等の画質不良についての解決課題については、何ら
言及されていない。また、例えば、特開昭６１−４５２
２５号公報による注入口に設けたシール材と同じ材質の
間隔制御材の構成によっても封止材からの汚染物質の染
み出しに対して一応の効果は得られるが、前述のように
シール材自身が液晶とは相性が悪く、間隔制御材として
のシール材自身が液晶を汚染することが考えられる。ま
た、封止材と液晶との接触面積を低減させるためには、
注入口幅を小さくすることが考えられるが、シール材の
パターン精度(位置、幅)からあまり小さくすることが出
来ない。たとえ、この注入口幅を小さくできたとして
も、液晶注入時間が増加することから生産性が乏しくな
り、実現性に欠ける。更に、液晶と封止材との相溶性を
悪くすることで汚染物質の浸透を低減させる方法も考え
られるが、封止部におけるガラスと封止材との密着力を
考慮すると、この相溶性を劣化させる方法には自ずと限
界がある。

【０００７】また更に、シール材とガラス基板との間
や、封止材とのガラス基板との間では、一般に十分な接
着強度が確保されており、接着後に外部からの不純物の
浸透に関する問題は少ない。一方、注入口部では、シー
ル材と封止材との間で接合されて液晶を密封している
が、このシール材と封止材とは共に化学物質材料であ
り、接着性が必ずしも十分とは言えない。また、高温多
湿等の状況下で使用されると、化学反応等を起こし、汚
染物質が接合部から出る場合がある。また、接合部にお
ける水分浸透性も高くなり、液晶の特性劣化が起こり易
くなる。このシール材と封止材との接合部から汚染され
た液晶の浸透があると、白ズミ等の画質不良が発生し易
くなる。

【０００８】本発明はかかる技術的課題を解決するため
になされたものであって、その目的とするところは、注
入口近傍における封止材やシール材から染み出される汚
染物質を画素領域に浸透するのを防止し、注入口部に起
こり易い画質不良の発生を抑制することにある。また他
の目的は、柱構造を封止材に接触または近傍に配置する
ことで、液晶を劣化させる可能性の高い封止材と液晶と
の接触面積を低下させることにある。更に他の目的は、
封止材とシール材との接触部から染み出される汚染物質
が画素領域に浸透するのを抑制することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明は、液晶と相性の良い、例えば樹脂等の柱構造を液晶
の注入口近傍領域に形成し、封止材、シール材から染み
出される汚染物質が画素領域(表示エリア)に浸透するの
を防ぎ、注入口に近い画素領域に起こり易い画質上のト
ラブル発生を抑制している。即ち、本発明は、所定の間
隙をもって配置される第１の基板および第２の基板を有
すると共にこの間隙に液晶を封入してなる液晶表示装置
にあって、第１の基板と第２の基板との間隙を制御する
柱構造と、この間隙に対して液晶を封入するために表示
エリアの外側に設けられると共に、液晶を注入するため
に開口された注入口を形成するシール材と、液晶が封入
された後にこの注入口を封止する封止材と、注入口の近
傍領域に設けられ柱構造と同一材質を用いて注入口を複
数に分割する注入口柱構造とを備えたことを特徴として
いる。

【００１０】ここで、この注入口柱構造は、注入口の幅
を１００μｍ〜３ｍｍに分割することを特徴とすれば、
分割された１つ１つから浸透する汚染物質は遠くへ広が
り難くなり、汚染物質が表示エリアまで達することを防
ぐことができる点で好ましい。また、この注入口柱構造
は、第１の基板および第２の基板によって形成される間
隙の高さよりも低い高さにて形成されることを特徴とす
れば、比較的粘度の高い汚染物質を形成される隙間に浸
透させて塞き止めることが可能となる。更に、この注入
口柱構造は、シール材と比較して液晶の保持特性を劣化
させにくい材質で構成されることを特徴とすれば、一般
に、シール材自身も液晶との相性がそれほど良くないの
で、この注入口柱構造をシール材と同様の材質で構成す
るものに対して画素領域への影響を少なくすることがで
きる点で優れている。更にまた、この注入口柱構造は、
その一部が封止材に接触する位置に構成されることを特
徴とすれば、液晶と封止材との接触面積を減らすことが
可能となり、汚染物質の発生を抑制できる点で好まし
い。

【００１１】他の観点から把えると、本発明が適用され
る液晶表示装置は、一対の基板を表示エリアの外側にて
接合すると共に、液晶を注入するために開口された注入
口を形成するシール材と、液晶が注入された後にこの注
入口を封止する封止材と、シール材と封止材との接合部
の近傍に設けられ、この接合部から生じる汚染物質が表
示エリアに浸透するのを抑制する浸透抑制手段とを備え
たことを特徴としている。

【００１２】ここで、このシール材は注入口を形成する
際にシール材を鋭角に曲げた突出部を形成することを特
徴とすれば、シール材と封止材との接触面積を増すこと
ができ、接着強度を高めることができる点で好ましい。
また、この浸透抑制手段は、突出部に近接すると共に、
注入口における基板端の近傍から表示エリアの方向に伸
びる一対の柱構造であることを特徴とすることができ
る。更に、この浸透抑制手段は、一対の基板にそれぞれ
設けられた突起等で構成することも可能である。

【００１３】また、本発明は、一対の基板によって形成
される間隙に液晶を封入し、表示エリアに画像を表示す
る液晶表示装置であって、一対の基板を構成する１つの
基板にパターン形成されて間隙を制御するための柱部材
と、この間隙に液晶を封入するために表示エリアの外側
に設けられると共に、液晶を注入するために開口された
注入口を形成するシール材と、液晶が封入された後に注
入口を封止する封止材と、１つの基板における注入口の
基板端と表示エリアとの間に設けられ、柱部材と同様に
パターン形成されると共に、封止材から染み出される汚
染物質が表示エリアに浸透することを妨げる複数の注入
口柱構造とを備えたことを特徴としている。

【００１４】この複数の注入口柱構造は、注入口の基板
端に近接する位置から表示エリア方向に複数列からなる
注入口柱構造を形成することを特徴とすることができ
る。更に、複数列を構成する注入口柱構造のうち注入口
の基板端に近接する注入口柱構造は、封止材に接触する
位置に配置されていることを特徴とすれば、液晶と封止
材との接触面積を減らすことが可能となる。また、本発
明は、注入口の近傍領域に表示エリアから距離Ｄだけ離
れて設けられ、それぞれが所定の間隔を有して配設され
た複数の注入口柱構造とを備え、この複数の注入口柱構
造によって形成される所定の間隔は、距離Ｄの２倍より
も短いことを特徴とすることができる。一般に、画質不
良は、基板を伝わって複数の注入口柱構造の間隔から円
形(半円)に広がる。この所定の間隔を距離Ｄの２倍とす
ると、距離Ｄを半径とする半円で画質不良が発生して、
表示エリアに達するおそれがある。そのために、かかる
所定の間隔を距離Ｄの２倍よりも短くすれば、画質不良
が表示エリアに達することを防止できる点で好ましい。

【００１５】一方、本発明が適用された液晶表示装置の
製造方法では、セルギャップを制御するための柱構造を
構成する柱部材と、封止材等から染み出される汚染物質
の浸透を防ぐための注入口柱構造とを同一のパターニン
グ工程にて形成している。即ち、第１の基板に対して樹
脂を塗布すると共に、この樹脂を用いて第１の基板と対
向する第２の基板とのセルギャップを制御するための柱
部材と液晶の注入口の近傍に設けられた注入口柱構造と
をパターン形成する柱構造形成工程と、第１の基板にお
ける表示エリアの外側を囲むと共に、注入口を形成する
シール材を塗布するシール材塗布工程と、シール材が塗
布された第１の基板に対して対向する第２の基板を配置
して加圧せしめ、第１の基板と第２の基板とをシール材
により接着する接着工程と、接着された第１の基板と第
２の基板との間隙に注入口から液晶を注入する液晶注入
工程と、注入口を封止するための封止材を充填する封止
材充填工程と、を有することを特徴とする。

【００１６】ここで、シール材塗布工程は、柱構造形成
工程によってパターン形成された注入口柱構造と接触し
ない位置にシール材を塗布することを特徴とすれば、注
入口柱構造の上にゲル化させたシール材が乗り上げてセ
ルギャップが制御できない問題を回避することができ
る。但し、ゲル化した後にシール材が注入口柱構造と接
触することは問題がない。また、この柱構造形成工程
は、第１の基板に対して感光性の樹脂を塗布し、フォト
マスクを用いてＵＶ露光した後に樹脂を硬化させること
を特徴とすれば、柱部材と注入口柱構造とを精度良く生
成することができ、また、表示エリアに対して汚染物質
を発生させる問題点に対処することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】◎ 実施の形態１ 以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を
詳細に説明する。図１(ａ)、(ｂ)は、本実施の形態にお
ける液晶表示装置の全体構成を説明するための図であ
る。図１(ａ)は平面図であり、図１(ｂ)は注入口１５近
傍領域を含むＡＡ断面図である。符号１１は、第１の基
板であるアレイ基板であり、アレイ基板１１の上には薄
膜トランジスタ(ＴＦＴ)や表示電極、配向膜等が形成さ
れている。本実施の形態では、装置の小型化を考慮し
て、表示電極等によって画像が表示される表示エリア１
３とアレイ基板１１の縁とが３ｍｍ以下と非常に狭い、
いわゆる狭額縁の設計にて構成されている。一方、符号
１２は第２の基板であるＣＦ基板であり、このＣＦ基板
１２の下側にはブラックマトリックスやカラーフィルタ
ー、対向電極ＩＴＯ、配向膜が形成されている。

【００１８】更に、アレイ基板１１の周辺には、アレイ
基板１１の表示エリア１３を囲むように額縁状にシール
材１４が形成されている。また、シール材１４の一部に
は、開口された注入口１５が設けられている。この注入
口１５は、シール材１４形成領域から若干、アレイ基板
１１の端部に向けてこのシール材１４を突出させ、突出
部１９を形成して開口するように構成されている。本実
施の形態では、このシール材１４をアレイ基板１１側に
設け、ＣＦ基板１２を重ね合わせるように構成してい
る。また、シール材１４として、例えば硬化剤を含むエ
ポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂を用いており、アレイ
基板１１の上からＣＦ基板１２を重ね、加圧と加熱によ
りシール材１４を一旦、ゲル化させた後に硬化させるこ
とで、アレイ基板１１とＣＦ基板１２とを密着させてい
る。アレイ基板１１とＣＦ基板１２とをシール材１４を
用いて密着させた後に、注入口１５から両基板の間隙に
液晶を注入し、液晶を注入した後に、ＵＶ硬化型の樹脂
である純度の高いシリコーン剤等からなる封止材１６に
より注入口１５を封止するように構成されている。

【００１９】また、符号１７は柱構造であり、アレイ基
板１１とＣＦ基板１２との距離(間隙)であるセルギャッ
プを制御するものとして、スペーサの代わりに用いられ
ている。この柱構造１７は、実際に画像を表示する表示
エリア１３における、画素と画素との間、例えばブラッ
クマトリックス(図示せず)の位置に対応して、適当な数
がパターニングによりアレイ基板１１およびＣＦ基板１
２に形成されている。より詳しくは、その画素と画素と
の間に適当な間隔で、アレイ基板１１側に比較的高さが
高いがセルギャップよりも若干短い柱部材(約４.５μ
ｍ)を備え、一方のＣＦ基板１２側にその柱部材の位置
に対応した対向柱部材(約０.３μｍ)を備えており、こ
の柱部材と対向柱部材とによってセルギャップ(約４.８
μｍ)を決定している。尚、この変形例として、ＣＦ基
板１２側に柱部材(約４.５μｍ)を備え、アレイ基板１
１側に対向柱部材(約０.３μｍ)を備えるように構成し
ても構わない。

【００２０】更に、本実施の形態では、図１(ａ)、(ｂ)
に示すように、注入口１５の近傍であってシール材１４
によって形成される突出部１９、即ち、注入口１５の近
傍領域に、この柱部材と同一の材質で同一のパターニン
グ工程にて形成される注入口柱構造１８を備えている。
この注入口柱構造１８は、アクリル系１５〜２５％、ア
クリル系モノマー１０〜２０％、感光剤１〜１０％、溶
剤５５〜６５％の成分比にて構成される紫外線硬化樹脂
をその材質としている。この柱部材である柱構造１７と
注入口柱構造１８に用いられる紫外線硬化樹脂は、液晶
との相性が良く、液晶の保持特性を劣化させない材質が
選定されている。

【００２１】図２(ａ)、(ｂ)は、図１(ａ)、(ｂ)に示し
た注入口１５の近傍領域を拡大した図である。図２(ａ)
は平面図であり、図２(ｂ)は図２(ａ)を右側面から見た
側面図である。本実施の形態では、突出部１９をシール
材１４の中心から基板端(ガラス端)まで約１.３ｍｍ突
出させて形成しており、この注入口１５の近傍領域に
て、注入口柱構造１８を用いてシール材１４では形成す
ることのできない１００μｍ(０.１ｍｍ)〜３ｍｍから
なる小さなサイズの注入口を複数個作るように構成され
ている。即ち、図２(ａ)に示すように、複数個の注入口
柱構造１８は、その間隔を１００μｍ〜３ｍｍ空けて配
列されている。ここで１００μｍより大きいとしたの
は、これより小さな幅では液晶の注入の際に注入抵抗が
大きくなり、注入プロセス上に問題が生じるためであ
る。また、３ｍｍより小さいこととしたのは、これ以上
とすると汚染物質が広がる距離が長くなり、表示エリア
１３に達する場合があるためである。尚、３ｍｍよりも
大きいと、シール材１４で柱構造を形成することも可能
となる。また、この複数個の注入口柱構造１８は、その
幅ｄ１を５μｍ〜注入口１５の幅全域以内とし、長さｄ
２を５μｍ〜表示エリア１３の画素端から１００μｍ以
上の間隔を確保できる範囲、として配置している。この
幅ｄ１およびｄ２を５μｍ以上としたのは、それ未満で
はパターニングできないか、又はパターニングできても
精度を出すことが難しいことを考慮している。

【００２２】また、本実施の形態では、液晶がシール材
１４と接触する面積を減らすために、複数個の注入口柱
構造１８をシール材１４と接触させるように構成してい
る。そのために、シール材１４の幅が０.１ｍｍ〜０.７
ｍｍとすると、基板端から注入口柱構造１８までの距離
ｄ３は０.１ｍｍ未満とすることが好ましい。また、シ
ール材１４の塗布位置と注入口柱構造１８との距離ｄ４
は、シール材１４の塗布位置に接触せず、更に０.１ｍ
ｍ〜３ｍｍ以内の間隔を確保できるように設定されてい
る。シール材１４の塗布位置に接触させると、シール材
１４をゲル化させた際に注入口柱構造１８をシール材１
４が乗り上げてセルギャップが確保できなくなる場合が
あることから、シール材１４の塗布位置から所定の間隔
を空けて注入口柱構造１８を形成することが好ましい。
尚、本実施の形態では、注入口１５の基板端から表示エ
リア１３までの距離を約３ｍｍとしている。

【００２３】また更に、図２(ｂ)に示すＣＦ基板１２と
注入口柱構造１８隙間ｄ５は、アレイ基板１１側の柱部
材(約４.５μｍ)とセルギャップ(約４.８μｍ)との間の
約０.３μｍと同等であり、ＣＦ基板１２側に柱構造１
７の対向柱部材と同様な構成を注入口柱構造１８に対応
して設けていないことで形成される。この隙間ｄ５を設
けなくとも問題はないが、注入される液晶(粘度１Ｐａ・
ｓ以下)と封止材１６(粘度１０〜５００Ｐａ・ｓ)との粘
度の違いに着目すれば、液晶は注入口柱構造１８とＣＦ
基板１２との隙間ｄ５に妨げられることなく進入できる
が、封止材１６は一旦、注入口柱構造１８に突き当たる
ことで表示エリア１３方向への進入を妨げるように作用
する効果も期待できる。また、封止材１６の液晶中への
溶解物質は、注入口柱構造１８に突き当たり、毛細管現
象によって隙間ｄ５を広がるが、広がったことによりこ
の溶解物質が注入口柱構造１８で塞き止められるように
なり、溶解物質が表示エリア１３に浸透するのを防止す
ることも期待できる。

【００２４】図３は、液晶セル(ＬＣＤセル)における信
頼性試験の結果を示したグラフである。ここでは、高温
チャンバー(９０℃)中で２００時間の信頼性試験をかけ
たときの、注入口幅と画質不良との関係を示している。
横軸は注入口幅(ｍｍ)であり、縦軸は封止材から画質不
良が広がる距離を示している。また、ここで画質不良と
しては、液晶の配向が乱れる『配向不良』と、配向され
ているが液晶分子の秩序が乱れて液晶分子の回転方向が
逆となる『定常リバース』の２つを取り上げている。

【００２５】図３のグラフから明らかなように、注入口
幅が狭くなると、画質不良が広がる距離が小さくなる。
即ち、実測結果では、配向不良の大きさ(広がる範囲)
は、２０ｍｍの注入口幅に比べて１０ｍｍの注入口幅で
約８０％に、５ｍｍの注入口幅で約４３％に軽減でき
る。また、定常リバースの大きさ(広がる範囲)は、１０
ｍｍの注入口幅で約４３％に、５ｍｍの注入口幅で約３
２％以下に軽減できる。この実験結果から近似した直線
によって、１ｍｍサイズ幅の注入口を形成したとする
と、配向不良の大きさは約０.１６ｍｍに、定常リバー
スの大きさは約０.４８ｍｍにすることが可能となる。
この１ｍｍサイズ幅の注入口を複数設ければ、それぞれ
の注入口において、封止材からの画質不良が生じる距離
を上述の寸法に抑えることができ、ＬＣＤセルにおける
今後の狭額縁設計にも十分に耐え得ると考えられる。一
方、３ｍｍサイズ幅の注入口を形成したとすると、配向
不良の大きさは約０.４７ｍｍに、定常リバースの大き
さは１.４４ｍｍとなる。本実施の形態では、封止材１
６の端(内側)から表示エリア１３までの距離は、最短で
も約２.３ｍｍ(３ｍｍ−０.７ｍｍ)程度はあることか
ら、形成誤差等の余裕をある程度考慮して、上述のよう
に複数個の注入口柱構造１８の間隔を３ｍｍ以内として
配列することで、画質不良が表示エリア１３にまで達す
るのを防止することが可能となる。尚、この実験結果か
らも理解できるように、画質不良である定常リバースの
距離は、注入口幅の約１/２となっている。画質不良
は、一般に、基板を伝わって複数の注入口柱構造１８の
間隔から円形(半円)形状で広がるためである。この現象
を考慮すると、複数の注入口柱構造１８で形成される間
隔は、注入口柱構造１８と表示エリア１３との距離の２
倍よりも短いことが好ましいことが理解できる。

【００２６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、硬化されたシール材１４、封止材１６の成分が液晶
中に浸透するのを防御することが可能となる。また、シ
ール材１４のみでは形成困難な、１００μｍ〜３ｍｍの
小さなサイズの注入口を複数個つくり、封止材１６と液
晶との接触面積を低下させることができる。これによっ
て、封止材１６の液晶中への溶解量を低減させることが
でき、注入口１５の周辺に発生し易い画質不良を低減さ
せたＬＣＤセルを提供することができる。また、本実施
の形態のように、注入口柱構造１８によってある間隔を
置いた複数個の注入口を形成し、この複数の注入口幅を
足し合わせて従来の注入口幅と同じ幅を確保すれば、液
晶の注入時間が長くなることもなく、プロセス上にも問
題は生じない。

【００２７】◎ 実施の形態２ 実施の形態１では、１００μｍ〜３ｍｍの小さなサイズ
の注入口を複数個つくるために、所定間隔をおいた複数
の注入口柱構造１８を注入口１５に配置した。本実施の
形態では、シール材１４にて形成される注入口１５のシ
ール材１４近傍に注入口柱構造を設けたものである。
尚、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を
用い、ここではその詳細な説明は省略する。

【００２８】図４は、実施の形態２における液晶表示装
置の注入口１５近傍領域の構成を説明するための図であ
る。ここでは、シール材１４の突出部１９を鋭角に曲げ
て注入口１５を形成している。また、シール材１４の曲
げられた部分の近傍(２箇所)に、注入口柱構造２１を設
けている。この注入口柱構造２１は、図のように封止材
１６から離しても、また、接触させるように構成しても
構わない。接触させれば封止材１６が液晶と接する面積
を少なくできる点は、実施の形態１と同様である。ま
た、その材質、形状、製造方法等は、実施の形態１の注
入口柱構造１８と同様である。ここでは、この注入口柱
構造２１をシール材１４の突出部１９に隣接させて配置
しており、シール材１４をゲル化させる前のアレイ基板
１１への塗布時には、このシール材１４に注入口柱構造
２１が接触しないように配慮されている。シール材１４
の塗布位置に接触させると、シール材１４をゲル化させ
た際に注入口柱構造２１にシール材１４が乗り上げてセ
ルギャップが確保できなくなる場合があるためである。
但し、ゲル化した後に接触することを妨げるものではな
い。

【００２９】また、本実施の形態では、シール材１４の
突出部１９を鋭角に曲げることで、封止材１６が充填さ
れた際に、シール材１４と封止材１６との接触面積を増
すように構成されている。一般に、シール材１４とガラ
ス基板(アレイ基板１１やＣＦ基板１２)、封止材１６と
ガラス基板(アレイ基板１１やＣＦ基板１２)とは、張り
合わせの強度も強く、吸湿による接着力の低下や接着面
からの水分浸透性も低く抑えることができる。しかしな
がら、化学材料同士であるシール材１４と封止材１６と
は一般に接触性が悪く、この接触部を介して水分浸透等
が起こり易い。本実施の形態では、このシール材１４と
封止材１６との接触面積を増すように構成することで、
かかる問題の発生を抑制するように配慮されている。

【００３０】但し、このように構成しても、このシール
材１４と封止材１６との接触部からの不純物浸透の問題
点を完全に解決することができない。そこで、本実施の
形態では、注入口柱構造２１をシール材１４の近傍に設
け、保持劣化した液晶が浸透して表示エリア１３に達す
るのを阻止するように構成した。シール材１４と封止材
１６との接触部から発生する保持劣化した液晶は、浸透
抑制手段としての注入口柱構造２１によって抑えられ、
または注入口柱構造２１に纏わり付くことで広がりが阻
止され、高温多湿状態等の厳しい環境下で使用された場
合でも白ズミ等のトラブル発生を抑制できる。発明者等
は、本実施の形態におけるサンプル(３台)と、この対策
を施していないサンプル(３台)を用いて、７０℃８０％
の高温多湿雰囲気下での信頼性試験を行った。その試験
結果では、対策を施さない場合には、試験開始から２０
０時間で３台ともに画質不良の発生が見られたのに対
し、この構成を採用した場合には、３台ともに画質不良
が発生することは無く、この構成における優位性が確認
されている。尚、注入口柱構造２１をシール材１４の近
傍に設け、保持劣化した液晶が浸透して表示エリア１３
に達するのを阻止する構成は、シール材１４の突出部１
９を鋭角に曲げない場合であっても大きな効果を得るこ
とができる。

【００３１】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、注入口１５におけるシール材１４の近傍に所定の大
きさを有する注入口柱構造２１を配置させることで、シ
ール材１４と封止材１６との接触部から浸透する不純物
を起因とする保持劣化した液晶が表示エリア１３に達す
るのを抑制することができる。また、注入口１５を形成
するシール材１４を鋭角に曲げて突出部１９を形成する
ことで、封止材１６との接触面積を増し、不純物の浸透
を抑制することができる。これらによって、従来から問
題となっていた白ズミ等の画質不良を未然に防ぐことが
可能となる。尚、副次的効果として、一般にシール材１
４の形成位置を正確に定めるのは困難であるのに対し、
本実施の形態では、２つの注入口柱構造２１によって注
入口１５の幅を正確に定めることもできる。尚、本実施
の形態では、浸透抑制手段として２つの注入口柱構造２
１を設けたが、例えば柱構造とまでは言えない突起等を
アレイ基板１１および/またはＣＦ基板１２に設けるよ
うに構成しても同様な効果を期待できる。

【００３２】◎ 実施の形態３ 実施の形態１では、小さなサイズの注入口を複数個つく
るために、所定間隔をおいた複数の注入口柱構造１８を
注入口１５に配置した。本実施の形態では、封止材１６
による液晶への汚染物質を注入口柱構造によって直接的
に塞き止めることで白ズミ等の画質不良を防止するもの
である。尚、実施の形態１、２と同様の構成については
同様の符号を用い、ここではその詳細な説明は省略す
る。

【００３３】図５および図６は、実施の形態３における
液晶表示装置の注入口１５近傍領域の構成を説明するた
めの図である。図５は、注入口１５の近傍領域に、正方
形等の矩形形状をした複数個の注入口柱構造２３を、基
板端から表示エリア１３方向に複数列配置し、夫々が互
い違いとなるように配置したものである。各注入口柱構
造２３の材質、製造方法、形状(高さ)等は実施の形態１
における注入口柱構造１８と同様である。また、シール
材１４の突出部１９を鋭角に曲げて、封止材１６とシー
ル材１４との接合面積を増大させた点も実施の形態２と
同様である。

【００３４】一方、図６では、注入口１５の近傍領域
に、長方形をした複数個の注入口柱構造２５を複数列配
置し、夫々の長辺が基板端とほぼ平行となるように配置
したものである。各注入口柱構造２５の材質、製造方
法、形状(高さ)等も実施の形態１における注入口柱構造
１８と同様である。また、シール材１４の突出部１９を
鋭角に曲げて、封止材１６とシール材１４との接合面積
を増大させた点も実施の形態２と同様である。また、図
６では、封止材１６が装填される際に、注入口柱構造２
５が接触するようにしており、封止材１６と液晶との接
触面積を減らしている。

【００３５】この図５および図６に示した実施の形態３
によれば、実施の形態１のように小さなサイズの注入口
を複数個、作成する方法と異なり、注入口柱構造２３、
２５によって、汚染物質が画素領域(表示エリア１３)に
浸透するのを直接的に防止する点にある。これによっ
て、白ズミなどの画質不良を防止することが可能とな
る。また、実施の形態２と同様に、封止材１６とシール
材１４との接合面積を増して接着強度を増したので、接
触部からの外部不純物の浸透を抑制できる。また、図６
のように、封止材１６と注入口柱構造２５とを接触させ
るように構成すれば、封止材１６と液晶との接触面積を
減らすことが可能となり、封止材１６の液晶中への溶解
量を低減することが可能となる。

【００３６】次に、実施の形態１〜３における液晶表示
装置の製造方法について説明する。図７(ａ)〜(ｆ)は、
実施の形態１〜３における液晶表示装置の製造方法につ
いて説明するための図である。ここでは柱構造１７およ
び注入口柱構造１８,２１,２３,２５の形成をアレイ基
板１１に対して施す例にて説明するが、前述のように、
ＣＦ基板１２に対して施すことも可能である。まず、図
７(ａ)はレジスト塗布工程であり、ガラス基板からなる
アレイ基板１１に感光性のアクリル樹脂からなる紫外線
硬化樹脂３０を膜厚約５μｍにて塗布(レジストコート)
する。ＣＦ基板１２の構造等によっては、アクリル樹脂
の変わりにポリイミド樹脂が用いられる。

【００３７】次に、図７(ｂ)に示す柱部材３１と柱構造
１７および注入口柱構造１８,２１,２３,２５を形成す
るパターニング工程に移る。このパターニング工程で
は、まず、フォトマスクを用いてＵＶ露光を行い、この
ＵＶ露光によりネガ、即ち、光が当たったところが硬化
することで、基本となる構造を得ることができる。勿
論、このＵＶ露光においてポジにて基本構造を得ること
も可能である。その後、アルカリ現像して未硬化部を除
去し、水洗・乾燥させ、約２３０℃で硬化した樹脂を焼
き付ける。この焼成によって柱部材３１および注入口柱
構造１８,２１,２３,２５を形成する樹脂が充分に硬化
する。この約４.５μｍの高さを有する柱部材３１およ
び注入口柱構造１８,２１,２３,２５を形成した後に、
ポリイミド系の配向膜を塗布する。この配向膜の塗布工
程を柱部材３１および注入口柱構造１８,２１,２３,２
５を形成した後に実施するのは、配向膜を塗った後にレ
ジスト工程を実行すると配向が乱れることを考慮したも
のである。

【００３８】次に、図７(ｃ)に示すシール材１４の塗布
工程に移る。本実施の形態では、エポキシ樹脂からなる
熱硬化性樹脂を用いたシール材１４を、図７(ｂ)により
形成された柱部材３１および注入口柱構造１８,２１,２
３,２５の周りに額縁上に形成しており、例えばディス
ペンサー方式を用いて、必要とするセルギャップに対し
て若干の高さを有する状態にて塗布される。このとき、
後に液晶を注入するための注入口１５が空けられてい
る。

【００３９】次に、図７(ｄ)に示す組立工程に移る。こ
の工程では、柱部材３１、注入口柱構造１８,２１,２
３,２５、シール材１４が形成されたアレイ基板１１
に、対向柱部材３２が形成されて配向膜が塗布された対
向基板であるＣＦ基板１２を押し当て、両者を密着させ
ている。より具体的には、ＣＦ基板１２を押し当てた後
に、３６０ｍｍ×４６０ｍｍの基板であれば、１ｔ弱の
圧力をかけ、約１５０℃で加熱する。この熱をかけるこ
とによりシール材１４が融けてゲル化し、その後、含有
されている硬化材による硬化反応により液状から硬化し
た樹脂となる。これにより、シール材１４はＣＦ基板１
２に密着し、前述の柱部材３１と対向柱部材３２とから
なる柱構造１７により決定されるセルギャップを維持し
た状態にてアレイ基板１１とＣＦ基板１２とが接合され
る。

【００４０】次に、図７(ｅ)に示す液晶注入工程に入
る。ここでは、シール材１４により形成された密閉領域
を真空化し、注入口１５から液晶が注入される。最後
に、図７(ｆ)に示す封止材１６の充填工程に移る。この
封止材１６としては、例えば、純度の高いシリコーン樹
脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂など
の混合樹脂等からなるＵＶ硬化型樹脂が用いられ、この
封止材１６を塗布した後にＵＶ光を照射して液晶の注入
口１５を封止することで一連の工程は終了する。

【００４１】本実施の形態における製造方法によれば、
封止材１６、シール材１４から染み出される汚染物質の
画素領域に浸透することを妨げる注入口柱構造１８,２
１,２３,２５を、セルギャップを確保するための柱構造
１７を構成する柱部材３１と同一の製造工程にて形成す
ることができる。即ち、柱部材３１と同様なパターニン
グ工程により、柱構造１７の形成時に要求される精度と
同様な精度にて注入口柱構造１８,２１,２３,２５を形
成することが可能となる。また、柱部材３１に用いられ
る樹脂は、元々、液晶への汚染がない物質であり、この
柱部材３１と同一材料にて製造される注入口柱構造１
８,２１,２３,２５は液晶への汚染の心配がなく、本実
施の形態に用いられる汚染防止には特に有効である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注入口近傍における封止材やシール材から染み出される
汚染物質を画素領域に浸透するのを防止し、注入口部に
起こり易い画質不良の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (ａ)、(ｂ)は、本実施の形態における液晶表
示装置の全体構成を説明するための図である。

【図２】 (ａ)、(ｂ)は、図１(ａ)、(ｂ)に示した注入
口１５の近傍領域を拡大した図である。

【図３】 液晶セル(ＬＣＤセル)における信頼性試験の
結果を示したグラフである。

【図４】 実施の形態２における液晶表示装置の注入口
近傍領域の構成を説明するための図である。

【図５】 実施の形態３における液晶表示装置の注入口
近傍領域の構成を説明するための図である。

【図６】 実施の形態３における液晶表示装置の注入口
近傍領域の構成を説明するための図である。

【図７】 (ａ)〜(ｆ)は、実施の形態１〜３における液
晶表示装置の製造方法について説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１１…アレイ基板、１２…ＣＦ基板、１３…表示エリ
ア、１４…シール材、１５…注入口、１６…封止材、１
７…柱構造、１８…注入口柱構造、１９…突出部、２１
…注入口柱構造、２３…注入口柱構造、２５…注入口柱
構造、３０…紫外線硬化樹脂、３１…柱部材、３２…対
向柱部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 英文 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 小池 建史 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 大林 義明 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 Ｆターム(参考） 2H089 LA09 LA28 LA31 LA35 LA41 MA03X MA03Y NA05 NA12 NA39 NA44 NA45 QA12 QA14 TA06 TA12 TA13 5C094 AA02 BA43 CA19 DA07 EB02 EC03 FB15 5G435 AA17 BB12 EE09 EE33 FF00 FF01 KK05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隙をもって配置される第１の基
   板および第２の基板を有すると共に、この間隙に液晶を
   封入してなる液晶表示装置にあって、 前記第１の基板と前記第２の基板との間隙を制御する柱
   構造と、 前記間隙に対して前記液晶を封入するために表示エリア
   の外側に設けられると共に、当該液晶を注入するために
   開口された注入口を形成するシール材と、 前記液晶が封入された後に前記注入口を封止する封止材
   と、 前記注入口の近傍領域に設けられ、前記柱構造と同一材
   質を用いて前記注入口を複数に分割する注入口柱構造
   と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記注入口柱構造は、前記注入口の幅を
   １００μｍ〜３ｍｍに分割することを特徴とする請求項
   １記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記注入口柱構造は、前記第１の基板お
   よび前記第２の基板によって形成される間隙の高さより
   も低い高さにて形成されることを特徴とする請求項１記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記注入口柱構造は、前記シール材と比
   較して前記液晶の保持特性を劣化させにくい材質で構成
   されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記注入口柱構造は、その一部が前記封
   止材に接触する位置に構成されることを特徴とする請求
   項１記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 一対の基板を表示エリアの外側にて接合
   すると共に、液晶を注入するために開口された注入口を
   形成するシール材と、 前記液晶が注入された後に前記注入口を封止する封止材
   と、 前記シール材と前記封止材との接合部の近傍に設けら
   れ、当該接合部から生じる汚染物質が前記表示エリアに
   浸透するのを抑制する浸透抑制手段と、を備えたことを
   特徴とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記シール材は前記注入口を形成する際
   にシール材を鋭角に曲げた突出部を形成することを特徴
   とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記浸透抑制手段は、前記突出部に近接
   すると共に、前記注入口における基板端の近傍から前記
   表示エリアの方向に伸びる一対の柱構造であることを特
   徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 一対の基板によって形成される間隙に液
   晶を封入し、表示エリアに画像を表示する液晶表示装置
   であって、 前記一対の基板を構成する１つの基板にパターン形成さ
   れて前記間隙を制御するための柱部材と、 前記間隙に前記液晶を封入するために前記表示エリアの
   外側に設けられると共に、当該液晶を注入するために開
   口された注入口を形成するシール材と、 前記液晶が封入された後に前記注入口を封止する封止材
   と、 前記１つの基板における前記注入口の基板端と前記表示
   エリアとの間に設けられ、前記柱部材と同様にパターン
   形成されると共に、前記封止材から染み出される汚染物
   質が前記表示エリアに浸透することを妨げる複数の注入
   口柱構造と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の注入口柱構造は、前記注入
    口の基板端に近接する位置から前記表示エリア方向に複
    数列からなる注入口柱構造を形成することを特徴とする
    請求項９記載の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記複数列を構成する注入口柱構造の
    うち前記注入口の基板端に近接する注入口柱構造は、前
    記封止材に接触する位置に配置されていることを特徴と
    する請求項１０記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 所定の間隙をもって配置される第１の
    基板および第２の基板を有すると共に、この間隙に液晶
    を封入してなる液晶表示装置にあって、 前記間隙に対して前記液晶を封入するために表示エリア
    の外側に設けられると共に、当該液晶を注入するために
    開口された注入口を形成するシール材と、 前記注入口の近傍領域に前記表示エリアから距離Ｄだけ
    離れて設けられ、それぞれが所定の間隔を有して配設さ
    れた複数の注入口柱構造とを備え、 前記複数の注入口柱構造によって形成される前記所定の
    間隔は、前記距離Ｄの２倍よりも短いことを特徴とする
    液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 第１の基板に対して樹脂を塗布すると
    共に、当該樹脂を用いて、当該第１の基板と対向する第
    ２の基板とのセルギャップを制御するための柱部材と、
    液晶の注入口の近傍に設けられた注入口柱構造とをパタ
    ーン形成する柱構造形成工程と、 前記第１の基板における表示エリアの外側を囲むと共
    に、前記注入口を形成するシール材を塗布するシール材
    塗布工程と、 前記シール材塗布工程によりシール材が塗布された前記
    第１の基板に対して対向する前記第２の基板を配置して
    加圧せしめ、当該第１の基板と当該第２の基板とを当該
    シール材により接着する接着工程と、 前記接着工程により接着された前記第１の基板と前記第
    ２の基板との間隙に前記注入口から液晶を注入する液晶
    注入工程と、 前記注入口を封止するための封止材を充填する封止材充
    填工程と、を有することを特徴とする液晶表示装置の製
    造方法。
14. 【請求項１４】 前記シール材塗布工程は、前記柱構造
    形成工程によってパターン形成された前記注入口柱構造
    と接触しない位置に前記シール材を塗布することを特徴
    とする請求項１３記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記柱構造形成工程は、前記第１の基
    板に対して感光性の樹脂を塗布し、フォトマスクを用い
    てＵＶ露光した後に当該樹脂を硬化させることを特徴と
    する請求項１３記載の液晶表示装置の製造方法。