JP2003202577A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示不良を簡単かつ確実に防止し得る液
晶表示装置を提供する。 【解決手段】 光透過樹脂からなり、注入路１１に臨ん
で突出する複数の突部１８を有する凹凸形成材１２を設
け、封止材１７が、基板１３（１４）と液晶１６との間
の微小隙間に薄く広がることを未然に防止し、封止材１
７の硬化不足または封止材１７の剥離などを防止するこ
とができ、封止材１７からの不純物の流出、イオン性の
汚染などに起因する注入路１１近傍の表示むら、また
は、しみといった液晶表示不良を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を能動素子とする
アクティブマトリックス型カラー液晶表示パネルを作製
する際に好適に用いられる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、テレビおよびビデオカメラ用
のモニタあるいはノートパソコンのディスプレイとして
液晶表示パネルが実用化され、特に薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴという）を能動素子とするアクティブマ
トリックス型カラー液晶表示パネルが実用に供されてい
る。図１２は従来の液晶表示パネル１の模式図であり、
図１３はこの液晶表示パネル１の注入口２付近の要部断
面図であり、図１４は、液晶３と光透過樹脂層４の境界
付近部（丸印部）の要部拡大断面図である。この液晶表
示パネル１を作製する際に、対向状に配設されたＴＦＴ
基板５および対向基板６と、シール材７とで囲まれた空
間８に、シール材７に部分的に形成された液晶注入口２
から液晶３を充填した後、この液晶注入口２を光硬化性
樹脂４でもって封止している。

【０００３】液晶注入口２を封止する際には、注入口２
付近に光硬化性樹脂４を塗布した後、光硬化性樹脂４を
注入口２からわずかに浸透させ、光照射によって光硬化
性樹脂４を硬化させるようになっている。前記浸透の方
法としては、たとえば、樹脂塗布した液晶表示パネル１
を過熱した後冷却することによる方法、または、液晶表
示パネル１に一定圧力をかけた状態で樹脂塗布を行い、
その後減圧することにより浸透させるなどの方法があ
る。このとき、光硬化性樹脂４の大部分は光または熱に
よって硬化されるが、薄く広がった部分９および表層部
は完全な硬化が難しい。

【０００４】この理由として、硬化を助ける光重合開始
剤は、紫外線エネルギーによりラジカル（活性種）を発
生し、これがモノマーまたはオリゴマーの反応基に反応
し重合を開始させる。しかし、空気中の酸素は、ラジカ
ルと反応してラジカルを消費してしまい活性を失わせる
作用があり、薄く広がった部分９および表層部は、その
作用によりラジカル発生密度を低減し、重合速度が遅く
なる。それ故、硬化不良が起こりやすく皮膜表面にアフ
タータックを生じる。このように薄く広がった部分９お
よび表層部は酸素阻害および液晶との混合によって、樹
脂４の硬化不足または樹脂４の剥離などが起こりやすい
状態にあるため、光硬化性樹脂４からの不純物の流出、
イオン性の汚染などによって注入口２近傍の表示むら、
または、しみといった液晶表示不良が発生する。

【０００５】特開平９−６１８３３号公報には、注入口
近傍の表示むらを防止し得る液晶表示パネルが記載され
ている。すなわち、注入口近傍において、光硬化性樹脂
を形成する領域の基板の内面に、珪素化合物の薄膜が部
分的に設けられている。薄膜によって、光硬化性樹脂の
密着性が向上し、密着改良剤を含有しない光硬化性樹脂
を適用することができ、密着改良剤が液晶中へ溶出する
ことを防止し得る。しかも、注入口近傍における領域の
うち薄膜以外の領域においては、光硬化性樹脂と基板と
の間の密着性が悪化するので、浸透速度は低下し光硬化
性樹脂への光照射タイミングの許容範囲が拡大すること
によって、液晶表示パネルの製作が簡単化する。なお、
光照射タイミングが早過ぎると、液晶表示パネル中に空
気が混入することに起因して表示異常が発生する。光照
射タイミングが遅過ぎると、光硬化性樹脂が液晶表示パ
ネルの画像の表示領域まで到達することによって表示異
常が発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のものでは、
光硬化性樹脂４からの不純物の流出、イオン性の汚染な
どによって注入口２近傍の表示むら、または、しみとい
った液晶表示不良が発生する。前記公報に記載の従来の
ものでは、珪素化合物の薄膜が必要となるうえ、薄膜化
して液晶と混合しやすくなり前記表示むらが発生する。

【０００７】したがって本発明の目的は、液晶表示不良
を簡単かつ確実に防止し得る液晶表示装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定間隔を隔
てて対向状に配設される薄膜トランジスタ基板および対
向基板と、これら一対の基板間に設けられ、各基板と協
働して液晶を充填するための空間および、この空間に液
晶を注入するための注入路を形成するシール材と、注入
路を封止するための光硬化性樹脂からなる封止材と、光
透過樹脂からなり、注入路に臨んで突出する複数の突部
を有する凹凸形成材とを備えたことを特徴とする液晶表
示装置である。

【０００９】本発明に従えば、液晶表示装置を作製する
際に、対向状に配設された薄膜トランジスタ基板および
対向基板と、シール材とで協働して設けられた空間に、
シール材に形成された注入路から液晶を注入し充填した
後、この注入路を光硬化性樹脂からなる封止材でもって
封止する。このとき、光透過樹脂からなり、注入路に臨
んで突出する複数の突部を有する凹凸形成部材が設けら
れているので、液晶を注入路から前記空間に充填した
後、封止材を塗布し浸透させると、液晶と封止材と基板
との境界付近部において、封止材が凹凸形成部材の一部
分に遮られる。それ故、光硬化性樹脂が、基板と液晶と
の間の微小隙間に薄く広がることを未然に防止すること
ができる。

【００１０】また本発明は、注入路は各基板間に形成さ
れ、前記凹凸形成材は、薄膜トランジスタ基板に設けら
れその薄膜トランジスタ基板を構成する材料と同一材料
からなることを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、薄膜トランジスタ基板を
形成するとき凹凸形成材を一体的に形成することがで
き、凹凸形成材の作製を簡単化することができる。

【００１２】また本発明は、注入路は各基板間に形成さ
れ、前記凹凸形成材は、対向基板に設けられその対向基
板を構成する材料と同一材料からなることを特徴とす
る。

【００１３】本発明に従えば、対向基板を形成するとき
凹凸形成材を一体的に形成することができ、凹凸形成材
の作製を簡単化することができる。

【００１４】また本発明は、注入路の液晶注入方向に直
交しかつ基板平面と平行な凹凸形成材の幅寸法が、この
装置の外方側に開放する注入路の開口先端部の幅寸法よ
りも幅広に形成されたことを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、光硬化性樹脂からなる封
止材を塗布し浸透させるとき、前記従来のものと比べて
表層部の面積を小さくすることができ、樹脂の硬化不足
を極力解消することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る液晶表示装置１０の要部斜視図であり、図２はこの液
晶表示装置１０の模式図であり、図３は注入路１１にお
ける要部断面図であり、図４は凹凸形成材１２の要部拡
大断面図である。この液晶表示装置１０は、薄膜トラン
ジスタを能動素子とするアクティブマトリックス型カラ
ー液晶表示パネルであり、テレビおよびビデオカメラ用
のモニタあるいはノートパソコンのディスプレイとして
好適に用いられるものである。液晶表示装置１０は、薄
膜トランジスタ基板１３（以下、ＴＦＴ基板１３とい
う）と、対向基板１４と、シール材１５と、凹凸形成材
１２と、液晶１６および光硬化性樹脂からなる封止材１
７とを備えている。ＴＦＴ基板１３および対向基板１４
は、シール材１５によって所定間隔を隔てて対向状に配
設され、各基板１３，１４はたとえば硼けい酸ガラスな
どから矩形状に形成されている。

【００１７】これら基板１３，１４が対向する一対の面
において、基板１３，１４の周縁部に沿って環状のシー
ル材１５が接着され、シール材１５の一側面部には、一
対の基板１３，１４とシール材１５で協働して囲まれた
空間Ｓに液晶１６を充填するための注入路１１が直方体
状に形成されている。封止材１７は、前記空間Ｓに液晶
１６を充填した後、注入路１１を封止するためのもので
あり、注入路１１の一部分に封止材１７を塗布した後、
封止材１７を注入路からわずかに浸透させＵＶ照射を行
うことによって、酸素阻害の影響を減少させ、架橋性お
よび重合性の強い状態を作りだすことができる。前記浸
透の方法としては、たとえば、樹脂塗布した液晶表示装
置１０を過熱した後冷却することによる方法、または、
液晶表示装置１０に一定圧力をかけた状態で樹脂塗布を
行い、その後減圧することにより浸透させるなどの方法
がある。

【００１８】注入路１１における上壁１１ａおよび下壁
１１ｂ（つまり注入路１１に臨むＴＦＴ基板１３および
対向基板１４の一部分には、注入路１１に臨んで突出す
る複数の突部１８を有する凹凸形成材１２がそれぞれ形
成されている。各凹凸形成材１２は、光透過樹脂からな
り、注入路１１の開口端１１ｃからたとえば約４０μｍ
の長さで、かつ、注入路１１の液晶注入方向に沿って１
０μｍピッチの凹凸状（略波形状）に形成されている。
この凹凸形成材１２の突部１８の頂部分１８ａは、基板
１３の表面からたとえば約５μｍの高さとなるように鋭
角に形成され、凹部１９の底部分は、基板１３の表面に
略接するかあるいは完全に接する状態になっている。た
だし、凹凸形成材１２の長さは、表示部Ｐに対して所定
間隔をあけて配設されている。各凹凸形成材１２は、Ｔ
ＦＴ基板１３または対向基板１４を構成する材料である
ＳｉＮおよびＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、アクリル樹脂、ポリ
イミド樹脂、ＩＴＯなどを使用して形成することができ
る。

【００１９】図５は、凹凸形成材１２の形成プロセスを
説明するための概略説明図である。凹凸形成材１２を形
成する際には、先ず、図５（ａ）に示すように、基板１
３上にＩＴＯ電極および配向膜を配置した基板２０にＳ
ｉＯ₂の透明膜２１（たとえば膜厚約０．５μｍ）を形
成する。その上にレジスト２２を塗布しフォトマスクに
よってパターニングおよび現像を行う。次に、図５
（ｂ）に示すように、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）に
よってウェットエッチングを行い、所望の凹凸状の凹凸
形成材１２を形成する。その後残留したレジスト２２を
剥離し図５（ｃ）にあるような形で完成としている。

【００２０】図６は、第２の実施形態に係る液晶表示装
置１０Ａの模式図であり、図７は液晶表示装置１０Ａの
注入路１１における要部断面図であり、図８は凹凸形成
材１２の要部拡大断面図である。図９は第３の実施形態
に係る液晶表示装置１０Ｂの模式図であり、図１０は液
晶表示装置１０Ｂの注入路１１における要部断面図であ
り、図１１は凹凸形成材１２の要部拡大断面図である。
ただし、前記実施形態と同一の部材には同一の符号を付
し、その説明は適宜省略する。上述したように、ＴＦＴ
基板１３および対向基板１４に凹凸状の凹凸形成材１２
を形成した後、これら基板１３，１４をシール部材１５
を介して接着し、液晶１６を注入路から前記空間Ｓに充
填し、封止材１７を塗布し浸透させる。

【００２１】このとき、封止材１７の浸透先端面Ｓ１は
図３および図４、図７および図８、図１０および図１１
のいずれかのような形状になる。前記浸透先端面がいず
れの形状においても、液晶１６と封止材１７との境界付
近部に、凹凸形成材１２の突部１８の頂部分１８ａが配
置されるようになっている。つまり、この突部１８の頂
部分１８ａによって、封止材１７が遮られ、封止材１７
が、基板１３，１４と液晶１６との間の微小隙間に薄く
広がることを簡単かつ確実に防止することができる。こ
の状態のままＵＶ照射を行うことによって酸素阻害の影
響を減少させ、架橋性および重合性の強い状態を作りだ
すことができる。

【００２２】それ故、凹凸形成材１２によって、封止材
１７が基板１３，１４と液晶１６との間の微小隙間に薄
く広がることを未然に防止することができる。したがっ
て、封止材１７の硬化不足または封止材１７の剥離など
を防止することができ、封止材１７からの不純物の流
出、イオン性の汚染などに起因する注入路１１近傍の表
示むら、または、しみといった液晶表示不良を防止する
ことができる。各凹凸形成材１２は、ＴＦＴ基板１３ま
たは対向基板１４を構成する材料であるＳｉＮおよびＳ
ｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、Ｉ
ＴＯなどを使用して形成することができるので、ＴＦＴ
基板１３または対向基板１４を形成するとき凹凸形成材
１２を一体的に形成することができ、凹凸形成材１２の
作製を簡単化することができる。

【００２３】本発明の実施の他の形態として、注入路１
１の液晶注入方向に直交しかつ基板平面と平行な凹凸形
成材１２の幅寸法を、この装置の外方側に開放する注入
路１１の開口先端部（開口端１１ｃ）の幅寸法よりも幅
広に形成することも可能である。この場合には、前記従
来のものと比べて表層部の面積を小さくすることがで
き、封止材１７の硬化不足を極力解消することができ
る。凹凸形成材１２の複数の突部を不等間隔のピッチで
形成してもよい。凹凸形成材１２の注入路の開口端から
の長さは４０μｍに限定されるものでなく、複数の突部
のピッチは１０μｍに限定されるものではない。突部の
頂部分の高さも５μｍに限定されるものではない。その
他、前記実施形態に、特許請求の範囲を逸脱しない範囲
において種々の部分的変更を行う場合もある。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、光透過樹脂からなり、
注入路に臨んで突出する複数の突部を有する凹凸形成材
が設けられているので、液晶を注入路から前記空間に充
填した後、光硬化性樹脂からなる封止材を塗布し浸透さ
せると、液晶と封止材と基板との境界付近部において、
封止材が凹凸形成材の一部分に遮られる。それ故、光硬
化性樹脂が、基板と液晶との間の微小隙間に薄く広がる
ことを未然に防止することができる。したがって、樹脂
の硬化不足または樹脂の剥離などを防止することがで
き、光硬化性樹脂からの不純物の流出、イオン性の汚染
などに起因する注入路近傍の表示むら、または、しみと
いった液晶表示不良を防止することができる。

【００２５】また本発明によれば、薄膜トランジスタ基
板を形成するとき凹凸形成材を一体的に形成することが
でき、凹凸形成材の作製を簡単化することができる。そ
の他請求項１と同様の効果を奏する。

【００２６】また本発明によれば、対向基板を形成する
とき凹凸形成材を一体的に形成することができ、凹凸形
成材の作製を簡単化することができる。その他請求項１
と同様の効果を奏する。

【００２７】また本発明によれば、光硬化性樹脂からな
る封止材を塗布し浸透させるとき、前記従来のものと比
べて表層部の面積を小さくすることができ、樹脂の硬化
不足を極力解消することができる。その他請求項１〜３
のいずれかと同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の要部
斜視図である。

【図２】液晶表示装置の模式図である。

【図３】注入路における要部断面図である。

【図４】凹凸形成材の要部拡大断面図である。

【図５】凹凸形成材の形成プロセスを説明するための概
略説明図である。

【図６】第２の実施形態に係る液晶表示装置の模式図で
ある。

【図７】液晶表示装置の注入路における要部断面図であ
る。

【図８】凹凸形成材の要部拡大断面図である。

【図９】第３の実施形態に係る液晶表示装置の模式図で
ある。

【図１０】液晶表示装置の注入路における要部断面図で
ある。

【図１１】凹凸形成材の要部拡大断面図である。

【図１２】従来の液晶表示装置の模式図である。

【図１３】液晶表示装置の注入路における要部断面図で
ある。

【図１４】液晶と光透過樹脂層の境界付近部の要部拡大
断面図である。

【符号の説明】

１０ 液晶表示装置 １１ 注入路 １２ 凹凸形成材 １３ ＴＦＴ基板 １４ 対向基板 １５ シール材 １６ 液晶 １７ 封止材 １８ 突部 １８ａ 頂部分 １９ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔を隔てて対向状に配設される薄
   膜トランジスタ基板および対向基板と、 これら一対の基板間に設けられ、各基板と協働して液晶
   を充填するための空間および、この空間に液晶を注入す
   るための注入路を形成するシール材と、 注入路を封止するための光硬化性樹脂からなる封止材
   と、 光透過樹脂からなり、注入路に臨んで突出する複数の突
   部を有する凹凸形成材とを備えたことを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 注入路は各基板間に形成され、前記凹凸
   形成材は、薄膜トランジスタ基板に設けられその薄膜ト
   ランジスタ基板を構成する材料と同一材料からなること
   を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 注入路は各基板間に形成され、前記凹凸
   形成材は、対向基板に設けられその対向基板を構成する
   材料と同一材料からなることを特徴とする請求項１に記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 注入路の液晶注入方向に直交しかつ基板
   平面と平行な凹凸形成材の幅寸法が、この装置の外方側
   に開放する注入路の開口先端部の幅寸法よりも幅広に形
   成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の液晶表示装置。