JP2005181795A - 液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿による配向膜の配向機能の経時的な劣化防止でき、長期信頼性に優れた高コントラスト表示が可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】中央に配置された画素領域１ａ，２ａを覆う配向膜１５，２５を有し、これらの配向膜１５，２５を内側にして対向配置された第１基板１と第２基板２とを備えている。これらの第１基板１と第２基板２の周縁部にはシール層４が設けられ、シール層４および注入口に引き込んだ封止剤で密封された第１基板１−第２基板２間に液晶層３が充填されている。そして特に、第１基板１および第２基板２の少なくとも一方における画素領域１ａ，２ａとシール層４との間に、吸湿層６を設けたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の製造方法に関し、特には、耐湿性に優れた長期信頼性の高い液晶表示装置およびその製造方法に関する。

液晶表示装置は、一対の基板間に液晶が封入された液晶パネルを有している。この液晶パネルは、一方の基板をなす薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと略記する）アレイ基板と、これに対向配置された他方の基板をなす対向基板とを備えている。ＴＦＴアレイ基板は、絶縁基板の一主面上に、透明導電性膜からなる画素電極と、各画素電極を制御するための画素スイッチング用ＴＦＴと、これらを覆う配向膜とを備えている。他方、対向基板は、絶縁基板の一主面上に、透明導電性膜からなる対向電極と、これを覆う配向膜とを備えている。そして、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とは、配向膜を対向させて配置され、これらの基板間は周縁部に設けられたシール層でシールされている。そして、シール層に設けられた液晶を注入するための注入口から基板間に液晶を充填し、その後注入口に封止剤を引き込ませることで配向膜間に液晶層が狭持された状態となっている。

ところで、液晶表示装置のうち、投射型の液晶表示装置においては、このような構成の液晶パネルが光変調用のライトバルブとして用いられている。この場合、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とには、例えば垂直配向膜が設けられる。垂直配向膜は、液晶層を構成する液晶分子が基板面に対して略垂直方向を向くようにするものであり、画素電極からの電界が液晶層に印加されていない時（以下、「電界無印加時」という）には、垂直配向膜の作用により、液晶層が基板の面に対して垂直に近い配向状態となるようにされる。このように、液晶層が基板の面に対して垂直に近い配向状態になっていると、電界無印加時に、液晶表示装置内に入射した光は変調されずに透過するので、液晶表示装置の上下にクロスニコルの位置で偏光板を入れたときに高品位な黒表示ができる。このことにより、高コントラスト表示を実現することができる。

このような投射型の液晶表示装置においては、液晶パネルに光強度の強い光が照射される。このため、配向膜として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）などからなる無機膜を用いることで、光や熱による配向膜の劣化を防止している。このような無機膜からなる配向膜（無機配向膜）の形成は、基板に対してある角度で一方向から無機材料を蒸着させることで、基板に対して所定の角度で配列した柱状構造物を成長させる斜方蒸着法によって形成される。また、このような無機配向膜は吸湿性があるため、液晶パネル内に浸入した水分を吸収し、配向機能が劣化して液晶の分子の配向状態の乱れを引き起こす。そこで、窒素が混入された無機配向膜とすることにより、無機配向膜の吸湿性を低下させ、水分吸収による配向膜機能の劣化を防止する方法が提案されている（以上、下記特許文献１参照）。

特開２００３−１６７２５５号公報参照

しかしながら、上述した構成の液晶表示装置においては、シール層で封止された液晶パネル内への水分の浸入を完全に防止することはできない。このため、窒素を混入させることで吸湿性を低下させた無機配向膜と言えども、水分の影響を完全に排除することはできず、長期的な配向性の劣化を完全に抑えることはないのである。また、液晶パネル内に浸入した水分によって、液晶パネル内の金属配線の腐食や駆動回路の劣化を引き起こす場合もある。

そこで本発明は、基板間に液晶層を狭持してなる液晶パネル内においての水分の影響を排除することで配向膜の配向機能の経時的な劣化防止や駆動回路の劣化等を防止でき、これによって、高コントラスト表示が可能で長期信頼性に優れたな液晶表示装置を提供すること、およびこのような液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明の液晶表示装置は、中央に配置された画素領域を覆う配向膜を有し当該配向膜を内側にして対向配置された一対の基板を備えている。この一対の基板の周縁部にはシール層が設けられ、シール層と注入口の封止剤で密封された一対の基板間に液晶層が充填されている。そして特に、一対の基板の少なくとも一方における画素領域とシール層との間には、吸湿層が設けられている。

このような構成の液晶表示装置では、基板とシール層との界面、あるいはシール層を介して一対の基板間に浸入した水分は、画素領域に達する前に吸湿層によって吸湿される。これにより、この水分が画素領域を覆う配向膜に達することが防止され、配向膜が吸湿することによる配向機能の劣化が防止される。また、基板間に侵入した水分が画素領域に達することが防止されるため、この水分による画素領域の金属配線の腐食や駆動回路の劣化が防止される。

また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、上述した構成の液晶表示装置を得るための方法であり、一対の基板におけるそれぞれの中央に配置された画素領域を覆う状態で配向膜を形成すると共に、少なくとも一方の基板の画素領域の周囲に吸湿層を形成し、さらに少なくとも一方の基板の周縁にシール層を形成する。その後、シール層の内側に吸湿層が配置されるように、配向膜を内側にして一対の基板を対向配置する。この状態で、一対の基板間に持させたシール層を硬化させ、次いで硬化させたシール層に設けられた注入口から、一対の基板間に液晶を充填した後、当該注入口に封止剤を引き込ませ密封する。

このような製造方法により、シール層と封止剤とで封止された一対の基板間において、その中央の画素領域とシール層との間に吸湿層が設けられた上記構成の液晶表示装置が得られる。

以上説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、基板間に浸入した水分による配向膜の配向機能の劣化や画素領域の金属配線の腐食や駆動回路の劣化を防止することが可能になるため、長期にわたって高コントラストな表示特性を維持することが可能になる。この結果、液晶表示装置の長期信頼性の向上を図ることが可能になる。そして、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、このような長期信頼性に優れた液晶表示装置を作製することが可能になる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜要部構成＞
図１には、本発明の液晶表示装置の一例を示す要部断面図として、その液晶パネル部分の断面図を示す。また、図２には、この液晶パネル１の一部を切り欠いた平面図を示す。尚、図1は図２のＡ−Ａ’断面に相当する。

これらの図に示す液晶パネルは、投射型の液晶表示装置のライトバルブとして好適に用いられるものであり、対向配置された第１基板１と第２基板２との間に液晶層３を狭持してなる。

このうち、第１基板１は、光透過性の絶縁基板１１を用いて構成され、その中央部を画素領域１ａとして画素領域１ａの液晶層３に向かう面上にＴＦＴアレイ（図示省略）を配列形成してなる、いわゆるＴＦＴアレイ基板である。このような第１基板１の画素領域１ａ上には、画素スイッチング用のＴＦＴと共に、各ＴＦＴによって制御される画素電極１３が配置されている。これらの画素電極１３は、透明導電膜からなる。そして、画素電極１３が配置されている画素領域１ａの全体を覆う状態で、配向膜１５が設けられている。

一方、第２基板２は、光透過性の絶縁基板２１を用いて構成され、その中央部を画素領域２ａとして画素領域２ａの液晶層３に向かう面上に透明導電膜からなる対向電極２３が形成されている。そして、この対向電極２３が配置されている画素領域２ａの全体を覆う状態で、配向膜２５が設けられている。

以上のような構成の第１基板１と第２基板２とは、画素領域１ａと画素領域２ａとを平面視的に重ね合わせた状態で対向配置される。また、第１基板１には、第１基板１−第２基板２間を所定の間隔に維持するためのスペーサ（図示省略）が設けられる。そして、第１基板１と第２基板２との周縁には、第１基板１−第２基板２間に狭持させた液晶層３を密封するためのシール層４が設けられている。尚、このシール層４には、第１基板１−第２基板２間に液晶を充填するための注入口４ａ（平面図参照）が設けられており、液晶が充填された状態において、この注入口４ａに封止剤４ｂが引き込まれた状態となっている。これにより、シール層４をメインシール、封止剤４ｂをエンドシールとして一体化させたシールにより、液晶層３が密閉された状態となっている。

ここで、第１基板１の配向膜１５および第２基板２の配向膜２５は、例えば斜方蒸着によって形成された無機材料からなり、一例として第１基板１の表面に対して略垂直方向をなして酸化シリコンを蒸着させた、いわゆる垂直配向膜であることとする。これにより、液層層３に電界が印加されていない時に、液晶表示装置の液晶パネル内に入射した光は変調されずに透過する構成となっている。このような構成としたことにより、この液晶パネルの上下にクロスニコルの位置で偏光板を配置した場合に高品位な黒表示ができ、これにより高コントラスト表示が実現される。また、これらの配向膜１５，２５は、液晶層３に電界を印加した時に液晶層３を構成している液晶分子の倒れる方向を揃えるために、電界を印加していない時に液晶分子の長軸方向が第１基板１および第２基板２の表面に対して所定のプレチルト角を持った方向に向くように斜方蒸着されていることとする。

尚、このような無機材料からなる配向膜１５，２５は、例えば酸窒化シリコンのような窒素を含有する材料で構成することにより、吸湿性が抑えられたものとすることができる。

そして特に、この液晶パネルにおいては、第１基板１における画素領域１ａとシール層４との間、および第２基板２における画素領域２ａとシール層４との間に、吸湿層６が設けられている。

この吸湿層６は、シール層４の内側で、画素領域１ａに対して重なりを持たず、画素領域１ａを囲む位置に設けられていることとする。このため、吸湿層６は、画素領域１ａ，２ａを完全に覆う状態で設けられた配向膜１５、２５の端縁に対して、それぞれ積層された状態で設けられていても良い。吸湿層６を配向膜１５，２５の端部に対して積層して配置する構成であれば、配向膜１５,２５の端縁上に吸湿層６を積層させた状態であっても、吸湿層６上に配向膜１５，２５の端縁を積層させた状態であっても良い。この場合、吸湿層６を設けたことによって、画素領域１ａ，２ａが狭められることを防止し、有効画素面積を確保することができる。

尚、吸湿層６は、各配向膜１５、２５に対して積層されずに、配向膜１５，２５と連続した状態で設けられていても良く、またさらに配向膜１５，２５と分離された状態でその外側を囲む位置に設けられていても良い。

またさらに、吸湿層６は、シール層４の注入口４ａからの液晶の充填が妨げられることのない範囲で、できるだけシール層４の注入口４ａ付近に設けられることが好ましい。また、吸湿層６は、その吸湿能力を得るため、できだけ大きな体積を有して設けられていることが好ましい。このため、画素領域１ａを囲むできるだけ広範囲で設けられていることが好ましく、またその高さも第１基板１と第２基板２とで狭持される状態で設けられても良い。

尚、シール層４の密着性を考慮した場合、シール層４よりも内側に吸湿層７を設けることで、シール層４に対して吸湿層７が重なることのないように構成することが好ましい。しかしながら、シール層４と吸湿層７との材料選択により、その密着性が非常に良好である場合、シール層４の一部に対して吸湿層７を重ねて配置しても良い。ただし、吸湿剤７がシール層４に露出することのないようにする。

図面においては、以上のような吸湿層６の配置状態を代表し、画素領域１ａの全周を囲む状態で、配向膜１５，２５上に吸湿層６が積層された状態を示している。尚、この吸湿層６は、第１基板１または第２基板２の一方のみに設けられても良く、上述したように、第１基板１と第２基板２とで狭持される状態で設けられても良い。

そして、以上のような吸湿層６は、例えば酸化シリコンのような無機材料で構成されていることとする。このため、配向膜１５，２５と同一材料で構成されたものであっても良い。ただし、配向膜１５，２５が、酸窒化シリコンのような吸湿性を抑えた材料で構成されている場合には、窒素を含有しない吸湿性の高い材料で吸湿層６を構成することとする。

特に、配向膜１５，２５と吸湿層６とが積層されている場合には、配向膜１５，２５に対する吸湿層６の密着性を確保するために、これらが同一材料で構成されていることが好ましい。また同様に、この配向膜１５，２５が斜方蒸着によって形成された膜であれば、画素領域１ａ，２ａにおける配向膜１５，２５の配向角度の連続性、および配向膜１５，２５と吸湿層６との密着性を考慮し、配向膜１５，２５と同一方向に配向した斜方蒸着膜として吸湿層６を構成することが好ましい。すなわち、斜方蒸着膜は、被蒸着面に対して、蒸着材料分子を所定の蒸着角度θで斜めに入射させることによって形成された膜である。このため、斜方蒸着膜の表面は微視的に鋸刃状となる。したがって、配向膜１５，２５と、これに積層される吸湿層６とを、同一方向に配向した斜方蒸着膜とすることにより、これらの密着性を確実にできる。さらに、図示したように、配向膜１５，２５上に吸湿層６を積層させる構成であれば、配向膜１５，２５の配向角度の連続性も確保される。ただし、吸湿層６を無機材料からなる斜方蒸着膜とする場合、吸湿層６の形成による生産性の低下や材料費の増加を抑えることを考慮し、吸湿層６の膜厚は１００〜８００ｎｍ程度とすることが望ましい。

以上説明した構成の液晶パネルを有する半導体装置においては、画素領域１ａ，２ａとシール層４との間に、吸湿層６を設けた構成となっている。これにより、第１基板１および第２基板２を構成する絶縁性基板１１，２１とシール層４との界面、あるいはシール層４を介して第１基板１−第２基板２間に浸入した水分は、画素領域１ａ，２ａに達する前に、吸湿層６によって吸湿される。このため、この水分が画素領域１ａを覆う配向膜１５や、画素領域２ａを覆う配向膜２５に達することが防止される。したがって、無機材料からなる配向膜１５，２５であっても、この配向膜１５，２５の吸湿による配向機能の劣化を防止することができる。特に、以降に説明する構成の投射型の液晶表示装置においては、上述した構成の液晶パネル部分に対して強い光が照射されるため、配向膜１５，２５には耐光性の高い無機材料が用いられる。この場合であっても、上述したように無機材料からなる配向膜１５，２５の吸湿による配向機能の劣化が抑えられる。また、この水分によって、画素領域１ａ，２ａにおける金属配線の腐食や駆動回路の劣化を防止することができる。

この結果、このような液晶パネルを有する液晶表示装置においては、高コントラスト表示が長期にわたって維持され、長期信頼性の向上を達成することが可能になる。

また、以上の構成の液晶パネルを有する半導体装置においては、配向膜１５，２５を構成する無機材料に窒素を混入させた場合には、配向膜１５，２５自体の吸湿性を抑えることができる。このため、さらに吸湿による配向膜１５，２５の配向機能の劣化を抑えることができると共に、この配向膜１５，２５で覆われた下層への水分供給が防止され、上述した金属配線の腐食や駆動回路の劣化をさらに確実に防止することができる。

さらに、注入口４ａ付近に吸湿層６を設けることにより、最も水分が浸入し易い注入口４ａ付近において、この注入口４ａから浸入した水分を確実に吸湿することが可能になる。しかも、画素領域１ａ，２ａの全周を囲むように吸湿層６を設ける構成とすれば、画素領域１ａ，２ａの全領域に対しての水分の浸入を確実に防止することが可能になる。

そして、この吸湿層６を、配向膜１５，２５と同様の無機材料を斜方蒸着したものとすることにより、かつ材料および製造装置の共通化を図り、コストの上昇を抑えることができる。

尚、以上説明した構成は、一例であり、吸湿層６は、第１基板１または第２基板２の一方のみに設けられても良いし、第１基板１と第２基板２とに狭持された１体の構成であっても良い。さらに、吸湿層６は、画素領域１ａ，２ａの全周を囲むものに限定されることはなく、例えば注入口４ａ付近にのみ設けられても良い。

＜液晶表示装置＞
次に、以上のような構成の液晶パネルを用いて構成される投射型の液晶表示装置の構成を図３に基づいて説明する。

この図に示す投射型の液晶表示装置は、いわゆる液晶プロジェクタ１００であり、光源１１１からの光を赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）の３原色に分離し、それぞれの色に対して液晶表示パネルをライトバルブとして１枚ずつ用いてカラー画像表示を行なう、いわゆる３板方式のプロジェクタである。この液晶プロジェクタ１００において、３原色にそれぞれ対応して上記構成の液晶パネル１２５Ｒ、１２５Ｂ、１２５Ｇが配置される。

この液晶プロジェクタ１００は、光を発する光源１１１と、光源１１１からの光の出射側に配置される第１のレンズアレイ１１２と、第１のレンズアレイ１１２からの出射光を反射し、出射光の光路（光軸１１０）を９０°変更するミラー１１４と、ミラー１１４からの反射光が入射する第２のレンズアレイ１１３とを備えている。ミラー１１４は、好適には全反射ミラーである。第１レンズアレイ１１２と第２レンズアレイ１１３には、それぞれ複数のマイクロレンズ１１２Ｍ，１１３Ｍが２次元的に配列されている。第１レンズアレイ１１２、第２レンズアレイ１１３は、光の照度分布を均一化させるためのものであり、入射した光を複数の小光束に分割する機能を有している。なお、光源１１１と第１レンズアレイ１１２との間に、図示しないＵＶ（Ultra Violet）／ＩＲ（Infrared）カットフィルタを設置してもよい。

光源１１１は、カラー画像表示に必要とされる、赤色光、青色光および緑色光を含んだ白色光を発する。光源１１１は、白色光を発する発光体（図示せず）と、発光体から発せられた光を反射、集光するリフレクターとを含んで構成されている。発光体としては、例えば、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプまたはキセノンランプ等のランプが使用される。リフレクターは、集光効率が良い形状であることが望ましく、例えば回転楕円鏡や回転放物面等の回転対称な凹面形状となっている。また、発光体の発光点は、凹面形状のリフレクターの焦点位置に配置される。

光源１１１の発光体から出射された白色光は、リフレクターによって略平行光となり、第１レンズアレイ１１２を通過して全反射ミラー１１４に入射する。全反射ミラー１１４によって光軸１１０が９０°曲がった白色光は、第２レンズアレイ１１３に入射する。図５に図解の液晶プロジェクタ１００は、第２レンズアレイ１１３からの光の出射側に、ＰＳ合成素子１１５と、コンデンサレンズ１１６と、ダイクロイックミラー１１７とを有する。

ＰＳ合成素子１１５には、第２レンズアレイ１１３における隣り合うマイクロレンズ間に対応する位置に、複数の位相差板１１５Ａが設けられている。１／２波長板が、位相差板１１５Ａの一例である。ＰＳ合成素子１１５は、入射した光をＰ偏光成分およびＳ偏光成分の偏光に分離する。また、ＰＳ合成素子１１５は、分離した２つの偏光のうち、一方の偏光を、その偏光方向（例えばＰ偏光）を保ったまま偏光変換素子１１５から出射し、他方の偏光（例えばＳ偏光成分）を、１／２波長板１１５Ａの作用により、他の偏光成分（例えばＰ偏光成分）に変換して出射する。

ＰＳ合成素子１１５から出射した光は、コンデンサレンズ１１６によって集光されてダイクロイックミラー１１７に入射する。ダイクロイックミラー１１７は、入射した光のうち、例えば赤色光LRを反射し、その他の色の光を透過することにより、入射光を赤色光ＬＲとその他の色とに色分解する。

さらに、液晶プロジェクタ１００は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された赤色光ＬＲの光路に沿って、ミラー１１８と、フィールドレンズ１２４Ｒと、入射側偏光板１３０Ｉと、液晶パネル１２５Ｒと、出射側偏光板１３０Ｓとを有する。

ミラー１１８としては、好適には全反射ミラーが用いられる。全反射ミラー１１８は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された赤色光LRを、入射側偏光板１３０Ｉおよび液晶パネル１２５Ｒに向けて反射する。

入射側偏光板１３０Ｉは、前述のように、全反射ミラー１１８から入射する赤色光ＬＲのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

液晶パネル１２５Ｒは、図１および図２を用いて説明した構成のものであり、入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した赤色光ＬＲを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。出射側偏光板１３０Ｓは、液晶表示パネル１２５Ｒからの変調された赤色光ＬＲのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

液晶プロジェクタ１００は、ダイクロイックミラー１１７によって色分解された他の色の光の光路に沿って、ダイクロイックミラー１１９を有している。ダイクロイックミラー１１９は、入射した光のうち、例えば緑色光ＬＧを反射して青色光ＬＢを透過することにより、入射した光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに色分解する。

ダイクロイックミラー１１９によって色分解された緑色光ＬＧの光路には、フィールドレンズ１２４Ｇと、入射側偏光板１３０Ｉと、液晶表示パネル１２５Ｇと、出射側偏光板１３０Ｓとが設けられている。

入射側偏光板１３０Ｉは、ダイクロイックミラー１１９から入射する緑色光ＬＧのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

液晶パネル１２５Ｇは、図１および図２を用いて説明した構成のものであり、入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した緑色光ＬＧを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。出射側偏光板１３０Sは、液晶表示パネル１２５Gからの変調された緑色光LGのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

さらに、ダイクロイックミラー１１９によって色分解された青色光ＬＢの光路に沿って、リレーレンズ１２０、ミラー１２１、リレーレンズ１２２、ミラー１２３、フィールドレンズ１２４Ｂ、入射側偏光板１３０Ｉ、液晶パネル１２５Ｂ、および出射側偏光板１３０Ｓが、この順に設けられている。

ミラー１２１，１２３は、好適には全反射ミラーである。全反射ミラー１２１は、リレーレンズ１２０を介して入射した青色光ＬＢを、全反射ミラー１２３に向けて反射する。全反射ミラー１２３は、全反射ミラー１２１によって反射され、リレーレンズ１２２を介して入射した青色光ＬＢを、入射側偏光板１３０Iおよび液晶表示パネル１２５Bに向けて反射する。

入射側偏光板１３０Ｉは、全反射ミラー１２３から入射する緑色光ＬＧのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

液晶パネル１２５Ｂは、図１および図２を用いて説明した構成のものであり、全反射ミラー１２３によって反射され、フィールドレンズ１２４Ｂおよび入射側偏光板１３０Ｉを介して入射した青色光ＬＢを、入力される画像データに応じて空間的に変調する。

出射側偏光板１３０Ｓは、液晶表示パネル１２５Ｂからの変調された青色光ＬＢのうち、その偏光軸に一致する方向の光を通過させる。

そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの光路が交わる位置には、これら３つの色光を合成する機能を有したクロスプリズム１２６が設置されている。クロスプリズム１２６は、一例として、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢがそれぞれ入射する入射面１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂ、および、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢが合成された光が出射する出射面１２６Ｔを各々有する４つの直角プリズムを接合して構成されている。液晶プロジェクタ１００においては、クロスプリズム１２６内に入射した緑色光ＬＧを出射面１２６Ｔ側に向けて透過し、クロスプリズム１２６内に入射した赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢを出射面１２６Ｔ側に向けて反射するように、ダイクロイック膜が各直角プリズムの接合面にコートされている。以上により、クロスプリズム１２６は、入射面１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂに入射した３つの色光を合成して出射面１２６Ｔから出射する。

また、液晶プロジェクタ１００は、クロスプリズム１２６から出射された合成光を、スクリーン１２８に向けて投射するための投射レンズ１２７を有している。投射レンズ１２７は、好適には複数のレンズからなり、スクリーン１２８に投射する画像の大きさを調整するズーム機能や、ピント合わせ機能を有する。

以上のような液晶プロジェクタ（液晶表示装置）１００においては、液晶パネル１２５Ｒ，１２５Ｇ，１２５Ｂに対して強力な光が入射される。このため、液晶パネルの配向膜には耐光性に優れた無機配向膜が用いられる。この無機配向膜は吸湿性に劣るが、上述したように、吸湿層が設けられた液晶パネルを用いることにより、配向膜の吸湿による劣化を抑えることができる。したがって、長期信頼性に優れた表示を行うことが可能である。

＜製造方法＞
次に、上記構成の液晶表示装置の製造方法として、図１を用いて説明した液晶パネル部分の製造工程を説明する。

先ず、図４（１）に示すように、第１基板１を構成する光透過性の絶縁基板１１の一主面上における中央の画素領域１ａに、ＴＦＴアレイと画素電極１３とを形成し、さらに画素電極１３が形成された画素領域１ａを覆う状態で配向膜１５を形成する。この配向膜１５は、シール層が形成される周辺領域を覆う第１マスク３１上からの斜方蒸着法によって形成される。

次に、図４（２）に示すように、シール層が形成される周辺領域と共に画素領域１ａを覆う第２マスク３２上からの斜方蒸着によって、配向膜１５の端縁上に重ねて吸湿層６を形成する。この吸湿層６の形成は、配向膜１５を形成する際の斜方蒸着と同一方向から行う。尚、吸湿層６を形成する際の斜方蒸着においては、既に形成された配向膜１５に対して間隔を保って第２マスク３２を配置し、これによって配向膜１５の配向性を確保する。

一方、以上の図４（１）および図４（２）を用いて説明したと同様にして、第２基板（２）を構成する光透過性の絶縁基板（２１）の一主面上における中央の画素領域（２ａ）に、対向電極（２３）を形成し、さらに対向電極（２３）が形成された画素領域（２ａ）を覆う状態で配向膜（２５）を形成する。そして、この配向膜（２５）の端縁上に重ねて吸湿層（６）を形成する。

そして、以上の後は、通常の液晶表示装置の製造工程と同様に行う。

すなわち、図４（３）に示すように、第１基板１の周縁に、未硬化のシール層４を塗布によってパターン形成する。ただし、このシール層４は、吸湿層６の周囲にパターン形成されることする。シール層４の塗布形成方法は、印刷のほかディスペンサを用いても良い。また、この際、シール層４には、注入口が設けられることとする。そして、第１基板１の配向膜１５上に、ここでの図示を省略したスペーサを散布する。尚、配向膜１５の下方に予めスペーサが形成されている場合には、スペーサの散布は行わなくて良い。

次に、第１基板１と第２基板２とを対向配置させる。この際、それぞれの配向膜１５，２５を内側にして、かつそれぞれの画素領域１ａ、２ａが対向するように、第１基板１と第２基板２とを対向配置する。また、第２基板２に形成した吸湿層６が、シール層４の内側に配置されるようにする。

この状態で、第１基板１に対して第２基板２を押し圧することにより、第１基板１と第２基板２との間にスペーサを狭持させると共に、第１基板１と第２基板２の周縁部にシール層４を狭持させる。その後さらに、シール層４を硬化させることにより、第１基板１と第２基板２とを接着固定する。

次いで、先の図２に示したように、シール層４の１箇所に設けた注入口４ａから液晶を注入し、次いでこの注入口４ａを封止剤４ｂによって封止することにより、上述した構成の液晶パネルを完成させる。

以上の製造方法により、図１,および図２を用いて説明した構成の表示パネルを得ることが可能になる。

このような製造方法によれば、配向膜１５（２５）の形成と吸湿層６の形成とを、同様の材料を用いて連続して行うことにより、製造装置や材料の共通化ができるほか、コンタミや膜剥がれ等の不具合も回避することができる。

また、このような製造方法によれば、吸収層６およびシール層４が形成された第１基板１に対して第２基板２を押し圧する際、未硬化のシール層４が第１基板１と第２基板２との間で押しつぶされても、このシール層４の内側に配置された吸収層６が堤防となって画素領域１ａ,２ａ側にシール層４が流れ込むことを防止できる。したがって、シール層４の侵入（内側へのはみ出し）によって画素領域１ａ,２ａが狭められることを防止でき、有効画素面積を保つことが可能になる。

さらに、吸収層６を形成した後に未硬化のシール層４を形成する工程としたことにより、吸収層６の形成位置によりシール層４の形成範囲を制御することも可能になる。

尚、上述した製造方法では、配向膜１５（２５）を形成した後に吸収層６を形成する場合を説明したが、吸収層６を形成した後に配向膜１５(２５)を形成する工程であっても良い。この場合、既に形成されている配向膜１５に対して吸収層６をパターン形成するためのマスクを接触させることのないように斜方蒸着を行うこととする。また、上述した製造方法では、第１基板１上にシール層４を形成する工程としたが、シール層４は第２基板２上に形成しても良い。さらに、吸収層６は、第１基板１または第２基板２の一方のみに形成しても良い。

実施形態の液晶表示装置における液晶パネル部分の断面図である。 実施形態の液晶表示装置における液晶パネル部分の平面図である。 図１の液晶パネルが用いられる投射型の液晶表示装置の構成図である。 実施形態の液晶表示装置の製造工程図である。

符号の説明

１…第１基板、２…第２基板、１ａ,２ａ…画素領域、３…液晶層、４…シール層、４ａ…注入口、６…吸湿層、１５，２５…配向膜、１００…液晶表示装置（液晶プロジェクタ）、１２５Ｒ，１２５Ｂ，１２５Ｇ…液晶パネル

Claims (11)

1. 中央に配置された画素領域を覆う配向膜を有し当該配向膜を内側にして対向配置された一対の基板と、当該一対の基板の周縁部に設けられたシール層と、液晶を注入するため当該シール層に設けた注入口を封止剤で封止した前記一対の基板間に充填された液晶層とを備えた液晶表示装置において、
   前記一対の基板の少なくとも一方における前記画素領域と前記シール層との間に吸湿層が設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記配向膜と前記吸湿層とは、無機材料で構成されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２記載の液晶表示装置において、
   前記配向膜を構成する無機材料には窒素が混入されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記吸湿層は、前記配向膜に積層された状態で設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項４記載の液晶表示装置において、
   前記吸湿層と配向膜とは、同方向からの斜方蒸着によって連続的に形成されたものである
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記吸湿層は、前記画素領域を囲む状態で設けられている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記一対の基板を対向配置してなるパネルに、当該パネルを透過させる光を照射する光学系を備えた
   ことを特徴とする液晶表示装置。
8. 一対の基板におけるそれぞれの中央に配置された画素領域を覆う状態で配向膜を形成する工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方における前記画素領域の周囲に、吸湿層を形成する工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方における周縁に、シール層をパターン形成する工程と、
   前記配向膜、吸湿層、およびシール層の形成を行った後、当該シール層の内側に前記吸湿層が配置されるように前記配向膜を内側にして前記一対の基板を対向配置し、当該一対の基板間に当該シール層を狭持させて当該シール層を硬化させる工程と、
   前記硬化させたシール層に設けられた注入口から前記一対の基板間に液晶を充填した後、当該注入口を封止する工程とを行う
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. 請求項８記載の液晶表示装置の製造方法において、
   前記配向膜と前記吸湿層とは、積層状態で形成される
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
10. 請求項９記載の液晶表示装置の製造方法において、
    前記吸湿層の形成と配向膜の形成とは、同方向からの斜方蒸着によって連続的に行われる
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
11. 請求項８記載の液晶表示装置の製造方法において、
    前記吸湿層は、前記画素領域を囲む状態で形成される
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
    
    

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