JP2006113207A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短い時間で空セルに液晶材料を注入可能とすること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、アレイ基板２、前記アレイ基板２と向き合った対向基板３と、前記アレイ基板２と前記対向基板３との間に介在すると共に枠形状を有する接着剤層４とを備え、前記接着剤層４には前記アレイ基板２と前記対向基板３と前記接着剤層４とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料５と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、表示領域におけるセルギャップは、前記注入口の近傍でより大きいことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

誘電率異方性が負の液晶材料と垂直配向膜とを使用するＶＡ（Vertically Aligned）モードの液晶表示装置によると、ＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示装置と比較して、より速い応答速度を実現することができる。しかも、ＶＡモードの液晶表示装置では、静電気破壊などの不良を発生させるラビング処理が不要である。なかでも、マルチドメイン方式を採用したＶＡモード（以下、ＭＶＡモードという）の液晶表示装置は、広視野角化も比較的容易であることから、特に注目を集めている。

ＭＶＡモードでは、液晶層中に電界勾配を形成すること、及び／又は、基板表面に突起を設けることにより、液晶層中の各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割する。例えば、画素電極及び対向電極の少なくとも一方にスリットを設け、ドメイン毎に電界の向きを異ならしめる。或いは、アレイ基板及び対向基板の少なくとも一方の対向面に畝状凸部からなる凸パターンを設ける。或いは、スリットと凸パターンとを組み合わせる。

ところで、ＶＡモードの液晶表示装置では、上記の通り、誘電率異方性が負の液晶材料と垂直配向膜とを使用するため、一般に、空セルへの液晶材料の注入に長時間を要する。特に、先の凸パターンを設けたＭＶＡモードの液晶表示装置は、これら凸パターンが空セルへの液晶材料の注入を妨げるため、空セルへの液晶材料の注入に極めて長時間を要し、高い生産性を実現することが難しい。

また、空セルへの液晶材料の注入に要する時間，Ｊｕｓｔ注入時間，には、各構成要素の形状及び組成などのばらつき並びに温度などの注入条件のばらつきが影響を与える。注入時間が長い場合、これらばらつきに起因してＪｕｓｔ注入時間が大きくばらつくこととなる。そのため、特に、ドメイン分割に凸パターンを利用する場合などには、注入不良を生じ易い。

本発明の目的は、短い時間で空セルに液晶材料を注入可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、アレイ基板と、前記アレイ基板と向き合った対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に枠形状を有する接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、表示領域におけるセルギャップは、前記注入口の近傍でより大きいことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明の第２側面によると、第１基板とその一主面上で配列した複数の画素電極と前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含んだアレイ基板と、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、前記空セルは、前記第１基板の前記主面上又は前記対向電極上に配置された第１誘電体パターンと、前記対向電極と前記第２垂直配向膜との間に介在し且つ前記第１誘電体パターンと比較してより薄い第２誘電体パターンとをさらに備え、前記第１誘電体パターンの一部は、前記内部空間内に複数の第１スペーサを形成し、前記第１誘電体パターンの他の一部と前記第２誘電体パターンの一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを形成し、前記第２誘電体パターンの他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に、前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを形成していることを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明の第３側面によると、第１基板とその一主面上で配列した複数の画素電極と前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含んだアレイ基板と、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、前記アレイ基板の前記対向基板との対向面には第１凸構造が設けられ、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には前記第１構造と比較して高さがより低い第２凸構造が設けられ、前記第１凸構造の一部は、前記内部空間内に位置した複数の第１スペーサを構成し、前記第１凸構造の他の一部と前記第２凸構造の一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを構成し、前記第２凸構造の他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に位置すると共に前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを構成していることを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明によると、短い時間で空セルに液晶材料を注入することが可能となる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１の液晶表示装置を拡大して示す平面図である。図４は、図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図３の液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。なお、図１及び図３には、対向基板側から見た液晶表示装置を描いている。

図１乃至図５では、簡略化のため、一部の構成要素を省略している。例えば、図２では、対向基板のアレイ基板との対向面に凸構造を生じさせるための誘電体パターンと、画素電極に設けるスリットとを省略している。図３では、アレイ基板の画素電極と先の凸構造と液晶分子とを描き、他の構成要素は省略している。図４及び図５では、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。

この液晶表示装置１は、ＭＶＡ型の液晶表示装置である。この液晶表示装置１は、図１、図２、図４及び図５に示すように、アレイ基板２と対向基板３とを含んでいる。アレイ基板２と対向基板３とは、僅かな間隙を隔てて互いに向き合っている。アレイ基板２及び対向基板３の構造については、後で詳述する。

アレイ基板２と対向基板３との間には、図２に示すように、接着剤層４が介在している。接着剤層４は、例えば、熱硬化型樹脂などの接着剤を用いて形成する。この接着剤層４は、図１に示すように、枠形状を有している。接着剤層４は、アレイ基板２と対向基板３とを互いに接着しており、アレイ基板２及び対向基板３と共に空セルを形成している。

接着剤層４が形成する枠は、図１に示すように、空セルの一端面側で開口している。この開口部は、アレイ基板２と対向基板３と接着剤層４とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口として利用する。

アレイ基板２と対向基板３との間であって、接着剤層４が形成する枠の外側には、トランスファ電極（図示せず）が介在している。このトランスファ電極により、アレイ基板２と対向基板３とを電気的に接続する。

空セルの内部空間は、図２に示すように、液晶材料５で満たされている。液晶材料５は、液晶層を形成している。この液晶表示装置１では、液晶材料５として、誘電率異方性が負の液晶材料，特には誘電率異方性が負のネマチック液晶，を使用している。空セルへの液晶材料の注入は、例えば、ディップ式又はディスペンサ式などの注入方式を利用する。

空セルの注入口は、図１に示すように、封止体６で塞がれている。封止体６は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの接着剤を注入口にディスペンスし、これを硬化させることにより形成する。

図２に示すように、アレイ基板２の外面には、偏光板７が貼り付けられている。また、対向基板３の外面にも、偏光板７が貼り付けられている。

アレイ基板２の対向基板３側の主面には、図１に示すように、信号線駆動回路８及び走査線駆動回路９が配置されている。なお、この液晶表示装置１は、通常、アレイ基板２の外面を照明するバックライトをさらに含んでいる。

次に、アレイ基板２及び対向基板３の構造を説明する。
アレイ基板２は、第１基板として、図２に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板２０を含んでいる。この絶縁基板２０の一主面上には、配線、層間絶縁膜、スイッチング素子２１などが形成されている。それらの上には、カラーフィルタ２２、画素電極２３、及び配向膜２４が順次形成されている。また、カラーフィルタ２２の周囲には、周辺遮光層（又は額縁）２５が形成されている。

絶縁基板２０上に形成する配線は、アルミニウム、モリブデン、及び銅などからなるゲート線、信号線、及び補助容量線などである。また、スイッチング素子２１は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とし、アルミニウム、モリブデン、クロム、銅、及びタンタルなどをメタル層としたＴＦＴであり、ゲート線及び信号線などの配線並びに画素電極２３と接続されている。アレイ基板２では、このような構成により、所望の画素電極２３に対して選択的に電圧を印加することを可能としている。

カラーフィルタ２２は、青、緑、赤色の着色層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒで構成されている。カラーフィルタ２２には、コンタクトホールが設けられており、画素電極２３は、このコンタクトホールを介してスイッチング素子２１と接続されている。着色層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒは、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。

画素電極２３の材料には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料を用いることができる。画素電極２３は、例えばスパッタリング法などにより薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてその薄膜をパターニングすることにより形成することができる。

画素電極２３は、絶縁基板２０の主面と略平行であり且つ互いに交差する第１及び第２方向に配列している。この例では、画素電極２３は、図３に示すように、空セルの注入口が設けられた端面に略垂直な第１方向Ｄ１と、先の端面と略平行な第２方向Ｄ２とに配列している。第１方向Ｄ１に隣り合う画素電極２３は、それらの間に、長手方向が第２方向Ｄ２と略平行なスリットＳＬＴを形成している。また、第２方向Ｄ２に隣り合う画素電極２３は、それらの間に、長手方向が第１方向Ｄ１と略平行なスリットＳＬＴを形成している。

各画素電極２３は、図３に示すように、第１方向Ｄ１に平行な辺と及び第２方向Ｄ２に平行な辺とを有する矩形にスリットＳＬＴを設けた形状を有している。各画素電極２３に設けられたスリットＳＬＴは、スリットパターンを形成している。

画素電極２３に設けられたスリットＳＬＴの一部は、その長手方向が、第１方向Ｄ１に平行である。画素電極２３に設けられたスリットＳＬＴの他の一部は、その長手方向が、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と交差する第３方向Ｄ３に平行である。画素電極２３に設けられたスリットＳＬＴのさらに他の一部は、その長手方向が、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３と交差する第４方向Ｄ４に平行である。この例では、第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１に対して略４５°の角度を為している。また、この例では、第４方向Ｄ４は、第３方向Ｄ３と略直交している。

画素電極２３上に形成する配向膜２４は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜２４には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。

周辺遮光層２５は、カラーフィルタ２２を取り囲んでいる。周辺遮光層２５は、着色染料や着色顔料を含有した感光性樹脂を用いて形成することができる。

対向基板３は、第２基板として、図２に示すように、例えばガラス基板などの光透過性を有する絶縁基板３０を含んでいる。この絶縁基板３０の一主面上には、対向電極である共通電極３３と配向膜３４とが順次形成されている。

共通電極３３は、全ての画素電極２３と向き合った連続膜として形成されている。画素電極２３の材料には、例えば、ＩＴＯなどの透明導電材料を用いることができる。

配向膜３４は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜で構成されている。この配向膜３４には、ラビング処理は施さずに垂直配向性を付与している。

本態様では、図５に示すように、絶縁基板２０の対向基板３との対向面に、パターニングされた誘電体層，すなわち第１誘電体パターン，２６を配置している。ここでは、一例として、第１誘電体パターン２６は、カラーフィルタ２２上に配置することとする。また、本態様では、図４及び図５に示すように、絶縁基板３０と配向膜３４との間に、パターニングされた誘電体層，すなわち第２誘電体パターン，３６を配置している。

第１誘電体パターン２６は、アレイ基板２の対向基板３との対向面に、図３及び図５に示す第１凸構造ＰＲＴ１を生じさせている。図１に示す表示領域ＡＡ，すなわち、画素電極２３が配置された領域，では、第１凸構造ＰＲＴ１は第１スペーサを構成している。

他方、第２誘電体パターン３６は、対向基板３のアレイ基板との対向面に、図３及び図４に示す第２凸構造ＰＲＴ２を生じさせている。図１に示す表示領域ＡＡでは、第２凸構造ＰＲＴ２は、画素電極２３とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを構成している。

第２誘電体パターン３６が対向基板３のアレイ基板との対向面に形成している凸パターンのそれぞれは、図３に示すように、第１方向Ｄ１に延びた畝状凸部と、第２方向Ｄ２に延びた畝状凸部と、第３方向Ｄに延びた畝状凸部と、第４方向Ｄ４に延びた畝状凸部とを含んでいる。この液晶表示装置１では、以下に説明するように、これら凸パターンとスリットＳＬＴとを利用して、液晶層中の各画素領域を液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割する。

画素電極２３と共通電極３３との間に絶対値の小さな第１電圧を印加すると、液晶材料５内には電界が形成される。液晶材料５は誘電率異方性が負であるので、液晶分子ＬＣには、これを電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。

スリットＳＬＴの上部では、電気力線は、例えば、図４に破線で示すように、画素電極２３及び共通電極３３の主面に対して垂直とはならずに傾く。そのため、スリットＳＬＴの上部では、液晶分子ＬＣには、この斜めに傾いた電気力線に対して垂直に配向させる力が加わる。すなわち、液晶分子ＬＣには、これを例えば図４に示すように傾ける力が加わる。

他方、配向膜２４及び３４は垂直配向膜であるので、配向膜２４及び３４は、液晶分子ＬＣをそれらの膜面に対して垂直に配向させようとする。そのため、誘電体パターン３６の下部では、配向膜３４は、液晶分子ＬＣを、これを例えば図４に示すように傾けようとする。

その結果、液晶層中の画素電極２３に対応した各画素領域は、図３に示すように、スリットＳＬＴ及び凸構造ＰＲＴ２を境界として、液晶分子ＬＣのチルト方向が互いに異なる複数のドメインへと分割される。なお、この例では、各画素領域には、液晶分子ＬＣのチルト方向が互いに異なる４種のドメインが計１０個形成されている。

画素電極２３と共通電極３３との間に印加する電圧を、第１電圧と比較して絶対値がより大きな第２電圧とすると、液晶分子ＬＣは、そのチルト方向を維持したまま、その分子軸と画素電極２３及び共通電極３３の主面とが為す角度を小さくする。この液晶表示装置１では、これによって生じる液晶層の屈折率変化を利用して表示を行う。

さて、本態様では、液晶表示装置１に上記の構造を採用するのに加え、表示領域ＡＡにおけるセルギャップを注入口側でより大きくする。なお、「セルギャップ」とは、画素電極２３に対応した領域内であって、配向膜２４の誘電体層２６及びスリットＳＬＴから離間した部分と、配向膜３４の誘電体層３６から離間した部分との間の、アレイ基板２の一主面に垂直な方向の距離を意味する。このような液晶表示装置１は、比較的短い時間で空セルに液晶材料を注入することができる。

図６は、注入口近傍におけるセルギャップと空セルへの液晶材料の注入に要する時間との関係の一例を示すグラフである。図中、横軸は、表示領域ＡＡのうち注入口に最も近い３箇所で測定したセルギャップの平均値を示し、縦軸はＪｕｓｔ注入時間を示している。

図６には、誘電率異方性が負のネマチック液晶を空セルにディップ式で注入することにより得られたデータを示している。各試験は、表示領域ＡＡの寸法が対角１０インチの空セルを使用し、注入口近傍以外のセルギャップを約２．５μｍとして行った。

図６に示すように、注入口近傍におけるセルギャップを広げると、Ｊｕｓｔ注入時間を短縮することができる。Ｊｕｓｔ注入時間が短ければ、各構成要素の形状及び組成などのばらつき並びに温度などの注入条件のばらつきがＪｕｓｔ注入時間に及ぼす影響は小さい。すなわち、注入口近傍におけるセルギャップを広げると、Ｊｕｓｔ注入時間のばらつきを小さくすることができ、したがって、注入不良を発生し難くすることができる。

注入口近傍におけるセルギャップは、注入口近傍に高さが十分に高い第２スペーサを配置することにより、広げることができる。

図７は、図１に示す液晶表示装置の注入口を拡大して示す平面図である。なお、図７には、対向基板３側から見た液晶表示装置１を描いている。また、図７では、簡略化のため、接着剤層４のみを描き、他の構成要素は省略している。

注入口近傍，例えば、図７の領域Ａ０内，に高さが十分に高い第２スペーサを配置すると、その位置で、絶縁基板２０と絶縁基板３０との距離が広がる。その結果、表示領域ＡＡの注入口近傍で、セルギャップが広くなる。

第２スペーサは、図７に示す領域Ａ０内の何れの位置に配置してもよい。また、領域Ａ０内に、第２スペーサを１つのみ配置してもよく、或いは、複数配置してもよい。さらに、第２スペーサは、第１スペーサと径や形状が等しい必要はない。

領域Ａ０内に配置する第２スペーサには、例えば、図８及び図９に示す構造を採用することができる。

図８は、注入口近傍のセルギャップを広げるのに利用可能な構造の一例を示す断面図である。図９は、注入口近傍のセルギャップを広げるのに利用可能な構造の他の例を示す断面図である。なお、図８及び図９では、簡略化のため、スイッチング素子、カラーフィルタ、偏光板などを省略している。

図７に示す領域Ａ１は、注入口近傍に位置した表示領域ＡＡ内の領域である。この領域Ａ１内に配置する第２スペーサには、例えば、図８の構造を採用することができる。すなわち、対向電極３３の図３に示した第１凸構造ＰＲＴ１との対向部に、第２誘電体パターン３６を存在させる。こうすると、図８に示すように、この第２誘電体パターン３６が対向基板３の表面に形成する第２凸構造ＰＲＴ２と第１凸構造ＰＲＴ１とが重なり合う。

これら第１凸構造ＰＲＴ１及び第２凸構造ＰＲＴ２からなる第２スペーサは、図５の第１凸構造ＰＲＴ１のみからなる第１スペーサと比較してより高い。したがって、領域Ａ１で図８の構造を採用すると、注入口近傍のセルギャップを広げることができる。

図７に示す領域Ａ２は、注入口近傍であって接着剤層４が形成している枠の外側に位置した領域である。この領域Ａ２内に配置する第２スペーサには、例えば、図９の構造を採用することができる。すなわち、領域Ａ２内に第１誘電体パターン２６を存在させると共に、この第１誘電体パターン２６と向き合うように対向電極３３上に第２誘電体パターン３６を存在させる。こうすると、図９に示すように、この第２誘電体パターン３６が対向基板３の表面に形成する第２凸構造ＰＲＴ２と第１凸構造ＰＲＴ１とが重なり合う。

第２誘電体パターン３６は、配向膜ＰＲＴ１の厚さと配向膜ＰＲＴ２の厚さとの和よりも厚い。したがって、例えば、図９に示す第１誘電体パターン２６の絶縁基板２０からの距離と、図５に示す第１誘電体パターン２６の絶縁基板２０からの距離とがほぼ等しければ、領域Ａ２で図９の構造を採用することにより、注入口近傍のセルギャップを広げることができる。

この液晶表示装置１において、第１誘電体パターン２６の厚さは、例えば、３．０μｍ乃至６．０μｍの範囲内とする。また、第２誘電体パターン３６は、第１誘電体パターン２６よりも薄く形成する。例えば、第１誘電体パターン２６の厚さは、０．２μｍ乃至１．０μｍの範囲内とする。

第１誘電体パターン２６の材料としては、例えば、感光性樹脂などの有機誘電体を使用することができる。この感光性樹脂として、カラーフィルタ２２を構成している着色層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒの材料を使用してもよい。この場合、着色層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒの２以上を重ね合わせることにより、第１誘電体パターンの少なくとも一部とカラーフィルタ２２とを同時に形成することができる。また、この感光性樹脂として、周辺遮光層２５の材料を使用してもよい。この場合、第１誘電体パターンの少なくとも一部と周辺遮光層２５とを同時に形成することができる。

第２誘電体パターン３６の材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、高分子液晶、などの有機誘電体や、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ_x、Ａｌ₂Ｏ₃などの無機誘電体を使用することができる。

本態様では、第１誘電体パターン２６をアレイ基板２に設けたが、第１誘電体パターン２６は対向基板３に設けてもよい。例えば、第１誘電体パターン２６は、対向電極３３上に配置してもよい。

また、本態様では、カラーフィルタ２２及び周辺遮光層２５をアレイ基板２に設けたが、これらは対向基板３に設けてもよい。例えば、カラーフィルタ２２及び周辺遮光層２５を絶縁基板３０上に配置し、このカラーフィルタ２２上に対向電極３３及び配向膜３４を順次形成してもよい。

以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本例では、以下に説明する方法により、図１乃至図５に示す液晶表示装置１を作製した。なお、本例では、注入口近傍におけるセルギャップを広げるべく、図７に示す領域Ａ１内に図８の構造を採用した。

まず、通常のアレイ基板形成プロセスと同様に成膜とパターニングとを繰返し、ガラス基板２０上に、各種配線及びＴＦＴ２１などを形成した。次に、ガラス基板２０のＴＦＴ２１等を形成した面に、常法によりカラーフィルタ２２を形成した。このカラーフィルタ層２２の厚さは、約３．０μｍとした。

次いで、カラーフィルタ２２に対し、所定のパターンのマスクを介してＩＴＯをスパッタリングした。その後、このＩＴＯ膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして用いてＩＴＯ膜の露出部をエッチングした。以上のようにして、図２乃至図４に示す画素電極２３を形成した。

次に、ガラス基板２０の画素電極２３を形成した面に、スピナーを用いて、黒色顔料を含有した感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、図２の周辺遮光層２５と図５及び図８の第１誘電体パターン２６とを得た。この第１誘電体パターン２６の厚さは、約５．０μｍとした。

その後、ガラス基板２０の画素電極２３を形成した面の全面に熱硬化性樹脂を塗布し、この塗膜を焼成することにより、垂直配向性を示す厚さ７０ｎｍの配向膜２４を形成した。以上のようにして、アレイ基板２を作製した。

次に、別途用意したガラス基板３０の一方の主面上に、共通電極３３として、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。次いで、共通電極３３上に、スピナーを用いて、感光性樹脂を塗布した。この塗膜を乾燥させた後、紫外線を用いたパターン露光と、アルカリ水溶液を用いた現像と、焼成とを順次実施した。これにより、第２誘電体パターン３６を得た。この第２誘電体パターン３６の厚さは、約０．５μｍとした。

続いて、ガラス基板３０の誘電体パターン３６を形成した面に、アレイ基板２に関して説明したのと同様の方法により配向膜３４を形成した。以上のようにして、対向基板３を作製した。

次いで、アクティブマトリクス基板２と対向基板３の対向面周縁部とを、エポキシ系熱硬化型樹脂４を用いて貼り合わせて、表示領域ＡＡの寸法が対角１０インチの空セルを形成した。この空セルに、ディップ式で誘電率異方性が負のネマチック液晶材料５を注入した。このとき、Ｊｕｓｔ注入時間は、約１２時間であった。

その後、注入口を紫外線硬化樹脂６を用いて塞ぎ、アレイ基板２及び対向基板３の外面に偏光板７を貼り付けた。以上のようにして、図１乃至図５に示す液晶表示装置１を完成した。

次に、この液晶表示装置１のセルギャップを測定した。その結果、注入口近傍におけるセルギャップは約５．５μｍであり、注入口近傍以外のセルギャップは約５．０μｍであった。

（比較例）
本例では、図７に示す領域Ａ１内に、図８の構造を採用する代わりに、図５の構造を採用したこと以外は、上記実施例１で説明したのと同様の方法により液晶表示装置を作製した。

本例では、注入口近傍におけるセルギャップ及び注入口近傍以外のセルギャップは、何れも約５．０μｍであった。また、本例では、Ｊｕｓｔ注入時間は、約１８時間であった。

（実施例２）
本例では、図７に示す領域Ａ１内には図８の構造を採用せずに図５の構造を採用し、図７に示す領域Ａ２内に図９の構造を採用した。これ以外は、実施例１で説明したのと同様の方法により、図１乃至図５に示す液晶表示装置１を作製した。

本例でも実施例１と同等の時間で注入を完了した。

（実施例３）
本例では、周辺遮光層２５の材料を用いて第１誘電体パターン２６を形成する代わりに、カラーフィルタ２２の着色層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒを部分的に重ね合わせることにより第１誘電体パターン２６を形成した。これ以外は、実施例２で説明したのと同様の方法により、図１乃至図５に示す液晶表示装置１を作製した。

本例では、注入口近傍におけるセルギャップは約５．７μｍであり、注入口近傍以外のセルギャップは約５．０μｍであった。また、本例では、Ｊｕｓｔ注入時間は、約１１時間であった。

本発明の一態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１の液晶表示装置を拡大して示す平面図。 図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。 図３の液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図。 注入口近傍におけるセルギャップと空セルへの液晶材料の注入に要する時間との関係の一例を示すグラフ。 図１に示す液晶表示装置の注入口を拡大して示す平面図。 注入口近傍のセルギャップを広げるのに利用可能な構造の一例を示す断面図。 注入口近傍のセルギャップを広げるのに利用可能な構造の他の例を示す断面図。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…アレイ基板、３…対向基板、４…接着剤層、５…液晶材料、６…封止体、７…偏光板、８…信号線駆動回路、９…走査線駆動回路、２０…第１基板、２１…スイッチング素子、２２…カラーフィルタ、２２Ｂ…着色層、２２Ｇ…着色層、２２Ｒ…着色層、２３…画素電極、２４…配向膜、２５…周辺遮光層、２６…第１誘電体パターン、３０…第２基板、３３…共通電極、３４…配向膜、３６…第２誘電体パターン、Ａ０…領域、Ａ１…領域、Ａ２…領域、ＡＡ…表示領域、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…第３方向、Ｄ４…第４方向、ＬＣ…液晶分子、ＰＲＴ１…第１凸構造、ＰＲＴ２…第２凸構造、ＳＬＴ…スリット。

Claims (7)

1. アレイ基板と、前記アレイ基板と向き合った対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に枠形状を有する接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、
   前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、
   前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、
   表示領域におけるセルギャップは、前記注入口の近傍でより大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記アレイ基板は、第１基板と、その一主面上で配列した複数の画素電極と、前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含み、
   前記対向基板は、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板と、その前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と、前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含み、
   前記接着剤層は、前記複数の画素電極を取り囲み、
   前記空セルは、前記第１基板の前記主面上又は前記対向電極上に配置された第１誘電体パターンと、前記対向電極と前記第２垂直配向膜との間に介在し且つ前記第１誘電体パターンと比較してより薄い第２誘電体パターンとをさらに備え、
   前記第１誘電体パターンの一部は、前記内部空間内に複数の第１スペーサを形成し、
   前記第１誘電体パターンの他の一部と前記第２誘電体パターンの一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを形成し、
   前記第２誘電体パターンの他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に、前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを形成していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記アレイ基板は、第１基板と、その一主面上で配列した複数の画素電極と、前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含み、
   前記対向基板は、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板と、その前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と、前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含み、
   前記接着剤層は、前記複数の画素電極を取り囲み、
   前記アレイ基板の前記対向基板との対向面には第１凸構造が設けられ、
   前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には前記第１構造と比較して高さがより低い第２凸構造が設けられ、
   前記第１凸構造の一部は、前記内部空間内に位置した複数の第１スペーサを構成し、
   前記第１凸構造の他の一部と前記第２凸構造の一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを構成し、
   前記第２凸構造の他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に位置すると共に前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを構成していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 第１基板とその一主面上で配列した複数の画素電極と前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含んだアレイ基板と、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、
   前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、
   前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、
   前記空セルは、前記第１基板の前記主面上又は前記対向電極上に配置された第１誘電体パターンと、前記対向電極と前記第２垂直配向膜との間に介在し且つ前記第１誘電体パターンと比較してより薄い第２誘電体パターンとをさらに備え、
   前記第１誘電体パターンの一部は、前記内部空間内に複数の第１スペーサを形成し、
   前記第１誘電体パターンの他の一部と前記第２誘電体パターンの一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを形成し、
   前記第２誘電体パターンの他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に、前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを形成していることを特徴とする液晶表示装置。
5. 第１基板とその一主面上で配列した複数の画素電極と前記複数の画素電極を被覆した第１垂直配向膜とを含んだアレイ基板と、前記第１垂直配向膜と向き合った第２基板とその前記アレイ基板との対向面上に設けられた対向電極と前記対向電極を被覆した第２垂直配向膜とを含んだ対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在すると共に前記複数の画素電極を取り囲んだ接着剤層とを備え、前記接着剤層には前記アレイ基板と前記対向基板と前記接着剤層とに囲まれた内部空間をその外側の外部空間に連通する注入口が設けられた空セルと、
   前記内部空間を満たした誘電率異方性が負の液晶材料と、
   前記注入口を塞いだ封止体とを具備し、
   前記アレイ基板の前記対向基板との対向面には第１凸構造が設けられ、
   前記対向基板の前記アレイ基板との対向面には前記第１構造と比較して高さがより低い第２凸構造が設けられ、
   前記第１凸構造の一部は、前記内部空間内に位置した複数の第１スペーサを構成し、
   前記第１凸構造の他の一部と前記第２凸構造の一部とは、前記注入口の近傍で重なり合って第２スペーサを構成し、
   前記第２凸構造の他の一部は、前記対向基板の前記アレイ基板との対向面に位置すると共に前記複数の画素電極とそれぞれ向き合った複数の凸パターンを構成していることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記第２スペーサは、前記接着剤層が形成している枠の外側に位置したことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２スペーサは、前記接着剤層が形成している枠の内側に位置したことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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