JP2006343530A - 液晶表示装置および液晶パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 外周領域の遮光とシール全体の十分な硬化との両立によって表示品位および信頼性の高い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 透明な調光電極１４０，２４０が外周領域６０Ｂにおいて液晶層３００を介して対向している。調光電極１４０は画素電極１３０に接しておらず、液晶パネル６１を備える液晶表示装置は、表示領域６０Ａの表示状態にかかわらず、調光電極１４０，２４０間の電圧を制御可能に構成されている。回路１２１およびシール４００は調光電極１４０，２４０に重なっている。外周領域６０Ｂの幅Ｌ（ｍｍ）および両調光電極１４０，２４０の重なり部分の幅Ｍ（ｍｍ）について０．６≦Ｍ／Ｌ＜１を満たす。表示領域６０Ａに近い方の調光電極１４０または２４０と表示領域６０Ａとの距離Ａ（ｍｍ）について０＜Ａ≦Ｌ／１０を満たす。調光電極２４０と透明基板２１０との間に薄い遮光層２６０が設けられている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶パネルに関し、特に液晶パネルの外周領域の遮光とシール全体の十分な硬化とを両立させるための技術に関する。

従来より、液晶表示装置の大容量化、高速応答化、大量生産化へ向けての開発が進んでおり、近年では、高精細かつ高表示品位を実現させるための製造方法の開発がなされている。

液晶表示装置にはアクティブマトリクス型の液晶パネルを用いたものがあり、そのような液晶パネルには薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ液晶パネルがある。

液晶パネルでは一対の基板間に厳密な量の液晶を封入することが必要であり、液晶パネル内に液晶材料を充填する方法としてディップ方式やディスペンサ方式が挙げられる。これらの方法では、シールを介して一対の基板を貼り合わせた後に、毛細管現象と圧力差とを利用して、シールの開口部（封口）からパネル内に液晶を注入し、その後、当該開口部を封止する。

しかし、画面サイズの大型化に伴って、液晶材料充填のタクトタイムが長いことが問題となっており、近年、パネル内に液晶材料を充填する他の方法として、一滴充填方式（滴下貼り合わせ方式、ＯＤＦ（One-Drop-Fill）方式とも呼ばれている）が開発されている。

一滴充填方式では、一方の基板上に開口部（封口）を有さないシールパターンを形成する。そして、当該基板上であってシールパターン枠内に液晶材料を滴下し、減圧下で他方の基板と重ね合わせ、その後、シールを硬化させる。一滴充填方式によれば、画面サイズの大型化に対応でき、液晶材料充填のタクトタイムが飛躍的に短縮できるという利点がある。

特開２００２−６３２８号公報 特開平１０−２６８３２６号公報

ところで、従来のＴＦＴ液晶パネルでは、表示領域の周りの外周領域（いわゆる額縁部分）からおよび画素間のすき間からバックライト等の光が漏れるのを防止するために対向基板上のこれらの部分に遮光層（いわゆるブラックマトリクス）が設けられている。この遮光層は一般に遮光性の高い金属膜（クロム膜やクロム／酸化クロムの２層膜）などが用いられる。ここで、一滴充填方式により液晶パネルを製造する場合には、シール硬化工程において、対向基板側から紫外線（ＵＶ）を照射しても照射光は遮光層によって遮光されてしまう。他方、ＴＦＴ基板の外周領域内には画素電極用回路等が設けられているので、ＴＦＴ基板側から紫外線を照射しても照射光は当該回路等によって遮光されてしまう。

このように従来のＴＦＴ液晶パネルでは、シールに対する均一な紫外線照射は難しいと考えられ、かかる場合シールに硬化不足の部分が生じる。このような硬化不足部分が液晶材料と接触すると、シール中の樹脂成分が液晶中に溶出・混入するおそれがある。このような溶出・混入は、液晶の配向状態を不安定にするので、滲みやムラ等を引き起こし、その結果、液晶パネルの表示品位不具合を招くおそれがある。換言すれば表示検査での表示不良の増加を原因として歩留まりが下がるおそれがある。

このような問題点に対して、上述の従来のＴＦＴ液晶パネルにおいて遮光層のうちでシール上の部分を除去し当該部分から紫外線を照射するという手法が考えられる。しかし、外周領域からバックライトの出射光が漏れるのを防ぐ必要性からシール上の少なくとも一部には遮光層を配置する必要があり、このためシール全体への均一な光照射は難しく、上記硬化不足部分が発生してしまうと考えられる。

また、特許文献２にはシールと導電パターンとが重なった場合にもシールの硬化不足を防止しうるとする技術が開示されている。具体的には、導電パターンにおいてシールと重なる部分に光透過用のすき間を多数設けており、この隙間を透過した光が直接または回り込んでシールに照射され、これにより導電パターン下のシールが硬化するとしている。

しかしながら、特許文献２の上記技術ではシール全体に均一に光照射されるわけでは無いので十分な露光は困難であると考えられる。また、この技術は、導電パターンのパターニング工程を追加する必要があるし、基板貼り合わせ工程のアライメント時に課題がある、と考えられ、また、表示品位としても高コントラスト化が難しいと思われる。

本発明は、かかる点にかんがみてなされたものであり、液晶パネルの外周領域の遮光とシール全体の十分な硬化とを両立可能な液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、液晶パネルにおいて、表示領域内に配置された画素電極と、前記画素電極に接しないように前記表示領域の周りの外周領域内に配置されており前記外周領域の外縁近傍まで延在している第１調光電極と、を含む、第１基板と、前記外周領域内に前記第１調光電極に対向して配置された光透過性の第２調光電極を含み、前記第１基板に対向して配置された、第２基板と、前記第１調光電極と前記第２調光電極との間にまで及ぶように前記第１基板と前記第２基板との間に配置された、液晶層と、前記第１調光電極および前記第２調光電極に重なるように前記第１基板と前記第２基板との間に配置されて前記液晶層を封止する、光硬化成分を含有したシールと、を備えることを特徴とする。

また、前記液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動制御する駆動装置と、を備える液晶表示装置において、前記液晶表示装置は、前記表示領域の表示状態にかかわらず、前記第１調光電極と前記第２調光電極との間の電圧を制御可能であることを特徴とする。

このような構成によれば、光硬化型のシール（剤）が調光電極に重なるように配置されており、第２調光電極が光透過性なので、シールを光硬化する（熱硬化との併用も可能である）際に、シールへの光照射を光透過性の調光電極越しにすることが可能である。これにより、シール全体を十分に硬化することができる。このため、両基板を強固に貼り合わせることができるし、かつ、シールの硬化不足部分からシール中の成分が液晶層へ溶出・混入するのを防止することができる。したがって、信頼性が高く表示品位が高い液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することができる。また、調光電極間の電圧は表示領域の表示状態にかかわらず制御可能であるので、調光電極間の液晶を遮光状態にすることによって画像表示の際に外周領域における光漏れを防止することができる。このため、第２調光電極が光透過性であっても、上述の外周領域での光漏れ防止によって良好なコントラストが得られ、高品位表示の液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することができる。しかも、調光電極は外周領域の外縁まで延在しているので、コントラスト向上効果は高いと言える。すなわち、高コントラストのために外周領域に遮光性の高い遮光層を設けるとシールの硬化が不十分になる場合があるが、本発明によれば外周領域の遮光とシール全体の十分な硬化とを両立させることができる。

また、前記第１基板は、前記外周領域内に前記第１調光電極に重なるように配置された回路をさらに有することが好ましい。このような構成によれば、第１基板において回路と第１調光電極とが重なっているので、調光電極間の液晶を遮光状態にすることによって、当該回路への外部からの入射光を遮光して回路特性（ドライバ特性）の劣化を防止することができるし、当該入射光が表示領域へ漏れるのを低減してコントラスト向上による高品位な表示を得ることができる。逆に、調光電極間の液晶を透光（光透過）状態にすることによって、光透過性の第２調光電極越しに、回路を目視で検査できるし、当該回路の不具合箇所に対してレーザ修正等を施すこともできる。特に調光電極間の電圧制御は表示領域の表示状態にかかわらず可能であるので、画像表示させた状態で検査することにより、不具合箇所を容易に特定することができる。このため、目視検査、不具合箇所の特定、およびそれの修正といった一連の作業を効率よく行うことができ、生産性が向上する。

また、前記第２基板は、前記第２調光電極に重なるように配置された遮光層をさらに有することが好ましい。このような構成によれば、当該遮光層と上述の調光電極間の遮光制御とによる二重の遮光対策を施すことができる。このため、コントラスト向上による表示の高品位化等の上述の効果が増大する。このとき、遮光層のみによる遮光対策よりも当該遮光層は薄くて済むので、厚い遮光層に起因した表示不良ドメインを抑制しつつ上述の効果が得られる。また、薄い遮光層であれば上述の目視検査等は実施可能であるので、調光電極間の液晶を透光状態にした場合の上述の効果が失われることもない。

また、前記遮光層は、前記シールに重なるように配置されていることが好ましい。このような構成によれば、シールの配置部分における光漏れを防止して高品位な表示が得られる。

また、前記外周領域の幅をＬ（ｍｍ）とし、前記第１調光電極と前記第２調光電極との重なり部分の幅をＭ（ｍｍ）としたとき、０．６≦Ｍ／Ｌ＜１を満たすことが好ましい。このような構成によれば、外周領域での光漏れを抑制して高品位な表示が得られる。

また、前記外周領域の幅をＬ（ｍｍ）とし、前記第１調光電極と前記第２調光電極とのうちで前記表示領域に近い電極と前記表示領域との距離をＡ（ｍｍ）としたとき、０＜Ａ≦Ｌ／１０を満たすことが好ましい。このような構成によれば、外周領域と表示領域との境界付近での光漏れを抑制して高品位な表示が得られる。

また、前記シールは液晶注入のための封口を有さないことが好ましい。このような構成によれば、いわゆる無封口タイプの液晶パネルを提供することができ、当該液晶パネルによれば、シール全体の十分な硬化による歩留まり向上と、無封口タイプの液晶パネルに適用される一滴充填方式が奏する液晶充填のタクトタイムの短縮等と、の相乗効果によって、生産性を大幅に上げることができる。

なお、特許文献１では、熱履歴の違いによりアレイ基板（ＴＦＴ基板）および対向基板に生じた膨張量の相違が両基板の表示領域端の位置に間隙を生じさせ、この間隙からバックライトの光が漏れて表示品位を著しく低下させるおそれを指摘し、これを解決する技術を開示している。具体的には、表示領域の周囲を覆うように遮光用電極を額縁状に形成し（この遮光用電極と画素電極との間は電気的に絶縁されている）、画像表示中は当該遮光用電極と対向電極との間に、常に黒表示となる電位を供給する。これにより、２枚の基板を貼り合わせた際に上記間隙が生じたとしても、表示領域端で生じる光漏れが抑制され、外部には光漏れが見えにくくなるとしている。この遮光用電極の幅は、上述の表示領域端の位置の間隙の広さが必要であり、具体的にはおよそ１０μｍ程度であれば十分であると開示している。

しかしながら、この数値例から分かるように特許文献１の遮光用電極は表示領域の近傍にライン（線）状に設けられており、表示領域の周りの非表示領域（外周領域）の外縁近傍まで延在していない。これに対して、本発明では調光電極は外周領域の外縁まで延在しているので、コントラスト向上効果は高いと言える。また、特許文献１の技術では画像表示中は遮光用電極と対向電極の間に、常に黒表示となる電位を供給する。これに対して、本発明では表示領域の表示状態にかかわらず調光電極間の電圧を制御可能に構成されているので、調光電極の利用範囲が広い。

本発明によれば、外周領域の遮光とシール全体の十分な硬化との両立によって表示品位および信頼性の高い液晶パネルおよび液晶表示装置を得ることができる。

図１に本発明の実施形態に係る液晶表示装置５０を説明するための模式図を示す。液晶表示装置５０は一般的に透過型と呼ばれる。図１に示すように、液晶表示装置５０は、第１の液晶パネル６１と、バックライトユニット７０と、駆動装置８０とを含んでいる。なお、液晶パネル６１とバックライトユニット７０とはまとめて液晶ユニットと呼ばれる場合もある。

液晶パネル６１は、パネル中央部であり画像、映像、文字等が表示される表示領域６０Ａと、当該表示領域６０Ａの周りの部分であり表示領域６０Ａを額縁状または枠状に取り囲む外周領域６０Ｂと、外周領域６０Ｂから張り出した部分であり外部端子１９０が設けられた外部端子領域６０Ｃとを含んでいる。ここで、表示領域６０Ａ、外周領域６０Ｂおよび外部端子部６０Ｃは、液晶パネル６１の平面視における２次元領域のみならず、当該２次元領域を液晶パネル６１の厚さ方向（後述の基板１００，２００の積み重ね方向（図２参照））に投影して把握される液晶パネル６１の３次元領域をも指すものとする。

バックライトユニット７０は、液晶パネル６１の背面に当該液晶パネル６１に対して光（バックライト）７１（図２参照）を照射可能に配置されている。駆動装置８０は、液晶パネル６１およびバックライトユニット７０に接続されており、ここでは液晶パネル６１およびバックライトユニット７０を駆動・制御するための回路、装置等を総称するものとする。

駆動装置８０は、表示領域６０Ａに対しては外部端子１９０を介して駆動指示Ｓ６０Ａを与え、これとは別個独立に外周領域６０Ｂに対しては他の外部端子１９０を介して駆動指示Ｓ６０Ｂを与えるように構成されており、両領域６０Ａ，６０Ｂを独立に駆動・制御する。このような構成は、例えば、図１の例のように駆動装置８０が、互いに独立に動作する表示領域駆動部８６０Ａおよび外周領域駆動部８６０Ｂを含み、液晶パネル６１が表示領域６０Ａ用および外周領域６０Ｂ用の互いに独立に動作するドライバを含むことにより、可能である。なお、両領域６０Ａ，６０Ｂを独立に駆動・制御可能な限り、例えば、両駆動部８６０Ａ，８６０Ｂおよび上記両ドライバにおいて共通部分を共有するように構成しても構わない。駆動装置８０はバックライトユニット７０に対して駆動指示Ｓ７０を与えるバックライト駆動部８７０をさらに含んでいる。なお、駆動指示Ｓ６０Ａ，Ｓ６０Ｂ，Ｓ７０は制御信号または／および駆動電圧を含むものとする。

次に、図２に液晶パネル６１を説明するための断面図および平面図を示す。なお、図２の（Ａ）は図１中の２Ａ−２Ａ線における断面図である。図２に示すように、液晶パネル６１は、所定の間隔をあけて対向する第１基板１００および第２基板２００と、両基板１００，２００間に配置された液晶層（以下「液晶」とも呼ぶ）３００およびシール４００とを含んでいる。対向配置された基板１００，２００は外周領域６０Ｂにおいてシール４００によって接着されており、基板１００，２００とシール４００とで形成される容器内に（したがって基板１００，２００間に）液晶３００が充填されている。

第１基板１００は、透明基板１１０と、透明基板１１０上に配置された回路層１２０と、回路層１２０上に配置された画素電極１３０および第１調光電極１４０とを含んでいる。液晶パネル６１において第１基板１００は、いわゆるＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）基板にあたる。なお、第１基板１００は外周領域６０Ｂの外側に外部端子領域６０Ｃ（図１または図３参照）を含んでおり、外部端子１９０は回路層１２０中の各種回路につながっている。

透明基板１１０は、光透過性の基板であり、例えば、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス等のガラスや、ポリエステルやポリイミド等のプラスチックから成る。

回路層１２０は、絶縁層内に、ストライプ状に配置されたゲートバスライン（不図示）、ゲートバスラインと交差する方向に延びストライプ状に配置されたソースバスライン（不図示）、ゲートバスラインとソースバスラインとの交差部近傍に設けられたＴＦＴ（不図示）、ゲートバスラインおよびソースバスラインに信号を入力するための端子（不図示）、および、金属膜や半導体膜等を積層して成る回路（または回路素子）１２１（例えば画素電極１３０のドライバ）等が作り込まれて成る。なお、図２に示すように、回路１２１は外周領域６０Ｂ内に配置されている。

画素電極１３０は、光透過性材料、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料から成り、表示領域６０Ａ内にマトリクス状に配置されており、上記ＴＦＴを介してソースバスラインに接続されている。なお、マトリクス配列された画素電極１３０のうちで最外周に並ぶ画素電極１３０は、表示領域６０Ａの外縁すなわち表示領域６０Ａと外周領域６０Ｂとの境界に接している。逆に言えば、上述の最外周の画素電極１３０が表示領域６０Ａを規定している。

ここで、図３の（Ａ）に調光電極１４０を説明するための平面図を示す。図２および図３に示すように、調光電極１４０は、外周領域６０Ｂ内に配置されており、外周領域６０Ｂと同様に表示領域６０Ａを取り囲む額縁状または枠状をしている。このとき、調光電極１４０は、外周領域６０Ｂと表示領域６０Ａとの境界近傍から、外周領域６０Ｂの外縁（表示領域６０Ａから遠い方の縁）近傍まで設けられている。なお、図２および図３の例には、調光電極１４０の外縁が外周領域６０Ｂの外縁と一致する場合を図示している。このような配置形態のため、調光電極１４０の幅（調光電極１４０において額縁形状の辺部分の幅であり、当該辺部分の延在方向および基板１００，２００の積み重ね方向の双方に略直交する方向における寸法）はミリメートル以上のオーダーであり、また、調光電極１４０は回路１２１に対向している（重なっている）。

なお、外周領域６０Ｂの外縁は、外部端子領域６０Ｃが設けられている箇所を除いて、第１基板１００（換言すれば透明基板１１０）の基板の縁または端に一致する。

調光電極１４０は画素電極１３０には接しておらず、両電極１４０，１３０は単一の透明導電膜をパターニングすることによって同時に形成可能である。このため、調光電極１４０は、画素電極１３０と同じ透明導電材料から成り、画素電極１３０と同じ厚さを有している。このとき、極端に厚いと表示時に透過率の低下および色純度の低下を招くので、画素電極１３０の厚さは（したがって調光電極１４０の厚さも）８０〜１２０ｎｍ程度が好ましい。なお、調光電極１４０を画素電極１３０とは異なる材料で形成することも可能であるが、上述のように単一の透明導電膜のパターニングによれば製造工程を増加させることなく調光電極１４０を形成することができる。

なお、第１基板１００は、画素電極１３０および調光電極１４０を覆う液晶配向膜と、液晶パネル６１の外面にあたる透明基板１１０の表面上に配置された偏光板とをさらに含んでいるが、図２等ではこれらを省略している。

なお、液晶配向膜はポリイミドやポリアミック酸等から成り、一般的にはラビング処理が施されるが、垂直配向膜の場合やＰＤＬＣ（ポリマー分散型液晶）表示モードの場合にはラビング処理を行わない場合もある。

他方、第２基板２００は、透明基板２１０と、透明基板２１０上に配置された対向電極２３０および第２調光電極２４０とを含んでいる。液晶パネル６１において第２基板２００は、いわゆるカラーフィルタ基板にあたる。透明基板２１０は、透明基板１１０と同様に、光透過性の基板である。対向電極２３０は、表示領域６０Ａ内に全面的に広がる単一の光透過性材料の膜（ＩＴＯ等から成る）であり、マトリクス配列された画素電極１３０全体に対向している。

ここで、図３の（Ｂ）に調光電極２４０を説明するための平面図を示す。図２および図３に示すように、調光電極２４０は上述の調光電極１４０と同様に形成されており、調光電極１４０に対向している（重なっている）。詳細には、調光電極２４０は、外周領域６０Ｂ内に配置されており、外周領域６０Ｂと同様に表示領域６０Ａを額縁状または枠状に取り囲んでいる。このとき、調光電極２４０は、外周領域６０Ｂと表示領域６０Ａとの境界近傍から、外周領域６０Ｂの外縁近傍まで設けられている。このような配置形態のため、調光電極２４０の幅はミリメートル以上のオーダーであり、また、調光電極２４０は調光電極１４０に対向している（重なっている）。なお、図２および図３の例には、調光電極２４０の外縁が外周領域６０Ｂの外縁と一致し、調光電極２４０の表示領域６０Ａ側の端または縁が上述の調光電極１４０と同じ位置に在る場合を図示している。

なお、上述の外周領域６０Ｂの外縁は、第２基板２００（換言すれば透明基板２１０）の基板の縁または端に一致する。

調光電極２４０は対向電極２３０には接しておらず、両電極２４０，２３０は単一の透明導電膜をパターニングすることによって同時に形成可能である。このため、調光電極２４０は、対向電極２３０と同じ透明導電材料から成り、対向電極２３０と同じ厚さを有している。このとき、画素電極１３０と同様に、対向電極２３０の厚さは（したがって調光電極２４０の厚さも）８０〜１２０ｎｍ程度が好ましい。なお、調光電極２４０を対向電極２３０とは異なる材料で形成することも可能であるが、上述のように単一の透明導電膜のパターニングによれば製造工程を増加させることなく調光電極２４０を形成することができる。

なお、第２基板２００は、対向電極２３０および調光電極２４０を覆う液晶配向膜と、液晶パネル６１の外面にあたる透明基板２１０の表面上に配置された偏光板と、画素電極１３０に対向するようにマトリクス状に配置されたカラーフィルタと、隣接するカラーフィルタを仕切るように配置された遮光層とをさらに含んでいるが、図２等ではこれらを省略している。

基板１００，２００は、互いの上記液晶配向膜（不図示）を向き合わせて、換言すれば透明基板１１０，２１０が外側になるように、積み重ねられている。両基板１００，２００間にはスペーサ柱（不図示）が配置されており、当該スペーサ柱によって基板１００，２００が所定の間隔に保持され、両基板１００，２００間にすき間が形成されている。このすき間に液晶３００が充填されている。

シール４００は、外周領域６０Ｂの外縁に沿って基板１００，２００間に配置されており、両基板１００，２００を接着している。このとき、シール４００は、液晶層３００を包囲しており、一滴充填方式が適用される無封口タイプの場合では、液晶注入のための封口が不要なので、額縁状または枠状をしている（図４参照）。シール４００は外周領域６０Ｂ内に配置されているが、当該領域６０Ｂ全体には広がってはいない。なお、図２の例では、シール４００の外縁は外周領域６０Ｂの外縁に一致する場合を図示している。特に、シール４００は、対向する調光電極１４０，２４０間に配置されており、このとき上述のように外周領域６０Ｂ全体には広がっていないので、シール４００の全体が両調光電極１４０，２４０の一部に重なっている。

シール４００は、両基板１００，２００間に液晶３００を封止するとともに、パネル外の空気や水分が液晶層３００中へ混入するのを防ぐ役割をする。一般的に、シール剤としては、紫外線（ＵＶ）硬化性の組成物や熱硬化性の組成物が用いられる。例えば、アクリル系ポリマーおよび／またはエポキシ系ポリマーやアクリルーエポキシ系ポリマーなどをベースにし、紫外線から可視光までの波長域に反応する硬化剤を含む組成物（光硬化成分）が用いられる。ここでは、シール４００として、光（紫外線、可視光、Ｘ線等）照射により硬化する光硬化成分を含有した光硬化型シール剤、または、光硬化成分だけでなく熱硬化成分をもさらに含有した光／熱併用硬化型シール剤を用いている。なお、熱硬化成分は加熱により硬化する組成物であり、典型的には樹脂が挙げられる。シール４００の幅（シール４００の延在方向および基板１００，２００の積み重ね方向の双方に略直交する方向におけるシール４００の寸法）は、シール４００の材料等の様々な条件に依存するが、例えば０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度である。

上述のようにシール４００は外周領域６０Ｂ全体には広がっておらず調光電極１４０，２４０の一部に重なるように配置されているので、液晶層３００は、表示領域６０Ａ内のみならず外周領域６０Ｂ内にも及んでおり、外周領域６０Ｂ内においてシール４００の配置箇所を除いて調光電極１４０，２４０間にも配置されている。したがって、調光電極１４０，２４０間の電圧を制御することにより、当該電極１４０，２４０間の液晶３００の配向状態を制御することができる。

ここで、駆動装置８０は駆動指示Ｓ６０Ａ，Ｓ６０Ｂによって表示領域６０Ａと外周領域６０Ｂとを別個独立に駆動・制御可能であると既述したが（図１参照）、詳細には、表示領域６０Ａ内の各画素（または各セル）と、外周領域６０Ｂにおける調光電極１４０，２４０間の電圧とを別個独立に駆動・制御するのである。このような独立制御は、例えば、液晶パネル６１においては調光電極１４０，２４０と画素電極１３０との間で回路や配線等を独立に設けることによって、駆動装置８０においては既述のように駆動部８６０Ａ，８６０Ｂ（図１参照）をそれぞれ設けることによって、可能である。これにより、調光電極１４０，２４０間の電圧を表示領域６０Ａでの表示状態にかかわらず制御することができる。

図４および図５に液晶パネル６１の製造方法を説明するための平面図および断面図を示す。ここでは、一滴充填方式による製造方法の場合、換言すれば液晶パネル６１が無封口タイプの場合を説明するが、シール４００に液晶注入のための封口（開口部）を設けてディップ方式やディスペンサ方式で液晶注入を行っても液晶パネル６１を製造することは可能である。

まず、配向膜のラビング処理等が済み貼り合わせ可能な状態の第１基板１００および第２基板２００の一方に未硬化のシール４００を塗布する（図４参照）。図４の例では第１基板１００上にシール４００を塗布した場合を図示している。一滴充填方式の場合、シール４００は切れ目無く表示領域６０Ａを包囲するパターンで形成される。その後、シール４００が形成された第１基板１００上または第２基板２００上に例えばネマティック液晶材料を滴下する。そして、真空チャンバ内で両基板１００，２００を重ね合わせることによりパネル内にネマティック液晶材料が封入され、これにより液晶層３００が形成される。

次いで、第２基板２００の調光電極２４０越しに例えば紫外線（ＵＶ）４５１を照射することにより、シール４００を光硬化させる（図５参照）。このとき、図５に示すようにフォトマスク４５２を介して紫外線４５１を照射することによって、表示領域６０Ａに紫外線４５１が照射されないようにするのが好ましい。図５の例では表示領域６０Ａ内にのみフォトマスクの遮光部が設けられているが、当該遮光部をシール４００を遮光しない程度まで外周領域６０Ｂ内へ延在させても構わない。なお、フォトマスク４５２は第２基板２００のガラス基板２１０に接触させても使用しても構わない。

液晶パネル６１および液晶表示装置５０によれば、次のような効果が得られる。

上述のように、光硬化型のシール（剤）４００が調光電極１４０，２４０に重なるように配置されており、両調光電極１４０，２４０が光透過性材料から成るので、シール４００を光硬化する（上述のように熱硬化との併用も可能である）際に、シール４００への光照射を光透過性の調光電極２４０側越しに行うことが可能である。これにより、シール４００全体を十分に硬化することができる。このため、両基板１００，２００を強固に貼り合わせることができるし、かつ、シール４００の硬化不足部分からシール中の成分が液晶層へ溶出・混入するのを防止することができる。したがって、液晶パネル６１および液晶表示装置５０によれば、高い信頼性および高い表示品位が得られる。

ここで、電極１３０，１４０，２３０，２４０の厚さは８０〜１２０ｎｍ程度が好ましいことを既述した。このとき、例えば調光電極２４０が１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜から成りかつ透明基板２１０の厚さが１ｍｍ程度のガラス基板の場合、これらの要素越しすなわち第２基板２００越しに紫外線４５１を照射すると平均８０％程度の透過率が得られることが発明者によって確認されており、一般的な紫外線硬化型シールに光重合を起こさせ硬化させるには十分の紫外線量が得られることが確認された。

また、調光電極１４０，２４０間の電圧は表示領域６０Ａの表示状態にかかわらず制御可能であるので、調光電極１４０，２４０間の液晶３００を遮光状態にすることによって画像表示の際に外周領域６０Ｂにおける光漏れを防止することができる。このため、調光電極１４０，２４０が光透過性であっても、上述の外周領域６０Ｂでの光漏れ防止によって良好なコントラストが得られ、高品位表示が得られる。しかも、調光電極１４０，２４０は外周領域６０Ｂの外縁まで延在し外周領域６０Ｂのほぼ全体に配置されているので、コントラスト向上効果は高いと言える。

このように、従来のように高コントラストのために外周領域６０Ｂに遮光性の高い遮光層を設けるとシールの硬化が不十分になる場合があるが、液晶パネル６１および液晶表示装置５０によれば、外周領域６０Ｂの遮光とシール４００全体の十分な硬化とを両立させることができる。

また、第１基板１００において回路１２１と調光電極１４０とが重なっているので、調光電極１４０，２４０間の液晶３００を遮光状態にすることによって、当該回路１２１への外部からの入射光を遮光して回路特性（例えば画素電極ドライバの特性）の劣化を防止することができるし、当該入射光が表示領域６０Ａへ漏れるのを低減してコントラスト向上による高品位な表示を得ることができる。

逆に、調光電極１４０，２４０間の液晶３００を透光（光透過）状態にすることによって、光透過性の調光電極２４０越しに、回路１２１を目視（光学顕微鏡等による場合も含むものとする）で検査できるし、当該回路１２１の不具合箇所に対してレーザ修正等を施すこともできる。特に調光電極１４０，２４０間の電圧制御は表示領域６０Ａの表示状態にかかわらず可能であるので、画像表示させた状態、例えばライン欠陥等の点灯不良を表示させた状態で検査することにより、不具合箇所を容易に特定することができる。このため、目視検査、不具合箇所の特定、およびそれの修正といった一連の作業を効率よく行うことができ、生産性が向上する。なお、調光電極１４０，２４０間の電圧制御はデジタル的なオン／オフに限られるものではなく、当該電圧値をアナログ的に（連続値的に）制御すれば中間階調状態での目視検査等も可能である。

ところで、既述のように、シールの硬化不足部分が液晶材料と接触すると、シール中の樹脂成分が液晶中に溶出・混入するおそれがあり、このような溶出・混入は液晶パネルの表示品位不具合を招き、歩留まりを低下させる。特に無封口タイプのパネルに適用される一滴充填方式ではシール硬化後の硬化不足部分だけでなくシール硬化前の未硬化シールも液晶材料に接触するので、しかも硬化前の未硬化シールは硬化後の硬化不足部分よりも大きいので、シール硬化後に液晶を注入するディップ方式等と比べて、上述の溶出・混入の機会が多いと考えられる。

ここで、たとえシール硬化前にシール４００の成分が液晶層３００に混入したとしても、紫外線照射４５１によってシールの重合反応が進みシール４００（の樹脂）の分子量が増大するとともに基板１００，２００との接着強度が増大すれば、液晶３００とシール４００の樹脂成分との分離が進み、その結果、混在状態を解消することは可能である。このため、かかる点にかんがみれば、一滴充填方式においてシール４００全体を十分に硬化させることは重要であり、上記溶出・混入に起因した表示品位不具合を防止して歩留まり向上に寄与すると言える。したがって、シール４００全体を十分に硬化可能な液晶パネル６１によれば、上述の歩留まり向上と一滴充填方式が奏する液晶充填のタクトタイムの短縮等との相乗効果によって、生産性を大幅に上げることができる。

なお、発明者が一滴充填方式によって製造した無封口タイプの液晶パネルに対してエージング試験（７０℃、５Ｖ駆動、５００時間）を行ったところ、調光電極１４０，２４０を用いず外周領域６０Ｂに遮光層を用いた従来の液晶パネルでは表示不具合発生率は１５％であったのに対して、調光電極１４０，２４０を備えた液晶パネル６１によれば０％であった。

ここで、調光電極１４０，２４０のより具体的な形態を説明する。まず、図２に示す外周領域６０Ｂの幅Ｌおよび２つの調光電極１４０，２４０の重なり部分の幅Ｍが、
０．６≦Ｍ／Ｌ＜１ ・・・（式１）
という関係を満たすことが好ましい。なお、幅Ｌ，Ｍの値についても符号“Ｌ”，“Ｍ”を用いることにし、幅Ｌ，Ｍの単位は同じとし、ここでは“ｍｍ”である。

なお、幅Ｌ（の値）は、調光電極１４０，２４０と同様に規定され、外周領域６０Ｂにおいて額縁形状の辺部分の幅であり、当該辺部分の延在方向および基板１００，２００の積み重ね方向の双方に略直交する方向における寸法をいう。また、調光電極１４０，２４０の重なり部分の幅Ｍ（の値）は当該重なり部分について調光電極１４０，２４０と同様に規定される。なお、図２および図３の例では両調光電極１４０，２４０は同じ平面パターンを有しかつ平面視においてずれなく重なっているので、重なり部分の幅Ｍは調光電極１４０，２４０の幅と等しい。

式１における上限（Ｍ／Ｌ＜１）は、Ｍ／Ｌ≧１の場合は調光電極１４０が画素電極１３０に接してしまいまたは重なってしまい両電極１４０，１３０を独立に駆動・制御できない点にかんがみて規定されている。

他方、式１における下限（０．６≦Ｍ／Ｌ）は、液晶パネル６１の表示の主観評価および電気光学評価から規定されている。具体的には、幅Ｌを一定とし幅Ｍを違えた複数の液晶パネル６１について、調光電極１４０，２４０近傍すなわち外周領域６０Ｂでの光漏れ、コントラストおよび透過率を評価した。光漏れ評価については、液晶パネル６１を全面点灯し（白表示および中間調表示でそれぞれ実施）、調光電極１４０，２４０近傍での光漏れの影響を主観評価した。コントラストおよび透過率については、調光電極１４０，２４０間の液晶層３００に０〜５Ｖの電圧を印加して当該電極１４０，２４０の部分において白表示および黒表示を行い、各表示時の輝度を測定し、その測定輝度を基にコントラスト比（ＣＲ）およびパネル透過率を算出した。輝度の測定は、色彩輝度計ＢＭ５Ａ（トプコン社製）を液晶パネル６１の表示面（第２基板２００側の表面）から３５０ｍｍの位置にセッティングし、受光角が１゜および受光エリアが１ｍｍφの条件で行った。なお、コントラスト比の測定では、図２の（Ｂ）に示すように表示領域６０Ａと外周領域６０Ｂとの境界上に上記受光エリアＡＲの中心が載るように上記色彩輝度計をセッティングした。このようにして得た評価結果を表１に示す。

なお、表１中、光漏れの主観評価において、“○”は“光漏れの影響なし”を表し、“△”は“やや影響あり”を表し、“×”は“光漏れＮＧレベル”を表す。また、透過率はバックライト（Ｂ／Ｌ）の基準輝度３０００ｃｄ／ｍ²で定量している。なお、基準目標値は、コントラスト比≧１５０（０〜５Ｖ）、透過率≧６．５％、バックライトの白輝度は３０００ｃｄ／ｍ²である。

表１の評価結果によれば、Ｍ／Ｌの値が約０．６５以上であれば外周領域６０Ｂでの光漏れ、コントラストおよび透過率について良好な特性が得られることが分かる。このように、式１の条件によれば、外周領域６０Ｂでの光漏れを抑制して高品位な表示が得られる。

また、調光電極１４０，２４０のうちで表示領域６０Ａ側の端または縁が表示領域６０Ａのより近くまで延在している方の当該端の位置について、当該端と表示領域６０Ａの外縁との距離Ａが、
０＜Ａ≦Ｌ／１０ ・・・（式２）
を満たすことが好ましい。なお、距離Ａの値についても符号“Ａ”を用いることにし、距離Ａの単位は幅Ｌと同じとし、ここでは“ｍｍ”である。

なお、図２および図３の例では両調光電極１４０，２４０は同じ平面パターンを有しかつ平面視においてずれなく重なっているので、かかる場合はいずれの調光電極１４０，２４０の端を基準にして幅Ａを規定しても同じである。

式２における下限（０＜Ａ）は、Ａ＝０の場合は調光電極１４０が画素電極１３０に接するので両電極１４０，１３０を独立に駆動・制御できない点にかんがみて規定されている。

他方、式２における上限（Ａ≦Ｌ／１０）は、調光電極１４０，２４０と表示領域６０Ａとの間（すき間）からの光漏れ、換言すれば表示領域６０Ａと外周領域６０Ｂとの境界付近での光漏れを主観評価等した結果から規定されている。すなわち、Ａ≦Ｌ／１０であれば光漏れの影響は小さく、コントラストが高く表示性能としては十分であった。なお、式２の条件を満たす場合、コントラストが１７０から１９０に改善したことが発明者によって確認された。このように、式２の条件によれば、外周領域６０Ｂと表示領域６０Ａとの境界付近での光漏れを抑制して高品位な表示が得られる。

次に、図６及び図７に実施形態に係る第２の液晶パネル６２を説明するための断面図および平面図を示す。図６に示すように、液晶パネル６２は、既述の液晶パネル６１（図２参照）においてガラス基板２１０と調光電極２４０との間に遮光層２６０を追加した構成を有している。図６および図７に示すように、遮光層２６０は、外周領域６０Ｂ内において対向電極２３０近傍から外周領域６０Ｂの外縁近傍まで形成されており、平面視（図７参照）において額縁状または枠状をしている。そして、遮光層２６０は調光電極２４０およびシール４００に重なっている。なお、図６および図７の例では遮光層２６０は調光電極２４０と同じ平面パターンを有しかつ平面視においてずれなく重なっている。

遮光層２６０は、例えばクロム膜またはクロム／酸化クロムの２層膜や、暗色の顔料を含有した樹脂から成る。なお、遮光層２６０が導電性の場合、調光電極２４０が当該遮光層２６０を介して対向電極２３０と短絡しないようするためには、例えば、遮光層２６０を対向電極２４０に接しないように形成し、または、遮光層２６０と調光電極２４０との間に絶縁膜（不図示）を配置すればよい。一方、遮光層２６０が絶縁性の場合、図６の例とは違えて、遮光層２６０を対向電極２３０に接するように配置することも可能である。

液晶パネル６２の他の構成は既述の液晶パネル６１と同様であり、当該液晶パネル６２は液晶パネル６１に替えて液晶表示装置５０（図１参照）に適用可能である。

液晶パネル６２によれば、調光電極１４０，２４０間の遮光制御と遮光層２６０とによる二重の遮光対策を施すことができる。このため、コントラスト向上による表示の高品位化等の既述の効果が増大する。このとき、遮光層２６０のみによる遮光対策よりも当該遮光層２６０は薄くて済む。厚い遮光層は、配向膜塗布面に大きな凹凸を形成して配向膜の成膜ムラの増大やラビングなどの不均一化を招き、これが表示不良ドメイン（スイッチングドメイン）の発生要因となり、表示不具合による光漏れを引き起こすが、液晶パネル６２の薄い遮光層２６０によればそのような表示不良ドメインを抑制しつつ上述の高品位表示等の効果が得られる。また、薄い遮光層２６０であれば上述の目視検査等は実施可能であるので、調光電極１４０，２４０間の液晶３００を透光状態にした場合の既述の効果が失われることもない。さらに、遮光層２６０はシール４００に重なっているので、シール４００の配置部分における光漏れを防止して高品位な表示が得られる。

なお、遮光層２６０について、光学濃度（ＯＤ値）が３．５程度かつ厚さが１μｍ程度であれば、遮光性と目視検査等とを両立させることができることが発明者によって確認された。

ところで、調光電極１４０，２４０間の電圧制御に際してかならずしも両電極１４０，２４０の電位を制御する必要はなく、一方の調光電極１４０または２４０の電位を固定しても構わない。このとき、一般的に対向電極２３０は接地されることにかんがみれば、調光電極２４０を接地電位に固定する場合には、図８の断面図に示す構成を採用することも可能である。

すなわち、図８に示す第３の液晶パネル６３のように、液晶パネル６１（図２参照）において調光電極２４０および対向電極２３０を、両電極２４０，２３０が結合または接触した要素に相当する光透過性の単一の電極２５０に替えても構わない。このとき、電極２５０において、表示領域６０Ａ内の部分が対向電極２３０にあたり、外周領域６０Ｂ内の部分が調光電極２４０にあたる。液晶パネル６２の他の構成は既述の液晶パネル６１と同様であり、当該液晶パネル６３は液晶パネル６１に替えて液晶表示装置５０（図１参照）に適用可能である。液晶パネル６３によれば、対向電極２３０と調光電極２４０とを分離するためのパターニング工程を無くすことができ、生産性が向上する。

また、図９の断面図に示す第４の液晶パネル６４のように、既述の液晶パネル６２，６３（図６および図８参照）を組み合わせても構わない。すなわち、図９に示すように、液晶パネル６４は、液晶パネル６２において調光電極２４０と対向電極２４０とを一体化して単一の電極２５０を設けた構成、換言すれば、液晶パネル６３において透明基板２１０と電極２５０のうちで調光電極２４０を成す部分との間に遮光層２６０を配置した構成にあたる。液晶パネル６４の他の構成は既述の液晶パネル６１〜６３と同様であり、当該液晶パネル６４は液晶パネル６１に替えて液晶表示装置５０（図１参照）に適用可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に記載の範囲に限定されない。上述の実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、上述の説明では第１基板１００および第２基板１００がいわゆるＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板にあたる場合を述べたが、両基板１００，２００の構成はこれに限られない。例えば、第１基板１００がカラーフィルタ付きＴＦＴ基板（いわゆるカラーフィルタ・オン・ＴＦＴ（ＣＦ ｏｎ ＴＦＴ）基板）にあたり、第２基板２００がカラーフィルタを有さない対向基板にあたる場合でも上述の説明は妥当である。

また、上述の説明では液晶駆動素子としてＴＦＴを例示したが、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）等の他のアクティブ駆動素子を用いても良い。さらに、駆動素子を用いないパッシブ（マルチプレックス）型の液晶パネルにも調光電極１４０，２４０等を適用することができる。また、透過型の液晶表示装置５０を例示したが、液晶パネル６１等は反射型や透過反射両用型にも応用できる。

また、液晶パネル６１等は例えば画像シフトパネルやパララックスバリアパネルに応用ことができる。画像シフトパネルは、画素を光学的に順次シフトさせるものであり、光の偏光状態を変調する液晶パネルと、この液晶パネルから出射された光の偏光状態に応じて光路をシフトさせる複屈折素子との組合せを少なくとも一組有する。また、パララックスバリアパネルは、画像シフトパネルや三次元映像を表示可能にするものであり、左目用画素および右目用画素を有する映像表示素子と組み合わせることにより、立体映像を表示することができる。液晶パネル６１等およびこれらを応用した画像シフトパネルやパララックスバリアパネルは、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、パーソナルコンピュータ、薄型テレビ、医療用ディスプレイ、カーナビゲーションシステム、アミューズメント機器等、広く利用することができる。

は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明するための模式図である。 は、本発明の実施形態に係る第１の液晶パネルを説明するための断面図および平面図である。 は、本発明の実施形態に係る調光電極を説明するための平面図である。 は、本発明の実施形態に係る第１の液晶パネルの製造方法を説明するための平面図である。 は、本発明の実施形態に係る第１の液晶パネルの製造方法を説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る第２の液晶パネルを説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る遮光層を説明するための平面図である。 は、本発明の実施形態に係る第３の液晶パネルを説明するための断面図である。 は、本発明の実施形態に係る第４の液晶パネルを説明するための断面図である。

符号の説明

５０ 液晶表示装置
６１〜６４ 液晶パネル
６０Ａ 表示領域
６０Ｂ 外周領域
８０ 駆動装置
１００ 第１基板
１２１ 回路
１３０ 画素電極
１４０ 第１調光電極
２００ 第２基板
２４０ 第２調光電極
２６０ 遮光層
３００ 液晶層
４００ シール
Ａ 距離
Ｌ，Ｍ 幅

Claims (8)

1. 液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動制御する駆動装置と、を備える液晶表示装置であって、
   前記液晶パネルは、
   表示領域内に配置された画素電極と、前記画素電極に接しないように前記表示領域の周りの外周領域内に配置されており前記外周領域の外縁近傍まで延在している第１調光電極と、を有する、第１基板と、
   前記外周領域内に前記第１調光電極に対向して配置された光透過性の第２調光電極を有し、前記第１基板に対向して配置された、第２基板と、
   前記第１調光電極と前記第２調光電極との間にまで及ぶように前記第１基板と前記第２基板との間に配置された、液晶層と、
   前記第１調光電極および前記第２調光電極に重なるように前記第１基板と前記第２基板との間に配置されて前記液晶層を封止する、光硬化成分を含有したシールと、を含み、
   前記液晶表示装置は、前記表示領域の表示状態にかかわらず、前記第１調光電極と前記第２調光電極との間の電圧を制御可能であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１基板は、前記外周領域内に前記第１調光電極に重なるように配置された回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２基板は、前記第２調光電極に重なるように配置された遮光層をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記遮光層は、前記シールに重なるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記外周領域の幅をＬ（ｍｍ）とし、前記第１調光電極と前記第２調光電極との重なり部分の幅をＭ（ｍｍ）としたとき、
   ０．６≦Ｍ／Ｌ＜１
   を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記外周領域の幅をＬ（ｍｍ）とし、前記第１調光電極と前記第２調光電極とのうちで前記表示領域に近い電極と前記表示領域との距離をＡ（ｍｍ）としたとき、
   ０＜Ａ≦Ｌ／１０
   を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記シールは液晶注入のための封口を有さないことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 表示領域内に配置された画素電極と、前記画素電極に接しないように前記表示領域の周りの外周領域内に配置されており前記外周領域の外縁近傍まで延在している第１調光電極と、を含む、第１基板と、
   前記外周領域内に前記第１調光電極に対向して配置された光透過性の第２調光電極を含み、前記第１基板に対向して配置された、第２基板と、
   前記第１調光電極と前記第２調光電極との間にまで及ぶように前記第１基板と前記第２基板との間に配置された、液晶層と、
   前記第１調光電極および前記第２調光電極に重なるように前記第１基板と前記第２基板との間に配置されて前記液晶層を封止する、光硬化成分を含有したシールと、を備えることを特徴とする液晶パネル。

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