JP2007256415A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に、セル厚を制御すると共に、表示装置を構成する一対の基板を貼り合わせる。
【解決手段】互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０と、両基板２０ａ及び３０の間に設けられた液晶層４０と、両基板２０ａ及び３０を互いに接着すると共に液晶層４０を包囲するシール部２５とを備えた液晶表示装置５０ａであって、アクティブマトリクス基板２０ａには、ゲート絶縁膜１１に達するアンカーホールＨａを有する層間絶縁膜１２が設けられ、シール部２５は、アンカーホールＨａを介してゲート絶縁膜１１に接着すると共にアンカーホールＨａの周囲に配置された層間絶縁膜１２の表面に接着する接着構造を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、一対の基板を外周部で貼り合わせることにより作製される表示装置に関するものである。

表示装置の１つである液晶表示装置は、薄型で軽量であるので、携帯電話を始めとするモバイル機器、液晶テレビを始めとするＡＶ機器などに広く用いられている。この液晶表示装置を構成する液晶表示パネルは、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、それら両基板の間に設けられた液晶層とを備えている。

ここで、上記第１基板と第２基板とは、各基板の外周部の非表示領域に形成されたシール部によって貼り合わされている。

上記シール部は、一般的にエポキシ樹脂などのシール材により構成されているので、例えば、各基板の表面に形成された有機絶縁膜との接着強度が低い傾向にある。

そこで、例えば、特許文献１には、液晶表示パネルの周辺領域において、シール材がアレイ基板上の有機絶縁膜が位置する部分とその外側の有機絶縁膜が位置しない部分との双方に接着することにより、アレイ基板と対向基板との接着強度を高める技術が開示されている。

また、特許文献２には、シール材が配置される領域の下部の有機絶縁膜を除去して、シール材を無機絶縁膜に対して接着することにより、シール材接着強度を高める技術が開示されている。
特開２００３−１２１８６０号公報 特開２００３−１６７２５８号公報

ところで、液晶表示パネルは、近年、益々薄型になっているので、その液晶表示パネルを構成する各基板が薄くなって、撓み易くなっている。そのため、特に、液晶表示パネルを作製した後に外部接続端子などの実装部品を搭載する際に、その荷重によって基板が撓むことにより、シール部によって貼り合わされていた一対の基板が剥がれるおそれがある。

また、近年、液晶表示パネルの製造プロセスでは、一対の基板の間に液晶材料を供給して液晶層を形成する方法として、従来のディップ注入法よりも生産性の高い液晶滴下貼り合わせ法を用いることが多くなっている。この液晶滴下貼り合わせ法は、例えば、一対の基板の一方に矩形枠状のシール部を形成した後に、一方の基板のシール部の内側に液晶材料を滴下して、他方の基板と貼り合わせる方法である。この液晶滴下貼り合わせ法で作製した液晶表示パネルは、シール部を構成する材料などの違いにより、その接着強度がディップ注入法で作製した液晶表示パネルよりも低くなる傾向があるので、基板が剥がれる可能性がある。

さらに、特に、携帯電話などのモバイル機器では、液晶表示パネルの表示に寄与しない外周部の非表示領域を狭くする、狭額縁化が進んでいるので、非表示領域内に配置させるシール部の幅を狭くすることが考えられる。そうなると、限られた面積内で一対の基板を接着する必要があるので、基板が剥がれる可能性が高くなる。

このように、液晶表示パネルは、薄型、製造プロセス及び狭額縁化などによって、基板が剥がれ易くなる傾向にあるので、シール部による一対の基板間の接着強度の向上が求められている。

ところで、上記特許文献１及び２に開示された技術では、液晶表示パネルを構成する一対の基板が所定の位置で貼り合わされた場合には、一対の基板の間で所望の接着強度が得られる。しかしながら、一対の基板を貼り合わせる際に、基板同士がずれてしまった場合には、シール部が所定位置に配置されないことにより、一対の基板の間隔、すなわち、セル厚が変わってしまうので、セル厚の制御に改善の余地がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、確実に、セル厚を制御すると共に、表示装置を構成する一対の基板を貼り合わせることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、一対の基板の少なくとも一方が無機材料からなる表層と、その表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、シール部がその幅方向の両端部分で有機膜に接着すると共にその幅方向の中間部分で無機材料からなる表層に接着する接着構造を有するようにしたものである。

具体的に本発明にかかる表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、上記一対の基板の間に設けられた表示媒体層と、上記一対の基板を互いに接着すると共に上記表示媒体層を包囲するシール部とを備えた表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、無機材料からなる表層と、該表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、上記シール部は、幅方向の両端部分で上記有機膜に接着すると共に、幅方向の中間部分で上記表層に接着する接着構造を有していることを特徴とする。

上記構成によれば、シール部の幅方向の中間部分でシール部が無機材料からなる表層に接着されるので、一対の基板の間の接着強度が向上すると共に、シール部の幅方向の両端部分でシール部が有機膜に接着されるので、一対の基板の間が所定距離に保持されて、一対の基板の間隔、すなわち、セル厚が制御される。

また、シール部が無機材料からなる表層に接着された部分と、その接着された部分の幅方向の沿った両側で有機膜に接着された部分とを有しているので、仮に、各基板の位置合わせの精度が低い状態で一対の基板が貼り合わせられたとしても、シール部がその幅方向の両端部分にある有機膜に接着することになり、一対の基板の間が所定距離に保持され、セル厚が確実に制御される。

ここで、特許文献１のように、シール部が無機材料からなる表層に接着された部分とその接着された部分の幅方向の沿った片側（内側）のみで有機膜に接着された部分とを有している場合には、各基板の位置合わせの精度が低い状態で一対の基板が貼り合わせられると、シール部が部分的に有機膜の段差に重なって配置されるおそれがあるので、一対の基板の間を所定距離に保持することが困難になる。

したがって、上記構成によれば、確実に、セル厚を制御すると共に、表示装置を構成する一対の基板を貼り合わせることが可能になる。

また、特に、液晶表示装置では、液晶層の厚さ、すなわち、セル厚の制御が光学的表示特性と密接に関係するので、セル厚を確実に制御することにより、所望の表示品位が得られる。

上記有機膜には、上記表層に達する貫通孔が形成され、上記接着構造は、上記シール部が上記貫通孔を介して上記表層に接着すると共に上記貫通孔の周囲に配置された有機膜の表面に接着するように構成されていてもよい。

上記構成によれば、シール部の幅方向の中間部分に位置する有機膜の貫通孔を介してシール部が無機材料からなる表層に接着されるので、一対の基板の間の接着強度が向上すると共に、貫通孔の周囲に配置され、シール部の幅方向の両端部分に位置する有機膜の表面にシール部が接着されるので、一対の基板の間が所定距離に保持されて、一対の基板の間隔、すなわち、セル厚が制御される。

上記シール部は、上記一対の基板の周囲に沿って連続して配置されていてもよい。

上記構成によれば、シール部が一対の基板の周囲に沿って連続して配置される液晶滴下貼り合わせ法で作製された表示装置は、シール部を構成する材料などの違いにより、その接着強度がディップ注入法で作製された表示装置よりも低くなる傾向があるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記シール部は、光硬化性を有する樹脂を含んでいてもよい。

上記構成によれば、光硬化性樹脂を含むシール部によって接着された一対の基板は、接着強度が低い傾向にあるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記一対の基板の一方の端部には、外部接続端子を取り付けるための端子領域が設けられ、上記接着構造は、上記シール部の上記端子領域の近傍部分に配置されていてもよい。

上記構成によれば、端子領域は、外部接続端子を取り付ける際の荷重によって各基板が撓むことにより、一対の基板が剥がれるおそれがあるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記シール部は、矩形枠状に形成され、上記接着構造は、上記シール部の角部分に配置されていてもよい。

上記構成によれば、シール部の角部分は、局所的な応力の影響を受け易く、その部分で一対の基板が剥がれるおそれがあるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記貫通孔は、上記シール部の延びる方向に沿ってジグザグに複数形成されていてもよい。

上記構成によれば、ジグザグに形成された複数の貫通孔によって、各貫通孔の接着構造に生じる応力が分散されるので、複数の貫通孔がシール部の延びる方向に沿って直線状に形成される場合よりも接着強度が向上する。

上記一対の基板は、一方向に撓んだ状態に形成され、上記接着構造は、上記シール部の上記一対の基板の実質的に弾性変形していない縁に沿った部分に配置されていてもよい。

上記構成によれば、一対の基板が一方向に撓んだ状態で実質的に弾性変形しない縁には、一対の基板の間に引張応力が生じることになり、その部分で一対の基板が剥がれるおそれがあるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記シール部の幅ａに対する該シール部の幅方向に沿った上記貫通孔の幅ｂの比ｂ／ａは、０．１〜０．８であってもよい。

上記構成によれば、ｂ／ａが０．１〜０．８であれば、シール部によって、確実にセル厚を制御すると共に、一対の基板の間における接着強度が向上する。これに対して、ｂ／ａが０．１よりも小さいときには、シール部による一対の基板の間における接着強度が不足して、一対の基板が剥がれるおそれがある。また、ｂ／ａが０．８よりも大きいときには、セル厚の制御が困難になるので、表示品位が低下するおそれがある。

上記一対の基板の少なくとも一方の厚さは、０．４ｍｍ以下であってもよい。

上記構成によれば、基板の厚さが０．４ｍｍ以下になると、基板が撓み易くなり、一対の基板が剥がれるおそれがあるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記一対の基板の厚さは、互いに異なっていてもよい。

上記構成によれば、例えば、貫通孔を形成する一方の基板を、他方の基板よりも厚くすることなどして、一対の基板の厚さを互いに異ならせることにより、必要な基板強度を保持して、表示装置の薄型化及び軽量化が図られる。

上記有機膜の表面には、上記シール部の内周に沿って複数の凹部が設けられていてもよい。

上記の構成によれば、一対の基板を貼り合わせる際の荷重条件や加熱条件によって、シール部の樹脂成分が分離して流れ出しても、樹脂成分がシール部の内周に沿って設けられた複数の凹部に溜まることになるので、表示に寄与する表示領域に樹脂成分が到達することが抑制される。そのため、一対の基板を貼り合わせる際の荷重条件や加熱条件に関係することなく、表示不良の発生が抑制される。

本発明によれば、一対の基板の少なくとも一方が無機材料からなる表層と、その表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、シール部がその幅方向の両端部分で有機膜に接着すると共にその幅方向の中間部分で無機材料からなる表層に接着する接着構造を有しているため、確実に、セル厚を制御すると共に、表示装置を構成する一対の基板を貼り合わせることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態では、表示装置として、画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えたアクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置を例に説明する。但し、本発明は以下の各実施形態に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。

《発明の実施形態１》
図１〜図９は、本発明にかかる液晶表示装置の実施形態１を示している。ここで、図１は、本実施形態の液晶表示装置５０ａの斜視図である。そして、図２は、図１のＸ領域を拡大した液晶表示装置５０ａの斜視図であり、図３は、図１のＹ領域を拡大した液晶表示装置５０ａの斜視図である。また、図４は、図３中のIV−IV線に沿った液晶表示装置５０ａの断面模式図である。さらに、図５は、液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａの部分上面図である。

液晶表示装置５０ａは、図１〜図４に示すように、互いに対向して配置された一対の基板であるアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０と、両基板２０ａ及び３０の間に表示層として設けられた液晶層４０と、両基板２０ａ及び３０を互いに接着すると共に液晶層４０を包囲するシール部２５とを備えている。

また、液晶表示装置５０ａは、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域Ｄと、表示領域Ｄの周囲に配置された非表示領域Ｎとを有している。そして、非表示領域Ｎの一部は、実装部品などの外部接続端子を取り付けるための端子領域Ｔとなっている。すなわち、液晶表示装置５０ａの少なくとも１つの端縁は、図１に示すように、アクティブマトリクス基板２０ａが対向基板３０よりも突出して形成され、その突出した部分が端子領域Ｔとなっている。

アクティブマトリクス基板２０ａは、図６に示すように、互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線１と、各ゲート線１と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線４と、ゲート線１及びソース線４の各交差部分に設けられたＴＦＴ５と、各ＴＦＴ５に対応して隣り合う一対のゲート線１及び隣り合う一対のソース線４で囲われる領域に設けられた画素電極６とを備えている。ここで、図６は、アクティブマトリクス基板２０ａの平面模式図であり、図７は、図６中のVII−VII線に沿った断面模式図である。

また、アクティブマトリクス基板２０ａは、図７に示すように、絶縁基板１０上に、無機材料からなる表層であるゲート絶縁膜１１、及び有機膜である層間絶縁膜１２が順に積層された積層構造となっている。

絶縁基板１０とゲート絶縁膜１１との層間には、ゲート線１が設けられている。ここで、ゲート線１は、各ＴＦＴ５に対応してソース線４の延びる方向に突出したゲート電極１ａを有している。

ゲート絶縁膜１１と層間絶縁膜１２との層間には、ＴＦＴ５を構成する半導体層２と、半導体層２の上層において、ソース線４、並びに、互いに対峙するソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂとが設けられている。ここで、ソース電極４ａは、各ＴＦＴ５に対応してソース線４からゲート線１の延びる方向に突出するように設けられている。

層間絶縁膜１２の上層には、ドレイン電極４ｂにコンタクトホールＨｃを介して接続された画素電極６が設けられている。そして、画素電極６の上層には、配向膜（不図示）が設けられている。

また、層間絶縁膜１２には、非表示領域Ｎにおいて、図７に示すように、ゲート絶縁膜１１に達する貫通孔として、ゲート絶縁膜１１に向けて縮径したアンカーホールＨａが設けられている。

対向基板３０は、図１〜図６において詳細に図示されていないが、絶縁基板上に、カラーフィルター層１６、オーバーコート層、共通電極及び配向膜が順に積層された多層積層構造になっている。

カラーフィルター層１６は、アクティブマトリクス基板２０ａ上の各画素電極６に対応して、赤、緑及び青のうちの１色が配設された着色層１６ａと、各着色層１６ａの間に設けられたブラックマトリクス１６ｂとを備えている。また、ブラックマトリクス１６ｂは、各着色層１６ａ間の表示領域Ｄの内部だけでなく、表示領域Ｄの外周部、すなわち、非表示領域Ｎの内周側にも設けられている。

液晶層４０は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。

シール部２５は、対向基板３０の周囲に沿って矩形状に連続して配置され、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０を互いに接着している。

また、シール部２５は、その幅方向の両端部分が層間絶縁膜１２に接着され、その幅方向の中間部分がゲート絶縁膜１１に接着された接着構造Ｓを有している。具体的に言い換えれば、シール部２５は、図４に示すように、その一部分が層間絶縁膜１２に形成されたアンカーホールＨａを介してゲート絶縁膜１１に接着され、その他の部分がアンカーホールＨａの周囲に配置された層間絶縁膜１２の表面に接着された接続構造Ｓを有している。

アンカーホールＨａは、図５に示すように、シール部２５の延びる方向に沿ってジグザグに複数形成されている。これによれば、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０が剥がれる際に接着構造Ｓに生じる応力がシール部２５の幅方向に沿って分散されるので、例えば、複数のアンカーホールＨａがシール部２５の延びる方向に沿って直線状に形成される場合よりも接着強度を向上させることができる。

また、アンカーホールＨａは、図２に示すように、シール部２５の角部分に集中して配置されていてもよい。これによれば、一般的に局所的な応力の影響を受けて剥がれ易いシール部２５の角部分における接着強度を集中的に向上させることができるので、シール部２５によるアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０の間の全体的な接着強度を向上させることができる。

さらに、アンカーホールＨａは、シール部２５の端子領域Ｔの近傍部分に集中して配置されていてもよい。これによれば、一般的に外部接続端子を取り付ける際の荷重によってアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０が撓み易い端子領域Ｔにおける接着強度を集中的に向上させることができるので、シール部２５によるアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０の間の全体的な接着強度を向上させることができる。

上記構成の液晶表示装置５０ａは、各画素電極６毎に１つの画素が構成されており、各画素において、ゲート線１からゲート信号が送られてＴＦＴ５をオン状態になったときに、ソース線４からソース信号が送られてソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂを介して、画素電極６に所定の電荷を書き込まれ、画素電極６と対向基板３０の共通電極との間で電位差が生じることになり、液晶層４０からなる液晶容量に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置５０ａでは、その印加電圧の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変わることを利用して、外部から入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される。

次に、図８のフローチャートを参照し、本実施形態の液晶表示装置５０ａを製造する方法について説明する。本実施形態の製造方法は、図８のＳＴ１１〜ＳＴ１５に対応するアクティブマトリクス基板作製工程と、図８のＳＴ２１〜ＳＴ２３に対応する対向基板作製工程と、図８のＳＴ３〜ＳＴ６に対応する液晶表示パネル作製工程とを備えている。

＜アクティブマトリクス基板作製工程＞
ＳＴ１１において、まず、ガラス基板などの絶縁基板１０上の基板全体に、アルミニウムなどの金属膜（厚さ１５００Å程度）をスパッタリング法により成膜した後に、フォトリソグラフィーによりパターニングして、ゲート線１及びゲート電極１ａを形成する。

さらに、ゲート線１及びゲート電極１ａ上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜などの無機絶縁膜（厚さ４０００Å程度）を成膜して、ゲート絶縁膜１１を形成する。

続いて、ゲート絶縁膜１１上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜（厚さ１５００Å程度）とリンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜（厚さ４００Å程度）とを連続して成膜した後に、フォトリソグラフィーにより島状にパターニングして、真性アモルファスシリコン層及びｎ＋アモルファスシリコン層からなる半導体層２を形成する。

そして、半導体層２が形成されたゲート絶縁膜１１上に、チタンなどからなる金属膜（厚さ１５００Å程度）をスパッタリング法により成膜した後に、フォトリソグラフィーによりパターニングして、ソース線４、ソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂを形成する。

さらに、ソース電極４ａ及びドレイン電極４ｂをマスクとしてｎ＋アモルファスシリコン層をエッチングすることにより、半導体層２にチャネル部をパターニングして、ＴＦＴ５を形成する。

続いて、ＳＴ１２において、ＴＦＴ５が形成されたゲート絶縁膜１１上の基板全体に、スピン塗布法を用いて、感光性アクリル樹脂などからなる有機絶縁膜（厚さ３μｍ程度）を成膜する。

その後、ＳＴ１３において、上記有機絶縁膜のドレイン電極４ｂに対応する部分、及びシール部２５が配置される部分を点状にエッチングして、コンタクトホールＨｃ及びアンカーホールＨａをそれぞれパターニングして、層間絶縁膜１２を形成する。ここで、アンカーホールＨａは、例えば、ＣＦ₄及びＯ₂ガスによる酸素プラズマを用いたドライエッチング、及び／又は、高い選択性を有するエッチング液を用いたウエットエッチングによって所望の形状に形成される。さらに、図９に示すように、アンカーホールＨａａを基板方向（下方）に拡径して形成してもよい。これによれば、シール部２５がアンカーホールＨａａから抜けにくくなるので、シール部２５によるアクティブマトリクス基板２０ａａ及び対向基板３０の間の接着強度をいっそう向上させることができる。

そして、ＳＴ１４において、層間絶縁膜１２上の基板全体に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などからなる透明導電膜（厚さ１０００Å程度）をスパッタリング法により成膜した後に、フォトリソグラフィーによりパターニングして、画素電極６を形成する。

最後に、ＳＴ１４において、画素電極６が形成された基板全体に、ポリイミド系樹脂やポリアミック酸系樹脂などを厚さ５００Å程度で塗布して、ラビング法により、その表面に配向処理を施して配向膜を形成する。

上記のようにして、アクティブマトリクス基板２０ａを作製することができる。

＜対向基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板上の基板全体に、クロム薄膜を厚さ１００ｎｍ程度で成膜した後、フォトリソグラフィーによりパターニングしてブラックマトリクス１６ｂを形成する。

続いて、ブラックマトリクス１６ｂ間に、赤、緑及び青の顔料のうちのいずれかが分散された感光性レジスト材料などを厚さ１〜３μｍ程度で塗布した後に、フォトリソグラフィーによりパターニングして、選択した色の着色層１６ａを形成する。さらに、他の２色についても同様な工程を繰り返して、各画素に１色の着色層１６ａが配設したカラーフィルター層１６を形成する。

そして、カラーフィルター層１６上の基板全体に、１μｍ程度の厚さでアクリル樹脂を塗布して、オーバーコート層を形成する。

続いて、ＳＴ２１において、上記オーバーコート層上の基板全体に、ＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍ程度で成膜して共通電極を形成する。

その後、ＳＴ２２において、上記オーバーコート膜のシール部２５が配置される部分をエッチングする。ここで、塩酸及び塩化鉄の混合液を用いるウエットエッチングでは、上記ＩＴＯ膜、及び着色層１６ａやオーバーコート層の有機膜が選択的にエッチングされるので、無機材料からなる表層（ブラックマトリクス１６ｂ、又は、ガラス基板自体）を露出させることができる。

最後に、ＳＴ２３において、ポリイミド系樹脂やポリアミック酸系樹脂などを厚さ５００Å程度で塗布して、ラビング法により、その表面に配向処理を施し配向膜を形成する。

上記のようにして、対向基板３０を作製することができる。

＜液晶表示パネル作製工程＞
まず、ＳＴ３において、例えば、上記アクティブマトリクス基板作製工程で作製されたアクティブマトリクス基板２０ａの非表示領域Ｎに表示領域Ｄを包囲するように、スクリーン印刷などにより、光硬化性樹脂として、例えば、紫外線硬化性及び熱硬化性の双方を有する樹脂を含むシール材を印刷する。

続いて、ＳＴ４において、例えば、シール材が印刷されたアクティブマトリクス基板２０ａの表示領域Ｄにネマチック液晶材料を滴下する。そして、真空チャンバー内で、液晶材料が滴下されたアクティブマトリクス基板２０ａと対向基板作製工程で作製された対向基板３０とを位置合わせして、両基板２０ａ及び３０を貼り合わせる。

最後に、ＳＴ５において、貼り合わせられた両基板２０ａ及び３０のシール材に紫外線を照射することにより、シール材を予備硬化させる。さらに、加熱により、予備硬化したシール材を本硬化させて、シール部２５、及びシール部２５によって封入された液晶層４０をそれぞれ形成する。このとき、シール材がアンカーホールＨａ内で硬化して、シール部２５の一部分が層間絶縁膜１２に形成されたアンカーホールＨａを介してゲート絶縁膜１１に接着され、そのシール部２５の他の部分がアンカーホールＨａの周囲に配置された層間絶縁膜１２の表面に接着されることにより、接続構造Ｓが形成される。

上記のようにして、液晶表示パネルが作製され（ＳＴ６）、本実施形態の液晶表示装置５０ａを製造することができる。

次に、具体的に行った実験について説明する。

図１０〜図１４は、本発明の実施例を示している。ここで、図１０は、実施例にかかる液晶表示装置５０ｅの平面図である。そして、図１１は、図１０のＺ領域を拡大した平面模式図であり、図１２は、図１０中のXII−XII線に沿った液晶表示装置５０ｅの断面模式図である。また、図１３は、実施例にかかるシール強度の測定方法を説明するための模式図であり、図１４は、セル厚の測定方法を説明するための模式図である。なお、図１２では、ゲート絶縁膜１１が省略されている。

具体的に本発明の実施例では、液晶表示装置５０ｅを構成するアクティブマトリクス基板２０ｅについて、以下の表１の左欄に示された構成（例１〜例１４）のものを準備した後に、その各アクティブマトリクス２０ｅを備えた液晶表示装置５０ｅについて、シール強度、セル厚、及びコントラスト比を評価して、アンカーホールの適切な配置設計を検証した。

本実施例の液晶表示装置５０ｅは、上記実施形態の液晶表示装置５０ａに対応するものであり、互いに対向して配置されたアクティブマトリクス基板２０ｅ及び対向基板３０ｅと、両基板２０ｅ及び３０ｅの間に設けられた液晶層４０と、両基板２０ｅ及び３０ｅを互いに接着すると共に液晶層４０を包囲するシール部２５ｅとを備えた液晶表示パネルである。

各アクティブマトリクス基板２０ｅでは、表１の左欄及び図１１に示すように、シール部２５ｅの設計幅ａに対して、種々の幅ｂのアンカーホールＨｅを形成した。

具体的に、表１の例１〜例５及び例９〜例１４におけるアクティブマトリクス基板２０ｅでは、シール部２５ｅの設計幅ａを１．２ｍｍとし、表１の例６〜例８におけるアクティブマトリクス基板２０ｅでは、シール部２５ｅの設計幅ａを２．０ｍｍとした。そして、シール部２５ｅの幅ａに対するアンカーホールＨｅの幅ｂの比ｂ／ａを０．０７〜０．８５とした。なお、シール部２５ｅの延びる方向のアンカーホールＨｅの長さを４ｍｍとした。また、シール部２５ｅの延びる方向に沿った１ｃｍ当たりのアンカーホールＨｅの個数を２個とした。さらに、アンカーホールＨｅの深さ、すなわち、層間絶縁膜１２の厚さを２．５μｍとした。

対向基板３０ｅでは、図１２に示すように、非表示領域Ｎにおいて、無機材料であるクロム薄膜により形成されたブラックマトリクス１６ｂをシール部２５の幅方向の中央部分まで設けた。そのため、シール部２５ｅは、対向基板３０ｅに対して、ブラックマトリクス１６ｂの表面、及びガラス基板１０ｂの表面に、ぼぼ半分ずつ接着することになる。

また、シール部２５ｅは、上記実施形態で矩形状に連続して配置されたシール部２５ａに変えて、図１０に示すように、液晶注入口２５ｂを有し、長辺（縦）の長さが５０ｍｍ程度、短辺（横）の長さが４０ｍｍ程度の枠状に形成した。

さらに、表１の例１〜例８における液晶表示装置５０ｅでは、アクティブマトリクス基板２０ｅを構成するガラス基板１０ａの厚さを０．５ｍｍとし、対向基板３０ｅを構成するガラス基板１０ｂの厚さを０．０５ｍｍとした。そして、表１の例９〜例１４における液晶表示装置５０ｅでは、アクティブマトリクス基板２０ｅを構成するガラス基板１０ａの厚さを０．５ｍｍとし、対向基板３０ｅを構成するガラス基板１０ｂの厚さを０．２ｍｍとした。

なお、上記以外の液晶表示装置５０ｅの構成は、上記実施形態の液晶表示装置５０ａの構成と実質的に同じであり、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

次に、液晶表示装置５０ｅの各評価項目の測定方法について説明する。

シール強度については、引張圧縮試験器（エア・ブラウン（株）製のＴＭＤ−１ｋＮ）によって、図１３に示すように、各液晶表示装置５０ｅをその角部が縦方向及び横方向とも２０ｍｍ突出するように一対の固定治具Ｊで挟持した状態で、先端が棒状の荷重治具を対向基板３０ｅ側からアクティブマトリクス基板２０ｅ側に１ｍｍ／分で移動させることにより、液晶表示装置５０ｅの端子領域Ｔの荷重点Ｆに点荷重を与えてアクティブマトリクス基板２０ｅ及び対向基板３０ｅが引き剥がされる際の破壊限界重量を測定して評価した。ここで、表１中の○印では、破壊限界重量が３ｋｇｆ以上であり、×印では、破壊限界重量が２ｋｇｆ未満であった。

セル厚については、液晶セル厚測定器（大塚電子（株）製のＲＥＴＳ）による回転検光子法を応用したリタデーション測定によって、各液晶表示装置５０ｅの表示領域Ｄに対し、図１４に示すＭ１〜Ｍ２５の各測定点におけるセル厚を測定して評価した。表１中の○印では、各セル厚の標準偏差が０．０２以下であり、△印では、各セル厚の標準偏差が０．０２よりも大きく且つ０．０４以下であり、×印では、各セル厚の標準偏差が０．０５以上であった。

コントラスト（ＣＲ）比については、各液晶表示装置５０ｅの上面及び下面に偏光板をそれぞれ貼り付けた後、モジュール点灯回路により液晶層４０に白階調電圧及び黒階調電圧を印加して、受光フィールド１°、及びパネル面からの高さ３５０ｍｍの正面視の設定で、色彩輝度計（トプコン（株）製のＢＭ−５）によって、白階調条件及び黒階調条件でのコントラスト比を測定して評価した。表１中の○印では、正面ＣＲ比が１５０以上であり、△印では、正面ＣＲ比が１００以上１５０未満であり、×印では、正面ＣＲ比が１００未満であった。

上記各評価項目に対する測定結果及び評価は、上記表１の右欄のとおりである。

表１に示すように、ｂ／ａ値が０．１〜０．８であれば、シール部２５ｅによって、セル厚を確実に制御すると共に、アクティブマトリクス基板２０ｅ及び対向基板３０ｅの間の接着強度を向上させることが可能であった。これに対して、ｂ／ａ値が０．１よりも小さいときには、シール部２５ｅによる接着強度が不足して、アクティブマトリクス基板２０ｅ及び対向基板３０ｅが剥がれるおそれがあった。また、ｂ／ａ値が０．８よりも大きいときには、セル厚を制御することが困難になるので、正面ＣＲ比が小さくなり、表示品位が低下した。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、シール部２５の幅方向の中間部分に位置する層間絶縁膜１２のアンカーホールＨａを介してシール部２５が無機材料からなる表層であるゲート絶縁膜１２に接着されるので、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０の間の接着強度を向上させることができる。

また、シール部２５は、アンカーホールＨａを介してゲート絶縁膜１２に接着された部分と、アンカーホールＨａの周囲に配置された層間絶縁膜１２に接着された部分とからなる接続構造Ｓを有しているので、仮に、各基板の位置合わせの精度が低い状態で、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０が貼り合わせられたとしても、シール部２５がその幅方向の両端側で表面が同じ高さの層間絶縁膜１２に確実に接着することにより、アクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０の間が所定距離に保持され、セル厚を確実に制御することができる。

したがって、確実に、セル厚を制御すると共に、液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａ及び対向基板３０を貼り合わせることができる。

また、一般的に液晶表示装置では、液晶層４０の厚さ、すなわち、セル厚の制御が光学的表示特性と密接に関係するので、セル厚を確実に制御することにより、所望の表示品位を得ることができる。

さらに、一般的に液晶滴下貼り合わせ法で作製された液晶表示装置では、シール部を構成する材料などの違いにより、その接着強度がディップ注入法で作製された液晶表示装置よりも低くなる傾向があるので、液晶滴下貼り合わせ法で作製された本実施形態の液晶表示装置５０ａでは、本発明の特徴であるシール部２５の接続構造Ｓによる作用効果が有効になる。

また、本実施形態の実施例の液晶表示装置５０ｅのように、ガラス基板の厚さが、０．４ｍｍ以下である場合には、各基板及び液晶表示装置自体が撓み易くなり、アクティブマトリクス基板２０ｅ及び対向基板３０ｅが剥がれるおそれがあるので、本発明の特徴であるシール部２５の接続構造Ｓによる作用効果が有効になる。

さらに、本実施形態の実施例の液晶表示装置５０ｅのように、各ガラス基板の厚さが、互いに異なっている場合には、例えば、アンカーホールを形成する一方の基板を、他方の基板よりも厚くすることなどにより、必要な基板強度を保持して、液晶表示装置の薄型化及び軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、各基板の表面にラビング処理を施した水平配向用の配向膜を形成させていたが、本発明は、各基板の表面にラビング処理を施さない垂直配向用の配向膜を形成させてもよい。ここで、垂直配向用の配向膜に対するシール部の接着強度は、水平配向用の配向膜に対するシール部の接着強度よりも低い傾向にあるので、シール部が垂直配向用の配向膜に接触する場合には、本発明の特徴であるシール部２５の接続構造Ｓによる作用効果が有効になる。

さらに、本実施形態では、画素電極６をドレイン電極４ｂに接続するためのコンタクトホールＨｃと、接続構造Ｓを構成するアンカーホールＨａとを同一工程で形成させることにより、製造工程を簡略化していたが、本発明は、コンタクトホールＨｃとアンカーホールＨａとをそれぞれ別工程で形成させてもよい。また、アンカーホールＨａを形成する層間絶縁膜１２の上層にエッチング耐性を有する保護膜をパターニングして、その保護膜を介してエッチングすることにより、所望の形状のアンカーホールを形成させてもよい。

《発明の実施形態２》
図１５は、本実施形態にかかる液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。なお、以下の各実施形態では、図１〜図１４と同じ部分に対して同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

液晶表示装置５０ｂでは、アクティブマトリクス基板２０ｂにおいて、アンカーホールＨａｂが、ガラス基板である絶縁基板１０の表面に達していると共に、絶縁基板１０の表層において拡径している。これによれば、シール部２５が無機材料からなる表層である絶縁基板１０に接着していると共に、絶縁基板１０及びゲート絶縁膜１１の境界部分で拡径して形成されているので、シール部２５がアンカーホールＨａｂから抜けにくくなっている。そのため、シール部２５によるアクティブマトリクス基板２０ｂ及び対向基板３０の間の接着強度をいっそう向上させることができる。

《発明の実施形態３》
図１６は、本実施形態にかかる液晶表示装置５０ｃの斜視図であり、図１７は、図１６中のXVII−XVII線に沿った液晶表示装置５０ｃの断面模式図である。

液晶表示装置５０ｃは、図１６及び図１７に示すように、図中左右方向の中央部分が両端部分よりも上方に撓んだ状態に形成されている、
シール部２５の接着構造Ｓは、液晶表示装置５０ｃの実質的に弾性変形していない縁に沿った部分（図１６中のＥ１領域及びＥ２領域）に配置されている。これによれば、図１６中のＥ１領域及びＥ２領域には、液晶表示装置５０ｃが撓んだ状態でアクティブマトリクス基板２０ｃ及び対向基板３０ｃの間に引張応力が生じることになり、その部分でアクティブマトリクス基板２０ｃ及び対向基板３０ｃが剥がれるおそれがあるので、本発明の特徴であるシール部２５の接続構造Ｓによる作用効果が有効になる。

《発明の実施形態４》
図１８は、本実施形態にかかる液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板２０ｄの平面模式図である。

アクティブマトリクス基板２０ｄでは、層間絶縁膜１２の表面にアンカーホールＨａだけでなく、シール部２５が配置される領域の内周に沿って複数の凹部Ｈｂも形成されている。これによれば、アクティブマトリクス基板２０ｄ及び対向基板を貼り合わせる際の荷重条件や加熱条件によって、シール部２５の樹脂成分が分離して流れ出しても、樹脂成分がシール部２５の内周に沿って設けられた複数の凹部Ｈｂに溜まることになるので、表示に寄与する表示領域Ｄに樹脂成分が到達することを抑制することができる。そのため、アクティブマトリクス基板２０ｄ及び対向基板を貼り合わせる際の荷重条件や加熱条件に関係することなく、表示不良の発生を抑制することができる。

上記各実施形態では、アンカーホールをアクティブマトリクス基板に形成させたものを例示したが、本発明は、アンカーホールを対向基板に形成させても、さらには、アンカーホールをアクティブマトリクス基板及び対向基板の双方に形成させてもよい。

上記各実施形態では、表示装置として、ＬＣＤ（liquid crystal display；液晶表示ディスプレイ）にかかるものを例示したが、本発明は、ＰＤ（plasma display；プラズマディスプレイ）、ＰＡＬＣ（plasma addressed liquid crystal display；プラズマアドレス液晶ディスプレイ）、有機ＥＬ（organic electroluminescence ）、無機ＥＬ（inorganic electroluminescence ）、ＦＥＤ（field emission display；電界放出ディスプレイ）、又は、ＳＥＤ（surface-conduction electron-emitter display；表面電界ディスプレイ）などの表示装置にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、基板間の距離を確実に制御することができるので、液晶表示装置など、互いに対向して配置される一対の基板を外周部で貼り合わせることによって作製される表示装置について有用である。

実施形態１にかかる液晶表示装置５０ａの斜視図である。 図１のＸ領域を拡大した液晶表示装置５０ａの斜視図である。 図１のＹ領域を拡大した液晶表示装置５０ａの斜視図である。 図３中のIV−IV線に沿った液晶表示装置５０ａの断面模式図である。 液晶表示装置５０ａを構成するアクティブマトリクス基板２０ａの部分上面図である。 アクティブマトリクス基板２０ａの平面模式図である。 図６中のVII−VII線に沿ったアクティブマトリクス基板２０ａの断面模式図である。 液晶表示装置５０ａを製造するフローチャートである。 実施形態１にかかるアクティブマトリクス基板２０ａａの断面模式図である。 実施例にかかる液晶表示装置５０ｅの平面図である。 図１０のＺ領域を拡大したアクティブマトリクス基板２０ｅの平面模式図である。 図１０中のXII−XII線に沿った液晶表示装置５０ｅの断面模式図である。 実施例にかかるシール強度の測定方法を説明するための模式図である。 実施例にかかるセル厚の測定方法を説明するための模式図である。 実施形態２にかかる液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。 実施形態３にかかる液晶表示装置５０ｃの斜視図である。 図１６中のXVII−XVII線に沿った液晶表示装置５０ｃの断面模式図である。 実施形態４にかかる液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス２０ｄの平面模式図である。

符号の説明

Ｈａ，Ｈａａ，Ｈａｂ，Ｈｅ アンカーホール（貫通孔）
Ｈｂ 凹部
Ｓ 接着構造
Ｔ 端子領域
１０ａ，１０ｂ ガラス基板（表層）
１１ ゲート絶縁膜（表層）
１２ 層間絶縁膜（有機膜）
２０ａ，２０ａａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ
アクティブマトリクス基板（一対の基板）
２５，２５ｅ シール部
３０，３０ｅ 対向基板（一対の基板）
４０ 液晶層（表示媒体層）
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｅ 液晶表示装置

Claims (12)

1. 互いに対向して配置された一対の基板と、
   上記一対の基板の間に設けられた表示媒体層と、
   上記一対の基板を互いに接着すると共に上記表示媒体層を包囲するシール部とを備えた表示装置であって、
   上記一対の基板の少なくとも一方は、無機材料からなる表層と、該表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、
   上記シール部は、幅方向の両端部分で上記有機膜に接着すると共に、幅方向の中間部分で上記表層に接着する接着構造を有していることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記有機膜には、上記表層に達する貫通孔が形成され、
   上記接着構造は、上記シール部が上記貫通孔を介して上記表層に接着すると共に上記貫通孔の周囲に配置された有機膜の表面に接着するように構成されていることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記シール部は、上記一対の基板の周囲に沿って連続して配置されていることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記シール部は、光硬化性を有する樹脂を含んでいることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記一対の基板の一方の端部には、外部接続端子を取り付けるための端子領域が設けられ、
   上記接着構造は、上記シール部の上記端子領域の近傍部分に配置されていることを特徴とする表示装置。
6. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記シール部は、矩形枠状に形成され、
   上記接着構造は、上記シール部の角部分に配置されていることを特徴とする表示装置。
7. 請求項２に記載された表示装置において、
   上記貫通孔は、上記シール部の延びる方向に沿ってジグザグに複数形成されていることを特徴とする表示装置。
8. 請求項１に記載された表示装置において、
   上記一対の基板は、一方向に撓んだ状態に形成され、
   上記接着構造は、上記シール部の上記一対の基板の実質的に弾性変形していない縁に沿った部分に配置されていることを特徴とする表示装置。
9. 請求項２に記載された表示装置において、
   上記シール部の幅ａに対する該シール部の幅方向に沿った上記貫通孔の幅ｂの比ｂ／ａは、０．１〜０．８であることを特徴とする表示装置。
10. 請求項１に記載された表示装置において、
    上記一対の基板の少なくとも一方の厚さは、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする表示装置。
11. 請求項１に記載された表示装置において、
    上記一対の基板の厚さは、互いに異なっていることを特徴とする表示装置。
12. 請求項１に記載された表示装置において、
    上記有機膜の表面には、上記シール部の内周に沿って複数の凹部が設けられていることを特徴とする表示装置。
    

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