JP2010181837A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セルギャップのばらつきを抑制することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アクティブエリアＤＳＰの画素間に配置された柱状スペーサ２１と、額縁部ＦＬＰに配置された周辺柱状スペーサ２２と、を備えたアレイ基板ＡＲと、絶縁基板３０の上において、画素間に配置された遮光層３１と、額縁部に配置された周辺遮光層３２と、各画素に配置されたカラーフィルタ層３４と、額縁部に配置されるとともに周辺遮光層の上に積層された周辺カラーフィルタ層３５と、カラーフィルタ層及び周辺カラーフィルタ層の上に延在した対向電極ＥＴと、を備えた対向基板ＣＴと、絶縁基板との間に周辺遮光層、周辺カラーフィルタ層、及び、対向電極のそれぞれの少なくとも一部が介在しアレイ基板と対向基板とを貼り合わせるシール材ＳＥと、アレイ基板と対向基板との間に保持された液晶層ＬＱと、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを利用した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのＯＡ機器やテレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。近年では、液晶表示装置は、携帯電話などの携帯端末機器や、カーナビゲーション装置、ゲーム機などの表示装置としても利用されている。

液晶表示装置においては、セルギャップの均一性が要求される。例えば、特許文献１によれば、液晶層を保持する一対の基板のうち、一方の基板は、セルギャップを形成するための柱状スペーサを備えている。一対の基板を貼り合わせた際、柱状スペーサが対向する基板に接触するが、基板表面の凹凸により、柱状スペーサに接触する部分と接触しない部分とが形成されてしまうことがある。

特に、アクティブエリアとそれ以外とでは、薄膜の積層状態や、薄膜の膜厚の違いなどによって凹凸の度合いが大きく異なる。たとえば、アクティブエリアでは柱状スペーサが対向する基板に接触するものの、アクティブエリア外では柱状スペーサが対向する基板に接触していない場合がある。このため、一対の基板を貼り合わせる工程において、均一に圧力を加えても、アクティブエリア外のセルギャップがアクティブエリアのセルギャップより薄くなってしまう。また、場合によっては、アクティブエリア外がリバウンドをおこして、そのセルギャップがアクティブエリアよりも大きくなり、アクティブエリアの中央部と周辺部とでセルギャップが異なってしまうこともある。

このようなセルギャップのばらつきは、液晶分子の配向不良、変調率の差異などを生じさせ、表示ムラとして認識されるおそれがある。

特開２００２−９０７２０号公報

この発明の目的は、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な液晶表示装置を提供することにある。

この発明の一態様によれば、
アクティブエリアの各画素に配置された画素電極と、画素間に配置された柱状スペーサと、アクティブリア外の額縁部に配置された周辺柱状スペーサと、を備えた第１基板と、
絶縁基板の上において、画素間に配置された遮光層と、額縁部に配置された周辺遮光層と、各画素に配置されるとともに前記遮光層の上に一部が積層されたカラーフィルタ層と、額縁部に配置されるとともに前記周辺遮光層の上に積層された周辺カラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層及び前記周辺カラーフィルタ層の上に延在し前記画素電極に対向する対向電極と、を備えた第２基板と、
前記絶縁基板との間に前記周辺遮光層、前記周辺カラーフィルタ層、及び、前記対向電極の少なくとも一部が介在し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この発明によれば、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な液晶表示装置を提供することができる。

図１は、この発明の一実施の形態に係るＭＶＡモードの液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示装置に適用されるアレイ基板及び対向基板の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、ＭＶＡモードを実現する画素構成の一例を示す断面図である。

以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。ここでは、各画素がバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過表示部として構成された透過型の液晶表示装置を例に説明する。

図１に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示装置であって、液晶表示パネルＬＰＮを備えている。この液晶表示パネルＬＰＮは、一対の基板、すなわち第１基板としてのアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板としての対向基板ＣＴと、を備えている。これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、シール材ＳＥによって貼り合わせられている。また、液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱを備えている。

このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する表示エリアすなわちアクティブエリアＤＳＰを備えている。このアクティブエリアＤＳＰは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数）。

アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＤＳＰにおいて、第１方向である行方向Ｈに沿ってそれぞれ延出したｎ本のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｎ）、第２方向である列方向Ｖに沿ってそれぞれ延出したｍ本のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｍ）、各画素ＰＸにおいてゲート線Ｙとソース線Ｘとの交差部を含む領域に配置されたｍ×ｎ個のスイッチング素子Ｗ、各画素ＰＸに配置されスイッチング素子Ｗに接続されたｍ×ｎ個の画素電極ＥＰなどを備えている。

ゲート線Ｙ及びソース線Ｘ、は、例えばアルミニウム、モリブデン、タングステン、チタンなどの低抵抗な導電材料によって形成されている。

各スイッチング素子Ｗは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタによって構成されている。スイッチング素子Ｗのゲート電極ＷＧは、ゲート線Ｙに電気的に接続されている（あるいは、ゲート電極ＷＧはゲート線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳは、ソース線Ｘに電気的に接続されている（あるいは、ソース電極ＷＳはソース線Ｘと一体に形成されている）。スイッチング素子Ｗのドレイン電極ＷＤは、画素電極ＥＰに電気的に接続されている。

画素電極ＥＰは、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

ｎ本のゲート線Ｙは、それぞれアクティブエリアＤＳＰの外側に引き出され、ゲートドライバＹＤに接続されている。ゲートドライバＹＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいてｎ本のゲート線Ｙに順次走査信号（駆動信号）を供給する。

また、ｍ本のソース線Ｘは、それぞれアクティブエリアＤＳＰの外側に引き出され、ソースドライバＸＤに接続されている。ソースドライバＸＤは、コントローラＣＮＴによる制御に基づいてｍ本のソース線Ｘに映像信号（駆動信号）を供給する。

一方、対向基板ＣＴは、アクティブエリアＤＳＰにおいて、対向電極ＥＴなどを備えている。この対向電極ＥＴは、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。この対向電極ＥＴは、複数の画素ＰＸに共通である。つまり、対向電極ＥＴは、各画素ＰＸの画素電極ＥＰと対向し、コモン電位のコモン端子ＣＯＭに電気的に接続されている。

図２に示すように、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板ＡＲは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板１０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、絶縁基板１０の対向基板ＣＴに対向する側に、スイッチング素子Ｗ、画素電極ＥＰ、柱状スペーサ２１、周辺柱状スペーサ２２などを備えている。

スイッチング素子Ｗは、絶縁基板１０の上に配置された半導体層１２を備えている。この半導体層１２は、例えば、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成可能であり、ここではポリシリコンによって形成されている。半導体層１２は、チャネル領域１２Ｃを挟んだ両側にそれぞれソース領域１２Ｓ及びドレイン領域１２Ｄを有している。この半導体層１２は、ゲート絶縁膜１４によって覆われている。

スイッチング素子Ｗのゲート電極ＷＧは、ゲート絶縁膜１４の上に配置され、半導体層１２のチャネル領域１２Ｃの直上に位置している。このゲート電極ＷＧは、例えば、上述したゲート線と同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、ゲート線とともに層間絶縁膜１６によって覆われている。ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６は、例えば、酸化シリコン及び窒化シリコンなどの無機系材料によって形成されている。

スイッチング素子Ｗのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、層間絶縁膜１６の上に配置されている。ソース電極ＷＳは、ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１２のソース領域１２Ｓにコンタクトしている。ドレイン電極ＷＤは、ゲート絶縁膜１４及び層間絶縁膜１６を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１２のドレイン領域１２Ｄにコンタクトしている。これらのソース電極ＷＳ及びドレイン電極ＷＤは、例えば、上述したソース線と同一材料を用いて同一工程で形成可能であり、ソース線とともに絶縁膜１８によって覆われている。

この絶縁膜１８は、例えば、光透過性を有する有機系材料によって形成されている。このような絶縁膜１８は、例えば、スピンコートなどの手法によって塗布された後に硬化処理されることにより形成されている。このため、絶縁膜１８は、下地の凹凸を吸収し、その表面が概ね平坦に形成されている。これにより、垂直配向モードを実現する電界への影響が緩和される。

画素電極ＥＰは、アクティブエリアＤＳＰにおいて各画素ＰＸに配置されている。すなわち、この画素電極ＥＰは、絶縁膜１８の上に配置され、絶縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極ＷＤと電気的に接続されている。

柱状スペーサ２１は、アクティブエリアＤＳＰにおいて画素ＰＸの間に配置されている。すなわち、この柱状スペーサ２１は、隣接する２つの画素電極ＥＰの間に配置されている。なお、柱状スペーサ２１の底部の一部は、画素電極ＥＰに重なっていても良いし、画素電極ＥＰに重ならないように配置されても良い。また、柱状スペーサ２１は、全ての画素電極間に配置する必要はない。

周辺柱状スペーサ２２は、アクティブエリア外の額縁部ＦＬＰに配置されている。なお、周辺柱状スペーサ２２は、額縁部ＦＬＰの面積に応じて複数個配置されている。この周辺柱状スペーサ２２は、柱状スペーサ２１と同一の樹脂材料によって形成されている。例えば、感光性の樹脂材料を成膜した後、柱状スペーサ２１をパターニングすると同時に、周辺柱状スペーサ２２をパターニングする。これにより、製造工程を増やすことなく、柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２を同一工程で形成できる。

これらの柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２は、アレイ基板ＡＲの主面ＡＲＳからの高さ、つまり対向基板ＣＴに向かう主面ＡＲＳの法線に沿った長さが同一である。また、これらの柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２は、同一形状であり、例えば、底部の面積が先端部の面積よりも大きいテーパー状に形成されている。

このようなアレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する表面、つまり、液晶層ＬＱに接する面は、第１配向膜２０によって覆われている。この第１配向膜２０は、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに延在しており、画素電極ＥＰ、柱状スペーサ２１、及び、周辺柱状スペーサ２２を覆っている。

一方、液晶表示パネルＬＰＮの対向基板ＣＴは、ガラス板や石英板などの光透過性を有する絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、絶縁基板３０のアレイ基板ＡＲに対向する側に、遮光層３１、周辺遮光層３２、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、周辺カラーフィルタ層３５、対向電極ＥＴなどを備えている。

遮光層３１は、アクティブエリアＤＳＰにおいて画素ＰＸの間に配置されている。この遮光層３１は、黒色に着色された樹脂材料によって形成されている。このような遮光層ＢＭは、絶縁基板３０の上に配置され、アレイ基板ＡＲに設けられたスイッチング素子Ｗや、上述したゲート線及びソース線などの各種配線に対向している。

周辺遮光層３２は、額縁部ＦＬＰに配置されている。この周辺遮光層３２は、アクティブエリアＤＳＰを囲むように額縁状に形成されている。この周辺遮光層３２は、遮光層３１と同一の樹脂材料によって形成されている。例えば、黒色に着色された感光性の樹脂材料を成膜した後、遮光層３１をパターニングすると同時に、周辺遮光層３２をパターニングする。

これにより、製造工程を増やすことなく、遮光層３１及び周辺遮光層３２を同一工程で形成できる。このような遮光層３１及び周辺遮光層３２は、同一の膜厚に形成されている。

カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、アクティブエリアＤＳＰの各画素ＰＸに配置されている。このようなカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、絶縁基板３０の上に配置され、その一部が遮光層３１に積層されている。

これらのカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。すなわち、カラーフィルタ層３４Ｒは、赤色に着色された樹脂材料によって形成され、赤色を表示する画素ＰＸに配置されている。また、カラーフィルタ層３４Ｇは、緑色に着色された樹脂材料によって形成され、緑色を表示する画素ＰＸに配置されている。同様に、カラーフィルタ層３４Ｂは、青色に着色された樹脂材料によって形成され、青色を表示する画素ＰＸに配置されている。

周辺カラーフィルタ層３５は、額縁部ＦＬＰに配置されている。この周辺カラーフィルタ層３５は、周辺遮光層３２の上に積層され、アクティブエリアＤＳＰを囲むように額縁状に形成されている。つまり、周辺カラーフィルタ層３５は、アクティブエリアＤＳＰの最外周の画素ＰＸに配置されたカラーフィルタ層３４に隣接して配置されている。

この周辺カラーフィルタ層３５は、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のいずれかと同一の樹脂材料によって形成されている。この実施の形態では、周辺カラーフィルタ層３５は、青色のカラーフィルタ層３４Ｂと同一材料によって形成されている。例えば、青色に着色された感光性の樹脂材料を成膜した後、カラーフィルタ層３４Ｂをパターニングすると同時に、周辺カラーフィルタ層３５をパターニングする。

これにより、製造工程を増やすことなく、カラーフィルタ層３４Ｂ及び周辺カラーフィルタ層３５を同一工程で形成できる。このようなカラーフィルタ層３４Ｂ及び周辺カラーフィルタ層３５は、同一の膜厚に形成されている。

対向電極ＥＴは、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに配置されている。つまり、この対向電極ＥＴは、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の上、及び、周辺カラーフィルタ層３５の上に延在した連続膜である。アクティブエリアＤＳＰにおいては、対向電極ＥＴは、各画素ＰＸの画素電極ＥＰと対向している。

なお、対向基板ＣＴには、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面の凹凸の影響を緩和するために、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と対向電極ＥＴとの間に、透明な樹脂材料からなるオーバーコート層を配置しても良い。

このような対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する表面、つまり液晶層ＬＱに接する面は、第２配向膜３６によって覆われている。この第２配向膜３６は、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに延在しており、対向電極ＥＴの上に配置されている。

上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜２０及び第２配向膜３６が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜２０と対向基板ＣＴの第２配向膜３６との間には、柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２により、所定のセルギャップが形成されている。

シール材ＳＥは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に所定のセルギャップが形成された状態で両者を貼り合わせる。これらのシール材ＳＥと絶縁基板３０との間には、周辺遮光層３２、周辺カラーフィルタ層３５、及び、対向電極ＥＴのそれぞれが介在している。さらに、シール材ＳＥは、第２配向膜３６と重なっている。

一方、シール材ＳＥと絶縁基板１０との間には、ゲート絶縁膜１４、層間絶縁膜１６、及び、絶縁膜１８が介在している。また、このシール材ＳＥは、第１配向膜２０と重なっている。

液晶層ＬＱは、上述したセルギャップに封入されている。すなわち、液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＥＰと対向基板ＣＴの対向電極ＥＴとの間に保持された液晶分子４０を含む液晶組成物によって構成されている。液晶層ＬＱと画素電極ＥＰとの間には、第１配向膜２０が介在している。液晶層ＬＱと対向電極ＥＴとの間には、第２配向膜３６が介在している。

第１配向膜２０及び第２配向膜３６は、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電位差が形成されていない状態、つまり、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電界が形成されていない無電界時には、それぞれ液晶分子４０をアレイ基板ＡＲの主面ＡＲＳに対して略垂直に配向する特性を有している。このような第１配向膜２０及び第２配向膜３６を形成するための材料としては、基本的には垂直配向性を示す光透過性を有する薄膜であれば特に限定されない。

これらの第１配向膜２０及び第２配向膜３６については、ラビングに代表される配向処理工程を必要としない。このため、プロセス的にはラビングによる静電気やゴミが発生するといった問題が無く、配向処理後の洗浄工程も不要である。また、配向的にもプレティルトのバラツキによるムラの問題が無い。したがって、プロセスの簡便化、歩留まりの向上により、低コスト化が可能という利点がある。

また、図２に示すように、液晶表示パネルＬＰＮを照明するバックライトＢＬは、液晶表示パネルＬＰＮのアレイ基板ＡＲと対向する側に配置されている。このようなバックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオードを利用したものや冷陰極管を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。

液晶表示パネルＬＰＮの一方の外面、つまり、アレイ基板ＡＲの外面には、第１偏光板ＰＬ１を有する第１光学素子ＯＤ１が配置されている。また、液晶表示パネルＬＰＮの他方の外面、つまり、対向基板ＣＴの外面には、第２偏光板ＰＬ２を有する第２光学素子ＯＤ２が配置されている。

これらの第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰにわたって配置されている。また、これらの第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配置されている。なお、第１光学素子ＯＤ１及び第２光学素子ＯＤ２は、必要に応じて位相差板を有していてもよい。

この実施の形態では、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子４０は、無電界時には、第１配向膜２０及び第２配向膜３６による配向制御によって、それぞれの長軸がアレイ基板ＡＲの主面ＡＲＳに対して略垂直な方向を向くように配向している。このような状態においては、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光（例えば、直線偏光）は、液晶層ＬＱを透過した後、第２光学素子ＯＤ２に吸収される。したがって、液晶表示パネルＬＰＮの透過率が最低となる。つまり、黒色画面が表示される。

一方、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に電界が形成された状態では、液晶分子４０が負の誘電率異方性を有する場合、液晶分子４０は、電界に対して略直交する方向に配向する。主面ＡＲＳの法線に対して傾斜した電界に対しては、液晶分子４０は、その長軸が基板主面に対して略平行な方向あるいは傾斜した方向を向くように配向している。

このような状態においては、第１光学素子ＯＤ１を透過したバックライト光は、直線偏光となり、液晶層ＬＱを透過した際に適当な位相差が付与された後、少なくとも一部が第２光学素子ＯＤ２を透過可能となる。したがって、白色画面が表示される。

このようにして、ノーマリーブラックの垂直配向モードが実現される。

上述した実施の形態においては、アレイ基板ＡＲに形成された柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２は、実質的に同一の高さを有している。また、アクティブエリアＤＳＰにおいては、柱状スペーサ２１と絶縁基板３０との間に、遮光層３１、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び対向電極ＥＴが介在している一方で、額縁部ＦＬＰにおいては、周辺柱状スペーサ２２と絶縁基板３０との間に、遮光層３１と同一膜厚の周辺遮光層３２、カラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同一膜厚の周辺カラーフィルタ層３５及び対向電極ＥＴが介在している。

つまり、アクティブエリアＤＳＰと額縁部ＦＬＰとで、薄膜の積層状態及び薄膜の膜厚がほぼ揃っており、凹凸の度合いが同等となる。このため、柱状スペーサ２１によって形成されるアクティブエリアＤＳＰのセルギャップと、周辺柱状スペーサ２２によって形成される額縁部ＦＬＰのセルギャップとを揃えることができる。

したがって、液晶表示パネルＬＰＮの全域におけるセルギャップのばらつきを抑制することが可能となる。これにより、表示ムラの発生を抑制することができる。つまり、高い表示均一性を有する液晶表示装置を提供できる。

また、本実施形態においては、額縁部ＦＬＰにおいて、周辺遮光層３２に周辺カラーフィルタ層３５を積層した構造を適用している。このため、周辺遮光層３２単体が１．０μｍ以下の薄い膜厚に形成され、その光学濃度（ＯＤ値）が４．０以下であったとしても、積層された周辺カラーフィルタ層３５によって低下した光学濃度を補うことができる。このため、額縁部ＦＬＰにおける光抜けを防止できる。

一方で、アクティブエリアＤＳＰにおいては、遮光層３１単体が１．０μｍ以下の薄い膜厚に形成されたことにより、この遮光層３１にカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の一部が積層されたことによって生じる対向基板ＣＴの表面の凹凸が緩和される。このため、セルギャップのばらつきをさらに抑制できる。

なお、遮光層３１が薄くなったことによって光学濃度が４．０以下であったとしても、アクティブエリアＤＳＰにおいては、アレイ基板ＡＲ側において、遮光層３１と対向する各種配線つまりゲート線やソース線が遮光性を有する導電材料によって形成されており、ブラックマトリクスとしての機能を有しているため、遮光層３１の光学濃度の低下を補うことができる。

また、本実施形態においては、対向電極ＥＴは、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに延在している。すなわち、対向電極ＥＴは、アクティブエリアＤＳＰから延在して周辺カラーフィルタ層３５に積層され、さらに、シール材ＳＥと重なる位置まで延在しており、連続した膜として形成されている。

このため、額縁部ＦＬＰにおいて、数ミリの幅に亘って広範囲に周辺遮光層３２と周辺カラーフィルタ層３５とが積層されている場合に、たとえ周辺遮光層３２と周辺カラーフィルタ層３５との密着性が悪化し気泡が発生したとしても、対向電極ＥＴがキャップの機能を果たす。このため、周辺遮光層３２と周辺カラーフィルタ層３５との界面から液晶層ＬＱへの気泡の侵入を防止できる。

また、本実施形態においては、第１配向膜２０及び第２配向膜３６は、それぞれアクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに延在しており、さらに、シール材ＳＥと重なる位置まで延在している。このため、額縁部ＦＬＰの液晶層ＬＱにおいては、液晶分子４０は、アクティブエリアＤＳＰにおける無電界時と同様に、それぞれの長軸がアレイ基板ＡＲの主面ＡＲＳに対して略垂直な方向を向くように配向している。

第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２もアクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰに延在している。第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２は、それぞれの吸収軸が互いに直交するように配置されているため、額縁部ＦＬＰにおいてもノーマリーブラック、つまり無電界状態で黒色表示となる。

このため、周辺遮光層３２自体の光学濃度が４．０以下であっても、額縁部ＦＬＰにおける光抜けは防止され、高い光学濃度が得られる。このため、光抜けによるコントラスト比の低減が防止できる。

また、本実施形態において、図１に示すように、シール材ＳＥは、ループ状に配置されている。この場合、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのいずれか一方の基板上にシール材ＳＥを配置した後、シール材ＳＥによって囲まれた領域内に液晶組成物を所定量滴下し、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを真空状態で貼り合わせた後に、真空状態から大気圧状態に戻す。これにより、シール材ＳＥより内側の領域と外気との圧力差によってシール材ＳＥが潰れ、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間の所定のセルギャップに液晶層ＬＱが保持される。このような滴下注入法によれば、タクトタイムの短縮、材料の利用効率の向上といった効果が得られる。

このような滴下注入法を適用する構成においては、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間の容積が予め決まっており、この容積に対応して滴下する液晶組成物の体積も予め決まっている。このため、セルギャップの変動は、液晶組成物の過不足状態を招くおそれがあり、滴下注入法を適用する構成においては高いギャップ精度が要求される。

本実施形態によれば、セルギャップのばらつきを抑制することができるため、滴下注入法を適用した構成において、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に液晶組成物を過不足なくこと封入することが可能となるとともに、滴下注入法を適用したことによる効果が得られる。

≪実施例≫
柱状スペーサ２１及び周辺柱状スペーサ２２を備えたアレイ基板ＡＲを用意する。

一方で、絶縁基板３０の上に、黒色の樹脂材料を用いて１．０μｍの膜厚の遮光層３１及び周辺遮光層３２をそれぞれ形成する。さらに、アクティブエリアＤＳＰにおいては各画素にカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成し、また、額縁部ＦＬＰにおいては青色のカラーフィルタ層３４Ｂと同一材料を用いて周辺遮光層３２の上に周辺カラーフィルタ層３５を積層する。

これにより、アレイ基板ＡＲに形成した柱状スペーサ２１が対向するアクティブエリアＤＳＰのカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面には凹凸が生じなかった。また、アレイ基板ＡＲに形成した周辺柱状スペーサ２２が対向する額縁部ＦＬＰの周辺カラーフィルタ層３５についても表面に凹凸が生じることは無く、アクティブエリアＤＳＰと同等の厚みとなった。

このようなカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び周辺カラーフィルタ層３５の上に対向電極ＥＴを積層し、さらに、対向電極ＥＴの上に第２配向膜３６を積層した。これらの対向電極ＥＴ及び第２配向膜３６は、シール材ＳＥと５０μｍ重なる位置まで延在させた。

このようにして形成した対向基板ＣＴとアレイ基板ＡＲとの間に、液晶組成物を滴下し、シール材ＳＥによってアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとを貼り合わせた。

このようにして製作した液晶表示パネルＬＰＮにおいては、アクティブエリアＤＳＰにおいて柱状スペーサ２１によって所定のセルギャップが形成されるとともに、額縁部ＦＬＰにおいて周辺柱状スペーサ２２によってアクティブエリアＤＳＰと同等のセルギャップを形成することができた。

その結果、アクティブエリアＤＳＰにおいて表示ムラは発生しなかった。また、セルギャップのばらつきが十分に小さいため、液晶充填率が均一化され、歩留りは良好であった。額縁部ＦＬＰの光学濃度は４．６が確保され、良好な表示特性となった。また、製造工程おいても気泡は発生しなかった。

このように、遮光層３１及び周辺遮光層３２の膜厚が薄いため、アクティブエリアＤＳＰにおける遮光層３１とカラーフィルタ層３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）との積層部において凹凸が小さく、ばらつきも少ない。また、アクティブエリアＤＳＰ及び額縁部ＦＬＰの高さの差も少なく、一対の基板間をより均一に支えることができる。

以上説明したように、この実施の形態によれば、セルギャップのばらつきを抑制することが可能な垂直配向モードの液晶表示装置を提供することができ、表示品位の良好な画像を表示可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

例えば、本実施形態では、図２に示したように、シール材ＳＥと周辺遮光層３２との間に、周辺カラーフィルタ層３５、対向電極ＥＴ、及び第２配向膜３６のそれぞれが介在しているが、それぞれの少なくとも一部が介在していれば上述した効果が得られる。例えば、シール材ＳＥの一部が周辺遮光層３２に密着することなく、シール材ＳＥの全体が周辺遮光層と周辺カラーフィルタ層３５および第２配向膜３６の積層部にあっても良い。

また、本実施形態では、周辺カラーフィルタ層３５は、青色のカラーフィルタ層３４Ｂと同一材料によって形成されているが、カラーフィルタ層の吸収スペクトルなどを考慮して、額縁部ＦＬＰにおいて所望の光学濃度が確保できれば、他の色、例えば赤色のカラーフィルタ層３４Ｒと同一材料によって形成されても良い。

また、本実施形態では、滴下注入法を適用した場合を述べたが、ループ以外の形状に配置されたシール材による他の貼り合わせ方法や、他の液晶注入法を適用した場合であっても、上述した効果は得られる。

さらに、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、視野角補償が可能なマルチドメイン構造を適用しても良い。この場合、液晶表示パネルＬＰＮは、アレイ基板ＡＲの画素電極ＥＰと対向基板ＣＴの対向電極ＥＴとの間に電界が形成された状態で液晶層ＬＱに含まれる液晶分子４０の配向を制御する配向制御部を備えている。

配向制御部の一例として、図３に示す例では、対向電極ＥＴには、切欠部ＳＬが形成されている。なお、図３においては、説明に必要な構成のみを図示している。

このような構成においては、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間の電界は、切欠部ＳＬを避けるように形成される。このため、切欠部ＳＬの周辺では、画素電極ＥＰと対向電極ＥＴとの間に液晶表示パネルＬＰＮの法線ＮＭに対して傾斜した電界が形成される。このため、切欠部ＳＬの周辺の液晶分子４０は、このような傾斜電界によって所定の方向に配向する。

つまり、切欠部ＳＬを挟んで隣接する領域において、切欠部ＳＬについて互いに逆方向に傾斜した電界が形成されるため、それぞれの領域の液晶分子４０も互いに逆方向に配向する。このような切欠部ＳＬ付近の液晶分子４０の配向状態は、切欠部ＳＬから遠ざかる方向へ（つまり、電界Ｅの傾斜が小さい領域に向かって）除々に伝播される。

これにより、視野角補償がなされ、視野角を拡大することが可能となるとともに、ノーマリーブラックモードの採用によりコントラスト比を向上することが可能となり、上述した実施形態よりもさらに表示品位の良好な画像を表示することが可能となる。

ＬＰＮ…液晶表示パネル ＢＬ…バックライト
ＡＲ…アレイ基板 ＣＴ…対向基板 ＬＱ…液晶層 ＳＥ…シール材
ＤＳＰ…アクティブエリア ＰＸ…画素 ＦＬＰ…額縁部
ＥＰ…画素電極 Ｗ…スイッチング素子 ＥＴ…対向電極
２０…第１配向膜
２１…柱状スペーサ ２２…周辺柱状スペーサ
３１…遮光層 ３２…周辺遮光層
３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層 ３５…周辺カラーフィルタ層
３６…第２配向膜
４０…液晶分子

Claims (9)

1. アクティブエリアの各画素に配置された画素電極と、画素間に配置された柱状スペーサと、アクティブリア外の額縁部に配置された周辺柱状スペーサと、を備えた第１基板と、
   絶縁基板の上において、画素間に配置された遮光層と、額縁部に配置された周辺遮光層と、各画素に配置されるとともに前記遮光層の上に一部が積層されたカラーフィルタ層と、額縁部に配置されるとともに前記周辺遮光層の上に積層された周辺カラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層及び前記周辺カラーフィルタ層の上に延在し前記画素電極に対向する対向電極と、を備えた第２基板と、
   前記絶縁基板との間に前記周辺遮光層、前記周辺カラーフィルタ層、及び、前記対向電極のそれぞれの少なくとも一部が介在し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に保持された液晶層と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記遮光層は、前記周辺遮光層と同一の樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記遮光層及び前記周辺遮光層は、１．０μｍ以下の膜厚であり、光学濃度が４．０以下であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記カラーフィルタ層は、前記周辺カラーフィルタ層と同一の樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記カラーフィルタ層及び前記周辺カラーフィルタ層は、赤色または青色に着色された樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. さらに、前記第１基板の前記第２基板と対向する表面に配置された第１配向膜と、
   前記第２基板の前記対向電極の上に配置された第２配向膜と、を備え、
   前記シール材は、前記第１配向膜及び前記第２配向膜のそれぞれの少なくとも一部と重なっ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。
7. さらに、前記第１基板の外面に配置され、第１偏光板を含む第１光学素子と、
   前記第２基板の外面に配置され、第２偏光板を含む第２光学素子と、を備え、
   前記第１偏光板及び前記第２偏光板の吸収軸が直交し、
   表示モードがノーマリーブラックの垂直配向モードであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記シール材は、額縁部においてループ状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. さらに、マルチドメイン構造を形成する配向制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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