JP2010281925A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタをＴＦＴ基板側に形成した液晶表示装置において、配向膜をインクジェット方式で形成することを可能にする。
【解決手段】インクジェットによる配向膜１１２の形成は、従来のフレキソ印刷に比較して製造コスト上有利である。しかし、インクジェットによって配向膜１１２を塗布するには、配向膜の粘度を小さくする必要がある。ＴＦＴ基板１００において、表示領域とシール部との間に配向膜ストッパー６１、６２を形成することによってインクジェットによって塗布された配向膜１１２がＴＦＴ基板の端部にまで流出することを防止する。配向膜ストッパー６１、６２はカラーフィルタを積層することによって形成する。配向膜１１２の外形は第１配向膜ストッパー６１によって規定されるが、第２配向膜ストッパ６２を重畳して形成することによって配向膜の外側への流出を確実に抑えることが出来る。
【選択図】図６

Description

本発明は表示装置に係り、特にカラーフィルタをＴＦＴ基板側に配置し、かつ、配向膜の塗布を効率的に行うことが出来る構成を有する液晶表示装置に関する。

従来の液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

このような従来の液晶表示装置では、ＴＦＴ基板に形成された画素電極と対向基板に形成されたカラーフィルタとを正確に一致させる必要がある。しかしながら、ＴＦＴ基板と対向基板の位置あわせの精度は３μｍから５μｍ程度が必要であり、その分パターンの裕度を見なければならず、その結果、液晶表示パネルの透過率が減少することになる。

一方、カラーフィルタをＴＦＴ基板側に作りこめば、ＴＦＴ基板と対向基板の位置合わせはラフでよい。すなわち、カラーフィルタはＴＦＴ基板基板側に形成されるが、カラーフィルタはＴＦＴ基板の配線、ＴＦＴとの合わせ精度は、フォト工程におけるマスク合わせの精度に出来るので、１μｍ程度の精度とすることが出来る。「特許文献１」には、このような、カラーフィルタをＴＦＴ基板側に形成する構成が記載されている。

液晶表示装置は用途が拡大しており、様々なサイズの液晶表示パネルを製造することが要求されている。特に小型の液晶表示パネルにおいては、多様なサイズが要望されている。液晶表示パネルにおいて、液晶を配向させるために、ポリイミド樹脂等で形成された配向膜が使用される。配向膜は従来はフレキソ印刷によって形成されていた。

しかし、フレキソ印刷では、品種毎に配向膜を印刷するための版が必要となり、この版の製作が液晶表示パネルの製造コスト上昇の原因となっていた。近年、この対策として配向膜をインクジェットで塗布するプロセスが開発されている。しかし、インクジェットで配向膜を形成するためには、塗布するときの配向膜の粘度を低くしなければならない。

ところが、配向膜の粘度を低くすると、配向膜を所定の領域にとどめることが難しくなり、例えば、ＴＦＴ基板と対向基板を接着するシール材の部分にまで、配向膜が流れ出してしまう。シール材の部分にまで配向膜が形成されるとシール部の信頼性が低下する。

「特許文献２」には、これを防止するために、画素電極として使用されるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を表示領域を囲むように形成して、配向膜を所定の範囲に閉じ込め、配向膜がシール部に達しないようにする構成が記載されている。

特開２００２−３５７８２８号公報 特開２００８−１４５４６１号公報

「特許文献２」に記載の配向膜を所定の範囲に閉じ込める構成は次のとおりである。表示領域とシール部との間の額縁領域において、絶縁膜に凹凸を形成し、その上に、画素電極を構成しているＩＴＯを被覆する。インクジェットで塗布された粘度の低い配向膜は、表示領域周辺に形成された上記凹凸によってそれよりも外側に広がることが阻止される。

しかし、周辺に形成されるＩＴＯの厚さは画素電極のＩＴＯと同じ厚さであり、７０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるので、厚さが１５０ｎｍ程度の配向膜に対しては十分なストッパーとはならない。また、絶縁物によって形成された凹凸も、絶縁物の厚さが３００ｎｍ程度であるので、粘度の小さい配向膜に対しては十分な阻止能力を持たない。

本発明の目的は、製造コストの上昇を伴うことなく、かつ、シール部の信頼性を確保しつつ、配向膜をインクジェットで塗布することを可能とすることである。

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記配向膜ストッパーは、２層のカラーフィルタで形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記配向膜ストッパーは、３層のカラーフィルタで形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔は柱状スペーサによって規定されている液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって第１の配向膜ストッパーが形成され、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記第１の配向膜ストッパーによって規定されており、前記対向基板の表示領域の外側には、前記柱状スペーサと同じプロセスで形成された第２の配向膜ストッパーが形成されており、前記対向基板に形成された配向膜の外形は、前記第２の配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。

（５）画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタを積層することによって遮光膜が形成され、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定され、前記配向膜ストッパーの高さは前記表示領域に形成された遮光膜の高さよりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

（６）画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴの上には前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタとは別の遮光膜が形成され、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。

（７）画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴの上には前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタとは別の遮光膜が形成され、前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタと前記遮光膜の積層部によって配向膜ストッパーが形成され、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、シール部の信頼性を低下させることなく、また、製造プロセスを追加させること無く、配向膜をインクジェットで塗布することができるので、液晶表示装置の製造コストを低減させることが出来る。

本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。 実施例１の液晶表示装置の表示領域の断面図である。 ＴＦＴ基板のカラーフィルタ配置を示す平面図である。 実施例１のＴＦＴ基板の平面図である。 実施例１のＴＦＴ基板の周辺部分の平面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の対向基板の平面図である。 実施例１の対向基板の周辺部分の平面図である。 図８のＢ−Ｂ断面図である。 実施例１の液晶表示装置の周辺部の断面図である。 実施例２のＴＦＴ基板の周辺部分の平面図である。 図１１のＣ−Ｃ断面図である。 実施例２の液晶表示装置の周辺部の断面図である。 実施例３のＴＦＴ基板の周辺部の断面図である。 実施例４の液晶表示装置の表示領域の断面図である。 実施例４のＴＦＴ基板の周辺部の断面図である。

以下の実施例により本発明の内容を詳細に説明する。

図１は本発明を用いた液晶表示装置の例である、携帯電話等に使用される液晶表示装置の平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１００上に対向基板２００が設置されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層が挟持されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００とは周辺に形成されたシール材１５によって接着している。

図１においては、液晶表示装置の内部に液晶を滴下することによって封入する方式なので、液晶の封入孔は形成されていない。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００よりも大きくなっている部分には、液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部１５０が形成されている。

また、端子部１５０には、走査線、映像信号線等を駆動するためのＩＣドライバ５０が設置されている。ＩＣドライバ５０は３つの領域に分かれており、中央には映像信号駆動回路５２が設置され、両脇には走査信号駆動回路５１が設置されている。

図１の表示領域１０において、横方向には図示しない走査線が延在し、縦方向に配列している。また、縦方向には図示しない映像信号線が延在し、横方向に配列している。走査線は走査線引出し線３１によって、ＩＣドライバ５０の走査信号駆動回路５１と接続している。図１において、表示領域１０を液晶表示装置の中央に配置するために、走査線引出し線３１は表示領域１０両側に配置され、このために、ＩＣドライバ５０には、走査信号駆動回路５１が両脇に設置されている。一方映像信号線とＩＣドライバ５０を接続する映像信号線引出し線４１は画面下側に集められている。映像信号線引出し線４１はＩＣドライバ５０の中央部に配置されている映像信号駆動回路５２と接続する。

図１の表示領域１０の境界と対向基板の端部までのスペースは額縁領域といわれている。特に小型の液晶表示装置では額縁領域を狭くすることが求められている。図１に示す表示領域１０の境界とシール材１５との間隔ｐは小型の液晶表示装置では１ｍｍ程度である。

表示領域１０の境界とシール材１５との間には、後で述べる配向膜ストッパーが形成されている。配向膜ストッパーはＴＦＴ基板１００、対向基板２００に各々に形成されているが、図１においては、ＴＦＴ基板１００に形成される第１配向膜ストッパー６１、および第２配向膜ストッパー６２のみが点線で表示されている。なお、図１においては、配向膜ストッパーは第１と第２の2段形成となっているが、１段でも３段以上でもよい。

図２は、図１の表示領域１００の構成を示す断面図である。図２は、いわゆるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｖｃ）方式の液晶表示装置の断面である。本発明は、これに限らず、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置、あるいは、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｎｅｔ）方式の液晶表示装置等にも適用することが出来る。

図２において、ＴＦＴ基板１００上にＴＦＴが形成されている。ＴＦＴ基板１００の上のゲート電極１０１をＡｌ等で形成し、これを覆ってゲート絶縁膜１０２を例えば、ＳｉＮによって形成する。ゲート絶縁膜１０２の上に半導体層１０３を例えば、ａ−Ｓｉによって形成する。ａ−Ｓｉの厚さは例えば、１５０ｎｍである。この実施例では、半導体層１０３はａ−Ｓｉを用いているが、半導体層１０３にｐｏｌｙ−Ｓｉを用いてもよい。ｐｏｌｙ−Ｓｉの場合の半導体層１０３の厚さは５０ｎｍ程度である。半導体層１０３にｐｏｌｙ−Ｓｉを用いる場合は、ＴＦＴの構成は異なるが、本発明は同様に適用することが出来る。

半導体層１０３の両側には、ドレイン電極１０５とソース電極１０４が例えば、Ａｌ等によって形成される。半導体層１０３とドレイン電極１０５およびソース電極１０４との間には、オーミックコンタクトを取るための図示しないｎ＋Ｓｉ層が例えば、５０ｎｍ程度の厚さに形成されている。ドレイン電極１０５は映像信号線４０と接続し、ソース電極１０４は画素電極１１１と接続する。以上のプロセスによってＴＦＴが形成される。また、図２において、ドレイン電極１０５と同層で形成された映像信号線はゲート絶縁膜１０２上に形成されている。

ＴＦＴおよび映像信号線を覆って無機パッシベーション膜１０６が形成されている。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴを不純物から保護する役割を有する。無機パッシベーション膜１０６は例えば、ＳｉＮによって４００ｎｍ程度の厚みで形成される。

無機パッシベーション膜１０６の上には、カラーフィルタが形成される。カラーフィルタは顔料が分散された感光性樹脂をフォト工程によって形成したものである。カラーフィルタは画素毎に異なった色が配置される。図２において、ＴＦＴを含む右側の画素には青カラーフィルタ１０９が形成され、中央の画素には緑カラーフィルタ１０８が形成され、左側の画素には赤カラーフィルタ１０７が形成されている。図２では、青カラーフィルタ１０９の画素にのみＴＦＴが表示されているが、実際には、すべての画素にＴＦＴが形成されている。

図２において、各画素の境界部は、カラーフィルタが重畳して形成されている。カラーフィルタが重畳して形成されると、遮光膜としての性質を有するようになる。本実施例においては、各画素の境界にカラーフィルタを重畳して形成することによって、ＴＦＴ基板１００上に別途ブラックマトリクスを形成することなく、必要な遮光効果を得ている。したがって、ブラックマトリクスを別途形成する工程を省略することが出来る。

図３は表示領域１００において、映像信号線、走査線、赤、緑、青のカラーフィルタのみを表示した平面図である。図３において、走査線が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線が縦方向に延在して、横方向に配列している。走査線と映像信号線とで囲まれた領域が画素である。

各カラーフィルタは画素の両側の映像信号線を覆ってストライプ状に形成されている。したがって、映像信号線の上には、２色のカラーフィルタが重畳して形成されており、この部分には遮光膜８０が形成されていることになる。図３には表示していないが、ＴＦＴの上にも、同様な構成によって遮光膜８０が形成されている。カラーフィルタはフォト工程で形成されるので、必要な部分に各カラーフィルタを残すことにより、任意の場所に重畳したカラーフィルタ、すなわち、遮光膜８０を形成することが出来る。

図２に戻り、画素領域において、カラーフィルタの上には、画素電極１１１が形成されている。画素電極１１１はカラーフィルタおよび無機パッシベーション膜１０６に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極１０４と接続している。画素電極１１１はＩＴＯによって形成され、厚さは例えば、７０μｍである。画素電極１１１を覆って、液晶を配向するための配向膜１１２が形成されている。本実施例では、配向膜１１２はインクジェット方式で塗布され、その後、焼成して固化する。

図２において、ＴＦＴ基板１００と対向して対向基板２００が配置されている。対向基板２００には対向電極２０１がＩＴＯによって形成さている。対向基板２００の上には、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間隔を規定するための柱状スペーサ２０２が形成されている。柱状スペーサ２０２は遮光膜８０を構成するカラーフィルタと接触して、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間隔を規定する。

対向電極２０１および柱状スペーサ２０２を覆って配向膜１１２が形成されている。本実施例においては、対向電極２０１側の配向膜１１２もインクジェットで塗布され、その後焼成、固化される。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層３００が挟持されている。液晶層３００は、図１に示すシール材１５によって封止されている。

図４はＴＦＴ基板１００側のみの平面図である。図４において、対向基板２００と接着する部分には、シール材１５が形成される。表示領域１００の外周とシール材１５との間には、配向膜ストッパーが形成されている。配向膜ストッパーは第１配向膜ストッパー６１、第２配向膜ストッパー６２の２段構成となっている。

配向膜１１２をインクジェットで塗布するには、配向膜１１２の粘度を小さくする必要がある。配向膜１１２の粘度が小さくなると、配向膜１１２が流動するので、特に、表示領域１００よりも外側において、配向膜１１２の領域を規定することが困難になる。
配向膜１１２がシール材１５が形成される部分にまで流動してくると、シール材１５の接着力を低下させ、シール部の信頼性が問題となる。

本発明では、図４に示すような、配向膜ストッパーを形成して、配向膜１１２を塗布する領域を規定している。配向膜ストッパーを２段構成としているのは、第１配向膜ストッパー６１を超えて、配向膜１１２が流動した場合に、第２配向膜ストッパー６２によって、配向膜１１２の外側への流動を阻止するためである。配向膜ストッパーが１段のみで配向膜１１２の流動を阻止できれば１段でもよいし、２段で不十分であれば、３段以上にしてもよい。

図５は図４の周辺部の詳細平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ断面図である。図５において、ＴＦＴ基板１００の端部にはシール材１５が形成されている。表示領域１００の端部とシール材１５の間には、カラーフィルタによって第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２が形成されている。配向膜１１２は第１配向膜ストッパー６１によって規定されている。

図６は、配向膜ストッパーの構成を示す、図５のＡ−Ａ断面図である。図６において、ＴＦＴ基板１００上には、ゲート絶縁膜１０２と無機パッシベーション膜１０６が形成され、その上にカラーフィルタが形成されている。図６においては、最外周の画素は赤画素なので、赤カラーフィルタ１０７が周辺にまで延在している。

赤カラーフィルタ１０７の端部には、緑カラーフィルタ１０８が一部重畳して形成され、赤カラーフィルタ１０７と緑カラーフィルタ１０８重畳した部分は第１配向膜ストッパー６１を形成している。緑カラーフィルタ１０８の端部には、青カラーフィルタ１０９が一部重畳して形成されている。緑カラーフィルタ１０８と青カラーフィルタ１０９重畳した部分は第２配向膜ストッパー６２を形成している。

図６において、インクジェットで塗布された配向膜１１２は、第１配向膜ストッパー６１によって外周が規定されている。したがって、配向膜１１２の粘度が小さくとも、配向膜１１２は第１配向膜ストッパー６１の外側には流出しない。しかし、第１配向膜ストッパー６１に欠陥等が存在すると、配向膜１１２が第１配向膜ストッパー６１の外側に流出する可能性がある。この場合は、第２配向膜ストッパー６２によって配向膜１１２の流出を阻止することが出来る。

図６において、第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２の幅ｗ１は１０μｍ程度である。また、第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２の間隔ｄ１も１０μｍ程度である。ｗ１およびｄ１は任意に設定することが出来る。

図６において、上層のカラーフィルタの厚さｈ２と下層のカラーフィルタの厚さｈ１はほぼ同等であり、２μｍ程度である。ただし、上層のカラーフィルタの厚さｈ２は下層のカラーフィルタの厚さｈ１よりやや薄くなる場合が多い。カラーフィルタを塗布したときのレベリング効果によるものである。上層のカラーフィルタの厚さが１μｍ程度あれば、配向膜１１２の流出を防ぐのに十分な効果がある。

図２に示す表示領域１００における遮光膜８０を形成するカラーフィルタの重畳部における上層のカラーフィルタ厚さは下層のカラーフィルタの厚さよりもかなり薄くする場合がある。カラーフィルタによる段差が大きいと液晶の配向に影響が出る場合があるからである。このような場合は、周辺に形成された配向膜ストッパーに使用される上層部のカラーフィルタの厚さを表示領域１００の遮光膜８０として形成された上層部のカラーフィルタの厚さよりも大きくする必要がある。

このような構成は、例えば、下層のカラーフィルタと上層のカラーフィルタの重畳する量を周辺部で大きくすることによって実現することが出来る。すなわち、下層のカラーフィルタと上層のカラーフィルタとの重畳する量が大きければ、レベリング効果による上層のカラーフィルタの膜厚減が少なくなるからである。

周辺における上層のカラーフィルタの厚さよりも表示領域１００内における上層のカラーフィルタの厚さを小さくする他の方法は、上層のカラーフィルタをパターニングする際、表示領域１００における上層のカラーフィルタに対し、重畳部において、ハーフ露光を行うことである。ハーフ露光した部分はフル露光した部分よりも架橋反応が進まないので、現像したあと、ハーフ露光部のカラーフィルタは薄く形成される。

このように、表示領域１００においてカラーフィルタを重畳して形成する遮光膜８０の形状と、表示領域１００外においてカラーフィルタを重畳して形成する配向膜ストッパーの形状は任意に設定することが出来る。また、表示領域１００における遮光膜８０と表示領域１００外における配向膜ストッパーは同時に形成することが出来るので、プロセスの増加は無い。

以上はＴＦＴ基板１００側において、インクジェットによって配向膜１１２を形成する場合の構成について説明した。配向膜１１２は対向基板２００側にも形成する必要がある。対向基板２００側の配向膜１１２もインクジェットによって形成することが出来れば製造コストの点で有利である。

図７は、対向基板２００側の平面図である。図７において、ＴＦＴ基板１００と接着する部分には、シール材１５が形成される。表示領域１００の外周とシール材１５との間には、配向膜ストッパーが形成されている。配向膜ストッパーは第３配向膜ストッパー７１、第４配向膜ストッパー７２の２段構成となっている。

配向膜１１２をインクジェットで塗布するには、配向膜１１２の粘度を小さくする必要があるが、配向膜１１２の粘度が小さくなると、配向膜１１２が流動するので、特に、表示領域１００よりも外側において、配向膜１１２の領域を規定することが困難になることはＴＦＴ基板１００の場合と同様である。配向膜１１２がシール材１５が形成される部分にまで流動してくると、シール材１５の接着力を低下させ、シール部の信頼性が問題となる。

本実施例では、図７に示すような、配向膜ストッパーを形成して、配向膜１１２を塗布する領域を規定している。対向基板２００においては、配向膜ストッパーは、柱状スペーサ２０２と同じ材料で同時に形成される。したがって、対向基板２００においても、配向膜ストッパーの形成に追加のプロセスは無い。配向膜ストッパーを２段構成としているのは、第３配向膜ストッパー７１を超えて、配向膜１１２が流動した場合に、第４配向膜ストッパー７２によって、配向膜１１２の外側への流動を阻止するためであることはＴＦＴ基板１００の場合と同様である。もちろん、配向膜ストッパーが１段のみで配向膜１１２の流動を阻止できれば１段でもよいし、２段で不十分であれば、３段以上にしてもよい。

図８は図７の周辺部の詳細平面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ断面図である。図８において、対向基板２００の端部にはシール材１５が形成されている。表示領域１００の端部とシール材１５の間には、柱状スペーサ２０２と同じ材料、工程によって第３配向膜ストッパー７１と第４配向膜ストッパー７２が形成されている。配向膜１１２は第３配向膜ストッパー７１の端部によって規定されている。

図９は対向基板２００の配向膜ストッパーの状態を示す図８のＢ−Ｂ断面図である。図９において、対向基板２００の上に柱状スペーサ２０２と同じプロセスで形成された第３配向膜ストッパー７１と第４配向膜ストッパー７２が形成されている。配向膜ストッパーの幅は例えば１０μｍ、配向膜ストッパーと配向膜ストッパーの間の間隔ｄ２は例えば、１０μｍである。対向基板２００の配向膜ストッパーは柱状スペーサ２０２と同様に形成されるので、高さｈ３は例えば、３μｍ〜５μｍ程度である。

図９において、配向膜１１２の外形は第１配向膜ストッパー６１によって規定されている。このように、対向基板２００においては、柱状スペーサ２０２を用いることによって配向膜１１２の外形を規定し、配向膜１１２のシール部への流出が無いので、シール部の信頼性を低下させることが無い。また、対向基板２００の配向膜ストッパーは柱状スペーサ２０２と同一プロセスで形成されるので、製造コストが上昇することもない。

図１０はこのようにして形成されたＴＦＴ基板１００と対向基板２００を貼り合わせて形成された液晶表示パネルの周辺部の断面図である。図１０において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が周辺に形成されたシール材１５によって接着している。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層３００が挟持されている。

ＴＦＴ基板１００において、赤カラーフィルタ１０７が表示領域１００から延在している。赤カラーフィルタ１０７の端部に重畳して緑カラーフィルタ１０８が形成され、第１配向膜ストッパー６１を形成している。また、緑カラーフィルタ１０８の端部に重畳して青カラーフィルタ１０９が形成され、第２配向膜ストッパー６２を形成している。ＴＦＴ基板１００の配向膜１１２の外形は第１配向膜ストッパー６１によって規定されている。

図１０の対向基板２００には、柱状スペーサ２０２と同じプロセスで形成された第３配向膜ストッパー７１と第４配向膜ストッパー７２が形成されている。対向基板２００の配向膜１１２の外形は第３配向膜ストッパー７１によって規定されている。ＴＦＴ基板１００に形成された第１配向膜ストッパー６１および第２配向膜ストッパー６２の位置と、対向基板２００に形成された第３配向膜ストッパー７１および第４配向膜ストッパー７２の位置はずらせて形成されている。液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔は、表示領域１００におけるカラーフィルタと柱状スペーサ２０２とによって規定させる必要があるからである。

図１０においては、対向基板２００に形成された第３配向膜ストッパー７１と第４配向膜ストッパー７２のほうが、ＴＦＴ基板１００に形成された第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２よりも外側に形成されているが、この逆に、ＴＦＴ基板１００に形成された第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２を対向基板２００に形成された第３配向膜ストッパー７１と第４配向膜ストッパー７２よりも外側に形成してもよい。

実施例１では、ＴＦＴ基板１００側の第１配向膜ストッパー６１として、赤カラーフィルタ１０７と緑カラーフィルタ１０８の重畳部、第２配向膜ストッパー６２として緑カラーフィルタ１０８と青カラーフィルタ１０９との重畳部によって形成した。しかし、配向膜ストッパーの形成方法はこれに限らず、種々の構成がある。

図１１はＴＦＴ基板１００側に配向膜ストッパーを形成する他の方法を示す平面図、図１２は図１１のＣ−Ｃ断面図である。図１１において、ＴＦＴ基板１００の端部にはシール材１５が形成されている。表示領域１００の端部とシール材１５の間には、カラーフィルタによって第１配向膜ストッパー６１と第２配向膜ストッパー６２が形成されている。配向膜１１２は第１配向膜ストッパー６１によって規定されている。図１１は実施例１を示す図５とは、配向膜ストッパーの形成の仕方が異なっている。

図１２は、配向膜ストッパーの構成を示す、図１１のＣ−Ｃ断面図である。図１２は配向膜ストッパーの形成の仕方を除いて図６と同様なので、同じ構成の部分は説明を省略する。図１２において、赤カラーフィルタ１０７が第２配向膜ストッパー６２を構成する青カラーフィルタ１０９の下部にまで延在している。

第１配向膜ストッパー６１は、緑カラーフィルタ１０８を赤カラーフィルタ１０７に載置させることによって形成されている。また、第２配向膜ストッパー６２は赤カラーフィルタ１０７に青カラーフィルタ１０９を載置することによって形成されている。本実施例においては、配向膜ストッパーを形成する場合に、カラーフィルタ同士の段差を形成する必要が無い。図１３に示す下層のカラーフィルタの厚さｈ１と上層のカラーフィルタの厚さｈ２はほぼ同等である。本実施例においても、上層のカラーフィルタの厚さｈ２はレベリング効果によって調整することができる。

図１３は、本実施例によるＴＦＴ基板１００を使用した場合の液晶表示パネルの周辺部分の断面図である。図１３は、ＴＦＴ基板１００に形成された第１配向膜ストッパー６１および第２配向膜ストッパー６２の形成方法を除いて図１０と同様である。本実施例の効果は実施例１と同様である。

本実施例は、ＴＦＴ基板１００上にカラーフィルタによって配向膜ストッパーを形成する際、配向膜ストッパーの高さが十分でない場合を対策する構成である。図１４は本実施例におけるＴＦＴ基板１００周辺の断面図である。この断面図は実施例２における図１２に対応するものである。

図１４において、赤カラーフィルタ１０７が第２配向膜ストッパー６２まで延在している。第１配向膜ストッパー６１は赤カラーフィルタ１０７に緑カラーフィルタ１０８を重ね、さらにその上に青カラーフィルタ１０９を積層することによって形成されている。第１配向膜ストッパー６１は３層のカラーフィルタを重ねるので、配向膜ストッパーの高さを大きくすることが出来、４μｍ以上とすることも可能である。これによって、配向膜１１２が外側に流出することを確実に防止することが出来る。

第２配向膜ストッパー６２も第１配向膜ストッパー６１とまったく同じ構成であり、同じプロセスによって形成することが出来る。本実施例によるＴＦＴ基板１００を対向基板２００と接着して形成される液晶表示パネルの周辺の断面図は、第１配向膜ストッパー６１および第２配向膜ストッパー６２が３層になっている他は、実施例２と同様なので、説明は省略する。

以上の実施例では、表示領域１００における遮光膜８０として、カラーフィルタを積層したものを使用している。しかし、カラーフィルタを積層した遮光膜８０では、特にＴＦＴに対する遮光が十分でない場合がある。図１５はこの場合の問題点を解決する構造を示す断面図である。

図１５において、ＴＦＴ基板１００の上にはカラーフィルタとは別に、ブラックマトリクス１１０が形成されている。ブラックマトリクス１１０はチタンブラック、カーボンブラック等を感光性樹脂に分散させたものであり、遮光特性が優れている。ブラックマトリクス１１０もフォト工程によって形成される。本実施例では、フォト工程が１工程増加するが、ＴＦＴのＯＦＦ電流を小さくできるので、画質を向上させることが出来る。

図１５に示すような構成であっても、本発明を実施例１〜実施例３で説明したのと同様に適用することが出来る。また、周辺の配向膜ストッパーとして、上層にカラーフィルタでなく、ブラックマトリクス１１０を使用することによって、配向膜１１２のストッパーとしての役割と同時に、周辺における外光反射によるコントラストの低下を防止することが出来る。図１６はこの状態を示すＴＦＴ基板１００の断面図である。

図１６において、赤カラーフィルタ１０７が周辺まで延在し、赤カラーフィルタ１０７の上にブラックマトリクス１１０が形成されている。本実施例では、ブラックマトリクス１１０は１段のみ形成されている。つまり、配向膜ストッパーは第１配向膜ストッパー６１のみ形成されている。図１６においては、実施例１〜３の場合の上層の蛍光体に比較してブラックマトリクス１１０は幅広く形成されている。ブラックマトリクス１１０の幅が大きいので、周辺における外光の反射を防止し、画面周辺におけるコントラストを向上させることが出来る。

以上の実施例では、カラーフィルタは赤、緑、青の順番に作成されるとして説明しているが、カラーフィルタの作成の順番はこれに限らず、任意に設定することが出来る。

１０…表示領域、 １５…シール材、 ３０…走査線、 ３１…走査線引出し線、 ４０…映像信号線、 ４１…映像信号線引出し線、 ５０…ＩＣドライバ、 ５１…走査信号駆動回路、５２…映像信号駆動回路、 ６１…第１配向膜ストッパー、６２…第２配向膜ストッパー、 ７１…第３配向膜ストッパー、 ７２…第４配向膜ストッパー、 ８０…遮光膜、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…ゲート電極、 １０２…ゲート電絶縁膜、 １０３…半導体層、 １０４…ソース電極、 １０５…レイン電極、 １０６…無機パッシベーション膜、 １０７…赤カラーフィルタ、 １０８…緑カラーフィルタ、 １０９…青カラーフィルタ、 １１０…ブラックマトリクス、 １１１…画素電極、 １１２…配向膜、 １５０…端子部、 ２００…対向基板、 ２０１…対向電極、 ２０２…柱状スペーサ、 ３００…液晶層。

Claims (7)

1. 画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板の前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、
   前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記配向膜ストッパーは、２層のカラーフィルタで形成され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. 前記配向膜ストッパーは、３層のカラーフィルタで形成され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. 画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間隔は柱状スペーサによって規定されている液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板の前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって第１の配向膜ストッパーが形成され、
   前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記第１の配向膜ストッパーによって規定されており、
   前記対向基板の表示領域の外側には、前記柱状スペーサと同じプロセスで形成された第２の配向膜ストッパーが形成されており、
   前記対向基板に形成された配向膜の外形は、前記第２の配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタを積層することによって遮光膜が形成され、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、
   前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定され、
   前記配向膜ストッパーの高さは前記表示領域に形成された遮光膜の高さよりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
6. 画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴの上には前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタとは別の遮光膜が形成され、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタの積層部によって配向膜ストッパーが形成され、
   前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。
7. 画素電極とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板に対向して配置された対向基板とが周辺部に形成されたシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜と前記対向基板に形成された配向膜の間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域において、前記画素に対応して、第１のカラーフィルタ、第２のカラーフィルタ、または、第３のカラーフィルタが形成され、前記ＴＦＴの上には前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタとは別の遮光膜が形成され、
   前記ＴＦＴ基板の前記表示領域と前記シール材との間に、前記第１のカラーフィルタ、前記第２のカラーフィルタ、または、前記第３のカラーフィルタと前記遮光膜の積層部によって配向膜ストッパーが形成され、
   前記ＴＦＴ基板に形成された配向膜の外形は、前記配向膜ストッパーによって規定されていることを特徴とする液晶表示装置。

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