JP2018189723A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１基板の第２領域に配向膜が存在していても、輝度むらの発生が抑制された液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 本実施形態によると、第１領域と第２領域とを有する第１基板と、第１領域に対向し第２領域と対向しない第２基板と、第１基板と第２基板とを接着するシール部と、第１基板と第２基板とシール部との間にある液晶層と、第１基板にあり液晶層と接する配向膜と、第２領域にあり、外部回路が接続される端子とを備え、平面視において、配向膜の端部は、シール部と端子の間にあることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、対面して配置された２つの基板（第１基板および第２基板）を有する。第１基板は、第１領域と第２領域を有する一方、第２基板は、第１基板の第１領域に対向しているが、第１基板の第２領域には対向してはいない。すなわち、第１基板の第２領域は、第２基板の端縁よりも外側に延出している。第１基板の第１領域には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が設けられ、第２基板には、カラーフィルタ、遮光膜等が設けられている。第１基板の第２領域には、外部回路等が接続された端子が設けられている。

第１基板と第２基板とは、それらの間に一定のセルギャップを規定しており、第１基板の第１領域の周縁部と第２基板の周縁部とは、枠状に形成されたシール部により接着され、シール部の内側には液晶が封入されている。枠状のシール部は、第２基板に設けられた遮光膜によって覆われ、枠状のシール部と遮光膜とは、額縁領域を規定し、額縁領域は、その内側に画像表示領域を規定している。液晶側の各基板上には、液晶を配向させるための配向膜が設けられている。

配向膜は、一般に有機溶媒に溶かした前駆体有機化合物を基板上に塗布し、加熱して有機膜に変換し、有機膜に配向制御能を付与することによって、１ｍｍ程度の寸法公差を有して基板上に設けられている。従来、配向膜の周縁は、額縁領域内に止めて設けられていた。

近時、液晶表示装置は、額縁領域の幅を狭くすること、すなわち狭額縁化が要求されるようになっており、狭額縁化によって、配向膜の周縁を額縁領域内に止めて設けることが困難となった。その結果、第１基板および第２基板の各基板上の全面に配向膜を設けるようになったが、第１基板の第２領域全面に配向膜があると、端子と外部回路とを電気的に接続することができない。そこで、第１基板の第２領域全面に設けられた配向膜の一部を部分的に除去して、端子を露出し、外部回路等を設けることが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許第３０６７３１４号明細書 特許第３２９９８９３号明細書 特開２０１６−２００６５９号公報

このような、外部回路等が接続された端子を除く第２領域全面に設けられた配向膜を備える液晶表示装置を、高湿度環境下で長期間使用した場合に、使用時間の経過につれて液晶表示装置に輝度むらが生じるということが本発明者らにより確認された。

この輝度むらの原因を検討したところ、外部回路等が接続された端子を除く第２領域全面に設けられた配向膜が大気中の水分を吸収し、その水分が配向膜を介して液晶層へ到達し、吸湿した液晶層の電圧保持率が低下して、輝度が低下していると推察している。

本発明の課題は、第１基板の第２領域に配向膜が存在していても、輝度むらの発生が抑制された液晶表示装置を提供することである。

本発明の実施形態によれば、第１領域と第２領域とを有する第１基板と、第１領域に対向し第２領域と対向しない第２基板と、第１基板と第２基板とを接着するシール部と、第１基板と第２基板とシール部との間にある液晶層と、第１基板にあり液晶層と接する配向膜と、第２領域にあり、外部回路が接続される端子とを備え、平面視において、配向膜の端部は、シール部と端子の間にあることを特徴とする液晶表示装置が提供される。

実施形態に係る液晶表示装置の概略斜視図である。 図１に示す液晶表示装置の概略平面図である。 図２のIII−III線に沿った一部破断概略断面を拡大して示す図である。 図２に示す液晶表示装置の一部を拡大して示す概略平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った一部破断概略断面を拡大して示す図である。 実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための断面図である。

以下、いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、先行する図に関して説明したものと同一また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、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

また、本明細書において「αはＡ，ＢまたはＣを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣのいずれかを含む」、「αはＡ，ＢおよびＣからなる群から選択される一つを含む」といった表現は、特に明示がない限り、αがＡ〜Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。

＜液晶表示装置＞
まず、実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰを、図１、図２、および図３を参照して説明する。図１は、液晶表示装置ＤＳＰの概略斜視図、図２は、図１に示す液晶表示装置ＤＳＰの概略平面図、図３は、図２のIII−III線に沿った一部破断概略断面を拡大して示す図である。

本実施形態においては、液晶表示装置ＤＳＰの短辺に平行な方向を第１方向Ｘとし、液晶表示装置ＤＳＰの長辺に平行な方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに垂直な方向を第３方向Ｚとしている。なお、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。

また、本実施形態においては、第３方向Ｚの正の向きを上または上方と定義し、第３方向Ｚの負の向きを下または下方と定義する。さらに、液晶表示装置ＤＳＰを上方から見ることを平面視と定義する。平面視での液晶表示装置ＤＳＰは、平面図（図２）に見られる。

液晶表示装置ＤＳＰは、対面して配置された第１基板ＳＵＢ１および第２基板ＳＵＢ２を有する。第１基板ＳＵＢ１は、第１領域ＲＧ１と第２領域ＲＧ２を有する。第２基板ＳＵＢ２は、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に対向しているが、第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２には対向してはいない。言い換えると、第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２は、第２基板ＳＵＢ２の端縁よりも外側に延出している。第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１の平面サイズは、第２基板ＳＵＢ１の平面サイズと同じである。

第２領域ＲＧ２は、以後詳述する額縁領域ＮＤＡとともに狭く（小さく）することが求められており、第２領域ＲＧ２の第２方向Ｙに沿った幅は、例えば１０００μｍ未満であることが好ましい。より好ましくは、幅は８００μｍ未満である。

第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、それらの間に一定のセルギャップを規定しており、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１の周縁部と第２基板ＳＵＢ２の周縁部とは、枠状に形成されたシール部ＳＰにより接着されている。シール部ＳＰの内側には、液晶が封入され、液晶層ＬＣを形成している。枠状のシール部ＳＰは、遮光膜ＢＭとともに額縁領域ＮＤＡを規定している。額縁領域ＮＤＡは、その内側に画像表示領域ＤＡを規定している。画像表示領域ＤＡは、例えば矩形状であり、マトリクス状に配置された複数の副画素ＳＰＸによって構成されている。

第１基板ＳＵＢ１には、液晶を配向させるための第１配向膜ＡＬ１が液晶層ＬＣと接して設けられ、第２基板ＳＵＢ２には、第２配向膜ＡＬ２が液晶層ＬＣと接して設けられている。第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰは、平面視において、シール部ＳＰよりも延出しており、シール部ＳＰと端子ＴＲの間にある（図２）。本実施形態において、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰが、シール部ＳＰから外側に延出しているが、シール部ＳＰと端子ＴＲの間にあることによって、液晶表示装置の輝度むらが抑制されるのである。

液晶表示装置の輝度むらをより一層抑制するためには、平面視において、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰのシール部ＳＰから延出する幅Ｗ（図２）は、２００μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは、１５０μｍ未満である。なお、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの幅が１０μｍ未満になるように、シール部ＳＰから第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１の除去工程を実施すると、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰ近傍のシール部ＳＰが除去工程の影響を受けて、接着力が劣化してしまう虞がある。また、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの幅が小さくなりすぎると（例えば、１０μｍ未満）、当該端部ＡＬ１_ＥＰから浸入した水分が第１配向膜ＡＬ１を介して容易に液晶層ＬＣに到達してしまう虞がある。よって、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの幅は１０μｍ以上であることが好ましい。

第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２には、以後詳述する複数の配線構造体ＷＳと端子ＴＲが設けられている。各配線構造体ＷＳは、例えばその一端は第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の電極に電気的に接続され、他端は端子ＴＲに電気的に接続されている。端子ＴＲには、第１フレキシブル回路基板ＦＰＣ１が電気的に接続されている。なお、本実施形態の第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２には、第２領域ＲＧ２を狭く（小さく）するためにドライバＩＣチップを設けていない。

第１フレキシブル回路基板ＦＰＣ１は、第１基板ＳＵＢ１と制御モジュールＣＭを電気的に接続している。制御モジュールＣＭには、第２フレキシブル回路基板ＦＰＣ２が設けられ、制御モジュールＣＭと光照射部ＬＩを電気的に接続している。第１、第２フレキシブル回路基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ２は、制御モジュールＣＭの駆動信号を第１基板ＳＵＢ１および光照射部ＬＩに伝送する。光照射部ＬＩは、第１基板ＳＵＢ１に対し第２基板ＳＵＢ２の反対側に配置され、第１基板ＳＵＢ１側から画像表示部を照明する（いわゆるバックライトユニットに相当する）。

図３に示されるように、第１基板ＳＵＢ１は、第１下地基板Ｓ１と、画素回路層ＰＣとを有する。第１下地基板Ｓ１は、光透過性の絶縁性基板、例えばポリイミドやポリアミド等を含む樹脂基板、またはガラス基板である。

画素回路層ＰＣは、第１下地基板Ｓ１の液晶層ＬＣ側の表面に配置されている。画素回路層ＰＣは、第１領域ＲＧ１において、対向電極、画素電極、平坦化膜、ＴＦＴ等（図示せず）を含む。画素回路層ＰＣに含まれる各対向電極は、画素電極と電気的に絶縁されている。画素電極は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の光透過性の導電性材料や、Ａｇ、Ａｌ、Ａｌ合金等を含む光反射型の導電性材料等によって形成することができる。対向電極は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の光透過性の導電性材料によって形成することができる。平坦化膜は、下地の凹凸を覆って平坦な表面を有する膜であり、例えば、ハードレジンコート（ＨＲＣ）などの有機平坦化膜によって形成することができる。また、画素回路層ＰＣは、第２領域ＲＧ２において、配線構造体ＷＳ、端子ＴＲ等を含む。配線構造体ＷＳは、後に説明するように３層の配線を含んでおり、画素回路層ＰＣの他の部分よりも第３方向Ｚ（上方）に向かって突出している領域を有する。

第２領域ＲＧ２において、例えば配線構造体ＷＳ上において、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰは、第２方向Ｙ（延出方向）に沿って厚さが次第に減少している（図３）。第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの厚さが次第に減少しているため、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの吸湿量を抑制できる。さらに、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰは、第２領域ＲＧ２において、例えば配線構造体ＷＳ上において、第１配向膜ＡＬ１の厚さが他の部分よりも薄い薄膜部ＴＦを有する。このような薄膜部ＴＦを有する第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰも、薄膜部ＴＦにおける吸湿量を抑制できる。また、薄膜部ＴＦを形成することで、後述するアッシング工程における第１配向膜ＡＬ１の除去性を向上させている。

第２基板ＳＵＢ２は、第２下地基板Ｓ２と、カラーフィルタＣＦとを有する。第２基板ＳＵＢ２の厚さ（第２下地基板Ｓ２とカラーフィルタＣＦとオーバーコート層ＯＣと第２配向膜ＡＬ２等の合計厚さ）は、３００μｍ以下であることが好ましい。例えば、厚さ３００μｍ以下の第２基板ＳＵＢ２を備える液晶表示装置は、厚さ３００μｍを超える第２基板ＳＵＢ２を備える液晶表示装置と比較して、第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１をアッシング処理等により短時間で除去して、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰをシール部ＳＰと端子ＴＲの間に形成して製造できるため、シール部ＳＰが劣化する虞が少ない。

第２基板ＳＵＢ２の厚さをＡ（μｍ）とし、シール部ＳＰから延出する配向膜の幅（端部ＡＬ１_ＥＰの幅（図２では、Ｗとして示す））をＢ（μｍ）とし、Ｃ＝Ａ×Ｂ（μｍ^２）とした場合に、Ｃが１０００以上２５０００以下であると好ましい。より好ましくは、Ｃが１０００以上１５０００未満である。この範囲を満たすことで、シール部の接着力が高く、配向膜の端部ＡＬ１_ＥＰから水分が浸入しづらい液晶表示装置となる。

第２下地基板Ｓ２は、光透過性の絶縁性基板、例えばポリイミドやポリアミド等を含む樹脂基板、またはガラス基板である。カラーフィルタＣＦは、第２下地基板Ｓ２の液晶層ＬＣ側の表面に配置されている。カラーフィルタＣＦは、周期的に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルターセグメントＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ（副画素（図１ではＳＰＸとして表示されている））を含む。上記３色の副画素は１組として、１画素を構成している。フィルターセグメントＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢの間および額縁領域ＮＤＡには、遮光膜ＢＭが配置されている。遮光膜ＢＭは、平面視において格子状に形成されており、フィルターセグメントＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢを区画し、隣接するフィルターセグメント同士の混色を防いでいる。遮光膜ＢＭは、例えば黒色の樹脂、低反射性の金属等である。

フィルターセグメントＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢおよび遮光膜ＢＭを覆うようにオーバーコート層ＯＣが配置されている。オーバーコート層ＯＣは、フィルターセグメントＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢおよび遮光膜ＢＭの表面の凹凸を覆って平坦な表面を有する（平坦化膜）。

前述したように、シール部ＳＰは、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１の周縁部と第２基板ＳＵＢ２の周縁部とを枠状に接着している。このようなシール部ＳＰは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などのシール材料によって形成され、ディスペンサなどを用いて始点から終点まで連続的に描画する方式で形成することができる。

前述したように、液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１と第２基板ＳＵＢ２とシール部ＳＰとの間に設けられている。すなわち、液晶層ＬＣは、第１配向膜ＡＬ１および第２配向膜ＡＬ２の間にある。

このような構成の液晶表示装置ＤＳＰは、光照射部ＬＩから第１基板ＳＵＢ１に向かって入射する光を各副画素ＳＰＸで選択的に透過することによって画像を表示する透過表示機能を備えた、いわゆる透過型の液晶表示装置に相当する。

＜配線構造体＞
実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰに含まれる配線構造体ＷＳを、図４および図５を参照して説明する。図４は、図２に示す液晶表示装置の一部を拡大して示す概略平面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った一部破断概略断面を拡大して示す図である。

図４に示されるように、各配線構造体ＷＳは、端子ＴＲ側から第１領域ＲＧ１に向かって第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに対して任意の角度で斜め方向に広がるようにして延びる部分を有する。複数の配線構造体ＷＳのいくつかは、第１方向Ｘに沿って延びる部分または第２方向Ｙに沿って延びる部分を有する。

図５に示されるように、各配線構造体ＷＳは、第１下地基板Ｓ１上に設けられた第１配線ＷＬ１と、第１配線ＷＬ１を覆って設けられた第１絶縁膜ＩＬ１上に設けられた２本の第２配線ＷＬ２と、第２配線ＷＬ２を覆って設けられた第２絶縁膜ＩＬ２上に設けられた第３配線ＷＬ３とを含む。第３配線ＷＬ３を覆って第３絶縁膜ＩＬ３が設けられている。この第２絶縁膜ＩＬ２は、有機材料を用いて設けられており、各配線（例えば、第１配線ＷＬ１、第２配線ＷＬ２）やトランジスタによって形成された凹凸を平坦化する役割を有している。３層の配線（第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３）が第３方向Ｚに沿って重なり、第３配線ＷＬ３が平坦化膜である第２絶縁膜ＩＬ２の上にあるため、各配線構造体ＷＳは、図３の通り凸部を形成する。この凸部上に位置する第１配向膜ＡＬ１は薄膜部ＴＦとなる。

第３絶縁膜ＩＬ３の上側には、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１ＥＰが設けられている。第１配向膜ＡＬ１の第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１の周縁部に相当する部分の上には、シール部ＳＰが設けられている。すなわち、断面視において、シール部ＳＰと第３配線ＷＬ３との間には、第１配向膜ＡＬ１と第３絶縁膜ＩＬ３とがある。第３配線ＷＬ３はシール部ＳＰに非常に近い位置に形成されており、シール部ＳＰから汚染を受けやすい。しかし、第１配向膜ＡＬ１と第３絶縁膜ＩＬ３が保護膜として機能するため、第３配線ＷＬ３のシール部ＳＰからの汚染を抑制している。

配線構造体ＷＳに含まれる第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３は、例えばその一端は第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に設けられたＴＦＴ等の電極に電気的に接続され、他端は端子ＴＲに電気的に接続されている。

各配線構造体ＷＳにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３の第１方向Ｘに沿う配線幅は、第１配線ＷＬ１の配線幅が、第２配線ＷＬ２の配線幅と第３配線ＷＬ３の配線幅と比較して最も広く、次に第３配線ＷＬ３の配線幅が広く、第２配線ＷＬ２の配線幅が最も狭い構造になっている。また各配線構造体ＷＳにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３は互いに、それぞれの配線幅の一部または全てを第３方向Ｚに沿って重畳させる構造になっている。

各配線構造体ＷＳにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３の第３方向Ｚに沿う配線の厚さは、第２配線ＷＬ２の厚さが最も厚く、次に第３配線ＷＬ３の厚さが厚く、第１配線ＷＬ１の厚さが最も薄い構造になっている。

複数の配線構造体ＷＳにおいて、一方の配線構造体ＷＳに含まれる第３配線ＷＬ３と他方の配線構造体ＷＳに含まれる第３配線ＷＬ３との第１方向Ｘに沿う配線間距離は、第１配線ＷＬ１の配線間距離および第２配線ＷＬ２の配線間距離と比較して最も広い。次に、一つの配線構造体ＷＳに含まれる第１配線ＷＬ１と他の配線構造体ＷＳに含まれる第１配線ＷＬ１との配線間距離が広く、第２配線の配線間距離が最も狭い。

第１配線ＷＬ１には、例えばＴＦＴ形成時の熱処理に耐え得るモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）などの高融点金属材料の配線を用いることができる。第２配線ＷＬ２と第３配線ＷＬ３は、例えばＴＦＴ形成後に設けることができるため、アルミニウム（Ａｌ）などの低抵抗金属材料の配線を含む。なお、それぞれの第１〜第３配線ＷＬ１〜ＷＬ３は、単層の金属に限らず、複数の金属やインジウム酸化物のような金属酸化物を積層したものであってもよい。例えば、チタン（Ｔｉ）／Ａｌ／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／インジウム酸化物、Ｃｒ／インジウム酸化物の積層膜による配線を用いることができる。

第１絶縁膜ＩＬ１には、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、またはこれらの積層膜のような無機絶縁膜を用いることができる。第２絶縁膜ＩＬ２は、第２配線ＷＬ２の保護膜として機能する絶縁膜であり、例えば各配線やトランジスタによって形成された凹凸を平坦化する有機絶縁膜（アクリル、ポリイミド、ポリアミド等）を含む。第３絶縁膜ＩＬ３は、第３配線ＷＬ３の保護膜として機能する絶縁膜であり、第２領域ＲＧ２にある第１フレキシブル回路基板ＦＰＣ１が接続されている端子ＴＲを除き、画素回路層ＰＣの最表面である。なお、画像回路層ＰＣの上に第１配向膜ＡＬ１が位置する場合がある。第３絶縁膜ＩＬ３には、上述したようなＳｉＯ、ＳｉＮまたはこれらの積層膜のような無機絶縁膜を用いることができる。

なお図５は、３つの配線構造体ＷＳにおいて、いずれも第１配線ＷＬ１が、第２配線ＷＬ２と第３配線ＷＬ３の下側に配置され、第３配線ＷＬ３が、第１配線ＷＬ１と第３配線ＷＬ３の下側に配置されたものを示している。しかしながら、複数の配線構造体ＷＳのいくつかにおいて、第２領域ＲＧ２の別の箇所では、例えば、第１配線ＷＬ１が、第２配線ＷＬ２または第３配線ＷＬ３と入れ替わり、第２絶縁膜ＩＬ２または第３絶縁膜ＩＬ３の層（絶縁膜層）に配置されている。すなわち、複数の配線構造体ＷＳのいくつかにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３は、別の配線と入れ替わりながら、異なる絶縁膜層を経由するようにして、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に設けられたＴＦＴ等の電極と端子ＴＲとを電気的に接続している。

ここで配線材料、配線の厚さ、配線幅、配線間距離等が互いに異なる第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３を含む配線構造体ＷＳにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３を他の絶縁膜層を経由させずに、それぞれを第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に設けられたＴＦＴ等の電極と端子ＴＲとを電気的に接続して設けた場合、以下のような虞がある。まず、抵抗値の高い絶縁膜層に配置された配線は配線抵抗が増加する虞がある。また、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３間の抵抗差によって第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３毎に抵抗差が生じると、各電極への駆動信号の到達速度にムラが生じて液晶表示装置のスジ等の表示不良が発生するという虞もある。

さらに、異なる絶縁膜層に形成される配線（第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３）を直上または直下に重畳させると、寄生容量が大幅に増加するという虞もある。一方、異なる絶縁膜層に形成される配線を重畳させないと、絶縁膜層に形成される配線ＷＬの配線幅と配線間距離を表すＬ／Ｓ（ライン＆スペース）の値が、使用する配線層の中で最小Ｌ／Ｓの値が最も大きい配線層に合わせたＬ／Ｓの値となるため、各配線構造体ＷＳが広くなってしまい、小さくした第２領域ＲＧ２に設けることができない虞もある。

しかしながら、本実施形態の液晶表示装置ＤＳＰは、上述したように複数の配線構造体ＷＳのいくつかにおいて、第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３が、別の配線と入れ替わりながら、異なる絶縁膜層を経由するようにして、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１に設けられたＴＦＴ等の電極と端子ＴＲとを電気的に接続しているため、異なる絶縁膜層を経由しない場合と比較して、抵抗の増加および寄生容量の増加を抑えることができる。

また、本実施形態の液晶表示装置ＤＳＰは、上述したように第１配線ＷＬ１〜第３配線ＷＬ３が互いに、それぞれの配線幅の一部または全てを第３方向Ｚに沿って重畳させる構造になっているため、配線を重畳させない場合と比較して、各配線構造体ＷＳを狭くでき、小さくした第２領域ＲＧ２に設けることができる。

また、第１配線ＷＬ１の配線幅を、第２配線ＷＬ２と第３配線ＷＬ３の配線幅よりも広くすることによって、抵抗が高い第１配線ＷＬ１の配線抵抗を下げることができる。さらに、第２配線ＷＬ２の厚みを、相対的に第１配線ＷＬ１と第３配線ＷＬ３の厚みよりも厚くすることによって、第１配線ＷＬ１と第２配線ＷＬ２との間のショートリスクを低減することができる。さらに、第２配線ＷＬ２の配線間距離を、相対的に第１配線ＷＬ１の配線間距離よりも小さくすることによって、第１配線ＷＬ１の寄生容量を減らすことができる。なお、配線構造体ＷＳの詳細については、特開２０１６−２００６５９号公報に記載されている。

＜配向膜の材料＞
上述したような構成の液晶表示装置ＤＳＰに含まれる配向膜（第１配向膜ＡＬ１）の材料は、光分解型の配向膜が好ましい。光分解型の配向膜とは、紫外線を照射することにより、構造の一部が分解して液晶分子の配向方向を規定出来る配向膜のことである。光分解型の配向膜の構造は、例えば下記式（１）で示される繰り返し単位を有する高分子化合物（ポリイミド）である。

式（１）中、Ａは４価の有機基であり、Ｄは２価の有機基である。

Ａの例は、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂肪族環式化合物、或いはそれら化合物に置換基を結合した化合物等を含む。

ＤはＡｒ^０またはＡｒ^１−Ｚ−Ａｒ^２であり、ここで、Ａｒ^０は芳香族環式化合物または脂肪族環式化合物であり、Ａｒ^１およびＡｒ^２はそれぞれ独立に芳香族環式化合物または脂肪族環式化合物であり、Ｚは第一級アミノ基および第二級アミノ基を含有しない有機基である。Ａｒ^０、Ａｒ^１またはＡｒ^２の例は、フェニレン、ビフェニレン、オキシビフェニレン、ビフェニレンアミン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族環式化合物、シクロヘキセン、ビシクロヘキセン等の脂肪族環式化合物、或いはそれら化合物に置換基を結合した化合物等を挙げることができる。Ｚは、例えば酸素、窒素、硫黄、炭素および水素、またはそれら２つ以上の組合せから構成される。Ｚは、ヒドロキシル基、チオール基および第三級アミノ基（−ＮＨ^２または＞ＮＨ）を有しない。なお、アミド結合は、第二級アミノ基とは化学性質が異なるため第二級アミノ基とは区別されている。つまり、Ｚはアミド結合を形成する有機基であってもよい。

このような光分解型の配向膜（ポリイミド）は、第１基板ＳＵＢ１の表面に塗布した前駆体有機化合物（第１ポリアミド酸系化合物）を加熱することによって第１基板ＳＵＢ１上に形成される。第１基板ＳＵＢ１の表面に塗布される第１ポリアミド酸系化合物は、例えば下記式（２）で表されるポリアミド酸またはポリアミド酸エステルである。

式（２）中、ＡおよびＤは式（１）で定義した通りであり、Ｒ^１およびＲ^２は、Ｈまたは−Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１のアルキル鎖であり、ｍは１または２である。

式（２）で示される第１ポリアミド酸系化合物の末端骨格は、第一級アミノ基および第二級アミノ基を含まない。いくつかの実施形態において、式（２）で示される第１ポリアミド酸系化合物の末端骨格は、イミド骨格、アミド骨格、ウレア骨格、第三級アミノ基、アゾ結合またはカルボキシル基を有する。

いくつかの実施形態において、式（２）で示される第１ポリアミド酸系化合物の末端骨格は、下記式（３）で表される。

式（３）中、Ｎは式（１）で定義した通りであり、Ｙ^１はＨ、Ｓまたは有機基であり、かつＹ^２は、脂肪族基または芳香族基であり、またはＹ^１およびＹ^２は、互いに結合して環式基（例えばイミド）を形成している。

いくつかの実施形態において、式（２）で示される第１ポリアミド酸系化合物の末端骨格は、下記式（４）で表される。

式（４）中、Ｙ^３は有機基である。

いくつかの実施形態において、式（２）で示される第１ポリアミド酸系化合物の末端骨格は、下記式（５）で表される。

式（５）中、Ａは式（１）で定義した通りであり、Ｒ^１およびＲ^２は式（２）で定義した通りでる。

第１ポリアミド酸系化合物であるポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを常法により反応させることによって製造することができる。

テトラカルボン酸二無水物は、下記式（６）で表すことができる。

式（６）中、Ａは式（１）で定義した通りである。

ジアミンは、下記式（７）で表すことができる。

式（７）中、Ｄは式（１）で定義した通りである。

式（７）で示されるジアミンは、芳香族ジアミンおよび脂肪族ジアミンが含まれる。式（７）で示されるジアミンの代表例は芳香族ジアミンであり、下記式（８）または（９）で表すことができる。

式（８）および（９）中、Ａｒ^０、Ａｒ^１およびＡｒ^２、並びにＺは、式（１）で定義した通りである。

式（８）に示されるジアミンを用いて生成された配向膜は、光配向性が高く、光分解型の配向膜として用いることができる。式（９）に示されるジアミンを用いて生成された配向膜は、ヒドロキシル基およびチオール基がないため水素結合の影響が小さく高抵抗になりやすい。

ポリアミド酸エステルは、以上説明したポリアミド酸に、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドジアルキルアセタールを反応させることによって製造することができる。或いは、ポリアミド酸エステルは、特開２０００−２７３１７２号公報に記載された方法によっても製造することができる。

このような第１ポリアミド酸系化合物は、有機溶媒に溶解または分散させ、配向膜用ワニスとしてから第１基板ＳＵＢ１の表面に塗布される。配向膜用ワニスに用いられる有機溶媒の例は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、２−ピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−イミダゾリジノン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジグライム、および４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノンを含む。

いくつかの実施形態において、第１配向膜ＡＬ１は液晶層ＬＣと接する第１層と、第１層の下側に配置された第２層を有し、少なくとも第１層の材料が光分解型である。このような配向膜は、上述した第１ポリアミド酸系化合物に加えて、ポリアミド酸またはポリアミド酸エステルである第２ポリアミド酸系化合物をさらに含む配向膜用ワニスを用いることによって形成することができる。このように、配向膜を２層に分離し、上層に光分解型の材料を集めることで、紫外線を照射した際に配向膜の分解度合いを高めることが出来る。そして、分解度合いの高い配向膜は、後述するアッシング工程において除去しやすい。

この場合、第２ポリアミド酸系化合物が第１ポリアミド酸系化合物よりも高い極性（大きな表面エネルギー）を有する場合において、第１ポリアミド酸系化合物と第２ポリアミド酸系化合物とを共存させると、両者は相分離する。そして、第２ポリアミド酸系化合物が第１基板ＳＵＢ１の画素電極を形成するＩＴＯ、ＩＺＯまたはシリコン酸化物、シリコン窒化物等の無機材料膜または有機樹脂層を用いた有機パッシベーション膜との親和性が高いので、第２ポリアミド酸系化合物が下層（第２層）となり、第１ポリアミド酸系化合物が上層（第１層）となる。なお、上層と下層の間において、両者の材料が混合した層が存在する場合がある。

また、ポリアミド酸エステルとポリアミド酸が共存する場合、ポリアミド酸エステルが第１層を形成し、ポリアミド酸が第２層を形成する。また、２種のポリアミド酸が共存する場合であって、一方のポリアミド酸のジアミン骨格に酸素またはフッ素が存在し、他方のポリアミド酸のジアミン骨格に酸素およびフッ素がいずれも存在しない場合、上記一方のポリアミド酸が第２層を形成し、上記他方のポリアミド酸が第１層を形成する。また、上記他方のポリアミド酸に酸素またはフッ素が存在していてもその量が上記一方のポリアミド酸のジアミン骨格における酸素またはフッ素の量よりも少ない場合も、上記一方のポリアミド酸が第２層を形成し、上記他方のポリアミド酸が第１層を形成する。

第２ポリアミド酸系化合物は、上記第１ポリアミド酸系化合物として掲げた化合物の中から選ぶことができる。また第２ポリアミド酸系化合物は、上記式（６）におけるＡとしてベンゼン環を有するテトラカルボン酸二無水物（例えば、ピロメリット酸）と上記式（７）で示されるジアミンとを反応させたものからも選ぶことができる。

第１配向膜ＡＬ１は、第１基板ＳＵＢ１の液晶層ＬＣ側表面に、上述したような光分解型の配向膜の材料を用いてポリイミド膜を形成する。そして後に、このポリイミド膜に対して２５４ｎｍから３６５ｎｍ領域の偏光紫外光を照射して、ポリイミド膜に配向制御能を付与することによって形成することができる。なお、第１配向膜ＡＬ１に光分解型の配向膜を用いた場合は、溶剤洗浄にて第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１の一部を除去しやすい。より詳しくは、第１基板ＳＵＢ１の第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１に対して、低圧水銀灯を用いて波長２３０ｎｍ〜３００ｎｍの無偏光の紫外線を照射し、第１配向膜ＡＬ１の骨格を細かく分解する。そして、照射した配向膜部分をアセトン等の有機溶剤に浸漬して、溶剤洗浄することによって、第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１の一部を容易に除去できる。また、第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１に対してアッシング処理を実施することによって、第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１の一部を除去できる。

第２基板ＳＵＢ２の液晶層ＬＣ側の表面に配置された第２配向膜ＡＬ２の材料は、第１配向膜ＡＬ１と同じように光分解型の配向膜であってもよい。第２配向膜ＡＬ２と第１配向膜ＡＬ１は、互いに同じ材料の光分解型の配向膜であってもよく、互いに異なる材料の光分解型の配向膜であってもよい。また、第２配向膜ＡＬ２は、配向膜を形成する方法として公知の方法によって形成してもよい。例えば、第２配向膜ＡＬ２は、表面のポリイミド膜をラビング布で擦ること（ラビング処理）により、ポリイミド膜に配向制御能を付与することによって形成することができる。第２配向膜ＡＬ２は、第１配向膜ＡＬ１のように一部を除去する必要が無いため、材料や配向処理方法の選択性が広い。

図６は、実施形態に係る液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための断面図であり、上述した図１〜図５に示すような液晶表示装置ＤＳＰは、例えば、以下のようにして製造することができる。

まず、第１下地基板Ｓ１と画素回路層ＰＣとを備える第１基板ＳＵＢ１を公知の方法により作製し、画素回路層ＰＣの表面上全面に第１配向膜ＡＬ１を設ける。次に、第２下地基板Ｓ２とカラーフィルタＣＦとを備える第２基板ＳＵＢ２を公知の方法により作製し、カラーフィルタＣＦの表面上に第２配向膜ＡＬ２を設ける。次に、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に液晶層ＬＣを挟持するように、第１基板ＳＵＢ１の第１領域ＲＧ１の周縁部と第２基板ＳＵＢ２の周縁部を枠状のシール部ＳＰで接着して、図６に示すような液晶表示部材ＤＰを作製する。なお、配線構造体ＷＳ上では、第１配向膜ＡＬ１は他の部分よりも薄く形成されている（薄膜部ＴＦ’）。

つづいて、液晶表示部材ＤＰの第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１に対して、アッシング処理を実施し、第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１の一部を除去して、端子ＴＲと、第３絶縁膜（図５におけるＩＬ３）を部分的に露出させる。次に、端子ＴＲに第１フレキシブル回路基板ＦＰＣ１を電気的に接続して、液晶表示装置ＤＳＰを製造できる。

以上の実施形態では、液晶表示装置の例として、透過型の液晶表示装置について説明したが、液晶表示装置ＤＳＰは、例えば、外部から入射する外光を各副画素ＰＸで選択的に反射することによって画像を表示する反射表示機能を兼ね備えた、いわゆる半透過型の液晶表示装置であってもよい。半透過型の液晶表示装置については、光源として、液晶表示パネルＰＮＬの観察者側に、フロントライトユニットが配置されていてもよい。

また、液晶表示装置の例として、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの主として横電界を利用するモードの液晶表示装置について説明したが、本発明は他のモード、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどの主として縦電界を利用するモードの液晶表示装置にも適用することができる。

以下、本発明を実験例により説明する。
実験例１〜６
まず、上述した液晶表示装置の製造方法により図６に示すような液晶表示部材ＤＰを６個準備した。実験例１〜３、５〜６の液晶表示部材ＤＰに含まれる第２基板ＳＵＢ２の厚さは１５０μｍであり、実験例４の液晶表示部材ＤＰに含まれる第２基板ＳＵＢ２の厚さは２５０μｍであった。

つづいて、実験例１〜６の液晶表示部材ＤＰの第２領域ＲＧ２に延出している第１配向膜ＡＬ１に対して、アッシング処理をそれぞれ実施した。アッシング処理は、実験例１〜６において、アッシング時間がそれぞれ異なるため、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの幅Ｗ（μｍ）も異なっていた。アッシング処理の共通条件は、以下のとおりであった。

＜アッシング処理の共通条件＞
アッシング装置：東京エレクトロン株式会社製のドライエッチング装置（ＴＥ４８０型）、圧力：３００ｍＴｏｒｒ、酸素（Ｏ_２）ガス：４０ｓｃｃｍ、ＲＦ（Ｒａｄｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）：１００Ｗ、ギャップ：１．５ｃｍ

つづいて、第２領域ＲＧ２にある端子ＴＲに第１フレキシブル回路基板ＦＰＣ１を電気的に接続して、図１〜図５に示すような構成の実験例１〜６の液晶表示装置ＤＳＰを作製した。

実験例１〜６の各アッシング時間（秒）と、第２基板ＳＵＢ２の厚さ（μｍ）と、第１配向膜ＡＬ１の端部ＡＬ１_ＥＰの幅Ｗ（μｍ）と、第２基板ＳＵＢ２の厚さと端部ＡＬ１_ＥＰの幅Ｗの積（μｍ^２）の値とを表１に併記する。

つづいて、作製した実験例１〜６の液晶表示装置を用いて、輝度むら評価および破壊評価を実施した。

［輝度むら評価］
作製した実験例１〜６の液晶表示装置を、温度７０℃、相対湿度９０％の恒温槽内にて、互いに異なる１０種類の表示パターンを１０秒おきに切り替えながら、連続表示させる駆動を行なった。所定時間実施した後に、恒温槽から各液晶表示装置を取り出し、相対湿度５０％で２５℃の常温環境に１時間おいた後に、表示領域全体にグレー（１２８／２５６階調）表示させ、表示領域全域に輝度むらがないかを観察し、以下の４段階で評価した。なお、最大輝度（２５６／２５６階調）は白であり、最小輝度（０／２５６階調）は黒である。
Ａ：５００時間経過後も、輝度むらは発生しなかった。
Ｂ：５００時間後に、輝度むらが発生した。
Ｃ：３８４時間後に、輝度むらが発生した。
Ｄ：２５０時間後に、輝度むらが発生した。

［破壊評価］
また、実験例１〜６の液晶表示装置を５台ずつ準備し、２ｍの高さから垂直方向に落下させ、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に剥離が生じていないかを観察し、以下の４段階で評価した。
Ａ：５台全て剥離しなかった。
Ｂ：１台剥離した。
Ｃ：複数台剥離した。
Ｄ：５台全て剥離した。

輝度むら評価および破壊評価の結果を、表２に併記する。

以上の結果からわかるように、実験例１〜５の液晶表示装置おいては、第１基板の第２領域に配向膜が存在していても、輝度むらの発生が抑制され、またシール部の劣化も抑制されていた。

なお、以上で提示した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＳＰ…液晶表示装置 ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＳＰ…シール部 ＬＣ…液晶層 ＡＬ１…第１配向膜 ＡＬ２…第２配向膜 ＴＲ…端子 ＡＬ１ＥＰ…端部 Ｗ…幅 ＷＳ…配線構造体 ＬＩ…光照射部 ＣＭ…制御モジュール ＦＰＣ１…第１フレキシブル回路基板 ＦＰＣ２…第２フレキシブル回路基板 ＮＤＡ…額縁領域 ＤＡ…画像表示領域 ＳＰＸ…副画素 ＣＦ…カラーフィルタ ＣＦＲ…フィルターセグメント（赤） ＣＦＧ…フィルターセグメント（緑） ＣＦＢ…フィルターセグメント（青） ＢＭ…遮光膜 ＰＣ…画素回路層 ＷＬ１…第１配線 ＷＬ２…第２配線 ＷＬ３…第３配線 Ｓ１…第１下地基板 ＩＬ１…第１絶縁膜 ＩＬ２…第２絶縁膜 ＩＬ３…第３絶縁膜 Ｓ２…第２下地基板 液晶表示部材…ＤＰ

Claims (11)

1. 第１領域と第２領域とを有する第１基板と、
   前記第１領域に対向し前記第２領域と対向しない第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを接着するシール部と、
   前記第１基板と前記第２基板と前記シール部との間にある液晶層と、
   前記第１基板にあり前記液晶層と接する配向膜と、
   前記第２領域にあり、外部回路が接続される端子と
   を備え、
   平面視において、前記配向膜の端部は、前記シール部と前記端子の間にあることを特徴とする液晶表示装置。
2. 平面視において、前記シール部から延出する前記配向膜の幅は２００μｍ未満であ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領域の幅は１０００μｍ未満であ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. 前記配向膜の端部が、延出方向に沿って厚さが減少していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
5. 平面視において、前記シール部から延出する前記配向膜の幅は１０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１基板は、絶縁性基板と、第１配線と、第２配線と、第３配線と、前記第１配線と前記第２配線の間にある第１絶縁膜と、前記第３配線を覆う第３絶縁膜と、前記第２配線と前記第３配線の間にある有機材料の第２絶縁膜とを備え、
   前記配向膜は、前記第２領域において厚さが他の部分よりも薄い薄膜部を有し、
   前記薄膜部と前記絶縁性基板の間に前記第３配線を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第２基板が、３００μｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
8. 前記第２基板の厚さをＡ（μｍ）とし、前記シール部から延出する前記配向膜の幅をＢ（μｍ）とし、Ｃ＝Ａ×Ｂ（μｍ^２）とした場合に、Ｃが１０００以上２５０００以下である、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１基板は、前記第２領域に、第１配線と、第２配線と、第３配線と、前記第１配線と前記第２配線の間にある第１絶縁膜と、前記第３配線を覆う第３絶縁膜と、前記第２配線と前記第３配線の間にある有機材料の第２絶縁膜とを備え、
   断面視において、前記シール部と前記第３配線との間に、前記配向膜と前記第３絶縁膜があることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
10. 前記配向膜の材料は、光分解型の配向膜であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。
11. 前記配向膜は、前記液晶層と接する第１層と、前記第１層の下側に配置された第２層を有し、少なくとも前記第１層の材料が、光分解型であることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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