JP3531048B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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Description
性を利用した液晶表示装置に関する。
する。液晶の電気光学特性を利用した液晶表示装置は、
大画面化および大容量化によりOA機器への応用が盛ん
に進められている。現在、一般的に実用化されている液
晶表示装置の動作モードには、2枚のガラス基板間で液
晶分子が90度の捻れた配向状態を呈するツイステッド
ネマティック(TN)型と、180〜270度の捻れた
配向状態を呈するスーパーツイステッドネマティック
(STN)型とがある。前記TN型は主としてアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置に、また前記STN型は
単純マトリックス型液晶表示装置に用いられている。
晶表示装置の使用用途が飛躍的に拡大し、それに伴って
広視野角化、高輝度化、低反射化、高精細化、およびフ
ルカラー化に対する要望が増大している。しかし、アク
ティブマトリックス型液晶表示装置では、アレイ基板上
に形成された配線電極やスイッチング素子に起因する段
差の影響によりリバースチルトドメインなどの配向欠陥
が発生し、高精細化およびフルカラー化を実現する上で
1つの阻害要因となっている。この課題を解決した液晶
表示装置の1つが特開昭64−68726号公報に開示
されている。
板の構成を示す断面図である。図において、1はガラス
で構成されたアレイ基板、2はスイッチング素子として
の薄膜トランジスタ(以下、TFT素子と称す)、3は
低抵抗金属からなる配線電極としてのゲート線、4は配
線電極としてのソース線、5は層間絶縁膜、6は平坦化
膜、7はコンタクトホール、8は透明導電膜からなる画
素電極である。図に示したように、アレイ基板1上のゲ
ート線3、ソース線4およびTFT素子2による段差を
緩和するための平坦化膜6が形成され、また、画素電極
8がコンタクトホール7を介してTFT素子2のドレイ
ン電極と電気的に接続した状態で平坦化膜6上に形成さ
れている。
表示装置では、平坦化膜6には、段差を緩和する平坦性
と、コンタクトホール7を形成するための加工容易性お
よび電気的絶縁性が要求されるとともに、高光線透過率
特性が要求される。これらの要望を満たす材料として、
加工が容易で光学特性が比較的に良好な感光性アクリル
樹脂が望ましい。この感光性アクリル樹脂を用いて平坦
化膜6を形成した液晶表示装置が特開平2−15871
4号公報に開示されている。
断面図である。図において、10はアレイ基板1と対向
基板11との間のセルギャップの均一性を確保するため
に平坦化膜6上に形成されたシールである。この構成に
おいては、平坦化膜6の一部がシール10よりも外部
(以下、液晶充填領域を「内部」、空気に接触する領域
を「外部」と呼ぶ)に露出している。したがって、感光
性アクリル樹脂からなる平坦化膜6が吸湿する傾向があ
る。とくに高温、高湿、または結露が生じるような使用
環境下では、平坦化膜6の吸湿が激しくなり、平坦化膜
6中に取り込まれた水分が液晶層9中に侵入して、表示
劣化を引き起こすと言う信頼性に係わる問題があった。
坦化膜6の吸湿に起因する表示劣化を防止するととも
に、均一なセルギャップを実現し、高品位かつ高信頼性
の液晶表示装置を提供することを目的とする。
は、アレイ基板と対向基板を貼り合わせるシールが平坦
化膜上に形成され、前記シールの外部に露出した前記平
坦化膜上に樹脂層よりなる防水性保護膜を設け、前記平
坦化膜が直接空気中に露出しないようにした液晶表示装
置である。
り被覆されるので、空気中に露出することなく、平坦化
膜の吸水を大幅に低減することができる。さらに、平坦
化膜上にシールが存在するのでセルギャップの均一性を
確保することができる。
平坦化膜上に防水性保護膜が形成され、シールは前記防
水性保護膜上に形成され、前記平坦化膜の端部が直接空
気中に露出しないようにした液晶表示装置である。
り被覆されているので、空気中に露出することなく平坦
化膜の吸水を大幅に低減することができる。さらに平坦
化膜上にシールが存在するのでセルギャップの均一性を
確保することができる。
て、シールはアレイ基板上の平坦化膜を介してアレイ基
板と対向基板とを接着し、平坦化膜の端部を防水性のバ
リア層で覆うことにより直接に空気中に露出しないよう
にする。前記シール中にはガラスファイバーを分散させ
て平坦化膜と対向基板との間の間隙寸法を規定するとと
もに、前記対向基板の内面に備えた対向電極と前記平坦
化膜上の画素電極との間の間隙寸法を規定するようにス
ペーサを設け、前記ガラスファイバーとスペーサとでセ
ルギャップを規定する。
域外の平坦化膜の端部を覆う防水性保護膜を設け、シー
ルは前記防水性保護膜と平坦化膜とを介してアレイ基板
と対向基板とを接着し、平坦化膜の端部を前記防水性保
護膜で覆うことにより直接に空気中に露出しないように
する。前記シール中にはガラスファイバーを分散させて
平坦化膜と対向基板との間の間隙寸法を規定するととも
に、前記対向基板の内面に備えた対向電極と前記平坦化
膜上の画素電極との間の間隙寸法を規定するようにスペ
ーサを設け、前記ガラスファイバーとスペーサとでセル
ギャップを規定する。
例について図面を参照しながら説明する。図1は本実施
例の構成を示す断面図である。なお、図9、図10に示
した従来例と同じ構成要素には同一番号を付与してい
る。図において、1はガラスより構成されるアレイ基
板、2はTFT素子、3と4はそれぞれクロム、アルミ
ニュームなどの低抵抗金属からなる配線電極としてのゲ
ート線とソース線、5は窒化シリコンからなる層間絶縁
膜、6は感光性アクリル樹脂からなる平坦化膜、7は平
坦化膜6上に設けられたコンタクトホール、8は酸化イ
ンジューム・錫(以下、ITOと記す)からなる画素電
極、9は液晶層、10は樹脂からなるシール、11はガ
ラスからなる対向基板、12はシリカから形成されたガ
ラスファイバー、13は樹脂からなるスペーサ、14は
対向基板11に形成されたカラーフィルタ、15はIT
Oからなる対向電極、16は偏光板である。
リックス状に配置したTFT素子2、ゲート線3、およ
びソース線4を形成したのち、感光性アクリル樹脂から
なる平坦化膜6を形成する。平坦化膜6の材料として感
光性アクリル樹脂を用いる理由は、画素電極8をTFT
素子2のドレイン電極と電気的に接続するためのコンタ
クトホール7を1回のフォトリソグラフィ工程で比較的
に容易に形成できるからである。
は絶縁性透明ポリマ、とくに屈折率がガラスとほぼ同等
で、透明性が高く、着色の少ないアクリル系樹脂を用い
ることが望ましい。しかし、アクリル系樹脂は一般に吸
水性および透湿性が高いと言う欠点を有している。本実
施例ではコンタクトホール7の加工容易性と光学特性と
からネガタイプの感光性アクリル樹脂(具体的には富士
薬品工業株式会社製”FVR”)を用い、膜厚3μmの
平坦化膜6をアレイ基板1上に形成している。アレイ基
板1と対向基板11とを、スペーサ13およびシール1
0を介して所定のセルギャップで貼り合わせ、その間に
カイラルネマティック液晶を充填している。
ばガラスビーズなどを用いた場合、平坦化膜6上に食い
込んでITOからなる画素電極8にクラックを発生させ
て好ましくない。したがって、比較的に硬度の低い樹
脂、たとえばジビニルベンゼン(具体的には積水ファイ
ン株式会社製”ミクロパール”)や、ベンゾグアナミン
(具体的には日本触媒株式会社製”エポスター”)など
を用いた樹脂スペーサが好ましい。
化型と光硬化型とがあるが、光硬化型の場合は主として
アクリル系樹脂を主成分としているので吸水性および透
湿性が高く、シール樹脂の吸水のために水が液晶層9中
に混入して配向劣化などの問題を引き起こすので好まし
くない。したがって、シール樹脂は、防水性のある樹
脂、たとえば熱硬化型エポキシ樹脂(具体的には三井東
圧化学工業株式会社製”ストラクトボンドXN−21−
8)などを用いることが好ましい。図2はシール10の
近傍の構成を示す断面図である。シール10は対向基板
11の内面の外周部にスクリーン印刷などにより形成さ
れ、アレイ基板1と貼り合わせた状態では、平坦化膜6
の端部を覆い、かつアレイ基板1上の窒化シリコン膜
(SiNx )からなる層間絶縁膜5に接着するように形
成されている。平坦化膜6はシール10に完全に覆われ
た状態になり、空気中に露出することがない。
13とガラスファイバー12と内在されたカラーフィル
タ14とにより決定される。シール10に混入するガラ
スファイバー12の直径をa、分散させるスペーサ13
の直径をb、対向基板11の内面に設けたカラーフィル
タ14の膜厚をcとすると、|a−b−c|<0.3μ
mとなるように設定することで、パネル面内で均一なセ
ルギャップを確保することができる。たとえば、5μm
のセルギャップを確保する場合、カラーフィルタ14の
平均膜厚が1μmでは、スペーサ13の直径5μmに対
してガラスファイバー12の直径を5.8μmから6.
2μm、好ましくは6μm以上、6.2μm以下に設定
することが望ましい。なぜなら、スペーサ13は樹脂か
ら形成されるので、ガラスファイバー12に比較して硬
度が低くて平坦化膜6への食い込みがないが、ガラスフ
ァイバー12では0.1μmから0.2μm程度の食い
込みが見られるためである。このため、食い込み量を考
慮して、スペーサ13の直径を僅かに大きめに設定する
ことが望ましい。
きくし過ぎると、シール近傍のセルギャップが厚くなり
過ぎ、セルギャップむらが発生する。逆に、ガラスファ
イバー12の直径が6μm以下になると、シール部の膜
厚が薄くなり、5.8μm以下ではセルギャップむらが
顕著になって好ましくない。
におけるシール近傍部の構成を示す断面図である。図に
おいて、平坦化膜6は、図2の構成と同様に、エポキシ
系樹脂からなるシール10により完全に覆われている。
この場合、セルギャップはスペーサ13の直径とガラス
ファイバー12の直径とにより決定される。図2の同様
の理由から、セルギャップの均一性を確保するために
は、ガラスファイバー12の直径をa、スペーサ13の
直径をbとした場合、|a−b|<0.3μmにするこ
とが好ましく、とくにガラスファイバー12の直径は、
スペーサ13の直径よりも0.1μmから0.2μm程
度大きめにすることが望ましい。
高いシール10の内側に平坦化膜6を設けることによ
り、平坦化膜6の吸水による液晶の配向劣化を抑制でき
るとともに、ガラスファイバー12の直径aとスペーサ
13の直径bとカラーフィルタ14の膜厚cとの関係を
|a−b−c|<0.3μmに設定することにより、均
一なセルギャップを確保することができる。
に限定されるものではなく、接着性があり、液晶へのイ
オン溶出がなく、かつ防水性のある樹脂であれば、十分
用いることは可能である。
の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。
図4は本実施例の構成を示す断面図である。なお、図1
に示した実施例1と同じ構成要素には同一番号を付与し
て詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる
点は、バリア層17を備え、平坦化膜6を空気中に露出
しないように覆うようにしたことにある。図において、
アレイ基板1上に形成された平坦化膜6上にシール10
が形成され、シール10の外部に露出した平坦化膜6は
防水性樹脂からなるバリア層17に被覆され、平坦化膜
6は直接空気中に露出しない状態になっている。
性と撥水作用とがあり、かつ作業性に優れた液状の樹
脂、たとえば耐水性ポリサルファイド変成エポキシ樹脂
(具体的には東レチオコール株式会社製”フレップ”)
や弗素系樹脂(具体的には大日本インク化学工業株式会
社製”DEFENSA FR”)や弗素系シリコン樹脂
(具体的には信越化学工業株式会社製”KP−801
M”)を用いることが好ましい。
示す断面図である。図において、シール10は平坦化膜
6上に形成され、シール外部に存在する平坦化膜6の端
部はバリア層17により被覆されている。バリア層17
は、シール10、平坦化膜6、層間絶縁膜5、および対
向基板11にそれぞれ接着しており、外部からの水分の
侵入を防止する。このため、平坦化膜6の吸湿に起因す
る配向劣化を抑制することができる。また、この場合に
はシール10の樹脂として、比較的に吸水性の高い光硬
化型のアクリル樹脂を用いることも可能になる。
ー12の直径aとスペーサ13の直径bとカラーフィル
タ14の膜厚cとは、セルギャップの均一性を確保する
上で|a−b−c|<0.3μmの関係を満たすことが
好ましい。望ましくは、aは(b+c)よりも0.1μ
mから0.2μm程度大きくすることが、より効果的で
ある。
4が形成されていない場合のシール部の構成を示す断面
図である。平坦化膜6の端部は、防水性を有するバリア
層17によって被覆されている。ガラスファイバー12
の直径aとスペーサ13の直径bは|a−b|<0.3
μmになることが好ましく、望ましくはガラスファイバ
ー12の直径aはスペーサ13の直径bよりも0.1μ
mから0.2μm大きめに設定することが、セルギャッ
プの均一性を確保する上でさらによい。
6の端部に防水性のバリア層17を設けることにより、
平坦化膜6の吸湿による液晶の配向劣化を抑制するとと
もに、均一なセルギャップを確保することができる。
の第3の実施例について図面を参照しながら説明する。
図7は本実施例の構成を示す断面図である。なお、図1
に示した実施例1と同じ構成要素には同一番号を付与し
て詳細な説明を省略する。本実施例が実施例1と異なる
点は、防水性保護膜18を備え、平坦化膜6の端部が空
気中に露出しないように覆うことにある。図において、
アレイ基板1上に形成された平坦化膜6上の表示領域外
の部分に防水性保護膜18が形成されており、その上に
シール10が形成されている。シール外部に位置する平
坦化膜6は、防水性保護膜18に覆われ、直接空気中に
露出しない状態になっている。
えば酸化シリコン膜(SiO2 )や窒化シリコン膜(S
iNx )などを用いることが望ましい。これらの無機薄
膜は0.1μmから0.5μm程度の膜厚であれば十分
な防水性を備えている。本実施例では、溶液タイプのS
iO2 塗布液(具体的には東京応化工業株式会社製”O
CD”)を用いて、0.2μmのSiO2 膜を表示領域
外に形成した。
示す断面図である。図において、シール10は防水性保
護膜18上に形成され、シール外部に存在する平坦化膜
6の端部は防水性保護膜18により被覆されている。防
水性保護膜18は外部からの水分の侵入を防止する作用
を有する。このため、平坦化膜6の吸湿に起因する配向
劣化を抑制することができる。
ー12の直径aとスペーサ13の直径bとカラーフィル
タ14の膜厚cとは、セルギャップの均一性を確保する
上で、|a−b−c|<0.3μmの関係を満たすこと
が好ましい。望ましくは、aを(b+c)よりも0.1
μmから0.2μm程度大きくすることにより、セルギ
ャップの均一性を確保する上で、より効果的である。
外の平坦化膜6上に防水性保護膜18を設けることによ
り、平坦化膜6の吸湿を防止して、液晶の配向劣化を抑
制するとともに、均一なセルギャップを確保することが
できる。
と対向基板を貼り合わせるシールが平坦化膜上に形成さ
れ、前記シールの外部に露出した前記平坦化膜上に樹脂
層よりなる防水性保護膜を設け、前記平坦化膜が直接空
気中に露出しないようにした液晶表示装置とすることに
より、平坦化膜は防水性保護膜により被覆されるので、
空気中に露出することなく、平坦化膜の吸水を大幅に低
減することができる。さらに、平坦化膜上にシールが存
在するのでセルギャップの均一性を確保することができ
る。
平坦化膜上に防水性保護膜が形成され、シールは前記防
水性保護膜上に形成され、前記平坦化膜の端部が直接空
気中に露出しないようにした液晶表示装置とすることに
より、平坦化膜は防水性保護膜により被覆されているの
で、空気中に露出することなく平坦化膜の吸水を大幅に
低減することができる。さらに平坦化膜上にシールが存
在するのでセルギャップの均一性を確保することができ
る。
は、シール中に分散させたガラスファイバーの直径とス
ペーサの直径とカラーフィルタの膜厚との関係を所定の
関係になるように設定することにより、前記ガラスファ
イバーの平均化膜への食い込みを考慮しながらセルギャ
ップの均一性を確保することができる。
断面図
面図
断面図
面図
断面図
を示す断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくともソース線とゲート線とからな
る配線電極およびスイッチング素子の上にアクリル系樹
脂からなる平坦化膜が形成され、かつ透明導電膜からな
る画素電極が、前記平坦化膜に設けられたコンタクトホ
ールを介して電気的に前記スイッチング素子に接続され
たアレイ基板と、シールとスペーサとを介し、所定の間
隙を有して前記アレイ基板と貼り合わされた対向基板
と、前記間隙に挟持された液晶層とを備える液晶表示装
置であって、前記シールは前記平坦化膜上に形成され、
シール外部に位置する前記平坦化膜上に防湿性を有する
樹脂層を設けて前記平坦化膜の端部が空気中に露出しな
いように覆うようにした液晶表示装置。 - 【請求項2】 シール中にはガラスファイバーが混入さ
れ、シール中に混入されたガラスファイバーの直径を
a、スペーサの直径をb、対向基板に形成されたカラー
フィルタの膜厚をcとしたとき、|a−b−c|<0.
3μmの関係を有する請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 少なくともソース線とゲート線とからな
る配線電極およびスイッチング素子の上にアクリル系樹
脂からなる平坦化膜が形成され、かつ透明導電膜からな
る画素電極が、前記平坦化膜に設けられたコンタクトホ
ールを介して電気的に前記スイッチング素子に接続され
たアレイ基板と、シールとスペーサとを介し、所定の間
隙を有して前記アレイ基板と貼り合わされた対向基板
と、前記間隙に挟持された液晶層とを備える液晶表示装
置であって、表示領域外の前記平坦化膜上には防水性保
護膜が形成されて前記平坦化膜の端部が空気中に露出し
ないように覆い、前記シールは前記防水性保護膜上に形
成されている液晶表示装置。 - 【請求項4】 シール中にはガラスファイバーが混入さ
れ、シール中に混入されたガラスファイバーの直径を
a、スペーサの直径をb、対向基板に形成されたカラー
フィルタの膜厚をcとしたとき、|a−b−c|<0.
3μmの関係を有する請求項3記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05398897A JP3531048B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05398897A JP3531048B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10232404A JPH10232404A (ja) | 1998-09-02 |
JP3531048B2 true JP3531048B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=12958013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05398897A Expired - Lifetime JP3531048B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3531048B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9366913B2 (en) | 2013-02-21 | 2016-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and electronic device |
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KR101011457B1 (ko) | 2009-02-23 | 2011-01-28 | 양 전자시스템 주식회사 | 평판디스플레이 기판의 전기적 특성 시험을 위한 냉각 및 방습 장치 |
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WO2012132953A1 (ja) | 2011-03-25 | 2012-10-04 | シャープ株式会社 | 表示装置 |
TWI671911B (zh) | 2011-05-05 | 2019-09-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
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-
1997
- 1997-02-20 JP JP05398897A patent/JP3531048B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH10232404A (ja) | 1998-09-02 |
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