JP4045251B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、マトリックス状に配置された絵素電極をアクティブ素子によって選択駆動するアクティブマトリックス方式液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
液晶表示装置は、情報や映像の表示手段として欠かすことができないものとなっているが、近年では、アクティブマトリックス方式液晶表示装置がＴＶやモニター等の用途に広く用いられている。このような用途においては、長時間点灯し、更に長期にわたり使用されることから、長時間・長期使用における信頼性を更に向上させることが求められている。
アクティブマトリックス方式液晶表示装置においては、電圧保持による表示の影響を大きく受けることになり、例えば、パネル内の不純物イオンによる電圧保持の低下による部分的な表示ムラ（輝度ムラ）、シミ等を充分に解消することが検討されている。
アクティブマトリックス方式液晶表示装置においては、電圧保持による表示の影響を大きく受けることになり、例えば、パネル内の不純物イオンによる電圧保持の低下による部分的な表示ムラ（輝度ムラ）、シミ等を充分に解消することが検討されている。
このような液晶表示装置は一般的に、カラー表示を行うために、一対の基板の片側基板にカラーフィルタ層を形成している。通常、カラーフィルタ層には、色の三原色である、青、緑、赤のそれぞれの絵素（画素）を形成して表示画像のカラー化を行い、各絵素間と表示領域の外側となる非表示領域に遮光性の高いブラックマスク層（ＢＭ材）を形成して、光抜けを抑えてコントラストの向上を行っている。また、カラーフィルタ層の上に透明電極と配向膜を順次形成することになる。
従来の液晶表示装置としては、不純物イオンの表示領域の染み出し（シミだし）による表示不良を防ぐため、ダミー電極やダミー画素を非表示領域に配置しダミー画素に電圧を印加することで、非表示領域部の不純物イオンを非表示領域内に留め信頼性向上を図ることが開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
図６（ａ）は、従来の液晶表示装置の液晶パネル５０平面図を表す。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）の切断面線Ｂ−Ｂ’から見た液晶パネル５０の表示領域３１の一部及び非表示領域３２の断面図を表す。図６（ａ）に示されるように従来技術では、表示領域３１とシール３３との間の非表示領域３２にダミー電極又は画素と同じように駆動するダミー画素４５を配置し、これらを駆動し電圧を印加することで不純物イオンを非表示領域３２内に留め、表示領域３１の影響を防いでいる。
しかしながら、このような技術では下記の二点について工夫の余地がある。
（１）非表示領域内の不純物イオンの染み出しを加速させている。
（２）ダミー電極又はダミー画素に留めていた不純物イオンが電源ＯＦＦ時に表示領域に入り、輝度ムラ、シミの原因になっている。
図６（ａ）は、従来の液晶表示装置の液晶パネル５０平面図を表す。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）の切断面線Ｂ−Ｂ’から見た液晶パネル５０の表示領域３１の一部及び非表示領域３２の断面図を表す。図６（ａ）に示されるように従来技術では、表示領域３１とシール３３との間の非表示領域３２にダミー電極又は画素と同じように駆動するダミー画素４５を配置し、これらを駆動し電圧を印加することで不純物イオンを非表示領域３２内に留め、表示領域３１の影響を防いでいる。
しかしながら、このような技術では下記の二点について工夫の余地がある。
（１）非表示領域内の不純物イオンの染み出しを加速させている。
（２）ダミー電極又はダミー画素に留めていた不純物イオンが電源ＯＦＦ時に表示領域に入り、輝度ムラ、シミの原因になっている。
（１）について説明すると、非表示領域には第一基板のメタル配線や、ダミー電極又はダミー画素の駆動の影響で、電場が発生しており、この電場は非表示領域のＢＭに付着した不純物イオンや、ＢＭやシールそのものから不純物イオンを引き出してしまい、結果として不純物イオンの染み出しを加速させている。
次に（２）について説明すると、従来技術では、染み出された不純物イオンはダミー電極、又は、ダミー画素を電圧印加することによって非表示領域に留められているが、電源をＯＦＦにすると、留められていた不純物イオンが表示領域内に染み出してしまう。
これらの点から長時間使用し、またＯＮ、ＯＦＦの回数も多いＴＶ等に液晶表示装置を使用する場合、従来の液晶表示装置のような不純物イオンをダミー電極又はダミー画素にトラップする方法では、充分な信頼性を得られないことから、不純物イオンによる電圧保持の低下により生じる表示ムラ、シミ等を充分に解消し、アクティブマトリックス方式等の液晶表示装置における長時間・長期使用の信頼性を更に向上させることが求められている。
特開平４−２９５８２４号公報（第２、３頁、第１図）
特開平９−５７８０号公報（第２、５頁、第１図）
これらの点から長時間使用し、またＯＮ、ＯＦＦの回数も多いＴＶ等に液晶表示装置を使用する場合、従来の液晶表示装置のような不純物イオンをダミー電極又はダミー画素にトラップする方法では、充分な信頼性を得られないことから、不純物イオンによる電圧保持の低下により生じる表示ムラ、シミ等を充分に解消し、アクティブマトリックス方式等の液晶表示装置における長時間・長期使用の信頼性を更に向上させることが求められている。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、不純物イオンによる電圧保持の低下により生じる表示ムラ、シミ等を充分に解消し、長時間・長期使用の信頼性が向上された液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者等は、表示ムラ、シミ等を抑制することができる液晶表示装置の構造について種々検討したところ、電圧保持の低下により引き起こる表示ムラ、シミは表示領域周辺の非表示領域から表示領域への不純物イオンの染み出しによるものが多く、これは非表示領域に隣り合う表示領域画素の駆動や、非表示領域のメタル配線の電場により、非表示領域のＢＭ表面に付着した不純物イオンが染み出したり、ＢＭ材やシールそのものから不純物イオンが染み出したりすることに起因することに着目した。また、非表示領域では透明電極と配向膜は形成されないため、非表示領域ではカラーフィルタ層と液晶層が接触していることから、カラーフィルタ層のＢＭ表面に付着した不純物イオンやＢＭ材そのものから染み出てくる不純物イオンが液晶層へ染み出すことに着目した。そして、長時間・長期使用の充分な信頼性を得るには不純物イオンそのものの染み出しを防ぐのが有効であること、すなわち、従来技術のように染み出た不純物イオンを非表示領域に留め、表示領域への影響を防ぐことで信頼性向上を図るのではなく、不純物イオンが液晶層に染み出ることを防ぐことで信頼性向上を図ることが有効であり、長時間使用し、またＯＮ、ＯＦＦの回数も多いＴＶ等に適用する場合に特に有効であることを見いだし、 透明電極や配向膜、液晶分子の配向方向制御に用いる構造物を構成する材料を、少なくとも非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せることにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、透明電極及び／又は配向膜が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置である。
本発明はまた、液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶分子の配向方向制御に用いる構造物が設けられ、上記構造物を構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置でもある。
以下に本発明を詳述する。
本発明はまた、液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶分子の配向方向制御に用いる構造物が設けられ、上記構造物を構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置でもある。
以下に本発明を詳述する。
本発明の液晶表示装置は、第一基板及び第二基板がシール部材を介して貼り合わされ、このような一対の基板及びシール部材によって形成された空間に、液晶を充填することで液晶層が形成されたものである。これら第一基板及び第二基板は、表示領域とその周辺に非表示領域とを有し、非表示領域にシール部を有することになる。
上記液晶表示装置においては、例えば、第一基板の表面上に透明電極が形成され、第一基板に対向する第二基板の表面上にカラーフィルタ層と透明電極と配向膜とが順次形成される形態が好適である。このような形態としては、例えば、ＴＮモード(ツイステッド・ネマチック・モード)、ＶＡモード(バーティカル・アライメント・モード) 等の液晶表示装置を挙げることができる。また、第一基板に電極が配置され、第二基板には電極等が配置されない形態である液晶表示装置、例えばＩＰＳモード(インプレイン・スイッチング・モード)等の液晶表示装置を挙げることもできる。
上記液晶表示装置においては、例えば、第一基板の表面上に透明電極が形成され、第一基板に対向する第二基板の表面上にカラーフィルタ層と透明電極と配向膜とが順次形成される形態が好適である。このような形態としては、例えば、ＴＮモード(ツイステッド・ネマチック・モード)、ＶＡモード(バーティカル・アライメント・モード) 等の液晶表示装置を挙げることができる。また、第一基板に電極が配置され、第二基板には電極等が配置されない形態である液晶表示装置、例えばＩＰＳモード(インプレイン・スイッチング・モード)等の液晶表示装置を挙げることもできる。
本発明においては、第一基板及び第二基板の少なくとも１つの液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、（１）非表示領域におけるカラーフィルタ層を透明電極及び／又は配向膜で被せた構造を有する形態、又は、（２）液晶分子の配向方向制御に用いる構造物が設けられ、非表示領域におけるカラーフィルタ層を該構造物を構成する材料（突起物材料）で被せた構造（非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物）を有する形態となる。このように、少なくとも、通常では液晶層に接することになるカラーフィルタ層を配向膜等で被覆する形態とすることにより、不純物イオンの染み出しを防止することが可能となる。また、これらの（１）及び（２）の形態が組み合わされていてもよい、すなわち、透明電極、配向膜及び被覆構造物のうちの少なくとも１つを、非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せる構造を有することになればよい。また、非表示領域におけるカラーフィルタ層を、例えば柱状スペーサに用いる柱樹脂膜等のその他の層で被せた構造を有することになってもよい。
液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶パネルのセルギャップを形成するための柱スペーサが設けられ、上記柱スペーサを構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置もまた、本発明の一つである。
本発明において被覆するとは、実質的に不純物イオンの液晶層への染み出しを防止することができる程度に被覆する構造とすればよく、非表示領域におけるカラーフィルタ層の一部又は全部に被せることになる。好ましくは、液晶層と接しないように、側面も含めて非表示領域におけるカラーフィルタ層の全部に被せることである。
上記基板の液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有するとは、カラーフィルタ層、透明電極及び配向膜がこの順に、基板側から液晶層に向かって形成されていることであり、これらの層間や表面に、その他の層や構造物が形成されていてもよい。
液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶パネルのセルギャップを形成するための柱スペーサが設けられ、上記柱スペーサを構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置もまた、本発明の一つである。
本発明において被覆するとは、実質的に不純物イオンの液晶層への染み出しを防止することができる程度に被覆する構造とすればよく、非表示領域におけるカラーフィルタ層の一部又は全部に被せることになる。好ましくは、液晶層と接しないように、側面も含めて非表示領域におけるカラーフィルタ層の全部に被せることである。
上記基板の液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有するとは、カラーフィルタ層、透明電極及び配向膜がこの順に、基板側から液晶層に向かって形成されていることであり、これらの層間や表面に、その他の層や構造物が形成されていてもよい。
このような液晶表示装置を構成する液晶パネルの好ましい形態を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。図１（ａ）は、本発明の液晶表示装置を構成する液晶パネル２０を概念的に示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断面線Ａ−Ａ’から見た液晶パネル２０の表示領域１の一部と非表示領域２を概念的に示す断面図である。
本発明においては、図１（ａ）の液晶パネル平面図に示すように、表示領域１とその周辺に非表示領域２とを有し、非表示領域２にシール部材３を有する。また、図１（ｂ）の断面図に示すように、非表示領域２に形成されているカラーフィルタ層１３のＢＭ材１２の表面全体に、例えば配向膜９を被せることにより、液晶層１４へのＢＭ表面に付着した不純物イオンやＢＭ材そのものから染み出す不純物イオンの染み出しを防ぐことができる。非表示領域２に形成されているカラーフィルタ層１３のＢＭ材１２の表面全体を被せるものとしては、配向膜９以外に透明電極１０や、ＶＡモードで液晶分子の配向方向制御に用いる構造物と同じ材料からなる突起物材料等を用いてもよい。
液晶表示装置において、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が接触すると、その界面にて不純物イオンの染み出しが行われることになるので、液晶層１４とカラーフィルタ層１３の間に、例えば配向膜９や透明電極１０やＶＡモードで用いる突起物材料等を形成し、カラーフィルタ層１３をすべて被うことにより、液晶層１４とカラーフィルタ層１３とが直接触れる領域をなくすることができる。これにより、不純物イオンの液晶層１４への染み出し自体を防ぐことができ、信頼性向上を図ることができることになる。
本発明においては、図１（ａ）の液晶パネル平面図に示すように、表示領域１とその周辺に非表示領域２とを有し、非表示領域２にシール部材３を有する。また、図１（ｂ）の断面図に示すように、非表示領域２に形成されているカラーフィルタ層１３のＢＭ材１２の表面全体に、例えば配向膜９を被せることにより、液晶層１４へのＢＭ表面に付着した不純物イオンやＢＭ材そのものから染み出す不純物イオンの染み出しを防ぐことができる。非表示領域２に形成されているカラーフィルタ層１３のＢＭ材１２の表面全体を被せるものとしては、配向膜９以外に透明電極１０や、ＶＡモードで液晶分子の配向方向制御に用いる構造物と同じ材料からなる突起物材料等を用いてもよい。
液晶表示装置において、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が接触すると、その界面にて不純物イオンの染み出しが行われることになるので、液晶層１４とカラーフィルタ層１３の間に、例えば配向膜９や透明電極１０やＶＡモードで用いる突起物材料等を形成し、カラーフィルタ層１３をすべて被うことにより、液晶層１４とカラーフィルタ層１３とが直接触れる領域をなくすることができる。これにより、不純物イオンの液晶層１４への染み出し自体を防ぐことができ、信頼性向上を図ることができることになる。
本発明の好ましい形態について、以下に説明する。
本発明においては、透明電極、配向膜及び非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物のうちの少なくとも１つがシール領域まで形成されてなることが好ましい。このように、カラーフィルタ層を配向膜等で被せるだけでなく、シール領域まで形成することにより、カラーフィルタ層から染み出す不純物イオンをより充分に抑制することができる。
本発明においてはまた、液晶の真空注入用の注入口を有し、透明電極、配向膜及び非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物のうちの少なくとも１つが注入口部まで形成されてなることが好ましい。真空注入により基板間に液晶を充填して液晶表示装置を製造する場合に、液晶の注入口部まで配向膜等を形成することにより、液晶を注入する際にカラーフィルタ層と液晶とが接触することが防止でき、不純物イオンの混入をより充分に抑制することができることになる。
本発明においては更に、上記透明電極と上記配向膜とが共に、非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有することが好ましい。この場合、配向膜及び透明電極を二重に非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せることから、カラーフィルタ層から染み出す不純物イオンをより充分に抑制することができる。より好ましくは、上記透明電極と上記配向膜とが共に、シール領域まで形成されてなることである。また、透明電極、配向膜及び被覆構造物を共に、非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せる形態や、更にシール領域まで形成されている形態としてもよい。
本発明においては、透明電極、配向膜及び非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物のうちの少なくとも１つがシール領域まで形成されてなることが好ましい。このように、カラーフィルタ層を配向膜等で被せるだけでなく、シール領域まで形成することにより、カラーフィルタ層から染み出す不純物イオンをより充分に抑制することができる。
本発明においてはまた、液晶の真空注入用の注入口を有し、透明電極、配向膜及び非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物のうちの少なくとも１つが注入口部まで形成されてなることが好ましい。真空注入により基板間に液晶を充填して液晶表示装置を製造する場合に、液晶の注入口部まで配向膜等を形成することにより、液晶を注入する際にカラーフィルタ層と液晶とが接触することが防止でき、不純物イオンの混入をより充分に抑制することができることになる。
本発明においては更に、上記透明電極と上記配向膜とが共に、非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有することが好ましい。この場合、配向膜及び透明電極を二重に非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せることから、カラーフィルタ層から染み出す不純物イオンをより充分に抑制することができる。より好ましくは、上記透明電極と上記配向膜とが共に、シール領域まで形成されてなることである。また、透明電極、配向膜及び被覆構造物を共に、非表示領域におけるカラーフィルタ層に被せる形態や、更にシール領域まで形成されている形態としてもよい。
本発明はまた、液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有し、第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶分子の配向方向制御に用いる構造物が設けられ、上記構造物を構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置を製造する方法であって、上記液晶表示装置の製造方法は、液晶分子の配向方向制御に用いる構造物と、非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物とを同時に形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法でもある。
このような製造方法は、上述したような、非表示領域におけるカラーフィルタ層を、液晶分子の配向方向制御に用いる構造物を構成する材料で被せた構造を有する液晶表示装置の製造方法として好適であり、このようにカラーフィルタ層に被せる配向制御用突起物と同材料の被覆構造物を配向制御用の突起物とを同時形成することにより、長時間・長期使用の信頼性が向上された液晶表示装置を効率的に製造することが可能となる。
このような製造方法は、上述したような、非表示領域におけるカラーフィルタ層を、液晶分子の配向方向制御に用いる構造物を構成する材料で被せた構造を有する液晶表示装置の製造方法として好適であり、このようにカラーフィルタ層に被せる配向制御用突起物と同材料の被覆構造物を配向制御用の突起物とを同時形成することにより、長時間・長期使用の信頼性が向上された液晶表示装置を効率的に製造することが可能となる。
本発明は更に、液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有し、上記第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶パネルのセルギャップを形成するための柱スペーサが設けられ、上記柱スペーサを構成する材料が非表示領域におけるカラーフィルタ層を被覆する構造を有する液晶表示装置の製造方法であって、上記液晶表示装置の製造方法は、柱スペーサと、非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物とを同時に形成する工程を有する液晶表示装置の製造方法でもある。
このような製造方法は、上述したような、非表示領域におけるカラーフィルタ層を、柱スペーサを構成する材料で被せた構造を有する液晶表示装置の製造方法として好適であり、このように柱スペーサと該柱スペーサと同材料の被覆構造物とを同時形成することにより、長時間・長期使用の信頼性が向上された液晶表示装置を効率的に製造することが可能となる。
このような製造方法は、上述したような、非表示領域におけるカラーフィルタ層を、柱スペーサを構成する材料で被せた構造を有する液晶表示装置の製造方法として好適であり、このように柱スペーサと該柱スペーサと同材料の被覆構造物とを同時形成することにより、長時間・長期使用の信頼性が向上された液晶表示装置を効率的に製造することが可能となる。
本発明の液晶表示装置は、上述の構成よりなり、非表示領域からの不純物イオンの染み出しを防止することができることから、不純物イオンによる電圧保持の低下により生じる表示ムラ、シミ等が充分に解消され、長時間・長期使用の信頼性が向上されたものであり、従来パネルより良好な表示品位を保つことができる。また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、このような液晶表示装置を効率的に製造することが可能となる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示す液晶パネル２０は、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成するパネルであり、第一基板４及び第二基板５を有する。
上記第一基板４は、例えばガラス基板又はプラスチック基板等の透明基板であり、第一基板４の上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子、ソース電極、ゲート電極及び補助電極等を含むＴＦＴ回路層７、絶縁層６、絵素電極８及び配向膜（図示せず）をこの順に積層して構成される。第二基板５は、例えばガラス基板又はプラスチック基板等の透明基板であり、第二基板５の上に、カラーフィルタ層１３、透明電極１０及び配向膜９をこの順に積層して構成される。
上記第一基板４、第二基板５は、基板周辺部に配されたガラスビーズ（図示せず）を含有したシール部材３とセルギャップコントロール用のプラスチックビーズ（図示せず）を介して貼り合わされ、シール部材３にて囲まれた第一基板４、第二基板５の間隙に液晶が封入され、液晶層１４が形成されている。
なお、本発明の実施の形態では、球状のスペーサを用いた例を挙げたが、上記スペーサに代えて、柱状のスペーサが第一基板４及び第二基板５の少なくともどちらか一方に設置されていてもよい。
図１に示す液晶パネル２０は、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成するパネルであり、第一基板４及び第二基板５を有する。
上記第一基板４は、例えばガラス基板又はプラスチック基板等の透明基板であり、第一基板４の上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子、ソース電極、ゲート電極及び補助電極等を含むＴＦＴ回路層７、絶縁層６、絵素電極８及び配向膜（図示せず）をこの順に積層して構成される。第二基板５は、例えばガラス基板又はプラスチック基板等の透明基板であり、第二基板５の上に、カラーフィルタ層１３、透明電極１０及び配向膜９をこの順に積層して構成される。
上記第一基板４、第二基板５は、基板周辺部に配されたガラスビーズ（図示せず）を含有したシール部材３とセルギャップコントロール用のプラスチックビーズ（図示せず）を介して貼り合わされ、シール部材３にて囲まれた第一基板４、第二基板５の間隙に液晶が封入され、液晶層１４が形成されている。
なお、本発明の実施の形態では、球状のスペーサを用いた例を挙げたが、上記スペーサに代えて、柱状のスペーサが第一基板４及び第二基板５の少なくともどちらか一方に設置されていてもよい。
上記液晶層１４の液晶分子は、例えば、第一基板４、第二基板５の間隙で９０〜３６０°のねじれ角で螺旋構造を成しているＴＮモードや、第一基板４、第二基板５の間隙で、第一基板４、第二基板５に対して垂直構造を成しているＶＡモードといった分子配向をしながら存在している。そしてこのような構成の液晶パネル２０を狭持するように、２枚の偏光板（図示せず）が配設されている。
上記図１の本発明の実施形態では、液晶分子はＴＮモードで配向している。上記第二基板５上に形成されているカラーフィルタ層１３は、ＢＭ材１２（ＢＭ層）と第一基板４の絵素電極８毎に対応して配置されたＲ，Ｇ，Ｂ（レッド、グリーン、ブルー）３色の色相膜１１からなる。本発明に用いられるカラーフィルタ層１３の膜厚は、１．０〜２．０μｍが望ましい。
上記ＢＭ材１２は、例えばＣｒや感光性樹脂遮光材料からなるもので、カラーフィルタ層１３のＲ，Ｇ，Ｂの色相膜１１の混色の防止等のために、色相膜１１間を仕切るように形成されている。
上記ＢＭ材１２を形成した第二基板５においては、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの１色の顔料を分散したネガ型の感光性樹脂材料層をスピンコート法、印刷法、フィルムラミネート法等により所定の膜厚で形成し、マスクを利用して特定波長のＵＶ（紫外）光を表面より所定の個所のみ露光した後、現像してＲ，Ｇ，Ｂのうちの１色の色相膜を形成する。このプロセスを３回繰り返すことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の色相膜１１を形成する。
上記第二基板５上に形成されたカラーフィルタ層１３の上に、透明電極１０、配向膜９の順に形成していく。
上記図１の本発明の実施形態では、液晶分子はＴＮモードで配向している。上記第二基板５上に形成されているカラーフィルタ層１３は、ＢＭ材１２（ＢＭ層）と第一基板４の絵素電極８毎に対応して配置されたＲ，Ｇ，Ｂ（レッド、グリーン、ブルー）３色の色相膜１１からなる。本発明に用いられるカラーフィルタ層１３の膜厚は、１．０〜２．０μｍが望ましい。
上記ＢＭ材１２は、例えばＣｒや感光性樹脂遮光材料からなるもので、カラーフィルタ層１３のＲ，Ｇ，Ｂの色相膜１１の混色の防止等のために、色相膜１１間を仕切るように形成されている。
上記ＢＭ材１２を形成した第二基板５においては、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの１色の顔料を分散したネガ型の感光性樹脂材料層をスピンコート法、印刷法、フィルムラミネート法等により所定の膜厚で形成し、マスクを利用して特定波長のＵＶ（紫外）光を表面より所定の個所のみ露光した後、現像してＲ，Ｇ，Ｂのうちの１色の色相膜を形成する。このプロセスを３回繰り返すことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の色相膜１１を形成する。
上記第二基板５上に形成されたカラーフィルタ層１３の上に、透明電極１０、配向膜９の順に形成していく。
本発明では、透明電極１０は表示領域１と非表示領域２の一部に形成されている。第二基板上５で、透明電極１０の次に形成される配向膜９は、表示領域１と非表示領域２のどちらにも形成されていて、かつ、カラーフィルタ層１３における非表示領域２のＢＭ材１２にすべて被るように形成されている。配向膜９は、例えばポリイミド系化合物を用いることが好ましく、シール部材３は、例えばエポキシ系とアクリル系の混合樹脂を用いることが好ましい。
上記図１の本発明の実施の形態では、カラーフィルタ層１３とシール部材３との間には配向膜９を形成していないが、配向膜９はシール領域（シール部材３）に接触するまで、又は、シール領域にかかる（シール領域の一部又は全部に重なる）まで形成してもよい。
従来の液晶表示装置では、高温条件下における通電加速試験で１０００時間連続点灯させたときに、不純物イオンによる表示不良を発生する場合があるが、本発明を実施すれば、１０００時間以上連続点灯させた場合でも不純物イオンによる表示不良は発生しない。
上記図１の本発明の実施の形態では、カラーフィルタ層１３とシール部材３との間には配向膜９を形成していないが、配向膜９はシール領域（シール部材３）に接触するまで、又は、シール領域にかかる（シール領域の一部又は全部に重なる）まで形成してもよい。
従来の液晶表示装置では、高温条件下における通電加速試験で１０００時間連続点灯させたときに、不純物イオンによる表示不良を発生する場合があるが、本発明を実施すれば、１０００時間以上連続点灯させた場合でも不純物イオンによる表示不良は発生しない。
（実施例２）
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の他の形態である液晶表示装置を構成する液晶パネル２１の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２１において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図１に示す液晶パネル２１では、シール部材３が第二基板５のカラーフィルタ層１４に接触していないが、図２（ａ）に示す液晶パネル２１ではシール部材３と第二基板５のカラーフィルタ層１３が接触している。カラーフィルタ層１３の上に形成される配向膜９は、シール部材３に接触するまで形成し、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするが、配向膜９はシール領域にかかるまで形成してもよい。
このような形態においては、配向膜９の形成、シール部材３の形成、第一基板４と第二基板５の貼り合せ精度の製造マージンを考えると、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするためには、例えば配向膜９の印刷描画位置とシール描画位置の位置関係のバラツキが±４００μｍ程度ある場合、４００μｍ以上配向膜９をシール領域に被せる、すなわち配向膜９をシール領域に４００μｍ以上重なるように形成する方がより好ましい。
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の他の形態である液晶表示装置を構成する液晶パネル２１の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２１において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図１に示す液晶パネル２１では、シール部材３が第二基板５のカラーフィルタ層１４に接触していないが、図２（ａ）に示す液晶パネル２１ではシール部材３と第二基板５のカラーフィルタ層１３が接触している。カラーフィルタ層１３の上に形成される配向膜９は、シール部材３に接触するまで形成し、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするが、配向膜９はシール領域にかかるまで形成してもよい。
このような形態においては、配向膜９の形成、シール部材３の形成、第一基板４と第二基板５の貼り合せ精度の製造マージンを考えると、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするためには、例えば配向膜９の印刷描画位置とシール描画位置の位置関係のバラツキが±４００μｍ程度ある場合、４００μｍ以上配向膜９をシール領域に被せる、すなわち配向膜９をシール領域に４００μｍ以上重なるように形成する方がより好ましい。
また、図１に示す液晶パネル２０では、シール部材３が第二基板５のカラーフィルタ層１３に接触していないが、図２（ｂ）に示す液晶パネル２１ではシール部材３と第二基板５のカラーフィルタ層１３が接触していて、カラーフィルタ層１３はシール領域よりも画面外まで形成されている。すなわち、カラーフィルタ層１３がシール領域の全部に重なるように形成されている。
この場合でも、カラーフィルタ層１３から液晶層１４への不純物イオンの染み出しを防止するためには、図２（ｂ）に示すようにカラーフィルタ層１３の上に配向膜９を、シール部（シール部材３）に接触するまで形成し、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするが、配向膜９はシール領域にかかるまで形成してもよい。
実施例２の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
この場合でも、カラーフィルタ層１３から液晶層１４への不純物イオンの染み出しを防止するためには、図２（ｂ）に示すようにカラーフィルタ層１３の上に配向膜９を、シール部（シール部材３）に接触するまで形成し、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が直接接触しない構成とするが、配向膜９はシール領域にかかるまで形成してもよい。
実施例２の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
（実施例３）
図３は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２２の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２２において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図１に示す液晶パネル２０では、非表示領域２のカラーフィルタ層１３の一部に透明電極１０が形成されているが、図３に示す液晶パネル２２では、少なくとも液晶層１４に接する（非表示領域における）カラーフィルタ層１３に透明電極１０と配向膜９を共に形成する。すなわちカラーフィルタ層１３を透明電極１０ですべて覆い、その透明電極１０を配向膜９ですべて覆うことになる。これは、液晶層１４とカラーフィルタ層１３の間に透明電極１０と配向膜９を共に形成することによって液晶層１４からの不純物イオンの染み出し防止の効果向上を図る構成となっている。
図３に示す液晶パネル２２では、透明電極１０や配向膜９は少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被っていて、シール領域には形成されていないが、透明電極１０と配向膜９は、シール領域と接触するまで、又は、シール領域にかかるまで形成してもよい。
実施例３の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
図３は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２２の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２２において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図１に示す液晶パネル２０では、非表示領域２のカラーフィルタ層１３の一部に透明電極１０が形成されているが、図３に示す液晶パネル２２では、少なくとも液晶層１４に接する（非表示領域における）カラーフィルタ層１３に透明電極１０と配向膜９を共に形成する。すなわちカラーフィルタ層１３を透明電極１０ですべて覆い、その透明電極１０を配向膜９ですべて覆うことになる。これは、液晶層１４とカラーフィルタ層１３の間に透明電極１０と配向膜９を共に形成することによって液晶層１４からの不純物イオンの染み出し防止の効果向上を図る構成となっている。
図３に示す液晶パネル２２では、透明電極１０や配向膜９は少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被っていて、シール領域には形成されていないが、透明電極１０と配向膜９は、シール領域と接触するまで、又は、シール領域にかかるまで形成してもよい。
実施例３の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
（実施例４）
図４は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２３の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２３において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図４の実施形態では、液晶分子はＶＡモードで配向している。液晶配向がＶＡモードの場合、液晶分子の配向方向制御の目的で、例えば感光性樹脂材料からなる配向制御用の突起物１５を、第二基板５上のカラーフィルタ層１４の上に透明電極１０、突起物１５、配向膜９の順に形成する。突起物１５の形成方法としては、第二基板５上に透明電極１０を形成後、例えばネガ型及びポジ型の感光性樹脂材料層をスピンコート法、印刷法、フィルムラミネート法等により所定の膜厚で形成し、マスクを利用して特定波長のＵＶ光を表面より所定の箇所のみ露光した後、現像してカラーフィルタ層１３上に配向制御に用いる突起物１５を形成する。本発明に用いられる配向制御用突起物１５の膜厚は、０．５〜１．５μｍが望ましい。表示領域１においては、突起物１５は液晶配向制御用に、所定のパターンに形成され、その上に配向膜９を形成していく。
非表示領域２においては、図１に示す液晶パネル２０ではカラーフィルタ層１３すべてに配向膜９を形成しているが、図４に示す液晶パネル２３では液晶配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６を、少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被る構成とする。
また、液晶配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６の代わりに、柱状スペーサに用いる柱樹脂膜を少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被せてもよい。図４に示す液晶パネル２３では配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６は少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被っていて、シール領域まで形成されていないが、配向制御に用いる突起物１５と被覆構造物１６はシール領域と接触するまで、又は、シール領域にかかるまで形成してもよい。
図４には示していないが、カラーフィルタ層１３から液晶層１４への不純物イオンの流出防止を更に向上することを目的として、少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３上に配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６、透明電極１０及び配向膜９の三層を形成する構成としてもよい。すなわち、図４において被覆構造物１６を被うように配向膜９を形成してもよい。また、透明電極１０を非表示領域におけるカラーフィルタ層１３を被うように形成してもよい。
実施例４の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
図４は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２３の概念的な構成を示す断面図である。以下、液晶パネル２３において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図４の実施形態では、液晶分子はＶＡモードで配向している。液晶配向がＶＡモードの場合、液晶分子の配向方向制御の目的で、例えば感光性樹脂材料からなる配向制御用の突起物１５を、第二基板５上のカラーフィルタ層１４の上に透明電極１０、突起物１５、配向膜９の順に形成する。突起物１５の形成方法としては、第二基板５上に透明電極１０を形成後、例えばネガ型及びポジ型の感光性樹脂材料層をスピンコート法、印刷法、フィルムラミネート法等により所定の膜厚で形成し、マスクを利用して特定波長のＵＶ光を表面より所定の箇所のみ露光した後、現像してカラーフィルタ層１３上に配向制御に用いる突起物１５を形成する。本発明に用いられる配向制御用突起物１５の膜厚は、０．５〜１．５μｍが望ましい。表示領域１においては、突起物１５は液晶配向制御用に、所定のパターンに形成され、その上に配向膜９を形成していく。
非表示領域２においては、図１に示す液晶パネル２０ではカラーフィルタ層１３すべてに配向膜９を形成しているが、図４に示す液晶パネル２３では液晶配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６を、少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被る構成とする。
また、液晶配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６の代わりに、柱状スペーサに用いる柱樹脂膜を少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被せてもよい。図４に示す液晶パネル２３では配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６は少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３に被っていて、シール領域まで形成されていないが、配向制御に用いる突起物１５と被覆構造物１６はシール領域と接触するまで、又は、シール領域にかかるまで形成してもよい。
図４には示していないが、カラーフィルタ層１３から液晶層１４への不純物イオンの流出防止を更に向上することを目的として、少なくとも液晶層１４に接するカラーフィルタ層１３上に配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６、透明電極１０及び配向膜９の三層を形成する構成としてもよい。すなわち、図４において被覆構造物１６を被うように配向膜９を形成してもよい。また、透明電極１０を非表示領域におけるカラーフィルタ層１３を被うように形成してもよい。
実施例４の発明では実施例１と同等の効果が得られる。
（実施例５）
図５（ａ）は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２４の概念的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線円内の拡大図（注入口部）である。以下、液晶パネル２４において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図５の実施形態では、液晶注入方法として真空注入を用いる構成であり、真空注入用の注入口部１７が形成されている。
液晶注入時においても、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が接触してしまうと不純物イオンの染み出しが発生するため、注入口部１７のカラーフィルタ層１３すべてに、配向膜９、透明電極１０又はＶＡモード方式に形成される配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６を被せる。図５（ｂ）に示すように、少なくとも配向膜形成部境界線１８（破線）まで、配向膜９、透明電極１０又は被覆構造物１６を形成することになる。
このような場合、カラーフィルタ層１３すべてに被せるものとして、配向膜９、透明電極１０、突起物１５と同材料の被覆構造物１６のいずれか１層のみを形成するとしてもよいし、配向膜９、透明電極１０、突起物１５と同材料の被覆構造物１６のうち２層を用いるとしてもよいし、３層すべてをカラーフィルタ層１３に被せるとしてもよい。
図５（ａ）は、本発明の実施の他の形態である液晶パネル２４の概念的な構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の破線円内の拡大図（注入口部）である。以下、液晶パネル２４において、図１に示す液晶パネル２０と同様に構成される箇所については説明を省略する。
図５の実施形態では、液晶注入方法として真空注入を用いる構成であり、真空注入用の注入口部１７が形成されている。
液晶注入時においても、液晶層１４とカラーフィルタ層１３が接触してしまうと不純物イオンの染み出しが発生するため、注入口部１７のカラーフィルタ層１３すべてに、配向膜９、透明電極１０又はＶＡモード方式に形成される配向制御に用いる突起物１５と同材料の被覆構造物１６を被せる。図５（ｂ）に示すように、少なくとも配向膜形成部境界線１８（破線）まで、配向膜９、透明電極１０又は被覆構造物１６を形成することになる。
このような場合、カラーフィルタ層１３すべてに被せるものとして、配向膜９、透明電極１０、突起物１５と同材料の被覆構造物１６のいずれか１層のみを形成するとしてもよいし、配向膜９、透明電極１０、突起物１５と同材料の被覆構造物１６のうち２層を用いるとしてもよいし、３層すべてをカラーフィルタ層１３に被せるとしてもよい。
１、３１ 表示領域
２、３２ 非表示領域
３、３３ シール部材
４、３４ 第一基板
５、３５ 第二基板
６、３６ 絶縁層
７、３７ ＴＦＴ回路層
８、３８ 絵素電極
９、３９ 配向膜
１０、４０ 透明電極（共通電極）
１１、４１ 色相膜
１２、４２ ＢＭ材
１３、４３ カラーフィルタ層
１４、４４ 液晶層
１５ 配向制御に用いる突起物
１６ 突起物１５と同材料の被覆構造物
１７ 注入口部
１８ 配向膜形成部境界線
２０〜２４、５０ 液晶パネル
４５ ダミー画素又はダミー電極
２、３２ 非表示領域
３、３３ シール部材
４、３４ 第一基板
５、３５ 第二基板
６、３６ 絶縁層
７、３７ ＴＦＴ回路層
８、３８ 絵素電極
９、３９ 配向膜
１０、４０ 透明電極（共通電極）
１１、４１ 色相膜
１２、４２ ＢＭ材
１３、４３ カラーフィルタ層
１４、４４ 液晶層
１５ 配向制御に用いる突起物
１６ 突起物１５と同材料の被覆構造物
１７ 注入口部
１８ 配向膜形成部境界線
２０〜２４、５０ 液晶パネル
４５ ダミー画素又はダミー電極
Claims (12)
- 液晶層、スペーサ及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、
該第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶分子の配向方向制御に用いる突起物が表示領域に設けられ、該突起物を構成する材料からなる被覆構造物が基板外周部に位置する非表示領域に設けられたものであり、
該被覆構造物は、表示領域が開口部とされており、非表示領域のカラーフィルタ層を被覆し、表示領域中の該突起物が形成されていない領域よりも非表示領域を液晶層側に隆起させるものであることを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶層及びシールを介して第一基板及び第二基板を有する液晶表示装置であって、
該第一基板及び第二基板の少なくとも１つは、液晶層側にカラーフィルタ層、透明電極及び配向膜をこの順に有し、かつ液晶パネルのセルギャップを形成するための柱スペーサが設けられ、該柱スペーサを構成する材料からなる被覆構造物が、基板外周部に位置する非表示領域内の透明電極と配向膜との間に設けられたものであり、
該被覆構造物は、表示領域が開口部とされており、非表示領域のカラーフィルタ層を被覆し、表示領域中の該被覆構造物が形成されていない領域よりも非表示領域を液晶層側に隆起させるものであることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記カラーフィルタ層は、表示領域と非表示領域とで実質的に同じ膜厚を有することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
- 前記非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物は、シール領域まで形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物は、液晶層を囲むシール領域の内側全体に形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記カラーフィルタ層は、樹脂遮光材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記樹脂遮光材料は、感光性樹脂であることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 前記非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物は、非表示領域におけるカラーフィルタ層の上面及び側面を被覆することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物は、カラーフィルタ層の表面に直接接触して覆うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 液晶の真空注入用の注入口を有し、前記非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物が注入口部まで形成されてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 請求項１又は３〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法であって、
該液晶表示装置の製造方法は、液晶分子の配向方向制御に用いる突起物と、非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物とを同時に形成する工程を有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項２〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法であって、
該液晶表示装置の製造方法は、柱スペーサと、非表示領域におけるカラーフィルタ層の被覆構造物とを同時に形成する工程を有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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