JP4761861B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に係り、特に、一対の基板を貼り合わせるシール材の広がりを抑える構造を備えた液晶表示装置に関する。

平面表示装置として代表的な液晶表示装置は、シール材を介して貼り合わせられたアレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持して構成された液晶表示パネルを備えている。この液晶表示パネルは、マトリクス状の表示画素によって構成された有効表示部を備えている。

シール材は、液晶材料を注入するための注入口を確保するように配置されている。液晶層は、アレイ基板と対向基板との間の間隙に注入口から液晶材料を注入した後に、封止材によって注入口を封止することによって形成されている。このような構成の液晶表示パネルにおいて、余分な量の封止材が注入口から有効表示部に侵入し、画素欠陥を生ずる課題がある。

このような課題に対して、基板の表面における注入口の有効表示部よりも外側の部分に封止材の流れ込みを阻止するための溝を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２１４６２８号公報

上述したような技術により、封止材の有効表示部への流れ込みを抑制することは可能であるが、シール材の過剰な広がりを抑制することは困難である。すなわち、シール材は、一方の基板に塗布された後、他方の基板を対向配置した状態で加圧されるため、延在する方向に直交する方向（すなわちシール材の幅方向）に広がる。このようなシール材の広がりは、ある程度考慮されているが、過剰な広がりは、有効表示部への流れ込みや、注入口の縮小を招く。

特に、注入口が縮小すると、液晶材料の注入不良や注入時間のばらつきといった課題が生ずる。このため、液晶表示パネルの品質及び製造歩留まりに著しい悪影響を及ぼすおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造歩留まりの低下を招くことなく、良好な品質の液晶表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
複数の表示画素によって構成された有効表示部を備えた液晶表示装置であって、前記表示画素のそれぞれに画素電極を備えた第１基板と、前記画素電極のそれぞれに対向した対向電極を備えた第２基板と、液晶材料を注入するための注入口を確保するとともに前記有効表示部を囲むシール部に配置され、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、前記注入口から注入された液晶材料からなり、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、前記第１基板は、前記有効表示部の外側において前記注入口を横切るように配置された配線と、前記有効表示部と前記シール部の前記有効表示部側の一部とを覆い前記注入口において前記配線と重ならないような形状の切欠部を有するとともに前記有効表示部と前記シール部との間に溝を有する絶縁膜と、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、製造歩留まりの低下を招くことなく、良好な品質の液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、特に液晶表示装置について図面を参照して説明する。

図１に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１００を備えている。すなわち、液晶表示パネル１００は、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）２００及び対向基板（第２基板）３００と、アレイ基板２００と対向基板３００との間に保持された液晶層４００と、によって構成されている。これらのアレイ基板２００と対向基板３００とは、シール材１１０によって貼り合わせられ、これらの間に液晶層４００を保持するための所定のギャップを形成する。液晶表示パネル１００は、シール材１１０によって囲まれた内側に画像を表示する有効表示部１２０を備えている。この有効表示部１２０は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸによって構成されている。

アレイ基板２００は、有効表示部１２０において、表示画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）と、表示画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）と、各表示画素ＰＸにおける信号線Ｘと走査線Ｙとの交差部に配置されたスイッチ素子２２０と、各表示画素ＰＸのスイッチ素子２２０に接続された画素電極２３０と、を備えている。

スイッチ素子２２０のゲート電極２２２は、走査線Ｙに接続されている（あるいは、ゲート電極２２２は、走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のソース電極２２５は、信号線Ｘに接続されている（あるいは、ソース２２５は、信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のドレイン電極２２７は、画素電極２３０に接続されている。

対向基板３００は、有効表示部１２０において、複数の表示画素ＰＸに共通の対向電極３３０を備えている。

また、液晶表示パネル１００は、有効表示部１２０の外側に位置する外周部１３０に配置された接続部１３１を備えている。この接続部１３１は、信号供給源として機能する駆動ＩＣチップやフレキシブル配線基板と接続可能である。図１に示した例では、接続部１３１は、対向基板３００の端部３００Ａより外方に延在したアレイ基板２００の延在部２００Ａ上に配置されている。

有効表示部１２０に配置された走査線Ｙ（１、２、３、…、ｍ）のそれぞれは、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。また、信号線Ｘ（１、２、３、…、ｎ）のそれぞれも同様に、外周部１３０を経由して接続部１３１に接続されている。

次に、アレイ基板２００及び対向基板３００の構造をより詳細に説明する。

図２に示すように、アレイ基板２００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１０を用いて形成される。スイッチ素子２２０は、例えば、アモルファスシリコン膜や多結晶シリコン膜などの半導体層２２１を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチ素子２２０は、層間絶縁膜２４０である有機絶縁膜（ハードレジンコート）によって覆われている。

画素電極２３０は、層間絶縁膜２４０に形成されたコンタクトホール２４１を介してスイッチ素子２２０のドレイン電極２２７と電気的に接続されている。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型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、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性部材によって形成されている。また、外光を選択的に反射して画像を表示する反射型液晶表示パネルにおいては、画素電極２３０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やモリブデン（Ｍｏ）などの光反射性を有する導電性部材によって形成されている。

対向基板３００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板３１０を用いて形成される。カラー表示タイプの液晶表示装置は、複数種類の表示画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素ＰＸＲ、緑（Ｇ）を表示する緑色画素ＰＸＧ、青（Ｂ）を表示する青色画素ＰＸＢを有している。このような液晶表示装置においては、対向基板３００は、有効表示部１２０において、絶縁基板３１０の一方の主面（表面）上に、カラーフィルタ３２０を備えている。すなわち、対向基板３００は、絶縁基板３１０上に、赤色画素に対応して赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ３２０Ｒを備え、緑色画素に対応して緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ３２０Ｇを備え、さらに、青色画素に対応して青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ３２０Ｂを備えている。

また、対向基板３００は、有効表示部１２０を囲むように配置された枠状の遮光膜３２５を備えている。この遮光膜３２５は、例えば、黒色の樹脂材料によって形成されている。対向基板３００は、さらに、有効表示部１２０において、カラーフィルタ３２０上に配置された対向電極３３０を備えている。この対向電極３３０は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。

これらのアレイ基板２００及び対向基板３００の表面は、液晶層４００に含まれる液晶分子の配向を制御するための配向膜２５０及び３５０によってそれぞれ覆われている。また、アレイ基板２００及び対向基板３００の外面には、それぞれ液晶層４００の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板２６０及び３６０が設けられている。

ところで、図１に示すように、シール材１１０は、液晶材料を注入するための注入口１１１を確保した状態でアレイ基板２００と対向基板３００との間に配置される。すなわち、シール材１１０は、例えば熱硬化性樹脂などの樹脂材料によって形成され、液晶表示パネル１００を構成する一方の基板、例えばアレイ基板２００の有効表示部１２０を囲むとともに注入口１１１を形成するように塗布される。その後、他方の基板、例えば対向基板３００をアレイ基板２００に対向配置した状態で、一対の基板を貼り合わせる方向に加圧しながら加熱する。これにより、シール材１１０が硬化し、アレイ基板２００と対向基板３００とが貼り合わせられる。その後、さらに、注入口１１１から液晶材料を注入する。その後、封止材１１２として、例えば紫外線硬化型樹脂などの感光性樹脂を注入口１１１に塗布し、紫外線を照射することにより液晶材料が封止される。これにより、アレイ基板２００と対向基板３００との間に保持された液晶層４００が形成される。

次に、注入口１１１及びその付近の構造についてより詳細に説明する。

図３及び図４に示すように、液晶表示パネル１００は、有効表示部１２０と、この有効表示部１２０を囲むシール部１１５と、を備えている。シール材１１０は、シール部１１５に配置されている。シール部１１５は、注入口１１１を確保するように形成されている。

アレイ基板２００に備えられた層間絶縁膜２４０は、有効表示部１２０とシール部１１５の有効表示部１２０側の一部とを覆うように配置されている。対向基板３００に備えられた遮光膜３２５は、有効表示部１２０を囲むとともにシール部１１５の有効表示部１２０側の一部を覆うように配置されている。このとき、層間絶縁膜２４０は、有効表示部１２０とシール部１１５との間に溝２４２を有している。特に、注入口１１１付近においては、溝２４２は、注入口１１１を規定するようなほぼＬ字状のシール部形状と同様に、ほぼＬ字状に形成されている。

すなわち、シール部１１５に配置されたシール材１１０は、アレイ基板２００と対向基板３００とが加圧された際に広がる。このとき、シール材１１０は、アレイ基板２００においてシール部１１５まで延在した層間絶縁膜２４０上にその一部が配置され、また、対向基板３００においてシール部１１５まで延在した遮光膜３２５上にその一部が配置される。このため、シール材１１０は、層間絶縁膜２４０と遮光膜３２５とで形成されるギャップに沿って広がる。特に、シール材１１０は、毛細管現象によりギャップの小さい領域に向かって広がりやすく、層間絶縁膜２４０の下層に配線などが配置されている構成では、その配線上など局所的にギャップの小さい領域に向かって広がる。

そこで、この実施の形態では、アレイ基板２００側において、有効表示部１２０とシール部１１５との間に層間絶縁膜２４０を除去した領域すなわち溝２４２を配置している。これにより、アレイ基板２００側の溝２４２と対向基板３００側の遮光膜３２５とが対向する。このため、注入口１１１付近において、層間絶縁膜２４０と遮光膜３２５との間のギャップと比較して、溝２４２と遮光膜３２５との間のギャップが拡大し、毛細管現象によるシール材１１０の有効表示部１２０側及び注入口１１１側へ広がりを抑制することが可能となる。

このため、注入口１１１がシール材１１０の広がりによって縮小することを防止することができ、液晶材料の注入不良や注入時間のばらつきといった課題を解消することが可能となる。また、有効表示部１２０がシール材１１０の広がりによって損傷することを防止することができる。したがって、製造歩留まりの低下を招くことなく、品質の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。

また、層間絶縁膜２４０は、注入口１１１において、遮光膜３２５と対向する切欠部２４３を有している。すなわち、アレイ基板２００側において、層間絶縁膜２４０を除去した領域すなわち切欠部２４３を配置している。これにより、注入口１１１において、層間絶縁膜２４０と遮光膜３２５との間のギャップと比較して、切欠部２４３と遮光膜３２５との間のギャップが拡大し、毛細管現象によるシール材１１０の有効表示部１２０側及び注入口１１１側へ広がりを抑制することが可能となる。

さらに、アレイ基板２００は、有効表示部１２０の外側において注入口１１１を横切るように配置された配線Ｗを備えている場合がある。このような構成の場合、配線Ｗと層間絶縁膜２４０とが重なると、局所的にギャップの小さい領域が形成されるため、この配線Ｗに沿うような形でシール材１１０が広がるおそれがある。このため、注入口１１１においては、層間絶縁膜２４０は、配線Ｗと重ならないような形状の切欠部２４３を有している。これにより、ギャップの小さい領域が形成されず、シール材の広がりを抑制することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのまま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わ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わせてもよい。

上述した実施の形態では、注入口１１１付近の層間絶縁膜２４０に溝２４２を形成する例について説明したが、溝２４２を形成することによりシール材１１０の広がりを抑制できることが確認されたので、有効表示部１２０を囲むように枠状に溝２４２を形成しても良い。これにより、有効表示部１２０の周囲に配置されたシール材１１０の有効表示部１２０側への過剰の広がりを抑制することができ、良好な品質の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液晶表示装置の液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示した液晶表示パネルにおいて、注入口及びその付近の構造を概略的に示す平面図である。 図４は、図３に示した液晶表示パネルをＡ−Ａ線で切断した構造を示す概略的に示す断面図である。

符号の説明

ＰＸ…表示画素
Ｙ…走査線
Ｘ…信号線
Ｗ…配線
１００…液晶表示パネル
１１０…シール材
１１１…注入口
１１２…封止材
１１５…シール部
１２０…有効表示部
２００…アレイ基板
２２０…スイッチ素子
２３０…画素電極
２４０…層間絶縁膜
２４２…溝
２４２…切欠部
３００…対向基板
３２０…カラーフィルタ
３２５…遮光膜
３３０…対向電極
４００…液晶層

Claims (3)

1. 複数の表示画素によって構成された有効表示部を備えた液晶表示装置であって、
   前記表示画素のそれぞれに画素電極を備えた第１基板と、
   前記画素電極のそれぞれに対向した対向電極を備えた第２基板と、
   液晶材料を注入するための注入口を確保するとともに前記有効表示部を囲むシール部に配置され、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、
   前記注入口から注入された液晶材料からなり、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、
   前記第１基板は、前記有効表示部の外側において前記注入口を横切るように配置された配線と、前記有効表示部と前記シール部の前記有効表示部側の一部とを覆い前記注入口において前記配線と重ならないような形状の切欠部を有するとともに前記有効表示部と前記シール部との間に溝を有する絶縁膜と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２基板は、前記有効表示部を囲むように配置された遮光膜を備え、
   前記絶縁膜の前記溝は、前記遮光膜と対向することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記絶縁膜の切欠部は、前記注入口において、前記遮光膜と対向することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。

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