JP6097656B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、光配向処理を用い、特に所定の外形に対して、表示領域を大きくした、いわゆる狭額縁にすることが可能な、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素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配置され、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。

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。小型の液晶表示装置では、外形を小さく保ったまま、表示領域を大きくしたいという要求が強い。そうすると、表示領域の端部から液晶表示装置の端部までの幅が小さくなり、いわゆる、狭額縁とする必要がある。

額縁領域には、ＴＦＴ基板と対向基板を接着するシール材が形成されている。また、液晶表示装置の表示領域には、液晶を初期配向させるための配向膜が形成されている。配向膜は、表示領域を確実に覆う必要があるので、配向膜の塗布面積は、表示領域よりも所定の幅大きくしなければならい。一方、配向膜がシール材とＴＦＴ基板、あるは、シール材と対向基板の間に存在すると、シール材の接着の信頼性を損ねる。したがって、配向膜の塗布端は厳密に制御しなければならない。

配向膜の配向処理は、ラビング法と光配向処理とがある。「特許文献１」には、光配向を用いることによって、（１）画素部の複雑な段差構造に起因する配向乱れを低減し、（２）ラビング時に発生する静電気やラビング布の毛先の乱れやラビングによって発生する異物等の影響を防止することが記載されている。
液晶表示装置はいわゆる視野角が問題であるが、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式は、液晶分子を基板と平行方向に回転させることによって、液晶層を透過する光の量を制御するので、視野角に対して優れた特性を持っている。一方、ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、いわゆるプレティルト角を必要としないので、光配向に適している。

配向膜はフレキソ印刷あるいはインクジェット等によって塗布される。配向膜材料は、液体であるので、濡れ広がるため、塗布端の制御は難しい。特にインクジェットによって配向膜を塗布する場合は、配向膜材料の粘度が小さいので、特に制御が難しい。

「特許文献２」には、表示領域に形成される配向膜の外側に枠状に他の配向膜を形成し、この他の配向膜を表示領域に形成される配向膜のストッパーとすることによって、表示領域の配向膜の塗布範囲を制御する構成が記載されている。

特開２００４−２０６０９１号公報 特開２０１１−１４５５３５号公報

図１３は、配向膜１０２をシール材２５０の下部全面にまで形成した例である。図１３において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上に有機パッシベーション膜１０１が形成され、その上に配向膜１０２が形成されている。実際にはＴＦＴ基板１００には、有機パッシベーション膜１０１の他にゲート絶縁膜、層間絶縁膜等の膜が形成されているが図１３ではこれらの膜は省略されている。有機パッシベーション膜１０１は、シール材２５０の形成されている領域において、一部除去された凹部１０４を形成している。ＴＦＴ基板には、図示しないＴＦＴ、ゲート配線、映像信号線等が形成され、これらに使用される金属が水分等によって腐食することを防止する必要がある。外部からの水分は、有機パッシベーション膜１０１を通してシール部内に侵入するので、有機パッシベーション膜１０１を一部除去して外部からの水分の浸入を遮断している。有機パッシベーション膜１０１の上に配向膜１０２が形成されている。

図１３において、ガラスで形成された対向基板２００に配向膜１０２が形成されている。実際の対向基板２００には、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、オーバーコート膜等が形成され、配向膜１０２はこれらの膜の上に形成されるが、図１３では、図をわかりやすくするために、これらの膜は省略されている。対向基板２００とＴＦＴ基板１００とは、シール材２５０によって接着している。

ＴＦＴ基板１００および対向基板２００に形成された配向膜１０２は、光配向処理を受けている。光配向処理は、例えば、３００ｎｍ以下の偏光紫外線を照射することによって、配向膜１０２を構成するポリイミドの特定方向の鎖を分断する光分解型の光配向処理と、３００ｎｍから３５０ｎｍの偏光紫外線を照射することによって、配向膜１０２を構成するポリマーを架橋させる光二量化型（光架橋型）の光配向処理と、３５０ｎｍ以上の偏光紫外線を照射することによって、配向膜１０２のポリマーを異性化させる光異性化型の光配向処理、さらには上記の組合せた光配向処理があるが、いずれも上記の偏光紫外線照射により、配向膜１０２に対し、一軸異方性を形成するものである。

図１４は、ＴＦＴ基板１００側において、シール材２５０が配向膜１０２の上に形成されている状態を示す平面図である。シール材２５０は表示領域３００に形成された配向膜１０２と同じ配向膜１０２の上に形成されている。光配向処理を受けた配向膜１０２は、シール材２５０との接着力が問題であり、図１３および図１４に示す構成の液晶表示装置は特に、シール部の信頼性が問題になっていた。これは、光配向処理によって、配向膜１０２の表面のポリマーが光化学反応による変質を起こし、シール材との密着性が低下するためと考えられる。

図１５は、このような問題を防止するために、表示領域３００に形成される配向膜１０２の周りに他の配向膜１０６を表示領域の配向膜１０２の高さよりも大きく形成し、この他の配向膜１０６によって、表示領域の配向膜１０２の外形を正確に制御する構成を示す断面図である。図１５の構成は「特許文献２」に記載されている。図１５において、シール材２５０と一部重複して他の配向膜１０６が形成されている。他の配向膜１０６は表示領域に形成される配向膜１０２よりも厚く形成され、表示領域に形成される配向膜１０２のストッパーとなっている。また、他の配向膜１０６は、シール材２５０とは一部重複するのみなので、シール材２５０の接着強度の低下も殆ど問題にならない。

しかしながら、図１５に示すように、他の配向膜１０６が表示領域の配向膜のストッパーの役割を有しているために、表示領域に形成される配向膜１０２が他の配向膜１０６に近づくにしたがって、膜厚が大きくなっている。ＩＰＳ方式の液晶表示装置では、平面状に第１の電極が形成され、その上に層間絶縁膜が形成され、その上に複数のスリットを有する第２の電極が形成され、第１の電極と第２の電極の間に電圧を印加すると、第２の電極のスリットを通して電界が液晶層に発生し、この電界によって、液晶分子の回転が制御される。配向膜１０２の膜厚が異なってくると、液晶層に発生する電界強度が異なってきて、特に画面周辺において、明るさにむらが生ずる。しかし、配向膜１０２の膜厚変化が小さい領域にのみ表示領域を形成しようとすると、額縁領域が大きくなってしまう。

本願発明の目的は、光配向処理を行った配向膜を有する液晶表示装置において、額縁領域を小さくし、シール部の信頼性を確保し、かつ、画面周辺等における明るさむら等が存在しない、液晶表示装置を実現することである。

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）第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の配向膜は前記ＴＦＴ基板の全面に形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜と前記シール材との間には第１の配向膜とは異なる有機膜が存在し、前記第２の配向膜は前記対向基板の全面に形成され、前記対向基板において、前記第２の配向膜と前記シール材との間には、第２の配向膜とは異なる有機膜が存在し、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記有機膜には光配向される成分は含まれていないことを特徴とする液晶表示装置。

（２）第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、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、前記第１の配向膜は前記ＴＦＴ基板の全面に形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜と前記シール材との間には第１の配向膜とは異なる有機膜が存在し、前記対向基板において、前記第２の配向膜の外形は、前記柱状スペーサと同じ材料で形成された配向膜堰によって規定され、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記有機膜には光配向される成分は含まれていないことを特徴とする液晶表示装置。

（３）前記対向基板に形成された前記配向膜堰は、前記シール材と重なって形成されていることを特徴とする（２）に記載の液晶表示装置。

（４）第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記ＴＦＴ基板との間には、前記配向膜とは異なる第１の混合膜が存在し、前記対向基板において、前記第１の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記ＴＦＴ基板との間には、前記配向膜とは異なる第２の混合膜が存在し、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記第１の混合膜は、前記第１の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第１の有機膜材料との混合材料によって形成されており、前記第２の混合膜は、前記第２の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第２の有機膜材料との混合材料によって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（５）前記第１の配向膜材料と前記第２の配向膜材料は同一材料であり、前記第１の有機材料と前記第２の有機材料とは同一材料であり、前記第１の混合膜における光配向する成分は２０％よりも少なく、前記第２の混合膜における光配向する成分は２０％よりも少ないことを特徴とする（４）に記載の液晶表示装置。

（６）第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、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基板において、前記第１の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記ＴＦＴ基板との間には、前記配向膜とは異なる第１の混合膜が存在し、前記第１の混合膜は、前記第１の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第１の有機膜材料との混合材料によって形成されており、前記対向基板において、前記第２の配向膜の外形は、前記柱状スペーサと同じ材料で形成された配向膜堰によって規定され、前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されていることを特徴とする液晶表示装置。

（７）前記第１の混合膜における光配向する成分は２０％よりも少ないことを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、シール材のＴＦＴ基板あるいは対向基板との接着力を確保し、かつ、表示領域における配向膜の膜厚を均一にすることができるので、額縁領域が小さく、画質の優れた、かつ、シール部における信頼性の優れた液晶表示装置を実現することが出来る。

実施例１の液晶表示装置の断面図である。 実施例１の他の形態の液晶表示装置の断面図である。 実施例２の液晶表示装置の断面図である。 実施例２の他の形態の液晶表示装置の断面図である。 実施例２のさらに他の形態の液晶表示装置の断面図である。 実施例３の液晶表示装置の断面図である。 図６のＴＦＴ基板側の平面図である。 配向膜、有機膜、混合膜における光配向性分と他の成分の割合を示す表である。 実施例３の他の形態を示す液晶表示装置の断面図である。 実施例３のさらに他の形態を示す液晶表示装置の断面図である。 実施例４の液晶表示装置の断面図である。 実施例４の他の形態を示す液晶表示装置の断面図である。 従来例の液晶表示装置の断面図である。 図１３のＴＦＴ基板側の平面図である。 他の従来例の液晶表示装置の断面図である。

以下に実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例を示す断面図である。ＴＦＴ基板１００に凹部又は除去部１０４を有する有機パッシベーション膜１０１が形成され、その上に配向膜１０２が形成されていることは図１３において説明したのと同様である。凹部１０４の役割も図１３で説明したのと同様である。また、ＴＦＴ基板１００に形成されているゲート絶縁膜、層間絶縁膜等が図示を省略されている点も図１３と同様である。以下の実施例においても、特に断らない限り同様である。

図１において、対向基板２００に配向膜１０２形成されている構成も図１３で説明したのと同様である。また、対向基板２００において、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、オーバーコート膜等が図示を省略されている点も図１３において説明したのと同様である。図１において、ＴＦＴ基板１００に形成されている配向膜１０２も対向基板２００に形成されている配向膜１０２も光配向処理を受けている。

図１が従来例である図１３と異なる点は、シール材２５０が形成されている部分の配向膜１０２の上に有機膜１０３が形成されている点である。すなわち、光配向処理は、例えば、配向膜１０２が光分解型の光配向膜の場合は３００ｎｍ以下の偏光紫外線を照射することによって行われる。また、配向膜１０２が光二量化型（光架橋型）の光配向膜の場合は３００から３５０ｎｍの偏光紫外線を照射したり、配向膜１０２が光異性化型の光配向膜の場合は３５０ｎｍ以上の偏光紫外線を照射する場合もあるが、これらの紫外線照射によって、配向膜１０２が変質し、シール材２５０との接着力が弱くなる。本実施例は、シール材２５０が形成される部分の配向膜１０２の上に、シール材２５０および光配向処理前の配向膜１０２との接着力を有し、紫外線照射によって大きな影響を受けない有機膜１０３を形成する。つまり、シール材２５０が形成される部分は、有機膜１０３によって覆われているので、シール材２５０の接着力は維持される。

図１において、白矢印３００で示す側が表示領域である。有機膜１０３の端部は、シール材２５０の端部よりも表示領域３００側に存在している。この構成によって、シール材２５０と有機膜１０３との接着強度は十分に維持される。

図１の具体的な構成は次のとおりである。配向膜１０２は光配向処理可能な配向膜であり、光配向するポリマー成分が全体の２０％乃至１００％含まれている。一方有機膜１０３には、光配向する成分は含まれない。光配向する配向膜１０２の材料としては、光分解型の場合は（化１）で示されるシクロブタンを含むポリアミド酸等が使用される。

ここで、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表す。また、配向膜１０２の他の材料としては、光二量化型（光架橋型）の場合は、桂皮酸、桂皮酸エステル、クマリン、カルコン、ベンゾフェノンを有する材料が使用される。さらに、光異性化型の場合は、アゾベンゼンを有する材料、スチルベンを有する材料が使用される。

一方、光配向しない有機膜の材料としては（化２）を用いることが出来る。

（化２）は、ポリアミド酸の一般構造であるが、（化１）で示される、シクロブタンを含む材料や、桂皮酸、桂皮酸エステル、クマリン、カルコン、ベンゾフェノンを含む材料、アゾベンゼンを有する材料、スチルベンを有する材料は除かれる。（化２）において、Ｐ１は４価の有機基であり、Ｑ１は２価の有機基を表す。

（化３）、（化４）は、ポリアミド酸の合成に用いられるテトラカルボン酸二無水物の一般構造である。

ここで、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ６、Ｒ９は、それぞれ独立して芳香環を有する２価の有機基を表す。具体的なテトラカルボン酸二無水物としては、下記の材料群が挙げられる。

ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物； ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’ −ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、プロピレングリコール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，４−ブタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，６−ヘキサンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、１，８−オクタンジオール−ビス（アンヒドロトリメリテート）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン−ビス（アンヒドロトリメリテート）。
これらは１種単独で、あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。

ポリアミド酸の合成に用いるジアミンとしては、具体的に下記の材料が挙げられる。

ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、２，２’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノベンズアニリド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，５−ジアミノナフタレン、３，３−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、５−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）−１０−ヒドロアントラセン、２，７−ジアミノフルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、１，４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、４，４’−ビス［（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン；１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６．２．１．０２，７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）等の脂肪族及び脂環式ジアミン；２，３−ジアミノピリジン、２，６−ジアミノピリジン、３，４−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノピリミジン、５，６−ジアミノ−２，３−ジシアノピラジン、５，６−ジアミノ−２，４−ジヒドロキシピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ジメチルアミノ−１，３，５−トリアジン、１，４−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、２，４−ジアミノ−６−イソプロポキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−メチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−１，３，５−トリアジン、４，６−ジアミノ−２−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−５−フェニルチアゾール、２，６−ジアミノプリン、５，６−ジアミノ−１，３−ジメチルウラシル、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾール、６，９−ジアミノ−２−エトキシアクリジンラクテート、３，８−ジアミノ−６−フェニルフェナントリジン、１，４−ジアミノピペラジン、３，６−ジアミノアクリジン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルアミン等の、分子内に２つの１級アミノ基及び該１級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン。

本実施例によれば、シール材２５０は配向膜１０２とは直接接着せず、光配向処理に使用される紫外線によっては劣化しない有機膜１０３と接触するので、シール材２５０の接着力は維持される。一方、配向膜１０２は、ＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００の全面に塗布することが出来るので、配向膜１０２の塗布範囲の制御をする必要はなく、配向膜１０２の膜厚むらの発生を防止することが出来る。一方、有機膜１０３は、表示領域３００には形成する必要はなく、シール材２５０が形成される部分に形成すればよく、有機膜１０３の塗布範囲の制御は容易である。したがって、表示領域３００の周辺のいわゆる額縁領域を小さくすることが出来るとともに、シール部分の信頼性を維持することが出来る。尚、有機膜１０３は、配向膜１０２の形成後、紫外線の照射前に形成している。

図２は本実施例による他の形態を示す液晶表示パネルの断面図である。図２において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が接着する部分において、配向膜１０２の上に有機膜１０３が形成されていることは図１と同様であるが、図２においては、有機膜１０３の形成されている幅は、ＴＦＴ基板１００においても、対向基板２００においても、シール材２５０の幅よりも小さい。図２では、ＴＦＴ基板１００において、有機膜１０３は有機パッシベーション膜１０１の凹部又は除去部１０４に形成されているが、これに限らず、凹部又は除去部の底面からテーパ部に渡って、テーパ部から非凹部又は除去部に渡って等、他の部分にも形成されていても良い。

図２の実施形態では、シール材２５０全体が有機膜１０３と接しているわけではないが、接着強度は十分に保てる程度のシール材２５０と有機膜１０３との接着面積は確保されている。本実施例の有利な点は、有機膜１０３の幅はシール材２５０の幅よりも小さいので、表示領域３００の端部をよりシール材２５０に近づけることが出来、いわゆる額縁の幅をより小さくすることができることである。

本実施例の製造方法は次のとおりである。配向膜材料をＴＦＴ基板あるいは対向基板全面に塗布し、５０℃ないし１００℃で仮焼成し、溶媒を揮発させる。その後、有機膜を塗布し、仮焼成して溶媒を揮発させる。その後、配向膜および有機膜を２００℃乃至２５０℃で本焼成してイミド化する。配向膜材料あるいは有機膜材料はインクジェットで塗布することが出来る。この工程は他の実施例に適用することも可能である。

図３は本発明の第２の実施例を示す液晶表示パネルのシール部付近の断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１００側は、実施例１における第２の実施形態を示す図２と同様である。図３が図２と異なる点は、対向基板２００側である。対向基板２００側において、配向膜１０２の塗布範囲は柱状スペーサと同じプロセスによって形成された配向膜堰２１０によって制御されている。柱状スペーサはＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定するものであり、対向基板２００に形成される。柱状スペーサの材料は例えばアクリル樹脂によって形成される。配向膜堰２１０の高さは、ハーフ露光方法を用いることによって表示領域３００に形成される柱状スペーサの高さよりも低く形成することが出来る。

配向膜堰２１０は柱状ではなく、壁状或いは閉塞された土手状に形成することが配向膜の境界制御には有効である。配向膜堰２１０によって配向膜１０２の塗布領域を規定することにより、「特許文献２」において説明したように、配向膜１０２の厚さが配向膜堰２１０付近において不均一になるという課題を生ずる。しかし、対向基板２００においては、ＴＦＴ基板１００と異なり、画素電極も対向電極も存在しないために、液晶分子を制御する横電界が不均一になるという問題は生じ難い。

対向基板２００側おいては、配向膜１０２の塗布領域は、シール材２５０と重なって形成された配向膜堰２１０によって規定されている。この場合、配向膜１０２とシール材２５０とのオーバーラップ範囲は小さくすることが出来るので、シール材２５０と対向基板２００との接着力は十分に確保できる。なお、図３の対向基板２００側において、配向膜１０２が存在していない部分におけるシール材２５０は図示していないオーバーコート膜と接着する。

図３においては、配向膜堰２１０はシール材２５０と重なって形成されているが、これに限らず、配向膜堰２１０は、シール材２５０よりも表示領域側にシール材２５０と重ならないで形成することも出来る。この場合、額縁は若干大きくなるが、シール部の信頼性を高くすることが出来る。後で説明する図４、図５、図１１、図１２等においても同様である。

一方、ＴＦＴ基板１００側においては、配向膜堰２１０は形成されておらず、配向膜１０２はＴＦＴ基板１００の端部にまで形成されているので、配向膜１０２の膜厚が不均一になるという問題は生じない。シール材２５０とＴＦＴ基板１００との接着力は、配向膜１０２の上に形成された有機膜１０３とシール材２５０との接着力によって確保されている。

図３において、ＴＦＴ基板１００側における有機膜１０３は、有機パッシベーション膜１０１の凹部１０４に形成されているが、これに限らず、図４に示すように、シール材２５０の幅を超えない範囲で幅広く形成することが出来る。有機膜１０３の幅を制御するプロセスの精度と接着力を考慮して有機膜１０３の形成範囲を決めればよい。図４における対向基板２００側は図３で説明したのと同様である。

図５は本実施例による第２の実施形態を示す液晶表示パネルのシール部付近の断面図である。図５において、対向基板２００側は、図３で説明したのと同様である。ＴＦＴ基板１００は実施例１における図１と同様である。すなわち、シール部においては、シール材２５０は有機膜１０３とのみ接着しているので、ＴＦＴ基板１００とシール材２５０との接着力は十分に確保することが出来る。なお、図３乃至図５におけるＴＦＴ基板１００側の配向膜１０２と有機膜１０３の形成方法は、実施例１で説明したのと同様にして形成することが出来る。

図５に示す実施形態においては、対向基板２００側もシール材２５０と配向膜１０２との接触面積を限定し、図示しないオーバーコート膜との接着面積を大きくすることが出来る。また、ＴＦＴ基板１００側においては、シール材２５０は、紫外線によっては劣化しない有機膜１０３とのみ接着しているので、本実施形態におけるシール部の信頼性は高い。

図６は、本発明の第３の実施例による液晶表示パネルのシール部付近の断面図である。図６において、ＴＦＴ基板１００および対向基板２００の表示領域３００は配向膜１０２によって形成されているが、シール材２５０と接触する部分は、配向膜１０２と有機膜１０３の混合膜１０５によって形成されている。図６において、白矢印３００の方向が表示領域である。混合膜１０５における光配向する成分は少ないので、光配向に使用される紫外線によって変質する程度は小さく、シール材２５０との接着強度も維持することが出来る。

図７は、本実施例におけるＴＦＴ基板１００側の平面図である。図７において、表示領域側に配向膜１０２が形成され、その外側に混合膜１０５が形成されている。混合膜１０５の上にシール材２５０が形成されている。混合膜１０５の幅はシール材２５０の幅よりも大きく形成されている。

図６および図７に示す構成の製造方法は次のとおりである。ＴＦＴ基板側を例にとって説明する。まず、有機膜を基板周辺に塗布し、５０℃乃至１００℃で仮焼成することによって溶媒を揮発させる。その後、配向膜をＴＦＴ基板全体に塗布し、仮焼成し、溶媒を揮発させる。配向膜と有機膜はインクジェットで塗布することが出来る。

有機膜は、溶媒を揮発させただけのため、配向膜を有機膜の上に塗布した際、配向膜の溶媒によって有機膜が溶解し、両者は混合され、配向膜とは異なった組成となる。その後、配向膜および混合膜を２００℃乃至２５０℃に加熱することによって配向膜および混合膜を本焼成する。

図８は、本実施例において使用される配向膜と、混合膜を形成する有機膜、および、混合膜の光配向成分とその他の成分の割合を示す表である。図８において、配向膜の光配向性分は２０％〜１００％であり、光配向しないその他の成分は、０％ないし８０％である。有機膜の光配向する成分は０％であり、光配向しないその他の成分は１００％である。その結果、混合膜の光配向する成分は２０％よりも小さく、光配向しないその他の成分は８０％よりも大きい。

図８に示すように、混合膜の光配向する成分は２０％よりも小さく、光配向のための紫外線による変質の程度は少ないので、シール材と混合膜の接着力は十分維持することが出来るため、シール部の信頼性を確保できる。

図９は本実施例における第２の実施形態を示す断面図である。図９が図６と異なる点は、ＴＦＴ基板１００側において、混合膜１０５の塗布幅がシール材２５０の幅よりも小さいことである。ＴＦＴ基板１００側においては、凹部１０４の存在によって混合膜１０５とシール材２５０との接着面積を大きくすることが出来るので、ＴＦＴ基板１００側において、混合膜１０５の幅を小さくしても接着力を確保することが出来る。その分、ＴＦＴ基板１００側において、混合膜１０５の塗布範囲の制御が容易になる。

図１０は本実施例における第３の実施形態を示す断面図である。図１０が図６と異なる点は、ＴＦＴ基板１００側および対向基板２００側において、混合膜１０５の塗布幅がシール材２５０の幅よりも小さいことである。混合膜１０５における光配向する成分が小さければ、混合膜１０５の幅を小さくしても、混合膜１０５とシール材２５０との接着力を維持することが出来る。その分、いわゆる額縁の幅を小さくし、表示領域の範囲を大きくすることが出来る。

以上の実施例においては、ＴＦＴ基板１００に形成された配向膜１０２、混合膜１０５と対向基板２００に形成された配向膜１０２と混合膜１０５は同じ材料であることを前提として説明したが、これに限定されず、ＴＦＴ基板１００側と対向基板２００側とで、配向膜１０２と混合膜１０５は異なる材料によって形成することも出来る。ただし、ＴＦＴ基板１００側と対向基板２００側とで配向膜１０２と混合膜１０５を同じ材料で形成することが、コスト上および特性上有利である。

このように、本実施例においても、配向膜はＴＦＴ基板及び対向基板の全面に形成することが出来るので、配向膜の膜厚を表示領域において均一にすることが出来る。

図１１は本発明の第４の実施例を示す断面図である。図１１において、ＴＦＴ基板１００側は実施例３の図９と同様である。すなわち、ＴＦＴ基板１００の表示領域３００には配向膜１０２が形成され、シール材２５０が形成されている領域においては、シール材２５０よりも幅の狭い領域で混合膜１０５が形成されている。混合膜１０５は配向膜１０２の材料と有機膜１０３の材料の混合材料によって形成された混合膜であり、配向膜１０２と混合膜１０５の材料は実施例１で説明したのと同様である。また、配向膜１０２、有機膜１０３、混合膜１０５の光配向する成分とその他の成分の割合は図８において説明したのと同様である。

図１１において、対向基板２００側には柱状スペーサと同時に形成された配向膜堰２１０が形成され、配向膜１０２の塗布領域を規定している。シール部において、対向基板２００側の構成および効果は実施例２で説明したのと同様であるので、説明を省略する。

図１２は本実施例の他の形態を示す断面図である。図１２のＴＦＴ基板１００において、有機パッシベーション膜１０１の凹部１０４に混合膜１０５が形成され、この混合膜１０５とシール材２５０の接着力によって、シール部におけるシール材２５０とＴＦＴ基板１００との接着力が維持されている。図１２に示す実施形態は、図１１に示す実施形態よりも混合膜１０５の塗布範囲が小さくなっているが、図１２の混合膜１０５における光配向する材料の成分の割合を図１１の混合膜１０５におけるよりも小さくすることによって、図１２におけるシール部の接着強度を図１１における接着強度と同様に維持することが出来る。

図１２に示す本実施例形態におけるＴＦＴ基板１００側の配向膜１０２と混合膜１０５の形成方法は実施例３で述べたのと同様である。また、図１２に示す本実施例形態における対向基板２００側の構成は図１１と同様なので、説明を省略する。図１１および図１２におけるＴＦＴ基板１００側における混合膜の幅はシール材２５０の幅よりも小さくなっているが、本実施例はこれに限らず、混合膜１０５の幅をシール材２５０の幅よりも大きくしてもよい。

本実施例においても、他の実施例と同様、額縁領域を小さくして表示領域を大きくし、かつ、シール部の信頼性を確保することが出来る。

１００…ＴＦＴ基板、 １０１…有機パッシベーション膜、 １０２…配向膜、 １０３…有機膜、 １０４…凹部、 １０５…混合膜、 １０６…他の配向膜、 ２００…対向基板、 ２１０…配向膜堰、 ２５０…シール材、 ３００…表示領域、 ２０４…対向電極、 ２５０…液晶層、 ３０１…第１ヘッド、 ３０２…第２ヘッド、 ３５０…配向膜インクジェット、 ４００…ＴＦＴ基板、 ５００…マザー基板

Claims (10)

1. 第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
   前記第１の配向膜は前記ＴＦＴ基板の端部にまで形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜と前記シール材との間には第１の配向膜とは異なる有機膜が存在し、
   前記第２の配向膜は前記対向基板の端部にまで形成され、前記対向基板において、前記第２の配向膜と前記シール材との間には、第２の配向膜とは異なる有機膜が存在し、
   前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記有機膜には光配向される成分は含まれていないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、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、
   前記第１の配向膜は前記ＴＦＴ基板の端部にまで形成され、前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜と前記シール材との間には第１の配向膜とは異なる有機膜が存在し、
   前記対向基板において、前記第２の配向膜の外形は、前記柱状スペーサと同じ材料で形成された配向膜堰によって規定され、
   前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記有機膜には光配向される成分は含まれていないことを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記対向基板に形成された前記配向膜堰は、前記シール材と重なって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１の配向膜および前記第２の配向膜を形成する材料は、シクロブタンを含むポリアミド酸を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記有機膜を形成する材料は、ポリアミド酸を含み、
   前記ポリアミド酸は、以下の式２の骨格を有し、前記骨格中にシクロブタン、桂皮酸、桂皮酸エステル、クマリン、カルコン、ベンゾフェノン、アゾベンゼン、スチルベンを有しない、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
   

   

   上記式２において、Ｐ１は４価の有機基であり、Ｑ１は２価の有機基を表す。
6. 第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板において、前記第１の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記ＴＦＴ基板との間には、前記第１の配向膜とは異なる第１の混合膜が存在し、
   前記対向基板において、前記第２の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記対向基板との間には、前記第２の配向膜とは異なる第２の混合膜が存在し、
   前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されており、前記第１の混合膜は、前記第１の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第１の有機膜材料との混合材料によって形成されており、前記第２の混合膜は、前記第２の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第２の有機膜材料との混合材料によって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
7. 第１の配向膜を有するＴＦＴ基板と第２の配向膜を有する対向基板とがシール材を介して接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持され、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基板において、前記第１の配向膜は表示領域に形成され、前記シール材と前記ＴＦＴ基板との間には、前記第１の配向膜とは異なる第１の混合膜が存在し、
   前記第１の混合膜は、前記第１の配向膜を形成する材料と光配向する成分を有していない第１の有機膜材料との混合材料によって形成されており、
   前記対向基板において、前記第２の配向膜の外形は、前記柱状スペーサと同じ材料で形成された配向膜堰によって規定され、
   前記第１の配向膜および前記第２の配向膜は光配向処理されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記第１の配向膜を形成する材料および前記第２の配向膜を形成する材料は、シクロブタンを含むポリアミド酸を含む、請求項６又は７に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１の有機膜材料は、ポリアミド酸を含み、
   前記ポリアミド酸は、以下の式２の骨格を有し、前記骨格中にシクロブタン、桂皮酸、桂皮酸エステル、クマリン、カルコン、ベンゾフェノン、アゾベンゼン、スチルベンを有しない、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
   

   

   上記式（２）において、Ｐ１は４価の有機基であり、Ｑ１は２価の有機基を表す。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液晶表示装置であって、
    前記ＴＦＴ基板が、液晶分子を駆動する電界を形成する第１の電極と第２の電極とを有する、ＩＰＳ方式の液晶表示装置。

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