JP6223809B2

JP6223809B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6223809B2
Application number: JP2013261062A
Authority: JP
Inventors: 祥史佐伯; 康克觀田
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: US20150168764A1; US9507207B2; JP2015118216A

Description

本開示は表示装置に関し、例えば配向膜を有する表示装置に適用可能である。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板（アレイ基板）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ＣＦ基板（対向基板）が設置され、アレイ基板と対向基板の間に液晶層が挟持され、液晶層はシール材によってシールされる。アレイ基板および対向基板が液晶層と接する部分には、それぞれ配向膜が形成される。
アレイ基板と対向基板をシール材で貼り合せるシール領域において、シール材と配向膜との密着性が悪い、という問題がある。これに対して、シール領域に配向膜を形成しない液晶表示装置が、特開２００８−１５２５４号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２００８−１５２５４号公報

特許文献１では、配向膜を基板全面に塗布した構成とすることができず、額縁領域の狭小化に伴い、設計／プロセス制御が難くなる。配向膜を基板全面に塗布した構成にすると、シール材と配向膜との密着強度が更に低下してしまう。
本開示の課題は、シール材と配向膜との密着強度を増加させる表示装置を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表示装置は、第１の配向膜を有するアレイ基板と、第２の配向膜を有する対向基板と、前記第１の配向膜と第２の配向膜に接する液晶層と、前記第１の配向膜と第２の配向膜を貼り合わせるシール材と、を備え、前記シール材が密着する部分の面積を増やす手段を設ける。

実施の形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。実施の形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。比較例に係る表示パネルの構成を示す断面図である。実施例に係る表示パネルの構成を示す断面図である。実施例に係る表示パネルの製造する方法を示す断面図である。実施例に係る表示パネルの製造する方法を示す断面図である。実施例に係る表示パネルの製造する方法を示す断面図である。図４Ｃを拡大した断面図である。変形例１に係る表示パネルの構成を示す断面図である。変形例２に係る表示パネルの構成を示す断面図である。

以下に、実施の形態、実施例および変形例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、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、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

実施の形態に係る表示装置の構成について、図１Ａおよび図１Ｂを用いて説明する。
図１Ａは実施の形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ’線における断面図である。図１Ｂに示すように、表示装置１０は、表示パネルＰＮＬと、半導体集積回路ＤＲＶと、バックライトＢＫＬと、を有する。表示パネルＰＮＬは、ＴＦＴ基板（アレイ基板）１１と、液晶層２０と、ＣＦ基板（対向基板）１２と、偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２と、を有する。アレイ基板１１のアクティブ領域１９には、半導体集積回路ＤＲＶにより駆動される映像信号線や走査線、画素電極、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成される。対向基板１２には、ＴＦＴ基板１１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る。図１Ａに示すように、アレイ基板１１と対向基板１２を貼り合せるシール材１５は、アクティブ領域１９の外側に位置する。
図１Ａおよび図１Ｂに示す表示装置１０の平面構成および断面構成は、後述する比較例、実施例、変形例１および変形例２に適用される。

＜比較例＞
図２は比較例に係る表示パネルの、図１に示されるＡ−Ａ’線に対応するシール領域の断面図である。
比較例に係る表示パネルＰＮＬＲは、アレイ基板１１と対向基板１２を備える。アレイ基板１１の上に平坦化膜１３と配向膜１４ａが形成されている。また、対向基板１２の上に樹脂で形成される遮光層（ＢＭ）１６と配向膜１４ｂと柱状スペーサ１７が形成されている。柱状スペーサ１７は、フォトスペーサとも呼ばれ断面が台形形状であり、シール材１５の内側に隣接して配置される。アレイ基板１１および対向基板１２のそれぞれの配向膜１４ａ、１４ｂは、液晶層２０を挟持するため、シール材１５で貼り合わされている。シール材１５を仮硬化するための紫外線をアレイ基板１１側から照射するときは、アレイ基板１１側の配向膜１４ａの方が脆弱になりやすい。配向膜１４ａ、１４ｂとシール材１５が完全に重なっているときは、表示パネルの強度が低下する。

そこで、実施の形態に係る表示装置は、第１の配向膜を有するアレイ基板と、第２の配向膜を有する対向基板と、前記第１の配向膜と第２の配向膜に接する液晶層と、前記第１の配向膜と第２の配向膜を貼り合わせるシール材と、を備え、前記シール材が密着する部分の面積を増やす手段を設ける。

実施例に係る表示パネルについて、図３を用いて説明する。
図３は実施例に係る表示パネルの、図１に示されるＢ−Ｂ’線に対応するシール領域の断面図である。
実施例に係る表示パネルＰＮＬＡは、シール材１５の下に位置するアレイ基板１１側の構造を除き、比較例と同様な構造となっている。すなわち、アレイ基板１１の上に平坦化膜１３と配向膜（第１の配向膜）１４ａが形成されている。また、対向基板１２の上に樹脂で形成される遮光層（ＢＭ）１６と配向膜（第２の配向膜）１４ｂと柱状スペーサ１７が形成されている。配向膜１４ａおよび配向膜１４ｂは、ラビング処理または光配向処理される。柱状スペーサ１７は、断面が台形形状であり、シール材１５の内側に隣接して配置される。アレイ基板１１および対向基板１２のそれぞれの配向膜１４ａ、１４ｂは、液晶層２０を挟持するため、シール材１５で貼り合わされている。平坦化膜１３は、例えば有機絶縁層で形成される。

図３に示すように、シール材１５の下に位置するアレイ基板１１の平坦化膜１３に逆Ｌ字型（鉤型）の溝を形成し対向配置することにより門状を形成し、内部を凸状にする。平坦化膜１３に形成した溝（第１の溝）の側面の下部にも溝（第２の溝）が形成される。平坦化膜１３の上および平坦化膜１３の溝の中に配向膜１４ａが形成されている。この溝の中にシール材１５を充填し硬化すれば、シール材１５が凸状となり、シール材１５を配向膜１４ａが形成された平坦化膜１３と噛み合わせることで、シール材１５とアレイ基板側の配向膜１４ａとの密着面積の増加及び、剥離強度を向上させることができる。

次に実施例に係る表示パネルの製造方法について、図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明する。
図４Ａから図４Ｃは実施例に係る表示パネルの製造方法を示す断面図である。図４Ｄは図４Ｃを拡大した断面図である。
図４Ａに示すように、ガラス基板４１の上にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）４２とシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）４３が形成される。シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）４３の上にＴＡＴ（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ）膜１８をパターン形成する。ＴＡＴ膜１８はＡｌ膜１８ａとＴｉ膜１８ｂとＴｉ／ＴｉＮ膜１８ｃで構成される。ＴＡＴ膜１８はソース線の形成と同時に行うことができる。
図４Ｂに示すように、平坦化膜１３をＴＡＴ膜１８の上にパターン形成する。
図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、ＴＡＴ膜１８をウエットエッチングでＡｌ膜１８ａを剥離する。平坦化膜１３の下にＴｉ膜１８ｂとＴｉ／ＴｉＮ膜１８ｃに挟まれた溝４４が形成される。溝４４の横方向に長さをｄ、溝４４の高さをｈとすると、ｄはｈ／２〜ｈ程度である。ｈはＡｌ膜１８ａの厚さ（数百ｎｍ）程度である。

なお、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃおよび図４Ｄに示すプロセスは、比較例に係る表示パネルの製造プロセスを用いることができるので、プロセスを増加する必要がない。
また、溝４４は、遮光膜であるＴｉ膜１８ｂとＴｉ／ＴｉＮ膜１８ｃとＡｌ膜１８ａに囲まれているので、溝４４内に充填される配向膜１４ａには、シール材１５の仮硬化の際の紫外線（ＵＶ光）が当たらないので、配向膜の強度を保つことができる。
さらに、配向膜１４ａをアレイ基板１１の全面に塗布することができるので、シール材１５の領域の全部または一部に配向膜１４ａを形成しないようにする必要がなくなるので、製造が容易になり、額縁の狭小化に対応することができる。

＜変形例１＞
実施例に係る表示パネルの変形例（変形例１）について、図５を用いて説明する。
図５は変形例１に係る表示パネルの、図１に示されるＢ−Ｂ’線に対応するシール領域の断面図である。
変形例１に係る表示パネルＰＮＬＢは、シール材１５の下に位置するアレイ基板１１側の構造を除き、実施例と同様な構造となっている。すなわち、アレイ基板１１の上に平坦化膜１３と配向膜１４ａが形成されている。また、対向基板１２の上に樹脂で形成される遮光層（ＢＭ）１６と配向膜１４ｂと柱状スペーサ１７が形成されている。柱状スペーサ１７は、断面が台形形状であり、シール材１５の内側に隣接して配置される。アレイ基板１１および対向基板１２のそれぞれの配向膜１４ａ、１４ｂは、液晶層２０を挟持するため、シール材１５で貼り合わされている。平坦化膜１３は、例えば有機絶縁膜である。

図５に示すように、シール材１５の下に位置するアレイ基板１１の平坦化膜１３に複数のスリット状の溝（第３の溝、第４の溝）を形成する。なお、平坦化膜１３に形成するスリット状の溝（第１の溝）は１つであってもよい。平坦化膜１３の上および平坦化膜１３の溝の中に配向膜１４ａが形成されている。この溝の中にシール材１５を充填し硬化すれば、シール材１５とアレイ基板側の配向膜１４ａとの密着面積の増加及び、剥離強度を向上させることができる。

平坦化膜１３をパターン形成するだけであるので、実施例と同様に、プロセスを増加する必要がない。また、スリット状溝に充填される配向膜１４ａの側面には、シール材１５の仮硬化の際の紫外線（ＵＶ光）が当たらないので、配向膜の強度を保つことができる。さらに、実施例と同様に、配向膜１４ａをアレイ基板１１の全面に塗布することができるので、シール材１５の領域の全部または一部に配向膜１４ａを形成しないようにする必要がなくなるので、製造が容易になり、額縁の狭小化に対応することができる。

＜変形例２＞
実施例に係る表示パネルの変形例（変形例２）について、図６を用いて説明する。
図６は変形例２に係る液晶表示パネルの、図１に示されるＢ−Ｂ’線に対応するシール領域の断面図である。
変形例２に係る表示パネルＰＮＬＣは、シール材１５が位置する対向基板１２側の構造を除き、比較例と同様な構造となっている。すなわち、アレイ基板１１の上に平坦化膜１３と配向膜１４ａが形成されている。また、対向基板１２の上に樹脂で形成される遮光層（ＢＭ）１６と配向膜１４ｂと柱状スペーサ１７が形成されている。柱状スペーサ１７は、断面が台形形状であり、シール材１５の内側に隣接して配置される。アレイ基板１１および対向基板１２のそれぞれの配向膜１４ａ、１４ｂは、液晶層２０を挟持するため、シール材１５で貼り合わされている。平坦化膜１３は、例えば有機絶縁膜である。

図６に示すように、シール材１５が位置する対向基板１２に断面が逆台形形状の柱状スペーサ１７ａを配置して、シール材１５の密着面積を増やし、柱状スペーサ１７ａとシール材１５が噛み合うことで剥がれ難くすることが可能になる。すなわち、実施例や変形例１と異なり、対向基板１２側の配向膜１４ｂとシール材１５の剥離強度を向上させることができる。なお、柱状スペーサ１７ａは、図６のような断面が逆台形形状である必要はなく、アレイ基板１１側のスペーサの断面の幅が対向基板１２側の断面の幅がよりも広い部分が存在し、シール材１５の密着面積を増やし、スペーサとシール材１５が噛み合う部分があればよい。さらに、配向膜１４ｂを対向基板１２の全面に塗布することができるので、シール材１５の領域の全部または一部に配向膜１４ｂを形成しないようにする必要がなくなるので、製造が容易になり、額縁の狭小化に対応することができる。

変形例２を実施例または変形例１と組み合わせることにより、アレイ基板１１側の配向膜１４ａおよび対向基板１２側の配向膜１４ｂの両方と、シール材１５との密着面積の増加及び、剥離強度を向上させることができる。

１０・・・表示装置
１１・・・ＴＦＴ基板（アレイ基板）
１２・・・ＣＦ基板（対向基板）
１３・・・平坦化膜（有機絶縁膜）
１４ａ、１４ｂ・・・配向膜
１５・・・シール材
１６・・・遮光層（ブラックマトリクス）
１７、１７ａ・・・柱状スペーサ
１８・・・ＴＡＴ（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ）膜
１９・・・アクティブ領域
２０・・・液晶層
４１・・・ガラス基板（アレイ基板）
４２・・・シリコン窒化膜（ＳｉＮ）
４３・・・シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）
ＢＫＬ・・・バックライト
ＤＲＶ・・・半導体集積駆動回路
ＰＮＬ、ＰＮＬＡ、ＰＮＬＢ、ＰＮＬＣ、ＰＮＬＲ・・・表示パネル
ＰＯＬ１、ＰＯＬ２・・・偏光板

Claims

表示装置は、
第１の配向膜を有するアレイ基板と、
第２の配向膜を有する対向基板と、
前記第１の配向膜と第２の配向膜に接する液晶層と、
前記第１の配向膜と第２の配向膜を貼り合わせるシール材と、
を備え、
前記シール材が密着する部分の面積を増やす手段を設け、
前記アレイ基板は第１の配向膜の下に平坦化膜を有し、
前記手段は前記平坦化膜に設けられる第１の溝であり、
前記第１の溝の下部には溝の側面方向にさらに第２の溝を有し、
前記第２の溝の側面および底面に遮光膜を有する。
請求項１の表示装置において、
前記第２の溝の側面の遮光膜はＡｌであり、
前記第２の溝の底面に遮光膜はＴｉである。
請求項２の表示装置において、
前記第１の配向膜はラビング配向処理される。
請求項１の表示装置において、
前記第１の溝は複数のスリット形状の溝で構成される。
表示装置は、
第１の配向膜を有するアレイ基板と、
第２の配向膜を有する対向基板と、
前記第１の配向膜と第２の配向膜に接する液晶層と、
前記第１の配向膜と第２の配向膜を貼り合わせるシール材と、
を備え、
前記アレイ基板は第１の配向膜の下に平坦化膜を有し、
前記平坦化膜は、第１の溝と、前記第１の溝の下部に位置し溝の側面方向への第２の溝と、を有し、
前記シール材は前記第１および第２の溝に充填され、
前記第２の溝の側面および底面に遮光膜を有する。
請求項５の表示装置において、
前記第２の溝の側面の遮光膜はＡｌであり、
前記第２の溝の底面に遮光膜はＴｉである。