JPH06175115A - 液晶表示パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示パネルとその製造方法に関し、間隔
の保持に寄与せずに自在に動く無効スペーサの局在に起
因した不具合を抑えることを目的とする。 【構成】 ２枚の基板１に挟持されて移動不能に点在す
る有効スペーサ2aによって形成された隙間に液晶３が封
入されてなる液晶表示パネルであって、該基板１の少な
くとも一方の内表面にスペーサ溜４を設け、そのスペー
サ溜４は、最低の凹部をなし、かつ液晶３が注入される
際に移動自在に点在する無効スペーサ2bが転入して局在
するものであるように液晶表示パネルを構成し、前記ス
ペーサ溜４の長手方向と交差する方向から液晶３を注入
するように液晶表示パネルの製造方法を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示パネルとその製
造方法に関わり、自在に動き回る径の小さな無効スペー
サをスペーサ溜に集め、画素電極などに局在して表示品
質に不具合が生じることを抑えてなる液晶表示パネルと
その製造方法に関する。

【０００２】近年、電子機器の本体はもちろん、これに
連なる入出力装置の小型、軽量化も盛んに進められてい
る。液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった
特長をもつ出力装置として着目されている。

【０００３】液晶表示装置は、昨今の新しい液晶材料や
駆動方式の開発、表示パネルの製造技術の改良などによ
って、表示品質もどんどんよくなっている。そして、近
い将来、民生用のＴＶやいろいろな情報機器のＣＲＴ表
示装置に代替することが期待されている。しかし、表示
パネルの製造工程には、製造技術の上からまだまだ改良
の余地が残されている。

【０００４】

【従来の技術】液晶表示パネルは、２枚のガラス板に挟
んだ粘稠な液晶の分子を動かして、偏光などの光学的効
果を利用して表示装置を得ようとするもので、一般には
応答が遅いので動画向きではなかった。

【０００５】ところが、ＴＮ型（捻じれネマチック型）
液晶などの新しい液晶材料とその配向方式が開発された
り、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ) を画素ごとに配列した
いわゆるアクティブマトリックス方式が実現したりし
て、液晶表示装置の機能がＣＲＴ表示装置に迫ってきて
いる。

【０００６】図４はＴＮ型の液晶表示パネルの一例の模
式的な斜視図で、図４（Ａ）は電圧が印加されてない状
態、図４（Ｂ）は電圧が印加された状態、図５はＴＮ型
液晶を用いた液晶表示パネルの模式的な断面図、図６は
液晶表示パネルにおける色光の分散の説明図、図７はマ
ルチギャップ方式の液晶表示パネルの模式的な断面図で
ある。図において、１は基板、1aはＴＦＴ基板、1bはＣ
Ｆ基板、２はスペーサ、３は液晶、５は画素電極、6aは
Ｂフィルタ、6bはＧフィルタ、6cはＲフィルタ、７は配
向膜、８は偏光板、10は液晶表示パネルである。

【０００７】ＴＮ型の液晶表示パネル10は、透明導電膜
からなる画素電極５が設けられ、その画素電極５の表面
に配向膜７が塗着された対向する２枚の基板１と、その
２枚の基板１の間隙に封入された液晶３と、２枚の基板
１を挟むように配設された２枚の偏光板８から構成され
ている。

【０００８】配向膜７は、所定の方向にラビング処理さ
れている。このラビング処理された配向膜７に液晶３が
触れると、液晶３の分子は配向膜７に対してプレチルト
角：θと呼ばれる傾きをもってラビングの方向に平行に
並んで配向する。また、２枚の基板１を、配向膜７のラ
ビングの方向が直交するように対向させると、液晶３の
分子が、一方の基板１から他方の基板１へ螺旋状に９０
°捻じれて配向する。

【０００９】偏光板８は、互いの偏光軸が平行になるよ
うに基板１を挟んで配設されている。従ってこゝでは、
一方の基板１（図中の下方の基板）の配向膜７のラビン
グの方向とは平行になるように、他方の基板１（図中の
上方の基板）の配向膜７のラビングの方向とは直交する
ように配設されている。

【００１０】図４（Ａ）において、この液晶表示パネル
10は、電圧が印加されてないときには、一方の偏光板８
を通った直線偏光が液晶３の中で９０°捻じれるので、
他方の偏光板８と偏光軸が交差して通過することができ
ない。従って、光が通らない暗い状態で、いわゆるブラ
ック（Ｂ）状態と呼ばれる。

【００１１】液晶表示パネル10に電圧が印加された場合
には、図４（Ｂ）に示したように液晶３の配向状態が解
けて電界方向に並ぶ。そのために、一方の偏光板８を通
過した直線偏光が液晶３の中をそのまゝ通り、他方の偏
光板８と偏光軸が平行しているので、他方の偏光板８を
通過する。従って、光が通る明るい状態となり、この状
態はいわゆるホワイト（Ｗ）状態と呼ばれる。

【００１２】そして、電圧が印加されていない図４
（Ａ）の状態がブラックなので、この構成になる液晶表
示パネル10は、ノルマリブラック（ＮＷ）方式と呼ばれ
る。ところで、このような構成をなす液晶表示パネル10
は、大きなパネルになると基板１の周縁部を所定の間隔
が開くように封着してもパネル全体を一様な隙間に保つ
ことはできない。そこで、図５において、２枚の基板１
の間にスペーサ２を介在させて数μｍの隙間が保たれ
る。この隙間はセル厚：Ｔと呼ばれるもので、この隙間
に液晶３が注入されたとき液晶層の厚みとなる。

【００１３】スペーサ２には、５μｍφとか７μｍφと
いった微小なガラスやプラスチックの球体、ガラスファ
イバを適当に切断した円柱体などが用いられる。スペー
サ２は液晶表示パネル10の表示品質に対しては欠点とな
るので、シャドーエリヤが小さい方が好ましい。そこ
で、プラスチックの球体がよく用いられる。

【００１４】基板１の上にスペーサ２を点在させるに
は、アルコールなどに分散して噴霧器で配向膜７の上に
散布する手段が採られている。分散媒による汚れを嫌っ
て乾式散布法も開発されている。

【００１５】スペーサ２が散蒔かれた基板１は、そのス
ペーサ２によって隙間を保った状態で周縁部が封じられ
る。そして、真空注入法によって注入口から液晶３が注
入され液晶表示パネル10に仕上がっていく。

【００１６】図６〜７において、液晶表示パネル10に入
力された光は、液晶３に入り込むと屈折などによって振
動数（波長）に応じた分散を起こし、スペクトルに分解
する現象が起こる。この分散は、カラーフィルタを用い
てカラー表示を行う際、色の純度を下げる不具合が生じ
る原因となる。

【００１７】分散は、光が媒質の中を通る際、つまり液
晶表示パネル10の場合ならば光が液晶３の中に入った
際、波長の短い光から順次起こる。すなわち、基板１の
側からＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の順に分散が起こ
る。従って、ＢＧＲのそれぞれの色光をＢフィルタ6a、
Ｇフィルタ6b、Ｒフィルタ6cによって色分離する場合に
は、液晶３の中を通過する距離いわゆるセル厚：Ｔをそ
れぞれ、Ｂに対してはセル厚：Ｔ≦Ｔ_B 、Ｇはセル厚：
Ｔ≦Ｔ_G 、Ｒはセル厚：Ｔ≦Ｔ_R にすれば分散を抑える
ことができる。

【００１８】こゝで例示した液晶表示パネル10はカラー
フィルタ6a、6b、6bに対応して、ＢがＴ_B 、ＧがＴ_G 、
ＲがＴ_R となって、ＢＧＲのそれぞれの波長に対して分
散が起こらないようにセル厚：Ｔが設定されている。つ
まり、ＢＧＲに対応して間隔が階段状に変わっており、
マルチギャプ方式と呼ばれる所以である。

【００１９】このような厚みの異なるセル厚：Ｔを得る
ことは、２枚の基板１のどちら側からも可能であるが、
通常はカラーフィルタが設けられたＣＦ基板1bの側で、
カラーフィルタ6a、6b、6bのそれぞれの厚みを変えたり
透明な下地膜を介在させたりして調整される。

【００２０】このようなマルチギャプ方式の液晶表示パ
ネル10の場合には、セル厚：ＴがＢＧＲに応じて異なっ
ているが、２枚の基板１の隙間はやはりスペーサ２によ
って保つようになっている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２枚の基板
１の間隔を保つスペーサ２は、プラスチックの球体の場
合、直径に±10％程度のばらつきがある。そのため、基
板１の上に散布したあと２枚の基板１を封着すると、大
きなスペーサ２は上下の基板１に挟持されて固定されて
有効スペーサ2aとなるが、小さなスペーサ２は自在に動
き間隔を保持することに何ら寄与しない無効スペーサ2b
となる。

【００２２】従って、図５に示したようにＴＦＴ基板1a
の側に設けられた画素電極５が図示してないＴＦＴやバ
スラインなどよりも低くなっている場合には、液晶３を
注入したとき大矢印で示した液晶３の流れに押し流さ
れ、点在している自在に動く無効スペーサ2bが小矢印の
示したように移動し、凹状の画素電極５の上に集まって
局在してしまう。

【００２３】一方、マルチギャプ方式の液晶表示パネル
10の場合には、図７に示したようにカラーフィルタ6a、
6b、6cが階段状に設けられている。従って、液晶３を注
入したとき大矢印で示した液晶３の流れに押し流され、
点在していた自在に動く無効スペーサ2bが小矢印に示し
たようにＢフィルタ6a→Ｇフィルタ6b→Ｒフィルタ6cの
方向に順次移動し、最低のＲフィルタ6cの上に集まって
局在してしまう。

【００２４】こうして、画素電極５に局所的に集まった
無効スペーサ2bは、例えば、図４（Ａ）に示したように
電圧を印加してないブラックの状態において、画素電極
５の上に局在した無効スペーサ2bによって偏光軸の捻じ
れが抑えられるので偏光板８を通過してコントラストの
低下を来し、つまりブラックが純黒色でなくなってしま
う。

【００２５】また、Ｒフィルタ6cに無効スペーサ2bが移
動して局在した場合には、赤色のコントラストが低下し
て純度も悪くなる。そこで本発明は、ＴＦＴ基板の画素
電極やマルチギャプ方式のＣＦ基板のＲフィルタに隣接
してスペーサ溜を設け、液晶を注入する際に、間隔を保
つことに寄与しない無効スペーサをスペーサ溜に流し込
んで局在される液晶表示パネルとその製造方法を提供す
ることを目的としている。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、２枚
の基板に挟持されて移動不能に点在する有効スペーサに
よって形成された隙間に液晶が封入されてなる液晶表示
パネルであって、該基板の少なくとも一方の内表面にス
ペーサ溜を有し、前記スペーサ溜は、最低の凹部をな
し、かつ液晶が注入される際に移動自在に点在する無効
スペーサが転入して局在するものであるように構成され
た液晶表示パネルと、前記スペーサ溜の長手方向と交差
する方向から液晶を注入するように構成された液晶表示
パネルの製造方法と、によって解決される。

【００２７】

【作用】本発明においては、スペーサ溜を画素電極やマ
ルチギャプ方式のＲフィルタに隣接して設けるようにし
ている。そして、液晶表示パネルの２枚の基板の間に点
在して間隔を保つスペーサのなかで、径が小さくて間隔
を保持することに寄与せず、従って自在に移動する無効
スペーサがスペーサ溜に集まって局在するようにしてい
る。

【００２８】液晶を注入する方向は、スペーサ溜の長手
方向に交差する方向にし、液晶を注入する際に液晶の流
れに乗って移動する無効スペーサがスペーサ溜に転入し
易いようにしている。

【００２９】こうすると、無効スペーサが画素電極やＲ
フィルタに局在することが防げ、ブラックや赤表示の品
質の不具合を抑えることができる。

【００３０】

【実施例】図１は本発明の第一の実施例の模式的な斜視
図、図２は図１の主要部の断面図、図３は本発明の第二
の実施例の模式的な断面図である。図において、１は基
板、1aはＴＦＴ基板、1bはＣＦ基板、２はスペーサ、2a
は有効スペーサ、2bは無効スペーサ、３は液晶、４はス
ペーサ溜、５は画素電極、６はカラーフィルタ層、6aは
Ｂフィルタ、6bはＲフィルタ、6cはＲフィルタ、６はカ
ラーフィルタ層、10は液晶表示パネルである。

【００３１】実施例：１ 図１〜図２において、基板１の一方はＴＦＴが設けられ
たＴＦＴ基板1aで、画素電極５がモザイク配列とかトラ
イアングル配列などで配設されている。画素電極５の上
には図示してない配向膜が被着されている。基板１の他
方はカラーフィルタ層６が設けられたＣＦ基板1bで、カ
ラーフィルタ層６の上には図示してない共通電極と配向
膜が被着されている。

【００３２】スペーサ２は２枚の基板1a、1bの間隔を維
持するもので、例えば直径が５〜７μｍφのプラスチッ
ク製の球体を用いたとき、±10％程度のばらつきが避け
られない。そのため、直径が大きい方にばらついたスペ
ーサ２は、２枚の基板1a、1bに挟持されて動かないよう
に固定されて間隔を保つために寄与する有効スペーサ2a
となる。ところが、直径が小さい方にばらついたスペー
サ２は、自在に動き回り間隔を保つことに関係ない無効
スペーサ2bとなる。

【００３３】スペーサ溜４は長方形の凹状をなし、画素
電極５の表面よりも低くなるように隣接して設けられ
る。このスペーサ溜４の製造プロセスは、ＴＦＴ基板1a
を削って設けることは困難なので、画素電極５の方を高
くして相対的にスペーサ溜４が低くなるようにする。

【００３４】スペーサ２が適当に散布されて組み立てら
れた基板1a、1bの隙間に液晶３を真空注入するには、ス
ペーサ溜４の長手方向と交差する方向から行う。つま
り、液晶３の流れに対して、スペーサ溜４の間口が広く
なる方向から注入する。

【００３５】そうすると、基板1a、1bに抑えられた有効
スペーサ2aは基板1a、1bに抑えられて移動しない。それ
に対しては、移動自在な無効スペーサ2bは液晶３の流れ
に乗って移動する。そして、特に画素電極５の上に点在
する無効スペーサ2bは、隣接するスペーサ溜４に転落し
て局在するようになる。

【００３６】こうして、従来ならば画素電極５に溜まっ
てしまうスペーサ２のうち、間隔の保持に関係ない無効
スペーサ2bを画素電極５の上から表示性能に無関係なス
ペーサ溜４に移動させて局在させることができる。従っ
て、本発明になる液晶表示パネル10においては、スペー
サ２に起因した表示品質の低下を低減することができ
る。

【００３７】実施例：２ 図３において、マルチギャプ方式の液晶表示パネル10
は、ＣＦ基板1bに設けられたカラーフィルタ層６のＢＧ
Ｒの順に間隔が大きくなり、液晶３の層厚が大きくなっ
ている。従って、ＴＦＴ基板1aとＣＦ基板1bの間隙をス
ペーサ２によって保持しようとすると、Ｂフィルタ6aと
ＴＦＴ基板1aとの間隙に存在する大きなスペーサ２は有
効スペーサ2aとなる。しかし、Ｇフィルタ6bやＲフィル
タ6cとＴＦＴ基板1aの間隙では、大きなスペーサ２も無
効スペーサ2bとなり、液晶３の流れに乗って移動する。
そこで、最も低いＲフィルタ6cに隣接して、Ｒフィルタ
6cよりもさらに低いスペーサ溜４を設ける。

【００３８】そうすると、Ｂフィルタ6aの上に点在する
有効スペーサ2a以外の無効スペーサ2bと、Ｇフィルタ6b
やＲフィルタ6cの上に散在する無効スペーサ2bが、Ｂ→
Ｇ→Ｒ→スペーサ溜４へと移動し、スペーサ溜４に落ち
込んで局在するようになる。そして、従来、無効スペー
サ2bが局在し勝ちだったＲフィルタ6cの表示の不具合を
抑えることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、２枚の基板の間隔を保
持することに寄与しない径の小さな無効スペーサが、液
晶を注入する際に動いて表示品質に不具合を生じさせる
ことを抑えることができる。

【００４０】従って、特にＴＦＴとカラーフィルタを組
み合わせた液晶表示パネルの表示品質を向上させること
ができるようになり、今後ますます進展が期待される液
晶表示装置の普及促進に対して、本発明は寄与するとこ
ろが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例の模式的な斜視図であ
る。

【図２】 図１の主要部の断面図である。

【図３】 本発明の第二の実施例の模式的な断面図であ
る。

【図４】 ＴＮ型の液晶表示パネルの一例の模式的な斜
視図で、（Ａ）は電圧が印加されてない状態、（Ｂ）は
電圧が印加された状態である。

【図５】 ＴＮ型液晶を用いた液晶表示パネルの模式的
な断面図である。

【図６】 液晶表示パネルにおける色光の分散の説明図
である。

【図７】 マルチギャップ方式の液晶表示パネルの模式
的な断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 1a ＴＦＴ基板 1b
ＣＦ基板 ２ スペーサ 2a 有効スペーサ 2b
無効スペーサ ３ 液晶 ４ スペーサ溜 ５ 画素電極 ６ カラーフィルタ層 6a Ｂフィルタ 6b
Ｒフィルタ 6c Ｒフィルタ 10 液晶表示パネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基板(1) に挟持されて移動不能に
   点在する有効スペーサ(2a)によって形成された隙間に液
   晶(3) が封入されてなる液晶表示パネルであって、該基
   板(1) の少なくとも一方の内表面にスペーサ溜(4) を有
   し、 前記スペーサ溜(4) は、最低の凹部をなし、かつ前記液
   晶(3) が注入される際に移動自在に点在する無効スペー
   サ(2b)が転入して局在するものであることを特徴とする
   液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 前記スペーサ溜(4) が、ＴＦＴ（薄膜ト
   ランジスタ）が設けられたＴＦＴ基板(1a)の画素電極
   (5) に隣接して設けられている請求項１記載の液晶表示
   パネル。
3. 【請求項３】 前記スペーサ溜(4) が、Ｂ（青）、Ｇ
   （緑）、Ｒ（赤）のそれぞれの色光の分散を抑制するマ
   ルチギャプ方式のカラーフィルタが設けられたＣＦ基板
   (1b)のＲフィルタ(6c)に隣接して設けられている請求項
   １記載の液晶表示パネル。
4. 【請求項４】 請求項１記載の液晶表示パネルにおい
   て、 前記スペーサ溜(4) の長手方向と交差する方向から前記
   液晶(3) を注入することを特徴とする液晶表示パネルの
   製造方法。