JPH11109373A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH11109373A
JPH11109373A JP9267360A JP26736097A JPH11109373A JP H11109373 A JPH11109373 A JP H11109373A JP 9267360 A JP9267360 A JP 9267360A JP 26736097 A JP26736097 A JP 26736097A JP H11109373 A JPH11109373 A JP H11109373A
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JP
Japan
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substrate
light
substrates
liquid crystal
shielding layer
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Withdrawn
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JP9267360A
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English (en)
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Natsuko Maya
奈津子 磨矢
Takeshi Yamamoto
武志 山本
Minako Kurosaki
美奈子 黒崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示領域の周辺のブラックマトリクスとシー
ル剤との密着力を改良する。 【解決手段】 周辺ブラックマトリクスを形成する遮光
層6のシール剤7と接触する領域に溝状の切り欠け部1
0を設けておき、この切り欠け部10に重なるようにシ
ール剤7を印刷する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シール剤の密着性
を向上させた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
素子は、電極を有する2枚のガラス基板の間に液晶を挟
持し、2枚の基板の周囲が液晶封入口を除いてシール剤
で固定されていて液晶封入口が封止剤で封止された構成
をしている。
【0003】通常、この2枚の基板間の距離を一定に保
つための支持体として粒径の均一なプラスティックビー
ズ等を基板間に散在させている。この中でカラー表示用
の液晶表示素子は、2枚のガラス基板の内1枚に三原色
(RGB)の着色層のついたカラーフィルタが形成して
ある。液晶表示素子の表示方式としては、例えばTN
形、ST形、GH形、あるいはECB形や強誘電性液晶
などが用いられる。封止剤としては、例えば熱または紫
外線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤など
が用いられる。
【0004】また、カラー型アクティブマトリクス駆動
液晶表示素子においては、図7に示すように、例えばア
モルファスシリコン(a−Si)を半導体層とした薄膜
トランジスタ(TFT)とそれに接続された画素電極、
信号線、および走査線が形成されたアクティブマトリク
ス基板であるTFTアレイ基板1と、TFTアレイ基板
1に対向設置された対向基板2を有し、RGBカラーフ
イルタ3を対向基板2上に形成し、アクティブマトリク
ス基板1上から対向基板2へ電圧を印加する電極転移材
(トランスファー)として銀ペースト等を画面周辺部に
配置し、この電極転移材で2枚の基板を電気的に接続し
ている。そして、この2枚の基板間に液晶組成物4を介
在させ、この積層体の両側に偏光板5を配設し、光シャ
ッタとして動作させ、カラー画像として表示している。
【0005】各画素電極の間の光学変調されない領域を
遮光しているのがブラックマトリクスである。ここでブ
ラックマトリクスにより遮光する必要がある領域は、画
素電極と画素電極の間の領域だけではなく、表示領域の
外側のパネル外周部も同様である。以下、この表示領域
の外側の部分のブラックマトリクスを、周辺BMと記
す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図7で周辺BMを形成
する遮光層6がアレイ基板1上に形成された場合、遮光
層6をシール7の下にまで形成すると、抵抗率が十分高
いことが必要なため、材料として樹脂を使うことが必要
である。ところが樹脂による遮光層6をシール7と重ね
ると、シール7の密着力の低下や信頼性の低下を招くた
め、好ましくない。なお、図7において、符号8は対向
基板側に形成される透明電極(すなわち対向電極)、9
は配向膜である。
【0007】本発明は、シール剤の密着力を向上させ、
信頼性の向上を図った液晶表示素子を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、表示
用電極を有する第一の基板と、この第一の基板に対向し
て配置された第二の基板と、これらの基板の間に介在す
る液晶と、前記基板の間隔を保持する支持体と、前記基
板の間を封着するシール剤と、前記基板の少なくとも一
方に配置され、かつ表示領域の外周部に配置された遮光
層とを備えた液晶表示素子において、遮光層が、シール
剤と接触する部分に切り欠け部を有することを特徴とす
る。
【0009】請求項2の発明の液晶表示素子は、選択的
に表示信号が印加される画素電極がマトリクス状に配設
された第一の基板と、この第一の基板に対向して配置さ
れた透光性の第二の基板と、これらの基板の間に介在す
る液晶と、前記基板の間隔を保持する支持体と、前記基
板の間を封着するシール剤と、基板の少なくとも一方に
配置され、かつ表示領域の外周部に配置された遮光層と
を備え、遮光層が、シール剤と接触する部分に切り欠け
部を有することを特徴とする。
【0010】請求項1または2の発明において、上記遮
光層に形成される切り欠け部は、断面形状が基板に対し
て例えば略垂直、テーパ状、または斜めスリットとなる
ように形成される。また、上記切り欠け部は、好ましく
は基板主面まで達するように形成される。
【0011】このように、表示領域の外周部に配置され
た遮光層に上記切り欠け部を設けることにより、遮光層
とシールとの密着力が向上し、液晶表示素子の信頼性を
高めることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。なお、従来例と共通する部分には
同一符号を付記し、重複する説明は省略する。
【0013】図1は、本発明の第1の実施の形態の液晶
表示素子の周辺部断面を示すもので、図2に本実施の形
態の液晶表示素子の概略平面を示す。
【0014】図1に示すように、本実施の形態では、対
向基板2上に遮光層6が設けられ、この遮光層6のシー
ル7が形成される領域に、基板2の平面に対して略垂直
な断面形状の、基板2まで達する溝状の切り欠け部10
が2本形成されている。
【0015】図2において、斜線部は遮光層6によって
形成される周辺BMである。また図2には、TFTアレ
イ基板1上にマトリクス状に配設される画素電極11
と、画素電極11に選択的に表示信号を与えるための信
号線12および走査線13の一部が拡大して図示されて
いる。なお、本発明では、画素電極11から構成されて
いる領域を表示領域14と称する。
【0016】次に、本実施の形態の製造プロセスを具体
例を挙げて説明する。通常TFTを形成するプロセスと
同様に成膜とパターンニングを繰り返し、TFTと電極
配線を形成した縦横100画素、合計10000画素有
するアモルファスシリコンTFTアレイ基板1を形成す
る。配向膜材料として例えばAL−1051(日本合成
ゴム(株)製)を用いて全面に500オングストローム
塗布し、ラビング処理を行い、配向膜9を形成する。
【0017】一方、対向基板2上に、感光性の黒色樹脂
をスピンナーを用いて塗布し、90℃、10分の乾燥
後、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて365
nmの波長で、300mJ/cm2 の露光量で露光した
あと、pH11.5のアルカリ水溶液にて2分間現像
し、200℃、60分の焼成にて膜厚2.Oμmの遮光
層6を形成する。ここで用いた遮光層パターンニング用
フォトマスクは、後に形成するシール剤と重なる部分の
一部が、幅10μmで溝10の断面形状が基板に対して
略垂直であるように除去されるようなものを用いる。つ
いで、赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹
脂レジストCR−2000(富士ハントテクノロジー
(株)製)をスピンナーにて全面塗布し、赤を着色した
い部分に、光が照射されるようなフォトマスクを介し3
65nmの波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの
1%水溶液で10秒間現像し、その部分に赤の着色層を
形成する。同様に緑の着色層、青の着色層を繰り返し形
成し、230℃で1時間焼成してカラーフィルタ3を形
成する。ここでは緑の着色材料は、CG−2000(富
士ハントテクノロジー(株)製)、青の着色層はCB−
2000(富士ハントテクノロジ(株)製)を用いる。
その後、透明電極8としてITO膜を1500オングス
トローム、スパッタ法にて成膜し、その上に同様の配向
膜材料を形成した後ラビング処理を行い、配向膜9を形
成する。この後、対向基板2の配向膜9の周辺に沿い、
遮光層6の除去された部分の切り欠部10に重なるよう
にシール剤(接着剤)7を注入口(図示せず)を除いて
印刷し、アクティブマトリクス基板1から対向電極2に
電圧を印加するための電極転移材をシール剤7の周辺の
電極転移電極上に形成する。ついで、2枚の基板間隔を
一定に保つために基板間隙材として、5μmのミクロパ
ール(積水ファインケミカル(株)製)をカラーフィル
タ基板上に散布する。
【0018】次に、配向膜9が対向し、またそれぞれの
ラビング方向が90度となるよう基板1、2を配置し、
加熱してシール剤7を硬化させ基板1、2を貼り合わせ
る。この後、通常の方法により注入口より液晶組成物と
して、ZLI−1565(E.メルク社製)にS811
を0.1wt%添加したものを注入し、その後注入口を紫
外線硬化樹脂で封止する。
【0019】このように製作されたカラー表示型アクテ
ィブマトリクス液晶表示素子は、コントラスト比が高
く、質の良い表示が得られた。また、本液晶表示素子を
駆動状態で50%、80℃の高温高湿槽に1000時間
保存して耐久試験を行ったところ、表示品位の劣化は見
られなかった。
【0020】図3は、本発明の第2の実施の形態の液晶
表示素子の周辺部断面を示すもので、図1に示す第1の
実施の形態と比較して、遮光層6に形成された切り欠け
部10の断面形状が、基板2側に向かって大きくなるよ
うな逆テーパ形状となっている。
【0021】次に、本実施の形態の製造プロセスを具体
例を挙げて説明する。本実施の形態の製造プロセスは、
遮光層6の形成工程以外は、第1の実施の形態と同様で
ある。
【0022】遮光層6の形成方法として、対向基板2上
に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、9
0℃にて10分の乾燥後、所定のパターン形状のフォト
マスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cm
2 の露光量で露光したあと、pH11.5のアルカリ水
溶液にて3分間現像し、200℃、60分の焼成にて膜
厚2.Oμmの遮光層6を形成する。ここで用いた遮光
層パターンニング用フォトマスクは、後に形成するシー
ル剤7と重なる部分の一部が除去されるようなものを用
いる。さらにここで用いたフォトマスクは、シール剤7
と重なる部分の除去しようと考えている幅よりも2μm
太めに露光されるされるようなものを用い、遮光層6の
スピンナーでの塗布後の乾燥条件を100℃、5分とす
る。
【0023】こうして形成された遮光層6の切り欠け部
10は、逆テーパ形状となり、シール剤7と遮光層6の
密着力が更に向上し、信頼性のさらなる向上が得られ
た。また、第1の実施の形態と同様の耐久性試験を行っ
たが、同様に表示品位の劣化は見られなかった。
【0024】図4は、本発明の第3の実施の形態の液晶
表示素子の周辺部断面を示すもので、図3に示す第2の
実施の形態と比較して、遮光層6の切り欠け部10の断
面形状が、シール7側でより大きくなるようなテーパ形
状となっている。
【0025】次に、本実施の形態の製造プロセスを具体
例を挙げて説明する。本実施の形態の製造プロセスは、
遮光層6の形成工程以外は、第1の実施の形態と同様で
ある。
【0026】遮光層6の形成方法として、対向基板2上
に、感光性の黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、9
0℃にて10分の乾燥後、所定のパターン形状のフォト
マスクを用いて365nmの波長で、300mJ/cm
2 の露光量で露光したあと、pH11.5のアルカリ水
溶液にて1.5分間現像し、200℃、60分の焼成に
て膜厚2.Oμmの遮光層6を形成する。ここで用いた
遮光層パターンニング用フォトマスクは、後に形成する
シール剤7と重なる部分の一部が除去されるようなもの
を用いる。さらにここで用いたフォトマスクは、シール
剤7と重なる部分の除去しようと考えている幅よりも2
μm細めに露光されるされるようなものを用い、遮光層
6のスピンナーでの塗布後の乾燥条件を80℃、15分
とする。
【0027】こうして形成された遮光層6の切り欠け部
10は、テーパ形状となり、シール剤7と遮光層6の密
着力が更に向上し、信頼性のさらなる向上が得られた。
また、第1の実施の形態と同様の耐久性試験を行った
が、同様に表示品位の劣化は見られなかった。
【0028】図5は、本発明の第4の実施の形態の液晶
表示素子の周辺部断面を示すもので、図1に示す第1の
実施の形態と比較して、切り欠け部10を有する遮光層
6がアクティブマトリクス基板1上に形成されている。
【0029】次に、本実施の形態の製造プロセスを具体
例を挙げて説明する。本実施の形態の製造プロセスは、
サイズ300mm×400mmの基板に通常TFTを形成す
るプロセスと同様に、成膜とパタ一ンニングを繰り返
し、TFTと電極配線を形成した縦横100画素、合計
10000画素有しているアモルファスシリコンTFT
アレイ基板1を形成する。ここで、特に注入口部に走査
線を形成しているモリブデンとタングステンの合金を、
注入口を形成する部分にラインで100μm、間隔10
0μmで45パターン形成しておく。次に、アクティブ
マトリクス基板1上に、赤色の顔料を分散させた紫外線
硬化型アクリル樹脂レジストCR−2000(富士ハン
トテクノロジー(株)製)をスピンナーにて全面塗布
し、赤を着色したい部分の周辺の遮光層上の着色層にも
光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの
波長で100mJ/cm2 照射し、KOHの1%水溶液
で10秒間現像し、その部分に赤の着色層を形成する。
同様に緑、青の着色層を繰り返し形成し、230℃で1
時間焼成する。ここでは緑の着色材料は、CG−200
0(富士ハントテクノロジー(株)製)、青の着色層は
CB−2000(富士ハントテクノロジ(株)製)を用
いた。次いで、ITOをスパッタ法にて形成し、フォト
プロセスを用いてパターンニングし画素電極を形成す
る。ついで、感光性かつ非導電性の黒色樹脂をスピンナ
ーを用いて塗布し、所定のパターン形状のフォトマスク
を用い、365nmの波長で300mJ/cm2 の露光
量で露光し、pH11.5のアルカリ水溶液にて現像
し、200℃、60分の焼成にて、黒の遮光層6を形成
する。ここで、遮光層6を形成する際に用いるフォトマ
スクには、遮光層6とシール剤7が重なる部分の一部を
幅10μmで切り欠け部10の断面形状が基板1に対し
て略垂直であるように除去されるようなパターンを有し
たものを用いる。その後、配向膜材料としてAL−10
51(日本合成ゴム(株)製)を全面に塗布し、ラビン
グ処理を行い、配向膜9を形成する。
【0030】一方、対向基板2上に透明電極8としてI
TO膜を1500オームストロング、スパッタ法にて成
膜し、その上に同様の配向膜材料を形成した後ラビング
処理を行い、配向膜9を形成する。
【0031】この後、基板1の配向膜9の周辺に沿って
シール剤7を注入口(図示せず)幅9mmを除いて印刷し
た。次いで、2枚の基板間隔を一定に保つために基板間
隙材として、5μmのミクロパール(積水ファインケミ
カル(株)製)をカラーフィルタ基板上に散布し、次に
配向膜9が対向し、またそれぞれのラビング方向が90
度となるよう基板1、2を配置し、加熱してシール剤7
を硬化させ基板1、2を貼り合わせる。シール剤7が硬
化した後、2枚の基板を所定の液晶セルのサイズに切り
出し、次に通常の方法により注入口より液晶組成物とし
て、ZLI−1565(E.メルク社製)にS811を
0.1wt%添加したものを3.0時間かけて注入し、こ
の後注入口を紫外線硬化樹脂で封止する。
【0032】こうして形成されたカラー表示型アクティ
ブマトリクス液晶表示素子は、表示不良の画素もなく、
質の良い表示が得られた。また、第1の実施の形態と同
様の耐久性試験を行ったが、同様に表示品位の劣化は見
られなかった。
【0033】図6は、本発明の第5の実施の形態の液晶
表示素子の周辺部断面を示すもので、図5に示す第4の
実施の形態と比較して、シール剤7と遮光層6の重なり
部の遮光層6の切り欠き部10の断面形状が斜形となっ
ている。
【0034】次に、本実施の形態の製造プロセスを具体
例を挙げて説明する。
【0035】本実施の形態の製造プロセスは、遮光層6
形成以外は、第4の実施の形態と同様である。
【0036】第4の実施の形態と同様にアクティブマト
リクス基板1上にアクティブ素子、着色層、画素電極を
形成した後、遮光層6として、非感光性かつ非導電性の
黒色樹脂をスピンナーを用いて塗布し、ついで遮光層パ
ターンニング用ポジ型フォトレジストを同様にスピンナ
ーで塗布する。所定のパターン形状のフォトマスクを用
い、365nmの波長で300mJ/cm2 の露光量で
露光し、pH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、2
00℃、60分の焼成にて、遮光層パターンニング用フ
ォトレジストをパターンニングする。ついで、この基板
を斜めにO3 アッシング装置内に入れ、斜方よりO3
アッシングにより、遮光層6をエッチングし、黒の遮光
層6を形成する。ここで、遮光層上のフォトレジストを
パターンニングする際に用いるフォトマスクには、遮光
層6とシール剤7が重なる部分の一部を除去されるよう
なパターンを有したものを用い、更にここでは、第4の
実施の形態で用いたマスクとは膜が逆、つまりは第4の
実施の形態で用いたマスクの遮光部と透過部が反転した
ものを用いる。ここでの遮光層6とフォトレジストの膜
厚はフォトレジストを遮光層6の膜厚よりも厚くしてお
くことが好ましい。ついで、フォトレジストを剥離し、
遮光層6を形成する。以下第4の実施の形態と同様に液
晶セルを形成する。
【0037】こうして形成された遮光層6の切り欠け部
10は、斜め形状となり、シール剤7と遮光層6の密着
力が更に向上し、信頼性のさらなる向上が得られた。ま
た、第1の実施の形態と同様の耐久性試験を行ったが、
同様に表示品位の劣化は見られなかった。
【0038】なお、上記実施の形態では遮光層として樹
脂の場合について述べたが、この遮光層が金属あるいは
金属酸化物あるいはこれらの積層構造であっても良いこ
とは明らかである。
【0039】なお、比較例として、第1の実施の形態の
液晶表示素子の遮光層6を従来通り切り欠け部なしの構
成にする以外は同様にして製作した液晶表示素子は、良
好な表示品位を有していたが、第1の実施の形態と同様
の耐久試験を行ったところ、300時間経過時に表示領
域周辺部に不純物侵入によると思われる電圧保持異常部
が発生した。また、450時間経過時に密着力の低下に
よるシールはがれが発生した。
【0040】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、表示
領域の周辺部のブラックマトリクスを形成する遮光層に
切り欠け部を設けることにより、シール剤との密着性を
向上させることができ、液晶表示素子の信頼性を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の液晶表示素子の周
辺部を概略的に示す断面図である。
【図2】本発明にかかるアクティブマトリクス液晶表示
素子を概略的に示す平面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の液晶表示素子の周
辺部を概略的示す断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の液晶表示素子の周
辺部を概略的示す断面図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態の液晶表示素子の周
辺部を概略的示す断面図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態の液晶表示素子の周
辺部を概略的示す断面図である。
【図7】従来の液晶表示素子の周辺部を概略的に示す断
面図である。
【符号の説明】
1………アレイ基板 2………対向基板 3………カラーフイルタ 4………液晶 5………偏光板 6………遮光層 7………シール 8………透明電極(対向電極) 9………配向膜 10………切り欠け部 11………画素電極 12………信号線 13………走査線 14………表示領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示用電極を有する第一の基板と、 この第一の基板に対向して配置された第二の基板と、 前記基板の間に介在する液晶と、 前記基板の間隔を保持する支持体と、 前記基板の間を封着するシール剤と、 前記基板の少なくとも一方に配置され、かつ表示領域の
    外周部に配置された遮光層とを備えた液晶表示素子にお
    いて、 前記遮光層が、前記シール剤と接触する部分に切り欠け
    部を有することを特徴とする液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 選択的に表示信号が印加される画素電極
    がマトリクス状に配設された第一の基板と、 この第一の基板に対向して配置された透光性の第二の基
    板と、 前記基板の間に介在する液晶と、 前記基板の間隔を保持する支持体と、 前記基板の間を封着するシール剤と、 前記基板の少なくとも一方に配置され、かつ表示領域の
    外周部に配置された遮光層とを備え、 前記遮光層が、前記シール剤と接触する部分に切り欠け
    部を有することを特徴とする液晶表示素子。
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