(57)【要約】 【課題】液晶表示装置の重力ムラによる画像品質の低下を抑制する。【解決手段】実施形態に係る液晶表示装置は、実装されたＩＣを含むアレイ基板と、対向基板と、シール材と、シール材中に設けられた複数のスペーサーと、アレイ基板と対向基板とシール材とにより区画された領域に封入された液晶と有し、シール材において、ＩＣに隣接する実装辺に設けられたスペーサーを対向基板側から見た場合の面密度は、その他の辺に設けられたスペーサーの面密度に比べて高い。【選択図】図１
2014041282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板、該第１の基板の一主面上に形成された下地樹脂層、及び該下地樹脂層上にマトリクス状に形成されて表示領域を構成する複数の画素電極、及び該第１の基板の一主面上に該下地樹脂層と間隔をおいて実装されたＩＣを含むアレイ基板と、
該アレイ基板に対向して設けられ、第２の基板、及び該第２の基板上に形成され、該表示領域周囲の周辺領域を遮蔽する遮光層を含む対向基板と、
該アレイ基板と該対向基板とを該周辺領域において接着するシール材と、
該下地樹脂層上の該周辺領域に形成され、該シール材中に設けられた複数のスペーサーと、
該アレイ基板と該対向基板とシール材とにより区画された領域に封入された液晶とを具備する液晶表示装置であって、
前記シール材において、前記ＩＣに隣接する実装辺に設けられたスペーサーを対向基板側から見た場合の面密度は、その他の辺に設けられたスペーサーの面密度に比べて高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記対向基板は、前記下地樹脂層よりも外側に延出され、前記シール材は、前記周囲領域において前記対向基板と前記下地樹脂層と前記下地樹脂層の周囲の第１の基板とを接着することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般的に用いられている液晶表示素子は、電極を有する二枚のガラス基板の間に液晶を挟持し、二枚の基板の周囲が接着剤で固定された構成をしている。
【０００３】
カラー型アクティブマトリクス駆動液晶表示素子は、例えば、ポリシリコン（ｐ−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表示電極と信号線電極、ゲート電極が形成されたアクティブマトリクス基板であるＴＦＴアレイ基板と、対向電極とＲＧＢカラーフィルタが形成された対向基板とを基板周辺に配置した接着剤にて張り合わせ、その間に液晶組成物を挟持した構成を有する。この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、この二枚の基板の両側に偏光板を挟持させ、光シャッターとして使用して、カラー画像を表示している。
【０００４】
カラーフィルタの各色層の間と額縁部には遮光層が設けられており、パターニング精度に起因してや光漏れや混色が起きることを防止するため、遮光層の上に色層が乗り上げる構造になっている。
【０００５】
二枚の基板間の距離を一定に保つためのスペーサー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る従来の方法に代わり、近年は、突起物を一方の基板上の形成する方法が用いられている。この方法は、スペーサーの選択的配置と高さの精度向上によるギャップ均一化に有効である。
【０００６】
ギャップ均一化には、二枚の基板を貼り合わせる方法も重要である。
【０００７】
アレイ基板、対向基板のいずれか一方の液晶注入口を除く周辺部に配置した接着剤で二枚の基板を張り合わせた後に荷重をかけるか、あるいは真空にして液晶注入口から基板間の空気を抜きながら接着剤を潰しギャップを形成する方法と、いずれか一方の基板上の接着剤で囲まれた領域内に液晶を所定量滴下した状態で、二枚の基板を真空状態で貼り合わせた後に、真空状態から大気圧状態に戻し、基板間の接着剤より内側の領域と外気との圧力差によって接着剤が潰れ、基板間に所定のギャップを形成させる方法とがある。後者は滴下注入と呼ばれ、タクトタイム短縮、材料の利用効率向上、高いギャップ精度の観点から液晶注入・組立ての方式として広く普及している。
【０００８】
後者の製造方法において、一般に接着剤領域には、スペーサーが配置されている。これにより、真空状態から大気圧状態に戻した際に接着剤部の過度な潰れを防ぐことができ、表示領域へのセル歪を抑制することができる。
【０００９】
この滴下する液晶量のバラツキや、セル内容積のバラツキが想定され、液晶過多もしくは過少の場合に表示不良が発生する。
【００１０】
特に液晶過多の場合は、アレイ基板と対向基板を貼り合わせた際のセル形状を反映した表示不良が発生する。
【００１１】
例えば、表示領域に対して、接着剤の領域のセル厚が十分に厚い場合、セル断面は鼓型となる。液晶過多の場合は、セルが厚い領域に液晶が溜まるため、周辺ギャップムラ（周辺部が黄色く色付く）として視認される。一方、接着剤領域が潰れセルが薄くなっている場合、セルは太鼓腹型となる。液晶過多の場合は、表示領域に液晶が溜まりムラとして視認される。やや液晶が過多の場合でも、セルを立てた状態で加温した場合に、中央部の液晶が自重により下側に移動して溜まり、下辺部近傍がムラ（重力ムラ）として視認される。
【００１２】
この接着剤領域は、接着剤と基板の密着性を向上するために、接着剤と接する基板上の下地樹脂膜の一部をパターン抜き取りし、接着剤と例えば無機膜が直接接触する一定の面積を確保する方法がある。
【００１３】
また、狭額縁化の要求が進むにつれ、接着剤領域幅を狭くする傾向がある中、接着剤と無機膜の接触に一定面積を確保するとなると、接着剤領域中のスペーサー配置に制約が生ずる。
【００１４】
また、このスペーサーは、表示領域のアレイ基板と対向基板の間隙を形成するスペーサーと同時形成されるが、下地となる樹脂膜のパターン端にスペーサーを形成した場合、レベリングにより表示領域のスペーサーに比べて低くなる傾向がある。
【００１５】
樹脂膜のパターン端に形成したスペーサー高さは、下地樹脂膜の抜き取り幅に依存する。アレイ基板側の実装部は樹脂膜が抜き取られているため、トータルの樹脂膜抜き取り幅が最も広くなる。その結果、実装辺の樹脂膜のパターン端に形成されるスペーサーは他辺に比べてさらに低くなる。その結果、表示領域のスペーサーに比べて実装部の接着剤領域のスペーサーは著しく低くなる傾向がある。
【００１６】
このような液晶表示装置を、実装辺を下側にして立て掛けた場合、加温時に重力ムラが発生する課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−２７９９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の実施形態は、重力ムラによる画像品質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
実施形態によれば、  第１の基板、該第１の基板の一主面上に形成された下地樹脂層、及び該下地樹脂層上にマトリクス状に形成されて表示領域を構成する複数の画素電極、及び該第１の基板の一主面上に該下地樹脂層と間隔をおいて実装されたＩＣを含むアレイ基板と、
該アレイ基板に対向して設けられ、第２の基板、及び該第２の基板上に形成され、該表示領域周囲の周辺領域を遮蔽する遮光層を含む対向基板と、
該アレイ基板と該対向基板とを該周辺領域において接着するシール材と、
該下地樹脂層上の該周辺領域に形成され、該シール材中に設けられた複数のスペーサーと、
該アレイ基板と該対向基板とシール材とにより区画された領域に封入された液晶とを具備する液晶表示装置であって、
前記シール材において、前記ＩＣに隣接する実装辺に設けられたスペーサーを対向基板側から見た場合の面密度は、その他の辺に設けられたスペーサーの面密度に比べて高いことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態にかかる複数の液晶表示素子が形成されたマザー基板の一部を表す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】スペーサー密度と、噛み込み量との関係を表すグラフである。
【図５】実施形態にかかる液晶表示素子の他の一例を表す図である。
【図６】ＩＣに隣接する実装辺に設けられたスペーサーの面密度を表す図である。
【図７】実装辺以外の辺に設けられたスペーサーの面密度を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施形態にかかる液晶表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、アレイ基板及び対向基板を接着するシール材と、アレイ基板上に設けられた複数のスペーサーと、アレイ基板、対向基板、及びシール材により区画された領域に封入された液晶とを含む。
【００２２】
アレイ基板は、第１の基板、第１の基板の一主面上に形成された下地樹脂層、及び下地樹脂層上にマトリクス状に形成されて表示領域を構成する複数の画素電極、及び第１の基板の一主面上に該下地樹脂層と間隔をおいて実装されたＩＣを含む。
【００２３】
対向基板は、第２の基板、及び第２の基板上に形成されて表示領域周囲の周辺領域を遮蔽する遮光層を含む。
【００２４】
シール材は、アレイ基板と対向基板とを周辺領域において接着する。
【００２５】
複数のスペーサーは、少なくとも下地樹脂層上の周辺領域に形成され、シール材中に設けられている。スペーサーはまた、表示領域内にも形成し得る。
【００２６】
シール材中に設けられたスペーサーにおいて、ＩＣに隣接する実装辺のシール材に設けられたスペーサーを対向基板側から見た場合の面密度は、その他の辺のシール材に設けられたスペーサーの面密度に比べて高い。
【００２７】
実施形態によれば、実装辺のシール材に設けられたスペーサーを対向基板側から見た場合の面密度は、その他の辺のシール材に設けられたスペーサーの面密度に比べて高くすることにより、実装辺のシール材のセル厚を改善し、重力ムラによる画像品質の低下を抑制することができる。
【００２８】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１に、複数の液晶表示素子が形成されたマザー基板の一部を表す平面図を示す。
【００３０】
図示するように、このマザー基板には例えば液晶表示素子１１０に、各々液晶表示素子１２０，液晶表示素子１３０が隣接して配置されている。
【００３１】
液晶表示素子１１０と液晶表示素子１２０は隣接しており、液晶表示素子１１０と液晶表示素子１３０は、液晶表示素子１１０と液晶表示素子１２０よりも近接して配置されている。
【００３２】
図２に図１のＡ−Ａ’断面図、図３に図１のＢ−Ｂ’断面図を各々示す。
【００３３】
図示するように、液晶表示素子１１０は、アレイ基板３１と対向基板３２を有する。アレイ基板３１は、第１の基板１１、第１の基板１１の一主面上に形成された下地樹脂層１３、及び下地樹脂層１３上にマトリクス状に形成されて表示領域１０１を構成する複数の画素電極１４を含む。
【００３４】
一方、対向基板３２は、アレイ基板３１に対向して設けられ、第２の基板１２、第２の基板１２の表示領域１０１に形成された着色層１６、及び周辺領域１０２に形成され、周辺領域１０２を遮蔽する遮光層２、及び共通電極１７を含む。
【００３５】
シール材１９は、アレイ基板３１と対向基板３２とを表示領域１０１周囲の周辺領域１０２において接着する。
【００３６】
複数のスペーサー１５ａは下地樹脂層２上の周辺領域１０２に形成され、シール材１９中に設けられている。
【００３７】
アレイ基板３１と対向基板３２とシール材１９とにより区画された領域には液晶１８が封入されている。
【００３８】
また、下地樹脂層２上の表示領域１０１にはスペーサー１５ｃを形成することができる。スペーサー１５ｃは液晶１８中に設けられている。
【００３９】
液晶表示素子１１０と隣接する液晶表示素子１２０との間には、マザー基板から切り離された後の工程で液晶表示素子にＩＣ３が設けられるので、このＡ-Ａ’断面では、液晶表示素子１１０と隣接する液晶表示素子１２０との距離が離れている。
【００４０】
一方、図示するように、Ｂ-Ｂ’断面では、液晶表示素子１１０と隣接する液晶表示素子１３０との間にはＩＣ３を配置しないため、液晶表示素子１１０と隣接する液晶表示素子１３０との距離が近接している。
【００４１】
複数のスペーサー１５ｂは下地樹脂層２上の周辺領域１０２に形成され、シール材１９中に設けられている。
【００４２】
図示するように、実施形態によれば、実装辺に設けられたスペーサー１５ａを対向基板側から見た場合の面密度は、実装辺とは異なる辺に設けられたスペーサー１５ｂの面密度よりも高い。
【００４３】
シール材中のスペーサーは、その上部にはシール材が載り上げ、シール材が他方の基板に接するような構造となる。このスペーサー上部に載ったシール材の厚みをここでは「噛み込み量」と記述する。
【００４４】
尚、アレイ基板３１と対向基板３２の外側には、図示しない偏光板、位相差板等の光学素子が配置される。
【００４５】
図４にスペーサー密度と、噛み込み量との関係を表すグラフを示す。
【００４６】
この接着剤の噛み込み量は、図３に示すように、スペーサー密度が高い程、大きくなる。これを利用して、スペーサーの高さが表示領域に対して周辺領域が低く、特に実装辺のスペーサーの高さが低いことから生ずる重力ムラに対し、周辺領域に配置するスペーサー密度を調整することで解決する。即ち、実装辺の周辺領域のスペーサーの高さが最も低いことから、この領域のスペーサー密度を、実装辺以外の辺より高く設定することで、重力ムラを抑制することができる。
【００４７】
図５に、実施形態にかかる液晶表示素子の他の一例を表す図を示す。
【００４８】
なお、図１ないし図３の液晶表示素子１１０，１２０，１３０では、各々、１つの実装辺にＩＣが設けられているが、図５に示すように、１つの液晶表示層１４０が２つの実装辺に各々１つずつのＩＣが設けられていても良い。
【００４９】
実施例
以下のように、図１及び図２に示す構成と同様の構成を有する液晶表示素子を形成した。
【００５０】
ガラス基板１１上に、スリットコータを用いて下地樹脂層１３を形成した。
【００５１】
下地樹脂層１３上に、マトリクス状の画素電極１４を形成した。
【００５２】
表示領域１０１及び周辺領域１０２の下地樹脂層１３上にスペーサー材料塗布層を形成し、パターニングを行うことによりスペーサーを形成し、アレイ基板３１を得た。
【００５３】
さらに、ガラス基板１２上の表示領域に着色層、周辺領域に遮蔽層を形成した。さらに絶縁層を介して共通電極１７を形成し、対向基板３２を得た。
【００５４】
アレイ基板３１と対向基板３２の周辺領域をシール材１９で接着した。
【００５５】
尚、滴下注入方式によりアレイ基板３１と対向基板３２とシール材１９とで区画された領域に、液晶１８を封入した。
【００５６】
その後、所定の位置にＩＣ３を設けて、液晶表示素子を得た。
【００５７】
シール材中のスペーサー１５ａ，１５ｂ、表示領域のスペーサー１５ｃと同時に形成した。アレイ基板側の下地樹脂層１３のパターン端部はシール材の一部まで延出させた。スペーサー１５ａ，１５ｂはその下地樹脂層１３のパターン端部に形成される。スペーサーを形成するための樹脂塗布層はレベリングにより下地樹脂層１３の中央よりも端部の方が厚さが減少するので、表示領域のスペーサー１５ｃに比べてスペーサー１５ａ，１５ｂの高さが低くなる。
【００５８】
また、実装辺側のスペーサー１５ａは隣接する他２辺のスペーサー１５ｂに比べ下地樹脂層１３のパターン抜き量が大きい。すなわち図３の領域２０２に比べ図２の領域２０１の方が大きくスペーサーを形成するための樹脂膜のレベリングにより、実装辺側の下地樹脂層１３端部でのスペーサーを形成するための樹脂塗布層の厚さは、実装辺以外の他辺の下地樹脂層１３端部での樹脂塗布層の厚さより薄くなる。このため、パターニング後の実装辺側のスペーサー１５ａの高さは実装辺以外の他辺側のスペーサー１５ｂに比べより低くなる。
【００５９】
このため、実施例では、シール材のスペーサー面密度を、実装辺部が隣接する他２辺に比べて高く設定する。ここで、ＩＣに隣接する実装辺に設けられたスペーサー１５ａを対向基板側から見た場合の面密度を表す図を図６に、実装辺とは異なる辺に設けられたスペーサー１５ｂの面密度を表す図を図７に示す。
【００６０】
ここでは、スペーサー１５ａの配列は、スペーサー１５ｂの配列の間にさらにスペーサーを設け、千鳥格子状の配列にすることにより、面密度をさらに高くしている。
【００６１】
これにより、シール材の噛み込み量が多くなり、シール材の高さや辺に依らず画像品質を均一に保つことができる。
【００６２】
さらに、滴下注入において、実装辺のシール材が潰れることなく、隣接する他２辺同様に高さが保持され、重力ムラの発生が抑制できる。
【００６３】
比較例
比較として、周辺領域のスペーサー面密度を、実装辺とが隣接する他２辺と同じ設定にした。接着剤の噛み込み量は同じとなる。結果、周辺領域の高さは、周辺領域のスペーサーの高さが反映され、実装辺のみ低くなる。
【００６４】
その結果、滴下注入において実装辺の周辺領域がつぶれて、重力ムラが発生した。
【００６５】
以上のように、実施形態によれば、実装辺の接着剤領域のスペーサー面密度を、接する二辺に対し高く設定することで、接着剤の噛み込み量が多くなり、接する二辺同等のセルギャップを実現することができる。これにより、表示領域に対して、周辺部のセルギャップが適切に保持される。特に実装辺近傍のセルギャップが低すぎる不具合を解消することで、重力ムラ発生を抑制することができる。
【００６６】
実施例においては、滴下注入方式の場合のみを述べたが、他の貼り合わせ方法においても、本実施形態は有効である。
【００６７】
また、実施例としてアレイ基板側にスペーサーを配置する構成のみを述べたが、対向基板側にスペーサーを配置する構成においても、本実施形態は有効である。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１１…第１の基板、１２…第２の基板、１３…下地樹脂層、１４…画素電極、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…スペーサー、１６…着色層、１７…共通電極、１８…液晶、１９…シール材、３１…アレイ基板、３２…対向基板、１１０，１２０，１３０…液晶表示素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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