(57)【要約】【課題】シール材を形成し液晶を滴下、貼り合せを実施するが、貼り合せ後の大気解放の際に未硬化のシール材を挟んで液晶セル内部（負圧）と液晶セル外部（常圧）という圧力差が生じ、セルの外部から内部へ向かうシール差し込みが発生し、シールパスによる気泡不良が発生する恐れがあり、歩留り低下要因となる。【解決手段】表示装置は、第１の基板と、第２基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶と、前記液晶を囲む閉じたパターンで形成され、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せるシール材と、前記シール材のパターンに沿って外側に配設され、前記第１基板と第２基板の間を埋める障壁と、を備える。【選択図】図２Ｂ
2015129822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置は、
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持される液晶と、
前記液晶を囲む閉じたパターンで形成され、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せるシール材と、
前記シール材のパターンに沿って外側に配設され、前記第１の基板と前記第２の基板の間を埋める障壁と、
を備える。
【請求項２】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は前記シール材のパターンに沿って環状に配設されている。
【請求項３】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は前記シール材の外側に沿う閉じたパターンで前記第２の基板に形成される壁面状のフォトスペーサである。
【請求項４】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は前記シール材のパターンの直線方向に沿って配設されている。
【請求項５】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は前記シール材の外側に沿う直線パターンで前記第２の基板に形成される壁面状のフォトスペーサである。
【請求項６】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は隣り合うセルと共通の切断ラインと交わる方向に沿って配設されている。
【請求項７】
請求項１の表示装置において、
前記障壁は隣り合うセルと共通の切断ラインと交わる方向に沿って前記第２の基板に形成される壁面状のフォトスペーサである。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項の表示装置において、
前記第１の基板はアレイ基板であり、
前記第２の基板は対向基板である。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項の表示装置において、
前記シール材で囲まれる領域内に散在し、前記シール材で囲まれる領域における前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を所定の距離に保持する柱状スペーサをさらに備える。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか１項の表示装置において、
前記第１の基板は画素電極を備え、
前記第２の基板は対向電極を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置に関し、例えば、滴下注入方式で液晶を注入する表示装置に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの製造において、液晶表示パネルを構成する２枚の基板間に液晶を注入する方式としては、真空注入方式と滴下注入（ＯＤＦ：One Drop Filling）方式のいずれかを用いるのが一般的である。
ＯＤＦ方式では、一方の基板の外周部にシール材を塗布してその内側の領域に液晶を滴下し、それを真空中でもう一方の基板と貼り合わせて、液晶表示パネルが組み立てられる。組み立てられた液晶表示パネルはその後大気中に開放される。特開２０１３−３３０５号公報（特許文献１）に開示されるように、ＯＤＦ方式を用いて製造される液晶表示パネルにおいて、基板間ギャップの均一化およびシール差し込み（シール材が未硬化状態において、液晶が必要以上の範囲にまで拡がってシール材へ侵入すること）を防止するため、柱状スペーサをシール領域またはシール領域に接する内側に置いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者はＯＤＦ方式による液晶パネルの製造工程において、以下の問題があることを見出した。
すなわち、シール材を形成し液晶を滴下、貼り合せを実施するが、貼り合せ後の大気解放の際に未硬化のシール材を挟んで液晶セル内部（負圧）と液晶セル外部（常圧）という圧力差が生じ、特許文献１とは反対方向のセルの外部から内部へ向かうシール差し込みが発生し、シールパスによる気泡不良が発生する恐れがあり、歩留り低下要因となる。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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の基板と、第２基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶と、前記液晶を囲む閉じたパターンで形成され、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せるシール材と、前記シール材のパターンに沿って外側に配設され、前記第１基板と第２基板の間を埋める障壁と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＯＤＦ工法における課題を説明するための図である。
【図２Ａ】実施の形態に係る貼り合せる前の第１の基板と第２の基板の平面図である。
【図２Ｂ】実施の形態に係る貼り合せ後の表示パネルの平面図である。
【図２Ｃ】図２ＢのＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】実施例に係る表示装置の平面図である。
【図４】１画素領域を拡大して示した拡大平面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ’線で切断した要部断面図である。
【図６Ａ】図３のＢ部を拡大して対向基板を透過した拡大平面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＤ−Ｄ’線で切断した断面図である。
【図７Ａ】多数のセルが配置されるマザーガラス基板の平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
まず、ＯＤＦ工法おいて本願発明者が見出した課題について図１を参照して説明する。
図１はＯＤＦ工法における課題を説明するための図である。
ＯＤＦ工法では、向かい合う２枚の基板の片方に液晶ＬＣを封じ込めるためのシール材３のパターンを形成し、液晶ＬＣを適量滴下する。第１の基板１と第２の基板２を向い合せた状態で全体を減圧状態にさらし、第１の基板１と第２の基板２を貼り合せ、大気解放する。その後、シール材３を硬化させるプロセスを経て組立を完成する。この際、貼り合せた直後ではシール材３は未硬化のため、外力により容易に変形等を引き起こす状態である。さらに、貼り合せ直後ではシール材３よりも内側は減圧状態であるのに対し、シール材３よりも外側は常圧である。そのため、図１に示すように、シール材硬化プロセスを経る前に未硬化のシール材３に対して内外の圧力差によりシールパスを引き起こす力Ｆが働き、破線楕円ＳＰで囲んだ箇所に示すように、シール差し込みが発生する恐れがあり、その結果、気泡不良が発生するなどの歩留り低下要因となる。
【０００８】
次に、実施の形態について図２Ａから図２Ｃを参照して説明する。
図２Ａは実施の形態に係る貼り合せる前の第１の基板と第２の基板の平面図である。図２Ｂは実施の形態に係る貼り合せ後の表示パネルの平面図である。図２Ｃは図２ＢのＡ−Ａ’線における断面図である。
図２Ａに示すように、第１の基板１に液晶ＬＣを封じ込めるためのシール材３のパターンを形成し、液晶ＬＣを適量滴下する。第２の基板２にシール材３の外側になるようにシール材３のパターンに沿って配置される障壁４を環状に形成する。図２Ｂに示すように、第１の基板１と第２の基板２を向い合せた状態で全体を減圧状態にさらし、第１の基板１と第２の基板２を貼り合せ、大気解放する。その後、シール材３を硬化させるプロセスを経て組立を完成する。
図２Ｃに示すように、ＯＤＦ組立直後の未硬化シール材３に対して外側（常圧側）から内側（負圧側）に圧力差による力Ｆを障壁４によって物理的に防止することができる。すなわち、シール材３のパターンに接するように障壁４をパターニングすることで第１の基板１と第２の基板２を貼り合せ後の状態においても未硬化シール材３は圧力差による外力Ｆを直接受けることはなく、シール差し込みの発生を抑制することが可能である。
【０００９】
また、障壁４のパターン高さについては、可能な限りシール材３を外側からの圧力から守るために第１の基板１と第２の基板２の間の間隙と等しくすることが望ましい。また、仮に第１の基板をアレイ基板（ＴＦＴ基板）、第２の基板を対向基板（ＣＦ基板）とした場合、ＴＦＴ基板には多層に渡るメタルや絶縁膜による段差があることが考えられるため、障壁４の形成部位の高さを鑑みて（第１の基板の段差）＋（障壁の高さ）の和が、所望の基板間距離と等しくなるように設定するのが望ましい。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００１１】
なお、本実施の形態に於ける表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モードあるいはＭＶＡ（Multi-domainVertical Alignment）モードで駆動するいわゆる縦電界方式の液晶表示装置や、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等の横電界方式の液晶表示装置にも適用可能であるが、以下においてはＴＮモードの液晶表示装置に代表させて実施例の表示装置を説明する。
【実施例】
【００１２】
実施例に係る表示装置について図３から図６Ｂを参照して説明する。
図３は実施例に係る表示装置の平面図である。図４は１画素領域を拡大して示した拡大平面図である。図５は図４のＣ−Ｃ’線で切断した要部断面図である。図６Ａは図３のＢ部を拡大して対向基板を透過した拡大平面図である。図６Ｂは図６ＡのＤ−Ｄ’線で切断した断面図である。
実施例に係る表示装置１０は、図３および図５に示すように、アレイ基板（第１の基板）１１と、対向基板（第２の基板）２２と、アレイ基板１１および対向基板２２を貼り合わせるシール材３０と、アレイ基板１１、対向基板２２およびシール材３０により囲まれた領域に封入される液晶ＬＣを備える。液晶表示装置１０においては、シール材３０により囲まれた領域が表示領域３３を形成しており、表示領域３３の外周側がシール材３０の塗布領域をも含めて額縁領域３４となっている。また、表示装置１０はＯＤＦ法で製造されたものであるため、液晶注入口は形成されていない。
【００１３】
アレイ基板１１は、図３〜図６Ｂに示すように、矩形状のガラス基板等からなる透明基板１２の表面に液晶駆動用の各種配線等が形成されたものである。アレイ基板１１は対向配置される対向基板２２よりもその長手方向の長さが長く、アレイ基板１１および対向基板２２を貼り合わせた際に外部に延在する延在部１２ａが形成されるようになっている。延在部１２ａには液晶駆動用の信号を出力するＩＣチップあるいはＬＳＩ等からなるドライバＤｒがＣＯＧ（Chip On Glass）実装されている。
【００１４】
アレイ基板１１の表示領域３３内には、図４および図５に示すように、マトリクス状に複数本の走査線１３および信号線１４が形成されており、複数本の走査線１３および信号線１４は、表示領域３３の外まで延出され引回されてドライバＤｒに接続されている。さらに、アレイ基板１１の表示領域３３内には、複数本の走査線１３間に、走査線１３と平行に複数本の補助容量線１５が設けられており、走査線１３、補助容量線１５、補助容量電極１５ａおよび露出している透明基板１２を覆うようにゲート絶縁膜１８が設けられている。そして、ゲート絶縁膜１８の表面には、走査線１３と信号線１４との交差部近傍に半導体層１６が形成されており、さらに、信号線１４、信号線１４に連なるソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄが形成されている。ソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄの一部は平面視で半導体層１６と重畳しており、ソース電極Ｓ、ゲート電極Ｇ、ドレイン電極Ｄおよび半導体層１６によってスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１７が形成されている。
【００１５】
ＴＦＴ１７、信号線１４および露出しているゲート絶縁膜１８の表面を覆うように、無機絶縁材料からなるパッシベーション膜１９が成膜され、さらに、アレイ基板１１の表面を平坦化するための有機絶縁材料からなる層間膜２０が成膜されている。なお、層間膜２０の表面には、走査線１３および信号線１４によって囲まれた１画素領域ＰＡごとに、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）からなる画素電極２１が設けられ、ドレイン電極Ｄと電気的に接続するためのコンタクトホール２８が設けられている。そして、これらの表面には配向膜５１が設けられ、配向膜５１に対してラビング処理または光配向処理することによりアレイ基板１１が形成される。
【００１６】
また、対向基板２２は、図５に示すように、ガラス基板等からなる第２の透明基板２３の表面に、アレイ基板１１の走査線１３、信号線１４、コンタクトホール２８およびＴＦＴ１７に対応する位置を被覆するように遮光膜２４が形成されている。さらに、遮光膜２４で囲まれた第２の透明基板２３の表面には、サブ画素毎に所定の色、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等のカラーフィルタ層２５が形成されている。また、遮光膜２４およびカラーフィルタ層２５の表面を被覆するようにオーバコート層２６が形成されている。オーバコート層２６は絶縁性の透明な樹脂膜からなるものであり、対向基板２２の表面をできるだけ平坦にするためおよびカラーフィルタ層２５から不純物が液晶ＬＣに溶出しないようにするために設けられているものである。
【００１７】
そして、これらのオーバコート層２６を覆うように例えばＩＴＯないしＩＺＯからなる共通電極２７が設けられている。また、基板間のセルギャップを一定に保つために柱状のフォトスペーサ（柱状スペーサ）２９が設けられている。そして、共通電極２７の表面には配向膜５２が設けられ、配向膜５２に対してラビング処理または光配向処理することによりカラーフィルタ基板２２が形成される。なお、表示装置１０においては、対向基板２２のシール材３０の外側に接する位置には、後述する障壁であるフォトスペーサ４０が環状（壁面状）に形成されている。
【００１８】
次に、例えばアレイ基板１１の表面にシール材３１を閉ループ状に塗布した後、ＯＤＦ法により液晶ＬＣを封入し、対向基板２２を重ね合わせ、紫外線照射等によりシール材３０を硬化させてアレイ基板１１および対向基板２２を貼り合せを行う。
ここで、フォトスペーサ４０は、図３に示すように、シール材３０の平面視で外側の位置にシール材３０に沿って環状に形成されている。すなわち、フォトスペーサ４０は、閉じたパターンで形成される。また、フォトスペーサ４０は、シール材３０の直線パターンにおいては、シール材３０に沿って直線に形成されている。そして、フォトスペーサ４０の幅ＷＡは、図６Ａ，図６Ｂに示すように、シール材３０の幅Ｗより狭く形成されている。フォトスペーサ４０の高さＨＡは両基板間の距離と同じにするように形成されている。また、フォトスペーサ４０は、柱状スペーサ２９と同一材料で形成されるので、フォトスペーサ４０の形成は、柱状スペーサ２９の形成と同一工程で行うことができる。したがって、障壁の形成に特別な材料や、新たな工程を増やす必要がなくなる。なお、フォトスペーサ４０はシール材３０と接しているのが好ましいが、フォトスペーサ４０とシール材３０の間に隙間があってもよい。
その後、スクライブ等を行い、アレイ基板１１の延在部１２ａにドライバＤｒ等を設置すれば、表示装置１０が完成する。
【００１９】
以上より、実施例にかかる表示装置１０によれば、ＯＤＦ法により製造される表示装置において、あらかじめ、シール材と平面視で外側の位置に障壁を形成しておくことで、シール差し込みを抑制した信頼性の高い表示装置が得られる。シール材の外側に障壁を形成することにより、シール材よりも内側に形成する場合よりも表示領域から遠くに配置することになり、障壁に出来上がりの高さばらつきが発生した際に周辺ギャップムラが発生する懸念についてその影響をより低減することができる。言い換えると、シール材部分でそのようなギャップ変化を緩和することができる。
また、この実施例ではフォトスペーサ４０のパターンは環状の閉じたパターンとしたが、コーナー部においては多くの土台パターンと横切るため周辺部のセルギャップ精度を確保しにくいという問題が起こる可能性がある。その場合、やむを得ずコーナー部のみフォトスペーサ４０を形成しないという手段をとることも可能であろう。この場合では、シール材３０のコーナー部における差し込み防止の効果を得ることはできないが、シール材３０の直線部分における差し込み防止効果は問題なく得られるため、歩留りの面では閉じたパターンとした場合には劣るが一定の歩留り改善効果を得ることができる。
【００２０】
次にマザーガラス基板に複数のセルが配置される場合について図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
図７Ａは多数のセルが配置されるマザーガラス基板の平面図である。図７Ｂは図７Ａの拡大平面図である。
図７Ａに示すように、マザーガラス基板１００に多数のセル１１０を配置する際、左右方向について接するセル１１０同士の切断ラインを共通化することによりガラスの無駄を省く設計が多く用いられる。この場合は左右方向（共通切断ラインの方向と垂直な方向）については上記のような差し込みが発生する恐れはない。これは、図７Ｂに示すように、隣り合うセルのシール同士が接していることにより圧力差が生じないためである。そのため、このような設計では左右方向について障壁であるフォトスペーサ４０を設ける必要は必ずしも無く、上下方向のみに絞ってフォトスペーサ４０を形成するだけでも十分な効果を得られる。
【符号の説明】
【００２１】
１０…表示装置
１１…アレイ基板
１２ａ…延在部
１２…透明基板
１３…走査線
１４…信号線
１５…補助容量線
１５ａ…補助容量電極
１６…半導体層
１８…ゲート絶縁膜
１９…パッシベーション膜
２０…層間膜
２１…画素電極
２２…カラーフィルタ基板
２３…透明基板
２４…遮光膜
２５…カラーフィルタ層
２６…オーバコート層
２７…共通電極
２８…コンタクトホール
２９…柱状スペーサ
３０…シール材
４０…フォトスペーサ
５０…配向膜
ＰＡ…サブ画素領域
Ｄｒ…ドライバ
Ｇ…ゲート電極
Ｓ…ソース電極
Ｄ…ドレイン電極
ＬＣ…液晶
【図１】
2015129822.tif 000003
【図２Ａ】
2015129822.tif 000004
【図２Ｂ】
2015129822.tif 000005
【図２Ｃ】
2015129822.tif 000006
【図３】
2015129822.tif 000007
【図４】
2015129822.tif 000008
【図５】
2015129822.tif 000009
【図６Ａ】
2015129822.tif 000010
【図６Ｂ】
2015129822.tif 000011
【図７Ａ】
2015129822.tif 000012
【図７Ｂ】
2015129822.tif 000013