(57)【要約】【課題】配向膜の剥離を低減する。【解決手段】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た液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を一定に保持する複数のスペーサとを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数の画素領域を有し、前記第１の基板は、前記各画素領域の周囲に配置される遮光膜を有し、前記スペーサは、前記第１の基板の前記遮光膜上に形成され、且つ、少なくとも前記第２の基板側の先端部に配向膜を有しないことを特徴とする。【選択図】図１
2008170690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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た液晶と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を一定に保持する複数のスペーサとを有する液晶表示パネルを備え、
前記液晶表示パネルは、複数の画素領域を有し、
前記第１の基板は、前記各画素領域の周囲に配置される遮光膜を有し、
前記スペーサは、前記第１の基板の前記遮光膜上に形成され、且つ、少なくとも前記第２の基板側の先端部に配向膜を有しないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記スペーサは、撥水性材料を含有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記撥水性材料は、含フッ素有機化合物、あるいは含シリコン有機化合物であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記スペーサと対向する位置の前記第２の基板上に、金属層からなる台座を設け、
前記スペーサと前記台座を勘合させ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】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に配向膜の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般的に用いられている液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を有する基板と、カラーフィルタを有する基板を対向するように配置して、それらの間に液晶を封入することで構成される液晶表示パネルを有している。
【０００３】
上記の各基板の間隔を保持するために、基板間にはスペーサが形成される。スペーサには、粒径の均一なプラスチックビーズ等を散在させたり、一方の基板にホトスペーサと呼ばれる柱状の構成物をホトリソグラフィによって形成することが一般的である。
【０００４】
プラスチックビーズを用いる方法は、画素上にも散布され、プラスチックビーズの周辺部において光が漏れることによるコントラストの低下が問題になる。
【０００５】
ホトスペーサを用いる方法では、このような問題は発生しないが、別の問題もある。ホトスペーサの構造を示す一例として、特許文献１（特開2000-267114）を示す。
【０００６】
通常の液晶表示パネルの製造工程では、一対の基板を夫々別々に形成し、両方の基板に配向膜を塗布し、その後両基板を貼り合わせ、間に液晶を封入することで完成する。このため、上記特許文献１に示されるように、ホトスペーサには、液晶の配向方向を制御するための配向膜が一様に塗布される。
【０００７】
【特許文献１】特開2000-267114号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような構成において、ホトスペーサの先端部に存在する配向膜が問題となる。ホトスペーサは、その機能上、対向する基板に接触するように形成される。このため、ホトスペーサ先端部に塗布された配向膜は、一対の基板を貼り合せた際に、対向する基板に押し付けられることになる。このような機械的な接触により、ホトスペーサ先端部の配向膜が剥がれてしまい、液晶中に浮遊することになる。また、一対の基板を貼り合せ、液晶ディスプレイパネルとして完成した後も、製品の運搬などによる振動によって、ホトスペーサ先端部に擦れが生じ、配向膜が剥がれてしまう可能性がある。
【０００９】
このような原因によって液晶中に剥がれた配向膜は、ビーズスペーサと同様に光漏れの原因となり、コントラストの低下を導く。
【００１０】
従来は、上記特許文献１に示されるように、ホトスペーサの先端部の配向膜を薄くするなどして、剥がれる配向膜の量を低減するようにした例があるが、抜本的な解決には至っていない。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するものであり、ホトスペーサを用いる液晶表示装置において、配向膜剥離を低減できる構成を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の構成は、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た液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を一定に保持する複数のスペーサとを有する液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルは、複数の画素領域を有し、前記第１の基板は、前記各画素領域の周囲に配置される遮光膜を有し、前記スペーサは、前記第１の基板の前記遮光膜上に形成され、且つ、少なくとも前記第２の基板側の先端部に配向膜を有しないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、ホトスペーサに配向膜を形成することが無いため、ガラス基板の貼り合わせ時、或いは液晶ディスプレイパネルの運搬などによる振動によって生じる配向膜の剥離を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《全体の構成》
図２は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図である。図３は、図２に示した液晶表示装置における１画素の回路構成の一例を示す模式回路図である。
【００１５】
本実施例では、本発明をアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合を例に挙げ、その構成の一例について説明する。そこで、まず、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の概略構成について簡単に説明する。
【００１６】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、たとえば、図２に示すように、液晶表示パネル１０と、データドライバ１１と、ゲートドライバ１２とを有する。なお、図２では省略しているが、液晶表示装置は、これらのほかに、たとえば、データドライバ１１やゲートドライバ１２の動作を制御する回路基板などを有する。また、透過型または半透過型の液晶表示装置の場合、バックライトユニット（光源）も有する。
【００１７】
液晶表示パネル１０は、複数本の走査信号線ＧＬおよび複数本の映像信号線ＤＬを有する。複数本の走査信号線ＧＬは、ゲートドライバ２から走査信号が入力される信号線であり、複数本の映像信号線ＤＬは、データドライバ１２から映像信号が入力される信号線である。また、走査信号線ＧＬと映像信号線ＤＬは、絶縁層を介して形成されており、１本の映像信号線ＤＬは、前記絶縁層を介して複数本の走査信号線ＧＬと立体的に交差している。
【００１８】
また、液晶表示パネル１０の表示領域ＤＡは、複数本の走査信号線ＧＬのうちの最も外側に配置されている２本の走査信号線と、複数本の映像信号線ＤＬのうちの最も外側に配置されている２本の映像信号線とで囲まれる矩形領域である。また、表示領域ＤＡは、走査信号線ＧＬの延在方向および映像信号線ＤＬの延在方向に配置された多数個の画素により構成されており、１つの画素が占める領域は、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本の映像信号線ＤＬとで囲まれる領域に相当する。
【００１９】
なお、前記最も外側に配置されている２本の走査信号線のうちの一方の走査信号線はダミーの走査信号線であり、前記最も外側に配置されている２本の映像信号線のうちの一方の映像信号線はダミーの映像信号線である。図２に示した液晶表示パネル１０では、映像信号線ＤＬの信号入力端から最も遠い走査信号線がダミーの走査信号線であり、走査信号線ＧＬの信号入力端から最も遠い映像信号線がダミーの映像信号線である。このように、ダミーの走査信号線およびダミーの映像信号線を設けることにより、表示領域ＤＡを構成するすべての画素が、隣接する２本の走査信号線と隣接する２本の映像信号線とで囲まれた構成になる。
【００２０】
また、図２では省略しているが、表示領域ＤＡを構成する各画素には、アクティブ素子（スイッチング素子と呼ぶこともある）が配置されており、一般的な液晶表示パネル１０の場合、前記アクティブ素子には、たとえば、ＭＩＳ構造（ＭＯＳ構造を含む）のＴＦＴが用いられる。前記アクティブ素子として用いるＴＦＴが、１つの画素に対して１個の割合で配置される場合、たとえば、図３に示すように、隣接する２本の走査信号線ＧＬｎ，ＧＬｎ＋１（ｎは１より大きい整数）と、隣接する２本の映像信号線ＤＬｍ，ＤＬｍ＋１（ｍは１より大きい整数）とで囲まれる領域（画素）に対して配置されるＴＦＴ（Ｔｒ）は、ゲート（Ｇ）が走査信号線ＧＬｎに接続し、ドレイン（Ｄ）が映像信号線ＤＬｍに接続している。またこのとき、ＴＦＴのソース（Ｓ）電極は、画素電極ＰＸに接続している。画素電極ＰＸは、対向電極ＣＴ（共通電極と呼ぶこともある）および液晶層ＬＣと画素容量（液晶容量と呼ぶこともある）Ｃｌｃを形成している。
【００２１】
なお、本実施例では、ＴＦＴのドレイン電極とソース電極について、映像信号線ＤＬに接続している方をドレイン電極と呼び、画素電極ＰＸに接続している方をソース電極と呼んでいるが、この逆、すなわち、映像信号線ＤＬに接続しているほうをソース電極と呼び、画素電極ＰＸに接続しているほうをドレイン電極と呼ぶこともある。
《電極構成》
図４は、液晶表示パネル１０の電極構成の一例を示す平面図である。本実施例の液晶表示パネル１０は、一対のガラス基板のうち、一方のガラス基板に形成された画素電極と、他方のガラス基板に形成された対向電極との間で縦方向の電界を印加して、液晶分子を駆動する、所謂、縦電界（ＶＡ）方式の液晶表示パネルである。
【００２２】
図３において、ゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬおよび画素電極ＰＸは、一方のガラス基板側に形成される。
【００２３】
また、ＢＭは遮光膜、ＣＦはカラーフィルタである。なお、図４において、矢印でＢＭと示されている点線枠の部分は、遮光膜（ＢＭ）に形成された開口部を表している。このカラーフィルタ（ＣＦ）と、遮光膜（ＢＭ）は、他方のガラス基板側に形成される。また、図４において、ＴＦＴは、アクティブ素子を構成する薄膜トランジスタである。さらに、３は、一対のガラス基板間のギャップを一定に保持するためのホトスペーサである。
《ホトスペーサの構成》
図１は、図４のＡ−Ａ'切断線方向に沿った断面構造を示す断面図である。以下、図１を用いて、本実施例の液晶表示パネル１０の構造について説明する。
【００２４】
本実施例では、図１に示すように、液晶層ＬＣを介して互いに対向配置される一方のガラス基板２と、他方のガラス基板１とを有する。本実施例では、ガラス基板２の主表面側が観察側となっている。
【００２５】
ガラス基板２の液晶層ＬＣ側には、ガラス基板２から液晶層ＬＣに向かって順に、遮光膜（ＢＭ）８およびカラーフィルタ（ＣＦ）７、対向電極（ＣＴ）、ホトスペーサ（ＰＳ）３、配向膜（ＡＬ２）６が形成される。さらに、ガラス基板２の外側には偏光板ＰＯＬ２が形成される。なお、図１では、対向電極（ＣＴ）、偏光板ＰＯＬ２は、図示しない。
【００２６】
また、ガラス基板１の液晶層ＬＣ側には、ガラス基板１から液晶層ＬＣに向かって順に、走査信号線（ＧＬ）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、映像信号線（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ）、画素電極（ＰＸ）、台座４、配向膜（ＡＬ１）９などが形成される。さらに、ガラス基板１の外側には偏光板（ＰＯＬ１）が形成される。なお、図１では、走査信号線（ＧＬ）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）、映像信号線（ＤＬ）、層間絶縁膜（ＰＡＳ）、画素電極（ＰＸ）、偏光板ＰＯＬ１は、図示しない。
【００２７】
ここで、本実施例、あるいは後述する各実施例において、ホトスペーサ（ＰＳ）３は、例えば、ホトリソグラフィ技術により形成する。具体的には、ホトスペーサを形成するための素材をホトレジストとしてガラス基板に塗布し、その後、ホトスペーサの形状に合わせて露光し、現像し、高温でベークすることで形成される。また、台座４は、ガラス基板１上に形成される金属層（具体的には、ＴＦＴのソース電極やドレイン電極を形成する層）によって形成される。また、実際にはこの金属層の上に絶縁膜（パッシベーション層）が形成されるが、ここでは省略する。
【００２８】
ホトスペーサ（ＰＳ）３と台座４の形状は、ガラス基板１側に形成されたホトスペーサ（ＰＳ）３が、ガラス基板２側に形成された台座４よりも大きい。各ガラス基板が、液晶表示パネル１の形態に貼り合わせられる時、ホトスペーサ（ＰＳ）３の先端部分に、台座４がめり込むように勘合して組み立てられる。
【００２９】
また、配向膜（ＡＬ１）９、配向膜（ＡＬ２）６は、各ガラス基板にホトスペーサ（Ｐ２）３あるいは台座４が形成された後に塗布されるものである。しかしながら、本実施例においては、図１に示すように、ホトスペーサ（Ｐ２）３の先端部分には、配向膜（ＡＬ２）６は、塗布されない。この理由として、本実施例におけるホトスペーサ（Ｐ２）３を形成する素材に対して、撥水性付与材を混合して形成するためである。
【００３０】
撥水性付与材の例としては、含フッ素有機化合物や、含シリコン有機化合物が挙げられる。これらの化合物は、配向膜の濡れ性が悪い。これらの化合物を上記のホトレジストの素材として使用することにより、配向膜塗布時、配向膜がホトスペーサ上から弾かれるようになる。具体的には、ホトスペーサ表面から弾かれた配向膜は、重力によって下方に流れ、結果として図１のようにホトスペーサの先端部分に付着しない配向膜が形成されることになる。
【００３１】
なお、配向膜の塗布は、一般に印刷によるものと、インクジェット方式によるものとが知られているが、配向膜の材質としては、インクジェット方式で用いられるものの方が粘性が低い。よって、本実施例においては、インクジェット方式による配向膜塗布において、特に好適である。
【００３２】
本実施例によれば、ガラス基板１とガラス基板２の勘合の際に、ホトスペーサ（ＰＳ）３と台座４の勘合に巻き込まれる配向膜の量が大幅に低減するため、配向膜が剥離する量を低減することが可能となる。
【００３３】
以上が、本発明における実施形態である。本発明によれば、ガラス基板を組み上げた際、あるいは液晶ディスプレイパネルの運搬などによる振動によっておこるスペーサからの配向膜の剥離を防止することが可能である。
【００３４】
なお、上記の各実施例においては、垂直配向方式（ＶＡ）の液晶表示パネルの例で説明したが、本発明は、横電界方式（ＩＰＳ）やＴＮ方式など他の方式の液晶表示パネルにおいても当然適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の構成を示す図である。
【図２】液晶表示パネルの概略構成図である。
【図３】画素領域内の概略構成を示す図である。
【図４】複数の画素領域の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、２・・・ガラス基板、３・・・ホトスペーサ（ＰＳ）、４・・・台座、６・・・配向膜（ＡＬ２）、７・・・カラーフィルタ（ＣＦ）、８・・・遮光膜（ＢＭ）、９・・・配向膜（ＡＬ１）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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