(57)【要約】【課題】製造工程を増加させることなく、表示領域内で発生していた液晶層の厚さの不均一性から生じる基板間隔のムラを防止して、表示品位を向上させることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】電極が形成された第１基板と、該第１基板と対向するとともに、該第１基板と対向する面の表示領域に着色層が形成された第２基板と、前記第１基板と液晶層を介してスペーサで保持して重ね合わされた前記第２基板とのあいだに、該液晶層を封止するために前記第１基板および第２基板の表示領域外に形成されたシール材とを具備する液晶表示装置。前記第２基板に形成された着色層が、前記シール材に重なり合う位置まで延在して形成されている。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成された第１基板と、
該第１基板と対向するとともに、該第１基板と対向する面の表示領域に着色層が形成された第２基板と、
前記第１基板と液晶層を介してスペーサで保持して重ね合わされた前記第２基板とのあいだに、該液晶層を封止するために前記第１基板および第２基板の表示領域外に形成されたシール材
とを具備する液晶表示装置であって、
前記第２基板に形成された着色層が、前記シール材に重なり合う位置まで延在して形成されてなる液晶表示装置。
【請求項２】
前記着色層が透明電極または保護膜により覆われている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記シール材がスペーサを含んでいる請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記シール材に含まれているスペーサの径が、前記表示領域に含まれているスペーサの径以下である請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記シール材または前記表示領域に含まれているスペーサが前記第１基板上に形成されている請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記シール材または前記表示領域に含まれているスペーサが前記第２基板上に形成されている請求項２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、表示品位を向上させることができる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置における液晶パネルの平面図を図９に示す。また、図９のＡ−Ａ線断面の拡大図を図１０に示す。従来の液晶表示装置は、薄膜トランジスタや配向膜などを積層した下部透明絶縁性基板（アレイ基板）である第１基板５１と、着色層や配向膜などを積層した上部透明絶縁性基板（カラーフィルタ基板）である第２基板５２とを表示領域内に配置する面内スペーサ５３を用いて所定の間隔を隔てて重ね合わせ、表示領域外に形成したシール材５４によって接着させたのち、このシール材５４の一部に形成された液晶注入口（図示せず）から液晶５５を注入したのち、封止し、ついで両基板の外側に偏光板を貼り付けてなる液晶表示パネルにおける片方の基板側にバックライトなどを配置して構成されている。なお、図９〜１０において、５６はブラックマトリックスである。
【０００３】
従来の表示領域外の構成では、着色層５７のパターンが有効表示領域５８と同一領域に形成されているか、または有効表示領域５８の端から１、２画素分程度外側に形成されるとともに、この着色層５７のパターンの外周をシール材５４にて封止している。このため、着色層５７のパターンが形成されない領域がある。また、この着色層５７のパターンに透明電極５９を積層して形成しているため、表示領域５８外に形成したシール材５４の近傍部の液晶層５５の厚さＨ１は、有効表示領域５８内の厚さＨ２と比べて、着色層５７および透明電極５９の厚さの分だけ厚くなっている。このため、シール材５４に含ませて用いるシール内スペーサ６０は、着色層５７および透明電極５９の厚さを考慮して、面内スペーサ５３に比べて、大きい径のものを適用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、表示領域５８外に形成したシール材５９の近傍部では、第２基板５２上に着色層５７のパターンが形成されないため、有効表示領域５８内の液晶層５５の厚さＨ２と比べて液晶層５５の厚さＨ１が厚くなり、従来の大きさの面内スペーサ６０では、液晶表示パネル全面で基板間隔を保持することができなくなっていた。このため、表示領域５８外では、液晶層５５の厚い部分が生じて、液晶層５５の厚さが不均一となるために表示ムラが発生しやすくなるという現象が発生していた。
【０００５】
本発明は、前述の問題を解消するためになされたものであり、製造工程を増加させることなく、表示領域内で発生していた液晶層の厚さの不均一性から生じる基板間隔のムラを防止して、表示品位を向上させることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の液晶表示装置は、電極が形成された第１基板と、該第１基板と対向するとともに、該第１基板と対向する面の表示領域に着色層が形成された第２基板と、前記第１基板と液晶層を介してスペーサで保持して重ね合わされた前記第２基板とのあいだに、該液晶層を封止するために前記第１基板および第２基板の表示領域外に形成されたシール材とを具備する液晶表示装置であって、前記第２基板に形成された着色層が、前記シール材に重なり合う位置まで延在して形成されてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、前記着色層が透明電極または保護膜により覆われているものである。
【０００８】
本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、前記シール材がスペーサを含んでいるものである。
【０００９】
本発明の請求項４記載の液晶表示装置は、前記シール材に含まれているスペーサの径が、前記表示領域に含まれているスペーサの径以下であるものである。
【００１０】
本発明の請求項５記載の液晶表示装置は、前記シール材または前記表示領域に含まれているスペーサが前記第１基板上に形成されているものである。
【００１１】
本発明の請求項６記載の液晶表示装置は、前記シール材または前記表示領域に含まれているスペーサが前記第２基板上に形成されているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の液晶表示装置を説明する。
【００１３】
実施の形態１
本発明の実施の形態１にかかわる液晶表示装置の液晶表示パネルの平面図を図１に示す。また、図２に図１のＩ−Ｉ線断面の拡大図を示す。図１〜２において、１は下部透明絶縁性基板（アレイ基板）、たとえばガラスなどの透明絶縁性基板である第１基板、２は上部透明絶縁性基板（カラーフィルタ基板）、たとえばガラスなどの透明絶縁性基板である第２基板、３はブラックマトリクス、４はシール材、５は表示領域、６は表示領域内に配置したスペーサ、７は液晶層、８は着色層および９は透明電極である。
【００１４】
前記第１基板１上には、画素電極、トランジスタ、走査配線、信号配線および透明電極などが形成されている。該第１基板１のパターンは、成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチングおよびレジスト剥離といった工程を順次行ない積層していく。
【００１５】
前記第２基板２上の第１基板１と対向する面上には、多層クロムなどからなる遮光層であるブラックマトリクス３と、赤、緑、青の３色の着色層８と、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極９などが表示領域に形成される。たとえばブラックマトリクス３は、第２基板２上に多層クロムをスパッタ法などにより全面に成膜し、露光および現像を施すことにより、所望するパターンを形成する。図２に示されるように、ブラックマトリクス３のパターンはシール材４を形成する位置よりも外側まで形成されている。ただし、ブラックマトリクス３はシール材４を形成する位置より内側、またはシール材に接しないように形成してもよい。ついで着色層８を顔料分散法、染色法または電着法などで積層する。ここで着色層８はシール材４を形成している位置に重なり合う領域まで積層する。ついで透明電極９は、たとえばＩＴＯなどの透明電極材料をマスクスパッタ法などを用いて着色層８を覆うように形成される。
【００１６】
液晶表示パネルは、両基板の表示領域外に、スクリーン印刷またはディスペンサを用いてシール材４を塗布し、形成したのち、第１基板１の電極などを形成した面と第２基板２の着色層８などを積層した面とを対向させるとともに、面内に散布したスペーサ６などにより両基板を所定の間隔に保持させて重ね合わせたのち、硬化処理を実施して作製される。
【００１７】
実施の形態１においては、図２に示されるように、第２基板２上に形成した着色層８を表示領域外に形成したシール材４と重なり合う位置まで延在して形成させている。このとき、着色層８は表示領域外に形成されているシール材４からはみ出すことがないように形成する。また、着色層８のパターンを透明電極９上に積層すると、実効電圧が低下するため、着色層８のパターンを形成したのち、該着色層８を覆うように透明電極９を同様に延長して形成する。ただし、透明電極９はシール材４からはみ出して形成させてもよい。
【００１８】
前記着色層８および透明電極９の形成については、マスクを用いて露光して形成するため、マスクの変更のみで工程を増やすことなく実現することができる。
【００１９】
また、図３に示されるように、透明電極が不要の液晶モード、たとえば横方向の電界で液晶が基板に平行に配向する方式であるＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）駆動方式においては、透明電極のかわりにアクリル系樹脂などからなる保護膜１０を第２基板２の全面に塗布する。この場合、前述と同様に着色層８を表示領域外に形成したシール材４と重なり合う位置まで延在して形成させたのち、着色層８を覆うように保護膜１０を形成する。図３では、着色層８およびブラックマトリクス３を覆うように形成したが、着色層８のみを覆うように保護膜１０を形成してもよい。
【００２０】
以上のように、本実施の形態１は、着色層８に積層する透明電極９または保護膜１０をシール材４に重なり合う位置まで延在して形成する構造とすることにより、液晶層８の厚さがパネル全体で均一となるので、表示品位を向上させることができる。
【００２１】
実施の形態２
前記実施の形態１の構造とすることで、表示領域から表示領域外のシール材４の近傍部まで、液晶層８の厚さを安定させることが可能であるが、本実施の形態２においては、さらに表示領域外の厚さを安定させるために、シール内にスペーサ１１を設けている。図４〜５に示されるように、シール材４内にスペーサ１１を形成する方法として、実施の形態１におけるシール材４を塗布する際、たとえばガラスファイバーなどからなるスペーサ１１を熱硬化型エポキシ樹脂からなるシール材４に含ませてスクリーン印刷またはディスペンサを用いて塗布し、形成する。シール材４内のスペーサ１１の径は、図４〜５に示されるように面内スペーサ６と実質的に同一にすることが望ましいが、シール材４の近傍部まで液晶層８の厚さを保持できる範囲内であれば小さく形成することが可能である。また、本実施の形態２では、表示領域内に配置したスペーサ６の形状およびシール材４内に含ませるスペーサ１１の形状は、球状を呈しているが、円柱状、円錐状また四角錘状など種々の形状が可能である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態２は、シール材にスペーサを含ませ、さらにそのスペーサの径を面内スペーサと実質的に同一または小さくすることにより、液晶層の厚さがパネル全体で均一となるので、表示品位を向上させることができる。
【００２３】
実施の形態３
前記実施の形態２においては、スペーサを表示領域内およびシール内に含ませる構造としているが、図６〜７に示されるように、本実施の形態３では、スペーサとなる突起部１２を第１基板１または第２基板２上に形成するようにしている。
【００２４】
前記第１基板１上にスペーサとなる突起部１２を作製する場合、透明電極９または保護膜１０を成膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチングおよびレジスト剥離したのち、所望の液晶層７の間隔を有するようにレジストを含有するアクリル系などの樹脂を塗布する。ついで露光、現像およびエッチングを行ないスペーサとなる突起部１２を生成させる。
【００２５】
一方、前記第２基板２上にスペーサとなる突起部１２を作製する場合、ブラックマトリクス３、着色層８、透明電極９または保護膜を形成したのち、所望の液晶層７の間隔を有するようにレジストを含有するアクリル系などの樹脂を塗布する。ついで露光、現像およびエッチングを行ないスペーサとなる突起部１２を生成させる。
【００２６】
また、前記第１基板１または第２基板２に形成されるスペーサとなる突起部１２は、図６に示されるように、表示領域およびシール材４内の両方に形成させてもよいが、図７に示されるように、表示領域およびシール材４の近傍部にスペーサとなる突起物１２を形成させると、シール材４にスペーサを含ませなくてもよい。なお、前記スペーサである突起部１２は第１基板１上および第２基板２上の両方に形成してもよい。
【００２７】
以上のように、本実施の形態３では、着色層８のパターン、着色層８に積層する透明電極９または保護膜１１およびブラックマトリクス３をシール材４まで延長させて形成するとともに、さらに表示領域内およびシール材４の近傍部、または表示領域内のみにスペーサとなる突起部１２を基板に形成させることにより、液晶層７の厚さがパネル全体で均一となるので、表示品位を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態４
前記実施の形態では、第２基板２上に遮光層であるブラックマトリクス３を積層して形成しているが、本実施の形態４においては、図８に示されるように、第２基板２上に着色層８を積層し、透明電極９または保護膜で覆ったのち、ブラックマトリクス３を形成するようにしている。それ以外の製法などは前記実施の形態１と同様である。本実施の形態４においても、実施の形態１と同様、着色層８を表示領域外に形成したシール材４と重なり合う位置まで延在させて形成する。また、シール材４内にスペーサ１１を形成する場合は、前記実施の形態２と同様、シール材４内のスペーサ１１の径を面内スペーサ６と実質的に同一にすることが望ましいが、シール材４の近傍部まで液晶層７の厚さを保持することができる範囲内であれば小さく形成することが可能である。表示領域内およびシール材４内に形成するスペーサ６、１１の形状は、球状を呈しているが、円柱状、円錐状また四角錘状など種々の形状が可能である。
【００２９】
また、前記実施の形態３と同様、スペーサとなる突起部１２を第１基板１上、第２基板２上または第１基板１上および第２基板上に形成してもよい。
【００３０】
以上のように、本実施の形態４では、着色層８に積層する透明電極９または保護膜１１およびブラックマトリクス３をスペーサ１１を含むシール材４まで延在して形成することにより、液晶層７の厚さがパネル全体で均一になるので、表示品位を向上させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１記載の発明によれば、電極が形成された第１基板と、該第１基板と対向するとともに、該第１基板と対向する面の表示領域に着色層が形成された第２基板と、前記第１基板と液晶層を介してスペーサで保持して重ね合わされた前記第２基板とのあいだに、該液晶層を封止するために前記第１基板および第２基板の表示領域外に形成されたシール材とを具備する液晶表示装置であって、前記第２基板に形成された着色層が、前記シール材に重なり合う位置まで延在して形成することにより、液晶層の厚さがパネル全体で均一になるので、表示品位を向上させることができる。
【００３２】
また、請求項２記載の発明によれば、前記着色層が透明電極または保護膜により覆われていることにより、着色層に配向膜を積層して形成すると、発生する可能性がある色ムラを回避することができる。
【００３３】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１、２記載の液晶表示装置において、前記シール材がスペーサを含んでいることにより、液晶層の厚さがパネル全体で均一になるので、表示品位を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の液晶表示装置において、前記シール材に含まれているスペーサの径が、前記表示領域に含まれているスペーサの径以下とすることにより、液晶層の厚さがパネル全体で均一になるので、表示品位を向上させることができる。
【００３５】
さらに請求項５、６記載の発明によれば、請求項２記載の液晶表示装置において、前記シール材または前記表示領域に含まれているスペーサが前記第１基板上または第２基板上に形成されていることにより、液晶層の厚さがパネル全体で均一になるので、表示品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわる液晶表示装置の液晶表示パネルの平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかわる他の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかわる液晶表示装置の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかわる他の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかわる液晶表示装置の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３にかかわる他の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図８】本発明の実施の形態４にかかわる液晶表示装置の液晶表示パネルの要部断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置の液晶表示パネルの平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面の拡大図である。
【符号の説明】
１　第１基板
２　第２基板
３　ブラックマトリクス
４　シール材
５　表示領域
６　面内スペーサ
７　液晶層
８　着色層
９　透明電極
１０　保護膜
１１　シール材内スペーサ
１２　スペーサとなる突起部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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