(57)【要約】【課題】液晶パネルの製造コストを抑える。【解決手段】液晶パネル１０は、共通電極５０が形成された第１パネル２０、画素１２毎に個別電極５４が形成された第２パネル２４、第１パネル２０と第２パネル２４との間に配置される液晶２８を備え、駆動回路１６により駆動される。個別電極５４は、画素領域に形成された駆動部７０、駆動部７０と駆動回路１６を接続する配線部７２、駆動部７０を介して配線部７２と向かい合う延設部７４を備えている。配線部７２の一部と、延設部７４とは、駆動部７０よりもその厚みが厚く形成されており、第１パネル２０と第２パネル２４との間の隙間を一定に保つスペーサとして機能する。個別電極５４の一部をスペーサとして機能させることで、スペーサを形成する装置を別個設ける必要がなく、製造コストを削減できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素毎に個別な個別電極を備えた第１透明基板と、各個別電極に対応する共通電極が形成された第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に形成されたスペースに配置される液晶とを備え、前記個別電極と前記共通電極との間に駆動電圧を印加することで、これら電極間の液晶の状態を変化させて、各画素領域を透過させる光の量を制御する液晶パネルにおいて、
当該液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材について、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成し、前記液晶の配置スペースを形成するためのスペーサを構成したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記個別電極のうち、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記個別電極は、前記画素領域に形成される液晶駆動部と、前記液晶駆動部に接続される配線部とを備え、
前記配線部の厚みを前記駆動部の厚みに対して厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項２記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記共通電極のうち、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記第１透明基板と前記第２透明基板との少なくとも一方に、前記画素領域に開口が形成され、前記画素領域は透光させ、前記画素領域以外は遮光する遮光膜が設けられ、
前記遮光膜の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記遮光膜は、金属から形成されることを特徴とする請求項５記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記個別電極と前記共通電極との少なくとも一方に隣接して設けられる絶縁膜を備え、
前記絶縁膜のうち、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記第１透明基板と前記第２透明基板との少なくとも一方において、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記第１透明基板と前記第２透明基板とにそれぞれ設けられ、前記液晶の配向方向を規制するための一対の配向膜を備え、
前記一対の配向膜の少なくとも一方において、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成したことを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の液晶パネル。
【請求項１０】
前記スペーサ以外の部分がマスキングされた状態で、前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることによって、前記スペーサが形成されることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の液晶パネル。
【請求項１１】
スパッタリング法により前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることを特徴とする請求項１０記載の液晶パネル。
【請求項１２】
画素毎に個別な個別電極を備えた第１透明基板と、各個別電極に共通な共通電極が形成された第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に形成されたスペースに配置される液晶とを備え、前記個別電極と前記共通電極との間に駆動電圧を印加することで、これら電極間の液晶の状態を変化させて、各画素領域を透過させる光の量を制御する液晶パネルの製造方法において、
当該液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材を構成する際に、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成し、前記液晶の配置スペースを形成するためのスペーサを構成するスペーサ構成ステップを備えたことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項１３】
前記スペーサ構成ステップでは、前記スペーサ以外の部分がマスキングされた状態で、前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることによって前記スペーサが形成されることを特徴とする請求項１２記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１４】
スパッタリング法により前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることを特徴とする請求項１３記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の透明基板の間に形成されたスペースに液晶が封入された液晶パネル、及び、このような液晶パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタなど画像表示装置や、光プリンタにおいて感光材料に照射する照明光の光量（感光材料の露光量）を制御する液晶シャッタなど各種機器において液晶パネルが用いられている。液晶パネルは、透明基板間に液晶が封入されるとともに、一方の透明基板には画素毎に個別電極が形成され、他方の透明基板にはこれら各個別電極に共通な共通電極が形成されている。そして、液晶パネルは、個別電極と共通電極との間に電圧を印可することによって電極間の液晶の状態を変化させ、各画素毎の透過光量を制御する。
【０００３】
前述のように、透明基板間には液晶が封入されるので、液晶パネルの製造時には、透明基板間に液晶を封入するためのスペースを確保する必要がある。この方法としては、例えば、球状のスペーサを透明基板に散布する方法が知られている。しかし、この方法では、スペーサを均一に散布できず、透明基板間の隙間が一定でなくなってしまうといった問題や、スペーサが画素部分にも散布されるため、ここから光が漏れてしまうなどといった問題があった。このため、下記特許文献１、２では、スペーサの材料を透明基盤上に積層させた後、余分な部分を取り除くようにした方法が記載されている。
【特許文献１】特開平５−２１６０４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献記載の方法では、スペーサの材料の積層や余分な部分の除去を行う専用の装置が必要であり、製造コストがかかってしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は、製造コストを抑えることのできる液晶パネル及び液晶パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の液晶パネルは、画素毎に個別な個別電極を備えた第１透明基板と、各個別電極に対応する共通電極が形成された第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に形成されたスペースに配置される液晶とを備え、前記個別電極と前記共通電極との間に駆動電圧を印加することで、これら電極間の液晶の状態を変化させて、各画素領域を透過させる光の量を制御する液晶パネルにおいて、当該液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材について、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成し、前記液晶の配置スペースを形成するためのスペーサを構成したことを特徴としている。
【０００７】
前記個別電極のうち、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。また、前記個別電極は、前記画素領域に形成される液晶駆動部と、前記液晶駆動部に接続される配線部とを備え、前記配線部の厚みを前記駆動部の厚みに対して厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。さらに、前記共通電極のうち、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。
【０００８】
前記第１透明基板と前記第２透明基板との少なくとも一方に、前記画素領域に開口が形成され、前記画素領域は透光させ、前記画素領域以外は遮光する遮光膜が設けられ、前記遮光膜の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。なお、前記遮光膜は、金属から形成されるものでもよい。
【０００９】
前記個別電極と前記共通電極との少なくとも一方に隣接して設けられる絶縁膜を備え、前記絶縁膜のうち、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。また、前記第透明基板と前記第２透明基板との少なくとも一方において、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。さらに、前記第１透明基板と前記第２透明基板とにそれぞれ設けられ、前記液晶の配向方向を規制するための一対の配向膜を備え、前記一対の配向膜の少なくとも一方において、前記画素領域以外の一部の厚みを厚く形成することによって、前記スペーサを構成してもよい。
【００１０】
前記スペーサ以外の部分がマスキングされた状態で、前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることによって、前記スペーサが形成されることが好ましい。さらに、スパッタリング法により前記スペーサを構成する部材の材料を積層してもよい。
【００１１】
また、本発明の液晶パネルの製造方法は、画素毎に個別な個別電極を備えた第１透明基板と、各個別電極に共通な共通電極が形成された第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に形成されたスペースに配置される液晶とを備え、前記個別電極と前記共通電極との間に駆動電圧を印加することで、これら電極間の液晶の状態を変化させて、各画素領域を透過させる光の量を制御する液晶パネルの製造方法において、当該液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材を構成する際に、前記画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成し、前記液晶の配置スペースを形成するためのスペーサを構成するスペーサ構成ステップを備えたことを特徴としている。
【００１２】
前記スペーサ構成ステップでは、前記スペーサ以外の部分がマスキングされた状態で、前記スペーサを構成する部材の材料が積層されることによって前記スペーサが形成されるものでもよい。また、スパッタリング法により前記スペーサを構成する部材の材料が積層されるものでもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材について、画素領域以外の少なくとも一部の厚みを厚く形成することによって、スペーサを構成したので、従来の液晶パネルの製造装置を用いてスペーサを形成でき、製造コストを抑えることができる。また、液晶パネルの各部を形成する材料のいずれかを用いてスペーサを形成できるので、スペーサの材料を別個用意する場合と比較して、製造コストを抑えることができる。
【００１４】
さらに、スペーサ以外の部分をマスキングした状態でスペーサの材料を積層してスペーサを形成すれば、余分な部分を除去する工程を省くことができるので、製造コストをより抑えることができる。また、個別電極の配線部の厚みを厚くしてスペーサを構成すれば、配線部の電気抵抗を小さくすることができるので、個別電極間のクロストロークを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示す本発明の液晶パネル１０は、複数の画素１２がライン状に並べられた画素アレイ１４を備え、駆動回路１６により駆動される。各画素１２は、後述する共通電極と個別電極と、これら電極間に配置される液晶とを含んで構成される。駆動回路１６は、共通電極と個別電極との間に駆動電圧を印可して電極間の液晶の状態を変化させることで、各画素１２を透過させる光の量を調節する。
【００１６】
この液晶パネル１０は、例えば、光プリンタにおいて、光源と感光材料との間に配置され、光源からの照明光の透過量（感熱材料の露光量）を調節する液晶シャッタとして用いられる。光プリンタは、光源及び液晶パネル１０と、感光材料との相対的な位置関係を変化させながら、感光材料を露光させて１ラインずつ画像を印画する。
【００１７】
図１の指標II−IIに沿う断面を示す図２において、液晶パネル１０は、第１パネル２０と第２パネル２４とが熱硬化性エポキシ樹脂などからなるシール材２６により張り合わされている。そして、これら第１、第２の各パネル２０、２４、とシール材２６とにより形成された空間に、ネマティック液晶（以下、単に液晶と称する）２８が周知の方法により封入されている。
【００１８】
第１パネル２０は、第１透明基板３０を備え、第２パネル２４は、第２透明基板３４を備えている。これら第１、第２の各透明基板３０、３４は、ソーダライムガラスなどの素材で形成され、互いに向かい合うように配置される。
【００１９】
第１透明基板３０の外側には第１偏光板４０が設けられ、第２透明基板３４の外側には第２偏光板４４が設けられている。第１偏光板４０は偏光子であり、第２偏光板４４は検光子である。第１偏光板４０と第２偏光板４４とは互いの偏向軸を直交させた状態で配置（クロスニコル配置）される。
【００２０】
第１透明基板３０の内側には、共通電極５０が設けられ、第２透明基板３４の内側には、遮光膜５１、絶縁膜５２を介して、個別電極５４が設けられている。共通電極５０及び個別電極５４は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極である。個別電極５４は、画素１２ごとにそれぞれ設けられ、例えば、約１００μｍピッチ（電極幅８０μｍ）で４８０個形成される。共通電極５０は全ての個別電極５４に共通な電極であり、シート状に形成されている。
【００２１】
遮光膜５１は、画素１２に対応する領域（画素領域）に開口５１ａ（図３参照）が形成されており、画素領域以外からの光漏れを防止する機能を有する。遮光膜５１は、例えば、金属材料から形成される。絶縁膜５２は、遮光膜５１と、個別電極５４との間の通電を防止するために設けられ、例えば、ＳｉＯ  ２などから形成される。
【００２２】
共通電極５０の内側には、第１配向膜６０が設けられ、個別電極５４の内側には、第２配向膜６４が設けられている。第１、第２の各配向膜６０、６４は、液晶２８の配向方向を規制するために設けられ、後述する配向処理が施されている。第１、第２の各配向膜６０、６４は、例えば、ポリイミドなどから構成され、配向方向が互いに直交するように配置される。液晶２８は、これら各配向膜６０、６４に挟まれるように配置される。そして、液晶２８は、各配向膜６０、６４により配向方向が規制され、第１配向膜６０から第２配向膜６４へかけて配向方向が９０度ねじられたツイスト配向される。
【００２３】
この液晶パネル１０は、共通電極５０及び各個別電極５４が駆動回路１６に接続されている。そして、前述のように、駆動回路１６が共通電極５０と各個別電極５４との間に印可する駆動電圧により駆動制御され、各画素１２を透過させる照明光量を調節する。駆動回路１６は、透過光量を最大にする場合、駆動電圧を印加しない。このとき、液晶２８がツイスト配向されているので、第１偏光板４０から液晶パネル１０に入射した照明光は液晶２８によりその偏光方向が９０度ねじられて第２偏光板４４から出射される。他方、駆動回路１６は、透過光量を最小にする場合、駆動電圧を最大にする。これにより、液晶２８のツイスト配向が崩れ、第１偏光板４０から液晶パネル１０に入射した照明光の偏光方向がそのままであり、この照明光は第２偏光板４４から出射できない。
【００２４】
また、液晶パネル１０は、前述のように、第１パネル２０と第２パネル２４との間に液晶２８が封入されるので、第１パネルと第２パネル２４との間に一定の隙間を設ける必要がある。このため、液晶パネル１０では、各個別電極５４の一部の厚みを厚く形成することによって、個別電極５４をスペーサとして機能させている。
【００２５】
第２パネル２４を第１パネル２０側から観察した図３において、個別電極５４は、駆動部７０と、配線部７２と、延設部７４とを備えている。駆動部７０は、遮光膜５１の開口５１ａを覆うように設けられ、前述の駆動電圧が印加される部分である。配線部７２は、駆動部７０と駆動回路１６とを接続する。また、延設部７２は、液晶パネル１０の面方向において配線部７２の反対側で、かつ、シール材２６よりも内側の部分に形成される。
【００２６】
図１の指標IV−IVに沿う断面を示す図４、図１の指標V−Vに沿う断面を示す図５に示すように、本実施形態では、配線部７２のうちシール材２６よりも内側の部分と延設部７４（図３において斜線にてハッチングした部分）の厚みを他の部分よりも厚く形成することによって、スペーサを構成している。個別電極５４は、これらスペーサを構成する部分の厚みが、例えば、２μｍに形成され、この他の部分の厚みが、例えば、０．０２μｍに形成される。
【００２７】
そして、このスペーサにより、第１パネル２０と第２パネル２４との間に形成されるスペース内に液晶２８が配置される。本実施形態において、スペーサは、液晶パネル１０の長手方向においては、各画素領域毎に周期的に設けられており、また、液晶パネル１０の幅方向においては、各画素領域を挟んで設けられている。このため、例えば、球状のスペーサを第１パネル２０と第２パネル２４との間に散布する場合のように、スペーサを均一に散布できず第１パネル２０と第２パネル２４との間の隙間が一定でなくなるといったことがない。また、画素領域にはスペーサが設けられていないので、スペーサ部分から光が漏れ出てしまうといったこともない。
【００２８】
以下、上記液晶パネル１０の製造方法について説明する。液晶パネル１０を製造する際は、初めに、第１パネル２０と、第２パネル２４とがそれぞれ製造される。第１パネルの製造においては、先ず、第１透明基板３０上に、スパッタリング法により共通電極５０が形成される。続いて、スパッタリング法により第１配向膜６０の材料（例えば、ポリイミド）を積層する。そして、この材料に対して配向処理を施すことによって第１配向膜６０が形成され、第１パネル２０の製造が完了する。
【００２９】
配向処理は、例えば、積層されたポリイミドに対して偏光紫外線を照射することによって行われる。ポリイミドは紫外線照射前はポリイミド鎖がランダムに配向されているが、紫外線の照射により紫外線の偏光方向と同一方向のポリイミド鎖が分解される。これにより、液晶の配向方向を規制できるようになる。なお、この配向処理については、特開平１１−１２５８２６号公報に記載されているので詳しい説明は省略する。
【００３０】
次に、第２パネル２４の製造方法について説明する。第２パネル２４の製造においては、先ず、第２透明基板３４上に、スパッタリング法にて遮光膜５１の材料を積層させた後、フォトリソグラフ法により開口５１ａ部分を除去することによって遮光膜５１を形成する。続いて、遮光膜５１上に、スパッタリング法により絶縁膜５２を形成する。
【００３１】
続いて、個別電極５４が形成される。図６に示すように、個別電極５４の形成においては、先ず、絶縁膜５２上に、スパッタリング法により個別電極５４の材料を積層させる。続いて、フォトリソグラフ法により個別電極５４以外の部分を除去する。この後、図７に示すように、スペーサとなる部分に開口７６が形成されたマスク７８を、第２パネル２４（図３参照）上にセットし、この状態でスパッタリング法により個別電極５４の材料を積層させる。
【００３２】
これにより、開口７６から露呈したスペーサ部分に個別電極５４の材料が積層されて、厚みが厚くなりスペーサが形成される。個別電極５４の材料は、スペーサが所望の厚み（例えば、０．０２μｍ）に達するまで複数回積層される。スペーサが所望の厚みに達した後、マスク７８が取り外され、個別電極５４の形成が完了する。
【００３３】
個別電極５４が形成された後は、スパッタリング法により第２配向膜６４の材料が積層される。そして、前述した第１配向膜６０の場合と同様の配向処理を施すことによって、第２配向膜６４を形成する。これにより、第２パネル２４の製造が完了する。このようにして製造された第１、第２の各パネル２０、２４は、シール材２６により張り合わされる。このとき各個別電極５４がスペーサがとして機能するので第１、第２のパネル２０、２４間の隙間が一定に保たれる。そして、この隙間に、液晶２８が封入され、液晶パネル１０の製造が完了する。
【００３４】
このように、液晶パネル１０は、個別電極の一部を他の部分よりも厚く形成することでスペーサを構成したので、従来より用いていた個別電極の製造装置や材料を用いてスペーサを構成でき、コストを抑えることができる。また、マスクした状態でスペーサの材料を積層させるため、例えば、スペーサを形成する面全体にスペーサの材料を積層させた後、余分な部分を除去する場合と比較して、前記除去の手間を省けるのでコストを抑えることができる。さらに、個別電極の配線部を厚く形成したため、配線部の電気抵抗が少なくなり、個別電極間のクロストロークを抑制することができる。
【００３５】
なお、本発明は、液晶パネルを構成する各部材のうち少なくとも１つの部材の厚みを厚く形成することでスペーサを構成すればよいので、細部の構成や製造方法などは適宜変更してよい。例えば、スペーサの形状は自由に設定できるので、上述した角柱状のスペーサに限定されず、円柱状のスペーサを形成してもよい。また、上記実施形態では、スパッタリング法を用いて、液晶パネルの各部の材料を積層させる例で説明をしたが、印刷法やディップ法などを用いて前記積層を行ってもよい。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、個別電極の配線部や延設部がスペーサとして機能する例で説明をしたが、共通電極、透明基板、遮光膜、絶縁膜、配向膜などをスペーサとして機能させることも可能である。この場合、これら液晶パネルを構成する各部材のうち画素領域以外の一部または全部を画素領域よりも厚く形成することによってスペーサを構成すればよい。もちろん、これら各部材のうち２つ以上の部材を用いてスペーサを構成してもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、偏向紫外線を照射することによって配向膜に液晶の配向方向規制力を発現させる例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ラビングローラを用いたラビング処理により、配向膜の表面に所定方向に長い複数の溝を形成することによって、液晶の配向方向規制力を発現させてもよい。
【００３８】
なお、ラビング処理は、処理面が平坦でないと確実な処理を行えない。このため、例えば、上記実施形態のように個別電極からスペーサを構成し、この個別電極上、すなわち、凹凸面に配向膜を形成する必要がある場合は、第１配向膜ではラビング処理を行い、第２配向膜では偏向紫外線を照射することによって液晶の配向方向規制力を発現させることが好ましい。
【００３９】
また、上記実施形態では、画素がライン状に設けられた液晶パネルを例に説明をしたが、画素がマトリクス状に設けられた液晶パネルに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】液晶パネルの外観図である。
【図２】図１における指標II−IIに沿う液晶パネルの断面図である。
【図３】第２パネルの平面図である。
【図４】図１における指標IV−IVに沿う液晶パネルの断面図である。
【図５】図１における指標V−Vに沿う液晶パネルの断面図である。
【図６】個別電極の形成手順を示すフローチャートである。
【図７】スペーサを形成する際に用いるマスクを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  液晶パネル
１２  画素
１６  駆動回路
２０  第１パネル
２４  第２パネル
２６  シール剤
３０  第１透明基板
３４  第２透明基板
５０  共通電極
５１  遮光膜
５２  絶縁膜
５４  個別電極
６０  第１配向膜
６４  第２配向膜
７０  駆動部
７２  配線部
７４  延設部
７８  マスク
【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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