JP2011221315A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】注入口の圧潰を防止しつつ、かつ円滑な液晶注入を可能とする液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第一基板と、第一基板に対向して配置された第二基板と、第一基板と第二基板に挟持された液晶層と、第一基板と第二基板を外周部において貼り合わせたシール部材２６と、シール部材２６を貫通して設けられた注入口３２と、を備える液晶表示装置であって、第一基板と第二基板との間に介在し、注入口３２近傍に形成される第一のスペーサ群４０と、第一基板と第二基板との間に介在し、注入口近傍に第一のスペーサ群４０とはそれぞれ半ピッチづつずれて形成されている第二のスペーサ群４１を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置の製造においては、アレイ基板および対向基板の基板間に液晶を注入する真空注入法が用いられている。かかる方法により液晶表示装置を製造する場合、各液晶パネルの一部に液晶を注入するための注入口を設ける必要があり、かつ、通常は注入口の圧潰を防ぐため、注入口付近にスペーサを多く配置する必要がある。

しかし、この場合、配置されたスペーサにより、注入口から注入される液晶のスペーサ方向への浸入が阻害され、工程時間の延長を招く。

この問題に対応すべく、注入口近傍に、液晶注入方向に沿うようスリットを設け、液晶注入を阻害する原因を取り除く技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１４２０６３号公報

しかし、スリットが液晶注入方向に沿う場合、左右方向への浸入が阻害される場合がある。この場合、液晶がパネル端部まで十分に広がりきらないことによる気泡残りを引き起こし、生産性を悪化させる原因となる。

また、スリットを複数形成した場合、スペーサの土台となる保護膜が剥がれたり、スペーサ配置場所が少なくなったりして、注入口の圧潰も問題となる。

本発明は、第一基板と、前記第一基板に対向して配置された第二基板と、前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、前記第一基板と前記第二基板を外周部において貼り合わせたシール部材と、前記シール部材を貫通して設けられた注入口と、を備える液晶表示装置であって、前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に形成される第一のスペーサ群と、前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に前記第一のスペーサ群とはそれぞれ半ピッチづつずれて形成されている第二のスペーサ群を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

この発明によれば、注入口の圧潰を防止しつつ、かつ円滑な液晶注入を可能とする液晶表示装置を提供することができる。

本発明による液晶表示装置を示す斜視図である。 本発明による液晶表示装置を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う液晶注入時の拡大断面図である。 本発明の実施例を表す、液晶注入口部分周辺の拡大平面図である。 本発明の他の実施例を表す、液晶注入口部分周辺の拡大平面図である。

以下、本発明による液晶表示装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお配線基板上に着色層を有するカラーフィルタ・オン・アレイ型（COA型）の液晶表示装置を例に説明する。

本発明による液晶表示装置の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。また同一部分は同一符号で示す。

図１は本発明による液晶表示装置の構成を示す斜視図であり、図２は図１の液晶パネル部分を示す平面図である。また図３は図２のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図であり、各着色層２４a、２４b、２４cとスルーホール１５の関係を示す。また図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であり、また液晶７０が注入される工程の様子を示す。

液晶表示装置は表示領域２５を有するアレイ基板１１０と、このアレイ基板１１０に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板１２０と、を備え、アレイ基板１１０下面には光源となりLED等からなるバックライトユニット１３が配置されている。

アレイ基板１１０はガラス等からなる基板（すなわち第一基板）１０と、この基板１０上に形成された着色層２４と図示しない配向膜を備えている。基板１０上には図示しない複数本の走査線及び信号線が多層薄膜を介して格子状に配置されている。また各走査線に沿って補助容量線が配列され、補助容量線と走査線がなすマス目上の画素開口にほぼ対応するようIndium-Tin-Oxide（以下ITOという）等の透明導電材料からなり表示領域２５を構成する画素電極３０が配設される。

走査線及び走査線の各交点部分には、画素電極３０を制御するためのスイッチング素子が形成され、スイッチング素子上に多層薄膜の一部である有機絶縁膜２４が皮膜されている。

有機絶縁膜２４はR（赤色）、G（緑色）、B（青色）のうちのいずれかのレジストによって着色され、第一着色層２４a、第二着色層２４b、第三着色層２４cを形成している。なお、有機絶縁膜２４は保護膜として、また表示領域以外（以下非表示領域という）の例えば注入口３２や表示領域周辺のスペーサ３１の土台として形成される場合もある。

各着色層２４a、２４b、２４c上には画素電極３０が配される。画素電極３０は各着色層２４a、２４b、２４cに形成されたスルーホール１５を介し、スイッチング素子と電気的に接続されている。

ここで、スイッチング素子はゲート電極１４b、ソース電極１４a、ドレイン電極１４cから構成される薄膜トランジスタ１４（以下TFTという）を用いる。ゲート電極１４bは走査線と、また、ソース電極１４aは信号線と夫々電気的に接続されている。

走査線と接続されたゲート電極１４bに電圧が印加されると、ソース電極１４aとドレイン電極１４c間が導通し、TFT１４が一定期間オン状態になる。この期間に画像表示に必要な信号が信号線から供給され所定のタイミングで書き込まれる。

ドレイン電極１４cは画素電極３０と有機絶縁膜２４の各着色層２４a、２４b、２４cに形成されたスルーホール１５を介し電気的に接続される。

対向基板１２０はガラス等からなる透明基板（すなわち第二基板）２１を有し、アレイ基板１１０と対向に配置されている。また、対向基板１２０は液晶層７０側にITOからなる透明電極２２と、図示しない配向膜を有する。

アレイ基板１１０と対向基板１２０とは表示領域２５の周縁である外周部においてシール部材２６を用いて接合され、注入口３２は液晶注入後に封止剤３３で封止される。そして、アレイ基板１１０と対向基板１２０とシール部材２６と封止剤３３とで囲まれた領域に液晶層７０が形成される。

シール部材２６内側にはブラックマトリクス層２７（以下BM層２７という）が遮光層として配置される。

アレイ基板１１０と対向基板１２０間の距離はスペーサ３１によって保持されている。スペーサ３１は樹脂からなり、所望する距離に合わせて３〜７μm程度の高さで形成されることが多い。また、注入口３２及びシール部材２６近傍にも注入口潰れを防止するために、また、外周部周辺の基板間の距離を保持するために、スペーサ３１が配置されている。

さらにアレイ基板１１０及び対向基板１２０の夫々液晶層７０側と反対に位置する面には図示しない偏光板が夫々配設されている。

以下、本実施の形態の特徴的部分である注入口３２について図５及び図６を参照し、詳細に説明する。なお同一部分は同一符号で示す。

図５は本発明の一つの実施例を示す、第一のスペーサ群４０及び第二のスペーサ群４１が形成された注入口３２部分周辺の拡大平面図である。当該周辺部については、着色層２４を形成した後、遮光層の額縁２７、スペーサ３１が順次形成される。

スペーサ３１は、第一のスペーサ群４０と、各行でそれぞれ半ピッチづつずらして形成される第二のスペーサ群４１に大別することができる。

本実施例の場合、１ピッチの間隔は１００μｍから２００μmである。すなわち、第二のスペーサ群４１は第一のスペーサ群４０と比較し、５０μmから１００μmずれて形成される。これにより、注入口３２から浸入する液晶７０の浸入経路４２を左右に分岐することができる。

こうして作製したアレイ基板１１０を対向基板１２０とシール部材２６によって貼り合わせ、その後、注入口３２から液晶７０を注入する工程を行う。着色層２４上に、第一のスペーサ群４０及び第二のスペーサ群４１により形成された浸入経路４２によって、液晶の広がりがスムースに進み、かつ左右方向に行き届いたため、短時間で均一に歩留り良く液晶注入を行うことが可能となった。

図６は本発明の他の実施例を示す、注入口３２部分周辺の拡大平面図である。本実施例においては、スペーサ３１は注入口３２を中心とする同心円状の所定の範囲にのみ形成される。液晶７０は注入口３２から浸入した後、注入口３２を中心として概略円状に広がる傾向がある。そのため、スペーサ３１を円弧状に配置することによって浸入経路４２を形成、すなわち、液晶７０の左右方向への浸入を容易にする。これにより、液晶パネル全体に均一に液晶を行き渡らせることができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１０…基板
１４…スイッチング素子（薄膜トランジスタ）
１５…スルーホール
２１…透明基板
２２…透明電極
２４…着色層
２５…表示領域
２６…シール部材
２７…ブラックマトリクス（BM）層
３０…画素電極
３１…スペーサ
３２…注入口
３３…封止剤
４０…第一のスペーサ群
４１…第二のスペーサ群
４２…浸入経路
７０…液晶層
１１０ …アレイ基板
１２０ …対向基板

Claims (6)

1. 第一基板と、
   前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
   前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、
   前記第一基板と前記第二基板を外周部において貼り合わせたシール部材と、
   前記シール部材を貫通して設けられた注入口と、を備える液晶表示装置であって、
   前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に形成される第一のスペーサ群と、
   前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に前記第一のスペーサ群とはそれぞれ半ピッチづつずれて形成されている第二のスペーサ群を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第二のスペーサ群は前記第一基板を前記注入口から平面視したとき、横方向に半ピッチずれて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. さらに、前記第一基板上に形成された保護膜と、を備え、
   前記保護膜上に前記第一及び第二のスペーサ群が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 第一基板と、
   前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
   前記第一基板と前記第二基板との間に介在するスペーサと、
   前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、
   前記第一基板と前記第二基板を外周部において貼り合わせたシール部材と、
   前記シール部材を貫通して設けられた注入口と、を備える液晶表示装置であって、
   前記スペーサは、前記注入口を中心とする同心円状の所定の範囲にのみ形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. さらに、前記第一基板上に形成された保護膜と、を備え、
   前記保護膜上に前記スペーサが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 第一基板と、
   前記第一基板に対向して配置された第二基板と、
   前記第一基板と前記第二基板に挟持された液晶層と、
   前記第一基板と前記第二基板を外周部において貼り合わせたシール部材と、
   前記シール部材を貫通して設けられた注入口と、を備える液晶表示装置であって、
   前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に形成される第一のスペーサ群と、
   前記第一基板と前記第二基板との間に介在し、前記注入口近傍に前記第一のスペーサ群とはそれぞれ半ピッチづつずれて形成されている第二のスペーサ群を有し、
   前記第一及び第二のスペーサ群は、前記注入口を中心とする同心円状の所定の範囲にのみ形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

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