JP5193328B2

JP5193328B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP5193328B2
Application number: JP2011045502A
Authority: JP
Inventors: 登國松; 優子松本; 冨岡　　安; 正輝森本; 貴裕片山
Original assignee: 株式会社ジャパンディスプレイイースト
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: US9104071B2; US20150309373A1; US8593596B2; US20120224131A1; JP2012181447A; US9841633B2; US9201273B2; US8908134B2; US20150070636A1; US20140043551A1; US20160041432A1

Description

本発明は，液晶表示装置に係り，特に配向膜に光の照射で配向制御能を付与した液晶表示パネルを具備した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ブラックマトリクスあるいはオーバーコート膜等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、ＴＶ等の大型表示装置から、携帯電話やＤＳＣ（Digital Still Camera）等、色々な分野で用途が広がっている。一方、液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。

液晶表示装置に使用する配向膜を配向処理すなわち配向制御能を付与する方法として，従来技術としてラビングで処理する方法がある。このラビングによる配向処理は，配向膜を布で擦ることで配向処理を行うものであるが、一方、配向膜に非接触で配向制御能を付与する光配向法という手法がある。ＩＰＳ方式はプレティルト角が小さいほうが性能的には優れているので、プレティルト角が原理的に発生しない光配向法が有利である。

ＴＦＴ基板と対向基板とは周辺でシール材を用いて接着するが、このシール材は紫外線硬化樹脂を用いることが多い。シール材を硬化するための紫外線が、配向膜が形成されている表示領域に照射されると、紫外線によって配向膜が劣化するという問題がある。従来は、シール材に紫外線を照射する際、紫外線が表示領域に照射されないよう遮光マスクを使用していた。

しかし、このようなマスクを使用しても、紫外線が回り込み、表示領域周辺の配向膜を劣化させるという問題があった。「特許文献１」には、対向基板において、表示領域の外側を囲むように、紫外線をカットするバンドパスフィルタを形成し、前記遮光マスクとバンドフィルタを組み合わせて表示領域における配向膜や液晶を紫外線から保護する構成が記載されている。

特開平１０−２２１７００号公報

従来のように、シール材を紫外線硬化させる際に、表示領域を覆うように遮光マスクを配置する構成は、露光における遮光マスクを所定の位置に合わせる必要があり、その分工程が増える。また、遮光マスクを種々の大きさの品種毎に準備しておく必要がある。

さらに、「特許文献１」のように、対向基板において、表示領域の周辺にバンドパスフィルタを形成する構成は、バンドパスフィルタとシール材の重なりの問題を生じ、バンドパスフィルタによるシール材の硬化への影響を考慮する必要がある。あるいは、バンドパスフィルタとシール材または周辺のブラックマトリクス等との接着性等についての注意が必要になる。また、バンドパスフィルタを形成するにしても、遮光マスクは必要である。

本発明の課題は、光配向による配向膜と、シール材に紫外線硬化樹脂を用いた液晶表示装置において、シール材を紫外線硬化する際に、紫外線の遮光マスクを使用する必要の無い液晶表示装置の構成を実現することである。

本発明は上記課題を克服するものであり、主な手段は次のとおりである。すなわち、主な手段の第１は、配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間に紫外線吸収層が形成され、前記ブラックマトリクスと前記紫外線吸収層はオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置である。

主な手段の第２は、配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間および前記ブラックマトリクスの上に紫外線吸収層が形成され、前記紫外線吸収層の上に配向膜が形成され、前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う有機パッシベーション膜によって覆われており、前記有機パッシベーション膜の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記有機パッシベーション膜の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、前記画素電極または前記対向基板の上に前記配向膜が形成され、前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記有機パッシベーション膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記有機パッシベーション膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置である。

主な手段の第３は、配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間にカラーフィルタが形成され、前記ブラックマトリクスと前記カラーフィルタはオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う紫外線吸収層によって覆われており、前記紫外線吸収層の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記紫外線吸収層の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、前記画素電極または前記対向基板の上に前記配向膜が形成され、前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置である。

主な手段の第４は、配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間に紫外線吸収層が形成され、前記ブラックマトリクスと前記紫外線吸収層はオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う紫外線吸収層によって覆われており、前記紫外線吸収層の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記紫外線吸収層の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、前記画素電極または前記対向基板の上に前記配向膜が形成され、前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜および前記有機パッシベーション膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜および前記有機パッシベーション膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明によれば、配向膜を有するＴＦＴ基板と対向基板を紫外線硬化型シール材によって封止するために、紫外線を照射する際、表示領域には、３００ｎｍ以下の波長の紫外線を吸収する紫外線吸収層が形成されているので、配向膜が紫外線によってダメージを受けることを防止することが出来る。したがって、紫外線照射工程において、表示領域を紫外線から保護するための遮光マスクを省略することが出来るので、液晶表示装置の製造コストを低減することが出来る。

実施例１の液晶表示装置の断面図である。本発明の液晶表示装置の製造プロセスである。紫外線吸収層の波長に対する紫外線透過特性である。実施例１と従来例の液晶表示装置の紫外線透過特性の比較である。実施例２の液晶表示装置の断面図である。実施例２および実施例１と従来例の液晶表示装置の紫外線透過特性の比較である。実施例３の液晶表示装置の断面図である。実施例４の液晶表示装置の断面図である。ＩＰＳ方式液晶表示装置の表示領域の断面図である。ＩＰＳ方式液晶表示装置の画素電極の例を示す平面図である。ＩＰＳ方式液晶表示装置の表示領域およびシール部の断面図である。

本発明の実施例を説明する前に、本発明が適用されるＩＰＳ方式の液晶表示装置の構成について説明する。図９はＩＰＳ方式の液晶表示装置の表示領域における構造を示す断面図である。図９の構造は、現在広く使用されている構造であって、簡単に言えば、平面ベタで形成された対向電極１０８の上に絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状の画素電極１１０が形成されている。そして、画素電極１１０と対向電極１０８の間の電圧によって液晶分子３０１を回転させ、画素毎に液晶層３００の光の透過率を制御することにより画像を形成するものである。

図９において、ガラスで形成されるＴＦＴ基板１００の上に、ゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は走査線と同層で形成されている。ゲート電極１０１はＡｌＮｄ合金の上にＭｏＣｒ合金が積層されている。

ゲート電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０２がＳｉＮによって形成されている。ゲート絶縁膜１０２の上に、ゲート電極１０１と対向する位置に半導体層１０３がａ−Ｓｉ膜によって形成されている。ａ−Ｓｉ膜はＴＦＴのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでａ−Ｓｉ膜上にドレイン電極１０４とソース電極１０５が形成される。なお、ａ−Ｓｉ膜とドレイン電極１０４あるいはソース電極１０５との間には図示しないｎ＋Ｓｉ層が形成される。半導体層１０３とドレイン電極１０４あるいはソース電極１０５とのオーミックコンタクトを取るためである。

ドレイン電極１０４は映像信号線が兼用し、ソース電極１０５は画素電極１１０と接続される。ドレイン電極１０４もソース電極１０５も同層で同時に形成される。本実施例では、ドレイン電極１０４あるいはソース電極１０５はＭｏＣｒ合金で形成される。ドレイン電極１０４あるいはソース電極１０５の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、ＡｌＮｄ合金をＭｏＣｒ合金でサンドイッチした電極構造が用いられる。

ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜１０６がＳｉＮによって形成される。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物４０１から保護する。無機パッシベーション膜１０６の上には有機パッシベーション膜１０７が形成される。有機パッシベーション膜１０７はＴＦＴの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは１μｍから４μｍである。

有機パッシベーション膜１０７の上には対向電極１０８が形成される。対向電極１０８は透明導電膜であるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を表示領域全体にスパッタリングすることによって形成される。すなわち、対向電極１０８は面状に形成される。対向電極１０８を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極１１０とソース電極１０５を導通するためのスルーホール１１１部だけは対向電極１０８をエッチングによって除去する。

対向電極１０８を覆って層間絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。層間絶縁膜１０９が形成された後、エッチングによってスルーホール１１１を形成する。この層間絶縁膜１０９をレジストにして無機パッシベーション膜１０６をエッチングしてスルーホール１１１を形成する。その後、層間絶縁膜１０９およびスルーホール１１１を覆って画素電極１１０となるＩＴＯをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたＩＴＯをパターニングして画素電極１１０を形成する。画素電極１１０となるＩＴＯはスルーホール１１１にも被着される。スルーホール１１１において、ＴＦＴから延在してきたソース電極１０５と画素電極１１０が導通し、映像信号が画素電極１１０に供給されることになる。

図１０に画素電極１１０の１例を示す。画素電極１１０は、櫛歯状の電極である。櫛歯と櫛歯の間にスリット１１２が形成されている。図示しない層間絶縁膜１０９を挟んで、画素電極１１０の下方には、平面状の対向電極１０８が形成されている。画素電極１１０に映像信号が印加されると、スリット１１２を通して対向電極１０８との間に生ずる電気力線によって液晶分子３０１が回転する。これによって液晶層３００を通過する光を制御して画像を形成する。

図９に戻り、画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるための配向膜１１３が形成されている。図９において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が設置されている。図９はモノクロタイプの液晶表示装置なので、対向基板２００の内側には、ブラックマトリクス２０１およびこれを覆うオーバーコート膜２０２が形成されている。ブラックマトリクス２０１はコントラストを向上させるためであるが、ＴＦＴに対する遮光膜としての役割も有している。オーバーコート膜２０２は表面の凹凸を緩和させるためである。オーバーコート膜２０２の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。対向基板側の配向膜１１３もＴＦＴ基板側の配向膜１１３と同様に、光配向による配向処理が施されている。

図９では図示していないが、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間隔を規定するための、樹脂で形成された柱状スペーサが対向基板側に形成される。なお、図９はモノクロ液晶表示装置なので、カラーフィルタは存在しない。カラー液晶表示装置の場合は、図９におけるブラックマトリクス２０１の両側に赤、緑、青等のカラーフィルタが形成される。

図９は有機パッシベーション膜１０７の上に対向電極１０８が形成され、その上に層間絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状の画素電極１１０が配置される構成であるが、この逆に、有機パッシベーション膜１０７の上に画素電極１１０を形成し、その上に層間絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状の対向電極１０８が配置される構成のＩＰＳも存在する。本発明はいずれのタイプのＩＰＳに対しても適用することが出来る。

図１１は、図９で説明した光配向を用いたＩＰＳ方式の液晶表示装置の表示領域およびシール部の断面図である。図１１は、図９におけるゲート電極１０１から無機パッシベーション膜１０６までを一括してＴＦＴ回路１２０として表現している。図１１において、ＴＦＴ基板１００の上にＴＦＴ回路１２０が形成され、その上に有機パッシベーション膜１０７が形成され、有機パッシベーション膜１０７の上に平面ベタで形成されたコモン電極１０８が形成されている。コモン電極１０８の上に層間絶縁膜１０９を挟んで櫛歯状の画素電極１１０が形成され、画素電極１１０は配向膜１１３によって覆われている。

図１１において、対向基板２００にはブラックマトリクス２０１が形成され、ブラックマトリクス２０１を覆ってオーバーコート膜２０２が形成され、オーバーコート膜２０２の上には配向膜１１３が形成されている。また、対向基板２００とＴＦＴ基板１００との間には柱状スペーサ１３０が形成されている。

図１１において、対向基板２００とＴＦＴ基板１００の周辺部にはシール材１５０が形成され、シール材１５０の内側に液晶層３００が封止されている。図１１において、シール材１５０はＴＦＴ基板１００の層間絶縁膜１０９と対向基板２００のオーバーコート膜２０２の間に形成されており、シール材１５０が形成された部分には配向膜１１３は存在しない。配向膜１１３はシール材１５０の接着性を低下させる性質があるからである。

図１１において、配向膜１１３は３００ｎｍ以下の紫外線によって光配向され、シール材１５０は、３４０ｎｍ以上の紫外線によって硬化する。シール材１５０を硬化させるときは、すでに配向膜１１３の光配向処理は終わっている。配向処理の終わった配向膜１１３に対して再び３００ｎｍ以下の紫外線を加えると配向膜１１３が劣化する。

これを防止するには、シール材１５０の紫外線硬化をする紫外線に対してフィルタをかけ、３００ｎｍ以下の波長をカットした紫外線を用いるか、紫外線遮光マスクを用いて、配向膜１１３に紫外線が照射されることを防止すればよい。しかし、紫外線に対してフィルタを形成することは製造コストがかかるし、フィルタは紫外線によって劣化するので、フィルタの頻繁な交換が必要となる。一方、遮光マスクを用いる方法は、「本発明の課題」で述べたような問題がある。

以下に述べる実施例で説明する本発明は、紫外線の光源に対してフィルタを用いる必要がなく、また、シール材１５０の紫外線硬化の際、遮光マスクを用いることなく、配向膜１１３の紫外線による劣化を防止する構成を与えるものである。

図１は実施例１における液晶表示装置の構造を示す断面図であり、左側は表示領域の断面図で右側がシール部の断面図である。図１において、ＴＦＴ基板１００の上にＴＦＴ回路１２０が形成されている。ＴＦＴ回路１２０は、図９におけるゲート電極１０１から無機パッシベーション膜１０６までの構成を一括して表現したものである。以下の図面も同様である。なお、図１はモノクロ液晶表示装置である。図１の構成は、ブラックマトリクス２０１とブラックマトリクス２０１の間に、本発明の特徴である紫外線吸収層２１０が形成されている他は図１１と同様であるので、構造の詳細な説明は省略する。なお、図１における矢印ＵＶはシール材１５０を硬化させるための紫外線のことである。

図２は実施例１の液晶表示装置を製作するためのフローである。図２において、左側は、ＴＦＴ基板１００の製造フローである。ＴＦＴ基板１００の製造プロセスは図９において説明したので詳細は省略する。ＴＦＴ基板１００に対し、配向膜１１３を塗布し、焼成した後、配向膜１１３に対して紫外線を用いて配向処理を行う。この時、配向処理に有効な紫外線の波長は３００ｎｍ以下である。

図２の右側において、対向基板２００の製造プロセスは図９で説明したので詳細は省略する。対向基板２００に対し、配向膜１１３を塗布し、焼成した後、配向膜１１３に対して３００ｎｍ以下の紫外線を用いて配向処理を行う。その後、対向基板２００にシール材１５０を形成し、シール材１５０で囲まれた領域に液晶を滴下する。

その後、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００をシール材１５０によって貼り合わせ、図１に示すように、対向基板側から紫外線を照射し、シール材１５０を硬化させる。この時、遮光マスクは使用しない。シール材１５０は３４０ｎｍ以上の紫外線に反応して硬化するが、用いられる紫外線は、３４０ｎｍ以上の波長のみでなく、３００ｎｍ以下の波長の紫外線も含まれている。従来構成では、シール材１５０を硬化させるときに、遮光マスクを用いなければ、紫外線に３００ｎｍ以下の波長が含まれると、配向膜１１３を劣化させる。

ブラックマトリクス２０１が形成されている部分は、ブラックマトリクス２０１が紫外線に対して遮光効果を有する。しかし、従来例ではブラックマトリクス２０１が存在しない部分は、オーバーコート膜２０２のみであり、波長３００ｎｍ以下の紫外線が透過する。本実施例においては、ブラックマトリクス２０１とブラックマトリクス２０１の間に紫外線吸収層２１０を形成し、特に３００ｎｍ以下の紫外線を遮光する。これによって遮光マスクを配置しなくとも、配向膜の劣化を防止することが出来る。

図３は本発明で使用されている有機材料である、オーバーコート膜２０２（ＯＣ用材料）、有機パッシベーション膜１０７（有機ＰＡＳ材料）、および、本発明にかかわる紫外線吸収層２１０（ＵＶ吸収層）の紫外線透過率を示すグラフである。図３に示すように紫外線吸収層２１０は、波長３００ｎｍ以下の紫外線に対しては透過率が非常に小さくなっている。一方、波長３４０ｎｍ以上の紫外線に対しては、透過率が大きい。

図３において、波長３００ｎｍにおける紫外線吸収層２１０の透過率は１０％であり、波長３４０ｎｍにおける紫外線吸収層２１０の透過率は９０％である。この値は、紫外線吸収層２１０の厚さが１μｍの場合である。このような紫外線吸収層２１０を用いることによって、図１に示す液晶表示装置の表示領域とシール部における波長３００ｎｍと波長３４０ｎｍの紫外線に対する透過率を、従来例と本実施例による紫外線吸収層２１０を使用した例について評価した結果を図４の表に示す。図４は図１のように、対向基板２００の側から紫外線を照射した場合に、液晶表示装置を紫外線が通り抜けてＴＦＴ基板１００の側において測定される紫外線強度である。

図４において、シール部１５０は、従来例と本実施例とでは同じ構成なので、紫外線に対する透過率は同じである。一方、表示部においては、本実施例では紫外線吸収層２１０が存在しているので、３００ｎｍの紫外線に対する透過率は、従来例では２．７％であるのに対し、本実施例では、０．６％に低下している。図３からわかるように、３００ｎｍ以下の紫外線に対しては、透過率はさらに低下することになる。したがって、本実施例によれば、配向膜１１３に対して影響を与える３００ｎｍ以下の紫外線は、表示領域においては殆ど透過しないことになり、遮光マスクを用いなくとも、配向膜１１３に対する紫外線によるダメージは阻止することが出来る。

ただし、波長が３４０ｎｍの紫外線に対しては、従来例における透過率は１３、６％であるのに対し、本実施例では１９、９％に上昇している。これは図３に示すように紫外線吸収層は３４０ｎｍ以上の波長に対しては、オーバーコート膜２０２の場合よりも透過率が高いからである。しかし、３４０ｎｍ以上の紫外線は配向膜１１３に対してはダメージを与えないので、実効的には問題は生じない。

図４の表は例である。実際には、紫外線吸収層２１０等は膜厚にばらつきが生ずる。紫外線吸収層２１０等にばらつきが生じた場合であっても、図１の構成において、表示領域における３００ｎｍに対する透過率が１％以下で、シール部における３４０ｎｍに対する透過率が２０％以上であれば、本発明の効果を得ることが出来る。

図５は実施例２における液晶表示装置の構造を示す断面図であり、左側は表示領域の断面図で右側がシール部の断面図である。図５が実施例１の図１と異なる点は、オーバーコート膜の代わりに紫外線吸収層２１０が形成されていることである。図５において、紫外線吸収層２１０は表示領域のみでなく、シール部においても、オーバーコート膜の代わりに形成されている。

図５において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００を、シール材１５０を介して貼り合わせた後、対向基板２００の側から紫外線を照射してシール材１５０を硬化させることは実施例１と同じである。また、本実施例においても、表示領域に紫外線を照射させないための遮光マスクを使用しないことは実施例１と同様である。

紫外線吸収層２１０およびオーバーコート膜２０２の紫外線に対する透過率は図３に示すとおりである。すなわち、紫外線吸収層２１０はオーバーコート膜２０２に比較して波長が３００ｎｍ以下の紫外線に対しては透過率が低く、波長が３４０ｎｍ以上の紫外線に対しては透過率が大きい。したがって、遮光マスクを使用しないで紫外線を照射しても表示領域における配向膜１１３には３００ｎｍ以下の紫外線は極めて僅かしか到達しない。つまり、表示領域に存在する配向膜に対する紫外線の影響は極めて小さくすることが出来る。

図６に示す表は、本実施例における表示部およびシール部での波長３００ｎｍおよび３４０ｎｍの紫外線の透過率を、実施例１および従来例と比較したものである。測定方法は、図４と同様、対向基板２００の側から紫外線を照射し、ＴＦＴ基板１００側において、どの程度その紫外線が透過するかを比較したものである。

シール部１５０においては、本実施例は従来例および実施例１と異なり、オーバーコート膜２０２の代わりに紫外線吸収層２１０が形成されているので、３００ｎｍの紫外線の透過率２．７％と、低い代わりに、３４０ｎｍの紫外線の透過率は４９．２％と、大きい。すなわち、シール材１５０を硬化させる３４０ｎｍの紫外線は紫外線吸収層２１０による吸収は小さいので、シール材１５０に効率良く照射される。したがって、本実施例では、シール材１５０は紫外線によって効率よく硬化されるということが出来る。

表示領域においては、３００ｎｍの紫外線に対してはオーバーコート膜２０２全てが紫外線吸収層２１０によって置き換えられているので、実施例１の場合よりもさらに透過率が小さくなっており、０．２％である。したがって、本実施例では、より効率よく、３００ｎｍの紫外線をカットするので、配向膜１１３へのダメージをより効率的に防止することが出来る。表示領域における３４０ｎｍの紫外線に対する透過率は４９．２％と大きいが、３４０ｎｍの紫外線は配向膜に対して影響は少ないので、配向膜１１３にダメージを与えることはない。

このように、本実施例においても、遮光マスクを使用しないでも、配向膜１１３にダメージを与えることなく、シール材１５０を紫外線硬化することが出来る。

図５に示すように、本実施例では、紫外線吸収層２１０の上に柱状スペーサ１３０が形成されている。柱状スペーサ１３０として、紫外線吸収層２１０と同じ材料を使用することによって、紫外線吸収層２１０と柱状スペーサ１３０を同時に形成することが出来る。このプロセスとして、例えば、図５における紫外線吸収層２１０と柱状スペーサ１３０を合わせた厚さの紫外線吸収層を対向基板２００にコーティングする。その後、フォトリソグラフィにおいて、露光量を調整して、柱状スペーサ１３０以外の部分のみを所定の厚さまでエッチングによって除去する。これによって、柱状スペーサ１３０を形成するプロセスにおいて、柱状スペーサ１３０と紫外線吸収層２１０を同時に形成することが出来、製造コストの低減を図ることができる。

図７は本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の断面図である。図７は実施例１および実施例２と異なり、カラー液晶表示装置である。したがって、対向基板２００において、ブラックマトリクス２０１とブラックマトリクス２０１の間には、カラーフィルタ２２０が形成されている。一方、ＴＦＴ基板１００において、有機パッシベーション膜１０７の代わりに紫外線吸収層２１０が形成されている。その他は実施例１の図１と同じ構成なので説明を省略する。

本実施例では、光配向された配向膜１１３を有する対向基板２００と、光配向された配向膜１１３を有するＴＦＴ基板１００を周辺において、紫外線硬化性のシール材１５０を用いてシールするが、図７に示すように、シール材１５０を硬化するための紫外線はＴＦＴ基板１００の側から照射される。有機パッシベーション膜１０７と紫外線吸収層２１０の紫外線透過率の関係は図３に記載されているとおりである。すなわち、紫外線吸収層２１０は有機パッシベーション膜１０７に比較して、３００ｎｍ以下の紫外線は効率よくカットするのに対し、３４０ｎｍ以上の紫外線は効率よく透過する。

図７に示す構成において、ＴＦＴ基板１００側から紫外線を照射すると、ＴＦＴ基板１００の側には有機パッシベーション膜１０７の代わりに紫外線吸収層２１０が形成されているので、表示領域においては、配向膜１１３に対してダメージを与える波長３００ｎｍ以下の紫外線は効率よくカットされる。なお、表示領域おける波長３４０ｎｍ以上の紫外線は紫外線吸収層２１０をより多く透過するが、３４０ｎｍ以上の紫外線は配向膜１１３にダメージを与えないので、問題は無い。

一方、シール部のシール材１５０に対しては、ＴＦＴ基板１００に形成されている紫外線吸収層２１０は、３４０ｎｍ以上の紫外線への透過率は高いので、シール材１５０の硬化を効率よく行うことが出来る。なお、シール材１５０に対する３００ｎｍ以下の紫外線の照射も少ないが、この範囲の紫外線はシール材１５０の硬化には影響が小さいので、問題は無い。

このように、本実施例においても、遮光マスクを用いなくとも、紫外線照射によって、配向膜１１３にダメージを与えることなく、シール材１５０を紫外線硬化することが出来る。

図８は本発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の断面図である。図８も実施例１および実施例２と同様、モノクロ液晶表示装置である。図８において、実施例１と同様、ブラックマトリクス２０１とブラックマトリクス２０１の間に紫外線吸収層２１０が形成されている。一方、ＴＦＴ基板１００側には、実施例３と同様、有機パッシベーション膜１０７の代わりに紫外線吸収層２１０が形成されている。すなわち、本実施例では、対向基板２００側もＴＦＴ基板１００側も波長が３００ｎｍ以下の紫外線を効率よくカットするが、波長が３４０ｎｍ以上の紫外線の透過率は大きくする構成となっている。

本実施例では、図８に示すように、対向基板２００側とＴＦＴ基板１００の両側から紫外線を照射することができる。対向基板２００側およびＴＦＴ基板１００側のいずれも、３００ｎｍ以下の紫外線を効率よくカットする構成となっているので、配向膜１１３にダメージを与えることは無い。一方、特に、ＴＦＴ基板１００側においては、３４０ｎｍ以上の紫外線を効率よく透過する。また、対向基板２００側においても、シール部では、３４０ｎｍ以上の紫外線に対しては従来と同様の透過率を維持している。したがって、本実施例によれば、シール材１５０に対する３４０ｎｍ以上の紫外線の照射量を大幅に上げることが出来るので、紫外線によるシール材１５０の硬化をより短時間で行うことが出来る。また、遮光マスクを使用しなくとも、配向膜１１３に対するダメージを防止しつつシール材１５０を紫外線硬化することが出来る点は実施例１〜３と同様である。

１００…ＴＦＴ基板、１０１…ゲート電極、１０２…ゲート絶縁膜、１０３…半導体層、１０４…ドレイン電極、１０５…ソース電極、１０６…無機パッシベーション膜、１０７…有機パッシベーション膜、１０８…対向電極、１０９…層間絶縁膜、１１０…画素電極、１１１…スルーホール、１１２…スリット、１１３…配向膜、１２０…ＴＦＴ回路、１３０…柱状スペーサ、１５０…シール材、２００…対向基板、２０１…ブラックマトリクス、２０２…オーバーコート膜、２１０…紫外線吸収層、２２０…カラーフィルタ、３００…液晶層、３０１…液晶分子

Claims

配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間に紫外線吸収層が形成され、前記ブラックマトリクスと前記紫外線吸収層はオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、
前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、
波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間および前記ブラックマトリクスの上に紫外線吸収層が形成され、前記紫外線吸収層の上に前記配向膜が形成され、
前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う有機パッシベーション膜によって覆われており、前記有機パッシベーション膜の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記有機パッシベーション膜の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、
前記画素電極または前記対向電極の上に前記配向膜が形成され、
前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、
波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記有機パッシベーション膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記有機パッシベーション膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間にカラーフィルタが形成され、前記ブラックマトリクスと前記カラーフィルタはオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、
前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う紫外線吸収層によって覆われており、前記紫外線吸収層の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記紫外線吸収層の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、
前記画素電極または前記対向電極の上に前記配向膜が形成され、
前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、
波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
配向膜を有するＴＦＴ基板と、配向膜を有する対向基板がシール材によって貼り付けられ、内部に液晶を封入した液晶表示装置であって、
前記対向基板は、ブラックマトリクスとブラックマトリクスの間に紫外線吸収層が形成され、前記ブラックマトリクスと前記紫外線吸収層はオーバーコート膜で覆われ、前記オーバーコート膜は前記配向膜で覆われており、
前記ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ回路とこれを覆う紫外線吸収層によって覆われており、前記紫外線吸収層の上に対向電極、層間絶縁膜、画素電極がこの順で形成され、または、前記紫外線吸収層の上に画素電極、層間絶縁膜、対向電極がこの順で形成され、
前記画素電極または前記対向電極の上に前記配向膜が形成され、
前記シール材は紫外線硬化樹脂であり、
波長３００ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は前記オーバーコート膜の透過率よりも小さく、波長３４０ｎｍの紫外線に対する前記紫外線吸収層の透過率は、前記オーバーコート膜の透過率よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
前記シール材は、波長３４０ｎｍ以上の紫外線によって硬化する紫外線硬化樹脂であり、
前記配向膜は波長３００ｎｍ以下の紫外線によって光配向されていることを特徴とする請求項１〜４に記載の液晶表示装置。