JP5492326B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、特に、シール部の信頼性を改善した、ＩＰＳ方式の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、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ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）等の小型の表示装置まで、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（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。

ＩＰＳ方式では、配向膜付近の液晶分子に対してプレティルト角を形成する必要がない。このため、配向膜に対する配向軸の形成を、ラビング方式によらず、光配向方式によって行うことが出来る。光配向は、ラビング方式に比べて、静電気の発生が無い等の利点を有している。

光配向は、配向膜に偏光した紫外線を照射することによって、配向膜に対し所定の方向に液晶分子を配向させるような異方性をもたせるものである。このような光配向に関する技術を記載したものとして、「特許文献１」が挙げられる。

特開２００５−３５１９２４号公報

光配向は、ポリマーで形成された配向膜に対して特定の方向に偏光した紫外線を照射することによって行われる。例えば、網目状に形成されたポリマーに対して、偏光した紫外線を照射すると、紫外線の偏光方向に対する特定の方向のポリマーが破壊される。これによって、配向膜に液晶分子を配向させるための異方性を形成することが出来る。光配向させる偏光紫外線が配向膜のみに照射されるのであれば、問題は無いが、配向膜以外の部分に照射されると、照射された部分が紫外線によって劣化し、問題を生ずる。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、小型の液晶表示装置についても使用されている。小型の液晶表示装置は、１個ずつ製作したのでは、効率が悪いので、マザー基板に多数の液晶表示装置を形成し、多数の液晶表示装置を同時に製造することが行われる。

図１３は、マザー基板に３５枚の小型の液晶表示セル１が作られている例である。ＴＦＴや画素電極を有するＴＦＴ基板１００が多数形成されたマザーＴＦＴ基板１０００とカラーフィルタ等が形成された対向基板２００が多数形成されたマザー対向基板２０００を貼り合わせる。マザーＴＦＴ基板１０００とマザー対向基板２０００はシール材１５およびマザー基板シール材１５１で接着される。図１３において、シール材１５で囲まれた斜線を施した長方形は配向膜１１３が形成される範囲を示している。

小型の液晶表示装置は薄いことが要求されており、例えば、ＴＦＴ基板および対向基板の板厚は０．２ｍｍ程度の薄さになる。しかし、このような薄いガラスは規格品としては存在しない。また、このような薄いガラス基板を工程内に通すことは現状では不可能である。したがって、マザー対向基板２０００あるいはマザーＴＦＴ基板１０００の状態では、板厚が０．５ｍｍ程度の厚さのガラスを用い、マザー対向基板２０００とマザーＴＦＴ基板１０００を貼り合わせてマザー基板にした後、マザー対向基板２０００あるいはマザーＴＦＴ基板１０００の外側を研磨する。

研磨は機械研磨と化学研磨を併用して行われることが多い。機械研磨にせよ化学研磨にせよ、研磨剤がマザー基板の内部に侵入すると、内部の液晶セル１が不良になるので、マザー基板シール材１５１によってマザー基板の内部を保護する。マザー基板周辺に形成されたマザー基板シール材１５１は、マザー基板封止材１６１によって封止される。図１３に示すマザー基板は、研磨後、各液晶セルに分離される。
図１４は図１３に示すマザー基板を構成するマザー対向基板２０００の状態を示したものであり、図１３の液晶セル１に対応して対向基板２００が３５枚形成されている。図１４は、マザー対向基板２０００にシール材１５あるいはマザー基板シール材１５１を形成する前の段階である。図１４において、配向膜１１３が各対向基板２００毎に形成されている。シール部に配向膜が存在すると、シール材１５の接着力が低下するので、配向膜１１３は、シール部を避けて、かつ表示領域を覆うように形成される。

図１４において、配向膜１１３は、フレキソ印刷によって形成される。配向膜１１３を形成した後、偏光紫外線を使用して配向膜１１３に対して光配向を行う。このときの偏光紫外線の照射は、マザー対向基板２０００全面に対して行う。個々の配向膜毎に偏光紫外線を照射すると製造コストが上昇するからである。したがって、配向膜が形成されていない部分にも偏光紫外線が照射されることになる。

図１５は、個々の対向基板２００の端部における断面構造であり、光配向のための偏光紫外線が照射されている状態を示している。対向基板２００の端部には、後で説明するように、遮光膜２０２、カラーフィルタ２０１、オーバーコート膜２０３等が形成されている。遮光膜２０２は画面のコントラストを向上させたり、画面周辺の見栄えをよくさせたりする役割を有し、ブラックマトリクスとも呼ばれているが、本明細書では遮光膜という用語を用いる。図１５に示すように、配向膜１１３が存在していない部分では、オーバーコート膜２０３の斜線で示す部分２０３１に紫外線が直接照射されるために、この部分のオーバーコート膜２０３１が劣化し、オーバーコート膜２０３が容易に水分を通すようになる。

図１６は、偏光紫外線によって光配向を行った後、シール材１５を形成した状態を示す対向基板２００の端部断面図である。オーバーコート膜２０３の斜線で示した部分２０３１は紫外線によって劣化しているために、この部分のオーバーコート膜２０３１を通して水分が遮光膜２０２の表面に浸透する。

図１７は、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００を接着し、内部に液晶３００を封入した状態の液晶表示パネルの端部の断面図である。図１７において、ＴＦＴ基板１００には、無機パッシベーション膜１０６、有機パッシベーション膜１０７、および、配向膜１１３が形成されている。また、対向基板２００には、遮光膜２０２、カラーフィルタ２０１、オーバーコート膜２０３、および、配向膜１１３が形成されている。図１７において、対向基板２００におけるオーバーコート膜２０３のうち、斜線で示した部分２０３１は、光配向時の、紫外線によって劣化しているので、この部分において、外部から水分が容易に浸入する。

劣化したオーバーコート膜２０３１から水分が浸入すると、この水分は遮光膜２０２に達し、遮光膜２０２を変質させる。特に、遮光膜２０２に水分が作用すると、遮光膜２０２と基板２００との接着力が低下し、シール部における信頼性が低下する。また、遮光膜２０２に水分が作用すると、遮光膜２０２の電気抵抗が低下し、遮光膜２０２の影響によって液晶層３００における電界が乱れ、光漏れによってコントラストが低下する。

本発明の課題は、光配向時に紫外線照射によって劣化したオーバーコート膜に起因して外部から浸入する水分が、遮光膜へ影響を及ぼすことを防止することである。

本発明は、以上のような課題を解決するものであり、具体的な構成は次のとおりである。

（１）ＴＦＴおよび画素電極を有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、遮光膜と３色のカラーフィルタが形成され、３色のカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成された表示領域を有する対向基板が周辺のシール部においてシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記対向基板において、前記配向膜は光配向によって配向処理が施され、前記配向膜は前記シール部には形成されておらず。前記対向基板の前記シール部には、遮光膜と前記３色のカラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタとオーバーコート膜がこの順で積層して形成され、前記オーバーコート膜の上に前記シール材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）ＴＦＴおよび画素電極を有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、遮光膜と３色のカラーフィルタが形成され、３色のカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成された表示領域を有する対向基板が周辺のシール部においてシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記対向基板において、前記配向膜は光配向によって配向処理が施され、前記配向膜は前記シール部には形成されておらず。前記対向基板の前記シール部には、遮光膜と前記３色のカラーフィルタのうちの複数の色のカラーフィルタが積層して形成され、前記積層されたカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜の上に前記シール材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（３）前記シール部に形成された複数のカラーフィルタのうちのひとつは前記表示領域に形成されたカラーフィルタと連続して形成され、前記複数のカラーフィルタのうちの他のカラーフィルタは前記表示領域に形成されたカラーフィルタとは連続していないことを特徴とする（２）に記載の液晶表示装置。

（４）ＴＦＴおよび画素電極を有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、遮光膜と３色のカラーフィルタが形成され、３色のカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成された表示領域を有する対向基板が周辺のシール部においてシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記対向基板において、前記配向膜は光配向によって配向処理が施され、前記配向膜は前記シール部には形成されておらず。前記対向基板の前記シール部には、遮光膜と前記３色のカラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタとオーバーコート膜がこの順で積層して形成され、前記シール部に形成された前記一色のカラーフィルタは、前記表示領域に形成された３色のカラーフィルタのいずれとも連続して形成されておらず、前記シール部に形成された一色のカラーフィルタの端部に対応して、前記オーバーコート膜には段差が形成されており、前記オーバーコート膜の上に前記シール材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（５）ＴＦＴおよび画素電極を有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、遮光膜と３色のカラーフィルタが形成され、３色のカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成された表示領域を有する対向基板が周辺のシール部においてシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記対向基板において、前記配向膜は光配向によって配向処理が施され、前記配向膜は前記シール部には形成されておらず。前記対向基板の前記シール部には、遮光膜と前記３色のカラーフィルタのうちの複数の色のカラーフィルタが積層して形成され、前記積層されたカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記シール部に形成された前記複数のカラーフィルタは、前記表示領域に形成された３色のカラーフィルタのいずれとも連続して形成されておらず、前記シール部に形成された複数のカラーフィルタの端部に対応して、前記オーバーコート膜には段差が形成されており、前記オーバーコート膜の上に前記シール材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（６）ＴＦＴおよび画素電極を有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有するＴＦＴ基板と、遮光膜と３色のカラーフィルタが形成され、３色のカラーフィルタを覆ってオーバーコート膜が形成され、前記オーバーコート膜を覆って配向膜が形成された表示領域を有する対向基板が周辺のシール部においてシール材によって接着し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の間に液晶が封入された液晶表示装置であって、前記対向基板において、前記配向膜は光配向によって配向処理が施され、前記配向膜は前記シール部には形成されておらず。前記対向基板の前記シール部には、遮光膜とオーバーコート膜がこの順で積層して形成され、前記シール部における前記オーバーコート膜の厚さは前記表示領域におけるオーバーコート膜の膜厚よりも大きく、前記オーバーコート膜の上に前記シール材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

（７）前記シール部における前記オーバーコート膜の膜厚は、前記表示領域における前記オーバーコート膜の膜厚の１．５倍以上であることを特徴とする（６）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、光配向において、紫外線によってシール部のオーバーコート膜が劣化しても、オーバーコート膜の下にカラーフィルタを配置することによって、水分が劣化したオーバーコート膜に透過してきても、水分がカラーフィルタによってブロックされ、遮光膜に到達しにくくなるので、遮光膜の剥がれを防止することが出来る。また、遮光膜の電気抵抗が低下することを防止することが出来るので、液晶層の光漏れによるコントラストの低下を防止することが出来る。

また、本発明の別な態様によれば、シール部のオーバーコート膜を表示領域のオーバーコート膜よりも厚く形成するので、オーバーコート膜全体が光配向時の紫外線によって劣化することを防止することによって、水分が遮光膜に到達することを防止することが出来る。また、表示領域のオーバーコート膜の膜厚は厚くしないので、表示画面の輝度の低下は防止することが出来る。

液晶表示装置の平面図である。 液晶表示装置の表示領域の断面図である。 実施例１の液晶表示装置のシール部の断面図である。 光配向時の対向基板を示す断面図である。 実施例１の対向基板の断面図である。 実施例２の対向基板の断面図である。 実施例２の他の形態による対向基板の断面図である。 実施例３の対向基板の断面図である。 実施例４の対向基板の断面図である。 実施例２の他の形態による対向基板の断面図である。 実施例５の対向基板の断面図である。 実施例５の他の形態による対向基板の断面図である。 マザー基板の平面図である。 マザー対向基板の平面図である。 従来例における光配向時の対向基板を示す断面図である。 従来例におけるシール材が形成された状態の対向基板を示す断面図である。 従来例における液晶表示装置の端部の断面図である。

以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される製品の例である、携帯電話等に使用される小型の液晶表示装置の平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１００上に対向基板２００が設置されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層が挟持されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００とは額縁部に形成されたシール材１５によって接着している。図１においてシール材１５には封入孔が形成され、封入孔から液晶が封入される。その後封入孔は封止材１６によって封止される。

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００よりも大きくなっている部分には、液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部１５０が形成されている。また、端子部１５０には、走査線、映像信号線等を駆動するためのＩＣドライバ５０が設置されている。ＩＣドライバ５０は３つの領域に分かれており、中央には映像信号駆動回路５２が設置され、両脇には走査信号駆動回路５１が設置されている。

図１の表示領域１０において、横方向には走査線３０が延在し、縦方向に配列している。また、縦方向には映像信号線４０が延在し、横方向に配列している。走査線３０は走査線引出し線３１によって、ＩＣドライバ５０の走査信号駆動回路５１と接続している。図１において、表示領域１０を液晶表示装置の中央に配置するために、走査線引出し線３１は表示領域１０の両側に配置され、このために、ＩＣドライバ５０には、走査信号駆動回路５１が両脇に設置されている。一方映像信号線４０とＩＣドライバ５０を接続する映像信号線引出し線４１は画面下側に集められている。映像信号線引出し線４１はＩＣドライバ５０の中央部に配置されている映像信号駆動回路５２と接続する。

図１の表示領域１０よりも若干広い領域に配向膜１１３が形成されている。この配向膜１１３には光配向がなされている。シール材１５が形成された部分には配向膜１１３は形成されていない。配向膜が１１３存在すると、シール材１１３と基板との接着力が低下するからである。

図２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。ＩＰＳ方式の液晶表示装置の電極構造は種々のものが提案され、実用化されている。図１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の上に層間絶縁膜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を回転させることによって画素毎に液晶層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。以下に図１の構造を詳しく説明する。なお、本発明は、図１の構成を例にとって説明するが、図２以外のＩＰＳタイプの液晶表示装置にも適用することが出来る。

図２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膜はプラズマＣＶＤによって形成される。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膜上にソース電極１０４とドレイン電極１０５が形成される。なお、ａ−Ｓｉ膜とソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５との間には図示しないｎ＋Ｓｉ層が形成される。半導体層とソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５とのオーミックコンタクトを取るためである。

ソース電極１０４は映像信号線が兼用し、ドレイン電極１０５は画素電極１１０と接続される。ソース電極１０４もドレイン電極１０５も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５はＭｏＣｒ合金で形成される。ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５の電気抵抗を下げたい場合等は、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（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）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とドレイン電極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、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を被着形成する。被着した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から延在してきたドレイン電極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。

画素電極はいわゆる櫛歯状の電極となっている。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極の間は図２に示すスリット１１２となっている。対向電極１０８には一定電圧が印加され、画素電極１１０には映像信号による電圧が印加される。画素電極１１０に電圧が印加されると図１に示すように、電気力線が発生して液晶分子３０１を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるためのＴＦＴ基板側配向膜１１３が形成されている。配向膜に対する配向処理は偏光紫外線による光配向が用いられる。

図２の例では、有機パッシベーション膜１０７の上に、面状に形成された対向電極１０８が配置され、層間絶縁膜１０９の上に櫛歯電極１１０が配置されている。しかしこれとは逆に、有機パッシベーション膜１０７の上に面状に形成された画素電極１１０を配置し、層間絶縁膜１０９の上に櫛歯状の対向電極１０８が配置される場合もある。

図２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。対向基板２００の内側には、カラーフィルタが形成されている。図２においては、赤カラーフィルタ２０１Ｒが形成されている。カラーフィルタの下の、画像を形成しない領域には遮光膜２０２が形成されている。遮光膜２０２は、画像のコントラストを向上させるとともに、ＴＦＴの遮光膜としての役割を有し、ＴＦＴに光電流が流れることを防止している。

カラーフィルタ２０１および遮光膜２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。カラーフィルタ２０１および遮光膜２０２の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜２０３によって表面を平らにしている。オーバーコート膜２０３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。配向膜１１３は光配向処理されている。

図２はＩＰＳであるから、対向電極１０８はＴＦＴ基板１００側に形成されており、対向基板２００側には形成されていない。このように、ＩＰＳでは、対向基板２００の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板２００の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層３００に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板２００の外側に表面導電膜２１０が形成される。表面導電膜２１０は、透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングすることによって形成される。

図３は図１に示す液晶表示装置の端部における断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１００には無機パッシベーション膜１０６と有機パッシベーション膜１０７と配向膜１１３が形成されている。ＴＦＴ基板１００のその他の構成は図３では省略している。対向基板２００には、遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３が形成されている。端部はシール材１５によってシールされ、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔はグラスファイバによるスペーサー３５０によって規定されている。

図３において、配向膜１１３は光配向によって配向処理されている。図３に示す本発明の特徴は、端部において、オーバーコート膜２０３の下に赤カラーフィルタ２０１Ｒを配置していることとである。図３では赤カラーフィルタ２１０Ｒが形成されているが、緑カラーフィルタでも青カラーフィルタでも良い。図３の対向基板２００において、配向膜１１３が存在していない部分のオーバーコート膜２０３は、光配向時の紫外線によって劣化し、水分が浸入し易い状態となっている。

オーバーコート膜２０３が紫外線によって劣化していても、オーバーコート膜２０３の下には赤カラーフィルタ２０１Ｒが存在している。したがって、オーバーコート膜２０３に進入して来た水分は、赤カラーフィルタ２０１Ｒによってブロックされ、下層の遮光膜２０２に到達しないか、到達までに長時間かかる。したがって、遮光膜２０２が水分と反応することによる接着力の低下、あるいは、遮光膜２０２の電気抵抗の低下は防止することが出来る。

図４および図５は以上の説明を図に示すものである。図４は対向基板２００に遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３がこの順で形成された状態を示している。遮光膜２０２の膜厚は１μｍ程度、赤カラーフィルタ２０１Ｒの膜厚は１〜２μｍ、オーバーコート膜２０３の膜厚は１〜２μｍ、配向膜１１３の膜厚は０．１μｍ程度である。緑カラーフィルタ、青カラーフィルタ等の膜厚も１〜２μｍである。

配向膜１１３は、端部には形成されていない。配向膜１１３によってシール材１５の接着力が低下することを防止するためである。図４において、配向膜１１３に配向処理するために、紫外線ＵＶを照射する。配向膜１１３は、紫外線によって配向処理をうけるが、配向膜１１３が存在しない、端部における、斜線を施したオーバーコート膜２０３１は紫外線によって劣化する。

その後、図５に示すように、配向膜１１３が存在していない、端部におけるオ−バーコート膜２０３の上にシール材１５が形成される。図５において、紫外線によって劣化したオーバーコート膜の斜線で示す部分２０３１には水分が容易に浸透する。しかし、斜線で示したオーバーコート膜２０３１の下には赤カラーフィルタ２０１Ｒが存在しているので、侵入した水分は赤カラーフィルタ２０１Ｒによってブロックされ、遮光膜２０２には容易に到達しない。したがって、シール部の信頼性を確保することが出来る。

従来は、カラーフィルタは表示領域のみに形成されていたが、本発明では、これを対向基板２００の端部にまで延在させている。カラーフィルタはフォトリソグラフィによって形成される。つまり、カラーフィルタの形成範囲は露光マスクによって規定することが出来る。したがって、カラーフィルタを対向基板の端部にまで形成するとしても、工程が増加することは無い。

このように、本実施例によれば、光配向処理においてオーバーコート膜２０３が紫外線によって劣化しても、オーバーコート膜２０３を浸透して来た水分の影響をカラーフィルタがブロックするので、シール部の信頼性が低下することは無い。また、水分が遮光膜２０２と反応することによる遮光膜２０２の電気抵抗の低下も防止することが出来るので、液晶の光漏れに起因するコントラストの低下を防止することが出来る。

以上の実施例においては、シール部に形成されるカラーフィルタは赤カラーフィルタ２０１Ｒであるとしているが、これは、例であって、他のカラーフィルタ、すなわち、緑カラーフィルタであっても青カラーフィルタであっても良い。

図６は、本発明の第２の実施例による対向基板２００の端部付近における断面図である。図６において、対向基板２００には、遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３がこの順で形成されている。ただし、配向膜１１３が存在しないシール部には、赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇが積層して形成されている。配向膜１１３は光配向処理される。したがって、配向膜１１３が存在していない部分のオーバーコート膜２０３は紫外線によって劣化する。

図６においては、紫外線によって劣化したオーバーコート膜２０３の下には、緑カラーフィルタ２０１Ｇと赤カラーフィルタ２０１Ｒの２層のカラーフィルタが形成されている。したがって、たとえ、劣化したオーバーコート膜２０３に水分は浸透してきても、浸透してきた水分は、緑カラーフィルタ２０１Ｇおよび赤カラーフィルタ２０１Ｒによってブロックされ、遮光膜２０２に到達しない。

図６の構成は、シール部においてカラーフィルタが２層形成されているので、実施例１の構成よりも水分に対する防御効果は大きい。各層の膜厚は、実施例１と同様である。つまり、緑カラーフィルタも赤カラーフィルタも実施例１と同様に１〜２μｍの厚さに形成される。

図６の構成における別の効果は、配向膜１１３を塗布したとき、配向膜１１３がシール部に侵入することを防止することが出来る点である。図６に示すように、端部付近において、緑カラーフィルタ２０１Ｇが形成されているので、オーバーコート膜２０３に段差が生じ、この段差が表示領域から流れてきた配向膜２０３に対するストッパーとしての役割を持つ。

配向膜２０３は、塗布されるときは、液体であるので、流動性をもっており、塗布面積を正確に規定することは困難である。特に配向膜１１３がシール材１５の下に存在すると、シール材１５の接着力を低下させる。本実施例では、図６に示すように、緑蛍光体２０１Ｇによって段差を形成することによって配向膜１１３の範囲を規定することができるので、シール部における信頼性を高く保つことが出来る。なお、周辺に形成する緑カラーフィルタ２０１Ｇはフォトリソグラフィによって形成するので、正確な寸法を維持することが出来る。また、段差の高さは、緑カラーフィルタの厚さである１〜２μｍ程度である。

図７は本実施例における他の態様である。図７の左側の表示領域は図６で説明したのと同様であるが、端部は図６とは異なり、遮光膜２０２とオーバーコート膜２０３との間には、順番に赤カラーフィルタ２０１Ｒ、緑カラーフィルタ２０１Ｇ、青カラーフィルタ２０１Ｂの３層のカラーフィルタが形成されている。配向膜１１３が光配向処理を受けることは実施例１あるいは図６と同様である。

図７において、配向膜１１３に覆われていない部分のオーバーコート膜２０３が光配向時の紫外線によって劣化することは実施例１と同様である。本実施例では劣化したオーバーコート膜２０３に浸透して来た水分が遮光膜２０２に達するまでには３層のカラーフィルタが存在しているので、図６の場合よりも、さらにシール部の信頼性を向上させることが出来る。

また、図７に示すように、シール部付近には、緑カラーフィルタ２０１Ｇ、青カラーフィルタ２０１Ｂの２層のカラーフィルタによって段差が形成されているので、この段差によって配向膜１１３の形成範囲を規定することが出来る。本実施例では、２層のカラーフィルタによって段差を形成しおり、段差の大きさは、２μｍから４μｍ程度に形成することが出来るので、配向膜の塗布範囲をより確実に規定することが出来る。

本実施例では、図６においては、赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇが順に積層されているが、２層のカラーフィルタはこれに限らず、他のカラーフィルタでもよいし、積層する順番も異なっていても良い。また、図７においては、積層するカラーフィルタの順番は、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、緑カラーフィルタ２０１Ｇ、青カラーフィルタ２０１Ｂの順番であるが、カラーフィルタの積層の順番はこれに限らず、カラーフィルタの製造条件によって任意に決めることが出来る。

図８は実施例３の対向基板２００の端部付近の断面図である。図８において、対向基板２００の上には、遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３がこの順で形成されている。配向膜１１３は光配向処理されている。したがって、光配向時に、配向膜１１３に覆われていない部分のオーバーコート膜２０３が紫外線によって劣化する。

紫外線によって劣化したオーバーコート膜２０３と遮光膜２０２の間に赤カラーフィルタ２０１Ｒを配置することによって、劣化したオーバーコート膜２０３に浸透して来た水分を赤蛍光体２０１Ｒによってブロックすることは、実施例１と同様である。本実施例では、実施例１とは異なり、赤カラーフィルタ２０１Ｒを端部まで連続して形成するのではなく、表示領域とシール部との間に赤蛍光体を除去した領域、すなわち、図８におけるＡ部を設ける。

Ａ部の存在によって、赤カラーフィルタ１層のみをシール部に形成する場合も配向膜１１３に対する段差を形成して、この段差を配向膜の広がりに対するストッパーとして使用することが出来る。また、Ａ部は、配向膜１１３に対する、いわば液溜りとして作用し、配向膜１１３の外側への広がりを、段差とともに、より確実に防止することが出来る。

本実施例においては、シール部に形成されるカラーフィルタは赤カラーフィルタ２１０Ｒであるとしているが、これは、例であって、他のカラーフィルタ、すなわち、緑カラーフィルタ２０１Ｇであっても青カラーフィルタ２０１Ｂであっても良い。

図９は実施例４の対向基板２００の端部付近の断面図である。図９において、対向基板２００の上には、遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３がこの順で形成されている。但し、シール部においてはオーバーコート膜２０３と遮光膜２０２の間に赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇが存在している。配向膜１１３は光配向処理されている。したがって、光配向時に、配向膜１１３に覆われていない部分のオーバーコート膜２０３が紫外線によって劣化する。

紫外線によって劣化したオーバーコート膜２０３と遮光膜の間に赤カラーフィルタ２０１Ｒおよび緑カラーフィルタ２０１Ｇを配置することによって、劣化したオーバーコート膜２０３に浸透して来た水分をブロックすることは、実施例２における図６と同様である。本実施例では、図６とは異なり、赤カラーフィルタ２０１Ｒを端部まで連続して形成するのではなく、表示領域とシール部との間に赤カラーフィルタ２０１Ｒを除去した領域、図８におけるＡ部を設ける。

Ａ部の存在によって、シール部付近に形成される段差は赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇの２層分となり、段差の大きさは２μｍから４μｍとすることが出来る。したがって、外側へ広がろうとする配向膜１１３をより効果的に規制することが出来る。また、Ａ部は、配向膜１１３に対する、いわば液溜りとして作用し、配向膜１１３の外側への広がりを、段差とともに、より確実に防止することが出来る。

図１０は実施例４の、他の態様を示す、対向基板２００の端部付近の断面図である。図１０は、シール部において、オーバーコート膜２０３と遮光膜２０２の間に、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、緑カラーフィルタ２０１Ｇ、青カラーフィルタ２０１Ｂの３層のカラーフィルタが存在している他は図９と同様である。

図１０の構成において、光配向時の紫外線によって劣化したオーバーコート膜２０３と遮光膜２０２の間に赤カラーフィルタ２０１Ｒ、緑カラーフィルタ２０１Ｇおよび青カラーフィルタ２０１Ｂを配置することによって、劣化したオーバーコート膜２０３に浸透して来た水分をブロックすることは実施例２の図７と同様である。但し、本実施例では、図７とは異なり、赤カラーフィルタ２０１Ｒを端部まで連続して形成するのではなく、表示領域とシール部との間に赤蛍光体２０１Ｒを除去した領域、図８におけるＡ部を設ける。

Ａ部の存在によって、シール部付近に形成される段差は赤カラーフィルタ２０１Ｒ、緑カラーフィルタ２０１Ｇおよび青カラーフィルタ２０１Ｂの３層分となり、外側へ広がろうとする配向膜１１３をより効果的に規制することが出来る。３層分の段差であるから、段差は３μｍから６μｍ程度とすることが出来、配向膜１１３の粘度が小さい場合であっても、ストッパーとして役割を十分に果たすことが出来る。また、Ａ部は、配向膜１１３に対する、いわば液溜りとして作用し、配向膜１１３の外側への広がりを、段差とともに、より確実に防止することが出来る。

このように、本実施例では、実施例３の場合よりも、劣化したオーバーコート膜２０３に浸透して来た水分の影響をより確実に防止できる。また、配向膜１１３の外形の規定も本実施例の構成によれば、より確実に行うことができる。

本実施例では、図９においては、赤カラーフィルタ２０１Ｒと緑カラーフィルタ２０１Ｇが順に積層されているが、２層のカラーフィルタはこれに限らず、他のカラーフィルタでもよいし、積層する順番も異なっていても良い。また、図１０においては、積層するカラーフィルタの順番は、赤カラーフィルタ、緑カラーフィルタ、青カラーフィルタの順番であるが、カラーフィルタの積層の順番はこれに限らず、カラーフィルタの製造条件によって任意に決めることが出来る。

図１１は、本発明の第５の実施例を示す対向基板２００の端部付近の断面図である。図１１において、対向基板２００の上には、遮光膜２０２、赤カラーフィルタ２０１Ｒ、オーバーコート膜２０３、配向膜１１３がこの順で形成されている。但し、シール部では、対向基板２００の上に遮光膜２０２、オーバーコート膜２０３が形成され、その上にシール材１５が形成されている。図１１においては、カラーフィルタはシール部には形成されていない。

本実施例においても、配向膜１１３は光配向処理が施されている。したがって、配向膜１１３が存在していない部分のオーバーコート膜２０３は光配向時の紫外線によって劣化している。この劣化したオーバーコート膜の部分から水分が浸透してくることは実施例１〜４と同様である。

本実施例の特徴は、オーバーコート膜２０３の膜厚をシール部において、表示領域における膜厚よりも大きくしていることである。図１１において、シール部におけるオーバーコート膜２０３の膜厚はｄ２であり、表示領域の膜厚はｄ１である。オーバーコート膜２０３の表示領域における膜厚ｄ１とシール部における膜厚ｄ２の比としては、ｄ２はｄ１の２倍以上であることが好ましいが、１．５倍以上でも効果をあげることが出来る。ｄ２がｄ１の２倍とした場合、表示領域での厚さｄ１を１〜２μｍとすると、ｄ２は２〜４μｍとなる。表示領域において、オーバーコート膜２０３の膜厚を大きくすると、光の透過率が減少し、画面の明るさが低下するので、表示領域におけるオーバーコート膜２０３の厚さｄ１は１〜２μｍに抑えておく必要がある。

光配向時において、配向膜１１３に覆われていないオーバーコート膜２０３は紫外線によって劣化する。しかし、紫外線によって劣化する領域は、表面付近が主であり、膜の深部では、紫外線の影響を大きく受けない。本実施例では、紫外線が直接照射される部分のオーバーコート膜２０３を厚くすることによって、オーバーコート膜２０３の深部は、紫外線によって破壊されないようにしている。

したがって、オーバーコート膜２０３の表面が紫外線によって破壊されて水分が浸透する事態が生じても、オーバーコート膜２０３の深部は破壊されていないので、水分は、オーバーコート膜２０３の深部においてブロックされ、遮光膜２０２に到達しない。したがって、水分が遮光膜２０２と反応して、遮光膜２０２に剥がれが発生したり、遮光膜２０２の電気抵抗が小さくなったりするような現象を防止することが出来る。

遮光膜２０２を周辺のみ厚く形成する方法は、ハーフ露光の技術を使用することが出来る。例えば、オーバーコート膜２０３にポジ型の感光性の材料を用いた場合、露光された部分が現像液に溶けるので、オーバーコート膜に対する露光量をシール部において、少なくするような露光マスクを使用することによって、シール部のみでオーバーコート膜の膜厚を大きくすることが出来る。

また、本実施例においても、オーバーコート膜２０３の薄い部分と厚い部分とで段差が形成されるので、この段差を配向膜１１３のストッパーとして使用することが出来る。この場合形成する段差は１μｍ〜２μｍである。また、赤カラーフィルタ２０１Ｒの端部と、オーバーコート膜２０３の段部との間に形成される凹部は、配向膜１１３の液溜りとしての役割を持つことが出来るので、オーバーコート膜２０３の段差とあいまって、配向膜１１３の外形規定に寄与させることが出来る。

図１２は、本実施例の変形例であり、本実施例を実施例１の構成と組み合わせた例である。すなわち、シール部においては、オーバーコート膜２０３の膜厚を表示領域よりも大きくするとともに、オーバーコート膜２０３の下側に赤カラーフィルタ２０１Ｒを配置していることである。これによって、紫外線によって劣化したオーバーコート膜２０３の表面に浸透する水分の影響から遮光膜２０２を保護する作用をより確実にすることが出来る。

図１２は、実施例５を実施例１と組み合わせた例であるが、実施例５を実施例２〜実施例４と組み合わせることも可能である。実施例５を実施例２〜実施例４と組み合わせると、配向膜１１３のストッパーとして作用させる段差の高さをより大きくすることが出来、粘度の小さい配向膜を使用することが出来る。

なお、配向膜１１３の形成方法としては、フレキソ印刷の他に、インクジェット法で形成する方法もある。インクジェット法で配向膜を形成する場合は、配向膜の粘度を小さくする必要がある。配向膜の粘度が小さいと、配向膜が周辺に広がりやすくなり、配向膜の形成範囲を正確に規定することが難しくなる。このような場合、実施例２以後で説明している本発明を用いれば、オーバーコート膜２０３に段差が形成されるので、配向膜の外側への広がりを防止することが出来る。すなわち、本発明を用いることによって、粘度の低い配向膜の塗布が可能になり、配向膜の形成プロセスの選択肢を広げることが出来る。

尚、上述した実施形態では、シール領域に形成したカラーフィルタを対向基板の端部にまで形成しているが、対向基板端部手前で階段状に終端させてもよい。これにより、基板端部でのカラーフィルタ等の剥れを防止することが可能となる。また、シール領域全域にカラーフィルタを形成するのではなく、シール領域においてカラーフィルタの一部を除去することも可能である。除去部分の形状は島状であっても、基板の辺に平行な細いストライプ状であってもよい。これにより、上記シール領域の一部でオーバーコート膜と遮光膜とが接触する領域が形成される。また、カラーフィルタの段差部がシール部に存在することによって、シール材の接着面積が増大することで、シール材と対向基板の接着強度を高めることが可能となり、シール部の信頼性が向上する。

１…液晶セル、１０…表示領域、１５…シール材、１６…封止材、 ３０…走査線、 ３１…走査線引出し線、 ４０…映像信号線、 ４１…映像信号線引き出し線、 ５０…ＩＣドライバ、 ５１…走査信号駆動回路、 ５２…映像信号駆動回路、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…ゲート電極、 １０２…ゲート絶縁膜、 １０３…半導体層、 １０４…ソース電極、 １０５…ドレイン電極、 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、 １５０…端子部、１５１…マザー基板シール材、１６１…マザー基板封止材、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０１Ｒ…赤カラーフィルタ、 ２０１Ｇ…緑カラーフィルタ、 ２０１Ｂ…青カラーフィルタ、 ２０２…遮光膜、 ２０３…オーバーコート膜、 ２１０…外部導電膜、 ３００…液晶層、 ３０１…液晶分子、 ３５０…スペーサー、 １０００…マザーＴＦＴ基板、 ２０００…マザー対向基板、 ２０３１…オーバーコート膜の劣化部

Claims (7)

1. 第１のマザー基板に多数の第１の基板を同時に形成し、第２のマザー基板に多数の第２の基板を同時に形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼りあわせ、多数の液晶表示装置を同時に形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１の基板にＴＦＴと画素電極を形成する工程と、
   表示領域とシール部を有する前記第２の基板の前記表示領域に遮光膜と３色のカラーフィルタを形成し、前記３色のカラーフィルタの上にオーバーコート膜を形成し、前記シール部には前記遮光膜と、前記カラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタと、オーバーコート膜を積層して形成する工程と、
   前記表示領域の前記オーバーコート膜の上に配向膜用材料を形成し、前記シール部には前記配向膜用材料を形成しない工程と、
   前記第２の基板の前記表示領域の前記配向膜材料に光配向処理を行うため、前記配向膜材料と前記シール部とに紫外線を照射する工程と、
   前記シール部において、シール材によって、前記第１の基板と前記第２の基板を接着する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 第１のマザー基板に多数の第１の基板を同時に形成し、第２のマザー基板に多数の第２の基板を同時に形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼りあわせ、多数の液晶表示装置を同時に形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１の基板にＴＦＴと画素電極を形成する工程と、
   表示領域とシール部を有する前記第２の基板の前記表示領域に遮光膜と３色のカラーフィルタを形成し、前記３色のカラーフィルタの上にオーバーコート膜を形成し、前記シール部には前記遮光膜と、前記カラーフィルタのうちの複数の色のカラーフィルタと、オーバーコート膜を積層して形成する工程と、
   前記表示領域の前記オーバーコート膜の上に配向膜用材料を形成し、前記シール部には前記配向膜材料を形成しない工程と、
   前記第２の基板の前記表示領域の前記配向膜材料に光配向処理を行うため、前記配向膜材料と前記シール部とに紫外線を照射する工程と、
   前記シール部において、シール材によって、前記第１の基板と前記第２の基板を接着する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 前記シール部に形成する複数のカラーフィルタのうちのひとつは前記表示領域に形成するカラーフィルタと連続して形成し、前記複数のカラーフィルタのうちの他のカラーフィルタは前記表示領域に形成するカラーフィルタとは連続しないように形成することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 第１のマザー基板に多数の第１の基板を同時に形成し、第２のマザー基板に多数の第２の基板を同時に形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼りあわせ、多数の液晶表示装置を同時に形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１の基板にＴＦＴと画素電極を形成する工程と、
   表示領域とシール部を有する前記第２の基板の前記表示領域に遮光膜と３色のカラーフィルタを形成し、前記３色のカラーフィルタの上にオーバーコート膜を形成し、前記シール部には前記遮光膜と、前記カラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタと、オーバーコート膜を積層し、前記一色のカラーフィルタは前記表示領域の前記３色のカラーフィルタのいずれとも連続しないように形成することによって、前記オーバーコート膜に前記一色のカラーフィルタの端部に対応して段部を形成する工程と、
   前記表示領域の前記オーバーコート膜の上に配向膜用材料を形成し、前記シール部には前記配向膜用材料を形成しない工程と、
   前記第２の基板の前記表示領域の前記配向膜材料に光配向処理を行うため、前記配向膜材料と前記シール部とに紫外線を照射する工程と、
   前記シール部において、シール材によって、前記第１の基板と前記第２の基板を接着する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 第１のマザー基板に多数の第１の基板を同時に形成し、第２のマザー基板に多数の第２の基板を同時に形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼りあわせ、多数の液晶表示装置を同時に形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１の基板にＴＦＴと画素電極を形成する工程と、
   表示領域とシール部を有する前記第２の基板の前記表示領域に遮光膜と３色のカラーフィルタを形成し、前記３色のカラーフィルタの上にオーバーコート膜を形成し、前記シール部には前記遮光膜と、前記カラーフィルタのうちの複数の色のカラーフィルタと、オーバーコート膜を積層し、前記複数の色のカラーフィルタは前記表示領域の前記３色のカラーフィルタのいずれとも連続しないように形成することによって、前記オーバーコート膜に前記複数の色のカラーフィルタの端部に対応して段部を形成する工程と、
   前記表示領域の前記オーバーコート膜の上に配向膜用材料を形成し、前記シール部には前記配向膜用材料を形成しない工程と、
   前記第２の基板の前記表示領域の前記配向膜材料に光配向処理を行うため、前記配向膜材料と前記シール部とに紫外線を照射する工程と、
   前記シール部において、シール材によって、前記第１の基板と前記第２の基板を接着する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 第１のマザー基板に多数の第１の基板を同時に形成し、第２のマザー基板に多数の第２の基板を同時に形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼りあわせ、多数の液晶表示装置を同時に形成する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第１の基板にＴＦＴと画素電極を形成する工程と、
   表示領域とシール部を有する前記第２の基板の前記表示領域に遮光膜と３色のカラーフィルタを形成し、前記３色のカラーフィルタの上にオーバーコート膜を形成し、前記シール部には前記遮光膜と、前記カラーフィルタのうちの一色のカラーフィルタと、前記表示領域よりも厚くオーバーコート膜を積層して形成する工程と、
   前記表示領域の前記オーバーコート膜の上に配向膜用材料を形成し、前記シール部には前記配向膜用材料を形成しない工程と、
   前記第２の基板の前記表示領域の前記配向膜材料に光配向処理を行うため、前記配向膜材料と前記シール部とに紫外線を照射する工程と、
   前記シール部において、シール材によって、前記第１の基板と前記第２の基板を接着する工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
7. 前記シール部における前記オーバーコート膜の膜厚を、前記表示領域における前記オーバーコート膜の膜厚の１．５倍以上となるように形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。

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