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JP2003121860A - 液晶表示パネル - Google Patents

液晶表示パネル

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Publication number
JP2003121860A
JP2003121860A JP2001319010A JP2001319010A JP2003121860A JP 2003121860 A JP2003121860 A JP 2003121860A JP 2001319010 A JP2001319010 A JP 2001319010A JP 2001319010 A JP2001319010 A JP 2001319010A JP 2003121860 A JP2003121860 A JP 2003121860A
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JP
Japan
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liquid crystal
insulating film
seal
organic insulating
array substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001319010A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasutaka Yamagishi
庸恭 山岸
Hisanori Yamaguchi
久典 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001319010A priority Critical patent/JP2003121860A/ja
Publication of JP2003121860A publication Critical patent/JP2003121860A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール部にアレイ基板上の有機絶縁膜を配置
すると、シール接着剤に比べ下地面との密着力および防
湿性に劣ることにより、強度試験でのシール剥離による
画面部への気泡発生や高温高湿環境試験での水分浸入に
よる表示むらの発生原因となる。また、シール部に形成
しない構成では、有機絶縁膜の膜厚がばらつき易いため
に、シール剤に混入するファイバーの直径とのバランス
がくずれ易く、周辺部の液晶層厚であるギャップむらが
生じ易く、表示品位を損なうことが多いという大きな問
題を有していた。 【解決手段】 シールの略全周において幅方向にアレイ
基板上の有機絶縁膜が位置する部分と位置しない部分と
を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアレイ基板側に配向
膜以外の有機絶縁膜を備えたアクティブマトリクスタイ
プの液晶表示パネルにおいて、前記有機絶縁膜をはじめ
とするパネル構成を適正化することによるパネルの高信
頼性化および高品質化技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶表示パネル特に、アクティブ
マトリクスタイプはその表示特性の向上と、画面サイズ
の大型化によりPCモニターやテレビ用途に、また反射型
や半透過型の性能向上により携帯端末や携帯電話のモニ
ター用途として幅広く採用されている。
【0003】一般的な従来のアクティブマトリクスタイ
プの反射型液晶表示パネルの構成を第4図を参照しなが
ら、以下に説明する。
【0004】透明共通電極11とR、G、Bの3色のカ
ラーフィルター層10と画面周辺の光漏れを遮光するブ
ラックマトリクス層14とを備えた透明ガラスからなる
対向基板2と、金属薄膜からなる複数の能動素子5およ
び電気配線と反射画素電極6をマトリクス状に備えたア
レイ基板1とを、約5μmの液晶層9を介してその膜面
同士を対峙させ、画面周辺に配置した有機接着剤からな
るシール剤4によって接着してある。
【0005】ここで、アレイ基板1の能動素子5および
電気配線と反射画素電極6間には層間絶縁と反射電極の
凹凸形状の形成を目的として、約2.0umの有機絶縁
膜3をほぼ全面に備えている。また、画素部の有機絶縁
膜3には、反射電極の凹凸形成のために、多数の穴を形
成してある。
【0006】なお、液晶層9に接する両基板の内面には
配向処理されたポリイミド材料からなる配向膜7a、7
bが形成されている。この配向膜は画面部のみにオフセ
ット印刷により形成されており、シール部には形成され
ていない。また、対向基板の外側に、位相差方向、偏光
軸方向をそれぞれ適切な方向に設定した位相差板および
偏光板15を配置した構成である。
【0007】さらに、液晶層9の間隙形成のために、直
径約3μmの樹脂の球状微粒子からなるビーズスペーサ
ー13を基板間にランダムに配置すると共に、前記シー
ル剤4中に直径約4μmのガラスファイバースペーサー
12を混入している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなアクティ
ブマトリクスタイプの液晶パネルは、用途の拡大、特に
携帯用途では過酷な環境に耐え得ることが必要とされて
いる。
【0009】しかしながら、アレイ基板1上の有機絶縁
膜3はほぼ全面に形成されており(特開2000−02
9073号公報参照)、当然シール部4にも形成されて
いるが、この有機絶縁膜はシール接着剤に比べ下地面と
の密着力および防湿性に劣るこため、強度試験でのシー
ル剥離による画面部への気泡発生や高温高湿環境試験で
の水分浸入による表示むらの発生原因となっており、大
きな問題となっている。
【0010】なお、アレイ基板1上の有機絶縁膜3は一
般的にアクリル系の樹脂材料からなるが、レベリング性
や耐熱性、高透過率が要求されることから、材料選択性
が狭く上記の材料改善が難しい。
【0011】一方、上記シール4の課題の解消のため
に、アレイ基板1上の有機絶縁膜3を画面部のみに形成
し、シール部4には形成しない構成も考えられる(特開
平08−095063号公報参照)が、この場合、有機
絶縁膜3の膜厚が比較的厚いこと、基板間および基板内
でも一定の膜厚で塗布することが難しいことから、シー
ル剤4に混入するファイバースペーサー12の直径との
バランスがくずれることが多く、周辺部の液晶層厚であ
るギャップむらが生じ易く、表示品位を損なうことが多
いという問題を有している。
【0012】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、シール4と有機絶縁膜3との構成を適正化すること
により、シール部の密着強度や防湿性を改善し、シール
剥離や水分浸入による表示むらが発生せず、かつ、周辺
部のギャップむらも発生しないアクティブマトリクスタ
イプの液晶表示パネルを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアクティブマトリクスタイプの液晶表示パネ
ルは、アレイ1基板の表示領域には配向膜以外の有機絶
縁膜3を有する構成であり、シール4の略全周において
幅方向にアレイ基板上の有機絶縁膜3が位置する部分と
位置しない部分を有する構成とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
少なくとも対向基板と、複数の能動素子を有するアレイ
基板とが、周辺部に設けられた樹脂材料からなるシール
を介して接着され、前記両基板の間隙に液晶を充填した
複数の画素を備える液晶表示パネルであって、両基板と
前記液晶との間には液晶分子を配向させるための配向膜
を備え、前記アレイ基板の表示領域には前記配向膜以外
の有機絶縁膜を有する構成であり、前記シールの略全周
において幅方向に前記アレイ基板上の有機絶縁膜が位置
する部分と位置しない部分とを有する構成としたことを
特徴とするアクティブマトリクスタイプの液晶表示パネ
ルである。
【0015】また、本発明の請求項2記載の液晶パネル
は、請求項1記載のアクティブマトリクスタイプの液晶
表示パネルであって、シールの略全周において幅方向の
略半分の領域にアレイ基板上の有機絶縁膜端が位置する
構成としたことを特徴とする。
【0016】また、本発明の請求項3記載の発明は、請
求項1記載のアクティブマトリクスタイプの液晶表示パ
ネルであって、シールの略全周において幅方向の略中央
部にアレイ基板上の有機絶縁膜の端部が位置し、前記シ
ールの外周部には前記アレイ基板上の前記有機絶縁膜が
位置しない構成としたことを特徴とする。
【0017】また、本発明の請求項4記載の液晶パネル
は、請求項1記載のアクティブマトリクスタイプの液晶
表示パネルであって、シールの略全周において幅方向の
略中央部にアレイ基板上の有機絶縁膜をストライプ状に
形成し、前記シールの内周部および外周部には前記アレ
イ基板上の前記有機絶縁膜が位置しない構成としたこと
を特徴とする。
【0018】また、本発明の請求項5記載の液晶パネル
は、請求項1記載のアクティブマトリクスタイプの液晶
表示パネルであって、シールの略全周において幅方向の
略中央部にアレイ基板上の有機絶縁膜をドット状に形成
した構成としたことを特徴とする。
【0019】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。
【0020】(発明の実施の形態1)図1は本発明の実
施の形態1を示す、アクティブマトリクスタイプの反射
型カラー液晶表示パネルの断面構造を示す図である。
【0021】主に薄膜トランジスタ5および信号配線
と、凹形状加工した有機絶縁膜3と、有機絶縁膜上に形
成したアルミ薄膜からなる反射画素電極6と、を備えた
アレイ基板1と、カラーフィルター10およびITOか
らなる透明共通電極11を備えた対向基板2と、そし
て、これら2枚の基板の間隙に形成した液晶層9および
周辺部のシール4より構成されている。
【0022】アレイ基板1の作成方法であるが、薄膜ト
ランジスタ5はP−CVDによりアモルファスシリコン
より構成され、信号配線は膜厚0.3μmのアルミ薄膜
とこれらの層間絶縁は無機絶縁膜を用い、いずれもスパ
ッタにより製膜し、フォトエッチングプロセスによりパ
ターンニングする。
【0023】さらに、有機絶縁膜3はスピンコートによ
り約膜厚1μmに塗布し、フォトエッチングプロセスに
よりパターンニングして、薄膜トランジスタ5に接続す
るためのコンタクトホールおよび拡散反射させるための
凹形状を形成する。さらに、ここで画面周辺に位置する
シール部4のほぼ中央部に、有機絶縁膜3の端が位置す
るようにパターンニングしておく。
【0024】この後、スパッタによりアルミ反射電極6
を製膜して、さらにフォトエッチングプロセスによりパ
ターンニングする。さらにこの上にポリイミド系の配向
膜7aを塗布・硬化させた後、ラビング法にて所定方向
に配向処理することでアレイ基板1は完成する。
【0025】一方、カラーフィルター10を形成してあ
る対向基板2にも同様に配向膜7bを形成、配向処理し
た後、画面周辺部にスクリーン印刷法にてエポキシ系接
着剤からなるシール剤4を所定のパターンに印刷する。
あらかじめ、シール剤4には直径4.0μmのガラスフ
ァイバースペーサー12を2wt%混入してあり、印刷
後に0.3mmになるように印刷する。
【0026】さらに、一方の基板全面に直径3.0μm
のビーズスペーサー13を1mm×1mmあたり約15
0個ランダムに散布した後に、これら2枚の基板を所定
位置に正確に位置決めし、貼り合せ加圧しながら150
℃で所定時間加熱して、シール剤4を硬化させる。
【0027】ここで、貼り合せ加熱することにより、シ
ール剤4の高さは有機絶縁膜3のある部分で4.0μ
m、有機絶縁膜3のない部分で5.0μmとなり、シー
ルパターンの幅は0.9mmとなった。本実施の形態で
は、注入口を除いた全周において、シールパターン内側
に有機絶縁膜が存在し、シール4に掛かる幅は0.4m
m、シールパターン外側には有機絶縁膜は除去されてお
り、この部分とシール4が掛かる幅は0.5mmとして
ある。
【0028】この後、上記基板をスクライブ・ブレイク
法によって、個片に分断し、シールパターンに設けた注
入口より液晶9を真空注入法により充填、UV硬化樹脂
により封口する。さらに、このパネルを洗浄した後に、
表示面側に所定方向に偏光軸を設定した偏光板15を貼
り付けて液晶パネルが完成する。
【0029】以上のように、シールパターンのほぼ中央
部まで有機絶縁膜3が存在することにより、シール剤4
の高さは、この有機絶縁膜3の膜厚とシール剤4に混入
したファイバースペーサー12によって決まり、また、
内側に位置する表示領域の液晶層9厚もこの有機絶縁膜
3の膜厚と基板に散布したビーズスペーサー13によっ
て決まるために、上記有機絶縁膜3の膜厚がばらついて
もシール剤高さと液晶層厚の関係は一定となり、全面に
渡って均一な表示をすることが可能となる。
【0030】一方、シールパターンの外周部には有機絶
縁膜3が存在しないことから、接着強度が比較的弱い有
機絶縁膜の密着強度には関係なく、アレイ基板1の無機
絶縁膜とシール剤との強力な接着力を得ることができ
る。
【0031】一般的に、2枚の基板を引き剥がそうとす
る外力はシールパターン外周より作用するが、本構成に
ように、シールパターンの外周部の接着力が強いため
に、実用的な剥離強度はさらに強くなる。
【0032】また、本構成では、耐湿性がやや劣る有機
絶縁膜3がシールパターンの外周部に存在しないため
に、高温高湿下における信頼性試験においても優れてお
り、85℃85%における通電試験でも500時間以上
表示ムラなどが生じない結果を得た。
【0033】さらに、本構成ではシール中央部にシール
パターンに平行な有機絶縁膜による段差が形成されるこ
とにより、シールを熱硬化させる際、気泡がシールを横
断して生ずるシールパス不良も、気泡が段差部分にて連
続性が阻害されるためにトラップされ易くなることで発
生しにくくなり、生産工程での歩留り向上にも有効であ
る。
【0034】以上のように、本実施の形態により、シー
ル部の密着強度や防湿性を改善し、シール剥離や水分浸
入による表示むらが発生せず、かつ、周辺部のギャップ
むらも発生しないアクティブマトリクスタイプの反射型
カラー液晶表示パネルを得ることができる。
【0035】(発明の実施の形態2)以下、本発明の実
施の形態2について図面を参照しながら説明する。
【0036】図2(a)は本発明の実施の形態2を示
す、アクティブマトリクスタイプの反射型カラー液晶表
示パネルの断面構造を、図2(b)は平面構造を示す図
である。
【0037】基本構成は、実施の形態1と同等である
が、アレイ基板1上の有機絶縁膜3をシールパターンの
中央部にストライプ状に存在させた場合を示すもので、
本実施の形態の場合、シールパターン幅が1.2mmで
あり、比較的シールパターン幅が広い場合に有効で、有
機絶縁膜のストライプパターンの幅を0.6mmとして
ある。
【0038】本構成では、シールパターン内面にも有機
絶縁膜3がないために、パネル内部からの剥離力にも強
い構成であり、シール熱硬化時に内圧が高くなりやすい
比較的大型のパネルに対して有効な構成である。
【0039】さらに、本構成ではシール中央部にシール
パターンに平行な有機絶縁膜のストライプ形状による凹
凸段差が形成されることにより、シールを熱硬化させる
際、気泡がシールを横断して生ずるシールパス不良も、
気泡が有機絶縁膜が凸となる部分にてトラップされるた
めにほとんど発生を防止できるので、生産工程での歩留
り向上に非常に有効である。
【0040】また、図3のように有機絶縁膜3のシール
部4のパターンをドット状にすることで、より一層剥離
強度を強化することもできる。
【0041】以上、本発明の実施の形態において反射タ
イプについて述べてきたが、透過や半透過タイプに適用
しても、同様な効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明は、シールの略全周
において幅方向にアレイ基板上の有機絶縁膜が位置する
部分と位置しない部分を有する構成とすることにより、
シール部の密着強度や防湿性を改善し、シール剥離や水
分浸入による表示むらが発生せず、かつ、周辺部のギャ
ップむらも発生しないアクティブマトリクスタイプの液
晶表示パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である液晶表示パネ
ルの断面構造図
【図2】本発明の第2の実施の形態である液晶表示パネ
ルの断面構造図と平面構造図
【図3】本発明の第2の実施の形態である液晶表示パネ
ルその2の平面構造図
【図4】従来例を示す液晶表示パネルの断面構造図
【符号の説明】
1 アレイ基板 2 対向基板 3 アレイ基板有機絶縁膜 4 シール 6 反射画素電極 7a アレイ基板配向膜 7b 対向基板配向膜 9 液晶 12 シール内ファイバースペーサー 13 ビーズスペーサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H089 HA15 HA17 LA05 LA07 LA49 NA37 NA41 NA48 QA14 2H092 JB04 KB22 KB24 KB25 MA02 MA05 MA08 MA10 MA17 NA01 NA18 NA29 PA01 PA02 PA03 PA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも対向基板と、複数の能動素子を
    有するアレイ基板とが、周辺部に設けられた樹脂材料か
    らなるシールを介して接着され、前記両基板の間隙に液
    晶を充填した複数の画素を備える液晶表示パネルであっ
    て、 両基板と前記液晶との間には液晶分子を配向させるため
    の配向膜を備え、前記アレイ基板の表示領域には前記配
    向膜以外の有機絶縁膜を有する構成であり、前記シール
    の略全周において幅方向に前記アレイ基板上の有機絶縁
    膜が位置する部分と位置しない部分とを有する構成とし
    たことを特徴とするアクティブマトリクスタイプの液晶
    表示パネル。
  2. 【請求項2】シールの略全周において幅方向の略半分の
    領域にアレイ基板上の有機絶縁膜端が位置する構成とし
    たことを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリク
    スタイプの液晶表示パネル。
  3. 【請求項3】シールの略全周において幅方向の略中央部
    にアレイ基板上の有機絶縁膜の端部が位置し、前記シー
    ルの外周部には前記アレイ基板上の前記有機絶縁膜が位
    置しない構成としたことを特徴とする請求項1記載のア
    クティブマトリクスタイプの液晶表示パネル。
  4. 【請求項4】シールの略全周において幅方向の略中央部
    にアレイ基板上の有機絶縁膜をストライプ状に形成し、
    前記シールの内周部および外周部には前記アレイ基板上
    の前記有機絶縁膜が位置しない構成としたことを特徴と
    する請求項1記載のアクティブマトリクスタイプの液晶
    表示パネル。
  5. 【請求項5】シールの略全周において幅方向の略中央部
    にアレイ基板上の有機絶縁膜をドット状に形成した構成
    としたことを特徴とする請求項1記載のアクティブマト
    リクスタイプの液晶表示パネル。
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