液晶パネル及びその製造方法
【課題】表示品位が向上する液晶パネル及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる液晶パネル５０は、ＣＦ基板２０と、ＣＦ基板２０と対向配置されたＴＦＴ基板１０と、ＣＦ基板２０に、それぞれの画素４０を枠状に取り囲むように形成された遮光層２２ａと、ＣＦ基板２０端まで延在した液晶注入口３２を有し、ＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０とを貼り合わせるシール材３１と、枠状の遮光層２２ａの一辺であって、液晶注入口３２の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、ＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素４０につき複数設けられた柱状スペーサ３３とを有するものである。
【解決手段】本発明にかかる液晶パネル５０は、ＣＦ基板２０と、ＣＦ基板２０と対向配置されたＴＦＴ基板１０と、ＣＦ基板２０に、それぞれの画素４０を枠状に取り囲むように形成された遮光層２２ａと、ＣＦ基板２０端まで延在した液晶注入口３２を有し、ＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０とを貼り合わせるシール材３１と、枠状の遮光層２２ａの一辺であって、液晶注入口３２の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、ＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素４０につき複数設けられた柱状スペーサ３３とを有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、駆動回路が形成された基板と、カラーフィルタが形成された対向基板とを有する。両基板は、互いに向かい合わせて配置される。また、両基板は、間隔を一定に保つスペーサ、及び両基板を固着するシール材を介して貼り合わせられている。シール材は、液晶を注入するための注入口を有している。そして、この注入口を通して、液晶を注入後、封止材で注入口が封止される。液晶パネルは、一般的に上記の構成を有する。このような液晶パネルは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
液晶パネルの対向基板は、数μｍ程度の非常に狭い間隔を保ちつつ、駆動回路が形成された基板に貼り合わせられる。このため、異物が基板間に存在すると、表示不良あるいはギャップ異常になることが多い。従って、製造過程においては、数種の異物除去工程が設定されている。この異物除去工程の代表例として水または薬液を使用した洗浄装置、あるいは気流による異物の吸引装置等が上げられる。
【特許文献１】特開２００３−２５５３６８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、サイズの小さな異物は、異物除去工程での除去が比較的難しく、また、再付着しやすい。このため、貼り合わせ後の基板間にその間隔よりも小さな異物が存在すると、液晶注入時に異物が液晶の流れに沿って移動する。そして、液晶パネル内の一部に集まって輝点群となって表示品位が落ちるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目し、表示品位が向上する液晶パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる液晶パネルは、第１基板と、前記第１基板と対向配置された第２基板と、前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように形成された遮光層と、前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、枠状の前記遮光層の一辺であって、前記液晶注入口の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素につき複数設けられた柱状スペーサとを有するものである。
【０００７】
また、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、第１基板と第２基板とが対向配置される液晶パネルの製造方法であって、前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように遮光層を形成する工程と、枠状の前記遮光層の一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持する柱状スペーサを互いに離間して１画素につき複数設ける工程と、前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有するように、前記第１基板と前記第２基板とをシール材によって貼り合わせる工程と、隣接する前記柱状スペーサの間を液晶が通過するように、前記液晶注入口から液晶を注入する工程とを有する方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表示品位が向上する液晶パネル及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
まず、図１及び図２を用いて、液晶表示装置を説明する。図１は、液晶パネル５０の構成を示す平面図である。なお、図１においては、液晶パネル５０の要部を示すものであり、詳細な構成については図示を省略する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。ここでは、一例として、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたＴＦＴ方式の液晶表示装置について説明する。
【００１０】
液晶表示装置は、液晶パネル５０、バックライトユニット（不図示）等を備えるものである。図２に示されるように、液晶パネル５０は、ＴＦＴ基板１０と、ＴＦＴ基板１０に対向して配置されるカラーフィルタ（ＣＦ）基板２０とを有する。また、液晶パネル５０は、両基板１０、２０の外周縁にて、シール材３１を用いて貼り合わせられる。そして、液晶パネル５０は、両基板１０、２０とシール材３１との間に液晶層３０を形成して封止される。バックライトユニットは、液晶パネル５０の反視認側に配置され、液晶パネル５０の背面側から光を照射する。
【００１１】
ＴＦＴ基板１０は、絶縁性基板１１上に複数の配線１２が形成される。絶縁性基板１１としては、例えば光透過性を有するガラス基板を用いることができる。配線１２は、例えばゲート配線であり、複数設けられている。複数のゲート配線は平行に設けられている。また、絶縁膜（不図示）を介して、複数のゲート配線と交差するように、複数のソース配線（不図示）が設けられている。そして、ゲート配線を介してゲート信号（走査信号）がＴＦＴ（不図示）に供給される。これにより、ＴＦＴのＯＮとＯＦＦを制御している。そして、ＴＦＴがＯＮ状態のときに、ソース配線を介して表示信号（表示電圧）が後述する画素電極１５に印加される。また、それぞれの配線１２は、端部に端子電極１３を有する。外部からの各種信号は、端子電極１３を介して配線１２に供給される。さらに、端子電極１３から入力された信号を後述する共通電極２３に伝達するためのトランスファ電極（不図示）が形成される。そして、ＴＦＴあるいは配線１２を覆うように、絶縁膜１４が形成される。
【００１２】
絶縁膜１４上には、画素４０毎に画素電極１５が形成される。具体的には、隣接する配線１２間に画素電極１５が形成される。また、ＴＦＴも画素電極１５と同様、画素４０毎に形成され、対応するＴＦＴがＯＮ状態のとき、画素電極１５に表示電圧が印加される。このように、ＴＦＴや画素電極１５が列状、すなわちアレイ状に配列されることからアレイ基板とも呼ばれる。そして、これらの上に、配向膜１６が形成される。配向膜１６は、複数の画素４０から構成される表示領域４１の略全体に形成される。配向膜１６は、液晶を所定の方向に配向させる。そして、このＴＦＴ基板１０の下面には、偏光板１７が貼付される。
【００１３】
ＣＦ基板２０は、絶縁性基板２１の液晶層３０側の面上に、カラーフィルタ層２２、共通電極２３、配向膜２４が順次形成される。絶縁性基板２１としては、例えば光透過性を有するガラス基板を用いることができる。カラーフィルタ層２２は、ブラックマトリクス（ＢＭ）層等からなる遮光層２２ａと、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の着色層２２ｂとを有している。また、着色層２２ｂと画素電極１５とは対向配置される。そして、配線１２と遮光層２２ａとは対向配置される。共通電極２３は、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０間に形成されたトランスファ材（不図示）を介して、ＴＦＴ基板１０上に配置されたトランスファ電極（不図示）と電気的に接続されている。このトランスファ電極及びトランスファ材を介して端子電極１３から入力された信号が共通電極２３に伝達される。これにより、共通電極２３に共通電位が供給される。そして、共通電極２３と画素電極１５との間で電界を生じ、液晶を駆動させる。また、このＣＦ基板２０の液晶層３０とは反対側の面上には、偏光板２５が貼付される。
【００１４】
そして、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とは、シール材３１を介して貼り合わされている。図１に示されるように、シール材３１は、表示領域４１を囲むよう枠状に形成される。また、シール材３１の一部は開口を有する。そして、この開口からＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の端に向けて、シール材３１が延在する。この開口からＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の端まで延在した液晶注入口３２となる。液晶注入口３２は、後述する端子電極１３とは反対側の基板端部に形成される。また、ＴＦＴ基板１０は、ＣＦ基板２０より外形寸法が大きく形成される。ここでは、シール材３１によって、ＣＦ基板２０の一辺（一端）からＴＦＴ基板１０が突出するように貼り合わせる。このＴＦＴ基板１０がＣＦ基板２０から突出した領域には、外部から接続される端子電極１３が形成される。
【００１５】
また、両基板１０、２０の間は、面内スペーサである柱状スペーサ３３によって、所定の間隔となるように保持されている。具体的には、柱状スペーサ３３は、表示領域４１内において、画素電極１５間に形成され、シール材３１より内側の基板間距離を保持する。このように、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との基板間距離は、柱状スペーサ３３により決定される。具体的には、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａと対向する部分に設けられる。すなわち、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａと配線１２との間に設けられる。なお、柱状スペーサ３３の詳細については後述する。
【００１６】
また、液晶パネル５０には液晶を駆動させるための各種信号を発生する制御基板３４、制御基板３４を端子電極１３に電気的に接続するＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）３５を備える。これにより、ＦＦＣ３５を介して、制御基板３４からの各種信号が端子電極１３に供給される。液晶表示装置は、以上のように構成される。
【００１７】
次に、液晶表示装置の動作について説明する。例えば、制御基板３４から電気信号が入力されると、ＦＦＣ３５を介して、各種信号が端子電極１３に供給される。そして、端子電極１３に接続された配線１２に、走査信号や表示信号が供給される。これにより、配線１２に電気的に接続された画素電極１５に表示電圧が印加される。また、トランスファ電極及びトランスファ材を介して端子電極１３から入力された信号が共通電極２３に伝達し、共通電極２３に共通電位が供給される。これにより、画素電極１５及び共通電極２３間に電界が発生する。
【００１８】
画素電極１５と共通電極２３との間の電界によって、液晶が駆動され、液晶の分子の方向が変わる。すなわち、基板間の液晶の配向方向が変化する。これにより、液晶層３０を通過する光の偏光状態が変化する。すなわち、偏光板１７を通過して直線偏光となった光は液晶層３０によって、偏光状態が変化する。具体的には、光源であるバックライトユニットからの光及び外部から入射した外光は、偏光板１７によって直線偏光になる。そして、この直線偏光が液晶層３０を通過することによって、偏光状態が変化する。
【００１９】
従って、偏光状態によって、ＣＦ基板２０側の偏光板２５を通過する光量が変化する。すなわち、バックライトユニットから液晶パネル５０を透過する透過光のうち、視認側の偏光板２５を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板２５を通過する光量を変化させることができる。すなわち、画素４０毎に表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。つまり、バックライトユニットの発する光等がＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０、液晶層３０を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶パネル５０に映像等が表示される。
【００２０】
なお、上記の液晶パネル５０の構成は、一例であり、他の構成であってもよい。また、液晶パネル５０の動作モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードや、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、強誘電性液晶モード等でもよい。なお、例えばＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｈｉｎｇ）モードの場合、図２においてＣＦ基板２０に設けた共通電極２３は、ＴＦＴ基板１０側に設けられる。これにより、画素電極１５と共通電極２３との間で液晶に対して横方向に電界が生じる。このように、横電界方式を用いた液晶パネル５０でもよい。さらに、駆動方法は、単純マトリクスやアクティブマトリクス等でもよい。このように、様々な液晶パネル５０に対して本発明が適用可能である。
【００２１】
次に、図３を用いて、柱状スペーサ３３の詳細について説明する。図３は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。なお、ここでは、図３においては要部のみを示し、その他の構成要素は図示を省略する。
【００２２】
遮光層２２ａは、画素４０を枠状に取り囲むように形成される。換言すると、遮光層２２ａは、画素電極１５を枠状に取り囲むように形成される。画素４０や画素電極１５は、矩形状に形成されるため、遮光層２２ａも矩形の枠状に形成される。また、図１に示されるように、表示領域４１には、複数の画素４０がマトリクス状に配置される。このため、表示領域４１において、遮光層２２ａは、それぞれの画素４０を枠状に取り囲むように形成される。すなわち、表示領域４１において、遮光層２２ａは、格子状に形成される。柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａ上に、１画素４０につき複数個形成される。柱状スペーサ３３は、円形の上面形状を有する。すなわち、柱状スペーサ３３は、円柱状に形成される。
【００２３】
それぞれの柱状スペーサ３３は、矩形状の画素電極１５の一辺に沿って形成される。すなわち、それぞれの柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺と対向する部分に形成される。従って、図３に示されるように、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ｂと重複している。当該一辺とは、液晶注入口３２の延在方向と交差する一辺のことである。換言すると、液晶を注入する際に液晶注入口３２内において液晶の移動方向と交差する一辺のことである。すなわち、当該一辺は、液晶注入口３２内における液晶の移動方向と平行ではない。この液晶の移動方向は、例えば基板１１、２１の液晶注入口３２近傍の一辺とは垂直方向となっている。本実施の形態では、遮光層２２ａの当該一辺は、図１において、基板１１、２１の注入口近傍の一辺と平行となっている。すなわち、図３において、当該一辺は、遮光層２２ａの上辺や下辺のことである。また、複数の柱状スペーサ３３は、それぞれ離間して形成される。例えば、複数の柱状スペーサ３３は、一定の間隔を隔てて形成される。ここで、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましいが、特に限定されるものではない。
【００２４】
このように、複数の柱状スペーサ３３を離間して形成することにより、表示領域４１に存在する異物を捕捉することができる。すなわち、柱状スペーサ３３が形成された部分が、表示領域４１に存在する異物を捕捉する役割を果たす。これにより、表示品位が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【００２５】
また、この様な異物を捕捉するための柱状スペーサ３３は、全ての画素４０に設けてもよいし、例えば数画素４０に１画素４０の割合で間引いて設けてもよい。いずれの場合でも、所望の異物捕捉効果が得られる。また、間引いた場合、液晶注入時の引き込みの妨げにならず、気泡などの発生が起こり難い点から好ましい。なお、上記のように、柱状スペーサ３３は、基板間距離を液晶パネル５０内で一定にする役割を持つ。ここで、例えば数画素４０に１画素４０の割合で間引いた場合でも、十分に基板間距離を一定にする役割を担うことができる。
【００２６】
具体的には、ＲＧＢの画素４０のうち、Ｇの画素４０のみ、柱状スペーサ３３を設けない。すなわち、３画素に１画素の割合で、柱状スペーサ３３を設けない。この場合であっても、十分に、異物を捕捉する役割、及び基板間距離を一定にする役割を担うことができる。もちろん、色ごとの繰り返しに配置することに囚われず、４画素４０に１画素４０の割合で間引いてもよいし、同色の行方向において間引いた配置とするなど、種々の変形が可能なことは言うまでもない。また、間引いた場合であっても、その間引かれた画素４０には、基板間距離を一定にするために、柱状スペーサ３３を形成してもよい。例えば、間引かれた画素４０には、複数の柱状スペーサ３３を離間して形成せず、１つの柱状スペーサ３３を形成してもよい。
【００２７】
また、本実施の形態では、遮光層２２ａの形状を矩形の枠状としたがこれに限らない。例えば、画素電極１５の形状をＶ字型とし、遮光層２２ａの形状をＶ字型を取り囲むような形状としてもよい。すなわち、図３における遮光層２２ａの上辺及び下辺がＶ字型となっていてもよい。また、この場合、複数の柱状スペーサ３３をこのＶ字型に沿って設けてもよい。すなわち、柱状スペーサ３３を遮光層２２ａの２辺に対向する部分に設けてもよい。このように、画素電極１５の形状は、矩形に限らず、その他の多角形や、一部に曲線を有する多角形としてもよい。もちろん、それに応じて遮光層２２ａの形状も種々の形状とすることができる。また、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺に対向する部分のみでなく、複数の辺に対向する部分に設けてもよい。
【００２８】
次に、液晶パネル５０の製造方法について図４を用いて説明する。図４は、液晶パネル５０の製造方法を示すフローチャート図である。
【００２９】
まず、複数のＴＦＴ基板部を有する第１マザー基板、及び複数のＣＦ基板部を有する第２マザー基板を形成する（ステップＳ１）。なお、第１マザー基板及び第２マザー基板とは、図２に示す絶縁性基板１１、２１に相当する。また、ＴＦＴ基板部、ＣＦ基板部は、後の工程でＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０となる。この工程では、一般的な方法を用いることができるため、簡単に説明する。
【００３０】
ガラス基板等の第１マザー基板の一方の面に、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターニング、エッチング等のパターン形成工程を繰り返し行う。これにより、ＴＦＴ等のスイッチング素子、配線１２、端子電極１３、絶縁膜１４、画素電極１５をパターン形成する。そして、第１マザー基板上に複数のＴＦＴ基板部が形成される。また、第１マザー基板と同様、ガラス基板等の第２マザー基板の一方の面に、遮光層２２ａ、着色層２２ｂ、及び共通電極２３をパターン形成する。
【００３１】
また、本実施の形態では、それぞれのＣＦ基板部に、柱状スペーサ３３が形成される。柱状スペーサ３３は、通常の基板間距離を制御する柱状スペーサと同様、フォトリソグラフィー法によってパターン形成される。具体的には、スペーサ材料となる光硬化型樹脂等を塗布する。次に、フォトマスク上から光硬化型樹脂を露光し感光させる。そして、光硬化型樹脂を現像させることにより、柱状スペーサ３３がパターン形成される。具体的には、画素４０毎に、複数の柱状スペーサ３３が一定の間隔を隔てて形成される。複数の柱状スペーサ３３は、例えば、後述する工程で形成される液晶注入口３２近傍の基板の一辺に平行に配列される。さらに、複数の柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺に対向する部分に形成される。また、本実施の形態では、ＣＦ基板部に柱状スペーサ３３を形成したが、ＴＦＴ基板部側に形成してもよい。
【００３２】
ここでは、ＲＧＢの画素４０がそれぞれ列状に配置される。すなわち、ストライプ状にＲＧＢの画素４０が配置される。そして、Ｇの画素４０のみに柱状スペーサ３３を形成する。また、一列に並ぶ全てのＧの画素４０に柱状スペーサ３３を設けるのではなく、１画素４０おきに柱状スペーサ３３を設ける。すなわち、複数のＧの画素４０において、２画素４０に１画素４０の割合で間引いて柱状スペーサ３３を設ける。また、隣接するＧの画素４０の列では、互い違いになるように間引く。例えば、１列目のＧの画素４０は、奇数番目の画素４０のみに柱状スペーサ３３を設ける。そして、２列目のＧの画素４０は、偶数番目の画素４０のみに柱状スペーサ３３を設ける。これにより、第２マザー基板に複数のＣＦ基板部が製造される。
【００３３】
また、矩形状のＴＦＴ基板部、ＣＦ基板部は、それぞれの長辺及び短辺が、矩形状の第１マザー基板、第２マザー基板の長辺又は短辺と平行になるように配置される。そして、ＴＦＴ基板部及びＣＦ基板部は、規則正しく配置される。これにより、１対のマザー基板に多数のセルを効率よく面付けすることができる。
【００３４】
次に、基板洗浄工程において、第１マザー基板を洗浄する（ステップＳ２）。そして、配向膜形成工程において、第１マザー基板の画素電極１５が形成された面に、配向膜１６を形成する（ステップＳ３）。この工程では、例えば印刷法により有機膜からなる配向膜１６を塗布する。そして、ホットプレートなどにより、焼成処理して乾燥させる。その後、ラビング工程において、配向膜１６の表面を布により一定方向に擦り、配向膜１６を配向させる（ステップＳ４）。
【００３５】
また、ステップＳ２からステップＳ４と同様に、第２マザー基板についても基板洗浄、配向膜形成、及びラビングを行う。なお、第２マザー基板の場合、共通電極２３が形成された面に、配向膜２４が形成される。
【００３６】
続いて、シール材塗布工程において、スクリーン印刷装置により、第１マザー基板あるいは第２マザー基板の電極が形成された面に、シール材３１の塗布処理を行う（ステップＳ５）。シール材３１には、例えばエポキシ系接着材等の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂を用いることができる。次に、トランスファ材塗布工程において、第１マザー基板あるいは第２マザー基板の電極が形成された面に、トランスファ材の塗布処理を行う（ステップＳ６）。その後、貼り合わせ工程において、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせる（ステップＳ７）。これにより、それぞれのＴＦＴ基板部及びＣＦ基板部が貼りあわせられ、複数のセルがアレイ状に形成される。そして、シール硬化工程において、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせた状態で、シール材３１を完全に硬化させる（ステップＳ８）。この工程は、例えばシール材３１の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。
【００３７】
次に、セル分断工程において、貼り合わされたマザー基板をセルごとに分断する（ステップＳ９）。その後、絶縁性基板２１等の一部を除去して、端子電極１３を露出させる。これにより、外部から接続することができる。そして、液晶注入工程において、個々のセルに対して液晶注入口３２から液晶を注入する（ステップＳ１０）。この工程は、液晶を液晶注入口３２から真空注入により充填することにより行われる。真空注入法では、例えば、真空チャンバ内に液晶を貯留した液晶ボートとセルとを配置する。そして、真空チャンバ内を真空排気して減圧し、セルの間隙内及び液晶を脱気する。その後、セルの下端の液晶注入口を液晶ボート内の液晶に接触させる。そして、真空チャンバ内を大気圧に戻すと、毛細管現象とセル内外の圧力差により、液晶ボート内の液晶がセル内に吸い上げられる。
【００３８】
すなわち、この液晶注入工程において、図５に示されるように、液晶６０がセル６１内を移動いていく。すなわち、液晶注入口３２では、図５の矢印方向に液晶６０が移動する。そして、シール材３１内に液晶が充填される。図５は、液晶注入工程におけるセル６１の構成を示す平面図である。このように、液晶６０がセル６１内を移動することにより、表示領域４１に存在する異物６２も移動する。すなわち、液晶６０に流されて、異物６２がセル６１内を移動する。換言すると、液晶注入口３２から注入された液晶６０は、表示領域４１に存在する異物６２を巻き込みながら、次第に液晶注入口３２から遠ざかりシール材３１内を満たす。このとき、表示領域４１に配置された柱状スペーサ３３の間を通過することにより、柱状スペーサ３３の隙間に異物６２が捕捉され、液晶６０のみが通過する。そして、異物６２は、柱状スペーサ３３が設けられた部分に固定される。すなわち、異物６２は、遮光層２２ａに対向する部分に固定される。
【００３９】
次に、封止工程において、液晶注入口３２を封止材によって封止する（ステップＳ１１）。この工程では、液晶注入口３２に光硬化型樹脂を充填させる。そして、光硬化型樹脂に光を照射することにより、封止材が形成される。最後に、偏光板貼付工程において、液晶セルに偏光板１７、２５を貼り付け（ステップＳ１２）、制御基板実装工程において、制御基板３４を実装する（ステップＳ１３）。これにより、液晶パネル５０が完成する。
【００４０】
このように、上記の構成の柱状スペーサ３３を形成した上で、液晶６０を注入する。これにより、表示領域４１に存在する異物６２が柱状スペーサ３３によって捕捉される。また、柱状スペーサ３３を遮光層２２ａに対向する部分に形成したことにより、異物６２も遮光層２２ａに対向する部分に固定される。すなわち、液晶パネル５０を表示する際、異物６２は、遮光層２２ａの下に隠れる。そして、光を透過し、表示に関与する着色層２２ｂに対向する部分には異物６２がほとんど存在しない。これにより、表示品位が向上した液晶パネル５０を製造することができる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態は、実施の形態１と柱状スペーサ３３の形状が異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図６を用いて、本実施の形態の柱状スペーサ３３を説明する。図６は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。
【００４２】
柱状スペーサ３３は、矩形の上面形状を有する。すなわち、柱状スペーサ３３は、直方体状に形成される。また、隣接する柱状スペーサ３３は、Ｖ字型（ハの字型）に配置される。具体的には、隣接する柱状スペーサ３３は、液晶注入口３２とは反対側に突出したＶ字型に配置される。すなわち、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、液晶注入口３２側の端部から液晶注入口３２とは反対側の端部に向けて狭くなる。液晶注入口３２から遠ざかるにつれて、隣接する柱状スペーサ３３間の距離が狭くなるように配置される。換言すると、柱状スペーサ３３単体の配置角度は一端を液晶注入口３２側に一定の角度で向いている。すなわち、矩形の柱状スペーサ３３の長辺が、液晶注入口３２近傍の基板１０、２０の一辺に対して傾斜している。本実施の形態では、４つの柱状スペーサ３３を有する。隣接する２つの柱状スペーサ３３がＶ字型に配置され、Ｖ字型に配置された柱状スペーサ３３が隣接して配置される。すなわち、Ｗ字型に柱状スペーサ３３が配置される。
【００４３】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１と同様、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましい。また、上記のように、上面形状が矩形の柱状スペーサ３３をＶ字型に配置することがより望ましいが、特に限定されるものではない。
【００４４】
実施の形態３．
本実施の形態は、実施の形態１と柱状スペーサ３３の形状が異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図７を用いて、本実施の形態の柱状スペーサ３３を説明する。図７は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。
【００４５】
柱状スペーサ３３は、湾曲した棒状である。柱状スペーサ３３は、湾曲した上面形状、例えば４分の１円弧の上面形状を有する。隣接する柱状スペーサ３３は、Ｕ字型に配置される。具体的には、隣接する柱状スペーサ３３は、液晶注入口３２とは反対側に突出したＵ字型に配置される。すなわち、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、液晶注入口３２側の端部から液晶注入口３２とは反対側の端部に向けて狭くなる。液晶注入口３２から遠ざかるにつれて、隣接する柱状スペーサ３３間の距離が狭くなるように配置される。換言すると、柱状スペーサ３３単体の配置角度は一端を液晶注入口３２側に一定の角度で向いている。本実施の形態では、４つの柱状スペーサ３３を有する。隣接する２つの柱状スペーサ３３がＵ字型に配置され、Ｕ字型に配置された柱状スペーサ３３が隣接して配置される。
【００４６】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１と同様、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましい。上記のように、柱状スペーサ３３をＵ字型に配置することがより望ましいが、特に限定されるものではない。
【００４７】
実施の形態４．
本実施の形態は、ガイド６３を有する点で実施の形態１と異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図８を用いて、本実施の形態のガイド６３を説明する。図８は、１画素４０におけるガイド６３の位置を示す平面図である。
【００４８】
ガイド６３は、遮光層２２ａと対向する部分であって、柱状スペーサ３３近傍に設けられる。具体的には、ガイド６３は、１画素４０内の複数の柱状スペーサ３３の両端に設けられる。柱状スペーサ３３は、実施の形態１と同様、遮光層２２ａの一辺と対向する部分に複数設けられる。このため、ガイド６３は、遮光層２２ａの一辺両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、ガイド６３は、遮光層２２ａの２つの角部に設けられる。図８においては、４つの柱状スペーサ３３の右側及び左側に計２個のガイド６３が設けられる。また、ガイド６３は、角部から他の一辺に向けて延在する。ここで、他の一辺とは、柱状スペーサ３３が設けられていない遮光層２２ａの一辺のことである。また、ガイド６３は、当該他の一辺に沿って直線状に延在する。すなわち、当該他の一辺では、ガイド６３は、矩形状である。また、角部では、ガイド６３は、角に沿って湾曲している。ガイド６３は、例えば柱状スペーサ３３と同一材料、同一工程で形成される。もちろんこれに限らず、柱状スペーサ３３と異なる材料、異なる工程でガイド６３を形成してもよい。この場合、カラーフィルタ層２２や共通電極２３形成した後、シール材３１によってＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とを貼り合わせる前に、ガイド６３を形成する。
【００４９】
このように、ガイド６３を設けることにより、液晶の流れを制御することができる。これにより、液晶が柱状スペーサ３３に設けたギャップ間を通過する際に、異物の捕捉される確率がより高くなる。これにより、表示品位が向上した液晶パネル５０を製造することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態で設けるガイド６３の形状は、矩形又は湾曲棒状が望ましいが、特に限定されるものではない。また、柱状スペーサ３３の形状との組み合わせは限定されるものではない。例えば、実施の形態２、３の柱状スペーサ３３にガイド６３を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態１にかかる液晶パネルの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図４】実施の形態１にかかる液晶パネルの製造方法を示すフローチャート図である。
【図５】実施の形態１にかかる液晶注入工程におけるセルの構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態２にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図７】実施の形態３にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図８】実施の形態４にかかる１画素におけるガイドの位置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ＴＦＴ基板、１１ 絶縁性基板、１２ 配線、１３ 端子電極、１４ 絶縁膜、
１５ 画素電極、１６ 配向膜、１７ 偏光板、
２０ ＣＦ基板、２１ 絶縁性基板、２２ カラーフィルタ層、２２ａ 遮光層、
２２ｂ 着色層、２３ 共通電極、２４ 配向膜、２５ 偏光板、
３０ 液晶層、３１ シール材、３２ 液晶注入口、３３ 柱状スペーサ、
３４ 制御基板、３５ ＦＦＣ、
４０ 画素、４１ 表示領域、５０ 液晶パネル、
６０ 液晶、６１ セル、６２ 異物、６３ ガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、駆動回路が形成された基板と、カラーフィルタが形成された対向基板とを有する。両基板は、互いに向かい合わせて配置される。また、両基板は、間隔を一定に保つスペーサ、及び両基板を固着するシール材を介して貼り合わせられている。シール材は、液晶を注入するための注入口を有している。そして、この注入口を通して、液晶を注入後、封止材で注入口が封止される。液晶パネルは、一般的に上記の構成を有する。このような液晶パネルは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
液晶パネルの対向基板は、数μｍ程度の非常に狭い間隔を保ちつつ、駆動回路が形成された基板に貼り合わせられる。このため、異物が基板間に存在すると、表示不良あるいはギャップ異常になることが多い。従って、製造過程においては、数種の異物除去工程が設定されている。この異物除去工程の代表例として水または薬液を使用した洗浄装置、あるいは気流による異物の吸引装置等が上げられる。
【特許文献１】特開２００３−２５５３６８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、サイズの小さな異物は、異物除去工程での除去が比較的難しく、また、再付着しやすい。このため、貼り合わせ後の基板間にその間隔よりも小さな異物が存在すると、液晶注入時に異物が液晶の流れに沿って移動する。そして、液晶パネル内の一部に集まって輝点群となって表示品位が落ちるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目し、表示品位が向上する液晶パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる液晶パネルは、第１基板と、前記第１基板と対向配置された第２基板と、前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように形成された遮光層と、前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、枠状の前記遮光層の一辺であって、前記液晶注入口の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素につき複数設けられた柱状スペーサとを有するものである。
【０００７】
また、本発明にかかる液晶パネルの製造方法は、第１基板と第２基板とが対向配置される液晶パネルの製造方法であって、前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように遮光層を形成する工程と、枠状の前記遮光層の一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持する柱状スペーサを互いに離間して１画素につき複数設ける工程と、前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有するように、前記第１基板と前記第２基板とをシール材によって貼り合わせる工程と、隣接する前記柱状スペーサの間を液晶が通過するように、前記液晶注入口から液晶を注入する工程とを有する方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表示品位が向上する液晶パネル及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
まず、図１及び図２を用いて、液晶表示装置を説明する。図１は、液晶パネル５０の構成を示す平面図である。なお、図１においては、液晶パネル５０の要部を示すものであり、詳細な構成については図示を省略する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。ここでは、一例として、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたＴＦＴ方式の液晶表示装置について説明する。
【００１０】
液晶表示装置は、液晶パネル５０、バックライトユニット（不図示）等を備えるものである。図２に示されるように、液晶パネル５０は、ＴＦＴ基板１０と、ＴＦＴ基板１０に対向して配置されるカラーフィルタ（ＣＦ）基板２０とを有する。また、液晶パネル５０は、両基板１０、２０の外周縁にて、シール材３１を用いて貼り合わせられる。そして、液晶パネル５０は、両基板１０、２０とシール材３１との間に液晶層３０を形成して封止される。バックライトユニットは、液晶パネル５０の反視認側に配置され、液晶パネル５０の背面側から光を照射する。
【００１１】
ＴＦＴ基板１０は、絶縁性基板１１上に複数の配線１２が形成される。絶縁性基板１１としては、例えば光透過性を有するガラス基板を用いることができる。配線１２は、例えばゲート配線であり、複数設けられている。複数のゲート配線は平行に設けられている。また、絶縁膜（不図示）を介して、複数のゲート配線と交差するように、複数のソース配線（不図示）が設けられている。そして、ゲート配線を介してゲート信号（走査信号）がＴＦＴ（不図示）に供給される。これにより、ＴＦＴのＯＮとＯＦＦを制御している。そして、ＴＦＴがＯＮ状態のときに、ソース配線を介して表示信号（表示電圧）が後述する画素電極１５に印加される。また、それぞれの配線１２は、端部に端子電極１３を有する。外部からの各種信号は、端子電極１３を介して配線１２に供給される。さらに、端子電極１３から入力された信号を後述する共通電極２３に伝達するためのトランスファ電極（不図示）が形成される。そして、ＴＦＴあるいは配線１２を覆うように、絶縁膜１４が形成される。
【００１２】
絶縁膜１４上には、画素４０毎に画素電極１５が形成される。具体的には、隣接する配線１２間に画素電極１５が形成される。また、ＴＦＴも画素電極１５と同様、画素４０毎に形成され、対応するＴＦＴがＯＮ状態のとき、画素電極１５に表示電圧が印加される。このように、ＴＦＴや画素電極１５が列状、すなわちアレイ状に配列されることからアレイ基板とも呼ばれる。そして、これらの上に、配向膜１６が形成される。配向膜１６は、複数の画素４０から構成される表示領域４１の略全体に形成される。配向膜１６は、液晶を所定の方向に配向させる。そして、このＴＦＴ基板１０の下面には、偏光板１７が貼付される。
【００１３】
ＣＦ基板２０は、絶縁性基板２１の液晶層３０側の面上に、カラーフィルタ層２２、共通電極２３、配向膜２４が順次形成される。絶縁性基板２１としては、例えば光透過性を有するガラス基板を用いることができる。カラーフィルタ層２２は、ブラックマトリクス（ＢＭ）層等からなる遮光層２２ａと、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の着色層２２ｂとを有している。また、着色層２２ｂと画素電極１５とは対向配置される。そして、配線１２と遮光層２２ａとは対向配置される。共通電極２３は、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０間に形成されたトランスファ材（不図示）を介して、ＴＦＴ基板１０上に配置されたトランスファ電極（不図示）と電気的に接続されている。このトランスファ電極及びトランスファ材を介して端子電極１３から入力された信号が共通電極２３に伝達される。これにより、共通電極２３に共通電位が供給される。そして、共通電極２３と画素電極１５との間で電界を生じ、液晶を駆動させる。また、このＣＦ基板２０の液晶層３０とは反対側の面上には、偏光板２５が貼付される。
【００１４】
そして、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とは、シール材３１を介して貼り合わされている。図１に示されるように、シール材３１は、表示領域４１を囲むよう枠状に形成される。また、シール材３１の一部は開口を有する。そして、この開口からＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の端に向けて、シール材３１が延在する。この開口からＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の端まで延在した液晶注入口３２となる。液晶注入口３２は、後述する端子電極１３とは反対側の基板端部に形成される。また、ＴＦＴ基板１０は、ＣＦ基板２０より外形寸法が大きく形成される。ここでは、シール材３１によって、ＣＦ基板２０の一辺（一端）からＴＦＴ基板１０が突出するように貼り合わせる。このＴＦＴ基板１０がＣＦ基板２０から突出した領域には、外部から接続される端子電極１３が形成される。
【００１５】
また、両基板１０、２０の間は、面内スペーサである柱状スペーサ３３によって、所定の間隔となるように保持されている。具体的には、柱状スペーサ３３は、表示領域４１内において、画素電極１５間に形成され、シール材３１より内側の基板間距離を保持する。このように、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０との基板間距離は、柱状スペーサ３３により決定される。具体的には、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａと対向する部分に設けられる。すなわち、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａと配線１２との間に設けられる。なお、柱状スペーサ３３の詳細については後述する。
【００１６】
また、液晶パネル５０には液晶を駆動させるための各種信号を発生する制御基板３４、制御基板３４を端子電極１３に電気的に接続するＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）３５を備える。これにより、ＦＦＣ３５を介して、制御基板３４からの各種信号が端子電極１３に供給される。液晶表示装置は、以上のように構成される。
【００１７】
次に、液晶表示装置の動作について説明する。例えば、制御基板３４から電気信号が入力されると、ＦＦＣ３５を介して、各種信号が端子電極１３に供給される。そして、端子電極１３に接続された配線１２に、走査信号や表示信号が供給される。これにより、配線１２に電気的に接続された画素電極１５に表示電圧が印加される。また、トランスファ電極及びトランスファ材を介して端子電極１３から入力された信号が共通電極２３に伝達し、共通電極２３に共通電位が供給される。これにより、画素電極１５及び共通電極２３間に電界が発生する。
【００１８】
画素電極１５と共通電極２３との間の電界によって、液晶が駆動され、液晶の分子の方向が変わる。すなわち、基板間の液晶の配向方向が変化する。これにより、液晶層３０を通過する光の偏光状態が変化する。すなわち、偏光板１７を通過して直線偏光となった光は液晶層３０によって、偏光状態が変化する。具体的には、光源であるバックライトユニットからの光及び外部から入射した外光は、偏光板１７によって直線偏光になる。そして、この直線偏光が液晶層３０を通過することによって、偏光状態が変化する。
【００１９】
従って、偏光状態によって、ＣＦ基板２０側の偏光板２５を通過する光量が変化する。すなわち、バックライトユニットから液晶パネル５０を透過する透過光のうち、視認側の偏光板２５を通過する光の光量が変化する。液晶の配向方向は、印加される表示電圧によって変化する。従って、表示電圧を制御することによって、視認側の偏光板２５を通過する光量を変化させることができる。すなわち、画素４０毎に表示電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。つまり、バックライトユニットの発する光等がＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０、液晶層３０を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶パネル５０に映像等が表示される。
【００２０】
なお、上記の液晶パネル５０の構成は、一例であり、他の構成であってもよい。また、液晶パネル５０の動作モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードや、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、強誘電性液晶モード等でもよい。なお、例えばＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｈｉｎｇ）モードの場合、図２においてＣＦ基板２０に設けた共通電極２３は、ＴＦＴ基板１０側に設けられる。これにより、画素電極１５と共通電極２３との間で液晶に対して横方向に電界が生じる。このように、横電界方式を用いた液晶パネル５０でもよい。さらに、駆動方法は、単純マトリクスやアクティブマトリクス等でもよい。このように、様々な液晶パネル５０に対して本発明が適用可能である。
【００２１】
次に、図３を用いて、柱状スペーサ３３の詳細について説明する。図３は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。なお、ここでは、図３においては要部のみを示し、その他の構成要素は図示を省略する。
【００２２】
遮光層２２ａは、画素４０を枠状に取り囲むように形成される。換言すると、遮光層２２ａは、画素電極１５を枠状に取り囲むように形成される。画素４０や画素電極１５は、矩形状に形成されるため、遮光層２２ａも矩形の枠状に形成される。また、図１に示されるように、表示領域４１には、複数の画素４０がマトリクス状に配置される。このため、表示領域４１において、遮光層２２ａは、それぞれの画素４０を枠状に取り囲むように形成される。すなわち、表示領域４１において、遮光層２２ａは、格子状に形成される。柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａ上に、１画素４０につき複数個形成される。柱状スペーサ３３は、円形の上面形状を有する。すなわち、柱状スペーサ３３は、円柱状に形成される。
【００２３】
それぞれの柱状スペーサ３３は、矩形状の画素電極１５の一辺に沿って形成される。すなわち、それぞれの柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺と対向する部分に形成される。従って、図３に示されるように、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ｂと重複している。当該一辺とは、液晶注入口３２の延在方向と交差する一辺のことである。換言すると、液晶を注入する際に液晶注入口３２内において液晶の移動方向と交差する一辺のことである。すなわち、当該一辺は、液晶注入口３２内における液晶の移動方向と平行ではない。この液晶の移動方向は、例えば基板１１、２１の液晶注入口３２近傍の一辺とは垂直方向となっている。本実施の形態では、遮光層２２ａの当該一辺は、図１において、基板１１、２１の注入口近傍の一辺と平行となっている。すなわち、図３において、当該一辺は、遮光層２２ａの上辺や下辺のことである。また、複数の柱状スペーサ３３は、それぞれ離間して形成される。例えば、複数の柱状スペーサ３３は、一定の間隔を隔てて形成される。ここで、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましいが、特に限定されるものではない。
【００２４】
このように、複数の柱状スペーサ３３を離間して形成することにより、表示領域４１に存在する異物を捕捉することができる。すなわち、柱状スペーサ３３が形成された部分が、表示領域４１に存在する異物を捕捉する役割を果たす。これにより、表示品位が良好な液晶表示装置を得ることができる。
【００２５】
また、この様な異物を捕捉するための柱状スペーサ３３は、全ての画素４０に設けてもよいし、例えば数画素４０に１画素４０の割合で間引いて設けてもよい。いずれの場合でも、所望の異物捕捉効果が得られる。また、間引いた場合、液晶注入時の引き込みの妨げにならず、気泡などの発生が起こり難い点から好ましい。なお、上記のように、柱状スペーサ３３は、基板間距離を液晶パネル５０内で一定にする役割を持つ。ここで、例えば数画素４０に１画素４０の割合で間引いた場合でも、十分に基板間距離を一定にする役割を担うことができる。
【００２６】
具体的には、ＲＧＢの画素４０のうち、Ｇの画素４０のみ、柱状スペーサ３３を設けない。すなわち、３画素に１画素の割合で、柱状スペーサ３３を設けない。この場合であっても、十分に、異物を捕捉する役割、及び基板間距離を一定にする役割を担うことができる。もちろん、色ごとの繰り返しに配置することに囚われず、４画素４０に１画素４０の割合で間引いてもよいし、同色の行方向において間引いた配置とするなど、種々の変形が可能なことは言うまでもない。また、間引いた場合であっても、その間引かれた画素４０には、基板間距離を一定にするために、柱状スペーサ３３を形成してもよい。例えば、間引かれた画素４０には、複数の柱状スペーサ３３を離間して形成せず、１つの柱状スペーサ３３を形成してもよい。
【００２７】
また、本実施の形態では、遮光層２２ａの形状を矩形の枠状としたがこれに限らない。例えば、画素電極１５の形状をＶ字型とし、遮光層２２ａの形状をＶ字型を取り囲むような形状としてもよい。すなわち、図３における遮光層２２ａの上辺及び下辺がＶ字型となっていてもよい。また、この場合、複数の柱状スペーサ３３をこのＶ字型に沿って設けてもよい。すなわち、柱状スペーサ３３を遮光層２２ａの２辺に対向する部分に設けてもよい。このように、画素電極１５の形状は、矩形に限らず、その他の多角形や、一部に曲線を有する多角形としてもよい。もちろん、それに応じて遮光層２２ａの形状も種々の形状とすることができる。また、柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺に対向する部分のみでなく、複数の辺に対向する部分に設けてもよい。
【００２８】
次に、液晶パネル５０の製造方法について図４を用いて説明する。図４は、液晶パネル５０の製造方法を示すフローチャート図である。
【００２９】
まず、複数のＴＦＴ基板部を有する第１マザー基板、及び複数のＣＦ基板部を有する第２マザー基板を形成する（ステップＳ１）。なお、第１マザー基板及び第２マザー基板とは、図２に示す絶縁性基板１１、２１に相当する。また、ＴＦＴ基板部、ＣＦ基板部は、後の工程でＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０となる。この工程では、一般的な方法を用いることができるため、簡単に説明する。
【００３０】
ガラス基板等の第１マザー基板の一方の面に、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターニング、エッチング等のパターン形成工程を繰り返し行う。これにより、ＴＦＴ等のスイッチング素子、配線１２、端子電極１３、絶縁膜１４、画素電極１５をパターン形成する。そして、第１マザー基板上に複数のＴＦＴ基板部が形成される。また、第１マザー基板と同様、ガラス基板等の第２マザー基板の一方の面に、遮光層２２ａ、着色層２２ｂ、及び共通電極２３をパターン形成する。
【００３１】
また、本実施の形態では、それぞれのＣＦ基板部に、柱状スペーサ３３が形成される。柱状スペーサ３３は、通常の基板間距離を制御する柱状スペーサと同様、フォトリソグラフィー法によってパターン形成される。具体的には、スペーサ材料となる光硬化型樹脂等を塗布する。次に、フォトマスク上から光硬化型樹脂を露光し感光させる。そして、光硬化型樹脂を現像させることにより、柱状スペーサ３３がパターン形成される。具体的には、画素４０毎に、複数の柱状スペーサ３３が一定の間隔を隔てて形成される。複数の柱状スペーサ３３は、例えば、後述する工程で形成される液晶注入口３２近傍の基板の一辺に平行に配列される。さらに、複数の柱状スペーサ３３は、遮光層２２ａの一辺に対向する部分に形成される。また、本実施の形態では、ＣＦ基板部に柱状スペーサ３３を形成したが、ＴＦＴ基板部側に形成してもよい。
【００３２】
ここでは、ＲＧＢの画素４０がそれぞれ列状に配置される。すなわち、ストライプ状にＲＧＢの画素４０が配置される。そして、Ｇの画素４０のみに柱状スペーサ３３を形成する。また、一列に並ぶ全てのＧの画素４０に柱状スペーサ３３を設けるのではなく、１画素４０おきに柱状スペーサ３３を設ける。すなわち、複数のＧの画素４０において、２画素４０に１画素４０の割合で間引いて柱状スペーサ３３を設ける。また、隣接するＧの画素４０の列では、互い違いになるように間引く。例えば、１列目のＧの画素４０は、奇数番目の画素４０のみに柱状スペーサ３３を設ける。そして、２列目のＧの画素４０は、偶数番目の画素４０のみに柱状スペーサ３３を設ける。これにより、第２マザー基板に複数のＣＦ基板部が製造される。
【００３３】
また、矩形状のＴＦＴ基板部、ＣＦ基板部は、それぞれの長辺及び短辺が、矩形状の第１マザー基板、第２マザー基板の長辺又は短辺と平行になるように配置される。そして、ＴＦＴ基板部及びＣＦ基板部は、規則正しく配置される。これにより、１対のマザー基板に多数のセルを効率よく面付けすることができる。
【００３４】
次に、基板洗浄工程において、第１マザー基板を洗浄する（ステップＳ２）。そして、配向膜形成工程において、第１マザー基板の画素電極１５が形成された面に、配向膜１６を形成する（ステップＳ３）。この工程では、例えば印刷法により有機膜からなる配向膜１６を塗布する。そして、ホットプレートなどにより、焼成処理して乾燥させる。その後、ラビング工程において、配向膜１６の表面を布により一定方向に擦り、配向膜１６を配向させる（ステップＳ４）。
【００３５】
また、ステップＳ２からステップＳ４と同様に、第２マザー基板についても基板洗浄、配向膜形成、及びラビングを行う。なお、第２マザー基板の場合、共通電極２３が形成された面に、配向膜２４が形成される。
【００３６】
続いて、シール材塗布工程において、スクリーン印刷装置により、第１マザー基板あるいは第２マザー基板の電極が形成された面に、シール材３１の塗布処理を行う（ステップＳ５）。シール材３１には、例えばエポキシ系接着材等の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂を用いることができる。次に、トランスファ材塗布工程において、第１マザー基板あるいは第２マザー基板の電極が形成された面に、トランスファ材の塗布処理を行う（ステップＳ６）。その後、貼り合わせ工程において、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせる（ステップＳ７）。これにより、それぞれのＴＦＴ基板部及びＣＦ基板部が貼りあわせられ、複数のセルがアレイ状に形成される。そして、シール硬化工程において、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせた状態で、シール材３１を完全に硬化させる（ステップＳ８）。この工程は、例えばシール材３１の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。
【００３７】
次に、セル分断工程において、貼り合わされたマザー基板をセルごとに分断する（ステップＳ９）。その後、絶縁性基板２１等の一部を除去して、端子電極１３を露出させる。これにより、外部から接続することができる。そして、液晶注入工程において、個々のセルに対して液晶注入口３２から液晶を注入する（ステップＳ１０）。この工程は、液晶を液晶注入口３２から真空注入により充填することにより行われる。真空注入法では、例えば、真空チャンバ内に液晶を貯留した液晶ボートとセルとを配置する。そして、真空チャンバ内を真空排気して減圧し、セルの間隙内及び液晶を脱気する。その後、セルの下端の液晶注入口を液晶ボート内の液晶に接触させる。そして、真空チャンバ内を大気圧に戻すと、毛細管現象とセル内外の圧力差により、液晶ボート内の液晶がセル内に吸い上げられる。
【００３８】
すなわち、この液晶注入工程において、図５に示されるように、液晶６０がセル６１内を移動いていく。すなわち、液晶注入口３２では、図５の矢印方向に液晶６０が移動する。そして、シール材３１内に液晶が充填される。図５は、液晶注入工程におけるセル６１の構成を示す平面図である。このように、液晶６０がセル６１内を移動することにより、表示領域４１に存在する異物６２も移動する。すなわち、液晶６０に流されて、異物６２がセル６１内を移動する。換言すると、液晶注入口３２から注入された液晶６０は、表示領域４１に存在する異物６２を巻き込みながら、次第に液晶注入口３２から遠ざかりシール材３１内を満たす。このとき、表示領域４１に配置された柱状スペーサ３３の間を通過することにより、柱状スペーサ３３の隙間に異物６２が捕捉され、液晶６０のみが通過する。そして、異物６２は、柱状スペーサ３３が設けられた部分に固定される。すなわち、異物６２は、遮光層２２ａに対向する部分に固定される。
【００３９】
次に、封止工程において、液晶注入口３２を封止材によって封止する（ステップＳ１１）。この工程では、液晶注入口３２に光硬化型樹脂を充填させる。そして、光硬化型樹脂に光を照射することにより、封止材が形成される。最後に、偏光板貼付工程において、液晶セルに偏光板１７、２５を貼り付け（ステップＳ１２）、制御基板実装工程において、制御基板３４を実装する（ステップＳ１３）。これにより、液晶パネル５０が完成する。
【００４０】
このように、上記の構成の柱状スペーサ３３を形成した上で、液晶６０を注入する。これにより、表示領域４１に存在する異物６２が柱状スペーサ３３によって捕捉される。また、柱状スペーサ３３を遮光層２２ａに対向する部分に形成したことにより、異物６２も遮光層２２ａに対向する部分に固定される。すなわち、液晶パネル５０を表示する際、異物６２は、遮光層２２ａの下に隠れる。そして、光を透過し、表示に関与する着色層２２ｂに対向する部分には異物６２がほとんど存在しない。これにより、表示品位が向上した液晶パネル５０を製造することができる。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態は、実施の形態１と柱状スペーサ３３の形状が異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図６を用いて、本実施の形態の柱状スペーサ３３を説明する。図６は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。
【００４２】
柱状スペーサ３３は、矩形の上面形状を有する。すなわち、柱状スペーサ３３は、直方体状に形成される。また、隣接する柱状スペーサ３３は、Ｖ字型（ハの字型）に配置される。具体的には、隣接する柱状スペーサ３３は、液晶注入口３２とは反対側に突出したＶ字型に配置される。すなわち、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、液晶注入口３２側の端部から液晶注入口３２とは反対側の端部に向けて狭くなる。液晶注入口３２から遠ざかるにつれて、隣接する柱状スペーサ３３間の距離が狭くなるように配置される。換言すると、柱状スペーサ３３単体の配置角度は一端を液晶注入口３２側に一定の角度で向いている。すなわち、矩形の柱状スペーサ３３の長辺が、液晶注入口３２近傍の基板１０、２０の一辺に対して傾斜している。本実施の形態では、４つの柱状スペーサ３３を有する。隣接する２つの柱状スペーサ３３がＶ字型に配置され、Ｖ字型に配置された柱状スペーサ３３が隣接して配置される。すなわち、Ｗ字型に柱状スペーサ３３が配置される。
【００４３】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１と同様、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましい。また、上記のように、上面形状が矩形の柱状スペーサ３３をＶ字型に配置することがより望ましいが、特に限定されるものではない。
【００４４】
実施の形態３．
本実施の形態は、実施の形態１と柱状スペーサ３３の形状が異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図７を用いて、本実施の形態の柱状スペーサ３３を説明する。図７は、１画素４０における柱状スペーサ３３の位置を示す平面図である。
【００４５】
柱状スペーサ３３は、湾曲した棒状である。柱状スペーサ３３は、湾曲した上面形状、例えば４分の１円弧の上面形状を有する。隣接する柱状スペーサ３３は、Ｕ字型に配置される。具体的には、隣接する柱状スペーサ３３は、液晶注入口３２とは反対側に突出したＵ字型に配置される。すなわち、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、液晶注入口３２側の端部から液晶注入口３２とは反対側の端部に向けて狭くなる。液晶注入口３２から遠ざかるにつれて、隣接する柱状スペーサ３３間の距離が狭くなるように配置される。換言すると、柱状スペーサ３３単体の配置角度は一端を液晶注入口３２側に一定の角度で向いている。本実施の形態では、４つの柱状スペーサ３３を有する。隣接する２つの柱状スペーサ３３がＵ字型に配置され、Ｕ字型に配置された柱状スペーサ３３が隣接して配置される。
【００４６】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１と同様、隣接する柱状スペーサ３３の間隔は、２〜５μｍ程度、柱状スペーサ３３の個数は１箇所につき２〜４個が望ましい。上記のように、柱状スペーサ３３をＵ字型に配置することがより望ましいが、特に限定されるものではない。
【００４７】
実施の形態４．
本実施の形態は、ガイド６３を有する点で実施の形態１と異なる。なお、それ以外の構成や製造方法は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。ここで、図８を用いて、本実施の形態のガイド６３を説明する。図８は、１画素４０におけるガイド６３の位置を示す平面図である。
【００４８】
ガイド６３は、遮光層２２ａと対向する部分であって、柱状スペーサ３３近傍に設けられる。具体的には、ガイド６３は、１画素４０内の複数の柱状スペーサ３３の両端に設けられる。柱状スペーサ３３は、実施の形態１と同様、遮光層２２ａの一辺と対向する部分に複数設けられる。このため、ガイド６３は、遮光層２２ａの一辺両端部にそれぞれ設けられる。すなわち、ガイド６３は、遮光層２２ａの２つの角部に設けられる。図８においては、４つの柱状スペーサ３３の右側及び左側に計２個のガイド６３が設けられる。また、ガイド６３は、角部から他の一辺に向けて延在する。ここで、他の一辺とは、柱状スペーサ３３が設けられていない遮光層２２ａの一辺のことである。また、ガイド６３は、当該他の一辺に沿って直線状に延在する。すなわち、当該他の一辺では、ガイド６３は、矩形状である。また、角部では、ガイド６３は、角に沿って湾曲している。ガイド６３は、例えば柱状スペーサ３３と同一材料、同一工程で形成される。もちろんこれに限らず、柱状スペーサ３３と異なる材料、異なる工程でガイド６３を形成してもよい。この場合、カラーフィルタ層２２や共通電極２３形成した後、シール材３１によってＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とを貼り合わせる前に、ガイド６３を形成する。
【００４９】
このように、ガイド６３を設けることにより、液晶の流れを制御することができる。これにより、液晶が柱状スペーサ３３に設けたギャップ間を通過する際に、異物の捕捉される確率がより高くなる。これにより、表示品位が向上した液晶パネル５０を製造することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態で設けるガイド６３の形状は、矩形又は湾曲棒状が望ましいが、特に限定されるものではない。また、柱状スペーサ３３の形状との組み合わせは限定されるものではない。例えば、実施の形態２、３の柱状スペーサ３３にガイド６３を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態１にかかる液晶パネルの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図４】実施の形態１にかかる液晶パネルの製造方法を示すフローチャート図である。
【図５】実施の形態１にかかる液晶注入工程におけるセルの構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態２にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図７】実施の形態３にかかる１画素における柱状スペーサの位置を示す平面図である。
【図８】実施の形態４にかかる１画素におけるガイドの位置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ ＴＦＴ基板、１１ 絶縁性基板、１２ 配線、１３ 端子電極、１４ 絶縁膜、
１５ 画素電極、１６ 配向膜、１７ 偏光板、
２０ ＣＦ基板、２１ 絶縁性基板、２２ カラーフィルタ層、２２ａ 遮光層、
２２ｂ 着色層、２３ 共通電極、２４ 配向膜、２５ 偏光板、
３０ 液晶層、３１ シール材、３２ 液晶注入口、３３ 柱状スペーサ、
３４ 制御基板、３５ ＦＦＣ、
４０ 画素、４１ 表示領域、５０ 液晶パネル、
６０ 液晶、６１ セル、６２ 異物、６３ ガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向配置された第２基板と、
前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように形成された遮光層と、
前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
枠状の前記遮光層の一辺であって、前記液晶注入口の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素につき複数設けられた柱状スペーサとを有する液晶パネル。
【請求項２】
前記複数の柱状スペーサは、２〜５μｍの間隔を隔てて設けられる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
隣接する前記柱状スペーサの間隔は、前記液晶注入口側の端部から前記液晶注入口とは反対側の端部に向けて狭くなる請求項１又は２に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記柱状スペーサは、矩形の上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＶ字型に配置される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記柱状スペーサは、湾曲した上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＵ字型に配置される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記遮光層と対向する部分において、１画素に形成された複数の前記柱状スペーサの両端に形成されたガイドをさらに有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項７】
第１基板と第２基板とが対向配置される液晶パネルの製造方法であって、
前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように遮光層を形成する工程と、
枠状の前記遮光層の一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持する柱状スペーサを互いに離間して１画素につき複数設ける工程と、
前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有するように、前記第１基板と前記第２基板とをシール材によって貼り合わせる工程と、
隣接する前記柱状スペーサの間を液晶が通過するように、前記液晶注入口から液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法。
【請求項８】
前記複数の柱状スペーサは、２〜５μｍの間隔を隔てて設けられる請求項７に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項９】
隣接する前記柱状スペーサの間隔は、前記液晶注入口側の端部から前記液晶注入口とは反対側の端部に向けて狭くなる請求項７又は８に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記柱状スペーサは、矩形の上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＶ字型に配置される請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記柱状スペーサは、湾曲した上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＵ字型に配置される請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記遮光層を形成する工程後、前記シール材によって貼り合わせる工程前に、前記遮光層と対向する部分において、１画素に形成された複数の前記柱状スペーサの両端に、ガイドを形成する請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向配置された第２基板と、
前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように形成された遮光層と、
前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有し、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせるシール材と、
枠状の前記遮光層の一辺であって、前記液晶注入口の延在方向と交差する一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持し、互いに離間して１画素につき複数設けられた柱状スペーサとを有する液晶パネル。
【請求項２】
前記複数の柱状スペーサは、２〜５μｍの間隔を隔てて設けられる請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
隣接する前記柱状スペーサの間隔は、前記液晶注入口側の端部から前記液晶注入口とは反対側の端部に向けて狭くなる請求項１又は２に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記柱状スペーサは、矩形の上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＶ字型に配置される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記柱状スペーサは、湾曲した上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＵ字型に配置される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記遮光層と対向する部分において、１画素に形成された複数の前記柱状スペーサの両端に形成されたガイドをさらに有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶パネル。
【請求項７】
第１基板と第２基板とが対向配置される液晶パネルの製造方法であって、
前記第１基板に、それぞれの画素を枠状に取り囲むように遮光層を形成する工程と、
枠状の前記遮光層の一辺と対向する部分に、前記第１基板と前記第２基板を所定の間隔に保持する柱状スペーサを互いに離間して１画素につき複数設ける工程と、
前記第１基板端まで延在した液晶注入口を有するように、前記第１基板と前記第２基板とをシール材によって貼り合わせる工程と、
隣接する前記柱状スペーサの間を液晶が通過するように、前記液晶注入口から液晶を注入する工程とを有する液晶パネルの製造方法。
【請求項８】
前記複数の柱状スペーサは、２〜５μｍの間隔を隔てて設けられる請求項７に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項９】
隣接する前記柱状スペーサの間隔は、前記液晶注入口側の端部から前記液晶注入口とは反対側の端部に向けて狭くなる請求項７又は８に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記柱状スペーサは、矩形の上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＶ字型に配置される請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記柱状スペーサは、湾曲した上面形状を有し、
隣接する前記柱状スペーサは、前記液晶注入口とは反対側に突出したＵ字型に配置される請求項７乃至９のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記遮光層を形成する工程後、前記シール材によって貼り合わせる工程前に、前記遮光層と対向する部分において、１画素に形成された複数の前記柱状スペーサの両端に、ガイドを形成する請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の液晶パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１７５４７７（Ｐ２００９−１７５４７７Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４４５３（Ｐ２００８−１４４５３）
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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