JP5731023B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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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。 The present invention relates to a display device, and more particularly to an IPS liquid crystal display device in which the reliability of a seal portion is improved.
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。 In a liquid crystal display device, there are a TFT substrate in which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and a counter substrate in which color filters are formed at locations corresponding to the pixel electrodes of the TFT substrate, facing the TFT substrate. The liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.
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(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している。 Since the liquid crystal display device is flat and lightweight, the application is expanding in various fields such as a large display device such as a TV, a mobile phone, and a DSC (Digital Still Camera). On the other hand, viewing angle characteristics are a problem in liquid crystal display devices. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. The viewing angle characteristic is excellent in an IPS (In Plane Switching) system in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.
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しないほうが特性が良い。したがって、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有利である。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も有している。 In the IPS system, it is better not to form a pretilt angle with respect to the liquid crystal molecules in the vicinity of the alignment film. Therefore, it is advantageous to form the alignment axis for the alignment film by the photo-alignment method, not the rubbing method. The photo-alignment has advantages such as no generation of static electricity compared to the rubbing method.
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。 In the photo-alignment, the alignment film is irradiated with polarized ultraviolet rays so that the alignment film has anisotropy to align liquid crystal molecules in a predetermined direction. “Patent Document 1” is mentioned as a technique describing such a technique relating to photo-alignment.
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が形成される。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。このような問題は、紫外線を照射される材料が有機材料である場合に特に問題になる。 Photo-alignment is performed by irradiating an alignment film formed of a polymer with ultraviolet rays polarized in a specific direction. For example, when a polymer formed in a network is irradiated with polarized ultraviolet rays, the polymer in a specific direction with respect to the polarization direction of the ultraviolet rays is destroyed. As a result, anisotropy for aligning liquid crystal molecules in the alignment film is formed. There is no problem if the polarized ultraviolet light to be photo-aligned is irradiated only to the alignment film, but if the portion other than the alignment film is irradiated, the irradiated portion deteriorates due to the ultraviolet light, causing a problem. Such a problem is particularly problematic when the material irradiated with ultraviolet rays is an organic material.
図8は、従来構造の液晶表示パネルにおいて、配向膜113に対して光配向を行った場合の問題点を示すシール部の断面図である。以後、図8の構成を比較例1ともいう。図8において、TFT等が形成されたTFT基板100とカラーフィルタ201等が形成された対向基板200との間に液晶層300が挟持され、液晶層300は、シール材150によってシールされている。詳細断面構造は後述するが、シール部において、TFT基板100には、ゲート絶縁膜102、無機パッシベーション膜106、層間絶縁膜109が形成されている。対向基板200には、ブラックマトリクス202、オーバーコート膜203が形成されている。シール材150はTFT基板100の層間絶縁膜109とオーバーコート膜203との間に形成されている。液晶を配向させる配向膜113はシール材150の部分には形成されていない。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a seal portion showing problems in the case where optical alignment is performed on the
図9は、対向基板200の配向膜113に対する光配向を行う場合の模式図である。図9において、配向膜113が形成された対向基板200に対して偏光した紫外線を照射することによって配向膜113に対して光配向を行う。シール部150には配向膜113は形成されていないので、オーバーコート膜203に直接紫外線が照射される。そうすると、紫外線によってオーバーコート膜203が劣化し、オーバーコート膜203の表面にオーバーコート膜劣化部2031が生ずる。このオーバーコート膜劣化部2031は、水分を透過しやすい。
FIG. 9 is a schematic diagram in the case where optical alignment is performed on the
一方、TFT基板100側においては、配向膜113が形成されていない部分には層間絶縁膜109が露出している。層間絶縁膜109はSiNで形成され、紫外線によって劣化することはない。したがって、紫外線によって光配向を行っても、TFT基板100側においては、図9で示したような問題は生じない。
On the other hand, on the
このようにして形成された対向基板200とTFT基板100を用いて液晶表示パネルを形成すると、図8に示すように、対向基板200のシール部において、オーバーコート膜劣化部2031が存在しているために、この部分から水分が浸透することになり、液晶表示パネルの寿命特性を劣化させる。具体的な問題としては、液晶表示パネル内に侵入した水分が膨張し、シール部の剥離が生ずる。
When a liquid crystal display panel is formed using the
図10は、図8で示すような、対向基板200におけるオーバーコート膜劣化部2031を生じないようにさせるために、TFT基板100と対向基板200に対してシール部にまで配向膜113を形成した例である。以後図10の構成を比較例2ともいう。図10に示すような対向基板200において光配向を行った場合、配向膜113がシール部まで形成されているので、オーバーコート膜203が紫外線によって劣化することは無い。
In FIG. 10, the
しかし、図10の構成は、TFT基板100において、図11に示すような、配向膜113と層間絶縁膜109との接着力の問題を生ずる。液晶表示パネルは、使用中に種々の振動や衝撃を受ける。したがって、各膜間の接着力が弱いと振動等が加わった場合に膜間の剥離を生ずる。
However, the configuration of FIG. 10 causes a problem of the adhesive force between the
図10あるいは図11において、配向膜113はポリイミド等の有機膜であり、層間絶縁膜109はSiN等の無機膜である。一般には、有機膜と無機膜の接着力は弱い。一方、シール材150は接着材なので、シール材150と配向膜113の接着力は強い。また、対向基板200において、オーバーコート膜203も配向膜113も有機膜である。有機膜と有機膜の接着力も強い。
10 or 11, the
このような構成の液晶表示パネルに対して振動等が加わると、その応力はシール部に生ずるので、TFT基板100側のシール部において、配向膜113と層間絶縁膜109との間に剥離が生ずる。配向膜113は有機膜であり、層間絶縁膜109はSiN等で形成された無機膜であり、この間の接着力が弱いからである。
When vibration or the like is applied to the liquid crystal display panel having such a configuration, the stress is generated in the seal portion. Therefore, peeling occurs between the
このように、水分の浸透を防止する構成と、振動、衝撃に耐える構成とを両立させることは容易ではない。本発明の課題は、水分の浸透の防止と、振動等に対しても十分な機械的裕度を有する液晶表示パネルを実現することである。 Thus, it is not easy to achieve both a configuration that prevents moisture penetration and a configuration that can withstand vibration and impact. An object of the present invention is to realize a liquid crystal display panel having sufficient mechanical tolerance against vibration and the like, and preventing moisture penetration.
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。すなわち、
(1)無機絶縁膜の上に第1の配向膜が形成されたTFT基板とブラックマトリクスの上に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第2の配向膜が形成された対向基板とがシール部において、シール材によって接着している液晶表示パネルであって、TFT基板側の前記シール部では前記第1の配向膜は存在せずに、シール材は前記無機絶縁膜と接着し、対向基板側の前記シール部では、前記シール材と前記第2の配向膜が接着しており、前記シール材と前記オーバーコート膜は接着していないことを特徴とする。
The present invention solves the above-described problems, and a specific configuration is as follows. That is,
(1) A TFT substrate having a first alignment film formed on an inorganic insulating film and an overcoat film formed on a black matrix, and a second alignment film formed on the overcoat film The liquid crystal display panel is bonded to the substrate by a sealing material at a sealing portion, and the sealing material is bonded to the inorganic insulating film without the first alignment film at the sealing portion on the TFT substrate side. In the sealing portion on the counter substrate side, the sealing material and the second alignment film are bonded, and the sealing material and the overcoat film are not bonded.
(2)無機絶縁膜の上に第1の配向膜が形成されたTFT基板とブラックマトリクスの上に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第2の配向膜が形成された対向基板とがシール部において、シール材によって接着している液晶表示パネルであって、前記TFT基板側の前記シール部では前記第1の配向膜は存在せずに、シール材は前記無機絶縁膜と接着し、前記対向基板側の前記シール部では、前記シール部の中心よりも前記対向基板の端部側において前記シール材は前記第2の配向膜に接着し、他の部分においては、前記シール材は前記オーバーコート膜と接着していることを特徴とする。 (2) A TFT substrate in which a first alignment film is formed on an inorganic insulating film and an overcoat film formed on a black matrix, and a second alignment film formed on the overcoat film The liquid crystal display panel is bonded to the substrate by a sealing material at a sealing portion, and the sealing material on the TFT substrate side does not have the first alignment film, and the sealing material is the inorganic insulating film. In the seal portion on the counter substrate side, the seal material adheres to the second alignment film on the end portion side of the counter substrate with respect to the center of the seal portion, and in other portions, the seal The material is characterized in that it is bonded to the overcoat film.
この場合、他の手段として、前記対向基板側の前記シール部では、前記シール部の中心よりも前記対向基板の端部側である第1の部分において前記シール材は前記第2の配向膜に接着し、前記シール部の中心よりも前記対向基板の中心側である第2の部分において前記シール材は前記第2の配向膜に接着し、かつ、前記第1の部分および前記第2の部分以外において、前記シール材は前記オーバーコート膜と接着していることを特徴としてもよい。 In this case, as another means, in the seal portion on the counter substrate side, the seal material is applied to the second alignment film in the first portion that is closer to the end portion of the counter substrate than the center of the seal portion. The sealing material adheres to the second alignment film in the second portion that is bonded and is closer to the center of the counter substrate than the center of the seal portion, and the first portion and the second portion Other than the above, the sealing material may be bonded to the overcoat film.
(3)無機絶縁膜の上に第1の配向膜が形成されたTFT基板とブラックマトリクスの上に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第2の配向膜が形成された対向基板とがシール部において、シール材によって接着している液晶表示パネルであって、前記TFT基板側の前記シール部では、前記シール部の中心よりも前記TFT基板の端部側において前記シール材は前記第1の配向膜に接着し、他の部分においては、前記シール材は前記無機絶縁膜と接着しており、前記対向基板側の前記シール部では、前記シール部の中心よりも前記対向基板の端部側において前記シール材は前記第2の配向膜に接着し、他の部分においては、前記シール材は前記オーバーコート膜と接着していることを特徴とする。すなわち、第3の手段においては、TFT基板における第1の配向膜のパターンと第2の配向膜のパターンは同一になっている。 (3) A TFT substrate having a first alignment film formed on an inorganic insulating film and an overcoat film formed on a black matrix, and a second alignment film formed on the overcoat film The liquid crystal display panel is bonded to the substrate by a sealing material at a sealing portion. In the sealing portion on the TFT substrate side, the sealing material is closer to the end portion side of the TFT substrate than the center of the sealing portion. In the other portion, the sealing material is bonded to the inorganic insulating film, and the counter substrate is closer to the counter substrate than the center of the seal portion. The sealing material is bonded to the second alignment film on the end portion side, and the sealing material is bonded to the overcoat film in other portions. That is, in the third means, the pattern of the first alignment film and the pattern of the second alignment film on the TFT substrate are the same.
本発明の第1の手段によれば、紫外線によって光配向処理を行ったときに、紫外線がオーバーコート膜に直接照射されないので、オーバーコート膜の劣化が無く、オーバーコート膜の劣化部からの水分の浸入を防止することが出来る。 According to the first means of the present invention, when the photo-alignment treatment is performed by the ultraviolet rays, the ultraviolet rays are not directly applied to the overcoat film, so there is no deterioration of the overcoat film, and moisture from the deteriorated portion of the overcoat film. Can be prevented.
本発明の第2の手段によれば、対向基板におけるシール部において、シール材は一部において、配向膜と接着し、他の部分において、オーバーコート膜と接着している。シール材がオーバーコート膜と直接接触する部分では、オーバーコート膜は光配向した際に劣化しているが、水分はシール材が配向膜と接着している部分で阻止されるために、水分の浸入を防止することが出来る。一方、シール材はオーバーコート膜と接着する部分も存在するので、シール材の接着強度も十分確保することが出来る。 According to the second means of the present invention, in the seal portion of the counter substrate, the seal material is partly adhered to the alignment film and the other part is adhered to the overcoat film. In the part where the sealing material is in direct contact with the overcoat film, the overcoat film is deteriorated when photo-aligned, but moisture is blocked at the part where the sealing material is bonded to the alignment film. Intrusion can be prevented. On the other hand, since the sealing material also has a portion that adheres to the overcoat film, it is possible to sufficiently secure the adhesive strength of the sealing material.
本発明の第3の手段によれば、TFT基板側においても、シール材の一部を配向膜と接触させ、他の部分を無機絶縁膜と接触させるので、水分の浸入防止とシール部の信頼性を同時に確保することが出来るとともに、配向膜印刷を行う場合の印刷版を対向基板とTFT基板とで同一とすることが出来るので、液晶表示パネルの製造コストを低減させることが出来る。 According to the third means of the present invention, on the TFT substrate side, part of the sealing material is brought into contact with the alignment film, and the other part is brought into contact with the inorganic insulating film. Can be ensured at the same time, and the printing plate for alignment film printing can be made the same for the counter substrate and the TFT substrate, so that the manufacturing cost of the liquid crystal display panel can be reduced.
本発明の実施例を説明するまえに、本発明が適用されるIPS方式の液晶表示パネルの構成について説明する。図1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の上に絶縁膜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1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。
Before describing an embodiment of the present invention, a configuration of an IPS liquid crystal display panel to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure in a display region of an IPS liquid crystal display device. Various electrode structures of IPS liquid crystal display devices have been proposed and put into practical use. The structure shown in FIG. 1 is a structure that is widely used at present. To put it simply, a comb-
図1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。
In FIG. 1, a
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。
A
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。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にはスルーホールが形成される。
The
有機パッシベーション膜107の上には対向電極108が透明導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)によって形成される。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および無機パッシベーション膜106をエッチングすることによってスルーホール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を被着し、パターニングを行う。
On the
画素電極110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。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113に対する配向処理は偏光紫外線による光配向である。
The
図1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。
In the example of FIG. 1, a
図1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。ブラックマトリクス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。
In FIG. 1, a
カラーフィルタ201およびブラックマトリクス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およびブラックマトリクス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、液晶分子301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。
An
対向基板200の外側には、外部導電膜210がITOをスパッタリングすることによって形成されている。外部導電膜210は液晶表示パネルの内部の電界を安定化させるために形成されている。
On the outside of the
図2は、本実施例における液晶表示パネルのシール部の断面図であり、図1で説明したIPS方式の液晶表示パネルのシール部の断面図である。図2では、対向基板200の上に形成されている外部導電膜は省略されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the seal portion of the liquid crystal display panel in this embodiment, and is a cross-sectional view of the seal portion of the IPS liquid crystal display panel described in FIG. In FIG. 2, the external conductive film formed on the
図2において、TFT基板100には、ゲート絶縁膜102、無機パッシベーション膜106、有機パッシベーション膜107、層間絶縁膜109、配向膜113が積層されて形成されている。有機パッシベーション膜107は表示領域を平坦化するものであり、シール部までは延在していない。有機パッシベーション膜107の上に形成された層間絶縁膜109はTFT基板100の端部にまで延在している。層間絶縁膜109を覆って配向膜113が形成されている。
In FIG. 2, a
図2の対向基板200側には、カラーフィルタ201、ブラックマトリクス202、が形成され、これらを覆ってオーバーコート膜203が形成されている。オーバーコート膜203の上には、TFT基板100と対向基板200の間隔を規定するための柱状スペーサ160が形成されている。オーバーコート膜203および柱状スペーサ160を覆って配向膜113が形成されている。TFT基板100と対向基板200とはシール材150によってシールされ、内部に液晶が充填されている。シール材150には例えば、エポキシ樹脂が使用される。
A
TFT基板100側も対向基板200側も配向膜113は光配向によって配向処理されている。本実施例の特徴は、対向基板200側の配向膜113は対向基板200端部にまで形成されているが、TFT基板100側の配向膜113はシール材150の下部にまでは形成されていないことである。図2において、対向基板200側の配向膜113を紫外線によって光配向する際は、オーバーコート膜203は配向膜113によって全面覆われているために、オーバーコート膜203は劣化することは無い。したがって、オーバーコート膜203の劣化部から水分が浸入して、液晶表示パネルの信頼性を損なうという問題は生じない。
The
一方、TFT基板100側においては、配向膜113は表示領域に形成されているが、シール部までには形成されていない。この場合、配向膜113で覆われていない、シール部における層間絶縁膜109は、光配向時紫外線の照射を受ける。しかし、層間絶縁膜109はSiN等の無機膜で形成されているので、紫外線によって劣化することは無い。
On the other hand, on the
図2の構造によれば、TFT基板100側も対向基板200側も光配向の紫外線によって劣化する部分は無いので、シール部からの水分の浸入を防止することが出来る。また、図2の構造では、機械的な振動等によるシール部における膜剥がれの問題は生じない。すなわち、TFT基板100側では、シール部における絶縁層は全て無機膜であり、互いの接着力は強い。また対向基板200側では、シール部における層構造は全て有機膜であり、互いの接着力は強い。また、シール材150は接着材であり、対向基板200側の配向膜113とも、TFT基板100側のSiN膜とも接着強度は強い。
According to the structure of FIG. 2, since there is no portion that deteriorates due to photo-alignment ultraviolet rays on the
このように、実施例1によれば、オーバーコート膜203の劣化による水分侵入を防止でき、また、機械的な振動等による膜剥がれも生ずることは無い。
Thus, according to Example 1, moisture intrusion due to deterioration of the
図3は本発明による第2の実施例を示す断面図である。図3において、図2と同様な構成は説明を省略する。図3の対向基板200には、配向膜113が表示領域と対向基板200端部に形成されているが、シール材150が形成されている部分は対向基板200の端部側を除いて配向膜113は形成されていない。
FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment according to the present invention. In FIG. 3, the description of the same configuration as in FIG. 2 is omitted. In the
このような対向基板200に対して、光配向処理を行うと、配向膜113によって覆われ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ことになる。しかし、シール材150が形成された部分とオーバーラップして配向膜113が形成されている部分Aが存在しているので、この部分においては、オーバーコート膜203の劣化は生じない。したがって、外部からの水分はA部においてブロックされるので、液晶表示パネルの内部は水分の侵入から保護される。
When a photo-alignment process is performed on such a
シール材150と配向膜113との接着力は、シール材150とオーバーコート膜203との接着力に比べて弱い。本実施例では、シール材150とオーバーコート膜203とが広い範囲にわたって接触しているので、実施例1に比較して、振動等に対する機械的な強度は強い。
The adhesive force between the sealing
図4は、実施例2の他の形態を示す断面図である。図4が図3と異なる点は、対向基板200のシール部における構成である。図4において、配向膜113は、シール材150の内側と外側において、オーバーラップしている。図4に示す対向基板200を光配向すると、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。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the second embodiment. FIG. 4 differs from FIG. 3 in the configuration of the seal portion of the
しかし、シール材150の内側と外側において、シール材150と配向膜113がオーバーラップしている部分AおよびBが存在し、この部分においては、配向膜113は劣化しておらず、この部分AおよびBにおいて、外部からの水分の浸入を防止することが出来る。また、配向膜113がシール材150をオーバーラップしていない部分では、シール材150とオーバーコート膜203が直接接触しているので、シール材150との接着力は強い。
However, there are portions A and B where the sealing
このように、本実施形態においても、外部からの水分の浸入を防止し、かつ、振動等に対する機械的な強度の強い液晶表示パネルを実現することが出来る。本実施形態は本実施例の第1の実施形態に比べて、水分の浸入に対するブロック能力は高いが、機械的な振動等に対する強度は第1の実施形態に対して劣る。しかし、いずれの実施形態も実用範囲である。 As described above, also in this embodiment, it is possible to realize a liquid crystal display panel that prevents moisture from entering from the outside and has high mechanical strength against vibration and the like. Compared with the first embodiment of the present embodiment, the present embodiment has a higher blocking ability against moisture intrusion, but the strength against mechanical vibration and the like is inferior to the first embodiment. However, any of the embodiments is within the practical range.
図5は本発明による第3の実施例を示す断面図である。図5が図3と異なる点は、シール部におけるTFT基板100の構成である。図5のTFT基板100には、配向膜113が表示領域と対向基板200端部に形成されているが、シール材150が形成されている部分は外側を除いて配向膜113は形成されていない。すなわち、図5においては、配向膜113の形成範囲はTFT基板100と対向基板200とで同じ範囲である。
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment according to the present invention. 5 differs from FIG. 3 in the configuration of the
配向膜113は一般には、フレキソ印刷によって形成される。対向基板200とTFT基板100とで配向膜113の形成範囲が同じであれば、印刷版が一枚ですむ。これに対して、実施例1および実施例2では、フレキソ印刷版がTFT基板100用と対向基板200用の2枚必要となる。この点において、本実施例は実施例1および実施例2に対して量産性に優れている。
The
図5において、対向基板200側における機能は実施例2で説明したのと同様である。TFT基板100側において、外側はシール材150と配向膜113がオーバーラップしている部分が存在している一方、他の部分では、シール材150とSiNで形成された層間絶縁膜109とが直接接触している。したがって、シール材150とTFT基板100との接着力も十分に強い。
In FIG. 5, the function on the
図6は、本実施例の第2の実施形態を示す断面図である。図6において、対向基板200側は、実施例2の第2の実施形態である図4と同様である。したがって、対向基板200側における機能は実施例2の第2の実施形態で述べたと同様である。一方、図6におけるTFT基板100側の配向膜113の形成範囲は対向基板200側の配向膜113の形成範囲と同様である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present embodiment. In FIG. 6, the
図6の対向基板200側において、外部からの水分の浸入は、シール部において、配向膜113とオーバーコート膜203がオーバーラップしている部分、すなわち、A部およびB部においてブロックされる。また、対向基板200とシール材150との接着力は、シール材150とオーバーコート膜203が直接接触している部分において確保される。図6のTFT基板100において、接着力はシール材150とSiNで形成された層間絶縁膜109が直接接触している部分において確保されている。
On the
このように、本実施例のいずれの実施形態においても、液晶表示パネルへの水分の浸入、及び機械的な振動等に対する強度を確保することが出来る。 As described above, in any of the embodiments of the present embodiment, it is possible to ensure the strength against moisture intrusion into the liquid crystal display panel and mechanical vibration.
図7は以上で述べた本発明の各実施例と「発明が解決しようとする課題」の項で述べた比較例の構成との比較を示す表である。「発明が解決しようとする課題」で説明した図8を比較例1とし、図10を比較例2としている。図7における実施例2は、図3に示す構成であり、実施例3は図5に示す構成である。 FIG. 7 is a table showing a comparison between each embodiment of the present invention described above and the structure of the comparative example described in the section “Problems to be solved by the invention”. 8 described in “Problems to be Solved by the Invention” is Comparative Example 1, and FIG. 10 is Comparative Example 2. Example 2 in FIG. 7 has the configuration shown in FIG. 3, and Example 3 has the configuration shown in FIG.
図7において、水分に対する耐性を評価する試験としてPCT(Pressure Cooker Test)を行い、機械的な強度を評価する試験として振動試験を行っている。PCT試験は温度120℃、2気圧、湿度100%の環境下で、何時間経過したときに不良が発生するかを評価するものである。振動試験は、振動試験機において、振動を加え、重力の何倍の衝撃を加えた場合に膜剥がれを生ずるかを評価するものである。図7において、PCT試験は20時間を、機械的強度は1.5Gを目安に合否を判断している。判定において、○は合格、×は不合格であることを表している。 In FIG. 7, PCT (Pressure Cooker Test) is performed as a test for evaluating resistance to moisture, and a vibration test is performed as a test for evaluating mechanical strength. The PCT test evaluates how many hours have passed in an environment of a temperature of 120 ° C., 2 atm, and a humidity of 100%. The vibration test is an evaluation of how many times the impact of gravity is applied by applying vibration in a vibration testing machine to cause film peeling. In FIG. 7, the pass / fail judgment is made based on 20 hours for the PCT test and 1.5 G for the mechanical strength. In the determination, “◯” indicates pass and “×” indicates failure.
図7において、比較例1では、機械的な強度は2.5Gを確保しているが、PCT耐性は10時間であり、十分ではない。すなわち、紫外線照射によって劣化したオーバーコート膜203の部分から水分が浸入したものと考えられる。比較例2では、PCT耐性は50時間を確保しているものの、機械的な強度は1.5Gであり、合否の境界であり、十分ではないと判断した。これは、シール部において、配向膜113とTFT基板側の層間絶縁膜109との接着力が十分ではないためと考えられる。
In FIG. 7, in Comparative Example 1, the mechanical strength is 2.5 G, but the PCT resistance is 10 hours, which is not sufficient. That is, it is considered that moisture has entered from the portion of the
実施例1は、PCT耐性は50時間を確保しており、合格範囲である。実施例1の構成では、オーバーコート膜203の劣化は無いからであると考えられる。機械的強度は2Gを確保しており、合格範囲である。しかし、機械的強度は他の実施例に比較して劣る。これは、対向基板200側において、シール材150は配向膜113とのみ接しているからと考えられる。
In Example 1, the PCT resistance is 50 hours, which is an acceptable range. In the configuration of Example 1, it is considered that there is no deterioration of the
実施例2は、PCT耐性は50時間を確保しており、機械的強度は2.5Gを確保しており、いずれも合格範囲である。実施例2における図3では、オーバーコート膜203と配向膜113とシール材150がオーバーラップしているA部において、外部からの水分が十分にブロックされることを示している。また、シール材150とオーバーコート膜203が直接接触しているために、シール材150の接着強度が十分確保されていることを示している。
In Example 2, the PCT resistance is 50 hours, the mechanical strength is 2.5 G, and both are acceptable. In FIG. 3 in Example 2, it is shown that moisture from the outside is sufficiently blocked in the portion A where the
実施例3も、PCT耐性は50時間を確保しており、機械的強度は2.5Gを確保しており、いずれも合格範囲である。実施例3における図5では、オーバーコート膜203と配向膜113とシール材150がオーバーラップしているA部において、外部からの水分が十分にブロックされることを示している。実施例3では、TFT基板100側において、シール材150と配向膜113が一部オーバーラップしているが、この影響は、機械的強度に対してはほとんど影響を与えないことを示している。
In Example 3, the PCT resistance is 50 hours, the mechanical strength is 2.5 G, and all are acceptable. FIG. 5 in Example 3 shows that moisture from the outside is sufficiently blocked in the portion A where the
以上のように、実施例1〜3のいずれの構成においても、PCT耐性、機械的強度等については合格範囲となり、液晶表示パネルの信頼性を確保することが出来る。 As described above, in any of the configurations of Examples 1 to 3, the PCT resistance, mechanical strength, and the like are within acceptable ranges, and the reliability of the liquid crystal display panel can be ensured.
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…シール材、 160…柱状スペーサ、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 210…外部導電膜、 300…液晶層、 301…液晶分子、 2031…オーバーコート膜の劣化部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
オーバーコート膜と第2の配向膜とが形成された対向基板とを有し、
前記TFT基板と前記対向基板とがシール材によって接着している液晶表示装置であって、
前記第1の配向膜と前記第2の配向膜は有機膜であって、光配向処理を受けており、
前記オーバーコート膜は、前記第2の配向膜よりも前記対向基板に近い側に配置されており、
前記液晶表示装置の所定の断面において、前記第2の配向膜は、前記シール材の中心よりも前記対向基板の端部側に設けられる第1の部分と、前記シール材の中心よりも前記対向基板の中心側に設けられ、前記第1の部分と離間した第2の部分とを有し、
前記第1の部分は、前記シール材と重畳している箇所と、前記シール材と重畳していない箇所とを有しており、
前記第1の部分と前記第2の部分とが離間した箇所において、前記シール材は前記オーバーコート膜と重畳していることを特徴とする液晶表示パネル。 A TFT substrate on which an inorganic insulating film and a first alignment film are formed;
A counter substrate on which an overcoat film and a second alignment film are formed;
A liquid crystal display device in which the TFT substrate and the counter substrate are bonded by a sealing material,
The first alignment film and the second alignment film are organic films and have undergone a photo-alignment process,
The overcoat film is disposed closer to the counter substrate than the second alignment film;
In the predetermined cross section of the liquid crystal display device, the second alignment film has a first portion provided on an end side of the counter substrate with respect to the center of the seal material and the counter portion with respect to the center of the seal material. A second portion provided on the center side of the substrate and spaced apart from the first portion;
The first portion has a portion overlapping with the sealing material and a portion not overlapping with the sealing material,
The liquid crystal display panel, wherein the sealing material overlaps the overcoat film at a location where the first portion and the second portion are separated from each other.
前記第3の部分は、前記シール材と重畳している箇所と、前記シール材と重畳していない箇所とを有していることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の液晶表示装置。 In the predetermined cross section, the first alignment film includes a third portion provided on an end side of the TFT substrate with respect to the center of the sealing material, and a center side of the TFT substrate with respect to the center of the sealing material. A fourth portion spaced from the third portion, and
5. The liquid crystal according to claim 1, wherein the third portion has a portion overlapping with the sealing material and a portion not overlapping with the sealing material. Display device.
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