JPH05210074A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示装置の不良画素に対応する領域から
の光の漏れを防止し、表示品位を向上する。 【構成】 液晶表示装置１の画素電極６に接続されてい
る配線あるいはＴＦＴの特性不良が発生した場合など、
画素電極６ａを含む領域Ａ１は不良画素領域となる。該
不良画素領域Ａ１の光路上に遮光手段９を形成し、透過
光を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不良画素の輝点などの
欠陥を修正する液晶表示装置およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像をスクリーンに拡大投影する
プロジェクション装置において液晶表示パネルが用いら
れている。このプロジェクション装置では、表示用画素
がマトリクス状に配列された透過形液晶パネルの一方表
面から表示用照明光を照射し、他方表面から出射する出
射光をスクリーン上に拡大投影して画像表示を行う。

【０００３】前述のプロジェクション装置に使用される
液晶パネルの一例としてアクティブマトリクス駆動方式
の液晶パネルがある。この液晶パネルは、貼合わされる
一対のガラスなどから成る透光性基板のうちの一方の基
板上にマトリクス状に配設される画素電極にＴＦＴ（薄
膜トランジスタ）を接続し、該ＴＦＴのスイッチング動
作によって各画素電極の選択および非選択を行って表示
動作を行う。このため、単純マトリクス駆動方式の欠点
である非選択時のクロストークが発生せず、高画質の表
示画面を実現できる。

【０００４】前記ＴＦＴは、基板上にゲート電極、ソー
ス電極およびドレイン電極などを積層した多層構造であ
るため、これらの金属薄膜を基板上に積層する工程と、
該金属薄膜をパターニングする工程とが繰返し行われ
る。このため、欠陥のない完全なＴＦＴを作成するため
には、各製造工程において各種設定条件を維持、管理す
るために多大な努力を要する。

【０００５】したがって、場合によっては正常なＴＦＴ
特性が得られていない欠陥ＴＦＴが発生することもあ
り、欠陥が修復可能なものはその欠陥内容によってそれ
ぞれの修正技術を用いて修復が図られる。このようなＴ
ＦＴの欠陥の一例として、回路形成パターン上での修復
ができず、表示駆動した場合に、ＴＦＴに接続された画
素電極に相当する画素が輝点となって表示画面上で認識
されるいわゆる輝点欠陥がある。

【０００６】前述のような不良絵素の発生を防止するた
めに、従来ではたとえば各画素電極に２本の配線を接続
しておき、１本の配線が破損しても表示に影響は生じな
いようにしている。また、各画素を２つに分割して複数
の電極で１画素を表示し、１つの電極に電圧を印加する
ことはできない場合には残りの電極で画素の表示を行っ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】各画素に２本の配線を
接続したり、１画素を２つに分割して複数の電極で１画
素を表示するような液晶表示装置では、駆動回路が複雑
になり、回路の設計および製造が困難であるという問題
がある。また、回路が複雑になり、配線数が増加するた
め、配線を形成する面積を増加しなければならず、各電
極面積が縮小され、表示の輝度が低下するという問題が
ある。

【０００８】また、複数の電極で１画素を表示する場合
には、表示を行う駆動回路に負担が掛かるという問題が
ある。

【０００９】さらに、上述のような従来技術を用いるこ
とによっても、各画素に接続されている２本の配線のい
ずれもが破損した場合、１画素を表示する複数の電極の
それぞれに接続されている各配線が破損した場合には、
輝点の発生を防ぐことができない。

【００１０】本発明の目的は、不良画素に対応する領域
からの光の漏れを防止し、表示品位が向上する液晶表示
装置およびその製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の透光性
基板間に液晶層を介在し、複数の画素がマトリクス状に
形成される液晶表示装置において、入射光および出射光
の光路上であって、不良画素に対応する領域に遮光手段
を設けることを特徴とする液晶表示装置である。

【００１２】また本発明は、一対の透光性基板間に液晶
層を介在し、複数の画素がマトリクス状に形成される液
晶表示装置の製造方法において、前記一対の透光性基板
のうち少なくとも一方基板の液晶層とは反対側表面に被
覆手段を形成し、入射光および出射光の光路上であり、
かつ、前記一方基板の被覆手段形成面側であって、不良
画素に対応する領域に凹所を形成し、前記凹所に遮光性
樹脂を充填し、前記被覆手段を剥離することを特徴とす
る液晶表示装置の製造方法である。

【００１３】

【作用】本発明に従えば、不良画素に対応する領域から
漏れる光は、入射光および出射光の光路上であって不良
画素に対応する領域に設けられる遮光手段によって遮光
される。したがって、不良画素に対応する領域から光の
漏れを防止することができ、表示品位を格段に向上する
ことができる。

【００１４】また本発明に従えば、液晶表示素子を構成
する一対の透光性基板のうち少なくとも一方基板の液晶
層とは反対側表面に被覆手段を形成し、前記被覆手段形
成面であって不良画素に対応する領域に凹所を形成し、
該凹所に遮光性樹脂を充填し、最後に被覆手段を剥離さ
せて液晶表示装置が形成される。これによって、不良画
素に対応する領域から漏れる光は、不良画素に対応する
領域に設けられた凹所内に充填される遮光性樹脂によっ
て遮光される。したがって、不良画素に対応する領域か
らの光の漏れを防止することができ、液晶表示装置の表
示品位を向上させることができる。

【００１５】また、凹所に遮光性樹脂を充填したときに
凹所の周辺に樹脂が溢れ、その溢れた樹脂を除去すると
きに、前記被覆手段の厚み分だけ樹脂が余分に充填され
ているため、被覆手段の厚みを調節することによって、
凹所に充填される樹脂の厚みが中心部分で薄くならない
ように除去することができ、また基板表面から盛上った
状態に前記遮光性樹脂の厚みを調節することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である液晶表示装
置１の構成を示す断面図である。液晶表示装置１は、ガ
ラスなどから成る透光性を有する透明基板２，３を対向
して配置し、透明基板２の透明基板３に対向する表面に
は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などから成る１枚の
全面電極４が形成され、さらにその表面にはポリイミド
などの樹脂から成る配向膜５が形成される。また、透明
基板３の透明基板２に対向する表面には固形状の画素電
極６が複数個、マトリクス状に配置され、さらにその表
面には配向膜７が形成される。

【００１７】透明基板２，３は、電極４，６がそれぞれ
形成された表面が対向するように配置され、基板間に液
晶層８を介在して構成される。前記画素電極６には、そ
れぞれ図示しないＴＦＴが接続されている。

【００１８】液晶表示装置１においては、全面電極４と
画素電極６とが重なり合う領域が画素領域とされる。本
実施例では、画素電極６ａは、配線の断線、あるいはＴ
ＦＴの特性不良などによって、対応する液晶層８に正常
な駆動電圧を印加することができず、画素電極６ａを含
む領域Ａ１は不良画素領域となる。該不良画素領域Ａ１
は、画素電極６ａへの電圧の印加／無印加にかかわら
ず、光を透過する表示しか行うことができない。したが
って、周囲の画素電極６に電圧が印加された場合、周囲
の画素領域は光を遮断するけれども、不良画素領域Ａ１
では光を透過するため輝点となり、表示品位が低下す
る。本発明では、図１に示すように、不良画素領域Ａ１
に、遮光手段９を設けることによって、不良画素領域Ａ
１を光が透過せず、輝点となることが防止される。

【００１９】遮光手段９は、基板３上に形成してもよい
し、また基板２，３の両方に形成してもよい。

【００２０】図２は、液晶表示装置１の利用例を説明す
るための図である。ここでは液晶表示装置１を、いわゆ
る投影形表示装置の表示パネルとして使用している。図
示しない光源からの光源光１１は、コンデンサレンズ１
２を介して表示パネルである液晶表示装置１の透明基板
２側から入射し、透明基板３側からの出射光は投影レン
ズ１３を介して図示しないスクリーンに照射される。こ
れによって液晶表示装置１に表示された画像がスクリー
ン上に拡大投影される。

【００２１】このとき不良画素領域Ａ１への入射光の光
路上には図１に示すように遮光手段９が設けられ、入射
光は遮光される。したがって、不良画素領域Ａ１からの
出射光１４がスクリーン上に照射されることはなく、拡
大投影された画像において輝点として表示されることは
ない。

【００２２】このように、投影形表示装置では液晶表示
装置１においては小さな輝点であっても、画像が拡大さ
れるため前記輝点もスクリーン上では拡大されて表示さ
れる。したがって、本発明のように不良画素領域Ａ１に
対応する領域に遮光手段９を設け、入射光を遮断するこ
とによって、前記輝点の拡大表示を防止することができ
る。これによって、画像の表示品位が格段に向上する。

【００２３】図３は、液晶表示装置１の平面図である。
前記遮光手段９は、図３（１）に示すように、画素電極
６ａを覆う正方形である。該遮光手段９は、縦１５０μ
ｍ、横１５０μｍ、深さ１００μｍに選ばれる。また、
図３（２）に示すように、円形であってもよいし、また
その他の形状であっても画素電極６ａを含む形状であれ
ばいかなる形状であってもよい。

【００２４】図４は、液晶表示装置１の製造工程を説明
する工程図であり、図５は液晶表示装置１の製造方法を
説明するための断面図である。本実施例では、図５
（１）に示すように、透明基板２側に遮光手段９を形成
する場合を説明する。

【００２５】工程ａ１では、図５（２）に示すように、
透明基板２のほぼ全面にわたって被覆部材１６が形成さ
れる。本実施例では、被覆部材１６として、厚さ５０μ
ｍ程度のセロファンテープを用い、透明基板２の表面に
接着剤などを用いて貼付ける。

【００２６】工程ａ２では、図５（３）に示すように、
エキシマレーザなどを照射することによって、凹所１７
を形成する。凹所１７は、たとえば縦１５０μｍ、横１
５０μｍ、深さ１００μｍに選ばれる。

【００２７】工程ａ３では、図５（４）に示すように、
たとえば紫外線硬化形樹脂を含むインク１８を凹所１７
内に充填する。その後、工程ａ４では、図５（５）に示
すように、被覆部材１６上に溢れ出たインク１８を拭き
取る。工程ａ５では、被覆部材１６を剥離し、その後紫
外線を照射して前記インク１８を固めることによって遮
光手段９を形成する。

【００２８】被覆部材１６の材質としては、各種粘着テ
ープ、ホトレジスト材、ガラス、金属などが利用できる
が、加工対象物に対するエキシマレーザのエネルギに対
応したものを選択する必要がある。

【００２９】図６は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図である。被覆部材１６の厚みを調整することによ
って、インク拭き取り時のインク１８の厚みを調整する
ことができる。したがって、図６（１）に示すように、
透明基板２の表面と均一となるような厚みにすることも
可能であり、また比較的被覆部材１６の厚みを大きく選
ぶことによって、図６（２）に示すように、透明基板２
の表面から盛上った形に形成することも可能である。

【００３０】図７および図８は、本発明における比較例
を説明するための図である。図７では、前記紫外線硬化
形樹脂を含むインク１８を、直接透明基板２の不良画素
領域Ａ１上に塗布している。この図７に示す比較例で
は、透明基板２の表面の汚れを拭き取るなどの外的要因
によって遮光手段９が剥がれやすく、かつ膜厚はインク
１８の表面張力によって決定されるので、調整すること
が難しく、また膜全体の厚さを均一にすることも困難で
ある。

【００３１】図８では、透明基板２上に被覆部材１６を
形成せずに直接凹所を形成し、該凹所に前記紫外線硬化
形樹脂を含むインク１８を充填している。図８に示す比
較例では、充填するインク量が少なすぎると図８（１）
に示すように凹所に充分インク１８を充填することがで
きないため、比較的インク量を多くして凹所に充填する
必要がある。この場合、図８（２）に示すように、凹所
からインク１８が溢れ出てしまうため拭き取る必要があ
る。このとき、図８（３）に示すように凹所の中心部分
のインク１８も同時に拭き取られてしまうため、前述の
図６に示すように、基板表面と均一あるいは基板表面よ
りも盛上げて遮光手段９を形成することは非常に困難で
あり、充分な膜厚を確保することができない。

【００３２】なお凹所の大きさは、液晶表示装置の画素
に対応して決定されるため、通常数十μｍ〜百数十μｍ
角に選ばれる。

【００３３】図９は、凹所１７の形成に用いられる凹所
形成装置３０の側面図である。レーザ発振器３１から出
射されたレーザビーム３２は、不良画素領域Ａ１上に形
成する凹所１７の外形サイズが拡大された形状のパター
ンが形成されているスリットパターン３３を通り、紫外
線反射ミラー３４で反射された後、レンズ３５を経て載
置台３６上に載置された液晶表示装置１の不良画素領域
Ａ１に集光されて照射される。

【００３４】レーザビーム３２は、スリットパターン３
３を介して縮小スリット露光するため、不良画素領域Ａ
１の位置に精度よく照射される。また、遮断片６を方形
の不良画素領域Ａ１に対応する形状に形成することは困
難だけれども、スリットパターン３３を用いることによ
って、凹所１７を方形に形成することができ、形成領域
を小さくすることができる。また、載置台３６は、たと
えば水平面内においてＸ−Ｙ直交２軸方向に移動可能に
なっており、該載置台３６の移動によってレーザビーム
３２を所望の不良画素領域Ａ１に照射することができ
る。

【００３５】図１０は本発明に用いられる遮光手段設置
装置２０を示す図であり、図１０（１）は後述する図１
１の工程ｂ１を示す図であり、図１０（２）は図１１の
工程ｂ５を示す図である。

【００３６】フレーム４９によって水平に設置されてい
るレール４０の下面側に、レール４０に沿って摺動する
摺動部材４１が設置されている。摺動部材４１のレール
４０での摺動範囲は、レール４０に設置されている２つ
のストッパ４２ａ，４２ｂによって規定される。

【００３７】摺動部材４１には図１０の下方に向かって
支持部材４３が設置されており、支持部材４３には図１
０の上下方向に摺動自在に摺動片４４が設置されてい
る。摺動片４４には図１０の下方に向かって針４５が設
置されている。

【００３８】摺動部材４１にバネ４６の一端が接続され
ており、バネ４６の他端は摺動片４４に接続されてい
る。摺動片４４は、バネ４６によって摺動部材４１方向
にバネ付勢されている。

【００３９】前述の構造の図１０の下方には、台４８が
設置されている。台４８上には遮光手段９となるインク
１８の入った容器４７と、不良画素領域Ａ１を有する液
晶表示装置１とが設置されている。インク１８は紫外線
硬化樹脂を含み、紫外線照射処理前は液体である。

【００４０】摺動部材４１をストッパ４２ａと接触さ
せ、摺動片４４を降下させてインク１８が針４５に付着
する位置に、容器４７は設置されている。また、摺動部
材４１をストッパ４２ｂと接触させ、摺動片４４を降下
させて針４５が接触する位置Ｐに不良画素領域Ａ１がく
るように、液晶表示素子１が設置されている。

【００４１】図１１は、図１０に示した遮断片設置装置
２０を用いて、遮光手段９を設置する工程を説明する工
程図である。工程ｂ１では、図１０（１）に示すよう
に、摺動部材４１をストッパ４２ａに接触する位置に摺
動させる。この位置では、針４５がインク１８上に位置
する。工程ｂ２では、摺動片４４を降下して針４５の先
端にインク１８を付着させる。

【００４２】工程ｂ３では、ストッパ４２ｂに摺動部材
４１を接触させて、摺動片４４を降下したときに針４５
が接触する位置Ｐに、液晶表示装置１の不良画素領域Ａ
１がくるように液晶表示装置１を位置決めする。

【００４３】工程ｂ４では、摺動部材４１をストッパ４
２ｂに接触するまで摺動させ、工程ｂ５では、図１０
（２）に示すように、摺動片４４を降下させて不良画素
領域Ａ１上に針４５の先端を接触させ、インク１８を付
着する。

【００４４】その後、インク１８に紫外線を照射して硬
化させる。インク１８は硬化するとともに液晶表示装置
１上に固着される。

【００４５】形成される遮光手段９の大きさは、針４５
の先端形状や太さ、容器４７内のインク１８の膜厚など
によって任意に選ばれる。

【００４６】以上のように本実施例によれば、不良画素
領域Ａ１を透過する光の光路を遮断することによって、
不良画素からの光の漏れを防止することができ、表示品
位を向上することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、不良画素
に対応する領域から漏れる光は、入射光および出射光の
光路上であって不良画素に対応する領域に設けられる遮
光手段によって遮光される。したがって、不良画素に対
応する領域から光の漏れを防止することができ、表示品
位を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である液晶表示装置１の構成
を示す断面図である。

【図２】液晶表示装置１の利用例を説明するための図で
ある。

【図３】液晶表示装置１の平面図である。

【図４】液晶表示装置１の製造方法を説明するための工
程図である。

【図５】液晶表示装置１の製造方法を説明するための断
面図である。

【図６】本発明の他の実施例を説明するための図であ
る。

【図７】本発明における比較例を説明するための図であ
る。

【図８】本発明における比較例を説明するための図であ
る。

【図９】凹所形成装置３０の側面図である。

【図１０】遮光手段設置装置２０の側面図である。

【図１１】遮光手段の形成方法を説明する工程図であ
る。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ２，３ 透明電極 ４ 全面電極 ５，７ 配向膜 ６ 画素電極 ８ 液晶層 ９ 遮光手段 １６ 被覆部材 １７ 凹所 Ａ１ 不良画素領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の透光性基板間に液晶層を介在し、
   複数の画素がマトリクス状に形成される液晶表示装置に
   おいて、 入射光および出射光の光路上であって、不良画素に対応
   する領域に遮光手段を設けることを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 一対の透光性基板間に液晶層を介在し、
   複数の画素がマトリクス状に形成される液晶表示装置の
   製造方法において、 前記一対の透光性基板のうち少なくとも一方基板の液晶
   層とは反対側表面に被覆手段を形成し、 入射光および出射光の光路上であり、かつ、前記一方基
   板の被覆手段形成面側であって、不良画素に対応する領
   域に凹所を形成し、 前記凹所に遮光性樹脂を充填し、 前記被覆手段を剥離することを特徴とする液晶表示装置
   の製造方法。