JP2000235188A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JP2000235188A JP2000235188A JP11038171A JP3817199A JP2000235188A JP 2000235188 A JP2000235188 A JP 2000235188A JP 11038171 A JP11038171 A JP 11038171A JP 3817199 A JP3817199 A JP 3817199A JP 2000235188 A JP2000235188 A JP 2000235188A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光漏れや配向不良の無い高コントラストな液晶
表示装置及び高速応答の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】少なくとも一方が透明である一対の基板
と、その一対の基板が狭持した液晶層と、一対の基板の
少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加
するための電極群と、液晶層の配向制御を行う配向膜
と、液晶層の間隔を制御するスペーサを有し、液晶層の
分子配向状態に応じて光学特性を変える光学手段とから
なる液晶表示装置において、液晶層の間隔より大きな粒
径のスペーサを用い、且つ非画像部に設けた凹部に固定
したことを特徴とする液晶表示装置。
表示装置及び高速応答の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】少なくとも一方が透明である一対の基板
と、その一対の基板が狭持した液晶層と、一対の基板の
少なくとも一方の基板に形成され、液晶層に電界を印加
するための電極群と、液晶層の配向制御を行う配向膜
と、液晶層の間隔を制御するスペーサを有し、液晶層の
分子配向状態に応じて光学特性を変える光学手段とから
なる液晶表示装置において、液晶層の間隔より大きな粒
径のスペーサを用い、且つ非画像部に設けた凹部に固定
したことを特徴とする液晶表示装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置の表示は、基板間に挟まれ
た液晶層の液晶分子に電界を加えることにより液晶分子
の配向方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学
特性の変化により行われる。
た液晶層の液晶分子に電界を加えることにより液晶分子
の配向方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学
特性の変化により行われる。
【０００３】従来の液晶表示装置は、数μｍ〜数十μｍ
の液晶層の厚さを一定に保つため基板間にスペーサを配
置していた。スペーサにはシリカやポリマー等のビーズ
と称する真球を用いている。スペーサビーズを散布する
方法としては、特開平4−223443号公報に代表されるよ
うなスピンナーによる方法やセミドライ及びドライ方式
が知られている。これらの方法ではスペーサビーズは基
板全面に画素部，非画素部に関係なく一様に散布され
る。このため、画素部に散布されたスペーサビーズの周
囲の液晶配向の乱れによる表示不良が発生し、コントラ
ストの低下を招いている。ノーマリークローズ型では初
期配向状態で暗レベルを現わすため、スペーサビーズ周
囲の光漏れによる表示不良の影響は大きい。このため、
画素領域を避けて非画素領域でギャップを確保する研究
開発が進められている。
の液晶層の厚さを一定に保つため基板間にスペーサを配
置していた。スペーサにはシリカやポリマー等のビーズ
と称する真球を用いている。スペーサビーズを散布する
方法としては、特開平4−223443号公報に代表されるよ
うなスピンナーによる方法やセミドライ及びドライ方式
が知られている。これらの方法ではスペーサビーズは基
板全面に画素部，非画素部に関係なく一様に散布され
る。このため、画素部に散布されたスペーサビーズの周
囲の液晶配向の乱れによる表示不良が発生し、コントラ
ストの低下を招いている。ノーマリークローズ型では初
期配向状態で暗レベルを現わすため、スペーサビーズ周
囲の光漏れによる表示不良の影響は大きい。このため、
画素領域を避けて非画素領域でギャップを確保する研究
開発が進められている。
【０００４】非画素部でのギャップ制御方法としては、
特開昭63−237032号公報に代表されるようなカラーフィ
ルターの着色パターン間に設けられるブラックマトリク
スを厚くしスペーサとする方法や、特開平7−325298 号
公報に代表されるような感光性フィルムを用いた方法が
知られている。
特開昭63−237032号公報に代表されるようなカラーフィ
ルターの着色パターン間に設けられるブラックマトリク
スを厚くしスペーサとする方法や、特開平7−325298 号
公報に代表されるような感光性フィルムを用いた方法が
知られている。
【０００５】更には、非画素領域にのみスペーサビーズ
を散布する方法として、特開平9−61828 号公報に代表
されるようなインクジェット方式による散布方法が知ら
れている。
を散布する方法として、特開平9−61828 号公報に代表
されるようなインクジェット方式による散布方法が知ら
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のスペーサビーズ
の散布方式では、スペーサビーズの数の制御及び分散性
の制御は可能であるが、図３に示すように画素部と非画
素部の区別なしに散布されており、散布位置の制御がで
きないという課題がある。これにより、例えば図４に示
すようにノーマリークローズの際の画素部の電圧−透過
率特性において、ビーズの無い部分では暗状態になるも
のの、ビーズを含む領域では暗状態でのビーズの光漏れ
が生じコントラストの低下を招いている。特に、今後、
高精細化が進んだ場合には１画素内に占めるスペーサビ
ーズの割合が著しく増加するためスペーサビーズ周辺の
表示不良は大きな課題となる。
の散布方式では、スペーサビーズの数の制御及び分散性
の制御は可能であるが、図３に示すように画素部と非画
素部の区別なしに散布されており、散布位置の制御がで
きないという課題がある。これにより、例えば図４に示
すようにノーマリークローズの際の画素部の電圧−透過
率特性において、ビーズの無い部分では暗状態になるも
のの、ビーズを含む領域では暗状態でのビーズの光漏れ
が生じコントラストの低下を招いている。特に、今後、
高精細化が進んだ場合には１画素内に占めるスペーサビ
ーズの割合が著しく増加するためスペーサビーズ周辺の
表示不良は大きな課題となる。
【０００７】一方、非画素部にフィルム等でスペーサを
設ける方法は、ギャップ制御、特に面内での高さバラツ
キ等の信頼性は勿論のこと、製造の信頼性や製造工程の
増加等の課題を有している。
設ける方法は、ギャップ制御、特に面内での高さバラツ
キ等の信頼性は勿論のこと、製造の信頼性や製造工程の
増加等の課題を有している。
【０００８】また、インクジェット方式による散布方法
は非画素領域に選択的に散布できる利点を有する。しか
し、その散布位置精度はインクジェット装置の解像度に
依存し、現行のインクジェット装置では数μｍの散布領
域には対応できない。今後、高精細化を図り散布位置精
度を向上させるためには、インクジェット装置の高精度
化が必要となり製造コストが増加するため、液晶表示装
置が高価格化してしまう問題を有する。
は非画素領域に選択的に散布できる利点を有する。しか
し、その散布位置精度はインクジェット装置の解像度に
依存し、現行のインクジェット装置では数μｍの散布領
域には対応できない。今後、高精細化を図り散布位置精
度を向上させるためには、インクジェット装置の高精度
化が必要となり製造コストが増加するため、液晶表示装
置が高価格化してしまう問題を有する。
【０００９】本発明の目的は上記のような課題を解決
し、またスペーサビーズによる表示不良や配向不良を防
止し、コントラスト低下の無い鮮明な表示が可能な液晶
表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は容
易に挟ギャップ化を図り、高速応答化が可能な液晶表示
装置を提供することにある。
し、またスペーサビーズによる表示不良や配向不良を防
止し、コントラスト低下の無い鮮明な表示が可能な液晶
表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は容
易に挟ギャップ化を図り、高速応答化が可能な液晶表示
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば少なくと
も一方が透明である一対の基板と、その一対の基板が狭
持した液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に
形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、液
晶層の配向制御を行う配向膜と、液晶層の間隔を制御す
るスペーサを有し、液晶層の分子配向状態に応じて光学
特性を変える光学手段とからなる液晶表示装置におい
て、使用する前記スペーサの直径が液晶層の間隔より大
きく、且つスペーサが非画素領域である遮光部に設けら
れた凹部にのみ固定されることを特徴とする。更に凹部
は、曲率を有した凹部であることを特徴とし、凹部は光
及び熱硬化型樹脂膜を用い、フォトリソグラフィ工程に
より形成されたことを特徴とする。更に凹部にスペーサ
を固定する手段として、基板全面にスペーサを散布した
のち機械的振動，静電気力，風力若しくは液体の表面張
力を用いることを特徴とする。
も一方が透明である一対の基板と、その一対の基板が狭
持した液晶層と、一対の基板の少なくとも一方の基板に
形成され、液晶層に電界を印加するための電極群と、液
晶層の配向制御を行う配向膜と、液晶層の間隔を制御す
るスペーサを有し、液晶層の分子配向状態に応じて光学
特性を変える光学手段とからなる液晶表示装置におい
て、使用する前記スペーサの直径が液晶層の間隔より大
きく、且つスペーサが非画素領域である遮光部に設けら
れた凹部にのみ固定されることを特徴とする。更に凹部
は、曲率を有した凹部であることを特徴とし、凹部は光
及び熱硬化型樹脂膜を用い、フォトリソグラフィ工程に
より形成されたことを特徴とする。更に凹部にスペーサ
を固定する手段として、基板全面にスペーサを散布した
のち機械的振動，静電気力，風力若しくは液体の表面張
力を用いることを特徴とする。
【００１１】本発明によれば非画像領域のみにスペーサ
ビーズを散布，固定できることから光漏れの無い高コン
トラストが実現でき、且つスペーサビーズの移動が無い
ことから高信頼性が確保できる。更には、使用するスペ
ーサビーズの粒径が液晶層の間隔より大きなものを使用
できるため、挟ギャップ化が容易となり高速応答が可能
となる。これは、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の
精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が出来や
すい点，製造コストが増加する等の課題があり、粒径の
大きいスペーサビーズを使用することでこれらの点を解
消できることによる。また、スペーサビーズを固着でき
ることから配向膜形成をスペーサ散布の前後で可能とな
る。
ビーズを散布，固定できることから光漏れの無い高コン
トラストが実現でき、且つスペーサビーズの移動が無い
ことから高信頼性が確保できる。更には、使用するスペ
ーサビーズの粒径が液晶層の間隔より大きなものを使用
できるため、挟ギャップ化が容易となり高速応答が可能
となる。これは、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の
精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が出来や
すい点，製造コストが増加する等の課題があり、粒径の
大きいスペーサビーズを使用することでこれらの点を解
消できることによる。また、スペーサビーズを固着でき
ることから配向膜形成をスペーサ散布の前後で可能とな
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図を用い
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
【００１３】本発明は、表示モード例えば透過型のＴＮ
方式（Twisted Nematic mode），ＳＴＮ方式（Super Tw
isted Nematic mode），横電界方式（Inplane switchin
gmode）や反射型等どの方式にも適応でき、本実施例に
限定されるものではない。 ［実施例１］図１は、本発明の実施例の一具体例である
横電界方式の液晶パネルの断面構造の概略図を示す。
方式（Twisted Nematic mode），ＳＴＮ方式（Super Tw
isted Nematic mode），横電界方式（Inplane switchin
gmode）や反射型等どの方式にも適応でき、本実施例に
限定されるものではない。 ［実施例１］図１は、本発明の実施例の一具体例である
横電界方式の液晶パネルの断面構造の概略図を示す。
【００１４】構成は下側から透明な基板１１上に、各画
素を駆動するためのＴＦＴ１０（Thin Film Transisto
r）及び櫛歯状の電極群である画素電極９及び共通電極
が形成され、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御する
ための配向膜７が形成されている。ここで便宜上、これ
らをＴＦＴ基板と称する。前記基板１１には今回ガラス
を用いたが、プラスチックフィルムでも良い。図中では
割愛したが、TFT10は画素電極，走査信号電極及び映像
信号電極から構成される。また、配向膜７にはポリイミ
ド系の材料を用い、ラビングにより配向性を持たせた。
一方、上側基板は同様に透明な基板１上にカラーフィル
タ３（３ａ，３ｂ，３ｃ）が形成され、光の混色を抑え
るためカラーフィルタ３の周囲にはブラックマトリクス
２が形成されている。カラーフィルタ３及びブラックマ
トリクス２の上部(図では下方)に凹部を有するＯＣ膜４
が形成され更にその上部に配向膜５が形成されラビング
により配向制御されている。ここで便宜上、これらをカ
ラーフィルタ基板と称する。スペーサビーズ６が固定さ
れたカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板を熱硬化型の接着
剤により貼り合わせ、基板間に液晶を注入することで液
晶層１２を形成し、紫外線硬化剤により封止することで
図１のパネルは構成される。尚、液晶表示装置としては
図中には示していないが上下の偏光板や各画素を駆動す
るＬＳＩ及び電源，コントローラ，光学系が搭載され
る。
素を駆動するためのＴＦＴ１０（Thin Film Transisto
r）及び櫛歯状の電極群である画素電極９及び共通電極
が形成され、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御する
ための配向膜７が形成されている。ここで便宜上、これ
らをＴＦＴ基板と称する。前記基板１１には今回ガラス
を用いたが、プラスチックフィルムでも良い。図中では
割愛したが、TFT10は画素電極，走査信号電極及び映像
信号電極から構成される。また、配向膜７にはポリイミ
ド系の材料を用い、ラビングにより配向性を持たせた。
一方、上側基板は同様に透明な基板１上にカラーフィル
タ３（３ａ，３ｂ，３ｃ）が形成され、光の混色を抑え
るためカラーフィルタ３の周囲にはブラックマトリクス
２が形成されている。カラーフィルタ３及びブラックマ
トリクス２の上部(図では下方)に凹部を有するＯＣ膜４
が形成され更にその上部に配向膜５が形成されラビング
により配向制御されている。ここで便宜上、これらをカ
ラーフィルタ基板と称する。スペーサビーズ６が固定さ
れたカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板を熱硬化型の接着
剤により貼り合わせ、基板間に液晶を注入することで液
晶層１２を形成し、紫外線硬化剤により封止することで
図１のパネルは構成される。尚、液晶表示装置としては
図中には示していないが上下の偏光板や各画素を駆動す
るＬＳＩ及び電源，コントローラ，光学系が搭載され
る。
【００１５】凹部を持つＯＣ膜４の形成方法は、例えば
光感光性を有する樹脂剤（カルドポリマー等）をスピン
コータで１μｍ〜５μｍ程度の厚さに一様に塗布する。
これをホットプレート等でプリベークし、ブラックマト
リクス２の形状に合わせ製造した露光マスクを介し全面
ＵＶ露光する。これを例えばアルカリ溶液で現像したの
ち、ポストベークを行うことで形成した。本実施例では
感光性樹脂材料を塗布して用いたが、フィルム状に形成
したものを張り付けても同様に形成できる。尚、ＯＣ膜
４の凹部の幅は、ブラックマトリクス２の幅以下である
ことが重要であり、本実施例では５μｍとした。また、
ＯＣ膜４の膜厚を２μｍとし、凹部の深さを１μｍとし
た。
光感光性を有する樹脂剤（カルドポリマー等）をスピン
コータで１μｍ〜５μｍ程度の厚さに一様に塗布する。
これをホットプレート等でプリベークし、ブラックマト
リクス２の形状に合わせ製造した露光マスクを介し全面
ＵＶ露光する。これを例えばアルカリ溶液で現像したの
ち、ポストベークを行うことで形成した。本実施例では
感光性樹脂材料を塗布して用いたが、フィルム状に形成
したものを張り付けても同様に形成できる。尚、ＯＣ膜
４の凹部の幅は、ブラックマトリクス２の幅以下である
ことが重要であり、本実施例では５μｍとした。また、
ＯＣ膜４の膜厚を２μｍとし、凹部の深さを１μｍとし
た。
【００１６】スペーサビーズ６をＯＣ膜の凹部に固着す
る方法としては、例えばカラーフィルタ基板に、純水等
を一面に散布したのち乾燥させる。ドライビーズ分散機
を用いスペーサビーズ６を一面に分散する。ＯＣ膜４の
凹部には曲率ｒが設けられているため若干の水分が残留
する。このため、スペーサビーズ６は凹部のみ強く固定
されることになり、その後の機械的振動（超音波等），
風圧（窒素ブロー等），静電気力（反発及び吸着）等を
基板にあたえることで、固定されていないスペーサビー
ズ６を除去でき、非画像領域のみにスペーサビーズ６を
固定できる。静電気力を利用する方法としては、例えば
基板表面をスペーサビーズ６が有する帯電極性とは逆の
極性で一様に帯電する。このときＯＣ膜４の凹部と基板
表面には段差があるため電位が生じる。この電位による
吸引力を利用してＯＣ膜４の凹部に付着させることがで
きる。本方式でスペーサビーズ６を分散，固定した概略
図を図２示す。画素部であるＲＧＢのカラーフィルタ３
には、スペーサビーズ６が分散されていない。これによ
り、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えることがで
き、黒表示での光透過率が低下したことでコントラスト
比３００の高コントラストな液晶表示装置が実現でき
た。
る方法としては、例えばカラーフィルタ基板に、純水等
を一面に散布したのち乾燥させる。ドライビーズ分散機
を用いスペーサビーズ６を一面に分散する。ＯＣ膜４の
凹部には曲率ｒが設けられているため若干の水分が残留
する。このため、スペーサビーズ６は凹部のみ強く固定
されることになり、その後の機械的振動（超音波等），
風圧（窒素ブロー等），静電気力（反発及び吸着）等を
基板にあたえることで、固定されていないスペーサビー
ズ６を除去でき、非画像領域のみにスペーサビーズ６を
固定できる。静電気力を利用する方法としては、例えば
基板表面をスペーサビーズ６が有する帯電極性とは逆の
極性で一様に帯電する。このときＯＣ膜４の凹部と基板
表面には段差があるため電位が生じる。この電位による
吸引力を利用してＯＣ膜４の凹部に付着させることがで
きる。本方式でスペーサビーズ６を分散，固定した概略
図を図２示す。画素部であるＲＧＢのカラーフィルタ３
には、スペーサビーズ６が分散されていない。これによ
り、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えることがで
き、黒表示での光透過率が低下したことでコントラスト
比３００の高コントラストな液晶表示装置が実現でき
た。
【００１７】また、本実施例ではスペーサビーズ６に粒
径４μｍのものを使用し、完成した液晶パネルの液晶層
１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとなった。液晶層
１２の厚さｄとスペーサビーズ６の粒子径ｒにはｄ＜ｒ
の関係があり、液晶層１２の間隔より大きなスペーサビ
ーズ６を使用できるため製造マージンが格段に広がっ
た。これは、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の精度
を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が出来やすい
点，製造コストが増加する等の課題があり、粒径の大き
いスペーサビーズを使用することでこれらの点を解消で
きるためである。また、スペーサビーズ６に粒径４μｍ
のものを使用して、液晶層１２の間隔を３μｍと容易に
狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速応答が可能とな
った。これは、従来方式では４μｍのスペーサビーズを
使用すると液晶層の間隔も４μｍとなり応答時間も遅く
なるからである。
径４μｍのものを使用し、完成した液晶パネルの液晶層
１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとなった。液晶層
１２の厚さｄとスペーサビーズ６の粒子径ｒにはｄ＜ｒ
の関係があり、液晶層１２の間隔より大きなスペーサビ
ーズ６を使用できるため製造マージンが格段に広がっ
た。これは、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の精度
を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が出来やすい
点，製造コストが増加する等の課題があり、粒径の大き
いスペーサビーズを使用することでこれらの点を解消で
きるためである。また、スペーサビーズ６に粒径４μｍ
のものを使用して、液晶層１２の間隔を３μｍと容易に
狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速応答が可能とな
った。これは、従来方式では４μｍのスペーサビーズを
使用すると液晶層の間隔も４μｍとなり応答時間も遅く
なるからである。
【００１８】図５に、もう一つのスペーサビーズ６の分
散方法を示す。本例はＯＣ膜４の凹部に、スペーサビー
ズ６を分散する例である。
散方法を示す。本例はＯＣ膜４の凹部に、スペーサビー
ズ６を分散する例である。
【００１９】インクジェットプリンタと同様な構成の散
布装置１３は、マルチの散布ノズル１４を有し、スペー
サビーズ６を分散した分散液が収容されている。分散装
置１３は、図中では割愛したが分散液に、電気的あるい
は熱的若しくは機械的圧力を加えることにより散布ノズ
ル１４より液滴１５を吐出させる。位置制御信号により
移動する装置１３は、液滴１５の制御信号に応じて液滴
１５を吐出し、ＯＣ膜４の凹部にスペーサビーズ６を散
布する。この時スペーサビーズ６の散布位置が多少ずれ
ても、分散液の表面張力によりＯＣ膜４の凹部に引き寄
せられ固定されるため、散布装置１３の散布精度のマー
ジンを拡大できる。液滴１５は、例えば散布ノズル１４
に微細電極加工を施し、この電極に高電圧パルスを印加
することで静電反発力で吐出できる。また、散布ノズル
１４内部に圧電素子等を設ける方法や微小電極の発熱に
よる液滴１５の熱膨張を利用する方法も適応できる。
尚、スペーサビーズ６の分散液にはイソプルピルアルコ
ールや純水等、スペーサビーズ６に化学的影響のないも
のであれば使用可能である。尚、スペーサビーズ６には
固着剤をコートしてあり、熱的に溶解し固着した。本実
施例では、固着剤に熱可塑性ポリマーを使用したが、光
反応性のポリマーも適応できる。
布装置１３は、マルチの散布ノズル１４を有し、スペー
サビーズ６を分散した分散液が収容されている。分散装
置１３は、図中では割愛したが分散液に、電気的あるい
は熱的若しくは機械的圧力を加えることにより散布ノズ
ル１４より液滴１５を吐出させる。位置制御信号により
移動する装置１３は、液滴１５の制御信号に応じて液滴
１５を吐出し、ＯＣ膜４の凹部にスペーサビーズ６を散
布する。この時スペーサビーズ６の散布位置が多少ずれ
ても、分散液の表面張力によりＯＣ膜４の凹部に引き寄
せられ固定されるため、散布装置１３の散布精度のマー
ジンを拡大できる。液滴１５は、例えば散布ノズル１４
に微細電極加工を施し、この電極に高電圧パルスを印加
することで静電反発力で吐出できる。また、散布ノズル
１４内部に圧電素子等を設ける方法や微小電極の発熱に
よる液滴１５の熱膨張を利用する方法も適応できる。
尚、スペーサビーズ６の分散液にはイソプルピルアルコ
ールや純水等、スペーサビーズ６に化学的影響のないも
のであれば使用可能である。尚、スペーサビーズ６には
固着剤をコートしてあり、熱的に溶解し固着した。本実
施例では、固着剤に熱可塑性ポリマーを使用したが、光
反応性のポリマーも適応できる。
【００２０】［実施例２］図６に、本発明の液晶表示装
置のもう一つの実施例を示す。本実施例の表示モードは
横電界（ＩＰＳ）方式への適用例を示すが、本発明はど
の表示モードにも適応できる。図６は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成は下側から透明な基板１１上
に各画素を駆動するためのＴＦＴ１０（Thin Film Tran
sistor）及び櫛歯状の電極群である画素電極９が形成さ
れ、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御するための配
向膜７が形成されている。ここで便宜上、これらをＴＦ
Ｔ基板と称する。基板１１には今回ガラスを用いたが、
プラスチックフィルムでも良い。図中では割愛したが、
ＴＦＴ１０は画素電極，走査信号電極及び映像信号電極
から構成される。また、配向膜７にはポリイミド系の材
料を用い、ラビングにより配向性を持たせた。一方、上
側基板は同様に透明な基板１上にカラーフィルタ３が形
成され、光の混色を抑えるためカラーフィルタ３の周囲
にはブラックマトリクス２が形成されている。ブラック
マトリクス２にはスペーサビーズ６を固着させるための
凹部が設けてある。ブラックマトリクス２の凹部の幅
は、ブラックマトリクス２の幅以下であることが重要で
あり、本実施例では５μｍとした。また、凹部の深さを
１μｍとした。ブラックマトリクス２の上部に配向膜５
が形成されラビングにより配向制御されている。ここで
便宜上、これらをカラーフィルタ基板と称する。スペー
サビーズ６が固定されたカラーフィルタ基板とＴＦＴ基
板を熱硬化型の接着剤により貼り合わせ、基板間に液晶
を注入することで液晶層１２を形成し、紫外線硬化剤に
より封止することで図６のパネルは構成される。尚、液
晶表示装置としては図中には示していないが上下の偏光
板や各画素を駆動するＬＳＩ及び電源，コントローラ，
光学系が搭載される。
置のもう一つの実施例を示す。本実施例の表示モードは
横電界（ＩＰＳ）方式への適用例を示すが、本発明はど
の表示モードにも適応できる。図６は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成は下側から透明な基板１１上
に各画素を駆動するためのＴＦＴ１０（Thin Film Tran
sistor）及び櫛歯状の電極群である画素電極９が形成さ
れ、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御するための配
向膜７が形成されている。ここで便宜上、これらをＴＦ
Ｔ基板と称する。基板１１には今回ガラスを用いたが、
プラスチックフィルムでも良い。図中では割愛したが、
ＴＦＴ１０は画素電極，走査信号電極及び映像信号電極
から構成される。また、配向膜７にはポリイミド系の材
料を用い、ラビングにより配向性を持たせた。一方、上
側基板は同様に透明な基板１上にカラーフィルタ３が形
成され、光の混色を抑えるためカラーフィルタ３の周囲
にはブラックマトリクス２が形成されている。ブラック
マトリクス２にはスペーサビーズ６を固着させるための
凹部が設けてある。ブラックマトリクス２の凹部の幅
は、ブラックマトリクス２の幅以下であることが重要で
あり、本実施例では５μｍとした。また、凹部の深さを
１μｍとした。ブラックマトリクス２の上部に配向膜５
が形成されラビングにより配向制御されている。ここで
便宜上、これらをカラーフィルタ基板と称する。スペー
サビーズ６が固定されたカラーフィルタ基板とＴＦＴ基
板を熱硬化型の接着剤により貼り合わせ、基板間に液晶
を注入することで液晶層１２を形成し、紫外線硬化剤に
より封止することで図６のパネルは構成される。尚、液
晶表示装置としては図中には示していないが上下の偏光
板や各画素を駆動するＬＳＩ及び電源，コントローラ，
光学系が搭載される。
【００２１】本実施例でも、スペーサビーズ６をブラッ
クマトリクス２の凹部のみに分散し固定する方法は、実
施例１に示す方法を用いた。本実施例の液晶表示装置で
も、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えることがで
き、コントラスト比３００の高コントラストの液晶表示
装置が実現できた。また、本実施例ではスペーサビーズ
６に粒径４μｍのものを使用し、完成した液晶パネルの
前記液晶層１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとなっ
た。液晶層１２の厚さｄと前記スペーサビーズ６の粒子
径ｒにはｄ＜ｒの関係があり、液晶層１２の間隔より大
きなスペーサビーズ６を使用できるため製造マージンが
格段に広がった。これは、粒径の小さいスペーサビーズ
は粒径の精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊
が出来やすい点，製造コストが増加する等の課題があ
り、粒径の大きいスペーサビーズを使用することでこれ
らの点を解消できるためである。また、スペーサビーズ
６に粒径４μｍのものを使用して、液晶層１２の間隔を
３μｍと容易に狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速
応答が可能となった。
クマトリクス２の凹部のみに分散し固定する方法は、実
施例１に示す方法を用いた。本実施例の液晶表示装置で
も、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えることがで
き、コントラスト比３００の高コントラストの液晶表示
装置が実現できた。また、本実施例ではスペーサビーズ
６に粒径４μｍのものを使用し、完成した液晶パネルの
前記液晶層１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとなっ
た。液晶層１２の厚さｄと前記スペーサビーズ６の粒子
径ｒにはｄ＜ｒの関係があり、液晶層１２の間隔より大
きなスペーサビーズ６を使用できるため製造マージンが
格段に広がった。これは、粒径の小さいスペーサビーズ
は粒径の精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊
が出来やすい点，製造コストが増加する等の課題があ
り、粒径の大きいスペーサビーズを使用することでこれ
らの点を解消できるためである。また、スペーサビーズ
６に粒径４μｍのものを使用して、液晶層１２の間隔を
３μｍと容易に狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速
応答が可能となった。
【００２２】［実施例３］図７に、本発明の液晶表示装
置のもう一つの実施例を示す。図７は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成は下側から透明な基板１１上
に各画素を駆動するためのＴＦＴ１０(Thin Film Trans
istor)及び櫛歯状の電極群である画素電極９が形成さ
れ、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御するための配
向膜７が形成されている。ここで便宜上、これらをＴＦ
Ｔ基板と称する。基板１１には今回ガラスを用いたが、
プラスチックフィルムでも良い。図中では割愛したが、
TFT10は画素電極，走査信号電極及び映像信号電極から
構成される。また、配向膜７にはポリイミド系の材料を
用い、ラビングにより配向性を持たせた。一方、上側基
板は同様に透明な基板１上にカラーフィルタ３が形成さ
れ、光の混色を抑えるためカラーフィルタ３の周囲には
ブラックマトリクス２が形成されている。ブラックマト
リクス２はカラーフィルタ３の膜厚より薄く形成する。
これにより、非画像部であるブラックマトリクス２上に
凹部を形成できる。ブラックマトリクス２上に凹部の幅
は、ブラックマトリクス２の幅と同じ２０μｍとした。
また、凹部の深さを１μｍとした。ブラックマトリクス
２の上部に配向膜５が形成されラビングにより配向制御
されている。ここで便宜上、これらをカラーフィルタ基
板と称する。ブラックマトリクス２上の凹部にスペーサ
ビーズ６を固定させ、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板
を熱硬化型の接着剤により貼り合わせ、基板間に液晶を
注入することで液晶層１２を形成し、紫外線硬化剤によ
り封止することで図７のパネルは構成される。尚、液晶
表示装置としては図中に無い上下の偏光板や各画素を駆
動するＬＳＩ及び電源，コントローラ，光学系が搭載さ
れる。
置のもう一つの実施例を示す。図７は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成は下側から透明な基板１１上
に各画素を駆動するためのＴＦＴ１０(Thin Film Trans
istor)及び櫛歯状の電極群である画素電極９が形成さ
れ、その上部にＰＡＳ膜８及び配向を制御するための配
向膜７が形成されている。ここで便宜上、これらをＴＦ
Ｔ基板と称する。基板１１には今回ガラスを用いたが、
プラスチックフィルムでも良い。図中では割愛したが、
TFT10は画素電極，走査信号電極及び映像信号電極から
構成される。また、配向膜７にはポリイミド系の材料を
用い、ラビングにより配向性を持たせた。一方、上側基
板は同様に透明な基板１上にカラーフィルタ３が形成さ
れ、光の混色を抑えるためカラーフィルタ３の周囲には
ブラックマトリクス２が形成されている。ブラックマト
リクス２はカラーフィルタ３の膜厚より薄く形成する。
これにより、非画像部であるブラックマトリクス２上に
凹部を形成できる。ブラックマトリクス２上に凹部の幅
は、ブラックマトリクス２の幅と同じ２０μｍとした。
また、凹部の深さを１μｍとした。ブラックマトリクス
２の上部に配向膜５が形成されラビングにより配向制御
されている。ここで便宜上、これらをカラーフィルタ基
板と称する。ブラックマトリクス２上の凹部にスペーサ
ビーズ６を固定させ、カラーフィルタ基板とＴＦＴ基板
を熱硬化型の接着剤により貼り合わせ、基板間に液晶を
注入することで液晶層１２を形成し、紫外線硬化剤によ
り封止することで図７のパネルは構成される。尚、液晶
表示装置としては図中に無い上下の偏光板や各画素を駆
動するＬＳＩ及び電源，コントローラ，光学系が搭載さ
れる。
【００２３】本実施例でも、スペーサビーズ６をブラッ
クマトリクス２の凹部のみに分散し固定する方法は、実
施例１及び２に示す方法を用いた。本実施例の液晶表示
装置でも、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えるこ
とができ、コントラスト比３００の高コントラストの液
晶表示装置が実現できた。また、本実施例ではスペーサ
ビーズ６に粒径４μｍのものを使用し、完成した液晶パ
ネルの液晶層１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとな
った。液晶層１２の厚さｄとスペーサビーズ６の粒子径
ｒにはｄ＜ｒの関係があり、液晶層１２の間隔より大き
なスペーサビーズ６を使用できるため製造マージンが格
段に広がった。これは、粒径の小さいスペーサビーズは
粒径の精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が
出来やすい点，製造コストが増加する等の課題があり、
粒径の大きいスペーサビーズを使用することでこれらの
点を解消できるためである。また、スペーサビーズ６に
粒径４μｍのものを使用して、液晶層１２の間隔を３μ
ｍと容易に狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速応答
が可能となった。
クマトリクス２の凹部のみに分散し固定する方法は、実
施例１及び２に示す方法を用いた。本実施例の液晶表示
装置でも、スペーサビーズ６による光漏れ等を抑えるこ
とができ、コントラスト比３００の高コントラストの液
晶表示装置が実現できた。また、本実施例ではスペーサ
ビーズ６に粒径４μｍのものを使用し、完成した液晶パ
ネルの液晶層１２の間隔（セルギャップ）は３μｍとな
った。液晶層１２の厚さｄとスペーサビーズ６の粒子径
ｒにはｄ＜ｒの関係があり、液晶層１２の間隔より大き
なスペーサビーズ６を使用できるため製造マージンが格
段に広がった。これは、粒径の小さいスペーサビーズは
粒径の精度を確保するのが難しい点，分散性が悪く塊が
出来やすい点，製造コストが増加する等の課題があり、
粒径の大きいスペーサビーズを使用することでこれらの
点を解消できるためである。また、スペーサビーズ６に
粒径４μｍのものを使用して、液晶層１２の間隔を３μ
ｍと容易に狭くできるため応答時間５０ｍｓの高速応答
が可能となった。
【００２４】［実施例４］図８に、本発明の液晶表示装
置のもう一つの実施例を示す。図８は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成としては実施例１〜３に準ず
る。実施例１〜３と異なる点は、液晶層１２の配向を規
制する配向膜５をスペーサビーズ６の固着後に形成した
点である。スペーサビーズ６は固着されているため、配
向膜５の形成過程や配向処理を行うラビング工程でも欠
落することがない。スペーサビーズ６による配向不良
（ラビング布の蛇行等による。）は、ラビング方向を考
慮し画素領域に掛からないよう凹部を設けることで解消
できる。本例では、ラビング方向を１０５°としたた
め、ＴＦＴ１０が形成されている左下の部分の遮光部に
設けた凹部に前記スペーサビーズ６が固着されるような
構成とした。凹部の幅は５μｍとし深さを１μｍとし
た。
置のもう一つの実施例を示す。図８は、本実施例の断面
構造の概略図であり、構成としては実施例１〜３に準ず
る。実施例１〜３と異なる点は、液晶層１２の配向を規
制する配向膜５をスペーサビーズ６の固着後に形成した
点である。スペーサビーズ６は固着されているため、配
向膜５の形成過程や配向処理を行うラビング工程でも欠
落することがない。スペーサビーズ６による配向不良
（ラビング布の蛇行等による。）は、ラビング方向を考
慮し画素領域に掛からないよう凹部を設けることで解消
できる。本例では、ラビング方向を１０５°としたた
め、ＴＦＴ１０が形成されている左下の部分の遮光部に
設けた凹部に前記スペーサビーズ６が固着されるような
構成とした。凹部の幅は５μｍとし深さを１μｍとし
た。
【００２５】本実施例の液晶表示装置でも、スペーサビ
ーズ６による光漏れ等を抑えることができ、コントラス
ト比３００の高コントラストの液晶表示装置が実現でき
た。また、本実施例ではスペーサビーズ６に粒径４μｍ
のものを使用し、完成した液晶パネルの液晶層１２の間
隔（セルギャップ）は３μｍとなった。液晶層１２の厚
さｄとスペーサビーズ６の粒子径ｒにはｄ＜ｒの関係が
あり、液晶層１２の間隔より大きなスペーサビーズ６を
使用できるため製造マージンが格段に広がった。これ
は、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の精度を確保す
るのが難しい点，分散性が悪く塊が出来やすい点，製造
コストが増加する等の課題があり、粒径の大きいスペー
サビーズを使用することでこれらの点を解消できるため
である。また、スペーサビーズ６に粒径４μｍのものを
使用して、液晶層１２の間隔を３μｍと容易に狭くでき
るため応答時間５０ｍｓの高速応答が可能となった。
ーズ６による光漏れ等を抑えることができ、コントラス
ト比３００の高コントラストの液晶表示装置が実現でき
た。また、本実施例ではスペーサビーズ６に粒径４μｍ
のものを使用し、完成した液晶パネルの液晶層１２の間
隔（セルギャップ）は３μｍとなった。液晶層１２の厚
さｄとスペーサビーズ６の粒子径ｒにはｄ＜ｒの関係が
あり、液晶層１２の間隔より大きなスペーサビーズ６を
使用できるため製造マージンが格段に広がった。これ
は、粒径の小さいスペーサビーズは粒径の精度を確保す
るのが難しい点，分散性が悪く塊が出来やすい点，製造
コストが増加する等の課題があり、粒径の大きいスペー
サビーズを使用することでこれらの点を解消できるため
である。また、スペーサビーズ６に粒径４μｍのものを
使用して、液晶層１２の間隔を３μｍと容易に狭くでき
るため応答時間５０ｍｓの高速応答が可能となった。
【００２６】尚、本実施例では横電界方式について記し
たが、構造は変わるもののカラーフィルタ基板に遮光部
を有するＴＮ方式やＳＴＮ方式、更には反射型にも適用
可能である。
たが、構造は変わるもののカラーフィルタ基板に遮光部
を有するＴＮ方式やＳＴＮ方式、更には反射型にも適用
可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ブラックマトリクスの
非画素領域のみにスペーサを散布できるため、スペーサ
による光漏れや配向不良が解消でき高コントラストが得
られる。更には、挟ギャップ化が容易に可能であるため
高速応答化が実現できる。また、スペーサの移動を抑え
ることにより信頼性の向上が図れ、鮮明な液晶表示装置
を提供できる。
非画素領域のみにスペーサを散布できるため、スペーサ
による光漏れや配向不良が解消でき高コントラストが得
られる。更には、挟ギャップ化が容易に可能であるため
高速応答化が実現できる。また、スペーサの移動を抑え
ることにより信頼性の向上が図れ、鮮明な液晶表示装置
を提供できる。
【図１】本発明の実施例の一具体例を示す液晶表示装置
の断面構造の概略図である。
の断面構造の概略図である。
【図２】本発明の実施例の一具体例を示す液晶表示装置
の正面の概略図である。
の正面の概略図である。
【図３】従来のスペーサの散布状態を示す液晶表示装置
の断面構造の概略図である。
の断面構造の概略図である。
【図４】液晶表示装置の表示特性の電圧−透過率特性を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図５】本発明の散布方法の一具体例を示す概略図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例のもう一つ具体例を示す液晶表
示装置の断面構造の概略図である。
示装置の断面構造の概略図である。
【図７】本発明の実施例のもう一つ具体例を示す液晶表
示装置の断面構造の概略図である。
示装置の断面構造の概略図である。
【図８】本発明の実施例のもう一つ具体例を示す液晶表
示装置の断面構造の概略図である。
示装置の断面構造の概略図である。
１，１１…基板、２…ブラックマトリクス、３…カラー
フィルタ、４…ＯＣ膜、５，７…配向膜、６…スペーサ
ビーズ、８…ＰＡＳ膜、９…画素電極、１０…ＴＦＴ、
１２…液晶層、１３…散布装置、１４…散布ノズル、１
５…液滴。
フィルタ、４…ＯＣ膜、５，７…配向膜、６…スペーサ
ビーズ、８…ＰＡＳ膜、９…画素電極、１０…ＴＦＴ、
１２…液晶層、１３…散布装置、１４…散布ノズル、１
５…液滴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英俊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 冨岡 安 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H089 LA07 LA12 LA20 NA09 QA05 QA15 2H091 FA35Y GA06 GA08 LA03 LA17
Claims (8)
- 【請求項１】少なくとも一方が透明である一対の基板
と、その一対の基板が狭持した液晶層と、前記一対の基
板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電
界を印加するための電極群と、前記液晶層の配向制御を
行う配向膜と、前記液晶層の間隔を制御するスペーサを
有し、前記液晶層の分子配向状態に応じて光学特性を変
える光学手段とからなる液晶表示装置において、 使用する前記スペーサの直径が液晶層の間隔より大き
く、且つ前記スペーサが非画素領域である遮光部に固定
される液晶表示装置。 - 【請求項２】前記遮光部に凹部設け、前記凹部に前記ス
ペーサを固定する請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】少なくとも一方が透明である一対の基板
と、その一対の基板が狭持した液晶層と、前記一対の基
板の少なくとも一方の基板に形成され、前記液晶層に電
界を印加するための電極群と、前記液晶層の配向制御を
行う配向膜と、前記液晶層の間隔を制御するスペーサと
を有する液晶表示装置において、 前記液晶層の間隔が前記スペーサの直径よりも小さくな
るように非画素部である遮光部に凹部を形成した液晶表
示装置。 - 【請求項４】前記遮光部に設けた前記凹部は、曲率を有
した凹部であることを特徴とする請求項１，２又は３に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】前記遮光部に設けた前記凹部は、光及び熱
硬化型樹脂膜からなることを特徴とする請求項１，２又
は３に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】前記凹部は、フォトリソグラフィ工程によ
り形成されたことを特徴とする請求項１，２又は３に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項７】前記スペーサは基板に散布したのち機械的
振動，静電気力，風力若しくは液体の表面張力によって
前記凹部に固定された請求項１，２又は３に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項８】前記スペーサは分散装置より塗出されて、
前記凹部に固着された請求項１又は３に記載の液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11038171A JP2000235188A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11038171A JP2000235188A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000235188A true JP2000235188A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12517957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11038171A Pending JP2000235188A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000235188A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005015299A1 (ja) * | 2003-06-13 | 2005-02-17 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 液晶表示装置の製造方法 |
| WO2006040877A1 (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | 積層基板 |
| KR100577104B1 (ko) * | 2002-10-25 | 2006-05-12 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 전자 기기 |
| JP2006208728A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| WO2007037056A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 |
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| WO2007111063A1 (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶表示装置及びその製造方法 |
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-
1999
- 1999-02-17 JP JP11038171A patent/JP2000235188A/ja active Pending
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