JP2000292797A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2000292797A JP9549899A JP9549899A JP2000292797A JP 2000292797 A JP2000292797 A JP 2000292797A JP 9549899 A JP9549899 A JP 9549899A JP 9549899 A JP9549899 A JP 9549899A JP 2000292797 A JP2000292797 A JP 2000292797A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase uniformity of a cell gap when external pressure is added and to prevent the production of vacuum bubbles at a low temp. in a liquid crystal display device having columnar spacers formed to keep the cell gap uniform. SOLUTION: This liquid crystal display device is equipped with a first substrate 1, a second substrate 2 facing the first substrate 1, a plurality of columnar spacers 22 almost homogeneously distributed between the first and second substrates to maintain the gap, a sealing material to seal and fix the periphery of the gap between the first and second substrates, and a liquid crystal layer 4 held between the first and second substrates. As for the columnar spacers 22, columnar spacers 22B having high hardness are disposed near and in the center region and columnar spacers 22A having low hardness are disposed in the peripheral region between the first and second substrates.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に係
り、特に基板間隙を均一に保つスぺーサを備えた液晶表
示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a spacer for maintaining a uniform substrate gap.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、シール材を介
して対向配置させた一対の電極基板間に、液晶を保持さ
せた構造を有する。このような液晶表示素子において
は、基板間隙(セルギャップ)を均一に保つことが良好
な表示特性を得る上で重要で、このため、従来より、一
方の基板上にスぺーサ粒子を散布し、この上に他方の基
板を貼り合わせることが行われている。
2. Description of the Related Art In general, a liquid crystal display element has a structure in which liquid crystal is held between a pair of electrode substrates which are arranged to face each other with a sealing material interposed therebetween. In such a liquid crystal display device, it is important to maintain a uniform substrate gap (cell gap) for obtaining good display characteristics. For this reason, conventionally, spacer particles have been dispersed on one substrate. Then, the other substrate is bonded on this.

【0003】しかしながら、このようなスぺーサ粒子を
散布したものでは、スぺーサ粒子が凝集しやすいことや
均一な分散が困難であることなどから、確保できるセル
ギャップの均一性には限度があった。また、スぺーサ粒
子の散布位置によっては光り抜けなどが生じ、コントラ
ストが低下するという問題もあった。
However, in the case where such spacer particles are dispersed, the uniformity of the cell gap that can be secured is limited because the spacer particles are easily aggregated and uniform dispersion is difficult. there were. Further, depending on the position where the spacer particles are scattered, there is a problem that light leakage occurs and the contrast is reduced.

【0004】そこで、これらの問題を解決するものとし
て、スぺーサ粒子に代えて、柱状のスぺーサを基板間に
配置した液晶表示素子が提案されている。
In order to solve these problems, there has been proposed a liquid crystal display device in which columnar spacers are arranged between substrates instead of spacer particles.

【0005】すなわち、この液晶表示素子は、一方の基
板上の非画素部に、例えば70デュロメータC硬度のア
クリル系樹脂からなる柱状のスぺーサを、例えば50〜
100mm2 に均一配置し、その上に他方の基板をシール
材を介して貼り合わせるとともに、基板間に液晶を保持
させたもので、スぺーサ粒子を散布したものに比べ、セ
ルギャップの均一性をより高めることができるととも
に、コントラストを向上させることができる。
That is, in this liquid crystal display element, a columnar spacer made of, for example, an acrylic resin having a hardness of 70 durometer C is provided in a non-pixel portion on one substrate, for example, 50 to 50 μm.
100 mm 2 uniformly arranged, the other substrate is pasted on it with a sealing material, and the liquid crystal is held between the substrates. The uniformity of the cell gap compared to the one where the spacer particles are scattered. And the contrast can be improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、液晶
表示素子は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かし
て、さまざまな分野で広く利用されるようになってお
り、その一つに表示画面上にタッチパネルなどを具備
し、ペン入力などで信号入力するようにした機器があ
る。このような用途に用いる液晶表示素子においては、
外圧を加えたときにもセルギャップの均一性が十分に確
保されることが要求される。
In recent years, liquid crystal display elements have been widely used in various fields, taking advantage of the features of light weight, thinness, and low power consumption. 2. Description of the Related Art There is a device that includes a touch panel or the like on a screen and inputs signals with a pen or the like. In a liquid crystal display element used for such an application,
It is required that the uniformity of the cell gap be sufficiently ensured even when an external pressure is applied.

【0007】しかるに、上述した柱状スぺーサを用いた
液晶表示素子は、基板間を封止するためのシール材に、
ファイバを混入した高硬度の樹脂材料を使用しているた
め、外圧を加えたときのセルギャップの変化が表示画面
の周辺部より中央部分で大きくなり、セルギャップの均
一性が損なわれるという問題がある。すなわち、高硬度
のシール材の影響により、周辺部のセルギャップは外圧
が加えられてもほとんど変化しないが、中央部分ではシ
ール材の影響をほとんど受けないため、外圧によりセル
ギャップが減少し、この結果、セルギャップの均一性が
損なわれることとなる。
However, a liquid crystal display device using the above-mentioned columnar spacer has a sealing material for sealing between the substrates.
The use of a high-hardness resin material mixed with fibers causes a change in the cell gap when an external pressure is applied to the central part of the display screen from the peripheral part to the outside. is there. In other words, due to the effect of the high-hardness sealing material, the cell gap in the peripheral portion hardly changes even when an external pressure is applied, but the central portion is hardly affected by the sealing material. As a result, the uniformity of the cell gap is impaired.

【0008】なお、この対策として、スぺーサの配置密
度を高くすることが考えられるが、密度を高くすると、
低温時、液晶の収縮とスぺーサの収縮が必ずしも一致し
ないため、真空泡が発生しやすくなり、表示品位を低下
させるという問題を生ずる。
As a countermeasure, it is conceivable to increase the arrangement density of the spacers.
At low temperatures, the shrinkage of the liquid crystal does not always coincide with the shrinkage of the spacer, so that a vacuum bubble is likely to be generated, causing a problem of deteriorating the display quality.

【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、外圧を加えたときにもセルギャップの均一性が
十分に確保されるとともに、低温時の真空泡の発生も防
止される液晶表示素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a liquid crystal in which even when an external pressure is applied, the uniformity of the cell gap is sufficiently ensured and the generation of vacuum bubbles at low temperatures is prevented. It is an object to provide a display element.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る本発明の液晶表示素子は、第1の基
板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1および第2の基板間にほぼ均等に分散配置され
その間隙を維持する複数のスぺーサと、前記第1および
第2の基板間の周囲を封止固定するシール材と、前記第
1および第2の基板間に保持された液晶層とを備えた液
晶表示素子において、前記第1および第2の基板間の中
央部寄りに、その周辺部より高硬度のスぺーサが配置さ
れていることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a first substrate; and a second substrate opposed to the first substrate. ,
A plurality of spacers that are disposed approximately evenly between the first and second substrates and maintain a gap therebetween; a seal member that seals and fixes a periphery between the first and second substrates; In a liquid crystal display device having a liquid crystal layer held between the first and second substrates, a spacer having a higher hardness than the peripheral portion is disposed near a center between the first and second substrates. It is characterized by having.

【0011】上記構成の液晶表示素子によれば、第1お
よび第2の基板間の中央部寄りに、その周辺部より高硬
度のスぺーサが配置されているため、スぺーサの配置密
度を増大させることなく、外圧を加えたときのセルギャ
ップの変化を、シール材の影響をほとんど受けない中央
部とシール材の影響を受ける周辺部とで、ほぼ同じにす
ることができる。したがって、外圧作用時のセルギャッ
プの均一性が十分に確保されるとともに、低温時の真空
泡の発生も防止される。
According to the liquid crystal display device having the above-described structure, the spacer having a higher hardness than the peripheral portion is disposed near the center between the first and second substrates. , The change in the cell gap when an external pressure is applied can be made substantially the same between the central portion that is hardly affected by the sealing material and the peripheral portion that is affected by the sealing material. Therefore, the uniformity of the cell gap during the action of the external pressure is sufficiently ensured, and the generation of vacuum bubbles at a low temperature is also prevented.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形
態において同一の要素には同一符号を付して重複する説
明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0013】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
アクティブマトリックス型の液晶表示素子の断面構造を
概略的に示す図、図2は、その液晶表示素子の一部を拡
大して示す断面図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a sectional structure of an active matrix type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a part of the liquid crystal display device. FIG.

【0014】これらの図に示すように、この実施の形態
に係る液晶表示素子は、アレイ基板1と、アレイ基板1
に対向して配置された対向基板2と、これらの基板間の
周囲を封止固定する85デュロメータC硬度のファィバ
入エポキシ系樹脂からなるシール材3と、基板間に保持
された液晶層4とを備えている。また、図示は省略した
が、この液晶表示素子は、駆動回路部に電気的に接続さ
れるとともに、アレイ基板1側に面光源装置を備えてい
る。
As shown in these figures, the liquid crystal display device according to this embodiment has an array substrate 1 and an array substrate 1.
And a sealing material 3 made of a fiber-filled epoxy resin having a hardness of 85 durometer C for sealing and fixing the periphery between these substrates, and a liquid crystal layer 4 held between the substrates. It has. Although not shown, the liquid crystal display element is electrically connected to a drive circuit unit and has a surface light source device on the array substrate 1 side.

【0015】アレイ基板1は、矩形状の透明なガラス基
板(370mm×470mm×0.7mm)5を備え、このガ
ラス基板5上には、互いに平行な多数本の信号線6とこ
れらの信号線6とほぼ直交する多数本の走査線(図示を
省略)とが、マトリックス状に設けられている。ガラス
基板5の自重によるたわみ量は、保持幅 550mmの場合約
10mm、保持幅550mmの場合約20mmである。
The array substrate 1 has a rectangular transparent glass substrate (370 mm × 470 mm × 0.7 mm) 5 on which a number of signal lines 6 parallel to each other and these signal lines A large number of scanning lines (not shown) substantially orthogonal to 6 are provided in a matrix. The deflection amount of the glass substrate 5 due to its own weight is about 10 mm when the holding width is 550 mm and about 20 mm when the holding width is 550 mm.

【0016】信号線6と走査線とによって囲まれた各領
域内には、インジウムスズ酸化物(以下、ITOと称す
る。)からなる透明な画素電極7が形成されており、ま
た、各信号線6と各走査線との交差部近傍には、スイッ
チング素子として走査線自体をゲート電極7とした逆ス
タガ構造の薄膜トランジスタ(以下、TFTと称す
る。)8が設けられている。
In each area surrounded by the signal lines 6 and the scanning lines, a transparent pixel electrode 7 made of indium tin oxide (hereinafter, referred to as ITO) is formed. In the vicinity of the intersection between the scanning line 6 and each scanning line, a thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) 8 having an inverted staggered structure using the scanning line itself as a gate electrode 7 as a switching element is provided.

【0017】さらに詳しく説明すると、TFT8は、ガ
ラス基板5上に形成されたゲート電極7を窒化シリコン
(SiNx)膜からなるゲート絶縁膜9で覆い、その上
に水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)薄膜か
らなる半導体層10を形成し、さらに、その上に窒化シ
リコン(SiNx)膜からなるチャネル保護膜11を形
成した構造を有する。チャネル保護膜11および半導体
層10上には、それぞれリンドープの低抵抗水素化アモ
ルファスシリコン(n+ a−Si:H)薄膜からなる半
導体層12を介して、a−Si:H薄膜からなる半導体
層10に電気的に接続されたソース電極13と、信号線
6と一体のドレイン電極14が配置されている。ソース
電極13は、また、画素電極7に電気的に接続されてい
る。
More specifically, in the TFT 8, the gate electrode 7 formed on the glass substrate 5 is covered with a gate insulating film 9 made of a silicon nitride (SiNx) film, and hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) A structure in which a semiconductor layer 10 made of a thin film is formed, and a channel protective film 11 made of a silicon nitride (SiNx) film is formed thereon. A semiconductor layer made of an a-Si: H thin film is formed on the channel protective film 11 and the semiconductor layer 10 via a semiconductor layer 12 made of a phosphorus-doped low-resistance hydrogenated amorphous silicon (n + a-Si: H) thin film. A source electrode 13 electrically connected to 10 and a drain electrode 14 integrated with the signal line 6 are arranged. The source electrode 13 is also electrically connected to the pixel electrode 7.

【0018】また、図示は省略したが、ガラス基板4上
には、走査線とほぼ平行に補助容量線が配置され、これ
らの補助容量線と画素電極7がゲート絶縁膜9を介して
対向配置され補助容量を構成している。
Although not shown, auxiliary capacitance lines are arranged on the glass substrate 4 substantially in parallel with the scanning lines, and these auxiliary capacitance lines and the pixel electrodes 7 are arranged to face each other via the gate insulating film 9. And constitute an auxiliary capacity.

【0019】そして、上記構成のTFT8、画素電極
7、走査線、信号線6などは、ポリイミドなどからなる
透明な配向膜15によって覆われている。
The TFTs 8, the pixel electrodes 7, the scanning lines, the signal lines 6 and the like having the above structure are covered with a transparent alignment film 15 made of polyimide or the like.

【0020】一方、対向基板2は、透明なガラス基板
(370mm×470mm×0.7mm)16を備え、このガ
ラス基板16の内面全体にわたってカラーフィルタ17
およびITOからなる透明な対向電極18が順に積層形
成され、さらに、その上にポリイミドなどからなる透明
な配向膜19が形成されている。図2中、20、21
は、偏光板を示す。
On the other hand, the counter substrate 2 includes a transparent glass substrate (370 mm × 470 mm × 0.7 mm) 16, and the color filter 17 covers the entire inner surface of the glass substrate 16.
And a transparent counter electrode 18 made of ITO in this order, and a transparent alignment film 19 made of polyimide or the like is further formed thereon. 2, 21 in FIG.
Indicates a polarizing plate.

【0021】そして、このようなアレイ基板1と対向基
板2との間には、アレイ基板1と対向基板2との間のセ
ルギャップを保持する、縦14μm、横8μmの矩形断
面を有する四角柱からなる柱状スぺーサ22が、952
μm2 /mm2 の密度で4画素に1個の割合で均等に配置
されている。
A rectangular column having a rectangular cross section of 14 μm in length and 8 μm in width, which holds a cell gap between the array substrate 1 and the counter substrate 2, is provided between the array substrate 1 and the counter substrate 2. Column spacer 22 consisting of 952
The pixels are uniformly arranged at a density of μm 2 / mm 2 , one for every four pixels.

【0022】詳述すると、各柱状スぺーサ22は、対向
基板2の対向電極18の内面に突設された柱状体23を
有し、その表面は配向膜19によって覆われている。ま
た、柱状体23の先端は、配向膜19を介して、アレイ
基板1側の配向膜15に接触し、走査線と対向してい
る。
More specifically, each columnar spacer 22 has a columnar body 23 protruding from the inner surface of the counter electrode 18 of the counter substrate 2, and the surface thereof is covered with an alignment film 19. Further, the tip of the columnar body 23 contacts the alignment film 15 on the array substrate 1 side via the alignment film 19 and faces the scanning line.

【0023】そして、本実施形態においては、これらの
柱状スぺーサ22のうち、シール材3の内側端よりほぼ
30mm内に位置する柱状スぺーサ22Aの柱状体23A
は、70デュロメータC硬度のアクリル系樹脂により形
成されており、また、それより内側に位置する柱状スぺ
ーサ22Bの柱状体23Bは、85デュロメータC硬度
のアクリル系樹脂により形成されている。
In the present embodiment, of these columnar spacers 22, the columnar body 23A of the columnar spacer 22A located within approximately 30 mm from the inner end of the sealing material 3 is used.
Is formed of an acrylic resin having a hardness of 70 durometer C, and the columnar body 23B of the columnar spacer 22B located on the inner side thereof is formed of an acrylic resin having a hardness of 85 durometer C.

【0024】このように構成される液晶表示素子におい
ては、中央部に周辺部の柱状スぺーサ22Aより高硬度
の柱状スぺーサ22Bが配置されているため、外圧を加
えたときのセルギャップが、シール材3に近い周辺部と
シール材3から離れた中央部でほとんど変わることはな
く、セルギャップの均一性が十分に確保され、良好な表
示品位が維持される。しかも、中央部の柱状スぺーサ2
2Bの配置密度を周辺部の柱状スぺーサ22Aの配置密
度より増大させる必要はないため、低温時の真空泡の発
生も防止することができる。
In the liquid crystal display device having such a configuration, the columnar spacers 22B having a higher hardness than the peripheral columnar spacers 22A are arranged at the center, so that the cell gap when an external pressure is applied is increased. However, there is almost no change between the peripheral portion near the sealing material 3 and the central portion away from the sealing material 3, and the uniformity of the cell gap is sufficiently ensured, and good display quality is maintained. Moreover, the columnar spacer 2 at the center
Since it is not necessary to increase the arrangement density of 2B than the arrangement density of the columnar spacers 22A in the peripheral part, it is possible to prevent the generation of vacuum bubbles at low temperatures.

【0025】なお、周辺部に配置する柱状スぺーサ22
Aおよび中央部に配置する柱状スぺーサ22Bの硬度や
配置領域などは、基板面積やシース材3の種類などによ
って適宜設定されるものであり、特に上記の例に限定さ
れるものではない。本発明においては、柱状スぺーサ2
2の配置領域をさらに細かく分けて、外側から中心部に
向けて徐々に硬度が高くなるようにすることも可能であ
る。
The columnar spacers 22 arranged at the peripheral portion
The hardness and the arrangement region of A and the columnar spacers 22B arranged at the center are appropriately set according to the substrate area, the type of the sheath material 3, and the like, and are not particularly limited to the above examples. In the present invention, the columnar spacer 2
It is also possible to further subdivide the arrangement region 2 so that the hardness gradually increases from the outside toward the center.

【0026】また、柱状スぺーサ22の形成材料も特に
上記したアクリル系樹脂に限定されるものではなく、形
状も、ガラス基板5、16に平行な断面形状が、円形や
楕円形であってもよく、正方形、長方形、三角形などの
多角形であってもよい。
The material for forming the columnar spacer 22 is not particularly limited to the above-mentioned acrylic resin, and the shape of the columnar spacer 22 may be circular or elliptical in cross section parallel to the glass substrates 5 and 16. Or a polygon such as a square, a rectangle, or a triangle.

【0027】柱状スぺーサ22の配置密度は、50〜
3000μm2 /mm2 の範囲が望ましく、このような範
囲内であれば、セルギャップを均一に保持することがで
きるとともに、低温時の真空泡の発生を十分に抑制する
ことができる。すなわち、柱状スぺーサ22の密度が5
00μm2 /mm2 未満であると、セルギャップを均一に
保持することが困難になり、逆に3000μm2 /mm2
を超えると、真空泡の発生を招くおそれがある。配置密
度のより望ましい範囲は700〜2000μm2 /mm2
の範囲である。
[0027] The arrangement density of the columnar spacer 22, 5 0 0
The range of 3000 μm 2 / mm 2 is desirable, and within such a range, the cell gap can be kept uniform and the generation of vacuum bubbles at low temperatures can be sufficiently suppressed. That is, the density of the columnar spacers 22 is 5
When it is less than 00μm 2 / mm 2, it becomes difficult to maintain a uniform cell gap, 3000μm 2 / mm 2 in the opposite
If it exceeds 300, vacuum bubbles may be generated. A more desirable range of the arrangement density is 700 to 2000 μm 2 / mm 2.
Range.

【0028】そして、このような柱状スぺーサ22は、
有効表示領域を損なわないよう、基板の配線上などの非
表示領域に配置するとともに、できるだけ均等に配置す
ることが望ましい。
And, such a columnar spacer 22 is
In order not to damage the effective display area, it is desirable to dispose it in a non-display area such as on a wiring of a substrate and to arrange as evenly as possible.

【0029】さらに、上述した実施の形態では、柱状ス
ぺーサ22を構成する柱状体23を対向基板2の対向電
極18の内面に設けているが、カラーフィルタ17の内
面に設けるようにしてもよい。また、柱状体23を別個
に設けず、カラーフィルタ17の各色の積層体で構成す
るようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the columnar body 23 constituting the columnar spacer 22 is provided on the inner surface of the counter electrode 18 of the counter substrate 2, but may be provided on the inner surface of the color filter 17. Good. Further, the columnar body 23 may not be separately provided, but may be configured by a laminate of each color of the color filter 17.

【0030】また、上述した実施の形態では、柱状スぺ
ーサ22を対向基板2側に設けているが、アレイ基板1
側に配置する構成としてもよい。さらに、アレイ基板1
と対向基板2のそれぞれに柱状スぺーサ22を配置して
もよい。この場合、周辺部の柱状スぺーサ22Aと柱状
スぺーサ22Bをそれぞれ別の基板に設けるようにして
もよい。また、それぞれの基板に設けた柱状スぺーサ2
2を重ね合わせてセルギャップを保つ構成としてもよ
い。
In the above-described embodiment, the column spacer 22 is provided on the counter substrate 2 side.
It may be configured to be arranged on the side. Further, the array substrate 1
The column spacer 22 may be arranged on each of the counter substrate 2 and the counter substrate 2. In this case, the columnar spacer 22A and the columnar spacer 22B in the peripheral portion may be provided on different substrates. Further, the columnar spacers 2 provided on each substrate are provided.
2 may be superimposed to keep the cell gap.

【0031】さらに、上述した実施の形態は、本発明を
逆スタガ構造のTFTを有するアクティブマトリックス
型の液晶表示素子に適用した例であるが、正スタガ構造
のTFTを有するアクティブマトリックス型の液晶表示
素子をはじめ各種の液晶表示素子に適用できることはい
うまでもない。
Further, the above-described embodiment is an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device having an inverted staggered structure TFT. It goes without saying that the present invention can be applied to various liquid crystal display elements including the element.

【0032】以下、本発明を正スタガ構造のTFTを有
するアクティブマトリックス型の液晶表示素子に適用し
た例を、第2の実施形態として図面を参照しながら説明
する。
Hereinafter, an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device having a TFT having a positive stagger structure will be described as a second embodiment with reference to the drawings.

【0033】すなわち、図3は、本発明の第2の実施の
形態に係るアクティブマトリックス型の液晶表示素子の
断面構造を概略的に示す図、図4は、その液晶表示素子
の一部を拡大して示す断面図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of an active matrix type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a part of the liquid crystal display device. FIG.

【0034】これらの図に示すように、この実施の形態
に係る液晶表示素子は、アレイ基板1と、アレイ基板1
に対向して配置された対向基板2と、これらの基板間の
周囲を封止固定する85デュロメータC硬度のファィバ
入エポキシ系樹脂からなるシール材3と、基板間に保持
された液晶層4とを備えている点、液晶表示素子が、駆
動回路部に電気的に接続されるとともに、アレイ基板1
側に面光源装置を備えている点、両基板1、2の外側に
偏光板20、21を備えている点などにおいては、第1
の実施形態と同じである。
As shown in these figures, the liquid crystal display element according to this embodiment has an array substrate 1 and an array substrate 1.
And a sealing material 3 made of a fiber-filled epoxy resin having a hardness of 85 durometer C for sealing and fixing the periphery between these substrates, and a liquid crystal layer 4 held between the substrates. In that the liquid crystal display element is electrically connected to the drive circuit section and the array substrate 1
In the point that the surface light source device is provided on the side and the polarizing plates 20 and 21 are provided outside the two substrates 1 and 2,
This is the same as the embodiment.

【0035】本実施形態では、対向基板2は、透明なガ
ラス基板(370mm×470mm×0.7mm)16の内面
全体にわたってITOからなる透明な対向電極18が形
成され、その上にポリイミドなどからなる透明な配向膜
19が形成された構成となっている。
In this embodiment, the opposing substrate 2 is formed with a transparent opposing electrode 18 made of ITO over the entire inner surface of a transparent glass substrate (370 mm × 470 mm × 0.7 mm) 16 and made of polyimide or the like. It has a configuration in which a transparent alignment film 19 is formed.

【0036】一方、アレイ基板1は、矩形状の透明なガ
ラス基板(370mm×470mm×0.7mm)5上に、酸
化シリコン(SiO2)膜と窒化シリコン(SiNx)
膜の二層構造からなるアンダーコーティング層30が配
置され、その上に、スイッチング素子として正スタガ構
造のTFT31が設けられた構成となっている。
On the other hand, the array substrate 1 is formed by forming a silicon oxide (SiO 2) film and a silicon nitride (SiNx) on a rectangular transparent glass substrate (370 mm × 470 mm × 0.7 mm) 5.
An undercoating layer 30 having a two-layer structure of a film is disposed, and a TFT 31 having a positive stagger structure is provided thereon as a switching element.

【0037】さらに詳しく説明すると、このTFT31
は、アンダーコーティング層30上に、ポリシリコン
(p−Si)薄膜からなる半導体活性層(チャネル)3
2、およびソース・ドレインとなるリンドープの低抵抗
ポリシリコン(n+p−Si)薄膜からなる高濃度不純
物領域33を形成し、これらをゲート酸化膜34で覆
い、さらにその上にゲート電極35を設けた構造を有す
る。なお、走査線(図示を省略)はゲート電極35と同
一の工程で形成される。走査線およびゲート酸化膜34
上には、MoとAlの二層構造からなる信号線36が配
置され、信号線36は、層間絶縁膜37およびゲート酸
化膜34を貫通する第1のコンタクトホール38を介し
て高濃度不純物領域33に接続されている。
More specifically, the TFT 31
Is a semiconductor active layer (channel) 3 made of a polysilicon (p-Si) thin film on the undercoating layer 30.
2. A high-concentration impurity region 33 made of a low-resistance phosphorus-doped polysilicon (n + p-Si) thin film serving as a source / drain was formed, these were covered with a gate oxide film 34, and a gate electrode 35 was further provided thereon. Having a structure. Note that the scanning lines (not shown) are formed in the same step as the gate electrode 35. Scan line and gate oxide film 34
A signal line 36 having a two-layer structure of Mo and Al is arranged thereon, and the signal line 36 is formed through a first contact hole 38 penetrating through an interlayer insulating film 37 and a gate oxide film 34. 33.

【0038】信号線36上には、また、酸化シリコン
(SiO2)膜と窒化シリコン(SiNx)膜の二層構
造からなる無機絶縁膜39、赤、青、緑の3色のストラ
イプ形状の有機樹脂からなるカラーフィルタ17が順に
設けられており、これらの無機絶縁膜39およびカラー
フィルタ17には第2のコンタクトホール40が形成さ
れている。さらに、カラーフィルタ17上にはITOか
らなる透明な画素電極7が配置され、画素電極7は信号
線36と電気的に接続されている。これらの画素電極7
およびカラーフィルタ17は、ポリイミドなどからなる
透明な配向膜15によって覆われている。
On the signal line 36, an inorganic insulating film 39 having a two-layer structure of a silicon oxide (SiO 2) film and a silicon nitride (SiNx) film, and a stripe-shaped organic resin of three colors of red, blue and green are provided. Are provided in order, and a second contact hole 40 is formed in the inorganic insulating film 39 and the color filter 17. Further, a transparent pixel electrode 7 made of ITO is arranged on the color filter 17, and the pixel electrode 7 is electrically connected to the signal line 36. These pixel electrodes 7
The color filter 17 is covered with a transparent alignment film 15 made of polyimide or the like.

【0039】そして、このようなアレイ基板1と対向基
板2との間の、画素電極7の非形成領域には、アレイ基
板1と対向基板2との間のセルギャップを保持する柱状
スぺーサ22が、1400μm2 /mm2 の密度で均等に
配置されている。
In a region where the pixel electrode 7 is not formed between the array substrate 1 and the counter substrate 2, a columnar spacer for maintaining a cell gap between the array substrate 1 and the counter substrate 2 is provided. 22 are evenly arranged at a density of 1400 μm 2 / mm 2 .

【0040】詳述すると、各柱状スぺーサ22は、アレ
イ基板1のカラーフィルタ17上に突設された柱状体2
3を有し、その表面は配向膜15によって覆われてい
る。
More specifically, each columnar spacer 22 is formed by a columnar body 2 protruding from the color filter 17 of the array substrate 1.
3, the surface of which is covered with an alignment film 15.

【0041】そして、本実施形態においては、これらの
柱状スぺーサ22のうち、シール材3の内側端よりほぼ
30mm内に位置する柱状スぺーサ22Aの柱状体23A
は、70デュロメータC硬度のアクリル系樹脂により形
成されており、また、それより内側に位置する柱状スぺ
ーサ22Bの柱状体23Bは、85デュロメータC硬度
のアクリル系樹脂により形成されている。
In the present embodiment, of these columnar spacers 22, the columnar members 23A of the columnar spacers 22A located within approximately 30 mm from the inner end of the sealing material 3 are used.
Is formed of an acrylic resin having a hardness of 70 durometer C, and the columnar body 23B of the columnar spacer 22B located on the inner side thereof is formed of an acrylic resin having a hardness of 85 durometer C.

【0042】このように構成される液晶表示素子におい
ても、第1の実施形態と同様、中央部に、周辺部の柱状
スぺーサ22Aより高硬度の柱状スぺーサ22Bが配置
されているため、外圧を加えたときのセルギャップが、
シール材3に近い周辺部とシール材3から離れた中央部
でほとんど変わることはなく、セルギャップの均一性が
十分に確保され、良好な表示品位が得られる。しかも、
中央部の柱状スぺーサ22Bの配置密度を周辺部の柱状
スぺーサ22Aの配置密度より増大させる必要はないた
め、低温時の真空泡の発生も防止することができる。
In the liquid crystal display device thus constructed, similarly to the first embodiment, the columnar spacer 22B having a higher hardness than the peripheral columnar spacer 22A at the center is arranged. , The cell gap when external pressure is applied is
There is almost no change between the peripheral portion near the sealing material 3 and the central portion away from the sealing material 3, so that the uniformity of the cell gap is sufficiently ensured and good display quality can be obtained. Moreover,
Since it is not necessary to increase the arrangement density of the columnar spacers 22B in the central part more than the arrangement density of the columnar spacers 22A in the peripheral part, it is possible to prevent the occurrence of vacuum bubbles at low temperatures.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
素子によれば、スぺーサの配置密度を増大させることな
く、外圧を加えたときのセルギャップの変化を、シール
材の影響をほとんど受けない中央部とシール材の影響を
受ける周辺部とで、ほぼ同じにすることができるため、
外圧作用時のセルギャップの均一性を十分に確保するこ
とができるとともに、低温時の真空泡の発生も防止する
ことができる。
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the change in the cell gap when an external pressure is applied can be reduced without increasing the arrangement density of the spacers. Since the central part that is hardly affected and the peripheral part affected by the sealing material can be almost the same,
The uniformity of the cell gap at the time of the external pressure can be sufficiently ensured, and the generation of vacuum bubbles at a low temperature can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るアクティブマ
トリックス型の液晶表示素子の断面構造を概略的に示す
図。
FIG. 1 is a view schematically showing a cross-sectional structure of an active matrix type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の液晶表示素子の一部を拡大して示す断面
図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a part of the liquid crystal display device of FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施の形態に係るアクティブマ
トリックス型の液晶表示素子の断面構造を概略的に示す
図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of an active matrix type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の液晶表示素子の一部を拡大して示す断面
図。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the liquid crystal display element of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アレイ基板 2…対向基板 3…シール材
4…液晶層 5、16…ガラス基板 6、36…信号線 7…画
素電極 8、31…TFT 22…柱状スぺーサ 22A…
低硬度の柱状スぺーサ 22B…高硬度の柱状スぺーサ 出願人 株式会社 東芝代理人 弁理士 須
山 佐 一
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array board 2 ... Counter board 3 ... Sealing material
4: Liquid crystal layer 5, 16: Glass substrate 6, 36: Signal line 7: Pixel electrode 8, 31: TFT 22: Columnar spacer 22A ...
Low hardness column spacer 22B… High hardness column spacer Applicant Toshiba Corporation Attorney Patent Attorney Su
Saichi Yama

フロントページの続き Fターム(参考) 2H089 JA11 LA09 LA16 MA04X MA05Y NA14 NA24 NA37 NA56 NA60 PA06 PA08 QA14 RA05 TA05 TA09 2H092 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB58 KA05 KA07 KA12 KB23 MA05 MA08 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA27 MA35 MA41 NA04 NA25 NA27 PA02 PA03 5C058 AA08 AB06 BA35 5C094 AA03 AA36 AA47 AA48 AA54 AA55 AA60 BA03 BA43 CA19 DA12 EA04 EA05 EA07 EB02 EC02 EC03 FB01 FB15 GB10 JA01 JA20 Continued on the front page F-term (reference) 2H089 JA11 LA09 LA16 MA04X MA05Y NA14 NA24 NA37 NA56 NA60 PA06 PA08 QA14 RA05 TA05 TA09 2H092 JA26 JA29 JA38 JA42 JA44 JB13 JB23 JB32 JB33 JB38 JB58 KA05 KA07 KA12 MA18 MA18 MA05 MA08 MA27 MA35 MA41 NA04 NA25 NA27 PA02 PA03 5C058 AA08 AB06 BA35 5C094 AA03 AA36 AA47 AA48 AA54 AA55 AA60 BA03 BA43 CA19 DA12 EA04 EA05 EA07 EB02 EC02 EC03 FB01 FB15 GB10 JA01 JA20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板と、前記第1の基板に対向配
置された第2の基板と、前記第1および第2の基板間に
ほぼ均等に分散配置されその間隙を維持する複数のスぺ
ーサと、前記第1および第2の基板間の周囲を封止固定
するシール材と、前記第1および第2の基板間に保持さ
れた液晶層とを備えた液晶表示素子において、 前記第1および第2の基板間の中央部寄りに、その周辺
部より高硬度のスぺーサが配置されていることを特徴と
する液晶表示素子。
1. A first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, and a plurality of substrates distributed substantially uniformly between the first and second substrates to maintain a gap therebetween. A liquid crystal display element comprising a spacer, a sealing material for sealing and fixing the periphery between the first and second substrates, and a liquid crystal layer held between the first and second substrates; A liquid crystal display device, wherein a spacer having a higher hardness is disposed near a center between the first and second substrates than at a peripheral portion thereof.
【請求項2】 前記シール材は、デュロメータC硬度が
80〜90であることを特徴とする請求項1記載の液晶
表示素子。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the sealing material has a durometer C hardness of 80 to 90.
【請求項3】 前記第1および第2の基板間の中央部寄
りに配置されている高硬度のスぺーサは、デュロメータ
C硬度が80〜90であることを特徴とする請求項2記
載の液晶表示素子。
3. The durometer C hardness of the high-hardness spacer disposed closer to the center between the first and second substrates is 80 to 90. Liquid crystal display element.
【請求項4】 前記スぺーサは、前記第1および第2の
基板の少なくとも一方の内面に一体的に形成された柱状
スぺーサであることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れか1項記載の液晶表示素子。
4. The spacer according to claim 1, wherein the spacer is a columnar spacer integrally formed on at least one inner surface of the first and second substrates. 2. The liquid crystal display device according to claim 1.
【請求項5】 前記柱状スぺーサは、500〜3000
μm2 /mm2 の密度で配置されていることを特徴とする
請求項4記載の液晶表示素子。
5. The columnar spacer is 500 to 3000.
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal display device is arranged at a density of μm 2 / mm 2 .
【請求項6】 前記柱状スぺーサ対は、700〜200
0μm2 /mm2 の密度で配置されていることを特徴とす
る請求項4記載の液晶表示素子。
6. The columnar spacer pair is 700 to 200.
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal display device is arranged at a density of 0 μm 2 / mm 2 .
【請求項7】 前記一対の基板の少なくとも一方は、マ
トリクス状に配置された複数本の信号線および走査線
と、スイッチング素子を介して配置された画素電極とを
含んでいることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
1項記載の液晶表示素子。
7. At least one of the pair of substrates includes a plurality of signal lines and scanning lines arranged in a matrix and pixel electrodes arranged via switching elements. The liquid crystal display device according to claim 1.
【請求項8】 前記柱状スぺーサ対は、前記信号線、走
査線およびスイッチング素子のいずれかに重ねて配置さ
れていることを特徴とする請求項7記載の液晶表示素
子。
8. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the pair of columnar spacers is disposed so as to overlap any one of the signal line, the scanning line, and the switching element.
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CN101571651B (en) * 2009-06-01 2011-09-07 深圳晶华显示器材有限公司 Method for eliminating liquid crystal bubbles from LCD

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