JP2001117103A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 均一な表示画面を得るとともに、高温時に画
面下部に液晶が溜まってパネルギャップが厚くなること
により発生するギャップムラの発生を防止する。 【解決手段】 柱状スペーサー２１の面積比が大きい場
合は、パネルの製造工程でのシール焼成の圧力、液晶注
入後の加圧封孔時の圧力に対する柱状スペーサー２１の
変形量が大きくなる。柱状スペーサー２１の面積比を大
きくすると、ギャップムラはなくなるが、下辺の白ムラ
が発生する。また柱状スペーサー２１の面積比を小さく
すると、下辺の白ムラはなくなるが、ギャップムラが発
生することになる。したがって、ギャップムラと下辺白
ムラに対して最適な柱状スペーサー２１の面積比を設定
する必要がある。基板の表示領域の内外に配置した柱状
スペーサー２１の基板との接する面積を１画素の面積の
０．０５％〜０．１５％の範囲に設定する。
面下部に液晶が溜まってパネルギャップが厚くなること
により発生するギャップムラの発生を防止する。 【解決手段】 柱状スペーサー２１の面積比が大きい場
合は、パネルの製造工程でのシール焼成の圧力、液晶注
入後の加圧封孔時の圧力に対する柱状スペーサー２１の
変形量が大きくなる。柱状スペーサー２１の面積比を大
きくすると、ギャップムラはなくなるが、下辺の白ムラ
が発生する。また柱状スペーサー２１の面積比を小さく
すると、下辺の白ムラはなくなるが、ギャップムラが発
生することになる。したがって、ギャップムラと下辺白
ムラに対して最適な柱状スペーサー２１の面積比を設定
する必要がある。基板の表示領域の内外に配置した柱状
スペーサー２１の基板との接する面積を１画素の面積の
０．０５％〜０．１５％の範囲に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ上
にスペーサーを形成したカラーフィルタを用いた横電界
の液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
にスペーサーを形成したカラーフィルタを用いた横電界
の液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＣＤは軽量・薄型・低消費電力
などの特性を生かし、各種情報機器端末やビデオ機器な
どに使用されている。これらのＬＣＤは、ＴＮ（ツイス
ト・ネマチック）及びＳＴＮ（スーパー・ツイスト・ネ
マチック）型として構成されているが、視野角が比較的
狭いという問題があり、イン・プレイン・スイッチング
（ＩＰＳ：In-Plane-Switching）方式のＬＣＤが提案さ
れている。
などの特性を生かし、各種情報機器端末やビデオ機器な
どに使用されている。これらのＬＣＤは、ＴＮ（ツイス
ト・ネマチック）及びＳＴＮ（スーパー・ツイスト・ネ
マチック）型として構成されているが、視野角が比較的
狭いという問題があり、イン・プレイン・スイッチング
（ＩＰＳ：In-Plane-Switching）方式のＬＣＤが提案さ
れている。
【０００３】次に上述したＩＰＳ方式のＬＣＤを、本発
明を説明するための図面を使って説明する。従来例に係
るＩＰＳ方式のＬＣＤは図１において、ガラスのような
透明な基板であるＴＦＴ基板６とＣＦ基板（カラーフィ
ルター基板）１３との周囲が図示しないシール材で封止
され、これらＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３とシール材と
によって形成された空間内に液晶１０が封入され、横電
界が印加されて駆動する構造になっている。
明を説明するための図面を使って説明する。従来例に係
るＩＰＳ方式のＬＣＤは図１において、ガラスのような
透明な基板であるＴＦＴ基板６とＣＦ基板（カラーフィ
ルター基板）１３との周囲が図示しないシール材で封止
され、これらＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３とシール材と
によって形成された空間内に液晶１０が封入され、横電
界が印加されて駆動する構造になっている。
【０００４】図１においてＴＦＴ基板６は、ガラスのよ
うな透明な基板であり、ＴＦＴ基板６の内面には図３に
示すように、一対の櫛歯状の透明な共通電極２と画素電
極３とが互いに噛み合った状態で、かつ相互間が絶縁さ
れて形成されており、他方のＣＦ基板１３には、各画素
電極３に対応してカラーフィルタ（図１では緑色層１６
のカラーフィルタのみを図示）が形成されており、ＴＦ
Ｔ基板６及びＣＦ基板１３の各内面には配向膜９がそれ
ぞれ形成されている。
うな透明な基板であり、ＴＦＴ基板６の内面には図３に
示すように、一対の櫛歯状の透明な共通電極２と画素電
極３とが互いに噛み合った状態で、かつ相互間が絶縁さ
れて形成されており、他方のＣＦ基板１３には、各画素
電極３に対応してカラーフィルタ（図１では緑色層１６
のカラーフィルタのみを図示）が形成されており、ＴＦ
Ｔ基板６及びＣＦ基板１３の各内面には配向膜９がそれ
ぞれ形成されている。
【０００５】配向膜９は図４に示すように、共通電極２
と画素電極３の各櫛歯と垂直な方向θ３に対して角度θ
１の方向に配向処理（ラビング処理）がされている。
と画素電極３の各櫛歯と垂直な方向θ３に対して角度θ
１の方向に配向処理（ラビング処理）がされている。
【０００６】またＴＦＴ基板６及びＣＦ基板１３の外面
には図１に示すように、偏光板１９が形成され、その一
方の偏光板１９の偏光方向は配向方向θ１と同一になっ
ているが、その他方の偏光板１９の偏光方向は配向方向
θ１と直交する方向θ２になっている。
には図１に示すように、偏光板１９が形成され、その一
方の偏光板１９の偏光方向は配向方向θ１と同一になっ
ているが、その他方の偏光板１９の偏光方向は配向方向
θ１と直交する方向θ２になっている。
【０００７】図５（ａ）に示すように共通電極２と画素
電極３の間に電圧を印加しない状態では、ＬＣＤに入射
された光は入射側の偏光板１９により直線偏光とされ、
その偏光方向と液晶分子２２の長軸方向とが一致してい
るため、偏光方向を変えられることなく液晶１０を透過
することとなり、出射側の偏光板１９に達した光の偏光
方向は偏光板１９の偏光方向と直交することとなり、遮
断される。
電極３の間に電圧を印加しない状態では、ＬＣＤに入射
された光は入射側の偏光板１９により直線偏光とされ、
その偏光方向と液晶分子２２の長軸方向とが一致してい
るため、偏光方向を変えられることなく液晶１０を透過
することとなり、出射側の偏光板１９に達した光の偏光
方向は偏光板１９の偏光方向と直交することとなり、遮
断される。
【０００８】図５（ｂ）に示すように共通電極２と画素
電極３の間に電圧を印加すると、これら電極２，３の櫛
歯間の電界により液晶分子２２の長軸方向が、電極２，
３の櫛歯の長手方向と直交する方向に曲げられる。した
がって、偏光板１９により直線偏向とされた光は、液晶
１０を透過する際に液晶１０の複屈折により楕円偏光に
変化し、偏光板１９を透過する。
電極３の間に電圧を印加すると、これら電極２，３の櫛
歯間の電界により液晶分子２２の長軸方向が、電極２，
３の櫛歯の長手方向と直交する方向に曲げられる。した
がって、偏光板１９により直線偏向とされた光は、液晶
１０を透過する際に液晶１０の複屈折により楕円偏光に
変化し、偏光板１９を透過する。
【０００９】このようなＬＣＤにおいて画像を表示する
には、例えば共通電極２と画素電極３を各画素対応に設
け、その一方の電極を走査電極とし、その他方を信号電
極として、従来の単純マトリクス（ＸＹマトリクス）Ｌ
ＣＤと同様に表示する方法がある。
には、例えば共通電極２と画素電極３を各画素対応に設
け、その一方の電極を走査電極とし、その他方を信号電
極として、従来の単純マトリクス（ＸＹマトリクス）Ｌ
ＣＤと同様に表示する方法がある。
【００１０】また他の画像表示方法としては、従来のＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブマトリクスＬＣＤ
（以下、ＡＭ−ＬＣＤという）と同様に、ＴＦＴ基板６
の内面に各画素ごとに共通電極２と画素電極３と共にス
イッチング素子としてＴＦＴを形成し、各画素を選択表
示する方法がある。なお、ＡＭ−ＬＣＤではＴＦＴのよ
うな三端子スイッチング素子以外にダイオードやバリス
タ等の二端子スイッチング素子を設ける場合もある。
ＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブマトリクスＬＣＤ
（以下、ＡＭ−ＬＣＤという）と同様に、ＴＦＴ基板６
の内面に各画素ごとに共通電極２と画素電極３と共にス
イッチング素子としてＴＦＴを形成し、各画素を選択表
示する方法がある。なお、ＡＭ−ＬＣＤではＴＦＴのよ
うな三端子スイッチング素子以外にダイオードやバリス
タ等の二端子スイッチング素子を設ける場合もある。
【００１１】上述したＩＰＳ方式のＬＣＤは視野角が広
いため、従来のＣＲＴディスプレイの置換え用として需
要が高まっている。
いため、従来のＣＲＴディスプレイの置換え用として需
要が高まっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来使用さ
れているＴＮモードやＩＰＳモード（横電界方式）など
のカラー液晶表示素子は、通常液晶層の厚み（セルギャ
ップ）を保持するために、一般に薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラ
ーフィルタ側の基板との間にプラスチックビーズ又はガ
ラス繊維をスペーサーとして使用している。
れているＴＮモードやＩＰＳモード（横電界方式）など
のカラー液晶表示素子は、通常液晶層の厚み（セルギャ
ップ）を保持するために、一般に薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）や複数の走査電極などを具備した電極基板とカラ
ーフィルタ側の基板との間にプラスチックビーズ又はガ
ラス繊維をスペーサーとして使用している。
【００１３】ここで、プラスチックビーズなどのスペー
サーは散布されるため、ＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３の
間のどの位置（面内位置）に配置されるかは定まってい
ない。プラスチックビーズなどをスペーサーとして用い
るカラー液晶表示素子においては、プラスチックビーズ
などのスペーサーの位置が定まっておらず、画素上に位
置するスペーサーによる光の散乱や透過により液晶表示
素子の表示品位が低下するという問題がある。
サーは散布されるため、ＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３の
間のどの位置（面内位置）に配置されるかは定まってい
ない。プラスチックビーズなどをスペーサーとして用い
るカラー液晶表示素子においては、プラスチックビーズ
などのスペーサーの位置が定まっておらず、画素上に位
置するスペーサーによる光の散乱や透過により液晶表示
素子の表示品位が低下するという問題がある。
【００１４】プラスチックビーズなどのスペーサーを散
布して使用する液晶表示素子には、この他にも下記の問
題がある。すなわち、スペーサーが球状あるいは棒状の
形であり、セル圧着時に点または線で接触するために、
配向膜や透明電極が破損し、表示欠陥が発生しやすいと
いう問題がある。
布して使用する液晶表示素子には、この他にも下記の問
題がある。すなわち、スペーサーが球状あるいは棒状の
形であり、セル圧着時に点または線で接触するために、
配向膜や透明電極が破損し、表示欠陥が発生しやすいと
いう問題がある。
【００１５】さらに配向膜１９や透明電極２，３の破損
により、液晶１０が汚染され、電圧が低下しやすいとい
う問題がある。またスペーサーを均一に散布する工程が
必要であり、或いはスペーサーの粒度分布を高精度に管
理することが必要であるため、簡便な方法で安定した表
示品位の液晶表示素子を得ることが困難である。
により、液晶１０が汚染され、電圧が低下しやすいとい
う問題がある。またスペーサーを均一に散布する工程が
必要であり、或いはスペーサーの粒度分布を高精度に管
理することが必要であるため、簡便な方法で安定した表
示品位の液晶表示素子を得ることが困難である。
【００１６】そこで、特許第２７５１３９２号及び特開
平１０−１０４６０６号公報には、カラーフィルタを形
成する着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用
いた液晶表示素子が提案されている。
平１０−１０４６０６号公報には、カラーフィルタを形
成する着色層を重ね合わせた構造をスペーサーとして用
いた液晶表示素子が提案されている。
【００１７】上述した特許第２７５１３９２号及び特開
平１０−１０４６０６号公報に開示されたスペーサー
は、従来のカラーフィルターの製造プロセスに追加工程
が必要でないため、従来と同じコストでカラーフィルタ
ーを作成することが可能であり、今後普及が予想されて
いる。
平１０−１０４６０６号公報に開示されたスペーサー
は、従来のカラーフィルターの製造プロセスに追加工程
が必要でないため、従来と同じコストでカラーフィルタ
ーを作成することが可能であり、今後普及が予想されて
いる。
【００１８】また特開平１０−８２９０９号公報には、
従来構造のカラーフィルターに別途スペーサーを形成す
る方法がある。この場合のスペーサーの形成方法として
は、オーバーコート層をパターニングする等がある。
従来構造のカラーフィルターに別途スペーサーを形成す
る方法がある。この場合のスペーサーの形成方法として
は、オーバーコート層をパターニングする等がある。
【００１９】この方法では、追加工程が必要になるた
め、従来よりはコストが割高になる。このようなスペー
サー（以下、柱状スペーサーという）を有するカラーフ
ィルターを液晶表示装置に用いる場合、ＴＮ型の液晶表
示装置においては、スペーサーの対向基板への付き当て
部の透明電極が対向基板の電極と短絡するのを防ぐた
め、対向基板若しくはスペーサー上部に絶縁膜を形成す
る必要があり、或いはスペーサーの形成位置、サイズに
制限を設ける必要があり、カラーフィルターの作成を困
難にしている。
め、従来よりはコストが割高になる。このようなスペー
サー（以下、柱状スペーサーという）を有するカラーフ
ィルターを液晶表示装置に用いる場合、ＴＮ型の液晶表
示装置においては、スペーサーの対向基板への付き当て
部の透明電極が対向基板の電極と短絡するのを防ぐた
め、対向基板若しくはスペーサー上部に絶縁膜を形成す
る必要があり、或いはスペーサーの形成位置、サイズに
制限を設ける必要があり、カラーフィルターの作成を困
難にしている。
【００２０】一方、ＩＰＳ方式のＬＣＤは対向基板に電
極が形成されていないため、スペーサーの形成位置、サ
イズに制限が少なく、ＴＮ型と比較して、設計の自由度
が大きい。
極が形成されていないため、スペーサーの形成位置、サ
イズに制限が少なく、ＴＮ型と比較して、設計の自由度
が大きい。
【００２１】しかしながら、ＩＰＳ方式のＬＣＤは外界
の温度が上昇すると、パネル内部の液晶１０と液晶１０
に直接接している配向膜９との摩擦力（表面張力）が弱
まり、液晶表示装置を立てて使用する場合は、重力によ
り液晶１０がパネル下部に下降するため、パネル下部に
液晶１０が溜まることによって下部のパネルギャップが
厚くなり、結果として下部の輝度とその他の部分の輝度
差がムラとなって見える現象が発生していた（下辺白ム
ラ）。
の温度が上昇すると、パネル内部の液晶１０と液晶１０
に直接接している配向膜９との摩擦力（表面張力）が弱
まり、液晶表示装置を立てて使用する場合は、重力によ
り液晶１０がパネル下部に下降するため、パネル下部に
液晶１０が溜まることによって下部のパネルギャップが
厚くなり、結果として下部の輝度とその他の部分の輝度
差がムラとなって見える現象が発生していた（下辺白ム
ラ）。
【００２２】本発明の目的は、均一な表示画面を得ると
ともに、高温時に画面下部に液晶が溜まってパネルギャ
ップが厚くなることによって発生するギャップムラの発
生を防止した液晶表示装置及びその製造方法を提供する
ことにある。
ともに、高温時に画面下部に液晶が溜まってパネルギャ
ップが厚くなることによって発生するギャップムラの発
生を防止した液晶表示装置及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示装置は、対をなす基板間のギ
ャップ内に液晶を介装し、電界を印加して駆動する液晶
表示装置であって、ギャップを保持する柱状スペーサー
は、前記基板のいずれか一方、または両方に形成してお
り、前記柱状スペーサが表示領域の内外またはいずれか
一方で基板と接する面積を１画素の面積の０．０５％〜
０．１５％の範囲に設定したものである。
め、本発明に係る液晶表示装置は、対をなす基板間のギ
ャップ内に液晶を介装し、電界を印加して駆動する液晶
表示装置であって、ギャップを保持する柱状スペーサー
は、前記基板のいずれか一方、または両方に形成してお
り、前記柱状スペーサが表示領域の内外またはいずれか
一方で基板と接する面積を１画素の面積の０．０５％〜
０．１５％の範囲に設定したものである。
【００２４】また前記対をなす基板間を貼り付けるシー
ル材内にシール内スペーサーを内装し、そのシール内ス
ペーサーの径の調整により表示領域の内外での基板間ギ
ャップを均一化するものである。
ル材内にシール内スペーサーを内装し、そのシール内ス
ペーサーの径の調整により表示領域の内外での基板間ギ
ャップを均一化するものである。
【００２５】また前記シール材近傍及び、シール材と補
助シール材との間に柱状スペーサーが有するものであ
る。
助シール材との間に柱状スペーサーが有するものであ
る。
【００２６】また前記シール内スペーサーの径は、色層
の膜厚をＡμｍ、前記色層を被覆するオーバーコートの
膜厚をＢμｍ、配向膜の膜厚をＣμｍ、前記柱状スペー
サーの高さをＤμｍ、前記基板を被覆する保護膜の膜厚
をＥμｍ、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の膜厚をＦ
μｍ、薄膜トランジスタのゲート電極の膜厚をＧμｍ、
遮光用ブラックマトリクス層の膜厚をＨμｍとした場
合、シール内スペーサーの径＝（Ａ＋Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ＋Ｅ
＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ-Ｇ＝Ａ＋Ｄ＋２Ｃ−Ｈ
（μｍ）として表されるものである。
の膜厚をＡμｍ、前記色層を被覆するオーバーコートの
膜厚をＢμｍ、配向膜の膜厚をＣμｍ、前記柱状スペー
サーの高さをＤμｍ、前記基板を被覆する保護膜の膜厚
をＥμｍ、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の膜厚をＦ
μｍ、薄膜トランジスタのゲート電極の膜厚をＧμｍ、
遮光用ブラックマトリクス層の膜厚をＨμｍとした場
合、シール内スペーサーの径＝（Ａ＋Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ＋Ｅ
＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ-Ｇ＝Ａ＋Ｄ＋２Ｃ−Ｈ
（μｍ）として表されるものである。
【００２７】また前記シール内スペーサーの径は、実際
のシール内スペーサー径≦（計算によるシール内スペー
サー径＋２μｍ）の範囲で決定するものである。
のシール内スペーサー径≦（計算によるシール内スペー
サー径＋２μｍ）の範囲で決定するものである。
【００２８】また表示面周辺部分にギャップ大の領域を
シール近傍の画面と反対側の柱を削除することによって
形成したものである。
シール近傍の画面と反対側の柱を削除することによって
形成したものである。
【００２９】また本発明に係る液晶表示装置の製造方法
は、対をなす基板間のギャップ内に液晶を充填し、前記
基板の周辺部を貼り合せる液晶表示装置の製造方法であ
って、前記基板を貼り合わせる工程における基板貼り付
け，貼り付け後の基板位置の微調整のステップにおい
て、基板にかける圧力は０．０１Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／
ｍ2以下である。
は、対をなす基板間のギャップ内に液晶を充填し、前記
基板の周辺部を貼り合せる液晶表示装置の製造方法であ
って、前記基板を貼り合わせる工程における基板貼り付
け，貼り付け後の基板位置の微調整のステップにおい
て、基板にかける圧力は０．０１Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／
ｍ2以下である。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
より説明する。
【００３１】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係る液晶表示装置を示す図であって、図２のＡ−Ａ
線断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図は、緑色層のカ
ラーフィルターの部分を断面した図である。図３は、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）を示す平面図である。
１に係る液晶表示装置を示す図であって、図２のＡ−Ａ
線断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図は、緑色層のカ
ラーフィルターの部分を断面した図である。図３は、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）を示す平面図である。
【００３２】図１に示すように、厚みが１．１ｍｍで表
面を研磨した透明基板であるガラス基板をＴＦＴ基板
６，ＣＦ基板（カラーフィルター基板）１３として用
い、ＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３の間に液晶１０を介装
している。
面を研磨した透明基板であるガラス基板をＴＦＴ基板
６，ＣＦ基板（カラーフィルター基板）１３として用
い、ＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３の間に液晶１０を介装
している。
【００３３】一方のＴＦＴ基板６には図３に示すよう
に、一対の櫛歯状の透明な共通電極２と画素電極３とが
互いに噛み合った状態で、かつ相互間が絶縁されて形成
され、かつ薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１
８が形成されている。
に、一対の櫛歯状の透明な共通電極２と画素電極３とが
互いに噛み合った状態で、かつ相互間が絶縁されて形成
され、かつ薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１
８が形成されている。
【００３４】図３に示すようにＴＦＴ１８のゲート電極
１には走査信号が入力され、ＴＦＴ１８のソース電極に
は画素電極３が結線され、ＴＦＴ１８のドレイン電極５
には映像信号が入力されるようになっている。また共通
電極２には、後述する柱状スペーサー２１を接触させる
幅広の柱状スペーサー接触部４が設けられている。また
共通電極２とゲート電極１は同層に位置し、ドレイン電
極５と画素電極３は同層に位置し、さらに共通電極２及
びゲート電極１と、ドレイン電極５及び画素電極３は、
異なる層に形成された金属層をパターン化して構成され
ている。さらに蓄積容量素子は、画素電極３と共通電極
２との間にゲート絶縁膜７を挟む構造として形成されて
いる。
１には走査信号が入力され、ＴＦＴ１８のソース電極に
は画素電極３が結線され、ＴＦＴ１８のドレイン電極５
には映像信号が入力されるようになっている。また共通
電極２には、後述する柱状スペーサー２１を接触させる
幅広の柱状スペーサー接触部４が設けられている。また
共通電極２とゲート電極１は同層に位置し、ドレイン電
極５と画素電極３は同層に位置し、さらに共通電極２及
びゲート電極１と、ドレイン電極５及び画素電極３は、
異なる層に形成された金属層をパターン化して構成され
ている。さらに蓄積容量素子は、画素電極３と共通電極
２との間にゲート絶縁膜７を挟む構造として形成されて
いる。
【００３５】図３に示す具体例において画素電極３の２
本の櫛歯は、共通電極２の３本の櫛歯間にそれぞれ配置
されている。画素ピッチは、縦方向（すなわち、ドレイ
ン電極５相互間）が２７０μｍ、横方向（すなわち、ゲ
ート電極１相互間）が９０μｍである。前述の各電極
２，３の幅は、ゲート電極１，ドレイン電極５，共通電
極２の複数画素間に跨る配線部分は広めに設定され、線
欠陥を防止するようになっており、その幅は、それぞれ
１０μｍ，７μｍ，７μｍに設定されている。また画素
内部の画素電極３と共通電極２の幅は、開口率を高くす
るため狭い幅になっており、３μｍに設定している。
本の櫛歯は、共通電極２の３本の櫛歯間にそれぞれ配置
されている。画素ピッチは、縦方向（すなわち、ドレイ
ン電極５相互間）が２７０μｍ、横方向（すなわち、ゲ
ート電極１相互間）が９０μｍである。前述の各電極
２，３の幅は、ゲート電極１，ドレイン電極５，共通電
極２の複数画素間に跨る配線部分は広めに設定され、線
欠陥を防止するようになっており、その幅は、それぞれ
１０μｍ，７μｍ，７μｍに設定されている。また画素
内部の画素電極３と共通電極２の幅は、開口率を高くす
るため狭い幅になっており、３μｍに設定している。
【００３６】さらに画素電極３と共通電極２との間に
は、ゲート絶縁膜７の一部を介装して１０μｍの間隙が
確保されている。画素数は、１６００×３（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）本の信号配線電極と１２００本の走査配線電極とに
より、１６００×３×１２００個としてある。
は、ゲート絶縁膜７の一部を介装して１０μｍの間隙が
確保されている。画素数は、１６００×３（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）本の信号配線電極と１２００本の走査配線電極とに
より、１６００×３×１２００個としてある。
【００３７】他方のＣＦ基板１３には図１に示すよう
に、表示部分以外から洩れる光を遮光するＢＭ層（ブラ
ックマトリクス層）１７を各色のカラーフィルターの形
成位置にそれぞれ形成し、ＢＭ層（ブラックマトリクス
層）１７の位置にカラーフィルターをそれぞれ形成す
る。図１では、緑色層１６のカラーフィルターをＢＭ層
（ブラックマトリクス層）１７の位置に形成した状態を
断面して示している。
に、表示部分以外から洩れる光を遮光するＢＭ層（ブラ
ックマトリクス層）１７を各色のカラーフィルターの形
成位置にそれぞれ形成し、ＢＭ層（ブラックマトリクス
層）１７の位置にカラーフィルターをそれぞれ形成す
る。図１では、緑色層１６のカラーフィルターをＢＭ層
（ブラックマトリクス層）１７の位置に形成した状態を
断面して示している。
【００３８】さらに図１に示すように、一方のＴＦＴ基
板６のゲート絶縁膜７上には窒化シリコン等の保護膜８
が形成され、その上にポリイミド等の配向膜９が塗布さ
れ、配向膜９にラビング処理が施されている。
板６のゲート絶縁膜７上には窒化シリコン等の保護膜８
が形成され、その上にポリイミド等の配向膜９が塗布さ
れ、配向膜９にラビング処理が施されている。
【００３９】さらに他方のＣＦ基板１３には、ＴＦＴ基
板６との間隔（ギャップ）を保持する柱状スペーサー２
１が形成されている。図１に示す柱状スペーサー２１
は、ＣＦ基板１３のＢＭ層１７上に緑，青，赤の色層１
６，１５，１４を積み重ねることにより柱状に突出して
形成されており、柱状スペーサー２１は、幅広の柱状ス
ペーサー接触部４に突き当てられるようになっている。
図１の例では、柱状スペーサー２１の高さは、４．０μ
ｍに設定している。
板６との間隔（ギャップ）を保持する柱状スペーサー２
１が形成されている。図１に示す柱状スペーサー２１
は、ＣＦ基板１３のＢＭ層１７上に緑，青，赤の色層１
６，１５，１４を積み重ねることにより柱状に突出して
形成されており、柱状スペーサー２１は、幅広の柱状ス
ペーサー接触部４に突き当てられるようになっている。
図１の例では、柱状スペーサー２１の高さは、４．０μ
ｍに設定している。
【００４０】さらにＣＦ基板１３の色層上には、色層１
４，１５，１６からの不純物溶出を防止するためのオー
バーコート１１が形成され、最表面にポリイミド等の配
向膜９が塗布され、配向膜９にラビング処理が施されて
いる。
４，１５，１６からの不純物溶出を防止するためのオー
バーコート１１が形成され、最表面にポリイミド等の配
向膜９が塗布され、配向膜９にラビング処理が施されて
いる。
【００４１】ここで、カラーフィルター上に形成された
柱状スペーサー２１は、特に着色層の重ねで形成された
ものでなくてもよく、例えばオーバーコート１１をパタ
ーン化したものでもよい。
柱状スペーサー２１は、特に着色層の重ねで形成された
ものでなくてもよく、例えばオーバーコート１１をパタ
ーン化したものでもよい。
【００４２】また柱状スペーサー２１の頂上がＴＦＴに
接する位置は図３に示すゲート電極１上の柱状スペーサ
ー接触部４であり、したがって柱状スペーサー２１の配
置は図２に示すように画素ピッチでの配置となり、表示
面のＲ、Ｇ、Ｂ各画素（カラーフィルタ）毎に配置す
る。表示面以外では、柱状スペーサー２１は、シール材
２３，補助シール材２４の位置を除く部分に配置してお
り、したがってシール材２３のない注入孔部や、シール
材とシール材の間には柱状スペーサー２１を配置してい
る。
接する位置は図３に示すゲート電極１上の柱状スペーサ
ー接触部４であり、したがって柱状スペーサー２１の配
置は図２に示すように画素ピッチでの配置となり、表示
面のＲ、Ｇ、Ｂ各画素（カラーフィルタ）毎に配置す
る。表示面以外では、柱状スペーサー２１は、シール材
２３，補助シール材２４の位置を除く部分に配置してお
り、したがってシール材２３のない注入孔部や、シール
材とシール材の間には柱状スペーサー２１を配置してい
る。
【００４３】また図１に示すようにＴＦＴ基板６とＣＦ
基板１３の外側には偏光板１９が添着されている。図４
に示すように、一方の偏光板１９の偏光透過軸は、θ１
＝７５°に設定され、他方の偏光板１９の偏光透過軸θ
２は、前述の偏光板１９の偏光透過軸に直交するθ２＝
−１５°に設定されている。
基板１３の外側には偏光板１９が添着されている。図４
に示すように、一方の偏光板１９の偏光透過軸は、θ１
＝７５°に設定され、他方の偏光板１９の偏光透過軸θ
２は、前述の偏光板１９の偏光透過軸に直交するθ２＝
−１５°に設定されている。
【００４４】前述したようなアクティブマトリクス型液
晶表示素子が形成されるＴＦＴ基板６の液晶との界面を
形成する配向膜９上のラビング方向と、ブラックマトリ
クス付カラーフィルターが形成されたＣＦ基板１３の液
晶との界面を形成する配向膜９上のラビング方向は互い
にほぼ平行であり、印加電界方向θ３とのなす角度θ１
を７５度に設定している。
晶表示素子が形成されるＴＦＴ基板６の液晶との界面を
形成する配向膜９上のラビング方向と、ブラックマトリ
クス付カラーフィルターが形成されたＣＦ基板１３の液
晶との界面を形成する配向膜９上のラビング方向は互い
にほぼ平行であり、印加電界方向θ３とのなす角度θ１
を７５度に設定している。
【００４５】ＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３は、シール材
２３，２４によって張り合わされる。シール材２３内に
はギャップを保つため、図１に示すようにシール内スペ
ーサー２２が設けられる。シール２３材は図２に示すよ
うに、液晶１０を注入するための注入口２５を除いた表
示画面の周囲を囲む位置に設けてある。
２３，２４によって張り合わされる。シール材２３内に
はギャップを保つため、図１に示すようにシール内スペ
ーサー２２が設けられる。シール２３材は図２に示すよ
うに、液晶１０を注入するための注入口２５を除いた表
示画面の周囲を囲む位置に設けてある。
【００４６】基板６、１３間には、誘電率異方性Δεが
正でその値が７．０であり、かつ屈折率異方性Δｎが
０．０７０（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチック液晶１
０を挟んで液晶パネルが構成される。
正でその値が７．０であり、かつ屈折率異方性Δｎが
０．０７０（５８９ｎｍ、２０℃）のネマチック液晶１
０を挟んで液晶パネルが構成される。
【００４７】またＴＦＴ基板６とＣＦ基板１３を張合わ
せたシール材２３の位置には柱状スペーサー２１が設け
られていない。これは、シール材２３内のスペーサー２
２と柱状スペーサー２１とが突き当たると、その部分で
の基板６，１３間のギャップが（柱状スペーサー２１＋
スペーサー２２）の高さとなり、表示領域での基板６，
１３間のギャップと均一にならないためである。
せたシール材２３の位置には柱状スペーサー２１が設け
られていない。これは、シール材２３内のスペーサー２
２と柱状スペーサー２１とが突き当たると、その部分で
の基板６，１３間のギャップが（柱状スペーサー２１＋
スペーサー２２）の高さとなり、表示領域での基板６，
１３間のギャップと均一にならないためである。
【００４８】シール内スペーサー２２の径は、緑色層１
６の膜厚をＡμｍ、オーバーコート１１の膜厚をＢμ
ｍ、配向膜９の膜厚をＣμｍ、柱状スペーサー２２の高
さをＤμｍ、ＴＦＴの保護膜８の膜厚をＥμｍ、ゲート
絶縁膜７の膜厚をＦμｍ、ゲート電極１の膜厚をＧμ
ｍ、ＢＭ層１７の膜厚をＨμｍとした場合、以下の計算
によって決定する。
６の膜厚をＡμｍ、オーバーコート１１の膜厚をＢμ
ｍ、配向膜９の膜厚をＣμｍ、柱状スペーサー２２の高
さをＤμｍ、ＴＦＴの保護膜８の膜厚をＥμｍ、ゲート
絶縁膜７の膜厚をＦμｍ、ゲート電極１の膜厚をＧμ
ｍ、ＢＭ層１７の膜厚をＨμｍとした場合、以下の計算
によって決定する。
【００４９】シール内スペーサー２２の径＝（Ａ＋Ｂ＋
２Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ-Ｇ＝Ａ＋Ｄ
＋２Ｃ−Ｈ（μｍ） ここで、柱状スペーサーの高さＤとは、緑色層１６上で
のオーバーコート１１の表面から柱状スペーサーの高さ
の頂上までの高さとする。
２Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ-Ｇ＝Ａ＋Ｄ
＋２Ｃ−Ｈ（μｍ） ここで、柱状スペーサーの高さＤとは、緑色層１６上で
のオーバーコート１１の表面から柱状スペーサーの高さ
の頂上までの高さとする。
【００５０】ただし、実際にはシール内スペーサー２２
の径が、ＣＦ基板１３のＢＭ層１７、オーバーコート１
１にめり込むため、実際のシール内スペーサー２２の径
≦（計算によるシール内スペーサー２２の径＋２μｍ）
の範囲で決定する。
の径が、ＣＦ基板１３のＢＭ層１７、オーバーコート１
１にめり込むため、実際のシール内スペーサー２２の径
≦（計算によるシール内スペーサー２２の径＋２μｍ）
の範囲で決定する。
【００５１】また本発明では、シール２３内に設けたシ
ール内スペーサー２２の下層にはゲート電極１と同時に
形成される層が存在するが、そのものが存在しない場合
は、シール内スペーサー２２の径＝（Ａ＋Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ
＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ＝Ａ＋Ｄ＋２Ｃ＋Ｇ−
Ｈ（μｍ）となる。この場合も実際のシール内スペーサ
ー２２の径≦（シール内スペーサー２２の径＋２μｍ）
の範囲で決定する。
ール内スペーサー２２の下層にはゲート電極１と同時に
形成される層が存在するが、そのものが存在しない場合
は、シール内スペーサー２２の径＝（Ａ＋Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ
＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ＝Ａ＋Ｄ＋２Ｃ＋Ｇ−
Ｈ（μｍ）となる。この場合も実際のシール内スペーサ
ー２２の径≦（シール内スペーサー２２の径＋２μｍ）
の範囲で決定する。
【００５２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を製
造するには、ＣＦ基板１３及びＴＦＴ基板６に配向膜９
をそれぞれ印刷し、その配向膜９にラビング処理が施し
た後、ＴＦＴ基板６にシール材２３と補助シール材２４
を印刷する。
造するには、ＣＦ基板１３及びＴＦＴ基板６に配向膜９
をそれぞれ印刷し、その配向膜９にラビング処理が施し
た後、ＴＦＴ基板６にシール材２３と補助シール材２４
を印刷する。
【００５３】次にＣＦ基板１３とＴＦＴ基板６を貼り合
わせる。この工程は重ね合わせ装置で行われるが、ステ
ップとしては、基板非接触の位置合わせ、基板貼り
付け、基板接触で位置微合わせの３ステップで行われ
る。
わせる。この工程は重ね合わせ装置で行われるが、ステ
ップとしては、基板非接触の位置合わせ、基板貼り
付け、基板接触で位置微合わせの３ステップで行われ
る。
【００５４】のステップでは、まずＣＦ基板１３、Ｔ
ＦＴ基板６を非接触で位置合わせを行い、のステップ
で貼り合わせるが、接触時の衝撃でズレが生じるため、
のステップでは、両基板６，１３を接触させたまま再
度位置の微調整を行う。ここでは、シール材の密着性を
高めるため、圧力をかけながら，のステップを行っ
ている。
ＦＴ基板６を非接触で位置合わせを行い、のステップ
で貼り合わせるが、接触時の衝撃でズレが生じるため、
のステップでは、両基板６，１３を接触させたまま再
度位置の微調整を行う。ここでは、シール材の密着性を
高めるため、圧力をかけながら，のステップを行っ
ている。
【００５５】従来の球形スペーサーであれば、球形であ
るためコロの役割を果たすので、圧力をかけても基板を
動かすことが可能である。ところが、上述の柱状スペー
サの場合は、頂上が平面であるから、基板間で摩擦力を
生じるため、ある圧力以上では動かない不具合を生じ
る。水準実験の結果、柱頂上の面積によらず、０．０１
Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／ｍ2以下の圧力でないと、基板６，
１３間を相互にずらすことができず、基板６，１３間の
位置の微調整を行うことができないことが分かった。そ
こで本発明では、基板貼り付け、基板接触で位置の
微調整を０．０１Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／ｍ2以下の圧力で
行った。この基板貼り合わせ後、シール焼成装置にて圧
力と温度をかけてシール材２３，２４を固める。
るためコロの役割を果たすので、圧力をかけても基板を
動かすことが可能である。ところが、上述の柱状スペー
サの場合は、頂上が平面であるから、基板間で摩擦力を
生じるため、ある圧力以上では動かない不具合を生じ
る。水準実験の結果、柱頂上の面積によらず、０．０１
Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／ｍ2以下の圧力でないと、基板６，
１３間を相互にずらすことができず、基板６，１３間の
位置の微調整を行うことができないことが分かった。そ
こで本発明では、基板貼り付け、基板接触で位置の
微調整を０．０１Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／ｍ2以下の圧力で
行った。この基板貼り合わせ後、シール焼成装置にて圧
力と温度をかけてシール材２３，２４を固める。
【００５６】その後、重合わせた基板６，１３から必要
部分を切り出すパネル切断を行い、注入孔２５より液晶
１０を注入し、施蓋した後に偏光板１９を基板６，１３
の表面に貼り付ける。
部分を切り出すパネル切断を行い、注入孔２５より液晶
１０を注入し、施蓋した後に偏光板１９を基板６，１３
の表面に貼り付ける。
【００５７】液晶注入前のパネルギャップ（基板６，１
３間のギャップ）形成時に問題となるのは、シール焼成
装置にて圧力と温度を加えて、シール材２３，２４を固
める工程において、柱状スペーサー２１の配置によって
パネルギャップの仕上がりが変化することにある。例え
ば、表示面のみに柱状スペーサー２１を配置した場合は
図１１に示すように、シール焼成時の圧力により、非表
示面に相当する基板６，１３間のギャップが潰れるた
め、てこの原理により、表示面に相当する基板６，１３
間のギャップが増加し、周辺ギャップムラ状態となる。
３間のギャップ）形成時に問題となるのは、シール焼成
装置にて圧力と温度を加えて、シール材２３，２４を固
める工程において、柱状スペーサー２１の配置によって
パネルギャップの仕上がりが変化することにある。例え
ば、表示面のみに柱状スペーサー２１を配置した場合は
図１１に示すように、シール焼成時の圧力により、非表
示面に相当する基板６，１３間のギャップが潰れるた
め、てこの原理により、表示面に相当する基板６，１３
間のギャップが増加し、周辺ギャップムラ状態となる。
【００５８】本発明の実施形態によれば、シール材２３
以外の非表示面にもスペーサー２１，２４を配置するた
め、非表示面がつぶれることがなく、周辺ギャップムラ
になることはない。なお、非表示面にスペーサー２１，
２４を配置する場合にも均等に配置しないと、その部分
の近傍にギャップムラが発生するため、均等に配置する
ことが必要である。
以外の非表示面にもスペーサー２１，２４を配置するた
め、非表示面がつぶれることがなく、周辺ギャップムラ
になることはない。なお、非表示面にスペーサー２１，
２４を配置する場合にも均等に配置しないと、その部分
の近傍にギャップムラが発生するため、均等に配置する
ことが必要である。
【００５９】液晶注入後は、液晶漏れを防ぐため注入口
２５を封止する必要がある。このとき、過剰な液晶１０
を押し出すために基板６，１３を加圧して液晶１０を押
し出した後、注入口２５をＵＶ硬化樹脂で封止する（加
圧封孔）。
２５を封止する必要がある。このとき、過剰な液晶１０
を押し出すために基板６，１３を加圧して液晶１０を押
し出した後、注入口２５をＵＶ硬化樹脂で封止する（加
圧封孔）。
【００６０】過剰な液晶１０を押し出して基板６，１３
間を若干減圧した状態にすることにより、高温時に画面
下部に液晶１０が溜まることによって発生するギャップ
ムラ(下辺白ムラ）の発生を防止することができる。
間を若干減圧した状態にすることにより、高温時に画面
下部に液晶１０が溜まることによって発生するギャップ
ムラ(下辺白ムラ）の発生を防止することができる。
【００６１】加圧封孔後は、偏光板１９を基板６，１３
に貼ることにより液晶表示装置が完成する。このような
液晶表示装置を用いて表示を行うには、低電圧
（ＶOFF）で暗状態、高電圧（ＶON）で明状態をとるノ
ーマリブラック特性を採用して制御した場合、図５に示
すように液晶分子２２は、配向されて明状態、暗状態を
生成する。
に貼ることにより液晶表示装置が完成する。このような
液晶表示装置を用いて表示を行うには、低電圧
（ＶOFF）で暗状態、高電圧（ＶON）で明状態をとるノ
ーマリブラック特性を採用して制御した場合、図５に示
すように液晶分子２２は、配向されて明状態、暗状態を
生成する。
【００６２】すなわち暗状態の場合、図５（ａ）に示す
ように、液晶分子２２は、ラビング方向に並ぶように配
向される。この液晶分子の配向方向と２枚の偏光板１９
との作用により、表示装置は暗状態に制御される。
ように、液晶分子２２は、ラビング方向に並ぶように配
向される。この液晶分子の配向方向と２枚の偏光板１９
との作用により、表示装置は暗状態に制御される。
【００６３】また、明状態の場合、図５（ｂ）に示すよ
うに、液晶分子２２は、印加された電界よりラビング軸
から一定の角度だけ回転した方向に配向される。これに
より、表示装置は、明状態に制御される。
うに、液晶分子２２は、印加された電界よりラビング軸
から一定の角度だけ回転した方向に配向される。これに
より、表示装置は、明状態に制御される。
【００６４】このような液晶表示装置は外界の温度が上
昇すると、パネル内部の液晶１０と液晶１０に直接接し
ている配向膜９との摩擦力（表面張力）が弱まり、液晶
表示装置を立てて使用する場合は、重力により液晶１０
がパネル下部に下降する。
昇すると、パネル内部の液晶１０と液晶１０に直接接し
ている配向膜９との摩擦力（表面張力）が弱まり、液晶
表示装置を立てて使用する場合は、重力により液晶１０
がパネル下部に下降する。
【００６５】このため、パネル下部に液晶１０が溜まる
ことによって下部のパネルギャップが厚くなり、結果と
して下部の輝度とその他の部分の輝度差がムラとなって
見える現象が発生する（下辺白ムラ）。これを防止する
ためには、液晶注入後にパネルを加圧して液晶を押し出
した後、注入口２５をＵＶ硬化樹脂で封止する（加圧封
孔）が有効である。
ことによって下部のパネルギャップが厚くなり、結果と
して下部の輝度とその他の部分の輝度差がムラとなって
見える現象が発生する（下辺白ムラ）。これを防止する
ためには、液晶注入後にパネルを加圧して液晶を押し出
した後、注入口２５をＵＶ硬化樹脂で封止する（加圧封
孔）が有効である。
【００６６】このようにすると、パネルの変形体積分
（または、押し出された液晶の体積分）だけ液晶パネル
内部が減圧される。したがって、減圧分＝（大気圧−パ
ネル内圧）だけパネルが外部から圧力を常に受けるよう
になり、高温時の液晶下降を阻止することができる。
（または、押し出された液晶の体積分）だけ液晶パネル
内部が減圧される。したがって、減圧分＝（大気圧−パ
ネル内圧）だけパネルが外部から圧力を常に受けるよう
になり、高温時の液晶下降を阻止することができる。
【００６７】したがって加圧封孔時のパネルの変形が少
ないと、減圧分が少ないため高温時表示ムラは発生しや
すくなる。変形は、パネルギャップを支える柱状スペー
サー２１の設置密度を変えることによって制御すること
ができる。当然ではあるが、柱状スペーサー２１の設置
密度が低いと柱状スペーサ２１の１個に加わる圧力が大
きくなるため変形しやすく、逆に柱状スペーサー２１の
設置密度が高いと柱状スペーサ２１の１個に加わる圧力
が小さくなるため変形しにくい。ここでは、柱状スペー
サー２１の設置密度を表現するのに１画素の面積に対す
る柱状スペーサ２１の面積比で表すことにする。
ないと、減圧分が少ないため高温時表示ムラは発生しや
すくなる。変形は、パネルギャップを支える柱状スペー
サー２１の設置密度を変えることによって制御すること
ができる。当然ではあるが、柱状スペーサー２１の設置
密度が低いと柱状スペーサ２１の１個に加わる圧力が大
きくなるため変形しやすく、逆に柱状スペーサー２１の
設置密度が高いと柱状スペーサ２１の１個に加わる圧力
が小さくなるため変形しにくい。ここでは、柱状スペー
サー２１の設置密度を表現するのに１画素の面積に対す
る柱状スペーサ２１の面積比で表すことにする。
【００６８】下辺白ムラに対しては、１画素の面積に対
する柱状スペーサ２１の設置密度が低い方が有利ではあ
るが、逆に変形しやすくするとパネル面内で変形のバラ
ツキが大きくなり、ギャップの違いによる表示ムラが発
生する（ギャップムラ）。このため、ギャップムラと下
辺白ムラのバランスをとることが重要である。
する柱状スペーサ２１の設置密度が低い方が有利ではあ
るが、逆に変形しやすくするとパネル面内で変形のバラ
ツキが大きくなり、ギャップの違いによる表示ムラが発
生する（ギャップムラ）。このため、ギャップムラと下
辺白ムラのバランスをとることが重要である。
【００６９】図６は、柱状スペーサー２１の配置及び設
置密度と、高温時に画面下部に液晶１０が溜まることに
よって下部のパネルギャップが厚くなることにより発生
するムラ（下辺白ムラ）の発生との関係を示した図であ
る。図６において、横軸は画素面積に対する柱状スペー
サー２１の面積比、左縦軸はギャップムラの程度、右縦
軸はギャップムラの程度下辺白ムラの発生温度である。
置密度と、高温時に画面下部に液晶１０が溜まることに
よって下部のパネルギャップが厚くなることにより発生
するムラ（下辺白ムラ）の発生との関係を示した図であ
る。図６において、横軸は画素面積に対する柱状スペー
サー２１の面積比、左縦軸はギャップムラの程度、右縦
軸はギャップムラの程度下辺白ムラの発生温度である。
【００７０】柱状スペーサー２１の面積比＝（柱状スペ
ーサー２１の面積／柱状スペーサー２１が支える画素面
積）になる。ここで柱状スペーサー２１の面積比を変え
て、ギャップムラと下辺白ムラの発生状況を示した。
ーサー２１の面積／柱状スペーサー２１が支える画素面
積）になる。ここで柱状スペーサー２１の面積比を変え
て、ギャップムラと下辺白ムラの発生状況を示した。
【００７１】柱状スペーサー２１の面積比が大きい場合
は、前述したようにパネルの製造工程でのシール焼成の
圧力、液晶注入後の加圧封孔時の圧力に対する柱状スペ
ーサー２１の変形量が大きくなる。
は、前述したようにパネルの製造工程でのシール焼成の
圧力、液晶注入後の加圧封孔時の圧力に対する柱状スペ
ーサー２１の変形量が大きくなる。
【００７２】図６に示すように柱状スペーサー２１の面
積比を大きくすると、ギャップムラはなくなるが、下辺
の白ムラが発生する。
積比を大きくすると、ギャップムラはなくなるが、下辺
の白ムラが発生する。
【００７３】また柱状スペーサー２１の面積比を小さく
すると、下辺の白ムラはなくなるが、ギャップムラが発
生することになる。
すると、下辺の白ムラはなくなるが、ギャップムラが発
生することになる。
【００７４】したがって、ギャップムラと下辺白ムラに
対して最適な柱状スペーサー２１の面積比を設定する必
要がある。
対して最適な柱状スペーサー２１の面積比を設定する必
要がある。
【００７５】下辺白ムラ発生の温度を５５℃、ギャップ
ムラ程度を２を下限とすると、図６から明らかなように
最も最適な柱状スペーサー２１の面積比は０．１％付近
であり、０．０５％〜０．１５％の範囲に柱状スペーサ
ー２１の面積比を設定するのが良いことが実験の結果分
かった。
ムラ程度を２を下限とすると、図６から明らかなように
最も最適な柱状スペーサー２１の面積比は０．１％付近
であり、０．０５％〜０．１５％の範囲に柱状スペーサ
ー２１の面積比を設定するのが良いことが実験の結果分
かった。
【００７６】（実施形態２）図７は、本発明の実施形態
例２におけるＣＦ基板上での柱状スペーサーの配置を示
す図である。
例２におけるＣＦ基板上での柱状スペーサーの配置を示
す図である。
【００７７】本発明の実施形態１において画素面積２７
０μｍ×９０μｍに対して柱状スペーサー２１の面積比
を０．１％に設定すると、柱状スペーサー２１の頂部面
積は２４．３μｍ2になる。この柱状スペーサー２１の
頂部面積を実現する場合は柱状スペーサー２１の形状を
四角形にする場合は、５μｍ×５μｍとなる。
０μｍ×９０μｍに対して柱状スペーサー２１の面積比
を０．１％に設定すると、柱状スペーサー２１の頂部面
積は２４．３μｍ2になる。この柱状スペーサー２１の
頂部面積を実現する場合は柱状スペーサー２１の形状を
四角形にする場合は、５μｍ×５μｍとなる。
【００７８】実際には、このように微小面積の柱状スペ
ーサー２１を形成するのは困難であるため、複数画素に
１つ大きな柱状スペーサー２１を形成する等の工夫が必
要にくる。例えば図７において、６画素に対して１つの
柱状スペーサー２１を形成する場合には、２７０μｍ×
９０μｍ×６画素に対して柱状スペーサー２１の面積比
が０．０１％であるから、柱状スペーサー２１の頂部面
積は１４６μｍ2になり、１５μｍ×１０μｍの柱状ス
ペーサー２１の頂部面積で良いことになり、実際に形成
しやすい柱状スペーサー２１の頂部面積が可能である。
ーサー２１を形成するのは困難であるため、複数画素に
１つ大きな柱状スペーサー２１を形成する等の工夫が必
要にくる。例えば図７において、６画素に対して１つの
柱状スペーサー２１を形成する場合には、２７０μｍ×
９０μｍ×６画素に対して柱状スペーサー２１の面積比
が０．０１％であるから、柱状スペーサー２１の頂部面
積は１４６μｍ2になり、１５μｍ×１０μｍの柱状ス
ペーサー２１の頂部面積で良いことになり、実際に形成
しやすい柱状スペーサー２１の頂部面積が可能である。
【００７９】図７において、２１は柱状スペーサー、１
４，１６，１５はそれぞれ赤色層（Ｒ），緑色層
（Ｇ），青色層（Ｂ）のストライプパターンである。Ｒ
ＧＢ画素の３色の内、Ｇ色のみに市松状に柱状スペーサ
ー２１を配置している。図７ではＧ色であるが、ＲＧＢ
画素の３色の内の任意の１色の市松配置でよい。
４，１６，１５はそれぞれ赤色層（Ｒ），緑色層
（Ｇ），青色層（Ｂ）のストライプパターンである。Ｒ
ＧＢ画素の３色の内、Ｇ色のみに市松状に柱状スペーサ
ー２１を配置している。図７ではＧ色であるが、ＲＧＢ
画素の３色の内の任意の１色の市松配置でよい。
【００８０】（実施形態３）図８は、本発明の実施形態
例３におけるＣＦ基板上での柱状スペーサーの配置を示
す図である。
例３におけるＣＦ基板上での柱状スペーサーの配置を示
す図である。
【００８１】図８に示す本発明の実施形態例３と図７に
示す実施形態２との違いは、柱状スペーサー２１自体
は、ＲＧＢ画素の３色の内、Ｇ色すべてに配置するが、
柱状スペーサー２１の構造をＡとＢの２種類用意し、適
宜選択して設けるようにしたものである。
示す実施形態２との違いは、柱状スペーサー２１自体
は、ＲＧＢ画素の３色の内、Ｇ色すべてに配置するが、
柱状スペーサー２１の構造をＡとＢの２種類用意し、適
宜選択して設けるようにしたものである。
【００８２】図９は、柱状スペーサーＡとＢの断面を示
す図である。図９において、ＢＭ層１７とオーバーコー
ト１１を省略している。
す図である。図９において、ＢＭ層１７とオーバーコー
ト１１を省略している。
【００８３】柱状スペーサーＡは実施形態１の柱状スペ
ーサー２１と同じ構造であり、ＲＧＢの色重ねから構成
されている。柱状スペーサーＢはＧＢのみの色重ねから
構成されている。このため、柱状スペーサーＡ，Ｂの高
さは、柱状スペーサーＡの方が柱状スペーサーＢより高
くなる。
ーサー２１と同じ構造であり、ＲＧＢの色重ねから構成
されている。柱状スペーサーＢはＧＢのみの色重ねから
構成されている。このため、柱状スペーサーＡ，Ｂの高
さは、柱状スペーサーＡの方が柱状スペーサーＢより高
くなる。
【００８４】これは、複数画素に対して疎らに柱状スペ
ーサーを配置する場合、柱状スペーサーと柱状スペーサ
ーの間隔が開き、シール焼成の圧力、液晶注入後の加圧
封孔時の圧力に対して柱状スペーサーと柱状スペーサー
の間のガラスの撓み変形によるギャップムラが発生する
場合があるため、撓みを減らすため柱状スペーサーの高
さが低い柱状スペーサーを間に挿入したものである。
ーサーを配置する場合、柱状スペーサーと柱状スペーサ
ーの間隔が開き、シール焼成の圧力、液晶注入後の加圧
封孔時の圧力に対して柱状スペーサーと柱状スペーサー
の間のガラスの撓み変形によるギャップムラが発生する
場合があるため、撓みを減らすため柱状スペーサーの高
さが低い柱状スペーサーを間に挿入したものである。
【００８５】なお、柱状スペーサーを配置しているの
は、この図ではＧ色であるが、ＲＧＢ画素の３色の内の
任意の１色の市松配置でよい。
は、この図ではＧ色であるが、ＲＧＢ画素の３色の内の
任意の１色の市松配置でよい。
【００８６】（実施形態４）
【００８７】本発明の実施形態例１〜３では、ギャップ
ムラと下辺黄色ムラに対して最適な柱状スペーサーの面
積比を設定する例を示している。このような場合、柱状
スペーサーが変形しやすいためパネルの表示面を指で突
つくような動作を行うと、瞬間的なパネルのギャップ変
化により表示がゆがむ場合がある。
ムラと下辺黄色ムラに対して最適な柱状スペーサーの面
積比を設定する例を示している。このような場合、柱状
スペーサーが変形しやすいためパネルの表示面を指で突
つくような動作を行うと、瞬間的なパネルのギャップ変
化により表示がゆがむ場合がある。
【００８８】これを抑えるためには柱状スペーサーの面
積比を大きくすると、パネルが剛直になり、指で突つく
ような動作ではギャップ変化が起こらず表示の歪みも生
じない。しかしながら、柱状スペーサーの面積比を大き
くすると、下辺白ムラが発生するという問題がある。
積比を大きくすると、パネルが剛直になり、指で突つく
ような動作ではギャップ変化が起こらず表示の歪みも生
じない。しかしながら、柱状スペーサーの面積比を大き
くすると、下辺白ムラが発生するという問題がある。
【００８９】そこでパネルが剛直にしつつ下辺白ムラを
防止するために、表示面以外の領域にギャップ大の領域
を形成することにより下辺白ムラを防止する必要があ
る。
防止するために、表示面以外の領域にギャップ大の領域
を形成することにより下辺白ムラを防止する必要があ
る。
【００９０】図１０は前述した本発明の実施形態１〜３
におけるシール部近傍を示す断面図であり、シール材２
３の両側（表示面の内外）に柱状スペーサー２１をそれ
ぞれ配置している。このため、シール焼成時に表示面外
側、すなわち図のシール材２３の右側の柱状スペーサー
２１が潰れないため、シール材２３内のスペーサー２２
が支点となり、てこの原理によって図のシール材２３の
左側、すなわち表示面側の基板６，１３のギャップが大
きくなることがなく、ギャップムラが生じにくくなる。
におけるシール部近傍を示す断面図であり、シール材２
３の両側（表示面の内外）に柱状スペーサー２１をそれ
ぞれ配置している。このため、シール焼成時に表示面外
側、すなわち図のシール材２３の右側の柱状スペーサー
２１が潰れないため、シール材２３内のスペーサー２２
が支点となり、てこの原理によって図のシール材２３の
左側、すなわち表示面側の基板６，１３のギャップが大
きくなることがなく、ギャップムラが生じにくくなる。
【００９１】これに対して本発明の実施形態４は図１１
に示すように、シール材２３の左側（表示面）のみに柱
状スペーサー２１を配置している。
に示すように、シール材２３の左側（表示面）のみに柱
状スペーサー２１を配置している。
【００９２】シール焼成時にシール材２３の右側部分が
潰れることとなり、シール材２３内のスペーサー２２が
支点となり、てこの原理によって、左側の表示面がギャ
ップ大になるギャップムラが発生する。
潰れることとなり、シール材２３内のスペーサー２２が
支点となり、てこの原理によって、左側の表示面がギャ
ップ大になるギャップムラが発生する。
【００９３】ここで、表示面がシール材２３から離れて
いる場合には表示として見えないため問題とならない。
このようなギャップ大の部分は、表示面の四辺のシール
材２３の近傍に形成される。
いる場合には表示として見えないため問題とならない。
このようなギャップ大の部分は、表示面の四辺のシール
材２３の近傍に形成される。
【００９４】このようなギャップ大の部分が形成される
と、高温時に重力により液晶１０がパネル下部に下降し
ようとするが、ギャップ大の部分が液晶溜めとなって下
降する液晶を減らして、結果として下辺白ムラが発生し
なくなる。
と、高温時に重力により液晶１０がパネル下部に下降し
ようとするが、ギャップ大の部分が液晶溜めとなって下
降する液晶を減らして、結果として下辺白ムラが発生し
なくなる。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、均
一な表示画面を得るとともに、高温時に画面下部に液晶
が溜まってパネルギャップが厚くなることによって発生
するギャップムラの発生を防止することができる。
一な表示画面を得るとともに、高温時に画面下部に液晶
が溜まってパネルギャップが厚くなることによって発生
するギャップムラの発生を防止することができる。
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置を示す
図であって、図２のＡ−Ａ線断面図である。
図であって、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】緑色層のカラーフィルターの部分を断面した図
である。
である。
【図３】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を示す平面図であ
る
る
【図４】偏光板の偏光透過軸を説明する図である。
【図５】液晶分子の明状態、暗状態を示す図である。
【図６】柱状スペーサーの配置及び設置密度と、高温時
に画面下部に液晶が溜まることによって下部のパネルギ
ャップが厚くなることにより発生するムラ（下辺白ム
ラ）の発生との関係を示す図である。
に画面下部に液晶が溜まることによって下部のパネルギ
ャップが厚くなることにより発生するムラ（下辺白ム
ラ）の発生との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態例２におけるＣＦ基板上での
柱状スペーサーの配置を示す図である。
柱状スペーサーの配置を示す図である。
【図８】本発明の実施形態例３におけるＣＦ基板上での
柱状スペーサーの配置を示す図である。
柱状スペーサーの配置を示す図である。
【図９】柱状スペーサーの断面を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１〜３におけるシール部近
傍を示す断面図である。
傍を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態４におけるシール部近傍を
示す断面図である。
示す断面図である。
【符号の説明】 １ ゲート電極 ２ 共通電極 ３ 画素電極 ４ 柱状スペーサー接触部 ５ ドレイン電極 ６ ＴＦＴ基板 ７ ゲート絶縁膜 ８ ＴＦＴ保護膜 ９ 配向膜 １０ 液晶 １１ オーバーコート １３ ＣＦ基板 １４ 赤色層 １５ 青色層 １６ 緑色層 １７ ＢＭ層 １８ ＴＦＴ １９ 偏光板 ２１ 柱状スペーサー ２２ シール内スペーサー ２３ シール材 ２４ 補助シール材 ２５ 注入口
Claims (7)
- 【請求項１】 対をなす基板間のギャップ内に液晶を介
装し、電界を印加して駆動する液晶表示装置であって、 ギャップを保持する柱状スペーサーは、前記基板のいず
れか一方、または両方に形成しており、 前記柱状スペーサが表示領域の内外またはいずれか一方
で基板と接する面積を１画素の面積の０．０５％〜０．
１５％の範囲に設定したことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項２】 前記対をなす基板間を貼り付けるシール
材内にシール内スペーサーを内装し、そのシール内スペ
ーサーの径の調整により表示領域の内外での基板間ギャ
ップを均一化することを特徴とする請求項１に記載の液
晶表示装置。 - 【請求項３】 前記シール材近傍及び、シール材と補助
シール材との間に柱状スペーサーが有することを特徴と
する請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記シール内スペーサーの径は、色層の
膜厚をＡμｍ、前記色層を被覆するオーバーコートの膜
厚をＢμｍ、配向膜の膜厚をＣμｍ、前記柱状スペーサ
ーの高さをＤμｍ、前記基板を被覆する保護膜の膜厚を
Ｅμｍ、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜の膜厚をＦμ
ｍ、薄膜トランジスタのゲート電極の膜厚をＧμｍ、遮
光用ブラックマトリクス層の膜厚をＨμｍとした場合、 シール内スペーサーの径＝（Ａ＋Ｂ＋２Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ
＋Ｇ）−Ｈ−Ｂ−Ｅ−Ｆ-Ｇ＝Ａ＋Ｄ＋２Ｃ−Ｈ（μ
ｍ）として表されることを特徴と請求項１に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項５】 前記シール内スペーサーの径は、実際の
シール内スペーサー径≦（計算によるシール内スペーサ
ー径＋２μｍ）の範囲で決定することを特徴と請求項３
に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 表示面周辺部分にギャップ大の領域をシ
ール近傍の画面と反対側の柱を削除することによって形
成したことを特徴と請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 対をなす基板間のギャップ内に液晶を充
填し、前記基板の周辺部を貼り合せる液晶表示装置の製
造方法であって、 前記基板を貼り合わせる工程における基板貼り付け，貼
り付け後の基板位置の微調整のステップにおいて、基板
にかける圧力を０．０１Ｎ／ｍ2以上６ｋＮ／ｍ2以下で
あることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29379499A JP3549787B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| US09/689,114 US7248328B1 (en) | 1999-10-15 | 2000-10-12 | Liquid crystal display panel with wide column spacers for keeping gap constant and process for fabrication thereof |
| TW089121533A TWI289715B (en) | 1999-10-15 | 2000-10-13 | In-plane switching type liquid crystal display panel with wide column spacers for keeping gap constant and process for fabrication thereof |
| KR10-2000-0060210A KR100379288B1 (ko) | 1999-10-15 | 2000-10-13 | 갭을 일정하게 유지하기 위한 넓은 주상 스페이서를 갖는액정 디스플레이 패널과 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29379499A JP3549787B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117103A true JP2001117103A (ja) | 2001-04-27 |
| JP3549787B2 JP3549787B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=17799254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29379499A Expired - Lifetime JP3549787B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7248328B1 (ja) |
| JP (1) | JP3549787B2 (ja) |
| KR (1) | KR100379288B1 (ja) |
| TW (1) | TWI289715B (ja) |
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| US9110336B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-08-18 | Japan Display Inc. | Liquid crystal display device |
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| JP2018072855A (ja) * | 2017-12-22 | 2018-05-10 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置 |
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| KR101055185B1 (ko) * | 2002-06-05 | 2011-08-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시소자의 제조방법 |
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