JP2005241880A - Electrooptical device and electronic equipment - Google Patents

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JP2005241880A
JP2005241880A JP2004050324A JP2004050324A JP2005241880A JP 2005241880 A JP2005241880 A JP 2005241880A JP 2004050324 A JP2004050324 A JP 2004050324A JP 2004050324 A JP2004050324 A JP 2004050324A JP 2005241880 A JP2005241880 A JP 2005241880A
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Koji Asada
宏司 麻田
Satoshi Taguchi
聡志 田口
Motohiro Uejima
基弘 上島
Shinya Ibuki
信哉 伊吹
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deflection of a substrate due to external force without generating air bubbles at the time of low temperature in an electrooptical device with pillar-shaped spacers provided between substrates provided opposite to each other. <P>SOLUTION: The electrooptical device has an opposite substrate 200 and a color filter substrate 300 provided opposite to each other and stuck by a frame-like sealant 110, a liquid crystal layer 165 held between the opposite substrate 200 and the color filter substrate 300 and sectioned into a plurality of pixels 160, and a plurality of pillar-shaped spacers 210 provided by being projected on a surface of the opposite substrate 200 or the color filter substrate 300 and abutted on the other substrate, wherein the pillar-shaped spacers 210 are provided so that summation of cross section of the pillar-shaped spacers 210 per unit area in a cross section in parallel with both substrates becomes larger as approaching from an edge to a center part of the opposite substrate 200 or the color filter substrate 300. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、互いに対向して設けられた基板間に電気光学物質を挟んで構成された電気光学装置に関する。   The present invention relates to an electro-optical device configured by sandwiching an electro-optical material between substrates provided to face each other.

液晶表示装置においては、液晶パネルを構成する2枚の基板間にフォトリソグラフィ技術により柱状のスペーサを設け、これによって基板間の間隙(セルギャップ)の大きさを所期の値に保つ手法が知られている。この柱状スペーサは、従来の球状スペーサを基板間に分散させる方法に比べて、間隙の大きさを制御しやすいという利点を持つ。
この柱状スペーサを用いて液晶パネルのセルギャップを制御するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献1に記載の技術では、基板周縁部(非表示領域)に表示領域よりも高密度で柱状スペーサを設けることによって、基板貼り合わせ時にプレス装置の圧力に起因してセルギャップが所期の値よりも小さくなることを防止しようとしている。
特開平9−73093号公報
In a liquid crystal display device, a method is known in which columnar spacers are provided by photolithography technology between two substrates constituting a liquid crystal panel, thereby maintaining the size of the gap (cell gap) between the substrates at a desired value. It has been. This columnar spacer has an advantage that the size of the gap can be easily controlled as compared with the conventional method of dispersing spherical spacers between substrates.
Various techniques for controlling the cell gap of a liquid crystal panel using this columnar spacer have been proposed. For example, in the technique described in Patent Document 1, by providing columnar spacers at a higher density than the display area at the peripheral edge of the substrate (non-display area), a cell gap is provided due to the pressure of the pressing device when the substrates are bonded together. We are trying to prevent it from becoming smaller than the period value.
JP-A-9-73093

ところで、液晶パネルは、上述した製造工程における圧力だけでなく、様々な外力にさらされる。例えば、製品として供給された液晶表示装置をユーザが使用する際に、不用意に液晶パネルの表示面を押してしまうことが多々ある。あるいは、液晶パネルを用いてタッチパネル式のユーザインターフェイス手段を備えた機器もあり、このような機器では、表示面には頻繁に荷重が作用する。この場合、観察側の基板がもう一方の基板側へたわみ、双方の基板に設けられた電極が短絡し、これが画質の不良や故障の原因となる。このような事態を回避するためには、柱状スペーサの本数を増やす、あるいは、柱状スペーサの太さを太くするという対処法が考えられる。しかしながら、この方法をとった場合、液晶パネルの板面に垂直な方向の剛性が高くなりすぎて、低温時の液晶の体積の減少に追従できなくなる。その結果、液晶層内に気泡が発生し、画質の不良を招いてしまう。特許文献1に記載の技術ではこのような事態に対処することができない。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、互いに対向して設けられた基板間に柱状スペーサを設けた電気光学装置において、低温時に気泡の発生を生じることなく外力による基板のたわみを防止することのできる技術の提供を目的とする。
By the way, the liquid crystal panel is exposed not only to the pressure in the manufacturing process described above but also to various external forces. For example, when a user uses a liquid crystal display device supplied as a product, the display surface of the liquid crystal panel is often inadvertently pushed. Alternatively, there is a device including a touch panel type user interface means using a liquid crystal panel, and in such a device, a load frequently acts on the display surface. In this case, the substrate on the observation side bends to the other substrate side, and the electrodes provided on both the substrates are short-circuited, which causes image quality failure or failure. In order to avoid such a situation, the coping method of increasing the number of columnar spacers or increasing the thickness of the columnar spacers can be considered. However, when this method is adopted, the rigidity in the direction perpendicular to the plate surface of the liquid crystal panel becomes too high, and it becomes impossible to follow the decrease in the volume of the liquid crystal at a low temperature. As a result, bubbles are generated in the liquid crystal layer, resulting in poor image quality. The technique described in Patent Document 1 cannot cope with such a situation.
The present invention has been made under the above-described background. In an electro-optical device in which columnar spacers are provided between substrates provided to face each other, the substrate is bent by an external force without generating bubbles at low temperatures. The purpose is to provide a technology capable of preventing the above.

上述の課題を解決するために、本発明は、相互に対向して設けられ、枠状のシール材によって貼り合わせられた第1基板および第2基板と、前記第1基板および前記第2基板に挟まれ、複数の画素に区分された電気光学物質層と、前記第1基板または前記第2基板の面上に突出して複数設けられ、他方の基板に当接する柱状のスペーサとを有し、前記スペーサは、両基板に平行な断面内における単位面積あたりの当該スペーサの断面積の総和が、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする電気光学装置を提供する。
この電気光学装置は、第1基板と第2基板とが枠状のシール材によって貼り合わせられているため、例えば第1基板を第2基板側に押す方向の荷重が加えられた場合、荷重の作用する位置が第1基板の中央部に近づくほど第1基板のたわみが大きくなる。本発明によれば、柱状のスペーサが、両基板に平行な断面内における単位面積あたりの当該スペーサの断面積の総和が、第1基板または第2基板の縁部から中央部に近づくに従って大きくなるように設けられているから、荷重の作用する位置によらず、対向基板のたわみ量が一定の値を超えないようにすることができる。また、第1基板と第2基板の板面に垂直な方向の剛性が高くなりすぎることがないから、低温時の電気光学物質の体積減少に起因する気泡の発生を防ぐことができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first substrate and a second substrate that are provided facing each other and bonded together by a frame-shaped sealing material, and the first substrate and the second substrate. An electro-optic material layer sandwiched and divided into a plurality of pixels, and a plurality of columnar spacers that protrude from the surface of the first substrate or the second substrate and abut against the other substrate, The spacers are provided such that the sum of the cross-sectional areas of the spacers per unit area in a cross section parallel to both substrates increases as the distance from the edge of the first substrate or the second substrate approaches the center. An electro-optical device is provided.
In this electro-optical device, since the first substrate and the second substrate are bonded together by a frame-shaped sealing material, for example, when a load in the direction of pushing the first substrate toward the second substrate is applied, The deflection of the first substrate increases as the acting position approaches the center of the first substrate. According to the present invention, in the columnar spacer, the sum of the cross-sectional areas of the spacer per unit area in a cross section parallel to both the substrates increases as the distance from the edge of the first substrate or the second substrate approaches the central portion. Therefore, the deflection amount of the counter substrate can be prevented from exceeding a certain value regardless of the position where the load is applied. In addition, since the rigidity in the direction perpendicular to the plate surfaces of the first substrate and the second substrate does not become excessively high, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the volume reduction of the electro-optic material at low temperatures.

より具体的には、前記スペーサの各々は、当該スペーサ長手方向に交差する断面の断面積が同一であり、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って単位面積あたりの本数が多くなるように設けられていることを特徴とする。この構成によれば、スペーサの断面積が同一であるから製造が容易である。
また、別の好ましい態様においては、前記スペーサの各々は、単位面積あたりの本数が均一となるように設けられ、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って当該スペーサ長手方向に交差する断面の断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。この構成によれば、スペーサの本数を少なく抑えることができる。
More specifically, each of the spacers has the same cross-sectional area in a cross section intersecting with the longitudinal direction of the spacer, and the spacer per unit area approaches the central portion from the edge of the first substrate or the second substrate. It is provided so that the number may increase. According to this structure, since the cross-sectional area of a spacer is the same, manufacture is easy.
In another preferred embodiment, each of the spacers is provided so that the number of the spacers per unit area is uniform, and the length of the spacer increases as the distance from the edge of the first substrate or the second substrate approaches the center. The cross section of the cross section that intersects the direction is formed to be large. According to this configuration, the number of spacers can be reduced.

また、前記画素の各々に設けられたスイッチング素子を有し、前記スペーサは、互いに隣接する前記画素間の間隙における前記スイッチング素子に近接する位置に設けられていることが好ましい。スイッチング素子は、それが設けられる基板上の他の構成要素よりも若干突出して形成されることが多く、第1基板と第2基板の接触時に最も応力を受けやすいが、上記の構成によれば、スイッチング素子に応力がかかることを防ぐことができる。   Preferably, the pixel includes a switching element provided in each of the pixels, and the spacer is provided at a position close to the switching element in a gap between the adjacent pixels. The switching element is often formed to protrude slightly from other components on the substrate on which the switching element is provided, and is most susceptible to stress at the time of contact between the first substrate and the second substrate. It is possible to prevent stress from being applied to the switching element.

また、本発明は、前記第2基板のうち前記第1基板に対向する面上に設けられて、前記第1基板側からの入射光を当該第1基板側に反射させる反射部と前記第2基板側からの入射光を前記第1基板側に透過させる開口部とに前記画素の各々を区分する反射層と、前記反射部を覆うように設けられ、前記反射部における電気光学物質層の厚さと前記開口部における電気光学物質層の厚さとを異ならせる段差形成層とを有し、前記スペーサは、前記第1基板の面上に設けられていることも好ましい。この構成によれば、段差形成層の形成されていない面上にスペーサを設けるため、感光性材料を塗布する際の膜圧の制御が容易である。また、第1基板の方がスペーサ以外の構成要素が少ないから、第1基板と第2基板の製造工程を平均化することができる。
また、本発明にかかる電子機器は、上記の電気光学装置のいずれかを備えることを特徴とする。
In the present invention, the second substrate is provided on a surface facing the first substrate, and reflects the incident light from the first substrate side to the first substrate side. A reflection layer that divides each of the pixels into an opening that transmits incident light from the substrate side to the first substrate side; and a thickness of an electro-optic material layer in the reflection portion provided to cover the reflection portion And a step forming layer that makes the electro-optic material layer different in thickness in the opening, and the spacer is preferably provided on the surface of the first substrate. According to this configuration, since the spacer is provided on the surface where the step forming layer is not formed, it is easy to control the film pressure when the photosensitive material is applied. In addition, since the first substrate has fewer components other than the spacers, the manufacturing steps of the first substrate and the second substrate can be averaged.
An electronic apparatus according to the present invention includes any one of the above electro-optical devices.

<第1実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図においては、理解を容易にするために、各構成要素の大きさの比、縦横比などを実際のものと適宜異ならせて描かれている。
図1は、本実施形態にかかる電気光学装置10の構成を示す図である。同図に示されるように、電気光学装置10は、液晶パネル100、制御回路600および電源回路900を有する。液晶パネル100は、列方向(Y方向)に延在する複数のデータ線150と、行方向(X方向)に延在する複数の走査線140とを有する。データ線150と走査線140とが交差する各地点には、画素160が形成される。画素160は、2端子型スイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode)と、このTFDに直列接続された液晶容量とを有し、液晶容量は、帯状の透明電極である走査線140と後述する画素電極との間に電気光学物質である液晶が挟まれた構成となっている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the size ratio, aspect ratio, and the like of each component are drawn appropriately different from actual ones for easy understanding.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electro-optical device 10 according to the present embodiment. As shown in the figure, the electro-optical device 10 includes a liquid crystal panel 100, a control circuit 600, and a power supply circuit 900. The liquid crystal panel 100 includes a plurality of data lines 150 extending in the column direction (Y direction) and a plurality of scanning lines 140 extending in the row direction (X direction). A pixel 160 is formed at each point where the data line 150 and the scanning line 140 intersect. The pixel 160 includes a TFD (Thin Film Diode) that is a two-terminal switching element and a liquid crystal capacitor connected in series to the TFD. The liquid crystal capacitor includes a scanning line 140 that is a strip-shaped transparent electrode and a pixel that will be described later. A liquid crystal, which is an electro-optical material, is sandwiched between the electrodes.

走査線駆動回路400は、走査線140を1本ずつ選択して、選択した走査線140には選択電圧を、他の走査線140には非選択電圧をそれぞれ供給する。データ線駆動回路500は、走査線駆動回路400により選択された走査線140に対応する1行分の画素160に対し、階調データが表す階調に応じたデータ信号をデータ線150を介して供給する。
制御回路600は、液晶パネル100を垂直走査および水平走査するための走査信号やクロック信号など各種の信号を走査線駆動回路400およびデータ線駆動回路500に供給する。また、制御回路600は、画素160の階調を表す階調データを、垂直走査および水平走査に同期してデータ線駆動回路500に供給する。電源回路900は、走査線駆動回路400およびデータ線駆動回路500に電力を供給する。
The scanning line driving circuit 400 selects the scanning lines 140 one by one, and supplies a selection voltage to the selected scanning lines 140 and a non-selection voltage to the other scanning lines 140. The data line driving circuit 500 sends a data signal corresponding to the gradation represented by the gradation data to the pixels 160 for one row corresponding to the scanning line 140 selected by the scanning line driving circuit 400 via the data line 150. Supply.
The control circuit 600 supplies various signals such as a scanning signal and a clock signal for performing vertical scanning and horizontal scanning of the liquid crystal panel 100 to the scanning line driving circuit 400 and the data line driving circuit 500. The control circuit 600 supplies gradation data representing the gradation of the pixel 160 to the data line driving circuit 500 in synchronization with vertical scanning and horizontal scanning. The power supply circuit 900 supplies power to the scanning line driving circuit 400 and the data line driving circuit 500.

図2は、図1のA−A線における液晶パネル100の断面図である。なお、図2においては、液晶パネル100に設けられた多数の画素160のうち、3つの画素のみ示している。同図に示されるように、液晶パネル100は、背面側に位置するカラーフィルタ基板(第2基板)300と、観察側においてカラーフィルタ基板300と対向する対向基板(第1基板)200とを有する。カラーフィルタ基板300と対向基板200とは、シール材110によって一定の間隙を保って貼り合わされている。カラーフィルタ基板300および対向基板200とシール材110とによって囲まれた空間には、例えばTN(Twisted Nematic)型の液晶が封入され、液晶層165を構成している。また、液晶パネル100は、背面側からの入射光を観察側に透過させることによって表示を行う透過型表示と観察側からの入射光を反射させることによって表示を行う反射型表示の両方の機能を有する、いわゆる反射半透過型の液晶パネルであり、カラーフィルタ基板300の背面側には均一に光を照射するバックライト950が設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel 100 taken along line AA in FIG. In FIG. 2, only three pixels are shown among the large number of pixels 160 provided in the liquid crystal panel 100. As shown in the figure, the liquid crystal panel 100 includes a color filter substrate (second substrate) 300 located on the back side, and a counter substrate (first substrate) 200 facing the color filter substrate 300 on the observation side. . The color filter substrate 300 and the counter substrate 200 are bonded to each other with a sealant 110 while maintaining a certain gap. In a space surrounded by the color filter substrate 300 and the counter substrate 200 and the sealing material 110, for example, TN (Twisted Nematic) type liquid crystal is sealed to form a liquid crystal layer 165. In addition, the liquid crystal panel 100 has both functions of a transmissive display that performs display by transmitting incident light from the back side to the observation side and a reflective display that performs display by reflecting incident light from the observation side. A backlight 950 that uniformly irradiates light is provided on the back side of the color filter substrate 300.

図2に示されるように、カラーフィルタ基板300の対向基板200に対向する面には、反射層301、着色層302R、着色層302G、着色層302B、遮光層302K、保護層306、走査線140、段差形成層310および配向膜308が設けられている。反射層301には、バックライト950からの入射光を透過するための開口部301aが設けられている。着色層302R、着色層302G、着色層302Bは光透過性を有し、それぞれ赤(R)、緑(G)および青(B)に着色されている。すなわち、着色層302Rは赤に対応する波長の光を選択的に透過する。同様に、着色層302G、着色層302Bは、それぞれ緑、青に対応する波長の光を選択的に透過する。遮光層302Kは、バックライト950からの光を遮光する金属製または樹脂製のブラックマトリックスである。以下の説明では、着色層302R、着色層302G、着色層302Bおよび遮光層302Kをまとめてカラーフィルタ302と呼ぶ。また、反射層301のうち、遮光層302Kに覆われていない部分で、かつ、開口部301aを除いた部分を反射部301bと呼ぶ。   As shown in FIG. 2, the reflective layer 301, the colored layer 302 </ b> R, the colored layer 302 </ b> G, the colored layer 302 </ b> B, the light shielding layer 302 </ b> K, the protective layer 306, and the scanning line 140 are provided on the surface of the color filter substrate 300 that faces the counter substrate 200. A step forming layer 310 and an alignment film 308 are provided. The reflective layer 301 is provided with an opening 301 a for transmitting incident light from the backlight 950. The colored layer 302R, the colored layer 302G, and the colored layer 302B have light transmittance, and are colored red (R), green (G), and blue (B), respectively. That is, the colored layer 302R selectively transmits light having a wavelength corresponding to red. Similarly, the colored layer 302G and the colored layer 302B selectively transmit light having wavelengths corresponding to green and blue, respectively. The light blocking layer 302K is a black matrix made of metal or resin that blocks light from the backlight 950. In the following description, the colored layer 302R, the colored layer 302G, the colored layer 302B, and the light shielding layer 302K are collectively referred to as the color filter 302. In addition, a portion of the reflective layer 301 that is not covered by the light shielding layer 302K and that excludes the opening 301a is referred to as a reflective portion 301b.

保護層306は、カラーフィルタ302の段差を埋めて平坦化するとともにカラーフィルタ302を保護するための層である。走査線140は、行方向(X方向)に延在する帯状の透明電極である。
段差形成層310は、アクリル系やエポキシ系などの樹脂材料やポリイミドなどの有機材料からなる層であり、対向基板200の板面に垂直な方向から見て反射部301bと重なるように設けられるとともに、開口部301aとは重ならないように設けられている。すなわち、観察側から反射部301bに入射し、反射部301bによって反射される光のみが段差形成層310を通過するようになっている。ここで、観察側からの入射光は、液晶層165を2回通過するから、通過する経路の長さは2×Drとなる。これに対して、バックライト950からの入射光は液晶層165を1回だけ通過する。この経路の長さをDtとすると、概ねDt=2×Drとなるように段差形成層310が形成されている。
配向膜308は、一定方向にラビング処理が施されている。カラーフィルタ基板300の外側(背面側)には偏光板309が貼り付けられており、その吸収軸の方向は配向膜308へのラビング処理の方向に応じて選定されている。
The protective layer 306 is a layer for filling the level difference of the color filter 302 to be flattened and protecting the color filter 302. The scanning line 140 is a strip-shaped transparent electrode extending in the row direction (X direction).
The step forming layer 310 is a layer made of a resin material such as acrylic or epoxy, or an organic material such as polyimide, and is provided so as to overlap the reflective portion 301b when viewed from the direction perpendicular to the plate surface of the counter substrate 200. The opening 301a is provided so as not to overlap. That is, only the light incident on the reflection part 301 b from the observation side and reflected by the reflection part 301 b passes through the step forming layer 310. Here, since the incident light from the observation side passes through the liquid crystal layer 165 twice, the length of the path through which it passes is 2 × Dr. On the other hand, incident light from the backlight 950 passes through the liquid crystal layer 165 only once. If the length of this path is Dt, the step forming layer 310 is formed so as to be approximately Dt = 2 × Dr.
The alignment film 308 is rubbed in a certain direction. A polarizing plate 309 is attached to the outer side (back side) of the color filter substrate 300, and the direction of the absorption axis is selected according to the direction of rubbing treatment on the alignment film 308.

一方、対向基板200のカラーフィルタ基板300と対向する面には、列方向(Y方向)に延在するデータ線150に隣接してTFD162と矩形状の透明電極である画素電極161が形成されているほか、一定の方向にラビング処理が施された配向膜208が形成されている。対向基盤200の外側(観察側)には、偏光板209が設けられており、その吸収軸の方向は配向膜208へのラビング処理の方向に応じて選定されている。
ところで、対向基板200のカラーフィルタ基板300と対向する面には、本発明を特徴付ける構成要素である円柱状の柱状スペーサ210が設けられている。柱状スペーサ210の長手方向の長さは、カラーフィルタ基板300と対向基板200とのセルギャップを所期の値に保つのに要する長さであり、具体的には、対向基板200の液晶層165に対向する面と配向膜308の液晶層165に対向する面との距離に等しくなるように形成されている。柱状スペーサ210の各々の長手方向に交差する断面の断面積は、すべて同一である。
On the other hand, on the surface of the counter substrate 200 facing the color filter substrate 300, a TFD 162 and a pixel electrode 161 that is a rectangular transparent electrode are formed adjacent to the data line 150 extending in the column direction (Y direction). In addition, an alignment film 208 that is rubbed in a certain direction is formed. A polarizing plate 209 is provided on the outer side (observation side) of the counter substrate 200, and the direction of the absorption axis is selected according to the direction of rubbing treatment on the alignment film 208.
Meanwhile, a columnar spacer 210 is provided on the surface of the counter substrate 200 facing the color filter substrate 300, which is a component that characterizes the present invention. The length in the longitudinal direction of the columnar spacer 210 is a length required to keep the cell gap between the color filter substrate 300 and the counter substrate 200 at a desired value. Specifically, the liquid crystal layer 165 of the counter substrate 200 is used. And the distance between the surface facing the liquid crystal layer 165 of the alignment film 308 and the surface facing the liquid crystal layer 165. The cross-sectional areas of the cross-sections that intersect the longitudinal direction of each of the columnar spacers 210 are all the same.

図3は、対向基板200のカラーフィルタ基板300と対向する面を示す図である。同図に示されているように、柱状スペーサ210は、画素電極161間の間隙であって、TFD162に最も近接する位置に設けられている。柱状スペーサ210をTFD162に近接した位置に設ける理由は以下の通りである。図2に示されるように、TFD162は、これに隣接する画素電極161やデータ線150よりも液晶層165側に若干突出して設けられている。従って、対向基板200の観察側から対向基板200をカラーフィルタ基板300側へ押す方向の荷重が働き、配向膜208と配向膜308とが接触した場合、最も応力を受けやすいのはTFD162である。よって、TFD162に近接した位置に柱状スペーサ210を設ければ、TFD162を保護する効果が最も大きくなる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a surface of the counter substrate 200 that faces the color filter substrate 300. As shown in the drawing, the columnar spacer 210 is a gap between the pixel electrodes 161 and is provided at a position closest to the TFD 162. The reason why the columnar spacer 210 is provided at a position close to the TFD 162 is as follows. As shown in FIG. 2, the TFD 162 is provided so as to slightly protrude toward the liquid crystal layer 165 side from the pixel electrode 161 and the data line 150 adjacent to the TFD 162. Therefore, when the load in the direction of pressing the counter substrate 200 from the observation side of the counter substrate 200 toward the color filter substrate 300 is applied and the alignment film 208 and the alignment film 308 are in contact with each other, the TFD 162 is most susceptible to stress. Therefore, if the columnar spacer 210 is provided at a position close to the TFD 162, the effect of protecting the TFD 162 is maximized.

柱状スペーサ210は、フォトリソグラフィ技術によって対向基板200上に形成する。その理由の1つめは、形成の容易さにある。カラーフィルタ302側には段差形成層310が形成されたことによる段差が存在するため、この上にさらに柱状スペーサ210を形成しようとすると、ポリイミドやアクリルなどの感光性材料を塗布する際の膜厚の制御が難しい。その点、対向基板200側であれば、膜厚の制御は容易である。
柱状スペーサ210を対向基板200上に形成する2つめの理由は、製造に要する工程数にある。図2に示されるように、柱状スペーサ210を除くと、カラーフィルタ基板300上の構成要素の方が対向基板200上の構成要素よりも数が多いから、カラーフィルタ基板300の方が製造工程が多数となる。柱状スペーサ210を対向基板200側に設けることによって、両基板の製造工程数を平均化することができる。
The columnar spacer 210 is formed on the counter substrate 200 by a photolithography technique. The first reason is the ease of formation. Since there is a step due to the formation of the step forming layer 310 on the color filter 302 side, if a columnar spacer 210 is further formed thereon, the film thickness when a photosensitive material such as polyimide or acrylic is applied. Is difficult to control. In that respect, the film thickness can be easily controlled on the counter substrate 200 side.
The second reason for forming the columnar spacer 210 on the counter substrate 200 is the number of steps required for manufacturing. As shown in FIG. 2, since the number of components on the color filter substrate 300 is larger than that on the counter substrate 200 except for the columnar spacers 210, the manufacturing process of the color filter substrate 300 is performed. Become a large number. By providing the columnar spacer 210 on the counter substrate 200 side, the number of manufacturing steps of both substrates can be averaged.

図4は、液晶パネル100の板面に交差する断面内における柱状スペーサ210の設置間隔を示す図である。同図に示されるように、柱状スペーサ210は、液晶パネル100の縁部から中央部へ近づくに従って、柱状スペーサ210の設置間隔が狭くなるように設けられている。図5は、xy平面内における柱状スペーサ210の設置密度(単位面積あたりの本数)を示す図である。同図に示されるように、液晶パネル100の四方の縁部から中央部へ近づくに従って、柱状スペーサ210の設置密度が高くなるように設けられている。   FIG. 4 is a diagram illustrating the installation interval of the columnar spacers 210 in a cross section intersecting the plate surface of the liquid crystal panel 100. As shown in the figure, the columnar spacers 210 are provided such that the interval between the columnar spacers 210 is narrowed as the distance from the edge of the liquid crystal panel 100 to the central portion is approached. FIG. 5 is a diagram showing the installation density (number per unit area) of the columnar spacers 210 in the xy plane. As shown in the figure, the installation density of the columnar spacers 210 increases so as to approach the center from the four edges of the liquid crystal panel 100.

柱状スペーサ210の設置密度が液晶パネル100の縁部から中央部へ近づくに従って高くすることの理由は以下のとおりである。上述のとおり、液晶パネル100を構成する対向基板200とカラーフィルタ基板300とは、シール材110によって貼り合わされている。従って、対向基板200をカラーフィルタ基板300側へ押す方向の荷重が対向基板200に作用した場合、その荷重の作用する位置によって対向基板200のたわみ量が異なる。たわみ量が最も大きくなるのは、荷重が対向基板200の中央部に作用したときである。作用する荷重が同じであれば、荷重の作用する位置が対向基板200の縁部に近づくほど、たわみ量は小さくなる。従って、柱状スペーサ210の設置密度を液晶パネル100の縁部から中央部へ近づくに従って高くすることによって、荷重の作用する位置によらず、対向基板200のたわみ量が一定の値を超えないようにすることができる。   The reason why the installation density of the columnar spacers 210 increases from the edge of the liquid crystal panel 100 toward the center is as follows. As described above, the counter substrate 200 and the color filter substrate 300 constituting the liquid crystal panel 100 are bonded together by the sealing material 110. Therefore, when a load in the direction of pushing the counter substrate 200 toward the color filter substrate 300 acts on the counter substrate 200, the amount of deflection of the counter substrate 200 varies depending on the position where the load acts. The amount of deflection becomes the largest when the load acts on the central portion of the counter substrate 200. If the applied load is the same, the amount of deflection becomes smaller as the position where the load is applied approaches the edge of the counter substrate 200. Therefore, by increasing the installation density of the columnar spacers 210 from the edge of the liquid crystal panel 100 toward the center, the amount of deflection of the counter substrate 200 does not exceed a certain value regardless of the position where the load acts. can do.

仮に、中央部と同じ設置密度で液晶パネル100全体にわたって柱状スペーサ210を設置したとすると、液晶パネル100の板面に垂直な方向の剛性が高くなりすぎて、低温時の液晶の体積の減少に追従できなくなる。その結果、液晶層内に気泡が発生し、画質の不良を招いてしまう。本実施形態によれば、液晶パネル100の板面に垂直な方向の剛性が高くなりすぎることがないから、低温時に液晶層内に気泡が発生することを防ぐことができる。
なお、図4および図5は、柱状スペーサ210の設置密度の分布の有様を概略的に示したものであり、実際の設置密度は、対向基板200のたわみ量や低温時の気泡の発生状況などを判断基準として、実験および計算によって定められる。
If the columnar spacers 210 are installed over the entire liquid crystal panel 100 at the same installation density as the central portion, the rigidity in the direction perpendicular to the plate surface of the liquid crystal panel 100 becomes too high, resulting in a decrease in liquid crystal volume at low temperatures. It becomes impossible to follow. As a result, bubbles are generated in the liquid crystal layer, resulting in poor image quality. According to this embodiment, since the rigidity in the direction perpendicular to the plate surface of the liquid crystal panel 100 does not become too high, bubbles can be prevented from being generated in the liquid crystal layer at low temperatures.
4 and 5 schematically show the distribution of the installation density of the columnar spacers 210. The actual installation density depends on the amount of deflection of the counter substrate 200 and the state of generation of bubbles at low temperatures. Etc. are determined by experiments and calculations.

以上説明したとおり、本発明によれば、柱状スペーサが、両基板に平行な断面内における単位面積あたりの当該スペーサの断面積の総和が、第1基板または第2基板の縁部から中央部に近づくに従って大きくなるように設けられているから、荷重の作用する位置によらず、対向基板のたわみ量が一定の値を超えないようにすることができる。また、第1基板と第2基板の板面に垂直な方向の剛性が高くなりすぎることがないから、低温時の電気光学物質の体積減少に起因する気泡の発生を防ぐことができる。
また、スペーサの断面積が同一であるから製造が容易である。また、スペーサは、互いに隣接する画素間の間隙であってスイッチング素子に近接する位置に設けられているから、スイッチング素子に応力がかかることを防ぐことができる。
また、本発明は、段差形成層を有する反射半透過型の液晶表示装置において、段差形成層の形成されていない面上に柱状スペーサを設けるため、感光性材料を塗布する際の膜圧の制御が容易であるとともに、スペーサ以外の構成要素が少ないから、両基板の製造工程を平均化することができる。
As described above, according to the present invention, the columnar spacer has a total cross-sectional area of the spacer per unit area in a cross section parallel to both substrates, from the edge of the first substrate or the second substrate to the center. Since it is provided so as to increase as it approaches, the deflection amount of the counter substrate can be prevented from exceeding a certain value regardless of the position where the load acts. In addition, since the rigidity in the direction perpendicular to the plate surfaces of the first substrate and the second substrate does not become excessively high, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the volume reduction of the electro-optic material at low temperatures.
Further, since the cross-sectional areas of the spacers are the same, manufacturing is easy. In addition, since the spacer is provided at a position that is a gap between adjacent pixels and close to the switching element, it is possible to prevent stress from being applied to the switching element.
Further, according to the present invention, in a reflective transflective liquid crystal display device having a step forming layer, the columnar spacer is provided on the surface where the step forming layer is not formed, so that the film pressure is controlled when the photosensitive material is applied. Is easy, and since there are few components other than a spacer, the manufacturing process of both board | substrates can be averaged.

<変形例>
以上説明した形態に限らず、本発明は種々の形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形した形態でも実施可能である。
上述の実施形態においては、段差形成層310をカラーフィルタ基板300側に設ける構成例を用いて説明したが、段差形成層310を対向基板200側に設けてもよい。また、カラーフィルタ302を対向基板200側に設けてもよい。また、段差形成層310が形成されている側の基板上に柱状スペーサ210を形成してもよい。
柱状スペーサ210の形状は円柱状に限らず、角柱状でもよいし、円柱または角柱にテーパーをつけた形状など、任意の形状により形成され得る。
<Modification>
The present invention is not limited to the form described above, and can be implemented in various forms. For example, the embodiment described above can be modified as follows.
In the above-described embodiment, the step forming layer 310 is described using the configuration example provided on the color filter substrate 300 side. However, the step forming layer 310 may be provided on the counter substrate 200 side. Further, the color filter 302 may be provided on the counter substrate 200 side. Further, the columnar spacer 210 may be formed on the substrate on the side where the step forming layer 310 is formed.
The shape of the columnar spacer 210 is not limited to a columnar shape, and may be a prismatic shape, or may be formed in an arbitrary shape such as a columnar shape or a tapered shape of a rectangular column.

上述の実施形態においては、柱状スペーサ210の設置密度が液晶パネル100の縁部から中央部に近づくに従って高くなるようにしているが、柱状スペーサ210の設置密度は均一とし、柱状スペーサ210の長手方向に交差する断面の断面積が液晶パネル100の縁部から中央部に近づくに従って大きくなるようにしてもよい。このようにすれば、柱状スペーサ210の本数を少なく抑えることができる。
また、上述の実施形態においては、反射半透過型の液晶表示装置の例を用いて説明したが、本発明は反射型、透過型などの液晶表示装置に用いても好適である。
In the above-described embodiment, the installation density of the columnar spacers 210 is increased as the distance from the edge of the liquid crystal panel 100 to the center portion is increased. However, the installation density of the columnar spacers 210 is uniform, and the longitudinal direction of the columnar spacers 210 is The cross-sectional area of the cross section intersecting with may be increased from the edge of the liquid crystal panel 100 toward the center. In this way, the number of columnar spacers 210 can be reduced.
In the above-described embodiment, the example of the reflective transflective liquid crystal display device has been described. However, the present invention is also suitable for a reflective liquid crystal display device and a transmissive liquid crystal display device.

本発明は、液晶表示装置以外の電気光学装置に適用してもよい。すなわち、電流の供給や電圧の印加といった電気的な作用を輝度や透過率の変化といった光学的な作用に変換する電気光学物質を互いに対向する2枚の基板間に挟んだ構造を有する装置であれば本発明は適用され得る。例えば、有機EL(Electro Luminescence)を電気光学物質として用いた有機EL表示装置や、着色された液体と当該液体に分散された白色の粒子とを含むマイクロカプセルを電気光学物質として用いた電気泳動表示装置、極性が相違する領域ごとに異なる色に塗り分けられたツイストボールを電気光学物質として用いたツイストボールディスプレイ、黒色トナーを電気光学物質として用いたトナーディスプレイ、あるいはヘリウムやネオンなどの高圧ガスを電気光学物質として用いたプラズマディスプレイパネルなど各種の電気光学装置に本発明が適用され得る。   The present invention may be applied to electro-optical devices other than liquid crystal display devices. That is, an apparatus having a structure in which an electro-optic material that converts an electrical action such as supply of current or application of voltage into an optical action such as change in luminance or transmittance is sandwiched between two substrates facing each other. The present invention can be applied. For example, an organic EL display device using organic EL (Electro Luminescence) as an electro-optical material, or an electrophoretic display using microcapsules containing a colored liquid and white particles dispersed in the liquid as an electro-optical material Equipment, twist ball display using twist balls painted in different colors for areas with different polarities as electro-optical material, toner display using black toner as electro-optical material, or high pressure gas such as helium or neon The present invention can be applied to various electro-optical devices such as a plasma display panel used as an electro-optical material.

なお、電気光学装置10が表示装置として利用され得る電子機器としては、図6に示される携帯電話機700のほか、デジタルスチールカメラ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型(またはモニタ直視型)のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。   In addition to the cellular phone 700 shown in FIG. 6, the electronic apparatus in which the electro-optical device 10 can be used as a display device is a digital still camera, a laptop computer, a liquid crystal television, a viewfinder type (or monitor direct view type) video. Examples include a recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a device equipped with a touch panel.

電気光学装置10の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an electro-optical device 10. FIG. 液晶パネル100の断面図である。2 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel 100. FIG. 対向基板200のカラーフィルタ基板300と対向する面を示す図である。It is a figure which shows the surface which opposes the color filter substrate 300 of the counter substrate 200. 柱状スペーサ210の設置間隔を示す図である。It is a figure which shows the installation space | interval of the columnar spacer. 柱状スペーサ210の設置密度を示す図である。It is a figure which shows the installation density of the columnar spacer 210. FIG. 携帯電話機700を示す図である。FIG. 11 shows a mobile phone 700.

符号の説明Explanation of symbols

10…電気光学装置、100…液晶パネル、200…対向基板、300…カラーフィルタ基板、400…走査線駆動回路、500…データ線駆動回路、600…制御回路、900…電源回路、
140…走査線、150…データ線、160…画素、161…画素電極、162…TFD、110…シール材、165…液晶層、950…バックライト、
302…カラーフィルタ、302R…着色層、302G…着色層、302B…着色層、302K…遮光層、306…保護層、308…配向膜、309…偏光板、208…配向膜、209…偏光板、310…段差形成層、210…柱状スペーサ、301…反射層、301a…開口部、301b…反射部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electro-optical apparatus, 100 ... Liquid crystal panel, 200 ... Opposite substrate, 300 ... Color filter substrate, 400 ... Scanning line drive circuit, 500 ... Data line drive circuit, 600 ... Control circuit, 900 ... Power supply circuit,
140 ... scanning line, 150 ... data line, 160 ... pixel, 161 ... pixel electrode, 162 ... TFD, 110 ... sealing material, 165 ... liquid crystal layer, 950 ... back light,
302 ... Color filter, 302R ... Colored layer, 302G ... Colored layer, 302B ... Colored layer, 302K ... Light-shielding layer, 306 ... Protective layer, 308 ... Alignment film, 309 ... Polarizer, 208 ... Alignment film, 209 ... Polarizer, 310 ... Step forming layer, 210 ... Columnar spacer, 301 ... Reflective layer, 301a ... Opening, 301b ... Reflective part.

Claims (6)

相互に対向して設けられ、枠状のシール材によって貼り合わせられた第1基板および第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板に挟まれ、複数の画素に区分された電気光学物質層と、
前記第1基板または前記第2基板の面上に突出して複数設けられ、他方の基板に当接する柱状のスペーサと
を有し、
前記スペーサは、両基板に平行な断面内における単位面積あたりの当該スペーサの断面積の総和が、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って大きくなるように設けられている
ことを特徴とする電気光学装置。
A first substrate and a second substrate provided opposite to each other and bonded together by a frame-shaped sealing material;
An electro-optic material layer sandwiched between the first substrate and the second substrate and divided into a plurality of pixels;
A plurality of columnar spacers protruding on the surface of the first substrate or the second substrate and contacting the other substrate;
The spacer is provided such that the sum of the cross-sectional areas of the spacer per unit area in a cross section parallel to both substrates increases as the distance from the edge of the first substrate or the second substrate approaches the central portion. An electro-optical device.
前記スペーサの各々は、当該スペーサ長手方向に交差する断面の断面積が同一であり、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って単位面積あたりの本数が多くなるように設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
Each of the spacers has the same cross-sectional area that intersects with the longitudinal direction of the spacer, and the number of the spacers per unit area increases from the edge of the first substrate or the second substrate toward the center. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is provided.
前記スペーサの各々は、単位面積あたりの本数が均一となるように設けられ、前記第1基板または前記第2基板の縁部から中央部に近づくに従って当該スペーサ長手方向に交差する断面の断面積が大きくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
Each of the spacers is provided so that the number per unit area is uniform, and the cross-sectional area of the cross section that intersects the longitudinal direction of the spacer as it approaches the central portion from the edge of the first substrate or the second substrate. The electro-optical device according to claim 1, wherein the electro-optical device is formed to be large.
前記画素の各々に設けられたスイッチング素子を有し、
前記スペーサは、互いに隣接する前記画素間の間隙における前記スイッチング素子に近接する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
A switching element provided in each of the pixels;
The electro-optical device according to claim 1, wherein the spacer is provided at a position close to the switching element in a gap between the pixels adjacent to each other.
前記第2基板のうち前記第1基板に対向する面上に設けられて、前記第1基板側からの入射光を当該第1基板側に反射させる反射部と前記第2基板側からの入射光を前記第1基板側に透過させる開口部とに前記画素の各々を区分する反射層と、
前記反射部を覆うように設けられ、前記反射部における電気光学物質層の厚さと前記開口部における電気光学物質層の厚さとを異ならせる段差形成層と
を有し、
前記スペーサは、前記第1基板の面上に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
A reflection part provided on a surface of the second substrate that faces the first substrate, and reflects incident light from the first substrate side to the first substrate side, and incident light from the second substrate side A reflective layer that divides each of the pixels into an opening that transmits the light to the first substrate side;
A step forming layer provided so as to cover the reflective portion, and different in thickness between the electro-optic material layer in the reflective portion and the electro-optic material layer in the opening;
The electro-optical device according to claim 1, wherein the spacer is formed on a surface of the first substrate.
請求項1乃至5のいずれかに記載の電気光学装置を備えた電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.
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