JP2005309239A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、電子機器の表示部などに用いられる液晶表示装置に関し、高開口率であっても高い耐加圧特性の得られる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】対向配置された一対の基板２、４と、基板２、４間に封止された液晶６と、基板２、４上に配置された複数の画素領域と、画素領域内に配置され、液晶６を配向規制するとともに基板２、４間のセル厚を維持する突起状構造物５１、５２とを有するように構成する。
【選択図】図２
【解決手段】対向配置された一対の基板２、４と、基板２、４間に封止された液晶６と、基板２、４上に配置された複数の画素領域と、画素領域内に配置され、液晶６を配向規制するとともに基板２、４間のセル厚を維持する突起状構造物５１、５２とを有するように構成する。
【選択図】図２
Description
本発明は、電子機器の表示部等に用いられる液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、両基板間に挟持された液晶層とを有している。一対の基板の対向面には、一般に透明電極がそれぞれ形成されている。液晶表示装置は、両透明電極間に電圧を印加して液晶を駆動させ、光の透過率を画素毎に制御することにより表示を行っている。
近年、液晶表示装置の需要は増加しており、液晶表示装置に対する要求も多様化している。そのなかで、特に視角特性や表示品質の改善が強く要求されている。視角特性や表示品質を改善する技術として、マルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式の液晶表示装置が有望視されている。
一般的なアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、基板間のセル厚はプラスチック製の球状スペーサによって制御されている。球状スペーサは、基板貼合せ前のスペーサ散布工程で一方の基板上に散布される。その後、基板を貼り合わせてから液晶が注入される。さらに、セル厚が球状スペーサの直径付近の厚さで維持されるように加圧される。ところが球状スペーサを用いた液晶表示装置は、球状スペーサの散布密度のばらつきによるセル厚むらや、球状スペーサが移動したときに生じる配向膜傷による光漏れなどが生じ易いという問題を有している。
また近年では、液晶注入時間を短縮して製造プロセスの簡略化を実現する手法として、一方の基板上に液晶を滴下してから２枚の基板を貼り合わせる滴下注入法（ＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌｉｎｇ）法）が用いられるようになっている。ＯＤＦ法を用いた液晶注入では、散布した球状スペーサが液晶滴下時に移動してしまい、パネル面内に均一に分布させることが困難である。このため、ＯＤＦ法を用いて作製される液晶表示装置には、球状スペーサを使用することができない。
そこで、特にＯＤＦ法を用いて作製される液晶表示装置には、フォトリソグラフィ法を用いて一方の基板上に固定して形成され、基板貼合せ後には他方の基板に接触してセル厚を維持する柱状スペーサが用いられている。図９は柱状スペーサを備える従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の構成を示し、図１０は図９のＸ−Ｘ線で切断した断面構成を示している。図９及び図１０に示すように、液晶表示装置は、対向配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板１０２及び対向基板１０４と、両基板１０２、１０４間に封止された液晶１０６とを有している。ＴＦＴ基板１０２は、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１１２をガラス基板１１０上に有している。ゲートバスライン１１２上には絶縁膜１３０が形成されている。ゲートバスライン１１２に絶縁膜１３０を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン１１４が形成されている。ドレインバスライン１１４上には絶縁膜１３２が形成されている。
ゲートバスライン１１２及びドレインバスライン１１４の各交差位置近傍には、ＴＦＴ１２０が形成されている。また、絶縁膜１３２上であってゲートバスライン１１２及びドレインバスライン１１４で囲まれた画素領域には、透明な画素電極１１６が形成されている。画素領域のほぼ中央部を横切って、ゲートバスライン１１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１１８が形成されている。絶縁膜１３０を介して蓄積容量バスライン１１８上には、画素領域毎に蓄積容量電極（中間電極）１１９が形成されている。
対向基板１０４は、隣り合う画素領域間の遮光領域と、画素領域内であって蓄積容量バスライン１１８（蓄積容量電極１１９）上の領域（遮光部）とを遮光する遮光膜（ＢＭ）１４８（図９では図示せず）をガラス基板１１１上に有している。ガラス基板１１１上の画素領域には、カラーフィルタ（ＣＦ）樹脂層１４０が形成されている。ＣＦ樹脂層１４０上の基板全面には、共通電極１４２が形成されている。共通電極１４２上には、液晶１０６の配向を規制する配向規制用構造物として、画素領域端部に対して斜めに延びる線状突起１４４が形成されている。また、共通電極１４２上の遮光領域には、数画素〜数十画素に１つの配置パターンで柱状スペーサ１５０が形成されている。柱状スペーサ１５０は、ゲートバスライン１１２及びドレインバスライン１１４の交差位置に対向する位置に配置されている。画素領域内の遮光部には、数画素〜数十画素に１つの配置パターンで柱状スペーサ１５１が形成されている。柱状スペーサ１５１は、蓄積容量電極１１９に対向する位置に配置されている。
図１１は、従来のＭＶＡ方式の液晶表示装置の他の構成を示している。図１１に示すように、画素領域に形成された画素電極１１６は、液晶１０６を配向規制するために櫛歯状の外周部を有する複数の電極ユニット１１６ａと、電極ユニット１１６ａ間を電気的に接続する接続電極１１６ｂとを有している。画素領域内の遮光部には、数画素〜数十画素に１つの配置密度で柱状スペーサ１５１が形成されている。柱状スペーサ１５１は、蓄積容量バスライン１１８に対向する位置に配置されている。対向基板１０４上であって一部の電極ユニット１１６ａの中心部に対応する位置には、配向規制用構造物である点状突起１４５が形成されている。
柱状スペーサ１５０、１５１の周囲では、一般に液晶１０６の配向異常が発生するため、光漏れ等が生じるおそれがある。このため、光漏れ等による表示不良が視認されないように、柱状スペーサ１５０、１５１は遮光領域又は画素領域の遮光部に配置される。
柱状スペーサ１５０、１５１は、基板面内に所定の配置パターンで配置されている。柱状スペーサ１５０、１５１の基板との接触面積や個数を増加させて柱状スペーサ１５０、１５１の配置密度を高くすることによって、耐加圧特性の高い硬い液晶表示パネルが得られる。
高輝度で低消費電力の液晶表示装置を得るためには、画素の開口率を高めて光の利用効率を向上させるのが有効である。画素の開口率を高めるには、遮光領域及び画素領域の遮光部の面積を小さくして画素領域の開口部の面積を相対的に大きくする必要がある。ところが、遮光領域及び画素領域の遮光部が狭くなると、柱状スペーサ１５０、１５１の大きさや配置位置が限定されてしまうことになる。このため、柱状スペーサ１５０、１５１の個数を増加させて柱状スペーサ１５０、１５１の配置密度を高くするのが困難である。したがって、高開口率の液晶表示装置では高い耐加圧特性を得るのが困難であるという問題がある。
また、ＯＤＦ法を用いて作製された液晶表示装置は、液晶滴下量のわずかな差で気泡や額縁むら等の注入起因のパネル不良が発生する。このパネル不良は、柱状スペーサ１５０、１５１の高さのばらつきや液晶１０６の熱収縮、柱状スペーサ１５０、１５１の圧縮変位特性などに起因して生じる。液晶滴下量のマージンを広くするには、基本的には低荷重領域でセル厚が柔軟に追随できる柔らかい液晶表示パネルが必要になる。柔らかい液晶表示パネルを得るためには、柱状スペーサ１５０、１５１の配置密度を低くすればよい。しかし、柱状スペーサ１５０、１５１の配置密度を単純に低くすると液晶表示パネルの耐加圧特性が低くなり、面押し等の外部からの局所的な加圧に対してセル厚むらが生じ易くなってしまう。このように、ＯＤＦ法を用いて作製される液晶表示装置では、液晶滴下量のマージンと耐加圧特性とが一般にトレードオフの関係になる。
広い液晶滴下量のマージンと高い耐加圧特性とが共に得られる技術として、高さの高い柱状スペーサが低い配置密度で配置され、高さの低い柱状スペーサが高い配置密度で配置された液晶表示装置がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この液晶表示装置では、通常は高さが高く配置密度の低い柱状スペーサでセル厚が維持され、外部から加圧されたときには高さが低く配置密度の高い柱状スペーサでセル厚が維持されるようになっている。特許文献１には、同一基板上に高さの異なる複数種類の柱状スペーサを形成する方法が開示されている。また特許文献２には、高さの同じ柱状スペーサを画素に対して異なる位置に配置し、対向するＴＦＴ基板の金属配線の膜厚による段差を利用して、実質的に高さの異なる柱状スペーサを形成する方法が開示されている。
しかしながら、既に述べたように高開口率の液晶表示装置では柱状スペーサの大きさや配置位置に制約があるため、上記のように高さの異なる柱状スペーサをそれぞれ所望の配置密度で配置するのは困難である。したがって、ＯＤＦ法を用いて作製される高開口率の液晶表示装置では、広い液晶滴下量のマージンと高い耐加圧特性とを得るのが困難であるという問題がある。
本発明の目的は、高開口率でも高い耐加圧特性の得られる液晶表示装置を提供することにある。また、本発明の目的は、滴下注入法を用いて作製する際に広い液晶滴下量のマージンの得られる液晶表示装置を提供することにある。
上記目的は、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶と、前記基板上に配置された複数の画素領域と、前記画素領域内に配置され、前記液晶を配向規制するとともに前記一対の基板間のセル厚を維持する突起状構造物とを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
本発明によれば、高開口率でも高い耐加圧特性の得られる液晶表示装置を実現できる。また、本発明によれば、滴下注入法を用いて作製する際に広い液晶滴下量のマージンの得られる液晶表示装置を実現できる。
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置について図１乃至図６を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の１画素分の構成を示している。図２は、本実施の形態による液晶表示装置の模式的な断面構成を示している。図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、対向配置されたＴＦＴ基板２及び対向基板４と、両基板２、４間に封止された液晶６とを有している。液晶６は、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向し、負の誘電率異方性を有している。液晶表示装置は、両基板２、４の対向面に配向膜（垂直配向膜）を印刷、焼成し、基板２、４の一方の外周部にシール材を塗布し、液晶６を滴下してから両基板２、４を貼り合わせ、その後切断、面取り、偏光板貼付等の工程を経て作製されている。
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置について図１乃至図６を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の１画素分の構成を示している。図２は、本実施の形態による液晶表示装置の模式的な断面構成を示している。図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、対向配置されたＴＦＴ基板２及び対向基板４と、両基板２、４間に封止された液晶６とを有している。液晶６は、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向し、負の誘電率異方性を有している。液晶表示装置は、両基板２、４の対向面に配向膜（垂直配向膜）を印刷、焼成し、基板２、４の一方の外周部にシール材を塗布し、液晶６を滴下してから両基板２、４を貼り合わせ、その後切断、面取り、偏光板貼付等の工程を経て作製されている。
ＴＦＴ基板２は、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン１２を透明なガラス基板１０上に有している。ゲートバスライン１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ネオジム（Ｎｄ）、モリブデン（Ｍｏ）をこの順に積層して膜厚２５０ｎｍの金属膜をガラス基板１０上に成膜し、フォトリソグラフィ法により所定形状にパターニングして形成されている。ゲートバスライン１２上には、例えば膜厚３５０ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる絶縁膜３０が形成されている。ゲートバスライン１２に絶縁膜３０を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン１４が形成されている。ドレインバスライン１４は、例えばＭｏ、Ａｌ、Ｍｏがこの順に積層された膜厚３２０ｎｍの金属膜で形成されている。ドレインバスライン１４上には、例えば膜厚２００ｎｍのＳｉＮ膜からなる絶縁膜３２が形成されている。
ゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４の各交差位置近傍には、ＴＦＴ２０が形成されている。ＴＦＴ２０のドレイン電極２１はドレインバスライン１４と同一の形成材料で形成され、ドレインバスライン１４に電気的に接続されている。ドレイン電極２１に対向して、ソース電極２２が配置されている。またゲートバスライン１２の一部はＴＦＴ２０のゲート電極として機能している。ＴＦＴ２０の動作半導体層は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成されている。
絶縁膜３２上であってゲートバスライン１２及びドレインバスライン１４で囲まれた画素領域には、例えば膜厚４０ｎｍのＩＴＯ膜がパターニングされた画素電極１６が形成されている。画素電極１６は、不図示のコンタクトホールを介して、ＴＦＴ２０のソース電極２２に電気的に接続されている。画素電極１６は、ドレインバスライン１４の延びる方向に順に配列する５つの電極ユニット１６ａと、隣接する電極ユニット１６ａ間に形成されたスリット１６ｃと、スリット１６ｃで分離された電極ユニット１６ａ間を電気的に接続する接続電極１６ｂとを有している。電極ユニット１６ａは、中央に配置されたべた部１６ｄと、べた部１６ｄの外周部に配置された櫛歯状部１６ｅとを有している。櫛歯状部１６ｅは、べた部１６ｄから延びる複数の線状電極１６ｆと、隣接する線状電極１６ｆ間に形成されたスペース１６ｇとを備えている。線状電極１６ｆは、領域毎に異なる４方向に延びている。電極ユニット１６ａの右上部分の線状電極１６ｆは右上方向に延び、電極ユニット１６ａの右下部分の線状電極１６ｆは右下方向に延びている。電極ユニット１６ａの左上部分の線状電極１６ｆは左上方向に延び、電極ユニット１６ａの左下部分の線状電極１６ｆは左下方向に延びている。液晶分子は、線状電極１６ａの延びる方向に平行に、且つべた部１６ｄに向かって傾斜する。これにより、液晶６は電極ユニット１６ａ毎に４方向に配向分割される。
画素領域のほぼ中央部を横切って、ゲートバスライン１２に並列して延びる蓄積容量バスライン１８が形成されている。蓄積容量バスライン１８は、ゲートバスライン１２と同一の形成材料で形成されている。絶縁膜３０を介して蓄積容量バスライン１８上には、画素領域毎に蓄積容量電極１９が形成されている。蓄積容量電極１９は、ドレインバスライン１４と同一の形成材料で形成されている。蓄積容量電極１９は、不図示のコンタクトホールを介して画素電極１６に電気的に接続されている。
対向基板４は、隣り合う画素領域間の遮光領域と、画素領域内であって蓄積容量バスライン１８及び蓄積容量電極１９上の領域（遮光部）とを遮光するＢＭ４８（図１では図示せず）をガラス基板１１上に有している。ＢＭ４８は、例えば膜厚１６０ｎｍの低反射クロム（Ｃｒ）又は膜厚１．２μｍの黒色樹脂等をパターニングして形成されている。ガラス基板１１上の画素領域には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれか１色のＣＦ樹脂層４０が形成されている。ＣＦ樹脂層４０は、例えば膜厚１．８μｍの着色樹脂の塗布形成及びパターニングをＲ、Ｇ、Ｂ各色で計３回繰り返して形成されている。ＣＦ樹脂層４０上の基板全面には、例えば膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜からなる共通電極４２が形成されている。
共通電極４２上には、液晶６の配向を規制する配向規制用構造物として、誘電体からなる点状突起（配向規制用突起）４５及び突起状構造物５１、５２が形成されている。図３はＲ、Ｇ、Ｂの３画素における点状突起４５及び突起状構造物５１、５２の配置を示し、図４は図３のＡ−Ａ線で切断した対向基板４の断面構成を示している。また、図５（ａ）はほぼ３画素分の点状突起４５及び突起状構造物５１、５２の配置及び構成を示し、図５（ｂ）は点状突起４５及び突起状構造物５１、５２の近傍を拡大して示し、図５（ｃ）は対向基板４を斜めから見た構成を示している。図５（ｄ）は突起状構造物５１近傍で切断した対向基板４の断面構成を示し、図５（ｅ）は突起状構造物５２近傍で切断した対向基板４の断面構成を示し、図５（ｆ）は点状突起４５近傍で切断した対向基板４の断面構成を示している。
図３乃至図５に示すように、対向基板４上の各画素には、直線状に配列する配向規制用構造物（点状突起４５及び突起状構造物５１、５２）がそれぞれ合計５つ配置されている。各配向規制用構造物は、ＴＦＴ基板２側の電極ユニット１６ａのほぼ中心に対応する位置に形成されている。Ｒ画素及びＧ画素では、蓄積容量バスライン１８上を遮光する遮光部に重なるように１つの点状突起４５が配置され、図３中で上方及び下方の各開口部にそれぞれ２つずつの点状突起４５が配置されている。一方Ｂ画素には、１つの突起状構造物５１、３つの突起状構造物５２、及び１つの点状突起４５が配置されている。蓄積容量バスライン１８上を遮光する遮光部に重なるように突起状構造物５１が配置され、図３中で上方の開口部に２つの突起状構造物５２が配置され、図３中で下方の開口部に１つの突起状構造物５２及び１つの点状突起４５が配置されている。
点状突起４５は、共通電極４２上にポジ型感光性レジストを塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークの各工程を経て、最終的な共通電極４２表面からの高さが例えば２．５μｍ程度になるように形成されている。点状突起４５は、例えば１４μｍ×１４μｍの正方形状の平面形状を有し、各辺が画素領域端部に対して斜めになるように配置されている。突起状構造物５１、５２は、共通電極４２上にネガ型感光性レジストを塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークの各工程を経て形成される。突起状構造物５１、５２は、最終的な共通電極４２表面からの高さｈ１が共に例えば４．０μｍ程度になるように形成されている。
突起状構造物５１は、ＴＦＴ基板２側の蓄積容量バスライン１８及び蓄積容量電極１９に対応する位置に配置され、突起状構造物５２は画素開口部に配置されている（図２参照）。ＴＦＴ基板２上では、蓄積容量バスライン１８及び蓄積容量電極１９の形成された領域でのガラス基板１０からの高さは、画素開口部に比較して金属層の膜厚分の高さｈ２（０．５〜０．６μｍ程度）だけ高くなっている。このため、突起状構造物５１、５２はほぼ同じ高さｈ１に形成されるものの、両基板２、４を貼り合わせたときに突起状構造物５１はＴＦＴ基板２に接触するのに対し、突起状構造物５２はＴＦＴ基板２に接触しない。したがって、突起状構造物５１は第１のセル厚（≒ｈ１＋ｈ２）を維持し、突起状構造物５２は外部から加圧されたときに第１のセル厚より狭い第２のセル厚（≒ｈ１）を維持するようになっている。例えばパネル表面に局所的に強い荷重がかかった場合には、突起状構造物５１が変形し、突起状構造物５１が破壊される限界以内で突起状構造物５２がＴＦＴ基板２に接触する。突起状構造物５２は高い配置密度で配置され、荷重を分散して支えるため、それ以上のセル厚変動は生じない。これにより、柱状スペーサの弾性破壊によるセル厚むらの発生を防止できるようになっている。
突起状構造物５１は、アクリル樹脂の圧縮変位特性に基づき、パネル製造時の荷重で所定の変位を得られるように配置密度が疎（例えば１８画素に１つ）に設計される。突起状構造物５２は、パネルの指押し等極めて強い局所的な荷重に耐えられるように配置密度が密（例えばＢ画素毎に３つ（１８画素に１８個））に設計される。
また、突起状構造物５１、５２は配向規制用構造物として機能するものの、点状突起４５と比較すると液晶６の配向異常が若干生じる。このため、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のうち透過率の最も低いＢ画素に形成されるのが望ましい。Ｂ画素のみに突起状構造物５１、５２を形成すると、Ｒ、Ｇ画素に突起状構造物５１、５２を形成したときと比較して、液晶６の配向異常により生じる表示不良が視認され難くなる。また露光条件、現像条件及びポストベーク条件等を制御し、突起状構造物５１、５２の側面部と対向基板４表面とがなす角（テーパ角）θ１を４５°以下にすることによって、テーパ角θ１が４５°より大きい場合よりも液晶６の配向異常が生じ難くなる。突起状構造物５１、５２は、例えば直径２０μｍ程度の円形状の下底面（対向基板４側）と、例えば直径９μｍ程度の上底面（ＴＦＴ基板２側）とを有している。突起状構造物５１、５２の下底面の直径は、開口部の幅（例えば７８μｍ）の約１／３以下になっている。画素開口部に配置される突起状構造物５２（又は５１）の占有面積を当該開口部の面積の約１０％以下に抑えることにより、画素の開口率の低下を防ぐことができる。
本実施の形態によれば、柱状スペーサとして機能する突起状構造物５１、５２を画素開口部にも配置できるため配置位置の制約が緩和され、実質的に高さの異なる突起状構造物５１、５２をそれぞれ所望の配置密度で配置できる。突起状構造物５１、５２のうち一方の配置が他方の配置に影響することもない。このため、セル厚の変化に対する柱状スペーサの弾性や復元力などの圧縮変位特性を高めることができ、ＯＤＦ法を用いて作製される高開口率の液晶表示装置でも、広い液晶滴下量のマージンと高い耐加圧特性とを得ることができる。したがって、製造歩留りが高く、品質の安定した液晶表示装置を実現できる。
図６は、本実施の形態による液晶表示装置の構成の変形例を示している。図６に示すように、本変形例では画素電極１６は３つの電極ユニット１６ａを有している。対向基板４上であって３つの電極ユニット１６ａのほぼ中心部に対応する位置には、突起状構造物５１がそれぞれ形成されている。３つの突起状構造物５１は、いずれもＴＦＴ基板２側に接触し、所定のセル厚を維持している。このように、実質的な高さがほぼ同一の突起状構造物５１のみを所望の配置密度で形成することもできる。
本変形例によれば、柱状スペーサとして機能する突起状構造物５１を画素開口部にも配置できるため配置位置の制約が緩和され、所望の配置密度で配置できる。したがって、高開口率の液晶表示装置であっても高い耐加圧特性を得ることができる。
なお、本実施の形態では、アクリル樹脂を用いてＣＦ基板４側に突起状構造物５１、５２を形成しているが、突起状構造物５１、５２をＴＦＴ基板２側に形成してもよい。また、突起状構造物５１、５２を独立した工程で形成するのではなく、ＣＦ樹脂層４０の一部を積層することにより突起状構造物５１、５２を形成してもよい。
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態による液晶表示装置の断面構成を示している。図７に示すように、本実施の形態では、ＴＦＴ基板２側の高さの差を利用するのではなく、基板面からの高さが異なる突起状構造物５２、５３を対向基板４上に形成している。突起状構造物５２を形成した後に点状突起４５が形成され、一部の突起状構造物５２は、点状突起４５と同一の形成材料で同時に形成された樹脂層４６により覆われている。樹脂層４６と樹脂層４６で覆われた突起状構造物５２とは、突起状構造物５２より高さの高い突起状構造物５３を構成する。これにより、アクリル樹脂等で形成された突起状構造物５２と、突起状構造物５２より高さが高く、表面部が点状突起４５と同一の形成材料で形成され、他の部分が突起状構造物５２と同一の形成材料で形成された突起状構造物５３とが形成されることになる。突起状構造物５２、５３間の高さの差は０．３〜０．７μｍ程度にする。
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態による液晶表示装置の断面構成を示している。図７に示すように、本実施の形態では、ＴＦＴ基板２側の高さの差を利用するのではなく、基板面からの高さが異なる突起状構造物５２、５３を対向基板４上に形成している。突起状構造物５２を形成した後に点状突起４５が形成され、一部の突起状構造物５２は、点状突起４５と同一の形成材料で同時に形成された樹脂層４６により覆われている。樹脂層４６と樹脂層４６で覆われた突起状構造物５２とは、突起状構造物５２より高さの高い突起状構造物５３を構成する。これにより、アクリル樹脂等で形成された突起状構造物５２と、突起状構造物５２より高さが高く、表面部が点状突起４５と同一の形成材料で形成され、他の部分が突起状構造物５２と同一の形成材料で形成された突起状構造物５３とが形成されることになる。突起状構造物５２、５３間の高さの差は０．３〜０．７μｍ程度にする。
本実施の形態によれば、高さの異なる突起状構造物５２、５３をそれぞれ所望の配置密度で配置できるため、ＯＤＦ法を用いて作製される高開口率の液晶表示装置でも、広い液晶滴下量のマージンと高い耐加圧特性とを得ることができる。したがって、製造歩留りが高く、品質の安定した液晶表示装置を実現できる。
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置について図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態による液晶表示装置の断面構成を示している。図８に示すように、本実施の形態では、全ての突起状構造物５２が点状突起４５と同一の形成材料で同時に形成された樹脂層４６により覆われている。樹脂層４６と樹脂層４６で覆われた突起状構造物５２とは、第１の実施の形態と同様に実質的に高さの異なる突起状構造物５３、５４をそれぞれ構成する。
次に、本発明の第３の実施の形態による液晶表示装置について図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態による液晶表示装置の断面構成を示している。図８に示すように、本実施の形態では、全ての突起状構造物５２が点状突起４５と同一の形成材料で同時に形成された樹脂層４６により覆われている。樹脂層４６と樹脂層４６で覆われた突起状構造物５２とは、第１の実施の形態と同様に実質的に高さの異なる突起状構造物５３、５４をそれぞれ構成する。
本実施の形態によれば、突起状構造物５３、５４の側面部のテーパ角θ２は図２に示すテーパ角θ１よりも小さくなるため、第１の実施の形態と比較して液晶６の配向異常をさらに低減させることができ、表示不良がさらに視認され難くなる。
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、反射型や半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
例えば、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、反射型や半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
また、上記実施の形態では、対向基板４上にＣＦ樹脂層４０が形成された液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板２上にＣＦ樹脂層４０が形成された、いわゆるＣＦ−ｏｎ−ＴＦＴ構造の液晶表示装置にも適用できる。
以上説明した実施の形態による液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記基板上に配置された複数の画素領域と、
前記画素領域内に配置され、前記液晶を配向規制するとともに前記一対の基板間のセル厚を維持する突起状構造物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
一部の前記突起状構造物は、前記一対の基板の双方に接触して第１のセル厚を維持し、
他の前記突起状構造物は、外部から加圧されたときに前記一対の基板の双方に接触して前記第１のセル厚より狭い第２のセル厚を維持すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記突起状構造物は、前記画素領域の開口部に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記４）
付記３記載の液晶表示装置において、
前記開口部に配置された前記突起状構造物の占有面積は、当該開口部の面積の１０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、青色のカラーフィルタ層を有する前記画素領域にのみ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記画素領域には、複数の前記突起状構造物が配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記７）
付記１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、テーパ角４５°以下の側面部を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物より低い高さで前記画素領域内に形成され、前記液晶の配向を規制する配向規制用突起をさらに有し、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、一部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置において、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、表面部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）
付記８又は９に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用突起は、ポジ型レジストで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１１）
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、少なくとも一部がネガ型レジストで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間を電気的に接続する接続電極とを備え、前記画素領域毎に配置された画素電極を有し、
前記突起状構造物は、前記電極ユニットのほぼ中心部に対応する位置に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、前記基板面にほぼ垂直に配向し、負の誘電率異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１）
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記基板上に配置された複数の画素領域と、
前記画素領域内に配置され、前記液晶を配向規制するとともに前記一対の基板間のセル厚を維持する突起状構造物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
一部の前記突起状構造物は、前記一対の基板の双方に接触して第１のセル厚を維持し、
他の前記突起状構造物は、外部から加圧されたときに前記一対の基板の双方に接触して前記第１のセル厚より狭い第２のセル厚を維持すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記突起状構造物は、前記画素領域の開口部に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記４）
付記３記載の液晶表示装置において、
前記開口部に配置された前記突起状構造物の占有面積は、当該開口部の面積の１０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記５）
付記１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、青色のカラーフィルタ層を有する前記画素領域にのみ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記画素領域には、複数の前記突起状構造物が配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記７）
付記１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、テーパ角４５°以下の側面部を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物より低い高さで前記画素領域内に形成され、前記液晶の配向を規制する配向規制用突起をさらに有し、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、一部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記９）
付記８記載の液晶表示装置において、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、表面部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１０）
付記８又は９に記載の液晶表示装置において、
前記配向規制用突起は、ポジ型レジストで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１１）
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、少なくとも一部がネガ型レジストで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１２）
付記１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間を電気的に接続する接続電極とを備え、前記画素領域毎に配置された画素電極を有し、
前記突起状構造物は、前記電極ユニットのほぼ中心部に対応する位置に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、前記基板面にほぼ垂直に配向し、負の誘電率異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
２ ＴＦＴ基板
４ 対向基板
６ 液晶
１２ ゲートバスライン
１４ ドレインバスライン
１６ 画素電極
１６ａ 電極ユニット
１６ｂ 接続電極
１６ｃ スリット
１６ｄ べた部
１６ｅ 櫛歯状部
１６ｆ 線状電極
１６ｇ スペース
１８ 蓄積容量バスライン
１９ 蓄積容量電極
２０ ＴＦＴ
２１ ドレイン電極
２２ ソース電極
３０、３２ 絶縁膜
４０ ＣＦ樹脂層
４２ 共通電極
４５ 点状突起（配向規制用突起）
４８ ＢＭ
５１、５２ 突起状構造物
４ 対向基板
６ 液晶
１２ ゲートバスライン
１４ ドレインバスライン
１６ 画素電極
１６ａ 電極ユニット
１６ｂ 接続電極
１６ｃ スリット
１６ｄ べた部
１６ｅ 櫛歯状部
１６ｆ 線状電極
１６ｇ スペース
１８ 蓄積容量バスライン
１９ 蓄積容量電極
２０ ＴＦＴ
２１ ドレイン電極
２２ ソース電極
３０、３２ 絶縁膜
４０ ＣＦ樹脂層
４２ 共通電極
４５ 点状突起（配向規制用突起）
４８ ＢＭ
５１、５２ 突起状構造物
Claims (10)
- 対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記基板上に配置された複数の画素領域と、
前記画素領域内に配置され、前記液晶を配向規制するとともに前記一対の基板間のセル厚を維持する突起状構造物と
を有することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１記載の液晶表示装置において、
一部の前記突起状構造物は、前記一対の基板の双方に接触して第１のセル厚を維持し、
他の前記突起状構造物は、外部から加圧されたときに前記一対の基板の双方に接触して前記第１のセル厚より狭い第２のセル厚を維持すること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記突起状構造物は、前記画素領域の開口部に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項３記載の液晶表示装置において、
前記開口部に配置された前記突起状構造物の占有面積は、当該開口部の面積の１０％以下であること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、青色のカラーフィルタ層を有する前記画素領域にのみ配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
少なくとも１つの前記画素領域には、複数の前記突起状構造物が配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物は、テーパ角４５°以下の側面部を有すること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記突起状構造物より低い高さで前記画素領域内に形成され、前記液晶の配向を規制する配向規制用突起をさらに有し、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、一部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項８記載の液晶表示装置において、
少なくとも一部の前記突起状構造物は、表面部が前記配向規制用突起と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
複数の電極ユニットと、前記電極ユニット間を電気的に接続する接続電極とを備え、前記画素領域毎に配置された画素電極を有し、
前記突起状構造物は、前記電極ユニットのほぼ中心部に対応する位置に配置されていること
を特徴とする液晶表示装置。
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| JP2007334345A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Au Optronics Corp | 液晶ディスプレイパネルにギャップを設ける方法 |
| JP2008122563A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Toppan Printing Co Ltd | Ｗｈｉｔｅ設計を利用したサブＰＳ付きカラーフィルタ及びその製造方法 |
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