JP2007164192A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】互いに対向する第1基板100及び第2基板200と、第1基板100上の所定部位に形成された段差部と、第2基板200上に形成され、段差部と接触する第1カラムスペーサ210と、第1基板100から離隔して第2基板200上に形成され、第1カラムスペーサ210よりも形成比率が大きい第2カラムスペーサ220と、第1基板100と第2基板200との間に形成された液晶層とを備え、第1カラムスペーサ210の段差部と対応する面の面積が、段差部の第1カラムスペーサ210と接触する面の面積よりも大きいものである。
【選択図】図7
Description
また、各画素領域には画素電極が形成され、各ゲートラインと各データラインとが交差する部分には、それぞれ薄膜トランジスタが形成される。薄膜トランジスタは、ゲートラインに伝達される信号に応じてスイッチングされ、データラインのデータ信号を各画素電極に伝達する。
第一に、カラムスペーサ20と対向する基板との接触面積が大きいために摩擦力が大きく、よって、タッチすることによって第1及び第2基板30、40の間でシフトが発生すると、元の状態に復元するまでに時間がかかり、この復元時間の間にタッチ不良が発生する。
また、タッチ不良及び重力不良のいずれも発生しない液晶充填量の範囲(液晶マージン)を広くすることによって、タッチ不良及び重力不良などの表示不良を改善している。
また、押され防止用カラムスペーサ(第2カラムスペーサ)をさらに形成することにより、カラムスペーサに局所的な圧力がかけられることによって生じる塑性変形を防止して、押され不良を解決している。
第一に、セルギャップを維持するギャップ維持カラムスペーサと、ギャップ維持カラムスペーサに接触する段差部とに関して、ギャップ維持カラムスペーサの段差部と対応する面の面積が、段差部のギャップ維持カラムスペーサと接触する面の面積よりも大きくなっているので、ギャップ維持カラムスペーサと段差部との総接触面積を低減できる。そのため、タッチ不良を容易に解決することが可能になる。その結果、ブラック輝度のバラツキが解決でき、これにより、コントラストを向上させることができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置を示す平面図であり、図2は、図1で示した液晶表示装置のI−I’線及びII−II’線に沿った矢視断面図である。
そのため、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置は、手やその他の物によってタッチされた場合に、第1カラムスペーサ210と対向基板である第1基板100との間の接触面積を減少させ、摩擦面積の減少によってタッチ不良を解決することができる。
一方、図1及び図2では、ソース電極102aの形状を「U」字形状とし、「U」字形状チャネルを持つ液晶表示装置について説明したが、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置は、ソース電極102aの形状を、データライン102からバー(−)形状に突出したものとしてもよく、あるいは、その他の形状にしてもよい。
すなわち、第1カラムスペーサ210と第2カラムスペーサ220との配置比率に特徴があるもので、以下、第1カラムスペーサ210(ギャップ維持カラムスペーサ)と第2カラムスペーサ220(押され防止用カラムスペーサ)との配置比率に対する液晶マージンについて説明する。
ここで、第1カラムスペーサ210の形成密度に対する液晶マージンは、20.1インチモデルの液晶パネルにおいて、液晶滴下時に1ドットあたり約4mgの液晶量で液晶を滴下して得た値であり、このとき、液晶マージンは、16mg(4ドット)〜40mg(10ドット)となる。
実験上、第2基板200の全体面積に対する第1カラムスペーサ210と段差部(TFTまたは突起)との接触面積の比率が、30ppm〜150ppm(このとき、ppmは10−6を示す)となる場合に、液晶マージンが、タッチ不良や重力不良などの表示不良を解消することができる約4ドット〜10ドットの範囲を示すことがわかる。
段差部の対応面の臨界寸法の大きさは、段差部を形成するために用いられる露光装置の解像度及び工程能力などに依るので、上述した値以下に小さくすることは困難である。
なお、図4及び図5は、一つの段差部とこれに対応する第1カラムスペーサ210との接触面積を同一値としたときの配置状態を示しており、このとき、第2カラムスペーサ220の密度も変化せず同一であるとする。
ここで、許容可能な不良の度合を10%以内とすると、重力不良及びタッチ不良の両方を防止できる範囲の液晶量は、約86ドット〜94ドットであればよい。したがって、液晶マージンは、合計8ドット(32mg)の範囲にわたっている。
また、重力不良が改善された理由は、第1カラムスペーサ210の配置比率(1/12の配置から1/48の配置へ変更)を小さくすることにより、第1カラムスペーサ210と段差部との接触面積が減少して相対的に各第1カラムスペーサ210の担当する圧力が大きくなり、これにより弾性ギャップが大きくなるためである。
第2カラムスペーサ220は、第1基板100と第2基板200とを貼り合わせられる際に、第1基板100の上部面から所定間隔Hが隔てられた状態を維持し、局所的な圧力がかけられた場合に、第2カラムスペーサ220が第1基板100の上部面に接し、第1カラムスペーサ210と共にセルギャップを維持する機能を分担する。
そのため、第1カラムスペーサ210を小さい比率に配置しても、外部から局所的な圧力がかけられることによって生じるカラムスペーサの塑性変形を防止することができる。
このような液晶マージンを可能にする第2基板200の全体面積に対する第1カラムスペーサ210と段差部との接触面積の比率は、30ppm〜150ppmとなり、第2基板200の全体面積に対する第2カラムスペーサ220の形成面積の比率は、0.25%〜1.0%(2500ppm〜10000ppm)となる。
以下、第2基板200の全体面積に対する第1カラムスペーサ210と段差部との接触面積の比率が30ppm〜150ppmである場合の他の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
このとき、第2基板200の全体面積に対する第1カラムスペーサ210と段差部(TFTまたは突起)との接触面積の比率は、約80ppm〜100ppmとなり、この場合には、上記実施の形態1と比べて液晶マージンの範囲は小さいものの、上述のように定められた液晶マージンの範囲である4ドット(16mg)〜10ドット(40mg)の範囲内には入っていることが分かる。
図9は、本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置の画素の配置を示す平面図である。
このとき、第2基板200の全体面積に対する第1カラムスペーサ210と段差部(TFTまたは突起)との接触面積の比率は、約110ppm〜150ppmとなり、この場合には、上記実施の形態1と比べて液晶マージンの範囲は小さいものの、上述のように定められた液晶マージンの範囲である4ドット(16mg)〜10ドット(40mg)範囲内には入っていることが分かる。
図10及び図11は、本発明の実施の形態4に係る液晶表示装置において、第1カラムスペーサを突起と対応させた場合の平面図及び断面図である。
例えば、第1カラムスペーサが形成された該当の画素において、第1カラムスペーサと段差部(TFTまたは突起)との接触面積が相対的に大きい場合には、第1カラムスペーサの配置比率を1/48よりも小さくすることにより、より多くの画素ごとに1つずつ第1カラムスペーサを配置することができる。
また、第1カラムスペーサが形成された該当の画素において、第1カラムスペーサと段差部との接触面積が相対的に小さい場合には、第1カラムスペーサの配置比率を1/12よりも大きくすることにより、より少ない画素ごとに1つずつ第1カラムスペーサを配置することができる。
ここで、第1カラムスペーサは、例えば約6〜96画素領域ごとに形成される。
また、第2カラムスペーサの形成比率は、第1カラムスペーサの形成比率よりも大きくなるようにし、かつ、第2カラムスペーサの数は、第1カラムスペーサの数の16.7倍〜333倍になるようにする。このようにして、等間隔に第1及び第2カラムスペーサが配置される。
Claims (20)
- 互いに対向する第1基板及び第2基板と、
前記第1基板上の所定部位に形成された段差部と、
前記第2基板上に形成され、前記段差部と接触する第1カラムスペーサと、
前記第1基板から離隔して前記第2基板上に形成され、前記第1カラムスペーサよりも形成比率が大きい第2カラムスペーサと、
前記第1基板と前記第2基板との間に形成された液晶層とを備え、
前記第1カラムスペーサの前記段差部と対応する面の面積が、前記段差部の前記第1カラムスペーサと接触する面の面積よりも大きいこと
を特徴とする液晶表示装置。 - 前記第2基板の全体面積に対する前記第1カラムスペーサと前記段差部との接触面積の比率が、30ppm〜150ppmであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第2基板の全体面積に対する前記第2カラムスペーサの形成面積の比率が、0.25%〜1.0%(2500ppm〜10000ppm)であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第2カラムスペーサの数は、前記第1カラムスペーサの数の16.7倍〜333倍であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1基板上に設けられ、互いに交差して画素領域を画定するゲートライン及びデータラインと、
前記画素領域に形成された画素電極と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記段差部は、前記ゲートラインと前記データラインとの交差箇所に形成されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記段差部は、薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記段差部は、前記ゲートライン上または前記データライン上の所定部位に対応して形成されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記第2カラムスペーサは、前記ゲートライン上または前記データライン上の所定部位に対応して形成されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記第2基板上に設けられ、前記画素領域以外の領域に対応して形成されたブラックマトリクス層と、
前記第2基板上に設けられ、前記画素領域を含む領域に対応して形成されたカラーフィルタ層と
をさらに備えたことを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 - 前記第1カラムスペーサ及び第2カラムスペーサは、前記ブラックマトリクス層の上部に形成されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記第1カラムスペーサは、6画素領域〜96画素領域ごとに形成されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 第1基板及び第2基板を用意する段階と、
前記第1基板上の所定部位に段差部を形成する段階と、
前記第2基板上に、第1カラムスペーサと、前記第1カラムスペーサよりも形成比率が大きい第2カラムスペーサとを形成する段階と、
前記第1基板と前記第2基板との間に液晶層を形成する段階と、
前記第1基板上の前記段差部と前記第2基板上の前記第1カラムスペーサとが対向するように、前記第1基板と前記第2基板とを対向させて貼り合わせる段階とを含み、
前記第1カラムスペーサの前記段差部と対応する面の面積が、前記段差部の前記第1カラムスペーサと接触する面の面積よりも大きいこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記第2基板の全体面積に対する前記第1カラムスペーサと前記段差部との接触面積の比率が、30ppm〜150ppmであることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2基板の全体面積に対する前記第2カラムスペーサの形成面積の比率が、0.25%〜1.0%(2500ppm〜10000ppm)であることを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第2カラムスペーサの数は、前記第1カラムスペーサの数の16.7倍〜333倍であることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記段差部は、薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記段差部は、金属線で形成されることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1カラムスペーサ及び第2カラムスペーサは、前記第2基板上に設けられるブラックマトリクス層の上部に形成されることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記第1カラムスペーサ及び第2カラムスペーサは、ゲートラインとデータラインとによって画定される画素領域のうち、6画素領域〜96画素領域ごとに形成されることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置の製造方法。
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