JP2009229667A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、湾曲した表示面を有する液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device having a curved display surface.
一般に、透過型の液晶表示装置は、一対の平板状のガラス基板間に、流動性のある液晶が封入され、ガラス基板の両外側面に偏光板が配置されてなる液晶パネルと、バックライトとが積層されて構成されており、表示面は平面である。これに対し、厚さ0.3mm以下の薄型ガラスやプラスチックフィルムなど可撓性を有する基板を用いることにより、湾曲した表示面を有する液晶表示装置が実現できる。湾曲した表示面を有する液晶表示装置は、意匠の面での自由度が大きいことに加え、実用性の面でも優れた機能を付与することができる。例えば、ある特定の曲面形状とすれば外光の反射を効果的に抑制することができる(特許文献1参照)。 In general, a transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which fluid liquid crystal is sealed between a pair of flat glass substrates, and polarizing plates are disposed on both outer surfaces of the glass substrate, a backlight, Are stacked, and the display surface is a flat surface. On the other hand, a liquid crystal display device having a curved display surface can be realized by using a flexible substrate such as thin glass or plastic film having a thickness of 0.3 mm or less. A liquid crystal display device having a curved display surface can provide an excellent function in terms of practicality in addition to a large degree of freedom in terms of design. For example, the reflection of external light can be effectively suppressed by using a specific curved surface shape (see Patent Document 1).
薄型ガラス基板を用いた液晶表示装置を製造する場合、基板表面に形成する各種微細構造のパターン精度を保つために、また搬送などの取り扱いのし易さの点から、製造工程の途中まで厚いガラス基板を用い、2枚の基板を貼り合わせた後でエッチングや研磨などにより薄型化される(特許文献2参照)。 When manufacturing a liquid crystal display device using a thin glass substrate, in order to maintain the pattern accuracy of various microstructures formed on the substrate surface, and from the viewpoint of ease of handling such as transportation, thick glass is used until the middle of the manufacturing process. A substrate is used, and after the two substrates are bonded, the thickness is reduced by etching or polishing (see Patent Document 2).
しかしながら、平板状のガラス基板を貼り合わされた後に基板を薄型化して湾曲させた場合、画像表示時に輝度ムラが発生する。これは、2枚の基板の曲率がほぼ基板の厚さ分だけ変わるために、両基板に配置された画素構造の相対位置が湾曲方向にずれることが原因である。このような位置ズレは、薄いガラス基板を用いた場合に限らず、プラスチックフィルムを基板に用いた場合でも、平板の状態で貼り合わせた後に湾曲させた場合に発生する。 However, when a flat glass substrate is bonded and then the substrate is thinned and curved, luminance unevenness occurs during image display. This is due to the fact that the relative positions of the pixel structures arranged on both substrates shift in the bending direction because the curvatures of the two substrates change by approximately the thickness of the substrates. Such misalignment occurs not only when a thin glass substrate is used, but also when a plastic film is used for the substrate and is bent after being bonded in a flat plate state.
これに対し、樹脂の壁構造を液晶層内に形成し、壁構造で2枚の基板を接着することによって、位置ずれを抑制する方法が提案されている(特許文献3参照)。 On the other hand, a method has been proposed in which a resin wall structure is formed in a liquid crystal layer, and two substrates are bonded with the wall structure to suppress misalignment (see Patent Document 3).
また、通常は対向基板に形成されるカラーフィルタやブラックマトリクスなどの画素構造をアレイ基板側に形成する方法も提案されている(特許文献4参照)。 In addition, a method of forming a pixel structure such as a color filter or a black matrix that is usually formed on the counter substrate on the array substrate side has also been proposed (see Patent Document 4).
さらに、カラムスペーサを、遮光性を有する材料を用いてTFT素子のチャンネル上に設ける方法も提案されている(特許文献5)。 Furthermore, a method of providing a column spacer on a channel of a TFT element using a light-shielding material has been proposed (Patent Document 5).
しかしながら、特許文献3の方法では光硬化性樹脂を液晶に混入し、光照射によって壁構造と基板を接着するため、未硬化成分が不純物として液晶内に残る。このため、焼付きなどの表示不良が発生しやすくなる。
However, in the method of
また、特許文献4の方法ではアレイ基板の製造プロセスに、通常は並行して行なわれるカラーフィルタやブラックマトリクスなどの製造プロセスが加わるため、液晶表示装置全体の製造にかかる時間が長くなる。
In addition, in the method of
さらに、特許文献5の方法ではTFT素子以外の光漏れを生じる部位には設けられていないため、湾曲させた場合の位置ズレによる光漏れを十分に抑制することができない。
Furthermore, since the method of
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、湾曲に伴う2枚の基板の位置ずれに起因する表示ムラ(光漏れ)の発生を抑制し、高品質な表示画像が得られる液晶表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses the occurrence of display unevenness (light leakage) due to the positional deviation of the two substrates due to the curvature, thereby obtaining a high-quality display image. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device.
この発明に係る液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の矩形の画素構造を有するアレイ基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスを有する対向基板と、両基板間に挟持された液晶層とから構成され、湾曲した表示面を有する液晶表示装置において、アレイ基板の表示領域に、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、カラムスペーサは、TFT素子を含む第二信号線を覆って形成され、かつ第一信号線と第二信号線が交差する部位には形成されていないことを特徴としている。 A liquid crystal display device according to the present invention includes an array substrate having a plurality of rectangular pixel structures arranged in a matrix, a counter substrate having a color filter and a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates. In a liquid crystal display device having a curved display surface, a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are arranged in the display area of the array substrate along the bending direction. The column spacer is formed so as to cover the second signal line including the TFT element, and is not formed at a portion where the first signal line and the second signal line intersect.
また、この発明に係る液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の矩形の画素構造を有するアレイ基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスを有する対向基板と、両基板間に挟持された液晶層とから構成され、湾曲した表示面を有する液晶表示装置において、アレイ基板の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、遮光性を有する材料が、TFT素子を含む第二信号線を覆って形成され、かつ第一信号線と第二信号線が交差する部位には形成されておらず、遮光性を有する材料の上部にカラムスペーサが形成されていることを特徴としている。 The liquid crystal display device according to the present invention includes an array substrate having a plurality of rectangular pixel structures arranged in a matrix, a counter substrate having a color filter and a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates. In the liquid crystal display device having a curved display surface, a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are arranged in the display area of the array substrate along the bending direction. The light-shielding material is formed so as to cover the second signal line including the TFT element, and is not formed at a portion where the first signal line and the second signal line intersect. A column spacer is formed on an upper portion of the material having the above.
また、アレイ基板の画素構造の長辺が湾曲方向に沿って配置され、湾曲方向に沿った複数の第一信号線が信号配線であり、第一信号線に直交する複数の第二信号線と共通配線が設けられており、複数の第二信号線が走査配線であることを特徴としている。 Further, the long side of the pixel structure of the array substrate is arranged along the bending direction, the plurality of first signal lines along the bending direction are signal wirings, and the plurality of second signal lines orthogonal to the first signal line A common wiring is provided, and the plurality of second signal lines are scanning wirings.
また、液晶層は6時視角あるいは12時視角のTN(Twisted Nematic)モードであり、かつ湾曲方向が表示面の水平方向であることを特徴としている。 The liquid crystal layer is in a TN (Twisted Nematic) mode with a 6 o'clock viewing angle or a 12 o'clock viewing angle, and the bending direction is a horizontal direction of the display surface.
この発明によれば、アレイ基板の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、カラムスペーサは、TFT素子を含む第二信号線を覆って形成され、かつ第一信号線と第二信号線が交差する部位には形成されていないため、湾曲時の2枚の基板の位置ズレに起因する表示ムラの発生が抑制でき、かつ輝度の高い画像表示をすることができる。すなわち、この構成により、画素構造内に設けられた画素電極の周辺での光漏れの発生を抑制し、表示ムラの少ない液晶表示装置を得ることができる。 According to the present invention, a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are disposed in the display area of the array substrate along the bending direction. Since it is formed so as to cover the second signal line including the element and is not formed at a portion where the first signal line and the second signal line intersect, display unevenness caused by positional deviation between the two substrates at the time of bending Generation can be suppressed and an image display with high luminance can be performed. That is, with this configuration, it is possible to suppress the occurrence of light leakage around the pixel electrode provided in the pixel structure and obtain a liquid crystal display device with little display unevenness.
また、この発明に係る液晶表示装置は、アレイ基板の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、遮光性を有する材料が、TFT素子を含む第二信号線を覆って形成され、かつ第一信号線と第二信号線が交差する部位には形成されておらず、遮光性を有する材料の上部にカラムスペーサが形成されているため、TNモード以外の液晶配列モードであっても、湾曲時の2枚の基板の位置ズレに起因する表示ムラの発生が抑制でき、かつ輝度の高い画像表示をすることができる。すなわち、この構成により、画素構造内に設けられた画素電極の周辺での光漏れの発生を抑制し、表示ムラの少ない液晶表示装置を得ることができる。遮光性を有する材料はカラムスペーサに必要な高さを形成できないことが多い。そのために積層構造とした。 Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are arranged along the bending direction in the display area of the array substrate, The light-shielding material is formed so as to cover the second signal line including the TFT element, and is not formed in a portion where the first signal line and the second signal line intersect with each other. Since the column spacers are formed in the LCD, even in a liquid crystal alignment mode other than the TN mode, it is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to the positional deviation of the two substrates during bending and to display images with high brightness. can do. That is, with this configuration, it is possible to suppress the occurrence of light leakage around the pixel electrode provided in the pixel structure and obtain a liquid crystal display device with little display unevenness. In many cases, the light-shielding material cannot form a height necessary for the column spacer. Therefore, a laminated structure was adopted.
また、アレイ基板の画素構造の長辺が湾曲方向に沿って配置され、湾曲方向に沿った複数の第一信号線が信号配線であり、第一信号線に直交する複数の第二信号線と共通配線が設けられており、複数の第二信号線を走査配線としているので、輝度の高い画像表示をすることができる。すなわち、この構成により、湾曲させた際の位置ずれによる開口率の低下が、湾曲方向に直交させた場合に比べ少なく、開口率を高くすることができ、明るい液晶表示装置を得ることができる。 Further, the long side of the pixel structure of the array substrate is arranged along the bending direction, the plurality of first signal lines along the bending direction are signal wirings, and the plurality of second signal lines orthogonal to the first signal line Since the common wiring is provided and the plurality of second signal lines are the scanning wiring, an image display with high luminance can be performed. That is, with this configuration, a decrease in the aperture ratio due to the positional deviation when being curved is less than that in the case where the aperture ratio is orthogonal to the curve direction, the aperture ratio can be increased, and a bright liquid crystal display device can be obtained.
また、液晶層は6時視角あるいは12時視角のTNモードであり、かつ湾曲方向が表示面の水平方向であるので、正面から見た場合に輝度変化の小さい画像表示をすることができる。すなわち、この構成により、液晶表示装置を正面から見た場合に輝度変化の小さい見やすい液晶表示装置を得ることができる。 Further, since the liquid crystal layer is in the TN mode at 6 o'clock viewing angle or 12 o'clock viewing angle and the bending direction is the horizontal direction of the display surface, it is possible to display an image with a small change in luminance when viewed from the front. That is, with this configuration, it is possible to obtain an easy-to-see liquid crystal display device with a small change in luminance when the liquid crystal display device is viewed from the front.
実施の形態1.
(画素構造)
本発明の液晶表示装置の画素構造について説明する。
(Pixel structure)
The pixel structure of the liquid crystal display device of the present invention will be described.
図1は、本発明の液晶表示装置の湾曲前の画素構造を示す平面図である。本発明の液晶表示装置の表示領域には、湾曲方向に長い横長の矩形の画素構造が複数個マトリクス状に配置されている。図1はそのうちの3つの画素構造を示しており、各画素は赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタと組み合わされ、3画素を1単位としてカラー表示が行なわれる。カラーフィルタは湾曲方向に同色のストライプ状に配置されている。 FIG. 1 is a plan view showing a pixel structure before bending of the liquid crystal display device of the present invention. In the display area of the liquid crystal display device of the present invention, a plurality of horizontally long rectangular pixel structures that are long in the bending direction are arranged in a matrix. FIG. 1 shows three of these pixel structures. Each pixel is combined with red (R), green (G), and blue (B) color filters, and color display is performed with three pixels as one unit. The color filters are arranged in stripes of the same color in the bending direction.
図1と、図1のC1−C1’での断面を示す図2を用いて、本発明の画素構造を説明する。各画素構造は、アレイ基板100となるガラス基板11の液晶層側表面に配置された走査配線12、共通配線13、信号配線14、ゲート電極(図では走査配線12の一部がゲート電極となっている)、ソース電極15、ドレイン電極16、半導体層17(アモルファスシリコン膜)、補助容量電極18、コンタクトホール19、画素電極20、第1の絶縁膜21、第2の絶縁膜22、カラムスペーサ23、配向膜24、および対向基板101となるガラス基板25の液晶層側表面に配置されたブラックマトリクス26、カラーフィルタ27、オーバーコート膜28、対向電極29、配向膜30、アレイ基板100と対向基板101の間に挟持された液晶層102、アレイ基板100と対向基板101の両外側表面に配置された偏光板103,104などから構成される。アレイ基板100側、対向基板101側の画素構造は、平面的に同じ大きさの矩形である。各種配線、電極のうち、走査配線12、共通配線13、信号配線14、ゲート電極(12)、ソース電極15、ドレイン電極16、補助容量電極18は、Al、Moなどの不透明な金属材料で形成されており、画素電極20と対向電極29はITO(Indium Tin Oxide)などの透明な導電材料で形成されている。
The pixel structure of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 showing a cross section taken along line C1-C1 ′ of FIG. Each pixel structure includes a
図1で太い点線で囲った領域は、ブラックマトリクス開口部31である。このブラックマトリクス開口部31が画素内の表示領域となる。つまり、湾曲方向に伸びる信号配線14、それに交差する方向に伸びる走査配線12があり、隣接する信号配線14間と隣接する走査配線12間の内に画素の表示領域がある。
A region surrounded by a thick dotted line in FIG. 1 is a black matrix opening 31. The black matrix opening 31 becomes a display area in the pixel. That is, there are the
また、図1で太い実線で囲った部分が、カラムスペーサ23の形成される部分である。カラムスペーサ23は対向基板101とアレイ基板100との間隔をおおよそ一定に保つためのものである。このカラムスペーサ23は走査配線12上を信号配線14と交差する部分の近傍を除いて覆っている。また、走査配線12と信号配線14とに接続されたトランジスタ(ソース電極15、ドレイン電極16、半導体層17)部分も覆っている。画素内において、カラムスペーサ23が走査配線12上を覆う領域の走査配線12の方向の長さは、ブラックマトリクス開口部31の同じ方向の長さより大きい。このため、湾曲時に開口部31が走査配線12側にずれても、ずれた部分がカラムスペーサ23で覆われているので、表示品質を劣化する部分が表示されない。
Further, a portion surrounded by a thick solid line in FIG. 1 is a portion where the
(各構造の機能・動作)
各画素構造に配置された各構造の機能および動作について説明する。
(Functions / operations of each structure)
The function and operation of each structure arranged in each pixel structure will be described.
走査配線12にパルス状の選択電圧が印加されることによって、縦方向に同一列の画素が選択される。選択電圧が印加される選択期間中に信号配線14に画像信号電圧が印加される。選択期間中は、ゲート電極(12)、ソース電極15、ドレイン電極16、半導体層17、第1の絶縁膜21などで構成されるTFT(Thin Film Transistor)スイッチング素子がオン状態となり、信号配線14に接続されたソース電極15からドレイン電極16およびドレイン電極16とコンタクトホール19で接続された画素電極20に画像信号電圧が印加される。このようにして、同一列の画素電極20に一斉に画像信号電圧が印加される。
By applying a pulse-shaped selection voltage to the
続いて隣接する走査配線12に選択電圧が印加され、上記動作を繰り返す。本動作の繰り返しにより、表示領域の全画素電極20にそれぞれの画像信号電圧が印加される。選択電圧が印加されない非選択期間中の画素では、TFTスイッチング素子がオフ状態となり、(ソース電極15とドレイン電極16間は高抵抗になるため、)画素電極20の電位は保持される。非選択期間(保持期間)の画素電極電位の変動を低減するため、共通配線13に接続された補助容量電極18と画素電極20間に補助容量が形成される。
Subsequently, a selection voltage is applied to the
対向基板101側の液晶層側の全面に配置された対向電極29には所定の電圧が印加されており、画素電極20と対向電極29間の電圧によって、その間に挟持された液晶層102の液晶分子の配向状態が変化する。画素電極20と対向電極29間の電圧の高低により液晶層102の複屈折性が調整され、アレイ基板100と対向基板101の両外側表面の偏光板103,104との組合せによって、透過率が制御される。
A predetermined voltage is applied to the
対向基板101側に配置されたカラーフィルタ27によって各画素の透過光はRGBいずれかの色に着色される。カラーフィルタ27の上層には透明なオーバーコート膜28が配置され、対向基板101の液晶層側表面が平坦化されると同時に、カラーフィルタ27から液晶層102への不純物の拡散が遮断される。
The transmitted light of each pixel is colored in one of RGB colors by the
ここで、各画素構造において、画素電極20と対向電極29間には画像信号に対応する電圧が印加されるが、アレイ基板100側の画素電極20のない部分では画像信号に対応する電圧が印加されず、所望の透過率が得られない。画素電極20がない部分で、TFT素子を含む走査配線12を覆うようにカラムスペーサ23を配置することで遮光する。(遮光される動作については後記する。)かつ、走査配線12と信号配線14の交差部位にはカラムスペーサ23を形成せず、液晶を注入する際や、湾曲させた際の液晶の移動を容易としている。
Here, in each pixel structure, a voltage corresponding to the image signal is applied between the
本発明の液晶表示装置の画素構造は、上記のように、アレイ基板100の表示領域に、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13が配置されており、カラムスペーサ23は、TFT素子を含む走査配線12を覆って形成され、かつ走査配線12と信号配線14が交差する部位には形成されていないことを特徴としている。
As described above, the pixel structure of the liquid crystal display device of the present invention has a plurality of
(パネル構成)
本発明の液晶表示装置のパネル構成について説明する。
(Panel configuration)
The panel configuration of the liquid crystal display device of the present invention will be described.
図3は、本発明の液晶表示装置の湾曲前のパネル構成を示す平面図である。破線で囲まれた表示領域32に図1,図2に示した画素構造が複数個マトリクス状に配置されている。アレイ基板100と対向基板101は表示領域32周辺に配置されたメインシール33によって、両基板100,101の画素構造が重なるように貼り合わされている。対向基板101の対向電極29はメインシール33の外側に配置されたトランスファ剤(図示せず)によってアレイ基板100側の配線と電気的に接続されている。左右どちらかの辺(図3では右辺)のメインシール33には液晶注入のための開口部(液晶注入口34)が設けられており、注入口34の外側は封口剤35で塞がれている。液晶注入口34とは反対側の辺(図3では左辺)のアレイ基板100は対向基板101の端部からはみ出した部分を有しており、はみ出した部分まで引き回された各種配線はフレキシブル基板36によって外部回路基板37と接続されている。
FIG. 3 is a plan view showing a panel configuration before bending of the liquid crystal display device of the present invention. A plurality of pixel structures shown in FIGS. 1 and 2 are arranged in a matrix in a
アレイ基板100および対向基板101の液晶層102との界面には液晶分子の配向状態を制御する配向膜24,30が配置されており、その液晶層側表面は図中矢印で示された方向にラビング法による配向処理が施されている。液晶材料に左カイラルの液晶材料を用いることによって、正面(対向基板101側)から奥(アレイ基板100側)に向かって左回りの90度ツイスト配向が得られる。各基板100,101外側面の偏光板103,104の光軸(透過軸あるいは吸収軸)をそれぞれの基板の配向処理方向に平行に配置することによって、液晶層102に電圧が印加される場合に「暗」、印加されない場合に「明」の明暗制御が可能になる。なお、図3に示すパネル構成の場合、電圧印加時に液晶分子はアレイ基板100面に対して上方向(12時方向)から立ち上がるので、12時視角のTN(Twisted Nematic)モードと呼ぶ。12時視角のTNモードでは、左右方向で広い視野角特性が得られ、上方向で階調反転現象が発生する。また、カラムスペーサ23の部位は液晶層102に液晶が配向していない(あるいは液晶が存在しない)ため、常に「暗」状態となっている。
上記の液晶パネルを水平方向に湾曲させ、アレイ基板100の背面にバックライト(図示せず)を配置することによって湾曲した表示面を有する液晶表示装置とする。表示面を凸面に湾曲させた場合も、凹面に湾曲させた場合も、湾曲方向とTNモードの広視野角方向とが一致する。湾曲した表示面を有する液晶表示装置を正面から見る場合、表示面の位置によって、表示面を見る角度が変わるが、本発明の液晶パネル構成では、正面から見て表示領域全体で均一な表示が実現できる。なお、本発明の液晶表示装置の表示面は1方向(この場合は水平方向)にのみ湾曲しており、もう1方向(この場合は垂直方向)には湾曲していない。
The liquid crystal panel is curved in the horizontal direction, and a backlight (not shown) is disposed on the back surface of the
図3は、12時視角のTNモードの場合の液晶パネルの構成を示すが、6時視角のTNモードでも左右方向が広視野角となり、同様の効果が得られる。なお、6時視角の場合、配向膜30の配向処理方向は両基板とも反対方向であり、また階調反転現象は下方向で発生する。
FIG. 3 shows the configuration of the liquid crystal panel in the TN mode with a 12 o'clock viewing angle. In the TN mode with a 6 o'clock viewing angle, the left and right directions have a wide viewing angle, and the same effect can be obtained. When the viewing angle is 6 o'clock, the alignment treatment direction of the
本発明の液晶表示装置は、上記のように、6時視角あるいは12時視角のTNモードであり、かつ湾曲方向が液晶表示装置の表示面の水平方向であることが特徴である。 As described above, the liquid crystal display device of the present invention is a TN mode with a 6 o'clock viewing angle or a 12 o'clock viewing angle, and the bending direction is a horizontal direction of the display surface of the liquid crystal display device.
(湾曲時の画素構造)
本発明の液晶表示装置の液晶パネルを湾曲させた場合の画素構造について説明する。
(Pixel structure when bent)
A pixel structure when the liquid crystal panel of the liquid crystal display device of the present invention is curved will be described.
図4は表示面が凹面に湾曲した液晶パネルの斜視図と、表示領域の3つの位置での画素構造を示す平面図である。液晶パネルは2枚の基板100,101のみで模式的に示す。画素構造の平面図は図1とブラックマトリクス開口部31の位置を除いて同じである。表示領域の中央付近では、アレイ基板100と対向基板101の位置関係は湾曲前の平板時のまま維持されるが、左右では手前の対向基板101の画素構造が左右の外側にずれる。(図でブラックマトリクスの開口部31が左右にずれている。)しかしながら本発明の画素構造では、アレイ基板100の表示領域に、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13が配置されており、カラムスペーサ23は、TFT素子を含む走査配線12を覆って形成され、かつ走査配線12と信号配線14が交差する部位には形成されていないため、ブラックマトリクス開口部31がずれた場合においても、光漏れを抑制することができる。したがって、表示領域全面で均一な表示が実現できる。
FIG. 4 is a perspective view of a liquid crystal panel whose display surface is curved concavely and a plan view showing pixel structures at three positions in the display area. The liquid crystal panel is schematically shown only with two
(位置ズレ発生メカニズム)
湾曲時に2枚の基板100,101の画素構造の位置ズレが発生するメカニズムについて説明する。
(Position misalignment generation mechanism)
A mechanism that causes the positional deviation of the pixel structure of the two
図5は、湾曲時の2枚の基板100,101の湾曲方向に平行な面での断面図である。本来、2枚の基板100,101はメインシール33によって液晶注入口34を除く全周が貼り合わされているが、本図は、メインシール33が2枚の基板100,101間の隙間(パネルギャップ)を保つだけの役割をし、基板は湾曲方向に自由に動くと仮定した場合の断面を示す。対向基板101の表面が曲率半径Rの凹型になるように湾曲させた場合、対向基板101の厚さをT1、アレイ基板100の厚さをT2とし、パネルギャップをdとすると、対向基板101の中立面101C(基板厚さ方向の中心面)とアレイ基板100の中立面100Cとでは、曲率半径が(T1+T2)/2+dだけ異なる。2枚の基板100,101の曲率半径の差が位置ズレの原因である。表示領域の湾曲方向の長さをLとし、湾曲方向の両側に均等にずれる場合の位置ズレの長さSは次式で表される。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the bending direction of the two
基板の厚さは曲率半径と比較すると非常に小さいのでR≫T1である。2枚の基板100,101の厚さが同じ場合は、基板の厚さをTとして次式で表される。
Since the thickness of the substrate is very small compared to the radius of curvature, R >> T1. When the thicknesses of the two
ただし、実際の液晶パネルは、表示領域のほぼ全周がメインシール33で強固に接着されているので、図5の場合とは少し状況が異なる。図6,7は実際の液晶パネルを対向基板101の表面が凹型になるように湾曲させた場合の湾曲方向の断面図である。図6,図7はそれぞれ、図4のC2−C2’、C3−C3’の位置での断面であり、2枚の基板100,101と各基板内側面の画素構造のみ模式的に示している。図6の液晶パネル上方のメインシール33に近い領域においては、2枚の基板100,101は湾曲方向全体に亘って近傍のメインシール33によって位置ズレが規制される。液晶パネル下方のメインシール33に近い領域においても、同様に、位置ズレが規制される。これに対して、図7の液晶パネルの中央付近では、メインシール33によって左右の末端でのみ2枚の基板100,101が固定されるために、表示領域の中央付近から遠ざかるに従って2枚の基板100,101の曲率半径の差に起因する位置ズレが発生する。左右の末端では2枚の基板100,101が固定されているので、末端付近で位置ズレは急に小さくなる。内側の対向基板101の末端部では基板内の圧縮応力が非常に高くなるので、末端部の曲率は小さくなる、あるいは逆方向に湾曲することによって、基板内の応力が緩和される。(図7では、末端部の様子を誇張してある。) 末端部の形状は本来の曲率とは異なるが、後述のように末端部の形状の制御は困難である。
However, the actual liquid crystal panel is slightly different from the case of FIG. 5 because almost the entire periphery of the display area is firmly bonded by the
実際の液晶パネルでは2枚の基板100,101の曲率半径の差に伴う位置ズレは、図4に示す湾曲方向の左右両側の領域で発生する。ヤング率などの基板の機械的性質や環境温度などによって位置ズレ量は変化するが、その最大値は数式(1)あるいは数式(2)で表される長さとなる。
In an actual liquid crystal panel, a positional shift due to the difference in the radius of curvature of the two
(ブラックマトリクス開口部)
位置ズレの発生メカニズムに基づいて、位置ズレに伴う表示ムラを防ぐためのブラックマトリクス開口部31の形状について説明する。
(Black matrix opening)
The shape of the black matrix opening 31 for preventing display unevenness due to the positional shift will be described based on the positional shift generation mechanism.
位置ズレに伴う表示ムラは、ブラックマトリクス開口部31が画素電極20の外にはみ出すことによる。画素電極20の外側では液晶層102に所望の電圧が印加されない。電圧印加時に「暗」、電圧非印加時に「明」となるノーマリーホワイトのTNモードでは、画素電極20外の透明部分は暗表示時の光漏れとなる。図8はアレイ基板100の画素構造の平面図である。図中、太線で囲まれた領域が光漏れの発生する部分である。電圧非印加時に暗表示となるノーマリーブラックの液晶表示モードであっても、走査配線12や信号配線14に印加される電圧によって、ノーマリーホワイトのTNモードほどではないが、光漏れが発生する。画素電極20の上下左右4辺のうち右側の1辺は、隣接する画素の走査配線12と僅かに(数ミクロン程度)重なって配置されるため、光漏れは発生しない。したがって、ブラックマトリクス開口部31が右側にずれる場合には光漏れは発生しないが、開口部31の一部が走査配線12によって遮光されるのでその分だけ透過率が低下する。画素電極20の左辺は、自身の走査配線12と重なって配置されない。これは、走査配線12に印加される電圧によって画素電極電位が大きく変化することを防ぐためである。(一般に、自身の走査配線12との容量に伴う画素電極電位の変化はフィードスルー電圧あるいはキックバック電圧と呼ばれる。)また、画素電極20の上下辺も、信号配線14と重なって配置されない。これは、重なって配置された場合、その信号配線14から画像信号電圧を印加される同じ行の画素電極電位への影響(一般にクロストーク現象と呼ばれる)を抑制するためである。
The display unevenness due to the positional deviation is due to the black matrix opening 31 protruding outside the
本発明の画素構造は、その長辺が湾曲方向に沿って配置されるので、ブラックマトリクス開口部31の位置ズレは図8の左右方向に発生するが、左右方向つまり画素構造の短辺方向の画素境界領域にカラムスペーサ23を配置しているため光漏れの発生を抑制できる。
Since the long side of the pixel structure of the present invention is arranged along the curved direction, the black matrix opening 31 is displaced in the left-right direction in FIG. Since the
(開口部面積低下の抑制)
開口部面積低下を最小限にとどめるために、本発明では画素構造の長辺を湾曲方向に沿って配置している。画素構造の短辺を湾曲方向に沿って配置した場合、アレイ基板100の画素構造の長辺の画素境界領域にカラムスペーサ23を配置することになり、カラムスペーサ23により遮光比率が増加し、開口率は大幅に低下する。
(Suppression of decrease in opening area)
In the present invention, the long side of the pixel structure is arranged along the curve direction in order to minimize the decrease in the opening area. When the short side of the pixel structure is arranged along the curve direction, the
透過率低下を最小限にとどめるために、本発明ではさらに、湾曲方向に沿って信号配線14を配置し、それと直交する方向に走査配線12と共通配線13を配置している。逆に湾曲方向に沿って走査配線12と共通配線13を配置すると、画素構造の長辺方向に2本の配線が配置されることになり、画素に対して不透明な配線の占める面積比が増加する。
In order to minimize the decrease in transmittance, in the present invention, the
(液晶表示装置のサイズ)
実施の形態1では、画素構造の大きさを横330μm×縦110μmとし、横方向に640個、縦方向に360×3個配置した。表示領域の大きさは横211mm×縦119mm(対角9.5インチ相当)である。ガラス基板は、対向基板101、アレイ基板100とも0.15mm厚とした。パネルギャップは4.5μmとした。対向基板101の表面を凹面とし、500mmの曲率半径でほぼ円弧状に湾曲させた。この場合の両基板100,101の位置ズレの最大値Sは、数式(2)より33μm弱である。
(Size of liquid crystal display device)
In the first embodiment, the size of the pixel structure is 330 μm wide × 110 μm long, and 640 pixels are arranged in the horizontal direction and 360 × 3 pixels are arranged in the vertical direction. The size of the display area is 211 mm wide × 119 mm long (equivalent to 9.5 inches diagonal). The glass substrate was 0.15 mm thick for both the
(製造方法)
本発明の液晶表示装置の製造方法について説明する。
(Production method)
A method for manufacturing the liquid crystal display device of the present invention will be described.
本実施の形態では、厚さ0.5mmの2枚の平板のガラス基板を用いて所定の画素構造を有するアレイ基板および対向基板を製造し、両基板を貼り合せた後に両基板をそれぞれ0.15mmの厚さに薄型化した。 In this embodiment, an array substrate and a counter substrate having a predetermined pixel structure are manufactured using two flat glass substrates having a thickness of 0.5 mm, and both substrates are bonded to each other with a thickness of 0.2 mm. The thickness was reduced to 15 mm.
図9は貼り合わせる前の2枚のガラス基板の断面を示す図である。図9(a)は対向基板101、図9(b)はアレイ基板100である。本実施の形態では、一対のガラス基板100,101で4つの液晶表示装置を製造する。対向基板101の表面には、所定の形状のブラックマトリクス26、カラーフィルタ27、オーバーコート膜28、対向電極29(いずれも図示せず)がこの順に積層されている。対向電極29上に、配向膜30を形成し、所定の方向に配向処理が施される。配向膜30としてはポリイミドなどの高分子材料が用いられ、配向膜30表面をレーヨン布等で擦るラビング法にて配向処理が施される。アレイ基板100の表面には、各種配線や電極など(いずれも図示せず)が形成され、画素がマトリクス状に配置されている。画素電極20の最上部にアクリル樹脂を主体とする感光性樹脂からなるカラムスペーサ23を膜厚4.8μmで塗布し、既存の露光・現像技術にて画素短辺方向境界領域に破線形状を形成する。その後230℃で60分焼成して厚さ4.5μmのカラムスペーサ23を形成した(形成過程は図示せず)。その上に配向膜24を形成し、所定の方向に配向処理が施される。配向膜24の材料、配向処理方法等は対向基板101の場合と同じである。配向処理の後、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示領域を囲むように、メインシール33が塗布される。さらに、2枚のガラス基板100,101の最外周の内側にもダミーシール38が塗布される。メインシール33、ダミーシール38にはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
FIG. 9 is a view showing a cross section of two glass substrates before being bonded together. FIG. 9A shows the
次に2枚のガラス基板100,101を、それぞれの配向膜24,30表面が対面するように貼り合わせ、熱圧着してメインシール33、ダミーシール38を固める。図10は貼り合わせた状態の断面を示す図であり、図11はガラス基板上のメインシール33、ダミーシール38の各形状を示す平面図である。表示領域を囲むように塗布されたメインシール33には、液晶注入のための開口部である液晶注入口34が設けられている。
Next, the two
次に貼り合わされた2枚のガラス基板100,101を、弗化水素酸(HF)またはバッファード弗化水素酸(BHF:HF+NH4F)のエッチング溶液に浸漬することによりエッチングして薄膜化する。エッチング溶液の濃度や浸漬時間を調整して、各ガラス基板100,101の厚さを0.15mm前後に薄くする。ガラス基板100,101の厚さは0.05mmから0.3mmの範囲が望ましい。薄すぎると、ガラス基板薄膜化後の製造工程、例えば後述する液晶注入時や偏光板貼り付け時等の製造工程で割れやすくなり、厚すぎると湾曲しにくいため、湾曲させる工程で割れやすくなる。
Next, the two bonded
ガラス基板100,101を薄膜化した後、ガラススクライバ等を用いて、切断位置39で切断し、液晶表示装置1台分の大きさに加工する。なお、外部の画像信号出力部と接続される配線端子が存在する辺では、接続端子の形成されたアレイ基板100より内側で対向基板101を切断する。
After the
次に、切断した貼り合わせ済みガラス基板100,101と液晶を真空容器中に入れて真空にした後、液晶注入口34を液晶に接触させる。真空容器を大気圧に戻すことにより、液晶が注入口から注入される。このときカラムスペーサ23を破線状としているので、液晶が注入される経路を確保することがで、スムーズな液晶注入を実施することができる。液晶が注入された状態の断面を図12に示す。液晶には誘電率異方性が正で、左カイラルのネマチック液晶が使用される。液晶の複屈折は0.085〜0.090(波長589nmでの値)である。液晶注入後に注入口34を封口剤で塞ぐ。封口剤には紫外線硬化型の接着剤が用いられる。
Next, after putting the cut and bonded
次に、図13に示すように、対向基板101、アレイ基板100の両外側面に偏光板103,104を貼り付ける。偏光板103,104にはヨウ素で染色されたPVA(ポリビニルアルコール)を延伸し、2枚のTAC(セルローストリアセテート)フィルムに挟んだものが用いられる。偏光板103,104の貼り付けには、フィルム状の粘着剤が用いられる。偏光板103,104が貼り付けられた状態の断面を図13に示す。偏光板103,104貼り付け後、アレイ基板100上の配線と外部の回路基板をフレキシブル基板36(ともに図示せず)で接続する。以上のようにして、液晶表示装置のうちの液晶パネル部分を製造した。
Next, as shown in FIG. 13,
続いて、図14に示すように、ローラー40で液晶パネルを支持板105に押さえつけながら、シート状の粘着フィルムを用いて液晶パネルと支持板105を貼り付けた。支持板105には、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹脂を、所定の曲率(所望の表示面の曲率半径に液晶パネルの厚さを加えた曲率半径)で湾曲した形状に整形したものを用いる。ただし、液晶パネルの湾曲方向の端部では、先に述べたように、内側の対向基板101内の応力が強すぎて所定の曲率が得られず、支持板105ごと少し変形した。
Next, as shown in FIG. 14, the liquid crystal panel and the
湾曲した液晶パネルと支持板105をバックライト106に積層して、さらに対向基板101側から筐体107を被せ、フレキシブル基板36により回路基板37と接続して液晶表示装置を作製した。図15は液晶表示装置の水平方向の断面図であり、図16は斜視図である。バックライト106は、通常の液晶表示装置のバックライトの積層構成であり、反射シート、導光板、拡散シート、ランプ等(いずれも図示せず)から構成されている。筐体107の表示面に当たる部分には透明な保護板108が配置されている。
A curved liquid crystal panel and a
実施の形態2.
実施の形態1では、表示面が凹面に湾曲した液晶表示装置について説明した。実施の形態2では、表示面が凸面に湾曲した液晶表示装置について説明する。
In the first embodiment, the liquid crystal display device in which the display surface is curved concavely has been described. In
画素構造、湾曲前の液晶パネル構成は実施の形態1と同じである。図17は表示面が凸面に湾曲した液晶パネルの斜視図と、表示領域の3つの位置での画素構造を示す平面図である。液晶パネルは2枚の基板100,101のみで模式的に示す。凹面に湾曲した場合と同様に、表示領域の中央付近では、アレイ基板100と対向基板101の位置関係は湾曲前の平板時のまま維持される。一方、表示領域の左右では手前の対向基板101の画素構造が左右の内側にずれる。(凹面に湾曲した場合とずれる方向が逆になる。)しかしながら本発明の画素構造は、アレイ基板100の表示領域に、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13が配置されており、カラムスペーサ23は、TFT素子を含む走査配線12を覆って形成され、かつ走査配線12と信号配線14が交差する部位には形成されていないため光漏れの発生を抑制できる。したがって、凹面に湾曲した場合と同様に、表示領域全面で均一な表示が実現できる。
The pixel structure and the liquid crystal panel configuration before bending are the same as those in the first embodiment. FIG. 17 is a perspective view of a liquid crystal panel having a convex display surface and a plan view showing pixel structures at three positions in the display area. The liquid crystal panel is schematically shown only with two
なお、表示面を凸面に湾曲させる場合の位置ズレの最大値は、図18に示すように、曲率半径Rは最も外側の表面で規定されるので、数式(1)と少し異なる数式(3)で表される。 Note that, as shown in FIG. 18, the maximum value of the positional deviation when the display surface is curved into a convex surface is defined by the outermost surface, so that the mathematical formula (3) slightly different from the mathematical formula (1). It is represented by
しかしながら、対向基板101、アレイ基板100の厚さT1,T2、およびパネルギャップdが曲率半径Rより非常に小さいので、位置ズレの最大値は凹面に湾曲させる場合と同様に数式(2)で表される。
However, since the thicknesses T1 and T2 of the
実施の形態3.
実施の形態3では、液晶表示装置を正面から見て縦方向に表示面を湾曲させた場合について説明する。
In
湾曲方向が縦方向となるので、画素構造は縦方向に長い矩形とした。図19は実施の形態3での画素構造の平面図である。画素構造の大きさは横110μm×縦330μmとし、画素電極の湾曲方向の長さは実施の形態1,2と同様に310μmとした。画素は横方向に360×3個、縦方向に640個配置する。表示領域の大きさは横119mm×縦211mm(対角9.5インチ相当)である。ガラス基板は、対向基板101、アレイ基板100とも0.15mm厚とし、パネルギャップは4.5μmとする。対向基板101の表面を凸面とし、500mmの曲率半径でほぼ円弧状に湾曲させる。この場合の両基板の位置ズレの最大値は、数式(2)より33μm弱である。
Since the bending direction is the vertical direction, the pixel structure is a rectangle that is long in the vertical direction. FIG. 19 is a plan view of the pixel structure in the third embodiment. The size of the pixel structure was 110 μm wide × 330 μm long, and the length of the pixel electrode in the bending direction was 310 μm as in the first and second embodiments. 360 × 3 pixels are arranged in the horizontal direction and 640 pixels are arranged in the vertical direction. The size of the display area is 119 mm wide × 211 mm long (equivalent to 9.5 inches diagonal). The glass substrate is 0.15 mm thick for both the
図20は液晶表示装置の湾曲前のパネル構成を示す平面図である。実施の形態1、2と同様に12時視角のTNモードとした。 FIG. 20 is a plan view showing a panel configuration of the liquid crystal display device before bending. Similar to the first and second embodiments, the TN mode with a 12 o'clock viewing angle is adopted.
図21は表示面が凸面に湾曲した液晶パネルの斜視図と、表示領域の3つの位置での画素構造を示す平面図である。液晶パネルは2枚の基板100,101のみで模式的に示す。表示領域の中央付近では、アレイ基板100と対向基板101の位置関係は湾曲前の平板時のまま維持される。一方、表示領域の上下では手前の対向基板101の画素構造が上下方向の内側にずれる。しかしながら本発明の画素構造は、アレイ基板100の表示領域に、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13が配置されており、カラムスペーサ23は、TFT素子を含む走査配線12を覆って形成され、かつ走査配線12と信号配線14が交差する部位には形成されていないため光漏れの発生を抑制できる。したがって、凹面に湾曲した場合と同様に、表示領域全面で均一な表示が実現できる。
FIG. 21 is a perspective view of a liquid crystal panel having a convex display surface and a plan view showing pixel structures at three positions in the display area. The liquid crystal panel is schematically shown only with two
ただし、本実施の形態の液晶表示装置を正面から見た場合、表示領域の下側部分は液晶パネル面に対してやや上方から見ることになる。本方向は12時視角のTNモードの階調反転方向であるため、表示領域の中央や上側部分と比較して、明表示時の輝度はやや暗く、暗表示時の輝度はやや明るく見える。 However, when the liquid crystal display device of the present embodiment is viewed from the front, the lower portion of the display area is viewed from slightly above the liquid crystal panel surface. Since this direction is the tone reversal direction of the TN mode with a 12 o'clock viewing angle, the brightness at the time of bright display is slightly darker and the brightness at the time of dark display is slightly brighter than the center or upper part of the display area.
本発明の実施例では、カラムスペーサ23にアクリル樹脂を主体とする感光性樹脂を用いていており透過性を有している例で説明したが、遮光は液晶の配向がないことにより生じるため機能上問題とならない。また、カラムスペーサ23に黒色の顔料を混合するもしくは別の色素を混合した樹脂であっても良い。
In the embodiment of the present invention, the photosensitive resin mainly composed of acrylic resin is used for the
実施の形態4.
本発明の実施の形態4の液晶表示装置の画素構造について説明する。
A pixel structure of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
図22は、本発明の液晶表示装置の湾曲前の画素構造を示す平面図である。本発明の液晶表示装置の表示領域には、湾曲方向に長い横長の矩形の画素構造が複数個マトリクス状に配置されている。図22はそのうちの3つの画素構造を示しており、各画素は赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタと組み合わされ、3画素を1単位としてカラー表示が行なわれる。カラーフィルタは湾曲方向に同色のストライプ状に配置されている。 FIG. 22 is a plan view showing a pixel structure before bending of the liquid crystal display device of the present invention. In the display area of the liquid crystal display device of the present invention, a plurality of horizontally long rectangular pixel structures that are long in the bending direction are arranged in a matrix. FIG. 22 shows three of these pixel structures. Each pixel is combined with a color filter of red (R), green (G), and blue (B), and color display is performed with three pixels as one unit. The color filters are arranged in stripes of the same color in the bending direction.
図22と、図22のC4−C4’での断面を示す図23を用いて説明する。実施の形態1と同じ機能を有するものについては、同一符号としている。実施の形態4においては、アレイ基板100の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13が配置されており、遮光性を有する材料でブラックマトリックス26がTFT素子を含む走査配線12を覆って形成され、かつ信号配線14と走査配線12が交差する部位には形成されておらず、ブラックマトリックス26の上部にカラムスペーサ23が形成されている。本発明の実施の形態4の場合、遮光機能はブラックマトリックス26が有するためにカラムスペーサ23で遮光する必要がない。また、前記液晶注入での注入経路を確保するために、ブラックマトリックス26を破線状にするほうがよい。
Description will be made with reference to FIG. 22 and FIG. 23 showing a cross section taken along line C4-C4 'of FIG. Components having the same functions as those in
だたし、ブラックマトリックス26とカラムスペーサ23ともに形成する工程が必要となり、液晶表示装置全体の製造にかかる時間が長くなる。
However, a process for forming both the
本発明の実施の形態4は、実施の形態1〜3と同様に液晶表示装置を湾曲した場合において、アレイ基板100と対向基板101の位置ズレが生じても、ブラックマトリックス26を配置しているため光漏れの発生を抑制できる。
In the fourth embodiment of the present invention, when the liquid crystal display device is curved as in the first to third embodiments, the
また、本発明の実施の形態4においては、前記した通り遮光機能をブラックマトリックス26に持たせているため、TNモード以外の液晶配列モード、例えばVA(Vertical Alignment)モード、IPS(In−Plane Switching)モードであっても同様の効果が得られる。
In the fourth embodiment of the present invention, as described above, the
(種々の湾曲形状の場合)
以上の実施の形態は、液晶表示装置の表示面全面が特定の方向に同じ曲率で湾曲した場合である。表示面の一部が湾曲した場合、表示面が異なる曲率で湾曲した場合、表示面が凹凸に湾曲した場合などについても、位置ズレ量の最大値を考慮したブラックマトリクス開口部形状にすることで、光漏れ抑制効果が得られる。
(For various curved shapes)
The above embodiment is a case where the entire display surface of the liquid crystal display device is curved with the same curvature in a specific direction. Even when the display surface is partially curved, the display surface is curved with different curvatures, or the display surface is curved unevenly, the shape of the black matrix opening that takes into account the maximum amount of positional displacement can be achieved. The light leakage suppression effect is obtained.
図24は、表示面の一部(長さL1)が曲率半径R1で凹型に湾曲し、残り(長さL2)は平板の場合の、2枚の基板100,101の湾曲方向に平行な面での断面図である。図5と同様に、メインシール33がパネルギャップを保つだけの役割をし、基板100,101は湾曲方向に自由に動くと仮定した場合の断面を示す。平板部の右端で、2枚の基板100,101が固定されているとすると、表示面左端での位置ズレの長さS1は、基板100,101厚さをT、パネルギャップをdとして、数式(4)で表される。
In FIG. 24, a part of the display surface (length L1) is curved in a concave shape with a radius of curvature R1, and the remaining (length L2) is a plane parallel to the bending direction of the two
したがって、ブラックマトリクス26開口部の湾曲方向の長さは画素電極長さよりもS1以上短くすればよい。
Therefore, the length of the opening of the
図25は、表示面の一部(長さL1)が曲率半径R1で凹型に湾曲し、残り(長さL2)は同じ方向に曲率半径R2で湾曲した場合の2枚の基板100,101の湾曲方向に平行な面での断面図である。図24と同様に、メインシール33がパネルギャップを保つだけの役割をし、基板100,101は湾曲方向に自由に動くと仮定した場合の断面を示す。曲率半径が変化する位置で2枚の基板100,101が固定されているとすると、表示面左端での位置ズレの長さS1は数式(4)で表され、表示面右端での位置ズレの長さは数式(5)で表される。
FIG. 25 shows the two
したがって、ブラックマトリクス26開口部の湾曲方向の長さは画素電極長さよりもS1+S2以上短くすればよい。
Therefore, the length of the opening of the
上記の2つの場合のように、曲率が表示面の左右で非対称の場合(一方が平板の場合も含む)、位置ズレは表示面の左右で均等に発生せず、左右の曲率や長さ(図24、25のR1、R2、L1、L2)に依存して変化する。 When the curvature is asymmetrical on the left and right sides of the display surface (including the case where one is a flat plate) as in the above two cases, the positional deviation does not occur evenly on the left and right sides of the display surface. It changes depending on R1, R2, L1, L2) in FIGS.
このような場合であっても、左右ともに遮光領域をカラムスペーサ23で形成しているため光漏れを抑制することができる。
Even in such a case, light leakage can be suppressed because the left and right light shielding regions are formed by the
図26は、表示面の半分(長さL1)が曲率半径R1で凹型に湾曲し、残りの半分は逆の方向、すなわち凸型に同じ曲率で湾曲した場合の2枚の基板100,101の湾曲方向に平行な面での断面図である。図25と同様に、メインシール33がパネルギャップを保つだけの役割をし、基板100,101は湾曲方向に自由に動くと仮定した場合の断面を示す。湾曲方向の変化する位置で2枚の基板100,101が固定されているとすると、表示面両端での位置ズレの長さS1は数式(4)で表される。
In FIG. 26, half of the display surface (length L1) is concavely curved with a radius of curvature R1, and the other half of the two
表示面の左右での湾曲方向が逆の場合は、位置ズレの方向が一致する。図26の場合、実際の液晶パネルでは、2枚の基板100,101の表示領域の左右両端がメインシール33によって固定されるので、対向基板101側の画素構造は右方向にずれ、位置ズレ量の最大値はS1となる。
When the bending directions on the left and right sides of the display surface are opposite, the misalignment directions match. In the case of FIG. 26, since the left and right ends of the display areas of the two
図27は、表示面の一部(長さL1)が曲率半径R1で凹型に湾曲し、残り(長さL2)は凸型に曲率半径R2で湾曲した場合の2枚の基板100,101の湾曲方向に平行な面での断面図である。図26と同様に、メインシール33がパネルギャップを保つだけの役割をし、基板100,101は湾曲方向に自由に動くと仮定した場合の断面を示す。湾曲方向の変化する位置で2枚の基板100,101が固定されているとすると、表示面左端での位置ズレの長さS1は数式(4)で表され、右端での位置ズレの長さS2は数式(5)で表される。
In FIG. 27, a part of the display surface (length L1) is curved in a concave shape with a radius of curvature R1, and the remaining (length L2) is curved in a convex shape with a radius of curvature R2. It is sectional drawing in a surface parallel to a bending direction. Similarly to FIG. 26, the
この場合も、位置ズレの方向が一致し、位置ズレ量の最大値はS1とS2のうちの大きい方の値となる。 Also in this case, the direction of the positional deviation coincides, and the maximum value of the positional deviation amount is the larger value of S1 and S2.
上記の2つの場合のように、湾曲方向が表示面の左右で逆の場合、位置ズレは表示面の左右いずれか一方向に発生するが、左右ともに遮光領域をカラムスペーサ23で形成しているため光漏れを抑制することができる。
When the bending direction is reversed on the left and right of the display surface as in the above two cases, the positional deviation occurs in either the left or right direction of the display surface, but the light shielding region is formed by the
本発明の実施の形態においては、アレイ基板100の画素構造を長辺が湾曲方向に沿って配置し、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13とした。これにより、開口率を高くすることができ、明るい液晶表示装置を得ることができる。
In the embodiment of the present invention, the pixel structure of the
逆にアレイ基板100の画素構造を短辺が湾曲方向に沿って配置し、湾曲方向に沿って複数の走査配線12と共通配線13、走査配線12に直交する複数の信号配線14とした場合は、図28に示すように開口部が小さくなる。さらに図29に示す通り、湾曲させた場合位置ずれによってさらに開口部が減少し、明るい表示が得られないため、アレイ基板100の画素構造を長辺が湾曲方向に沿って配置し、湾曲方向に沿って複数の信号配線14、信号配線14に直交する複数の走査配線12と共通配線13とする方が好ましい。
On the contrary, when the pixel structure of the
11 ガラス基板、12 走査配線、13 共通配線、14 信号配線、15 ソース電極、16 ドレイン電極、17 半導体層、18 補助容量電極、19 コンタクトホール、20 画素電極、21 第1の絶縁膜、22 第2の絶縁膜、23 カラムスペーサ、24 配向膜、25 ガラス基板、26 ブラックマトリクス、27 カラーフィルタ、28 オーバーコート膜、29 対向電極、30 配向膜、31 ブラックマトリクス開口部、32 表示領域、33 メインシール、34 液晶注入口、35 封口剤、36 フレキシブル基板、37 回路基板、38 ダミーシール、39 切断位置、40 ローラー、100 アレイ基板、101 対向基板、102 液晶層、103,104 偏光板、105 支持板、106 バックライト、107 筐体、108 保護板、100C アレイ基板の中立面、101C 対向基板の中立面。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
カラーフィルタ及びブラックマトリクスを有する対向基板と、
前記アレイ基板及び前記対向基板間に挟持された液晶層とから構成され、
湾曲した表示面を有する液晶表示装置において、
前記アレイ基板の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、前記第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、
カラムスペーサは、TFT素子を含む前記第二信号線を覆って形成され、かつ前記第一信号線と前記第二信号線が交差する部位には形成されていないことを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate having a plurality of rectangular pixel structures arranged in a matrix;
A counter substrate having a color filter and a black matrix;
A liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
In a liquid crystal display device having a curved display surface,
In the display area of the array substrate, a plurality of first signal lines along the bending direction, a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are arranged,
A column spacer is formed so as to cover the second signal line including the TFT element, and is not formed at a portion where the first signal line and the second signal line intersect.
カラーフィルタ及びブラックマトリクスを有する対向基板と、
前記アレイ基板及び前記対向基板間に挟持された液晶層とから構成され、
湾曲した表示面を有する液晶表示装置において、
前記アレイ基板の表示領域には、湾曲方向に沿って複数の第一信号線、前記第一信号線に直交する複数の第二信号線が配置されており、
遮光性を有する材料が、TFT素子を含む前記第二信号線を覆って形成され、かつ前記第一信号線と前記第二信号線が交差する部位には形成されておらず、前記遮光性を有する材料の上部にカラムスペーサが形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate having a plurality of rectangular pixel structures arranged in a matrix;
A counter substrate having a color filter and a black matrix;
A liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate;
In a liquid crystal display device having a curved display surface,
In the display area of the array substrate, a plurality of first signal lines along the bending direction, a plurality of second signal lines orthogonal to the first signal lines are arranged,
A light-shielding material is formed so as to cover the second signal line including the TFT element, and is not formed at a portion where the first signal line and the second signal line intersect. A liquid crystal display device, wherein a column spacer is formed on an upper portion of a material having the same.
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