JP2015200739A

JP2015200739A - 表示装置

Info

Publication number: JP2015200739A
Application number: JP2014078727A
Authority: JP
Inventors: 敏行日向野; Toshiyuki Hyugano
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-11-12

Abstract

【課題】対向基板の非表示領域上に形成される柱状スペーサの横方向のずれを防止し、配向膜が削れて発生する輝点不良を防止できる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第１の基板２と、第２の基板３と、第１の基板２と第２の基板３とに挟持される液晶層と、を備える。第１の基板２は第１の配向膜を有し、第２の基板３は柱状スペーサＳＰＡおよび第２の配向膜を有する。柱状スペーサＳＰＡは第１の基板２に接着剤４によって固定される。【選択図】図４Ａ

Description

本開示は表示装置に関し、例えば柱状スペーサを有する表示装置に適用可能である。

現在、一般に用いられている表示装置の多くは、一対の基板（例えば、ガラス基板）と、その間隙に封入された液晶組成物から構成される。具体的には、例えば、ＩＰＳ方式の液晶表示装置であれば、アレイ基板（ＴＦＴ基板）上にアモルファスシリコン等を半導体層とした薄膜トランジスタ、画素電極、信号線、ゲート電極、対向電極等が形成され、また、対向基板（ＣＦ基板）上には、遮光膜、カラーフィルタ等が形成される。そして、アレイ基板と対向基板とを、スペーサにより一定の間隙を保持して対向配置するとともに、シール材で封止し、その間に液晶組成物を封入して構成される。
この間隙を一定に保持するためのスペーサとしては、近年では、例えば、特開２００５−３３８７７０号公報に開示されるように、対向基板側の内面（アレイ基板との対向面）に形成して構成される柱状スペーサが多用されている。

特開２００５−３３８７７０号公報

本願発明者らは、表示パネルの変形によって柱状スペーサが配向膜を削り、削られたカスによって輝点となるという問題点を見出した。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とに挟持される液晶層と、を備える。前記第１の基板は第１の配向膜を有する。前記第２の基板は柱状スペーサおよび第２の配向膜を有する。前記柱状スペーサは前記第１の基板に固定するようにされる。

実施例に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。実施例に係る表示装置の断面図である。実施例に係る表示装置の平面図である。実施例に係る表示パネルの電極構成を示す平面図である。図２ＡのＡ−Ａ'切断線に沿った断面構造を示す断面図である。比較例に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。比較例に係る表示装置の問題点を説明するための断面図である。図３Ｂの破線の箇所の平面図である。実施例に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。実施例に係る表示装置の効果を説明するための図である。

実施の形態に係る表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とに間に配置される液晶層と、を備える。前記第１の基板は第１の配向膜を有する。前記第２の基板は柱状スペーサおよび第２の配向膜を有する。前記柱状スペーサは前記第１の基板に固着するようにされる。
前記柱状スペーサは前記第１の基板に接着剤で固定するのが好ましい。前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール材を備え、前記接着剤には前記シール材を用いるのが好ましい。前記柱状スペーサは感光性樹脂で構成されるのが好ましい。

以下に、実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

実施例に係る表示装置は、表示パネルの内部にタッチパネルを内蔵したインセル方式の表示装置である。表示装置の構造について、図１Ａから図１Ｃを用いて説明する。
図１Ａは実施例に係る表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１Ｂは実施例に係る表示装置の断面図である。図１Ｃは実施例に係る表示装置の平面図である。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、表示装置１００は、表示パネル１と、ドライバＩＣ５と、フレキシブル配線基板７０と、カバーガラス（又は保護フィルム）４０と、フレキシブル配線基板７５と、バックライトＢＫＬと、を有する。表示パネル１は、アレイ基板（ＴＦＴ基板、第１または第２の基板）２と、対向基板（カラーフィルタ（ＣＦ）基板、第１または第２の基板）３と、偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２と、を有する。対向基板３上の主表面側に設けられる透明導電膜（ＣＤ）を、帯状（ストライプ状）のパターンに分割して、タッチパネルの検出電極３１となし、ＴＦＴ基板２の内部に形成される共通電極（対向電極）２１を帯状のパターンに分割、即ち、複数のブロックに分割して、タッチパネルの走査電極として兼用することにより、通常のタッチパネルで使用されるタッチパネル基板を削減している。また、表示装置１００では、タッチパネル駆動用および検出用の回路が、ドライバＩＣ５の内部に設けられる。ドライバＩＣ５は、１つの半導体基板上にＣＭＯＳプロセスで形成され、半導体チップの形態でＴＦＴ基板２上にＣＯＧ実装される。図１Ｃに示すように、アレイ基板２および対向基板３は平面視で矩形形状、それぞれ４つの辺を有している。アレイ基板２と対向基板３をシール材で貼り合せるシール形成領域１４は、アクティブ領域１３の外側に位置する。

図２Ａは表示パネルの電極構成を示す平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ'切断線に沿った断面構造を示す断面図である。
表示パネル１は、一対のガラス基板の一方のガラス基板に形成される画素電極と、対向電極との間で電界を印加して液晶分子を駆動する、所謂、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）方式の液晶表示パネルである。
アレイ基板２は、透明基板（例えば、ガラス基板）ＳＵＢ１を有し、透明基板ＳＵＢ１の液晶層ＬＣ側には、透明基板ＳＵＢ１から液晶層ＬＣに向かって順に、走査線（ゲート線ともいう）ＧＬ、対向電極（共通電極ともいう）ＣＴ、層間絶縁膜ＰＡＳ２、層間絶縁膜ＰＡＳ１、画素電極ＰＸ、配向膜（第１の配向膜または第２の配向膜）ＡＬ１が形成される。なお、透明基板ＳＵＢ１の外側には偏光板ＰＯＬ１が形成される。また、透明基板ＳＵＢ１の液晶層ＬＣ側には、映像信号線（ソース線またはドレイン線ともいう）ＤＬおよび薄膜トランジスタＴＦＴも形成されるが、図２Ｂでは図示を省略している。

対向基板３は、透明基板（例えば、ガラス基板）ＳＵＢ２を有し、透明基板ＳＵＢ２の液晶層ＬＣ側には、透明基板ＳＵＢ２から液晶層ＬＣに向かって順に、遮光膜ＢＭ、赤・緑・青のカラーフィルタＣＦ、平坦化膜ＯＣ、配向膜（第１の配向膜または第２の配向膜）ＡＬ２が形成される。なお、透明基板ＳＵＢ２の外側には偏光板ＰＯＬ２が形成される。また、表示パネル１では、透明基板ＳＵＢ２の主表面側が観察側となっている。

表示パネル１では、画素電極ＰＸと、対向電極ＣＴとが、層間絶縁膜を介して積層されており、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に形成されるアーチ状の電気力線が液晶層ＬＣを貫くように分布することにより液晶層ＬＣを配向変化させる。対向電極ＣＴは面状に形成され、画素電極ＰＸには、複数のスリットＳＬＴが形成される。画素電極ＰＸおよび対向電極ＣＴは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成される。さらに、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとが、層間絶縁膜ＰＡＳ１，ＰＡＳ２を介して重畳しており、これによって保持容量を形成している。尚、層間絶縁膜ＰＡＳ１は、１層の有機層或いは１層の無機層に限定されず、有機層と無機層とを積層した２層以上であっても良い。

図２Ａに示すように、走査線ＧＬと、映像線ＤＬとで囲まれる矩形状の領域内に、１サブピクセルが形成される。この１サブピクセルが形成される領域の周囲は、対向基板３側に形成される遮光膜ＢＭによって遮光されることから、実質的な１サブピクセルが形成される領域として機能する領域は、遮光膜ＢＭの開口部となる。また、図２Ａにおいて、薄膜トランジスタＴＦＴは、アクティブ素子を構成する。

図２Ａの１０の位置には、一対の透明基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２間のギャップを一定に保持するための柱状スペーサＳＰＡが形成される。柱状スペーサＳＰＡは、図２Ｂに示すように、透明基板ＳＵＢ１側では、走査線ＧＬ上の位置となるように形成されている。柱状スペーサＳＰＡは、感光性樹脂で構成され、透明基板ＳＵＢ２の遮光膜ＢＭ上に形成される。遮光膜ＢＭ上に形成される柱状スペーサＳＰＡは、複数個形成される。柱状スペーサＳＰＡの上面はＴＦＴ基板２に接着剤４で固定されている。また、透明基板ＳＵＢ１の、走査線ＧＬ上には、台座層ＭＴＬが形成される。台座層ＭＴＬは、アルミニウム（Ａｌ）等の金属膜、あるいは、アモルファスシリコン層で形成される。なお、柱状スペーサはアクティブ領域１３に形成するだけでなく、シール領域１４の近傍の内側、外側、またはシール領域１４の中にも形成してよい。

実施例に係る表示装置の効果について図３Ａから図４Ｂを参照して説明する。
図３Ａは比較例に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図３Ｂは比較例に係る表示装置の問題点を説明するための断面図であり、図３Ｃは図３Ｂの破線の箇所の平面図である。図４Ａは実施例に係る表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図４Ｂは実施例に係る表示装置の効果を説明するための図である。
図３Ａに示すように、比較例に係る表示装置１００Ｒの柱状スペーサＳＰＡは、対向基板３側の遮光膜ＢＭの上に形成され、柱状スペーサＳＰＡの上面（アレイ基板２に接する面）は固定されていない。したがって、図３Ｂに示すように、タッチパネル操作等により対向基板３がアレイ基板２側に変形することがある。このとき、柱状スペーサＳＰＡも変形し、図３Ｂに示すように、柱状スペーサＳＰＡの上面は破線Ｂから実線Ｃへ移動し、アレイ基板２の上面に形成される配向膜ＡＬ１を削ってしまうことがある。その結果、削られる配向膜のカスが実線Ｂの柱状スペーサＳＰＡの移動方向（矢印Ｄ）側に発生することがある。なお、比較例では、柱状スペーサＳＰＡは対向基板３側に形成しているが、アレイ基板２側に形成した場合も同様な問題が発生することがある。

一方、図４Ａに示すように、実施例に係る表示装置１００の柱状スペーサＳＰＡは、対向基板３側の遮光膜ＢＭの上に形成され、シール領域１４に塗布されるシール材（接着剤）を柱状スペーサＳＰＡがアレイ基板２に対向する箇所にも塗布し、対向基板３を固定する。図４Ｂに示すように、タッチパネル操作等により対向基板３がアレイ基板２側に変形することがある。しかし、比較例に係る表示装置１００Ｒと異なり、実施例に係る表示装置１００は柱状スペーサＳＰＡの上面はアレイ基板２に固定されているので、柱状スペーサＳＰＡの上面は移動することがなく、アレイ基板２の上面に形成される配向膜ＡＬ１を削ってしまうことはない。なお、実施例では、柱状スペーサＳＰＡを対向基板３側に形成し、接着剤４をアレイ基板２側に塗布しているが、柱状スペーサＳＰＡをアレイ基板２側に形成し、接着剤４を対向基板３側に塗布してもよい。また、接着剤を柱状スペーサの先端部に塗布してもよい。接着剤としては、シールと同材料のものを使用してもよいが、別の材料のものを用いてもよい。また、柱状スペーサの先端を対向面に完全に固定するものに限らず粘着させるものであってもよい。また、全ての柱状スペーサを接着剤で固定するのではなく、一部の柱状スペーサのみを固定する構成であってもよい。例えば、表示領域のみ、更には表示領域の中心部のみに設ける構成であってもよい。

実施例に係る表示装置によれば、柱状スペーサの横方向のずれを防止し、膜が削れて輝点不良となることを防止することができる。

本実施例では、表示パネルの内部にタッチパネルを内蔵したインセル方式の表示装置を例に説明したが、それに限定されるものではない。また、画素電極と対向電極との配置は逆であってもよく、配置する場所も特に制限されるものではない。また、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）方式の液晶表示パネル例に説明したが、それに限定されるものではない。

１・・・表示パネル
２・・・アレイ基板（ＴＦＴ基板）
３・・・対向基板（ＣＦ基板）
４・・・接着剤
１００・・・表示装置
ＳＰＡ・・・柱状スペーサ
ＴＦＴ・・・薄膜トランジスタ
ＳＵＢ１，ＳＵＢ２・・・透明基板（ガラス基板）
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２・・・偏光板
ＰＡＳ１，ＰＡＳ２・・・絶縁膜
ＯＣ・・・平坦化膜
ＡＬ１，ＡＬ２・・・配向膜
ＬＣ・・・液晶層
ＢＭ・・・遮光膜
ＣＦ・・・カラーフィルタ
ＰＸ・・・画素電極
ＳＬＴ・・・スリット
ＧＬ・・・走査線（ゲート線）
ＤＬ・・・映像線（ソース線またはドレイン線）
ＭＴＬ・・・台座層

Claims

表示装置は、
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とに間に配置される液晶層と、
を備え、
前記第１の基板は第１の配向膜を有し、
前記第２の基板は柱状スペーサおよび第２の配向膜を有し、
前記柱状スペーサは前記第１の基板に固着するようにされる。
請求項１の表示装置において、
前記柱状スペーサは前記第１の基板に接着剤で固定するようにされる。
請求項２の表示装置において、
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール材を備え、
前記接着剤には前記シール材を用いるようにされる。
請求項１の表示装置において、
前記柱状スペーサは感光性樹脂で構成される。
請求項１の表示装置において、
前記第１の基板は薄膜トランジスタを有し、
前記第２の基板はカラーフィルタおよび遮光膜を有する。
請求項５の表示装置において、
前記柱状スペーサは前記遮光膜が配置される位置に形成される。
請求項１の表示装置において、
前記第１の基板は画素電極および対向電極を有する。
請求項１の表示装置において、
前記第２の基板はタッチパネルの検出電極を有する。