JP6069362B2 - 液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
本発明は、液晶ディスプレイに関する。より詳しくは、高精細ディスプレイに好適な液晶ディスプレイに関するものである。
近年、平面ディスプレイが盛んに開発されており、中でも液晶ディスプレイが、軽量、薄型、低消費電力等の利点から注目を集めている。また、特に最近では、主にスマートフォンやタブレットPC等の携帯電子機器において、表示品位向上の観点から高精細度及び高視野角特性が求められるとともに、バッテリーを長持ちさせるために更なる低消費電力化が要望されている。例えば、200〜300ppiを超えるような超高精細度が望まれている。また、低消費電力化を実現するために画素の更なる高開口率化が求められている。
液晶ディスプレイは、一対の基板の間にシール材によって封止された液晶層を備えている。液晶層の厚み(いわゆるセルギャップ)を一定に維持するために、この一対の基板の間に柱状スペーサを設ける技術が一般に知られている(例えば、特許文献1参照。)。液晶層の厚みを一定に維持することは、表示品位を低下させないために重要である。
液晶層の厚みを一定に維持するための技術に関しては、例えば、第1基板と、上記第1基板に対向して配置された第2基板と、上記第1基板及び上記第2基板の間に設けられた表示媒体層と、複数の画素からなる表示領域とを備えた表示パネルであって、上記第1基板は、上記各画素毎に穴構造が上記第2基板側に開口して形成された層間絶縁膜を有し、上記第2基板には、上記表示媒体層の厚みを規定する複数の柱状スペーサが設けられ、上記柱状スペーサは、上記第2基板に平行な断面における最大幅が、上記穴構造の開口部における上記第2基板に平行な少なくとも1方向の幅よりも大きくなるように形成され、上記柱状スペーサと、該柱状スペーサの最も近くに配置されている上記穴構造との位置関係が、複数種類設けられていることを特徴とする表示パネルが開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、液晶層を挟持する一対の基板が柱状スペーサを介して貼り合わされ、複数の画素によって表示を行う液晶ディスプレイにおいて、該画素内には、柱状スペーサとコンタクトホールとが設けられており、該柱状スペーサは、基板と平行な断面形状において、コンタクトホールと重なる領域と重ならない領域とを有していることを特徴とする液晶ディスプレイが開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
ここで、本発明者らが検討を行った比較形態1に係る液晶ディスプレイについて説明する。図25は、比較形態1の液晶ディスプレイの断面構造を示す模式図である。比較形態1に係る液晶ディスプレイは、液晶パネル101と、液晶パネルの後方に配置されたバックライト(図示せず)とを備えている。液晶パネル101は、アレイ基板110と、対向基板140と、両基板110及び140の間にシール材(図示せず)によって封止された液晶層103とを有している。
アレイ基板110は、絶縁基板111と、絶縁基板111上の下地絶縁膜112と、下地絶縁膜112上の複数の半導体層116と、半導体層116を覆うゲート絶縁膜117と、ゲート絶縁膜117上の複数のゲートバスライン(図示せず)及び複数のゲート電極118と、ゲートバスライン及びゲート電極118を覆う層間絶縁膜122と、層間絶縁膜122上の複数のソースバスライン(図示せず)、複数のソース電極119及び複数のドレイン電極120と、ソースバスライン、ソース電極119及びドレイン電極120を覆う層間絶縁膜123と、層間絶縁膜123上の複数の画素電極121と、画素電極121を覆う配向膜(図示せず)とを含んでいる。層間絶縁膜123は、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜から形成されており、各サブ画素内において層間絶縁膜123にはコンタクトホールとして各々機能する複数の開口部136が形成されている。各画素電極121は、開口部136を介してドレイン電極120に電気的に接続されている。
対向基板140は、絶縁基板141と、絶縁基板141上に形成されたブラックマトリクス(BM)142及びカラーフィルタ(図示せず)と、これらを覆うオーバーコート膜143と、オーバーコート膜143上に配置された共通電極144と、共通電極144上に形成された柱状スペーサ145と、共通電極144及びスペーサ145上に形成された配向膜(図示せず)とを含んでいる。スペーサ145は、フォトリソグラフィー技術を用いて感光性樹脂膜から形成されている。
スペーサ145の形成部においてアレイ基板110及び対向基板140が互いに接することで、液晶層103の厚みが一定に維持されている。
ここで、高精細度及び高開口率を実現する上では、スペーサ145の配置場所と層間絶縁膜123の開口部136の配置場所とが非常に重要であり、これらを同一直線上に配置した場合に最も高い開口率を確保することができる。これは、開口部136及びスペーサ145がともに、IPS(In−Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等のノーマリーブラック方式を採用する液晶モードにおいて光漏れの原因となり、BM142で覆われる必要があるためである。また、精細度が高くなると、スペーサ145を小さくする必要が生じる。しかしながら、スペーサ145を小さくすると、スペーサ145を円柱のような柱状に設計したとしても、その先端部は、丸みを帯びてしまい、スペーサ145は、1つだけの頂点部分を有してしまう。
また、層間絶縁膜123の側面部(開口部136に隣接する部分)は通常、順テーパ状に形成されるが、開口部136のピッチが小さくなると、2つの側面部の距離が短くなる。更に、側面部が急峻になると、配向膜形成用のインクが開口部136上において表面張力で盛り上がり、インクを均一に塗布できず、配向膜の膜厚にムラが生じることがある。以上より、配向膜の膜厚ムラを防止しつつ高精細度を実現するためには、隣り合う2つの開口部136間の距離を小さくし、かつ、層間絶縁膜123の側面部の傾斜を緩やかにする必要が生じる。その結果、隣り合う2つの開口部136の間において、層間絶縁膜123の表面は、丸みを帯びてしまう。
そして、本発明者らは、このような比較形態1に係る液晶ディスプレイにおいてアレイ基板110及び対向基板140の貼り合せずれが生じると、以下に示すような不具合が発生することを見いだした。
層間絶縁膜123の表面とスペーサ145の先端部とがともに丸みを帯びており、両者が点で接することから、図26に示すように基板110及び140の貼り合せずれが生じると、スペーサ145によって保持される基板110と基板140の間隔が小さくなり、それらの隙間の容積が小さくなってしまう。他方、基板110及び140の間に供給される液晶材料の容量は、貼り合せずれの有無にかかわらず所定の容量に設定されている。したがって、貼り合わせずれが発生したセルに所定の容量の液晶材料が供給されると、スペーサ145によって形成された基板110及び140間の隙間に液晶材料が過剰に詰まった状態となる。このような過剰な液晶材料は、シール材周辺の内部応力が集中しやすい領域に集まりやすいため、シール材周辺で液晶層103の厚みにムラが生じ、表示ムラが発生してしまう。例えば、白い表示ムラが発生したり、IPSモードのように誘電率異方性の高い液晶材料を用いた場合では黄色い表示ムラが発生したりする。
また、基板110及び140の貼り合せずれが生じた場合では、図27に示すように、スペーサ145がもつ弾性力(復元力)が分散し、液晶層103の厚さ方向における弾性力の成分は、図28に示す貼り合せずれが生じていない場合と比べて小さくなる。そのため、パネル表面を押す等してパネル表面に一時的に荷重をかけたとき、液晶層103が元の厚さに戻るのに時間がかかってしまう。したがって、比較形態1の液晶パネル101は、タッチパネルに対応したパネルに適さないものとなってしまう。
また、特許文献2に記載の表示パネルでは、柱状スペーサと、柱状スペーサの最も近くに配置されている穴構造との位置関係が複数種類設けられる必要がある。しかしながら、200ppiを超えるような超高精細パネルの場合、柱状スペーサ及び穴構造そのものを限界まで小さくする必要がある。また、開口率を限界まで高めるには柱状スペーサ及び穴構造の配置関係を複数種類設けることは困難である。したがって、特許文献2に記載の表示パネルでは、更なる高精細度を実現するという点で改善の余地があった。
更に、特許文献3には、柱状スペーサがコンタクトホールと重なる領域と重ならない領域とを有することによって開口率を向上できると記載されている。しかしながら、コンタクトホールの周辺では層間絶縁膜は、上述のように、順テーパ形状を有することがある。そのため、基板の貼り合せずれが生じると、液晶層の厚みにムラが生じたり、液晶材料が不足して気泡が発生したりする可能性がある。また、そのような不具合を考慮して柱状スペーサを大きくすると開口率が低下してしまう。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、基板の貼り合わせずれが発生したとしても不具合の発生を抑制でき、かつ高精細化に有利な液晶ディスプレイを提供することを目的とするものである。
本発明の一態様は、第1基板と、第2基板と、前記第1及び第2基板の間に挟持された液晶層とを備える液晶ディスプレイであってもよく、
前記第1基板は、同一の直線上に複数の開口部が形成された層間絶縁膜を含んでもよく、
前記層間絶縁膜は、湾曲した上面部を各々有する複数の湾曲部を含んでもよく、
前記複数の湾曲部は各々、隣り合う2つの開口部の間に位置してもよく、
前記第2基板は、前記複数の湾曲部の少なくとも1つに対向するスペーサを含んでもよく、
前記直線と平行な方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向とすると、前記スペーサは、前記第2方向よりも前記第1方向において、より長くてもよい。
以下、この液晶ディスプレイを本発明に係る液晶ディスプレイとも言う。
前記第1基板は、同一の直線上に複数の開口部が形成された層間絶縁膜を含んでもよく、
前記層間絶縁膜は、湾曲した上面部を各々有する複数の湾曲部を含んでもよく、
前記複数の湾曲部は各々、隣り合う2つの開口部の間に位置してもよく、
前記第2基板は、前記複数の湾曲部の少なくとも1つに対向するスペーサを含んでもよく、
前記直線と平行な方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向とすると、前記スペーサは、前記第2方向よりも前記第1方向において、より長くてもよい。
以下、この液晶ディスプレイを本発明に係る液晶ディスプレイとも言う。
本発明に係る液晶ディスプレイにおける好ましい実施形態について以下に説明する。なお、以下の好ましい実施形態は、適宜、互いに組み合わされてもよく、以下の2以上の好ましい実施形態を互いに組み合わせた実施形態もまた、好ましい実施形態の一つである。
前記スペーサは、前記複数の湾曲部の内の連続するN個(Nは2以上の整数)の湾曲部に押し付けられてもよい。
前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記N個の開口部のピッチをLとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、(N−1)×L+2×Δx≦Xの関係を満たしてもよい。
前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記N個の開口部のピッチをLとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、X≦(N+1)×L−2×Δxの関係を満たしてもよい。
前記スペーサは、前記複数の湾曲部の内の1つの湾曲部だけに押し付けられてもよい。
前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、2×Δx≦Xの関係を満たしてもよい。
前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記2つの開口部のピッチをLとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、X≦2×L−2×Δxの関係を満たしてもよい。
前記第2方向における前記スペーサの長さをYとし、前記第2方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔyとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、2×Δy≦Yの関係を満たしてもよい。
前記第2基板は、ブラックマトリクスを更に含んでもよく、
前記スペーサは、前記ブラックマトリクス上に配置されてもよく、
前記第2方向における前記ブラックマトリクスの幅をBとし、前記第2方向における前記スペーサの長さをYとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、Y≦Bの関係を満たしてもよい。
前記スペーサは、前記ブラックマトリクス上に配置されてもよく、
前記第2方向における前記ブラックマトリクスの幅をBとし、前記第2方向における前記スペーサの長さをYとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、Y≦Bの関係を満たしてもよい。
前記層間絶縁膜は、2つの突起部を更に含んでもよく、
前記スペーサは、前記第2方向において、前記2つの突起部の間に配置されてもよく、
前記第2方向における前記スペーサの長さをYとし、前記第2方向における前記2つの突起部の互いに対向する2つの端部間の距離をMとし、前記第2方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔyとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、Y≦M−2×Δyの関係を満たしてもよい。
前記スペーサは、前記第2方向において、前記2つの突起部の間に配置されてもよく、
前記第2方向における前記スペーサの長さをYとし、前記第2方向における前記2つの突起部の互いに対向する2つの端部間の距離をMとし、前記第2方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔyとすると、本発明に係る液晶ディスプレイは、Y≦M−2×Δyの関係を満たしてもよい。
前記スペーサは、平坦な上面部を有してもよく、
前記上面部の高さのばらつきは、0.05μm以下であってもよい。
前記上面部の高さのばらつきは、0.05μm以下であってもよい。
前記スペーサの平面形状の中心及び/又は重心は、平面視において、前記直線上に位置してもよい。
前記スペーサの平面形状の中心及び/又は重心は、平面視において、前記直線上に位置しなくてもよい。
前記スペーサは、平面視において、n角形状、楕円形状若しくは円形状に形成されるか、又は、複数の形が組み合わされた形状に形成されてもよい。
前記スペーサは、平面視において、前記複数の形が互いに部分的に重なり合った形状に形成されてもよい。
前記スペーサは、平面視において、前記複数の形が互いに離れて配置された形状に形成されてもよい。
本発明によれば、基板の貼り合わせずれが発生したとしても不具合の発生を抑制でき、かつ高精細化に有利な液晶ディスプレイを実現することができる。
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面に参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
なお、本明細書において、n角形状は、理想的なn角形と同視できる形状のみならず、理想的なn角形の角が丸められた形状も包含するものとする。また、複数の形が組み合わされた形状において複数の形がn角形を含む場合も同様とし、該n角形には、理想的なn角形と同視できる形のみならず、理想的なn角形の角が丸められた形も包含するものとする。
また、本明細書において、平行四辺形は、2組の対辺がいずれも平行である四角形であって一組の長辺及び一組の短辺からなるものを意味し、2組の対辺がいずれも平行である四角形であって四辺の長さが互いに等しい菱形は含まないものとする。
(実施形態1)
図1及び4〜6は、実施形態1の液晶ディスプレイの構成を示す平面模式図である。図2は、実施形態1の液晶ディスプレイの断面構造を示す模式図であり、図1中のA−B線における断面構造を示す。図3は、実施形態1の液晶ディスプレイにおけるアレイ基板の断面構造を示す模式図であり、図1中のC−D線における断面構造を示す。図8〜11は、実施形態1に係る、スペーサと層間絶縁膜の湾曲部とを示す断面模式図である。図12は、実施形態1に係る、スペーサとブラックマトリクスと層間絶縁膜とを示す断面模式図である。図13は、実施形態1に係るスペーサを示す断面模式図である。なお、図2及び3は、それぞれ、後述する第1方向及び第2方向に平行な断面を示している。
図1及び4〜6は、実施形態1の液晶ディスプレイの構成を示す平面模式図である。図2は、実施形態1の液晶ディスプレイの断面構造を示す模式図であり、図1中のA−B線における断面構造を示す。図3は、実施形態1の液晶ディスプレイにおけるアレイ基板の断面構造を示す模式図であり、図1中のC−D線における断面構造を示す。図8〜11は、実施形態1に係る、スペーサと層間絶縁膜の湾曲部とを示す断面模式図である。図12は、実施形態1に係る、スペーサとブラックマトリクスと層間絶縁膜とを示す断面模式図である。図13は、実施形態1に係るスペーサを示す断面模式図である。なお、図2及び3は、それぞれ、後述する第1方向及び第2方向に平行な断面を示している。
実施形態1に係る液晶ディスプレイは、アクティブマトリクス駆動方式、かつ、透過型の液晶ディスプレイであり、液晶パネル1と、液晶パネルの後方に配置されたバックライト(図示せず)とを備えている。液晶パネル1は、上記第1基板に対応するアレイ基板10と、上記第2基板に対応し、アレイ基板10と対向して配置された対向基板40と、両基板10及び40の間にシール材(図示せず)によって封止された液晶層3とを有している。また、本実施形態の液晶ディスプレイは、画像を表示する表示エリア(図示せず)を有しており、表示エリアは、マトリクス状に配置された複数のサブ画素2によって構成されている。また、複数(例えば、赤、緑及び青の3つ)のサブ画素2から1つの画素が構成されている。サブ画素及び画素は、表示エリア内において、行方向(左右方向)及び列方向(上下方向)に配列されている。
アレイ基板10は、ガラス板や石英板等の透光性を有する絶縁基板11を含んでいる。絶縁基板11上には、表示エリア内において、サブ画素2毎に配置された複数の画素電極21と、列方向に各々延在された複数のゲートバスライン13と、行方向に各々延在された複数のソースバスライン14と、各サブ画素2においてソースバスライン14及びゲートバスライン13の交差部付近に配置された複数のスイッチング素子とが形成されている。各スイッチング素子は、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)15によって構成されている。
絶縁基板11上には下地絶縁膜12が形成されており、下地絶縁膜12上には各TFT15の半導体層16が形成されている。半導体層16は、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等の14属元素の半導体や、酸化物半導体等の材料から形成することができる。半導体層16の結晶性は特に限定されず、半導体層16は、単結晶、多結晶、非晶質、又は、微結晶であってもよく、これらの2種以上の結晶構造を含んでもよい。なお、微結晶とは、非晶質と多結晶が混在する状態を意味する。
酸化物半導体は、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)及びカドミウム(Cd)からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素と、酸素(O)とを含むことが好ましく、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)及び酸素(O)を含むことがより好ましい。酸化物半導体を用いた場合は、アモルファスシリコンを用いた場合に比べて、TFT15の移動度を高くすることができる。そのため、精細度が高くなったとしても、すなわち、サブ画素2当たりのTFT15のオン時間が短くなったとしても、画素電極21に充分に電圧を印加することができる。また、酸化物半導体を用いた場合は、アモルファスシリコンを用いた場合に比べて、TFT15のオフ状態でのリーク電流(オフリーク)を減少することができる。そのため、高精細度の場合もそうでない場合も、低周波駆動、停止期間を設ける駆動等の駆動を採用でき、消費電力を低減することができる。
酸化物半導体の具体例としては、IGZO(In−Ga−Zn−O、酸化インジウムガリウム亜鉛)、InGaO3(ZnO)5、MgxZn1−xO、CdxZn1−xO、CdO等が挙げられる。また、1族元素、13族元素、14族元素、15族元素及び17族元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素(不純物元素)が添加された、非晶質状態、多結晶状態若しくは微結晶状態のZnO、又は、上記不純物元素が添加されていない、非晶質状態、多結晶状態若しくは微結晶状態のZnOを使用してもよい。
半導体層16は、ゲート絶縁膜17によって覆われており、ゲート絶縁膜17上には、上記ゲートバスライン13と、複数のゲート電極18とが形成されている。各ゲート電極18は、対応するゲートバスライン13と一体的に形成されることによってそのゲートバスライン13に電気的に接続されている。ゲートバスライン13は、表示エリア外に設けられたゲートドライバ(図示せず)に接続されている。
表示エリアにおいて、ゲートバスライン13及びゲート電極18は、層間絶縁膜22によって覆われており、層間絶縁膜22上には、上記ソースバスライン14、複数のソース電極19及び複数のドレイン電極20が形成されている。ゲート絶縁膜17及び層間絶縁膜22には、コンタクトホールとして各々機能する複数の開口部34及び複数の開口部35が形成されている。各サブ画素2において、ソース電極19及びドレイン電極20は、それぞれ、半導体層16の一方及び他方の端部上に配置されている。そして、ソース電極19は、対応するソースバスライン14と一体的に形成されることによってそのソースバスライン14に電気的に接続されるとともに、開口部35を介して半導体層16の一方の端部(ソース領域)に接触している。また、ドレイン電極20は、画素電極21に電気的に接続されるとともに、開口部34を介して半導体層16の他方の端部(ドレイン領域)に接触している。各TFT15は、半導体層16、ゲート絶縁膜17、ゲート電極18、ソース電極19及びドレイン電極20から構成されている。ソースバスライン14は、ゲートバスライン13と直交するように延在され、表示エリア外に設けられたソースドライバ(図示せず)に接続されている。
表示エリアにおいて、ソースバスライン14と、ソース電極19と、ドレイン電極20の一部とは、層間絶縁膜23によって覆われている。層間絶縁膜23は、層間絶縁膜としての機能に加えて、平坦化膜としての機能を有している。そのため、アレイ基板10の表面の凹凸を小さくする(平坦化する)ことができる。また、層間絶縁膜23には、コンタクトホールとして各々機能する複数の開口部36が形成されている。各列のサブ画素2において、開口部36は、列方向と平行な直線(仮想的な直線)6上に一列に配置されている。各開口部36の平面形状は特に限定されないが、通常、四角形又は円形である。
層間絶縁膜23の表面は、バックライトからの光を透過し得る開口領域内においては、略平坦である。他方、遮光領域内、特に隣り合う2つの開口部36の間においては、層間絶縁膜23の表面は、丸みを帯びている。より詳細には、層間絶縁膜23は、隣り合う2つの開口部36の間に各々位置する複数の湾曲部24を含んでおり、開口部36と湾曲部24とは直線6上で交互に配置されている。また、各湾曲部24は、弧を描くように湾曲した上面部(液晶層3側の表面部分)を有し、平坦な上面部を有していない。そして、アレイ基板10に対して垂直な断面であって直線6を通る断面(以下、垂直断面とも言う。)において、各湾曲部24の高さは、一方の端部から他方の端部に向かって、単調増加した後、単調減少している。また、各湾曲部24は、垂直断面において、1つの頂点部分を有しており、この頂点部分は、湾曲部24の略中央、すなわち隣り合う2つの開口部36の間の略中央に位置している。
なお、湾曲部24又は層間絶縁膜23の高さとは、湾曲部24又は層間絶縁膜23の表面の基準面(例えば絶縁基板11の主面)からの距離を意味する。
また、湾曲部24の高さが単調増加又は単調減少するとは、より詳細には以下の内容を意味する。まず、垂直断面上に直交座標系を導入し、絶縁基板11に平行な方向に右方向を正の向きにしてx軸を設定し、x軸に対して垂直な方向に上方向(液晶層3に向かう方向)を正の向きにしてz軸を設定する。次に、湾曲部24の輪郭線上の任意の点の座標を(x,z)で表す。そして、湾曲部24の高さが単調増加するとは、x1<x2であれば、z1≦z2となることを意味し、湾曲部24の高さが単調減少するとは、x1<x2であれば、z1≧z2となることを意味する。
層間絶縁膜23の形成方法は特に限定されないが、層間絶縁膜23は、フォトリソグラフィー技術によって形成されることが好ましく、感光性樹脂膜から形成されることが好ましい。この場合、層間絶縁膜23は、感光性樹脂を含でいる。感光性樹脂膜の材料としては、例えば、感光性アクリル樹脂、感光性ポリイミド等が挙げられる。感光性樹脂膜の膜厚は、2μm〜5μm(好ましくは3μm〜3.6μm)である。層間絶縁膜23は、窒化シリコン(SiNx)、酸化シリコン等の無機絶縁材料を含む無機絶縁膜を更に含んでもよく、無機絶縁膜及び感光性樹脂膜の積層膜を含んでいてもよい。
層間絶縁膜23上には上記画素電極21が配置されており、各サブ画素2において、画素電極21は、開口部36を介してドレイン電極20と接触することによって、ドレイン電極20と電気的に接続されている。画素電極21は、透明であり、ITO(インジウム−スズ酸化物)、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)等の透明導電材料から形成されている。
ゲートドライバは、表示エリア外に設けられたコントローラ(図示せず)による制御に基づいて複数のゲートバスライン13に走査信号を順次供給する。ソースドライバは、各列のTFT15が走査信号によってオン状態となるタイミングで、コントローラによる制御に基づいて複数のソースバスライン14に映像信号を供給する。これにより、各列の画素電極21は各々、対応するTFT15を介して供給される映像信号に応じた電位に設定される。その結果、保持容量(図示せず)と、画素電極21、液晶層3及び後述する共通電極44から構成される液晶容量とに電荷が蓄積され、複数のサブ画素2が個々に独立して駆動される。
一方、対向基板40は、ガラス板や石英板等の透光性を有する絶縁基板41を含み、絶縁基板41上には、遮光部材として機能するブラックマトリクス(BM)42と、複数色のカラーフィルタ(図示せず)とが形成されている。BM42は、表示エリア内と、表示エリアの周囲の領域内とに形成されており、該周囲の領域と、ソースバスライン14及びゲートバスライン13に対向する領域と、スイッチング素子に対向する領域とを遮光するように形成されている。そのため、層間絶縁膜23の開口部36もBM42によって覆われている。BM42は、黒色の着色樹脂等の遮光材料から形成されている。
各色のカラーフィルタは、表示エリア内に設けられており、BM42で区画された領域、すなわち、BM42の開口を覆うように形成されている。このように、各色のカラーフィルタは、各サブ画素2に対応して配置され、各サブ画素2は、BM42によって区画されている。カラーフィルタは、互いに異なる色に着色された複数色の着色樹脂(例えば、赤色、青色及び緑色の着色樹脂)から形成されている。なお、カラーフィルタは、対向基板40ではなく、アレイ基板10に配置されてもよい。
カラーフィルタ及びBM42は、透明なオーバーコート膜43によって覆われている。オーバーコート膜43は、対向基板40の表面の凹凸を小さくする(平坦化する)ために設けられている。オーバーコート膜43は、アクリル樹脂、ポリイミド等の有機絶縁材料を含む透明な絶縁膜から形成されている。
オーバーコート膜43上には、表示エリアを覆うように共通電極44が形成されている。共通電極44には、全サブ画素2に共通の信号(コモン信号)が供給されている。共通電極44は、透明であり、ITO(インジウム−スズ酸化物)、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)等の透明導電材料から形成されている。
共通電極44上には、1以上のスペーサ45が形成されている。スペーサ45は、アレイ基板10と対向基板40との間隔を所定の間隔に保持するための部材であり、BM42上に所定のピッチで配置されている。スペーサ45は、平面視において、長手状に形成されており、直線6と平行な方向を第1方向7とし、第1方向7に直交する方向を第2方向8とすると、スペーサ45の長さ(幅)は、第2方向8よりも第1方向7の方が長い(大きい)。スペーサ45の形成方法は特に限定されないが、スペーサ45は、フォトリソグラフィー技術によって形成されることが好ましく、感光性樹脂膜から形成されることが好ましい。この場合、スペーサ45は、フォトスペーサと呼ばれるものであってもよい。感光性樹脂膜の材料としては、例えば、感光性アクリル樹脂、感光性ポリイミド等が挙げられる。スペーサ45の形成部においてアレイ基板10及び対向基板40が互いに当接し合うことで、液晶層3の厚み(セルギャップ)が略一定に維持されている。スペーサ45の個数は特に限定されないが、通常は、サブ画素2の個数よりも少なく設定される。
スペーサ45の具体的な平面形状は特に限定されないが、スペーサ45は、平面視において、n角形状(nは、3以上の整数)に形成されてもよい。n角形しては、具体的には四角形、五角形、六角形等が挙げられ、なかでも四角形が好適である。四角形としては、平行四辺形(図1参照)、長方形及び台形が好適である。また、スペーサ45は、図4に示すように、平面視において、楕円形状に形成されてもよい。この場合は、フォトリソグラフィー技術を用いてより容易にスペーサ45を形成することができる。また、スペーサ45は、平面視において、複数の形が組み合わされた形状に形成されてもよい。複数の形の具体的な種類は特に限定されないが、幾何学的な形が好ましく、なかでも長方形、台形、平行四辺形、菱形、円形及び楕円形が好適である。例えば、スペーサ45は、図5に示すように複数の菱形が組み合わされた形状に形成されてもよいし、図6に示すように複数の円形が組み合わされた形状に形成されてもよい。このように、スペーサ45は、平面視において複数の形が互いに部分的に重なり合った形状に形成されてもよいし、一塊の構造体であってもよい。他方、スペーサ45は、平面視において複数の形が互いに離れて配置された形状に形成されてもよいし、互いに離れて配置された複数の部分を含む構造体であってもよい。なお、複数の形は、1種の形のみを含んでもよいし、2種以上の形を含んでいてもよい。更に、スペーサ45の平面形状は、上述の形の一部を切り取った形状を含んでもよいし、不定形であってもよい。ただし、本実施形態では、スペーサ45は、スペーサ45の平面形状を構成する各形の中心及び/又は重心が平面視において直線6上に配置されるように形成されている。
アレイ基板10及び対向基板40の液晶層3側の表面には、それぞれ、配向膜(図示せず)が形成されている。配向膜には、ラビング処理、光配向処理等の配向処理が施されてもよいし、垂直配向膜のように配向処理が施されていなくてもよい。配向膜は、例えば、ポリイミド等の樹脂材料から形成することができる。
各々の配向膜が互いに対向するようにアレイ基板10及び対向基板40を貼り合わせたとき、スペーサ45により所定の厚さの隙間が形成される。液晶層3は、この隙間内にネマチック液晶を含む液晶組成物を封入することによって形成されている。液晶層3は、シール材によって基板10及び40の間に封止されている。また、シール材は、表示エリアを取り囲むように設けられ、基板10及び40を互いに接着している。
アレイ基板10及び対向基板40の液晶層3と反対側の主面上には、それぞれ、光学素子4及び5が貼り付けられている。各光学素子4及び5は、偏光板を含み、これらの偏光板は、通常はクロスニコルに配置されている。
そして、本実施形態では、各列のサブ画素2において、層間絶縁膜23の開口部36は、直線6上に配置され、スペーサ45は、層間絶縁膜23の湾曲部24に対向している。したがって、光漏れの原因になり得る開口部36及びスペーサ45を直線6上に配置することができる。また、スペーサ45の第1方向7における長さ(幅)は、スペーサ45の第2方向8における長さ(幅)よりも長く(大きく)なっている。すなわち、開口部36の配列方向に比べて、この配列方向に直交する方向において、スペーサ45はより短くなっている。したがって、開口部36及びスペーサ45を遮光するための領域を狭めることができ、開口率を向上することができる。
なお、開口部36が直線6上に配置されるとは、開口部36の少なくとも一部が平面視において直線6上に配置されることを意味するが、開口率の観点からは、開口部36の平面形状の中心及び/又は重心は、平面視において、直線6上に配置されることが好ましい。
更に、本実施形態では、平面視において、スペーサ45の平面形状を構成する各形の中心及び/又は重心が直線6上に配置されている。そのため、後述する実施形態2に比べて、開口部36及びスペーサ45を遮光するための領域をより狭めることができ、開口率をより向上することができる。
また、湾曲部24の上面部は、湾曲しているため、隣り合う2つの開口部36の間の距離を小さくした場合でも、層間絶縁膜23の側面部(開口部36に隣接する部分)を傾斜が緩やかな順テーパ状に容易に形成することができる。すなわち、精細度の向上と配向膜の膜厚ムラの防止という観点から、層間絶縁膜23は好ましい形状を有している。他方、基板10及び40の貼り合せずれが発生した時に不具合が発生するのを防止するという観点からは、層間絶縁膜23は不利な形状を有しているとも言える。
そこで、本実施形態では、スペーサ45が第2方向8よりも第1方向7においてより長くなっている。そのため、比較形態1のスペーサ145のようにスペーサ45が1つだけの頂点部分を有さないようにすることができる。また、スペーサ45の高さが略同じである箇所を第1方向7において複数形成することができる。スペーサの大きさ及び形状にもよるが、例えば、スペーサ45の最上部を絶縁基板41に略平行な線状又は平面状の部分としたり、そのような線状又は平面状の部分を複数形成したり、高さが略同じである複数の点状の最上部を形成したりすることができる。そのため、基板10及び40が所定の位置からずれて貼り合わされたたとしても、不具合が発生するのを抑制することができる。具体的には、図7に示すように、第1方向7において基板10及び40の貼り合わせずれが発生した場合、比較形態1と同様に、スペーサ45の形成部においてアレイ基板10及び対向基板40は互いに点で接する。しかしながら、比較形態1とは異なり、本実施形態では、基板10と基板40の間隔が大きく変化するのを防止することができる。したがって、基板10及び40間の隙間に所定の容量の液晶材料が供給されても液晶層3の厚みにムラが発生することを抑制でき、表示ムラの発生を抑制することができる。また、スペーサ45がもつ弾性力(復元力)が小さくなるのを抑制することができるため、本実施形態の液晶パネル1はタッチパネルに対応したパネルに好適である。
なお、スペーサ45の高さとは、絶縁基板41からの距離を意味し、スペーサ45の最上部とは、絶縁基板41から最も遠い部分を意味する。
また、第2方向8に平行な断面、特に第2方向8に平行な断面であって隣り合う2つの開口部36の間の略中央を通る断面においては、図3に示すように、層間絶縁膜23の湾曲部24は、平坦であり、その表面は絶縁基板41に略平行である。また、スペーサの大きさ及び形状にもよるが、スペーサ45の高さが略同じである箇所を第2方向8においても複数形成することができる。そのため、例え第2方向8において基板10及び40の貼り合わせずれが発生したとしても、基板10と基板40の間隔が大きく変化するのを防止することができる。
スペーサ45は、少なくとも1つの湾曲部24に押し付けられていればよく、図2等に示したように、1つの湾曲部24のみに押し付けられていてもよい。この場合、図8及び9に示すように、第1方向7におけるスペーサ45の長さ(幅)Xと、第1方向7における基板10及び40の貼り合わせ精度Δxとは、2×Δx≦Xの関係を満たすことが好ましい。Xが2×Δx未満となると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、湾曲部24の所望の場所(通常は、その頂点部分)の上にスペーサ45を配置することができず、基板10と基板40の間隔が変化する可能性がある。また、図10に示すように、Xと、Δxと、第1方向7における開口部36のピッチL(例えば、開口部36の平面形状の中心又は重心間の距離)とは、X≦2×L−2×Δxの関係を満たすことが好ましい。Xが2×L−2×Δxよりも大きくなると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、スペーサ45が2つ以上の湾曲部24に押し付けられる可能性がある。
なお、基板10及び40の貼り合わせ精度とは、基板10及び基板40を貼り合わせた時に生じ得る最大のずれの大きさ(距離)を意味する。また、開口部36のピッチLは、第1方向7における湾曲部24のピッチ(例えば、湾曲部24の頂点部分の間隔)と実質的に同じであり、また、第1方向7におけるサブ画素2のピッチと実質的に同じである。
また、スペーサ45は、図11に示すように、N個(Nは2以上の整数)の湾曲部24に押し付けられていてもよい。これにより、スペーサ45が局部的に欠損したとしても、品質に及ぼす影響を小さくすることができる。この場合、X及びΔxは、(N−1)×L+2×Δx≦Xの関係を満たすことが好ましい。Xが(N−1)×L+2×Δx未満となると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、N個の湾曲部24の所望の場所(通常は、それらの頂点部分)の上にスペーサ45を配置できなくなる可能性がある。また、X、Δx及びLは、X≦(N+1)×L−2×Δxの関係を満たすことが好ましい。Xが(N+1)×L−2×Δxよりも大きくなると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、スペーサ45がN+1個の湾曲部24に押し付けられる可能性がある。
また、図12に示すように、第2方向8におけるスペーサ45の長さ(幅)Yと、第2方向8における基板10及び40の貼り合わせ精度Δyとは、2×Δy≦Yの関係を満たすことが好ましい。Yが2×Δy未満となると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、湾曲部24の所望の場所の上にスペーサ45を配置することができなくなる可能性がある。
また、図12に示すように、Yと、第2方向8におけるBM42の幅Bとは、Y≦Bの関係を満たすことが好ましい。YがBよりも大きくなると、BM42からスペーサ45がはみ出し、光漏れが生じる可能性がある。
また、図12に示すように、層間絶縁膜23は、第2方向8においてスペーサ45を挟むように配置された複数の突起部25を含んでいてもよい。この場合、Yと、Δyと、第2方向8における突起部25の互いに対向する2つの端部間の距離Mとは、Y≦M−2×Δyの関係を満たすことが好ましい。YがM−2×Δyより大きくなると、基板10及び40の貼り合わせずれが生じた時に、突起部25の上にスペーサ45が配置され、基板10と基板40の間隔が変化する可能性がある。
なお、突起部25は、層間絶縁膜23と絶縁基板11の間にある部材、例えば、ゲートバスライン13、ソースバスライン14、半導体層16、層間絶縁膜23等の部材に起因して発生したものである。また、突起部25の下には遮光膜が配置されていてもよい。
また、複数の形が互いに離れて配置された形状にスペーサ45が形成されている場合、X及びYは、それぞれ、スペーサ45に含まれる全ての形の部分を一塊の構造体とみなし、該構造体の第1方向7及び第2方向8における長さ(幅)と定義する。
スペーサ45は、平坦な上面部(液晶層3側の表面部分)を有することが好ましく、この上面部の高さのばらつきは、0.05μm以下であることが好ましく、0.03μm以下であることがより好ましい。これは、液晶層3の厚みが0.05μmを超えて変化すると、表示ムラとして視認される可能性があるためである。同様の観点から、図13に示すように、スペーサ45の平面形状の中心又は重心におけるスペーサ45の高さと、第1方向7において該中心又は該重心からΔxだけ離れた箇所におけるスペーサ45の高さとの差ΔZは、0.05μm以下であることが好ましく、0.03μm以下であることがより好ましい。ΔZは、スペーサ45の平面形状の中心又は重心におけるスペーサ45の高さと、第2方向8において該中心又は該重心からΔyだけ離れた箇所におけるスペーサ45の高さとの差であってもよい。この場合も、ΔZは、0.05μm以下であることが好ましく、0.03μm以下であることがより好ましい。
(実施形態2)
本実施形態は、スペーサの形状が異なることを除いて、実施形態1と実質的に同じである。したがって、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については説明を省略する。また、本実施形態と実施形態1とにおいて、同一又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、本実施形態において、その部材の説明は省略する。
本実施形態は、スペーサの形状が異なることを除いて、実施形態1と実質的に同じである。したがって、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については説明を省略する。また、本実施形態と実施形態1とにおいて、同一又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、本実施形態において、その部材の説明は省略する。
図14〜16は、実施形態2の液晶ディスプレイの構成を示す平面模式図である。図17及び18は、実施形態2に係る、スペーサと層間絶縁膜の開口部とを示す断面模式図である。図19は、実施形態1に係る、スペーサと層間絶縁膜の開口部とを示す断面模式図である。
図14〜18に示すように、本実施形態において、スペーサ45は、平面視において、複数の形が組み合わされた形状に形成されている。例えば、図14及び18に示すように、スペーサ45は、平面視において、2つの長方形が互いに部分的に重なり合った形状に形成されてもよい。また、図15に示すように、スペーサ45は、平面視において、互いに離れて配置された上下の部分を含んでもよく、各部分は、2つの菱形が互いに部分的に重なり合った形であってもよい。また、図16に示すように、スペーサ45は、平面視において、3つの円形が互いに部分的に重なり合った形状に形成されてもよい。更に、図17に示すように、スペーサ45は、平面視において、2つの長方形が互いに離れて配置された形状に形成されてもよい。このように、スペーサ45は、平面視において複数の形が互いに部分的に重なり合った形状に形成されてもよし、一塊の構造体であってもよい。他方、スペーサ45は、平面視において複数の形が互いに離れて配置された形状に形成されてもよいし、互いに離れて配置された複数の部分を含む構造体であってもよい。図17及び18に示されるスペーサ45は、破線で示された楕円状のスペーサと同様の機能を発揮することができる。
なお、スペーサ45が互いに離れて配置された複数の形(部分)を含む場合、隣り合う形(部分)の間の隙間の幅は各々、特に限定されないが、通常は開口部36のピッチ未満に設定される。また、各隙間の幅は、好ましくは2μm以上、4μm以下である。
ただし、本実施形態では、スペーサ45は、スペーサ45の平面形状を構成する各形の中心及び/又は重心が平面視において直線6上に配置されないように形成されている。図14、17及び18に示す場合、上側の長方形部分の中心及び重心は、直線6の右側に配置され、下側の長方形部分の中心及び重心は、直線6の左側に配置されている。図15に示す場合、上側の部分の中心及び重心は、直線6の左側に配置され、下側の部分の中心及び重心は、直線6の右側に配置されている。図16に示す場合、両端の円形部分の中心及び重心は、直線6の右側に配置され、中央の円形部分の中心及び重心は、直線6の左側に配置されている。
そして、本実施形態においても、複数の開口部36は、行方向と平行な同一の直線6上に配置され、スペーサ45は、層間絶縁膜の湾曲部24に対向している。また、スペーサ45の第1方向7における長さ(幅)は、スペーサ45の第2方向8における長さ(幅)よりも長く(大きく)なっている。したがって、開口率を向上させることができる。ただし、本実施形態では、スペーサ45の平面形状を構成する各形の中心及び/又は重心は、平面視において、直線6上に配置されていない。そのため、開口率向上の観点からは、本実施形態よりも実施形態1の方がより好ましい。
また、スペーサ45は第2方向8よりも第1方向7においてより長くなっている。そのため、実施形態1と同様に、第1方向7において基板10及び40の貼り合わせずれが発生した場合でも、表示ムラ等の不具合の発生をより効果的に抑制することができる。
更に、本実施形態では、上述のように、スペーサ45の平面形状を構成する各形の中心及び/又は重心が平面視において直線6上に配置されていない。そのため、第1方向7のみならず第2方向8において、スペーサ45の高さが略同じである複数の箇所をより確実に形成することができる。したがって、第2方向8において基板10及び40の貼り合わせずれが発生した場合において、表示ムラ等の不具合の発生をより効果的に抑制することができる。
なお、実施形態1と同様の観点から、本実施形態においても、第1方向7におけるスペーサ45の長さXと、第2方向8におけるスペーサ45の長さYとは、実施形態1で説明した不等式を満たすことが好ましい。
(実施形態3)
本実施形態は、スペーサの形状が異なることを除いて、実施形態1と実質的に同じである。したがって、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については説明を省略する。また、本実施形態と実施形態1とにおいて、同一又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、本実施形態において、その部材の説明は省略する。
本実施形態は、スペーサの形状が異なることを除いて、実施形態1と実質的に同じである。したがって、本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、実施形態1と重複する内容については説明を省略する。また、本実施形態と実施形態1とにおいて、同一又は同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、本実施形態において、その部材の説明は省略する。
図20及び23は、実施形態3の液晶ディスプレイの構成を示す平面模式図である。図21及び24は、実施形態3に係るスペーサを示す斜視模式図である。図22は、実施形態1に係るスペーサを示す斜視模式図である。
実施形態1及び2で説明したスペーサ45の面積は、平面視において、一般的な形状のスペーサ(例えば円柱状のスペーサ)の面積に比べて大きくなる傾向にある。そのため、配向膜としてラビングによる配向処理が必要なものを用いた場合、図22に示すように、ラビングによる配向処理が充分に施されない領域46が発生し、配向規制力が弱まる可能性がある。特にラビング方向が第2方向8に設定された場合、ラビング布の毛先がスペーサ45によって乱れやすく、配向膜の配向規制力が落ちやすい。
そこで、本実施形態では、図20及び21に示すように、スペーサ45の表面に微細なスリット45sをラビング方向に沿って形成している。このため、ラビング布の毛先がスペーサ45によって乱れにくくすることができ、配向膜の配向規制力が低下するのを抑制することができる。
なお、スリット45sの幅及び深さは特に限定されないが、幅は、例えば2μm以下であってもよい。また、スリット45sの形成方法は特に限定されず、例えば、スリット45sは、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いたフォトリソグラフィー技術により形成することができる。
また、図23及び24に示すように、スペーサ45は、複数の長手状の形(例えば、長方形、楕円形等)が互いに離れて配置された形状に形成されてもよく、その長軸方向がラビング方向に沿うよう各長手状の部分を配置してもよい。これにより、ラビング方向に沿って長手状の部分の間に隙間45gを形成することができる。したがって、ラビング布の毛先がスペーサ45によって乱れにくくすることができ、配向膜の配向規制力が低下するのを抑制することができる。
なお、実施形態1と同様の観点から、本実施形態においても、第1方向7におけるスペーサ45の長さXと、第2方向8におけるスペーサ45の長さYとは、実施形態1で説明した不等式を満たすことが好ましい。
以上、実施形態1〜3では、層間絶縁膜の開口部が列方向に平行な直線上に配置される構造について説明したが、直線の向きは特に限定されず、例えば、開口部は、行方向に平行な直線上に配置されてもよい。
また、実施形態1〜3では、列方向よりも行方向においてピッチが大きい横長のサブ画素について説明したが、各サブ画素は、行方向よりも列方向においてピッチが大きい縦長のサブ画素であってもよい。
また、実施形態1〜3では、直線状のゲートバスラインを列方向に配置し、直線状のソースバスラインを行方向に配置した構造について説明したが、ゲートバスラインを行方向に配置し、ソースバスラインを列方向に配置してもよい。また、ゲートバスライン及びソースバスラインの少なくとも一方は、平面視において、折れ曲がっていてもよく、例えば、ジグザグに形成されてもよい。
また、実施形態1〜3では、対向基板に共通電極を設けて、液晶層の厚み方向に発生する電界(縦電界)を利用する液晶モード(例えば、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Vertical Alignment)モード)について説明したが、液晶パネルの液晶モードは特に限定されない。例えば、共通電極は、アレイ基板に設けられてもよく、液晶パネルの液晶モードは、IPSモードやFFSモードのように、アレイ基板の主面と略平行な電界(横電界)を利用するものであってもよい。更に、液晶パネルを断面視した時にアレイ基板と対向基板との間で斜めに発生する電界(斜め電界)を利用したものであってもよい。
また、実施形態1〜3の液晶ディスプレイは、モノクロ液晶ディスプレイであってもよいし、各画素は複数のサブ画素に分割されていなくてもよい。
更に、実施形態1〜3では、透過型の液晶ディスプレイについて説明したが、各液晶ディスプレイの液晶パネルは、外光を反射することで表示を行う反射表示部を備えていてもよい。
そして、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜組み合わされてもよい。また、各実施形態の変形例は、他の実施形態に組み合わされてもよい。
1:液晶パネル
2:サブ画素
3:液晶層
4、5:光学素子
6:直線
7:第1方向
8:第2方向
10:アレイ基板
11:絶縁基板
12:下地絶縁膜
13:ゲートバスライン
14:ソースバスライン
15:薄膜トランジスタ(TFT)
16:半導体層
17:ゲート絶縁膜
18:ゲート電極
19:ソース電極
20:ドレイン電極
21:画素電極
22、23:層間絶縁膜
24:湾曲部
25:突起部
34、35、36:開口部
40:対向基板
41:絶縁基板
42:ブラックマトリクス(BM)
43:オーバーコート膜
44:共通電極
45:スペーサ
45s:スリット
45g:隙間
46:領域
2:サブ画素
3:液晶層
4、5:光学素子
6:直線
7:第1方向
8:第2方向
10:アレイ基板
11:絶縁基板
12:下地絶縁膜
13:ゲートバスライン
14:ソースバスライン
15:薄膜トランジスタ(TFT)
16:半導体層
17:ゲート絶縁膜
18:ゲート電極
19:ソース電極
20:ドレイン電極
21:画素電極
22、23:層間絶縁膜
24:湾曲部
25:突起部
34、35、36:開口部
40:対向基板
41:絶縁基板
42:ブラックマトリクス(BM)
43:オーバーコート膜
44:共通電極
45:スペーサ
45s:スリット
45g:隙間
46:領域
Claims (15)
- 第1基板と、第2基板と、前記第1及び第2基板の間に挟持された液晶層とを備え、
前記第1基板は、同一の直線上に複数の開口部が形成された層間絶縁膜を含み、
前記層間絶縁膜は、湾曲した上面部を各々有する複数の湾曲部を含み、
前記複数の湾曲部は各々、隣り合う2つの開口部の間に位置し、
前記第2基板は、前記複数の湾曲部の少なくとも1つに対向するスペーサを含み、
前記直線と平行な方向を第1方向とし、前記第1方向に直交する方向を第2方向とすると、前記スペーサは、前記第2方向よりも前記第1方向において、より長い液晶ディスプレイ。 - 前記スペーサは、前記複数の湾曲部の内の連続するN個(Nは2以上の整数)の湾曲部に押し付けられる請求項1記載の液晶ディスプレイ。
- 前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記複数の開口部のピッチをLとすると、(N−1)×L+2×Δx≦Xの関係を満たす請求項2記載の液晶ディスプレイ。
- 前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記複数の開口部のピッチをLとすると、X≦(N+1)×L−2×Δxの関係を満たす請求項2又は3記載の液晶ディスプレイ。
- 前記スペーサは、前記複数の湾曲部の内の1つの湾曲部だけに押し付けられる請求項1記載の液晶ディスプレイ。
- 前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとすると、2×Δx≦Xの関係を満たす請求項5記載の液晶ディスプレイ。
- 前記第1方向における前記スペーサの長さをXとし、前記第1方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔxとし、前記第1方向における前記2つの開口部のピッチをLとすると、X≦2×L−2×Δxの関係を満たす請求項5又は6記載の液晶ディスプレイ。
- 前記第2方向における前記スペーサの長さをYとし、前記第2方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔyとすると、2×Δy≦Yの関係を満たす請求項1〜7のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
- 前記層間絶縁膜は、2つの突起部を更に含み、
前記スペーサは、前記第2方向において、前記2つの突起部の間に配置され、
前記第2方向における前記スペーサの長さをYとし、前記第2方向における前記2つの突起部の互いに対向する2つの端部間の距離をMとし、前記第2方向における前記第1基板及び前記第2基板の貼り合わせ精度をΔyとすると、Y≦M−2×Δyの関係を満たす請求項1〜8のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。 - 前記スペーサは、平坦な上面部を有し、
前記上面部の高さのばらつきは、0.05μm以下である請求項1〜9のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。 - 前記スペーサの平面形状の中心及び/又は重心は、平面視において、前記直線上に位置する請求項1〜10のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
- 前記スペーサの平面形状の中心及び/又は重心は、平面視において、前記直線上に位置しない請求項1〜10のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
- 前記スペーサは、平面視において、n角形状、楕円形状若しくは円形状に形成されるか、又は、複数の形が組み合わされた形状に形成される請求項1〜12のいずれかに記載の液晶ディスプレイ。
- 前記スペーサは、平面視において、前記複数の形が互いに部分的に重なり合った形状に形成される請求項13記載の液晶ディスプレイ。
- 前記スペーサは、平面視において、前記複数の形が互いに離れて配置された形状に形成される請求項13記載の液晶ディスプレイ。
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