JPH09105945A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH09105945A
JPH09105945A JP26558495A JP26558495A JPH09105945A JP H09105945 A JPH09105945 A JP H09105945A JP 26558495 A JP26558495 A JP 26558495A JP 26558495 A JP26558495 A JP 26558495A JP H09105945 A JPH09105945 A JP H09105945A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
spacers
spacer
crystal display
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JP26558495A
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English (en)
Inventor
Suenobu Sekiuchi
内 季 宣 関
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LCDパネルの配向膜、スペーサに起因する
不具合を軽減した液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 Y方向に延在するX電極群が表面に形成
される第1の基板(2)と、X方向に延在するY電極群
が表面に形成される第2の基板(1)と、第1及び第2
の基板間に一定の隙間を形成する複数の柱状スペーサ
(14,25)と、隙間に封止される液晶(4)と、を
含み、上記X電極群とY電極群とが交差する複数の単位
画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置において、
上記柱状スペーサは、単位画素領域の周囲に配置され
る、第1の基板に形成される長手の第1のスペーサ(2
5)と、第2の基板に形成される長手の第2のスペーサ
(14)と、の組合せによって形成され、第1のスペー
サ(25)は、液晶分子を配向すべき第1の方向を向い
て配列され、第2のスペーサ(14)は液晶分子を配向
すべき第2の方向を向いて配列される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に、液晶に配向を与える配向構造の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、テレビ、パソコン等を
初めとして種々の装置のディスプレイとして広く使用さ
れている。図5は、従来の単純マトリックス型の液晶表
示装置のLCDパネル部分を概略的に示している。同図
において、11はガラス基板、12は透明なY群の電極
を形成するITO電極、13は液晶分子を配向させる配
向膜である。11〜13は対向基板を1形成する。ま
た、21はガラス基板、22はR(赤)フィルタ、G
(緑)フィルタ、B(青)フィルタ、BM(ブラックマ
トリクス)からなるカラーフィルタ層、23はオーバー
コート、24は透明なY群の電極を形成するITO電
極、25は液晶分子を配向させる配向膜である。21〜
25によってカラーフィルタ基板2を形成する。対向基
板1とカラーフィルタ基板2はスペーサ(ミクロパー
ル)3を介して対向するように組立てられ、両基板間の
隙間に液晶4を挟持する。X電極群とY電極群とが交差
する複数の領域が単位画素となり、各単位画素に合致す
るようにR、G、Bの各フィルタが配置される。単位画
素の周囲にはカラーフィルタのブラックマトリクスBM
が配置される。
【0003】液晶4は図示しないシール材によって囲ま
れ、隙間から洩れないようにされている。対向基板1、
カラーフィルタ基板2、スペーサ3、液晶4等によって
構成されるセルの両側にはそれぞれ図示しないリア偏光
板、フロント偏光板等が設けられる。更に、対向基板1
の外側には、図示しない、位相板、反射板、光源等が設
けられるて、液晶表示装置を構成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置では、封
入した液晶分子を配向させるために配向膜13、25を
設け、表面にラビング処理を施して液晶がラビング方向
に配向するように工夫している。また、封入した液晶の
厚み(基板間のギャップ)を均一に保つためにスペーサ
3を一定の密度で散布している。
【0005】しかしながら、配向膜を基板表面に均一に
塗布することは技術的に難しく、安定した品位を得るこ
とが難しい。配向膜の均一性は液晶表示装置の表示品位
に大きな影響を及す。
【0006】また、配向処理として一般的なラビング処
理を配向膜の表面に施す場合、ラビング工程でラビング
用の布からでるリントゴミによる不良やラビングの筋な
どのラビング不良が多くなるという不具合がある。
【0007】更に、スペーサとして使用されているミク
ロパールを基板面に均一な密度で散布することは難し
く、スペーサムラ、ギャップ不良が起り易い。散布され
ただけのミクロパール液晶表示装置を組立てた後にセル
内を移動することがあり、スペーサムラ、表示ムラを引
き起す。
【0008】よって、本発明は、配向膜、スペーサに起
因する不具合を軽減した液晶表示装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の(単純マトリクス型)液晶表示装置は、Y
方向に延在するX電極群が表面に形成される第1の基板
と、X方向に延在するY電極群が表面に形成される第2
の基板と、上記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形
成する複数の柱状スペーサと、上記隙間に封止される液
晶と、を含み、上記X電極群とY電極群とが交差する複
数の単位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置に
おいて、上記柱状スペーサは、上記単位画素領域の周囲
に配置される、上記第1の基板に形成される長手の第1
のスペーサと、上記第2の基板に形成される長手の第2
のスペーサと、の組合せによって形成され、上記第1の
スペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方向を向いて
配列され、上記第2のスペーサは液晶分子を配向すべき
第2の方向を向いて配列される、ことを特徴とする。
【0010】また、上記目的を達成するため、本発明の
(アクティブマトリクス型)液晶表示装置は、共通電極
が表面に形成される第1の基板と、マトリクス状に配列
される複数の画素電極が表面に形成される第2の基板
と、上記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形成する
複数の柱状スペーサと、上記隙間に封止される液晶と、
を含み、上記共通電極と上記画素電極とが重畳する複数
の単位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置にお
いて、上記柱状スペーサは、上記単位画素領域の周囲に
配置される、上記第1の基板に形成される長手の第1の
スペーサと、上記第2の基板に形成される長手の第2の
スペーサと、の組合せによって形成され、上記第1のス
ペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方向を向いて配
列され、上記第2のスペーサは液晶分子を配向すべき第
2の方向を向いて配列される、ことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の液晶表示装置は、表面に
電極を形成した二枚の基板を基板間の隙間が一定となる
ように、両基板表面の画素部以外の領域に、液晶組成物
に対して安定なフォトレジストによって柱状のスペーサ
を多数形成する。各柱状スペーサの形と数、その間隔を
適正に定めることにより、基板間に封止される液晶分子
の配向を制御し、配向膜の形成とその配向処理、スペー
サの散布を不要とする。
【0012】以下、本発明の実施の形態について図1乃
至図4を参照して説明する。図1は、本発明の液晶表示
装置を概略的に示しており、図5に示される液晶表示装
置と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説
明は省略する。
【0013】同図において、対向基板1は、ガラス基板
11、ITO電極12等からなり、配向膜13は形成さ
れていない。また、カラーフィルタ基板2は、ガラス基
板21、カラーフィルタ22、オーバーコート23、I
TO電極24等からなり、配向膜25は形成されていな
い。
【0014】この実施の形態では、カラーフィルタ22
の、画素を構成するR(赤)、G(緑)、B(青)の各
カラーフィルタ領域の輪郭部(境界領域)に形成された
ブラックマトリクスBMの領域上、すなわち、画素が形
成されていない領域に、柱状スペーサ14、25が形成
されている。カラーフィルタ22の各画素は、画素の液
晶を駆動する、図示しないX電極群及びY電極群の配置
に対応している。柱状スペーサ14及び25の各々の高
さは基板間のギャップを、例えば(1/2)ずつ分担す
るように定められる。
【0015】図2に示すように、対向基板1のITO電
極膜12上のブラックマトリクスBMに対応する領域
に、柱状スペーサ14が液晶4を配向すべき所望の一方
向に沿って長手になるように多数配列される。液晶の配
向方向は、例えば画素マトリクスのX方向若しくはY方
向に対して45度の方向とする。液晶分子は、主にセル
の壁との相互作用とスペーサ柱の長辺側の壁との相互作
用で配向し、等間隔で並んだ柱状スペーサ群によってセ
ル全体でも配向する。柱状スペーサ14は、液晶に対し
て安定なフォトレジストをパターニングして形成する。
【0016】図3に示すように、カラーフィルタ基板2
のITO電極膜24上のブラックマトリクスBMに対応
する領域に、柱状スペーサ25が液晶を配向すべき他の
方向、例えば対向基板1に形成される配向方向と90度
異なる方向に沿って長手になるように多数配列される。
柱状スペーサ25は、液晶4に対して安定なフォトレジ
ストをパターニングして形成する。柱状スペーサ14同
士の間隔、柱状スペーサ25同士の間隔は、封入する液
晶の特性によって定められる。
【0017】図4は、対向基板1上に形成された柱状ス
ペーサ群14とカラーフィルタ基板2上に形成された柱
状スペーサ25との重なりを説明する図である。柱状ス
ペーサ14、25は共に細長い直方体状であり、各々の
長辺が液晶を配向すべき配向方向に沿って配列されてい
る。各柱状スペーサはブラックマトリクスBMに相当す
る領域内に形成されるために、R、G、Bの各画素への
影響は少ない。この例では、両基板の表面における液晶
の配向方向が互いに直交するようになり、一方の基板か
ら他方の基板に90度ねじれて配列する液晶分子を得る
ことが可能である。また、対向基板1とカラーフィルタ
基板2の柱状スペーサ14、25のなす角度を任意にと
ることにより90度以外の任意の角度のねじれ配列する
液晶分子を得ることが可能である。
【0018】具体的な試作例について説明する。セルの
寸法 30×40mm、対向基板及びカラーフィルタ基
板の厚さ0.7mm、加圧処理600Kg/cm2 、液
晶材料ZLI−2293(Merk社)、柱状スペーサ
のスペーサ間のピッチ30μm、柱状スペーサの縦25
μm、横10μm、として、液晶表示パネルを試作し
た。この結果、液晶は面内で配向し、セルギャップも均
一に得られた。表示装置としての十分な性能を有するこ
とが確認された。
【0019】このように、スペーサと基板とを一体に製
作するためスペーサ材を散布するという工程は必要な
い。液晶分子の配向もスペーサによって行われるのでは
配向膜の塗布や配向膜へのラビング処理も必要ない。ス
ペーサは基板に固定されるため、スペーサがセル(画
素)内部で移動することはない。このため、スペーサに
起因するスペーサムラ、表示ムラを回避することが可能
となる。
【0020】なお、上述した例は、単純マトリクスの液
晶表示器であるが、アクティブマトリクスの液晶表示器
にも本発明を適用可能である。アクティブマトリクスの
液晶表示器では、上述した単純マトリクス型で用いるX
電極群及びY電極群の代りに、共通電極及びTFTアレ
イ基板上にマトリクス状に配列された複数の画素電極群
等を用いる。画素電極は単位画素に相当する。この形式
の場合、対向基板あるいはTFT基板上に形成されるカ
ラーフィルタのブラックマトリクス(BM)領域(ある
いは遮光領域)、このBM領域等に対応するTFTアレ
イ基板上のデータ配線領域、アドレス配線領域等に、本
発明にかかる液晶分子の配向の役割を兼ねる柱状スペー
サ群を形成することができる。
【0021】また、柱状スペーサは、液晶分子を配向さ
せる長手の部材であれば良く、上述した細長い直方体状
や平行四辺形状のものの他、ひし形柱状、楕円形柱状、
台形柱状等、種々の形状が可能である。
【0022】また、カラー液晶表示装置のみならずモノ
クロの液晶表示装置にも本発明を適用できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、基板上のカラーフィルタのブラックマトリクスに相
当する領域(画素の存在しない領域)に、液晶を配向す
べき方向を向いて整列して形成された柱状スペーサ群が
基板間のギャップの維持と液晶配向の両方を兼ねるの
で、配向膜及び画素領域のミクロパール(スペーサ)を
不要とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明する断面図である。
【図2】対向基板のブラックマトリクスに対応する位置
に形成された柱状スペーサを説明するための説明図であ
る。
【図3】カラーフィルタ基板のブラックマトリクス上に
形成された柱状スペーサを説明するための説明図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態である、対向基板及びカラ
ーフィルタ基板の各々に形成された柱状スペーサの2つ
の配列方向を説明する説明図である。
【図5】従来の単純マトリクス型の液晶表示装置を説明
する断面図である。
【符号の説明】
1 対向基板 2 カラーフィルタ基板 3 スペーサ(ミクロパール) 4 液晶 11 ガラス基板 12 ITO電極 13、25 配向膜 14 柱状スペーサ 21 ガラス基板 22 カラーフィルタ 23 オーバーコート 24 ITO電極 25 柱状スペーサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Y方向に延在するX電極群が表面に形成さ
    れる第1の基板と、 X方向に延在するY電極群が表面に形成される第2の基
    板と、 前記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形成する複数
    の柱状スペーサと、 前記隙間に封止される液晶と、 を含み、前記X電極群とY電極群とが交差する複数の単
    位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置であっ
    て、 前記柱状スペーサは、前記単位画素領域の周囲に配置さ
    れる、前記第1の基板に形成される長手の第1のスペー
    サと、前記第2の基板に形成される長手の第2のスペー
    サと、の組合せによって形成され、 前記第1のスペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方
    向を向いて配列され、 前記第2のスペーサは液晶分子を配向すべき第2の方向
    を向いて配列される、 ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】Y方向に延在するX電極群が表面に形成さ
    れる第1の基板と、 X方向に延在するY電極群が表面に形成される第2の基
    板と、 前記第1及び第2の基板のいずれか一方の表面に形成さ
    れるカラーフィルタ層と、 前記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形成する複数
    の柱状スペーサと、 前記隙間に封止される液晶と、 を含み、前記X電極群とY電極群とが交差する複数の単
    位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置であっ
    て、 前記柱状スペーサは、前記カラーフィルタ層のブラック
    マトリクス領域に配置される、前記第1の基板に形成さ
    れる長手の第1のスペーサと、前記第2の基板に形成さ
    れる長手の第2のスペーサと、の組合せによって形成さ
    れ、 前記第1のスペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方
    向を向いて配列され、 前記第2のスペーサは液晶分子を配向すべき第2の方向
    を向いて配列される、 ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】共通電極が表面に形成される第1の基板
    と、 マトリクス状に配列される複数の画素電極が表面に形成
    される第2の基板と、 前記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形成する複数
    の柱状スペーサと、 前記隙間に封止される液晶と、 を含み、前記共通電極と前記画素電極とが重畳する複数
    の単位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置であ
    って、 前記柱状スペーサは、前記単位画素領域の周囲に配置さ
    れる、前記第1の基板に形成される長手の第1のスペー
    サと、前記第2の基板に形成される長手の第2のスペー
    サと、の組合せによって形成され、 前記第1のスペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方
    向を向いて配列され、前記第2のスペーサは液晶分子を
    配向すべき第2の方向を向いて配列される、 ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】共通電極が表面に形成される第1の基板
    と、 マトリクス状に配列される複数の画素電極が表面に形成
    される第2の基板と、 前記第1及び第2の基板のいずれか一方の表面に形成さ
    れるカラーフィルタ層と、 前記第1及び第2の基板間に一定の隙間を形成する複数
    の柱状スペーサと、 前記隙間に封止される液晶と、 を含み、前記共通電極と前記画素電極とが重畳する複数
    の単位画素領域を画素形成に利用する液晶表示装置であ
    って、 前記柱状スペーサは、前記カラーフィルタ層のブラック
    マトリクス領域に配置される、前記第1の基板に形成さ
    れる長手の第1のスペーサと、前記第2の基板に形成さ
    れる長手の第2のスペーサと、の組合せによって形成さ
    れ、 前記第1のスペーサは、液晶分子を配向すべき第1の方
    向を向いて配列され、 前記第2のスペーサは液晶分子を配向すべき第2の方向
    を向いて配列される、 ことを特徴とする液晶表示装置。
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