WO2007034622A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2007034622A1
WO2007034622A1 PCT/JP2006/314560 JP2006314560W WO2007034622A1 WO 2007034622 A1 WO2007034622 A1 WO 2007034622A1 JP 2006314560 W JP2006314560 W JP 2006314560W WO 2007034622 A1 WO2007034622 A1 WO 2007034622A1
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WO
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liquid crystal
crystal display
display device
substrate
support
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Application number
PCT/JP2006/314560
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Inventor
Noriaki Onishi
Naohisa Sonku
Yusuke Tsuda
Hiroaki Kojima
Yasunobu Tagusa
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Priority to JP2007536416A priority patent/JPWO2007034622A1/ja
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Priority to US13/040,307 priority patent/US8233131B2/en

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    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13396—Spacers having different sizes

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device.
  • liquid crystal display devices are widely used as information transmission tools and the like as flat panel displays.
  • the reason for this is that, in addition to high-definition display and high-quality display devices, the application to mono equipment such as portable applications, which is not limited to conventional OA applications, has rapidly progressed due to the progress of lightweight and thin display devices. Things can be mentioned.
  • a conventional configuration consisting of a pair of glass substrate covers having a thickness of about 1.1 mm.
  • a liquid crystal display panel generally has display unevenness (fixation of display stains) on its surface when a pressing force of a predetermined strength or more is applied to the surface, but the substrate becomes thinner.
  • the problem is that the trend becomes more prominent. This is due to the fact that when the substrate becomes thinner, the spacer in the vicinity where the point load is applied is crushed deeper and the amount of reduction in the gap between the substrates becomes larger.
  • FIG. 14 To specifically illustrate this problem, as shown in FIG. 14, one of two glass substrates facing each other with a liquid crystal layer and a plurality of spacers holding a gap of 5 ⁇ m in between.
  • the point load is stored in the center.
  • one of these two glass substrates has a thickness of 0.5 mm, and the other has a thickness of 0.05, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.3. Select from 5 types of 5mm.
  • FIG. 15 it can be seen that the amount of stagnation increases as the glass substrate to which the point load is applied becomes thinner.
  • the load required to squeeze 4 / zm is about 1/20 of 0.05 mm when the glass substrate thickness is 0.5 mm.
  • Patent Document 1 a liquid crystal is sandwiched between a first substrate and a second substrate, and the first substrate Includes a plurality of columnar spacers that maintain a distance between the first substrate and the second substrate, and a first transparent electrode that applies a voltage to the liquid crystal.
  • a liquid crystal display device having a second transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal and the liquid crystal display device has an outer display area that does not display on the outer periphery and a display area that displays on the inner side.
  • the density of the number of the columnar spacers formed in the non-display area is higher than the density of the number of the columnar spacers formed in the display area. According to this, it is described that the display defect due to the cell gap defect of the liquid crystal display device can be improved.
  • Patent Document 1 the technique as shown in Patent Document 1 described above restricts stagnation by increasing the number of spacers to avoid crushing the spacers and maintaining the gap between the substrates. It is. Then, the problem of stagnation can certainly be improved.
  • a vacuum bubble a so-called low-temperature shock bubble
  • Patent Document 2 a liquid crystal is sandwiched between two opposing substrates each having a sealing material disposed around it.
  • a first pillar spacer that contacts a facing substrate and defines a predetermined substrate interval is formed in a light shielding portion on at least one substrate, and the first pillar spacer is formed.
  • a second pillar spacer is formed separately from the spacer, and a gap of 0.2 m or less is formed between the top of the second pillar spacer and the opposing substrate.
  • Patent Document 3 in a color filter for a liquid crystal display device provided with columnar spacers, the columnar spacers are deformed by a load during panel assembly and liquids in a low-temperature environment.
  • a columnar spacer that is deformed when the liquid crystal is shrunk under a low temperature environment or when the liquid crystal shrinks in a low temperature environment, and is provided with a columnar spacer. It is disclosed. And according to this, the panel is assembled with the gap properly maintained, and the gap is reduced and kept constant when an excessive load is applied or when the liquid crystal contracts in a low temperature environment. Accordingly, it is described that a liquid crystal display device can be obtained without causing color unevenness or the like and without generating vacuum bubbles (low temperature impact bubbles).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 09-073093
  • Patent Document 2 JP 2002-341354 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-121857
  • Patent Documents 2 and 3 described above are effective in elastic deformation of the substrate gap together with the first spacer that regulates the substrate gap in order to prevent the generation of low-temperature shock bubbles.
  • a pair of second spacers, which constitute the following part and are formed lower than the first spacer, are provided in parallel.
  • thin LCD panels have a weak tolerance against local loads, so they must be provided with more spacers, but the first spacer that regulates the gap between the substrates. Increasing the number of fish often increases the generation of cold shock bubbles.
  • the present invention has been made in view of such various points, and one of the purposes is not only the load applied to the display unit as a whole, but also the display particularly for a local load. Regulation of unevenness An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that controls the occurrence of low-temperature shock bubbles.
  • a liquid crystal display device is a liquid crystal display device including first and second substrates provided so as to face each other, and a liquid crystal layer provided so as to be sandwiched therebetween. Accordingly, a plurality of first support portions are provided so as to extend so that one force of the first and second substrates also reaches the other, respectively, and from one to the other of the first and second substrates, respectively. A plurality of second support portions extending in the direction and having a height lower than that of the first support portion are provided.
  • the liquid crystal display device is formed to extend between the first substrate and the second substrate facing each other so as to reach one force of the first and second substrates, respectively.
  • a plurality of second support portions provided with a plurality of first support portions, wherein each of the first and second substrates has one force extending toward the other and having a lower height than the first support portion. Therefore, when an overall load is applied to the substrate, the load is supported by the first support portion and the second support portion.
  • the second support portion formed so as to be lower than the first support portion is provided, the first and second substrates can be relatively displaced so as to follow the displacement of the liquid crystal layer. Thereby, generation
  • the number of the second support portions may be larger than that of the first support portions.
  • the first support portion when a local load is applied, the first support portion is minimized, and more second support portions having a low height are provided, thereby preventing displacement of the liquid crystal layer.
  • the first and second substrates can follow more flexibly. Therefore, it is possible to more accurately regulate the generation of local low temperature shock bubbles that occurred in such a case.
  • each of the plurality of second support portions may be provided in the display area.
  • each of the plurality of second support portions is provided in the display area, local display defects in the display area can be regulated.
  • the second support unit may be more in number than the first support unit per pixel region constituting the display region.
  • the second support unit is arranged in units of pixel areas constituting the display area. Since the number of the first support portions is larger than that of the first support portion, local display defects can be more accurately regulated in the display area.
  • the arrangement density of the second support portion in the pixel area unit may be 1.2 times or more that of the first support portion.
  • the second support portion according to the configuration of the present invention regulates the generation of low-temperature impact bubbles, and contributes mainly to the improvement of uneven pressure resistance when the thickness of the substrate is reduced. From this point of view, it is better that the arrangement density of the second support part ((number of support parts Zmm 2 ) X cross-sectional area of the support part) is larger than the density of the first support part. If so, the effect is more exhibited.
  • the plurality of second support portions may be provided at the same position in each pixel region unit.
  • the second support portion that is evenly disposed even with respect to a local load on the substrate can receive the load evenly. For this reason, local substrate distortion can be more effectively regulated, and the display function of the liquid crystal display device can be made more stable and satisfactory.
  • the distance between the second support portion and the opposing substrate may be 0.05 times or more and 0.2 times or less that of the liquid crystal layer.
  • the distance between the second support portion and the opposing substrate is not more than 0.2 times the liquid crystal layer, the strength resistance is more effectively ensured in the press unevenness test on the liquid crystal panel of the thin liquid crystal display device. This is because it can.
  • the distance between the second support portion and the opposing substrate is 0.05 times or more that of the liquid crystal layer, bubble generation and defective domain generation can be more effectively suppressed in the low-temperature impact bubble evaluation.
  • the thickness of at least one of the first and second substrates may be 0.5 mm or less.
  • the first and second substrates have the same glass thickness design when it is necessary to design a thin glass thickness in order to reduce the thickness and weight of the entire panel. It is also possible to design the glass thickness of the first and second substrates asymmetrically just by reducing the thickness.
  • the first substrate and the second substrate have different substrate thicknesses. May be.
  • the connection terminals and drivers are directly mounted on the TFT array substrate.
  • the TFT array substrate can be prevented from being damaged by making it thinner than a predetermined thickness against local heating and pressurization at the edge of the substrate.
  • TFT array substrates are subject to distortion and history associated with temperature changes and pressure changes in the single-layer thin film stacking process of TFT terminals and wiring, etc., and mechanical strength decreases due to thin TFT array substrates. Can be prevented.
  • the liquid crystal display device may have a light transmission region and a light reflection region in each pixel region unit.
  • the first and the different heights can be obtained by simultaneously forming the support portions in the light transmission region and the light reflection region having the reflection film and higher than the surroundings. Since the second support portion can be efficiently formed, the manufacturing efficiency of the device is improved.
  • the second support portion may be provided in a light shielding portion in the display area.
  • the second support portion is provided in the light shielding portion in the display area, it is possible to restrict light leakage at the installation site of the second support portion. Furthermore, if the second support portion is provided in a light shielding portion such as a storage capacitor wiring in a pixel used as a light reflection region, a decrease in the effective aperture ratio can be regulated accordingly.
  • the cross-sectional areas of the first support part and the second support part may be different.
  • the greater the cross-sectional area of the support portion the cross-sectional area cut in a direction perpendicular to the direction in which the support portion extends
  • the greater the pressure resistance characteristics of the glass it is possible to prevent light leakage by forming these support portions at predetermined positions on the wiring.
  • the support portions are designed to be larger than a predetermined cross-sectional area, display characteristics such as a decrease in contrast ratio are supported. There will be harmful effects that will cause obstacles.
  • the first support portion and the second support portion having different cross-sectional areas can be obtained by such a configuration.
  • the panel aperture ratio and And a decrease in contrast ratio can be effectively suppressed.
  • the cross-sectional area of the second support part may be smaller than the cross-sectional area of the first support part.
  • the first and second substrates are each provided with a vertical alignment film on the liquid crystal layer side for vertically aligning liquid crystal molecules when no voltage is applied.
  • at least one of the second substrates may be provided with an alignment controller for aligning liquid crystal molecules in a radiating manner when a voltage is applied on the liquid crystal layer side.
  • the liquid crystal layer is sandwiched between opposing substrates that do not cause local substrate sag! It is possible to maintain a good display quality without disturbing the vertical alignment and the radial alignment during voltage application.
  • the second support portion may also serve as the alignment controller.
  • the second support portion also serves as the orientation control body, the number of necessary second support portions is reduced, so that the manufacturing efficiency of the device is improved.
  • an alignment film subjected to a predetermined alignment treatment may be provided on at least one liquid crystal layer side of the first and second substrates.
  • the liquid crystal layer is sandwiched between opposing substrates that do not cause local substrate stagnation, the liquid crystal layer is formed by a predetermined alignment process even for a local load. Good display quality without disturbing the orientation can be maintained.
  • the invention's effect [0045] As described above, according to the present invention, not only the load exerted on the entire display unit, but also the occurrence of display unevenness especially for a local load, and the low-temperature shock bubble It is possible to provide a liquid crystal display device that also regulates the occurrence of the above.
  • FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the liquid crystal display device 10 of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the liquid crystal display device 10 in which the first support part 50 is formed in the reflection region 22
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the liquid crystal display device 10 of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 60 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a sub-pixel 85 of the liquid crystal display device 60.
  • FIG. 7 is a plan view of a sub-pixel 85 of a liquid crystal display device 60 in which a second support part is disposed diagonally with a first support part 100 as a center.
  • FIG. 8 is a plan view of a sub-pixel 85 of the liquid crystal display device 60 in which second support portions are arranged vertically and horizontally with the first support portion 100 as the center.
  • FIG. 9 is a plan view of a sub-pixel 85 of the liquid crystal display device 60 in which the second support portion is disposed in the pixel pattern 84.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the load applied to the substrate and the indentation depth.
  • FIG.12 Shows the relationship between the diameter of the first support and the upper limit of thickness unevenness with good thickness unevenness when the substrate thickness of the CF substrate and TFT substrate is 0.05 / 0.5 mm.
  • FIG. 13 Shows the relationship between the diameter of the first support and the upper limit of thickness unevenness with good thickness unevenness when the substrate thickness of the CF substrate and TFT substrate is 0.1 / 0.5 mm.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which a point load is applied to the substrate surface.
  • FIG. 15 is a diagram comparing the thickness and the amount of stagnation of the substrate on which the load is applied when the same load is applied.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the load necessary for holding the substrate force / zm and the thickness of the substrate. Explanation of symbols
  • Embodiments 1 and 2 of the present invention a thin liquid crystal display device used for a portable electronic device such as a mobile phone will be described.
  • FIG. 1 is a plan view of the display surface of the liquid crystal display device 10
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device 10 shown in FIG.
  • the liquid crystal display device 10 is a transflective type capable of performing both transmission mode display and reflection mode display.
  • the liquid crystal display device 10 includes an opposing TFT substrate 20 and a color filter substrate 30 (CF substrate), a liquid crystal layer 40 provided therebetween, and a first support provided between the opposing substrates 20 and 30.
  • the holding part 50, the second support part 51, and the orientation control body 52 are configured.
  • the TFT substrate 20 is provided with active elements and circuit elements (not shown) such as gate wirings and source wirings connected to the active elements on the surface of the glass substrate 21.
  • the TFT substrate 20 includes a reflective layer 23 having a concavo-convex shape in a region to be the reflective region 22 in the pixel region, and a transparent insulating layer 24 is formed so as to cover the reflective layer 23 and is reflected.
  • the uneven shape of the layer 23 is flat on the surface.
  • a transparent pixel electrode (not shown) and a vertical alignment film 25 are formed in this order.
  • the pixel electrode has a notch (not shown) formed at a predetermined position, and each pixel is divided into a plurality of pixel patterns 31 as shown in FIG. 1 by the notch. ⁇ .
  • a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 40, a liquid crystal domain that applies radiant tilt alignment to each of the plurality of pixel patterns 31 due to the alignment restriction of the oblique electric field generated around the pixel electrode and in the vicinity of the notch. It is formed.
  • a sub pixel 49 pixel area unit.
  • the number and arrangement of the pixel patterns 31 differ depending on the type of the power display device in which the subpixels 49 are divided by the four pixel patterns 31 and the black matrix 54 arranged in parallel in this way! /, constitution!
  • a pixel pattern 31 having three primary color powers of red (R), green (G), and blue (B) is formed on a glass substrate 32 formed thinner than the glass substrate 21 of the TFT substrate 20.
  • the CF layer and the vertical alignment film 33 are formed in this order.
  • a black matrix 54 is provided as an edge for obtaining contrast.
  • the pixel pattern 31 is divided by the black matrix 54.
  • cyan, magenta, and yellow complementary colors may be used for the pixel pattern 31.
  • the thickness of the glass substrate 32 of the CF substrate 30 and the glass substrate 21 of the TFT substrate 20 are not particularly limited, and the TFT substrate 20 may be formed thinner. It may be formed to a thickness.
  • the first support portion 50 is formed to extend from the TFT substrate 20 so as to reach the CF substrate 30.
  • the first support part 50 is formed on the black matrix 54 of the CF substrate 30. Since the first support portion 50 maintains the thickness of the liquid crystal layer 40, the height thereof determines the thickness of the liquid crystal layer 40. It is fixed.
  • the first support portion 50 may have any shape, for example, a cylindrical shape, a prismatic shape, or a tapered shape thereof.
  • the first support portion 50 is formed of a resin material, but is not particularly limited as long as it can resist the pressing force on the substrate, and is made of ceramic or metal. Moyo.
  • the first support portion 50 may not be formed on the black matrix 54 as in the present embodiment, and other light shielding portions (for example, on the storage capacitor wiring in the display area). It may be formed. Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4, it may be formed on a transparent dielectric layer 57. Even in this case, the first support part 50 is formed so as to reach the TFT substrate 20 facing the transparent dielectric layer 57.
  • the alignment control body 52 is formed in a region to be the transmission region 26 of the CF substrate 30.
  • the orientation control body 52 is formed on the liquid crystal layer 40 side of the vertical alignment film 33 and is formed in a truncated cylindrical shape extending to the opposing TFT substrate 20.
  • the alignment controller 52 is provided for each subpixel 31. As a result, the orientation of each subpixel 31 is stabilized.
  • the transparent dielectric layer 57 is formed in a region to be the reflective region 22 of the CF substrate 30.
  • the transparent dielectric layer 57 is formed on the liquid crystal layer 40 side of the vertical alignment film 33 with a predetermined thickness.
  • the thickness of the transparent dielectric layer 57 is preferably about half of the thickness dt of the liquid crystal layer 40.
  • the thickness dt of the liquid crystal layer 40 in the transmissive region 26 is set to be approximately twice the thickness dr of the liquid crystal layer 40 in the reflective region 22, good display can be realized in both display modes.
  • the second support portion 51 is formed on the transparent dielectric layer 57 formed in the region to be the reflection region 22 of the CF substrate 30. As a result, it is possible to simultaneously form support portions in the light transmission region 26 and the light reflection region 22 having the reflection layer 23 and higher than the surroundings, and the first and second portions having different heights. 2
  • the support portions 50 and 51 can be formed efficiently.
  • the second support portion 51 is formed of a resin material in the present embodiment, but is not particularly limited as long as it can resist the pressing force against the substrate, and may be made of ceramic or metal. Good.
  • the second support 51 is formed in a truncated cylindrical shape extending to the opposing TFT substrate 20, and a gap 58 is formed between the top of the second support 51 and the TFT substrate 20.
  • the first support portion 50 and the second support portion 51 can support the load.
  • the liquid crystal layer 40 is formed so that the height is lower than that of the first support part 50 and the gap 58 is formed between the top of the second support part 51 and the TFT substrate 20. Both substrates 20, 30 can be displaced relatively so as to follow the displacement. Thereby, generation
  • the gap 58 that is, the distance between the top of the second support 51 and the TFT substrate 20 opposed to the gap is less than 0.2 times the liquid crystal layer 40
  • the liquid crystal panel of the thin liquid crystal display device can be used. This is because the strength resistance can be more effectively secured in the pressing unevenness test.
  • the distance between the top of the second support portion 51 and the TFT substrate 20 facing the TFT substrate 20 is 0.05 times or more that of the liquid crystal layer 40, bubble generation and defective domain generation can be more effectively suppressed by low-temperature impact bubble evaluation. This is because it can.
  • the second support portion 51 is provided in the display area in this way, local display defects in the display area can be regulated.
  • the second support 51 is not limited to the display area, and may be provided outside the display area such as on the black matrix 54. Further, the second support portion 51 may be provided in a light shielding portion in the display area. This is because light leakage at the installation site of the second support portion 51 can be restricted.
  • the second support portion is provided in a light-shielding portion such as a storage capacitor wiring in a pixel used as the light reflection region 22, it is possible to regulate the decrease in the effective aperture ratio accordingly.
  • the second support portion 51 is provided on each subpixel 31 region, the second support portion 51 is provided on the black matrix 54 adjacent to the subpixel 31 region with one subpixel 31 region left therebetween. More than support 50. As described above, since the second support portion 51 is provided more than the first support portion 50, the first support portion 50 is minimized and more than the lower height when a local load is applied. The presence of the second support portion 51 allows the substrates 20 and 30 to follow the displacement of the liquid crystal layer 40 more flexibly. Therefore, it is possible to more accurately regulate the generation of local low temperature shock bubbles that have occurred in such a case. Further, each of the second support portions 51 is provided at the same position in the sub-pixel 31. Specifically, as shown in FIG.
  • all the second support parts 51 are arranged on the transparent dielectric layer 57 so as to be positioned at the substantially central part of the reflection region 22 of each sub-pixel 31. Therefore, local load on the substrate
  • the second support portions 51 that are uniformly arranged can receive the load evenly. For this reason, local substrate distortion can be more effectively regulated, and the display function of the liquid crystal display device 10 can be made more stable and satisfactory.
  • the arrangement of the second support portion 51 is not limited to this. That is, the arrangement density of the second support portions 51 may be 1.2 times or more that of the first support portions 50.
  • the second support portion 51 in the present embodiment regulates the generation of low-temperature impact bubbles and mainly contributes to the improvement of non-uniformity in pressing resistance when the substrate thickness is reduced. This viewpoint power is better when the arrangement density of the second support part ((number of support parts / mm 2 ) X cross-sectional area of the support part) is larger than the density of the first support part. , The effect is more demonstrated.
  • the arrangement design of the support portions in this embodiment is such that the arrangement density of the second support portions 51 is 1.2 times or more that of the first support portions 50.
  • picture elements (R, G) it is preferable that one or more first support portions 50 and one or more second support portions 51 are arranged for a display unit constituting one pixel unit in each pixel.
  • an orientation process such as rubbing is performed on the first support part 50, there is a concern about deterioration of display quality such as light leakage due to an orientation disorder in the vicinity of the support part.
  • a second support portion is provided on a predetermined signal wiring outside the effective pixel display area in order to improve pressure-resistant unevenness. For example, it is also effective to dispose the second support portion in the pixel display region in the substantially central portion of the axially symmetric central portion.
  • the second support portion 51 can stabilize the orientation of the liquid crystal layer 40 for each sub-pixel 31 due to its shape. Further, the alignment center can be fixed at the approximate center of the reflection region 22 of the sub-pixel 31, and uniform display can be achieved by making the existence probabilities of the liquid crystal molecules aligned in each direction substantially equal. As described above, since the second support portion 51 also serves as an orientation control body in the reflective region 22, the number of necessary second support portions 51 or orientation control bodies can be reduced, so that the manufacturing efficiency of the apparatus can be reduced. Becomes better.
  • first support part 50 and the second support part 51 are respectively provided on the CF substrate 30 in this embodiment.
  • the present invention is not limited to this, and may be formed on the TFT substrate 20 or may be formed on separate substrates.
  • FIG. 5 shows a liquid crystal display device 60.
  • the liquid crystal display device 60 is of the Twisted Nematic (TN) type in which each of the opposing substrates is subjected to an alignment process.
  • TN Twisted Nematic
  • the liquid crystal display device 60 includes an opposing TFT substrate 70 and a color filter substrate (CF substrate 80), a liquid crystal layer 90 provided therebetween, and a first support provided between the opposing substrates 70 and 80.
  • the holding portion 100 and the second support portion 101 are configured.
  • the TFT substrate 70 includes a glass substrate 71, a switching element 72 formed of a signal line, a scanning line, and the like formed on the glass substrate 71, and a pixel electrode 73. On the liquid crystal layer 90 side, Is formed with an alignment film 75 so as to cover them.
  • a pixel pattern 84 having three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) is formed on a glass substrate 81 formed thinner than the glass substrate 71 of the TFT substrate 70.
  • CF layer 82 is formed.
  • These pixel patterns 84 are provided with a black matrix 91 between them as a border for obtaining contrast. Therefore, as shown in FIG. 6, each pixel pattern 84 is divided by the black bear tritus 91.
  • a complementary color of cyan, magenta, and yellow may be used in addition to the combination of RGB. In addition, as shown in FIG.
  • a pixel area unit in which six pixel patterns 84 of the CF layer 82 are arranged so that three pixels are arranged horizontally and two are arranged vertically is called a sub-pixel 85.
  • the sub-pixel 85 is different for each liquid crystal display device 60 of each display size.
  • the sub-pixel 85 does not have to be arranged with the six pixel patterns 84 as in the present embodiment.
  • the sub-pixel 85 may be composed of a total of nine pixel patterns arranged in three rows and three columns. It may be.
  • the CF substrate 80 has a transparent electrode 86 formed on the surface of the CF layer 82 on the liquid crystal layer 90 side. ing. In the transparent electrode 86, an alignment film 87 is formed on the surface on the liquid crystal layer 90 side. Here, the alignment film 87 is subjected to an alignment process in a direction perpendicular to the alignment applied to the alignment film 75 formed on the TFT substrate 70 side! RU
  • the thickness of the glass substrate 81 of the CF substrate 80 and the glass substrate 71 of the TFT substrate 70 are not particularly limited, and the TFT substrate 70 may be formed thinner. It may be formed to a thickness.
  • the first support part 100 is formed to extend from the TFT substrate 70 to the CF substrate 80.
  • the first support part 100 is formed on the black matrix 91 of the CF substrate 80. Since the first support part 100 holds the thickness of the liquid crystal layer 90, the height thereof determines the thickness of the liquid crystal layer 90.
  • the first support portion 100 may have any shape, for example, a cylindrical shape, a prismatic shape, or a tapered shape thereof.
  • the first support portion 100 is formed of a resin material in this embodiment, but is not particularly limited as long as it can resist the pressing force on the substrate, and is made of ceramic or metal.
  • the first support portion 100 is formed in another light shielding portion (for example, on the storage capacitor wiring in the display area) that does not have to be formed on the black matrix 91 as in the present embodiment. It may be done.
  • the second support portion 101 is formed on the black matrix 91 of the CF layer 82.
  • the second support portion 101 is formed in a truncated cylindrical shape extending to the opposing TFT substrate 70, and a gap 58 is formed between the top of the second support portion 101 and the TFT substrate 70.
  • the first support portion 100 and the second support portion 101 can support the load.
  • the liquid crystal layer 90 is formed so that the height is lower than that of the first support part 100, and the gap 58 is formed between the top of the second support part 101 and the TFT substrate 70.
  • the first and second substrates can be displaced relatively so as to follow the displacement. Thereby, generation
  • the gap 58 that is, the distance between the top of the second support portion 101 and the TFT substrate 70 facing the second support portion 101 is 0.2 times or less than the liquid crystal layer 90
  • the liquid crystal panel of the thin liquid crystal display device can be used. This is because the strength resistance can be more effectively secured in the pressing unevenness test.
  • the distance between the top of the second support part 101 and the TFT substrate 70 facing the second support part 101 is 0.05 times or more that of the liquid crystal layer 90. This is because bubble generation and defective domain generation can be more effectively suppressed by low-temperature impact bubble evaluation.
  • the second support portion 101 is formed of a resin material in the present embodiment, but is not particularly limited as long as it can resist the pressing force against the substrate, and is made of ceramic or metal. It may be.
  • восем ⁇ second support portions 101 are uniformly provided around the first support portion 100 on the black matrix 91 that divides each pixel pattern 84. As described above, since the second support portion 101 is provided more than the first support portion 100, the first support portion 100 is minimized and more than the low height when a local load is applied. Due to the presence of the second support portion 101, the substrates 70 and 80 can be made to follow the displacement of the liquid crystal layer 90 more flexibly. Therefore, it is possible to more accurately regulate the generation of local low temperature shock bubbles that have occurred in such a case. Further, the second support portions 101 are provided at the same positions in the sub-pixel 85, respectively.
  • the arrangement of the second support portion 101 is not limited to this, and there are four arrangements on the black matrix 91 at the end of the diagonal line of the sub-pixel 85 with the first support portion 100 as the center, as shown in FIG. It may be arranged. Also, as shown in FIG. 8, four may be arranged on the black matrix 91 at the vertical and horizontal ends of the sub-pixel 85 with the first support portion 100 as the center. Furthermore, as shown in FIG. 9, a total of six may be arranged, one on the storage capacitor wiring (not shown) at the center on each pixel pattern 84.
  • the arrangement density of the second support portions 101 may be 1.2 times or more that of the first support portions 100.
  • the second support portion 101 in the present embodiment regulates the generation of low-temperature impact bubbles, and contributes mainly to the improvement of pressure-resistant unevenness when the substrate thickness is reduced. Second from this perspective It is better that the arrangement density of the support part ((number of support parts Zmm 2 ) X cross-sectional area of the support part) is larger than the density of the first support part.
  • the arrangement design of the support parts in this embodiment is such that the arrangement density of the second support parts 101 is 1.2 times or more that of the first support parts 100, for example, FIGS.
  • a display unit constituting a picture element (one picture element unit for each R, G, B pixel).
  • first support part 100 and the second support part 101 are each formed on the CF substrate 80 in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and may be formed on the TFT substrate 70, respectively. Okay, and each is formed on a separate substrate.
  • the TN type liquid crystal display device 60 is shown, but the liquid crystal display device such as a Super Twisted Nematic (S ⁇ ) type or an electrically controlled birefringence (ECB) type is limited to this. Use 60, too.
  • S ⁇ Super Twisted Nematic
  • EBC electrically controlled birefringence
  • the support portion applicable in the first and second embodiments is configured at a predetermined position in the panel through a photolithography process. As such, it is necessary to apply a material that has excellent resolution and developability during patterning, and has high mechanical strength, liquid-contamination and transparency.
  • photosensitive materials of a type in which the curing of the material proceeds by exposure
  • positive photosensitive materials of a type in which the materials are bonded and opened by the exposure and selective dissolution proceeds in the development process.
  • a photosensitive resin based on a resin system including acrylate-based materials, urethane acrylate-based materials, epoxy acrylate-based materials, and meta-talato-based materials. It becomes possible to form a pattern using the active resin.
  • Example [0088] Next, regarding the liquid crystal display device shown in the present embodiment, the influence of various loads on the display function was examined.
  • An evaluation test for examining the relationship between the thicknesses of the two substrates, the arrangement density of the first support part and the second support part, and the display unevenness due to the load-loaded calorie of the display device is the same as that shown in the first embodiment.
  • a liquid crystal display device with a configuration was used.
  • 1st substrate thickness Z 2nd substrate thickness is 0.5 / 0.05 and 0.5 / 0.1mm respectively, 1st and 2nd substrate, and each has a predetermined density (number per unit area)
  • several liquid crystal display devices each including first and second support portions each having a predetermined cross-section (represented by the size of the diameter) were prepared.
  • the liquid crystal panel used was a pair of predetermined polarizing plates bonded to the outside of the substrate.
  • the liquid crystal display device for the above test evaluation was subjected to a load application test in order to evaluate the pressing pressure unevenness using an Instron universal material testing machine 5543 manufactured by Instron.
  • a liquid crystal display device was placed on a cylindrical mounting table with a CF substrate facing up.
  • the cylindrical pressing jig of the Instron universal material testing machine was held for 5 seconds in that state, and then the load on the substrate was released at a speed of ImmZmin.
  • Table 1 shows the results of the press unevenness test using a load-attached collar.
  • “ ⁇ ” in the pressing unevenness test means that good judgment results were obtained for all of the pressing tests using a cylindrical rubber, a cylinder, and a sphere.
  • ⁇ means that 2 of the above 3 items are good
  • ⁇ means that 1 of the above 3 items is good
  • X means that all items are poorly displayed.
  • FIG. 10 shows a deformation image of the support portion generated when a load is applied to the support unit alone or to the local area.
  • the support part is pushed in at a speed of ImmZmin.
  • the push-in amount is maintained for 5 seconds at any maximum load point.
  • the load is released with ImmZmin.
  • the elastic deformation force has not returned to its original state as plastic deformation.
  • FIG. 11 shows the upper limit (with emphasis on local deformation) that the pressing unevenness is good when the arrangement density of the first support parts is limited (25 pieces Zmm 2 , diameter 12 / ⁇ ⁇ ⁇ ).
  • FIG. 6 is a diagram showing a comparison of test results using a spherical ball as a pressing rod. In particular, it was confirmed that the effect of adding the second support portion was large when the substrate thickness was small!
  • Figs. 12 and 13 show the upper limit value for the first support part diameter and good press unevenness when the substrate thickness is 0.05 / 0.5 and 0. I / O. It is a figure which shows the relationship with the comparison with the test result which used the sphere as a press stick
  • the effect of improving pressure resistance increases as the diameter of the first support portion increases, that is, as the cross-sectional area increases.
  • the support part As a design rule for arrangement, in order to arrange the support portion in the region located on the bus line, it is preferable to design the diameter to be 20 m or less in practice. If a support part larger than this is arranged, it will be difficult to sufficiently block the light leakage of the force near the support part, the contrast ratio on the display will be greatly reduced, and the aperture ratio will be seriously reduced.
  • the effective aperture ratio is confirmed to decrease by about 10% or more. It was.
  • An evaluation test for investigating the relationship between the thicknesses of both substrates, the arrangement density of the first support part and the second support part, and the low-temperature impact bubble generation of the display device has the same configuration as shown in the first embodiment.
  • a liquid crystal display device was used.
  • 1st substrate thickness Z 2nd substrate thickness is 0.5 / 0.05 and 0.5 / 0.1mm respectively, 1st and 2nd substrate, and each has a predetermined density (number per unit area)
  • several liquid crystal display devices each including first and second support portions each having a predetermined cross-section (represented by the size of the diameter) were prepared.
  • the liquid crystal panel used was a pair of predetermined polarizing plates bonded to the outside of the substrate.
  • a low temperature impact bubble test was performed on the liquid crystal display device for test evaluation.
  • each liquid crystal display device was placed in a thermostatic chamber, then held for 3 hours in an environment of minus 30 ° C, and a single pachinko ball dropped spontaneously with a position force of 10cm above the surface of the CF substrate. I let you.
  • the liquid crystal display device was also taken out from the thermostatic chamber, and the presence and extent of display unevenness due to bubbles were observed visually and using an optical microscope, respectively.
  • Table 1 shows the results of the low-temperature impact bubble test with loading.
  • ⁇ means that no display failure occurred, and ⁇ means that display failure occurred on some panels.
  • the density ratio of the support portion between the first support portion and the second support portion [(density X of the second support portion X Cross-sectional diameter of the first support part) ⁇ (Density of the first support part X Diameter of the cross-section of the first support part)] is 1 or less, and display defects are caused by the generation of low-temperature shock bubbles There is.
  • the density ratio is larger than that, especially 1.25, which is the closest to the density ratio, a sufficiently good judgment result is obtained. Therefore, it can be seen that if the density ratio of the support portion between the first support portion and the second support portion is 1.2 or more, particularly good low temperature shock bubble resistance is obtained.
  • the test evaluation differs in the distance between the second support and the counter substrate.
  • the liquid crystal display device was subjected to the same press unevenness test and low-temperature impact bubble test as those described above.
  • liquid crystal display devices with different distances between the second support and the opposing substrate were used.
  • the first substrate thickness Z the second substrate thickness 0.5 / 0.05 (mm)
  • the first support portion has a density of 25 pieces Zmm 2 and a diameter of 17 m
  • the second support part used had a density of 125 Zmm 2 and a diameter of 6 ⁇ m.
  • Table 2 shows the test results. According to Table 2, the distance between the second support and the counter substrate is 0.06 to 0.19 times the liquid crystal layer thickness (when the liquid crystal layer thickness is 3.40 / zm) and 0.1 to 0. In the case of 20 times (when the liquid crystal layer thickness is 5.10 ⁇ m), the pressure judgment and the low temperature impact bubble judgment were good respectively. Therefore, when the distance between the second support portion and the opposing substrate is not less than 0.05 times and not more than 0.20 times that of the liquid crystal layer, it has particularly good pressure-resistant unevenness characteristics and low-temperature shock bubble resistance characteristics. Recognize.
  • First board thickness / second board thickness 0.5 / 0.05 (mm)
  • Second support design density pieces /: ⁇ ⁇ 6U m ⁇ p
  • the first problem is to control the substrate gap of the liquid crystal panel against problems such as local pressure spots (defective display) and low temperature shock bubbles, which are problems to be solved in a liquid crystal display device with a thin substrate. It is also a useful means to solve the problem by optimizing the layout design (cross-sectional shape, cross-sectional area) and layout density of the support part. Therefore, a test was conducted on the relationship between the arrangement density by only the first support portion as follows, the pressure unevenness resistance property, and the low temperature shock bubble resistance property, and the results were examined.
  • a predetermined polarizing plate with a retardation plate is mounted on both sides of the panel.
  • the display unevenness test load unevenness test
  • the low-temperature impact bubble low-temperature impact test
  • Table 3 shows the test results. It was shown that the panel strength problem can be solved to some extent by optimizing a single support (substrate gap holding member). In this regard, it is considered that a certain range of problems can be solved by optimizing the density and cross-sectional area of the supports.
  • the liquid crystal display devices 10 and 60 according to the first and second embodiments are provided so as to be sandwiched between the TFT substrates 20, 70 and the CF substrates 30, 80 provided so as to face each other. Liquid crystal display devices 10 and 60 having liquid crystal layers 40 and 90, respectively, and extending so as to reach one side of the TFT substrate 20 and 70 and the CF substrate 30 and 80, respectively.
  • a plurality of first support portions 50 and 100 are provided, and each of the TFT substrates 20, 70 and the CF substrates 30, 80 extends toward the other side and is higher than the first support portions 50, 100, respectively.
  • a plurality of second support parts 51, 101 formed with a low height are provided.
  • the TFT substrate 20 is adapted to follow the displacement of the liquid crystal layers 40 and 90. 70 and CF substrate 30, 80 can be relatively displaced. Thereby, generation
  • the second support portions 51 and 101 may have a larger number than the first support portions 50 and 100.
  • the first support portions 50 and 100 are provided with the second support portions 51 and 101 having a small height and a minimum height. Accordingly, the TFT substrates 20 and 70 and the CF substrates 30 and 80 can follow the displacement of the liquid crystal layers 40 and 90 more flexibly. Therefore, it is possible to more accurately regulate the generation of local low temperature shock bubbles that have occurred in such a case.
  • each of the plurality of second support portions 51 and 101 is provided in the display area! /, Or may be! /.
  • the liquid crystal display devices 10 and 60 according to the present invention have a larger number of the second support portions 51 and 101 than the first support portions 50 and 100 in the sub-pixels 49 and 85 that constitute the display area. It may be.
  • the second support portions 51 and 101 have more sub-pixels 49 and 85 constituting the display region than the first support portions 50 and 100, and thus the local region is more accurately localized in the display region. Display defects can be regulated.
  • the arrangement density of the second support portions 51 and 101 in the sub-pixels 49 and 85 is 1.2 times or more that of the first support portions 50 and 100. Also good.
  • the second support parts 51 and 101 regulate the generation of low-temperature impact bubbles and contribute mainly to the improvement of non-uniformity in pressing resistance when the substrate thickness is reduced.
  • This viewpoint power is also better if the arrangement density of the second support parts 51, 101 ((number of support parts Zmm 2 ) X cross-sectional area of the support parts) is larger than the density of the first support parts 50, 100. If it is twice or more, the effect is more exerted.
  • the plurality of second support portions 51 and 101 may be provided in the same positions in the sub-pixels 49 and 85, respectively.
  • the second support portions 51 and 101 that are uniformly arranged even with respect to a local load on the substrate can receive the load evenly. For this reason, local substrate distortion can be more effectively regulated, and the display functions of the liquid crystal display devices 10 and 60 can be made more stable and good.
  • liquid crystal display devices 10 and 60 according to the present invention have a spacing force between the TFT substrates 20 and 70 facing the second support portions 51 and 101 of 0.05 times or more of the liquid crystal layers 40 and 90. It may be 2 times or less
  • the thickness of at least one of the TFT substrates 20 and 70 and the CF substrates 30 and 80 may be 0.5 mm or less.
  • the TFT substrates 20 and 70 and the CF substrate are used. It is also possible to design the glass thickness of the TFT substrates 20 and 70 and CF substrates 30 and 80 asymmetrically by simply thinning the plates 30 and 80 with the same glass thickness design.
  • the TFT substrates 20 and 70 and the CF substrates 30 and 80 may have different substrate thicknesses.
  • the TFT substrate 20, 70 is used as the first substrate and the opposing CF substrates 30, 80 are used as the second substrate, the TFT substrate 20, 70 is directly thinned.
  • the TFT substrate 20, 70 can be prevented from being damaged by making it thinner than a predetermined thickness against local heating and pressurization of the substrate end when mounting the connection terminal and driver.
  • TFT substrates 20, 70 are subjected to heat and pressure distortion and history on the substrate itself in the multilayer thin film stacking process such as TFT terminals and wiring, etc. The mechanical strength is reduced by making TFT substrates 20, 70 thinner. Can be prevented.
  • the liquid crystal display device 10 may have the light transmission region 26 and the light reflection region 22 in each sub-pixel 49.
  • the heights of the light transmission region 26 and the light reflection region 22 having the reflection layer 23 and higher than the surroundings are formed at the same time by forming the support portions at the same time. Since the first and second support portions 51 and 101 can be formed efficiently, the manufacturing efficiency of the apparatus is improved.
  • the second support portions 51 and 101 may be provided in a light shielding portion in the display region.
  • the second support portions 51 and 101 are provided in the light shielding portion in the display area, it is possible to regulate light leakage at the installation site of the second support portions 51 and 101. wear. Further, in the case of the liquid crystal display device 10, if the second support portion is provided in the light shielding portion such as the storage capacitor wiring in the pixel used as the light reflection region 22, the effective aperture ratio is reduced correspondingly. I can control.
  • the cross-sectional areas of the first support parts 50 and 100 and the second support parts 51 and 101 may be different.
  • the greater the cross-sectional area of the support portion the cross-sectional area cut in the direction perpendicular to the direction in which the support portion extends
  • the greater the pressure resistance characteristics of the glass it is possible to prevent light leakage by forming these support portions at predetermined positions on the wiring.
  • the support portions are designed to be larger than a predetermined cross-sectional area, display characteristics such as a decrease in contrast ratio are supported. There will be harmful effects that will cause obstacles.
  • the first support having a different cross-sectional area due to such a configuration.
  • the parts 50 and 100 and the second support parts 51 and 101 can be arranged asymmetrically, it is possible to effectively suppress a decrease in the aperture ratio and contrast ratio of the panel. Furthermore, it is possible to form the first support parts 50, 100 and the second support parts 51, 101 in the same process or using different materials, but the manufacturing process can be shortened and the cost can be reduced. From the viewpoint of making it easier, it is also very effective to form the support portion through the same photolithography process. Thus, in order to form structures having different heights in the same process, it is possible to design the cross-sectional areas of the first support parts 50, 100 and the second support parts 51, 101 differently. .
  • the cross-sectional area of the second support portions 51 and 101 may be smaller than the cross-sectional area of the first support portions 50 and 100.
  • the liquid crystal display device 10 includes a vertical alignment film 25 that vertically aligns liquid crystal molecules when no voltage is applied to the TFT substrate 20 and the CF substrate 30, respectively, on the liquid crystal layer 40 side.
  • At least one of the TFT substrate 20, 70 and the CF substrate 30, 80 is provided with an alignment controller 52 on the liquid crystal layer 40, 90 side for aligning liquid crystal molecules radially when a voltage is applied. It may be.
  • the liquid crystal layer 40 is sandwiched between the opposed substrates that do not cause local substrate stagnation. Therefore, even when a voltage is not applied to a local load. Good display quality can be maintained without disturbing the vertical alignment and the radial alignment during voltage application.
  • the second support portion 51 may also serve as an alignment controller.
  • the second support portion 51 also serves as the orientation control body, the number of necessary second support portions 51 or orientation control bodies is reduced. Be good
  • the liquid crystal display device 60 is provided with an alignment film 75 or 87 subjected to a predetermined alignment process on at least one liquid crystal layer 90 side of the TFT substrate 70 and the CF substrate 80. Also good.
  • the liquid crystal layer 90 is sandwiched between the opposing substrates that do not cause local substrate stagnation, and thus is formed by a predetermined alignment process even for a local load. It is possible to maintain a good display quality without disturbing the aligned orientation.
  • the present invention is useful for a liquid crystal display device.

Description

液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、液晶表示装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、フラットパネルディスプレイとして液晶表示装置が幅広く情報伝達ツール等に 利用されている。その要因としては、表示装置の高精細化や高表示品位化に加えて 軽量ィ匕及び薄型化の進展により従来の OA用途だけでなぐ携帯用途などのモノィ ル機器への応用が急速に進んだ事が挙げられる。このような状況の下、特に液晶表 示パネルについてはさらなる薄型化及び軽量ィ匕が望まれており、旧来 1. 1mm程度 の厚さを有する一対のガラス基板カゝら構成されていたものが、次第に 0. 7mm,さら にはそれを下回るような薄さのガラス基板が検討されるようになって 、る。
[0003] ところが、液晶表示パネルのガラス基板の薄型化には以下のような問題が伴う。
[0004] まず 1つは、液晶表示パネルは、一般的に、その表面に所定の強度以上の押圧力 が加わるとその表示部に表示ムラ (表示シミの定着）が生じるが、基板が薄くなるとそ の傾向がより顕著になるという問題である。これは、基板がより薄くなると点荷重が加 わる付近のスぺーサがより深く押しつぶされてその部分の基板間隙の縮小量が大き くなること〖こ起因する。
[0005] この問題を具体的に示すため、図 14のように、液晶層及び 5 μ mの間隙を保持す る複数のスぺーサを挟んで対向する 2枚のガラス基板の、一方の基板に対し、その中 央部に点荷重をカ卩える。ここで、これら 2枚のガラス基板の一方は、その厚さが 0. 5m mのものを用い、他方はその厚さが 0. 05、 0. 1、 0. 2、 0. 3及び 0. 5mmの 5種類の ものから選択する。すると、図 15に示すように、点荷重を加える側のガラス基板が薄く なるに従い橈み量が大きくなることがわかる。また、図 16に示すように、ガラス基板が 4 /z m橈むために必要な荷重は、ガラス基板の厚さが 0. 5mmのものに比べて 0. 05 mmのものは約 20分の 1であり、ガラス基板の薄型化に伴ってより少量の荷重で基板 の撓みが生じてしまうことがわかる。 [0006] ここで、このようなガラス基板の橈みと!、う問題に対する技術として、特許文献 1には 、第 1の基板と第 2の基板とに液晶が挟持され、前記第 1の基板には、前記第 1の基 板と前記第 2の基板との間隔を保つ複数の柱状スぺーサと、前記液晶に電圧を与え る第 1の透明電極とを備え、前記第 2の基板には前記液晶に電圧を与える第 2の透 明電極を備えた液晶表示装置において、前記液晶表示装置は外周部に表示を行わ ない表示外領域と、その内側に表示を行う表示領域とが存在し、前記表示外領域に 形成された前記柱状スぺーサの本数の密度は、前記表示領域に形成された前記柱 状スぺーサの本数の密度より高いことを特徴とするものが開示されている。そして、こ れによれば、液晶表示装置のセルギャップ不良による表示不良を改善することができ る、と記載されている。
[0007] ところが、上記特許文献 1に示すような技術は、スぺーサの本数を多くすることにより スぺーサの押しつぶしを回避して基板の間隙を保持することにより橈みを規制すると いうものである。すると、確かに橈みに対する問題は改善される可能性はある力 低 温環境下で真空気泡 ( 、わゆる低温衝撃気泡）が発生すると 、う問題が生じる。これ は、低温下で構成部材の体積収縮が起こる場合に、特に、液晶の収縮率がその他の 部材の収縮率に比べて大きいために、液晶層の収縮に対して支持部の変化が追随 できずに真空気泡となることにより引き起こされる。
[0008] そして、この低温衝撃気泡の発生という問題に対する技術が検討されており、例え ば、特許文献 2には、シール材を周囲に配置した対向する 2枚の基板間に液晶を挟 持した液晶表示素子であって、少なくとも一方の基板上の遮光部分に、対向する基 板に接触し所定の基板間隔を規定する第一の柱スぺーサを形成し、かつ、前記第一 の柱スぺーサとは別に第二の柱スぺーサを形成するとともに、前記第二の柱スぺー サの頂部と対向する基板との間に 0. 2 m以下の隙間を形成したことを特徴とするも のが開示されている。そして、これによれば、低温衝撃気泡不良が発生せず、製造プ 口セス中や外部力も加わる負荷によって表示むらの発生を防止することができる、と 記載されている。
[0009] また、特許文献 3には、柱状スぺーサを設けた液晶表示装置用カラーフィルタにお いて、柱状スぺーサが、パネル組み立て時の荷重による変形及び低温環境下の液 晶の収縮に追従した変形に対応した高さ、断面積を有する柱状スぺーサ (第一柱状 スぺーサ）と、局部的に過剰な荷重を受けた時及び低温環境下で液晶が収縮した時 に基板間のギャップを保つ高さ、断面積を有する柱状スぺーサ (第二柱状スぺーサ） の二種の柱状スぺーサで構成されており、パネル組み立て時に基板間のギャップを 適正に保ち、且つ局部的に過剰な荷重を受けた時、或いは低温環境下で液晶が収 縮した時に変形し、基板間のギャップを一定に保つことを特徴とする柱状スぺーサを 設けるものが開示されている。そして、これによれば、ギャップを適正に保ってパネル 組み立てを行い、また、過剰な荷重を受けた時、或いは低温環境下で液晶が収縮し た時にギャップが縮小し、且つ一定に保たれ、従って、色ムラなどが発生せず、また 真空気泡 (低温衝撃気泡）が発生しな 、液晶表示装置とすることができる、と記載さ れている。
特許文献 1：特開平 09-073093号公報
特許文献 2：特開 2002-341354号公報
特許文献 3：特開 2003-121857号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] し力しながら、上記特許文献 2及び 3に示すような技術は、低温衝撃気泡の発生を 防止するために、基板間隙を規制する第 1のスぺーサとともに基板間隙の弾性変形 に追従する部分を構成し、第 1のスぺーサより高さが低く形成された第 2のスぺーサ を一対に並列して設けている。ところが、特に薄型の液晶パネルでは局所的な荷重 に対しての耐性が弱ぐ大きく橈んでしまうため、スぺーサをより多く設けなければな らないが、基板間隙を規制する第 1のスぺーサの増加は低温衝撃気泡の発生をより 増カロさせること〖こ繁がる。
[0011] 従って、特に薄型の液晶パネルに対して生じる局所的な荷重に対する歪みと局所 的に生じる低温衝撃気泡とを同時に解決することが困難であるという問題がある。 課題を解決するための手段
[0012] 本発明は、斯カる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、表示部に 全体的に力かる荷重のみならず、特に局所的な荷重に対しても表示ムラの発生を規 制し、且つ、低温衝撃気泡の発生をも規制する液晶表示装置を提供することである。
[0013] 本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向するように設けられた第 1及び第 2基板 と、それらの間に挟まれるように設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置であつ て、各々、第 1及び第 2基板の一方力も他方に達するように延びて形成された複数の 第 1支持部が設けられていると共に、各々、第 1及び第 2基板の一方から他方に向か つて延び且つ第 1支持部よりも高さが低く形成された複数の第 2支持部が設けられて いる。
[0014] このような構成によれば、液晶表示装置の対向する第 1基板と第 2基板との間に、 各々、第 1及び第 2基板の一方力 他方に達するように延びて形成された複数の第 1 支持部が設けられていると共に、各々、第 1及び第 2基板の一方力も他方に向力つて 延び且つ第 1支持部よりも高さが低く形成された複数の第 2支持部が設けられている ため、基板に全体的に荷重がかけられた際には第 1支持部及び第 2支持部によって その荷重を支える。また、第 1支持部より高さが低くなるように形成された第 2支持部 を設けているため、液晶層の変位に追随するように第 1及び第 2基板が相対的に変 位できる。これにより、低温衝撃気泡の発生を規制することができる。
[0015] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部が第 1支持部よりも数が多いもの であってもよい。
[0016] このような構成によれば、局所的な荷重がかけられた際に第 1支持部は最小限にし て高さの低い第 2支持部をより多く設けることによって、液晶層の変位に対して第 1及 び第 2基板がより柔軟に追随することができる。従って、このような場合に生じていた 局所的な低温衝撃気泡の発生をより的確に規制することができる。
[0017] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、複数の第 2支持部のそれぞれが表示領域 に設けられていてもよい。
[0018] このような構成によれば、複数の第 2支持部のそれぞれが表示領域に設けられてい るため、表示領域の局所的な表示不良を規制することができる。
[0019] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部が表示領域を構成する画素領域 単位にぉ 、て第 1支持部より数が多 、ものであってもよ 、。
[0020] このような構成によれば、第 2支持部が表示領域を構成する画素領域単位におい て第 1支持部より数が多いため、表示領域においてさらに的確に局所的な表示不良 を規制することができる。
[0021] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部の画素領域単位における配置 密度が第 1支持部の 1. 2倍以上であってもよい。
[0022] 本発明の構成による第 2支持部は、低温衝撃気泡の発生を規制し、基板厚を薄板 化したときの耐押圧ムラ改善に主体的に寄与することになる。この観点からは第 2支 持部の配置密度〔 (支持部の個数 Zmm2) X支持部の横断面積〕が第 1支持部の密 度より大きいほうがよぐさらに、 1. 2倍以上であれば、その効果がより発揮される。
[0023] また、本発明に係る液晶表示装置は、複数の第 2支持部が各画素領域単位内でそ れぞれ同様な位置に設けられて 、てもよ 、。
[0024] このような構成によれば、基板への局所的な荷重に対しても均一に配置された第 2 支持部がその荷重を均等に受けることができる。このため、より効果的に局所的な基 板歪みを規制し、液晶表示装置の表示機能をより安定して良好なものとすることがで きる。
[0025] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部と対向する基板との間隔が、液 晶層の 0. 05倍以上 0. 2倍以下であってもよい。
[0026] 第 2支持部と対向する基板との間隔が液晶層の 0. 2倍以下であれば、薄型液晶表 示装置の液晶パネルでの押圧ムラ試験においてより効果的に耐強度性を確保できる ためである。また、第 2支持部と対向する基板との間隔が液晶層の 0. 05倍以上であ れば、低温衝撃気泡評価で気泡発生や不良ドメイン発生をより効果的に抑制できる ためである。
[0027] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 1及び第 2基板の少なくとも一方の厚さが 0 . 5mm以下であってもよい。
[0028] このような構成によれば、パネル全体の薄型化や軽量ィ匕を図るためにガラス厚を薄 く設計する必要がある場合に、第 1及び第 2基板を同一のガラス厚設計として薄型化 を行うだけでなぐ第 1及び第 2基板のガラス厚を非対称に設計することも可能となる
[0029] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 1基板と第 2基板との基板厚が異なって いてもよい。
[0030] このような構成によれば、 TFTアレイ基板を第 1基板として対向する基板を第 2基板 として相対的に薄板ィ匕すると、 TFTアレイ基板に直接的に接続端子やドライバを実 装する際の基板端部の局所的な加熱及び加圧に対し、所定の厚みよりも薄型化する ことによる TFTアレイ基板の破損を防ぐことができる。また、 TFTアレイ基板は TFT端 子及び配線等の多層薄膜積層工程において基板単体にも温度変化や圧力変化に 伴う歪みや履歴が加わっており、 TFTアレイ基板の薄型化により機械的強度が低下 するのを防ぐことができる。
[0031] また、本発明に係る液晶表示装置は、各画素領域単位に光透過領域と光反射領 域とを有していてもよい。
[0032] このような構成によれば、光透過領域と、反射膜を有して周囲より高くなつている光 反射領域とに、同時に支持部を形成することによりそれぞれ高さの異なる第 1及び第 2支持部を効率よく形成することができるため、装置の製造効率等が良好となる。
[0033] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部が表示領域における遮光部分 に設けられていてもよい。
[0034] このような構成によれば、第 2支持部が表示領域における遮光部分に設けられてい るため、第 2支持部の設置部位における光漏れを規制することができる。さらに、光反 射領域として利用される画素内の保持容量配線等の遮光部分に第 2支持部を設ける と、その分、有効開口率の低下を規制できる。
[0035] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 1支持部と上記第 2支持部との横断面積 が異なっていてもよい。
[0036] 一般的に、支持部の横断面積 (支持部が延びる方向に垂直な方向で切った断面 の面積）が大きいほどガラスの耐圧特性が大きい傾向がある。しかしながら、これらの 支持部は、配線上の所定の位置に形成することで光漏れを防止することが可能とな る一方、所定の横断面積よりも大きく設計するとコントラスト比低下等の表示特性に支 障をきたす弊害が生じることになる。特に、第 1支持部に比較して所定の位置に多数 の第 2支持部を設ける本発明の場合には、このような構成により横断面積の異なった 第 1支持部と第 2支持部とを非対称に配置することができるため、パネルの開口率及 びコントラスト比の低下を有効に抑制することができる。さらに、第 1支持部と第 2支持 部とを別工程で同種材料あるいは異種材料を用いて形成することも可能であるが、 製造工程の短縮ィ匕ゃ低コストィ匕の観点力もは同一のフォトリソグラフイエ程を経て該 支持部をパターユング形成することも極めて有効となる。このように、同一工程におい て、高さの異なる構造物を形成するために第 1及び第 2の支持部の横断面積を異な つて設計することが可能となる。
[0037] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部の横断面積が第 1支持部の横 断面積より小さくてもよい。
[0038] このような構成によれば、第 1の支持部に対して所定の密度で所定の位置に形成 する第 2の支持部の横断面積を小さく設計した場合に、従来の基板間隙保持を目的 とする第 1の支持部形成と同一の工程数で配置することが可能となる。
[0039] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 1及び第 2基板のそれぞれについて、液晶 層側に電圧無印加時に液晶分子を垂直に配向させる垂直配向膜が設けられており 、第 1及び第 2基板の少なくとも一方には、液晶層側に、電圧印加時に液晶分子を放 射状に配向させる配向制御体が設けられて 、てもよ 、。
[0040] このような構成によれば、上記の液晶層が局所的な基板橈みの生じない対向基板 で挟まれて!/ヽるため、局所的な荷重に対しても電圧無印加時の垂直配向及び電圧 印加時の放射状配向が乱されることなぐ良好な表示品位を保つことができる。
[0041] さらに、本発明に係る液晶表示装置は、第 2支持部が配向制御体を兼ねていてもよ い。
[0042] このような構成によれば、第 2支持部が配向制御体を兼ねているため、必要な第 2 支持部の数が減ることにより、装置の製造効率等が良好となる。
[0043] また、本発明に係る液晶表示装置は、第 1及び第 2基板の少なくとも一方の液晶層 側に所定の配向処理を施した配向膜が設けられて 、てもよ 、。
[0044] このような構成によれば、上記の液晶層が局所的な基板橈みの生じない対向基板 で挟まれているため、局所的な荷重に対しても所定の配向処理によって形成された 配向が乱されることなぐ良好な表示品位を保つことができる。
発明の効果 [0045] 以上説明したように、本発明によれば、表示部に全体的に力かる荷重のみならず、 特に局所的な荷重に対しても表示ムラの発生を規制し、且つ、低温衝撃気泡の発生 をも規制する液晶表示装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0046] [図 1]本発明の実施形態 1に係る液晶表示装置 10の平面図である。
[図 2]図 1の液晶表示装置 10の II— II断面における断面図である。
[図 3]第 1支持部 50が反射領域 22内に形成された液晶表示装置 10の平面図である
[図 4]図 3の液晶表示装置 10の IV— IV断面における断面図である。
[図 5]本発明の実施形態 2に係る液晶表示装置 60の断面図である。
[図 6]液晶表示装置 60のサブ画素 85の平面図である。
[図 7]第 1支持部 100を中心として第 2支持部が対角線上に配置されている液晶表示 装置 60のサブ画素 85の平面図である。
[図 8]第 1支持部 100を中心として第 2支持部が縦横に配置されている液晶表示装置 60のサブ画素 85の平面図である。
[図 9]第 2支持部が画素パターン 84内に配置されている液晶表示装置 60のサブ画 素 85の平面図である。
[図 10]基板に力かる荷重と押し込み深さの関係を示す図である。
[図 11]第 1支持部の配置密度を一定（25個 Zmm2、径 m φ )に限定したときの
CFガラス基板の厚さと押厚ムラが良好である押圧ムラ強度上限値との関係を示す図 である。
[図 12]CF基板と TFT基板との基板厚が 0. 05/0. 5mmのときの、第 1支持部の径 と押厚ムラが良好である押厚ムラ強度上限値との関係を示す図である。
[図 13]CF基板と TFT基板との基板厚が 0. 1/0. 5mmのときの、第 1支持部の径と 押厚ムラが良好である押厚ムラ強度上限値との関係を示す図である。
[図 14]基板表面に点荷重が力かる様子を示す概略図である。
[図 15]同じ荷重を加えたときの荷重が力かる方の基板の厚さと橈み量とを比較した図 である。 [図 16]基板力 /z m橈むために必要な荷重と基板の厚さとの関係を示す図である。 符号の説明
[0047] 10, 60 液晶表示装置
20, 70 TFT基板
22 光反射領域
23 反射層
25, 33 垂直配向膜
26 光透過領域
30, 80 CF基板
40, 90 液晶層
49, 85 サブ画素
50, 100 第 1支持部
51, 101 第 2支持部
52 配向制御体
75 配向膜
発明を実施するための最良の形態
[0048] 以下、本発明の実施形態 1及び 2に係る液晶表示装置を図面に基づいて詳細に説 明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
[0049] また、本発明の実施形態 1及び 2では、特に携帯電話のような携帯電子機器に用い られる薄型の液晶表示装置について説明する。
[0050] (実施形態 1)
(液晶表示装置 10の構成）
図 1は液晶表示装置 10の表示面の平面図を、図 2は図 1で示す液晶表示装置 10 の破線 II— IIにおける断面図を表す。この液晶表示装置 10は、透過モードの表示と 反射モードの表示の両方を行うことのできる半透過型のものである。
[0051] 液晶表示装置 10は、対向する TFT基板 20及びカラーフィルタ基板 30 (CF基板） 、それらの間に設けられた液晶層 40、対向する両基板 20, 30間に設けられた第 1支 持部 50、第 2支持部 51及び配向制御体 52で構成されている。 [0052] TFT基板 20は、ガラス基板 21の表面にアクティブ素子及びアクティブ素子に接続 されたゲート配線やソース配線等の回路要素 (いずれも不図示）が設けられている。 TFT基板 20は、その画素領域のうち反射領域 22となるべき領域に凹凸形状を有す る反射層 23が形成されており、反射層 23を覆うように透明絶縁層 24が形成されて反 射層 23の凹凸形状を表面において平坦ィ匕している。透明絶縁層 24の平坦な表面 上に、不図示の透明な画素電極及び垂直配向膜 25がこの順に形成されている。
[0053] 画素電極は、所定の位置に形成された不図示の切り欠き部を有しており、各画素 は、この切り欠き部によって図 1に示すような複数の画素パターン 31に分割されて ヽ る。液晶層 40に所定の電圧を印加すると、画素電極の周囲及び切り欠き部の近傍に 生成される斜め電界の配向規制によって、複数の画素パターン 31のそれぞれに放 射状傾斜配向を施す液晶ドメインが形成される。図 1に示すように、並列した 4つの画 素パターン 31が後述するブラックマトリクス 54で区切られてなる一単位をサブ画素 4 9 (画素領域単位）と呼ぶ。本実施形態では、このように並列した 4つの画素パターン 31及びブラックマトリクス 54で区切られたものをサブ画素 49としている力 表示装置 の種類により画素パターン 31の数及びその配置が異なって!/、てもよ!/、。
[0054] CF基板 30は、 TFT基板 20のガラス基板 21より薄く形成されたガラス基板 32上に 赤 (R)、緑 (G)及び青 (B)の 3原色力もなる画素パターン 31が形成された CF層及び 垂直配向膜 33がこの順で形成されている。これらの画素パターン 31は、その間に、 コントラストを得るための縁取りとしてブラックマトリクス 54が設けられている。そして、こ のブラックマトリクス 54で画素パターン 31が区切られている。また、画素パターン 31 を構成するものとしては、 RGBの組合せ以外に、シアン、マゼンタ、イェローの補色 を用いてもよい。
[0055] 尚、 CF基板 30のガラス基板 32及び TFT基板 20のガラス基板 21は、それぞれそ の厚さは特に限定されず、 TFT基板 20のほうが薄く形成されていてもよぐまた、同 じ厚さに形成されて ヽてもよ ヽ。
[0056] 第 1支持部 50は、 TFT基板 20から CF基板 30に達するように延びて形成されてい る。第 1支持部 50は、 CF基板 30のブラックマトリクス 54上に形成されている。第 1支 持部 50は、液晶層 40の厚さを保持しているため、その高さが液晶層 40の厚さを決 定している。第 1支持部 50の形状は、どのようなものであってもよぐ例えば、円柱状 、角柱状、又は、それらの先細形状等に形成されている。第 1支持部 50は、本実施 形態では榭脂製材料で形成されて!ヽるが、基板に対する押圧力に対抗できるもので あれば特に限定されず、セラミック製又は金属製のものであってもよ 、。
[0057] 尚、第 1支持部 50は、本実施形態のようにブラックマトリクス 54上に形成されていな くてもよく、その他の遮光部 (例えば、表示領域内の保持容量配線上等）に形成され ていてもよい。さら〖こ、図 3及び 4に示すように、透明誘電体層 57上に形成されていて もよい。この場合であっても、第 1支持部 50は、透明誘電体層 57から対向する TFT 基板 20に到達するように形成される。
[0058] 配向制御体 52は、 CF基板 30の透過領域 26となるべき領域に形成されている。配 向制御体 52は、垂直配向膜 33の液晶層 40側に形成されており、対向する TFT基 板 20へ延びるような切頭円柱状に形成されている。配向制御体 52は、サブ画素 31 ごとに設けられている。このことにより、サブ画素 31ごとでその配向が安定ィ匕される。
[0059] 透明誘電体層 57は、 CF基板 30の反射領域 22となるべき領域に形成されている。
透明誘電体層 57は、所定の厚さをもって垂直配向膜 33の液晶層 40側に形成され ている。透明誘電体層 57の厚さは、液晶層 40の厚さ dtの略半分程度であるのが好 ましい。反射モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層 40を 2回通過するの に対し、透過モードの表示では、表示に用いられる光は液晶層 40を 1回通過するだ けである。従って、透過領域 26の液晶層 40の厚さ dtを反射領域 22の、液晶層 40の 厚さ drの略 2倍に設定すると両方の表示モードで良好な表示を実現できる。
[0060] 第 2支持部 51は、 CF基板 30の反射領域 22となるべき領域に形成された透明誘電 体層 57上に形成されている。これにより、光透過領域 26と、反射層 23を有して周囲 より高くなつている光反射領域 22とに、同時に支持部を形成することができ、それぞ れ高さの異なる第 1及び第 2支持部 50, 51を効率よく形成することができる。第 2支 持部 51は、本実施形態では榭脂製材料で形成されているが、基板に対する押圧力 に対抗できるものであれば特に限定されず、セラミック製又は金属製のものであって もよい。また、第 2支持部 51は、対向する TFT基板 20へ延びるような切頭円柱状に 形成されており、その頭頂部と TFT基板 20との間に間隙 58が形成されている。これ により、基板に荷重がかけられた際には第 1支持部 50及び第 2支持部 51によってそ の荷重を支えることができる。また、第 1支持部 50より高さが低くなるように形成されて おり、第 2支持部 51の頭頂部と TFT基板 20との間に間隙 58が形成されていることで 、液晶層 40の変位に追随するように両基板 20, 30が相対的に変位できる。これによ り、低温衝撃気泡の発生を規制することができる。
[0061] ここで、この間隙 58、すなわち第 2支持部 51の頭頂部と対向する TFT基板 20との 間隔が液晶層 40の 0. 2倍以下であれば、薄型液晶表示装置の液晶パネルでの押 圧ムラ試験においてより効果的に耐強度性を確保できるためである。また、第 2支持 部 51の頭頂部と対向する TFT基板 20との間隔が液晶層 40の 0. 05倍以上であれ ば、低温衝撃気泡評価で気泡発生や不良ドメイン発生をより効果的に抑制できるた めである。
[0062] また、このように第 2支持部 51が表示領域内に設けられているため、表示領域の局 所的な表示不良を規制することができる。尚、第 2支持部 51は表示領域内に限られ ず、ブラックマトリクス 54上等のような表示領域外に設けられていても良い。さらに、第 2支持部 51は、表示領域における遮光部分に設けられていてもよい。第 2支持部 51 の設置部位における光漏れを規制することができるからである。また、光反射領域 22 として利用される画素内の保持容量配線等の遮光部分に第 2支持部を設けると、そ の分、有効開口率の低下を規制することも可能である。
[0063] 第 2支持部 51は、各サブ画素 31領域上に設けられているため、サブ画素 31領域 に隣接するブラックマトリクス 54上に 1つのサブ画素 31領域を空けて設けられている 第 1支持部 50よりその数が多い。このように、第 2支持部 51が第 1支持部 50より多く 設けられていることで、局所的な荷重がかけられた際に第 1支持部 50は最小限にし て高さの低いより多くの第 2支持部 51の存在で液晶層 40の変位に対して両基板 20 , 30をより柔軟に追随させることができる。従って、このような場合に生じていた局所 的な低温衝撃気泡の発生をより的確に規制することができる。また、第 2支持部 51は 、それぞれがサブ画素 31内で同様な位置に設けられている。具体的には、図 1に示 すように、すべての第 2支持部 51が各サブ画素 31の反射領域 22の略中央部に位置 するように透明誘電体層 57上に配置されている。従って、基板への局所的な荷重に 対しても均一に配置された第 2支持部 51がその荷重を均等に受けることができる。こ のため、より効果的に局所的な基板歪みを規制し、液晶表示装置 10の表示機能をよ り安定して良好なものとすることができる。
[0064] 尚、第 2支持部 51の配置は、これに限らない。すなわち、第 2支持部 51の配置密 度は第 1支持部 50の 1. 2倍以上であってもよい。本実施形態における第 2支持部 51 は、低温衝撃気泡の発生を規制し、基板厚を薄板ィ匕したときの耐押圧ムラ改善に主 体的に寄与することになる。この観点力 は第 2支持部の配置密度〔(支持部の個数 /mm2) X支持部の横断面積〕が第 1支持部の密度より大きいほうがよぐさらに、 1. 2倍以上であれば、その効果がより発揮される。
[0065] 本実施形態での支持部の配置設計は第 2支持部 51の配置密度が第 1支持部 50 の 1. 2倍以上になるようなものであり、例えば、絵素 (R、 G、 B各画素で 1絵素単位） を構成する表示単位に対して、第 1支持部 50及び第 2支持部 51を 1個以上配置する ことが好ましい。特に、低温衝撃気泡発生を抑制させる観点からは、液晶間隙保持を 行う第 1支持部 50を 1絵素単位に 3つ以上配置することは困難である。また、第 1支 持部 50に対してラビング等の配向処理を行う場合には、支持部の近傍で配向が乱 れることによる光漏れ等の表示品位低下が懸念されることから、例えば、視感強度が 相対的に小さい B (青)画素に接する位置に第 1支持部を形成することが好ましい。特 に、本実施形態のように垂直配向を用いたノーマリーブラックモードの液晶表示装置 では、耐押圧ムラ改善のために、有効画素表示領域外の所定の信号配線上に第 2 支持部を設けるだけでなぐ例えば軸対称中心部の略中央部の画素表示領域内に も追加して第 2支持部を配置することも有効である。
[0066] さらに、第 2支持部 51はその形状により液晶層 40の配向をサブ画素 31ごとに安定 化できる。また、その配向中心をサブ画素 31の反射領域 22の略中央に固定すること ができ、各方位に配向する液晶分子の存在確率をほぼ等しくすることにより均一な表 示を可能にしている。このように、第 2支持部 51は、反射領域 22における配向制御 体の働きも兼ねているため、必要な第 2支持部 51又は配向制御体の数が減ることに より、装置の製造効率等が良好となる。
[0067] 尚、第 1支持部 50及び第 2支持部 51は、本実施形態ではそれぞれ CF基板 30上 に形成されているが、これに限られず、それぞれ TFT基板 20上に形成されていても ょ 、し、それぞれが別々の基板上に形成されて 、てもよ 、。
[0068] (実施形態 2)
(液晶表示装置 60の構成）
次に、本発明における実施形態 2に係る液晶表示装置 60について、図面を用いて 詳細に説明する。
[0069] 図 5は、液晶表示装置 60を示す。この液晶表示装置 60は、対向する基板のそれぞ れに配向処理が施された Twisted Nematic(TN)型のものである。
[0070] 液晶表示装置 60は、対向する TFT基板 70及びカラーフィルタ基板 (CF基板 80) 、それらの間に設けられた液晶層 90、対向する両基板 70, 80間に設けられた第 1支 持部 100及び第 2支持部 101で構成されている。
[0071] TFT基板 70は、ガラス基板 71、ガラス基板 71上に形成された信号線や走査線等 から構成されるスイッチング素子 72並びに画素電極 73で構成されており、これらの 液晶層 90側にはそれらを覆うように配向処理が施された配向膜 75が形成されている
[0072] CF基板 80は、 TFT基板 70のガラス基板 71よりも薄く形成されたガラス基板 81上 に赤 (R)、緑 (G)及び青（B)の 3原色力もなる画素パターン 84が形成された CF層 8 2が形成されている。これらの画素パターン 84は、その間に、コントラストを得るための 縁取りとしてブラックマトリクス 91が設けられている。従って、図 6のように、このブラッ クマトリタス 91で各画素パターン 84が区切られている。また、画素パターン 84を構成 するものとしては、 RGBの組合せ以外に、シアン、マゼンタ、イェローの補色を用い てもよい。また、図 6のように、 CF層 82の 6つの画素パターン 84が横に 3つ及び縦に 2つずつ並ぶように配置されてなる画素領域単位をサブ画素 85と呼ぶ。ここで、サブ 画素 85は、各表示サイズの液晶表示装置 60それぞれについて異なっている。サブ 画素 85は、本実施形態のように 6つの画素パターン 84が配置されたものでなくてもよ ぐ例えば、横 3つ及び縦 3つに配置された合計 9つの画素パターンで構成されるも の等でもよい。
[0073] また、 CF基板 80は、その CF層 82の液晶層 90側の表面に透明電極 86が形成され ている。透明電極 86は、その液晶層 90側の表面に配向処理が施された配向膜 87 が形成されている。ここで、この配向膜 87は、 TFT基板 70側に形成された配向膜 75 に施された配向と垂直な方向に配向処理されて！、る。
[0074] 尚、 CF基板 80のガラス基板 81及び TFT基板 70のガラス基板 71は、それぞれそ の厚さは特に限定されず、 TFT基板 70のほうが薄く形成されていてもよぐまた、同 じ厚さに形成されて ヽてもよ ヽ。
[0075] 第 1支持部 100は、 TFT基板 70から CF基板 80に達するように延びて形成されて いる。第 1支持部 100は、 CF基板 80のブラックマトリクス 91上に形成されている。第 1 支持部 100は、液晶層 90の厚さを保持しているため、その高さが液晶層 90の厚さを 決定している。第 1支持部 100の形状は、どのようなものであってもよぐ例えば、円柱 状、角柱状、又は、それらの先細形状等に形成されている。第 1支持部 100は、本実 施形態では榭脂製材料で形成されて!ヽるが、基板に対する押圧力に対抗できるもの であれば特に限定されず、セラミック製又は金属製のものであってもよ!/、。
[0076] 尚、第 1支持部 100は、本実施形態のようにブラックマトリクス 91上に形成されてい なくてもよぐその他の遮光部 (例えば、表示領域内の保持容量配線上等）に形成さ れていてもよい。
[0077] 第 2支持部 101は、 CF層 82のブラックマトリクス 91上に形成されている。第 2支持 部 101は、対向する TFT基板 70へ延びるような切頭円柱状に形成されており、その 頭頂部と TFT基板 70との間に間隙 58が形成されている。これにより、基板に荷重が 力けられた際には第 1支持部 100及び第 2支持部 101によってその荷重を支えること ができる。また、第 1支持部 100より高さが低くなるように形成されており、第 2支持部 101の頭頂部と TFT基板 70との間に間隙 58が形成されていることで、液晶層 90の 変位に追随するように第 1及び第 2基板が相対的に変位できる。これにより、低温衝 撃気泡の発生を規制することができる。
[0078] ここで、この間隙 58、すなわち第 2支持部 101の頭頂部と対向する TFT基板 70と の間隔が液晶層 90の 0. 2倍以下であれば、薄型液晶表示装置の液晶パネルでの 押圧ムラ試験においてより効果的に耐強度性を確保できるためである。また、第 2支 持部 101の頭頂部と対向する TFT基板 70との間隔が液晶層 90の 0. 05倍以上であ れば、低温衝撃気泡評価で気泡発生や不良ドメイン発生をより効果的に抑制できる ためである。
[0079] 第 2支持部 101は、本実施形態では榭脂製材料で形成されているが、基板に対す る押圧力に対抗できるものであれば特に限定されず、セラミック製又は金属製のもの であってもよい。
[0080] 第 2支持部 101は、図 6に示すように、各画素パターン 84を区切るブラックマトリクス 91上において、第 1支持部 100を中心としてその周りに 8つが均一に設けられている 。このように、第 2支持部 101が第 1支持部 100より多く設けられていることで、局所的 な荷重がかけられた際に第 1支持部 100は最小限にして高さの低いより多くの第 2支 持部 101の存在で液晶層 90の変位に対して両基板 70, 80をより柔軟に追随させる ことができる。従って、このような場合に生じていた局所的な低温衝撃気泡の発生を より的確に規制することができる。また、第 2支持部 101は、それぞれがサブ画素 85 内で同様な位置に設けられている。すなわち、本実施形態においては、図 6に示した ような 6つの画素パターン 84で構成されるサブ画素 85内に配置された 8つの第 2支 持部 101が、液晶表示装置 60におけるその他のサブ画素 85内においても同様に第 1支持部 100を囲んで 8つ配置されている。従って、基板への局所的な荷重に対して も均一に配置された第 2支持部 101がその荷重を均等に受けることができる。このた め、より効果的に局所的な基板歪みを規制し、液晶表示装置 60の表示機能をより安 定して良好なものとすることができる。
[0081] 尚、第 2支持部 101の配置は、これに限らず、図 7に示すように第 1支持部 100を中 心としてサブ画素 85の、対角線の端のブラックマトリクス 91上において 4つが配置さ れていてもよい。また、図 8に示すように、第 1支持部 100を中心としてサブ画素 85の 縦及び横方向の端のブラックマトリクス 91上にぉ 、て 4つが配置されて 、てもよ 、。さ らに、図 9に示すように、各画素パターン 84上の中心における不図示の保持容量配 線上に 1つずつ、合計 6つが配置されていてもよい。
[0082] また、第 2支持部 101の配置密度は第 1支持部 100の 1. 2倍以上であってもよい。
本実施形態における第 2支持部 101は、低温衝撃気泡の発生を規制し、基板厚を薄 板ィ匕したときの耐押圧ムラ改善に主体的に寄与することになる。この観点からは第 2 支持部の配置密度〔 (支持部の個数 Zmm2) X支持部の横断面積〕が第 1支持部の 密度より大きいほうがよぐさらに、 1. 2倍以上であれば、その効果がより発揮される。
[0083] 本実施形態での支持部の配置設計は第 2支持部 101の配置密度が第 1支持部 10 0の 1. 2倍以上になるようなものであり、例えば、図 6〜9等のように絵素 (R、 G、 B各 画素で 1絵素単位)を構成する表示単位に対して、第 1支持部 100及び第 2支持部 1 01を 1個以上配置することが好ましい。特に、低温衝撃気泡発生を抑制させる観点 力もは、液晶間隙保持を行う第 1支持部 100を 1絵素単位に 3つ以上配置することは 困難である。また、第 1支持部 100に対してラビング等の配向処理を行う場合には、 支持部の近傍で配向が乱れることによる光漏れ等の表示品位低下が懸念されること から、例えば、視感強度が相対的に小さい B (青)画素に接する位置に第 1支持部を 形成することが好ましい。
[0084] 尚、第 1支持部 100及び第 2支持部 101は、本実施形態ではそれぞれ CF基板 80 上に形成されているが、これに限られず、それぞれ TFT基板 70上に形成されていて もよ 、し、それぞれが別々の基板上に形成されて 、てもよ 、。
[0085] また、本実施形態では TN型の液晶表示装置 60につ 、て示したが、これに限られ 、 Super Twisted Nematic (S ΓΝ)型や Electrically controlled Birefringence(ECB) 型等の液晶表示装置 60を用いてもょ 、。
[0086] また、本実施形態 1及び 2で適用可能な支持部については、フォトリソグラフィーェ 程を経てパネル内の所定の位置に構成することが極めて有効である。このようなもの としては、パターユング形成時の解像度、現像性に優れ、且つ、機械的強度や液晶 に対する汚染性や透明性が高い素材を適用することが必要となる。
[0087] 具体的には、露光により材料の硬化が進行するタイプのネガ型感光材料や露光に より材料が結合開列し、現像工程で選択的な溶解が進行するタイプのポジ型感光材 料が適用可能である。例えば、材料の透明性や機械的強度を保つ観点からは、ァク リレート系材料、ウレタンアタリレート系材料、エポキシアタリレート系材料、メタタリレー ト系材料などを含む榭脂系を基本構成とした感光性榭脂を用いてパターニング形成 することが可能となる。
実施例 [0088] 次に、本実施形態に示す液晶表示装置について、種々の荷重による表示機能へ の影響を検討した。
[0089] (試験評価 1)
両基板の厚さ、第 1支持部及び第 2支持部との配置密度と、表示装置の荷重付カロ による表示ムラとの関係を調べるための評価試験を、実施形態 1に示したのと同一構 成の液晶表示装置を用いて行った。
[0090] (試験評価用液晶表示装置）
第 1基板厚 Z第 2基板厚がそれぞれ 0. 5/0. 05及び 0. 5/0. 1mmの第 1及び 第 2基板、及び、それぞれ所定の密度 (単位面積あたりの個数)を有し且つ所定の横 断面 (ここでは、径の大きさで表す)が形成された第 1及び第 2支持部で構成される液 晶表示装置をそれぞれ数個ずつ準備した。また、液晶パネルは所定の偏光板を基 板外側に一対貼合したものを用いた。
[0091] 〈試験評価方法〉
上記試験評価用の液晶表示装置についてインストロン社製のインストロン万能材料 試験機 5543型を用いて押し圧ムラの評価を行うために荷重付加試験を行った。
[0092] まず、円筒形の載置台上に液晶表示装置を、 CF基板を上にして設置した。
[0093] 次に、インストロン万能材料試験機の円柱状の押測治具で図 11に示すようにそれ ぞれの液晶表示装置の CF基板表面に対して押圧速度 ImmZminで荷重を加えた
。ここで、インストロン万能材料試験機の円柱状の押測治具は以下のように 3つの種 類のものを用いた。
[0094] (1)円柱ゴム;先端にゴム膜を設けた直径 10mmの真铸棒 (これは、最も理想的な 面荷重が力かる条件を実現させるためのものである）
(2)円柱;先端にゴム膜を設けていない直径 10mmの真铸棒 (これは、携帯電話の セット状態で実施される強度試験においても、実際片当たりした状態で荷重が力かつ ている場合が多ぐパネル評価でもその状態を想定するために局所荷重によるダメー ジを受けやすい状態を実現させるためのものである）
(3)円球;先端にゴム膜を設けていない直径 10mmの真铸棒であって、先端部が 球面形状 (R5)に形成されているもの（尖った物で押したり、二つ折りの携帯電話機 で携帯ストラップ等を挟み込んだ状態で荷重が力かっている場合を想定するために、 そのようなより狭域での荷重によるダメージを受けやすい状態を実現させるためのも のである）
次いで、押圧荷重が設定値に達すると、その状態でインストロン万能材料試験機の 円柱状の押測治具を 5秒間保持し、その後 ImmZminの速度で基板への荷重を開 放した。
[0095] このようにして、基板の表面に対し、局所的に数力所荷重付加試験を行った。
[0096] 次に、荷重付加試験から 5分経過した液晶表示装置につ ヽて、それぞれパネル点 灯装置を用いて目視により正面視及びパネル (基板）中心から全方位約 45° の角度 で全面白表示及び中間調表示でのムラの有無及びその程度を観察した。
[0097] 〈試験評価結果〉
荷重付カ卩による押圧ムラ試験の結果を表 1に示す。尚、表 1において、押圧ムラ試 験の◎は円柱ゴム、円柱、円球のそれぞれによる押圧試験のすべてについて良好な 判定結果を得たことを意味する。同様に、〇は上記 3項目中 2項目が良好、△は上記 3項目中 1項目が良好、そして Xはすべての項目で表示不良であることを意味する。
[0098] [表 1]
Figure imgf000022_0001
(支持部設計基準龌） 第 1支持部; 度パラメ一タ; 25個/ mm2、 面積 (径)バラメ一タ;支持部径 12/im0,
第 2支持体;密度バラメータ； 25個/ mm2、 面積 (径)パラメータ；支持体径 12/Jm0.
(押圧ムラ試験の耐荷重目標値） ①円柱ゴム；≥15kgf(147N)、②円柱；≥10kgf(98N)、③円球：≥8kgf(78N)
押圧判定 ©;3項目中すベて良好、〇；3項目中 2項目良好、 Δ:3項目中 1項目良好、 ；すべて不良 (低温衝撃気泡評価） Ο:表示不良発生無し、 Δ;—部バネルで表示不良発生、 ；全数表示不良発生
[0099] ここで、荷重付加による押圧ムラの発生原理を説明するため、図 10に支持部単体 又は局所エリアに荷重をかけた際に生じる支持部の変形イメージを表す。
[0100] 第 1段階では、 ImmZminの速度にて支持部を押し込んでいく。第 2段階では、任 意の最大荷重点で 5秒間押し込み量を保持する。第 3段階では、 ImmZminにて荷 重を開放していく。第 4段階では、弾性変形力も塑性変形（ひ）として元に戻らなくな つたことを表示している。
[0101] 限界点を超えな 、荷重 Aであれば荷重後も塑性変形（ a )が 0に近づき問題とはな らないが、限界点を越えた Amaxでは、塑性変形（α )が現れ、この支持部の塑性変 形（ α )により生じた局所的なセル厚変化が押し厚ムラの主要因になっているものと考 えられる。
[0102] 表 1によれば、ほとんどの表示装置についても押圧ムラ試験の判定が良好であった 。また、これらの基板厚がいずれも 0. 5mm以下であった。従って、第 1又は第 2基板 の基板厚が少なくとも 0. 5mm以下という薄型液晶表示装置についても良好な耐押 厚ムラ特性を有することがわかる。また、表 1の押圧判定結果において、第 1支持部と 第 2支持部との支持部の密度比〔 (第 2支持部の密度 X第支持部の横断面の径） ÷ ( 第 1支持部の密度 X第支持部の横断面の径)〕が 1であるものの中に、表示不良のも のが二つ含まれていた。従って、支持部密度比が 1. 2以上であれば、耐押圧ムラ特 性においてより優れた表示装置を実現できることがわかる。
[0103] また、図 11は、第 1支持部の配置密度を一定（25個 Zmm2、径 12 /ζ πι φ )に限定 したときの押圧ムラが良好である上限値 (局所的変形を重視して円球を押圧棒とした 試験結果で比較)を示した図である。特に基板厚が小さ!/、場合に第 2支持部追加の 効果が大き 、ことが確認できた。
[0104] 図 12, 13は、各々、基板厚が 0. 05/0. 5、 0. I/O. 5mmのときの第 1支持部の 径と押圧ムラが良好である上限値 (局所的変形を重視して円球を押圧棒とした試験 結果で比較）との関係を示す図である。
[0105] 第 1支持部の径が大きい、即ち、横断面積が大きいほど耐圧性の改善効果は高く なる。しかしながら、大きな径の構造体をパターユング形成することは、ノ スライン (遮 光部)配線幅との関係で実行開口率低下を招くことが懸念される。すなわち、支持部 配置の設計ルールとして、支持部をバスライン上に位置する領域に配置するために は、現実的には、 20 m以下の径に設計することが好ましい。これよりも大きな支持 部を配置した場合には、支持部の近傍力 の光洩れを十分に遮光することが困難と なり、表示上のコントラスト比低下が大きくなるとともに、開口率の低下が深刻となりパ ネルの透過率が低くなることが懸念されるからである。また、第 1支持部に対する第 2 支持部の密度比〔〔支持部の個数 Zmm2) X支持部の横断面積〕が 10倍を超えると 実効開口率が約 10%以上低下することが確認された。
[0106] (試験評価 2)
両基板の厚さ、第 1支持部及び第 2支持部との配置密度と、表示装置の低温衝撃 気泡発生との関係を調べるための評価試験を、実施形態 1に示したのと同一構成の 液晶表示装置を用いて行った。
[0107] (試験評価用液晶表示装置）
第 1基板厚 Z第 2基板厚がそれぞれ 0. 5/0. 05及び 0. 5/0. 1mmの第 1及び 第 2基板、及び、それぞれ所定の密度 (単位面積あたりの個数)を有し且つ所定の横 断面 (ここでは、径の大きさで表す)が形成された第 1及び第 2支持部で構成される液 晶表示装置をそれぞれ数個ずつ準備した。また、液晶パネルは所定の偏光板を基 板外側に一対貼合したものを用いた。
[0108] 〈試験評価方法〉
上記試験評価用の液晶表示装置について低温衝撃気泡試験を行った。
[0109] まず、恒温槽内に液晶表示装置をそれぞれ静置した後、マイナス 30°Cの環境下で 3時間保持し、 CF基板表面からの高さ 10cmの位置力もパチンコ玉を 1つ自然落下 させた。
[0110] 次に、恒温槽カも液晶表示装置を取り出し、それぞれパネル点灯装置を用いて目 視及び光学顕微鏡により気泡による表示ムラの有無及びその程度を観察した。
[0111] 〈試験評価結果〉
荷重付加による低温衝撃気泡試験の結果を表 1に示す。尚、表 1中の〇は表示不 良の発生が無いこと、△は一部パネルで表示不良が発生したことを意味する。
[0112] 表 1によれば、第 1支持部と第 2支持部との支持部の密度比〔(第 2支持部の密度 X 第支持部の横断面の径） ÷ (第 1支持部の密度 X第支持部の横断面の径)〕が 1以下 であるものの中に、低温衝撃気泡の発生により表示不良が生じているものがある。し かし、密度比がそれより大きいもの、特に密度比が 1に最も近い 1. 25でさえ十分良 好な判定結果が得られている。従って、第 1支持部と第 2支持部との支持部の密度比 は 1. 2以上であれば特に良好な耐低温衝撃気泡特性を有することがわかる。
[0113] (試験評価 3)
次に、第 2支持部の間隔と液晶層厚との関係と、押圧ムラ及び低温衝撃気泡の発 生との影響について検討するために、第 2支持部の対向基板との間隔が異なる試験 評価用液晶表示装置にっ 、て、上記と同様な押圧ムラ試験及び低温衝撃気泡試験 を行った。
[0114] (試験評価用液晶表示装置）
本試験において、第 2支持部と対向する基板との間隔がそれぞれ異なる液晶表示 装置を用いた。
[0115] ここで、評価条件としては、第 1基板厚 Z第 2基板厚 =0. 5/0. 05 (mm)であり、 第 1支持部はその密度が 25個 Zmm2で径が 17 m、第 2支持部はそのその密度が 125個 Zmm2で径が 6 μ mであるものを用いた。
[0116] (試験評価結果）
試験結果を表 2に示す。表 2によると、第 2支持部と対向基板との間隔が液晶層厚 の 0. 06〜0. 19倍のもの（液晶層厚が 3. 40 /z mの場合）及び 0. 10〜0. 20倍のも の（液晶層厚が 5. 10 μ mの場合）につ 、て、それぞれ押圧判定及び低温衝撃気泡 判定が良好であった。従って、第 2支持部と対向する基板との間隔が、液晶層の 0. 0 5倍以上 0. 20倍以下である場合、特に良好な耐押圧ムラ特性及び耐低温衝撃気泡 特性を有することがわかる。
[0117] [表 2] (鶯唐)〔¾¥：4
Figure imgf000026_0001
ラ （ 円 ム； 15kgf( 147N)、 ( )円 ； 10kgf(98N)、 円球；≥ 8kgf (78N)
押圧判定 ◎ ;3項目中すベて良好、〇； 3項目中 2項目良好、 Δ; 3項目中 1項目良好、 X；すべて不良 (低温衝撃気泡評価） 〇；表示不良発生無し、 △;一部パネルで表示不良発生、 X；全数表示不良発生
•平価 件
第 1基板厚/第 2基板厚； 0.5/0.05 (mm)
第 1支持部設計；密度 25個/ mm2、径 Πμ χ^φ
第 2支持部設計；密度 個/：^^ 圣 6U m<p
また、本発明において、基板を薄型化した液晶表示装置において解決すべき課題 である局所的な押圧シミ (表示不良)や低温衝撃気泡などの問題に対し、液晶パネ ルの基板間隙を制御する第 1の支持部の配置設計 (横断面形状、横断面積)及び配 置密度を最適化して課題を解決することも有用な手段となる。従って、以下のような 第 1支持部のみによる配置密度と耐押圧ムラ特性及び耐低温衝撃気泡特性との関 係について試験を行い、その結果を検討した。
[0119] (試験評価方法）
薄板側の基板厚を 0. 5〜0. 05mmの範囲で変え、支持部の配置密度及び横断 面積を所定の範囲で変動させた時の液晶パネルに所定の位相差板付偏光板をパネ ル両面に貼り合わせた後、荷重付カ卩による表示ムラ試験 (押圧ムラ試験）と— 30°Cで の低温衝撃気泡 (低温衝撃)試験を上記の試験評価 1及び 2と同様に行って、薄型 液晶表示装置でのパネル試験をした。なお、各試験での試験パネル数は各々 5つで ある。
[0120] (試験評価結果）
試験結果を表 3に示す。単一の支持部 (基板間隙保持部材)の最適化により、ある 程度の範囲でパネル強度の問題の解決が可能であることが示された。この点では、 支持部の配置密度及び横断面積の最適化を進めることにより、一定の範囲の課題解 決は図れるものと考えられる。
[0121] [表 3]
Figure imgf000028_0001
[0122] 尚、単一の支持部のみでは、さらにパネル厚の薄型化やその強度改善を図ること は難しぐより広範囲の薄型化実現のためには本発明の開示技術のアプローチが有 効である。
[0123] (作用効果）
次に、作用効果について説明する。
[0124] 本実施形態 1, 2に係る液晶表示装置 10, 60は、互いに対向するように設けられた TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 80と、それらの間に挟まれるように設けられた液 晶層 40, 90と、を備えた液晶表示装置 10, 60であって、各々、 TFT基板 20, 70及 び CF基板 30, 80の一方カゝら他方に達するように延びて形成された複数の第 1支持 部 50, 100が設けられていると共に、各々、 TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 80の 一方力 他方に向かって延び且つ第 1支持部 50, 100よりもそれぞれ高さが低く形 成された複数の第 2支持部 51, 101が設けられている。
[0125] このような構成によれば、基板に全体的に荷重がかけられた際には第 1支持部 50, 100及び第 2支持部 51, 101によってその荷重を支える。また、第 1支持部 50, 100 より高さが低くなるように形成された第 2支持部 51, 101を設けているため、液晶層 4 0, 90の変位に追随するように TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 80が相対的に変 位できる。これにより、低温衝撃気泡の発生を規制することができる。
[0126] また、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101が第 1支持部 50 , 100よりも数が多いものであってもよい。
[0127] このような構成によれば、局所的な荷重がかけられた際に第 1支持部 50, 100は最 小限にして高さの低い第 2支持部 51, 101をより多く設けることによって、液晶層 40, 90の変位に対して TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 80がより柔軟に追随すること ができる。従って、このような場合に生じていた局所的な低温衝撃気泡の発生をより 的確に規制することができる。
[0128] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、複数の第 2支持部 51, 101のそれ ぞれが表示領域に設けられて!/、てもよ!/、。
[0129] このような構成によれば、複数の第 2支持部 51, 101のそれぞれが表示領域に設 けられているため、表示領域の局所的な表示不良を規制することができる。 [0130] また、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101が表示領域を構 成するサブ画素 49, 85において第 1支持部 50, 100よりそれぞれ数が多いものであ つてもよい。
[0131] このような構成によれば、第 2支持部 51, 101が表示領域を構成するサブ画素 49, 85において第 1支持部 50, 100より数が多いため、表示領域においてさらに的確に 局所的な表示不良を規制することができる。
[0132] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101のサブ画素 49 , 85における配置密度が第 1支持部 50, 100の 1. 2倍以上であってもよい。
[0133] 第 2支持部 51, 101は、低温衝撃気泡の発生を規制し、基板厚を薄板化したときの 耐押圧ムラ改善に主体的に寄与することになる。この観点力もは第 2支持部 51, 101 の配置密度〔(支持部の個数 Zmm2) X支持部の横断面積〕が第 1支持部 50, 100 の密度より大きいほうがよぐさらに、 1. 2倍以上であれば、その効果がより発揮され る。
[0134] また、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、複数の第 2支持部 51, 101が各サブ 画素 49, 85内でそれぞれ同様な位置に設けられていてもよい。
[0135] このような構成によれば、基板への局所的な荷重に対しても均一に配置された第 2 支持部 51, 101がその荷重を均等に受けることができる。このため、より効果的に局 所的な基板歪みを規制し、液晶表示装置 10, 60の表示機能をより安定して良好なも のとすることができる。
[0136] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101と対向する TF T基板 20, 70との間隔力 液晶層 40, 90の 0. 05倍以上 0. 2倍以下であってもよい
[0137] 第 2支持部 51, 101と対向する TFT基板 20, 70との間隔が液晶層 40, 90の 0. 2 倍より大きければ、薄型液晶表示装置の液晶パネルでの押圧ムラ試験において十分 な耐強度の確保が難しいという問題が認められるためである。また、第 2支持部 51, 1 01と対向する TFT基板 20, 70との間隔が液晶層 40, 90の 0. 05倍より小さければ 、低温衝撃気泡評価で気泡発生や不良ドメイン発生などの問題が認められるためで ある。 [0138] また、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、 TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 8 0の少なくとも一方の厚さが 0. 5mm以下であってもよい。
[0139] このような構成によれば、液晶表示装置 10, 60のパネル全体の薄型化や軽量化を 図るためにガラス厚を薄く設計する必要がある場合に、 TFT基板 20, 70及び CF基 板 30, 80をそれぞれ同一のガラス厚設計として薄型化を行うだけでなぐ TFT基板 2 0, 70及び CF基板 30, 80のガラス厚をそれぞれ非対称に設計することも可能となる
[0140] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、 TFT基板 20, 70と CF基板 30, 80 との基板厚がそれぞれ異なって 、てもよ 、。
[0141] このような構成によれば、 TFT基板 20, 70を第 1基板として、対向する CF基板 30 , 80を第 2基板として相対的に薄板化させると、 TFT基板 20, 70に直接的に接続端 子やドライバを実装する際の基板端部の局所的な加熱及び加圧に対し、所定の厚 みよりも薄型化することによる TFT基板 20, 70の破損を防ぐことができる。また、 TFT 基板 20, 70は TFT端子及び配線等の多層薄膜積層工程において基板単体にも熱 や圧力状態の歪みや履歴が加わっており、 TFT基板 20, 70の薄型化により機械的 強度が低下するのを防ぐことができる。
[0142] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10は、各サブ画素 49に光透過領域 26と光反 射領域 22とを有して 、てもよ 、。
[0143] このような構成によれば、光透過領域 26と、反射層 23を有して周囲より高くなつて いる光反射領域 22とに、同時に支持部を形成することによりそれぞれ高さの異なる 第 1及び第 2支持部 51, 101を効率よく形成することができるため、装置の製造効率 等が良好となる。
[0144] また、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101が表示領域にお ける遮光部分に設けられて 、てもよ 、。
[0145] このような構成によれば、第 2支持部 51, 101が表示領域における遮光部分に設け られているため、第 2支持部 51, 101の設置部位における光漏れを規制することがで きる。さらに、液晶表示装置 10の場合、光反射領域 22として利用される画素内の保 持容量配線等の遮光部分に第 2支持部を設けると、その分、有効開口率の低下を規 制できる。
[0146] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 1支持部 50, 100と上記第 2支 持部 51, 101との横断面積が異なっていてもよい。
[0147] 一般的に、支持部の横断面積 (支持部が延びる方向に垂直な方向で切った断面 の面積）が大きいほどガラスの耐圧特性が大きい傾向がある。しかしながら、これらの 支持部は、配線上の所定の位置に形成することで光漏れを防止することが可能とな る一方、所定の横断面積よりも大きく設計するとコントラスト比低下等の表示特性に支 障をきたす弊害が生じることになる。特に、第 1支持部 50, 100に比較して所定の位 置に多数の第 2支持部 51, 101を設ける本発明の場合には、このような構成により横 断面積の異なった第 1支持部 50, 100と第 2支持部 51, 101とを非対称に配置する ことができるため、パネルの開口率及びコントラスト比の低下を有効に抑制することが できる。さらに、第 1支持部 50, 100と第 2支持部 51, 101とを別工程で同種材料あ るいは異種材料を用いて形成することも可能であるが、製造工程の短縮ィ匕ゃ低コスト 化の観点からは同一のフォトリソグラフイエ程を経て該支持部をパターユング形成す ることも極めて有効となる。このように、同一工程において、高さの異なる構造物を形 成するために第 1支持部 50, 100と第 2支持部 51, 101との横断面積を異なって設 計することが可能となる。
[0148] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10, 60は、第 2支持部 51, 101の横断面積が 第 1支持部 50, 100の横断面積より小さくてもよい。
[0149] このような構成によれば、第 1支持部 50, 100に対して所定の密度で所定の位置に 形成する第 2支持部 51, 101の横断面積を小さく設計した場合に、従来の基板間隙 保持を目的とする第 1支持部 50, 100の形成と同一の工程数で配置することが可能 となる。
[0150] さらに、本発明に係る液晶表示装置 10は、 TFT基板 20及び CF基板 30のそれぞ れには、液晶層 40側に、電圧無印加時に液晶分子を垂直に配向させる垂直配向膜 25, 33力設けられており、 TFT基板 20, 70及び CF基板 30, 80の少なくとも一方に は、液晶層 40, 90側に、電圧印加時に液晶分子を放射状に配向させる配向制御体 52が設けられていてもよい。 [0151] このような構成によれば、上記の液晶層 40が局所的な基板橈みの生じない対向基 板で挟まれて 、るため、局所的な荷重に対しても電圧無印加時の垂直配向及び電 圧印加時の放射状配向が乱されることなぐ良好な表示品位を保つことができる。
[0152] また、本発明に係る液晶表示装置 10は、第 2支持部 51が配向制御体を兼ねてい てもよい。
[0153] このような構成によれば、第 2支持部 51が配向制御体を兼ねているため、必要な第 2支持部 51又は配向制御体の数が減ることにより、装置の製造効率等が良好となる
[0154] さらに、本発明に係る液晶表示装置 60は、 TFT基板 70及び CF基板 80の少なくと も一方の液晶層 90側に所定の配向処理を施した配向膜 75又は 87が設けられてい てもよい。
[0155] このような構成によれば、上記の液晶層 90が局所的な基板橈みの生じない対向基 板で挟まれているため、局所的な荷重に対しても所定の配向処理によって形成され た配向が乱されることなぐ良好な表示品位を保つことができる。
産業上の利用可能性
[0156] 以上説明したように、本発明は、液晶表示装置について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 互いに対向するように設けられた第 1及び第 2基板と、それらの間に挟まれるように 設けられた液晶層と、を備えた液晶表示装置であって、
各々、上記第 1及び第 2基板の一方力 他方に達するように延びて形成された複数 の第 1支持部が設けられていると共に、
各々、上記第 1及び第 2基板の一方から他方に向かって延び且つ上記第 1支持部 よりも高さが低く形成された複数の第 2支持部が設けられた液晶表示装置。
[2] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 2支持部は、上記第 1支持部よりも数が多い液晶表示装置。
[3] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記複数の第 2支持部のそれぞれは、表示領域に設けられて!/、る液晶表示装置。
[4] 請求項 2又は 3に記載された液晶表示装置にお 、て、
上記第 2支持部は、表示領域を構成する画素領域単位において、上記第 1支持部 より数が多い液晶表示装置。
[5] 請求項 4に記載された液晶表示装置にお ヽて、
上記第 2支持部は、画素領域単位における配置密度が上記第 1支持部の 1. 2倍 以上である液晶表示装置。
[6] 請求項 5に記載された液晶表示装置にお 、て、
上記第 2支持部は、各画素領域単位内でそれぞれ同様な位置に設けられて 、る液 晶表示装置。
[7] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 2支持部と対向する基板との間隔が、液晶層の 0. 05倍以上 0. 2倍以下で ある液晶表示装置。
[8] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 1及び第 2基板の少なくとも一方の厚さが 0. 5mm以下である液晶表示装置
[9] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 1基板と第 2基板との基板厚が異なる液晶表示装置。
[10] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
各画素領域単位に光透過領域と光反射領域とを有する液晶表示装置。
[11] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 2支持部は、表示領域における遮光部分に設けられている液晶表示装置。
[12] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 1支持部と上記第 2支持部との横断面積が異なっている液晶表示装置。
[13] 請求項 12に記載された液晶表示装置において、
上記第 2支持部の横断面積が上記第 1支持部の横断面積より小さい液晶表示装置
[14] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 1及び第 2基板のそれぞれには、上記液晶層側に、電圧無印加時に液晶分 子を垂直に配向させる垂直配向膜が設けられており、
上記第 1及び第 2基板の少なくとも一方には、上記液晶層側に、電圧印加時に液 晶分子を放射状に配向させる配向制御体が設けられている液晶表示装置。
[15] 請求項 14に記載された液晶表示装置において、
上記第 2支持部が上記配向制御体を兼ねている液晶表示装置。
[16] 請求項 1に記載された液晶表示装置にぉ 、て、
上記第 1及び第 2基板の少なくとも一方は、上記液晶層側に所定の配向処理を施 した配向膜が設けられて!/、る液晶表示装置。
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