JP2015135530A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対向する第1の基板及び第2の基板において、表示領域に平面形状が対称性
を有するスペーサが規則的に配置され、各画素において、少なくとも一つ以上のスペーサ
が設けられている液晶表示装置である。なお、スペーサは、画素の4隅それぞれの一部に
重畳してもよい。または、画素の4辺それぞれの一部に重畳してもよい。液晶表示装置の
表示乱れを低減することができる。または、液晶表示装置の画質を向上することができる
。
【選択図】図4
Description
一対の基板の間に形成される一対の電極と、一対の基板及びシール材の間に充填される液
晶とで構成される。また、一対の基板の間隔を一定に保つために、一対の基板の間に複数
のスペーサが配置されている。スペーサとしては、基板上に散布される球状のスペーサや
、フォトリソグラフィ工程により所定の場所に形成される柱状のスペーサがある。
載した液晶表示装置は、タッチパネルまたはタッチスクリーンなどと呼ばれている。タッ
チセンサには、動作原理の違いにより、抵抗膜方式、静電容量方式、光方式などがある。
ることで、センサの電気特性が変化し、データを入力することができる。
あるため、移動しやすい。また、液晶表示装置は、外部からの押圧や曲げによってセルギ
ャップの間隔に変動が生じてしまう。これらの結果、液晶表示装置の表示乱れが生じてし
まう。
または、本発明の一形態は、液晶表示装置の画質を向上することを課題とする。
対称性を有するスペーサが規則的に配置され、各画素において、少なくとも一つ以上のス
ペーサが設けられている液晶表示装置である。なお、スペーサは、画素の4隅それぞれの
一部に重畳してもよい。または、画素の4辺それぞれの一部に重畳してもよい。
され、各画素において、スペーサは、走査線、信号線、またはスイッチング素子と重畳し
て設けられている液晶表示装置である。代表的には、スイッチング素子と重畳する。また
は、走査線及び信号線の交差部と重畳する。または、スペーサの一は走査線の一部と重畳
し、スペーサの二は信号線の一部と重畳する。
は10%以下とすることが好ましい。
平面面積を、一画素の平面面積の13%以下、好ましくは10%以下とすることで、液晶
表示装置の開口率の低減することなく、液晶表示装置のセルギャップを均一にすることが
できる。また、外部からの押圧や曲げによっても、各画素におけるセルギャップを均一に
保つことができる。
するため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
表示装置の画質を向上することができる。
明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その態様及び詳細を
さまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以
下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて
本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用い
る。
明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限
定されない。
別するために便宜上付したものであり、その数を限定するものではない。
示す場合が多い。よって、電圧を電位差と言い換えることが可能である。
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れの少ない液晶表示装置につい
て、図1乃至図9を用いて説明する。
極ともいう。)が形成された第1の基板100と対向電極(以下、第2の電極ともいう。
)が形成された第2の基板102がシール材104により貼り合わされており、第1の基
板100、第2の基板102、及びシール材104の内部に液晶が充填されている。第1
の基板100上には、信号線駆動回路106、走査線駆動回路108、及び画素がマトリ
クス状に形成された表示領域110が形成されている。また、シール材104の隅には、
第1の基板100に形成される接続配線114と第2の基板102に形成される対向電極
とを導通する導電粒子112が設けられている。また、接続配線114は、FPC116
(Flexible printed circuit)と接続される。なお、図示しな
いが、液晶表示装置には、光源としてバックライト、サイドライトなどが設けられる。ま
た、第1の基板100の外側、及び第2の基板の外側それぞれには、偏光板、位相差板、
反射防止板、円偏光板などが適宜設けられる。
120は、信号線128の中心線と走査線130の中心線とで囲まれる領域である。画素
120は、スイッチング素子124及び画素電極131を含む。また、画素の平面面積は
、矢印120aで示すx方向の画素ピッチ(寸法)と、矢印120bで示すy方向の画素
ピッチ(寸法)との積で求められる。
クス状に配置されている。さらに、各画素において、平面形状が対称性を有するスペーサ
122が1つ以上設けられている。スペーサ122は、表示領域において規則的に設けら
れている。なお、画素120にスペーサ122が設けられる場合は、画素に設けられた画
素電極の電位を制御するスイッチング素子124と重畳するように設けることで、液晶表
示装置の開口率が低減しない。
ように平面形状が対称性を有するスペーサ126が設けられてもよい。また、スペーサ1
26は、隣接する画素にまたがって配置される。この場合は、スペーサ126は、少なく
とも信号線128及び走査線130の交差部上に設けることで、液晶表示装置の開口率の
低減を妨げることができる。
または多角錐台とすることができる。また、平面形状が対称性を有するスペーサ122、
126の形状を、円柱、楕円柱、角丸多角柱、角丸多角錐台、円錐台、または楕円錐台と
することで、スペーサ122、126の平面形状が点対称であり、且つ側面が湾曲してい
る。スペーサ122、126の側面が曲面であると、液晶の流動の妨げにならず、液晶の
分布の均一性を高めることができる。なお、スペーサの平面形状における対称性は点対称
に限らず、線対称でもよい。
るように平面形状が十字状であるスペーサ132が設けられてもよい。なお、図5に示す
十字状のスペーサ132は、縦方向の長さと横方向の長さが異なっていてもよい。この場
合は、スペーサ132は、少なくとも信号線128及び走査線130の交差部上に設ける
ことで、液晶表示装置の開口率が低減しないと共に、セルギャップの均一性を更に高める
ことができる。
るように、平面形状が対称性を有するスペーサ134が設けられてもよい。図6に示すス
ペーサ134は、隣接する画素の境界、即ち、走査線の中心線は信号線の中心線において
線対称であることが好ましい。また、スペーサ134は、隣接する画素にまたがって配置
される。この場合は、スペーサ134は、少なくとも信号線128または走査線130上
に設けることで、液晶表示装置の開口率が低減しないと共に、セルギャップの均一性を更
に高めることができる。
おり、各画素において、少なくとも一つ以上の平面形状が対称性を有するスペーサを有す
る。更に、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積は、一画素の平
面面積の13%以下、好ましくは10%以下とする。また、スペーサは各々が独立してお
り、隣接するスペーサと隙間を有する。このため、図3に示すように、矢印136で示す
第1の方向、及び第1の方向と交差する矢印138で示す第2の方向において、スペーサ
122が形成されない。このため、本実施の形態に示す液晶表示装置は、液晶注入法によ
り第1の基板及び第2の基板の間に液晶を注入する際に、液晶が流動する領域を有し、当
該領域において液晶が流動できるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させるこ
とができる。また、液晶滴下法において第1の基板に液晶を滴下した後、第1の基板に第
2の基板を封止する際、液晶が表示領域で流動することが可能であるため、表示領域にお
いて均一性高く液晶を分布させることができる。
されているため、外部からの押圧や曲げによって、第1の基板または/及び第2の基板に
力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の
乱れを低減することができる。
積の13%以下、好ましくは10%以下とし、ブラックマトリクス、走査線、信号線、ま
たはスイッチング素子上に設けることで、画素の開口率及び液晶の配向ムラによるコント
ランストの低減を妨げることが可能であり、液晶表示装置の画質を向上させることができ
る。
晶表示装置の画素を示す。
配置にあわせてサブ画素120c、120d、120eを有する。
えば、図7(B)に示すように、サブ画素一つにおいて、スペーサ122を一つ以上配置
することができる。また、図7(C)に示すように、サブ画素一つにおいて、4隅のそれ
ぞれ一部にスペーサ122を重畳させることができる。
けるサブ画素ピッチの積となる。
9においては、TN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置について
説明する。
図である。走査線及び信号線に接続するスイッチング素子124と、スイッチング素子1
24に接続する第1の電極164と、容量配線155、ゲート絶縁層(図示しない。)、
及び配線160bで形成される容量素子125とを有する。容量素子125は、スイッチ
ング素子124及び第1の電極164と電気的に接続する。また、走査線及び信号線の交
差部を覆うようにスペーサ166が設けられる。なお、図8においては、図5に示すスペ
ーサと同様の形状のスペーサ166を形成するが、図3、図4、及び図6のいずれのスペ
ーサをも適用することができる。
の電極164の電位を制御するスイッチング素子124が形成される。また、スイッチン
グ素子124上に絶縁層160、絶縁層162が形成される。絶縁層162上に第1の電
極164が形成される。スイッチング素子124と接続する配線160bと、第1の電極
164とは、絶縁層160、162に設けられる開口部において接続される。絶縁層16
2上にスペーサ166が形成される。また、絶縁層162、第1の電極164、及びスペ
ーサ166上に、配向膜168が形成される。
、着色層172とが形成される。また、遮光層170及び着色層172上に平坦化層17
4が形成される。平坦化層174上に第2の電極176が形成され、第2の電極176上
に配向膜178が形成される。
第1の基板100、第2の基板102、及びシール材の内側に液晶180が充填される。
形成される。
も呼ばれる。)、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板等を適宜用いることがで
きる。また、第1の基板100及び第2の基板102として、可撓性を有するガラス基板
または可撓性を有するプラスチック基板を用いることで、可撓性を有する液晶表示装置を
作製することができる。プラスチック基板としては、屈折率異方性の小さい基板を用いる
ことが好ましく、代表的には、ポリエーテルサルフォン(PES)フィルム、ポリイミド
フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、PVF(ポリビニルフルオラ
イド)フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、アクリル
樹脂フィルム、または半硬化した有機樹脂中に繊維体を含むプリプレグ等を用いることが
できる。
r−Metal)、バリスタなどの2端子型の能動素子、または、薄膜トランジスタなど
の3端子型の能動素子を用いることができる。
タを用いて説明する。薄膜トランジスタは、ゲート電極154と、ゲート電極154上に
形成されるゲート絶縁層156と、ゲート絶縁層156上に形成される半導体層158と
、ソース電極及びドレイン電極として機能する配線160a、160bとを有する。なお
、ゲート電極154は走査線の一部であり、ソース電極及びドレイン電極として機能する
配線160aは信号線の一部である。
グステンから選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した
金属元素を組み合わせた合金などを用いて形成することができる。また、マンガン、マグ
ネシウム、ジルコニウム、ベリリウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を
用いてもよい。また、ゲート電極154は、単層構造でも、二層以上の積層構造としても
よい。
化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニウム層で形成する。
。
ァスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコン、または微結晶シリ
コンゲルマニウムを用いることができる。また、半導体層158は、アモルファスシリコ
ンまたはアモルファスシリコンゲルマニウムを加熱し、またはレーザービームを照射して
結晶化したポリシリコンまたはポリシリコンゲルマニウムを用いることができる。また、
半導体層158は、印刷法またはインクジェット法により形成した有機半導体を適宜用い
ることができる。また、半導体層158は、スパッタリング法、塗布法、印刷法、パルス
レーザー蒸着法等により形成した酸化物半導体層を用いることができる。
−Sn−Ga−Zn−O系金属酸化物や、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O
系金属酸化物、In−Sn−Zn−O系金属酸化物、In−Al−Zn−O系金属酸化物
、Sn−Ga−Zn−O系金属酸化物、Al−Ga−Zn−O系金属酸化物、Sn−Al
−Zn−O系金属酸化物や、二元系金属酸化物であるIn−Zn−O系金属酸化物、Sn
−Zn−O系金属酸化物、Al−Zn−O系金属酸化物、Zn−Mg−O系金属酸化物、
Sn−Mg−O系金属酸化物、In−Mg−O系金属酸化物などを用いることができる。
ここでは、n元系金属酸化物はn種類の金属酸化物で構成される。
a)、亜鉛(Zn)を有する酸化物半導体、という意味であり、その組成比は問わない。
用いることができる。ここで、Mは、Zn、Ga、Al、Mn及びCoから選ばれた一ま
たは複数の金属元素を示す。例えばMとして、Ga、Ga及びAl、Ga及びMn、また
はGa及びCoなどがある。
成比は、原子数比で、In:Zn=50:1〜1:2(モル数比に換算するとIn2O3
:ZnO=25:1〜1:4)、好ましくはIn:Zn=20:1〜1:1(モル数比に
換算するとIn2O3:ZnO=10:1〜1:2)、さらに好ましくはIn:Zn=1
5:1〜1.5:1(モル数比に換算するとIn2O3:ZnO=15:2〜3:4)と
する。例えば、In−Zn−O系酸化物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比が
In:Zn:O=X:Y:Zのとき、Z>1.5X+Yとする。
好ましくは0.1%入ってもよい。半導体層158に形成することが可能な金属酸化物は
、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3eV
以上である。
てもよい。i型化または実質的にi型化された酸化物半導体層は、キャリア密度が5×1
014/cm3未満、好ましくは1×1012/cm3未満、より好ましくは1×101
1/cm3以下である。また、ドナーとして寄与する水素や酸素欠陥は少ないことが好ま
しく、水素濃度が1×1016/cm3以下が好ましい。なお、キャリア密度は、ホール
効果測定により得られる。また、より低濃度のキャリア密度の測定は、CV測定(Cap
acitance−Voltage−Measurement)の測定結果により得られ
る。また、酸化物半導体層中の水素濃度測定は、二次イオン質量分析法(SIMS:Se
condary Ion Mass Spectroscopy)により得られる。
スタは、オフ電流が1×10−19A/μm以下、さらには1×10−20A/μm以下
と低くすることができる。これは、i型化または実質的にi型化された酸化物半導体層は
、バンドギャップが広く、電子の励起のために大きな熱エネルギーが必要であるため、直
接再結合及び間接再結合が生じにくい。このため、ゲート電極に負の電位が印加された状
態(オフ状態)では、少数キャリアであるホールは実質的にゼロであるため、直接再結合
及び間接再結合が生じにくく、電流は限りなく低くなる。この結果、薄膜トランジスタの
オフ状態において、酸化物半導体層は絶縁体とみなせて回路設計を行うことができる。一
方で、i型化または実質的にi型化された酸化物半導体層は、薄膜トランジスタの導通状
態(オン状態)においては、非晶質シリコンで形成される半導体層よりも高い電流供給能
力を見込むことができる。このため、薄膜トランジスタは、オフ状態では極めてリーク電
流の低いノーマリーオフ状態となり、優れたスイッチング特性を有する。
60bを形成したが、ゲート絶縁層156及び半導体層158の間に配線160a、16
0bを形成してもよい。さらには、薄膜トランジスタをトップゲート型の薄膜トランジス
タとすることもできる。この場合は、半導体層158で列挙した材料の他、単結晶シリコ
ン層を用いることができる。なお、単結晶シリコン層をチャネル領域に用いたトランジス
タとしては、単結晶シリコン基板をチャネル領域に用いたトランジスタの他、絶縁領域上
に単結晶シリコン層が形成される、いわゆるSOI(Silicon on Insul
ator)基板をチャネル領域に用いたトランジスタを用いることができる。
とができる。
有機樹脂層としては、例えばアクリル、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニル
フェノール、ベンゾシクロブテンなどを用いることができる。また、シロキサンポリマー
を用いることができる。
過型液晶表示装置の場合、第1の電極164は、透光性を有する材料を用いて形成する。
透光性を有する材料とは、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イ
ンジウム亜鉛(IZO)、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)等がある。
組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シー
ト抵抗が10000Ω/□以下、波長550nmにおける透光率が70%以上であること
が好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が0.1Ω・cm以下
であることが好ましい。
ば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンま
たはその誘導体、若しくはこれらの2種以上の共重合体などがあげられる。
る。代表的には、アルミニウム、銀等が用いられる。また、第1の電極164の表面を凹
凸状にすることで、反射率を高めると共に、写りこみを低減することができる。このため
、反射型液晶表示装置の場合は、第1の電極164の下地膜である絶縁層162を凹凸と
することが好ましい。
いられる。
等により形成することができる。
である。スペーサ166は、本実施の形態では、フォトリソグラフィ工程により所定の場
所に形成するものであり、代表的には、フォトリソスペーサー、ポストスペーサー、貝柱
スペーサ、カラムスペーサー、柱状スペーサとも呼ばれている。基板の全面に、アクリル
、ポリイミドなどの感光性有機樹脂層をスピンコート法または印刷法により形成した後、
フォトリソグラフィ工程を行うことにより、基板上に感光性の有機樹脂層を形成すること
ができ、当該感光性の有機樹脂層がスペーサとして機能する。当該方法により、露光時の
マスクパターン次第でスペーサの配置したい場所に露光できるため、走査線、信号線、ス
イッチング素子等と重畳するようにスペーサを配置することが可能であり、第1の基板1
00及び第2の基板102の間隔を保持するだけでなく、液晶の光漏れ及び開口率の低減
も防ぐことができる。また、スペーサ166は、インクジェット法により有機絶縁材料を
含む組成物を吐出し焼成して形成することができる。
ルーモード液晶表示装置や高分子分散型液晶表示装置等においては、配向膜を形成しない
場合もある。また、垂直配向モードの液晶表示装置においては、配向膜を形成する代わり
に、第1の電極または第2の電極にスリットを形成する、または第1の電極または第2の
電極上に誘電体を形成する等の工程により、配向膜を設けずとも、液晶にプレチルト状態
に保持することができる。
能を有する。通常は、赤色波長範囲の光、青色波長範囲の光、及び緑色波長範囲の光、そ
れぞれを優先的に透過させる着色層を組み合わせて、カラーフィルタとして機能させるこ
とができる。しかしながら、着色層の組み合わせに関しては、これに限られない。赤色波
長の範囲の光、青色波長範囲の光、及び緑色波長範囲の光に加えて、白色波長範囲の光を
優先的に透過させる着色層を組み合わせることで、液晶表示装置の輝度を高めることがで
きる。または、白色波長範囲の光の代わりに、イエロー、シアン、マゼンタ等の波長範囲
の光を優先的に透過させる着色層を一つ以上追加することができる。なお、各色要素ごと
にサブ画素の面積が異なっていてもよい。
カラーレジストを用いたカラーレジスト法、染色法、電着法、ミセル電解法、電着転写法
、フィルム分散法、インクジェット法(液滴吐出法)、銀塩発色法など公知の手法を用い
ての形成することができる。
170及び着色層172を形成する。はじめに、黒色顔料が分散された感光性アクリル樹
脂材料を塗布法により第2の基板102上に塗布する。次に、アクリル樹脂材料を乾燥し
、仮焼きした後、露光及び現像し、加熱してアクリル樹脂材料を硬化し、遮光層170を
形成する。次に、赤色顔料、緑色顔料、または青色顔料が分散された感光性アクリル樹脂
材料をそれぞれ塗布し、遮光層170と同様の工程によって、それぞれ赤色着色層、緑色
着色層、青色着色層を形成する。この後、有機樹脂材料を塗布し平坦化層174を形成す
る。
きる。
誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いる。
とができる。ブルー相を示す液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子
液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等がある。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向さ
せ、ブルー相を発現させるために用いる。一例として、カイラル剤を混合させることで、
サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶がブル
ー相を示すことができる。カイラル剤が混合されたブルー相を示す液晶は、応答速度が1
msec以下と短く、光学的等方性であるため、視野角依存性が小さい。
基板102側に着色層が形成されず、第1の基板100側に着色層が形成されることを特
徴とする。また、スペーサ167が、第2の基板102上に形成されることを特徴とする
。
着色層182上に、着色層182に含まれる不純物が液晶180に混入するのを防ぐため
に、保護層184が形成される。保護層184上に、第1の電極164が形成される。着
色層182は、画素毎に、任意の波長範囲の光(赤色、青色、または緑色)を優先的に透
過させる層で形成すればよい。また、着色層182は平坦化層としても機能するため、液
晶180の配向ムラ、光漏れ、ディスクリネーション等を低減することができる。
層182、及び保護層184に設けられる開口部において接続される。第1の電極164
上には配向膜169が形成される。
、遮光層170及び第2の基板102を覆う平坦化層174が形成される。平坦化層17
4上に第2の電極176が形成され、第2の電極176上にスペーサ167が形成される
。第2の電極176およびスペーサ167上に配向膜179が形成される。
形成される。
ない。このため、着色層182の形成工程におけるマスクずれを回避するため、遮光層1
70の面積を大きくする必要がなくなり、画素における開口率を向上させることができる
。
9(B)に示すように第2の基板102に形成することができる。また、図9(B)にお
いては、スペーサ167は第2の基板102上に形成されるが、図9(B)に示すように
第1の基板100に形成することができる。
れに限定されない。すなわち、FFS(Fringe Field Switching
)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、OCB(Opti
cal Compensated Birefringence)モード、FLC(Fe
rroelectric Liquid Crystal)モード、AFLC(Anti
Ferroelectric Liquid Crystal)モード、垂直配向(VA
)モード、またはその他の液晶表示装置とすることができる。垂直配向(VA)モードと
しては、例えば、MVA(Multi−Domain Vertical Alignm
ent)モード、PVA(Patterned Vertical Alignment
)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro
−cellなどを用いることができる。具体的には、1画素を複数のサブ画素に分割し、
各サブ画素の中央に位置する対向基板の箇所に凸部を設けることで1画素をマルチドメイ
ン化する。なお、凸部は、第1の基板または第2の基板の一方または両方に設けてもよく
、放射状に液晶分子を配向させ、配向規制力を向上させる。なお、IPS型の液晶表示装
置は、横電界で液晶の配向を制御するため、第2の電極が第1の電極と同様に第1の基板
100上に形成される。
材料を用いることができる。例えば、ビスフェノールA型液状樹脂、ビスフェノールA型
固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールAD型樹脂
、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、
エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン樹脂、複素環式エ
ポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。シール材104
は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置を用いて第1の基板
100または第2の基板102上に塗布する。なお、シール材104に、第1の基板10
0及び第2の基板102の間隔を保つためのフィラー(直径1μm〜24μm)を含んで
もよい。
縁性球体は、シリカガラス、硬質樹脂等で形成される。金属層は、金、銀、パラジウム、
ニッケル、ITO、及びIZOの単層または積層構造とすることができる。
第2の基板102上にシール材104を設けた後、第1の基板100及び第2の基板10
2の位置合わせをする。次に、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によりシール材
104を硬化して第1の基板100及び第2の基板102を貼り合せる。
に液晶を充填させる。この後、液晶の注入口に封止材を設けることで、液晶表示装置を作
製することできる。
板100または第2の基板102に液晶滴下法により液晶を滴下した後、第1の基板10
0及び第2の基板102の位置合わせをする。次に、可視光照射、紫外光照射、または加
熱処理によりシール材104を硬化して、第1の基板100及び第2の基板102を貼り
合せることで、液晶表示装置を作製することできる。
画素において、少なくとも一つ以上の平面形状が対称性を有するスペーサを有する。更に
、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積は、一画素の平面面積の
13%以下、好ましくは10%以下とする。また、スペーサは各々が独立しており、隣接
するスペーサと隙間を有する。このため、液晶注入法により第1の基板及び第2の基板の
間に液晶を注入する際に、液晶の流動領域を形成することが可能であり、当該領域におい
て液晶が流動するため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。ま
た、液晶滴下法において第1の基板に液晶を滴下した後、第1の基板に第2の基板を封止
する際、液晶が表示領域で流動することが可能であるため、表示領域において均一性高く
液晶を分布させることができる。
されているため、外部からの押圧や曲げによって、第1の基板または/及び第2の基板に
力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の
乱れを低減することができる。
積の13%以下、好ましくは10%以下とし、遮光層、走査線、信号線、またはスイッチ
ング素子上に設けることで、画素の開口率及び液晶の配向ムラによるコントランストの低
減を妨げることが可能であり、液晶表示装置の画質を向上させることができる。
1の基板上に設けられているが、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一方または両方を
FPC上に設けてもよい。
onding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が
取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモ
ジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。更には、FPC、TAB、TCP等のコ
ネクターが設けられていないものも液晶表示装置に含むものとする。
着色層を設けなくともよい。
あればよく、走査線駆動回路、信号線駆動回路その他の非表示領域においては、スペーサ
の配置はランダムでも規則的でもよい。
晶表示装置を示したが、パッシブマトリクス型の液晶表示装置に上記スペーサを設けるこ
とができる。パッシブマトリクス型の液晶表示装置は、図10に示すように、第1の方向
に一定間隔の隙間をあけて配置される第1の電極192と、一定間隔の隙間をあけて第1
の方向と交差する方向に配置される第2の電極194が、少なくとも液晶を介して重畳す
る。また、画素190は、第1の電極192の隙間の中心線と、第2の電極194の隙間
の中心線で囲まれる領域である。画素190の平面面積は、矢印190aで示すx方向の
画素ピッチ(寸法)と、矢印190bで示すy方向の画素ピッチ(寸法)との積で求めら
れる。
配置することができる。
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れが少なく、且つ機械強度の高
い液晶表示装置について、図1及び図11を用いて説明する。
リクス状に配置されている。また、表示領域110においてスペーサが規則的に配置され
ており、各画素において、平面形状が対称性を有するスペーサが1つ以上設けられている
。当該スペーサは、第1の基板及び第2の基板の間隔を保持するスペーサ122と、粘着
性を有し、第1の基板及び第2の基板の密着性を高めるスペーサ140の2種類あり、こ
れらが交互に設けられている。図11においては、図4と同様に、画素120の4隅それ
ぞれの一部に重畳するようにスペーサ122、スペーサ140が交互に設けられているが
、図3、図5、及び図6のスペーサの配置位置及び形状を適宜適用することができる。
態1に示すシール材104の材料を適宜用いて形成することができる。
2の基板の間隔を保持するスペーサ122を形成した後、シール材104を描画すると共
に、粘着性を有するスペーサ140を表示領域110に形成すればよい。次に、第1の基
板及び第2の基板の位置合わせをした後、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によ
りシール材104及び粘着性を有するスペーサ140を硬化して、第1の基板及び第2の
基板を貼り合せる。次に、液晶注入法により、第1の基板、第2の基板、及びシール材内
に液晶を充填させる。この後、液晶の注入口に封止材を設けることで、液晶表示装置を作
製することできる。
板及び第2の基板の間隔を保持するスペーサ122を形成した後、シール材104を描画
すると共に、粘着性を有するスペーサ140を表示領域110に形成すればよい。次に、
第1の基板または第2の基板上にシール材を設け、液晶滴下法により液晶を滴下する。次
に、第1の基板及び第2の基板の位置合わせをした後、可視光照射、紫外光照射、または
加熱処理によりシール材及び粘着性を有するスペーサ140を硬化して、第1の基板及び
第2の基板を貼り合せることで、液晶表示装置を作製することできる。
対称性を有するスペーサを有する。当該スペーサは、第1の基板及び第2の基板の間隔を
保持するスペーサと、第1の基板及び第2の基板の密着性を高めるスペーサとが、交互に
設けられている。更に、一画素におけるスペーサの平面面積は、一画素の平面面積の13
%以下、好ましくは10%以下とする。
ことができるため、外部からの押圧や曲げによって、第1の基板または/及び第2の基板
に力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示
の乱れを低減することができる。
板の密着性を高めるスペーサとが、交互に設けられており、第1の基板及び第2の基板の
密着性が高められ、且つ、第1の基板及び第2の基板の間隔の分布を高めることが可能で
あるため、液晶表示装置の機械強度を高めるとともに、表示の乱れを低減することができ
る。
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れが少ないタッチパネルについ
て、図12を用いて説明する。
02上に、タッチセンサ部270が設けられる。タッチセンサ部270は、抵抗膜方式、
表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等を適宜用いることができる。本実施の形態で
は、タッチセンサ部270として、抵抗膜方式のタッチセンサを用いた形態について説明
する。
基板284上に形成された第4の電極286で構成される。第3の基板280上には、第
3の電極282及びスペーサ288が形成される。また、第4の基板284及び第3の基
板280がシール材(図示しない。)で封止される。なお、図示しないが、第1の基板1
00の外側と、第2の基板102及び第3の基板280との間には、それぞれ偏光板、位
相差板、反射防止板、円偏光板などが適宜設けられる。
ができる。また、第3の電極282及び第4の電極286は、第1の電極164に示す透
光性を有する材料を適宜用いて形成することができる。
、第3の電極282及び第4の電極286が接触することで電気が流れる。当該電気抵抗
の変化により、押圧された位置情報を検出することが可能である。また、本実施の形態に
示す液晶表示装置は、各画素に一つ以上のスペーサを有するため、外部から所定の位置を
ペンまたは指で押圧されても、各画素におけるセルギャップを保つことができるため、液
晶表示装置の表示乱れを低減することができる。
本実施の形態では、可撓性を有する液晶表示装置を歩留まり高く作製する方法を提供する
ことを目的とする。
上に素子層404を形成する。素子層404は剥離層402に接する絶縁層と、絶縁層上
に形成され、画素電極として機能する第1の電極に印加する電圧を制御するスイッチング
素子と、スイッチング素子を覆う絶縁層とを少なくとも有する。スイッチング素子は、実
施の形態1に示すスイッチング素子124を適宜作製することができる。
成する。
えば、1辺が1メートル以上の矩形状のガラス基板を用いることにより、生産性を格段に
向上させることができる。
に応じて、基板400の全面に剥離層402を設けた後に当該剥離層402を選択的に除
去し、所望の領域にのみ剥離層を設けてもよい。また、基板400に接して剥離層402
を形成しているが、必要に応じて、基板400に接するように酸化シリコン層、酸化窒化
シリコン層、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層等の絶縁層を形成し、当該絶縁層に接
するように剥離層402を形成してもよい。
30nm〜200nmのタングステン(W)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオ
ブ(Nb)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn
)、及びシリコン(Si)の中から選択された元素、または元素を主成分とする合金材料
、または元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層または複数の層を積層させて
形成する。シリコン層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
て金属酸化物層を形成する。代表的には、1層目の金属層として、タングステン、または
タングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、2層目として、タングステン、ま
たはタングステンとモリブデンとの混合物の酸化物、タングステン、またはタングステン
とモリブデンとの混合物の窒化物、タングステン、またはタングステンとモリブデンとの
混合物の酸化窒化物、もしくはタングステン、またはタングステンとモリブデンとの混合
物の窒化酸化物を含む層を形成する。なお、2層目として金属酸化物層を形成する場合、
1層目の金属層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶
液での処理等を行って金属酸化物層を形成してもよい。
る。
ームを照射して、剥離層402が露出する凹部を形成することが好ましい。ここでは、素
子層404の端部にレーザービームを照射することにより凹部を形成する(図示しない。
)。
層412を形成した後、有機樹脂層412上に粘着層を有するフィルム414を形成する
。剥離可能な有機樹脂層412は、紫外線により剥離する紫外線剥離型有機樹脂、熱によ
り剥離する熱剥離型有機樹脂、水溶性有機樹脂等がある。粘着層を有するフィルム414
としては、紫外線硬化型粘着フィルム(UVフィルム、UVテープ、UVシートともいう
。)、圧力が加わることにより粘着力が変化する感圧フィルム(感圧フィルム、感圧テー
プ、感圧シートともいう。)、熱硬化型粘着フィルム(熱硬化型粘着テープ、熱硬化型粘
着シートともいう。)等がある。
離の前後において素子層404に加わる応力を低減し、素子層404に含まれるスイッチ
ング素子の破損を抑制することが可能となる。
層404を基板400から剥離する。剥離方法としては、例えば、機械的な力を加えるこ
と(人間の手、把治具等で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等
)を用いて行えばよい。
離層402及び素子層404の界面に加えることで、素子層404へのダメージを低減し
つつ、剥離することが可能である。また、当該剥離工程の前に、剥離層402及び素子層
404界面に液体(代表的には水)を供給することで、毛細管現象により剥離工程を容易
に行うことができる。
離層をエッチングし除去して、基板400から素子層404を剥離する方法を用いること
ができる。または、上記剥離工程の代わりに、基板400として透光性を有する基板を用
い、剥離層402として水素を含む非晶質シリコン層を用い、基板400から剥離層40
2にレーザービームを照射して、非晶質シリコン層に含まれる水素を気化させて、基板4
00と剥離層402との間で剥離する方法を用いることができる。
00をHF等の溶液を用いて溶解し除去する方法を用いることができる。この場合、剥離
層402を形成しなくともよい。
絶縁層表面)に、接着材420を用いて第1の可撓性を有する基板422を設ける。接着
材420としては、紫外線により硬化する紫外線硬化型有機樹脂、熱により硬化する熱硬
化型有機樹脂等がある。第1の可撓性を有する基板422としては、実施の形態1に示す
第1の基板100及び第2の基板102に示すプラスチック基板を適宜用いることができ
る。または、可撓性を有するガラス基板を用いることができる。なお、第1の可撓性を有
する基板422に剥離可能な有機樹脂層424を介してガラス基板426を設けることが
好ましい。剥離可能な有機樹脂層424は、剥離可能な有機樹脂層412に列挙する有機
樹脂材料であって、剥離可能な有機樹脂層412に用いていない有機樹脂材料を用いる。
これは、後の剥離可能な有機樹脂層412を除去する工程において、剥離可能な有機樹脂
層424も同時に除去されるのを回避するためである。
8から剥離可能な有機樹脂層412及び粘着層を有するフィルム414を除去した後、素
子層404、第1の電極406、及びスペーサ408上に、配向膜430を形成する。
層を有する素子層442を形成し、素子層442上に第2の電極444を形成し、素子層
442及び第2の電極444上に配向膜446を形成する。着色層及び遮光層を有する素
子層442は、実施の形態1に示す遮光層170及び着色層172と同様に形成すること
ができる。第2の電極444は、実施の形態1に示す第2の電極176と同様に形成する
ことができる。配向膜446は実施の形態1に示す配向膜178と同様に形成することが
できる。
機樹脂層450を介してガラス基板452を設けることが好ましい。剥離可能な有機樹脂
層450は、剥離可能な有機樹脂層412に列挙する有機樹脂材料を適宜用いる。
材460は、実施の形態1に示すシール材104と同様に形成することができる。
後、第1の可撓性を有する基板422及び第2の可撓性を有する基板440の位置合わせ
をし、減圧雰囲気でUV光を照射してシール材460を硬化して、第1の可撓性を有する
基板422及び第2の可撓性を有する基板440を固着する。また、当該固着工程により
、第1の可撓性を有する基板422及び第2の可撓性を有する基板440、及びシール材
460に液晶470を充填することができる(図14(f)参照。)。
1のガラス基板426を除き、剥離可能な有機樹脂層450を除去して、第2の可撓性を
有する基板440から第2のガラス基板452を除く。以上の工程により、可撓性を有す
る液晶表示装置を作製することができる。
可撓性を有する基板440、及びシール材460の間に液晶を充填したが、適宜液晶注入
法を用いてもよい。
が設けられており、当該スペーサは表示領域で規則的に配置されているため、外部からの
押圧や曲げによって、第1の基板または/及び第2の基板に力が加わっても、各画素にお
けるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる
。
であるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れの少ない可撓性を有する液晶
表示装置を有する電子書籍の形態について、図15を用いて説明する。
子書籍301は、綴じ部303に挟持された可撓性を有する液晶表示装置305、307
を有する。また、液晶表示装置305は表示部309を有する。なお、図示しないが、液
晶表示装置307の裏面、即ち表示部309と向かい合う面において、表示部を有する。
表示装置を用いることができる。または、第1の基板及び第2の基板に、プリプレグを用
いることで、可撓性を有する液晶表示装置の機械強度を高めることができる。
中空には、液晶表示装置にFPC等のコネクターで接続された配線基板が内蔵される。ま
た、配線基板上には、液晶表示装置305、307の表示を制御する半導体装置が実装さ
れる。また、配線基板に蓄電装置が電気的に接続される。また、綴じ部303に操作キー
が設けられる。
ャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。このため
、電子書籍の画質を向上させることができる。
Claims (2)
- スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と電気的に接続する画素電極と、
前記スイッチング素子上のスペーサと、
前記画素電極上及び前記スペーサ上の対向電極と、をサブ画素に有し、
前記画素電極と前記対向電極との間には液晶が挟まれ、
前記スペーサは、前記サブ画素の4隅のそれぞれに設けられ、
前記スペーサの上面形状は、四角であることを特徴とする液晶表示装置。 - スイッチング素子と、
前記スイッチング素子と電気的に接続する画素電極と、
前記スイッチング素子上のスペーサと、
前記画素電極上及び前記スペーサ上の対向電極と、をサブ画素に有し、
前記画素電極と前記対向電極との間には液晶が挟まれ、
前記スペーサは、前記サブ画素の4隅のそれぞれに設けられ、
前記スペーサの上面形状は十字状であり、
前記スペーサは、信号線及び走査線に重なるように十字状であることを特徴とする液晶表示装置。
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