JP4577810B2 - 液晶表示セルおよび液晶ディスプレイ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スペーサによってアレイ基板と対向基板との間のギャップを均一に保たれた液晶表示セルおよび液晶ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、安定した補助容量値を有し、かつ柱状スペーサの配置によって、アレイ基板と対向基板との間のギャップを均一に保持させることによって、良好な画素表示を行う液晶表示装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶表示装置は、アレイ基板側における補助容量部と画素電極との間に介在する層間絶縁膜のコンタクトホールに、対向基板に設けられた柱状スペーサを収容配置することによって、アレイ基板と対向基板との間のギャップを一定に保持している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９６９５５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の液晶表示装置では、層間絶縁膜が窒化膜などによって実現され、その膜厚はナノメータオーダであるため、たとえば対向基板側に対する指などの押下によって対向基板が変形し、柱状スペーサの先端がコンタクトホールから抜け出してしまうことがある。この柱状スペーサの抜けが生じると、柱状スペーサは元の位置であるコンタクトホールに戻らず、局所的なギャップのムラが生じ、画素表示の劣化を生じさせるという問題点があった。
【０００６】
特に、柱状スペーサの先端部が平坦である場合には、先端部周縁が鋭角をなすため、コンタクトホールに戻らないとともに、この柱状スペーサの抜けの際に、画素電極などの表面に傷を付けてしまい、この点からも画素表示が劣化するという問題点があった。
【０００７】
一方、高輝度高解像度の表示ディスプレイでは、自己発熱によって液晶層が体積膨張し、柱状スペーサとコンタクトホールとが離れ、この際、液晶が重力によって表示画面下部側に移動してこの表示画面下部側のキャップが広がり（重力ムラ）、表示画面下部側の画素表示が他の画面領域の画素表示と異なり、表示が劣化するという問題点があった。
【０００８】
なお、上述した対向基板側の変形によるムラや重力ムラの発生を防止するため、封着加重や加圧封止条件などのプロセスパラメータの設定によってマージンを確保することができるが、液晶表示装置の大型化の要求やムラ防止の要求の高まり、これらの要求を満足させるギャップ均一化の新たな改良が要望されていた。
また、対向基板とアレイ基板との張り合わせ時に、液晶を注入孔から液晶材を注入するのではなく、液晶を基板表面に垂らした後に基板を張り合わせるプロセス技術を用いる場合には、プロセスウィンドウがないため、張り合わせの位置合わせに限界がきていた。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、高輝度、高解像度、大型化する場合であっても、常にギャップを均一に保持し、キャップムラによる画素表示の劣化を防止することができる液晶表示セルおよび液晶ディスプレイを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる液晶表示セルは、少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしている。
【００１２】
また、請求項２にかかる液晶表示セルは、少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする。
【００１３】
この請求項２の発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしている。
【００１６】
また、請求項３にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方がテーパ形状であることを特徴とする。
【００１７】
この請求項３の発明によれば、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方をテーパ形状とし、前記穴に対する前記スペーサの挿入あるいは圧入を容易にすることができる。
【００１８】
また、請求項４にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記平坦化層は、有機膜であり、１ミクロン以上の膜厚を有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項４の発明によれば、平坦化層を１ミクロン以上の膜厚を有した有機膜としているので、穴の深さをミクロンオーダで得ることができ、スペーサが穴から抜け出るのを確実に防止する。
【００２０】
また、請求項５にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記穴は、前記補助容量部と前記画素電極との間を接合するコンタクトホールであることを特徴とする。
【００２１】
この請求項５の発明によれば、前記穴を、前記補助容量部と前記画素電極との間を接合するコンタクトホールとし、既設のコンタクトホールを有効利用するようにしている。
【００２３】
請求項１または２の発明によれば、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度を、他の画素領域の設置密度に比して大きくし、重力ムラの発生を防止するようにしている。
【００２４】
また、請求項６にかかる液晶ディスプレイは、請求項１〜５のいずれか一つに記載した液晶表示セルと、少なくとも前記液晶表示セルに配設された信号線および走査線と電気的に接続され、前記複数の画素電極に対して所定の電圧を印加する電圧印加手段と、外部入力された画像情報をもとに前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項７にかかる液晶ディスプレイは、上記の発明において、前記液晶表示セルに対して面状光を照射するバックライト光源をさらに備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液晶表示セルおよび液晶ディスプレイの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である液晶表示セルの一部を示す断面図である。また、図２は、図１に示したＡ−Ａ線断面図である。図１および図２において、この液晶表示セルは、対向基板１とアレイ基板２との間に液晶層２が挟まれ、この液晶層２の間隔、すなわちギャップは、柱状のスペーサ４によって均一に保持される。
【００２８】
アレイ基板３は、絶縁基板１１上に、信号線Ｄ１，Ｄ２、走査線Ｓ１、補助容量線Ｓｃが配設されるとともに、走査線Ｓ１の印加電圧がゲート電圧として信号線Ｄ２の電圧をスイッチングするスイッチング素子ＳＷを有し、補助容量線Ｓｃの一部が補助容量部１６として形成される。これらの各部の上部には、絶縁膜１２を介して、表面が平坦化された平坦化層１４が形成される。さらに、この平坦化層１４の上部に画素電極１５が配置される。
【００２９】
画素電極１５は、透明電極（ＩＴＯ）であり、平坦化層１４に設けられたコンタクトホール５を介してスイッチング素子ＳＷのソース／ドレイン電極１３および補助容量部１６に接続される。このような画素電極１５は、マトリックス状に配列されることになる。信号線Ｄ２に電圧が印加された状態で、走査線Ｓ１に電圧が印加されると、画素電極１５および補助容量部１６にこの電圧が印加され、画素電極１５が印加された電圧に応じた電圧を保持する。
【００３０】
一方、対向基板１は、絶縁基板２１上に、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層としてのカラーフィルタ層２２が各画素電極に対応して積層されるとともに、カラーフィルタ層２２間の干渉を防止するためにブラックマトリクス層２３が設けられる。さらにこれらカラーフィルタ層２２およびブラックマトリクス層２３の表面に保護膜２４が形成されるとともに、コンタクトホール５に対応した位置にスペーサ４が形成される。
【００３１】
対向基板１とアレイ基板３とは、図３に示すように、それぞれカラーフィルタ層２２と平坦化層１４とが向き合うように張り合わされ、対向基板１とアレイ基板３との間に液晶材が注入され、スペーサ４によって液晶層２が一定のギャップを保持する。
【００３２】
ここで、スペーサ４は、たとえば、カラーフィルタ層２２を形成する着色材の積層または感光性樹脂のパターニングによって形成された弾性材による柱状体である。一方、コンタクトホール５は、液晶層２側の径が絶縁基板１１側（底部）の径に比して大きく、たとえばテーパ状に形成されている。スペーサ４の径Ｄpsは、コンタクトホール５の液晶層２側の径Ｄth以下であり、絶縁基板１１側の径Ｄmin以上である。したがって、対向基板１とアレイ基板３との張り合わせ時にスペーサ４は、コンタクトホール５に挿入され、スペーサ４の径がコンタクトホール５の径を超えるとスペーサ４がコンタクトホール５に圧入され、コンタクトホール５に対するスペーサ４の相対運動が阻止されることになる。なお、スペーサ４は、コンタクトホール５への挿入時において、弾性変形領域内の変形をすることが好ましい。この結果、スペーサ４とコンタクトホール５とは、接着剤を用いずとも、摩擦力によってその状態が保持され、スペーサ４のコンタクトホール５から抜け出しを防止することができる。このため、スペーサ４による平坦化層１４への傷つけを防止することができるとともに、重力ムラなどのムラの発生を抑止し、良好な表示を行うことができる。
【００３３】
さらに、平坦化層１４は、有機膜で形成され、１μｍ以上の膜厚を有し、窒化膜などによるナノメータオーダの層間絶縁膜に比して格段に厚い層である。したがって、この厚い平坦化層１４に設けられたコンタクトホール５を深くすることができ、スペーサ４のコンタクトホール５からの抜けを確実に抑制することができる。
【００３４】
なお、この実施の形態１では、スペーサ４をコンタクトホール５に対応した位置に設け、コンタクトホール５を有効利用しているが、これに限らず、図４に示すように、スペーサ４専用の穴３５を別に設けるようにしてもよい。この場合、穴３５は、平坦化層１４に設けられるが、コンタクトホールとしての機能は必要でない。また、スペーサ４も穴３５に対応した位置に形成される。この穴３５が設けられる位置は、画素表示に影響しないところであれば、任意の位置に設けることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、スペーサ４が柱状体で、コンタクトホール５がテーパ形状を有していたが、この実施の形態２では、逆にスペーサ側をテーパ形状とし、コンタクトホール側を円筒形状としている。
【００３６】
図５は、この発明の実施の形態２である液晶表示セルの張り合わせ状態を示す断面図である。図５において、スペーサ４に対応するスペーサ４４は、液晶層２２側に向かって径が細くなるテーパ形状をなす。一方、コンタクトホール５に対応するコンタクトホール４５は、内径がほぼ一定の円筒形状をなす。スペーサ４４の対向基板１側の径Ｄps2は、コンタクトホール４５の径Ｄth以下であり、スペーサ４４の先端からコンタクトホール４５の深さｄ未満の径Ｄps2は、コンタクトホール４５の径Ｄth以上である。
【００３７】
したがって、実施の形態１と同様に、対向基板１とアレイ基板３との張り合わせ時にスペーサ４４は、コンタクトホール４５に挿入され、スペーサ４４の径がコンタクトホール４５の径を超えるとスペーサ４４がコンタクトホール４５に圧入され、コンタクトホール４５に対するスペーサ４４の相対運動が阻止されることになる。なお、スペーサ４４は、コンタクトホール４５への挿入時において、弾性変形領域内の変形をすることが好ましい。また、実施の形態１と同様に、平坦化層１４の膜圧が１μｍ以上であるため、コンタクトホール４５の深さも深くなる。このため、実施の形態１と同様に、スペーサ４４がコンタクトホール４５から抜け出すことがなく、平坦化層１４に対する傷付けや、ギャップのムラの発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の双方の形状を柱状にしてもよい。この場合、スペーサの径は、コンタクトホールあるいは穴の径以上にする。これは、スペーサ自体が弾性体で形成されているため、スペーサをコンタクトホールあるいは穴に圧入することが可能だからである。現実的には、スペーサの径とコンタクトホールあるいは穴の径との差を５μｍ以内とするのが好ましい。
【００３９】
また、上述した実施の形態１，２では、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の一方の側面がテーパ形状をなしていたが、これに限らず、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の双方の側面をテーパ形状としてもよい。さらに、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の側面の形状は、テーパ形状に限らず、凹凸面であってもよい。すなわち、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の側面の一部の径に上述した大小関係をもたせ、コンタクトホールあるいは穴に対するスペーサの相対運動が阻止されればよい。
【００４０】
（参考例）
つぎに、参考例について説明する。上述した実施の形態１，２では、いずれもスペーサ４，４４がコンタクトホール５，４５に圧入され、コンタクトホール５，４５に対するスペーサ４，４４の相対運動が阻止されるものであったが、この実施の形態３では、スペーサがコンタクトホールに当接し、コンタクトホールに対するスペーサの相対運動が規制されるようにしている。
【００４１】
図６は、参考例である液晶表示セルの一部の構成を示す断面図である。図６において、コンタクトホール５５の径Ｄthは、スペーサ５４の径Ｄpsに比して大きい。このため、スペーサ５４は、コンタクトホール５５に嵌着するのではなく、単に当接するのみである。
【００４２】
しかし、平坦化層１４の膜厚は１μｍ以上あるため、スペーサ５４がコンタクトホール５５の底部に当接した状態であっても、コンタクトホール５４に対するスペーサ５４の相対運動が確実に規制され、スペーサ５４がコンタクトホール５４から抜け出ることがなく、平坦化層１４の表面に傷を付けることがなくなり、良好な表示を維持することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１〜２では、ここのスペーサとコンタクトホールあるいは穴との形状および組立状態について説明したが、この実施の形態３では、液晶表示セル全体におけるスペーサとコンタクトホールあるいは穴との対の配置関係について説明する。
【００４４】
図７は、この発明の実施の形態３である液晶表示セルの構成を示す模式図である。図７において、この液晶表示セルのうち、鉛直下方（下部側）に位置する画素領域Ｅ３に配置されるスペーサ４の密度を、他の画素領域Ｅ１，Ｅ２に配置されるスペーサ４の密度に比して大きくしている。このため、画素領域Ｅ３における対向基板１とアレイ基板３との結合状態が高くなり、高温時における液晶層２の体積膨張による重力ムラの発生を抑制することができる。なお、図７では、画素領域Ｅ１と画素領域Ｅ３との間の画素領域Ｅ２の密度を、画素領域Ｅ１の密度と画素領域Ｅ３の密度との中間の密度に設定し、対向基板１とアレイ基板３との極端な結合度の差が生じないようにしている。
【００４５】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した実施の形態１〜３に示した液晶表示セルを用いた液晶ディスプレイについて説明する。
【００４６】
この液晶ディスプレイは、下側ケース６１上に順次、積層配置されたバックライトユニット６２、遮光スペーサ６３、実施の形態１〜３に示した液晶表示セル６５を備える。液晶表示セル６５の上部には、ドレイン回路基板６６、ゲート回路基板６７、インターフェイス回路基板６８が形成され、これらの回路基板は、液晶表示セル６５と電気的に接続されている。さらに、液晶表示セル６５の上部には、絶縁シート６９を介してシールドケース７０が配置され、シールドケース７０は、中央付近に液晶表示領域を画定するための表示窓７１を備える。
【００４７】
バックライトユニット６２は、液晶表示セル６５に対して垂直方向に進行する面状光を照射するためのものである。バックライトユニット６２は、光源である蛍光ランプから出射された光が、バックライトユニット６２の底部に設けられた反射板で反射し、導光板および拡散板を通過して面状光となって液晶表示セル６５に入力される構造を有する。
【００４８】
液晶表示セル６５は、実施の形態１〜３に示した液晶表示セルである。したがって、信号線に起因した電界が画素電極１５と対向基板１側の図示しない共通電極との間で発生すると光を透過し、対向基板１上に配設されたカラーフィルタ層２２において、対応した光強度をもったＲ，Ｇ，Ｂの光が出力される。
【００４９】
ドレイン回路基板６６、ゲート回路基板６７は、それぞれ電子回路が形成され、液晶表示セル６５内に配置されたスイッチング素子ＳＷに対して所定の電圧を印加するためのものである。また、インターフェイス回路基板６８は、所定の電子回路が形成されており、ドレイン回路基板６６およびゲート回路基板６７を制御するためのものである。これら回路基板によって、所定の画素電極が選択され、電圧が印加されることで各画素の光透過率が変化し、所望の画像を表示する。
【００５０】
なお、上述した実施の形態１〜４に示した液晶表示セルの液晶層２の形成は、液晶材を注入孔から注入する方式を採用しているが、液晶を基板表面に垂らした後に基板を張り合わせるプロセス技術を用いてもよい。この場合、上述したスペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の圧入によって、対向基板１とアレイ基板３との位置合わせをも確実に行うこともできる。
【００５１】
また、上述した実施の形態１〜４に示したスペーサおよびコンタクトホールあるいは穴は、断面が円形であったが、これに限らず、たとえば多角形であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、アレイ基板の平坦化層に、液晶層側が開口した穴を設け、対向基板が、穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしているので、前記アレイ基板と前記対向基板との間のムラの発生を抑制し、ギャップを確実に一定にできるとともに、前記スペーサが前記穴から抜け出ないので、平坦化層表面に傷を付けることがないので、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【００５３】
また、この発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしているので、前記アレイ基板と前記対向基板との間のムラの発生を抑制し、ギャップを確実に一定にできるとともに、前記スペーサが前記穴から抜け出ないので、平坦化層表面に傷を付けることがないので、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【００５５】
また、この発明によれば、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方をテーパ形状とし、前記穴に対する前記スペーサの挿入あるいは圧入を容易かつ確実にし、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせを容易かつ確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５６】
また、この発明によれば、平坦化層を１ミクロン以上の膜厚を有した有機膜としているので、穴の深さをミクロンオーダで得ることができ、スペーサが穴から抜け出るのを確実に防止することができ、平坦化層表面の傷つけとギャップ間のムラを確実に抑制することができるという効果を奏する。
【００５７】
また、この発明によれば、穴を、補助容量部と画素電極との間を接合するコンタクトホールとし、既設のコンタクトホールを有効利用するようにしているので、簡易な構成で、平坦化層表面の傷つけとギャップ間のムラを確実に抑制することができるという効果を奏する。
【００５８】
また、この発明によれば、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度を、他の画素領域の設置密度に比して大きくし、重力ムラの発生を防止するようにしているで、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である液晶表示セルの一部の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した液晶表示セルのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示した液晶表示セルの組立状態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１の変形例である液晶表示セルの一部の構成を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２である液晶表示セルの組立状態を示す断面図である。
【図６】 参考例である液晶表示セルの一部を示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態３である液晶表示セルの概要構成を示す模式図である。
【図８】 この発明の実施の形態４である液晶ディスプレイの組立分解図である。
【符号の説明】
１ 対向基板
２ 液晶層
３ アレイ基板
４，４４，５４ スペーサ
５，４５，５５ コンタクトホール
１１，２１ 絶縁基板
１２ 絶縁膜
１３ ソース／ドレイン電極
１４ 平坦化層
１５ 画素電極
１６ 補助容量部
２２ カラーフィルタ層
２３ ブラックマトリックス層
２４ 保護膜
３５ 穴
６１ 下側ケース
６２ バックライトユニット
６３ 遮光スペーサ
６５ 液晶表示セル
６６ ドレイン回路基板
６７ ゲート回路基板
６８ インターフェイス回路基板
６９ 絶縁シート
７０ シールドケース
７１ 表示窓
Ｄ１，Ｄ２ 信号線
Ｓ１ 走査線
Ｓｃ 補助容量線
ＳＷ スイッチング素子
Ｅ１〜Ｅ３ 画素領域
【発明の属する技術分野】
この発明は、スペーサによってアレイ基板と対向基板との間のギャップを均一に保たれた液晶表示セルおよび液晶ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、安定した補助容量値を有し、かつ柱状スペーサの配置によって、アレイ基板と対向基板との間のギャップを均一に保持させることによって、良好な画素表示を行う液晶表示装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶表示装置は、アレイ基板側における補助容量部と画素電極との間に介在する層間絶縁膜のコンタクトホールに、対向基板に設けられた柱状スペーサを収容配置することによって、アレイ基板と対向基板との間のギャップを一定に保持している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９６９５５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の液晶表示装置では、層間絶縁膜が窒化膜などによって実現され、その膜厚はナノメータオーダであるため、たとえば対向基板側に対する指などの押下によって対向基板が変形し、柱状スペーサの先端がコンタクトホールから抜け出してしまうことがある。この柱状スペーサの抜けが生じると、柱状スペーサは元の位置であるコンタクトホールに戻らず、局所的なギャップのムラが生じ、画素表示の劣化を生じさせるという問題点があった。
【０００６】
特に、柱状スペーサの先端部が平坦である場合には、先端部周縁が鋭角をなすため、コンタクトホールに戻らないとともに、この柱状スペーサの抜けの際に、画素電極などの表面に傷を付けてしまい、この点からも画素表示が劣化するという問題点があった。
【０００７】
一方、高輝度高解像度の表示ディスプレイでは、自己発熱によって液晶層が体積膨張し、柱状スペーサとコンタクトホールとが離れ、この際、液晶が重力によって表示画面下部側に移動してこの表示画面下部側のキャップが広がり（重力ムラ）、表示画面下部側の画素表示が他の画面領域の画素表示と異なり、表示が劣化するという問題点があった。
【０００８】
なお、上述した対向基板側の変形によるムラや重力ムラの発生を防止するため、封着加重や加圧封止条件などのプロセスパラメータの設定によってマージンを確保することができるが、液晶表示装置の大型化の要求やムラ防止の要求の高まり、これらの要求を満足させるギャップ均一化の新たな改良が要望されていた。
また、対向基板とアレイ基板との張り合わせ時に、液晶を注入孔から液晶材を注入するのではなく、液晶を基板表面に垂らした後に基板を張り合わせるプロセス技術を用いる場合には、プロセスウィンドウがないため、張り合わせの位置合わせに限界がきていた。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、高輝度、高解像度、大型化する場合であっても、常にギャップを均一に保持し、キャップムラによる画素表示の劣化を防止することができる液晶表示セルおよび液晶ディスプレイを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる液晶表示セルは、少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしている。
【００１２】
また、請求項２にかかる液晶表示セルは、少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする。
【００１３】
この請求項２の発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしている。
【００１６】
また、請求項３にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方がテーパ形状であることを特徴とする。
【００１７】
この請求項３の発明によれば、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方をテーパ形状とし、前記穴に対する前記スペーサの挿入あるいは圧入を容易にすることができる。
【００１８】
また、請求項４にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記平坦化層は、有機膜であり、１ミクロン以上の膜厚を有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項４の発明によれば、平坦化層を１ミクロン以上の膜厚を有した有機膜としているので、穴の深さをミクロンオーダで得ることができ、スペーサが穴から抜け出るのを確実に防止する。
【００２０】
また、請求項５にかかる液晶表示セルは、上記の発明において、前記穴は、前記補助容量部と前記画素電極との間を接合するコンタクトホールであることを特徴とする。
【００２１】
この請求項５の発明によれば、前記穴を、前記補助容量部と前記画素電極との間を接合するコンタクトホールとし、既設のコンタクトホールを有効利用するようにしている。
【００２３】
請求項１または２の発明によれば、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度を、他の画素領域の設置密度に比して大きくし、重力ムラの発生を防止するようにしている。
【００２４】
また、請求項６にかかる液晶ディスプレイは、請求項１〜５のいずれか一つに記載した液晶表示セルと、少なくとも前記液晶表示セルに配設された信号線および走査線と電気的に接続され、前記複数の画素電極に対して所定の電圧を印加する電圧印加手段と、外部入力された画像情報をもとに前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項７にかかる液晶ディスプレイは、上記の発明において、前記液晶表示セルに対して面状光を照射するバックライト光源をさらに備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液晶表示セルおよび液晶ディスプレイの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である液晶表示セルの一部を示す断面図である。また、図２は、図１に示したＡ−Ａ線断面図である。図１および図２において、この液晶表示セルは、対向基板１とアレイ基板２との間に液晶層２が挟まれ、この液晶層２の間隔、すなわちギャップは、柱状のスペーサ４によって均一に保持される。
【００２８】
アレイ基板３は、絶縁基板１１上に、信号線Ｄ１，Ｄ２、走査線Ｓ１、補助容量線Ｓｃが配設されるとともに、走査線Ｓ１の印加電圧がゲート電圧として信号線Ｄ２の電圧をスイッチングするスイッチング素子ＳＷを有し、補助容量線Ｓｃの一部が補助容量部１６として形成される。これらの各部の上部には、絶縁膜１２を介して、表面が平坦化された平坦化層１４が形成される。さらに、この平坦化層１４の上部に画素電極１５が配置される。
【００２９】
画素電極１５は、透明電極（ＩＴＯ）であり、平坦化層１４に設けられたコンタクトホール５を介してスイッチング素子ＳＷのソース／ドレイン電極１３および補助容量部１６に接続される。このような画素電極１５は、マトリックス状に配列されることになる。信号線Ｄ２に電圧が印加された状態で、走査線Ｓ１に電圧が印加されると、画素電極１５および補助容量部１６にこの電圧が印加され、画素電極１５が印加された電圧に応じた電圧を保持する。
【００３０】
一方、対向基板１は、絶縁基板２１上に、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層としてのカラーフィルタ層２２が各画素電極に対応して積層されるとともに、カラーフィルタ層２２間の干渉を防止するためにブラックマトリクス層２３が設けられる。さらにこれらカラーフィルタ層２２およびブラックマトリクス層２３の表面に保護膜２４が形成されるとともに、コンタクトホール５に対応した位置にスペーサ４が形成される。
【００３１】
対向基板１とアレイ基板３とは、図３に示すように、それぞれカラーフィルタ層２２と平坦化層１４とが向き合うように張り合わされ、対向基板１とアレイ基板３との間に液晶材が注入され、スペーサ４によって液晶層２が一定のギャップを保持する。
【００３２】
ここで、スペーサ４は、たとえば、カラーフィルタ層２２を形成する着色材の積層または感光性樹脂のパターニングによって形成された弾性材による柱状体である。一方、コンタクトホール５は、液晶層２側の径が絶縁基板１１側（底部）の径に比して大きく、たとえばテーパ状に形成されている。スペーサ４の径Ｄpsは、コンタクトホール５の液晶層２側の径Ｄth以下であり、絶縁基板１１側の径Ｄmin以上である。したがって、対向基板１とアレイ基板３との張り合わせ時にスペーサ４は、コンタクトホール５に挿入され、スペーサ４の径がコンタクトホール５の径を超えるとスペーサ４がコンタクトホール５に圧入され、コンタクトホール５に対するスペーサ４の相対運動が阻止されることになる。なお、スペーサ４は、コンタクトホール５への挿入時において、弾性変形領域内の変形をすることが好ましい。この結果、スペーサ４とコンタクトホール５とは、接着剤を用いずとも、摩擦力によってその状態が保持され、スペーサ４のコンタクトホール５から抜け出しを防止することができる。このため、スペーサ４による平坦化層１４への傷つけを防止することができるとともに、重力ムラなどのムラの発生を抑止し、良好な表示を行うことができる。
【００３３】
さらに、平坦化層１４は、有機膜で形成され、１μｍ以上の膜厚を有し、窒化膜などによるナノメータオーダの層間絶縁膜に比して格段に厚い層である。したがって、この厚い平坦化層１４に設けられたコンタクトホール５を深くすることができ、スペーサ４のコンタクトホール５からの抜けを確実に抑制することができる。
【００３４】
なお、この実施の形態１では、スペーサ４をコンタクトホール５に対応した位置に設け、コンタクトホール５を有効利用しているが、これに限らず、図４に示すように、スペーサ４専用の穴３５を別に設けるようにしてもよい。この場合、穴３５は、平坦化層１４に設けられるが、コンタクトホールとしての機能は必要でない。また、スペーサ４も穴３５に対応した位置に形成される。この穴３５が設けられる位置は、画素表示に影響しないところであれば、任意の位置に設けることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、スペーサ４が柱状体で、コンタクトホール５がテーパ形状を有していたが、この実施の形態２では、逆にスペーサ側をテーパ形状とし、コンタクトホール側を円筒形状としている。
【００３６】
図５は、この発明の実施の形態２である液晶表示セルの張り合わせ状態を示す断面図である。図５において、スペーサ４に対応するスペーサ４４は、液晶層２２側に向かって径が細くなるテーパ形状をなす。一方、コンタクトホール５に対応するコンタクトホール４５は、内径がほぼ一定の円筒形状をなす。スペーサ４４の対向基板１側の径Ｄps2は、コンタクトホール４５の径Ｄth以下であり、スペーサ４４の先端からコンタクトホール４５の深さｄ未満の径Ｄps2は、コンタクトホール４５の径Ｄth以上である。
【００３７】
したがって、実施の形態１と同様に、対向基板１とアレイ基板３との張り合わせ時にスペーサ４４は、コンタクトホール４５に挿入され、スペーサ４４の径がコンタクトホール４５の径を超えるとスペーサ４４がコンタクトホール４５に圧入され、コンタクトホール４５に対するスペーサ４４の相対運動が阻止されることになる。なお、スペーサ４４は、コンタクトホール４５への挿入時において、弾性変形領域内の変形をすることが好ましい。また、実施の形態１と同様に、平坦化層１４の膜圧が１μｍ以上であるため、コンタクトホール４５の深さも深くなる。このため、実施の形態１と同様に、スペーサ４４がコンタクトホール４５から抜け出すことがなく、平坦化層１４に対する傷付けや、ギャップのムラの発生を抑制することができる。
【００３８】
なお、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の双方の形状を柱状にしてもよい。この場合、スペーサの径は、コンタクトホールあるいは穴の径以上にする。これは、スペーサ自体が弾性体で形成されているため、スペーサをコンタクトホールあるいは穴に圧入することが可能だからである。現実的には、スペーサの径とコンタクトホールあるいは穴の径との差を５μｍ以内とするのが好ましい。
【００３９】
また、上述した実施の形態１，２では、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の一方の側面がテーパ形状をなしていたが、これに限らず、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の双方の側面をテーパ形状としてもよい。さらに、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の側面の形状は、テーパ形状に限らず、凹凸面であってもよい。すなわち、スペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の側面の一部の径に上述した大小関係をもたせ、コンタクトホールあるいは穴に対するスペーサの相対運動が阻止されればよい。
【００４０】
（参考例）
つぎに、参考例について説明する。上述した実施の形態１，２では、いずれもスペーサ４，４４がコンタクトホール５，４５に圧入され、コンタクトホール５，４５に対するスペーサ４，４４の相対運動が阻止されるものであったが、この実施の形態３では、スペーサがコンタクトホールに当接し、コンタクトホールに対するスペーサの相対運動が規制されるようにしている。
【００４１】
図６は、参考例である液晶表示セルの一部の構成を示す断面図である。図６において、コンタクトホール５５の径Ｄthは、スペーサ５４の径Ｄpsに比して大きい。このため、スペーサ５４は、コンタクトホール５５に嵌着するのではなく、単に当接するのみである。
【００４２】
しかし、平坦化層１４の膜厚は１μｍ以上あるため、スペーサ５４がコンタクトホール５５の底部に当接した状態であっても、コンタクトホール５４に対するスペーサ５４の相対運動が確実に規制され、スペーサ５４がコンタクトホール５４から抜け出ることがなく、平坦化層１４の表面に傷を付けることがなくなり、良好な表示を維持することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１〜２では、ここのスペーサとコンタクトホールあるいは穴との形状および組立状態について説明したが、この実施の形態３では、液晶表示セル全体におけるスペーサとコンタクトホールあるいは穴との対の配置関係について説明する。
【００４４】
図７は、この発明の実施の形態３である液晶表示セルの構成を示す模式図である。図７において、この液晶表示セルのうち、鉛直下方（下部側）に位置する画素領域Ｅ３に配置されるスペーサ４の密度を、他の画素領域Ｅ１，Ｅ２に配置されるスペーサ４の密度に比して大きくしている。このため、画素領域Ｅ３における対向基板１とアレイ基板３との結合状態が高くなり、高温時における液晶層２の体積膨張による重力ムラの発生を抑制することができる。なお、図７では、画素領域Ｅ１と画素領域Ｅ３との間の画素領域Ｅ２の密度を、画素領域Ｅ１の密度と画素領域Ｅ３の密度との中間の密度に設定し、対向基板１とアレイ基板３との極端な結合度の差が生じないようにしている。
【００４５】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した実施の形態１〜３に示した液晶表示セルを用いた液晶ディスプレイについて説明する。
【００４６】
この液晶ディスプレイは、下側ケース６１上に順次、積層配置されたバックライトユニット６２、遮光スペーサ６３、実施の形態１〜３に示した液晶表示セル６５を備える。液晶表示セル６５の上部には、ドレイン回路基板６６、ゲート回路基板６７、インターフェイス回路基板６８が形成され、これらの回路基板は、液晶表示セル６５と電気的に接続されている。さらに、液晶表示セル６５の上部には、絶縁シート６９を介してシールドケース７０が配置され、シールドケース７０は、中央付近に液晶表示領域を画定するための表示窓７１を備える。
【００４７】
バックライトユニット６２は、液晶表示セル６５に対して垂直方向に進行する面状光を照射するためのものである。バックライトユニット６２は、光源である蛍光ランプから出射された光が、バックライトユニット６２の底部に設けられた反射板で反射し、導光板および拡散板を通過して面状光となって液晶表示セル６５に入力される構造を有する。
【００４８】
液晶表示セル６５は、実施の形態１〜３に示した液晶表示セルである。したがって、信号線に起因した電界が画素電極１５と対向基板１側の図示しない共通電極との間で発生すると光を透過し、対向基板１上に配設されたカラーフィルタ層２２において、対応した光強度をもったＲ，Ｇ，Ｂの光が出力される。
【００４９】
ドレイン回路基板６６、ゲート回路基板６７は、それぞれ電子回路が形成され、液晶表示セル６５内に配置されたスイッチング素子ＳＷに対して所定の電圧を印加するためのものである。また、インターフェイス回路基板６８は、所定の電子回路が形成されており、ドレイン回路基板６６およびゲート回路基板６７を制御するためのものである。これら回路基板によって、所定の画素電極が選択され、電圧が印加されることで各画素の光透過率が変化し、所望の画像を表示する。
【００５０】
なお、上述した実施の形態１〜４に示した液晶表示セルの液晶層２の形成は、液晶材を注入孔から注入する方式を採用しているが、液晶を基板表面に垂らした後に基板を張り合わせるプロセス技術を用いてもよい。この場合、上述したスペーサおよびコンタクトホールあるいは穴の圧入によって、対向基板１とアレイ基板３との位置合わせをも確実に行うこともできる。
【００５１】
また、上述した実施の形態１〜４に示したスペーサおよびコンタクトホールあるいは穴は、断面が円形であったが、これに限らず、たとえば多角形であってもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、アレイ基板の平坦化層に、液晶層側が開口した穴を設け、対向基板が、穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしているので、前記アレイ基板と前記対向基板との間のムラの発生を抑制し、ギャップを確実に一定にできるとともに、前記スペーサが前記穴から抜け出ないので、平坦化層表面に傷を付けることがないので、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【００５３】
また、この発明によれば、前記アレイ基板の前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、前記対向基板が、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記穴と前記スペーサとの間の摩擦力によって前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止され、前記スペーサが前記穴から抜け出さないようにしているので、前記アレイ基板と前記対向基板との間のムラの発生を抑制し、ギャップを確実に一定にできるとともに、前記スペーサが前記穴から抜け出ないので、平坦化層表面に傷を付けることがないので、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【００５５】
また、この発明によれば、前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方をテーパ形状とし、前記穴に対する前記スペーサの挿入あるいは圧入を容易かつ確実にし、前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせを容易かつ確実に行うことができるという効果を奏する。
【００５６】
また、この発明によれば、平坦化層を１ミクロン以上の膜厚を有した有機膜としているので、穴の深さをミクロンオーダで得ることができ、スペーサが穴から抜け出るのを確実に防止することができ、平坦化層表面の傷つけとギャップ間のムラを確実に抑制することができるという効果を奏する。
【００５７】
また、この発明によれば、穴を、補助容量部と画素電極との間を接合するコンタクトホールとし、既設のコンタクトホールを有効利用するようにしているので、簡易な構成で、平坦化層表面の傷つけとギャップ間のムラを確実に抑制することができるという効果を奏する。
【００５８】
また、この発明によれば、鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度を、他の画素領域の設置密度に比して大きくし、重力ムラの発生を防止するようにしているで、良好な画像表示を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である液晶表示セルの一部の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した液晶表示セルのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示した液晶表示セルの組立状態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１の変形例である液晶表示セルの一部の構成を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２である液晶表示セルの組立状態を示す断面図である。
【図６】 参考例である液晶表示セルの一部を示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態３である液晶表示セルの概要構成を示す模式図である。
【図８】 この発明の実施の形態４である液晶ディスプレイの組立分解図である。
【符号の説明】
１ 対向基板
２ 液晶層
３ アレイ基板
４，４４，５４ スペーサ
５，４５，５５ コンタクトホール
１１，２１ 絶縁基板
１２ 絶縁膜
１３ ソース／ドレイン電極
１４ 平坦化層
１５ 画素電極
１６ 補助容量部
２２ カラーフィルタ層
２３ ブラックマトリックス層
２４ 保護膜
３５ 穴
６１ 下側ケース
６２ バックライトユニット
６３ 遮光スペーサ
６５ 液晶表示セル
６６ ドレイン回路基板
６７ ゲート回路基板
６８ インターフェイス回路基板
６９ 絶縁シート
７０ シールドケース
７１ 表示窓
Ｄ１，Ｄ２ 信号線
Ｓ１ 走査線
Ｓｃ 補助容量線
ＳＷ スイッチング素子
Ｅ１〜Ｅ３ 画素領域
Claims (7)
- 少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、
前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、
前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最小径以上かつ最大径以下であるスペーサを設け、
前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に挿入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、
鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする液晶表示セル。 - 少なくとも複数の信号線と複数の走査線と複数のスイッチング素子とが形成された絶縁基板上に平坦化層を介した画素電極と該画素電極に電気的に接続された補助容量部とを有したアレイ基板と、該アレイ基板に対向して配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に設けられた液晶層とを有した液晶表示セルにおいて、
前記アレイ基板は、前記平坦化層に、前記液晶層側が開口した穴を設け、
前記対向基板は、前記穴に対応する液晶層側の位置に、少なくとも前記穴の深さに対応する先端近傍の径が前記穴の最大径を超え該最大径との差が５ミクロン以下であるスペーサを設け、
前記アレイ基板と前記対向基板との張り合わせ時に前記スペーサが前記穴に圧入され、前記スペーサと前記穴の壁とが、前記スペーサの直径が前記穴の直径より大きくなっている所で接触して前記穴に対する前記スペーサの相対運動が阻止されており、
鉛直下方側に設けられる画素領域の前記穴および前記スペーサの対の設置密度は、他の画素領域の設置密度に比して大きいことを特徴とする液晶表示セル。 - 前記穴の側面または前記スペーサの先端近傍の側面の双方あるいはいずれか一方がテーパ形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示セル。
- 前記平坦化層は、有機膜であり、１ミクロン以上の膜厚を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の液晶表示セル。
- 前記穴は、前記補助容量部と前記画素電極との間を接合するコンタクトホールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の液晶表示セル。
- 請求項１〜５のいずれか一つに記載した液晶表示セルと、
少なくとも前記液晶表示セルに配設された信号線および走査線と電気的に接続され、前記複数の画素電極に対して所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
外部入力された画像情報をもとに前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液晶ディスプレイ。 - 前記液晶表示セルに対して面状光を照射するバックライト光源をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の液晶ディスプレイ。
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