特許 5766538 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5766538

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1339 20060101AFI20150730BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1339 500

【請求項の数】13

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-165234(P2011-165234)

(22)【出願日】2011年7月28日

(65)【公開番号】特開2013-29644(P2013-29644A)

(43)【公開日】2013年2月7日

【審査請求日】2014年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長島 理

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５４６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３４９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０２４６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３３７

Ｇ０２Ｆ １／１３３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板から間隔をあけて対向するように配置された第２基板と、
前記第１基板に形成された第１配向膜と、
前記第２基板に形成された第２配向膜と、
前記第１基板と前記第１配向膜との間及び前記第２基板と前記第２配向膜との間の少なくとも一方に形成された、前記第１基板と前記第２基板とのギャップを保持するスペーサと、
前記第１配向膜及び前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、
前記液晶層を囲んで封止するとともに前記第１基板及び前記第２基板を固定するシール材と、
を有し、
前記第１基板及び前記第２基板の前記シール材によって囲まれる領域は、長辺及び短辺を有する長方形であり、
前記長方形は、中央領域と、前記長方形の前記長辺の延在方向である長軸方向で前記中央領域を挟む一対の第１領域と、前記長方形の前記短辺の延在方向である短軸方向で前記中央領域を挟む一対の第２領域と、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域の周囲に隣接する周辺領域と、を含み、
前記スペーサは、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域を避けて、前記中央領域及び前記周辺領域に配置され、
前記周辺領域は、それぞれの前記第１領域との境界の前記長辺と対向する部分から前記長辺までの幅が、一方の前記第２領域との境界の前記長辺と対向する部分から前記長辺までの幅よりも広いことを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載された液晶表示装置において、
前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域は、前記中央領域を連続的に囲む領域であることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項3】

請求項１に記載された液晶表示装置において、
隣同士の１つの前記第１領域及び１つの前記第２領域との間には、前記スペーサが配置される領域が介在していることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
前記第１基板と前記第１配向膜との間及び前記第２基板と前記第２配向膜との間の少なくとも一方に形成された、前記スペーサよりも高さの低いストッパをさらに有し、
前記ストッパは、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項5】

請求項４に記載された液晶表示装置において、
前記中央領域及び前記周辺領域には、前記スペーサ及び前記ストッパが混在することを特徴とする液晶表示装置。

【請求項6】

請求項４又は５に記載された液晶表示装置において、
前記スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに設けられ、
前記ストッパは、前記スペーサが設けられた前記第１基板又は前記第２基板のみに設けられていることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
前記第１基板は、カラーフィルタ基板であり、
前記第２基板は、薄膜トランジスタ基板であり、
前記第１基板のみに前記スペーサが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第１領域の前記長軸方向の幅は、前記長辺の長さの１／４であることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第１領域の前記短軸方向の幅は、前記短辺の長さの２／３であることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第１領域の前記長軸方向の中心点は、前記長方形の中心点から前記長軸方向に前記長辺の長さの１／３の長さずれた位置にあることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第２領域の前記長軸方向の幅は、前記長辺の長さの１／２であることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第２領域の前記短軸方向の幅は、前記短辺の長さの１／８であることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、
それぞれの前記第２領域の前記短軸方向の中心点は、前記長方形の中心点から前記短軸方向に前記短辺の長さの１／３の長さずれた位置にあることを特徴とする液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶パネルは一対の基板を有しており、両者間のギャップ（液晶の封入スペース）を保持するために、一方の基板にはスペーサが設けられている（特許文献１及び２）。各基板の相互に対向する面には配向膜が形成されており、スペーサ上の配向膜と他方の基板上の配向膜とが接触する。接触によって配向膜が剥離すると、削れた配向膜の屑が液晶中に浮遊して、バックライトからの光が反射して光る微小輝点となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１２２０６１号公報

【特許文献2】国際公開ＷＯ２００５／０３８５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

大型の液晶パネルについて熱衝撃試験（−３５〜８５℃；９０〜３６０サイクル）を行ったところ、微小輝点の発生が確認された。大型の液晶パネルは、そのパネルサイズから高温及び低温時に基板の反り量が大きいので、一方の基板（薄膜トランジスタ基板）と他方の基板（カラーフィルタ基板）の水平方向ずれ量が大きくなる。水平方向のずれによる摺動で配向膜が削れるというのが、推測される微小輝点発生のメカニズムである。また、コントラストアップに適した配向膜は削れやすいという問題もある。

【0005】

本発明は、配向膜の剥がれによる微小輝点の発生率を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板から間隔をあけて対向するように配置された第２基板と、前記第１基板に形成された第１配向膜と、前記第２基板に形成された第２配向膜と、前記第１基板と前記第１配向膜との間及び前記第２基板と前記第２配向膜との間の少なくとも一方に形成された、前記第１基板と前記第２基板とのギャップを保持するスペーサと、前記第１配向膜及び前記第２配向膜に挟まれた液晶層と、前記液晶層を囲んで封止するとともに前記第１基板及び前記第２基板を固定するシール材と、を有し、前記第１基板及び前記第２基板の前記シール材によって囲まれる領域は長方形であり、前記長方形は、中央領域と、前記長方形の長軸方向で前記中央領域を挟む一対の第１領域と、前記長方形の短軸方向で前記中央領域を挟む一対の第２領域と、前記中央領域並びに前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域を囲む周辺領域と、を含み、前記スペーサは、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域を避けて、前記中央領域及び前記周辺領域に配置され、前記周辺領域は、それぞれの前記第１領域から外方向に前記長方形の１つの長辺までの幅が、一方の前記第２領域から外方向に前記１つの長辺までの幅よりも広いことを特徴とする。本発明によれば、シミュレーションによって第１基板と第２基板のずれ量が大きいことが明らかになった領域にスペーサを配置しないようにした。これにより、配向膜の剥がれによる微小輝点の発生率を低減することができる。また、スペーサを配置する周辺領域において、第１領域の隣の領域が、第２領域の隣の領域よりも広くなっている。そのため、スペーサを配置する領域を広く確保するので、ギャップ変動を低減することができる。

【0007】

（２）（１）に記載された液晶表示装置において、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域は、前記中央領域を連続的に囲む領域であることを特徴としてもよい。

【0008】

（３）（１）に記載された液晶表示装置において、隣同士の１つの前記第１領域及び１つの前記第２領域との間には、前記スペーサが配置される領域が介在していることを特徴としてもよい。

【0009】

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、前記第１基板と前記第１配向膜との間及び前記第２基板と前記第２配向膜との間の少なくとも一方に形成された、前記スペーサよりも高さの低いストッパをさらに有し、前記ストッパは、前記一対の第１領域及び前記一対の第２領域に配置されていることを特徴としてもよい。

【0010】

（５）（４）に記載された液晶表示装置において、前記中央領域及び前記周辺領域には、前記スペーサ及び前記ストッパが混在することを特徴としてもよい。

【0011】

（６）（４）又は（５）に記載された液晶表示装置において、前記スペーサは、前記第１基板及び前記第２基板の一方のみに設けられ、前記ストッパは、前記スペーサが設けられた前記第１基板又は前記第２基板のみに設けられていることを特徴としてもよい。

【0012】

（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、前記第１基板は、カラーフィルタ基板であり、前記第２基板は、薄膜トランジスタ基板であり、前記第１基板のみに前記スペーサが設けられていることを特徴としてもよい。

【0013】

（８）（１）から（７）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第１領域の前記長軸方向の幅は、前記長軸の１／４であることを特徴としてもよい。

【0014】

（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第１領域の前記短軸方向の幅は、前記短軸の２／３であることを特徴としてもよい。

【0015】

（１０）（１）から（９）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第１領域の前記長軸方向の中心点は、前記長方形の中心点から前記長軸方向に前記長軸の１／３の長さずれた位置にあることを特徴としてもよい。

【0016】

（１１）（１）から（１０）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第２領域の前記長軸方向の幅は、前記長軸の１／２であることを特徴としてもよい。

【0017】

（１２）（１）から（１１）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第２領域の前記短軸方向の幅は、前記短軸の１／８であることを特徴としてもよい。

【0018】

（１３）（１）から（１２）のいずれか１項に記載された液晶表示装置において、それぞれの前記第２領域の前記短軸方向の中心点は、前記長方形の中心点から前記短軸方向に前記短軸の１／３の長さずれた位置にあることを特徴としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明を適用した第１の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。

【図2】図１に示す液晶表示装置のII−II線断面図である。

【図3】熱衝撃試験のシミュレーション結果を示す図である。

【図4】本発明を適用した第２の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。

【図5】本発明を適用した第３の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0021】

［第１の実施形態］
図１は、本発明を適用した第１の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置のII−II線断面図である。

【0022】

液晶表示装置は、第１基板１０を有する。第１基板１０は、カラーフィルタ基板のベース基板であり、図２に示すように着色層１２が積層されている。第１基板１０から間隔をあけて、第２基板１４が対向している。第２基板１４は、薄膜トランジスタ基板のベース基板であり、図２に示すように、半導体層、配線、電極及び絶縁層などが積層された回路層１６が積層されている。第１基板１０及び第２基板１４は、いずれもガラス基板などの光透過性基板である。

【0023】

第１基板１０には第１配向膜１８が形成され、第２基板１４には第２配向膜２０が形成されている。第１配向膜１８及び第２配向膜２０の間に液晶層２２が挟まれている。液晶層２２は、図１に示すシール材２４によって囲まれて封止されている。シール材２４は、第１基板１０及び第２基板１４を固定する。詳しくは、シール材２４は、第１基板１０及び第２基板１４の周縁部同士を固定している。したがって、第１基板１０及び第２基板１４に反りが生じると、それぞれの周縁部はシール材２４に固定されているため、ずれが生じない。

【0024】

本発明の発明者は、第１基板１０及び第２基板１４に液晶層２２が挟まれてシール材２４で封止されてなるパネルについて熱衝撃試験のシミュレーションを行った。図３は、熱衝撃試験のシミュレーション結果を示す図である。

【0025】

図３に示すように、シール材２４によって囲まれる長方形Ｒの内側に、第１基板１０及び第２基板１４のずれ量が大きい複数の領域が確認された。詳しくは、長方形Ｒの長軸方向（Ｘ方向）で中央を左右で挟む左右領域２６と、長方形Ｒの短軸方向（Ｙ方向）で中央を上下に挟む上下領域２８がずれ量の大きい領域である。左右領域２６のそれぞれの内側には、さらにずれ量が大きい領域３０があった。

【0026】

図２に示すように、第１基板１０と第２基板１４との間にはスペーサ３２が設けられてギャップが保持されている。スペーサ３２は、例えば樹脂で形成することができる。スペーサ３２は、第１基板１０と第１配向膜１８との間及び第２基板１４と第２配向膜２０との間の少なくとも一方に形成されている。図２の例では第１基板１０と第１配向膜１８との間のみにスペーサ３２が配置され、スペーサ３２の形状に沿って第１配向膜１８には凸部３４が形成されている。第１配向膜１８の凸部３４は、第２配向膜２０に接触している。

【0027】

本実施形態では、シミュレーションによって第１基板１０と第２基板１４のずれ量が大きいことが明らかになった領域にスペーサ３２を配置しないようにした。以下、スペーサ３２を配置する領域及び配置しない領域を説明する。

【0028】

図１に示すように、第１基板１０及び第２基板１４のシール材２４によって囲まれる領域は長方形Ｒである。長方形Ｒは、中央領域３６を含む。長方形Ｒは、その長軸方向（Ｘ方向）で中央領域３６を挟む一対の第１領域３８を含む。長方形Ｒは、その短軸方向（Ｙ方向）で中央領域３６を挟む一対の第２領域４０を含む。一対の第１領域３８及び一対の第２領域４０は、中央領域３６を連続的に囲む領域である。長方形Ｒは、中央領域３６並びに一対の第１領域３８及び一対の第２領域４０を囲む周辺領域４２を含む。

【0029】

第１領域３８の長軸方向（Ｘ方向）の幅Ｗ_１Ｌは、長軸の１／４である。第１領域３８の短軸方向の幅Ｗ_１Ｓは、短軸の２／３である。第１領域３８の長軸方向の中心点Ｃ_１は、長方形Ｒの中心点Ｃから長軸方向に長軸の１／３の長さずれた位置にある。第２領域４０の長軸方向の幅Ｗ_２Ｌは、長軸の１／２である。第２領域４０の短軸方向の幅Ｗ_２Ｓは、短軸の１／８である。第２領域４０の短軸方向の中心点Ｃ_２は、長方形Ｒの中心点Ｃから短軸方向に短軸の１／３の長さずれた位置にある。

【0030】

スペーサ３２は、一対の第１領域３８及び一対の第２領域４０を避けて、中央領域３６及び周辺領域４２に配置されている。これにより、第１基板１０と第２基板１４のずれ量が大きい領域（図３参照）にスペーサ３２を配置しないので、第１配向膜１８及び第２配向膜２０の剥がれによる微小輝点の発生率を低減することができる。

【0031】

また、図３に示すように、ずれ量が大きい上下領域２８は、同様にずれ量が大きい左右領域２６よりも短軸方向（Ｙ方向）にｄだけずれていることが分かった。逆に言うと、左右領域２６の上下の領域が、上下領域２８の上下の領域よりも広くなっている。

【0032】

そこで、図１に示すように、周辺領域４２は、それぞれの第１領域３８から外方向に長方形Ｒの１つの長辺までの幅Ｗ_Ｐ１が、一方の第２領域４０から外方向に１つの長辺までの幅Ｗ_Ｐ２よりも広くなっている。

【0033】

こうすることで、スペーサ３２を配置する周辺領域４２において、第１領域３８の隣の領域が、第２領域４０の隣の領域よりも広くなる。そのため、スペーサ３２を配置する領域を広く確保するので、ギャップ変動を低減することができる。

【0034】

［第２の実施形態］
図４は、本発明を適用した第２の実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。本実施形態では、隣同士の１つの第１領域１３８及び１つの第２領域１４０との間に、スペーサ３２（図２参照）が配置される第３領域１４４が介在している。したがって、第１領域１３８及び第２領域１４０が連続していない。言い換えると、スペーサ３２が配置される中央領域１３６及び周辺領域１４２を接続するように、スペーサ３２が配置される第３領域１４４がある。これによれば、第１の実施形態よりもさらにスペーサ３２の数を増やすことができるので、ギャップ変動をさらに低減することができる。

【0035】

［第３の実施形態］
図５は、本発明を適用した第３の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面図である。

【0036】

本実施形態では、スペーサ２３２に加えてストッパ２４６が設けられている。ストッパ２４６は、スペーサ２３２よりも高さ（突出方向の長さ）が低くなっており、高さの違いを除いてスペーサ２３２と同じ構造であってもよい。ストッパ２４６は、樹脂で形成することができる。

【0037】

ストッパ２４６は、第１基板２１０と第１配向膜２１８との間及び第２基板２１４と第２配向膜２２０との間の少なくとも一方に形成される。ストッパ２４６は、第１基板２１０及び第２基板２１４の一方（例えばスペーサ２３２が設けられた第１基板２１０又は第２基板２１４）のみに設けられていてもよい。図５の例では第１基板２１０と第１配向膜２１８との間のみにストッパ２４６が配置され、ストッパ２４６の形状に沿って第１配向膜２１８には第２凸部２４８が形成されている。

【0038】

ストッパ２４６は、スペーサ２３２を配置しない一対の第１領域２３８及び一対の第２領域４０（図１参照）に配置される。また、中央領域３６（図１参照）及び周辺領域２４２には、スペーサ２３２及びストッパ２４６が混在していてもよい。あるいは、第２の実施形態で説明した第３領域１４４に、スペーサ２３２及びストッパ２４６を混在させてもよい。

【0039】

スペーサ２３２によって形成された第１配向膜２１８の凸部２３４が第１配向膜２１８及び第２配向膜２２０のギャップを形成しているので、ストッパ２４６によって形成された第１配向膜２１８の第２凸部２４８は、第２配向膜２２０に接触しない。ただし、外力によって第１配向膜２１８及び第２配向膜２２０のギャップが狭められたときに、ストッパ２４６によって形成された第２凸部２４８があることで、ギャップが狭くなりすぎることを止めるようになっている。

【0040】

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施の形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 第１基板、１２ 着色層、１４ 第２基板、１６ 回路層、１８ 第１配向膜、２０ 第２配向膜、２２ 液晶層、２４ シール材、２６ 左右領域、２８ 上下領域、３０ 領域、３２ スペーサ、３４ 凸部、３６ 中央領域、３８ 第１領域、４０ 第２領域、４２ 周辺領域、１３６ 中央領域、１３８ 第１領域、１４０ 第２領域、１４２ 周辺領域、１４４ 第３領域、２１０ 第１基板、２１４ 第２基板、２１８ 第１配向膜、２２０ 第２配向膜、２３２ スペーサ、２３４ 凸部、２３８ 第１領域、２４２ 周辺領域、２４６ ストッパ、２４８ 第２凸部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】