(57)【要約】【課題】外力による押圧が原因で、スペーサーが液晶表示装置内で摺動することによって引き起こされる光漏れ現象を防止できる液晶表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、第一基板と、第二基板と、第一スペーサーとを備える。第一基板は、基板層と、金属層と、絶縁層と、第一電極層とを備える。金属層は基板層上に設置し、絶縁層は金属層と第一電極層との間に設置し、絶縁層は金属層を覆い、且つ第一凹部を有する。第一基板の一つの表面は第二凹部を有し、第二凹部は第一幅を有する。第二基板は、第一基板に相対して設置する。第一スペーサーは第二基板に設置し、且つ第二凹部に相対して設置される頂面を有する。頂面と第二凹部は基板層に垂直な方向から見た投影図において、少なくとも一部分は重なり、頂面は第二幅を有し、第二幅は第一幅より大きく設定される。【選択図】図１Ａ
2014052633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層と、前記基板層に設置される金属層と、第一電極層と、前記金属層と前記第一電極層との間に設置される絶縁層とを備える第一基板と、
前記第一基板に相対して設置される第二基板と、
前記第二基板に設置され、且つ前記第一基板の第二凹部に相対して設置される頂面を有する第一スペーサーとを備え、
前記絶縁層は前記金属層を覆い、且つ第一凹部を有し、前記第一基板の一つの表面は前記第二凹部を有し、前記第二凹部は第一幅を有し、前記頂面と前記第二凹部は前記基板層に垂直な方向から見た投影図において、少なくとも一部分が重なり、前記頂面は第二幅を有し、前記第二幅は前記第一幅より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第一基板と前記第二基板との間に設置される液晶層を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第一スペーサーは前記第一基板の前記表面に接触しないことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属層と前記第一基板の薄膜トランジスタのドレイン、或はソースは同一の層構造であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記絶縁層は第一絶縁層と第二絶縁層を有し、前記第一絶縁層は前記第二絶縁層に設置され、且つ前記第二絶縁層は前記薄膜トランジスタに設置されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第一基板は第二電極層を更に備え、前記第二電極層は前記第一絶縁層と前記第二絶縁層との間に設置されることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第一凹部と前記第二凹部は対応位置に設置し、且つ前記第二凹部の深さは前記第一凹部の深さより浅く、或は等しいものであることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第二絶縁層は第三凹部を有し、前記第三凹部と前記第一凹部は対応位置に設置し、且つ前記第一凹部の深さは前記第三凹部の深さより浅く、或は等しいものであることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第二凹部の底部は複数の突起部を有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第二基板は、もう一つの基板層と共通電極層を有し、前記共通電極層は前記もう一つの基板層に設置することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第二基板上に設置する第二スペーサーを更に備えることを特徴とする請求項７、或は請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第二スペーサーは前記第一基板の前記表面に接触することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第一スペーサーと前記第二スペーサーは、前記基板層に垂直な方向において、異なる高度を有することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第二スペーサーの高度は前記第一スペーサーの高度の１倍から２倍までの間にあることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第一スペーサーと前記第二スペーサーは、前記基板層に垂直な方向において、同じ高度を有することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第一スペーサーと前記第二スペーサーはそれぞれ前記第一基板の前記表面に接触することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第一基板の前記表面は第四凹部を更に有し、前記第四凹部は前記第二スペーサーと対応位置に設置し、且つ前記第四凹部の深さは前記第二凹部の深さより浅いものであることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第二スペーサーの頂面の幅は前記第四凹部の幅より大きいものであることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記第一絶縁層は第五凹部を更に有し、前記第五凹部と前記第四凹部は対応位置に設置し、且つ前記第四凹部の深さは前記第五凹部の深さより浅く、或は等しいものであることを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第二絶縁層は第六凹部を更に有し、前記第五凹部と対応位置に設置し、且つ前記第五凹部の深さは前記第六凹部の深さより浅く、或は等しいものであることを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
【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ものであり、特に、アクティブマトリクス液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示技術がますます発展し、成熟してきたことにより、液晶表示装置はすでに各種の情報関連機器に普遍的に応用されており、例えば、ノートパソコン、パーソナルデジタルアシスタント、スマートフォン、或はタブレット型パソコンなどの携帯式情報機器にも広く利用されている。液晶表示装置は主に液晶表示パネルを備え、この液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルター基板と、これらの薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板との間に設置される液晶層とを備える。薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板は、シール剤とスペーサー（ｓｐａｃｅｒ）によって、これら二つの基板の間の隙間を維持するようになっている。
【０００３】
従来の液晶表示装置は、薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルター基板と、これらの間に設置される液晶層とを備える。また、液晶表示装置はバックライトモジュールを更に備えることができ、バックライトモジュールは、カラーフィルター基板から離れて、薄膜トランジスタ基板の側端に設置される。薄膜トランジスタ基板は、透明基板と薄膜トランジスタ層を有し、薄膜トランジスタ層は透明基板の片面側に設置する。また、カラーフィルター基板と薄膜トランジスタ基板は、相対するよう設置し、且つ薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板との間の隙間を維持するために、複数のスペーサーを設ける。
【０００４】
しかしながら、液晶表示装置が外力を受け、押圧されたときには、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルター基板の隙間は小さくなり、スペーサーと薄膜トランジスタ基板との間には相対的変移が生じ、薄膜トランジスタ基板が擦り動かされる可能性があり、これにより液晶表示装置に光漏れの問題が引き起こされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、外力による押圧が原因で、スペーサーと薄膜トランジスタ基板との相対的変移によって引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を防止できる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、
基板層と、前記基板層に設置される金属層と、第一電極層と、前記金属層と前記第一電極層との間に設置される絶縁層とを備える第一基板と、
前記第一基板に相対して設置される第二基板と、
前記第二基板に設置され、且つ前記第一基板の第二凹部に相対して設置される頂面を有する第一スペーサーとを備え、
前記絶縁層は前記金属層を覆い、且つ第一凹部を有し、前記第一基板の一つの表面は前記第二凹部を有し、前記第二凹部は第一幅を有し、前記頂面と前記第二凹部は前記基板層に垂直な方向から見た投影図において、少なくとも一部分は重なり、前記頂面は第二幅を有し、前記第二幅は前記第一幅より大きいことを特徴とする。
換言すれば、本発明に基づいた液晶表示装置は、第一基板と、第二基板と、第一スペーサーとを備える。第一基板は、基板層と、金属層と、絶縁層と、第一電極層とを備える。金属層は基板層上に設置し、絶縁層は金属層と第一電極層との間に設置し、絶縁層は金属層を覆い、且つ第一凹部を有する。第一基板の一つの表面は第二凹部を有し、第二凹部は第一幅を有する。第二基板は、第一基板に相対して設置する。第一スペーサーは第二基板に設置し、且つ第二凹部に相対して設置される頂面を有する。頂面と第二凹部は基板層に垂直な方向から見た投影図において、少なくとも一部分は重なり、頂面は第二幅を有し、第二幅は第一幅より大きく設定される。
【０００７】
一実施例において、液晶表示装置は、第一基板と第二基板との間に設置される液晶層を更に備える。
【０００８】
一実施例において、第一スペーサーは第一基板の表面に接触しない。
【０００９】
一実施例において、金属層と第一基板の薄膜トランジスタのドレイン、或はソースは同一の層構造である。
【００１０】
一実施例において、絶縁層は第一絶縁層と第二絶縁層を有し、第一絶縁層は第二絶縁層に設置し、且つ第二絶縁層は薄膜トランジスタの上に設置する。
【００１１】
一実施例において、第一基板は第二電極層を更に備え、第二電極層は第一絶縁層と第二絶縁層との間に設置する。
【００１２】
一実施例において、第一凹部と第二凹部は対応位置に設置し、且つ第二凹部の深さは第一凹部の深さより浅く、或は等しいものである。
【００１３】
一実施例において、第二絶縁層は第三凹部を有し、第三凹部と第一凹部は対応位置に設置し、且つ第一凹部の深さは第三凹部の深さより浅く、或は等しいものである。
【００１４】
一実施例において、第二凹部の底部は複数の突起部を有する。
【００１５】
一実施例において、第二基板は、もう一つの基板層と共通電極層を有し、共通電極層はもう一つの基板層に設置する。
【００１６】
一実施例において、液晶表示装置は第二基板上に設置する第二スペーサーを更に備える。
【００１７】
一実施例において、第二スペーサーは第一基板の表面に接触する。
【００１８】
一実施例において、第一スペーサーと第二スペーサーは基板層に垂直な方向上において、異なる高度を有する。
【００１９】
一実施例において、第二スペーサーの高度は第一スペーサーの高度の１倍から２倍までの間にある。
【００２０】
一実施例において、第一スペーサーと第二スペーサーは基板層に垂直な方向において、同じ高度を有する。
【００２１】
一実施例において、第一スペーサーと第二スペーサーはそれぞれ第一基板の表面に接触する。
【００２２】
一実施例において、第一基板の表面は第四凹部を更に有し、第四凹部は第二スペーサーと対応位置に設置し、且つ第四凹部の深さは第二凹部の深さより浅いものである。
【００２３】
一実施例において、第二スペーサーの頂面の幅は第四凹部の幅より大きい。
【００２４】
一実施例において、第一絶縁層は第五凹部を更に有し、第五凹部と第四凹部は対応位置に設置し、且つ第四凹部の深さは第五凹部の深さより浅く、或は等しいものである。
【００２５】
一実施例において、第二絶縁層は第六凹部を更に有し、第五凹部と対応位置に設置し、且つ第五凹部の深さは第六凹部の深さより浅く、或は等しいものである。
【発明の効果】
【００２６】
上述したように、本発明に基づいた液晶表示装置の絶縁層は金属層を覆い、且つ第一凹部を有し、第一基板の表面は第二凹部を有する。また、第一スペーサーの頂面と第二凹部の開口は少なくとも一部が重なり、且つ頂面の第二幅は第二凹部の第一幅より大きい。従って、液晶表示装置が外力により押された時に、第一スペーサーは第一基板表面の第二凹部内にそれぞれ押し込まれる。これにより、液晶表示装置は、外力による圧力を分散することができる共に、第一スペーサーが第二凹部に差し込まれることによって、接触面積が増加し、より多くの接触摩擦力を発生できる。そのため、液晶表示装置が外力で押されることによるスペーサーと第一基板の相対変移により、第一基板が擦れ動くことによって引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の好ましい実施例1に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明の好ましい実施例1に係るもう一つの液晶表示装置の概略断面図である。
【図１Ｃ】本発明の液晶表示装置の上面図である。
【図１Ｄ】異なる形態の第一スペーサーの概略断面図である。
【図１Ｅ】異なる形態の第二凹部の概略断面図である。
【図１Ｆ】図１Ａ中、第一基板の基板層に垂直な方向から見た投影図において、第一スペーサーの頂面と第二凹部の開口が全体的に重なった状態を示す説明図である。
【図１Ｇ】図１Ａ中、第一基板の基板層に垂直な方向から見た投影図において、第一スペーサーの頂面と第二凹部の開口が部分的に重なった状態を示す説明図である。
【図１Ｈ】図１Ａの液晶表示装置が外力により押圧された時、第一スペーサーが第一基板に接した状態を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明のもう一つの実施例2の液晶表示装置の概略断面図である。
【図２Ｂ】本発明のもう一つの実施例3の液晶表示装置の概略断面図である。
【図２Ｃ】本発明のもう一つの実施例4の液晶表示装置の概略断面図である。
【図２Ｄ】本発明のもう一つの実施例5の液晶表示装置の概略断面図である。
【図２Ｅ】本発明のもう一つの実施例6の液晶表示装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
関連する図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例に係る液晶表示装置を以下の通りに説明する。この場合、同じ部材は同じ符号を付して説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１Ａは、本発明の実施例1に係る液晶表示装置２の概略断面図である。
【００３０】
液晶表示装置２は、第一基板２１と、第二基板２２と、液晶層２４と、バックライトモジュール（図示しない）とを備える。液晶層２４は、第一基板２１と第二基板２２との間に設置しており（このうち液晶分子は図示していない）、一方、バックライトモジュールは第二基板２２からは離れて、第一基板２１の側端に設置する。図１Ａにおいて、バックライトモジュールは、第一基板２１に向かって光を発するため、第一基板２１の下側に設置することができる。液晶表示装置２は、第一スペーサー２３と第二スペーサー２５を更に備えることができる。
【００３１】
第一基板２１は、基板層２１１と、金属層２１２と、保護層２１３と、絶縁層２１４と、第一電極層２１５と、配向層２１７とを備える。また、第一基板２１は、薄膜トランジスタＴを更に備えることができる。以下に、まず、基板層２１１と薄膜トランジスタＴの構造を説明する。
【００３２】
薄膜トランジスタＴは、基板層２１１上に設置する。実施上において、基板層２１１は透明な材料であり、透過型表示装置に用いられる。例えば、ガラス、石英、或はそれらの類似物、プラスチック、ゴム、ガラス繊維、或はその他の高分子材料である。好ましくは、アルミノシリケートガラス基板（alumino silicate glass substrate）である。ほかの実施例において、基板層２１１を不透明な材料とすることもでき、自発光又は反射型表示装置に用いられ、例えば、金属-ガラス繊維複合板、金属-セラミック複合板とすることができる。さらに、基板層２１１はフレキシブル基板とすることもでき、例えば、アクリル基板、或は厚さの薄いガラス基板とすることができる。
【００３３】
薄膜トランジスタＴは、ゲートＧと、ゲート誘電体層Ｔ１と、チャネル層Ｔ２と、ソースＳと、ドレインＤとを有する。ゲートＧは基板層２１１上に設置し、且つゲートＧの材料は金属（例えば、アルミニウム、銅、銀、モリブデン、或はチタン、或はその合金）により構成し、単層、或は多層構造である。駆動信号を伝送するために用いられる一部の導線は、ゲートＧと同じ層に、且つ、同じ製造工程からなる構造のものを、互いに電気的に接続、形成したものを使用することができ、例えば、走査線として構成できる。ゲート誘電体層Ｔ１は、ゲートＧを覆うように設置してある。ゲート誘電体層Ｔ１は有機材料であることができ、例えば、有機シリコーン化合物であり、或はまた、無機材料であることもでき、例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、或は上記材料の多層構造とすることができる。ゲート誘電体層Ｔ１はゲートＧを完全に覆う必要があり、且つ、基板層２１１を一部覆うか、或は全部覆うかを選択することができる。チャネル層Ｔ２は、ゲートＧに相対する位置でゲート誘電体層Ｔ１上に設置する。実施上において、チャネル層Ｔ２は、例えば、酸化物半導体を含むことができる。上記の酸化物半導体は、酸化物を含み、且つ酸化物はインジウム、亜鉛、スズの少なくとも一つを含有する。
【００３４】
ソースＳとドレインＤは、それぞれチャネル層Ｔ２に接触するよう設置され、薄膜トランジスタＴのチャネル層Ｔ２が導通していない時、ソースＳとドレインＤは電気的に分離している。ソースＳとドレインＤの材料は金属（例えば、アルミニウム、銅、銀、モリブデン、或はチタン、或はその合金）であり、単層或は多層構造である。また、駆動信号を伝送するために用いられる一部の導線は、ソースＳとドレインＤと同じ層（即ち、第二金属層Ｍ２である）に、且つ、同じ製造工程からなる構造のものを使用することができ、例えば、データラインとして構成される。注意されたいことは、上記の金属層２１２と薄膜トランジスタＴのドレインＤとソースＳとは同一の層構造であり、且つ、それぞれ液晶表示装置２の走査線とデータラインであることができることである。
【００３５】
本実施例の薄膜トランジスタＴのソースＳとドレインＤは、エッチング停止（etch stop）層ＥＳにも接するように設置し、且つ、ソースＳとドレインＤの一端はそれぞれエッチング停止層ＥＳの開口を通じて、チャネル層Ｔ２に接触するように設けられる。エッチング停止層ＥＳは単層無機材料であることができ、例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムの単層構造、或は上記材料の組み合わせの多層構造とすることもできる。しかし、その他の実施例において、ソースＳとドレインＤを直接チャネル層Ｔ２に設置することもできるため、その場合には、エッチング停止層ＥＳは必要としない。
【００３６】
保護層２１３は、ドレインＤとソースＳを覆うように設置してある。また、絶縁層２１４は、金属層２１２と第一電極層２１５の間に設置すると同時に、絶縁層２１４は金属層２１２を覆い、且つ第一凹部Ｕ１を有する。この絶縁層２１４が金属層２１２を覆うことは、絶縁層２１４が金属層２１２に直接に接触して金属層２１２を覆うことを意味するものではなく、単に、金属層２１２の上に絶縁層２１４を設置し、金属層２１２を露出させないことを指すものである。また、絶縁層２１４を金属層２１２と第一電極層２１５の間に設置するという意味は、単に、絶縁層２１４を金属層２１２と第一電極層２１５との間に配置するということであり、絶縁層２１４が金属層２１２と第一電極層２１５に必ずしも直接的に接触することを意味するものではない。本実施例において、絶縁層２１４は第一絶縁層２１４ａと第二絶縁層２１４ｂとを備え、第一絶縁層２１４ａは第二絶縁層２１４ｂ上に設置しており、且つ、第二絶縁層２１４ｂは薄膜トランジスタＴ上に設置し、且つ保護層２１３に直接に接触するように設置する。言い換えれば、保護層２１３は第二絶縁層２１４ｂと薄膜トランジスタＴのドレインＤとソースＳとの間に位置している。しかし、その他の実施例において、絶縁層２１４は一つの第一絶縁層２１４ａのみを備えることができ、或は一つの第二絶縁層２１４ｂのみを備えることもでき、これに限定するものでない。第一絶縁層２１４ａの材料は、例えば、無機材料であり、一方、第二絶縁層２１４ｂの材料は、例えば、有機材料の薄膜層であり、且つ例えば、ポリフルオロアルコキシ樹脂（Ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ，ＰＦＡ）である。
【００３７】
本実施例では、第一絶縁層２１４ａは第一凹部Ｕ１を有することによって、第一基板２１の表面２１６に第二凹部Ｕ２を形成させる。つまり、本発明は製造工程において、絶縁層２１４（例えば、本実施例の第一絶縁層２１４ａ）に第一凹部Ｕ１を設置することによって、第一基板２１の表面２１６に第二凹部Ｕ２を形成させる。第一凹部Ｕ１と第二凹部Ｕ２は対応位置に設置されており、且つ第二凹部Ｕ２の深さは第一凹部Ｕ１の深さより浅く、或は等しいものである。ここの深さは基板層２１１に垂直な方向の深さのことを指す。また、第二絶縁層２１４ｂの厚さは２〜３マイクロメートル（μm）であることができ、第一凹部Ｕ１と第二凹部Ｕ２の深さは０．０５から１マイクロメートルの間であることができ、好ましくは、０．０５から０．５マイクロメートルの間である。本実施例において、第一絶縁層２１４ａに第一凹部Ｕ１を形成させ、次の製造工程において第一電極層２１５を第一凹部Ｕ１上に形成させることにより、第一電極層２１５にも凹部が形成される。一方、配向層２１７は、第一電極層２１５の凹部を覆うように形成することで、第二凹部Ｕ２を形成する。第一絶縁層２１４ａの第一凹部Ｕ１の幅は第一電極層２１５の凹部の幅よりもわずかに大きくすることができ、第一電極層２１５の凹部の幅は第二凹部Ｕ２の幅よりもわずかに大きくすることができる。ここの幅は、基板層２１１に平行する方向の幅を指す。
【００３８】
また、本実施例の第二凹部Ｕ２は薄膜トランジスタＴの上方に位置するが、これに限定されず、その他の実施形態において、第二凹部Ｕ２は薄膜トランジスタＴの上方に位置せず、その他の位置に設置することもできる。また、本実施例の第二凹部Ｕ２の下に第一電極層２１５が設置されるが、その他の実施形態において、第一電極層２１５は第二凹部Ｕ２の下に必ず設置するものでなく、第二凹部Ｕ２の下の一部分に第一電極層２１５を設置することができ、その配置は、第一スペーサー２３の設置位置によって決められる。このほかに、本実施例の第一電極層２１５は画素電極層、或は共通電極層であることができ、且つ配向層２１７は、第一電極層２１５上に設置する。液晶層２４の液晶分子を同一配列とさせるために、この配向層２１７の材料はポリイミド（polyimide，PI）であることができる。
【００３９】
第二基板２２は第一基板２１と向かい合うように設置される。本実施例において、図１Ａに示すように、第二基板２２は上から下の順に、もう一つの基板層２２１と、ブラックマトリクス層２２２と、カラーフィルター層２２３と、保護層２２４と、配向層２２５とを有する。ブラックマトリクス層２２２は基板層２２１に接するように設置する。一方、カラーフィルター層２２３は基板層２２１とブラックマトリクス層２２２を覆うように設置する。カラーフィルター層２２３は赤色フィルター部と、緑色フィルター部と、青色フィルター部（図示しない）とを有することができる。保護層２２４はカラーフィルター層２２３に接するように設置し、第一スペーサー２３と第二スペーサー２５は、保護層２２４にそれぞれ接するように設置する。一方、配向層２２５は、第一スペーサー２３と、第二スペーサー２５と、保護層２２４を覆うように設置する。
【００４０】
特に注意されたいことは、本実施例の液晶表示装置２は、面内切替（ｉｎ-ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈ，ＩＰＳ）式の液晶表示装置を例としているので、第二基板２２上には、透明導電層を設けていない。しかし、その他の垂直切替式の液晶表示装置において、例えば、ねじれネマチック（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ，ＴＮ）型液晶表示装置である場合、第二基板２２は共通電極層（図示しない）とするために、透明導電層を有することでき、この共通電極層は基板層２２１に設置することができる共に、保護層２４と配向層２２５との間に配置することができる。また、更に注意されたいことは、本実施例の第一基板２１は薄膜トランジスタ基板であり、第二基板２２はカラーフィルターであるが、その他の実施例において、ブラックマトリクス層２２２とカラーフィルター層２２３は薄膜トランジスタ基板側にそれぞれ設置することができ、その場合、第一基板２１はＢＯＡ（BM on array）基板、或はＣＯＡ（color filter on array）基板となる。これらの構成はここで述べたものに限定されるものではない。
【００４１】
また、本実施例の液晶表示装置２は、面内切替式の液晶表示装置であるため、第一絶縁層２１４ａと第二絶縁層２１４ｂの間には電極層を有していないが、その他の実施例において、例えば、図１Ｂの液晶表示装置２ａは、フリンジ電場切換（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ＦＦＳ）式の液晶表示装置であるため、第一基板２１ａは第二電極層２１８を更に備え、且つ第二電極層２１８は第一絶縁層２１４ａと第二絶縁層２１４ｂとの間に設置してある。第一電極層２１５は画素電極層であることができ、一方、第二電極層２１８は共通電極層であることができ、或は第一電極層２１５は共通電極層であることができ、一方、第二電極層２１８は画素電極層であることができる。これらの構成は、ここで述べたものに限定されるものではない。
【００４２】
図１Ａに示したように、第一スペーサー２３は第二基板２２のブラックマトリクス層２２２に対応するよう第二基板２２上に設置され、配向層２２５は第一スペーサー２３と保護層２２４を覆うように設置される。つまり、基板層２２１に垂直な方向から見たとき（即ち、液晶表示装置２の上面図において）、ブラックマトリクス層２２２が第一スペーサー２３に重なって見えるように配置される。或はまた、下の金属層が第一スペーサー２３と重なって見えるように配置することもでき、必ずしもブラックマトリクス層２２２の下に設置する必要はない。ここでは、第一スペーサー２３の設置位置を限定するものではない。
【００４３】
図１Ｃは、図１Ａの液晶表示装置２の上面図である。ここでは、液晶表示装置２の走査線と、データ線と、ブラックマトリクス層２２２と、画素の透明領域のみを表示する。第一スペーサー２３は必ずしも薄膜トランジスタＴ（図1Ｃに図示しない）と重なる位置に配置する必要はない。具体的に言えば、第一スペーサー２３は、ブラックマトリクス層２２２、或は金属層と重なる位置であれば、例えば、図1Ｃの領域Ａ（走査線とデータ線との交点に近い位置）、領域Ｂ（走査線に隣接する位置）、或は領域Ｃ（走査線と重なる位置）、或はその他の任意の位置に設置することができる。
【００４４】
図１Ａに示したように、本実施例1の第一スペーサー２３は頂面２３１を有し、頂面２３１と第二凹部Ｕ２は向かい合うように設置され、且つ第一基板２１の表面２１６に接触しないように設けられる。また、第二凹部Ｕ２は第一幅Ｗ１を有し、頂面２３１は第二幅Ｗ２を有し、第二幅Ｗ２は第一幅Ｗ１より大きい、且つ第二幅Ｗ２は第一幅Ｗ１と等しくないように設定される。第二幅Ｗ２は、例えば、６マイクロメートル、或はそれ以上、且つ、３０マイクロメートルより小さくか等しく設定され、好ましくは８〜２０マイクロメートルの範囲である。一方、第一幅Ｗ１は１０マイクロメートルより小さく、且つ、０より大きく設定され、好ましくは４〜８マイクロメートルの範囲である。また、第二凹部Ｕ２は開口Ｏを有し、且つ基板層２１１に垂直な方向から見た投影図において、第一スペーサー２３の頂面２３１の面積は開口Ｏの面積より大きく、或は等しく設定される。第一スペーサー２３の断面形状は、例えば、四辺形、六辺形、八辺形などの柱状体、或は円柱体、或は楕円柱体であることができる。ここでは、断面が逆台形の円柱体を例とする。また、第二凹部Ｕ２の開口Ｏの形状は、円形、多辺形、或は不規則形であることができる。注意されたいことは、その他の実施例において、図１Ｄに示したように、仮に第一スペーサー２３の頂面が孤形の曲面、或はその他の不規則な曲面である場合には、第一スペーサー２３が第二基板２２と互いに接続する底部から計って（この実施例においては、第一スペーサー２３と第二基板２２の保護層２２４とが互いに接続する底部から計って）、第一スペーサー２３の頂点までの高度Ｈの９０％の位置の断面幅を第二幅Ｗ２（図１Ｄに示したように、Ｈ１＝０．９×Ｈ）とみなすこととする。また、その他の実施例において、例えば図１Ｅに示したように、第二凹部Ｕ２の開口Ｏが凸凹を有することにより、第一幅Ｗ１を測定することが難しい場合には、第二凹部Ｕ２の最下部から表面２１６までの深さＥの９０％の位置における断面幅を第一幅Ｗ１（図１Ｅに示したように、Ｅ１＝０．９×Ｅ）とみなすこととする。なお、図１Ｄの第二幅Ｗ２と図１Ｅの第一幅Ｗ１の比率は異なるものである。
【００４５】
図１Ｆと図１Ｇは、図１Ａに示した液晶表示装置の基板層２１１に垂直な方向から見た投影図において、第一スペーサー２３の頂面２３１と第二凹部Ｕ２の開口Ｏとの重なり状態を示す概略図である。ここでは、頂面２３１の形状は六角形で、開口Ｏの形状は四角形を例とする。
【００４６】
図１Ｆに示した例では、基板層２１１に垂直な方向から見た投影図において、頂面２３１と第二凹部Ｕ２の開口Ｏが全体的に重なった状態となっている。或はまた、図１Ｇに示した例では、頂面２３１と第二凹部Ｕ２の開口Ｏが部分的に重なった状態となっている。よって、基板層２１１に垂直な方向から見た投影図において、本発明の第一スペーサー２３１と第二凹部Ｕ２は少なくとも一部分が重なる状態となるように配置される。
【００４７】
図１Ａに示したように、第二スペーサー２５は第二基板２２上に設置する。ここでは、第二スペーサー２５はブラックマトリクス層２２２に対応するよう保護層２２４上に設置する。第一スペーサー２３の数は第二スペーサー２５の数よりも遥かに多い。その材料はそれぞれ、樹脂類、ケイ酸塩類、或はガラス繊維類などの感光性フォトレジスト材料とすることができる。また、本実施例の第二スペーサー２５は、配向層２２５を介して第一基板２１の表面２１６に接触する。つまり、第一スペーサー２３と第二スペーサー２５は、基板層２１１に垂直な方向において、異なる高さとすることで、両者間に高度差を設けるようにする。ここでは、第二スペーサー２５の高度は、第一スペーサー２３の高さの１倍〜２倍の範囲であり、好ましくは、１倍〜１．５倍の範囲である。
【００４８】
図１Ｈは、図１Ａの液晶表示装置２が外力によって押圧された時、第一スペーサー２３が第一基板２１の表面２１６に接した状態を示す概略図である。ここでは、第一スペーサー２３と第一基板２１の一部のみを表示する。
【００４９】
第一スペーサー２３の数は第二スペーサー２５の数よりも遥かに多く、第一スペーサー２３はフォトレジスト材料であり、弾力性を有し、且つ、第一スペーサー２３の頂面２３１と第二凹部Ｕ２の開口Ｏは少なくとも一部において重なっている。第一スペーサー２３の頂面２３１の第二幅Ｗ２は開口Ｏの第一幅Ｗ１より大きいため、液晶表示装置２が外力により押された時に、複数の第一スペーサー２３はそれぞれ第一基板２１の表面２１６の第二凹部Ｕ２内に押し込まれる（接触する）。これにより、液晶表示装置２が受けた圧力を分散することができる共に、これらの第一スペーサー２３がそれぞれ第二凹部Ｕ２に押し込まれることによって、両者の接触面積が更に増加し、より多くの接触摩擦力を発生させることができる。そのため、外力による押圧が原因で、スペーサーと第一基板２１との相対的変移により第一基板２１が擦り動かされることで引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を回避することができる。
【実施例２】
【００５０】
図２Ａは、本発明のもう一つの実施例２の液晶表示装置２ｂの概略断面図である。
【００５１】
図１Ａの液晶表示装置２との主な違いは、液晶表示装置２ｂの第二凹部Ｕ２の底部に複数の突起部Ｐを形成することによって、第二凹部Ｕ２の底部を粗面とし、第一スペーサー２３が第二凹部Ｕ２に接触する際の接触摩擦力を増加できるようにした点である。第二凹部Ｕ２の底部に複数の突起部Ｐを形成するために、製造工程において、まず、グレートーン（gray tone）フォトマスクを用いて、複数の突起部を形成することにより、第一絶縁層２１４ａの第一凹部Ｕ１の底部に高低起伏を生じさせ、且つ、製造プロセスを制御することによって、第二凹部Ｕ２の底部に前記高低起伏に基づく複数の突起部Ｐを形成させる。
【実施例３】
【００５２】
また、図２Ｂは、本発明の更にもう一つの実施例３の液晶表示装置２ｃの概略断面図である。
【００５３】
図１Ａの液晶表示装置２との主な違いは、液晶表示装置２ｃの第一基板２１ｃの第二絶縁層２１４ｂが第三凹部Ｕ３を有し、第三凹部Ｕ３と第一凹部Ｕ１を対応位置に形成し、且つ、第一凹部Ｕ１の深さは第三凹部Ｕ３の深さより浅く、或は等しくしたものである。また、第三凹部Ｕ３の幅は第一凹部Ｕ１の幅より若干大きくすることができる。つまり、第二絶縁層２１４ｂを形成する製造工程において、第一基板２１ｃの表面２１６に第二凹部Ｕ２を設置するために、第二絶縁層２１４ｂに第三凹部Ｕ３を形成し、その際、第三凹部Ｕ３の幅を第二凹部Ｕ２の幅より若干大きくするようにする。
【実施例４】
【００５４】
図２Ｃは、本発明の更にもう一つの実施例４の液晶表示装置２ｄの概略断面図である。
【００５５】
図１Ａの液晶表示装置２との主な違いは、液晶表示装置２ｄの第一スペーサー２３ｄと第二スペーサー２５は基板層２１１に垂直な方向において、同じ高度を有し、且つ第一スペーサー２３ｄと第二スペーサー２５は、それぞれ配向層２２５を介して第一基板２１ｄの表面２１６に接触するようにした点である。液晶表示装置２ｄが外力により押圧された時に、第一スペーサー２３ｄは第二凹部Ｕ２内に押し込まれることができる。これにより、液晶表示装置２ｄが外力から受けた圧力を分散することができる共に、第一スペーサー２３ｄが第二凹部Ｕ２に差し込まれることによって、両者の接触面積が更に増加し、より多くの接触摩擦力を発生させることができる。そのため、外力による押圧が原因でスペーサーが液晶表示装置２ｄ中で擦り動かされることで引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を回避することができる。
【００５６】
なお、液晶表示装置２ｂ、２ｃ、２ｄのその他の技術的特徴については、液晶表示装置２を参照することができるため、ここでは繰り返して述べない。
【実施例５】
【００５７】
図２Ｄは、本発明の更にもう一つの実施例５の液晶表示装置２eの概略断面図である。
【００５８】
図２Ｃの液晶表示装置２ｄとの主な違いは、液晶表示装置２eの第一基板２１eの表面２１６には第四凹部Ｕ４が更に形成され、第四凹部Ｕ４と第二スペーサー２５を対応位置に設置し、且つ、第四凹部Ｕ４の深さｄ１は第二凹部Ｕ２の深さｄ２より浅くしてある点である。また、第二スペーサー２５の頂面の幅は第四凹部Ｕ４の開口の幅より大きい。このほかに、第一基板２１eの第一絶縁層２１４ａは第五凹部Ｕ５を更に有し、第五凹部Ｕ５と第四凹部Ｕ４は対応位置に形成し、且つ、第四凹部Ｕ４の深さは第五凹部Ｕ５の深さより浅く、或は等しくしてある。
【００５９】
また、液晶表示装置２eのその他の技術的特徴については、液晶表示装置２ｄを参照することができるため、ここでは繰り返して述べない。
【実施例６】
【００６０】
図２Ｅは、本発明のまた更にもう一つの実施例６の液晶表示装置２ｆの概略断面図である。
【００６１】
図２Ｄの液晶表示装置２eとの主な違いは、液晶表示装置２ｆの第二絶縁層２１４ｂは、第一凹部Ｕ１と対応位置に設置される第三凹部Ｕ３を有する以外に、第五凹部Ｕ５と対応位置に設置される第六凹部Ｕ６を更に有し、且つ第一凹部Ｕ１の深さは第三凹部Ｕ３の深さより浅く、或は等しいものであり、第五凹部Ｕ５の深さは第六凹部Ｕ６の深さより浅く、或は等しいものである点である。
【００６２】
また、液晶表示装置２ｆのその他の技術的特徴については、液晶表示装置２ｅを参照することができるため、ここでは繰り返して述べない。
【００６３】
上述をまとめると、本発明に基づいた液晶表示装置の絶縁層は金属層を覆い、且つ第一凹部を有し、第一基板の表面は第二凹部を有する。また、第一スペーサーの頂面と第二凹部の開口は少なくとも一部が重なり、且つ頂面の第二幅は第二凹部の第一幅より大きい。従って、液晶表示装置が外力により押された時に、第一スペーサーは第一基板表面の第二凹部内にそれぞれ押し込まれる。これにより、液晶表示装置は、外力による圧力を分散することができる共に、第一スペーサーが第二凹部に差し込まれることによって、接触面積が増加し、より多くの接触摩擦力を発生できる。そのため、液晶表示装置が外力で押されることによるスペーサーと第一基板の相対変移により、スペーサーと第一基板が擦れ動くことによって引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を回避することが可能となる。
【００６４】
上記は例示的なものであって、本発明を限定するためのものではない。本発明の技術的思想および範囲から逸脱することなく行われる等価の修正または変更は、いずれも別紙の特許請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は以上の如く構成したため、外力による押圧が原因となって、スペーサーが液晶表示装置内で摺動することによって引き起こされる液晶表示装置の光漏れの問題を防止できる液晶表示装置を提供し得るものである。
【符号の説明】
【００６６】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２e、２ｆ    液晶表示装置
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１e、２１ｆ    第一基板
２１１、２２１  基板層
２１２          金属層
２１３          保護層
２１４          絶縁層
２１４ａ        第一絶縁層
２１４ｂ        第二絶縁層
２１５          第一電極層
２１６          表面
２１７          配向層
２１８          第二電極層
２２            第二基板
２２２          ブラックマトリクス層
２２３          カラーフィルター層
２２４          保護層
２２５          配向層
２３、２３ｄ    第一スペーサー
２３１          頂面
２４            液晶層
２５            第二スペーサー
Ａ、Ｂ、Ｃ      領域
Ｄ              ドレイン
ｄ１、ｄ２、Ｅ、Ｅ１  深さ
ＥＳ            エッチング停止層
Ｇ              ゲート
Ｈ、Ｈ１        高さ
Ｏ              開口
Ｐ              突起部
Ｓ              ソース
Ｔ              薄膜トランジスタ
Ｔ１            ゲート誘電体層
Ｔ２            チャネル層
Ｕ１            第一凹部
Ｕ２            第二凹部
Ｕ３            第三凹部
Ｕ４            第四凹部
Ｕ５            第五凹部
Ｕ６            第六凹部
Ｗ１            第一幅
Ｗ２            第二幅
【図１Ａ】
2014052633.tif 000003
【図１Ｂ】
2014052633.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2014052633.tif 000006
【図１Ｅ】
2014052633.tif 000007
【図１Ｆ】
2014052633.tif 000008
【図１Ｇ】
2014052633.tif 000009
【図１Ｈ】
2014052633.tif 000010
【図２Ａ】
2014052633.tif 000011
【図２Ｂ】
2014052633.tif 000012
【図２Ｃ】
2014052633.tif 000013
【図２Ｄ】
2014052633.tif 000014
【図２Ｅ】
2014052633.tif 000015