(57)【要約】【課題】均一な基板間距離が保て、均一な表示のできるディスプレイを提供すること。【解決手段】シール材５２によって固定された外周から距離の離れた中心部のカラムスペーサ６７に加わる自重による力は、設置姿勢、例えば平置き姿勢により大きくなるが、中心部に配置された第２のカラムスペーサ６７Ｂは大きな断面積を有しているので、加わる力に対して伸縮量が減少できる。したがって、外周部と中心部とで基板間距離が均一に保つことができ、均一な表示を得ることができる。【選択図】図４
2007156221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する二つの基板と、
前記基板間の外周に沿って設けられたシール材と、
前記シール材に囲まれた封止領域に配置されたカラムスペーサとを備え、
前記封止領域の外周部に配置された前記カラムスペーサのうち、最小の断面積を有する第１のカラムスペーサの断面積より大きな断面積を有する第２のカラムスペーサが、少なくとも第１のカラムスペーサよりも前記封止領域の中心部に配置されている
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイにおいて、
前記シール材の形状は、前記基板に対して垂直な回転対称軸を有し、
前記第２のカラムスペーサは、前記回転対称軸に対して回転対称な位置に配置されている
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のディスプレイにおいて、
前記二つの基板は、スイッチング素子の形成されたスイッチング素子基板と前記スイッチング素子基板に対向する対向基板とであり、
前記第２のカラムスペーサは、表示領域外に設けられ、
前記第２のカラムスペーサの断面積は、前記スイッチング素子の形成された領域の面積より小さい
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のディスプレイにおいて、
前記封止領域には液晶が封入されている
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のディスプレイを備えた
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型のディスプレイおよびこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイの薄型化に伴い、画面の大面積化に対する要求も高まり、対角４０インチにも及ぶ大型のディスプレイの需要が増えている。
薄型化されたディスプレイでは、例えば液晶ディスプレイ、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ等のように、互いに対向するフラットな基板間で表示を制御する構造が多く取られている。例えば、液晶ディスプレイは、液晶の配向によって液晶を透過する光の偏光状態が異なることを利用して表示を行う。具体的には、基板間に封入された液晶を有し、基板の対向する面に設けられた電極に電圧を印加することによって、液晶の配向を制御する。ここで、互いに対向する基板間距離は数μｍ〜数十μｍであり、均一な表示のためにはその精度も０．０５μｍ以下が要求される。
基板間距離は、球状あるいはファイバ状のスペーサによって制御することができる。しかし、これらのスペーサは移動し易く、基板に設けられた電極、配向膜等を傷つけ、傷によって表示不良が生じる。
この問題を解決するために、樹脂によってカラム状のスペーサ、いわゆるカラムスペーサを形成し、基板間距離を制御する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８７９８３号公報（第７項、４図、段落番号［００３７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カラムスペーサには、ディスプレイ自体の耐衝撃性向上のために、外力に対する柔軟性も要求されている。ここで、大型のディスプレイでは、その設置姿勢により、自重によって基板にかかる力が場所によって異なる。したがって、場所によって柔軟性のあるカラムスペーサの伸縮量が異なり、基板間距離が変化し均一な表示が得られない。
【０００５】
本発明の目的は、均一な基板間距離が保て、均一な表示のできるディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のディスプレイは、互いに対向する二つの基板と、前記基板間の外周に沿って設けられたシール材と、前記シール材に囲まれた封止領域に配置されたカラムスペーサとを備え、前記封止領域の外周部に配置された前記カラムスペーサのうち、最小の断面積を有する第１のカラムスペーサの断面積より大きな断面積を有する第２のカラムスペーサが、少なくとも第１のカラムスペーサよりも前記封止領域の中心部に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、シール材によって固定された外周から距離の離れた中心部のカラムスペーサに加わる自重による力は、設置姿勢、例えば平置き姿勢により大きくなるが、中心部に配置された第２のカラムスペーサは大きな断面積を有しているので、加わる力に対して伸縮量が減少する。したがって、外周部と中心部とで基板間距離が均一に保たれ、均一な表示が得られる。
ここで、封止領域の中心部とは、封止領域の中心付近の領域をいう。
【０００８】
本発明では、前記シール材の形状は、前記基板に対して垂直な回転対称軸を有し、前記第２のカラムスペーサは、前記回転対称軸に対して回転対称な位置に配置されているのが好ましい。
この発明では、第２のカラムスペーサが封止領域に回転対称な位置で配置されているので、それぞれの第２のカラムスペーサは、自重による力を均一に受ける。したがって、第２のカラムスペーサの伸縮量は均一に減少し、基板間距離が均一に保たれてより均一な表示が得られる。
【０００９】
本発明では、前記二つの基板は、スイッチング素子の形成されたスイッチング素子基板と前記スイッチング素子基板に対向する対向基板とであり、前記第２のカラムスペーサは、表示領域外に設けられ、前記第２のカラムスペーサの断面積は、前記スイッチング素子の形成された領域の面積より小さいのが好ましい。
この発明では、前述の効果に加えて、第２のカラムスペーサの断面積が、表示領域外に形成された領域の中でも最大のスイッチング素子の形成された領域の面積より小さいので、第２のカラムスペーサを表示領域外に配置しても表示領域に与える影響、例えば、視認性の低下等が少ない。
ここで、表示領域外とは、スイッチング素子等が形成された領域外で、光の透過、反射によって実際に表示が行われる領域をいう。
【００１０】
本発明では、前記封止領域には液晶が封入されているのが好ましい。
この発明では、基板間距離のわずかな変化によって表示むらの発生する液晶を利用したディスプレイで、基板間距離が保たれて均一な表示が得られる。
【００１１】
本発明の電子機器は、前述のディスプレイを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、前述の効果が得られる電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態におけるディスプレイである液晶表示装置１００の概略平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図である。
液晶表示装置１００は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）素子３０を備えている。
なお、以下の説明に用いる各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺が異なる。
【００１３】
図１および図２において、液晶表示装置１００は、ＴＦＴ素子３０がアレイ状に設けられたスイッチング素子基板としてのＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。これらの基板は、光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされている。シール材５２は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で、外周に沿って枠状に形成されている。そして、このシール材５２によって囲まれた封止領域２０３内に液晶５０が封入、保持されている。
【００１４】
図１において、シール材５２の内側には、遮光性材料からなる見切り５３が形成されている。
シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナ部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０に設けられた対向電極１２１との間で電気的導通を取るための基板間導通材２０６が配設されている。
【００１５】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape  Automated  Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。
また、液晶表示装置１００においては、動作モード、すなわち、ＴＮ（Twisted  Nematic）モード、ＳＴＮ（Super  Twisted  Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置される（図示省略）。
【００１６】
図３には、液晶表示装置１００の断面を模式的に示した拡大断面図が示されている。
液晶表示装置１００は、カラー表示を行うために対向基板２０にカラーフィルタ１３を備えている。赤色フィルタ１３Ａ、緑色フィルタ１３Ｂ、青色フィルタ１３Ｃのカラーフィルタがその保護膜１８とともに形成されている。また、赤色フィルタ１３Ａと緑色フィルタ１３Ｂと青色フィルタ１３Ｃとの間には、光を透過しないブラックマトリックス９が形成されている。
【００１７】
カラーフィルタ１３の保護膜１８の上には対向電極１２１が形成され、対向電極１２１の上には配向膜１６２が形成されている。また、対向基板２０のカラーフィルタ１３が形成されている面の反対面は、偏光板１７５を備えている。
【００１８】
ＴＦＴアレイ基板１０は、透明性を有するガラス基板１７０と、ガラス基板１７０の上に形成されたＴＦＴ素子３０と、ガラス基板１７０とＴＦＴ素子３０の上に形成された配向膜１７２等で構成されている。また、ガラス基板１７０のＴＦＴ素子３０が形成されている面の反対面は、偏光板１７６を備えている。
【００１９】
ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との基板間距離は、カラムスペーサ６７によって制御されている。ここで、シール材５２の最も近く、つまり封止領域２０３の外周に配置された第１のカラムスペーサ６７Ａの太さと比較して、その内側に配置された第２のカラムスペーサ６７Ｂの太さは太く、中心に向かうほど順次太く形成されている。また、その配置場所は、ブラックマトリックス９に対応した表示領域外の領域に形成されている。
カラムスペーサ６７の高さは、基板間距離に応じて１〜５μｍであり、直径は、１０〜５０μｍで順次変化させる。
なお、カラムスペーサ６７の数は、説明のための数であり実際の数ではない。
【００２０】
図４には、カラムスペーサ６７の配置を模式的に示した平面図が示されている。図３と同様に、カラムスペーサ６７の数および大きさは説明のためのものであり実際に使用される数および大きさではない。
図４において、シール材５２に囲まれた封止領域２０３の外周に配置された最小の断面積を有する第１のカラムスペーサ６７Ａの断面積と比較して、その内側に配置された第２のカラムスペーサ６７Ｂの断面積は大きく形成されている。そして、第２のカラムスペーサ６７Ｂの断面積は、中心に向かうほど順次大きく形成されている。
これら大きさの異なる第２のカラムスペーサ６７Ｂは、シール材５２の枠状の形状が有する基板に対して垂直な回転対称軸Ｚに対して、回転対称な位置に配置されている。
【００２１】
以下に、図５および図６に基づいて、カラムスペーサ６７の配置場所について詳しく説明する。
図５には、液晶表示装置１００の等価回路図が示されている。
図１に示した封止領域２０３には、図５に示すように複数の画素１００Ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００Ａの各々には、ＴＦＴ素子３０が形成されている。そして、ＴＦＴ素子３０に、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを送るデータ線６ＡがＴＦＴ素子３０のソースに電気的に接続されている。画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に送られてもよく、相隣接する複数のデータ線６Ａ同士に対して、グループ毎に送られてもよい。また、ＴＦＴ素子３０のゲートには走査線３Ａが電気的に接続されている。そして、所定のタイミングで、走査線３Ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍがこの順に印加されるように構成されている。
【００２２】
画素電極１９は、ＴＦＴ素子３０のドレインに電気的に接続されており、ＴＦＴ素子３０を一定時間だけオン状態とすることにより、データ線６Ａから送られる画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極１９を介して液晶５０に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向電極１２１との間で一定時間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極１９と対向電極１２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極１９と対向電極１２１との間の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。
【００２３】
図６は、ＴＦＴアレイ基板１０のＴＦＴ素子３０を１個含む部分を示した拡大概略平面図である。
図６に示すように、ＴＦＴ素子３０を有するＴＦＴアレイ基板１０上には、ゲート配線１２と、ソース配線１６と、ドレイン電極１４と、ゲート電極１１と、ドレイン電極１４に電気的に接続された画素電極１９と、カラムスペーサ６７とが形成されている。
ゲート配線１２はＸ軸方向に延びるように形成され、その一部がＹ軸方向に延びるように形成されている。そして、Ｙ軸方向に伸びるゲート配線１２の一部がゲート電極１１として用いられている。なお、ゲート電極１１の幅はゲート配線１２の幅よりも狭くなっている。また、Ｙ軸方向に伸びるように形成されたソース配線１６の一部はＸ軸方向に延びるように形成されており、このソース配線１６の一部がソース電極１７として用いられている。
【００２４】
図６では、カラムスペーサ６７は、ＴＦＴ素子３０が形成された領域、ゲート配線１２が形成された領域およびソース配線が形成された領域に設けられている。これらの領域は、光が透過しない領域であり表示領域外である。図６では、画素電極１９の形成された領域が表示領域となる。カラムスペーサ６７は、各素子ごとに設けられていてもよいし、複数の素子おきに設けられていてもよい。また、一つの素子に複数設けられていてもよい。
第２のカラムスペーサ６７Ｂの断面積は、ＴＦＴ素子３０が形成された領域の面積より小さく形成されている。
【００２５】
カラムスペーサ６７の材質としては、フォトリソ用感光性樹脂組成物であるアルカリ化可溶性樹脂として、非露光部がアルカリ性現像液により除去できる樹脂、アクリル酸を含む（メタ）アクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、などが挙げられる。
また、カラムスペーサ６７の製造方法としては、フォトリソグラフィによる方法および液滴吐出法による方法を用いることができる。カラムスペーサ６７は、ＴＦＴアレイ基板１０または対向基板２０のどちら側に形成してもよい。
例えば、液滴吐出法で対向基板２０にカラーフィルタ１３を形成する場合、ブラックマトリックス９上にバンクを形成し、バンク間に赤色フィルタ１３Ａ、緑色フィルタ１３Ｂ、青色フィルタ１３Ｃのカラーフィルタを液滴吐出法によって形成できる。このとき、液滴吐出法によってバンク上にカラムスペーサ６７を形成することも可能である。
【００２６】
図７（ａ）および（ｂ）、図８（ｃ）および（ｄ）、図９（ｅ）および（ｆ）、図１０は、カラムスペーサ６７のその他の配置例を示した平面図である。これらは配置例であり、これらの配置に限定されるものではない。
図７（ａ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、封止領域２０３の中心部付近に４ヵ所設けられている。そして、４ヵ所の第２のカラムスペーサ６７Ｂは、シール材５２の形状の有する回転対称軸Ｚに対して、回転対称な位置に配置されている。
図７（ｂ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、回転対称軸Ｚの位置に一箇所配置されている。
【００２７】
図８（ｃ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、枠状のシール材５２の対角線上に設けられている。
図８（ｄ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、枠状のシール材５２の長辺を二分する線上と、短辺を二分する線上に設けられている。
【００２８】
図９（ｅ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、封止領域２０３の外周と中心の中間付近に、ひし形状に配置されている。
図９（ｆ）において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、封止領域２０３の中心部に設けられている。
以上の第２のカラムスペーサ６７Ｂの配置は、すべて回転対称軸Ｚに対して、回転対象な位置に配置された例である。
【００２９】
図１０において、第２のカラムスペーサ６７Ｂは、回転対称軸Ｚの位置に最も大きい断面積を持つ第２のカラムスペーサ６７Ｂが配置され、第２のカラムスペーサ６７Ｂの断面積が外周に向かって渦巻き状に順次小さくなるように配置されている。
【００３０】
図１０に示したように、最もシール材５２に近い第１のカラムスペーサ６７Ａより大きな断面積を持つ第２のカラムスペーサ６７Ｂの配置は、自由に選択できるが、シール材５２の形状に対して等方的に配置するのがより好ましい。
【００３１】
第１実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）シール材５２によって固定された外周から距離の離れた中心部のカラムスペーサ６７に加わる自重による力は、設置姿勢、例えば平置き姿勢により大きくなるが、中心部に配置された第２のカラムスペーサ６７Ｂは大きな断面積を有しているので、加わる力に対して伸縮量が減少できる。したがって、外周部と中心部とで基板間距離が均一に保つことができ、均一な表示を得ることができる。
【００３２】
（２）第２のカラムスペーサ６７Ｂが封止領域２０３に回転対称な位置で配置されているので、それぞれの第２のカラムスペーサ６７Ｂは、自重による力を均一に受ける。したがって、第２のカラムスペーサ６７Ｂの伸縮量を均一に減少でき、基板間距離を均一に保つことができ、より均一な表示を得ることができる。
【００３３】
（３）第２のカラムスペーサ６７Ｂの断面積が、表示領域外に形成された領域の中でも最大のＴＦＴ素子３０が形成された領域の面積より小さいので、第２のカラムスペーサ６７Ｂを表示領域外に配置しても表示領域に与える影響、例えば、視認性の低下等を少なくできる。
【００３４】
（４）基板間距離のわずかな変化によって表示むらの発生する液晶５０を利用した液晶表示装置１００で、基板間距離が保たれて均一な表示を得ることができる。
【００３５】
（５）液晶５０を基板の中心部に滴下後、他方の基板を貼り合わせて液晶５０を封止する方法において、外周部のカラムスペーサ６７の断面積が小さいので、液晶５０がカラムスペーサ６７の間を抵抗を受けることなく外周に広がり、液晶封止工程を容易にできる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る電子機器について第２実施形態に基づいて説明する。
本実施形態の電子機器は、第１の実施形態で説明した液晶表示装置１００を備えた電子機器である。本実施形態の電子機器の具体例について説明する。
図１１は、大型液晶テレビ９００を示した斜視図である。
図１１において、大型液晶テレビ９００は、第１実施形態の液晶表示装置１００が組み込まれた液晶表示部９０１を備えている。
【００３７】
第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（６）前述の効果を達成できる電子機器である大型液晶テレビ９００を提供できる。
【００３８】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、カラムスペーサ６７の形状はどんな形状であってもよい。
また、液晶表示装置１００のみでなく、表面伝導型電子放出素子ディスプレイにも応用が可能である。
【００３９】
本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、処理時間、その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材料、処理時間などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、処理時間などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる液晶表示装置の概略平面図。
【図２】液晶表示装置の概略断面図。
【図３】液晶表示装置を模式的に示した拡大断面図。
【図４】カラムスペーサ配置を模式的に示した平面図。
【図５】液晶表示装置の等価回路図。
【図６】ＴＦＴアレイ基板のＴＦＴ素子含む部分を示した概略拡大平面図。
【図７】カラムスペーサ配置を模式的に示した平面図。
【図８】カラムスペーサ配置を模式的に示した平面図。
【図９】カラムスペーサ配置を模式的に示した平面図。
【図１０】カラムスペーサ配置を模式的に示した平面図。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる大型液晶テレビを示す斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１０…スイッチング素子基板としてのＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、３０…スイッチング素子としてのＴＦＴ素子、５０…液晶、５２…シール材、６７…カラムスペーサ、６７Ａ…第１のカラムスペーサ、６７Ｂ…第２のカラムスペーサ、１００…ディスプレイとしての液晶表示装置、２０３…封止領域、９００…電子機器としての大型液晶テレビ。
【図１】
2007156221.tif 000003
【図２】
2007156221.tif 000004
【図３】
2007156221.tif 000005
【図４】
2007156221.tif 000006
【図５】
2007156221.tif 000007
【図６】
2007156221.tif 000008
【図７】
2007156221.tif 000009
【図８】
2007156221.tif 000010
【図９】
2007156221.tif 000011
【図１０】
2007156221.tif 000012
【図１１】
2007156221.tif 000013