專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示裝置作為平板顯示(flat-panel display)而被廣泛地應(yīng)用于信 息傳達(dá)工具等中。其主要原因是由于顯示裝置的高精細(xì)化和高顯示品位化，加上輕量化及 薄型化的發(fā)展，使得不僅是在以往的OA用途上，而且是在攜帶用途等移動機(jī)器上的應(yīng)用得 到了迅速發(fā)展。在這樣的情況下，特別希望能夠?qū)崿F(xiàn)液晶顯示屏的進(jìn)一步薄型化及輕量化， 故而，正在研究探討實現(xiàn)由以往具有1. Imm左右的厚度的一對玻璃基板構(gòu)成的液晶顯示屏 的玻璃基板逐漸成為0. 7mm,甚至低于0. 7mm那樣的薄型玻璃基板。但是，隨著液晶顯示屏的玻璃基板的薄型化發(fā)展會帶來以下問題。最主要的問題是當(dāng)在一般情況下將規(guī)定強(qiáng)度以上的按壓力施加在液晶顯示屏的 表面上時，在其顯示部會產(chǎn)生顯示不均勻(display mura)(顯示斑點)，而當(dāng)基板較薄時， 該傾向會變得明顯。這是因為在基板較薄時，被施加了點負(fù)荷(point load)的附近的隔離 物會被嚴(yán)重壓變形，使得該部分的基板間隙的縮小量變大的緣故。為了具體說明該問題，如圖14所示，對彼此對著的兩個玻璃基板中的其中一個 基板的中央部施加點負(fù)荷，該兩個玻璃基板夾著液晶層及保持5μπι的間隙的多個隔離物 (spacer)。這里，這兩個玻璃基板中的其中一個基板使用的是厚度為0. 5mm的基板，另一基 板使用的是厚度為從0. 05mm、0. lmm、0. 2mm、0. 3mm及0. 5mm這5種厚度中選出的基板。如 圖15所示，這樣做的話，隨著被施加點負(fù)荷的一側(cè)的玻璃基板變薄，彎曲量會變大。并且， 如圖16所示，發(fā)現(xiàn)讓玻璃基板彎曲4μπι所需的負(fù)荷(load)是玻璃基板厚度為0. 05mm時 為玻璃基板厚度為0. 5mm時的大約20分之一，隨著玻璃基板的薄型化，用少量的負(fù)荷就可 以使基板產(chǎn)生彎曲。這里，作為解決玻璃基板彎曲的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中公開有具有下述特征的液 晶顯示裝置在第一基板與第二基板之間夾有液晶，在上述第一基板中包括保持上述第一 基板與上述第二基板之間的間隔的多個柱狀隔離物、和將電壓提供給上述液晶的第一透明 電極，在上述第二基板中包括將電壓提供給上述液晶的第二透明電極這樣的液晶顯示裝置 中，具有在外周部不進(jìn)行顯示的顯示外區(qū)域、和在其內(nèi)側(cè)進(jìn)行顯示的顯示區(qū)域，形成在上述 顯示外區(qū)域的上述柱狀隔離物個數(shù)的密度高于形成在上述顯示區(qū)域的上述柱狀隔離物個 數(shù)的密度。并且，記載有由此能夠改善因液晶顯示裝置的液晶單元間隙(cell gap)的不良 造成顯示不良這樣的內(nèi)容。上述專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)為通過增加隔離物的個數(shù)，來回避隔離物被壓變形的 情況，保持基板的間隙，從而限制基板彎曲的技術(shù)。雖然這樣做確實有可能改善基板彎曲這 樣的問題，但是卻產(chǎn)生了會在低溫環(huán)境下發(fā)生真空氣泡(所謂的低溫沖擊氣泡)這樣的新 問題。這是由于在低溫下產(chǎn)生構(gòu)成部件的體積收縮，尤其是在液晶的收縮率大于其它部件 的收縮率時，支撐部的變化跟不上液晶層的收縮，而成為真空氣泡的緣故。
并且，研究探討了解決發(fā)生該低溫沖擊氣泡的技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)2中公開了 具有下述特征的裝置在周圍配置有密封材的對著的兩個基板之間夾有液晶的液晶顯示 元件中，在至少一個基板上的遮光部分中形成有接觸到對著的基板且規(guī)定預(yù)定基板間隔的 第一柱狀隔離物且在上述第一柱狀隔離物之外還形成有第二柱狀隔離物，同時，在上述第 二柱狀隔離物的頂部與對著的基板之間形成有0.2μπι以下的間隙。并且，記載有由此能 夠避免發(fā)生低溫沖擊氣泡的不良，防止因從制造工序中和外部施加負(fù)荷而產(chǎn)生顯示不均勻 (display mura)這樣的內(nèi)容。在專利文獻(xiàn)3中公開了具有下述特征的裝置在設(shè)置有柱狀隔離物的液晶顯示裝 置用濾色器中，柱狀隔離物由具有與組裝顯示屏?xí)r的負(fù)荷造成的變形及隨著低溫環(huán)境下的 液晶收縮造成的變形相對應(yīng)的高度、截面積的柱狀隔離物(第一柱狀隔離物)、和具有在局 部承受了過多負(fù)荷及液晶在低溫環(huán)境下收縮時保持基板之間的間隙高度、截面積的柱狀隔 離物(第二柱狀隔離物)這兩種柱狀隔離物構(gòu)成。該柱狀隔離物能夠在組裝顯示屏?xí)r適當(dāng) 地保持基板間的間隙，即使在局部承受了過多負(fù)荷或者液晶在低溫環(huán)境下收縮變形的情況 下，也能夠使基板間的間隙保持一定。因此，能夠在保持適當(dāng)間隙的情況下，組裝顯示屏，并 且，即使在承受了過多負(fù)荷及液晶在低溫環(huán)境下收縮時，也能夠使基板間的間隙保持一定， 實現(xiàn)一種避免發(fā)生色彩不均勻等，避免發(fā)生真空氣泡(低溫沖擊氣泡)那樣的液晶顯示裝 置。專利文獻(xiàn)1 特開平09-073093號公報專利文獻(xiàn)2 特開2002-341354號公報專利文獻(xiàn)3 特開2003-121857號公報上述專利文獻(xiàn)2及3所示的技術(shù)是為了防止低溫沖擊氣泡的發(fā)生而并列設(shè)置一對 第一隔離物和第二隔離物的技術(shù)，該第一隔離物用來限制基板間隙，該第二隔離物構(gòu)成基 板間隙的追隨彈性變形的部分且高度低于第一隔離物。由于薄型液晶顯示屏承受局部負(fù)荷 的能力較弱，會產(chǎn)生大幅度彎曲，因此必須設(shè)置較多的隔離物，但是增加限制基板間隙的第 一隔離物會促進(jìn)低溫沖擊氣泡的發(fā)生。所以，尤其是在薄型液晶顯示屏中，存在有難以同時解決因局部負(fù)荷所產(chǎn)生的彎 曲、和局部發(fā)生低溫沖擊氣泡這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述各點，本發(fā)明的目的之一在于提供一種不僅能夠限制對整個顯示部施 加負(fù)荷時的顯示不均勻的發(fā)生，且能夠限制對局部施加負(fù)荷時的顯示不均勻的發(fā)生，同時， 能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生那樣的液晶顯示裝置。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置為包括彼此對著設(shè)置的第一及第二基板、和夾在第 一及第二基板之間設(shè)置的液晶層的液晶顯示裝置。設(shè)置有各自從第一及第二基板中的其中 一個基板延伸形成到另一個基板的多個第一支撐部，且設(shè)置有各自從第一及第二基板中的 其中一個基板朝著另一個基板延伸形成且高度低于第一支撐部的多個第二支撐部。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于在液晶顯示裝置中的對著的第一基板與第二基板之間設(shè)置 有各自從第一及第二基板中的其中一個基板延伸形成到另一個基板的多個第一支撐部，且 設(shè)置有各自從第一及第二基板中的其中一個基板朝著另一個基板延伸形成且高度低于第一支撐部的多個第二支撐部，因此在負(fù)荷施加在整個基板上時，由第一支撐部及第二支撐 部支撐該負(fù)荷。并且，由于設(shè)置有高度低于第一支撐部的第二支撐部，因此能夠使第一及第 二基板隨著液晶層的變位而相對變位。從而，能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生。并且，本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部的個數(shù)多于第一支撐部 的個數(shù)。使用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過在施加有局部負(fù)荷時，使第一支撐部的個數(shù)盡可能較 少，更多地設(shè)置高度較低的第二支撐部，來使第一及第二基板相對于液晶層的變位更靈活 地進(jìn)行相對變位。從而，能夠更確實地限制那時的局部低溫沖擊氣泡的發(fā)生。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以將多個第二支撐部的每一個支撐部設(shè)置在 顯示區(qū)域中。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于將多個第二支撐部的每一個支撐部設(shè)置在顯示區(qū)域中，因 此能夠限制顯示區(qū)域局部的顯示不良。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部在構(gòu)成顯示區(qū)域的像素區(qū)域 單位中的個數(shù)多于第一支撐部的個數(shù)。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于第二支撐部在構(gòu)成顯示區(qū)域的像素區(qū)域單位中的個數(shù)多于 第一支撐部，因此能夠進(jìn)一步限制顯示區(qū)域局部的顯示不良。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部的像素區(qū)域單位中的配置密 度為第一支撐部的1.2倍以上。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的第二支撐部有利于限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生，提高使基板較薄時 對按壓的耐受力，改善耐按壓不均勻。從此觀點出發(fā)，最好第二支撐部的配置密度((支撐 部的個數(shù)/mm2) X支撐部的橫截面積)大于第一支撐部的密度，如果在1.2倍以上的話，則 效果更好。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是多個第二支撐部在各像素區(qū)域單位內(nèi)分 別被設(shè)置在相同的位置上。使用這樣的結(jié)構(gòu)，即使對于基板上的局部負(fù)荷，被均勻配置的第二支撐部也能夠 均等地承受該負(fù)荷。因此，能夠更有效地限制局部基板的彎曲，使液晶顯示裝置的顯示功能 更穩(wěn)定、更好。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部與對著的基板之間的間隔為 液晶層的0. 05倍以上且0. 2倍以下。這是因為如果第二支撐部與對著的基板之間的間隔為液晶層的0. 2倍以下的話， 能夠在薄型液晶顯示裝置的液晶顯示屏的按壓不均勻試驗中更有效地確保耐強(qiáng)度性。并 且，這是因為如果第二支撐部與對著的基板之間的間隔為液晶層的0. 05倍以上的話，能夠 在低溫沖擊氣泡評價中更有效地抑制氣泡的發(fā)生和不良區(qū)域(domain)的產(chǎn)生。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第一及第二基板中的至少一個基板的厚 度為0. 5mm以下。使用這樣的結(jié)構(gòu)，在為了謀求整個顯示屏的薄型化和輕量化而需要將玻璃厚度設(shè) 計得較薄時，不僅能夠?qū)⒌谝患暗诙逶O(shè)計為同一玻璃厚度來進(jìn)行薄型化，而且還能夠 將第一及第二基板的玻璃厚度設(shè)計為非對稱的厚度。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第一基板與第二基板的基板厚度不同。
使用這樣的結(jié)構(gòu)，在使TFT陣列(TFT array)基板作為第一基板，使對著的基板作 為第二基板來進(jìn)行相對薄板化時，能夠防止因TFT陣列基板比規(guī)定的基板薄，造成在將連 接端子及驅(qū)動器(driver)直接安裝在TFT陣列基板上時由基板端部的局部加熱及加壓而 導(dǎo)致TFT陣列基板發(fā)生破損的情況。并且，能夠防止在TFT端子及布線等多層薄膜疊層工 序中，隨著溫度變化及壓力變化而產(chǎn)生的彎曲和履歷施加在TFT陣列基板單體上，造成機(jī) 械強(qiáng)度因TFT陣列基板的薄型化而下降的現(xiàn)象。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是在各像素區(qū)域單位中具有透光區(qū)域和光 反射區(qū)域的裝置。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠通過在透光區(qū)域、和具有反射膜且高于周圍的光反射 區(qū)域中同時形成支撐部，來有效地形成各自高度不同的第一及第二支撐部，因此裝置的制 造效率等較好。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是將第二支撐部設(shè)置在顯示區(qū)域的遮光部 分中的裝置。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于將第二支撐部設(shè)置在顯示區(qū)域的遮光部分中，因此能夠限 制第二支撐部的設(shè)置部位的光漏出。當(dāng)在作為光反射區(qū)域使用的像素內(nèi)的保持容量布線等 的遮光部分中設(shè)置第二支撐部時，能夠相應(yīng)地限制有效開口率的下降。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第一支撐部與上述第二支撐部的橫截面 積不同的裝置。一般來說，支撐部的橫截面積(在與支撐部延伸的方向垂直的方向上切開的剖面 面積)越大，玻璃的耐壓特性越強(qiáng)。雖然能夠通過將這些支撐部形成在布線上規(guī)定的位置 來防止光漏出，但是當(dāng)設(shè)計得大于規(guī)定橫截面積時，會對對比度下降等顯示特性帶來障礙。 特別是在與第一支撐部相比，在規(guī)定位置設(shè)置很多第二支撐部的本發(fā)明中，由于能夠通過 這樣的結(jié)構(gòu)來非對稱地配置橫截面積不同的第一支撐部和第二支撐部，因此能夠有效地抑 制顯示屏的開口率及對比度的下降。雖然也能夠在不同工序中利用同種材料或異種材料來 形成第一支撐部和第二支撐部，但是從縮短制造工序和降低成本的觀點出發(fā)，經(jīng)由同一光 刻工序來將該支撐部圖案化且形成該支撐部的方法也極其有效。為了能夠像這樣在同一工 序中形成高度不同的結(jié)構(gòu)物而使第一及第二支撐部的橫截面積不同。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部的橫截面積小于第一支撐部 的橫截面積的裝置。使用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相對于第一支撐部，以規(guī)定的密度將形成在規(guī)定位置上的第 二支撐部的橫截面積設(shè)計得較小時，能夠用形成與過去的以保持基板間隙為目的第一支撐 部相同的工序數(shù)來配置第二支撐部。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是在第一及第二基板的每一個基板的液晶 層側(cè)設(shè)置有在無電壓施加時讓液晶分子垂直取向的垂直取向膜。在第一及第二基板的至少 一個基板的液晶層側(cè)設(shè)置有在施加電壓時讓液晶分子以放射狀取向的取向控制體。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于上述液晶層被不會產(chǎn)生局部基板彎曲的彼此對著的基板夾 著，因此即使對于局部負(fù)荷，也能夠在無電壓施加時的垂直取向及施加電壓時的放射狀取 向不會紊亂的情況下，保持良好的顯示品位。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是第二支撐部兼作取向控制體的裝置。
使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于第二支撐部兼作取向控制體，因此能夠通過減少所需的第 二支撐部的個數(shù)，來使裝置的制造效率等較好。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置也可以是在第一及第二基板中的至少一個基板的 液晶層側(cè)設(shè)置有施行了規(guī)定的取向處理的取向膜的裝置。使用這樣的結(jié)構(gòu)，由于上述液晶層被不會產(chǎn)生局部基板彎曲的彼此對著的基板夾 著，因此即使對于局部負(fù)荷，也能夠在利用規(guī)定的取向處理形成的取向不會紊亂的情況下， 保持良好的顯示品位。(發(fā)明的效果)如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種不僅對于施加在整個顯示部的負(fù)荷，而且對 于局部負(fù)荷，均能夠限制顯示不均勻的產(chǎn)生，同時還能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生的液晶
顯示裝置。


圖1為本發(fā)明的第一實施例所涉及的液晶顯示裝置10的平面圖。圖2為圖1的液晶顯示裝置10的II-II剖面的剖面圖。圖3為將第一支撐部50形成在反射區(qū)域22內(nèi)的液晶顯示裝置10的平面圖。圖4為圖3的液晶顯示裝置10的IV-IV剖面的剖面圖。圖5為本發(fā)明的第二實施例所涉及的液晶顯示裝置60的剖面圖。圖6為液晶顯示裝置60的子像素85的剖面圖。圖7為以第一支撐部100為中心，將第二支撐部配置在對角線上的液晶顯示裝置 60的子像素85的平面圖。圖8為以第一支撐部100為中心，在縱橫方向上配置第二支撐部的液晶顯示裝置 60的子像素85的平面圖。圖9為將第二支撐部配置在像素圖案84內(nèi)的液晶顯示裝置60的子像素85的平 面圖。圖10為表示施加在基板上的負(fù)荷與押入深度的關(guān)系圖。圖11為表示將第一支撐部的配置密度限定為一定(25個/mm2，直徑為12μπιΦ) 時CF玻璃基板的厚度、與按壓不均勻良好即按壓不均勻強(qiáng)度上限值的關(guān)系圖。圖12為CF基板和TFT基板的基板厚度為0. 05/0. 5mm時第一支撐部的直徑、與按 壓不均勻良好即按壓不均勻強(qiáng)度上限值的關(guān)系圖。圖13為CF基板和TFT基板的基板厚度為0. 1/0. 5mm時第一支撐部的直徑、與按 壓不均勻良好即按壓不均勻強(qiáng)度上限值的關(guān)系圖。圖14為表示將點負(fù)荷施加在基板表面上時的概要圖。圖15為對施加了相同負(fù)荷時負(fù)荷被施加的基板的厚度與彎曲量進(jìn)行比較的圖。圖16為使基板彎曲4μπι時所需的負(fù)荷與基板厚度的關(guān)系圖。(符號的說明)10、60_液晶顯示裝置；20、70-TFT基板；22-光反射區(qū)域；23-反射層；25、33_垂直 取向膜；26-透光區(qū)域；30、80-CF基板；40、90_液晶層；49、85_子像素；50、100-第一支撐 部；51、101-第二支撐部；52-取向控制體；75-取向膜。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的第一實施例及第二實施例所涉及的液晶顯示裝置加以 詳細(xì)說明。另外，本發(fā)明并不限定于下述實施例。在本發(fā)明的第一實施例及第二實施例中，特別對利用在攜帶電話那樣的攜帶電子 機(jī)器中的薄型液晶顯示裝置加以說明。(第一實施例)(液晶顯示裝置10的結(jié)構(gòu))圖1表示液晶顯示裝置10的顯示面的平面圖，圖2表示圖1所示的液晶顯示裝置 10的虛線II-II的剖面圖。該液晶顯示裝置10為能夠進(jìn)行透過模式(transparency mode) 顯示和反射模式(refrection mode)顯示的半透過型裝置。液晶顯示裝置10由彼此對著的TFT基板20及濾色器基板30 (CF基板)、設(shè)置在它 們之間的液晶層40、設(shè)置在彼此對著的兩基板20、30之間的第一支撐部50、第二支撐部51 及取向控制體52構(gòu)成。在TFT基板20的玻璃基板21的表面設(shè)置有有源元件及連接在有源元件上的柵極 布線和源極布線等電路要素(均沒有圖示)。在TFT基板20的像素區(qū)域中的應(yīng)該成為反射 區(qū)域22的區(qū)域中形成有具有凹凸形狀的反射層23，以覆蓋反射層23的方式形成有透明絕 緣層對，在表面將反射層23的凹凸形狀平坦化。在透明絕緣層M的平坦表面上先后形成 有無圖示的透明像素電極及垂直取向膜25。像素電極具有形成在規(guī)定位置的無圖示的欠缺部，各個像素由該欠缺部分割為圖 1所示的那樣的多個像素圖案31。當(dāng)將規(guī)定電壓施加在液晶層40上時，由于在像素電極的 周圍及欠缺部附近生成的斜(oblique)電場的取向限制，在多個像素圖案31的每一個圖案 上形成施行放射狀傾斜取向的液晶區(qū)域(liquid crystal domain) 0如圖1所示，將并列 的4個像素圖案31由后述的黑底(black matrix) M劃分而成的一組(unit)稱為子像素 49 (像素區(qū)域組)。在本實施例中，將像這樣并列的4個像素圖案31及由黑底M劃分而成 的一組作為子像素49，像素圖案31的個數(shù)及其配置也可以因顯示裝置的種類不同而不同。在CF基板30的比TFT基板20的玻璃基板21薄的玻璃基板32上先后形成有形成 了由紅(R)、綠(G)及藍(lán)⑶這3種基色構(gòu)成的像素圖案31的CF層及垂直取向膜33。在 這些像素圖案31之間設(shè)置有作為用以獲得對比度的邊緣(rimming)的黑底Μ。并且，由該 黑底M劃分像素圖案31。作為構(gòu)成像素圖案31的顏色，除了 RGB組合之外，還可以用青 色、品紅、黃色這樣的互補(bǔ)色。另外，對CF基板30的玻璃基板32及TFT基板20的玻璃基板21各自的厚度并不 作特別限定，既可以使TFT基板20的厚度較薄，也可以使它們的厚度相等。第一支撐部50從TFT基板20延伸形成到CF基板30。第一支撐部50形成在CF 基板30的黑底M上。為了保持液晶層40的厚度，第一支撐部50的高度決定著液晶層40 的厚度。第一支撐部50的形狀既可以是任何形狀，也可以是例如圓柱狀、方柱狀、或者是它 們的前端較細(xì)的形狀等。在本實施例中，第一支撐部50由樹脂制材料構(gòu)成，只要是能夠?qū)?抗于施加在基板上的按壓力的話，并不作特別限定，也可以是陶瓷制或者金屬制的。另外，也可以不像本實施例那樣，將第一支撐部50形成在黑底M上，可以形成在其它遮光部(例如，顯示區(qū)域內(nèi)的保持容量布線上等)中。如圖3及圖4所示，也可以形成 在透明電介質(zhì)層57上。此時，第一支撐部50也是從透明電介質(zhì)層57形成到彼此對著的 TFT基板20。取向控制體52形成在CF基板30的應(yīng)該成為透過區(qū)域沈的區(qū)域中。取向控制體 52形成在垂直取向膜33的液晶層40側(cè)，形成為朝著彼此對著的TFT基板20延伸的頭部被 切的圓柱狀。在每個子像素31設(shè)置有取向控制體52。由此，能夠使其取向在每個子像素
31穩(wěn)定。透明電介質(zhì)層57形成在CF基板30的應(yīng)該成為反射區(qū)域22的區(qū)域中。透明電介 質(zhì)層57以規(guī)定的厚度形成在垂直取向膜33的液晶層40側(cè)。最好透明電介質(zhì)層57的厚度 為液晶層40的厚度dt的大致一半左右。在反射模式顯示中，用在顯示中的光通過液晶層 40兩次，在透過模式顯示中，用在顯示中的光僅通過液晶層40 —次。因而，當(dāng)將透過區(qū)域 26的液晶層40的厚度dt設(shè)定為反射區(qū)域22的液晶層40的厚度dt的大致兩倍時，能夠在 兩個顯示模式中實現(xiàn)良好的顯示。第二支撐部51形成在透明電介質(zhì)層57上，該透明電介質(zhì)層57形成在CF基板30 的應(yīng)該成為反射區(qū)域22的區(qū)域中。因此，能夠在透光區(qū)域沈、和具有反射層23且高于周圍 的光反射區(qū)域22中同時形成支撐部，能夠有效地形成各自高度不同的第一及第二支撐部 50、51。在本實施例中，第二支撐部51由樹脂制材料形成，只要是能夠?qū)褂谑┘釉诨迳?的按壓力的話，并不作特別限定，也可以是陶瓷制或者金屬制的。并且，第二支撐部51形成 為朝著彼此對著的TFT基板20延伸的頭部被切的圓柱狀，在該頭頂部與TFT基板20之間 形成有間隙58。由此，能夠在負(fù)荷施加在基板上時，由第一支撐部50及第二支撐部51來支 撐該負(fù)荷。并且，能夠通過將其高度形成得低于第一支撐部50，在第二支撐部51的頭頂部 與TFT基板20之間形成有間隙58，來使兩塊基板20、30隨著液晶層40的變位而進(jìn)行相對 變位。從而，能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生。這是因為如果該間隙58，即第二支撐部51的頭頂部與彼此對著的TFT基板20之 間的間隙在液晶層40的0. 2倍以下的話，能夠在薄型液晶顯示裝置的液晶顯示屏的按壓不 均勻試驗中更有效地確保耐強(qiáng)度性。并且，這是因為如果第二支撐部51的頭頂部與彼此對 著的TFT基板20之間的間隙在液晶層40的0. 05倍以上的話，能夠在低溫沖擊氣泡評價中 更有效地抑制氣泡發(fā)生和不良區(qū)域的產(chǎn)生。由于像這樣將第二支撐部51設(shè)置在顯示區(qū)域內(nèi)，因此能夠限制顯示區(qū)域中局部 的顯示不良。另外，并不一定要將第二支撐部51設(shè)置在顯示區(qū)域內(nèi)，也可以將其設(shè)置在黑 底M上等那樣的顯示區(qū)域外。也可以將第二支撐部51設(shè)置在顯示區(qū)域的遮光部分中。這 樣因為能夠限制第二支撐部51的設(shè)置部位的光漏出。當(dāng)在作為光反射區(qū)域22使用的像素 內(nèi)的保持容量布線等的遮光部分中設(shè)置第二支撐部時，還能夠相應(yīng)地限制有效開口率的下 降。由于將第二支撐部51設(shè)置在各個子像素31區(qū)域上，因此其個數(shù)多于在鄰接于子 像素31區(qū)域的黑底M上隔著一個子像素31區(qū)域設(shè)置的第一支撐部50。通過像這樣使第 二支撐部51多于第一支撐部50，在施加有局部負(fù)荷時使第一支撐部50的個數(shù)最少，使高度 較低的第二支撐部51存在較多，來使兩基板20、30更靈活地隨著液晶層40的變位而進(jìn)行 相對變位。因此，能夠更確實地限制此時所產(chǎn)生的局部低溫沖擊氣泡的發(fā)生。第二支撐部
951在子像素31內(nèi)分別被設(shè)置在相同的位置上。具體地說，如圖1所示，以使所有的第二支 撐部51位于各個子像素31的反射區(qū)域22的大致中央部的方式，將其配置在透明電介質(zhì)層 57上。因此，即使對于施加在基板上的局部負(fù)荷，均勻配置的第二支撐部51也能夠均等地 承受該負(fù)荷。故而，能夠更有效地限制基板的局部彎曲，使液晶顯示裝置10的顯示功能更 穩(wěn)定、更好。另外，對第二支撐部51的配置并不限定于此。即，第二支撐部51的配置密度也可 以在第一支撐部50的1. 2倍以上。本實施例的第二支撐部51限制了低溫沖擊氣泡的發(fā)生， 有利于改善使基板厚度較薄時對按壓的耐受力，改善耐按壓不均勻。從此觀點出發(fā)，第二支 撐部的配置密度((支撐部的個數(shù)/mm2) X支撐部的橫截面積)是越大于第一支撐部的密 度越好，如果在1. 2倍以上的話，更能夠發(fā)揮其效果。最好本實施例中的支撐部的配置設(shè)計是第二支撐部51的配置密度在第一支撐部 50的1. 2倍以上，例如，對于構(gòu)成象點(picture element) (R、G、B各像素組成的一組為一個 象點單位)的顯示單位，配置一個以上的第一支撐部50及第二支撐部51。尤其是從抑制低 溫沖擊氣泡發(fā)生的觀點出發(fā)，難以在一個象點單位中配置3個以上的進(jìn)行液晶間隙保持的 第一支撐部50。并且，當(dāng)對于第一支撐部50進(jìn)行摩擦(riAbing)等取向處理時，因取向在 支撐部附近紊亂而造成的光漏出等可能會使顯示品位下降，因此例如最好在接觸到視感強(qiáng) 度相對較小的B(藍(lán))像素的位置上形成第一支撐部。特別是在如本實施例那樣用了垂直 取向的正常黑色模式(normally black mode)的液晶顯示裝置中，為了改善耐按壓不均勻， 采用不僅在有效像素顯示區(qū)域外的規(guī)定信號布線上設(shè)置第二支撐部，而且例如在軸對稱中 心部的大致中央部的像素顯示區(qū)域內(nèi)追加配置第二支撐部這樣的方法也較為有效。能夠根據(jù)第二支撐部51的形狀讓液晶層40的取向在每個子像素31中穩(wěn)定。能 夠?qū)⑵淙∠蛑行墓潭ㄔ谧酉袼?1的反射區(qū)域22的大致中央位置上，能夠通過使取向于各 個方位的液晶分子的存在概率幾乎相等，來實現(xiàn)均勻的顯示。由于第二支撐部51還兼作反 射區(qū)域22的取向控制體的作用，因此所需的第二支撐部51或取向控制體的個數(shù)減少，使裝 置的制造效率等較好。另外，在本實施例中，雖然將第一支撐部50及第二支撐部51分別形成在CF基板 30上，但是并不限定于此，既可以將它們形成在TFT基板20上，也可以將它們形成在不同的 基板上。(第二實施例)(液晶顯示裝置60的結(jié)構(gòu))其次，參照附圖對本發(fā)明的第二實施例所涉及的液晶顯示裝置60加以詳細(xì)說明。圖5表示液晶顯示裝置60。該液晶顯示裝置60為對彼此對著的基板的每一個基 板施行了取向處理的Twisted Nematic(TN)型裝置。液晶顯示裝置60由彼此對著的TFT基板70及濾色器基板(CF基板80)、設(shè)置在它 們之間的液晶層90、和設(shè)置在彼此對著的兩基板70、80之間的第一支撐部100及第二支撐 部101構(gòu)成。TFT基板70由玻璃基板71、開關(guān)元件72及像素電極73構(gòu)成，該開關(guān)元件72由形 成在玻璃基板71上的信號線和掃描線等構(gòu)成。在它們的液晶層90側(cè)形成有覆蓋它們的被 施行了取向處理的取向膜75。
在CF基板80的比TFT基板70的玻璃基板71薄的玻璃基板81上形成有形成了 由紅(R)、綠(G)及藍(lán)⑶這3種基色構(gòu)成的像素圖案84的CF層82。在這些像素圖案84 之間設(shè)置有作為用以獲得對比度的邊緣(rimming)的黑底91。如圖6所示，由該黑底91劃 分各個像素圖案84。作為構(gòu)成該像素圖案84的顏色，除了 RGB組合之外，還可以用青色、品 紅、黃色這樣的互補(bǔ)色。如圖6所示，將CF層82的6個像素圖案84在橫向上配置3個且 在橫向上配置3個像素圖案84的這樣的一組在縱向上排列兩列而成的像素區(qū)域單位稱為 子像素85。這里，子像素85在各個顯示尺寸的液晶顯示裝置60中均不同。子像素85也可 以是不如本實施例那樣的配置6個像素圖案84而成，例如，也可以是由在橫向上配置3個 像素圖案84且在橫向上配置3個像素圖案84的這樣的一組在縱向上排列3列而成的合計 9個像素圖案等構(gòu)成。并且，在CF基板80的CF層82的液晶層90側(cè)的表面形成有透明電極86。在透 明電極86的液晶層90側(cè)的表面形成有施行了取向處理的取向膜87。這里，在與對形成在 TFT基板70側(cè)的取向膜75施行的取向垂直的方向上對該取向膜87進(jìn)行了取向處理。另外，對CF基板80的玻璃基板81及TFT基板70的玻璃基板71各自的厚度并不 作特別限定，既可以使TFT基板70的厚度較薄，也可以使它們的厚度相等。使第一支撐部100從TFT基板70延伸形成到CF基板80。第一支撐部100形成 在CF基板80的黑底91上。為了保持液晶層90的厚度，第一支撐部100的高度決定著液 晶層90的厚度。第一支撐部100的形狀可以是任何形狀，例如形成為圓柱狀、方柱狀、或者 是它們的前端較細(xì)的形狀等。在本實施例中，第一支撐部100由樹脂制材料形成，只要能夠 對抗于施加在基板上的按壓力的話，并不作特別限定，也可以是陶瓷制或者金屬制的。另外，第一支撐部100也可以不像本實施例那樣形成在黑底91上，可以形成在其 它遮光部(例如，顯示區(qū)域內(nèi)的保持容量布線上等)中。第二支撐部101形成在CF層82的黑底91上。第二支撐部101形成為朝著彼此 對著的TFT基板70延伸的頭部被切的圓柱狀，在該頭頂部與TFT基板70之間形成有間隙 58。由此，能夠在負(fù)荷施加在基板上時，由第一支撐部100及第二支撐部101來支撐該負(fù)荷。 并且，能夠通過將其高度形成得低于第一支撐部100，在第二支撐部101的頭頂部與TFT基 板70之間形成有間隙58，來使第一及第二基板隨著液晶層90的變位而進(jìn)行相對變位。從 而，能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生。這是因為如果該間隙58，即第二支撐部101的頭頂部與彼此對著的TFT基板70之 間的間隔在液晶層90的0. 2倍以下的話，能夠在薄型液晶顯示裝置的液晶顯示屏的按壓不 均勻試驗中更有效地確保耐強(qiáng)度性。并且，這是因為如果第二支撐部101的頭頂部與彼此 對著的TFT基板70之間的間隔在液晶層90的0. 05倍以上的話，能夠在低溫沖擊氣泡評價 中更有效地抑制氣泡發(fā)生和不良區(qū)域的產(chǎn)生。在本實施例中，第二支撐部101由樹脂制材料形成，只要是能夠?qū)褂谑┘釉诨?板上的按壓力的話，并不作特別限定，可以是陶瓷制或者金屬制的。如圖6所示，在劃分各個像素圖案84的黑底91上，以第一支撐部100為中心在其 周圍均勻地設(shè)置有8個第二支撐部101。通過像這樣使第二支撐部101的個數(shù)多于第一支 撐部100的個數(shù)，在施加有局部負(fù)荷時，使第一支撐部100的個數(shù)最少，使高度較低的第二 支撐部101較多，來使兩基板70、80相對于液晶層90的變位而靈活地進(jìn)行相對變位。因此，能夠更確實地限制此時產(chǎn)生的局部低溫沖擊氣泡的發(fā)生。并且，將第二支撐部101在子像 素85內(nèi)分別設(shè)置相同位置上。即，在本實施例中，被配置在由圖6所示的6個像素圖案84 構(gòu)成的子像素85內(nèi)的8個第二支撐部101在液晶顯示裝置60的其它子像素85內(nèi)也同樣 是圍繞著第一支撐部100配置有8個。所以，即使對于施加在基板上的局部負(fù)荷，均勻配置 的第二支撐部101也能夠均等地承受該負(fù)荷。因此，能夠更有效地限制基板的局部彎曲，使 液晶顯示裝置60的顯示功能更穩(wěn)定、更好。另外，對于第二支撐部101的配置并不限定于此，也可以如圖7所示，以第一支撐 部100為中心，在子像素85的位于對角線的端上的黑底91上配置4個。并且，如圖8所示， 也可以以第一支撐部100為中心，在子像素85的位于縱向及橫向的端上的黑底91上配置4 個。而且，如圖9所示，也可以在各個像素圖案84上的中心的無圖示的保持容量布線上各 配置一個，共配置6個。第二支撐部101的配置密度也可以為第一支撐部100的1. 2倍以上。本實施例的 第二支撐部101限制了低溫沖擊氣泡的發(fā)生，有利于在使基板厚度較薄時改善對于按壓不 均勻的耐受性。從此觀點出發(fā)，最好使第二支撐部的配置密度((支撐部的個數(shù)/rnm2) χ支 撐部的橫截面積)大于第一支撐部的密度，如果為1.2倍以上的話，更能夠發(fā)揮其效果。最好本實施例的支撐部的配置設(shè)計為第二支撐部101的配置密度在第一支撐部 100的1. 2倍以上，例如，相對于圖6 圖9等那樣的構(gòu)成象點(由R、G、B各個像素組成的 一組為一個象點單位)的顯示單位配置一個以上的第一支撐部100及第二支撐部101。尤 其是從抑制低溫沖擊氣泡發(fā)生的觀點出發(fā)，難以在一個象點單位中配置3個以上的進(jìn)行液 晶間隙保持的第一支撐部100。并且，當(dāng)相對于第一支撐部100進(jìn)行摩擦等取向處理時，由 于取向在支撐部的附近紊亂所引起的光漏出等可能會使顯示品位下降，因此最好例如在接 觸到視感強(qiáng)度相對較小的B(藍(lán))像素的位置上形成第一支撐部。另外，在本實施例中，將第一支撐部100及第二支撐部101分別形成在CF基板80 上，但是并不限定于此，既可以將它們分別形成在TFT基板70上，也可以將它們分別形成在 不同的基板上。在本實施例中，示出了 TN型液晶顯示裝置60，但是并不限定于此，也可以使用超 扭曲向列(Super Twisted Nematic, STN)型和電控雙折射(Electrically Controlled Birefring ence, ECB)型等液晶顯示裝置60。至于能夠適用于本第一實施例及第二實施例的支撐部，經(jīng)由光刻工序，將其配置 在顯示屏內(nèi)的規(guī)定位置上的方法極其有效。需要使用在形成圖案時解像度、顯像性較佳，且 機(jī)械強(qiáng)度和對液晶的污染性和透明性較高的材料作為這樣的支撐部。具體地說，能夠使用由曝光來促進(jìn)材料硬化的類型的負(fù)型感光材料和由曝光使材 料結(jié)合裂開(binding cleavage)，在顯像工序中進(jìn)行選擇性溶解的類型的正型感光材料。 例如，從保持材料透明性和機(jī)械強(qiáng)度的觀點出發(fā)，能夠使用以包含丙烯酸酯(鹽)類材料、 聚氨酯丙烯酸酯(鹽)類材料、環(huán)氧丙烯酸酯(鹽)類材料、異丁烯酸鹽(酯)類材料等的 樹脂類為基本結(jié)構(gòu)的感光性樹脂來圖案形成。(實施例)其次，對在本實施例所示的液晶顯示裝置中各種負(fù)荷對顯示功能所造成的影響加 以了研究探討。
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(試驗評價1)用與第一實施例所示的裝置的結(jié)構(gòu)相同的液晶顯示裝置對兩基板的厚度、第一支 撐部及第二支撐部的配置密度、和因?qū)︼@示裝置施加負(fù)荷而產(chǎn)生的顯示不均勻之間的關(guān)系 進(jìn)行了評價試驗。(試驗評價用液晶顯示裝置)分別各準(zhǔn)備了多個第一基板厚度/第二基板厚度為0. 5/0. 05及0. 5/0. Imm的第 一及第二基板、和由形成有各自具有規(guī)定的密度(每個單位面積的個數(shù))且規(guī)定的橫截面 (這里，用直徑大小表示)的第一及第二支撐部構(gòu)成的液晶顯示裝置。并且，使用了在基板 外側(cè)貼合有一對規(guī)定偏振光板的液晶顯示屏。(試驗評價方法)對上述試驗評價用液晶顯示裝置，使用英斯特朗(instron)公司制造的英斯特朗 萬能材料試驗機(jī)M43型，通過負(fù)荷施加試驗進(jìn)行了按壓不均勻的評價。首先，在圓筒形的放置臺上，以CF基板朝上的方式設(shè)置了液晶顯示裝置。其次，如圖11所示，利用英斯特朗萬能材料試驗機(jī)的圓柱狀按壓測量工具，以 lmm/min的按壓速度對各液晶顯示裝置的CF基板表面施加負(fù)荷。這里，使用了以下3種類 型的英斯特朗萬能材料試驗機(jī)的圓柱狀按壓測量工具。(1)圓柱橡膠在前端設(shè)置有橡膠膜的直徑為IOmm的中心柱棒(這是用以實現(xiàn)施 加最理想的面負(fù)荷條件的)(2)圓柱在前端沒有設(shè)置橡膠膜的直徑為IOmm的中心柱棒(由于在攜帶電話的 部品被組裝成套之后的狀態(tài)下實施的強(qiáng)度試驗中，實際上負(fù)荷施加在局部上的情況較多， 在顯示屏評價中，也被設(shè)想為該狀態(tài)，因此它是用以實現(xiàn)較易受到局部負(fù)荷帶來的破壞的 狀態(tài)的)(3)圓球為在前端沒有設(shè)置橡膠膜的直徑為IOmm的中心柱棒，前端部形成為球 面形狀0 )(由于設(shè)想為在用尖狀物體按壓，或者在攜帶電話夾入攜帶皮帶等的狀態(tài)下施 加負(fù)荷的情況，因此它是用以實現(xiàn)較易受到在這樣的更窄的區(qū)域中施加負(fù)荷所帶來的破壞 的狀態(tài)的)其次，當(dāng)按壓負(fù)荷達(dá)到設(shè)定值時，在該狀態(tài)下，將英斯特朗萬能材料試驗機(jī)的圓柱 狀按壓測量工具保持5分鐘，然后，以lmm/min的速度解除對基板所施加的負(fù)荷。像這樣，對基板表面的多處進(jìn)行了施加局部負(fù)荷的試驗。其次，對在施加負(fù)荷試驗之后經(jīng)過了 5分鐘的液晶顯示裝置，分別使用顯示屏點 燈裝置，通過目視以正面視及從顯示屏(基板)中心起全方位大約為45°的角度觀察了 在全部用白色進(jìn)行顯示及用中間調(diào)(middle-tones)進(jìn)行顯示時不均勻顯示的有無及其程度。(試驗評價結(jié)果)表1-1 表1-2表示由施加負(fù)荷所產(chǎn)生的按壓不均勻的試驗的結(jié)果。另外，在表 1-1 表1-2中，按壓不均勻試驗的◎是指在分別通過圓柱橡膠、圓柱、圓球進(jìn)行的按壓試 驗中均獲得了較好的判定結(jié)果的意思。同樣，〇是指上述3項中有兩項較好，Δ是指上述3 項中有一項較好，X是指在所有項目中均為顯示不良的意思。表1-1
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，具備 TFT陣列基板，其包括玻璃基板；濾色器基板，其包括與所述TFT陣列基板彼此對著設(shè)置的玻璃基板； 液晶層，其設(shè)于所述TFT陣列基板以及所述濾色器基板之間； 多個第一支撐部，在所述TFT陣列基板以及所述濾色器基板之間，對應(yīng)于遮光部而配 置；以及多個第二支撐部，配置于所述濾色器基板，且每一個的高度均比所述第一支撐部低， 所述第一支撐部的橫截面積大于所述第二支撐部的橫截面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐部在構(gòu)成顯示區(qū)域的各像素單位中，比所述第一支撐部的個數(shù)多。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述TFT陣列基板的玻璃基板以及所述濾色器基板的玻璃基板的基板厚度不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述濾色器基板的玻璃基板的基板厚度比所述TFT陣列基板的玻璃基板的基板厚度薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于， 所述濾色器基板的玻璃基板的基板厚度為0. 5mm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一支撐部在構(gòu)成顯示區(qū)域的各像素單位中，配置于接觸到藍(lán)色像素的所述遮光部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐部的顯示區(qū)域中的配置密度為所述第一支撐部的顯示區(qū)域中的配置密 度的1. 2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐部與所述TFT陣列基板的間隔為所述液晶層的厚度的0. 06倍以上0. 2 倍以下。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能夠限制對整個顯示部施加負(fù)荷時的顯示不均勻的發(fā)生，且能夠限制對局部施加負(fù)荷時的顯示不均勻的發(fā)生，同時能夠限制低溫沖擊氣泡的發(fā)生那樣的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置(60)包括彼此對著設(shè)置的TFT基板及CF基板、和夾在兩個基板之間設(shè)置的液晶層，該液晶顯示裝置設(shè)置有各自從TFT基板及CF基板中的一個基板延伸形成到另一個基板的多個第一支撐部(100)，且設(shè)置有各自從TFT基板及CF基板中的其中一個基板朝著另一個基板延伸形成且高度低于第一支撐部(100)的多個第二支撐部(101)。
文檔編號G02F1/133GK102116962SQ20101060407
公開日2011年7月6日 申請日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者児島宏明, 大西憲明, 孫工尚久, 津田裕介, 田草康伸 申請人:夏普株式會社