液晶表示装置
【課題】良好な表示品位が得られ、且つ、製造歩留まりを改善することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 アレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層３０を保持し、マトリクス状の画素ＰＸを有する液晶表示パネル１を備えた液晶表示装置であって、各画素の有効部ＡＰを囲む配線部と、配線部上の隔壁１００と、を備え、隔壁１００の高さＨは、有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるギャップＧの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする。
【解決手段】 アレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層３０を保持し、マトリクス状の画素ＰＸを有する液晶表示パネル１を備えた液晶表示装置であって、各画素の有効部ＡＰを囲む配線部と、配線部上の隔壁１００と、を備え、隔壁１００の高さＨは、有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるギャップＧの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等のモニタディスプレイとして広く利用されている。このような表示装置は、画像を表示する表示エリアを備えた表示パネル、及び、この表示パネルを制御する制御回路を備えている。
【０００３】
アクティブマトリクス型の液晶表示パネルは、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持した構造であり、マトリクス状に配置された画素からなる表示エリアを備えている。アレイ基板は、複数の画素電極、複数の画素電極の行方向に沿って配置された複数の走査線、複数の画素電極の列方向に沿って配置された複数の信号線、走査線と信号線とが交差する位置の近傍に配置された複数のスイッチング素子を備えている。対向基板は、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向して配置された対向電極を備えている。画素電極及び対向電極は、これらの間に保持される駆動電圧に対応した電界によって液晶層に含まれる液晶分子の配列を制御している。
【０００４】
液晶表示装置は、ダスト管理されたクリーンルーム内で製造されるが、内部に異物が混入する場合がある。セルギャップ（すなわち画素電極を覆う配向膜と対向電極を覆う配向膜との間の距離）と同等か、それ以上の径を有する異物が混入した場合、異物がある場所に挟み込まれてしまう。異物がアレイ基板側の配線部あるいは画素電極と対向基板側の対向電極との間に挟み込まれた場合、表示不良やアレイ基板−対向基板間のショート不良を生ずるおそれがある。
【０００５】
このように一対の基板間に挟み込まれた異物は、移動することがないため、画素を電気的に切り離すことによるリペアや、特許文献１に記載のように液晶封入前の真空加圧中にアレイ基板側電極と対向基板側電極との間に電圧を印加してショートの原因となる導電性異物を焼き切るヒーリング工程を追加することで対応可能となる。
【特許文献１】特開平０６−１４８５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セルギャップより小さい異物は、一対の基板間に固定されず浮遊する。導電性を有ししかもセルギャップより小さい異物が液晶層の中に存在していると、液晶表示パネルが押圧された場合や、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードの液晶表示パネルにおいて液晶層に転移電圧のような大きな電位差がかかった場合、表示不良やアレイ基板−対向基板間のショート不良を生ずる場合がある。
【０００７】
この場合、異物が小さいため、定常的なショート（輝点）ではなく、点滅輝点となることが多く、しかも異物の移動によりショートの位置も移動する。このため、異物の位置を特定することが困難であり、リペアによる対応が困難となる。したがって、製造歩留まりの低下を招くおそれがある。
【０００８】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、良好な表示品位が得られ、且つ、製造歩留まりを改善することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
各画素の有効部を囲む配線部と、
前記配線部上の隔壁と、を備え、
前記隔壁の高さは、有効部において液晶層が保持されるセルギャップの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする。
【００１０】
この発明の第２態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記配線部に重なるように配置された隔壁と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第２配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする。
【００１１】
この発明の第３態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記配線部に対向する隔壁と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第１配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、良好な表示品位が得られ、且つ、製造歩留まりを改善することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、例えばアクティブマトリクス方式の液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１を備えている。この液晶表示パネルは、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）１０及び対向基板（第２基板）２０間に液晶層３０を保持した構造であり、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。この表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１５】
アレイ基板１０は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１１を用いて形成されている。このアレイ基板１０は、絶縁基板１１上において、各画素に駆動信号を供給する配線部を備えている。すなわち、アレイ基板１０は、配線部として、画素ＰＸの行方向に沿って配置された複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）、画素ＰＸの列方向に沿って配置されたＮ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子１２などを備えている。さらに、アレイ基板１０は、各スイッチング素子１２に接続された画素電極１３などを備えている。走査線Ｙのそれぞれは、駆動信号（走査信号）を供給するゲートドライバＹＤに接続されている。信号線Ｘのそれぞれは、駆動信号（映像信号）を供給するソースドライバＸＤに接続されている。
【００１６】
各スイッチング素子１２は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子１２は、各画素ＰＸに対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部に配置されている。スイッチング素子１２のゲートは、対応する走査線Ｙに接続されている（あるいは走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子１２のソースは、対応する信号線Ｘに接続されている（あるいは信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチング素子１２のドレインは、画素電極１３に電気的に接続されている。
【００１７】
各画素電極１３は、スイッチング素子１２を覆う絶縁膜１４上に配置されており、絶縁膜１４に形成されたコンタクトホール１４Ｈを介してスイッチング素子１２のドレインと電気的に接続されている。この画素電極１３は、バックライトユニットから放射されたバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示装置においては、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成される。また、各画素電極１３は、対向基板２０側から入射する外光（フロントライトユニットから放射されたフロントライト光も含む）を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示装置においては、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成される。このような画素電極１３の表面は、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を制御するための第１配向膜１５によって覆われている。
【００１８】
対向基板２０は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板２１を用いて形成されている。この対向基板２０は、絶縁基板２１上において、複数の画素電極１３に対向して配置された対向電極２２などを備えている。対向電極２２は、光透過性を有する導電材料によって形成されている。このような対向電極２２の表面は、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を制御するための第２配向膜２３によって覆われている。
【００１９】
これらのアレイ基板１０及び対向基板２０は、画素電極１３と対向電極２２とを対向させた状態で配設され、これらの間にセルギャップを形成する。液晶層３０は、アレイ基板１０と対向基板２０とのセルギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。この実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが適用可能である。
【００２０】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板１０または対向基板２０の主面に配置される。
【００２１】
各画素ＰＸは、各々画素電極１３及び対向電極２２間に液晶容量ＣＬＣを有している。複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）は、各々対応行の画素電極１３に容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。
【００２２】
ところで、各画素ＰＸは、配線部によって囲まれた有効部ＡＰを有している。すなわち、図３Ａ乃至図３Ｃに示した例では、表示エリアにおける一画素ＰＸｎに着目する。この画素ＰＸｎは、対応する走査線Ｙｎ１、隣接する行に対応する走査線Ｙｎ０、対応する信号線Ｘｎ１、及び、隣接する列に対応する信号線Ｘｎ２によって囲まれている。これらに示した例では、画素ＰＸｎに対応する補助容量線Ｃｎ１は、走査線Ｙｎ０に近接して配置され且つ信号線Ｘｎ１及びＸｎ２に沿って走査線Ｙｎ１付近まで延在している。画素ＰＸｎに対応するスイッチング素子１２ｎは、走査線Ｙｎ１と信号線Ｘｎ１とが交差する位置の近傍に配置されている。画素ＰＸｎに対応する画素電極１３ｎは、スイッチング素子１２ｎとコンタクトホール１４Ｈを介して接続され、走査線Ｙｎ１及びＹｎ０、信号線Ｘｎ１及びＸｎ２によって囲まれた内側に配置されている。走査線Ｙｎ１及びＹｎ０の上には、アレイ基板と対向基板との間にセルギャップを形成するための柱状スペーサＳＰが配置されている。
【００２３】
このようなレイアウトにおいて、有効部ＡＰは、図中に斜線で示した通り、画素電極１３ｎが配置された領域のうち、配線部とは重ならない領域（すなわち配線部によって囲まれた領域）に相当する。つまり、図３Ａ乃至図３Ｃに示した例では、有効部ＡＰは、走査線Ｙ１１、補助容量線Ｃ１１、及び、スイッチング素子１２ｎによって囲まれた領域に相当する。
【００２４】
この実施の形態においては、液晶表示パネルは、配線部上に隔壁１００を備えている。
【００２５】
図３Ａに示した例では、隔壁１００は、有効部ＡＰを囲むループ状に形成されている。ここでは、特に、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、隔壁１００は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに沿って格子状に形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２６】
隔壁１００の形状は、図３Ａに示した例に限らない。図３Ｂに示した例では、隔壁１００は、長方形状の有効部ＡＰに対して、有効部ＡＰの一対の長辺及び１つの短辺に沿ったＵ字状に形成されている。この例においても、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、画素ＰＸｎに対応する隔壁１００は、信号線Ｘｎ１及びＸｎ２、及び、走査線Ｙｎ１に沿って形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２７】
図３Ｃに示した例では、隔壁１００は、矩形状の有効部ＡＰに対して、有効部ＡＰの直交する２辺に沿ったＬ字状に形成されている。この例においても、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、画素ＰＸｎに対応する隔壁１００は、信号線Ｘｎ１、及び、走査線Ｙｎ１に沿って形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２８】
このような隔壁１００は、アレイ基板１０または対向基板２０に一体的に形成されている。ここでは、図３Ａに示した例において、図中のＡ−Ａ線で液晶表示パネルを切断したときの断面構造について説明する。なお、ここで説明する液晶表示パネルは、カラー表示タイプのものであり、対向基板２０側にカラーフィルタを備えているものとする。また、ここでは、透過型の液晶表示パネルを例に説明するが、透過型に限らず、反射型の液晶表示パネルであっても同様の構造が適用可能である。
【００２９】
図４に示した例では、隔壁１００は、アレイ基板１０側に配置されている。すなわち、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の一方の主面側に、配線部に相当する信号線Ｘ、走査線Ｙ、補助容量線Ｃ、及び、スイッチング素子１２を備え、さらに、絶縁膜１４上に配置された画素電極１３、画素電極１３の表面を覆う第１配向膜１５、配線部に相当する信号線Ｘに重なるように配置された隔壁１００を備えている。また、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の他方の主面側に、偏光板などの光学素子ＯＤ１を備えている。
【００３０】
対向基板２０は、絶縁基板２１の一方の主面側に、赤色画素に対応して配置された赤色カラーフィルタＣＦＲ、緑色画素に対応して配置された緑色カラーフィルタＣＦＧ、青色画素に対応して配置された青色カラーフィルタＣＦＢを備え、さらに、カラーフィルタＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置された対向電極２２を備えている。対向電極２２の表面は、第２配向膜２３によって覆われている。また、対向基板２０は、絶縁基板２１の他方の主面側に、偏光板などの光学素子ＯＤ２を備えている。
【００３１】
これらのアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサによって所定のセルギャップを形成した状態でシール材ＳＥによって貼り合わせられている。液晶層３０は、アレイ基板１０と対向基板２０との間に形成されたセルギャップに保持されている。
【００３２】
このような構造において、隔壁１００は、その高さＨが有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるセルギャップＧの１／３以上２／３以下に設定されている。すなわち、有効部ＡＰにおいて、液晶層３０は、第１配向膜１５と第２配向膜２３との間に保持されているため、セルギャップＧは、実質的に液晶表示パネル１の法線方向Ｎに沿った第１配向膜１５と第２配向膜２３との間隔に相当する。有効部ＡＰと、信号線Ｘなどが配置された配線部とでは、絶縁基板１１からの法線方向Ｎに沿った高さ（膜厚）に差があるが、その差はセルギャップＧに対して１／１０以下（０．１乃至０．２μｍ程度）である。このため、隔壁１００は、第２配向膜２３から離間している。つまり、隔壁１００と配向膜２３との間には、液晶層３０の流れを許容する間隙が形成されている。
【００３３】
図５に示した例では、隔壁１００は、対向基板２０側に配置されている。なお、図４と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の一方の主面側に、配線部、画素電極１３、及び、第１配向膜１５を備え、また、絶縁基板１１の他方の主面側に、光学素子ＯＤ１を備えている。
【００３４】
対向基板２０は、絶縁基板２１の一方の主面側に、カラーフィルタＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、対向電極２２、第２配向膜２３を備えており、さらに、配線部に相当する信号線Ｘに対向するように配置された隔壁１００を備えている。また、対向基板２０は、絶縁基板２１の他方の主面側に、光学素子ＯＤ２を備えている。
【００３５】
このような構造においても、図４に示した例と同様に、隔壁１００は、その高さＨが有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるセルギャップＧの１／３以上２／３以下に設定され、第２配向膜２３から離間している。
【００３６】
以上説明したように、各画素ＰＸの有効部ＡＰを囲む配線部上に隔壁１００を配置したことにより、有効部ＡＰの面積を犠牲にすることなく、セルギャップより小さい径を有する微小異物が混入した場合であっても、隔壁１００によって微小異物の移動が制限される。このため、特定の画素の有効部ＡＰに微小異物が混入した場合には、液晶層に電圧が印加されるなどの条件により当該画素において点滅輝点などの表示不良が生ずることとなり、その表示不良の位置の移動が抑制される。したがって、微小異物が混入した位置を特定しやすくなり、容易にリペアが可能となる。リペアの手法としては、例えば、微小異物が混入した画素に対してレーザビームを照射して第１配向膜１５及び第２配向膜２３を焼失させるなどして液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を乱す手法があり、これによれば、画素を比較的視認されにくい半輝点とすることが可能となる。
【００３７】
このような微小異物の移動を制限するための隔壁１００については、その高さＨの設定が特に重要である。すなわち、高さＨが低すぎる場合には、上述したような点滅輝点を生じさせ得る径の微小異物の移動を十分に制限することができず、微小異物の位置を特定することが困難となる。また、高さＨが高すぎる場合には、毛細管現象を利用して液晶材料を注入する工程において、著しく注入効率を低下させてしまう。
【００３８】
発明者の検討によれば、セルギャップＧに対して１／３未満の径を有する微小異物については、点滅輝点などの表示不良の原因となりにくいことがわかった。また、セルギャップＧよりも小さい径を有する微小異物のうち、表示不良の原因となり得る微小異物の径の分布に基づくと、セルギャップＧに対して１／２〜３／４の径を有する微小異物が大半を占めることがわかった。特に、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおける実績では、このような点滅輝点になる微小異物は、セルギャップ４μｍに対し、２〜３μｍの径を有するものが多かった。
【００３９】
このような検討に基づき、移動が許容される微小異物の径及び液晶注入効率を考慮して、隔壁１００と対向する配向膜（１５または２３）との間隙は、セルギャップＧの１／３以上に設定することが望ましいことがわかった。つまり、隔壁１００の高さＨは、セルギャップＧの２／３以下に設定することが望ましい。また、表示不良の原因となり得る微小異物の径の分布を考慮して、隔壁１００の高さＨは、セルギャップＧの１／４以上、より好適には１／３以上に設定することが望ましい。
【００４０】
このような高さＨを有する隔壁１００を配置したことにより、点滅輝点の原因となるほとんどの微小異物は、隔壁１００と対向する配向膜との隙間を通過することが出来ず、特定の画素内に固定される。また、液晶材料にとっては、隔壁１００と対向する配向膜との間に十分隙間が形成されているため、液晶注入効率の低下を抑制することができ、また、表示の妨げになることもない。
【００４１】
上述した実施の形態においては、セルギャップＧの１／２の高さＨを有する隔壁１００を配置して液晶表示パネル１を製造したところ、微小異物が混入したことに起因する表示不良の液晶表示パネルについては、微小異物の移動に伴う表示不良位置の移動がなく、微小異物を有する画素を容易に特定することが可能であった。
【００４２】
図３Ａに示したように、有効部ＡＰを囲むようなループ状の隔壁１００を配置した場合には、有効部ＡＰ内の微小異物の移動を確実に防止することが可能となる。
【００４３】
図３Ｂに示したように、一対の長辺と１つの短辺とに沿ったＵ字状の隔壁１００を配置した場合には、一対の長辺及び１つの短辺を横切るような微小異物の移動が阻止される。微小異物が特定画素から移動可能となるのは、開放された短辺を横切る１つのルートのみであるが、開放された短辺に隣接する画素に対応するように同一形状のＵ字状の隔壁を配置することにより、そのルートでの移動も制限することが可能となる。このとき、隣接する隔壁同士の間隔を十分に小さく設定することが望ましい。
【００４４】
図３Ｃに示したように、直交する２辺に沿ったＬ字状の隔壁１００を配置した場合には、１つの長辺及び１つの短辺を横切るような微小異物の移動が阻止される。微小異物が特定画素から移動可能となるのは、開放された長辺及び短辺を横切る２つのルートのみであるが、四方に隣接する画素に対応するように同一形状のＬ字状の隔壁を配置することにより、それぞれのルートでの移動も制限することが可能となる。このとき、隣接する隔壁同士の間隔を十分に小さく設定することが望ましい。
【００４５】
上述したような隔壁１００は、絶縁性の樹脂材料によって形成可能である。
【００４６】
図４に示したように、アレイ基板１０と一体的な隔壁１００を配置する場合には、有機材料系の保護膜（ＨＲＣなど）などを用いて隔壁１００を形成することが可能である。また、アレイ基板１０に備えられる絶縁膜と同一材料により隔壁１００を形成しても良い。これにより、製造コストの増大を抑制することが可能である。
【００４７】
図５に示したように、対向基板２０と一体的な隔壁１００を配置する場合には、複数のカラーフィルタを積層して隔壁１００を形成することが可能であり、また、ブラックマトリクスや周辺遮光層を形成するための黒色樹脂層を用いて隔壁１００を形成することも可能である。
【００４８】
上述した実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなかったが、ここでは、特にＯＣＢモードの液晶表示パネルを適用した場合の実施形態について説明する。
【００４９】
ＯＣＢモードは、応答性に優れ、且つ、視野角が広いといった特徴を有している。このＯＣＢモードの液晶表示パネル１においては、液晶層３０を保持する第１配向膜１５及び第２配向膜２３は、互いに平行な方向にラビング処理されている。このような配向膜の作用により、電源投入以前の段階では、図６Ａに示すように、液晶層３０に含まれる液晶分子３１は、スプレイ配向している。このスプレイ配向は、液晶分子３１がほとんど寝ている状態に相当する。
【００５０】
そして、電源投入後、表示動作以前の段階において、初期化処理が行われる。この初期化処理は、液晶層３０に対して転移電圧を印加して、この転移電圧に対応した比較的強い電界により液晶分子３１の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に転移させるものである。液晶分子３１の配向状態は、表示動作中、ベンド配向に維持されている。
【００５１】
表示動作において、液晶層３０に白画像（最高輝度に対応した階調レベルの画像）を表示するための白表示電圧が印加された際には、液晶分子３１は、図６Ｂに示すようなベンド配向の配向状態を形成する。また、液晶層３０に黒画像（最低輝度に対応した階調レベルの画像）を表示するための黒表示電圧が印加された際には、液晶分子３１は、図６Ｃに示すようなベンド配向の配向状態を形成する。
【００５２】
このようなＯＣＢモードの液晶表示パネル１においては、液晶分子３１の配向状態は、スプレイ配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に、再びベンド配向からスプレイ配向に逆転移してしまう。このため、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では、この逆転移を防止するために、黒挿入駆動の方式がとられている。黒挿入駆動では、例えば逆転移防止電圧及び映像信号に対応した電圧がフレーム周期で交互に駆動電圧として液晶層３０に印加され、ベンド配向を維持する。ノーマリホワイトモードにおいては、逆転移防止電圧が黒表示電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
【００５３】
一方で、液晶表示パネル１の製造過程において、微小異物が液晶層３０に混入する場合がある。この微小異物は、表示動作において液晶層３０への電圧印加に伴い、液晶層３０内をラビング方向Ｒに沿って移動する場合が多い。
【００５４】
すなわち、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では、液晶分子３１が表示動作のために液晶層３０内でベンド配向している。液晶層３０に低い電圧が印加された白表示状態と、液晶層３０に高い電圧が印加された黒表示状態との間では、液晶分子のオリエンテーション角が大きく変化する。オリエンテーション角の変化は、液晶分子３１の変位（drift）を伴うので、液晶層３０内でこの変位の方向に液晶分子３１の流れ(flow)が発生する。この流れの方向は、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では液晶分子３１を配向させる配向膜のラビング方向Ｒと一致している。
【００５５】
そこで、このＯＣＢモードを適用した液晶表示パネルにおいては、図６Ａ乃至図６Ｃに示したように、隔壁１００は、配線部Ｗの上において、第１配向膜１５及び第２配向膜２３のラビング方向Ｒに直交するように配置されている（つまり、隔壁１００は紙面の法線方向に延在している）。ここに示した例では、隔壁１００は、アレイ基板１０と一体的に形成されているが、対向基板２０と一体的に形成されても同様の構造が適用可能である。また、隔壁１００は、セルギャップＧが４μｍであるのに対して、２μｍの高さＨを有するように形成されている。
【００５６】
このように、表示動作に伴ってラビング方向Ｒに沿って移動しようとする微小異物に対して、その移動方向に直交するように配置された隔壁１００により、微小異物の他の画素への移動を効果的に抑制することが可能となる。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の形状例（ループ状）を概略的に示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の他の形状例（Ｕ字状）を概略的に示す平面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の他の形状例（Ｌ字状）を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図３Ａに示した隔壁をアレイ基板側に一体的に形成した液晶表示パネルの断面図である。
【図５】図５は、図３Ａに示した隔壁を対向基板側に一体的に形成した液晶表示パネルの断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、電源投入前の初期状態を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、表示動作において白表示電圧が印加された液晶層の状態を説明するための図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、表示動作において黒表示電圧が印加された液晶層の状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…液晶表示パネル ＤＡ…表示エリア ＰＸ…画素 ＡＰ…有効部 ＳＥ…シール材 Ｇ…セルギャップ Ｎ…法線方向 Ｒ…ラビング方向
１０…アレイ基板 １１…絶縁基板 １２…スイッチング素子 １３…画素電極 １４…絶縁膜 １４Ｈ…コンタクトホール １５…第１配向膜 Ｙ…走査線 Ｃ…補助容量線 Ｘ…信号線 Ｗ…配線部
２０…対向基板 ２１…絶縁基板 ２２…対向電極 ２３…第２配向膜
３０…液晶層 ３１…液晶分子 ＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ
ＳＰ…柱状スペーサ １００…隔壁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に係り、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等のモニタディスプレイとして広く利用されている。このような表示装置は、画像を表示する表示エリアを備えた表示パネル、及び、この表示パネルを制御する制御回路を備えている。
【０００３】
アクティブマトリクス型の液晶表示パネルは、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持した構造であり、マトリクス状に配置された画素からなる表示エリアを備えている。アレイ基板は、複数の画素電極、複数の画素電極の行方向に沿って配置された複数の走査線、複数の画素電極の列方向に沿って配置された複数の信号線、走査線と信号線とが交差する位置の近傍に配置された複数のスイッチング素子を備えている。対向基板は、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向して配置された対向電極を備えている。画素電極及び対向電極は、これらの間に保持される駆動電圧に対応した電界によって液晶層に含まれる液晶分子の配列を制御している。
【０００４】
液晶表示装置は、ダスト管理されたクリーンルーム内で製造されるが、内部に異物が混入する場合がある。セルギャップ（すなわち画素電極を覆う配向膜と対向電極を覆う配向膜との間の距離）と同等か、それ以上の径を有する異物が混入した場合、異物がある場所に挟み込まれてしまう。異物がアレイ基板側の配線部あるいは画素電極と対向基板側の対向電極との間に挟み込まれた場合、表示不良やアレイ基板−対向基板間のショート不良を生ずるおそれがある。
【０００５】
このように一対の基板間に挟み込まれた異物は、移動することがないため、画素を電気的に切り離すことによるリペアや、特許文献１に記載のように液晶封入前の真空加圧中にアレイ基板側電極と対向基板側電極との間に電圧を印加してショートの原因となる導電性異物を焼き切るヒーリング工程を追加することで対応可能となる。
【特許文献１】特開平０６−１４８５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、セルギャップより小さい異物は、一対の基板間に固定されず浮遊する。導電性を有ししかもセルギャップより小さい異物が液晶層の中に存在していると、液晶表示パネルが押圧された場合や、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モードの液晶表示パネルにおいて液晶層に転移電圧のような大きな電位差がかかった場合、表示不良やアレイ基板−対向基板間のショート不良を生ずる場合がある。
【０００７】
この場合、異物が小さいため、定常的なショート（輝点）ではなく、点滅輝点となることが多く、しかも異物の移動によりショートの位置も移動する。このため、異物の位置を特定することが困難であり、リペアによる対応が困難となる。したがって、製造歩留まりの低下を招くおそれがある。
【０００８】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、良好な表示品位が得られ、且つ、製造歩留まりを改善することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
各画素の有効部を囲む配線部と、
前記配線部上の隔壁と、を備え、
前記隔壁の高さは、有効部において液晶層が保持されるセルギャップの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする。
【００１０】
この発明の第２態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記配線部に重なるように配置された隔壁と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第２配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする。
【００１１】
この発明の第３態様による液晶表示装置は、
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記配線部に対向する隔壁と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第１配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、良好な表示品位が得られ、且つ、製造歩留まりを改善することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置、例えばアクティブマトリクス方式の液晶表示装置について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル１を備えている。この液晶表示パネルは、一対の基板すなわちアレイ基板（第１基板）１０及び対向基板（第２基板）２０間に液晶層３０を保持した構造であり、画像を表示する表示エリアＤＡを備えている。この表示エリアＤＡは、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【００１５】
アレイ基板１０は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板１１を用いて形成されている。このアレイ基板１０は、絶縁基板１１上において、各画素に駆動信号を供給する配線部を備えている。すなわち、アレイ基板１０は、配線部として、画素ＰＸの行方向に沿って配置された複数の走査線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）、画素ＰＸの列方向に沿って配置されたＮ本の信号線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子１２などを備えている。さらに、アレイ基板１０は、各スイッチング素子１２に接続された画素電極１３などを備えている。走査線Ｙのそれぞれは、駆動信号（走査信号）を供給するゲートドライバＹＤに接続されている。信号線Ｘのそれぞれは、駆動信号（映像信号）を供給するソースドライバＸＤに接続されている。
【００１６】
各スイッチング素子１２は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。このスイッチング素子１２は、各画素ＰＸに対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部に配置されている。スイッチング素子１２のゲートは、対応する走査線Ｙに接続されている（あるいは走査線Ｙと一体的に形成されている）。スイッチング素子１２のソースは、対応する信号線Ｘに接続されている（あるいは信号線Ｘと一体的に形成されている）。スイッチング素子１２のドレインは、画素電極１３に電気的に接続されている。
【００１７】
各画素電極１３は、スイッチング素子１２を覆う絶縁膜１４上に配置されており、絶縁膜１４に形成されたコンタクトホール１４Ｈを介してスイッチング素子１２のドレインと電気的に接続されている。この画素電極１３は、バックライトユニットから放射されたバックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示装置においては、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成される。また、各画素電極１３は、対向基板２０側から入射する外光（フロントライトユニットから放射されたフロントライト光も含む）を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示装置においては、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成される。このような画素電極１３の表面は、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を制御するための第１配向膜１５によって覆われている。
【００１８】
対向基板２０は、例えばガラス基板等の光透過性を有する絶縁基板２１を用いて形成されている。この対向基板２０は、絶縁基板２１上において、複数の画素電極１３に対向して配置された対向電極２２などを備えている。対向電極２２は、光透過性を有する導電材料によって形成されている。このような対向電極２２の表面は、液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を制御するための第２配向膜２３によって覆われている。
【００１９】
これらのアレイ基板１０及び対向基板２０は、画素電極１３と対向電極２２とを対向させた状態で配設され、これらの間にセルギャップを形成する。液晶層３０は、アレイ基板１０と対向基板２０とのセルギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。この実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどが適用可能である。
【００２０】
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル１は、複数種類の画素、例えば赤（Ｒ）を表示する赤色画素、緑（Ｇ）を表示する緑色画素、青（Ｂ）を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板１０または対向基板２０の主面に配置される。
【００２１】
各画素ＰＸは、各々画素電極１３及び対向電極２２間に液晶容量ＣＬＣを有している。複数の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）は、各々対応行の画素電極１３に容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。
【００２２】
ところで、各画素ＰＸは、配線部によって囲まれた有効部ＡＰを有している。すなわち、図３Ａ乃至図３Ｃに示した例では、表示エリアにおける一画素ＰＸｎに着目する。この画素ＰＸｎは、対応する走査線Ｙｎ１、隣接する行に対応する走査線Ｙｎ０、対応する信号線Ｘｎ１、及び、隣接する列に対応する信号線Ｘｎ２によって囲まれている。これらに示した例では、画素ＰＸｎに対応する補助容量線Ｃｎ１は、走査線Ｙｎ０に近接して配置され且つ信号線Ｘｎ１及びＸｎ２に沿って走査線Ｙｎ１付近まで延在している。画素ＰＸｎに対応するスイッチング素子１２ｎは、走査線Ｙｎ１と信号線Ｘｎ１とが交差する位置の近傍に配置されている。画素ＰＸｎに対応する画素電極１３ｎは、スイッチング素子１２ｎとコンタクトホール１４Ｈを介して接続され、走査線Ｙｎ１及びＹｎ０、信号線Ｘｎ１及びＸｎ２によって囲まれた内側に配置されている。走査線Ｙｎ１及びＹｎ０の上には、アレイ基板と対向基板との間にセルギャップを形成するための柱状スペーサＳＰが配置されている。
【００２３】
このようなレイアウトにおいて、有効部ＡＰは、図中に斜線で示した通り、画素電極１３ｎが配置された領域のうち、配線部とは重ならない領域（すなわち配線部によって囲まれた領域）に相当する。つまり、図３Ａ乃至図３Ｃに示した例では、有効部ＡＰは、走査線Ｙ１１、補助容量線Ｃ１１、及び、スイッチング素子１２ｎによって囲まれた領域に相当する。
【００２４】
この実施の形態においては、液晶表示パネルは、配線部上に隔壁１００を備えている。
【００２５】
図３Ａに示した例では、隔壁１００は、有効部ＡＰを囲むループ状に形成されている。ここでは、特に、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、隔壁１００は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに沿って格子状に形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２６】
隔壁１００の形状は、図３Ａに示した例に限らない。図３Ｂに示した例では、隔壁１００は、長方形状の有効部ＡＰに対して、有効部ＡＰの一対の長辺及び１つの短辺に沿ったＵ字状に形成されている。この例においても、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、画素ＰＸｎに対応する隔壁１００は、信号線Ｘｎ１及びＸｎ２、及び、走査線Ｙｎ１に沿って形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２７】
図３Ｃに示した例では、隔壁１００は、矩形状の有効部ＡＰに対して、有効部ＡＰの直交する２辺に沿ったＬ字状に形成されている。この例においても、配線部は、信号線Ｘ及び走査線Ｙに相当する。つまり、画素ＰＸｎに対応する隔壁１００は、信号線Ｘｎ１、及び、走査線Ｙｎ１に沿って形成されている。有効部ＡＰは、このような形状の隔壁１００の内側に位置している。
【００２８】
このような隔壁１００は、アレイ基板１０または対向基板２０に一体的に形成されている。ここでは、図３Ａに示した例において、図中のＡ−Ａ線で液晶表示パネルを切断したときの断面構造について説明する。なお、ここで説明する液晶表示パネルは、カラー表示タイプのものであり、対向基板２０側にカラーフィルタを備えているものとする。また、ここでは、透過型の液晶表示パネルを例に説明するが、透過型に限らず、反射型の液晶表示パネルであっても同様の構造が適用可能である。
【００２９】
図４に示した例では、隔壁１００は、アレイ基板１０側に配置されている。すなわち、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の一方の主面側に、配線部に相当する信号線Ｘ、走査線Ｙ、補助容量線Ｃ、及び、スイッチング素子１２を備え、さらに、絶縁膜１４上に配置された画素電極１３、画素電極１３の表面を覆う第１配向膜１５、配線部に相当する信号線Ｘに重なるように配置された隔壁１００を備えている。また、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の他方の主面側に、偏光板などの光学素子ＯＤ１を備えている。
【００３０】
対向基板２０は、絶縁基板２１の一方の主面側に、赤色画素に対応して配置された赤色カラーフィルタＣＦＲ、緑色画素に対応して配置された緑色カラーフィルタＣＦＧ、青色画素に対応して配置された青色カラーフィルタＣＦＢを備え、さらに、カラーフィルタＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）上に配置された対向電極２２を備えている。対向電極２２の表面は、第２配向膜２３によって覆われている。また、対向基板２０は、絶縁基板２１の他方の主面側に、偏光板などの光学素子ＯＤ２を備えている。
【００３１】
これらのアレイ基板１０と対向基板２０とは、柱状スペーサによって所定のセルギャップを形成した状態でシール材ＳＥによって貼り合わせられている。液晶層３０は、アレイ基板１０と対向基板２０との間に形成されたセルギャップに保持されている。
【００３２】
このような構造において、隔壁１００は、その高さＨが有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるセルギャップＧの１／３以上２／３以下に設定されている。すなわち、有効部ＡＰにおいて、液晶層３０は、第１配向膜１５と第２配向膜２３との間に保持されているため、セルギャップＧは、実質的に液晶表示パネル１の法線方向Ｎに沿った第１配向膜１５と第２配向膜２３との間隔に相当する。有効部ＡＰと、信号線Ｘなどが配置された配線部とでは、絶縁基板１１からの法線方向Ｎに沿った高さ（膜厚）に差があるが、その差はセルギャップＧに対して１／１０以下（０．１乃至０．２μｍ程度）である。このため、隔壁１００は、第２配向膜２３から離間している。つまり、隔壁１００と配向膜２３との間には、液晶層３０の流れを許容する間隙が形成されている。
【００３３】
図５に示した例では、隔壁１００は、対向基板２０側に配置されている。なお、図４と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。すなわち、アレイ基板１０は、絶縁基板１１の一方の主面側に、配線部、画素電極１３、及び、第１配向膜１５を備え、また、絶縁基板１１の他方の主面側に、光学素子ＯＤ１を備えている。
【００３４】
対向基板２０は、絶縁基板２１の一方の主面側に、カラーフィルタＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、対向電極２２、第２配向膜２３を備えており、さらに、配線部に相当する信号線Ｘに対向するように配置された隔壁１００を備えている。また、対向基板２０は、絶縁基板２１の他方の主面側に、光学素子ＯＤ２を備えている。
【００３５】
このような構造においても、図４に示した例と同様に、隔壁１００は、その高さＨが有効部ＡＰにおいて液晶層３０が保持されるセルギャップＧの１／３以上２／３以下に設定され、第２配向膜２３から離間している。
【００３６】
以上説明したように、各画素ＰＸの有効部ＡＰを囲む配線部上に隔壁１００を配置したことにより、有効部ＡＰの面積を犠牲にすることなく、セルギャップより小さい径を有する微小異物が混入した場合であっても、隔壁１００によって微小異物の移動が制限される。このため、特定の画素の有効部ＡＰに微小異物が混入した場合には、液晶層に電圧が印加されるなどの条件により当該画素において点滅輝点などの表示不良が生ずることとなり、その表示不良の位置の移動が抑制される。したがって、微小異物が混入した位置を特定しやすくなり、容易にリペアが可能となる。リペアの手法としては、例えば、微小異物が混入した画素に対してレーザビームを照射して第１配向膜１５及び第２配向膜２３を焼失させるなどして液晶層３０に含まれる液晶分子の配向を乱す手法があり、これによれば、画素を比較的視認されにくい半輝点とすることが可能となる。
【００３７】
このような微小異物の移動を制限するための隔壁１００については、その高さＨの設定が特に重要である。すなわち、高さＨが低すぎる場合には、上述したような点滅輝点を生じさせ得る径の微小異物の移動を十分に制限することができず、微小異物の位置を特定することが困難となる。また、高さＨが高すぎる場合には、毛細管現象を利用して液晶材料を注入する工程において、著しく注入効率を低下させてしまう。
【００３８】
発明者の検討によれば、セルギャップＧに対して１／３未満の径を有する微小異物については、点滅輝点などの表示不良の原因となりにくいことがわかった。また、セルギャップＧよりも小さい径を有する微小異物のうち、表示不良の原因となり得る微小異物の径の分布に基づくと、セルギャップＧに対して１／２〜３／４の径を有する微小異物が大半を占めることがわかった。特に、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおける実績では、このような点滅輝点になる微小異物は、セルギャップ４μｍに対し、２〜３μｍの径を有するものが多かった。
【００３９】
このような検討に基づき、移動が許容される微小異物の径及び液晶注入効率を考慮して、隔壁１００と対向する配向膜（１５または２３）との間隙は、セルギャップＧの１／３以上に設定することが望ましいことがわかった。つまり、隔壁１００の高さＨは、セルギャップＧの２／３以下に設定することが望ましい。また、表示不良の原因となり得る微小異物の径の分布を考慮して、隔壁１００の高さＨは、セルギャップＧの１／４以上、より好適には１／３以上に設定することが望ましい。
【００４０】
このような高さＨを有する隔壁１００を配置したことにより、点滅輝点の原因となるほとんどの微小異物は、隔壁１００と対向する配向膜との隙間を通過することが出来ず、特定の画素内に固定される。また、液晶材料にとっては、隔壁１００と対向する配向膜との間に十分隙間が形成されているため、液晶注入効率の低下を抑制することができ、また、表示の妨げになることもない。
【００４１】
上述した実施の形態においては、セルギャップＧの１／２の高さＨを有する隔壁１００を配置して液晶表示パネル１を製造したところ、微小異物が混入したことに起因する表示不良の液晶表示パネルについては、微小異物の移動に伴う表示不良位置の移動がなく、微小異物を有する画素を容易に特定することが可能であった。
【００４２】
図３Ａに示したように、有効部ＡＰを囲むようなループ状の隔壁１００を配置した場合には、有効部ＡＰ内の微小異物の移動を確実に防止することが可能となる。
【００４３】
図３Ｂに示したように、一対の長辺と１つの短辺とに沿ったＵ字状の隔壁１００を配置した場合には、一対の長辺及び１つの短辺を横切るような微小異物の移動が阻止される。微小異物が特定画素から移動可能となるのは、開放された短辺を横切る１つのルートのみであるが、開放された短辺に隣接する画素に対応するように同一形状のＵ字状の隔壁を配置することにより、そのルートでの移動も制限することが可能となる。このとき、隣接する隔壁同士の間隔を十分に小さく設定することが望ましい。
【００４４】
図３Ｃに示したように、直交する２辺に沿ったＬ字状の隔壁１００を配置した場合には、１つの長辺及び１つの短辺を横切るような微小異物の移動が阻止される。微小異物が特定画素から移動可能となるのは、開放された長辺及び短辺を横切る２つのルートのみであるが、四方に隣接する画素に対応するように同一形状のＬ字状の隔壁を配置することにより、それぞれのルートでの移動も制限することが可能となる。このとき、隣接する隔壁同士の間隔を十分に小さく設定することが望ましい。
【００４５】
上述したような隔壁１００は、絶縁性の樹脂材料によって形成可能である。
【００４６】
図４に示したように、アレイ基板１０と一体的な隔壁１００を配置する場合には、有機材料系の保護膜（ＨＲＣなど）などを用いて隔壁１００を形成することが可能である。また、アレイ基板１０に備えられる絶縁膜と同一材料により隔壁１００を形成しても良い。これにより、製造コストの増大を抑制することが可能である。
【００４７】
図５に示したように、対向基板２０と一体的な隔壁１００を配置する場合には、複数のカラーフィルタを積層して隔壁１００を形成することが可能であり、また、ブラックマトリクスや周辺遮光層を形成するための黒色樹脂層を用いて隔壁１００を形成することも可能である。
【００４８】
上述した実施の形態においては、液晶モードについて特に制限はなかったが、ここでは、特にＯＣＢモードの液晶表示パネルを適用した場合の実施形態について説明する。
【００４９】
ＯＣＢモードは、応答性に優れ、且つ、視野角が広いといった特徴を有している。このＯＣＢモードの液晶表示パネル１においては、液晶層３０を保持する第１配向膜１５及び第２配向膜２３は、互いに平行な方向にラビング処理されている。このような配向膜の作用により、電源投入以前の段階では、図６Ａに示すように、液晶層３０に含まれる液晶分子３１は、スプレイ配向している。このスプレイ配向は、液晶分子３１がほとんど寝ている状態に相当する。
【００５０】
そして、電源投入後、表示動作以前の段階において、初期化処理が行われる。この初期化処理は、液晶層３０に対して転移電圧を印加して、この転移電圧に対応した比較的強い電界により液晶分子３１の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に転移させるものである。液晶分子３１の配向状態は、表示動作中、ベンド配向に維持されている。
【００５１】
表示動作において、液晶層３０に白画像（最高輝度に対応した階調レベルの画像）を表示するための白表示電圧が印加された際には、液晶分子３１は、図６Ｂに示すようなベンド配向の配向状態を形成する。また、液晶層３０に黒画像（最低輝度に対応した階調レベルの画像）を表示するための黒表示電圧が印加された際には、液晶分子３１は、図６Ｃに示すようなベンド配向の配向状態を形成する。
【００５２】
このようなＯＣＢモードの液晶表示パネル１においては、液晶分子３１の配向状態は、スプレイ配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に、再びベンド配向からスプレイ配向に逆転移してしまう。このため、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では、この逆転移を防止するために、黒挿入駆動の方式がとられている。黒挿入駆動では、例えば逆転移防止電圧及び映像信号に対応した電圧がフレーム周期で交互に駆動電圧として液晶層３０に印加され、ベンド配向を維持する。ノーマリホワイトモードにおいては、逆転移防止電圧が黒表示電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
【００５３】
一方で、液晶表示パネル１の製造過程において、微小異物が液晶層３０に混入する場合がある。この微小異物は、表示動作において液晶層３０への電圧印加に伴い、液晶層３０内をラビング方向Ｒに沿って移動する場合が多い。
【００５４】
すなわち、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では、液晶分子３１が表示動作のために液晶層３０内でベンド配向している。液晶層３０に低い電圧が印加された白表示状態と、液晶層３０に高い電圧が印加された黒表示状態との間では、液晶分子のオリエンテーション角が大きく変化する。オリエンテーション角の変化は、液晶分子３１の変位（drift）を伴うので、液晶層３０内でこの変位の方向に液晶分子３１の流れ(flow)が発生する。この流れの方向は、ＯＣＢモードの液晶表示パネル１では液晶分子３１を配向させる配向膜のラビング方向Ｒと一致している。
【００５５】
そこで、このＯＣＢモードを適用した液晶表示パネルにおいては、図６Ａ乃至図６Ｃに示したように、隔壁１００は、配線部Ｗの上において、第１配向膜１５及び第２配向膜２３のラビング方向Ｒに直交するように配置されている（つまり、隔壁１００は紙面の法線方向に延在している）。ここに示した例では、隔壁１００は、アレイ基板１０と一体的に形成されているが、対向基板２０と一体的に形成されても同様の構造が適用可能である。また、隔壁１００は、セルギャップＧが４μｍであるのに対して、２μｍの高さＨを有するように形成されている。
【００５６】
このように、表示動作に伴ってラビング方向Ｒに沿って移動しようとする微小異物に対して、その移動方向に直交するように配置された隔壁１００により、微小異物の他の画素への移動を効果的に抑制することが可能となる。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置を構成する液晶表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の形状例（ループ状）を概略的に示す平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の他の形状例（Ｕ字状）を概略的に示す平面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２に示した液晶表示パネルに適用可能な隔壁の他の形状例（Ｌ字状）を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図３Ａに示した隔壁をアレイ基板側に一体的に形成した液晶表示パネルの断面図である。
【図５】図５は、図３Ａに示した隔壁を対向基板側に一体的に形成した液晶表示パネルの断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、電源投入前の初期状態を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、表示動作において白表示電圧が印加された液晶層の状態を説明するための図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ＯＣＢモードの液晶表示パネルにおいて、表示動作において黒表示電圧が印加された液晶層の状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…液晶表示パネル ＤＡ…表示エリア ＰＸ…画素 ＡＰ…有効部 ＳＥ…シール材 Ｇ…セルギャップ Ｎ…法線方向 Ｒ…ラビング方向
１０…アレイ基板 １１…絶縁基板 １２…スイッチング素子 １３…画素電極 １４…絶縁膜 １４Ｈ…コンタクトホール １５…第１配向膜 Ｙ…走査線 Ｃ…補助容量線 Ｘ…信号線 Ｗ…配線部
２０…対向基板 ２１…絶縁基板 ２２…対向電極 ２３…第２配向膜
３０…液晶層 ３１…液晶分子 ＣＦ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ
ＳＰ…柱状スペーサ １００…隔壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
各画素の有効部を囲む配線部と、
前記配線部上の隔壁と、を備え、
前記隔壁の高さは、有効部において液晶層が保持されるセルギャップの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記隔壁は、有効部を囲むループ状に形成された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】
前記隔壁は、長方形状の有効部に対して、有効部の一対の長辺及び１つの短辺に沿ったＵ字状に形成された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】
前記隔壁は、矩形状の有効部に対して、有効部の直交する２辺に沿ったＬ字状に形成された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】
前記配線部は、画素の行方向に沿って配置された走査線及び補助容量線、画素の列方向に沿って配置された信号線、画素毎に配置されたスイッチング素子のいずれかに相当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６】
前記液晶表示パネルは、前記液晶層を保持する前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれの表面に、平行な方向にラビング処理された配向膜を備え、ＯＣＢモードにより駆動可能に構成され、
前記隔壁は、前記配向膜のラビング方向に直交するように配置された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７】
前記隔壁は、絶縁性の樹脂材料によって形成された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８】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記配線部に重なるように配置された隔壁と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第２配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記配線部に対向する隔壁と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第１配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
各画素の有効部を囲む配線部と、
前記配線部上の隔壁と、を備え、
前記隔壁の高さは、有効部において液晶層が保持されるセルギャップの１／３以上２／３以下に設定されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記隔壁は、有効部を囲むループ状に形成された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】
前記隔壁は、長方形状の有効部に対して、有効部の一対の長辺及び１つの短辺に沿ったＵ字状に形成された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】
前記隔壁は、矩形状の有効部に対して、有効部の直交する２辺に沿ったＬ字状に形成された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】
前記配線部は、画素の行方向に沿って配置された走査線及び補助容量線、画素の列方向に沿って配置された信号線、画素毎に配置されたスイッチング素子のいずれかに相当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６】
前記液晶表示パネルは、前記液晶層を保持する前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれの表面に、平行な方向にラビング処理された配向膜を備え、ＯＣＢモードにより駆動可能に構成され、
前記隔壁は、前記配向膜のラビング方向に直交するように配置された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７】
前記隔壁は、絶縁性の樹脂材料によって形成された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８】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記配線部に重なるように配置された隔壁と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第２配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
第１基板と第２基板との間に液晶層を保持し、マトリクス状の画素を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、画素毎に配置された画素電極と、前記画素電極を囲む配線部と、前記画素電極の表面を覆う第１配向膜と、を備え、
前記第２基板は、複数の画素に共通の対向電極と、前記配線部に対向する隔壁と、前記対向電極の表面を覆う第２配向膜と、を備え、
前記隔壁の高さは、前記第１配向膜と前記第２配向膜との間のセルギャップの１／３以上２／３以下に設定され、
しかも、前記隔壁は、前記第１配向膜から離間するように形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公開番号】特開２００８−１０７５５１（Ｐ２００８−１０７５５１Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８９９４７（Ｐ２００６−２８９９４７）
【出願日】平成１８年１０月２５日（２００６．１０．２５）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２５日（２００６．１０．２５）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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