液晶面板和液晶显示器件的制作方法

专利名称：液晶面板和液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶面板和液晶显示器件，在液晶面板中，采取了抗外部压力的措施。
背景技术：
液晶显示器件具有厚度薄、质量轻和低电功耗方面的优点。因而，液晶显示器件已 被广泛地用在移动应用的电子设备中，例如蜂窝电话和数字相机。液晶显示器件包括液晶 面板，在液晶面板中液晶层被密封在一对基板之间。在液晶显示器件中，从布置在液晶面板 的背面上的背光发射的光在液晶面板中被调制，并且经调制的光被从液晶面板的前面输出 到外部，从而实现图像显示。 近年来，被称为触摸面板的传感器功能已被安装在液晶显示器件中。用户的手指 或笔触摸在屏幕上显示的图标等，从而触摸面板输入数据。通常，触摸面板被布置在接触面 (即，液晶显示器件的顶面)上，手指、笔等与该接触面相接触，从而可以利用手指、笔等来 选择在液晶显示器件的屏幕上指示的指令。触摸面板检测手指、笔等与之接触的位置，并且 输出与该接触位置相对应的指令作为输入信号。以这种方式，在触摸面板中，没有必要提供 常用在计算机等中的鼠标和键盘，以及常用在诸如蜂窝电话之类的移动设备中的小键盘。 因此，触摸面板的使用越来越普及。 然而，在上述触摸面板中存在某些问题。例如，在触摸面板被布置在液晶显示器件 的顶面上的情况下，液晶显示器件自身的厚度和尺寸增大。而且，还存在光学特性由于折射 界面的影响而恶化的问题，并且因为触摸面板与液晶面板分开制造，而导致制造成本上升。 因而，近年来，考虑将液晶面板与触摸面板相集成。通过这种集成，除了可解决上述举例列 举的问题以外，还可以获得若干益处。例如，由于液晶面板中的现有布线(例如，用于显示 的阵列布线)可以被共用，因此可以获得诸如高分辨率和多点检测之类的功能。
例如，在日本未实审专利公布No. 2007-95044中，提出了一种液晶显示器件作为 集成液晶显示器件。当通过手指、笔等的触摸向接触面施加外部压力时，对向基板中的电极 和阵列基板中的电极彼此电接触，从而安装在液晶显示器件中的机构检测接触位置。

发明内容
然而，在日本未实审专利公布No. 2007-95044的技术中存在一个严重问题。通常，
对准对向基板和阵列基板之间的液晶的对准膜被分别堆叠在对向基板和阵列基板的相对
面上。因此，在位置检测时使用的电极的表面上存在对准膜。对准膜一般由绝缘材料制成。
因而，当由于外部压力对向基板中的电极与阵列基板中的电极彼此接触时，由于对准膜介
于电极之间，所以接触灵敏度较低，并且必须用手指、笔等有力地按压接触面。此外，当反复
与手指、笔等接触时，电极上的对准膜受到破坏，并且可能脱落。结果，存在发生对准失败的
风险，并且脱落的对准膜浮在液晶中从而导致显示故障。反复使用的可靠性较低。 为了解决这些问题，例如，在日本未实审专利公布No. 2007-52368中提出了在对
向基板一侧上的对准膜和阵列基板一侧上的对准膜之一或者这两者中，去除在位置检测时彼此接触的部分。然而，为了使用日本未实审专利公布No. 2007-52368的方法，需要分开执 行去除对准膜的步骤。在日本未实审专利公布No. 2007-52368中，作为去除对准膜的方法， 描述了利用喷墨装置来施加溶剂，并且在灼烧之前溶解对准膜的方法。然而，在使用这种方 法的情况下，由于各种问题造成了成品率的降低，例如溶剂的渗析、位置精度的问题、制造 成本的增大、吞吐率的降低和溶剂的飞溅。 此外，在典型的液晶制造过程中，不使用诸如喷墨装置一类的设备。因而，现有的 设备可能无法转向生产，并且新的设备投资是必需的。为了去除对准膜，考虑选择诸如光刻 之类的另一种工艺。然而，由于步骤数目增加，因此带来产率降低且制造成本增大的问题。 就特性而言，由于当去除对准膜时裕量是必需的，因此开口率减小。就可靠性而言，担心对 抗灼烧的可靠性等的影响、用于对准膜的材料的弹性降低等等。 由于外部压力而引起的对准膜的摩擦并不是一个仅在这种安装有传感器的器件 中发生的问题。在相关技术中，当保护显示面的盖板被安装在液晶面板上时，采用了这样一 种结构，其中例如盖板被布置在液晶面板上且两者之间有气隙，从而外部压力不太可能被 直接施加在液晶面板上，并且即使当施加外部压力时，压力也较弱。然而，近年来，由于需要 厚度减小，所以采用盖板被直接结合到液晶面板(两者之间没有气隙)的结构以及液晶面 板裸露且自身没有盖板的结构(被称为无窗结构)。因而，高压被直接施加在液晶面板上。 而且，液晶面板中玻璃的厚度逐渐减小，并且由于外部压力而引起的液晶面板的变形量增 大。因此，有必要加强液晶面板的内部结构。 例如，如日本未实审专利公布No. 2005-122150中所描述的，设置了不同于相关技
术的间隔器(spacer)的第二间隔器。然而，即使当设置了第二间隔器时，与以上内容类似，
也担心对准膜由于外部压力而损坏，并且存在抗外部压力的可靠性降低的问题。 考虑到上述内容，希望提供一种液晶面板和包括该液晶面板的液晶显示器件，该
液晶面板能够抑制由于外部压力引起的可靠性变坏，且不使成品率降低。 根据本发明的一个实施例，提供了一种液晶面板，包括一对彼此面对的基板，
该对基板之间有间隔；设在该对基板之间的间隔中的液晶层；以及多对柱结构(pillar
structure)，每对柱结构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼
此面对。 根据本发明的一个实施例，提供了一种液晶显示器件，包括液晶面板和向液晶面 板发射光的表面发光光源。这里，该液晶面板包括一对彼此面对的基板，该对基板之间有 间隔；设在该对基板之间的间隔中的液晶层；以及多对柱结构，每对柱结构被分别布置在 该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼此面对。 在根据本发明实施例的液晶面板和液晶显示器件中，可以配置多对柱结构，每对 柱结构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼此面对。从而，例 如，当基板之一或两者由于被施加外部压力而弯曲到液晶层一侧时，该对柱结构的顶面直 接地或者间接地彼此接触。从而，利用柱结构，可以在液晶面板中保持抗外部压力的耐久 性。此外，例如，在安装有传感器的设备中，柱结构的顶部直接地或者间接地彼此接触。从 而，可以执行位置检测。这里，在外部压力下彼此接触的部分(下文中简称为接触部分)分 别被布置在比其它部分高出柱结构的高度的位置处。因而，当形成对准膜时，即使当对准膜 被涂覆在整个表面上时，接触部分的可湿性也较低。因此，对准膜很难被形成或者说完全不
5能被形成在接触部分中。结果，对准膜几乎不会受到因外部压力引起的损坏或者说完全不 受这样的损坏。因而，反复使用的可靠性较高。此外，如上所述，由于对准膜很难被形成或 者说完全不能被形成在接触部分中，因此没有必要特意去除对准膜的一部分。从而，可以消 除由于去除对准膜的工艺而引起的故障的产生。 根据本发明实施例的液晶面板和液晶显示器件，可以配置多对柱结构，每对柱结 构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼此面对。从而，反复使用 的可靠性较高，并且可以消除由于去除对准膜的工艺而引起的故障的产生。因此，可以抑制 抗外部压力的可靠性的降低，同时不会降低成品率。 本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将从下面的描述中变得更加清楚。


图1是图示根据本发明第一实施例的液晶显示器件的配置示例的横截面图。 图2是图示图1中的液晶面板的配置示例的横截面图。 图3是图示图1中的阵列基板的配置示例的顶视图。 图4是图示图1中的阵列基板的另一配置示例的顶视图。 图5是图示图1中的阵列基板的另一配置示例的顶视图。 图6是图示图1中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图7是图示图1中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图8是进一步图示图1中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图9是进一步图示图1中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图10是进一步图示图1中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图11是图示根据本发明第二实施例的液晶显示器件的配置示例的横截面图, 图12是图示图11中的液晶面板的配置示例的横截面图。 图13是图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图14是图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图15是进一步图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图16是进一步图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图17是进一步图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图18是进一步图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。 图19是进一步图示图11中的液晶面板的另一配置示例的横截面图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例(下文中简称为实施例)。将按以 下顺序进行描述。
1.第一实施例(安装有传感器的类型)
2.修改(间隔器)
3.第二实施例(抗压型)
4.修改(间隔器)
第一实施例
液晶显示器件1的结构 图1图示了根据本发明第一实施例的液晶显示器件1的示意性配置的例子。根据 第一实施例的液晶显示器件1包括液晶面板10、设在液晶面板10的背侧上的背光20 (表 面发光光源)、支撑液晶面板10和背光20的机壳30、以及通过驱动液晶面板10来显示图 像的驱动电路(未在图中示出)。在液晶显示器件1中，液晶面板10的前面(在与背光20 相反一侧上的表面)朝向观看者(未在图中示出)一侧。
液晶面板10 液晶面板10显示图像。液晶面板10是所谓的安装有传感器的面板，并且安装了通 过用户手指、笔等触摸在屏幕上显示的图标等来输入数据的传感器功能。液晶面板10例如 是透射显示面板，其中每个像素响应于图像信号被驱动，并且具有包括一对透明基板(两 个基板间有液晶层)的结构。具体而言，如图2所示，液晶面板10包括一对阵列基板40和 对向基板50 (它们彼此面对且中间有一空间)，以及设在一对阵列基板40和对向基板50之 间的空间中的液晶层60。 阵列基板40是背光20 —侧上的透明基板，并且按从背光20 —侧的顺序起例如包 括透明基板41 、平坦化膜42、像素电极43A和传感器电极43B (导电膜)、以及对准膜44。另 一方面，对向基板50是观看者一侧上的透明基板，并且按从观看者一侧的顺序起例如包括 透明基板51、滤色器52、平坦化膜53、对向电极54和对准膜55。 透明基板41和51各自由对于可见光透明的基板(例如平板玻璃)制成。在背光 20 —侧上的透明基板41中，尽管未在图中示出，但是形成了有源驱动电路，包括TFT(薄膜 晶体管)、连接到TFT的栅极的栅极线GL、连接到TFT的源极的信号线DL、连接到TFT的漏 极的连接布线、以及像素电极43A或传感器电极43B等等。栅极线GL、信号线DL和连接布 线对应于根据本发明的该实施例的"布线层"的具体例子。 平坦化膜42例如由JSR公司所制造的PC型材料制成。平坦化膜53例如由SS型 材料或NN型材料制成。平坦化膜42使形成有TFT、栅极线GL、信号线DL等的表面上的凹 凸部变缓和以形成平坦化表面。平坦化膜42的表面是比紧邻在平坦化膜42下方的凹凸部 更为平缓的凹凸形状。例如，在形成大的凹凸部的信号线DL的厚度大约为1 y m至2 ii m的 情况下，平坦化膜42的表面上的凹凸部的厚度最多大约是信号线DL的厚度的一半(0.5ym 至1 P m)。另一方面，平坦化膜53使滤色器52的表面上的凹凸部变缓以形成平坦化表面。 平坦化膜53的表面是比紧邻在平坦化膜53下方(观看者一侧)的凹凸部更为平缓的凹凸 形状。例如，在滤色器52中，在红色滤色器的一端和绿色滤色器的一端彼此重叠的情况下， 平坦化膜53的表面上的凹凸部的厚度最多大约是形成有重叠的凹凸部的厚度的一半。
像素电极43A、传感器电极43B和对向电极54例如由ITO(氧化铟锡)制成。像素 电极43A例如以晶格方式或三角(delta)方式布置在透明基板41上方，并且用作每个像素 的电极。传感器电极43B是为一个或多个像素布置的。当用户用他/她的手指或笔触摸屏 幕并且对向基板50在外部压力下弯曲到阵列基板40 —侧时，传感器电极43B用作接触端， 对向电极54中对应于柱结构56正下方的一部分(将在后面描述)与该接触端相接触。另 一方面，对向电极54被形成在平坦化膜53的整个表面上，用作面对每个像素电极43A和每 个传感器电极43B的公共电极。对准膜44和55例如由诸如聚酰亚胺之类的聚合物材料制成，并且对液晶执行对准工艺。在阵列基板40中对准膜44覆盖与对向基板50面对的相对面40A的几乎整个表 面。然而，对准膜44很难被形成或者说完全不能被形成在柱结构45正上方的部分中，这将 在后面描述。类似地，在对向基板50中对准膜55覆盖与阵列基板40面对的相对面50A的 几乎整个表面。然而，对准膜55很难被形成或者说完全不能被形成在柱结构56正下方的 部分中，这将在后面描述。"对准膜44很难被形成"这种表述的意思是对准膜44比相对面 40A中的一部分薄，该部分被布置在除了柱结构45的顶部以外的表面上。"对准膜55很难 被形成"这种表述的意思是对准膜55比相对面50A中的一部分薄，该部分被布置在除了柱 结构56的顶部以外的表面上。 滤色器52具有这样的配置其中与像素电极43A的布置相对应地布置滤色器，滤 色器将穿过液晶层60的光分离成例如红(R)、绿(G)和蓝(B)的三原色或者分离成R、G、B 和白(W)的四种颜色。 一般而言，作为滤波器布置(像素布置)，存在条形布置、对角布置、 三角形布置和矩形布置。 液晶层60例如由VA(垂直对准)模式、TN(扭曲向列)模式、STN(超级扭曲向列) 模式或FFS(边缘场开关)模式的液晶制成。利用从驱动电路施加的电压，液晶层60具有 针对每个像素改变从背光20发射的光的极化光轴方向的功能。通过在多级中改变液晶的 对准，在多级中为每个像素调节传播轴的方向。 尽管未在图中示出，但是在液晶面板10中，在光入射侧的表面和光出射侧的表面 中的每一个上设有极化器。极化器是一种光学快门，并且只允许某一振动方向的光(极化 光)通过。光入射侧上的极化器和光出射侧上的极化器被布置为使得光入射侧上的极化器 的极化轴和光出射侧上的极化器的极化轴彼此相差90度角。因而，从背光20发射的光在 液晶面板10中传播穿过液晶层60，或者被阻挡。
间隔器46 在液晶面板10中，设置了决定阵列基板40和对向基板50之间的间隔的间隔器 46。间隔器46在制造过程中被设在阵列基板40和对向基板50之一中。在第一实施例中， 如图2所示，出于便利目的，间隔器46被设在阵列基板40 —侧。间隔器46例如由诸如JSR 公司所制造的NN型材料和PC型材料之类的丙烯酸材料制成。例如，如图2所示，间隔器46 为柱形，并且被形成在像素电极43A上。间隔器46的顶部与对向基板50中的相对面50A (例 如，对准膜55的表面)相接触。从而，阵列基板40和对向基板50之间的空间被均匀地保 持在例如大约3 ii m。
柱结构45和56 在液晶面板10上，除了间隔器46以外，还与间隔器46相分离地设置了柱结构45 和56。 柱结构45被设在阵列基板40的相对面40A —侧上。具体而言，柱结构45与平坦 化膜42相接触，并且传感器电极43B被布置在柱结构45的顶部和侧面上。S卩，在第一实施 例中，柱结构45被传感器电极43B覆盖。这里，如上所述，对准膜44被形成在阵列基板40 中的相对面40A上。然而，对准膜44很难被形成或者说完全不能被形成在柱结构45顶部 上的、传感器电极43B中的至少一部分上。如后面将描述的，这是因为在形成对准膜44的 步骤中，利用柱结构45的低可湿性(由于其厚度)，对准膜44被形成为至少在柱结构45顶 部上的、传感器电极43B中的该部分上不厚。
柱结构56被设在对向基板50的相对面50A —侧上。具体而言，柱结构56与平坦 化膜53相接触，并且对向电极54被布置在柱结构56的顶部和侧面上。即，在第一实施例 中，柱结构56被对向电极54覆盖。这里，如上所述，与阵列基板40的情况类似，对准膜55 被形成在对向基板50中的相对面50A上。然而，对准膜55很难被形成或者说完全不能被 形成在柱结构56顶部上的、对向电极54中的至少一部分上。如后面将描述的，这是因为在 形成对准膜55的步骤中，利用柱结构56的低可湿性(由于其厚度)，对准膜55被形成为至 少在柱结构56顶部上的、对向电极54中的该部分上不厚。 柱结构45和56分别沿着阵列基板40中的相对面40A和对向基板50中的相对面 50A的法向方向彼此面对，且它们之间有预定的间隙。在多个柱结构45和56中，分别沿着 相对面40A和相对面50A的法向方向彼此面对的一对柱结构45和56各自具有这样的尺寸 该尺寸使得当对向基板50由于用户的手指或笔触摸屏幕而引起的外部压力被弯曲到阵列 基板40 —侧时，柱结构45的顶部和柱结构56的顶部直接或间接地彼此接触。
柱结构45和56例如由JSR公司制造的NN型材料或PC型材料制成。柱结构45 和56中每一个的高度高于形成在平坦化膜42的表面上的凹凸部的高度。例如，在高度大 约为0. 5 ii m至1 ii m的凹凸部被形成在平坦化膜42的表面上的情况下，柱结构45和56中 每一个的高度为1 ii m或更高。 柱结构45和56中每一个的横截面可以例如是如图2所示的梯形形状、四边形状、 半圆形状等等。柱结构45和56中每一个的顶部(堆叠平面方向上的横截面)可以例如是 标准圆形形状、诸如四边形状和六边形状的多边形形状、或者具有长轴的扁平形状(例如 矩形形状和椭圆形状)。而且，柱结构45和56中每一个的顶部(堆叠平面方向上的横截 面)可以例如是长且薄的线性形状，或者是多个长且薄的线条彼此相交构成的矩阵形状。
柱结构45和56中每一个的顶部(顶部的面内)可以是例如平行于堆叠平面的平 坦化形状，或者是凸起形状(曲面形状)。然而，从将对准膜44和55的可湿性设为低的角 度看，柱结构45和56中每一个的顶部优选地是凸起形状(曲面形状)。无论柱结构45和 56中每一个的顶部的面内形状如何，都还可以通过分别增大柱结构45和56的高度来将对 准膜44和55的可湿性设为较低。此外，考虑到柱结构45和柱结构56的对准精度，柱结构 45和56中每一个的顶部优选地是平行于堆叠平面的平坦化表面。而且，无论柱结构45和 56中每一个的顶部的面内形状如何，都可以通过增大柱结构45和56之一的顶部面积来提 高柱结构45和柱结构56的对准精度。 例如，阵列基板40和对向基板50彼此结合时的精度以及诸如在图案化时必需的 对准精度之类的工艺精度得到增加，并且被视为±a。柱结构45和56中之一的顶部的直径 被视为b。此时，柱结构45和56中另一个的顶部的直径必然是至少2a+b。
然而，当柱结构45和56的顶部的面积增大得太多时，对准膜44和55的可湿性提 高，除非柱结构45和56的顶部是完全扁平形状。因而，在柱结构45和56的高度较小的情 况下，与柱结构45和56的高度较大的情况相比，柱结构45和56的顶部的面积优选地小至 某一水平。因此，在柱结构45和56的顶部不是完全扁平形状的情况下，当希望对准膜44 和55的可湿性较低并且希望保证柱结构45和柱结构56的对准精度时，优选地采用以下方 式。下文中，在多个柱结构45和56中，将描述沿着相对面40A和50A的法向方向彼此面对 的一对柱结构45和56。
例如，柱结构45和56的高度彼此不同，并且柱结构45和56中高度较小的一个的 顶部的面积优选地小于柱结构45和56中高度较大的另一个的顶部的面积。例如，柱结构 45和56的高度彼此不同，并且柱结构45和56中高度较大的一个的顶部优选地是平行于堆 叠平面的平坦化形状，并且柱结构45和56中高度较小的另一个的顶部优选地是凸起形状 (曲面形状)。例如，在柱结构45和56两者的顶部的形状不同于标准圆形的情况下，柱结 构45和56的高度彼此不同，并且柱结构45和56中高度较小的一个的顶部的短侧方向上 的宽度优选地小于柱结构45和56中高度较大的另一个的顶部的短侧方向上的宽度。
在柱结构45和56的顶部是完全扁平形状的情况下，即，在顶部的短侧方向上的宽 度较小的情况下，即使当顶部面积较大时，也可以保持对准膜44和55的可湿性较低。因此， 在柱结构45和56之一的顶部是完全扁平形状(例如，长且薄的椭圆形状、长且薄的多边形 形状或者长且薄的线性形状)的情况下，在柱结构45和56之一 (这一个的顶部是完全扁 平形状)的顶部中，对准膜44或对准膜55的可湿性可以保持较低，即使当较小高度的顶部 平行于堆叠平面时。 在柱结构45和56两者的顶部都不是标准圆形形状或者接近于标准圆形的形状的 情况下，即，在柱结构45和56两者的顶部具有面内方向上的长轴的情况下，在多个柱结构 45和56中，沿着相对面40A和50A的法向方向彼此面对的一对柱结构45和56的顶部的长 轴方向优选地彼此相交(且彼此正交)。从而，无论柱结构45和56的顶部的面内形状如 何，柱结构45和柱结构56的对准精度都可以提高。 柱结构45和56各自优选地被布置在液晶面板10中从背光20发射的光不透射的 区域(所谓的遮光区)中。遮光区例如对应于不面对图3中的像素电极43A的非面对区域。 例如，如图3所示，柱结构45和56可以被布置在阵列基板40中的栅极线GL上。或者，尽 管未在图中示出，但是柱结构45和56可以被布置在信号线DL上。在柱结构45和56具有 形状不同于标准圆形并且长轴方向彼此不同的顶部的情况下，柱结构45和56优选地被布 置在液晶面板10内的遮光区中，这是为了抑制由于柱结构45和56而引起的开口率降低。 例如，如图4所示，柱结构45优选地被布置在栅极线GL上，并且优选地具有在栅极线GL的 延伸方向上延伸的椭圆形状或多边形形状的顶部。而且，柱结构56优选地具有在与柱结构 45的延伸方向相交(正交)的方向上延伸的椭圆形状的顶部。例如，如图5所示，柱结构 45优选地被布置在栅极线GL上，并且优选地具有在栅极线GL的延伸方向上延伸的线性形 状的顶部。而且，柱结构56优选地具有在与柱结构45的延伸方向相交(正交)的方向上
延伸的椭圆形状或多边形形状的顶部。
背光20 背光20例如包括直接型光源，其中多个线性光源以规则间隔(例如，20mm的间 隔)串联排列。线性光源一般是冷阴极荧光灯(CCFL)。然而，线性光源可以是这样一种类 型，其中诸如发光二极管(LED)之类的点状光源以直线形状排列。在光源的正上方，背光20 例如包括光学薄片，在该光学薄片中扩散板、扩散薄片、棱镜薄片、反射性极化元件等等按 照这样的顺序从光源一侧起排列。背光20可以是使用光导板的侧边缘型。
液晶显示器件1的操作和效果 接下来，将描述根据第一实施例的液晶显示器件1的操作和效果。 从背光20发射的光进入液晶面板10的背面，然后响应于对液晶面板10中的每个像素施加的电压的大小而被调制。经调制的光被滤色器52分色，然后被发射到观看者一侧。因而，图像被形成在面板的前面上。以这种方式，图像被显示在液晶显示器件l中。
例如，在相关技术的安装有传感器的液晶面板中，如日本未实审专利公布No. 2007-95044中所描述的，在对向基板上设置了高度小于间隔器的高度的突出部分，并且电极覆盖该突出部分。顶部电极和底部电极彼此电连接，从而执行位置检测。然而，在位置检测时使用的电极的表面上有对准膜。对准膜通常由绝缘材料制成。因而，当顶部电极和底部电极由于外部压力而彼此接触时，由于对准膜介于顶部电极和底部电极之间，因此接触灵敏度较低，并且需要有力地用手指、笔等按压接触面。而且，当反复与手指、笔等接触时，电极上的对准膜遭到破坏，并且可能会脱落。因此，存在发生对准失败的风险，并且脱落的对准膜浮在液晶中，从而发生显示故障。反复使用的可靠性较低。 为了解决这些问题，例如在日本未实审专利公布No. 2007-52368中，提出了去除对向基板一侧上的对准膜和阵列基板一侧上的对准膜中的一个或两者中、在位置检测时彼此接触的部分的方法。然而，为了使用日本未实审专利公布No. 2007-52368的方法，需要分开执行去除对准膜的步骤。在日本未实审专利公布No. 2007-52368中，作为去除对准膜的方法，利用喷墨装置来施加溶剂，并且在灼烧之前溶解对准膜。然而，在使用这种方法的情况下，由于各种问题造成了成品率的降低，例如溶剂的渗析、位置精度的问题、制造成本的增大、吞吐率的降低和溶剂的飞溅。 在典型的液晶制造过程中，并不使用喷墨装置一类的设备。因而，现有的设备可能无法转向生产，并且新的设备投资是必需的。为了去除对准膜，考虑选择诸如光刻之类的另一种工艺。然而，由于步骤数目增加，因此带来产率降低且制造成本增大的问题。就特性而言，由于当去除对准膜时裕量是必需的，因此开口率减小。就可靠性而言，担心对抗灼烧的可靠性等的影响、用于对准膜的材料的弹性降低等等。 另一方面，在根据第一实施例的液晶显示器件1中，在彼此面对且夹有液晶层60的成对阵列基板40和对向基板50中的相对面40A和50A上，分别设置了包括柱结构45和56的传感器结构，另外还有决定阵列基板40和对向基板50之间的间隔的间隔器46。柱结构45和56沿着相对面40A和50A的法向方向彼此面对且两者之间有预定间隙。从而，当对向基板50在外部压力下被弯曲到液晶层60 —侧时，传感器电极43B中位于柱结构45正上方的正上方部分43C和对向电极54中位于柱结构56正下方的正下方部分55A彼此接触。从而，在液晶面板10中，可以保持抗外部压力的耐久性，并且还能实现位置检测。
这里，在外部压力下彼此接触的部分(紧上方部分43C和紧下方部分55A)被布置在比传感器电极43B和对向电极54中的其它部分分别高出柱结构45和56的高度的位置处。因而，当形成对准膜44和55时，即使当对准膜44和55被涂覆在整个表面上时，紧上方部分43C和紧下方部分55A的可湿性也较低。结果，在紧上方部分43C和紧下方部分55A上，对准膜44和55很难被形成，或者说完全不能被形成。因此，由于对准膜几乎不会受到由于外部压力产生的破坏或者说完全不受这样的破坏，反复使用的可靠性较高。此外，如上所述，由于对准膜44和55很难被形成或者说完全不能被形成在接触部分中，因此没有必要特意去除对准膜44和55的一部分。从而，可以消除由于去除对准膜44和55的工艺而引起的故障的发生。 以这种方式，在第一实施例中，反复使用的可靠性变高，并且可以消除由于去除对
11准膜44和55的工艺而引起的故障的发生。因此，可以抑制抗外部压力的可靠性的降低，同时不降低成品率。 此外，由于对准膜44和55很难被形成或者说完全不能被形成在接触部分中，因此传感器电极43B和对向电极54的接触电阻较低，并且灵敏度象传感器一样高。由于反复使用引起的对准膜的剥离和接触电阻的大小是一个程度问题。因此，即使在对准膜44和55少量残留在接触部分中的情况下，当由于对准膜44和55的脱落引起的电阻增大和故障轻微到足以忽略的程度时，这便不成为一个问题。
修改 在第一实施例中，尽管间隔器46被配置为单个结构，但是间隔器46也可以被配置为多个结构。例如，如图6所示，间隔器46可以具有这样的结构，其中设在阵列基板40 —侧上的间隔器47(第二柱结构)和设在对向基板50 —侧上的间隔器57(第二柱结构)彼此堆叠。此时，间隔器47的顶部和间隔器57的顶部彼此不直接接触。此外，在间隔器46中，阵列基板40 —侧上的间隔器47优选地与平坦化膜42相接触，并且像素电极43A优选地被设置在间隔器47的表面上。此外，在间隔器46中，对向基板50 —侧上的间隔器57优选地与平坦化膜53相接触，并且对向电极54优选地被设置在间隔器57的表面上。S卩，决定阵列基板40和对向基板50之间的间隔的结构的配置优选地与传感器结构的配置类似。在这种情况下，间隔器47和柱结构45可以在同一形成步骤中形成，并且间隔器57和柱结构56可以在同一形成步骤中形成，从而提高产率。而且，在间隔器47和柱结构45在同一步骤中形成并且间隔器57和柱结构56在同一步骤中形成的情况下，可以容易地控制其相对高度。因而，即使当柱结构45和柱结构56之间的间隙较小时，也可以消除传感器灵敏度的降低和变化。 图6图示了柱结构45的高度和间隔器47的高度存在差异的情况的例子。在存在这种高度差的情况下，例如当形成柱结构45和间隔器47中高度较小的一个(在图6中是柱结构45)时，有必要提供调节(减小)高度的步骤。例如，在希望消除调节高度的步骤的情况下，例如如图7所示，可以将柱结构45和间隔器47形成为同一高度水平，并且形成像素电极43A和传感器电极43B。之后，可以在间隔器47上形成用于调节高度的调节层48。或者，例如，如图8所示，当形成平坦化膜42时，将要形成间隔器47的部分被形成为略高于平坦化膜42中的其他部分，并且可以在平坦化膜42中略高于其他部分的部分(42A)中形成与柱结构45同一高度水平的间隔器47。或者，例如，如图9所示，在将要形成间隔器47的部分中形成用于调节高度的调节层58，然后在调节层58的整个表面上形成平坦化膜53。平坦化膜53在调节层58正上方的部分中突出，并且在突出部分上可以形成与柱结构56同一高度水平的间隔器57。 在第一实施例中，柱结构45和间隔器47被与作为基底的平坦化膜42分开形成的情况被举例说明。然而，例如，如图10所示，柱结构45和间隔器47可以与平坦化膜42 —体形成，其材料与平坦化膜42的材料类似。在这种情况下，在形成了具有大厚度的平坦化膜42之后，可以通过剥离平坦化膜42的表面来形成柱结构45。例如，在柱结构45被形成在紧邻栅极线GL和信号线DL上方的情况下，可以通过增大栅极线GL的高度或信号线DL的高度来形成柱结构45，或者可以利用平坦性略低于平坦化膜42的材料来形成柱结构45。
第二实施例
图11图示了根据本发明第二实施例的液晶显示器件2的示意性配置的例子。液 晶显示器件2与根据第一实施例的液晶显示器件1的不同之处在于液晶显示器件2包括 液晶面板70，用于替换第一实施例中的液晶面板10。下文中，将主要描述与第一实施例的 差异，并且将适当地省略对与第一实施例的共同点的描述。 与根据第一实施例的液晶面板10类似，液晶面板70包括柱结构45和56以及间 隔器46。与第一实施例类似，间隔器46决定阵列基板40和对向基板50之间的间隔。另一 方面，传感器电极43B和对向电极54分别不被设置在柱结构45和56的正上方。包括柱结 构45和56的部分不构成传感器结构。即，根据第二实施例的液晶面板70不是安装有传感 器的面板，而仅仅是抗压面板。 近年来，由于液晶显示器件的设计的多样性和简约性以及光学特性，已经采用了 其中盖板直接结合到液晶面板(其中没有气隙)的结构和其中液晶面板裸露且自身没有盖 板的结构(被称为无窗结构)。因而，高压被直接施加在液晶面板上。而且，液晶面板中玻 璃的厚度减小，并且由于外部压力而引起的液晶面板的变形量增大，从而有必要加强液晶 面板的内部结构。因此，正如第二实施例中一样，在液晶显示器件2中使用抗压液晶面板70 是很重要的。 在第二实施例中，柱结构45的顶部和柱结构56的顶部分别不被传感器电极43B 和对向电极54覆盖，并且与液晶层60相接触。在柱结构45的顶部和柱结构56的顶部上， 对准膜44和55分别很难被形成或者说完全不能被形成。即，在柱结构45的顶部和柱结构 56的顶部之间，只有液晶层60，或者说除了液晶层60以外只有少量的对准膜44和55。与 第一实施例类似，这是因为在形成对准膜44的步骤中，利用柱结构45的低可湿性(由于其 厚度)，对准膜44被形成为至少在柱结构45顶部上的、传感器电极43B的部分中不厚。在 形成对准膜55的步骤中，利用柱结构56的低可湿性(由于其厚度)，对准膜55被形成为至 少在柱结构56顶部上的、对向电极54的部分中不厚。 例如，如图12所示，传感器电极43B和对向电极54分别被形成为紧贴柱结构45 和56下方。从而，由于外部压力引起的柱结构45和56的弹性变形，可以消除具有低弹性 变形能力的传感器电极43B和对向电极54发生破裂的风险。在传感器电极43B和对向电 极54的破裂实际上不成为一个问题的情况下，传感器电极43B和对向电极54之一可被形 成在柱结构45或柱结构56的顶部上。在传感器电极43B和对向电极54分别不被形成在 包括柱结构45的顶部和柱结构56的顶部的表面上的情况下，柱结构45和56优选地是利 用对于对准膜44和55的材料具有低可湿性的材料形成的。 在根据第二实施例的液晶显示器件2中，在彼此面对的成对的阵列基板40和对向 基板50 (两者间夹有液晶层60)中的相对面40A和50A上，除了决定阵列基板40和对向基 板50之间的间隔的间隔器46以外，还设置了包括柱结构45和56的抗压结构。柱结构45 和56分别沿着相对面40A和50A的法向方向彼此面对且两者间有预定的间隙。从而，当由 于外部压力对向基板50被弯曲到液晶层60 —侧时，传感器电极43B中位于柱结构45正上 方的正上方部分43C和对向电极54中位于柱结构56正下方的正下方部分55A彼此接触。 从而，在液晶面板70中，可以保持抗外部压力的耐久性。 这里，柱结构45的顶部和柱结构56的顶部，或者说位于柱结构45正上方的部分 和位于柱结构56正下方的部分，S卩，由于外部压力彼此接触的部分(下文中简称为接触部
13分)分别被布置在比其它部分高出柱结构45和56的高度的位置处。因而，当形成对准膜 44和55时，即使当对准膜44和55被涂覆在整个表面上时，接触部分的可湿性也较低。结 果，对准膜44和55很难被形成或者说完全不能被形成在接触部分中。因此，由于对准膜几 乎不会受到因外部压力产生的破坏或者说完全不受这样的破坏，所以反复使用的可靠性较 高。此外，如上所述，由于对准膜44和55很难被形成或者说完全不能被形成在接触部分中， 因此没有必要特意去除对准膜44和55的一部分。从而，可以消除由于去除对准膜44和55 的工艺而引起的故障的发生。 以这种方式，在第二实施例中，反复使用的可靠性变高，并且可以消除由于去除对 准膜44和55的工艺而引起的故障的发生。因此，可以抑制由于外部压力引起的可靠性的 降低，同时不降低成品率。
修改 在第二实施例中，间隔器46被配置为单个结构。然而，间隔器46可以被配置为多 个结构。例如，如图13所示，间隔器46可以具有这样的配置，其中设在阵列基板40—侧上 的间隔器47和设在对向基板50 —侧上的间隔器57彼此堆叠。此时，间隔器47的顶部和间 隔器57的顶部彼此直接或者间接接触。此外，在间隔器46中，阵列基板40 —侧上的间隔 器47优选地与像素电极43A相接触(即，被形成在与柱结构45类似的平面上)。而且，在 间隔器46中，对向基板50 —侧上的间隔器57优选地与对向电极54相接触(即，被形成在 与柱结构56类似的平面上)。S卩，决定阵列基板40和对向基板50之间的间隔的结构的配 置优选地与抗压结构的配置类似。在这种情况下，间隔器47和柱结构45可以在同一形成 步骤中形成，并且间隔器57和柱结构56可以在同一形成步骤中形成，从而可以提高产率。 此外，在间隔器47和柱结构45在同一步骤中形成并且间隔器57和柱结构56在同一步骤 中形成的情况下，可以容易地控制其相对高度，并且可以消除抗压能力的变化。
图13图示了柱结构45的高度和间隔器47的高度存在差异的情况的例子。在存 在这种高度差的情况下，例如当形成柱结构45和间隔器47中高度较小的一个(在图13中 是柱结构45)时，有必要提供调节(减小)高度的步骤。例如，在希望消除调节高度的步骤 的情况下，例如如图14所示，可以将柱结构45和间隔器47形成为同一高度水平。之后，可 以在间隔器47上形成用于调节高度的调节层48。或者，例如，如图15所示，当形成平坦化 膜42时，将要形成间隔器47的部分被形成为略高于平坦化膜42中的其它部分，并且例如， 像素电极43A被形成在略高于其它部分的部分(42A)上。然后，在略高部分(42A)上的像 素电极43A上，可以形成与柱结构45同一高度水平的间隔器47。或者，例如，如图16所示， 在将要形成间隔器57的部分中形成用于调节高度的调节层58，然后在调节层58的整个表 面上形成平坦化膜53。平坦化膜53在调节层58正上方的部分中突出，并且例如，对向电极 54被形成在突出部分上。在对向电极54上，可以形成与柱结构56同一高度水平的间隔器 57。 在第二实施例中，柱结构45和间隔器47被与作为基底的平坦化膜42分开形成的 情况被举例说明。然而，例如，如图17所示，柱结构45和间隔器47可以与平坦化膜42 — 体形成，其材料与平坦化膜42的材料类似。在这种情况下，在形成了具有大厚度的平坦化 膜42之后，可以通过剥离平坦化膜42的表面来形成柱结构45。例如，在柱结构45被形成 在紧邻栅极线GL和信号线DL上方的情况下，可以通过增大栅极线GL的高度或信号线DL的高度来形成柱结构45，或者可以利用平坦性略低于平坦化膜42的材料来形成柱结构45。
前文中，尽管利用第一和第二实施例及其修改描述了本发明，但是本发明并不限 于这些实施例等等，而是可以进行各种修改。 例如，在这些实施例等中举例说明了液晶面板10的顶部被暴露于外部的情况。然 而，在液晶面板10的顶部可以设置某种片材等等。 在这些实施例等中，柱结构45和56沿着相对面40A和50A的法向方向彼此面对 且两者之间有预定的间隙。然而，例如，如图18所示，柱结构45和56可以彼此接触且两者 之间有传感器电极43B和对向电极54。同样在这种情况下，当由于外部压力对向基板50被 弯曲到阵列基板40 —侧时，传感器电极43B和对向电极54的接触面积改变，并且随着接触 面积的改变，电阻也发生改变。因而，通过检测这种改变，可以执行位置检测。
接触面积改变的发生是由于柱结构45和56的弹性变形。因此，在利用接触面积的 改变来执行位置检测的情况下，传感器电极43B和对向电极54之一或者这两者优选地具有 这样的配置其中因外部压力引起的接触面积的改变量增大。例如，柱结构45和56之一或 者这两者优选地由很容易发生弹性变形的材料制成，并且优选地具有凸起形状的曲面。凸 起形状的曲面可以利用容易热回流以形成柱结构45和56的材料制成，或者通过形成较小 的柱结构45和56来制成。在利用接触面积的改变来执行位置检测的情况下，从变形能力 和耐久性的角度看，传感器电极43B和对向电极54之一或者这两者优选地利用导电树脂制 成。在传感器电极43B和对向电极54之一利用导电树脂制成的情况下，由导电树脂制成的 传感器电极43B或对向电极54的顶部的面积优选地大于不由导电树脂制成的传感器电极 43B或对向电极54的顶部的面积。从而，可以增大由于外部压力而引起的接触面积的改变 例如，如图19所示，柱结构45的顶部和柱结构56的顶部可以直接彼此接触。即 使在这种情况下，当由于外部压力对向基板50被弯曲到阵列基板40 —侧时，柱结构45和 56也会发生弹性变形。因而，在液晶面板70中，可以保持对外部压力的耐久性。从保持对 外部压力的耐久性的角度看，柱结构45和56可以由导电材料制成，或者可以由不导电材料 制成。 本申请包含与2008年12月9日向日本特许厅提交的日本在先专利申请JP 2008-313311中公开的内容有关的主题，上述申请的全部内容通过引用而合并到本文中。
本领域技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素可以发生各种修改、组合、 子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在权利要求或其等同物的范围内。
权利要求
一种液晶面板，包括一对彼此面对的基板，该对基板之间有间隔；设在该对基板之间的间隔中的液晶层；以及多对柱结构，每对柱结构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼此面对。
2. 如权利要求1所述的液晶面板，其中，该对柱结构隔着预定的间隙彼此面对。
3. 如权利要求1所述的液晶面板，其中，该对柱结构彼此面对且彼此接触。
4. 如权利要求2所述的液晶面板，其中，该间隙的长度被确定为使得当基板之一或两 者由于被施加外部压力而弯曲到液晶层一侧时，该对柱结构的顶面直接地或者间接地彼此 接触。
5. 如权利要求1所述的液晶面板，还包括在所述柱结构的顶面上的导电膜。
6. 如权利要求1所述的液晶面板，其中，所述柱结构与布置在紧邻所述柱结构下方的 层一体形成。
7. 如权利要求1所述的液晶面板，其中，所述柱结构由对用于液晶元件中的对准膜的 材料具有低可湿性的材料制成。
8. 如权利要求l所述的液晶面板，其中，沿着所述相对面的法向方向彼此面对的该对 柱结构分别具有长形顶面，所述长形顶面的长轴方向彼此不同。
9. 如权利要求1所述的液晶面板，其中，所述柱结构的顶面被形成为具有线性形状或 矩阵形状。
10. 如权利要求1所述的液晶面板，其中 该对基板之一或两者包括布线层，并且具有所述布线层的基板中的柱结构被形成在所述布线层上。
11. 如权利要求1所述的液晶面板，其中所述柱结构被形成在所述液晶面板内的遮光 区中。
12. 如权利要求1所述的液晶面板，还包括分别在所述相对面上的对准膜，其中 所述对准膜被布置在所述柱结构的除了所述顶面以外的区域上，或者 所述柱结构的顶面上的对准膜的厚度小于布置在所述柱结构的除了所述顶面以外的区域上的对准膜的厚度。
13. 如权利要求12所述的液晶面板，其中沿着所述相对面的法向方向彼此面对的该对柱结构被形成为具有彼此不同的高度水 平，并且在该对柱结构中，较低的一个柱结构的顶面相对于较高的一个柱结构的顶面来说具有 较小的面积。
14. 如权利要求12所述的液晶面板，其中沿着所述相对面的法向方向彼此面对的该对柱结构被形成为具有彼此不同的高度水 平，每个柱结构具有不同于标准圆形的长形顶面，并且在该对柱结构中，较低的一个柱结构的顶面相对于较高的一个柱结构的顶面来说具有 较窄的宽度，该宽度被定义为所述长形顶面的短边方向的尺寸。
15. 如权利要求1所述的液晶面板，还包括限定该对基板之间的距离的间隔器，所述间隔器与所述柱结构分开布置。
16. 如权利要求15所述的液晶面板，其中，所述间隔器由一对分别设在该对基板的相 对面上的第二柱结构构成，该对第二柱结构的顶面彼此接触。
17. 如权利要求16所述的液晶面板，其中，设在该对基板之一上的第二柱结构由与设 在该对基板的同一基板上的柱结构的材料相同的材料制成。
18. —种液晶显示器件，包括液晶面板和向所述液晶面板发射光的表面发光光源，其中 所述液晶面板包括一对彼此面对的基板，该对基板之间有间隔； 设在该对基板之间的间隔中的液晶层；以及多对柱结构，每对柱结构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方 向彼此面对。
全文摘要
本发明公开了一种液晶面板和液晶显示器件。该液晶面板和液晶显示器件能够抑制由于外部压力引起的可靠性变差，而不会造成成品率降低。该液晶面板包括一对彼此面对的基板，该对基板间有一间隔；设在该对基板之间的间隔中的液晶层；以及多对柱结构，每对柱结构被分别布置在该对基板的相对面上，沿着该相对面的法向方向彼此面对。
文档编号G02F1/133GK101750780SQ20091022499
公开日2010年6月23日 申请日期2009年11月26日 优先权日2008年12月9日
发明者小糸健夫, 林宗治 申请人:索尼株式会社