JP2010096856A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶セル内部における気泡や重力むらの発生を抑制して歩留りを向上させることが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、駆動基板２０と対向基板１０との間に液晶層３０が封止され、複数の画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを有する液晶セルよりなる。対向基板１０の液晶層３０側には、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにそれぞれ対応する赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂが形成されており、これらのうち緑色フィルタ１１Ｇ上にのみ、高さＨ１のメインスペーサ１３Ａと、高さＨ１よりも低い高さＨ２のサブスペーサ１３Ｂとが配設されている。各色のカラーフィルタの膜厚にばらつきが生じた場合であっても、メインスペーサ１３Ａの高さＨ１とサブスペーサ１３Ｂの高さＨ２との差を設計値通りに形成し易くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー表示が可能な液晶表示装置に関する。

近年、液晶テレビやノート型パソコン、カーナビゲーション等の表示モニタとして、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）モードを採用した液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、画素駆動のための駆動基板とカラーフィルタなどが形成された対向基板との間に液晶層を封止した液晶セルにより構成され、印加電圧に応じて画像表示がなされるものである。

上記液晶セルは、駆動基板と対向基板との間に、液晶材料を注入することにより形成することができる。液晶注入方法としては、駆動基板と対向基板とをシール材などで貼り合わせた後に両基板間に液晶を注入するディップ方式から、液晶を滴下したのちに駆動基板と対向基板とを真空中で貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Filling：液晶滴下）方式へと変遷し、特に大型セルにおいてはＯＤＦ方式が主流となっている。

このようなＯＤＦ方式では、駆動基板と対向基板とを貼り合わせる前に液晶を滴下するため、液晶セルの容積に対して滴下量が最適でない場合、セル内部に気泡や重力むらと呼ばれる不良が発生してしまう。このため、ＯＤＦ方式においては、液晶セルの内部に、セルギャップを制御するためのフォトスペーサが配設されている。ところが、このフォトスペーサの配置密度が大きくなると、セル自体の弾性が損なわれ、結局気泡や重力むらの発生を誘発してしまう。逆に、配置密度が小さくなると、加圧時の耐性が低下してしまう。

そこで、ハイブリッドスペーサと呼ばれる手法が提案されている。これは２種類以上の高さをもったスペーサを配置し、通常状態では高さの高いスペーサ（メインスペーサ）がセルを支え、加圧時には高さの低いスペーサ（サブスペーサ）がセルを支えるというものである。これらのメインスペーサおよびサブスペーサはそれぞれ、対向基板側のカラーフィルタ上に形成される。このような構造にすることで、弾性と耐圧性とを両立させることが可能となる。

特開２００１−２０１７５０号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなハイブリッドスペーサを用いた手法では、次のような問題がある。すなわち、カラーフィルタは、例えばＲ（Red：赤），Ｇ（Green：緑），Ｂ（Blue：青）の３色のカラーフィルタがマトリクス状に配列して構成されるが、これらはそれぞれ色ごとにパターニング形成される。このため、色ごとにカラーフィルタの膜厚にばらつきが生じてしまう。このようなカラーフィルタ上にメインスペーサおよびサブスペーサを配設すると、メインスペーサとサブスペーサとの高さの差が設計値からずれ、所望のセル弾性を得ることができない。従って、ハイブリッドスペーサが有効に機能せず、液晶セルの内部に気泡や重力むらが発生し、歩留りが低下するという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、液晶セル内部における気泡や重力むらの発生を抑制して歩留りを向上させることが可能な液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に封止されて、複数の画素を構成する液晶セルと、一対の基板の一または他の基板に形成され、画素ごとに色分けされた複数色のカラーフィルタと、複数色のカラーフィルタのうち一の色のカラーフィルタ上に配設され、液晶セルのセルギャップを制御するメインスペーサと、メインスペーサが配置されたカラーフィルタと同一色のカラーフィルタ上に配設され、前記メインスペーサよりも高さの低いサブスペーサとを備えたものである。

本発明の液晶表示装置では、セルギャップ制御用のメインスペーサとこのメインスペーサよりも高さの低いサブスペーサとが、複数色のカラーフィルタのうち一色のカラーフィルタ上にのみ配設されていることにより、各色カラーフィルタの成膜工程等において、色ごとに膜厚のばらつきが生じた場合にも、メインスペーサとサブスペーサとの高さの差を設計値通りに精度良く形成し易くなる。

本発明の液晶表示装置によれば、セルギャップ制御用のメインスペーサとこのメインスペーサよりも高さの低いサブスペーサとを、複数色のカラーフィルタのうち一色のカラーフィルタ上にのみ配設するようにしたので、カラーフィルタの色ごとに膜厚のばらつきが生じた場合であっても、メインスペーサとサブスペーサとの高さの差を精度良く形成することが可能となる。これにより、セル内部における気泡や重力むらの発生を抑制し、歩留りを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。図１（Ｂ）は、カラーフィルタとメインスペーサおよびサブスペーサとの配置関係を示す平面模式図である。この液晶表示装置１は、例えば、ゲートドライバ（図示せず）から供給される駆動信号によって、データドライバ（図示せず）から伝達される映像信号に基づいて画素ごとに映像表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。

液晶表示装置１は、駆動基板２０と対向基板１０との間に液晶層３０を封止した液晶セルにより構成されている。この液晶セルは、マトリクス状に配置された複数の画素、例えば赤（Ｒ：Red）を表示する画素１０Ｒ、緑（Ｇ：Green）を表示する画素１０Ｇ、青（Ｂ：Blue）を表示する画素１０Ｂを有している。

駆動基板２０は、例えばガラス基板上に、複数の画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをそれぞれ駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）が配設されると共に、このＴＦＴに接続されるゲート線やデータ線などの各種配線層が形成されたものである。駆動基板２０上には、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに画素電極が設けられており、更にこれらの画素電極を覆うように配向膜（いずれも図示せず）が形成されている。配向膜は、液晶層３０の配向制御を行うためのものであり、例えばポリイミドなどの垂直配向型の無機膜が用いられる。

対向基板２０は、例えばガラス基板より構成され、液晶層３０の側には、複数色のカラーフィルタ（赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂ）が、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して設けられている。また、この対向基板２０には、各画素に共通の共通電極（図示せず）が形成されている。

赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂはそれぞれ、赤色、緑色および青色の成分を選択的に透過して、それ以外の波長領域の光を吸収するものである。これらの赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂは、例えばフォトレジストなどの感光性樹脂材料に各色の顔料を分散させたものである。また、厚みは、必要とされる色純度等に応じて適宜設定され、例えば１．０μｍ〜４．０μｍである。このような赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂは、後述のＢＭ（ブラックマトリクス）層１２の開口領域にそれぞれ形成されている。

ＢＭ層１２は、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの表示領域を区画すると共に、各色の区域どうしの境界における外光の反射の防止および画素間の光漏れを防止し、コントラストを高めるためのものである。このＢＭ層１２は、例えばクロム（Ｃｒ）などの金属、金属酸化物および金属窒化物の単層膜や積層膜により構成されている。あるいは、カーボン粒子を混ぜたアクリル樹脂などにより構成されていてもよい。

上記赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂ上には、互いに高さの異なる２種類のスペーサ（メインスペーサ１３Ａ、サブスペーサ１３Ｂ）が配設されている。メインスペーサ１３Ａは、通常時において、液晶セルのセルギャップを一定間隔に保持するためのものである。このメインスペーサ１３Ａは、例えば感光性のフォトレジストなどにより構成されている。また、高さ（厚み）Ｈ１は、液晶層３０の複屈折に応じて適宜設定され、例えば１．５μｍ〜４．５μｍである。サブスペーサ１３Ｂは、加圧時において、液晶セルのセルギャップを保持するためのものである。このサブスペーサ１３Ｂは、例えばメインスペーサ１３Ａと同一の材料により構成され、高さＨ２は、メインスペーサ１３Ａよりも低く、例えば１．０μｍ〜４．４μｍとなっている。このサブスペーサ１３Ｂの高さＨ２は、スペーサ自体の材質や配置密度などを考慮して最適な大きさに設定される。

これらメインスペーサ１３Ａの高さＨ１と、サブスペーサ１３Ｂの高さＨ２との差は、例えば０．１μｍ〜０．５μｍであり、０．２μｍ程度で設計されることが多い。ここで、高さＨ１と高さＨ２との差が小さ過ぎると、サブスペーサ１３Ｂがメインスペーサ１３Ａとして機能してしまうため、セルの弾性が損なわれ、この結果気泡や重力むらが発生する要因となる。一方、上記差が大き過ぎると、加圧時にサブスペーサ１３Ｂが支えとならず、加圧むらを抑制することができない。なお、ここでいう高さＨ１，Ｈ２の「差」とは、メインスペーサ１３Ａとサブスペーサ１３Ｂとの各上面同士の厚み方向における間隔をいうものとする。

このようなメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂは、赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇおよび青色フィルタ１１Ｂのうちいずれか一色のカラーフィルタ上のみに配設されている。本実施の形態では、各緑色フィルタ１１Ｇ上に、メインスペーサ１３Ａまたはサブスペーサ１３Ｂのどちらか１つが設けられた構成となっている。これらのメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂの密度は、各スペーサ自体の材質によっても異なるが、メインスペーサ１３Ａは小さく、サブスペーサ１３Ｂは大きくなるように配置されていることが好ましい。

また、これらのメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂはいずれも、駆動基板２０上のＴＦＴ（図示せず）に対向しないように配設されている。ＴＦＴは、通常、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）などよりなるチャネル領域形成層にゲート、ソースおよびドレインなどの電極が接続された構成となっている。これらのうち、特にアモルファスシリコン層の直上の領域を避けるようにして、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂが配設されている。これにより、メインスペーサ１３Ａまたはサブスペーサ１３Ｂが駆動基板２０側に接触してＴＦＴが加圧されることを防ぐことができるので、加圧によるＴＦＴの閾値シフトの発生を防止することが可能となる。

あるいは、逆に、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂを、駆動基板２０上のＴＦＴや配線層に対向する領域に配設してもよい。このように構成することにより、開口率を低下させることなく、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂの設置スペースを確保することができる。特に、サブスペーサ１３ＢをＴＦＴ上に配置すれば、このサブスペーサ１３Ｂは通常時においては、駆動基板２０と接触することがないので、通常時において、ＴＦＴの閾値シフトの発生を抑制することができる。

液晶層３０は、例えばＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードのネマティック液晶などにより構成されている。

なお、上記駆動基板１０および対向基板２０の外側には、偏光板（図示せず）が貼り合わせられており、駆動基板２０の側を照射するバックライト（図示せず）が設けられている。バックライトとしては、例えば導光板を用いたエッジライト型や、直下型のタイプのものが用いられ、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極傾向ランプ）や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成されている。このような液晶表示装置１は、液晶テレビやノート型パソコンなどの電子機器用表示モニタとして用いられる。

上記のような液晶表示装置１は、例えば次のようにして製造することができる。

まず、ガラス基板の表面に、画素電極、ＴＦＴおよび各種配線層等を配設することにより、駆動基板２０を形成する。

一方、図２（Ａ）に示したように、対向基板１０の表面に、上述した材料よりなるＢＭ層１２を塗布形成した後、例えばフォトリソグラフィ法などによりパターニングし、開口領域１２Ａを形成する。続いて、図２（Ｂ）に示したように、ＢＭ層１２の開口領域１２Ａに、上述した材料よりなる赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂをそれぞれ塗布した後、フォトマスクを用いた露光および現像処理などを経て、順にパターニング形成する。

続いて、形成した赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂのうち、例えば緑色フィルタ１１Ｇ上にのみ、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂを形成する。

すなわち、まず、図３（Ａ）に示したように、赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂの全面にわたって、例えばポジ型の感光性レジスト１３０を、所定の厚みＨ１で塗布形成する。なお、形成した感光性レジスト１３０の厚みＨ１が、上述したメインスペーサ１３Ａの高さ（厚み）Ｈ１となる。そして、この感光性レジスト１３０のうち、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂの形成予定領域以外の領域を、所定の露光条件により選択的に露光する。このとき、フォトマスク１１０としては、例えば緑色フィルタ１１Ｇ上におけるメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂの形成予定領域に対応して、遮光部１１０Ａ，１１０Ｂをそれぞれ有するものを用いる。これにより、図３（Ｂ）に示したように、緑色フィルタ１１Ｇ上に、高さＨ１のメインスペーサ１３Ａとサブスペーサ１３Ｂ１とが形成される。

続いて、図４（Ａ）に示したように、メインスペーサ１３Ａ以外の領域、すなわちサブスペーサ１３Ｂ１を選択的に露光する。このとき、フォトマスク１１１としては、例えばメインスペーサ１３Ａに対応する領域に遮光部１１１Ａを有するものを用いる。このようにして、図４（Ｂ）に示したように、緑色フィルタ１１Ｇ上に、上述した高さ（厚み）Ｈ２のサブスペーサ１３Ｂを形成する。

このように、互いに高さの異なるメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂは、フォトマスク１１０，１１１を用いた多段階露光により形成することができる。但し、これらメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂは、上記手法に限らず、次のようにして形成してもよい。

例えば、図５に示したように、上記と同様にして、赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂの全面に、感光性レジスト１３０を高さＨ１で塗布形成する。そして、感光性レジスト１３０のうち、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂの形成予定領域以外の領域を、所定の露光条件により選択的に露光する。このとき、例えばフォトマスク１１２として、メインスペーサ１３Ａの形成予定領域に対応して遮光部１１２Ａ、サブスペーサ１３Ｂの形成予定領域に対応して半透過部１１２Ｂをそれぞれ有するものを用いる。半透過部１１２Ｂは、いわゆるハーフトーンマスクやグレイトーンマスクなどにより構成され、所定の透過率で光を透過させるようになっている。これにより、高さＨ１のメインスペーサ１３Ａと高さＨ２のサブスペーサ１３Ｂとを、１回の露光で形成することが可能となる。

次いで、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂを形成した対向基板１０の周縁部に、エポキシ接着材等のＵＶ硬化型のシール部を印刷したのち、対向基板１０の各色カラーフィルタが形成されている側に、上述した材料よりなる液晶層３０を滴下する。こののち、液晶層３０を間にして、対向基板１０に駆動基板２０を貼り合わせ、ＵＶ照射することにより、上記シール部を硬化させる。これにより、駆動基板２０と対向基板１０との間に、液晶層３０が封止された液晶セルを形成する。

最後に、形成した液晶セルの駆動基板２０および対向基板１０の外側の面に、図示しない偏光板を貼り合わせることにより、図１（Ａ）に示した液晶表示装置１を完成する。

次いで、上記のような構成を有する液晶表示装置１の作用、効果について説明する。

液晶表示装置１では、図示しないバックライトから駆動基板２０の側へ照射された光は、駆動基板２０を通過して、液晶層３０へ入射する。液晶層３０に入射した光は、画像データに基づいて、駆動基板２０上の画素電極と対向基板１０上の共通電極との間に電圧が印加されると、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに変調されつつ透過される。このようにして液晶層３０を透過した光は、画素１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに、それぞれ対応する赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂを通過することにより、３原色の表示光として、対向基板１０の外側へ取り出され、表示が行われる。

一方、液晶セルの内部には、高さＨ１のメインスペーサ１３Ａと、高さＨ１よりも低い高さＨ２のサブスペーサ１３Ｂとが、それぞれ配設されている。これにより、通常時には、メインスペーサ１３Ａによって、液晶セルのセルギャップが保持されると共に、加圧時には、サブスペーサ１３Ｂによってセルギャップが保持される。このように、液晶セルの内部に、互いに高さの異なるメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂが配設されていることにより、液晶セルの弾性および耐圧性がバランス良く維持される。

ここで、図６（Ａ），（Ｂ）を参照して、従来の液晶表示装置１００について説明する。液晶表示装置１００では、駆動基板１０２と対向基板１０１との間に液晶層１０３が封止され、対向基板１０１上には、赤色フィルタ１０４Ｒ，緑色フィルタ１０４Ｇ，青色フィルタ１０４ＢとＢＭ層１０５が形成されている。これらの赤色フィルタ１０４Ｒ，緑色フィルタ１０４Ｇ，青色フィルタ１０４Ｂの表面には、メインスペーサ１０６Ａとこのメインスペーサ１０６Ａよりも高さの低いサブスペーサ１０６Ｂが配設されている。具体的には、例えば緑色フィルタ１０４Ｇ上にメインスペーサ１０６Ａ、青色フィルタ１０６Ｂ上にサブスペーサ１０４Ｂがそれぞれ配設されている。

このように、従来の液晶表示装置１００では、メインスペーサ１０６Ａおよびサブスペーサ１０６Ｂが、互いに異なる色のカラーフィルタ上に設けられている。ここで、赤色フィルタ１０４Ｒ，緑色フィルタ１０４Ｇ，青色フィルタ１０４Ｂはそれぞれ、色ごとに成膜されるため、各膜厚にばらつきが生じることがある。このような場合に、メインスペーサ１０６Ａとサブスペーサ１０６Ｂとが、互いに異なる色のカラーフィルタ上に設けられていると、メインスペーサ１０６Ａとサブスペーサ１０６Ｂとの高さの差が、設計値からずれ、また、基板面内において高さにばらつきが生じてしまう。これにより、液晶セルの内部に気泡や重力むらといった不良が発生する。

これに対し、本実施の形態では、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂが同色のカラーフィルタ、例えば緑色フィルタ１１Ｇにのみ配設されている。これにより、各色カラーフィルタの成膜工程において、色ごとに膜厚のばらつきが生じてしまった場合にも、高さＨ１と高さＨ２との差が設計値からずれにくくなる。

以上のように、本実施の形態では、液晶セルにおいて、メインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂを、赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇ，青色フィルタ１１Ｂのうち、いずれかの色のカラーフィルタ、例えば緑色フィルタ１１Ｇにのみ設けるようにしたので、色ごとにカラーフィルタの膜圧にばらつきが生じた場合であっても、メインスペーサ１３Ａの高さＨ１とサブスペーサ１３Ｂの高さＨ２との差を、設計値通りに形成し易くなる。これにより、セルの弾性を設計値通りに確保することができ、気泡や重力むらといった不良の発生を抑制して、歩留りを向上させることができる。

［第２の実施の形態］
図７（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置２の概略構成を示す断面図である。図７（Ｂ）は、カラーフィルタとメインスペーサおよびサブスペーサとの配置関係を示す平面模式図である。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

液晶表示装置２は、例えば、ゲートドライバ（図示せず）から供給される駆動信号によって、データドライバ（図示せず）から伝達される映像信号に基づいて画素ごとに映像表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この液晶表示装置２は、上記第１の実施の形態の液晶表示装置１と同様、駆動基板２０と対向基板１０との間に液晶層３０を封止した液晶セルにより構成されている。また、この液晶セルは、マトリクス状に配置された複数の画素１０Ｒ、画素１０Ｇおよび画素１０Ｂを有している。

また、本実施の形態においても、メインスペーサ２３Ａおよびサブスペーサ２３Ｂは、赤色フィルタ１１Ｒ，緑色フィルタ１１Ｇおよび青色フィルタ１１Ｂのうちいずれかの色のカラーフィルタ、例えば緑色フィルタ１１Ｇ上にのみ配設されている。但し、本実施の形態では、メインスペーサ２３Ａとサブスペーサ２３Ｂとが、互いに同一の画素にそれぞれ設けられている。すなわち、画素１０Ｇにのみ、メインスペーサ２３Ａとサブスペーサ２３Ｂとが一つずつ配設された構成となっている。なお、メインスペーサ２３Ａおよびサブスペーサ２３Ｂは、上記第１の実施の形態のメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂと同等の構成材料により、それぞれ高さＨ１，Ｈ２で構成されている。また、これらのメインスペーサ２３Ａおよびサブスペーサ２３Ｂは、上記第１の実施の形態のメインスペーサ１３Ａおよびサブスペーサ１３Ｂと同様、フォトリソグラフィ法などを用いて形成することができる。

このように、本実施の形態では、メインスペーサ２３Ａとサブスペーサ２３Ｂとが、互いに同一の画素（ここでは、画素１０Ｒ）に設けられていることにより、各色のカラーフィルタの成膜工程において、色ごとに膜厚のばらつきが生じた場合にも、メインスペーサ２３Ａの高さＨ１とサブスペーサ２３Ｂの高さＨ２との差を、設計値通りに形成することができる。また、同一色であっても、画素ごとにカラーフィルタの膜厚にばらつきが生じることがあるが、このような場合でおいても、高さＨ１と高さＨ２との差を一定に保持することができる。従って、上記第１の実施の形態よりも高精度となるため、気泡や重力むらの発生をより効果的に抑制して、歩留りを向上させることが可能となる。

なお、図７（Ａ），（Ｂ）では、メインスペーサ２３Ａとサブスペーサ２３Ｂとが、マトリクス状に配列した複数の画素１０Ｒのうち間引かれた画素１０Ｒにのみ配設されているが、全ての画素１０Ｇに設けるようにしてもよい。

（変形例）
次に、本発明の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図８は、変形例に係る液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。液晶表示装置３は、上記実施の形態と同様、駆動基板２０と対向基板１０との間に液晶層３０を封止した液晶セルにより構成されている。また、メインスペーサ３２Ａおよびサブスペーサ３２Ｂは、赤色フィルタ３１Ｒ，緑色フィルタ３１Ｇおよび青色フィルタ３１Ｂのうちいずれかの一色のカラーフィルタ、例えば青色フィルタ３１Ｂ上にのみ配設されている。但し、本変形例では、赤色フィルタ３１Ｒ，緑色フィルタ３１Ｇおよび青色フィルタ３１Ｂの各厚みが互いに異なっており、これにより各色画素のセルギャップｄ_R，ｄ_G，ｄ_Bが互いに異なる構造（マルチギャップ構造）となっている。具体的には、青色フィルタ３１Ｂが最も厚く、緑色フィルタ３１Ｇ、赤色フィルタ３１Ｒの順に厚みが小さくなっており、これにより、各色画素におけるセルギャップがｄ_R＞ｄ_G＞ｄ_Bとなっている。このような構造において、メインスペーサ３２Ａおよびサブスペーサ３２Ｂはそれぞれ、最も厚みの大きな青色フィルタ３１Ｂ上に配設されている。但し、ここでは、メインスペーサ３２Ａおよびサブスペーサ３２Ｂは、別々の青色フィルタ３１Ｂ上に設けられている。

このように、本発明は、マルチギャップ構造の場合にも適用可能である。ここで一般に、液晶層３０が例えばＶＡモードの液晶から構成され、液晶分子の配向方向が理想的な４５°である場合、光の透過強度（Ｉ）は以下の式（１）で与えられる。但し、Ｉ₀を入射偏光の強度、ｄをセルギャップ、Δｎを印加電圧（Ｖ）での液晶の持つ複屈折、λを空気中での入射光の波長とする。また、図９には、Δｎ＝０．０８とした場合のセルギャップｄに対する透過率の関係について示す。式（１）および図９に示したように、透過率はセルギャップｄに依存し、また波長ごとに異なる。これは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各セルギャップが同一の場合に、階調によって色度にずれが生じることを示している。

従って、本変形例のようなマルチギャップ構造とすることで、透過率やγカーブなどの特性のばらつきを低減することができる。これにより、階調により色度にずれが生じることを抑制して、色純度を高めることが可能となる。また、最も厚みの大きな色のカラーフィルタ（ここでは、青色フィルタ３１Ｂ）にメインスペーサ３２Ａおよびサブスペーサ３２Ｂを設けることで、他の色のフィルタに設けた場合よりも、高さＨ３，Ｈ４を低く設定することができる。これにより、基板面内におけるスペーサ高さのばらつきを低減し易くなる。

なお、本変形例では、メインスペーサ３２Ａおよびサブスペーサ３２Ｂが別々の青色フィルタ３１Ｂ上に配設された構成を例に挙げて説明したが、上記第２の実施の形態のように、同一の青色フィルタ３１Ｂ上に配設されていてもよい。また、本変形例では、青色フィルタ３１Ｂの厚みが最も大きく、緑色フィルタ３１Ｇ、赤色フィルタ３１Ｒの順に厚みが小さくなる構成を例に挙げて説明したが、各色フィルタの厚みはこれに限定されない。上述したように、透過率はセルギャップに依存して変化するため、必要とされるセルギャップあるいはカラーフィルタの厚み等に応じて、各色画素の透過率が同等となるように、各セルギャップｄ_R，ｄ_G，ｄ_Bを定めればよい。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、メインスペーサおよびサブスペーサを緑色フィルタ１１Ｇあるいは青色フィルタ３１Ｂにのみ配設した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、赤色フィルタにのみ配設された構成であってもよい。

また、上記実施の形態等では、画素１０Ｇに、メインスペーサおよびサブスペーサのうちどちらか一つを配設した構成、あるいは画素１０Ｇにメインスペーサおよびサブスペーサを一つずつ配設した構成を例に挙げて説明したが、一つの画素１０Ｇ内に配設されるメインスペーサおよびサブスペーサの数はこれに限定されない。すなわち、これらのメインスペーサおよびサブスペーサは、互いに同一色のカラーフィルタ上に形成されていれば、各画素に二つ以上設けられていてもよい。また、同一色の全ての画素にそれぞれ、メインスペーサおよびサブスペーサを均一に配置してもよく、適宜間引いて配設するようにしてもよい。

更に、上記実施の形態では、赤色フィルタ，緑色フィルタおよび青色フィルタが、対向基板１０の側に配設された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、上記各カラーフィルタが駆動基板２０の側に設けられた構造、いわゆるカラーフィルタ・オン・アレイ（ＣＯＡ：Color Filter on Array）構造としてもよい。ちなみに、このような構造では、各カラーフィルタの膜厚は、対向基板１０の側に設ける場合よりも厚くなることが多いため、色ごとに膜厚のばらつきが生じ易くなる。本発明は、各色カラーフィルタの膜厚のばらつきが生じた場合にもメインスペーサとサブスペーサとの高さの差を精度良く形成するものであるため、このようなＣＯＡ構造の場合に特に有効である。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。 図１に示した液晶表示装置の製造工程を説明するための断面図である。 図２に続く工程を説明するための断面図である。 図３に続く工程を説明するための断面図である。 図１に示した液晶表示装置の他の製造工程を説明するための断面図である。 従来例に係る液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。 本発明の変形例に係る液晶表示装置の概略構成を表す断面図である。 セルギャップに対する透過率の関係を波長ごとに表す特性図である。

符号の説明

１，２，３…液晶表示装置、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…画素、１０…対向基板、１１Ｒ，３１Ｒ…赤色フィルタ、１１Ｇ，３１Ｇ…緑色フィルタ、１１Ｂ，３１Ｂ…青色フィルタ、１２…ＢＭ層、１３Ａ，２３Ａ，３２Ａ…メインスペーサ、１３Ｂ，２３Ｂ，３２Ｂ…サブスペーサ、３０…液晶層。

Claims (6)

1. 一対の基板間に封止されて、複数の画素を構成する液晶セルと、
   前記一対の基板のうち一または他の基板に形成され、画素ごとに色分けされた複数色のカラーフィルタと、
   前記複数色のカラーフィルタのうちいずれか一色のカラーフィルタ上に配設され、前記液晶セルのセルギャップを制御するメインスペーサと、
   前記メインスペーサが配置されたカラーフィルタと同一色のカラーフィルタ上に配設され、前記メインスペーサよりも高さの低いサブスペーサと
   を備えた液晶表示装置。
2. 前記メインスペーサと前記サブスペーサとが、同一の画素内に配設されている
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数色のカラーフィルタの厚みは、色ごとに互いに異なっている
   請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数色のカラーフィルタのうち、最も厚みの大きなカラーフィルタ上に、前記メインスペーサおよび前記サブスペーサが配設されている
   請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記一対の基板の一の基板上に、前記複数の画素をそれぞれ駆動するための駆動素子を有し、
   前記駆動素子に対向する領域を除いた領域に、前記メインスペーサおよび前記サブスペーサが配設されている
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記一対の基板の一の基板上に、前記複数の画素をそれぞれ駆動するための駆動素子および配線層を有し、
   前記配線層に対応する領域に前記メインスペーサ、前記駆動素子に対応する領域に前記サブスペーサがそれぞれ配設されている
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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