JP4282926B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4282926B2 JP4282926B2 JP2001367756A JP2001367756A JP4282926B2 JP 4282926 B2 JP4282926 B2 JP 4282926B2 JP 2001367756 A JP2001367756 A JP 2001367756A JP 2001367756 A JP2001367756 A JP 2001367756A JP 4282926 B2 JP4282926 B2 JP 4282926B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- substrate
- liquid crystal
- crystal display
- spacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特には、少なくとも一方の基板にスペーサが形成された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、一般的に用いられている液晶表示素子では、基板間にプラスチックビーズ等をスペーサとして散在させることにより、上記基板間の間隔（セルギャップ）を一定に保っている。しかしながら、このような方法では、プラスチックビーズが基板上に不均一に配置されることがある。この場合、ギャップムラを生じ、表示不良となることがある。
【０００３】
このような問題の発生を回避可能な方法として、基板上にフォトリソグラフィ技術を用いて柱状スペーサを形成することが知られている。この方法によれば、所望の位置にスペーサを配置することができるため、プラスチックビーズに関連して上述した問題は生じ得ないと考えられる。
【０００４】
しかしながら、実際には、フォトリソグラフィ技術を用いて柱状スペーサを形成した場合であっても、ギャップムラを生ずることがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ギャップムラを十分に抑制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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離に比べてより長く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものは前記第１領域上に位置したものと比べて数密度がより低く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 1 に対する前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 2 の比Ｄ 2 ／Ｄ 1 は１．１〜２の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径に比べてより小さく、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径ｄ 1 と、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径ｄ 2 との比ｄ 1 ／ｄ 2 は１．２〜４の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００８】
なお、本発明において、複数のスペーサのうち第２領域上に位置したものから最も近くに位置したものは、第１領域上に位置したスペーサ及び第２領域上に位置したスペーサのいずれであってもよい。同様に、複数のスペーサのうち第１領域上に位置したものから最も近くに位置したものは、第１領域上に位置したスペーサ及び第２領域上に位置したスペーサのいずれであってもよい。また、本発明で言う「スペーサの径」は、第１基板と第２基板との中間位置で両基板に平行にスペーサを切った断面において、この断面を両基板の法線方向から見たときに、この断面の外径の２点とこの断面の重心を通る線分のうち最短のものを意味する。
【０００９】
本発明において、複数のスペーサは、第１基板の第２基板との対向面に設けられていてもよく、第２基板の第１基板との対向面に設けられていてもよく、第１及び第２基板の双方の対向面に設けられていてもよい。
【００１１】
本発明において、第１及び第２基板の少なくとも一方の基板は他方の基板との対向面にカラーフィルタ層を備えていてもよい。この場合、カラーフィルタ層の着色層を部分的に重ね合わせ、それらの積層部を上記スペーサの少なくとも一部として利用してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同様の構成部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、ＴＮ駆動方式のカラー型液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを対向させ、それら基板２，３間に液晶層４を介在させた構造を有している。これら基板２，３間の周縁部には、液晶材料を注入するための注入口（図示せず）を除いて接着剤層１５が設けられており、その注入口は封止剤を用いて封止されている。また、この液晶表示装置１の両面には偏光板５がそれぞれ貼り付けられており、その背面側には図示しない光源が配置されている。
【００１４】
図１に示す液晶表示装置１において、アクティブマトリクス基板２は、ガラス基板のような透明基板６を有している。透明基板６上には、配線７及びスイッチング素子（図示せず）が形成されている。また、透明基板６の配線７及びスイッチング素子が設けられた面には、カラーフィルタ層９及び周縁遮光層１０が形成されており、カラーフィルタ層９上には画素電極１１及び柱状スペーサ１２が積層されている。一方、対向基板３は、ガラス基板のような透明基板１３を有している。透明基板１３上には、共通電極１４が形成されている。なお、図示していないが、アクティブマトリクス基板２及び対向基板３のそれぞれの対向面には配向膜が設けられている。
【００１５】
アクティブマトリクス基板２に形成する配線７は、透明基板６上で格子状に配列した走査線及び信号線などで構成されている。また、図示しないスイッチング素子は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）である。このスイッチング素子は、走査線及び信号線などの配線７並びに画素電極１１と接続されており、それにより、所望の画素電極１１に対して選択的に電圧を印加することを能としている。
【００１６】
カラーフィルタ層９は、例えば、画素電極１１に対応してストライプ状に設けられた赤色の着色層と緑色の着色層と青色の着色層とで構成されている。これら着色層は、感光性樹脂とそれぞれの色に対応した着色顔料或いは着色染料とを含有する混合物を用いて形成することができる。
【００１７】
周縁遮光層１０は、一般には額縁層などと呼ばれ、画面の周縁部に形成される。周縁遮光層１０は、例えば、カーボン微粒子のような黒色顔料や黒色染料と感光性樹脂との混合物を用いて形成することができる。
【００１８】
画素電極１１及び共通電極１４は、ＩＴＯのような透明導電材料で構成されている。電極１１，１４は、例えばスパッタリング法などにより形成することができる。
【００１９】
柱状スペーサ１２は、感光性樹脂を用いて形成することができる。すなわち、柱状スペーサ１２は、例えば、カラーフィルタ層９上に感光性樹脂層を形成した後、この感光性樹脂層をパターン露光・現像することなどにより得られる。柱状スペーサ１２は、その少なくとも一部を周縁遮光層１０と同一の材料で及び同一の工程で形成することができる。また、カラーフィルタ層９を構成する各着色層を部分的に重ね合わせて、それらの積層部を柱状スペーサ１２として利用することもできる。
【００２０】
図示しない配向膜は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜にラビング処理等の配向処理を施すことにより形成され得る。
【００２１】
さて、上記液晶表示装置１のアクティブマトリクス基板２では、カラーフィルタ層９や画素電極１１の表面に、配線７などの下部構造の形状に対応して、凹部２１と凸部２２とが生じている。そのため、スペーサ１２の基板６からの高さは、凹部２１と凸部２２との間で互いに異なっている。従来技術でギャップムラを十分に抑制できなかった理由は、このような凹凸構造に起因している。これについては、図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図２（ａ）は従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図である。また、図３（ａ）は図１の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図であり、図３（ｂ）は図１の液晶表示装置を概略的に示す断面図である。なお、図２（ａ），（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）では、基板６，１３、配線７、及び柱状スペーサ１２のみを描いており、他の構成部材は省略している。
【００２３】
スペーサ１２はアクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせることにより変形する（潰れる）、しかしながら、図２（ａ）に示すように、柱状スペーサ１２の数密度や径は凹部２１と凸部２２との間で同一である場合、凹部２１と凸部２２との間でスペーサ１２の変形量（潰れ量）に大きな違いはない。そのため、従来技術では、図２（ｂ）に示すようなギャップムラを生じていた。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、柱状スペーサ１２の数密度を凹部２１に比べて凸部２２においてより低くしている。そのため、１つのスペーサに加えられる荷重は凹部２１に比べて凸部２２においてより大きくなる。したがって、本実施形態では、従来技術に比べて、凸部２２に位置するスペーサの変形量がより大きくなり、図３（ｂ）に示すようにギャップムラを抑制することができる。
【００２５】
なお、通常、柱状スペーサ１２の数密度と柱状スペーサ１２の隣り合うもの同士の間の距離とは相関している。したがって、上記柱状スペーサ１２の数密度とギャップムラとの間の関係は、柱状スペーサ１２の隣り合うもの同士の間の距離とギャップムラとの間の関係に置き換えることができる。例えば、柱状スペーサ１２のうち、凸部２２上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離を、凹部２１上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離に比べてより長くすることにより、ギャップムラを抑制することができる。
【００２６】
本実施形態において、凹部２１上に位置したスペーサ１２とそれから最も近くに位置したスペーサ１２との間の距離Ｄ1に対する凸部２２上に位置したスペーサ１２とそれから最も近くに位置したスペーサ１２との間の距離Ｄ2の比Ｄ2／Ｄ1は１．１〜２の範囲内にあることが好ましく、１．２〜２の範囲内にあることがより好ましい。通常、比Ｄ2／Ｄ1を上記範囲内とした場合、ギャップムラを十分に抑制することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図４に示す液晶表示装置１は、スペーサ１２の径が凹部２１と凸部２２との間で互いに異なっていること以外は図１に示す液晶表示装置１とほぼ同様の構造を有している。すなわち、本実施形態では、凸部２２上に位置するスペーサ１２の径を凹部２２上に位置するスペーサ１２の径に比べてより小さくしている。このような構成によると、第１の実施形態と同様、従来技術に比べて、凸部２２に位置するスペーサの変形量がより大きくなる。したがって、本実施形態でもギャップムラを抑制することができる。
【００２８】
本実施形態において、凹部２１上に位置したスペーサ１２の径ｄ1と、凸部２２上に位置したスペーサ１２の径ｄ2との比ｄ1／ｄ2は１．２〜４の範囲内にあることが好ましく、１．５〜４の範囲内にあることがより好ましい。通常、比ｄ1／ｄ2を上記範囲内とした場合、ギャップムラを十分に抑制することができる。
【００２９】
なお、上述のように、スペーサ１２は、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせることにより変形する。すなわち、スペーサ１２の径は、基板２，３を貼り合わせる前後で変化し得る。しかしながら、通常、スペーサ１２は順テーパ状の断面形状を有しており、そのため、スペーサ１２の変形は主としてその頂部において為される。換言すれば、スペーサ１２の径は、スペーサ１２の底部或いはその近傍で測定した場合、基板２，３を貼り合わせる前後で殆ど変化しない。したがって、スペーサ１２の底部或いはその近傍を観察することにより、完成した液晶表示装置１であっても、スペーサ１２の径を凹部２１と凸部２２との間で異ならしめたか否かを容易に判別することができ、同様に、比ｄ1／ｄ2も容易に測定することができる。
【００３０】
以上説明した第１及び第２の実施形態に係る技術は、互いに組み合わせることができる。すなわち、上述した液晶表示装置１は、例えば、不等式Ｄ1＜Ｄ2に示す関係と不等式ｄ1＞ｄ2に示す関係との双方を同時に満足していてもよい。
【００３１】
第１及び第２の実施形態では、スペーサ１２をアクティブマトリクス基板２に形成したが、スペーサ１２は対向基板３に設けてもよく、基板２，３の双方に設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態では、カラーフィルタ層９をアクティブマトリクス基板２に設けたが、カラーフィルタ層９は対向基板３に設けてもよい。但し、スペーサ１２やカラーフィルタ層９をアクティブマトリクス基板２に設けた場合、基板２，３を貼り合わせる際の位置合わせが容易である。
【００３２】
さらに、第１及び第２の実施形態では、スイッチング素子を用いた液晶表示装置１について説明したが、単純マトリクス駆動方式を採用してカラー型ドットマトリクス表示を行うこともできる。さらに、上記実施形態では、ＴＮ型の液晶表示装置１について説明したが、表示方式は、ＧＨ型、ＥＣＢ型、或いは強誘電性液晶を利用したタイプ等であってもよい。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３４】
（実施例１）
図１に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、ガラス基板６上に通常の方法によりＴＦＴ及び配線７を形成して、ＸＧＡ型ＴＦＴアレイ基板とした。
【００３５】
次いで、基板６の配線７などを形成した面に赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００（富士フィルムオーリン社製）をスピナーを用いて塗布した。このようにして形成した塗膜の上方にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して上記塗膜に露光量が１００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。上述した条件で露光を終えた後、１％のＫＯＨ水溶液を用いて上記塗膜を２０秒間現像することにより厚さ３．２μｍの赤色の着色層を形成した。
【００３６】
さらに、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＧ−２０００（富士フィルムオーリン社製）及び青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＢ−２０００（富士フィルムオーリン社製）を用いて、赤色の着色層に関して説明したのと同様の方法により、緑色の着色層及び青色の着色層を順次形成した。以上のようにして、ＲＧＢカラーフィルタ層９を形成した。
【００３７】
次に、カラーフィルタ層９上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングすることにより画素電極１１を得た。なお、これら画素電極１１は、それぞれカラーフィルタ層９に設けたコンタクトホールを介してＴＦＴのソース電極と接続されるように形成した。
【００３８】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、黒色の紫外線硬化樹脂を塗布した。これにより得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、周縁遮光層１０とスペーサ１２とを同時に形成した。なお、本実施例では、上記塗膜を露光する際にスペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用して、凸部２２に相当する配線（補助容量線）７上には９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成し、凹部２１上には９画素に２個の割合でスペーサ１２を形成した。また、このような方法で得られたスペーサ１２の高さは４．８μｍであった。
【００３９】
さらに、基板６の画素電極１１を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。
【００４０】
上述した方法でアクティブマトリクス基板２を作製する一方で、以下の方法により対向基板を作製した。すなわち、まず、ガラス基板１３上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、共通電極１４を得た。その後、基板１３の共通電極１４を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、対向基板３を完成した。
【００４１】
次いで、対向基板３の配向膜を形成した面の周縁部に接着剤１５を注入口が残されるように印刷した。さらに、アクティブマトリクス基板２から共通電極１４に電圧を印加するための電極転移材（図示せず）を接着剤１５の周辺部の電極転移材（図示せず）上に形成した。
【００４２】
その後、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを、それらの配向膜同士が対向するように及びそれらのラビング方向が直交するように貼り合わせ、さらに加熱して接着剤１５を硬化させることによりセルを形成した。このセル中に液晶材料としてＺＬＩ−１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）を通常の方法により注入して液晶層４を形成した。さらに、注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、ガラス基板６，１３のそれぞれに偏光板５を貼り付けた。
【００４３】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．２０μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、ギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００４４】
なお、本実施例では、スペーサ１２を形成する際、スペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用したが、その開口サイズは５μｍ2〜４０μｍ2の範囲内にあることが好ましい。また、本実施例では、スペーサ１２を９画素に１個または２個の割合で形成したが、３画素に１個〜１８画素に１個の割合で形成することが好ましい。
【００４５】
（実施例２）
図４に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、ガラス基板６上に、ＴＦＴ及び配線７、ＲＧＢカラーフィルタ層９、並びに画素電極１１を形成した。
【００４６】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、黒色の紫外線硬化樹脂を塗布した。これにより得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、周縁遮光層１０と高さ４．８μｍのスペーサ１２とを同時に形成した。なお、本実施例では、凸部２２に相当する配線（補助容量線）７上に９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成し、凹部２１上にも９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成した。また、上記塗膜を露光する際には、スペーサ部の開口サイズが凹部２１上で３０μｍ×２０μｍであり且つ凸部２２上で１５μｍ×２０μｍであるフォトマスクを使用した。
【００４７】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、実施例１で説明したのと同様の方法により配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。さらに、このアクティブマトリクス基板２を用いて、実施例１で説明したのと同様の工程を実施することにより、図４に示す液晶表示装置１を得た。
【００４８】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．１５μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、ギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００４９】
なお、本実施例では、スペーサ１２を形成する際、スペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍ及び３０μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用したが、その開口サイズは５μｍ2〜４０μｍ2の範囲内にあることが好ましい。また、本実施例では、スペーサ１２を９画素に１個の割合で形成したが、３画素に１個〜１８画素に１個の割合で形成することが好ましい。
【００５０】
（実施例３）
図５は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。本実施例では、図５に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
【００５１】
まず、ガラス基板６上に、通常の方法により、ＴＦＴ１６及び配線を形成した。次いで、基板６のＴＦＴ１６などを形成した面に、ポジ型の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法などにより１μｍ〜４μｍ程度の厚さに塗布した。これにより得られた塗膜をプリベークした後、その塗膜のコンタクトホールを形成すべき部分に露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2〜２０００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。さらに、露光後の塗膜を現像することにより、コンタクトホールが設けられた絶縁膜１７を形成した。
【００５２】
次に、絶縁膜１７上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。これをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングすることにより画素電極１１を得た。なお、これら画素電極１１は、それぞれコンタクトホールを介してＴＦＴ１０のソース電極と接続されるように形成した。
【００５３】
次いで、基板６の画素電極１１を形成した面に、ネガ型の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法などにより１μｍ〜４μｍ程度の厚さに塗布した。これにより得られた塗膜をプリベークした後、その塗膜のスペーサ１２を形成すべき部分に露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2〜２０００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。さらに、露光後の塗膜を現像することにより、高さ４．８μｍの柱状スペーサ１２を形成した。なお、本実施例では、スペーサ１２のうち、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせた際に凹部に相当する周縁遮光層１０上に位置するものの径は２５μｍ×２５μｍとし、凸部に相当するカラーフィルタ層９上に位置するものの径は１５μｍ×１５μｍとした。また、それらスペーサ１２は、９画素に１個の割合で形成した。
【００５４】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。
【００５５】
このようにして得られたアクティブマトリクス基板２と対向基板３とを用いて、実施例１で説明したのと同様の工程を実施することにより、図５に示す液晶表示装置１を得た。なお、ここで使用した対向基板３は、ガラス基板１３上に、赤の着色層９ａと緑の着色層９ｂと青の着色層９ｃとを有するカラーフィルタ層９及び周縁遮光層１０を形成し、カラーフィルタ層９上に共通電極１４を形成した構造を有している。
【００５６】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．１５μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、表示領域と額縁近傍との間でギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００５７】
（実施例４）
凹部２１に対する凸部２２の高さ及びスペーサ１２間の間隔が異なること以外は実施例１で説明したのと同様の方法により複数の液晶表示装置１を作製した。なお、本実施例では、それら液晶表示装置１の間で、凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍ〜２μｍの範囲内で互いに異ならしめるとともに、凹部２１上での柱状スペーサ１２間の平均間隔に対する凸部２２上での柱状スペーサ１２間の平均間隔の比（ここでは、柱状スペーサ１２を周期的に配置したので、上記の比Ｄ2／Ｄ1に相当する）を１〜５の範囲内で互いに異ならしめた。次に、これら液晶表示装置１のそれぞれについて、セルギャップ及びギャップムラ発生の有無を調べた。その結果を図６に示す。
【００５８】
図６は、実施例４に係る液晶表示装置１におけるスペーサ間隔とギャップムラとの間の関係を示すグラフである。図中、横軸は比Ｄ2／Ｄ1を示し、縦軸は凹部２１と凸部２２との間のセルギャップの差を示している。また、図中、曲線３１は凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍとした場合のデータを示し、曲線３２は凹部２１に対する凸部２２の高さを１．０μｍとした場合のデータを示し、曲線３３は凹部２１に対する凸部２２の高さを２．０μｍとした場合のデータを示している。
【００５９】
図６の曲線３１から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが０．５μｍである場合、比Ｄ2／Ｄ1を１．１〜２の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。また、図６の曲線３２，３３から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが１．０μｍまたは２．０μｍである場合、比Ｄ2／Ｄ1を１．２〜２の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。
【００６０】
（実施例５）
凹部２１に対する凸部２２の高さ及びスペーサ１２の径が異なること以外は実施例１で説明したのと同様の方法により複数の液晶表示装置１を作製した。なお、本実施例では、それら液晶表示装置１の間で、凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍ〜２μｍの範囲内で互いに異ならしめるとともに、上記の比ｄ1／ｄ2を１〜５の範囲［（１５μｍ×２０μｍ）／（１５μｍ×２０μｍ）〜（３０μｍ×５０μｍ）／（１５μｍ×２０μｍ）の範囲］内で互いに異ならしめた。次に、これら液晶表示装置１のそれぞれについて、セルギャップ及びギャップムラ発生の有無を調べた。その結果を図７に示す。
【００６１】
図７は、実施例５に係る液晶表示装置１におけるスペーサ径とギャップムラとの間の関係を示すグラフである。図中、横軸は比ｄ1／ｄ2を示し、縦軸は凹部２１と凸部２２との間のセルギャップの差を示している。また、図中、曲線４１は凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍとした場合のデータを示し、曲線４２は凹部２１に対する凸部２２の高さを１．０μｍとした場合のデータを示し、曲線４３は凹部２１に対する凸部２２の高さを２．０μｍとした場合のデータを示している。
【００６２】
図７の曲線４１から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが０．５μｍである場合、比ｄ1／ｄ2を１．２〜４の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。また、図７の曲線４２，４３から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが１．０μｍまたは２．０μｍである場合、比ｄ1／ｄ2を１．５〜４の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、凹部に比べて凸部においてスペーサ間の距離をより長くすることや、凹部に比べて凸部においてスペーサの径をより小さくすることにより、スペーサの変形量を凹部に比べて凸部においてより大きくすることができるため、ギャップムラの発生を抑制することができる。
すなわち、本発明によると、ギャップムラを十分に抑制することが可能な液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図２】（ａ）は従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図３】（ａ）は図１の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図、（ｂ）は図１の液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施例３に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図６】実施例４に係る液晶表示装置におけるスペーサ間隔とギャップムラとの間の関係を示すグラフ。
【図７】実施例５に係る液晶表示装置におけるスペーサ径とギャップムラとの間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…アクティブマトリクス基板
３…対向基板
４…液晶層
１５…接着剤層
５…偏光板
６…透明基板
７…配線
９…カラーフィルタ層
１０…周縁遮光層
１１…画素電極
１２…柱状スペーサ
１３…透明基板
１４…共通電極
２１…凹部
２２…凸部
９ａ〜９ｃ…着色層
１６…スイッチング素子
１７…絶縁層
３１〜３３…曲線
４１〜４３…曲線
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特には、少なくとも一方の基板にスペーサが形成された液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、一般的に用いられている液晶表示素子では、基板間にプラスチックビーズ等をスペーサとして散在させることにより、上記基板間の間隔（セルギャップ）を一定に保っている。しかしながら、このような方法では、プラスチックビーズが基板上に不均一に配置されることがある。この場合、ギャップムラを生じ、表示不良となることがある。
【０００３】
このような問題の発生を回避可能な方法として、基板上にフォトリソグラフィ技術を用いて柱状スペーサを形成することが知られている。この方法によれば、所望の位置にスペーサを配置することができるため、プラスチックビーズに関連して上述した問題は生じ得ないと考えられる。
【０００４】
しかしながら、実際には、フォトリソグラフィ技術を用いて柱状スペーサを形成した場合であっても、ギャップムラを生ずることがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ギャップムラを十分に抑制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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離に比べてより長く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものは前記第１領域上に位置したものと比べて数密度がより低く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 1 に対する前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 2 の比Ｄ 2 ／Ｄ 1 は１．１〜２の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径に比べてより小さく、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径ｄ 1 と、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径ｄ 2 との比ｄ 1 ／ｄ 2 は１．２〜４の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００８】
なお、本発明において、複数のスペーサのうち第２領域上に位置したものから最も近くに位置したものは、第１領域上に位置したスペーサ及び第２領域上に位置したスペーサのいずれであってもよい。同様に、複数のスペーサのうち第１領域上に位置したものから最も近くに位置したものは、第１領域上に位置したスペーサ及び第２領域上に位置したスペーサのいずれであってもよい。また、本発明で言う「スペーサの径」は、第１基板と第２基板との中間位置で両基板に平行にスペーサを切った断面において、この断面を両基板の法線方向から見たときに、この断面の外径の２点とこの断面の重心を通る線分のうち最短のものを意味する。
【０００９】
本発明において、複数のスペーサは、第１基板の第２基板との対向面に設けられていてもよく、第２基板の第１基板との対向面に設けられていてもよく、第１及び第２基板の双方の対向面に設けられていてもよい。
【００１１】
本発明において、第１及び第２基板の少なくとも一方の基板は他方の基板との対向面にカラーフィルタ層を備えていてもよい。この場合、カラーフィルタ層の着色層を部分的に重ね合わせ、それらの積層部を上記スペーサの少なくとも一部として利用してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同様の構成部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、ＴＮ駆動方式のカラー型液晶表示装置であって、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを対向させ、それら基板２，３間に液晶層４を介在させた構造を有している。これら基板２，３間の周縁部には、液晶材料を注入するための注入口（図示せず）を除いて接着剤層１５が設けられており、その注入口は封止剤を用いて封止されている。また、この液晶表示装置１の両面には偏光板５がそれぞれ貼り付けられており、その背面側には図示しない光源が配置されている。
【００１４】
図１に示す液晶表示装置１において、アクティブマトリクス基板２は、ガラス基板のような透明基板６を有している。透明基板６上には、配線７及びスイッチング素子（図示せず）が形成されている。また、透明基板６の配線７及びスイッチング素子が設けられた面には、カラーフィルタ層９及び周縁遮光層１０が形成されており、カラーフィルタ層９上には画素電極１１及び柱状スペーサ１２が積層されている。一方、対向基板３は、ガラス基板のような透明基板１３を有している。透明基板１３上には、共通電極１４が形成されている。なお、図示していないが、アクティブマトリクス基板２及び対向基板３のそれぞれの対向面には配向膜が設けられている。
【００１５】
アクティブマトリクス基板２に形成する配線７は、透明基板６上で格子状に配列した走査線及び信号線などで構成されている。また、図示しないスイッチング素子は、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）である。このスイッチング素子は、走査線及び信号線などの配線７並びに画素電極１１と接続されており、それにより、所望の画素電極１１に対して選択的に電圧を印加することを能としている。
【００１６】
カラーフィルタ層９は、例えば、画素電極１１に対応してストライプ状に設けられた赤色の着色層と緑色の着色層と青色の着色層とで構成されている。これら着色層は、感光性樹脂とそれぞれの色に対応した着色顔料或いは着色染料とを含有する混合物を用いて形成することができる。
【００１７】
周縁遮光層１０は、一般には額縁層などと呼ばれ、画面の周縁部に形成される。周縁遮光層１０は、例えば、カーボン微粒子のような黒色顔料や黒色染料と感光性樹脂との混合物を用いて形成することができる。
【００１８】
画素電極１１及び共通電極１４は、ＩＴＯのような透明導電材料で構成されている。電極１１，１４は、例えばスパッタリング法などにより形成することができる。
【００１９】
柱状スペーサ１２は、感光性樹脂を用いて形成することができる。すなわち、柱状スペーサ１２は、例えば、カラーフィルタ層９上に感光性樹脂層を形成した後、この感光性樹脂層をパターン露光・現像することなどにより得られる。柱状スペーサ１２は、その少なくとも一部を周縁遮光層１０と同一の材料で及び同一の工程で形成することができる。また、カラーフィルタ層９を構成する各着色層を部分的に重ね合わせて、それらの積層部を柱状スペーサ１２として利用することもできる。
【００２０】
図示しない配向膜は、ポリイミドなどの透明樹脂からなる薄膜にラビング処理等の配向処理を施すことにより形成され得る。
【００２１】
さて、上記液晶表示装置１のアクティブマトリクス基板２では、カラーフィルタ層９や画素電極１１の表面に、配線７などの下部構造の形状に対応して、凹部２１と凸部２２とが生じている。そのため、スペーサ１２の基板６からの高さは、凹部２１と凸部２２との間で互いに異なっている。従来技術でギャップムラを十分に抑制できなかった理由は、このような凹凸構造に起因している。これについては、図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図２（ａ）は従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図である。また、図３（ａ）は図１の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図であり、図３（ｂ）は図１の液晶表示装置を概略的に示す断面図である。なお、図２（ａ），（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）では、基板６，１３、配線７、及び柱状スペーサ１２のみを描いており、他の構成部材は省略している。
【００２３】
スペーサ１２はアクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせることにより変形する（潰れる）、しかしながら、図２（ａ）に示すように、柱状スペーサ１２の数密度や径は凹部２１と凸部２２との間で同一である場合、凹部２１と凸部２２との間でスペーサ１２の変形量（潰れ量）に大きな違いはない。そのため、従来技術では、図２（ｂ）に示すようなギャップムラを生じていた。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、柱状スペーサ１２の数密度を凹部２１に比べて凸部２２においてより低くしている。そのため、１つのスペーサに加えられる荷重は凹部２１に比べて凸部２２においてより大きくなる。したがって、本実施形態では、従来技術に比べて、凸部２２に位置するスペーサの変形量がより大きくなり、図３（ｂ）に示すようにギャップムラを抑制することができる。
【００２５】
なお、通常、柱状スペーサ１２の数密度と柱状スペーサ１２の隣り合うもの同士の間の距離とは相関している。したがって、上記柱状スペーサ１２の数密度とギャップムラとの間の関係は、柱状スペーサ１２の隣り合うもの同士の間の距離とギャップムラとの間の関係に置き換えることができる。例えば、柱状スペーサ１２のうち、凸部２２上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離を、凹部２１上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離に比べてより長くすることにより、ギャップムラを抑制することができる。
【００２６】
本実施形態において、凹部２１上に位置したスペーサ１２とそれから最も近くに位置したスペーサ１２との間の距離Ｄ1に対する凸部２２上に位置したスペーサ１２とそれから最も近くに位置したスペーサ１２との間の距離Ｄ2の比Ｄ2／Ｄ1は１．１〜２の範囲内にあることが好ましく、１．２〜２の範囲内にあることがより好ましい。通常、比Ｄ2／Ｄ1を上記範囲内とした場合、ギャップムラを十分に抑制することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図４に示す液晶表示装置１は、スペーサ１２の径が凹部２１と凸部２２との間で互いに異なっていること以外は図１に示す液晶表示装置１とほぼ同様の構造を有している。すなわち、本実施形態では、凸部２２上に位置するスペーサ１２の径を凹部２２上に位置するスペーサ１２の径に比べてより小さくしている。このような構成によると、第１の実施形態と同様、従来技術に比べて、凸部２２に位置するスペーサの変形量がより大きくなる。したがって、本実施形態でもギャップムラを抑制することができる。
【００２８】
本実施形態において、凹部２１上に位置したスペーサ１２の径ｄ1と、凸部２２上に位置したスペーサ１２の径ｄ2との比ｄ1／ｄ2は１．２〜４の範囲内にあることが好ましく、１．５〜４の範囲内にあることがより好ましい。通常、比ｄ1／ｄ2を上記範囲内とした場合、ギャップムラを十分に抑制することができる。
【００２９】
なお、上述のように、スペーサ１２は、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせることにより変形する。すなわち、スペーサ１２の径は、基板２，３を貼り合わせる前後で変化し得る。しかしながら、通常、スペーサ１２は順テーパ状の断面形状を有しており、そのため、スペーサ１２の変形は主としてその頂部において為される。換言すれば、スペーサ１２の径は、スペーサ１２の底部或いはその近傍で測定した場合、基板２，３を貼り合わせる前後で殆ど変化しない。したがって、スペーサ１２の底部或いはその近傍を観察することにより、完成した液晶表示装置１であっても、スペーサ１２の径を凹部２１と凸部２２との間で異ならしめたか否かを容易に判別することができ、同様に、比ｄ1／ｄ2も容易に測定することができる。
【００３０】
以上説明した第１及び第２の実施形態に係る技術は、互いに組み合わせることができる。すなわち、上述した液晶表示装置１は、例えば、不等式Ｄ1＜Ｄ2に示す関係と不等式ｄ1＞ｄ2に示す関係との双方を同時に満足していてもよい。
【００３１】
第１及び第２の実施形態では、スペーサ１２をアクティブマトリクス基板２に形成したが、スペーサ１２は対向基板３に設けてもよく、基板２，３の双方に設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態では、カラーフィルタ層９をアクティブマトリクス基板２に設けたが、カラーフィルタ層９は対向基板３に設けてもよい。但し、スペーサ１２やカラーフィルタ層９をアクティブマトリクス基板２に設けた場合、基板２，３を貼り合わせる際の位置合わせが容易である。
【００３２】
さらに、第１及び第２の実施形態では、スイッチング素子を用いた液晶表示装置１について説明したが、単純マトリクス駆動方式を採用してカラー型ドットマトリクス表示を行うこともできる。さらに、上記実施形態では、ＴＮ型の液晶表示装置１について説明したが、表示方式は、ＧＨ型、ＥＣＢ型、或いは強誘電性液晶を利用したタイプ等であってもよい。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３４】
（実施例１）
図１に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、ガラス基板６上に通常の方法によりＴＦＴ及び配線７を形成して、ＸＧＡ型ＴＦＴアレイ基板とした。
【００３５】
次いで、基板６の配線７などを形成した面に赤色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００（富士フィルムオーリン社製）をスピナーを用いて塗布した。このようにして形成した塗膜の上方にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して上記塗膜に露光量が１００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。上述した条件で露光を終えた後、１％のＫＯＨ水溶液を用いて上記塗膜を２０秒間現像することにより厚さ３．２μｍの赤色の着色層を形成した。
【００３６】
さらに、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＧ−２０００（富士フィルムオーリン社製）及び青色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＢ−２０００（富士フィルムオーリン社製）を用いて、赤色の着色層に関して説明したのと同様の方法により、緑色の着色層及び青色の着色層を順次形成した。以上のようにして、ＲＧＢカラーフィルタ層９を形成した。
【００３７】
次に、カラーフィルタ層９上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、これをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングすることにより画素電極１１を得た。なお、これら画素電極１１は、それぞれカラーフィルタ層９に設けたコンタクトホールを介してＴＦＴのソース電極と接続されるように形成した。
【００３８】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、黒色の紫外線硬化樹脂を塗布した。これにより得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、周縁遮光層１０とスペーサ１２とを同時に形成した。なお、本実施例では、上記塗膜を露光する際にスペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用して、凸部２２に相当する配線（補助容量線）７上には９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成し、凹部２１上には９画素に２個の割合でスペーサ１２を形成した。また、このような方法で得られたスペーサ１２の高さは４．８μｍであった。
【００３９】
さらに、基板６の画素電極１１を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。
【００４０】
上述した方法でアクティブマトリクス基板２を作製する一方で、以下の方法により対向基板を作製した。すなわち、まず、ガラス基板１３上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成し、共通電極１４を得た。その後、基板１３の共通電極１４を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、対向基板３を完成した。
【００４１】
次いで、対向基板３の配向膜を形成した面の周縁部に接着剤１５を注入口が残されるように印刷した。さらに、アクティブマトリクス基板２から共通電極１４に電圧を印加するための電極転移材（図示せず）を接着剤１５の周辺部の電極転移材（図示せず）上に形成した。
【００４２】
その後、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを、それらの配向膜同士が対向するように及びそれらのラビング方向が直交するように貼り合わせ、さらに加熱して接着剤１５を硬化させることによりセルを形成した。このセル中に液晶材料としてＺＬＩ−１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）を通常の方法により注入して液晶層４を形成した。さらに、注入口を紫外線硬化樹脂で封止し、ガラス基板６，１３のそれぞれに偏光板５を貼り付けた。
【００４３】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．２０μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、ギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００４４】
なお、本実施例では、スペーサ１２を形成する際、スペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用したが、その開口サイズは５μｍ2〜４０μｍ2の範囲内にあることが好ましい。また、本実施例では、スペーサ１２を９画素に１個または２個の割合で形成したが、３画素に１個〜１８画素に１個の割合で形成することが好ましい。
【００４５】
（実施例２）
図４に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、実施例１で説明したのと同様の方法により、ガラス基板６上に、ＴＦＴ及び配線７、ＲＧＢカラーフィルタ層９、並びに画素電極１１を形成した。
【００４６】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、黒色の紫外線硬化樹脂を塗布した。これにより得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、周縁遮光層１０と高さ４．８μｍのスペーサ１２とを同時に形成した。なお、本実施例では、凸部２２に相当する配線（補助容量線）７上に９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成し、凹部２１上にも９画素に１個の割合でスペーサ１２を形成した。また、上記塗膜を露光する際には、スペーサ部の開口サイズが凹部２１上で３０μｍ×２０μｍであり且つ凸部２２上で１５μｍ×２０μｍであるフォトマスクを使用した。
【００４７】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、実施例１で説明したのと同様の方法により配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。さらに、このアクティブマトリクス基板２を用いて、実施例１で説明したのと同様の工程を実施することにより、図４に示す液晶表示装置１を得た。
【００４８】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．１５μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、ギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００４９】
なお、本実施例では、スペーサ１２を形成する際、スペーサ部の開口サイズが１５μｍ×２０μｍ及び３０μｍ×２０μｍのフォトマスクを使用したが、その開口サイズは５μｍ2〜４０μｍ2の範囲内にあることが好ましい。また、本実施例では、スペーサ１２を９画素に１個の割合で形成したが、３画素に１個〜１８画素に１個の割合で形成することが好ましい。
【００５０】
（実施例３）
図５は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図である。本実施例では、図５に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
【００５１】
まず、ガラス基板６上に、通常の方法により、ＴＦＴ１６及び配線を形成した。次いで、基板６のＴＦＴ１６などを形成した面に、ポジ型の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法などにより１μｍ〜４μｍ程度の厚さに塗布した。これにより得られた塗膜をプリベークした後、その塗膜のコンタクトホールを形成すべき部分に露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2〜２０００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。さらに、露光後の塗膜を現像することにより、コンタクトホールが設けられた絶縁膜１７を形成した。
【００５２】
次に、絶縁膜１７上に、スパッタリング法を用いてＩＴＯ膜を形成した。これをフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングすることにより画素電極１１を得た。なお、これら画素電極１１は、それぞれコンタクトホールを介してＴＦＴ１０のソース電極と接続されるように形成した。
【００５３】
次いで、基板６の画素電極１１を形成した面に、ネガ型の紫外線硬化型樹脂をスピンコート法などにより１μｍ〜４μｍ程度の厚さに塗布した。これにより得られた塗膜をプリベークした後、その塗膜のスペーサ１２を形成すべき部分に露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2〜２０００ｍＪ／ｃｍ2となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。さらに、露光後の塗膜を現像することにより、高さ４．８μｍの柱状スペーサ１２を形成した。なお、本実施例では、スペーサ１２のうち、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合わせた際に凹部に相当する周縁遮光層１０上に位置するものの径は２５μｍ×２５μｍとし、凸部に相当するカラーフィルタ層９上に位置するものの径は１５μｍ×１５μｍとした。また、それらスペーサ１２は、９画素に１個の割合で形成した。
【００５４】
その後、基板６の画素電極１１を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配向膜を形成した。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成した。
【００５５】
このようにして得られたアクティブマトリクス基板２と対向基板３とを用いて、実施例１で説明したのと同様の工程を実施することにより、図５に示す液晶表示装置１を得た。なお、ここで使用した対向基板３は、ガラス基板１３上に、赤の着色層９ａと緑の着色層９ｂと青の着色層９ｃとを有するカラーフィルタ層９及び周縁遮光層１０を形成し、カラーフィルタ層９上に共通電極１４を形成した構造を有している。
【００５６】
以上のようにして得られた液晶表示装置１のセルギャップは４．８０±０．１５μｍと非常に良好な値であった。また、この液晶表示装置１では、表示領域と額縁近傍との間でギャップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
【００５７】
（実施例４）
凹部２１に対する凸部２２の高さ及びスペーサ１２間の間隔が異なること以外は実施例１で説明したのと同様の方法により複数の液晶表示装置１を作製した。なお、本実施例では、それら液晶表示装置１の間で、凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍ〜２μｍの範囲内で互いに異ならしめるとともに、凹部２１上での柱状スペーサ１２間の平均間隔に対する凸部２２上での柱状スペーサ１２間の平均間隔の比（ここでは、柱状スペーサ１２を周期的に配置したので、上記の比Ｄ2／Ｄ1に相当する）を１〜５の範囲内で互いに異ならしめた。次に、これら液晶表示装置１のそれぞれについて、セルギャップ及びギャップムラ発生の有無を調べた。その結果を図６に示す。
【００５８】
図６は、実施例４に係る液晶表示装置１におけるスペーサ間隔とギャップムラとの間の関係を示すグラフである。図中、横軸は比Ｄ2／Ｄ1を示し、縦軸は凹部２１と凸部２２との間のセルギャップの差を示している。また、図中、曲線３１は凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍとした場合のデータを示し、曲線３２は凹部２１に対する凸部２２の高さを１．０μｍとした場合のデータを示し、曲線３３は凹部２１に対する凸部２２の高さを２．０μｍとした場合のデータを示している。
【００５９】
図６の曲線３１から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが０．５μｍである場合、比Ｄ2／Ｄ1を１．１〜２の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。また、図６の曲線３２，３３から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが１．０μｍまたは２．０μｍである場合、比Ｄ2／Ｄ1を１．２〜２の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。
【００６０】
（実施例５）
凹部２１に対する凸部２２の高さ及びスペーサ１２の径が異なること以外は実施例１で説明したのと同様の方法により複数の液晶表示装置１を作製した。なお、本実施例では、それら液晶表示装置１の間で、凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍ〜２μｍの範囲内で互いに異ならしめるとともに、上記の比ｄ1／ｄ2を１〜５の範囲［（１５μｍ×２０μｍ）／（１５μｍ×２０μｍ）〜（３０μｍ×５０μｍ）／（１５μｍ×２０μｍ）の範囲］内で互いに異ならしめた。次に、これら液晶表示装置１のそれぞれについて、セルギャップ及びギャップムラ発生の有無を調べた。その結果を図７に示す。
【００６１】
図７は、実施例５に係る液晶表示装置１におけるスペーサ径とギャップムラとの間の関係を示すグラフである。図中、横軸は比ｄ1／ｄ2を示し、縦軸は凹部２１と凸部２２との間のセルギャップの差を示している。また、図中、曲線４１は凹部２１に対する凸部２２の高さを０．５μｍとした場合のデータを示し、曲線４２は凹部２１に対する凸部２２の高さを１．０μｍとした場合のデータを示し、曲線４３は凹部２１に対する凸部２２の高さを２．０μｍとした場合のデータを示している。
【００６２】
図７の曲線４１から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが０．５μｍである場合、比ｄ1／ｄ2を１．２〜４の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。また、図７の曲線４２，４３から明らかなように、凹部２１に対する凸部２２の高さが１．０μｍまたは２．０μｍである場合、比ｄ1／ｄ2を１．５〜４の範囲内とすることにより、ギャップムラの発生を防止することができた。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、凹部に比べて凸部においてスペーサ間の距離をより長くすることや、凹部に比べて凸部においてスペーサの径をより小さくすることにより、スペーサの変形量を凹部に比べて凸部においてより大きくすることができるため、ギャップムラの発生を抑制することができる。
すなわち、本発明によると、ギャップムラを十分に抑制することが可能な液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図２】（ａ）は従来の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）のアクティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図３】（ａ）は図１の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を概略的に示す断面図、（ｂ）は図１の液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。
【図５】本発明の実施例３に係る液晶表示装置を概略的に示す断面図。
【図６】実施例４に係る液晶表示装置におけるスペーサ間隔とギャップムラとの間の関係を示すグラフ。
【図７】実施例５に係る液晶表示装置におけるスペーサ径とギャップムラとの間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…アクティブマトリクス基板
３…対向基板
４…液晶層
１５…接着剤層
５…偏光板
６…透明基板
７…配線
９…カラーフィルタ層
１０…周縁遮光層
１１…画素電極
１２…柱状スペーサ
１３…透明基板
１４…共通電極
２１…凹部
２２…凸部
９ａ〜９ｃ…着色層
１６…スイッチング素子
１７…絶縁層
３１〜３３…曲線
４１〜４３…曲線
Claims (3)
- 一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、
前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、
前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、
前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、
前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離に比べてより長く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものは前記第１領域上に位置したものと比べて数密度がより低く、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 1 に対する前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものとそれから最も近くに位置したものとの間の距離Ｄ 2 の比Ｄ 2 ／Ｄ 1 は１．１〜２の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置。 - 一方の主面に第１領域と前記第１領域に対して***した第２領域とを有する第１基板と、
前記第１基板の前記主面と対向した第２基板と、
前記第１及び第２基板の少なくとも一方の対向面に設けられ且つ前記第１及び第２基板間の距離を一定に保つ複数の柱状スペーサと、
前記第１及び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、
前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径は、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径に比べてより小さく、前記複数の柱状スペーサのうち前記第１領域上に位置したものの径ｄ 1 と、前記複数の柱状スペーサのうち前記第２領域上に位置したものの径ｄ 2 との比ｄ 1 ／ｄ 2 は１．２〜４の範囲内にあり、前記第１基板は前記第２基板との対向面にスイッチング素子と配線と画素電極とを備え、前記第１領域は前記画素電極と少なくとも部分的に重なり合い、前記第２領域の少なくとも一部は前記配線と重なり合っていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第１基板は前記第２基板との対向面にカラーフィルタ層を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001367756A JP4282926B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001367756A JP4282926B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003167257A JP2003167257A (ja) | 2003-06-13 |
| JP4282926B2 true JP4282926B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=19177459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001367756A Expired - Lifetime JP4282926B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4282926B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004233989A (ja) * | 2003-01-10 | 2004-08-19 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
| JP4235576B2 (ja) | 2004-03-16 | 2009-03-11 | シャープ株式会社 | カラーフィルタ基板及びそれを用いた表示装置 |
| JP4655734B2 (ja) * | 2005-04-18 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001367756A patent/JP4282926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003167257A (ja) | 2003-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7423710B2 (en) | Color filter panel and its fabrication method using back exposure | |
| US7456926B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| US6888608B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| JP4048085B2 (ja) | 液晶用カラーフィルター及びその製造方法 | |
| JP2010096856A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH0973088A (ja) | 液晶表示素子 | |
| KR100943282B1 (ko) | 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
| US20080291384A1 (en) | Display apparatus and method of manufacturing the same | |
| US20100033660A1 (en) | Array substrate and liquid crystal display panel | |
| JP2001033790A (ja) | 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 | |
| JP2007240542A (ja) | 液晶表示素子 | |
| JP4282926B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH1184386A (ja) | アクティブマトリクス型液晶表示装置 | |
| WO2021093049A1 (zh) | 薄膜晶体管液晶显示器 | |
| JP4057816B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH11190859A (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
| JP3949945B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP4021675B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2000187223A (ja) | 液晶表示素子 | |
| JP2003131239A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2001318369A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2004077700A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP4057820B2 (ja) | カラー液晶表示装置及びカラー液晶表示装置の製造方法 | |
| JP2000111918A (ja) | 液晶表示素子及びその製造方法 | |
| JP2001066582A (ja) | 液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041118 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070514 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070820 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070904 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090310 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090318 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4282926 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327 Year of fee payment: 4 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140327 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |