特許 6972538 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6972538

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1339 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1339 500

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-221550(P2016-221550)

(22)【出願日】2016年11月14日

(65)【公開番号】特開2018-81135(P2018-81135A)

(43)【公開日】2018年5月24日

【審査請求日】2019年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(72)【発明者】

【氏名】中川 祐一

【審査官】 近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１２９１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１９１９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００７９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０８１６２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０６３９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１９７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３８２１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１及び第２基板と、
前記第１及び第２基板間に充填された液晶層と、
前記第１基板に設けられた複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた画素電極と、
前記絶縁膜上に設けられ、前記液晶層の厚さを調整する複数の第１スペーサと、
前記第２基板に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極と、
前記共通電極上に設けられ、前記第１スペーサより低い複数の第２スペーサと
を具備し、
前記複数の第１スペーサ及び前記複数の第２スペーサの各々は、円形又は楕円形を有し、
前記複数の第１スペーサ及び前記複数の第２スペーサの各々は、四角形の画素の角部に配置され、
前記画素電極の角は、前記第１スペーサと重ならないように窪んでいる
液晶表示装置。

【請求項2】

第１及び第２基板と、
前記第１及び第２基板間に充填された液晶層と、
前記第１基板に設けられた複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた画素電極と、
前記絶縁膜上に設けられ、前記液晶層の厚さを調整する複数の第１スペーサと、
前記絶縁膜上に設けられ、前記第１スペーサより低い複数の第２スペーサと、
前記第２基板に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極と
を具備し、
前記複数の第１スペーサ及び前記複数の第２スペーサの各々は、円形又は楕円形を有し、
前記複数の第１スペーサ及び前記複数の第２スペーサの各々は、四角形の画素の角部に配置され、
前記画素電極の角は、前記第１スペーサ及び前記第２スペーサと重ならないように窪んでおり、
前記複数の第１スペーサ及び前記複数の第２スペーサのうちゲート電極が延びる方向に隣接する２個のスペーサは、複数の画素を隔てて配置される
液晶表示装置。

【請求項3】

前記第１スペーサの断面積は、前記第２スペーサの断面積より小さい
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記第２スペーサの断面積に対する前記第１スペーサの断面積の比は、前記第２スペーサの高さに対する前記第１スペーサの高さの比より小さい
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記複数の第１スペーサの総断面積は、前記複数の第２スペーサの総断面積より小さい
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記複数の第２スペーサの総断面積に対する前記複数の第１スペーサの総断面積の比は、前記複数の第２スペーサの１つの高さに対する前記複数の第１スペーサの１つの高さの比より小さい
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示パネルは、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を有するＴＦＴ基板と、カラーフィルタを有するＣＦ基板と、ＴＦＴ基板及びＣＦ基板間に充填された液晶層とを備える。液晶層の厚さは、ＣＦ基板に設けられたフォトスペーサによって調整される。フォトスペーサの密度を上げることで、液晶表示パネルの強度を上げることができる。

【0003】

ところで、低温環境下において、液晶表示パネルを構成する各種部材は、体積の収縮が起こるが、特に、液晶の収縮率がその他の部材の収縮率に比べて大きい。このため、液晶層の収縮に対して支持部の収縮が追随できずに気泡（低温気泡）となる。さらに、低温時、液晶表示パネルに少しの衝撃を与えると、液晶層に気泡が発生してしまう。この現象を低温衝撃気泡という。

【0004】

また、気泡とは別の問題として、液晶表示パネルは、一般的に、その表面に所定の強度以上の荷重が加わると、その表示部に表示ムラが生じる。表示ムラを抑制するには、液晶表示パネルの強度を上げる必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２３８７２９号公報

【特許文献2】特開２０１３−２５７３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、外力に対する強度を向上させるとともに、液晶層に気泡が発生するのを抑制することが可能な液晶表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に充填された液晶層と、前記第１基板に設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ、前記液晶層の厚さを調整する複数の第１スペーサと、前記第２基板に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極と、前記共通電極上に設けられ、前記第１スペーサより低い複数の第２スペーサとを具備する。

【0008】

本発明の一態様に係る液晶表示装置は、第１及び第２基板と、前記第１及び第２基板間に充填された液晶層と、前記第１基板に設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ、前記液晶層の厚さを調整する複数の第１スペーサと、前記絶縁膜上に設けられ、前記第１スペーサより低い複数の第２スペーサと、前記第２基板に設けられたカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極とを具備する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、外力に対する強度を向上させるとともに、液晶層に気泡が発生するのを抑制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。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板側の平面図。

【図2】第１実施形態に係る液晶表示装置のＣＦ基板側の平面図。

【図3】図１及び図２のＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置の断面図。

【図4】図１及び図２のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示装置の断面図。

【図5】図１及び図２のＣ−Ｃ´線に沿った液晶表示装置の断面図。

【図6】メインスペーサ及びサブスペーサの密度を説明する図。

【図7】メインスペーサ及びサブスペーサの高さ及び径を説明する図。

【図8】比較例に係るメインスペーサの断面図。

【図9】第２実施形態に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板側の平面図。

【図10】図９のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示装置の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

【0012】

［１］第１実施形態
［１−１］液晶表示装置の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１０のＴＦＴ基板側の平面図である。図２は、液晶表示装置１０のＣＦ基板側の平面図である。図３は、図１及び図２のＡ−Ａ´線に沿った液晶表示装置１０の断面図である。図４は、図１及び図２のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示装置１０の断面図である。図５は、図１及び図２のＣ−Ｃ´線に沿った液晶表示装置１０の断面図である。なお、図２は、図３において、液晶層側からＣＦ基板を見た場合の平面図である。

【0013】

液晶表示装置１０は、スイッチング素子（ＴＦＴ）及び画素電極等が形成されるＴＦＴ基板１１と、カラーフィルタ及び共通電極等が形成されかつＴＦＴ基板１１に対向配置されるカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）１２とを備える。ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２の各々は、透明基板（例えば、ガラス基板）から構成される。ＴＦＴ基板１１は、バックライト（図示せず）に対向配置され、バックライトからの照明光は、ＴＦＴ基板１１側から液晶表示装置１０に入射する。

【0014】

液晶層１３は、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２間に充填される。具体的には、液晶層１３は、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２と、シール材（図示せず）とによって包囲された表示領域内に封入される。シール材は、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴ基板１１又はＣＦ基板１２に塗布された後、紫外線照射、又は加熱等により硬化させられる。

【0015】

液晶層１３を構成する液晶材料は、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２間に印加された電界に応じて液晶分子の配向が操作されて光学特性が変化する。液晶モードとしては、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、及びホモジニアスモードなど種々の液晶モードを用いることができる。

【0016】

ＴＦＴ基板１１の液晶層１３側には、複数のスイッチング素子（アクティブ素子）２０が設けられる。スイッチング素子２０としては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）が用いられ、またｎチャネルＴＦＴが用いられる。後述するように、ＴＦＴ２０は、走査線に電気的に接続されるゲート電極と、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられた半導体層と、半導体層上に互いに離間して設けられたソース電極及びドレイン電極とを備える。ソース電極は、信号線に電気的に接続される。

【0017】

ＴＦＴ基板１１上には、それぞれがＸ方向に延びる複数のゲート電極２１が設けられる。複数のゲート電極２１上には、ゲート絶縁膜２２が設けられる。Ｘ方向に並んだ１行分の複数の画素は、１本のゲート電極２１を共有する。ゲート絶縁膜２２は、透明な絶縁材料から構成され、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。

【0018】

ゲート絶縁膜２２上には、複数のＴＦＴ２０に対応する数の複数の半導体層２３が設けられる。半導体層２３としては、例えばアモルファスシリコン層が用いられる。

【0019】

１つの半導体層２３上及びゲート絶縁膜２２上には、互いに離間したソース電極２４及びドレイン電極２５が設けられる。具体的には、ソース電極２４は、半導体層２３の一部に重なるようにして、Ｘ方向に延びるように形成される。ドレイン電極２５は、半導体層２３の一部に重なるようにして、ソース電極２４と反対方向に延びるように形成される。

【0020】

ソース電極２４は、Ｙ方向に延在する信号線２６に電気的に接続される。Ｙ方向に並んだ１列分の複数の画素は、１本の信号線２６に共通接続される。ゲート電極２１、ソース電極２４、ドレイン電極２５、及び信号線２６としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）のいずれか、又はこれらの１種類以上を含む合金等が用いられる。

【0021】

ソース電極２４及びドレイン電極２５上には、絶縁膜２７が設けられる。絶縁膜２７は、透明な絶縁材料から構成され、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。

【0022】

絶縁膜２７上には、複数の画素３４に対応した数の複数の画素電極２８が設けられる。絶縁膜２７内かつドレイン電極２５上には、画素電極２８に電気的に接続されたコンタクトプラグ２９が設けられる。例えば、コンタクトプラグ２９の形成方法としては、絶縁膜２７内にドレイン電極２５を部分的に露出するコンタクトホールが形成され、このコンタクトホールを埋めるようにして画素電極２８が形成されることで、画素電極２８の形成工程と同時にコンタクトプラグ２９が形成される。画素電極２８及びコンタクトプラグ２９は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。液晶層１３と接する面には、液晶層１３の配向を制御する配向膜（図示せず）が設けられる。

【0023】

次に、ＣＦ基板１２側の構成について説明する。ＣＦ基板１２の液晶層１３側には、遮光用のブラックマトリクス（ブラックマスク、遮光膜ともいう）３１が設けられる。ブラックマトリクス３１は、画素３４の境界部に配置され、網目状に形成される。ブラックマトリクス３１は、ＴＦＴ２０を遮光する機能と、色の異なるカラーフィルタ間の不要な光を遮蔽することで、コントラストを向上させる機能とを有する。

【0024】

ＣＦ基板１２上及びブラックマトリクス３１上には、複数のカラーフィルタ３２が設けられる。複数のカラーフィルタ（カラー部材）３２は、複数の赤フィルタ３２−Ｒ、複数の緑フィルタ３２−Ｇ、及び複数の青フィルタ３２−Ｂを備える。一般的なカラーフィルタは光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で構成される。隣接したＲ、Ｇ、Ｂの三色のセットが表示の単位（画素）となっており、１つの画素中のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか単色の部分はサブピクセル（サブ画素）と呼ばれる最小駆動単位である。ＴＦＴ２０及び画素電極２８は、サブピクセルごとに設けられる。本明細書の説明では、画素とサブ画素との区別が特に必要な場合を除き、サブ画素を画素と呼ぶものとする。

【0025】

図２において、カラーフィルタの配列方式（又は、画素の配列方式）として、ストライプ配列を示している。ストライプ配列とは、同じ列（Ｙ方向に沿った一列）に含まれる画素が同じ色になる配列である。しかし、これに限定されず、モザイク配列やデルタ配列など他の配列方式を用いてもよい。

【0026】

カラーフィルタ３２及びブラックマトリクス３１上には、共通電極３３が設けられる。共通電極３３は、液晶表示装置１０の表示領域全体に平面状に形成される。共通電極３３は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。

【0027】

なお、図示は省略するが、液晶表示装置１０は、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を両側から挟むようにして、一対の偏光板（直線偏光子）、及び一対の位相差板（１／４波長板）を備える。

【0028】

［１−２］スペーサの構成
次に、スペーサの構成について説明する。液晶表示装置１０は、複数のメインスペーサ３５、及び複数のサブスペーサ３６を備える。メインスペーサ３５とサブスペーサ３６とは高さが異なり、サブスペーサ３６の高さは、メインスペーサ３５の高さより低い。メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６は、透明材料から構成され、例えばアクリル系の感光性樹脂から構成される。

【0029】

スペーサ（メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６）は、フォトリソグラフィー工程によりパネル内の所定の位置に形成される。具体的には、スピンコートなどでスペーサー材料を下地層上に塗布し、プリベーク、露光を行った後、アルカリ溶液で現像し、ポストベークを行う。スペーサとしては、例えば、露光により材料の硬化が進行するネガ型感光材料が用いられる。また、スペーサとしては、パターニング時の解像度及び現像性に優れ、機械的強度が高く、透明性が高く、液晶材料に対する汚染性がない材料を用いることが望ましい。

【0030】

メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６は、円柱形状を有する。なお、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６は、楕円柱、又は四角柱であってもよい。

【0031】

図６は、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の密度を説明する図である。図６の１つの四角が画素３４を表している。例えば、メインスペーサ３５の数は、サブスペーサ３６の数より少ない。

【0032】

メインスペーサ３５は、液晶層１３の厚さ（２つの基板間のセルギャップに対応する）を所定の値に保持する機能を有する。また、圧力に対してメインスペーサ３５が弾性変形することで、液晶層１３内に気泡（又は低温衝撃気泡）が発生するのを抑制できる。

【0033】

サブスペーサ３６は、液晶表示装置１０に過剰な圧力（荷重）が印加された場合に、最低限のセルギャップを保持する機能を有する。サブスペーサ３６を設けることで、液晶表示装置１０の強度を補償することができるとともに、例えば外部からの圧力に起因して液晶表示装置１０が破損するのを抑制できる。

【0034】

メインスペーサ３５の高さｈ、すなわち液晶層１３の厚さは、以下のように決定される。すなわち、９０度ＴＮモードでは、“ｈ＝（３^１／２／２）×（λ／Δｎ）”である。ＶＡモード及びＩＰＳ（In-Plane Switching）モードでは、“ｈ＝（１／２）×（λ／Δｎ）”である。Δｎは、液晶の屈折率異方性（複屈折性）であり、異常光の屈折率と正常光の屈折率との差である。λは光の波長であり、一般的に、視感度の大きい５５０ｎｍが選ばれる。

【0035】

メインスペーサ３５は、画素３４の角に配置される。すなわち、メインスペーサ３５は、隣接する４つの画素３４の角に配置され、４つの画素３４によって囲まれる。サブスペーサ３６の配置も、メインスペーサ３５と同じである。メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６は、平面視において、ブラックマトリクス３１と重なるように配置される。

【0036】

ここで、図３に示すように、例えば、カラーフィルタ３２は、（１）赤フィルタ３２−Ｒを加工、（２）緑フィルタ３２−Ｇを加工、（３）青フィルタ３２−Ｂを加工、という順で形成される。よって、赤フィルタ３２−Ｒの一方の端部には、緑フィルタ３２−Ｇが重なり、赤フィルタ３２−Ｒの他方の端部には、青フィルタ３２−Ｂが重なる。また、緑フィルタ３２−Ｇの一方の端部には、青フィルタ３２−Ｂが重なる。カラーフィルタの重なり部分は、凸形状を有する。

【0037】

メインスペーサ３５は、ＴＦＴ基板１１側の絶縁膜２７上に設けられる。図１に示すように、画素電極２８は、角が窪んでいる。隣接する４つの画素電極２８は、それらの凹部（窪んだ部分）によって円を形成する。この円の中にメインスペーサ３５が配置される。絶縁膜２７は、平坦性が高いため、高さが高いメインスペーサ３５は、安定性が向上し、メインスペーサ３５が傾斜したり、メインスペーサ３５が倒れたりするのを抑制できる。

【0038】

一方、高さが低いサブスペーサ３６は、ＣＦ基板１２側の共通電極３３上に設けられる。すなわち、サブスペーサ３６は、カラーフィルタの重なり部分に配置される。サブスペーサ３６の高さが低いため、下地層の安定性が低い場合でも、サブスペーサ３６が傾斜したり、サブスペーサ３６が倒れたりするのを抑制できる。

【0039】

次に、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の条件について説明する。力Ｆ、スペーサの断面積Ｓ、スペーサの径ｄ、ヤング率Ｅ、スペーサの高さｈ、スペーサの高さ方向の変化量Δｈとすると、以下の式（１）が成り立つ。

Ｆ／Ｓ＝ＥΔｈ／ｈ
Δｈ＝Ｆｈ／ＥＳ＝Ｆｈ／Ｅπｄ^２
Δｈ ∝ ｈ／ｄ^２ ・・・（１）

【0040】

図７は、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の高さ及び径を説明する図である。メインスペーサ３５の高さをｈ_ｍ、径をｄ_ｍとし、サブスペーサ３６の高さをｈ_ｓ、径をｄ_ｓとする。メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６に同じ力がかかった時の高さ方向の変化量をそれぞれ、△ｈm、△ｈsとする。上記式（１）から以下の式（２）及び式（３）が成り立つ。

△ｈ_ｍ ∝ ｈ_ｍ／ｄ_ｍ^２ ・・・（２）
△ｈ_ｓ ∝ ｈ_ｓ／ｄ_ｓ^２ ・・・（３）

【0041】

ここで、低温衝撃気泡を低減するために、メインスペーサ３５の柔軟性をサブスペーサ３６の柔軟性より大きくする。すなわち、“△ｈ_ｍ＞△ｈ_ｓ”という条件を満たすために、以下の式（４）が導かれる。

ｈ_ｍ／ｈ_ｓ＞（ｄ_ｍ／ｄ_ｓ）^２ ・・・（４）

【0042】

一例として、ｈ_ｍ＝３.５μｍ、ｈ_ｓ＝３.２μｍ、ｄ_ｍ＝１２μｍ、ｄ_ｓ＝１１.５μｍとなる。他の一例として、ｈ_ｍ＝３.５μｍ、ｈ_ｓ＝３.４μｍ、ｄ_ｍ＝１２μｍ、ｄ_ｓ＝１２μｍとなる。

【0043】

なお、上記式は、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の各々が円柱であることを前提としている。一般化すると、“ｄ_ｍ^２”は、メインスペーサ３５の断面積と言い換えることができ、“ｄ_ｓ^２”は、サブスペーサ３６の断面積と言い換えることができる。この場合は、メインスペーサ３５の断面積は、サブスペーサ３６の断面積より小さく設定される。また、サブスペーサ３６の断面積に対するメインスペーサ３５の断面積の比は、サブスペーサ３６の高さに対するメインスペーサ３５の高さの比より小さい。断面積とは、同じ高さでスペーサを水平（基板と平行）に切断した面の面積である。断面積は、スペーサを平面で見た場合の面積と言い換えることもできる。

【0044】

さらに、メインスペーサ３５の密度とサブスペーサ３６の密度が異なる場合は、メインスペーサ３５の断面積は、全てのメインスペーサ３５の総断面積と言い換えることができ、サブスペーサ３６の断面積は、全てのサブスペーサ３６の総断面積と言い換えることができる。すなわち、全てのメインスペーサ３５の総断面積は、全てのサブスペーサ３６の総断面積より小さい。また、全てのサブスペーサ３６の総断面積に対する全てのメインスペーサ３５の総断面積の比は、１つのサブスペーサ３６の高さに対する１つのメインスペーサ３５の高さの比より小さい。

【0045】

［１−３］比較例
次に、比較例について説明する。図８は、比較例に係るメインスペーサ３５の断面図である。メインスペーサ３５をＣＦ基板１２側に形成するものとする。

【0046】

図８（ａ）の赤フィルタ３２−Ｒ及び緑フィルタ３２−Ｇが基準の加工状態であるものとする。図８（ｂ）では、緑フィルタ３２−Ｇの端部が凸形状になっており、図８（ｃ）では、赤フィルタ３２−Ｒと緑フィルタ３２−Ｇとの隙間が大きくなっている。

【0047】

図８（ａ）のメインスペーサ３５の高さｈ_ａ、図８（ｂ）のメインスペーサ３５の高さｈ_ｂ、図８（ｃ）のメインスペーサ３５の高さｈ_ｃとすると、高さｈ_ｂはｈ_ａより高くなり、高さｈ_ｃはｈ_ａより低くなる。

【0048】

よって、比較例では、複数のメインスペーサ３５の高さ均一でないため、セルギャップを所定の値に設定するのが困難となる。

【0049】

一方、本実施形態では、メインスペーサ３５は、より安定性の高い絶縁膜２７上に形成される。よって、セルギャップを所定の値に設定することができる。

【0050】

［１−４］効果
以上詳述したように第１実施形態では、液晶表示装置１０は、液晶層１３の厚さを調整する複数のメインスペーサ３５と、メインスペーサ３５より高さの低い複数のサブスペーサ３６とを備える。メインスペーサ３５は、ＴＦＴ基板１１の絶縁膜２７上に設けられ、サブスペーサ３６は、ＣＦ基板１２の共通電極３３上に設けられる。また、複数のメインスペーサ３５の総断面積は、複数のサブスペーサ３６の総断面積より小さく設定される。さらに、複数のサブスペーサ３６の総断面積に対する複数のメインスペーサ３５の総断面積の比は、複数のサブスペーサ３６の１つの高さに対する複数のメインスペーサ３５の１つの高さの比より小さく設定される。

【0051】

従って第１実施形態によれば、液晶表示装置１０の柔軟性を確保しつつ、液晶表示装置１０の強度を向上させることができる。これにより、液晶層１３内に気泡（又は低温衝撃気泡）が発生するのを抑制できる。

【0052】

また、メインスペーサ３５をより平坦性が高い絶縁膜２７上に形成できるため、メインスペーサ３５の安定性が向上する。これにより、液晶層１３の厚さを最適に設定することができる。また、メインスペーサ３５が傾いたり、倒れたりするのを抑制できる。

【0053】

また、メインスペーサ３５とサブスペーサ３６とを個別に形成することができる。これにより、メインスペーサ３５とサブスペーサ３６との高さを最適に調整することができる。

【0054】

高さの異なるメインスペーサ及びサブスペーサを同一基板上に形成するには、例えば、領域によって露光時の光量が異なるハーフトーンマスクを使用する。しかし、本実施形態では、メインスペーサ及びサブスペーサが別々の基板に形成されるため、ハーフトーンマスクを使用する必要がない。これにより、ハーフトーンマスクを設計する工程及びコストを省くことができる。

【0055】

［２］第２実施形態
第２実施形態では、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の両方の安定性を向上するために、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の両方をＴＦＴ基板１１側に配置するようにしている。

【0056】

図９は、第２実施形態に係る液晶表示装置１０のＴＦＴ基板側の平面図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ´線に沿った液晶表示装置１０の断面図である。図９のＡ−Ａ´線に沿った断面図は、図３と同じである。

【0057】

サブスペーサ３６は、ＴＦＴ基板１１側の絶縁膜２７上に設けられる。また、サブスペーサ３６は、画素電極２８の窪んだ領域に配置される。サブスペーサ３６の高さ及び断面積の条件は、第１実施形態と同じである。

【0058】

第２実施形態によれば、メインスペーサ３５及びサブスペーサ３６の両方の安定性を向上させることができる。これにより、サブスペーサ３６が傾いたり、倒れたりするのを抑制できる。

【0059】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。

【符号の説明】

【0060】

１０…液晶表示装置、１１…ＴＦＴ基板、１２…ＣＦ基板、１３…液晶層、２０…ＴＦＴ、２１…ゲート電極、２２…ゲート絶縁膜、２３…半導体層、２４…ソース電極、２５…ドレイン電極、２６…信号線、２７…絶縁膜、２８…画素電極、２９…コンタクトプラグ、３１…ブラックマトリクス、３２…カラーフィルタ、３３…共通電極、３４…画素、３５…メインスペーサ、３６…サブスペーサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】