(57)【要約】【課題】ポリマーの形成時間を短縮すること。【解決手段】液晶表示装置は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間においてシール材に囲まれた液晶層と、シール材の内側領域において第１基板および第２基板の一方の基板に配置され、他方の基板に向かって突出する第１突出部と、他方の基板と第１突出部との間を接着する樹脂構造と、を有する。なお、樹脂構造は、第１突出部とは異なる材料であってもよい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間においてシール材に囲まれた液晶層と、
前記シール材の内側領域において前記第１基板および前記第２基板の一方の基板に配置され、他方の基板に向かって突出する第１突出部と、
前記他方の基板と前記第１突出部との間を接着する樹脂構造と、
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記樹脂構造は、前記第１突出部とは異なる材料である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板および前記第２基板の各々は可撓性を有する、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１基板に配置され、前記第２基板に向かって突出して前記第２基板と接する第２突出部をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１基板に配置され、前記第２基板に向かって突出する第３突出部をさらに有し、
前記液晶層は、前記第２基板と前記第３突出部との間に存在し、
前記第１基板からの延在長さにおいて、前記第２突出部は前記第３突出部よりも長い、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
平面視において、前記第１突出部の面積と前記第２突出部の面積とは異なる、請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
平面視において、前記第１突出部の面積は、前記第２突出部の面積よりも大きい、請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１基板および前記第２基板は、屈曲部において屈曲し、
平面視において、前記屈曲部の近傍にある第１領域と、前記第１領域よりも前記屈曲部から離れた第２領域とを有し、
前記第１領域における前記樹脂構造の配置密度は、前記第２領域における前記樹脂構造の配置密度よりも高い、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１基板は、カラーフィルタ層および第１遮光層を有し、
前記第１基板の前記液晶層とは反対側が画像表示側である、請求項１乃至８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２基板は、開口部が設けられた第１遮光層を有し、
前記第１基板は、第２遮光層を有し、
前記開口部は、平面視において前記第１突出部および前記第２遮光層と重畳する、請求項１乃至９のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１基板に配置された画素電極と、
前記第１基板に配置され、前記画素電極に電気的に接続されたスイッチング素子と、
をさらに有し、
前記第２遮光層は、前記スイッチング素子と前記液晶層との間に配置される、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記樹脂構造は、紫外線硬化モノマーが硬化されたポリマーであり、
前記第２基板の紫外線に対する透過率は、前記第１基板の紫外線に対する透過率よりも高い、請求項１乃至１１のいずれか一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。特に、液晶表示装置の液晶層の封止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルディスプレイは携帯用の巻物型ディスプレイからスクリーン状の大画面ディスプレイをはじめ幅広く応用が期待でき、軽量かつ収納性に優れた次世代ディスプレイとしての実現が強く望まれている。特に液晶表示素子は透過型、反射型のいずれの表示方式にも適用可能なため、多様な照明環境でも視認性に優れたフレキシブルディスプレイを構成できる可能性を持つ。
【０００３】
液晶表示装置は用途によって、湾曲させる、または折り畳む場合がある。基板が湾曲させられるまたは折り畳まれる際に、互いに対向するトランジスタアレイ基板および対向基板の撓みの差に起因して液晶層の厚みが変動する。さらに、これらの基板が基板の平面方向にずれることに起因してアレイ基板側の画素電極と対向基板側のカラーフィルタとの位置関係が乱れてしまう（画素乱れが生じる）。これらの現象によって、液晶表示装置の表示品位が低下するという課題があった。そこで、ポリマーを用いて両基板間を接着および固定させる接続部を形成する技術が開発されている。ポリマーの形成手法について、最も使われているのは紫外線パターンニング重合法である。
【０００４】
特許文献１に記載されているように、上記手法の基本的なメカニズムでは、液晶とモノマーの混合液に紫外線（紫外線）パターン露光が行われると、光重合反応によってモノマーの分子量および形態が急速に変化する。この光重合反応によって、モノマーがポリマーとなり、液晶とモノマーとの相分離が進む。具体的には、紫外線重合性を持つモノマーの重合反応が紫外線照射によって開始し、モノマーの濃度差による影響でモノマーが紫外線露光部に凝集し、液晶は非露光部に凝集することにより相分離が生じる。凝集したモノマーが紫外線照射によって重合することで、紫外線露光部にポリマーが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２８２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された手法によると、紫外線露光部に存在するモノマーが光重合反応によってポリマーになるが、モノマーはその拡散によって紫外線露光部へ移動するため、ポリマーの形成時間が非常に長い。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑み、ポリマーの形成時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間においてシール材に囲まれた液晶層と、シール材の内側領域において第１基板および第２基板の一方の基板に配置され、他方の基板に向かって突出する第１突出部と、他方の基板と第１突出部との間を接着する樹脂構造と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のモジュール構造図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層および突出部の構造を説明する断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成するための樹脂層を形成する工程を説明する断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成するための露光工程を説明する断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成する断面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、対向基板を貼り合わせる工程を説明する断面図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、液晶層およびモノマーを充填する工程を説明する断面図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、紫外線照射によって液晶層中のモノマーを段差部上でポリマー化させる工程を説明する断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの構造を説明する断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において、スペーサの配置レイアウトを示す平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号の後にアルファベットを付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１１】
本発明の各実施の形態において、トランジスタが配置されたアレイ基板からアレイ基板に対向する対向基板に向かう方向を上または上方という。逆に、対向基板からアレイ基板に向かう方向を下または下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、第１部材と第２部材との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で、例えば第１部材上の第２部材という表現は、上記のように第１部材と第２部材との上下関係を説明しているに過ぎず、第１部材と第２部材との間に他の部材が配置されていてもよい。また、図面においては第２部材が第１部材の下方に配置されている場合であっても、製造工程において第１部材上に第２部材が形成されるような場合は、第１部材上の第２部材と表現する場合がある。
【００１２】
〈実施形態１〉
図１〜図５Ｆを用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態１では、表示装置として液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）を用いた例について説明する。特に、液晶表示装置のトランジスタアレイ基板（以下、単に「アレイ基板」という）とアレイ基板に対向して貼り合わせられた対向基板との距離、およびアレイ基板と対向基板との平面方向のずれが生じないようにするために、両基板の間に配置されたスペーサの構造について説明する。
【００１３】
［液晶モジュール１０の構造］
図１は本発明による一実施形態に係る液晶表示装置のモジュール構造図である。本実施形態に係る液晶モジュール１０は、図１に示すように、第１偏光板２０、液晶表示装置３０、第２偏光板４０、およびバックライト５０を有する。液晶表示装置３０は第１偏光板２０と第２偏光板４０との間に配置されている。第１偏光板２０の偏光軸２２は第２偏光板４０の偏光軸４２と直交する。ただし、第１偏光板２０の偏光軸２２が第２偏光板４０の偏光軸４２と平行であってもよい。バックライト５０は、第２偏光板４０を基準として、液晶表示装置３０の反対側に配置されている。なお、バックライト５０は、一対の偏光板（第１偏光板２０および第２偏光板４０）の外側において、ユーザに映像を視認させる方向とは反対側に配置される。
【００１４】
第１偏光板２０および第２偏光板４０は、特定方向に偏光した光のみ透過し、その透過した光の偏光方向に直交する方向に偏光した光を吸収する光学作用を有する。液晶表示装置３０の両サイドに、互いの偏光方向が直交するように第１偏光板２０および第２偏光板４０を配置することで、光のシャッター効果を用いた表示が可能となる。第１偏光板２０および第２偏光板４０は、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を主体にヨウ素化合物分子を吸着配向させ、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）とポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの複数の保護層によって保護された多層構造を採用することができる。
【００１５】
バックライト５０は、液晶表示装置３０の背面から液晶表示装置３０に光を照射するもので、均一な面光源である。一般的には、バックライト５０として、エッジライト方式と直下方式がある。エッジライト方式は、ＬＥＤなどの発光源が液晶表示装置３０の背面ではなく、エッジのみに配置される方式である。発光源から放出された光は、導光板、反射シート、拡散シート、プリズムシートなどの集光、拡散機能を持つ部品によって、液晶表示装置３０の画面全体へと導かれる。直下方式は、ＬＥＤなどの発光源が液晶表示装置３０の直下に配置される方式である。
【００１６】
［液晶表示装置３０の全体構成］
図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。図２に示すように、液晶表示装置３０は、アレイ基板１００、対向基板２００、ＩＣチップ３００、およびＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）４００を有する。フルカラーを実現するための単色の画素をサブ画素といい、フルカラーまたは白色を実現可能なサブ画素の最小単位をメイン画素という。本実施形態の説明において、特にことわりがない場合は、「画素」はサブ画素を指す。
【００１７】
［液晶表示装置３０の平面図］
アレイ基板１００には、複数の画素がマトリクス状に設けられている。各々の画素には、液晶分子の配向を制御する電界を生成する画素電極１２０（１２０−１〜１２０−３を特に区別しない場合、単に画素電極１２０という）が配置されている。図２において、赤色用画素電極１２０−１、緑色用画素電極１２０−２、および青色用画素電極１２０−３によって１つのメイン画素が構成されている。なお、メイン画素の構成は上記の構成に限定されず、多様な構成によって実現される。例えば、赤色、緑色、青色、および白色の４種類のサブ画素によってメイン画素が構成されていてもよい。
【００１８】
アレイ基板１００のうち、上記の画素が設けられている領域を表示領域１０２という。表示領域１０２の周辺の領域を周辺領域１０４という。周辺領域１０４には、画素電極１２０に印加される電圧を制御する駆動回路（図示せず）が配置されている。周辺領域１０４のうち、一端の領域を駆動領域１０６という。駆動領域１０６では、アレイ基板１００が対向基板２００から露出されている。駆動領域１０６には、ＩＣチップ３００およびＦＰＣ４００が配置されている。ＩＣチップ３００はアレイ基板１００上にバンプ等を介して実装される。例えば、ＩＣチップ３００はＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）などの方法で実装することができる。ＩＣチップ３００は、アレイ基板１００上に形成された配線に接続され、当該配線を介して上記の駆動回路に接続される。ＦＰＣ４００はＩＣチップ３００に接続されている。ＦＰＣ４００は外部装置に接続される。
【００１９】
外部装置から供給された映像信号がＦＰＣ４００を介してＩＣチップ３００に入力され、ＩＣチップ３００によって上記の駆動回路が駆動する。この駆動回路の駆動によって、表示領域１０２に配置された画素電極１２０に映像信号（または階調信号）が供給され、表示領域１０２に映像信号に基づく画像が表示される。
【００２０】
各画素電極１２０の間には、スペーサ１４０、１４５が配置されている。平面視において、スペーサ１４０、１４５は画素電極１２０と重畳しない。スペーサ１４０、１４５は、全画素に対応して配置されておらず、複数画素単位、つまり複数画素に対して１つのスペーサ１４０、１４５が配置されている。なお、スペーサ１４０、１４５の各々は全画素に対応して配置されていてもよい。図２では、スペーサ１４０、１４５の形状が円形状の構成を例示したが、この構成に限定されない。スペーサ１４０、１４５の形状は矩形、楕円形、枠形状など、多様な形状を採用することができる。
【００２１】
対向基板２００には、遮光層１８０が設けられている。遮光層１８０は、画素電極１２０に対応する領域が開口されている。遮光層１８０は、画素電極１２０の外周部よりも画素電極１２０の内側を開口している。換言すると、画素電極１２０のパターン端部は遮光層１８０によって覆われている。詳細は後述するが、遮光層１８０は、スペーサ１４５に対応して開口されている。
【００２２】
アレイ基板１００および対向基板２００は、シール材１５５によって貼り合わせられている。シール材１５５は、対向基板２００の外周に沿って形成されている。アレイ基板１００、対向基板２００、およびシール材１５５によって、液晶層が充填される領域が密閉される。
【００２３】
［液晶表示装置３０の断面図］
図３は、本発明による一実施形態に係る液晶表示装置のＡ−Ａ’の断面図である。図３に示すように、液晶表示装置３０は、第１基板８００、第２基板９００、液晶層１５０、およびスペーサ１４０、１４５を有する。図２に示すように、図３の断面図はシール材１５５の内側領域の断面図である。第１基板８００および第２基板９００はシール材１５５の内側領域から外側領域まで存在し、液晶層１５０およびスペーサ１４０、１４５はシール材１５５の内側領域に存在している。第１基板８００および第２基板９００は互いに対向して配置されている。液晶層１５０およびスペーサ１４０、１４５は、第１基板８００と第２基板９００との間に配置されている。
【００２４】
第１基板８００は、アレイ基板１００、トランジスタ１１０、絶縁層１１５、コモン電極１１６、絶縁層１１７、画素電極１２０、および配向膜１３０を含む。トランジスタ１１０はアレイ基板１００上に配置されている。トランジスタ１１０は、ゲート電極１１１、ゲート絶縁層１１２、半導体層１１３、ならびにソースおよびドレイン電極１１４を含む。第１基板８００は、上記の以外の部材を含んでもよい。つまり、第１基板８００は、アレイ基板１００およびアレイ基板１００とスペーサ１４０、１４５との間に形成された構造体を含む。図３に示すトランジスタ１１０は、ゲート電極１１１が半導体層１１３の下方に配置されたボトムゲート型トランジスタである。トランジスタ１１０をスイッチング素子という場合がある。
【００２５】
絶縁層１１５はトランジスタ１１０の上方に配置されている。コモン電極１１６は絶縁層１１５上に配置されている。絶縁層１１７はコモン電極１１６上に配置されている。画素電極１２０は絶縁層１１７上に配置されている。なお、絶縁層１１５には開口部が設けられており、絶縁層１１７および画素電極１２０は当該開口部の内部に配置されている。絶縁層１１５の開口部において、絶縁層１１７は開口部を有している。画素電極１２０は絶縁層１１５および絶縁層１１７の各々に設けられた開口部の底部で、ソースおよびドレイン電極１１４に接続されている。配向膜１３０は、画素電極１２０上に配置されている。配向膜１３０の表面はラビング布や紫外線を用いて配向処理されている。なお、画素電極１２０およびコモン電極１１６は、平面視において、少なくとも重畳配置されている。
【００２６】
第２基板９００は、対向基板２００、カラーフィルタ１９０、遮光層１８０、オーバーコート膜１７０、および配向膜１６０を含む。カラーフィルタ１９０および遮光層１８０は、対向基板２００下に配置されている。遮光層１８０には開口部１８２が設けられている。オーバーコート膜１７０は、カラーフィルタ１９０下および遮光層１８０下に配置されている。オーバーコート膜１７０は、開口部１８２の内部にも配置されており、開口部１８２によって形成された遮光層１８０の段差を緩和する。配向膜１６０はオーバーコート膜１７０下に配置されている。配向膜１６０の表面は、配向膜１３０と同様に配向処理されている。第２基板９００は、上記の以外の部材を含んでもよい。つまり、第２基板９００は、対向基板２００および対向基板２００とスペーサ１４０、１４５との間に形成された構造体を含む。図３では、カラーフィルタ１９０および遮光層１８０が互いに側面で接しており、重畳しない構造を例示したが、カラーフィルタ１９０および遮光層１８０が重畳していてもよい。
【００２７】
図３では、遮光層１８０が対向基板２００と配向膜１６０との間に配置された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、遮光層１８０は、対向基板２００上、つまり対向基板２００を基準として配向膜１６０が設けられた側とは反対側に配置されていてもよい。または、遮光層１８０は、アレイ基板１００と配向膜１３０との間に配置されていてもよい。または、遮光層１８０は、アレイ基板１００下、つまりアレイ基板１００を基準として配向膜１３０が設けられた側とは反対側に配置されていてもよい。
【００２８】
カラーフィルタ１９０は、特定波長の光を透過することで色を表示する。一般的には、カラーフィルタ１９０は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色を表示する。液晶表示装置３０において、ＲＧＢのパターンが行列方向に配列される。図１に示すバックライト５０から出射された光が、液晶層１５０の液晶分子の配向によって調光される。ＲＧＢの液晶層１５０の調光によって多様な色を表現することができる。カラーフィルタ１９０は、アレイ基板１００に配置されたトランジスタ１１０および配線の反射の影響を低減するために液晶表示装置３０の表面側（ユーザによって視認される側）に配置されている。ただし、カラーフィルタ１９０の位置は液晶表示装置３０の裏面側に配置されてもよい。
【００２９】
遮光層１８０は、画素を区切るように配置されている。換言すると、遮光層１８０は、隣接する画素電極１２０の間に配置される。さらに換言すると、遮光層１８０は隣接するカラーフィルタ１９０を画定する。遮光層１８０は、液晶表示装置３０の表示領域１０２において、液晶層１５０の配向を制御できない領域（例えば、トランジスタ１１０が配置された領域および画素電極１２０が配置されない周辺領域１０４）の光漏れを防ぐ目的で配置される。遮光層１８０は、アレイ基板１００のトランジスタ１１０および配線などによって反射される反射光が外部に漏れることを防ぐ機能もある。
【００３０】
上記のように、オーバーコート膜１７０は、カラーフィルタ１９０および遮光層１８０によって形成された段差を緩和する。オーバーコート膜１７０は、膜の硬度（配向処理に対する耐性）、密着性、耐熱性、耐薬品性、透明性という性能が要求される。例えば、オーバーコート膜１７０として、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂を用いることができる。
【００３１】
詳細は後述するが、スペーサ１４０、１４５は、配向膜１３０と絶縁層１１７との間に配置されている。スペーサ１４０、１４５は、第１基板８００側に配置され、第１基板８００から第２基板９００に向かって突出する。換言すると、スペーサ１４０、１４５は、アレイ基板１００上に設けられた構造体に配置され、当該構造体から対向基板２００下の配向膜１６０に向かって突出する。
【００３２】
スペーサ１４０、１４５は、平面視においてトランジスタ１１０と重畳している。換言すると、スペーサ１４０、１４５は、平面視において画素電極１２０とは異なる位置に配置されている。スペーサ１４０、１４５は、平面視においてトランジスタ１１０とは重畳せずにトランジスタ１１０に接続された配線と重畳していてもよい。なお、スペーサ１４０の高さは、スペーサ１４５の高さと概略同じであることが好ましい。
【００３３】
図３では、スペーサ１４０、１４５が配向膜１３０下において絶縁層１１７に接して配置された構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、スペーサ１４０、１４５は、絶縁層１１７よりも下層の絶縁層または導電層に接して配置されていてもよい。例えば、スペーサ１４０、１４５が、絶縁層１１７よりも下層に配置された絶縁層１１５に接して配置されていてもよい。スペーサ１４０、１４５と絶縁層１１７との間に他の膜が配置されていてもよい。スペーサ１４０、１４５は、配向膜１３０上に配置されていてもよい。
【００３４】
上記と同様に、図３では、スペーサ１４０、１４５が配向膜１６０に接する構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、スペーサ１４０、１４５は、配向膜１６０の上方の層と接していてもよい。例えば、スペーサ１４０、１４５が、配向膜１６０よりも上方に配置されたオーバーコート膜１７０と接していてもよい。スペーサ１４０、１４５と配向膜１６０との間に他の膜が配置されていてもよい。
【００３５】
図２に示したように、第１基板８００および第２基板９００は、シール材１５５によって貼り合わせられ、第１基板８００と第２基板９００との間に液晶層１５０が充填される。スペーサ１４０、１４５は、第１基板８００と第２基板９００との間隔（セルギャップ）を保つためのスペーサとして機能する。
【００３６】
配向膜１３０、１６０の各々は、液晶層１５０との間に界面を形成している。つまり、配向膜１３０、１６０の各々は、液晶層１５０と接している。配向膜１３０、１６０の基本的な機能は、液晶分子を所定の方向に配向させることである。液晶分子の配向は、例えば、配向膜１３０、１６０の表面を布などで一方向に摩擦する配向処理、もしくは紫外線照射による配光処理を施すことで実現することができる。
【００３７】
上記のように、画素電極１２０およびコモン電極１１６は、平面視において、少なくとも異なる位置に配置されているため、画素電極１２０とコモン電極１１６との間に電位差が生じると、液晶層１５０に横方向（アレイ基板１００の主面に平行な方向）の電界が形成される。つまり、図３に示す液晶表示装置３０は横電界駆動型の液晶表示装置である。ただし、画素電極１２０およびコモン電極１１６は、平面視において、重なる領域を有していてもよい。図３では、液晶表示装置３０として、横電界駆動型の液晶表示装置の構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、液晶表示装置３０は、コモン電極１１６が液晶層１５０を基準として画素電極１２０の反対側に配置され、液晶層１５０に縦方向（アレイ基板１００の主面に直交する方向）の電界を形成する縦電界駆動型の液晶表示装置であってもよい。
【００３８】
［スペーサ１４０、１４５の構造］
図４を用いて、スペーサ１４０、１４５のそれぞれの構造、およびスペーサ１４５と遮光層１８０との位置関係について、より詳細に説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの構造を説明する断面図である。図４では、説明の便宜上、アレイ基板１００と配向膜１３０との間に配置された構造体を省略して図示した。以下、図３および図４を参照して説明する。
【００３９】
図４に示すように、液晶層１５０およびスペーサ１４０、１４５は、第１基板８００と第２基板９００との間に配置されている。スペーサ１４５は、段差部１４７およびポリマー１４９を有する。液晶層１５０は液晶分子１５２およびモノマー１５４を含む。液晶分子１５２およびモノマー１５４は、液晶層１５０中において、ランダムに分布している。モノマー１５４は、紫外線照射によって重合しポリマー１４９に変化する。つまり、モノマー１５４は紫外線によって硬化する紫外線硬化性モノマーである。
【００４０】
スペーサ１４０は、第１基板８００から第２基板９００に向かって突出する突出部である。段差部１４７はスペーサ１４０と同様に、第１基板８００から第２基板９００に向かって突出する突出部である。配向膜１３０の一部は、スペーサ１４０および段差部１４７を乗り越えている。換言すると、配向膜１３０の一部は、スペーサ１４０および段差部１４７の側面および上面に配置されている。スペーサ１４０およびスペーサ１４０を乗り越える配向膜１３０を併せて突出部ということもできる。同様に、段差部１４７および段差部１４７を乗り越える配向膜１３０を併せて突出部ということもできる。ポリマー１４９は段差部１４７の上面に配置された配向膜１３０上に配置されている。ポリマー１４９は、段差部１４７とは異なる材料であり、樹脂を含む樹脂構造体である。段差部１４７の高さはスペーサ１４０の高さよりも低い。段差部１４７の高さは配向膜１３０の厚さよりも大きい。段差部１４７はスペーサ１４０と同一工程で形成される。換言すると、段差部１４７はスペーサ１４０と同一層であり、同一材料である。さらに換言すると、段差部１４７およびスペーサ１４０は、段差部１４７の下からスペーサ１４０の下まで連続する下地層と接している。図３を参照すると、当該下地層は絶縁層１１７に該当する。なお、スペーサ１４０および段差部１４７の各々の上面に配置された配向膜１３０の厚さは、スペーサ１４０および段差部１４７が配置されていない領域の第１基板８００上に配置された配向膜１３０の厚さよりも薄い。
【００４１】
スペーサ１４０の幅はスペーサ１４５の幅と異なる。具体的には、スペーサ１４５の幅はスペーサ１４０の幅よりも太い。つまり、平面視においてスペーサ１４５の面積はスペーサ１４０の面積よりも大きい。ただし、平面視においてスペーサ１４５の面積はスペーサ１４０の面積と同じであってもよく、スペーサ１４５の面積はスペーサ１４０の面積よりも小さくてもよい。
【００４２】
スペーサ１４０は、アレイ基板１００側の配向膜１３０の下に接着されている。換言すると、スペーサ１４０は第１基板８００に接着されている。一方、スペーサ１４０は、対向基板２００側の配向膜１６０に接しているが、接着はされていない。換言すると、スペーサ１４０は、第２基板９００に接しているが、接着はされていない。つまり、スペーサ１４０は配向膜１６０に対して摺動可能（スライド移動可能）に接している。なお、図３および図４では、スペーサ１４０が配向膜１６０に接する構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、液晶表示装置３０に外力が加えられていない状態では、スペーサ１４０が配向膜１６０とは接しておらず、液晶表示装置３０に外力が加えられた場合に、スペーサ１４０が配向膜１６０と接する構造であってもよい。
【００４３】
スペーサ１４５は、第１基板８００および第２基板９００の両方に接着されている。つまり、段差部１４７は第１基板８００に接着されており、ポリマー１４９は第２基板９００に接着されている。より具体的には、段差部１４７は絶縁層１１７に接着されており、ポリマー１４９は配向膜１６０に接着されている。なお、段差部１４７およびポリマー１４９は配向膜１３０を介して互いに接着されている。上記の構造を換言すると、樹脂構造体であるポリマー１４９は、第２基板９００と第１基板８００に接着された段差部１４７との間を接着する。なお、本願明細書における「接着」とは、第１基板８００から第２基板９００を引き離す際に、引きはがし力が必要な状態を示す。また、「接着」は化学的吸着及び物理的吸着のいずれの状態も含む。
【００４４】
スペーサ１４０は、平面視において遮光層１８０と重畳している。遮光層１８０の開口部１８２は、平面視においてスペーサ１４５と重畳している。つまり、液晶表示装置３０に対して対向基板２００側から光を照射した場合に、その光が開口部１８２を通過してスペーサ１４５が配置された領域の液晶層１５０に照射される。開口部１８２は、液晶層１５０中のモノマー１５４を硬化してポリマー１４９を形成するための紫外線を照射するために設けられている。つまり、対向基板２００側から入射された紫外線は、開口部１８２を通過して液晶層１５０および段差部１４７に照射される。対向基板２００、オーバーコート膜１７０、および配向膜１６０は紫外線を透過しやすい構造であることが好ましい。なお、ポリマー１４９を形成したい領域に紫外線を照射することができれば、遮光層１８０に開口部１８２が設けられていなくてもよい。
【００４５】
例えば、第２基板９００に含まれる透光性を有する部材（対向基板２００、オーバーコート膜１７０、および配向膜１６０）は、第１基板８００に含まれる透光性を有する部材（アレイ基板１００、ゲート絶縁層１１２、絶縁層１１５、１１７、および配向膜１３０）よりも紫外線に対する効果率が高い構造であってもよい。この構造を単に第２基板９００の紫外線に対する透過率は、第１基板８００の紫外線に対する透過率よりも高い、ということができる。
【００４６】
図３および図４では、段差部１４７の幅とポリマー１４９の幅とが同じ幅である構造を例示したが、この構造に限定されない。例えば、ポリマー１４９の幅が段差部１４７の幅よりも太くてもよく、逆に細くてもよい。ポリマー１４９は、段差部１４７の上面だけではなく、段差部１４７の側面に配置されていてもよい。
【００４７】
［各部材の材質］
アレイ基板１００および対向基板２００として、可視光に対して透光性を有する基板を用いることができる。例えば、上記の基板として、ガラス基板または石英基板を用いることができる。ガラス基板としては、無アルカリガラスを用いることができる。上記以外に、アレイ基板１００および対向基板２００として、可撓性を有する基板を用いることができる。例えば、可撓性を有する基板として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。なお、アレイ基板１００および対向基板２００は同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。例えば、紫外線が透過する対向基板２００の紫外線に対する透過率は、アレイ基板１００の紫外線に対する透過率よりも高くてもよい。
【００４８】
可撓性を有するプラスチック材料を用いることにより、割れにくい液晶表示装置を提供することができる。また、軽量な液晶表示装置を提供することができる。または、屈曲しやすい液晶表示装置を提供することができる。
【００４９】
配向膜１３０、１６０およびオーバーコート膜１７０として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。配向膜１３０、１６０およびオーバーコート膜１７０は、それぞれ同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。これらの中でもポリイミド樹脂が好ましい。
【００５０】
液晶層１５０として、ネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶、ディスコティック液晶、ブルー相液晶など、多様な液晶材料を用いることができる。
【００５１】
スペーサ１４０およびスペーサ１４５の段差部１４７として、感光性樹脂を用いることができる。感光性樹脂として、公知の樹脂材料を使用できるが、アクリル系、シリコーン系、フッ素系、ポリカーボネート系、エポキシ系又はウレタン系樹脂を用いることが好ましい。スなお、本実施形態では、スペーサ１４０およびスペーサ１４５の段差部１４７が同じ材料である構造について説明するが、これらは異なる材料であってもよい。
【００５２】
モノマー１５４として、ポリマー１４９の形成に使用する樹脂原料は、モノマーに限られるものではなくオリゴマーも有用である。また、重合反応が進みやすく、重合後の分子量増加が著しい材料ほどポリマーと液晶（低分子）が相分離しやすいため、モノマー１５４として多官能性の樹脂原料を用いることが好ましい。ただし、モノマー１５４として単官能の樹脂原料を用いることができる。さらに、モノマー１５４として液晶との溶解性に優れたモノマーを用いることが望ましく、フェニル基やシクロヘキサン基などを有するモノマーが好適である。また、ポリマーの種類としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フッ素系樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレンなど）、またはそれらの共重合体なども使用することもできる。
【００５３】
種々のモノマーの中でも、液晶とともに分子が配向するモノマー、つまり自発的に細長い分子が配列される性質を有する液晶性（液体でありながら光学的異方性を持っている）モノマーが特に有用である。この液晶性モノマーは細長い分子構造を有しており、棒状の剛直部（コア）と棒状の柔軟部液晶の分子骨格を有して、ネマチック液晶材料と同様、室温近くで自ら配向する性質がある。液晶に混合するモノマーの濃度は、３重量％以上から４０重量％以下が適当である。ポリマーネットワークの分散量が少なすぎる場合、基板間の接着効果が期待できない。その一方で、分散量が多すぎる場合、液晶分子の電圧応答に影響を及ぼし、高い電圧を印加しても液晶を駆動できなくなる。そのため、モノマー濃度の最適な値は、液晶やポリマーの種類やその分散構造により求める必要がある。このようなモノマーを含む材料としては、アクリル系のＵＣＬ−０１１（ＤＩＣ社製）が挙げられる。
【００５４】
なお、混合液に照射する紫外光強度は強いほど、ポリマーが急速に析出・硬化して、微細かつ強固なポリマーネットワークが形成される。そこに用いる光源には、長波長の紫外線（特に波長３６５ｎｍ）を効率よく放出する高出力水銀キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、エキシマランプ、キセノンランプなどが好適であるが、それ以外の光源も用いることができる。これにより、液晶の動作電圧、応答速度、あるいはコントラスト比等の基本的な光変調特性を制御することが可能となる。
【００５５】
遮光層１８０として、遮光性を有する材料を用いることができる。さらに、遮光層１８０として、可視光に対する透過率および反射率が低い材料を用いることができる。例えば、遮光層１８０として黒色樹脂またはクロム（Ｃｒ）を用いることができる。
【００５６】
以上のように、実施形態１に係る液晶表示装置３０によると、スペーサ１４５によって第１基板８００および第２基板９００が接着されているため、第１基板８００と第２基板９００との間の距離を一定に保つことができる。その結果、液晶層１５０の厚さを一定に保つことができる。また、実施形態１に係る表示装置は、第１基板８００が第２基板９００に対して平面方向にずれることを抑制することができる。その結果、例えば、両基板を接着した後に、液晶表示装置３０を湾曲させたときに、第１基板８００と第２基板９００との間の撓みの差に起因して、第１基板８００が第２基板９００に対して平面方向にずれることを抑制することができる。
【００５７】
［液晶表示装置３０の製造方法］
図５Ａ〜図５Ｆを用いて、液晶表示装置３０の製造方法について、断面図を参照しながら説明する。ここでは、トランジスタ１１０および画素電極１２０を含む構造体の製造方法を省略し、図４に示した構造体の製造方法について説明する。なお、図５Ａ〜図５Ｆでは、ポジ型の感光性樹脂材料および紫外線硬化性モノマーを用いてスペーサを形成する方法について説明する。
【００５８】
図５Ａは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成するための樹脂層を形成する工程を説明する断面図である。図５Ａに示すように、アレイ基板１００上に感光性樹脂層２２０を形成する。感光性樹脂層２２０は、塗布法によって形成される。例えば、アレイ基板１００を回転させながら、後に感光性樹脂層２２０になる樹脂材料が溶解された溶媒をスピンコート法で塗布し、加熱処理によって溶媒を揮発させることで、感光性樹脂層２２０を形成することができる。なお、感光性樹脂層２２０は上記のスピンコート法以外にも、スリットコータを用いた塗布法またはディップ法などによって形成することができる。本実施形態では、感光性樹脂層２２０として、光を照射した領域が現像液に対して難溶性から可溶性に変化するポジ型感光性材料を用いてスペーサを形成する。
【００５９】
図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成するための露光工程を説明する断面図である。図５Ｂに示すように、感光性樹脂層２２０に対して多階調マスク３００を用いて露光を行う。多階調マスク３００のうち、通常露光を実現する領域を透過領域３１０といい、中間露光を実現する領域を半透過領域３２０といい、露光を行わない領域を遮光領域３３０という。中間露光は、露光機の光源から出射された光のうち、一部の光だけを露光対象に到達させる露光である。
【００６０】
多階調マスク３００として、グレートーンマスクおよびハーフトーンマスクが挙げられる。グレートーンマスクは、露光機の解像度以下のスリットをマスクに形成し、そのスリットが光の一部を遮ることで中間露光を実現する。一方、ハーフトーンマスクは半透過の膜をマスクに用いることで中間露光を実現する。いずれも、１回の露光で「露光部分」、「中間露光部分」、および「未露光部分」の３つの露光レベルを実現し、現像後に複数の厚さの感光性樹脂層を形成することができる。ここで、「中間露光部分」は、光が透過する量を調整することで複数の階調の露光を行うことができる。つまり、１回の露光で３種類以上の膜厚を有する樹脂層を形成することができる。
【００６１】
図５Ｂに示すように、多階調マスク３００に対して露光機の光源から出射された光３９０を照射すると、透過領域３１０では光３９０は多階調マスク３００によってほとんど減衰されず、感光性樹脂層２２０に到達する。したがって、透過領域３１０に対応する領域の感光性樹脂層２２０は、その膜厚方向に全て可溶性に変質する。一方、遮光領域３３０では光３９０は多階調マスク３００によって遮蔽され、感光性樹脂層２２０に到達しない。したがって、遮光領域３３０に対応する領域の感光性樹脂層２２０は可溶性に変質せず難溶性のままである。半透過領域３２０では、光３９０は多階調マスク３００によって減衰され、感光性樹脂層２２０に到達する。したがって、半透過領域３２０に対応する領域の感光性樹脂層２２０は、その膜厚方向において一部の領域だけが可溶性に変質する。上記の結果、遮光領域３３０に対応する領域には難溶部２２２が形成され、半透過領域３２０に体操する領域には難溶部２２４が形成される。なお、難溶部２２２の膜厚方向の厚さは難溶部２２４の膜厚方向の厚さよりも厚い。
【００６２】
図５Ｃは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、スペーサおよび段差部を形成する断面図である。図５Ｂに示した状態のアレイ基板１００を現像液に浸漬し、感光性樹脂層２２０の難溶部２２２、２２４以外の領域を除去することで、図５Ｃに示すスペーサ１４０および段差部１４７を形成する。難溶部２２２がスペーサ１４０になり、難溶部２２４が段差部１４７になる。
【００６３】
図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、対向基板を貼り合わせる工程を説明する断面図である。図５Ｄに示すように、アレイ基板１００上ならびにスペーサ１４０上および段差部１４７上に配向膜１３０を形成し、遮光層１８０、オーバーコート膜１７０、および配向膜１６０が形成された対向基板２００をアレイ基板１００と対向するように貼り合わせる。換言すると、第１基板８００および第２基板９００を貼り合わせる。第１基板８００および第２基板９００は、図２に示したシール材１５５によって貼り合わせられる。貼り合わせの際に、スペーサ１４０によって第１基板８００および第２基板９００が互いに接近する方向の移動が規制される。つまり、貼り合わせの工程において、スペーサ１４０は配向膜１６０と接触する。第１基板８００および第２基板９００は、平面視において開口部１８２および段差部１４７が重畳するように位置合わせされた状態で貼り合わせられる。なお、図５Ｄに示す状態において、第１基板８００、第２基板９００、およびシール材１５５によって囲まれた領域は完全に密閉されてはおらず、後の工程で液晶分子１５２およびモノマー１５４を含む液晶層１５０を注入するための注入口が設けられている。
【００６４】
図５Ｅは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、液晶層およびモノマーを充填する工程を説明する断面図である。上記の注入口から、液晶分子１５２およびモノマー１５４を含む混合液を注入し、液晶層１５０を形成する。混合液を注入して液晶層１５０を形成した後に注入口を封止する。当該混合液の温度は、分子が配向状態にある等方層を示す温度に制御する。本実施形態では、第１基板８００および第２基板９００を貼り合わせた後に、注入口から混合液を注入して液晶層１５０を形成する製造方法を例示したが、この方法に限定されない。例えば、ＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）方式で液晶層１５０を充填してもよい。ＯＤＦ方式の場合、第１基板８００および第２基板９００を貼り合わせする前に、真空または減圧雰囲気で液晶層１５０になる混合液を第１基板８００上に滴下し、第１基板８００および第２基板９００を貼り合わせる。
【００６５】
図５Ｆは、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの製造方法において、紫外線照射によって液晶層中のモノマーを段差部上でポリマー化させる工程を説明する断面図である。対向基板２００の上方、つまり対向基板２００を基準として配向膜１６０が形成されている側とは反対側に、開口部１８２に対応する位置に開口部２１２が設けられたマスク２１０を配置する。マスク２１０は対向基板２００に接して配置させるとよい。マスク２１０の上方から紫外線を照射すると、当該紫外線は開口部２１２、１８２を通過して、段差部１４７の上方に存在する液晶層１５０に照射される。液晶層１５０に紫外線が照射されると、液晶層１５０中のモノマー１５４が紫外線によって硬化されてポリマー１４９に変化する。モノマー１５４は、配向膜１６０または段差部１４７上に配置された配向膜１３０に接する領域から硬化され始める。その結果、配向膜１６０側からポリマー１４９−１が成長し、段差部１４７側からポリマー１４９−２が成長する。ポリマー１４９−１およびポリマー１４９−２が接触するまで紫外線照射を行うことで、図４に示した液晶表示装置３０が形成される。紫外線照射に用いる光源は、コリメーターレンズを用いた直進性（平行度）が高い紫外線を出射するものを用いるとよい。
【００６６】
以上のように、実施形態１に係る液晶表示装置３０の製造方法によると、段差部１４７の頭頂部に配置された配向膜１３０と配向膜１６０との間にポリマー１４９を形成すればいいため、モノマー１５４の紫外線硬化に必要な時間を短縮化することができる。形成するポリマー１４９の高さがスペーサ１４０に比べて十分に薄いため、ポリマー１４９形成のために必要なモノマー１５４の量を低減することができる。その結果、ポリマー１４９形成後の液晶層１５０における残留モノマー１５４の量を低減することができる。
【００６７】
〈実施形態２〉
図６を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態２に係る液晶モジュール１０Ａの液晶表示装置３０Ａは、実施形態１の液晶表示装置３０と類似しているが、２種類のスペーサ１４０Ａ、１４５Ａに加え、これらのスペーサよりも高さが低いサブスペーサ１４２Ａを有する点において、液晶表示装置３０と相違する。なお、実施形態２に係る液晶モジュール１０Ａにおいて、第１偏光板２０Ａ、第２偏光板４０Ａ、およびバックライト５０Ａは実施形態１に係る液晶モジュール１０の第１偏光板２０、第２偏光板４０、およびバックライト５０と同じなので、ここでは説明を省略する。さらに、実施形態２に係る液晶表示装置３０Ａの第１基板８００Ａおよび第２基板９００Ａの構造は実施形態１に係る液晶表示装置３０の第１基板８００および第２基板９００の構造と同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態１と実施形態２との上記相違点について説明する。
【００６８】
［スペーサ１４０Ａ、１４５Ａおよびサブスペーサ１４２Ａの構造］
図６を用いて、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａおよびサブスペーサ１４２Ａのそれぞれの構造について詳細に説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶層およびスペーサの構造を説明する断面図である。図６では、図４と同様に、アレイ基板１００Ａと配向膜１３０Ａとの間に配置された構造体を省略して図示した。以下、図６を参照して説明する。
【００６９】
図６に示すように、液晶層１５０Ａ、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａおよびサブスペーサ１４２Ａは、第１基板８００Ａと第２基板９００Ａとの間に配置されている。サブスペーサ１４２Ａは、第１基板８００Ａに配置され、第２基板９００Ａに向かって突出する突出部である。配向膜１３０Ａの一部は、サブスペーサ１４２Ａを乗り越えている。換言すると、配向膜１３０Ａの一部は、サブスペーサ１４２Ａの側面および上面に配置されている。サブスペーサ１４２Ａおよびサブスペーサ１４２Ａを乗り越える配向膜１３０Ａを併せて突出部ということもできる。サブスペーサ１４２Ａの高さは、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａの高さより低い。換言すると、第１基板８００Ａからの延在長さにおいて、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａはサブスペーサ１４２Ａよりも長い。サブスペーサ１４２Ａと配向膜１６０Ａとの間には間隙１５６Ａが設けられている。換言すると、サブスペーサ１４２Ａと第２基板９００Ａとの間には間隙１５６Ａが設けられている。つまり、サブスペーサ１４２Ａは配向膜１６０Ａと接しておらず、サブスペーサ１４２Ａと配向膜１６０Ａとの間には液晶層１５０Ａが存在する。サブスペーサ１４２Ａの高さはスペーサ１４５Ａの段差部１４７Ａの高さと同じである。ただし、サブスペーサ１４２Ａの高さはスペーサ１４０Ａ、１４５Ａの高さより低ければよく、段差部１４７Ａの高さより低くてもよく、高くてもよい。
【００７０】
サブスペーサ１４２Ａはスペーサ１４０Ａ、１４５Ａと同一工程で形成することができる。換言すると、サブスペーサ１４２Ａはスペーサ１４０Ａ、１４５Ａと同一層であり、同一材料である。さらに換言すると、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａおよびサブスペーサ１４２Ａは、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａの下からサブスペーサ１４２Ａの下まで連続する下地層と接している。図６の例では、当該下地層は配向膜１３０に該当する。
【００７１】
液晶表示装置３０Ａの耐荷重特性を向上させるために、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａの配置密度（単位面積当たりのスペーサの数）が高くなると、環境の温度が低温になり液晶層１５０Ａが収縮したときに、第１基板８００Ａと第２基板９００Ａとの距離（セルギャップ）が液晶層１５０Ａの収縮に追従できなくなる場合がある。セルギャップが液晶層１５０Ａの収縮に追従できないと、液晶層１５０Ａ内に気泡が生じてしまう場合がある。一方で、サブスペーサ１４２Ａが配置された領域では、セルギャップがサブスペーサ１４２Ａの高さよりも小さくなることはなく、液晶層１５０Ａの収縮に応じてセルギャップが小さくなる。以上のように、実施形態２に係る液晶表示装置３０Ａによると、スペーサ１４０Ａ、１４５Ａに加えてサブスペーサ１４２Ａが配置されていることで、上記の気泡の発生を抑制しつつ、液晶表示装置３０Ａの耐荷重特性を向上させることができる。
【００７２】
〈実施形態３〉
図７を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態３に係る液晶モジュール１０Ｂの液晶表示装置３０Ｂは、実施形態１の液晶表示装置３０と類似しているが、トランジスタ１１０Ｂと液晶層１５０Ｂとの間に遮光パターン１２２Ｂが配置されている点において、液晶表示装置３０と相違する。なお、実施形態３に係る液晶モジュール１０Ｂにおいて、第１偏光板２０Ｂ、第２偏光板４０Ｂ、およびバックライト５０Ｂは実施形態１に係る液晶モジュール１０の第１偏光板２０、第２偏光板４０、およびバックライト５０と同じなので、ここでは説明を省略する。さらに、実施形態３に係る液晶表示装置３０Ｂの第２基板９００Ｂおよびスペーサ１４０Ｂ、１４５Ｂの構造は実施形態１に係る液晶表示装置３０の第２基板９００およびスペーサ１４０、１４５の構造と同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態１と実施形態３との上記相違点について説明する。
【００７３】
［液晶表示装置３０Ｂの断面図］
図７は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶セルの全体構成を示す断面図である。図７に示すように、液晶表示装置３０Ｂでは、遮光パターン１２２Ｂがトランジスタ１１０Ｂの上方、かつスペーサ１４５Ｂの下方に配置されている。換言すると、遮光パターン１２２Ｂは、トランジスタ１１０Ｂと液晶層１５０Ｂとの間に配置されている。つまり、遮光パターン１２２Ｂは第１基板８００Ｂに配置されている。遮光パターン１２２Ｂは、平面視においてトランジスタ１１０Ｂ、スペーサ１４５Ｂ、および開口部１８２Ｂと重畳している。遮光パターン１２２Ｂは紫外線を遮蔽する。ただし、遮光パターン１２２Ｂは紫外線を完全に遮光しなくてもよく、少なくとも開口部１８２Ｂを通過して段差部１４７Ｂに照射される紫外線を吸収、散乱、または反射し、トランジスタ１１０Ｂに到達する紫外線の強度を低下させればよい。
【００７４】
図７では、遮光パターン１２２Ｂが絶縁層１１７Ｂと配向膜１３０Ｂとの間に配置された構造を例示したが、この構造に限定されない。遮光パターン１２２Ｂはトランジスタ１１０Ｂの半導体層１１３Ｂと段差部１４７Ｂとの間であれば、どこに配置されてもよい。
【００７５】
遮光パターン１２２Ｂは、上記のように紫外線を吸収、散乱、または反射すればよく、例えば黒色樹脂または金属層などを用いることができる。遮光パターン１２２Ｂは紫外線に対して透過率が低ければよいので、遮光パターン１２２Ｂとして紫外線を吸収、散乱、または反射する透明導電膜を用いることもできる。例えば、図７に示す構造であれば、画素電極１２０Ｂと同一層で遮光パターン１２２Ｂを形成することもできる。図７では、遮光パターン１２２Ｂは画素電極１２０Ｂから離隔しているが、遮光パターン１２２Ｂを画素電極１２０Ｂと同一層で形成する場合、遮光パターン１２２Ｂと画素電極１２０Ｂとが連続してつながっていてもよい。
【００７６】
以上のように、実施形態３に係る液晶表示装置３０Ｂによると、トランジスタ１１０Ｂの上方に遮光パターン１２２Ｂが配置されているため、紫外線が開口部１８２Ｂを通過して段差部１４７Ｂに照射された場合に、当該紫外線は遮光パターン１２２Ｂによって減衰または遮蔽される。これによって、紫外線がトランジスタ１１０Ｂに到達することを抑制できるため、紫外線によるトランジスタ１１０Ｂへのダメージを緩和させることができる。
【００７７】
〈実施形態４〉
図８〜図１０を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態４に係る液晶モジュール１０Ｃ〜１０Ｅの液晶表示装置３０Ｃ〜３０Ｅは、実施形態３の液晶表示装置３０Ｂと類似しているが、段差部１４７Ｃ〜１４７Ｅおよびポリマー１４９Ｃ〜１４９Ｅの構造が異なる点において、液晶表示装置３０Ｂと相違する。なお、実施形態４に係る液晶モジュール１０Ｃ〜１０Ｅにおいて、第１偏光板２０Ｃ〜２０Ｅ、第２偏光板４０Ｃ〜４０Ｅ、およびバックライト５０Ｃ〜５０Ｅは実施形態１に係る液晶モジュール１０の第１偏光板２０、第２偏光板４０、およびバックライト５０と同じなので、ここでは説明を省略する。さらに、実施形態４に係る液晶表示装置３０Ｃ〜３０Ｅの第１基板８００Ｃ〜８００Ｅの構造は実施形態３に係る液晶表示装置３０Ｂの第１基板８００の構造と同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態３と実施形態４との上記相違点について説明する。
【００７８】
［液晶表示装置３０Ｃの断面図］
図８は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶セルの全体構成を示す断面図である。図８に示すように、液晶表示装置３０Ｃでは、スペーサ１４５Ｃが対向基板２００Ｃ下に配置され、対向基板２００Ｃからアレイ基板１００Ｃに向かって突出している。具体的には、対向基板２００Ｃ下に段差部１４７Ｃが配置され、段差部１４７Ｃの下面に配置された配向膜１６０Ｃ下にポリマー１４９Ｃが配置されいている。ポリマー１４９Ｃは配向膜１３０Ｃと接している。上記の構造を換言すると、スペーサ１４５Ｃは第２基板９００Ｃに配置され、第２基板９００Ｃから第１基板８００Ｃに向かって突出している。一方、スペーサ１４０Ｃは、図７に示した液晶表示装置３０Ｂのスペーサ１４０Ｂと同様に、第１基板８００Ｃに配置され、第１基板８００Ｃから第２基板９００Ｃに向かって突出している。図８に示す構造の場合、ポリマー１４９Ｃを形成する際に紫外線が段差部１４７Ｃを通過する。したがって、段差部１４７Ｃは紫外線に対する透過率が高い材料を用いることが好ましい。
【００７９】
なお、図７に示した段差部１４７Ｂの高さはスペーサ１４０Ｂの高さよりも低いが、図８の段差部１４７Ｃの高さはスペーサ１４０Ｃの高さより高くてもよく、同じでもよく、低くてもよい。スペーサ１４５Ｃは、遮光層１８０Ｃの開口部１８２Ｃに設けられている。
【００８０】
スペーサ１４５Ｃは対向基板２００Ｃおよび配向膜１３０Ｃの両方に接着されている。換言すると、スペーサ１４５Ｃは第２基板９００Ｃおよび第１基板８００Ｃの両方に接着されている。具体的には、段差部１４７Ｃは対向基板２００Ｃに接着されており、ポリマー１４９Ｃは配向膜１３０Ｃに接着されている。なお、段差部１４７Ｃおよびポリマー１４９Ｃは配向膜１６０Ｃを介して互いに接着されている。
【００８１】
［液晶表示装置３０Ｄの断面図］
図９は、本発明の一実施形態の変形例に係る液晶表示装置の液晶セルの全体構成を示す断面図である。図９に示す液晶表示装置３０Ｄは図８に示す液晶表示装置３０Ｃと類似しているが、液晶表示装置３０Ｄは、スペーサ１４５Ｄがオーバーコート膜１７０Ｄ下に配置され、オーバーコート膜１７０Ｄから配向膜１３０Ｄに向かって突出している点において、液晶表示装置３０Ｃと相違する。つまり、液晶表示装置３０Ｄでは、オーバーコート膜１７０Ｄ下に段差部１４７Ｄが配置され、段差部１４７Ｄ下に配向膜１６０Ｄを介してポリマー１４９Ｄが配置されている。ポリマー１４９Ｄは配向膜１３０Ｄと接している。換言すると、スペーサ１４５Ｄは第２基板９００Ｄに配置され、第２基板９００Ｄから第１基板８００Ｄに向かって突出している。なお、図９の段差部１４７Ｄの高さはスペーサ１４０Ｄの高さより低い。スペーサ１４５Ｄは、平面視において開口部１８２Ｄと重畳している。
【００８２】
スペーサ１４５Ｄはオーバーコート膜１７０Ｄおよび配向膜１３０Ｄの両方に接着されている。換言すると、スペーサ１４５Ｄは第２基板９００Ｄおよび第１基板８００Ｄの両方に接着されている。具体的には、段差部１４７Ｄはオーバーコート膜１７０Ｄに接着されており、ポリマー１４９Ｄは配向膜１３０Ｄに接着されている。なお、段差部１４７Ｄおよびポリマー１４９Ｄは配向膜１６０Ｄを介して互いに接着されている。
【００８３】
［液晶表示装置３０Ｅの断面図］
図１０は、本発明の一実施形態の変形例に係る液晶表示装置の液晶セルの全体構成を示す断面図である。図１０に示す液晶表示装置３０Ｅは図８に示す液晶表示装置３０Ｃと類似しているが、液晶表示装置３０Ｅは、スペーサ１４５Ｅが第１段差部１４７Ｅ−１、第２段差部１４７Ｅ−２、およびポリマー１４９Ｅを有し、ポリマー１４９Ｅが第１段差部１４７Ｅ−１と第２段差部１４７Ｅ−２との間に配置されている点において、液晶表示装置３０Ｃと相違する。つまり、液晶表示装置３０Ｅでは、遮光パターン１２２Ｅ上に第１段差部１４７Ｅ−１が配置され、対向基板２００Ｅ下に第２段差部１４７Ｅ−２が配置されている。なお、第１段差部１４７Ｅ−１は配向膜１３０Ｅ上に配置されていてもよい。同様に、第２段差部１４７Ｅ−２は配向膜１６０Ｅ下に配置されていてもよい。
【００８４】
スペーサ１４５Ｅは対向基板２００Ｅおよび遮光パターン１２２Ｅの両方に接着されている。換言すると、スペーサ１４５Ｅは第２基板９００Ｅおよび第１基板８００Ｅの両方に接着されている。具体的には、第１段差部１４７Ｅ−１は遮光パターン１２２Ｅに接着されており、第２段差部１４７Ｅ−２は対向基板２００Ｅに接着されている。なお、ポリマー１４９Ｅは配向膜１３０および配向膜１６０の各々を介して第１段差部１４７Ｅ−１および第２段差部１４７Ｅ−２の両方に接着されている。
【００８５】
図１０では、平面視において第１段差部１４７Ｅ−１、第２段差部１４７Ｅ−２、およびポリマー１４９Ｅが同じ位置に配置された構造（つまり、同じ平面パターンを有する構造）を例示したが、この構造に限定されない。図１０に示す液晶表示装置３０Ｅでは、第１段差部１４７Ｅ−１が形成された第１基板８００Ｅと、第２段差部１４７Ｅ−２が形成された第２基板９００Ｅとを貼り合わせた後に、紫外線を照射することでポリマー１４９Ｅを形成する。したがって、第１基板８００Ｅおよび第２基板９００Ｅの貼り合わせ工程において、これらの基板の位置合わせ精度に起因して、平面視における第１段差部１４７Ｅ−１と第２段差部１４７Ｅ−２との位置がずれることがある。つまり、平面視において第１段差部１４７Ｅ−１と第２段差部１４７Ｅ−２とが重畳していればよく、両者が完全に同じ平面パターンを有していなくてもよい。
【００８６】
図８〜図１０では、図７と同様に、遮光パターン１２２Ｃ〜１２２Ｅがトランジスタ１１０Ｃ〜１１０Ｅとスペーサ１４５Ｃ〜１４５Ｅとの間に配置された構造を例示したが、この構造に限定されない。ポリマー１４９Ｃ〜１４９Ｅを形成する際に照射する紫外線がトランジスタ１１０Ｃ〜１１０Ｅに悪影響を及ぼさなければ、遮光パターン１２２Ｃ〜１２２Ｅは省略してもよい。
【００８７】
以上のように、実施形態４に係る液晶表示装置３０Ｃ〜３０Ｅによると、スペーサ１４５Ｃ〜１４５Ｅを第２基板９００Ｃ〜９００Ｅに配置することもできる。さらに、第１基板８００Ｅに第１段差部１４７Ｅ−１を形成し、第２基板９００Ｅに第２段差部１４７Ｅ−２を形成することで、ポリマー１４９Ｅの高さを低くすることができる。その結果、ポリマー１４９Ｅの形成時間をさらに短縮化することができ、ポリマー１４９Ｅを形成するために必要なモノマー１５４Ｅの量を低減することができる。
【００８８】
〈実施形態５〉
図１１を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態５に係る液晶モジュール１０Ｆの液晶表示装置３０Ｆは、実施形態３の液晶表示装置３０Ｂと類似しているが、カラーフィルタ１９０Ｆ、遮光層１８０Ｆ、およびオーバーコート膜１７０Ｆが、対向基板２００Ｆと配向膜１６０Ｆとの間には配置されておらず、アレイ基板１００Ｆとトランジスタ１１０Ｆとの間に配置されている点において、液晶表示装置３０Ｂと相違する。なお、実施形態５に係る液晶モジュール１０Ｆにおいて、第１偏光板２０Ｆ、第２偏光板４０Ｆ、およびバックライト５０Ｆは実施形態１に係る液晶モジュール１０の第１偏光板２０、第２偏光板４０、およびバックライト５０と同じなので、ここでは説明を省略する。さらに、実施形態５に係る液晶表示装置３０Ｆのスペーサ１４０Ｆ、１４５Ｆの構造は実施形態１に係る液晶表示装置３０のスペーサ１４０、１４５の構造と同じなので、ここでは説明を省略する。以下の説明において、実施形態３と実施形態５との上記相違点について説明する。
【００８９】
［液晶表示装置３０Ｆの断面図］
図１１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶セルの全体構成を示す断面図である。図１１に示すように、液晶表示装置３０Ｆでは、カラーフィルタ１９０Ｆおよび遮光層１８０Ｆはアレイ基板１００Ｆ上に配置されている。オーバーコート膜１７０Ｆはカラーフィルタ１９０Ｆ上および遮光層１８０Ｆ上に配置されている。オーバーコート膜１７０Ｆ上にトランジスタ１１０Ｆが配置されている。つまり、カラーフィルタ１９０Ｆ、遮光層１８０Ｆ、およびオーバーコート膜１７０Ｆは、第１基板８００Ｆに含まれている。対向基板２００Ｆ下には配向膜１６０Ｆが配置されている。対向基板２００Ｆと配向膜１６０Ｆとの間には、カラーフィルタおよび遮光層は配置されていない。ただし、必要に応じて対向基板２００Ｆと配向膜１６０Ｆとの間に遮光層を配置してもよい。
【００９０】
液晶表示装置３０Ｆの場合、バックライト５０Ｆは第２基板９００Ｆ側に配置される。つまり、第１基板８００Ｆの液晶層１５０Ｆとは反対側が画像表示側である。ただし、バックライト５０Ｆは第１基板８００Ｆ側に配置されてもよい。
【００９１】
図１１に示すように、遮光層１８０Ｆが液晶層１５０Ｆよりもアレイ基板１００Ｆ側に配置されている。段差部１４７Ｆ上にポリマー１４９Ｆを形成する際に対向基板２００Ｆ側から紫外線を照射する。図１１に示す液晶表示装置３０Ｆの構造では、段差部１４７Ｆと対向基板２００Ｆとの間に紫外線を遮蔽する部材（例えば、図７に示した遮光層１８０Ｂのような部材）は設けられていない。したがって、対向基板２００Ｆ側から紫外線が照射された領域が、ポリマー１４９Ｆが形成される領域である。
【００９２】
なお、トランジスタ１１０Ｆを含むアレイ基板１００Ｆ上に形成された構造体の製造方法における熱処理温度は、カラーフィルタ１９０Ｆおよび遮光層１８０Ｆの耐熱温度以下とすることが好ましい。例えば、トランジスタ１１０Ｆの半導体層として酸化物半導体またはアモルファスシリコンを用いることができる。
【００９３】
以上のように、実施形態５に係る液晶表示装置３０Ｆによると、第１基板８００Ｆと第２基板９００Ｆとを貼り合わせた後に、ポリマー１４９Ｆを形成したい領域にだけ紫外線を照射することができるので、第１基板８００Ｆと第２基板９００Ｆとの貼り合わせの際の位置合わせ精度マージンを大きくすることができる。
【００９４】
〈実施形態６〉
図１２および図１３を用いて、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概要について説明する。実施形態６では、可撓性を有する液晶表示装置３０Ｇにおけるスペーサ１４５Ｇの配置レイアウトについて説明する。図１２および図１３は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置において、スペーサの配置レイアウトを示す平面図および平面図のＢ−Ｂ’断面図である。以下、図１２および図１３を用いて説明する。
【００９５】
図１２および図１３に示すように、液晶表示装置３０Ｇは可撓性を有している。第１基板８００Ｇおよび第２基板９００Ｇは、屈曲部４００Ｇにおいて屈曲している。図１２において、屈曲部４００Ｇの近傍の領域を第１領域４１０Ｇという。屈曲部４００Ｇから離れた領域、つまり第１基板８００Ｇおよび第２基板９００Ｇが平坦または屈曲部４００Ｇに比べて曲率半径が大きい領域を第２領域４２０Ｇという。スペーサ１４５Ｇは、第２領域４２０Ｇよりも第１領域４１０Ｇの方が高密度で配置されている。換言すると、第１領域４１０Ｇにおけるスペーサ１４５Ｇのポリマー１４９Ｇの配置密度は、第２領域４２０Ｇにおけるポリマー１４９Ｇの配置密度よりも高い。
【００９６】
以上のように、実施形態６に係る液晶表示装置３０Ｇによると、第１基板８００Ｇと第２基板９００Ｇとの間の距離の変化、および第１基板８００Ｇと第２基板９００Ｇとの平面方向におけるずれが生じやすい屈曲部４００Ｇに、他の領域よりも高密度でスペーサ１４５Ｇを配置することで、第１基板８００Ｇと第２基板９００Ｇとの間の距離の変化、および第１基板８００Ｇと第２基板９００Ｇとの平面方向におけるずれを抑制することができる。
【００９７】
なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０：液晶モジュール、    ２０：第１偏光板、    ２２：偏光軸、    ３０：液晶表示装置、    ４０：第２偏光板、    ４２：偏光軸、    ５０：バックライト、    １００：アレイ基板、    １０２：表示領域、    １０４：周辺領域、    １０６：駆動領域、    １１０：トランジスタ、    １１１：ゲート電極、    １１２：ゲート絶縁層、    １１３：半導体層、    １１４：ドレイン電極、    １１５：絶縁層、    １１６：コモン電極、    １１７：絶縁層、    １２０：画素電極、    １２０−１：赤色用画素電極、    １２０−２：緑色用画素電極、    １２０−３：青色用画素電極、    １２２Ｂ：遮光パターン、    １３０：配向膜、    １４０：スペーサ、    １４２Ａ：サブスペーサ、    １４５：スペーサ、    １４７：段差部、    １４７Ｅ−１：第１段差部、    １４７Ｅ−２：第２段差部、    １４９：ポリマー、    １５０：液晶層、    １５２：液晶分子、    １５４：モノマー、    １５５：シール材、    １５６Ａ：間隙、    １６０：配向膜、    １７０：オーバーコート膜、    １８０：遮光層、    １８２：開口部、    １９０：カラーフィルタ、    ２００：対向基板、    ２１０：マスク、    ２１２：開口部、    ２２０：感光性樹脂層、    ２２２、２２４：難溶部、    ３００：多階調マスク、    ３００：ＩＣチップ、    ３１０：透過領域、    ３２０：半透過領域、    ３３０：遮光領域、    ３９０：光、    ４００：ＦＰＣ、    ４００Ｇ：屈曲部、    ４１０Ｇ：第１領域、    ４２０Ｇ：第２領域、    ８００：第１基板、    ９００：第２基板
【図１】
2018072416.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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