(57)【要約】【課題】液晶層厚が異なる複数の表示領域が独立して配置された液晶表示装置において、柱状スペーサの製造工程数を増やすことなく、隣接する表示領域の境界近傍で、液晶パネルの基板の歪みの発生が少なく、所望の光学特性が得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  対向基板２０は、ブラックマトリクス２２、カラーフィルタ２３、液晶層９厚を調整する絶縁膜２４と柱状スペーサ７を有しており、平面視における第１の表示領域の絶縁膜２４ａの大きさは、第２の表示領域の絶縁膜２４ｂの大きさよりも小さく、第１の表示領域５０ａの柱状スペーサ７ａの形成される領域Ｓａは、カラーフィルタ２３ａおよび絶縁膜２４ａが積層して形成されており、第２の表示領域５０ｂの柱状スペーサ７ｂの形成される領域Ｓｂは、絶縁膜２４ｂは形成されるが、カラーフィルタ２３ｂは、第１の表示領域５０より膜厚が小さいか、形成されていない。【選択図】  図２
2011191530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層厚が異なる第１の表示領域および第２の表示領域が独立して配置され、
ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、前記液晶層厚を調整する絶縁膜とを有する対向基板上において、
平面視における前記第１の表示領域の前記絶縁膜の大きさは、前記第２の表示領域の前記絶縁膜の大きさよりも小さく、
前記第１の表示領域の第１の柱状スペーサが形成される領域は、前記カラーフィルタおよび前記絶縁膜が積層されて形成されており、
前記第２の表示領域の第２の柱状スペーサが形成される領域は、前記絶縁膜が形成されているが、前記カラーフィルタは、前記第１の表示領域の前記カラーフィルタよりも薄い膜厚か、または形成されておらず、
前記第１の柱状スペーサおよび前記第２の柱状スペーサは、前記対向基板の基板面からの高さが略同一になっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層厚が異なる第１の表示領域および第２の表示領域が独立して配置され、
ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、前記液晶層厚を調整する絶縁膜とを有する対向基板上において、
平面視における前記第１の表示領域の前記絶縁膜の大きさは、前記第２の表示領域の前記絶縁膜の大きさよりも小さく、
前記第１の表示領域の第１の柱状スペーサが形成される領域は、複数色の前記カラーフィルタが積層されると共に、前記絶縁膜がさらに積層されて形成されており、
前記第２の表示領域の第２の柱状スペーサが形成される領域は、前記カラーフィルタおよび前記絶縁膜が積層されて形成されており、
前記第１の柱状スペーサおよび前記第２の柱状スペーサは、前記対向基板の基板面からの高さが略同一になっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
液晶層厚が異なる第１の表示領域および第２の表示領域が独立して配置され、
ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、前記液晶層厚を調整する絶縁膜とを有する対向基板上において、
平面視における前記第１の表示領域の前記絶縁膜の大きさは、前記第２の表示領域の前記絶縁膜の大きさよりも小さく、
前記第１の表示領域の第１の柱状スペーサが形成される領域、および前記第２の表示領域の第２の柱状スペーサが形成される領域に、前記カラーフィルタおよび前記絶縁膜が積層されて形成されており、
前記第２の柱状スペーサが形成される領域の前記絶縁膜の膜厚は、前記第２の表示領域の他の領域の前記絶縁膜の膜厚よりも小さく、
前記第１の柱状スペーサおよび前記第２の柱状スペーサは、前記対向基板の基板面からの高さが略同一になっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
液晶層厚が異なる第１の表示領域および第２の表示領域が独立して配置され、
ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、前記液晶層厚を調整する絶縁膜とを有する対向基板上において、
平面視における前記第１の表示領域の前記絶縁膜の大きさは、前記第２の表示領域の前記絶縁膜の大きさよりも小さく、
前記第１の表示領域の第１の柱状スペーサが形成される領域、および前記第２の表示領域の第２の柱状スペーサが形成される領域に、前記絶縁膜が形成されており、
前記第１の柱状スペーサは、前記第２の柱状スペーサよりも基板面からの高さが小さく、
前記対向基板と対向して配置され、走査配線、信号配線、絶縁膜、半導体膜、および画素電極を構成する部材を有するアレイ基板において、
前記第１の柱状スペーサが対向する領域に、前記アレイ基板を構成する前記部材からなる高さ調整膜が配置され、
前記対向基板と前記アレイ基板との基板面からの間隔が、前記第１の表示領域および前記第２の表示領域で略同一となっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記高さ調整膜が、前記第２の表示領域の前記画素電極を構成する部材であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１の表示領域および前記第２の表示領域が、透過表示領域、半透過表示領域、または反射表示領域の組み合わせであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１の表示領域および前記第２の表示領域の画素の大きさが、異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項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ものである。特に、液晶層厚が異なる複数の表示領域が、独立して配置された液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来のブラウン管に代わって、液晶、エレクトロルミネセンス、帯電微粒子等を利用した薄型で平面形状の表示パネルを有する新しい表示装置が多く使用されるようになった。これらの新しい表示装置の代表である液晶表示装置は、薄型、軽量だけでなく、低消費電力で低電圧駆動できる特徴を有している。液晶表示装置は、２枚の基板の間に、液晶が封入された液晶パネルが主要部分になる。片方の基板は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域を有するアレイ基板であり、もう片方の基板は、ブラックマトリクス（遮光膜）、カラーフィルタ、対向電極等が形成された対向基板である。
【０００３】
特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型液晶表示装置は、アレイ基板上の各画素に、スイッチング素子であるＴＦＴが設けられ、各画素が独立して液晶を駆動する電圧を保持できるので、クロストークの少ない高画質な表示が可能である。また、各画素には、ＴＦＴのＯＮ、ＯＦＦを制御する走査配線（ゲート配線）と、これに交差する画像データ入力用の信号配線（ソース配線）が設けられている。通常、各画素は、走査配線と信号配線に囲まれた領域が対応する。
【０００４】
近年、携帯電話、情報端末機器等に用いられる液晶表示装置として、透過表示領域と反射表示領域が、独立して配置された液晶表示装置が先行文献１に開示されている。
【０００５】
一般に、液晶表示装置の液晶層厚は、アレイ基板と対向基板との間隔をスペーサにより制御する。従来は、所定の径の球状の樹脂スペーサをランダムに基板に散布していた。近年は、所定の膜厚のスペーサ用の樹脂膜を基板に塗布して、パターニングによって所定の位置に配置できる柱状スペーサが主に使用されている。
【０００６】
通常、透過表示領域と反射表示領域の液晶層厚は異なっており、反射表示領域の液晶層厚は、透過表示領域の液晶層厚の約半分である。これは、透過表示領域では、光は液晶層を一回通過するだけであるが、反射表示領域では、光は液晶層を往復するので、液晶層を通過する光路長を略同一にするためである。
【０００７】
反射表示領域の液晶層厚を、透過表示領域の液晶層厚の約半分にするために、一般に、液晶層厚の約半分の膜厚を有する透明性樹脂からなる液晶層厚を調整する絶縁膜が反射領域に形成されている。
【０００８】
液晶層厚は、対向基板に形成された柱状スペーサで制御される場合が多いが、柱状スペーサは、アレイ基板に形成される場合もある。液晶層厚を調整する絶縁膜も、アレイ基板に形成される場合もある。
【０００９】
半透過型液晶表示装置では、半透過表示領域を構成する各画素に、液晶層厚の異なる透過表示領域と反射表示領域を有している。通常、画素の大きさは１ｍｍ角以下と小さいので、透過表示領域または反射表示領域のどちらか一方に柱状スペーサを形成すれば、半透過表示領域の液晶層厚を一定に保つことができた。
【００１０】
しかし、液晶層厚が異なる複数の表示領域が独立して配置された液晶表示装置においては、各表示領域は多数の画素より構成されるので面積が大きく、液晶層厚を一定に保つためには、各表示領域に柱状スペーサを設ける必要があった。このため、高さ（膜厚）の異なる柱状スペーサを形成する必要があり、柱状スペーサの製造工程が増えるという問題があった。
【００１１】
先行文献１（図８）には、透過表示領域の液晶層厚の約半分に相当する液晶層厚を調整する絶縁膜が、反射表示領域の略全体に設けられ、透過表示領域の柱状スペーサを形成する領域にも島状に上記の絶縁膜を形成して、１回の柱状スペーサの製造工程で、透過表示領域と反射表示領域で異なる液晶層厚に対応する工夫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１２８１５４号公報（特に、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、液晶層厚を調整する絶縁膜上に柱状スペーサを同一基板上に形成した場合、平面視において、反射表示領域の略全体に形成される面積が大きい絶縁膜上の柱状スペーサの高さと、透過表示領域の島状に分離した面積が小さい絶縁膜上の柱状スペーサの高さは、異なることがわかった。
【００１４】
この理由は、一般に、樹脂膜を凹凸のある基板上に塗布形成した場合、樹脂膜の表面は完全な平坦にはならず、樹脂膜の粘度、塗布条件や、下地の凹凸形状の段差、面積の大きさの影響を受けるためである。
【００１５】
このため、アレイ基板と対向基板を貼り合わせて、液晶パネルを組み立てたときに、反射表示領域と透過表示領域の境界近傍で、柱状スペーサが形成された基板面から柱状スペーサの先端までの高さが異なることにより、液晶パネルの基板に歪みが生じて、隣接する表示領域の境界近傍で、表示ムラ等の表示品位の低下が生じる問題があった。また、反射表示領域または透過表示領域の柱状スペーサの高さが設計の高さと異なるため、所望の光学特性が得られない問題があった。特に、液晶パネルの基板厚が薄くなるほど、この問題が生じやすくなった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、特に、液晶層厚が異なる複数の表示領域が独立して配置された液晶表示装置において、同一基板上に、柱状スペーサが、液晶層厚を調整する絶縁膜上に積層して形成される構成の場合、柱状スペーサの製造工程数を増やすことなく、隣接する表示領域の境界近傍で、液晶パネルの基板の歪みの発生が少なく、所望の光学特性となる液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、液晶層厚が異なる第１の表示領域と第２の表示領域が独立して配置され、ブラックマトリクスと、カラーフィルタと、液晶層厚を調整する絶縁膜とが形成される対向基板上において、平面視における第１の表示領域の絶縁膜の大きさは、第２の表示領域の絶縁膜の大きさよりも小さく、第１の表示領域の第１の柱状スペーサが形成される領域は、カラーフィルタおよび絶縁膜と同一層からなるパターンが積層されて形成されており、第２の表示領域の第２の柱状スペーサが形成される領域は、絶縁膜は形成されるが、カラーフィルタは、第１の表示領域よりも薄い膜厚か、または形成されておらず、第１の柱状スペーサと第２の柱状スペーサは、対向基板の基板面からの高さが略同一になるようにするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液晶層厚が異なる複数の表示領域が独立して配置された液晶表示装置において、隣接する表示領域の境界近傍に生じる表示ムラ等の表示品位の低下を抑制できると共に所望の光学特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【図３】図２の対向基板に柱状スペーサを形成する製造工程を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る液晶表示装置の図２に対応する従来の液晶表示装置を、比較例として示す断面図である。
【図５】実施の形態２に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【図６】図５の対向基板に柱状スペーサを形成する製造工程を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【図８】図７の対向基板に柱状スペーサを形成する製造工程を示す図である。
【図９】実施の形態４に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【図１０】実施の形態５に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の液晶表示装置についての実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態を説明するための各図において、同一符号は、同一または相当部分を示しているので、適宜、重複する説明は省略する。
【００２１】
実施の形態１．
はじめに、本発明の液晶表示装置の構成を簡単に説明する。図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【００２２】
図１において、液晶表示装置１００は、２つの異なる液晶層厚を有する表示領域５０ａ、５０ｂが、独立して並列に配置されている。表示領域５０ａ、５０ｂは、それぞれ複数の画素３０ａ、３０ｂがマトリクス状に配置されて構成されている。そして、アレイ基板１０上には、画素３０ａ、３０ｂを構成する走査配線、信号配線、ＴＦＴ、および画素電極等（図示せず）が形成される。対向基板２０上には、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、および対向電極等（図示せず）が形成される。アレイ基板１０と対向基板２０は対向配置され、柱状スペーサ（図示せず）で隙間を空けて貼り合わされて、液晶表示装置１００の主要部分である液晶パネルが構成される。アレイ基板１０と対向基板２０の隙間には液晶層（図示せず）が封入される。
【００２３】
アレイ基板1０には、表示領域５０ａ、５０ｂの外側に、駆動回路や駆動回路と接続するための複数の端子（図示せず）が設けられている。また、液晶表示装置１００は、液晶パネルの両面に偏向板や位相板（図示せず）が貼り付けられ、バックライト、外部回路や筐体等（図示せず）が取り付けられて完成する。
【００２４】
なお、以下の記載において、原則として、部材の符号に英文字ａがついているものは、表示領域５０ａにある部材で、部材の符号に英文字ｂがついているものは、表示領域５０ｂにある部材を示す。また、部材の符号に英文字ａ、ｂをつけて領域を特に区別する必要がない場合は、適宜、部材の符号の英文字ａ、ｂは省略して、１つの符号で簡素化して記載する。
【００２５】
実施の形態１では、第１の表示領域に相当する表示領域５０ａは透過表示領域である。第２の表示領域に相当する表示領域５０ｂは反射表示領域である。図２は、表示領域５０ａ、５０ｂの１つの画素３０ａ、３０ｂの概略構成の断面図を示している。
【００２６】
対向基板２０は、基板２１上にブラックマトリクス２２、カラーフィルタ２３、透明樹脂からなる液晶層９厚を調整する絶縁膜２４、および対向電極２５が形成されている。さらに、対向基板２０上には、柱状スペーサ７が形成されている。表示領域５０ａを構成する画素３０ａの柱状スペーサ７ａは、領域Ｓａに形成されており、膜厚ｔａである。表示領域５０ｂを構成する画素３０ｂの柱状スペーサ７ｂは、領域Ｓｂに形成されており、膜厚ｔｂである。ここで、カラーフィルタ２３ｂは、領域Ｓｂには形成されていない。
【００２７】
アレイ基板１０は、走査配線、信号配線、ＴＦＴ等は図示せず、基板１、絶縁膜２ａ、２ｂおよび画素電極３ａ、３ｂのみ図示している。画素電極３ａは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜からなる透過電極で、絶縁膜２ａ上に形成されている。画素電極３ｂは、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ等の高反射率の金属膜からなる反射電極で、凹凸が形成された絶縁膜２ｂ上に形成され、光散乱性を有している。
【００２８】
また、アレイ基板１０および対向基板２０と液晶層９ａ、９ｂとの界面には、液晶分子の配向状態を制御する配向膜（図示せず）が塗布形成されている。
【００２９】
アレイ基板１０と対向基板２０との間隔は、表示領域５０ａと表示領域５０ｂで略同一となるように、柱状スペーサ７ａ、７ｂの膜厚ｔａ、ｔｂは異なるが、基板２１から柱状スペーサ７ａ、７ｂの表面までの高さは略同一となっている。この結果、表示領域５０ａと表示領域５０ｂの境界領域Ｐ近傍の基板１、２１に歪は殆どなくなっている。
【００３０】
なお、図１に示すように、表示領域５０ａ、５０ｂの大きさは同一でなくても良く、さらに表示領域５０ａと５０ｂ間に非表示領域がある構成でもよい。また、表示領域５０ａ、５０ｂは独立して配置されているので、画素３０ａ、３０ｂの大きさも同一である必要はない。実施の形態１では、画素３０ｂは、画素３０ａより小さい構成としている。
【００３１】
図３は、図２の対向基板２０に柱状スペーサ７を形成する製造工程を示す断面図である。
【００３２】
図３（ａ）の工程は、ガラス、プラスチック等の透明性絶縁体からなる基板２１に、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属膜、またはその酸化膜等からなるブラックマトリクス２２をスパッタ、蒸着等で形成して、パターニングする。ブラックマトリクス２２ａ、２２ｂの開口部が、それぞれ光透過、光反射する有効表示領域となる。実施の形態１では、ブラックマトリクス２２の膜厚（段差）ｈ１が１００ｎｍ程度の金属膜で形成される場合を示しているが、黒色樹脂膜も可能である。
【００３３】
図３（ｂ）の工程は、膜厚が１〜２μｍ程度のカラーフィルタ２３をスピン回転またはインクジェット等で塗布形成して、パターニングする。カラーフィルタ２３は、一般に、赤、緑、青色の３原色の３種類を用いる。ここでは、１つの画素３０のいずれか１色を示している。３原色は赤、緑、青色以外でも良く、また、４原色以上のカラーフィルタ２３を用いる場合もある。
【００３４】
カラーフィルタ２３下層には、ブラックマトリクス２２の膜厚ｈ１があるが、カラーフィルタ２３の膜厚ｈ２に比較して、僅かな段差でしかない。厚い樹脂膜は、凹凸の段差を緩和する特徴があるので、カラーフィルタ２３を塗布形成した後のカラーフィルタ２３表面は略平坦になっている。
【００３５】
カラーフィルタ２３のパターニングにおいて、表示領域５０ａのカラーフィルタ２３ａは、ブラックマトリクス２２ａ上で、柱状スペーサ７ａが形成される領域Ｓａにも、略全体に形成されている。一方、表示領域５０ｂでは、ブラックマトリクス２２ｂ上で、柱状スペーサ７ｂが形成される領域Ｓｂには、カラーフィルタ２３ｂは形成されていない。このため、領域Ｓｂにカラーフィルタ２３ｂの膜厚ｈ２と略同一の段差ｈ３が生じる。
【００３６】
図３（ｃ）の工程は、透明樹脂からなる液晶層９厚を調整する絶縁材１２４を塗布形成する。絶縁材１２４の膜厚は、透過表示領域５０ａの液晶層９ａの厚さ３〜６μｍに対して、約半分の１．５〜３μｍである。このとき、絶縁材１２４の表面は完全な平坦ではなく、下層のカラーフィルタ２３が形成されない領域Ｓｂの段差ｈ３の影響によって多少の凹凸が存在する。ここでは、領域Ｓｂにおいて絶縁材１２４ｂに段差ｈ５が存在する。ただし、カラーフィルタ２３の段差ｈ３と比較するとｈ３＞ｈ５であり、絶縁材１２４を塗布形成することで、段差は緩和されている。
【００３７】
図３（ｄ）の工程は、絶縁材１２４をパターニングする。表示領域５０ｂは、略全体に絶縁膜２４ｂが形成される。一方、表示領域５０ａは、透過表示領域であるので、基本的には、液晶層９厚を調整する絶縁膜２４ａは必要ないが、ブラックマトリクス２２ａ上で、柱状スペーサ７ａが形成される領域Ｓａに、面積の小さな絶縁膜２４ａが形成される。
【００３８】
図３（ｅ）の工程は、基板２１の略全体に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２５をスパッタ、蒸着等で形成する。これにより、対向基板２０が形成される。水平電界方式の液晶表示装置１００では、対向電極２５はアレイ基板１０上に形成されるので、この工程がない場合もある。
【００３９】
図３（ｆ）の工程は、柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成する。絶縁膜２４ｂと略同一の膜厚の１．５〜３μｍ程度の樹脂材１０７を塗布形成する。表示領域５０ａの領域Ｓａには、樹脂材１０７ａの表面に段差ｈ６が存在する。一方、表示領域５０ｂの領域Ｓｂにも、樹脂材１０７ｂの表面に段差ｈ７が存在する。ただし、段差ｈ７は、段差ｈ５よりもさらに小さいｈ５＞ｈ７になる。
【００４０】
表示領域５０ａでは、樹脂材１０７ａの表面は、領域Ｓａでは、段差ｈ６の凸部となる。表示領域５０ｂでは、樹脂材１０７ｂの表面は、領域Ｓｂでは、段差ｈ７の凹部となる。この結果、基板２１から樹脂材１０７ａ、１０７ｂの表面までの高さは、領域Ｓａ、Ｓｂでは、略同一の高さになる。
【００４１】
図３（ｇ）の工程は、樹脂材１０７をパターニングして、柱状スペーサ７ａ、７ｂを形成する。柱状スペーサ７ａ、７ｂのそれぞれの膜厚ｔａ、ｔｂは、ｔｂ＞ｔａであるが、基板２１からの、柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの高さは略同一の高さｈとすることができる。
【００４２】
この結果、対向基板２０側に形成された柱状スペーサ７ａ、７ｂは、基板２１から略同一の高さｈなので、アレイ基板１０と貼り合わせた場合でも、液晶パネルの基板１、２１の歪を抑制することができる。そして、隣接する表示領域５０ａ、５０ｂの境界領域Ｐ近傍に生じる表示ムラ等の表示品位の低下を抑制できると共に所望の光学特性を得ることができる。
【００４３】
なお、領域Ｓｂのカラーフィルタ２３ｂの段差ｈ３を、液晶層９厚を調整する絶縁材１２４および柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成により緩和していき、最終的に、柱状スペーサ７ａ、７ｂが、基板２１から略同一の高さｈになるようにしているが、液晶層９厚を調整する絶縁材１２４または柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７の膜厚は変えないでも、これらの粘度や、塗布条件（例えば、スピン回転数）によって、段差ｈ３の緩和の程度を制御することが可能である。
【００４４】
（比較例）
図４は、実施の形態１に係る液晶表示装置の図２に対応する従来の液晶表示装置を、比較例として示す断面図である。
【００４５】
従来の液晶表示装置１００では、図４に示すように、表示領域５０ｂの柱状スペーサ７ｂを形成する領域Ｓｂにも、カラーフィルタ２３ｂを形成していた。平面視における第１の表示領域５０ａの絶縁膜２４ａの大きさは、第２の表示領域５０ｂの２４ｂ絶縁膜の大きさよりも小さいため、表示領域５０ａ、５０ｂにおいて、絶縁膜２４ａ、２４ｂ上に形成された柱状スペーサ７ａ、７ｂの膜厚ｔａ、ｔｂが異なっており、表示領域５０ｂの柱状スペーサ７ｂの膜厚ｔｂの方が大きいため、柱状スペーサ７の基板２１からの高さは、表示領域５０ｂの方が大きくなっていた。
【００４６】
その結果、対向基板２０とアレイ基板１０と貼り合わせた液晶パネルの基板１、２１において、表示領域５０ａ、５０ｂの境界領域Ｐ近傍に歪が生じ、表示ムラ等の表示品位の低下が生じると共に所望の光学特性が得られない等の課題が生じていた。図４では、表示領域５０ａ、５０ｂの境界領域Ｐ近傍で、基板１側に歪が生じた状態を示している。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【００４８】
実施の形態１では、表示領域５０ｂの柱状スペーサ７ｂを形成する領域Ｓｂにおいて、カラーフィルタ２３ｂを形成しないことで、柱状スペーサ７ｂの基板２１からの高さを小さくして、領域Ｓａの柱状スペーサ７ａの高さと略同一にするものであった。これに対し、実施の形態２では、従来と同様に、表示領域５０ｂの領域Ｓｂにも、カラーフィルタ２３ｂを形成する代わりに、表示領域５０ａの柱状スペーサ７ａを形成する領域Ｓａにおいて、カラーフィルタ２３に他色のカラーフィルタ２３ｃを積層して形成すことで、柱状スペーサ７ａの基板２１からの高さを大きくするものである。
【００４９】
通常、カラーフィルタ２３は３原色の赤、緑、青色の画素３０が繰り返して配置されている。各画素３０は、何れか一色であるが、図５に示すように、領域Ｓａに、他色のカラーフィルタ２３ｃを積層して形成して、領域Ｓａの高さを高くしている。
【００５０】
図６は、図５の対向基板に柱状スペーサを形成する製造工程を示す図である。
【００５１】
図６（ａ）の工程は、ブラックマトリクス２２ａ、２２ｂを形成して、パターニングする。実施の形態１の図３（ａ）の工程と同一である。
【００５２】
図６（ｂ）の工程は、カラーフィルタ２３を形成して、パターニングする。実施の形態１の図３（ｂ）の工程に相当するが、実施の形態２では、表示領域５０ｂにおいて、カラーフィルタ２３ｂは、柱状スペーサ７ｂが形成される領域Ｓｂにも形成する。
【００５３】
図６（ｃ）の工程は、表示領域５０ａにおいて、柱状スペーサ７ａが形成される領域Ｓａに、カラーフィルタ２３ａに加えて、他色のカラーフィルタ２３ｃを積層して形成する。すなわち、領域Ｓａは、他の領域よりも高さが大きくなっている。
【００５４】
図６（ｄ）の工程は、透明樹脂からなる液晶層９厚を調整する絶縁材１２４を塗布形成する。実施の形態１の図３（ｃ）の工程と同一である。このとき、絶縁材１２４の表面は完全に平坦ではなく、領域Ｓａは多少の凸部となる。ただし、絶縁材１２４を塗布形成することで、段差は緩和されている。
【００５５】
図６（ｅ）の工程は、絶縁材１２４をパターニングして、絶縁膜２４ａ、２４ｂを形成する。実施の形態１の図３（ｄ）の工程と同一である。
【００５６】
図６（ｆ）の工程は、基板２１の略全体に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２５をスパッタ、蒸着等で形成する。実施の形態１の図３（ｅ）の工程と同一である。
【００５７】
図６（ｇ）の工程は、柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成する。実施の形態１の図３（ｆ）の工程と同一である。柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成することにより、表示領域５０ａの領域Ｓａの樹脂材１０７ａの高さと、表示領域５０ｂの領域Ｓｂの樹脂材１０７ｂの高さは略同一となる。
【００５８】
図６（ｈ）の工程は、樹脂材１０７をパターニングして、柱状スペーサ７ａ、７ｂを形成する。実施の形態１の図３（ｇ）と同一である。柱状スペーサ７ａ、７ｂのそれぞれの膜厚ｔａ、ｔｂは異なるが、基板２１から柱状スペーサ７ａ、７ｂ表面までの高さは略同一の高さｈとすることができる。
【００５９】
この結果、対向基板２０に形成された柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの柱状スペーサ７ａ、７ｂ表面までは、略同一の高さｈであるので、アレイ基板１０と貼り合わせた場合でも、液晶パネルの基板１、２１の歪を抑制することができる。
【００６０】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【００６１】
実施の形態３では、従来と同様に、表示領域５０ｂの柱状スペーサ７ｂを形成する領域Ｓｂにも、カラーフィルタ２３ｂを形成する。その代わりに、透明樹脂からなる液晶層９厚を調整する絶縁材１２４の膜厚を、領域Ｓｂにおいては、ハーフトーンマスク露光（半透過膜を有するマスクを使用）、グレイトーンマスク露光（露光機の解像度よりも小さいパターンによる回折現象を使用）、多重露光（複数の異なるマスクを使用）等の露光方法によって、中間的な露光量として、中間的な膜厚とするものである。
【００６２】
図８は、図７の対向基板に柱状スペーサを形成する製造工程を示す図である。
【００６３】
図８（ａ）の工程は、ブラックマトリクス２２ａ、２２ｂを形成して、パターニングする。実施の形態１の図３（ａ）の工程と同一である。
【００６４】
図８（ｂ）の工程は、カラーフィルタ２３を形成して、パターニングする。実施の形態１の図３（ｂ）の工程に相当するが、実施の形態３では、表示領域５０ｂにおいて、カラーフィルタ２３ｂは、柱状スペーサ７ｂが形成される領域Ｓｂにも形成する。
【００６５】
図８（ｃ）の工程は、透明樹脂からなる液晶層９厚を調整する絶縁材１２４を塗布形成する。実施の形態１の図３（ｃ）の工程と同一である。このとき、絶縁材１２４の表面は略平坦になっている。
【００６６】
図８（ｄ）の工程は、絶縁材１２４をパターニングする。実施の形態１の図３（ｄ）の工程に相当する。絶縁材１２４の膜厚を、領域Ｓｂにおいては、ハーフトーンマスク露光、グレイトーンマスク露光、多重露光等の露光方法によって、中間的な露光量として、中間膜厚とする。この結果、絶縁材１２４の領域Ｓｂの基板２１からの高さは、領域Ｓａよりも小さくなる。
【００６７】
図８（ｅ）の工程は、対向基板２０の略全体に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極２５をスパッタ、蒸着等で形成する。実施の形態１の図３（ｅ）の工程と同一である。
【００６８】
図８（ｆ）は、柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成する。実施の形態１の図３（ｆ）の工程と同一である。柱状スペーサ７形成用の樹脂材１０７を塗布形成することにより、表示領域５０ａの領域Ｓａの樹脂材１０７ａと、表示領域５０ｂの領域Ｓｂの樹脂材１０７ｂの基板２１からの高さは略同一となる。
【００６９】
図８（ｇ）は、樹脂材１０７をパターニングして、柱状スペーサ７ａ、７ｂを形成する。柱状スペーサ７ａ、７ｂのそれぞれの膜厚ｔａ、ｔｂは異なるが、基板２１からの高さは略同一の高さｈとすることができる。
【００７０】
この結果、対向基板２０に形成された柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの高さは、略同一の高さｈであるので、アレイ基板１０と貼り合わせた場合でも、液晶パネルの基板１、２１の歪を抑制することができる。
【００７１】
実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【００７２】
実施の形態１〜３では、対向基板２０に形成される柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの高さを略同一にするものであった。実施の形態４では、柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの高さの差は存在するが、その高さの差に相当する部材を、アレイ基板１０において、柱状スペーサ７ａの形成される領域Ｓａに対応する領域に形成するものである。
【００７３】
図９では、柱状スペーサ７ａが形成される領域Ｓａに対応するアレイ基板１０上の領域に、高さ調整膜８が形成されている。高さ調整膜８は、反射電極である画素電極３ｂと同一層からなっている。
【００７４】
このように、図４の従来構成と同等でも、柱状スペーサ７ａが形成される領域Ｓａに対応するアレイ基板１０上の領域に、高さ調整膜８を形成することで、アレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせた場合に、アレイ基板１０と対向基板２０が略同一の間隔になるように構成されているので、液晶パネルの基板１、２１の歪を抑制することができる。
【００７５】
実施の形態４では、高さ調整膜８は、反射電極である画素電極３ｂと同一層から構成したが、アレイ基板１０を構成する、走査配線、信号配線、半導体膜、絶縁膜２、または透過電極である画素電極３ａ等を構成する部材や、これらを積層して高さ調整膜８とすることができる。
【００７６】
実施の形態５．
図１０は、実施の形態５に係る液晶表示装置の図１のＸ−Ｘ線位置における各表示領域の１画素の概略構成を拡大して示す断面図である。
【００７７】
実施の形態５は、実施の形態３で使用したハーフトーンマスク露光、グレイトーンマスク露光、多重露光等の露光方法を、カラーフィルタ２３のパターニング工程に適用したものである。カラーフィルタ２３のパターニング工程で、領域Ｓｂにも、カラーフィルタ２３ｂを中間膜厚として形成するものである。実施の形態１のように領域Ｓｂのカラーフィルタ２３ｂを全部除去しないので、柱状スペーサ７ｂの基板２１からの高さの調整が、カラーフィルタ２３ｂを中間膜厚とすることで、さらに容易にすることができる。
【００７８】
この結果、対向基板２０に形成された柱状スペーサ７ａ、７ｂの基板２１からの高さは、略同一の高さであるので、アレイ基板１０と貼り合わせた場合でも、液晶パネルの基板１、２１の歪を抑制することができる。
【００７９】
その他、実施の形態２では、カラーフィルタ２３の形成工程で、他色のカラーフィルタ２３ｃを追加形成したが、カラーフィルタ２３ｃの追加形成工程で、ハーフトーンマスク露光、グレイトーンマスク露光、多重露光等の露光方法によって、領域Ｓａのカラーフィルタ２３ｃを中間膜厚とすることで、柱状スペーサ７ａの基板２１からの高さの調整を容易にすることもできる。
【００８０】
以上の実施の形態１〜５の手法を、組み合わせた構成とすることもできる。
【００８１】
また、以上の実施の形態１〜５では、透過表示領域と反射表示領域を有する場合を示したが、透過表示領域、反射表示領域および半透過領域の異なる液晶層厚の表示領域の組み合わせであればよい。
【００８２】
また、以上の実施の形態１〜５では、２つの異なる液晶層厚の表示領域を有する場合を示したが、３つ以上の異なる液晶層厚の表示領域を有していてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  基板
２  絶縁膜
３  画素電極
７  柱状スペーサ
８  高さ調整膜
９  液晶層
１０  アレイ基板
２０  対向基板
２１  基板
２２  ブラックマトリクス
２３  カラーフィルタ
２４  絶縁膜
１５  対向電極
３０  画素
５０  表示領域
１００  液晶表示装置
【図１】
2011191530.tif 000003
【図２】
2011191530.tif 000004
【図３】
2011191530.tif 000005
【図４】
2011191530.tif 000006
【図５】
2011191530.tif 000007
【図６】
2011191530.tif 000008
【図７】
2011191530.tif 000009
【図８】
2011191530.tif 000010
【図９】
2011191530.tif 000011
【図１０】
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