(57)【要約】【課題】液晶表示装置の表示乱れを低減する。または、液晶表示装置の画質を向上する。【解決手段】対向する第１の基板及び第２の基板において、表示領域に平面形状が対称性を有するスペーサが規則的に配置され、各画素において、少なくとも一つ以上のスペーサが設けられている液晶表示装置である。なお、スペーサは、画素の４隅それぞれの一部に重畳してもよい。または、画素の４辺それぞれの一部に重畳してもよい。液晶表示装置の表示乱れを低減することができる。または、液晶表示装置の画質を向上することができる。【選択図】図４
2011186453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において、規則的に配置され、且つ平面形状が対称性を有するスペーサと、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において形成される画素と、
を有し、
前記スペーサは、１つの前記画素において、１つ以上設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記スペーサは、一つの前記画素の４隅それぞれの一部に重畳することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１において、前記スペーサは、一つの前記画素の４辺それぞれの一部に重畳することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において、規則的に配置され、且つ平面形状が対称性を有するスペーサと、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において形成される画素と、
を有し、
前記画素は、走査線、信号線、スイッチング素子、及び画素電極を有し、
前記スペーサの一は、少なくとも前記走査線と重畳して設けられ、
前記スペーサの二は、少なくとも前記信号線と重畳して設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において、規則的に配置され、且つ平面形状が対称性を有するスペーサと、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間において形成される画素と、
を有し、
前記画素は、走査線、信号線、スイッチング素子、及び画素電極を有し、
前記スペーサは、少なくとも前記走査線及び前記信号線の交差部に重畳して設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、前記スペーサの各々は独立して設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、一つの前記画素における前記スペーサの平面面積は、一つの前記画素の平面面積の１３％以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、前記スペーサは、粘着性を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、前記スペーサは隣接する前記画素上に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記スペーサは、多角柱または角丸多角柱であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記スペーサは、円柱または楕円柱であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記スペーサは、多角錐台または角丸多角錐台であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、前記スペーサは、円錐台または楕円錐台であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に、シール材を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、前記第１の基板及び前記第２の基板は可撓性を有する基板であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、前記画素はサブ画素であり、前記画素面積は前記サブ画素面積であることを特徴とする液晶表示装置。
【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】
液晶表示装置は、透光性を有する一対の基板と、当該一対の基板を固着するシール材と、一対の基板の間に形成される一対の電極と、一対の基板及びシール材の間に充填される液晶とで構成される。また、一対の基板の間隔を一定に保つために、一対の基板の間に複数のスペーサが配置されている。スペーサとしては、基板上に散布される球状のスペーサや、フォトリソグラフィ工程により所定の場所に形成される柱状のスペーサがある。
【０００３】
また、近年、タッチセンサを搭載した液晶表示装置が注目されている。タッチセンサを搭載した液晶表示装置は、タッチパネルまたはタッチスクリーンなどと呼ばれている。タッチセンサには、動作原理の違いにより、抵抗膜方式、静電容量方式、光方式などがある。
【０００４】
抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルは、使用者がタッチパネルの表面に接触することで、センサの電気特性が変化し、データを入力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１６８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
球状のスペーサは、散布の際に凝集してしまい、散布ムラが生じてしまうと共に、球状であるため、移動しやすい。また、液晶表示装置は、外部からの押圧や曲げによってセルギャップの間隔に変動が生じてしまう。これらの結果、液晶表示装置の表示乱れが生じてしまう。
【０００７】
以上を鑑み、本発明の一形態は、液晶表示装置の表示乱れを低減することを課題とする。または、本発明の一形態は、液晶表示装置の画質を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態は、対向する第１の基板及び第２の基板において、表示領域に平面形状が対称性を有するスペーサが規則的に配置され、各画素において、少なくとも一つ以上のスペーサが設けられている液晶表示装置である。なお、スペーサは、画素の４隅それぞれの一部に重畳してもよい。または、画素の４辺それぞれの一部に重畳してもよい。
【０００９】
また、本発明の一形態は、表示領域に平面形状が対称性を有するスペーサが規則的に配置され、各画素において、スペーサは、走査線、信号線、またはスイッチング素子と重畳して設けられている液晶表示装置である。代表的には、スイッチング素子と重畳する。または、走査線及び信号線の交差部と重畳する。または、スペーサの一は走査線の一部と重畳し、スペーサの二は信号線の一部と重畳する。
【００１０】
なお、一画素におけるスペーサの平面面積は、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とすることが好ましい。
【００１１】
各画素において、少なくとも一つ以上のスペーサが設けられ、一画素におけるスペーサの平面面積を、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とすることで、液晶表示装置の開口率の低減することなく、液晶表示装置のセルギャップを均一にすることができる。また、外部からの押圧や曲げによっても、各画素におけるセルギャップを均一に保つことができる。
【００１２】
また、それぞれのスペーサは独立しており、且つスペーサが平面形状において対称性を有するため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一形態により、液晶表示装置の表示乱れを低減することができる。または、液晶表示装置の画質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図２】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図３】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図４】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図５】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図６】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図７】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図８】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図９】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する断面図である。
【図１０】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図１１】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する上面図である。
【図１２】本発明の一形態に係る液晶表示装置を説明する断面図である。
【図１３】本発明の一形態に係る液晶表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１４】本発明の一形態に係る液晶表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図１５】本発明の一形態に係る電子書籍を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その態様及び詳細をさまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
【００１６】
なお、各実施の形態の図面等において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、または面積は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００１７】
なお、本明細書にて用いる第１、第２、第３といった序数を用いた用語は、構成要素を識別するために便宜上付したものであり、その数を限定するものではない。
【００１８】
また、電圧とは、ある電位と、基準の電位（例えばグラウンド電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧を電位差と言い換えることが可能である。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れの少ない液晶表示装置について、図１乃至図９を用いて説明する。
【００２０】
図１（Ａ）に、本実施の形態の液晶表示装置の上面図を示す。画素電極（以下、第１の電極ともいう。）が形成された第１の基板１００と対向電極（以下、第２の電極ともいう。）が形成された第２の基板１０２がシール材１０４により貼り合わされており、第１の基板１００、第２の基板１０２、及びシール材１０４の内部に液晶が充填されている。第１の基板１００上には、信号線駆動回路１０６、走査線駆動回路１０８、及び画素がマトリクス状に形成された表示領域１１０が形成されている。また、シール材１０４の隅には、第１の基板１００に形成される接続配線１１４と第２の基板１０２に形成される対向電極とを導通する導電粒子１１２が設けられている。また、接続配線１１４は、ＦＰＣ１１６（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）と接続される。なお、図示しないが、液晶表示装置には、光源としてバックライト、サイドライトなどが設けられる。また、第１の基板１００の外側、及び第２の基板の外側それぞれには、偏光板、位相差板、反射防止板、円偏光板などが適宜設けられる。
【００２１】
ここで、モノクロ表示の画素について、図２を用いて説明する。本実施の形態に示す画素１２０は、信号線１２８の中心線と走査線１３０の中心線とで囲まれる領域である。画素１２０は、スイッチング素子１２４及び画素電極１３１を含む。また、画素の平面面積は、矢印１２０ａで示すｘ方向の画素ピッチ（寸法）と、矢印１２０ｂで示すｙ方向の画素ピッチ（寸法）との積で求められる。
【００２２】
次に、図３に表示領域１１０の拡大図を示す。表示領域１１０には、画素１２０がマトリクス状に配置されている。さらに、各画素において、平面形状が対称性を有するスペーサ１２２が１つ以上設けられている。スペーサ１２２は、表示領域において規則的に設けられている。なお、画素１２０にスペーサ１２２が設けられる場合は、画素に設けられた画素電極の電位を制御するスイッチング素子１２４と重畳するように設けることで、液晶表示装置の開口率が低減しない。
【００２３】
なお、図４に示すように、表示領域１１０の画素１２０の４隅それぞれの一部に重畳するように平面形状が対称性を有するスペーサ１２６が設けられてもよい。また、スペーサ１２６は、隣接する画素にまたがって配置される。この場合は、スペーサ１２６は、少なくとも信号線１２８及び走査線１３０の交差部上に設けることで、液晶表示装置の開口率の低減を妨げることができる。
【００２４】
図３及び図４に示す平面形状が対称性を有するスペーサ１２２、１２６の形状は、多角柱または多角錐台とすることができる。また、平面形状が対称性を有するスペーサ１２２、１２６の形状を、円柱、楕円柱、角丸多角柱、角丸多角錐台、円錐台、または楕円錐台とすることで、スペーサ１２２、１２６の平面形状が点対称であり、且つ側面が湾曲している。スペーサ１２２、１２６の側面が曲面であると、液晶の流動の妨げにならず、液晶の分布の均一性を高めることができる。なお、スペーサの平面形状における対称性は点対称に限らず、線対称でもよい。
【００２５】
または、図５に示すように、表示領域１１０の画素１２０の４隅それぞれの一部に重畳するように平面形状が十字状であるスペーサ１３２が設けられてもよい。なお、図５に示す十字状のスペーサ１３２は、縦方向の長さと横方向の長さが異なっていてもよい。この場合は、スペーサ１３２は、少なくとも信号線１２８及び走査線１３０の交差部上に設けることで、液晶表示装置の開口率が低減しないと共に、セルギャップの均一性を更に高めることができる。
【００２６】
または、図６に示すように、表示領域１１０の画素１２０の４辺それぞれの一部に重畳するように、平面形状が対称性を有するスペーサ１３４が設けられてもよい。図６に示すスペーサ１３４は、隣接する画素の境界、即ち、走査線の中心線は信号線の中心線において線対称であることが好ましい。また、スペーサ１３４は、隣接する画素にまたがって配置される。この場合は、スペーサ１３４は、少なくとも信号線１２８または走査線１３０上に設けることで、液晶表示装置の開口率が低減しないと共に、セルギャップの均一性を更に高めることができる。
【００２７】
本実施の形態に示す液晶表示装置は、表示領域において、スペーサが規則的に配置されており、各画素において、少なくとも一つ以上の平面形状が対称性を有するスペーサを有する。更に、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積は、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とする。また、スペーサは各々が独立しており、隣接するスペーサと隙間を有する。このため、図３に示すように、矢印１３６で示す第１の方向、及び第１の方向と交差する矢印１３８で示す第２の方向において、スペーサ１２２が形成されない。このため、本実施の形態に示す液晶表示装置は、液晶注入法により第１の基板及び第２の基板の間に液晶を注入する際に、液晶が流動する領域を有し、当該領域において液晶が流動できるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。また、液晶滴下法において第１の基板に液晶を滴下した後、第１の基板に第２の基板を封止する際、液晶が表示領域で流動することが可能であるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
【００２８】
また、画素に設けられる平面形状が対称性を有するスペーサは、表示領域に規則的に配置されているため、外部からの押圧や曲げによって、第１の基板または／及び第２の基板に力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。
【００２９】
更に、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積を、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とし、ブラックマトリクス、走査線、信号線、またはスイッチング素子上に設けることで、画素の開口率及び液晶の配向ムラによるコントランストの低減を妨げることが可能であり、液晶表示装置の画質を向上させることができる。
【００３０】
なお、図２には、モノクロ表示の液晶表示装置の画素を示したが、図７にカラー表示の液晶表示装置の画素を示す。
【００３１】
図７（Ａ）に示すように、カラー表示の画素１２０は、複数のサブ画素を有し、着色層の配置にあわせてサブ画素１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅを有する。
【００３２】
サブ画素においても、図２乃至図６に示すようにスペーサの配置とすることができる。例えば、図７（Ｂ）に示すように、サブ画素一つにおいて、スペーサ１２２を一つ以上配置することができる。また、図７（Ｃ）に示すように、サブ画素一つにおいて、４隅のそれぞれ一部にスペーサ１２２を重畳させることができる。
【００３３】
なお、サブ画素の平面面積は、サブ画素のｘ方向におけるサブ画素ピッチと、ｙ方向におけるサブ画素ピッチの積となる。
【００３４】
次に、液晶表示装置の画素の構造について、図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９においては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置について説明する。
【００３５】
図８（Ａ）は、表示領域における一つのサブ画素１２０ｃにおいて、第１の基板側の上面図である。走査線及び信号線に接続するスイッチング素子１２４と、スイッチング素子１２４に接続する第１の電極１６４と、容量配線１５５、ゲート絶縁層（図示しない。）、及び配線１６０ｂで形成される容量素子１２５とを有する。容量素子１２５は、スイッチング素子１２４及び第１の電極１６４と電気的に接続する。また、走査線及び信号線の交差部を覆うようにスペーサ１６６が設けられる。なお、図８においては、図５に示すスペーサと同様の形状のスペーサ１６６を形成するが、図３、図４、及び図６のいずれのスペーサをも適用することができる。
【００３６】
図８（Ａ）の一点破線Ａ−Ｂの断面図を図９（Ａ）に示す。第１の基板１００上に、第１の電極１６４の電位を制御するスイッチング素子１２４が形成される。また、スイッチング素子１２４上に絶縁層１６０、絶縁層１６２が形成される。絶縁層１６２上に第１の電極１６４が形成される。スイッチング素子１２４と接続する配線１６０ｂと、第１の電極１６４とは、絶縁層１６０、１６２に設けられる開口部において接続される。絶縁層１６２上にスペーサ１６６が形成される。また、絶縁層１６２、第１の電極１６４、及びスペーサ１６６上に、配向膜１６８が形成される。
【００３７】
第２の基板１０２には、スイッチング素子１２４への光の入射を遮断する遮光層１７０と、着色層１７２とが形成される。また、遮光層１７０及び着色層１７２上に平坦化層１７４が形成される。平坦化層１７４上に第２の電極１７６が形成され、第２の電極１７６上に配向膜１７８が形成される。
【００３８】
第１の基板１００及び第２の基板１０２は、図１に示すシール材１０４により固定され、第１の基板１００、第２の基板１０２、及びシール材の内側に液晶１８０が充填される。
【００３９】
第１の電極１６４、液晶１８０、及び第２の電極１７６が重なり合うことで、液晶素子が形成される。
【００４０】
第１の基板１００及び第２の基板１０２としては、ガラス基板（無アルカリガラス基板とも呼ばれる。）、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板等を適宜用いることができる。また、第１の基板１００及び第２の基板１０２として、可撓性を有するガラス基板または可撓性を有するプラスチック基板を用いることで、可撓性を有する液晶表示装置を作製することができる。プラスチック基板としては、屈折率異方性の小さい基板を用いることが好ましく、代表的には、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）フィルム、ポリイミドフィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、アクリル樹脂フィルム、または半硬化した有機樹脂中に繊維体を含むプリプレグ等を用いることができる。
【００４１】
スイッチング素子１２４としては、ダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）、バリスタなどの２端子型の能動素子、または、薄膜トランジスタなどの３端子型の能動素子を用いることができる。
【００４２】
図９（Ａ）においては、スイッチング素子１２４としてボトムゲート型の薄膜トランジスタを用いて説明する。薄膜トランジスタは、ゲート電極１５４と、ゲート電極１５４上に形成されるゲート絶縁層１５６と、ゲート絶縁層１５６上に形成される半導体層１５８と、ソース電極及びドレイン電極として機能する配線１６０ａ、１６０ｂとを有する。なお、ゲート電極１５４は走査線の一部であり、ソース電極及びドレイン電極として機能する配線１６０ａは信号線の一部である。
【００４３】
ゲート電極１５４は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いて形成することができる。また、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、ゲート電極１５４は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。
【００４４】
ゲート絶縁層１５６は、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、窒化アルミニウム層、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニウム層で形成する。
【００４５】
ゲート電極１５４及びゲート絶縁層１５６は公知の手法により適宜作製することができる。
【００４６】
半導体層１５８は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等により形成したアモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマニウム、微結晶シリコン、または微結晶シリコンゲルマニウムを用いることができる。また、半導体層１５８は、アモルファスシリコンまたはアモルファスシリコンゲルマニウムを加熱し、またはレーザービームを照射して結晶化したポリシリコンまたはポリシリコンゲルマニウムを用いることができる。また、半導体層１５８は、印刷法またはインクジェット法により形成した有機半導体を適宜用いることができる。また、半導体層１５８は、スパッタリング法、塗布法、印刷法、パルスレーザー蒸着法等により形成した酸化物半導体層を用いることができる。
【００４７】
半導体層１５８に形成することが可能な酸化物半導体層は、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系金属酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系金属酸化物などを用いることができる。ここでは、ｎ元系金属酸化物はｎ種類の金属酸化物で構成される。
【００４８】
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物半導体、という意味であり、その組成比は問わない。
【００４９】
また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。
【００５０】
また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、用いるターゲットの組成比は、原子数比で、Ｉｎ：Ｚｎ＝５０：１〜１：２（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝２５：１〜１：４）、好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝２０：１〜１：１（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１０：１〜１：２）、さらに好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝１５：１〜１．５：１（モル数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１５：２〜３：４）とする。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。
【００５１】
なお、酸化物半導体層には、不純物として、主成分とする金属酸化物以外の元素が１％、好ましくは０．１％入ってもよい。半導体層１５８に形成することが可能な金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。
【００５２】
さらに、酸化物半導体層は、ｉ型化または実質的にｉ型化された酸化物半導体層で形成してもよい。ｉ型化または実質的にｉ型化された酸化物半導体層は、キャリア密度が５×１０１４／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１２／ｃｍ３未満、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下である。また、ドナーとして寄与する水素や酸素欠陥は少ないことが好ましく、水素濃度が１×１０１６／ｃｍ３以下が好ましい。なお、キャリア密度は、ホール効果測定により得られる。また、より低濃度のキャリア密度の測定は、ＣＶ測定（Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ−Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）の測定結果により得られる。また、酸化物半導体層中の水素濃度測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により得られる。
【００５３】
ｉ型化または実質的にｉ型化された酸化物半導体層をチャネル領域に用いた薄膜トランジスタは、オフ電流が１×１０−１９Ａ／μｍ以下、さらには１×１０−２０Ａ／μｍ以下と低くすることができる。これは、ｉ型化または実質的にｉ型化された酸化物半導体層は、バンドギャップが広く、電子の励起のために大きな熱エネルギーが必要であるため、直接再結合及び間接再結合が生じにくい。このため、ゲート電極に負の電位が印加された状態（オフ状態）では、少数キャリアであるホールは実質的にゼロであるため、直接再結合及び間接再結合が生じにくく、電流は限りなく低くなる。この結果、薄膜トランジスタのオフ状態において、酸化物半導体層は絶縁体とみなせて回路設計を行うことができる。一方で、ｉ型化または実質的にｉ型化された酸化物半導体層は、薄膜トランジスタの導通状態（オン状態）においては、非晶質シリコンで形成される半導体層よりも高い電流供給能力を見込むことができる。このため、薄膜トランジスタは、オフ状態では極めてリーク電流の低いノーマリーオフ状態となり、優れたスイッチング特性を有する。
【００５４】
なお、図９（Ａ）に示す薄膜トランジスタおいて、半導体層１５８上に配線１６０ａ、１６０ｂを形成したが、ゲート絶縁層１５６及び半導体層１５８の間に配線１６０ａ、１６０ｂを形成してもよい。さらには、薄膜トランジスタをトップゲート型の薄膜トランジスタとすることもできる。この場合は、半導体層１５８で列挙した材料の他、単結晶シリコン層を用いることができる。なお、単結晶シリコン層をチャネル領域に用いたトランジスタとしては、単結晶シリコン基板をチャネル領域に用いたトランジスタの他、絶縁領域上に単結晶シリコン層が形成される、いわゆるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板をチャネル領域に用いたトランジスタを用いることができる。
【００５５】
絶縁層１６０は、ゲート絶縁層１５６と同様の材料及び作製方法適宜を用いて形成することができる。
【００５６】
絶縁層１６２は、有機樹脂層を塗布法または印刷法により用いて形成することができる。有機樹脂層としては、例えばアクリル、エポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルフェノール、ベンゾシクロブテンなどを用いることができる。また、シロキサンポリマーを用いることができる。
【００５７】
第１の電極１６４は、透過型の液晶表示装置の場合と反射型の液晶表示装置で異なる。透過型液晶表示装置の場合、第１の電極１６４は、透光性を有する材料を用いて形成する。透光性を有する材料とは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）等がある。
【００５８】
また、第１の電極１６４として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００６０】
反射型の液晶表示装置の場合、第１の電極１６４は反射率の高い金属電極を用いて形成する。代表的には、アルミニウム、銀等が用いられる。また、第１の電極１６４の表面を凹凸状にすることで、反射率を高めると共に、写りこみを低減することができる。このため、反射型液晶表示装置の場合は、第１の電極１６４の下地膜である絶縁層１６２を凹凸とすることが好ましい。
【００６１】
また、半透過型の液晶表示装置の場合には、画素電極は透過型の材料と反射型の材料が用いられる。
【００６２】
第１の電極１６４は、印刷法、インクジェット法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により形成することができる。
【００６３】
スペーサ１６６は、第１の基板１００及び第２の基板１０２の間隔を保持するためのものである。スペーサ１６６は、本実施の形態では、フォトリソグラフィ工程により所定の場所に形成するものであり、代表的には、フォトリソスペーサー、ポストスペーサー、貝柱スペーサ、カラムスペーサー、柱状スペーサとも呼ばれている。基板の全面に、アクリル、ポリイミドなどの感光性有機樹脂層をスピンコート法または印刷法により形成した後、フォトリソグラフィ工程を行うことにより、基板上に感光性の有機樹脂層を形成することができ、当該感光性の有機樹脂層がスペーサとして機能する。当該方法により、露光時のマスクパターン次第でスペーサの配置したい場所に露光できるため、走査線、信号線、スイッチング素子等と重畳するようにスペーサを配置することが可能であり、第１の基板１００及び第２の基板１０２の間隔を保持するだけでなく、液晶の光漏れ及び開口率の低減も防ぐことができる。また、スペーサ１６６は、インクジェット法により有機絶縁材料を含む組成物を吐出し焼成して形成することができる。
【００６４】
配向膜１６８はラビング処理または光配向処理によって形成することができる。なお、ブルーモード液晶表示装置や高分子分散型液晶表示装置等においては、配向膜を形成しない場合もある。また、垂直配向モードの液晶表示装置においては、配向膜を形成する代わりに、第１の電極または第２の電極にスリットを形成する、または第１の電極または第２の電極上に誘電体を形成する等の工程により、配向膜を設けずとも、液晶にプレチルト状態に保持することができる。
【００６５】
第２の基板１０２は、第１の基板１００と同様の基板を適宜用いることができる。
【００６６】
着色層１７２は、可視光の波長範囲のうち、任意の波長範囲の光を優先的に透過させる機能を有する。通常は、赤色波長範囲の光、青色波長範囲の光、及び緑色波長範囲の光、それぞれを優先的に透過させる着色層を組み合わせて、カラーフィルタとして機能させることができる。しかしながら、着色層の組み合わせに関しては、これに限られない。赤色波長の範囲の光、青色波長範囲の光、及び緑色波長範囲の光に加えて、白色波長範囲の光を優先的に透過させる着色層を組み合わせることで、液晶表示装置の輝度を高めることができる。または、白色波長範囲の光の代わりに、イエロー、シアン、マゼンタ等の波長範囲の光を優先的に透過させる着色層を一つ以上追加することができる。なお、各色要素ごとにサブ画素の面積が異なっていてもよい。
【００６７】
遮光層１７０及び着色層１７２は、顔料が分散された感光性樹脂を用いたエッチング法、カラーレジストを用いたカラーレジスト法、染色法、電着法、ミセル電解法、電着転写法、フィルム分散法、インクジェット法（液滴吐出法）、銀塩発色法など公知の手法を用いての形成することができる。
【００６８】
本実施の形態では、顔料が分散された感光性樹脂を用いたエッチング法によって、遮光層１７０及び着色層１７２を形成する。はじめに、黒色顔料が分散された感光性アクリル樹脂材料を塗布法により第２の基板１０２上に塗布する。次に、アクリル樹脂材料を乾燥し、仮焼きした後、露光及び現像し、加熱してアクリル樹脂材料を硬化し、遮光層１７０を形成する。次に、赤色顔料、緑色顔料、または青色顔料が分散された感光性アクリル樹脂材料をそれぞれ塗布し、遮光層１７０と同様の工程によって、それぞれ赤色着色層、緑色着色層、青色着色層を形成する。この後、有機樹脂材料を塗布し平坦化層１７４を形成する。
【００６９】
第２の電極１７６は、第１の電極１６４に示す透光性を有する材料を適宜用いることができる。
【００７０】
配向膜１７８は、配向膜１６８と同様に形成することができる。
【００７１】
液晶１８０は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いる。
【００７２】
また、液晶１８０は、カイラル剤光硬化樹脂が混合されたブルー相を示す液晶を用いることができる。ブルー相を示す液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等がある。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。一例として、カイラル剤を混合させることで、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶がブルー相を示すことができる。カイラル剤が混合されたブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため、視野角依存性が小さい。
【００７３】
図９（Ｂ）に、図９（Ａ）とは異なる液晶表示装置の断面構造を示す。ここでは、第２の基板１０２側に着色層が形成されず、第１の基板１００側に着色層が形成されることを特徴とする。また、スペーサ１６７が、第２の基板１０２上に形成されることを特徴とする。
【００７４】
第１の基板１００上に、スイッチング素子１２４が形成される。
【００７５】
スイッチング素子１２４上に形成される絶縁層１６０上に、着色層１８２が形成される。着色層１８２上に、着色層１８２に含まれる不純物が液晶１８０に混入するのを防ぐために、保護層１８４が形成される。保護層１８４上に、第１の電極１６４が形成される。着色層１８２は、画素毎に、任意の波長範囲の光（赤色、青色、または緑色）を優先的に透過させる層で形成すればよい。また、着色層１８２は平坦化層としても機能するため、液晶１８０の配向ムラ、光漏れ、ディスクリネーション等を低減することができる。
【００７６】
スイッチング素子１２４の配線１６０ｂと、第１の電極１６４とは、絶縁層１６０、着色層１８２、及び保護層１８４に設けられる開口部において接続される。第１の電極１６４上には配向膜１６９が形成される。
【００７７】
第２の基板１０２には、スイッチング素子１２４への光の入射を遮断する遮光層１７０と、遮光層１７０及び第２の基板１０２を覆う平坦化層１７４が形成される。平坦化層１７４上に第２の電極１７６が形成され、第２の電極１７６上にスペーサ１６７が形成される。第２の電極１７６およびスペーサ１６７上に配向膜１７９が形成される。
【００７８】
第１の電極１６４、液晶１８０、及び第２の電極１７６が重なり合うことで、液晶素子が形成される。
【００７９】
図９（Ｂ）に示す液晶表示装置は、遮光層１７０と、着色層１８２を同一基板上に形成しない。このため、着色層１８２の形成工程におけるマスクずれを回避するため、遮光層１７０の面積を大きくする必要がなくなり、画素における開口率を向上させることができる。
【００８０】
なお、図９（Ａ）においては、スペーサ１６６は第１の基板１００上に形成されるが、図９（Ｂ）に示すように第２の基板１０２に形成することができる。また、図９（Ｂ）においては、スペーサ１６７は第２の基板１０２上に形成されるが、図９（Ｂ）に示すように第１の基板１００に形成することができる。
【００８１】
また、図９においては、液晶表示装置として、ＴＮモードの液晶表示装置を示したが、これに限定されない。すなわち、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、またはその他の液晶表示装置とすることができる。垂直配向（ＶＡ）モードとしては、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌなどを用いることができる。具体的には、１画素を複数のサブ画素に分割し、各サブ画素の中央に位置する対向基板の箇所に凸部を設けることで１画素をマルチドメイン化する。なお、凸部は、第１の基板または第２の基板の一方または両方に設けてもよく、放射状に液晶分子を配向させ、配向規制力を向上させる。なお、ＩＰＳ型の液晶表示装置は、横電界で液晶の配向を制御するため、第２の電極が第１の電極と同様に第１の基板１００上に形成される。
【００８２】
図１に示すシール材１０４は、可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を含む材料を用いることができる。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。シール材１０４は、スクリーン印刷法、インクジェット装置またはディスペンス装置を用いて第１の基板１００または第２の基板１０２上に塗布する。なお、シール材１０４に、第１の基板１００及び第２の基板１０２の間隔を保つためのフィラー（直径１μｍ〜２４μｍ）を含んでもよい。
【００８３】
導電粒子１１２は、絶縁性球体に金属層が被覆された導電粒子を用いることができる。絶縁性球体は、シリカガラス、硬質樹脂等で形成される。金属層は、金、銀、パラジウム、ニッケル、ＩＴＯ、及びＩＺＯの単層または積層構造とすることができる。
【００８４】
次に、図９に示す液晶表示装置の作製方法について、説明する。第１の基板１００または第２の基板１０２上にシール材１０４を設けた後、第１の基板１００及び第２の基板１０２の位置合わせをする。次に、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によりシール材１０４を硬化して第１の基板１００及び第２の基板１０２を貼り合せる。
【００８５】
次に、液晶注入法により、第１の基板１００、第２の基板１０２、及びシール材１０４内に液晶を充填させる。この後、液晶の注入口に封止材を設けることで、液晶表示装置を作製することできる。
【００８６】
または、第１の基板１００または第２の基板１０２上にシール材１０４を設け、第１の基板１００または第２の基板１０２に液晶滴下法により液晶を滴下した後、第１の基板１００及び第２の基板１０２の位置合わせをする。次に、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によりシール材１０４を硬化して、第１の基板１００及び第２の基板１０２を貼り合せることで、液晶表示装置を作製することできる。
【００８７】
本実施の形態に示す液晶表示装置は、表示領域においてスペーサが規則的に配置され、各画素において、少なくとも一つ以上の平面形状が対称性を有するスペーサを有する。更に、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積は、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とする。また、スペーサは各々が独立しており、隣接するスペーサと隙間を有する。このため、液晶注入法により第１の基板及び第２の基板の間に液晶を注入する際に、液晶の流動領域を形成することが可能であり、当該領域において液晶が流動するため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。また、液晶滴下法において第１の基板に液晶を滴下した後、第１の基板に第２の基板を封止する際、液晶が表示領域で流動することが可能であるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
【００８８】
また、画素に設けられる平面形状が対称性を有するスペーサは、規則的に表示領域に配置されているため、外部からの押圧や曲げによって、第１の基板または／及び第２の基板に力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。
【００８９】
更に、平面形状が対称性を有するスペーサの一画素における平面面積を、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とし、遮光層、走査線、信号線、またはスイッチング素子上に設けることで、画素の開口率及び液晶の配向ムラによるコントランストの低減を妨げることが可能であり、液晶表示装置の画質を向上させることができる。
【００９０】
また、本実施の形態では、液晶表示装置として、走査線駆動回路及び信号線駆動回路が第１の基板上に設けられているが、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一方または両方をＦＰＣ上に設けてもよい。
【００９１】
また、液晶表示装置は、ＦＰＣの代わりに、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。更には、ＦＰＣ、ＴＡＢ、ＴＣＰ等のコネクターが設けられていないものも液晶表示装置に含むものとする。
【００９２】
また、カラー表示をフィールドシーケンシャルと言われる色順次方式で表示する場合には着色層を設けなくともよい。
【００９３】
また、本実施の形態に示す液晶表示装置のスペーサの配置は、表示領域において規則的であればよく、走査線駆動回路、信号線駆動回路その他の非表示領域においては、スペーサの配置はランダムでも規則的でもよい。
【００９４】
なお、本実施の形態では、画素にスイッチング素子を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置を示したが、パッシブマトリクス型の液晶表示装置に上記スペーサを設けることができる。パッシブマトリクス型の液晶表示装置は、図１０に示すように、第１の方向に一定間隔の隙間をあけて配置される第１の電極１９２と、一定間隔の隙間をあけて第１の方向と交差する方向に配置される第２の電極１９４が、少なくとも液晶を介して重畳する。また、画素１９０は、第１の電極１９２の隙間の中心線と、第２の電極１９４の隙間の中心線で囲まれる領域である。画素１９０の平面面積は、矢印１９０ａで示すｘ方向の画素ピッチ（寸法）と、矢印１９０ｂで示すｙ方向の画素ピッチ（寸法）との積で求められる。
【００９５】
パッシブマトリクス型の液晶表示装置においても、図３乃至図６に示すようなスペーサを配置することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れが少なく、且つ機械強度の高い液晶表示装置について、図１及び図１１を用いて説明する。
【００９７】
図１１は、図１に示す表示領域１１０の拡大図である。表示領域には、画素１２０がマトリクス状に配置されている。また、表示領域１１０においてスペーサが規則的に配置されており、各画素において、平面形状が対称性を有するスペーサが１つ以上設けられている。当該スペーサは、第１の基板及び第２の基板の間隔を保持するスペーサ１２２と、粘着性を有し、第１の基板及び第２の基板の密着性を高めるスペーサ１４０の２種類あり、これらが交互に設けられている。図１１においては、図４と同様に、画素１２０の４隅それぞれの一部に重畳するようにスペーサ１２２、スペーサ１４０が交互に設けられているが、図３、図５、及び図６のスペーサの配置位置及び形状を適宜適用することができる。
【００９８】
粘着性を有し、第１の基板及び第２の基板の密着性を高めるスペーサ１４０は、実施の形態１に示すシール材１０４の材料を適宜用いて形成することができる。
【００９９】
粘着性を有するスペーサ１４０は、第１の基板または第２の基板上に、第１の基板及び第２の基板の間隔を保持するスペーサ１２２を形成した後、シール材１０４を描画すると共に、粘着性を有するスペーサ１４０を表示領域１１０に形成すればよい。次に、第１の基板及び第２の基板の位置合わせをした後、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によりシール材１０４及び粘着性を有するスペーサ１４０を硬化して、第１の基板及び第２の基板を貼り合せる。次に、液晶注入法により、第１の基板、第２の基板、及びシール材内に液晶を充填させる。この後、液晶の注入口に封止材を設けることで、液晶表示装置を作製することできる。
【０１００】
または、粘着性を有するスペーサ１４０は、第１の基板または第２の基板上に、第１の基板及び第２の基板の間隔を保持するスペーサ１２２を形成した後、シール材１０４を描画すると共に、粘着性を有するスペーサ１４０を表示領域１１０に形成すればよい。次に、第１の基板または第２の基板上にシール材を設け、液晶滴下法により液晶を滴下する。次に、第１の基板及び第２の基板の位置合わせをした後、可視光照射、紫外光照射、または加熱処理によりシール材及び粘着性を有するスペーサ１４０を硬化して、第１の基板及び第２の基板を貼り合せることで、液晶表示装置を作製することできる。
【０１０１】
本実施の形態に示す液晶表示装置は、各画素において、少なくとも一つ以上の平面形状が対称性を有するスペーサを有する。当該スペーサは、第１の基板及び第２の基板の間隔を保持するスペーサと、第１の基板及び第２の基板の密着性を高めるスペーサとが、交互に設けられている。更に、一画素におけるスペーサの平面面積は、一画素の平面面積の１３％以下、好ましくは１０％以下とする。
【０１０２】
各画素にスペーサが設けられているため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができるため、外部からの押圧や曲げによって、第１の基板または／及び第２の基板に力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。
【０１０３】
更に、第１の基板及び第２の基板の間隔を保持するスペーサと、第１の基板及び第２の基板の密着性を高めるスペーサとが、交互に設けられており、第１の基板及び第２の基板の密着性が高められ、且つ、第１の基板及び第２の基板の間隔の分布を高めることが可能であるため、液晶表示装置の機械強度を高めるとともに、表示の乱れを低減することができる。
【０１０４】
（実施の形態３）
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れが少ないタッチパネルについて、図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２は、タッチセンサを有する液晶表示装置の表示領域の断面図である。第２の基板１０２上に、タッチセンサ部２７０が設けられる。タッチセンサ部２７０は、抵抗膜方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等を適宜用いることができる。本実施の形態では、タッチセンサ部２７０として、抵抗膜方式のタッチセンサを用いた形態について説明する。
【０１０６】
タッチセンサ部２７０は、第３の基板２８０上に形成された第３の電極２８２と、第４の基板２８４上に形成された第４の電極２８６で構成される。第３の基板２８０上には、第３の電極２８２及びスペーサ２８８が形成される。また、第４の基板２８４及び第３の基板２８０がシール材（図示しない。）で封止される。なお、図示しないが、第１の基板１００の外側と、第２の基板１０２及び第３の基板２８０との間には、それぞれ偏光板、位相差板、反射防止板、円偏光板などが適宜設けられる。
【０１０７】
第３の基板２８０及び第４の基板２８４は、第１の基板１００と同様の基板を用いることができる。また、第３の電極２８２及び第４の電極２８６は、第１の電極１６４に示す透光性を有する材料を適宜用いて形成することができる。
【０１０８】
外部から所定の位置をペンまたは指で押圧すると、少なくとも第４の基板２８４が変形し、第３の電極２８２及び第４の電極２８６が接触することで電気が流れる。当該電気抵抗の変化により、押圧された位置情報を検出することが可能である。また、本実施の形態に示す液晶表示装置は、各画素に一つ以上のスペーサを有するため、外部から所定の位置をペンまたは指で押圧されても、各画素におけるセルギャップを保つことができるため、液晶表示装置の表示乱れを低減することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０１１０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、可撓性を有する液晶表示装置を歩留まり高く作製する方法を提供することを目的とする。
【０１１１】
図１３（Ａ）に示すように、基板４００の一表面に剥離層４０２を形成し、剥離層４０２上に素子層４０４を形成する。素子層４０４は剥離層４０２に接する絶縁層と、絶縁層上に形成され、画素電極として機能する第１の電極に印加する電圧を制御するスイッチング素子と、スイッチング素子を覆う絶縁層とを少なくとも有する。スイッチング素子は、実施の形態１に示すスイッチング素子１２４を適宜作製することができる。
【０１１２】
素子層４０４上に第１の電極４０６を形成し、第１の電極４０６上にスペーサ４０８を形成する。
【０１１３】
基板４００は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板等を用いるとよい。例えば、１辺が１メートル以上の矩形状のガラス基板を用いることにより、生産性を格段に向上させることができる。
【０１１４】
なお、本工程では、剥離層４０２を基板４００の全面に設ける場合を示しているが、必要に応じて、基板４００の全面に剥離層４０２を設けた後に当該剥離層４０２を選択的に除去し、所望の領域にのみ剥離層を設けてもよい。また、基板４００に接して剥離層４０２を形成しているが、必要に応じて、基板４００に接するように酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層等の絶縁層を形成し、当該絶縁層に接するように剥離層４０２を形成してもよい。
【０１１５】
剥離層４０２は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、厚さ３０ｎｍ〜２００ｎｍのタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びシリコン（Ｓｉ）の中から選択された元素、または元素を主成分とする合金材料、または元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層または複数の層を積層させて形成する。シリコン層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
【０１１６】
剥離層４０２が積層構造の場合、好ましくは、１層目として金属層を形成し、２層目として金属酸化物層を形成する。代表的には、１層目の金属層として、タングステン、またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン、またはタングステンとモリブデンとの混合物の酸化物、タングステン、またはタングステンとモリブデンとの混合物の窒化物、タングステン、またはタングステンとモリブデンとの混合物の酸化窒化物、もしくはタングステン、またはタングステンとモリブデンとの混合物の窒化酸化物を含む層を形成する。なお、２層目として金属酸化物層を形成する場合、１層目の金属層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行って金属酸化物層を形成してもよい。
【０１１７】
第１の電極４０６は、実施の形態１に示す第１の電極１６４と同様に形成することができる。
【０１１８】
スペーサ４０８は、実施の形態１に示すスペーサ１６６と同様に形成することができる。
【０１１９】
次に、素子層４０４を基板４００から容易に剥離するために、素子層４０４にレーザービームを照射して、剥離層４０２が露出する凹部を形成することが好ましい。ここでは、素子層４０４の端部にレーザービームを照射することにより凹部を形成する（図示しない。）。
【０１２０】
次に、素子層４０４、第１の電極４０６、及びスペーサ４０８上に、剥離可能な有機樹脂層４１２を形成した後、有機樹脂層４１２上に粘着層を有するフィルム４１４を形成する。剥離可能な有機樹脂層４１２は、紫外線により剥離する紫外線剥離型有機樹脂、熱により剥離する熱剥離型有機樹脂、水溶性有機樹脂等がある。粘着層を有するフィルム４１４としては、紫外線硬化型粘着フィルム（ＵＶフィルム、ＵＶテープ、ＵＶシートともいう。）、圧力が加わることにより粘着力が変化する感圧フィルム（感圧フィルム、感圧テープ、感圧シートともいう。）、熱硬化型粘着フィルム（熱硬化型粘着テープ、熱硬化型粘着シートともいう。）等がある。
【０１２１】
粘着層を有するフィルム４１４を貼り合わせることにより、剥離が容易に行えると共に剥離の前後において素子層４０４に加わる応力を低減し、素子層４０４に含まれるスイッチング素子の破損を抑制することが可能となる。
【０１２２】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、剥離層４０２及び素子層４０４の界面において、素子層４０４を基板４００から剥離する。剥離方法としては、例えば、機械的な力を加えること（人間の手、把治具等で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等）を用いて行えばよい。
【０１２３】
なお、粘着層を有するフィルム４１４側を吸着ステージで吸着しながら、機械的な力を剥離層４０２及び素子層４０４の界面に加えることで、素子層４０４へのダメージを低減しつつ、剥離することが可能である。また、当該剥離工程の前に、剥離層４０２及び素子層４０４界面に液体（代表的には水）を供給することで、毛細管現象により剥離工程を容易に行うことができる。
【０１２４】
または、上記剥離工程の代わりに、ＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ガスにより剥離層をエッチングし除去して、基板４００から素子層４０４を剥離する方法を用いることができる。または、上記剥離工程の代わりに、基板４００として透光性を有する基板を用い、剥離層４０２として水素を含む非晶質シリコン層を用い、基板４００から剥離層４０２にレーザービームを照射して、非晶質シリコン層に含まれる水素を気化させて、基板４００と剥離層４０２との間で剥離する方法を用いることができる。
【０１２５】
または、上記剥離工程の代わりに、基板４００を機械的に研磨し除去する方法や、基板４００をＨＦ等の溶液を用いて溶解し除去する方法を用いることができる。この場合、剥離層４０２を形成しなくともよい。
【０１２６】
次に、図１３（Ｃ）に示すように、剥離した素子層４０４の剥離面（剥離により露出した絶縁層表面）に、接着材４２０を用いて第１の可撓性を有する基板４２２を設ける。接着材４２０としては、紫外線により硬化する紫外線硬化型有機樹脂、熱により硬化する熱硬化型有機樹脂等がある。第１の可撓性を有する基板４２２としては、実施の形態１に示す第１の基板１００及び第２の基板１０２に示すプラスチック基板を適宜用いることができる。または、可撓性を有するガラス基板を用いることができる。なお、第１の可撓性を有する基板４２２に剥離可能な有機樹脂層４２４を介してガラス基板４２６を設けることが好ましい。剥離可能な有機樹脂層４２４は、剥離可能な有機樹脂層４１２に列挙する有機樹脂材料であって、剥離可能な有機樹脂層４１２に用いていない有機樹脂材料を用いる。これは、後の剥離可能な有機樹脂層４１２を除去する工程において、剥離可能な有機樹脂層４２４も同時に除去されるのを回避するためである。
【０１２７】
次に、図１３（Ｄ）に示すように、素子層４０４、第１の電極４０６、及びスペーサ４０８から剥離可能な有機樹脂層４１２及び粘着層を有するフィルム４１４を除去した後、素子層４０４、第１の電極４０６、及びスペーサ４０８上に、配向膜４３０を形成する。
【０１２８】
また、図１３（Ｅ）に示すように、第２の可撓性を有する基板４４０上に着色層及び遮光層を有する素子層４４２を形成し、素子層４４２上に第２の電極４４４を形成し、素子層４４２及び第２の電極４４４上に配向膜４４６を形成する。着色層及び遮光層を有する素子層４４２は、実施の形態１に示す遮光層１７０及び着色層１７２と同様に形成することができる。第２の電極４４４は、実施の形態１に示す第２の電極１７６と同様に形成することができる。配向膜４４６は実施の形態１に示す配向膜１７８と同様に形成することができる。
【０１２９】
次に、図１３（Ｆ）に示すように、第２の可撓性を有する基板４４０上に、剥離可能な有機樹脂層４５０を介してガラス基板４５２を設けることが好ましい。剥離可能な有機樹脂層４５０は、剥離可能な有機樹脂層４１２に列挙する有機樹脂材料を適宜用いる。
【０１３０】
次に、図１４（Ａ）に示すように、配向膜４３０上にシール材４６０を形成する。シール材４６０は、実施の形態１に示すシール材１０４と同様に形成することができる。
【０１３１】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、シール材４６０の内側に液晶４７０を吐出する。この後、第１の可撓性を有する基板４２２及び第２の可撓性を有する基板４４０の位置合わせをし、減圧雰囲気でＵＶ光を照射してシール材４６０を硬化して、第１の可撓性を有する基板４２２及び第２の可撓性を有する基板４４０を固着する。また、当該固着工程により、第１の可撓性を有する基板４２２及び第２の可撓性を有する基板４４０、及びシール材４６０に液晶４７０を充填することができる（図１４（ｆ）参照。）。
【０１３２】
次に、剥離可能な有機樹脂層４２４を除去して、第１の可撓性を有する基板４２２から第１のガラス基板４２６を除き、剥離可能な有機樹脂層４５０を除去して、第２の可撓性を有する基板４４０から第２のガラス基板４５２を除く。以上の工程により、可撓性を有する液晶表示装置を作製することができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、液晶滴下法により、第１の可撓性を有する基板４２２、第２の可撓性を有する基板４４０、及びシール材４６０の間に液晶を充填したが、適宜液晶注入法を用いてもよい。
【０１３４】
本実施の形態に示す液晶表示装置は、表示領域の各画素には、少なくとも一つのスペーサが設けられており、当該スペーサは表示領域で規則的に配置されているため、外部からの押圧や曲げによって、第１の基板または／及び第２の基板に力が加わっても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。
【０１３５】
また、スペーサの平面形状が対称性を有するため、液晶が表示領域で流動することが可能であるため、表示領域において均一性高く液晶を分布させることができる。
【０１３６】
以上の工程により、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れが低減された可撓性を有する液晶表示装置を歩留まり高く作製することができる。
【０１３７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、外部からの押圧や曲げによる表示の乱れの少ない可撓性を有する液晶表示装置を有する電子書籍の形態について、図１５を用いて説明する。
【０１３８】
図１５は、可撓性を有する液晶表示装置を２枚有する電子書籍３０１の斜視図である。電子書籍３０１は、綴じ部３０３に挟持された可撓性を有する液晶表示装置３０５、３０７を有する。また、液晶表示装置３０５は表示部３０９を有する。なお、図示しないが、液晶表示装置３０７の裏面、即ち表示部３０９と向かい合う面において、表示部を有する。
【０１３９】
可撓性を有する液晶表示装置３０５、３０７は、実施の形態４に示す可撓性を有する液晶表示装置を用いることができる。または、第１の基板及び第２の基板に、プリプレグを用いることで、可撓性を有する液晶表示装置の機械強度を高めることができる。
【０１４０】
綴じ部３０３は中空を有する柱状または円柱状の筐体で形成されている。綴じ部３０３の中空には、液晶表示装置にＦＰＣ等のコネクターで接続された配線基板が内蔵される。また、配線基板上には、液晶表示装置３０５、３０７の表示を制御する半導体装置が実装される。また、配線基板に蓄電装置が電気的に接続される。また、綴じ部３０３に操作キーが設けられる。
【０１４１】
本実施の形態により、可撓性を有する液晶表示装置が湾曲しても、各画素におけるセルギャップが保持されるため、液晶表示装置の表示の乱れを低減することができる。このため、電子書籍の画質を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１４】
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【図１５】
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