(57)【要約】【課題】ＴＦＴ基板と対向基板の横ずれを防止する。【解決手段】第１の基板１００と第２の基板２００の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う有機パッシベーション膜１０８と、画素電極１１１が形成され、前記有機パッシベーション膜は、平坦部と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを接続するためのスルーホール１３０を有し、前記第２の基板には、遮光膜２０２と第１のスペーサ６０と第２のスペーサ７０が形成され、前記第１のスペーサは、前記有機パッシベーション膜の前記平坦部に位置し、前記第２のスペーサの一部は、前記スルーホール内の側壁部に接触して配置されることを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図７
2019082522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記第１の基板には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う有機パッシベーション膜と、画素電極が形成され、
前記有機パッシベーション膜は、平坦部と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを接続するためのスルーホールを有し、
前記第２の基板には、遮光膜と第１のスペーサと第２のスペーサが形成され、
前記第１のスペーサは、前記有機パッシベーション膜の前記平坦部に位置し、
前記第２のスペーサの一部は、前記スルーホール内の側壁部に接触して配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２のスペーサの側壁は、第１部分と、前記第１部分と前記第２の基板間の第２部分とを有し、
断面で視て、前記第１部分の側面と前記第２の基板の主面との成す角が、前記第２部分の側面と前記第２の基板の前記主面との成す角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２のスペーサは、前記第１部分の側面で、前記スルーホールの側壁の一部に接触し、
前記第１部分の側面が接触する前記スルーホールの側壁の方向は、各第２のスペーサ毎で異なり、前記方向は、少なくとも４方向あることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２のスペーサの前記第１部分の前記スルーホールの側壁に接触する側面は、断面で視て、前記第２のスペーサの片側にのみ形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２のスペーサの前記第１部分の前記スルーホールの側壁に接触する側面は、断面で視て、前記第２のスペーサの両側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２のスペーサの前記第１部分の径は、前記第２部分の径よりも小さく、前記第１部分と前記第２部分の間には段部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２のスペーサの高さは、前記第１のスペーサの高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の基板には、さらに、第３のスペーサが形成され、前記第３のスペーサは、前記平坦部上に配置され、且つ、前記第３のスペーサは、前記第１のスペーサよりも高さが低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２のスペーサの高さは、前記第３のスペーサの高さよりも高いことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２のスペーサの数は、前記第１のスペーサの数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
表示領域の周辺における前記第２のスペーサの配置密度は、前記表示領域の中央における前記第２のスペーサの配置密度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記第１の基板には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う有機パッシベーション膜と、画素電極が形成され、
前記有機パッシベーション膜は、平坦部と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを接続するためのスルーホールを有し、
前記第２の基板には、遮光膜と第１のスペーサと第２のスペーサが形成され、
前記第１のスペーサは、前記有機パッシベーション膜の前記平坦部に位置し、
前記第２のスペーサの側壁は、第１部分と、前記第１部分と前記第２の基板間の第２部分とを有し、
断面で視て、前記第１部分の側面と前記第２の基板の主面との成す角が、前記第２部分の側面と前記第２の基板の前記主面との成す角よりも小さく、
平面で視て、前記第２のスペーサの中央部位置は、前記スルーホールの中央位置と合せて配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第２の基板には、さらに、第３のスペーサが形成され、前記第３のスペーサは、前記平坦部上に配置され、且つ、前記第３のスペーサは、前記第１のスペーサよりも高さが低いことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第２のスペーサの前記第１部分の径は、前記第２部分の径よりも小さく、前記第１部分と前記第２部分の間には段部が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第２のスペーサの高さは、前記第１のスペーサの高さよりも高いことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第２のスペーサの高さは、前記第３のスペーサの高さよりも高いことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第２のスペーサの数は、前記第１のスペーサの数よりも多いことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
表示領域の周辺における前記第２のスペーサの配置密度は、前記表示領域の中央における前記第２のスペーサの配置密度よりも大きいことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
表示装置にかかり、基板の横ずれに起因して、スペーサが配向膜を削る現象を対策する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
ＴＦＴ基板と対向基板の間の液晶層の厚さが変化すると色ムラの原因になる。ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を一定にするために柱状スペーサが使用される。柱状スペーサは一般には対向基板に形成される。柱状スペーサは通常状態でＴＦＴ基板と接触して基板間の間隔を規定するメイン柱状スペーサと、対向基板に何らかの圧力が加わった場合にＴＦＴ基板側と接触することによって、基板間の間隔が過度に小さくならないようにするためのサブ柱状スペーサが存在する。
【０００４】
特許文献１には、サブ柱状スペーサをスルーホール内壁に接触させることによって、対向基板に加えられる外部からの圧力の大きさに対応して反発力を調整できることを可能とする液晶表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０６９３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近は、液晶表示装置の対向基板を指等でタッチすることによって入力する方式が増加している。このような方式の液晶表示装置では、通常はメイン柱状スペーサ（以後メインスペーサという）で基板間隔を維持し、タッチ動作によって、対向基板に圧力がかかった場合に、メインスペーサよりも高さの低いサブ柱状スペーサ（以後サブスペーサという）がＴＦＴ基板側に接触する構成となっている。
【０００７】
タッチ動作が行われると、対向基板が撓むために、タッチされた部分およびその周辺においてメインスペーサあるいはサブスペーサの横ずれを生ずる。メインスペーサの方が横ずれの量は大きい。
【０００８】
一方、ＴＦＴ基板と対向基板の内側の液晶と接する面には、液晶を初期配向させるための配向膜が形成されている。メインスペーサあるいはサブスペーサがＴＦＴ基板上で横ずれを生ずると、配向膜が削られる。配向膜の削りくずが液晶中に混入すると、輝点を引き起こす。
【０００９】
本発明の課題は、対向基板に圧力が加わった場合等におけるＴＦＴ基板と対向基板の間の横ずれを防止し、配向膜の削れを防止し、画面欠陥を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００１１】
（１）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う有機パッシベーション膜と、画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜は、平坦部と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを接続するためのスルーホールを有し、前記第２の基板には、遮光膜と第１のスペーサと第２のスペーサが形成され、前記第１のスペーサは、前記有機パッシベーション膜の前記平坦部に位置し、前記第２のスペーサの一部は、前記スルーホール内の側壁部に接触して配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【００１２】
（２）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板には薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う有機パッシベーション膜と、画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜は、平坦部と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタを接続するためのスルーホールを有し、前記第２の基板には、遮光膜と第１のスペーサと第２のスペーサが形成され、前記第１のスペーサは、前記有機パッシベーション膜の前記平坦部に位置し、前記第２のスペーサの側壁は、第１部分と、前記第１部分と前記第２の基板間の第２部分とを有し、断面で視て、前記第１部分の側面と前記第２の基板の主面との成す角が、前記第２部分の側面と前記第２の基板の前記主面との成す角よりも小さく、平面で視て、前記第２のスペーサの中央部位置は、前記スルーホールの中央位置と合せて配置されることを特徴とする液晶表示装置。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。
【図２】液晶表示装置の表示領域の断面図である。
【図３】液晶表示装置の表示領域の他の断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の特徴を示す断面図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の特徴を示す他の断面図である。
【図６】液晶表示装置の問題点を示す断面図である。
【図７】本発明の作用を示す液晶表示装置の断面図である。
【図８】横ずれ防止スペーサの斜視図である。
【図９】横ずれ防止スペーサの断面図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の表示領域の平面図である。
【図１１】横ずれ防止スペーサの他の例を示す図である。
【図１２】実施例２を示す断面図である。
【図１３】実施例２の作用を示す断面図である。
【図１４】実施例２の横ずれ防止スペーサを示す図である。
【図１５】実施例２の横ずれ防止スペーサの他の例を示す図である。
【図１６】実施例３を示す断面図である。
【図１７】実施例３の作用を示す断面図である。
【図１８】実施例３の表示領域の平面図である。
【図１９】実施例４の例を示す表示領域の平面図である。
【図２０】実施例４の他の例を示す表示領域の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の内容を、実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００がシール材４０によって接着し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が挟持されている。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なっていない部分は端子部３０となっている。端子部３０には、液晶表示パネルを駆動するＩＣドライバ３１が搭載され、また、液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するためのフレキシブル配線基板を接続するための端子等が形成されている。
【００１６】
図１において、表示領域２０には走査線１１が横方向に延在し、縦方向に配列している。また、映像信号線１２が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線１１と映像信号線１２とで囲まれた領域が画素１３となっている。各画素にはＴＦＴや画素電極が形成されている。対向基板２００には、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定するための、メインスペーサが形成されている。また、タッチ入力をするために、対向基板２００が指等で圧力を受けた場合に、過度にＴＦＴ基板２００と対向基板が接近しないようにするためのサブスペーサが形成されている。これに加えて、本発明の特徴である、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の横ずれを防止する横ずれ防止スペーサが形成されている。
【００１７】
図２乃至図５は本発明における表示領域２０の断面図である。図２は画素電極１１１とＴＦＴのソース電極１０７を接続するスルーホール１３０の付近にメインスペーサ６０が配置している例であり、図３は、スルーホール１３０の付近にサブスペーサ７０が配置している例であり、図４及び図５はスルーホール１３０内に横ずれ防止スペーサ８０が配置している例である。
【００１８】
以下に主に、図２を用いて液晶表示装置の断面構成を説明する。図２は、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置の断面構成を説明する図である。図２は、液晶表示装置の層構造を説明するためのものであり、特定の平面構造と対応しているものではない。
【００１９】
図２において、例えばガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１が形成されている。液晶表示装置を湾曲可能とするためには、ガラス基板を０．２ｍｍ以下に薄くするか、ＴＦＴ基板１００をポリイミド等の樹脂で形成することが出来る。
【００２０】
下地膜１０１は、ガラスからの不純物が後で形成される半導体層１０２を汚染することを防止する役割を有する。下地膜１０１は一般には、窒化シリコン膜（以後ＳｉＮ膜という）と酸化シリコン膜（以下ＳｉＯ膜という）の２層膜から形成される。下地膜１０１の上に半導体層１０２が形成される。半導体層１０２は、まずＣＶＤによってａ−Ｓｉを形成し、その後、エキシマレーザを照射することによってＰｏｌｙ−Ｓｉに変換したものである。なお、下地膜１０１を構成するＳｉＮ、ＳｉＯ、半導体層となるａ−Ｓｉは、ＣＶＤによって連続して形成される。
【００２１】
半導体層１０２をパターニングした後、これを覆ってゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３はＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料としたＳｉＯ膜である。ゲート絶縁膜１０３を覆ってゲート電極１０４が形成される。ゲート電極１０４は例えば、ＭｏＷ（モリブデンタングステン）合金で形成され、ＭｏＷ合金をスパッタリング等で成膜した後、パターニングして形成する。
【００２２】
ゲート電極１０４をパターニングした後、Ｐ（リン）、Ｂ（ボロン）等のイオンインプランテーションを行い、ゲート電極１０４で覆われた領域以外の半導体層１０２に導電性を付与する。これによって、半導体層１０２にドレイン領域１０２１及びソース領域１０２２を形成する。
【００２３】
その後、ゲート電極を覆ってＳｉＮあるいはＳｉＯによって層間絶縁膜１０５を形成する。層間絶縁膜１０５はＣＶＤによって形成することが出来る。層間絶縁膜１０５およびゲート絶縁膜１０３にスルーホールを形成し、半導体層１０２のドレイン領域１０２１とドレイン電極１０６の接続、及び、半導体層のソース領域１０２２とソース電極１０７の接続を可能にする。ドレイン電極１０６は映像信号線１１と接続し、ソース電極１０７は後で形成される、スルーホール１３０を介して画素電極１１１と接続する。なお、図２では、映像信号線１１がドレイン電極１０６を兼ねている。
【００２４】
ドレイン電極１０６およびソース電極１０７を覆ってアクリル樹脂等によって、有機パッシベーション膜１０８を形成する。有機パッシベーション膜１０８は平坦化膜の役割を有しているので、２乃至４μｍと、厚く形成される。
【００２５】
有機パッシベーション膜１０８は感光性の樹脂で形成されるので、スルーホール１３０の形成に、別途レジストを形成する必要はない。有機パッシベーション膜材料はポジ型の感光性樹脂であり、光が照射された部分にスルーホール１３０が形成される。なお、有機パッシベーション膜１０８はアクリルの他、シリコン樹脂あるいはポリイミド等で形成することも出来る。
【００２６】
有機パッシベーション膜１０８の上に、平面状にコモン電極１０９がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の酸化物透明導電膜によって形成される。コモン電極１０９は各画素共通に形成されるが、スルーホール１３０内には形成されない。コモン電極１０９をパターニング後、コモン電極１０９を覆って容量絶縁膜１１０がＳｉＮによって形成される。容量絶縁膜１１０はＣＶＤによって形成される。容量絶縁膜１１０は有機パッシベーション膜１０８を形成した後に形成されるので、高温で形成することが出来ず、２００℃程度の低温ＣＶＤによって形成される。
【００２７】
容量絶縁膜１１０の上に、櫛歯状、あるいはストライプ状に画素電極１１１がＩＴＯ等の酸化物透明導電膜によって形成される。コモン電極１０９と画素電極１１１との間の絶縁膜１１０は画素電極とコモン電極との間の保持容量を形成するものであるから、容量絶縁膜１１０と呼ばれる。
【００２８】
容量絶縁膜１１０には、有機パッシベーション膜１０８に形成されたスルーホール１３０内において、スルーホールが形成され、画素電極１１１とソース電極１０７が接続される。
【００２９】
画素電極１１１及び容量絶縁膜１１０を覆って配向膜１１２が形成される。配向膜１１２は液晶の初期配向を決めるものであり、配向処理はラビング処理か光配向処理によって行われる。画素電極１１１に映像信号が印加されると、コモン電極１０９との間に矢印のような電気力線が発生し、液晶分子３０１を回転し、画素毎に液晶層３００の透過率を制御して画像を形成する。
【００３０】
図２において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置している。フレキシブル表示装置としたい場合は、対向基板２００をポリイミド等の樹脂で形成することが出来る。対向基板２００の内側にカラーフィルタ２０１とブラックマトリクス２０２が形成される。バックライトからの光を制御して画像を形成したい部分にはカラーフィルタ２０１を配置し、カラー表示を可能にする。一方、バックライトからの光を制御することが難しい、例えば、後で説明するスペーサ、スルーホール１３０等が形成された部分等にはブラックマトリクス２０２を形成し、光漏れを防止する。
【００３１】
カラーフィルタ２０１及びブラックマトリクス２０２を覆ってアクリル等の透明有機材料によってオーバーコート膜２０３が形成される。対向基板２００には、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を一定に保ち、液晶層３００の厚さを均一にするために、オーバーコート膜２０３の上にメインスペーサ６０が形成されている。なお、他の場所では、スルーホール１３０の付近にサブスペーサ７０が形成され、さらに他の場所では、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０に挿入されるように形成されている。
【００３２】
図２に示すように、メイン柱状スペーサ２０の先端はＴＦＴ基板１００側の配向膜１１２と接触している。対向基板２００に外部から圧力が加わったような場合、メイン柱状スペーサ２０の先端には強い圧力が加わり、メイン柱状スペーサ２０が変形すると共に横ずれをおこし、配向膜１１２がメイン柱状スペーサ２０によって削られる。配向膜１１２は、ラビング処理以外に光配向処理によって形成される場合もあるが、光配向処理された配向膜１１２は機械的に弱いので、配向膜の削れは、より深刻な問題になる。
【００３３】
メイン柱状スペーサ２０の横ずれなどに対応するため、図１０で説明するように、平面で視てメインスペーサ６０の径よりも大きい径のブラックマトリクスｂｍｍによってメインスペーサを覆っている。
【００３４】
図３は他の場所における液晶表示装置の断面図である。図３が図２と異なる点は、スルーホール１３０の付近にメインスペーサではなくサブスペーサ７０が形成されていることである。図３に示すように、サブスペーサ７０は通常はＴＦＴ基板１００側に接触していない。対向基板２００に外部から圧力が加わった場合にサブスペーサ７０がＴＦＴ基板１００に接触することによって、対向基板２００とＴＦＴ基板１００の間隔が過度に小さくなることを防止している。
【００３５】
サブスペーサ７０の場合でも、圧力が大きくなると、サブスペーサ７０がＴＦＴ基板１００に対してずれる。このため、図１０に示すように、サブスペーサ７０に対しても、平面で視てサブスペーサ７０の径よりも大きい径のブラックマトリクスｂｍｓによってサブスペーサを覆っている。ただし、サブスペーサ７０のずれる量はメインスペーサ６０のずれる量よりも小さいので、φｂｍｓ＜φｂｍｍとなっている。
【００３６】
しかし、メインスペーサ６０を覆うブラックマトリクスｂｍｍ、およびサブスペーサ７０を覆うブラックマトリクスｂｍｓの径が大きくなると開口率が低下する。本発明は、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間の横ずれを防止することによって、メインスペーサ６０とサブスペーサ７０のズレを防止し、これによって、平面で視て、メインスペーサ６０とサブスペーサ７０を覆うブラックマトリクスｂｍｍ、ｂｍｓの径φｂｍｍ、φｂｍｓを小さくして透過率の低下を防止することが出来る。
【００３７】
図４は、本発明の特徴を示す断面図である。図４において、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホールの内部に配置し、スルーホール８０の傾斜部８１がスルーホール１３０の内壁と接触している。図４のような構成とすることによって、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する図面左方向（−ｘ方向）への動きが阻止される。
【００３８】
図４に示す横ずれ防止スペーサ８０の特徴は、先端付近に傾斜部が形成されており、傾斜部８１とスルーホール１３０の内壁が面状に接触していることである。横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の内壁が面状に接触しているので、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁を押す力が強い場合でも、大きな摩擦抵抗により、基板間の横ずれの抑止力を増すことができる。
【００３９】
図５は本発明の特徴を示す他の断面図である。図５において、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内部に配置し、スルーホール１３０の傾斜部８１がスルーホール１３０の内壁と接触している。ただし、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁と接触している面は図４と逆側である。図５の構成は、図４とは逆に、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する図面右方向（ｘ方向）への動きが阻止される。
【００４０】
図６および図７は、本発明の作用を説明する断面図である。図を複雑にしないために、図６及び図７では、一部の層は省略されている。図６において、層間絶縁膜１０５の上に映像信号線１２およびＴＦＴのソース電極１０７が形成され、これらを覆って有機パッシベーション膜１０８が形成されている。ソース電極１０７の部分には、有機パッシベーション膜１０８にスルーホール１３０が形成されている。対向基板２００には、ブラックマトリクス２０２が形成され、その上にオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３には、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定するためにメインスペーサ６０が形成されている。
【００４１】
図６において、対向基板２００に対して矢印Ｆのように力が外部から加わると、対向基板２００が撓み、メインスペーサ６０を矢印ｄの方向に移動させるような力が発生し、実際にメインスペーサ６０は移動する。この時、有機パッシベーション膜１０８上に形成されている配向膜がメインスペーサ６０によって削られる場合があり、削れた配向膜が周辺の液晶層中に浮遊することで光漏れの原因になる。この光漏れを防止するためには、対向基板２００側には、メインスペーサ６０の断面よりも十分に大きな面積のブラックマトリクスを形成する必要がある。
【００４２】
図７は本発明の作用を示す断面図である。図７の層構成は図６と同様である。図７が図６と異なる点は、対向基板２００側に横ずれ防止スペーサ８０が形成されていることである。そして、横ずれ防止スペーサ８０の先端付近には傾斜部が形成されている。この傾斜部がスルーホール１３０の内壁と接触している。
【００４３】
図７において、図面左側（−ｘ側）の横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁と接触する面と、図面右側の横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁と接触する面は逆である。図７において、対向基板２００に加えられる力Ｆによって対向基板２００がＴＦＴ基板１００に対して撓む向き、すなわち、メインスペーサ６０をＴＦＴ基板１００に対してずらそうとする力は、矢印Ｆの左側と右側で逆方向である。図７において、対向基板をＴＦＴ基板から横方向にずらそうとする力ｆに対して、横ずれ防止スペーサ８０が有機パッシベーション膜１０８のスルーホール１３０の内壁から同じ力ｆの反発を受けることを示している。したがって、図７の構成は、いずれの方向に対しても対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対するずれを防止することが出来る。
【００４４】
図７は、ｘ方向について説明した図であるが、ｘ方向と直角方向であるｙ方向に対しても同様である。ｙ方向の場合は、横ずれ防止スペーサがスルーホールの内壁と接する面がｘ方向と９０度の角度となる以外は同様である。
【００４５】
図８は横ずれ防止スペーサ８０の例を示す斜視図である。図８の横ずれ防止スペーサ８０はわかり易くするために、図７とは逆に、上向きになっている。図８において、横ずれ防止スペーサ８０は円錐状であるが、先端部付近に傾斜部８１が形成されている。スルーホール１３０の内壁と面で接触させるためである。なお、横ずれ防止スペーサ８０は説明を簡単にするために、円錐状であるとしているが、これに限らす、角錐状であってもよい。
【００４６】
図９は図８の断面図である。図９において、横ずれ防止スペーサ８０の先端部付近に傾斜部８１が形成されている。傾斜部８１側面の対向基板２００の主面に対する角度θ２は、横ずれ防止スペーサ８０の傾斜部８１と対向基板２００間の部位（以下、基部という）の側面の対向基板の主面に対する角度θ１よりも小さい。θ２がθ１よりも小さいことによって、傾斜部８１がスルーホール１３０の傾斜する内壁と接触面を増やすことが出来る。
【００４７】
実際の横ずれ防止スペーサ８０の断面は、基部側面と対向基板２００主面の境界や、基部側面と傾斜部８１側面の境界が、図９とは異なり、加工時の精度次第で、曲面を形成することが多い。このような場合、θ１は例えば、基部の高さの中心において測定すればよい。また、θ２は傾斜部８１の高さ方向の中心で測定すればよい。図８、図９で示すような横ずれ防止スペーサ８０は、例えばハーフ露光技術を用いて形成することが出来る。
図２乃至図７に示すように、横ずれ防止スペーサ８０の高さは、サブスペーサ７０の高さよりも大きい。また、横ずれ防止スペーサ８０の高さは、メインスペーサ６０の高さよりも高いのが望ましい。なお、横ずれ防止スペーサ８０の先端部がスルーホール１３０の内部に存在すればよいので、仮に、横ずれ防止スペーサ８０の高さがメインスペーサ６０の高さと同程度であっても、横ずれ防止スペーサ８０と対向基板２００間に土台を形成する、例えば、複数のカラーフィルタを配置する等してもよい。
【００４８】
図１０は、本発明によるブラックマトリクス２０２の平面形状、メインスペーサ６０、サブスペーサ７０、横ずれ防止スペーサ８０、スルーホール１３０の配置例を示す平面図である。図１０において、ブラックマトリクス２０２、メインスペーサ６０、サブスペーサ７０、横ずれ防止スペーサ８０は対向基板２００に形成され、スルーホール１３０はＴＦＴ基板１００に形成されている。
【００４９】
スルーホール１３０は各画素に形成されているが、図１０では、図を複雑にしないために、横ずれ防止スペーサ８０が形成された部分のみにスルーホール１３０を記載している。また、図１０におけるスルーホール１３０は小孔部分を記載し、横ずれ防止スペーサ８０は、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０と接触する付近の平面図を記載している。図１０におけるスルーホール１３０の平面形状は模式的に４角形で表している。
【００５０】
図１０において、ＴＦＴ基板１００の走査線に対応してブラックマトリクス２０２が横方向に延在し、また、映像信号線に対応してブラックマトリクス２０２が縦方向に延在している。横方向（ｘ方向）に延在するブラックマトリクス２０２と縦方向（ｙ方向）に延在するブラックマトリクス２０２で囲まれた領域のＴＦＴ基板側に画素電極が形成されている。
【００５１】
図１０において、横方向に延在するブラックマトリクス２０２、縦方向に延在するブラックマトリクス２０２、横方向のブラックマトリクスと縦方向のブラックマトリクスの交点に形成されている円状のブラックマトリクスｂｍｍ、ｂｍｓの間に境界線が記載されているが、この境界線は、説明をわかり易くするためのものであり、実際のブラックマトリクスにはこのような境界線は存在しない。図１８も同様である。
【００５２】
縦方向（ｙ方向）と横方向（ｘ方向）のブラックマトリクスの交点付近にメインスペーサ６０およびサブスペーサ７０が形成されている。サブスペーサ７０の数はメインスペーサ６０の数よりも多い。図１０において、メインスペーサ６０は横方向に９画素毎に、縦方向に３画素毎に形成されている。サブスペーサ７０は横方向に３画素毎に、縦方向に１画素毎に形成されている。なお、メインスペーサ６０が配置しているところには、サブスペーサ７０は形成されていない。
【００５３】
対向基板２００が押し圧力を受けた場合のメインスペーサ６０、あるいはサブスペーサ７０のずれによる配向膜１１２の削れによる影響を防止するために、メインスペーサ６０の形成された部分には、ブラックマトリクスｂｍｍが形成され、サブスペーサ７０が形成された部分にはブラックマトリクスｂｍｓが形成されている。メインスペーサ６０のサイズの方が大きいので、ブラックマトリクスの径は、サブスペーサを覆う部分の径φｂｍｓ＜メインスペーサを覆う部分の径φｂｍｍとなっている。
【００５４】
図１０において、メインスペーサ６０とサブスペーサ７０の間、あるいはサブスペーサ７０とサブスペーサ７０の間に横ずれ防止スペーサ８０が配置されている。あるいは、横ずれ防止スペーサ８０は、ブラックマトリクスストライプｂ１乃至ｂ４と画素列ｐ１乃至ｐ４の交差領域に形成されているということも出来る。横ずれ防止スペーサ８０は、スルーホール１３０の内壁と接触しているので、図１０においては、横ずれ防止スペーサ８０の一部がスルーホール１３０と重なって記載されている。
【００５５】
図１０において、ブラックマトリクスｂ１の一番左側、すなわち、ブラックマトリクスｂ１と画素列ｐ１の交差領域に形成された横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の左側の内壁と接触している。一方、その右隣りである、ブラックマトリクスｂ１と画素列ｐ２との交差領域では、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の右側の内壁と接触している。ブラックマトリクスｂ１においては、この繰り返しになっている。これによって、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の横方向のずれを防止する。
【００５６】
ブラックマトリクスｂ２においては、一番左側、すなわち、ｂ２と画素列ｐ１の交差領域に形成された横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の右側の内壁と接触している。一方、その右隣りである、ブラックマトリクスｂ２と画素列ｐ２との交差領域では、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の左側の内壁と接触している。ブラックマトリクスｂ１とブラックマトリクスｂ２における横ずれ防止スペーサ８０の作用は同じであるが、ｙ方向において、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁と接する位置が逆になっていることにより、ずれ防止の抑止力を向上させている。
【００５７】
図１０のブラックマトリクスｂ３において、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０内壁の下側（図面−ｙ方向）と接触している。したがって、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する下方向（図面−ｙ方向）への動きを阻止する。また、図１０ブラックマトリクスｂ４において、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０内壁の上側（図面ｙ方向）と接触している。したがって、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する上方向（図面ｙ方向）への動きを阻止する。
【００５８】
図１０において、横ずれ防止スペーサ８０の数はメインスペーサ６０の数よりも多い。また、横ずれ防止スペーサの数８０はサブスペーサ７０の数よりも若干多い。しかし、横ずれ防止スペーサ８０とサブスペーサ７０の数は、同等か、あるいは、サブスペーサ７０の数を横ずれ防止スペーサ８０の数よりも多くしても良い。
【００５９】
このように、本発明によれば、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する動きは、上下左右（ｘ方向、ｙ方向）のいずれの方向も抑制することが出来る。図１０に示すように、横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の内壁の接触箇所は４種類に分類できるが、この４種類の配置は、製品に応じて色々な組み合わせとすることが出来る。
【００６０】
例えば、ｙ方向の動きを抑えるための、横ずれ防止スペーサ８０をスルーホール１３０の上側（ｙ方向）と接触させる構成と、横ずれ防止スペーサ８０をスルーホール１３０の下側（−ｙ方向）の構成は、同じ行に混合して配置しても良い。さらに、横方向（ｘ方向）の動きを抑える構成と、上下方向（ｙ方向）の動きを抑える構成を同じ行に混合して配置してもよい。また、図１０では、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０と接する方向は、横方向（ｘ方向、−ｘ方向）、縦方向（ｙ方向、−ｙ方向）となっているが、これらの方向に限る必要はない。
【００６１】
図１１は、本発明における横ずれ防止スペーサ８０の形状の他の例である。図１１において、上側が断面図、下側が平面図である。図１１において、横ずれ防止スペーサ８０は径の大きい基部と径の小さい先端部に分かれている。
【００６２】
図１１において平面で視て、基部の中心と先端部の中心はｄ１だけ偏心している。そして、基部と先端部の境界部分では段部８２が形成されている。このような構成であれば、横ずれ防止スペーサ８０を２段階のハーフ露光で形成することが出来る。そして、横ずれ防止スペーサ８０は、基部の肩８５と先端部の肩８６がスルーホール１３０の内壁と接触するように、基部の高さｈ１と先端部の高さｈ２、基部の径φ１、先端部の径φ２、基部と先端部の偏心量ｄ１を調整すればよい。すなわち、図１１におけるθ２をスルーホール１３０の内壁の角度と同じになるように調整すればよい。
【００６３】
図１１における横ずれ防止スペーサ８０の基部の径は、例えば、基部の高さｈ１の９５％の位置における径φ１１、先端部の径は、例えば、全体の高さ、ｈ１＋ｈ２の９５％の位置における径φ２１と定義することが出来る。φ１１は例えば、５乃至６μｍ、φ２１は例えば、１０μｍである。
【実施例２】
【００６４】
図１２は本発明の実施例２を示す断面図である。メインスペーサ６０、サブスペーサ７０が形成されている部分の断面は実施例１における図２、図３と同じである。図１２が実施例１の図４と異なる点は、横ずれ防止スペーサ８０の形状である。すなわち、図１２における横ずれ防止スペーサ８０は、両側に傾斜部８１が形成されていることである。
【００６５】
図１２の横ずれ防止スペーサ８０は基部と先端部を偏心させる必要がないので、その分、横ずれ防止スペーサ８０の製作が容易になる。つまり、横ずれ防止スペーサ８０をスルーホール１３０の右側内壁に接触させる場合にも、左側内壁に接触させる場合にも、同じ横ずれ防止スペーサ８０を用いることが出来る。
【００６６】
図１３は実施例２の作用を示す断面図である。図１３が実施例１の図７と異なる点は、横ずれ防止スペーサ８０の形状のみである。図１３において、横ずれ防止スペーサ８０において、先端部分の両側に傾斜部が形成されている。そして、図１３の左側（−ｘ方向）では、横ずれ防止スペーサ８０の左側の傾斜部がスルーホール１３０の右側内壁に接触し、図１３の右側（ｘ方向）では、横ずれ防止スペーサ８０の右側傾斜部がスルーホールの左側内壁と接触している。これによって、対向基板２００のＴＦＴ基板１００に対する横ずれを防止することが出来る。本実施例における横ずれ防止スペーサ８０の配置は、実施例１の図１０と同様である。
【００６７】
図１４は、本実施例における横ずれ防止スペーサ８０の形状を示し、上側は断面図、下側は平面図である。図１４において、傾斜θ２がスルーホール８０の内壁の角度と同等になっている。図１４の横ずれ防止スペーサ８０も例えば、ハーフ露光を用いて形成することが出来る。
【００６８】
図１５は、本発明における横ずれ防止スペーサ８０の形状の他の例である。図１５において、上側が断面図、下側が平面図である。図１５において、横ずれ防止スペーサ８０は径の大きい基部と径の小さい先端部に分かれている。
【００６９】
図１５において基部と先端部の境界部分には段部８２が形成されている。このような構成であれば、横ずれ防止スペーサ８０を２段階のハーフ露光で形成することが出来る。そして、横ずれ防止スペーサ８０は、基部の肩８５と先端部の肩８６がスルーホール１３０の内壁と接触するように、基部の高さｈ１、先端部の高さｈ２、基部の径φ１、先端部の径φ２を調整すればよい。すなわち、図１２におけるθ２をスルーホール１３０の内壁の角度と同じになるように調整すればよい。図１５の横ずれ防止スペーサ８０は、偏心していない分、図１１の横ずれ防止スペーサよりも製造しやすい。
【００７０】
図１５における横ずれ防止スペーサ８０の基部の径は、例えば、基部の高さｈ１の９５％の位置における径φ１１、先端部の径は、例えば、全体の高さ、ｈ１＋ｈ２の９５％の位置における径φ２１と定義することが出来る。φ１１は例えば、５乃至６μｍ、φ２１は例えば、１０μｍである。
【実施例３】
【００７１】
図１６は実施例３の断面図である。図１６における横ずれ防止スペーサ８０の形状は実施例２と同じである。図１６の特徴は、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の中心に配置されている点である。メインスペーサ６０、サブスペーサ８０等の構成は実施例１の図２、図３と同様である。
【００７２】
図１６の特徴は、通常状態では、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の内壁と接触していない。しかし、対向基板２００に圧力が加わって対向基板２００がＴＦＴ基板１００に対して、例えば、ｄ１だけ横ずれを生ずると、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０の内壁に接触する。この場合も、横ずれ防止スペーサ８０の傾斜部８１は、スルーホール１３０の内壁の傾斜と同じ程度の傾斜としており、面接触となっているため、対向基板２００がＴＦＴ基板１００に対してそれ以上ずれることを防止する。
【００７３】
図１７は、本実施例の作用を示す断面図である。図１７において、横ずれ防止スペーサ８０の位置を除いて、層構造は図７あるいは図１３と同じである。図１７において、平面で視て、スルーホール１３０の中心と横ずれ防止スペーサ８０の中心は一致している。
【００７４】
横ずれ防止スペーサ８０の傾斜部８１とスルーホール１３０の内壁との間には、ｘ方向にｄ２だけ間隔が存在している。したがって、対向基板２００に外圧Ｆが加わった場合、対向基板２００はＴＦＴ基板１００に対してｄ２分ずれるが、それ以上はずれない。したがって、ｄ２を、メインスペーサ６０あるいはサブスペーサ７０のずれが生じても配向膜１１２の削れが深刻にならない程度に設定しておけばよい。
【００７５】
図１８は、実施例３におけるブラックマトリクス２０２の平面形状、メインスペーサ６０、サブスペーサ７０、横ずれ防止スペーサ８０、スルーホール１３０の配置を示す平面図である。図１８において、横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の位置関係以外は全て、実施例１の図１０と同じである。
【００７６】
図１８において、平面で視て、スルーホール１３０と重複して横ずれ防止スペーサ８０が形成されている。ただし、図１６及び図１７に示すように、断面で視ると、横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の内壁の間には間隔ｄ２が存在している。
【００７７】
図１８の利点は、当初から横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の間に間隔が存在しているので、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせが容易になるということである。すなわち、実施例１、２等の構成では、当初から横ずれ防止スペーサ８０とスルーホール１３０の内壁を接触させるようにするために、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせ正確に行う必要ある。
【００７８】
例えば、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせにずれが生じたような場合、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０内側から飛び出し、有機パッシベーション膜の平坦部上に来てしまうことがありうる。横ずれ防止スペーサ８０は、メインスペーサ６０よりも高く形成されることが多いので、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を不安定にしてしまう。この点、実施例４では、横ずれ防止スペーサ８０はスルーホール１３０の中央に配置されるので、横ずれ防止スペーサ８０がスルーホール１３０から外れる可能性は、実施例１あるいは実施例２よりも小さくすることができる。
【００７９】
このように、実施例３では、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００のわずかな横ずれを許容することによって、製造歩留まりの高い、また、信頼性の高い液晶表示装置を実現することが出来る。
【実施例４】
【００８０】
ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間の横ずれは、画面の周辺において深刻になる場合が多い。また、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の横ずれは、ＴＦＴ基板１００側と対向基板２００側に熱膨張の差が存在する場合にも生ずる。この場合、温度サイクルごとに、メインスペーサ６０は横ずれを生ずることになる。本発明は、このような、温度サイクルによる横ずれ防止にも大きな効果を発揮する。
【００８１】
温度サイクルによるＴＦＴ基板と対向基板の間の横ずれは、画面周辺において、より深刻になる。したがって、本発明の横ずれ防止スペーサ８０を画面周辺において、画面中央よりも高い密度で形成することによって、本発明の効果をより上げることが出来る。
図１９は実施例４の一例である。図１９において、表示領域２０の周辺のハッチングを施した部分２１において、他の部分よりも横ずれ防止スペーサ８０の配置密度が大きい。図１９において、周辺のハッチングを施した部分の幅ｄｃは、例えば、表示領域２０の対角長ｄｄの長さの１/６である。
【００８２】
図２０は実施例４の他の例である。図２０において、表示領域２０の周辺のハッチングを施した部分２１において、他の部分よりも横ずれ防止スペーサ８０の配置密度が大きい。図２０において、周辺のハッチングを施した部分２１の幅ｄｂは、例えば、表示領域２０の対角長ｄｄの長さの１/１２である。
【００８３】
横ずれ防止スペーサ８０が多い領域は、図１９あるいは図２０のように明確に分かれていなくとも良い。画面中央から画面周辺に向かって徐々に横ずれ防止スペーサ８０の配置密度を増加させたほうが、より良い効果を得ることが出来る。
【００８４】
ＴＦＴ基板１００がガラスで形成され、対向基板２００がポリイミド等の樹脂で形成されるような構成の場合、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の熱膨張の差が大きくなる。このような場合、実施例４の構成は特に効果がある。
【００８５】
実施例１乃至４の構成では、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００のずれ量を小さくすることが出来る。図１０等において、メインスペーサ６０、サブスペーサ７０に対応する部分のブラックマトリクスφｂｍｍ、φｂｍｓの径を大きくするのは、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００のずれ対策のためである。したがって、本発明を用いることによって、メインスペーサ６０とサブスペーサ７０に対応する部分のブラックマトリクスの径を小さくすることが出来るので、表示領域２０の透過率を上げることが出来る。
【００８６】
実施例１乃至３では、横ずれ防止スペーサ８０は画素電極とソース電極を接続するスルーホール１３０に接触するとして説明した。しかし、画素のサイズが大きく、スペースに余裕がある場合は、画素電極とソース電極を接続するスルーホール１３０に限らず、他のスルーホールを有機パッシベーション膜１０８に形成して、この内壁を横ずれ防止スペーサ８０に対するストッパとして使用してもよい。
【００８７】
実施例１乃至３では、メインスペーサ６０とサブスペーサ７０と横ずれ防止スペーサ８０を用いた例で説明した。しかし、横ずれ防止スペーサ８０に、サブスペーサ７０の役割を持たせることが出来る場合もある。この場合は、メインスペーサ６０と横ずれ防止スペーサ８０のみが表示領２０に形成される。
【符号の説明】
【００８８】
１１…走査線、  １２…映像信号線、  １３…画素、  ２０…表示領域、  ２１…横ずれ防止スペーサが多い領域、  ３０…端子領域、  ３１…ドライバＩＣ、  ４０…シール材、  ６０…メインスペーサ、  ７０…サブスペーサ、  ８０…横ずれ防止スペーサ、  ８１…傾斜部、  ８２…段部、  ８５…基部の肩、  ８６…先端部の肩、  １００…ＴＦＴ基板、  １０１…下地膜、  １０２…半導体層、  １０３…ゲート絶縁膜、  １０４…ゲート電極、  １０５…層間絶縁膜、  １０６…ドレイン電極、  １０６…ドレイン電極、  １０７…ソース電極、  １０８…有機パッシベーション膜、  １０９…コモン電極、  １１０…容量絶縁膜、  １１１…画素電極、  １１２…配向膜、  １３０…スルーホール、  ２００…対向基板、  ２０１…カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ２０４…配向膜、  ３００…液晶層、  ３０１…液晶分子、  １０２１…ドレイン部、  １０２２…ソース部、  ｂｍｍ…メインスペーサ部のブラックマトリクスの径、  ｂｍｓ…サブスペーサ部のブラックマトリクスの径、  θ１…横ずれ防止スペーサの基部の傾斜角度、  θ２…横ずれ防止スペーサの先端部の傾斜角度
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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