(57)【要約】【課題】本発明は、温度や外力が変化しても基板の所定の場所を支えることができ、かつ、温度低下時に発生する低温気泡や、温度の変化や外力に起因する色むらなどの発生を抑制することができる液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造方法、液晶表示装置、および液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】一対の基板と、前記一対の基板間のギャップを保持する柱状体のスペーサと、を備え、前記柱状体は、第１の支持面を有する第１の支持部と、第２の支持面を有する第２の支持部と、を有し、前記第１の支持部は、前記第２の支持面から前記第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に設けられ、前記第２の支持部は、一方の基板の主面から前記第２の支持面を突出させるようにして前記主面に設けられること、を特徴とする液晶表示パネルが提供される。【選択図】図１
2008292770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
前記一対の基板間のギャップを保持する柱状体のスペーサと、
を備え、
前記柱状体は、第１の支持面を有する第１の支持部と、第２の支持面を有する第２の支持部と、を有し、
前記第１の支持部は、前記第２の支持面から前記第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に設けられ、
前記第２の支持部は、一方の基板の主面から前記第２の支持面を突出させるようにして前記主面に設けられること、を特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記第１の支持面の面積密度ρ1が以下の（１）式の関係を満たすこと、を特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【数１】
2008292770.tif 000017
ここで、αＬＣは液晶の線膨張係数、αＳＳはスペーサの線膨張係数、ｆ１はスペーサの線膨張係数αＳＳを補正するためのファクター、ｆ２は液晶の線膨張係数αＬＣを補正するためのファクター、Ｋは液晶の体積弾性率、Ｅはスペーサのヤング率、ΔＴは温度変化、ＰＣは気泡が発生する圧力の閾値である。
【請求項３】
第１の支持部の軸線方向長さｇ１が以下の（２）式の関係を満たすこと、を特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示パネル。
【数２】
2008292770.tif 000018
ここで、ｇ０はギャップの初期値、ρ1は第１の支持面の面積密度、αＬＣは液晶の線膨張係数、αＳＳはスペーサの線膨張係数、ｆ１はスペーサの線膨張係数αＳＳを補正するためのファクター、ｆ２は液晶の線膨張係数αＬＣを補正するためのファクター、Ｋは液晶の体積弾性率、Ｅはスペーサのヤング率、ΔＴは温度変化である。
【請求項４】
前記第２の支持面の面積密度ρ２が以下の（３）式の関係を満たすこと、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示パネル。
【数３】
2008292770.tif 000019
ここで、 ｇ０はギャップの初期値、ｇＣは変化許容値、εＰ（σ）はスペーサの塑性歪み、σは外部から基板に負荷される応力である。
【請求項５】
基板の一方の主面に光硬化性樹脂の膜を形成し、フォトマスクを介して前記膜に光を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させる液晶表示パネルの製造方法であって、
第１のフォトマスクを用いて、前記主面から第２の支持面を突出させるようにして前記主面に複数の第２の支持部を形成し、
第２のフォトマスクを用いて、前記複数の第２の支持部の前記第２の支持面のそれぞれから第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に第１の支持部を形成すること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項６】
基板の一方の主面に光硬化性樹脂の膜を形成し、フォトマスクを介して前記膜に紫外線を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させる液晶表示パネルの製造方法であって、
前記フォトマスクには、前記紫外線の透過率が異なる複数の透過部が設けられ、
前記フォトマスクを用いて、前記主面から第２の支持面を突出させるようにして前記主面に複数の第２の支持部を形成し、前記複数の第２の支持部の前記第２の支持面のそれぞれから第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に第１の支持部を形成すること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の液晶表示パネルを備えたこと、を特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の液晶表示パネルの製造方法により液晶表示パネルを製造する工程を備えたこと、を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造方法、液晶表示装置、および液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ、パソコン、携帯電話をはじめとする各種の家電機器や情報端末機器に、液晶表示装置が使用されている。この液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルは、対向するようにして貼り合わされたガラス等からなる一対の基板と、一対の基板同士のギャップ（間隔）を保持するためのスペーサと、一対の基板とスペーサとにより形成された空間に充填された液晶と、を備えている。
【０００３】
ここで、スペーサの強度を必要以上に大きくすると、液晶表示パネルの使用環境が、例えば、−１０℃程度となるような低温環境下では、収縮率が大きい液晶の収縮にスペーサの収縮が追従できず、充填されている液晶が負圧となり低温気泡が発生しやすくなる。  
一方、スペーサの強度を小さくすれば、低温環境下におけるスペーサの収縮が容易となるため低温気泡の発生を抑制することができる。しかし、小さくしすぎると局部的に過剰な荷重を受けた場合などに、基板のギャップが変化して色むらなどが発生しやすくなる。
【０００４】
そのため、高さの異なる２種類のスペーサを用いることで、低温気泡の発生を抑制するとともに、外力に起因する色むらなどの発生を抑制する技術（特許文献１を参照）や、高さと断面積の異なる２種類または３種類のスペーサを用いることで、低温気泡の発生を抑制するとともに、外力に起因する色むらなどの発生を抑制する技術（特許文献２を参照）が提案されている。
【０００５】
特許文献１や２に開示されている技術では、高さの異なるスペーサを配設し、温度の低下時には高さの高いスペーサのみで基板を支え、外力の負荷時に対しては高さの高いスペーサと高さの低いスペーサとで基板を支えるようにしている。
【０００６】
この場合、高さの高いスペーサは温度の低下時および外力の負荷時のいずれの場合においても基板を支えることになる。そのため、高さの高いスペーサに塑性変形が生じるおそれがあった。そして、高さの高いスペーサが塑性変形すると基板が撓むので、液晶の面内厚みがばらつき、色むらなどが発生しやすくなるおそれがあった。
【特許文献１】特開２００２−３４１３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、温度や外力が変化しても基板の所定の場所を支えることができ、かつ、温度低下時に発生する低温気泡や、温度の変化や外力に起因する色むらなどの発生を抑制することができる液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造方法、液晶表示装置、および液晶表示装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、一対の基板と、前記一対の基板間のギャップを保持する柱状体のスペーサと、を備え、前記柱状体は、第１の支持面を有する第１の支持部と、第２の支持面を有する第２の支持部と、を有し、前記第１の支持部は、前記第２の支持面から前記第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に設けられ、前記第２の支持部は、一方の基板の主面から前記第２の支持面を突出させるようにして前記主面に設けられること、を特徴とする液晶表示パネルが提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、基板の一方の主面に光硬化性樹脂の膜を形成し、フォトマスクを介して前記膜に光を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させる液晶表示パネルの製造方法であって、第１のフォトマスクを用いて、前記主面から第２の支持面を突出させるようにして前記主面に複数の第２の支持部を形成し、第２のフォトマスクを用いて、前記複数の第２の支持部の前記第２の支持面のそれぞれから第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に第１の支持部を形成すること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、基板の一方の主面に光硬化性樹脂の膜を形成し、フォトマスクを介して前記膜に紫外線を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させる液晶表示パネルの製造方法であって、前記フォトマスクには、前記紫外線の透過率が異なる複数の透過部が設けられ、前記フォトマスクを用いて、前記主面から第２の支持面を突出させるようにして前記主面に複数の第２の支持部を形成し、前記複数の第２の支持部の前記第２の支持面のそれぞれから第１の支持面を突出させるようにして前記第２の支持面の内側に第１の支持部を形成すること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の液晶表示パネルを備えたこと、を特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のいずれかの液晶表示パネルの製造方法により液晶表示パネルを製造する工程を備えたこと、を特徴とする液晶表示装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、温度や外力が変化しても基板の所定の場所を支えることができ、かつ、温度低下時に発生する低温気泡や、温度や外力の変化に起因する色むらなどの発生を抑制することができる液晶表示パネル、液晶表示パネルの製造方法、液晶表示装置、および液晶表示装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。      
図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルを例示するための模式断面図である。  また、図２は、比較例に係る液晶表示パネルを例示するための模式断面図である。
【００１５】
まず、本発明者が発明をするに至った過程で検討をした比較例に係る液晶表示パネルについて説明をする。      
図２（ａ）は、比較例に係る液晶表示パネルの断面を例示するための模式図であり、図２（ｂ）は、比較例に係るスペーサを例示するための模式斜視図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、液晶表示パネル１００には、スペーサ１０１と、スペーサ１０１を介して所定のギャップｇをもって対向するようにして設けられたカラーフィルタ基板３とアレイ基板４と、が備えられている。そして、スペーサ１０１、カラーフィルタ基板３、アレイ基板４とで形成された空間には、液晶２が充填されている。また、カラーフィルタ基板３とアレイ基板４とが、その周辺部においてシール部材５を介して液密となるように接合されている。また、スペーサ１０１の端面と、カラーフィルタ基板３、アレイ基板４とが、接合されている。
【００１７】
カラーフィルタ基板３は、ガラスなどのような透明材料からなる透明基板３ａを備えている。そして、透明基板３ａの液晶２に面する側には、透明基板３ａ上から順番に、図示しない遮光膜、図示しない赤緑青の画素などを有するカラーフィルタ層、図示しない透明電極、図示しない配向膜が積層するようにして設けられている。
【００１８】
アレイ基板４は、ガラスなどのような透明材料からなる透明基板４ａを備えている。そして、透明基板４ａの液晶２に面する側には、図示しない走査線や信号線を備えるスイッチング素子、図示しない画素電極、図示しない配向膜が設けられている。
【００１９】
スペーサ１０１は、絶縁性、耐候性、耐薬品性、寸法安定性などを考慮して、各種の無機材料、有機材料、複合材料などからなるものとすることができる。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、比較例に係るスペーサ１０１は中実の円柱形状を呈している。尚、スペーサ１０１の支持面積（基板を支持する部分の断面積）をＡとする。        
カラーフィルタ基板３とアレイ基板４との間のギャップｇはスペーサ１０１によって保持されている。ここで、カラーフィルタ基板３、アレイ基板４、スペーサ１０１により形成された空間に充填された液晶２の線膨張係数αＬＣは、スペーサ１０１の線膨張係数αＳＳより大きいため、温度が大きく低下すると液晶２の収縮量がスペーサ１０１の収縮量を上回り、液晶２の自由な熱収縮が妨げられて圧力が低下する場合がある。
【００２１】
このとき、温度変化をΔＴ、面積密度（配設されたすべてのスペーサ１０１の合計支持面積／液晶表示パネルの表示部の全面積）をρ、液晶２の体積弾性率をＫ、スペーサ１０１のヤング率をＥとすると、圧力低下ΔＰは以下の（４）式で表すことができる。
【数４】
2008292770.tif 000003
ここで、圧力低下ΔＰにより、圧力が液晶２の物性などから決められる所定の閾値ＰＣより低くなると気泡が発生する。この気泡は低温気泡と呼ばれ、低温気泡が発生すると液晶表示パネルの表示品質が著しく低下する。
【００２２】
（４）式から分かるように、面積密度ρを小さくして、圧力低下ΔＰを小さくし、圧力を閾値ＰＣより高くすることができれば、低温気泡の発生を抑制することができる。
【００２３】
一方、液晶表示パネル１０に外部から応力が負荷された際に生じるギャップｇの変化量Δｇは、面積密度をρ、ギャップの初期値をｇ０、液晶表示パネルに負荷される応力をσ，応力σが負荷されたときに発生するスペーサ１０１の材料の塑性歪をεpとすると、以下の（５）式で表すことができる。
【数５】
2008292770.tif 000004
（５）式から分かるように、面積密度ρを小さくすればギャップｇの変化量Δｇは大きくなる。そして、変化量Δｇがギャップの変化許容値ｇＣより大きくなると、ギャップむら、あるいは、色むらと呼ばれる不良が発生する。
【００２４】
このように、低温気泡の抑制と、ギャップむら・色むらの抑制とは、いわゆるトレードオフの関係にあり、面積密度ρのみを調整することで、両者を同時に抑制することは困難であった。
【００２５】
この場合、特許文献１や２に開示がされている技術のように、高さの異なるスペーサを設けて変化量Δｇが所定の値に達するまでは、高さの高いスペーサのみで基板を支えるようにして圧力低下ΔＰを小さくし、変化量Δｇが所定の値に達した後にはすべてのスペーサで基板を支えるようにして変化量Δｇを小さくすれば、低温気泡の抑制と、ギャップむら・色むらの抑制とを両立させることができる。
【００２６】
しかしながら、このような技術では変化量Δｇがある程度大きくならないと、基板を支えるべき位置に配設されている高さの低いスペーサで基板を支えることができない。そのため、使用環境や外部から負荷される応力の大きさによっては、この部分（高さの高いスペーサ同士の間）において基板の撓みが発生しやすくなる。そして、基板が撓むことで液晶の面内厚みがばらつき、色むらなどが発生しやすくなるおそれがあった。
また、高さの高いスペーサには温度低下時、外力の負荷時のいずれの場合であっても応力が負荷されるので、塑性変形を起こすおそれもあった。そして、高さの高いスペーサが塑性変形を起こすことで基板が撓むので、液晶の面内厚みがばらつき、色むらなどが発生しやすくなるおそれもあった。
【００２７】
本発明者は検討の結果、基板を支持する第１の支持面１ａと、第２の支持面１ｂとを備え、第２の支持面１ｂから第１の支持面１ａを突出させるようにして設けるものとすれば、低温気泡の抑制と、ギャップむら・色むらの抑制とを両立させることができ、かつ、スペーサ１とスペーサ１との間において発生する基板の撓みをも抑制することができるとの知見を得た。そして、各スペーサの高さを同一にすることができるので、スペーサに加わる応力を分散させることができ、スペーサの塑性変形をも抑制できるとの知見を得た。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの断面を例示する模式図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスペーサを例示する模式斜視図である。  
尚、図２で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、液晶表示パネル１０には、柱状体の複数のスペーサ１と、スペーサ１を介して所定のギャップｇをもって対向するようにして設けられたカラーフィルタ基板３とアレイ基板４と、が備えられている。そして、スペーサ１、カラーフィルタ基板３、アレイ基板４とで形成された空間には、液晶２が充填されている。また、カラーフィルタ基板３とアレイ基板４とが、その周辺部においてシール部材５を介して液密となるように接合されている。また、スペーサ１の端面と、カラーフィルタ基板３、アレイ基板４とは、接合または当接している。尚、スペーサ１の端面が接合したものと、当接したものとが混在するようにすることもできる。
【００３０】
スペーサ１は、絶縁性、耐候性、耐薬品性、寸法安定性などを考慮して、各種の無機材料、有機材料、複合材料などからなるものとすることができる。ただし、後述するフォトリソグラフィ法によりスペーサを形成させる場合には、光硬化性樹脂とすることが好ましい。
【００３１】
図１（ｂ）に示すように、スペーサ１には、第１の支持部１ｃと第２の支持部１ｄとが設けられている。第１の支持部１ｃの一方の端面には第１の支持面１ａが設けられ、第２の支持部１ｄの一方の端面には第２の支持面１ｂが設けられている。そして、第２の支持面１ｂから第１の支持面１ａを突出させるようにして第２の支持面１ｂの内側に第１の支持部１ｃが設けられている。また、第２の支持部１ｄは、カラーフィルタ基板３の主面から第２の支持面１ｂを突出させるようにしてカラーフィルタ基板３の主面上に設けられている。尚、第２の支持部１ｄをアレイ基板４の主面上に設けるようにすることもできる。
【００３２】
ここで、第１の支持面１ａの支持面積（円形断面の断面積）をＡ１、第２の支持面１ｂの支持面積（円環状部分の断面積）をＡ２とする。そのため、第２の支持部１ｄの断面積は、「Ａ１＋Ａ２」となる。
【００３３】
このようなスペーサ１において、第１の支持面１ａの支持面積Ａ１と、比較例のスペーサ１０１の支持面積Ａとの関係を以下の（６）式のようにすれば、スペーサ１をスペーサ１０１より容易に収縮させることができるので、液晶２の自由な熱収縮を許容して、低温気泡の発生を抑制することが容易となる。この場合、支持面積Ａは、既知の柱状スペーサの支持面積とすればよく、（６）式の関係を満たすスペーサ１を容易に設計することができる。
【数６】
2008292770.tif 000005
また、低温気泡が発生する際の閾値ＰＣがわかっている場合には、ΔＰがＰＣを超えなければよいので、以下の（７）式の条件が満たされればよい。    
【数７】
2008292770.tif 000006
そのため、第１の支持面１ａの面積密度ρ1 （配設されたすべてのスペーサ１の支持面積Ａ１の合計／液晶表示パネルの表示部の全面積）の条件として、（４）式と（７）式から以下の（８）式を導くことができる。      
【数８】
2008292770.tif 000007
ここで、（８）式は、液晶表示パネル１０の厚み方向の収縮を考慮したものであるが、カラーフィルタ基板３とアレイ基板４の厚み方向の収縮量はわずかであるためこれを考慮しないものとしている。    
この場合、カラーフィルタ基板３とアレイ基板４の平面方向の収縮量は厚み方向に比べて大きなものとなる。ただし、平面方向の収縮をも考慮するものとすれば、精度は向上するものの演算式が複雑化してかえって実用上の障害となるおそれがある。
【００３４】
本発明者は検討の結果、予め実験により求めたファクターにより液晶の線膨張係数αＬＣと、スペーサの線膨張係数αＳＳとを補正するようにすれば、平面方向の収縮をも考慮した面積密度ρ1の条件を簡便に求めることができるとの知見を得た。
【００３５】
以下に示す（９）式は、この知見により導かれたものであり、ｆ１はスペーサの線膨張係数αＳＳを補正するためのファクター、ｆ２は液晶の線膨張係数αＬＣを補正するためのファクターである。尚、ファクターは、基板の線膨張係数と液晶の線膨張係数との比や、基板の線膨張係数とスペーサの線膨張係数との比などに基づいて導かれるものであり、それぞれの材質、寸法、液晶表示パネルの構成などの影響を受けるため実験により具体的に求めるものとしている。
【数９】
2008292770.tif 000008
次に、温度が低下した時の第１の支持部１ｃの軸線方向の長さ（高さ）の変化量（第１の支持部１ｃ部分のギャップの変化量Δｇ１）は以下の（１０）式で表すことができる。
【数１０】
2008292770.tif 000009
ここで、ｇ０はギャップｇの初期値、ρ1は第１の支持面１ａの面積密度である。
【００３６】
温度低下時に基板を第１の支持部１ｃのみで支えるようにして、圧力低下ΔＰを小さくすれば低温気泡の発生を抑制することができる。    
この場合、（１０）式で表される変化量より大きな軸線方向の長さ（高さ）を有する第１の支持部１ｃとすれば、温度低下時に基板を第１の支持部１ｃのみで支えることができることになるので、以下の（１１）式の関係が導かれることになる。
【数１１】
2008292770.tif 000010
ここで、ｇ１は第１の支持部１ｃの軸線方向の長さ（高さ）である。
【００３７】
そして、（１０）式と（１１）式とから第１の支持部１ｃの軸線方向の長さ（高さ）ｇ１が満たすべき条件として、以下の（１２）式が導かれる。
【数１２】
2008292770.tif 000011
また、（１２）式についても、前述した線膨張係数の補正を考慮するものとすれば、以下の（１３）式が導かれる。
【数１３】
2008292770.tif 000012
一方、液晶表示パネル１０に外部から応力が負荷された場合に、第１の支持面１ａと第２の支持面１ｂとで基板を支えるようにすれば、すなわち、第２の支持部１ｄで基板を支えるようにすれば、支持面積Ａ１と支持面積Ａ２との合計である「Ａ１＋Ａ２」の支持面積を有するスペーサとして基板を支持することができる。
【００３８】
この場合、支持面積「Ａ１＋Ａ２」と、比較例であるスペーサ１０１の支持面積Ａとの関係を以下の（１４）式のようにすれば、スペーサ１０１より大きな支持面積のスペーサで基板を支持することができるので、ギャップｇの変化量を抑制することが容易となる。その結果、外力に起因するギャップむら・色むらの発生を抑制することが容易となる。尚、支持面積Ａは、既知の柱状スペーサの支持面積とすればよく、（１４）式の関係を満たすスペーサ１を容易に設計することができる。
【数１４】
2008292770.tif 000013
また、外部から応力が負荷された場合において、スペーサ１が塑性変形することによるギャップｇの変化量Δｇ２は以下の（１５）式で表すことができる。
【数１５】
2008292770.tif 000014
ここで、ρ２は第２の支持部１ｄの断面積の面積密度（配設されたすべてのスペーサ１の第２の支持部１ｄの断面積「Ａ１＋Ａ２」の合計／液晶表示パネルの表示部の全面積）、σは外部から基板に負荷される応力、εＰ（σ）はスペーサ１の塑性歪みであり外部から負荷される応力σの関数である。
【００３９】
この変化量Δｇ２が、スペーサ１の材料の物性などから決められる所定の変化許容値ｇＣを超えなければよいので、以下の（１６）式の関係が導かれることになる。
【数１６】
2008292770.tif 000015
そして、（１５）式と（１６）式とから第２の支持部１ｄの断面が満たすべき面積密度の条件として、以下の（１７）式が導かれる。
【数１７】
2008292770.tif 000016
図３は、低温環境下におけるスペーサ１の変形をシミュレーションで解析した結果を例示するものである。    
尚、液晶２の温度を常温から３０℃低下させるものとし、対称性を考慮して１／４モデルによる解析を行うものとしている。また、スペーサ１は前述の（９）式、（１３）式の条件を満たすものとしている。
【００４０】
図３（ａ）は、初期状態（常温時）を示すものであり、図３（ｂ）と図３（ｃ）は液晶２の温度を常温から３０℃低下させた場合を示すものである。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の拡大断面図である。尚、図３（ｂ）においては、色のトーンが暗いほど歪みが大きいことを示している。また、図３（ａ）〜（ｃ）において、図１、図２で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図３（ｂ）から分かるように、低温環境下におけるスペーサ１の歪みは第１の支持部１ｃに集中している。また、図３（ｃ）からは、アレイ基板４と第２の支持面１ｂとが接触しておらず、温度低下時に基板を第１の支持部１ｃのみで支えていることが分かる。    
そのため、スペーサ１を容易に収縮させることができるので、液晶２の自由な熱収縮を許容して、低温気泡の発生を抑制することが容易となることが分かる。
【００４２】
図４は、基板に外部から応力が負荷された場合におけるスペーサ１の変形をシミュレーションで解析した結果を例示するものである。    
尚、基板には１．０２ＭＰａの応力が負荷されるものとし、対称性を考慮して１／４モデルによる解析を行うものとしている。また、スペーサ１は前述の（１７）式の条件を満たすものとしている。
【００４３】
図４（ａ）は、初期状態（無負荷時）を示すものであり、図４（ｂ）と図４（ｃ）は基板に１．０２ＭＰａの応力が負荷された場合を示すものである。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の拡大断面図である。尚、図４（ｂ）においては、色のトーンが暗いほど歪みが大きいことを示している。また、図４（ａ）〜（ｃ）において、図１、図２で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図４（ｂ）からは、応力負荷時におけるスペーサ１の歪みは主に第１の支持部１ｃに生じているが、第２の支持部１ｄにも歪みが生じているのが分かる。また、図４（ｃ）からは、アレイ基板４と第２の支持面１ｂとが接触しており、応力負荷時に基板を第１の支持部１ｃと第２の支持部１ｄとで支えていることが分かる。    
そのため、ギャップｇの変化を抑制することが容易となり、外力に起因するギャップむら・色むらの発生を抑制することが容易となることが分かる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係るスペーサ１は、温度の低下時には小さな支持面積Ａ１で基板を支えるので、液晶の自由な熱収縮を許容して低温気泡の発生を抑制することができる。一方、外部から応力が負荷された際には、支持面積が「Ａ１＋Ａ２」と大きくなるので、ギャップｇの変化量を抑制することができる。また、温度の低下時には、少なくとも第１の支持部１ｃにより基板が支えられているので、特許文献１や２に開示されているもののように基板を支えていない部分が生ずることがなく、基板が撓んで色むらなどが発生することをさらに抑制することができる。そして、各スペーサの高さを同一にすることができるので、スペーサに加わる応力を分散させることができ、スペーサの塑性変形をも抑制することができる。
【００４６】
尚、説明の便宜上、第１の支持部１ｃを第２の支持部１ｄの一方の支持面に設けているが、両方の支持面にそれぞれ支持部１ｃを設けるようにすることもできる。また、第１の支持部１ｃが支持面に略垂直となるように設けられているが、その軸線が斜行するようにして設けられていてもよいし、その断面積が漸減、漸増していたり、任意に変化するものであってもよい。
【００４７】
また、第１の支持部１ｃの数も例示したものに限定されるわけではなく、例えば、第２の支持面１ｂ上に複数の第１の支持部１ｃを設けるようにすることもできる。      
また、スペーサの軸線に垂直な方向の断面形状も円形に限定されるわけではなく、例えば、多角形などとすることができる。ただし、断面形状が円形や楕円形などのように「角」がない形状とすれば、スペーサにかかる応力を一様にすることができ、欠けやはがれを抑制することができる。
【００４８】
次に、本発明の実施の形態に係るスペーサの製造方法について説明をする。    
図５は、本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサの製造方法を例示するための模式工程断面図である。    
まず、図５（ａ）に示すように、光硬化性の樹脂組成物を基板２０の片面に塗布して塗膜２１を形成させる。塗布方法としては特に限定されるわけではなく、例えば、スロットダイ法、スリットコータ法、グラビアコータ法、スピンコータ法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法などの塗布方法を用いることができる。    
次に、図５（ｂ）に示すように、所定の透過部２３を持つフォトマスク２２を介して塗膜に紫外線ＵＶを照射し、光硬化性樹脂を硬化させて第２の支持部１ｄを形成させる。  
次に、図５（ｃ）に示すように、光硬化性の樹脂組成物をさらに塗布し、所定の透過部２５を持つフォトマスク２４を介して塗膜に紫外線ＵＶを照射して光硬化性樹脂を硬化させ、第２の支持部１ｄの第２の支持面１ｂの内側に第１の支持部１ｃを形成させる。    
その後、基板２０をアルカリ溶液などで洗浄すれば、図５（ｄ）に示すような所望の形状のスペーサ１を製造することができる。
【００４９】
図６は、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサの製造方法を例示するための模式工程断面図である。    
本実施の形態においては、図６（ａ）に示すように、フォトマスク２６に紫外線ＵＶの透過率が異なる透過部２７、透過部２８を設けて、硬化の範囲や深さを変えるようにしている。この場合、透過率が高い透過部２７の直下よりも透過率の低い透過部２８の直下の方が硬化速度が遅くなるので、第２の支持部１ｄの第２の支持面１ｂの内側に第１の支持部１ｃが形成されることになる。その後、基板２０をアルカリ溶液などで洗浄すれば、図６（ｂ）に示すような所望の形状のスペーサ１を製造することができる。尚、光硬化性の樹脂組成物の塗布については、図５で説明をしたものと同様のためその説明を省略する。
【００５０】
また、透過部における紫外線の透過率を連続的に変化させるようにすれば、スペーサの軸線方向の断面形状を曲面形状、傾斜面形状、断面積が漸減または漸増している形状など任意の形状とすることもできる。
【００５１】
また、透過部の数や配置も例示したものに限定されるわけではなく、第１の支持部１ｃの数や配置によって適宜変更することができる。例えば、第２の支持面１ｂの内側に第１の支持部１ｃを複数形成させるような場合は、それに合わせて複数の透過部を設けるようにすることもできる。
【００５２】
尚、図５、図６に例示をした製造方法において、スペーサを形成させる基板は、カラーフィルタ基板３であってもよいし、アレイ基板４であってもよい。
【００５３】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法について説明をする。  
尚、説明の便宜上、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）カラー液晶表示パネルの製造方法について説明をする。
【００５４】
ＴＦＴカラー液晶表示パネルの製造工程は、ＴＦＴアレイ形成工程、カラーフィルター形成工程、配向膜形成工程、基板貼り合わせ工程、液晶注入工程、基板分断工程からなる。
【００５５】
ここで、前述した本発明の実施の形態に係るスペーサをカラーフィルター基板側に設ける場合には、前述のスペーサの製造方法をカラーフィルター形成工程後、または、カラーフィルター形成工程の中で実施する。    
また、前述した本発明の実施の形態に係るスペーサをアレイ基板側に設ける場合には、前述のスペーサの製造方法をＴＦＴアレイ形成工程後、または、ＴＦＴアレイ形成工程の中で実施する。
【００５６】
尚、液晶表示パネルの製造方法における他の工程に関しては、既知の各工程の技術を適用させることができるので、それらの説明は省略する。
【００５７】
また、説明の便宜上、ＴＦＴカラー液晶表示パネルの製造方法について説明をしたが、ＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶表示パネルやＳＴＮ（SuperTwisted Nematic）型の液晶表示パネルについても、同様にして本発明の実施の形態に係るスペーサを形成させることができる。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について説明をする。    
本実施の形態に係る液晶表示装置は、前述した本実施の形態に係る液晶表示パネルと、機構部材などを備えている。      
機構部材としては、ドライバＩＣと、それに入力する制御信号を生成する駆動回路、バックライトなどを例示することができる。      
また、必要に応じてカバーなどを適宜設けるようにすることもできる。
尚、機構部材、カバーなどに関しては既知の技術を適用させることができるので、その説明は省略する。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明をする。
本実施の形態に係る液晶表示装置の製造においては、前述した本実施の形態に係る液晶表示パネルの製造方法で液晶パネルを製造し、製造された液晶表示パネルに機構部材を装着する。      
その後、必要に応じてカバーなどを適宜取り付けることで液晶表示装置の製造が終了する。  
尚、機構部材の装着、カバーなどの取り付けに関しては既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
【００６１】
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【００６２】
例えば、スペーサ１、液晶表示パネル１０、フォトマスク２２、フォトマスク２４、フォトマスク２６などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００６３】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルを例示するための模式断面図である。
【図２】比較例に係る液晶表示パネルを例示するための模式断面図である。
【図３】低温環境下におけるスペーサの変形をシミュレーションで解析した結果を例示するものである。
【図４】基板に外部から応力が負荷された場合におけるスペーサの変形をシミュレーションで解析した結果を例示するものである。
【図５】本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサの製造方法を例示するための模式工程断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサの製造方法を例示するための模式工程断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  スペーサ、１ａ  第１の支持面、１ｂ  第２の支持面、１ｃ  第１の支持部、１ｄ  第２の支持部、２  液晶、３  カラーフィルタ基板、３ａ  透明基板、４  アレイ基板、４ａ  透明基板、５  シール部材、１０  液晶表示パネル、２０  基板、２１  塗膜、２２  フォトマスク、２４  フォトマスク、２６  フォトマスク、２３  透過部、２５  透過部、２７  透過部、２８  透過部、Ａ１  支持面積、Ａ２  支持面積、ｇ  ギャップ、ＵＶ  紫外線、ρ１  面積密度、ρ２  面積密度、
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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