(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、前記一対の間のギャップを保持する複柱状体のスペーサとを備え、前記柱状体は、液晶が充填される空間部と、前記空間部と連通し、前記基板と対向する面に設けられた開口部と、を有し、前記開口部は、前記基板により液密に塞がれること、を特徴とする液晶表示パネルが提供される。【選択図】図１
2008292758.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、
液晶が充填される空間部と、
前記空間部と連通し、前記基板と対向する面に設けられた開口部と、
を有し、
前記開口部は、前記基板により液密に塞がれること、を特徴とする液晶表示パネル。
【請求項２】
前記開口部が設けられた面における前記開口部を除いた部分の面積密度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】
2008292758.tif 000019
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】
前記開口部が設けられた面における前記開口部を除いた部分の面積密度ρ1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記載の液晶表示パネル。
【数２】
2008292758.tif 000020
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、ΔＴは温度変化、ＰＣは気泡が発生する圧力の閾値、Ｅ＊はスペーサの材料の応力−全歪曲線における曲線上の点と原点とを結んだ直線の傾きの最大値である。
【請求項４】
前記開口部が設けられた面における前記開口部を除いた部分の面積密度ρ1が以下の（３）式の関係を満たし、ここで、前記（３）式におけるβは以下の（４）式により表されること、を特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
【数３】
2008292758.tif 000021
【数４】
2008292758.tif 000022
ここで、ρは開口部が設けられていないスペーサの基板と対向する面の面積密度、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、ΔＴは温度変化、ＰＣは気泡が発生する圧力の閾値、Ｅ＊はスペーサの材料の応力−全歪曲線における曲線上の点と原点とを結んだ直線の傾きの最大値、ｇ０はギャップの初期値、βは基板の撓みによるギャップの変化に関する比例係数、Ｌはスペーサとスペーサとの間の平均距離、Ｅｓｕｂは基板のヤング率、ｔは基板の厚さである。
【請求項５】
前記開口部が設けられた面の前記開口部を含んだ面積密度が以下の（５）式の関係を満たすこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の液晶表示パネル。
【数５】
2008292758.tif 000023
ここで、ρ２は開口部が設けられた面の開口部を含んだ面積密度、ｇ０はギャップの初期値、ｇＣはギャップの変化許容値、εpはスペーサの材料の塑性歪、σは液晶表示パネルに負荷される応力である。
【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、
前記フォトマスクには、前記スペーサを構成する複数の柱状体に設けられ液晶が充填される空間部を形成させるための前記紫外線の透過率が異なる複数の透過部が設けられていること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項７】
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、
前記基板には、前記スペーサを構成する複数の柱状体に設けられ液晶が充填される空間部に対応した凹部が設けられてなること、を特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５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９】
請求項６または７に記載の液晶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が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術では、高さの異なる２種類のスペーサを配設し、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の両方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
【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、液晶が充填される空間部と、前記空間部と連通し、前記基板と対向する面に設けられた開口部と、を有し、前記開口部は、前記基板により液密に塞がれること、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スペーサの製造方法であって、前記フォトマスクには、前記スペーサを構成する複数の柱状体に設けられ液晶が充填される空間部を形成させるための前記紫外線の透過率が異なる複数の透過部が設けられていること、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光を照射して、前記光硬化性樹脂を硬化させるスペーサの製造方法であって、前記基板には、前記スペーサを構成する複数の柱状体に設けられ液晶が充填される空間部に対応した凹部が設けられてなること、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、上記の液晶パネルの製造方法で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、本発明の第１の実施の形態に係るスペーサを例示するための模式斜視図であり、図３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。
【００１５】
図１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の外周面１ａ、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、スペーサ１の内周面１ｂ、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部１ｃにも液晶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。      
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、液密となるように接合されている。そのため、スペーサ１の空間部１ｃに充填されている液晶２がスペーサ１の外周面１ａ側に漏れ出さないようになっている。
【００１６】
尚、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とが当接するようにされており、外力が加わった時や温度が低下した時に液密となるよう密着させることもできる。また、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。
【００１７】
ただし、信頼性の観点からは、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とが、液密となるよう接合されていることが好ましい。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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１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。
【００２１】
次に、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スペーサについて説明をする。
【００２２】
図３に示すように、比較例に係るスペーサ１００は中実の円柱形状を呈している。尚、スペーサ１００の支持面積（基板を支持する部分の断面積）をＡとする。        
図１に示したものと同様に、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１００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１００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１００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１００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。
【００２３】
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１００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１００のヤング率をＥとすると、圧力低下ΔＰは以下の（６）式で表すことができる。
【数６】
2008292758.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。
【００２４】
（６）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。
【００２５】
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１００の材料の塑性歪をεpとすると、以下の（７）式で表すことができる。
【数７】
2008292758.tif 000004
（７）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。
【００２６】
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。
【００２７】
この場合、特許文献１に開示がされている技術のように、高さの異なる２種類の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。
【００２８】
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。
【００２９】
本発明者は検討の結果、スペーサ１の支持面（基板を支持する面）に開口部を有する空間部を設けて、この空間部に液晶２を充填するようにすれば、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同士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。
【００３０】
図２に示すように、スペーサ１は円環状を呈している。すなわち、スペーサ１は、支持面間を貫通するようにして設けられた空間部１ｃ（支持面に開口部を有する空間）と、空間部１ｃを囲むようにして設けられた円環部１ｄと、を備えている。
【００３１】
そして、図１で説明をしたように、空間部１ｃには液晶２が充填され、その開口部はカラーフィルタ基板３、アレイ基板４で液密になるように塞がれている。
【００３２】
このようなスペーサ１において、使用環境の温度が低下した場合には、液晶２の線膨張係数αＬＣがスペーサ１の線膨張係数αＳＳより大きいため、スペーサ１に設けられた空間部１ｃの体積より充填されている液晶２の体積の方が小さくなる。そのため、温度が低下した場合には、基板と液晶２との間に空間が形成されることになり、基板の支持に寄与するのはスペーサ１の円環部１ｄのみとなる。
【００３３】
このとき、円環部１ｄの支持面積（基板を支持する部分の断面積）Ａ１と、比較例のスペーサ１００の支持面積Ａとの関係を以下の（８）式のようにすれば、スペーサ１をスペーサ１００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、（８）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８】
2008292758.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を下回らないための面積密度ρ1の条件として、（６）式と（８）式から以下の（９）式を導くことができる。
【数９】
2008292758.tif 000006
尚、ρ1は開口部が設けられた面における開口部を除いた部分の面積密度（配設されたすべてのスペーサ１の円環部１ｄの合計支持面積／液晶表示パネルの表示部の全面積）である。また、（９）式の条件は、面積密度ρ1の上限値を画定するものである。
【００３４】
ここで、（９）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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
以下に示す（１０）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１０】
2008292758.tif 000007
次に、液晶表示パネル１０に外部から応力が負荷された場合には、空間部１ｃに充填された液晶２は、基板とスペーサ１とによって液密に密封されているので、液晶２にも圧縮応力が負荷されることになる。この際、液晶２の体積弾性率Ｋが大きいため、液晶２はスペーサ１と一体となって収縮しようとする。そのため、外部から負荷される応力を液晶２とスペーサ１とに分担させることができ、円環部１ｄの支持面積Ａ１と、空間部１ｃの支持面積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１００の支持面積Ａとの関係を以下の（１１）式のようにすれば、スペーサ１００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、（１１）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１１】
2008292758.tif 000008
また、ギャップの変化許容値ｇＣおよび応力σが負荷されたときに発生するスペーサ１の材料の塑性歪εpがわかっている場合には、変化量Δｇが変化許容値ｇＣを上回らないための面積密度ρ2の条件として、（７）式と、（１１）式から以下の（１２）式を導くことができる。尚、ρ２は開口部が設けられた面の開口部を含んだ面積密度（配設されたすべてのスペーサ１の円環部１ｄと空間部１ｃの合計支持面積／液晶表示パネルの表示部の全面積）である。
【数１２】
2008292758.tif 000009
尚、ｇ０はギャップの初期値である。    
また、（１２）式の条件は、面積密度ρ２の下限値を画定するものである。
【００３９】
ここで、（６）式は、スペーサの材料を弾性体と見なして導出したものであるが、弾性歪に対する塑性歪の大きさが大きくなる場合には、これも考慮することが好ましい。
【００４０】
図４は、スペーサの材料の応力−全歪曲線と、曲線上の点と原点とを結んでできる直線の最大の傾きＥ＊を示したものである。    
この場合、ＥとＥ＊との関係は、以下の（１３）式のようになる。
【数１３】
2008292758.tif 000010
そして、（６）式のヤング率Ｅを、Ｅ＊で置き換えることにより、スペーサの材料の塑性をも考慮した圧力低下ΔＰの式を導くことができる。そのため、この場合の圧力低下ΔＰは以下の（１４）式で表すことができる。
【数１４】
2008292758.tif 000011
ここで、ヤング率ＥをＥ＊に置きかえることにより、圧力低下ΔＰの絶対値は小さくなる。そして、（１４）式から、圧力低下ΔＰが閾値ＰＣを下回らないための面積密度ρ1の条件として、以下の（１５）式を導くことができる。
【数１５】
2008292758.tif 000012
この場合、ヤング率ＥをＥ＊に置き換えることにより、面積密度ρ1の上限値は大きくなる。
【００４１】
また前述したように、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、（１５）式から以下の（１６）式が導かれる。
【００４２】
【数１６】
2008292758.tif 000013
ここで、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。
【００４３】
また、（１４）式は、基板を剛体と見なして導出したものであるが、基板のヤング率が小さいか、基板の厚さが薄いか、あるいは、スペーサとスペーサとの間の平均距離が長い場合には、スペーサとスペーサとの間における基板の撓みによるギャップの変化を考慮することが好ましい。    
この場合、ギャップの変化量Δｇの液晶表示パネルの表示部全面での平均値Δｇ＊は、液晶の圧力低下ΔＰに比例すると考えられるので、以下の（１７）式が導かれる。 
【数１７】
2008292758.tif 000014
そして、係数βは、基板のヤング率Ｅｓｕｂ、基板の厚さｔ、スペーサとスペーサとの間の平均距離Ｌを用いて、以下の（１８）式とすることができる。
【数１８】
2008292758.tif 000015
ここで、ギャップの初期値をｇ０とすれば、（１４）式から以下の（１９）式が導かれる。
【数１９】
2008292758.tif 000016
この場合、圧力低下ΔＰの絶対値は、基板の撓みの作用によって小さくなる。
【００４４】
そして、（１９）式から、圧力低下ΔＰが閾値ＰＣを下回らないための面積密度ρ1の条件として、以下の（２０）式が導かれる。
【数２０】
2008292758.tif 000017
この場合、基板の撓みの作用により、面積密度ρ1の上限値は大きくなる。
【００４５】
また前述したように、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、（２０）式から以下の（２１）式が導かれる。
【００４６】
【数２１】
2008292758.tif 000018
ここで、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。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態に係るスペーサ１は、温度の低下時には支持面積がＡ１と小さくなるので、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、少なくとも円環部１ｄにより基板が支えられているので、特許文献１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。
【００４８】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサを例示するための模式斜視図である。  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その説明は省略する。
【００４９】
図３に示すように、スペーサ１１は円柱状の外形を呈しており、一方の支持面に開口部を有する空間部１ｅと、空間部１ｅを囲むようにして設けられた円環部１ｆと、を備えている。すなわち、スペーサ１１は有底の空間部１ｅを有している。尚、Ａ１は円環部１ｆの支持面積（基板を支持する部分の断面積）、Ａ２は空間部１ｅの支持面積である。
【００５０】
そして、図１で説明をしたように、空間部１ｅには液晶２が充填され、その開口部はカラーフィルタ基板３またはアレイ基板４で液密になるように塞がれている。
【００５１】
本実施の形態においても、支持面積Ａ１、支持面積Ａ２を図２で説明をしたものと同様とすれば、前述した各数式を適用させることができ、図２で説明をしたものと同様の効果を生じさせることができる。
【００５２】
尚、説明の便宜上、空間部１ｅの開口部を一方の支持面に設けているが、２つの空間部１ｅを対向するようにして設け、両方の支持面に開口部を設けるようにすることもできる。
また、空間部１ｃ、空間部１ｅは支持面に略垂直となるように設けられているが、支持面積Ａ１、支持面積Ａ２を同様とすれば、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。
【００５３】
また、空間部１ｃ、空間部１ｅ、開口部の数も例示したものに限定されるわけではなく、支持面積Ａ１、支持面積Ａ２を同様とすれば、その数を適宜変更することもできる。
【００５４】
また、スペーサの軸線に垂直な方向の断面形状も円環状に限らず、例えば、外形が多角形の環状などとすることができる。ただし、外形形状が円形や楕円形などのような「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。
【００５５】
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６は、本発明の第３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６（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。
【００５６】
次に、図６（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を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる。その後、基板２０をアルカリ溶液などで洗浄すれば、図６（ｃ）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。
【００５７】
図７は、本発明の第４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。    
有底の空間部１ｅを有するスペーサ１１を製造する際には、例えば、図７（ａ）に示すように基板２０に所定の形状の凹部２０ａを設けるようにする。この場合、所定の透過部２３ａを持つフォトマスク２２ａを介して紫外線ＵＶが照射された塗膜２１は、硬化の際に一定の収縮率で収縮しようとする。そのため、基板２０に設けられた凹部２０ａに倣うようにしてスペーサの端面（上面）に凹部２４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７（ｂ）に示すような有底の空間部１ｅを有するスペーサ１１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６で説明をしたものと同様のためその説明を省略する。
【００５８】
図８は、本発明の第５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。    
有底の空間部１ｅを有するスペーサ１１を製造する際には、例えば、図８（ａ）に示すように、フォトマスク２２ｂに紫外線ＵＶの透過率が異なる透過部２３ｂ、透過部２３ｃを設けて、硬化の範囲や深さを変えるようにすることもできる。この場合、透過率が高い透過部２３ｂの直下よりも透過率の低い透過部２３ｃの直下の方が硬化速度が遅くなるので、スペーサの端面（上面）に凹部２４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８（ｂ）に示すような有底の空間部１ｅを有するスペーサ１１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６で説明をしたものと同様のためその説明を省略する。
【００５９】
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、空間部の軸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。
【００６０】
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、空間部の数や配置によって適宜変更することができる。例えば、スペーサに複数の空間部を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。
【００６１】
尚、図６、図７、図８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でもよいし、アレイ基板４でもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
また、基板貼り合わせ工程、液晶注入工程では、ＯＤＦ（One Drop Fill）法を用いることが好ましい。    
ＯＤＦ法では、まず、基板の周辺部に光硬化性樹脂が塗布される。そして、所定量の液晶を一方の基板に滴下して、もう一方のガラス基板と張り合わせた後、紫外線を照射して周辺部を封止する。そのため、ＯＤＦ法を用いるものとすれば、スペーサに設けられた空間部に液晶を容易に充填させることができる。
【００６６】
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。
【００６７】
また、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
例えば、スペーサ１、液晶表示パネル１０、スペーサ１１、フォトマスク２２、フォトマスク２２ａ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。
【００７３】
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】
【００７４】
【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】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサを例示するための模式斜視図である。
【図３】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。
【図４】スペーサの材料の応力−全歪曲線と、曲線上の点と原点とを結んでできる直線の最大の傾きＥ＊を示したものである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示パネルのスペーサを例示するための模式斜視図である。
【図６】本発明の第３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７】本発明の第４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８】本発明の第５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】
【００７５】
１  スペーサ、１ａ  外周面、１ｂ  内周面、１ｃ  空間部、１ｄ  円環部、１ｅ  空間部、１ｆ  円環部、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、１１  スペーサ、２０  基板、２０ａ  凹部、２１  塗膜、２２  フォトマスク、２２ａ  フォトマスク、２３  透過部、２３ａ  透過部、２３ｂ  透過部、２３ｃ  透過部、２４  凹部、１００  スペーサ、Ａ  支持面積、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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