(57)【要約】【課題】均一な画像表示をする液晶表示装置を提供する。【解決手段】一方の透明基板１上に透明電極７と配向膜８を順次形成し、他方の透明基板２上にカラーフィルタ３を多数形成し、カラーフィルタ３間に透明電極１０に平行して樹脂からなる柱状スペーサ９を形成し、さらにカラーフィルタ３上に保護膜５を被覆し、この保護膜５上に透明電極１０を形成し、この透明電極１０上に配向膜１２を形成し、上記透明基板１と２とを基板上の透明電極７と１０とが直交するように対向配設することで液晶表示部を設け、柱状スペーサ９が一方の配向膜８に接触しないように一定の基板間ギャップに保持するスペーサ２０を混入したシール部材６を透明基板１と２との対向面内の外周部に形成し、最後に液晶を注入することで液晶層１３を形成する。【選択図】図１
2004294929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数のストライプ状の電極と配向膜とを順次形成してなる一方部材と、基板上に複数のストライプ状の柱状スペーサを配列形成し、これら各柱状スペーサの間にそれぞれ電極と配向膜とを順次形成してなる他方部材とを、双方の電極が直交するよう液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記柱状スペーサが一方部材に設けた配向膜と接触しないように、一方部材と他方部材の間隔を設定せしめたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記他方部材に設けた柱状スペーサの間にカラーフィルタを形成した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】
前記他方部材に設けた柱状スペーサの間に光反射膜もしくは光半透過膜を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記他方部材に設けた柱状スペーサを表示素子を構成する各画素の周囲に形成せしめたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の液晶表示装置の上面にタッチパネルを配設したことを特徴とするタッチパネル一体型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置ならびにタッチパネル一体型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は薄型、軽量および低消費電力という利点があり、これらの利点を活かして、コンピュータ、携帯電話、携帯情報端末等の表示パネルとして広く利用されている。
【０００３】
これら携帯電話や情報端末は屋内外によらないで使用することで、常に最適な環境で使用できるわけではなく、太陽光の照射を受けるような高温な環境、または冷蔵設備のある施設等の低温な環境において使用され、用途に応じて最適な画像表示をする液晶表示装置が要求される。
【０００４】
また、このような液晶表示装置によれば、単に表示させるだけではなく、指やペン等で入力機能を伴わせるために、タッチパネル等を配設し、このタッチパネルと液晶表示装置とを一体型とした構造もある。
【０００５】
このようなタッチパネル一体型液晶表示装置については、タッチパネルを押すことでコマンドを入力する際にその押圧が液晶表示装置の表示部にまで達し、表示部にむらが起こる等の不具合が発生していた。
【０００６】
よって、この課題を解消し、用途に応じて最適の画像表示をする液晶表示装置が要求され、この要求に応えるような技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
この提案された液晶表示装置Ｐを図７でもって説明する。
【０００８】
図７は従来の液晶表示装置Ｐの断面図である。
【０００９】
同図に示す如く、１と２は透明基板であり、透明基板１については、その上にストライプ状のＩＴＯからなる透明電極７と配向膜８を順次形成し、他方の透明基板２については、その上に１色または２色以上のカラーフィルタ３を多数形成し、各カラーフィルタ３間に遮光膜４を形成し、さらにカラーフィルタ３と遮光膜４上に保護膜５を一様に被覆し、この保護膜５上にストライプ状のＩＴＯからなる透明電極１０を形成し、この透明電極１０上であって遮光膜４と同一の部位に樹脂からなる柱状スペーサ９を形成し、柱状スペーサ９を除く部位に配向膜１２を形成する。
【００１０】
その後、透明基板１と透明基板２との基板間の距離（以下、透明基板１と２との基板間の距離を基板間ギャップと称する）を保つように対向配設するが、その際、双方の透明基板の間に柱状スペーサ９より柔らかい部材からなり、かつ基板間ギャップの長さより径の長い球状スペーサ１９を散布し、この球状スペーサ１９を透明基板１と透明基板２とにより押圧することで、基板間ギャップと同等の長さになるよう弾性変形させ、透明基板１、２の外側対向面にシール部材６を設け封止し、さらに液晶を充填することで液晶層１３となし、液晶表示装置Ｐとなす。
【００１１】
上記構成の液晶表示装置Ｐによれば、高温な環境において使用した場合、液晶層１３が膨張することで基板間ギャップも広がり、ギャップむらが起こるが、半面、液晶層１３が膨張することに伴い、球状スペーサ１９も膨張または復元し、基板間ギャップを均一に保持することで、表示むら等の不具合を防止することができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−５６３１１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した液晶表示装置Ｐにおいては、使用環境が低温になると対向する透明基板１、２とシール部材６に囲まれた容積に対し、液晶の収縮に起因して、液晶層１３に負圧がかかり、液晶層１３内に気泡等が発生し、これに伴い気泡発生部に液晶層１３が存在しないため、画像に表示むらが起こる問題点があった。
【００１４】
そして、柱状スペーサ９によって上下透明基板が固定されることで、液晶にかかる負圧がさらに大きくなり、気泡の発生が顕著になっていた。
【００１５】
本発明は叙上に鑑みて完成されたものであり、その目的は低温時における気泡の発生を無くし、良好な表示むらのない液晶表示装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、かかる本発明の液晶表示装置に対しタッチパネルを一体的に配設し、タッチパネル上を指やペン等で押圧することで入力を行い、所要の目的を果たすことのできるタッチパネル一体型液晶表示装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、基板上に複数のストライプ状の電極と配向膜とを順次形成してなる一方部材と、基板上に複数のストライプ状の柱状スペーサを配列形成し、これら各柱状スペーサの間にそれぞれ電極と配向膜とを順次形成してなる他方部材とを、双方の電極が直交するよう液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記柱状スペーサが一方部材に設けた配向膜と接触しないように、一方部材と他方部材の間隔を設定せしめたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の液晶表示装置は、基板上に複数のストライプ状の電極と配向膜とを順次形成してなる一方部材と、基板上に複数のストライプ状の柱状スペーサを配列形成し、これら各柱状スペーサの間にそれぞれ電極と配向膜とを順次形成してなる他方部材とを、双方の電極が直交するよう液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記柱状スペーサが一方部材に設けた配向膜と接触しないように、一方部材と他方部材の間隔を設定せしめたことを特徴とする。
【００１９】
本発明のさらに他の液晶表示装置は、前記他方部材に設けた柱状スペーサの間にカラーフィルタを形成したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の液晶表示装置は、前記他方部材に設けた柱状スペーサの間に光反射膜もしくは光半透過膜を形成したことを特徴とする。
【００２１】
さらにまた、本発明の液晶表示装置は、前記他方部材に設けた柱状スペーサを表示素子を構成する各画素の周囲に形成せしめたことを特徴とする。
【００２２】
本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置は、かかる本発明の液晶表示装置の上面にタッチパネルを配設したことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置ならびにタッチパネル一体型液晶表示装置を図面により説明する。
【００２４】
図１は本発明の液晶表示装置Ｓであり、Ａはその断面図、Ｂは同図ＡにおいてＸ方向からのａ−ａ’における断面図である。図２は柱状スペーサを形成するための工程図である。図３は本発明の他の液晶表示装置Ｕであり、Ａはその断面図、Ｂは同図ＡにおいてＺ方向からのｃ−ｃ’における断面図であって、さらに図４は液晶表示装置Ｕの要部拡大断面図である。また、図５は本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖの断面図である。図６は基板間ギャップ制御圧力と基板間ギャップの関係を示す線図である。なお、図７に示す液晶表示装置と同一の効果を奏するものは同一符号を付す。
【００２５】
（液晶表示装置Ｓ）
まず、液晶表示装置Ｓについて説明する。
【００２６】
図１に示す如く、ガラス基板などの透明基板１上にストライプ状のＩＴＯからなる透明電極７とポリイミド等からなる配向膜８を順次形成し、一方部材を作製する。なお、透明電極７と配向膜８との間にＳｉＯ２等からなる絶縁層を介在させてもよい。
【００２７】
他方部材については、ガラス基板などの透明基板２上にストライプ状のアクリル系の樹脂または粘着性のない樹脂からなる柱状スペーサ９を形成し、これら柱状スペーサ９間にそれぞれ１色または２色以上のカラーフィルタ３を多数形成し、そして、各カラーフィルタ３上にアクリル系樹脂からなる保護膜５を被覆し、この保護膜５上にストライプ状のＩＴＯからなる透明電極１０を形成し、この透明電極１０上にポリイミド等からなる配向膜１２を形成する。
【００２８】
上記カラーフィルタ３は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料（赤、緑、青等）により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソ法により形成している。このフォトリソ法は感光性レジストを塗布し、フォトリソ用マスクを用いて露光、現像、エッチング、剥離の各工程を経て形成するものである。
【００２９】
なお、透明電極１０と配向膜１２との間にＳｉＯ２等からなる絶縁層を介在させてもよい。また、柱状スペーサ９の形成されていないカラーフィルタ３間に金属や感光樹脂からなる遮光膜を形成してもよい。
【００３０】
つぎに柱状スペーサ９の作製方法を述べる。
【００３１】
柱状スペーサ９も図２に示す如くフォトリソ法により形成する。
【００３２】
同図Ａに示すように透明基板２上にスピンナー等で柱状スペーサ９を構成する材料であるアクリル系の樹脂または粘着性のない樹脂を塗布する。
【００３３】
そして、同図Ｂに示すように、この樹脂上にマスクを配設し、光を照射することで、マスクを透過した光のパターンに対応した樹脂の部位を露光する。
【００３４】
続けて同図Ｃに示す如く、現像し、最後に熱による硬化処理をすることで柱状スペーサ９と成す。
【００３５】
以上のとおり、一方部材と他方部材とを、それぞれ別個に作製した後に、双方の部材を、シール部材６を介して貼り合わせる。
【００３６】
本発明によれば、この貼り合わせ工程において、柱状スペーサ９が一方部材に設けた配向膜８と接触しないように、一方部材と他方部材の間隔を設定する点が特徴である。
【００３７】
詳細には、透明基板１と透明基板２とを透明電極７と透明電極１０とが直交するように対向配設して液晶表示部を設けるが、柱状スペーサ９が一方の配向膜８に接触しないように下記のような構成にする。
【００３８】
すなわち、所要の基板間ギャップに保持するスペーサ２０を混入したシール部材６を透明基板１と透明基板２との対向面内の外周部に形成し、透明基板１と透明基板２の間を真空にし、そして、透明基板１と透明基板２との間に液晶を注入して液晶層１３と成し、さらに、かような貼り合わせ基板に対し、その外側面に一定の圧力を加えることで、所要の基板間ギャップにし、液晶表示装置Ｓとなす。
【００３９】
このようにシール部材６内に入れたスペーサ２０でもって基板間ギャップを調整するが、これに用いるスペーサ２０は、たとえばシリカ球やミクロパールなどにより構成するとよく、その材料はＳｉＯ２あるいはテトラメチロールメタンテトラアクリレートなどより成すとよい。
【００４０】
かくして、本発明の液晶表示装置Ｓによれば、柱状スペーサ９がそれと対向する配向膜８に接触しないような構成にしたことで、基板間ギャップの自由度が向上し、低温環境における液晶層１３の収縮に対応して基板間ギャップも小さくなることで負圧も小さくなり、液晶層１３内の気泡の発生をなくすことができた。
【００４１】
また、柱状スペーサ９を形成していることで、低温時に基板間ギャップが小さくなったとしても基板間ギャップを均一にすることもでき、さらに表示部表面に外部から圧力が加えられても液晶表示部にむらのない良好な表示をすることができた。
【００４２】
本発明によれば、上記構成の柱状スペーサ９について、その材料性能として粘着性が低いか、もしくは粘着性がほとんど無いことがよく、粘着性のある材料を用いると、一方部材と他方部材とを貼り合わせした後の工程において、特にその貼り合わせ基板の内部を真空にする工程においては、基板間ギャップが小さくなり、柱状スペーサ９と配向膜８が接触しやすくなる。
【００４３】
このように粘着性のある柱状スペーサ９を用いたことで、柱状スペーサ９と配向膜８とが接触した状態の液晶表示装置が形成されやすくなり、これにより、配向膜８の面において柱状スペーサ９による引っ張り等の力が発生し、剥離や破損等の不具合が発生することがある。
【００４４】
以上のとおり、接着性のない柱状スペーサ９を形成するのが望ましいが、一般的に使用するアクリル系樹脂を使用した場合には、その樹脂の形成プロセスを制御することで、その接着性を所要のレベルに制御することができる。
【００４５】
たとえば、接着性がないように樹脂を処理するには、柱状スペーサ９を形成する際に、柱状スペーサ９の硬化工程において加熱の温度を高くすることで、接着性を無くすことができる。望ましくは、この加熱温度の好適な範囲を１００℃〜１４０℃にすると、本発明の目的が優位に達成される。
【００４６】
他には、配向膜を柱状スペーサ９の上に形成することによっても、接着性を無くすことができ、もしくは配向膜に代えてＳｉＯ２やＴｉＯ２からなる絶縁膜などの膜を塗布し、接着性を無くすこともできる。
【００４７】
また、前述したごとく、所要の基板間ギャップを得る工程において透明基板１と透明基板２との貼り合わせ基板に対し、その外側面上に一定の圧力を加えたが、本発明者は、基板間ギャップ圧力と基板間ギャップとの間に、有効な条件があることを見出した。
【００４８】
以下、この知見に基づいて、条件について詳述する。
【００４９】
液晶表示装置Ｓは、透明基板１と透明基板２との間に、所要の基板間ギャップを保つためのスペーサがないことで、スペーサを設けたものに比べて基板間ギャップは透明基板１と透明基板２との貼り合わせ基板に加えられる圧力によって、特に影響を受けやすい。したがって、所要の基板間ギャップに保つために透明基板１と透明基板２との外側面上に特に有効な圧力があり、この圧力範囲において所要な基板間ギャップを得られ、好適である。
【００５０】
たとえば一例として、パネル表示サイズが３．８インチである液晶表示装置において、シール部材６に混入するスペーサの径を７．５μｍとし、基板間ギャップを６．２μｍとした場合において、その測定結果を図６に示す。
【００５１】
同図によれば、透明基板１と透明基板２との貼り合わせ基板において、その外側面上に加えるギャップ制御圧力を０．０７ｋｇ／ｃｍ２から０．１２ｋｇ／ｃｍ２にすることで、基板間ギャップは６．１μｍから６．３５μｍとなり、特に均一な画像を表示できる液晶表示装置が得られる。
【００５２】
本例の液晶表示装置Ｓによれば、バックライトを設けた透過型の液晶表示装置であるが、さらに透明基板２とカラーフィルタ３との間に、たとえばアルミニウムやクロム、ＳＵＳ系、アルミニウム合金、銀合金などの金属からなる半透過膜（図示せず）を形成することで、透過モードおよび反射モードの双方に用いることができる半透過型液晶表示装置と成してもよい。
【００５３】
あるいは、透明基板２とカラーフィルタ３との間に、たとえばアルミニウムやクロム、ＳＵＳ系、アルミニウム合金、銀合金などの金属からなる反射膜（図示せず）を形成し、さらにバックライトを設けないことで、反射モードに用いる反射型の液晶表示装置と成してもよい。
【００５４】
（液晶表示装置Ｕ）
次に、本発明の液晶表示装置Ｕを詳しく説明する。
【００５５】
図３は液晶表示装置Ｕであり、Ａはその装置の断面図、ＢはＡに示す装置のＺ方向からのｃ−ｃ’線による断面図である。また、図４は液晶表示装置Ｕの要部拡大図である。なお、図１に示す液晶表示装置Ｓと同一箇所には同一符号を付す。
【００５６】
前述した液晶表示装置Ｓについては、柱状スペーサ９を透明電極７と直交するように配列したが、これに代えて、液晶表示装置Ｕにおいては、図４に示すごとく、柱状スペーサ９をマトリクス状に柱状スペーサが形成し、そして、透明電極７と平行してカラーフィルタ３間に設け、さらに透明電極１０にも平行して形成する。
【００５７】
また、液晶表示装置Ｕにおいては、透明電極７上に一様に配向膜８を形成したが、前記したフォトリソ法を用いることで、透明電極７間の配向膜８を形成しないか、またはエッチング等による除去または薄くすることで、柱状スペーサ９を配向膜８または透明基板１に接触しないように形成する。
【００５８】
すなわち、形成された透明電極７上にレジストを塗布し、続けて露光、エッチングを行うことで所望のパターンを形成しておき、配向膜を全面に塗布した後、レジストを剥離するとともに、所要の配向膜を形成するものである。
【００５９】
上記のように透明電極７にも平行して柱状スペーサ９を形成したことで、低温環境時において液晶層１３の収縮に伴う基板間ギャップを均一化でき、特に外部からの画像の表示領域に対する圧力に起因して発生した表示むらを無くすことができた。
【００６０】
また、低温環境と常温環境を繰り返した場合、特に透明基板１と透明基板２との間に球状スペーサ１１を設けると、液晶の収縮と膨張を繰り返すことで、球状スペーサ１１は移動し、球状スペーサ１１の密な領域と疎な領域が発生し、基板間ギャップの均一性に不具合を起こす可能性があるが、液晶表示装置Ｕのごとく柱状スペーサ９を形成することにより球状スペーサの密な領域と疎な領域が発生する可能性をなくすことができる。
【００６１】
このように球状スペーサ１１を配向膜８および配向膜１２までの距離ｈとｉの合計が、透明基板２上の柱状スペーサ９から配向膜８までの距離ｇより短かく形成したことで、最適な使用環境において柱状スペーサ９と配向膜８が接触することなく、先に球状スペーサ１１が配向膜８と配向膜１２との双方に接触し、液晶表示装置Ｓに比べて基板間ギャップを均一にすることができた。
【００６２】
ここで、球状スペーサ１１について詳述する。
【００６３】
球状スペーサ１１は、柱状スペーサ９より硬度が柔軟な部材が特に好ましい。たとえば、球状スペーサ１１の材料としてジビニルベンゼンポリマー等の部材を用いて形成し、透明基板１と透明基板２との間に設けることで、常温環境における基板間ギャップをさらに均一にすることができ、さらに低温環境においても本発明の効果を充分に発揮することができる。
【００６４】
これとは逆に、柱状スペーサ９より硬度が硬いシリカ等の部材を用いて球状スペーサ１１を形成し、透明基板１と透明基板２間に設けた場合は、球状スペーサ１１の密度にもよるが、低温時において球状スペーサ９に接触する配向膜等に沈み込み、または基板間ギャップの自由度が小さくなり、気泡等の発生が起こる可能性がある。
【００６５】
したがって、球状スペーサ１１は、柱状スペーサ９より柔軟な部材が特に好ましい。
【００６６】
上記のように球状スぺーサ１１をさらに設けたことで、基板間ギャップをさらに均一化でき、低温環境時において液晶層１３の収縮に伴う、基板間ギャップの収縮による柱状スペーサ９にかかる圧力による負担を軽減することができた。
【００６７】
また、従来であれば、表示領域が対角３インチ以上の中型から大型のパネルになると基板間ギャップが不均一になる傾向にあるが、液晶表示装置Ｕにおいては表示領域が対角３インチ以上の中型から大型のパネルの表示むらを顕著に解消し、均一な表示をすることができた。
【００６８】
かくして本発明の液晶表示装置Ｕによれば、球状スペーサ１１を設け、この球状スペーサ１１から透明基板１および透明基板２までの距離ｈとｉの合計が透明基板２上の柱状スペーサ９から透明基板１までの距離ｇより短かくしたことで、基板間ギャップをさらに均一化し、低温環境時において液晶層１３の収縮に伴う柱状スペーサ９にかかる圧力による負担を軽減することができ、表示部が中型から大型のパネルにおいて特に画像の表示むらを解消し、表示エリアの大きな液晶表示装置であっても良好な画像表示をすることができた。
【００６９】
また、透明基板２上の柱状スペーサ９を対向する配向膜８に接触しないように形成したことで、基板間ギャップの自由度が向上し、装置の低温時における気泡の発生をなくし、均一な画像表示をすることができた。
【００７０】
（タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖ）
次にタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖについて説明する。
【００７１】
このタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖの液晶表示装置部は、一例として液晶表示装置Ｕと同様な構成とする。
【００７２】
図５に示す如く、液晶表示装置Ｕの上面にタッチパネルを配設した構成である。
【００７３】
このタッチパネルについて詳述すると、一方のタッチパネル用透明基板１５上に全面に亘ってタッチパネル用透明電極１４を形成し、他方のタッチパネル用透明基板１７にも全面に亘ってタッチパネル用透明電極１８を形成し、シール部材６による貼り合わせ構造であり、タッチパネル用透明電極１４および１８には双方とも平行な一対のバスバーが形成され、両者のバスパーは直交させている。
【００７４】
また、タッチパネル用透明電極１４および１８とが常時、接触しないよう防止すべくタッチパネル用透明電極１８にはタッチパネル用スペーサ１６が形成されている。
【００７５】
このとき、液晶表示装置Ｕにタッチパネルを直接配設しているが、タッチパネルの下面であるタッチパネル用透明基板１７と液晶表示装置Ｕの上面である透明基板１との間に接着部材等を介在させてもよい。
【００７６】
このような構成とすることで、装置自体を小型化し、部品点数、製造工程の削減により低コスト化することができる。
【００７７】
上記タッチパネルを液晶表装置Ｕに配設したタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖによれば、液晶表示装置Ｕの表示画面をタッチパネルを介して認識し、この表示画面に従い指やペンなどでタッチパネル上を押圧することで入力を行い、さらにタッチパネルを押圧することで所要の目的を果たすものである。
【００７８】
また、その押圧が液晶表示装置Ｕまでに影響を及ぼしたとしても、前記構成のように柱状スペーサ９を形成していることで、良好で均一な表示むらのない画像表示をすることができる。
【００７９】
かくして、タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖによれば液晶表示画面にしたがいタッチパネルを押すことで所要な目的がえられ、本発明の液晶表示装置を用いたことでタッチパネルを押すことに起因する表示むらがなく、均一で良好な表示特性が得られた。
【００８０】
なお、上記例のタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖにおいては本発明の液晶表示装置Ｕを用いたが、これに限定せず、本発明の他の液晶表示装置に代えることが出来る。
【００８１】
また、上記構成のタッチパネルはタッチパネル用透明電極１４および１８をそれぞれタッチパネル用透明基板１５および１７上の全面に亘って形成したが、これに限定されるものではなく、タッチパネル用透明電極１４および１８をストライプ状に形成し、それぞれのタッチパネル用電極１４および１８を直交するように対向配設してタッチパネルを形成させてもよい。
【００８２】
【実施例】
本発明者は液晶表示装置Ｓと液晶表示装置Ｕに対して低温放置試験を行い、従来の液晶表示装置と比較し、本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖに対して押圧試験を行った。なお、タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖに使用する液晶表示装置は本発明の液晶表示装置Ｓと液晶表示装置Ｕを用い、従来の液晶表示装置として本発明の液晶表示装置ＳとＵの柱状スペーサ９を対向する配向膜８に接触させたものを用いた。
【００８３】
液晶表示装置の具体的構成として、表示部のサイズを対角３．８インチ、カラーフィルタ３間の長さおよび柱状スペーサ９の幅を１２μｍとする。
【００８４】
また、球状スペーサを設ける場合は、球状スペーサ１１の径を透明基板の法線方向における柱状スペーサ９の長さ以上、基板間ギャップ＋１μｍ以下とする。基板間ギャップ＋１μｍより大きいとすると球状スペーサ９が配向膜８および１２に沈み込む可能性があるからである。
【００８５】
（低温放置試験）
先ず、低温放置試験についてその方法と結果を詳述する。
【００８６】
低温放置試験は液晶表示装置を−３０℃の環境に２４０時間放置し、この放置時間の間に数回常温（２７℃）に戻す試験である。この試験の後に気泡の発生の有無について、表１に示すような結果が得られた。
【００８７】
【表１】
2004294929.tif 000003
【００８８】
同表は、基板間ギャップの大きさ３〜８μｍにおいて、柱状スペーサ９と対向する配向膜８までの距離と気泡の発生の関係を示したものである。従来の液晶表示装置は配向膜８の表面と柱状スペーサ９の先端部とが密着されたものである。
【００８９】
同表に示す○印は低温環境および常温環境の双方において気泡が発生しなかった場合、△印は低温環境において気泡が発生し、常温環境では気泡が消失した場合、×印は低温環境において気泡が発生し、常温環境においても気泡が消失しなかった場合である。
【００９０】
なお、この結果は液晶表示装置Ｓと液晶表示装置Ｕの構成の違いによる影響はない。
【００９１】
同表から明らかな通り、全ての基板間ギャップにおいて、配向膜８と柱状スペーサ９との距離が０．００μｍ、すなわち接触した状態では低温環境において気泡の発生が確認され、常温環境において気泡を消失しなかった。
【００９２】
また、配向膜８と柱状スペーサ９との距離を固定して基板間ギャップを大きくすると、基板間ギャップの小さな液晶表示装置においては気泡の発生が確認されないが、基板間ギャップを大きくするにつれ、低温環境において気泡の発生が確認される。
【００９３】
したがって、本発明の液晶表示装置の実用範囲は、基板間ギャップの大きさが３〜８μｍにおいて、配向膜８と柱状スペーサ９との距離が０．２５μｍ以上において、実用的な範囲として使用することができる。また、低温環境の使用時には同表の○印の範囲が特に適している。
【００９４】
（押圧試験）
次に、押圧試験についてその方法と結果を示す。なお、押圧試験は低温放置試験の後に行ったものである。したがって、低温放置試験で用いた液晶表示装置にタッチパネルを搭載したものを用いた。
【００９５】
押圧試験はプッシュプルゲージにて２５０グラムの圧力をパネルに対して垂直に印加する試験である。
【００９６】
この試験中における表示むらについて評価し、表２および表３に示すような結果が得られた。表２は、タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖの表示装置部に液晶表示装置Ｓを用いたものであり、表３は液晶表示装置Ｕを用いたものである。
【００９７】
【表２】
2004294929.tif 000004
【００９８】
【表３】
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【００９９】
表２および表３は、基板間ギャップの大きさ３〜８μｍにおいて、柱状スペーサ９と対向する配向膜８までの距離と表示むらの関係を示したものである。従来の液晶表示装置は配向膜８の表面と柱状スペーサ９の先端部とが密着されたものである。双方の表に示す○は表示むらのない場合、△は表示むらが見られるが実用範囲内である場合、×は表示むらが顕著に見られ、実用範囲外となった場合である。
【０１００】
双方の表の結果とも、基板間ギャップが大きい場合には、配向膜８と柱状スペーサ９との距離が大きい際に表示むらが確認されたが、基板間ギャップを小さくするにつれ、配向膜８と柱状スペーサ９との距離を基板間ギャップの大きいものに比べ小さくしても、表示むらの発生が確認される。
【０１０１】
また、双方の表を比べると、球状スペーサ１１を介在させた液晶表示装置Ｕを用いたことで液晶表示装置Ｓを用いたものに比べ、柱状スペーサ９と配向膜８との距離が大きくなっても、表示むらにならないことが確認された。
【０１０２】
なお、押圧試験終了後の押圧をかけない状態においては、すべての構成において押圧に起因する表示むらは発生していないことが確認された。
【０１０３】
かくして、上記２つの試験の結果から明らかな通り、タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖに液晶表示装置Ｓを用いた場合において実用的な範囲は、基板間ギャップが３μｍである場合に、柱状スペーサ９と配向膜８との間の距離が０．２５〜１．００μｍである。基板間ギャップが４〜６μｍである場合には、０．２５〜１．２５μｍになる。基板間ギャップが７μｍおよび８μｍにおいては、０．２５〜１．５０μｍである。
【０１０４】
そして、タッチパネル一体型液晶表示装置Ｖに液晶表示装置Ｕを用いた場合において実用的な範囲は、基板間ギャップが３μｍの場合には、柱状スペーサ９と配向膜８との間の距離が０．２５〜１．２５μｍである。、基板間ギャップが４〜６μｍの場合には、柱状スペーサ９と配向膜８との間の距離が０．２５〜１．５０μｍである。基板間ギャップが７μｍおよび８μｍにおいては、柱状スペーサ９と配向膜８との間の距離が０．２５〜１．７５μｍである。
【０１０５】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の改良や変更等は何ら差し支えない。
【０１０６】
たとえば、本発明の液晶表示装置およびタッチパネル一体型液晶表示装置においては、透明基板２上に柱状スペーサを形成したが、透明基板１上に設けても同様な効果がえられる。このとき、透明基板２上のカラーフィルタ３間に金属および感光樹脂からなる遮光膜を形成してもよい。
【０１０７】
また、柱状スペーサ９を透明基板２上から形成したが配向膜８または配向膜１２、透明電極７または透明電極１０等から形成しても同様な効果が得られる。
【０１０８】
さらにまた、上記実施の形態における柱状スペーサ９は主に壁状であったが、これに代えて円柱状でもよく、柱状スペーサの用途に応じて適宜に変えれば良い。
【０１０９】
加えて、柱状スペーサ９を光の透過性または遮光性のいずれ材料によって形成してもよい。
【０１１０】
たとえば、液晶画像のコントラストを向上させたい場合において、柱状スペーサはカラーフィルタ３間に形成されていることから遮光性の柱状スペーサを形成すればよく。輝度を向上させたい場合は透過性の柱状スペーサ９を形成すればよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の液晶表示装置によれば、基板上に複数のストライプ状の電極と配向膜とを順次形成してなる一方部材と、基板上に複数のストライプ状の柱状スペーサを配列形成し、これら各柱状スペーサの間にそれぞれ電極と配向膜とを順次形成してなる他方部材とを、双方の電極が直交するよう液晶層を介して貼り合わせるとともに、前記柱状スペーサが一方部材に設けた配向膜と接触しないように、一方部材と他方部材の間隔を設定せしめたことで、低温環境時において液晶層の収縮に伴う負圧に起因した気泡の発生をなくし、透明基板の基板間ギャップを均一にすることで表示むらのない画像表示をすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置Ｓであり、Ａはその断面図、Ｂは同図ＡにおいてＸ方向からのａ−ａ’における断面図である。
【図２】Ａ〜Ｃは柱状スペーサを形成するための工程図である。
【図３】本発明の他の液晶表示装置Ｕであり、Ａはその断面図、Ｂは同図ＡにおいてＺ方向からのｃ−ｃ’における断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置Ｕの要部拡大断面図である。
【図５】本発明のタッチパネル一体型液晶表示装置Ｖの断面図である。
【図６】基板間ギャップ制御圧力と基板間ギャップの関係を示す線図である。なお、図７に示す液晶表示装置と同一の効果を奏するものは同一符号を付す。
【図７】従来の液晶表示装置Ｐの断面図である。
【符号の説明】
１、  ２・・・・・・透明基板
３・・・・・・カラーフィルタ
４・・・・・・遮光膜
５・・・・・・保護膜
６・・・・・・シール部材
７、１０・・・・・透明電極
８、１２・・・・・配向膜
９・・・・・・柱状スペーサ
１１・・・・・・球状スペーサ
１３・・・・・・液晶層
１４、１８・・・・タッチパネル用透明電極
１５、１７・・・・タッチパネル用透明基板
１６・・・・タッチパネル用スペーサ
２０・・・・・・スペーサ
【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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