JP2001083530A

JP2001083530A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001083530A
Application number: JP2000012333A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kishimoto; 克彦岸本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】表示品位の優れた広視野角特性を有する液晶
表示装置を、品質が安定した状態で安く量産することが
できる構造を簡素化した液晶表示装置及びその製造方法
を提供する。【解決手段】液晶表示装置１００が、対向する一対の
基板１１０、１２３で液晶層を挟持し、基板１１０、１
２３の少なくとも一方に形成された高分子壁１０６によ
って、液晶層が複数の液晶領域１０８に分割されてお
り、液晶層の層厚が高分子壁１０６の高さより厚く、各
液晶領域１０８内の液晶分子が、基板１１０、１２３に
垂直な軸を中心に軸対称配向している構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子壁によって
分割された液晶領域内に軸対称配向した液晶分子を有す
る液晶表示装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気光学効果を用いた表示装置と
して、ネマティック液晶を用いたＴＮ（ツイストネマテ
ィック）型や、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティッ
ク）型の液晶表示装置が用いられている。

【０００３】これらの液晶表示装置の視野角を広くする
技術として、例えば、特開平６−３０１０１５号公報及
び特開平７−１２０７２８号公報には、高分子壁によっ
て分割された液晶領域内に軸対称配向した液晶分子を有
する液晶表示装置、いわゆるＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ
ＳｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｙａｌｉｇｎｅｄＭｉｃ
ｒｏｃｅｌｌ）モードのＴＮ型液晶表示装置が開示され
ている（従来例１）。高分子壁で実質的に包囲された液
晶領域は、典型的には、絵素ごとに形成される。ＡＳＭ
モードの液晶表示装置は、液晶分子が軸対称配向してい
るので、観察者がどの方向から液晶表示装置を見ても、
コントラストの変化が少なく、広視野角特性を有する。

【０００４】上記従来例１に開示されているＡＳＭモー
ドの液晶表示装置は、重合性材料と液晶材料との混合物
を重合誘起相分離させることによって製造される。

【０００５】以下に、この従来例１の液晶表示装置の製
造方法を図１５を用いて具体的に説明する。

【０００６】まず、図１５（ａ）に示すように、ガラス
基板９０８の片面にカラーフィルタ及び電極（図示せ
ず）を形成した基板を用意する（工程ａ）。なお、ここ
では、簡単のために、ガラス基板９０８上に形成されて
いる電極およびカラーフィルタは図示していない。ま
た、カラーフィルタの形成方法については後述する。

【０００７】次に、図１５（ｂ）に示すように、ガラス
基板９０８の電極及びカラーフィルタが形成されている
面に、液晶分子を軸対称配向させるための高分子壁９１
７を、例えば、格子状に形成する（工程ｂ）。具体的に
は、カラーフィルタ及び電極を形成したガラス基板９０
８上に、感光性樹脂材料をスピン塗布した後、所定のパ
ターンを有するフォトマスクを介して露光し、現像する
ことによって、格子状の高分子壁９１７を形成する。こ
こで、感光性樹脂材料は、ネガ型でもポジ型でもよい。
他の方法として、別途レジスト膜を形成する工程が増え
るが、感光性の無い樹脂材料を用いて形成することもで
きる。

【０００８】次に、図１５（ｃ）に示すように、感光性
樹脂材料を露光・現像することにより、高分子壁９１７
の一部の頂部に柱状突起９２０を離散的にパターニング
形成する（工程ｃ）。この柱状突起９２０も、感光性樹
脂材料を露光・現像することにより形成される。

【０００９】次に、図１５（ｄ）に示すように、高分子
壁９１７及び柱状突起９２０が形成されたガラス基板の
表面をポリイミド等の垂直配向剤９２１で被覆する（工
程ｄ）。

【００１０】他方、図１５（ｅ）に示す電極（図示せ
ず）を形成した対向側ガラス基板９０２の表面を、図１
５（ｆ）に示すように、垂直配向剤９２１で被覆する
（工程ｆ）。

【００１１】次に、図１５（ｇ）に示すように、電極を
形成した面を内側にして、両基板を貼り合わせ、液晶セ
ルを形成する（工程ｇ）。ここで、２枚の基板の間隔
は、高分子壁９１７と柱状突起９２０の高さの和によっ
て規定されるので、これにより所望の液晶層の厚さ（セ
ル厚）とすることができる。

【００１２】次に、図１５（ｈ）に示すように、液晶セ
ルの間隙に液晶材料を真空注入法などにより注入する
（工程ｈ）。

【００１３】最後に、図１５（ｉ）に示すように、例え
ば、対向配設された１つの電極間に電圧を印加すること
によって、液晶領域９１５内の液晶分子を軸対称に配向
制御すると（工程ｉ）、高分子壁９１７によって分割さ
れた液晶領域内の液晶分子は、両基板に垂直な破線で示
す軸９１８を中心に軸対称配向する。

【００１４】図１６に、従来のカラーフィルタ１０００
の断面構造を示す。このカラーフィルタ１０００は、ガ
ラス基板１００１上に着色パターン間の隙間を遮光する
ためのブラックマトリクス（ＢＭ）１００２と、各絵素
に対応した赤・緑・青（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の着色樹脂層１０
０３が形成されている。これらの上に、平滑性の改善な
どのために、アクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる厚さ
約０．５μｍ〜２．０μｍのオーバーコート（ＯＣ）層
１００４が形成され、更にその上に、インジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）膜からなる透明電極１００５が形成されて
いる。ここで、ＢＭ膜１００２は、一般に、膜厚が約１
００ｎｍ〜１５０ｎｍの金属クロム膜からなり、着色樹
脂層１００３には、樹脂材料を染料や顔料で着色したも
のが用いられ、その膜厚は約１μｍ〜３μｍが一般的で
ある。

【００１５】このカラーフィルタ１０００の形成方法と
しては、基板上に形成した感光性の着色樹脂層をフォト
リソグラフィ技術を用いてパターニングする方法が用い
られる。例えば、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各色
の感光性樹脂材料を用いて、各感光性着色樹脂の形成・
露光・現像をそれぞれ（合計３回）行うことによって、
Ｒ・Ｇ・Ｂのカラーフィルタを形成することができる。
感光性の着色樹脂層を形成する方法は、溶剤で希釈した
液状の感光性着色樹脂材料をスピンコート法などで基板
に塗布する方法や、ドライフィルム化された感光性着色
樹脂材料を転写する方法などがある。このようにして形
成したカラーフィルタを用いて、上述したＡＳＭモード
の液晶表示装置を作成することにより、広視野角特性を
有するカラー液晶表示装置が得られる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例１に開示されたＡＳＭモードの液晶表示装置及
びその製造方法による場合には、高分子壁上にセル厚を
規定する柱状突起をフォトレジストをパターニングする
ことで形成しているため、液晶表示装置が大きくなるに
従って柱状突起をパネル全面に対し均一な高さと形状で
形成することが困難になる。このため、パネル面内のセ
ル厚が不均一となり、明るさむらや色むら等の表示品位
が低下するという問題が生じる。この従来のＡＳＭモー
ドの液晶表示装置における明るさむらの例を図１７に示
す。この図に示すように、数ｃｍ範囲の測定点で明るさ
むらが±５％以上生じ、肉眼でも細かいピッチの明るさ
むらが確認できる。

【００１７】更には、上記の柱状突起の形成工程は歩留
りの低下を引き起こすことに加え、柱状突起の形成で使
用するフォトレジストが高額であるため、液晶表示装置
の製造原価が増大するという問題も生じる。

【００１８】本発明は、こうした従来技術の課題を解決
するものであり、表示品位の優れた広視野角特性を有す
る液晶表示装置を、品質が安定した状態で安く量産する
ことができる構造を簡素化した液晶表示装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、対向する一対の基板で液晶層を挟持し、該基板の少
なくとも一方に形成された高分子壁によって、該液晶層
が複数の液晶領域に分割されており、該液晶層の層厚が
該高分子壁の高さより厚く、各液晶領域内の液晶分子
が、該基板に垂直な軸を中心に軸対称配向しており、そ
のことにより上記目的が達成される。

【００２０】前記液晶層の層厚が、前記高分子壁上に存
在するスペーサ・ビーズにより規定されている構成とす
ることができる。その場合に、前記高分子壁が、頂部に
平坦領域を備える構成とすることが好ましい。

【００２１】前記液晶層の層厚が、前記高分子壁の無い
領域に存在するスペーサ・ビーズにより規定されている
構成とすることができる。その場合に、前記高分子壁
が、頂部に傾斜領域を備える構成とすることが好まし
く、特に、前記傾斜領域の傾斜角度が前記基板に対し１
０度以上である構成とするとよい。

【００２２】前記スペーサ・ビーズが着色されている構
成とすることができる。

【００２３】本発明の液晶表示装置の製造方法は、対向
する一対の基板で液晶層を挟持し、該基板の少なくとも
一方に形成された高分子壁によって、該液晶層が複数の
液晶領域に分割されており、該液晶層の層厚が該高分子
壁の高さより厚く、各液晶領域内の液晶分子が、該基板
に垂直な軸を中心に軸対称配向している液晶表示装置の
製造方法であって、該基板の少なくとも一方に該高分子
壁を形成する工程と、該液晶層の層厚を規定するための
スペーサ・ビーズを形成する工程を含んでおり、該高分
子壁を形成する工程を、該スペーサ・ビーズを形成する
工程より前に行うようにしており、そのことにより上記
目的が達成される。

【００２４】好ましくは、前記高分子壁の頂部に平坦領
域を形成する工程と、前記基板の少なくとも一方に、前
記スペーサ・ビーズを全面に散布する工程とを含む構成
とする。

【００２５】好ましくは、前記高分子壁の頂部に傾斜領
域を形成する工程と、前記基板の少なくとも一方に、前
記スペーサ・ビーズを全面に散布する工程とを含む構成
とする。

【００２６】本発明の液晶表示装置の製造方法は、対向
する一対の基板で液晶層を挟持し、該基板の少なくとも
一方に形成された高分子壁によって、該液晶層が複数の
液晶領域に分割されており、該液晶層の層厚が該高分子
壁の高さより厚く、各液晶領域内の液晶分子が、該基板
に垂直な軸を中心に軸対称配向している液晶表示装置の
製造方法であって、該基板上に感光性材料を塗布する工
程と、該感光性材料が塗布された基板上に、スペーサ・
ビーズを散布する工程と、該スペーサ・ビーズが散布さ
れた基板の該感光性材料をフォトリソグラフィ法により
パターニングして該高分子壁を形成する工程とを含んで
おり、そのことにより上記目的が達成される。

【００２７】本発明の液晶表示装置の製造方法は、対向
する一対の基板で液晶層を挟持し、該基板の少なくとも
一方に形成された高分子壁によって、該液晶層が複数の
液晶領域に分割されており、該液晶層の層厚が該高分子
壁の高さより厚く、各液晶領域内の液晶分子が、該基板
に垂直な軸を中心に軸対称配向している液晶表示装置の
製造方法であって、該基板上に感光性材料を塗布する工
程と、該高分子壁のパターンを有するフォトマスクを用
いて、該感光性材料を露光する工程と、該感光性材料が
塗布および露光された基板上に、スペーサ・ビーズを散
布する工程と、該スペーサ・ビーズが散布された基板を
加熱処理する工程と、該加熱処理が行われた基板の該感
光性材料を現像して、該高分子壁を形成する工程とを含
んでおり、そのことにより上記目的が達成される。

【００２８】好ましくは、前記加熱処理を、前記感光性
材料の解像度調整を兼ねて行う構成とする。

【００２９】好ましくは、前記スペーサ・ビーズの表面
に、前記加熱処理の温度で融着する接着層を塗布したも
のを散布する構成とする。

【００３０】以下に、本発明の作用について説明する。

【００３１】上記構成によれば、対向する一対の基板で
液晶層を挟持する液晶表示装置が、基板の少なくとも一
方に形成された高分子壁によって、液晶層が複数の液晶
領域に分割されており、液晶層の層厚がスペーサ・ビー
ズにより高分子壁の高さより厚く規定され、各液晶領域
内の液晶分子が、基板に垂直な軸を中心に軸対称配向し
ている。従って、ＡＳＭモードの液晶配向を利用して液
晶表示装置の広視野角化を図ることが可能となる。

【００３２】本発明では、液晶層の層厚をスペーサ・ビ
ーズにより規定する構造をとるので、従来技術である高
分子壁上に柱状突起を形成して液晶層の層厚を規定する
構造をとる場合の製造過程において、歩留りの低下と製
造原価の増加を招く柱状突起の形成工程を、より簡便で
歩留りの良いスペーサ・ビーズ散布工程で代用できるた
め、本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば、
歩留りの向上と製造原価の低減を図ることが可能とな
る。

【００３３】特に大型の液晶表示装置を製造する際に
は、上述したように液晶層の層厚を規定する柱状突起構
造を均一な高さで基板上に形成することが非常に困難で
ある。その理由としては、大型基板（例えば１ｍ角基
板）上に柱状突起材料を塗布する際に高さむらを生じさ
せずに塗布することが困難であること、および、その後
の露光・現像・焼成等の工程において基板面内に様々な
加工上のプロセスばらつきが存在するため、実際に基板
上に形成される柱状突起の高さが基板面内でかなりばら
つくことが挙げられる。

【００３４】本願発明者らが検討を行った結果、このよ
うな柱状突起の高さばらつきは、基本的に、柱状突起材
料が基板上に塗布されたときの高さばらつきの傾向を反
映するため、周期的かつ連続的に変化することが確認さ
れた。このため、作製された液晶表示装置を表示させる
と、柱状突起の周期的かつ連続的な高さむらに起因する
明るさむらや色むらが表示領域内で発生し、表示品位を
下げてしまう。

【００３５】すなわち、柱状突起を用いてセルギャップ
（液晶層の層厚）を規定したときの明るさむらや色むら
は、柱状突起の高さが連続的に変化することにより発生
する。これは、柱状突起を形成する材料を一旦基板上に
塗布してから、それを加工して柱状突起を形成する工程
を採用する限り、液体レジスト材料を用いてもドライフ
ィルムレジスト材料を用いても、その薄膜表面が連続し
ているため避けられない。

【００３６】これに対して、本発明のようにスペーサ・
ビーズによって液晶層の層厚を規定する構造において
は、通常、散布されるスペーサ・ビーズのビーズ径のば
らつきは柱状突起の高さのばらつきと同程度であるが、
スペーサ・ビーズ１つ１つが全く離散的に散布されるた
め、そのばらつきがある程度の周期を持って連続的に変
化することはない。これは、ビーズ径が連続的に変動す
るようにスペーサ・ビーズが散布されるようなことは有
り得ないからである。その結果、目視で確認されるよう
な明るさむらや色むらにはならず、表示均一性に優れた
液晶表示装置を提供することが可能となる。

【００３７】液晶層の層厚が、高分子壁上に存在するス
ペーサ・ビーズにより規定されている構成にすると、ス
ペーサ・ビーズに起因する液晶配向の乱れを抑制するこ
とが可能となる。

【００３８】高分子壁が頂部に平坦領域を備える構成に
すると、高分子壁の頂部にスペーサ・ビーズを固定させ
やすく、液晶層の層厚（セル厚）の均一化を図ることが
でき、パネル面内のセル厚の変動に起因する表示品位の
低下を防止することが可能となる。この構成をとる場合
には、製造方法において、基板の全面にスペーサ・ビー
ズを散布する方法をとることができ、歩留りの向上と製
造原価の低減を図ることが可能となる。

【００３９】液晶層の層厚が、高分子壁の無い領域に存
在するスペーサ・ビーズにより規定されている構成にす
ると、広い領域でセル厚を支持できることに加えて、高
分子壁の高さにばらつきがある場合にあってもセル厚の
変動が生じなくなる。このため、パネル面内のセル厚の
均一化を図ることができ、セル厚の変動に起因する表示
品位の低下を防止することが可能となる。

【００４０】上記高分子壁が頂部に傾斜領域を備える構
成をとる場合には、製造過程において、単純にパネル全
面にスペーサ・ビーズを散布してセルを組み立てた時
に、高分子壁上に存在したスペーサ・ビーズが、高分子
壁の斜面に沿って開口領域に移動するので、簡単かつ確
実に高分子壁の無い領域に存在するスペーサ・ビーズに
より液晶層の層厚を規定する状態にすることが可能とな
り、上記の同様の作用効果を奏する表示品位の優れた液
晶表示装置を品質が安定した状態で量産することが可能
となる。尚、上記傾斜領域の傾斜角度が、基板に対し１
０度以上であると、上述した作用が生じることが、実験
により確認されている。

【００４１】液晶表示装置のスペーサ・ビーズを透明の
ものに代えて黒色等に着色されたものを用いると、スペ
ーサ・ビーズが液晶領域内に存在することによる軸対称
配向の乱れや、スペーサ・ビーズが液晶領域内に固まっ
て存在することにより生じる光漏れに起因する表示品位
の低下を抑制できることが、実験等により確認されてい
る。

【００４２】具体的には、着色スペーサ・ビーズを用い
る場合には、液晶領域内に数個のスペーサ・ビーズが固
まって存在している状態を１個と数える方法で、スペー
サ・ビーズの散布密度が、例えば、１００μｍ×１００
μｍの液晶領域に８個〜１０個程度であっても、表示品
位が低下することがなく、スペーサ・ビーズの散布密度
を、透明のスペーサ・ビーズを用いる場合に比べ、２倍
〜２．５倍程度にすることができ、プロセスマージンを
大幅に拡大することが可能となる。

【００４３】上記液晶表示装置の製造方法が、基板上に
感光性材料を塗布する工程と、感光性材料が塗布された
基板上にスペーサ・ビーズを散布する工程と、スペーサ
・ビーズが散布された基板の感光性材料をフォトリソグ
ラフィ法によりパターニングして高分子壁を形成する工
程を含む方法とすれば、高分子壁上に選択的にスペーサ
・ビーズを形成することが可能となり、開口部にスペー
サ・ビーズが存在することに起因する液晶の配向乱れが
無くなり、表示品位の一層の向上を図ることが可能とな
る。

【００４４】ところで、上記液晶表示装置の製造方法で
は、基板上に高分子壁材料である感光性の透明アクリル
樹脂を塗布した後、引き続いてセル厚を規定するための
スペーサ・ビーズを散布し、所定のマスクを用いて高分
子壁のパターンを露光・現像して高分子壁パターン上に
選択的にスペーサ・ビーズを残している。この場合、ス
ペーサ・ビーズの散布は感光性樹脂をプリベークする前
に行った方が、レジスト表面上にスペーサ・ビーズが固
着しやすいので好ましい。しかし、プリベークを行う前
にビーズ散布を行うと、通常の塗布および加熱工程の間
にビーズ散布を行う必要があり、レジストが生乾きのま
まの状態が長くなって、異物等の付着による歩留まり低
下の割合が増加する。また、基板上にスペーサ・ビーズ
が散布された状態のまま、露光装置に搬入されることに
なるため、スペーサ・ビーズによる装置の汚染の問題も
生じる。特に、大型の液晶表示装置の製造においては、
基板とフォトマスクとを近接させたプロキシミティー露
光法を用いることが多く、スペーサ・ビーズによるフォ
トマスクの汚染が深刻な問題となる。

【００４５】そこで、感光性材料の塗布および露光まで
は従来の製造方法と同様に行い、露光後にスペーサ・ビ
ーズを散布することにより、露光装置や、塗布工程から
露光工程への製造ラインをスペーサ・ビーズによって汚
染することが無くなり、歩留まり低下を防ぐことが可能
である。

【００４６】さらに、感光性材料の感度調整（解像度調
整）のために行うＰＥＢ（露光後焼成）工程を利用し
て、スペーサ・ビーズを感光性材料に融着させ、その
後、現像を行えば、新たな工程の追加を行う必要がな
い。

【００４７】上記スペーサ・ビーズの表面に、その加熱
処理温度よりも低めの温度で融着する接着材料を塗布し
ておくことにより、高分子壁上のスペーサ・ビーズの固
定がより確実に行われる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて具体的に説明する。

【００４９】（実施形態１）図１に、本発明の実施形態
１による液晶表示装置１００の断面構造を模式的に示
す。

【００５０】この実施形態１は、図１に示すように、ガ
ラス基板１０１上にブラックマトリクス（ＢＭ）１０
２、赤、緑、青の着色樹脂層１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０
３Ｂが形成され、それらの上に表面保護と平坦化のため
のオーバーコート層１０４が形成されており、このオー
バーコート層１０４上にＩＴＯからなる透明電極１０５
及び液晶分子を軸対称配向させるための高分子壁１０６
がある。高分子壁１０６の高さは１．０μｍであり、幅
は、底部が３０μｍ、平坦な頂部が２０μｍである。液
晶領域１０８は、１００μｍ×１００μｍとし、この液
晶領域１０８にある液晶分子は、液晶領域１０８を実質
的に包囲する高分子壁１０６から配向規制力を受け、軸
対称配向する。透明電極１０５及び高分子壁１０６の表
面は、垂直配向膜１０７で被覆され、対向基板１２３の
表面にあるＩＴＯからなる対向電極１２１の表面は、垂
直配向膜１２２で被覆されている。カラーフィルタ側基
板１１０と対向基板１２３の間隔（セル厚）は、高分子
壁１０６上に存在する直径５．０μｍのスペーサ・ビー
ズ１３０によって規定されている。液晶領域１０８に
も、スペーサ・ビーズ１３０は存在しているが、１００
μｍ×１００μｍ中に平均で４個程度迄であれば、液晶
の配向状態に対して乱れを生じさせないことが実験によ
り確認されている。

【００５１】次に、この液晶表示装置１００の製造方法
を、図２を用いて説明する。

【００５２】まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基
板１０１上に、赤・緑・青の各着色パターン間の隙間を
遮光するためのブラックマトリクス（ＢＭ）１０２を形
成する（工程２ａ）。ＢＭ１０２の材料には、カーボン
の微粒子をアクリル系の感光性樹脂中に分散させたもの
を用いた。

【００５３】次に、図２（ｂ）に示すように、ＢＭ１０
２の形成されたガラス基板１０１上に、赤・緑・青の各
着色樹脂層１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂを順次形成す
る（工程２ｂ）。ＢＭ１０２及び着色樹脂層１０３Ｒ、
１０３Ｇ、１０３Ｂの膜厚は、１．０μｍとし、スピン
コート法によりガラス基板１０１に塗布し、フォトリソ
グラフィ法にて所定のパターンに形成した。

【００５４】次に、図２（ｃ）に示すように、ＢＭ１０
２、着色樹脂層１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂの上面
に、基板表面の平坦化と保護のために、オーバーコート
材料をスピンコート法にて、膜厚約２．０μｍに塗布
し、オーバーコート層１０４を形成した（工程２ｃ）。

【００５５】次に、図２（ｄ）に示すように、オーバー
コート層１０４上に、ＩＴＯ膜をスパッタリング法にて
膜厚約３００ｎｍに成膜し、このＩＴＯ膜をフォトリソ
グラフィ法にてパターニング、王水系エッチャントを用
いてウエットエッチングすることによって透明電極１０
５を形成した（工程２ｄ）。

【００５６】次に、図２（ｅ）に示すように、スピンコ
ート法で、感光性アクリル樹脂を約１．０μｍの膜厚に
基板上に塗布し、所定のパターンのマスクを用いたフォ
トリソグラフィ法で高分子壁１０６を形成した（工程２
ｅ）。紫外線光源を用いたプロキシミティー露光機（プ
ロキギャップ５０μｍ）を用いて、高分子壁１０６パタ
ーンを露光したところ、頂部に２０μｍ幅の平坦領域を
有する幅３０μｍの高分子壁１０６が形成された。この
高分子壁１０６で規定される絵素領域は、約１００μｍ
×１００μｍとした。

【００５７】次に、図２（ｅ）に示す基板の表面全体
に、配向膜材料ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム製）を
スピンコートし、垂直配向膜１０７を形成し、図２
（ｆ）の下部に示すカラーフィルタ基板１１０が完成し
た。

【００５８】次に、図２（ｆ）の上部に示すガラス基板
１２０上にＩＴＯ膜からなる対向電極１２１を有し、そ
の表面に垂直配向膜１２２が形成された対向基板１２３
と、図２（ｆ）の下部に示すカラーフィルタ基板１１０
を、直径５．０μｍの樹脂製球形のスペーサ・ビーズ１
３０を間に挟んで貼り合わせた。ビーズ散布は、乾式で
行い、散布密度は、４個／０．０１μｍ２以下となるよ
うにした。スペーサ・ビーズ１３０は、高分子壁１０６
の頂部にも、液晶領域１０８内にも均一に散布されてい
る。基板１１０と基板１２３との間隙に、誘電異方性が
負の液晶材料として、例えば、カイラル剤を添加して、
△ε＝−４．０、△ｎ＝０．０８、セル厚６．０μｍで
９０度ツイストとなるようにしたｎ型液晶材料を注入
し、液晶層１４０を形成し、液晶セルが完成した（工程
２ｆ）。

【００５９】この液晶セルの液晶分子の軸対称配向の中
心軸を安定化するために、液晶層１４０に４Ｖの電圧を
印加した。電圧印加直後は、初期状態で複数の中心軸が
形成されたが、電圧を印加し続けると各液晶領域１０８
毎に複数の中心軸が１つになり、１つの軸対称配向領域
（モノドメイン）が形成された。液晶セルの両側に偏光
板をクロスニコル状態になるように配置し、液晶表示装
置が完成した。

【００６０】この液晶セルの液晶領域１０８を、電圧無
印加状態で偏光顕微鏡を用いて透過モードで観察した結
果を図１０に模式的に示す。電圧無印加状態では、液晶
領域１０８は暗視野を呈しており、ノーマリーブラック
モードである。図１０では、高分子壁１０６と液晶領域
１０８との境界を明確に示しているが、クロスニコル状
態の偏光顕微鏡による実際の観察では、高分子壁１０６
と液晶領域１０８との境界は観察できない。図１０に示
すように、黒表示状態において表示セル全体で光漏れは
見られず、又電圧印加時において液晶領域１０８内に存
在するスペーサ・ビーズの影響による液晶分子の軸対称
配向の乱れも観察されない。図１１は、電圧印加時の青
と緑の着色樹脂層上に形成された高分子壁に囲まれた複
数の液晶領域内の軸対称配向の様子を示す写真である。
黒い点状に見えるのがスペーサ・ビーズであるが、図１
１から分かるように、軸対称配向に乱れは観察されな
い。

【００６１】本実施形態１の液晶表示装置について、中
間調表示状態での明るさ分布を測定した結果を図１２に
示す。比較のために、高分子壁１０６上に柱状突起を形
成した従来の液晶表示装置について、中間調表示状態で
の明るさ分布を測定した結果を図１７に示す。

【００６２】従来の液晶表示装置の場合、図１７から分
かるように、数ｃｍ範囲の測定点での明るさむらが±５
％以上あり、肉眼でも細かいピッチの明るさむらが確認
できる。これに対して、本実施形態の液晶表示装置の場
合、図１２から分かるように、明るさ変動は±２％以下
に低減されており、肉眼でも明るさむらが識別できない
レベルとなり、より一層表示品位の優れた液晶表示装置
を得ることができた。

【００６３】（実施形態２）図９に、本発明の実施形態
２による液晶表示装置５００の断面構造を模式的に示
す。

【００６４】この実施形態２は、図９に示すように、上
述した実施形態１に対し、スペーサ・ビーズ５３０とし
て黒色等に着色されたものを用いる点で相違し、その他
の構成については、実施形態１の場合と同様の構成から
なる。従って、この液晶表示装置５００の製造方法は、
上述した図２に示す実施形態１の場合と同様である。

【００６５】ところで、スペーサ・ビーズがもたらす表
示品位の低下の原因は、スペーサ・ビーズが液晶領域内
に存在することによる軸対称配向の乱れと、スペーサ・
ビーズが液晶領域内に固まって存在することにより生じ
る光漏れであることが、実験等により確認されている。

【００６６】上記の軸対称配向の乱れに対しては、透明
のスペーサ・ビーズの散布密度を、例えば、１００μｍ
×１００μｍの液晶領域に約１０個以下にすることで、
表示品位の低下が無くなる。

【００６７】上記の光漏れに対しては、透明のスペーサ
・ビーズの散布密度を上記の条件より小さくしても、液
晶領域内に数個のスペーサ・ビーズが固まって存在した
場合には、その部分から光漏れが生じ、表示におけるコ
ントラストの低下とざらつき感が発生する。

【００６８】これに対し、液晶表示装置のスペーサ・ビ
ーズを透明のものに代えて黒色等に着色されたものを用
いると、上記の光漏れを大幅に低減できることが、実験
により確認された。

【００６９】更に、着色スペーサ・ビーズを用いる場合
には、液晶領域内に数個のスペーサ・ビーズが固まって
存在している状態を１個と数える方法で、スペーサ・ビ
ーズの散布密度が、１００μｍ×１００μｍの液晶領域
に８個〜１０個程度であっても、表示品位が低下しない
ことが、実験により確認された。

【００７０】このように、着色スペーサ・ビーズを用い
る場合には、スペーサ・ビーズの散布密度を、透明のス
ペーサ・ビーズを用いる場合に比べ、２倍〜２．５倍程
度にすることができ、プロセスマージンを大幅に拡大す
ることができた。

【００７１】（実施形態３）図３に、本発明の実施形態
３による液晶表示装置２００の断面構造を模式的に示
す。

【００７２】この実施形態３は、図３に示すように、ガ
ラス基板２０１上に、ブラックマトリクス（ＢＭ）２０
２と、赤・緑・青の各着色層２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０
３Ｂが形成され、それらの上に選択的にオーバーコート
層２０４が膜厚１．０μｍ程度で形成されている。ＩＴ
Ｏからなる透明電極２０５は、オーバーコート層２０４
の存在する領域上で、パターニングのためのエッチング
除去がなされるように、オーバーコート層２０４及び透
明電極２０５のパターン設計が行われている。

【００７３】オーバーコート層２０４は、その段差部分
で、透明電極２０５の断線不良が起こらないように、傾
斜角４５度以下で形成され、かつその傾斜部分が、液晶
分子を軸対称配向させるための高分子壁の役割を果たす
ようにするために、傾斜角５度以上となるように形成さ
れている。高分子壁の役割を兼ねたオーバーコート層２
０４によって、液晶領域２０８は配向規制力を受け、そ
の中に存在する液晶分子は軸対称配向する。このオーバ
ーコート層２０４で規定される液晶領域２０８の大きさ
は、１６０μｍ×１４０μｍとした。

【００７４】カラーフィルタ基板２１０の表面は垂直配
向膜２０７で被覆され、対向基板２２３の表面にあるＩ
ＴＯからなる対向電極２２１の表面は、垂直配向膜２２
２で被覆されている。カラーフィルタ側基板２１０と対
向基板２２３の間隔を、高分子壁上に存在する直径４．
５μｍのスペーサ・ビーズによって規定し、所望のセル
厚としている。

【００７５】次に、この液晶表示装置２００の製造方法
を、図４を用いて説明する。

【００７６】まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基
板２０１上に、赤・緑・青の各着色パターン間の隙間を
遮光するためのブラックマトリクス（ＢＭ）２０２を形
成する（工程４ａ）。ＢＭ１０２の材料には、膜厚１０
０ｎｍの金属Ｃｒ薄膜をフォトリソグラフィ法にてパタ
ーニングしたものを用いた。

【００７７】次に、図４（ｂ）に示すように、ＢＭ２０
２が形成されたガラス基板２０１上に、赤・緑・青の各
着色樹脂層２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂを順次形成す
る（工程４ｂ）。これらの着色樹脂層２０３Ｒ、２０３
Ｇ、２０３Ｂの膜厚は、全て１．０μｍとし、スピンコ
ート法によりガラス基板２０１に塗布し、フォトリソグ
ラフィ法にて所定のパターンに形成した。

【００７８】次に、図４（ｃ）に示すように、感光性の
オーバーコート材料をスピンコート法にて、膜厚約１．
０μｍに塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて、高分
子壁用のマスクでパターニングされたオーバーコート層
２０４を形成した（工程４ｃ）。

【００７９】次に、図４（ｄ）に示すように、基板上に
ＩＴＯ膜をスパッタリング法にて膜厚約３００ｎｍに成
膜し、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフイ法にてパター
ニング、塩化第２鉄系エッチャントを用いてウェットエ
ッチングすることによってｍ透明電極２０５を形成した
（工程４ｄ）。エッチングされる領域の直下には、オー
バーコート層２０４が存在するようにパターン設計され
ているために、エッチャントにより着色樹脂層２０３
Ｒ、２０３Ｇ、２０３ＢやＢＭ２０２が侵食されること
はない。このオーバーコート層２０４で規定される絵素
領域は、約１６０μｍ×１４０μｍとした。

【００８０】次に、図４（ｅ）に示すように、基板の表
面全体に、配向膜材料ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム
製）をスピンコートし、垂直配向膜２０７を形成し、カ
ラーフイルタ基板２１０が完成した（工程４ｅ）。

【００８１】その後の工程は、上記実施形態１の場合と
同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する
が、最終的に、図４（ｆ）に示すように、カラーフィル
タ基板２１０と対向基板２２３で液晶層２４０を挟持し
た液晶表示装置２００が完成する。

【００８２】本実施形態３の場合も、上記実施形態１の
場合と同様に、スペーサ・ビーズによる配向乱れはな
く、視角特性の劣化も無い。特に本実施形態３の場合、
オーバーコート層が高分子壁をかねる構造となっている
ため、上記実施形態１に比べて、形成工程が一つ減り製
造工程を簡略化して製造時間の短縮を図ることができる
のに加えて、着色層上の薄膜が一層減っているため、パ
ネル透過率の向上を図ることができる。

【００８３】（実施形態４）図５に、本発明の実施形態
４による液晶表示装置３００の断面構造を模式的に示
す。

【００８４】この実施形態４は、図５に示すように、上
記実施形態１とほぼ同一の構造であるが、高分子壁３０
６で囲まれた液晶領域３０８中に、スペーサ・ビーズが
存在しない点が異なる。

【００８５】図１に示す実施形態１の構造による場合に
は、スペーサ・ビーズ１３０が液晶領域１０８に入った
時のことを考慮すると、液晶領域１０８をあまり小さく
することができない。そこで、実験により、セル厚を規
定するために必要なスペーサ・ビーズ１３０の散布密度
と、液晶領域内にスペーサ・ビーズ１３０が１個入った
時に配向に乱れを生じさせない限界の液晶領域の大きさ
を調べた。その結果、液晶領域の大きさは、最低５０μ
ｍ×５０μｍ以上とする必要があることが分かった。

【００８６】これに対し、図５に示す実施形態４の構造
による場合には、液晶領域３０８内にスペーサ・ビーズ
３３０が存在しないために、液晶領域３０８の大きさを
実施形態１の液晶領域１０８より小さくすることができ
る。液晶領域３０８を小さくしていくと、高分子壁３０
６が液晶分子を軸対称配向させるための規制力が実質的
に増大するため、配向が安定し、視角特性が向上する。
ここでは、高分子壁３０６により規定される液晶領域３
０８の大きさは、３０μｍ×３０μｍとした。

【００８７】次に、この液晶表示装置３００の製造方法
を、図６を用いて説明する。尚、図６の（ａ）〜（ｄ）
に示す、ガラス基板３０１上にＢＭ３０２、各着色層３
０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、オーバーコート層３０
４、透明電極３０５を形成するまでの各工程６ａ〜６ｄ
は、上述した図２の（ａ）〜（ｄ）に示す各工程２ａ〜
２ｄと同様であるので、ここでは、その説明を省略し、
以下では異なる工程のみを説明する。

【００８８】図６（ｄ）に示す透明電極３０５が形成さ
れたカラーフィルタ基板３０１上に、図６（ｅ）に示す
ように、感光性の透明アクリル樹脂材料をスピンコート
法を用いて、約０．５μｍの膜厚に基板上に塗布した
後、直径５．５μｍの樹脂製スペーサ・ビーズ３３０を
乾式法にてアクリル樹脂上に散布する（工程６ｅ）。

【００８９】次に、図６（ｆ）に示すように、所定のマ
スクを用いて、高分子壁３０６のパターンを露光、現像
し、高分子壁３０６パターン上にのみスペーサ・ビーズ
３３０を残し、液晶領域にあったビーズを、選択的に除
去する（工程６ｆ）。

【００９０】その後の工程は、上述した実施形態１の場
合と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略す
るが、最終的に、図６（ｇ）に示すように、カラーフィ
ルタ基板３１０と対向基板３２３で液晶層３４０を挟持
した液晶表示装置３００が完成する（工程６ｇ）。

【００９１】この液晶表示装置３００は、液晶領域３０
８の小型化により、液晶分子に対する配向規制力が増
し、その結果、液晶表示装置３００を上下・左右又は斜
め方向から見た時の視角特性の差がほとんどなくなり、
全方向で１６０度以上を実現することができた。

【００９２】（実施形態５）図７に、本発明の実施形態
５による液晶表示装置４００の断面構造を模式的に示
す。

【００９３】この実施形態５の液晶表示装置４００は、
図７に示すように、カラーフィルタ基板４１０と対向基
板４２３とその間に挟持された液晶層４４０とを有して
おり、図１に示す実施形態１の構造に対し、高分子壁４
０６が頂部に傾斜領域を備える構成をとる点で相違し、
更に、液晶層４４０の層厚が、高分子壁４０６の無い領
域に存在するスペーサ・ビーズ４３０により規定される
構成をとる点で相違し、その他の構成については、実施
形態１の場合と同様の構成からなる。

【００９４】より詳しくは、この液晶表示装置４００
は、透明電極４０５の上に、液晶分子を軸対称配向させ
るための高分子壁４０６が形成されている。高分子壁４
０６の高さは１．５μｍであり、傾斜角度は１２度、底
部の幅は１５μｍ、液晶領域４０８の大きさは、２００
μｍ×２００μｍとした。カラーフィルタ基板４１０と
対向基板４２３の表面は、垂直配向膜４０７、４２２で
被覆されている。カラーフィルタ基板４１０と対向基板
４２３のセル厚は、液晶領域４０８内に存在する直径
６．０μｍの樹脂製ビーズ４３０によって規定されてい
る。

【００９５】次に、この液晶表示装置４００の製造方法
を、図８を用いて説明する。尚、図８の（ａ）〜（ｄ）
に示す、ガラス基板４０１上にＢＭ４０２、各着色層４
０３Ｒ、４０３Ｇ、４０３Ｂ、オーバーコート層４０
４、透明電極４０５を形成するまでの各工程８ａ〜８ｄ
は、上述した図２の（ａ）〜（ｄ）に示す各工程２ａ〜
２ｄと同様であるので、ここでは、その説明を省略し、
以下では異なる工程のみを説明する。

【００９６】図８（ｄ）に示す透明電極４０５が形成さ
れたカラーフィルタ基板４０１上に、図８（ｅ）に示す
ように、感光性透明アクリル樹脂材料をワイヤーバーコ
ート法で膜厚約１．５μｍに塗布し、プロキシミティー
露光時のプロキギャップの調整と、材料塗布後のプリベ
ーク温度、及び現像後の高圧水を用いたリンス条件の最
適化により、高分子壁４０６を側面の形状が傾斜角度１
０度以上の三角形状になるように形成した（工程８
ｅ）。高分子壁４０６の底部の幅は１５μｍで、高分子
壁４０６で規定される液晶領域４０８の大きさは、２０
０μｍ×２００μｍとした。

【００９７】次に、図８（ｅ）に示す高分子壁４０６が
形成されたカラーフィルタ基板４１０の表面に、図８
（ｆ）の下部に示すように、垂直配向膜４０７を形成す
る。同様に、図８（ｆ）の上部に示すように、対向基板
４２３の表面にも垂直配向膜４２２を形成する。

【００９８】次に、直径６．０μｍの樹脂製スペーサ・
ビーズ４３０を対向基板４２３側に全面散布した後、基
板４１０と基板４２３を貼り合わせた。貼り合わせ時の
加圧により、高分子壁４０６上に位置したスペーサ・ビ
ーズ４３０は、高分子壁４０６の頂部の傾斜に沿って液
晶領域４０８に移動した。スペーサ・ビーズ４３０の散
布密度は、高分子壁４０６上にあったものが液晶領域４
０８に移動することを見越して、３個／０．０１μｍ２
とした。その後、上述した実施形態１の場合と同様の工
程を経て、液晶表示装置４００が完成する（工程８
ｆ）。スペーサ・ビーズを用いて液晶層の層厚を支持す
るためには、強度を維持するために、単位面積当たり、
ある一定個数以上のスペーサ・ビーズが必要となるが、
実施の形態１のように、基板全面にスペーサ・ビーズを
散布する場合、高分子壁上に散布されたスペーサ・ビー
ズ以外は、セル厚の支持に寄与しないことと、高分子壁
の方が、高分子壁のない領域の面積よりも小さいことか
ら、単位面積当たりのビーズ個数を確保するためには、
散布密度を上げる必要がある。実施の形態５では、散布
されたビーズ全てがセル厚の支持に寄与するため、散布
密度を十分下げることが可能になり、この液晶表示装置
４００においても、電圧無印加時の光漏れはなく、電圧
印加時の液晶配向の乱れも存在しない。

【００９９】図１に示す実施形態１の構造による場合に
は、液晶層１４０の層厚が、高分子壁１０６上に存在す
るスペーサ・ビーズ１３０により規定される構成である
ため、例えば、高分子壁１０６の液晶セル内における高
さにばらつきが生じると、それがそのまま液晶セル内の
セル厚のばらつきになり、その結果、透過率むらや色む
ら等の表示品位の低下が生じるおそれがある。

【０１００】これに対し、図７に示す実施形態５の構造
による場合には、液晶層４４０の層厚が、高分子壁４０
６の無い領域に存在するスペーサ・ビーズ４３０により
規定される構成であるため、例えば、万一液晶セル内で
高分子壁４０６の高さにばらつきが生じた場合でも、そ
れがセル厚のばらつきに結びつかない。よって、高分子
壁４０６の膜厚の均一性を実施形態１の場合ほど厳密に
制御する必要が無いため、スピンコート法に比べて、塗
布時の膜厚均一性には劣るが、レジストの使用効率に優
れたワイヤーバーコート法などを高分子壁４０６の塗布
方法に選択することができ、材料費の削減と、むらのな
い表示品位の優れた液晶セルをより簡便に製造できると
いう利点がある。

【０１０１】（実施形態６）図１３に、本発明の実施形
態６による液晶表示装置６００の断面構造を模式的に示
す。

【０１０２】この実施形態６の液晶表示装置６００は、
図１３に示すように、ガラス基板６０１上にブラックマ
トリクス（ＢＭ）６０２、赤、緑、青の着色樹脂層６０
３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂが形成され、それらの上に表
面保護と平坦化のためのオーバーコート層６０４が形成
されており、このオーバーコート層６０４上にＩＴＯか
らなる透明電極６０５及び液晶分子を軸対称配向させる
ための高分子壁６０６がある。液晶領域６０８は高分子
壁６０６により規定され、この液晶領域６０８にある液
晶分子は、液晶領域６０８を実質的に包囲する高分子壁
６０６から配向規制力を受け、軸対称配向する。透明電
極６０５及び高分子壁６０６の表面は、垂直配向膜６０
７で被覆され、対向基板６２３の表面にあるＩＴＯから
なる対向電極６２１の表面は、垂直配向膜６２２で被覆
されている。カラーフィルタ側基板６１０と対向基板６
２３の間隔（セル厚）は、高分子壁６０６上に存在する
直径５．０μｍのスペーサ・ビーズ６３０によって規定
されている。このスペーサ・ビーズ６３０の表面には接
着材料がコーティングされている。

【０１０３】次に、この液晶表示装置６００の製造方法
を、図１４を用いて説明する。

【０１０４】まず、図１４（ａ）に示すように、ガラス
基板６０１上に、赤・緑・青の各着色パターン間の隙間
を遮光するためのブラックマトリクス（ＢＭ）６０２を
形成する（工程１４ａ）。ＢＭ６０２の材料には、カー
ボンの微粒子をアクリル系の感光性樹脂中に分散させた
ものを用いた。

【０１０５】次に、図１４（ｂ）に示すように、ＢＭ６
０２の形成されたガラス基板６０１上に、赤・緑・青の
各着色樹脂層６０３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂを順次形成
する（工程１４ｂ）。ＢＭ６０２及び着色樹脂層６０３
Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂの膜厚は１．０μｍとし、スピ
ンコート法によりガラス基板６０１に塗布し、フォトリ
ソグラフィ法にて所定のパターンに形成した。

【０１０６】次に、図１４（ｃ）に示すように、ＢＭ６
０２、着色樹脂層６０３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂの上面
に、基板表面の平坦化と保護のために、オーバーコート
材料をスピンコート法にて膜厚約２．０μｍに塗布し、
オーバーコート層６０４を形成した（工程１４ｃ）。

【０１０７】次に、図１４（ｄ）に示すように、オーバ
ーコート層６０４上に、ＩＴＯ膜をスパッタリング法に
て膜厚約３００ｎｍに成膜し、このＩＴＯ膜をフォトリ
ソグラフィ法にてパターニング、王水系エッチャントを
用いてウエットエッチングすることによって透明電極６
０５を形成した（工程１４ｄ）。

【０１０８】次に、図１４（ｅ）に示すように、スピン
コート法で、高分子壁用感光性材料６０６ａとして感光
性アクリル樹脂材料を約１．０μｍの膜厚に基板上に塗
布し、１００℃で１２０秒間プリベークを行った。続い
て、所定の高分子壁パターンを有するマスク６０６ｂを
用いて、紫外線光源を用いたプロキシミティー露光（プ
ロキギャップ５０μｍ）を行った（工程１４ｅ）。この
露光後、直径５．０μｍのスペーサ・ビーズ６３０を乾
式法にて散布し、感光性材料の感度調整とスペーサ・ビ
ーズの固定のための加熱処理を１２５℃で６０秒間行っ
た。このスペーサ・ビーズ６３０は、その表面に１２０
℃にて熔融する接着材料、例えば熱可塑性アクリル樹脂
を厚み３０ｎｍでコーティングしたものを用いた。

【０１０９】次に、図１４（ｆ）に示すように、現像液
ＣＤ（富士フィルムオーリン製）を用いて現像処理を行
って高分子壁パターン６０６を形成した。この現像処理
を行うことで、高分子壁パターン６０６が残った領域の
みにスペーサ・ビーズ６３０が存在し、液晶領域６０８
部分のスペーサ・ビーズは感光性材料と共に除去され
た。続いて、図１４（ｆ）に示す基板の表面全体に、配
向膜材料ＪＡＬＳ−２０４（日本合成ゴム製）をスピン
コートして垂直配向膜６０７を形成し、図２（ｇ）の下
部に示すカラーフィルタ基板６１０が完成した（工程１
４ｆ）。

【０１１０】次に、図１４（ｇ）の上部に示すガラス基
板６２０上にＩＴＯ膜からなる対向電極６２１を有し、
その表面に垂直配向膜６２２が形成された対向基板６２
３と、図１４（ｇ）の下部に示すカラーフィルタ基板６
１０を貼り合わせた。そして、基板６１０と基板６２３
との間隙に、誘電異方性が負の液晶材料として、例え
ば、カイラル剤を添加して、△ε＝−４．０、△ｎ＝
０．０８、セル厚６．０μｍで９０度ツイストとなるよ
うにしたｎ型液晶材料を注入して液晶層６４０を形成
し、液晶セルが完成した（工程１４ｇ）。

【０１１１】本実施形態の製造方法によれば、露光装置
やレジスト塗布工程から露光工程までの製造ラインのス
ペーサーによる汚染が生じず、他の実施形態に比べてさ
らに製造歩留まりを向上させることができた。また、一
旦、感光性材料を焼成した後にスペーサ・ビーズを散布
するため、焼成前の感光性材料に異物が付着することに
よる不良の問題も低減することができ、歩留まりを向上
させることができた。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置及びその製造方法によれば、表示品位の優れた広視
野角特性を有する液晶表示装置を実現でき、その構造も
簡素化しているため品質が安定した状態で安く量産する
ことができる。

【０１１３】より詳しくは、本発明では、対向する一対
の基板で液晶層を挟持する液晶表示装置が、基板の少な
くとも一方に形成された高分子壁によって、液晶層が複
数の液晶領域に分割されており、液晶層の層厚がスペー
サ・ビーズにより高分子壁の高さより厚く規定され、各
液晶領域内の液晶分子が、基板に垂直な軸を中心に軸対
称配向している。従って、ＡＳＭモードの液晶配向を利
用して液晶表示装置の広視野角化を図ることができ、表
示品位の優れたものとすることができる。

【０１１４】本発明では、液晶層の層厚をスペーサ・ビ
ーズにより規定する構造をとるので、従来技術である高
分子壁上に柱状突起を形成して液晶層の層厚を規定する
構造をとる場合の製造過程において、歩留りの低下と製
造原価の増加を招く柱状突起の形成工程を、より簡便で
歩留りの良いスペーサ・ビーズ散布工程で代用できるた
め、本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば、
歩留りの向上と製造原価の低減を図ることができる。

【０１１５】さらに、スペーサ・ビーズによって液晶層
の層厚を規定する構造では、散布されるスペーサ・ビー
ズのビーズ径のばらつきがある程度の周期を持って連続
的に変化するようなことはない。よって、大型の液晶表
示装置であっても、目視で確認されるような明るさむら
や色むらにはならず、表示均一性に優れた液晶表示装置
を提供することができる。

【０１１６】また、本発明では、従来技術である高分子
壁上に柱状突起を形成して液晶層の層厚を規定する構造
を、より高さの均一性が良いスペーサ・ビーズを用いる
構造で代用できるため、液晶層厚の均一性の良い、より
表示品位の向上を図った液晶表示装置を提供することが
できる。

【０１１７】液晶層の層厚が、高分子壁上に存在するス
ペーサ・ビーズにより規定されている構成にすると、ス
ペーサ・ビーズに起因する液晶配向の乱れを抑制するこ
とができる。

【０１１８】高分子壁が頂部に平坦領域を備える構成に
すると、高分子壁の頂部にスペーサ・ビーズを固定させ
やすく、液晶層の層厚（セル厚）の均一化を図ることが
でき、パネル面内のセル厚の変動に起因する表示品位の
低下を防止することができる。この構成をとる場合に
は、製造方法において、基板の全面にスペーサ・ビーズ
を散布する方法をとることができ、歩留りの向上と製造
原価の低減を図ることができる。

【０１１９】液晶層の層厚が、高分子壁の無い領域に存
在するスペーサ・ビーズにより規定されている構成にす
ると、広い領域でセル厚を支持できることに加えて、高
分子壁の高さにばらつきがある場合にあってもセル厚の
変動が生じることがないので、パネル面内のセル厚の均
一化を図ることができ、セル厚の変動に起因する表示品
位の低下を防止することができる。

【０１２０】上記高分子壁が頂部に傾斜領域を備える構
成をとる場合には、製造過程において、単純にパネル全
面にスペーサ・ビーズを散布してセルを組み立てた時
に、高分子壁上に存在したスペーサ・ビーズが、高分子
壁の斜面に沿って開口領域に移動するので、簡単かつ確
実に高分子壁の無い領域に存在するスペーサ・ビーズに
より液晶層の層厚を規定する状態にすることができるの
で、上記したと同様の作用効果を奏する表示品位の優れ
た液晶表示装置を品質が安定した状態で量産することが
できる。尚、上記傾斜領域の傾斜角度が、基板に対し１
０度以上であると、上述した作用が生じることが、実験
により確認されている。

【０１２１】液晶表示装置のスペーサ・ビーズを透明の
ものに代えて黒色等に着色されたものを用いると、スペ
ーサ・ビーズが液晶領域内に存在することによる軸対称
配向の乱れや、スペーサ・ビーズが液晶領域内に固まっ
て存在することにより生じる光漏れに起因する表示品位
の低下を抑制することができる。具体的には、スペーサ
・ビーズの散布密度を、透明のスペーサ・ビーズを用い
る場合に比べ、２倍〜２．５倍程度にすることができ、
プロセスマージンを大幅に拡大することができる。

【０１２２】上記液晶表示装置の製造方法が、基板上に
感光性材料を塗布する工程と、感光性材料が塗布された
基板上にスペーサ・ビーズを散布する工程と、スペーサ
・ビーズが散布された基板の感光性材料をフォトリソグ
ラフィ法によりパターニングして高分子壁を形成する工
程を含む方法である場合には、高分子壁上に選択的にス
ペーサ・ビーズを形成することができ、開口部にスペー
サ・ビーズが存在することに起因する液晶の配向乱れが
無くなり、表示品位の一層の向上を図ることができる。

【０１２３】さらに、液晶分子を軸対称配向させるため
の高分子壁のパターンを露光した後、スペーサ・ビーズ
を散布して加熱処理を行い、その後で現像することによ
り、高分子壁上にのみスペーサ・ビーズが存在する構造
を実現することができる。従って、スペーサ・ビーズに
よる製造ラインの汚染を少なくして、より一層の歩留り
向上を図ることができる。

【０１２４】この露光後の加熱処理は、高分子壁用の感
光性材料の感度（解像度）調整と、スペーサ・ビーズの
固着との両方を兼ねて行うことができるので、さらに工
程数を増加させることはない。

【０１２５】さらに、スペーサ・ビーズの表面を、露光
後の感光性材料の焼成条件に合わせた接着材料でコーテ
ィングすることにより、高分子壁上のスペーサ・ビーズ
の固定をより確実にすることができる。従って、歩留り
の低下と表示品位の低下を抑制して高表示品位の液晶表
示装置をさらに高歩留りで作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す図である。

【図２】本発明の実施形態１による液晶表示装置の製造
方法を表す図である。

【図３】本発明の実施形態３による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す図である。

【図４】本発明の実施形態３による液晶表示装置の製造
方法を表す図である。

【図５】本発明の実施形態４による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す図である。

【図６】本発明の実施形態４による液晶表示装置の製造
方法を表す図である。

【図７】本発明の実施形態５による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す図である。

【図８】本発明の実施形態５による液晶表示装置の製造
方法を表す図である。

【図９】本発明の実施形態２による液晶表示装置の断面
構造を模式的に示す図である。

【図１０】本発明の実施形態１による液晶表示装置にお
いて、液晶セルの絵素を偏光顕微鏡で観察した結果を模
式的に示す図である。

【図１１】本発明の実施形態１による液晶表示装置にお
いて、電圧印加時の青と緑の着色樹脂層上に形成された
高分子壁に囲まれた複数の液晶領域内の軸対称配向の様
子を示す写真である。

【図１２】実施形態１の液晶表示装置について、明るさ
むらを測定したグラフである。

【図１３】本発明の実施形態６による液晶表示装置の断
面構造を模式的に示す図である。

【図１４】本発明の実施形態６による液晶表示装置の製
造方法を表す図である。

【図１５】従来の液晶表示装置の製造方法を表す図であ
る。

【図１６】従来のカラーフィルタ基板の断面構造を模式
的に示す図である。

【図１７】従来の液晶表示装置について、明るさむらを
測定したグラフである。

【符号の説明】

１０１、２０１、３０１、４０１、６０１、１２０、２
２０、３２０、４２０、６２０、９０２、９０８ガラ
ス基板１０２、２０２、３０２、４０２、６０２ブラックマ
トリクス１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ、２０３Ｒ、２０３Ｇ、
２０３Ｂ、３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、４０３Ｒ、
４０３Ｇ、４０３Ｂ、６０３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂ
着色樹脂層１０４、２０４、３０４、４０４、６０４オーバーコ
ート層１０５、２０５、３０５、４０５、６０５透明電極１０６、３０６、４０６、６０６、９１７高分子壁１０７、２０７、３０７、４０７、６０７、１２２、２
２２、３２２、４２２、６２２、９２１垂直配向膜１０８、２０８、３０８、４０８、６０８、９１５高
分子壁で規定される液晶領域１２１、２２１、３２１、４２１、６２１対向電極１３０、２３０、３３０、４３０、６３０スペーサ・
ビーズ１４０、２４０、３４０、４４０、６４０液晶層９２０柱状突起９１８液晶分子の配向軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する一対の基板で液晶層を挟持し、
該基板の少なくとも一方に形成された高分子壁によっ
て、該液晶層が複数の液晶領域に分割されており、該液
晶層の層厚がスペーサ・ビーズにより該高分子壁の高さ
より厚く規定され、各液晶領域内の液晶分子が、該基板
に垂直な軸を中心に軸対称配向している液晶表示装置。
【請求項２】前記液晶層の層厚が、前記高分子壁上に
存在するスペーサ・ビーズにより規定されている請求項
１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記高分子壁が、頂部に平坦領域を備え
る請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記液晶層の層厚が、前記高分子壁の無
い領域に存在するスペーサ・ビーズにより規定されてい
る請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記高分子壁が、頂部に傾斜領域を備え
る請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記傾斜領域の傾斜角度が前記基板に対
し１０度以上である請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記スペーサ・ビーズが着色されている
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】対向する一対の基板で液晶層を挟持し、
該基板の少なくとも一方に形成された高分子壁によっ
て、該液晶層が複数の液晶領域に分割されており、該液
晶層の層厚が該高分子壁の高さより厚く、各液晶領域内
の液晶分子が、該基板に垂直な軸を中心に軸対称配向し
ている液晶表示装置の製造方法であって、該基板の少
なくとも一方に該高分子壁を形成する工程と、該液晶層の層厚を規定するためのスペーサ・ビーズを形
成する工程を含んでおり、該高分子壁を形成する工程を、該スペーサ・ビーズを形
成する工程より前に行う液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】前記高分子壁の頂部に平坦領域を形成す
る工程と、前記基板の少なくとも一方に、前記スペーサ・ビーズを
全面に散布する工程とを含む請求項８記載の液晶表示装
置の製造方法。
【請求項１０】前記高分子壁の頂部に傾斜領域を形成
する工程と、前記基板の少なくとも一方に、前記スペーサ・ビーズを
全面に散布する工程とを含む請求項８記載の液晶表示装
置の製造方法。
【請求項１１】対向する一対の基板で液晶層を挟持
し、該基板の少なくとも一方に形成された高分子壁によ
って、該液晶層が複数の液晶領域に分割されており、該
液晶層の層厚が該高分子壁の高さより厚く、各液晶領域
内の液晶分子が、該基板に垂直な軸を中心に軸対称配向
している液晶表示装置の製造方法であって、該基板上に感光性材料を塗布する工程と、該感光性材料が塗布された基板上に、スペーサ・ビーズ
を散布する工程と、該スペーサ・ビーズが散布された基板の該感光性材料を
フォトリソグラフィ法によりパターニングして該高分子
壁を形成する工程とを含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項１２】対向する一対の基板で液晶層を挟持
し、該基板の少なくとも一方に形成された高分子壁によ
って、該液晶層が複数の液晶領域に分割されており、該
液晶層の層厚が該高分子壁の高さより厚く、各液晶領域
内の液晶分子が、該基板に垂直な軸を中心に軸対称配向
している液晶表示装置の製造方法であって、該基板上に感光性材料を塗布する工程と、該高分子壁のパターンを有するフォトマスクを用いて、
該感光性材料を露光する工程と、該感光性材料が塗布および露光された基板上に、スペー
サ・ビーズを散布する工程と、該スペーサ・ビーズが散布された基板を加熱処理する工
程と、該加熱処理が行われた基板の該感光性材料を現像して、
該高分子壁を形成する工程とを含む液晶表示装置の製造
方法。
【請求項１３】前記加熱処理を、前記感光性材料の解
像度調整を兼ねて行う請求項１２に記載の液晶表示装置
の製造方法。
【請求項１４】前記スペーサ・ビーズの表面に、前記
加熱処理の温度で融着する接着層を塗布したものを散布
する請求項１２または請求項１３に記載の液晶表示装置
の製造方法。