JP2002072220A - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のセルギャップを備えていても安定した
セルギャップを有し、かつ、表示品位の良好な液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】 対向する基板１と対向基板１１との間
に、液晶層４と液晶セルギャップを保持するためのスペ
ーサを有するとともに、一つの画素内または異なる画素
間に、複数の領域を有する。上記スペーサが基板１と対
向基板１１との方向に延びる柱状スペーサ１０からな
り、この柱状スペーサ１０が液晶層４の厚さが異なる複
数の領域のうちの液晶層４の厚さが最も薄い領域に設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に一つの画素内または異なる画素間で、液晶層が
複数の厚さを有する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、薄型で低消費電力であ
るという特徴を生かして、ワードプロセッサやパーソナ
ルコンピュータなどのＯＡ機器や電子手帳等の携帯情報
機器或いは、液晶モニタを備えたカメラ一体型ＶＴＲ等
に広く用いられる。
【０００３】液晶パネルは、ＣＲＴ（ブラウン管）やＥ
Ｌ（エレクトロルミネッセンス）表示装置とは異なり自
ら発光しないため、バックライトと呼ばれる蛍光管を備
えた装置を背後に設置し、バックライトからの光の透過
と遮断を液晶パネルで切り替えて表示を行う透過型液晶
表示装置として用いられている。
【０００４】透過型液晶表示装置では、周囲が非常に明
るい場合、周囲の明るさに比べて表示光が暗く見え、視
認性が低下する。また、通常、バックライトに要する電
力が、液晶表示装置の全消費電力の内、５０％以上を占
めるため、バックライトを設けることで消費電力が増大
する。
【０００５】従って、戸外や常時携帯して使用する機会
が多い携帯情報機器では、バックライトの代わりに反射
板を設置し、反射板で反射した光の透過と遮断を液晶パ
ネルで切り替えて表示を行う反射型液晶表示装置が用い
られている。反射型液晶表示装置で用いられている表示
モードは、ＴＮ（twisted nematic)モード、ＳＴＮ（su
per twisted nematic)モードといった、偏光板を利用す
るものや、偏光板を用いないため明るい表示を実現でき
る相転移型ゲストホストモードも近年盛んに開発が行わ
れている。
【０００６】しかしながら、光の反射を利用する反射型
液晶表示装置は、透過型液晶表示装置とは逆に、周囲が
暗い場合に視認性が低下する。また、液晶表示装置が反
射板を有していると、この反射板が、液晶層を挟み込ん
でいるガラス基板の外側に設けられる場合、液晶層と反
射板との間の視差により、像の２重映りが発生し、表示
品位が損なわれる。また、反射板が凹凸を有している
と、液晶層に接するように反射板がガラス基板の内側に
設けられる場合、本来均一であることが望ましいガラス
基板間の間隔が、反射板の凹凸により、均一に制御する
ことが困難となる。
【０００７】これら透過型液晶表示装置や反射型液晶表
示装置における視認性の低下を防止するために、半透過
反射膜を用いた液晶表示装置や透過反射両用型液晶表示
装置が提案されている。後者は、反射板の一部にバック
ライトの光を通す穴が設けられているため、バックライ
トのＯＮ／ＯＦＦにより、反射／透過を切り替えること
ができ、周囲が暗い場合は透過型液晶表示装置、明るい
場合は反射型液晶表示装置となる。また、反射板上には
凹凸が設けられており、反射時の光の拡散により、より
明るく見える構造となっている。
【０００８】一方、液晶表示装置における液晶セルは、
ガラス等から形成された２枚の基板を対向して配置さ
せ、液晶を封入する間隔を保つ構造となっている。これ
らの対向する基板の間隔、即ち、セルギャップは、一般
的に球状の粒子、いわゆるスペーサを介して保持されて
いる。このスペーサは、基板上のあらゆる領域にランダ
ムに配置される。
【０００９】例えば、特開平１１−１０１９９２号公報
（従来公報（Ａ））には、透過反射両用型液晶表示装置
が開示されている。この液晶表示装置は、図９に示すよ
うに、基板１０５上に、ＴＦＴ１１１、画素電極１０
２、層間絶縁膜１１０が形成されている。対向基板１０
４上にはＢＭ１０６を有するカラーフィルター１０７、
透明電極１０８、配向層１０９がこの順に積層されてい
る。基板１０５と対向基板１０４とは球状スペーサ１０
３を介して対向され、両基板の間には、液晶が封入され
液晶層１０１が形成されている。また、画素電極１０２
は１画素内において、金属膜からなる反射領域１０２ａ
と、ＩＴＯからなる透過領域１０２ｂとからなる。画素
電極１０２における反射領域１０２ａのセルギャップ、
即ち、液晶を封入する間隔は、透過領域１０２ｂの液晶
層１０１のセルギャップの１／２である。例えば、球状
スペーサ１０３を使用した場合、セルギャップは、球状
スペーサ１０３によって保持されており、球状スペーサ
１０３を適宜数量を散布して所望のセルギャップを実現
するようにしている。
【００１０】このように、反射領域１０２ａのセルギャ
ップを、透過領域１０２ｂの液晶のセルギャップの１／
２とすることにより、像の２重映りによる表示品位の低
下を防止することができる。また、反射領域１０２ａが
凹凸を有していても、反射領域１０２ａは層間絶縁膜１
１０上に形成されているので、その凹凸がセルギャップ
に影響を及ぼすことはない。
【００１１】上記従来公報（Ａ）の場合、セルギャップ
は、球状スペーサ１０３の径によってほぼ決定される。
このため、基板１０４、１０５上の場所によって球状ス
ペーサ１０３の散布量が異なると、セルギャップが場所
によってばらつくこととなる。しかしながら、この球状
スペーサ１０３の散布量を安定して制御することは困難
であり、このため、次のような問題が生じる。
【００１２】図１０（ａ）（ｂ）に示すように、セルギ
ャップは散布する球状スペーサ１０３の大きさや数量に
よって大きく左右される。例えば、散布する球状スペー
サ１０３の量が多い場合と少ない場合とを比較する。散
布する球状スペーサ１０３の量が多い場合の反射領域の
セルギャップをｄ1 、散布する球状スペーサ１０３の量
が少ない場合の反射領域のセルギャップをｄ2 とする
と、ｄ1 ＞ｄ2 となる。また、散布する球状スペーサ１
０３の量が多い場合の透過領域のセルギャップをｄ3 、
散布する球状スペーサ１０３の量が少ない場合の透過領
域のセルギャップをｄ4 とすると、ｄ3 ＞ｄ4 となる。
このように、球状スペーサ１０３では、散布量によって
セルギャップが変化するため、安定したセルギャップが
得難く、また、散布量を安定に制御することが困難であ
る。
【００１３】また、球状スペーサ１０３を均一に散布さ
せたとしても、セルギャップの薄い領域と厚い領域とが
存在しているため、セルギャップの厚い領域に散布され
た球状スペーサ１０３は、セルギャップの薄い領域のセ
ルギャップを確保することができない。一方、これを考
慮して、多量の球状スペーサ１０３を散布すると、球状
スペーサ１０３の凝集が生じる。特に、セルギャップの
薄い領域で球状スペーサ１０３の凝集が生じると、基板
１０４、１０５の貼り合わせ工程において、圧力をかけ
たとき、球状スペーサ１０３を挟む両側の電極、即ち、
反射領域１０２ａおよび透明電極１０８（図９参照）に
球状スペーサ１０３がめりこみ、両電極を削り取ってし
まう。この削りかすは、導電性であるため、上下リーク
を引き起こす。薄い方のセルギャップが、３μｍより小
さくなると、特に上下リークは著しくなる。このよう
に、薄い領域と厚い領域との２種類のセルギャップを有
する液晶表示装置においては、セルギャップが１種類の
液晶表示装置に比べて、セル厚の制御が困難であり、ま
た、上下リーク等の不良も発生しやすい。
【００１４】さらに、球状スペーサ１０３を散布させる
と、散在した球状スペーサ１０３周辺の液晶の配向が乱
れ、球状スペーサ１０３周辺から光が漏れる。このた
め、液晶表示装置において、画素間のコントラストの低
下が生じる。
【００１５】また、透過反射両用型液晶表示装置は、図
１１に示すように、反射領域１０２ａの電極表面に、反
射板を兼ねた凹凸形状を有するＭＲＳ（micro-reflecte
r-structure)構造を採用すると、球状スペーサ１０３が
反射領域１０２ａの凹凸のどこに位置しているかによっ
てセルギャップは異なる。
【００１６】そこで、最近では、この球状のスペーサに
代わって、柱状であり、樹脂等からなる柱状スペーサを
配置する技術が注目されている。
【００１７】反射型液晶表示装置や透過型液晶表示装置
において、柱状スペーサを使用した従来の技術には以下
のようなものがある。例えば、特開昭５０−３９０９５
号公報、特開昭５９−１４３１２４号公報、特開昭５６
−３３６２６号公報、特開昭５６−９９３８４号公報に
開示されているように、球状スペーサは、液晶セルを構
成する基板の一方の任意の位置に、フォトリソグラフィ
ー工程などによって配置することができる。また、上記
公報に開示の構成では、カラーフィルターが設けられた
ガラス基板上にＩＴＯ電極、柱状スペーサ、配向膜を形
成する。これらの形成順序は、配向膜が最後であれば、
任意に設定してかまわない。また、特開昭６１−１７３
２２１号公報には、ポリイミド等の有機系樹脂からなる
柱状スペーサが開示されており、特開昭５４−４１５４
号公報には、ＳｉＯ2 等の無機系樹脂、または金属等か
らなる柱状スペーサが開示されている。さらに、特開昭
５６−９９３８４号公報には、柱状スペーサとして感光
性を有するものが開示されており、また、特開昭６３−
１１６１２６号公報には、黒色樹脂からなる柱状スペー
サが開示されている。
【００１８】また、カラーフィルターの積層によって柱
状スペーサを形成することも提案されている。例えば、
柱状スペーサを、電極間や電極などの非透光性部材上に
配置したり、カラーフィルターのブラックマトリクス上
に配置する例（特開昭６２−２３９１２６号公報参照）
が知られている。また、その形状としては、特開昭６３
−１１６１２６号公報に記載されているように、ドット
状（貝柱状）やストライプ状のものがある。
【００１９】さらに、柱状スペーサは、フォトリソグラ
フィー工程や印刷、転写などにより形成することができ
ることから、その密度や１個あたりの大きさを任意に設
定することができるといった利点がある。特開昭６１−
２６７７３６号公報には、強誘電性液晶の耐衝撃性対策
として突起体の一辺が２０μｍ以下で、基板面積１ｍｍ
2 当たり０．１個〜１００個存在することが示されてい
る。また、液晶セルのセルギャップにおける安定的供給
や、低温気泡対策として、ＵＳＰ５９７８０６１（対応
日本出願は、特開平９−７３０９３号公報、特開平９−
７３０９９号公報、特開平９−７３０８８号公報）で
は、基板面積１ｍｍ2 当たりの柱状スペーサが占める面
積の割合が規定されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の公報いずれにおいても、複数のセルギャップを
有する液晶表示装置において、セルギャップを安定して
得るための柱状スペーサの配置構造については十分に検
討されていない。
【００２１】また、柱状スペーサを形成した後に配向膜
のラビング処理を行う場合には、柱状スペーサ付近に配
向欠陥が生じるが、これを抑制するための構成について
も検討されていない。
【００２２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、複数のセルギャップを備
えていても安定したセルギャップを有し、かつ、表示品
位の良好な液晶表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、上記の課題を解決するために、対向する２枚の基板
間に、液晶層と液晶セルギャップを保持するためのスペ
ーサとを有するとともに、一つの画素内または異なる画
素間に、上記液晶層の厚さが異なる複数の領域を有する
液晶表示装置において、上記スペーサが上記２枚の基板
の対向方向に延びる柱状スペーサからなり、この柱状ス
ペーサが、液晶層の厚さが異なる複数の領域のうちの液
晶層の厚さが最も薄い領域に設けられていることを特徴
としている。
【００２４】一般に、セルギャップの薄い領域は厚い領
域よりも、セルギャップの制御が困難である。しかしな
がら、上記の構成によれば、スペーサが２枚の基板の対
向方向に延びる柱状スペーサからなり、この柱状スペー
サが、液晶層の厚さが異なる複数の領域のうちの液晶層
の厚さが最も薄い領域に設けられていることにより、液
晶層の厚さ、即ちセルギャップの薄い領域のセルギャッ
プを確保することができる。これにより、液晶層の厚さ
を容易に制御することができる。また、上記２枚の基板
を貼り合わせる工程においては２枚の基板に均一に圧力
をかける。この時、セルギャップの制御が困難な最も液
晶層の厚さが薄い領域に柱状スペーサが設けられている
ことにより、均一でかつ安定したセルギャップを得るこ
とができる。
【００２５】上記の液晶表示装置は、２枚の基板のうち
の一方に、反射電極と透過電極とからなる液晶駆動電極
が配され、上記一方の基板上における液晶層の厚さが最
も薄い上記領域に、層間絶縁膜が設けられ、この層間絶
縁膜上に上記反射電極が設けられていることが好まし
い。
【００２６】上記の構成によれば、液晶層の厚さが最も
薄い領域に反射電極を有しているので、透過モードと反
射モードとの位相差を近づけることができ、液晶セルの
黒レベルと階調レベルとを一致させることができる。
【００２７】上記の液晶表示装置は、反射電極の表面
が、入射光を拡散する凹凸面と、上記柱状スペーサが当
接する平坦面とからなることが好ましい。
【００２８】上記の構成によれば、反射電極の表面は、
入射光を拡散する凹凸面を有することにより、様々な角
度から入射する光の利用が可能になり、液晶駆動電極は
優れた反射特性を有する反射板の役割を兼ねることがで
きる。また、平坦面上に柱状のスペーサが当接すること
により、柱状スペーサが安定して当接し、セルギャップ
を安定して維持することができる。
【００２９】上記の液晶表示装置は、最も厚い上記液晶
層の厚さが、上記柱状のスペーサの高さと上記層間絶縁
膜の厚さとの和であることが好ましい。
【００３０】上記の構成によれば、透過モードと反射モ
ードとの位相差を近づけることができる。
【００３１】上記の液晶表示装置は、２枚の基板のうち
の一方の基板上にカラーフィルター層とブラックマトリ
クス層とが設けられ、ブラックマトリクス層上には柱状
のスペーサが配置されていることが好ましい。
【００３２】上記の構成によれば、ブラックマトリクス
層上に柱状のスペーサが配置されているので、柱状のス
ペーサ付近に生じる配向欠陥を外観上見えにくくするこ
とができる。従って、液晶表示装置において、画素間の
コントラストの低下を防止することができる。
【００３３】上記の液晶表示装置は、柱状のスペーサが
カラーフィルター層における青（Ｂｌｕｅ）版上に設け
られていることが好ましい。
【００３４】上記の構成によれば、柱状のスペーサがカ
ラーフィルター層における青（Ｂｌｕｅ）版上に設けら
れていることにより、たとえ配向欠陥がブラックマトリ
クス層の外側にはみ出したとしても、この配向欠陥は青
のカラーフィルター上、即ち、最も視感度の悪い青色の
画素上に位置すれば見えることを抑制できる。
【００３５】上記の液晶表示装置は、ブラックマトリク
ス層が開口部を有し、開口部内に上記柱状のスペーサが
形成されていることが好ましい。
【００３６】上記の構成によれば、開口部内に柱状のス
ペーサが形成されていることにより、ブラックマトリク
ス層の開口部をマスクとして柱状のスペーサを開口部内
に形成する製造方法を採用することができる。従って、
上記開口部によってセルフアライメントを行うこととな
り、別工程としてマスクアライメントを行わなくてもよ
いので製造工程を簡略化することができるとともに、柱
状のスペーサをより精度良く形成することができる。
【００３７】上記の液晶表示装置は、柱状のスペーサの
色は黒色であることが好ましい。
【００３８】上記の構成によれば、柱状のスペーサの色
は黒色であるので、開口部内にブラックマトリクス層が
なくても、柱状のスペーサによりバックライトの光を遮
断することができる。
【００３９】上記の液晶表示装置は、液晶層が、垂直配
向性を有する材料からなることが好ましい。
【００４０】上記の構成によれば、液晶層が垂直配向性
を有する材料からなることにより、液晶表示装置の製造
工程においてラビング処理を行わない製造方法を採用す
ることができる。従って、ラビング処理により生じる配
向欠陥をなくすことができる。
【００４１】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上に液晶駆動用の透明電極を形成する工程と、透明電極
上に柱状のスペーサを形成する工程と、基板上全面に配
向層を形成する工程とをこの順に有することを特徴とし
ている。
【００４２】上記の方法によれば、柱状のスペーサを形
成することにより、液晶表示装置は均一でかつ安定した
セルギャップ特性を得ることができる。また、柱状スペ
ーサを形成した後に配向層を形成することにより、柱状
スペーサを形成する際の材料や現像液等の配向層への影
響を防止できる。さらに、透明電極が形成された後に柱
状スペーサが形成されるため、透明電極が段切れ状態と
なることも防止できる。これにより、透明電極の抵抗値
が上昇することはなく、液晶層の駆動電圧への影響を防
止することができる。また、透明電極における段切れ部
でのパーティクル化を防止し、その部分におけるリーク
の発生を防止することができる。
【００４３】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上に液晶駆動用の透明電極を形成する工程と、透明電極
上に配向層を形成する工程と、配向層にラビング処理を
施す工程と、ラビング処理が施された上記配向層上に柱
状のスペーサを形成する工程とを有することを特徴とし
ている。
【００４４】上記の方法によれば、配向層のラビング処
理の後に柱状のスペーサを形成するので、ラビング処理
の際に生じる液晶の配向を全体的に安定させることがで
きる。
【００４５】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上にブラックマトリクス層を形成する工程と、カラーフ
ィルター層を形成する工程と、ブラックマトリクス層に
開口部を形成する工程と、該開口部をマスクとして柱状
のスペーサを上記開口部内に形成する工程とを有するこ
とを特徴としている。
【００４６】上記の方法によれば、ブラックマトリクス
層の開口部をマスクとして柱状のスペーサを開口部内に
形成するので、上記開口部によってセルフアライメント
を行うこととなる。従って、別工程としてマスクアライ
メントを行わなくてもよいので製造工程を簡略化するこ
とができるとともに、柱状のスペーサをより精度良く形
成することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図６に基づいて説明すれば、
以下の通りである。
【００４８】図１は、液晶表示装置の要部の構造を示す
断面図である。本実施の形態に係る液晶表示装置は、図
１に示すように、基板１と対向基板１１との間に、画素
電極２、層間絶縁膜３、液晶層４、カラーフィルター
５、ブラックマトリクス（以下、ＢＭと称する）６、透
明電極７、配向層８、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦ
Ｔ：thin film transistorと称する）９、柱状スペーサ
１０および配向層１２を備えている。
【００４９】基板１上には、ＴＦＴ９、画素電極２、層
間絶縁膜３および配向層１２が形成されている。対向基
板１１上にはＢＭ６を有するカラーフィルター５、透明
電極７および配向層８がこの順に積層されている。基板
１と対向基板１１とは柱状スペーサ１０を介して対向さ
れ、両基板の間には液晶が封入され、液晶層４が形成さ
れている。
【００５０】基板１はガラス等からなり、透明であり絶
縁性を有する。画素電極２…はマトリクス状に設けられ
ている。この画素電極２の周囲には、互いに直交するよ
うに、走査信号を供給するための図示しないゲート配線
と、表示信号を供給するための図示しないソース配線と
が設けられている。ゲート配線とソース配線とはその一
部が、画素電極２と層間絶縁膜３とを介して重なってい
る。そして、ゲート配線とソース配線との交差点付近に
は上記のＴＦＴ９が設けられている。
【００５１】画素電極２は、１画素内において反射部２
ａである反射電極と透過部２ｂ1 を有する透過電極２ｂ
とにより構成されている。反射部２ａはアルミニウム等
の高反射率を有する金属により形成されている。透過電
極２ｂは、ＩＴＯ（インジウムと錫との合金）等により
形成されており、個別にＴＦＴ９に接続されている。透
過電極２ｂにおいて、透過電極２ｂ上に反射部２ａが形
成されていない領域は透過部２ｂ1 となっている。透過
部２ｂ1 は透明であるため入射する光は透過する。透過
電極２ｂにおける透過部２ｂ1 以外の領域では、上部に
反射部２ａが配されており光を反射するため、この領域
で光が透過することはない。また、隣接する画素電極２
同士は電気的に接続されないように、離間されている。
【００５２】反射部２ａは凹凸を有する構造となってい
る。この場合、層間絶縁膜３をエッチング等により凹凸
を有する構造に形成し、その上に反射部２ａを形成す
る。このとき、反射部２ａ上に形成される配向層も同様
に凹凸を有する構造となる。従って、様々な角度から入
射する光の利用が可能になり、画素電極２は優れた反射
特性を有する反射板の役割を兼ねることができる。な
お、反射部２ａは、少なくとも層間絶縁膜３上面に形成
されていればよく、層間絶縁膜３の側面における反射部
２ａの有無は特に限定されるものではない。
【００５３】また、基板１と対向基板１１との間に反射
板の役割を有する反射部２ａが配されているので、液晶
層４と反射部２ａとの間の視差による像の二重映りが発
生することがなく、ペーパーホワイト表示をすることが
できる。これにより、より明るい液晶表示装置を提供す
ることができる。また、反射部２ａ上の柱状スペーサ１
０が当接する部分には、凹凸を設けず、平坦面とするこ
とが望ましい。これにより、柱状スペーサ１０が安定し
て当接し、層間絶縁膜３上面に形成された反射部２ａ上
の液晶層４の厚さ、即ち、反射セルギャップｄa を安定
して維持することができる。
【００５４】ここで、図２（ａ）（ｂ）には、図１の１
画素ごとの画素電極の構成を拡大して示す。なお、図２
（ａ）は液晶表示装置の要部を示すものであり、図２
（ｂ）は４つの画素電極２を、図２（ａ）における反射
部２ａより下の部分について示す平面図である。図２
（ａ）に示すように、反射部２ａの上面は全面が平坦で
あってもよい。これにより、柱状スペーサ１０を反射部
２ａ上に当接させる際に精密な位置合わせが不要にな
る。
【００５５】さらに、基板１と対向基板１１とを対向さ
せたときに柱状スペーサ１０が当接する層間絶縁膜３上
の部分には、導電性材料からなる反射部２ａや配線等を
設けない構造とする。これにより、柱状スペーサ１０の
少なくとも一方の底面が電気的に絶縁性を有する材料か
らなる部分と接することとなる。従って、柱状スペーサ
１０付近には液晶層４を駆動するような電圧が印加され
ることはなく、柱状スペーサ１０付近で配向欠陥が生じ
たとしても、液晶層４のスウィッチングは起こらない。
このため、実質的には配向欠陥を有する領域は低減さ
れ、信頼性および表示品位面で優れた特性を示す液晶表
示装置を提供することができる。
【００５６】層間絶縁膜３は、アクリル等の樹脂からな
り、基板１上に、ＴＦＴ９と透過部２ｂ上面の一部とを
覆うように積層されている。また、層間絶縁膜３はその
所定位置に、コンタクトホール３ａが貫通している。反
射部２ａはコンタクトホール３ａを埋めるようにして層
間絶縁膜３上に形成されている。このコンタクトホール
３ａを介して反射部２ａと透過電極２ｂとは電気的に接
続されている。
【００５７】基板１上に積層する層間絶縁膜３の厚さ
は、透過部２ｂ上の液晶層４の厚さを透過セルギャップ
ｄb とすると、ｄa とｄb との間の関係がｄa ：ｄb ＝
１：２となるように形成される。
【００５８】ここで、透過反射両用型液晶表示装置にお
いては、透過モードと反射モードとの電気光学特性の整
合性を図らなければならない。そのためには液晶セルの
黒レベルと階調レベルとを一致させることが必要であ
る。このため、ｄa ：ｄb ＝１：２とし、反射モードの
セルギャップである反射セルギャップｄa を透過モード
のセルギャップである透過セルギャップｄb より薄くし
ている。これにより、偏光モードにおいて同電位で液晶
を駆動する場合、透過モードと反射モードとの位相差
（Δｎｄ）を近づけることができ、液晶セルの黒レベル
と階調レベルとを一致させることができる。
【００５９】対向基板１１上（基板１との対向面）に
は、カラーフィルター５が配されている。カラーフィル
ター５は、赤のカラーフィルター５Ｒ、緑のカラーフィ
ルター５Ｇおよび青のカラーフィルター５Ｂを有してお
り、各画素に対応してストライプ状に繰り返し配列され
ている。また、各カラーフィルター５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ…
の境界には、ＢＭ６が設けられている。ＢＭ６はＴＦＴ
９および配線領域上に配され、遮光を行っている。この
ＢＭ６は、樹脂や金属、酸化膜等により形成されてい
る。ＢＭ６により、液晶表示装置の光源であるバックラ
イトの光を遮ることができる。従って、隣り合う画素の
混色を防止することができる。これにより、色のコント
ラストを高めることができ、色純度の向上を図ることが
できる。
【００６０】なお、カラーフィルター５の色は、シアン
（Ｓ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）でもかまわな
い。また、カラーフィルター５は、デルタ状に配列して
もよい。
【００６１】カラーフィルター５上、即ち、対向基板１
１上全面には透明電極７が形成されている。透明電極７
は、ＩＴＯ等により形成されている。なお、透明電極７
は、液晶表示装置の表示モードによって、形成する必要
のないものもある。例えば、ＴＮモード、ゲストホスト
モード、ＰＤＬＣ（polymer dispersed liquid crysta
l）モード等の、基板に垂直に電圧を印加することで液
晶をスイッチする場合には透明電極７は必要である。一
方、ＩＰＳ（in plane switching）モードのように、基
板と水平な電界により液晶を駆動する場合には透明電極
７は必要ない。
【００６２】また、透明電極７上面におけるＢＭ６上に
は、柱状スペーサ１０が設けられている。基板１と対向
基板１１とが対向されたとき、柱状スペーサ１０は、Ｔ
ＦＴ９上付近の配向層に当接するように設けられてい
る。従って、柱状スペーサ１０は、基板１および基板１
１の対向方向に延びており、液晶層４の厚さ、即ち、セ
ルギャップが異なる複数の領域のうちの、セルギャップ
が最も薄い領域に設けられている。柱状スペーサ１０は
感光性樹脂からなり、例えば、オプトマーＮＮ７００
（ＪＳＲ社製）等が用いられている。形状は、底面が１
５μｍ×１５μｍ、高さが３μｍの四角柱となってい
る。また、柱状スペーサ１０は青のカラーフィルター５
Ｂ上のＢＭ６上に、各画素ピッチ毎、例えば３００μｍ
毎に配置されている。
【００６３】透明電極７上面において、柱状スペーサ１
０が形成されていない領域全面には、ポリイミド等から
なる配向層８が形成されている。しかし、配向層８も透
明電極７と同様に、液晶表示装置の表示モードによって
は、形成する必要のないものもある。例えば、ＴＮモー
ド、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence
）モード等の場合は、配向層を形成した後ラビング処
理により溝を設けるが、一方、垂直配向モードやＰＤＬ
Ｃモード等の場合は、配向層を設けない場合もある。
【００６４】このように、基板１と対向基板１１との間
には、柱状スペーサ１０が配されている。柱状スペーサ
１０の配置位置は決まっており、従って、球状スペーサ
のように散布密度が不均一になることがないため、安定
した反射セルギャップｄa および透過セルギャップｄb
を得ることができる。また、球状スペーサを散布するこ
とがないため、球状スペーサ付近で生じていた液晶の配
向の乱れによる光漏れを防止することができる。従っ
て、液晶表示装置における画素間のコントラストは良好
になる。
【００６５】また、層間絶縁膜３は形成する際に、膜厚
ムラが生じやすいので、柱状スペーサ１０は、基板１上
（層間絶縁膜３上）ではなく対向基板１１上に設けられ
る。これにより、柱状スペーサ１０が設けられた対向基
板１１と層間絶縁膜３が設けられた基板１とを貼り合わ
せた時に、反射セルギャップｄa や透過セルギャップｄ
b といったセルギャップをより安定して得ることができ
る。
【００６６】以下に、液晶表示装置の製造方法の一例に
ついて説明する。
【００６７】まず、一般的に知られているＴＦＴ９を形
成する工程と同様に、基板１上に、成膜とパターニング
を繰り返し、ＴＦＴ９と画素電極２と層間絶縁膜３を有
する基板１を形成する。その後、配向膜を基板１全面に
塗布し、ラビング処理を行い配向層１２を形成する。
【００６８】また、対向基板１１上には、感光性の黒色
樹脂をスピンナーを用いて塗布し、露光、現像、焼成等
によってＢＭ６を形成する。次に、赤色の顔料を分散さ
せたレジストをスピンナーを用いて対向基板１１上全面
に塗布し、赤を着色したい部分に光が照射されるような
フォトマスクを介して照射し、現像することにより赤の
カラーフィルター５Ｒを形成する。同様に、緑のカラー
フィルター５Ｇと青のカラーフィルター５Ｂとを形成し
た後、焼成する。
【００６９】次に、対向基板１１上全面にＩＴＯを成膜
し、パターニングすることによって透明電極７を形成す
る。その後、対向基板１１上全面に、スピンコート等に
より感光性樹脂を塗布する。フォトリソグラフィー法に
よりパターンマスクを介して露光、現像を行い、所定の
位置に柱状スペーサ１０を形成する。ここで、柱状スペ
ーサ１０の高さは、感光性樹脂を塗布した際の膜厚によ
って決定される。その後、配向膜を対向基板１１全面に
塗布し、ラビング処理を行い配向層８を形成する。
【００７０】次に、基板１と対向基板１１とを周辺シー
ル材を介して対向させ、これら基板間に液晶層４を充填
し、液晶セルを完成する。最後に、この液晶セルを挟む
ように、液晶セルの外側には偏光板、位相差板を、背面
にはバックライトを配置し、液晶表示装置を得る。
【００７１】このように、本製造方法では、柱状スペー
サ１０が形成された後に配向層８が形成される。このた
め、柱状スペーサ１０を形成する際の材料や現像液等が
配向層８に影響を及ぼすことはない。また、透明電極７
が形成された後に柱状スペーサ１０が形成されるため、
透明電極７が段切れ状態となることもない。このため、
透明電極７の抵抗値が上昇することはなく、液晶層４の
駆動電圧への影響を防止することができる。また、透明
電極７における段切れ部でのパーティクル化を防止し、
その部分におけるリークの発生を防止することができ
る。
【００７２】一方、柱状スペーサ１０が形成された後に
配向層８が形成されるため、配向層８を形成するとき、
柱状スペーサ１０付近では表面張力により配向層８が厚
くなる。その他の部分よりも配向層８の膜厚が厚くなっ
たり、柱状スペーサ１０付近に配向層８のラビング処理
を行う際、毛あたりが不十分となり、配向欠陥が生じる
虞れがある。この配向欠陥は上記の製造工程では避けら
れない問題であるが、ＢＭ６上に柱状スペーサ１０を形
成することにより、配向欠陥を外観上見えにくくするこ
とができる。この場合、緑色の画素における配向欠陥は
目立ちやすいが、青色の画素における配向欠陥は見えに
くい。従って、柱状スペーサ１０を青のカラーフィルタ
ー５Ｂ上のＢＭ６上にのみ形成することにより、たとえ
配向欠陥がＢＭ６の外側にはみ出したとしても、青のカ
ラーフィルター５Ｂ上、即ち、最も視感度の悪い青色の
画素上であれば、配向欠陥が見えることを抑制できる。
【００７３】また、画素電極２の透過部２ｂ1 は透明で
あるのでこの領域に配向欠陥があると目立ちやすい。そ
こで、本液晶表示装置では、基板１と対向基板１１とを
対向させると、柱状スペーサ１０が反射部２ａに当接す
るように設けられることにより、柱状スペーサ１０付近
に生じる配向欠陥を外観上見えにくくすることができ
る。
【００７４】また、図３に示すように、各カラーフィル
ター５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ…のすべての画素上に設けられた
ＢＭ６上に、柱状スペーサ１０を配置してもよい。この
とき、柱状スペーサ１０の形状は、底面が１０μｍ×１
０μｍ、高さが３μｍの四角柱となっている。また、カ
ラーフィルター５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ方向には、１００μｍ
間隔で配置し、カラーフィルター５のストライプ方向に
は３００μｍ間隔で配置する。これにより、より安定し
た反射セルギャップｄa および透過セルギャップｄb を
得ることができ、良好なセルギャップ特性を得ることが
できる。
【００７５】また、液晶層４は、垂直配向性を示す材料
により形成されていてもかまわない。これにより、液晶
表示装置の製造工程においてラビング処理を行う工程が
不要になる。従って、ラビング処理により生じる配向欠
陥をなくすことができる。垂直配向モードの場合、反射
セルギャップｄa および透過セルギャップｄb の均一性
が求められるが、柱状スペーサ１０を用いることにより
これが可能となる。
【００７６】上記の液晶表示装置における基板１には、
ＴＦＴ９が形成されたアクティブマトリクス基板を用い
たが、ＴＦＴ９が配置されていない基板を用いてもかま
わない。
【００７７】また、図４（ａ）は画素電極が１画素毎に
反射部２ａまたは透過部２ｂ1 を有している場合の液晶
表示装置の要部の構造を示すものであり、図４（ｂ）
は、図４（ａ）の液晶表示装置の画素の配置を、反射部
２ａより下の部分について示す平面図である。図１（図
２（ａ）（ｂ））に示した液晶表示装置では、１画素内
に反射部２ａおよび透過部２ｂ1 を有しており、２種類
のセルギャップを備えているが、図４（ａ）（ｂ）に示
すように、１画素毎に反射部２ａまたは透過部２ｂ1 を
有していてもよい。この時、反射部２ａはセルギャップ
が最も薄い層に設けられている。これにより、偏光モー
ドにおいて同電位で液晶を駆動する場合、透過モードと
反射モードとの位相差（Δｎｄ）を近づけることがで
き、液晶セルの黒レベルと階調レベルとを一致させるこ
とができる。
【００７８】対向基板１１において、透明電極７および
配向層８が共に必要な表示モード、例えば、ＴＮモード
やＥＣＢモード等の場合では、透明電極７、柱状スペー
サ１０、配向層８を形成する形成順序を必要に応じて使
い分けることができる。
【００７９】上記製造方法によれば、（ａ）透明電極７
の形成、柱状スペーサ１０の形成、配向層８の形成、配
向層８のラビング処理の工程順で行われるが、（ｂ）透
明電極７の形成、配向層８の形成、柱状スペーサ１０の
形成、配向層８のラビング処理の工程順で行ってもかま
わない。工程（ｂ）の順序によると、配向層８を形成し
た後に柱状スペーサ１０を形成することとなる。これに
より、柱状スペーサ１０を形成する際に使用されるエッ
チング液や現像液により配向膜８が冒される虞れがあ
る。また、配向層８上全面に、柱状スペーサ１０の材料
が塗布されると、後に、除去したい柱状スペーサ１０の
材料が除去されずに配向層８上に残る虞れがあり、液晶
層４の配向や液晶表示装置の信頼性へも影響する可能性
がある。
【００８０】また、（ｃ）柱状スペーサ１０の形成、透
明電極７の形成、配向層８の形成、配向層８のラビング
処理の工程順で行ってもかまわない。工程（ｃ）の順序
によると、柱状スペーサ１０を形成した後に透明電極７
を形成することとなる。しかしながら、柱状スペーサ１
０は高さが３μｍ〜６μｍ程度の突起状になっているた
め、この上に透明電極７をスパッタリング法等により、
柱状スペーサ１０を覆うように成膜することは困難であ
る。また、完全に柱状スペーサ１０を覆うように透明電
極７を成膜することができたとしても、柱状スペーサ１
０の基板１側の底面にも透明電極７が形成されているの
で、対向基板１１との電気的リークが発生する。しか
し、対向基板１１と透明電極７との間に絶縁層を設ける
か、または基板１と対向基板１１とを対向させたときに
柱状スペーサ１０が当接する層間絶縁膜３上の部分に
は、導電性材料からなる反射部２ａや配線等を設けない
構造とすることにより、柱状スペーサ１０の少なくとも
一方の底面が電気的に絶縁性を有する材料からなる部分
と接することとなる。こうして、上記電気的リークの発
生を防止することができる。
【００８１】一方、柱状スペーサ１０の側面が透明電極
７によって十分に覆われていない場合、透明電極７は段
切れ状態となる。これにより、透明電極７の抵抗値は上
昇し、液晶層４の駆動電圧に影響を及ぼす。また、透明
電極７は、段切れ部でパーティクル化し、その部分でリ
ークが発生する虞れがある。
【００８２】また、（ｂ）および（ｃ）の工程順序によ
ると、工程（ａ）と同様に、柱状スペーサ１０を形成し
た後、配向層８のラビング処理を行うこととなり、柱状
スペーサ１０付近にラビング処理を行う際、配向欠陥が
生じる虞れがある。しかし、ＢＭ６上に柱状スペーサ１
０を形成することにより、配向欠陥を外観上見えにくく
することができる。
【００８３】さらに、（ｂ）および（ｃ）の工程順序に
よると、柱状スペーサ１０を形成した後配向層８を形成
する。従って、配向層８を形成するとき、柱状スペーサ
１０付近では表面張力により配向層８が厚くなる。その
他の部分よりも配向層８の膜厚が厚くなることによっ
て、配向層８のラビング処理を行う際、ラビングの毛あ
たりが不均一になり、また、プレチルトへ影響が及ぶ。
これにより、液晶表示装置を使用する際に通電すると、
膜厚が厚い配向層８付近に生じている配向欠陥が拡大
し、液晶表示装置の信頼性を低下させる虞れがある。こ
のような場合、柱状スペーサ１０および配向層８におい
て膜厚が厚い部分には、液晶駆動用の電圧を印加しない
ことが望ましい。そこで、柱状スペーサ１０の少なくと
も一方の底面が電気的に絶縁性を有する材料からなる部
分と接する構成とすることによって、液晶駆動用の電圧
が印加されないようにする。なお、実験によると、膜厚
が厚い配向層８の領域は、柱状スペーサ１０の高さが３
μｍの場合は柱状スペーサ１０から１０μｍの範囲、柱
状スペーサ１０の高さが５μｍの場合は柱状スペーサ１
０から１５μｍの範囲に及んでいる。
【００８４】また、柱状スペーサ１０、透明電極７およ
び配向層８並びに配向層８のラビング処理は、（ｄ）透
明電極７の形成、配向層８の形成、配向層８のラビング
処理、柱状スペーサ１０の形成の工程順で行ってもかま
わない。配向層８のラビング処理の後に柱状スペーサ１
０を形成するので、液晶層４の配向を全体的に安定させ
ることができる。しかしながら、工程（ｂ）と同様に、
配向層８を形成した後に柱状スペーサ１０を形成するこ
ととなる。柱状スペーサ１０を形成する際に使用される
エッチング液や現像液等はアルカリ性を示す場合が多
く、これにより配向層８が冒される虞れがある。この場
合、柱状スペーサ１０の材料を適当なものにすることに
より、用いられるエッチング液や現像液等によっては、
配向層８において冒される部分を軽減することができ
る。
【００８５】また、図５に示すように、対向基板１１に
おいて、透明電極７および配向層８は共になくてもかま
わない。柱状スペーサ１０の高さが反射セルギャップｄ
a となる。従って、透過セルギャップｄb は、反射部２
ａ下に配されている層間絶縁膜３の厚さと、反射セルギ
ャップｄa 、即ち柱状スペーサ１０の高さとにより決定
される。このとき、柱状スペーサ１０の高さは層間絶縁
膜３に当接するように予め設計する必要がある。
【００８６】以下に、柱状スペーサ１０について詳細に
説明する。
【００８７】柱状スペーサ１０を形成する材料は、有機
系の材料でも、無機系の材料でもかまわない。例えばレ
ジストでもよく、ゴム系フォトレジスト環化ポリイソブ
レン系フォトレジスト、即ち、ＯＭＲ−８３（東京応化
（株）製）やＣＢＲ−Ｍ９０１（ＪＳＲ社製）等でもよ
い。また、例えば、ＨＴＰＲ−１１００（東レ（株）
製）等のポリイミドも良好な感光性を示しており柱状ス
ペーサ１０の材料としては適当である。また、カラーフ
ィルター等に使用される、ＲＧＢおよびブラックの感性
着色樹脂、ポジ型またはネガ型レジスト、ポリシロキサ
ン、ポリシラン等でもよい。無機系の材料では、ＳｉＯ
2 等が適当である。
【００８８】柱状スペーサ１０は、例えば、黒色顔料に
より黒色に着色したＮＮ７００（ＪＳＲ社製）により形
成してもかまわない。これにより、柱状スペーサ１０は
黒色となり、ＢＭ６外に柱状スペーサ１０が形成された
としても、外観上の表示品位に与える影響を抑えること
ができる。
【００８９】また、柱状スペーサ１０の形状は、対向基
板１１と平行方向における断面（横断面）が、四角形や
三角形等の多角形、円、楕円、ストライプ状等が望まし
い。柱状スペーサ１０を形成した後に配向層８のラビン
グ処理を行う場合、液晶表示装置の断面から見た場合の
柱状スペーサ１０の断面（縦断面）の形状は、基板１側
に向けて細くなっている順テーパ形状であることが望ま
しい。
【００９０】表１に、パネルの面積１ｍｍ2 当たりに占
める柱状スペーサ１０の面積の割合（占有率）に対する
液晶セルの特性を示す。表１によれば、安定した反射セ
ルギャップｄa および透過セルギャップｄb を得ること
ができ、高い信頼性を有する液晶セルを得るには、柱状
スペーサ１０がパネルの面積に占める割合は、０．０５
〜３．０％が望ましい。なお、柱状スペーサ１０の占有
率が０．０２％の時、基板１および基板１１の貼り合わ
せ時の荷重（約１ｔ）で柱状スペーサ１０は変形した。
また、「○」は、液晶パネルを指で押しても、弾性を感
じることがないということである。
【００９１】
【表１】
【００９２】また、表２に、球状スペーサをパネル１ｍ
ｍ2 当たり５００個散布した場合と、底面が１５μｍ×
１５μｍの四角形である四角柱の形状を有する柱状スペ
ーサ１０を用いた場合とにおける、セルギャップのばら
つきを示した。柱状スペーサ１０を用いた場合において
は、基板１と対向基板１１とを対向させた際に柱状スペ
ーサ１０が当接する領域の形状が、平坦である場合と、
凹凸を有する場合とに分けている。表２によれば、柱状
スペーサ１０を用いた方が、球状スペーサを散布する場
合と比較すると、かなり安定したセルギャップ特性を得
ることができる。
【００９３】
【表２】
【００９４】配向欠陥を有する領域を外観上見えにくく
するために必要なＢＭ６の領域の範囲は、表３のような
結果となっている。また、配向層８にラビング処理を行
う際のラビング方向を図６に示す。
【００９５】柱状スペーサ１０の高さが３μｍの場合、
配向欠陥を有する領域は、最大で、柱状スペーサ１０か
らラビング方向における下流側に１０μｍに及んでい
る。また、柱状スペーサ１０の高さが５μｍの場合、配
向欠陥を有する領域は、最大で、柱状スペーサ１０から
ラビング方向における下流側に１５μｍに及んでいる。
従って、図６に示すように、柱状スペーサ１０の端縁部
からの距離Ｌは、柱状スペーサ１０の高さが３μｍの場
合は１０μｍ以上、柱状スペーサ１０の高さが５μｍの
場合は１５μｍ以上必要である。また、長時間通電する
ことにより、配向欠陥を有する領域は広がる可能性があ
るので、より、広いＢＭ６の領域が必要である。一方、
ＢＭ６の領域が大き過ぎると液晶表示装置における表示
領域が狭くなる。このため、例えばＢＭ６の領域は最大
でも、スペーサ１０からラビング方向における下流側に
２０μｍ以内が好ましい。
【００９６】なお、配向欠陥を有する領域の大きさは、
使用する液晶表示モードや、柱状スペーサ１０の高さ
や、製造工程の順序等の条件によって変化する。
【００９７】
【表３】
【００９８】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下
の通りである。なお、本実施の形態において、実施の形
態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素に
ついては、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００９９】図７は、本発明の実施の一形態である液晶
表示装置における要部の断面図であり、図８は図７にお
ける対向基板１１の要部を拡大した説明図である。本実
施の形態に係る液晶表示装置では、対向基板１１と液晶
層４を介して対向する基板１は図７に示すように、実施
の形態１と同様であるとする。対向基板１１は、図８に
示すように、実施の形態１と同様、対向基板１１上に、
ＢＭ６を有するカラーフィルター５、柱状スペーサ１０
および透明電極７を備えている。また、カラーフィルタ
ー５における青のカラーフィルター５Ｂは開口部５ａを
有しており、青のカラーフィルター５Ｂの領域に配され
ているＢＭ６は、開口部６ａを有している。
【０１００】開口部６ａ上には開口部５ａが配されてお
り、対向基板１１のうち開口部６ａおよび開口部５ａか
ら露出した領域上には、柱状スペーサ１０が形成されて
いる。柱状スペーサ１０は黒色の樹脂により形成されて
いる。これにより、開口部６ａ内にＢＭ６がなくても、
柱状スペーサ１０によりバックライトの光を遮断するこ
とができる。
【０１０１】なお、柱状スペーサ１０は、バックライト
の光が透過しないものであれば、色は黒色ではなく透明
でもかまわない。
【０１０２】本実施の形態における柱状スペーサ１０を
形成するには、まず、カラーフィルター５に開口部５ａ
および開口部６ａを設ける。このとき、対向基板１１の
うち開口部６ａおよび開口部５ａから露出した領域の形
状は、柱状スペーサ１０の底面の形状となるように、例
えば、１５μｍ×１５μｍの四角形となるように形成す
る。そして、カラーフィルター５上に、感光性を有する
黒色の材料を塗布し、開口部５ａおよび開口部６ａ内の
領域をマスクとして、対向基板１１においてカラーフィ
ルター５が形成されていない側の面より露光を行いパタ
ーン化し、これにより、セルフアライメントを行うこと
となる。従って、別工程としてマスクアライメントを行
わなくてもよいので製造工程を簡略化することができる
とともに、柱状スペーサ１０をより精度良く形成するこ
とができる。
【０１０３】
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、スペーサが２枚の基板の対向方向に延びる柱状スペ
ーサからなり、この柱状スペーサが、液晶層の厚さが異
なる複数の領域のうちの液晶層の厚さが最も薄い領域に
設けられている構成である。
【０１０４】一般に、セルギャップの薄い領域は厚い領
域よりも、セルギャップの制御が困難である。しかしな
がら、上記の構成によれば、スペーサが２枚の基板の対
向方向に延びる柱状スペーサからなり、この柱状スペー
サが、液晶層の厚さが異なる複数の領域のうちの液晶層
の厚さが最も薄い領域に設けられていることにより、液
晶層の厚さ、即ちセルギャップの薄い領域のセルギャッ
プを確保することができる。これにより、液晶層の厚さ
を容易に制御することができる。また、上記２枚の基板
を貼り合わせる工程においては２枚の基板に均一に圧力
をかける。この時、セルギャップの制御が困難な最も液
晶層の厚さが薄い領域に柱状スペーサが設けられている
ことにより、均一でかつ安定したセルギャップを得るこ
とができる。従って、高い信頼性を有する液晶表示装置
を得ることができるといった効果を奏する。
【０１０５】本発明の液晶表示装置は、２枚の基板のう
ちの一方に、反射電極と透過電極とからなる液晶駆動電
極が配され、上記一方の基板上における液晶層の厚さが
最も薄い上記領域には、層間絶縁膜が設けられ、この層
間絶縁膜上に上記反射電極が設けられている構成であ
る。
【０１０６】これにより、透過モードと反射モードとの
位相差を近づけることができ、液晶セルの黒レベルと階
調レベルとを一致させることができる。従って、透過モ
ードと反射モードとの電気光学特性の整合性を図ること
ができるといった効果を奏する。
【０１０７】本発明の液晶表示装置は、反射電極の表面
が、入射光を拡散する凹凸面と、上記柱状スペーサが当
接する平坦面とからなる構成である。
【０１０８】これにより、様々な角度から入射する周囲
光が利用可能になり、液晶駆動電極は優れた反射特性を
有する反射板の役割を兼ねることができる。また、柱状
スペーサが安定して当接しセルギャップを安定して維持
することができる。従って、高い信頼性を有する液晶表
示装置を得ることができるといった効果を奏する。
【０１０９】本発明の液晶表示装置は、最も厚い上記液
晶の厚さが、上記柱状のスペーサの高さと上記層間絶縁
膜の厚さとの和である構成である。
【０１１０】これにより、透過モードと反射モードとの
位相差を近づけることができる。従って、透過モードと
反射モードとの電気光学特性の整合性を図ることができ
るといった効果を奏する。
【０１１１】本発明の液晶表示装置は、基板上にカラー
フィルター層とブラックマトリクス層とが設けられ、ブ
ラックマトリクス層上には柱状のスペーサが配置されて
いる構成である。
【０１１２】これにより、柱状のスペーサ付近に生じる
配向欠陥を外観上見えにくくすることができる。従っ
て、画素間のコントラストの低下を防止することがで
き、これにより、表示品位が良好な液晶表示装置を得る
ことができるといった効果を奏する。
【０１１３】本発明の液晶表示装置は、柱状のスペーサ
がカラーフィルター層における青（Ｂｌｕｅ）版上に設
けられている構成である。
【０１１４】これによりたとえ配向欠陥がブラックマト
リクス層の外側にはみ出したとしても、この配向欠陥は
青のカラーフィルター上、即ち、最も視感度の悪い青色
の画素上に位置すれば見えることを抑制できる。従っ
て、表示品位が良好であり、高い信頼性を有する液晶表
示装置を得ることができるといった効果を奏する。
【０１１５】本発明の液晶表示装置は、ブラックマトリ
クス層が開口部を有し、開口部内に上記柱状のスペーサ
が形成されている構成である。
【０１１６】これにより、ブラックマトリクス層の開口
部をマスクとして柱状のスペーサを開口部内に形成する
製造方法を採用することができる。従って、上記開口部
によってセルフアライメントを行うこととなり、別工程
としてマスクアライメントを行わなくてもよいので製造
工程を簡略化することができるとともに、柱状のスペー
サをより精度良く形成することができる。従って、製造
工程が少なく、かつ、より安定したセルギャップを有す
る液晶表示装置を提供することができるといった効果を
奏する。
【０１１７】本発明の液晶表示装置は、柱状のスペーサ
の色は黒色である構成である。
【０１１８】これにより、開口部内にブラックマトリク
ス層がなくても、柱状のスペーサによりバックライトの
光を遮断することができる。従って、外観上の表示品位
に与える影響を抑えることができるといった効果を奏す
る。
【０１１９】本発明の液晶表示装置は、液晶層が、垂直
配向性を有する材料からなる構成であるので、液晶表示
装置の製造工程においてラビング処理を行わない製造方
法を採用することができる。従って、ラビング処理によ
り生じる配向欠陥をなくすことができるといった効果を
奏する。
【０１２０】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上に液晶駆動用の透明電極を形成する工程と、透明電極
上に柱状のスペーサを形成する工程と、基板上全面に配
向層を形成する工程とをこの順に有する構成である。
【０１２１】これにより、液晶表示装置は、均一でかつ
安定したセルギャップ特性を得ることができる。また、
柱状スペーサを形成する際の材料や現像液等の配向層へ
の影響を防止できる。さらに、透明電極が形成された後
に柱状スペーサが形成されるため、透明電極が段切れ状
態となることも防止できる。これにより、透明電極の抵
抗値が上昇することはなく、液晶層の駆動電圧への影響
を防止することができる。また、透明電極における段切
れ部でのパーティクル化を防止し、その部分におけるリ
ークの発生を防止することができる。従って、高い信頼
性を有する液晶表示装置を得ることができるといった効
果を奏する。
【０１２２】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上に液晶駆動用の透明電極を形成する工程と、透明電極
上に配向層を形成する工程と、配向層にラビング処理を
施す工程と、ラビング処理が施された上記配向層上に柱
状のスペーサを形成する工程とを有する構成である。
【０１２３】これにより、配向層のラビング処理の後に
柱状のスペーサを形成するので、ラビング処理の際に生
じる液晶の配向を全体的に安定させることができるとい
った効果を奏する。
【０１２４】本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板
上にブラックマトリクス層を形成する工程と、カラーフ
ィルター層を形成する工程と、ブラックマトリクス層に
開口部を形成する工程と、開口部をマスクとして柱状の
スペーサを上記開口部内に形成する工程とを有する構成
である。
【０１２５】これにより、ブラックマトリクス層の開口
部をマスクとして柱状のスペーサを開口部内に形成する
ので、上記開口部によってセルフアライメントを行うこ
ととなる。従って、別工程としてマスクアライメントを
行わなくてもよいので製造工程を簡略化することができ
るとともに、柱状のスペーサをより精度良く形成するこ
とができる。従って、製造工程が少なく、かつ、より安
定したセルギャップを有する液晶表示装置を提供するこ
とができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶表示装置の要
部の構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した液晶表示装置において画
素電極が１画素内に反射部および透過部を有している例
における要部の構造を示すものであり、（ｂ）は、４つ
の画素電極を、図２（ａ）における反射部より下の部分
について示す平面図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る他の液晶表示装置
の要部の構造を示す断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の一形態の液晶表示装置
において、画素電極が１画素毎に反射部または透過部を
有している例における要部の構造を示すものであり、
（ｂ）は、図４（ａ）の液晶表示装置の画素の配置を、
反射部より下の部分について示す平面図である。
【図５】本発明の実施の一形態の液晶表示装置におい
て、透明電極および配向層を共に有していない例におけ
る要部の構成を示す拡大断面図である。
【図６】図１に示したＢＭの領域およびラビング処理の
ラビング方向を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の他の形態に係る液晶表示装置の
要部の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の他の形態に係る液晶表示装置に
おける対向基板の要部の構造を示す断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置の要部の構造を示す断面図
である。
【図１０】（ａ）は従来の液晶表示装置において球状ス
ペーサを使用した場合に、その量が多い場合の従来の液
晶表示装置の説明図であり、（ｂ）は球状スペーサの散
布量が少ない場合の説明図である。
【図１１】凹凸の反射領域を有する従来の液晶表示装置
において、球状スペーサを使用した場合の状態を示す詳
細図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 画素電極（液晶駆動電極） ２ａ 反射部（反射電極） ２ｂ 透過電極 ２ｂ1 透過部（透過電極） ３ 層間絶縁膜 ４ 液晶層 ５ カラーフィルター（カラーフィルター層） ５ａ 開口部 ６ ＢＭ（ブラックマトリクス層） ６ａ 開口部 ７ 透明電極 ８ 配向層 ９ ＴＦＴ １０ 柱状スペーサ １１ 対向基板 １２ 配向層
フロントページの続き (72)発明者 四宮 時彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BB02 BB06 BB22 BB44 2H089 LA09 LA12 LA14 LA16 NA09 QA16 TA04 TA05 TA09 TA12 TA13 2H091 FA02Y FA35Y FB02 FB06 GA03 GA06 GA08 GA13 LA17

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対向する２枚の基板間に、液晶層と液晶セ
    ルギャップを保持するためのスペーサとを有するととも
    に、一つの画素内または異なる画素間に、上記液晶層の
    厚さが異なる複数の領域を有する液晶表示装置におい
    て、 上記スペーサが上記２枚の基板の対向方向に延びる柱状
    スペーサからなり、この柱状スペーサが、液晶層の厚さ
    が異なる複数の領域のうちの液晶層の厚さが最も薄い領
    域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】上記２枚の基板のうちの一方には、反射電
    極と透過電極とからなる液晶駆動電極が配され、 上記一方の基板上における液晶層の厚さが最も薄い上記
    領域には、層間絶縁膜が設けられ、 この層間絶縁膜上に上記反射電極が設けられていること
    を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】上記反射電極の表面は、入射光を拡散する
    凹凸面と、 上記柱状スペーサが当接する平坦面とからなることを特
    徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】最も厚い上記液晶層の厚さは、上記柱状の
    スペーサの高さと上記層間絶縁膜の厚さとの和であるこ
    とを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項５】上記２枚の基板のうちの一方の基板上に
    は、カラーフィルター層とブラックマトリクス層とが設
    けられ、該ブラックマトリクス層上には上記柱状のスペ
    ーサが配置されていることを特徴とする請求項１ないし
    ４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】上記柱状のスペーサが上記カラーフィルタ
    ー層における青（Ｂｌｕｅ）版上に設けられていること
    を特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】上記ブラックマトリクス層が開口部を有
    し、該開口部内に上記柱状のスペーサが形成されている
    ことを特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装
    置。
  8. 【請求項８】上記柱状のスペーサの色は黒色であること
    を特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の
    液晶表示装置。
  9. 【請求項９】上記液晶層は、垂直配向性を有する材料か
    らなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一
    項に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】基板上に液晶駆動用の透明電極を形成す
    る工程と、 該透明電極上に柱状のスペーサを形成する工程と、 上記基板上全面に配向層を形成する工程とをこの順に有
    することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】基板上に液晶駆動用の透明電極を形成す
    る工程と、 該透明電極上に配向層を形成する工程と、 該配向層にラビング処理を施す工程と、 ラビング処理が施された上記配向層上に柱状のスペーサ
    を形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装
    置の製造方法。
  12. 【請求項１２】基板上にブラックマトリクス層を形成す
    る工程と、 カラーフィルター層を形成する工程と、 上記ブラックマトリクス層に開口部を形成する工程と、 該開口部をマスクとして柱状のスペーサを上記開口部内
    に形成する工程とを有することを特徴とする液晶表示装
    置の製造方法。
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