JP2007286384A

JP2007286384A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2007286384A
Application number: JP2006114070A
Authority: JP
Inventors: Fumie Yamashita; 史江山下; Noriaki Onishi; 憲明大西; Yasunobu Tagusa; 康伸田草
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】局所的に荷重が加わった際の表示ムラ、及び低温環境下における真空気泡の発生を抑制する。
【解決手段】互いに対向して配置されたＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａと、ＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａの間に設けられた液晶層４０と、ＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａの間に設けられた柱状スペーサとを備えた液晶表示装置５０ａであって、カラーフィルタ基板３０ａは、無機材料からなるガラス基板３１と、ガラス基板３１の一部を露出するように設けられたブラックマトリクス３３ａとを有し、柱状スペーサは、ガラス基板３１のブラックマトリクス３３ａから露出した部分に設けられた第１スペーサ１１ａと、その第１スペーサ１１ａの高さよりも低く設けられた第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａとを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、柱状のスペーサによってセルギャップが一定に保持される液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、携帯電話やノート型のパーソナルコンピュータなどに広く用いられている。この液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、それらの両基板の間に設けられた液晶層とを備え、その液晶層を挟むように各基板に設けられた電極の間に電圧を印加することによって、液晶層の配向状態を変化させて画像を表示するように構成されている。

また、液晶表示装置では、上記一対の基板の間にスペーサが設けられ、そのスペーサによって、一対の基板の間隔、すなわち、セルギャップが一定に保持されている。例えば、特許文献１〜３には、柱状スペーサが形成された液晶表示装置またはカラーフィルタが開示されている。
特開平９−７３０９３号公報特開２００３−１２１８５７号公報特開２００３−１２１８５９号公報

ところで、液晶表示装置では、携帯性の向上や活用分野の拡大のため、軽量化や薄型化が望まれており、その開発が活発に行われている。例えば、液晶表示装置を構成するガラス基板の厚さは、これまで１ｍｍ程度が主流であったが、近年、０．５ｍｍを下回るようになってきている。そのため、液晶表示装置は、そのガラス基板の薄厚化によって、益々撓み易くなっている。特に、タッチパネルを備えた液晶表示装置では、その表示画面の表面をタッチすることにより、ガラス基板の表面に局所的に荷重が加わるので、各基板をスペーサで支持していても、ガラス基板の撓みによって、セルギャップが一定に保持されなくなって表示ムラが発生するおそれがある。

また、液晶表示装置には、低温環境下において、液晶層の収縮に対してセルギャップが追随できず真空気泡を発生するという問題もある。具体的に、例えば、−２０℃という低温環境下では、液晶層の収縮率が大きいので、セルギャップを一定に保持する柱状スペーサの変形が液晶層の収縮に対して追随できなくなり、一対の基板の間に真空気泡が発生してしまう。この真空気泡は、液晶表示装置が常温環境下に戻されたとしても、無くなることがないので、表示品位を低下させてしまうおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、局所的に荷重が加わった際の表示ムラ、及び低温環境下における真空気泡の発生を抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、一対の基板の少なくとも一方が無機材料からなる無機表層と、無機表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、液晶層の厚さを規定するための柱状スペーサが無機表層の有機膜から露出した部分に設けられた第１スペーサと、第１スペーサの高さよりも低く設けられた第２スペーサとを有しているようにしたものである。

具体的に本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、上記一対の基板の間に設けられた液晶層と、上記一対の基板の間に設けられ上記液晶層の厚さを規定するための柱状スペーサとを備えた液晶表示装置であって、上記一対の基板の少なくとも一方は、無機材料からなる無機表層と、該無機表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、上記柱状スペーサは、上記無機表層の上記有機膜から露出した部分に設けられた第１スペーサと、該第１スペーサの高さよりも低く設けられた第２スペーサとを有していることを特徴とする。

上記構成によれば、柱状スペーサを構成する第２スペーサの高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサよりも低くなっているので、一対の基板に対して局所的に荷重が加えられた際に、第１スペーサのみによってその荷重を支えきれなくても、第２スペーサによってその荷重を支えることが可能になり、局所的に荷重が加わった際の表示ムラが抑制され、さらに、低温環境下において液晶層が収縮したとしても、その液晶層の収縮に対して一対の基板の間隔が追随することが可能になり、真空気泡の発生が抑制される。また、第１スペーサが無機表層の有機膜から露出した部分に設けられているので、第１スペーサを有機膜上に設けた場合よりも第１スペーサを高く形成することが可能になり、第１スペーサ、すなわち、柱状スペーサの弾性率が高くなる。そのため、柱状スペーサによってより大きな荷重を支えることが可能になる。

したがって、局所的に荷重が加わった際の表示ムラ、及び低温環境下における真空気泡の発生が抑制される。

表示に寄与する表示領域を有し、上記第２スペーサは、上記表示領域に設けられていてもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが表示領域に設けられているので、表示領域に局所的に荷重が加わった際にも、その第２スペーサによって加えられた荷重を支えることが可能になるので、表示ムラが具体的に抑制される。

上記表示領域は、反射表示を行うための反射領域を有し、上記第２スペーサは、上記反射領域に設けられていてもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが表示領域の反射領域に設けられているので、反射領域に局所的に荷重が加わった際にも、その第２スペーサによって加えられた荷重を支えることが可能になるので、表示ムラが具体的に抑制される。さらに、第２スペーサが反射領域に設けられているので、画素の有効開口率の低下が抑制される。

上記表示領域は、透過表示を行うための透過領域を有し、上記柱状スペーサは、上記透過領域に上記第１スペーサの高さよりも低く設けられた第３スペーサを有していてもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが表示領域の反射領域に、第３スペーサが表示領域の透過領域にそれぞれ設けられているので、反射領域及び透過領域に局所的に荷重が加わった際にも、それぞれ第２スペーサ及び第３スペーサによって、加えられた荷重を支えることが可能になるので、表示ムラが具体的に抑制される。

上記第２スペーサは、上記無機表層の上記有機膜から露出した部分に設けられていてもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが無機表層の有機膜から露出した部分に設けられているので、第２スペーサを有機膜上に設けた場合よりも第２スペーサを高く形成することが可能になり、第２スペーサ、すなわち、柱状スペーサの弾性率が高くなる。

上記第２スペーサ及び第３スペーサは、同一層に同一材料により形成されていてもよい。

上記構成によれば、第２スペーサ及び第３スペーサが同時に形成されるので、製造工程を増やすことなく、第３スペーサを形成することが可能になる。

上記一対の基板は、一方が薄膜トランジスタ基板であり、他方がカラーフィルタ基板であってもよい。

上記構成によれば、本発明の作用効果が具体的に奏される。

上記無機表層は、ガラス基板の表面部分であってもよい。

上記構成によれば、無機表層であるガラス基板の表面部分は、荷重に対して有機膜よりも変形しにくいので、柱状スペーサを介して荷重が加えられとしても、各基板の損傷が抑制される。なお、無機表層は、ガラス基板の表面に設けられた無機膜であってもよい。

上記有機膜は、上記カラーフィルタ基板に設けられたブラックマトリクス層、カラーフィルタ層及び無色透明層の少なくとも１層であってもよい。

上記構成によれば、カラーフィルタ基板のブラックマトリクス層、カラーフィルタ層及び無色透明層は、荷重に対して無機膜よりも変形し易いので、本発明の作用効果が具体的に奏される。

上記第２スペーサの個数は、上記第１スペーサの個数以上であってもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが第１スペーサの個数以上に設けられているので、一対の基板に対して局所的に荷重が加えられたとしても、各第２スペーサによって加えられた荷重を安定して支えることが可能になるので、表示ムラが具体的に抑制される。

上記表示領域は、マトリクス状に設けられた複数の画素を有し、上記第１スペーサ及び第２スペーサは、上記各画素毎に設けられていてもよい。

上記構成によれば、第１スペーサ及び第２スペーサが各画素毎に設けられているので、表示領域のいずれかの部分に局所的な荷重が加わったとしても、表示ムラの発生が抑制される。

上記一対の基板の少なくとも一方の厚さは、０．５ｍｍ以下であってもよい。

上記構成によれば、基板の厚さが０．５ｍｍ以下になると、基板及び液晶表示装置が撓み易くなり、表示ムラが発生するおそれが高くなるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

上記第２スペーサは、上記液晶層の配向を制御するための配向制御体であってもよい。

上記構成によれば、第２スペーサが、一対の基板に対して局所的に荷重が加えられたときに、加えられた荷重を支える柱状スペーサとして機能し、一対の基板に対して荷重が加えられていないときに、液晶層の配向を安定化させる配向制御体として機能することになる。

上記第３スペーサは、上記液晶層の配向を制御するための配向制御体であってもよい。

上記構成によれば、第３スペーサが、一対の基板に対して局所的に荷重が加えられたときに、加えられた荷重を支える柱状スペーサとして機能し、一対の基板に対して荷重が加えられていないときに、液晶層の配向を安定化させる配向制御体として機能することになる。

本発明によれば、一対の基板の少なくとも一方が無機材料からなる無機表層と、無機表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、液晶層の厚さを規定するための柱状スペーサが無機表層の有機膜から露出した部分に設けられた第１スペーサと、第１スペーサの高さよりも低く設けられた第２スペーサとを有しているため、局所的に荷重が加わった際の表示ムラ、及び低温環境下における真空気泡の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図３は、本発明に係る液晶表示装置の実施形態１を示している。ここで、図１は、本実施形態の液晶表示装置５０ａの平面模式図であり、図２は、図１中のII−II線に沿った液晶表示装置５０ａの断面模式図である。

液晶表示装置５０ａは、図２に示すように、互いに対向して配置された一対の基板である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａと、両基板２０ａ及び３０ａの間に設けられた液晶層４０とを備えている。

また、液晶表示装置５０ａは、表示に寄与する表示領域Ｄを有している。表示領域Ｄには、図１に示すように、各々、透過表示を行う透過領域Ｔ、及び反射表示を行う反射領域Ｒを備えた複数の画素Ｐがマトリクス状に配置され、各画素Ｐの間にブラックマトリクス領域Ｂが設けられている。

ＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａの間には、両基板２０ａ及び３０ａの間隔（液晶層４０の厚さ）を規定するための柱状スペーサとして、図１及び図２に示すように、ブラックマトリクス領域Ｂに第１スペーサ１１ａ、反射領域Ｒに第２スペーサ１２ａ、及び透過領域Ｔに第３スペーサ１３ａがそれぞれ設けられている。

ＴＦＴ基板２０ａは、図２に示すように、ガラス基板２１と、ガラス基板２１上に各画素Ｐ毎に設けられたＴＦＴ層２２と、ＴＦＴ層２２を覆うように設けられた層間絶縁膜２３ａと、層間絶縁膜２３ａの上層に各画素Ｐ毎に凹凸状に設けられた反射電極２４ａと、、反射電極２４ａを覆うように各画素Ｐ毎に設けられた透明電極（不図示）と、透明電極を覆うように基板全体に設けられた配向膜２５とを備えている。

ＴＦＴ層２２は、互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線（不図示）と、各ゲート線と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線（不図示）と、ゲート線及びソース線の各交差部分に設けられたＴＦＴ（不図示）と、各ＴＦＴに対応して隣り合う一対のゲート線及び隣り合う一対のソース線で囲われる領域（画素Ｐ）毎に設けられた画素電極（不図示）とを備えている。ここで、上記ＴＦＴは、上記ゲート線の突出部であるゲート電極と、そのゲート電極を覆うように設けられたゲート絶縁膜と、そのゲート絶縁膜上で上記ゲート電極に対応する位置に設けられた半導体層と、その半導体層上で互いに対峙するように設けられ、上記ソース線の突出部であるソース電極、及び上記画素電極に接続されたドレイン電極とを備えている。

上記画素電極は、反射領域Ｒに設けられた反射電極２４ａと、透過領域Ｔに設けられた透明電極（不図示）とを備えている。

カラーフィルタ基板３０ａは、図２に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に設けられたカラーフィルタ層３２ａ、ブラックマトリクス３３ａ、第１スペーサ１１ａ及び第２スペーサ１２ａと、カラーフィルタ層３２ａ上に設けられた第３スペーサ１３ａと、カラーフィルタ層３２ａ、ブラックマトリクス３３ａ、第１スペーサ１１ａ、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａを覆うように基板全体に設けられた共通電極（不図示）と、共通電極を覆うように設けられた配向膜３５とを備えている。

カラーフィルタ層３２ａは、各画素Ｐに対応してマトリクス状に配置され、各画素Ｐ毎に、赤色、緑色及び青色のうちの１色に着色されている。

ブラックマトリクス３３ａは、ＴＦＴ基板２０ａ上のゲート線及びソース線に重なるようにカラーフィルタ層３２の間に設けられている。

液晶層４０は、電気光学特性を有するネマチック液晶材料などにより構成されている。

ここで、第１スペーサ１１ａは、カラーフィルタ基板３０ａからＴＦＴ基板２０ａに向かって円柱状または角柱状に形成されて、両基板に当接されているので、通常時（液晶表示装置５０ａの表面に荷重が加わっていないとき）の液晶層４０の厚さ、つまり、セルギャップの大きさを規定している。

また、第１スペーサ１１ａは、ブラックマトリクス領域Ｂのブラックマトリクス層３３ａの除去された部分に形成されており、カラーフィルタ基板３０ａのガラス基板３１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ａの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ａがガラス基板３１を直接支えるので、カラーフィルタ層３２ａやブラックマトリクス層３３ａ上に柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、カラーフィルタ層３２ａやブラックマトリクス層３３ａ上に柱状スペーサを形成する場合に比べて、第１スペーサ１１ａ自体が高く形成されるので、第１スペーサ１１ａの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

さらに、第１スペーサ１１ａは、各画素Ｐ毎ではなく、図１に示すように、３個などの一定数の画素Ｐ毎に１個ずつ形成されている。なお、第１スペーサ１１ａは、カラーフィルタ基板３０ａのブラックマトリクス領域Ｂだけでなく、反射領域Ｒや表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

また、第２スペーサ１２ａは、カラーフィルタ基板３０ａからＴＦＴ基板２０ａに向かってＴＦＴ基板２０ａの表面に接触しないように円錐台状（切頭円錐状）に形成されているので、第２スペーサ１２ａの頭頂部上の配向膜３５とＴＦＴ基板２０の反射電極２４ａ上の配向膜２５との間は、距離ｄ１となっている。これによれば、液晶表示装置５０ａの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ａだけでなく第２スペーサ１２ａによってもその荷重を支えることができる。また、第２スペーサ１２ａの液晶層４０に突出している高さは、反射領域ＲにおけるＴＦＴ基板２０ａとカラーフィルタ基板３０ａの間のギャップよりも短く形成されているので、温度変化などによる液晶層４０の層厚変化に対して、ＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａがそれぞれより柔軟に追随することができ、低温環境下における真空気泡の発生を抑制することができる。

さらに、第２スペーサ１２ａは、反射領域Ｒのカラーフィルタ層３２ａの除去された部分に形成されており、カラーフィルタ基板３０ａのガラス基板３１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ａの表面に荷重が加わった際に、第２スペーサ１２ａがガラス基板３１を直接支えるので、カラーフィルタ層３２ａ上に柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、カラーフィルタ層３２ａ上に柱状スペーサを形成する場合に比べて、第２スペーサ１２ａ自体が高く形成されるので、第２スペーサ１２ａの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

また、第２スペーサ１２ａは、図２に示すように、各画素Ｐ毎に１個ずつ配置されている。したがって、第２スペーサ１２ａは、第１スペーサ１１ａの個数よりも多く設けられている。これによれば、第１スペーサ１１ａの個数を最小限に抑えながら、荷重により基板間のギャップが変化した際には、第２スペーサ１２ａによって各基板を支えることができる。なお、第２スペーサ１２ａは、カラーフィルタ基板３０ａの反射領域Ｒだけでなく、ブラックマトリクス領域Ｂ（図３中の第２スペーサ１２ａａ参照）や表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

さらに、第２スペーサ１２ｂは、円錐台形状に形成されているので、反射領域Ｒおける配向制御体として機能することになる。これによれば、各画素Ｐの反射領域Ｒにおける液晶層４０の配向を安定化させることができる。

また、第３スペーサ１３ａは、各画素Ｐの透過領域Ｔにカラーフィルタ基板３０ａからＴＦＴ基板２０ａに向かってＴＦＴ基板２０ａの表面に接触しないように円錐台状に形成されている。さらに、第３スペーサ１３ａは、円錐台形状に形成されているので、透過領域Ｔにおける配向制御体として機能することになる。これによれば、各画素Ｐの透過領域Ｔにおける液晶層４０の配向を安定化させることができる。なお、第３スペーサ１３ａは、第１スペーサ１１ａ及び第２スペーサ１２ａの双方によっても支えることのできないような荷重が液晶表示装置５０ａの表面に加わった際の基板の支持に寄与するように構成されている。また、第３スペーサ１３ａは、図３に示すように、第２スペーサ１２ａａがブラックマトリクス領域Ｂに形成された場合、カラーフィルタ基板３０ａの透過領域Ｔだけでなく、反射領域Ｒに設けられていてもよい（図３中の第３スペーサ１３ａａ参照）。

上記構成の液晶表示装置５０ａは、反射領域Ｒにおいて対向基板３０ａ側から入射する外光を反射電極２４ａで反射すると共に、透過領域Ｔにおいてアクティブマトリクス基板２０ａ側から入射するバックライトからの光を透過するように構成されている。そして、液晶表示装置５０ａでは、各画素において、ゲート線からゲート信号がゲート電極に送られて、ＴＦＴがオン状態になったときに、ソース線からソース信号がソース電極に送られて、半導体層及びドレイン電極を介して、画素電極、すなわち、透明電極及び反射電極２４ａに所定の電荷が書き込まれる。このとき、ＴＦＴ基板２０ａの画素電極とカラーフィルタ基板３０ａの共通電極との間で電位差が生じ、液晶層４０に所定の電圧が印加される。そして、液晶層４０に印加された電圧によって液晶層４０の配向状態を変えることにより、液晶層４０の光透過率を調整して画像が表示される。

次に、本実施形態の液晶表示装置５０ａの製造方法について、詳細に説明する。本実施形態の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、カラーフィルタ基板作製工程、及び液晶表示装置の作製工程を備えている。

＜ＴＦＴ基板作製工程＞
まず、厚さ０．４ｍｍ程度のガラス基板２１上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術（Photo Engraving Process、以下、「ＰＥＰ技術」と称する）によりパターン形成して、ゲート線及びゲート電極などからなるゲート層を形成する。

続いて、ゲート層上の基板全体に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。

さらに、ゲート絶縁膜上の基板全体に、ＣＶＤ法により真性アモルファスシリコン膜と、リンがドープされたｎ＋アモルファスシリコン膜とを連続して成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりゲート電極上に島状にパターン形成して、真性アモルファスシリコン層とｎ＋アモルファスシリコン層とにより構成された半導体層を形成する。

次いで、半導体層が形成されたゲート絶縁膜上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ソース線、ソース電極及びドレイン電極を形成する。

さらに、ソース電極及びドレイン電極をマスクとして半導体層のｎ＋アモルファスシリコン層をエッチング除去することにより、チャネル部を形成する。

そして、ソース電極及びドレイン電極上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によって、透過領域Ｔとなる部分が矩形状に開口するようにパターン形成すると共に、反射領域Ｒとなる部分の表面を凹凸状にして層間絶縁膜２３ａを形成する。これによれば、層間絶縁膜２３ａ上の反射電極２４ａの表面形状が凹凸状になり、反射電極２４ａに入射する光を適度に拡散させることができる。なお、層間絶縁膜２３ａの膜厚は、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために、反射領域Ｒの液晶層４０の厚さが透過領域Ｔの液晶層４０の厚さの実質的に１／２になっている。

次いで、層間絶縁膜２３ａ上の基板全体に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、反射電極２４ａを形成する。

さらに、反射電極２４ａ上の基板全体に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、透明電極を形成する。

最後に、透明電極が形成された基板全体に、ポリイミド樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜２５を形成する。

以上のようにして、ＴＦＴ基板２０ａを作製することができる。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
まず、厚さ０．４ｍｍ程度のガラス基板３１上に、黒色の顔料が分散された感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成してブラックマトリクス層３３ａを形成する。

続いて、ブラックマトリクス層３３ａの間に、赤色、緑色及び青色の顔料のうちのいずれかが分散された感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、選択した色の着色層を形成する。さらに、他の２色についても同様な工程を繰り返して、各画素に１色の着色層が配設したカラーフィルタ層３２ａを形成する。なお、カラーフィルタ層３２ａを構成するものとしては、赤色、緑色及び青色以外にマゼンタ、イエロー及びシアンを補色として用いてもよい。

さらに、カラーフィルタ層３２ａ及びブラックマトリクス層３３ａ上の基板全体に、感光性樹脂を塗布し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ブラックマトリクス領域Ｂに第１スペーサ１１ａを、反射領域Ｒに第２スペーサ１２ａ、透過領域Ｔに第３スペーサ１３ａをそれぞれ形成する。

ここで、第１スペーサ１１ａ、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａは、アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メタアクリレートなどのネガ型またはポジ型の感光性樹脂を用いて、露光時間をそれぞれ変えることにより、その高さが調整される。例えば、液晶層４０の厚さが２μｍで、カラーフィルタ層３２ａの厚さが１μｍである場合には、第１スペーサ１１ａの高さが３μｍで、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａの各高さが１．６μｍであり、第２スペーサ１２ａの頭頂部とＴＦＴ基板２０ａの反射電極２３ａ（配向膜２５）との間隔ｄ１が０．２μｍである（図２参照）。なお、本実施形態では、第１スペーサ１１ａ、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａが樹脂製材料で形成されているが、セラミック製または金属製の材料を用いて形成してもよい。

その後、スペーサ１１ａ、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａが形成された基板全体に、ＩＴＯ膜を成膜して共通電極を形成する。

最後に、共通電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜３５を形成する。

以上のようにして、カラーフィルタ基板３０ａを作製することができる。

＜液晶表示装置作製工程＞
まず、ＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａのうちの一方の基板にスクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂などからなるシール材料を、液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンで塗布する。

続いて、ＴＦＴ基板２０ａとカラーフィルタ基板３０ａとを貼り合わせ、シール材料を硬化させ、空セルを形成する。

さらに、空セルを構成するＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａの間に、減圧法により液晶材料を注入し液晶層４０を形成する。

最後に、上記液晶注入口にＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂を硬化し、注入口を封止する。

以上のようにして、液晶表示装置５０ａを作製（製造）することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ａよりも低くなっているので、液晶表示装置５０ａに対して局所的に荷重が加えられた際に、第１スペーサ１１ａのみによってその荷重が支えきれなくても、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａによってその荷重を支えることができ、局所的に荷重が加わった際の表示ムラを抑制することができる。

さらに、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ａよりも低くなっているので、低温環境下において液晶層４０が収縮したとしても、その液晶層４０の収縮に対してＴＦＴ基板２０ａ及びカラーフィルタ基板３０ａの間隔が追随することができ、真空気泡の発生を抑制することができる。

また、第１スペーサ１１ａがガラス基板３１上のカラーフィルタ層３２ａ及びブラックマトリクス３３ａのない部分（無機表層）に設けられているので、第１スペーサ１１ａをカラーフィルタ層３２ａなどの有機膜上に設けた場合よりも第１スペーサ１１ａを高く形成することができ、第１スペーサ１２ａ、すなわち、柱状スペーサの弾性率が高くなる。そのため、柱状スペーサによってより大きな荷重を支えることができる。

したがって、局所的に荷重が加わった際の表示ムラ、及び低温環境下における真空気泡の発生を抑制することができる。

《発明の実施形態２》
図４は、本実施形態の液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

液晶表示装置５０ｂは、図４に示すように、互いに対向して配置された一対の基板であるＴＦＴ基板２０ｂ及びカラーフィルタ基板３０ｂと、両基板２０ｂ及び３０ｂの間に設けられた液晶層４０とを備えている。

また、液晶表示装置５０ｂは、上記実施形態１の液晶表示装置５０ａと同様に、各々、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを有する複数の画素Ｐと、各画素Ｐの間に設けられたブラックマトリクス領域Ｂとを有する表示領域Ｄを備えている。

ＴＦＴ基板２０ｂ及びカラーフィルタ基板３０ｂの間には、液晶層４０の厚さを規定するための柱状スペーサとして、図４に示すように、反射領域Ｒに第１スペーサ１１ｂ及び第２スペーサ１２ｂ、及び透過領域Ｔに第３スペーサ１３ｂがそれぞれ設けられている。

ＴＦＴ基板２０ｂは、図４に示すように、ガラス基板２１と、ガラス基板２１上に各画素Ｐ毎に設けられたＴＦＴ層２２と、ＴＦＴ層２２を覆うように設けられた層間絶縁膜２３ｂと、層間絶縁膜２３ｂの上層に各画素Ｐ毎に凹凸状に設けられた反射電極２４ｂと、反射電極２４ｂを覆うように各画素Ｐ毎に設けられた透明電極（不図示）と、透明電極を覆うように基板全体に設けられた配向膜２５とを備えている。

カラーフィルタ基板３０ｂは、図４に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に設けられたカラーフィルタ層３２ｂ及びブラックマトリクス３３ｂと、カラーフィルタ層３２ｂ及びブラックマトリクス３３ｂを覆うように基板全体に設けられた共通電極（不図示）と、共通電極を覆うように設けられた配向膜３５とを備えている。

ここで、第１スペーサ１１ｂは、ＴＦＴ基板２０ｂからカラーフィルタ基板３０ｂに向かって円柱状または角柱状に形成されて、両基板に当接されているので、通常時の液晶層４０の厚さ、つまり、セルギャップの大きさを規定している。

また、第１スペーサ１１ｂは、反射領域Ｒの層間絶縁膜２３ｂの除去された部分に形成されており、ＴＦＴ基板２０ｂのガラス基板２１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ｂの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ｂがガラス基板２１を直接支えるので、層間絶縁膜２３ｂ上に柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、層間絶縁膜２３ｂ上に柱状スペーサを形成する場合に比べて、第１スペーサ１１ｂ自体が高く形成されるので、第１スペーサ１１ｂの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

さらに、第１スペーサ１１ｂは、上記実施形態１の第１スペーサ１１ａと同様に、各画素Ｐ毎ではなく、一定数の画素Ｐ毎に１個ずつ形成されている。なお、第１スペーサ１１ｂは、反射領域Ｒだけでなく、ブラックマトリクス領域Ｂや表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

また、第２スペーサ１２ｂは、ＴＦＴ基板２０ｂからカラーフィルタ基板３０ｂに向かってカラーフィルタ基板３０ｂの表面に接触しないように円錐台状に形成されているので、第２スペーサ１２ｂの頭頂部上の配向膜２５とカラーフィルタ基板２０ｂのカラーフィルタ層３２上の配向膜３５との間は、距離ｄ２となっている。これによれば、液晶表示装置５０ｂの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ｂだけでなく第２スペーサ１２ｂによってもその荷重を支えることができる。また、第２スペーサ１２ｂの液晶層４０に突出している高さは、反射領域ＲにおけるＴＦＴ基板２０ｂとカラーフィルタ基板３０ｂの間のギャップよりも短く形成されているので、温度変化などによる液晶層４０の層厚変化に対して、ＴＦＴ基板２０ｂ及びカラーフィルタ基板３０ｂがそれぞれより柔軟に追随することができ、低温環境下における真空気泡の発生を抑制することができる。

さらに、第２スペーサ１２ｂは、反射領域Ｒの層間絶縁膜２３ｂの除去された部分に形成されており、ＴＦＴ基板２０ｂのガラス基板２１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ｂの表面に荷重が加わった際に、第２スペーサ１２ｂがガラス基板２１を直接支えるので、層間絶縁膜２３ｂに柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、層間絶縁膜２３ｂに柱状スペーサを形成する場合に比べて、第２スペーサ１２ｂ自体が高く形成されるので、第２スペーサ１２ｂの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

また、第２スペーサ１２ｂは、上記実施形態１の第２スペーサ１２ａと同様に、各画素Ｐ毎に１個ずつ配置されている。したがって、第２スペーサ１２ｂは、第１スペーサ１１ｂの個数よりも多く設けられている。これによれば、第１スペーサ１１ｂの個数を最小限に抑えながら、荷重により基板間のギャップが変化した際には、第２スペーサ１２ｂによって各基板を支えることができる。なお、第２スペーサ１２ｂは、ＴＦＴ基板２０ｂの反射領域Ｒだけでなく、ブラックマトリクス領域Ｂや表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

また、第３スペーサ１３ｂは、各画素Ｐの透過領域ＴにＴＦＴ基板２０ｂからカラーフィルタ基板３０ｂに向かってカラーフィルタ基板３０ｂの表面に接触しないように円錐台状に形成されている。さらに、第３スペーサ１３ｂは、円錐台形状に形成されているので、透過領域Ｔにおける配向制御体として機能することになる。これによれば、各画素Ｐの透過領域Ｔにおける液晶層４０の配向を安定化させることができる。なお、第３スペーサ１３ｂは、第１スペーサ１１ｂ及び第２スペーサ１２ｂの双方によっても支えることのできないような荷重が液晶表示装置５０ｂの表面に加わった際の基板の支持に寄与するように構成されている。

次に、本実施形態の液晶表示装置５０ｂの製造方法について、詳細に説明する。本実施形態の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、カラーフィルタ基板作製工程、及び液晶表示装置の作製工程を備えている。なお、液晶表示装置の作製工程については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。

＜ＴＦＴ基板作製工程＞
まず、厚さ０．４ｍｍ程度のガラス基板２１上の基板全体に、チタンなどからなる金属膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ゲート線及びゲート電極などからなるゲート層を形成する。

続いて、ゲート層上の基板全体に、ＣＶＤ法により窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。

そして、ソース電極及びドレイン電極上の基板全体に、感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によって、透過領域Ｔとなる部分が矩形状に開口し、反射領域Ｒにおける第１スペーサ１１ｂ及び第２スペーサ１２ｂの形成部分が開口するようにパターン形成すると共に、反射領域Ｒとなる部分の表面を凹凸状にして層間絶縁膜２３ｂを形成する。

次いで、層間絶縁膜２３ｂ上の基板全体に、モリブデン膜及びアルミニウム膜をスパッタリング法により順に成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、反射電極２４ｂを形成する。

さらに、カラーフィルタ層３２及びブラックマトリクス層３３上の基板全体に、感光性樹脂を塗布し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、反射領域Ｒに第１スペーサ１１ｂ及び第２スペーサ１２ｂを、透過領域Ｔに第３スペーサ１３ｂをそれぞれ形成する。

ここで、第１スペーサ１１ｂ、第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂは、アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メタアクリレートなどのネガ型またはポジ型の感光性樹脂を用いて、露光時間をそれぞれ変えることにより、その高さが調整される。例えば、液晶層４０の厚さが２μｍで、カラーフィルタ層３２の厚さが１μｍである場合には、第１スペーサ１１ｂの高さが３μｍで、第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂの各高さが１．８μｍであり、第２スペーサ１２ｂの頭頂部とカラーフィルタ基板３０ｂの表面（配向膜３５）との間隔ｄ２が０．２μｍである（図４参照）。なお、本実施形態では、第１スペーサ１１ｂ、２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂが樹脂製材料で形成されているが、セラミック製または金属製の材料を用いて形成してもよい。

さらに、第１スペーサ１１ｂ、第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂが形成された基板全体に、ＩＴＯ膜からなる透明導電膜をスパッタリング法により成膜し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、透明電極を形成する。

最後に、透明電極及び反射電極２４ｂ上の基板全体に、ポリイミド樹脂をオフセット印刷により塗布して、配向膜２５を形成する。

以上のようにして、ＴＦＴ基板２０ｂを作製することができる。

＜カラーフィルタ基板作製工程＞
まず、厚さ０．４ｍｍ程度のガラス基板３１上に、黒色の顔料が分散された感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成してブラックマトリクス層３３ｂを形成する。

続いて、ブラックマトリクス層３３ｂの間に、赤色、緑色及び青色の顔料のうちのいずれかが分散された感光性アクリル樹脂などを塗布した後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、選択した色の着色層を形成する。さらに、他の２色についても同様な工程を繰り返して、各画素に１色の着色層が配設したカラーフィルタ層３２ｂを形成する。なお、カラーフィルタ層３２を構成するものとしては、赤色、緑色及び青色以外にマゼンタ、イエロー及びシアンを補色として用いてもよい。

さらに、カラーフィルタ層３２ｂ及びブラックマトリクス層３３ｂが形成された基板全体に、ＩＴＯ膜を成膜して共通電極を形成する。

以上のようにして、カラーフィルタ基板３０ｂを作製することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ｂによれば、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ｂよりも低くなっているので、液晶表示装置５０ｂに対して局所的に荷重が加えられた際に、第１スペーサ１１ｂのみによってその荷重を支えきれなくても、第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂによってその荷重を支えることができ、局所的に荷重が加わった際の表示ムラを抑制することができる。

さらに、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ｂ及び第３スペーサ１３ｂの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ｂよりも低くなっているので、低温環境下において液晶層４０が収縮したとしても、その液晶層４０の収縮に対してＴＦＴ基板２０ｂ及びカラーフィルタ基板３０ｂの間隔が追随することができ、真空気泡の発生を抑制することができる。

また、第１スペーサ１１ｂがガラス基板２１上の層間絶縁膜２３ｂのない部分（無機表層）に設けられているので、第１スペーサ１１ｂを層間絶縁膜２３ｂなどの有機膜上に設けた場合よりも第１スペーサ１１ｂを高く形成することができ、第１スペーサ１２ｂ、すなわち、柱状スペーサの弾性率が高くなる。そのため、柱状スペーサによってより大きな荷重を支えることができる。

《発明の実施形態３》
図５は、本実施形態の液晶表示装置５０ｃの断面模式図である。

液晶表示装置５０ｃは、図５に示すように、互いに対向して配置された一対の基板であるＴＦＴ基板２０ｃ及びカラーフィルタ基板３０ｃと、両基板２０ｃ及び３０ｃの間に設けられた液晶層４０とを備えている。

また、液晶表示装置５０ｃは、上記各実施形態の液晶表示装置５０ａ及び５０ｂと同様に、各々、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを有する複数の画素Ｐと、各画素Ｐの間に設けられたブラックマトリクス領域Ｂとを有する表示領域Ｄを備えている。

ＴＦＴ基板２０ｃ及びカラーフィルタ基板３０ｃの間には、液晶層４０の厚さを規定するための柱状スペーサとして、図５に示すように、ブラックマトリクス領域Ｂに第１スペーサ１１ｃ、反射領域Ｒに第２スペーサ１２ｃ、及び透過領域Ｔに第３スペーサ１３ｃがそれぞれ設けられている。

ＴＦＴ基板２０ｃは、図５に示すように、ガラス基板２１と、ガラス基板２１上に各画素Ｐ毎に設けられたＴＦＴ層２２と、ＴＦＴ層２２を覆うように設けられた層間絶縁膜２３ｃと、層間絶縁膜２３ｃの上層に各画素Ｐ毎に凹凸状に設けられた反射電極２４ｃと、反射電極２４ｃを覆うように各画素Ｐ毎に設けられた透明電極（不図示）と、透明電極を覆うように基板全体に設けられた配向膜２５とを備えている。

カラーフィルタ基板３０ｃは、図５に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に設けられたカラーフィルタ層３２ａ、ブラックマトリクス３３ａ、第１スペーサ１１ｃ及び第２スペーサ１２ｃと、カラーフィルタ層３２ａ上に設けられた第３スペーサ１３ｃと、反射領域Ｒのカラーフィルタ層３２ａ上に設けられた無色透明層３４と、カラーフィルタ層３２ａ、ブラックマトリクス３３ａ、無色透明層３４、第１スペーサ１１ｃ、第２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃを覆うように基板全体に設けられた共通電極（不図示）と、共通電極を覆うように設けられた配向膜３５とを備えている。

ここで、第１スペーサ１１ｃは、カラーフィルタ基板３０ｃからＴＦＴ基板２０ｃに向かって円柱状または角柱状に形成されて、両基板に当接されているので、通常時（液晶表示装置５０ｃの表面に荷重が加わっていないとき）の液晶層４０の厚さ、つまり、セルギャップの大きさを規定している。

また、第１スペーサ１１ｃは、ブラックマトリクス領域Ｂのブラックマトリクス層３３ａの除去された部分に形成されており、カラーフィルタ基板３０ｃのガラス基板３１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ｃの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ｃがガラス基板３１を直接支えるので、カラーフィルタ層３２ａやブラックマトリクス層３３ａ上に柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、カラーフィルタ層３２ａやブラックマトリクス層３３ａ上に柱状スペーサを形成する場合に比べて、第１スペーサ１１ｃ自体が高く形成されるので、第１スペーサ１１ｃの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

さらに、第１スペーサ１１ｃは、上記各実施形態の第１スペーサ１１ａ及び１１ｂと同様に、各画素Ｐ毎ではなく、一定数の画素Ｐ毎に１個ずつ形成されている。なお、第１スペーサ１１ｃは、カラーフィルタ基板３０ｃのブラックマトリクス領域Ｂだけでなく、反射領域Ｒや表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

また、第２スペーサ１２ｃは、カラーフィルタ基板３０ｃからＴＦＴ基板２０ｃに向かってＴＦＴ基板２０ｃの表面に接触しないように円錐台状に形成されているので、第２スペーサ１２ｃの頭頂部上の配向膜３５とＴＦＴ基板２０ｃの反射電極２４ａ上の配向膜２５との間は、距離ｄ３となっている。これによれば、液晶表示装置５０ｃの表面に荷重が加わった際に、第１スペーサ１１ｃだけでなく第２スペーサ１２ｃによってもその荷重を支えることができる。また、第２スペーサ１２ｃの無色透明層３４から液晶層４０に突出している高さは、反射領域ＲにおけるＴＦＴ基板２０ｃとカラーフィルタ基板３０ｃの間のギャップよりも短く形成されていることから、温度変化などによる液晶層４０の層厚変化に対して、ＴＦＴ基板２０ｃ及びカラーフィルタ基板３０ｃがそれぞれより柔軟に追随することができ、低温環境下における真空気泡の発生を抑制することができる。

さらに、第２スペーサ１２ｃは、反射領域Ｒのカラーフィルタ層３２ａ及び無色透明層３４の除去された部分に形成されており、カラーフィルタ基板３０ｃのガラス基板３１上に直接形成されている。これによれば、液晶表示装置５０ｃの表面に荷重が加わった際に、第２スペーサ１２ｃがガラス基板３１を直接支えるので、カラーフィルタ層３２ａや無色透明層３４上に柱状スペーサを形成した場合に起こりうる荷重による膜の塑性変形を防ぐことができる。そして、カラーフィルタ層３２ａや無色透明層３４上に柱状スペーサを形成する場合に比べて、第２スペーサ１２ｃ自体が高く形成されるので、第２スペーサ１２ｃの全体的な弾性力が増し、より強い荷重にも耐えることができる。

また、第２スペーサ１２ｃは、上記各実施形態の第２スペーサ１２ａ及び１２ｂと同様に、各画素Ｐ毎に１個ずつ配置されている。したがって、第２スペーサ１２ｃは、第１スペーサ１１ｃの個数よりも多く設けられている。これによれば、第１スペーサ１１ｃの個数を最小限に抑えながら、荷重により基板間のギャップが変化した際には、第２スペーサ１２ｃによって各基板を支えることができる。なお、第２スペーサ１２ｃは、カラーフィルタ基板３０ｃの反射領域Ｒだけでなく、ブラックマトリクス領域Ｂや表示領域Ｄ内の遮光部分に設けられていてもよい。

さらに、第２スペーサ１２ｃは、円錐台形状に形成されているので、反射領域Ｒおける配向制御体として機能することになる。これによれば、各画素Ｐの反射領域Ｒにおける液晶層４０の配向を安定化させることができる。

また、第３スペーサ１３ｃは、各画素Ｐの透過領域Ｔにカラーフィルタ基板３０ｃからＴＦＴ基板２０ｃに向かってＴＦＴ基板２０ｃの表面に接触しないように円錐台状に形成されている。さらに、第３スペーサ１３ｃは、円錐台形状に形成されているので、透過領域Ｔにおける配向制御体として機能することになる。これによれば、各画素Ｐの透過領域Ｔにおける液晶層４０の配向を安定化させることができる。なお、第３スペーサ１３ｃは、第１スペーサ１１ｃ及び第２スペーサ１２ｃの双方によっても支えることのできないような荷重が液晶表示装置５０ｃの表面に加わった際の基板の支持に寄与するように構成されている。また、第３スペーサ１３ｃは、第２スペーサ１２ｃがブラックマトリクス領域Ｂに形成された場合、カラーフィルタ基板３０ａの透過領域Ｔだけでなく、反射領域Ｒに設けられていてもよい。

なお、本実施形態では、層間絶縁膜２３ｃの膜厚と無色透明層３４の膜厚との和は、反射領域Ｒと透過領域Ｔとの間の位相差を補償するために、反射領域Ｒの液晶層４０の厚さが透過領域Ｔの液晶層４０の厚さの実質的に１／２になっている。

本実施形態の液晶表示装置５０ｃの製造方法について、詳細に説明する。本実施形態の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、カラーフィルタ基板作製工程、及び液晶表示装置の作製工程を備えている。なお、ＴＦＴ基板作製工程及び液晶表示装置の作製工程については、上記実施形態１と同様であるので説明を省略する。

さらに、カラーフィルタ層３２ａ及びブラックマトリクス層３３ａ上の基板全体に、感光性アクリル樹脂を塗布し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、無色透明層３４を形成する。

そして、カラーフィルタ層３２ａ、無色透明層３４及びブラックマトリクス層３３ａ上の基板全体に、感光性樹脂を塗布し、その後、ＰＥＰ技術によりパターン形成して、ブラックマトリクス領域Ｂに第１スペーサ１１ｃを、反射領域Ｒに第２スペーサ１２ｃ、透過領域Ｔに第３スペーサ１３ｃをそれぞれ形成する。

ここで、第１スペーサ１１ｃ、第２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃは、アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メタアクリレートなどのネガ型またはポジ型の感光性樹脂を用いて、露光時間をそれぞれ変えることにより、その高さが調整される。例えば、液晶層４０の厚さが２μｍで、カラーフィルタ層３２ａの厚さが１μｍである場合には、第１スペーサ１１ａの高さが３μｍで、第２スペーサ１２ａ及び第３スペーサ１３ａの各高さが１．６μｍであり、第２スペーサ１２ａの頭頂部とＴＦＴ基板２０ａの反射電極２３ａ（配向膜２５）との間隔ｄ３が０．２μｍである（図５参照）。なお、本実施形態では、第１スペーサ１１ｃ、２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃが樹脂製材料により形成されているが、セラミック製または金属製の材料を用いて形成してもよい。

その後、第１スペーサ１１ｃ、第２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃが形成された基板全体に、ＩＴＯ膜を成膜して共通電極を形成する。

以上のようにして、カラーフィルタ基板３０ｃを作製することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ｃによれば、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ｃ及ぶ第３スペーサ１３ｃの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ｃよりも低くなっているので、液晶表示装置５０ｃに対して局所的に荷重が加えられた際に、第１スペーサ１１ｃのみによってその荷重を支えきれなくても、第２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃによってその荷重を支えることができ、局所的に荷重が加わった際の表示ムラを抑制することができる。

さらに、柱状スペーサを構成する第２スペーサ１２ｃ及び第３スペーサ１３ｃの各高さが同じく柱状スペーサを構成する第１スペーサ１１ｃよりも低くなっているので、低温環境下において液晶層４０が収縮したとしても、その液晶層４０の収縮に対してＴＦＴ基板２０ｃ及びカラーフィルタ基板３０ｃの間隔が追随することができ、真空気泡の発生を抑制することができる。

また、第１スペーサ１１ｃがガラス基板３１上のカラーフィルタ層３２ａ、無色透明層３４及びブラックマトリクス３３ａのない部分（無機表層）に設けられているので、第１スペーサ１１ｃをカラーフィルタ層３２ａなどの有機膜上に設けた場合よりも第１スペーサ１１ｃを高く形成することができ、第１スペーサ１２ｃ、すなわち、柱状スペーサの弾性率が高くなる。そのため、柱状スペーサによってより大きな荷重を支えることができる。

上記各実施形態では、各画素Ｐ毎に透過領域Ｔ及び反射領域Ｒを有する半透過型の液晶表示装置を例示したが、本発明は、反射領域Ｒのない透過型、及び透過領域Ｔのない反射型の液晶表示装置にも適用することができる。

また、上記実施形態１及び３では、第１スペーサ、第２スペーサ及び第３スペーサがカラーフィルタ基板に形成されたものを、上記実施形態２では、第１スペーサ、第２スペーサ及び第３スペーサがＴＦＴ基板に形成されたものをそれぞれ例示したが、本発明は、第１スペーサ、第２スペーサ及び第３スペーサの少なくとも１つがカラーフィルタ基板に、残りがＴＦＴ基板に形成されていてもよい。

さらに、上記各実施形態では、ガラス基板２１及び３１の各厚さとして、０．４ｍｍを例示したが、本発明は、ガラス基板２１及び３１の各厚さが異なっていてもよい。

また、上記各実施形態では、第１スペーサ（及び第２スペーサ）をガラス基板に直接形成させたものを例示したが、本発明は、各スペーサをガラス基板の表面に設けられたゲート絶縁膜などの無機膜に形成させてもよい。

以上説明したように、本発明は、局所的に荷重が加わった際の表示ムラの発生を抑制することができるので、タッチパネルを備えた液晶表示装置について有用である。

実施形態１に係る液晶表示装置５０ａの平面模式図である。図１中のII−II線に沿った液晶表示装置５０ａの断面模式図である。実施形態１に係る液晶表示装置５０ａａの平面模式図である。実施形態２に係る液晶表示装置５０ｂの断面模式図である。実施形態３に係る液晶表示装置５０ｃの断面模式図である。

符号の説明

Ｄ表示領域
Ｐ画素
Ｔ透過領域
Ｒ反射領域
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ第１スペーサ（柱状スペーサ）
１２ａ，１２ａａ，１２ｂ，１２ｃ第２スペーサ（柱状スペーサ）
１３ａ，１３ａａ，１３ｂ，１３ｃ第３スペーサ（柱状スペーサ）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ薄膜トランジスタ基板（一対の基板）
３０ａ，３０ｂ，３０ｃカラーフィルタ基板（一対の基板）
３１ガラス基板（無機表層）
３２カラーフィルタ層（有機膜）
３３ブラックマトリクス層（有機膜）
３４無色透明層（有機膜）
４０液晶層
５０ａ，５０ａａ，５０ｂ，５０ｃ液晶表示装置

Claims

互いに対向して配置された一対の基板と、
上記一対の基板の間に設けられた液晶層と、
上記一対の基板の間に設けられ上記液晶層の厚さを規定するための柱状スペーサとを備えた液晶表示装置であって、
上記一対の基板の少なくとも一方は、無機材料からなる無機表層と、該無機表層の一部を露出するように設けられた有機膜とを有し、
上記柱状スペーサは、上記無機表層の上記有機膜から露出した部分に設けられた第１スペーサと、該第１スペーサの高さよりも低く設けられた第２スペーサとを有していることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
表示に寄与する表示領域を有し、
上記第２スペーサは、上記表示領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２に記載された液晶表示装置において、
上記表示領域は、反射表示を行うための反射領域を有し、
上記第２スペーサは、上記反射領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項３に記載された液晶表示装置において、
上記表示領域は、透過表示を行うための透過領域を有し、
上記柱状スペーサは、上記透過領域に上記第１スペーサの高さよりも低く設けられた第３スペーサを有していることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２に記載された液晶表示装置において、
上記第２スペーサは、上記無機表層の上記有機膜から露出した部分に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項４に記載された液晶表示装置において、
上記第２スペーサ及び第３スペーサは、同一層に同一材料により形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記一対の基板は、一方が薄膜トランジスタ基板であり、他方がカラーフィルタ基板であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記無機表層は、ガラス基板の表面部分であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項７に記載された液晶表示装置において、
上記有機膜は、上記カラーフィルタ基板に設けられたブラックマトリクス層、カラーフィルタ層及び無色透明層の少なくとも１層であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記第２スペーサの個数は、上記第１スペーサの個数以上であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１０に記載された液晶表示装置において、
上記表示領域は、マトリクス状に設けられた複数の画素を有し、
上記第１スペーサ及び第２スペーサは、上記各画素毎に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記一対の基板の少なくとも一方の厚さは、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載された液晶表示装置において、
上記第２スペーサは、上記液晶層の配向を制御するための配向制御体であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項４に記載された液晶表示装置において、
上記第３スペーサは、上記液晶層の配向を制御するための配向制御体であることを特徴とする液晶表示装置。