JP2013125135A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の貼り合わせ工程における基板間隔の変動を抑制して表示品位を向上させる。
【解決手段】液晶表示装置は、シール部材１３に沿った枠状の第１領域２１における第１基板１１に形成され、第１基板１１及び第２基板１２の間隔を規定するための複数の第１柱状スペーサ３１と、第１領域２１の内側領域である第２領域２２における第１基板１１又は第２基板１２に形成されると共に、第１柱状スペーサ３１よりも第１基板１１及び第２基板１２が互いに対向する方向に変形し易いように構成され、第１柱状スペーサ３１よりも小さい弾性係数を有して第２領域２２における第１基板１１又は第２基板１２に形成され、第１基板１１及び第２基板１２の間隔を規定するための複数の第２柱状スペーサ２２とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

近年、薄型の表示装置（フラットパネルディスプレイ）である液晶表示装置についての需要が高まっており、例えばスマートフォンや携帯電話等のモバイル機器等にも広く適用されている。

例えば、液晶表示装置は、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に液晶層及びシール部材を介して貼り合わされた対向基板とを有している。シール部材は液晶層を囲む枠状に形成されている。

そして、液晶表示装置には、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を規定するための複数のスペーサが設けられている。特許文献１には、例えばフォトリソ工程によって基板に形成された柱状スペーサが開示されている。

また、特許文献１の柱状スペーサは、二層構造を有し、下層部分が上層部分よりも硬い材質によって構成されている。そのことにより、製造工程において基板同士を押圧して貼り合わせる際に押圧ムラが生じても、柱状スペーサの比較的軟らかい上層部分が押圧ムラに順応して変形するため、当該柱状スペーサによって基板間隔が均一に維持されることとなる。

特開２００５−３４５６６６号公報

しかし、上記特許文献１における柱状スペーサには、上層部分と下層部分との境界における剥離強度が著しく低下してしまう問題がある。したがって、各柱状スペーサは、それぞれ二層構造ではなくて単一の材質により構成することが望ましい。

ここで、複数の柱状スペーサを有する液晶表示装置は、シール部材近傍において基板間隔が不均一になる虞があり、その結果、シール部材近傍において表示ムラが生じるという問題がある。

例えば、図１３は、液晶表示装置１００の側端部を拡大して示す断面図である。図１３に示すように、対向基板１０１は、ガラス基板１０２と、ガラス基板１０２の表面に形成された枠状のシール部材１０３及び平坦化膜（オーバーコート膜）１０４と、平坦化膜１０４の表面に形成された複数の柱状スペーサ１０５とを有している。各柱状スペーサ１０５は、それぞれ同じ材質で且つ同じ長さに形成されている。

平坦化膜１０４はガラス基板１０２上にスピンコートされている。しかし、ガラス基板１０２の中央側（図１３で左側）とシール部材１０３の近傍とは、表示領域又は非表示領域（額縁領域）であるという違いもあり、例えば、ガラス基板１０２上の表示領域は着色層や信号配線などの構造物が密に配置される一方、非表示領域は一般に遮光膜や透明導電膜（ＩＴＯ膜）などが形成されるのみであり、その膜質や密集度が異なる。そのため、スピンコートされる平坦化膜１０４は、シール部材１０３の近傍において広がり易く、ガラス基板１０２上に形成された平坦化膜１０４の側端部には、スピン塗布時の膜厚ムラが生じやすい。膜厚ムラが生じた平坦化膜１０４の側端部は、側端方向（図１３で左方向）へ向かうに連れて厚みが徐々に小さくなる。したがって、柱状スペーサ１０５のガラス基板１０２表面からの高さは、平坦化膜１０４の側端部において徐々に低くなる。

よって、当該柱状スペーサ１０５が形成されると共に液晶材料１０７が供給された対向基板１０１にＴＦＴ基板１０６を押圧して貼り合わせると、図１３に示すように、シール部材１０３の近傍におけるＴＦＴ基板１０６の端部が対向基板１０１側に沈み込むと共に、その沈み込みの反動で当該ＴＦＴ基板１０６の端部よりも内側の領域が凸状に浮き上がってしまう。その結果、液晶表示装置の平面図である図１４に２点鎖線で示すように、シール部材１０３に沿った領域１０７に表示ムラが生じる。

また、上述のような平坦化膜を形成しない場合であっても、例えば、複数の液晶表示装置１００を大判の基板母材から分割して形成するような場合にも同様の問題が生じる。

すなわち、第１及び第２の基板母材１１１，１１２の一部を示す断面図である図１５に示すように、第１の基板母材１１１には枠状のシール部材１０３が複数形成され、各シール部材１０３の内側には複数の柱状スペーサ１０５がそれぞれ形成されている。また、第１の基板母材１１１におけるシール部材１０３の外側には、第２の基板母材１１２を支持して、シール部材１０３の内側領域と外側領域とにおける基板貼り合わせ後の基板間隔を可能な限り揃えるための支持体１１３が形成されている。

そうして、各シール部材１０３の内側に液晶材料１０７を滴下した後に、真空環境下で第２の基板母材１１２を上記第１の基板母材１１１に貼り合わせて、上記基板母材１１１，１１２を大気圧環境に戻す。

このとき、図１５に示すように、支持体１１３が設けられているシール部材１０３の外側では、液晶材料１０７が充填されておらず負圧となっていることから、大気圧の作用によって第２の基板母材１１２が凹状に沈み込む。そして、この沈み込みの反動で当該第２の基板母材１１２におけるシール部材１０３の内側の近傍領域が凸状に浮き上がってしまう。その結果、図１４に２点鎖線で示すように、シール部材１０３に沿った領域に表示ムラが生じることとなる。

尚、貼り合わされた基板母材１１１，１１２の外周部は、図示省略のシール部材によって封止されており、大気環境下においてシール部材１０３の外側領域に負圧を生じさせて基板母材１１１，１１２を互いに貼り合わせる押圧力を高めるようになっている。

また、シール部材１０３の高さと柱状スペーサ１０５の高さとが異なる場合や、シール部材１０３と柱状スペーサ１０５との間隔が比較的大きい場合においても、表示ムラの問題が生じる。

ここで、図１６〜図１８は、液晶表示装置１００の側端部を拡大して示す断面図である。図１６に示す液晶表示装置１００は、対向基板１０１を構成するガラス基板１０２の表示領域に形成された着色層１０８と、上記ガラス基板１０２の非表示領域に形成された遮光膜１０９と、着色層１０８上に形成された複数の柱状スペーサ１０５とを有している。ガラス基板１０２の非表示領域には、シール部材１０３が設けられている。

そして、対向基板１０１には、シール部材１０３、柱状スペーサ１０５及び液晶材料１０７を介してＴＦＴ基板１０６が貼り合わされている。図１６におけるシール部材１０３は、ガラス基板１０２からの高さが柱状スペーサ１０５と同じになっている。しかし、シール部材１０３と柱状スペーサ１０５との間隔が比較的大きくなっているので、ＴＦＴ基板１０６が対向基板１０１に押圧して貼り付けられた際に、シール部材１０３の内側の近傍領域において、柱状スペーサ１０５が圧縮されて基板間隔が狭くなり、表示ムラが生じ得る。

また、図１７に示す液晶表示装置１００は、シール部材１０３の高さが柱状スペーサ１０５の高さよりも低くなっている。一方、図１８に示す液晶表示装置１００は、シール部材１０３の高さが柱状スペーサ１０５の高さよりも高くなっている。図１７及び図１８における液晶表示装置１００についても、ＴＦＴ基板１０６が対向基板１０１側に押圧して貼り付けられた際に、シール部材１０３の内側の近傍領域において、柱状スペーサ１０５が圧縮されて基板間隔が狭くなり、表示ムラが生じ得る。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、柱状スペーサを有する液晶表示装置について、基板の貼り合わせ工程における基板間隔の変動を抑制して、表示品位の向上を図ることにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、液晶表示装置を対象としている。そして、液晶表示装置は、第１基板と、上記第１基板に対向して配置された第２基板と、上記第１基板及び第２基板の間において枠状のシール部材によって封入された液晶層と、上記液晶層が封入されている領域に形成され、上記シール部材に沿った枠状の第１領域、及び該第１領域の内側領域である第２領域を有する表示領域と、上記第１領域における上記第１基板に形成され、上記第１基板及び第２基板の間隔を規定するための複数の第１柱状スペーサと、上記第２領域における上記第１基板又は第２基板に形成されると共に、上記第１柱状スペーサよりも上記第１基板及び第２基板が互いに対向する方向に変形し易いように構成され、上記第１基板及び第２基板の間隔を規定するための複数の第２柱状スペーサとを備えている。

第１の発明によると、シール部材に沿った枠状の第１領域に第１基板及び第２基板が互いに対向する方向（以下、基板対向方向とも称する）に比較的変形し難い複数の第１柱状スペーサを設ける一方、第１領域の内側の第２領域に第１柱状スペーサよりも基板対向方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサを設けることにより、第１基板と第２基板とを押圧して貼り合わせる工程において、第１領域における第２基板の第１基板側への沈み込みが抑制される。その結果、第２基板の沈み込みの反動による第２領域側の第２基板の浮き上がりが抑制されるため、第２基板の平坦性を維持し、第１基板と第２基板との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることが可能になる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１基板には、上記表示領域に平坦化膜が形成され、上記第１柱状スペーサは、上記平坦化膜の表面に形成され、上記第１領域における上記平坦化膜の厚みは、上記第２領域側から上記シール部材側へ向かって徐々に小さくなっている。

第２の発明によると、第１領域における平坦化膜の厚みが第２領域における平坦化膜の厚みより小さくなっていても、第２領域では第２柱状スペーサが第１柱状スペーサよりも大きく縮むので、第２基板の平坦性が好適に維持され、第１基板と第２基板との基板間隔の変動が抑制されることとなる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記第１柱状スペーサは、上記第１基板に形成され、上記第２柱状スペーサは、上記第２基板に形成されている。

第３の発明によると、第１柱状スペーサを第１基板に形成する一方、第２柱状スペーサを第２基板にそれぞれ別個独立に形成できるので、基板対向方向における変形し易さが互いに異なる第１及び第２柱状スペーサを容易に形成することが可能になる。

第４の発明は、上記第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、互いに異なる材質によって構成されると共に互いに同じ長さに形成されている。

第５の発明は、上記第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、軸方向に直交する断面の断面積及び材質が互いに同じであり、上記第１柱状スペーサは、上記第２柱状スペーサよりも短い。

第６の発明は、上記第１乃至第３の発明の何れか１つにおいて、上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、長さ及び材質が互いに同じであり、上記第１柱状スペーサは、軸方向に直交する断面の断面積が、上記第２柱状スペーサよりも大きい。

これら第４乃至第６の発明によると、第２柱状スペーサが第１柱状スペーサよりも基板対向方向に変形し易くなるため、第２基板の平坦性を維持し、第１基板と第２基板との基板間隔の変動を抑制することが可能になる。

また、第７の発明は、液晶表示装置の製造方法を対象としている。そして、上記製造方法は、第１絶縁性基板に平坦化膜を形成する工程と、上記平坦化膜の周縁部を含む枠状の第１領域において、該平坦化膜の表面に複数の第１柱状スペーサを形成する一方、上記第１領域の内側の第２領域における上記平坦化膜の表面、又は当該第２領域に対向する第２絶縁性基板に、上記第１柱状スペーサよりも軸方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサを形成する工程と、上記第１領域の周囲を囲むように、枠状のシール部材を上記第１絶縁性基板に形成する工程と、上記シール部材の内側に液晶材料を供給する工程と、上記液晶材料及び上記シール部材を介して、第２絶縁性基板を上記第１絶縁性基板に押圧して貼り合わせる工程とを有する。

第７の発明によると、シール部材に沿った枠状の第１領域に複数の第１柱状スペーサを設ける一方、第１領域の内側の第２領域に第１柱状スペーサよりも変形し易い複数の第２柱状スペーサを設けるようにしたので、平坦化膜の周縁部に厚みムラが生じて当該周縁部の厚みが比較的薄くなったとしても、第１領域では第１柱状スペーサが縮みにくい一方、第２領域では第２柱状スペーサが第１柱状スペーサよりも大きく縮むこととなる。その結果、第２基板の平坦性が維持されるため、第１基板と第２基板との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることが可能になる。

また、第８の発明は、液晶表示装置の製造方法を対象としている。そして、上記製造方法は、第１基板母材における複数の枠状の第１領域にそれぞれ複数の第１柱状スペーサを形成する一方、各上記第１領域の内側の第２領域、又は当該第２領域に対向する第２基板母材に、上記第１柱状スペーサよりも軸方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサを形成すると共に、上記第１基板母材における上記複数の第１領域同士の間に上記第２基板母材を支持するための支持体を形成する工程と、各上記第１領域の周囲をそれぞれ囲むように、複数の枠状のシール部材を上記第１基板母材に形成する工程と、各上記シール部材の内側に液晶材料をそれぞれ供給する工程と、真空環境下において、上記液晶材料及び上記複数のシール部材を介して、第２基板母材を上記第１基板母材に押圧して貼り合わせる工程と、互いに貼り合わされた上記第１基板母材及び第２基板母材を、大気圧環境に戻した後に、各上記液晶材料毎に分割する工程とを有する。

第８の発明によると、互いに貼り合わされた第１基板母材及び第２基板母材を真空環境から大気圧環境に戻したときに、シール部材の外側の支持体が形成された領域では、大気圧により押圧されて第２基板母材が第１基板母材側へ凹状に沈み込む虞がある。このとき、上記第２基板母材が沈み込む反動により、第１領域におけるシール部材の内側近傍では、第２基板母材が第１基板母材と反対側へ浮き上がろうとする応力が生ずる。しかし、本発明では、第１領域の第１柱状スペーサがその軸方向に比較的変形し難い一方、第２領域の第２柱状スペーサがその軸方向に比較的変形し易いので、第１領域における第２基板母材の浮き上がりを抑制することが可能になる。その結果、第２基板母材の平坦性が維持されるため、第１基板母材と第２基板母材との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることが可能になる。

本発明によれば、第１基板と第２基板とを押圧して貼り合わせる工程において、第１領域では第１柱状スペーサがその軸方向に比較的変形し難い一方、第２領域では第２柱状スペーサが第１柱状スペーサよりも軸方向に変形し易いので、第２基板の平坦性を維持し、第１基板と第２基板との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることが可能になる。

図１は、本実施形態１における液晶表示装置の平面図である。 図２は、液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。 図３は、ガラス基板に形成された平坦化膜を示す断面図である。 図４は、平坦化膜の表面に形成された第１及び第２柱状スペーサを示す断面図である。 図５は、対向基板に形成されたシール部材を示す断面図である。 図６は、対向基板に形成された第１柱状スペーサと、ＴＦＴ基板に形成された第２柱状スペーサを示す断面図である。 図７は、互いに貼り合わされた第１及び第２基板母材を示す断面図である。 図８は、第１基板母材に形成された第１及び第２柱状スペーサと支持体５４とを示す断面図である。 図９は、第１基板母材に形成されたシール部材を示す断面図である。 図１０は、互いに貼り合わされた第１及び第２基板母材を示す平面図である。 図１１は、その他の実施形態における第１及び第２柱状スペーサを示す断面図である。 図１２は、その他の実施形態における第１及び第２柱状スペーサを示す断面図である。 図１３は、本発明の関連技術における液晶表示装置の側端部を拡大して示す断面図である。 図１４は、本発明の関連技術における液晶表示装置を示す平面図である。 図１５は、本発明の関連技術における第１及び第２の基板母材の一部を示す断面図である。 図１６は、本発明の関連技術における液晶表示装置の側端部を拡大して示す断面図である。 図１７は、本発明の関連技術における液晶表示装置の側端部を拡大して示す断面図である。 図１８は、本発明の関連技術における液晶表示装置の側端部を拡大して示す断面図である。

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。尚、本発明は、以下の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５は、本発明の実施形態１を示している。

図１は、本実施形態１における液晶表示装置１の平面図である。図２は、液晶表示装置１の構造を模式的に示す断面図である。図３は、ガラス基板４１に形成された平坦化膜４３を示す断面図である。図４は、平坦化膜４３の表面に形成された第１及び第２柱状スペーサ３１，３２を示す断面図である。図５は、対向基板１１に形成されたシール部材１３を示す断面図である。

本実施形態１における液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、第１基板としての対向基板１１と、対向基板に対向して配置されたＴＦＴ基板１２と、対向基板１１及びＴＦＴ基板１２の間において枠状のシール部材１３によって封入された液晶層１４とを有している。

ＴＦＴ基板１２には、図示を省略するが、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、各画素には液晶層を駆動するための画素電極と、画素電極に接続されたＴＦＴとがそれぞれ形成されている。一方、対向基板１１には、図示を省略するが、ＲＧＢ等の複数色の着色層を有するカラーフィルタと、上記各画素電極に共通して設けられた共通電極とが形成されている。

液晶表示装置１は、液晶層１４が封入されている領域に形成された表示領域２０と、表示領域２０の周囲に形成された額縁状の非表示領域２５とを有している。表示領域２０には、図示を省略するが、複数の画素がマトリクス状に形成されている。上記シール部材１３は、非表示領域２５に配置されて矩形枠状に形成されている。また、非表示領域２５には、図１に示すように、表示領域２０における液晶層１４の駆動等を制御するための駆動回路ＩＣ１６が実装されている。

表示領域２０は、シール部材１３に沿った枠状の第１領域２１と、第１領域２１の内側領域である第２領域２２とを有している。すなわち、第１領域２１は矩形枠状の領域に形成され、第２領域２２は第１領域２１に内接する矩形状の領域に形成されている。

図２に示すように、対向基板１１は、第１絶縁性基板としてのガラス基板４１を有している。表示領域２０におけるガラス基板４１の液晶層１４側には、平坦化膜（オーバーコート膜）４３が形成されている。

平坦化膜４３は、スピン塗布によってガラス基板４１上に形成されており、その平坦化膜４３の周縁部分には膜厚ムラが生じている。すなわち、第１領域２１における平坦化膜４３の厚みは、第２領域２２側からシール部材１３側へ向かって徐々に小さくなっている。

ここで、ガラス基板４１の中央側とシール部材１３の近傍とは、表示領域又は非表示領域（額縁領域）であるという違いもあり、例えば、ガラス基板４１上の表示領域は着色層や信号配線などの構造物が密に配置される一方、非表示領域は一般に遮光膜や透明導電膜（ＩＴＯ膜）などが形成されるのみであり、その膜質や密集度が異なる。その結果、スピンコートされる平坦化膜４３は、シール部材１３の近傍において広がり易く、ガラス基板４１上に形成された平坦化膜４３の側端部には、スピン塗布時の膜厚ムラが生じ易くなる。

第１領域２１における対向基板１１には、図２に示すように、対向基板１１及びＴＦＴ基板１２の間隔を規定するための複数の第１柱状スペーサ３１が平坦化膜４３の表面に形成されている。各第１柱状スペーサ３１は、互いに同じ長さを有している。

第１柱状スペーサ３１は、例えば、アルカリ可溶性樹脂、光重合性モノマー、及び光重合性開始剤を主成分としたネガ型レジスト等の感光性樹脂組成物によって構成されている。アルカリ可溶性樹脂としては（メタ）アクリル系樹脂を適用することができる。光重合性モノマーとしては多官能アクリレートの一群が好適である。特に、光重合性開始剤としては、チオキサンソン系の光重合開始剤をα−アミノケトン系光重合開始剤と併用することができる。

一方、第２領域２２における対向基板１１には、図２に示すように、対向基板１１及びＴＦＴ基板１２の間隔を規定するための複数の第２柱状スペーサ３２が形成されている。第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１よりも対向基板１１及びＴＦＴ基板１２が互いに対向する方向（以下、基板対向方向とも称する）に変形し易いように構成されている。すなわち、第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１よりも軟らかい。

第２柱状スペーサ３２は、上記第１柱状スペーサの構成材料に例えばメラミン樹脂を添加することによって、弾性変形量が比較的大きく柔軟であり且つ塑性変形量が比較的小さい柱状スペーサを形成することができる。

こうして、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、互いに異なる材質によって構成されている。また、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、互いに同じ長さに形成されている。

尚、弾性変形率が大きく且つ塑性変形率が小さい第２柱状スペーサ３２としては、ポリマー、多官能アクリレートモノマー、及び光重合開始剤を含有し、多官能アクリレートモノマーの含有量が５０〜７０重量％の範囲である構成とすることも可能である。

−製造方法−
次に、上記液晶表示装置１の製造方法について説明する。

液晶表示装置１は、例えば、対向基板１１に第１及び第２柱状スペーサ３１，３２及び枠状のシール部材１３を形成し、そのシール部材の枠内に液晶を滴下した後に、上記対向基板１１にＴＦＴ基板１２を貼り合わせることによって製造する。

したがって、まず、図３に示すように、対向基板１１を構成するガラス基板４１にカラーフィルタ（図示省略）及び平坦化膜４３等を形成する。平坦化膜４３は、スピン塗布によってガラス基板４１上に形成する。平坦化膜４３の周縁部分には、スピンムラによる膜厚ムラが生じており、第１領域２１における平坦化膜４３の厚みは、第２領域２２側からガラス基板４１の端部側へ向かって徐々に小さくなっている。

次に、図４に示すように、平坦化膜４３の周縁部を含む枠状の第１領域２１において、この平坦化膜４３の表面に複数の第１柱状スペーサ３１を形成する一方、第１領域２１の内側の第２領域２２における平坦化膜４３の表面に複数の第２柱状スペーサ３２を形成する。第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１よりも当該柱状スペーサ３２の軸方向（長さ方向）に変形し易いように構成されている。

本実施形態では、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２を互いに同じ長さに形成する一方、第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサの構成材料に例えばメラミン樹脂を添加することによって、第１柱状スペーサ３１よりもその軸方向に変形し易い構成とする。

そして、第１領域２１では、平坦化膜４３の厚みが第２領域２２側からガラス基板４１の端部へ向かって徐々に小さくなっているため、第１柱状スペーサ３１のガラス基板４１表面からの高さは、第２領域２２側からガラス基板４１の端部へ向かって徐々に小さくなっている。

第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、例えば、それぞれフォトリソグラフィによって形成する。例えば、第１領域２１に複数の第１柱状スペーサ３１をフォトリソグラフィによって形成した後に、第２領域２２に複数の第２柱状スペーサ３２をフォトリソグラフィによって形成する。尚、第２柱状スペーサ３２を形成した後に、第１柱状スペーサ３１を形成するようにしてもよい。また、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２の形成は、フォトリソグラフィに限られない。

上述のように、第１柱状スペーサ３１の弾性係数は、第２柱状スペーサ３２の弾性係数よりも大きくなっている。また、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、互いに同じ長さとなるように形成する。

次に、図５に示すように、第１領域２１の周囲を囲むように、枠状のシール部材１３をガラス基板４１に形成する。シール部材１３は、例えば紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂又はその併用型樹脂によって形成することが可能である。

次に、シール部材１３の内側に液晶材料を供給する。液晶材料は、ＯＤＦ（One Drop Fill）法により、シール部材１３の枠内に滴下して供給する。その後、図２に示すように、液晶材料及びシール部材１３を介して、ＴＦＴ基板１２を構成している第２絶縁性基板としてのガラス基板４２をガラス基板４１に押圧して貼り合わせる。

このとき、シール部材１３と第１及び第２柱状スペーサ３１，３２とは、それぞれ基板間隔方向に圧縮されて僅かに縮む。そして、第１領域２１では、第１柱状スペーサ３１のガラス基板４１表面からの高さが第２柱状スペーサ３２よりも低くなっているものの、第１柱状スペーサ３１が第２柱状スペーサ３２よりもその軸方向に変形し難いため、第１領域２１におけるＴＦＴ基板１２の対向基板１１側への沈み込みが抑制され、ＴＦＴ基板１２と対向基板１１との基板間隔が一定に維持される。

尚、本実施形態１では、ＯＤＦ法による液晶表示装置１の製造方法について説明したが、シール部材１３に形成した切欠部によって液晶材料の注入口を構成し、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２を介して対向基板１１とＴＦＴ基板１２とを貼り合わせた後に、注入口から液晶材料を注入して液晶表示装置を製造するようにしてもよい。

−実施形態１の効果−
この実施形態１によると、図１及び図２に示すように、シール部材１３に沿った枠状の第１領域２１に基板対向方向に比較的変形し難い複数の第１柱状スペーサ３１を設ける一方、第１領域２１の内側の第２領域２２に第１柱状スペーサ３１よりも基板対向方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサ３２を設けるようにした。したがって、対向基板１１とＴＦＴ基板１２とを押圧して貼り合わせる工程において、第１領域２１における平坦化膜の厚みが第２領域２２における平坦化膜の厚みより小さくなっていても、第２領域２２では第２柱状スペーサ３２が比較的大きく縮む一方、第１領域２１では第１柱状スペーサ３１が比較的小さく縮むため、第１領域２１におけるＴＦＴ基板１２の対向基板１１側への沈み込みを抑制することができる。その結果、ＴＦＴ基板１２の沈み込みの反動による第２領域２２側のＴＦＴ基板１２の浮き上がりを抑制できるため、ＴＦＴ基板１２の平坦性を維持し、対向基板１１とＴＦＴ基板１２との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることができる。

また、対向基板１１又はＴＦＴ基板１２が押圧された場合など、液晶層１４の体積が変動した場合にも、第２柱状スペーサ３２が第１柱状スペーサ３１よりも基板対向方向に変形し易い材質によって構成され、その第２柱状スペーサ３２が液晶層１４の体積変動に追随して伸縮することが可能であるため、従来のように同一構成の複数の柱状スペーサを設ける場合に比べて、シール部材１３の内側に滴下する液晶材料の量にマージンを設ける必要がない。

《発明の実施形態２》
図６は、本発明の実施形態２を示している。

図６は、対向基板１１に形成された第１柱状スペーサ３１と、ＴＦＴ基板１２に形成された第２柱状スペーサ３２を示す断面図である。尚、以降の各実施形態では、図１〜図５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。

上記実施形態１における液晶表示装置１は、第２柱状スペーサ３２が第１柱状スペーサ３１と共に対向基板１１に形成されていたのに対し、本実施形態における液晶表示装置１は、第２柱状スペーサ３２がＴＦＴ基板１２に形成されている点で相違している。

すなわち、本実施形態における液晶表示装置１は、第１柱状スペーサ３１が第１領域２１における対向基板１１に形成される一方、第２柱状スペーサ３２が第２領域２２におけるＴＦＴ基板１２に形成されている。第１及び第２柱状スペーサ３１，３２は、上記実施形態１におけるものと同じ構成を有している。そうして、ＴＦＴ基板１２と対向基板１１との基板間隔は、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２によって規定されている。

本実施形態における液晶表示装置１を製造する場合には、上記実施形態１と同様に、第１絶縁性基板としてのガラス基板４１に平坦化膜４３をスピン塗布により形成し、図６に示すように、平坦化膜４３の周縁部を含む枠状の第１領域２１において、平坦化膜４３の表面に複数の第１柱状スペーサ３１をフォトリソグラフィによって形成する。一方、第１領域２１の内側の第２領域２２に対向する第２絶縁性基板としてのガラス基板４２に複数の第２柱状スペーサ３２をフォトリソグラフィによって形成する。第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１よりも当該柱状スペーサ３２の軸方向（長さ方向）に変形し易い構成とする。

次に、第１柱状スペーサ３１が形成された対向基板１１に枠状のシール部材１３を形成した後に、上記シール部材１３の枠内に液晶材料を滴下して供給する。その後、液晶材料が供給された対向基板１１に対して、第２柱状スペーサ３２が形成されているＴＦＴ基板１２を押圧して貼り合わせる。

−実施形態２の効果−
したがって、この実施形態２によると、上記実施形態１と同様に、第１領域２１に基板対向方向に比較的変形し難い複数の第１柱状スペーサ３１が設けられる一方、第１領域２１の内側の第２領域２２に第１柱状スペーサ３１よりも基板対向方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサ３２が設けられることになる。したがって、対向基板１１とＴＦＴ基板１２とを押圧して貼り合わせる工程において、第１領域２１における平坦化膜の厚みが第２領域２２における平坦化膜の厚みより小さくなっていても、第１領域２１におけるＴＦＴ基板１２の対向基板１１側への沈み込みを抑制することができる。その結果、ＴＦＴ基板１２の沈み込みの反動による第２領域２２側のＴＦＴ基板１２の浮き上がりを抑制できるため、ＴＦＴ基板１２の平坦性を維持し、対向基板１１とＴＦＴ基板１２との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることができる。

そのことに加え、第１柱状スペーサ３１を対向基板１１に形成する一方、第２柱状スペーサ３２をＴＦＴ基板１２にそれぞれ別個独立に形成できるので、軸方向における変形し易さが互いに異なる第１及び第２柱状スペーサ３１，３２を容易に形成することができる。

《発明の実施形態３》
図７〜図１０は、本発明の実施形態３を示している。

図７は、互いに貼り合わされた第１及び第２基板母材５１，５２を示す断面図である。図８は、第１基板母材５１に形成された第１及び第２柱状スペーサ３１，３２と支持体５４とを示す断面図である。図９は、第１基板母材５１に形成されたシール部材１３を示す断面図である。図１０は、互いに貼り合わされた第１及び第２基板母材５１，５２を示す平面図である。

本実施形態では、複数の第１柱状スペーサ３１が形成された第１領域２１と、複数の第２柱状スペーサ３２が形成された第２領域２２とを有する液晶表示装置１を、大判の基板母材を分割することによって製造する。

第１基板母材５１は、複数の対向基板１１となる領域を有している。一方、第２基板母材５２は、複数のＴＦＴ基板１２となる領域を有している。第１及び第２基板母材５１，５２は、例えばそれぞれガラス基板によって構成されている。

図７及び図１０に示すように、第１基板母材５１と第２基板母材５２との間には、複数の枠状のシール部材１３がマトリクス状に配置されている。シール部材１３の内側に沿った枠状の第１領域には、複数の第１柱状スペーサ３１が形成されている。第１領域２１の内側領域である第２領域２２には、複数の第２柱状スペーサ３２が形成されている。第１及び第２柱状スペーサ３１，３２は、上記実施形態１と同様の構成を有している。すなわち、第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１よりも当該柱状スペーサ３２の軸方向に変形し易くなっている。また、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２は、互いに同じ長さを有している。

そして、第１領域２１及び第２領域２２からなる表示領域２０には、液晶材料が充填された液晶層１４が形成されている。互いに隣り合うシール部材１３同士の間の領域である周辺領域２３には、複数の支持体５４が形成されている。周辺領域２３は、液晶材料が充填されておらず空隙になっている。

−製造方法−
次に、液晶表示装置１の製造方法について説明する。

まず、図８に示すように、大判の第１基板母材５１における複数の枠状の第１領域２１にそれぞれ複数の第１柱状スペーサ３１をフォトリソグラフィによって形成する。複数の第１領域２１は第１基板母材５１にマトリクス状に設けられている。また、各第１領域２１の内側領域である第２領域２２に、第１柱状スペーサ３１よりも軸方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサ３２をフォトリソグラフィによって形成する。第２柱状スペーサ３２は、第１柱状スペーサ３１と異なる材質によって構成され且つ第１柱状スペーサ３１と同じ長さを有する。

また、第１基板母材５１における複数の第１領域２１同士の間の領域である周辺領域２３に第１柱状スペーサ３１と同じ高さを有する支持体５４をフォトリソグラフィによって形成する。支持体５４は、周辺領域２３において第２基板母材５２を支持するためのものである。

支持体５４は、第１柱状スペーサ３１又は第２柱状スペーサ３２と同じ材質によって構成し、第１柱状スペーサ３１又は第２柱状スペーサ３２と同時に形成することが可能である。その他に、支持体５４は、金属の配線材料や、着色層の色レジスト材、若しくはブラックマトリクス（遮光膜）、又はこれらの多層膜によって構成することが可能である。

次に、図９に示すように、各第１領域２１の周囲をそれぞれ囲むように、複数の枠状のシール部材１３を第１基板母材５１に形成する。その後、各シール部材１３の内側に液晶材料をそれぞれ供給する。液晶材料は、ＯＤＦ法により、シール部材１３の枠内に滴下して供給する。

次に、真空環境下において、液晶材料及び複数のシール部材１３を介して、第２基板母材５２を第１基板母材５１に押圧して貼り合わせる。また、第１及び第２基板母材５１，５２の外周部を図示省略のシール材によって閉塞する。その後、互いに貼り合わされた第１基板母材５１及び第２基板母材５２を、大気圧環境に戻した後に、各液晶材料毎に分割する。そうして、大判の第１及び第２基板母材５１，５２から複数の液晶表示装置を製造する。

このとき、図７に示すように、大気圧環境に戻された第２基板母材５２は、周辺領域２３において第１基板母材５１側へ凹状に沈み込む。これは、第１及び第２基板母材５１，５２の外周部がシール材により閉塞されることによって、周辺領域２３が気密状に封止され、周辺領域２３における第１基板母材５１と第２基板母材５２との空隙が負圧となることから、支持体５４が第２基板母材５２を保持しきれずに大きく変形してしまうためである。

−実施形態３の効果−
この実施形態３によると、互いに貼り合わされた第１基板母材５１及び第２基板母材５２を真空環境から大気圧環境に戻したときに、シール部材１３の外側の周辺領域２３では、第１基板母材５１と第２基板母材５２との空隙に液晶材料が充填されておらず負圧となっていることから、支持体５４は、大気圧により押圧される第２基板母材５２を支持しきれずに大きく変形してしまう。そのため、周辺領域２３において第２基板母材５２は、図７に示すように、第１基板母材５１側へ凹状に沈み込む。

このとき、第２基板母材５２が沈み込む反動により、第１領域２１におけるシール部材１３の内側近傍では、第２基板母材５２が第１基板母材５１と反対側へ浮き上がろうとする応力が生ずる。しかし、本実施形態によると、第１領域２１の第１柱状スペーサ３１が軸方向に比較的変形し難い一方、第２領域２２の第２柱状スペーサ３２が軸方向に比較的変形し易いため、第１領域２１における第２基板母材５２の浮き上がりを抑制することができる。その結果、第２基板母材５２の平坦性を維持できるため、第１基板母材５１と第２基板母材５２との基板間隔の変動を抑制して、表示品位を向上させることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１〜３では、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２が互いに同じ長さでありかつ互いに異なる材質を有するように構成したが、本発明はこれに限られない。例えば、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２の断面図である図１１に示すように、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、長さ及び材質が互いに同じであり、第１柱状スペーサ３１は、軸方向に直交する断面の断面積が、第２柱状スペーサよりも大きくなるように構成してもよい。

また、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２の断面図である図１２に示すように、第１柱状スペーサ３１及び第２柱状スペーサ３２は、軸方向に直交する断面の断面積及び材質が互いに同じであり、第１柱状スペーサ３１の長さが、第２柱状スペーサ３２よりも短くなるように構成してもよい。

これらの構成によっても、第１柱状スペーサ３１が第２柱状スペーサ３２よりも軸方向に比較的変形し難くなるため、ＴＦＴ基板１２の平坦性を維持し、対向基板１１とＴＦＴ基板１２との基板間隔の変動を抑制することができる。

また、例えば、上記実施形態３において、第１柱状スペーサ３１を第１基板母材５１の第１領域２１に形成する一方、第２柱状スペーサ３２を第１基板母材５１の第２領域２２に対向する第２基板母材５２に形成するようにしてもよい。そのことにより、第１及び第２柱状スペーサ３１，３２をそれぞれ別個独立に形成できるので、軸方向における変形し易さが互いに異なる第１及び第２柱状スペーサ３１，３２を容易に形成することができる。

また、上記各実施形態では、第１基板を対向基板１１とする一方、第２基板をＴＦＴ基板１２として説明したが、本発明はこれに限らず、第１基板をＴＦＴ基板１２とする一方、第２基板を対向基板１１としてもよい。

また、本発明は上記実施形態１〜３に限定されるものでなく、本発明には、これらの実施形態１〜３を適宜組み合わせた構成が含まれる。

以上説明したように、本発明は、液晶表示装置及びその製造方法について有用である。

１ 液晶表示装置
１１ 対向基板（第１基板）
１２ ＴＦＴ基板（第２基板）
１３ シール部材
１４ 液晶層
２０ 表示領域
２１ 第１領域
２２ 第２領域
２３ 周辺領域
３１ 第１柱状スペーサ
３２ 第２柱状スペーサ
４１ ガラス基板（第１絶縁性基板）
４２ ガラス基板（第２絶縁性基板）
４３ 平坦化膜
５１ 第１基板母材
５２ 第２基板母材
５４ 支持体

Claims (8)

1. 第１基板と、
   上記第１基板に対向して配置された第２基板と、
   上記第１基板及び第２基板の間において枠状のシール部材によって封入された液晶層と、
   上記液晶層が封入されている領域に形成され、上記シール部材に沿った枠状の第１領域、及び該第１領域の内側領域である第２領域を有する表示領域と、
   上記第１領域における上記第１基板に形成され、上記第１基板及び第２基板の間隔を規定するための複数の第１柱状スペーサと、
   上記第２領域における上記第１基板又は第２基板に形成されると共に、上記第１柱状スペーサよりも上記第１基板及び第２基板が互いに対向する方向に変形し易いように構成され、上記第１基板及び第２基板の間隔を規定するための複数の第２柱状スペーサとを備えている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記第１基板には、上記表示領域に平坦化膜が形成され、
   上記第１柱状スペーサは、上記平坦化膜の表面に形成され、
   上記第１領域における上記平坦化膜の厚みは、上記第２領域側から上記シール部材側へ向かって徐々に小さくなっている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された液晶表示装置において、
   上記第１柱状スペーサは、上記第１基板に形成され、
   上記第２柱状スペーサは、上記第２基板に形成されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、互いに異なる材質によって構成されると共に互いに同じ長さに形成されている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１乃至３の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、軸方向に直交する断面の断面積及び材質が互いに同じであり、
   上記第１柱状スペーサは、上記第２柱状スペーサよりも短い
   ことを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１乃至３の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記第１柱状スペーサ及び第２柱状スペーサは、長さ及び材質が互いに同じであり、
   上記第１柱状スペーサは、軸方向に直交する断面の断面積が、上記第２柱状スペーサよりも大きい
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 第１絶縁性基板に平坦化膜を形成する工程と、
   上記平坦化膜の周縁部を含む枠状の第１領域において、該平坦化膜の表面に複数の第１柱状スペーサを形成する一方、上記第１領域の内側の第２領域における上記平坦化膜の表面、又は当該第２領域に対向する第２絶縁性基板に、上記第１柱状スペーサよりも軸方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサを形成する工程と、
   上記第１領域の周囲を囲むように、枠状のシール部材を上記第１絶縁性基板に形成する工程と、
   上記シール部材の内側に液晶材料を供給する工程と、
   上記液晶材料及び上記シール部材を介して、第２絶縁性基板を上記第１絶縁性基板に押圧して貼り合わせる工程とを有する
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 第１基板母材における複数の枠状の第１領域にそれぞれ複数の第１柱状スペーサを形成する一方、各上記第１領域の内側の第２領域、又は当該第２領域に対向する第２基板母材に、上記第１柱状スペーサよりも軸方向に変形し易い複数の第２柱状スペーサを形成すると共に、上記第１基板母材における上記複数の第１領域同士の間に上記第２基板母材を支持するための支持体を形成する工程と、
   各上記第１領域の周囲をそれぞれ囲むように、複数の枠状のシール部材を上記第１基板母材に形成する工程と、
   各上記シール部材の内側に液晶材料をそれぞれ供給する工程と、
   真空環境下において、上記液晶材料及び上記複数のシール部材を介して、第２基板母材を上記第１基板母材に押圧して貼り合わせる工程と、
   互いに貼り合わされた上記第１基板母材及び第２基板母材を、大気圧環境に戻した後に、各上記液晶材料毎に分割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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