JP2015118150A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、アレイ基板と、対向基板と、柱状スペーサ（５ｍ）と、を備える。アレイ基板は、コンタクトホール１９ｈが形成された絶縁膜（１９）と、凹部ＲＥを有した光反射型の画素電極２１と、を備えている。柱状スペーサは、凹部ＲＥと対向している。
【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

一般に、表示装置として例えば液晶表示装置が知られている。また、近年、モバイルアプリケーションが急速に普及している。モバイルアプリケーションとしては液晶表示装置を用いたスマートフォン等が知られている。上記液晶表示装置においては、高精細化、高色純度化、高輝度化等に代表される表示性能の向上が求められている。また、上記液晶表示装置においては、バッテリによる長時間駆動を達成するための低消費電力化も求められている。

液晶表示装置としては、例えば、光源を備える光透過型の液晶表示装置と、光源無しに外光を利用して画像を表示する光反射型の液晶表示装置と、が挙げられる。光反射型の液晶表示装置は、光透過型の液晶表示装置より低消費電力化に寄与することができる。

このような、光反射型の液晶表示装置は、アレイ基板と、アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備えている。アレイ基板と対向基板との間の隙間は、柱状スペーサにより保持されている。

特開２００５−３２１５２２号公報 特開２００６−９８７５６号公報 特開２００９−８０２００号公報

この発明は、光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を提供する。

一実施形態に係る液晶表示装置は、
コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記コンタクトホールに重畳した凹部を有した光反射型の画素電極と、を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記凹部と対向した柱状スペーサと、を備えている。

また、一実施形態に係る液晶表示装置は、
第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記第１コンタクトホールに重畳した第１凹部を有した光反射型の第１画素電極と、前記絶縁膜上に設けられ前記第２コンタクトホールに重畳した第２凹部を有した光反射型の第２画素電極と、を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記第１凹部と対向した主柱状スペーサと、
前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記第２凹部と対向し前記主柱状スペーサより低い高さを有した副柱状スペーサと、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す概略構成図である。 図２は、上記液晶表示装置を示す概略断面図である。 図３は、図１及び図２に示したアレイ基板の概略構成を示す平面図である。 図４は、図３に示した単位画素を拡大して示す概略図である。 図５は、上記液晶表示装置の液晶表示パネルの概略構成を示す平面図であり、４個の単位画素の複数の画素電極と複数の柱状スペーサとを取り出して示す図である。 図６は、図５に示した液晶表示パネルを線ＶＩ−ＶＩに沿って示す断面図である。 図７は、上記液晶表示パネルの一部を示す拡大断面図であり、大まかに、画素電極のコンタクト部と柱状スペーサとを示す図である。 図８は、画素電極と対向する位置に対する光反射率の変化をグラフで示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの概略構成を示す平面図であり、２５個の単位画素の複数の画素電極と複数の柱状スペーサとを取り出して示す図である。 図１０は、第３の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの一部を示す概略平面図であり、１個の画素電極と１個の柱状スペーサとを取り出して示す図である。 図１１は、第４の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの一部を示す概略断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

始めに、本発明の実施形態の着想について説明する。
光反射型の液晶表示装置は、アレイ基板、対向基板及び液晶層を備えている。アレイ基板及び対向基板間の隙間は、柱状スペーサにより保持されている。アレイ基板の画素電極は、液晶層を透過する外光を反射させる光反射層を備えている。光反射層での光反射率が高い程、輝度レベルの高い画像を表示することができる。

このため、光反射層での光反射率を高くするための種々の工夫が必要である。
そこで、例えば、光反射率の高い材料（例えば、Ａｇ（銀）や、Ａｌ（アルミニウム））を利用して光反射層を形成する工夫がなされている。これにより、光反射層の光反射率を高くすることができる。

また、柱状スペーサを配置する位置に関して工夫がなされている。詳しくは、柱状スペーサは隣合う画素の境界を跨ぐように位置している。言い換えると、柱状スペーサは、隣合う光反射層の間の隙間に中心がくるように位置している。一般に、液晶表示装置は複数色の着色層を有したカラーフィルタを備えているが、上記隙間と対向した領域では着色層同士が重なり、光反射率が低下する。このため、柱状スペーサを上記のように位置し、光反射層の光反射率の低下を抑制している。

ところで、画素が高精細になるほど、光反射層のサイズ（面積）が小さくなる。一方、柱状スペーサのサイズには制約があり、画素サイズに対応付けて柱状スペーサのサイズを小さくすることには限界がある。特に、柱状スペーサの径が小さくなるに従って、現像時に剥がれやすくなるため、通常は５μｍ程度を下限として形成されることが多い。このため、光反射層の面積のうち柱状スペーサと対向した部分を対向面積とすると、画素が高精細になるほど光反射層の面積に対する対向面積の割合が多くなってしまう。そして、光反射層の光反射率の低下を招いてしまう。
上述したことから分かるように、画素が高精細になるほど、柱状スペーサ本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることは困難である。

そこで、本発明の実施形態においては、この課題の原因を解明し、この課題を解決することにより、画素が高精細になっても、柱状スペーサ本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることができるものである。次に、本発明の実施形態の課題解決のため、上記着想を具体化する手段や手法について説明する。

以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、光反射型の液晶表示装置である。液晶表示装置は、液晶表示パネル１０を備えている。液晶表示パネル１０は、アレイ基板１と、アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板２と、これら両基板間に挟持された液晶層３とを備えている。その他、液晶表示装置は、映像信号出力部としての信号線駆動回路９０と、制御部１００と、ＦＰＣ（flexible printed circuit）１１０とを備えている。液晶表示パネル１０は、表示領域ＡＡを有している。

図１乃至図４に示すように、アレイ基板１は、透明な絶縁性の基板として、例えばガラス基板４ａを備えている。表示領域ＡＡにおいて、ガラス基板４ａ上にはマトリクス状に配置された複数の単位画素ＵＰＸが形成されている。単位画素ＵＰＸは、行方向Ｘにｍ個並べられ、行方向Ｘに直交した列方向Ｙにｎ個並べられている。

各単位画素ＵＰＸは、複数の画素ＰＸを備えている。ここでは、各単位画素ＵＰＸは、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄを備えている。第２画素ＰＸｂは、第１画素ＰＸａに列方向Ｙに隣合って位置している。第３画素ＰＸｃは、第１画素ＰＸａに行方向Ｘに隣合って位置している。第４画素ＰＸｄは、第２画素ＰＸｂに行方向Ｘに隣合い第３画素ＰＸｃに列方向Ｙに隣合って位置している。

ここで、単位画素ＵＰＸの単位ではなく画素ＰＸの単位に着目すると、複数の画素ＰＸは、行方向Ｘに２×ｍ個並べられ、列方向Ｙに２×ｎ個並べられている。奇数行において、第２画素ＰＸｂ及び第４画素ＰＸｄが交互に順に並べられている。偶数行において、第１画素ＰＸａ及び第３画素ＰＸｃが交互に順に並べられている。奇数列において、第２画素ＰＸｂ及び第１画素ＰＸａが交互に順に並べられている。偶数列において、第４画素ＰＸｄ及び第３画素ＰＸｃが交互に順に並べられている。

なお、上記単位画素ＵＰＸを絵素と言い換えることができる。また、単位画素ＵＰＸを画素と言い換えることができ、この場合、上記画素ＰＸを副画素と言い換えることができる。

表示領域ＡＡの外側において、ガラス基板４ａ上に、走査線駆動回路１１及びアウタリードボンディング（outer lead bonding）のパッド群（以下、ＯＬＢパッド群と称する）ｐＧが形成されている。

表示領域ＡＡにおいて、ガラス基板４ａ上には、複数本（ｎ本）の走査線１５及び複数（４×ｍ本）の信号線１６が配置されている。信号線１６は、列方向Ｙに延在し行方向Ｘに互いに間隔を置いて設けられている。走査線１５は、行方向Ｘに延出し、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄに電気的に接続されている。ここでは、行方向Ｘに並べられた複数の単位画素ＵＰＸの第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、同一の走査線１５に電気的に接続されている。

次に、単位画素ＵＰＸを１つ取り出して説明する。
図３及び図４に示すように、複数の信号線１６のうち、第１乃至第４信号線１６ａ乃至１６ｄの４本の信号線は、列方向Ｙに並べられた複数の単位画素ＵＰＸに対応している。

第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、互いに異なる色の画像を表示するように構成された画素である。この実施形態において、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）及び白色（Ｗ）の画像を表示するように構成された画素である。単位画素ＵＰＸは、いわゆるＲＧＢＷ正方画素（ＲＧＢＷの４個の正方形の画素が正方配列化された画素）で構成されている。

第１画素ＰＸａは、第１画素電極２１ａと、第１スイッチング素子２２ａと、を有し、青色（Ｂ）の画像を表示するように構成されている。第１スイッチング素子２２ａは、走査線１５、第１信号線１６ａ及び第１画素電極２１ａに電気的に接続されている。この実施形態において、第１スイッチング素子２２ａは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成されている。第１スイッチング素子２２ａは、走査線１５に電気的に接続されたゲート電極と、第１信号線１６ａに電気的に接続されたソース電極と、第１画素電極２１ａに電気的に接続されたドレイン電極と、を有している。

第２画素ＰＸｂは、第２画素電極２１ｂと、第２スイッチング素子２２ｂと、を有し、赤色（Ｒ）の画像を表示するように構成されている。第２スイッチング素子２２ｂは、走査線１５、第２信号線１６ｂ及び第２画素電極２１ｂに電気的に接続されている。この実施形態において、第２スイッチング素子２２ｂは、ＴＦＴで形成されている。第２スイッチング素子２２ｂは、走査線１５に電気的に接続されたゲート電極と、第２信号線１６ｂに電気的に接続されたソース電極と、第２画素電極２１ｂに電気的に接続されたドレイン電極と、を有している。

第３画素ＰＸｃは、第３画素電極２１ｃと、第３スイッチング素子２２ｃと、を有し、白色（Ｗ）の画像を表示するように構成されている。第３スイッチング素子２２ｃは、走査線１５、第３信号線１６ｃ及び第３画素電極２１ｃに電気的に接続されている。この実施形態において、第３スイッチング素子２２ｃは、ＴＦＴで形成されている。第３スイッチング素子２２ｃは、走査線１５に電気的に接続されたゲート電極と、第３信号線１６ｃに電気的に接続されたソース電極と、第３画素電極２１ｃに電気的に接続されたドレイン電極と、を有している。

第４画素ＰＸｄは、第４画素電極２１ｄと、第４スイッチング素子２２ｄと、を有し、緑色（Ｇ）の画像を表示するように構成されている。第４スイッチング素子２２ｄは、走査線１５、第４信号線１６ｄ及び第４画素電極２１ｄに電気的に接続されている。この実施形態において、第４スイッチング素子２２ｄは、ＴＦＴで形成されている。第４スイッチング素子２２ｄは、走査線１５に電気的に接続されたゲート電極と、第４信号線１６ｄに電気的に接続されたソース電極と、第４画素電極２１ｄに電気的に接続されたドレイン電極と、を有している。

次に、液晶表示パネル１０の断面構造について説明する。図５は、液晶表示パネル１０の概略構成を示す平面図であり、４個の単位画素ＵＰＸの複数の画素電極２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）と複数の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）とを取り出して示す図である。図６は、図５に示した液晶表示パネル１０を線ＶＩ−ＶＩに沿って示す断面図である。

図３乃至図６に示すように、ガラス基板４ａ上には下地部１４が形成されている。下地部１４は、順に積層されたアンダーコート膜、第１乃至第４スイッチング素子２２ａ乃至２２ｄ（半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極等）、走査線１５、層間絶縁膜等で形成されている。第１乃至第４スイッチング素子２２ａ乃至２２ｄのゲート電極は、走査線１５の一部を延在して形成され得る。

下地部１４上には、信号線１６、接続電極１７等が形成されている。接続電極１７は、それぞれ第１乃至第４スイッチング素子２２ａ乃至２２ｄのドレイン電極に接続されている。下地部１４、信号線１６及び接続電極１７上には、絶縁膜としての平坦化膜１９が形成されている。平坦化膜１９の厚みは、２乃至３μｍである。平坦化膜１９は、アレイ基板１の表面の凹凸を低減する機能を有している。平坦化膜１９には、接続電極１７に対向したコンタクトホール１９ｈが形成されている。コンタクトホール１９ｈは、接続電極１７を露出している。

画素電極２１（第１乃至第４画素電極２１ａ乃至２１ｄ）は、光反射型の画素電極であり、平坦化膜１９上に設けられている。このため、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄは、光反射型の画素である。画素電極２１は、それぞれ、コンタクトホール１９ｈに重畳した凹部ＲＥを有している。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、アレイ基板１と対向基板２との間の隙間に位置している。この実施形態において、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、アレイ基板１に設けられている。柱状スペーサ５は、凹部ＲＥと対向している。平坦化膜１９、画素電極２１及び柱状スペーサ５上には配向膜２３が設けられている。
上記のように、アレイ基板１が形成されている。

図６に示すように、一方、対向基板２は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板４ｂを備えている。ガラス基板４ｂ上には、カラーフィルタ３０が設けられている。カラーフィルタ３０は、遮光層３１と、複数色の着色層３２とを有している。遮光層３１は、複数の画素ＰＸを区画するように格子状に形成されている。

この実施形態において、カラーフィルタ３０は、第１画素ＰＸａを形成する青色の着色層３２、第２画素ＰＸｂを形成する赤色の着色層３２（３２Ｒ）、第３画素ＰＸｃを形成する透明な無着色層３２、及び第４画素ＰＸｄを形成する緑色の着色層３２（３２Ｇ）を有している。なお、上記カラーフィルタ３０は、無着色層３２無しに形成することができ得る。

また、この実施形態において、カラーフィルタ３０上にオーバーコート膜４１が設けられている。オーバーコート膜４１は、対向基板２の表面の凹凸を低減する機能を有している。なお、オーバーコート膜４１は必要に応じて設けられていればよい。オーバーコート膜４１上には、対向電極（共通電極）４２及び配向膜４３が順に設けられている。
上記のように、対向基板２が形成されている。

図２及び図６に示すように、アレイ基板１及び対向基板２間の隙間は柱状スペーサ５により保持されている。アレイ基板１及び対向基板２は、これら両基板の周縁部に配置されたシール材６により接合されている。対向基板２の外面は表示面である。
上記のように液晶表示装置が形成されている。

次に、上記コンタクトホール１９ｈ、画素電極２１及び柱状スペーサ５について詳細に説明する。複数のコンタクトホール１９ｈは同様に形成されている。複数の画素電極２１（第１乃至第４画素電極２１ａ乃至２１ｄ）は同様に形成されている。複数の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は高さを除いて同様に形成されている。このため、ここでは、第２画素ＰＸｂのコンタクトホール１９ｈ、第２画素電極２１ｂ及び柱状スペーサ５（５ｍ）を代表して説明する。図７は、液晶表示パネル１０の一部を示す拡大断面図であり、大まかに、第２画素電極２１ｂのコンタクト部と柱状スペーサ５（５ｍ）とを示す図である。

図５乃至図７に示すように、コンタクトホール１９ｈは、信号線１６及び接続電極１７等を形成した後、ガラス基板４ａの上方に有機絶縁材料を塗布し、露光、エッチング及び洗浄を施すことにより、平坦化膜１９に形成されている。例示すると、コンタクトホール１９ｈのうち、接続電極１７に接する側の開口端の幅（ボトム径）Ｗ１は３乃至５μｍであり、平坦化膜１９の上面側の開口端の幅（トップ径）Ｗ２は８乃至１３μｍである。コンタクトホール１９ｈは、全体的に傾斜し、そのテーパ角度は３０乃至５５°である。

第２画素電極２１ｂは、光反射導電層ＰＥ１及び透明導電層ＰＥ２を有している。
光反射導電層ＰＥ１は、コンタクトホール１９ｈ全体に対向して形成されている。光反射導電層ＰＥ１は、光反射性を有する導電材料で形成されている。光反射性を有する導電材料としては、Ａｌ（アルミニウム）等の金属を利用することができる。これにより、光反射導電層ＰＥ１は、表示面（対向基板２の外面）側から入射された光を上記表示面側に反射する。

透明導電層ＰＥ２は、第２画素電極２１ｂの最上層に位置している。透明導電層ＰＥ２は、透明な導電材料で形成されている。透明な導電材料としては、例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）を利用することができる。

透明導電層ＰＥ２は、凹部ＲＥの外形を作っている。なお、光反射導電層ＰＥ１及び透明導電層ＰＥ２の厚みは平坦化膜１９の厚みと比べて僅かであるため、凹部ＲＥの外周の形状及びサイズはコンタクトホール１９ｈのトップの開口端の形状及びサイズとほぼ同等である。

この実施形態において、透明導電層ＰＥ２のサイズは光反射導電層ＰＥ１と同一であり、透明導電層ＰＥ２は光反射導電層ＰＥ１に完全に重なって形成されている。この場合、１回のフォトリソグラフィ工程で、積層された光反射導電膜及び透明導電膜にパターニングを施すことにより、光反射導電層ＰＥ１及び透明導電層ＰＥ２を同時に形成することができる。２回のフォトリソグラフィ工程を必要としないため、製造工程の削減を図ることができる。

柱状スペーサ５としての主柱状スペーサ５ｍは、透明導電層ＰＥ２（第２画素電極２１ｂ）上に設けられている。なお、柱状スペーサ５としては、主柱状スペーサ５ｍと副柱状スペーサ５ｓとに分類される。副柱状スペーサ５ｓは、主柱状スペーサ５ｍより低い高さを有しているが、高さを除いては主柱状スペーサ５ｍと同様に形成されている。複数の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、互いに異なる凹部ＲＥと対向している。

主柱状スペーサ５ｍは、対向部５ａと、非対向部５ｂと、を有している。対向部５ａは、凹部ＲＥに対向している。非対向部５ｂは、対向部５ａを取囲み、第２画素電極２１ｂのうち凹部ＲＥから外れて位置している。この実施形態において、対向部５ａは凹部ＲＥに充填され凹部ＲＥに重ねられているため重畳部と、非対向部５ｂは凹部ＲＥから外れているため非重畳部と、それぞれ言い換えることができる。

また、透明導電層ＰＥ２（第２画素電極２１ｂ）の上面（平面）に沿った断面上における主柱状スペーサ５ｍの幅Ｗ３は、上記幅Ｗ２と同等以上である。例示すると、主柱状スペーサ５ｍの幅Ｗ３は、８乃至１５μｍ前後である。

上記複数の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、第２画素電極２１ｂ等が形成されたガラス基板４ａの上方に感光性有機材料を塗布し、感光性有機膜にパターニングを露光する等して形成されている。そして、露光する際に、紫外線透過率の異なる複数のパターンを有したフォトマスクを使用することにより、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓを同一材料を使用して同時に形成することができる。

さらに、この実施形態において、各単位画素ＵＰＸには、１本の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）が設けられている。主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓは、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄのうち、第２画素ＰＸｂにのみ設けられている。主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓの本数は同一であり、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓは均等に配置されている。

次に、上記のように、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を凹部ＲＥに対向させる技術的意義について説明する。図８は、画素電極２１（凹部ＲＥ）と対向する位置に対する液晶表示パネル１０の光反射率の変化をグラフで示す図である。なお、図８の横軸において、Ａ１で示す位置は図７にてＡ１で示した位置に対応し、Ａ２で示す位置は図７にてＡ２で示した位置に対応している。

図８に示すように、コンタクトホール１９ｈと対向した領域の画素電極２１（凹部ＲＥ）は、光反射に寄与し難いことが分かる。具体的には、幅Ｗ３（１５μｍ程度）にわたって画素電極２１が光反射に寄与し難いことが分かる。そこで、相対的に光反射率の低い凹部ＲＥに柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を対向させている。これにより、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）に起因した光反射率の低下を抑制することができる。

上記のように構成された第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板１、対向基板２及び柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を備えている。アレイ基板１は、コンタクトホール１９ｈが形成された平坦化膜１９と、平坦化膜１９上に設けられコンタクトホール１９ｈに重畳した凹部ＲＥを有した光反射型の画素電極２１と、を備えている。柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、アレイ基板１と対向基板２との間の隙間に位置している。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）と対向した領域において光反射率の低下等、表示品位の低下を招く。そこで、本実施形態において、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を相対的に光反射率の低い凹部ＲＥに対向させている。画素ＰＸが高精細になっても、画素ＰＸのサイズに対応付けて柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）のサイズを小さくする必要は無いため、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制することができる。

ここで、上記幅Ｗ３が上記幅Ｗ２と同等以上であれば、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を本来の機能を損なうこと無しに形成することができる。また、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、光反射に寄与し難い領域の外側にはみ出すように形成されていてもよい。しかし、上記の場合は光反射率の低下を招くため、光反射に寄与し難い領域内にのみ柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を形成する方が望ましい。

液晶表示装置は、高さの異なる２種類の柱状スペーサ５として、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓを備えている。主柱状スペーサ５ｍは、常時、アレイ基板１及び対向基板２間の隙間を保持することができる。副柱状スペーサ５ｓは、液晶材料が収縮したときや、液晶表示パネル１０が押圧されたとき等に、アレイ基板１及び対向基板２間の隙間を保持するものである。

このため、液晶表示パネル１０は、高さの異なる２種類の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を備えたことによる効果を得ることができる。例えば、本実施形態に係る液晶表示パネル１０は、副柱状スペーサ５ｓ無しに形成された液晶表示パネルと比べ、機械的強度が高いため、いわゆるセルギャップをより安定的に保持することができる。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、透明導電層ＰＥ２上に設けられている。柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を平坦化膜（有機絶縁膜）１９上に形成する場合に比べ密着性を改善することができるため、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）の剥がれを防止することができる。

さらに、本実施形態において、主柱状スペーサ５ｍよりも副柱状スペーサ５ｓは、紫外線照射量が少ない分、下地材料との密着性が悪くなり易い。しかしながら、上記のように、副柱状スペーサ５ｓも透明導電層ＰＥ２上に形成されている。これにより、副柱状スペーサ５ｓの密着性を改善することができるため、紫外線照射量が少ない副柱状スペーサ５ｓであっても、その剥がれの防止を図ることができる。
上記のことから、画素ＰＸが高精細になっても、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることができる。

次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図９は、本実施形態に係る液晶表示パネル１０の概略構成を示す平面図であり、２５個の単位画素ＵＰＸの複数の画素電極２１（２１ａ乃至２１ｄ）と複数の柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）とを取り出して示す図である。

図９に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を設ける画素ＰＸの位置と、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓの比率以外、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と同様に形成されている。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、第１乃至第４画素ＰＸａ乃至ＰＸｄのうち、青色の第１画素ＰＸａにのみ設けられている。なお、言うまでもないが、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、上記凹部ＲＥと対向している。

副柱状スペーサ５ｓの本数は、主柱状スペーサ５ｍの本数より多い。すなわち、副柱状スペーサ５ｓの密度は、主柱状スペーサ５ｍの密度より高い。なお、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）の全体の本数は、上述した第１の実施形態と同一である。そして、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓは、それぞれ均等に分散して設けられている。

上記のように構成された第２の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板１、対向基板２及び柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を備えている。本実施形態においても、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は相対的に光反射率の低い凹部ＲＥに対向している。このため、液晶表装置は、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓの比率を変えても、上記第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、青色の第１画素ＰＸａにのみ設けられている。これにより、上記第１の実施形態より光反射率の低下を抑制することができる。青色の第１画素ＰＸａに設けた方が、他の色の画素に設けた場合より光反射率の低減に対して影響が少ないためである。
上記のことから、画素ＰＸが高精細になっても、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることができる。

次に、第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１０は、本実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１０の一部を示す概略平面図であり、１個の画素電極２１と１個の柱状スペーサ５とを取り出して示す図である。

図１０に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、透明導電層ＰＥ２の形状以外、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と同様に形成されている。この実施形態において、透明導電層ＰＥ２のサイズは光反射導電層ＰＥ１のサイズより小さく、透明導電層ＰＥ２は光反射導電層ＰＥ１に全体が重なって形成されている。透明導電層ＰＥ２は、柱状スペーサ５が設けられる領域付近にのみ形成されている。

このような画素電極２１を形成する際、光反射導電膜を形成し、１回目のフォトリソグラフィ工程で光反射導電膜にパターニングを施し、光反射導電層ＰＥ１を形成する。その後、透明導電膜を形成し、２回目のフォトリソグラフィ工程で透明導電膜にパターニングを施し、透明導電層ＰＥ２を形成する。これにより、画素電極２１が形成される。

上記のように構成された第３の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板１、対向基板２及び柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を備えている。本実施形態においても、柱状スペーサ５は相対的に光反射率の低い凹部ＲＥに対向している。柱状スペーサ５は、透明導電層ＰＥ２上に設けられている。このため、液晶表装置は、透明導電層ＰＥ２のサイズを変えても、上記第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
上記のことから、画素ＰＸが高精細になっても、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることができる。

次に、第４の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１１は、本実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１０の一部を示す概略断面図である。
図１１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）が対向基板２に設けられている以外、上記第１の実施形態に係る液晶表示装置と同様に形成されている。柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、対向電極４２上に設けられている。なお、対向電極４２は、透明な導電材料で形成されている。透明な導電材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯを利用することができる。柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）は、凹部ＲＥと対向している。

柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）の天面Ｓは、対向面と、非対向面と、を有している。対向面は、凹部ＲＥに対向している。非対向面は、対向面を取囲み、画素電極２１のうち凹部ＲＥから外れた位置でアレイ基板１に接触している。詳しくは、上記非対向面は、配向膜４３を介し、配向膜２３（アレイ基板１）に間接的に接触している。また、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）の天面Ｓの幅は、上述した幅Ｗ２と同等以上である。

上記のように構成された第４の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板１、対向基板２及び柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）を備えている。本実施形態においても、柱状スペーサ５は相対的に光反射率の低い凹部ＲＥに対向している。柱状スペーサ５は、対向電極４２上に設けられている。このため、液晶表装置は、柱状スペーサ５を対向基板２側に設けても、上記第１の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
上記のことから、画素ＰＸが高精細になっても、柱状スペーサ５（５ｍ、５ｓ）本来の機能を損なうこと無しに光反射率の低下を抑制する液晶表示装置を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、柱状スペーサ５は、上述したように、表示領域ＡＡの全ての画素ＰＸに対して必ずしも配置せず、一部の画素ＰＸに対して配置されていてもよい。柱状スペーサ５を一部の画素ＰＸに対して配置する場合、光反射率の低減に対して影響が少ない青色の第１画素ＰＸａを選ぶのが好ましい。

柱状スペーサ５を特定色の画素ＰＸのみに偏って配置すると、柱状スペーサ５の数に伴って色味への影響は拡大する。そのため、柱状スペーサ５を、例えば青色の第１画素ＰＸａと、次に影響が少ない緑色の第４画素ＰＸｄと、に分配して配置する等でもよい。

単位画素ＵＰＸは、ＲＧＢＷ正方画素に限らず、種々変形可能であり、例えば、いわゆるＲＧＢＷ縦ストライプ画素（ＲＧＢＷの４個の長方形の画素がストライプ状に配列された画素）で構成されていてもよい。

また、単位画素ＵＰＸは、一般的な３原色であるＲＧＢ画素で構成されていてもよく、さらにＹ（黄色）画素や、Ｗ画素及びＹ画素の両方を備えた４色以上の画素で構成されていてもよい。
ここで、単位画素ＵＰＸがＷ画素を備えている場合、Ｗ画素を柱状スペーサ５を配置する画素としては選ばないのが好ましい。Ｗ画素は光反射率の低減に対してコントラスト低下の影響が大きくなるためである。

また、主柱状スペーサ５ｍ及び副柱状スペーサ５ｓの比率は種々調整可能である。例えば、主柱状スペーサ５ｍの密度が副柱状スペーサ５ｓの密度より高くなってもよい。この場合も、上述した実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。

主柱状スペーサ５ｍの本数に対して副柱状スペーサ５ｓ本数を間引き、トータルの柱状スペーサ５の本数を減らしてもよい。凹部ＲＥも幾らか光反射に寄与するため、光反射率の向上を図ることができるためである。

柱状スペーサ５は、透明導電層（透明導電層ＰＥ２、対向電極４２）上に設けられていなくともよい。そのため、例えば、画素電極２１は、透明導電層ＰＥ２無しに形成されていてもよい。

柱状スペーサ５を対向基板２側に設けた場合、柱状スペーサ５をアレイ基板１側に設けた場合と比べて、光反射率が低下し得る。アレイ基板１と対向基板２との組みズレが生じ得るためである。そのため、柱状スペーサ５はアレイ基板１側に設けられている方が望ましい。
走査線１５の本数を２×ｎ本、信号線１６の本数を２×ｍ本、とし、複数の画素ＰＸを駆動してもよい。

本実施形態では、光反射型の液晶表示装置を例示したが、その適用例としては各種の光反射型の液晶表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、５…柱状スペーサ、５ｍ…主柱状スペーサ、５ｓ…副柱状スペーサ、５ａ…対向部、５ｂ…非対向部、１０…液晶表示パネル、１９…平坦化膜、１９ｈ…コンタクトホール、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…画素電極、３０…カラーフィルタ、４２…対向電極、ＰＥ１…光反射導電層、ＰＥ２…透明導電層、ＲＥ…凹部、Ｓ…天面、ＵＰＸ…単位画素、ＰＸ，ＰＸａ，ＰＸｂ，ＰＸｃ，ＰＸｄ…画素、ＡＡ…表示領域、Ｘ…行方向、Ｙ…列方向。

Claims (7)

1. コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記コンタクトホールに重畳した凹部を有した光反射型の画素電極と、を備えたアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記凹部と対向した柱状スペーサと、を備えている液晶表示装置。
2. 前記柱状スペーサは、前記アレイ基板に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記柱状スペーサは、前記画素電極上に設けられ、前記凹部に対向した対向部と、前記対向部を取囲み前記画素電極のうち前記凹部から外れて位置した非対向部と、を有している請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記画素電極は、最上層に位置し前記凹部の外形を作る透明導電層をさらに有し、
   前記柱状スペーサは、前記透明導電層上に設けられている請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記柱状スペーサは、前記対向基板に設けられている請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記柱状スペーサの天面は、前記凹部に対向した対向面と、前記対向面を取囲み前記凹部から外れた位置で前記アレイ基板に接触した非対向面と、を有している請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 第１コンタクトホール及び第２コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記第１コンタクトホールに重畳した第１凹部を有した光反射型の第１画素電極と、前記絶縁膜上に設けられ前記第２コンタクトホールに重畳した第２凹部を有した光反射型の第２画素電極と、を備えたアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向配置された対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記第１凹部と対向した主柱状スペーサと、
   前記アレイ基板と前記対向基板との間の隙間に位置し前記第２凹部と対向し前記主柱状スペーサより低い高さを有した副柱状スペーサと、を備えている液晶表示装置。

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