JP4517624B2 - 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置とその製造方法並びに電子機器に関し、特に垂直配向型の液晶を用いた液晶表示装置において高コントラスト、広視野角の表示が得られる技術に関するものである。

液晶表示装置として反射モードと透過モードとを兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置が知られている。このような半透過反射型液晶表示装置としては、上基板と下基板との間に液晶層が挟持されるとともに、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用の窓部を形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射板として機能させるものが提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外光が、液晶層を通過した後に下基板の内面の反射膜で反射され、再び液晶層を通過して上基板側から出射され、表示に寄与する。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜の窓部から液晶層を通過した後、上基板側から外部に出射され、表示に寄与する。したがって、反射膜の形成領域のうち、窓部が形成された領域が透過表示領域、その他の領域が反射表示領域となる。

ところが、従来の半透過反射型液晶装置には、透過表示での視角が狭いという課題があった。これは、視差が生じないよう液晶セルの内面に半透過反射板を設けている関係で、観察者側に備えた１枚の偏光板だけで反射表示を行わなければならないという制約があり、光学設計の自由度が小さいためである。そこで、この課題を解決するために、Jisakiらは、下記の非特許文献１において、垂直配向液晶を用いる新しい液晶表示装置を提案した。その特徴は、以下の３つである。
（１）誘電異方性が負の液晶を基板に垂直に配向させ、電圧印加によってこれを倒す「ＶＡ（Vertical Alignment）モード」を採用している点。
（２）透過表示領域と反射表示領域の液晶層厚（セルギャップ）が異なる「マルチギャップ構造」を採用している点（この点については、例えば特許文献１参照）。
（３）透過表示領域を正八角形とし、この領域内で液晶が全方向に倒れるように対向基板上の透過表示領域の中央に突起を設けている点。すなわち、「配向分割構造」を採用している点。
特開平１１−２４２２２６号公報 "Development of transflective LCD for high contrast and wide viewing angle by using homeotropic alignment", M.Jisaki et al., Asia Display/IDW'01, p.133-136(2001)

上述のように、ラビングを施さずに分割配向させる垂直配向型液晶（負の誘電異方性を持つ液晶）を用いた液晶表示装置では、画素内において電極に部分的に開口部を設けたり、電極上に部分的に誘電体突起を設けたりすることで、画素内の電界を歪ませ、液晶分子の倒れる方向を制御する必要がある。この液晶配向制御が不十分であった場合には、液晶分子が面内である程度の大きさのドメインを保ちつつランダムな方向に倒れてしまう。このような状態では表示領域の一部で視角特性が異なる領域が発生してしまい、結果としてざらざらとしたムラが見える不良となる。このため、表示品質を良好に保つには、パネルの表示領域内に所定の密度で誘電体突起等の液晶配向制御手段を配置する必要がある。

しかし、ＩＴＯ上にこれとは別材料からなる突起を形成すると、熱膨張係数の違いによってＩＴＯと突起の間で剥がれ等の不良を生じる虞があり、又、突起の形成プロセスを別途追加することでデバイスのコストアップにつながる。また、突起の上に配向膜を塗布すると、これらの間ではじきが生じたり、この突起の凹凸に起因して配向膜に塗布ムラが生じる等の課題もあった。そこで、特開２００２−９０７４８号公報では、非感光性配向膜材料の上にフォトレジストを形成し、これをエッチングすることで、スペーサ，突起，配向膜になる領域を同時にパターニングする方法が提案されている。この方法によれば、配向膜や突起等が同一材料で形成されるため、上述のような膜剥がれが生じることがなくなり、又、これらの形成が同一工程で行なわれることで製造プロセスの簡素化及び製造コストの低減を図ることができる。

しかしながら、上述の方法ではエッチングによって配向膜が劣化する虞があるため、信頼性の高いデバイスを得ることは難しい。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、信頼性の高い配向膜をより簡素な方法で形成できるようにした液晶表示装置とその製造方法、並びにこの液晶表示装置を備えた高品質且つ信頼性の高い電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、配向膜を備えた一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、少なくとも一方の基板に液晶配向制御用の突起部が設けられ、この突起部と、該突起部が設けられた基板の配向膜とが同一の感光性材料によって一体に構成されるとともに、上記突起部と同じ感光性材料からなる配向膜が、該突起部を覆う形で形成されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、配向膜と液晶配向制御用の突起部とが同一材料によって構成されているため、これらを別々の材料（即ち、熱膨張率の異なる材料）によって構成した場合に比べて、突起部の剥がれや、突起部と配向膜のはじき等の問題が少ない。また、突起部が配向膜と一体に構成されているため配向膜の塗布ムラの問題がなく、表示領域全域にわたって良好な配向性能が得られる。また、本構成では配向膜及び突起部の形成材料として感光性材料を用いているため、これを露光，現像するだけで所望の形状の突起部を容易に形成でき、更に、エッチングが不要となることから、上記特開２００２−９０７４８号公報に開示されたものに比べて良質な配向膜が得られるようになる。

上記構成では、上記突起部の設けられた基板上に更に上記一対の基板を離間するためのスペーサを作り込んでもよい。この場合、上記スペーサと上記突起部と該突起部が設けられた基板の配向膜とが同一の感光性材料によって一体に構成されることが好ましい。
これにより、スペーサの剥がれを防止することができる。また、この構成では、上記感光性材料を露光，現像するだけで、配向膜や突起部と同時にスペーサも形成できるため、これらを別々に形成する通常の方法に比べて工程を大幅に簡素化することができる。

また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持するとともに、一方の基板に配向膜及び液晶配向制御用の突起部を備えてなる液晶表示装置の製造方法であって、上記一方の基板上に感光性の配向膜形成材料を配置し、これを露光、現像することにより、上記基板上に突起部をパターン形成する工程と、上記基板上に、上記突起部と同じ感光性材料からなる配向膜を該突起部を覆う形で形成する工程とを備えたことを特徴とする。
本方法によれば、突起部を露光，現像のみでパターン形成できるため、これをエッチングによってパターン形成する上記特開２００２−９０７４８号公報の方法に比べて工程を簡素化することができる。また、本方法では配向膜と突起部とが同一材料によって一体に形成されるため、これらの間ではじきや膜はがれ等が生じることがなく、配向膜の塗布ムラも発生しない。さらに、本方法ではエッチングが不要となることから、良質な配向膜が得られる。

なお、上記突起部の形成工程では、上記突起部と同時に、上記基板間を離間するためのスペーサをパターン形成してもよい。
これにより、スペーサを別途形成する工程が不要となり、更に工程を簡素化することができる。また、この方法ではスペーサと配向膜とが同一材料によって一体に形成されるため、これらの間ではじきや膜はがれ等が生じることがなくなり、より均一なギャップが得られるようになる。

また、本発明の電子機器は上述の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。これにより、信頼性が高く、表示品質に優れた表示部を備えた電子機器を安価に提供することができる。

［第１の実施の形態］
まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

以下に示す本実施の形態の液晶表示装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例であり、特に反射表示と透過表示とを可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。

図１は、本実施の形態の液晶表示装置１００についての等価回路を示している。この液晶表示装置１００は、走査信号駆動回路１１０及びデータ信号駆動回路１２０を含んでいる。液晶表示装置１００には、信号線、すなわち複数の走査線１３と、該走査線１３と交差する複数のデータ線９とが設けられ、走査線１３は走査信号駆動回路１１０により、データ線９はデータ信号駆動回路１２０により駆動される。そして、各画素領域１５０において、走査線１３とデータ線９との間にＴＦＤ素子４０と液晶表示要素１６０（液晶層）とが直列に接続されている。なお、図１では、ＴＦＤ素子４０が走査線１３側に接続され、液晶表示要素１６０がデータ線９側に接続されているが、これとは逆にＴＦＤ素子４０をデータ線９側に、液晶表示要素１６０を走査線１３側に設ける構成としても良い。

次に、図２に基づいて、本実施の形態の液晶表示装置１００に具備された電極の平面構造（画素構造）について説明する。図２に示すように、本実施の形態の液晶表示装置１００では、走査線１３にＴＦＤ素子４０を介して接続された平面視矩形状の画素電極３１がマトリクス状に設けられており、該画素電極３１と紙面垂直方向に対向して共通電極９が短冊状（ストライプ状）に設けられている。共通電極９はデータ線からなり走査線１３と交差する形のストライプ形状を有している。本実施の形態において、各画素電極３１が形成された個々の領域が１つのドット領域であり、マトリクス状に配置された各ドット領域毎にＴＦＤ素子４０が具備され、該ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。

ここでＴＦＤ素子４０は走査線１３と画素電極３１とを接続するスイッチング素子であって、ＴＦＤ素子４０は、Ｔａを主成分とする第１導電膜と、第１導電膜の表面に形成され、Ｔａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、Ｃｒを主成分とする第２導電膜とを含むＭＩＭ構造を具備して構成されている。そして、ＴＦＤ素子４０の第１導電膜が走査線１３に接続され、第２導電膜が画素電極３１に接続されている。

次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶表示装置１００の画素構成について説明する。図３は、液晶表示装置１００の画素構成を示す断面模式図である。本実施の形態の液晶表示装置１００は、図２に示したようにデータ線９及び走査線１３等にて囲まれた領域の内側に画素電極３１を備えてなるドット領域を有している。このドット領域内には、一のドット領域に対応してＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色のうちの一の着色層が配設され、これら３つのドットによって一の画素が構成される。

この液晶表示装置１００は、スペーサ５１を介して対向する一対の基板１０，２５の間に、初期配向状態が垂直配向をとる液晶、すなわち誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持された構成となっている。
下基板（対向基板）１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａの表面にアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜からなる反射膜２０が絶縁膜２４を介して部分的に形成された構成をなしている。ここで、反射膜２０の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、反射膜２０の非形成領域、すなわち反射膜２０の開口部２１内が透過表示領域Ｔとなる。このように本実施の形態の液晶表示装置１００は、垂直配向型の液晶層５０を備える垂直配向型の液晶表示装置であって、反射表示及び透過表示を可能にした半透過反射型の液晶表示装置である。

基板本体１０Ａ上に形成された絶縁膜２４は、その表面に凹凸形状２４ａを具備してなり、その凹凸形状２４ａに倣って反射膜２０の表面は凹凸部を有する。このような凹凸により反射光が散乱されるため、外部からの映り込みが防止され、広視野角の表示を得ることが可能とされている。

また、基板１０Ａの上には、反射表示領域Ｒに対応する位置に絶縁膜２６が形成されている。すなわち、反射表示領域Ｒには、反射膜２０の上方に位置するように選択的に絶縁膜２６が形成され、該絶縁膜２６の形成に伴って液晶層５０の層厚を反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで異ならしめている。絶縁膜２６は例えば膜厚が０．５〜２．５μｍ程度のアクリル樹脂等の有機膜からなり、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備えている。絶縁膜２６が存在しない部分の液晶層５０の厚みが１〜５μｍ程度とされ、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚みは透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚みの約半分とされている。このように絶縁膜２６は、自身の膜厚によって反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの液晶層５０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層（液晶層厚制御層）として機能するものである。

そして、このように構成された基板１０Ａの表面には、絶縁膜２６を覆う形でインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）からなる共通電極９上にはポリイミド等からなる配向膜２７が形成されている。
共通電極９は、紙面垂直方向に延びる形のストライプ状に形成されており、該紙面垂直方向に並んで形成されたドット領域の各々に共通の電極として構成されている。この共通電極９には反射表示領域Ｒに液晶配向制御用の開口部を設けることが好ましい。このような開口部を設けると、該開口部形成領域において各電極９，３１間に斜め電界が生じ、該斜め電界に応じて、初期状態で垂直配向した液晶分子の電圧印加に基づく傾倒方向が規制される。したがって、透過表示領域Ｔと同様に反射表示領域Ｒでも液晶分子の配向制御を行なうことが可能となる。特に反射表示領域Ｒでは透過表示領域Ｔに比してセル厚が薄い分だけ横電界が大きくなるため、液晶分子に対する配向規制力は強くなる。
なお、本実施の形態では、反射膜２０と共通電極９とを別個に形成したが、反射表示領域Ｒにおいては金属膜からなる反射膜を共通電極の一部として用いることも可能である。

配向膜２７は感光性ポリイミド等の感光性材料からなり、この配向膜２７には、透過表示領域Ｔに対応する位置に凸状部（突起部）２８が一体に設けられている。この凸状部２８は液晶の傾倒方向を制御する液晶配向制御手段として機能するものであり、凸状部２８は例えばカラーフィルタ２２上から液晶層５０に所定の高さ（例えば０．０５μｍ〜１．５μｍ程度）だけ突出する形でドット中央部に配置されている。凸状部２８は、基板面に対して所定の角度で傾斜する傾斜面（緩やかに湾曲した形状を含む）を備え、該傾斜面に沿って液晶分子の傾倒方向が規制されるようになっている。この凸状部２８はその断面が略左右対称な形状を有することが好ましい。具体的には、円錐形状，楕円錐形状，多角錐形状，円錐台状，楕円錐台形状，多角錐台形状，半球形状等の形状とされることが好ましい。これにより、液晶分子は電圧印加時に四方八方に倒れることとなり、多方向での配向分割が可能となる。
なお、配向膜２７は液晶分子を膜面に対して垂直に配向させる垂直配向膜として機能するものであって、ラビングなどの配向処理は施されていない。

一方、上基板（素子基板）２５側には、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａの表面にカラーフィルタ２２が配置されている。そして、このカラーフィルタ２２の表面にはＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極３１がマトリクス状に配列形成され、更にこの画素電極３１を覆うように下基板１０と同様の垂直配向処理がなされたポリイミド等からなる配向膜３３が形成されている。
画素電極３１は各ドットに対して１つずつ設けられており、それぞれのドットに設けられたＴＦＤによって独立に電圧印加されるようになっている。

上述の下基板１０の外面側（液晶層５０を挟持する面とは異なる側）には位相差板１８及び偏光板１９が、上基板２５の外面側にも位相差板１６及び偏光板１７が形成されており、基板内面側（液晶層５０側）に円偏光を入射可能に構成されており、これら位相差板１８及び偏光板１９、位相差板１６及び偏光板１７が、それぞれ円偏光板を構成している。偏光板１７（１９）は、所定方向の偏光軸を備えた直線偏光のみを透過させる構成とされ、位相差板１６（１８）としてはλ／４位相差板が採用されている。このような円偏光板としては、その他にも偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板を組み合わせた構成のもの（広帯域円偏光板）を用いることが可能で、この場合、黒表示をより無彩色にすることができるようになる。また、偏光板とλ／２位相差板とλ／４位相差板、及びｃプレート（膜厚方向に光軸を有する位相差板）を組み合わせた構成のものを用いることも可能で、一層広視角化を図ることができるようになる。なお、下基板１０に形成された偏光板１９の外側には透過表示用の光源たるバックライト１５が設けられている。

次に、図３，図４を参照しながら本液晶表示装置１００の製造方法の一例について説明する。なお、図４は下基板１０の製造工程の一部を抜き出して示す図であり、図４では反射膜２０や液晶層厚調整層２６等の図示を省略している。
本実施形態の液晶表示装置１００の製造工程は、下基板１０を製造する工程と、上基板２５を製造する工程と、下基板１０と上基板２５とを液晶材料を介して貼り合せる工程とを含んでなるものである。以下、これら各工程の詳細について説明する。

（下基板１０の製造工程）
まず、基板本体１０Ａに相当する基材上に、アクリル樹脂等からなる絶縁膜２４を所定パターンにて形成（反射表示領域Ｒに相当する領域に形成）し、その表面に凹凸形状２４ａをフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程やフッ酸による処理、エンボス加工等により形成する。続いて、この絶縁膜２４上にＡｌ等の金属材料を主体とする反射膜２０を製膜し、絶縁膜２４の凹凸形状２４に倣う形にて反射膜２０の表面にも凹凸を形成させる。

続いて、アクリル樹脂を主体として構成される液晶層厚調整層たる絶縁膜２６を、反射膜２０及び絶縁膜２４を覆う形にて選択的に形成する。その後、これら絶縁膜２４、反射膜２０、絶縁膜２６等を備える基板本体１０Ａ上に、ＩＴＯを主体とするストライプ状の共通電極９を例えばスパッタまたは蒸着法にて形成する。なお、ストライプ状のパターンはマスク蒸着により形成する手法、エッチングにより加工する手法のいずれを採用しても良い。

次に、このように共通電極９が形成された基板本体１０Ａ上に、ポジ型感光性ポリイミド等の感光性垂直配向膜材料を成膜する。この感光性材料の厚みは例えば０．０５μｍ程度の厚みとされる。そして、露光，現像工程により、上記感光性材料を画像表示領域となる部分にパターン形成し、これを硬化することにより、共通電極９の上に配向膜２７を形成する。

次に、図４（ａ）に示すように、この配向膜２７の表面に該配向膜２７と同じ感光性材料Ｐを成膜する。この感光性材料Ｐの厚みは例えば２μｍ程度とされる。そして、図４（ｂ）に示すように、この感光性材料Ｐにマスク４０を介して一括露光し、これを現像することで、上記感光性材料Ｐをドット中央部にパターン形成する。なお、露光条件は例えば１００ｍＪ／ｃｍ^２とされ、現像条件は有機アクリル系の現像液（富士フィルムアーチ社のＣＤ現像液等）で９０ｓｅｃとされる。続いて、図４（ｃ）に示すように、この感光性材料を２３０℃で１時間ほど焼成することで、ドット中央部に凸状部２８を形成する。以上により、配向膜２７と同一材料からなる凸状部２８が該配向膜２７と一体に形成される。なお、配向膜２７及び凸状部２８は垂直配向材料からなるため、これらの表面にはラビングなどの配向処理は施さない。
次に、感光性材料を用いて、非画素領域或いは反射表示領域Ｒの上にスペーサ５１をパターン形成する。

一方、基板本体１０Ａの透明電極９等を形成した面とは反対側の面には、１／４波長板からなる位相差板１８及び偏光板１９を形成し、下基板１０を得る。

（上基板２５の製造工程）
まず、基板本体２５Ａに相当する基材上に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の着色層を含むカラーフィルタ２２を形成する。そして、このカラーフィルタ２２の表面にＩＴＯ等からなる透明導電材料をスパッタまたは蒸着法にて成膜し、これをパターニングすることで、カラーフィルタ２２上に画素電極３１をマトリクス状に複数配列形成する。続いて、画素電極３１及びカラーフィルタ２２を覆うように基板本体２５Ａ上にポリイミド等からなる垂直配向性の配向膜３３を形成する。なお、配向膜３３にはラビングなどの配向処理は施さないものとする。

一方、基板本体２５Ａの画素電極３１等を形成した面とは反対側の面には、１／４波長板からなる位相差板１６及び偏光板１７を形成し、上基板２５を得る。

（基板貼合せ工程）
上記の方法により得られた上基板２５と下基板１０とを、液晶注入口を形成した紫外線硬化性樹脂等からなるシール材を介して真空中にて貼り合わせる。そして、その貼り合わせた基板に対して、液晶注入口から液晶材料を真空注入法により注入する。注入後、封止材にて液晶注入口を封止し、本実施形態の液晶表示装置１００を得る。なお、本実施形態では、液晶材料として誘電異方性が負の液晶材料を用いている。

以上説明したように本実施形態の液晶表示装置１００によれば、以下のような効果を発現することができる。
まず、本実施形態の液晶表示装置１００では、反射表示領域Ｒに絶縁膜２６を設けたことによって反射表示領域Ｒの液晶層５０の厚みを透過表示領域Ｔの液晶層５０の厚みの略半分と小さくすることができるので、反射表示に寄与するリタデーションと透過表示に寄与するリタデーションを略等しくすることができ、これによりコントラストの向上が図られている。

また、本実施形態では凸状部２８の傾斜面により、電圧印加時の液晶の傾倒方向を規定することができるため、ディスクリネーションの発生に伴う残像や斜め方向から観察したときのざらざらとしたしみ状のムラ等が発生し難い高品質な表示が得られる。

また、本実施形態では、配向膜２７と液晶配向制御用の凸状部２８とが同一材料によって構成されているため、これらを別々の材料（即ち、熱膨張率の異なる材料）によって構成した場合に比べて、凸状部２８の剥がれや、凸状部２８と配向膜２７のはじき等の問題が少ない。また、凸状部２８が配向膜２７と一体に構成されているため配向ムラの問題がなく、表示領域全域にわたって良好な配向性能が得られる。また、本構成では配向膜２７及び凸状部２８の形成材料として感光性材料を用いているため、これを露光，現像するだけで所望の形状の凸状部２８を容易に形成でき、更に、エッチングが不要となることから、上記特開２００２−９０７４８号公報に開示されたものに比べて良質な配向膜２７が得られるようになる。

［第２の実施の形態］
次に、図５，図６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図５は、本実施形態の液晶表示装置の断面図を示すもので第１の実施の形態の図３に相当する模式図である。本実施形態において上記第１実施形態と同様の部材や部位については同じ符号を付す。

本実施形態は、凸状部２８の設けられた基板１０上に更に、基板１０，２５を離間するためのスペーサ５１を作り込むようにしたものである。特に本実施形態では、このスペーサ５１を、上記凸状部２８、及び該凸状部２８が設けられた基板１０の配向膜２７と同一の感光性材料によって一体に構成している。

このような凸状部２８，スペーサ５１，配向膜２７は図６に示す方法により形成することができる。なお、図６は下基板１０の製造工程の一部を抜き出して示す図であり、図６では反射膜２０や液晶層厚調整層２６等の図示を省略している。
まず、図６（ａ）に示すように、共通電極９が形成された基板本体１０Ａ上に、ポジ型感光性ポリイミド等の感光性垂直配向膜材料Ｐを成膜する。この感光性材料Ｐの厚みは例えば４μｍ程度の厚みとされる。

次に、図６（ｂ）に示すように、マスク４０を介して上記感光性材料Ｐを露光する。このマスク４０には、配向膜２７の形成位置と凸状部２８の形成位置とスペーサ５１の形成位置とで露光量の異なる階調マスクを用いる。具体的には、配向膜２７の形成位置で２０ｍＪ／ｃｍ^２，凸状部２８の形成位置（即ち、マスク部４０ａ）で５０ｍＪ／ｃｍ^２，スペーサ５１の形成位置（即ち、マスク部４０ｂ）で１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量が得られるようなグレーマスクを用いる。これにより、上記露光工程ではそれぞれの位置で露光量が異なる階調露光が行なわれる。

続いて、現像により未硬化の感光性材料Ｐを除去する。上記露光工程では感光性材料Ｐの硬化量に基板面内で分布が生じ、感光性材料Ｐの硬化量は、配向膜の形成位置、凸状部の形成位置、スペーサの形成位置の順で大きくなっていく。このため、この現像工程では、露光の強弱に応じて異なる高さ（厚み）の感光性材料Ｐが同時に形成されることとなる。なお、現像条件は例えば有機アクリル系の現像液（富士フィルムアーチ社のＣＤ現像液等）で９０ｓｅｃ程度とされる。
そして、この感光性材料Ｐを２３０℃で１時間ほど焼成することにより、図６（ｃ）に示すように、それぞれの位置に配向膜２７，凸状部２８，スペーサ５１を形成する。以上により、配向膜２７と同一材料からなる凸状部２８及びスペーサ５１が該配向膜２７と一体に形成される。なお、配向膜２７，凸状部２８及びスペーサ５１は垂直配向材料からなるため、これらの表面にはラビングなどの配向処理は施さない。
これ以外は上記第１実施形態と同様である。

したがって、本実施形態でも、エッチングによらずに配向膜２７及び凸状部２８を形成できるため、高表示品質で且つ信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
また、本実施形態では配向膜２７と凸状部２８とを一回の露光，現像工程で形成できるため、より工程数が少なくてすむ。特に本実施形態では凸状部２８と同時にスペーサ５１も作り込むことができるため、工程が更に簡素化されるとともに、スペーサ５１と配向膜２７とが同一材料によって一体に形成されることで、これらの間ではじきや膜はがれ等が生じることがなくなり、より均一なギャップが得られるようになる。
また、階調露光を用いると、凸状部２８と配向膜２７とを滑らかに連続した形で形成できるため、これらの境界部で液晶配向に不連続性が生じにくくなる。

［電子機器］
次に、本発明の上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図７は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような携帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた場合、使用環境によらずに明るく、コントラストが高く、広視野角の液晶表示部を備えた電子機器を実現することができる。特に、上記液晶表示装置１００１は製造プロセスの短ＴＡＴにより安価に供給できるため、電子機器全体としてのコストも抑えることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第１実施形態ではスペーサ５１を凸状部２８と別工程で形成したが、これらを同時に形成することも可能である。この場合、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示す露光，現像工程において、スペーサの形成位置の感光性材料Ｐを残すようにすればよい。これにより、工程を更に簡素化することができる。また、スペーサ５１と配向膜２７とが同一材料によって一体に形成されるため、これらの間ではじきや膜剥がれ等が生じることがなくなり、より均一なギャップが得られるようになる。

また、上記第１実施形態では、配向膜２７を形成した後、凸状部２８を形成したが、これらのどちらを先に形成してもよく、例えば凸状部２８をパターン形成した後、この凸状部２８を覆うように配向膜２７を形成することも可能である。この場合、積層された配向膜２７によって基板表面が完全に平坦化されないようにする。
また、本実施形態では垂直配向型の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明をＴＮ型等の水平配向型の液晶表示装置に適用することも可能である。

また、本明細書では突起部の剥がれ等の問題を解決するために配向膜と突起部とを一体に構成したが、同様の剥がれの問題はレジスト等で形成したスペーサに対してもいえる。このため、上記第２実施形態ではスペーサを配向膜及び突起部と一体に構成した。しかし、スペーサの剥がれ等の問題のみを解決する場合には配向膜とスペーサのみを一体とすればよく、特に突起部と配向膜とを一体化する必要はない。すなわち、この構成の液晶表示装置は、配向膜を備えた一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、少なくとも一方の基板に上記基板間を離間するためのスペーサが設けられ、このスペーサと、該スペーサが設けられた基板の配向膜とが同一の感光性材料によって一体に構成されたことを特徴とする。この構成によれば、配向膜とスペーサとが同一材料によって構成されているため、これらを別々の材料（即ち、熱膨張率の異なる材料）によって構成した場合に比べて、スペーサの剥がれや、スペーサと配向膜のはじき等の問題が少ない。また、スペーサが配向膜と一体に構成されているため配向膜の塗布ムラの問題がなく、表示領域全域にわたって良好な配向性能が得られる。また、本構成では配向膜及びスペーサの形成材料として感光性材料を用いているため、これを露光，現像するだけで所望の形状のスペーサを容易に形成でき、更に、エッチングが不要となることから、上記特開２００２−９０７４８号公報に開示されたものに比べて良質な配向膜が得られるようになる。

このようなスペーサ−配向膜一体型の液晶表示装置の製造方法としては、以下の方法を用いることができる。つまり、上記液晶表示装置の製造方法としては、一対の基板間に液晶層を挟持するとともに、一方の基板に配向膜及び上記基板間を離間するためのスペーサを備えてなる液晶表示装置の製造方法であって、上記一方の基板上に感光性材料からなる配向膜を形成する工程と、上記配向膜の上に該配向膜と同じ感光性材料を配置し、この感光性材料を露光，現像することにより、上記配向膜上に上記スペーサをパターン形成する工程とを備えた方法を用いることができる。

また、上記実施の形態ではＴＦＤをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶表示装置に本発明を適用した例を示したが、スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の他、パッシブマトリクス型液晶表示装置などに本発明を適用することも可能である。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の等価回路図。 同、液晶表示装置のドットの構造を示す平面図。 同、液晶表示装置の要部を示す断面模式図。 同、液晶表示装置の製造方法を説明するための工程図。 本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の要部を示す断面模式図。 同、液晶表示装置の製造方法を説明するための工程図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板、２５…対向基板、２７…配向膜、２８…凸状部（突起部）、４０…マスク、５０…液晶層、５１…スペーサ、１００，２００…液晶表示装置、１０００…電子機器、Ｐ…感光性材料

Claims (5)

1. 配向膜を備えた一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶表示装置であって、少なくとも一方の基板に液晶配向制御用の突起部が設けられ、当該突起部と同一の感光性材料からなる配向膜が、前記突起部を覆うことを特徴とする、液晶表示装置。
2. 上記突起部の設けられた基板上に更に上記一対の基板を離間するためのスペーサが設けられ、このスペーサと突起部と該突起部が設けられた基板の配向膜とが同一の感光性材料によって一体に構成されたことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
3. 一対の基板間に液晶層を挟持するとともに、一方の基板に配向膜及び液晶配向制御用の突起部を備えてなる液晶表示装置の製造方法であって、
   上記一方の基板上に感光性の配向膜形成材料を配置し、これを露光，現像することにより、上記基板上に突起部をパターン形成する工程と、
   上記基板上に、上記突起部と同じ感光性材料からなる配向膜を該突起部を覆う形で形成する工程とを備えたことを特徴とする、液晶表示装置の製造方法。
4. 上記突起部の形成工程において、上記突起部と同時に、上記基板間を離間するためのスペーサをパターン形成することを特徴とする、請求項３記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 請求項１又は２記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする、電子機器。

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