JP4716056B2 - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、横電界モードの液晶によって表示が行われる液晶表示装置およびこれを備えた電子機器に関する。

液晶表示装置の一タイプとして、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）モード等の横電界モード液晶を用いたものがある。図１５は、ＦＦＳモードの液晶表示装置１００の一部を拡大した断面部分を表すものである。ＦＦＳモードの液晶表示装置１００には、液晶表示パネルを構成する２枚のガラス基板１０１ａ、１０１ｂが備えられている。一方のガラス基板１０１ａと他方のガラス基板１０１ｂとの間には、ガラス基板１０１ａ、１０１ｂ間の距離を決めるスペーサ１０２が配置されている。一方のガラス基板１０１ａ側には、薄膜トランジスタ１０３が形成されている。薄膜トランジスタ１０３の上には、凹凸を平坦化するための層間絶縁膜１０４が有機膜等によって形成されている。層間絶縁膜１０４の上には、共通電極膜１０５と画素絶縁膜１０６とが順次積層され、さらに、その上には、スリット状の隙間が設けられた画素電極膜１０７が積層配置されている。画素電極膜１０７と他方のガラス基板１０１ｂとの間には、液晶層１０８が配置されている。このような液晶表示装置１００が開示されたものには、特許文献１がある。
特開２００８−２０７５３号公報

上記したように、液晶表示装置にはスペーサが画素内または画素外に配設される。しかしながら、例えばスペーサを画素内に配置する場合に、その画素内の何処に配設するのが適切であるか、あるいはどのような構造にするのがよいか等について具体的な検討はあまりなされていない。

上記した図１５はスペーサ１０２を画素内に配置した場合の一例を示しているが、このような構造の液晶表示装置１００の画面に押す力が加わると、この力がスペーサ１０２に伝達され、さらに、スペーサの下の画素電極膜１０７、画素絶縁膜１０６および共通電極膜１０５へと伝わる。ここで、画素電極膜１０７および共通電極膜１０５は酸化インジウム等の硬い材料で形成され、画素絶縁膜１０６はＳｉＮ（窒化シリコン）等の硬い材料で形成されることが多い。これに対し、共通電極膜１０５の下の層間絶縁膜１０４は、例えばアクリル樹脂等の有機材料で形成されることが多く、軟らかく、変形し易くなっている。このため、スペーサ１０２に比較的大きな力が加わった場合には、例えば図１６に示したように、スペーサ１０２の配置領域の層間絶縁膜１０４が変形すると同時に、画素電極膜１０７、画素絶縁膜１０６および共通電極膜１０５にはクラックが生じ、場合によっては完全に破断する。この場合には、割れた画素電極膜１０７または共通電極膜１０５の一部によって、画素電極膜１０７と共通電極膜１０５とが短絡し、液晶表示装置１００に画素欠陥が発生する。特に、このような問題は、画素の電界を強くするために、画素絶縁膜１０６の膜厚を薄くしたときに顕著になる。

さらに、最近、液晶表示装置として、表示機能のみならず撮像機能をも有するものが提案されているが、特にこの種の撮像機能付き液晶表示装置では、画面が指等で頻繁にタッチされることから、上記のような画面への加圧による画素欠陥の発生という問題が生じる可能性が高い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画面の押圧による画素欠陥の発生を防止して、信頼性を向上することのできる液晶表示装置およびこれを備えた電子機器を提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、下地絶縁膜と、下地絶縁膜の上に形成された共通電極と、共通電極の上に画素絶縁膜を介して形成された画素電極とを有する第１の基板と、第１の基板の画素電極側に対向して配置された第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配置された液晶層と、第１の基板と第２の基板との間の間隔を保ち、画素電極の上面に一端が当接するスペーサとを備え、下地絶縁膜は画素絶縁膜よりも圧縮変形しやすい材料で形成され、スペーサが占める領域であるスペーサ領域における下地絶縁膜の厚さが他の領域における下地絶縁膜の厚さよりも薄くなるように構成したものである。
スペーサ領域の下地絶縁膜を他の領域の下地絶縁膜よりも薄くする方法としては、例えば、スペーサ領域の下地絶縁膜のうち、その厚さ方向の少なくとも一部（厚み全体も含む）を、下地絶縁膜よりも圧縮変形量が小さい材料からなる台座によって置換するという方法や、スペーサ領域の下地絶縁膜に凹部を形成するという方法がある。また、上記の構成に加えて、スペーサ領域の画素絶縁膜の厚さを他の領域における画素絶縁膜の厚さよりも厚くするようにしてもよい。

本発明の電子機器は、上記のような構成の液晶表示装置を備えたものである。

本発明の液晶表示装置および電子機器では、外部から液晶表示装置の表示面に押圧力が加わると、スペーサを介してスペーサ領域における画素電極、画素絶縁膜、共通電極および下地絶縁膜に押圧力が加わる。ところが、スペーサ領域の下地絶縁膜は他の領域の下地絶縁膜よりも薄くなっているので、スペーサ領域の下地絶縁膜を他の領域と同様に厚く形成した場合に比べて圧縮変形量が小さい。このため、画素電極、画素絶縁膜および共通電極の変形量も小さくなる。このような作用は、下地絶縁膜が例えば有機材料のような圧縮変形量の比較的小さい（柔らかい）材料からなる場合に特に顕著である。

本発明の液晶表示装置および電子機器によれば、スペーサ領域の下地絶縁膜を他の領域よりも薄くして、下地絶縁膜の圧縮変形量を小さくしたので、画素電極、画素絶縁膜、共通電極および下地絶縁膜にクラックや破断が生じるのを抑制することができる。よって、表示面の押圧による画素欠陥の発生を低減して、信頼性を向上することができる。

また、上記の構成に加えて、スペーサ領域の画素絶縁膜の厚さを他の領域における画素絶縁膜の厚さよりも厚くするようにした場合には、画素絶縁膜自体の膜強度が向上するので、クラックや破断による画素欠陥の発生をより効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞

［液晶表示装置の構成］
図１は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の要部の平面構成を表すものである。なお、図１では、液晶層よりも上側の構成要素を取り除いた状態を表している。図２は、図１のＡ−Ａ線における矢視断面構造を表すものである。

図２に示したように、液晶表示装置１は、第１のガラス基板１０と、第２のガラス基板４０とを備えている。第１のガラス基板１０側には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２が画素毎に設けられると共に、画素絶縁膜２７を挟み込む位置に配置された画素電極２９と共通電極２５とが設けられている。

液晶表示装置１の詳細な構成は、以下のようになっている。

第１のガラス基板１０の上には、選択線としてのゲート線１１が行方向（図１では横方向）に複数延設されている。１つの画素を構成する領域内において、ゲート線１１からは、画素を駆動するためのＴＦＴ１２のゲート１２ｇが列方向（図１では縦方向）に延設されている。図１では、２本のゲート１２ｇが互いに平行に延設されており、いわゆるダブルゲート構造になっている。

図２に示したように、第１のガラス基板１０の上には、ゲート線１１およびＴＦＴ１２のゲート１２ｇを覆うようにしてゲート絶縁膜１３が設けられている。ゲート絶縁膜１３の上には、ＴＦＴ１２の活性層となる半導体層１４が設けられている。本実施の形態の場合、半導体層１４は行方向に延設されている（図１を参照）。半導体層１４のうち、ゲート１２ｇとの交差領域がＴＦＴ１２のチャネルを構成する。ゲート絶縁膜１３および半導体層１４の上には、これらを覆うようにして、ＴＦＴ１２を保護するための絶縁性のトランジスタ保護膜１５が設けられている。トランジスタ保護膜１５は、例えばＳｉＮ等によって形成されているので硬い膜となっており、このため、圧縮変形し難くい。

トランジスタ保護膜１５には、半導体層１４の一端（ソース１２ｓ）側となる位置に第１コンタクトホール１６が設けられ、半導体層１４の他端（ドレイン１２ｄ）側となる位置に第２コンタクトホール１７が設けられている（図１を参照）。第１コンタクトホール１６の内部には、導電体が充填されることにより、半導体層１４に導通する第１コンタクト１８が形成されている。また、第２コンタクトホール１７の内部には、導電体が充填されることにより、半導体層１４に導通する第２コンタクト１９が形成されている（図１を参照）。第１コンタクト１８は、ＴＦＴ１２のソース１２ｓと画素電極２９とを電気的に接続するものである。第２コンタクト１９は、トランジスタ保護膜１５の上に列方向に延設されたデータ線２０とＴＦＴ１２のドレイン１２ｄとの間を電気的に接続するものである。この第２コンタクト１９を介してデータ線２０からＴＦＴ１２にデータ信号（画素電圧）が供給されるようになっている。このデータ信号は、ＴＦＴ１２がオン状態のときに、ＴＦＴ１２のドレイン１２ｄからソース１２ｓおよび第１コンタクト１８を介して画素電極２９に供給されるようになっている。

トランジスタ保護膜１５の上には、台座２１が、後述するスペーサ３５が占める領域（スペーサ領域２２）に、それよりもひと回り大きく配置されている。この台座２１は、後述する層間絶縁膜２３よりも圧縮変形し難い材料、例えば、無機材料から形成されている。無機材料の具体的な一例としては、第１コンタクト１８と同じ金属材料やこれ以外の金属材料、ＳｉＮ、酸化シリコン等である。

トランジスタ保護膜１５、台座２１、第１コンタクト１８および第２コンタクト１９の上には、これらを覆うようにして層間絶縁膜２３が設けられている。この層間絶縁膜２３の厚さは、スペーサ領域２２において他の領域よりも薄くなっている。層間絶縁膜２３として、例えば、アクリル樹脂等の有機材料を用いることにより、下層で生じた凹凸を平坦化しやすくしているが、その反面、圧縮変形し易くなっている。層間絶縁膜２３には、第１コンタクト１８と平面視して重なる位置に、第１コンタクト１８の上面に達する層間絶縁膜コンタクトホール２４が形成されている。ここで、層間絶縁膜２３が、本発明の「下地絶縁膜」の一具体例に対応する。

層間絶縁膜２３の上には、共通電極２５が設けられている。この共通電極２５には、
第１コンタクト１８と対応した位置に共通電極コンタクトホール２６が形成されている。この共通電極コンタクトホール２６は、共通電極２５と画素電極２９とが短絡するのを防止するために、層間絶縁膜コンタクトホール２４よりも穴サイズを大きくして形成されている。

共通電極２５の上には、画素絶縁膜２７が設けられている。画素絶縁膜２７には、第１コンタクトと対応した位置に、第１コンタクト１８の上面に達する画素絶縁膜コンタクトホール２８が形成されている。画素絶縁膜コンタクトホール２８は、共通電極コンタクトホール２６よりも穴サイズが小さく形成されている。

画素絶縁膜２７の上には、画素電極２９が画素ごとに設けられている。画素電極２９は、図１に示したように、隣接する２本のゲート線１１の間にかけ渡されるようにして、両端が各ゲート線１１とオーバーラップして配置されている。画素電極２９は、図２に示したように、画素絶縁膜コンタクトホール２８の内面をも覆うように形成され、ホール底部で第１コンタクト１８と接触している。これにより、ＴＦＴ１２のソース１２ｓと画素電極２９とが第１コンタクト１８を介して電気的に接続されている。また、画素電極２９には、列方向に沿って延びる複数の細長い開口（スリット３０）が形成されている。

一方、第２のガラス基板４０の下には、カラーフィルタ４１およびブラックマトリクス４２からなる層と、平坦化層４３とが順次積層されて形成されている。ブラックマトリクス４２の下には、スペーサ３５が設けられている。ブラックマトリクス４２は、スペーサ領域２２よりもひと回り大きく形成され、スペーサ領域２２およびその周囲に入射する光を遮光するようになっている。ここで、ブラックマトリクス４２が、本発明の「遮光層」の一具体例に対応する。

このスペーサ３５の下端は、第１ガラス基板に形成された画素電極２９の上面に当接している。第２のガラス基板４０側の積層構造物と、第１ガラス基板側の積層構造物との間には、液晶層３６が設けられている。スペーサ３５は、液晶層３６の中を貫き、第１ガラス基板側の積層構造と第２のガラス基板４０側の積層構造との間を所定の距離に保つように機能する。なお、スペーサ３５およびブラックマトリクス４２は、全ての画素に設けられていてもよく、また一部の画素にのみ設けられていてもよい。一部の画素にのみ設ける場合は、青色用画素、緑色用画素および赤色用画素のうちいずれかの色用画素の全てまたは一部に設けることができる。この場合、例えば一部の青色用画素または一部の赤色用画素に設けることが好ましい。青色用画素または赤色用画素では、視感度特性上、スペーサ３５の配置に伴って透過光量が低下しても、影響が少ないからである。ここで、トランジスタ保護膜１５、台座２１、層間絶縁膜２３、共通電極２５、画素絶縁膜２７および画素電極２９等を備えた第１のガラス基板が本発明の「第１の基板」の一具体例に対応し、カラーフィルタ４１、ブラックマトリクス４２および平坦化層４３を備えた第２のガラス基板４０が本発明の「第２の基板」の一具体例に対応する。

図３は、液晶表示装置１の全体斜視構造を模式的に表すものである。図３に示したように、画素電極２９の上側（光出射側）には、第１配向膜４６、液晶層３６、第２配向膜４７および第２偏光板４８が配置されている。また、第１のガラス基板１０（共通電極２５）の下側（光入射側）には、第１偏光板４５が配置されている。なお、これらの構成要素の記載を図１、２では省略している。

［液晶表示装置の製造方法］
このような構成の液晶表示装置１は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、ゲート線１１と、液晶表示装置１の各画素を駆動するためのＴＦＴ１２のゲート１２ｇとを形成するために、第１のガラス基板１０の上に金属膜を形成する。この金属膜は、例えば、スパッタ等の成膜法を用いて、モリブデン等の金属材料を成膜することにより形成すればよい。この後、フォトリソグラフィ技術を利用してマスクを形成すると共に金属膜のエッチングを行うことにより、ゲート線１１とＴＦＴ１２のゲート１２ｇとを形成する。

次に、第１のガラス基板１０、ゲート線１１およびＴＦＴ１２のゲート１２ｇを覆うゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３は、例えば、プラズマ化学気相成長法（プラズマＣＶＤ）等の成膜法を用いて、ＳｉＮ等の絶縁材料を成膜することにより形成する。

次に、半導体層１４を形成する。この半導体層１４を形成するには、まず、半導体層１４となるアモルファスシリコン等の半導体材料を、プラズマＣＶＤ等の成膜法を用いてゲート絶縁膜１３の上に成膜する。この後、フォトリソグラフィ技術を利用してマスクを形成すると共に半導体材料のエッチングを行うことにより、半導体層１４を形成する。

次に、ＴＦＴ１２を保護するトランジスタ保護膜１５を、半導体層１４およびゲート絶縁膜１３の上に形成する。このトランジスタ保護膜１５を形成するには、まず、プラズマＣＶＤ等の成膜法を用いてＳｉＮ等の絶縁材料をゲート絶縁膜１３の上に成膜して、半導体層１４を覆う。この後、第１コンタクトホール１６および第２コンタクトホール１７がそれぞれ積層方向に沿って形成されるように、ゲート絶縁膜１３の上にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成すると共にトランジスタ保護膜１５のエッチングを行う。

次に、台座２１、データ線２０、第１コンタクト１８および第２コンタクト１９を形成する。これらを形成するには、まず、スパッタ等の成膜法によりアルミニウムとチタンとを成膜して、トランジスタ保護膜１５、第１コンタクトホール１６および第２コンタクトホール１７の表面に金属積層膜を形成する。台座２１およびデータ線２０については、この後、積層金属膜上にフォトリソグラフィ技術を利用してマスクを形成すると共に積層金属膜のエッチングを行うことにより形成すればよい。ここで、台座２１は、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度の膜厚となっていればよい。さらに、台座２１が金属等の光を透過しない材料で形成される場合には、ブラックマトリクス４２よりも平面視して内側に配置されるように小さく形成する。これにより、台座２１によって遮蔽される光を最小限にすることができる。また、第１コンタクト１８および第２コンタクト１９については、第１コンタクトホール１６および第２コンタクトホール１７を積層金属膜により充填することにより形成すればよい。

次に、トランジスタ保護膜１５、台座２１、データ線２０、第１コンタクト１８および第２コンタクト１９の上に、層間絶縁膜２３を、例えば１．５μｍ〜２μｍ程度の膜厚（他の領域の膜厚）となるように形成する。この層間絶縁膜２３は、絶縁性の材料で形成することができ、例えば、アクリル樹脂等により形成することができる。この場合、アクリル樹脂が感光性のものであれば、フォトリソグラフィ技術を利用することにより、層間絶縁膜コンタクトホール２４を容易に形成することができる。このようにして、データ線２０、第１コンタクト１８および第２コンタクト１９と、共通電極２５とを絶縁させる層間絶縁膜２３を形成する。

次に、層間絶縁膜２３の上に、透明電極である共通電極２５を、例えば０．０５μｍ〜０．１μｍ程度の膜厚となるように形成する。この共通電極２５を形成するには、まず、スパッタ等の成膜法を用いて、例えば酸化インジウム等の電極材料を層間絶縁膜２３の上に成膜する。この後、共通電極コンタクトホール２６を形成するために、フォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、エッチングを行う。これにより、第１コンタクト１８に対向する領域が除去された共通電極コンタクトホール２６を備えた共通電極２５を形成する。

次に、共通電極２５の上に、例えば０．１μｍ〜０．２μｍ程度の膜厚の画素絶縁膜２７を形成する。画素絶縁膜２７は、プラズマＣＶＤ等の成膜法を用いて、例えば、ＳｉＮ等の絶縁材料を共通電極２５の上に成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、エッチングを行うことにより形成する。これにより、画素絶縁膜コンタクトホール２８を備えた画素絶縁膜２７を得る。

次に、画素絶縁膜２７の上に、画素電極２９を、例えば０．０５μｍ〜０．１μｍ程度の膜厚となるように形成する。画素電極２９は、スパッタ等の成膜法を用いて、例えば、酸化インジウム等の電極材料を成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、エッチングを行うことにより形成する。これにより、画素絶縁膜２７を介して画素電極２９と共通電極２５との間に電界が加わるようにするためのスリット３０を備えた画素電極２９を得る。

一方、第２のガラス基板４０には、カラーフィルタ４１、ブラックマトリクス４２、平坦化層４３およびスペーサ３５を形成する。まず、ブラックマトリクス４２を第２のガラス基板４０の上に形成する。ブラックマトリクス４２は、カラーフィルタ４１の色の境目部分と、スペーサ３５の上端配置領域、すなわちスペーサ３５と平面視して重なる部分とに形成する。ブラックマトリクス４２は、第２のガラス基板４０の上にブラックのネガ型レジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて露光し、現像することにより得る。これにより、露光した部分のレジストがブラックマトリクス４２として第２のガラス基板４０の上に残る。なお、ブラックのレジストには、ポジ型を用いても良い。

次に、カラーフィルタ４１を第２のガラス基板４０の上に形成する。カラーフィルタ４１は、赤、緑および青の色毎に形成する。具体的には、赤色のカラーフィルタ４１は、第２のガラス基板４０の上に赤色のネガ型カラーレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて露光し、現像することにより赤色画素となる領域に得る。この後、緑色および青色のカラーフィルタ４１を形成する。緑色および青色のカラーフィルタ４１は、赤色のカラーフィルタ４１と同様な方法により形成すればよい。なお、赤色のカラーフィルタ４１、緑色のカラーフィルタ４１および青色のカラーフィルタ４１を形成する順番は任意である。なお、カラーレジストには、ポジ型を用いても良い。

次に、平坦化層４３を、ブラックマトリクス４２およびカラーフィルタ４１の上に形成する。この平坦化層４３により、ブラックマトリクス４２およびカラーフィルタ４１の表面に生じた凹凸を平坦にしている。

次に、スペーサ３５を平坦化層４３の上に形成する。スペーサ３５は、平坦化層４３の上にネガ型レジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて露光し、現像することにより得る。このようにして、ブラックマトリクス４２と平面視して重なったスペーサ３５を形成する。なお、レジストには、ポジ型を用いても良い。

この後、第１のガラス基板１０側に形成された画素電極２９と、第２のガラス基板４０側に形成されたスペーサ３５とを対面させ、第１のガラス基板１０側と第２のガラス基板４０側とを張り合わせる。このとき、スペーサ３５の下側に台座２１が配置されるように位置合わせをして、スペーサ３５の一方の端部を画素電極２９に当接する。このとき、台座２１が光を透過しない材料で形成されている場合には、平面視してブラックマトリクス４２よりも内側に台座２１が配置される。

次に、画素電極２９と平坦化層４３との間に液晶を注入して液晶層３６を形成する。これにより、液晶表示装置１の主要な製作工程が完了する。

［液晶表示装置１の動作および作用］
まず、図３および図４を用いて液晶表示装置１の基本動作を説明する。図４は、液晶表示装置１の一断面（図１におけるＢ−Ｂ矢視断面）を表すものである。ここで図３（Ａ）および図４（Ａ）は電圧無印加状態を表し、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）は電圧印加状態を表している。

液晶表示装置１には、第１のガラス基板１０の裏面側（図２では下側）に配置されたバックライト（図示せず）から光が入射される。液晶層３６に入射した光は、そこを通過する際に、以下に述べるようなＦＦＳモードの空間変調を受ける。

すなわち、図３（Ａ）および図４（Ａ）に示したように、共通電極２５と画素電極２９との間に電圧を印加していない状態では、液晶層３６を構成する液晶分子３７の軸が入射側の第１偏光板４５の透過軸と直交し、且つ、出射側の第２偏光板４８の透過軸と平行な状態となる。このため、入射側の第１偏光板４５を透過した入射光ｈは、液晶層３６内において位相差を生じることなく出射側の第２偏光板４８に達し、ここで吸収されるため黒表示となる。

一方、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）に示したように、共通電極２５と画素電極２９との間に電圧を印加した状態では、液晶分子３７の配向方向が画素電極２９間に生じる電界Ｅにより、画素電極２９の延設方向に対して斜め方向に回転する。この際、液晶層３６の厚み方向の中央に位置する液晶分子３７が約４５度回転するように白表示時の電界強度を最適にする。これにより、入射側の第１偏光板４５を透過した入射光には、液晶層３６内を透過する間に位相差が生じ、９０度回転した直線偏光となり、出射側の第２偏光板４８を通過するため、白表示となる。

次に、液晶表示装置１の特徴的な作用を説明する。図５は、液晶表示装置１の断面構成を表すものである。なお、図５では、ここでの説明に必要な要素にのみ符号を付し、その他の要素の符号は省略する。図５に矢印で示したように、第２のガラス基板４０側から液晶表示装置１に力が加わると、スペーサ３５に下方への力が加わり、スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３にも圧縮応力がかかる。ところが、スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３は、その厚さ方向の最下部に設けられた台座２１によって他の領域よりも薄くなっているので、その圧縮変形量は、他の領域と同等に厚い場合と比べて小さくなる。このため、スペーサ領域２２における共通電極２５、画素絶縁膜２７および画素電極２９の圧縮変形量が小さくなる。よって、破損し難い。

以上のように、本実施の形態によれば、スペーサ領域２２において、層間絶縁膜２３の厚さ方向の一部が台座２１によって置換されることにより層間絶縁膜２３が薄くなっているので、スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３、共通電極２５および画素電極２９の変形量も小さくすることができる。よって、スペーサ３５に押圧が加わった場合でも、共通電極２５、画素絶縁膜２７および画素電極２９にクラックや破断を生じ難くなり、画素欠陥の発生を抑制することができる。すなわち、液晶表示装置１の強度を大きくすることができるので、信頼性を高めることができる。その結果、液晶表示装置１の全体としての薄型化が可能になる。

［変形例］
以上、第１の実施の形態を説明したが、本実施の形態の液晶表示装置１は種々変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態では、スペーサ領域２２において、層間絶縁膜２３の最下層に台座２１を配置する場合について説明したが、層間絶縁膜２３の厚さ方向の少なくとも一部に台座２１を配置してもよい。すなわち、図６（Ａ）に示したように、層間絶縁膜２３の最上部に台座２１を配置してもよく、図６（Ｂ）に示したように、層間絶縁膜２３の厚さ方向の中間部に台座２１を配置してもよい。さらに、図７に示したように、スペーサ領域２２における層間絶縁膜２３の厚さ方向の全体を台座２１に置き換えてもよい。

また、上記の実施の形態では、スペーサ領域２２に台座２１を別途設けることにより層間絶縁膜２３を薄くした場合について説明したが、図８に示したように、スペーサ領域２２のトランジスタ保護膜１５を上側に凸にすることにより、その上に配置される層間絶縁膜２３のスペーサ領域２２を他の領域に比べて薄くしてもよい。

以下、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と同じ構成要素には、同一番号を付してその詳細な説明を省略または簡略化する。

＜第２の実施の形態＞
［液晶表示装置の構成および作用］
図９は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置の断面構成を表すものである。液晶表示装置２は、第１の実施の形態の液晶表示装置１と比較して、主に画素絶縁膜５０の構成が異なるものであり、画素絶縁膜５０におけるスペーサ領域２２が他の領域よりも厚く形成されている。すなわち、画素絶縁膜５０は、上方および下方に向けて凸の形状になっている。スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３は、他の領域に比べて薄くなり、押圧に対する強度が大きくなる。このため、スペーサ領域２２における共通電極２５、画素絶縁膜５０および画素電極２９の変形量は小さくなる。特に、スペーサ領域２２における画素絶縁膜５０が下方に向けて凸になっているので、共通電極２５と台座２１との間隔を、第１の実施の形態の液晶表示装置１に比べて狭くすることができる。このため、層間絶縁膜２３の圧縮変形量をさらに小さくすることができる。また、スペーサ３５に押圧力が加わった場合でも、画素絶縁膜５０にクラックや破断を生じ難くすることができる。

また、上記の実施の形態では、画素絶縁膜５０を上方および下方に向けて凸になるようにした場合について説明したが、図１０（Ａ）に示したように、下方に向けてのみ凸になるようにしてもよい。この場合、画素絶縁膜５０は、ＳＯＧ（スピンオングラス）法により、その上面が平坦になるように形成すればよい。また、画素絶縁膜５０は、図１０（Ｂ）に示したように、上方に向けてのみ凸になっていてもよい。

［液晶表示装置の製造方法］
このような構成の液晶表示装置２は、例えば、次のようにして製造することができる。図１１は、液晶表示装置２の製造工程の一部を表すものである。

トランジスタ保護膜１５の上に台座２１を形成した後、トランジスタ保護膜１５および台座２１の上に層間絶縁膜２３を形成する。この後、層間絶縁膜２３の上面におけるスペーサ領域２２をエッチングして、凹部５１を形成する（図１１（Ａ））。次に、層間絶縁膜２３の上に、その上面の形状に倣う共通電極２５を形成する（図１１（Ｂ））。

次に、共通電極２５の上に画素絶縁膜５０を形成する。画素絶縁膜５０を形成する場合、まず、ＣＶＤ法やＳＯＧ法により、例えばＳｉＮ等の第１の誘電体を共通電極２５の上に成膜した後、パタンニングおよびエッチングを行って第１の誘電体膜５０ａを形成する（図１１（Ｃ））。この後、第１の誘電体とはエッチングレートの異なる第２の誘電体、例えば酸化シリコン等をＣＶＤ法により成膜する。このとき、第２の誘電体膜５０ｂを、第１の誘電体膜５０ａよりも厚く形成する。この後、パタンニングおよびエッチングを行うことにより、上方および下方に向けて凸になった形状の画素絶縁膜５０を得る（図１１（Ｄ））。

実施の形態では、画素絶縁膜５０を、ＣＶＤ法やＳＯＧ法により第１の誘電体膜５０ａを形成し、その後、ＣＶＤ法により第２の誘電体膜５０ｂを形成することにより得る場合について説明したが、以下に説明する方法により形成してもよい。まず、共通電極２５の上に誘電体を成膜し、パタンニングおよびエッチングを行うことにより図１１（Ｃ）に示したような形状を形成し、その後、ＳＯＧ法により誘電体を成膜しパタンニングすることにより、図１１（Ｄ）に示したような画素絶縁膜５０を形成してもよい。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。

図１２は、第１の変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面構成を表すものである。この液晶表示装置３では、台座２１が設けられていないが、スペーサ領域２２の画素絶縁膜５０が下方に向けて凸になっているので、スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３が他の領域よりも薄くなっている。このため、スペーサ３５に下方への力が加わった場合には、層間絶縁膜２３の圧縮変形量が小さくなる。また、スペーサ領域２２の層間絶縁膜２３は、下方に向けて凸になった形状になっているので厚くなり、押圧に対する強度が大きくなる。このため、スペーサ領域２２における共通電極２５、画素絶縁膜５０および画素電極２９の変形量は小さくなる。
また、図１３に示したように、スペーサ領域２２の画素絶縁膜５０が上方および下方に向けて凸になるようにしてもよい。

また、本発明の液晶表示装置１〜３を実現することができるものであれば、本発明の趣旨に反しない範囲で、形状および材料を変更することができる。例えば、層間絶縁膜２３に有機材料を用いた場合について説明したが、平坦化させやすい膜であればこれに限定されることはなく、無機材料であってもよい。

［液晶表示装置の適用例］
以下、上記実施の形態で説明した液晶表示装置１〜３は、例えば携帯電話等の携帯端末装置など、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。

図１４は、上記実施の形態の液晶表示装置１〜３が適用される一具体例の携帯電話機の外観を表したものである。ここで、図１４（Ａ）は開いた状態での正面図、同図（Ｂ）はその側面図、同図（Ｃ）は閉じた状態での正面図、同図（Ｄ）は左側面図、同図（Ｅ）は右側面図、同図（Ｆ）は平面図、同図（Ｇ）は底面図である。携帯電話機は、上部筐体２０１、下部筐体２０２、連結部（ここではヒンジ部）２０３、ディスプレイ２０４、サブディスプレイ２０５、ピクチャーライト２０６、カメラ２０７等を備えている。そのディスプレイ２０４やサブディスプレイ２０５は、本実施の形態の液晶表示装置１〜３により構成されている。これにより、携帯電話機は、信頼性および耐久性が向上する。

第１の実施の形態に係る液晶表示装置の要部の平面図である。 図１のＡ−Ａ線における矢視断面図である。 第１の実施の形態の液晶表示装置の斜視構造を模式的に表す図である。 図１のＢ−Ｂ線における矢視断面図である。 第１の実施の形態の液晶表示装置の作用を説明する断面図である。 第１の実施の形態の第１変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 第１の実施の形態の第２変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 第１の実施の形態の第３変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 第２の実施の形態に係る液晶表示装置の断面図である。 第２の実施の形態の変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 第２の実施の形態に係る液晶表示装置の製造工程の一部を表す図である。 第１の変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 第３の実施の形態の変形例に係る液晶表示装置のスペーサ領域における断面図である。 液晶表示装置が適用される一具体例の携帯電話機の外観図である。 従来のＦＦＳモードの液晶表示装置の要部構造を示す断面図である。 図１５に示した液晶表示装置において、画素電極膜、画素絶縁膜および共通電極膜が破損したときの状態を示す断面図である。

符号の説明

１〜３…液晶表示装置、１０…第１のガラス基板、２１…台座、２２…スペーサ領域、２３…層間絶縁膜、２５…共通電極、２７，５０…画素絶縁膜、２９…画素電極、３５…スペーサ、３６…液晶層、４０…第２のガラス基板、４２…ブラックマトリクス、５１…凹部。

Claims (11)

1. 下地絶縁膜と、前記下地絶縁膜の上に形成された共通電極と、前記共通電極の上に画素絶縁膜を介して形成された画素電極とを有する第１の基板と、
   前記第１の基板の前記画素電極側に対向して配置された第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を保ち、前記画素電極の上面に一端が当接するスペーサと
   を備え、
   前記下地絶縁膜は前記画素絶縁膜よりも圧縮変形しやすい材料で形成され、
   前記スペーサが占める領域であるスペーサ領域における前記下地絶縁膜の厚さは、他の領域における前記下地絶縁膜の厚さよりも薄い
   液晶表示装置。
2. 前記スペーサ領域における前記下地絶縁膜のうち、その厚さ方向の少なくとも一部が、前記下地絶縁膜よりも圧縮変形量が小さい材料からなる台座によって置換され、これにより、前記スペーサ領域における前記下地絶縁膜の厚さが他の領域における前記下地絶縁膜の厚さよりも薄くなっている
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記台座は、前記下地絶縁膜の厚さ方向の最下部に設けられている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記下地絶縁膜が有機材料からなり、前記台座が無機材料からなる
   請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記無機材料は、金属、酸化シリコンおよび窒化シリコンのいずれかである
   請求項４に記載の液晶表示装置。
6. さらに、前記スペーサ領域を含む領域において前記第２の基板に遮光層が選択的に設けられ、
   前記台座は、前記遮光層が占める領域の内側に配置されている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
7. 前記スペーサ領域における前記画素絶縁膜の厚さは、他の領域における前記画素絶縁膜の厚さよりも厚い
   請求項１または２に記載の液晶表示装置。
8. 前記画素絶縁膜は、前記スペーサ領域において、前記共通電極および前記画素電極の少なくとも一方の側に凸になっている
   請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記スペーサ領域において前記下地絶縁膜に凹部が形成され、これにより、前記スペーサ領域における前記下地絶縁膜の厚さが他の領域における前記下地絶縁膜の厚さよりも薄くなっている
   請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記画素絶縁膜の上面が平坦化され、これにより、前記スペーサ領域における前記画素絶縁膜の厚さが他の領域における前記画素絶縁膜の厚さよりも厚くなっている
    請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 下地絶縁膜と、前記下地絶縁膜の上に形成された共通電極と、前記共通電極の上に画素絶縁膜を介して形成された画素電極とを有する第１の基板と、
    前記第１の基板の前記画素電極側に対向して配置された第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を保ち、前記画素電極の上面に一端が当接するスペーサと
    を含み、
    前記下地絶縁膜は前記画素絶縁膜よりも圧縮変形しやすい材料で形成され、
    前記スペーサが占める領域であるスペーサ領域における前記下地絶縁膜の厚さが、他の領域における前記下地絶縁膜の厚さよりも薄くなっている液晶表示装置を備えた
    電子機器。

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