JP5618117B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、一方の基板に形成した柱状スペーサで一対の基板間のセルギャップが規定される液晶表示装置に関する。

液晶表示パネルでは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板とＣＦ（Color Filter）基板との間を球状スペーサや柱状スペーサで支持することで、規定のセルギャップを得ることを可能としている。

球状スペーサには表面に固着層を有する物があるが、柱状スペーサのように強固に一方の基板に固定されるものではなく、基板反転等により球状スペーサが移動や離脱しない程度の固着力であり、ラビング等の表面接触では容易に移動してしまう。このため、球状スペーサ材によりセルギャップを支持する液晶表示装置においては、その固着性の低さにより、輸送等の振動により球状スペーサが移動しやすく、球状スペーサが移動することによる光漏れやコントラスト低下、セルギャップムラ等の表示不良が発生する。また、表示領域内に配置された球状スペーサは、その周辺部分が配向異常を生じるためにコントラストの低下を生じる。

更に、動画対応等で高速応答を要求される液晶表示パネルでは、その手法の一つとして狭セルギャップ化による高速応答化が図られるが、十分に狭いセルギャップを形成するために必要な小さい粒径で且つ粒度バラツキの小さい球状スペーサを入手するのは容易でない。

これに対して、柱状スペーサを遮光部に配置した液晶表示装置においては、柱状スペーサはＣＦ基板等、一方の基板側に強固に固定されている為に振動によりスペーサが移動する等の問題が生じる事がない。更に、柱状スペーサは遮光部に配置されることによりパネルのコントラストも向上し、球状スペーサに比べて十分に低い高さの柱状スペーサの形成が可能であり、近年の液晶表示装置の高コントラスト化や高速応答の要求に伴い、柱状スペーサを用いる製品が増加してきている。

柱状スペーサを使用する液晶表示装置に関して、例えば、下記特許文献１には、図２３に示すような構造が開示されている。この液晶表示装置は、柱状スペーサの面積を表示領域内の画素面積の０．０５〜０．１５％とすることにより、セルギャップ均一性を維持しつつ、液晶表示パネルの温度上昇により液晶が下部に溜まってしまう重力ムラを抑制するものである。

また、下記特許文献２には、図２４に示すような構造が開示されている。この液晶表示装置は、柱状スペーサに対応する位置に凸状の段差膜を形成することで、柱状スペーサの摩擦力を低減させ、前記表示不具合を抑制するものである。

また、下記特許文献３には、図２５に示すような構造が開示されている。この液晶表示装置は、互いに対向するように形成された柱状スペーサを有し、柱状スペーサは実質的に合致可能な傾斜面により構成され、温度低下により液晶体積が大きく減少しても、柱状スペーサ同士が摺動して基板間隔を変化させるため、真空気泡の発生を抑制しようとするものである。

特開２００１−１１７１０３号公報 特開２００５−２４２２９７号公報 特開２０００−２６７１１１号公報

柱状スペーサを使用するパネルにおいて、パネル表面を擦る等の外部応力が加わった際には、いずれか一方の基板側に固定された柱状スペーサは、対向するもう一方の基板表面をすべり運動により移動してしまう。

ここで、一般的に柱状スペーサを数％圧縮した状態でセルギャップを形成するために、柱状スペーサ表面と柱状スペーサが接触する基板表面との間には、常に力が加わった状態となっており、外部から加わっていた力が開放された場合においても、柱状スペーサと接触する基板表面の摩擦により、元の状態に戻ることが困難である。

この場合、ガラス基板に残留応力が生じ、リタデーションが発生してしまうために、リタデーションが生じた領域では黒表示画面において光漏れが生じ、黒輝度の上昇によるコントラスト低下や黒画質均一性低下が発生する。

また、モジュール筐体によりパネル外周を押さえてパネルを固定する場合や、両面テープでモジュール部材に直接パネルを固定する場合において、パネルやモジュール部材自身に歪みや反り等の変形があると、パネルに局所的なストレスを加えてしまうことがあり、この場合も同じくガラス基板の残留応力によりリタデーションが発生し、光漏れ不良が生じてしまう。

上記ガラス基板の残留応力により発生するリタデーションと光漏れとの関係について、図２２を参照して説明する。

図２２（ａ）は、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式のパネル中央部分に荷重を加えた際の実際の光漏れ分布を示す図である。また、図２２（ｂ）は、ＩＰＳパネルの残留応力及び残留応力方向の測定結果を元に計算により求めた光漏れ分布予測値を示す図である。

偏光板の吸収軸の方向と残留応力の生じる方向とのズレ角度をθとすると、ガラスのリタデーションによる出射光強度はｓｉｎ２θに比例することから、式１より予測値を求めた。

Ｉ∝τ・ｓｉｎ２θ … ［式１］
Ｉ：出射光強度，τ：残留応力の大きさ，θ：偏光板の吸収軸方向と残留応力の方向とのズレ角度

図２２の（ａ）と（ｂ）は酷似しており、共にＣＦ側偏光板の吸収軸方向から４５度ずれた方向で光漏れが最大となり、ガラス基板に生じるリタデーションが黒表示画面における光漏れ不良の原因であることがわかる。

柱状スペーサが接触する部分においても同様の現象が起こっており、ガラス基板に生じる残留応力の方向が黒表示画面における光漏れに大きく関係している。

この問題に対して、特許文献１の構成は、柱状スペーサの接触面積を規定することにより摩擦力を制御するものであり、ガラスに生じる残留応力がある一定範囲以内となるが、摩擦力を完全に無くすことは困難であり、ガラスのリタデーションに起因する黒表示画面における光漏れに対して、その効果は不十分である。また、筐体の押さえ等により生じるリタデーションに対しては効果が得られない。

また、特許文献２の構成では、摩擦力の低減によりガラス内部の残留応力が小さくなり、ガラスのリタデーションによる光漏れに対して抑制効果が得られるが、ここでも摩擦力を完全に無くすことは困難であり、光漏れの対策としては不十分である。また、筐体の押さえ等により生じるリタデーションに対しても効果は得られない。

また、特許文献３の構成は、ガラス内部の残留応力を低減するものではなく、また応力の方向も制御しておらず、黒表示画面における光漏れに対してはなんら抑制効果が得られないほか、温度変化時の重ね合わせ位置ずれによる斜め視野からの光漏れや、温度変化時のセルギャップ変化による色ムラ等の問題が生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、一方の基板側に固定された柱状スペーサを使用しても、基板のリタデーションによる光漏れ不良を生じにくい、高品位な液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、対向して配置された一対の基板と、ブラックマトリクスにより遮光される領域に形成された、一方の基板側の柱状スペーサ及び他方の基板側の柱状スペーサ対向部と、を含み、前記一対の基板間に液晶が封止され、前記一対の基板の両外側に偏光板が配置されてなる液晶表示装置において、前記柱状スペーサの頂上部分と前記柱状スペーサ対向部の少なくとも一方は、前記基板の平面に対して傾斜した傾斜面を有しており、前記傾斜面の傾斜方向は、前記基板の法線方向から見て、表示面側に配置される偏光板の吸収軸方向とほぼ平行又は直交しているものである。

本発明の液晶表示装置によれば、一方の基板側に固定された柱状スペーサを使用しても透明基板のリタデーションによる光漏れ不良が生じにくく、黒表示画面における輝度ムラの低減や、筐体の押さえによる光漏れ不良の低減、コントラスト向上が得られる。

背景技術で示したように、液晶表示パネルでは、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間を球状スペーサや柱状スペーサで支持することで、規定のセルギャップを得ることを可能としているが、液晶表示装置の高コントラスト化や、高速応答化の要求に伴い、柱状スペーサを遮光部に配置した液晶表示装置が増加してきている。

しかしながら、柱状スペーサは球状スペーサと異なり一方の基板側に固定されているために、柱状スペーサ頂上部と、他方の基板の柱状スペーサ対向部との間の摩擦力により、基板材料に残留応力が生じる。

液晶表示装置の透明基板には、一般的にガラス基板等のリタデーションが極めて小さい材料が用いられるが、ガラスに残留応力が生じると、リタデーションが発生し、その結果として黒画面で光漏れ不良が生じる。

これまでは、柱状スペーサの接触面積を少なくする等、摩擦力の低減により残留応力を小さくする事により、光漏れを抑制しようとする施策があったが、光漏れの対策としては不十分であった。

そこで、本発明では、対向して配置された一対の基板と、少なくとも一方の基板側に形成された柱状スペーサと、他方の基板側の柱状スペーサ対向部とを含む液晶表示装置において、柱状スペーサの頂上部分と柱状スペーサ対向部の少なくとも一方に傾斜面を持たせ、傾斜面の傾斜方向を、表示面の法線方向から見て、表示面側の偏光板の吸収軸方向とほぼ平行又は直交の方向になるようにし、これにより、基板のリタデーションに起因した光漏れを抑制する。

なお、本発明の液晶表示装置は、ＩＰＳ方式、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式等の液晶表示パネルの駆動方式に関係なく、柱状スペーサ頂上部の傾斜方向を表示面側の偏光板の吸収軸とほぼ平行な方向または直交な方向とすることにより、何れの液晶表示パネルの駆動方式においても同様の効果を得ることが可能である。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置について、図１乃至図６及び図１５（ａ）を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルのＴＦＴ基板の１画素の構成を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＦ基板の構成を示す平面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶表示パネルの構成を示す断面図である。また、図４は、本実施例の液晶表示パネルの拡大平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ’線に沿った液晶表示パネルの断面図、図６は、図４においてガラス内部に生じる残留応力の方向を示す図である。また、図１５（ａ）は、柱状スペーサの形状を示す斜視図である。

図１乃至図３に示すように、本実施例の液晶表示装置は、主に、ＴＦＴ基板１００と、ＣＦ基板２００と、ＣＦ基板２００側に形成された柱状スペーサ２０５と、前記両基板間に挟持された液晶２０６と、からなり、柱状スペーサ２０５は、ブラックマトリクス（以降、ＢＭと略す。）２０２上の遮光部に配置し、柱状スペーサ２０５の頂上部分は傾斜面とした。

前記ＴＦＴ基板１００は、例えば、ガラス基板１０１の上に同層にて形成されるゲート配線１０２、ＣＯＭ配線１０３及びＣＯＭ電極１０４と、前記ゲート配線１０２、前記ＣＯＭ配線１０３及び前記ＣＯＭ電極１０４の表面を覆うゲート絶縁膜１０５と、前記ゲート絶縁膜１０５上にアイランド状に形成されるａ−Ｓｉ層１０６と、前記ゲート絶縁膜１０５またはａ−Ｓｉ層１０６上に形成され、前記ゲート配線１０２と直交するドレイン配線１０７と、前記ドレイン配線１０７と同層にて形成される画素電極１０８と、前記ドレイン配線１０７及び前記画素電極１０８の表面を覆うパッシベーション膜１１０とからなる。

また、前記ＣＦ基板２００は、例えば、ガラス基板２０１上に形成された遮光膜であるＢＭ２０２と、前記ＢＭ２０２及びＢＭが配置されていない透過部を覆うように形成された色層２０３と、前記色層２０３を覆うように形成されたオーバーコート（以降、ＯＣと略す。）２０４と、前記ＯＣ２０４上部且つ、前記ＢＭ２０２上部に形成され、前記ＴＦＴ基板１００側に形成された前記ゲート配線１０２と対応する位置に配置された柱状スペーサ２０５とからなる。この柱状スペーサ２０５は、同一色層部分に配置することが望ましく、本発明では青色層に該当するＢＭ２０２上に配置した。

ここで、本実施例の液晶表示装置はＩＰＳ方式であり、図１及び図２のＡ−Ａ’方向がＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向となり、柱状スペーサ２０５の頂上部分の傾斜面の傾斜方向を、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と平行な方向とした。

柱状スペーサの形状について更に分かりやすくするために図１５（ａ）に柱状スペーサ２０５の斜視図を示す。図１５（ａ）に示すように、柱状スペーサ２０５の頂上部分の傾斜面は、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と平行な方向に傾斜しており、それ以外の方向には傾斜していない形状とした。

なお、傾斜面の傾斜角は任意に設定可能である。また、柱状スペーサ２０５の頂上部分の傾斜面の傾斜方向は、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と平行な方向として説明しているが、前述の［式１］から分かるように、ＣＦ基板２００側の偏光板の吸収軸方向とほぼ平行又は直交した方向とすればよく、そのような構成とすることにより出射光強度は大幅に抑制できる。

また、柱状スペーサ２０５の対向する部分は、遮光部であるＴＦＴ基板１００側のゲート配線１０２上とし、表示面の法線方向から見て、柱状スペーサ２０５の面積よりも広いゲート配線領域と対応するように設計した。

次に、本実施例の液晶表示装置の製造方法について説明する。

ＴＦＴ基板１００側は、ガラス基板１０１の上に第１の導電材料をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりゲート配線１０２、ゲート電極、ＣＯＭ配線１０３、ＣＯＭ電極１０４を同層にて形成する。第１の導電膜はＣｒ膜とＡｌ合金の積層構造とし、膜厚は合計で５００ｎｍとする。

次に、酸化窒化珪素からなるゲート絶縁膜１０５、ａ−Ｓｉ層１０６をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりａ−Ｓｉ層１０６をパターニングし、アイランドを形成する。

次に、第２の導電材料をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりドレイン配線１０７、ソース電極、ドレイン電極、画素電極１０８を同層にて形成する。第２の導電膜にはＣｒ膜を用い、膜厚は３００ｎｍとする。

次に、酸化窒化珪素からなるパッシベーション膜１１０をＣＶＤ法にて成膜した後に、フォトリソグラフィにより端子部分のコンタクトホールを形成する。

次に、ＩＴＯ（Indiμｍ Tin Oxide）膜をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィにより端子部分の表面をＩＴＯ膜で被覆する。

ＣＦ基板２００側は、ガラス基板２０１の上に黒色樹脂材料を塗布成膜した後に、フォトリソグラフィによりＢＭ２０２を形成する。

次に、緑色、赤色、青色各々の感光性顔料レジストの塗布成膜及びフォトリソグラフィにより色層２０３を形成する。

次に、アクリル系材料からなる熱硬化性ＯＣ材料を塗布成膜、焼成し、ＯＣ２０４を形成する。ここで、ＯＣ２０４は焼成後の膜厚で１．５μｍとなるよう調整した。

次に、アクリル系材料からなる感光性柱状スペーサ材料の塗布成膜及びフォトリソグラフィにより柱状スペーサ２０５を形成する。ここで、柱状スペーサ２０５は、青色の色層２０３の透過部表面を基準として、高さ３．７μｍとなるよう調整した。また、柱状スペーサ２０５の露光にテーパ状スリットを有するマスクを用いることにより、本発明の特徴である、頂上部に傾斜を持つ柱状スペーサ２０５を形成する。

次に、前記ＴＦＴ基板１００及び前記ＣＦ基板２００の各々に印刷及び焼成により配向膜を形成した後、ラビング処理を行う。ここで、配向膜の焼成は２３０℃で６０分間とした。

次に、ＴＦＴ基板の周辺部分にハイブリッド型（光硬化及び熱硬化）のシール材１１１を用いてシールパターンを形成する。

次に、ＴＦＴ基板もしくはＣＦ基板の一方の表面に液晶２０６を滴下した後、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とを真空中で所定の位置に重ね合わせ、近接させた後に、大気に開放し、両基板の貼り合わせを行う。

本実施例では、事前に柱状スペーサ２０５の高さ測定を行い、その高さ測定結果に応じて滴下する液晶量を調整することで、柱状スペーサの圧縮量が約０．２μｍとなるように制御し、セルギャップは４．０μｍとした。

次に、シールパターンにＵＶ光照射した後に加熱することでシール材１１１を硬化させ、貼り合わせ基板を作成する。ここで、シール材１１１へのＵＶ照射量は３０００ｍＪとし、硬化温度は１２０℃で６０分間とした。

次に、貼り合わせ基板をパネル単位に切断し、パネルの両面に偏光板の貼り付けを行うことで液晶表示パネルが完成する。

次に、本実施例の液晶表示装置の動作及び効果について説明する。

一般的に柱状スペーサを数％圧縮した状態でセルギャップを形成するために、柱状スペーサ表面と柱状スペーサが接触する基板表面との間には、常に力が加わった状態となっており、このためにガラス基板にたわみが生じ、ガラス基板にたわみが生じるとガラス内部に残留応力が生じる。その際、従来の液晶表示装置では、外的なストレスが加わった場合のガラスの残留応力の方向は不規則であるため、そのストレスの方向や大きさに左右されて光漏れ不良が生じてしまう。

これに対して、本実施例の柱状スペーサの頂上部分の傾斜面の傾斜方向は、表示面の法線方向から見てＣＦ側の偏光板の吸収軸方向に対して平行な方向になっているため、図４のＡ−Ａ’線に沿った断面を表す図５に示すようにＣＦ側の偏光板の吸収軸方向に沿ったたわみを連続的に有することとなる。

このようにガラス基板の連続的なたわみの方向を光軸方向とほぼ平行な方向にする事により、パネルに生じる残留応力（圧縮応力、引張応力）の方向を光軸とほぼ平行方向もしくは直交方向とすることが出来、本実施例の構成の場合、図６に示すようにＣＦ側の偏光板の吸収軸方向にほぼ平行な方向の圧縮応力と、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向に直交した方向の引張応力がパネル面内の柱状スペーサ間に生じることとなる。

ここで前述したように、表示面側の偏光板の吸収軸と平行方向もしくは直交方向に生じた残留応力は光漏れとならず、偏光板の吸収軸と４５度ずれた位置で最大となるように、その角度がずれることにより光漏れが緩やかに増加する。

このため、外的なストレスがパネルに加わった場合においても、柱状スペーサ頂上部の傾斜により、ガラスの残留応力の方向は表示面側の偏光板の吸収軸とほぼ平行方向もしくは直交方向に倣う事になり、ガラスのリタデーションによる光漏れを軽減することができる。

次に、本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置について、図７及び図１５（ｂ）を参照して説明する。図７は、本発明の第２の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図であり、図１５（ｂ）は、柱状スペーサの形状を示す斜視図である。図７は、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図７に示すように、実施例２では柱状スペーサ２０５の頂上部分を階段状の傾斜面としている。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。

柱状スペーサの形状について更に分かりやすくするために図１５（ｂ）に柱状スペーサ２０５の斜視図を示す。図１５（ｂ）に示すように、柱状スペーサ２０５の頂上部分の傾斜面は、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と平行な方向に階段状に傾斜しており、それ以外の方向には傾斜していない形状とした。なお、階段の段数や段差は任意に設定可能である。

次に、実施例２の製法について説明する。実施例２では、柱状スペーサ２０５の露光には透過率の異なるハーフトーンマスクを用いることにより、本実施例の特徴である、頂上部に階段状の傾斜を持つ柱状スペーサを形成した。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例２の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の第３の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図８も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図８に示すように、実施例３では柱状スペーサ２０５の頂上部分を曲線状の傾斜面としている。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、曲面の曲率半径は任意に設定可能である。

次に、実施例３の製法について説明する。実施例３では、柱状スペーサ２０５の露光には曲線状のテーパスリットを有するマスクを用いることにより、本実施例の特徴である、頂上部に曲線状の傾斜を持つ柱状スペーサを形成した。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例３の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の第４の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図９も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図９に示すように、実施例４では柱状スペーサ２０５の頂上部分が、ＣＦ基板の偏光板の吸収軸方向と平行な左右方向の双方に傾斜した面を有する構成としている。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、傾斜角や頂点の位置は任意に設定可能であり、図の左右で傾斜角を変えてもよい。

次に、実施例４の製法について説明する。実施例４では、柱状スペーサ２０５の露光にはテーパスリットを有するマスクを用いることにより、本実施例の特徴である、頂上部に曲線状の傾斜を持つ柱状スペーサを形成した。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例４の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第５の実施例に係る液晶表示装置について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の第５の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図１０も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１０に示すように、実施例５では柱状スペーサ２０５の頂上部分が、ＣＦ基板の偏光板の吸収軸方向と平行な左右方向の双方に曲線状に傾斜した面を有する構成としている。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、曲面の曲率半径や頂点の位置は任意に設定可能であり、図の左右で曲率半径を変えてもよい。

次に、実施例５の製法について説明する。実施例５では、柱状スペーサ２０５の露光には曲線状のテーパスリットを有するマスクを用いることにより、本実施例の特徴である、頂上部に曲線状の傾斜を持つ柱状スペーサ２０５を形成した。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例５の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第６の実施例に係る液晶表示装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の第６の実施例に係るパネルの構成を示す断面図である。図１１も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１１に示すように、実施例６では柱状スペーサ２０５の頂上部分が、実施例５と同様にＣＦ基板の偏光板の吸収軸方向と平行な左右方向の双方に曲線状に傾斜した面を有しており、柱状スペーサ２０５の下部に複数の色層２０３を積層している。この点が実施例５との相違点であり、その他の構成については、実施例５と同様である。

次に、実施例６の製法について説明する。

ＣＦ基板２００側は、ガラス基板２０１の上に黒色樹脂材料を塗布成膜した後に、フォトリソグラフィによりＢＭ２０２を形成する。

次に、緑色、赤色、青色各々の感光性顔料レジストの塗布成膜及びフォトリソグラフィにより色層２０３を形成する。このとき、図１１に示すように柱状スペーサ２０５の下部に色層２０３（Ｇ）、色層２０３（Ｒ）、色層２０３（Ｂ）を階段状に積層するように形成し、その上部に、実施例１と同様の製法にてＯＣ２０４、柱状スペーサ２０５を形成する。

ＯＣ２０４と柱状スペーサ２０５のレベリング性により、柱状スペーサ２０５の頂上部は、曲線状のテーパを持つ形状として形成することが出来る。

柱状スペーサ２０５の下部で階段形状を形成する色層２０３（Ｇ）、色層２０３（Ｒ）は、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と直交した方向の大きさを、柱状スペーサ２０５よりも大きく設計しておくことで、ＣＦ基板側の偏光板の吸収軸方向と平行な方向にのみ曲線状のテーパを有する柱状スペーサ２０５を形成することが出来る。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例６の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第７の実施例に係る液晶表示装置について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の第７の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図１２も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１２に示すように、実施例７では柱状スペーサ２０５をＴＦＴ基板１００側に形成している。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、ＴＦＴ基板１００側に形成する柱状スペーサ２０５は、実施例２乃至５に示した形状としてもよい。

次に、実施例７の製法について説明する。

実施例１と同様の製法にてＴＦＴ基板１００を形成した後に、アクリル系材料からなるに感光性柱状スペーサ材料を塗布成膜し、フォトリソグラフィにより柱状スペーサ２０５を形成する。ＣＦ基板２００側には柱状スペーサを形成しない。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例７の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第８の実施例に係る液晶表示装置について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の第８の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図１３も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１３に示すように、実施例８では柱状スペーサ２０５の頂上部分は平坦な形状とし、柱状スペーサ２０５の対向部分を階段状の傾斜面としている。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、平坦な形状の柱状スペーサ２０５に代えて、実施例１乃至５に示した柱状スペーサ２０５を用いてもよい。

次に、実施例８の製法について説明する。

ＴＦＴ基板１００側は、ガラス基板１０１の上に第１の導電材料をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりゲート配線１０２、ゲート電極、ＣＯＭ配線１０３、ＣＯＭ電極１０４を同層にて形成する。第１の導電膜はＣｒ膜とＡｌ合金の積層構造とし、膜厚は合計で５００ｎｍとする。

次に、酸化窒化珪素からなるゲート絶縁膜１０５、ａ−Ｓｉ層１０６をＣＶＤ法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりａ−Ｓｉ層１０６をパターニングし、アイランドを形成する。

次に、第２の導電材料をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィにより段差膜１０９ａを形成する。

次に、第３の導電材料をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィによりドレイン配線１０７、ソース電極、ドレイン電極、画素電極１０８、段差膜１０９ｂを同層にて形成する。第２、第３の導電膜にはＣｒ膜を用い、膜厚は各々３００ｎｍとする。

次に、酸化窒化珪素からなるパッシベーション膜１１０をＣＶＤ法にて成膜した後に、フォトリソグラフィにより端子部分のコンタクトホールを形成する。

次に、ＩＴＯ膜をスパッタリング法にて成膜した後に、フォトリソグラフィにより端子部分の表面をＩＴＯ膜で被覆する。

次に、ＣＦ基板２００側の柱状スペーサ２０５の露光には一般的なフォトリソグラフィを用い、頂上部が平坦な柱状スペーサ２０５を形成した。

その他の製法については実施例１と同様であり、実施例８の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第９の実施例に係る液晶表示装置について、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の第９の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。図１４も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１４に示すように、実施例９では柱状スペーサ２０５の頂上部分は平坦な形状とし、柱状スペーサ２０５の対向部分が、ＣＦ基板の偏光板の吸収軸方向と平行な左右方向の双方に階段状に傾斜した面を有する構成とした。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、図１４では階段状に傾斜した面を左右対称な形状としたが、非対称としてもよい。また、平坦な形状の柱状スペーサ２０５に代えて、実施例１乃至５に示した柱状スペーサ２０５を用いてもよい。

製法については実施例８と同様であり、実施例９の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第１０の実施例に係る液晶表示装置について、図１６及び図１９（ｂ）を参照して説明する。図１６は、本発明の第１０の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図であり、図１９（ｂ）は、表示面の法線方向から見た柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。図１６も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１６及び図１９（ｂ）に示すように、実施例１０では傾斜面の向きが１８０度異なる２種類の柱状スペーサ２０５を交互に配置している。この点が図１９（ａ）に示す実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、柱状スペーサ２０５の構造として、実施例２、３、７、８に示した構造を適用してもよい。

このような実施例１０の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第１１の実施例に係る液晶表示装置について、図１７及び図１９（ｃ）を参照して説明する。図１７は、本発明の第１１の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図であり、図１９（ｃ）は、表示面の法線方向から見た柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。図１７も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１７及び図１９（ｃ）に示すように、実施例１１では傾斜面の向きが１８０度異なる２種類の柱状スペーサ２０５を、パネル中央部を境にパネルの外側に向かう傾斜面となるように配置している。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、柱状スペーサ２０５の構造として、実施例２、３、７、８に示した構造を適用してもよい。

このような実施例１１の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第１２の実施例に係る液晶表示装置について、図１８及び図１９（ｄ）を参照して説明する。図１８は、本発明の第１２の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図であり、図１９（ｄ）は、表示面の法線方向から見た柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。図１８も、実施例１のＡ−Ａ’部断面と同様の方向の断面を示しており、Ａ−Ａ’方向は、ＣＦ側の偏光板の吸収軸方向である。

図１８及び図１９（ｄ）に示すように、実施例１２では傾斜面の向きが１８０度異なる２種類の柱状スペーサ２０５を、パネル中央部を境にパネルの内側に向かう傾斜面となるように配置している。この点が実施例１との相違点であり、その他の構成については、実施例１と同様である。なお、柱状スペーサ２０５の構造として、実施例２、３、７、８に示した構造を適用してもよい。

このような実施例１２の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第１３の実施例に係る液晶表示装置について、図２０を参照して説明する。図２０は、本発明の第１３の実施例に係る液晶表示パネルにおける柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。

図２０（ｅ）から（ｈ）に示すように、柱状スペーサの傾斜方向を、表示面の法線方向から見て、表示面側の偏光板の吸収軸方向と直交した方向としてもよい。

このような実施例１３の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

次に、本発明の第１４の実施例に係る液晶表示装置について、図２１を参照して説明する。図２１は、本発明の第１４の実施例に係る液晶表示パネルにおける柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。

実施例１４はＴＮ方式であり、ＴＮ方式においても、図２１（ｉ）〜（ｌ）に示すように、柱状スペーサの傾斜方向を、表示面の法線方向から見て、表示面側の偏光板の吸収軸方向とほぼ平行又は直交した方向とすればよい。

このような実施例１４の構成においても実施例１と同様の効果を得ることが出来る。

本発明は、一方の基板に形成した柱状スペーサで一対の基板間のセルギャップが規定される液晶表示装置に利用可能である。

本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルのＴＦＴ基板の１画素の構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＦ基板の構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルの拡大平面図である。 図４のＡ−Ａ’線に沿った液晶表示パネルの断面図である。 図４においてガラス内部に生じる残留応力の方向を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第６の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第７の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第８の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第９の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 第１及び第２の実施例に係る柱状スペーサの形状を示す斜視図である。 本発明の第１０の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第１１の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明の第１２の実施例に係る液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 第１、１０〜１２の実施例の液晶表示パネルにおける柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。 第１３の実施例の液晶表示パネルにおける柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。 第１４の実施例の液晶表示パネルにおける柱状スペーサの傾斜方向を示す図である。 光漏れ分布及び光漏れ分布予想値を示す図である。 従来（特許文献１）の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 従来（特許文献２）の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 従来（特許文献３）の液晶表示パネルの構成を示す断面図である。

符号の説明

１００ ＴＦＴ基板
１０１ ガラス基板
１０２ ゲート配線
１０３ ＣＯＭ配線
１０４ ＣＯＭ電極
１０５ ゲート絶縁膜
１０６ ａ−Ｓｉ層
１０７ ドレイン配線
１０８ 画素電極
１０９、１０９ａ、１０９ｂ 段差膜
１１０ パッシベーション膜
１１１ シール材
２００ ＣＦ基板
２０１ ガラス基板
２０２ ＢＭ
２０３ 色層
２０４ ＯＣ
２０５ 柱状スペーサ
２０６ 液晶

Claims (7)

1. 対向して配置された一対の基板と、ブラックマトリクスにより遮光される領域に形成された、一方の基板側の柱状スペーサ及び他方の基板側の柱状スペーサ対向部と、を含み、前記一対の基板間に液晶が封止され、前記一対の基板の両外側に偏光板が配置されてなる液晶表示装置において、
   前記柱状スペーサの頂上部分と前記柱状スペーサ対向部の少なくとも一方は、前記基板の平面に対して傾斜した傾斜面を有しており、前記傾斜面の傾斜方向は、前記基板の法線方向から見て、表示面側に配置される偏光板の吸収軸方向とほぼ平行又は直交していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記傾斜面は、階段状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記傾斜面は、曲線状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記柱状スペーサと前記柱状スペーサ対向部の少なくとも一方は、前記基板の法線方向から見た傾斜方向が１８０度異なる双方向の傾斜面を一箇所内に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の液晶表示装置。
5. 前記柱状スペーサと前記柱状スペーサ対向部の少なくとも一方は、前記基板の法線方向から見た傾斜方向が１８０度異なる２種類以上からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の液晶表示装置。
6. 前記傾斜面は、一箇所毎に傾斜方向が１８０度異なることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記傾斜面は、表示面の中央部を境に傾斜方向が１８０度異なることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

Images