JP6095956B2 - 液晶表示装置、及び液晶表示装置の作製方法 - Google Patents

Description

液晶表示装置、及び液晶表示装置の作製方法に関する。

近年、液晶は多様なデバイスに応用されており、特に薄型、軽量の特徴を持つ液晶表示装置（液晶ディスプレイ）は幅広い分野のディスプレイにおいて用いられている。

より大型、高精細な表示画面を可能とするため、液晶の応答速度の高速化が求められており、開発が進められている。

高速応答可能な液晶の表示モードとしてブルー相を発現する液晶を用いる表示モードがあげられる。ブルー相を発現する液晶を使用するモードは、高速応答が図れるうえ、配向膜が不要であり、かつ広視野角化が可能なので、実用化に向けてより研究が行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１３３８７６号公報

また、液晶表示装置は、表示画面に触れて操作するタッチパネルや、携帯する携帯モバイル、屋外大型ビジョンとして好適に用いられていている。このような使用に際しては液晶表示装置への物理的衝撃が加わることが多く、液晶表示装置は物理的衝撃にも強い耐性を備えていることが要求される。

物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することを課題の一とする。

高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。

一対の基板が液晶組成物を挟持する液晶表示装置において、該基板間の間隙を支えるスペーサを、スペーサ下に設けられる遮光性を有する膜をマスクとして裏面露光することによって自己整合的に形成する。スペーサは、半導体素子や液晶素子の電極層が設けられる透光性を有する基板側に形成する。なお、本明細書においては、素子層が設けられる基板を素子基板、素子基板と対向して設けられる基板を対向基板ともいう。

スペーサは、液晶表示装置において対向する基板間に挟持された液晶組成物が充填される空間の距離（セルギャップともいう）を制御する他、外部からの押圧等の衝撃に対し、該距離を保持する機能を有する。

本明細書に開示する発明では、スペーサの作製工程において、遮光性を有する膜をマスクとして遮光性を有する膜上以外に設けられた感光性樹脂層を除去するため、スペーサは遮光性を有する膜上のみに設けられる。遮光性を有する膜は、同一の連続膜であるため、該表面はほぼ同じ表面高さが連続する領域であり、スペーサを安定して設けることができる。

また、スペーサを素子基板側に形成するため、素子層に起因するスペーサの形成領域の凹凸を平坦化するように感光樹脂層を被覆性の高い塗布法等により形成することができる。よって、多少の凹凸を有するスペーサの形成領域であってもスペーサを密着性及び安定性よく配置することができる。

本明細書に開示する発明において、スペーサを液晶表示装置内における急峻な凹凸や段差の少ない、ほぼ水平な領域に安定して設けることができるため、該スペーサは物理的衝撃による破損や形状不良が低減され、物理的衝撃に対する高い耐性を付与されることが可能となる。

従って、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。また、高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

液晶組成物としては、ブルー相を発現する液晶組成物を好適に用いることができる。

ブルー相は捩れ力の強い液晶組成物で発現し二重ねじれ構造を有する。該液晶組成物は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、等方相等を示す。

ブルー相であるコレステリックブルー相は、低温側からブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩと３種類の構造を示す。ブルー相であるコレステリックブルー相は光学的に等方性であるが、ブルー相Ｉは体心立方、ブルー相ＩＩは単純立方の対称性を有する。ブルー相Ｉ及びブルー相ＩＩは、紫外〜可視光領域にブラッグ回折を示す。

カイラル剤は、液晶組成物の捩れを誘起し、液晶組成物を螺旋構造に配向させブルー相を発現させるために用いる。カイラル剤は、不斉中心を有する化合物であり、液晶組成物に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い化合物を用いる。また、カイラル剤は光学活性体であり、光学純度が高いほど好ましく９９％以上が最も好ましい。

本明細書で開示する発明の構成の一形態は、ネマティック液晶、及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を挟持する透光性を有する第１の基板、及び第２の基板と、第１の基板と液晶組成物との間に設けられた第１の電極層、第２の電極層、遮光性を有する膜、及びスペーサとを有し、スペーサは遮光性を有する膜上に設けられ、スペーサの下面はすべて遮光性を有する膜の上面と重畳する液晶表示装置である。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、ネマティック液晶、及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を挟持する透光性を有する第１の基板、及び第２の基板と、第１の基板と液晶組成物との間に第１の基板側から順に設けられた遮光性を有する導電膜を含む素子層、及び絶縁膜と、絶縁膜上に第１の電極層、第２の電極層、及びスペーサとを有し、スペーサは遮光性を有する導電膜上に設けられ、スペーサの下面はすべて遮光性を有する導電膜の上面と重畳する液晶表示装置である。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、絶縁膜が設けられた透光性を有する第１の基板上に、絶縁膜に接して第１の電極層、第２の電極層、及び遮光性を有する膜を形成し、絶縁膜及び遮光性を有する膜上に選択的に感光性樹脂層を形成し、遮光性を有する膜をマスクとして、第１の基板を通過した光を感光性樹脂層に選択的に照射し、感光性樹脂層において光照射領域を除去してスペーサを形成し、絶縁膜上に、第１の電極層、第２の電極層、及びスペーサを囲うシール材を形成し、シール材の内側に、第１の電極層、第２の電極層、及びスペーサに接して、ブルー相を発現する液晶組成物を充填し、シール材、スペーサと接し、液晶組成物を封止する第２の基板を設ける液晶表示装置の作製方法である。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、透光性を有する第１の基板上に遮光性を有する導電膜が設けられた素子層を形成し、素子層上に絶縁膜を形成し、絶縁膜に接して第１の電極層、及び第２の電極層を形成し、記絶縁膜上に選択的に遮光性を有する導電膜と重畳する感光性樹脂層を形成し、遮光性を有する導電膜をマスクとして、第１の基板を通過した光を感光性樹脂層に選択的に照射し、感光性樹脂層において光照射領域を除去してスペーサを形成し、絶縁膜上に、第１の電極層、第２の電極層、及びスペーサを囲うシール材を形成し、シール材の内側に、第１の電極層、第２の電極層、及びスペーサに接して、ネマティック液晶、及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を充填し、シール材、スペーサと接し、液晶組成物を封止する第２の基板を設ける液晶表示装置の作製方法である。

遮光性を有する膜は、第１の電極層、第２の電極層、又は素子層に含まれる遮光性を有する導電膜（例えば、トランジスタの電極層、又は配線層等）と同工程及び同材料で形成してもよい。また、素子層に含まれる遮光性を有する導電膜（例えば、トランジスタの電極層、又は配線層等）の一部を、遮光性を有する膜として用いてもよい。

遮光性を有する膜の構成は、単膜の他、複数の膜によって構成することができる。複数の膜によって構成される場合、遮光性を有する領域は、該膜の形状や積層構造によって制御することができる。

上記遮光性を有する膜の少なくとも一部を覆うように選択的に形成される感光性樹脂層は、インクジェット法や印刷法により形成してもよいし、素子基板全面に塗布法等で成膜した後、マスクを用いて一部を除去することによって選択的に形成してもよい。

また、液晶組成物を重合させて高分子化することによって、液晶組成物が安定化し、ブルー相の発現する温度範囲を拡大することができる。なお、重合させて液晶組成物を高分子化することを高分子安定化処理という。ブルー相が発現する液晶組成物として、ネマティック液晶、及びカイラル剤を含む液晶組成物を用いるが、高分子安定化処理を行う場合、該液晶組成物に、さらに重合性モノマー及び重合開始剤を加えた液晶組成物を用いる。なお、高分子安定化処理は、例えば光重合性モノマー及び光重合開始剤を用いて、光照射によって液晶組成物を高分子化することで行うことができる。

高分子安定化処理された液晶組成物は、流動性が消失（又は低下）し、緩衝性の低い固体（又は固体に近い）の状態となる。緩衝性の低い液晶組成物においては、スペーサの移動による衝撃がより顕著に表示不良に影響するため、本明細書に開示する発明のように物理的衝撃に強い安定したスペーサは有益である。

本発明の一形態は、液晶表示装置の物理的衝撃に対する耐性を強化し、高品質な表示特性を保持できる技術を提供することができる。

本発明の一形態は、液晶表示装置に、高い信頼性及び高い性能を付与することができる。

液晶表示装置、及び液晶表示装置の作製方法を説明する概念図。 液晶表示装置の一形態を説明する図。 液晶表示装置の電極構成の一形態を説明する図。 液晶表示装置の一形態を説明する図。 液晶表示装置のスペーサ構成の一形態を説明する図。 電子機器を説明する図。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

なお、第１、第２、又は第３として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。

（実施の形態１）
本発明の一に係る液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示装置について、図１、及び図５を用いて説明する。

スペーサは、液晶表示装置において対向する基板間に挟持された液晶組成物が充填される空間の距離（セルギャップともいう）を制御する他、外部からの押圧等の衝撃に対し、該距離を保持する機能を有する。

スペーサは、対向基板側に形成し、素子基板と対向基板とを、スペーサを内側にして貼り合わせることにより液晶表示装置内に配置することができる。

しかし、スペーサが配置される絶縁膜の下には素子層が設けられており、絶縁膜表面には素子層に設けられたトランジスタや導電膜、またセルギャップを調整する部材等に起因する凹凸や段差が生じる。凹凸や段差を有する不安定な領域に設けられたスペーサは外部から物理的衝撃がかかると、局所的な力の集中等により破損や位置ずれを起こし、液晶組成物の配向乱れ、それに起因する表示不良を引き起こす。

従って、スペーサは物理的衝撃による破損や形状不良を防止するため、物理的衝撃に対する高い耐性を有する必要があり、液晶表示装置内の水平領域に安定して設けることが重要である。

上記対向基板に形成されたスペーサを、素子基板と対向基板とを貼り合わせることによって素子層上に配置する方法では、貼り合わせ工程における位置合わせの制御が難しく、スペーサの配置ずれが生じやすい。よって、スペーサが不安定な領域に配置され、液晶表示装置の信頼性の低下を招く。また、液晶表示装置作製工程における歩留まりも悪くなり、生産性が低下する。

図１（Ａ）乃至（Ｆ）は液晶表示装置、及び液晶表示装置の作製方法を示す断面図である。

本実施の形態で示す液晶表示装置は、素子基板２００と、対向基板２０４との間に、素子層２１０、画素電極層、共通電極層、及びブルー相を発現する液晶組成物２０８が設けられ、素子基板２００と対向基板２０４との間は、液晶組成物２０８が設けられる間隙を支えるスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃが、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃ上にそれぞれ配置されている。本実施の形態では、画素電極層、共通電極層は図１では図示しないが、液晶組成物２０８に接して素子層上に隣接して設けられる。

素子層２１０が形成された素子基板２００上に、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃを形成する（図１（Ａ）参照）。

素子層２１０はトランジスタ等の半導体素子、導電膜、絶縁膜が適宜設けられており、素子層上には、共通電極層、及び素子層と電気的に接続する画素電極層が設けられている。

遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃは、少なくともスペーサとなる感光性樹脂層の加工に用いる波長の光を反射、又は吸収し、遮光性を有する材料を用いる。例えば、黒色の有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。また、遮光性の金属膜を用いることもでき、例えばクロム、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、タングステン、又はアルミニウムなどを用いればよい。

遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃの形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法）、スクリーン印刷、オフセット印刷等などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。

遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃは、画素電極層、対向電極層、又は素子層２１０に含まれる遮光性を有する導電膜（例えば、トランジスタの電極層、又は配線層等）と同工程及び同材料で形成してもよい。

次に、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃ上及びその周辺に重畳して感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃをそれぞれ形成する（図１（Ｂ）参照）。

この際、感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃは遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃの形成していない領域にも形成される。

また、感光性樹脂層２４１ａのように、感光性樹脂層は、遮光性を有する膜の一部を覆って形成されてもよい。

感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃは、インクジェット法や印刷法により形成してもよいし、素子基板２００全面に塗布法等で成膜した後、マスクを用いて一部を除去することによって選択的に形成してもよい。

感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃは、露光された領域が反応し、現像工程において溶解する感光性材料（ポジ型感光性材料）を用いる。例えば、感光性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。本実施の形態では、感光性のポリイミドを用いる。

次に、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃをマスクとして、素子基板２００側から感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃに、光２４３を照射する。感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃの一部は、光２４３の照射により、露光され、露光領域２４２ａ、露光領域２４２ｂ、露光領域２４２ｃとなる（図１（Ｃ）参照）。

次に、露光領域２４２ａ、露光領域２４２ｂ、露光領域２４２ｃを現像工程により除去し、スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃを形成することができる（図１（Ｄ）参照）。

このように、本実施の形態では、スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃは、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃをマスクとして素子基板２００側から裏面露光することによって自己整合的に形成する。

遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃをマスクとして遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃ上以外に設けられた感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃを除去するため、スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃは遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃ上のみに設けられる。遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、遮光性を有する膜２４０ｃは、同一の連続膜であるため、該表面は急峻な凹凸や段差を有さずほぼ同じ表面高さが連続する領域であり、スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃを安定して設けることができる。

また、スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃを素子基板２００側に形成するため、素子層２１０に起因するスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃの形成領域の凹凸を平坦化するように感光性樹脂層２４１ａ、感光性樹脂層２４１ｂ、感光性樹脂層２４１ｃを被覆性よく形成することができる。よって、多少の凹凸を有するスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃの形成領域であってもスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃを密着性及び安定性よく配置することができる。

スペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、スペーサ２４５ｃに接して、液晶組成物２０８及び対向基板２０４を設けて、液晶表示装置を作製する（図１（Ｅ）参照）。

液晶組成物２０８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、素子基板２００と対向基板２０１とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。

本実施の形態では、液晶組成物２０８には、ネマティック液晶及びカイラル剤を含むブルー相を発現する液晶組成物を用いる。

ネマティック液晶としては、ビフェニル系化合物、ターフェニル系化合物、フェニルシクロヘキシル系化合物、ビフェニルシクロヘキシル系化合物、フェニルビシクロヘキシル系化合物、安息香酸フェニル系化合物、シクロヘキシル安息香酸フェニル系化合物、フェニル安息香酸フェニル系化合物、ビシクロヘキシルカルボン酸フェニル系化合物、アゾメチン系化合物、アゾ系化合物、およびアゾオキシ系化合物、スチルベン系化合物、ビシクロヘキシル系化合物、フェニルピリミジン系化合物、ビフェニルピリミジン系化合物、ピリミジン系化合物、およびビフェニルエチン系化合物等が挙げられる。

カイラル剤は、液晶組成物の捩れを誘起し、液晶組成物を螺旋構造に配向させブルー相を発現させるために用いる。カイラル剤は、不斉中心を有する化合物であり、液晶組成物に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い化合物を用いる。また、カイラル剤は光学活性体であり、光学純度が高いほど好ましく９９％以上が最も好ましい。

また、液晶表示装置において、ブルー相の発現する温度範囲を広くするために、液晶組成物に、重合性モノマーを添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。重合性モノマーとしては、例えば、熱により重合が進行する熱重合性（熱硬化性）モノマー、光により重合が進行する光重合性（光硬化性）モノマー、又は熱及び光により重合が進行する重合性モノマーなどを用いることができる。また、液晶組成物へ重合開始剤を添加してもよい。

重合性モノマーは、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。

重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。

例えば、上記液晶組成物に、光重合性モノマー、及び光重合開始剤を添加し、光重合性モノマー、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して高分子安定化処理を行うことができる。光重合性モノマーとして、代表的には紫外線重合性モノマーを用いることができる。光重合性モノマーとして紫外線重合性モノマーを用いる場合、液晶組成物に紫外線を照射すればよい。

高分子安定化処理は、等方相を示す液晶組成物に行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶組成物に行ってもよい。なお、昇温時にブルー相から等方相に相転移する温度又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をブルー相と等方相間の相転移温度という。高分子安定化処理の一例としては、光重合性モノマーを添加した液晶組成物を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射して行うことができる。

素子基板２００と液晶組成物２０８との間に、画素電極層及び共通電極層を隣接して設ける構成であると、基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。画素電極層と共通電極層との間に電界を形成することで、液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、液晶素子及び液晶表示装置の高性能化が可能になる。また、ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

また、画素電極層及び共通電極層が液晶組成物２０８中に突出するように、画素電極層及び共通電極層の下に構造体を設けてもよい。例えば、リブ状の構造体上に画素電極層及び共通電極層を設ける構成としてもよい。

実施の形態に示す液晶表示装置は、高速応答が可能であるため、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）や、時分割により左目用の映像と右目用の映像を交互に見るシャッター眼鏡方式による３次元表示方式に好適に採用できる。

また、ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくともよいため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。

液晶組成物２０８を介して隣接する画素電極層と、共通電極層との距離は、画素電極層及び共通電極層にそれぞれ所定の電圧を印加した時、画素電極層及び共通電極層間に介在する液晶組成物２０８の液晶が応答する距離とする。該距離に応じて印加する電圧を適宜制御する。

液晶組成物２０８の厚さ（膜厚）の最大値は１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。液晶組成物２０８の厚さは、スペーサ２４５ａ、２４５ｂ、２４５ｃによって制御することができる。

遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、及び遮光性を有する膜２４０ｃとスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、及びスペーサ２４５ｃとは、絶縁膜を介して重畳してもよい。図１（Ｆ）に、素子層に含まれる遮光性を有する導電膜（例えば、トランジスタの電極層、又は配線層等）を、遮光性を有する膜２４０ａ、遮光性を有する膜２４０ｂ、及び遮光性を有する膜２４０ｃとして用い、絶縁膜２１１を介してスペーサ２４５ａ、スペーサ２４５ｂ、及びスペーサ２４５ｃと重畳する例を示す。

スペーサは、選択的に形成される感光性樹脂層の形状と、遮光性を有する膜の形状と両方を反映して形成されるため、感光性樹脂層及び遮光性を有する膜の形状を制御することによって、スペーサの形状も制御することができる。

スペーサの形成例を図５に示す。図５（Ａ１）はスペーサの形成領域の平面図であり、図５（Ａ２）は、図５（Ａ１）における線Ｚ１−Ｚ２の断面図、図５（Ａ３）は、図５（Ａ１）における線Ｚ３−Ｚ４の断面図である。スペーサ２４５ｄは、遮光性を有する膜２４０ｄと、感光性樹脂層２４７ａとが重畳する領域に設けられており、遮光性を有する膜２４０ｄの一部と重畳する。

また、遮光性を有する膜の構成は、単膜の他、複数の膜によって構成することができる。複数の膜によって構成される場合、遮光性を有する領域は、該膜の形状や積層構造によってさらに制御することができる。図５（Ｂ１）はスペーサの形成領域の平面図であり、図５（Ｂ２）は、図５（Ｂ１）における線Ｚ５−Ｚ６の断面図、図５（Ｂ３）は、図５（Ｂ１）における線Ｚ７−Ｚ８の断面図である。図５（Ｂ１）乃至（Ｂ３）において、遮光性を有する膜は複数であり、素子基板２００上に絶縁膜２４４ａ、遮光性を有する膜２４６、絶縁膜２４４ｂ、遮光性を有する膜２４０ｅ、スペーサ２４５ｅが順に積層している。スペーサ２４５ｅは、遮光性を有する膜２４６又は遮光性を有する膜２４０ｅと、感光性樹脂層２４７ｂとが重畳する領域に設けられており、遮光性を有する膜２４６又は遮光性を有する膜２４０ｅの一部と重畳する。

遮光性を有する膜として、素子層に設けられる遮光性を有する導電膜を用いると、別途遮光性を有する膜を形成しなくてもよいため、工程数の増加や、開口率の低下が生じない点が好ましい。

このようにスペーサは、断面図では柱状のスペーサであっても、平面図では、四角形の他、他の多角形や、円のような曲部を有する形状、図５（Ｂ１）のような十字の形状など様々な形状を示す。

また、図１では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設ける。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。

液晶表示装置として、光源の光を透過することによって表示を行う透過型の液晶表示装置、入射する光を反射することによって表示を行う反射型の液晶表示装置、又は透過型と反射型を両方有する半透過型の液晶表示装置を提供することができる。

透過型の液晶表示装置の場合、光が透過する画素領域に存在する画素電極層、共通電極層、対向基板、その他の絶縁膜、導電膜などは可視光の波長領域の光に対して透光性が好ましいが、開口パターンを有する場合は形状によっては金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。

一方反射型の液晶表示装置の場合、液晶組成物に対して視認側と反対側には液晶組成物を透過した光を反射する反射性の部材（反射性を有する膜や基板など）を設ければよい。よって、視認側より反射性の部材までに設けられた、光が透過する基板、絶縁膜、導電膜は可視光の波長領域の光に対して透光性とする。なお、本明細書で特に断りがない場合、透光性とは少なくとも可視光の波長領域の光を透過する性質をいう。

画素電極層、共通電極層は、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した導電材料、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェン、又はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

本発明に開示する液晶表示装置においては、素子基板２００は、少なくとも光２４３を透過する、透光性を有する基板である。

素子基板２００、対向基板２０１にはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。なお、反射型の液晶表示装置の場合、素子基板２００が視認側となるので、反対側の対向基板２０１にはアルミニウム基板やステンレス基板などの金属基板を用いてもよい。

以上のように、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。

高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本発明の一に係る液晶表示装置として、パッシブマトリクス型の液晶表示装置、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を提供することができる。本実施の形態は、本発明の一に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図２及び図３を用いて説明する。

図２（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。

図２（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中左右方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中上下方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。共通配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中上下方向）に延伸している。ソース配線層と、共通配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層及び共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動するトランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及びトランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。共通配線層４０８と重畳する領域にスペーサ４５０が設けられている。

図２の液晶表示装置において、トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極層として機能し、図２中には図示していないが共通配線層４０８と電気的に接続する第２の電極層４４６が共通電極層として機能する。なお、第１の電極層４４７、配線層４０５ｂ、共通配線層４０８によって容量が形成されている。共通電極層はフローティング状態（電気的に孤立した状態）として動作させることも可能だが、固定電位、好ましくはデータとして送られる画像信号の中間電位近傍でフリッカーの生じないレベルに設定してもよい。

基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。このような方式として、図２及び図３に示すようなＩＰＳモードで用いる電極構成が適用できる。

ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及び第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。よって第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６が形成され、少なくとも第１の電極層及び第２の電極層の一方が絶縁膜上に形成されている。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はその電極間に電界を発生させるため、同形状で完全に重なる配置は避ける。

また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６としてＦＦＳモードで用いる電極構成を適用してもよい。ＦＦＳモードに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及びさらにその開口パターンの下方に平板状の第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。この場合、第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層及び第２の電極層が形成され、画素電極層と共通電極層とは絶縁膜（又は層間絶縁層）を介して積層するように配置される。画素電極層及び共通電極層のいずれか一方は、絶縁膜（又は層間絶縁層）の下方に形成され、かつ平板状であり、他方は絶縁膜（又は層間絶縁層）の上方に形成され、かつ様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状とする。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はその電極間に電界を発生させるため、同形状で完全に重なる配置は避ける。

本実施の形態では、液晶組成物４４４はネマティック液晶、カイラル剤、重合性モノマー、及び重合開始剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を用い、高分子安定化処理によって、ブルー相を発現している状態（ブルー相を呈す状態、又はブルー相を示す状態ともいう）で液晶表示装置に設けられる。また、液晶組成物４４４には、高分子化合物が含まれる。

画素電極層である第１の電極層４４７と共通電極層である第２の電極層４４６との間に電界を形成することで、液晶組成物４４４の液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６の他の例を図３に示す。図３（Ａ）乃至（Ｄ）の上面図に示すように、第１の電極層４４７ａ乃至４４７ｄ及び第２の電極層４４６ａ乃至４４６ｄが互い違いとなるように形成されており、図３（Ａ）では第１の電極層４４７ａ及び第２の電極層４４６ａはうねりを有する波状形状であり、図３（Ｂ）では第１の電極層４４７ｂ及び第２の電極層４４６ｂは同心円状の開口部を有する形状であり、図３（Ｃ）では第１の電極層４４７ｃ及び第２の電極層４４６ｃは櫛歯状であり一部重なっている形状であり、図３（Ｄ）では第１の電極層４４７ｄ及び第２の電極層４４６ｄは櫛歯状であり電極同士がかみ合うような形状である。なお、図３（Ａ）乃至（Ｃ）のように、第１の電極層４４７ａ、４４７ｂ、４４７ｃ、と第２の電極層４４６ａ、４４６ｂ、４４６ｃとが重なる場合は、第１の電極層４４７と第２の電極層４４６との間には絶縁膜を形成し、異なる膜上に第１の電極層４４７と第２の電極層４４６とをそれぞれ形成する。

なお、第１の電極層４４７、第２の電極層４４６は、開口パターンを有する形状であるために、図２（Ｂ）の断面図においては分断された複数の電極層として示されている。これは本明細書の他の図面においても同様である。

本実施の形態では、共通配線層４０８及び配線層４０５ｂに遮光性を有する導電膜を用いる。共通配線層４０８及び配線層４０５ｂに遮光性を有する導電膜を用いると、スペーサ４５０形成時にマスクとして機能する。

スペーサ４５０は、共通配線層４０８及び配線層４０５ｂ上に選択的に感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層に共通配線層４０８及び配線層４０５ｂをマスクとした用いた裏面露光を行って形成する。本実施の形態では、インクジェット法により選択的に感光性樹脂層を形成するため、スペーサ４５０には液滴の曲面を有する形状が反映されている。

スペーサ４５０の作製工程において、遮光性を有する共通配線層４０８及び配線層４０５ｂをマスクとして共通配線層４０８又は配線層４０５ｂ上以外に設けられた感光性樹脂層を除去するため、スペーサは共通配線層４０８又は配線層４０５ｂ上のみに設けられる。共通配線層４０８及び配線層４０５ｂは、同一の連続膜であるため、該表面はほぼ同じ表面高さが連続する領域であり、スペーサ４５０を安定して設けることができる。

また、スペーサ４５０を素子基板である第１の基板４４１側に形成するため、素子層に起因するスペーサ４５０の形成領域の凹凸を平坦化するように、感光樹脂層を被覆性の高い塗布法等により形成することができる。よって、多少の凹凸を有するスペーサ４５０の形成領域であってもスペーサ４５０を密着性及び安定性よく配置することができる。

スペーサ４５０を液晶表示装置内における急峻な凹凸や段差の少ない、ほぼ水平な領域に安定して設けることができるため、該スペーサ４５０は物理的衝撃による破損や形状不良が低減され、物理的衝撃に対する高い耐性を付与されることが可能となる。

従って、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。また、高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に形成され、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。

本明細書に開示する液晶表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であってもよい。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。

トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７が設けられ、絶縁膜４０７上に層間膜４１３が積層されている。

層間膜４１３の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法）、スクリーン印刷、オフセット印刷等、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。

第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶組成物４４４を挟持させてシール材で固着する。液晶組成物４４４を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。

シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。

シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶組成物を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。

本実施の形態では、第１の基板４４１の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。

また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶組成物への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。

図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。

第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。

また、第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

また、第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。

導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン又はその誘導体、ポリピロール又はその誘導体、ポリチオフェン又はその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体などがあげられる。

下地膜となる絶縁膜を第１の基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、又は酸化アルミニウムから選ばれた一又は複数の膜による単層、又は積層構造により形成することができる。ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッケルシリサイドなどのシリサイド膜を用いてもよい。

また、ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８の材料は、酸化インジウム酸化スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を適用することもできる。また、上記導電性材料と、上記金属材料の積層構造とすることもできる。

また、ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８として、窒素を含む金属酸化物、具体的には、窒素を含むＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜や、窒素を含むＩｎ−Ｓｎ−Ｏ膜や、窒素を含むＩｎ−Ｇａ−Ｏ膜や、窒素を含むＩｎ−Ｚｎ−Ｏ膜や、窒素を含むＳｎ−Ｏ膜や、窒素を含むＩｎ−Ｏ膜や、金属窒化膜（ＩｎＮ、ＳｎＮなど）を用いることができる。

例えば、ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、又は銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、又は銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層又は窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層又はアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層又はチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。

本実施の形態では、ゲート電極層４０１及び共通配線層４０８にタングステン膜を用い、遮光性を有する導電膜とする。共通配線層４０８に遮光性を有する導電膜を用いると、スペーサ４５０形成時にマスクとして機能する。またゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いると、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。

ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて形成することができる。又は、ゲート絶縁層４０２の材料として酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉ_ｘＯ_ｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、ハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌ_ｘＯ_ｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート、窒素が添加されたハフニウムアルミネートなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いてもよい。これらのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでゲートリーク電流を低減できる。

また、ゲート絶縁層４０２として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。なお、ゲート絶縁層４０２は、単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。

半導体層４０３に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４２０に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層４０３に用いることのできる材料の例を説明する。

半導体層４０３を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いた化学気相成長法やスパッタリング法等の物理気相成長法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微細な結晶相とアモルファス相が混在した微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、又はプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。

また、半導体層４０３として酸化物半導体膜を用いてもよく、酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）、特にＩｎと亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、該酸化物を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム（Ｚｒ）を有することが好ましい。

また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。

例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。また、酸化物半導体として、Ｉｎ_２ＳｎＯ_５（ＺｎＯ）_ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。

例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２（＝１／２：１／６：１／３）の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子数比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。

しかし、酸化物半導体は、これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。

例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしながら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低くすることにより移動度を上げることができる。

なお、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）である酸化物の組成が、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝Ａ：Ｂ：Ｃ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１）の酸化物の組成の近傍であるとは、ａ、ｂ、ｃが、（ａ−Ａ）^２＋（ｂ−Ｂ）^２＋（ｃ−Ｃ）^２≦ｒ^２を満たすことをいい、ｒは、例えば、０．０５とすればよい。他の酸化物でも同様である。

酸化物半導体膜は、単結晶、多結晶（ポリクリスタルともいう。）または非晶質などの状態をとる。

好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とする。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、完全な単結晶ではなく、完全な非晶質でもない。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、非晶質相に結晶部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体膜である。なお、当該結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる非晶質部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、ｃ軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶質化することもある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。なお、結晶部のｃ軸の方向は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向となる。結晶部は、成膜することにより、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。

なお、酸化物半導体膜を構成する酸素の一部は窒素で置換されてもよい。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳのように結晶部を有する酸化物半導体では、よりバルク内欠陥を低減することができ、表面の平坦性を高めればアモルファス状態の酸化物半導体以上の移動度を得ることができる。表面の平坦性を高めるためには、平坦な表面上に酸化物半導体を形成することが好ましく、具体的には、平均面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ以下、好ましくは０．３ｎｍ以下、より好ましくは０．１ｎｍ以下の表面上に形成するとよい。

半導体層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用いることができる。

所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。

ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、又は上述した元素を成分とする窒化物で形成する。

本実施の形態では、配線層４０５ａ、４０５ｂにチタン膜、アルミニウム膜、及びチタン膜の積層を用い、遮光性を有する導電膜とする。配線層４０５ｂに遮光性を有する導電膜を用いると、スペーサ４５０形成時にマスクとして機能することができる。

本実施の形態のようにスペーサ４５０の下に設けられる共通配線層４０８、又は配線層４０５ｂを遮光性を有する導電膜とする場合、共通配線層４０８、又は配線層４０５ｂがスペーサ４５０形成時にマスクとして機能するため、別途、スペーサ４５０下に遮光性を有する膜を形成する必要はない。

もちろん、別途スペーサ４５０下に遮光性を有する膜を設けてもよく、スペーサ４５０は、複数の遮光性を有する膜をマスクとして作製することができる。

ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。

なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する半導体層である。

トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７、層間膜４１３は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンケイ酸ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンケイ酸ガラス）等を用いることができる。また、絶縁膜４０７として酸化ガリウム膜を用いてもよい。

なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いてもよい。また、有機基はフルオロ基を有していてもよい。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７として用いることができる。

なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７、層間膜４１３を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。

また、多階調マスクにより形成した複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジストマスクを用いると、フォトリソグラフィ工程の数を減らすことができるため、工程簡略化、低コスト化が図れる。

以上のように、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。

高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
トランジスタを作製し、該トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、トランジスタを用いて駆動回路の一部又は全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。

液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。

また、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であってもよいし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であってもよいし、あらゆる形態があてはまる。

なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。

液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図４を用いて説明する。図４（Ａ１）（Ａ２）は、第１の基板４００１上に形成されたトランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。

第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶組成物４００８と共に封止されている。

また、図４（Ａ１）は第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図４（Ａ２）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられたトランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。

なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図４（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図４（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。

また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図４（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示している。トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。

トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２に示すトランジスタを適用することができる。

また、層間膜４０２１、又は絶縁層４０２０上において、駆動回路用のトランジスタ４０１１の半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層を設けてもよい。導電層は、電位がトランジスタ４０１１のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第２のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層の電位がＧＮＤ、或いは導電層はフローティング状態であってもよい。

また、層間膜４０２１上に画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１が形成され、画素電極層４０３０はトランジスタ４０１０と電気的に接続されている。液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３１及び液晶組成物４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２ａ、４０３２ｂが設けられている。

本実施の形態では、液晶組成物４００８はネマティック液晶、カイラル剤、重合性モノマー、及び重合開始剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を用い、高分子安定化処理によって、ブルー相を発現している状態（ブルー相を呈す状態、又はブルー相を示す状態ともいう）で液晶表示装置に設けられる。また、液晶組成物４００８には、有機化合物が含まれる。

また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１には、実施の形態２で示したような画素電極層及び共通電極層の構成を適用することができる。画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１は開口パターンを有する形状である。

画素電極層４０３０と共通電極層４０３１との間に電界を形成することで、液晶組成物４００８の液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム又はアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートや、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板を用いることもできる。

また遮光性を有する膜４０３６上に配置されたスペーサ４０３５は、液晶組成物４００８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。液晶組成物４００８を用いる液晶表示装置において液晶組成物の厚さであるセルギャップは１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。なお、本明細書においてセルギャップの厚さとは、液晶組成物の厚さ（膜厚）の最大値とする。

スペーサ４０３５を、遮光性を有する膜４０３６上に選択的に感光性樹脂層を形成し、該感光性樹脂層に遮光性を有する膜４０３６をマスクとして用いた裏面露光を行って形成する。

スペーサ４０３５の作製工程において、遮光性を有する膜４０３６をマスクとして遮光性を有する膜４０３６上以外に設けられた感光性樹脂層を除去するため、スペーサ４０３５は遮光性を有する膜４０３６上のみに設けられる。遮光性を有する膜４０３６は、同一の連続膜であるため、該表面はほぼ同じ表面高さが連続する領域であり、スペーサ４０３５を安定して設けることができる。

また、スペーサ４０３５を素子基板である第１の基板４００１側に形成するため、素子層に起因するスペーサ４０３５の形成領域の凹凸を平坦化するように、感光樹脂層を被覆性の高い塗布法等により形成することができる。よって、多少の凹凸を有するスペーサ４０３５の形成領域であってもスペーサ４０３５を密着性及び安定性よく配置することができる。

スペーサ４０３５を液晶表示装置内における急峻な凹凸や段差の少ない、ほぼ水平な領域に安定して設けることができるため、該スペーサ４０３５は物理的衝撃による破損や形状不良が低減され、物理的衝撃に対する高い耐性を付与されることが可能となる。

従って、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。また、高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

なお図４は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明は半透過型液晶表示装置でも、反射型液晶表示装置でも適用できる。

また、図４の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。

層間膜４０２１の一部としてカラーフィルタ層や遮光層を形成してもよい。図４においては、トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている例である。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上やトランジスタの安定化の効果を高めることができる。

なお、ブラックマトリクスとして機能する遮光層やカラーフィルタ層を設ける場合、スペーサ作製工程における感光性樹脂層への光照射を妨げないように、配置場所や作製工程順を考慮する必要がある。

トランジスタの保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。

なお、保護膜は、大気中の有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタリング法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。

また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンケイ酸ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンケイ酸ガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層を形成してもよい。

積層する絶縁層の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタリング法、スピンコート、ディップ法、スプレー塗布法、液滴吐出法（インクジェット法）、スクリーン印刷、オフセット印刷等、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。

画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。

また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

本実施の形態では、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１に、反射性の導電膜を用い、同工程で遮光性を有する膜４０３６を形成する。

また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。

また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４又は画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。

また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線又はソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。

図４では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。

接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。

また図４においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装してもよいし、信号線駆動回路の一部又は走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装してもよい。

以上のように、物理的衝撃に強く、高品質な表示特性を保持できる液晶表示装置を提供することができる。

高信頼性及び高性能な液晶表示装置を提供することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。具体的には、上記実施の形態で示す液晶表示装置を適用した電子機器について図６を用いて説明する。

液晶表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。

図６（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、上記実施の形態で示す液晶表示装置を表示部７１０３に用いることができる。上記実施の形態で示す液晶表示装置は物理的強度に強いため、使用時に表示部に物理的衝撃が加わっても、表示不良が生じず、信頼性の高いテレビジョン装置とすることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。

テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。上記実施の形態で示す液晶表示装置をコンピュータの表示部７２０３に用いることができる。上記実施の形態で示す液晶表示装置は物理的強度に強いため、形態持又は使用時に表示部に物理的衝撃が加わっても、表示不良が生じず、信頼性の高いコンピュータとすることができる。

図６（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に上記実施の形態で示す液晶表示装置を用いることができる。また、表示部７３０４および表示部７３０５は、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。上記実施の形態で示す液晶表示装置を携帯電話機７４００の表示部７４０２に用いることができる。上記実施の形態で示す液晶表示装置は物理的強度に強いため、形態持又は使用時に表示部に物理的衝撃が加わっても、表示不良が生じず、信頼性の高い携帯電話機とすることができる。

図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

図６（Ｅ）は、平板状のコンピュータの一例を示している。平板状のコンピュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備えている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設けられた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を筐体で保護することができる。

表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れて選択し、情報を入力することもできる。上記実施の形態で示す液晶表示装置を、平板状のコンピュータ７４５０の表示部７４５２Ｌ、表示部７４５２Ｒに用いることができる。上記実施の形態で示す液晶表示装置は物理的強度に強いため、表示部に触れる構成であっても、表示不良が生じず、信頼性の高いコンピュータとすることができる。

また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載することもできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。

また、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はインターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の機器を遠隔から操作する端末として用いることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

Claims (6)

1. 液晶組成物を挟持する透光性を有する第１の基板、及び第２の基板と、
   前記第１の基板と前記液晶組成物との間に設けられた、画素電極層、共通電極層、遮光性を有する膜、及びスペーサとを有し、
   前記画素電極層、前記共通電極層、及び前記遮光性を有する膜は、層間膜の同一表面上に設けられ、
   前記遮光性を有する膜は、前記画素電極層と前記共通電極層とは分離して設けられ、
   前記画素電極層、前記共通電極層、及び前記遮光性を有する膜は同じ材料であり、
   前記スペーサは前記遮光性を有する膜上方に設けられ、
   前記スペーサの下面はすべて前記遮光性を有する膜の上面と重畳し、
   前記第２の基板は、ブラックマトリクスとして機能することができる遮光層を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１において、前記液晶組成物はネマティック液晶、及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現することを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２において、前記液晶組成物は高分子化合物を含むことを特徴とする液晶表示装置。
4. 透光性を有する第１の基板上方に、絶縁膜を形成し、
   前記絶縁膜に接して、画素電極層、共通電極層、及び当該画素電極層と当該共通電極層とは分離した遮光性を有する膜を、同じ材料を用いて同じ工程により形成し、
   前記絶縁膜及び前記遮光性を有する膜上方に、選択的に感光性樹脂層を形成し、
   前記遮光性を有する膜をマスクとして、前記第１の基板側から前記感光性樹脂層に選択的に光を照射し、
   前記感光性樹脂層において前記光を照射した領域を除去してスペーサを形成し、
   前記第１の電極層、前記第２の電極層、及び前記スペーサに接して液晶組成物を充填し、
   第２の基板にブラックマトリクスとして機能することができる遮光層を形成し、
   前記スペーサと接し、前記液晶組成物を封止するように前記第２の基板を設けることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
5. 請求項４において、前記液晶組成物としてネマティック液晶、及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
6. 請求項４又は５において、前記液晶組成物は重合性モノマー、及び重合開始剤を含み、
   前記液晶組成物を封止する第２の基板を設けた後、
   前記液晶組成物に光を照射し重合させることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。

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