JPH1039318A

JPH1039318A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH1039318A
Application number: JP19451496A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kurauchi; 内昭一倉; Daisuke Miyazaki; 崎大輔宮; Hitoshi Hado; 藤仁羽
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】セルギャップが均一で表示むらが極めて小さ
く、少ない工程数で製造でき、かつ、高い歩留まりを確
保することが可能な構成の液晶表示素子を安価に提供す
る。【解決手段】第１の透明基板１側に配設された複数の
層からなる各層状スペーサ４、４’と、上面の面積が各
層状スペーサ４、４’の第１の透明基板１に平行な断面
の面積の最小値より小さく、２枚の透明基板のうちの第
２の透明基板２側の各層状スペーサ４、４’に対向する
部位に配設されて各層状スペーサ４、４’の上面の一部
を押圧する突起部材５とを備えたものとする。この構成
により、ずれを含んだ層状スペーサ４’の上面のうち層
状スペーサ４’を構成する各層が共通して重なり合って
いる部分上を突起部材５の上面が押圧するという条件が
満たされる限り、ずれを含む層状スペーサ４’及び突起
部材５が支持する力の大きさと、ずれを含まない層状ス
ペーサ４及び突起部材５が支持する力の大きさとは常に
等しくなり、上記目的を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子に係
り、特にカラー型液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、用いられている液晶表示素子は、
通常、以下のように構成されている。即ち、それぞれ電
極を有する一方側の面が所定の間隔（約５〜７μｍ程
度）を設けて相互にほぼ並行に対向した２枚のガラス基
板の周縁部の液晶封入口以外の部分が接着剤で接合さ
れ、液晶封入口から注入された液晶がこれら２枚のガラ
ス基板間に挟持された状態で液晶封入口が封止されてい
る。封止剤には、例えば、熱硬化型または紫外線硬化型
のアクリル系またはエポキシ系の接着剤が用いられる。

【０００３】液晶表示素子の表示方式としては、例え
ば、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴ
Ｎ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）
型、ＧＨ（ＧｕｅｓｔＨｏｓｔ）型、ＥＣＢ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＢｉｒｅ
ｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型等があり、その他強誘電性液晶
等も用いられている。

【０００４】液晶表示素子のうちカラー表示用の液晶表
示素子は、２枚のガラス基板のうち１枚のガラス基板の
面上に３色の着色部からなるＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、
Ｂ：青）着色層を有するカラーフィルタが形成されてい
る。

【０００５】図５は、単純マトリクス駆動方式のカラー
型ドットマトリクス液晶表示素子の構成の概略を示す斜
視図である。縦方向（Ｘ方向）に帯状に形成されたＸ電
極５１ａとの間に着色層を有するＸ基板５１と、横方向
（Ｙ方向）に帯状に形成されたＹ電極５２ａを有するＹ
基板５２とを、Ｘ電極５１ａのＸ方向とＹ電極５２ａの
Ｙ方向とがほぼ直交するように対向させて、これらの電
極間に液晶組成物（図示せず）が挟持された構成となっ
ている。Ｘ基板５１のＸ電極５１ａとＹ基板のＹ電極５
２ａとには、それぞれ液晶表示素子駆動用ＩＣ５３が接
続されている。

【０００６】図６は、アクティブマトリクス駆動方式の
カラー型アクティブマトリクス液晶表示素子の構成の概
略を示す説明図である。アクティブマトリクス駆動方式
のカラー型アクティブマトリクス液晶表示素子は、例え
ば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とし
た薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；ＴｈｉｎＦｉｌｍＴ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）６５、及びこの薄膜トランジスタ
６５に接続された表示電極６６、信号線電極６７、ゲー
ト電極６８が形成されたＴＦＴアレイ基板６４と、この
ＴＦＴアレイ基板６４にほぼ並行に対向して配設され対
向電極６９ａを有する対向基板６９とを備え、ＲＧＢカ
ラーフィルタが対向電極６９ａまたは表示電極６６の部
分に形成され、ＴＦＴアレイ基板６４と対向基板６９と
の間に液晶組成物（図示せず）が挟持された構成となっ
ている。

【０００７】図５の単純マトリクス駆動方式、図６のア
クティブマトリクス駆動方式、いずれの方式の液晶表示
素子も、それぞれ上述した２枚のガラス基板の対向面を
相互に対向させて液晶セルを組み立て、液晶材料を注入
した上で液晶注入口を封止して液晶セルが完成する。こ
の液晶セルを構成する２枚のガラス基板の外側の面上に
それぞれ、一方向に振動する光のみを通過させる偏光板
を載置して光シャッタとしており、以上の構成によって
カラー画像を表示し得るようになっている。

【０００８】液晶セルを構成する２枚のガラス基板の間
隔、即ち、セルギャップを適切な距離に設定し、かつ、
各部で均一に保持することにより、適切かつ均一な液晶
層の厚みを保持することは、液晶表示素子の高表示品質
を実現する上で極めて重要な要素である。

【０００９】液晶表示素子に要求される諸性能のなかで
も、応答速度やコントラスト、視角特性等は、液晶層の
厚みと密接な関係があり、特に、ＳＴＮ形等の表示モー
ドの液晶表示素子においては、液晶材料の光学的特性に
応じた液晶層の厚みを高精度で設定する必要がある。

【００１０】液晶セルのセルギャップを適切に設定する
ために２枚のガラス基板間に配置されるのがスペーサで
ある。スペーサを形状別に分類すると、板状、棒状、粒
状のもの等、各種のスペーサがあり、また、スペーサを
材料別に分類しても、プラスチック製、ガラス製のもの
等、各種のスペーサがある。

【００１１】これら各種のスペーサのうち、粒状又は棒
状のものを基板上に散布するスペーサを用いた場合、ス
ペーサの周囲の液晶分子の配向の乱れによる光漏れが生
じ、コントラストが低下するという欠点がある。

【００１２】このような欠点のないスペーサのなかに、
カラーフィルタを形成する材料を積層して形成される層
状スペーサがある。

【００１３】図７は、従来の液晶表示素子における、カ
ラーフィルタを形成する材料を積層して形成された層状
スペーサの構造を示す説明図である。尚、図面及び説明
の簡略化のため、説明に不要な要素は省略されている。

【００１４】カラー型液晶表示素子においては、アレイ
基板又は対向基板のいずれかにカラーフィルタが形成さ
れるが、このカラーフィルタを形成する材料を利用して
形成されたのが、図７に示す層状スペーサである。

【００１５】透明基板７１上に、遮光層７３Ｋ、赤色、
緑色、青色の着色層７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂからなるカ
ラーフィルタが形成され、遮光層７３Ｋ上に、赤色、緑
色、青色の着色層７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂと同一の材料
がそれぞれ積層されて形成された層状スペーサ７４が形
成されている。

【００１６】この層状スペーサ７４は、以下のように形
成される。最初に、透明基板７１上に遮光層７３Ｋが形
成される。遮光層７４Ｋ形成後、赤色着色層７３Ｒが透
明基板７１上の所定部分に形成される。この赤色着色層
７３Ｒの形成の際、同時に、層状スペーサ７４の最下層
部分７４Ｒが形成される。次に、緑色着色層７３Ｇが透
明基板７１上の所定部分に形成される。この緑色着色層
７３Ｇの形成の際、同時に、層状スペーサ７４の中間層
部分７４Ｇが形成される。最後に、青色着色層７３Ｂが
透明基板７１上の所定部分に形成される。この青色着色
層７３Ｂの形成の際、同時に、層状スペーサ７４の最上
層部分７４Ｂが形成される。

【００１７】以上のように、アレイ基板又は対向基板の
うち、いずれかカラーフィルタが形成される側に基板上
の所定位置に、カラーフィルタの材料を利用して層状ス
ペーサ７４を形成することにより、各部のセルギャップ
を適切かつ均一に設定することができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
層状スペーサ７４が透明基板７１上に形成された構成の
液晶表示素子においては、以下のような問題点があっ
た。

【００１９】図８は、従来の液晶表示素子における、カ
ラーフィルタを形成する材料を積層して形成された層状
スペーサの構造における問題点を示す説明図である。図
８に示されるように、層状スペーサ７４’を形成する際
のマスクの合わせずれ等に起因して、層状スペーサ７
４’を構成する各層７４Ｒ’、７４Ｇ’、７４Ｂ’が正
確に重ね合わさらずに、ずれて積層される場合があっ
た。

【００２０】複数の層状スペーサ７４に、このようなず
れを含んだ層状スペーサ７４’が含まれて形成された透
明基板を用いて液晶セルを組み立てると、２枚の透明基
板を張り合わせた際に、透明基板から各層状スペーサ７
４、７４’に圧力が加えられる。ところが、ずれを含ん
だ層状スペーサ７４’は加えられる圧力を支持する面積
が他の層状スペーサ７４よりも小さいため、支持するこ
とができる力の大きさも当該面積に比例して小さくな
る。各層状スペーサ７４、７４’の支持する力の大きさ
が異なると、セルの剛性に部位によってばらつきが生
じ、セルギャップが不均一となり、表示むら等の問題が
発生する。また、層状スペーサ７４は、カラーフィルタ
を形成する材料を積層して形成するため、層間にずれを
生じない場合であっても、適切なセルギャップを設定す
るために十分な高さを得ることが困難であるという欠点
もある。

【００２１】層状スペーサのほか、フォトレジスト等に
より非画素部に柱状スペーサを形成することも提案され
ているが、工程が増加して煩雑となり、安価な提供が困
難である。

【００２２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、セルギャップが均一で表示むらが極め
て小さく、少ない工程数で製造でき、かつ、高い歩留ま
りを確保することが可能な構成の液晶表示素子を安価に
提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示素
子によれば、液晶セルを構成する２枚の透明基板のうち
の第１の透明基板側に配設された複数の層からなる層状
スペーサと、上面の面積が層状スペーサの第１の透明基
板に平行な断面の面積の最小値より小さく、２枚の透明
基板のうちの第２の透明基板側の層状スペーサに対向す
る部位に配設されて、上面が層状スペーサの上面の一部
に衝合される突起部材とを備えたことを特徴とし、この
構成により、各層状スペーサのなかにずれを含んだ層状
スペーサが含まれていても、当該ずれを含んだ層状スペ
ーサの上面のうち当該ずれを含んだ層状スペーサを構成
する各層が共通して重なり合っている部分上に突起部材
の上面が衝合されるという条件が満たされる限り、ずれ
を含む層状スペーサ及び突起部材が支持する力の大きさ
と、ずれを含まない層状スペーサ及び突起部材が支持す
る力の大きさとは常に等しくなり、液晶セルの各部にお
けるセルギャップは均一化されるので、表示むらを防止
することができる。従って、より高い歩留まりを確保す
ることが可能となり、また、製造に要する工程数の増加
も最小限に抑制されるので、高表示品質の液晶表示素子
を安価に提供することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００２５】図１は、本発明に係る液晶表示素子の実施
の形態の説明図であり、カラーフィルタを形成する材料
を積層した層状スペーサが形成された液晶表示素子に、
本発明の構成を適用した場合における一部の断面構造を
示している。尚、図面及び説明の簡略化のため、説明に
不要な要素は省略されている。

【００２６】カラーフィルタが形成される第１の透明基
板１の対向面上に、遮光層３Ｋ、赤色着色層３Ｒ、緑色
着色層３Ｇ、青色着色層３Ｂ（図１には図示せず）が、
それぞれ所定の位置に形成されている。非画素部、ここ
では遮光層３Ｋ上に、カラーフィルタの各着色層を形成
する赤色着色層４Ｒ、４Ｒ’、緑色着色層４Ｇ、４
Ｇ’、青色着色層４Ｂ、４Ｂ’がそれぞれ順次積層され
て各層状スペーサ４、４’がそれぞれ形成されている。

【００２７】そして、他方の第２の透明基板２の対向面
上の各層状スペーサ４、４’に対向する位置には、突起
部材５が配設されており、各突起部材５の上面が各層状
スペーサ４、４’の上面の一部に衝合される状態となっ
ている。このように、各層状スペーサ４、４’が形成さ
れる第１の透明基板１に対向する第２の透明基板の対向
面上の各層状スペーサ４、４’に対向する位置に突起部
材５を配設し、各突起部材５の上面が各層状スペーサ
４、４’の上面の一部に衝合される状態としたことが、
本発明に係る液晶表示素子の特徴である。

【００２８】突起部材５は、その上面の面積が、第１及
び第２の透明基板１及び２に平行な方向における各層状
スペーサ４、４’の断面積の最小値より小さい面積とな
るように、形成される。ここで断面積とは、ある平面に
沿って立体を切断した場合における切断面の面積のみを
いう。従って、例えば、層状スペーサ４’の赤色着色層
４Ｒ’と緑色着色層４Ｇ’との境界面における断面積
は、境界面のうち赤色着色層４Ｒ’と緑色着色層４Ｇ’
とが重なり合っている部分の面積であり、表面に露出し
ている部分の面積は同一平面内に含まれていたとしても
断面積には含まれない。各着色層がそれぞれ同一の断面
積を有する場合には、各層状スペーサ４、４’の断面積
の最小値は、いずれかの境界面における断面積又は各着
色層の断面積となる。各着色層の断面積が同一でない場
合には、各層状スペーサ４、４’の断面積の最小値は、
いずれかの境界面における断面積又は各着色層の断面積
のうち最小の断面積となる。そして、理想的には、層状
スペーサ４、４’の上面のうち層状スペーサ４、４’を
構成する各着色層が共通して重なり合っている部分上に
突起部材５の上面が衝合されるという条件が常に満たさ
れるようにする。この条件が満たされる限り、いかなる
場合も、ずれを含む層状スペーサ４’及び突起部材５が
支持する力の大きさと、ずれを含まない層状スペーサ４
及び突起部材５が支持する力の大きさとは常に等しくな
るからである。

【００２９】突起部材５の材料は、第２の透明基板２上
に形成される信号線又は走査線と同一の材料、アモルフ
ァスシリコン、絶縁膜材料等の第２の透明基板２上の形
成物と同一の材料、クロム等の金属、感光性アクリル樹
脂等のいずれの材料でも良く、また、これらの材料を適
当に組み合わせて層状に形成しても良い。

【００３０】突起部材５の大きさは、各層状スペーサ
４、４’の大きさによっても異なるが、突起部材５を精
度良く形成するためには、突起部材５の当該断面の幅
は、突起部材５をウェットエッチングによって形成する
場合は５μｍ以上、最適値としては７〜８μｍ程度、ド
ライエッチングによって形成する場合は３μｍ程度に形
成すると良い。

【００３１】突起部材５の高さは、０．０５〜１．０μ
ｍ程度がよいが、パターニング精度の高さを確保するた
めには、０．５μｍ以下、最適値としては０．４〜０．
５μｍ程度とすると良い。また、この突起部材５の高さ
は、突起部材５を常に有効に機能させるためには、第１
及び第２の透明基板に対して垂直な方向における各層状
スペーサ４、４’の最大弾性変形量よりも大きいものと
する必要がある。

【００３２】本発明に係る液晶表示素子においては、上
述した突起部材５を設けたので、各層状スペーサ４、
４’のなかにずれを含んだ層状スペーサ４’が含まれて
いても、層状スペーサ４’の上面のうち層状スペーサ
４’を構成する各層が共通して重なり合っている部分上
に突起部材５の上面が衝合されるという条件が満たされ
る限り、ずれを含む層状スペーサ４’及び突起部材５が
支持する力の大きさと、ずれを含まない層状スペーサ４
及び突起部材５が支持する力の大きさとは常に等しくな
り、液晶セルの各部におけるセルギャップは均一化され
るので、表示むらを防止することができる。この構成に
よって、より高い歩留まりを確保することが可能とな
り、また、製造に要する工程数の増加も最小限に抑制さ
れるので、高表示品質の液晶表示素子を安価に提供する
ことができる。

【００３３】図２は、層状スペーサ４が形成される第１
の透明基板の一部の平面図、図３は、突起部材５が形成
される第２の透明基板の一部の平面図である。

【００３４】図３の第１の透明基板１上には、遮光層３
Ｋ、赤色着色層３Ｒ、緑色着色層３Ｇ、青色着色層３Ｂ
からなるカラーフィルタが形成されており、非画素部、
ここでは遮光層３Ｋ上に、カラーフィルタの各着色層を
形成する赤色着色層４Ｒ、緑色着色層４Ｇ、青色着色層
４Ｂがそれぞれ順次積層されて層状スペーサ４が形成さ
れている。

【００３５】一方、図２の第２の透明基板２上には、走
査線６、信号線７、画素電極８、補助容量線９等が形成
されており、非画素部、ここでは走査線６上における層
状スペーサ４に対向する位置に突起部材５が形成されて
いる。

【００３６】これらの第１及び第２の透明基板１及び２
を対向させ、突起部材５の上面が層状スペーサ４の各層
が共通して重なり合っている部分上に衝合されるように
貼り合わせて組み立てた液晶セルに液晶材料を注入する
と、図１に示した液晶表示素子が完成する。

【００３７】以上説明した本発明に係る液晶表示素子の
実施の形態においては、スペーサが複数の層を積層した
層状スペーサである場合について説明したが、スペーサ
が１層のみからなる単層スペーサである場合にも、本発
明の構成を適用することができる。即ち、突起部材５の
上面が単層スペーサの上面の一部に衝合されるように突
起部材を配設し、突起部材５の上面の面積は、第１及び
第２の透明基板１及び２に平行な方向における単層スペ
ーサの断面積の最小値より小さい面積とする。そして、
理想的には、単層スペーサの上面のうち単層スペーサの
上記方向における最小の断面積を有する断面部分上に突
起部材５の上面が衝合されるという条件が満たされるよ
うにする。この条件が満たされる限り、単層スペーサの
上記方向における断面積が一様でない場合においても、
各単層スペーサ及び突起部材５が支持する力の大きさは
すべて一様に等しくなるからである。以上の構成によ
り、スペーサが１層のみからなる単層スペーサである場
合にも、同様に本発明の効果を得ることができる。

【００３８】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示素子を作製する
場合のより具体的な実施例について説明する。

【００３９】図４は、本発明に係るアクティブマトリク
ス型液晶表示素子の一実施例の断面構造図である。

【００４０】アクティブマトリクス基板の製造工程は、
突起部材が配設される点を除いて、通常の製造工程と同
様である。即ち、透明基板１１上に成膜とパターニング
を繰り返すことにより、走査線１２、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）１３、画素電極１４が形成された、縦横１０
０画素合計１００００画素を有するアモルファスシリコ
ンＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板１１と
なる基板）１１が得られる。

【００４１】走査線１２は、アモルファスシリコンＴＦ
Ｔアレイ基板１１上における対向基板上のスペーサと対
向する位置が走査線１２上となるように配設されてい
る。その走査線１２上における対向基板上のスペーサと
対向する位置に絶縁膜２１を形成し、その絶縁膜２１上
に信号線材料を３０００オングストローム、アモルファ
スシリコンを５００オングストロームの厚さにそれぞれ
順次積層して、突起部材１０を形成する。

【００４２】さらに、上記各構成物及び突起部材１０が
形成されたＴＦＴアレイ基板１１上全面に配向膜材料と
してＡＬ−１０５１（；商品名、日本合成ゴム（株）
製）を５００オングストロームの厚さに塗布し、ラビン
グ処理を行って配向膜１５を形成すると、アクティブマ
トリクス基板１１が得られる。

【００４３】一方、対向基板となる透明基板１６上に
は、以下のようにカラーフィルタ等を形成する。最初
に、感光性の黒色樹脂をスピンナを用いて塗布し、９０
℃の温度で１０分間乾燥させた後、所定のパターン形状
のフォトマスクを用いて波長３６５ｎｍ、露光量３００
ｍｊ／ｃｍ2 の条件で露光を行い、ｐＨ１１．５のアル
カリ溶液を用いて現像する。現像後の黒色樹脂を２００
℃の温度で６０分間焼成し、膜厚１．０μｍの遮光層１
７Ｋを形成する。

【００４４】次いで、赤色の顔料を分散させた紫外線硬
化型アクリル樹脂レジストＣＲ−２０００（；商品名、
富士ハントテクノロジー（株）製）をスピンナにより対
向基板１６上全面に塗布し、層状スペーサを形成する部
分を含めて赤色着色層を形成する部分に光が照射される
フォトマスクを用いて波長３６５ｎｍ、露光量１００ｍ
ｊ／ｃｍ2 の条件で露光を行い、濃度１％の水酸化カリ
ウム水溶液で１０秒間現像を行った後、２３０℃の温度
で１時間焼成し、膜厚２．０μｍの赤色着色層１７Ｒを
形成する。上述したように、ここでは、層状スペーサを
配設する位置は、対向基板１６上におけるアクティブマ
トリクス基板１１上の信号線１２と対向する位置とし、
ＴＦＴ１３及び画素電極１４と対向する位置を避けるよ
うにする。緑色着色層の形成材料には緑色の顔料を分散
させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストＣＧ−２００
０（；商品名、富士ハントテクノロジー（株）製）、青
色着色層の形成材料には青色の顔料を分散させた紫外線
硬化型アクリル樹脂レジストＣＢ−２０００（；商品
名、富士ハントテクノロジー（株）製）をそれぞれ用い
て、赤色着色層１７Ｒと同様に、緑色着色層１７Ｇ、青
色着色層１７Ｂをそれぞれ形成した。緑色着色層１７Ｇ
及び青色着色層１７Ｂも、層状スペーサを形成する位置
を含めて形成する。

【００４５】その後、透明電極としてＩＴＯ膜を１５０
０オングストロームの厚さにスパッタ法により成膜して
対向電極１８を形成し、対向電極１８等が形成された対
向基板１６上全面にアクティブマトリクス基板１１と同
一の配向膜材料を塗布し、ラビング処理を行って配向膜
１５を形成する。配向膜１５を形成後、対向基板１９上
の配向膜１５の周縁部に沿って基板貼り合わせのための
接着剤１９を、液晶材料注入口（図示せず）となる部分
を除き印刷し、さらに、アクティブマトリクス基板１１
から対向電極１８へ電圧を印加するための電極転移材
（図示せず）を接着剤１９の周囲の電極転移電極上（図
示せず）に形成すると、対向基板１６が得られる。

【００４６】以上のように作製したアクティブマトリク
ス基板１１及び対向基板１６を用いたカラー表示型アク
ティブマトリクス液晶表示素子の作製は、以下のように
行う。アクティブマトリクス基板１１上の配向膜１５の
ラビング方向と、対向基板１９上の配向膜１５のラビン
グ方向とのなす角度が９０度となるように、アクティブ
マトリクス基板１１の対向面と対向基板１９の対向面と
を相互に対向させて組み合わせ、加熱して接着剤１９を
硬化させることにより、アクティブマトリクス基板１１
と対向基板１６とを貼り合わせる。組み立てられた液晶
セルに、通常の方法により液晶材料２０を注入する。こ
こでは液晶材料２０は、ＺＬＩ−１５６５（Ｅ．メルク
社製）に液晶組成物としてネマティック液晶であるＳ８
１１を０．１ｗｔ％添加したものを用いる。液晶材料２
０注入後、液晶材料注入口を紫外線硬化樹脂で封止し
て、図４に示す構造を有するカラー表示型アクティブマ
トリクス液晶表示素子が完成する。

【００４７】以上のように作製したカラー表示型アクテ
ィブマトリクス液晶表示素子には、表示むらが無く、コ
ントラスト比の高い高表示品質が得られた。

【００４８】突起部材１０の材料は、上述したもののほ
か、アクティブマトリクス基板１１上に形成される信号
線又は走査線と同一の材料、アモルファスシリコン、絶
縁膜材料等のアクティブマトリクス基板１１上の形成物
と同一の材料、クロム等の金属、感光性アクリル樹脂等
のいずれの材料でも良く、また、これらの材料を適当に
組み合わせて層状に形成しても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液晶
表示素子によれば、液晶セルを構成する２枚の透明基板
のうちの第１の透明基板側に配設された複数の層からな
る層状スペーサと、上面の面積が層状スペーサの第１の
透明基板に平行な断面の面積の最小値より小さく、２枚
の透明基板のうちの第２の透明基板側の層状スペーサに
対向する部位に配設されて、上面が層状スペーサの上面
の一部に衝合される突起部材とを備えたので、各層状ス
ペーサのなかにずれを含んだ層状スペーサが含まれてい
ても、当該ずれを含んだ層状スペーサの上面のうち当該
ずれを含んだ層状スペーサを構成する各層が共通して重
なり合っている部分上に突起部材の上面が衝合されると
いう条件が満たされる限り、ずれを含む層状スペーサ及
び突起部材が支持する力の大きさと、ずれを含まない層
状スペーサ及び突起部材が支持する力の大きさとは常に
等しくなり、液晶セルの各部におけるセルギャップは均
一化されるので、表示むらを防止することができる。従
って、より高い歩留まりを確保することが可能となり、
また、製造に要する工程数の増加も最小限に抑制される
ので、高表示品質の液晶表示素子を安価に提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示素子の実施の形態の説明
図。

【図２】層状スペーサが形成される第１の透明基板の一
部の平面図。

【図３】突起部材が形成される第２の透明基板の一部の
平面図。

【図４】本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示
素子の一実施例の断面構造図。

【図５】単純マトリクス駆動方式のカラー型ドットマト
リクス液晶表示素子の構成の概略を示す斜視図。

【図６】アクティブマトリクス駆動方式のカラー型アク
ティブマトリクス液晶表示素子の構成の概略を示す説明
図。

【図７】従来の液晶表示素子における、カラーフィルタ
を形成する材料を積層して形成された層状スペーサの構
造を示す説明図。

【図８】従来の液晶表示素子における、カラーフィルタ
を形成する材料を積層して形成された層状スペーサの構
造における問題点を示す説明図。

【符号の説明】

１第１の透明基板２第２の透明基板３Ｋ、１７Ｋ遮光層３Ｒ、４Ｒ、４Ｒ’、１７Ｒ赤色着色層３Ｇ、４Ｇ、４Ｇ’、１７Ｇ緑色着色層３Ｂ、４Ｂ、４Ｂ’、１７Ｂ青色着色層４層状スペーサ４’ ずれを含んだ層状スペーサ５、１０突起部材６、１２走査線７信号線８、１４画素電極９補助容量線１１アクティブマトリクス基板１３ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１５配向膜１６対向基板１８対向電極１９接着剤２０液晶材料２１絶縁膜５１Ｘ基板５１ａＸ電極５２Ｙ基板５２ａＹ電極５３駆動ＩＣ６４ＴＦＴアレイ基板６５能動素子（薄膜トランジスタ）６６表示電極６７信号線電極６８ゲート電極６９対向基板６９ａ対向電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶セルを構成する２枚の透明基板のうち
の第１の透明基板側に配設された複数の層からなる層状
スペーサと、上面の面積が前記層状スペーサの前記第１の透明基板に
平行な断面の面積の最小値より小さく、前記２枚の透明
基板のうちの第２の透明基板側の前記層状スペーサに対
向する部位に配設されて、前記上面が前記層状スペーサ
の上面の一部に衝合される突起部材とを備えたことを特
徴とする液晶表示素子。
【請求項２】第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に形成された遮光層及び１以上の
着色層からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上の画素部となる部分以外の部分に
前記着色層の材料が積層されて形成された層状スペーサ
と、前記カラーフィルタを覆って順次形成された対向電極及
び第１の配向膜と、前記第１の透明基板と対向して液晶セルを構成する第２
の透明基板と、前記第２の透明基板上に形成された薄膜トランジスタ
と、前記薄膜トランジスタに接続されて前記第２の透明基板
上に形成された画素電極と、上面の面積が前記層状スペーサの前記第１及び第２の透
明基板に平行な断面の面積の最小値より小さく、前記第
２の透明基板上における前記層状スペーサに対向する部
分上に形成されて、前記上面が前記層状スペーサの上面
の一部に衝合される突起部材と、前記画素電極を覆って形成された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に挟持され
た液晶層とを備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】請求項１又は２のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記突起部材の上面は、前記層状スペ
ーサの上面のうち前記層状スペーサを構成する各層が共
通して重なり合っている部分上に衝合されるものである
ことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記突起部材の高さは、前記第１及び
第２の透明基板に対して垂直な方向における前記層状ス
ペーサの最大弾性変形量よりも大きいことを特徴とする
液晶表示素子。
【請求項５】液晶セルを構成する２枚の透明基板のうち
の第１の透明基板側に配設された１層のみからなる単層
スペーサと、上面の面積が前記単層スペーサの前記第１の透明基板に
平行な断面の面積の最小値より小さく、前記２枚の透明
基板のうちの第２の透明基板側の前記単層スペーサに対
向する部位に配設されて、前記上面が前記単層スペーサ
の上面の一部に衝合される突起部材とを備えたことを特
徴とする液晶表示素子。
【請求項６】第１の透明基板と、前記第１の透明基板上に形成された遮光層及び１以上の
着色層からなるカラーフィルタと、前記カラーフィルタ上の画素部となる部分以外の部分に
前記着色層の材料のいずれか１つが積層されて形成され
た単層スペーサと、前記カラーフィルタを覆って順次形成された対向電極及
び第１の配向膜と、前記第１の透明基板と対向して液晶セルを構成する第２
の透明基板と、前記第２の透明基板上に形成された薄膜トランジスタ
と、前記薄膜トランジスタに接続されて前記第２の透明基板
上に形成された画素電極と、上面の面積が前記単層スペーサの前記第１及び第２の透
明基板に平行な断面の面積の最小値より小さく、前記第
２の透明基板上における前記単層スペーサに対向する部
分上に形成されて、前記上面が前記単層スペーサの上面
の一部に衝合される突起部材と、前記画素電極を覆って形成された第２の配向膜と、前記第１の配向膜と前記第２の配向膜との間に挟持され
た液晶層とを備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項７】請求項５又は６のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記突起部材の上面は、前記単層スペ
ーサの上面のうち前記単層スペーサの前記断面積の最小
値を有する断面部分上に衝合されるものであることを特
徴とする液晶表示素子。
【請求項８】請求項５乃至７のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記突起部材の高さは、前記第１及び
第２の透明基板に対して垂直な方向における前記単層ス
ペーサの最大弾性変形量よりも大きいことを特徴とする
液晶表示素子。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表
示素子において、前記突起部材は、前記第２の透明基板
上の形成物のいずれかと同一の材料を１層以上積層して
形成されたものであることを特徴とする液晶表示素子。