JP5072952B2 - 液晶表示パネル、液晶表示装置及びテレビジョン受信機 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示パネル、液晶表示装置及びテレビジョン受信機に関する。より詳しくは、柱状スペーサを有する液晶表示パネル、液晶表示装置及びテレビジョン受信機に関するものである。

液晶表示装置は、液晶層を介して互いに対向する一対の基板（例えば、アクティブマトリクス基板及び対向基板）を有する液晶表示パネルを備える表示装置であり、用途の拡大とともに、高性能化が進んでいる。特に、広視野角特性を有するＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード等の表示モード（液晶モード）が開発され、更なる改良が進んでいる。

液晶表示装置の表示品位を向上するためには、どの表示モードを採用する場合においても、液晶層の厚さ（以下、「セルギャップ」ともいう。）を精密に制御することが必要である。特に、近年利用が進んでいる大型の液晶表示装置においては、非常に大きな面積にわたってセルギャップを均一に制御する必要がある。

セルギャップは、一対の基板間に配置されるスペーサによって制御されている。従来、スペーサとしては、ファイバ状又は粒状のスペーサ（例えば、プラスチックビーズ）が用いられ、これらのスペーサは、基板上に散布されることによって配置されていた。しかしながら、プラスチックビーズ等のスペーサを散布する方式では、スペーサが配置される位置を制御できないため、画素（画素開口部）内の液晶分子の配向を乱す原因となることがあった。そして、画素内に液晶分子の配向が乱れた領域があると、その領域が表示の「ざらつき」として視認されることがあった。また、このようなスペーサを用いた場合、基板に形成された下地層の凹凸の影響によりセルギャップにばらつきが生じ、表示むらを生じることもあった。

そこで、近年では、感光性材料を用いたフォトリソグラフィプロセスで基板に柱状のスペーサを形成する方法が採用されるようになっている。このようにして形成されるスペーサは、柱状スペーサ（フォトスペーサ）とも呼ばれる。

図１１及び１３は、従来の液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。柱状スペーサを形成する方法としては、図１１に示すように、スペーサ用のレジストを使用して他の層とは別に柱状スペーサ１１７ａを形成する方法が一般的であるが、図１３に示すように、カラーフィルタ（色層）等を重ねて形成する積層タイプの柱状スペーサ１１７ｂ（以下、「積層スペーサ」ともいう。）が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

また近年、動画性能の向上や高精細化のために、液晶表示装置の高周波駆動が検討されている。しかしながら、従来の液晶表示装置においては、液晶表示パネルに寄生容量が存在し、信号の波形になまりが発生するため、高周波駆動を充分に達成することができなかった。

それに対して、例えば、走査配線と信号配線との交差部に形成される容量を低減するための技術として、スピンオングラス（以下、「ＳＯＧ」ともいう。）材料を走査配線と信号配線との間に設ける技術が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００１−１００２２１号公報 特開平１１−２４８９２１号公報 特開２００６−３８９５１号公報 国際公開第２００６／０２２２５９号パンフレット

しかしながら、ＳＯＧ材料は、通常、スピンコートで塗布されるため、平坦化作用があり、下層に配線がない領域に比べ、配線がある領域ではＳＯＧ材料により形成された膜の膜厚が薄くなる傾向にあった。

そのため、配線の存在する位置に対応して柱状スペーサを形成した場合、ＳＯＧ材料により膜を形成した場合とＳＯＧ材料により膜を形成しない場合とで、液晶層の厚み（セルギャップ）を等しくするために、柱状スペーサの高さを変える必要があった。ここで、この原因について、図１１〜１４を用いて、より詳細に説明する。図１１及び１２は、従来の液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。また、図１３及び１４は、従来の液晶表示パネルの柱状スペーサ（積層スペーサ）が配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。なお、図１１〜１４においては、配向膜は図示していない。

例えば、図１１と図１２を比較して見る。図１１に示した従来の液晶表示パネル２００ａにおいて、柱状スペーサ１１７ａは、カラーフィルタ基板（以下、「ＣＦ基板」ともいう。）１１０ａのゲートライン１３２に対応する位置に配置されている。なお、ＣＦ基板１１０ａは、その他、絶縁基板１１１上に、ブラックマトリクス（ＢＭ）層１１２と、カラーフィルタ１１３と、対向電極１１６とを有する。一方、アクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」ともいう。）１３０ａは、絶縁基板１３１上に、ゲートライン１３２と、画素電極１４２と、ゲートライン１３２及び画素電極１４２の間に形成されたゲート絶縁膜（ＧＩ）１３５及びパッシベーション膜（Ｐａｓ）１４１を有する。なお、ＣＦ基板１１０ａ及びＴＦＴ基板１３０ａの間には液晶層１２０が狭持されている。そして、液晶表示パネル２００ａにおいて、画素開口部におけるセルギャップｄ１は、適切な光学特性が得られるように設定されている。なお、セルギャップｄ１の最適値は、使用する液晶材料や表示モードによって変化する。また、所望のセルギャップｄ１を得るように、柱状スペーサ１１７の高さｈｓ１は設定される。

一方、図１２に示した従来の液晶表示パネル２００ｂにおいて、ＴＦＴ基板１３０ｂは、液晶表示パネル２００ａのＴＦＴ基板１３０ａと同様の構成に加えて、ゲート絶縁膜１３５及びゲートライン１３２の間に形成されたＳＯＧ膜１４７を有する。そして、液晶表示パネル２００ｂにおいても、画素開口部におけるセルギャップｄ２は、液晶表示パネル１００のセルギャップｄ１と同様に、適切な光学特性が得られるように設定される必要がある。

しかしながら、液晶表示パネル２００ａと液晶表示パネル２００ｂとでは、画素電極１４２が形成された部分と柱状スペーサ１１７ａに対応する部分との間の段差の大きさが異なる。すなわち、液晶表示パネル２００ａにおける段差の高さｘ１と、液晶表示パネル２００ｂにおける段差の高さｙ２とは異なる。これは、液晶表示パネル２００ｂにおいては、ゲートライン１３２と画素電極１４２との間には、ゲート絶縁膜１３５及びＰａｓ膜１４１に加えてＳＯＧ材料から形成された膜（ＳＯＧ膜１４７）が配置されており、画素電極１４２に重畳する領域におけるＳＯＧ膜１４７の膜厚をｄｓ１、ゲートライン１３２上におけるＳＯＧ膜１４７の膜厚をｄｓ２とした場合、ＳＯＧ材料の平坦化作用のため、ｄｓ１＞ｄｓ２となる。すなわち、ＳＯＧ膜１４７は、平坦化層として機能する。このため、液晶表示パネル２００ａにおける段差の高さｘ１と液晶表示パネル２００ｂにおける段差の高さｙ２とは異なることになる。したがって、液晶表示パネル２００ａ及び液晶表示パネル２００ｂにおいて、それぞれ所望のセルギャップｄ１及びセルギャップｄ２を得るためには、ＳＯＧ膜１４７がない場合の柱状スペーサの高さｈｓ１とＳＯＧ膜１４７がある場合の柱状スペーサの高さｈｓ２とは、適宜変更される必要があった。

なお、ＳＯＧ材料は平坦化作用があるといっても、ゲートライン１３２等の配線部とそれ以外とで完全に平坦化はされない場合があり、図１２及び１４は、ＳＯＧ材料が完全に平坦化されていない場合を示している。また、ゲート絶縁膜１３５（例えばＳｉＮｘ膜）及びＰａｓ膜１４１（例えばＳｉＮｘ膜）については、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ）法で成膜されるのが一般であり、この場合、これらの膜に平坦化作用はなく、下層に配線があるところとないところでもこれらの膜の膜厚は、通常、変わらない。

また、ＳＯＧ膜１４７は寄生容量低減のためには必要であるが、液晶表示パネルの製造コスト的には不利になる。したがって、特に高速駆動を必要としない液晶表示装置においては、ＳＯＧ膜１４７を形成しない従来の構造を選択する場合がある。この場合、同じ画面サイズ及び解像度を有する機種でも、ＴＦＴ基板のＳＯＧ膜１４７の有無によって、柱状スペーサの高さの違う２種類のＣＦ基板を用意しなければならず、柱状スペーサの形成条件を切り替えるための時間のロスが発生したり、ＣＦ基板の在庫管理が煩雑になるといった点で改善の余地があった。

これらの課題は、柱状スペーサとして積層スペーサを形成した場合でも同様にあり、図１３に示すＳＯＧ膜１４７がない液晶表示パネル２００ｃと、図１４に示すＳＯＧ膜１４７がある液晶表示パネル２００ｄとにおいて、柱状スペーサ１１７ｂの高さｈｓ３及びｈｓ４を変える必要があった。また、液晶表示パネル２００ｃ及び液晶表示パネル２００ｄのＣＦ基板１１０ｂは、柱状スペーサ（積層スペーサ）１１７ｂ有するが、柱状スペーサ１１７ｂは、図１３及び１４に示すように、ブラックマトリックス（ＢＭ）層１１２、各色のカラーフィルタ（赤のカラーフィルタ１１４Ｒ、緑のカラーフィルタ１１４Ｇ、青のカラーフィルタ１１４Ｂ）、ＭＶＡモードにおける配向制御用突起を形成するための樹脂層１１８等を積層することによって形成される場合が多い。そして、ＢＭ層１１２、各色のカラーフィルタ１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂ及び樹脂層１１８は、やはりそれぞれ適切な膜厚が規定されている場合が多く、図１１及び１２で示した柱状スペーサ１１７ａに比較して、柱状スペーサ１１７ｂの高さの調整は更に困難である。例えば、配向制御用突起は、電圧印加時の液晶の配向方向を制御し、配向制御用突起の高さは、応答速度等の特性に密接な関係があるため、応答速度等の特性が適切になるように樹脂層１１８の膜厚は規定される。また、ＢＭ層１１２は、所定の遮光性を有するように規定される。更に、各色のカラーフィルタ層１１４Ｒ、１１４Ｇ、１１４Ｂは、適切な色や透過率となるよう膜厚が規定される。したがって、液晶表示パネル２００ｃ及び液晶表示パネル２００ｄにおいて、それぞれ所望のセルギャップｄ３及びセルギャップｄ４を得ることは困難であった。また、液晶層１２０を形成する工程における液晶材料の切り替えにともなうロス（タイムロスやコストの増加）を低減するため、液晶表示パネル２００ａ及び液晶表示パネル２００ｂと、液晶表示パネル２００ｃ及び液晶表示パネル２００ｄとはそれぞれ、同じ液晶材料が用いられることが多い。この場合、液晶表示パネル２００ａの適切なセルギャップｄ１及び液晶表示パネル２００ｂの適切なセルギャップｄ２と、液晶表示パネル２００ｃの適切なセルギャップｄ３及び液晶表示パネル２００ｄの適切なセルギャップｄ４とはそれぞれ、等しい値とする必要がある（ｄ１＝ｄ２、ｄ３＝ｄ４）。しかしながら、前述したように、液晶表示パネル２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄに用いられる各柱状スペーサ１１７ａ、１１７ｂの形成条件を変えることは製造上のロス（タイムロスやコストの増加）があり、柱状スペーサ１１７ｂに至っては、柱の高さを変えること自体が困難であった。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能な液晶表示パネル、液晶表示装置及びテレビジョン受信機を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能な液晶表示パネル、液晶表示装置及びテレビジョン受信機について種々検討したところ、平坦化層が形成される基板の柱状スペーサに対応する領域に着目した。そして、ゲートライン等の配線と、配線よりも上層に形成された平坦化層とを有する基板に柱状スペーサに対応して高さ調整層を配置することにより、ＳＯＧ膜１４７等の平坦化層がある場合とない場合とにおいて、ＣＦ基板を共用化することができ、柱状スペーサの形成条件を切り替えるための時間のロスや在庫管理の煩雑さを低減し、コスト的に有利な液晶表示パネルを実現できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、第一基板と、第二基板と、第一基板及び第二基板に狭持された液晶層とを備え、上記第一基板は、第一絶縁基板と、第一絶縁基板の液晶層側に形成された第一配線と、第一配線よりも液晶層側に形成された平坦化層とを有し、上記第二基板は、第二絶縁基板と、第一配線及び平坦化層が重畳する領域に対応して第二絶縁基板の液晶層側に形成された柱状スペーサとを有する液晶表示パネルであって、上記第一基板は、柱状スペーサに対応して形成された高さ調整層を有する液晶表示パネルである。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネルに用いられるＣＦ基板を本発明の液晶表示パネルに利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、本発明の液晶表示パネルの製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、液晶表示パネルの製造コストの削減が可能となる。

上記高さ調整層は、単層から構成されてもよいし、複数の層から構成されてもよい。また、上記高さ調整層は、複数の層が連続して積層された構造を有してもよいし、別々に配置された（異なる層間に配置された）複数の層から構成されてもよい。更に、上記高さ調整層は、柱状スペーサに接してもよいし、接していなくてもよい。そして、上記高さ調整層は、平坦化層よりも第一絶縁基板側に配置されてもよいし、平坦化層よりも液晶層側に配置されてもよい。

なお、上記高さ調節層は、通常、画素開口部に配置されない。言い換えると、上記高さ調節層は、通常、第一配線に重畳する領域に配置され、また、遮光領域に配置される。このように、上記高さ調節層は、島状に形成されることが好ましく、第一配線に重畳する領域に島状に形成される形態、及び、遮光領域に島状に形成される形態がより好ましい。なお、画素開口部とは、画素内における開口部（光を透過する領域）であり、遮光領域とは、遮光部材によって遮光された領域である。遮光部材としては、走査信号線（ゲートライン）及びブラックマトリクス（ＢＭ）層が好適である。

なお、上記平坦化層は、段差を平坦化（小さく）する平坦化作用を有する層である。また、上記平坦化層は、通常、表示領域となる領域を少なくとも覆うように形成される。

本発明の液晶表示パネルの構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではないが、上記第一基板は、通常、ゲート絶縁膜と、第二配線と、スイッチング素子と、画素電極とを有する。

このとき、上記第一基板は、第一絶縁基板と、第一絶縁基板の液晶層側に形成された第一配線と、第一配線を覆うゲート絶縁膜と、少なくともゲート絶縁膜を介して第一配線と交差する第二配線と、第一配線に印加される電圧に応じて動作するスイッチング素子と、スイッチング素子を介して第二配線と電気的に接続され得る画素電極と、第一配線よりも液晶層側であり、かつ画素電極よりも絶縁基板側に形成された平坦化層とを有することが好ましい。

上記第一配線は、データ信号線（ソースライン、データ配線）であってもよいし、上記第二配線は、走査信号線（ゲートライン、ゲート配線）であってもよいが、上述のように、上記第一配線としては、走査信号線が好適であり、上記第二配線としては、データ信号線が好適である。なお、上記第一配線は、保持容量配線であってもよい。
本発明の液晶表示パネルにおける好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各種の形態は、適宜組み合わして用いられてもよい。

上記高さ調整層は、第一配線及び平坦化層以外の、第一基板に形成された部材と同一の材料からなる層を含んで構成されることが好ましい。これにより、液晶表示パネルの製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層を容易に形成することができる。

なお、本明細書において、ある部材と同一の材料からなる層とは、ある部材とその層とを同一プロセスで形成した場合に実現可能な程度に同一の組成（材質）をその層が有すればよく、ある部材の組成とその層の組成との間には、これらを同一プロセスで形成したとしても生じ得る程度の差があってもよい。

上記高さ調整層の具体的な形態としては以下の形態が好適であり、これらによっても、液晶表示パネルの製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層を容易に形成することができる。

すなわち、上記第一基板は、スイッチング素子を有し、上記スイッチング素子は、半導体活性層を含んで構成され、上記高さ調整層は、半導体活性層と同一の材料からなる層を含んで構成される形態が好適である。この形態において、上記スイッチング素子は、通常、半導体活性層とともに、不純物添加半導体層を含んで構成されることが好ましい。

また、上記第一基板は、スイッチング素子を有し、上記スイッチング素子は、半導体活性層及び不純物添加半導体層を含んで構成され、上記高さ調整層は、半導体活性層からなる層と不純物添加半導体層からなる層とを含んで構成される形態が好適である。

更に、上記第一基板は、画素電極を有し、上記高さ調整層は、画素電極と同一の材料からなる層を含んで構成される形態が好適である。

そして、上記第一基板は、第二配線を有し、上記高さ調整層は、第二配線と同一の材料からなる層を含んで構成される形態が好適である。

なお、高さ調整層の所望の厚みを実現するために、上述の高さ調整層の具体的な形態は、適宜組み合わされてもよい。

上記高さ調整層は、電気的に絶縁された状態であることが好ましい。これにより、高さ調整層と他の配線、電極等との間で発生する寄生容量を低減することができるとともに、高さ調整層と他の配線、電極等との間での短絡不良の発生を抑制することができる。

上記平坦化層は、層間絶縁膜として機能する形態が好ましい。これにより、第一配線と、平坦化層を介して配置された配線、電極等との間を効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。

このように、本明細書において、層間絶縁膜とは、ある配線と、層間絶縁膜を介して配置された他の配線、電極等とを絶縁する機能を有する膜である。より具体的には、上記層間絶縁膜としては、第一配線及び第二配線の間を絶縁する膜、及び、第二配線及び画素電極の間を絶縁する膜が好適である。

上記第一基板は、第二配線を有し、上記平坦化層は、第一配線と第二配線との間に配置され、層間絶縁膜として機能することが好ましい。これにより、第一配線と、平坦化層を介して配置された第二配線との間を効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。したがって、本発明の液晶表示パネルにおいて、高周波駆動が可能となる。

上記第一基板は、第二配線と画素電極とを有し、上記平坦化層は、第二配線と画素電極との間に配置され、層間絶縁膜として機能することが好ましい。これにより、第二配線と、平坦化層を介して配置された画素電極との間を効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。

上記第一基板は、第二配線と画素電極とを有し、上記平坦化層は、層間絶縁膜として機能する第一平坦化層及び第二平坦化層を含んで構成され、上記第一平坦化層は、第一配線と第二配線との間に配置され、上記第二平坦化層は、第二配線と画素電極との間に配置されることが好ましい。これにより、第一配線及び第二配線の間と、第二配線及び画素電極の間とを効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。したがって、本発明の液晶表示パネルにおいて、高周波駆動が可能となる。

上記平坦化層の材料としては、スピンオングラス材料及び有機物が好適である。すなわち、上記平坦化層は、スピンオングラス材料を含むことが好ましい。また、上記平坦化層は、有機物を含むことが好ましい。

上記有機物としては、樹脂が好適であり、なかでも、アクリル樹脂が好適である。すなわち、上記平坦化層は、樹脂を含むことが好ましく、上記平坦化層は、アクリル樹脂を含むことがより好ましい。

上記第二基板は、複数の色層を有し、上記柱状スペーサは、複数の色層が積層された構造を有することが好ましい。このように、第二基板が柱状スペーサとして、色層が積層された積層スペーサを有する場合には、柱状スペーサの高さを調節することは困難である。したがって、このような形態に本発明を適用することによって、より効果的に本発明の効果を奏することができる。

なお、上記色層は、カラーフィルタと呼ばれるものであってもよい。また、上記色層は、通常、複数（好適には、３色以上）の異なる色の色層から構成される。

上記第二基板は、配向制御用突起を有し、上記柱状スペーサは、配向制御用突起と同一の材料からなる層を含んで構成されることが好ましい。このように、第二基板が柱状スペーサとして、配向制御用突起と同一の材料からなる層が積層された積層スペーサを有する場合には、柱状スペーサの高さを調節することは困難である。したがって、このような形態に本発明を適用することによって、より効果的に本発明の効果を奏することができる。

なお、上記配向制御用突起は、液晶層に含まれる液晶の配向を制御する突起である。また、配向制御用突起は、線状に形成されてもよいし、点状に形成されてもよい。

上記第二基板は、複数の色層と配向制御用突起とを有し、上記柱状スペーサは、配向制御用突起と同一の材料からなる層と、色層とが積層された構造を有することが好ましい。このように、第二基板が柱状スペーサとして、色層と、配向制御用突起と同一の材料からなる層とが積層された積層スペーサを有する場合には、柱状スペーサの高さを調節することは困難である。したがって、このような形態に本発明を適用することによって、より効果的に本発明の効果を奏することができる。

上記第一基板は、画素電極を有し、上記高さ調整層は、下記式（１）を満たすことが好ましい。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネルのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネルに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれを小さくすることができる。

０＜ｚ＜２×（ｘ−ｙ） （１）

上記第一基板は、画素電極を有し、上記高さ調整層は、下記式（２）を実質的に満たすことが好ましい。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネルのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネルに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれを実質的に無くすことができる。

ｚ＝ｘ−ｙ （２）

上記式（１）及び（２）中、ｚは、高さ調整層の厚みを、ｘは、柱状スペーサに対応する領域における第一配線の第一絶縁基板面からの高さｈ１と画素電極の厚みｄｐとの差（ｈ１−ｄｐ）を、ｙは、高さ調整層が設けられた領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ２から画素開口部に対応する領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ３及び高さ調整層の厚みｚを引いたときの差（ｈ２−ｈ３−ｚ）を表す。

なお、高さ調整層が複数の層から構成される場合には、上記式（１）及び（２）のｚは、高さ調整層を構成する各層の厚みの合計とすればよい。

また、上記式（２）を実質的に満たすとは、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネルのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネルに用い、セルギャップの適正値からのずれが実質的に無くなった場合における表示品位を実現できる程度に、上記（２）を満たせばよく、必ずしも上記（２）を厳密に満たす必要はない。

本発明はまた、本発明の液晶表示パネルを含んで構成される液晶表示装置でもある。これにより、液晶表示装置の製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、液晶表示装置の製造コストの削減が可能となる。

本発明はまた、本発明の液晶表示装置を含んで構成されるテレビジョン受信機（液晶ＴＶ装置）でもある。これにより、液晶ＴＶ装置の製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、液晶ＴＶ装置の製造コストの削減が可能となる。

本発明の液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、液晶表示パネルの製造コストの削減が可能となる。

以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

（実施形態１）
実施形態１に係る液晶表示装置について説明する。図１は、実施形態１に係る液晶表示パネルの１画素の構成を示す平面模式図である。図２は、実施形態１に係るＴＦＴ基板の１画素の構成を示す平面模式図である。図３は、実施形態１に係るＣＦ基板の１画素の構成を示す平面模式図である。図４は、図１中、Ｘ１−Ｘ２線における断面模式図であり、実施形態１に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す。図５は、図２中、Ｙ１−Ｙ２線における断面模式図であり、実施形態１に係るＴＦＴ基板のＴＦＴが配置された領域近傍の構成を示す。

実施形態１の液晶表示パネル１００ａは、アクティブマトリクス基板（以下、「ＴＦＴ基板」ともいう。）３０ａと、ＴＦＴ基板３０ａに対向する対向基板（以下、「ＣＦ基板」ともいう。）１０ａと、これらの間に設けられた液晶層２０とを備える。また、液晶表示パネル１００ａは、ＴＦＴ基板３０ａ及びＣＦ基板１０ａの外側に、各偏光軸方向がクロスニコルに配置された一対の偏光板（図示せず）を備える。

液晶層２０は、負の誘電異方性を有するネマチック液晶材料を含む。

ＣＦ基板１０ａは、透明の絶縁基板（例えば、ガラス基板）１１と、ブラックマトリクス（ＢＭ）層１２と、複数の色層（カラーフィルタ）１３と、複数の配向制御用突起１５と、対向電極（共通電極）１６と、複数の柱状スペーサ１７ａと、これらの構成を全て覆う垂直配向膜（図示せず）とを有する。

一方、ＴＦＴ基板３０ａは、透明の絶縁基板（例えば、ガラス基板）３１と、複数のゲートライン３２と、複数の容量保持配線３３と、平坦化層３４ａと、ゲート絶縁膜３５と、複数の半導体活性層３６と、複数の不純物添加半導体層３７と、複数のソースライン３８と、ソース電極３９と、ドレイン電極４０と、パッシベーション膜（Ｐａｓ膜）４１と、複数の画素電極４２と、複数の高さ調整層４３ａと、これらの構成を全て覆う垂直配向膜（図示せず）とを有する。

また、ＴＦＴ基板３０ａは、１つの画素（サブ画素）６０内に、ゲートライン３２、ゲート絶縁膜３５、半導体活性層３６、不純物添加半導体層３７、ソース電極３９及びドレイン電極４０から構成される２つのＴＦＴ４４を有する。更に、ＴＦＴ基板３０ａは、１つの画素６０内に、２つのＴＦＴ４４にそれぞれ電気的に接続され得る２つの画素電極４２を有する。すなわち、１つの画素６０は、２つの副画素６１から構成されている。

このように、それぞれ独立した２つのＴＦＴによって駆動される２つの副画素に１つの画素を分割することによって、画素欠陥が発生した場合でも、その欠陥を目立たなくすることができる。すなわち、ＴＦＴの不良、画素電極及び対向電極の間のリーク等によって画素欠陥が起こったとしても、駆動画素が通常の画素より小さいサイズの副画素単位となっているため欠陥を目立たなくすることができる。また、各副画素の画素電極にかかる電圧を異ならせる、いわゆるマルチ画素駆動によって各画素を駆動することによって、視野角による階調のズレを抑制することもできる。このように副画素を形成することで、視野角、透過率、応答速度、コントラスト比等の表示特性をバランスよく調整することができ、より効率の良い画素構造とすることができる。

なお、画素６０は、Ｃｓマルチ画素駆動法を実現できる画素の一例である。また、Ｃｓマルチ画素駆動法は、対象となる画素のＴＦＴがオンになって選択され、その後ＴＦＴがオフになった後の非選択期間中に保持容量配線に印加される電圧を変動させ、各副画素電極の電位を変動させることで、マルチ画素駆動を実現する。
以下に、ＣＦ基板１０ａ及びＴＦＴ基板３０ａの各構成について説明する。

ＢＭ層１２は、各画素間を遮光する遮光部材であり、絶縁基板１１上にゲートライン３２及びソースライン３８に対応して格子状に形成されている。

カラーフィルタ１３は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のカラーフィルタから構成され、絶縁基板１１上のＢＭ層１２により区切られた領域に形成されている。なお、図４では、赤のカラーフィルタ１４Ｒのみ図示しているが、実際には、Ｒ、Ｇ及びＢのカラーフィルタがストライプ状に配列されている。

配向制御用突起１５は、カラーフィルタ１３上にＶ字状に形成されている。また、配向制御用突起１５は、ＢＭ層１２の延伸方向（パネルを正面視したときの上下左右方向）に対して、斜めの方向（好適には、略４５°方向）に配置されている。

対向電極１６は、ＢＭ層１２及びカラーフィルタ１３を覆って、表示領域の略全面に形成されている。

柱状スペーサ１７ａは、ゲートライン３２に対応し、かつ対向電極１６を介してＢＭ層１２の上方に形成されている。柱状スペーサ１７ａは、スペーサ用のフォトレジストにより形成されている。なお、柱状スペーサ１７ａは、全ての画素に対応して配置されていてもよいし、ある一定の割合の画素のみに対応して配置されてもよい。

ゲートライン３２及び容量保持配線３３は、絶縁基板３１上に互いに略平行に形成されている。ゲートライン３２及び容量保持配線３３は、同一の導電膜（例えば、金属薄膜）をパターニングすることによって形成される。このように、ゲートライン３２及び容量保持配線３３は、遮光部材部材としても機能する。ゲートライン３２及び容量保持配線３３の膜厚は、好適には、４００ｎｍとする。容量保持配線３３は、画素電極４２と、容量保持配線３３及び画素電極４２の間に介在するゲート絶縁膜３５及びＰａｓ膜４１とによって、保持容量を構成する。

平坦化層３４ａ及びゲート絶縁膜３５は、ゲートライン３２を覆って、表示領域の略全面に形成されている。

ゲート絶縁膜３５は、ＣＶＤ法により、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等の無機絶縁材料から形成されている。ゲート絶縁膜３５の膜厚は、好適には、４１０ｎｍとする。

平坦化層３４ａは、平坦化作用を有する膜である。平坦化層３４ａの材料としては、スピンオンガラス（ＳＯＧ）材料を好適に用いることができ、なかでも、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ結合を骨格とするＳＯＧ材料や、Ｓｉ−Ｃ結合を骨格とするＳＯＧ材料を好適に用いることができる。平坦化層３４ａの画素開口部における膜厚は、好適には、１５００ｎｍとする。

なお、ＳＯＧ材料とは、スピンコート法等の塗布法によってガラス膜（シリカ系皮膜）を形成し得る材料である。ＳＯＧ材料は、比誘電率が低く、厚膜の形成が容易である。したがって、平坦化層３４ａの材料としてＳＯＧ材料を用いることによって、平坦化層３４ａの比誘電率を低くし、平坦化層３４ａを厚く形成することが容易となる。その結果、ゲートライン３２及びソースライン３８の交差部に形成される寄生容量を効果的に削減することができる。

一方、ゲート絶縁膜３５、半導体活性層３６、不純物添加半導体層３７及びＰａｓ膜４１は、ＣＶＤ法により、無機物から形成されている。したがって、これらの層は、通常、平坦化作用を有さない。すなわち、ゲート絶縁膜３５、半導体活性層３６、不純物添加半導体層３７及びＰａｓ膜４１は、画素開口部における厚みと、ゲートライン３２の上方における厚みとが実質的に等しい。

また、後述するように、画素電極４２も、スパッタリング法により、透明導電膜から形成されるので、平坦化作用を有さない。

なお、ＴＦＴ基板３０ａ及びＣＦ基板１０ａの最も液晶層側に配置される垂直配向膜については、ポリイミド等の樹脂から形成されるが、その膜厚は、通常、平坦化層３４ａ等に比べ、非常に薄くいため、ほとんど平坦化作用を発揮しない。

半導体活性層３６は、平坦化層３４ａ及びゲート絶縁膜３５を介してゲートライン３２に重畳するように島状に形成されている。半導体活性層３６の膜厚は、好適には、１００ｎｍとする。

不純物添加半導体層３７は、２つの領域が半導体活性層３６上にて対向して配置されている。また、不純物添加半導体層３７は、半導体活性層３６と、ソース電極３９及びドレイン電極４０とを接続するコンタクト層として機能する。

半導体活性層３６は、ＣＶＤ法により、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）から形成されている。また、不純物添加半導体層３７は、ＣＶＤ法により、リン（Ｐ）等の不純物がシリコン（Ｓｉ）に添加されたｎ^＋アモルファスシリコン（ｎ^＋ ａ−Ｓｉ）から形成されている。

ソースライン３８は、平坦化層３４ａ及びゲート絶縁膜３５を介してゲートライン３２に交差する（略直交する）ように形成されている。このように、ソースライン３８及びゲートライン３２は、層間絶縁膜として機能する平坦化層３４ａを介して配置されることから、ソースライン３８及びゲートライン３２の間で発生する寄生容量を効果的に低減することができる。したがって、液晶表示パネル１００ａは、高周波駆動が可能となる。

ソース電極３９及びドレイン電極４０は、半導体活性層３６の上方にて対向するように形成され、また、不純物添加半導体層３７を介して半導体活性層３６と電気的に接続され得る状態になっている。ソース電極３９、ドレイン電極４０及びソースライン３８は、同一の導電膜（例えば、金属薄膜）をパターニングすることによって形成される。

このように、ＴＦＴ４４は、ボトムゲート型（逆スタガ型とも呼ばれる）のアモルファスシリコンＴＦＴである。

また、ソース電極３９は、ソースライン３８と一体的に形成されることによって、ソースライン３８と電気的に接続されている。

一方、ドレイン電極４０は、Ｐａｓ膜４１に設けられたコンタクトホール４５内で画素電極４２に接することによって、画素電極４２と電気的に接続されている。なお、ソース電極３９、ドレイン電極４０及びソースライン３８は、同一の導電膜（例えば、金属薄膜）をパターニングすることによって形成される。このように、ソース電極３９、ドレイン電極４０及びソースライン３８は、遮光部材部材としても機能する。ソース電極３９、ドレイン電極４０及びソースライン３８の膜厚は、好適には、２３０ｎｍとする。

Ｐａｓ膜４１は、ＴＦＴ４４、ソースライン３８、ドレイン電極４０等を覆うように形成され、絶縁層及び保護層として機能する。Ｐａｓ膜４１は、ＣＶＤ法により、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ等の無機絶縁材料から形成されている。Ｐａｓ膜４１の膜厚は、好適には、２６５ｎｍとする。

画素電極４２は、副画素６１の開口部に対応してＰａｓ膜４１上に形成されている。画素電極４２は、スパッタリング法により、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜から形成される。画素電極４２の膜厚は、好適には、７０ｎｍとする。また、画素電極４２には、Ｖ字状の配向制御用スリット４６が形成されている。

配向制御用スリット４６は、画素電極４２のエッジに対して、すなわち、ゲートライン３２及びソースライン３８に対して、斜めの方向（好適には、略４５°方向）に配置されている。また、配向制御用スリット４６は、配向制御用突起１５と略平行に形成される。なお、各画素電極４２の各領域は、配向制御用スリット４６が形成されない接続部分（図示せず）を介して電気的に接続されている。

この配向制御用スリット４６と、上述の配向制御用突起１５とによって液晶層２０中の液晶分子の配向が制御され、液晶表示パネル１００ａは、マルチドメインを有することとなる。このように、液晶表示パネル１００ａの画像表示方式は、ノーマリブラックモードのマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）方式である。

そして、高さ調整層４３ａは、柱状スペーサ１７ａに対応して形成されている。より具体的には、高さ調整層４３ａは、ゲート絶縁膜３５とＰａｓ膜４１との間の層であり、かつ柱状スペーサ１７ａに対応する領域に選択的に配置され、半導体活性層３６と同一の材料をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ａの厚みｚは、半導体活性層３６の厚み（０．１０〜０．１５μｍ程度）と実質的に同一である。また、高さ調整層４３ａは、通常、ほぼ均一な厚みを有する。

なお、半導体活性層３６は、通常、ＣＶＤ法を用いて、ゲート絶縁膜３５となるＳｉＮｘ膜と、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜と、ｎ^＋アモルファスシリコン（ｎ^＋ ａ−Ｓｉ）膜とを連続して堆積した後に、ａ−Ｓｉ膜及びｎ^＋ ａ−Ｓｉ膜をパターニングすることによって、不純物添加半導体層３７とともに島状に形成される。したがって、このとき、高さ調整層４３ａとなるａ−Ｓｉ膜上にもｎ^＋ ａ−Ｓｉ膜は成膜されている。しかしながら、その後、ＴＦＴ４４のチャネルエッチプロセスにおいて、ｎ^＋ ａ−Ｓｉ膜のソース電極３９及びドレイン電極が重なっていない部分は、ドライエッチングにより除去される。これにより、高さ調整層４３ａとして、半導体活性層３６と同一の材料であるａ−Ｓｉ膜のみを配置することができる。

また、高さ調整層４３ａの平面形状は円形に特に限定されず、楕円、四角形等、適宜設定することができる。

更に、高さ調整層４３ａが柱状スペーサ１７ａを支える土台として機能する範囲内であれば、ＴＦＴ基板３０ａとＣＦ基板１０ａとのアライメントずれ等により、液晶表示パネル１００ａを平面視したときの高さ調整層４３ａの配置場所と、液晶表示パネル１００ａを平面視したときの柱状スペーサ１７ａの配置場所とは、多少ずれていてもよい。

一方、高さ調整層４３ａを柱状スペーサ１７ａを支える土台として充分に機能させる観点からは、高さ調整層４３ａは、柱状スペーサ１７ａのＴＦＴ基板３０ａとの接触面と比べて、同等の又は大きい面積を有することが好ましい。

また、高さ調整層４３ａは、他の電極、配線等と絶縁されていることが好ましい。すなわち、高さ調整層４３ａは、電気的に絶縁された状態であることが好ましい。これは、導電性を発揮し得る高さ調整層４３ａが他の配線等と導通していると、寄生容量が増加したり、短絡不良が発生したりする場合があるためである。このような観点から、高さ調整層４３ａは、島状に形成されている。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００ａは、柱状スペーサ１７ａに対応して配置された高さ調整層４３ａを有する。したがって、平坦化層を有する従来の液晶表示パネル２００ｂにおけるゲートライン１３２に起因する段差（図１２中、ｙ２）が平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートライン１３２に起因する段差（図１１中、ｘ１）よりも小さかった（ｘ１＞ｙ２であった）のに対して、平坦化層３４ａを有する本実施形態の液晶表示パネル１００ａにおけるゲートライン３２に起因する段差Ｘは、高さ調整層４３ａの厚さｚの分だけ大きくなる。したがって、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａに用いられるＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネル１００ａにも利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ａは、半導体活性層３６と同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ａを形成することができる。

高さ調整層４３ａの厚さｚとしては、平坦化層を有する従来の液晶表示パネル２００ｂにおけるゲートライン１３２に起因する段差ｙ２と平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートライン１３２に起因する段差ｘ１との差の２倍より小さいことが好ましい。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネル１００ａに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれを、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａのＣＦ基板を高さ調整層がない従来の液晶表示パネル２００ｂに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれよりも小さくすることができる。

また、実質的にｘ１＝ｙ２＋ｚとなるような高さ調整層４３ａと選ぶことがより好ましい。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネル１００ａに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれを実質的になくすことができる。

ここで、図４を参照して、高さ調整層４３ａの好適な厚みについて更に詳細に説明する。なお、まず始めに、説明を簡略化するため、平坦化層を有する本実施形態の液晶表示パネル１００ａにおけるゲートライン３２の膜厚と、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートバスライン１３２の膜厚とが等しいと考えて説明する。

柱状スペーサ１７ａに対応する領域におけるゲートライン３２の絶縁基板３１面からの高さをｈ１（ゲートライン３２の膜厚）、高さ調整層４３ａが設けられた領域における最上面の絶縁基板３１面からの高さ（柱状スペーサ１７ａに対応する領域における高さ調整層４３ａを含む各層の最上面の絶縁基板３１面からの高さ）をｈ２、画素開口部に対応する領域における最上面の絶縁基板３１面からの高さ（画素開口部に対応する領域における各層の最上面の絶縁基板３１面からの高さ）をｈ３、画素電極４２の厚みをｄｐとしたとき、高さ調整層４３ａの厚みは、下記式（３）を満たすように選択されることが好ましい。これにより、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａのＣＦ基板を本実施形態の液晶表示パネル１００ａに用いた場合におけるセルギャップの適正値からのずれを実質的になくすことができる。

ｈ１−ｄｐ＝ｈ２−ｈ３ （３）

ここで、高さ調整層４３ａの厚みをｚ、（ｈ１−ｄｐ）をｘ、ｈ２とｚ及びｈ３との差（ｈ２−ｈ３−ｚ）をｙとして、上記式（３）を変形すると、上記式（２）となる。

このように、高さ調整層４３ａの厚みｚは、上記式（２）を満たすように選択されてもよい。これによっても、セルギャップの適正値からのずれを実質的になくすことができる。

なお、ｘ（＝ｈ１−ｄｐ）は、平坦化層３４ａが平坦化作用を有さず、かつ、高さ調整層４３ａを形成しなかった場合における、柱状スペーサ１７ａに対応する位置に形成された各層の最上面の絶縁基板３１面からの高さと画素開口部に対応する位置の絶縁基板３１面からの高さｈ３との差でもある。すなわち、ｘは、図１１で示した、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートライン１３２に起因する段差ｘ１に相当するとも言える。

また、ｙは、ゲートライン３２に重畳し、かつ、高さ調整層４３ａに重畳しない領域における各層の最上面の絶縁基板３１からの高さと、画素開口部に対応する領域にける各層の最上面の絶縁基板３１板からの高さとの差でもある。すなわち、ｙは、図１２で示した、平坦化層を有する従来の液晶表示パネル２００ｂにおけるゲートライン１３２に起因する段差ｙ２に相当するとも言える。

高さ調整層４３ａの厚みは、上記式（１）を満たすように選択されていてもよく、これにより、高さ調整層４３ａがない場合に比べて、セルギャップの適正値からのずれを小さくすることができる。

一方、ｚ≧２×（ｘ−ｙ）となると、高さ調整層４３ａを設けない場合よりも適正なセルギャップからのずれが大きくなってしまうので好ましくない。

なお、平坦化層を有する本実施形態の液晶表示パネル１００ａにおけるゲートライン３２の膜厚と、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートライン１３２の膜厚とが異なる場合には、ｈ１に平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ａにおけるゲートライン１３２の膜厚を代入した上で、上記式（２）及び／又は（３）を満たすように、ｘ、ｚの値を求めればよい。これにより、このような場合にも、本質的には本発明を適用することができ、当初の課題を解決することができる。

また、実施形態３、５及び６で説明するように、高さ調整層が複数の層から構成される場合には、上記式（１）及び（２）のｚには、高さ調整層を構成する各層の厚みの合計を代入すればよい。

液晶表示パネル１００ａを用いて液晶表示装置を作製する場合には、一般的なモジュール組み立て工程により、液晶表示パネル１００ａにドライバ、プリント配線基板、表示制御回路、バックライト等を接続すればよい。

また、このように作製された液晶表示装置をＴＶ装置に適用する場合には、一般的な方法により、この液晶表示装置に、更に、Ｙ／Ｃ分離回路、ビデオクロマ回路、Ａ／Ｄコンバータ、液晶コントローラ、バックライト駆動回路、マイコン（マイクロコンピュータ）、階調回路等を接続すればよい。

以上、ＭＶＡ方式の液晶表示パネルを例に用いて本実施形態を説明したが、本実施形態の液晶表示パネルの表示モードとしては特に限定されず、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＩＰＳモード等であってもよい。

また、液晶表示パネル１００ａにおける１つ画素の分割数（副画素の数）は、２つとしてが、本実施形態の液晶表示パネルにおいて、画素の分割数としては特に限定されず、２つ以上であってもよい。もちろん、本実施形態の液晶表示パネルにおいて、画素は、分割されていなくともよい。

（実施形態２）
実施形態２に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態と実施形態１とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図６は、実施形態２に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

実施形態２の液晶表示パネル１００ｂは、ＴＦＴ基板３０ｂとＣＦ基板１０ｂとを備える。

ＣＦ基板１０ｂは、柱状スペーサ１７ｂとして積層スペーサを有する。具体的には、赤のカラーフィルタ１４Ｒは、ＢＭ層１２上にも形成されるとともに、緑のカラーフィルタ１４Ｇ及び青のカラーフィルタ１４Ｂが赤のカラーフィルタ１４Ｒを介してＢＭ層１２の上方（図６中では下方）に積層されている。更に、緑のカラーフィルタ１４Ｇ及び青のカラーフィルタ１４Ｂを覆うように配向制御用突起と同一の材料からなる層（樹脂層）１８が形成されている。このように、柱状スペーサ１７ｂは、異なる色のカラーフィルタ１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂと、樹脂層１８とが積層された構造を有する。

また、ＴＦＴ基板３０ｂは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｂを有する。より具体的には、高さ調整層４３ｂは、ゲート絶縁膜３５とＰａｓ膜４１との間の層に配置され、ソースライン（図示せず）と同一の材料（導電膜）をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ｂの厚みは、ソースラインの厚み（０．２０〜０．２６μｍ程度）と実質的に同一となる。

高さ調整層４３ｂは、他の電極、配線等と絶縁されていることが好ましい。これは、導電性の高さ調整層４３ｂが他の配線等と導通していると、寄生容量が増加したり、短絡不良が発生したりする場合があるためである。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００ｂは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｂを有することから、実施形態１と同様に、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ｃに用いられるＣＦ基板を利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ｂは、ソースラインと同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ｂを形成することができる。

更に、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、積層スペーサは、その高さを調整することが困難である。すなわち、例えば、カラーフィルタの膜厚を変えると、色ズレが発生したり、透過率が変化したりする。また、配向制御用突起を形成するための樹脂の膜厚を変えると、配向制御用突起の高さや太さが変化し、応答速度や透過率が変化してしまう。したがって、積層スペーサを有する液晶表示パネルに本発明を適用することは、より好適である。

（実施形態３）
実施形態３に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態と実施形態１及び２とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図７は、実施形態３に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

実施形態３の液晶表示パネル１００ｃは、ＴＦＴ基板３０ｃと、実施形態２と同様の柱状スペーサ１７ｂとして積層スペーサを有するＣＦ基板１０ｂとを備える。

ＴＦＴ基板３０ｃは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｃ、４３ｄを有する。より具体的には、高さ調整層４３ｃは、ゲート絶縁膜３５とＰａｓ膜４１との間の層に配置され、半導体活性層（図示せず）と同一の材料をパターニングすることによって形成されている。一方、高さ調整層４３ｄは、Ｐａｓ膜４１上に配置され、画素電極４２と同一の材料（透明導電膜）をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ｃの厚みは、半導体活性層の厚み（０．１０〜０．１５μｍ程度）と実質的に同一となり、一方、高さ調整層４３ｄの厚みは、画素電極の厚み（０．０６〜０．０８μｍ程度）と実質的に同一となる。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００ｃは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｃ、４３ｄを有することから、実施形態１と同様に、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ｃに用いられるＣＦ基板を利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ｃ、４３ｄはそれぞれ、半導体活性層及び画素電極４２と同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ｃ、４３ｄを形成することができる。

更に、液晶表示パネル１００ｃは、異なる膜厚の高さ調整層４３ｃ、４３ｄを有することから、柱状スペーサ１７ｂに対応する位置に形成された高さ調整層４３ｃ、４３ｄを含む各層の最上面の絶縁基板３１面からの高さの微調整が可能となる。

なお、高さ調整層４３ｃ、４３ｄが柱状スペーサ１７ｂを支える土台として機能する範囲内であれば、液晶表示パネル１００ｃを平面視したときの高さ調整層４３ｃの配置場所と、液晶表示パネル１００ｃを平面視したときの高さ調整層４３ｄの配置場所とは、多少ずれていてもよい。

また、高さ調整層４３ｃ、４３ｄが柱状スペーサ１７ａを支える土台として機能する範囲内であれば、ＴＦＴ基板３０ｃとＣＦ基板１０ｂとのアライメントずれ等により、液晶表示パネル１００ｃを平面視したときの高さ調整層４３ｃ、４３ｄの配置場所と、液晶表示パネル１００ａを平面視したときの柱状スペーサ１７ｂの配置場所とは、それぞれ、多少ずれていてもよい。

（実施形態４）
実施形態４に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態と実施形態１〜３とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図８は、実施形態４に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

実施形態４の液晶表示パネル１００ｄは、ＴＦＴ基板３０ｄと、実施形態２と同様の柱状スペーサ１７ｂとして積層スペーサを有するＣＦ基板１０ｂとを備える。

ＴＦＴ基板３０ｄは、平坦化層３４ａの代わりに、Ｐａｓ膜４１を覆って、表示領域の略全面に形成された平坦化層３４ｂを有する。

平坦化層３４ｂの材料としては、有機物を好適に用いることができ、なかでも樹脂を好適に用いることができ、特にアクリル樹脂を好適に用いることができる。より好適には感光性樹脂を用いることができる。平坦化層３４ｂの画素開口部における膜厚は、好適には、２６００ｎｍとする。

このように、液晶表示パネル１００ｄは、ＳＯＧ材料から形成される平坦化膜３４ａの代わりに、汎用性の高い樹脂等から形成される平坦化膜３４ｂを有することから、液晶表示パネル１００ａに比べて、製造コストを安く抑えることができる。

なお、液晶表示パネル１００ｄにおいて、画素電極４２は、Ｐａｓ膜４１及び平坦化層３４ｂを貫通するコンタクトホール（図示せず）を介してドレイン電極（図示せず）に接続されている。

また、ＴＦＴ基板３０ｄは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｅを有する。より具体的には、高さ調整層４３ｅは、Ｐａｓ膜４１上に配置され、画素電極４２と同一の材料（透明導電膜）をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ｅの厚みは、画素電極の厚み（０．０６〜０．０８μｍ程度）と実質的に同一となる。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００ｄは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｅを有することから、実施形態１と同様に、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ｃに用いられるＣＦ基板を利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ｅは、画素電極４２と同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ｅを形成することができる。

更に、液晶表示パネル１００ｄは、薄い高さ調整層４３ｅを有するので、平坦化層３４ｂの平坦化作用が小さい場合に好適である。

（実施形態５）
実施形態５に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態と実施形態１〜４とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図９は、実施形態５に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

実施形態５の液晶表示パネル１００ｅは、ＴＦＴ基板３０ｅと、実施形態２と同様の柱状スペーサ１７ｂとして積層スペーサを有するＣＦ基板１０ｂとを備える。

ＴＦＴ基板３０ｅは、平坦化層３４ａの代わりに、Ｐａｓ膜４１を覆って、表示領域の略全面に形成された平坦化層３４ｃを有する。これより、ソースライン及び画素電極４２の間を効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。

平坦化層３４ｃの材料としては、有機物を好適に用いることができ、なかでも樹脂を好適に用いることができ、特にアクリル樹脂を好適に用いることができる。

このように、液晶表示パネル１００ｅは、ＳＯＧ材料から形成される平坦化膜３４ａの代わりに、汎用性の高い樹脂等から形成される平坦化膜３４ｃを有することから、液晶表示パネル１００ａに比べて、製造コストを安く抑えることができる。

なお、液晶表示パネル１００ｅにおいて、画素電極４２は、Ｐａｓ膜４１及び平坦化層３４ｃを貫通するコンタクトホール（図示せず）を介してドレイン電極（図示せず）に接続されている。

また、ＴＦＴ基板３０ｅは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｆ、４３ｇを有する。より具体的には、高さ調整層４３ｆは、ゲート絶縁膜３５とＰａｓ膜４１との間の層に配置され、半導体活性層（図示せず）と同一の材料をパターニングすることによって形成されている。一方、高さ調整層４３ｇは、平坦化層３４ｃ上に配置され、画素電極４２と同一の材料（透明導電膜）をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ｆの厚みは、半導体活性層の厚み（０．１０〜０．１５μｍ程度）と実質的に同一となり、一方、高さ調整層４３ｇの厚みは、画素電極の厚み（０．０６〜０．０８μｍ程度）と実質的に同一となる。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００は、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｆ、４３ｇを有することから、実施形態１と同様に、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ｃに用いられるＣＦ基板を利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ｆ、４３ｇはそれぞれ、半導体活性層及び画素電極４２と同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ｆ、４３ｇを形成することができる。

更に、液晶表示パネル１００は、異なる膜厚の高さ調整層４３ｆ、４３ｇを有することから、柱状スペーサ１７に対応する位置に形成された高さ調整層４３ｆ、４３ｇを含む各層の最上面の絶縁基板３１面からの高さの微調整が可能となる。

（実施形態６）
実施形態６に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態と実施形態１〜５とで重複する内容についての説明と図示とは省略する。図１０は、実施形態６に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

実施形態６の液晶表示パネル１００ｆは、ＴＦＴ基板３０ｆと、実施形態２と同様の柱状スペーサ１７ｂとして積層スペーサを有するＣＦ基板１０ｂとを備える。

ＴＦＴ基板３０ｆは、実施形態１と同様の平坦化層３４ａと、実施形態５と同様のＰａｓ膜４１を覆う平坦化層３４ｃを有する。これより、ゲートライン３２及びソースラインの間と、ソースライン及び画素電極４２の間とを効果的に絶縁することができるとともに、これらの間で発生する寄生容量を低減することができる。

このように、ＴＦＴ基板３０ｆは、平坦化層を２層有するので、基板の平坦性がより向上する。その結果、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネルのＣＦ基板を転用するためには、本実施形態においては、高さ調整層をより高くする必要がある。

そこで、ＴＦＴ基板３０ｆは、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｈ、４３ｉ、４３ｊを有する。より具体的には、高さ調整層４３ｈ、４３ｉ、４３ｊは、ゲート絶縁膜３５とＰａｓ膜４１との間の層に配置されている。高さ調整層４３ｈは、半導体活性層（図示せず）と同一の材料をパターニングすることによって形成されている。また、高さ調整層４３ｉは、不純物添加半導体層（図示せず）と同一の材料をパターニングすることによって形成されている。更に、高さ調整層４３ｊは、ソースライン（図示せず）と同一の材料（導電膜）をパターニングすることによって形成されている。したがって、高さ調整層４３ｈの厚みは、半導体活性層の厚み（０．１０〜０．１５μｍ程度）と実質的に同一となり、高さ調整層４３ｉの厚みは、不純物添加半導体層の厚み（０．０５〜０．０６μｍ程度）と実質的に同一となり、高さ調整層４３ｊの厚みは、ソースラインの厚み（０．２０〜０．２６μｍ程度）と実質的に同一となる。

このように、本実施形態の液晶表示パネル１００ｆは、ＴＦＴ基板３０ｆがより平坦化されているが、柱状スペーサ１７ｂに対応して形成された高さ調整層４３ｈ、４３ｉ、４３ｊを有することから、実施形態１と同様に、平坦化層を有さない従来の液晶表示パネル２００ｃに用いられるＣＦ基板を利用することが可能となるため、柱状スペーサの形成条件を切り替える必要がなく、また、在庫管理の煩雑さを低減することができる。その結果、製造工程の時間短縮、ＣＦ基板の在庫管理の簡略化、及び、製造コストの削減が可能となる。

また、高さ調整層４３ｈ、４３ｉ、４３ｊはそれぞれ、半導体活性層、不純物添加半導体層及びソースラインと同一の材料をパターニングすることによって形成されることから、製造プロセスを複雑化させることなく、高さ調整層４３ｈ、４３ｉ、４３ｊを形成することができる。

以上、実施形態１〜６で説明したように、本発明においては、平坦化膜を有さない従来の液晶表示パネルのＣＦ基板を用いて本発明の液晶表示パネルにおいて所望のセルギャップを実現できるように、ＴＦＴ基板を構成する各材料の中から適宜高さ調整層を形成する材料が選択されることが好ましい。

また、実施形態１〜６により本発明を詳細に説明したが、各実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。

本願は、２００７年３月７日に出願された日本国特許出願２００７−５７１７１号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。

実施形態１に係る液晶表示パネルの１画素の構成を示す平面模式図である。 実施形態１に係るＴＦＴ基板の１画素の構成を示す平面模式図である。 実施形態１に係るＣＦ基板の１画素の構成を示す平面模式図である。 図１中、Ｘ１−Ｘ２線における断面模式図であり、実施形態１に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す。 図２中、Ｙ１−Ｙ２線における断面模式図であり、実施形態１に係るＴＦＴ基板のＴＦＴが配置された領域近傍の構成を示す。 実施形態２に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 実施形態３に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 実施形態４に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 実施形態５に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 実施形態６に係る液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 従来の液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 従来の液晶表示パネルの柱状スペーサが配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 従来の液晶表示パネルの柱状スペーサ（積層スペーサ）が配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。 従来の液晶表示パネルの柱状スペーサ（積層スペーサ）が配置された領域近傍の構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ：ＣＦ基板
１１、１１１：絶縁基板
１２、１１２：ＢＭ層
１３、１１３：カラーフィルタ
１４Ｒ、１１４Ｒ：赤のカラーフィルタ（色層）
１４Ｇ、１１４Ｇ：緑のカラーフィルタ（色層）
１４Ｂ、１１４Ｂ：青のカラーフィルタ（色層）
１５：配向制御用突起
１６、１１６：対向電極
１７ａ、１７ｂ、１１７ａ、１１７ｂ：柱状スペーサ
１８、１１８：樹脂層
２０、１２０：液晶層
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、１３０ａ、１３０ｂ：ＴＦＴ基板（アクティブマトリクス基板）
３１、１３１：絶縁基板
３２、１３２：ゲートライン
３３：容量保持配線
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ：平坦化層
３５、１３５：ゲート絶縁膜
３６：半導体活性層
３７：不純物添加半導体層
３８：ソースライン
３９：ソース電極
４０：ドレイン電極
４１、１４１：パッシベーション膜（Ｐａｓ膜）
４２、１４２：画素電極
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇ、４３ｈ、４３ｉ、４３ｊ：高さ調整層
４４：ＴＦＴ
４５：コンタクトホール
４６：配向制御用スリット
６０：画素
６１：副画素
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ：液晶表示パネル
１４７：ＳＯＧ膜
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４：セルギャップ
ｈｓ１、ｈｓ２、ｈｓ３、ｈｓ４：柱状スペーサの高さ
ｘ１、ｙ２：段差の高さ
ｄｓ１、ｄｓ２：ＳＯＧ膜の膜厚

Claims (21)

1. 第一基板と、第二基板と、第一基板及び第二基板に狭持された液晶層とを備え、
   該第一基板は、第一絶縁基板と、第一絶縁基板の液晶層側に形成された第一配線と、第一配線よりも液晶層側に形成された平坦化層とを有し、
   該第二基板は、第二絶縁基板と、第一配線及び平坦化層が重畳する領域に対応して第二絶縁基板の液晶層側に形成された柱状スペーサとを有する液晶表示パネルであって、
   該第一基板は、柱状スペーサに対応して形成された高さ調整層と、画素電極とを有し、
   該高さ調整層は、下記式（１）を満たすことを特徴とする液晶表示パネル。
   ０＜ｚ＜２×（ｘ−ｙ） （１）
   式（１）中、ｚは、高さ調整層の厚みを、ｘは、柱状スペーサに対応する領域における第一配線の第一絶縁基板面からの高さｈ１と画素電極の厚みｄｐとの差（ｈ１−ｄｐ）を、ｙは、高さ調整層が設けられた領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ２から画素開口部に対応する領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ３及び高さ調整層の厚みｚを引いたときの差（ｈ２−ｈ３−ｚ）を表す。
2. 前記高さ調整層は、第一配線及び平坦化層以外の、第一基板に形成された部材と同一の材料からなる層を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 前記第一基板は、スイッチング素子を有し、
   該スイッチング素子は、半導体活性層を含んで構成され、
   前記高さ調整層は、半導体活性層と同一の材料からなる層を含んで構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示パネル。
4. 前記第一基板は、スイッチング素子を有し、
   該スイッチング素子は、半導体活性層及び不純物添加半導体層を含んで構成され、
   前記高さ調整層は、半導体活性層からなる層と不純物添加半導体層からなる層とを含んで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示パネル。
5. 前記高さ調整層は、画素電極と同一の材料からなる層を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示パネル。
6. 前記第一基板は、第二配線を有し、
   前記高さ調整層は、第二配線と同一の材料からなる層を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示パネル。
7. 前記高さ調整層は、電気的に絶縁された状態であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示パネル。
8. 前記平坦化層は、層間絶縁膜として機能することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示パネル。
9. 前記第一基板は、第二配線を有し、
   前記平坦化層は、第一配線と第二配線との間に配置され、層間絶縁膜として機能することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示パネル。
10. 前記第一基板は、第二配線を有し、
    前記平坦化層は、第二配線と画素電極との間に配置され、層間絶縁膜として機能することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表示パネル。
11. 前記第一基板は、第二配線を有し、
    前記平坦化層は、層間絶縁膜として機能する第一平坦化層及び第二平坦化層を含んで構成され、
    該第一平坦化層は、第一配線と第二配線との間に配置され、
    該第二平坦化層は、第二配線と画素電極との間に配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液晶表示パネル。
12. 前記平坦化層は、スピンオングラス材料を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示パネル。
13. 前記平坦化層は、有機物を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液晶表示パネル。
14. 前記平坦化層は、樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示パネル。
15. 前記平坦化層は、アクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示パネル。
16. 前記第二基板は、複数の色層を有し、
    前記柱状スペーサは、複数の色層が積層された構造を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の液晶表示パネル。
17. 前記第二基板は、配向制御用突起を有し、
    前記柱状スペーサは、配向制御用突起と同一の材料からなる層を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の液晶表示パネル。
18. 前記第二基板は、複数の色層と配向制御用突起とを有し、
    前記柱状スペーサは、配向制御用突起と同一の材料からなる層と、色層とが積層された構造を有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の液晶表示パネル。
19. 前記高さ調整層は、下記式（２）を実質的に満たすことを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の液晶表示パネル。
    ｚ＝ｘ−ｙ （２）
    式（２）中、ｚは、高さ調整層の厚みを、ｘは、柱状スペーサに対応する領域における第一配線の第一絶縁基板面からの高さｈ１と画素電極の厚みｄｐとの差（ｈ１−ｄｐ）を、ｙは、高さ調整層が設けられた領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ２から画素開口部に対応する領域における最上面の第一絶縁基板面からの高さｈ３及び高さ調整層の厚みｚを引いたときの差（ｈ２−ｈ３−ｚ）を表す。
20. 請求項１〜１９のいずれかに記載の液晶表示パネルを含んで構成されることを特徴とする液晶表示装置。
21. 請求項２０記載の液晶表示装置を含んで構成されることを特徴とするテレビジョン受信機。

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