JP5188825B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、液晶滴下封入方式で製造される液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

従来、ＴＦＴ液晶表示装置は、携帯電話端末などの携帯型電子機器のディスプレイ、テレビ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の外部ディスプレイなどに用いられている。

前記ＴＦＴ液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶材料を封入したＴＦＴ液晶表示パネルを有する表示装置である。このとき、前記一対の基板は、環状のシール材（接着部材）で接着されており、前記液晶材料は、前記一対の基板と前記シール材で囲まれた空間に密封されている。

またこのとき、前記一対の基板のうちの一方の基板は、絶縁基板の表面に複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、複数個のＴＦＴ素子、複数個の画素電極、および配向膜などを有する基板であり、一般に、ＴＦＴ基板と呼ばれている。また、前記一対の基板のうちの他方の基板は、絶縁基板の表面に、たとえば、遮光膜（ブラックマトリクスと呼ぶこともある）、カラーフィルタ、平坦化膜、複数の柱状部材、および配向膜などを有する基板であり、一般に、対向基板と呼ばれている。

前記対向基板の前記複数の柱状部材は、もともと、前記ＴＦＴ液晶表示パネルの各画素における液晶材料の厚さ（セルギャップ）を均一にするためのものであり、従来の柱状部材は全て同じ高さ、すなわち前記対向基板の前記絶縁基板の表面から頂上部までの距離が全て同じ値になるように形成されていた。

ところで、前記ＴＦＴ液晶表示パネルは、たとえば、密封する前記液晶材料の量があらかじめ定められた量よりも少ない場合、あるいは低温環境下で前記液晶材料が収縮する場合に、前記ＴＦＴ基板および前記対向基板が、前記セルギャップが小さくなる方向に変形する。このとき、前記柱状部材の数が多いと、前記ＴＦＴ基板および前記対向基板の変形が抑制され、前記液晶材料内部の負圧が高くなる。そのため、従来の一般的なＴＦＴ液晶表示パネルでは、たとえば、前記ＴＦＴ基板および前記対向基板が変形した状態から元の状態に戻ろうとするときの衝撃で前記液晶材料内に気泡が生じることがある。

したがって、近年の前記ＴＦＴ液晶表示パネルでは、たとえば、前記対向基板に、高さが異なる第１の柱状部材と第２の柱状部材とを設けることで、前記セルギャップを均一に保ち、かつ、液晶材料内に気泡が生じることを防ぐ方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。このとき、前記第２の柱状部材は、前記第１の柱状部材よりも低く形成される。
特開２００７−１７１７１６号公報

前記対向基板を製造するときには、たとえば、まず、絶縁基板の表面に前記遮光膜および前記カラーフィルタを形成し、その上に前記平坦化膜を形成する。その後、たとえば、前記平坦化膜上に前記第１の柱状部材および前記第２の柱状部材を形成し、続けて前記配向膜を形成する。また、前記平坦化膜上に前記配向膜を形成した後、前記配向膜上に前記第１の柱状部材および前記第２の柱状部材を形成することもある。

このように、前記平坦化膜上または前記配向膜上に前記第１の柱状部材および前記第２の柱状部材を形成する場合、対向基板の生産性を考慮すると、１つの感光性材料膜を露光、現像して前記第１の柱状部材および前記第２の柱状部材を同時に形成することが好ましい。

ところで、前記第２の柱状部材は、前記液晶材料内に気泡が生じることを防ぐほかに、たとえば、前記対向基板側から前記ＴＦＴ液晶表示パネルを押したときに生じる色むらを防ぐ機能も併せ持つ。そのため、従来のＴＦＴ液晶表示パネルでは、たとえば、前記第２の柱状部材の高さが、あらかじめ定められた範囲内になるようにする必要がある。

またさらに、前記ＴＦＴ液晶表示パネルを製造するときに、液晶滴下封入方式（ＯＤＦ方式）で液晶材料を密封する場合、滴下する液晶材料の量があらかじめ定められた量よりも多いと、シール材と対向基板（またはＴＦＴ基板）との接着不良や液晶材料の漏れが生じる。そのため、前記液晶滴下封入方式で前記液晶材料を密封する場合、前記液晶材料の滴下量は、あらかじめ定められた値、またはそれより少ない値になるようにする必要がある。

しかしながら、１つの前記感光性材料膜を露光、現像して前記第１の柱状部材および前記第２の柱状部材を形成する場合、前記第１の柱状部材よりも低くする前記第２の柱状部材の高さの制御が難しい。そのため、たとえば、１枚のマザーガラスを用いて複数枚分の対向基板を同時に形成する場合、前記１枚のマザーガラスから得られる各対向基板における前記第２の柱状部材の高さにばらつきが生じやすい。

以上のようなことから、液晶滴下封入方式で液晶材料を密封する従来のＴＦＴ液晶表示パネルでは、液晶材料のセルギャップを均一に保ちながら液晶材料内の気泡の発生を防ぎ、かつ液晶表示パネルを押したときの色むらの発生を防ぐことが難しいという問題があった。

また、上記のような問題は、たとえば、携帯電話端末向けの液晶表示パネルのように１組のマザーガラスを用いて十数枚分から数十枚分の液晶表示パネルを同時に形成する多面取りの場合に顕著であり、対策が求められている。

本発明の目的は、液晶表示パネルの液晶材料内の気泡の発生および押したときの色むらの発生を低減することが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。

（１）第１の基板と第２の基板との間に液晶材料が封入された液晶表示パネルを有する表示装置であって、前記第２の基板は、絶縁基板の前記第１の基板と対向する表面上に、前記絶縁基板の前記表面から頂上部までの距離が異なる第１の柱状部材、第２の柱状部材、および第３の柱状部材とを有し、前記第１の柱状部材の前記距離をＬ１、前記第２の柱状部材の前記距離をＬ２、前記第３の柱状部材の前記距離をＬ３としたときの前記距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の関係は、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係であり、前記絶縁基板の前記表面上に配置された前記第１の柱状部材の数をＮ１、前記第２の柱状部材の数をＮ２、前記第３の柱状部材の数をＮ３としたときの前記数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係は、Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係である表示装置。

（２）前記（１）の表示装置において、前記第１の柱状部材の前記絶縁基板と対向する面の面積をＳ１、前記第２の柱状部材の前記絶縁基板と対向する面の面積をＳ２、前記第３の柱状部材の前記絶縁基板と対向する面の面積をＳ３としたときの前記面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の関係は、Ｓ１＞Ｓ３＞Ｓ２の関係である表示装置。

（３）前記（１）の表示装置において、前記第１の基板と前記第２の基板とは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された閉じた環状の接着部材で接着されている表示装置。

（４）前記（１）の表示装置において、前記第１の基板は、絶縁基板の表面に複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、複数個のＴＦＴ素子、および複数個の画素電極を有する表示装置。

（５）前記（１）の表示装置において、前記第１の柱状部材、前記第２の柱状部材、および前記第３の柱状部材は、それぞれ、前記第２の基板の前記絶縁基板の表面から遠ざかるにつれて細くなる円錐台形または多角錐台形である表示装置。

（６）前記（１）の表示装置において、前記第１の柱状部材、前記第２の柱状部材、および前記第３の柱状部材は、それぞれ、前記第２の基板の前記絶縁基板の表面から遠ざかるにつれて細くなり、かつ、前記頂上部が凸状の曲面である表示装置。

本発明の表示装置によれば、たとえば、前記第２の柱状部材の前記距離Ｌ２および前記第３の柱状部材の前記距離Ｌ３が、あらかじめ定められた値よりも小さい場合でも、前記第３の柱状部材が前記第２の柱状部材の代わりとして機能するので、液晶表示パネルの液晶材料内の気泡の発生および押したときの色むらの発生を低減することができる。

以下、本発明について、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、従来の液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式図である。
図１（ａ）は、従来の液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）の表示領域ＤＡ内におけるＴＦＴ基板および対向基板の概略構成の一例を示す模式断面図である。
なお、図１（ｃ）に示した断面構成は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線のような特定の直線上における断面構成ではなく、表示領域ＤＡ内において第１の柱状部材が形成されている箇所の断面構成と第２の柱状部材が形成されている箇所の断面構成とをつなげて示したものである。

本発明は、たとえば、携帯電話端末の液晶ディスプレイなどに用いられる小型の液晶表示パネルに適用される。従来の携帯電話端末の液晶ディスプレイに用いられている液晶表示パネルは、たとえば、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板１、対向基板２、液晶材料３、シール材（接着部材）４、下偏光板５、および上偏光板６とを有する。

ＴＦＴ基板１は、たとえば、図１（ｃ）に示すように、ガラス基板などの絶縁基板１０１の表面（対向基板２に対向する面）に集積回路形成層１０２を有し、集積回路形成層１０２の上に配向膜１０３を有する。集積回路形成層１０２には、たとえば、複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、ＴＦＴ素子、および画素電極などが形成されている。また、ＴＦＴ基板１の１つの辺１Ａに沿った領域Ｒ１には、たとえば、前記複数本の走査信号線や前記複数本の映像信号線などに加える信号を入力するための外部接続端子が配置されている。また、ＴＦＴ基板１の領域Ｒ２には、たとえば、ドライバＩＣなどの半導体チップが実装されている。

対向基板２は、たとえば、図１（ｃ）に示すように、ガラス基板などの絶縁基板２０１の表面（ＴＦＴ基板１に対向する面）に薄膜層２０２を有し、薄膜層２０２の表面には配向膜２０３、第１の柱状部材２０４ａ、および第２の柱状部材２０４ｂを有する。薄膜層２０２には、たとえば、表示領域ＤＡを個々の画素領域に分割する遮光膜（一般に、ブラックマトリクスと呼ばれる）、カラーフィルタ、および平坦化膜などが形成されている。また、図１（ｃ）には、薄膜層２０２の表面に第１の柱状部材２０４ａおよび第２の柱状部材２０４ｂを形成した後、配向膜２０３を形成した場合の断面構成を示している。

第１の柱状部材２０４ａは、ＴＦＴ基板１と対向基板２とをシール材４で貼り合わせるときのセルギャップＬＣｇを均一に保つための柱状部材である。また、第２の柱状部材２０４ｂは、ＴＦＴ基板１と対向基板２とをシール材４で貼り合わせた後、液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりするのを防ぐための柱状部材であり、第１の柱状部材２０４ａよりも低く形成されている。

なお、本発明に関わる液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板１の集積回路形成層１０２の構成および対向基板２の薄膜層２０２の構成の組み合わせは、どのような組み合わせでもよい。すなわち、本発明に関わる液晶表示パネルにおいて、液晶材料３を駆動させる際に前記画素電極と対になる対向電極は、集積回路形成層１０２に形成されていてもよいし、薄膜層２０２に形成されていてもよい。また、本発明に関わる液晶表示パネルにおいて、前記ＴＦＴ素子は、絶縁基板１０１から見てゲート電極の上に半導体層が配置されているボトムゲート構造であってもよいし、絶縁基板１０１から見て半導体層の上にゲート電極が配置されているトップゲート構造であってもよい。

シール材４は、液晶材料３をＴＦＴ基板１と対向基板２との間に密封するためのものであり、液晶表示パネルを正面から見たときの平面形状が、たとえば、図１（ａ）に示したように、表示領域ＤＡを囲む閉じた環状になっている。また、シール材４は、たとえば、光硬化型樹脂または熱硬化型樹脂で形成されており、ＴＦＴ基板１の表面および前記対向基板２の表面に接着されている。

また、液晶表示パネルが透過型または半透過型である場合は、たとえば、図１（ｂ）に示したように、ＴＦＴ基板１の裏面（対向基板２に対向する面の裏面）に下偏光板５が貼り付けられており、対向基板２の裏面（ＴＦＴ基板１に対向する面の裏面）に上偏光板６が貼り付けられている。また、図１（ｂ）には示していないが、ＴＦＴ基板１と下偏光板５との間、および対向基板２と上偏光板６との間に、それぞれ、１層または複数層の位相差板を介在させることもある。

また、液晶表示パネルが反射型である場合は、下偏光板５が不要であり、その代わりに、たとえば、集積回路形成層１０２に反射膜が設けられる。

このような液晶表示パネルの対向基板２において、第１の柱状部材２０４ａおよび第２の柱状部材２０４ｂを形成するときには、生産性を考慮すると、たとえば、薄膜層２０２ｂの表面に感光性材料膜を形成（成膜）し、その感光性材料膜を露光、現像して同時に形成することが好ましい。また、第２の柱状部材２０４ｂは、ＴＦＴ基板１と対向基板２とをシール材４で貼り合わせるときには、図１（ｃ）に示したように、ＴＦＴ基板１に接触せず、かつ、低温環境下で液晶材料３が収縮した場合あるいは外部から圧力を加えたときにセルギャップがあらかじめ定められた下限値を下回らないような高さに形成することが好ましい。

このとき、第１の柱状部材２０４ａおよび第２の柱状部材２０４ｂは、たとえば、ネガ型の感光性材料膜を用いて形成され、第２の柱状部材２０４ｂを形成する部分の露光量を、第１の柱状部材２０４ａを形成する部分の露光量よりも小さくすることで、高さが異なる第１の柱状部材２０４ａと第２の柱状部材２０４ｂを同時に形成する。

しかしながら、ネガ型の感光性材料膜を用いて第１の柱状部材２０４ａと第２の柱状部材２０４ｂとを形成する場合、たとえば、第２の柱状部材２０４ｂを形成する部分の露光量にばらつきが生じやすく、その結果として、第２の柱状部材２０４ｂの高さにばらつきが生じやすい。

なお、本明細書における第２の柱状部材２０４ｂの高さのばらつきとは、たとえば、１枚のマザーガラスを用いて複数枚分の対向基板２を同時に製造したときの各対向基板２おける第２の柱状部材２０４ｂの平均の高さのばらつきである。すなわち、１枚のマザーガラスのある部分に形成された対向基板２における第２の柱状部材２０４ｂの平均の高さと、別の部分に形成された対向基板２における第２の柱状部材２０４ｂの平均の高さとを比較したときに、その差が大きくなりやすいということである。

このとき、ある対向基板２における第２の柱状部材２０４ｂの高さが、たとえば、あらかじめ定められた範囲内の高さよりも低く形成されると、その対向基板２を用いた液晶表示パネルでは、液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを防げない。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明による一実施例の液晶表示パネルの概略構成を示す模式図である。
図２（ａ）は、本発明による一実施例の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板および対向基板の概略構成の一例を示す模式断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した３種類の柱状部材の関係を説明するための模式断面図である。
なお、図２（ａ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したような構成の液晶表示パネルに本発明を適用した場合の、表示領域ＤＡ内におけるＴＦＴ基板および対向基板の断面構成の一例を示している。また、図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線のような特定の直線上における断面構成ではなく、表示領域ＤＡ内において第１の柱状部材２０４ａが形成されている箇所の断面構成、第２の柱状部材２０４ｂが形成されている箇所の断面構成、および第３の柱状部材２０４ｃが形成されている箇所の断面構成をつなげて示したものである。
また、図２（ｂ）は、対向基板２のみを示しており、かつ、断面構成であることを表すハッチングを省略して示している。

本実施例の液晶表示パネルは、たとえば、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、対向基板２の薄膜層２０２の表面に、高さＨ１の第１の柱状部材２０４ａ、高さＨ２の第２の柱状部材２０４ｂ、高さＨ３の第３の柱状部材２０４ｃの高さが異なる３種類の柱状部材が形成されている。このとき、第１の柱状部材２０４ａの高さＨ１、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２、および第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２の関係になっている。またこのとき、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃは、それぞれ、絶縁基板２０１の表面から遠ざかるにつれて細くなる円錐台形または多角錐台形である。

このとき、第２の柱状部材２０４ｂは、液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを防ぐための柱状部材である。そのため、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２は、たとえば、従来の液晶表示パネルの対向基板において同等の機能を有する柱状部材の高さと同じ高さにする。

またこのとき、第１の柱状部材２０４ａの数Ｎ１と、第２の柱状部材２０４ｂの数Ｎ２との関係は、Ｎ２＞Ｎ１の関係になるようにする。このようにすることで、第１の柱状部材２０４ａによりセルギャップＬＣｇを均一に保ちつつ、液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを防ぐことができる。

また、第３の柱状部材２０４ｃは、たとえば、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２があらかじめ定められた範囲内よりも低く形成されたときに、第２の柱状部材２０４ｂに代わって液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを防ぐための柱状部材である。そのため、第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３は、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２よりも高くするが、第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３が第１の柱状部材２０４ａの高さＨ１と同程度になると、第３の柱状部材２０４ｃが第１の柱状部材２０４ａと同等の機能を有することになる。したがって、第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３は、形成時の高さにばらつきが生じてもっとも低くなった場合でも第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２よりは高くなり、かつ、もっとも高くなった場合でも第１の柱状部材２０４ａの高さＨ１よりは低くなるようにする。

またこのとき、第３の柱状部材２０４ｃの数Ｎ３は、第１の柱状部材２０４ａの数Ｎ１よりも少なくすることが好ましい。すなわち、各柱状部材の数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係は、Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係になるようにすることが好ましい。このようにすると、たとえば、第２の柱状部材２０４ｂによる効果、すなわち、液晶材料３に気泡が発生したり、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを防ぐ効果に対する第３の柱状部材２０４ｃの影響を小さくできる。

また、第３の柱状部材２０４ｃの数Ｎ３が少なければ、たとえば、第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３がもっとも高くなった場合でも、セルギャップＬＣｇが不均一になったり、液晶材料３に気泡が発生したりすることに対する影響を小さくできる。

また、上記のような各柱状部材の構成は、たとえば、液晶滴下封入方式で液晶材料３を封入（密封）する液晶表示パネルの対向基板２に適用することが好ましい。液晶滴下封入方式では、たとえば、ＴＦＴ基板１の配向膜１０３上に表示領域ＤＡを囲む閉じた環状のシール材４を印刷し、シール材４で囲まれた領域に液晶材料３を滴下した後、対向基板２を重ねてシール材４で接着する。このとき、滴下する液晶材料３の量が、あらかじめ定められた量（適正量）よりも多いと、たとえば、シール材４と対向基板２の接着面積が小さくなってはがれやすくなったり、液晶材料３が液晶表示パネルの外部に漏れたりする。そのため、滴下する液晶材料３の量は、適正量か、適正量よりも少なくなるように制御する必要がある。

しかしながら、たとえば、図１（ｃ）に示したような高さが異なる２種類の柱状部材のみを有する従来の液晶表示パネルの場合、第２の柱状部材２０４ｂの高さが不十分であり、かつ、液晶材料３の滴下量が適正量よりも少ないと、たとえば、液晶材料３に気泡が発生しやすくなる。また、従来の液晶表示パネルの場合、第２の柱状部材２０４ｂの高さが不十分であり、かつ、液晶材料３の滴下量が適正量よりも少ないと、第１の柱状部材２０４ａがある位置から離れている箇所におけるセルギャップが小さくなり、色むらが生じやすくなる。

そのため、本実施例の液晶表示パネルの対向基板２のように、第３の柱状部材２０４ｃを設けることで、第２の柱状部材２０４ｂの高さが不十分であり、かつ、液晶材料３の滴下量が適正量よりも少ない場合でも、液晶材料３に気泡が発生することや、液晶表示パネルを押したときに色むらが生じたりすることを抑制できる。

第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃを、たとえば、１つのネガ型の感光性材料膜から同時に形成する場合、第１の柱状部材２０４ａの高さＨ１のばらつき、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２のばらつき、および第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３のばらつきは、それぞれ、±０．１μｍ程度、±０．２μｍ程度、および±０．１５μｍ程度である。そのため、たとえば、第１の柱状部材２０４ａの高さＨ１を約４μｍにする場合、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２および第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３は、それぞれ、約３．４μｍおよび約３．６μｍにする。

なお、一般的な対向基板２における薄膜層２０２は、前記遮光膜および前記カラーフィルタの上に前記平坦化膜（オーバーコート層と呼ぶこともある）が形成されているので、薄膜層２０２の、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃを形成する面は、通常平坦な面になっている。そのため、一般的な対向基板２の場合、各柱状部材の高さの関係がＨ１＞Ｈ３＞Ｈ２の関係であれば、対向基板２の絶縁基板２０１の表面から第１の柱状部材２０４ａの頂上部までの距離Ｌ１、第２の柱状部材２０４ｂの頂上部までの距離Ｌ２、および第３の柱状部材２０４ｃの頂上部までの距離Ｌ３の関係も、Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係になる。

また、図示は省略するが、薄膜層２０２の表面（各柱状部材を形成する面）に凹凸がある場合は、対向基板２の絶縁基板２０１の表面から各柱状部材の頂上部までの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の関係がＬ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係になるように、各柱状部材の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３を調節すればよい。

ところで、本実施例の液晶表示パネル（対向基板２）において、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃは、たとえば、１つのネガ型の感光性材料膜から同時に形成するのが好ましい。このとき、第１の柱状部材２０４ａの絶縁基板２０１と対向する面の面積Ｓ１、第２の柱状部材２０４ｂの絶縁基板２０１と対向する面の面積Ｓ２、および第３の柱状部材２０４ｃの絶縁基板２０１と対向する面の面積Ｓ３の関係は、Ｓ１＞Ｓ３＞Ｓ２になる。各柱状部材の製造方法と、各柱状部材の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３の関係と面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の関係について、図３（ａ）および図３（ｂ）に沿って簡単に説明する。

図３（ａ）は、本実施例の各柱状部材の形成方法の一例を示す模式断面図である。図３（ｂ）は、本実施例の各柱状部材の形成方法の別の一例を示す模式断面図である。
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示した３つの柱状部材を形成する際の露光方法の例を示している。

対向基板２の製造過程において、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃを同時に形成するときには、たとえば、図３（ａ）に示すように、薄膜層２０２の表面に厚さＨ１のネガ型の感光性材料膜７を形成（成膜）し、フォトマスク８を有する露光装置を用いて感光性材料膜７を露光する。フォトマスク８は、たとえば、石英ガラスなどの透明な基板８０１の表面に、遮光性が高い金属材料からなる遮光パターン８０２が形成されている。遮光パターン８０２は、感光性材料膜７の第１の柱状部材２０４ａを形成する位置、第２の柱状部材２０４ｂを形成する位置、第３の柱状部材２０４ｃを形成する位置のそれぞれが開口しており、光９が透過するパターンになっている。

このとき、フォトマスク８の遮光パターン８０２を、たとえば、図３（ａ）に示したように、第１の柱状部材２０４ａを形成する位置に対する照射範囲Ｑ１、第２の柱状部材２０４ｂを形成する位置の照射範囲Ｑ２、および第３の柱状部材２０４ｃを形成する位置の照射範囲Ｑ３の関係が、各柱状部材の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３の関係と同じ関係（Ｑ１＞Ｑ３＞Ｑ２）になるようにしておく。そうすると、各柱状部材を形成する位置には、それぞれ、たとえば、図３（ａ）に示したように、第１の柱状部材２０４ａとして残る感光領域７ａ、第２の柱状部材２０４ｂとして残る感光領域７ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃとして残る感光領域７ｃが形成される。その後、現像すると、上記のような条件を満たす第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、第３の柱状部材２０４ｃが得られる。

またこのとき、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２および第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３は、第２の柱状部材２０４ｂを形成する位置の照射範囲Ｑ２および第３の柱状部材２０４ｃを形成する位置の照射範囲Ｑ３を変更することで調節できる。

また、フォトマスク８を用いて感光性材料膜７を露光する場合、フォトマスク８の遮光パターン８０２は、たとえば、図３（ｂ）に示すように、各柱状部材を形成する位置に照射する光の照射範囲がＱ１になるように開口したパターンであってもよい。この場合、第２の柱状部材２０４ｂを形成する位置に対して照射する光９が通る部分と、第３の柱状部材２０４ｃを形成する位置に対して照射する光９が通る部分には、それぞれ、光の透過率が異なる第１の光透過パターン８０３および第２の光透過パターン８０４を設ける。このとき、たとえば、第１の光透過パターン８０３の光透過率が、第２の光透過パターン８０４の光透過率よりも小さければ、第１の柱状部材２０４ａを形成する位置に照射される光９の光量（強度）、第２の柱状部材２０４ｂを形成する位置に照射される光９ａの光量、および第３の柱状部材２０４ｃを形成する位置に照射される光９ｂの光量の関係が、各柱状部材の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３の関係と同じ関係になる。そうすると、各柱状部材を形成する位置には、それぞれ、たとえば、図３（ｂ）に示したように、第１の柱状部材２０４ａとして残る感光領域７ａ、第２の柱状部材２０４ｂとして残る感光領域７ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃとして残る感光領域７ｃが形成される。その後、現像すると、上記のような条件を満たす第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、第３の柱状部材２０４ｃが得られる。

またこのとき、第２の柱状部材２０４ｂの高さＨ２および第３の柱状部材２０４ｃの高さＨ３は、第１の光透過パターン８０３の光透過率および第２の光透過パターン８０４の光透過率を変更することで調節できる。

なお、本実施例では、各柱状部材の形状の一例として、頂上部が平坦な面である円錐台形または多角錐台形の場合を例に挙げているが、各柱状部材の頂上部は、凸状の曲面であってもよい。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、本実施例の液晶表示パネルにおける各柱状部材の配置方法の一例を示す模式図である。
図４（ａ）は、本実施例の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの各柱状部材の配置方法の一例を示す模式正面図である。図４（ｂ）は、ＴＦＴ基板を対向基板と対向する面の上から見たときの各柱状部材の配置位置の一例を示す模式正面図である。
なお、図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ、図１（ａ）の領域Ｒ３の対向基板およびＴＦＴ基板を拡大して示した図である。
また、図４（ｂ）は、走査信号線および映像信号線のみを図示しており、各画素に配置されるＴＦＴ素子や画素電極などは省略している。

対向基板２に第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃを配置するときには、たとえば、各柱状部材の数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係が、Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係になるように配置する。またこのとき、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃは、それぞれ、各画素の開口領域（光透過領域または光反射領域）とは異なる領域、すなわち、たとえば、図４（ａ）に示すように、対向基板２の遮光膜２０２ａと重なる領域に配置する。

なお、図４（ａ）において、領域Ｒ１内にある縦長の長方形の１つが１つの画素（サブ画素）に相当し、それぞれのサブ画素の開口領域は、格子状の遮光膜２０２ａで分離されている。また、Ｒと書かれた長方形は赤色のカラーフィルタを有するサブ画素、Ｇと書かれた長方形は緑色のカラーフィルタを有するサブ画素、Ｂと書かれた長方形は青色のカラーフィルタを有するサブ画素であり、赤色のカラーフィルタを有するサブ画素、緑色のカラーフィルタを有するサブ画素、青色のカラーフィルタを有するサブ画素の３つのサブ画素で、映像または画像の１ドットを表現する。また、図４（ａ）では一部省略しているが、ｘ方向には、赤色のカラーフィルタを有するサブ画素、緑色のカラーフィルタを有するサブ画素、青色のカラーフィルタを有するサブ画素が、この順番で繰り返し並んでいる。また、ｙ方向には、同じ色のカラーフィルタを有するサブ画素が並んでいる。

このとき、第１の柱状部材２０４ａ、第２の柱状部材２０４ｂ、および第３の柱状部材２０４ｃの配置は、たとえば、図４（ａ）に示した領域Ｒ４を単位領域とし、単位領域（領域Ｒ４）における配置が表示領域ＤＡの全体にわたって繰り返されるようにする。図４（ａ）に示した例では、領域Ｒ４に含まれる第１の柱状部材２０４ａが２つ（Ｎ１＝２）、第２の柱状部材２０４ｂが４つ（Ｎ２＝４）、第３の柱状部材２０４ｃが１つ（Ｎ３＝１）であり、上記の関係（Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係）を満たしている。

またこのとき、ＴＦＴ基板１の、上下に並んだサブ画素を分割している遮光膜と重なる位置には、それぞれ、図４（ｂ）に示すように、走査信号線ＧＬが延在している。また、ＴＦＴ基板１の左右に並んだサブ画素を分割している遮光膜と重なる位置には、それぞれ、映像信号線ＤＬが延在している。そして、各柱状部材は、ＴＦＴ基板１における相対的な位置が同じ位置になるように配置することが望ましい。すなわち、各柱状部材は、たとえば、図４（ｂ）に示すように、走査信号線ＧＬと映像信号線ＤＬとが立体的に交差する位置に配置することが望ましい。

なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した例は、各柱状部材の配置方法の一例であり、これに限らず、各柱状部材の数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係が、Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係であり、かつ、周期的であれば、どのような配置であってもよい。

また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した例では、各柱状部材の配置に関する単位領域を、ｘ方向に４ドット、ｙ方向に２ドットの８ドット分の領域Ｒ４にしているが、各柱状部材の配置に関する単位領域は、これに限らず、任意の大きさの領域に設定できることはもちろんである。

またさらに、図４（ａ）に示した例では、遮光膜２０２ａが格子状になっているが、遮光膜２０２ａは、これに限らず、たとえば、ＴＦＴ基板１の走査信号線ＧＬと重なる位置のみに延在する縞状であってもよい。

以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。

従来の液晶表示パネルの概略構成の一例を示す模式正面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面構成の一例を示す模式断面図である。 図１（ａ）の表示領域ＤＡ内におけるＴＦＴ基板および対向基板の概略構成の一例を示す模式断面図である。 本発明による一実施例の液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板および対向基板の概略構成の一例を示す模式断面図である。 図２（ａ）に示した３種類の柱状部材の関係を説明するための模式断面図である。 本実施例の各柱状部材の形成方法の一例を示す模式断面図である。 本実施例の各柱状部材の形成方法の別の一例を示す模式断面図である。 本実施例の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの各柱状部材の配置方法の一例を示す模式正面図である。 ＴＦＴ基板を対向基板と対向する面の上から見たときの各柱状部材の配置位置の一例を示す模式正面図である。

符号の説明

１…ＴＦＴ基板
１０１，２０１…絶縁基板
１０２…集積回路形成層
１０３，２０３…配向膜
２…対向基板
２０２…薄膜層
２０２ａ…遮光膜
２０４ａ…第１の柱状部材
２０４ｂ…第２の柱状部材
２０４ｃ…第３の柱状部材
３…液晶材料
４…シール材
５…下偏光板
６…上偏光板
７…感光性材料膜
７ａ，７ｂ，７ｃ…感光領域
８…フォトマスク
８０１…基板
８０２…遮光パターン
８０３…第１の光透過パターン
８０４…第２の光透過パターン
９，９ａ，９ｂ…光

Claims (6)

1. 第１の基板と第２の基板との間に液晶材料が封入された液晶表示パネルを有する表示装置であって、
   前記第２の基板は、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する表面上に、前記第２の基板の前記表面から頂上部までの距離が異なる第１の柱状部材、第２の柱状部材、および第３の柱状部材とを有し、
   前記第１の柱状部材の前記距離をＨ１、前記第２の柱状部材の前記距離をＨ２、前記第３の柱状部材の前記距離をＨ３としたときの前記距離Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の関係は、Ｈ１＞Ｈ３＞Ｈ２の関係であり、
   前記第２の基板の前記表面上に配置された前記第１の柱状部材の数をＮ１、前記第２の柱状部材の数をＮ２、前記第３の柱状部材の数をＮ３としたときの前記数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の関係は、Ｎ２＞Ｎ１＞Ｎ３の関係であることを特徴とする表示装置。
2. 前記第１の柱状部材の前記第２の基板と対向する面の面積をＳ１、前記第２の柱状部材の前記第２の基板と対向する面の面積をＳ２、前記第３の柱状部材の前記第２の基板と対向する面の面積をＳ３としたときの前記面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の関係は、Ｓ１＞Ｓ３＞Ｓ２の関係であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の基板と前記第２の基板とは、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された閉じた環状の接着部材で接着されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１の基板は、絶縁基板の表面に複数本の走査信号線、複数本の映像信号線、複数個のＴＦＴ素子、および複数個の画素電極を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第１の柱状部材、前記第２の柱状部材、および前記第３の柱状部材は、それぞれ、前記第２の基板の表面から遠ざかるにつれて細くなる円錐台形または多角錐台形であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１の柱状部材、前記第２の柱状部材、および前記第３の柱状部材は、それぞれ、前記第２の基板の表面から遠ざかるにつれて細くなり、かつ、前記頂上部分が凸状の曲面であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

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