液晶表示装置及びその製造方法

【課題】液晶パネルを湾曲させた際、パネル中央に応力が集中し、液晶セルギャップが変動して色むらが発生する。
【解決手段】湾曲させた液晶パネルに於いて、比較的に体積弾性率の高い樹脂より成る第１カラムスペーサ１６ａを、表示領域の湾曲辺方向の中央部に該当するカラーフィルタ基板２００のガラス基板２１０の表面部分に形成する一方、第１カラムスペーサ１６ａよりも体積弾性率が低い樹脂より成る第２カラムスペーサ１６ｂを、表示領域の湾曲辺方向に於ける端部側に該当するガラス基板２１０の表面部分に形成する。尚、体積弾性率の異なるカラムスペーサ１６を２種類以上としても良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に湾曲した状態での表示が可能なフレキシブル液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量、薄型、及び低消費電力の特徴を生かして、パーソナル・コンピュータに代表される携帯情報機器等に最も使用されている平面表示装置である。
【０００３】
液晶表示装置は、周知の通り、画素電極を有するアレイ基板と共通電極を有するカラーフィルタ基板とを互いに貼り合せ、その一対の基板間に液晶を狭持して成り、画素電極と共通電極間に電圧を印加して液晶の分子配向方向を変化させることにより、液晶を通過する光の透過率を制御する表示装置である。そして、液晶は、一対の基板間に形成されているスペーサにより、任意の厚さに保持されており、その周囲はシール材で密封されると同時に、シール材は各基板を固定している。
【０００４】
ここで、上記のスペーサは、球形状のビーズスペーサと、任意の形状に形成可能なカラムスペーサ（柱状スペーサ）とに区分される。
【０００５】
その内で、ビーズスペーサは、２枚の基板を貼り合せる前に何れか一方の基板に無作為に散布される。
【０００６】
他方、カラムスペーサについては、何れか一方の基板に対して感光性の樹脂膜を塗布、露光、現像、及び焼成することにより、任意の部位（例えばカラーフィルタ基板の遮光膜の上）に任意の形状でカラムスペーサを形成することが出来、且つ、カラムスペーサを当該一方の基板に固定することが出来る。
【０００７】
近年、この様な液晶表示装置の平面基板を任意の曲率に曲げて（湾曲させて）、液晶表示装置を表示させることが要求されている。
【０００８】
この様な要求を満足させるべく、ガラス基板に代えてプラスチック製のフィルム等を用いる方法、或いは、製造当初は比較的厚いガラス基板を用いて製造し、製造途中で基板の外面をエッチングして基板の厚みを薄くする製造方法が、提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００９】
しかしながら、どちらの方法に於いても、２枚の基板から成る液晶表示装置を湾曲させた場合には、曲面の外側の基板により曲面の内側の基板が押し付けられて、液晶の厚さ（セルギャップ）が大きく変動してしまい、表示不良（色むら）が発生する。
【００１０】
そこで、外部からの圧力によるセルギャップの変化を最小化する方法として、弾性率が異なるビーズスペーサを形成する技術が、特許文献２で提案されている。
【００１１】
しかし、一般的にビーズスペーサは基板に固定されないため、湾曲させる際にビーズスペーサが動いてしまい、セルギャップの変化を十分に抑制することが出来ない。しかも、ビーズスペーサは配向膜を損傷する。
【００１２】
この様に、従来の技術では、液晶表示装置を湾曲させた場合に、色むらの無い良好な表示性能を得ることが出来ないと言う技術状況にある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−４６１１５号公報
【特許文献２】特開２００７−１２２０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明が解決しようとする技術的課題は、液晶表示装置を湾曲させた場合の表示不良を防止することが可能な液晶表示装置を実現することである。
【００１５】
平面表示装置としての液晶表示装置では、液晶材料にＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ（ＴＮ）型液晶を用いた場合、アレイ基板側の偏光板の偏光方向とカラーフィルタ基板側の偏光板の偏光方向とは互いに直交する様に設定され、光源から発生した光は、アレイ基板に入射し、液晶を介して、カラーフィルタ基板に到達する。このとき、液晶の厚さ、つまり、セルギャップが一定である場合には、コントラストが高く、色再現性の高い品質の良い画像を得ることが出来る。
【００１６】
しかし、例えばカラーフィルタ基板方向へ凸状に液晶パネルを湾曲させた場合には、アレイ基板とカラーフィルタ基板とは、その外周部をシール材により固定されているために、アレイ基板がカラーフィルタ基板の中心に向かって強く押し付けられる。そのため、湾曲させる辺の中心付近のセルギャップが狭くなると同時に、中心付近からシール材近辺までにセルギャップが広くなる部位が発生する。
【００１７】
この様に、セルギャップが変動した部位では、カラーフィルタ基板のフィルタ層に到達する光の光路長が変わってしまい、光の色味（位相）が変動し、所望の発色が得られない。即ち、色むらを生じて表示画質の低下を招いてしまう。
【００１８】
又、ビーズスペーサを用いた場合には、中心から外側へビーズが移動して、配向膜を損傷する。
【００１９】
この発明は、以上の様な問題点を解決するために成されたものであり、湾曲した状態にあっても、色むらの無い画質の優れた液晶表示装置及びその製造方法を得ることを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明の主題は、複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置であって、前記複数のカラムスペーサは、互いに体積弾性率が異なる、少なくとも２種類の第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサより成り、前記第２カラムスペーサの体積弾性率よりも大きな体積弾性率を有する前記第１カラムスペーサは、前記液晶表示装置の表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺方向に於ける前記表示領域の中央部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に配置・固定されており、前記第２カラムスペーサは、前記湾曲辺の方向に於ける前記表示領域の端部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に配置・固定されていることを特徴とする。
【００２１】
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の主題によれば、液晶パネル中央部に於けるセルギャップ保持力を増強させているので、湾曲させた際に生じるスペーサ圧縮変形が液晶表示装置内で平均化されて、セルギャップの変動が抑制されることとなり、液晶表示装置を湾曲した状態に於いても、色むらの無い画質の優れた表示装置を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下では、本発明に係る各実施の形態に於ける液晶表示装置の構成の特徴点について、図面を用いて記載する。その際、同一或いは類似部については、同一の参照符号を用いている。又、図面の記載に於いては、各部位の記載を容易化するために、厚さ方向の寸法を拡大化している。尚、カラムスペーサ（柱状スペーサ）の表記に際しては、そのサイズ及び数を模式的に示している。又、カラムスペーサの材料は、基本的に、樹脂等の有機系物質から成る。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、液晶パネルの構成を模式的に示す平面図である。図１に示す通り、液晶パネルは、カラーフィルタ層（図示せず。）が形成されたカラーフィルタ基板（第１基板）２００と、その長辺及び短辺が共にカラーフィルタ基板２００のそれよりも長く且つ画素電極（図示せず。）が形成されたアレイ基板（第２基板）１００とを、互いにシール材４０（図３参照。）によって貼り合せて成る。表示面の上方向から当該液晶パネルを眺めて、両基板１００，２００が重なり合わさった領域が、表示領域２０４に相当する。そして、カラーフィルタ基板２００の外側に該当するアレイ基板１００の周辺部分の上には、電気信号入力端子部１０３が形成されている。
【００２５】
図２は、図１の液晶表示装置の液晶パネルをカラーフィルタ基板２００の方向に向けて凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す図である。しかも、図２は、表示領域２０４の長手方向の辺（長辺）が湾曲する様に、液晶パネルを湾曲させたときの状態図である。尚、図２に於いて、点線で囲んで示した「中央部」は湾曲させる辺の方向に於ける画面の中央部であり、又、「端部」は湾曲させる辺の方向に於ける画面の端部である。
【００２６】
尚、表示領域２０４の短辺が湾曲する様に、液晶パネルを湾曲させたときにも、同様な既述した問題点（色むら）が生じる。従って、この場合にも、後述する各実施の形態１〜４の何れかの技術的思想（特徴的構成）を同様に適用することにより、上記の問題点（色むら）を解決することが出来る。
【００２７】
ここで、図３は、本来は湾曲状態にある液晶パネルの表示領域２０４を平面視的に見たときに於ける、カラムスペーサ１６の配置関係を示す図である。図３に示す様に、表示領域２０４内に於いて、互いに体積弾性率の異なる第１及び第２カラムスペーサ１６a，１６ｂが、一対の基板１００，２００間に、所定の配置関係を保って設けられている。即ち、第２カラムスペーサ１６ｂと比較してその体積弾性率の高い方の第１カラムスペーサ１６ａが、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）方向に於ける中心部（中央部）（図３中に点線の枠で囲んだ領域）に於いてその配置密度が最も密と成る様に、且つ、その配置密度が当該中央部から表示領域２０４の湾曲辺方向の端部ないしは外側（湾曲辺方向のシール材４０側）に向かって次第に疎に成る様に、配置されている。逆に、体積弾性率の低い第２カラムスペーサ１６ｂは、表示領域２０４の湾曲辺方向の端部ないしは湾曲辺方向のシール材４０側に於いて、その配置密度が最も密と成る様に、且つ、その配置密度が当該端部から表示領域２０４の湾曲辺方向に於ける表示領域の中央部に向かって次第に疎に成る様に、配置されている。図３の一例では、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の中央部では、その短辺方向に沿って、第１カラムスペーサ１６ａが所定の間隔を隔てて一列に連続的に配置されており、逆に、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の端部では、その短辺方向に沿って、第２カラムスペーサ１６ｂが所定の間隔を隔てて一列に連続的に配置されている。第１カラムスペーサ１６ａと第２カラムスペーサ１６ｂとを合わせたカラムスペーサ１６は、表示領域２０４に於いて均一に配置されている。尚、カラムスペーサ１６は、後述する様に、感光性を有する樹脂から成る。本実施の形態では、カラムスペーサ１６は、カラーフィルタ基板２００の下面（アレイ基板１００と対向する面）上に形成されており、湾曲状態に於ける各カラムスペーサ１６のサイズ及び形状は同一である。
【００２８】
尚、図２とは逆に、液晶パネルをその長手方向と直交する短辺方向に沿って凸状に湾曲させる場合には、表示領域２０４の短辺が湾曲面となり、表示領域２０４の短辺の中央部から、その短辺方向の端部に向かって、第１カラムスペーサ１６ａの配置密度が密から次第に疎に成る様に、第１カラムスペーサ１６ａは順次に配置される一方、第２カラムスペーサ１６ｂは第１カラムスペーサ１６ａの上記配置密度とは逆の配置関係で配置されることとなる。
【００２９】
図４は、図３に例示した配置密度の関係を有する第１及び第２カラムスペーサ１６a，１６ｂを備える液晶パネルの構造を図２のＺ−Ｚ線に関して切断した際の構造を、模式的に示す縦断面図である。図４では、図示の簡易化のため、表示領域２０４の長辺（湾曲辺）の中央部に体積弾性率が相対的に高い第１カラムスペーサ１６aが配置され、表示領域２０４の湾曲辺方向に於ける両端部側の各々に体積弾性率が相対的に低い第２カラムスペーサ１６ｂが配置されている。
【００３０】
図４に於いて、アレイ基板１００は、透明絶縁基板であるアレイ基板用ガラス基板１１０、及び、同基板１１０の下面上に接着層１３０を介して接着された第１偏光板１２０を備える。他方、カラーフィルタ基板２００は、透明絶縁基板であるカラーフィルタ基板用ガラス基板２１０、及び、同基板２１０の上面上に接着層２３０を介して接着された第２偏光板２２０を備える。図４では、本実施の形態の特徴点とは無関係な構成要素（カラーフィルタ層及び電極等）は、便宜上、一切、図示化されてはいない。そして、本実施の形態の中核部である第１及び第２カラムスペーサ１６a，１６ｂが、カラーフィルタ基板２００の下面（対向面）上に、既述した各々の配置密度で以って、形成されており、カラムスペーサ１６は、液晶３０がそこに注入されて挟持されるための隙間を介在させて、両基板１００，２００を保持している。更に、挟持されている液晶３０の外側周辺部には、両基板１００，２００を貼り合せるシール材４０が形成されている。
【００３１】
次に、第１及び第２カラムスペーサ１６a，１６ｂの圧縮特性を、図５及び図６を参照して、記載する。
【００３２】
先ず、図６に基づいて、カラムスペーサ１６の圧縮特性の評価方法について記載する。圧縮特性の評価方法としては、一般に形成されたカラムスペーサ６１に荷重Ｌを加えて、変形したカラムスペーサ６２の変位量Ｄを測定する手法を用いる。
【００３３】
本実施の形態に於いて用いるカラムスペーサ１６を形成する樹脂は、図５に示す様な圧縮特性を示す。図５では、Ｙ軸は荷重Ｌを表し、Ｘ軸は変位量Ｄを表すこととしている。図５に於いて、実線５１は、体積弾性率の高い樹脂の圧縮特性を、破線５６は、体積弾性率の低い樹脂の圧縮特性を、各々示している。従って、第１カラムスペーサ１６aを成す樹脂の圧縮特性は図５の実線５１に対応し、第２カラムスペーサ１６ｂを成す樹脂の圧縮特性は図５の破線５６に対応する。図５より、同じ荷重Ｌを体積弾性率の異なる２つの樹脂に加えた場合（例えば、荷重Ｌとして４ｇｆを印加した場合。）には、体積弾性率の高い樹脂ではその変位量Ｄが小さく、体積弾性率が低い樹脂ではその変位量Ｄが大きいことを表している。
【００３４】
以上の記載を踏まえて、本実施の形態に於ける作用・効果を、以下に記載する。
【００３５】
今、図２に示す様に液晶パネルを湾曲させた場合には、アレイ基板１００がカラーフィルタ基板２００に押し付けられる。このとき、湾曲させる辺（表示領域２０４の長辺）の中心に最も強い押し付け圧力が加わる（湾曲による中央部への応力の集中。）。
【００３６】
湾曲させる辺の中心部では、図３に示す様に、体積弾性率が相対的に高い第１カラムスペーサ１６ａが密に配置されているため、湾曲辺の中心部に於ける第１カラムスペーサ１６ａの各々は圧縮が少ない状態で保持される。
【００３７】
他方、表示領域２０４の湾曲辺方向の端部側では、つまりシール材４０側では、図３に示す様に、体積弾性率が相対的に低い第２カラムスペーサ１６ｂが密に配置されているため、液晶３０の表面張力によってカラーフィルタ基板２００がアレイ基板１００に押し付けられた状態となり、第２カラムスペーサ１６ｂが圧縮変形する。
【００３８】
これにより、湾曲させた液晶表示装置全体では、セルギャップが平均化され、表示むらが無い、良好な表示を得ることが出来る。又、本実施の形態では、第１カラムスペーサ１６ａと第２カラムスペーサ１６ｂとを合わせたカラムスペーサ１６は、表示領域２０４に於いて均一に配置されてカラムスペーサの分布の粗密がなく、表示領域２０４全体にわたり表示の品質も容易に均一とすることが出来る。又、カラムスペーサの分布の粗密がないので、液晶パネルを製造する過程で、液晶を基板間に注入する際にその注入速度が均一となり、気泡等が混入しにくい。
【００３９】
これに対して、従来のビーズスペーサを用いた液晶表示装置、又は、１種類のカラムスペーサを用いた液晶表示装置を湾曲させた場合には、図７に示す様に、湾曲させる辺の中心部から湾曲辺方向の外部に向かって、楕円形の表示むらが生じた。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の具体的な製造方法を、図８乃至図２１の各図面を参照して記載する。但し、本実施の形態に於いては、アレイ基板１００のＴＦＴ製造方法、及びカラーフィルタ基板２００の遮光層、フィルタ層、平坦化層、共通電極の製造方法は、共に、本実施の形態の主題とは関係が希薄なため、それらの製造工程の記載を割愛している。
【００４１】
先ず、図８に示す様に、遮光層（図示せず。）、フィルタ層（図示せず。）、平坦化層（図示せず。）、共通電極（図示せず。）が形成されたカラーフィルタ基板２０１の共通電極上に、体積弾性率が相対的に高い感光性樹脂５０を、スピンコート法で成膜する。成膜後の膜厚が４μｍに成る様に、回転数を５００ｒｐｍ、時間を３０秒に設定して処理した後、９０℃の温度で１２０秒間、ホットプレート上にてベーキングを行う。
【００４２】
そして、図９に示す様に、表示領域２０４内で湾曲される辺方向の中央付近の画素に対応した遮光膜（図示せず。）上にφ８μｍの第１カラムスペーサを形成する様に設計されたフォトマスク６５を用いて、２００ｍＪ／ｃｍ２で露光光７０を、ベーキング後の感光性樹脂５０に照射する。
【００４３】
その次に、露光後の感光性樹脂５０に対して、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）濃度が０．４ｗｔ％の現像液を用いて、パドル法によって９０秒間現像を行い、その後、純水にてリンスを、スピン法にて水切りを各々行う。これにより、図１０に示す様に、表示領域２０４内の湾曲辺方向の中央付近に、フォトマスク６５の開口パターンに対応して、樹脂５０の一部が残存する。
【００４４】
更に、感光性樹脂５０を硬化させるために、２２０℃の温度にて６０分間、クリーンオーブンにて感光性樹脂５０を焼成する。これにより、図１１に示す様に、体積弾性率の高い第１カラムスペーサ１６ａが、表示領域２０４内の湾曲辺方向の中央付近（中央部）に得られる。
【００４５】
その後、同様の手法を用いて、図１２に示す様に、体積弾性率が相対的に低い感光性樹脂５５の層を、スピンコート法により、第１カラムスペーサ１６ａを被覆する厚さで以って、カラーフィルタ基板２０１の表面上に成膜する。圧縮による変形を５％と見込み、形成後の膜の膜厚が４．２μｍに成る様に、回転数を４５０ｒｐｍ、時間を３０秒として処理した後、９０℃の温度で１２０秒間、ホットプレート上に於いて感光性樹脂５５のベーキングを行う。
【００４６】
そして、図１３に示す様に、表示領域２０４内で湾曲される辺方向の中央付近以外の領域の画素に対応した遮光膜上にφ８μｍの第２カラムスペーサを形成する様に設計されたフォトマスク６６を用いて、２００ｍＪ/ｃｍ２で露光光７０を照射する。
【００４７】
次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）濃度が０．４ｗｔ％の現像液を用いてパドル法によって９０秒間現像を行い、更に、純水にてリンスを、スピン法にて水切りを各々行う。これにより、図１４に示す様に、表示領域２０４内の湾曲辺方向の中央付近以外の領域（特に湾曲辺方向の端部）に該当するカラーフィルタ基板２０１の表面上に、フォトマスク６６の開口パターンに対応した感光性樹脂５５の一部が残存する。
【００４８】
そして、残存樹脂５５を硬化させるために、２２０℃の温度にて６０分間、クリーンオーブンにて残存樹脂５５を焼成して、図１５に示す様に、体積弾性率の高い第２カラムスペーサ１６ｂが得られる。これにより、表示領域２０４内に、二種類の異なる体積弾性率を有する第１及び第２カラムスペーサ１６ａ，１６ｂを備えることが出来る。尚、図１５に示す様に、カラーフィルタ基板２０１の製造段階では、第２カラムスペーサ１６ｂの方が、その高さ寸法は第１カラムスペーサ１６ａのそれよりも大きい。
【００４９】
その後、表示領域２０４内に於ける、カラーフィルタ基板２０１の表面上、並びに、第１及び第２カラムスペーサ１６ａ，１６ｂの表面上に、配向膜１７（図１７参照。）を貼り付ける。更に、表示領域２０４内に於けるアレイ基板１０１の表面上にも、配向膜１７を貼り付ける。配向膜１７は、例えばポリイミドから成る。その上で、これらの配向膜１７に液晶を配向させる力を与えるために、配向膜１７に対してラビング処理を施す。その後、アレイ基板１０１の表面上に、表示領域２０４を囲む様にシール材４０を枠状に塗布形成する（図１６参照。）。シール材４０としては、熱硬化型又は光（ＵＶ）硬化型等の種々の接着剤を用いることが出来、ここでは、例えばエポキシ系接着剤を用いてディスペンサによりシール材４０を描画する。尚、図示はされていないが、後工程で液晶を注入するために、液晶注入口の箇所にはシール材４０は設けられていない。
【００５０】
続いて、図１７に示す様に、アレイ基板１０１とカラーフィルタ基板２０１とを位置合わせした後に貼り合わせる。そして、所定圧力を両基板１０１，２０１に加圧し、更にシール材４０を加熱硬化させてシール材４０をカラーフィルタ基板２０１の対向面に接着する。
【００５１】
そして、アレイ基板１０１とカラーフィルタ基板２０１とを貼り合わせた後に、両基板１０１，２０１の外面をエッチングする。各基板１０１，２０１のガラス板の厚さを０．１５ｍｍまで薄く形成する（図１２参照。）。図１２では、エッチング後の各基板１０１，２０１を、それぞれ、アレイ基板１０５及びカラーフィルタ基板２０５と記載している。
【００５２】
その後は、通常の方法により、液晶パネルの作成を行う。先ず、図１９に示す様に、ガラス基板１１０，２１０（図４参照。）上に形成されているスクライブ線（図示せず。）に沿って両ガラス基板１１０，２１０を切断して、各パネル２５０を切り出す。切断は、ガラス基板１１０，２１０に対してダイヤモンドカッターで切り込みを入れることにより行う。ガラス基板１１０の内でＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ：異方性導電膜）に接続される端子が存在する辺側のガラス基板２１０に対しては、ガラス基板１１０よりも内側の部分で切断する。これにより、パネル２５０が作成される。
【００５３】
次に、真空容器（図示せず。）中に、切断した後のパネル２５０と液晶とを入れて、当該真空容器を真空状態にした後、基板の液晶注入口（図示せず。）を液晶に付ける。この状態で真空容器内の圧力を大気圧に戻すことにより、液晶３０が液晶注入口（図示せず）からパネル２５０内に注入される。液晶３０がパネル２５０内に注入された状態を、図２０の縦断面図に示す。液晶３０には、例えばＴＮ（ＴｗｉｓｔｉｃＮｅｍａｔｉｃ）が使用される。そして、液晶３０の注入後に、注入口を塞ぐ。注入口封止剤には、通常、紫外線硬化型の接着剤を使用する。
【００５４】
最後に、図２１に示す様に、パネル２５０の両面（ガラス基板１１０，２１０）に第１及び第２偏光板１２０，２２０を貼り付ける。第１及び第２偏光板１２０，２２０としては、例えば高分子フィルムにヨウ素が吸着された膜を用いる。これにより、パネル２５０が完成する。
【００５５】
その後、パネル２５０を所定の曲率で湾曲させ、バックライト（図示せず。）、ＡＣＦ（図示せず。）、ＰＣＢ（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ：図示せず。）、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ：図示せず。）等を実装することで、液晶表示装置が完成する。
【００５６】
本実施の形態では、カラーフィルタ基板２００側に２種類の体積弾性率のカラムスペーサ１６ａ，１６ｂを形成する例を用いて本実施の形態に係る液晶表示装置を記載しているが、これに代えて、アレイ基板１００側に２種類の体積弾性率のカラムスペーサ１６ａ，１６ｂを形成して液晶表示装置を構成しても同様の作用・効果が得られることは勿論である。
【００５７】
又、本実施の形態では、２種類の体積弾性率のカラムスペーサ１６ａ，１６ｂを用いた例について記載しているが、２種類以上のカラムスペーサをカラーフィルタ基板２００又はアレイ基板１００の何れか一方の基板上に形成することとしても良い。但し、その場合には、材料と形成工程とが増加する。
【００５８】
尚、図示していないが、シール材４０の部分にも、カラムスペーサ１６を形成している。
【００５９】
又、本実施の形態では、図２に示す様に、カラーフィルタ基板２００の方向に凸状にパネルを湾曲させた例について記載しているが、図２２に示す様に、アレイ基板１００の方向に凸状にパネルを湾曲させた場合でも、同様の作用・効果が得られる。この変形例に於ける技術的思想は、後述する各実施の形態２〜４でも妥当する。
【００６０】
又、本実施の形態では、ＴＮ液晶を用いて記載しているが、スペーサでギャップを保持する他の液晶モード、例えばＶＡ液晶又はＩＰＳ液晶でも、同様の作用・効果が得られる。この点については、後述する各実施の形態２〜４でも妥当する。
【００６１】
又、本実施の形態では、アレイ基板１００にスイッチ素子であるＴＦＴが配置されているアクティブマトリックス型の液晶表示装置について記載しているが、これに代えて、スイッチ素子の無いパッシブマトリックス型の液晶表示装置に於いても同様の作用・効果が得られる。この点の変形例も、後述する各実施の形態２〜４で妥当する。
【００６２】
（実施の形態２）
図２は、図１の液晶表示装置の液晶パネルをカラーフィルタ基板２００の方向に凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す斜視図である。液晶パネルの表示領域２０４には、図３に示す様に、表示領域２０４を平面視的に見て、体積弾性率の異なる２種類の第１及び第２カラムスペーサ１６ａ，１６ｂが設けられている。即ち、体積弾性率の高い第１カラムスペーサ１６ａは、その配置密度が、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の中心部に於いて最も密と成る様に、そして、当該中心部から表示領域２０４の湾曲辺方向の端部（シール材）側に向かって密から次第に疎に成る様に、且つ、表示領域２０４の湾曲辺方向の端部に於いて最も疎に成る様に、カラーフィルタ基板２００の面上に配置されている。他方、体積弾性率の低い第２カラムスペーサ１６ｂは、その配置密度が、表示領域２０４の湾曲辺方向の端部に於いて最も疎に成る様に、そして、当該端部から表示領域２０４の湾曲辺の中心部側に向かって密から次第に疎に成る様に、且つ、表示領域２０４の湾曲辺の中心部に於いて最も疎に成る様に、アレイ基板１００の面上に配置されている。尚、湾曲状態に於いて、各カラムスペーサ１６のサイズ、形状は、同じである。
【００６３】
又、図２３は、本実施の形態に係る液晶パネルの図２のＺ−Ｚ線に関する縦断面図である。図２３に例示する様に、体積弾性率の低い第２カラムスペーサ１６ｂが、アレイ基板１００の面上に配置されている。
【００６４】
実施の形態１では、第１及び第２カラムスペーサ１６ａ，１６ｂを共にカラーフィルタ２００基板の対向面上にのみ形成していたが、本実施の形態では、体積弾性率の高い第１カラムスペーサ１６ａをカラーフィルタ基板２０５の対向面上に配置し、体積弾性率の低い第２カラムスペーサ１６ｂをアレイ基板１０５の対向面上に配置している。この様な構造に於いても、実施の形態１で述べた作用・効果が同様に得られることは言を待たない。又、図２３とは逆に、体積弾性率の低い第２カラムスペーサ１６ｂをカラーフィルタ基板２０５の対向面上に配置し、体積弾性率の高い第１カラムスペーサ１６ａをアレイ基板１０５の対向面上に配置しても、図２３の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００６５】
本実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法は、実施の形態１と基本的に同様であるため、その記載を省略する。異なる点は、体積弾性率の異なるカラムスペーサ用材料をアレイ基板１００、カラーフィルタ基板２００のそれぞれに形成する点である。
【００６６】
本実施の形態により、カラムスペーサ１６の形成工程をアレイ基板製造工程とカラーフィルタ基板製造工程とに分散することが出来、製造設備の負荷を低減することが出来る。又、複数の成膜、露光、現像、焼成の各工程を経ること無く、体積弾性率が互いに異なる第１及び第２カラムスペーサ１６ａ，１６ｂを得ることが出来るため、製造工程に於いて、異物等の混入リスクを低減することが出来、安定した生産性を見込むことが出来る。
【００６７】
（実施の形態３）
図２は、既述した通り、図１の液晶表示装置の液晶パネルをカラーフィルタ基板２００の方向に凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す斜視図である。本実施の形態では、液晶パネルの表示領域２０４内には、図２４のパネル平面図に示す様に、表示領域２０４を平面視的に見て、カラムスペーサ１６の配置密度に関して粗密を設けている。即ち、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の中心部に於けるカラムスペーサ１６の配置密度が比較的に最も密と成る様に複数のカラムスペーサ１６を中心部（中央部）（図２４で点線で囲んだ領域）に配置し、当該中心部から表示領域２０４の湾曲辺方向への端部（シール材４０側）に向かうにつれてカラムスペーサ１６の配置密度が次第に疎になっていく様に、表示領域２０４の中心部以外の領域に於いて、複数のカラムスペーサ１６を配置している。本実施の形態では、各カラムスペーサ１６は、カラーフィルタ基板２００の対向面上に形成されており、各カラムスペーサ１６のサイズ、形状は、同じである。ここで、図２５は、図２のＺ−Ｚ線に沿って、図２４に示されたカラムスペーサ１６の上記配置関係を有する液晶パネルを切断して得られる縦断面構造を示す図である。図２５に例示する様に、表示領域２０４の湾曲辺方向の中央部から端部に向けて、カラムスペーサ１６の配置密度が密から疎へ次第に移っている。
【００６８】
本実施の形態では、既述の配置密度の関係で以って、カラーフィルタ基板２００の対向面上にカラムスペーサ１６を配置しいている。液晶パネルを湾曲させる場合、パネルの中央部付近に強い押し付け圧が加わるが、中央部付近のカラムスペーサ１６の配置密度を上記の通り最も高く設定しており、このため、中央部付近のカラムスペーサ１６は圧縮変形出来ずに、セルギャップが端部よりも狭くならない役割を果たす。他方で、湾曲させる辺方向の中央部から端部に向けて段階的にカラムスペーサ１６の配置密度を低く形成しているので、この構造は、端部側のカラムスペーサ１６が圧縮変形することでセルギャップを中央部よりも広げない役割を果たす。又、各カラムスペーサ１６は、同一の材料で形成されており、カラムスペーサ１６の配置密度の粗密は、フォトマスクにより、任意に設定出来る。
【００６９】
以下、本実施の形態に係る液晶パネルの具体的な製造方法を、図２６乃至図２９を用いて、記載する。尚、本実施の形態に於いては、アレイ基板のＴＦＴ製造方法、及び、カラーフィルタ基板の遮光層、フィルタ層、平坦化層、共通電極の各製造方法は本題ではないため、それらの説明を割愛する。又、アレイ基板１００とカラーフィルタ基板２００とを貼り合わせるパネル工程以降は、実施の形態１で既述した工程と同様であるため、それらの説明も省略する。
【００７０】
遮光層、フィルタ層、平坦化層、共通電極が形成されたカラーフィルタ基板２０１の共通電極上に、感光性樹脂６０をスピンコート法で成膜する。成膜後の膜厚が４μｍに成る様に、回転数を５００ｒｐｍ、時間を３０秒間で処理した後、温度９０℃で１２０秒間、ホットプレート上にて感光性樹脂６０のベーキングを行う（図２６参照。）。
【００７１】
そして、表示領域２０４内で湾曲される辺方向の中央部付近の画素に対応した遮光膜上にφ８μｍのカラムスペーサ１６の配置密度が端部側と比較して密に成る様に、且つ、湾曲される辺方向の中央部付近から湾曲辺方向の表示領域２０４の端部に向けて遮光膜上にφ８μｍのカラムスペーサ１６の配置密度が中央部と比較して疎に成る様に設計されたフォトマスク６７を用いて、２００ｍＪ/ｃｍ２で露光光７０を照射する（図２７参照。）。
【００７２】
次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）濃度が０．４ｗｔ％の現像液を用いてパドル法にて９０秒間現像し、純水にてリンスを、スピン法にて水切りを各々行う。その結果、図２８に示す様に、表示領域２０４内のカラーフィルタ基板２０１の面の内で湾曲される辺方向の中央部付近の配置密度が最も密となり、端部に向けて段階的に疎となっていく、樹脂６０の残部が、カラーフィルタ基板２０１の面上に形成される。
【００７３】
更に、残部樹脂６０を硬化させるために、温度２２０℃にて６０分間、クリーンオーブンにて焼成する。この工程により、図２９に示す様に、図２４に示した配置密度関係を有する一連のカラムスペーサ１６が、カラーフィルタ基板２０１の面上に形成される。
【００７４】
本実施の形態によれば、図２４に例示した様なカラムスペーサ１６の配置密度の粗密を実現していることにより、カラムスペーサ１６の圧縮変形が液晶表示装置内で平均化され、液晶表示装置を湾曲した状態に於いても、色むらの無い画質の優れた液晶表示装置を製造することが出来る。
【００７５】
本実施の形態では、カラーフィルタ基板２００の対向面上に上記の配置密度関係を有するカラムスペーサ１６を形成する構成例を用いて記載したが、これに代えて、アレイ基板１００の対向面上に、図２４に例示した様な同様の配置密度関係を有するカラムスペーサ１６を形成・配置（固定）することとしても、同様の作用・効果が得られることは勿論である。
【００７６】
（実施の形態４）
図２は、既述した通り、図１の液晶表示装置の液晶パネルをカラーフィルタ基板２００の方向に凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す斜視図である。本実施の形態では、液晶パネルの表示領域２０４内には、図３０のパネル平面図に示す様に、湾曲状態にある表示領域２０４を平面視的に見た際に、仮に表示領域２０４に平行な面で各カラムスペーサ１６を切断した際の各カラムスペーサ１６の横断面の寸法に関して、横断面のサイズが大きい第１カラムスペーサ１６ｃ及び第１カラムスペーサ１６ｃよりも横断面のサイズが小さい第２カラムスペーサ１６ｅが、それぞれの所定の配置密度の関係を満たす様に設けられている。即ち、図３０に示す様に、横断面のサイズが大きい第１カラムスペーサ１６ｃは、その配置密度が、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の中心部（図３０で点線で囲んだ領域）に於いて最も密に成り、当該中心部から、湾曲辺方向に於ける表示領域２０４の端部（湾曲辺方向のシール材４０側）に向かって次第にないしは段階的に密から疎に成る様に、カラーフィルタ基板２００上に配置されている。逆に、横断面のサイズが小さい方の第２カラムスペーサ１６ｅは、その配置密度が、その配置密度が、湾曲辺方向に於ける表示領域２０４の端部に於いて最も密に成り、当該端部から、表示領域２０４の湾曲辺（長辺）の中心部に向かって次第にないしは段階的に密から疎に成る様に、カラーフィルタ基板２００上に配置されている。各カラムスペーサ１６の形状（横断面の形状が円形）及び高さ寸法は、同一である。又、各第１カラムスペーサ１６ｃのサイズは同一であり、各第２カラムスペーサ１６ｅのサイズは同一である。
【００７７】
本実施の形態では、既述した意味での横断面サイズが互いに異なる第１及び第２カラムスペーサ１６ｃ，１６ｅを上記の配置密度の関係を満たす様に配備したことにより、巨視的に横断面サイズの大きい第１カラムスペーサ１６ｃの圧縮変形率が抑えられる一方、横断面サイズの小さい方の第２カラムスペーサ１６ｅでは圧縮変形が起こり易く成り、スペーサ圧縮変形が湾曲した状態の液晶表示装置内で平均化され、液晶表示装置を湾曲した状態に於いても、色むらの無い画質の優れた液晶表示装置を製造することが出来る。
【００７８】
尚、本実施の形態では、カラーフィルタ基板２００上に上記の第１及び第２カラムスペーサ１６ｃ，１６ｅを形成する例を用いて説明を行っているが、反対に、アレイ基板１００上に上記の第１及び第２カラムスペーサ１６ｃ，１６ｅを形成しても、同様の作用・効果が得られることは勿論である。
【００７９】
又、本実施の形態では、上記の意味での横断面形状が円形であるカラムスペーサ１６のサイズ（直径）を第１及び第２カラムスペーサ１６ｃ，１６ｅとの間で変更させた場合について記載しているが、これに代えて、例えば図３１の平明図に示す様に、横断面のサイズが大きい方の第１カラムスペーサ１６ｄの平面視での横断面形状を、湾曲辺方向に冗長させた楕円形状に変更することとしても良い。この場合にも、図３１に示す様に、第１及び第２カラムスペーサ１６ｄ，１６ｅの配置に関して、図３０の場合と同様の配置密度の関係が設定される。
【００８０】
尚、横断面のサイズが大きい方の第１カラムスペーサ１６ｃ，１６ｄをカラーフィルタ基板２００上に形成し、横断面のサイズが小さい方の第２カラムスペーサ１６ｅをアレイ基板１００上に形成しても良いが（その逆の関係でも良い。）、その場合には、却って製造工程が増加してしまうと言うデメリットがある。
【００８１】
又、各カラムスペーサ１６の横断面形状を四角形としても良いが、この場合には、製造上、液晶の注入が横断面形状が円形状又は楕円形状の場合と比較して容易でなくなると言うデメリットがある。
【００８２】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】液晶パネルの構成を模式的に示す平面図である。
【図２】液晶表示装置の液晶パネルをカラーフィルタ基板の方向に向けて凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す図である。
【図３】液晶パネルの表示領域を平面視的に見たときに於ける、実施の形態１に係るカラムスペーサの配置関係を示す平面図である。
【図４】図３に例示した配置密度の関係を有する第１及び第２カラムスペーサを備える実施の形態１に係る液晶パネルの構造を図２のＺ−Ｚ線に関して切断した際の構造を、模式的に示す縦断面図である。
【図５】カラムスペーサの圧縮特性を示す図である。
【図６】カラムスペーサの圧縮特性の測定を模式的に示す図である。
【図７】従来技術に係る製品の問題点を模式的に指摘する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２２】液晶表示装置の液晶パネルをアレイ基板の方向に向けて凸状に湾曲させたときの状態を模式的に示す図である。
【図２３】図３に例示した配置密度の関係を有する第１及び第２カラムスペーサを備える実施の形態２に係る液晶パネルの構造を図２のＺ−Ｚ線に関して切断した際の構造を、模式的に示す縦断面図である。
【図２４】液晶パネルの表示領域を平面視的に見たときに於ける、実施の形態３に係るカラムスペーサの配置関係を示す平面図である。
【図２５】図２４に例示した配置密度の関係を有するカラムスペーサを備える実施の形態３に係る液晶パネルの構造を図２のＺ−Ｚ線に関して切断した際の構造を、模式的に示す縦断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態３に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態３に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態３に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態３に係る液晶パネルの製造工程を示す縦断面図である。
【図３０】液晶パネルの表示領域を平面視的に見たときに於ける、実施の形態４に係る第１及び第２カラムスペーサの配置関係を示す平面図である。
【図３１】液晶パネルの表示領域を平面視的に見たときに於ける、実施の形態４の変形例に係る第１及び第２カラムスペーサの配置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００アレイ基板、２００カラーフィルタ基板、１１０，２１０ガラス基板、４０シール材、１６ａ第１カラムスペーサ、１６ｂ第２カラムスペーサ、１６カラムスペーサ、３０液晶、１２０，２２０偏光板。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置であって、
前記複数のカラムスペーサは、互いに体積弾性率が異なる、少なくとも２種類の第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサより成り、
前記第２カラムスペーサの体積弾性率よりも大きな体積弾性率を有する前記第１カラムスペーサは、前記液晶表示装置の表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺の方向に於ける前記表示領域の中央部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に配置・固定されており、
前記第２カラムスペーサは、前記湾曲辺の方向に於ける前記表示領域の端部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に配置・固定されていることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置であって、
前記第１カラムスペーサは、前記第１カラムスペーサの配置密度が、前記湾曲辺方向に於ける前記表示領域の中央部に於いて最も密になり、且つ、前記中央部から前記湾曲辺方向に於ける前記表示領域の端部に向けて次第に疎と成って、前記端部に於いて最も疎と成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の前記何れか一方の基板上に配置・固定されている一方、
前記第２カラムスペーサは、前記第２カラムスペーサの配置密度が、前記端部に於いて最も密に成り、且つ、前記端部から前記中央部に向けて次第に疎と成って、前記中央部に於いて最も疎と成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の前記何れか一方の基板上に配置・固定されていることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液晶表示装置であって、
前記第１カラムスペーサは前記第１基板及び前記第２基板の内の一方の基板上に固定されており、
前記第２カラムスペーサは前記第１基板及び前記第２基板の内の他方の基板上に固定されていることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項４】
複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置であって、
前記複数のカラムスペーサは、その配置密度が、前記液晶表示装置の表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺方向に於ける前記表示領域の中央部から、前記表示領域の前記湾曲辺の方向に於ける端部に向かって密から疎に成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板上に配置・固定されていることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項５】
複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置の湾曲した表示領域を平面視した際に当該平面視された表示領域に平行な面で前記複数のカラムスペーサの各々を切断した場合の各カラムスペーサの横断面形状に関して、
前記横断面形状のサイズが比較的に大きい第１カラムスペーサが、その配置密度が、前記表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺方向に於ける前記表示領域の中央部から、前記表示領域の前記湾曲辺の方向に於ける端部に向かって、密から疎に成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板上に配置・固定されており、
前記横断面形状のサイズが前記第１カラムスペーサの前記横断面形状サイズよりも小さい第２カラムスペーサが、その配置密度が、前記端部から前記中央部に向かって、密から疎に成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板上に配置・固定されていることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の液晶表示装置であって、
前記第１カラムスペーサの前記横断面形状は、前記湾曲辺の方向に延伸された楕円形状であることを特徴とする、
液晶表示装置。
【請求項７】
複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記複数のカラムスペーサは、互いに体積弾性率が異なる有機系の物質から成り、且つ、少なくとも２種類の第１カラムスペーサ及び第２カラムスペーサより成り、
前記第２カラムスペーサの体積弾性率よりも大きな体積弾性率を有する前記第１カラムスペーサを、前記液晶表示装置の表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺方向に於ける前記表示領域の中央部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に形成する工程と、
前記第２カラムスペーサを、前記湾曲辺の方向に於ける前記表示領域の端部に該当する、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板の部分上に形成する工程と、
前記第１基板及び前記第２基板を貼り合せて各基板をエッチングする工程と、
各基板に偏光板を貼り付ける工程と、
応力を加えて前記パネルを湾曲させる工程とを備えることを特徴とする、
液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
有機系の物質から成る複数のカラムスペーサによって保持された第１基板及び第２基板間の間隙によって液晶が挟持され且つ湾曲したパネルを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記複数のカラムスペーサを、その配置密度が、前記液晶表示装置の表示領域の長辺及び短辺の内で湾曲する辺方向に於ける前記表示領域の中央部から、前記表示領域の前記湾曲辺の方向に於ける端部に向かって、密から疎に成る様に、前記第１基板及び前記第２基板の何れか一方の基板上に形成する工程と、
前記第１基板及び前記第２基板を貼り合せて各基板をエッチングする工程と、
各基板に偏光板を貼り付ける工程と、
応力を加えて前記パネルを湾曲させる工程とを備えることを特徴とする、
液晶表示装置の製造方法。

【図１】