JP2003131239A

JP2003131239A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003131239A
Application number: JP2001329532A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 武志山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】基板間隔の均一性に優れた液晶表示装置を提供
すること。【解決手段】本発明の液晶表示装置１では、基板１３上
に、互いに吸収波長域が異なる色領域１５ａ〜１５ｃを
備えたカラーフィルタ層１８と、それぞれ色領域１５ａ
〜１５ｃの隣り合うもの同士の間に介在したスペーサ１
７ａ〜１７ｃとが設けられ、スペーサ１７ａ〜１７ｃの
それぞれは、色領域１５ａ〜１５ｃとそれぞれ材料が同
一な最下層１５ａ、中間層１５ｂ、及び最上層１５ｃを
基板１３上に順次積層した構造を有し、スペーサ１７ａ
の中間層１５ｂの面積Ｓ₁₂と、スペーサ１７ｂの中間層
１５ｂの面積Ｓ₂₃と、スペーサ１７ｃの中間層１５ｂの
面積Ｓ₃₁とは、不等式：Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃，Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁，Ｓ₃₁
＜Ｓ₂₃に示す関係の少なくとも１つを満足したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にはカラーフィルタ層を備えた液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に用いられている液晶表示
装置は、画素電極が設けられたガラス基板と共通電極が
設けられたガラス基板とをそれらの電極が設けられた面
が対向するように配置し、これらガラス基板間に液晶層
を挟持させた構造を有している。このような液晶表示装
置では、通常、カラー表示を可能とするために、それら
ガラス基板のいずれかの対向面にカラーフィルタ層が設
けられている。このカラーフィルタ層は、ガラス基板上
に、互いに吸収波長域の異なる複数の着色層を並置した
構造を有するものである。

【０００３】このような液晶表示装置に関しては、カラ
ーフィルタ層を構成する複数の着色層を部分的に重ね合
わせ、それらの重ね合わされた部分をスペーサとして利
用することが提案されている。この方法によれば、簡略
化された製造プロセスで所望の位置にスペーサを設ける
ことができる。したがって、例えば、隣り合う画素電極
間の領域のように表示には直接的に寄与していない非画
素領域に規則的にスペーサを配列させることができる。

【０００４】しかしながら、この方法には以下に説明す
る問題が残されている。すなわち、カラーフィルタ層に
は高い膜厚均一性を有していることが要求されるため、
着色層の材料は良好なレベリング性を実現し得るもので
なければならない。換言すれば、着色層は低粘度の材料
を用いて形成されている。そのため、複数の着色層を部
分的に重ね合わせて積層構造を形成した場合、タレに起
因してスペーサの高さにバラツキを生じ、その結果、基
板間隔の均一性が損なわれることがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタ層を構成
する着色層を部分的に重ね合わせて、それらの重ね合わ
された部分をスペーサとして利用しながらも、基板間隔
の均一性に優れた液晶表示装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、互いに対向した第１及び第２基板と、前
記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられ且つ互
いに吸収波長域が異なる第１乃至第３色領域を備えたカ
ラーフィルタ層と、それぞれ前記第１乃至第３色領域の
隣り合うもの同士の間に介在し且つ前記第１及び第２基
板間の距離を一定に保つ複数のスペーサと、前記第１及
び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数の
スペーサのそれぞれは、前記第１基板の前記第２基板と
の対向面上に、前記第１色領域と材料が同一な最下層、
前記第２色領域と材料が同一な中間層、及び前記第３色
領域と材料が同一な最上層を順次積層した構造を有し、
前記複数のスペーサの前記第１及び第２色領域間に介在
したものにおける前記中間層の面積Ｓ₁₂と、前記複数の
スペーサの前記第２及び第３色領域間に介在したものに
おける前記中間層の面積Ｓ₂₃と、前記複数のスペーサの
前記第３及び第１色領域間に介在したものにおける前記
中間層の面積Ｓ₃₁とは、下記不等式に示す関係の少なく
とも１つを満足したことを特徴とする液晶表示装置を提
供する。

【０００７】Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃ Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁ Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃ なお、ここで、「中間層の面積」は、基板に垂直な方向
から観察した場合の中間層の面積を意味する。

【０００８】本発明において、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₂₃とは
不等式：Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃に示す関係を満足していることが好
ましく、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁とは不等式：Ｓ
₁₂＜Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃に示す関係を満足していることがより好
ましい。

【０００９】本発明の液晶表示装置は、第１基板の第２
基板との対向面に、走査線、信号線、スイッチング素
子、及び画素電極をさらに具備していてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図に
おいて同様の構成部材には同一の参照符号を付し、重複
する説明は省略する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る液
晶表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す液
晶表示装置１は、ＴＮ駆動方式のカラー型液晶表示装置
であって、アクティブマトリクス基板２と対向基板３と
を対向させ、それら基板２，３間に液晶層４を介在させ
た構造を有している。これら基板２，３間の周縁部に
は、液晶材料を注入するための注入口（図示せず）を除
いて接着剤層２５が設けられており、その注入口は封止
剤を用いて封止されている。また、この液晶表示装置１
の両面には偏光板５がそれぞれ貼り付けられており、そ
の背面側には図示しない光源が配置されている。

【００１２】図１に示す液晶表示装置１において、アク
ティブマトリクス基板２は、ガラス基板のような透明基
板６を有している。透明基板６上には配線及びスイッチ
ング素子７が形成されており、その上には、絶縁膜８、
画素電極１０、及び配向膜１１が順次積層されている。
一方、対向基板３は、ガラス基板のような透明基板１３
を有している。透明基板１３上には、カラーフィルタ層
１８、周縁遮光層１６、及び柱状スペーサ１７ａ〜１７
ｃが形成されており、カラーフィルタ層１８上には共通
電極２０及び配向膜２１が順次積層されている。

【００１３】アクティブマトリクス基板２に形成する配
線は、透明基板６上で格子状に配列した走査線及び信号
線などで構成されている。スイッチング素子７は、例え
ば、アモルファスシリコンやポリシリコンを半導体層と
した薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）である。
このスイッチング素子７は、走査線及び信号線などの配
線並びに画素電極１０と接続されており、それにより、
所望の画素電極１０に対して選択的に電圧を印加するこ
とが可能とされている。

【００１４】絶縁膜８は、例えば、感光性樹脂などを用
いて形成することができる。絶縁膜８にはコンタクトホ
ールが設けられており、スイッチング素子７と画素電極
１０との間の電気的接続は、このコンタクトホールを介
して為される。

【００１５】画素電極１０及び共通電極２０は、ＩＴＯ
のような透明導電材料で構成されている。電極１０，２
０は、例えばスパッタリング法などにより形成すること
ができる。配向膜１１，２１は、ポリイミドなどの透明
樹脂からなる薄膜にラビング処理等の配向処理を施すこ
とにより形成され得る。

【００１６】カラーフィルタ層１８及び柱状スペーサ１
７ａ〜１７ｃは、画素電極１０に対応して設けられた赤
色の着色層１５ａと緑色の着色層１５ｂと青色の着色層
１５ｃとで構成されている。これら着色層１５ａ〜１５
ｃは部分的に重ね合わされており、それらの非積層部が
カラーフィルタ層１８の赤色領域、緑色領域、及び青色
領域（例えば、赤、緑、青のストライプパターン）を構
成し、それらの積層部が柱状スペーサ１７ａ〜１７ｃを
構成している。着色層１５ａ〜１５ｃは、感光性樹脂と
それぞれの色に対応した着色顔料或いは着色染料とを含
有する混合物を用いて形成することができる。

【００１７】周縁遮光層１６は、一般には額縁層などと
呼ばれ、画面の周縁部に形成される。周縁遮光層は、例
えば、カーボン微粒子のような黒色顔料や黒色染料と感
光性樹脂との混合物を用いて形成することができる。

【００１８】さて、本実施形態では、本実施形態では、
スペーサ１７ａ〜１７ｃ間で着色層１５ｂの面積を異な
らしめることにより、スペーサ１７ａ〜１７ｃの高さの
バラツキを抑制している。これについては、図２及び図
３を参照しながら説明する。

【００１９】図２（ａ）〜（ｅ）は、従来のスペーサの
形成方法を概略的に示す断面図である。また、図３
（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係るスペ
ーサの形成方法を概略的に示す断面図である。なお、図
２（ａ）〜（ｅ）及び図３（ａ）〜（ｅ）において、左
側には赤色のストライプパターンと緑色のストライプパ
ターンとの間にスペーサ１７ａを形成する方法を示し、
右側には緑色のストライプパターンと青色のストライプ
パターンとの間にスペーサ１７ｂを形成する方法を示
し、中央には青色のストライプパターンと赤色のストラ
イプパターンとの間にスペーサ１７ｃを形成する方法を
示している。

【００２０】従来技術では、着色層１５ａ〜１５ｃを部
分的に重ね合わせてスペーサ１７ａ〜１７ｃを形成する
に当り、図２（ａ）に示すように、基板６上に赤色の着
色層１５ａを形成する。この着色層１５ａは、例えば、
以下の方法により形成する。すなわち、まず、基板６上
に感光性樹脂と赤色の顔料或いは染料とを含有した塗工
液を塗布して赤色の連続膜を形成する。このとき、基板
６の表面に大きな凹凸はないので、均一な厚さの連続膜
が得られる。次に、この連続膜を、カラーフィルタ層１
８のストライプ状赤色領域とスペーサ１７ａ〜１７ｃの
最下層として利用される領域とが残されるようにフォト
リソグラフィ技術を用いてパターニングする。これによ
り、図２（ａ）に示す赤色の着色層１５ａが得られる。
なお、上記の通り、赤色の連続膜は均一な厚さを有して
いるので、図２（ａ）の左側、中央、右側に示す構造間
で着色層１５ａの厚さはほぼ等しい。

【００２１】次に、図２（ｂ）に示すように、基板６の
着色層１５ａを形成した面に、感光性樹脂と緑色の顔料
或いは染料とを含有した塗工液を塗布して緑色の連続膜
１５ｂを形成する。この連続膜１５ｂを形成する際、基
板６の表面には着色層１５ａによる凹凸が存在してい
る。そのため、この連続膜１５ｂの着色層１５ａ上に位
置する部分は、基板６上に位置する部分からの張力と重
力との作用により、基板６上に位置する部分に比べて薄
くなる。このような作用は、図２（ｂ）の左側及び中央
に示すように面積（或いは幅）が広い着色層１５ａの位
置に比べ、図２（ｂ）の右側に示すように面積（或いは
幅）が狭い着色層１５ａの位置でより顕著である。すな
わち、連続膜１５ｂの着色層１５ａ上における厚さは、
図２（ｂ）の左側及び中央に示す構造に比べ、図２
（ｂ）に示す右側の構造においてより薄くなる。

【００２２】続いて、この連続膜１５ｂを、カラーフィ
ルタ層１８のストライプ状緑色領域とスペーサ１７ａ〜
１７ｃの中間層として利用される領域とが残されるよう
にフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。
これにより、図２（ｃ）に示す緑色の着色層１５ｂが得
られる。なお、上記の通り、緑色の連続膜１５ｂの着色
層１５ａ上に位置する部分の厚さは、図２（ｂ）の左側
及び中央に示す構造と、図２（ｂ）に示す右側の構造と
の間で互いに異なっている。そのため、着色層１５ｂの
着色層１５ａ上に位置する部分の厚さは、図２（ｃ）の
左側及び中央に示す構造に比べ、図２（ｃ）に示す右側
の構造においてより薄い。

【００２３】次いで、図２（ｄ）に示すように、基板６
の着色層１５ａ，１５ｂを形成した面に、感光性樹脂と
青色の顔料或いは染料とを含有した塗工液を塗布して青
色の連続膜１５ｃを形成する。この連続膜１５ｃを形成
する際、基板６の表面には着色層１５ａ，１５ｂによる
凹凸が存在している。そのため、この連続膜１５ｃの着
色層１５ａと着色層１５ｂとの積層構造上に位置する部
分は、基板６や着色層１５ａ，１５ｂ上に位置する部分
からの張力と重力との作用により、基板６上に位置する
部分や着色層１５ａ，１５ｂ上に位置する部分に比べて
薄くなる。このような作用は、図２（ｄ）の左側に示す
ように着色層１５ａ，１５ｂを重ね合わせた部分の両側
に着色層１５ａ，１５ｂが存在している場合に比べ、図
２（ｄ）の中央及び右側に示すように着色層１５ａ，１
５のいずれかが着色層１５ａ，１５ｂを重ね合わせた部
分の一方の側のみに存在している場合においてより顕著
である。すなわち、連続膜１５ｃの着色層１５ｂ上にお
ける厚さは、図２（ｄ）に示す左側の構造に比べ、図２
（ｄ）の中央及び右側に示す構造においてより薄くな
る。

【００２４】その後、この連続膜１５ｃを、カラーフィ
ルタ層１８のストライプ状青色領域とスペーサ１７ａ〜
１７ｃの最上層として利用される領域とが残されるよう
にフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。
これにより、図２（ｅ）に示す青色の着色層１５ｃが得
られる。なお、上記の通り、青色の連続膜１５ｃの着色
層１５ｂ上に位置する部分の厚さは、図２（ｄ）に示す
左側の構造と、図２（ｄ）の中央及び右側に示す構造と
の間で互いに異なっている。そのため、着色層１５ｃの
着色層１５ｂ上に位置する部分の厚さは、図２（ｅ）に
示す左側の構造に比べ、図２（ｅ）の中央及び右側に示
す構造においてより薄い。

【００２５】このように、従来技術では、着色層１５ｃ
のスペーサ１７ｃを構成した部分は、着色層１５ｂのス
ペーサ１７ａ，１７ｂを構成した部分に比べてより薄く
なり、着色層１５ｃのスペーサ１７ｂ，１７ｃを構成し
た部分は、着色層１５ｂのスペーサ１７ａを構成した部
分に比べてより薄くなる。そのため、スペーサ１７ｃは
スペーサ１７ａに比べて低くなり、スペーサ１７ｂはス
ペーサ１７ｃよりもさらに低くなる。従来技術で、基板
間隔の均一性が損なわれた理由の１つは、このようなス
ペーサ１７ａ〜１７ｃ間でのそれらの高さのバラツキに
ある。

【００２６】これに対し、本実施形態では、以下の方法
で着色層１５ａ〜１５ｃを形成することにより、スペー
サ１７ａ〜１７ｃ間でのそれらの高さのバラツキを抑制
する。すなわち、まず、図２（ａ）を参照して説明した
のと同様の工程を実施して、図３（ａ）に示す構造を得
る。次に、図２（ｂ）を参照して説明したのと同様の工
程を実施して、図３（ｂ）に示す構造を得る。すなわ
ち、ここまでの工程は、図２（ａ），（ｂ）を参照して
説明したのと同様である。

【００２７】続いて、連続膜１５ｂを、カラーフィルタ
層１８のストライプ状緑色領域とスペーサ１７ａ〜１７
ｃの中間層として利用される領域とが残されるようにフ
ォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。この
連続膜１５ｂのパターニングは、着色層１５ｂの着色層
１５ａ上に位置する部分の面積が、図３（ｃ）に示す中
央の構造に比べて、左側の構造でより狭く且つ右側の構
造でより広くなるように行う。すなわち、面積Ｓ₁₂と面
積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁とが不等式：Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁＜Ｓ ₂₃に示す
関係を満足するように連続膜１５ｂのパターニングを行
う。以上のようにして、図３（ｃ）に示す緑色の着色層
１５ｂを得る。なお、このようにして得られる図３
（ｃ）に示す構造においても図２（ｃ）に示す構造と同
様に、着色層１５ｂの着色層１５ａ上に位置する部分の
厚さは、図中、左側及び中央の構造に比べて右側の構造
においてより薄い。

【００２８】次いで、図３（ｄ）に示すように、基板６
の着色層１５ａ，１５ｂを形成した面に、感光性樹脂と
青色の顔料或いは染料とを含有した塗工液を塗布して青
色の連続膜１５ｃを形成する。ここで、連続膜１５ｃの
着色層１５ａと着色層１５ｂとの積層構造上に位置する
部分の厚さは、その積層構造の上面の面積の減少に応じ
て薄くなる。換言すれば、連続膜１５ｃの着色層１５ａ
と着色層１５ｂとの積層構造上に位置する部分の厚さ
は、その積層構造の上面の面積を適宜設定することによ
り制御可能である。

【００２９】上記の通り、本実施形態では、面積Ｓ₁₂と
面積Ｓ₃₁とは不等式：Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁に示す関係を満足して
いる。そのため、図３（ｄ）に示す中央の構造で、連続
膜１５ｃの着色層１５ａと着色層１５ｂとの積層構造上
に位置する部分の厚さが過剰に減少するのを抑制するこ
とができる。すなわち、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₃₁との間の関
係を適宜設定することにより、図３（ｄ）に示す左側の
構造と中央に示す構造との間で、連続膜１５ｃの着色層
１５ａと着色層１５ｂとの積層構造上に位置する部分の
厚さをほぼ等しくすることができる。

【００３０】また、同様に、本実施形態では、面積Ｓ₁₂
と面積Ｓ₂₃とは不等式：Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃に示す関係を満足し
ている。さらに、本実施形態では、面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁
とは不等式：Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃に示す関係を満足している。そ
のため、連続膜１５ｃの着色層１５ａと着色層１５ｂと
の積層構造上に位置する部分の厚さの減少を抑制する効
果は、図３（ｄ）に示す右側の構造において最も大き
い。したがって、面積Ｓ ₁₂と面積Ｓ₂₃との間の関係及び
面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁との間の関係を適宜設定することに
より、連続膜１５ｃの着色層１５ａと着色層１５ｂとの
積層構造上に位置する部分を図３（ｃ）に示す左側及び
中央の構造に比べて右側の構造でより厚くすること、さ
らには、図３（ｄ）に示す左側の構造と右側の構造との
間で、着色層１５ａと着色層１５ｂと連続膜１５ｃとの
積層構造の厚さをほぼ等しくすることができる。

【００３１】以上のようにして連続膜１５ｃを形成した
後、この連続膜１５ｃを、カラーフィルタ層１８のスト
ライプ状青色領域とスペーサ１７ａ〜１７ｃの最上層と
して利用される領域とが残されるようにフォトリソグラ
フィ技術を用いてパターニングすることにより、図３
（ｅ）に示す青色の着色層１５ｃを得る。以上のように
して、カラーフィルタ層１８とスペーサ１７ａ〜１７ｃ
とが得られる。なお、上記の通り、図３（ｃ）に示す左
側、中央、右側の構造において着色層１５ｂの着色層１
５ａ上に位置する部分の面積を適宜設定することによ
り、それら構造間で着色層１５ａと着色層１５ｂと連続
膜１５ｃとの積層構造の厚さをほぼ等しくすることがで
きる。したがって、本実施形態によると、スペーサ１７
ａ〜１７ｃ間でのそれらの高さのバラツキを抑制し、基
板間隔の均一性を高めることができる。

【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表
示装置を概略的に示す断面図である。図４に示す液晶表
示装置１は、カラーフィルタ層１８、周縁遮光層１６、
及びスペーサ１７ａ〜１７ｃが、対向基板３ではなくア
クティブマトリクス基板２に設けられていること以外
は、図１に示した液晶表示装置１とほぼ同様の構造を有
している。このような構造を採用した場合、図１に示す
構造ほど、アクティブマトリクス基板２と対向基板２と
の間の位置合わせに高い精度を要求されることはない。
すなわち、本実施形態によると、第１の実施形態で説明
した効果が得られるのに加え、製造プロセスの簡略化や
開口率及び歩留まりの向上などが可能となる。

【００３３】第１及び第２の実施形態では、面積Ｓ₁₂と
面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁とが不等式：Ｓ ₁₂＜Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃に示
す関係を満足している場合について説明したが、面積Ｓ
₁₂と面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁とは以下の不等式［１］〜
［３］に示す関係の少なくとも１つを満足していればよ
い。

【００３４】Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃ …［１］Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁ …［２］Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃ …［３］従来技術でスペーサ１７ａ〜１７ｃを形成した場合、通
常、スペーサ１７ａが最も高くなり、スペーサ１７ｂが
最も低くなる。すなわち、従来技術でスペーサ１７ａ〜
１７ｃを形成した場合、通常、スペーサ１７ａ，１７ｂ
間でのそれらの高さの差は、スペーサ１７ｂ，１７ｃ間
で差やスペーサ１７ｃ，１７ａ間での差に比べて大き
い。したがって、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₂₃とが不等式［１］
に示す関係を満足していれば、スペーサ１７ａ，１７ｂ
間でのそれらの高さの差を減少させることができる。す
なわち、スペーサ１７ａ〜１７ｃの高さのバラツキを抑
制し、基板間隔の均一性を高めることができる。

【００３５】また、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₃₁とが不等式
［２］に示す関係を満足している場合、必ずしもスペー
サ１７ａ，１７ｂ間でそれらの高さの差を減少させるこ
とができる訳ではないが、スペーサ１７ａ，１７ｃ間で
のそれらの高さの差を減少させることができる。そのた
め、スペーサ１７ａ，１７ｃの高さのバラツキを抑制
し、基板間隔の均一性を高めることができる。

【００３６】同様に、面積Ｓ₂₃と面積Ｓ₃₁とが不等式
［３］に示す関係を満足している場合、必ずしもスペー
サ１７ａ，１７ｂ間でそれらの高さの差を減少させるこ
とができる訳ではないが、スペーサ１７ｂ，１７ｃ間で
のそれらの高さの差を減少させることができる。そのた
め、スペーサ１７ｂ，１７ｃの高さのバラツキを抑制
し、基板間隔の均一性を高めることができる。

【００３７】なお、当然の如く、面積Ｓ₁₂と面積Ｓ₂₃と
面積Ｓ₃₁とは、不等式［１］〜［３］に示す関係の２つ
以上を満足していることがより好ましく、不等式［１］
〜［３］に示す関係の全てを満足していることが最も好
ましい。

【００３８】また、第１及び第２の実施形態では、スペ
ーサ１７ａ〜１７ｃとして柱状スペーサを形成したが、
スペーサ１７ａ〜１７ｃは他の形状を有していてもよ
い。例えば、スペーサ１７ａ〜１７ｃは壁状であっても
よい。

【００３９】また、第１及び第２の実施形態では、スイ
ッチング素子７を用いた液晶表示装置１について説明し
たが、単純マトリクス駆動方式を採用してカラー型ドッ
トマトリクス表示を行うこともできる。さらに、上記実
施形態では、ＴＮ型の液晶表示装置１について説明した
が、表示方式は、ＳＴＮ型、ＧＨ型、ＥＣＢ型、或いは
強誘電性液晶を利用したタイプ等であってもよい。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４１】（実施例１）図１に示す液晶表示装置１を
以下に示す方法により製造した。まず、ガラス基板６上
に、通常の方法により、ＴＦＴ７及び配線を形成した。
次いで、基板６のＴＦＴ７などを形成した面に紫外線硬
化型樹脂を塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングすることにより、コンタクト
ホールが設けられた絶縁膜８を形成した。その後、絶縁
膜８上に、スパッタリング法を用いて厚さ１５００Åの
ＩＴＯ膜を形成した。これをフォトリソグラフィ技術と
エッチング技術とを用いてパターニングすることにより
画素電極１０を得た。なお、これら画素電極１０は、そ
れぞれコンタクトホールを介してＴＦＴ７のソース電極
と接続されるように形成した。さらに、基板６の画素電
極１０を形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４
６（ＪＳＲ社製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた
塗膜にラビング処理を施して配向膜１１を形成した。以
上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成し
た。

【００４２】上述した方法でアクティブマトリクス基板
２を作製する一方で、以下の方法により対向基板を作製
した。すなわち、まず、ガラス基板１３上に、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（富士フィルムオーリン社製）をスピナー等
を用いて塗布した。このようにして形成した塗膜の上方
にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して上
記塗膜に露光量が１００ｍＪ／ｃｍ²となるように波長
３６５ｎｍの紫外線を照射した。なお、ここで使用した
フォトマスクは、赤色の着色層１５ａを形成する部分の
みに紫外線が照射されるように形成されたものである。
上述した条件で露光を終えた後、１％のＫＯＨ水溶液を
用いて上記塗膜を２０秒間現像し、さらに、仮焼成を行
うことにより赤色の着色層１５ａを形成した。なお、着
色層１５ａの厚さは３．２μｍとした。

【００４３】次に、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−２０００（富士フィルム
オーリン社製）及び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（富士フィルム
オーリン社製）を用いて、赤色の着色層１５ａに関して
説明したのと同様の方法により、緑色の着色層１５ｂ及
び青色の着色層１５ｃを順次形成し、その後、本焼成を
行った。以上のようにして、ＲＧＢカラーフィルタ層１
８と柱状スペーサ１７ａ〜１７ｃとを同時に形成した。
着色層１５ａ〜１５ｃのスペーサ１７ａ〜１７ｃを構成
している部分（最下層１５ａ，中間層１５ｂ，最上層１
５ｃ）の基板面に平行な面内におけるサイズを以下の表
１に纏める。

【００４４】

【表１】

【００４５】次に、基板１３の着色層１５ａ〜１５ｃを
形成した面にスパッタリング法を用いて厚さ１５００Å
のＩＴＯ膜を形成した。このＩＴＯ膜をフォトリソグラ
フィ技術とエッチング技術とを用いてパターニングする
ことにより共通電極２０を得た。その後、基板１３の共
通電極２０を形成した面の全面に、黒色の紫外線硬化樹
脂を塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィ技術を
用いてパターニングすることにより、周縁遮光層１６を
形成した。さらに、基板１３の共通電極２０を形成した
面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）
を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処
理を施して配向膜２１を形成した。以上のようにして、
対向基板３を完成した。

【００４６】次いで、対向基板３の配向膜２１を形成し
た面の周縁部に接着剤２５を注入口が残されるように印
刷した。さらに、アクティブマトリクス基板２から共通
電極２０に電圧を印加するための電極転移材（図示せ
ず）を接着剤２５の周辺部の電極転移電極（図示せず）
上に形成した。

【００４７】その後、アクティブマトリクス基板２と対
向基板３とを、配向膜１１，２１同士が対向するように
及びそれらのラビング方向が直交するように貼り合わ
せ、さらに加熱して接着剤２５を硬化させることにより
セルを形成した。このセル中に液晶材料としてＺＬＩ−
１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）を通常の方法により注入し
て液晶層４を形成した。さらに、注入口を紫外線硬化樹
脂で封止し、ガラス基板６，１３のそれぞれに偏光板５
を貼り付けた。

【００４８】以上のようにして得られた液晶表示装置１
のセルギャップは４．８５±０．２０μｍと非常に良好
な値であった。また、上記方法で液晶表示装置１を１０
０パネル作製したが、いずれのパネルにおいてもギャッ
プムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。

【００４９】（実施例２）図４に示す液晶表示装置１を
以下に示す方法により製造した。まず、ガラス基板６上
に、通常の方法により、ＴＦＴ７及び配線を形成した。
次いで、基板６のＴＦＴ７などを形成した面に、実施例
１で説明したのと同様の方法により、着色層１５ａ〜１
５ｃを順次形成した。これら着色層１５ａ〜１５ｃのス
ペーサ１７ａ〜１７ｃを構成している部分（最下層１５
ａ，中間層１５ｂ，最上層１５ｃ）の基板面に平行な面
内におけるサイズを以下の表２に纏める。

【００５０】

【表２】

【００５１】次に、基板６の着色層１５ａ〜１５ｃを形
成した面に、スパッタリング法を用いて厚さ１５００Å
のＩＴＯ膜を形成した。これをフォトリソグラフィ技術
とエッチング技術とを用いてパターニングすることによ
り画素電極１０を得た。なお、これら画素電極１０は、
それぞれコンタクトホールを介してＴＦＴ７のソース電
極と接続されるように形成した。その後、実施例１で説
明したのと同様の方法により周縁遮光層１６を形成し、
さらに、基板６の画素電極１０を形成した面に、配向膜
材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を６００Åの
厚さで塗布し、得られた塗膜にラビング処理を施して配
向膜１１を形成した。以上のようにして、アクティブマ
トリクス基板２を完成した。

【００５２】上述した方法でアクティブマトリクス基板
２を作製する一方で、以下の方法により対向基板を作製
した。すなわち、まず、ガラス基板１３上に、スパッタ
リング法を用いて厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成し
た。このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術とを用いてパターニングすることにより共通電極
２０を得た。さらに、基板１３の共通電極２０を形成し
た面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社
製）を６００Åの厚さで塗布し、得られた塗膜にラビン
グ処理を施して配向膜２１を形成した。以上のようにし
て、対向基板３を完成した。

【００５３】次いで、対向基板３の配向膜２１を形成し
た面の周縁部に接着剤２５を注入口が残されるように印
刷した。さらに、アクティブマトリクス基板２から共通
電極２０に電圧を印加するための電極転移材（図示せ
ず）を接着剤２５の周辺部の電極転移電極（図示せず）
上に形成した。

【００５４】その後、アクティブマトリクス基板２と対
向基板３とを、配向膜１１，２１同士が対向するように
及びそれらのラビング方向が直交するように貼り合わ
せ、さらに加熱して接着剤２５を硬化させることにより
セルを形成した。このセル中に液晶材料としてＺＬＩ−
１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）を通常の方法により注入し
て液晶層４を形成した。さらに、注入口を紫外線硬化樹
脂で封止し、ガラス基板６，１３のそれぞれに偏光板５
を貼り付けた。

【００５５】以上のようにして図４に示す液晶表示装置
１のセルギャップは４．７８±０．１５μｍと非常に良
好な値であった。また、上記方法で液晶表示装置１を１
００パネル作製したが、いずれのパネルにおいてもギャ
ップムラは見られず、表示品位は極めて良好であった。
さらに、この液晶表示装置１では、着色層１５ａ〜１５
ｃをアクティブマトリクス基板２に設けているため、実
施例１の液晶表示装置１に比べて開口率が５％程度向上
した。

【００５６】（比較例）図５は、比較例に係る液晶表示
装置を概略的に示す断面図である。図５に示す液晶表示
装置１０１は、着色層１５ｂのスペーサ１７ａ〜１７ｃ
を構成している部分の面積がそれらスペーサ１７ａ〜１
７ｃ間で等しいこと以外は図１に示す液晶表示装置１と
ほぼ同様の構造を有している。本比較例では、着色層１
５ａ〜１５ｃのスペーサ１７ａ〜１７ｃを構成している
部分（最下層１５ａ，中間層１５ｂ，最上層１５ｃ）を
以下の表３に示すサイズとしたこと以外は、実施例１で
液晶表示装置１について説明したのと同様の方法により
図５に示す液晶表示装置１０１を作製した。

【００５７】

【表３】

【００５８】以上のようにして得られた液晶表示装置１
０１のセルギャップは４．７５±０．５２μｍと均一性
が低かった。また、上記方法で液晶表示装置１０１を１
００パネル作製したところ、２つのパネルでギャップム
ラに起因する表示不良が発生した。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、カラ
ーフィルタ層を構成する３つの着色層を部分的に重ね合
わせて、それらの重ね合わされた部分をスペーサとして
利用した構造において、２番目に形成する着色層のスペ
ーサを構成している部分の面積を適宜設定することによ
り、スペーサ間での高さのバラツキを抑制している。す
なわち、本発明によると、カラーフィルタ層を構成する
着色層を部分的に重ね合わせて、それらの重ね合わされ
た部分をスペーサとして利用しながらも、基板間隔の均
一性に優れた液晶表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置を
概略的に示す断面図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、従来のスペーサの形成方法
を概略的に示す断面図。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に
係るスペーサの形成方法を概略的に示す断面図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置を
概略的に示す断面図。

【図５】比較例に係る液晶表示装置を概略的に示す断面
図。

【符号の説明】

１…液晶表示装置２…アクティブマトリクス基板３…対向基板４…液晶層５…偏光板６…透明基板７…スイッチング素子８…絶縁膜１０…画素電極１１…配向膜１３…透明基板１５ａ〜１５ｃ…着色層１６…周縁遮光層１７ａ〜１７ｃ…スペーサ１８…カラーフィルタ層２０…共通電極２１…配向膜２５…接着剤層１０１…液晶表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA45 BA47 BA48 BB02 BB03 BB08 BB44 2H089 LA04 LA09 LA10 LA11 LA16 MA03X NA14 NA60 QA11 QA12 QA14 TA04 TA06 TA09 TA12 2H091 FA02Y FC10 FC26 FC29 FD04 FD12 FD24 GA06 GA08 GA13 LA02 LA13 LA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向した第１及び第２基板と、前
記第１基板の前記第２基板との対向面に設けられ且つ互
いに吸収波長域が異なる第１乃至第３色領域を備えたカ
ラーフィルタ層と、それぞれ前記第１乃至第３色領域の
隣り合うもの同士の間に介在し且つ前記第１及び第２基
板間の距離を一定に保つ複数のスペーサと、前記第１及
び第２基板間に介在した液晶層とを具備し、前記複数のスペーサのそれぞれは、前記第１基板の前記
第２基板との対向面上に、前記第１色領域と材料が同一
な最下層、前記第２色領域と材料が同一な中間層、及び
前記第３色領域と材料が同一な最上層を順次積層した構
造を有し、前記複数のスペーサの前記第１及び第２色領域間に介在
したものにおける前記中間層の面積Ｓ₁₂と、前記複数の
スペーサの前記第２及び第３色領域間に介在したものに
おける前記中間層の面積Ｓ₂₃と、前記複数のスペーサの
前記第３及び第１色領域間に介在したものにおける前記
中間層の面積Ｓ₃₁とは、下記不等式に示す関係の少なく
とも１つを満足したことを特徴とする液晶表示装置。Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃ Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁ Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃
【請求項２】前記面積Ｓ₁₂と前記面積Ｓ₂₃とは下記不
等式に示す関係を満足したことを特徴とする請求項１に
記載の液晶表示装置。Ｓ₁₂＜Ｓ₂₃
【請求項３】前記面積Ｓ₁₂と前記面積Ｓ₂₃と前記面積
Ｓ₃₁とは下記不等式に示す関係を満足したことを特徴と
する請求項１に記載の液晶表示装置。Ｓ₁₂＜Ｓ₃₁＜Ｓ₂₃
【請求項４】前記第１基板の前記第２基板との対向面
に、走査線、信号線、スイッチング素子、及び画素電極
をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項
３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。