JP2004077700A

JP2004077700A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004077700A
Application number: JP2002236500A
Authority: JP
Inventors: Kisako Ninomiya; 二ノ宮　希佐子; Takeshi Yamamoto; 山本　武志; Natsuko Fujiyama; 藤山　奈津子
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】遮光性の柱状スペーサが欠落し難い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は、互いに対向した第１及び第２基板１３，６と、前記第１基板１３の前記第２基板６との対向面に形成され且つ孔が設けられた絶縁層１５と、前記第１及び第２基板１３，６間に介在して前記第１及び第２基板１３，１６間の間隔を一定に保つとともに前記絶縁層１５に設けられた前記孔を一方の端部で埋め込んだ遮光性の柱状スペーサ１６Ｂと、前記絶縁層上に設けられた第１電極２０と、前記第２基板６の前記第１基板１３との対向面に設けられた第２電極１０と、前記第１及び第２電極２０，１０間に介在した液晶層４とを具備したことを特徴とする。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特には遮光性の柱状スペーサ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、それぞれ吸収色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】
上述した液晶表示装置では、基板間にスペーサとして粒径の均一なプラスチックビーズなどの粒子を散在させることにより、それら基板間の間隔が一定に保たれている。しかしながら、この場合、粒状スペーサは表示に直接的に寄与する画素領域にも存在することとなる。しかも、スペーサの周囲では液晶分子の配向状態に乱れが生じるのは避けられない。そのため、粒状スペーサが画素領域に存在した場合、スペーサの周辺部で光漏れが起こり、その結果、コントラストが低下するという問題を生ずる。
【０００４】
また、上述した方法で基板間の間隔を一定に保つには、粒状スペーサをガラス基板上に均一に散布する必要があるが、実際には、粒状スペーサはガラス基板上に不均一に散布されることがある。このような場合、表示不良となり、製造歩留まりの低下を生ずる。
【０００５】
上記の問題に対して有効な方法として、粒状スペーサを散布する代わりに、フォトリソグラフィ技術を利用して一方の基板の対向面に柱状スペーサを形成することが知られている。この方法によれば、より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柱状スペーサを配列させることにより、上述した問題を回避可能である。
【０００６】
ところで、液晶表示装置は、通常、その一方の基板の対向面周縁部に額縁と呼ばれる周縁遮光層を有している。この周縁遮光層は、紫外線硬化樹脂と色材とを含有する有機膜を基板上に形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてこの有機膜をパターニングすることにより形成されている。そこで、この周縁遮光層と上述したスペーサとを同時に形成することにより、製造工程を削減することが検討されている。
【０００７】
しかしながら、周縁遮光層とスペーサとを同一工程で形成する場合、当然の如く、スペーサも遮光性となる。換言すれば、スペーサを形成するために、遮光性の有機膜に対して露光を行わなければならない。
【０００８】
そのような場合、露光光として利用する紫外線の強度は有機膜の表面から深部に向けて大きく減少するため、有機膜の深部では紫外線硬化樹脂の硬化が不十分となる。その結果、スペーサの断面形状が逆テーパ状となり、後で行うラビング処理などの際にスペーサが基板から欠落することがある。このようなスペーサの欠落を生じた場合、もはや均一なセルギャップを実現することはできない。
【０００９】
【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、遮光性の柱状スペーサが欠落し難い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、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基板との対向面に形成され且つ孔が設けられた絶縁層と、前記第１及び第２基板間に介在して前記第１及び第２基板間の間隔を一定に保つとともに前記絶縁層に設けられた前記孔を一方の端部で埋め込んだ遮光性の柱状スペーサと、前記絶縁層上に設けられた第１電極と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた第２電極と、前記第１及び第２電極間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の第２の側面によると、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基板との対向面に形成され且つ孔が設けられた絶縁層と、前記第１及び第２基板間に介在して前記第１及び第２基板間の間隔を一定に保つとともに前記絶縁層に設けられた前記孔を一方の端部で埋め込んだ遮光性の柱状スペーサと、前記絶縁層上に設けられた第１電極と、前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた第２電極と、前記第１及び第２基板の対向面周縁部に介在して前記第１及び第２基板同士を貼り合せるとともに前記第１及び第２基板間に密閉された空間を形成した接着剤層と、前記第１及び第２基板の対向面周縁部であって前記接着剤層の内周に沿って設けられた周縁遮光層と、前記密閉された空間を満たした液晶材料からなる液晶層とを具備し、前記接着剤層には前記密閉された空間とその外部の空間とを連絡する開口部が設けられ、前記周縁遮光層は前記開口部と隣接した部分が欠落し、前記周縁遮光層が欠落した部分には着色層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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１５、周縁遮光層１６Ａ、及び柱状スペーサ１６Ｂが形成されており、カラーフィルタ層１５上には共通電極２０及び配向膜２１が順次積層されている。
【００１５】
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している。
【００１６】
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。
【００１７】
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１０，２０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。なお、共通電極２０には、画面周囲部に設けられた銀ペースト等からなる電極転移材（トランスファ：図示せず）を介して、アクティブマトリクス基板２から電圧を印加することが可能である。
【００１８】
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。
【００１９】
カラーフィルタ層１５は、画素電極１０に対応して設けられた赤色の着色層１５Ｒと緑色の着色層１５Ｇと青色の着色層１５Ｂとで構成されている。このカラーフィルタ層１５には、柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置に孔，好ましくは貫通孔，が設けられている。着色層１５Ｒ〜１５Ｂ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。
【００２０】
周縁遮光層１６Ａ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１６Ａ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若しくは感光性樹脂と複数種の着色顔料或いは着色染料等の混合物を用い、フォトリソグラフィ技術を利用して形成され得る。
【００２１】
を用いて形成することができる。
【００２２】
柱状スペーサ１６Ｂは、透明基板１３のカラーフィルタ層１５などが形成された面に設けられている。これら柱状スペーサ１６Ｂは遮光性であり、それらの一方の端部でカラーフィルタ層１５に設けられた孔を埋め込んでいる。柱状スペーサ１６Ｂは、周縁遮光層１６Ａと同材料で同時に形成され得る。
【００２３】
上述した液晶表示装置１は、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、一方の主面に配線及びスイッチング素子７が形成された透明基板６を準備する。次に、透明基板２のスイッチング素子７等が形成された面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、コンタクトホールが設けられた絶縁層８を形成する。次いで、透明基板６の絶縁層８を形成した面に、スパッタリング法などにより透明導電膜を形成する。さらに、この透明導電膜をパターニングすることにより画素電極１０を得る。
【００２４】
その後、透明基板６の画素電極１０を形成した面に、例えばポリイミド等の透明樹脂からなる薄膜を形成し、これにラビング処理のような配向処理を施すことにより配向膜１１を得る。以上のようにして、アクティブマトリクス基板２を完成する。
【００２５】
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、透明基板１３の一方の主面に、フォトリソグラフィ技術を用いて、赤色の着色層１５Ｒ、緑色の着色層１５Ｇ、及び青色の着色層１５Ｂを順次形成する。これにより、カラーフィルタ層１５を得る。なお、カラーフィルタ層１５の柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置には、孔，好ましくは貫通孔，を設ける。
【００２６】
次に、カラーフィルタ層１５上に、スパッタリング法などにより、透明導電層である共通電極２０を形成する。なお、本実施形態において、共通電極２０は、カラーフィルタ層１５を形成した後であり且つ配向膜２１を形成する前であれば何時形成してもよい。
【００２７】
続いて、共通電極２０上に、周縁遮光層１６Ａ及び柱状スペーサ１６Ｂを形成するための塗工液を塗布する。なお、この塗工液としては、例えば、光硬化性樹脂のような感光性樹脂と、黒色の顔料或いは染料のような色材と、溶剤とを含有する混合物を用いることができる。次いで、塗膜を乾燥させることにより得られた有機膜を所定の露光マスクを介して露光し、さらに現像することによってパターニングする。この露光は、カラーフィルタ層１５の孔が設けられた位置に柱状スペーサ１６Ｂが形成されるように行う。その後、パターニングした有機膜をベークすることにより、遮光パターンとして、周縁遮光層１６Ａ及び柱状スペーサ１６Ｂを得る。
【００２８】
さらに、透明基板１３の周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂを形成した面に、上述したのと同様の方法により配向膜２１を形成する。以上のようにして、対向基板３を完成する。
【００２９】
その後、アクティブマトリクス基板２の画素電極１０が形成された面の周縁部或いは対向基板３の共通電極２０が形成された面の周縁部の何れかに、液晶材料を注入するための注入口が残されるように接着剤２５を塗布する。次いで、それら基板２，３を貼り合わせることにより液晶セルを形成する。その後、この液晶セルに注入口から液晶材料を注入して液晶層４を形成し、封止剤を用いて注入口を封止する。さらに、液晶セルの両面に偏光フィルム５を貼り付けることにより、図１に示す液晶表示装置１を得る。
【００３０】
さて、先に説明したように、紫外線硬化樹脂と色材とを含有した有機膜をフォトリソグラフィプロセスに供して遮光性の柱状スペーサ１６Ｂする場合、有機膜の深部では紫外線硬化樹脂の硬化が不十分となる。そのため、柱状スペーサ１６Ｂの断面は逆テーパ状となる。
【００３１】
柱状スペーサ１６Ｂをカラーフィルタ層１５のアクティブマトリクス基板２との対向面上に形成した場合、柱状スペーサ１６が逆テーパ状の断面形状を有していると、柱状スペーサ１６とその下地との接触面積が小さく、ラビング処理などの際に柱状スペーサ１６がカラーフィルタ層１５から剥離し易い。このようなスペーサの欠落を生じた場合、もはや均一なセルギャップを実現することはできない。
【００３２】
これに対し、本実施形態では、上記の通り、柱状スペーサ１６Ｂを、それらの一端がカラーフィルタ層１５に設けられた孔を埋め込むように形成する。このような構造を採用すると、柱状スペーサ１６Ｂをカラーフィルタ層１５のアクティブマトリクス基板２との対向面上に形成した場合に比べ、柱状スペーサ１６Ｂと下地との接触面積を大幅に増加させることができる。そのため、ラビング処理などの際に柱状スペーサ１６がカラーフィルタ層１５から剥離するのを抑制することができる。
【００３３】
なお、このような構造を採用した場合、柱状スペーサ１６Ｂは、有機膜の深部，特にはカラーフィルタ層１５に設けた孔内に位置する部分，で、紫外線硬化樹脂の硬化が不十分となる可能性がある。
【００３４】
しかしながら、有機膜のカラーフィルタ層１５に設けた孔内に位置する部分は、その周囲をカラーフィルタ層１５によって囲まれているため、現像液への溶解は生じ難い。特に、柱状スペーサ１６Ｂの液晶層４内に位置した部分のうちカラーフィルタ層１５に最も近い位置における径がカラーフィルタ層１５に設けた孔の開口径よりも大きくなるように設計した場合、有機膜のカラーフィルタ層１５に設けた孔内に位置する部分は現像液に接触し得ない。したがって、このような構造を採用すると、柱状スペーサ１６Ｂの欠落をより良好に防止することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２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２に示す液晶表示装置１は、アクティブマトリクス基板２に絶縁層８を設けずに、カラーフィルタ層１５並びに周縁遮光層１６Ａ及び柱状スペーサ１６Ｂを対向基板３ではなくアクティブマトリクス基板２に設けたこと以外は図１に示す液晶表示装置１と同様の構造を有している。
【００３６】
すなわち、図２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、カラーフィルタ層１５、周縁遮光層１６Ａ、及び柱状スペーサ１６Ｂが形成され、カラーフィルタ層１５上には画素電極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、共通電極２０及び配向膜２１が順次積層されている。このような構造を採用すると、第１の態様で説明したのと同様の効果が得られるのに加え、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを貼り合せる際に高精度な位置合わせが不要となる。
【００３７】
ところで、図１に示す構造では、透明基板６，１３間の間隔は、絶縁層８の厚さと柱状スペーサ１６Ｂの高さとの和にほぼ等しい。また、周縁遮光層１６Ａの厚さは、柱状スペーサ１６Ｂの高さとほぼ等しい。そのため、通常、周縁遮光層１６Ａと透明基板６とは、絶縁層８の厚さにほぼ等しい間隔で離間している。したがって、周縁遮光層１６Ａを透明基板６，１３の周縁部に沿って周回させたとしても、周縁遮光層１６Ａが接着剤層２５に設けた注入口を塞ぐおそれは低い。しかしながら、この場合、液晶材料を注入するための流路が狭くなり、液晶材料の注入に長時間を要することがある。
【００３８】
また、図２に示す構造では、透明基板６，１３間の間隔は、柱状スペーサ１６Ｂの高さにほぼ等しい。そのため、周縁遮光層１６Ａと透明基板６とは互いに接触するか、或いは、離間していたとしてもその間隔は僅かである。したがって、図２に示す構造で、周縁遮光層１６Ａを透明基板６，１３の周縁部に沿って周回させた場合、周縁遮光層１６Ａが接着剤層２５に設けた注入口を塞いでしまい、液晶セルに液晶材料を注入することが困難となる。
【００３９】
したがって、図１や図２に示す構造を採用する場合、周縁遮光層１６Ａには、接着剤層２５に設けた注入口と隣接して欠落部を設けることが望まれるが、そのような欠落部を周縁遮光層１６Ａに設けると、その欠落部で光漏れを生じるおそれがある。このような光漏れは、例えば、以下の構造を採用することにより抑制可能である。
【００４０】
図３（ａ）は、図１及び図２に示す液晶表示装置１で採用可能な構造の一例を概略的に示す平面図である。また、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す構造のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）に示す構造のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図３（ａ）乃至（ｃ）では、簡略化のため、以下の説明に必要な構成要素のみを描いている。
【００４１】
図３（ａ）乃至（ｃ）に示す構造では、周縁遮光層１６Ａに、図示しない接着剤層の注入口と隣接して欠落部が設けられている。この欠落部，すなわち周縁遮光層１６Ａの両端に挟まれた部分，には、カラーフィルタ層１５を構成しているのと同様の着色層１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇが並置されている。また、この欠落部に並置された着色層１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇは透明基板１３から十分に離間している。図３（ａ）乃至（ｃ）に示す構造では、このような構成により、欠落部の透過率を低減して光漏れを抑制可能とするとともに、液晶材料を注入するための流路を十分に確保している。
【００４２】
図１及び図２に示す液晶表示装置１では、欠落部の透過率をさらに低減するために、以下の構造を採用してもよい。
図４は、図１及び図２に示す液晶表示装置１で採用可能な構造の他の例を概略的に示す断面図である。なお、以下に図４を参照して説明する構造は、上記の欠落部に着色層１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇを並置する代わりに、着色層１５Ｂと着色層１５Ｒ，１５Ｇとを積層したこと以外は、図３（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明した構造と同様である。また、図４に示す断面は、図３（ａ）に示す構造のＢ−Ｂ線に沿った断面に相当している。
【００４３】
図４に示す構造では、周縁遮光層１６Ａの欠落部全体に青色の着色層１５Ｂが設けられており、その上に赤色の着色層１５Ｒと緑色の着色層１５Ｇとが並置されている。着色層１５Ｂと着色層１５Ｒとが重なり合った部分や着色層１５Ｂと着色層１５Ｇとが重なり合った部分では、着色層１５Ｂのみが設けられている部分に比べて透過率が低い。したがって、図１や図２に示す液晶表示装置１に図４の構造を採用した場合、図３（ａ）乃至（ｃ）の構造を採用した場合に比べて、欠落部における光漏れをより効果的に抑制することができる。
【００４４】
図４に示す構造では、上記の通り、欠落部全体に第１層として青色の着色層１５Ｂを設け、その上に第２層として赤色の着色層１５Ｒと緑色の着色層１５Ｇとを並置した。この第２層は、図４に示すように部分的に欠落していてもよく、或いは、連続膜の形態であってもよい。前者は、液晶材料を速い速度で注入する観点で後者に比べて有利である。また、後者は、光漏れを抑制する観点で前者に比べて有利である。
【００４５】
図４に示す構造において、上記の第１層は青色の着色層１５Ｂであることが望ましい。青色は赤色や緑色に比べて視感度が低いため、観察者が光漏れを感知する可能性は第１層を青色の着色層１５Ｂとした場合に最も低くなる。
【００４６】
なお、欠落部の透過率を低減するために設ける着色層は、カラーフィルタ層１５を構成している着色層１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇでなくてもよい。例えば、周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂなどとは別に上記の欠落部を覆う遮光層を設けてもよい。製造プロセスを簡略化する観点では、着色層１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇを利用したほうが有利である。また、光漏れを抑制する観点では、周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂなどとは別に上記の欠落部を覆う遮光層を設けたほうが有利である。
【００４７】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、カラーフィルタ層１５と周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂとを同一基板上に形成したが、カラーフィルタ層１５を形成する基板と周縁遮光層１６Ａを形成する基板とは異なっていてもよい。例えば、図１に示す構造において、周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂをアクティブマトリクス基板２に設けることができる。この場合、絶縁層８の柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置に孔を設けるとともに、柱状スペーサ１６Ｂをそれらの一端が絶縁層８に設けた孔を埋め込むように形成すればよい。
【００４８】
また、第１及び第２の実施形態では、周縁遮光層１６Ａと柱状スペーサ１６Ｂとを同一基板上に形成したが、周縁遮光層１６Ａを形成する基板と柱状スペーサ１６Ｂを形成する基板とは異なっていてもよい。但し、周縁遮光層１６Ａと柱状スペーサ１６Ｂとを同一基板上に形成した方が、製造プロセスを簡略化するうえで有利である。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５０】
（実施例１）
図１に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、ガラス基板６上に通常の方法により配線及びＴＦＴ７を形成した。次に、基板６のＴＦＴ７などを形成した面に紫外線硬化型の樹脂を塗布し、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、貫通孔を有する絶縁層８を形成した。さらに、この絶縁層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、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、それぞれ絶縁層８に設けた貫通孔を介してＴＦＴのソース電極と接続されるように形成した。その後、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５００Å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としてＸＧＡ形のＴＦＴアレイ基板を完成した。
【００５１】
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３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／ｃｍ^２となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。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秒間現像することにより、赤色の着色層１５Ｒを形成した。
【００５２】
次いで、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１５Ｒに関して説明したのと同様の方法により、緑色の着色層１５Ｇ及び青色の着色層１５Ｂを順次形成した。なお、青色の着色層１５Ｂは、後で説明する周縁遮光層１６Ａの欠落部に対応した位置及びその近傍にも形成した。以上のようにして、柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置に貫通孔が設けられたカラーフィルタ層１５を得た。
【００５３】
次に、カラーフィルタ層１５上に、共通電極２０として、スパッタリング法を用いて厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成した。
その後、基板１３の共通電極２０を形成した面に、感光性アクリル黒色樹脂ＮＮ７００（ＪＳＲ社製）をスピナーを用いて塗布した。このようにして形成した塗膜を９０℃で１０分間乾燥させたのち、そ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３００ｍＪ／ｃｍ^２となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。上述した条件で露光を終えた後、ｐＨ１１．５のアルカリ水溶液を用いて上記塗膜を現像し、さらに、２００℃で６０分間焼成することにより、周縁遮光層１６Ａと柱状スペーサ１６Ｂとを同時に形成した。なお、ここでは、周縁遮光層１６Ａには欠落部を設け、柱状スペーサ１６Ｂはそれらの一端がカラーフィルタ層１５の貫通孔を埋め込むように形成した。
【００５４】
次に、基板１３の周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂを形成した面に、配向膜材料であるＡＬ−３０４６（ＪＳＲ社製）を５００Å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。
【００５５】
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１４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材（図示せず）上に形成した。
【００５６】
その後、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを、それらの配向膜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空のセルを形成した。このセル中に誘電率異方性が正の液晶材料であるＺＬＩ−４７９２（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のそれぞれに偏光フィルム５を貼り付けた。
【００５７】
次に、以上のようにして得られた液晶表示装置１の表示性能等について調べた。その結果、この液晶表示装置１では、柱状スペーサ１６Ｂの欠落は殆ど生じておらず、セルギャップの均一性が非常に高かった。すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの欠落に起因した不具合が大幅に低減され、高い歩留まりを実現することができた。また、この液晶表示装置１では、表示ムラなどは視認されず、良好な表示品位を実現することができた。
【００５８】
（実施例２）
図２に示す液晶表示装置１を以下の方法により作製した。
まず、ガラス基板６上に通常の方法により配線及びＴＦＴ７を形成した。次に、基板６のＴＦＴ７などを形成した面に、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／ｃｍ^２となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。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秒間現像することにより、赤色の着色層１５Ｒを形成した。
【００５９】
次いで、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１５Ｒに関して説明したのと同様の方法により、緑色の着色層１５Ｇ及び青色の着色層１５Ｂを順次形成した。なお、青色の着色層１５Ｂは、後で説明する周縁遮光層１６Ａの欠落部に対応した位置及びその近傍にも形成した。以上のようにして、柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置及びＴＦＴ７のソース電極の位置に貫通孔が設けられたカラーフィルタ層１５を得た。
【００６０】
次いで、このカラーフィルタ層１５上に、スパッタリング法を用いて厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成し、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、それぞれカラーフィルタ層１５に設けた貫通孔を介してＴＦＴのソース電極と接続されるように形成した。
【００６１】
その後、基板６の画素電極１０を形成した面に、感光性アクリル黒色樹脂ＮＮ７００（ＪＳＲ社製）をスピナーを用いて塗布した。このようにして形成した塗膜を９０℃で１０分間乾燥させたのち、そ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３００ｍＪ／ｃｍ^２となるように波長３６５ｎｍの紫外線を照射した。上述した条件で露光を終えた後、ｐＨ１１．５のアルカリ水溶液を用いて上記塗膜を現像し、さらに、２００℃で６０分間焼成することにより、周縁遮光層１６Ａと柱状スペーサ１６Ｂとを同時に形成した。なお、ここでは、周縁遮光層１６Ａには欠落部を設け、柱状スペーサ１６Ｂはそれらの一端がカラーフィルタ層１５の貫通孔を埋め込むように形成した。
【００６２】
次に、基板６の周縁遮光層１６Ａや柱状スペーサ１６Ｂ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としてＸＧＡ形のＴＦＴアレイ基板を完成した。
【００６３】
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３を作製した。すなわち、まず、ガラス基板１３上に、共通電極２０として、スパッタリング法を用いて厚さ１５００ÅのＩＴＯ膜を形成した。次に、この共通電極２０上に、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。
【００６４】
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１４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材（図示せず）上に形成した。
【００６５】
その後、アクティブマトリクス基板２と対向基板３とを、それらの配向膜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空のセルを形成した。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のそれぞれに偏光フィルム５を貼り付けた。
【００６６】
次に、以上のようにして得られた液晶表示装置１の表示性能等について調べた。その結果、この液晶表示装置１では、柱状スペーサ１６Ｂの欠落は殆ど生じておらず、セルギャップの均一性が非常に高かった。すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの欠落に起因した不具合が大幅に低減され、高い歩留まりを実現することができた。また、この液晶表示装置１では、表示ムラなどは視認されず、良好な表示品位を実現することができた。さらに、本実施例では、カラーフィルタ層１５をアクティブマトリクス基板２に設けたため、実施例１に比べて開口率を５％程度高めることができた。
【００６７】
（実施例３）
図３（ａ）乃至（ｃ）に示す構造を採用したこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す液晶表示装置１を作製した。この液晶表示装置１の表示性能等について調べたところ、柱状スペーサ１６Ｂの欠落は殆ど生じておらず、セルギャップの均一性が非常に高かった。すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの欠落に起因した不具合が大幅に低減され、高い歩留まりを実現することができた。また、この液晶表示装置１では、表示ムラなどは視認されず、良好な表示品位を実現することができた。さらに、この液晶表示装置１では、周縁遮光層１６Ａの欠落部における色付きは生じなかった。
【００６８】
（実施例４）
図４に示す構造を採用するとともに、着色層１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒをこの順に形成したこと以外は実施例１で説明したのと同様の方法により、図１に示す液晶表示装置１を作製した。この液晶表示装置１の表示性能等について調べたところ、柱状スペーサ１６Ｂの欠落は殆ど生じておらず、セルギャップの均一性が非常に高かった。すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの欠落に起因した不具合が大幅に低減され、高い歩留まりを実現することができた。また、この液晶表示装置１では、表示ムラなどは視認されず、良好な表示品位を実現することができた。さらに、この液晶表示装置１では、周縁遮光層１６Ａの欠落部における色付きは生じず、その遮光性は周縁遮光層１６Ａの遮光性と同等であった。なお、本例では、実施例１に比べ、液晶材料の注入に約２倍の時間を要したが、その時間は、製造上、全く問題のないレベルであった。
【００６９】
（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１は、カラーフィルタ層１５の柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置に貫通孔が設けられていないこと，すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの一端がカラーフィルタ層１５の貫通孔を埋め込んだ構造を有していないこと，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、カラーフィルタ層１５の柱状スペーサ１６Ｂに対応した位置に貫通孔を設けなかったこと以外は実施例１で説明したのとほぼ同様の方法により図５に示す液晶表示装置１を作製した。
【００７０】
この液晶表示装置１の表示性能等について調べたところ、高い頻度で柱状スペーサ１６Ｂの欠落を生じており、セルギャップの均一性は低かった。すなわち、柱状スペーサ１６Ｂの欠落に起因した不具合を生じ、歩留まりは非常に低かった。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、遮光性の柱状スペーサの下地に孔を設けるとともに、その孔を柱状スペーサの一端で埋め込む。これにより、柱状スペーサの欠落を抑制可能となる。
すなわち、本発明によると、遮光性の柱状スペーサが欠落し難い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】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３】（ａ）は図１及び図２に示す液晶表示装置で採用可能な構造の一例を概略的に示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す構造のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）に示す構造のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図４】図１及び図２に示す液晶表示装置で採用可能な構造の他の例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
１５…カラーフィルタ層
１５Ｂ，１５Ｒ，１５Ｇ…着色層
１６Ａ…周縁遮光層
１６Ｂ…柱状スペーサ
２０…共通電極
２１…配向膜
２５…接着剤層

Claims

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基板との対向面に形成され且つ孔が設けられた絶縁層と、
前記第１及び第２基板間に介在して前記第１及び第２基板間の間隔を一定に保つとともに前記絶縁層に設けられた前記孔を一方の端部で埋め込んだ遮光性の柱状スペーサと、
前記絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた第２電極と、
前記第１及び第２電極間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
前記第１基板の前記第２基板との対向面の周縁部上に設けられた周縁遮光層をさらに具備し、前記柱状スペーサの材料と前記周縁遮光層の材料とは同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記絶縁層はカラーフィルタ層であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
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基板との対向面に形成され且つ孔が設けられた絶縁層と、
前記第１及び第２基板間に介在して前記第１及び第２基板間の間隔を一定に保つとともに前記絶縁層に設けられた前記孔を一方の端部で埋め込んだ遮光性の柱状スペーサと、
前記絶縁層上に設けられた第１電極と、
前記第２基板の前記第１基板との対向面に設けられた第２電極と、
前記第１及び第２基板の対向面周縁部に介在して前記第１及び第２基板同士を貼り合せるとともに前記第１及び第２基板間に密閉された空間を形成した接着剤層と、
前記第１及び第２基板の対向面周縁部であって前記接着剤層の内周に沿って設けられた周縁遮光層と、
前記密閉された空間を満たした液晶材料からなる液晶層とを具備し、
前記接着剤層には前記密閉された空間とその外部の空間とを連絡する開口部が設けられ、前記周縁遮光層は前記開口部と隣接した部分が欠落し、前記周縁遮光層が欠落した部分には着色層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
前記周縁遮光層は前記第１基板の前記第２基板との対向面周縁部上に設けられ、前記柱状スペーサの材料と前記周縁遮光層の材料とは同一であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記絶縁層はカラーフィルタ層であり、前記着色層の少なくとも一部の材料と前記カラーフィルタ層の少なくとも一部の材料とは同一であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
前記第１電極は画素電極であり、前記第２電極は共通電極であり、前記第１基板と前記絶縁層との間に介在し且つ前記画素電極の電位を制御するスイッチング素子をさらに具備したことを特徴とする請求項１または請求項４に記載の液晶表示装置。