JP2004219529A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の低下を招くことなく、安価でしかも表示品位の優れた液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】一対の基板１００及び２００間に液晶層３００を挟持して構成された液晶表示装置において、画像を表示する表示領域１０２の画素ＰＸ毎に配置されたカラーフィルタ層２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂと、表示領域１０２の外周に沿って配置された遮光層ＳＰと、一対の基板間に所定のギャップを形成する柱状スペーサ３１と、遮光層ＳＰ及び柱状スペーサ３１の表面を被覆するオーバコート層３５と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、顔料や染料を含有する樹脂によって形成された柱状スペーサを有する液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状に配置された画素を備え、電極を有する一対の基板間に液晶層を挟持して構成されている。すなわち、一方の基板は、互いに直交するように配列された走査線及び信号線と、走査線と信号線との交差部近傍に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、画素毎にＴＦＴに接続された画素電極と、を備えてアクティブマトリクス基板を構成する。また、他方の基板は、複数の画素に共通の対向電極を有し、さらに、画素毎に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層からなるカラーフィルタ層を備えている。これらの一対の基板間には、プラスティックビーズなどのスペーサが配置され、基板間のギャップを保持している。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、カラーフィルタ層をアクティブマトリクス基板上に形成することによって高い開口率を得る方式や、フォトリソグラフィプロセスによって柱状スペーサを一方の基板の一主面上に形成して均一なギャップを保つ方式などが提案されている。
【０００４】
また、これらの方式でさらなるコスト低減を図るために、柱状スペーサを、複数のカラーフィルタ層を積層して形成したり、表示領域周辺に配置される遮光層と同一材料で形成することによって工程数を削減する方式も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３１７５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラーフィルタ層や遮光層は、当然のことながら顔料または染料を含有した感光性樹脂によって形成されている。このような感光性樹脂を用いて柱状スペーサを形成した場合、ブラシを用いた洗浄工程や液晶配向のためのラビング工程などにおいて柱状スペーサの表面が削られやすい。
【０００７】
すなわち、柱状スペーサの表面から削られた感光性樹脂が完全に除去できずに基板表面に残ってしまった場合、感光性樹脂に含まれる顔料や染料が液晶層に悪影響を与え、表示不良を発生するおそれがある。このような表示不良は、表示品位の低下を招くとともに、表示装置としての信頼性の低下を招くことになる。
【０００８】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、信頼性の低下を招くことなく、安価でしかも表示品位の優れた液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の様態による液晶表示装置は、
一対の基板間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
画像を表示する表示領域の画素毎に配置されたカラーフィルタ層と、
前記表示領域の外周に沿って配置された遮光層と、
前記一対の基板間に所定のギャップを形成する柱状スペーサと、
前記遮光層及び前記柱状スペーサの表面を被覆するオーバコート層と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明の第２の様態による液晶表示装置の製造方法は、
一対の基板間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法において、
画像を表示する表示領域の画素毎にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記表示領域の外周に沿って遮光層を形成する工程と、
前記一対の基板間に所定のギャップを形成する柱状スペーサを形成する工程と、
前記遮光層及び前記柱状スペーサの表面を被覆するオーバコート層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、この実施の形態に係る液晶表示装置、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶表示パネル１０を備えている。この液晶表示パネル１０は、アレイ基板１００と、このアレイ基板１００に対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１００と対向基板２００との間に配置された液晶層３００とを備えている。これらアレイ基板１００と対向基板２００とは、液晶層３００を挟持するための所定のギャップを形成しつつシール部材１０６によって貼り合わせられている。液晶層３００は、アレイ基板１００と対向基板２００との間に封入された液晶組成物によって構成されている。
【００１３】
このような液晶表示パネル１０において、画像を表示する表示領域１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。表示領域１０２の周縁は、額縁状に形成された遮光層ＳＰによって遮光されている。
【００１４】
表示領域１０２において、アレイ基板１００は、図２に示すように、ｍ×ｎ個の画素電極１５１、ｍ本の走査線Ｙ１〜Ｙｍ、ｎ本の信号線Ｘ１〜Ｘｎ、ｍ×ｎ個のスイッチング素子１２１を有している。一方、表示領域１０２において、対向基板２００は、対向電極２０４を備えている。
【００１５】
画素電極１５１は、表示領域１０２においてマトリクス状に配置されている。走査線Ｙは、これら画素電極１５１の行方向に沿って配列されている。信号線Ｘは、これら画素電極１５１の列方向に沿って配列されている。スイッチング素子１２１は、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型の薄膜トランジスタすなわち画素ＴＦＴであり、画素電極１５１に対応して走査線Ｙ及び信号線Ｘの交差部近傍に配置されている。対向電極２０４は、すべての画素ＰＸに対して共通に配置されており、液晶層３００を介してｍ×ｎ個の画素電極１５１すべてに対向する。
【００１６】
表示領域１０２周辺の周辺領域１０４において、アレイ基板１００は、走査線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する駆動ＴＦＴを含む走査線駆動回路１８、信号線Ｘ１〜Ｘｎを駆動する駆動ＴＦＴを含む信号線駆動回路１９などを有している。これら走査線駆動回路１８及び信号線駆動回路１９に含まれる駆動ＴＦＴは、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型薄膜トランジスタ及びｐチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。
【００１７】
図１及び図２に示した液晶表示パネル１０は、例えばアレイ基板１００側から対向基板２００側に向けて選択的に光を透過する透過型である。このため、液晶表示装置は、図３に示すように、透過型の液晶表示パネル１０と、この液晶表示パネル１０を背面（アレイ基板１００の外面側）から照明するバックライトユニット４００と、を備えている。
【００１８】
図３に示した液晶表示装置の表示領域１０２において、アレイ基板１００は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板１１上に、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸにそれぞれ対応して形成された画素ＴＦＴ１２１、画素ＰＸ毎に画素ＴＦＴ１２１を覆うように形成されたカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、カラーフィルタ層２４上に画素ＰＸ毎に配置された画素電極１５１、カラーフィルタ層２４上に形成された柱状スペーサ３１、複数の画素電極１５１全体を覆うように形成された配向膜１３Ａなどを備えている。また、アレイ基板１００は、周辺領域１０４において、表示領域１０２の外周を取り囲むように配置された遮光層ＳＰを備えている。
【００１９】
カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び赤色（Ｒ）の顔料または染料を含有した感光性樹脂によって形成されている。各カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、それぞれ対応する色の画素ＰＸ毎に配置され、緑色、青色、及び赤色の各色成分の光をそれぞれ透過させる。
【００２０】
画素電極１５１は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透過性導電部材によって形成されている。各画素電極１５１は、これらカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を貫通するスルーホール２６を介して対応する画素ＴＦＴ１２１にそれぞれ接続されている。
【００２１】
各画素ＴＦＴ１２１は、図４に、より詳細な構造を示すように、ポリシリコン膜によって形成された半導体層１１２を有している。この半導体層１１２は、絶縁性基板１１上に配置されたアンダーコーティング層６０上に配置され、チャネル領域１１２Ｃの両側にそれぞれ不純物をドープすることによって形成されたドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを有している。
【００２２】
また、この画素ＴＦＴ１２１は、ゲート電極６３、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９を備えている。
【００２３】
ゲート電極６３は、走査線Ｙと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２を介して半導体層１１２に対向して配置されている。ドレイン電極８８は、信号線Ｘと一体に形成され、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７７を介して半導体層１１２のドレイン領域１１２Ｄに電気的に接続されることによって形成されている。
【００２４】
ソース電極８９は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７８を介して半導体層１１２のソース領域１１２Ｓに電気的に接続されることによって形成されている。また、ソース電極８９は、層間絶縁膜７６、ドレイン電極８８、及び、ソース電極８９を覆うカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に形成されたスルーホール２６を介して画素電極１５１に電気的に接続されている。
【００２５】
これにより、画素ＴＦＴ１２１は、走査線Ｙ及び信号線Ｘに接続され、走査線Ｙからの駆動電圧により導通し、信号線Ｘからの信号電圧を画素電極１５１に印加する。
【００２６】
画素電極１５１は、液晶容量ＣＬと電気的に並列な補助容量ＣＳを形成する補助容量素子に電気的に接続されている。すなわち、補助容量電極６１は、不純物ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。この補助容量電極６１は、半導体層１２１と同層のアンダーコーティング層６０上に配置されている。また、補助容量電極６１は、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通するコンタクトホール７９を介してコンタクト電極８０に電気的に接続されている。このコンタクト電極８０は、カラーフィルタ層２４を貫通するコンタクトホール８１を介して画素電極１５１に電気的に接続されている。これにより、画素ＴＦＴ１２１のソース電極８９、画素電極３０、及び補助容量電極６１は、同電位となる。一方、補助容量線５２は、その少なくとも一部がゲート絶縁膜６２を介して補助容量電極６１に対向配置され、所定電位に設定されている。
【００２７】
これら信号線Ｘ、走査線Ｙ、及び補助容量線５２等の配線部は、アルミニウムや、モリブデン−タングステンなどの遮光性を有する低抵抗材料によって形成されている。この実施の形態では、互いに略平行に配置された走査線Ｙ及び補助容量線５２は、モリブデン−タングステンによって形成されている。また、層間絶縁膜７６を介して走査線Ｙに対して略直交するように配置された信号線Ｘは、主にアルミニウムによって形成されている。また、信号線Ｘと一体のドレイン電極８８、ソース電極８９、及び、コンタクト電極８０も、信号線と同様にアルミニウムによって形成されている。
【００２８】
一方、図３に示すように、遮光層ＳＰは、光の透過を遮るために有色樹脂、例えば黒色の顔料または染料を含有した感光性樹脂によって形成されている。柱状スペーサ３１は、図３に示した例では、複数のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を積層することによって形成されている。また、柱状スペーサ３１は、図５に示したように、遮光層ＳＰと同一材料によって形成されてもよい。すなわち、柱状スペーサ３１は、顔料または染料を含有する感光性樹脂によって形成されている。これらの柱状スペーサ３１は、遮光性を有する配線部上に位置するように配置されている。配向膜１３Ａは、液晶層３００に含まれる液晶分子をアレイ基板１００に対して所定方向に配向する。
【００２９】
対向基板２００は、ガラス基板などの透明な絶縁性基板２１上に形成された対向電極２０４、この対向電極２０４を覆う配向膜１３Ｂなどを有している。対向電極２０４は、ＩＴＯ等の光透過性導電部材によって形成されている。配向膜１３Ｂは、液晶層３００に含まれる液晶分子を対向基板２００に対して所定方向に配向する。
【００３０】
液晶表示パネル１０におけるアレイ基板１００の外面には、偏光板ＰＬ１が設けられているとともに、対向基板２００の外面には、偏光板ＰＬ２が設けられている。
【００３１】
このような液晶表示装置において、バックライトユニット４００から出射された光は、液晶表示パネル１０をアレイ基板１００の外面側から照明する。液晶表示パネル１０におけるアレイ基板１００側の偏光板ＰＬ１を通過して液晶表示パネル１０の内部に入射した光は、液晶組成物３００を介して変調され、対向基板２００側の偏光板ＰＬ２によって選択的に透過される。これにより、液晶表示パネル１０の表示領域１０２に画像が表示される。
【００３２】
ところで、上述した液晶表示パネル１０においては、高い開口率を得るために、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び遮光層ＳＰは、アレイ基板１００側に形成されている。また、アレイ基板１００と対向基板２００との間に均一なギャップを形成するために、柱状スペーサ３１は、アレイ基板１００の主面上に形成されている。さらに、製造工程数を削減してコストの低減を図るために、柱状スペーサ３１は、カラーフィルタ層または遮光層ＳＰと同一材料によって形成されている。
【００３３】
このようなアレイ基板１００において、各画素ＰＸのカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の表面の大部分は、画素電極１５１によって覆われている。これに対して、柱状スペーサ３１を形成する着色樹脂の表面は露出している。また、遮光層ＳＰの表面は、ほぼ全体が露出している。つまり、画素電極１５１を除くアレイ基板１００の主表面は、顔料または染料を含有する感光性樹脂を露出していることになる。
【００３４】
このため、この状態で図６及び図７に示すように、ブラシを用いた洗浄工程を行うと、アレイ基板１００の主表面が擦られた際に、その表面から顔料や染料を含有する感光性樹脂が削られる。このようにして削られた感光性樹脂に含まれる顔料や染料は、後に注入される液晶層に悪影響を与え、表示不良を発生する原因となり、製造歩留まり低下の要因になる。また、その後、配向膜１３Ａを形成した後に行うラビング工程においても、配向膜１３Ａは非常に薄いため同様の不良が起こり得る。
【００３５】
そこで、図８に示すように、アレイ基板１００の主表面全体にオーバーコート層３５を形成した液晶表示パネルにおいては、感光性樹脂の削れを防止することができ、削られた感光性樹脂に含まれる顔料や染料による表示不良の発生を防止することができる。しかしながら、このような構造の液晶表示パネルでは、画素電極１５１と画素ＴＦＴ１２１との導通を取るために、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とオーバーコート層３５の２層についてスルーホール２６を形成する必要があるため、製造歩留まりの低下を招く。
【００３６】
これらの構成に対して、この実施の形態では、図３及び図５に示したように、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰの表面のみがオーバーコート層３５によって被覆されている。このオーバコート層３５は、顔料や染料を含有しない透明な感光性樹脂によって形成されている。つまり、アレイ基板１００の主表面において、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰを構成する顔料や染料を含有する着色樹脂は露出しない。
【００３７】
このため、図９及び図１０に示すように、洗浄工程やラビング工程において、アレイ基板１００の主表面から顔料や染料を含有する着色樹脂が削られることが無い。また、たとえオーバコート層３５を構成する透明感光性樹脂が削られたとしても、顔料や染料を含有していないため、後に注入される液晶層に悪影響を与えることがない。したがって、前述した表示不良の発生を防止することができる。
【００３８】
また、オーバーコート層３５は、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰの表面のみを被覆するように形成されている。このため、画素電極１５１と画素ＴＦＴ１２１との導通を取るためのスルーホール２６は、カラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のみに形成すればよく、高い製造歩留まりを実現できる。
【００３９】
次に、図３に示した構造の液晶表示パネル１０の製造方法について説明する。
【００４０】
アレイ基板１００の製造工程では、まず、ガラス基板１１上にアンダーコーティング層６０を形成した後、画素ＴＦＴ１２１などのポリシリコン半導体層１１２及び補助容量電極６１を形成する。続いて、ゲート絶縁膜６２を形成した後、走査線Ｙ、補助容量線５２、及び、走査線Ｙと一体のゲート電極６３などの各種配線を形成する。
【００４１】
続いて、ゲート電極６３をマスクとして、ポリシリコン半導体層１１２に不純物を注入し、ドレイン領域１１２Ｄ及びソース領域１１２Ｓを形成した後、基板全体をアニールすることにより不純物を活性化する。続いて、層間絶縁膜７６を形成した後、ゲート絶縁膜６２及び層間絶縁膜７６を貫通して各コンタクトホール７７、７８、７９を形成する。続いて、信号線Ｘを形成するとともに、信号線Ｘと一体に画素ＴＦＴ１２１のドレイン電極８８、ソース電極８９、及びコンタクト電極８０を形成する。
【００４２】
続いて、各色の画素毎に対応する色のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する。すなわち、スピンナーなどにより、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（株）製）を基板全面に塗布する。そして、このレジスト膜を、赤色画素に対応した部分に光が照射されるようなフォトマスクを介して３６５ｎｍの波長で１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。そして、このレジスト膜をＫＯＨの１％水溶液で２０秒間現像し、さらに水洗した後、焼成する。これにより、３．０μｍの膜厚を有する赤色カラーフィルタ層２４Ｒを形成する。
【００４３】
続いて、同様の工程を繰り返すことにより、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（株）製）からなる３．０μｍの膜厚を有する緑色カラーフィルタ層２４Ｇ、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（株）製）からなる３．０μｍの膜厚を有する青色カラーフィルタ層２４Ｂを形成する。
【００４４】
これらのカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の形成工程では、赤色カラーフィルタ層２４Ｒ、緑色カラーフィルタ層２４Ｇ、及び青色カラーフィルタ層２４Ｂを順に積層して柱状スペーサ３１を同時に形成する。この柱状スペーサ３１において、赤色カラーフィルタ層２４Ｒ上に形成された緑色カラーフィルタ層２４Ｇは、その底部において２０μｍ×２０μｍのサイズを有している。また、緑色カラーフィルタ層２４Ｇ上に形成された青色カラーフィルタ層２４Ｂは、その底部において１５μｍ×１５μｍのサイズを有している。また、これらのカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の形成工程では、直径２０μｍのスルーホール２６及びコンタクトホール８１も同時に形成する。
【００４５】
続いて、例えばスパッタ法により、５００オングストロームの膜厚を有するＩＴＯ膜を成膜した後に、所望の画素パターンにパターニングすることにより、画素電極１５１を形成する。
【００４６】
続いて、スピンナーなどにより、例えば黒色顔料を２０ｗｔ％添加した感光性アクリル樹脂レジストＮＮ６００（ＪＳＲ（株）製）を基板全面に所定の膜厚で塗布する。そして、この樹脂レジストを９０℃で１０分間乾燥した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、１００ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。そして、この樹脂レジストをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、表示領域１０２の周辺に遮光層ＳＰを形成する。
【００４７】
続いて、スピンナーなどにより、感光性アクリル透明樹脂レジストＮＮ６００（ＪＳＲ（株）製）を基板全面に所定の膜厚で塗布する。そして、この樹脂レジストを９０℃で１０分間乾燥した後に、所定のパターン形状のフォトマスクを用いて３６５ｎｍの波長で、４０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光する。そして、この樹脂レジストをｐＨ１１．５のアルカリ水溶液にて現像し、２００℃で６０分間焼成する。これにより、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰを被覆するオーバコート層３５を形成する。そして、この状態で洗浄を行う。これにより、アレイ基板１００が製造される。
【００４８】
一方、対向基板２００の製造工程では、まず、ガラス基板２１上に例えばスパッタ法により、５００オングストロームの膜厚を有するＩＴＯ膜を成膜し、対向電極２０４を形成する。これにより、対向基板２００が製造される。
【００４９】
液晶表示パネル１０の製造工程では、上述した製造工程により製造されたアレイ基板１００及び対向基板２００の表面に、垂直配向膜材料ＡＬ−３０４６（ＪＳＲ（株）製）を８００オングストロームの膜厚で塗布し、焼成し、配向膜１３Ａ及び１３Ｂを形成する。
【００５０】
続いて、シール部材１０６を液晶注入口３２を残して対向基板２００の外縁（配向膜１３Ｂの周辺）に沿って印刷塗布し、さらに、アレイ基板１００から対向電極２００に電圧を印加するための電極転移材をシール部材１０６の周辺の電極転移電極上に形成する。続いて、アレイ基板１００の配向膜１３Ａと対向基板２００の配向膜１３Ｂとが互いに対向するようにアレイ基板１００と対向基板２００とを配置し、加熱してシール部材１０６を硬化させて両基板を貼り合わせる。続いて、ＺＬＩ−１５６５（ＭＥＲＣＫ社製）などの液晶組成物を液晶注入口３２から注入し、さらに液晶注入口３２を紫外線硬化型樹脂などの封止部材３３によって封止することによって液晶層３００を形成する。
【００５１】
以上のような製造方法によって液晶表示パネル１０が製造される。本実施形態においては垂直配向方式のため、必ずしもラビング工程が必要ではないが、表示モードによっては配向膜１３Ａを形成した後にラビング工程を行っても良い。その場合にもオーバコート層３５により、不良を大幅に低減することができる。液晶表示装置における表示モードとしては、例えばＴＮ（ツイステッド ネマティック）モード、ＳＴ（スーパー ツイステッド ネマティック）モード、ＧＨ（ゲスト−ホスト）モード、ＥＣＢ（電界制御複屈折）モード、強誘電性液晶などが適用可能である。
【００５２】
このようにして製造したカラー液晶表示装置は、非常に優れた表示品位を有するとともに、２００パネルについて顔料または染料に起因する表示不良の発生の有無を調査したところ、皆無であった。
【００５３】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更が可能である。例えば、図５に示したように、柱状スペーサ３１を遮光層ＳＰと同一工程にて同一材料によって形成した液晶表示パネル１０においては、オーバコート層３５は、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰのそれぞれの表面を被覆するように設けられている。
【００５４】
このような構造を有するカラー液晶表示装置においても、非常に優れた表示品位を有するとともに、２００パネルについて顔料または染料に起因する表示不良の発生の有無を調査したところ、皆無であった。
【００５５】
また、上述した実施の形態では、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰは、ともにアレイ基板１００側に設けたが、ともに対向基板２００側に設けても良く、また、一方をアレイ基板１００側に設けて他方を対向基板２００側に設けるような構造としても良い。また、このとき、柱状スペーサ３１は、複数のカラーフィルタ層２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を積層することによって形成してもよいし、遮光層ＳＰと同一の有色樹脂によって形成しても良い。
【００５６】
いずれの構造の場合でも、着色樹脂が露出している部分、すなわち、柱状スペーサ３１及び遮光層ＳＰの表面は、顔料や染料など液晶層３００に悪影響を与える物質を含有しない材料によって形成されたオーバコート層３５によって被覆される。これにより、削れた感光性樹脂に含有される顔料や染料などに起因した表示不良の発生を防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。
【００５７】
（比較例１）
図３を用いて説明した実施の形態に係る液晶表示装置において、オーバコート層を設けない以外は全く同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の表示品位を評価したところ、２００パネル中に３パネルにおいて表示不良を発生した。これらの表示不良の発生原因を分析したところ、柱状スペーサが削れたことによる顔料に起因した表示不良であることが判明した。
【００５８】
（比較例２）
図３を用いて説明した実施の形態に係る液晶表示装置において、アレイ基板１００の主表面全体にオーバコート層３５を設けた以外は全く同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置の表示品位を評価したところ、２００パネル中に１２パネルにおいて輝点不良が発生した。この表示不良の発生原因を分析したところ、画素ＴＦＴ１２１と画素電極１５１との導通を取るためのスルーホール２６において、オーバコート層が十分に除去されておらず、画素ＴＦＴ１２１と画素電極１５１との接続不良が原因であることが判明した。
【００５９】
以上説明したように、この発明の液晶表示装置及びこの液晶表示装置の製造方法によれば、柱状スペーサは、複数のカラーフィルタ層を積層することによって形成されるか、または、遮光層と同一の材料によって形成される。すなわち、柱状スペーサは、複数のカラーフィルタ層の形成工程にて同時に形成るか、遮光層の形成工程にて同時に形成される。このため、柱状スペーサを形成するための別個の製造工程が不要であり、製造工程数を削減してコストを低減することができる。
【００６０】
柱状スペーサを複数のカラーフィルタ層の積層構造によって構成した場合、柱状スペーサとカラーフィルタ層とが同一基板上に設けられる。柱状スペーサ及びカラーフィルタ層をアレイ基板側に設けた場合、各画素に設けられたカラーフィルタ層は、その表面の大部分が画素電極によって被覆される。これに対して、柱状スペーサの表面は露出される。このため、柱状スペーサの表面は、オーバコート層によって被覆される。
【００６１】
また、柱状スペーサを遮光層と同一材料によって形成した場合、柱状スペーサと遮光層とが同一基板上に設けられる。柱状スペーサ及び遮光層は、その表面が露出されることになる。このため、柱状スペーサ及び遮光層の表面は、オーバコート層によって被覆される。
【００６２】
これら柱状スペーサ及び遮光層を被覆するオーバコート層は、顔料や染料を含有しない透明な感光性樹脂によって形成されている。このため、アレイ基板の主表面においては、顔料や染料を含有する着色樹脂が露出しない。したがって、洗浄工程やラビング工程において、アレイ基板の主表面から顔料や染料などを含有する着色樹脂が削られることが無い。これにより、液晶層に悪影響を与える物質に起因した表示不良の発生を防止することができ、良好な表示品位を実現することができる。
また、オーバーコート層は、柱状スペーサ及び遮光層の表面のみを被覆するように形成されている。このため、画素電極と画素ＴＦＴとの導通を取るためのスルーホールは、カラーフィルタ層のみに形成すればよく、高い製造歩留まりを実現できる。
したがって、信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００６３】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、信頼性の低下を招くことなく、安価でしかも表示品位の優れた液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの構造を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルの構成を概略的に示す回路ブロック図である。
【図３】図３は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示した液晶表示装置を構成するアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。
【図５】図５は、この発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、複数のカラーフィルタ層を積層することで形成した柱状スペーサを有するアレイ基板において、オーバコート層を設けなかった場合の着色樹脂の削れを説明するための図である。
【図７】図７は、遮光層と同一材料で形成した柱状スペーサを有するアレイ基板において、オーバコート層を設けなかった場合の着色樹脂の削れを説明するための図である。
【図８】図８は、複数のカラーフィルタ層を積層することで形成した柱状スペーサを有するアレイ基板において、基板全面にオーバコート層を設けた場合の製造歩留まりの低下を説明するための図である。
【図９】図９は、複数のカラーフィルタ層を積層することで形成した柱状スペーサを有するアレイ基板において、柱状スペーサ及び遮光層にオーバコート層を設けた構造を説明するための図である。
【図１０】図１０は、遮光層と同一材料で形成した柱状スペーサを有するアレイ基板において、柱状スペーサ及び遮光層にオーバコート層を設けた構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…液晶表示パネル
２４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カラーフィルタ層
３１…柱状スペーサ
３５…オーバコート層
１００…アレイ基板
１０２…表示領域
２００…対向基板
３００…液晶層
ＰＸ…画素
ＳＰ…遮光層

Claims (10)

1. 一対の基板間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置において、
   画像を表示する表示領域の画素毎に配置されたカラーフィルタ層と、
   前記表示領域の外周に沿って配置された遮光層と、
   前記一対の基板間に所定のギャップを形成する柱状スペーサと、
   前記遮光層及び前記柱状スペーサの表面を被覆するオーバコート層と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記柱状スペーサは、前記カラーフィルタ層と同一材料によって形成され、複数の前記カラーフィルタ層を積層することによって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記柱状スペーサは、前記遮光層と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記オーバコート層は、透明な感光性樹脂によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記画素毎に配置された前記カラーフィルタ層の表面を被覆する画素電極を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記一対の基板のうちの一方の基板は、行方向に配列された走査線と、列方向に配列された信号線と、前記走査線と前記信号線との交差部近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続されマトリクス状に配置された画素電極と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記一対の基板のうちの他方の基板は、すべての画素に共通の対向電極を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 一対の基板間に液晶層を挟持して構成された液晶表示装置の製造方法において、
   画像を表示する表示領域の画素毎にカラーフィルタ層を形成する工程と、
   前記表示領域の外周に沿って遮光層を形成する工程と、
   前記一対の基板間に所定のギャップを形成する柱状スペーサを形成する工程と、
   前記遮光層及び前記柱状スペーサの表面を被覆するオーバコート層を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. 前記柱状スペーサは、前記カラーフィルタ層と同時に形成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
10. 前記柱状スペーサは、前記遮光層と同時に形成されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。

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