JP2006106602A - Method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents
Method for manufacturing liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006106602A JP2006106602A JP2004296423A JP2004296423A JP2006106602A JP 2006106602 A JP2006106602 A JP 2006106602A JP 2004296423 A JP2004296423 A JP 2004296423A JP 2004296423 A JP2004296423 A JP 2004296423A JP 2006106602 A JP2006106602 A JP 2006106602A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- color filter
- filter layer
- manufacturing
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置の製造方法に係り、特に、液晶表示装置のカラー化を目的として画素電極を駆動するためのスイッチング素子が形成された基板表面にカラーフィルタ層を設けたカラーフィルタオンアレイ(COA)構造の液晶表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device, and in particular, a color filter on array in which a color filter layer is provided on a substrate surface on which switching elements for driving pixel electrodes are formed for the purpose of colorizing the liquid crystal display device. The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device having a (COA) structure.
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、OA機器、情報端末、時計、テレビなどの各種分野で利用されている。中でも薄膜トランジスタ(TFT)を用いた液晶表示装置は、その応答性の高さから携帯端末やコンピュータなど多くの情報を表示するモニタとして多用されている。 A flat display device typified by a liquid crystal display device is used in various fields such as an OA device, an information terminal, a clock, and a television by making use of features such as light weight, thinness, and low power consumption. Among them, a liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT) is widely used as a monitor for displaying a large amount of information such as a portable terminal and a computer because of its high responsiveness.
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表示画素を備え、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、アレイ基板は、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、表示画素毎にTFTに接続された画素電極と、を備えている。対向基板は、複数の表示画素に共通の対向電極を備えている。 An active matrix liquid crystal display device includes display pixels arranged in a matrix, and includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates having electrodes. That is, the array substrate is connected to the scanning line and the signal line arranged so as to be orthogonal to each other, the thin film transistor (TFT) disposed near the intersection of the scanning line and the signal line, and the TFT for each display pixel. And a pixel electrode. The counter substrate includes a counter electrode common to a plurality of display pixels.
また、カラー表示用液晶表示装置は、いずれか一方の基板に、画素毎に配置された赤(R)、緑(G)、青(B)にそれぞれ着色されたカラーフィルタ層を備えている。特に、カラーフィルタ層をアレイ基板側の各表示画素に配置したカラーフィルタオンアレイ(COA)構造は、高い開口率を得ることができる利点がある。 In addition, the liquid crystal display device for color display includes a color filter layer colored in red (R), green (G), and blue (B) arranged for each pixel on any one of the substrates. In particular, a color filter on array (COA) structure in which a color filter layer is arranged in each display pixel on the array substrate side has an advantage that a high aperture ratio can be obtained.
このような構成の一対の基板は、所定のセルギャップを形成した状態で貼り合わせられており、このような基板間のセルギャップに液晶層を保持している。セルギャップは、例えば、アレイ基板の主面上に配置した柱状スペーサによって形成される。このような柱状スペーサは、製造コストの低減を図るために、各表示画素に配置されるカラーフィルタ層や、有効表示部周辺に配置される黒色の遮光層などとともにフォトリソグラフィプロセスによって形成する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、このようなCOA構造を採用したアレイ基板においては、各表示画素の周縁部において、異なる色のカラーフィルタ層がそれぞれ重なりあっており、これらの部分では、段差部が形成される。これら段差部の形状や段差の大きさは、アレイ基板面内でバラツキを生じている。 However, in the array substrate adopting such a COA structure, the color filter layers of different colors overlap each other at the peripheral portion of each display pixel, and a step portion is formed in these portions. The shape of the stepped portion and the size of the step are varied in the array substrate surface.
このバラツキの原因は、(1)各カラーフィルタ層の膜厚精度(塗布装置による膜厚バラツキ起因)、(2)各カラーフィルタ層のパターニング精度(露光装置によるアライメント精度起因)、(3)カラーフィルタ層のエッジ形状の不均一性、などによるものである。 The causes of this variation are (1) film thickness accuracy of each color filter layer (due to film thickness variation by coating device), (2) patterning accuracy of each color filter layer (due to alignment accuracy by exposure device), (3) color This is due to the non-uniformity of the edge shape of the filter layer.
このようなばらつきを持った段差部が存在するカラーフィルタ層上に柱状スペーサを形成した場合、柱状スペーサの仕上り高さに差が生じてしまう。この結果、アレイ基板と対向基板を貼り合せた際に、均一なセルギャップを形成することができず、表示品位の低下を招くおそれがある。 When columnar spacers are formed on the color filter layer having such stepped portions having variations, a difference occurs in the finished height of the columnar spacers. As a result, when the array substrate and the counter substrate are bonded together, a uniform cell gap cannot be formed, and the display quality may be deteriorated.
また、アレイ基板と対向基板との間に均一なセルギャップを形成することができたとしても、柱状スペーサを形成していない段差部において段差の大きな部分では、必要なセルギャップを確保することができない。このため、液晶分子の配向異常を生じる場合があり、光抜けによるコントラストの低下を招くおそれがある。 Further, even if a uniform cell gap can be formed between the array substrate and the counter substrate, a necessary cell gap can be ensured in a stepped portion where the columnar spacer is not formed at a large stepped portion. Can not. For this reason, alignment abnormalities of the liquid crystal molecules may occur, and there is a possibility of causing a decrease in contrast due to light leakage.
近年、特に、有効表示部周辺の狭額縁化といった要求や、1表示画素の開口率の拡大といった要求が増しており、余裕のある画素設計が困難となっている。このため、柱状スペーサは、異なる色のカラーフィルタ層が重なり合った部分に配置せざるを得ず、このような部分での段差の影響が避けられない。 In recent years, in particular, there has been an increasing demand for a narrow frame around the effective display area and an increase in the aperture ratio of one display pixel, making it difficult to design a marginal pixel. For this reason, the columnar spacers must be arranged in the overlapping portions of the color filter layers of different colors, and the effect of the step in such portions is inevitable.
そこで、この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、柱状スペーサを配置する部分の平坦化が可能であり、均一なセルギャップを実現して表示品位を改善することができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to flatten the portion where the columnar spacer is arranged, and to realize a uniform cell gap to improve display quality. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device.
この発明の様態による液晶表示装置の製造方法は、
第1基板と第2基板との間に液晶層を保持した液晶表示装置の製造方法であって、
前記第1基板の製造方法は、
基板表面に絶縁膜を配置する工程と、
前記絶縁膜上に、マトリクス状の表示画素に対応した画素電極を配置する工程と、
前記画素電極をマスクとし、前記画素電極から露出した前記絶縁膜を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする。
A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes
A method of manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is held between a first substrate and a second substrate,
The manufacturing method of the first substrate is as follows:
Arranging an insulating film on the substrate surface;
Disposing a pixel electrode corresponding to a matrix-shaped display pixel on the insulating film;
Polishing the insulating film exposed from the pixel electrode using the pixel electrode as a mask;
It is characterized by including.
この発明によれば、柱状スペーサを配置する部分の平坦化が可能であり、均一なセルギャップを実現して表示品位を改善することができる液晶表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device that can flatten a portion where a columnar spacer is disposed and can realize a uniform cell gap to improve display quality.
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。 A method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル100を備えて構成されている。すなわち、液晶表示パネル100は、アレイ基板(第1基板)200と、対向基板(第2基板)400と、アレイ基板200と対向基板400との間に保持された液晶層410と、を備えている。この液晶表示パネル100は、画像を表示する有効表示部102を有している。この有効表示部102は、マトリクス状に配置された複数の表示画素PXによって構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
液晶表示パネル100において、アレイ基板200は、ガラスなどの光透過性の絶縁基板201を用いて形成される。このアレイ基板200は、有効表示部102において、絶縁基板201の一方の主面(表面)上に、マトリクス状に配置された複数の信号線X及び複数の走査線Yと、各表示画素PXにおける信号線Xと走査線Yとの交点近傍に配置されたスイッチ素子211と、各表示画素PXのスイッチ素子211にそれぞれ接続された画素電極213と、を備えている。
In the liquid
スイッチ素子211は、多結晶シリコン膜212を備えた薄膜トランジスタによって構成されている。この多結晶シリコン膜212は、チャネル領域212c、及び、このチャネル領域212cを挟んで配置されたソース領域212s及びドレイン領域212dを有している。スイッチ素子211のゲート電極215は、チャネル領域212c上にゲート絶縁膜214を介して配置され、走査線Yに接続されている(ここでは、ゲート電極215は走査線Yと一体的に形成されている)。スイッチ素子211のソース電極216sは、ソース領域212sに接続されているとともに画素電極213に接続されている。スイッチ素子211のドレイン電極216dは、ドレイン領域212dに接続されているとともに信号線Xに接続されている(ここでは、ドレイン電極216dは信号線Xと一体的に形成されている)。
The
画素電極213は、例えば、光透過性を有するITO(インジウム・ティン・オキサイド)やIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)導電性部材などによって形成されている。この画素電極213は、絶縁膜218上に配置されている。この絶縁膜218は、スイッチ素子211及び層間絶縁膜217を覆うように配置されている。また、この絶縁膜218は、画素電極213とスイッチ素子211のソース電極216sとを電気的に接続するためのコンタクトホールCHを有している。
The
配向膜219は、すべての画素電極213を覆うように有効表示部102の全面に配置されている。遮光層250は、アレイ基板200における有効表示部102の外側に額縁状に配置されている。この遮光層250は、遮光性を有する樹脂によって形成され、例えば黒色樹脂によって形成されている。柱状スペーサ104は、例えばアレイ基板200における少なくとも有効表示部102に配置されている。この柱状スペーサ104は、例えば遮光層250と同様の黒色樹脂によって形成されている。これら柱状スペーサ104及び遮光層250は、同一材料によって同一工程にて形成しても良い。これにより、柱状スペーサ104及び遮光層250をそれぞれ別個に形成した場合よりも製造工程数を削減することができる。
The
対向基板400は、ガラスなどの光透過性の絶縁基板401を用いて形成される。この対向基板400は、有効表示部102において、絶縁基板401の一方の主面(表面)上に、全表示画素PXに共通の対向電極403を備えている。この対向電極403は、全画素電極213に対向して配置され、例えばITOやIZOなどの光透過性を有する導電性部材によって形成されている。配向膜405は、対向電極403全体を覆うように有効表示部102の全面に配置されている。
The
上述した構成のアレイ基板200及び対向基板400は、柱状スペーサ104によって所定のセルギャップを形成した状態で、シール材106によって貼り合せられている。液晶層410は、これら基板間のギャップに封止された液晶組成物によって形成される。すなわち、液晶層410は、アレイ基板200側の配向膜219と、対向基板400側の配向膜405との間に保持されている。これにより、液晶層410に含まれる液晶分子は、配向膜219及び405により配向制御される。
The
液晶表示パネル100において、有効表示部102の周辺領域には、一体的に構成される駆動回路部110が配置されている。この駆動回路部110は、走査線Yの一端側に配置された走査線駆動回路部251、及び、信号線Xの一端側に配置された信号線駆動回路部261を備えている。走査線駆動回路部251は、各走査線Yに駆動信号(走査信号)を供給する。また、信号線駆動回路部261は、各信号線Xに駆動信号(映像信号)を供給する。これら走査線駆動回路部251及び信号線駆動回路部261は、有効表示部102内のスイッチ素子211と同様に多結晶シリコン膜を含む薄膜トランジスタによって構成されている。
In the liquid
また、液晶表示パネル100において、アレイ基板200の外面及び対向基板400の外面には、それぞれ液晶層410の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板220及び407が設けられている。すなわち、偏光板220は、アレイ基板200を構成する絶縁基板201の他方の主面(裏面)上に、粘着剤221によって貼り付けられている。また、偏光板407は、対向基板400を構成する絶縁基板401の他方の主面(裏面)上に、粘着剤406によって貼り付けられている。
Further, in the liquid
ところで、カラー表示対応の液晶表示装置においては、図3に示すように、絶縁膜218は、カラーフィルタ層CF(R、G、B)によって構成されている。なお、図3では、説明に不要な構成は図示していない。図3に示した例では、カラーフィルタ層CF(R、G、B)は、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたネガタイプのカラーレジストによって形成されており、それぞれ赤色、緑色、及び青色の各色成分の光を透過する。
By the way, in the liquid crystal display device for color display, as shown in FIG. 3, the insulating
各色のカラーフィルタ層CF(R、G、B)は、対応する色の表示画素PX毎に割り当てられている。すなわち、赤色カラーフィルタ層CFR、緑色カラーフィルタ層CFG、及び、青色カラーフィルタ層CFBは、それぞれ赤色表示画素PXR、緑色表示画素PXG、青色表示画素PXBに配置されている。 Each color filter layer CF (R, G, B) is assigned to each display pixel PX of the corresponding color. That is, the red color filter layer CFR, the green color filter layer CFG, and the blue color filter layer CFB are disposed in the red display pixel PXR, the green display pixel PXG, and the blue display pixel PXB, respectively.
このように表示画素PX(R、G、B)毎に対応する色のカラーフィルタ層CF(R、G、B)を配置した場合、各表示画素PX(R、G、B)の周縁すなわち隣接する表示画素の間における光漏れを抑制するなどの目的で、異なる色のカラーフィルタ層の周縁部が互いに重なり合っている。例えば、図3に示すように、各表示画素PX(R、G、B)は、遮光性を有する配線部(例えば信号線X、走査線Y、スイッチ素子211など)Wによって規定され、配線部Wで囲まれた内側に開口部APを有している。カラーフィルタ層CF(R、G、B)を各表示画素PX(R、G、B)に配置した場合、各表示画素PX(R、G、B)の周縁部つまり配線部W上において、異なる色のカラーフィルタ層CF(R、G、B)が互いに重なり合う。
Thus, when the color filter layer CF (R, G, B) of the color corresponding to each display pixel PX (R, G, B) is arranged, the peripheral edge of each display pixel PX (R, G, B), that is, adjacent to each other. The peripheral portions of the color filter layers of different colors are overlapped with each other for the purpose of suppressing light leakage between display pixels. For example, as shown in FIG. 3, each display pixel PX (R, G, B) is defined by a light-shielding wiring part (for example, signal line X, scanning line Y,
ここで、図3に示した例のように、緑色カラーフィルタ層CFG、青色カラーフィルタ層CFB、赤色カラーフィルタ層CFRの順に形成した場合には、青色カラーフィルタ層CFBの周縁部は、先に形成された緑色カラーフィルタ層CFGの周縁部に重なり、また、赤色カラーフィルタ層CFRの周縁部は、先に形成された緑色カラーフィルタ層CFG及び青色カラーフィルタ層CFBの周縁部に重なる。 Here, when the green color filter layer CFG, the blue color filter layer CFB, and the red color filter layer CFR are formed in this order as in the example shown in FIG. The peripheral edge of the formed green color filter layer CFG is overlapped, and the peripheral edge of the red color filter layer CFR overlaps the peripheral edge of the green color filter layer CFG and the blue color filter layer CFB formed earlier.
このようにカラーフィルタ層CF(R、G、B)が重なり合う表示画素PX(R、G、B)の周縁部では、周縁部で囲まれた内側の画素有効部より厚い膜厚となる。つまり、配線部W上に位置するカラーフィルタ層CF(R、G、B)の表面(セルギャップを形成する側の面)には、段差部BPが存在する。この段差部BPの大きさは、配線部Wの厚み分だけでなく、隣接するカラーフィルタ層が重ね合わせられた厚み分も含むことになる。 As described above, the peripheral portion of the display pixel PX (R, G, B) where the color filter layers CF (R, G, B) overlap each other has a thicker film thickness than the inner pixel effective portion surrounded by the peripheral portion. That is, the stepped portion BP exists on the surface (surface on the side where the cell gap is formed) of the color filter layer CF (R, G, B) located on the wiring portion W. The size of the stepped portion BP includes not only the thickness of the wiring portion W but also the thickness of the adjacent color filter layers superimposed.
このため、段差部BPの近傍では、セルギャップが不均一となり、また、液晶分子の配向に乱れが生じるおそれがある。また、柱状スペーサ104は、表示画素の開口率を犠牲にしないためにも、配線部W上すなわち段差部BP上に位置するようカラーフィルタ層CF(R、G、B)上に配置される場合がある。この場合、段差部BPの影響により、所望のセルギャップが得られないおそれがある。つまり、段差部BPは、コントラストなどの表示性能を低下する要因となる。
For this reason, the cell gap becomes non-uniform in the vicinity of the stepped portion BP, and the orientation of the liquid crystal molecules may be disturbed. Further, in order not to sacrifice the aperture ratio of the display pixel, the
そこで、この実施の形態では、カラーフィルタ層CF(R、G、B)表面の段差部BPを研磨することにより、平坦化している。すなわち、図4に示すように、配線部W上において、画素電極213から露出したカラーフィルタ層CF(R、G、B)は、O2アッシング(ashing)等のドライエッチング処理を施すことにより平坦化されている。つまり、先に形成され段差部BPが除去されている。
Therefore, in this embodiment, the step portion BP on the surface of the color filter layer CF (R, G, B) is polished to be flattened. That is, as shown in FIG. 4, the color filter layer CF (R, G, B) exposed from the
したがって、カラーフィルタ層CF(R、G、B)表面には段差部が存在しないため、段差部の存在に起因したセルギャップの不均一化や液晶分子の配向不良の発生を防止することが可能となる。 Accordingly, since there is no step on the surface of the color filter layer CF (R, G, B), it is possible to prevent the occurrence of nonuniform cell gaps and poor alignment of liquid crystal molecules due to the presence of the step. It becomes.
また、柱状スペーサ104は、配線部W上における平坦化されたカラーフィルタ層CF(R、G、B)表面に配置可能である。したがって、高い開口率を維持した状態で高さばらつきの少ない柱状スペーサを形成することができ、均一な所望のセルギャップを形成することが可能となる。これにより、表示品位を改善することができる。
The
次に、液晶表示装置の製造方法について説明する。なお、図5A乃至図5Eにおいては、説明に必要な構成のみを図示している。
まず、図5Aに示すように、絶縁基板201上において、金属膜及び絶縁膜の成膜とエッチングとを繰り返し行うことにより、走査線Yや信号線Xの他に、各表示画素PXに対応したスイッチ素子211などの配線部Wを形成する。
Next, a method for manufacturing a liquid crystal display device will be described. In FIGS. 5A to 5E, only the configuration necessary for the description is shown.
First, as shown in FIG. 5A, the metal film and the insulating film are repeatedly formed and etched on the insulating
続いて、図5Bに示すように、基板表面に絶縁膜218を配置する。すなわち、各種配線部Wを備えた絶縁基板201の表面に、絶縁膜218として、各表示画素PX(R、G、B)に対応した色に着色されたカラーフィルタ層CF(R、G、B)を配置する。このカラーフィルタ層CF(R、G、B)は、例えば以下のようにして形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, an insulating
まず、緑色の有機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)を、スピンナーなどにより、スイッチ素子211などの配線部Wを覆うように絶縁基板201の全面に塗布する。その後に、緑色表示画素PXG及びスイッチ素子211まで貫通するコンタクトホールCHに対応したパターンを有するフォトマスクを介して波長365nmの紫外光線を100mJ/cm2の露光量で露光する。そして、露光されたレジストをKOHの1%水溶液で20秒間現像した後、乾燥する。これにより、コンタクトホールCHを有した緑色カラーフィルタ層CFGが形成される。
First, an ultraviolet curable acrylic resin resist CG-2000 (manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.) in which a green organic pigment is dispersed is applied to the insulating
同様にして、青色の有機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)を用いて、コンタクトホールCHを有した青色カラーフィルタ層CFBが形成された後に、赤色の有機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)を用いて、コンタクトホールCHを有した赤色カラーフィルタ層CFRが形成される。この実施の形態では、カラーフィルタ層CF(R、G、B)の膜厚は3.0±0.3μmであった。 Similarly, after the blue color filter layer CFB having the contact hole CH is formed by using the UV curable acrylic resin resist CB-2000 (manufactured by Fuji Film Olin Co., Ltd.) in which the blue organic pigment is dispersed. The red color filter layer CFR having the contact hole CH is formed using an ultraviolet curable acrylic resin resist CR-2000 (Fuji Film Olin Co., Ltd.) in which a red organic pigment is dispersed. In this embodiment, the film thickness of the color filter layer CF (R, G, B) was 3.0 ± 0.3 μm.
このようにカラーフィルタ層CF(R、G、B)を形成することにより、各表示画素PX(R、G、B)の周縁部すなわち配線部W上において、隣接するカラーフィルタ層が互いに重なり合って段差部BPが形成される。 By forming the color filter layer CF (R, G, B) in this way, adjacent color filter layers overlap each other on the peripheral edge of each display pixel PX (R, G, B), that is, on the wiring portion W. A step portion BP is formed.
なお、ここでは、カラーフィルタ層CF(R、G、B)は、緑色カラーフィルタ層CFG、青色カラーフィルタ層CFB、赤色カラーフィルタ層CFRを順に形成したが、上述した形成順序に限らず、それぞれのカラーフィルタ層CF(R、G、B)の特性に応じて種々変更可能である。 Here, the color filter layer CF (R, G, B) is formed by sequentially forming the green color filter layer CFG, the blue color filter layer CFB, and the red color filter layer CFR. Various changes can be made according to the characteristics of the color filter layer CF (R, G, B).
また、樹脂レジストを露光するための露光装置としては、プロキシミティ露光装置が生産性の上からは好適であるが、この実施の形態では、カラーフィルタ層同士の重なりバラツキを小さくするため、アライメント精度の高いミラープロジェクション露光装置を用いた。この実施の形態では、配線部W上においてカラーフィルタ層CF(R、G、B)が重なり合うことによって生じた段差部BPの大きさ(段差)は、最大で1μmであった。 As an exposure apparatus for exposing a resin resist, a proximity exposure apparatus is preferable from the viewpoint of productivity, but in this embodiment, alignment accuracy is reduced in order to reduce overlap between color filter layers. A high mirror projection exposure apparatus was used. In this embodiment, the size (step) of the step portion BP generated by overlapping the color filter layers CF (R, G, B) on the wiring portion W is 1 μm at the maximum.
続いて、図5Cに示すように、カラーフィルタ層CF(R、G、B)上に、マトリクス状の表示画素PXに対応した画素電極213を配置する。すなわち、カラーフィルタ層CF(R、G、B)の表面にスパッタ法などにより画素電極用の金属膜例えばITO膜を1500オングストロームの膜厚で成膜する。このとき、コンタクトホールCHにもITO膜を充填する。その後、ITO膜を表示画素PXに対応した所望形状にパターニングすることにより、スイッチ素子211と電気的に接続された画素電極213が形成される。このとき、隣接する表示画素PX間の金属膜は除去される。つまり、ITO膜のパターニングによって画素電極213が形成されるが、表示画素周縁部ではカラーフィルタ層CF(R、G、B)は画素電極213によって覆われることはない。すなわち、表示画素PXの周縁部に沿ったカラーフィルタ層CF(R、G、B)の段差部BPは、画素電極213から露出することになる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C,
続いて、図5Dに示すように、画素電極213をマスクとし、画素電極213から露出した絶縁膜CF(R、G、B)を研磨する。すなわち、画素電極213を備えた基板表面をドライエッチング処理する。ここでは、O2アッシング(ashing)処理を施すことにより、隣接する画素電極213間から露出したカラーフィルタ層CF(R、G、B)が研磨される。すなわち、O2アッシング処理では、有機絶縁膜からなるカラーフィルタ層CF(R、G、B)は研磨されるが、ITOなどの金属膜からなる画素電極213は研磨されない。このため、画素電極213はマスクとして機能し、画素電極213によって覆われていないカラーフィルタ層CF(R、G、B)が研磨されることになる。これにより、配線部W上において段差部BPが除去され、画素電極213から露出した表示画素周縁部を平坦化することができる。この実施の形態では、段差部BPは、0.2μm程度の大きさまで除去された。
Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, the insulating film CF (R, G, B) exposed from the
続いて、図5Eに示すように、研磨された絶縁膜CF(R、G、B)上に、対向基板400との間に所定のセルギャップを形成するための柱状スペーサ104を形成する。すなわち、黒色樹脂レジストを塗布した後にパターニングすることにより、所定膜厚の遮光層250とともに所定高さを有する柱状スペーサ104が同時に形成される。この実施の形態では、柱状スペーサ104の底部(カラーフィルタ層との接触部)から先端部までの高さは、5.2μmであった。このとき、柱状スペーサ104の高さバラツキは、面内で±0.2μmであった。なお、柱状スペーサ104の高さはこの例に限るものではなく、仕様により任意に変更可能であることは言うまでもない。
続いて、配向膜材料を成膜した後に、必要に応じて所定の方向にラビング処理を行うことにより、配向膜219が形成される。このような製造工程により、アレイ基板200が製造される。
Subsequently, as shown in FIG. 5E,
Subsequently, after the alignment film material is formed, the
一方、絶縁基板401上における有効表示部102において、スパッタ法などによりITO膜を1500オングストロームの膜厚で成膜することにより、対向電極403が形成される。そして、配向膜材料を成膜した後に、必要に応じて所定の方向にラビング処理を行うことにより、配向膜405が形成される。
On the other hand, in the
続いて、有効表示部102を囲むように紫外線硬化型樹脂からなるシール材106を枠状に塗布形成する。そして、シール材106によって囲まれた内側に所定量の液晶材料を滴下する。その後、真空槽内において、アレイ基板200と対向基板400とを互いに接近する方向へ所定圧力で加圧しながら紫外線を照射することによりシール材106を硬化させ、アレイ基板200と対向基板400とを貼り合せる。これにより、配向膜219及び405により配向制御された液晶分子を含む液晶層410が形成される。
Subsequently, a sealing
続いて、アレイ基板200の外面すなわち絶縁基板201の外面に粘着剤221を介して偏光板220を接着するとともに、対向基板400の外面すなわち絶縁基板401の外面に粘着剤406を介して偏光板407を接着する。
Subsequently, the
以上の製造プロセスにより製造した液晶表示パネル100について、セルギャップを測定したところ、ギャップバラツキは±0.2μmであり、有効表示部102内においてほぼ均一なセルギャップを形成することができた。この液晶表示パネル100を用いて画像を表示したところ、表示ムラのない均質な表示品位を実現することができた。また、液晶分子の配向異常に起因した光抜けは観察されず、高いコントラストを実現することができた。
When the cell gap was measured for the liquid
以上詳述したように、この実施の形態によるCOA構造を採用した液晶表示装置においては、アレイ基板において、スイッチ素子を覆うように配置されたカラーフィルタ層を、後にカラーフィルタ層上に配置される画素電極をマスクとして、O2アッシング等により研磨する。これにより、先に形成した画素電極によって覆われてないカラーフィルタ層表面の段差部を除去することが可能となる。 As described above in detail, in the liquid crystal display device adopting the COA structure according to this embodiment, the color filter layer disposed so as to cover the switch elements is later disposed on the color filter layer in the array substrate. Polishing is performed by O 2 ashing or the like using the pixel electrode as a mask. This makes it possible to remove the stepped portion on the surface of the color filter layer that is not covered by the pixel electrode formed earlier.
すなわち、カラーフィルタ層同士が重なり合う部分に形成される段差部は、表示画素の周縁部である配線部W上に位置している。一方で、画素電極は、表示画素の周縁部より内側に独立して配置されている。つまり、段差部を形成するカラーフィルタ層は画素電極から露出されている。そこで、O2アッシング処理を行うことにより、金属膜からなる画素電極はエッチングされないが、絶縁膜からなる段差部はエッチングされるため、表示画素周縁部の平坦化が可能となる。このようにして平坦化された部分に柱状スペーサを形成することができたため、柱状スペーサ高さバラツキが低減され、均一なセルギャップを形成することができる。
したがって、段差部の存在に起因した課題を解消することができ、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。
That is, the step portion formed in the portion where the color filter layers overlap is located on the wiring portion W that is the peripheral portion of the display pixel. On the other hand, the pixel electrode is independently arranged on the inner side of the peripheral edge of the display pixel. That is, the color filter layer that forms the step portion is exposed from the pixel electrode. Therefore, by performing the O 2 ashing process, the pixel electrode made of the metal film is not etched, but the stepped part made of the insulating film is etched, so that the periphery of the display pixel can be flattened. Since the columnar spacer can be formed in the flattened portion in this manner, the variation in the height of the columnar spacer is reduced, and a uniform cell gap can be formed.
Therefore, it is possible to solve the problem due to the presence of the stepped portion, and it is possible to provide a liquid crystal display device with good display quality.
なお、この発明は、上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist of the invention in the stage of implementation. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
上述した実施の形態では、液晶表示パネルがアレイ基板側にバックライトユニットを備えた透過型であっても良いし、バックライトユニットを不要とし反射性金属部材によって画素電極を形成した反射型であっても良いし、さらには、各表示画素に光透過部と光反射部とがそれぞれ設けられた半透過型であっても良い。 In the embodiment described above, the liquid crystal display panel may be a transmissive type having a backlight unit on the array substrate side, or a reflective type in which the backlight unit is not required and the pixel electrode is formed by a reflective metal member. Further, it may be a transflective type in which each display pixel is provided with a light transmission part and a light reflection part.
また、上述した実施の形態では、セルギャップを形成するための柱状スペーサをアレイ基板と一体的に形成したが、上述したような製造方法を採用することにより、アレイ基板を高い精度で平坦化することが可能であるため、柱状スペーサの代わりに球状スペーサを散布することによっても所望のセルギャップを得ることが可能である。 In the above-described embodiment, the columnar spacer for forming the cell gap is formed integrally with the array substrate. However, by adopting the manufacturing method as described above, the array substrate is planarized with high accuracy. Therefore, it is possible to obtain a desired cell gap by spraying spherical spacers instead of columnar spacers.
1…液晶表示装置、100…液晶表示パネル、102…有効表示部、104…柱状スペーサ、200…アレイ基板、201…絶縁基板、211…スイッチ素子、213…画素電極、218…絶縁膜、219…配向膜、400…対向基板、401…絶縁基板、410…液晶層、PX(R、G、B)…表示画素、CF(R、G、B)…カラーフィルタ層、CH…コンタクトホール、W…配線部、BP…段差部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1基板の製造方法は、
基板表面に絶縁膜を配置する工程と、
前記絶縁膜上に、マトリクス状の表示画素に対応した画素電極を配置する工程と、
前記画素電極をマスクとし、前記画素電極から露出した前記絶縁膜を研磨する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is held between a first substrate and a second substrate,
The manufacturing method of the first substrate is as follows:
Arranging an insulating film on the substrate surface;
Disposing a pixel electrode corresponding to a matrix-shaped display pixel on the insulating film;
Polishing the insulating film exposed from the pixel electrode using the pixel electrode as a mask;
A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising:
研磨された前記絶縁膜上に、前記第2基板との間に所定ギャップを形成するための柱状スペーサを形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 The manufacturing method of the first substrate includes a polishing step,
2. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a step of forming a columnar spacer for forming a predetermined gap between the polished insulating film and the second substrate.
基板表面に、各表示画素に対応して配置されたスイッチ素子を覆うように前記カラーフィルタ層を配置する工程と、
前記カラーフィルタ層に前記スイッチ素子と前記画素電極とを電気的に接続可能なコンタクトホールを形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置の製造方法。 The insulating film arranging step includes
A step of disposing the color filter layer on the substrate surface so as to cover the switch element disposed corresponding to each display pixel;
Forming a contact hole in the color filter layer capable of electrically connecting the switch element and the pixel electrode;
The manufacturing method of the liquid crystal display device of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
前記第1基板の製造方法は、
基板表面に、第1色の表示画素に対応して第1カラーフィルタ層を配置する工程と、
基板表面に、第1色の表示画素に隣接する第2色の表示画素に対応して第2カラーフィルタ層を配置する工程と、
前記第1カラーフィルタ層及び前記第2カラーフィルタ層上に、各表示画素に対応して画素電極を配置する工程と、
前記第1カラーフィルタ層と前記第2カラーフィルタ層とが重なり前記画素電極から露出した部分を、前記画素電極をマスクとして研磨する工程と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is held between a first substrate and a second substrate,
The manufacturing method of the first substrate is as follows:
Disposing a first color filter layer on the substrate surface corresponding to the display pixels of the first color;
Disposing a second color filter layer on the substrate surface corresponding to the display pixels of the second color adjacent to the display pixels of the first color;
Disposing a pixel electrode corresponding to each display pixel on the first color filter layer and the second color filter layer;
Polishing the portion where the first color filter layer and the second color filter layer overlap and exposed from the pixel electrode, using the pixel electrode as a mask;
A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004296423A JP2006106602A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004296423A JP2006106602A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006106602A true JP2006106602A (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36376390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004296423A Pending JP2006106602A (en) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006106602A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007233334A (en) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Liquid crystal display device |
US8704993B2 (en) | 2010-01-29 | 2014-04-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
KR20140086395A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and Method for manufacturing the same |
-
2004
- 2004-10-08 JP JP2004296423A patent/JP2006106602A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007233334A (en) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | Liquid crystal display device |
US8704993B2 (en) | 2010-01-29 | 2014-04-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display |
KR20140086395A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and Method for manufacturing the same |
KR102009477B1 (en) * | 2012-12-28 | 2019-08-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method for manufacturing Liquid crystal display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4925030B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
US8471987B2 (en) | Liquid crystal display device | |
US8189142B2 (en) | Electro-optical device, color filter substrate and electronic apparatus | |
US6031593A (en) | Method of manufacturing spacing layer for liquid crystal display using light shielding layer as a mask | |
JP2010134361A (en) | Liquid crystal display device | |
WO2011004521A1 (en) | Display panel | |
KR100892357B1 (en) | Color Filter Panel for Liquid Crystal Display Device and A method for manufacturing the same | |
US20070040964A1 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007240542A (en) | Liquid crystal display element | |
WO2011080968A1 (en) | Method for manufacturing liquid crystal panel | |
JP4713871B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP5292594B2 (en) | LCD panel | |
JP2006106602A (en) | Method for manufacturing liquid crystal display device | |
KR20050023967A (en) | Liquid Crystal Display Panel | |
JP2000258784A (en) | Liquid crystal display element | |
JP2005084231A (en) | Liquid crystal display and its manufacturing method | |
JP2005084087A (en) | Liquid crystal display and its manufacturing method | |
JP2009168885A (en) | Liquid crystal device and electronic equipment, and manufacturing method of liquid crystal device | |
KR100995581B1 (en) | Color filter substrate, liquid crystal display apparatus having the same and method for manufacturing the same | |
JP2007025066A (en) | Manufacturing method for liquid crystal display panel | |
JP2006113204A (en) | Liquid crystal display device and its manufacturing method | |
KR101080133B1 (en) | The color filter on TFT structure liquid crystal display device using plastic substrate and method of fabricating the same | |
JP4675785B2 (en) | Color filter substrate, liquid crystal display panel, and method for manufacturing color filter substrate | |
JP2007192910A (en) | Color filter substrate, liquid crystal display panel and manufacturing method of color filter substrate | |
JP2009223021A (en) | Display element |