JP2010237506A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
配向膜等の削れが表示領域に拡散することを抑制することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供すること。さらに、製造工程が複雑化又は高コスト化することがない液晶表示装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１と、対向基板ＳＵＢ２と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置において、該対向基板には、複数のカラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層ＯＣで被覆したスペーサＳＰＣが形成され、該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座ＰＤＳが形成され、該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２とが積層され、該台座を取り囲むように堰ＤＭが該ＴＦＴ基板に形成されていることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は液晶表示装置及びその製造方法において、支柱方式によってＴＦＴ基板と対向基板とを所定間隔に保持する液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置では画素電極や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ等が形成された対向基板との間に液晶を充填し、この液晶の分子を電界によって制御することによって画像を形成する。ＴＦＴ基板と対向基板の間の間隔（セルギャップ）は数ミクロンと非常に小さい。ＴＦＴ基板と対向基板の間の間隔を適切に設定することは、液晶による光の透過を制御するためには極めて重要である。

ＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定する例として、ビーズ等を分散する方法がある。しかし、ビーズを分散させると、画素電極が形成された領域にまで、ビーズが分散されることになり、この部分において光が散乱されてコントラストが低下するという問題があった。

一方、従来の液晶の充填方法は、ＴＦＴ基板と対向基板との間をシールし、シールの一部に開口を設け、そこから液晶を注入する方法、およびＴＦＴ基板上に液晶を必要量滴下し、その後対向基板をシールして液晶を封止する方法などが開発されている。何れの場合においても、ビーズを分散させる場合は、液晶を滴下する際に、ビーズが移動し、ビーズの多い場所と少ない場所が生ずる。また、ビーズはバックライトの光が透過する画素領域内にも分散され、開口率が低下し、開口率低下の原因となり得る。

以上のようなビーズを利用する例の他に、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔を規定する方法として、対向基板上に有機膜による支柱（スペーサ）を形成する方法（支柱方式）がある。支柱は、一般的には、画素電極が存在していない部分すなわち、バックライトからの光が透過しない部分に設置する。したがって、支柱の存在によって、輝度（開口率）を低下させることはない。また、支柱は対向基板に固定されているために、液晶を滴下した場合も移動することは無い。したがって、支柱によって間隔を維持する方法は液晶を滴下する方式（液晶滴下封入方式）にも好適である。

この支柱は一般的には、対向基板のカラーフィルタ上に形成され、樹脂によって形成される。このような例として、特許文献１がある。
また、支柱を、カラーフィルタを積層することによって形成する場合もあり、このような例として、特許文献２がある。

また、ＴＦＴ基板側におけるカラーフィルタのスペーサが当接する部分には、該スペーサと協働しＴＦＴ基板と対向基板との間隔をより適正に維持するための台座が形成される場合がある。台座には、特許文献１に示すように、走査線上のスイッチング素子など、走査線や信号線上の突起部を利用する場合が多い。さらに、ＴＦＴ基板側の絶縁膜の表面には、液晶の配向を調整する配向膜が形成されている。

特開平９−４９９１４号公報 特開２００３−２３３０６４号公報

ＴＦＴ基板を形成する際に、製造工程を削減するため、薄膜トランジスタ上のソース・ドレイン（ＳＤ）を構成する金属膜と、アモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）のような半導体膜を積層し、一度の露光プロセスで所望の形状に加工する、所謂、ＳＤ層とａ−Ｓｉ層の一括加工が行われている。図１〜３に、その加工プロセスを示す。また、図１〜３で示す箇所は、図１４に示す画素平面図のＢ−Ｂ間の断面図である。

ＳＤ層とａ−Ｓｉ層の一括加工法を説明すると、図１（ａ）のように、ＴＦＴ基板となる基板ＳＵＢ１上に、走査線を構成する金属膜Ｍ１が形成される。図１（ａ）において、右側の金属膜Ｍ１が薄膜トランジスタＴＦＴが形成される領域、左側の金属膜Ｍ１が対向基板に形成されるスペーサに当接する台座が形成される領域である。
金属膜Ｍ１上には、ＳｉＮなどの材料を利用した絶縁膜ＩＬ１が設けられ、その上にａ−Ｓｉなどの半導体膜Ｓ１がＣＶＤ成膜法を利用して形成される。

さらに、ａ−Ｓｉ膜Ｓ１の上には、金属膜Ｍ２が図１（ｂ）のように形成される。

ＳＤ層やａ−Ｓｉ層の各膜体を所定形状に加工するためには、フォトレジスト法が利用される。図１（ｂ）の金属膜Ｍ２上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜に所定のマスクパターンを有するフォトマスクＰＭを利用して露光し、現像を行う。図１（ｃ）は、露光現像されたレジストパターンＲＰ１，ＲＰ２を示しており、例えば、マスクパターン部分ＭＰに対応するレジスト材が残り、マスクパターン部分ＭＰより光を透過するハーフ露光用パターン部分ＨＰに対しては、図１（ｃ）に示すように、マスクパターン部分ＭＰよりも薄いレジスト材が残る。

次に、ウェット・エッチングを行うと、図２（ｄ）に示すように、レジストパターンＲＰ１及びＲＰ２に対応して金属膜Ｍ２が残る。

さらに、図２（ｅ）に示すように、レジストパターンＰＲ１及びＰＲ２を利用して、半導体膜Ｓ１をドライ・エッチングする。

次に、レジストパターンをアッシング処理し、ハーフ露光用パターン部分ＨＰに対応するレジスト材を、図２（ｆ）に示すように除去する。そして、このレジストパターンを利用して、ウェット・エッチングを行うと、図２（ｇ）の右側に示すように、金属膜Ｍ２に、薄膜トランジスタＴＦＴのソース・ドレイン電極に対応する電極パターンが形成される。また、図２（ｇ）の左側には、金属膜Ｍ２の台座となる部分が形成される。

図３（ｈ）のように、レジストパターンを剥離した後、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の表面には、図３（ｉ）のように保護膜としての絶縁膜ＩＬ２が形成され、さらにその表面には、図３（ｊ）のように液晶の配向を調整する配向膜ＯＦが形成される。

ＴＦＴ基板には薄膜トランジスタのみでなく、前述の台座部分も同時に形成される。図３（ｊ）の枠Ａで示した台座（ＰＤＳ）部分は、図４に示すように、対向基板ＳＵＢ２のスペーサＳＰＣと当接するよう構成される。

図４に示すように、対向基板ＳＵＢ２に設けられるスペーサＳＰＣは、ブラックマトリクスＢＭと積層したカラーフィルタ（Ｒ：赤のフィルタ，Ｇ：緑のフィルタ，Ｂ：青のフィルタ）と、保護膜としてその表面を被覆するオーバーコート層ＯＣから構成される。また、オーバーコート層ＯＣ上には、配向膜も形成されるが、ここではその記載を省略する。

ＴＦＴ基板ＳＵＢ１上の台座ＰＤＳは、走査線ＧＬである金属膜Ｍ１上に、絶縁膜ＩＬ１、薄膜トランジスタを形成する際に使用されるアモルファス・シリコンなどの半導体層Ｓ１、さらに薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極を構成する際に使用される金属膜Ｍ２などが順次積層され、これらの表面を絶縁膜ＩＬ２で被覆して構成される。また、絶縁膜ＩＬ２の表面には、液晶の配向を調整する配向膜ＯＦが形成されている。

上述したように、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の薄膜トランジスタＴＦＴを、ソース・ドレイン電極用の金属膜Ｍ２と半導体層Ｓ１とを一括加工するプロアセスでは、一つのレジストパターンで、金属膜Ｍ２と半導体層Ｓ１の異なるエッチングが行われる（図２（ｄ）〜（ｇ）。このため、金属層Ｍ２がレジストパターンＰＲ２よりも小さくなってしまう現象がおき、図４のＤ’部分に示すように、金属膜Ｍ２の周囲に、半導体層Ｓ１が、１μｍ〜２μｍ程度、ごく僅かではあるが、はみ出した形状（段差形状）で積層構造が形成される。

ＴＦＴ基板ＳＵＢ１と対向基板ＳＵＢ２が接合された状態では、スペーサＳＰＣに台座ＰＤＳの先端が突き刺さり、めり込んだ状態になる。特に、カラーフィルタを積層して構成したスペーサは、フィルタ自体が樹脂で構成されるため、弾性変形し易く、台座が突き刺さり易い。具体的には、台座ＰＤＳの先端部ｓの分は、スペーサＳＰＣ内に埋まる。このため、台座ＰＤＳの段差部分が、スペーサＳＰＣの表面に当接することが多くなる。

したがって、液晶表示装置の輸送時や使用時などの振動で、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１と対向基板ＳＵＢ２とが擦れ、台座ＰＤＳとスペーサＳＰＣとの間で、オーバーコート層の削れＯＣ１や、台座の脇（段差部）の配向膜の削れＯＦ１が発生する。特に、台座ＰＤＳの半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２の段差部分が、スペーサＳＰＣ側に擦れることにより発生する削れの影響が大きい。

このような削れたオーバーコート膜や配向膜は、液晶層ＬＣ内を浮遊し、表示領域に輝点を形成する原因となる。

本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決し、配向膜等の削れが表示領域に拡散することを抑制することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することである。しかも、製造工程が複雑化又は高コスト化することがない液晶表示装置及びその製造方法を提供する。

本発明は、上述した課題を解決するため、台座を取り囲むように堰を設け、台座とスペーサの擦れなどに起因する配向膜やオーバコート層の削れが、該堰の外部（表示領域側）に拡散するのを抑制することを特徴とする。具体的な手段は、次のとおりである。

（１） ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置において、該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層され、該台座を取り囲むように堰が該ＴＦＴ基板に形成されていることを特徴とする。

（２） 上記（１）に記載の液晶表示装置において、該堰は、該対向基板のオーバーコート層と非接触となるように構成されていることを特徴とする。

（３） 上記（２）に記載の液晶表示装置において、該台座と該堰とは、走査線上に形成され、該堰全体の大きさは、走査線幅と同じ程度であることを特徴とする。

（４） 上記（３）に記載の液晶表示装置において、該走査線は、該堰が形成される箇所において線幅がより太くなるよう構成されていることを特徴とする。

（５） 上記（２）に記載の液晶表示装置において、該堰は該スペーサが形成された領域外に配置され、該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されていることを特徴とする。

（６） 上記（２）に記載の液晶表示装置において、該堰は該スペーサが形成された領域内に収まるように配置され、該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層から構成されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されていることを特徴とする。

（７） ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であり、該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜で被覆され、さらに、該絶縁膜の表面に配向膜を設ける液晶表示装置の製造方法において、該台座を取り囲み、かつ、該スペーサが形成された領域外に配置される堰が、該ＴＦＴ基板に形成され、該堰を形成する際に、該半導体層と該金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分と該堰部分とで同じ光の透過率となるマスクパターンを使用することを特徴とする。

（８） ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であり、該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜で被覆され、さらに、該絶縁膜の表面に配向膜を設ける液晶表示装置の製造方法において、該台座を取り囲み、かつ、該スペーサが形成された領域内に配置される堰が、該ＴＦＴ基板に形成され、該堰を形成する際に、該半導体層と該金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分は該金属層を残すマスクパターンであり、該堰部分は該金属層を残さず該半導体層を残すハーフ露光用のマスクパターンであることを特徴とする。

本発明は、上記（１）のように、台座を取り囲むように堰がＴＦＴ基板に形成されているため、配向膜やオーバコート層の削れが、該堰の外部（表示領域側）に拡散するのを抑制することができる。

上記（２）のように、堰は、対向基板のオーバーコート層と非接触となるように構成されているため、堰とオーバーコート層とが擦れて配向膜やオーバーコート層の削れが生じるという不具合を抑制することが可能となる。

上記（３）のように、台座と堰とは、走査線上に形成され、該堰全体の大きさは、走査線幅と同じ程度であるため、表示領域内に堰がはみ出さない範囲で、堰の内側の収容量を最大限にすることが可能となる。これにより、配向膜等の削れをより多く堰止めることができる。

上記（４）のように、走査線は、堰が形成される箇所において線幅がより太くなるよう構成されているため、必要に応じて、堰の内側の収容量を拡大することが可能となり、配向膜等の削れをより多く堰止めることができる。

上記（５）のように、堰はスペーサが形成された領域外に配置され、該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されているため、台座と同様の高さの堰を形成しても、堰は対向基板のスペーサが形成された領域外に配置されており、堰とスペーサが接触することは無い。そして、堰とオーバーコート層とが擦れて配向膜やオーバーコート層の削れが生じることもない。

上記（６）のように、堰はスペーサが形成された領域内に収まるように配置され、該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層から構成されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されているため、堰は対向基板のスペーサが形成された領域内に配置されているが、堰の高さが台座よりも低く、堰とスペーサが接触することは無い。そして、堰とオーバーコート層とが擦れて配向膜やオーバーコート層の削れが生じることもない。

上記（７）のように、台座を取り囲み、かつ、スペーサが形成された領域外に配置される堰が、ＴＦＴ基板に形成され、該堰を形成する際に、半導体層と金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分と該堰部分とで同じ光の透過率となるマスクパターンを使用するため、製造工程を複雑化させることなく、台座を取り囲む堰を台座と同じ高さで、容易に形成することが可能となる。

上記（８）のように、台座を取り囲み、かつ、スペーサが形成された領域内に配置される堰が、ＴＦＴ基板に形成され、該堰を形成する際に、半導体層と金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分は該金属層を残すマスクパターンであり、該堰部分は該金属層を残さず該半導体層を残すハーフ露光用のマスクパターンであるため、製造工程を複雑化させることなく、台座を取り囲む堰を台座より低い高さで、容易に形成することが可能となる。

従来の液晶表示装置の製造方法を示す図（その１）である。 従来の液晶表示装置の製造方法を示す図（その２）である。 従来の液晶表示装置の製造方法を示す図（その３）である。 従来の液晶表示装置のスペーサ及び台座を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の全体を示す概略図である。 本発明に係る液晶表示装置に用いられる液晶表示パネルの全体を示す概略図である。 対向基板における画素及びスペーサの配置を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の第１の実施例を示す断面図である。 図８に示す台座及び堰を製造する際に利用されるマスクパターンを示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の第２の実施例を示す断面図である。 図１０に示す台座及び堰を製造する際に利用されるマスクパターンを示す図である。 ゲート電極に対する堰の大きさを説明する図である。 堰の大きさに対応してゲート電極の幅を調整した様子を示す図である。 画素構造の例を示す図である。

本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法について、詳細に説明する。

図５は、本発明が適用される液晶表示装置の概略構成図である。観察者側から、液晶表示パネルＰＡ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬが順次配置されている。

液晶表示パネルＰＡは、一対の平行配置された、例えばガラスからなる基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を有し、これら各基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に液晶が封入されている。

基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の液晶側の面には、マトリクス状に配置された画素（図１１参照）が形成され、これら画素ごとに液晶の光透過率を制御できるようになっている。

そして、これら各画素が形成された領域を画像表示領域ＡＲ（図中一点鎖線で囲まれた領域）とし、バックライトＢＬからの光を画像表示領域ＡＲの全域にわたって照射し、各画素を透過する光を通して観察者に映像を認識させるようになっている。

観察者側から見て後方に配置された基板ＳＵＢ１は、たとえばその図中左側辺および上側辺において基板ＳＵＢ２から露出された部分を有し、これらの部分において、複数のドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖが接続されるようになっている。これらドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖはいわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）と呼ばれるＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＣＯＦ（Chip on Film）などによって形成され、配線が形成されたフレキシブル基板ＦＢの上面に半導体チップＣＨが搭載されて構成される。

これら各ドライバ基板ＳＣＤｈ、ＳＣＤｖは各画素を独立に駆動させる回路であり、たとえば図中ｙ方向に並設されるドライバ基板ＳＣＤｖは走査信号駆動回路であり、図中ｘ方向に並設されるドライバ基板ＳＣＤｈは映像信号駆動回路である。

映像信号駆動回路である複数のドライバ基板ＳＣＤｈには、基板ＳＵＢ１と接続された辺と対向する他の辺においてプリント基板ＰＣＢが接続され、プリント基板ＰＣＢを通して外部入力信号が入力される。

なお、走査信号駆動回路である複数のドライバ基板ＳＣＤｖは、その外部入力信号が基板ＳＵＢ１の表面に形成された配線（不図示）を通して入力されるため、プリント基板ＰＣＢに相当する基板は備えられていない。

このように構成された液晶表示パネルＰＡの背面には、たとえばプリズムシートおよび拡散板等の積層体からなる光学シート手段（光学部材）ＯＳを介してバックライトＢＬが配置されている。光学部材ＯＳはバックライトＢＬからの光を拡散、集光させたりして液晶表示パネルＰＡ側へ導くようになっている。

図５では、バックライトＢＬは、いわゆる直下型と称され、箱状の筐体（フレーム部材ＤＦＲ）内に、線状光源である複数の蛍光管ＦＬを並設させた構成となっている。これ以外に、発光ダイオードなどの点状光源を面状に配置するバックライトも採用可能である。

次に、図６を用いて、基板ＳＵＢ１に形成される電極及び配線について説明する。基板ＳＵＢ１は、基板ＳＵＢ２と比較して、その面積が大きく形成され、たとえば図中左側辺部および上側辺部において、前記基板ＳＵＢ２から露出された領域を有する。

基板ＳＵＢ１の左側辺部の領域には、複数のドライバ基板ＳＣＤｖ（走査信号駆動回路）が並設され、基板ＳＵＢ１の上側辺部の領域には、複数のドライバ基板ＳＣＤｈ（映像信号駆動回路）が並設されている。ドライバ基板ＳＣＤｖは走査信号駆動回路を構成し、走査線ＧＬに接続され、ドライバ基板ＳＣＤｈは映像信号駆動回路を構成し、信号線ＤＬに接続されている。

基板ＳＵＢ１の液晶側の面であって液晶表示領域ＡＲ内には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設される走査線ＧＬが、また、図ｙ方向に延在しｘ方向に並設される信号線ＤＬが形成されている。

隣接する一対の走査線ＧＬと隣接する一対の信号線ＤＬで囲まれる矩形状の領域は画素が形成される領域を構成し、これにより、各画素は液晶表示領域ＡＲ内においてマトリクス状に配置されるようになる。

前記各走査線ＧＬは、その左側端部がシール材ＳＥを越えて液晶表示領域ＡＲの外側にまで延在され、近接するドライバ基板ＳＣＤｖの出力端子に接続され、該ドライバ基板ＳＣＤｖによって走査信号（電圧）が供給されるようになっている。

前記各信号線ＤＬは、その上側端部がシール材ＳＬを越えて液晶表示領域ＡＲの外側にまで延在され、近接するドライバ基板ＳＣＤｈの出力端子に接続され、該ドライバ基板ＳＣＤｈによって映像信号（電圧）が供給されるようになっている。

前記画素は、たとえば図中丸枠Ｐの拡大図である丸枠Ｐ'に示すように、走査線ＧＬからの走査信号(電圧)によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを介して信号線ＤＬからの映像信号（電圧）が供給される画素電極ＰＸと、一定の基準信号（電圧）が印加されて、前記画素電極ＰＸとの間の電位差によって電界を生じせしめる共通電極ＣＴが備えられている。より具体的な例は、図１４を参照されたい。

画素電極ＰＸと共通電極ＣＴはともに同じ基板ＳＵＢ１に形成されており、前記電界は基板ＳＵＢ１の表面と平行な電界成分を一部に含むもので、このような電界によって液晶の分子を挙動（駆動）させるものを横電界（In-Plane-Switching）方式と称されている。

なお、前記共通電極ＣＴは走査線ＧＬと平行に配置される共通配線（コモン線）ＣＬを通して所定の電圧が印加されるようになっており、該コモン線ＣＬは前記シール材ＳＥを越えて延在され、基板ＳＵＢ１面に形成されたコモン電圧端子ＣＴＭに接続されている。

図７は、対向基板である基板ＳＵＢ２の表示領域における画素の配置を示す例である。図７において、横方向には、赤画素ＲＰ、青画素ＢＰ、緑画素ＧＰが一定ピッチＰｘで配置されている。なお赤画素ＲＰ、青画素ＢＰ、緑画素ＧＰ等は、正確には赤画素ＲＰ、青画素ＢＰ、緑画素ＧＰに対応するＢＭのホールであるが、複雑な呼称を避けるために、単に、赤画素ＲＰ、青画素ＢＰ、緑画素ＧＰと言う。縦方向には同じ色の画素が一定ピッチＰｙで配置されている。各画素の幅はＰｗで、各画素の縦径はＰｈである。横方向のピッチＰｘは、例えば１７０μｍ、縦方向のピッチＰｙは、例えば５１０μｍである。一方、画素の幅Ｐｗは１４３μｍ、画素の縦径Ｐｈは４１０μｍである。

スペーサＳＰＣは図７に示すように、画素間のブラックマトリクスＢＭ上に形成される。図７において、スペーサＳＰＣの平面は円形であるが、スペーサの面積を大きくしたい場合は、スペーサの平面形状を楕円形状あるいは、長方形状としても良い。図７においては、スペーサの平面形状のみ記載している。図７に示す矢印Ｂ−Ｂ’における断面図を図８又は図１０に示す。

本発明の液晶表示装置の第１の実施例は、図８に示すように、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１と、対向基板ＳＵＢ２と、該ＴＦＴ基板ＳＵＢ１と該対向基板ＳＵＢ２との間に液晶ＬＱが挟持された液晶表示装置において、該対向基板ＳＵＢ２には、複数のカラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層ＯＣで被覆したスペーサＳＰＣが形成され、該ＴＦＴ基板ＳＵＢ１には、該スペーサＳＰＣに対向して配置される台座ＰＤＳが形成され、該台座ＰＤＳは、少なくともＴＦＴ基板ＳＵＢ１上の薄膜トランジスタＴＦＴ形成時に同時に形成される半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２とが積層されると共に、表面は絶縁膜ＩＬ２で被覆され、該絶縁膜ＩＬ２の表面に配向膜ＯＦを設け、さらに、該台座を取り囲むように堰ＤＭが該ＴＦＴ基板ＳＵＢ１に形成されていることを特徴とする。

なお、図８において、ＢＭはブラックマトリクス、Ｍ１は走査線ＧＬを構成する際に使用される金属膜、ＩＬ１は走査線ＧＬ上に形成される絶縁膜を意味し、上述した従来例図１乃至４に使用される符号と同様の意味を示している。また、図１０においても同様である。

本発明の液晶表示装置は、図８に示すように、台座ＰＤＳを取り囲む堰ＤＭを設けているため、配向膜やオーバーコート層ＯＣの削れを図８の符号Ｃに示す領域に閉じ込め、該堰ＤＭの外部（画素電極上などの透過領域。図８では、左右の堰ＤＭの台座ＰＤＳとは反対側。）に拡散するのを効果的に抑制することができる。

堰ＤＭは、対向基板ＳＵＢ２のオーバーコート層ＯＣと非接触とするため、所定の距離ｈだけ離間するように構成されている。これは、堰ＤＭの表面とオーバーコート層ＯＣとが擦れて、配向膜ＯＦやオーバーコート層ＯＣが剥離するのを予防するためである。

図８に示す液晶表示装置においては、堰ＤＭ（外径ｗ２）はスペーサＳＰＣ（外径ｗ１）が形成された領域内に収まるように配置（ｗ１＞ｗ２）され、該堰ＤＭは、少なくともＴＦＴ基板ＳＵＢ１上の薄膜トランジスタ形成時に同時に形成される半導体層Ｓ１から構成されると共に、表面は絶縁膜ＩＬ２や配向膜ＯＦで被覆されている。

このように、堰ＤＭはスペーサＳＰＣが形成された領域内に収まるように配置されているが、堰ＤＭの高さが台座ＰＤＳよりも低く抑えられているため、堰ＤＭとスペーサＳＰＣとが接触することは無い。そして、堰とオーバーコート層とが擦れて配向膜やオーバーコート層の削れが生じることもない。

図８に示す液晶表示装置の製造方法としては、図１乃至３を用いて説明した液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法が利用できる。ただし、図１（ｃ）に示すフォトマスクＰＭの台座を形成するマスクパターンＭＰ（図中の左側のマスクパターンＭＰ）の代わりに、図９（ａ）又は（ｂ）に示すようなマスクパターンを利用する。図９において、マスクパターンＭＰ１は台座ＰＤＳを形成するためのパターンであり、マスクパターンＭＰ２は堰ＤＭを形成するためのパターンである。図９（ａ）は堰の平面形状を円形とするものであり、図９（ｂ）は堰の平面形状を矩形とするものである。

図９に示すマスクパターンの特徴は、台座ＰＤＳ用のマスクパターンＭＰ１は、半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２を残すため、通常の遮光性の高いマスクパターンが利用されるが、堰ＤＭ用のマスクパターンＭＰ２は、半導体層Ｓ１を残し、金属層Ｍ２は除去するため、ハーフ露光用のマスクパターンとなっている。図９に示すマスクパターンを利用することにより、製造工程を複雑化させることなく、台座ＰＤＳを取り囲む堰ＤＭを台座ＰＤＳより低い高さで、容易に形成することが可能となる。

また、走査線ＧＬ上に台座ＰＤＳと堰ＤＭが形成されるが、該堰ＤＭ全体の大きさは、図１２に示すように、走査線ＧＬ幅（ｗ）と同じ程度に設定することができる。このため、表示領域内に堰ＤＭがはみ出さない範囲で、堰の内側の収容量を最大限にすることが可能となる。これにより、配向膜等の削れをより多く堰止めることができる。

また、図１３に示すように、走査線ＧＬの形状について、堰ＤＭが形成される箇所において線幅がより太くなるよう構成することも可能である。この構成により、必要に応じて、堰ＤＭの内側の収容量を拡大することが可能となり、配向膜等の削れをより多く堰止めることができる。

図１０に、本発明の液晶表示装置の第２の実施例を示す。第２の実施例の特徴で、第１の実施例と異なる点は、堰ＤＭ（外径ｗ２）はスペーサＳＰＣ（外径ｗ１）が形成された領域外に配置（ｗ１＜ｗ２）され、該堰ＤＭは、少なくともＴＦＴ基板ＳＵＢ１上の薄膜トランジスタ形成時に同時に形成される半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２とが積層されると共に、表面は絶縁膜ＩＬ２や配向膜ＯＦで被覆されていることである。

このように、台座ＰＤＳと同様の高さの堰ＤＭを形成しても、堰ＤＭは対向基板ＳＵＢ２のスペーサＳＰＣが形成された領域外に配置されているため、堰ＤＭとスペーサＳＰＣが接触することは無い。また、堰ＤＭと対向基板間は距離ｈの間隔が空くように設定されるため、堰とオーバーコート層とが擦れて配向膜やオーバーコート層の削れが生じることもない。

図１０に示す液晶表示装置の製造方法としては、図１乃至３を用いて説明した液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法が利用できる。ただし、図１（ｃ）に示すフォトマスクＰＭの台座を形成するマスクパターンＭＰ（図中の左側のマスクパターンＭＰ）の代わりに、図１１（ａ）又は（ｂ）に示すようなマスクパターンを利用する。図１１において、マスクパターンＭＰ１は台座ＰＤＳを形成するためのパターンであり、マスクパターンＭＰ２は堰ＤＭを形成するためのパターンである。図１１（ａ）は堰の平面形状を円形とするものであり、図１１（ｂ）は堰の平面形状を矩形とするものである。

図１１に示すマスクパターンの特徴は、台座ＰＤＳ用のマスクパターンＭＰ１と堰ＤＭ用のマスクパターンＭＰ２は、同じ光の透過率であり、通常の遮光性の高いマスクパターンが利用される。これにより、半導体層Ｓ１と金属層Ｍ２が共に残り、台座ＰＤＳ及び堰ＤＭを形成する。図１１のマスクパターンを使用することで、製造工程を複雑化させることなく、台座を取り囲む堰を台座と同じ高さで、容易に形成することが可能となる。

本発明の液晶表示装置は、上述した実施例に限定されるものでは無く、例えば、堰ＤＭの外形をスペーサＳＰＣの外径よりも大きく設定する場合でも、堰ＤＭの高さは台座ＰＤＳより低く構成することも可能であることは言うまでも無い。

以上のように、本発明によれば、配向膜等の削れが表示領域に拡散することを抑制することが可能な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。しかも、製造工程が複雑化又は高コスト化することがない液晶表示装置及びその製造方法を提供することが可能となる。

ＡＲ 画像表示領域
Ｂ カラーフィルター（青色）
ＢＬ バックライト
ＢＭ ブラックマトリクス
ＢＰ 画素（青色）
ＣＬ コモン線
ＣＴ 共通電極
ＣＴＭ コモン電圧端子
ＤＦＲ フレーム部材
ＤＬ 信号線
ＤＭ 堰
ＦＬ 蛍光管
Ｇ カラーフィルター（緑色）
ＧＬ 走査線
ＧＰ 画素（緑色）
ＨＰ ハーフ露光用パターン
ＩＬ１ 層間絶縁膜
ＩＬ２ 絶縁膜（保護膜）
ＩＴＯ 透明電極
ＬＱ 液晶
ＭＰ，ＭＰ１，ＭＰ２ マスクパターン
Ｍ１ ゲート電極用金属膜
Ｍ２ ソース・ドレイン電極用金属膜
ＯＣ オーバーコート層
ＯＦ 配向膜
ＯＳ 光学シート
ＰＡ 液晶表示パネル
ＰＤＳ 台座
ＰＭ フォトマスク
ＰＸ 画素電極
Ｒ カラーフィルター（赤色）
ＲＰ 画素（赤色）
ＲＰ１，ＲＰ２ レジストパターン
ＳＥ シール材
ＳＰＣ スペーサ
ＳＵＢ１ ＴＦＴ基板
ＳＵＢ２ 対向基板
Ｓ１ 半導体膜
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ

Claims (8)

1. ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置において、
   該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、
   該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、
   該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層され、
   該台座を取り囲むように堰が該ＴＦＴ基板に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、該堰は、該対向基板のオーバーコート層と非接触となるように構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２に記載の液晶表示装置において、該台座と該堰とは、走査線上に形成され、該堰全体の大きさは、走査線幅と同じ程度であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項３に記載の液晶表示装置において、該走査線は、該堰が形成される箇所において線幅がより太くなるよう構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項２に記載の液晶表示装置において、該堰は該スペーサが形成された領域外に配置され、
   該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項２に記載の液晶表示装置において、該堰は該スペーサが形成された領域内に収まるように配置され、
   該堰は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層から構成されると共に、表面は絶縁膜と配向膜で被覆されていることを特徴とする液晶表示装置。
7. ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であり、
   該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、
   該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、
   該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜で被覆され、
   さらに、該絶縁膜の表面に配向膜を設ける液晶表示装置の製造方法において、
   該台座を取り囲み、かつ、該スペーサが形成された領域外に配置される堰が、該ＴＦＴ基板に形成され、
   該堰を形成する際に、該半導体層と該金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分と該堰部分とで同じ光の透過率となるマスクパターンを使用することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. ＴＦＴ基板と、対向基板と、該ＴＦＴ基板と該対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であり、
   該対向基板には、複数のカラーフィルタが配置されると共に、該複数のカラーフィルタを積層し、表面をオーバーコート層で被覆したスペーサが形成され、
   該ＴＦＴ基板には、該スペーサに対向して配置される台座が形成され、
   該台座は、少なくともＴＦＴ基板上の薄膜トランジスタと同時に形成される半導体層と金属層とが積層されると共に、表面は絶縁膜で被覆され、
   さらに、該絶縁膜の表面に配向膜を設ける液晶表示装置の製造方法において、
   該台座を取り囲み、かつ、該スペーサが形成された領域内に配置される堰が、該ＴＦＴ基板に形成され、
   該堰を形成する際に、該半導体層と該金属層が積層され、該金属層の表面に塗布されたレジストを露光するマスクパターンは、該台座部分は該金属層を残すマスクパターンであり、該堰部分は該金属層を残さず該半導体層を残すハーフ露光用のマスクパターンであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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