JP2013190819A

JP2013190819A - Manufacturing method of liquid crystal display device

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Publication number: JP2013190819A
Application number: JP2013114922A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kunimatsu; 登國松; Masaki Matsumori; 正樹松森; Hidehiro Sonoda; 英博園田; Yasushi Tomioka; 冨岡　　安; Toshiteru Kaneko; 寿輝金子
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an alignment film from being shaved by a columnar spacer, in a liquid crystal display device of an IPS method using optical alignment.SOLUTION: At a part where a columnar spacer 204 formed on a counter substrate 200 contacts with a TFT substrate 100, a pedestal 114 which is higher than a pixel electrode 108 is formed. When an alignment film 113 of a two-layer structure is applied on the pixel electrode 108 and the pedestal 114, the alignment film 113 on the pedestal 114 is made to be thin due to a leveling effect. When subjected to optical alignment in this state, a photodecomposition upper alignment film 112 on the pedestal is disappeared, and a lower alignment film 111 having large mechanical strength remains. Therefore, the alignment film can be prevented from being shaved. On the other hand, on the pixel electrode 108, the upper alignment film 112 is originally thick, and can ensure predetermined film thickness for aligning liquid crystal.

Description

本発明は，液晶表示装置に係り，特に配向膜に光の照射で配向制御能を付与した液晶表示パネルを具備した液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device provided with a liquid crystal display panel in which an alignment film is provided with an alignment control ability by light irradiation.

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。 In a liquid crystal display device, there are a TFT substrate in which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and a counter substrate in which color filters are formed at locations corresponding to the pixel electrodes of the TFT substrate, facing the TFT substrate. The liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、ＴＶ等の大型表示装置から、携帯電話やＤＳＣ（Digital Still Camera）等、色々な分野で用途が広がっている。一方、液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。 Since the liquid crystal display device is flat and lightweight, the application is expanding in various fields such as a large display device such as a TV, a mobile phone, and a DSC (Digital Still Camera). On the other hand, viewing angle characteristics are a problem in liquid crystal display devices. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. The viewing angle characteristic is excellent in an IPS (In Plane Switching) system in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.

液晶表示装置に使用する配向膜を配向処理すなわち配向制御能を付与する方法として，従来技術としてラビングで処理する方法がある。このラビングによる配向処理は，配向膜を布で擦ることで配向処理を行うものであるが、一方，配向膜に非接触で配向制御能を付与する光配向法という手法がある。ＩＰＳ方式はプレティルト角が小さいほうが性能的には優れているので、光配向法が有利である。 As a method for imparting an alignment treatment, that is, an alignment control ability, to an alignment film used in a liquid crystal display device, there is a conventional method of rubbing. The alignment treatment by rubbing is performed by rubbing the alignment film with a cloth. On the other hand, there is a technique called a photo-alignment method that imparts alignment control ability to the alignment film in a non-contact manner. Since the IPS method is superior in performance when the pretilt angle is small, the photo-alignment method is advantageous.

一方、液晶表示装置では、ＴＦＴ基板と対向電極との間の間隔を制御することが重要である。ＴＦＴ基板と対向電極の間隔は、対向基板に柱状スペーサを形成し、ＴＦＴ基板に柱状スペーサを受ける台座を形成することによって制御することが多く行われている。近年、タッチパネルを用いた液晶表示装置が多用されている。液晶表示装置をタッチした場合、液晶表示パネルにおけるＴＦＴ基板と対向基板との間隔が変化したり、柱状スペーサと台座との位置関係がずれたりする。そうすと、画像ににじみが出たり、色むらが出たりするタッチ不良が生ずる。 On the other hand, in the liquid crystal display device, it is important to control the distance between the TFT substrate and the counter electrode. In many cases, the distance between the TFT substrate and the counter electrode is controlled by forming a columnar spacer on the counter substrate and forming a pedestal for receiving the columnar spacer on the TFT substrate. In recent years, liquid crystal display devices using a touch panel have been widely used. When the liquid crystal display device is touched, the distance between the TFT substrate and the counter substrate in the liquid crystal display panel is changed, or the positional relationship between the columnar spacer and the pedestal is shifted. If it does so, the touch defect which a blur will appear in an image or a color nonuniformity will appear arises.

「特許文献１」には液晶表示装置には、台座の面積を柱状スペーサの面よりも小さくして柱状スペーサと台座の位置関係が動かないようにする構成が記載されている。 “Patent Document 1” describes a configuration in which the area of a pedestal is made smaller than the surface of a columnar spacer so that the positional relationship between the columnar spacer and the pedestal does not move.

特開２００７−１６４１３４号公報JP 2007-164134 A

柱状スペーサを用いた場合、柱状スペーサとＴＦＴに形成された台座の間にも液晶を初期配向させるための配向膜が形成されている。液晶表示装置を指等でタッチした場合、柱状スペーサと台座の間にストレスが加わり、配向膜が削れて、削れくずが発生するという現象が生ずる。このような削れくずは表示領域における輝点の発生を生ずる。「特許文献１」には、このような問題点と対策は記載されていない。 When the columnar spacer is used, an alignment film for initial alignment of the liquid crystal is also formed between the columnar spacer and the base formed on the TFT. When the liquid crystal display device is touched with a finger or the like, a phenomenon occurs in which stress is applied between the columnar spacer and the pedestal, the alignment film is shaved, and shavings are generated. Such shavings generate bright spots in the display area. “Patent Document 1” does not describe such problems and countermeasures.

光配向膜は、２層構造で形成される場合がある。すなわち、上層は紫外線による光配向を起こしやすいシクロブタンを含むポリアミド酸エステルを前駆体とする材料で形成し、下層は機械的な強度が強い、シクロブタンを含まない、ポリアミド酸を前駆体とする材料によって形成する。 The photo-alignment film may be formed with a two-layer structure. That is, the upper layer is formed of a material having a polyamic acid ester containing cyclobutane that easily causes photo-alignment by ultraviolet rays as a precursor, and the lower layer is made of a material having high mechanical strength, free of cyclobutane, and having a polyamic acid as a precursor. Form.

「化１」はシクロブタンを含むポリアミド酸エステルの構造式である。
（化１）

“Chemical Formula 1” is a structural formula of a polyamic acid ester containing cyclobutane.
(Chemical formula 1)

「化１」において、Ａｒは２価の芳香族基であり、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｘ１〜Ｘ４はそれぞれ、独立に水素または炭素数１〜３のアルキル基である。
In “Chemical Formula 1”, Ar is a divalent aromatic group, R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and X1 to X4 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. .

「化２」はシクロブタンを含まないポリアミド酸の構造式である。
（化２）

“Chemical Formula 2” is a structural formula of polyamic acid that does not contain cyclobutane.
(Chemical formula 2)

「化２」において、Ｙは２価の有機基であり、Ｚはシクロブタン以外の４価の有機基である。 In “Chemical Formula 2”, Y is a divalent organic group, and Z is a tetravalent organic group other than cyclobutane.

図１６はこのような２層の配向膜を使用した場合の液晶表示装置の断面模式図である。図１６において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上にパッシベーション膜１０７が形成されている。パッシベーション膜１０７とＴＦＴ基板１００との間にはコモン電極等、複数の層が形成されているが、図１６では省略されている。パッシベーション膜１０７の上には画素電極１０８が形成されている。画素電極１０８を覆って、下配向膜１１１および上配向膜１１２の２層からなる配向膜１１３が形成されている。上配向膜１１２はポリアミド酸エステルを前駆体とする光反応性を持つ材料によって形成され、光反応によって膜厚が減少しており、かつ、機械的強度も弱くなっている。一方、下配向膜１１１はポリアミド酸を前駆体とする、光反応を生じない材料で形成されており、紫外線照射後も膜厚が減少していない。 FIG. 16 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device using such a two-layer alignment film. In FIG. 16, a passivation film 107 is formed on a TFT substrate 100 made of glass. A plurality of layers such as a common electrode are formed between the passivation film 107 and the TFT substrate 100, but are omitted in FIG. A pixel electrode 108 is formed on the passivation film 107. An alignment film 113 including a lower alignment film 111 and an upper alignment film 112 is formed so as to cover the pixel electrode 108. The upper alignment film 112 is formed of a photoreactive material having a polyamic acid ester as a precursor, the film thickness is reduced by the photoreaction, and the mechanical strength is also weakened. On the other hand, the lower alignment film 111 is formed of a material that uses polyamic acid as a precursor and does not cause a photoreaction, and the film thickness does not decrease even after irradiation with ultraviolet rays.

図１６において、対向基板２００には、ブラックマトリクス２０１とカラーフィルタ２０２が形成されている。ブラックマトリクス２０１およびカラーフィルタ２０２の上にはオーバーコート膜２０３が形成されているが、図１６では省略されている。カラーフィルタ２０２の形成された部分が透過領域４００であり、透過領域４００を透過する光によって画像が形成される。ブラックマトリクス２０１の形成された部分は非透過領域５００である。 In FIG. 16, a black matrix 201 and a color filter 202 are formed on the counter substrate 200. An overcoat film 203 is formed on the black matrix 201 and the color filter 202, but is omitted in FIG. A portion where the color filter 202 is formed is a transmission region 400, and an image is formed by light transmitted through the transmission region 400. A portion where the black matrix 201 is formed is a non-transmissive region 500.

図１６において、ブラックマトリクス２０１の上に、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間隔を規定するための柱状スペーサ２０４が形成されている。柱状スペーサ２０４の先端は、ＴＦＴ基板１００における上配向膜１１２と接触しているが、この部分には画素電極１０８と同じ材料による台座１１４が形成されている。しかし、台座上端の高さは、画素電極上端の高さと同じである。 In FIG. 16, columnar spacers 204 for defining the distance between the TFT substrate 100 and the counter substrate 200 are formed on the black matrix 201. The tip of the columnar spacer 204 is in contact with the upper alignment film 112 in the TFT substrate 100, and a pedestal 114 made of the same material as the pixel electrode 108 is formed in this portion. However, the height of the upper end of the pedestal is the same as the height of the upper end of the pixel electrode.

上配向膜１１２は紫外線照射によって光分解反応を生じて分子量が低下し、配向膜強度が低下している。このような液晶表示装置に対して例えば−４０℃⇔８５℃のヒートショック試験を実施すると台座１１４部分において、上配向膜１１２が剥離し、この削れくずに起因する微小輝点が発生する。図１６の点線で囲った領域Ｒにおいて、配向膜の削れくずが発生する。つまり、ヒートショック試験で発生するパネルの面内温度分布によってパネルが反りを繰り返し、対向基板２００側に形成された柱状スペーサ２０４がＴＦＴ基板１００側の台座１１４上の配向膜１１３を削ってしまい、その配向膜１１３の破片が液晶中を浮遊することによって輝点が発生するものと考えられる。 The upper alignment film 112 undergoes a photodecomposition reaction upon irradiation with ultraviolet rays, the molecular weight is decreased, and the alignment film strength is decreased. When a heat shock test of, for example, −40 ° C. to 85 ° C. is performed on such a liquid crystal display device, the upper alignment film 112 is peeled off at the pedestal 114 portion, and minute bright spots due to the shavings are generated. In the region R surrounded by the dotted line in FIG. 16, shavings of the alignment film are generated. That is, the panel repeatedly warps due to the in-plane temperature distribution of the panel generated in the heat shock test, and the columnar spacer 204 formed on the counter substrate 200 side scrapes the alignment film 113 on the base 114 on the TFT substrate 100 side. It is considered that bright spots are generated by the fragments of the alignment film 113 floating in the liquid crystal.

したがって、本発明の課題は、光配向を用いた液晶表示装置において、配向膜削れによる輝点が発生することを防止することである。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent the occurrence of bright spots due to alignment film scraping in a liquid crystal display device using photo-alignment.

本発明は上記課題を克服するものであり、代表的な手段は次のとおりである。すなわち、走査線と映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成され、前記画素には絶縁膜上に形成された画素電極が形成され、前記画素電極にはＴＦＴを介して映像信号が供給されるＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴに対向して対向基板が形成され、前記ＴＦＴ基板と前記対向電極との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記対向基板には、前記ＴＦＴ基板との間隔を保持するための柱状スペーサが形成され、前記ＴＦＴ基板には、前記柱状スペーサの先端と対向する台座が形成され、前記台座、前記画素電極、前記絶縁膜を覆って配向膜が形成され、前記配向膜は光配向処理が施され、前記台座の上端は、前記画素電極の上端よりも高く、前記配向膜は、ポリアミド酸を前駆体とする下配向膜とポリアミド酸エステルを前駆体とした上配向膜で形成され、前記下配向膜の膜厚をｐ１、前記上配向膜の膜厚をｐ２とした時、
前記台座上におけるｐ２／ｐ１は、前記絶縁膜上のｐ２／ｐ１よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置である。 The present invention overcomes the above-mentioned problems, and representative means are as follows. That is, a pixel is formed in a region surrounded by a scanning line and a video signal line, a pixel electrode formed on an insulating film is formed on the pixel, and a video signal is supplied to the pixel electrode via a TFT. A liquid crystal display device in which a counter substrate is formed opposite to the TFT substrate, and a liquid crystal layer is sandwiched between the TFT substrate and the counter electrode, wherein the counter substrate includes the TFT Columnar spacers are formed to maintain a distance from the substrate, and the TFT substrate is formed with a pedestal that faces the tip of the columnar spacer, and an alignment film covers the pedestal, the pixel electrode, and the insulating film. The alignment film is subjected to photo-alignment treatment, the upper end of the pedestal is higher than the upper end of the pixel electrode, and the alignment film is a precursor of a lower alignment film and a polyamic acid ester that are made of polyamic acid as a precursor. Body Is formed in the alignment layer, when the thickness of the lower alignment layer p1, the thickness of the upper alignment layer was p2,
In the liquid crystal display device, p2 / p1 on the pedestal is smaller than p2 / p1 on the insulating film.

本発明によれば、柱状スペーサを有し、光配向膜を用いた液晶表示装置において、柱状スペーサによる配向膜の削れを防止することが出来るので、液晶表示装置の製造歩留まりを向上させることが出来る。また、出荷後の温度サイクルに起因して、柱状スペーサによる配向膜削れを防止することが出来るので、市場不良の発生を防止することが出来る。 According to the present invention, in a liquid crystal display device having a columnar spacer and using a photo-alignment film, it is possible to prevent the alignment film from being scraped by the columnar spacer, so that the manufacturing yield of the liquid crystal display device can be improved. . Further, since the alignment film can be prevented from being scraped by the columnar spacer due to the temperature cycle after shipment, it is possible to prevent the occurrence of market defects.

本発明における、配向膜を塗布した状態を示すＴＦＴ基板の断面図である。It is sectional drawing of the TFT substrate which shows the state which apply | coated the orientation film in this invention. 図１に対して光配向処理を施した後の状態を示すＴＦＴ基板の断面図である。It is sectional drawing of the TFT substrate which shows the state after performing optical alignment processing with respect to FIG. 図２に対し、対向基板を配置した状態を示す液晶表示装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device showing a state in which a counter substrate is arranged with respect to FIG. 2. 実施例１による画素部の平面図である。3 is a plan view of a pixel portion according to Embodiment 1. FIG. 図４のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 実施例２による画素部の平面図である。6 is a plan view of a pixel portion according to Embodiment 2. FIG. 図６のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 実施例３による画素部の平面図である。6 is a plan view of a pixel portion according to Embodiment 3. FIG. 図８のＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 実施例４による画素部の平面図である。6 is a plan view of a pixel portion according to Embodiment 4. FIG. 図１０のＤ−Ｄ断面図である。It is DD sectional drawing of FIG. 図１０のＥ−Ｅ断面図である。It is EE sectional drawing of FIG. 台座の形状の例である。It is an example of the shape of a base. 台座の形状の他の例である。It is another example of the shape of a base. 台座の形状のさらに他の例である。It is a further another example of the shape of a base. 本発明を用いない液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device which does not use this invention.

図１〜３は本発明の要部を形成するプロセスを示す、ＴＦＴ基板１００側の断面図である。図１において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上にパッシベーション膜１０７が形成されている。パッシベーション膜１０７とＴＦＴ基板１００の間に形成された層は図１では省略されている。図１において、パッシベーション膜１０７の上に画素電極１０８が形成されている。画素電極１０８が形成されている部分は、画素領域である。 1 to 3 are cross-sectional views on the TFT substrate 100 side showing a process for forming a main part of the present invention. In FIG. 1, a passivation film 107 is formed on a TFT substrate 100 made of glass. A layer formed between the passivation film 107 and the TFT substrate 100 is omitted in FIG. In FIG. 1, the pixel electrode 108 is formed on the passivation film 107. A portion where the pixel electrode 108 is formed is a pixel region.

画素電極１０８が形成されていない部分に柱状スペーサ２０４のための台座１１４が形成されている。台座１１４部分は、画素電極１０８と同じ材料で形成された膜と、他の膜によって形成されている。したがって、台座１１４の先端は画素電極１０８の先端よりも高くなっている。画素電極１０８および台座１１４を覆って配向膜１１３が形成されている。 A pedestal 114 for the columnar spacer 204 is formed in a portion where the pixel electrode 108 is not formed. The pedestal 114 portion is formed of a film formed of the same material as the pixel electrode 108 and another film. Therefore, the tip of the pedestal 114 is higher than the tip of the pixel electrode 108. An alignment film 113 is formed so as to cover the pixel electrode 108 and the pedestal 114.

配向膜１１３は、光反応性を有さないが機械的な強度が強いポリアミド酸を前駆体とする下配向膜１１１と、光反応性を有するポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２とから形成されている。配向膜材料は、ポリアミド酸エステルとポリアミド酸を４：６でブレンドしたものであり、これを画素電極１０８等の上に塗布すると上下に層分離して、上層がポリアミド酸エステル、下層がポリアミド酸となる。ポリアミド酸エステルの量がポリアミド酸の量よりも少ないので、上配向膜１１２が下配向膜１１１よりも膜厚はやや薄くなっている。また、台座１１４部分は、画素電極１０８の部分よりも高さが高いので、レベリング効果によって、台座１１４部分の配向膜１１３の厚さは小さくなっている。その後塗布した配向膜１１３を２００〜２３０℃程度で焼成する。図１はこの状態を示すものである。 The alignment film 113 includes a lower alignment film 111 having a polyamic acid as a precursor, which has no photoreactivity but high mechanical strength, and an upper alignment film 112 having a photoreactive polyamic acid ester as a precursor, Formed from. The alignment film material is a blend of polyamic acid ester and polyamic acid in a ratio of 4: 6. When this material is applied onto the pixel electrode 108 and the like, the upper and lower layers are separated into a polyamic acid ester and the lower layer is a polyamic acid. It becomes. Since the amount of polyamic acid ester is smaller than the amount of polyamic acid, the upper alignment film 112 is slightly thinner than the lower alignment film 111. Further, since the pedestal 114 portion is higher than the pixel electrode 108 portion, the thickness of the alignment film 113 in the pedestal 114 portion is reduced due to the leveling effect. Thereafter, the applied alignment film 113 is baked at about 200 to 230 ° C. FIG. 1 shows this state.

図２は、図１の状態の配向膜１１３に対して紫外線を照射し、ポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２に紫外線を照射して配向処理を施した状態を示す断面図である。紫外線照射をすると、上配向膜１１２は光分解反応を起こして分子量が低下して膜強度が低下する。また、光分解反応を起こしたものの１部は蒸発する。したがって、上配向膜１１２の厚さは一定量小さくなる。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the alignment film 113 in the state of FIG. 1 is irradiated with ultraviolet rays and the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor is irradiated with ultraviolet rays to perform alignment treatment. . When the ultraviolet ray is irradiated, the upper alignment film 112 undergoes a photolysis reaction, the molecular weight is lowered, and the film strength is lowered. Also, a part of the photodecomposition reaction evaporates. Therefore, the thickness of the upper alignment film 112 is reduced by a certain amount.

台座１１４部分の配向膜１１３はもともと薄くなっているので、上配向膜１１２も他の部分におけるよりも小さくなっている。したがって、上配向膜１１２が光反応によって分解、蒸発すると、図２に示すように、台座１１４部分においては、上配向膜１１２は殆ど無くなってしまう。一方、ポリアミド酸を前駆体とする下配向膜１１１は、光反応しないので、下配向膜１１１は当初の厚さと強度を維持している。したがって、台座１１４上においては、機械的な強度の高い下配向膜１１１の成分が圧倒的に大きくなっている。 Since the alignment film 113 in the pedestal 114 portion is originally thin, the upper alignment film 112 is also smaller than in the other portions. Therefore, when the upper alignment film 112 is decomposed and evaporated by the photoreaction, as shown in FIG. 2, the upper alignment film 112 almost disappears in the pedestal 114 portion. On the other hand, since the lower alignment film 111 using polyamic acid as a precursor does not react with light, the lower alignment film 111 maintains the original thickness and strength. Therefore, on the pedestal 114, the component of the lower alignment film 111 having high mechanical strength is overwhelmingly large.

一方、画素部等、台座１１４以外では、配向膜１１３は２層構造が維持されている。すなわち、画素部においても、上配向膜１１２は光反応して光配向処理が行われ、上配向膜１１２の一部が蒸発して膜厚は一定量小さくなる。しかし、画素領域においては、台座１１４部分に比べてもともと上配向膜１１２の厚さが大きいので、一部が蒸発しても、上配向膜は、液晶分子を配向させるための所定の膜厚は維持されている。 On the other hand, the alignment film 113 has a two-layer structure other than the pedestal 114 such as the pixel portion. That is, also in the pixel portion, the upper alignment film 112 undergoes a photoreaction and undergoes a photo-alignment process, and a part of the upper alignment film 112 is evaporated to reduce the film thickness by a certain amount. However, in the pixel region, since the thickness of the upper alignment film 112 is originally larger than that of the pedestal 114, even if a part of the film is evaporated, the upper alignment film has a predetermined film thickness for aligning liquid crystal molecules. Maintained.

図３はこのようにして形成されたＴＦＴ基板１００に対して柱状スペーサ２０４が形成された対向基板２００を組み合わせた状態を示す断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層３００が挟持されている。図３におけるＴＦＴ基板１００側の構成は図２において説明した通りである。対向基板２００には非透過領域５００を形成するブラックマトリクス２０１と透過領域４００を形成するカラーフィルタ２０２が形成されている。図３ではオーバーコート膜２０３は省略されている。また、対向基板２００にも配向膜１１３が形成されているが、図３では省略されている。図３のブラックマトリクス２０１が形成された部分に柱状スペーサ２０４が形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the counter substrate 200 on which the columnar spacer 204 is formed is combined with the TFT substrate 100 thus formed. In FIG. 3, the liquid crystal layer 300 is sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate 200. The configuration on the TFT substrate 100 side in FIG. 3 is as described in FIG. On the counter substrate 200, a black matrix 201 that forms a non-transmissive region 500 and a color filter 202 that forms a transmissive region 400 are formed. In FIG. 3, the overcoat film 203 is omitted. Further, although the alignment film 113 is also formed on the counter substrate 200, it is omitted in FIG. Columnar spacers 204 are formed in the portion where the black matrix 201 in FIG. 3 is formed.

柱状スペーサ２０４の先端は、ＴＦＴ基板１００の台座１１４部分に接触しているが、この部分における配向膜１１３は図２において説明したように、殆どが、機械的な強度が強いポリアミド酸を前駆体とする下配向膜１１１によって構成されている。つまり、機械的強度が弱いポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２は殆ど存在しないので、柱状スペーサ２０４による配向膜１１３削れが発生する確率は非常に小さくすることが出来る。一方、台座１１４部分に対応する対向基板２００には、ブラックマトリクス２０１が形成されているので、液晶分子が初期配向を受けなくとも光漏れが生ずることは無い。 The tip of the columnar spacer 204 is in contact with the pedestal 114 portion of the TFT substrate 100. As described in FIG. 2, the alignment film 113 in this portion is mostly made of polyamic acid having a high mechanical strength as a precursor. The lower alignment film 111 is used. In other words, since there is almost no upper alignment film 112 having a polyamic acid ester having a low mechanical strength as a precursor, the probability that the alignment film 113 is scraped by the columnar spacer 204 can be very small. On the other hand, since the black matrix 201 is formed on the counter substrate 200 corresponding to the pedestal 114 portion, light leakage does not occur even if the liquid crystal molecules are not subjected to initial alignment.

このように、本発明によれば、柱状スペーサ２０４が光配向膜１１３と接触することによる配向膜１１３の削れを防止することが出来る。また、その削れくずによって輝点が発生することを防止することが出来る。以下ＩＰＳ方式の液晶表示装置における実施例を用いて本発明の具体的な構成を説明する。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the alignment film 113 from being scraped by the columnar spacer 204 coming into contact with the photo-alignment film 113. Further, it is possible to prevent bright spots from being generated by the shavings. Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be described using an embodiment of an IPS liquid crystal display device.

図４は実施例１による画素部の平面図であり、図５は図４におけるＡ−Ａ断面に対応した液晶表示装置の断面図である。図４において、走査線１０と映像信号線２０とで囲まれた領域に画素が形成されている。画素においては、下側に平面ベタでＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）によって形成されたコモン電極１０１が形成され、コモン電極１０１の端部には、コモン電極１０１にコモン電位を供給するためのコモンライン１０２がオーバーラップして形成されている。コモン電極１０１の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極１０８が形成されている。画素電極１０８に映像信号が供給されると、コモン電極１０１との間にスリットを介して液晶層３００に電気力線が発生し、これによって液晶分子を回転させて、バックライトからの光の量を制御することによって画像を形成する。 4 is a plan view of the pixel portion according to the first embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to the AA cross section in FIG. In FIG. 4, pixels are formed in a region surrounded by the scanning lines 10 and the video signal lines 20. In the pixel, a common electrode 101 formed of ITO (Indium Tin Oxide) with a flat solid surface is formed on the lower side, and a common line 102 for supplying a common potential to the common electrode 101 is formed at the end of the common electrode 101. Are overlapped. A pixel electrode 108 having a slit is formed on the common electrode 101 with an insulating film interposed therebetween. When a video signal is supplied to the pixel electrode 108, electric lines of force are generated in the liquid crystal layer 300 through a slit between the common electrode 101, thereby rotating liquid crystal molecules, and the amount of light from the backlight. An image is formed by controlling.

図４において、走査線１０の上にＴＦＴが形成されている。走査線１０の上には、ゲート絶縁膜を挟んで半導体層１０４が形成されている。ドレイン電極１０５は映像信号線２０が分岐したものである。ドレイン電極１０５と対向してソース電極１０６が形成され、ソース電極１０６は、画素領域に延在し、スルーホール１０９を介して画素電極１０８と導通している。 In FIG. 4, the TFT is formed on the scanning line 10. A semiconductor layer 104 is formed on the scanning line 10 with a gate insulating film interposed therebetween. The drain electrode 105 is a branch of the video signal line 20. A source electrode 106 is formed to face the drain electrode 105, and the source electrode 106 extends to the pixel region and is electrically connected to the pixel electrode 108 through the through hole 109.

図４において、走査線１０の上に、画素電極１０８と同じ材料を用いた台座１１４が形成されている。以後この台座１１４を画素電極台座１１４１と称する。画素電極台座１１４１と走査線１０との間には絶縁膜が存在している。また、画素電極台座１１４１の上には、配向膜１１３が形成されている。画素電極台座１１４１に対応する部分には、対向基板２００に形成された柱状スペーサ２０４の先端が接触している。 In FIG. 4, a pedestal 114 using the same material as the pixel electrode 108 is formed on the scanning line 10. Hereinafter, this pedestal 114 is referred to as a pixel electrode pedestal 1141. An insulating film exists between the pixel electrode base 1141 and the scanning line 10. An alignment film 113 is formed on the pixel electrode base 1141. The tip of the columnar spacer 204 formed on the counter substrate 200 is in contact with the portion corresponding to the pixel electrode base 1141.

図５は図４のＡ−Ａ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図５において、ＴＦＴ基板１００の外側には下偏光板１２０が形成され、対向基板２００の外側には上偏光板２２０が形成されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶層３００が挟持されている。図５において、ＴＦＴ基板１００の上には、透明電極であるＩＴＯによるコモン電極１０１が形成されている。コモン電極１０１の端部にはコモン電極１０１にコモン電位を供給するためのコモンライン１０２がオーバーラップしている。コモン電極１０１は、走査線１０と絶縁して形成されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to the AA cross section of FIG. In FIG. 5, a lower polarizing plate 120 is formed outside the TFT substrate 100, and an upper polarizing plate 220 is formed outside the counter substrate 200. A liquid crystal layer 300 is sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate 200. In FIG. 5, a common electrode 101 made of ITO, which is a transparent electrode, is formed on the TFT substrate 100. A common line 102 for supplying a common potential to the common electrode 101 overlaps with an end portion of the common electrode 101. The common electrode 101 is formed to be insulated from the scanning line 10.

走査線１０は２層構造となっており、下層はコモン電極１０１と同じＩＴＯによる導電層１０１１で形成され、上層は、コモンライン１０２と同じ金属によって形成されている。走査線１０を形成する金属は例えば、ＭｏＷあるいはＡｌ合金等である。 The scanning line 10 has a two-layer structure, the lower layer is formed of the same conductive layer 1011 made of ITO as the common electrode 101, and the upper layer is formed of the same metal as the common line 102. The metal forming the scanning line 10 is, for example, MoW or Al alloy.

走査線１０およびコモン電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０３が形成され、ゲート絶縁膜１０３の上にパッシベーション膜１０７が形成されている。パッシベーション膜１０７の上に透明電極であるＩＴＯによって画素電極１０８が形成されている。一方、走査線１０上のパッシベーション膜１０７の上にも画素電極１０８と同じＩＴＯによって画素電極台座１１４１が形成されている。図５からかわかるように、画素電極台座１１４１の上端は画素電極１０８の上端よりも高くなっている。 A gate insulating film 103 is formed to cover the scanning line 10 and the common electrode 101, and a passivation film 107 is formed on the gate insulating film 103. A pixel electrode 108 is formed on the passivation film 107 by ITO which is a transparent electrode. On the other hand, a pixel electrode pedestal 1141 is also formed on the passivation film 107 on the scanning line 10 by the same ITO as the pixel electrode 108. As can be seen from FIG. 5, the upper end of the pixel electrode base 1141 is higher than the upper end of the pixel electrode 108.

配向膜１１３はこのような状態で塗布されるので、図１で示したように、画素電極台座１１４１の上の配向膜１１３は薄くなり、この配向膜１１３に対して光配向を行うために紫外線を照射すると、ポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２は、画素電極台座１１４１の上では殆ど消失してしまう。したがって、画素電極台座１１４１の上は、機械的な強度が強いポリアミド酸を前駆体とする下配向膜１１１が主として存在し、柱状スペーサ２０４が接触しても容易には削れは生じない。したがって、配向膜１１３の削れくずに起因する輝点は生じない。一方、高さの低い画素電極１０８部分においては、配向膜１１３が厚くなっているので、紫外線照射によって光配向を行った後も配向膜１１３の２層構造が維持されている。つまり、所定の膜厚の光配向処理された上配向膜１１２が存在するので、液晶分子を配向することが出来る。 Since the alignment film 113 is applied in such a state, as shown in FIG. 1, the alignment film 113 on the pixel electrode pedestal 1141 becomes thin, and ultraviolet light is used to perform photo-alignment on the alignment film 113. , The upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor almost disappears on the pixel electrode pedestal 1141. Therefore, on the pixel electrode base 1141, there is mainly the lower alignment film 111 made of a polyamic acid having a high mechanical strength as a precursor, and even if the columnar spacer 204 comes into contact, it is not easily scraped. Accordingly, no bright spot is generated due to shavings of the alignment film 113. On the other hand, since the alignment film 113 is thick in the pixel electrode 108 portion having a low height, the two-layer structure of the alignment film 113 is maintained even after photo-alignment is performed by ultraviolet irradiation. That is, since the upper alignment film 112 having a predetermined film thickness subjected to photo-alignment treatment exists, liquid crystal molecules can be aligned.

図５において、対向基板２００にはブラックマトリクス２０１とカラーフィルタ２０２が形成されている。ブラックマトリクス２０１は画素電極台座１１４１部分を覆っているので、この部分において、液晶が配向されなくとも、バックライトからの光が透過することは無い。図５において、カラーフィルタ２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成され、オーバーコート膜２０３に柱状スペーサ２０４が形成されている。 In FIG. 5, a black matrix 201 and a color filter 202 are formed on the counter substrate 200. Since the black matrix 201 covers the pixel electrode pedestal 1141 portion, the light from the backlight is not transmitted through this portion even if the liquid crystal is not aligned. In FIG. 5, an overcoat film 203 is formed so as to cover the color filter 202, and columnar spacers 204 are formed on the overcoat film 203.

オーバーコート膜２０３および柱状スペーサ２０４を覆って配向膜１１３が形成されている。対向基板２００側の配向膜１１３も２層構造であるが、図５では、図面が複雑化することを避けるために配向膜１１３は１層で描いている。対向基板２００において、配向膜１１３を塗布すると、オーバーコート膜２０３の上は所定の膜厚の配向膜１１３が形成されるが、柱状スペーサ２０４は高いので、レベリング効果によって柱状スペーサ２０４の先端には配向膜１１３は殆ど存在しない。また、仮に、柱状スペーサ２０４の先端に配向膜１１３が残ったとしても、光配向のために紫外線を照射することによって、ポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２は消失し、機械的な強度の強いポリアミド酸を前駆体とする下配向膜１１１が主として残存することになる。したがって、柱状スペーサ２０４側に残った配向膜１１３が削れて、それが原因となって輝点が発生することは無い。 An alignment film 113 is formed to cover the overcoat film 203 and the columnar spacer 204. Although the alignment film 113 on the counter substrate 200 side also has a two-layer structure, in FIG. 5, the alignment film 113 is drawn as a single layer in order to avoid complication of the drawing. When the alignment film 113 is applied to the counter substrate 200, the alignment film 113 having a predetermined thickness is formed on the overcoat film 203, but the columnar spacer 204 is high. The alignment film 113 is hardly present. Further, even if the alignment film 113 remains at the tip of the columnar spacer 204, the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor disappears by irradiation with ultraviolet rays for photo-alignment, and mechanically The lower alignment film 111 having a strong polyamic acid as a precursor mainly remains. Therefore, the alignment film 113 remaining on the columnar spacer 204 side is shaved and no bright spots are generated due to the shaving.

このように、ＴＦＴ基板１００においても、対向基板２００においても、柱状スペーサ２０４がＴＦＴ基板１００側と接触する部分においては、ポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２は、ほとんど存在せず、配向膜１１３の削れくずによる輝点の発生は生じにくい構造となっている。 Thus, in the TFT substrate 100 and the counter substrate 200, the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor hardly exists in the portion where the columnar spacer 204 is in contact with the TFT substrate 100 side. The alignment film 113 has a structure in which bright spots due to shavings are unlikely to occur.

図６は実施例２による画素部の平面図である。図６の構成は、台座１１４部分を除いて図４と同様である。図６において、台座１１４は、画素電極台座１１４１と半導体による台座、すなわち半導体台座１１４２との複合台座となっている。その分、台座１１４の先端は実施例１におけるよりも高くなっており、配向膜１１３を塗布したときのレベリングの効果はより生じやすい。 FIG. 6 is a plan view of the pixel portion according to the second embodiment. The configuration of FIG. 6 is the same as that of FIG. 4 except for the pedestal 114 portion. In FIG. 6, a pedestal 114 is a composite pedestal of a pixel electrode pedestal 1141 and a semiconductor pedestal, that is, a semiconductor pedestal 1142. Accordingly, the tip of the pedestal 114 is higher than in the first embodiment, and the leveling effect when the alignment film 113 is applied is more likely to occur.

図７は、図６のＢ−Ｂ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。走査線１０の上に形成される台座部分を除いては図５と同様である。図７において、走査線１０上のゲート絶縁膜１０３の上には半導体が形成され、これが、半導体台座１１４２となっている。半導体台座１１４２の上には、パッシベーション膜１０７が形成され、パッシベーション膜１０７の上には実施例１と同様に画素電極台座１１４１が形成されている。すなわち、本実施例においては、台座１１４が半導体台座１１４２と画素電極台座１１４１の両方で構成されており、台座１１４の高さが実施例１よりも高くなっている。これによって、配向膜１１３を塗布したときのレベリングの効果をより効果的に生じさせることが出来る。したがって、柱状スペーサ２０４の先端が接触する部分には、上配向膜１１２が存在する確率がより小さくなり、配向膜１１３剥がれの確率も、より小さくなる。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to the BB cross section of FIG. 6. Except for the pedestal portion formed on the scanning line 10, it is the same as FIG. In FIG. 7, a semiconductor is formed on the gate insulating film 103 on the scanning line 10, and this is a semiconductor pedestal 1142. A passivation film 107 is formed on the semiconductor pedestal 1142, and a pixel electrode pedestal 1141 is formed on the passivation film 107 as in the first embodiment. That is, in this embodiment, the pedestal 114 includes both the semiconductor pedestal 1142 and the pixel electrode pedestal 1141, and the height of the pedestal 114 is higher than that of the first embodiment. Accordingly, the leveling effect when the alignment film 113 is applied can be more effectively generated. Therefore, the probability that the upper alignment film 112 exists in the portion where the tip of the columnar spacer 204 contacts is smaller, and the probability that the alignment film 113 is peeled is also smaller.

図８は実施例３による画素部の平面図である。図８の構成は、台座１１４部分を除いて図６と同様である。図８において、台座１１４は、画素電極台座１１４１と映像信号線２０と同じ材料による台座、すなわち映像信号線台座１１４３との複合台座となっている。その分、台座１１４の先端は実施例１におけるよりも高くなっており、配向膜１１３を塗布したときのレベリングの効果はより生じやすい。 FIG. 8 is a plan view of a pixel portion according to the third embodiment. The configuration of FIG. 8 is the same as that of FIG. 6 except for the pedestal 114 portion. In FIG. 8, a pedestal 114 is a composite pedestal of a pixel electrode pedestal 1141 and a pedestal made of the same material as the video signal line 20, that is, a video signal line pedestal 1143. Accordingly, the tip of the pedestal 114 is higher than in the first embodiment, and the leveling effect when the alignment film 113 is applied is more likely to occur.

図９は、図８のＣ−Ｃ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。走査線１０の上に形成される台座部分を除いては実施例２の図７と同様である。図９も図７も複合台座となっているが、図９が図７と異なる点は、図９においては、複合台座の下側が半導体台座１１４２ではなく、映像信号線台座１１４３となっている点である。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device corresponding to the CC cross section of FIG. Except for the pedestal portion formed on the scanning line 10, it is the same as FIG. 7 of the second embodiment. 9 and FIG. 7 are composite pedestals, but FIG. 9 is different from FIG. 7 in that the lower side of the composite pedestal is not a semiconductor pedestal 1142 but a video signal line pedestal 1143 in FIG. It is.

実施例３においては、映像信号線台座１１４３が存在する分、実施例１よりも台座１１４の先端が高くなっており、これによって、配向膜１１３を塗布したときのレベリングの効果をより効果的に生じさせることが出来る。したがって、柱状スペーサ２０４の先端が接触する部分には、上配向膜１１２が存在する確率がより小さくなり、配向膜１１３剥がれの確率も、より小さくなる。 In the third embodiment, since the video signal line pedestal 1143 is present, the tip of the pedestal 114 is higher than in the first embodiment, and thereby the leveling effect when the alignment film 113 is applied is more effectively achieved. Can be generated. Therefore, the probability that the upper alignment film 112 exists in the portion where the tip of the columnar spacer 204 contacts is smaller, and the probability that the alignment film 113 is peeled is also smaller.

図１０は実施例４による画素部の平面図である。図１０の構成は、台座１１４部分を除いて実施例１の図４と同様である。本実施例においては、台座１１４は映像信号線２０の上に形成されている。台座１１４の高さをより高くして、配向膜１１３を塗布したときのレベリングの効果をより大きくするためである。対向基板２００においては、台座１１４の位置に合わせて柱状スペーサ２０４の位置も実施例１等とは異なっている。 FIG. 10 is a plan view of a pixel portion according to the fourth embodiment. The configuration of FIG. 10 is the same as that of FIG. 4 of the first embodiment except for the pedestal 114 portion. In this embodiment, the pedestal 114 is formed on the video signal line 20. This is because the height of the pedestal 114 is made higher and the leveling effect when the alignment film 113 is applied is made larger. In the counter substrate 200, the position of the columnar spacer 204 is different from that of the first embodiment in accordance with the position of the pedestal 114.

図１１は図１０のＤ−Ｄ断面図であり、図１２は図１０のＥ−Ｅ断面図である。図１１は台座１１４が形成されている部分の断面図であり、図１２は画素電極１０８が形成されている部分の断面図である。台座１１４が形成されている部分の断面である図１１において、ＴＦＴ基板１００の表面から画素電極台座１１４１の上面までには、導電層１０１１、走査線１０、ゲート絶縁膜１０３、映像信号線２０、パッシベーション膜１０７、画素電極台座１１４１の６層が形成されている。これに対して画素部分の断面である図１２においては、ＴＦＴ基板１００の表面から、コモン電極１０１、ゲート絶縁膜１０３、パッシベーション膜１０７、画素電極１０８の４層のみ形成されている。 11 is a DD cross-sectional view of FIG. 10, and FIG. 12 is a EE cross-sectional view of FIG. 11 is a cross-sectional view of a portion where the pedestal 114 is formed, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion where the pixel electrode 108 is formed. In FIG. 11 which is a cross section of a portion where the pedestal 114 is formed, the conductive layer 1011, the scanning line 10, the gate insulating film 103, the video signal line 20, from the surface of the TFT substrate 100 to the upper surface of the pixel electrode pedestal 1141, Six layers of a passivation film 107 and a pixel electrode base 1141 are formed. On the other hand, in FIG. 12, which is a cross section of the pixel portion, only four layers of the common electrode 101, the gate insulating film 103, the passivation film 107, and the pixel electrode 108 are formed from the surface of the TFT substrate 100.

したがって、ＴＦＴ基板１００の表面から図１１における台座１１４上部までの距離ｔ２は図１２における画素電極１０８の上部までの距離ｔ１よりも、走査線１０の厚さと映像信号線２０の厚さの合計分大きくなっている。これによって、配向膜１１３を塗布したときのレベリング効果を十分に生じさせることが出来る。その結果、紫外線照射によって光配向を行った後は、図１１に示すように、柱状スペーサ２０４が接触する台座１１４部分においては、上配向膜１１２は殆ど存在せず、機械的な強度が強い下配向膜１１１のみが存在することになる。一方、画素電極１０８部は台座１１４部分に比較して低いので、配向膜１１３の２層構造は維持され、上配向膜１１２による液晶分子に対する初期配向を生じさせることが出来る。 Therefore, the distance t2 from the surface of the TFT substrate 100 to the upper part of the pedestal 114 in FIG. 11 is the total of the thickness of the scanning line 10 and the thickness of the video signal line 20 than the distance t1 to the upper part of the pixel electrode 108 in FIG. It is getting bigger. Thereby, the leveling effect when the alignment film 113 is applied can be sufficiently generated. As a result, after photo-alignment by ultraviolet irradiation, the upper alignment film 112 hardly exists in the pedestal 114 portion where the columnar spacer 204 contacts as shown in FIG. Only the alignment film 111 exists. On the other hand, since the pixel electrode portion 108 is lower than the pedestal 114 portion, the two-layer structure of the alignment film 113 is maintained, and the initial alignment of the liquid crystal molecules by the upper alignment film 112 can be generated.

このように、本実施例においても、液晶分子に対する初期配向効果を維持しつつ、柱状スペーサ２０４による配向膜１１３削れを防止して輝点の発生を防止することが出来る。 Thus, also in this embodiment, it is possible to prevent the bright film from being generated by preventing the alignment film 113 from being scraped by the columnar spacer 204 while maintaining the initial alignment effect on the liquid crystal molecules.

実施例１〜４では、液晶表示装置の画素部分の構造に即して本発明を説明したが、本実施例では、台座１１４の部分の形状と配向膜１１３成分について詳細に説明する。図１３は台座１１４の平面形状が正方形の場合である。図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。図１３では台座１１４の断面は台形である。すなわち、台座上面１１６は台座下面１１５よりも径が小さい。このような場合、台座１１４の最狭部の径は上面の径であるｗを言う。また、図１３（ｂ）において、台座１１４の高さｈは、例えば、図１を参照すると、画素領域における画素電極１０８の上面と台座１１４の上面の高さの差をいう。 In the first to fourth embodiments, the present invention has been described according to the structure of the pixel portion of the liquid crystal display device. However, in the present embodiment, the shape of the pedestal 114 and the components of the alignment film 113 will be described in detail. FIG. 13 shows a case where the planar shape of the pedestal 114 is square. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 13A. In FIG. 13, the cross section of the pedestal 114 is trapezoidal. That is, the pedestal upper surface 116 is smaller in diameter than the pedestal lower surface 115. In such a case, the diameter of the narrowest part of the pedestal 114 is w, which is the diameter of the upper surface. In FIG. 13B, the height h of the pedestal 114 refers to the difference in height between the upper surface of the pixel electrode 108 and the upper surface of the pedestal 114 in the pixel region, for example, referring to FIG.

図１４は台座１１４の平面が長方形の場合である。図１４（ａ）は台座１１４の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。図１４において、台座１１４の最狭部は台座上面１１６の短径ｗである。また、図１４（ｂ）における台座１１４の高さｈの定義は図１３と同様である。 FIG. 14 shows a case where the plane of the pedestal 114 is rectangular. 14A is a plan view of the pedestal 114, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line GG in FIG. 14A. In FIG. 14, the narrowest portion of the pedestal 114 is the short diameter w of the pedestal upper surface 116. The definition of the height h of the pedestal 114 in FIG. 14B is the same as that in FIG.

図１５は台座１１４が円形の場合である。図１５（ａ）は台座１１４の平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。図１５において、台座１１４の最狭部は、台座１１４の上面の直径ｗである。また、図１５（ｂ）における台座１１４の高さｈの定義は図１３と同様である。 FIG. 15 shows a case where the pedestal 114 is circular. Fig.15 (a) is a top view of the base 114, FIG.15 (b) is HH sectional drawing of Fig.15 (a). In FIG. 15, the narrowest part of the pedestal 114 is the diameter w of the upper surface of the pedestal 114. The definition of the height h of the pedestal 114 in FIG. 15B is the same as that in FIG.

以上の台座１１４の例では、台座１１４の断面は台形であるとしたが、矩形であってもよい。また、以上の台座１１４は高さ、最狭部等の例を示すためのものであり、台座１１４の形状は、上記３つの例に限られるわけではない。 In the example of the pedestal 114 described above, the cross section of the pedestal 114 is trapezoidal, but may be rectangular. Moreover, the above pedestal 114 is for showing examples of the height, the narrowest portion, etc., and the shape of the pedestal 114 is not limited to the above three examples.

本発明の特徴は、台座１１４上においては、上配向膜１１２の存在を出来るだけ少なくし、柱状スペーサ２０４とは、機械的な強度が強い下配向膜１１１が接触するようにし、画素電極１０８においては、上配向膜１１２を、液晶分子を配向させるに十分な膜厚だけ維持し、２層構造を維持することである。このような構成を実現するためには、台座１１４の形状、配向膜１１３の塗布厚さ、配向膜１１３材料におけるポリアミド酸エステルとポリアミド酸の配合比率が重要である。 The feature of the present invention is that the presence of the upper alignment film 112 is reduced as much as possible on the pedestal 114, the lower alignment film 111 having high mechanical strength is in contact with the columnar spacer 204, and the pixel electrode 108 is Is to maintain the upper alignment film 112 by a film thickness sufficient to align liquid crystal molecules and to maintain a two-layer structure. In order to realize such a configuration, the shape of the pedestal 114, the coating thickness of the alignment film 113, and the blending ratio of the polyamic acid ester and the polyamic acid in the alignment film 113 material are important.

ここで、次のパラメータを導入する。
ａ：台座アスペクト比として、台座高さｈ／台座最狭部の幅ｗ
ｂ：台座上の配向膜膜厚／画素領域における絶縁膜上の配向膜膜厚。ここで画素領域における絶縁膜は実施例１−４等ではパッシベーション膜１０７であるが、パッシベーション膜１０７の代わりに他の絶縁膜が存在する場合もある。
ｃ：配向膜材料のポリアミド酸エステルの比率。ここで、配向膜材料はポリアミド酸エステルとポリアミド酸の混合物であるが、ｃはこのうちのポリアミド酸エステルの割合である。つまり、ポリアミド酸エステルの量をｘとし、ポリアミド酸の量をｙとした場合、ｃ＝ｘ／（ｘ＋ｙ）である。ｃは、０．２＜ｃ＜０．８、より好ましくは、０．３＜ｃ＜０．７である。
ｄ：画素領域の絶縁膜上の配向膜膜厚ｄ。ｄは、３０ｎｍ＜ｄ＜１５０ｎｍ、より好ましくは、４０ｎｍ＜ｄ＜１３０ｎｍである。但し、ｃｄ＞１０ｎｍを満たす必要がある。このｄは、光配向後の膜厚、すなわち、液晶表示装置における膜厚である。つまり、画素領域において、ポリアミド酸エステルを前駆体とした上配向膜１１２を１０ｎｍ以上残存させて、液晶に対する初期配向機能を十分に維持させるためである。 Here, the following parameters are introduced.
a: As the pedestal aspect ratio, the pedestal height h / the width of the narrowest part of the pedestal w
b: Thickness of alignment film on pedestal / thickness of alignment film on insulating film in pixel region. Here, the insulating film in the pixel region is the passivation film 107 in Embodiment 1-4 and the like, but another insulating film may be present instead of the passivation film 107.
c: Ratio of the polyamic acid ester of the alignment film material. Here, the alignment film material is a mixture of a polyamic acid ester and a polyamic acid, and c is the ratio of the polyamic acid ester. That is, c = x / (x + y) where x represents the amount of polyamic acid ester and y represents the amount of polyamic acid. c is 0.2 <c <0.8, and more preferably 0.3 <c <0.7.
d: The alignment film thickness d on the insulating film in the pixel region. d is 30 nm <d <150 nm, more preferably 40 nm <d <130 nm. However, it is necessary to satisfy cd> 10 nm. This d is the film thickness after photo-alignment, that is, the film thickness in the liquid crystal display device. That is, in the pixel region, the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor is left to 10 nm or more to sufficiently maintain the initial alignment function for the liquid crystal.

ａ、ｂ、ｃ、ｄを上記のように定義した場合、配向膜材料のポリアミド酸エステルの比率ｃと他のバラメータとの関係は、
ｃ＜８０／（ｂ（ｄ＋４０））である。
より好ましくは、
ｃ＜６０／（ｂ（ｄ＋４０））である。
但し、台座１１４の最狭部ｗが１０μｍ以下のときは、ｂ＝０．９、台座１１４の最狭部ｗが１０μｍ以上のときは、ｂ＝１／（１３．９（ａ＋０．０８））＋０．１、かつ、ｂ＜０．９である。 When a, b, c, and d are defined as described above, the relationship between the ratio c of the polyamic acid ester of the alignment film material and other parameters is
c <80 / (b (d + 40)).
More preferably,
c <60 / (b (d + 40)).
However, when the narrowest part w of the pedestal 114 is 10 μm or less, b = 0.9, and when the narrowest part w of the pedestal 114 is 10 μm or more, b = 1 / (13.9 (a + 0.08)). +0.1 and b <0.9.

以上のように、台座形状、配向膜材料、配向膜膜厚を選ぶことによって、実施例１〜４に示すような液晶表示装置の構成を得ることが出来る。以上のような製造方法によって製造された液晶表示装置の特長を具体的に述べると次のようになる。 As described above, by selecting the pedestal shape, the alignment film material, and the alignment film thickness, it is possible to obtain the configuration of the liquid crystal display device as shown in Examples 1 to 4. The characteristics of the liquid crystal display device manufactured by the above manufacturing method will be specifically described as follows.

Ａ：上配向膜１１２と下配向膜１１１の膜厚の割合が、台座１１４上と画素領域における絶縁膜上とで異なる。つまり、台座１１４上における上配向膜１１２の割合が、画素領域における絶縁膜上におけるよりも小さい。
Ｂ：台座１１４上の配向膜１１３におけるポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２の比率は、０．３以下、より好ましくは０．２以下、さらに好ましくは、０．１以下である。
Ｃ：台座１１４上の配向膜１１３におけるポリアミド酸エステルを前駆体とする上配向膜１１２の膜厚は、３０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下、さらに好ましくは、１０ｎｍ以下である。 A: The ratio of the film thickness of the upper alignment film 112 and the lower alignment film 111 is different between the pedestal 114 and the insulating film in the pixel region. That is, the ratio of the upper alignment film 112 on the pedestal 114 is smaller than that on the insulating film in the pixel region.
B: The ratio of the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor in the alignment film 113 on the pedestal 114 is 0.3 or less, more preferably 0.2 or less, and still more preferably 0.1 or less.
C: The film thickness of the upper alignment film 112 having a polyamic acid ester as a precursor in the alignment film 113 on the pedestal 114 is 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and still more preferably 10 nm or less.

以上のような構成によって、光配向膜１１３を用いた液晶表示装置において、柱状スペーサ２０４による配向膜剥がれを抑制し、配向膜剥がれくずによる輝点の発生を防止することが出来る。なお、実施例１〜４に記載の台座１１４は例であって、前記１〜４に記載の台座１１４を複合して使用することが出来る。すなわち、台座１１４としては、画素電極台座１１４１、半導体台座１１４２、映像信号線台座１１４３等を重ねて用いることによって、台座１１４の高さをより高くし、配向膜１１３のレベリング効果をより大きくして本発明の効果を上げることが出来る。また、映像信号線２０上においては、画素電極台座１１４１、半導体台座１１４２を複合して用いることが出来る。 With the above configuration, in the liquid crystal display device using the photo-alignment film 113, it is possible to suppress the alignment film peeling due to the columnar spacer 204 and to prevent the occurrence of bright spots due to the alignment film peeling waste. Note that the pedestal 114 described in the first to fourth embodiments is an example, and the pedestal 114 described in the first to fourth embodiments can be used in combination. That is, as the pedestal 114, the pixel electrode pedestal 1141, the semiconductor pedestal 1142, the video signal line pedestal 1143, and the like are used in an overlapping manner, so that the height of the pedestal 114 is increased and the leveling effect of the alignment film 113 is further increased. The effect of the present invention can be improved. On the video signal line 20, the pixel electrode base 1141 and the semiconductor base 1142 can be used in combination.

１０…走査線、２０…映像信号線、１００…ＴＦＴ基板、１０１…コモン電極、１０２…コモンライン、１０３…ゲート絶縁膜、１０４…半導体層、１０５…ドレイン電極、１０６…ソース電極、１０７…パッシベーション膜、１０８…画素電極、１０９…スルーホール、１１１…下配向膜、１１２…上配向膜、１１３…配向膜、１１４…台座、１１５…台座下面、１１３…台座上面、２００…対向基板、２０１…ブラックマトリクス、２０２…カラーフィルタ、２０３…オーバーコート膜、２０４…柱状スペーサ、３００…液晶層、４００…透過領域、５００…非透過領域、１０１１…導電層、１１４１…画素電極台座、１１４２…半導体台座、１１４３…映像信号線台座 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scanning line, 20 ... Video signal line, 100 ... TFT substrate, 101 ... Common electrode, 102 ... Common line, 103 ... Gate insulating film, 104 ... Semiconductor layer, 105 ... Drain electrode, 106 ... Source electrode, 107 ... Passivation Membrane, 108 ... pixel electrode, 109 ... through hole, 111 ... lower alignment film, 112 ... upper alignment film, 113 ... alignment film, 114 ... pedestal, 115 ... pedestal lower surface, 113 ... pedestal upper surface, 200 ... counter substrate, 201 ... Black matrix, 202 ... Color filter, 203 ... Overcoat film, 204 ... Columnar spacer, 300 ... Liquid crystal layer, 400 ... Transmission region, 500 ... Non-transmission region, 1011 ... Conductive layer, 1141 ... Pixel electrode base, 1142 ... Semiconductor base 1143: Video signal line pedestal

Claims

A liquid crystal layer sandwiched between a TFT substrate having a pixel region having an insulating film and a pixel electrode and a counter substrate facing the TFT substrate;
Columnar spacers are formed on the counter substrate;
Forming a pedestal facing the tip of the columnar spacer on the TFT substrate;
Covering the pedestal, the pixel electrode, and the insulating film, and forming an alignment film formed by a lower alignment film having a polyamic acid as a precursor and an upper alignment film having a polyamic acid ester as a precursor,
A method of manufacturing a liquid crystal display device for photo-aligning the alignment film,
When the thickness of the alignment film on the pedestal is q2, and the thickness of the alignment film on the insulating film in the pixel region is q1, b = q2 / q1,
When the amount of polyamic acid ester in the alignment film material is x and the amount of polyamic acid is y, c = x / (x + y),
A method of manufacturing a liquid crystal display device, wherein c is c <80 / (b (q1 + 40)) and 0.2 <c <0.8.

2. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein c is 0.3 <c <0.7.

2. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the c is c <60 / (b (q1 + 40)).

When the difference between the height from the TFT substrate to the upper surface of the pedestal and the height from the TFT substrate to the upper surface of the pixel electrode is h, and a = h / w,
4. The q 1 and the q 2 are set so that b = 1 / (13.9 (a + 0.08) +0.1 when the w exceeds 10 μm. 5. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1.