JP5095858B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal、以下「ＰＤＬＣ」と称する）を用いた液晶表示パネルを備えた液晶表示装置は、高分子マトリクス中にネマチック液晶を分散させた高分子分散型の液晶層を有し、例えば、ポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ）もその一種である。そして、ＰＤＬＣを用いた液晶表示装置は、液晶層に電圧が印加されていないときに、高分子部分と液晶部分との屈折率が異なることにより、液晶表示パネルに入射する入射光が散乱すると共に、液晶層に電圧が印加されているときに、高分子部分と液晶部分との屈折率が一致することにより、液晶表示パネルに入射する入射光が透過するように構成されている。また、ＰＤＬＣを用いた液晶表示装置は、液晶表示パネル内で入射光の透過／散乱を制御することができ、偏光板が不要であるので、明るい表示が得られるという長所を有している。

上記のような構成のＰＤＬＣを用いた液晶表示装置は、例えば、液晶材料と光重合性を有するモノマーとの混合材料を液晶セルに注入した後に、その混合材料に光照射してモノマーを重合し、その重合による相分離により、高分子マトリクス中に液晶材料を微小粒として分散させることにより、製造することができる。

例えば、特許文献１には、光散乱性液晶層を有する液晶表示装置において、光硬化性樹脂の未重合残存部分が残存することを解消するために、対向基板の遮光層が信号線に沿って画素電極と信号線との間隙部分を遮光する形状に形成されていることが記載されている。

特開平８−１０１４０５号公報

ところで、液晶表示パネルを構成する一対の基板の一方には、表示用配線の近傍における光漏れや薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称する）の光照射によるリーク電流の発生を抑制するために、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光層が設けられている。このブラックマトリクスは、画像表示を行う表示領域において、格子状に設けられていると共に、表示領域の外側の額縁領域において、枠状に設けられている。

図１３は、従来のＰＤＬＣを用いた液晶表示パネル１４０の角部の平面図であり、図１４は、液晶表示パネル１４０における額縁領域Ｆのブラックマトリクス１２１の内周端部の経時変化を観察した顕微鏡写真である。具体的に、図１４（ａ）は、液晶表示パネル１４０を製造した日の顕微鏡写真であり、図１４（ｂ）は、液晶表示パネル１４０を製造してから１日後の顕微鏡写真であり、図１４（ｃ）は、液晶表示パネル１４０を製造してから４日後の顕微鏡写真である。

従来のＰＤＬＣを用いた液晶表示パネルでは、図１４に示すように、表示領域Ｄ（図１３参照）の周端部において、時間の経過と共に暗色部（図中矢印部）が拡大しているので、等方相の未反応モノマーが時間の経過と共に額縁領域Ｆ（図１３参照）から表示領域Ｄに染み出していることが推察される。そうなると、表示領域Ｄの周端部に染み出しによる表示むらが発生するので、表示品位が低下してしまう。ここで、額縁領域Ｆのブラックマトリクス１２１は、通常、数ｍｍ程度の幅に形成されているので、モノマーを重合させるための光が遮断されることにより、額縁領域Ｆには、表示領域Ｄよりも多くの未反応モノマーが残留するおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示領域の周端部における染み出しによる表示むらを抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、額縁領域において、互いに離間する複数の遮光部によりブラックマトリクスを構成するようにしたものである。

具体的に本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、上記第１基板及び第２基板の間に設けられた高分子分散型の液晶層と、上記第１基板に設けられたブラックマトリクスとを備え、画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に額縁領域が規定された液晶表示装置であって、上記額縁領域では、上記ブラックマトリクスが互いに離間する複数の遮光部により構成され、上記額縁領域には、遮光性を有する遮光部材が枠状に設けられ、上記複数の遮光部は、上記額縁領域の外周側よりも該額縁領域の内周側で多く配置されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、額縁領域では、第１基板に設けられたブラックマトリクスが、互いに離間する複数の遮光部により構成されているので、額縁領域は、従来のような遮光性を有していなく、複数の遮光部の間で光透過性を有している。そのため、高分子分散型の液晶層を構成する光重合性を有するモノマーに光が照射されるので、液晶層における未反応モノマーの残留が抑制される。これにより、額縁領域の未反応モノマーの表示領域への染み出しが抑制されるので、表示領域の周端部における染み出しによる表示むらが抑制される。

また、上記の構成によれば、額縁領域に枠状の遮光部材が設けられているので、額縁領域に配置する周辺回路などが遮蔽され、液晶表示装置の見映えが良好になる。

さらに、上記の構成によれば、額縁領域に枠状の遮光部材が設けられ、複数の遮光部が額縁領域の外周側よりも額縁領域の内周側で多く配置されているので、半導体素子に対して、枠状の遮光部材の端部からの回折光や第１基板内の多重反射光などの斜方から光が入射することが効果的に抑制される。

上記各遮光部は、上記額縁領域に配置する半導体素子に重なるように設けられていてもよい。

上記の構成によれば、各遮光部が額縁領域に配置する半導体素子に重なるように設けられているので、半導体素子に対して、正面からの光が入射することが抑制される。

上記各遮光部は、上記額縁領域に配置する半導体素子の上記表示領域側にシフトして設けられていてもよい。

上記の構成によれば、各遮光部が額縁領域に配置する半導体素子の表示領域側にシフトして設けられているので、半導体素子に対して、例えば、額縁領域を覆う遮光部材の端部からの回折光や第１基板内の多重反射光などの斜方からの光が入射することが抑制される。

上記半導体素子は、薄膜トランジスタであってもよい。

上記の構成によれば、半導体素子が薄膜トランジスタであるので、薄膜トランジスタの光照射によるリーク電流の発生が抑制される。

上記表示領域では、各々、薄膜トランジスタを有する複数の画素がマトリクス状に設けられ、上記ブラックマトリクスが互いに離間すると共に上記各薄膜トランジスタに重なる複数の遮光部により構成されていてもよい。

上記の構成によれば、表示領域において、ブラックマトリクスを構成する各遮光部が各画素に設けられた薄膜トランジスタに重なっているので、各画素の薄膜トランジスタにおいて、光照射によるリーク電流の発生が具体的に抑制される。

上記ブラックマトリクスは、樹脂製であってもよい。

上記の構成によれば、ブラックマトリクスが樹脂製であるので、ブラックマトリクスが比較的厚く形成され、ブラックマトリクスの裏側における回折光の発生が抑制される。

また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、ブラックマトリクスが形成された第１基板、及び該第１基板に対向して配置される第２基板を作製する基板作製工程と、上記第１基板及び第２基板の間に、液晶材料、及び光重合性を有するモノマーを含む混合材料を配置する液晶配置工程と、上記混合材料に光照射して、高分子分散型の液晶層を形成する光照射工程とを備え、画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に額縁領域が規定された液晶表示装置を製造する方法であって、上記基板作製工程では、上記ブラックマトリクスを上記額縁領域において互いに離間すると共に上記額縁領域の外周側よりも該額縁領域の内周側で多く配置する複数の遮光部により形成し、上記光照射工程の後に、上記額縁領域に遮光性を有する枠状の遮光部材を配置することを特徴とする。

上記の方法によれば、基板作製工程において、第１基板の額縁領域のブラックマトリクスを、互いに離間する複数の遮光部により形成するので、額縁領域は、従来のような遮光性を有していなく、複数の遮光部の間で光透過性を有している。そのため、光照射工程において、高分子分散型の液晶層を構成する光重合性を有するモノマーに光が照射されるので、液晶層における未反応モノマーの残留が抑制される。これにより、額縁領域の未反応モノマーの表示領域への染み出しが抑制されるので、表示領域の周端部における染み出しによる表示むらが抑制される。

また、上記の方法によれば、光照射工程の後に、額縁領域に枠状の遮光部材を配置するので、額縁領域に配置する周辺回路などが遮蔽され、液晶表示装置の見映えが良好になる。

さらに、上記の方法によれば、額縁領域に枠状の遮光部材を配置し、複数の遮光部が額縁領域の外周側よりも額縁領域の内周側で多く配置するので、半導体素子に対して、枠状の遮光部材の端部からの回折光や第１基板内の多重反射光などの斜方から光が入射することが効果的に抑制される。

上記液晶配置工程では、上記第１基板及び第２基板を貼り合わせた貼合体に対して、上記液晶材料及びモノマーを注入してもよい。

上記の方法によれば、液晶配置工程において、第１基板及び第２基板を貼り合わせた貼合体に対して、液晶材料及び光重合性のモノマーを含む混合材料を注入するので、液晶表示装置が真空注入法を用いて具体的に製造される。

本発明によれば、額縁領域において、互いに離間する複数の遮光部によりブラックマトリクスが構成されているので、表示領域の周端部における染み出しによる表示むらを抑制することができる。

図１は、実施形態１に係る液晶表示装置５０ａの断面図である。 図２は、液晶表示装置５０ａを構成するＴＦＴ基板２０の平面図である。 図３は、ＴＦＴ基板２０の各画素Ｐを示す平面図である。 図４は、ＴＦＴ基板２０を構成する保護回路４ａの等価回路図である。 図５は、保護回路４ａの平面図である。 図６は、ＴＦＴ基板２０を構成する保護回路４ｂの平面図である。 図７は、ＴＦＴ基板２０を構成する検査用ＴＦＴ５ｂの平面図である。 図８は、液晶表示装置５０ａを構成する液晶表示パネル４０ａの角部の平面図である。 図９は、図８中の縦方向に延びる遮光部２１ｂを拡大した平面図である。 図１０は、図８中の横方向に延びる遮光部２１ｂを拡大した平面図である。 図１１は、実施形態２に係る液晶表示装置５０ｂの断面図である。 図１２は、実施形態３に係る液晶表示装置５０ｃの断面図である。 図１３は、従来のＰＤＬＣを用いた液晶表示パネル１４０の平面図である。 図１４は、液晶表示パネル１４０における額縁領域Ｆのブラックマトリクス１２１の内周端部の経時変化を観察した顕微鏡写真である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図１０は、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法の実施形態１を示している。具体的に、図１は、本実施形態の液晶表示装置５０ａの断面図であり、図２は、液晶表示装置５０ａを構成するＴＦＴ基板２０の平面図である。また、図３は、ＴＦＴ基板２０の各画素Ｐを示す平面図である。また、図４は、ＴＦＴ基板２０を構成する保護回路４ａの等価回路図であり、図５は、その保護回路４ａの平面図である。また、図６は、ＴＦＴ基板２０を構成する保護回路４ｂの平面図であり、図７は、ＴＦＴ基板２０を構成する検査用ＴＦＴ５ｂの平面図である。

液晶表示装置５０ａは、図１に示すように、画像表示を行う表示領域Ｄ及びその周囲に枠状の額縁領域Ｆが規定された液晶表示パネル４０ａと、液晶表示パネル４０ａの下面に透明接着層４４ａを介して設けられたアクリル樹脂製の保護板４２ａと、保護板４２ａの下面に液晶表示パネル４０ａの表示領域Ｄが露出するように枠状に設けられた遮光性を有する下側フレーム４１ａと、液晶表示パネル４０ａの上面に透明接着層４４ｂを介して設けられたアクリル樹脂製の導光板４２ｂと、導光板４２ｂの下面に液晶表示パネル４０ａの表示領域Ｄが露出するように枠状に設けられた遮光膜４６と、導光板４２ｂの上面に遮光膜４６よりも外側に枠状に設けられた上側フレーム４１ｂと、導光板４２ｂの１辺に沿って光源として設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）４３とを備えている。

液晶表示パネル４０ａは、図１に示すように、第１基板として設けられたＣＦ（Color Filter）基板３０ａと、ＣＦ基板３０ａに対向して配置する第２基板として設けられたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板２０と、ＣＦ基板３０ａ及びＴＦＴ基板２０の間に設けられた高分子分散型の液晶層２５と、ＣＦ基板３０ａ及びＴＦＴ基板２０を互いに接着すると共にＣＦ基板３０ａ及びＴＦＴ基板２０の間に液晶層２５を封入するためのシール材２６とを備えている。

ＴＦＴ基板２０は、図１〜図３に示すように、表示領域Ｄにおいて、絶縁基板１０ａ上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線１１ａと、各ゲート線１１ａの間に互いに平行に延びるように設けられた複数の容量線１１ｂと、各ゲート線１１ａ及び各容量線１１ｂと直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線１４ａと、各ゲート線１１ａ及び各ソース線１４ａの交差部毎にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴ５ａと、各ＴＦＴ５ａを覆うように設けられた層間絶縁膜１５と、層間絶縁膜１５上にマトリクス状に設けられた複数の画素電極１６とを備えている。

また、ＴＦＴ基板２０は、図１及び図２に示すように、額縁領域Ｆにおいて、静電気から基板を保護するためのゲート線１１ａ用の保護回路４ａ及び４ｂと、ソース線１４ａ用の保護回路（不図示）と、各ゲート線１ａの端部にそれぞれ設けられた検査用ＴＦＴ５ｃａ及び５ｃｂと、各ソース線１４ａの上端部にそれぞれ設けられた検査用ＴＦＴ５ｂとを備えている。

ＴＦＴ５ａは、図１及び図３に示すように、各ゲート線１１ａの側方に突出した部分であるゲート電極１１ａａと、ゲート電極１１ａａを覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上でゲート電極１１ａａに対応する位置に島状に設けられた半導体層１３ａと、半導体層１３ａ上で互いに対峙するように設けられたソース電極１４ａａ及びドレイン電極１４ａｂとを備えている。ここで、半導体層１３ａは、上面にチャネル領域（不図示）が規定された下層の真性アモルファスシリコン層（不図示）と、その上層に設けられたｎ^＋アモルファスシリコン層（不図示）とを備えている。また、ソース電極１４ａａは、各ソース線１４ａの側方に突出した部分である。さらに、ドレイン電極１４ａｂは、層間絶縁膜１５に形成されたコンタクトホール（図３中の粗破線参照）を介して画素電極１６に接続されている。また、ドレイン電極１４ａｂは、各容量線１１ｂの矩形状の幅広部にゲート絶縁膜１２を介して重なるように設けられ、補助容量を構成している。

保護回路４ａは、図４及び図５に示すように、検査用ゲート信号入力端子（不図示）にそれぞれ導通しているゲートメタル層１１ｃａ及び１１ｃｂと、ゲートメタル層１１ｃａ及び１１ｃｂを覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上でゲートメタル層１１ｃａに対応する位置に島状に設けられた一対の半導体層１３ｃａ及び１３ｃｂと、ゲート絶縁膜１２上でゲートメタル層１１ｃｂに対応する位置に島状に設けられた一対の半導体層１３ｃｃ及び１３ｃｄと、各半導体層１３ｃａ、１３ｃｂ、１３ｃｃ及び１３ｃｄ上で互いに突出部が対峙するように設けられたソースメタル層１４ｃａ及び１４ｃｂとを備えている。ここで、ソースメタル層１４ｃａは、ゲート絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール（図５中の粗破線参照）を介してゲートメタル層１１ｃａに接続されていると共に、検査用ＴＦＴ５ｃａを介して奇数行のゲート線１１ａのうち、例えば、１、５、９、・・・行目、すなわち、４ｎ−３（ｎは自然数）行目のゲート線１１ａに導通している。また、ソースメタル層１４ｃｂは、ゲート絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール（図５中の粗破線参照）を介してゲートメタル層１１ｃｂに接続されていると共に、検査用ＴＦＴ５ｃｂを介して奇数行のゲート線１１ａのうち、例えば、３、７、１１、・・・行目、すなわち、４ｎ−１（ｎは自然数）行目のゲート線１１ａに導通している。そして、保護回路４ａは、製造工程や検査工程において、ゲートメタル層１１ｃａ又は１１ｃｂに所定値以上の電荷が溜まったときに、ＴＦＴ素子内の半導体層の特性が変化するのを防ぐように構成されている。

保護回路４ｂは、図６に示すように、一方端が奇数行のゲート線１１ａにそれぞれ導通しているゲートメタル層１１ｄａ及び１１ｄｂと、ゲートメタル層１１ｄａ及び１１ｄｂを覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上でゲートメタル層１１ｄａに対応する位置に島状に設けられた一対の半導体層１３ｄａ及び１３ｄｂと、ゲート絶縁膜１２上でゲートメタル層１１ｄｂに対応する位置に島状に設けられた一対の半導体層１３ｄｃ及び１３ｄｄと、各半導体層１３ｄａ、１３ｄｂ、１３ｄｃ及び１３ｄｄ上で互いに突出部が対峙するように設けられたソースメタル層１４ｄａ及び１４ｄｂとを備えている。ここで、ソースメタル層１４ｄａは、ゲート絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール（図６中の粗破線参照）を介してゲートメタル層１１ｄａに接続されていると共に、４ｎ−３（ｎは自然数）行目のゲート線１１ａ及びゲートドライバチップ（不図示）に電気的に接続されている。また、ソースメタル層１４ｄｂは、ゲート絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール（図６中の粗破線参照）を介してゲートメタル層１１ｄｂに接続されていると共に、４ｎ−１（ｎは自然数）行目のゲート線１１ａ及びゲートドライバチップ（不図示）に電気的に接続されている。そして、保護回路４ｂは、製造工程や検査工程において、各ゲート線１１ａに所定値以上の電荷が局所的に溜まったときに、その電荷を近傍のゲート線１１ａに逃して、強電界によるＴＦＴ素子の特性変化を防ぐように構成されている。

検査用ＴＦＴ５ｂは、図１及び図７に示すように、検査用ＴＦＴオン信号入力端子に導通しているゲート電極１１ｅと、ゲート電極１１ｅを覆うように設けられたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上でゲート電極１１ｅに対応する位置に島状に設けられた半導体層１３ｅと、半導体層１３ｅ上で互いに対峙するように設けられたソース電極１４ｅａ及びドレイン電極１４ｅｂとを備えている。ここで、ソース電極１４ｅａは、各ソース線１４ａに接続されている。また、ドレイン電極１４ｅｂは、検査用ソース信号入力端子に導通している。そして、検査用ＴＦＴ５ｂは、液晶表示パネル４０ａの点灯検査の際に、各ソース線１４ａに対する検査用ソース信号の入力を制御するように構成されている。

透明接着層４４ａ及び４４ｂは、例えば、接着剤や糊などにより形成されている。

遮光膜４６は、導光板４２ｂの表面に、遮光性を有する樹脂膜を印刷したり、遮光性を有する金属膜を蒸着したり、又は両者を併用したりすることにより、形成されている。

ＣＦ基板３０ａは、図１に示すように、表示領域Ｄにおいて、ＴＦＴ基板２０上の各ＴＦＴ５ａに重なるように絶縁基板１０ｂ上に設けられた複数の遮光部２１ａ（図３参照）、並びに額縁領域Ｆにおいて、ＴＦＴ基板２０上の保護回路４ａ、４ｂ、及び各検査用ＴＦＴ５ｂに重なるように絶縁基板１０ｂ上に設けられた複数の遮光部２１ｂ（図２参照）により構成されたブラックマトリクス２１と、ＴＦＴ基板２０上の各画素電極１６に重なるように絶縁基板１０ｂ上に設けられた赤色層、緑色層及び青色層などからなるカラーフィルター層２２と、各遮光部２１ａ及びカラーフィルター層２２を覆うように設けられた共通電極２３と、共通電極２３上に柱状に設けられたフォトスペーサ（不図示）とを備えている。

ここで、図８は、液晶表示パネル４０ａの角部をＣＦ基板３０ａ側から見た平面図である。そして、図９は、図８中の縦方向に延びる遮光部２１ｂを拡大した平面図であり、図１０は、図８中の横方向に延びる遮光部２１ｂを拡大した平面図である。

遮光部２１ｂは、図８〜図１０に示すように、保護回路４ａ及び４ｂ並びに検査用ＴＦＴ５ｂなどの半導体素子に重なると共に、互いに離間するように、略矩形のドットパターン状に設けられている。ここで、保護回路４ａに重なる遮光部２１ｂの大きさは、例えば、０．１３ｍｍ×０．０４ｍｍである。また、検査用ＴＦＴ５ｂ、５ｃａ及び５ｃｂに重なる遮光部２１ｂの大きさは、例えば、０．０９ｍｍ×０．０４ｍｍである。さらに、保護回路４ｂに重なる遮光部２１ｂの大きさは、例えば、０．０５ｍｍ×０．０５ｍｍである。

液晶層２５は、図１に示すように、光重合された高分子マトリクス２５ａと、高分子マトリクス２５ａ中に分散された微小粒状の複数の液晶材料２５ｂとを備えている。

上記構成の液晶表示装置５０ａは、ＴＦＴ基板２０上の各画素電極１６と対向基板３０ａ上の共通電極２３との間に配置する液晶層２５に各画素Ｐ毎に所定の電圧を印加して、液晶層２５に分散された液晶材料２５ｂの配向状態を変えることにより、各画素Ｐ毎に液晶表示パネル４０ａを透過する光の散乱具合を調整して、又は導光板４２を介して液晶表示パネル４０ａに入射する光の散乱具合を透過率を調整して、画像を表示するように構成されている。

次に、本実施形態の液晶表示パネル５０ａを製造する方法について、説明する。ここで、本実施形態の製造方法は、ＴＦＴ基板作製工程、ＣＦ基板作製工程、液晶配置工程、光照射工程及び導光板貼付工程を備える。

＜ＴＦＴ基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０ａの基板全体に、スパッタリング法により、例えば、チタン膜、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ゲート線１１ａ、容量線１１ｂ、ゲート電極１１ａａ及び１１ｅ、並びにゲートメタル層１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｄａ及び１１ｄｂを厚さ０．２μｍ程度に形成する。

続いて、ゲート線１１ａ、容量線１１ｂ、ゲート電極１１ａａ及び１１ｅ、並びにゲートメタル層１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｄａ及び１１ｄｂが形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、例えば、窒化シリコン膜などを成膜し、ゲート絶縁膜１２を厚さ０．４μｍ程度に形成する。ここで、額縁領域Ｆでは、ゲート絶縁膜１２をフォトリソグラフィによりパターニングして、ゲートメタル層１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｄａ及び１１ｄｂとソースメタル層１４ｃａ、１４ｃｂ、１４ｄａ及び１４ｄｂとをそれぞれ接続するためのコンタクトホールを形成する。

さらに、ゲート絶縁膜１２が形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、真性アモルファスシリコン膜、及びリンがドープされたｎ^＋アモルファスシリコン膜を連続して成膜し、その後、フォトリソグラフィによりゲート電極１１ａａ及び１１ｅ、並びにゲートメタル層１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｄａ及び１１ｄｂ上に島状にパターニングして、厚さ０．１μｍ程度の真性アモルファスシリコン層、及び厚さ０．０５μｍ程度のｎ^＋アモルファスシリコン層が積層された半導体層１３ａ、１３ｃａ、１３ｃｂ、１３ｃｃ、１３ｃｄ、１３ｄａ、１３ｄｂ、１３ｄｃ、１３ｄｄ及び１３ｅを形成する。

そして、半導体層１３ａ、１３ｃａ、１３ｃｂ、１３ｃｃ、１３ｃｄ、１３ｄａ、１３ｄｂ、１３ｄｃ、１３ｄｄ及び１３ｅが形成された基板全体に、スパッタリング法により、例えば、アルミニウム膜及びチタン膜などを順に成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、ソース線１４ａ、ソース電極１４ａａ及び１４ｅａ、ドレイン電極１４ａｂ及び１４ｅｂ、並びにソースメタル層１４ｃａ、１４ｃｂ、１４ｄａ及び１４ｄｂを厚さ０．３５μｍ程度に形成する。

続いて、ソース電極１４ａａ及び１４ｅａ、ドレイン電極１４ａｂ及び１４ｅｂ、並びにソースメタル層１４ｃａ、１４ｃｂ、１４ｄａ及び１４ｄｂをマスクとして半導体層１３ａ、１３ｃａ、１３ｃｂ、１３ｃｃ、１３ｃｄ、１３ｄａ、１３ｄｂ、１３ｄｃ、１３ｄｄ及び１３ｅのｎ^＋アモルファスシリコン層をエッチングすることにより、チャネル部をパターニングして、ＴＦＴ５ａ、検査用ＴＦＴ５ｂ、５ｃａ及び５ｃｂ並びに保護回路４ａ及び４ｂを形成する。

さらに、ＴＦＴ５ａ、検査用ＴＦＴ５ｂ、５ｃａ及び５ｃｂ並びに保護回路４ａ及び４ｂが形成された基板全体に、プラズマＣＶＤ法により、例えば、窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を厚さ０．３μｍ程度で成膜した後に、スピンコート法により、例えば、アクリル系の感光性樹脂などを厚さ２．５μｍ程度に塗布する。その後、塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光及び現像することにより、ドレイン電極１４ａｂ上にコンタクトホールがパターニングされた有機絶縁膜を形成した後に、その有機絶縁膜から露出する無機絶縁膜をエッチングしてコンタクトホールを形成することにより、層間絶縁膜１５を形成する。

最後に、層間絶縁膜１５上の基板全体に、スパッタリング法により、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィによりパターニングして、画素電極１６を厚さ０．１μｍ程度に形成する。

以上のようにして、ＴＦＴ基板２０を作製することができる。

＜ＣＦ基板作製工程＞
まず、ガラス基板などの絶縁基板１０ｂの基板全体に、スピンコート法により、例えば、カーボンなどの微粒子が分散されたアクリル系の感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像することにより、遮光部２１ａ及び２１ｂからなるブラックマトリクス２１を厚さ１．５μｍ程度に形成する。

続いて、ブラックマトリクス２１が形成された基板上に、例えば、赤、緑又は青に着色されたアクリル系の感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像することによりパターニングして、選択した色の着色層（例えば、赤色層）を厚さ１．５μｍ程度に形成する。さらに、他の２色についても同様な工程を繰り返して、他の２色の着色層（例えば、緑色層及び青色層）を厚さ１．５μｍ程度に形成して、カラーフィルター層２２を形成する。

さらに、カラーフィルター層２２が形成された基板上に、スパッタリング法により、例えば、ＩＴＯ膜を成膜して、共通電極２３を厚さ０．１μｍ程度に形成する。

最後に、共通電極２３が形成された基板全体に、スピンコート法により、感光性樹脂を塗布し、その塗布された感光性樹脂をフォトマスクを介して露光した後に、現像することにより、フォトスペーサを厚さ６．５μｍ程度に形成する。

以上のようにして、ＣＦ基板３０ａを作製することができる。

＜液晶配置工程＞
まず、例えば、上記ＣＦ基板作製工程で作製されたＣＦ基板３０ａの額縁領域Ｆに、ＣＦ基板３０ａ上の共通電極２３とＴＦＴ基板２０上のコモン転移部（不図示）とを導通させるための導電性粒子が含有された熱硬化性樹脂からなるシール材２６を印刷法により形成する。ここで、シール材２６は、その一辺に液晶材料を真空注入するための液晶注入口を有している。

続いて、シール材２６が形成されたＣＦ基板３０ａと、上記ＴＦＴ基板作製工程で作製されたＴＦＴ基板２０とを貼り合わせた後に、加熱してＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板３０ａの間のシール材２６を硬化させることにより、貼合体４５を作製する。

最後に、貼合体４５のＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板３０ａの間に、液晶注入口を介して液晶材料（２５ｂ）及び光重合性を有するモノマー（２５ａ）を含む混合材料（２５）を真空注入法により配置した後に、液晶注入口を、後述する混合材料に含まれる開始剤が反応しない波長、例えば、４２０ｎｍの光で反応する可視光硬化性樹脂からなる封止材により封止する。

＜光照射工程＞
上記液晶配置工程で液晶材料（２５ｂ）、モノマー（２５ａ）及びＵＶ光反応開始剤を含む混合材料（２５）が配置された貼合体４５の混合材料（２５）に対して、ＵＶ光を照射することにより、モノマー（２５ａ）を重合して、液晶層２５を形成する。

以上のようにして、液晶表示パネル４０ａを作製することができる。

＜導光板貼付工程＞
上記光照射工程で作製された液晶表示パネル４０ａにＬＥＤ４３を取り付け、その液晶表示パネル４０ａの表面に透明接着層４４ａ及び４４ｂを介して保護板４２ａ及び導光板４２ｂを貼り付けた後に、保護板４２ａ及び導光板４２ｂの額縁領域Ｆに下側フレーム４１ａ及び上側フレーム４１ｂを取り付ける。

以上のようにして、本実施形態の液晶表示装置５０ａを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置５０ａ及びその製造方法によれば、ＣＦ基板作製工程において、ＣＦ基板３０ａの額縁領域Ｆのブラックマトリクス２１を、互いに離間する複数の遮光部２１ｂにより形成するので、額縁領域Ｆは、従来のような遮光性を有していなく、複数の遮光部２１ｂの間で光透過性を有している。そのため、光照射工程において、高分子分散型の液晶層２５を構成する光重合性を有するモノマー（２５ａ）にＵＶ光を照射することができるので、液晶層２５における未反応モノマーの残留を抑制することができる。これにより、額縁領域Ｆの未反応モノマーの表示領域Ｄへの染み出しを抑制することができるので、表示領域Ｄの周端部における染み出しによる表示むらを抑制することができる。

また、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、各遮光部２１ｂが額縁領域Ｆに配置する保護回路４ａ及び４ｂ並びに各検査用ＴＦＴ５ｂ、５ｃａ及び５ｃｂなどの半導体素子に重なるように設けられているので、半導体素子に対して、正面からの光が入射することを抑制することができる。

また、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、額縁領域Ｆに配置する半導体素子が保護回路４ａ及び４ｂ並びに各検査用ＴＦＴ５ｂ、５ｃａ及び５ｃｂであるので、光照射によるリーク電流の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、額縁領域Ｆに遮光性の下側フレーム４１ａ、上側フレーム４１ｂ及び遮光膜４６が設けられているので、額縁領域Ｆに配置する周辺回路などを遮蔽することができ、装置の見映えを良好にすることができる。

また、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、表示領域Ｄにおいて、ブラックマトリクス２１を構成する各遮光部２１ａが各画素Ｐに設けられたＴＦＴ５ａに重なっているので、各画素ＰのＴＦＴ５ａにおいて、光照射によるリーク電流の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の液晶表示装置５０ａによれば、ブラックマトリクス２１が樹脂製であるので、ブラックマトリクス２１が比較的厚く形成され、ブラックマトリクス２１の裏側における回折光の発生を抑制することができる。

《発明の実施形態２》
図１１は、本実施形態の液晶表示装置５０ｂの断面図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図１０と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記実施形態１の液晶表示装置５０ａでは、各遮光部２１ｂが半導体素子にずれなく重なるように設けられていたが、本実施形態の液晶表示装置５０ｂでは、各遮光部２１ｃが半導体素子に対してずれて設けられている。

具体的に、液晶表示装置５０ｂでは、図１１に示すように、液晶表示パネル４０ｂを構成するＣＦ基板３０ｂにおいて、各遮光部２１ｃが検査用ＴＦＴ５ｂの表示領域Ｄ側にシフトして設けられ、その他の構成が上記実施形態１の液晶表示装置５０ａの構成と実質的に同じになっている。

本実施形態の液晶表示装置５０ｂによれば、上記実施形態１と同様に、ＣＦ基板３０ｂの額縁領域Ｆのブラックマトリクス２１が互いに離間する複数の遮光部２１ｃにより構成されているので、表示領域Ｄの周端部における染み出しによる表示むらを抑制することができると共に、各遮光部２１ｃが額縁領域Ｆに配置する検査用ＴＦＴ５ｂの表示領域Ｄ側にシフトして設けられているので、検査用ＴＦＴ５ｂに対して、額縁領域Ｆを覆う下側フレーム４１ａ及び遮光膜４６の内周端からの回折光やＣＦ基板３０ｂ内の多重反射光などの斜方からの光が入射することを抑制することができる。

《発明の実施形態３》
図１２は、本実施形態の液晶表示装置５０ｃの断面図である。

上記実施形態１及び２の液晶表示装置５０ａ及び３０ｂでは、各遮光部２１ｂ及び２１ｃが半導体素子毎に設けられていたが、本実施形態の液晶表示装置５０ｃでは、各遮光部２１ｄが内側の半導体素子に対してずれて設けられている。

具体的に、液晶表示装置５０ｃでは、図１２に示すように、液晶表示パネル４０ｃを構成するＣＦ基板３０ｃにおいて、各遮光部２１ｄが内側（図中左側）の検査用ＴＦＴ５ｂに対して表示領域Ｄ側にシフトして設けられ、外側（図中右側）の検査用ＴＦＴ５ｂに対して遮光部が設けられていなく、その他の構成が上記実施形態１の液晶表示装置５０ａの構成と実質的に同じになっている。すなわち、液晶表示装置５０ｃでは、額縁領域Ｆの複数の遮光部２１ｄが、額縁領域Ｆの外周側よりもその内周側で多く配置されている。

本実施形態の液晶表示装置５０ｃによれば、上記実施形態１と同様に、ＣＦ基板３０ｂの額縁領域Ｆのブラックマトリクス２１が互いに離間する複数の遮光部２１ｄにより構成されているので、表示領域Ｄの周端部における染み出しによる表示むらを抑制することができると共に、複数の遮光部２１ｄが額縁領域Ｆの外周側よりもその内周側で多く配置されているので、検査用ＴＦＴ５ｂに対して、下側フレーム４１ａ及び遮光膜４６の内周端からの回折光やＣＦ基板３０ｃ内の多重反射光などの斜方から光が入射することを効果的に抑制することができる。

上記各実施形態では、アモルファスシリコンを用いた半導体素子を例示したが、本発明は、ポリシリコンを用いた半導体素子、具体的には、モノリシック型のドライバ回路などの半導体素子にも適用することができる。

上記各実施形態では、真空注入法を用いた液晶表示装置の製造方法を例示したが、本発明は、液晶滴下注入法、いわゆる、ＯＤＦ（One Drop Filling）法を用いた液晶表示装置の製造方法にも適用することができる。ここで、ＯＤＦ法では、光硬化型のシール材を用いるので、額縁領域のブラックマトリクスが複数の遮光部により構成された各実施形態の構成は、シール材の硬化にも有利である。

上記各実施形態では、ブラックマトリクスがＣＦ基板側に設けられた構成を例示したが、本発明は、ブラックマトリクスがＴＦＴ基板側に設けられた構成にも適用することができる。

上記各実施形態では、カラーフィルター層２２を有するカラー表示が可能な液晶表示装置を例示したが、本発明は、白黒表示が可能な液晶表示装置にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、高分子分散型液晶を用いた液晶表示装置において、表示領域の周端部における染み出しによる表示むらが抑制されるので、表示領域において透過と散乱とを切り換えて表示を行う液晶表示パネル、及び偏光板を用いて表示領域において吸収と散乱とを切り換えて表示を行う液晶表示パネルなどについて有用である。

Ｄ 表示領域
Ｆ 額縁領域
Ｐ 画素
４ａ，４ｂ 保護回路（半導体素子）
５ａ ＴＦＴ
５ｂ，５ｃａ，５ｃｂ 検査用ＴＦＴ（半導体素子）
２０ ＴＦＴ基板（第２基板）
２１ ブラックマトリクス
２１ａ〜２１ｄ 遮光部
２５ 液晶層（混合材料）
２５ａ 液晶材料
２５ｂ 高分子マトリクス（モノマー）
３０ａ〜３０ｃ ＣＦ基板（第１基板）
４１ａ 下側フレーム（遮光部材）
４１ｂ 上側フレーム（遮光部材）
４５ 貼合体
４６ 遮光膜（遮光部材）
５０ａ〜５０ｃ 液晶表示装置

Claims (8)

1. 互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、
   上記第１基板及び第２基板の間に設けられた高分子分散型の液晶層と、
   上記第１基板に設けられたブラックマトリクスとを備え、
   画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に額縁領域が規定された液晶表示装置であって、
   上記額縁領域では、上記ブラックマトリクスが互いに離間する複数の遮光部により構成され、
   上記額縁領域には、遮光性を有する遮光部材が枠状に設けられ、
   上記複数の遮光部は、上記額縁領域の外周側よりも該額縁領域の内周側で多く配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記各遮光部は、上記額縁領域に配置する半導体素子に重なるように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１に記載された液晶表示装置において、
   上記各遮光部は、上記額縁領域に配置する半導体素子の上記表示領域側にシフトして設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記半導体素子は、薄膜トランジスタであることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記表示領域では、各々、薄膜トランジスタを有する複数の画素がマトリクス状に設けられ、上記ブラックマトリクスが互いに離間すると共に上記各薄膜トランジスタに重なる複数の遮光部により構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載された液晶表示装置において、
   上記ブラックマトリクスは、樹脂製であることを特徴とする液晶表示装置。
7. ブラックマトリクスが形成された第１基板、及び該第１基板に対向して配置される第２基板を作製する基板作製工程と、
   上記第１基板及び第２基板の間に、液晶材料、及び光重合性を有するモノマーを含む混合材料を配置する液晶配置工程と、
   上記混合材料に光照射して、高分子分散型の液晶層を形成する光照射工程とを備え、
   画像表示を行う表示領域、及び該表示領域の周囲に額縁領域が規定された液晶表示装置を製造する方法であって、
   上記基板作製工程では、上記ブラックマトリクスを上記額縁領域において互いに離間すると共に上記額縁領域の外周側よりも該額縁領域の内周側で多く配置する複数の遮光部により形成し、
   上記光照射工程の後に、上記額縁領域に遮光性を有する枠状の遮光部材を配置することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 請求項７に記載された液晶表示装置の製造方法において、
   上記液晶配置工程では、上記第１基板及び第２基板を貼り合わせた貼合体に対して、上記混合材料を注入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。